福寿高速A2合同段隧道洞身开挖施工方案.doc
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1、宁德福寿高速公路A2合同段 岩头岗隧道洞身开挖开工报告岩头岗隧道洞身初期支护喷射混凝土施工方案一、 工程概况岩头岗隧道位于宁德市寿宁县武曲镇滩岩村境内,左右线间距约为2030米左右,为双向四车道分离式隧道。岩头岗隧道左线起讫里程为ZK16+942ZK17+531,长589米,属于中隧道,主要由级围岩80米、级围岩255米、级围岩150米、级围岩89米组成,纵坡为0.739%,平曲线半径为1200米;右线起讫里程为YK16+950YK17+550,长600米,属于中隧道,主要级围岩60米、级围岩320米、级围岩150米、级围岩55米组成,纵坡为0.783%,平曲线半径为1000米。岩头岗隧道进口
2、洞门墙均为削竹式洞门,出口洞门墙均为端墙式洞门。隧道建筑限界为10.255米,最大开挖宽度为12.56米。隧址区属于剥蚀丘陵地貌,地形起伏较大,山脊平缓,植被较发育,多为茶树。进口段自然坡度22-30;出口段自然坡度25-35,现状稳定,表层上覆残坡积粘性土,厚约1.0013.7米。进口段岩性为坡残积粘性土及全-强风化层,围岩级别为级,稳定性较差;出口段岩性为坡残积粘性土、全-强风化晶屑熔结凝灰岩,围岩级别为级,稳定性较差,施工过程中极易产生冒顶坍塌、失稳,应超前支护,应加强衬砌。洞身段围岩为中微风化晶屑熔结凝灰岩,为较硬岩,围岩级别为、级。隧址区地下水主要为进、出口段坡积土层、风化岩层的孔隙
3、裂隙水及基岩裂隙水。富水性一般,据估算,隧道正常涌水量为215m3/d,最大涌水量为1150m3/d。根据设计图纸说明,隧址区地下水所测的各项指标对混凝土及混凝土中钢筋有微腐蚀性。本隧道抗震设防烈度为6度,根据设计图纸说明,隧址区无发生强地震的历史记载。进出口围岩均为强-中-微风化岩,局部为残坡积土。二、 施工准备及人员、机械配置2.1 施工准备2.1.1 施工风、水、电准备 供水:经过现场勘察,在岩头岗隧道进口施工现场地下水水位较浅,水源较为富裕,完全能保障施工所用。鉴于此,准备于岩头岗隧道洞口山顶处修建一座6m4m2m的高山蓄水池,蓄水池用1厚钢板加工焊接而成,蓄水约42m3,主要保证隧道
4、正常施工用水。供电:从业主提供的电源接10KV高压电至岩头岗隧道进口,施工现场布置一台800KVA的变压器组供施工用电,在搭设临时用电线路时应充分考虑线路安全。2.1.2 材料准备及运输CD法施工洞身开挖涉及到的材料主要为乳化硝铵炸药、非电毫秒雷管、C25喷射混凝土、C20现浇混凝土、I14工字钢、I18工字钢C25混凝土、C15片石混凝土、505热轧无缝钢管等。本工程前期材料已备足,按照“提前准备、略有富裕、保证供应、加速资金周转、做到工完料尽”的原则,根据总工期工程量的情况,拟订材料使用计划,及时报送有关部门做为材料领取、采购供应依据。结合施工实际情况,主要材料用量计划见图表1岩头岗隧道主
5、要进场材料表1 岩头岗隧道主要进场材料序号材料名称单 位进场材料数量16钢 筋t102I18型钢t34322钢筋t8425钢筋t105505无缝钢管m55061086无缝钢管m185571274无缝钢管m2808水 泥t7029碎 石m396610砂m3109811汽 油kg200012柴 油t20001325中空注浆锚杆m30002.2 项目人员配置为顺利完成本合同段的工程施工任务,我项目部组织一批专业技术过硬、施工经验丰富的专业人才组成施工管理机构,详见表2施工管理机构人员配置表。表2 施工管理机构人员配置表序号姓名职务备注1张 磊项目经理负责对本工程实施全面管理工作2郭爱吉项目总工负责施
6、工全过程技术方案的制定及在施工过程中提供技术指导工作3宋兰禄项目副经理负责组织完成本工程生产任务4鞠 宁质检负责人负责施工过程中的质量管理、检查及验收工作5蔡伟煌安全总监负责项目施工过程中的安全管理、检查及验收工作6孟祥伟试验室主任负责试验管理及实施工作7杜国平隧道工程师负责检查、指导隧道施工技术工作8董兰涛专职安全员负责在工程施工过程中的安全管理工作2.3 施工劳动力安排CD法施工工序多,工种杂,技术性强,因此在选择技术工人时,优先选择各方面能独立完成的人员进行操作。岩头岗隧道洞身CD法开挖劳动力组织:技术人员2人、工班长2人、测量人员2人,钻机操作手4人、支护工10人、修理工2人、电工1人
7、、电焊工2人、钻工10人,模板工8人、砼振捣工4人、挖掘机司机2人、装载机司机2人、自卸车司机6人、杂工4人,合计:59人。2.4 施工机械配置根据我部施工工程量及施工总体进展计划安排,按照机械台班定额并本着合理投入的原则,本隧道长管棚施工机械配置计划详见表3 施工机械配置表。表3 主要施工机具计划表序号机具名称型 号单位数量用途1砼拌和站JS1200处12风枪条20用于隧道开挖3插入式振捣器JQ221-2支4用于混凝土施作4模板钢模板套15钢筋弯曲机台16型钢弯曲机台17电焊机BX-500-1台2钢筋制作8切割机台29砼运输车8m3台2运输套拱砼10注浆机台111装载机辆112挖掘机小松20
8、0辆113锚杆机台1施作洞身锚杆支护三、 施工方法3.1 施工管理目标1、施工部署原则:项目实行目标管理,利用先进技术,精心组织,精心施工,优质、高速、低耗完成本隧道工程。2、质量目标:确保本隧道工程质量优良。3、安全生产目标:杜绝重大伤亡、设备隐患、火灾事故,把各种安全隐患消除在萌芽状态。4、文明施工目标:执行现场施工标准化管理,创一流文明施工现场。5、服务目标:与各方密切配合,为隧道主洞开挖施工创造条件,使业主满意。3.2开挖准备1、熟悉施工设计图纸及地质勘探资料并了解公路隧道洞身开挖防护相关的施工工艺、技术规范。2、加工好隧道开挖、支护作业台车,满足隧道开挖及支护的施工作业要求,并保证隧
9、道施工用水、电、风安全并通畅。 3、洞身开挖及支护所需的人员、材料及机械设备数量均满足施工要求。3.3 V级围岩洞身开挖3.3.1洞口段地质概况洞口段地质条件差,围岩呈破碎状。洞口段隧道V级围岩开挖,采用CD法分部开挖。开挖方式为土质围岩用配合挖掘机开挖、风化岩采用微弱爆破,自卸车运输。每次开挖进尺不大于钢拱架纵向间距的1.5倍。在施工过程中,为确保围岩稳定,必须随挖随支护。3.3.2洞口段级围岩施工方法采用CD法分部开挖施工,开挖每循环进尺控制在钢拱架纵向间距的1.5倍之内。开挖时必须预留足够的变形量,避免初期支护侵入二次衬砌界限,并按要求设置逃生管道,以备发生塌方事故时就生之用。逃生管道采
10、用直径为1.0米、壁厚2的热轧无缝钢管。逃生管道应从掌子面开挖台车底下接至洞身二次衬砌已完成段,节与节之间用卡环连接牢固。3.3.3洞口段V级围岩开挖方法概述隧道洞身V级围岩岩体风化、破碎,设计采用CD法(单侧壁导坑法)开挖。具体施工步骤如下(见图1):1、开挖侧壁导坑左上半断面。 2、初期支护3、开挖侧壁导坑左下半部分。 4、左侧壁导坑下半断面初期支护。5、开挖右侧导洞上半断面。 6、右侧导洞上半断面初期支护。7、开挖剩余部分。 8、剩余部分初期支护。9、拆除侧壁临时支护。 10、灌注仰拱混凝土。11、铺设环向盲管及防水板,整体灌注二衬混凝土。图1 CD法施工顺序示意图为了减少施工对围岩的扰
11、动,1、5部开挖根据围岩情况采用人工风镐开挖,3、7部采用小型单臂挖掘机开挖,周边人工风镐配合,个别地段或部位岩质较硬部分采用微振光面爆破。上部碴土翻至下部,再用小型挖机装碴15t自卸汽车运输至洞口外弃碴场。每循环进尺控制在1榀钢拱架纵向间距的1.5倍之内。开挖时,沿一侧自上而下分为两部进行,每开挖一步均及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁,底部设临时仰拱,中隔壁依次分步联结而成,之后再开挖中隔壁的另一侧,其分步次数及支护形式与先开挖的一侧相同;各部开挖时,周边轮廓尽量圆顺,减少应力集中;中隔壁在灌注二次衬砌时,逐段拆除。详见图2CD法施工工艺流程图。清理掌子面,测量放线超前支护,开挖1部,
12、进尺同钢架间距开挖3部,进尺同钢架间距喷砼封闭岩面喷砼封闭岩面施作洞身锚杆施作洞身锚杆架立钢架、临时钢架架立钢架、临时钢架锚喷支护,闭合成环监控量测监控量测锚喷支护,闭合成环必要时设底部横撑超前支护,开挖5部,锚喷及架立钢架监控量测开挖7部,锚喷及架立钢架待左右导坑开挖支护完毕后拆除中隔墙图2 CD法施工工艺流程图机械开挖根据地质条件,如围岩为泥质围岩则使用人工配合机械开挖,以减少对围岩的扰动。开挖时利用小型挖掘机或液压镐破碎开挖,然后用风镐人工修边,严格控制一次开挖长度和超挖,合理安排各部施工工序。爆破开挖方法、爆破施工原则隧道上半部为强风化岩或土石层时,采用超前预加固方法后,用液压镐和挖掘
13、机进行破碎开挖,使岩层上半部通过机械开挖形成临空面。待上部初期支护完成方可进行下部爆破开挖,从而减弱爆破震动对隧道的影响。、根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,采用斜眼掏槽,以便减少钻眼数量,掏槽炮眼加深20cm。、严格控制周边眼装药量,间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。、钻爆施工采用乳化炸药,塑料导爆管非电毫秒雷管起爆。、采用毫秒微差有序起爆。、开挖每循环进尺控制在0.51.0m,采用小直径钻孔控制爆破。、所有爆破施工全部采用微差起爆方法,最大限度减少爆破振动对环境的影响。、大块岩石二次破碎均采用机械破碎法。 爆破
14、开挖工艺流程爆破开挖工艺流程图详见图3。放样布眼定位开眼钻 眼清 孔装 药连接起爆网络地质调查初步爆破方案光爆参数选择掏槽眼设计周边眼设计修改爆破设计起 爆通 风光爆效果检查继续实施图3 爆破工艺流程图爆破施工工艺、放样布眼钻眼前,测量人员要用红油漆准确绘出开挖面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,其误差不得超过5cm。在直线段,可用激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。断面较大,采用楔形掏槽。每次测量放线的同时,对上次爆破断面进行检查,及时对测量数据进行处理,以便调整爆破参数,使其最佳爆破效果。、定位开眼按炮眼布置图正确钻孔,对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高,开眼误差要控制在3cm和5c
15、m以内。、钻眼钻工要熟悉炮眼布置图,严格按钻爆设计实施。定人定位,周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻,以确保周边眼有准确的外插角(眼深3m时,外插角小于3;眼深5m时,外插角小于2),尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时,应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度,以保证炮眼底在同一平面上。同类炮眼钻孔深度达到钻爆设计要求,眼底保持在一个铅垂面上。、清孔装药前,必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。、装药及堵塞装药采用分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行,雷管“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞长度不小于25cm。周边眼装药结构
16、是实现光面爆破的重要条件,严格控制周边眼装药量,采取分段非连续装药结构。施工时采用不耦合装药结构,不耦合装药系数控制在1.42.0范围内。、连线起爆保证起爆的可靠性和准确性。连线时要注意:导爆管不能打结和拉细;各炮眼雷管连接次数应相同;引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。网路联好后,专人负责检查。检查无误,且各警戒点人员到位并保证警戒区域内无人员和机械设备后,通知爆破员起爆。、炮后检查起爆后进行排烟,在起爆15分钟之后,由爆破技术人员进入爆破现场检查。发现安全隐患(如盲炮等)立即处理,无安全隐患后进行下道工序施工。爆破参数、钻孔直径采用YT28手持式凿岩机钻眼,钻头直径为
17、=42mm。、楔形掏槽孔倾斜角度(掏槽角)一般取60 75,上下排距为4090cm,填塞长度一般为炮孔长度20%,但不小于40cm。辅助孔孔距及排距相近,一般取值60-90cm。、光面爆破参数 本工程地质复杂,裂隙发育,围岩风化程度较严重,因此采用小孔距、小线装药密度爆破,即利于光面形成,又可减小对围岩的扰动。详见图4。 光爆孔钻孔时要严格控制钻孔外插角度和外插量,保证轮廓面平整成型。光面爆破参数:炮孔直径D孔=42mm药卷直径D药=32mm炮孔间距E=(818)d或E=0.50.7m,取值0.5m光爆层厚度W光=(1012)d或0.60.8m,取值0.7m周边孔的密集系数m=E/W光=0.7
18、2不耦合系数D=D孔/D药=1.31线装药密度q=0.10.2kg/m图4 CD法炮孔布置图3.3.4 基本施工工序利用上一循环架立的钢架施作上导坑中隔壁范围内22超前砂浆锚杆,进行超前注浆支护;开挖 1 部并预留核心土;施做 1 部导坑周边的初期支护及临时支护,即初喷4cm厚混凝土,先安设钢筋网,架立支护钢架及临时支护钢架,打设锁脚锚杆,钻孔打设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。在滞后于 1 部一段距离后,开挖 3 部并预留核心土,人工整修表面,初喷4cm厚混凝土并安装钢筋网片,接长初期支护钢架和临时钢架,打设锁脚锚杆,钻孔打设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。在滞后于 3 部一段距离后,开挖
19、5 部并预留核心土,施作导坑周边初期支护及临时支护,步骤及工序同 1。在滞后于 5 部一段距离后,开挖 7 部并预留核心土,施作导坑周边初期支护及临时支护,步骤及工序同 3。根据监控量测结果,待监测稳定后方可分段拆除临时支撑,每段拆除长度不超过10m。临时支撑拆除完毕后,须立即施作隧道仰拱使其闭合成环、整体受力,仰拱要求整幅灌注。完成后及时铺设防水卷材,施做二次衬砌。3.3.5 CD法施工控制要点为确保施工安全,上部1、5部的开挖循环进尺不应大于1榀钢架纵向间距的1.5倍,下部3、7部每循环开挖进尺不得大于1榀钢架纵向间距的2倍。1、5部掌子面错开距离为1015米,1、3部、5、7部掌子面错开
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