隧道施工组织设计.doc

杭瑞高速公路 贵州境 遵义至毕节段新建设工程实施性施工组织设计 22合同段 3 3隧道工程 难点工程 3 3 1隧道工程概况 苏家寨隧道 ZK1737 675 YK1737 675 ZK1738 475 YK1738 478 长800m 803m 削竹式洞门 围岩分布有 级 3 3 2隧道工程施工方案 隧道施工按照新奥法原理组织施工 遵循 管超前 严注浆 弱爆破 强支护 紧封闭 勤量测 的原则 隧道拟从出口向进口施工 施工时 左洞先开始施工 采用光面爆破 级围岩采用上下台阶法开挖 级围岩保留核心土 级围岩采用超前锚杆进行超前预支护 药卷锚杆初期支护 人工配合机械安装钢拱架 级围岩采用 108管栅 注浆 预支护或小导管注浆预支护 中空砂浆锚杆初期支护 人工配合机械安装钢拱架 采用风动凿岩机钻孔 塑料导爆管毫秒雷管微差爆破开挖 周边轮廓采用光面爆破技术 级围岩开挖时采用人工风镐开挖为主 爆破配合 采用侧卸式装碴机装碴 自卸车运输出碴 锚喷砼采用湿喷机作业 整体式钢模衬砌台车 泵送砼灌注二次衬砌砼 砼采用自动计量拌和站生产 输送车运输 3 3 3隧道工程施工方法 洞口工程 洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要 合理布置供风 供水 供电设施 材料存放及加工场地 机械停放场地 洞口施工程序见图3 8 洞口土石方开挖 洞口土石方开挖前 先清除边坡上的浮土 危石 准确测量放样后 做好边 仰坡的防 排水设施 开挖由外向里 从上到下分台阶分层 分段开挖 根据地形条件 土方和强风化岩层采用挖掘机开挖和装车 人工配合清理边 仰坡 局部陡坡地段采用人工开挖 石方采用浅孔台阶钻爆法开挖 梯段边坡预留1 1 5m厚光爆层 钻孔采用风动凿岩机 采用毫秒微差线型爆破技术 明挖梯段采用 一 型起爆 槽挖梯段采用 V 型起爆 开挖台阶高度2 4m 一次性爆破开挖至设计隧底标高 截水沟的开挖和修筑 主便道修至洞口 施工场地的平整 修建洞口临时生产设施 洞口土方分层开挖 边坡临时防护 边坡修整 洞口排水沟的修筑 洞门施工 护面墙施工 洞门装饰 挖至路基设计标高 图3 8 洞口施工程序框图 边仰坡防护 边 仰坡开挖每成型一级台阶 及时按设计防护一个台阶 以防边 仰坡围岩风化 雨水渗透而坍塌 明洞施工 明洞地段的土石方开挖 明洞开挖采取暗挖法开挖偏压地段 开挖要严格控制爆破药量 开挖前要先做好洞顶的天沟 排水沟等防排水设施 防止地面水冲刷而导致边坡 仰坡落石 塌方 明洞施工 基础采用人工配合挖掘机开挖 明洞衬砌采用液压衬砌台车 首先测量放线 定出隧道设计中心线和设计标高 通过轨道将衬砌台车移至衬砌部位 调整好中心线和标高 然后对台车中线 高程测量复核 无误后绑扎明洞钢筋 安装外侧模板和挡头板 衬砌台车的配套模板采用特制大块整体模板 外模采用工地现场加工的木模 浇注砼方法同洞内二衬 明洞防水 折模后 拱圈背部以砂浆涂抹平整 施做防水层 铺设时要粘接紧密 相互搭接错缝 搭接长度不小于100mm 并向隧道内延伸不小于50cm 明洞土方回填 明洞回填在防水层施工完毕后进行 两侧对称回填 分层夯实 拱背回填按设计要求做粘土覆盖层 厚50cm 并与边仰坡搭接良好 洞门工程 隧道洞门在明洞砼浇筑后或洞口段二次衬砌完成40米后进行 结合地形地质及考虑洞口美化等条件 安排在雨季前完成 洞身施工 级围岩的开挖和初期支护 级围岩采用 台阶法 光面爆破施工 先开挖上台阶 并进行初期支护 再开挖下台阶并进行支护 每循环进尺1 2 1 5m 上台阶始终超前10 15m 塑料导爆管非电起爆系统 毫秒微差有序起爆 采用液压钻孔台车钻眼 采用钢格栅 自钻式超前锚杆 中空注浆锚杆及喷射砼进行初期支护 级围岩的开挖和初期支护 级围岩采用保留核心土的短台阶上弧形导坑法开挖 每循环进尺1 0m 上台阶长度控制在2 3m 仰拱工作面距离下台阶开挖面控制在10 15m 施工顺序为 超前小导管注浆预支护 上台阶开挖 保留核心土 初期支护 核心土开挖 下台阶侧导坑开挖 保留核心土 侧导坑超前1 1 5m 初期支护 下台阶核心土开挖 封闭仰拱 采用超前小导管预注浆支护 在洞口浅埋段采用长管棚 超前小导管 采用中空注浆锚杆 自钻式锚杆 型钢拱架支撑 钢筋网和喷射砼作为初期支护 施工方法示意见图3 9 3 10 图3 9 图3 10 主要工序的施工方法及施工工艺 钻爆 采用塑料导爆管 15段别毫秒雷管起爆系统 引爆采用火雷管 采用硝铵炸药或乳化炸药 有水地段 选用 25为周边眼使用的光爆药卷 32为掏槽眼 掘进眼用药卷 根据围岩不同类别确定不同的炮眼布置图 采用手持式风动凿岩机钻孔 人工装药起爆 级围岩爆破设计示意图详见图3 11 钻爆设计 a 爆破器材选用 采用塑料导爆管 毫秒雷管起爆系统 毫秒雷管采用17段别毫秒雷管 引爆采 用火雷管 炸药采用硝铵炸药或乳化炸药 有水地段 选用 25 40二种规格 其中 25为周边眼使用的光爆药卷 40为掏槽眼 掘进眼用药卷 坚硬岩石施工加强掏槽爆破 控制周边光爆孔 确保无超欠挖 b 爆破参数及炮眼布置 爆破参数选择 A 掏槽眼型式选择 采用中空菱形掏槽 B 周边眼孔距E的选择 周边孔间距一般为0 3 0 65m 本设计取E 0 6m C 抵抗线W的选择 W E M M为周边孔密集系数 一般取0 7 0 9 本设计取M 0 75 W 0 6 0 75 0 8 D 炮孔深度L的选择 初步设计循环进尺3 5m 故周边孔L 3 6m 掘进主炮孔L 3 5m 底板眼采用L 3 8m c 爆破材料和起爆网络选择 采用塑料导爆管 17段系列毫秒雷管 周边孔采用传爆线竹片 小直径间隔装 药 孔外网路采用复式网路联接 全断面一次起爆 图3 11 超欠挖控制 根据不同地质情况 选择合理的钻爆参数 选配多种爆破器材 完善爆破工艺 提高爆破效果 提高钻眼精度 尤其是周边眼的精度 认真测量中线高程 准确画出轮廓线 提高装药质量 杜绝随意性 防止雷管混装 断面轮廓检查及信息反馈 了解开挖后断面各点的超欠挖情况 分析超欠挖原因 及时更改爆破设计 减少误差 配专职测量工检查开挖断面 装碴运输 出碴均采用侧卸式装载机装碴 自卸汽车运碴至指定弃碴场 超前支护和初期支护 超前小导管的施工 先沿隧道外轮廓线用电动钻机或凿岩机向外以15 倾角钻孔 然后顶入导管 顶入长度不小于管长的90 安设止浆塞 用注浆泵压入水灰比为1 1的水泥砂浆和波美度为30 模数为2 4的水玻璃 注浆压力不小于0 5 1 0Mpa 砂浆达到设计强度的70 后方可开挖预支护下的围岩 长管棚施工 先在明洞的轮廓线以外 紧贴掌子面处施作现浇砼套拱 作为长管棚施工导向墙 套拱内预埋20号工字钢 并安设钢管作为导向孔 采用电动钻机沿导向孔钻孔 钻孔方向上偏1度 每钻完一孔便顶进一根钢管 钢管接头采用 丝扣连接 分段进行注入30号水泥砂浆 浆液扩散半径 0 5m 注浆压力0 5 1 0MPa 中空注浆锚杆施工 采用手持凿岩机钻孔 钻孔方向与衬砌结构面垂直 孔径大于锚杆直径17mm 用高压风吹净钻孔 将锚头与锚杆端头组合 戴上垫片与螺母 把组装好的锚杆打入钻孔 将止浆塞穿入锚杆末端与孔口齐平并与杆体固紧 锚杆末端戴上垫板 然后拧紧螺母 砂浆随拌随用 注浆压力为0 2 0 5Mpa 孔口溢出浆液时停止注浆 药卷砂浆锚杆施工 钻孔采用YT 28凿岩机 锚杆预先在洞外按设计要求加工制作 施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确 锚杆要除去油污 铁锈和杂质 先用YT 28凿岩机按设计要求钻锚杆孔眼 达到标准后 用高压风清除孔内岩屑 然后将药卷放入孔内 后将加工好的杆体插入孔内 并将锚杆与钢筋网焊为整体 待药卷终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验 普通砂浆锚杆施工 采用风动凿岩机沿设计位置钻孔 钻孔直径大于锚杆直径15mm 专用注浆泵压注早强水泥浆 水灰比 0 45 0 5 注浆时注浆管要插至距孔底5 10cm处 随水泥浆的注入缓缓匀速拔出 随即迅速将杆体插入 杆体插入孔内长度不得短于设计长度的95 若孔口无砂浆溢出 要将杆体拔出重新注浆 钢拱架安装 拱架在初喷砼之后进行安装 钢拱架按设计位置架设 拱脚必须放在牢固的基础上 与围岩之间的间隙过大时设楔块 楔块可使用钢板或砼块 每侧设置不得少于8点 钢架与围岩之间的间隙必须用喷射砼充填密实 钢拱架要垂直于隧道中线 偏差满足规范要求 相邻两榀钢拱架采钢筋焊接 挂钢筋网 钢筋网采用钢筋加工成方格网片 纵横钢筋相交处可点焊成块 也可用铁丝绑扎成一体 有钢支撑 格栅 时 将钢筋网点焊在两榀钢支撑的外弧上 无钢支撑 格栅 时 通过与锚杆焊接固定在开挖的轮廊面上 且随岩面起伏铺设 喷射砼施工 采用湿喷法施工 按施工配合比要求在洞外机械拌合混合料 运输车运至洞内并送入喷射机中 在喷射机喷头处加入液态4 7 速凝剂 喷射分段 分片 分层 且由下向上 从无水 少水向有水 多水地段集中进行 多水处安放导管将水排出 喷头与受喷面基本垂直 距离保持0 8 1 0m 压力为0 12 0 15MPa 第一次喷砼厚4cm 喷后断面平整圆顺 第二次喷射时 先将钢架与岩面之间的间隙用喷射砼充填密实 喷射顺序先下后上 对称进行 先喷钢架与围岩之间空隙 后喷钢架之间 钢架应被喷射砼所覆盖 保护层不得小于4cm 为减少回弹量 一次喷射厚度控制在6cm以下 按规定洒水养生 二次衬砌 施工方法 二次衬砌一般断面采用1台全断面液压钢模衬砌台车 泵送砼灌注 衬砌台车长12m 紧急停车带加宽地段衬砌 采用自制大块组合钢模衬砌台车 挡头模板采用自制钢模 砼全部在拌和站拌和 拌和站设置满足冬季施工要求 在粗骨料生产场设立粗骨料破碎筛分处理系统 保证粗骨料粒径符合泵送砼要求 施工程序 二次衬砌施工作业前 要求围岩和初期支护变形基本稳定 量测监控数据表明位移率明显减缓 收敛值拱脚附近小于0 2mm d和拱顶下沉小于0 1mm d 位移值已达到总位移的80 时 方可施作二次砼衬砌 级围岩地段应尽快施作二次衬砌 测量工程师和隧道工程师共同进行水平 高程测量放样 根据技术交底中线和标高铺设衬砌台车轨道 要求使用标准枕木和鱼尾板 轨距与台车轮距一致 左右轨面高差 10mm 起动电动机使衬砌台车就位 涂刷脱模剂 起动衬砌台车液压系统 根据测量资料使钢模定位 保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致 拱墙模板成型后固定 测量复核无误 清理基底杂物 积水和浮碴 装设钢制挡头模板 按设计要求装设橡胶止水带 并自检防水系统设置情况 自检合格后报请监理工程师隐蔽检查 经监理工程师签证同意后进行砼灌注 当砼衬砌强度达到设计强度70 时 方可拆模 若二次衬砌处于受力状态时 砼强度须达到设计强度100 时方可拆模 拆模后须进行砼养生 注意事项 衬砌施工缝端头必须进行凿毛处理 用高压水冲冼干净 按设计要求预留沟 槽 管 线及预埋件 并同时施作附属洞室砼衬砌 砼衬砌灌注过程中 要杜绝破坏防水板现象发生 灌注砼自下而上 先墙后拱 对称浇筑 在施工过程中 如发生停电应立即起动备用电源 确保砼浇筑作业连续进行 施工缝接头处要严防漏浆 确保接缝处质量 隧道二衬拱顶部位两缝之间设置三通式通长纵向注浆管 在两端封口 中间预留注浆孔 注浆孔口要于二衬厚度齐平 以利于模板移动 仰拱施工 施工前首先清理底面 检查隧道仰拱底标高 各项指标合格后方可灌注仰拱砼 仰拱超前边墙10 15m 仰拱施工采用仰拱大模板 由中心向两侧对称进行 仰拱与边墙衔接处捣固密实 仰拱一次施工长度控制在4 6m 仰拱施工采用过梁形式 以保证掌子面开挖 支护正常进行 过梁采用型钢结构件 上覆1 0cm厚钢板 过梁可以移动 反复使用 仰拱与填充连续施工 做好仰拱大样 保证填充砼不侵入仰拱断面 施工程序 测量放样 确定内轨顶标高 用于反算仰拱基坑底标高 全断面开挖爆破一次到位 挖装机装碴 人工辅助清理仰拱底部 将上循环砼仰拱接头凿毛处理 按设计要求安装仰拱钢筋笼 并与边墙衬砌连接筋 自检合格后 报监理工程师做隐蔽工程检查签证 砼输送车运输浇筑 插入式振动棒捣固 为能尽早便于车辆通行 按配合比掺入早强减水剂 隧道结构防排水 为确保隧道衬砌的不渗不漏 隧道的临时防 排水要与永久防 排水设施相结合 以 防 排 截 堵相结合 因地制宜 综合治理 的原则进行 防水层施工 在洞外宽敞平整的场地上 将幅面较窄的防水卷材拼接成大幅面防水板 防水板搭接宽为10cm 采用热焊粘结 并对焊缝进行检查 吊挂防水板的台车就位后 将初期支护外露的锚杆头 钢筋网头等铁件齐根切除 并用砂浆抹平 防水板采用无钉悬挂铺设 用手持电钻打孔钉入木塞 打入钢钉 将吊挂条固定在钢钉上 拱部固定点间距0 5m左右 边墙固定点间距1m左右 梅花形布置 防水板的全幅中部对准隧道中线 根据防水板幅面大小 将防水板托起贴着喷锚支护表面铺设 松紧适度 盲管 泄水孔安装 盲管 泄水孔的尺寸 安装位置符合设计及规范的要求 做到管管通畅 确保排水效果 施工缝处止水带施工 整体衬砌台车就位后 按编号安装钢模挡头板 同时将橡胶止水带沿隧道环向夹在挡头板中间 预留一半橡胶止水带浇筑在下一循环砼衬砌中 止水带搭接长度不得少于100mm 将止水带固定在二衬中间部位 然后进行砼的浇注 沉降缝处止水带施工 沿二次衬砌设计轴线间格0 5m在挡头板上钻一 12钢筋孔 将加工成型的 10钢筋卡由待模筑砼一侧向另一侧穿入 内侧卡紧止水带一半 另一半止水带平结在挡头板上 待模筑砼凝固后拆除挡头板 将止水带靠中心钢筋拉直 然后弯曲 10钢筋卡套上止水带 模筑下一环砼 洞内附属结构施工 洞内水沟 电缆槽在主洞的二次衬砌砼完成后 左 右侧水沟 电缆槽分别由隧道内向洞口方向每30m一段进行 施工防 排水 地表防 排水 按图纸要求修筑截水沟 排水沟等排水设施 使洞口排水与路基边沟组成完整的排水系统 确保排水畅通 洞内防 排水 顺坡掘进时 可通边两边排水沟自动排出洞外 反坡掘进时 通过在隧道两侧开挖临时排水沟 并每隔100m增挖集水槽 用水泵将水逐级抽出洞外 施工通风 隧道施工采用机械通风 左 右洞各洞口选用2台SDF 110型轴流式通风机串联 通风机安装在洞外距洞口30m处 风筒直径为1 5m 风管采用 800mm软管 局扇采用T55型轴流通风机 监控量测 隧道施工现场监控量测项目及量测方法见表3 12 表3 12 隧道施工现场监控量测项目及测量方法 项目名称 方法及工具 布 置 量测间隔时间 1 15天 16天 1个月 1 3个月 3个月以后 必测项目 地质和初期支护观察 岩性 结构面产状及支护裂隙观察 开挖后及初期支护后进行 每次爆破后进行 水平净空收敛 收敛计 每10 50米一个断面 每断面2对测点 1 2次 天 1 2次 2天 1 2次 周 1