乌竹岭隧道工程施工方案.doc
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1、中铁十一局集团三公司诸永项目部 乌竹岭隧道施工方案诸永高速公路金华段(东阳)S 101合同段(K52+410K59+000)乌竹岭隧道施工方案WUZ HU LING SUI DAO SHI GONG FANG AN(ZT1103ZZ-ZY0 )编 制: 陈本见审 核: 张春林单位负责人:马元虎编制单位: 中铁十一局集团第三工程有限公司 诸永高速公路金华段S101合同项目经理部编制日期:二00四年十二月 地址:浙江省东阳市巍山镇罗店村 Tel:0579-671097926乌竹岭隧道工程施工方案一、工程简介乌竹岭隧道区为构造剥蚀中低山丘陵地貌。隧道工程地质概况:乌竹岭隧道为微、弱、强风化凝灰岩。隧
2、道围岩类别为-类。水量贫乏,水文地质条件简单。该区地震震级小、强度弱、频度低。乌竹岭隧道左洞桩号K58+355K58+990,右洞桩号K58+372K58+990.主要技术标准:几何线形按80公里/小时设计,照明设计速度按60公里/小时设计,乌竹岭隧道左洞为单向行车双车道隧道,右洞为单向行车三车道隧道。隧道结构按新奥法原理进行设计,采用复合式衬砌,以大管棚、小导管预注浆等为超前支护,以锚杆、喷砼等为初期支护,并辅以格栅钢架等支护措施,充分利用围岩的自承能力,在监控量测信息的指导下施工初期支护和二次模筑衬砌。二次衬砌采用C25防水混凝土,防水等级S10,采用低碱性膨胀水泥砼.初期支护与二次衬砌之
3、间铺设1。2mm厚隧道专用防水卷材加土工布,防水板铺设之前安装好塑料盲沟排水系统。沉降缝处采用E5型桥式橡胶止水带防水,施工缝处采用BF遇水膨胀橡胶止水条防水.二、施工总体方案隧道进洞施工顺序:洞口土石方开挖及坡面防护 套拱施工 管棚施工 洞身开挖 初期支护。以新奥法的基本原理为依据,对软弱围岩以“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的原则为指导进行施工。根据地形、地质情况以及总体工期要求,在隧道东阳端洞口布置施工场地采用独头掘进的方法完成隧道的施工。两车道隧道局部类围岩采用预留核心土环形开挖法施工;局部类围岩采用上下台阶法施工;、类围岩采用全断面开挖法施工.全断面法以及台阶法下台
4、阶采用钻孔台车钻眼.三车道隧道局部类围岩采用双侧壁导坑开挖法施工;局部类围岩采用左右导洞施工;、类围岩采用上下断面开挖法施工。出碴采用侧卸式装载机装碴,自卸汽车出碴.二次衬砌采用衬砌台车,砼由拌合站拌合,搅拌站设在隧道洞口,砼输送泵泵送入模灌筑,全断面一次施作。施工排水,反坡采用两侧水沟逐级抽水排出洞外;施工通风采用管路压入式通风,每个隧道进口外各配置一台轴流通风机.诸暨端洞口段施工在洞身开挖至500米左右时,22省道改建工程已完工,先卸载洞口滑坡体,再进行洞口土石方开挖及管棚施工。洞内砼路面采用摊铺机摊铺。隧道钻爆法施工工艺流程详见“隧道钻爆法施工工艺框图”。隧道钻爆法施工工艺流程图修正支护
5、参数护参数施工准备确定施工方法开 挖是否符合管理基准初期支护现场监控量测沟槽路面施作防水隔离层二次衬砌(修改施工方案)(改变开挖步骤、顺序)否是结 束三、施工组织安排(一) 人员安排及主要机械设备和测试仪器隧道施工主要负责人姓 名职 务项目总负责人马元虎总经理项目技术总负责人张春林总工程师项目施工总负责人马 成副总经理项目技术专业负责人陈本见副总工程师左洞隧道施工队负责人蔡日基队长左洞隧道施工队技术负责人陈仁辉技术员右洞隧道施工队负责人陈明华队长右洞隧道施工队技术负责人黄恩权技术员根据该隧道工程施工组织总体安排和施工方法的制定,初步确定以下主要机械设备和测试仪器,以后根据工程进度情况和需要相应
6、增加和调整,见表22: 隧道施工主要设备配置序号机械、设备、仪器名程数量能力备注一、洞口土石方1TY220推土机2162kw2ZL50装载机23。2m33CAT挖掘机24奔驰自卸车818T5空压机620m3/min6潜孔钻机107YT22凿岩机208500L滚筒式搅拌机425m3/h二、洞身工程1YT22凿岩机40含备用2空压机620m3/min4装载机45东风自卸车106混凝土运输车4JC77m37ZK605轴流通风机41200m3/min8HPCV喷砼机657m3/min9注浆机610油罐车25t11BX500交流电焊机1012国产热合机613柴油发电机组4200KW14砼输送泵260m3
7、/h15500L滚筒式搅拌机425m3/h16电动水泵417切割机418GC40钢筋弯曲机640mm19对焊机8三、试验测量仪器1砼回弹仪12周边收敛仪13水准仪24经纬仪25全站仪16天平台称27坍落度筒28万能材料试验机1 (二)劳力组织乌竹岭隧道左洞安排一个隧道施工队负责施工,乌竹岭隧道右洞安排一个隧道施工队负责施工,每个隧道施工队包括掘进、衬砌、综合三个工班.掘进工班负责隧道开挖,支护、出碴、运输;衬砌工班负责衬砌,包括砼的生产、运输和灌注;风、水、电及设备维修、保养,场外材料的转运等工作由综合工班负责。 (三)场地布置施工场地及队伍驻地的设置离洞口较近,上下工方便,避风、防洪、环保要
8、求等因素。适应地形,紧凑布置(具体见各洞口平面布置图)。 (四)临时工程1、高压供风系统布置在隧道每个施工洞口各设3台20m3/min电动空压机,高压风管采用120mm的无缝钢管,置于与通风管同侧的正洞墙脚处,施工过程中要加强管理防止漏风。2、供水系统的布置就近河沟取水,在洞门山上修建高位水池,高度高于洞口拱顶标高40米左右,铺设水管,安设高压水泵.3、供电系统布置就近接入高压电线到隧道口,设置足够容量的变压器,并备用内燃发电机组,以保证电力不足时的施工用电。4、施工通风系统的布置采用管路压入式通风方式.洞内三管两线见下图。(四)施工进度计划 乌竹岭隧道从东阳端开始施工,详细施工计划安排见施工
9、形象进度图。四、主要施工方法与施工工艺(一)洞口施工洞口施工包括洞口土石方开挖、洞口截排水系统的施工、洞口边仰坡的防护等项目的施工。1、截水沟施工。边坡、仰坡外的截、排水沟于洞口土石方开挖前完成,其上游进水口与原地面衔接紧密或略低于原地面,下游出水口引入排水系统.2、洞口土石方的施工。采用明挖法开挖,先墙后拱法衬砌。人工自上而下分层开挖土方,风动凿岩机钻孔,浅孔控制爆破开挖岩石,反铲挖掘机配合自卸汽车装、运渣。3、洞口边仰坡的防护。在土方开挖进行到下一台阶的时候,立即进行上一台阶的坡面防护的施工,施工采用挤浆法砌筑,砂浆用砂浆搅拌机搅拌。(二)明洞施工1、明洞施工按先墙后拱法浇筑.首先做好排水
10、工作,然后进行明洞土石方开挖,再进行基底平整夯实,接着施工边墙基础。边墙基础施工完毕后,架立支架,立模,绑扎明洞钢筋,灌筑混凝土.支架采用工字钢作支柱,横向连接均采用角钢,各连接头均采用螺栓连接。内模采用定型钢模板,外模采用定制的木模加钉铁皮,挡头板内、外侧弧线在施工现场按实际比例放样后,精确加工,挡头板模板也采用木模加铁皮或宝力板。衬砌钢筋采用现场绑扎,混凝土在拌合站集中生产,拌合料采用搅拌运输车运到施工现场,采用混凝土泵送入模。2、防水与排水防水层采用SBS改性沥青防水卷材,回填处夯填0。5米以上的粘土隔水层.明洞排水留有干砌层排水,另设有透水管排水。3、回填及拱架拆除拱圈混凝土达到设计强
11、度、拱墙背防排水设施完成后,按图纸要求回填拱背片石和碎石土。回填土应分层、对称进行,每层厚度不大于30cm;回填片石每层厚度不大于50cm。回填至拱顶后则合并统一分层填筑。夯实采用小型电动冲击夯进行,压实度不小于95。在拱顶中心回填高度达到70cm以上时方可拆除拱架。(三)洞身开挖1、开挖方法(1)类围岩开挖方法A、两车道类围岩施工方法类围岩地段采用短台阶预留核心土法、全断面整体衬砌组织施工。在超前小导管和砂浆锚杆预支护下,按“上半断面环形土的开挖拱部环形锚杆的打设挂网喷射混凝支立钢筋格栅拱架拱部喷射混凝土核心土的开挖下半断面开挖及初支仰拱施作防水隔离层铺设全断面整体浇筑”的施工顺序施工。掘进
12、采用人工配合风镐进行开挖,上半断面的土石方采用人工手推车翻至下半断面,再采用侧卸式装载机装碴,自卸汽车运输;下半断面的开挖直接用侧卸式装载机装碴,自卸汽车运输。类围岩开挖施工程序见类围岩预留核心土环形开挖法作业程序图。B、三车道类围岩施工方法类围岩地段采用短左右双侧璧导坑法、全断面整体衬砌组织施工。在超前大管棚的预支护下,按“左右侧壁导坑的开挖侧墙与侧壁导坑支护施作主洞上半断面开挖拱部初期支护施作正洞下断面开挖仰拱施作防水隔离层铺设全断面整体浇筑的施工顺序施工.掘进采用人工配合风镐进行开挖,上半断面的土石方采用人工手推车翻至下半断面,再采用侧卸式装载机装碴,自卸汽车运输;下半断面的开挖直接用侧
13、卸式装载机装碴,自卸汽车运输.类围岩开挖施工程序见双侧壁导坑施工方案示意图。(2)类围岩开挖方法A、两车道类围岩施工方法由于类围岩较稳定,类围岩开挖采用台阶法施工,台阶长度根据情况控制在1520米,每次开挖进尺控制在2。53m左右,在超前小导管或砂浆锚杆预支护下,采取预裂控制爆破,上半断面采用钻孔台架人工风枪钻孔,爆碴采用人工手推车翻至下半断面,再采用侧卸式装载机装碴,自卸汽车运输;下半断面直接采用风动凿岩机钻孔,爆碴采用侧卸式装载机装碴,自卸汽车运输至洞外。仰拱先施作,全断面整体浇筑。类围岩开挖施工程序见类围岩地段正台阶法施工作业程序图.B、三车道类围岩施工方法三车道类围岩开挖左右导洞法施工
14、,按“左导洞上部的开挖左导洞上部初期支护及中壁施作左导洞下部的开挖左导洞下部初期支护右导洞上部的开挖右导洞上部初期支护右导洞下部的开挖右导洞下部初期支护仰拱施作防水隔离层铺设全断面整体浇筑的施工顺序施工。每次开挖进尺控制在3m左右,在超前小导管或砂浆锚杆预支护下,采取预裂控制爆破,上半断面采用钻孔台架人工风枪钻孔,爆碴用挖掘机翻至下半断面,再采用侧卸式装载机装碴,自卸汽车运输;下半断面直接采用风动凿岩机钻孔,爆碴采用侧卸式装载机装碴,自卸汽车运输至洞外。类围岩开挖施工程序见三车道类围岩施工方案示意图。(3)、类围岩开挖方法A、两车道类围岩施工方法、类围岩采用钻孔台车钻孔,进行光面爆破开挖。为提
15、高光面爆破效果,控制好开挖断面轮廓,整个隧道断面一次性打眼放炮.爆碴采用侧卸式装载机装碴,自卸汽车运输至洞外.B、三车道、类围岩施工方法、类围岩按上下断面开挖,采用钻孔台车钻孔,进行光面爆破开挖.爆碴采用侧卸式装载机装碴,自卸汽车运输至洞外。2、钻爆设计爆破方案采用塑料导爆管非电起爆,微震光面爆破技术。采用垂直中空直眼掏槽形式,中空眼使用102钻头钻成.非电毫秒雷管(120段),炸药采用2号岩石硝铵炸药,规格分别为3220cm和2520cm药卷。周边眼用2520cm药卷,间隔装药,其它眼均用3220cm药卷,连续装药。起爆系统采用导爆管传爆,以集束为主的混合联接引爆网络。3、钻爆作业在实际施工
16、中应根据现场地质情况、使用材料的性能在现场做爆破试验,以确定适合本隧道围岩情况的周边眼间距、装药量、最小抵抗线等爆破参数。根据爆破设计图标出炮眼位置,符合设计要求后进行钻孔.再按炮眼布置图进行检查,合格后装药连线爆破.光面爆破施工工艺流程详见“光面爆破施工工艺框图”。1、 出碴与运输(1)装碴采用侧卸式装载机进行,自卸汽车运输.(2)洞内道路平坦,坑洼不平地段可铺设碎石进行修整,洞内施工机具、材料摆放整齐妥当,不得影响运输车辆的通行。(四)初期支护与超前支护1、初期支护(1)锚杆施工锚杆为中空注浆锚杆时,施工工艺为:a.在岩面上标出锚杆位置;b。钻孔;c。清除孔内粉尘;d。插入锚杆;e。安装止
17、浆塞、垫板、螺母,垫板尺寸为20020010mm;f。连接注浆泵注浆,注浆压力控制在0.40.6MPa之间。锚杆为普通砂浆锚杆时,施工工艺为:a。在岩面上标出锚杆位置;b.钻孔;c。清除孔内粉尘;d。孔内注浆,注浆压力控制在0。40.6Mpa之间;e.打入锚杆;f.安设挡头板。每一道工序必须经监理工程师检查合格后方进行下一道工序施工.(2)喷射混凝土施工材料:水泥拟选用42。5级普硅水泥,速凝剂要求初凝不超过5min,终凝不超过10min,砂采用中粗砂,干净无污染,适宜用于隧道内喷射混凝土。石料采用质地坚硬的碎石,碎石均采用小型锤击式破碎机生产,其最大粒径不大于15mm.为提高喷射混凝土的效果
18、,减少回弹量和粉尘对人体的危害,喷射混凝土全部采用TK961型湿喷机施喷。在喷射混凝土之前,用水或风将受喷面粉尘和杂物清除干净。施喷时由下而上、分段进行。台阶法开挖中拱部喷混凝土时,先喷拱脚、后喷拱顶,每段长度不大于4m。如岩面凹凸不平时,先喷凹处找平。喷嘴缓慢呈螺旋形均匀移动,一圈压半圈,行与行之间搭接2030cm.后一层喷射则在前一层混凝土终凝后进行。喷射混凝土采用自动计量拌合机搅拌,施工时将已过筛的砂、碎石、水泥依次加入,然后加入水开始搅拌,待混凝土拌和料搅拌均匀后,由混凝土输送车运至湿喷机,湿喷机在开始喷射混凝土之前,要先开动机器,将高压风送入,然后加入一些水用来润滑管道,同时也可以用
19、来冲洗受喷面,当湿喷机工作正常后,加入混凝土开始喷射混凝土。每一道工序必须经监理工程师检查合格后方进行下一道工序施工.(3)型钢拱架的加工与安装格栅钢架按设计要求在钢筋加工场分段制作。锚杆完成并挂网后喷一层砼后,隧道光面爆破施工工艺框图光爆设计放样布眼定位开眼钻 眼清 孔装 药联起爆网络起 爆通 风光爆效果检查地质调查原因分析修改光爆设计否是安装型钢及格栅钢架并用高强螺栓牢固连接,与锚杆焊接成整体后按设计要求厚度分层喷射砼。加工场地表面用混凝土铺筑。加工场地根据设计图纸准确测放出拱架的大样,用油漆绘出其轮廓线,每隔2m安装一个定位装置,定位装置要牢固可靠。每榀拱架之间采用纵向连接筋进行连接,以
20、加强支护的整体效果。钢架安装前在其安装位置施工设定位钢筋,以便临时固定各单元。钢架安装在围岩面已进行初喷3cm厚混凝土后进行.钢架与围岩之间的间隙用喷射混凝土充填密实。间隙过大时,可用混凝土楔块顶紧,其点数单侧不得少于8个。喷射混凝土时要由两侧拱脚向上对称喷射,并将钢架覆盖,并保证钢架保护层不小于3cm。2、超前支护(1)小导管注浆 对于类围岩地段,在围岩较差的情况下,必要时,需对围岩开挖前进行超前注浆小导管支护,以提高围岩的自稳能力,加强围岩的整体性,增加岩石拱的支承能力. 注浆采用1.8Mpa 以上的注浆机进行注浆。 当注浆压力达到0。8Mpa时,可停止注浆。 注浆小导管端部要支撑在钢架上
21、. 注浆结束后方可进行钻爆作业。 超前导管的钻孔方向严格控制,以确保能够对隧道周边围岩起固结支护作用,切不可出现超前导管伸入隧道洞身断面内。(2)管棚支架超前支护对洞口类围岩地段,需采用管棚注浆超前支护。 管棚制作:管棚采用1086mm热轧无缝钢管,每节3m、6m长,接头采用厚壁管箍,并用15cm长的扣丝连接,接头在隧道横断面上错开;钢管上按梅花形间距40cm钻68mm的小孔。 管棚定位设置C25混凝土作长管棚导向墙,内设18号工字钢,用2m长的1274孔口管定位,并按设计要求设置仰角;为保证长管棚的施工质量,施工前先试钻2个试验孔,找出岩层特性,同时进行注浆和砂浆填充试验,通过试验调整施工组
22、织。 钻孔及管棚打设洞口管棚按与线路纵坡平行方向打设,洞内根据实际情况加大角度,钻孔采用钻孔台车钻孔,钻孔时根据地质条件采用不同的钻进速度,以防止坍孔、卡钻、缩孔.钻孔过程中用测斜仪测量钻孔斜度保证钢管的正确施工方向,钻孔孔径比钢管直径大2030mm,钻孔的顺序由高位向低位进行,管棚打设时,适当采用3m长的钢管配合6m钢管施工,以避免管棚接头在同一截面上。 堵孔注浆堵孔注浆包括钢管自身的封堵和钢管与孔壁之间空隙的封堵.钢管自身封堵:钢管最外端3m范围内不设注浆孔,孔口安装封头,压紧密封圈,压浆管口上安装三通接头进行封堵.钢管与孔壁之间空隙封堵:采用早强水泥浆塞入孔口密封。 管棚注浆管棚打设后在
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