马鞍山隧道开挖衬砌施工方案.doc
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1、省道302线北川曲山至茂县段(任家坪至禹里段)灾后重建工程第三合同段马鞍山隧道总体施工组织设计K4+490K7+138重庆交通建设(集团)有限责任公司省道302线北川曲山至茂县界段(曲山任家坪至禹里段)灾后重建工程施工第三合同段马鞍山隧道总体施工组织设计一、总体施工方案本合同段共计1座隧道(马鞍山隧道),单洞合计2648m(K4+490K7+138)。主要项目包括开挖、支护、衬砌等。根据隧道特点及工期要求,拟安排2个专业的综合施工队施工,配备必要的施工设备,分别负责进出口段掘进和衬砌。明洞施工在洞口抗滑桩浇筑完成后进行,采用挖掘机配合小爆破进行明挖,最后浇注衬砌,修筑洞门,完善洞外排水系统。进
2、洞前打大管棚超前支护,浇筑套拱,完成边仰坡防护和截排水施工,再短进尺稳妥进洞。级围岩段开挖施工。在超前支护基础上,采取分台阶的预留核心土的环切法开挖,每循环开挖长度在0.5m1.0m以内,并注意加强超前支护,及时施作初期支护,尽早使支护成环。其中洞口段50m以内,按循环进尺50cm控制。级围岩段采用预留核心土的分部开挖法开挖,并注意加强超前支护,及时施作初期支护。做到:“弱爆破、短开挖、强支护、早成环”。级围岩段采用全断面开挖法开挖,尽快施作初期支护。严格按照设计,采取“引、防、排、堵、截”综合防水措施,利用无钉悬挂铺设工艺,进行防水板铺设,双道热溶焊缝搭接,确保隧道无渗漏。二次衬砌采用混凝土
3、运输车、输送泵和衬砌台车组成机械化配套设施进行二次衬砌,确保衬砌质量。二、施工方法(一)洞口明挖段施工明洞施工在洞口的两根抗滑桩浇筑完成后进行,先清除地表植被,完成截排水设施,用挖掘机自上而下分层开挖,石质地层先松动爆破,再用挖掘机、装载机装车,自卸汽车运输。剩余2根桩(进口)在不占用直线工期的前提下,尽快完成。边坡按照设计要求一次整修到位,石质边、仰坡采用预裂爆破法开挖,土质边、仰坡坡面由人工修整,并适时进行边坡防护。洞口拉槽至设计标高后,采用推土机平整洞口场地,压路机压实,必要时硬化处理。套拱浇注完成后,在隧道设计轮廓外的拱部插打管棚,并注浆,安装钢支撑,然后进行初期支护,在套拱的保护下谨
4、慎进洞。套拱内插打108mm导管,环向间距40cm,外插角13,管长28m。在进洞施工正常后,按照设计要求并结合地形地质及条件,尽早安排明洞衬砌和洞门施工。(二)洞身开挖1、级围岩开挖采用多台阶开挖或预留核心土的环切法开挖,施工时应严格控制遵循“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、勤量测、早封闭”的原则。开挖前,先对拱部采用42超前小导管注浆加固(洞口段超前支护为108大管棚),开挖时尽量以机械法开挖,需爆破时,采用弱松动爆破,开挖进尺控制在0.51.0m之间(12榀拱架),开挖一环,封闭一环,防止围岩暴露过久,必要时先喷混凝土封闭再进行支护施工。2、级围岩开挖级围岩采用预留核心土的分部开挖法开挖
5、,隧道采用上下、左右分四步进行开挖(相对稳定的无水部位采用上下台阶法或全断面开挖法开挖)。采用YT-28风枪钻孔,复式楔形掏槽。循环进尺控制在2.0m内。施工中合理调整工序,形成“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业,隧道上断面开挖后及时施作锚喷网格栅拱架支护,下半断面开挖后仰拱及仰拱填充施工紧跟。3、级围岩开挖级围岩段采用全断面开挖法开挖,及快施作初期支护。采用YT-28风枪钻孔,复式楔形掏槽,循环进尺控制在4.0m以内。施工中合理调整工序,形成“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业,隧道开挖后尽早施作锚喷网支护,在围岩收敛稳定后尽早进行混凝土衬砌。4、确保光面爆破质量的技术措施光面爆破是新奥法
6、施工的三大环节之一,良好的光面爆破,可使围岩与喷锚支护形成共同的整体承载体系,提高隧道结构的安全性。严密组织:光爆钻孔时,应由专人统一指挥协调,认真实行定人、定位、定机、定标准、定数量的岗位责任制。测量定位先由测量班在掌子面测出炮孔位置,并用十字线标定。选用合理的掏槽形式,硬岩地段采用大直径中空直眼掏槽,软岩地段,采用复式楔形掏槽,掏槽眼炮孔超钻100200mm。钻孔:分区按顺序进行钻孔,周边眼配备技术熟练的钻工司钻,提高钻孔的速度和准确性,特别要控制好周边炮眼的钻孔精度和外插角,并用激光导向仪控制开挖轮廓线,避免超欠挖。清孔验孔:炮眼检查的标准为:“准、直、平、齐”;炮眼深度附合设计要求,各
7、炮眼相互平行,孔底要落在同一平面上。装药联线:选用低爆速、低猛度、传爆性好、威力大、并与岩石的波阻抗相匹配的炸药。周边眼选用小直径药卷不耦合装药,掘进炮眼连续装药,炮孔采用机制炮泥堵塞,炮孔最小堵塞长度不得小于200mm。爆破网络检查:装药联线完成后要对整个爆破网络进行全面检查,在确认整个网络联线与设计无误后方可起爆。(三)洞身支护本合同段隧道支护分设计为超前支护和系统支护两种形式,超前支护为42超前小导管、108长管棚(隧道进口段加固)、22超前药卷锚杆;系统支护形式有中空注浆系统锚杆、注浆锚杆、钢筋网、型钢拱架、格栅钢架、喷射混凝土等。1、超前小导管(锚杆)先对拱部采用42的超前小导管进行
8、预加固,以确保施工安全。导管设计参数为:导管长4.5m,环向间距40cm,导管外插角度为36,导管内压注水泥浆。施工前,对掌子面的岩层喷射混凝土封闭后,按设计孔位用YT-28风枪钻孔,钻孔时要控制好外插角和导管环、纵向间距,纵向相邻两排小导管水平搭接长度为1m。导管安装后采用注浆泵由下向上压注水泥浆。超前锚杆采用药卷锚固,先装入浸泡好的药卷,再用锚杆杆体进行搅拌,最后用风枪顶入到设计深度。2、长管棚施工长管棚用于洞口浅埋地段,先在拱部施作混凝土套拱,然后按设计孔位准确安放导向管,钻孔机械选用潜孔钻机钻孔,孔径为127mm,钻孔完成后,采用钻机顶管安装,逐节丝扣连接到设计深度,并在管棚内设置32
9、2的加强钢筋,设中导管并向管内注入纯水泥浆。开挖过程中如发现压浆效果不好或部分大管棚偏移缺失时,采用小导管注浆补强。3、中空注浆锚杆采用凿岩台车或风枪钻孔,锚杆孔位与岩面垂直,要求与设计孔位偏差不大于100mm,钻孔深度偏差不大于50mm,插入长度不小于设计长度的95%,用专用橡胶塞封堵孔口,再进行注浆,注浆采用纯水泥浆。锚杆孔注浆压力一般不大于0.5MPa,直到排气孔不排气或溢出稀浆时停止,待水泥浆达到强度后安装垫板拧紧螺帽。4、钢筋网为提高施工效率,网片采用洞外加工成片,安装时钢筋网应随混凝土初喷面起伏敷设,并与壁面接触紧密。钢筋网的节点与锚杆和钢架间焊接牢固。5、I18(I20)工字钢型
10、钢拱架或格栅钢架钢拱架按设计要求在洞外分单元加工,汽车运至洞内分段拼装。拱架安装前先初喷一层混凝土,按照设计间距固定在稳固的地基上,当基底强度不足时,采用加设槽钢的办法增强基脚的承载力。拱架安装后在拱脚处打设锁脚锚杆。钢架平面应垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2,钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。钢拱架与定位锚杆焊接成整体,拱架间设纵向连接筋,钢拱架安装后尽快喷混凝土封闭。6、喷射混凝土采用半湿喷法作业。喷射前清理岩面的松动石块,并埋设标志钉控制喷层厚度,喷射混凝土骨料用强制式拌合机分次投料拌和。开挖后应及时先初喷混凝土35cm,以尽早封闭岩面。复喷混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行,尽快
11、形成喷锚支护体系,以抑制围岩变位。喷射时采用分段、分片法自下而上的顺序进行,每段长度不超过6m(、类围岩),一次喷射厚度控制在610cm以内,后一层喷射在前层混凝土终凝结束再进行,新喷射的混凝土按规定洒水养护,连续养护期不得少于14天。(四)施工运输本合同段隧道均采用无轨运输方案组织洞内运输。采用侧卸装载机装碴,15t的自卸汽车出碴。短台阶法开挖时,上台阶的石碴采用挖掘机扒至下台阶后装车运输。洞内运输充分与仰拱及底板混凝土相结合,专人维修养护,确保运输畅通。(五)结构防排水严格遵循“防排结合、因地制宜、综合治理”的原则,确保隧道防水要求。隧道初期支护与二次衬砌间铺设防水板和塑料盲沟,隧道边墙处
12、设置纵向排水盲沟,纵向盲沟通过横向排水管与路面下排水盲沟连通,形成经络排水管网。施工缝处采用膨胀止水条防水,沉降缝设橡胶止水带。1、防水层铺设防水板在洞外宽畅、平整的场地上裁剪下料,采用双焊缝自动焊接机焊接成幅,汽车运至洞内,通过防水板铺设台架,采用无钉孔铺设工艺。2、结构缝防水施工缝采用膨胀止水条防水,沉降缝采用中埋式止水带防水,施工时将止水条或止水带置于衬砌混凝土断面中间,通过其自身的防止水能力来提高结构缝的抗渗性能。施工中要注意对接缝处的捣固,使之密实,并不得使止水条(带)错位。3、排水盲沟软式透水管加工下料时应考虑管接头预留长度,保证环向盲管两端能充分进入纵向盲沟;透水管与喷射混凝土表
13、面紧密接触,并保持一定的松弛度,不宜张拉过紧;固定透水管的外露锚钉应切除或以砂浆抹平,防止刺破防水板;施工中要做好透水管接头处理工作,防止杂物进入管道。(六)洞身衬砌采用整体式钢模板台车全断面衬砌施工。钢筋在洞外钢筋棚加工、弯制,在洞内进行焊接绑扎,砼在洞外集中拌和,衬砌砼为防水砼,在拌和时加入HEA型防水剂。混凝土由搅拌运输车运输,输送泵泵送入模,插入式振捣棒和附着式振捣器振捣密实。有仰拱地段施工时仰拱超前,拱墙砼自两侧对称、分层、连续灌注,每层浇注厚度不超过0.5m。施工中应确保拱顶封顶密实,必要时对衬砌背后进行压浆回填。(七)砼路面施工路面砼采用人工摊铺,砼在洞外集中拌和,搅拌运输车运至
14、洞内。施工工序为:测量放样基底清理检验和整修安设钢筋(调平层内无钢筋)运输砼摊铺、振捣砼表面处理养护机械锯缝填缝处理。(八)施工通风各个洞口均采用独头压入式通风,风管直径为1500mm,PVC拉练式软风管,采用2DT-110通风机。(九)施工排水对顺坡施工,在隧道边墙一侧挖排水沟,使地下水、污水顺坡排出洞外。对逆坡施工段,每隔100m开挖一个集水坑,采用污水泵抽排至洞外。在洞外设污水净化处理池,对排出的污水经净化处理达标后排入当地的排水沟渠中。(十)高压风、高压水、电供应1、供风在隧道口设空压机站一座,分别配备3台20m3的电动空压机向洞内压风(同时配备内燃式空压机或柴油发电机备用),利用12
15、5的无缝钢管供风,随工作面不断向前延伸,风管距开挖面保持约30m的距离。在钢管头采用50高压软管与分风器相连,向开挖面送风。2、供水在洞口外山顶修筑蓄水池一处,水池高出隧道标高4060m,确保工作面水压力不小于0.3MPa,水池容量为50m3,用多级泵从临近的水源抽水到高压水池,再接管送入洞内,并采用75无缝钢管作为供水主管道,主管道与开挖面一般保持30m的距离,每隔500m设闸阀和100m设三通一处。工作面施工用水改接50高压软管连分水器供水。3、供电在洞口处设800KVA的变压器一台,解决洞内外供电。洞内采用绝缘电线分动力线路和照明线路送电,洞内采用220V的电源照明。线路统一设在与风水管
16、相对一侧的拱墙上,动力线路布置在上,照明线路布置在下,线路架设必须符合安全规范要求,绝缘破损线路不得使用。(十一)施工测量施工中配备全站仪、经纬仪、水准仪、激光导向仪等作为施工测量的主要设备。开工后,首先在洞外建立控制导线网和水准基点,作为隧道控制的依据。并向洞内引测,设置洞内导线控制桩和水准基点。隧道开挖过程中,可采用激光导向仪定向,确保贯通精度。同时采用隧道断面检测仪进行断面测量,控制好超欠挖。(十二)施工监控量测1、监测项目必测项目:地质和支护状态观察、周边位移、拱顶下沉、地质超前预报;选测项目:地表下沉、围岩内部位移、围岩压力、锚杆轴力、钢支撑内力及外力。2、监测方法地质和支护状态观察
17、:由专业地质工程师负责观测。每次爆破后,对开挖面上的围岩类别、岩层产状、地质构造、洞内温度、地下水出露情况等进行观察,并依据观测结果做出地质描述,作为分析、判定围岩稳定性的第一手资料。周边位移量测:用风钻钻孔埋设测点,测点用150200mm长的短钢筋加工而成,测点设置在稳固的基岩上,周围用水泥砂包裹。净空收敛线布设三条,起拱线处一条,起拱线以上1.5m处一条,基底以上1m处一条,同一基线两测点固定方向在同一直线上。拱顶下沉量测:拱顶下沉量测一般布设三个测点,即拱顶及两侧拱腰处,测点布设与周边位移量测布置在同一断面上。当地质条件复杂时,可在拱腰和基底增设下沉测点,作为辅助控制量测。量测时采用精密
18、水准仪、水准尺测定其下沉量。地表下沉量测:用于洞口浅埋段,测点与洞内收敛、拱顶下沉量测断面里程对应布置,测点布设时洞身中部较密,两侧渐稀。测点用长25cm的钢筋制成,周围以砼包裹牢固,并作好标记,依次编号,以便于观测和记录。其它项目量测:围岩压力采用压力盒频率仪量测,拱架支撑内力采用应变片进行量测,可采用声波仪进行探测,锚杆抗拔力采用锚杆测力计和锚杆拉拔器进行量测。3、监测项目、量测方法及频率按照设计和施工技术规范要求执行,统一由业主指定的专业单位完成。三、施工进度计划横道图马鞍山隧道施工安排,按照合同和相关会议纪要要求,在2011年6月具备通车条件,开挖和衬砌相关工序施工计划详见图3-1。图
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