永寿梁隧道实施阳施工组织

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1、新建西平铁路XPS-2标 永寿梁隧道实施性施工组织设计一、编制依据1、国家有关方针政策,以及国家和铁道部有关标准、规范和验收标准。2、铁道部关于加强铁路隧道工程安全工作的若干意见(铁建设2007102号文件)。3、铁道部关于进一步加强铁路隧道安全工作的通知(铁建设20071007号文件)。4、新建西安至平凉铁路工程招标文件(招标编号:JS2008-085)及承发包合同。5、中铁第一勘察设计院集团有限公司新建铁路西安至平凉线初步设计文件及施工图。6、对本标段的永寿梁隧道的现场踏勘、当地施工环境、可利用资源情况的调查。7、我单位目前的施工技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力及对新建铁路西安至平

2、凉铁路XPS-2标永寿梁隧道的理解。二、编制范围 编制范围为永寿梁隧道线和线两座单行隧道。三、工程概况及主要工程数量1、工程概况永寿梁隧道位于陕西省永寿县、彬县境内,地处渭北黄土南缘,泾(河)渭(河)分水岭东端。隧道进口(西安端)位于永寿县永坪乡双庙村东侧蔡家山沟左岸,出口位于彬县太峪镇太峪河谷右岸陡坡沟沟口处。永寿梁隧道设计为两座相对平行的单线隧道,I、II线线间距为35m。I线隧道起讫里程DK95+607DK112+765,长17160.76(长链2.76m),II线隧道起讫里程DyK95+591DyK112+750,长17152.92m(短链6.86m)。I线隧道进口端135.81m位于

3、R-1200m的曲线上,出口端361.21m位于R-1200m的曲线上;II线隧道进口端352.29m位于R-2000m的曲线上,出口端340.14m位于R-1600m的曲线上。永寿梁隧道设4座无轨运输斜井辅助I、II线隧道施工,出口采用1座横洞辅助施工如表-1。 表-1 辅助坑道分布表1号斜井2号斜井3号斜井4号斜井横洞斜井位置干板沟上游支沟内,I线隧道左侧 干板沟内,I线隧道左侧干板沟内,I线隧道左侧马莲沟内,I线隧道左侧I线隧道左侧与I线相交里程DK101+470DK103+950DK106+100DK109+700DK112+400长度(m)1371.551023.46837.5890

4、8.82146平交角度40404070292542综合坡度11.31111.36.81.2井口高程1175.561112.101070.231004.99923.532、地质概况永寿梁隧道穿越永寿县、彬县间泾河和渭河分水岭所处的黄土沟梁低中山区,为沟谷深切的宽梁地形。岭脊基本呈东西向,垭口西高东低,由西向东逐渐趋缓,支脉渐增,分水岭南坡缓、北坡陡,除北侧太峪河宽谷较宽外,区内其它沟谷均强烈下切,如:蔡家山沟、干板沟、冰凌沟、陡坡沟多呈坡陡谷深的黄土V型沟,沟谷呈树枝状,沟深相对高差100200m。永寿梁以北及蒿店梁以东的地表水汇入泾河,永寿梁以南与蒿店梁以西的地表水汇入渭河,较大冲沟沟底常有小

5、股水流。 永寿梁多为黄土覆盖,仅岭顶及沟底局部出露基岩。分水岭顶(靠线路附近)标高1390m,岭两侧黄土塬顶标高约为1240m及1160m。(1)不良地质及特殊岩土1)不良地质本区范围属于黄土沟梁区,有滑坡、错落数十处,主要为黄土冲沟滑坡(错落),这与地层分布、岩层产状、沟谷切割及地下水有密切关系。线路以隧道形式通过,且进、出口均已绕避,所以,滑坡、错落对隧道工程影响不大,但在埋深较浅的崔家沟、干板沟、冰凌沟等沟两侧坡面,多为陡坡浅层高角度小型滑坡、错落及溜坍、坍塌,坡面凌乱,滑体、错落及溜坍、坍塌堆积物主要为黏质黄土,堆积物前缘堆积于沟底,无明显的规律。因此隧道通过以上沟谷地段,应加强支护和

6、防排水措施,防止错落及滑坡产生后,沟谷被挤压、堵塞,地表水排泄不畅、下渗。2)特殊岩土湿陷性黄土:本区大部分地区覆盖有厚层黄土。第四系上更新统马兰黄土,风积成因为主,孔隙发育,壁立性强,具湿陷性;第四系中更新统离石黄土,风积成因为主,顶部局部具湿陷性,黄土具级自重湿陷性,湿陷土层厚度约15m。对工程有影响的主要是隧道进口段、出口段及各斜井进口段。膨胀岩(土):第四系中、下更新统黏质黄土中夹有灰黄色、棕红色古土壤,呈层状,厚度0.21 m,从岩芯外观看具有膨胀岩土的基本特征,在隧道进出口有分布,自由膨胀率一般在5060%,具有弱-中等膨胀性;洞身通过侏罗系砂岩夹泥岩,泥岩棕红色、紫红色,多具弱膨

7、胀性。(2)地质条件及围岩分级1)工程地质隧道所经低中山黄土沟梁区,洞身穿越地层主要为第四系上更新统、中更新统黏质黄土,下更新统粉质黏土和细圆砾土,白垩系砾岩夹砂岩,侏罗系砂岩夹泥岩,三叠系砂岩夹页岩。隧道通过区以褶皱构造为主,与拜家河向斜、太峪背斜大角度相交。隧道一般埋深100300m,最大埋深约320m,进出口已绕避不良地质,局部沟谷埋深在100150m。该隧道富水条件为贫水区-中等富水区,局部可能有涌水现象。综上所述,该隧道工程地质条件较好。2)围岩分级隧道工程根据洞身通过地层岩性、工程地质、水文地质和不良地质情况,洞身通过地层交界面的按差一级的岩层考虑,其中,级围岩段落长3128m,占

8、全隧道总长的18%,级围岩段落全长7740m,占全隧道总长的45%,级围岩段落长6292.76m,占全隧道总长的37%。斜井工程A、1#斜井斜井进口位于干板沟支沟上游支沟内,与线路呈40相交于DK101+470,长1371.55m,其中级围岩段落长1181.29m,级围岩段落长190.26m。B、2#斜井斜井进口位于干板沟内,与线路呈40相交于DK103+950,长1023.46m,其中级围岩段落长794.38m,级围岩段落长229.08m。C、3#斜井斜井进口位于干板沟内,与线路呈40相交于DK106+100,长837.58m,其中级围岩段落长658.35m,级围岩段落长179.23m。D、

9、4#斜井斜井进口位于太峪河右岸马莲沟内,与线路呈40相交于DK109+700,长908.82m,其中级围岩段落长160.02 m,级围岩段落长180.4m,级围岩段落长568.4m。3、水文条件 (1)地表水永寿梁隧道进口地表水为泔河上游支流,流量较小,由于人工土坝拦截,在进口沟谷处形成积水;出口为太峪河支流,为常年流水,流量较大,泔河为渭河支流,太峪河为泾河支流。隧道通过沟谷枯水期的流量及计算参数如下表-2:表-2 河流流量量测及径流模数计算表河谷名称隧道通过里程汇水面积(km2)枯水期流量(m3/d)地下径流模数M(m3/d.km2)富家沟DK97+725DK97+9703.766016.

10、0崔家沟DK104+000DK104+1003.128025.6干板沟DK107+750DK108+2157.821040133.0冰棱沟DK110+975DK111+3801.58350221.5 (2)地下水类型及分布隧道区上部为冲积、风积黏质黄土,厚度10200m不等,黄土层中普遍不含水,局部黄土钙质结核层中存在上层滞水。根据隧道通过区出露的地层岩性及地质构造特征,并结合含水介质的不同,将隧道区地下水分为第四系松散层孔隙潜水和基岩裂隙水两大类。前者分布于隧道进、出口及各沟谷中,赋存于第四系冲积粗、细圆砾土和砂层中,接受大气降水入渗补给,地下水的水量受含水层的分布、埋深和季节性补给等因素影

11、响差异显著;后者主要储存于隧道区白垩系下统(K1)砾岩夹砂岩、侏罗系(J)砂岩夹泥岩、三叠系中统(T2)砂岩夹页岩中,依据储水裂隙成因的不同,又分为风化裂隙水和构造裂隙水两类,隧道洞身通过区地下水主要为后者。隧道通过区出露的基岩地层有白垩系下统(K1)、侏罗系(J)、三叠系中统(T2)三个地质时代的地层,这些地层以角度不整合形式接触。区内主要的构造特点是断裂少见,褶皱发育,背、向斜构造轴部与隧道走向垂直,核部及两翼地层岩层产状平缓。拜家河沟向斜轴部上层为白垩系砾岩夹砂岩,下部为侏罗系砂岩夹泥岩、砾岩夹砂岩,两翼主要为三叠系砂岩夹页岩及侏罗系砂岩夹泥岩;太峪背斜轴部为三叠系砂岩夹页岩,向东逐次见

12、侏罗系地层。这些地层中,位于向斜两翼的三叠系砂岩夹页岩和向斜轴部上层的白垩系下统(K1)砾岩夹砂岩和下部侏罗系砾岩夹砂岩中构造节理、裂隙发育,且张开性较好,为地下水的储存、运移提供了良好的场所,是隧道区主要基岩裂隙水含水层(体)。同时,向斜核部为储水构造,富水性相对较好;背斜核部储水条件及富水性较差。 (3)地下水补、径、排特征本区地形坡度大,切割强烈,为明显的泄水地形。降水为地下水的主要补给来源,但是降水入渗强度随地形切割起伏程度的增大而减小,并以附近沟谷为排泄基准面。地下水位与地貌形态及含水层埋深密切相关,水位高程一般在9501150m左右,沟谷内地表水流高程一般在9001135m,潜水位

13、高于地表水位,从而可以推断基岩节理、裂隙为地下水的径流通道,沟谷为地下水排泄区。隧道区沟谷水、泉水的补给、径流及排泄基本形成了统一的循环体系。 (4)含水岩组分类及富水性分区越岭地区地层种类较多,根据含水介质及赋存条件的不同,划分为两种含水岩组,对应这两种含水岩组,根据隧道区地形地貌、构造特征,结合钻探、抽、提水试验及水文测井资料,综合分析越岭隧道通过区的富水条件,相应划分了三个富水性分区:孔隙潜水含水岩组()、基岩裂隙水中等富水区(1) 和基岩裂隙水弱富水区(2)。 (5)水文地质条件评价隧道区沟谷发育,除隧道进出口两侧的蔡家山沟、陡坡沟外,还发育有富家沟、崔家沟、干板沟和冰棱沟等多条较大的

14、沟谷,沟谷地段上覆黄土层厚度小,基岩埋藏浅,局部地段基岩甚至出露,基岩裂隙水易接受大气降水及沟谷中地表水的入渗补给,富水性中等;拜家河沟向斜轴部附近有利的储水条件,使其赋水性较好;太峪背斜附近和隧道岭脊及缓坡地带,富水性相对较弱。永寿梁隧道区较大沟谷中多有泉水出露,虽然流量较小,但多为常年流水,可见隧道区基岩裂隙水补给较稳定,节理、裂隙较发育,且连通性较好。地下水对隧道围岩及施工有一定的影响,可能发生集中涌水、渗漏水、围岩失稳坍塌等危害,施工中应做好地质超前预报工作,并及时采取相应的防护措施。若雨季施工干板沟、冰凌沟隧道浅埋段,由于上、下游沟谷不畅,沟内积水,地表水沿黄土和基岩节理裂隙下渗,使

15、隧道洞身成为富水区,施工中有可能产生突然涌水现象,应加强监测。4、主要工程数量表-3 永寿梁隧道工程数量汇总表序号工程部位及材料单位左线右线斜井横通道1开 挖级围岩m359609558244279605439132级围岩17925319157417732132143级围岩57651580125432942664复合衬砌级围岩C30混凝土8840486814261255055级围岩C30混凝土301793086054519446C30钢筋混凝土8978971167级围岩C30混凝土0062576078C30钢筋混凝土99489743817389衬砌钢筋22钢筋(HRB335)kg74076674

16、32497821529161016钢筋(HRB336)324001114钢筋(HRB335)3017953008422290330821210钢筋(HRB336)11788138钢筋(HPB235)79220816595911724714仰拱C30混凝土m3224282231533013C30钢筋混凝土18732027016填充C20混凝土399233980259417铺底C30混凝土005578220318C30钢筋混凝土00019水沟、电缆槽沟槽身C30混凝土m38314829747493220钢筋HPB235钢筋kg197832197418021盖板C30钢筋混凝土m3147814758

17、630722HPB235钢筋kg23437823388862794413023超前支护108超前大管棚支护根数根323224长度m96096025重量kg121921219226C20导向墙m3161627导向钢管121kg45845828工16钢架60460429连接钢板757530螺栓套323231接头钢管144mm6mmkg6906903242mm3.5mm钢管1071073318mm钢筋 kg7672767234钻孔120mmm96096038封孔M10水泥砂浆m3773642小导管超前支护根数根29464326561226838437长度m1031241142964294013443

18、8重量kg342372379463142560446239钢筋箍121997722141834326140注浆525号普通硅酸盐水泥399000427500041浆液体积m3532570042C20湿喷混凝土m39521020043C20拆混凝土9521020044超前支护压浆42小导管m10912510912545kg36229536229546浆液体积m336403640112047初期支护喷混凝土C25素喷混凝土m315641153743053236948C25网喷混凝土2117521856565287949钢筋网6.5kg26401327132813020219176508874608

19、4646371651中空锚杆套数套6459665028052长度m17758917986905322砂浆锚杆根数根479374880840570818054长度m149685151949976031855855重量kg4466604534162912485538056垫板508135173743005867057二衬支护型钢钢架16榀数榀887321078I16型钢重量kg38268315078573359连接钢筋393832821289060连接钢板477539611159261螺栓(M2070 AM20) 套14081168336062型钢钢架12.6榀数176543563I12.6型钢重

20、量4063478285064连接钢筋868342908065连接钢板39458562466螺栓(M2070 AM20) 14124347267型钢钢架H125榀数榀2328240468型钢重量kg1136332116462069连接钢筋16053916490470连接钢板11309411678671螺栓(M2070 AM20) 套372483846472格栅钢架钢架榀数榀133614717322主筋kg3445443829487412箍筋1827452164217522连接钢筋691797887276连接角板633666977077连接钢板188782078578螺栓套213762353679

21、22锁脚锚杆根数根1500815792790280长度m15008631683160781重量kg1791351884939431682防水材料防水板(1.5mm)m23436273429793690783无纺布(300g/m2)34362734297978584环向50软式透水管m5727157163983085纵向80软式透水管34316342449786中埋式止水带48017479731327487外贴式止水带823338221788钢边橡胶止水带343163424489洞内监控量测量测断面个71470890量测点3570354091接引地下线12钢筋kg19792热浸镀锌钢管10078

22、93802979450225895热浸镀锌扁钢505 HPB235A4088296角钢23197工字钢65398槽钢7199堵头墙C20混凝土M3121100回填M10浆砌片石1133101横通道防火门扇94四、施工总体方案1、施工组织机构及施工队伍的分布永寿梁隧道是全线的控制工程,我集团公司中标后成立了“中铁隧道集团公司西平铁路工程指挥部”,指挥部下设五部两室一站:工程管理部、安全环保部、设备物资部、合同部、财务部、中心试验室、办公室、采供站。指挥部下辖四个项目部,其中第一、二、三项目部均参与永寿梁隧道的施工,各项目部下设四部一室,工地试验室归指挥部中心试验室直管。组织机构见图-1,各项目部

23、施工任务见表-4。第一、二、三项目部项目经理项目书记项目总工程师项目副经理副经理工程 管理部设备物资部安全 环保部经营财务部办公室隧道架子一队隧道架子二队隧道架子三队隧道架子五队隧道架子六队隧道架子七队隧道架子四队中铁隧道集团公司西平铁路工程指挥部备注:隧道架子一队承担中咀二号隧道施工任务,隧道架子二七队承担永寿梁隧道施工。图-1第一、二、三项目部永寿梁隧道施工组织机构图表-4 各项目部及施工队伍任务划分表项目部施工作业队施工任务备注第一项目部(DK94+586DK101+910)隧道架子二队承担永寿梁隧道进口正洞3731m施工里程和承担任务以左线为准隧道架子三队承担永寿梁隧道1#斜井1371

24、.55m和正洞2575m施工第二项目部(DK101+910DK109+800)隧道架子四队承担永寿梁隧道2#斜井和正洞2137m施工里程和承担任务以左线为准隧道架子五队承担永寿梁隧道3#斜井和正洞2150m施工隧道架子六队承担永寿梁隧道4#斜井和正洞3603m施工第三项目部(DK109+800DK115+050)隧道架子七队承担永寿梁隧道出口横洞146m和正洞2965m施工里程和承担任务以左线为准备注:施工任务以表中划分为准,在施工过程中根据实际地质情况,定期进行动态调整。2、大临工程的分布及总体设计(1)布置及规划原则合理安排、节约用地,各种临时工程与设施符合环保要求。(2)施工总平面布置施

25、工现场规划原则:节省投资,节约用地,节省劳力,因地制宜,就地取材,方便施工。合理规划布置施工现场,创造良好的施工条件及环境。(3)洞口场地平面布置隧道洞口场地平面规划主要内容:施工便道、生活生产房屋、拌合站、材料库、火工品房、备料场、停车场、污水隔油沉淀池、垃圾池、绿化等。隧道进口位于蔡家山沟岸,蔡家山水库现已基本干枯,冬季无水,雨季有积水,沿312国道到达中咀后,可对既有便道拓宽,作为进口施工便道,洞口蔡家山沟床较开阔,利用弃碴填方整平作为施工场地。隧道出口场地,位于彬县太峪镇太峪河谷右岸陡坡沟沟口,银武高速公路从此通过,施工便道引入困难,在距隧道出口365m设1座横洞,隧道出口段施工主要由

26、横洞承担,施工场地布置在横洞附近,生活场地布置在太峪河左岸。各斜井施工场地布置在斜井口附近,由于黄土冲沟两岸错落、滑坡等不良地质发育,施工便道、场地布置时,均应避开不良地质范围。(4)施工便道布置永寿梁隧道进口(西安端)位于永寿梁永坪乡双庙村东侧蔡家山沟左岸,距312 国道约3.7km,国道至隧道进口有大车道,交通条件便利。 永寿梁隧道13斜井便道,通过银武高速既有施工便道引入,新修便道至13斜井,需要新修便道长度分别约为:1500m,500m,2000m。4#斜井由312国道马莲沟处修施工便道至洞口,新修便道长度分别约为1800m。横洞便道,从银武高速公路下穿涵洞通行小型机具,另计划新修便道

27、通行大型机械,确保满足施工高峰期生产能力的需要。3、过渡方案和过渡设计道床过渡段:永寿梁I、II线隧道进、出口段各25m范围,采用碎石道床,作为过渡段,其余均采用无渣道床。4、施工用电根据永寿梁隧道周边电源情况,永寿梁隧道现场施工用电采取建设单位永临结合的用电方案,横洞电力考虑指挥部及中心试验室用电。其施工用电计划见表-5。表-5 永寿梁隧道外部电力需求计划表用途及类别需求电量(KVA)地区或里程所需时间永临结合意见起始日期结束时间1、永寿梁隧道进口2630DK95+607DK99+3352008.12.202012.2.15永临结合2、永寿梁隧道1号斜井2230DK99+335DK101+9

28、102008.12.202012.2.15永临结合3、永寿梁隧道2号斜井2230DK101+910DK104+0502008.12.202012.2.15永临结合4、永寿梁隧道3号斜井2230DK104+050DK107+1502008.12.202012.2.15永临结合5、永寿梁隧道4号斜井2230DK107+150DK109+8002008.12.202012.2.15永临结合6、永寿梁隧道横洞2230DK109+800DK112+7652008.12.202012.2.15永临结合合计137805、施工用水永寿梁隧道进出口工程用水和生活用水比较方便,施工用水可从就近取用地表水,2#、3

29、#斜井可以在干板沟内新修围堰存积地表水后,抽送至高压水池供生活、生产使用。4#斜井因所在地地表水缺乏,需自打水井来满足生活与生产使用。6、施工测试指挥部建立经当地技术监督局标定的中心试验室一座,负责对进场材料及半成品、成品和工程实体进行检验与试验,部分项目不能检验的,委外检测;各项目部设工地试验室进行日常生产取样,进场材料的检验与送检;所有机械设备在进场后均进行调试和性能测试;试验及测量设备、锅炉、压力容器在安装完成后,按规定报有关单位进行技术验证;隧道内采用地质素描、TSP203超前地质预报、水平声波探测、地质雷达探测、红外线探测仪、超前探孔等综合超前探测手段进行施工地质预测预报;在施工人员

30、进场后即对周边水源进行测试,并对水质进行检测,并定期复检,保证使用合格的饮用水和生产用水;隧道开工后适时对洞内环境进行检测,以保证洞内作业人员的健康;工地设卫生所,满足日常的医疗服务和紧急疾病的现场处理,并与西安、咸阳等地建立联系,作为施工后方医院。7、内业资料指挥部和各项目部制定内业资料管理办法,归口管理部门为办公室、工程部。内业资料包括施工策划、施工过程、施工总结在内的全部资料的收集、整理、归档、移交;办公室负责外来文件、函件以及指挥部行政文件、文书资料的收集、发放、整理、归档、移交;工程部负责技术文件、技术管理规章、图纸、预测预报资料以及设计施工总承包资料等资料的收集、发放、整理、归档及

31、移交;负责督促检查作业班组安全质量记录、测量记录检验与试验记录、施工日志等施工记录的收集、整理;负责组织工程、地亩竣工文件的编制、归档、移交。8、施工程序 (1)施工准备程序 1)施工准备阶段主要按以下程序完成技术准备工作:投标交底-接桩(控制桩及水准点)、复测(购买新的工程施工验收标准及相关技术资料)-图纸会审-施工图现场核对-编制实施性施工组织设计及报批-技术培训-编制作业指导书-制定各项管理制度-进场材料试验-水质试验-配合比选定-测量放样-征地拆迁现场勘界-开工报告批复。同步进行中心试验室建设及设备标定、资质申请,确保中心试验室在开工时达到使用条件。 2)施工准备阶段主要按以下程序完成

32、施工准备工作:现场环境调查-地材及其它材料调查-水资源调查-临时设施修建(便道、便桥、炸药库、试验室、高位水池、给供水管路、变电台、污水处理池、生产生活房屋等)-便道硬化达标-场地清理-通水、通电-人员满足施工需要(单项工程技术负责人到位)-材料满足施工需要-机具设备满足施工需要-施工机具安装调试-征地拆迁结束。(2)工程实施程序 1)实施程序:施工自检-报检签证-试验检测-质量评定。 2)隧道施工程序:见图-2“隧道工程施工程序图”。(3)工艺作业指导书审批程序见图-3“工艺示范段作业指导书审批程序”。(4)竣工交付程序 施工单位自检-竣工文件初验-铁路建设项目单位现场对口验收-建设用地竣工

33、初验-竣工文件验收-铁路局工程初验-国家正式验收-工程回访保修。进口排水系统施工进口边仰坡施工洞口管棚施工横洞排水系统施工横洞边仰坡施工斜井洞口排水系统施工斜井边仰坡施工施工进入正洞施工进口边仰坡施工正洞开挖支护及二衬衬砌正洞沟槽及附属洞室施工进口洞门施工横洞洞身施工斜井井身施工施工无碴道床施工图-2 永寿梁隧道工程施工程序图项目部编制一般工序工艺关键工序工艺项目部 工程部长审核项目部 总工程师审核集团公司指挥部总工程师批准项目部 总工程师批准集团公司指挥部备案图-3 工艺示范段作业指导书审批程序五、永寿梁隧道施工方法永寿梁隧道为本标段控制性工程,是本标段的重点,安全通过隧道特殊地段,是确保总

34、工期的关键,是本工程难点。1、施工方案 (1)综合施工方案本隧道开挖采用钻爆法施工,无轨运输,机械化配套,必要时人工挖掘相结合,减小人为对地质围岩稳定的影响。全隧设斜井和横洞辅助坑道,实现“长隧短打”,确保工期。施工安排6个作业工点16个工作面同时掘进,二次衬砌正洞采用22台12m全断面整体液压钢模台车,横洞和4个斜井采用10台9m液压模板台车。其中进口工点施工区间为:DK95+607DK99+335,一号斜井工点施工区间为:DK99+335DK101+910,二号斜井工点施工区间为:DK101+910DK104+050,三号斜井工点施工区间为:DK104+050DK106+200,四号斜井工

35、点施工区间为:DK106+200DK109+800,横洞工点施工区间为:DK109+800DK112+765,隧道施工按新奥法原理组织施工,出碴、进料采用无轨运输方式,实施掘进、喷锚混凝土、支护、衬砌三条作业线。施工过程中采用“短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”等施工技术措施,并根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案和指导隧道施工,确保隧道施工安全、优质、均衡、高效、按期生产。其中开挖采用:正洞级围岩地段采用正台阶法或全断面法开挖,、级围岩采用台阶法(必要时设临时仰拱),黄土地段、砾岩夹砂岩破碎地段,采用台阶法或环形开挖预留核心土法施工,级围岩悬挂风机地段采用拱部环形

36、开挖预留核心土法施工。超前支护:洞口段采用108大管棚注水泥浆液,级围岩采取42小导管支护(圆砾土段注水泥浆液),级围岩位于岩层分界面、风化交界面以及浅埋破碎段采取42超前小导管预支护,具体开挖方法及预支护形式见表-6。表-6永寿梁隧道预支护设计及辅助施工措施表序号起讫里程长度(m)围岩预支护形式施工方法备注1DK95+607DK95+800193108大管棚42小导管环形开挖预留核心土法洞口30m大管棚2DK95+800DK95+95015042小导管台阶法局部地段3DK95+950DK97+9702020台阶法、全断面法4DK97+970DK98+50053042小导管台阶法、环形开挖预留

37、核心土法弧定于注浆水泥局部地段5DK98+500DK99+5001000台阶法、环形开挖预留核心土法6DK99+500DK101+850235042小导管台阶法、环形开挖预留核心土法局部地段7DK101+850DK102+350500台阶法、环形开挖预留核心土法8DK102+350DK105+650330042小导管台阶法、环形开挖预留核心土法局部地段9DK105+650DK106+15050042小导管台阶法、环形开挖预留核心土法局部地段10DK106+150DK106+85070042小导管台阶法、环形开挖预留核心土法局部地段11DK106+850DK111+1204270台阶法、全断面法

38、12DK111+120DK111+83071042小导管台阶法、环形开挖预留核心土法局部地段13DK111+830DK112+76593542小导管台阶法、环形开挖预留核心土法圆砾土段水泥注浆108大管棚环形开挖预留核心土法出口30m大管棚14合计17158二次衬砌:先施工仰拱混凝土,后施工拱墙混凝土,且拱墙一次灌筑,采用12m全断面整体液压钢模台车;混凝土采用搅拌站集中拌合,混凝土运输车运输,泵送入模,附着式配合插入式振捣。防水采用防水板、土工布,施工缝采用中埋式、外贴式止水带,变形缝采用中埋式、外贴式止水带及嵌缝材料填塞。 出碴采用无轨运输;施工通风采用压入式通风,在局部斜井地段增加射流风

39、机进行加强通风。 (2)斜井、横洞与正洞相交的施工方案斜井、横洞与正洞连接段斜井采用锚喷支护整体式衬砌,二次衬砌采用9m液压模板台车衬砌,并要紧跟开挖进行施工。斜井、横洞开挖到与正线交叉口时,先暂停开挖,施工斜井、横洞加强段支护及衬砌;根据斜井、横洞与正洞交点附近的地质情况,采用两种施工方案,详见表-7。表-7斜井、横洞与正洞相交方案序号方案说明11、在其加强段支护完成后,以斜井、横洞断面进入正洞;2、采用分步台阶法向单侧开挖,在短距离范围内形成正洞断面;3、利用多功能台架进行反挖,将此段正洞开挖形成。4、此法适应于交叉口围岩整体性较好段。21、斜井、横洞在加强段衬砌完成后,按50cm进尺调整

40、断面大小,采取横挖法施工,逐榀架设拱架,支护成型;2、根据支护变形情况,及时加强正洞初期支护参数,并适当加大预留变形量;3、在更换多功能台架后,进行正洞开挖。4、此法适应交叉口围岩整体性较差段。(3)隧道通过翠屏山自然保护区的施工隧道施工区段通过翠屏山自然保护区,施工期间如何保证保护区植被不被破坏、动物的栖息环境不被扰乱、保护区生态平衡不被破坏、保护区的水资源不破坏、不枯竭,是本工程施工组织和管理的重点。 1)通过该段的施工方案当隧道掘进至该段里程时,严格按设计施工方法施工,同时注意以下几点事项:加强超前地质预报预警;超前管棚支护,超前钢管注浆,确保开挖安全;富水断裂带采用全断面预注浆或径向注

41、浆;加强围岩量测和信息反馈,同时加强对地表径流及井点水位监测;初期支护钢架及时封闭成环,仰拱衬砌适时紧跟。 2)注意事项 各项目部设一名副经理分管环境保护工作,并设安全环保部负责本施工区段环境保护和水土保持工作;选择不失水的施工方案,并编写环境保护和水土保持工作实施方案,邀请业主和省环境保护部门进行评审,通过后方可实施;通过断裂带施工时严格按预先的设计方案施工,特别是针对注浆堵水要严格进行检查,确保堵水效果,避免对保护区水资源的破坏;将环保方案层层分解、落实责任,签定责任状;工程施工过程中和完工后邀请地方环保部门和翠屏山自然保护区的管理部门进行监督检查,不合格之处立即整改。DK98+000DK

42、107+000段地质非常复杂,做好超前地质预报。地质条件与设计不符时,及时提出,加强初支及衬砌结构,确保施工安全及结构稳定。2、施工方法(1)线、线洞口段由于永寿梁隧道洞口多处于浅埋、黄土、滑坡、错落地段,线洞口为偏压,隧道口明洞采取明挖法施工,隧道进出口采取长大管棚预加固后采用环形开挖预留核心土法暗挖进洞施工,采取爆破作业时严格控制药量,防止坍塌、滑坡等灾害。洞门及洞口段施工顺序为:测量放线洞口开挖(地表处理截水天沟洞口土石方开挖)边仰坡刷坡与防护超前大管棚施工暗洞进洞施工明洞衬砌洞门回填。1)洞口开挖施工顺序:测量放线地表处理边仰坡截、排水沟施工洞口土石方开挖边仰坡支护。地表处理及截水天沟

43、进出口洞门施工前先进行测量放线,根据测量放线做好边坡开挖轮廓线和截水天沟,以利截排水,同时将洞口段开挖线以外1015米范围的漏斗、洼地、危石等进行处理,防止地表水向下渗漏或陷穴等继续扩大影响隧道安全,确保边仰坡稳定。洞口土石方开挖洞口土石方用挖掘机挖装,开挖方法采用自上而下分层分台阶进行,台阶高度23米,石方采用弱爆破,挖掘机、装载机装碴,自卸汽车运碴。边仰坡刷坡与支护隧道洞口范围内永久边仰坡,采用带排水槽骨架护坡,骨架内插播紫穗槐、穴植容器苗或灌木,临时边坡采用喷锚防护。洞口段黄土湿陷性地基处理除洞口做好隔排水系统之外,洞口路基面采用M10水泥砂浆砌片石铺砌厚30cm,洞顶设截水沟,防止地表

44、水下渗。 2)暗洞进洞暗洞施工前首先对洞口衬砌外13m范围内的边仰坡进行锚喷(网)加固。洞口土石方开挖到达明暗洞交界处满足大管棚施作高度时,形成台阶做超前大管棚施作平台,在平台上施作超前大管棚,注浆时压力控制在0.51.0MPa,超前大管棚施工工艺见图-4。在超前大管棚施作完成后进行暗洞洞身开挖。3)洞门及明洞施工隧道洞门及明洞根据现场实际情况适时安排施工。由测量放线定出洞门位置,混凝土施工用组合钢模板支模,做到支撑牢靠,板缝严密、板面光洁。混凝土施工时由自动计量拌合站拌合、混凝土运输车运输、泵送入模、插入式捣固棒进行捣固,浇筑时采用分层对称浇筑。明洞及洞门混凝土达到设计强度的80%后,施作外

45、帖式防水层。防水层铺设前先对混凝土表面找平,防水板现场拼焊铺设,并对焊缝进行5分钟稳压0.2MPa的充气检查,达到质量标准后再进行下一步施工,铺设完后施作水泥砂浆保护层,然后进行土方回填和施作粘土隔水层。土方回填时从下至上按设计对称进行回填,采用手持式冲击打夯机进行对称分层夯实,每层厚度不大于0.3m,两侧回填土面的高差不大于0.5m;回填至拱顶后分层满铺填筑,顶层回填材料采用粘土以利于隔水。洞门附属工程完工后,及时对洞口进行绿化。前期准备(测量放线和场地平整)管棚施工作业平台或操作间套拱(洞内时工作室)安装导向架安装导向管顶进管棚综合检查注浆大管棚加工不合格钻机就位、钻孔补孔、下管合格注浆检

46、查砼生产钢筋加工图-4大管棚施工工艺流程图(2)线、线洞身一般地质地段开挖支护1)不同围岩地段的开挖方法永寿梁隧道,围岩类型存在、三种级别,根据不同的围岩级别、埋藏深度、断面形式等选择采用台阶开挖法、全断面开挖法和环形开挖预留核心土法。不同地质地段围岩采用的开挖方法见表-8。表-8 不同地质地段围岩开挖方法表围岩级别开 挖 方 法、台阶法,采用气腿式凿岩机配多功能台架钻孔,光面爆破。全断面或台阶法,采用气腿式凿岩机配多功能台架钻孔,光面爆破。环形开挖法预留核心土法,主要采用人工配合挖掘机进行开挖, 必要时采取钻爆施工。要时采取钻爆施工。台阶法级、级及局部级地段采用台阶法开挖(必要时预留核心土)

47、,台阶长度35m,周边采用光面爆破减少对围岩的震动以控制成形。上台阶风钻钻孔,挖掘机扒碴到下断面,下台阶利用风钻钻孔。下断面出碴利用装载机装碴,自卸汽车运碴至指定的弃碴场地。具体开挖、支护和出碴运输施工见图-5。全断面开挖法级围岩较好地段采用全断面法开挖,利用气腿式凿岩机配多功能台架钻孔,楔形掏槽,光面爆破。在多功能台架上人工手持气腿式凿岩机外锚杆孔,人工安装锚杆并进行锚固或注浆,采用湿喷机进行湿喷砼。根据量测要求布设量测点,并及时进行分析反馈指导施工,开挖示意图见图-6。环形开挖法预留核心土法级地段采用环形开挖预留核心土法施工,必要时施做临时仰拱保证施工安全。施工时采用人工配合挖掘机进行开挖

48、,必要时采取钻爆施工,上断面人工翻碴,下断面出碴利用装载机装碴,自卸汽车运碴至指定的弃碴场地。施工工艺流程图见图-7。2)钻爆设计设计原则据地质条件,开挖断面、开挖进尺,爆破器材等编制光面爆破设计方案。A.根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽眼加深10cm。B.严格控制周边眼装药量,间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。C.选用低密度低爆速、低猛度的炸药,本工程采用乳化炸药,非电毫秒雷管起爆。D.采用微差爆破,周边眼采用导爆索起爆,以减小起爆时差。图-6 全断面开挖施工示意图 钻爆参数的选择通过爆破试验确定爆破参数,

49、试验时参照表-9。表-9光面爆破参数表岩石种类周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W(cm)相对距离E/W装药集中度q(kg/m)极硬岩506055750.80.850.250.3硬岩405050600.80.850.150.25软质岩354545600.750.80.070.12掏槽方式采用中空直眼或斜眼掏槽。直眼掏槽操作较简单,钻孔方向易掌握;当石质较硬、断面较大时,采用斜眼掏槽,以便减少钻眼数量。A.装药结构及堵塞方式a.装药结构周边眼:用小直径药卷间隔装药,岩石很软时采用导爆索代替药卷。b.堵塞方式所有装药炮眼用炮泥堵塞,周边眼堵塞长度不小于25cm。E.爆破效果监测及爆破设计优化a.

50、爆破效果检查检查项目主要有:断面周边超欠挖检查;开挖轮廓圆顺度,开挖面平整检查;爆破进尺是否达到爆破设计要求;爆出石碴块是否适合装碴要求;炮眼痕迹保存率,硬岩80,中硬岩60并在开挖轮廓面上均匀分布;两次爆破衔接台阶不大于15cm。b.爆破设计优化每次爆破后检查爆破效果,分析原因及时修正爆破参数,提高爆破效果,改善技术经济指标。根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,修正眼距,用药量,特别是周边眼。根据爆破后石碴的块度大小修正装药参数。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,使爆破眼眼底基本落在同一断面上。3)出碴运输永寿梁隧道出碴时均采用无轨运输,采用8t自卸汽车运输。4)洞身支护在不同的开挖方法下,支

51、护参数不同,主要支护的施工方法相同。洞身支护施工工序流程为:开挖后初喷砼系统支护(系统锚杆、钢筋网、钢架)施工复喷砼至设计厚度辅助支护措施(超前大管棚、超前小导管注浆、预注浆)。喷射混凝土开挖后找顶、清帮完成立即进行初喷砼封闭围岩,充分发挥围岩的自稳能力。在地下水不发育地段,喷砼采用湿喷机进行作业。湿喷混凝土施工工艺流程见图-8。喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产,混凝土搅拌车运输,湿喷机喷射。检查施工准备受喷面清理湿喷砼液态速凝剂洞外拌合站拌料砂、石、水泥复喷补强结束运输合格不合格 图-8喷砼施工工艺流程图砂浆锚杆系统支护采用的砂浆锚杆主要设置在拱墙部位,施工时采用多功能台架配风钻钻孔,机械

52、配合人工安装锚杆,水泥砂浆终凝后安设孔口垫板。施工工艺见图-9。中空注浆锚杆A. 系统支护采用的中空注浆锚杆主要设在开挖断面的拱部,其具体施工工艺流程见图-10。否孔口处理验 收固定锚杆插入锚杆杆体加工锚杆杆体注浆准备补孔不合格合格测量定锚杆孔位钻 孔清 孔验 孔填塞砂浆或装锚固剂进行下道工序图-9砂浆锚杆施工工艺流程图施工准备锚杆孔位布置锚杆钻孔注浆戴杆头封堵帽进入下道工序安装注浆管和排气管不合格合格注浆质量综合检查浆液配制图-10中空注浆锚杆施工工艺流程B.中空注浆锚杆施工方法首先按设计要求,在开挖面上准确画出需施设的锚杆孔位。钻孔方式同砂浆锚杆施工。检查导管孔达到标准后,安装锚杆并按设计

53、比例配浆,采用注浆机注浆,注浆压力符合设计要求;一般按单管达到设计注浆量或达到设计压力要求作为结束标准,并保证锚杆孔浆液注满。最后在综合检查判定注浆质量合格后,用专用螺帽将锚杆头封堵,以防浆液倒流管外。药包锚杆土质地段拱部设药包锚杆,钻孔采用煤电钻沿岩面垂直打入。锚杆制作各项工前准备锚杆钻机就位成孔锚杆孔位测量机械设备保养准备药包锚孔成孔检查药包湿润药包塞入锚杆插入安装垫板锚固剂浸泡时间需严格控制,并经实验确定,既不能使药包湿润完全,造成水泥砂浆未完全水化,也不能浸泡时间过长;锚固剂装填完后用风镐将锚杆打入。工艺图见图-11。图-11 药包锚杆施工工艺框图钢筋网铺设钢筋须经试验合格,使用前进行

54、除锈,在洞外分片制作,安装时搭接长度不小于10cm。人工铺设钢筋网,贴近岩面铺设并与锚杆和钢架焊接牢固。钢筋网焊接在钢架靠近岩面一侧,以确保整体结构受力。喷混凝土时,减小喷头至受喷面距离和控制风压,以减少钢筋网振动,降低回弹。钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于2cm。钢架的施工钢架具体施工工艺流程见图-12。合格欠挖处理前期准备,钢拱架、钢筋加工测量定位断面检查不合格净空检查钢支撑拼装架立就位锚杆锁定、系统锚杆施作设置纵向连接钢筋、安设钢筋网喷混凝土固定结束锚杆钻机砂浆泵等设备就位 图-12钢架架立施工工艺流程图A.制作:钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作,制作时严格按设计图纸进行,保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求,每节两端均焊连接板,节点间通过连接板用螺栓连接牢靠,加工后进行试拼检查,严禁不合格品进场。B.安装:钢架按设计要求安装,安装尺寸允许偏差:横向和高程为5cm,垂直度2。钢架的下端设在稳固的地层上,拱脚高度低于上部开挖底线以下15

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