岩溶暗河施工组织设计1.doc

岩溶暗河整治实施性施工组织设计武 隆 隧 道 横 洞 工 区岩溶暗河整治施工组织设计编制： 审核： 批准： 中铁十四局渝怀铁路工程指挥部五公司二二年十二月十日武隆隧道岩溶、暗河治理施工组织设计一编制依据铁道部有关规程、规范、及相关验收标准；武隆隧道岩溶暗河整治处理方案施工图；武隆隧道横洞工区实施性施工组织设计；武隆隧道横洞工区质量计划。二编制范围正洞D2K192+235+315段及平导PD0+460+510段1#暗河综合治理；正洞D2K193+170+355段2#3#岩溶暗河综合治理；武隆隧道泄水洞。三编制原则从施工组织、设备配置、物资保证等方面，确保2003年雨季（5月30日）来临之前，泄水洞贯通；2#3#岩溶暗河基底处理、集水廊道施工完毕；1#暗河处理完毕。在岩溶暗河治理过程中，遵循以下原则：当进度与安全发生矛盾时，遵循安全第一的原则；当质量与进度发生矛盾时，遵循质量第一的原则。第一部分 1#暗河施工组织设计.工程概况2001年10月13日，武隆隧道横洞工区平导掘进至PDK0+492揭露出1#暗河，暗河顶板与平导底部标高基本相同，暗河水面距平导底标高相距约3m，暗河与平导近于正交，宽度约15m，水面宽约2m，深度3m，流量大，流速大。暗河于平导右侧发育成溶腔，开挖两天后溶腔顶部发生坍塌，坍塌宽度20m，高度15m 左右。2002年3月10日正洞掘进至D2K192+283时，又遇1#暗河，暗河从隧道底板下面穿过，底板厚度不足1m，爆破时将底板揭开。暗河宽度8.0m，水面宽度3m，最大水深3.5m，暗河与线路成78交角。揭露时属于枯水季节，测得水流量3.5m3/d左右，雨季时成倍增长。暗河位置如下图：二.总体施工方案暗河排水采取在隧道仰拱底面线以下50cm修筑有压排水涵的方法，涵洞位于河道内，净宽4.0m，净高3.3m，结构形式采用钢筋混凝土拱涵。为解决在流水中涵洞开挖与混凝土施工及主体涵洞流水量可能不足的问题，采用在暗河一侧10m处先挖迂回涵洞的方法，其净尺寸为2.0m2.5m，迂回涵洞基底低于主体涵洞基底50cm。迂回涵洞通过竖井向两侧开挖，竖井低于迂回涵洞1.0m，便于放置提升料斗。竖井施工完成后，将暗河水引至迂回涵洞内，再进行主体涵洞施工。两涵洞布置图如下： 三.施工工艺河道清碴水深大于50清理平导坍方体对溶腔进行支护主涵洞平行开挖开挖竖井开挖迂回涵洞迂回涵洞衬砌引流暗河水主涵洞开挖主涵洞衬砌工艺流程 竖井施工因暗河壁为页岩，透水性较好，为防止在竖井靠开挖中暗河水渗流，竖井距离暗河不少于10m。因为暗河向小里程方向隧道基底为溶洞充填物（泥夹块石）；向大里程方向隧道基底岩性较好，因此选择竖井位置为大里程方向一侧与河道净间距为10m。竖井尺寸为2.02.5m，每向下开挖2m施作一次壁护（如下图所示）。竖井开挖深度比迂回涵洞基底深1m，一是便于集中抽水，二是便于放置提升设备。如图：竖井出碴采用电动葫芦垂直提升，自行加工1.01.01.0m3的钢板料斗，在竖井内并排放置两个。料斗下方制作成活动开关，人工装碴，电动葫芦提升到井口上面后，沿工字钢轨道水平运输至停放在一侧的梭矿上，打开料斗下面的开关，将碴卸出。提升装置布置如下图所示 开挖衬砌：为解决主题涵洞在流水状态中开挖及混凝土施工的问题，采取先开挖迂回涵洞的方案，并在迂回涵洞施工中，采取先贯通迂回涵洞下游，使迂回涵洞下游出口与暗河河道接通，再将迂回涵洞上游打开。在迂回涵洞开挖过程中应注意做好支护，特别是平导下方为动载条件下的受力，应加强支护。开挖支护完成后即可将暗河水拦截引入迂回涵洞内。主体涵洞与迂回涵洞间距及高差如下图所示： 涵洞衬砌采用格栅钢架、组合钢模板衬砌，格栅钢架间距1.5m。每两段作为一个循环，两段之间加沥青木板作为沉降缝。四、施工进度安排竖 井 开 挖 进 度 安 排断面方（m2）5开挖深度(m)9.23循环进尺(m)0.7打眼时间(h)3出碴时间(h)5交接班极吃饭时间(h)4每天进尺(m)1.8护 壁1天工期天数6天开竣工时间1171113迂 回 涵 洞 进 度 安 排断面方(m2)7.26开挖长度（m）上游14循 环进 尺2.2下游50打眼时间（h）2.5出碴虚方（m3）出 碴车 数350出碴时间5.5h通风时间(h)0.5交接班及吃饭时间3每天循环次数2.2每天进尺4.4m上、下游14m范围可平行作业平行作业折减系数0.728m开挖时间8天下游36m范围单独作业每天进尺4.4 m开挖时间9天衬砌时间6天铺底时间2天迂回涵洞完成时间25天，开竣工时间11141210迂回涵洞施工期间，主体涵洞清碴可平行作业，开挖深度按2m计算，还剩余2m，则开挖量为2.07.030=420m3，每天出渣量按70m3计算，需6天完成开挖。涵洞基础每3m一个分段（中间加沥青木板），混凝土方量42m3。基础每6m作为一个循环（中间加设沥青木板），混凝土方量为84m3，基础施工至平导左壁，施工长度30m，每循环2天，5个循环需要10天。涵身每6m为一循环，混凝土方量为（1.692+1.912）32=33m3，每循环2天，基础施工完两个循环后可安排涵身平行作业，实际涵身施工实际需要时间4天。主 体 涵 洞 进 度 安 排基 础 施 工基础开挖6天循环长度6m循环方量84m3开挖长度30m循环次数5次循环时间2天主体涵洞基础完成时间共需要16天涵 身 施 工循环长度6m循环次数5循环方量33m3平行作业时间8天实际需要时间2天第二部分 武隆隧道泄水洞施工组织设计一工程概况武隆隧道泄水洞位于横洞口向武隆方向约900m处，进口下穿武丰公路流入乌江，上游与D2K193+355右侧3#溶腔相接，长度为965m。于XK0+600+630及XK0+270+300段设两处错车道。泄水洞V级围岩段及洞口下穿公路段采用模筑衬砌，其余地段采用锚喷衬砌。下穿公路地段拱部采用25超前锚杆及拱墙工字钢架加强支护，V级围岩段采用42小导管及拱墙工字钢架加强支护。超前锚杆或小导管环向间距30cm，纵向间距2m，每根长3m，工字钢架每米设一榀。泄水洞下穿公路武丰公路段(XK0+000+015)采用钢筋混凝土衬砌。二.总体施工方案泄水洞施工采用全断面开挖，每循环进尺设计为2.3m。采用LWL150扒碴机装碴，小型农用汽车运输。喷射混凝土及模筑混凝土设备采用横洞工区的拌和站拌料、汽车运输至泄水洞使用。三.临时设施布置临时用电临时用电采用横洞口高压电网（川东电力公司），架设至泄水洞口，并根据用电量计算，在泄水洞口设置一台500KVA的变压器。因泄水洞长度较大，且出碴设备为LWL150扒碴机电机功率为55KW，所以在进洞600m后，考虑高压进洞，高压进洞变压器采用250KVA的容量。施工用水采用横洞工区高位水池，100钢管接长至泄水洞口，经计算高位水池与泄水洞口高差为67m，与泄水洞末端高差为49m，扣除管道摩阻、弯道及水阀阻力，完全满足高压用水的需要。高压供风掌子面开挖断面约12.5m2，采用5台T28风枪钻孔，采用一台20m3空压机即可满足要求，但考虑到喷射砼同时作业及备用系数，从横洞工区下场设备中调两台20m3空压机使用。压风管道的选择，应满足钢管终端的风压不小于6 kg/cm2，工作风压不小于5kg/cm2，根据计算高压风管选择100钢管即可满足要求。风水管安装注意事项a.管道敷设要求平顺、接头密封、防止漏风，凡有裂纹、创伤、凹陷等现象的钢管不能使用；b.靠近空压机150米以内，风管的法兰盘接头宜用耐热材料制成垫片，如石棉衬垫等。c.压风管道在总输出管道上，必须安装总闸阀以便控制和维修管道；主管道上每隔300500米应分装闸阀；按施工要求，在适当地段（一般每隔60米）加设一个三通接头备用；管道前端至开挖掌子面距离宜保持在30米左右，并用高压软管接分风器；与分风器联结的胶皮软管长度不宜大于10米；四.爆破开挖搭脚手架测量布孔钻孔清孔装药清理现场连线起爆通风排烟清理危石加工爆破器材1.工艺流程3. 2.施工工艺2.1爆破参数：炮眼数量：掏槽眼（直眼掏槽）6个，辅助眼12个，周边眼 18个；炮眼深度：周边眼和辅助眼深度均为2.8m，掏槽眼深度为3.0 m；周边眼间距：取4050cm；装填系数：取0.7；装药量：A型断面55kg；装药结构：周边眼采用反向间隔不偶合装药，导爆索连接，导爆索用竹片和电工胶布与炸药绑在一起。2.2炮眼布置及装药量详见附图4-1、4-2五.初期支护喷射混凝土作业喷射作业先从拱脚或墙脚向上堆喷，以防止上部喷射回弹料虚掩拱脚（墙脚）而不密实，以致强度不够，造成失稳；先将凹洼部分找平，然后喷射突出部分，并使其平顺连接。喷射作业应沿水平方向以螺旋形画圈移动，并使喷头尽量与受喷面垂直，喷射口至受喷面距离以0.61.0m为宜。喷射混凝土表面应大致平整并呈湿润光泽,无干斑或滑移流淌现象。施作结构锚杆及钢筋网锚杆安装前必须除去锚杆油污锈蚀并将钻孔吹干净，孔内灌注砂浆应饱满。锚杆安装后外露长度不宜大于10cm。钢筋网在洞外预先焊接绑扎成片，运至洞内铺设，钢筋网为86钢筋焊接而成，网格为25cm。钢筋网应随受喷面铺设，其间距不大于3cm，钢筋网应与锚杆体连接牢固。喷砼后钢筋网片不外露，最小保护层厚度2cm。安装钢架按照设计尺寸在平面上放出1:1大样，并把整榀格栅钢架分成若干个单元（分节长度不得大于4m），并焊好连接法兰，法兰的焊接准确周正，孔眼对应。钢架安装注意事项：为保证钢架置于稳固的地基上，施工中应在钢架基脚部位预留足够的坚实地基，架立钢架时挖槽就位。为增强钢架的整体稳定性，应将钢架与纵向连接筋、结构锚杆、定位系筋和锁脚锚杆焊接牢固。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。钢架连接接头要连接牢固。拱脚部位易发生塑性剪切破坏，故该部位接头除螺栓连接外，还应四面帮焊，确保接头的强度和钢度。钢架尽可能与围岩贴靠紧密，当钢架和初喷层存在较大间隙时设楔形混凝土垫块顶紧围岩；钢架与围岩的间距不应大于5cm。4.超前小导管注浆级围岩地段采用42超前小导管加强支护，长度为3.0米，导管中心环向间距30cm，纵向间距2m，每环间纵向搭接1.0米。小导管的构造：小导管前部钻注浆孔。孔径为68mm，孔间距2030cm，呈梅花形布置。前端加工成锥形，尾部长度不小于80cm，作为不钻孔的预留止浆段，尾部焊有8mm钢筋弯成的铁箍。小导管安装：首先进行施工放样，在打孔的位置上做出标记，钻孔时应准确掌握钻进的倾角。完成钻孔作业后，及时清孔，而后将小导管沿钻孔打入。六.二次衬砌泄水洞V级围岩地段及洞口下穿公路段采用模筑衬砌，其余地段采用锚喷衬砌，并设混凝土流水槽。共设三种衬砌类型，其中C1型衬砌断面790m，C2型衬砌断面60m，D型衬砌断面85m。模筑混凝土等级均采用C15混凝土。模筑混凝土采用组合钢模板，自制钢拱架和衬砌台架浇注混凝土，混凝土输送泵入模，灌注过程一次成形，循环长度为6米。要求平整度、尺寸、板缝均达到规范要求。立模及加固衬砌模板的加固应着重模板底部和两端，模板纵向加固采用刚性支撑(钢管)连接,两端必要时可采用在边墙内锚固钢筋，然后加螺栓紧固的方法。台车的其余部位必须用刚性支撑顶紧，经检查合格后方可灌注混凝土。脱模后要认真进行清理，对模板表面的水泥浆、锈斑、污渍等用砂纸或磨光机打光，并均匀涂刷脱模剂（机油加适量柴油或专用脱模剂）。混凝土灌注混凝土灌注过程中,边墙侧压力最大,为防止“跑模”, 混凝土应水平分层进行灌捣，厚度应为3040 cm，且应一次连续灌筑。且应控制边墙灌注速度，两侧交替灌注高度不超过1.0m。若混凝土灌注过程中因故中断，需采取如下措施:当温度达到30时，时间减至1.5h；当温度减至10时，时间延长至2.5h。如灌注时间超过上述时间,应停止灌注砼,且在24h后方可再灌注砼，且必须在旧砼接触面凿毛并用高压水冲洗干净。混凝土振捣振捣是影响砼外观质量的重要因素。振捣厚度一般以3040 cm为宜，振点间距20 cm，与模板距离15cm，振动时间2530s，但也应视震动棒性能略作调整。应逐层平行振捣，快插慢抽、垂直振捣，做到不漏振不过振，以将砼中的气泡充分引出、把浆提出、砼不再下沉为标准，确保砼的密实性和表面的光洁。混凝土拆模控制拆模时间。砼强度达到2.5Mpa时可拆模。如果需要提前拆模，可采用加热法。拆模过程中应防止磕碰，对施工好的砼要做好防护。混凝土养护拆模后应重视砼养护，确保砼内部水化热散发，避免局部出现干缩龟裂现象。在衬砌地段洞内相对湿度90%时采用自然养生，6090%时洒水养护7天，60%时洒水养护14天。七.通风排烟选用通风机的计算参数泄水洞开挖断面积：SC1=13.71m2；SC2=21.18m2；SD=19.18m2 ；一次开挖长度：L=2.3m；一次爆破用药量：A=55kg；隧道内最多作业人数：n=15人；爆破后通风排烟时间：t=30min；管道百米漏风率：=1.3%；泄漏系数：P=1/(1-)L/100。各种条件下的需风量计算：按洞内同时工作的最多人数计算: Q=kmq=1.2153m3/min=54m3/min按稀释一次爆破炸药量所产生的有害气体需风量计算:Q=7.8/t3AS2L2 =7.8/3035513.7121502 =553m3/min按汽车出碴产生的废气计算：Q=niA=303=90m3/min按洞内允许最小风速计算需风量： QC1=60VSC1=600.1513.71=123m3/min选择风机风量：采用压入式通风，稀释爆破产生的有害气体是所选通风机的最大风量：Q压=Q供/(1)L/100=553/(10.013)965/100=627m3/min。风压计算：系统阻力计算表取用计算式参 数 意 义=0.8m=1.0m=1.2m动压（Pa）Hd= :空气密度，1.2kg/m3；1.21.21.2V :管口末端风速(4Q/D2)；18.34m/s11.7m/s8.15m/sHd : 动压。201.8Pa82.13Pa39.85Pa静压摩擦阻力h=hf=0.1hhs=h+hf:管道摩擦系数,0.019；0.0190.0190.019L :通风距离,965m；965m965m965md :风管直径；0.8m1.0m1.2mV0:管内平均风流速度( Qa+Q)/(260)/( /4D2)；19.56m/s12.52m/s8.69m/sh:摩擦阻力；5261.1Pa1724.4Pa629.3Pahf:局部阻力；526.1 Pa172.4 Pa69.2 Pahs:静压。5787.2 Pa1896.8 Pa761.5 Pa系统风压（Pa）H=Hd+hsH: 系统风压5989 Pa1979 Pa801.4 Pa由上表可见，选用0.8m的风筒不能满足通风的需要，选用1.2m直径的风筒，风压损失是1.