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虎头山隧道总体施工组织设计工字钢(16型、22b型)
在虎头山岭隧道潮州端设置隧道施工工班驻地,工班作业区建设按业主相关文件要求进行。办公区、生活区及主要施工作业点实行封闭式管理。施工临建如下表,具体布置见附件。
虎头山隧道潮州端右侧150m
虎头山隧道潮州端左侧50m
Q/GDW 0181-2015 GL6122HEVN1混合动力城市客车技术条件.pdf虎头山隧道潮州端左侧200m
虎头山隧道潮州端左侧600m
虎头山隧道潮州端右侧300m
虎头山隧道洞口场地布置图如下:
施工便道线路所经地区皆为山地,地形起伏较大,便道起、终点高差近16m。便道设计路面宽度4m,全长800m,每100米设置一处会车带。便道平均纵坡2%。便道设置2%的单向横坡,以及0.3×0.3m的排水沟以满足排水需求,该便道采用平均50cm厚开山石渣硬化路面及20cm厚级配碎石铺筑,在隧道口与便道连接处采用20cm厚C25混凝土硬化。
虎头山隧道潮州端洞口左侧约40m处建供电站一座,设置1台630KVA变压器,供电站由变电站、配电室、发电机房组成,占地面积100m2。接业主高压电源接口,出变压器全部采用电缆。各施工用电经变压器,过配电柜、配电箱至使用点,全部采用三相五线制。隧道内分照明和动力线,照明线架空固定在边墙上,离地2.5米,每50米设一接口,主要为照明和小型机具供电,一般成型地段照明采用220V电压照明,开挖工作面采用36V安全电压照明;隧道动力线采用380V。
由于施工沿线地表水和地下水比较丰富,检测合格后使用,施工用水采用地表水泵入蓄水池,在山腰处设置一个100m3蓄水池,蓄水池底面基础及周围墙体采用25cm厚C20混凝土进行浇筑。用Ф100mm钢管引至掌子面作为生产用水,水池与掌子面间采用增压泵增压,满足隧道施工水压要求,提供足够的水压力及水量。
在虎头山隧道潮州左侧150m设置喷射料拌和场,洞口开挖边仰坡防护及初期支护所需喷射砼料由洞口左侧拌和站供应,以满足施工要求。二衬混凝土由拌合站负责供应。
隧道进口建压风站一座,安装3台20m3/min电动空压机,供应进口施工用风。
3.8三管两路及洞内排水
隧道通风采用采用长管路独头压入式通风,中导洞开挖时在洞口外20m~30m处设置1台2×37kw轴流通风机,通过软风管向掌子面供风。风管采用直径80cm的软风管。主洞开挖时,左右线分别设置一套同中导洞相同的通风机和风管。
隧道临时设施及风、水、电具体布置详见“隧道洞内管线布置示意图”。
采用手机与无线对讲机相结合的联络方式。
施工工序:施工测量→施作洞外环向截水沟→洞口路堑开挖、边仰坡防护→洞口施工→超前支护(洞口段及V级围岩段)→洞身开挖→通风→出渣→初期支护→监控量测→施作防水层→二次衬砌浇筑→水沟、电缆沟施作→洞内路面施工→隧道内装及机电设施安装
五、施工方法及施工工艺
隧道施工将严格按照新奥法组织,施工原则:少扰动、管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、紧衬砌、勤量测、速反馈。具体指隧道开挖时,应尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动持续时间及扰动范围。采用超前长管棚、超前小导管及加固注浆等辅助施工措施。掘进循环进尺宜采用短进尺,支护应紧跟开挖面。对易风化的自稳性较差的软弱围岩地段,应对开挖面及早作封闭式支护。结合现场实际情况,将超前地质预报和隧道监控量测贯穿于整个隧道施工过程,准确预报隧道掌子面前方围岩构造及水文情况、监控量测隧道围岩变形、隧道支护与衬砌结构受力情况,以及时改变稳定围岩的辅助措施和调整初期支护参数或修改衬砌结构类型,确保隧道施工安全和隧道结构的稳定。Ⅴ级围岩初支紧跟掌子面,仰拱距开挖面距离不到大于30m;Ⅴ级围岩二衬的施工时间必须在围岩与锚喷支护变形基本稳定后及时进行,距离开挖面不得大于80m。
隧道从虎头山隧道进口单头掘进,采用自制钻孔台架配合凿岩机钻孔、人工装药、挖掘机配合侧卸式装载机装碴、自卸汽车出渣。隧道主洞二次衬砌采用12米自行式液压钢模衬砌台车立模,混凝土拌合站集中拌制混凝土,砼运输车运送、混凝土输送泵泵送入模,边拱墙全断面衬砌。
隧道明洞采用分层明挖,明洞结构采用就地模筑全断面整体式钢筋砼衬砌,隧道采用普通钻爆法施工。连拱隧道Ⅴ级围岩浅埋段采用连拱隧道三导洞法开挖,开挖进尺按单榀钢拱架为一循环进尺。V级围岩地段采用人工配合挖掘机及风稿进行开挖,局部可施以小炮松动施工。
根据洞口的现场条件、工期要求和各工序相互独立并相互影响的特点,按照均衡生产原则进行施工安排,隧道总体施工顺序具体安排如下:
第一步:交接桩与导线复测、控制网布设,临时设施和临时工程施工,施工队伍和施工机械设备进场,编制实施性施工组织设计。
第二步:安排隧道进出口洞顶截水沟和坡顶截排水设施修建,截排水设施完工后进行洞口土石方施工。
第三步:虎头山隧道进行中导洞洞身开挖及初期支护施工,待中导洞贯通后立即浇注中隔墙。待中隔墙浇注完成后,再进行侧导洞开挖、主洞扩挖及支护施工。
第四步:进行主洞二衬施工,待二衬施作完毕后,安排路面垫层、边沟、电缆槽等洞内附属工程施工。
第五步:再进行路面混凝土施工。
第六步:洞身装饰施工。
第七步:收尾配套及清理场地,编制竣工文件和安排工程验交。
5.3、连拱隧道施工具体施工方案
虎头山连拱隧道Ⅴ级围岩施工方案详见“连拱隧道三导洞法施工作业程序图”。具体施工方案为:
中导洞先贯通:根据隧道整体式双跨连拱设计断面和洞口所具备的施工条件,在隧道出口连拱部位进行中导洞开挖并使其贯通,中导洞采用上下台阶法开挖,中间预留核心土。中导洞开挖V级围岩临时支护参数:φ22砂浆锚杆长3m、φ8钢筋网20*20cm、每50cm一榀I16型钢拱架、喷射22cm厚C25混凝土。
②中隔墙砼浇筑:中隔墙衬砌钢筋采用现场绑扎,自制整体式液压钢模台车整体衬砌,按每两天一循环,每循环12m施作。台车就位后,利用中导洞钢架支护,对衬砌台车稳定性定位加固后,进行浇筑砼施工。中导洞贯通后,自隧道出口向进口方向进行中隔墙砼浇注。
③侧导洞施工:侧导洞断面形式采用弧型,在洞口超前长管棚施工完毕后,首先进行隧道左侧导洞开挖施工,左洞二次衬砌进尺超过30m后,进行隧道右侧导洞开挖施工;侧导洞开挖采用台阶法施工,V级围岩地段每循环开挖进尺均按一榀钢架间距进行;侧导洞开挖内侧壁临时支护与中导洞临时支护相同,侧导洞钢拱架支护注意与主洞边墙钢拱架的连接方式和连接部位。
④主洞施工:虎头山隧道首先进行隧道左侧主洞开挖,隧道左侧主洞开挖进尺超过30m后,再进行隧道右侧主洞施工。隧道主洞采用台阶法施工方案,在左侧隧道主洞开挖前,对中导洞右侧进行单侧加横向支撑,确保中隔墙不被破坏。隧道主洞V级围岩地段采用上台阶留核心土分部开挖,每循环开挖进尺按一榀钢架间距进行;每循环开挖后立即进行初期支护施工。
5.3.2隧道超前支护施工
在隧道进洞口拱部120°开挖轮廓线外围施作24m长的φ108管棚,长管棚施作采用地质钻机进行钻孔及安装施工,洞口套拱连拱侧拱脚一定要落在中隔墙上。洞内V级采用φ50小导管超前支护,小导管采用人工风动凿岩机进行钻孔及安装施工;长管棚与小导管均采用单液注浆泵进行注浆施工。
5.3.3隧道开挖与支护施工
①隧道掘进方式:V级围岩一般采用人工风镐开挖,或进行放小炮进行松动爆破;坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭”的施工原则。施工通风采用轴流风机压入式通风。隧道采用普通钻爆法施工。爆破作业按“一标准、两要求、三控制、四保证”的原则进行光面爆破施工。
隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
在隧道开挖时,根据超前地质预测预报结果,及时反馈信息,核对围岩级别及地下水状态,及时调整施工方案、施工方法,调整超前支护,确保施工安全。
(1)、钻爆法施工方法
钻爆设计:以正洞Ⅳ级围岩正台阶法开挖为例进行钻爆设计,其它各级围岩参照其设计进行适当调整,并在实际施工中不断优化爆破参数,以取得最佳爆破效果。
Ⅳ级围岩开挖爆破设计见“Ⅳ级围岩台阶法开挖炮眼布置图”。
测量放线:钻孔前测量放样,准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置。距开挖面50m处埋设中线桩,每50m设置临时水准点。每次测量放线的同时,要对上次爆破断面进行检查,利用隧道开挖断面量测系统对测量数据进行处理,及时调整爆破参数,以达最佳效果。
钻孔作业:钻眼前,钻工要熟悉炮眼布置图,严格按钻爆设计实施。特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及数量,未经主管工程师同意不得随意改动。定人定位,周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。准确定位凿岩机钻杆,使钻孔位置误差不大于5cm,保持钻孔方向平行,严禁相互交错。
周边眼钻孔外插角度控制在4°以内。
同类炮眼钻孔深度要达到钻爆设计要求,并保持深度相同。
清除危岩:爆破后经通风排尘,40分钟后先由专职安全员进入掌子面,确认无危险源后再由爆工配合挖掘机清除隧道拱顶、岩壁松动的石块,保证出碴机械人员的安全。
②隧道出碴:采用挖掘机扒碴、侧卸装载机装碴、自卸汽车无轨运输。
③初期支护:采用人工钻眼、锚网及钢架施作,湿喷机喷砼。
5.3.4二次衬砌施工
①防排水:隧道各防排水管线沟槽按设计施工;防水板采用无射钉铺设工艺,利用自制防水板台车采用悬吊法铺设防水板。
②仰拱及填充:隧道仰拱及填充采用自制隧道施工栈桥进行浇筑。
③隧道主洞衬砌施工:隧道衬砌采用自制整体式液压钢模台车施工。左右侧隧道二次衬砌采用现场绑扎钢筋,自制整体式液压钢模衬砌台车全断面衬砌;采用左右两侧对称进行,按每循环衬砌长度12m间距施作。两侧隧道主洞开挖成洞进尺不得超过80m,需进行隧道二次衬砌施工。砼拌和站集中拌和,砼运输车运输、泵送砼。隧道内侧壁导坑内支撑在铺设防水层、绑扎钢筋时,拆一段施工一段,保证施工安全。
5.4主要施工方法、施工工艺
(1)、洞口及明洞施工方法
洞口及明洞开挖避开雨季施工,先开挖并施作洞口截水沟等排水系统,天沟设于边、仰坡顶以外不小于5m,其坡度根据地形设置,但不应小于3%,以免淤积。
洞口及明洞土方及表层风化石方采用机械自上而下分层开挖,按高度每2m为一层施工,按照设计坡率清刷边坡,以人工配合机械逐层开挖,接近坡面时采用人工刷坡,以防破坏坡面稳定性和整体性,边坡清刷到位后及时进行边仰坡锚喷支护。上一层边仰坡防护完成后才能进行下一层开挖施工。
洞口及明洞土石方施工应根据隧道进出口地形和开挖揭露的工程地质条件,结合边仰坡的稳定性,本着“早进晚出”的原则确定隧道进出口明暗洞交接位置。在确保安全的前提下,避免大挖大刷,及早进洞。洞口及明洞土石方开挖分两部进行,先开挖支护隧道拱部以上范围,为暗洞施工提供工作面。拱部以下土石方开挖,待暗洞已掘进至稳定地层后,选择适宜时机开挖。明洞边墙采用暗挖的施工方法,为保证施工安全,边墙设置临时钢支撑、锚、网、喷支护。
洞门及明洞基础应落在稳固地基上,要求地基承载力不小于300kpa,当地基承载力不能满足要求时,应及时通知设计、监理单位,采取措施对地基进行加固处理使基达到要求。明洞混凝土统一采用衬砌台车立内模,外模采用竹胶板,拉杆内撑,外拉采用在边仰坡埋设锚杆的方法,按照明洞衬砌的有关要求进行施作。
虎头山隧道采用倒削竹式洞门,洞顶回填采用碎石土对称回填,并分层夯实,回填的高度根据现场实际情况调整,顶部覆盖50cm厚粘土隔水层其坡度施工时根据实际地形进行调整。
(2)、洞口及明洞工程施工工艺见图
见“洞口及明洞工程施工工艺详图”
隧道采用出碴:隧道出碴采用无轨运输方式。采用装载机装碴,挖掘机配合扒碴,自卸车运输的方式进行隧道出碴。对双侧壁导坑法施工中,小断面机械无法直接出碴地段,采用人工配合小型机具将洞碴清运至机械可以直接装运处;对短台阶法施工,下部台阶先不出碴,用挖掘机将上台阶洞碴挖至下台阶,实现机械直接出碴。
超欠挖检测及处理:采用激光断面仪对开挖断面进行检测,对欠挖部位立即采用风镐或放小炮处理,对超挖部位采用喷射混凝土分层回填电缆悬吊保护施工组织设计方案,确保超挖处密实无空洞。
开挖质量控制措施:技术控制:准确确定围岩技术参数。坚持每循环放样,准确测设开挖轮廓线。
洞口及明洞土石方开挖至隧道起拱线平后,进行洞口长管棚施工。管棚定向采用2m长的C30混凝土套拱,套拱基础必须落在稳定的基础上,套拱混凝土导向墙在明洞外轮廓线以外施作。导向墙内设4组20b工字钢,工字钢分段按设计尺寸弯制成弧形,段与段之间采有螺栓连接成半圆形,在洞口架立固定后,在钢架上安装并固定φ133孔口管,立内、外模浇筑混凝土,混凝土套拱厚80cm。
施工时采用地质钻机钻孔,钢管沿隧道周边以2°外插角打入围岩,环向间距为40cm。钻机立轴方向必须准确控制,以保证孔口的孔向正确,每钻完一孔便顶进一要根钢管。钻进中随时检查偏斜度,发现偏差及时纠正。
超前长管棚施工工艺流程图
乐山电力嘉洲宾馆9楼装饰工程施工组织设计、超前小导管注浆加固支护
超前小导管为φ50mm壁厚5mm的无缝钢管,单根长5m,钻设φ8mm压浆孔,钢管以12°外插角沿隧道周边打入围岩。小导管前端10cm作成锥形以便插入,其后400cm范围内钻4排φ8孔,间距15cm,梅花形布置,尾部50cm范围内不钻孔,尾端焊Ф6钢筋加强箍,如下图。
小导管采用先钻孔后下钢管法施工,钻孔和打入钢管用气腿凿岩机施作,钻孔时开孔从工作面最后一榀钢支撑上面穿过。打入小导管后,钢管尾部和钢架焊成整体,两排小导管间纵向水平搭接长度不小于100cm。施工方法见“单层小导管施工示意图”。