铁力湾隧道开挖安全专项施工方案.docx

中铁十五局集团第五工程有限公司甘肃G309线金崖至河口段公路工程项目经理部甘肃G309线金崖至河口（张家台）段公路工程铁力湾隧道开挖及支护安全专项施工方案中铁十五局集团第五工程有限公司甘肃G309线金崖至河口段公路工程项目经理部2018年01月15日目 录 一 工程概况1二 编制依据1三 施工计划1四 施工工艺2五 施工安全保证措施8六 应急预案10七 劳动力计划12隧道开挖及支护安全专项施工方案铁力湾隧道开挖及支护安全专项施工方案一 工程概况铁力湾隧道进口左线ZK12+665ZK12+736.014段位于R=960m的左转圆曲线上，出口端ZK+12.976.014ZK13+235.8段位于R=1380m的右转圆曲线上，中间段采用A=339.411m和A=406.94m的两条缓和曲线上。铁力湾隧道左洞长570.8m，右洞长570m，隧道按规定的远期交通量设计，进口采用分离式结构，出口150m采用小净距结构，设置人行横洞一处；隧道洞门为端墙式；采用鼓风机送风形式。隧道建筑限界净宽：10.25m；净高：5.0m；隧道内净空面积为64.085m2 。本隧道由分离式和小净距隧道组成，隧道围岩条件较差，围岩主要为级，因此隧道主要采用台阶开挖法。根据隧道所处的工程地质条件，按新奥法原理进行施工，采用复合式衬砌，其支护衬砌参数按工程类比确定。隧道初期支护以喷射混凝土、锚杆、钢筋网为主支护手段，局部辅以型钢拱或格栅钢架为加劲措施，二次衬砌根据围岩条件和隧道结构形式的不同，采用C25整体式现浇钢筋混凝土。隧道以超前小导管和超前锚杆为预支护手段，隧道进口段以108超前大管棚作为超前支护措施。二 编制依据 （1）公司类似项目施工经验。（2）实施性施工组织设计。（3）两阶段施工图。（4）公路隧道施工及技术规范（JTG F60-2009）。（5）公路工程施工安全技术规程（JTJ07695）。（6）危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质200987号。（7）建设工程安全生产管理条例国务院令（第393号）。三 施工计划结合本项目工程实际，以及工期要求，铁力湾隧道采取两个工作面同时施工，右洞先行，左洞跟进，由进口向出口掘进。及时进行出口洞脸处理，在进口端掘进距离出口约80m处是应停止掘进，在完成锁口后再双向掘进，出口采用30m长管棚进行超前支护，当双向开挖面剩余20m后，改为由进口端单行开挖贯通。本隧道围岩为级，根据设计和地勘资料以及以往施工经验，初步确定月进尺60m。根据设计要求，隧道除明洞段采用明挖之外，隧道暗挖段采用锚喷钢拱架支护、光面爆破、台阶法开挖施工。四 施工工艺1.明洞段开挖方法 （1）洞口开挖原则：尽量减少洞口刷坡，争取早进洞的原则，进行因地制宜开挖。（2）在明洞拉槽开挖前结合路基情况做好排水工作，洞口环形截水沟先期完成。（3）当明洞结构基础一侧在岩石上，一侧在土层上时，为防止不均匀沉降，土层区段的明洞基础、路基床均应挖至基岩面，且岩面应完成台阶形，再填浆砌片石后，方可做明洞结构及路基基层。（4）明洞工程应和洞口土方、暗洞及边仰坡的临时支护等综合考虑，统筹安排；洞挖完成20m衬砌后再进行明洞施工，既确保边坡稳定、施工安全，又减少干扰、利于施工。（5）边坡开挖要及时防护，排水系统应提前完善，避免雨季致边坡垮塌。（6）仰拱开挖至设计标高后，地质情况及允许承载力与设计要求不符时，应及时处理。砼浇筑前必须排除坑内积水，超挖部分采用同级回填。2.洞身开挖方法（1）开挖施工工艺流程施工工艺流程 图1.（2）台阶法开挖主要施工工序施作超前锚杆，上部台阶开挖，架立钢支撑、打设锁脚锚杆和系统锚杆、挂钢筋网、喷C20混凝土至设计厚度。中台阶左右半幅错开开挖，接长钢拱架、打设锁脚锚杆，锚喷初期支护；中台阶施工控制开挖进尺，单次循环长度不大于4m。隧底仰拱开挖，施作隧底初期支护；铺设栈桥通道；仰拱钢筋制安，浇筑仰拱混凝土和填充；拱墙挂复合防水板，浇筑边墙及拱部二次衬砌。 .图1 开挖施工工艺流程超前锚杆 上部开挖掌子面 砂浆锚杆 钢拱架支撑 中台阶半幅开挖 侧墙钢支架 下部仰拱开挖图2 台阶开挖法施工步序断面图图3 台阶开挖法施工步序纵断面图（3）小净距隧道段开挖方法本隧道出口段为小净距隧道，根据设计要求对小净距隧道开挖采取先行洞二次衬砌超前后行洞掌子面不小于20m的方法，并进行变形位移量测控制，避免先行洞二次衬砌出现大面积开裂。隧道洞口边坡施工工艺流程洞顶截排水沟开挖浆砌洞顶截排水沟洞口边仰坡放样边仰坡分层防护洞口段仰拱及填充洞口段防排水施作洞顶回填洞门施工 图4 隧道洞口边坡施工工艺流程为确保施工安全，出口采用先护拱后暗挖法施工。具体施工工序见图5。 图5 长管棚示意图（一）施工顺序施工顺序为：测量放线截水天沟施工边坡和仰坡的开挖与支护护拱架立立模型并浇筑套拱钢筋砼养护回填洞身暗挖和支护仰拱、填充砼施工拱墙砼施工。（二）施工方法首先根据设计资料对截水天沟和边仰坡开挖轮廓进行测量放线，施做地表截水天沟，防止雨水冲刷边仰坡。按设计坡度向下逐级开挖边仰坡。土方开挖采用挖掘机，自卸式汽车运至弃碴场，坡面2030cm用人工进行处理，避免出现扰动围岩。明洞开挖到距成洞面10m左右时预留核心土，开挖至成洞面后，处理套拱基础，采用2.0m长厚55cm C25混凝土套拱做管棚固定端。套拱在明洞外轮廓线以外，紧贴掌子面施作。套拱内埋设四榀20b工字钢，工字钢与管棚导向管焊成整体。采用管棚钻机钻进，钻到设计深度，泵送砼浇筑护拱钢架。（三）108管棚超前支护施工 钢管规格:外径108mm、壁厚5mm的，节长3m,6m无缝钢管管距：环向中心间距40cm倾角：朝隧道轮廓线外发散1注浆材料：M30水泥砂浆设置范围：拱部149148”范围长度：左洞24m,右洞30m隧道纵向同一横断面接头数量不大于50，相邻钢管接头至少错开1m。注浆液为水泥浆，注浆压力为0.5Mpa0.8 Mpa。配备XY-28-300电动水平钻机，钻进并顶进长管棚钢管，钻头采用离心式钻头，钻头可自由伸缩进出钢管，以有效防止坍孔。钻孔顺序由高孔位向低孔位跳孔进行。采用C25钢筋混凝土套拱作长管棚导向墙，套拱在明洞外轮廓线以外施作，施工方法同明洞的施工，施工时重点注意埋设钢拱架位置的准确，以保证钢套管（导向管）的正确方向。施工时先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管作为检查管，检查注浆质量。钻机工作平台利用未挖的土方，经平整后码放方木，自下而上间隔进行钻孔，钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔便顶进一根钢管，钻进中用测斜仪经常测量钢管钻进的偏斜度，发现超标时及时予以纠正。钢管接头采用厚壁管箍丝扣连接，丝扣长15cm，上满丝扣。为使钢管接头错开，奇数编号的第一节采用3米钢管，偶数编号的第一节采用6米钢管，以后每节均为6米钢管。注浆采用分段注浆方法，浆液扩散半径不小于0.5m。注浆结束后即使清除浆液。用M30水泥砂浆紧密充填。注浆前对开挖面及坑道周边5m范围内喷射厚50100mm砼封闭。管棚施工完毕后按中隔壁法开挖。（四）小导管施工 导管制作施工准备钻机就 位钻孔安装导管导管周 围封闭安孔口密封装置注浆管 路安装注浆检查分析效果开挖及支护浆液选择浆液制备地质调查小导管施工采用风动凿岩机按设计的外插角钻孔，人工安装小导管，利用注浆泵注浆，将水泥浆通过小导管压入围岩的孔隙中，达到固结围岩的作用。小导管施工工艺见图6所示。图6 超前小导管施工工艺流程图施工要求：（1）小导管支护参数小导管采用直径42mm，壁厚4mm的热轧无缝钢管制成，长4.5m，钢管前段加工成锥型，尾部焊接6.5钢筋加劲箍，管壁四周钻四排6mm压浆孔，外插角13度。洞身加强段小导管间距0.4（环）1.8m，洞身段小导管间距0.4（环）2.4m。 （2）注浆施工顺序管位定位钻孔打入钢管开挖面做止浆墙拌合水泥浆注浆（3）注浆前的准备为保证管孔内的水泥浆压力，注浆前要对孔口导管周围的间隙用速凝水泥砂浆填塞，并在工作面上喷射1015cm的止浆墙。然后联接小导管与注浆管，进行注浆，注浆时以510根小导管直接并连在一起，同时注浆。（4）注浆注浆参数：注浆采用水泥-水玻璃双液浆，注浆压力不小于0.51.0MPa。水泥浆的水灰比采用1:1，水泥标号42.5，水玻璃波美度为30，模数为2.4，水泥浆与水玻璃的体积比为1:0.5。（5）注浆控制要点 采用手持风钻钻孔，并将小导管打入孔内，如地层松软也可用铁锤或手持风钻将导管直接打入。如出现堵孔，用20mm钢管制作吹风管，将吹风管缓缓插入孔中，用高压风吹孔，成孔后将小导管插入，并用胶泥将管口密封。 首先将掌子面用喷射砼封闭，以防漏浆，并对小导管内的积物用高压风进行清理。 注浆按由下而上，先无水孔后有水孔的顺序进行；可以单管也可以多管并联注浆。多管并联注浆需加工一个分浆器。见小导管单液注浆见示意图5-6所示。 浆液由稀到浓逐级变换，先稀后浓。 注浆完后，立即堵塞孔口，防止浆液外流。图7 小导管注浆示意图五 施工安全保证措施1.组织保障2.技术措施（1）贯彻“不坍就是进度”的指导思想，“安全第一，预防为主”指导方针，正确处理好进度、质量、安全三者之间关系，做好开挖面施工安全保证措施，杜绝塌方。（2）断层破碎带及其它不良地质段，施工前制定详细的切实可行的技术交底和作业指导书。（3）加强监控量测的管理，严格按设计及规范要求进行布点，每天及时进行量测的分析、反馈，及时调整围岩支护参数，正确安全指导施工。（4）做好超前地质预报工作，采用超前水平钻、地质雷达等综合预报手段对开挖面前方的地质情况作出详细的预报。每个工点配一名工程师跟班，确保各种措施、技术交底的落实，保证标准化作业。开挖过程中，配备有经验的地质工程师，24小时轮流值班，及时掌握地质变化，监控指导现场施工。（5）根据设计图纸的要求做好超前导管注浆加固围岩或起到注浆堵水的作用。（6）不良地质段隧道施工时，严格遵循“先治水，短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则保证不坍方。（7）施钻人员到达工作面后，应首先检查工作面是否处于安全状态。支护、拱顶是否稳定，如有松动危石应清除并加以支护。（8）操作人员必须互相配合，并保持必要的安全操作距离。（9）司钻工钻孔前，对风钻和工具作如下检查：不符合要求的应立即修理或更换，机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管路是否良好，连接是否牢固。钻杆是否弯曲、带伤，防止作业时断钎伤人。湿式凿岩的供水装置是否良好。（10）风钻钻孔时，将支架安置稳妥。在钻孔台架上打眼时，先检查平台架及斜撑是否稳定，平台上是否铺满板，外侧的防护栏杆是否牢固，防止高处坠落。（11）不得在工作面折卸、修理风钻。手持风钻打眼，开孔时应用较短的钻杆，其长度不超过0.81m。钻头未入岩壁前，风门不宜开大。操作时做到退钎子与凿岩机一条线，司钻工要在风钻的左侧方，严禁骑着气腿操作风钻，钻眼时先开水后开风，停钻时先关风后关水。（12）用风镐开挖时工作前检查气压及风镐的连接。工作中，要防止空打，卡钎时不可猛摇风镐，要及时更换磨钝的镐钎，发现滤风网被污物堵塞，需及时排除。3.加强施工人员的教育和操作技能的培训隧道开挖前，应根据现场施工实际需要，从提高现场管理人员与作业人员的安全意识和操作技能出发，组织好施工人员做好岗前安全教育和操作技能的培训，未经培训或培训不合格者一律不得上岗。4.建立健全和完善安全管理制度（1）安全生产责任制。为了强化安全管理，增强全员安全意识，实行综合治理，做到横向到边、纵向到底，开挖作业过程中，严格落实安全生产责任制。（2）安全生产奖惩制度。为了增强管理人员和现场施工人员的自我安全行为控制意识，避免和减少事故的发生，在开挖作业过程中，认真落实安全生产奖惩制度，对事故责任人和违规违章操作行为进行惩戒，对安全生产管理成绩显著、在施工过程中提出行之有效的合理化建议或在施工中有技术革新的人进行奖励。（3）安全技术交底制度。开挖施工前必须严格落实安全技术交底制度，由项目部工程部负责，向项目部技术员、现场施工人员和有关职能人员，通过会议口头形式与书面交底形式相结合，将安全技术内容认真交底到现场全体职工，并填写安全技术交底卡。（4）安全检查制度。开挖作业过程中，必须认真落实安全检查制度，将专项检查小组与安保部日常巡查有机结合，了解工程安全状况，及时发现不安全因素，获取安全信息，消除安全隐患，推动安全工作，促进安全生产。六 应急预案1.成立应急与响应领导小组组 长：戚宝通副组长：杜平海 许志强 韩会军成 员：乔明 鲜学文 陈柏光 李涛 李飞 马怡文 2.应急与响应领导小组成员的职责、权限、和义务项目经理：负责整个安全事故营救总指挥，并负责向上一级安全部门汇报事件的具体情况。主管安全副经理：负责现场安全营救指挥，协调各部门的关系并向项目经理汇报事件的最新进展。项目总工：对事故进行技术分析。办公室主任：负责以最快速度联系车辆，并与宣威市中心医院联系，做好营救病人的准备。总会计师：负责为事故处理和伤员治疗垫付资金。总经济师：协助总工师对事故造成的损失进行估算。安全部部长：负责维持现场秩序，拉好警戒线，疏导交通，保证事故现场与外界交通正常通行。并观察是否会有新的危险出现。工程部部长：组成安全抢救突击队，并在平时进行模拟训练。3.应急措施（1）一旦发生事故，办公室立刻通知医疗部门到事故现场进行救护伤员。（2）安质环部密切观察是否会有新的危险出现，并疏散人群，保证交通畅通无阻，拉好警戒线。（3）工管部组成安全事故抢险突击队立刻抢救伤员，并通知物机部将所需机械，如吊车、钢丝绳等物资运往事故地点。（4）办公室通知