博南山隧道施工方案

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博南山隧道施工方案

1.2工程地质情况 5

1.2.1地形地貌 5

四川省民用绿色建筑设计施工图阶段审查技术要点(试行)(四川省住房和城乡建设厅2020年5月).pdf1.2.2地质构造 5

1.2.3地层岩性 5

1.2.4水文地质 7

1.3.1气候条件 7

1.3.2交通情况 8

1.3.3施工用水电通讯情况 8

1.3.4施工场地情况 8

2.1.1控制测量 8

2.1.2施工测量 8

2.2.1施工顺序 9

2.2.2开挖设备 10

2.2.3开挖方法 11

2.3超前探测与支护 11

2.3.1超前探水 11

2.3.2隧道施工初期支护 11

2.3.3超前小导管 12

2.4隧道模筑衬砌施工 16

2.4.1施工顺序 16

2.4.2钢筋加工及绑扎 16

2.4.3二衬前防水措施 16

2.4.4混凝土制备 16

2.4.5主要施工机械 16

2.4.6模筑衬砌施工 16

2.4.6质量保证措施 18

2.5.1设计原则 18

2.5.2钻爆参数选择 18

2.5.3掏槽方式 19

2.5.4装药结构及堵塞方式 19

2.5.5爆破设计图 19

2.5.6爆破效果监测及爆破设计优化 21

2.5.7超欠挖控制 22

2.5.8防坍技术措施 23

2.6结构防排水 24

2.6.1设计简介 24

2.6.2排水沟施工 25

2.6.3衬砌背后注浆 25

2.7隧道施工通风、排水及管线布置 25

2.7.1隧道施工通风 25

2.7.2隧道施工排水 27

2.7.3隧道供风、供水、电力供应及管线路布置 27

2.8进出洞口施工 27

2.8.1施工准备 27

2.8.2洞口土石方开挖 27

2.8.3进洞施工方法 27

2.8.4洞口段施工工艺流程 28

2.9隧道装碴和运输 29

2.9.1隧道出碴系统 29

2.9.2装碴和运输设备 29

2.9.3错车道布置 29

2.10隧道弃碴排放 30

2.10.1弃碴排放 30

2.10.2环保管理 30

3.2.施工方法 30

3.3.1挡墙砌筑 30

3.3.2防、排水系统 31

3.4.质量保证措施 31

博南山隧道位于云南省大理州永平县境内,进口位于杉阳镇王村梨树冲;出口位于大理市永平县杉阳镇抱龙村中村,隧道实长2023.3m。

隧道共两种断面(Ⅴ级、Ⅵ级),标准断面净空3.8m×3.8m,隧道采用直墙圆弧拱形隧道断面,初期支护采用超前小导管注浆+钢格栅+锚、网及喷混凝土;二次衬砌采用C30钢筋混凝土。

博南山隧道所处的地貌单元为低中山地貌。隧址区地表高程1798m~2285m,相对高差大致在200~500m之间,山顶为尖顶状,脊线呈锯齿状,地形起伏较大,山体较陡,植被茂密,沟谷一般呈现“V”形。山体较陡,植被茂密,沟谷一般呈现“V”形。隧道进口处山坡坡度30°~40P°,植被覆盖率40%~50%;出口处山坡坡度30°P~45°P,植被覆盖率20%~30%,山脚有小溪流过。

洞身段围岩主要由破碎~较完整的强~中风化白云岩、云母片岩构成,岩石强度表现为较软岩~较硬岩,强度差异较大,洞身段受断层影响,围岩等级为Ⅳ~Ⅵ级。

隧道进口、洞身和出口地层主要为第四系残坡积土层和下伏基岩为晚元古界震旦系上统老虎塘组为一套变余砂岩间夹千枚岩,顶部夹结晶灰岩组合。其地层和岩性的分布如下:

(1)第四系更新统(Qp)

①碎石土:黄褐色,稍密,稍湿,母岩成分主要为风化的变质砂岩,含量约为55%,以粘土质充填,厚0.50~2.00m,为地表残破积土层,钻孔。

(2)震旦系上统老虎塘组(Ζ2l)

据地质调查和钻探资料表明,灰岩主要分布于隧道进、出口地段,震旦系上统老虎塘组上部的岩性;隧道洞身总体为震旦系中统老虎塘组的一套变余砂岩间夹千枚岩组合,并构成一个轴向呈北东东向背斜构造,其北翼岩层产状为120°~145°∠45°~65°,南翼岩层产状为320°~345°∠45°~70°,岩层走向与隧道轴线呈大角度相交。

F1断层:地表断层破碎带及主要影响范围为0+602.7~0+803.2,洞身影响范围为0+598.6~0+805.5。断层走向北西,与线路夹角50°,陡倾向大里程,为逆断层,断层范围围岩破碎富水。其影响带呈碎石状,岩体破碎,地下水较丰富。

F2断层:地表断层破碎带及主要影响范围为1+029.2~1+468.8,洞身影响范围为1+495.4~1+908.4。断层走向北西,与线路夹角47°,陡倾向大里程,为逆断层,断层范围围岩破碎富水。其影响带呈碎石状,岩体破碎,地下水较丰富。

隧道穿越山体覆盖层较薄,且山体陡峻,基岩顶板埋深不稳定,无法形成稳定的含水层。下部变质岩的结构较为致密,虽然岩石中的节理裂隙比较发育,但多为闭合型,渗透和连通性差,属弱含水层。因此,富水性很弱,水量十分贫乏。地下水位埋藏较深,在勘察期间进口地段地下水位标高为279.19m;出口地段地下水位标高为185.81m。依据地下水的赋存条件和水动力特征,结合现场地形地貌特点分析场区基岩裂隙水不发育。地下水主要为基岩裂隙水;隧道围岩渗透性比较弱,在局部层间裂隙发育地段的洞室中会有滴水和小淋雨现象,初步估算拟定洞身最大涌水量(Qmax)为10t/d。

交通条件极差,进口位于半山腰,与地面高差约160m,需从周边山体绕行修建伴行道路至洞口;出口需沿既有乡村道路行走约40km到达毕家田村,在新秀约3km施工便道至洞口。

1.3.3施工用水电通讯情况

水:拟在进口及出口工区各设浆砌蓄水池蓄水。隧道进口及出口工区各设置30m3高压水池,设置管线路至隧道内、生活区、拌合站、机械修理厂等用水点。

电:出口附近村庄有地方电网通过,可申请从杉阳镇高压电网T接入工地。

通讯:进出口基本没有无线信号,需向电信部分申请加设信号塔。

1.3.4施工场地情况

进出口均位于半山腰,场地布置困难,需沿山体开挖平整场地。

结合本隧道长度、地理环境、地貌状况和本工程测量精度的要求,洞外平面控制采用GPS控制网形式复测原设计院提交的洞口导线点;洞口插网采用三角形或多边形闭合环形式,以GPS控制网复测成果作为起算数据,平差并精确计算出各插点的坐标。

高程控制采用洞外GPS控制网内的三等水准点作为基点,用精密水准仪向洞内导入水准点,精度达到三等。

洞内平面采用导线闭合环形式布置。导线设计边长为250米左右。

洞内高程测量使用水准仪实测,精度达到三等水准要求。洞内水准线路应由洞口高程控制点向洞内引设,正洞每125米左右设一个水准点,引测水准点采用往返观测,并且定期复核,测设精度满足测规要求。

隧道超前探水隧道开挖初喷混凝土装碴出碴立拱复喷混凝土隧道开挖

Ⅳ级围岩开挖支护作业循环图2—1

Ⅴ、Ⅵ级围岩开挖支护作业循环见图2—2

开挖钻孔设备采用自制多功能台架,YT—28风钻作业。

开挖方法:Ⅳ级围岩地段采用全断面法,Ⅴ、Ⅵ级围岩地段采用上、下短台阶法。

(1)隧道开挖前必须进行超前探水,钻孔深度原则是能长尽量长,一般每次探水段长度为30~50m,前后两次搭接长度5~8m。

(2)超前探水孔孔径(终孔)为75mm,采用双管单动金刚石钻头取芯,以判别岩石质量指标,钻孔位置布设在掌子面中心。

(3)超前探水孔要详细记录出水点位置、水量、水压,超前探测钻孔孔口安装止水导管和闸门。

2.3.2隧道施工初期支护

2.3.2.1施工顺序

初喷砼——架立钢架——超前小导管(有)——挂钢筋网——复喷砼——锚杆。

初喷砼——锚杆——挂钢筋网——复喷砼。

2.3.2.2砂浆锚杆

(1)先塞入已浸泡水的药卷,塞够卷数后用风钻或风镐将杆体抵到设计深度。

塞入杆体,然后加垫板和螺母,待锚杆有一定的抗拉强度后拧紧螺母。

(2)砂浆锚杆孔内砂浆饱满,粘结均匀,托板与岩面密贴,抗拔力符合设计要求。

超前小导管注浆采用Φ42热轧无缝钢管,纵向搭接长度部小于1.5m,方向与线路中线成10°外插角,在开挖作业前先行施工。

按设计要求,在掌子面上准确画出本循环需施设的小导管孔位。

将前端加工成尖锥状。除尾部0.9m,头部0.1m外,管壁四周钻φ8的压浆孔,以便浆液向围岩内压注。

(4)钢管插入及孔口密封处理

施工时,手持风钻先钻孔,再用去掉回转爪的风钻将钻杆换成特殊钎尾,用冲击的办法将导管贯入孔中。为防止注浆漏浆,在小导管的尾部用胶泥麻筋缠箍成楔形,以便钢管顶进孔内后其外壁与岩壁间隙堵塞严密。钢管尾端外露足够长度,并与钢架焊接在一起。钢管顶进时,注意保护管口不受损变形,以便与注浆管路连接。

注浆前导管孔口先检查是否达到密闭标准,以防漏浆,然后按设计比例配浆,采用电动注浆机压注浆,注浆压力为0.5~1.0MPa,一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压力达到设计终压亦可结束注浆。注浆结束后,将管口封堵,以防浆液倒流管外。

在加工过程中须严格按设计要求制作,做好样台、放线、复核和试拼,并作上号码标记,确保制作精度。

先准确测量出中线、水平桩点,安装时保证其安装的精度符合设计轮廓的要求。钢架间按设计间距设纵向连接钢筋。钢架脚放在牢固的基础上,钢架与围岩间有2~3cm间隙,供作混凝土保护层。当钢架和围岩之间的间隙过大时,设砼垫块塞紧。严禁在钢架背后用碎石或块石填充。钢架与径向锚杆的尾部焊接牢固。

(三)钢架施工质量标准

钢架材质、规格、强度和刚度符合设计要求;钢架各部接头及纵向拉杆等装配齐全、连接牢固,底板安置稳定;钢架形状尺寸与开挖面相适应,如作为衬砌结构组成部分则应与衬砌断面相配合。

2.3.2.5喷混凝土

(一)喷砼分两次进行。初喷3~5cm用于及早封闭围岩,填平岩面,在布设锚杆、架好钢架后进行复喷,达到设计厚度要求。

(三)喷砼施工质量标准

喷层厚度有90%以上符合设计厚度,且喷面平顺,无漏喷;砼强度符合设计要求。

2.4隧道模筑衬砌施工

衬砌的施工顺序是:边墙基础——铺底——(Ⅴ级)拱墙钢筋绑扎——拱墙二次衬砌。

砼的施工顺序是:洞外集中拌和——运输车运输——砼泵送入模板台车。

2.4.2钢筋加工及绑扎

钢筋采用加工场加工,现场绑扎,钢筋焊接搭接长度、接头面积及百分率按照规范要求和设计要求施作。钢筋接头交错布置,纵向钢筋沿衬砌周边分布。

2.4.3二衬前防水措施

做好隧道排水沟,洞内与洞外结合,保证排水畅通。

二衬必须对初支面进行检查,对渗水较大的部位安装盲管引至排水沟。

根据设计要求全隧不低于S6防水砼,砼制备认真做到:

(1)使用的材料必须先试验。

(2)为保证砼质量应优化配合比,做好进料的检验。

(3)采用自动计量的拌合机拌合砼。

2.4.5主要施工机械

自动计量砼拌合站、3m3砼运输车运输,砼输送泵,12m模板台车等。

2.4.6模筑衬砌施工

2.4.6.1边墙基础施工

根据衬砌台车就位要求,在拱墙衬砌前必须先施工边墙基础。灌筑前必须挖够尺寸、

2.4.6.2铺底砼施工

铺底在开挖后采用一次灌筑成型,施工时预留水沟和固定墩的位置。

2.4.6.3墙拱砼施工

由隧道断面小,无法进行多工序平行作业,因此衬砌必须在开挖初支、铺底完成后施做。

根据中线水平进行台车就位并进行复核,隐蔽检查后方安装墙头板,开始灌筑。

墙拱混凝土施工采用泵送砼,灌筑前先在输送主管的端部安装三岔管和控制阀,然后接输送支管,分岔插入台车两侧中部起拱线附近的灌筑窗内,控制阀控制两侧边墙灌筑速度,使两侧砼高差不大于1.0m。砼至灌筑窗时,拆除三岔管,将输送主管固定在拱顶第一灌筑口上,前段拱顶灌完后再移动至第二灌筑口,以保证砼的流动性和砼泵的压力,将拱部灌满。

控制衬砌背后空洞采取的措施:

①改进操作方法,采用“封拱顶工艺”进行施工,确保气体排出畅通。

②按设计要求进行衬砌背后充填注浆。

由于隧道较长,混凝土在洞外拌制,施工时必须严格控制混凝土拌制后至混凝土浇筑时的时间,保证混凝土在初凝前进行灌注,确保混凝土质量;施工前应检修各种机械设备,确保机况良好,同时必须保证道路畅通。

复合衬砌强度到达2.5Mpa即可拆模,根据试验确定最佳的拆模时间。

2.4.6质量保证措施

除前述砼制备、尺寸检查、基底清理等有关质量要求外,其它主要质量保证措施如下:

(1)砼使用合格材料并定期作好进料检验。

(2)采用自动计量,每次灌筑搅拌前,检查计量设备是否准确,搅拌后检查砼的坍落度。

(3)砂、石材料的含水量变化时及时测定、及时调整水灰比,并试拌检查坍落度。

(4)立模前将模板表面清理干净,并涂脱模剂。

(5)准备备用的砼施工机械,保证砼连续灌筑,保证在第一层初凝前灌筑第二层。

(6)禁止使用超过初凝时间的砼。

(7)禁止在泵送砼时加水。

(8)间隙灌筑时间如果超过规范,按间隙灌注的要求进行施工。

(9)灌筑砼时有专人检查模板,如有变形及时加固。

(10)按要求进行捣固

采用光面爆破,根据地质条件、开挖断面、开挖进尺、爆破器材等条件编制爆破设计。

根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽炮眼加深20cm。

严格控制周边眼的装药量,采用间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。

2.5.2钻爆参数选择

采用斜眼掏槽。由于隧道断面小,施工中采用斜眼掏槽,既可以减少钻眼数量,又能保证良好的爆破效果。

2.5.4装药结构及堵塞方式

3.5.4.1装药结构

周边眼:采用间隔装药结构。

其它眼:均采用连续装药结构。

3.5.4.2堵塞方式

所有装药炮眼用炮泥堵塞,周边眼堵塞长度不小于30cm。

2.5.6爆破效果监测及爆破设计优化

2.5.6.1爆破效果检查

断面仪检查断面超欠挖。

开挖轮廓圆顺,开挖面平整检查。

爆破进尺是否达到爆破设计要求。

爆出石碴块是否适合装碴要求。

炮眼痕迹保存率,硬岩≥80%,中硬岩≥60%并在开挖轮廓面上均匀分布。

两次爆破衔接台阶不大于15cm。

2.5.6.2爆破设计优化

每次爆破后检查爆破效果,分析原因及时修正爆破参数,提高爆破效果,改善技术经济指标。

根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,修正眼距、装药量,特别是周边眼。

根据爆破后石碴的块度修正参数。石碴块度小,说明辅助眼布置偏密;块度大说明炮眼偏疏上海市基坑工程施工图设计文件技术审查要点,用药量过大。

根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,爆破眼眼底基本上落在同一断面上。

控制超欠挖是降低工程成本的主要措施,控制好超欠挖可以保证开挖成型、保证初期支护质量。

2.5.7.1正确标示开挖轮廓线

①在爆破前画开挖轮廓线时考虑施工误差,并考虑预留围岩变形和画线误差等因素,在设计轮廓线外要适当加大尺寸。施工误差按径向加大5cm。

②预留变形,Ⅴ级围岩以上按5cm考虑,施工时进行量测按实测数据进行调整。

温福铁路(福建段)I标段内财堡中桥实施性施工组织设计③结合以上因素Ⅴ级围岩画线时的径向加大值分别按2、3、5cm考虑。然后根据实际爆破后的断面尺寸和围岩收敛情况进行调整。

2.5.7.2Ⅴ级围岩优化爆破设计

①采用控制爆破技术。根据隧道地质情况采用不同参数的光面控制爆破技术。

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