杭新景高速公路施工组织设计

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杭新景高速公路施工组织设计

编制本“设计”是以达到优质、安全、保量、按期、高效完成施工任务为目的,通过对施工生产的生产力组织、物质组织和施工条件的组织,使工程施工能连续、均衡、有计划地进行。本设计以浙江省杭新景高速公路千岛湖支线SQD4标横路头隧道工程施工图设计文件为编制依据,严格执行交通部交公路发[1999]615号《公路工程国内招标文件范本》(1999年版)和现行公路工程技术规范。在充分理解招标文件精神的基础上,并结合我公司以往类似工程的施工实践和生产经验,以高质量、高效率施工要求为原则,进行了本施工组织设计的编制。

浙江省杭新景高速公路千岛湖支线SQD4标横路头隧道为双向四车道,其右隧道起止桩号由K16+760至K18+614,长1854m;左隧道起止桩号由K16+758至K18+661,长1903m,属长隧道。为人字坡,其中进口段纵坡坡率为2.9%,出洞口段纵坡坡率为-1%。

隧道净宽9.75米;净高5.0米;行车道宽度为2×3.75;隧道最大埋深432米;明洞结构为现浇钢筋砼衬砌结构,暗洞衬砌按新奥法原理采用复合式衬砌,初期支护以工字钢拱架、管棚(II类围岩增设)、超前锚杆、锚杆、钢筋网、喷砼组成联合支护体系,二次衬砌采用模筑砼(II类围岩为钢筋砼)衬砌,初期支护与二次衬砌之间设防水夹层,隧道内防排水采用防水层、衬砌背后排水管、止水带等综合防水措施。

本区属南亚热带季风气候区,气候温和,四季分明PCS空心支护桩施工方案.doc,雨量充沛。

隧道围岩岩性为细砂岩,隧道进出口段为强风化细砂岩,中间段均为微风化细砂岩,其中左隧道Ⅱ类围岩113米,Ⅲ类围岩72米,Ⅳ类围岩1718米,右隧道Ⅱ类围岩102米,Ⅲ类围岩66米,Ⅳ类围岩1686米。进出口段隧道埋深.5~30.5米,围岩稳定性差,地下水为基岩裂隙水,雨季受大气降水补给,会出现滴水或溢流现象。中间段围岩稳定性一般到较好,地下水贫乏,主要为基岩裂隙水。

1.4交通电力及供水条件

由于地处山区,交通条件极为不便,须修建隧道口施工便道连接进场道路。电力线路采用指挥部提供的电网供电,将高压线路接到进出洞口附近,施工时从高压变压器架设临时供电设施即可满足施工要求,但考虑近年供电紧张,应增配自发电系统。

隧道用水取自洞口附近水源供生活及施工用水。

我公司承诺的质量、安全、工期等目标如下:

质量目标:工程质量达到优良等级。

安全要求:无重大安全事故,死亡零指标

工期要求:总工期17个月。

文明施工要求:争创文明样板工地。

2.总体施工方案与总体工期安排

在认真研读了竞标文件、施工图文件,一旦中标,组织相应的施工队伍立即进场。为本项目开工创造良好的条件,着手做好开工前的准备工作,确保开工后能迅速、顺利、连续施工。

为圆满完成本项目的工程任务,基本指导思想是对工程负责、对建设单位负责、对本单位信誉负责。为此我们将做到:科学管理、精心施工、纪律严明、计划周密、措施得力、保障全面、作业紧凑、操作规范、过程受控、质量优良、工期按时。

根据竞标文件、施工图文件精神和工程现场调查情况,本隧道工程为关键工程,隧道工程的施工进度直接关系到整个项目的施工进度。同时隧道的施工又必须与后期的施工相衔接,给后期的施工预留时间,所以必须对隧道工程进行攻关,力求缩短工期,使整个工程如期竣工。

根据本项目施工现场条件,我们采用交叉平行作业方式,拟成立二个施工工区:进口工区和出口工区。四洞口同时进行施工。

隧道施工总体安排是:进场后立即进行进出洞口的施工便道和临时工程的规划建设,主要有洞口施工便道、场地平整,临时房屋建设及风水电系统的建设。明洞开挖采用明挖法,从上往下分层开挖,暗洞均采用新奥法施工。进出洞口段先施作长管棚和洞脸支护后再进行开挖,采用侧壁导坑法开挖,初期支护采用钢拱架和锚、喷、网联合支护,;Ⅲ类围岩采用超前锚杆、锚喷网支配合上下台阶法开挖,围岩允许时可采用全断面法开挖,及时支护;Ⅳ类围岩采用全断面开挖,挖掘机或铲车配合自卸车出碴施工。二次衬砌采用全断面钢模台车配砼输送泵泵送工艺。

施工准备:包括管理人员进场,组织施工设备和工作人员进场,洞口施工便道修建,测量放样,建设临时工程,共1.5个月时间。

开工日期:暂定为2004年5月1日,具体开工时间以监理工程师发出的开工通知上要求的时间为准,总工期为17个月。

洞口明方开挖安排0.5个月,洞口管棚施工安排1个月,隧道开挖安排8.5个月(包括洞脸处理);初期支护安排8.5个月,与开挖平行作业;二次衬砌安排6个月,滞后开挖作平行作业。

隧道洞门施工工期为3个月。

隧洞路面工程工期为2.5个月。

洞内装饰工期为2个月。

3.1施工总平面布置图

总租用地面积约6000m3(不包括弃碴场地),进出口各约3000m3,具体见表临时用地计划表。

在隧道进出洞口中间各设一预制拌和场,占地约300平方米。

修建洞口施工便道连接进场施工道路。

3.2.3临时生产、生活房屋

拟在进出隧道口右、左两边各拟建简易房屋400平方米、料库650平方米、搅拌场300平方米、机械设备停放维修场600平方米。

拟在隧道进出口山坡上各建一高位水池,水池占地40平方米左右。

根据本项目的工程规模,拟在隧道进出口附近各设一容量为1000KVA变压器,供隧道施工生活用电,考虑供电较为紧张,进出口各自备一台400KVA发电机组,以供紧急用电。

根据合同要求,现场实际组织施工人员和施工设备及时进场,以满足工程施工要求。

4.1施工技术资料准备

1、复核与熟悉设计图纸

2、调查沿线房屋、管沟及其他建筑物的基本情况。

3、编制实施性施工组织设计。

4、交接、复核测量基桩点,进行精密控制测量。

5、编制《施工监测大纲》,按大纲要求做好爆破震动测点的布设。

6、申请与办理工程开工。

7、编制质量、安全、文明施工、环境保护措施和管理办法。

8、所有工程技术人员学习与工程有关的技术规范、规程和验收标准。

9、组织施工作业人员进行施工图、施工组织设计与安全技术交底。

(1)选择砂、石产地及钢材、水泥、外加剂和水泥预制品合格生产厂家,购买合格材料,并按试验规范的有关规定进行材料试验、检验。

(3)购买其他有关的合格材料。

4.3.1路基施工测量

路基施工测量包括路线测量、路堤放样、路堑放样、涵洞放样、路基挡墙放样等。

路线测量根据设计提供的测量基准经复核后放样出线路主控点。对线路平曲线、竖曲线放样,先根据曲线要素计算出有关数据,找出曲线中线交点JD,用经纬仪测出转角а,根据切线长T量出曲线起点ZY、终点YZ。对于曲线各点可采用曲线支距法、偏角法等方法测定。

路堤放样、路堑放样,首先在中桩处立十字架,确定横断面方向,并树立测杆C1、C2,计算出中桩距各坡面交点的距离;中桩处置测杆量水平距离得坡面交点即坡脚(路堤)或开挖边界(路堑)。

施工测量放样必须复核校正无误后才据以施工。施工过程中应经常测定、检查涵洞浇筑、砌体和安装部分的路线和标高,并作测量记录和结论。如超过允许误差,及时分析原因,予以补救,改正。

4.3.2隧道施工测量

隧道施工测量任务为地面控制测量、洞内测量以及施工放样。

根据设计提供的基准点进行地表控制测量复核,经校核无误后,作为洞内控制的基准。洞内控制为洞内施工提供中线和高程基准。洞内控制网采用四等导线网,导线边长100米,采用J2经纬仪测角,激光测距仪测距。高程控制采用四等水准,DZS3水准仪及双面标尺测量。

隧道放样采用J2激光经纬仪标定中线,水准仪测定标高的方法进行。施工导线每50米设一临时控制点。在掌子面标定中线及起拱线高程后,利用圆心放样开挖轮廓或利用支距法放样。开挖轮廓放样时应注意掌子面与中线是否正交,如果斜交,测定交角并修正放样支距数据,保证开挖质量,减少超欠挖现象。

(1)率先做好截水沟、排水沟等设施,施工前充分注意施工过程中的防水、排水工作。

(2)施工前各施工层随时保持一定汇水横坡或纵向排水出路,使各施工层表面不积水。

(3)雨季施工或因故中断施工时,必须将施工面层修整平坦并予压实,避免松散土粒受水浸泡,以防止产生隐患和延误工期。

5.2.1清除表皮及表土

先用推土机清除表皮及表土,然后用挖掘机配合自卸汽车装运清除的表皮及表土到弃土堆;人工砍树,挖、砍掉的树截断后运到指定的地方堆放好。推土机把原地面整平后用压路机压实,准备进入下一道工序。

土方的开挖自上而下地进行,施工时以机械施工为主,人工施工为辅。在进行开挖时,注意边坡与设计边坡一致,不乱挖、超挖,同时也要禁止掏洞取土。开挖的土方除利用以外,弃方用自卸汽车运到弃土场,弃土场要堆置得整齐、稳定并保证排水畅通,以免对周围的环境产生不好的影响。

石方的开挖,我们采取松动爆破法进行开挖;在开挖工作中需做好安全保证措施。在爆破的地方树立警示牌,爆破区段设专人进行警戒,爆破时指定有上岗证的爆破员进行爆破。

5.2.3.1石方爆破程序

5.2.3.2石方爆破

(1)先开炸松动石方,再用挖掘机挖除,装载机配合自卸车装运,施工时需注意边坡与设计一致,做到多打眼少装药,避免超挖。

(3)堵塞:炮孔堵塞用炮泥进行堵塞,注意对导火索的保护,孔眼堵塞长度不小于孔深的三分之一。

(4)作业配合:在选取作业面时,充分考虑挖掘、装运机械的作业条件和顺序,并与之形成交替区域,在条件受限制时,应用推土机或装载机倒碴,避免在前后爆区出现挤压面,影响效果。

(5)大块解小:在爆破后难免要出现一些大块岩石,解小后作为路基填料。

本隧道采用新奥法施工。进洞口开挖采用明挖法,从上而下分层开挖施工,边坡爆破采用浅眼光面爆破,坡度按设计。隧道暗挖采用新奥法施工,Ⅲ类围岩段采用正台阶法施工,Ⅱ类围岩段根据围岩量测情况辅助以侧壁导坑开挖,Ⅳ类围岩段采用全断面一次开挖施工,临时支护采用超前强支护,II类围岩段采用管棚,III类围岩采用超前锚杆,锚喷网联合支护方式。隧道施工采用光面爆破,WY200挖掘机装碴,10T自卸汽车运输,锚喷网衬砌支护,围岩监控量测技术;二次衬砌采用自行式有轨钢模台车配砼输送泵浇筑;II类围岩临时支护采用管棚预注浆、钢拱架支撑和锚喷网支护。

爆破主要用浅眼台阶爆破法,底部和边坡用小炮松动爆破(预留层),以保护底板和边坡受破坏,基本爆破形式见图。

洞口开挖前,在洞口边坡和边坡上方,距坡面线3-5m远处挖截水沟,截水沟结构用7.5号浆砌片石砌成、梯形断面。截水沟纵坡不小于3%。用于防排地表水。明洞底板在开挖时设排水沟自然排水,无法自然排水处挖临时集水坑用潜水泵把水抽出。

6.2隧道开挖方法及工艺

6.2.1Ⅱ类围岩开挖

横路头隧道进出口围岩类别为Ⅱ类,地层破碎,开挖时遵循“短开挖、弱爆破、管超前强支护、严注浆、快封闭、勤量测,适时衬砌”的原则。开挖前进行管棚超前预支护(详见9.4.1有关内容),改善围岩条件,开挖采用侧壁导坑与上导坑相结合的方法(开挖程序见导坑先进开挖图)采用弱爆破,必要时采用人工开挖以减少对围岩的扰动,开挖循环进尺为0.8-1.0m,开挖后及时进行锚喷网,钢拱架支护,做到随挖随支,钢拱架,锚喷网按设计布置,在上部导坑探明地质情况后再改变施工方法。考虑到支护因素,每月进尺为30米。

6.2.1.1光面爆破参数的确定

光面爆破的作用是保护围岩,提高围岩的自承能力,达到洞室成型好,安全施工的目的。

施工经验证明:II类围岩周边眼间距E=30-45cm,E和V的比值E/V=0.7-0.9,能获得理想的规则轮。初步确定,光爆参数如下:

6.2.1.2装药结构

(1)掏槽眼及辅助眼采用线状连续装药,孔口用炮泥堵塞

(2)周边眼采用空气柱间隔不偶合装药。

(1)周边眼用φ22mm光爆小药卷。

(2)雷管用非电毫秒雷管

6.2.1.3装岩运输

6.2.2III类围岩开挖

当地层条件较差时,采用上断面长台阶法施工。上半断面先进20m左右后,在岩体稳定条件下,再进行边墙扩大及底部开挖,上部开挖循环进尺为1.2-1.5m,当地层条件较好时,采用短台阶开挖,上部台阶循环进尺为2m,下台阶开挖循环进尺为2.5m,月进尺为70米,开挖后及时进行系统锚杆与挂网喷砼相结合的初期支护施工。

6.2.2.1凿岩机具

YT-27气腿式凿岩机50台,二台10m3空压机和四台20m3空压机。

6.2.2.2爆破器材

6.2.2.3爆破参数设计

上台阶掏槽采用直线掏槽;下台阶采用楔形掏槽。

炮眼数目的多少直接影响每一循环凿岩工作量,爆破效果,循环进尺,洞成型的好坏,暂按译波尔建议公式计算炮眼数目,在施工中,根据具体情况再做调整,以达最佳爆破效果。

N=a1+a2S(取整数值)

式中:a1,a2――由岩体可爆程度确定系数,见表9-1。

S――平洞断面积,m2

经计算上台阶炮眼数目N=62,光爆需增加周边眼13只,掏槽眼增加5只,共计80只,下台阶炮眼数目N=63,光爆需增加周边眼6只,楔形掏槽眼10只,共计79只。

上台阶炮孔深度暂按2.2m考虑,下部炮孔深度暂按2.7m考虑,考虑爆破效率因素,上台阶每循环进尺2.0m,下台阶循环进尺2.5m,施工中结合现场实际不断调整。

装药结构:空气柱间隔不偶合装药,如下图

(5)上台阶单孔装药量计算

①掏槽眼qd=1.5kg

②辅助眼qd=1.05kgqd=0.90kg

③光爆眼qd=L*q=0.12kg/m*2.2=0.264kg

(6)下台阶单孔装药量计算

①掏槽眼qd=1.65kg

②辅助眼qd=1.35kg

③光爆眼qd=L*q=0.12kg/m*2.7=0.324kg

6.2.3Ⅳ类围岩开挖

6.2.3.1凿岩机具

6.2.3.2爆破器材

6.2.3.3爆破参数设计

N=a1+a2S(取整数值)

式中字母符号含意同6.2.2.3。

工程中Ⅳ类围岩S=79.81m2,a1取37.6,a2取1.36。

经计算,炮孔数目N=120孔,光爆眼增加3只,共需123孔。

掏槽眼为3.2m,辅助眼、周边眼为3.0m,考虑爆破效率90%,每循环进尺2.7m。

①掏槽眼qd=2.1kg

②辅助眼qd=1.95kg或qd=1.65kg

③底眼qd=1.8kg

(6)光爆眼装药量计算

qd=L*q=3.0m*0.2kg/m=0.6kg

式中:L为炮眼深度,q为光爆眼装药集中度。

1.每循环进尺2.7m,爆破效率90%,每循环方量208.01m3;

3.光爆炮眼痕率90%.

6.2.3.4循环作业时间

式中:T凿――凿岩所需时间

ΣLd――每循环作业钻眼总长,上台阶ΣLd=406m

Vd――凿岩机实际生产率

n――凿岩机台数,20台

Vd=V*φ*β=0.1225

式中:V――纯钻速,据制造厂说明书得0.25m/min

Φ――同时利用系数取0.7

β――工作时间利用系数,扣除对眼,除理卡钻等时间,取0.7

经计算T凿=165min,考虑准备时间及上下架时间取180min

Vm=Kll0(S+ΔS')

式中:Vm――每循环松散石碴量

Kl――石碴爆破松散系数,Kl取1.5

S――设计断面面积S=79.81m2

ΔS'――超挖面积ΔS'=8m2

l0――循环进尺l0=2.7m

经计算Vm=355.60m3

Pc=3600.Vc.Kf.K1

式中Pc――装载机生产率(松方)m3/h

Vc――装载机额定斗容,2.0m3

Kf――铲斗充盈系数,取0.75

K1――工时利用系数,取0.80

T――装载一次循环时间,s取50秒;

经计算Pc=86.4m3/h。

式中:T――出碴所需时间,h

Vm――循环松散石碴方量m3

Pc――装载机生产效率m3/h

经计算T=355.60/86.4=4.1h,考虑综合因素T=4.50h

6.2.3.5装岩运输

针对本工程监测项目的特点,建立专业的量测组,由具有丰富施工经验、监测经验的技术人员担任组长。为保证量测数据的真实可靠及连续性,制定以下各项措施:

(1)量测组与监理工程师配合工作,及时向监理工程师报告监测情况和问题,并提供有关切实可靠的数据记录。

(2)制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施,并将其纳入工程的施工进度控制计划中。

(3)量测项目人员要相对固定,保证数据资料的连续性。

(4)量测仪器的管理采用专人使用、专人保养、专人检校的原则。

(5)量测设备、元器件等在使用前均应经检校合格后方可使用。

(6)各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则。

(7)量测数据均要经现场检查,室内复核两级后方可上报。

(8)量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。

(9)各量测项目从设备的管理、使用及资料的整理均设专人负责。

(10)及时分析有关数据和反馈信息。

6.3.2隧道施工监测内容及位置

通过对围岩与支护的观察和动态量测,达到合理安排施工顺序,确保安全的目的。施工监测可得到位移信息和应力信息。

(1)位移信息:隧道周边位移、围岩内部位移、地表沉降等。

(2)应力信息:围岩内部应力,围岩与支护结构之间岫接触应锚杆轴力等。隧道施工量测项目如表所示。

隧道现场监控量测项目及量测方法

岩性、结构面产状及支护缝观察或描述,地质罗盘等

开挖后及初期支护后进行

GB/T 4461-2020 热双金属带材水准仪、水准尺、钢尺或测杆

每10m一个断面,每个断面至少做3根锚杆

开挖面距量测断面前后<5B时,1次/2天

开挖面距量测断面前后>5B时,1次/周

围岩体内位移(洞内设点)

洞内钻孔中安设单点、多点杆式或钢丝式位移计

某道路施工工艺围岩体内位移(地表设点)

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