黄土浅埋段的开挖及支护专项施工方案

/Xxxx工程标段黄土浅埋隧洞专项施工方案Xxxxxx标段项目经理部二0一一年二月黄土浅埋段的开挖及支护施工方案一、编制依据输水干渠缺码溪隧洞平面、纵横剖面图《水利水电工程施工通用平安技术规程》(DL/T5370-2007)《水利水电工程施工质量检验和评定规程》(SL176—2007)二、工程概况缺码溪隧洞设计里程为干30+472.021～干31+921.245段，洞身全长1449.223米，地处区域牛耳子坪山，隧洞进口穿过湿陷性黄土的洞段长约30m、还有局部突泥、涌水、缓倾岩层、孤石夹层等不良地质。地表水前补给区，依据其物理力学性质及变形特性，分析其湿陷特征及规律，以及隧洞产生施工缺陷的缘由，提出合理的工程处理方案，确保输水畅通。依据以往类似隧道的施工中处理不良地质的施工阅历，确定对本隧道不良地质地段施工原则如下：接受管棚法．该工法包括回填和固结灌浆、管棚加固、限制爆破、喷锚和浇筑临时支护砼等工序。通过对该隧洞地质描述、围岩分类及物理力学地质指标分析,得知该隧洞开挖将会遇到困难地质条件,故在确定该隧洞开挖施工技术方案时提出了"长洞短打、弱爆破、短进尺、多循环、强支护"的施工技术原则,并在施工布置、施工程序和方法、支护及不良地质洞段处理等方面详细落实了这一施工技术原则,以确保工程施工质量要求和施工平安。在施工不良地质地段时，加强地质预报；利用超前帷幕注浆方法对围岩进行超前预加固，接受钢架加强支护；接受超短台阶施工，按“预支护、短开挖、快封闭、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则，开挖后刚好支护，做到随挖随护；缩短循环进尺，接受无爆开挖或微差限制爆破技术，尽可能的削减队围岩的扰动；加强施工组织管理，严格施工工序，并组织好物资供应工作；接受信息化和动态化施工管理技术，加强施工量测，刚好反馈信息，刚好修正支护参数和施工方案，确保施工和洞身结构平安。为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题，接受台阶分布开挖法（又称环形开挖留核心土法），结合喷射砼刚好封闭开挖面，用超前小导管支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布，实施短开挖，快循环来削减对土体的扰动，是目前黄土隧道施工的较完整的方法。三、施工方法及工艺要点依据工地实际状况，设计并施打超前小导管。钢管真径为ф42mm，长3.0m，间距为3根/m，外插角100-150，首尾搭上半断面人工用风镐及电铲掏槽。掏槽宽度约1m，纵向掏槽深度每次约0.8m。开挖依次依照左图中的序号①-⑥进行，钢架的支护原则为随挖随护紧跟开挖进行。开挖后立刻射砼封闭断面。喷射4cm厚的C25砼，封闭开挖断面，以免孔隙水从断面处渗出，而使土体失稳。架钢拱及挂网。钢拱规格为Ⅰ16，按设计断面计算用量。拱架之间的间距依每次开挖长度约为0.8m，每榀钢拱纵向用ф20钢筋前后交织连接，钢筋长度1.2m，环向间距1.0m。超前小导管尾端焊接于拱架腹板上部，以增加共同支护作用。ф8钢筋网格间距为20cm×20cm。全环拱架和围岩的干脆接触点不得少于7处，不满足该要求的必需喷射砼填充钢拱间空隙。拱架和开挖轮廓之间的全部间隙用20号砼喷射充填密实，先喷拱架和轮廓之间空隙，再喷拱架，然后再喷拱架之间，直至喷到规定的厚度。按上述1－5的方式开挖5m左右后，开挖支撑掌子面的核心土支持部分。在上半断面初期支护稳定的条件下，起先开挖下半断面：首先通过在上半断面的钢拱的拱脚打锁脚锚管，以防止拱架及围岩变形和下沉，两侧以等间距各打3对锚管。且锚管的位置宜选择在节点板下部，利于支撑受力。经过做试验，这样的锚管和黄土结合后，抗拨力需现场检验抗拔力，不得少于8t。开挖出碴完成后立刻喷射砼封闭围岩，然后架钢拱支撑和挂网，经分层喷射砼直到设计厚度。再铺设土工布防水板，做二次衬砌。施工进度支配在砂粘土层无渗水时，接受每循环0.8m进尺，每天可进行3个循环，月进度可达成洞70m以上。在砂粘土层有渗水及砂层中无渗水时，接受每循环0.8m进尺，每天可正常进行2个循环，在砂层有中渗水时，严格限制每循环0.5m进尺，每天3个循环，月进度可达成洞质量限制要点严格限制小导管外插角度：超前小导管的支护范围即为小导管上部帷幕区域。由于前排钢架的存在，小导管钻入角度受限，仅能以外倾斜穿出，外插角越小，导管下部围岩越薄，越利于超欠挖的限制。开挖时要留意视察超前小导管下部的围岩是否松动，是否有脱落迹象，保证施工平安。严格喷射砼工艺，按协作比拌制砼料，特别要严格限制外加剂掺量。新旧砼面要清洗至露出砼的本色，没有泥土或杂物。分层喷射，以保证喷射砼的质量。上下台阶接头处要留意先清除杂物和上台阶喷射施工的回弹料并凿出接头处的围岩，保证上下喷砼连续，保证施工厚度。保证立拱质量。留意螺栓松紧程度和连接筋的焊接质量。型钢支架必需依据交底和现场大样用冷弯机进行加工，节段的切割角度必需限制好，要强调整点板的焊接质量，先在钢架和节点板中间部位用石笔打上记号线，焊接时上下对位，先点焊固定，在沿接头缝隙满焊至满足焊接要求，焊接要运用502及以上的高能焊条，焊接施工完成待焊缝冷却后敲除焊渣。另外，冷弯机进出料平台必需水平放置，保证弯曲加工出的钢架各节段在同一个平面内，不得翘起和扭曲。钢架拱部的“①”节段拱顶左右是全环受剪力最大的位置，因此特别规定：不得在拱顶左右1m范围内出现焊接接头。确保钢筋网和围岩紧密相贴，依据设计要求，黄土浅埋断面钢筋网全断面满铺设置，钢筋网的施工参数为：环向（φ8）×纵向φ（6）=20cm×20cm，安装时相邻两片间的搭接长度不得少于20cm。钢筋网必需和左右钢架及纵向连接钢筋等构件连接坚实，否则喷射砼时会振动钢筋网，从而降低喷射砼质量。保证核心土的大小和长度。黄土浅埋地段开挖方式接受超短台阶，上台阶预留核心土法进行，依据断面尺寸及试验性开挖状况，核心土的留置长度限制在2~3m，左右厚度3.5~4.5m，如此足以保证前方土层的稳定。清除拱脚虚碴和杂物，通过打拱脚锚管或扩大拱脚细致加固拱脚，加强纵向联结等，使初期支护和围岩形成完整体系。本设计除拱部节段外，其他左右对称节段每段均设置锁脚锚管，每段左右两侧各一根，每根长4.0m。依据黄土土质特点和自然坍塌角确定锁脚锚管的施工角度以倾斜向下20~25°为宜。尾部应尽量平钢架外侧，每对锚管尾部利用Φ22钢筋头坚实焊接，Φ22钢筋和钢架翼板接触面满焊，使左右锚管和中间钢架坚实连接，共同受力。尽量单侧落底或双侧交织落底，避开上半断面两侧拱脚同时悬空；限制落底长度，视围岩状况接受1-3m，不大于6m。摸爽性开挖表明，在本隧道的黄土浅埋地段，单侧落底和双侧交织落底均可接受。前者在进度上更有保证。削减上、下台阶施工的相互干扰，并刚好封闭成环。超短台阶的设置导致上下台阶施工相互干扰较大，上台阶人工开挖环形区域进尺过慢，下台阶可接受机械配开挖协作人工修整一方面可削减超欠挖量，一方面对围岩扰动小，可保证施工平安。上下台阶完成40m后，隧底应刚好施工，将钢架全环封闭，以提早产生“鸡蛋壳”效应，增加整体稳定，削减沉降。找出每道工序的合理施工时间，各工序严格按标定时间进行限制，从而缩短循环作业时间，削减开挖面土体的暴露时间。开挖后袒露的土层暴露时间不应超6h，特别是有渗水迹象的地段更应缩短，开挖后首先喷砼封闭，初期支护紧跟，严格超前支护和锁脚锚管的施工质量。刚好监控量测围岩，视察拱顶，拱脚的收敛状况，据此调整初期支护参数。依据设计方案，浅埋黄土地段监控量测断面为10m一个，每个断面地表、拱顶、隧底各布置一个，断面开挖最宽处布置两条通长的测线。监控程序严格依据监控量测专项方案进行。首先做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，并妥当处理好陷穴、裂缝，以免地面积水浸蚀洞体四周，造成土体坍塌。在含有地下水的黄土层施工时，洞内外排水沟应进行铺砌，必要时应协作井点降水等将地下水位降至隧道衬砌底部以下，以保施工顺当进行。在干燥无水的黄土层中施工，应管理好施工用水，不使废水漫流。如发觉工作面有失稳现象，应刚好用喷砼封闭，加设锚杆、缩小钢支撑间距等加强支护。施工时要特别留意拱脚和墙脚处断面，如超挖过大，应用浆砌片石回填，如发觉该处土体承载力不够，应立刻加设锚杆或实行其它措施进行加固。在开挖和灌筑仰拱前，为防止边墙向内位移，宜加设横梁顶紧。喷射机所用的风压，一般以不超过0.4Mpa为宜。若拱部位于砂性土层时，为防止喷砼层塌落，可用Ф4mm的密钢丝网紧贴开挖面作为固定初喷砼用。密网用两根φ8mm，长35cm的锚钉加以固定；也可用2根Ф22mm的环向钢筋将网压紧在开挖面上，以防喷砼时钢丝网脱落。要加强超前地质预报、地质素描及掌子面的视察等前瞻性工作，为后期开挖及支护供应最基本的信息。施工中如发觉担忧全因素时，应暂停开挖，加强临时支护，以便取适应性的工序支配。四、质量保证措施组织措施提高全员质量意识。严格依据IS09001质量体系标准及程序，对施工现场实施动态管理和严密监控，建成本项目全优工程。广泛深化地开展质量教化，提高各级领导和参战全体职工对创优质工程的思想相识，充分发挥每个职工的主动性和主动性，做好本职工作，促使施工工程质量的提高。建立和健全质量管理体系。编制项目质量支配，建立经理部（指挥部）、队二级质量管理体系，充分发挥质量管理小组的职能作用，做到责任到人，定点定人定责，实行施工质量挂牌承包。成立创优领导小组。经理部（指挥部）、队二级分别成立创优领导小组，经理、队长分别担当二级创优小组组长，经理部总工程师、队技术主管担当副组长，成员由施工、机械、安质、试验、物资等部门人员组成。定期和不定期深化现场指导施工，改善施工工艺，刚好检查、发觉并解决问题。成立各级特地负责工程质量的部门。经理部设质检部，工程队设质检员，负责施工过程中的质量管理和检查，制定相关的创优规划和详细的创优措施，并成立相关的创优攻关小组。加强技术学习和质量培训工作。经理部要有支配、有系统的组织参战的全体员工学习高速公路有关的技术标准、规定、规程、规则和细则，并进行技术考核及教化培训，全面驾驭本岗位的操作规程和质量标准的内容、实施步骤，确保工程质量。加强技术管理，强化工序质量意识。对各施工工序进行详细技术交底和严格的质量限制，对工序标准的状况做出记录，确保各工序的质量。同时要推广施工新技术，开展技术攻关。技术措施开工前进行定位复测，并埋设必要的护桩，设置水准基点（BM点）。施工期间定期进行中线及水平测量，确保中线及各部位标高精确无误。施工前对所要施工项目进行详细的书面技术交底五、平安保证措施落实平安生产责任制全员负责，三级管理由班组长负责。完善各项平安生产管理制度，针对各工序及各工种的特点制定相关的平安管理制度，并由各级平安组织检查落实。建立平安生产责任制，落实各级管理人员和操作人员的平安职责，做到纵向原委，横向到边，各自做好本岗位的平安工作。严格执行逐级平安技术交底制度，施工前由安治部组织有关人员进行详细的平安技术交底。项目施工队对施工班组及详细操作人员进行平安技术交底。各级专职平安员对平安措施的执行状况进行检查、督促并作好记录。加强施工现场平安教化针对工程特点，定期进行平安生产教化，重点对专职平安员、平安监督岗岗员、班组长及从事特种作业的爆破工、电工、焊接工、机械工、机动车辆驾驶员进行培训和考核。未经平安教化的管理人员及施工人员不准上岗。未进行三级教化的新工人不准上岗。变换工种或参加接受新工艺、新工法、新设备及技术难度较大的工序的工人必需经过技术培训，并经考试合格者才准上岗。特别工种的平安教化和考核，严格依据《特种作业人员平安技术考核管理规则》执行。经过培训考核合格，获得操作证方能持证上岗。对已取得上岗证者，要进行登记存档规范管理。对上岗证要按期复审，并要设专人管理。通过平安教化，增加职工平安意识，树立“平安第一，预防为主”的思想，提高职工遵守施工平安纪律的自觉性，细致执行平安操作规程，做到：不违章指挥、不违章操作、不损害自己、不损害他人，不被他人损害，确保自身和他人平安，提高职工整体平安防护意识和自我防护实力。细致执行平安检查制度项目经理部要保证检查制度的落实，规定定期检查日期、参加检查的人员。作业班组实行每班班前、班中、班后三检制，不定期检查视工程进展状况而定，如：施工准备前、施工紧急性大、接受新工艺、季节性变更、节假日前后等时要进行检查，并要有领导值班。对检查中发觉的平安隐患，要建立登记、整改制度，依据“三不放过”的原则制定整改措施。在隐患没有消退前，必需实行牢靠的防护措施。如有危及人身平安的险情，必需立刻停工，处理合格后方可施工。附：平安保证体系框图（图二）六、环境爱惜措施环境爱惜法规的学习教化由项目经理负责对项目经理部的领导层、管理层和作业队负责人进行环境爱惜法规的学习教化。主要学习由国家颁布的“环境爱惜法”、“水土保持法”、“水污染防治法”、“大气污染防治法”、“野生动物爱惜法”、“矿产资源法”等。组织管理实行由项目经理部负责领导、部室分工管理、监督指导，作业队详细实施的环境管理体制。建立从项目经理、副经理、总工程师到各专业人员环境爱惜责任制度，分工负责。环境爱惜实施支配实行环境爱惜支配制度。环境爱惜支配包括工程区段或工点施工的生态爱惜、生产作业或生活区的限制污染的标准、方法、实施的时间及其它有关要求。环境爱惜支配作为施工支配的组成部分，伴同施工支配同时编制，同时下达和实施。在检查施工支配的同时检查环保支配完成状况，解决存在的问题。生态环境爱惜基本要求：严格执行国家和地方生态环境爱惜法规。按设计要求对水源爱惜地、森林、和野生动物及其栖息地有意识地爱惜，将不利影响降到最低限度。水资源、自然水流形态的爱惜。坚决执行“中华人民共和国水污染防治法”，防止水污染。水土保持坚决执行“中华人民共和国水土保持法”，做好施工的水土保持。细致执行当地区域水土保持规划。附：环境保证体系框图图一质量保证体系框图质量保证体系质量保证体系经济保证施工限制保证技术保证组织保证思想保证措施经济保证施工限制保证技术保证组织保证思想保证措施提高质量思想意识经理部QC小组及甲方质检机构组织学习分项工程优良率经济责任制提高质量思想意识经理部QC小组及甲方质检机构组织学习分项工程优良率经济责任制施工限制施工进行自检、互检、交接检严格按施工工序和技术标准施工接受甲方人员检查各分项工程应由工程师见证施工限制施工进行自检、互检、交接检严格按施工工序和技术标准施工接受甲方人员检查各分项工程应由工程师见证审核图纸推广新技术、新工艺技术交底测量定位驾驭审核图纸推广新技术、新工艺技术交底测量定位驾驭规范、验标全员QC教化全员QC教化执行质量保