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1、目錄一、編制依據1二、工程概況1三、施工計劃2四、施工工藝匯總3五、施工方案4(一)總體施工方案4(二)施工方案4(三)、防排水施工方案17六、預防塌方的措施24(一)將“新奧法”的原理應用到施工中24(二)選擇合理的施工方法24(三)實施光面爆破24(四)加強初期支護及超前預支護25(五)加強施工現場管理25七、塌方應急處理措施26八、超前地質預報27(一)隧道超前地質預報目的27(二)超前地質預報的主要方法27九、監控量測28(一)監控量測項目28(二)量測斷面間距28(三)量測方法28十、機械配置31十一、質量控制32(一)掘進凈空控制33(二)初支質量控制33十二、安全保證措施33(一
2、)鉆孔安全保證措施33(二)爆破施工安全保證措施34(三)爆炸物品管理措施35(四)隧道開挖安全措施35(五)隧道出碴安全措施35(六)初期支護施工安全措施36(七)隧道襯砌施工安全措施36(八)通風與防塵安全措施37(九)瓦斯監測措施37(十)隧道洞內用電安全措施40(十一)防火安全措施40(十二)環境保護措施41(十三)高風險隧道包保跟班管理制度42十三、安全應急預案45十四、文明及環保措施47穿越土石分界面隧道專項施工方案一、編制依據1、國家、原鐵道部現行鐵路工程設計規范、施工指南、驗收標準;2、鐵道第三勘察設計院集團有限公司蒙華鐵路設計文件和圖紙;3、鐵道第三勘察設計院集團有限公司蒙華
3、鐵路地質勘察報告;4、蒙西華中鐵路股份有限公司煤運通道項目建設管理規定; 5、鐵路隧道工程施工技術;6、鐵路隧道防排水施工技術指南(TZ331-2009);7、鐵路隧道超前地質預報技術規程(Q/CR9217-2015)。8、爆破安全規程GB6722-20149、本單位的隧道施工經驗、管理水平、技術力量、設備能力等。二、工程概況(一)工程概述本標段起訖里程DK343+843.33DK379+530.98,位于黃土高原梁峁區,地貌以梁峁為主,其中延安以北主要為峁,延安以南主要為梁。沖溝發育,切割深度100400m,大的沖溝溝底一般溝底深入基巖。梁峁頂面海拔高程8001400m,最高處槐樹塬,高程為
4、1391m,最低處為汾川河河谷,高程約910m。本標段共有隧道13座,全長31862.87m,均為單洞雙線隧道。其中青化砭2號隧道、岳家1號隧道、姚店隧道、麻科義隧道、李家臺隧道洞身存在連續土石分界面,隧道土石分界段落及對應施工方法統計見后附表1。(二)工程地質隧道所在區域的大地構造部位屬于陜甘寧坳(又稱鄂爾多斯盆地)東南翼部,是一個基底硬化程度很高、比較標準的穩定地塊,該地區大部分覆蓋厚層黃土,隧道所在范圍內地層為上更新統風積砂質新黃土、黏質新黃土,中更新統沖洪積砂質老黃土、黏質老黃土。本里程段內無地下水,砂質新黃土含水率低,呈松散結構;黏質新黃土呈松散結構;黏質老黃土呈大塊狀壓密結構。(三
5、)穿越土石界面隧道施工要點及施工方法1、穿越土石界面隧道,其土石分界面基本與隧道軸線平行,且位于上臺階界面,隧道洞身水為基巖裂隙水,水量較大,開挖時,土石分界處拱部土體自穩性差,易坍塌及掉塊。2、土石分界面下基巖爆破作業時產生的震動對圍巖和地表的影響,易引起土石界面處圍巖應力變化,極易造成土體沿土石界面處滑塌和拱部坍塌事故,安全風險高、施工難度大。3、施工方法施工中運用綜合超前地質預報,結合圍巖監控量測、超前長導管、超前小導管支護措施和三臺階控制爆破施工技術,在洞身上半部施工時與黃土隧道施工方法一致,采用以機械開挖為主人工輔助施工的方法;而洞身下部泥巖、砂巖部分則是通過弱爆破破除主體部位的巖體
6、,然后再起爆布置在設計輪廓線上的周邊孔藥包,將光爆層炸除,形成一個平整的開挖面,可有效地控制周邊眼炸藥的爆破作用,從而減少對圍巖的擾動,保持圍巖的穩定,確保施工安全,同時,又能減少超、欠挖,提高工程質量和加快施工進度。在土石分界地段正洞各級襯砌初期支護上、中、下臺階設置6m長76(壁厚5mm)的鋼管鎖腳錨管;同時,上、中臺階初期支護鋼架底部節點間縱向采用厚度為14mm,寬度15cm的鋼板連接,鋼板縱向長度根據鋼架類型、尺寸等確定,每榀鋼架共4處節點,設4處縱向連接鋼板連接。三、施工計劃5座穿超土石界面隧道分三批開工,第一批計劃開工日期2015年9月15日,第二批計劃開工日期2015年9月30日
7、,第三批根據工序安排確定開工日期。詳細開竣工日期見表2表2 土石分界隧道施工度計劃序號隧道名稱計劃開工日期計劃竣工日期工期(天)1青化砭2號隧道2015.09.152018.05.259842岳家1號隧道2015.09.152017.04.125763姚店隧道2016.09.152018.06.1210024麻科義隧道2015.09.152018.02.218905李家臺隧道2015.09.152017.11.02780四、施工工藝匯總(一)技術參數(二)施工方法穿越土石界面隧道開挖采用機械開挖為主,松動弱爆破為輔的原則,開挖方式詳見表4表4 穿越土石界面隧道施工方法序號地質情況開挖方式開挖方
8、式1土石分界面位于下臺階三臺階大拱腳臨時仰拱法機械開挖為主,弱爆破為輔。2土石分界面位于中上臺階三臺階法施工上臺階機械開挖,中下臺階分次控制爆破法施工3土石分界位于拱頂CD法或三臺階機械開挖為主,預留光爆層分部爆破法為輔。五、施工方案(一)總體施工方案1、施工中運用綜合超前地質預報、結合圍巖監控量測,依據設計和地質調查,探明前方土石分界的具體位置。當土石分界位于拱頂時,核實拱頂土石分界位置,采取超前支護方式加固處理;對于界面破碎處,雨季會出現大量涌水,采取提前預注漿風水措施加固處理。2、在洞身上半部施工時與黃土隧道施工方法一致,采用以機械開挖為主人工輔助施工的方法;預留沉降量以圖紙及隧道沉降量
9、做參考值。而洞身下部砂巖部分則是通過弱爆破破除主體部位的巖體,然后再起爆布置在設計輪廓線上的周邊孔藥包,將光爆層炸除,形成一個平整的開挖面,可有效地控制周邊眼炸藥的爆破作用,從而減少對圍巖的擾動,保持圍巖的穩定,確保施工安全,同時,又能減少超、欠挖,提高工程質量和進度。3、在土石分界地段正洞各級襯砌初期支護上、中、下臺階鎖腳錨管均按6m長76(壁厚5mm)的鋼管設置;同時,上、中、下臺階初期支護鋼架底部節點間縱向采用厚度為14mm,寬度15cm的鋼板連接,鋼板縱向長度根據鋼架類型、尺寸等確定,每榀鋼架共4處節點,設4處縱向連接鋼板連接。(二)施工方案1、開挖施工根據土石分界面不同位置,制定三種
10、不同的施工方案。(1)土石分界面位于下臺階采用分部弱爆破施工。開挖施工在上部施工采用人工配合挖掘機開挖,下部部分采用機械開挖,機械開挖困難時,采用弱爆破的方法,下部左右兩側分開爆破,最大程度減小爆破震動。上臺階長度控制在5m以內,下部左右兩側分開爆破的間距控制在不小于3m。為保證拱頂不易產生失穩、坍塌現象,爆破時嚴格控制好炮眼的深度、數目以及裝藥量等。根據地質條件和設計參數,循環進尺選擇0.75m。必須要注意的是當土石界面位于仰拱部位時,開挖仰拱前必須對基底進行加固,加固措施為施做鋼管樁,樁徑為89(壁厚5mm)樁間距1*1,梅花形布置。中臺階長度控制在5m以內,開挖一環、支護一環,下斷面開挖
11、后及時施作仰拱,形成封閉結構。巖石地段采用鉆爆法開挖,如遇土石交界則采用弱震動爆破法開挖。開挖時使用多功能作業臺架、YT-28風槍鉆孔,光面爆破,楔形掏槽,毫秒延期雷管微差起爆,循環進尺擬確定為2m;錨、網、噴初期支護,局部地段拱墻輔以鋼拱架加強。(2)土石分界面位于中上臺階,上臺階采用機械開挖,中臺階采用控制爆破法施工。人工配合機械開挖上部土體并做好初支,為中下臺階提供臨空面,依次爆破中、下臺階,下臺階分左右兩部分分別起爆。上臺階可適當預留核心土,循環進尺不大于0.75m。施工前先對拱部采用6m60超前長導管及3.5m42超前小導管進行預支護,然后采用臺階法開挖,錨、網、噴初期支護。施工中,
12、應根據圍巖情況,采用合理的施工順序和確定上、下臺階間的距離。開挖后,先初噴混凝土封閉巖面,及時施做初期支護和臨時支護。鋼架安裝后,要及時打設鎖腳錨桿。盡早施工仰拱,使土石分界斷面形成一個封閉環,增加隧道的穩定性。(3)土石分界位于拱頂附近采用CD法或三臺階預留光爆層分部爆破法施工。當土石分界位于拱頂且處于富水區段時,隧道施工前,首先對該段進行注漿固結加固,降低圍巖的滲透系數,提高圍巖穩定性。土石分界位于拱頂且處于富水區,地層穩定性差,需嚴格控制沉降,拱部采用89自進式管棚及小導管超前支護。三臺階大拱腳臨時仰拱施工工序橫縱斷面及流程示意見圖1、圖2。圖1 三臺階大拱腳臨時仰拱施工工序橫斷面及縱斷
13、面示意圖施工準備初噴混凝土、錨桿、出碴仰拱、拱墻復合襯砌施工開挖質量檢查確定欠挖部位地質預報、測量、量測初期支護地質素描機械開挖結束超前支護圖2 三臺階大拱腳臨時仰拱法施工工藝流程圖施工前先對拱部采用6m60超前長導管及3.5m42超前小導管進行預支護,然后采用臺階法開挖,錨、網、噴初期支護。施工中,應根據圍巖情況,采用合理的施工順序和確定上、下臺階間的距離。開挖后,先初噴混凝土封閉巖面,及時施做初期支護和臨時支護。鋼架安裝后,要及時打設鎖腳錨管。盡早施工仰拱,使土石分界斷面形成一個封閉環,增加隧道的穩定性。三臺階施工工序縱斷面示意如下表3:圖3 三臺階法工序縱斷面圖2、注意事項(1)當施工掘
14、進達到510m時,必須進行落底成環施工。落底成環施工要謹慎、科學組織,左右側錯開一定距離分別落底,避免兩側同時落底,造成拱架懸空引起較大的沉降,拱架落底時拱架底部要支立牢靠并及時回填。每次拱架落底不宜太長,按23榀進行控制。(2)隧道土石分界段拱部土體自穩性差,易坍塌及掉塊,因此支護必須緊跟。每循環開挖后應立即施作錨噴掛網聯合支護,認真進行初噴作業,初噴厚度為4cm,噴射混凝土時,分多次復噴至設計厚度,這樣可以保證噴射混凝土的施工質量,又能減少回彈量,節約施工成本。(3)施工中在拱架底部增設混凝土墊塊塞實,以避免拱架及初期支護不必要的沉降;拱架連接螺栓必須上齊并擰緊,騎縫焊接飽滿。(4)土石分
15、界段預留變形量應適當加大,開始10m取20cm預留沉降量,后面10m取設計預留變形量的上限值12cm,再往后的施工中根據拱頂沉降和周邊收斂值信息,及時調整預留變形量,以確保初期支護凈空滿足規范要求。(5)土石分界段加強洞內監控量測,發現異常時要加密測點,同時加大觀測頻率。當變形超標時立即停止掘進,封閉掌子面,采取掌子面超前預注漿、加密型鋼支撐等措施,控制變形發展。(6)土石分界段加強地質超前預報工作,采用超前鉆孔探明前方圍巖情況,根據不同地質情況,及時提出變更意見,調整支護結構參數,做到巖變我變。(7)施工中,結合施工管理理念,盡量采用機械代替人工的施工方法。3、操作要點(1)測量放樣對洞內水
16、準點,導線點應根據規范要求及時組織復測,樁點必須穩定、可靠,且通視良好。水準點應設在不易損壞處,并加以妥善保護,測量儀器、工具使用前應做檢校,保證儀器的精度符合使用要求。隧道開挖前,測量人員應在開挖斷面標出眼位,以便準確打眼。加強監控量測,提供準確變形數量,及時修改支護方案。施工過程加強監測,及時處理和分析測量數據,根據分析結果調整支護參數。(2)開挖施工在土石分界處施工,以分段分部微震爆破為主,減弱對圍巖的擾動,減小松動范圍,使開挖輪廓圓順。采用預留核心土、環型爆破開挖法。優點是:環型開挖周邊眼間距較小,一次裝藥量少,對周邊圍巖擾動較小,同時先開挖出的環型槽,在后序主體部分爆破起到較好的減震
17、作用。減輕震動爆破措施采用微震光面爆破,減輕震動影響,減小對圍巖的擾動,是保證本隧道軟弱圍巖施工安全的重要措施,其施做要點是:a)密打眼,少裝藥,并根據爆破震動衰減規律公式反算控制最大單響起爆藥量。b)合理安排段間隔時差:為避免爆破震動波形疊加,降低爆破震動強度,延時毫秒雷管跳段使用,總延時控制在130ms左右。c)根據以往施工經驗,爆破產生大振速部位通常為:掏槽爆破、底板或底角爆破、周邊光面(預裂)爆破,為此,采用的手段一是采用楔形復式掏槽技術;二是根據計算單響起爆藥量,將底板眼、周邊眼等,分段進行起爆。(3)鉆爆設計鉆爆設計原則根據工程地質及現場施工條件,以級圍巖為例,按照臺階法輪廓控制爆
18、破設計。圖4 IV級圍巖炮眼布置圖;表5 IV級圍巖三臺階法光面爆破參數。炮眼深度不變的情況下,采用理論計算法、工程類比法與現場試爆相結合,確定各部位炮眼鉆爆參數,分配各個炮眼裝藥量及裝藥結構,通過合理布孔、控制裝藥量和起爆爆炸力、起爆順序等,得到設計要求的開挖輪廓面,從而減少超欠挖,減輕對圍巖的破壞作用,達到爆后壁面圓順、平整,縮短排查清除危巖的時間。確保施工安全和加快施工進度,同時又能提高工程質量和降低成本。鉆爆設計a周邊眼間距E、最小抵抗線W周邊眼間距E是直接控制開挖輪廓面平整度的主要因素,借助于經驗公式EKid,一般情況下E=(812)d(d為炮眼直徑);抵抗線W(1.01.5)E。本
19、設計炮眼間距E為450mm,炮眼直徑D為42mm,滿足對E、W值的要求,施工過程根據爆破效果和具體巖層適當調整。b周邊眼每米裝藥長度L、裝藥集中度qa.L=2m2.8c/(V00)1.4L1.4滿足條件:每米裝藥長度L的精度達到0.005m即可m 不耦合系數,mD/d42/351.20 炸藥密度,采用2煤礦硝銨炸藥,00.95g/cm3c 巖石抗壓強度,弱風化砂巖,c140MPa=1400Kg/cm3V0 標準狀態下,每克炸藥生成氣體的體積,查表取8000 cm3/gb.q(d2/4)0Lc炮眼數量N的確定炮眼數量計算根據下列公式計算:N=S0/E+CSS0 開挖面周長(m)E 周邊眼間距(m
20、)C 掏槽眼和擴大眼系數,中硬巖取1.5(m)S 開挖隧道斷面積()d每循環裝藥量QQ=qVq 單位2#煤礦硝銨炸藥用量,由修正的普氏公式q=1.1K0(f/S)0.5計算求得q=1.1Kg/m3 應通過現場實際爆破效果做對比分析結果節省炸藥,q在此取0.9 -1.2kg/m3為宜。V 單循環爆破巖石體積(m3)d各炮眼藥量分配圍繞光面爆破關鍵技術,遵循藥包對殉爆距離的要求,通過多個循環爆破效果對比分析,優化炮眼中長度與炮泥回填堵塞長度的最佳比例,后對各部位炮眼進行藥量分配,掏槽眼及底眼采用大直徑藥卷,連續裝藥;輔助眼及內圈眼采用大直徑藥卷,連續裝藥,其裝藥量按照遞減的原則進行分配;周邊眼采用
21、小直徑藥卷;所有炮孔均采用正向裝藥,具體各炮眼裝藥量見鉆爆設計圖。e炮眼堵塞堵塞作用是使炸藥在受約束條件下能充分爆炸,以提高能量利用率,堵塞長度因炮眼不同而不同。最小堵塞長度為炮眼深度的1/3。采用炮泥機現場加工炮泥,要求堵塞密實,不能有空隙或間斷。f爆破器材I無瓦斯爆破炸藥:采用2#煤礦硝銨炸藥或乳化炸藥,采用20cm長,直徑32mm標準藥卷,每卷0.2Kg炸藥。雷管:采用毫秒延期電雷管起爆。II瓦斯地段按照煤礦用爆破器材管理規定選用:i低瓦斯隧道的巖石掘進工作面,必須使用安全等級不得低于一級的煤礦許用炸藥。ii瓦斯工區必須采用專用放炮器起爆,并使用煤礦許用電雷管。嚴禁使用秒或半秒級電雷管。
22、使用電雷管時,最后一段的延期時間不得大于130ms。表5 瓦斯段落爆破器材選擇表部位爆破器材名稱規格備注瓦斯地段煤礦許用毫秒延期電雷管8號覆銅殼、1-5段MJB030004煤礦許用毫秒延期電雷管8號發藍殼MJB030003煤礦許用瞬發電雷管8號紙殼MJB020028煤礦許用瞬發電雷管8號發藍殼MJB090003三級煤礦許用乳化炸藥32200 gMJA020041二級煤礦許用乳化炸藥32150 g、32200 gMJA020042二級煤礦許用乳化炸藥27150gMJA020043一級煤礦許用乳化炸藥32200 gMJA060007g裝藥結構隧道裝藥結構要求各炮眼均采用正向起爆,周邊眼采用間隔不耦
23、合裝藥結構,雷管后面不允許裝藥需用炮泥封口。h裝藥連線網路裝藥時,每2人一組,分片按照鉆爆設計圖確定的裝藥量自上而下進行裝藥,必須采用串聯連線方式,線路所有連線接頭應相互扭緊,明線部分應包覆結緣層并懸空,母線和連線不得與金屬、鋼絲繩等導體接觸,母線與電纜電線應分別掛在隧道的兩側,若必須在同側時母線應在下方,并保持0.3m以上的間距。母線應采用絕緣良好柔軟的銅芯電纜,并隨掛隨用,嚴禁將其固定。網路連接好后,要有專人負責檢查。i炮眼布置原則掏槽炮眼布置在開挖斷面的中部采用直眼掏槽,炮眼方向在巖層層理或節理明顯時,不得與其平行,應呈一定角度并盡量與其垂直。周邊炮眼沿設計開挖輪廓線布置,以保證爆出的斷
24、面符合要求。輔助眼交錯均勻布置在周邊眼和掏槽眼之間,力求爆下的石渣塊度適合裝渣的需要。周邊眼與輔助眼的眼底應在同一垂直面上,以保證開挖面平整,但掏槽炮眼應加深10-20cm。炮眼布置數量視隧道開挖斷面的大小和圍巖情況而定。j控制要點采用光面爆破技術和微震控制爆破技術,嚴格控制裝藥量,以減小對圍巖的擾動,控制超欠挖,控制洞碴粒徑以利于挖堀裝載機裝碴。隧道開挖每個循環都要進行施工測量,控制開挖斷面,在掌子面上用紅油漆畫出隧道開挖輪廓線及炮眼位置。鉆眼必須按設計指定的位置進行。鉆眼時掘進眼保持與隧道軸線平行,除底眼外,其它炮眼口比眼底低5cm,以便鉆孔時的巖粉自然流出,周邊眼外插角控制在34以內。掏
25、槽眼嚴禁互相打穿相交,眼底比其它炮眼深20cm。裝藥前炮眼用高壓風吹干凈,檢查炮眼數量。裝藥時,專人分好段別,按爆破設計順序裝藥,裝藥作業分組分片進行,定人定位,確保裝藥作業有序進行,防止雷管段別混亂,影響爆破效果。裝藥后用炮泥堵塞。起爆采用毫秒延期電雷管并使用防爆型發爆器,放炮電雷管必須采用串聯接法,始末兩端接于發爆器接線柱上,各接線端必須連接牢固,以杜絕火花,雷管線之間如需加長必須用雙條線連接。采用正向起爆,使用低段別雷管,總延時小于130ms。雷管聯接好后有專人檢查,檢查雷管的連接質量及是否有漏聯的雷管,檢查無誤后起爆。k不同圍巖鉆爆設計根據地質情況,不同圍巖采用不同的爆破方法,在施工中
26、根據光面爆破設計結合現場地質情況進行爆破試驗,不斷修正爆破參數,達到最優爆破效果,開挖后及時完成初期支護。圖4 IV級圍巖炮眼布置圖表5 IV級圍巖三臺階法光面爆破參數眼別 段別 眼深(米)眼數(個) 雷管數裝藥集中度單孔裝藥量 單段總裝藥量(個)(kg/m) (kg)(kg)上臺階掏槽眼1#2.7660.2 0.63.6掏槽眼2#2.7660.2 0.63.6輔助眼3#2.519190.2 0.47.6周邊眼4#2.527270.1 0.38.1底板眼5#2.510100.2 0.44中臺階合計686826.9輔助眼1#310100.2 0.66輔助眼2#310100.2 0.66輔助眼3#
27、311110.2 0.66.6輔助眼4#311110.2 0.66.6周邊眼5#318180.1 0.35.4底板眼5#311110.2 0.66.6合計717137.2下臺階輔助眼1#311110.2 0.66.6輔助眼2#311110.2 0.66.6周邊眼3#312120.1 0.33.6底板眼5#310100.2 0.66合計444422.8仰拱輔助眼1#3.5880.2 0.86.4周邊眼3#3.5880.1 0.453.6底板眼5#3.5990.2 0.87.2合計252517.2(3)超前支護施工在土石分界地段正洞各級襯砌初期支護上、中、下臺階鎖腳錨管均由常規4m長42(壁厚5m
28、m)鋼管調整為6m長76(壁厚5mm)的鋼管。同時,上、中、下臺階初期支護鋼架底部節點間縱向采用厚度為14mm,寬度15cm的鋼板連接,鋼板縱向長度根據鋼架類型、尺寸等確定,每榀鋼架共4處節點,設4處縱向連接鋼板連接。鋼管前端加工成錐形,尾部焊接6mm鋼筋加勁箍,管壁四周鉆6mm溢漿孔。超前小(長)導管施工工藝流程見下圖4:測量布孔鉆 孔小導管安裝噴混凝土封閉掌子面焊接固定小導管加工是否滿足要求是否注 漿施工準備圖4 超前小導管施工工藝流程圖(4)初期支護施工隧道支護施工中,將嚴格按照設計要求并結合實際需要,對各種支護進行組合應用,確保隧道結構滿足設計要求。隧道支護施工工藝流程見下圖5。 超前
29、小導管、中管棚合格是施工準備洞身開挖斷面檢查與處理吹凈巖面初噴混凝土封閉巖面施作錨桿、掛設鋼筋網噴射混凝土至設計厚度圍巖量測小導管及管棚加工漿液及砂漿制備調整檢查安設鋼拱架信息反饋、確定合理二襯施工時間通風排煙不合格圖5隧道支護施工工藝流程(三)、防排水施工方案1.洞內水溝系統掌子面設置小集水坑,用小抽水泵抽水通往隧道中心排水溝,中心深埋水溝,中心水溝采用600壁厚為120mm鋼筋混凝土預制管,置于仰拱下圍巖內。中心深埋水溝在施工仰拱前及時開始施工,土質地層采用挖機開挖,巖質層采用控制爆破開挖,開挖坡度不宜緩于1:0.3,盡可能減少對隧道兩側墻底的擾動。2.反坡排水(1)隧道反坡排水的特點反坡
30、施工即洞內施工前進方向為下坡,洞內水向工作面匯集,需要及時抽排,以防止施工掌子面水積聚過深,影響隧道圍巖的穩定和危及隧道施工的機械設備及施工人員的完全,影響正常的施工生產。(2)總體方案反坡排水,需采用機械排水,設置多級泵站接力排水,工作面積水采用移動式潛水泵抽至就近泵站,其余已施工地段隧道滲水經隧道內側溝自然匯集到泵站水池內,由固定排水泵站將積水經排水管路抽排至上一級排水泵站內,如此由固定式排水泵站接力將洞內積水抽排至洞外,經污水處理池處理后排放,固定式排水泵站水倉容量按5min涌水量設計,并考慮施工和清淤方便綜合確定; 洞內反坡排水方式,根據坡度、水量和設備情況布置管路和排水泵站,一次或分
31、段接力排出洞外。根據本隧道的實際情況,擬在施工中采用長距離管道配合小集水泵收集式反坡排水,對坡度較緩的隧道反坡道施工排水,適合采用較長距離開挖固定式集水坑作為泵站,一般按400m一處設置,用小集水泵將開挖面的積水抽到最近的集水坑內,再用大功率的泥漿泵通過排水管道將水排到洞外。這種方式的優點是所需抽水機較少,需要開挖的集水坑較少,排水泵站較少,缺點是要安裝水管較長,抽水機需要跟隨坑道的掘進二次拆遷前移。(3)設備選型配套隧道排水主要為隧道滲水,同時需考慮到施工用水。水質除地下水的本身成分外,主要還有巖石、石屑、泥漿,同時還有噴射混凝土的回彈物摻雜物,所以除考慮到需排的水量外,還應考慮到排水的成分
32、組成。洞內水量是逐段遞增,在各級泵站的水泵選型上,應按照排水能力遞增原則自下而上遞增選配。各級泵站排水能力應充分配備,并有一定的儲備能力。水泵采用多級泵及高效耐磨渣漿泵,功率22KW、11KW兩種。隧道內泵站間水量遞增較大,為了考慮到在管理、操作維修上的方便,泵站間高差相近,選用型號相同水泵,只是在設備數量上相應增加。管路根據洞內水量情況,結合選配的抽水設備,各工區和斜井工區正常施工排水各采用3套管路(可根據隧道施工后洞內涌水情況增加管路):2套為150mm管材均為無縫鋼管(一套檢修備用,一套日常使用);l套為80 mm消防軟管(工作面上移動積水)。集水坑設置集水坑設于洞內左側,每隔400m設
33、置l處,同時根據隧道內出水量情況予以適當加密。臨時集水坑的容量按該段5min的匯水量加上施工用水量(每工作面20-30m2d)合計確定,可根據實際情況進行調整大小。固定泵站設置固定泵站為整個施工過程結束前所使用的接力排水水倉位置,泵站水倉容量計算按該段5min的匯水量加上施工用水合計確定,泵站統一設置在洞內左側。排水供電為確保洞內排水正常進行,不因電路問題導致抽排工作的間斷,設置一條專用供電線路。由于水泵功率較大,新用電源電壓為380V,所以泵站用電引入380V穩定電源。(4)各項保證措施組織管理保證在排水施工上不僅需要一套完善、合理的排水系統,還需在管理上予以加強,才能達到預期的效果。為此不
34、僅成立了專業排水隊,每個現場管理組設隊長一人,副隊長一人,設備檢修2人,排水工班2個班,每班組成:工班長l人,泵站管理l人。還制定嚴格的值班制度。每個隧道作業面的隧道排水日常上作堅持隊長、副隊長輪流24h值班制,并制定抽水記錄表進行統一管理,發現問題及時處理,匯總問題進行總結分析。安全技術保障措施對施工技術人員進行技術和操作培訓,針對一些技術特點和操作要領作重點講解和現場示范。對用電的排水設備要確保電路安裝的正確,檢查轉向是否正確,設置接地裝置及標忐,要嚴格按照安全用電方案辦理,做到一機一閘一漏。水泵的冷卻采用下一個泵站抽上來的水直接澆至排水泵上進行冷卻。由于洞內均為滲水及涌水,雖然使用水泵為
35、污水泵,一旦在進水口處產生淤積將導致堵泵。為此,需要對坑內污水進行攪合,施工中采用在水泵與管路的接口處安一處出水口并安裝閥門,利用抽水的高壓水不斷對進水口處進行沖攪,同時利用高壓風進行沖吹,防止淤泥的淤積。針對隧道施上的特點,施上人員對隧道內排水溝及集水坑內污泥雜物要及時進行清理,對管路要定期檢查維修,定期用清水進行沖洗。在集水泵進水口包裹鋼絲網,同時把水泵或進水口放在竹筐內,可以防止污泥及雜物進入而發生堵塞。當水位下降超過底座,間隙出水時,應立即停機檢查,運行一段時間后,須進行維護保養。及時地進行保養和維修確保設備正常運轉的必要措施。對隧道內的抽水設備要定期進行安全檢查,并派專人負責管理,做
36、到24小時輪流值班,建立嚴格的值班管理制度。對易損的排水設備及管理配件要有必要的儲備和供應上的保障。應急預案由于隧道施工中可能出現突水、涌水等突發事故。為此,在現有排水系統上增設了l套設備和管路作為應急措施。管路利用高壓進水管路,即在每個泵站處在高壓水管上開口,與安裝在泵站處的水泵接通,正常情況下把閘閥關閉。一旦遇到突水、涌水現象,即把進水閘閥關閉,截斷高壓供水,打開排水閥進行應急抽排,在特殊情況下,洞內高壓風管也可以改造利用上作為排水管道。針對隧道反坡施工排水的困難的特點,對隧道內突發涌水事故,抽水設備損害,水位突然升高,建立必要的逃生系統,在掌子面及隧道內設置應急燈,在隧道內作業區放置救生
37、衣,并保持隧道內通信暢通,發生突發事故后及時上報項目部應急預案領導小組,啟動突發事件的應急預案。3.防水層防水(1)工藝流程在隧道拱墻初期支護與二次襯砌之間鋪設EVA防水板(厚度不小于1.5mm),防水板與土工布結合使用,重量大于350g/。為確保防水層施工質量,采用無釘孔鋪設工藝施工。(2)防水板鋪設鋪設準備在洞外檢查、檢驗緩沖層材料及防水板質量,防水板宜選用高分子材料,其材料標準應符合防水板技術條件。幅寬一般為24m,厚度不小于1.5mm,耐刺穿性、柔性、耐久性好且應符合設計要求。對檢查合格的防水板,用特種鉛筆劃焊接線拱頂分中線,并按每循環設計長度截取,對稱卷起備用;洞內在鋪設基面標出拱頂
38、中線,畫出隧道中線第一環及垂直隧道中線的橫斷面線。緩沖層鋪設對于設計為分離式的防水板,先進行緩沖層鋪設。緩沖層材料為土工布(350g/),一般采用射釘固定。固定點間距:一般拱部位為0.50.8m,邊墻為0.81.0m,底部為11.5m,呈梅花形排列,并左右、上下成行固定。在凹凸較大的基面上,在斷面變化處增設固定點,保證其與混凝土表面密貼。防水板鋪設防水板鋪設應超前二次襯砌施工,并設臨時擋板防止機械損傷和電火花灼傷防水板,同時與開挖面應保持一定的安全距離。防水板采用環向鋪設,從拱部向兩側邊墻展鋪,下部防水板應壓住上部防水板,松緊應適應并留有余量(一般實鋪長度與噴射混凝土面弧長的比值為1.11.2
39、),保證防水板全部面積均能抵到圍巖。分段鋪設的卷材的邊緣部位預留至少60cm的搭接余量,并對預留部分邊緣部位進行有效的保護。附屬洞室處鋪設防水板時,先按照附屬洞室的大小和形狀加工防水板,并與邊墻防水板焊接成一個整體。兩幅防水板的搭接寬度不應小于150mm。防水板固定分離式防水板,可用熱風焊槍或熱合器,使其防水板融化與塑料墊圈粘結牢固。4.結構縫防水環向施工縫埋設中埋式橡膠止水帶+背貼式橡膠止水帶防水;縱向施工縫在邊墻兩側墻角處設置,采用中埋式橡膠止水帶和遇水膨脹橡膠止水帶防水;變形縫設在隧道地層顯著變化處和斷面明顯變化處,以及軟硬巖分界處,明暗分界處,變形縫寬2cm,變形縫內緣以雙組份聚疏密封
40、膠封堵,其余的空隙采用乙烯泡沫塑料嵌縫密實。結構縫處施工時,采用自制角鋼夾具將中埋止水帶固定在待澆筑混凝土斷面中間,上、下兩循環間各放置1/2長度,然后安裝封堵模板,澆筑上一循環混凝土。待進行下一循環混凝土澆筑時,在已襯砌混凝土表面上涂抹界面劑,將另一半止水帶的位置調整好,用膠水粘接牢靠并用鋼筋夾固定,用同樣的方法澆筑下一循環混凝土。兩次澆筑混凝土時,及時調整止水帶位置,保證止水帶置于二次襯砌的斷面中央。六、預防塌方的措施塌方的原因很多,除地質條件等自然災害外,主觀因素也占很大比例,通過加強監控量測、超前預報、施工過程控制、規范施工行為等措施,能有效降低隧道施工風險。(一)將“新奧法”的原理應
41、用到施工中新奧法就是應用巖體力學的理論,以維護和利用圍巖的自承能力通過采用及時的“錨噴支護”或更進一步的“噴、錨預支護”等聯合支護手段有效抑制圍巖的松弛變形,并通過監控量測手段,及信息處理,調整支護參數,從而使圍巖成為支護體系的重要組成部分的一種施工原理。(二)選擇合理的施工方法隨著隧道施工技術的全面發展,隧道鉆爆開挖已成為目前隧道開挖的主要方式,但隧道水文、地質特征千變萬化,很大程度上決定著隧道開挖方式,因此,針對不同的地質條件,結合造價、工期、施工水平、設備情況,選擇合理的施工方法,運用合理的開挖技術,這是預防隧道塌方的前提。(三)實施光面爆破光面爆破是合理的選擇各種參數嚴格控制裝藥量,合
42、理的炮眼布置、爆破器材,利用圍巖的抗拉強度遠小于抗壓強度這一特征,在隧道周邊實行“密眼小爆破”的技術,使隧道周邊形成規則的輪廓線,并盡可能使輪廓線以外的巖石少受擾動,保持圍巖的自身強度。實行光面爆破,不僅僅是減少隧道超欠挖的一種有效手段,也是保證圍巖整體性不受破壞,圍巖自身強度不受削弱的前提,它不但對初期支護提供了良好的工作面,也防止了圍巖因凹凸不平產生應力集中而引起的掉塊或坍塌。(四)加強初期支護及超前預支護良好的初期支護和超前預支護是預防塌方的有效手段。土石分界段在開挖后,由于山體原先的應力平衡被打破,必然要進行應力重分布,出現變形、松弛、擠壓等現象,變形過大,就失去了承載能力,出現坍塌。
43、因此,為了有效抑制圍巖的變形,必須對圍巖進行及時支護限制變形。在施工過程中,應根據不同圍巖巖層進行合理支護,做到錨噴及時,緊跟掌子面,且保證支護可靠(強度、厚度、數量與緊貼圍巖等),盡早封閉成環,確保剛度,不因一時的穩定而存在僥幸心理。在隧道施工中應明確規定掌子面與初期支護的時間與距離,初期支護一次到位,不得進行二次補做,以確保初期支護質量。(五)加強施工現場管理施工現場管理,是完成一切預防措施的前提和基礎,因此,必須加強對現場施工的管理。從提高施工人員的技術水平和加強崗位責任制出發,進行素質教育,制定行之有效的規章制度,其中最重要的是現場施工員,必須是經過培訓和考核合格,具有強烈責任心、敬業
44、精神,具有較豐富的實踐經驗與組織能力的人擔任。加強施工過程中的“三觀察”:觀察掌子面的地質情況及開挖成型情況,并特別注意臺車鉆進時的異常情況,因為開挖鉆進時所反映的情況更直接可靠,對于出現的異常現象要及時進行分析、并調整爆破、支護參數;觀察初期支護,隨時對已支護地段進行觀察、觀測,掌握初期支護的開裂、變形程度;觀察圍巖變化,對圍巖的變化除采用量測手段外,還應用目測觀察,對局部掉塊、開裂地段進行分析,及時補強支護,消除隱患,因為局部地段的掉塊,不是圍巖應力及內部擠壓,就是塌方發生的前兆。提高隧道通風及照明技術,強化現場文明施工及標準化工地建設,給隧道施工提供一個良好的施工環境。改進管理模式,努力
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