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沪昆客运专线云南段TJ3标

大坪地隧道2#斜井
挑顶施工方案

编 制 人 :

审 核 人:

施工单位 : 中铁十二局沪昆客专云南段五分部
2月

大坪地隧道2#斜井挑顶施工方案

一． 编制依据
1.《大坪地隧道设计图》。
2. 合同书、 招标文件、 投标书及有关的法律法规。
3. 经过勘察工地, 从现场调查、 采集、 咨询所获取的资料。
4.《铁路隧道施工规范》、 《铁路隧道工程施工质量验收标准》等文件。
二．概况
1．工程概况
大坪地隧道二号斜井水平长度1180m, 其起讫里程为X2DK0+000～X2DK1+180, 斜井与正洞右线路相交里程DK1105+000, 承担正洞DK1103+500～DK1105+900, 2400m的施工任务。斜井与右线路大里程平面交角40°, 斜井最大坡度9.0%, 斜井从X2DK0+496.67顺接圆曲线, 圆曲线半径504m, 角度77°, 在X2DK1+160处又顺接直线到洞口。每250 m设一缓坡平台, 坡度3%。斜井按双车道设计, 施工运输采用无轨运输方式, 断面净空尺寸7.5m(宽)×6.2m(高)。
2. 工程地质条件
斜井井口位于小荒路K4+000右侧5m处山坡脚, 交通便利。测区属构造侵蚀低中山地貌, 洞身穿越志留系中统马龙群页岩夹砂岩、 寒武系下统沧浪铺组页岩夹砂岩。测区位于九度地震区, 构造运动频繁, 受构造影响, 岩体破碎, 孔隙裂隙水发育, 整体工程地质条件差。
3. 水文地质条件
测区地表水以山间沟水为主, 水量较小, 雨季时沟内水量增加明显, 普遍在2～3L/s。故隧道穿越区地表水不发育, 主要以季节性水流为主。基岩裂隙水主要分布于砂岩、 页岩孔隙、 裂隙中, 其水量大小主要受砂岩、 页岩孔隙岩层分布面积及孔裂隙率大小控制。在线路DK1104+420右侧131 m处出露一泉水, 测绘时流量约1.5～2.0 L/s, 供山上村民饮用, 泉眼旁边建有春雷山泉水公司, 含水岩组的富水性属中等, 对隧道影响极大。
三. 斜井中线
斜井与线路平面交角为40°, 在与正洞相交部位开口为13.06m。详见2#斜井平面及拱架图。
四、 挑顶施工总体方案
X2DK0+040～+007.78段按照V级双车道锚喷设计进行支护(2#斜井设计图)。
充分利用围岩的自稳能力, 在距正洞开挖边线3.99m处( X2DK0+011.77) , 以该处斜井拱顶开挖标高与正洞拱顶开挖线切线的连线为挑顶段拱顶开挖线(该线与斜井拱部开挖线夹角为23°46′50″), 坡度为44.1%, 开挖方法采用台阶法, 在正洞中开挖一个顶宽3米, 底宽5米的梯形小导洞开挖断面, 并采用挂网喷锚支护。利用小导洞开挖到正洞左线一侧上导开挖底面, 施作正洞初期支护, 并与斜井拱部连接成为一体,形成整体联合加强支护。上导施工完成后, 按三台阶七步开挖法施工中、 下导形成正常循环, 完成挑顶施工。
五、 主要技术参数
1、 2#斜井平面及钢架图
2、 2#斜井挑顶施工纵断面及喇叭口钢架总装图
3、 正洞Ⅳb加强段钢架总装图
六、 施工方法及步骤
1、 斜井台阶法施工至X2DK0+027.77里程处为平坡段异型钢架施工, 采用I18钢架加强支护。钢架间距为左侧1m, 右侧0.6 m。施工至X2DK0+011.77里程处时, 逐渐抬高, 拱部按44.1%坡度斜向上开挖, 开挖拱顶抬高1.76m, 施工到X2DK0+007.78里程处。上台阶长度控制在5m左右。施工中, 遵循”弱爆破、 短进尺”以挖机辅以人工开挖为主, 支护采用Ⅰ18工字钢架, 上半断面其轮廓尺寸不变, 立架时抬高拱顶标高, 下半断面拱架加长, 其加长长度与抬高高度相同。
X2DK0+027.77～+007.78段立架时要按2#斜井井底钢架尺寸控制表中的里程和距离、 标高严格控制钢架尺寸。特别是斜井调高段最后一榀钢架的垂直度, 必须严格控制钢架任何一部位的里程不得小于X2DK0+007.78。
2、 正洞挑顶开挖
当斜井施工至与正洞边墙相交断面时( X2DK0+007.78) , 开始正洞上导挑顶, 小导洞挑顶断面为梯形。根据围岩状况能够将小导洞分为两个台阶, 钢架结构尺寸详见2#斜井挑顶施工平面图。
根据2#斜井施工纵断面图, 推算出小导洞的开挖标高, 人工钻爆法斜向上开挖, 每循环进尺1m, 开挖断面为梯形导坑, 小导洞高度随正洞上导高度变化。每开挖1m进行挂网喷锚, 形成临时支护体系。同时根据三台阶法的施工顺序, 斜井段的下台阶及时跟进, 平行作业。
3、 斜井门架安装及铺底施工
在小导洞掘进至正洞左线一端时, 开挖斜井的下导( 不出渣) 至X2DK0+011.77处, 及时安装门架。门架采用两榀I18钢架焊接而成, 并与斜井最后一榀初支钢架焊接牢固。X2DK0+011.77～+007.78段, 若围岩下沉值较大, 可在此段增设套拱钢架I18, 间距0.6m,并与门架连接成整体。
门架横梁安装由于受调高段最后一榀钢架净空尺寸限制, 横梁进行分段安装( 连接板螺栓连接) , 具体分段尺寸详见2#斜井喇叭口钢架总装图。分段安装时必须对扩挖部位进行临时锚喷支护, 保证施工安全。
X2DK0+011.77～+007.78段底部设横向支撑( I18) , 间距为60㎝/榀, 并与原初期支护钢架焊接牢固, 施作X2DK0+027.77～+007.78段铺底混凝土。
待铺底混凝土强度达到100%后, 回填渣于下导部位形成反压。
4、 正洞上导挑顶段初期支护
在斜井至正洞过渡段结构支护完成后, 施做正洞上导挑顶段初期支护。该段初期支护拱脚一侧座在上台阶底面, 底面设临时钢垫板( 30*30*1.6㎝) , 另一侧座在门架纵梁梁顶上, 并采用螺栓连接牢固。
该段初期支护采用Ⅰ20b工字钢架, 钢架间距0.8m/榀, 正洞左线端钢架拱脚部位设6根3m长的φ42锚脚钢管, 工字钢架与棚架支护间喷射混凝土回填密实。
5、 正洞拱顶开挖
由于正洞开挖断面较大, 开挖长度始终控制在0.8米, 严格按照设计支护参数施做, 并打好锁脚钢管。
6、 正洞开挖步骤及注意事项
⑴、 首先往小里程方向掘进及支护, 再往大里程方向掘进及支护, 在施工完斜井与正洞相交段( DK1104+999.43～DK1105+012.48) 正洞初期支护时, 停止正洞小里程方向上导掘进。
⑵、 开挖及支护大里程方向DK 1105+012.48～DK 1105+018段上导, 并同时开挖及支护DK1105+005.96～DK 1105+013段中导, 中导每次开挖不超过1米。上导与中导保持距离为5米。支护完后, 暂停大里程方向的上、 中导掘进。
⑶、 开挖及支护小里程方向DK1104+999.43～+994段上导, 并同时开挖及支护DK1105+005.96～+ DK1104+999段中导, 中导每次开挖不超过1米。上导与中导保持距离为5米。支护完后, 暂停小里程方向的上、 中导掘进。
⑷、 开挖及支护大里程方向DK1105+018～+038段上导, 并同时开挖及支护DK1105+013～+033段中导, 及时开挖及支护DK1105+005.96～+028段下导, 中、 下导每次开挖不超过1米。上导与中导保持距离为5米, 下导及时跟进。中下导部位开挖时, 左右马口错开宽度不小于3米。支护完后, 暂停大里程方向的上、 中、 下导掘进。
⑸、 开挖及支护小里程方向DK1104+994～+984段上导, 并同时开挖及支护DK1104+999～+ DK1104+989段中导, 及时开挖及支护DK1105+005.96～+ DK1104+994段下导, 中、 下导每次开挖不超过1米。上导与中导保持距离为5米, 下导及时跟进。中下导部位开挖时, 左右马口错开宽度不小于3米。支护完后, 暂停小里程方向的上、 中、 下导掘进。
⑹、 开挖DK1104+999.425～DK 1105+012.48段仰拱, 根据围岩地质条件, 仰拱每次开挖长度不超过3m, 施作此段仰拱混凝土, 封闭成环。
⑺、 暂停小里程方向施工, 大里程方向施工约70m后, 组装衬砌台车, 施做大里程方向二衬, 同时开始小里程方向施工。仰拱离下导距离始终控制在10米左右。根据围岩量测情况及时施作二衬混凝土, 保证结构安全。
至此, 挑顶结束。
八、 质量保证措施
1.技术保证
⑴保证技术管理力量, 建立技术管理体系。
⑵完善各项技术管理制度, 在项目工程实施中严格执行。
2.砼施工保证
⑴原材料
水泥选用42.5标号普通硅酸盐水泥。选用级配合格、 质地坚硬、 颗粒洁净的天然砂中粗砂。粗骨料碎石或卵石按标准控制。外加剂、 掺合料使用符合国家标准。
⑵配合比管理
配合比由试验室和工地试验室负责设计和管理, 需根据不同的结构、 不同部位、 不同的强度等分别设计。
⑶隧道施工保证
①隧道工程质量要做到结构不开裂、 不漏水, 必须先作好光爆, 使开挖轮廓平整圆顺, 使之与初期支护结合良好, 共同受力, 抑制位移; 其次保证防水板的焊接质量和铺设质量, 在浇筑砼时不破裂; 最后要把住砼的质量关和工作缝处理, 确保二衬砼的自防水能力, 达到不渗不漏。
②施工支护按围岩类别和设计要求, 优先采用锚杆、 喷射砼、 钢拱架联合支护。超前支护采用超前管棚、 超前锚杆、 注浆小导管等方法。无论是初期支护与超前支护, 都要做到钻孔方向正确、 灌浆饱满, 注浆达到预计范围, 喷层达到设计厚度, 钢拱架、 锚杆导管焊为一体, 真正达到支护加固作用。
③开挖时, 根据不同的地质情况采用不同的开挖方法, 地质特差的采用超前支护或预加固后分部开挖。
④合理选用支撑类型。
⑤开挖采用光面爆破技术, 减少超欠挖。
⑥杜绝衬砌厚度不足和拱墙背后回填不密实等质量问题, 较大欠挖处要补钻爆破, 较小欠挖处凿除。
⑦严格喷砼的质量管理和质量检查制度, 配备专人负责水、 水泥、 集料和配料计量检查。
⑧模板台车就位后, 台车底部要固定牢实, 防止挤压外移。灌注中要顺序沿各窗口移动输料摊铺均匀, 砼分层对称浇筑, 层厚不超过振动棒作用半径的1.25倍, 不超振、 不欠振。
⑷常见质量通病及防治措施
通病: ⑴ 洞内衬砌表面、 拱部、 边墙有渗水现象; ⑵ 衬砌施工缝的处理; ⑶ 超欠挖严重; ⑷ 二次衬砌不密实; ⑸ 采用台阶开挖时接头处形成鼓包渗水; ⑹ 拱架安装, 侵入二衬界线。
防治措施:
①二次衬砌砼和喷射砼之间加隔离材料, 防水板采用无钉铺设法; 围岩断层、 破碎及涌水易塌地段预压注浆、 裂隙注浆、 喷射砼等。
②施工缝和沉降缝采用橡胶止水带防水; 止水带不得被针、 钢筋和石子刺破, 如发现有割伤、 破裂现象, 及时修补; 在固定止水带和灌筑砼过程中防止止水带偏移; 加强砼振捣, 排除止水带底部气泡和空隙, 使止水带和砼紧密结合。
③准确测放开挖轮廓线, 合理布置炮眼, 严格控制装药, 根据地质情况合理选用爆破方式。
④采用液压衬砌台车模筑砼, 加强砼振捣, 加强对砼生产工艺、 运输的监控。
⑤在喷射砼结束后, 砼未凝固前, 凿除接头处鼓包, 并在下一循环加强喷射砼的质量。
⑥在与隧道轴向方向重直的法线方向挂线安装拱架, 确保拱架平面与隧道轴线垂直, 并及时控制拱架标高。
九、 工期保证措施
确保隧道开挖及支护施工工期是本工程的关键。
⒈ 建立工程进度管理机构
项目部建立以项目经理为首的工程进度管理网络体系, 项目安全总监理、 总工程师、 工程管理部、 安质、 合同部长、 各工区长及技术主管、 施工队长参加确保工程进度的科学推进和实现。
⒉ 优化生产要素配置
⑴ 调遣精兵强将, 由责任心强、 公路隧道施工经验丰富、 有专业特长的骨干人员, 组成干练务实的项目部。
⑵ 隧道施工队配备CAT320C挖掘机扒碴、 侧卸式装载机装碴; 二次衬砌采用液压钢模衬砌台车、 泵送入模; 施工通风采用可调轴流式通风机压入式通风; GPS全球定位系统控制测量, TSP203超前地质预报, 加强围岩监控量测, 防止发生安全质量事故而影响工期。
⑶ 工程所需的劳、 材、 机均提前计划, 按时进场, 杜绝一切耽误。备足动力设备和主要机械易损件, 杜绝机械保障不力造成工期延误。
⒊ 搞好技术保障工作
⑴ 认真审核图纸, 编制实施性施工组织设计并应用网络技术优化。严密注视关键线路各工程项目的进展情况, 对各项目施工过程中出现的各类问题及时处理, 尽力避免停、 窝工现象的发生。
⑵ 对施工人员做好技术交底, 对重、 难点工序下发《作业指导书》, 工前进行技术培训, 让职工都清楚各自施工项目的技术标准、 施工工艺和操作规定。
⑶ 施工过程中, 加强隧道作业循环的调查研究, 从压缩各工序时间, 加强工序衔接管理入手, 减少每一循环时间, 增加月循环次数, 加快隧道进度。
⑷ 隧道施工坚持岩变我变的原则, 灵活应用环形开挖预留核心土法、 上下台阶法和全断面法等方法, 加强超前地质预报, 采用围岩量测计算机辅助新技术指导施工。。
⒋ 齐抓共管, 保证工期
⑴ 抓住时机, 掀起施工高潮
做到三快, 即: 进场快、 安家快、 开工快。施工人员进场后、 做好一切准备, 抓住时机掀起施工高潮, 开展劳动竞赛活动。
⑵ 协调周边关系, 保证工期
施工前, 调查周边地区群众及政府的状况, 了解她们的工作及生活习惯, 施工时要取得她们的支持, 确保施工顺利进行。
八、 安全保证措施
1. 组织保证措施
项目经理为安全生产领导小组组长, 全面负责并领导本项目的安全生产工作。项目经理、 项目副经理、 安全、 技术、 质量等主要负责人全部是经铁道部安全部门培训且考试合格的人员。
一级管理由项目经理负责, 二级管理由专职安全管理工程师负责, 三级管理由施工队长负责, 各作业点设安全监督岗, 各自作好本岗位的安全工作。施工队专职安全检查员是安全生产的组织者和执行者, 施工班组安全员是保证安全生产的直接人员。
2. 制度保证措施
根据安全生产管理办法, 结合本项目特点, 制定具有针对性的各项安全管理制度。
⑴安全施工方案审批制度
项目开工前, 由项目经理部根据现有的安全施工政策、 法令和规章制度, 结合工程项目特点编制实施性安全生产方案, 对技术复杂、 施工危险性大的施工项目, 编制专项安全操作规程。安全施工方案经项目总工审核后, 由驻地监理工程师审批执行。
⑵安全岗位责任制度
建立各级安全岗位责任制, 逐级签订安全生产承包责任状, 明确分工, 责任到人。
⑶安全技术交底制度
分项工程开工前, 编制详细的安全施工方案和技术措施, 逐级进行交底, 下达安全作业指导书, 对施工人员进行安全教育和安全作业交底。
⑷安全检查和奖罚制度
严格安全监督, 建立和完善定期安全检查制度。按照定期检查、 突击检查和特殊检查相结合的安全检查形式, 查思想、 查管理、 查制度、 查现场、 查隐患、 查事故处理等。定期召开安全例会, 会后检查落实情况。
施工中, 各项经济承包有明确的安全指标和包括奖罚办法在内的保证措施。根据年终对施工安全的考核,结合实际情况进行年终奖罚兑现。
⑸制订针对性安全预案
针对各安全管理环节和事故易发点, 制定相应的突发事件处理预案, 作到有备无患。
九、 文明施工管理措施
1. 施工现场的文明施工管理措施
按当地环保的要求精心设计, 合理布署施工总平面, 充分考虑环保, 保护生态与环境。
现场的临建房屋必须安全牢固, 满足抗风防震要求; 施工现场的生产房屋及设施布局合理, 整齐化一; 临时便道合理规划, 尽量减少便道数量, 路面平整, 两侧排水通畅。
开展文明施工, 保证现场管理有序, 有条不紊。场地布置统一规划, 施工区材料堆放整齐, 场地平整, 道路畅通, 排水畅通; 施工快速有序, 配合精密协调; 各种物资材料储放安全并按ISO9001标准标识正确、 醒目; 场区内管线布置线条整齐化一、 卫生、 悦目。
强化施工现场管理。严格包保责任制, 明确分工, 责任到人, 奖罚分明, 做到突出重点, 分批落实, 规范施工, 注重实效。坚持施工人员挂牌上岗, 现场施工统一着装, 统一行动; 施工现场设置鲜明的标牌, 主要有责任划分牌、 工艺流程牌、 形象进度牌、 质量标准牌、 安全警示牌、 环保警示牌、 成本控制牌等。
2. 施工过程中的文明施工管理措施
保护生态, 保护环境, 把环境保护工作作为文明施工的一项重要内容, 人人皆知, 成为自觉的行动。
混凝土采取集中自动计量拌和, 砂浆采用机械拌和, 搅拌运输车运输, 杜绝人工拌制。
混凝土拌和站等高噪音作业项目尽量避开人员宿营区。车辆经过住所、 村庄时减速慢行。
施工生产和生活废水, 采取有效措施加以处理, 不得超标排放, 也不得随意排放。
施工期间, 经常对施工运输道路进行维修保养, 确保晴雨无阻, 寒暖畅通。对扬尘地段, 采用洒水车经常洒水, 减少扬尘。便道两侧插旗立杆, 防止车辆随意下道乱跑。
车辆在运料过程中, 对易飞扬的物料用篷布覆盖严密, 且装料适中, 不得超载; 车辆轮胎及车外表用水冲洗干净, 保证道路的清洁。
合理安排施工作业时间, 在靠近宿营区, 夜间不安排噪音大的机械施工。如施工, 须采取加快进度和采用隔音、 缓冲垫等措施减少噪音。
认真进行现场调查, 避免破坏地下设施。施工中发现文物或重要的矿物时, 及时报告并做好现场保护工作。
施工作业人员必须统一穿着, 配戴上岗作业标志。