公路隧道施工组织设计方案.pdf
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1、附录公路隧道施工组织设计示例一、JDSH隧道工程概况1隧道工程描述2气候、水文状况3地震烈度4隧道施工条件二、隧道施工布置1隧道施工安排总体布置2劳动力组织及施工任务划分3要紧机械设备4隧道施工进度打算安排5临时工程三、隧道要紧施工方法1进洞施工方法2掘进开挖方法3衬砌支护施工4隧道仰拱铺筑与填充施工5隧道混凝土路面施工要点及工艺流程四、隧道施工现场监控量测1隧道施工现场监控量测目的2现场监控量测项目和要求3监控量测项目的测线和测点布置4隧道施工监控量测频率5监控量测数据整理与应用6隧道混凝土衬砌施工7隧道施工防水与排水8隧道施工通风与防尘五、隧道工程质量和工期的保障措施1隧道工程质量保障措施
2、2隧道施工工期的保障措施3隧道施工现场安全措施4隧道施工技术组织保证措施5隧道施工环境爱护方案与措施JDSH公路隧道施工组织设计1隧道工程概况1)概况。ID高速公路JDSH山公路隧道为上、下行分离式隧道,下行隧道位于下行线K432+025K433+160之间,全长1135m,进出口均位于曲线上,纵坡为1.27%,最大埋深130m;上行隧道位于上行线K432+080K433+147之间,全长1067m,为直线隧道,纵坡为0.91%,最大埋深118.5m,上下行隧道累计总长2202m,隧道设计为净跨10.90m,净高7.2m的半圆拱曲墙式断面;上下行隧道中心问距36m。按新奥法组织施工,隧道工程施
3、工开挖的出渣、进料采纳无轨运输方式,实施掘进(钻、爆、装、运)、喷锚混凝土(拌、运、锚、喷、衬砌(拌、运、灌、捣等三条机械化作业线。针对本座公路隧道地质条件差,施工中采纳“短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”等施工技术措施,并依照现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案和指导隧道施工,确保安全、达到均衡、高效生产、优质工程、按期完成投资任务、早日竣工验收和交付国家运营。2)隧道地理位置3)隧道地质状况4)气候、水文状况5)地震烈度6)隧道施工条件2隧道施工布置1)隧道施工安排总体布置依照该隧道的长度、地质条件、工期要求等因素,采纳双洞口掘进。由于该隧道所穿越地层固岩稳定性差、
4、为II、III类围岩,且上、下行隧道问距较近,中线问距约36m(上、下行隧道问石柱仅23m左右,爆破作业对相邻隧道的稳定性有一定的阻碍。在施工安排上,同一掘进方向,上、下行隧道掌子面掘进拉开50m左右,支护紧跟并实行严格的微震操纵爆破。2)劳动力组织及施工任务划分JOSH隧道依照工期要求排定和上场设备能力,拟定在进、出口分不安排2个施工队掘进,衬砌综合隧道队和机械综合队各1个。按照公路隧道设计坡度特性,分不安排进出口两个作业队施工。具体见下表:队伍名称人员数量备任务范围(人在隧道综合一队180 进口端:上685m,下546.51m开挖与文护。分不承担进口段全隧衬砌与铺底等。隧道综合二队180
5、出口端:上430m,下500.49m开挖与文护。分不承担出口段全隧衬砌与铺底等。机械综合一队60 隧道进口出渣、风、水、电、设备材料和混凝土拌合和运输等。机械综合二队60 隧道出口出渣、风、水、电、设备材料和混凝土才半合和运输等。3)要紧机械设备JOSH公路隧道为本标段操纵工期的拦路虎工程,因而在机械设备上予以优先保证,并配备先进的机械设备。JOSH隧道按新奥法施工,出渣采纳无轨运输,短台阶三臂液压台车打眼,实施掘进(钻、爆)、出渣(装、运、卸、喷锚(运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、捣等四条机械化作业线。具体见下表:JDSH隧道施工机械配备表工序名称设备名称机械型号进口出口数量数量钻于L1、三
6、臂凿岩台车l、H1782、风动凿岩机2、765540 40 3、风销3、GlO40 40 4、简易台车4、自制2 2 5、管棚机5、采购。2 装、运碴1、轮式侧卸装载机l、llA420-33.5m3 2、轮式侧卸装载机2、ZLC50C2.3m3 2 2 3、自卸汽车3、红岩CQ302918T 3 2 阿维林RD03027T 2 2 奔驰2628K15T 2 2 衬砌1、混凝土拼合站l、“ZS-10050m 3/h 2、整体液压衬砌台车2、自制(lOm)2 2 3、混凝土输送泵3、HB302 2 4、插入式振动器4、ZX-6012 12 5、混凝土输送车5、MR45003 3 施工通风轴流风机T
7、Z-100 55kw 2 2 电力、电器l、变压器1、800KVA及其它2、柴油发电机315KVA 2 2 3、低压开关柜2、120kw1 4、内燃压风机3、2000A2 2 5、电动空压机4、VY12/72 2 5、4L-20/86 6 锚、支护l、水平钻机1、FS60112 2 2、强制式样合机2、JS5002 2 3、混凝土喷射机3、PZU-56 6 4、灰浆拌合机4、3102 2 5、港浆机5、UB36 6 6、风动凿岩机6、76553 3 7、双液注浆泵7、ZTG-60/2103 3 4)隧道施工进度打算安排(1)洞身II、III类围岩,均采纳分部开挖法,三臂液压钻孔台车短台阶法施工
8、、上下台阶一次钻眼、分次爆破、一次出碴,每循环进尺按I.Om考虑,每循环需570min(9.5h)。(2)施工测量放样30min钻孔140mi n清孔装药60min爆破30min通风排烟尘30min清理危石30min喷锚支护90min出碴160mi n。(3)要紧工序施工安排详见“JOSH山公路隧道施工形象进度示意图”。5)临时工程(1)施工便道隧道施工便道宽度6m,新建厚度0.2m泥结碎石路面,本隧道进口距320国道lkm到洞口,其中0.8km可局部加宽整修后利用。隧道出口距320国道200m,需新建200m施工便道到洞口。隧道施工便道整修与新修建的差不多要求:采纳浆砌片石挡墙方案,尽量减少
9、占用农田和幸免破坏植被。(2)隧道施工用电本公路隧道施工用电以地点供电为主,备用发电机为辅。即进、出洞口端自lOkV高压引入,分不在进、出洞口各安设800kV变压器一台,施工前进出口分不各配120kw发电机过渡,同时作为备用电源。洞外低压供电线路采纳三相四线制架空线,隧道内采纳电缆供电,备用315kV变压器2台以作为洞内增压。(3)隧道施工用水依照现场条件,本隧道进、出口附近水源较丰富,可就近自建泵站,采纳高位水池供水,确保生产和生活用水需要。(4)隧道高压供风在隧道进出口处,各建高压风站一座,分不安装6台20旷mi n电动空压机,并配2台12旷min内燃空压机备用,供应进出口施工用风。(5)
10、隧道内通风三管两路设置隧道内采纳软质风管悬挂于边墙一侧,进行压入式通风(见CAD:JOSH三管两路布置图及JDSH隧道施工通风方案示意图)。隧道动力线、照明线分开安装在另一侧的边墙顶部边缘上。高压水管和高压风管安装在风管同侧临时水沟上方。隧道底部设置施工道路,Ji顷纵坡段两侧分不设置排水沟自流排水(排水沟不得侵入边墙基础,并防止基础被浸泡),反向纵坡段每隔60m设集水坑一个,自吸水泵排水总管集中排出洞外,并做好道路横向排水坡,确保道路平顺、不积水。(6)隧道施工通讯采纳有线和无线对讲机相结合的联络方式。(7)隧道施工生产、生活用房生产、生活用房均为自建,其中,生产房屋1200旷,生活房屋100
11、0旷,结构形式为石墙、波形瓦。(8)隧道进口洞口外挡护及排水工程本隧道在进、出洞口外均需做好引水、排水和挡护设施,防止水害及山体古滑坡、滚危石及安全。3隧道要紧施工方法1)进洞施工方法(1)先将洞门及明洞位置挖出。开挖时,采纳挖掘机按设计尺寸位置挖出洞门及明洞位置,幸免对洞门仰坡及边坡的扰动。施工过程中加强对仰坡的观测,如洞口仰坡在开挖过程中有滑坡迹象,应对仰坡和边坡采取加固措施,并采取保留核心土的方法,先将明洞和洞门衬砌好,再挖核心土石方。(2)挖出洞门及明洞位置后,立即衬砌明洞及洞门。(3)待明洞及洞门施工完毕,再向前掘进。2)掘进开挖方法(1)开挖方法III类围岩地段,采取短台阶上、下半
12、断面法开挖;II类围岩地段及紧急停车带C III类围岩地段,采纳台阶分部开挖法开挖,上断面环形开挖,保留核心土,上、下断面短进尺一次开挖,或下断面拉中槽挖马口。实施超前支护(其中,II类围岩洞口段s3类断面为超前大管棚,预注双液浆;II类固岩鸟类断面为超前小导管,预注单液浆;紧急停车带为超前小导管预注双液浆、钢架C II类围岩地段为工字蝴型钢钢拱架,紧急停车带为格栅钢架、锚喷等手段。具体见S,1型衬砌段小导管超前支护(示意图)、s3型衬砌段大管棚超前支护(示意图)、Ss型衬砌地段超前支护方案(示意图。(2)钻孔钻孔以全液压凿岩台车为主,辅以自制台车配多台风动凿岩机进行钻孔作业。(3)爆破采纳预
13、裂爆破,并按微震操纵爆破设计,塑料导爆管非电起爆。隧道开挖施工中依照预裂爆破设计,结合现场地质情况进行爆破试验并不等于不断修正设计参数,以达到最佳爆破效果。成立爆破作业小组,实行定人、定位、定标准的岗位责任制,精细规范实施,其具体技术措施如下:a)测量放线(a)隧道中线测设桩之间距,直线上超过lOm、曲线上不超过切,每50m设一水准(BM)点,并在每排炮开钻前准确绘出开挖轮廓线、周边眼、掏槽眼的位置;(b)每次测量放线时,对上次爆破断面进行检查,利用自行开发的计算机软件隧道开挖断面量测系统对测量数据进行处理。能够及时调整爆破参数,以达到最佳的爆破效果。b)钻孔作业方法步骤(a)钻眼前,钻工要熟
14、悉炮眼布置图,严格按照钻爆设计实施;(b)定人、定位,对周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻;(c)严格操纵炮眼间距,误差不得大于5cm,方向相互平行,严禁相互交错,硬岩残眼率达80%以上,中硬岩达70%以上,软岩开挖轮廓要圆JI质、符合隧道设计轮廓线尺寸的要求;(d)严格操纵钻孔外插角度,相邻两茬炮之间错台不得大于20cm。c)爆破作业技术要求(a)装药作业要定人、定位、定段不;(b)装药前,所有炮眼必须用高压风吹净尘沫;(c)严格按设计的装药结构和药量装药;(d)严格按钻爆设计的联接网络实施,注意导爆索的连接方向和连接点的牢固性。d)微震操纵爆破方法(a)单段最大超爆药量按下式计算,并对相
15、邻隧道及浅埋段地表构造物进行振动监测及时调整爆破方案。V=K(Q川R)(cm/s),式中:Q一为单段最大起爆药量(kg);R一爆破中心距构造物距离(m);k一地质介质系数,K=50360;a一地震波衰减系数,取a=l.5。(b)爆破安全规程中规定的建(构筑物安全振速为:土坯房、毛石房为1.Ocm/s一般砖房23cm/s;岩石不稳定,支护良好的地下巷道为lOcm/s;岩石中等稳定,支护良好的地下巷道为20cm/s。钻孔布置见JOSH隧道钻爆设计图。3)衬砌支护施工(1)喷射硅按湿式喷射混凝土施工法实施,并掺用自行研制,并获国家专利的STC粘稠剂。a)工艺流程喷射工艺流程图见湿法喷混凝土工艺流程图
16、。在含砂量大的土质地层喷射混凝土,先低压并加大STC掺量,喷射一层水泥砂浆,再按常规喷射混凝土。b)施工要点(a)选用一般硅酸盐水泥,细度模数大于2.5的硬质洁净砂或粗砂,粒径512mm连续级配碎(卵)石;RC6535BN型钢纤维,掺量35kg/m3,化验合格的拌和用水;(b)喷射混凝土严格按设计配合比拌和,配合比及搅拌的均匀性每班检查许多于两次;(c)喷射混凝土前,认真检查隧道断面尺寸,对欠挖部分及所有开列、破裂、崩解的破损岩石进行清理和处理,清除浮石和墙角虚渣,并用高压水或高压风冲洗岩面,达到清洁洁净:(d)喷射硅作业采纳分段、分块,先墙后拱、自下而上的顺序进行;喷射作业时,喷嘴做反复缓慢
17、的螺旋形运动,螺旋直径约2030cm,以保证混凝土喷射密实。同时掌握风压、水压及喷射距离,减少混凝土的回弹量;(e)隧道喷射混凝土厚度5cm时,分两层作业。第二次喷射混凝土如在第一层混凝土终凝1小时后进行,需冲洗第一层混凝土面。两次喷射注意找平岩面,以便于铺设防水层;(f)喷射混凝土终凝2小时后,进行喷水养护,养护时刻许多于14天;(g)喷射混凝土开挖时,下次爆破距喷射混凝土完成时刻的问隔,不得小于4小时;(h)在有水地段,喷射混凝土采取如下措施:当水量不多时,可设导管引排水后再喷射混凝土;当涌水量范围较大时,可设树枝状导管后喷射混凝土;当涌水严峻时可设置泄水孔,边排水边喷混凝土。增加水泥用量
18、,改变配合比,喷混凝土由远而近逐渐向涌水点逼近,然后在涌水点安设导管将水引出,再向导管附近喷射混凝土。(2)锚杆采纳WTD25型砂浆锚杆,施工程序见下图所示。注浆压力操纵在0.51.OMpa,并注意随时排除孔中空气,对长锚杆按本公司深埋锚杆排气注浆工法的规定实施。钻孔装锚头插入锚杆浆液制备及注浆设备就位安止浆塞、莺板注浆m致葱簸鼓旗手早草原(3)挂网按设计要求加工钢筋网,随受喷面起伏铺设,同定位锚杆固定牢固,钢筋网与受喷面的问隙以3cm左右为直,混凝土爱护层大于2cm。(4)钢架安装a)钢架安装工艺流程初喷定位锚杆施工|中线标高测量清除底脚浮渣拱架加工、质量验收钢拱架预拼台架上安装钢拱架和定位
19、锚杆焊连定位b)其施工注意事项(a)安装前分批检查验收加工质量;(b)清除洁净底脚处浮渣,超挖处加设钢(木)垫块,其中问段接头板用砂子埋住,以防混凝土堵塞接头板螺栓孔;(c)按设计焊接定位系筋及纵向连接,段间连接安设垫片拧紧螺栓,确保安装钢架质量;(d)严格操纵钢拱架的中线及标高尺寸;(e)钢拱架与岩面间安设鞍形混凝土垫块,确保岩面与钢拱架密贴、牢靠、稳固;(f)确保初喷质量,拱架在初喷5cm后架立。(5)小导管超前注浆预支护施工工艺a)小导管注浆施工方法采纳现场加工小钢管,喷射混凝土封闭岩面,用凿岩机钻孔或用凿岩机直接将小钢管打入岩层,压注水泥浆或水泥一水玻璃双液浆的施工方法。b)小导管注浆
20、工艺流程图地质调查浆液选择注浆设计配比试验钻孔打小导管注浆开挖伞景章注翠二点遍意写1c)小导管注浆施工参数(a)选42的有缝钢管,管长4m。在管段中间部门(头部0.坷,尾部1.5m范围除外),梅花型钻8的出浆孔,孔距0.2m;(b)钢管沿隧道开挖轮廓线布置,夕、倾角为5010,间距0.3m,纵向前后两小钢管水平搭接长度不小于1.Om;(c)单液注浆:水泥浆水灰比为1.5:1、l:1、0.8:1三个等级,水泥浆由稀到浓逐级变换,即注入稀浆,然后逐级变浓至0.8:1的水灰比为止。注浆预加固后尽快开挖坑道,选用一般水泥或早强水泥,并掺力口减水剂;(d)双液注浆:水泥浆水灰比为1.25:1.00.5:
21、1.0;水玻璃模数2.42.8,浓度3045波美度水泥浆、水玻璃体积比1.0:1.01.0:0.3通过调整浆液配合比或加入少量磷酸氢二铀的方法调节浆液初凝时刻;(e)注浆压力0.51.OMpa;(f)小导管注浆量计算:QR2Lsn 式中:R一浆液扩散半径,0.2m;L一小导管长度,取4m;n一岩体孔隙率。(g)喷混凝土厚度510cm,封掌子面。d)注浆异常现象处理(a)发生串浆现象,即液浆从其他孔中流出时,采纳多台泵同时注浆或堵塞串浆隔孔注浆;(b)单液注水泥浆压力突然升高,可能发生了堵塞,停机检杏(c)水泥与水玻璃双液注浆压力突然升高,则关停水玻璃泵,进行单液浆或注清水,待泵压正常时,再进行
22、双液注浆;(d)水泥浆单液或水泥与水玻璃双液注浆进浆量专门大,压力长时刻不升高,则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时刻,进行小量低压力注浆或间歇式注浆,使浆液在裂隙中有相对停留时刻,以便凝胶,但停留时刻不能超过混合浆的凝胶时刻,才能幸免产生注浆不饱满。(6)大管棚预加固施工工艺本座长大公路隧道工程,大管棚均采纳1086的无缝钢管,每节长度为6m,以长15cm的丝扣连接,长度在3340m左右,其打设仰角为lo20,钢管上间隔25cm按梅花形钻8mm的小孔,并在钢管中注水泥浆液,其水泥浆水灰比操纵在0.5:1.51.0:1.5之间,注浆初压力为0.51.OM间,终压力为2.02.5Mpa,注浆结束
23、后用10号水泥砂浆填充,达到先支护后开挖的超前支护的目的。利用钻孔台车施作长大管棚能够做到一机多用,不仅施工速度快,而且作业安全,技术可靠。针对本隧道工程的具体情况,采纳三臂液压钻孔台车钻深孔、压钢管施作管棚和采纳管棚机打管棚,有关注浆部分参照小导管注浆工艺实施。施工要点和组织情况如下:a)钻深孔的工艺流程及操作要点(a)钻深孔工艺流程台车就位台车固定测量布孔l 台车大臂矫正(b)钻深孔操作要点使用液压钻孔台车施钻深孔,必须使用钻杆长度为4.3m、5.525m,几次接杆。钻孔时随着孔深的增长,需要对回转扭矩、冲击力及推力进行操纵和协调,尤其是推力要严格操纵,不能过大;为了确保钻杆接头有足够的强
24、度、刚度和韧性,钻杆联接套应与钻杆同材质,两端加工成内螺扣(钻杆首尾端外螺扣),联接套的最小壁厚兰lOmm。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用 下,上下抖动,导致钻孔不直,钻孔时,应把扶直器套在钻杆上,随钻杆钻进向前平移;台车就位固定后,由测量工站在台车臂托篮上准确画出钻孔位置;施钻时,台车大臂必须顶紧在掌子面上,以防止过大抖动,提高施钻精度;钻机开孔时钻速直低,钻深20cm后转入正常钻速;第一节钻杆钻入岩层尾部剩余2030cm时钻进停止,用两把管钳人工卡紧钻杆(注意不得卡丝扣,钻机低速反转,脱开钻杆,钻机沿导轨退回原位,人工装入第二根钻杆,并在钻杆前端安装好联接套,钻极低速送至第一根钻杆尾部
25、,方向对准后联接成一体。隧道拱圈起拱线以上的孔位,由于台车大臂离地面较高,不便装卸钻杆,这时应将大臂落下,人工在地面安装钻杆,大臂重新升起就位。每次接长钻杆,均可按上述方法进行操作;换钻杆时,要注意检查钻杆是否弯曲,有无损伤,中心喷水是否畅通等,不符合要求的应及时更换以确保正常作业;引导孔直径应比棚管外径大1520mm,孔深要大于管长0.5m以上;钻孔达到要求深度后,按同样方法拆卸钻杆,钻机退回原位。b)顶管的工艺流程及工艺原理(a)顶管工艺流程见下凿岩机上安装钢管顶进联接套(b)顶管工艺台车钻孔预备管节联接套加工制作钻管棚孔顶第一节管棚管接第二节管栩管顶第二节管栩管管内力口筋注浆本隧道工程采
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