武隆某隧道施工组织设计.doc
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1、目录第一章 工程概况2第二章 施工管理目标8第三章 任务划分及队伍安排8第四章 临时工程及平面布置11第五章 总体施工方案12第六章 洞口段施工14第七章 主要工序施工工艺28第八章 特殊地段施工55第九章 施工通风及除尘67第十章 四新应用及科研计划82第十一章 隧道不渗不漏措施83第十二章 隧道建议方案85第十三章 施工保证措施88第一章 工程概况(一)概述 武隆某隧道位于重庆市武隆县境内,起讫里程DK188+687DK198+085,全长9398m, 是渝怀线第二长大隧道。辅助导坑设置:在DK191+900 线路右侧设长396m 横洞一处,在横洞内距正洞中线右侧20m,向出口方向设140
2、6m 平导,在出口正洞左侧设 2415m 平导一处。(二)本隧道特点 1、隧道长、工期紧,通风、运输困难; 2、地质复杂,进口段为古滑坡体,隧道穿越涌水、岩爆、高地温、瓦斯等不良地质地段; 3、横洞口无场地,出口正洞与平导两洞口相距185m,洞口场地布置困难; 4、洞口段均下穿公路。进、出口位于居民区,施工干扰大。 (三)工程地质、水文地质及气象条件 、地形、地貌 武隆某隧道,线路沿乌江峡谷,傍乌江右岸而行。沿线属中低山地貌, 山脉标高500800 米,相对高差200500 米,自然横坡3050O 。沿线地形起伏较大,属中低山地貌,基岩大部分裸露,植被条件较好。进口1773m 埋深较浅。 2、
3、地质构造 武隆某隧道位于武隆向北西翼,单斜构造,岩层走向N1560E/S E,倾角12 36,个别为北西向倾北东,节理以垂直节理为主。 3、工程地质 武隆某隧道地质复杂,不良地质地段较长。由进口向出口地质条件依次为: (1)DK188+687DK192+080 段:隧道进口端为古滑坡体,坡崩积块、碎石土,厚5 40m, 洞身为滑坡堆积体,主要是块石土,厚3070m, 下伏志留系下统罗惹坪组之页岩,岩性为碳酸盐岩和碎屑岩,该段岩层倾角缓,涌水量约3400T/d。DK189+300+500 段浅埋,易塌方冒顶,地表水易下渗。DK188+687DK190+460 段1773 米,隧道埋深较浅,均为、
4、级围岩,地质条件差; (2)DK192+080DK193+230 段:洞身为灰岩,可能揭穿暗河,洞内平时涌水量达7 万T/d, 雨洪期会成倍增加。DK192+090+110 段,地下水具硫酸盐侵蚀,该段含瓦斯,可能存在大股状涌水。 (3)DK193+230DK195+790 段: 洞身绝大部分为灰岩,涌水量5000T/d 。DK193+230+580 段P2W底部含煤,瓦斯含量高,有产生瓦斯突出的威胁。DK193+240 +270 段地下水具硫酸盐侵蚀性。DK193+230280段P2W/P1M 及DK194+000+280 段T1f/P2C地层分界线附近可能存在大股涌水。DK192+100D
5、K195+050段埋深大于500m, 应注意岩爆及高地温。 (4)DK195+790DK196+210 段:围岩以盐溶角砾岩为主,钙、泥质胶结,易塌落,地下水具硫酸盐侵蚀性。 (5)DK196+210DK198+085 段:出口段岩层风化层厚,为顺坡层。DK197+466 +730 段钻孔揭示有煤层,含瓦斯,地下水具硫酸盐侵蚀性。 4、地震基本烈度:六度 5、气象特征:本标段属亚热带湿润气候。冬暖夏热,湿度大,无霜期达11 个月。年平均气温17.4,极端最低气温-3.5,极端最高气温41.7,年平均降雨量1087.2 毫米,年平均风速4.6m/s。最冷月为12 月,最热月为78 月,58月降雨
6、量约占年降雨量的40%。 (四) 工程设计隧道进口至横洞段长3 213m。其中进口段1773 米,起讫里程DK188+687DK190+460, 隧道埋深较浅,均为、级围岩,地质条件差,采用25 中空注浆锚杆、喷砼、喷钢纤维砼、格栅钢架施工支护,模注砼、钢筋砼衬砌。洞口段DK188+690+765 段进行地表注浆加固,设长管棚注浆超前支护进洞。 隧道出口至横洞段长6185 米。出口段70m 采取旋喷桩加固,明挖法施工。除洞口段约300m 围岩较差外,其余地段大多为II、III级围岩。 横洞长约396m,洞口270m 断面为696580cm,之后分别向隧道进、出口开辟工作面。其中向进口方向按无轨
7、运输,断面为53 0573cm;向出口方向按有轨运输,断面为平导断面。在喇叭口段,有轨及无轨车道各设50m 会车道。横洞进洞拱部采取大管棚、小导管注浆超前支护措施。 平导设计: 、级围岩单车道及级错车道衬砌采用锚喷衬砌,级(错车道)、级单车道采用模筑砼衬砌。净空(宽高):单车道300325cm,错车道442 379cm。开挖断面尺寸(宽高):级模筑380385cm,级模筑370380cm,级锚喷310343cm, 级锚喷310340cm, 级错车道模筑502429cm, 级错车道模筑462409cm。每500m 设一长65m 的错车道。 施工支护措施:施工支护采取锚、网、喷支护,锚杆类型为砂浆
8、锚杆、中空注浆锚杆,超前支护有小导管注浆、中空注浆锚杆、大管棚注浆、格栅钢架、喷砼、喷钢纤维砼。级围岩地段拱部设小导管注浆、拱墙格栅钢架支护,隧道进、出口部分地段采用自进式超前锚杆。岩爆地段采用锚网喷防护。隧道采取砼整体衬砌,其中部分地段地下水有硫酸盐侵蚀,衬砌采用耐腐蚀砼,抗渗等级不小于S6。局部地段设复合防水板、止水条、软式透水管防排水。、级围岩地段进行衬砌背后压浆。 隧道施工支护、衬砌形式见下表。 隧道施工支护、衬砌形式(六) 施工条件 1、交通运输:武隆某隧道各洞口所需的工程物资可以通过武隆至丰都、武隆至仙女山公路运输。乌江常年通航,在隧道进口、横洞附近各修建码头一座,主材由涪陵通过乌
9、江水运至工地。隧道进、出口洞口段施工均需改移道路。 2、水源工程紧邻乌江,需用多级泵提水。也可利用地表水。3、电力用电取自沿线架设10KV 线路,各施工点可就近取电以满足施工用电。4、建筑材料工程用砂可以在附近乌江边的砂场采购,亦可利用洞碴加工机制砂,经试验合格后,用于土建工程的施工。5、场地隧道施工场地狭窄,场地布置困难。其中:横洞口在乌江右岸,无场地,完全靠填碴以形成场地,由于坡度陡、高差大,其挡护工程量很大。隧道进、出口、横洞都下穿公路。出口及出口平导需从建筑物(包括制药厂、楼房、地下油库)下通过,楼房的桩基已达洞顶。隧道进、出口都需改移道路。第二章 施工管理目标1、质量目标确保全部工程
10、达到国家、铁道部现行的工程质量验收标准。工程一次验收合格率达到100%,优良率达到90%以上,隧道工程达到不渗不漏,房建工程优良率达到40%以上,并满足渝怀总指“开工必优,一次成优,确保部优,争创国优”质量总目标要求。其中武隆某隧道、杨家坝隧道创国优工程,本标段与二十局施工的十一标段联合创部级综合优质工程。2、安全目标杜绝职工因工死亡事故和安全等级事故,年负伤率、重伤率分别控制在5 和0.6以内,争创安全生产先进单位。3、工期目标线下工程于2004 年8 月14 日完工,提前1 个月达到铺架条件,全部工程于2005年元月10 日完工。第三章 任务划分及队伍安排1、任务划分各洞口工作面担负施工区
11、段划分如下:2、队伍安排 根据渝怀铁路第十二标段工程特点,组建“中铁第十四工程局渝怀铁路工程指挥部”。其中武隆某隧道由所属三、四、五公司施工。施工队伍从已竣工的株六线和内昆线等工点成建制调入。各公司劳动力组织如下:四、工期安排 (一) 洞身开挖进度主要指标 (二) 工期安排 全隧施工工期为36.5 个月(不含施工准备时间),其中: 1、施工准备: 2001.7.31 前完成 2、洞口工程:进口地表注浆、改移道路、洞口开挖防护:2001.8.12001.10.31 出口旋喷、路堑开挖防护、基底旋喷、明洞:2001.8.12001.11.30 平导洞口处理: 2001.8.12001.8.16 3
12、、横洞施工: 2001.8.12002.1.28 4、横洞平导:2001.12.112002.12.2 出口平导: 2001.8.172003.7.31 5、开挖:隧道进口至横洞施工段:2001.11.12003.12.14 隧道出口至横洞施工段:2001.12.12004.3.3 6、衬砌:隧道进口至横洞施工段:2001.12.152004.2.14 隧道出口至横洞施工段:2002.1.152004.5.3 7、沟槽、压浆、整修: 隧道进口至横洞施工段2002.4.12004.5.14, 隧道出口至横洞施工段2002.5.12004.7.3 8、预铺道碴: 隧道进口至横洞施工段2004.6.
13、12004.7.14, 隧道出口至横洞施工段2004.7.102004.8.14 注:进度安排详见附图-1武隆某隧道施工进度横道,图-2施工形象进度图。 第四章 临时工程及平面布置(一) 临时设施 1、码头:在隧道进口和横洞附近修建码头一座,出口利用巷口镇码头。 2、施工便道:隧道进口新修一条长3.7km、宽7 米的运输主便道至隧道进口位置。横洞处新修主便道2.2km,修一座20 米的便桥。出口需新建主便道2.5km。大堰沟设14 米长便桥。另外各洞口均需进行引入线及整修便道施工。3、高位水池:隧道进口设100m3 的高压水池,横洞设140m3 高压水池。隧道出口对面山顶设一100m3 高位水
14、池,水源在大堰沟上设拦河坝解决。4、变压器:管区内新架10KV 纵向贯通电力线外。在洞口附近设置变压器,高压进洞,洞内设315KVA 变压器。另外,在洞口各配备不小于250KW 发电机作为备用电源。洞外变压器设置如下表: 5、空压机站: 隧道进口设60m空压机站一座。 横洞处设100m空压机站一座。 出口正洞与平导之间,靠近平导侧设一90m空压机站,供正洞与平导用高压风。 6、临时住房 进口三公司采用租用民房和自建工房解决。 横洞三、五公司租用钙肥厂房屋,并沿乌江右岸自建部分工房。 出口四公司因隧道紧靠县城生活房屋租用当地房屋解决。 7、弃碴场:按标准修建碴场挡护墙及排水设施,并按设计指定的碴
15、场弃碴。 运距:进口3.0km,横洞7.0km,出口3.0km。 (二)施工平面布置 参见图-35武隆某隧道进口、横洞、出口场地平面布置图。 第五章 总体施工方案(一)概述隧道设计的围岩级别见下表。武隆某隧道围岩级别划分表(单位m) (二)施工方案采用钻爆法施工,风枪钻孔,光面爆破开挖;进口采用无轨运输,横洞向进、出口两个工作面、出口及平导采用有轨运输,电瓶车牵引梭式矿车出碴;全自动液压衬砌台车全断面泵送砼衬砌。施工支护采用锚、网、喷支护,喷射砼采用湿喷工艺。洞外设砼自动计量拌合站,砼轨道输送车运输。开挖方法:为了便于隧道机械化施工,以及遇特殊地质施工方法转换方便, 、级围岩采用光面爆破全断面
16、开挖;、级围岩采用正台阶法开挖,台阶长度以5m 为宜。级围岩地段分二部台阶,级分三部台阶。施工程序见图-68。 采用非电毫秒雷管微差爆破。、级围岩采用直眼掏槽,、级围岩采用斜眼掏槽。周边眼采用小药卷间隔装药。爆破参见图-9图-12。 瓦斯地段爆破,最后一段延期时间不得超过130ms; 采用煤矿专用炸药,不得使用硬化或水分超过0.5%的铵梯炸药。其爆破器材、母线、炮泥成分和堵塞长度、爆破方向、爆破网络等做专门设计。 开挖进尺:级围岩每循环进尺采用3m, 级2.5m, 级为1.5m, 级为1.0m。出碴:武隆某隧道进口采取无轨运输。横洞、出口正洞及平导为有轨运输。无轨运输主要采取挖掘机、装载机、自
17、卸汽车相配合;有轨运输主要采用立爪装载机、电瓶3车牵引梭式矿车出碴。采用14m梭矿,12吨电瓶车牵引。 衬砌:衬砌采用全断面液压衬砌台车。IV、V 级围岩地段仰拱超前施做,衬砌紧跟。通风:分前期和后期两种方案考虑。前期隧道进口、横洞出口及平导采用压入式通风方案;后期隧道进口、横洞向进口方向采用压入式通风方案,横洞向出口、出口(平导与正洞贯通后)采用管道压入和巷道排出的混合式通风方案。具体安排见“十、施工通风及防尘”。第六章 洞口段施工根据现场实地踏勘、设计文件、技术规范要求及现有机械设备和拟添置的设备,确定施工方案。(一) 进口段施工根据现场实地探勘、设计文件、技术规范要求、现有设备和拟添置的
18、设备,确定施工方案。1、洞口施工程序。洞口施工程序如下图2、进口地表注浆加固(1)注浆工艺流程如下图(下页)(2)注浆设计注浆范围:D2K188+690+726 线路中线左右侧各7 米注浆断面:按设计图注浆管:89 钢花管间距:1m1m 梅花形布置注浆孔:108 个水灰比:0.5:12:1注浆压力:2Mpa 左右注浆方式:前进式注浆(3)施工机具:地质钻机、水灰搅拌机、孔口器、TBW250 注浆泵(4)施工要求:a、钻孔采用泥浆护壁b、严格控制钻孔深度,避免钢管侵入隧道开挖轮廓以内c、孔口段钢管缠水泥麻丝注浆,孔口设孔口套管以防跑浆,孔口管径为108 管,长1.0 米。d、初始注浆水灰比稍大,
19、而后逐渐减小e、公路地段采取半幅施工,以免公路断道f、注浆顺序采取先两侧(从1、15 孔开始)后中间的顺序进行g、在注浆过程中,作好各种资料记录,并对所作的记录进行分析,看注浆压力和浆量变化是否合理,是否达到设计要求。注浆结束后,对注浆效果采取钻孔取芯或压水实验检查,如果发现注浆有不合格的部位,要对此部位重新注浆,一直达到设计要求。3、大管棚注浆武隆某隧道进口下穿公路进洞,设大管棚超前注浆加固。大管棚施工工艺参见大管棚施工工艺参见“八、主要工序施工工艺(四)超前支护”。4、人工开挖进洞洞口超前支护完成后,非爆破人工开挖进洞。人工开挖进洞施工工艺流程如下图。施工要点:(1)挖进洞时,先用挖掘机进
20、行初挖,再辅以人工用风镐和铁锹等工具将开挖轮廓线附近的围岩挖除。(2)施工过程中要随挖随护。(3)上台阶格栅拱架立好后,为防止拱顶下沉,除施加锁脚锚杆外,在两拱脚间焊连一钢横梁,并在拱顶与钢横梁中点间连一竖向中支撑。钢横梁、中支撑、钢拱架之间一定要焊接牢固。(4)底注浆与下台阶初期支护可同时进行。(5)初期支护与基底注浆完成后,要及时施作仰拱。(6)仰拱施工完毕且砼达到一定强度后,方可拆除钢横梁和中支撑。附: 开挖进洞工艺流程图见下图(二) 横洞口段施工横洞口位于公路下的坡积层上,岩体松散,自稳能力及成拱能力差,极易产生坍塌。横洞采取暗挖法穿过公路,埋深5.5m,因公路正在运营,动载作用较大。
21、施工过程以“短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”为原则加强超前支护,分三部开挖,上台阶预留核心土。1、施工顺序2、仰坡防护仰坡的开挖应视边坡的稳定情况,确定边坡,清除浮土。在仰坡面进行锚喷网防护,锚杆采用22 钢管,长度4m ,间距1.51.5m;钢筋网采用8 钢筋,间距20cm20cm;喷射砼厚度20cm.3、管棚注浆、超前小导管大管棚施工工艺参见“八、主要工序施工工艺(四)超前支护”。4、台阶法开挖小导管注浆结束后,即进行上台阶开挖,预留核心土,洞口围岩破碎段可采用弱爆破和人工风镐开挖相结合的方法施工;尽量减少对围岩的扰动,每循环衬砌后,应立即进行初期支护的施工。掘进每循环进尺0.5m,18#
22、工字钢拱架间隔0.5m 一榀。中、下台阶开挖时,采用双侧交错开挖,下台阶边墙支护完成后,尽快封闭仰拱初期支护。(三) 出口段施工洞口段开挖设计采用高压旋喷桩加固边坡,直立开挖,然后施作明洞。明洞下穿武仙公路段,采用改移道路通过。明洞施工完成,正洞采用上半断面先进,用42 超前小导管预注浆进行超前支护,架设格栅钢架锚、网、喷支护,随挖随支护的施工方法,待上半断面掘进35 米围岩趋于稳定后,下半断面跟进,随挖随护,对应上半断面设立钢格栅,锚、网、喷支护,及时进行围岩量测,根据量测数据调整支护参数,在围岩稳定后,再进行整体式衬砌。1、明洞地段高压旋喷桩施工(1)加固范围;DK198+015+085,
23、纵向长70m,每侧3 排;(2)注浆目的:加固边坡;(3)注浆设计:注浆断面:见设计图布置:每侧3 排注浆管:45 水灰比:1:1注浆压力:20MPA 左右注浆方式:单管(4)高压旋喷桩工艺流程(见工艺流程图)(5)施工机具钻孔设备:工程地质钻机(液压)灰浆系统:WJG-80 型搅拌机,排量80-100L/minY-Z 型液压泵(6)施工工艺:a钻机就位钻机放在设计孔位上并保持垂直,旋喷管的允许倾斜度不得大于1.5%。b钻孔采用硬质合金钻钻进,优质泥浆护壁,在钻进过程中控制钻孔倾斜率,钻孔位置与设计位置偏差不得大于50 。c插管使用地质钻机,钻孔完毕提出岩芯管,换上旋喷管,插入到设计深度,插管
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