安康安平公路施工组织设计3Word格式.docx
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施工时仰拱超前,衬砌紧跟,仰拱采用施工平台施工,以避免施工干扰。
1.施工任务划分及队伍安排:
根据本标段总体安排及工程特点,结合现场情况,拟设一个隧道专业人,上员126人,先由进口方向施工大麻柳树隧道,洞身主体完工后,再由进口施工何家沟口隧道,两座隧道各工序采用交叉顺序作业。
2.时间安排
根据总体安排,本标段隧道工程于2001年9月1日开工,2002年7月31日完工。
针对隧道围岩软弱的特点,结合机械设备配备和队伍安排情况,本着安全、经济、合理的原则,大麻柳树隧道共需210天(7个月),其中施工准备25天,明洞施工20天,暗洞施工平均月成洞33m,需时133天,路面工程及收尾配套32天。
何家沟隧道共需120天(4个月),其中施工准备15天,暗洞施工平均月成洞30m,需时75天,路面及收尾配套30天。
3.劳动力安排
两座隧道设一个专业施工队伍,编制126人。
其中管理人员10人,负责全队的现场管理、技术管理及日常事务,下设7个工班,具体劳动力安排见表4-3-1。
劳动力安排表
表4-3-1
序号
工班名称
劳力安排
承担任务
1
开挖工班
25
负责洞身上台阶开挖,配合挖掘机扒碴,修整壁面,清理仰拱基底及工作面钻孔爆破工作。
2
风水电保障工班
负责洞内外水电的保障维修与检查、洞内排水工作
3
支护工班
35
安装锚杆、铺设钢筋网、安装钢架、喷射砼、超前小导管及大管棚加固施工
4
运输工班
15
出碴、卸碴、配合挖掘机或装载机装碴以及材料运输
5
测量工班
负责开挖炮眼的布置、净空检查,围岩量测
6
钢筋加工工班
10
负责锚杆、钢支撑、小导管、钢筋网等构件的加工
7
衬砌工班
负责防水层的铺设、衬砌台车定位,砼浇筑台车整修、砼养护
8
安全员
负责洞内外安全
合计
116
4.机械设备配置
机械设备配套从本标段隧道工程特点出发,本着既要与施工方法相匹配,又能满足施工需要的原则,结合质量工期要求,做到既先进,又经济,合理配备。
同时,还充分考虑设备的完好率和出勤率,拟投入本标段隧道施工的主要机械设备见表4-3-2。
隧道主要施工机械设备配置表
表4-3-2
设备名称
规格型号
单位
数量
挖掘机
PC200-6
台
装载机
ZLC-40
风动凿岩机
YT-28
20
衬砌台车
自制简易
简易架子台车
砼输送车
MR4510
砼输送泵
HBT30C
砼湿喷机
TK-961
9
锚杆注浆泵
MZ-1
双液注浆泵
2TG120/105
11
砂浆搅拌机
HJ1-352
12
管棚钻机
金星9000
13
自卸汽车
CQ3191
14
砼振动棒
插入式
潜水泵
200QJ20-120
16
污水泵
50WG
17
电动空压机
ZL2-10/8
18
内燃空压机
VY-9/7
19
柴油发电机组
GF90
砼搅拌机
JS500
21
液压切削头
E64、独臂
22
JS350
三、施工方法
(一)施工测量
1.控制测量
开工前,首先对设计单位交付的地面控制桩及永久性水准点进行复测,桩位复核无误后,在隧道口布设不少于3个固定式中线控制点和2个以上控制点,同时定期对控制点进行检查,保证其精度。
2.洞内测量
先将洞外控制点引入洞内,进行洞内测量,其主要内容有:
施工中线测量、水准测量及断面施工测量。
并定期对洞内中线点和水准点进行复测,以防移动。
3.洞内横断面测量
采用断面激光测量仪进行横断面测量。
(二)洞口段施工
先进行路基拉槽,施工时采用人工配合挖掘机,辅以松动爆破,自上而下开挖,装载机装碴,自卸车配合运输。
洞口附近有涵洞时,集中力量突击施工,为尽早进洞创造有利条件。
1.洞口边、仰坡施工
先施作截、排水沟,再进行边、仰坡开挖,并按设计要求及时进行喷锚防护,以防围岩风化和雨水渗透引起坍塌或滑坡。
2.洞门及附属施工
(1)洞门修筑
隧道洞门在进洞施工正常后,尽早安排施工,力争在雨季前完成,以增强洞口稳定。
(2)洞门附属
洞门附近的排水,截水设施,应配合洞门施工及早完成,并与路基排水系统连通。
(3)注意事项
①进洞前必须完善截、排水工程。
②基础必须置于稳固的地基上。
③洞门砼应与洞内相邻的拱墙衬砌同时施工连成整体。
④洞门端墙的砌筑与回填应两侧同时进行,防止对衬砌产生偏压。
⑤对于两座隧道进出口坡面先进行必要的防护后,再开挖。
(三)明洞施工
1.明洞施工方法
本标段明洞在大麻柳树隧道进口K51+500~K51+505段,长5m,明洞施工采用自上而下分台阶开挖,弱爆破,边开挖边防护,砼浇筑按先墙后拱法施工,并用浆砌片石及贫混凝土进行拱背回填。
拱顶回填土石必须对称分层夯实,层厚不大于0.3m。
2.明洞与暗洞的衔接
大麻柳树隧道明洞施工完成后,首先对明洞顶及明暗衔接处的边仰坡防护加固,然后施作Ф89大管棚超前支护,管棚环向间距30cm,每根12m长。
开挖暗洞时,每循环进尺控制在1m以内,同时架立型钢钢架,及时喷砼并紧跟衬砌。
3.施工注意事项
①边墙基础挖到设计标高后,核对地基承载力是否与设计要求相符,基础必须置于稳固的地基上。
②防水层施工时,必须清除干净拱背的灰尘污垢和积水,且应伸入隧道衬砌0.5m。
③作隔水层的粘土要严格选料,隔水层应与边仰坡搭接良好,封闭严密。
④明洞顶部设置的截水和排水设施应配合明洞施工,明洞排水盲沟要保持畅通、尽早完成。
(四)洞身开挖
1.I、II类围岩开挖
大麻柳树隧道出口K51+642~K51+652段I类围岩,长10m,拱顶以上2.5m,为既有公路,公路上边坡陡险,围岩破碎,为保证施工安全和公路畅通,采用Ф89大管棚(L=12m)加固防护,单侧壁导坑法分部施工,其施工工艺流程见图4-3-1。
开挖时将隧道断面分为左右两个半断面,先台阶法施工左半断面,初期支护紧跟,并施作中壁墙临时支撑(含锚喷钢架支护),左半断面上台阶施工11m后,再采用台阶法施工右半断面,逐渐拆除中壁墙临时支撑,初期支护紧跟;
上、下台阶长度控制在3~5m,开挖进尺控制在0.5~1.0m,仰拱超前,二次模筑衬砌紧跟;
上台阶人工风镐开挖,下台阶采用带切削头的PC200-6型挖掘机开挖,人工配合刷帮、清底。
单侧壁导坑法开挖顺序见图4-3-2。
何家沟口隧道K63+615~K63+623段I类围岩,K63+623~K63+633及K63+680~K63+690段II类围岩,大麻柳树隧道K51+505~K51+546及K51+627~K51+642段II类围岩,累计84m。
围岩破碎、自稳能力差,施工时全部采用台阶分步法开挖。
I类围岩地段采用Ф89大管棚预注浆加固,II类围岩地段采用Ф42超前小导管预注浆加固,其施工工艺流程见图4-3-3。
开挖时上台阶弧形导坑采用人工风镐开挖,II类围岩地段辅以弱爆破,上台阶碴体人工扒至下台阶由自卸汽车运出;
下台阶采用PC200-6型挖掘机配置E64型液压切削头开挖,人工配合修整周壁岩体,上、下台阶长度控制在4~6m,开挖进尺控制在0.5~1.0m;
开挖后及时施作初期支护,封闭成环、仰拱超前施作,改善围岩受力条件,二次模筑衬砌紧跟。
I、II类围岩台阶分步开挖法施工顺序见图4-3-4。
2.Ⅲ类围岩开挖
大麻柳树隧道K51+546~K51+627及何家沟口隧道K63+333~K63+680Ⅲ类围岩段,累计128m,围岩属弱风化干枚岩,完整性较好,自稳能力较强,采用台阶法施工,其施工工艺流程见图4-3-5。
台阶长度控制在4~6m,开挖每循环进尺1.5~2.5m,施工时可根据围岩变化情况调整台阶长度。
开挖时采用简易台架、人工手持YT-28型凿岩机钻孔光面爆破,上台阶爆破后,采用PC200型履带式挖掘机扒碴至下台阶,9T红岩自卸汽车运出洞外,下台阶亦采用钻爆法施工,挖掘机或装载机配合自卸汽车运碴,及时施作锚喷及钢架支护,尽早封闭成环,仰拱超前施作,二次衬砌紧跟。
具体见图4-3-6,Ⅲ类围岩台阶法施工顺序图。
本标段隧道Ⅲ类围岩地段全部采用“钻爆法”施工,钻爆设计详见图4-3-7。
施工中严格按钻爆设计进行钻孔、装药,爆破采用2号岩石硝铵炸药,有水地段采用乳胶防水炸药。
药卷直径:
周边眼采用Ф25mm,其余眼采用Ф32mm。
装药结构:
周边眼采用空气间隔装药,其余眼采用集中装药。
非电毫秒雷管起爆,火雷管引爆。
采用黄泥封堵炮眼,封堵长度不小于30cm。
施工中根据围岩类别和爆破效果不断调整爆破参数。
(五)装碴运输
本标段隧道较短,出碴全部采用无轨运输,ZLC-40型装载机或挖掘机装碴,自卸汽车配合运碴,组成出碴运输作业线,何家沟口隧道弃碴全部为路基填方利用,大麻柳树隧道弃碴全部运至进口左侧公路下弃碴场内。
(六)施工支护
本标段两座隧道工程围岩软弱,开挖后立即初喷3~5cm厚的砼,待出碴完毕再按设计要求施作锚、网、钢架联合支护,并喷射砼至设计厚度。
施工支护工艺流程见图4-3-8。
1.喷锚、挂网、型钢钢架支护
(1)普通砂浆锚杆施工
本标段两座隧道采用砂浆锚杆作为系统支护时,其施工步骤如下:
①钻孔:
采用YT-28型凿岩机打锚杆孔,钻孔保持顺直,并与岩面垂直,锚杆孔位要求与设计孔位偏差不大于100mm,钻孔偏差不大于±
50mm。
②注浆:
砂浆锚杆砂浆配合比水泥:
砂:
水=1:
1~1.5:
0.05~0.5,具体按试验确定。
注浆前用高压风清除孔内石屑,插入注浆管,当注浆管距孔底5~10cm时开始采用MZ-1型注浆机注入水泥砂浆,砂浆采用HJ1-352型砂浆搅拌机拌和,并随浆液的注入缓慢拔出注浆管,注浆压力不大于
0.5Mpa。
③安装锚杆:
灌注砂浆后及时插入,插入长度不小于设计长度的95%。
施工工艺流程图4-3-9。
图4-3-9砂浆锚杆施工工艺流程图
(2)钢筋网施工
钢筋网一般在系统锚杆施工作之后安设,但如遇到围岩松散地层,拱部易坍塌或掉块,为了给作业人员提供防护,可先施作钢筋网(必要时亦可先架设型钢钢架),钢筋网采用Ф8或Ф6钢筋,事先加工制作成2×
2m的方片,网格尺寸:
Ⅰ、Ⅱ类围岩地段15×
15cm,Ⅲ类围岩地段20×
20cm。
施工时运至工作面进行焊接安装,钢筋网加工制作及安装时应注意:
①钢筋加工时要进行调直,除锈、去油污、确保钢筋质量要求。
②铺设钢筋网前,先喷射3~5cm厚C20砼形成钢筋保护层。
③钢筋网铺设时,应随砼初喷面起伏状敷设,并与壁面接触紧密。
④钢筋网的节点与锚杆接点采用电焊的办法焊接牢固。
(3)钢架施工
本标段隧道全部采用型钢钢架支护,钢架按设计要求在洞外加工成型,架立时,Ⅰ类围地段3榀/2m,Ⅱ、Ⅲ类围岩地段1榀/m,钢架应垂直隧道中线,为增加基底承载力,可在基脚处设垫板,沿纵向将钢架用Ф22联接钢筋连接,同时将钢架与锚杆头焊接。
(4)喷射砼施工
隧道内喷射砼采用湿喷工艺施工,以减少砼回弹和粉尘浓度,创造良好的作业环境,砼喷射机械选用TK-961型湿喷机。
喷射用砼采用现场拌制,砼输送车运至喷射工作面。
喷射配合比由现场试验室根据试验选择,喷射砼要严格按施工配合比施工。
施工工艺流程见图4-3-10。
①原材料要求
水泥:
采用不低于425#的普通硅酸盐水泥,使用前作强度复查试验,其性能符合现行的水泥标准。
细骨料:
采用硬质、洁净的中砂或粗砂,细度模数大于2.5。
粗骨料:
采用坚硬而耐久的碎石,粒径不宜大于15mm,级配良好。
若使用碱性速凝剂时,不得使用含有活性二氧化硅的石料。
水:
就近取用河水。
不得使用含有影响水泥凝固硬化的有害物质的水。
速凝剂:
使用合格产品。
使用前与水泥做相容性试验及水泥凝结效果试验,其初凝时间不得大于5min,终凝时间不得大于10min。
②喷射砼技术要求
a.搅拌混合料采用强制式搅拌机,搅拌时间不小于2min。
原材料的称量误差为:
水泥、速凝剂1%,砂石3%;
拌和好的混合料运输时间不得超过2H;
混合料应随拌随用。
b.砼喷射机具性能良好,输送连续、均匀,技术性能满足喷射砼作业要求。
c.喷射砼作业前,清理受喷面并检查断面尺寸,保证尺寸符合设计要求。
喷射砼作业区有足够的照明,作业人员佩带好作业防护用具,确保工作质量及安全。
d.喷射砼在开挖面暴露后立即进行,作业应符合下列要求:
喷射砼作业应分段分片进行。
喷射作业自下而上,先喷型钢钢架与拱壁间隙部分,后喷两钢架之间部分。
喷射砼分层进行,一次喷射厚度根据喷射部位和设计厚度而定,拱部宜为3~5cm,边墙为5~7cm,后喷一层应在先喷一层凝固后进行,若终凝后或间隔一小时后喷射,受喷面应用高压风、水清洗干净。
喷射作业喷头垂直受喷面,根据湿喷机性能要求,喷头距受喷面距高以1.5-2.0m为宜。
喷头运行轨迹为螺旋状,使受喷均匀、密实。
e.喷射砼终凝2h后开始洒水养护,洒水次数应以能保证砼具有足够的湿润状态为度;
养护时间不得少于14d。
f.喷射砼表面应密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象,不平整度允许偏差为±
3cm。
③保证喷射砼密实度的技术措施
a.严格控制砼施工配合比,配合比经试验确定,砼各项指标都必须满足设计及规范要求,砼拌和采用自动计量上料,保证精度符合规范要求。
b.严格控制原材料的质量,原材料的各项指标都必须满足要求。
c.喷射砼施工中确定合理的风压,保证喷料均匀、连续。
同时加强对设备的保养,保证其工作性能。
d.喷射作业由有经验、技术熟练的喷射手操作,保证喷射砼各层之间衔接紧密。
2.超前小导管施工
本标段两座隧道Ⅱ类围岩长76m,拱部周边全部采用Ф42超前小导管注入水泥浆加固地层。
小导管长4.5m,环向间距30cm,外插角5~7°
。
使隧道拱部形成拱形支护体系,增加施工安全。
施工时,可根据围岩富水情况,采用水泥—水玻璃双液注浆,以减少地下水对隧道施工的影响。
注浆范围为隧道拱部144°
(1)小导管加工
小导管采用Φ42钢管在加工房加工制作,管身前端切削成尖锥状,导
管中部3~3.5m范围布置梅花形泄浆孔,泄浆孔孔径6~8mm,孔间距20-30cm;
在导管尾部焊接钢筋加强箍。
小导管构造见图4-3-11。
(2)小导管的安装
施工前,首先对掌子面进行喷射砼封闭,然后按设计要求布孔,采用手持风钻按布孔位置以外插角5°
~7°
钻孔,并将小导管沿孔打入,前后相邻两排小导管搭接长度不小于1m。
对于地层松软类可用游锤或手持风钻直接将小导管打入;
对于砂土类,可用Ф20钢管制成吹风管,将吹风管缓缓插入孔中用高压风射孔,成孔后将小导管插入。
(3)小导管注浆
对于打入的钢管应先冲洗管内积物,然后采用2TG120/105注浆泵注浆。
注浆自下而上进行,浆液采用HJ1-352型砂浆搅拌机拌和。
水灰比选用1:
1.5、1:
1、1:
0.8、1:
0.6四个等级。
浆液由稀到浓逐渐变换,注浆完成后立即堵塞钢管孔口,防止浆液外流。
若地下水丰富时,可采用水泥——水玻璃双液注浆。
小导管注浆施工工艺流程见图4-3-12。
图4-3-12小导管注浆工艺流程图
(4)小导管施工技术措施及注意事项:
①小导管采用钻孔布设时,钻孔深度大于导管长度,采用锤击或钻机顶入时,插入长度不小于管长的90%;
前后两排小导管搭接长度不小于1.0m。
②为防止孔口漏浆,用水泥药卷封堵注浆管与钻孔之间的空隙。
③为防止注浆管堵塞,影响注浆效果,注浆前先清洗注浆管。
④压浆管与超前注浆管之间采用方便接头,以便快速安拆。
⑤严格控制注浆配合比及胶凝时间,初选配合比后,用胶凝时间控制调整配合比,并测定凝结体的强度,选定最佳配合比。
⑥注浆压力由小到大,从开始0MPa升到终止压力1.5MPa,稳压3min,流量计显示注浆量较小时,结束注浆;
为保证注浆质量,必要时可封闭开挖面。
⑦注浆由两侧对称向中间进行,自下而上逐孔注浆,如有窜浆或跑浆时,间隔注浆,最后全部完成注浆。
⑧注浆完成后要检验注浆效果,在隧道开挖后可检查注浆固结体厚度,如达不到设计要求时,在注浆时调整注浆参数,改善注浆工艺。
⑨注浆过程中,专人记录注浆情况,并根据实际情况调整注浆压力、进度,保证注浆效果;
完成后检验注浆效果,不合格者进行补注。
⑩小导管注浆时不得对环境造成污染。
注浆期间应定期对地下水取样化验检查,如有污染应立即采取有效的技术措施。
⑾注浆结束,待岩层达到充分的固结强度后方可进行开挖作业。
3.管棚施工
大麻柳树隧道出口K51+642~K51+652段及何家沟口隧道进口K63+615~K63+623Ⅰ类围岩地段,拱部周边分别用Ф89管棚L=12m、10m超前支护,环向间距30cm,外插角1~3°
(1)钻孔
利用金星9000型管棚钻机作为钻孔机械。
钻机就位后,由测量工按设计图准确画出钻孔位置。
施钻深孔时,钻机大臂顶紧在开挖面上,当第一节钻杆钻入岩层,尾部剩余20~30cm时停止钻进,接长第二根钻杆,用联接套把两根钻杆连接牢固,又重新钻孔,直至钻孔达到要求深度(比管棚长0.5m以上)后,按同样方法拆卸钻杆,钻机退回原位。
在钻孔时,要确保孔径比棚管外径大30~40mm。
管棚钻孔工艺流程见图4-3-13。
图4-3-13管棚钻孔工艺流程图
(2)管棚安装与注浆
先进行管件制作,采用Ф89普通钢管作为棚管,把加工好的管节联接套焊接在钢管两端。
然后将钢管安放在钻机钻臂上,凿岩机对准已钻好的引导孔,低速推进钢管。
当前一根钢管推进孔内,孔外剩余30~40cm时,要接长钢管,直至达到棚管设计长度。
用钻头掏尽钢管内残碴,再向管内注入水泥砂浆。
(3)管棚施工技术要点
①管棚钻孔外插角度允许偏差应控制在0.5%以内。
②钻孔应由高孔位向低孔位进行。
③钻孔孔径应比钢管直径大30~40mm。
④遇卡钻、坍孔时应注浆后重钻。
⑤钻孔合格后及时安装钢管,其接长时连接必须牢固。
⑥管棚采用的钢管纵向连接丝扣长度不小150mm,管箍长200mm,并均采用厚壁钢管制作。
⑦注浆浆液采用水泥砂浆,水泥砂浆配合比为1:
0.5~3。
⑧注浆浆液必须充满钢管及周围空隙,其注浆量和压力应根据试验确定。
(七)衬砌防排水
隧道二次模筑砼衬砌前,根据设计要求,先安装各种防排设施,防水板在洞外按一次衬砌长度制作成型,洞内防水板采用吊挂台架无钉孔铺设,防水板施作的同时施作好环向和纵向排水盲管,并与墙趾Ф100mm泄水孔相连。
1.排水盲管安装
在隧道开挖之后,先初喷一层砼以封闭岩面。
对于渗漏水严重地段先采用钻孔或挖槽的办法,使之尽可能地汇集于一体,然后在主要出水部位安装排水半管,排水半管采用带钢丝半管,半管应与受喷面接触紧密,接缝处采用胶粘片进行密封,再用细铁丝网将半管罩裹,铁丝网用水泥钉固定,最后喷射砼至设计厚度将排水半管封闭。
排水半管安装工艺流程见图4-3-14,排水半管布置见图4-3-15。
2.防水层施工
施工前首先对喷砼凹凸不平的部位进行分层喷射砼,以找平受喷面,补喷砼量不超过5cm,将外露的锚杆头、钢管截断并用砂浆摸平后,再将TDT450土工布用衬垫贴于喷射混凝土表面,有排水板时同时贴,然后用射钉上水泥钉锚固,水泥钉长度不小于50mm,平均每平方米拱顶布设3~4个,边墙2~3个;
最后采用手动专用熔接器将防水板热熔在衬垫上,两者粘结剥离强度不得小于母体的抗拉强度;
防水板应先根据一次衬砌长度及规定搭接长度下料,提前在洞外焊接好。
施工步骤:
(1)将防水板铺设台架移至作业地段就位;
(2)在支撑架上纵向铺设悬承用的φ6圆钢拉丝和8#号铁丝;
(3)将一个循环长度卷成筒状的防水板置于支架中央,放开防水