隧道进口进洞施工方案

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隧道进口进洞施工方案

XXXX段扩能改造工程

XXXX隧道进口进洞施工方案

XXXX工程有限责任公司

XXXX段XXXX标项目经理部

某高速公路路基施工组织设计1编制依据及编制原则 3

2.2工程地质条件 4

3.1现场平面布置 4

3.3施工营地设置 5

3.7劳动力组织准备 6

4.隧道进洞施工原则 8

5.1洞口开挖及防护工程 10

5.1.1洞口开挖 10

5.1.2洞口防护 10

5.2超前支护施工 11

5.2.1导向墙施工 11

5.2.2管棚施工 12

5.3.1进洞施工工法 17

5.3.2主要施工工序及注意事项 17

5.4喷射混凝土 19

5.6中空组合注浆锚杆 21

5.7钢筋网铺设 22

5.8钢拱架施工 22

6.辅助施工措施 24

6.1超前地质预报 24

6.2.1监控量测主要项目 25

6.2.2监控量测流程及方法 25

7.1洞口段施工安全保证措施 29

7.2开挖施工安全保证措施 29

7.3火工品运输及爆破施工安全保证措施 30

7.4支护安全保证措施 32

9.施工环保、水保措施 33

9.1环境保护措施 33

9.1.1临时设施环保措施 33

9.1.2施工污染治理措施 34

9.2水土保持措施 35

9.2.2小临工程水土保持措施 35

9.2.3防止水土流失措施 35

(1)《铁路隧道设计规范》(TB10003—2005)及局部修改条文的通知(铁建设【2009】223号、铁建设【2009】62号,以下简称《隧规》;

(2)《铁路隧道设计施工有关标中补充规定》(铁建设【2007】88号);

(3)《铁路工程施工技术指南》(TZ204—2008);

(4)《铁路工程施工安全技术规程》(TB10304—2009);

(5)《铁路混凝土工程施工技术指南》(铁建设【2010】241号);

(6)《钻爆法施工工序及作业指南》(TZ231—2007);

(7)《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设【2008】105号);

(8)《煤矿安全规程》(2011版);

(9)《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120—2002)及局部修改条文的通知(铁建设【2009】62号);

(10)《铁路工程施工组织设计指南》(铁建设【2009】226号);

(11)《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417—2003);

(12)《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121—2007);

(13)《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关规定的通知》(铁建设【2010】120号);

(14)《铁路隧道施工的机械配置的指导意见》(铁建设【2008】777号);

(15)《铁路工程制图标准》(TB/T10058—98);

(16)国内外有关资料、科研成果及近年来隧道设计施工的经验。

(1)遵循招标文件条款和设计图纸的内容和要求;

(2)运用先进的施工技术,充分发挥我单位专业化、机械化作业程度高的特点,实行动态管理,确保施工组织的先进性和合理性;

(3)实施铁路工程标准化管理的原则,加强项目管理力度,降低工程成本,提高企业信誉;

(4)在总体安排上遵循“统筹兼顾、因地制宜、均衡生产”原则;

(5)节约用水、注意水土保持与环境保护。

XXXX隧道全长6092m,隧道起讫里程为D6K566+213~D6K572+305,中心里程D6K569+259,隧道设计为单洞双线。进口洞口段设明洞,采用明挖法施工,D6K566+213为进口里程,采用三台阶加临时仰拱法施工。进洞采用大管棚做为超前支护。

隧区上覆第四系全新统滑坡堆积(Q4del)细角砾土,坡洪积(Q4dl+el)粉质粘土,坡残积(Q4dl+el)粉质粘土,坡崩积(Q4dl=+col)块石土,更新统(Qp)粉质粘土、卵石土,下伏第三系昔格达组(N2x)页岩夹砂岩,三叠系上统宝鼎组下段(T3bd1)砂岩、页岩互层夹泥岩,下段(T3bd1)砂岩、页岩互层夹泥岩,以及普宁期(δo2)花岗闪长岩。

隧道进口位于XXXX镇木撒拉村村,自既有道引入施工便道约2000米。采用泥结碎石路面。便道设单侧倒梯形排水沟,沟底宽和深度不小于30cm。高边坡及土质边坡处视现场情况设下挡墙和护坡,在转弯、长下坡等地段设置醒目的安全标识牌,确保指导行车安全行驶。

本隧道组建隧道专业架子队负责XXXX隧道进口段施工,临时租用田地,作为隧道架子队驻地;生活用房全部采用彩钢板房,屋内地面全部铺砖并设置防潮层;厕所采用砖结构。配电房、工具间、预制板棚顶。其他工棚均为砖砌清水墙柱结构,屋面为角钢屋架上铺彩钢瓦,地面采用砼硬化并高出棚外地坪。

10万伏高压线接至洞口,洞口安装两台630KVA变压器,安装检测合格后提供施工生产用电。

生产生活用水采用高压水泵抽至洞口及驻地。

根据本工程的任务划分,编制劳动力使用计划,组织施工队伍进场,并对进场工人进行技能培训、施工工艺、操作规程和技术安全交底,建立健全劳动纪律和规章制度。

Ⅰ18、Ⅰ20b工字钢

电缆(90mm2、35mm2)

XXXX隧道进口工程量正洞2343m。计划总工期42.19个月,共1267天。

施工准备:2013年12月1日~2014年3月1日,90天。

正洞施工:2014年3月1日~2017年10月28日,1177天。

XXXX隧道进口工期安排表

正洞准备工期3个月,辅助坑道

准备工期2个月,断层停顿1个月。

按照新奥法施工组织,隧道进洞开挖的基本原则是在保证围岩稳定,或减少对围岩扰动的前提条件下,选择恰当的进洞开挖方法或掘进方式。洞口段施工工序如下:

施作洞口排水系统,开挖至桩顶高程,做好临时边仰坡防护。

待桩身混凝土达到设计强度的80%,开挖明暗交界上半断面,施作暗洞大管棚;

落底开挖并做好临时边坡防护;

施做洞口明洞段衬砌及洞门;

待衬砌施作完成并达到设计强度后,明洞回填施工。

4.1浅埋暗挖隧道或软弱围岩隧道施工以“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、快封闭”的原则进行施工。

4.2隧道施工中将超前地质预报纳入施工工序,形成以地质雷达、TSP206超前探测仪、红外探测仪及超前钻探为主的超前地质预报系统,施工中遵循“超前探、管超前、支护紧跟、仰拱超前、拱墙二衬适时施做”的施工原则,以确保施工安全。

4.3机械化配套原则:施工时选用以凿岩台车或多功能作业台架配凿岩机、挖掘机、装载机、喷浆设备、注浆设备、全断面液压模板台车、大型出碴运输机械为主要特征的大型机械设备配套,组成钻爆、装运、超前支护、喷锚支护、衬砌等机械化作业线的有机配合,严格机械设备管、用、养、修制度,科学管理,达到快速施工的目的。

4.4隧道穿越地表已建构筑物地段、水利设施及环境敏感地带、隧道埋深较浅地段等,采用控制爆破或非爆破开挖。

4.5隧道防排水按照“防、堵、截、排结合,因地制宜,综合治理”的原则,对地表水和地下水进行妥善处理。对生态环境和工程环境可能产生不利影响的环境敏感地段,采取“以堵为主,限量排放”的原则,并加强超前地质预报,必要时采取全断面帷幕注浆、局部注浆等措施堵水。

5.1洞口开挖及防护工程

洞口段开挖前应首先清除洞口开挖范围的树木、杂草和树根,检查边仰坡以上的山坡稳定情况,清除悬石、处理危石。复核图纸,组织复测并测控布网,准确定出洞口位置,按设计位置放出边仰坡及洞口开挖边线。在洞口仰坡开挖线外5m外设置截水天沟一道,防止雨水冲刷洞口。其开挖应符合下列规定:

洞口土石方采用机械施工时,边、仰坡应预留约30cm的整修层,用人工刷坡并及时夯实整平成型,防止超挖,保证边、仰坡平顺,坡率符合设计要求。

洞口土石方应自上而下分层开挖,严禁掏底开挖或上下重叠开挖,结合正洞开挖方法,预留进洞台阶,形成进洞面(洞脸)及边、仰坡,边、仰坡防护和处理措施应同时考虑防止洞口段产生整体滑动。

洞口土石方开挖宜采用浅孔小台阶爆破,严禁采用洞室爆破,边、仰坡应采用松动控制爆破并预留光爆层,光面爆破成型。施工中应按批准的爆破设计组织施工,严禁超量装药。爆破后,应及时清除松动石块。

开挖后坡面应稳定、平整、美观。

当洞口段可能出现地层滑坡、崩塌时,应采取相应的工程措施,并适当放缓坡率,保证施工人员的安全和边、仰坡的稳定。

洞口开挖后及时按照设计图纸对洞口边、仰坡进行处理,清理孤石、松碴,钻设锚杆,挂钢筋网,喷混凝土支护。洞口土质永久开挖坡面采用骨架护坡。临时开挖坡面防护:喷C25砼厚12cm,22砂浆锚杆,4m/根,按间距1×1m梅花形布设,φ8钢筋网网格间距20×20cm。

导向墙采用C20模筑砼,截面尺寸为1m×1m,环向深入起拱线以下1米,保证基础稳定。导向墙内设2榀I18的轻型工字钢架,工字钢架按照设计图纸进行加工,分3个单元,各单元之间采用焊接钢

板及M24螺栓连接。钢架外缘设1m长φ140mm壁厚5mm导向钢管,钢管外插角1°~3°。施工导向墙时应根据设计图纸先在开挖上台阶宽1m范围内开挖拱部设计轮廓线,轮廓线开挖至起拱线以下1米范围。在已开挖成型的拱部轮廓线上立筑底模,底模下采用2榀I18工字钢固定。底模立好后安设钢拱架,钢拱架间距为60cm,并安设导向钢管,钢拱架拱脚采用6根4米长Φ22mm砂浆锚杆进行固定,钢拱架安设后进行侧模安装,模板均采用木模组成。

混凝土采用拌合站集中拌和,砼运输车运至工地,输送泵车入模,插入式振捣器振捣密实。当混凝土强度达到设计85%时,进行管棚施工。

⑴钢管规格:热扎无缝钢管、钢花管,外径φ108mm,壁厚8mm,每节钢管两端加工成外丝扣。

⑵钢管外插角:以1°~3°为宜。

⑶管距:环向间距40cm。

⑷注浆材料:1:1水泥净浆

⑸注浆压力:0.5~1.0Mpa

为保证成孔质量,防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌,钻孔间隔进行。先钻奇数孔,后钻偶数孔,成孔直径为φ140mm,以便顺利安装φ108×8mm钢花管或无缝钢管。φ108超前管棚环向间距40cm,长度30m,共51根。管棚安装时同一截面接头数量不得大于50%,节长4~6m。

钻机平台搭设要牢固,防止不均匀下沉、移位、倾斜等影响钻孔质量的现象发生,钻机安装要牢固,钻机距离掌子面不超过2m。

A为了便于插管,钻孔直径应比管棚直径大20~30mm,钻孔深度宜大于设计的0.5m。采用φ130mmm钻头钻孔,成孔直径132mm。

B钻机开孔时应低速,等成孔0.5m以后再升压至1.0MPa,遇软弱围岩,再改用低压钻进。钻孔顺序由高位孔向低位孔进行。施钻时,钻机大臂必须顶紧在导向墙面上,以防止过大颤动影响施钻精度。

C管棚钻机钻深孔时必须接杆。因此,随着孔深的增长,需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调,尤其要严格控制推力,不能过大。

D管棚钻机固定就位前,测量人员应准确测量钻机外插角,外插角控制在1°~3°。

E钻机开孔时钻速宜低,钻进20cm后转入正常钻速。第一节钻杆钻入岩层,尾部剩余20~30cm时停止钻进,人工用两把管钳卡紧钻杆(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,钻机低速送至第一根钻杆尾部,方向对准后联接成一体。每次接长钻杆,均按上述方法进行。

F换钻杆时,要注意检查钻杆是否弯曲,有无损伤,中心水孔是否畅通等,不符合要求的应更换,以确保正常作业。

G钻孔达到要求深度后,按同样的方法拆卸钻杆,钻机退回原位。根据设计要求安装管棚。

⑷管棚钻孔允许偏差应符合下表要求

(2)顶管工艺流程及工艺原理

顶管采用大孔引导和棚管钻进相结合的工艺,即设置大于棚管直径的导向孔,然后利用钻机的冲击和推力将安有工作管头的棚管沿引导孔顶进,逐节接长棚管,直至孔底。

A管件制作:管棚采用φ108mm热轧无缝钢管。管棚接长时先将前一根钢管顶入钻好的孔内再联接。

B接长管件应满足管棚受力要求,相邻管的接头应前后错开,避免接头在同一断面受力。

C在顶进时钻机上必须安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套,并在大臂上改换钢管扶直器。

D顶管作业:将钢管安放在大臂上后,钻机对准已钻好的引导孔,低速推进钢管,其冲击压力控制在1.8~2.0MPa,推进压力控制在4~6MPa。

E棚管补强:为了加强管棚的刚度和强度,按设计将管棚钢管全部打好后,应先用钻头掏尽钢管内残渣,进行棚管补强。补强方法:在钢管内安设钢筋笼,保证管棚的刚度。

F钢管接头同一断面的接头数应不超过50%,φ108×8mm钢管采用采用φ121×8mm连接管连接,连接管长40cm。相邻钢管的接头至少错开1米。安装前应在地面预先排好再依次安装,保证接头分布符合要求。

注浆前,先将钢管口外径与孔口周边的岩石用水泥密封,但要预留一小通气孔,注浆时,使钢管与孔壁的环形空隙内的空气容易从此通气孔冒出;网管口注浆时,直至浆液由通气孔冒出为止,注浆可采用多孔同时注浆,或先灌注“单”号孔,待固结后,再灌注“双”号孔;注浆时,其水灰比控制在1:1,钻孔成孔后及时安装钢花管,压注水泥浆。注浆初压控制在0.5~1.0MPa,终压控制在2.0MPa,注浆压力逐步升高,终压后持续10min。

5.3.1进洞施工工法

隧道进洞采用“早进晚出”的原则;短开挖、放小炮、及时支撑、衬砌紧跟、勤量测、早封闭的施工方法、确保洞口岩体稳定。根据洞口地质情况,进洞围岩为Ⅴd,设计采用三台阶加临时仰拱法进洞开挖,掘进方法根据围岩条件主要采用机械法和弱爆破法施工,初进洞软弱围岩段采用机械开挖,人工风镐配合,其余地段采用弱钻爆法进行。根据设计要求初进洞初期支护类型为:架立全环I20b钢拱架,0.6m/榀,拱部161°范围内施作φ25中空组合锚杆,3.5m/根,梅花形布置,间距1.2×1.2m。

5.3.2主要施工工序及注意事项

5.3.2.1施工工序

1、利用上一循环架立的钢架施作φ42小导管及22水平锚杆超前支护,施作完超前防护后,弱爆破①部→施作①部周边的初期支护:即初喷混凝土,铺设钢筋网,架立钢架(含临时钢架),并设锁脚锚管,安设临时横撑,钻设径向锚杆(含临时钢架定位锚杆)后复喷混凝土至设计厚度。

6、根据监控量测结果,待初期支护变形稳定后,拆除临时钢架下半部,灌注Ⅴ部边墙基础与仰拱。

7、待仰拱砼初凝后,灌注仰拱填充Ⅵ部至设计高度。

8、根据监控量测结果,确定二次衬砌施作时机,拆除临时钢架及横撑,铺设防水板→利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅶ部(拱墙)衬砌。

5.3.2.2注意事项:

1、隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量”的原则,施工中应注意中壁拆除应在初期支护成环和变形稳定后逐段进行。

2、小炮开挖或人工开挖,严格控制装药量。

3、施作临时支护时应视地质情况采用径向2.5m长的22砂浆锚杆,底部横撑加强支护,工序变化处之钢架(或临时钢架)应设锁脚锚管,以确保钢架基础稳定。

4、钢架之间纵向连接筋应及时施作并连接牢固,临时钢架端头及钢架上设钢垫板(24cm×20cm×1.6cm)。

5、复合式衬砌段在施工时,须按照有关规范及参考图的要求,进行监控量测,根据监控量测的结果进行分析,确定灌注二次衬砌的时机及调整支护参数。

6、若边墙的钢架发生明显的内移,可增加临时横撑,以确保施工安全。

7、施工开挖时若遇自稳性较差的围岩,必要时可对掌子面采用8cm厚喷砼封闭。

8、当现场开挖孔径及台阶高度需进行适当调整时,应保证临时支护与主体洞身钢架连接牢固,横向钢支撑可根据监控量测结果适当调整其位置,并考虑自身的稳定及施工的便捷性。

9、应确保仰拱至开挖面距离不大于35mT/CPIA 0020-2020标准下载,以保证及时封闭成环。

三台阶加临时仰拱法工法图

1.喷射前处理危石,检查开挖断面净空尺寸,当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时,先进行引排水处理

2.用高压风水冲洗受喷面,设置控制喷砼厚度的标志。喷射作业分段、分片、分层,由下而上进行,有较大凹洼处,先喷射填平。

3.喷射混凝土时按照施工工艺段、分片,由下而上依次进行。一次喷射混凝土的最大厚度,拱部不得超过10cm,边墙不得超过15cm。分层喷射混凝土时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。

4.喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产。混凝土搅拌车运输混凝土农村危房改造基本安全技术导则(建办村函[2018]172号 住房和城乡建设部办公厅2018年3月28日).pdf,卸入湿喷机喷混凝土。

5.喷射混凝土终凝2小时后,应进行养护。石质隧道采用喷雾养护,养护时间不小于14d。当气温低于+5℃时,不得洒水养护。

5.6中空组合注浆锚杆

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