洞身施工技术方案.doc
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1、洞身施工技术方案1、工程概况芦家山二号隧道全长673米,为分离式双向六车道隧道,洞门型式为端墙式洞门,衬砌形式为复合式衬砌,自然通风,组合灯具照明。技术指标:公路等级:高速公路;计算行车速度:80/100Km/h;路基宽度:26/33.5m;桥涵设计荷载标准:公路-I级;最小平曲线半径:2500m;最大纵坡:1%。2、总体要求和部署在本合同段施工过程中,以“高起点、高标准、高质量、高效益”为总体目标,专业化组织,合理化配置,科学施工,精益求精。确立三个“确保”的目标,一是确保安全和质量目标,二是确保工期目标,三是确保环境保护目标。坚持“四先”理念:采用先进的设备和科学的配置,满足设计标准、施工
2、规范的要求;采用先进的技术和工艺,保证施工质量要求;采用先进的组织管理方法,满足安全、质量、工期要求;采用先进的思想观念,统一参建员工的认识,不唯“经验”办事,把创优目标全面贯穿在施工过程的每一环节。实施“四高”战略;实行施工技术、设备的高科技引进,严格施工全过程高标准控制(用检测控制工序、以工序控制过程、以过程控制总体),实施项目高效率、高水平管理,实现高质量建设目标。3、施工总体安排本着“科学组织,多点多面平行作业,突出重点,统筹兼顾,以阶段目标确保总体目标”的原则,根据本管区总体施工工期及控制工程工期要求,结合本管区工程的特点,以及施工任务划分,队伍、设备配置情况,施工总体安排如下:芦家
3、山二号隧道在出口处设置两工作面,为实现工期目标,我项目部将全力以赴,加大人员、设备、财、物的投入和储备,加大现场的协调、调度力度。在施工中,加强管理,倒排工期,以节点目标的实现,保障总工期目标。4、施工准备措施4.1人员准备措施首先项目经理部根据施工队承担的具体的工程任务,明确要求配足、配强专业技术人员,成立技术室,明确职责分工,在最短的时间内,启动项目的前期工作。4.2技术准备措施项目经理部由总工程师负责,工施技术部主管,组织工队的技术主管、专业工程师对图纸进行详细会审,搞清设计意图,使每个技术干部都能准确理解设计情况;开工前,项目部与工队技术负责人层层做好施工技术交底工作。4.3 机械设备
4、准备措施根据隧道工程的工程数量和工期要求,本着“先进、适用、配套合理”的原则配置本合同段的机械设备,形成以土石方及软基处理施工为主的专业化、机械化作业线。机械设备进场时间,将根据施工总体安排和工程进展需要逐步及时到位,确保施工按计划进行。附机械设备进场计划表5、物资准备措施项目部将依据合同规定,在进场后,积极做好物资招标和合同签定工作,同时抓紧对除合同规定之外的物资的招标采购,认真把好检验试验关,确保用于永久工程的主辅材料符合设计标准,质量优良;供货及时,保障工程顺利按计划开展。6、施工方法一、总体施工方案1、设计概况芦家山二号隧道隧道穿越地层岩性主要为强风化微风化石英片岩。洞口段埋深较浅,岩
5、体完整性极差,碎石状散体结构。围岩划分及衬砌形式:围岩类别共、三种围岩,衬砌形式有洞口加强段、S、S、S四种。主要支护措施有108超前大管棚、50超前小导管、25中空注浆锚杆、22砂浆锚杆、钢筋网、格栅钢架、喷射砼、二次衬砌等。2、总体思路本隧道采用新奥法施工。根据芦家山二号隧道围岩情况及断面设计,结合我部现有技术装备力量和多年的隧道施工经验,芦家山二号隧道进出口各布置一个隧道专业机械化施工队。隧道开挖、出碴、初期支护与二次衬砌砼顺序平行作业,隧道路面待后二次衬砌完成后由内向外逆向施工,最后施作洞内装饰。施工中进行超前地质预报,采用先进的量测探测技术对围岩提前做出判断,拟定相应的施工方案。施工
6、过程中加强监测,及时处理分析数据,修正支护参数。3、主要施工工序隧道施工的基本工艺流程为布设施工测量控制网测量放样洞门刷坡、防护截、排水超前支护洞身开挖通风、排烟清帮、找顶初喷监控量测出碴完成初期支护仰拱填充边墙基础初期支护变形量测稳定防水层二次衬砌路面施工洞内装饰。A、洞身开挖与初期支护类围岩段采用双侧壁导坑法施工;类围岩段采用台阶分步法开挖、预裂爆破;类围岩采用正台阶光面爆破钻爆法施工。认真做好初期支护作业,尤其是洞口软弱破碎地带,严格按设计和规范要求做好超前预支护、钢支撑安设、锚喷网作业,确保围岩稳定和施工安全。B、监控量测制定详细的监控量测计划,设专职量测组,负责日常的测点埋设、监控量
7、测、数据处理分析和仪器保养等工作,确保施工的安全和质量;施工中采取工程地质法和超前地质钻孔法相结合的超前预报措施,对隧道开挖前方围岩特性、软弱围岩、断层破碎带、富水带进行探测和预报,根据分析结果,采用相应的措施和施工方法。二、类围岩开挖芦家山二号隧道左线类围岩段左线长度99米,占隧道左线总长的27.89%。 类围岩岩体破碎、节理发育,施工时围岩可能发生失稳和坍塌,甚至出现地表下沉或坍至地表。为了确保施工安全,在施工中严守“短进尺,弱爆破,强支护,早成环”的原则,对类围岩段采用台阶分步开挖法,预裂爆破施工,并在施工中加强监控量测,根据量测结果,及时调整开挖方式和修正支护参数。施工工艺见附图预裂爆
8、破施工工艺框图。台阶法分步开挖示意图1、施工工艺流程中线、水平测量喷混凝土封闭开挖面钻眼打入50超前小导管注浆固结拱部断面1钻眼装药连线爆破排烟除尘清危石喷混凝土封闭岩面出碴初喷5cm厚砼打径向砂浆锚杆挂钢筋网立拱部格栅钢梁拱部二次喷砼至设计厚度上部核心土2钻眼、放炮、出碴345二次衬砌。2、主要施工方法A、水平、中线放样,立钻机、钻眼,施作50超前大管棚,注浆加固围岩。B、开挖拱部1,对拱部进行初期支护(喷、锚、网、钢架连接);在开挖左右两侧围岩前,拱部初期支护基础一定要稳固,必要时打锁脚锚杆。C、开挖核心土2;D、跳槽开挖左右两侧围岩3和4,并及时进行初期支护(喷、锚、网、钢架连接);E、
9、开挖底部围岩5,并进行初期支护。F、二次衬砌顺序为:先仰拱,后矮边墙,最后采用模板衬砌台车衬砌成形。3、施工注意事项由于类围岩段岩性软弱,破碎程度严重,稳定性差,所以在施工过程中,必须确保围岩稳定、杜绝坍塌放在首位,一般采用风枪钻孔开挖,若需要爆破时要严格控制装药量,并不断修正爆破参数。要及时有效地做好初期支护工作,严禁盲目掘进。其施工原则是:“弱爆破、强支护、短进尺、多循环”。同时,应注意如下几点:A、开工前,应对围岩状况进行充分的研究分析,准确预测围岩类别,尤其对工程力学特性进行研究,进而制定周密、可靠的施工方案,并决定是否采取相应的辅助措施,并严格要求按设计图纸施作格栅钢架,保证安全。B
10、、对洞身的水文地质情况进行认真研究,对地下水情况做到心中有数,并制定详细的防排水措施,避免造成危害。开挖前在掌子面超前探孔,孔长10m,设5孔,防止突然涌水造成危害。C、喷锚构筑法衬砌结构作用机理是充分利用围岩的自承能力,围岩初期支护和二次支护共同作用,形成永久支护。开挖后,容许围岩有一定的变形,以利于围岩内部应力的重新分配。但对于II类围岩而言,自承能力有限,围岩变形不宜过大。因此,采用早期强度高、刚度大的初期支护,严格控制围岩早期变形,保持围岩稳定。D、随时注意观察岩性的变化情况,及时进行准确的岩石编录,并据此及时调整施工方法。E、及时进行围岩量测,根据量测数据处理的结果,对围岩的变形趋势
11、作出准确的分析判断,据此指导施工、调整施工方法、修正支护参数,使施工更加经济合理。F、及早封闭是新奥法的基本原则,也是减少变形的最有效的办法,施工时切不可有丝毫疏忽,要求开挖后及时完成初喷并在12小时内必须完成初期支护。G、为保证衬砌厚度及衬砌结构不侵限,开挖轮廓应按设计要求预留变形量。施工时,结合测量结果及时予以修正,以减少开挖和衬砌工作量,降低施工成本。三、III类围岩开挖芦家山二号隧道III类围岩段,左线长度160米,占隧道左线总长的45.7%。视围岩情况,主要采用正台阶法开挖,光面爆破,周边眼间隔装药。1、III 类围岩施工步骤如下:中线水平测量超前钻孔探测地质拱部打超前小导管注浆固结
12、上半断面钻眼装药连线爆破排烟除尘清危石初喷砼安设监控量测点出碴打径向锚杆挂网立上半断面钢架上半断面二次喷砼量测下半断面开挖下半断面打径向锚杆挂网立下半断面钢架下半断面喷砼量测安设防水板二次砼衬砌。2、主要施工方法开挖时,采用TY28凿岩机钻眼,光面爆破,以控制围岩超欠挖。周边眼间距不大于40,深度1.0m3.0m,每循环进尺不大于3.0m。开挖出碴完毕,应立即初喷砼以封闭新开挖岩面,然后打径向锚杆、挂钢筋网、安设钢架。锚杆、钢筋网及钢架施作完毕后,及时二次喷砼至设计厚度,钢架背后的空隙一定要喷满密实。下半断面初期支护方法与上半断面相同,待下半断面初期支护完成后,方可进行下一循环施工。3、循环作
13、业安排上台阶开挖断面50m2,循环进尺2.5m,每一循环开挖量为:125m3。出碴采用1台侧卸式装载机出碴,1台挖掘机配合清底,4台20t自卸车出碴。循环作业所需时间:钻孔:钻孔数量N=501.5=75个,L=2.8m,钻孔8min/个,6台风枪钻孔:所需时间=(758)/6=100min,外加装药联线1.0h,钻爆时间安排t1=3h初喷砼用1台喷射机,初喷砼用时t2=0.5。出碴运输:装载机装碴时间控制出碴时间,按平均7min/车计,所需时间:t运=(502.52.6)/2010=114min取2.0h, 安排出碴用时t运=2.5h用1台装载机配合出碴,确保连续运输。循环作业按8h安排,循环
14、作业安排见下图。08喷锚支护3h5.54.54.54.04.03.53.50.50.5测量放样0.5h通风排烟0.5h钻爆3h排险0.5h5.5喷砼封闭岩面1h出碴2.5h III类围岩上台阶开挖循环作业图四、类围岩开挖类围岩破碎、自稳条件较差。岩体为碎石及亚黏土,为了保证施工安全,拟采用双侧壁导坑法施工。开挖方式采用挖掘机开挖人工配合。具体施工工艺见附图双侧壁导坑施工示意图。1、侧壁导洞断面要求:A、竖向高度满足边墙模筑及钢筋预留长度的最小空间要求B、横向宽度满足边墙模筑及掌子面开挖运输的最小空间要求C、结构轮廓尽可能圆顺,高宽比不宜大于2.0。 双侧壁导坑法施工示意图在侧壁导洞稍靠上的位置
15、设支撑钢管架,管两端焊16厚钢板作托板,以加强支护效果。在侧壁导坑边墙部,按设计间距成梅花状打入注浆锚杆,保证初期支护强度。在开挖过渡过程中,除应打入系统锚杆外,开挖底脚还应打入锁脚锚杆,与格栅钢架焊接。若格栅钢架支撑底脚受水浸泡且土质较软,可将底部喷砼封闭,施作底脚砼基础,拱脚处按下倾角60o打入长1.5m2.5m的锁脚锚杆(25)或钢管(50),拱架与围岩间用木楔敲紧。若围岩极软弱,且侧压过大,拱架支撑底脚设支撑钢管支撑。2、施工要点:A、跳槽开挖侧壁导坑1和2,左右导坑要错开。初喷25号混凝土,打25有压注浆锚杆。挂钢筋网,并施作边墙型钢拱架支撑。B、侧壁初期支护达到一定强度后,开挖拱部
16、3。初喷、打锚杆、挂网,拆换原来的钢支撑后,复喷混凝土。C、开挖核心土4,仰拱初期支护。五、初期支护及辅助施工措施初期支护是由锚杆、钢筋网、格栅钢架和喷射混凝土组成的一种联合受力结构。为了充分利用围岩的承载力,初期支护要尽快施作,才能有效控制围岩变形。初期支护施工工序为:开挖后及时进行初喷混凝土,然后安装锚杆,架设格栅钢架,铺设钢筋网,最后进行复喷砼。施工工艺流程见下图。细骨料粗骨料水泥水搅拌机砼湿喷机喷头空压机速凝剂搅拌2min湿喷混凝土流程图1、初喷混凝土封闭岩面 用高压风自上而下吹净岩面,埋设控制喷射混凝土厚度的标志钉,如工作面有滴水或涌水,提前做好钻孔埋管的引排水工作。采用TK961型
17、湿喷机进行湿喷法喷射混凝土,喷射速度快,回弹量少,粉尘少。混凝土由洞外拌和站集中拌料,混凝土运输车运到工作面。喷射作业先从拱脚或墙脚自下而上,分段分片进行,以防止上部喷射回弹料虚掩拱脚而不密实,导致强度不够,造成失稳;先将坑凹部分找平,然后喷射混凝土,使其平顺连续。喷射操作应设水平方向以螺旋形划圈移动,并使喷头尽量保持与受喷面垂直,喷嘴口至受喷面距离0.6m1.0m.。2、施工结构锚杆,挂设钢筋网 在初喷混凝土后及时进行锚杆安装作业。钻孔前根据设计要求定出孔位,作出标记,锚杆钻孔采用凿岩台车或气腿式风枪等凿岩机械;钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直。在台阶法开挖时,初期支护连接处左右均设不小于两
18、根锁脚锚杆,确保初期支护不失稳。对于砂浆锚杆,注浆时孔口压力不得小于0.4Mpa,注浆管应插至距孔底510cm处,随水泥、砂浆的注入缓慢匀速拔出,随即迅速将杆体插入,杆体插入孔内的长度不短于设计长度的95%。若孔口无砂浆流出,将杆体拔出重新注浆钢筋网:锚杆安设后及时进行挂网作业,为加快进度,先在洞外做成网片,人工铺网片时注意网片搭接宽度,并固定牢固。钢筋网随受喷面的起伏铺设,间隙不小于3cm,与锚杆体连接牢固,保证喷射混凝土时,钢筋网不晃动。3、安装格栅钢架格栅钢架是软弱围岩中初期支护的重要组成部分,应严格按设计图及设计要求加工制作和架设。施工注意事项:保证钢架置于稳固的地基上,施工中在钢架基
19、脚部位预留足够的坚实地基,架立钢架时挖槽就位。若地基较软弱,应在钢架施工前浇注混凝土基础。格栅钢架平面应垂直于隧道中线,其倾斜度不大于2;钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。为增强钢架的整体稳定性,应将钢架与纵向连接筋、结构锚杆、定位系筋和锁脚锚杆焊接牢固。拱脚部位易发生塑性剪切破坏,该部位钢架除栓接外,还应四面帮焊,确保接头的刚度和强度。当钢架与初喷层间存在较大间隙时,设骑马或楔形垫块顶紧围岩。六、边墙基础、仰拱、仰拱填充砼施工为使支护能够尽快闭合,构成稳固的支护体系,保障工程质量和安全并为施工运输创造良好环境,开挖完成后,尽快施作边墙基础和仰拱及隧底填充。边墙基础模板采用钢、木组合模板,
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