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洞口开挖施工方案

2023-10-22 来源:客趣旅游网
总体及洞口开挖施工方案

1、总体概况

本工程朱家岩隧道右幅 YK51+843~YK53+127,全长1284m。线路纵坡为上坡,坡度为2.805%,横坡为2%。设计行车速度为80KM/h,隧道净宽9.75m、净高5.0m。隧道通过的地层多为碳酸盐岩石,表层分布3~10m厚的孤石夹碎土,该类岩石受到构造破坏后,均有不同程度的溶蚀。就其岩层特性看,三游洞组和南津关组上段为厚层灰岩质地较纯,岩溶极其发育。地表多有溶沟溶槽分布。南津关组下段为页岩夹薄层灰岩,总体为隔水岩体风化、溶蚀严重,裂缝较为发育的微晶灰质白云岩,隧道穿越Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围。隧道各类围岩的支护情况如下表:

两车道隧道支护表

项目 单位 类型 mm S2-2 Ф42超前小导管 超前支护 间距 长度 喷射砼厚20号砼厚度 度 mm cm cm Ф25 350 100×75 Ф22 350 100×80 Ф22 250 140×140 Ф22 350 80×60 Ф22 300 120×120 cm m cm 40 3.5 24 40 3.5 25 40 3 6 S3B Ф42超前小导管 衬砌类型(围岩类别) S5 局部Ф25超前锚杆 S-K 帷幕注浆及Ф42超前小导管 40 3.5 25 40 3 12 S7-1 局部Ф25超前锚杆 径向系统直径 初期支护 锚杆 布置 直径 钢筋网 钢筋 布置 施工支护 二次衬砌 仰拱 25号砼 型钢钢拱 间距 钢拱 锚杆 长度 mm cm 双层Ф8 20×20 双层Ф6 20×20 局部Ф6 20×20 单层Ф8 20×20 单层Ф6 20×20 mm I16 I16 I16 cm 80 80 60 cm cm 45 45 65 65 30 C30砼90 C30砼90 40 隧道在左右洞室检修道下分别设置一个尺寸为90×55cm的电力电缆沟,在左右洞室检修道的另一侧各设置一个尺寸为45×55cm+25×35cm的通讯电缆

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沟,路面两端下各设置40×50cm的矩形排水沟。隧道的防、排水遵循“排、防、截、堵” 的原则进行综合设计,达到防水可靠,排水通畅,同时注意防止水土流失和自然环境的保护。根据洞口地形地质条件,右幅出口采用端墙式洞门。

2、施工方案

2.1隧道出口地形地貌

隧道出口YK53+137~+120段,地表灌木、杂草丛生,地形坡度较缓为25°,局部较陡达40°,地面标高为625~630m之间,隧道最大埋深约10m,最浅埋深约2.0m,表层分布厚3~10m的孤石夹碎石土堆积层,下伏强风化、破碎的、裂缝较为发育的微晶灰质白云岩。该浅埋破碎地段,给隧道进洞施工带来一定困难。 2.2进洞施工方案

根据现场实际地质情况,结合我部的施工条件,为加快施工进度,减少施

工风险,拟定出口段进洞的总体方案:

YK53+127~+119段采取明洞施工,YK53+119点为明暗交界处,暗洞进洞里程,洞门施工时,提前按设计从上而下分层刷好仰坡、边坡,同步施作坡面防护。为确保进洞安全,在明暗交界处施作钢拱架砼护拱,暗洞洞口段采取双层超前小导管注浆,超短台阶开挖后及时喷锚支护。 (1)洞口开挖

洞口YK53+137~YK53+127段采用分层开挖,施工机械以挖掘机为主;洞口场地用装载机辅以推土机整平压实;遇坚硬石质地层人工钻眼爆破,运输采用自卸汽车,挖方弃往指定的弃土场。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要,修建供风、供水、供电设施及材料堆放场地和机械停放场地,合理布置。采用挖掘机开挖软石和强风化岩石部分,采用浅孔梯段控制爆破的爆破方法进行施工,不能采用机械直接开挖的岩层部分。采用内燃空压机供风、风动凿岩机钻孔。

石方采用分层、分梯段进行浅孔梯段控制爆破,梯段高度定为1.5m。根据现场情况采用多排垂直孔进行爆破,浅孔梯段爆破采用“多眼、浅孔、密炮、少药”方式,爆破参数的选取和装药量经试爆后确定,并在实施中不断修正其爆破参数,以确保施工安全。 ①爆破参数选择

a、梯段高度H

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H=0.8m~1.5m。 b、底板抵抗线W

W=(0.4~1.0)H,取W=0.8H。 c、炮孔间距a

a=(1.0~2.0)W1,取a=1.0W1。 d、炮孔排距b

b=(0.8~1.0)a,取b=0.9a。 e、钻孔深度L L=H。 ②单孔装药量

单孔装药量Q=(0.6~0.7)qaHW,取Q=0.7qaHW 其中单位消耗药量q取0.43。 ③炸药与起爆器材

采用2号岩石硝铵炸药,若有水时采用乳化炸药。使用非电导爆管毫秒雷管1~30段,隔段使用。

④爆破安全距离与爆破震动速度

在爆破设计时,根据微差爆破取最大一段药量复核爆破安全距离和爆破震动速度,并符合《爆破安全规程》的规定要求。

爆破安全距离:Ri=(K/V)1/α.Q1/3(m) 爆破震动速度:Vi=K(Q1/3/R)α(cm/s)

其中:K取150,R取20m,α取1.8,V控制在2cm/s以内。 ⑤控制爆破作业流程

详见图一 《浅孔梯段控制爆破作业流程图》。 (2)明洞开挖

YK53+127~+119明洞段土石方采用明挖法,自上而下分层开挖,岩石地层采用风动凿

岩机钻孔,浅孔松动控制爆破开挖,反铲挖掘机装渣,自卸汽车运

输至弃渣场,坡面修整 后及时防护。坡面防护采用 ф22,L=3.0m的砂浆锚杆,锚杆间距按1.2×1.2m梅花型布置,钢筋网采用ф8单层钢筋网,网格为20×

图一浅孔梯段控制爆破作业流程图

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现场勘察、施工资料的收集、爆破设计

装药与炮孔堵塞钻 孔 钻孔校核检查 炸药分配 加工起爆药包 标定炮孔部位塑料导爆管的对号 爆破施工 检查线路 是否完好 爆破覆盖 警 戒 呈报当地公安机关审批 炮眼装呈报业 主备案 药量布置计算 网络 安全检起爆 算防护设计 措 施 施工 组织 设计 爆破设计 根据施工要求提出爆破方案 爆破施工准备 现场准备 人员组织 料具准备 爆破区封锁

20cm,同步喷射20 cm厚C20砼防护。

爆破现场检查与邻联结爆破网络 联结起爆源 起 爆 爆破效果分析及资料、记录 解除警戒 近居民设施检查 4

(3)边仰坡及排水施工

在施工洞口临时设施的同时,先清除上部危岩,然后用全站仪测出仰坡起始位置,按设计坡度1:1.25用挖掘机自上而下分层一次性清刷到拱顶,洞口两侧刷至路面高程。确保坡面平顺,没有大面积的凹凸区域,提前在坡顶线5.0m以外做好截水沟。坡面范围内采用ф22,L=3.0m的砂浆锚杆进行支护,锚杆间距按1.0×1.0m梅花型布置,钢筋采用ф8单层钢筋网,网格为20×20cm,同步喷射20 cm厚C20砼防护。洞口施工前做好边仰坡截水沟,截水沟中心线距边仰坡开挖边缘不小于5m,截水沟施做完毕后自上而下进行边仰坡开挖,边仰坡防护、开挖按设计坡度一次整修到位,并分层进行边仰坡防护,以防围岩风化,雨水渗透而坍塌。 (4)暗洞进洞措施

由于仰坡坡面面积较大,为稳定仰坡,同时防止岩石因爆破振动造成坡顶上的石块滚入路基,危及隧道进、出人员及车辆的安全,因此在明、暗交界处施作C25钢拱架砼护拱。护拱设于明洞二衬轮廓线外,护拱长度3.0m,厚度80cm。钢支撑采用I16工字钢,纵向间距0.6m一榀。

由于出口段为Ⅲ类浅埋破碎围岩,因此在进行暗洞施工前,拱部采取双层 ф42@3.5,L=5.0m热扎无缝钢管,钢管环向间距40cm,上下两层错开布置,间距40cm,外插角控制在10°,尾端焊接与护拱的钢架上(见示意图)。每排小导管纵向搭接长度1.0m。为提高围岩自身承载能力,采用M30水泥浆液注浆。 2.3 明洞施工 2.3.1明洞基础施工

明洞边墙基础必须置于稳固的地基上。遇有地下水时,须将地下水引离边墙基础。 明洞边墙基底,垂直线路方向宜挖成不大于5%向内的斜坡。边墙基础挖至设计标高后,核对地质承载力是否与设计要求相符。 2.3.2 拱墙衬砌施工

拱墙衬砌采用全断面衬砌,采用特制边墙钢带、组合钢模立外模、台车立内模、预埋横向钢筋拉杆纵向卧木、泵送砼入模,灌注时其模板支撑必须牢靠,防止跑模造成衬砌侵入限界。

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钢拱架>100超前小导管500超前小导管与护拱连接示意图50040

2.3.3明洞防水层及回填

防水材料的铺设方法按设计进行施工。待混凝土达到设计强度的70%后,即可进行回填。边墙部位采用浆砌片石回填,拱部采用碎石土回填至拱顶1米厚。再回填50cm粘土隔水层,最后回填50cm厚种植土。

拱部回填对称分层夯实,每层厚度不宜大于30cm,机械回填时,必须在人工回填至少1m厚度后方可使用机械回填。粘土隔水层要与边坡、仰坡搭接良好、封闭紧实。进出口洞身防水层施工时,预先预留与明洞防水层有足够搭接长度的土工布及防水板在明洞衬砌完成后与明洞防水层连接。

明洞防排水采取“以排为主,防、排、堵、截相结合”的原则,在洞口仰坡设置截水沟和排水沟,防止地表水和地下水流入隧道内。明洞回填顶面设置不小于5%的排水坡,填土内或坡面铺设防水层,并与开挖边坡搭接好。靠围岩的边墙顶、边墙后设置纵向和竖向盲沟,将水引至边墙底泄水孔排出。其施工工艺详见《明洞施工工艺流程图》。

3、施工质量保证措施

设立科学合理的的项目管理机构,充分发挥各个部门职能,我们将成立项

目经理负总责的创优领导小组和以项目总工程师负责的技术管理体系。建立项目经理部(总工程师)、施工队(质检工程师)、工班(质检员)三级质量管理网络,按照ISO9001进行标准化管理,科学严格地制定工序质量措施,实施标准化作业。

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明洞施工工艺流程图

临时截排水设施

混凝土配合比设计

测量放样 洞口开挖 锚喷支护 开挖侧墙基础 仰拱开挖 仰拱钢筋绑扎 仰拱混凝土浇筑 7

质量保证体系见下图,具体措施如下,详细参阅《朱家岩隧道施工组织设计》。 技术保证 混凝土拌制 混凝土运输 立模浇筑明洞混凝土 拱顶防水层及明洞回填 天沟及排水沟施工 洞门端墙施工 洞外附属工程施工 质量保证体系 设备保证 物资保证 质量监督保证 经济保证 标准化作业 质检责任制 8 质量经济挂钩

(1) 洞口土石方施工前应先作好上下排水系统,边坡、仰坡应自上而下开挖,仰坡欠稳定时采用喷锚加固。

(2) 按规定配足试验人员及质量工程师,对工程施工开展各项测试工作。使每种建筑材料、半成品质量、配合比、试件均符合规范要求,杜绝因材料质量不符合要求而发生工程质量事故。

(3)隐蔽工程检查以班组自检为基础,质检员专检,互检和质检工程师专检,抽检相结合。施工班组在班中、下班前应对当天工程质量进行自检,对不符合质量要求的由质检工程师命令返工。

(4)每道工序完成并经自检合格后,邀请驻地监理工程师验收,并做好隐蔽工程验收记录和隐蔽工程检查签证资料整理工作。

4、安全生产保证措施

4.1安全的保证措施

成立安全管理领导小组,项目经理任安全管理领导小组组长,施工队配备专职安全员,工班设专职安全员,使安全管理在该项目的各级组织、各个环节都有专人负责,对安全生产实施全面监控,从上到下形成安全生产管理网络。详见《安全保证体系框图》。具体措施如下: (1)爆破作业规定

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爆破采用导爆管非电毫秒延期雷管分段引爆;起爆药包的装配必须在洞口50m以外加工房进行并有爆破工携送进洞;洞内爆破作业要统一指挥;爆破后必须经过通风排烟后,才准检查人员进入工作面,经检查和妥善处理后,其他工作人员才准许进入工作面。 (2)除尘的安全规定

做好施工防尘措施,喷雾洒水并密封尘源,使粉尘与操作人员隔离,搞好个人防护。

(3)喷锚作业施工措施

喷混凝土机检修时必须停机、锁定电源开关并悬挂相关指示牌;喷混凝土时禁止施工人员站在料管接头附近;接触速凝剂时必须戴橡胶手套;检修泵及管路时必须停泵、关上闸阀,停止后进行检修工作;严禁将喷嘴对准施工人员。 (4)用电措施

经常对电线、电气设备进行检查维修,严防漏电与短路事故;非专职电气人员,不得操作电气设备;必须戴绝缘手套,穿绝缘鞋,站在绝缘板上操作高压电气回路;低压电气设备应加装触电、漏电保护器;

电气设备外露的转动和传动部分,必须加装遮拦式防护装置;检修、搬迁电气设备时,应切断电源,并悬挂“有人工作,不准送电”的警示牌;

带电工作时,必须制定出安全措施,在专职安全员的监护下进行,此外还需使用绝缘可靠的保护工具;带电作业时,应启动应急停电装置或启动主断路器,并在作业区设置安全警告标志。 (5)喷射混凝土施工安全措施

喷射混凝土作业开始前,仔细检查围岩受喷面,彻底清理危石;在开始喷射

安全保证体系框图

项目经理部 安全领导小组 提高全员 安全意识 各项安全 生产制度 实行安全生产承包责任制 10 安全保证体系 组织保证 思想保证 制度保证 经济保证

作业前,应由专人仔细检查管路、接头等,防止在喷射时发生因软管破损、接头防断开等引起的事故;进行喷射作业时,必须配带防护用具(胶皮手套、防尘口罩、护面罩、眼镜等)。

当采用人工喷射时,应配备辅助喷射支架,防止在发生管路堵塞时因喷嘴剧烈振动而引起的危害。当转移喷射地点时,必须先关闭喷射机,在喷嘴前方不得站人;在处理管路堵塞时,喷头应有专人看护,以防消除堵塞后,喷头摆动喷射伤人。

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