上杖子隧道工程施工小结

中国水利水电第十四工程局有限公司锦赤铁路ZH-03项目部上杖子隧道施工小结中国水利水电第十四工程局有限公司锦赤铁路ZH-03项目部二零一二年九月二十日上杖子隧道工程施工小结一、工程概况上杖子隧道位于低山丘陵区，隧道穿越一山包。线路位于边杖子煤矿二井与向阳煤矿一井之间。隧道洞身地形起伏，进出口均为缓坡，地表基岩裸露。隧道洞身范围内植被覆盖茂盛，隧道最大埋深50m。隧道在DK116+700～DK116+870段从承四高速路下穿过，此段隧道顶部最小覆土约8米。隧洞起迄里程为DK116+410～DK117+888，全长1478m，为双线隧道，断面100m2，其中洞挖工程量159144m3，二衬混凝土37297m3。洞口至DK117+450.79段位于直线段，其余段落位于R=800m的曲线上，洞内纵坡为4.6‰、1.0‰。系本标的第二长隧洞，作为本标隧洞施工的重点工程。隧道洞身地层主要为侏罗系上统安山岩。隧道围岩分级为Ⅲ级220m、Ⅳ级860m、Ⅴ级398m。工点内未发现对工程有影响大的断裂结构。隧道在里程DK117+600～DK117＋800段穿越边杖子煤矿二井的采矿区，根据物探及钻探成果综合分析，隧道底部无采矿巷道。工点内地表基岩裸露，地下水类型为基岩裂隙水，主要存于基岩裂隙中，主要靠大气降雨补给，雨水排泄迅速，基岩区不利于降水入渗，故地下水水量较小。地震动峰值加速度为0.10g，相当于地震基本烈度Ⅶ度。二、开竣工日期

马山隧道于2009年9月22日开工，于2012年8月10日竣工。三、隧道施工方法1）现场布置和施工排水按长隧短打的原则，把上杖子隧道划分为2个工区施工，分别为进口和出口工区，每个工区各配1台多功能造孔简易台车。上杖子隧道自进口分别为4.6‰、1.0‰的上坡，工点内地表基岩裸露，地下水类型为基岩裂隙水，主要存于基岩裂隙中，主要靠大气降雨补给，雨水排泄迅速，基岩区不利于降水入渗，故地下水水量较小。1、进口工区：进口工区为顺坡排水，在线路左侧挖排水沟，利用自然坡度排水，在未施工的底拱和回填砼处设集水坑，用抽水泵将水抽到自然排水沟排到洞外，在洞口修建污水沉淀池和污水处理池，废水经过处理达标后排放。2、出口工区：出口工区为逆水坡，在逆水坡洞段设置2个泵站，施工污水通过移动式抽水泵抽入泵站，泵站内的水通过离心泵逐级抽至顺水坡洞段后排到洞外，在洞口修建污水沉淀池和污水处理池，废水经过处理达标后排放。2）开挖主要工序1、开挖准备：洞内风、水、电以及施工人员、机具准备就位。2、测量放线：洞内导线控制网和施工测量采用全站仪进行。炮后进行设计轮廓线测放，并根据爆破设计参数布置孔位施工。随洞室开挖、支护进度，每隔20m在两侧洞壁及洞顶设一桩号标志，定期进行洞轴线的全面检查、复测，确保测量控制工序质量。3、钻孔作业：炮孔采用YT28手风钻进行钻孔，孔径为φ42mm。由熟练的手风钻工在自制的钻爆平台上严格按测量定出的开挖轮廓线和方向线进行造孔作业。分区、分部位定人定位施钻。每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查，做到炮孔的孔底落在爆破规定的同一个铅直断面上。光爆孔偏差不得大于5cm，其它孔位偏差不大于10cm。炮孔装药之前，质检员对掌子面上的炮孔进行检查，如有遗漏，则需要补钻；并对周边光爆孔进行仔细检查，对孔位不符合要求的炮孔，则需要进行补钻，以控制欠挖和过量超挖。4、装药、联网、起爆：根据监理工程师批准的钻爆设计要求，由专业爆破工进行炮孔的装药、堵塞和联网。装药前用高压风冲扫孔内，炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破。爆破崩落孔药卷直径φ32mm，连续装药；周边孔选用φ25mm药卷，间隔装药。周边孔按爆破设计要求用φ25mm药卷捆绑于竹片上，形成不连续装药，插药入孔时还应注意药卷的方向，竹片靠洞室轮廓线一侧，药卷朝向最小抵抗线，装药严格遵守安全爆破操作规程。装药结束后，理顺导爆管，先进行同段位的非电雷管的并联，再进行不同段的串联，然后进行炮孔的封堵，要求联线、封堵良好。再由技术员和专业炮工分片分区查看并进行网络接线检查，撤退工作面其它工作人员、设备、材料至安全位置。最后由炮工负责引爆。5、通风散烟及除尘：爆破后立即启动通风设备通风，保证在放炮后30min内将有害气体浓度降到允许范围内，并对开挖面爆破渣堆洒水除尘。6、安全处理：通风、洒水除尘之后，便进行爆破后四周围岩的安全处理，以确保进洞人员和设备的安全。对于掌子面的哑炮，用高压水冲刷掉或在哑炮周围殉爆距离之内重新钻孔，炮工装药引爆。对于掌子面、边墙及拱顶上的浮石，先用反铲进行安全处理，再由经验丰富的人员进入工作面，用长细钢钎撬掉。7、出渣及清底：采用3.4m3装载机配合20t自卸汽车出渣。出渣后，用人工或反铲对堆渣以下掌子面、边墙围岩再进行一次安全处理，清理掉浮石和危石。同时，测量人员进入现场，对开挖掌子面进行测量，如有欠挖，采用钻孔爆破，予以清除。若开挖规格符合要求，距离工作面10m之外用高压水冲洗四周开挖面，以清除岩石碎片、尘埃、碎屑及爆破泥粉。最后用反铲扒出工作面底部积渣并将底部整平，为下一循环钻爆做好准备。8、围岩支护：每排炮开挖结束后，对稳定性差的局部岩体及时进行随机支护；系统锚杆和喷砼施工视岩石情况滞后开挖作业面。3）洞口段施工由于隧道洞口多处于浅埋、风化岩层地段，洞门采取明挖法施工，明暗交界均采取超前支护、加固后，再采用双侧壁导坑法或台阶法暗挖进洞施工。洞门及洞口段施工顺序为：测量放线→洞口开挖（地表处理→截水天沟→洞口土石方开挖）→边仰坡刷坡与临时防护→超前支护、加固施工→明洞衬砌→洞门衬砌→回填→边仰坡永久防护。4）正洞开挖方法1、Ⅲ级围岩开挖Ⅲ级围岩洞段采用全断面开挖，利用多功能作业台架钻孔，楔形掏槽，光面爆破。用台车钻锚杆孔，人工安装锚杆并进行锚固或注浆，采用湿喷机进行湿喷砼。开挖进尺3.0～3.5m2、Ⅳ级围岩开挖Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，上台阶超前3～5m，既保证足够的作业空间，又有利于上台阶采用反铲扒碴。周边采用光面爆破减少对围岩的震动以控制成形。上台阶风钻钻孔，挖掘机扒碴到下断面，下台阶利用液压凿岩台车或手持风钻钻孔，开挖循环进尺为2.0～3.0m3、Ⅴ级围岩开挖V级围岩采用CD法施工（在软弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁墙，然后再开挖另一侧的施工方法。），穿承四高速段落（DK116+700～DK116+813）经设计变更隧道开挖采用三台阶临时仰拱法施工，开挖进尺控制在1.0m以内，坚持“预支护、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行施工。三台阶临时仰拱法是分台阶开挖、支护，分台闭合成环，最后全断面闭合成大环。每开挖一台阶均及时施作初期支护及临时仰拱。本试验段位于Ⅴ级围岩浅埋地段采用此法施工。5）隧道附属洞室施工为减小附属洞室（大小避车洞）施工时对隧道的影响，附属洞室在隧道开挖到相应位置时开挖，采用人工风钻钻孔，预留光爆层光面爆破，人工配合挖掘机装碴，开挖完成后及时进行锚喷支护。6）初期支护施工Ⅲ类围岩除局部危岩需进行随机支护外，系统支护滞后各开挖工作面40m左右进行；Ⅳ、V类围岩洞段除需先期进行超前支护外，在开挖结束后还需及时紧跟掌子面进行临时支护和系统支护，必要时增加钢支撑。7）防排水施工初期支护与二次衬砌间设防水板和土工布作为防水层，材质符合设计要求标准。防水板采用无钉铺设。铺设防水层前对初期支护找平，边墙及拱部补喷找平、底部砂浆找平。对外露的锚杆、管棚等切除、磨平，水泥砂浆封堵找平。基面处理完毕后，先在喷层表面吊挂土工布，用φ80塑料垫圈和射钉将无纺布固定于基面上，再把防水板固定在土工布上。防水板采用无钉铺设方法，一次铺设长度根据混凝土循环灌筑长度确定，铺设前先行试铺。防水板采用无钉孔铺设，吊挂土工布后，将防水板用专用粘合剂粘合在吊挂土工布的垫圈上。隧道排水波纹管用无纺布包裹盲管，用扎丝捆好，用卡子固定在膨胀螺栓上。隧道初期支护与防水板间设φ50mm软式透水环向盲管，在泄水孔标高处直接弯入与隧道排水侧沟相连通。环向盲管设置间距满足设计要求。φ100mm纵向排水盲管沿纵向分段设置布设于隧道左、右墙脚外侧泄水孔标高处，间隔每两环衬砌，直接弯入与隧道排水侧沟相连通。8）混凝土衬砌施工上杖子隧道全线均采用曲墙带仰拱复合式衬砌，二次衬砌应根据围岩收敛情况及时施工。衬砌砼有素砼、钢筋砼和防水砼。防水等级为一级，拱墙设复合防水板，施工缝设止水带。衬砌工序安排先浇筑仰拱砼再填充砼，后拱墙施工，仰拱全幅超前施工，拱墙衬砌采用模板台车衬砌。衬砌混凝土均采用自动计量搅拌站生产，混凝土罐车运输，泵送混凝土入模。严格按设计和技术标准施工，保证“尺寸准确，强度合格，内实外美，不渗不漏，快速施工”目标。9）回填注浆纵向注浆管设于拱顶模筑衬砌外缘、防水板内侧，纵向注浆管孔径φ20，采用聚乙烯管。在防水板敷设完成后，采用胶粘于防水板内侧，结合衬砌段施工缝布置，注浆管12m一段，两端分别与预设的φ20镀锌钢管注浆口连接。镀锌钢管突出衬砌内缘3～5cm，以便于连接注浆管。回填注浆材料采用1：1水泥浆液。水泥浆采用浆液搅拌机拌合，单液注浆泵注浆。注浆采用隔孔注浆方式，当发生各孔串浆现象时，采用群孔注浆方式。注浆压力拟定为0.5～1.0MPa，注浆工艺严格按设计和施工规范进行。注浆材料、注浆方式及注浆压力等参数根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆作业中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业。四、工程特点及重难点1、隧道工程特点上杖子隧道在里程DK117+600～DK117＋800段穿越边杖子煤矿二井的采矿区，根据物探及钻探成果综合分析，隧道底部无采矿巷道。工点内地表基岩裸露，地下水类型为基岩裂隙水，主要存于基岩裂隙中，主要靠大气降雨补给，雨水排泄迅速，基岩区不利于降水入渗，故地下水水量较小。上杖子隧道设计为双线隧道，最大开挖断面面积为115㎡。 隧道断面尺寸较大，在施工过程中有利于施工出渣设备的进出，但也为二衬混凝土施工整体浇筑施工带来了一定的难度。隧道围岩支护形式分为Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅳ级加强、Ⅴ级、Ⅴ级加强等支护，开挖方法应用了台阶法、CD法、环形台阶预留核心土法、三台阶临时仰拱法等。开挖和初支种类多、工序复杂。2、隧道工程难点上杖子隧道施工断面大，二衬混凝土浇筑施工、隧道防水施工质量控制难度大。隧道在DK116+700～DK116+870段从承四高速路下穿过，此段隧道顶部最小覆土约8米，为浅埋段施工，且在施工中要求保证该下穿段车辆正常通行，施工安全隐患和施工管理难度大，是该隧道施工中重中之重。隧道在DK117+600～DK117＋800段穿越边杖子煤矿二井的采矿区，在施工中易出现有毒有害气体和软弱围岩情况，易发生质量、安全事故。要求施工过程中及时做好有毒有害气体检测工作，开挖支护过程中坚持“短进尺、管超前、严注浆、强制护、早封闭、勤量测。”的方针，以保证施工中的安全和质量受控。五、施工材料和试验检验情况上杖子隧道使用的钢材、水泥、粉煤灰、外加剂、砂、石等原材料的检查与试验和混凝土、砂浆的配比设计、强度质量检查、检验、标识、防护等均按国家、行业、集团公司等有关试验、计量认证工作的标准、规范及规章制度贯彻落实。涉及结构安全和使用功能的，要进行试验检验。试验检验的批量、抽样数量、质量指标根据相关产品标准和设计要求确定。检验不合格的材料和构件不得用于工程施工。在施工检验和验收过程中，项目部严格实行“三检制”和“监理联检制”，在项目部自检合格的基础上报监理进行检查验收，做到上道工序未经检验合格禁止进行下道工序的施工。六、检查评定情况上杖子隧道共包括8个分部工程，其中洞口工程分部工程中包含4个分项工程，26个检验批；洞身开挖分部工程中包含2个分项工程，616个检验批；支护分部工程中包含5个分项工程，2978个检验批；衬砌分部工程中包含7个分项工程，482个检验批；防水排水分部工程中包含5个分项工程，389个检验批；辅助坑道和洞室分部工程中包含7个分项工程，78个检验批；附属设施分部工程中包含1个分项工程，18个检验批；明洞工程分部工程中包含6个分项工程，99个检验批。七、施工效果我单位在上杖子隧道施工中由于我们不断改进优化施工方案，多次出现现场围岩与设计不符情况时及时联系设计单位，进行设计变更，调整施工方案。尤其是在DK116+700～DK116+813下穿承四高速公路段的施工中，最少埋深仅为8m，属于危险性较大的工程段，项目部结合实际情况，并组织召