大奎隧道出口左洞初支变形处理方案

1 炎汝高速公路第十二合同段 大奎隧道大奎隧道左线出口左线出口初支变形处理初支变形处理 专项施工方案专项施工方案 中国中铁中国中铁 编制 审核 批准 中铁隧道集团有限公司 炎汝高速公路第十二合同段项目经理部 2013 年 1 月 25 日 2 目目 录录 一 编制依据 3 二 工程概况 3 三 前期施工存在问题及已采取的措施 3 3 1 ZK52 002 ZK51 986 段初支变形严重 3 3 2 ZK51 950 ZK51 940 段采取施工措施 4 3 3 ZK51 926 ZK51 940 上台阶存在问题 4 3 4 施工监测反馈信息 4 四 总体施工部署 5 4 1 处理施工顺序安排 5 4 2 施工工艺与主要措施 7 4 2 1 掌子面 ZK51 940 926 段临时仰拱加固 7 4 2 2 施工 ZK51 940 957 段施工临时仰拱及斜支撑 7 4 2 3 ZK52 002 ZK51 986 段初支变形加固 7 4 2 4 ZK52 002 ZK51 986 段 ZK51 940 957 段初支侵限换拱 9 五 监控量测措施 错误 未定义书签 错误 未定义书签 1 量测方法 频率 错误 未定义书签 错误 未定义书签 2 数据分析与信息反馈 错误 未定义书签 错误 未定义书签 六 资源配置 错误 未定义书签 错误 未定义书签 7 1 人员配备见下表 错误 未定义书签 错误 未定义书签 7 2 机械设备见下表 错误 未定义书签 错误 未定义书签 7 3 主要材料计划见下表 错误 未定义书签 错误 未定义书签 7 4 施工计划安排 15 八 安全 质量 环保保证措施 错误 未定义书签 错误 未定义书签 8 1 安全保障措施 错误 未定义书签 错误 未定义书签 8 2 质量保证措施 错误 未定义书签 错误 未定义书签 8 3 环境保护措施 错误 未定义书签 错误 未定义书签 九 施工注意事项 20 3 一 编制依据一 编制依据 1 大奎隧道施工设计图纸 两阶段施工图设计 2 公路隧道施工技术规范 JTG F60 2009 3 四方会议纪要及项目部内部会议纪要 4 GB T19001 2000 质量标准体系 5 GB T28001 2001 职业健康安全标准建立的质量 环境和职业健康管理 体系 二 工程概况二 工程概况 大奎隧道左线 起讫里程桩号 ZK49 750 ZK52 972 线路全长 3 2km 目 前出口左线初期支护施工在 ZK51 803 ZK52 019 段围岩破碎带内 设计为 V 级 围岩 原衬砌类型为 SF Vc 后衬砌类型变更为 SF Va 本段围岩由破碎带组成 岩质软 拱部支护时易塌方 掉块后空隙裂隙水 较大 施工进展情况 左洞进口桩号 ZK51 875 出口 ZK51 926 剩余 51 米 设计围岩等级 SF c 围岩 目前采取措施对 ZK52 002 ZK51 986 增设钢支撑及 ZK51 960 926 段回填反压 围岩趋于稳定后出口停止施工 从进口贯通 三 前期施工存在问题三 前期施工存在问题及已采取的措施及已采取的措施 3 1ZK52 0023 1ZK52 002 ZK51 986ZK51 986 段初支变形段初支变形严重严重 2012 年 10 月 11 日大奎隧道左线出口初期支护施工至 ZK51 981 时 发现 ZK51 986 ZK52 002 段已完初期支护较大范围出现变形 开裂现象 10 月 12 日项目部立即制定了应急措施 采用背拱紧急加固 以控制变形 确保不侵限 背拱采用 I18 型钢拱架 间距 0 8m 榀 每榀拱架均增设 42 锁腰 锁脚小导 管各 4 根 每榀共 8 根 每根长 4m 注浆采用水泥 添加 5 水玻璃的水泥浆液 并复喷 C20 混凝土 11 月 22 日背拱加固处理完后恢复了掌子面施工 支护参 数参照变更后 SF Va 复合式衬砌施工 每榀工字钢每侧各增加 4 根 42 小导管 加强 锚杆长 4 5m 压注水泥浆液 每榀共增加 8 根 根据第三方监测数据显 示 ZK52 002 处一天收敛了 6mm 累计沉降了 335mm 初期支护和背拱都出现 4 了变形 工字钢严重扭曲 为保证隧道安全 ZK52 002 ZK51 986 段需换拱处 理 3 2ZK51 9503 2ZK51 950 ZK51 940ZK51 940 段采取施工措施段采取施工措施 2012 年 12 月 25 日大奎隧道左线出口初期支护施工至 ZK51 926 停止掘进 2013 年 1 月 10 日发现 K51 940 ZK51 960 段上台阶拱顶右侧出现开裂 中台 阶靠隧道掌子面右侧出现两道纵向裂缝 工字钢扭曲变形 监控数据反应继续 沉降 右侧已出现侵限 为保证隧道安全 ZK51 940 ZK51 960 已紧急施作 I18 工字钢临时仰拱和斜支撑进行了处理 对掌子面 ZK51 940 926 段回填反 压处理 2013 年 1 月 12 日根据第三方监测数据显示 ZK51 954 处一天收敛了 11mm 拱顶沉降了 21mm 3 33 3 ZK51 926ZK51 926 ZK51 940ZK51 940 上台阶存在问题上台阶存在问题 2013 年 1 月 10 日发现 ZK51 926 ZK51 940 段上台阶拱顶右侧出现开裂 项目部内部会议立即采取应急措施 对掌子面回填反压 用沙袋顶至掌子面 防止初期支护继续变形 3 43 4 施工监测反馈信息施工监测反馈信息 近期根据测量情况分析 如下表 3 1 桩号 ZK51 940 埋设日期 2013 1 20 量测时间 相对上次 下沉值 时间 间隔 下沉 速度 备注测线 编号 年月日时 mmdmm d 1201312215 024 514 5 1201312315 410 310 3 1201312414 320 410 4 120131259 430 410 4 1201312816 260 330 1 图 3 1 从监控数据分析 初支断面趋于稳定状态 5 四 四 总体施工部署总体施工部署 为保证施工安全 针对上述三个施工段存在的问题 分别采取相应的加固 措施 具体如下 1 对 ZK51 986 ZK52 002 段侵入衬砌断面及变形的初期支护进行逐榀换 拱处理 2 ZK51 960 ZK51 926 段全部进行回填处理 然后在逐步开挖 换拱处 理 初支断面处于稳定状态下 从 ZK52 002 至 ZK51 940 从洞口方向至掌子面 换拱处理 换拱支护参数参照 SF a 施工 如果围岩处于松散体时 先注浆加 固然后再进行换拱 加强监控量测 待初支断面处于稳定状态下 二衬及时跟 进距换工 6 7 米的位置 如量测数据变化过大 及时上报相关部门作出项目情 况分析 4 14 1 处理施工顺序处理施工顺序安排安排 各段的具体处理施工顺序详见图 4 1 大奎隧道左线出口 ZK52 002 ZK51 926 段施工顺序示意图 ZK51 986 ZK52 002 段原台架加固 ZK51 926 ZK51 960 段反压回填 ZK51 986 ZK52 002 段换拱 二衬 ZK51 926 ZK51 960 段换拱 二衬 6 ZK52 002ZK51 986ZK51 962 ZK51 957 ZK51 950 ZK51 940ZK51 926 临时仰拱 沙袋 已施工二衬 右侧双层 斜支撑 右侧单层 斜支撑 采用开挖台架支撑 大奎隧道出口左线ZK52 002 ZK51 926段施工示意图 中铁隧道集团炎汝12标项目部制图 复核 审核 日期 1 1 注 1 ZK52 002 ZK51 986增设斜支撑加固 2 掌子面回填反压 高度至中台阶拱脚处 3 从掌子面至洞口方向回填土 高度至上台阶拱脚处 4 斜支撑处采用人工回填 第一次回填 第二次回填 洞口方向 掌子面方向 图图 4 14 1 7 4 24 2 施工工艺与施工工艺与主要措施主要措施 为了保证安全施工及初期支护趋于稳定 对 ZK52 002 ZK51 986 段增设 I18 的工字钢作为横支撑 拱架间距根据初支拱架间距施工 前方稳定后对掌 子面逐步回填反压 施工流程图 4 2 图 4 2 4 2 1ZK52 0024 2 1ZK52 002 ZK51 986ZK51 986 段初支变形加固段初支变形加固 在原有的开挖台架施工 2 根横撑 长度分别是 1250cm 1027cm 施工前把 初支拱架喷射砼清楚干净 便于焊接牢固 焊接时采用 22 钢筋帮焊 焊缝饱 满 详见图 ZK52 002 ZK51 986 段增设横支撑 ZK51 960 926 段第一层反压回填 ZK52 002 986 段逐步换拱处理 施工二衬 ZK52 960 940 段逐步换拱处理 施工二衬 监 控 量 测 ZK51 926 960 段第二层反压回填 8 4 2 2ZK51 9264 2 2ZK51 926 ZK51 960ZK51 960 段反压回填段反压回填 后方 ZK52 002 ZK51 986 段加固完毕后 对 ZK51 926 ZK51 960 初支开 裂段全部进行反压回填 分两层回填 先从 ZK51 960 ZK51 926 洞口往掌子 面 回填 第一次回填高度至中台阶和下台阶接腿处 实际高度 根据现场情 况确定 保证尽量合理利用机械 见详图 第二层从 ZK51 926 ZK51 960 掌子面往洞口 回填 回填高度位于上台 阶和中台阶接腿出 1 米以上 回填时 人工配合机械 边角处采用用是人工回 填密实 见详图 9 4 2 3ZK52 0024 2 3ZK52 002 ZK51 986ZK51 986 段 段 ZK51 940ZK51 940 957957 段初支侵限换拱段初支侵限换拱 a 施工流程图 如下 b 由于初期支护不稳定及围岩较差 换拱必须采用风镐凿除初支混凝土 换拱从上到下原则 每次拆除一榀 开挖断面满足设计要求 及时对开挖面和 未衬砌段进行检查 对可能出现的险情 应采取措施处理 开挖过程中应保护 好量测用的测点 应做好地质构造的核对和监控量测工作 如果围岩较差施工 双液浆 添加 5 水玻璃 c 支护类型采用 SF c 支护 预留沉降量是 12cm 钢拱架采用 I18 工字 钢间距 60cm 超前导管采用 D42 焊管长度 4 米 每环 34 根间距 40cm 每 240cm 施工一环小导管 系统锚杆采用 D25 的中控锚杆间距 60cm 120cm 长度 350cm 立拱前必须将虚渣清理干净 钢架拱脚必须放在牢固的基础上 应清除 底脚下的虚渣及其他杂物 脚底超挖部分应用喷射混凝土填充 钢架应分节安 装 节段与节段之间应按设计要求连接 连接钢板平面应与钢架轴线垂直 两 施工准备 围岩松软 注 浆 测量 立拱 喷浆 超欠挖处理 监控量测 每榀 拱架拆除 下一循环 调整施工方 案 10 块连接板间采用螺栓和焊接连接 螺栓不应少于 4 颗 详图 4 2 图 4 2 d 为确保喷砼质量 喷砼宜采用湿喷工艺 砼自动计量搅拌站拌制 砼运 输车运送 施工顺序 施工准备 施喷面清理 砂石 水泥 水 外加剂等计 量 拌和 装运喷料 添加速凝剂 喷射砼 综合检查 待钢筋网 锚杆安装 完毕后进行喷射 喷嘴作小圆周运动 工作风压 0 4 0 5Mpa 喷嘴至工作面 距离在 0 6 0 8m 喷嘴尽量垂直坡面 e 每榀拱架布置沉降点和收敛点 以便后期观察及采取应急措施 见详图 4 3 11 图 4 3 e 加强监控量测 并及时反馈信息 以便及时调整施工方案 加快仰拱施 工 f 拆除背拱前修补二衬防水板二衬防水板台阶 作为换拱台架 为了保证 施工安全 对台架开焊处进行补焊及增设 I18 的斜支撑 五 监控量测五 监控量测措施措施 1 量测程序 监控量测的目的在于监测围岩变形 验证支护衬砌的设计效果 保证围 岩 稳定和施工安全 提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据 确定衬砌的施做 时间 通过对量测数据的分析处理 掌握地层稳定性变化规律 预见事故和险 情 作为调整和休整支护参数及施工方法的依据 提供围岩和支护衬砌最终稳 定的信息 2 测点布置 在大奎隧道出口换拱过程中 监控量测严格进行拱顶下沉量测 水平净空 收敛量测两项量测 3 布点观测 施工前 在洞内该段初期支护钢架上布置监控量测点 拱顶下沉观测点及 净空收敛观测点按每 3 米一个断面进行布设 以观测围岩及初期支护结构的变 化 周边收敛 拱顶下沉各项目测点尽量集中断面布设 以便量测成果分析 拱顶下沉观测点 在隧道需换拱的初期支护上每 3 米设置一个点 换拱施工完 的初期支护上每 3 米设置一个点 并且在换拱施工完 6 小时内进行第一次观测 仪器采用高精度水准仪 观测频率为每天 2 次 直至二衬完成后为止 详图 6 12 1 图 6 1 周边收敛与拱顶下沉测点 测线布置示意图 4 量测方法 频率 1 量测方法 采用数显收敛计进行洞内收敛量测 采用精密水准仪 水准尺 钢卷尺进 行拱顶下沉量测 洞内测点布置如图5 1所示 常规方法中的拱顶下沉测点顶端采用图示中的 倒三角 以确保测试精度 嵌入围岩部分采用螺纹钢筋 避免测点受到外力作 用发生松动 周边位移测点顶端采用圆形钢筋圈 嵌入围岩部分亦采用螺纹钢 筋 2 量测频率 监控量测每天坚持 2 次 如检测数据显示位移大幅发展 相应增加频率 如隧道边坡或初支出现量测数据变化超出量测频率 沉降和位移超过 2cm 须立即停止施工 报相应上级单位 制定新的施工方案 同时通过巡查观测 如果在未布置监控点的断面出现混凝土开裂 剥落 等现象 必须立即在相应断面增加新的监控量测点 5 数据分析与信息反馈 1 每次观测后现场计算位移发展增量 出现异常情况 重新测量排除操 作失误后立即报告相关部门 2 每次测回数据交数据处理员输入计算机 进行位移增量 位移发展速 率的计算 绘制位移 时间曲线和位移发展速率 时间曲线 并应用函数拟合 和灰色预测等方法进行位移发展短 长期预测 13 3 绘制地表下沉横向分布曲线 分析拆拱的影响范围和程度 4 绘制地表下沉纵向分布曲线 分析隧道开挖在隧道轴线方向的影响范 围及程度 5 根据隧道开挖对地表的影响范围和程度 提出能够保证隧道施工安全 的合理工艺参数 地表下沉控制措施等建议 上报项目部技术负责人 六 资源配置六 资源配置 大奎隧道左线出口 ZK52 006 ZK51 926 段背拱拆除和初支换拱施工 根据 现场实际工程量和施工计划安排等情况 在满足施工要求的前提下 进行合理 的配备施工人员和施工设备 在现场设立施工组 下设开挖班 初支班 二衬 班三个班组 施工配置如下 6 16 1 人员配备见下表人员配备见下表 表 1 人员配备表 序号 人员分 类 人 数 备注 组长 1 技术人员 2 1 施工组 测量人 员 4 负责施工生产组织 技术管理和监控量测 班长 1 司钻工 42 开挖班 辅助工人 10 负责开挖 背拱拆除 侵限段初支拱架拆除 小导管安设和 注浆 班长 1 钢筋工 3 喷浆工 43 初支班 辅助工 人 6 负责立拱 挂网 喷浆 班长 1 钢筋工 5 砼工 6 4 二衬 班 辅助工人 3 负责挂防水板 绑扎钢筋 浇筑混凝土 5 专职安全员 1 负责施工现场安全工作 6 其他 4 含电工 机修工 抽水 合 计 人 数 56 14 6 26 2 机械设备见下表 机械设备见下表 表 2 机械设备表 机具名称型号 功率 数 量备 注 装载机 1 挖机 1 空压机 12m 6 钻机MK 5 500M 6 双液注浆机 1 风镐 4 自卸汽车 2 砼输送车 2 电焊机 4 钢筋切断机 301 弯轨器 1 砼输送泵 HBT601 模板台车 12m1 6 36 3 主要材料计划见下表主要材料计划见下表 表 3 主要材料计划表 序号材料名称单位数量备注 1 HPB235 钢筋 8t4 123 2 HRB335 钢筋 22t20 I18t10 3 工字钢 I20t50 4 42 小导管 m1000 5 50 钢管 m2000 15 6 型弹簧排水管 m150 7 防水板 m 520 8 110mmHDPE 双壁打孔波纹管 m40 9 50mmHDPE 波纹管 m100 10 中埋式止水带 m25 11 止水条 m100 12 水泥 t200 13 砂子 m 260 14 碎石 m 300 6 46 4 施工计划安排 施工计划安排 根据总体施工计划及目前实际情况 计划 2013 年 1 月 29 日 2013 年 2 月 28 日施工 为期 30 天 春节期间不放假 施工共分为三大工作面 具体如下 表 4 施工安排计划 序号桩号主要工作内容 耗时 天 开始时间结束时间 备 注 1 施工准备 组织人员机械设备 材料 风水电等 1 2013 2 12013 2 2 2 ZK51 926 940临时仰拱封闭成环 2 2013 2 22013 2 4 3 ZK51 940 950 施工 I18临时仰拱及斜 支撑 3 2013 2 42013 2 7 4 ZK52 002 ZK51 986 增设斜支撑加固 2 2013 2 72013 2 9 5 ZK52 002 ZK51 986 拆除拱架 换拱处理 20 2013 2 92013 3 1 6 ZK51 940 950拆除拱架 换拱处理 12 2013 3 12013 3 12 7 ZK52 002 ZK51 986 4 2013 3 122013 3 16 8 ZK51 940 950 二衬浇注 4 2013 3 162013 3 20 16 七 安全 质量 环保保证措施七 安全 质量 环保保证措施 7 17 1 安全保障措施安全保障措施 制度保证措施 贯彻执行国家安全生产 劳动保护方面的方针 政策和法规 对职工进 行安全教育 牢固树立 安全第一 的思想 坚持 安全生产 预防为主 的 方针 建立健全安全生产保证体系 建立和实施安全生产责任制 项目经理是 安全第一责任人 主管施工生产的项目副经理是安全生产直接责任人 项目主 抓安全的副经理对劳动保护和安全生产的工作负责 经理部设安全生产领导小 组 并设专职安全检查工程师 工区设专职安全员 作业队设专职安全员 各作 业点设有 共青团安全监督岗 和 党员建岗创区 活动 根据施组和工程实际情况 编制详细的安全操作规程 细则 并制定切 实可行的安全技术措施 分发至工班 组织逐条学习 落实 抓好 安全五同 时 即 在计划 布置 检查 总结 评比生产的同时 计划 布置 检查 总结 评比安全工作 和 三级安全教育 严格执行交接班制度 坚持工前讲安全 工中检查安全 工后评安全的 三工制 活动 坚持每周一的安全活动日活动 每一工序开工前 做出详细的施工方案和实施措施 及时做好施工技术 及安全工作的交底 并在施工过程中督促检查 严格执行 坚持特殊工种持证上岗 坚持定期安全检查制度 项目部每月检查一次 工区每半个月检查一次 工班每天检查一次 发现不安全因素 立即指定专人限期整改 设立安全专项基金 对安全生产好的个人和班组给予重奖 对违章指挥 违章操作忽视安全的行为给予重罚 对造成安全事故者视其情节严肃处理 全员加强防雷电 防火 防洪等防灾期意识 建立防洪组织 配备消防 设施 制订措施和管理制度 并落到实处 减少自然灾害造成损失 安全教育保证措施 17 加强安全教育 提高参战员工的安全意识 树立安全第一的思想 培养 安全生产所必须具备的操作技能 做好职工的定期教育及新工人 变换工种工人 特种作业人员的安全教 育 新进场的员工未经三级安全教育不得上岗 新工法 新工艺 新设备 新 材料及技术难度复杂的作业和危险较大的作业 要进行专门的安全教育 采取 可靠的保证措施 安全检查制度 项目经理部要保证检查制度的落实 规定检查时间和参加检查的人员 经理部每月检查一次 作业班组每天检查一次 非定期检查视工程情况进行 在施工准备前 危险性大 季节变化 节假日前后等情况下都要检查 对检查中发现的安全问题 安全隐患 要建立登记 整改 消项制度 定人 定措施 定经费 定完成日期 在隐患没有消除前 必须采取可靠的防 护措施 如有危及人身安全的险情 立即停止施工 处理合格后方可施工 机械安全保证措施 施工现场实施机械安全管理及安装验收制度 施工机械 机具和电气设 备 在安装前按照安全技术标准进行检测 经检测合格后方可安装 经验收确 认状况良好后方可运行 车辆驾驶员和各类机械操作员 必须持证上岗 严禁无证操作 对驾驶 员 机械操作人员定期进行 安规 教育 严禁酒后驾驶车辆和操作机械 车 辆严禁 三超 禁止使用带 病 的车辆 机械和超负荷运转 并坚持 三查 一检 制 机械设备在施工现场集中停放 严禁对运转中的机械设备进行检修 保 养 机械作业的指挥人员 指挥信号必须准确 操作人员必须听从指挥 严禁 违令作业 对机械设备 各种车辆定期检查 对查出的隐患按 三不放过 的 原则进行处理 并制定防范措施 防止发生机械伤害事故 全部机械均应分别 制定安全操作规程 并挂牌上墙 施工用电按 施工现场临时用电安全技术规范 GJ46 88 要求进行设 计 检测 现场安全保证措施 18 每天派专人检查坡顶的安全情况 清除洞口上方可能滑塌的表土 灌木 及危石等 开挖过程中经常检查地质情况 如有滑动 开裂等现象 必须停止 施工 施工机具必须严格按安全操作规程操作 对现场工人安全防护措施 a 电焊工应佩带绝缘鞋 绝缘手套 防尘口罩等劳保用品 b 喷浆工应佩带防尘口罩 手套 安全帽等劳保用品 7 27 2 质量保障措施质量保障措施 组织上的保证措施 建立完善的质量管理机构 项目经理部成立质量管理领导小组 项目经理为第一负责人 由项目部总 工程师和工程部部长任副组长 成员由质检工程师 试验工程师 作业队队长 等组成 质量管理保证机构严格按照质量体系文件进行质量管理 做到从资源 投入和过程控制上保证工程质量 设立专职质检人员 项目部设专职质检工程师 作业队 工班设兼职质检员 保证施工作业始 终在质检人员的严格监督下进行 在项目部质量管理领导小组的领导下推行全 面质量管理和目标责任管理 从组织措施上使工程质量真正落到实处 加强自检组织管理 严格自检制度 每道工序完成后首先工班 工区自检 合格后报质检工程 师检查 合格后上报监理工程师进行质量检查 经检查合格后方可进入下一道 工序施工 隐蔽工程检查严格按隐检程序进行 思想上的保证措施 全体施工人员在项目经理部的组织下 认真学习交通部有关产品质量的政 策 法规 增强 质量就是企业生命 的理念 加强对全体员工的质量宣传教 育及岗前培训 组织各类人员的业务知识学习 使全体参战人员对各自岗位的 工作能够从了解到熟悉并使个人才能得到充分的发挥 制度上的保证措施 图纸会审制度 认真审查施工图纸 熟悉设计文件和施工规范 严格按 19 照设计文件和图纸施工 技术交底制度 每项工序开工前 由该工序的主管工程师对各工艺环 节的操作人员进行技术交底 使所有操作人员心中有数 工艺过程三检制度 每道工序均严格进行自检 互检和交接检 上道 工序不合格 下道工序不能进行 严格执行工程监理程序 自检合格后及时通知监理工程师检查签认 隐蔽工程经监理工程师签认后方能施工 三级测量复核制 坚持三级测量复核制 各测量桩点要认真保护 施 工中可能损毁的重要桩点要搞好护桩 施工测量放线要反复校核 认真进行交 接桩 确保中线 水平及结构物尺寸位置正确 质量事故报告制度 实施质量事故报告制度 发生质量事故后严格按 事故处理程序如实报告 工程质量目标管理奖罚制度 结合本工程特点 设立 工程质量目标 奖 制定 安全质量奖罚规定 等相应的规章制度 对工程质量奖优罚劣 重点工序工程师旁站监督制度 重点工序施工 质检工程师应全过程 旁站监督 随时处理施工中遇到的质量问题 保证施工处于受控状态 资料收集制度 对本项目的管理资料 施工准备资料 现场施工原始 记录等 应及时收集 整理 为施工过程的追溯