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1、目 錄一、編制依據1二、適用范圍1三、工程概況1四、隧道變形段總體施工方案21、總體施工方案22、支護參數3五、施工方法41、施工順序42、施工工藝流程圖53、施工方法5六、監控量測、超前地質預報實施方案101、監控量測102、超前地質預報13七、資源配置131、勞動力配置132、設備配置14八、質量保證措施141、確保施工質量保證措施14九、安全保證措施15十、應急預案161、編制目的162、適用范圍163、應急工作原則164、組織機構175、各項風險預防措施236、信息上報程序267、應急物資儲備26長坪隧道斜井工區正洞大變形試驗段專項方案一、編制依據1、麗香鐵路黃山哨隧道進口巖堆體段處理
2、方案及軟弱圍巖隧道變形控制方案研討會專家意見。2、新建鐵路麗江至香格里拉線隧道大變形試驗段設計方案。3、新建鐵路麗江至香格里拉線施工變更設計大變形型襯砌(H2500m)施工圖。4、鐵路隧道監控量測技術規程(Q/CR9218-2015)。5、鐵路隧道施工規范(TB10204-2002)。6、鐵路隧道超前地質預報技術規程(Q/CR 9217-2015)。二、適用范圍該方案實施選在長坪隧道斜井工區正洞往大、小里程方向,里程為DK61+362DK59+275、DK61+464DK61+706。三、工程概況長坪隧道斜井工區屬高中山構造剝蝕地貌,地表覆蓋坡殘積層粉質黏土、角礫土,厚08米不等,局部較厚,下
3、伏基巖為三疊系片理化玄武巖,局部夾有凝灰巖,測區地質構造復雜,新構造運動強烈,地表不發育,主要為坡面溝槽水,地下水較發育,主要為基巖裂隙水,預計隧道一般涌水量1.74104 (m3/d),最大涌水量2.09104 (m3/d)。水質一般對混凝土結構無侵蝕;不良地質有巖堆、危巖,無特殊巖土。隧道通過物探異常帶,巖體破碎,易坍塌、掉塊和突水突泥。隧道埋深較大處片理化玄武巖中有發生巖爆的可能性。根據5月26日業主、設計單位下發新建鐵路麗江至香格里拉線施工變更設計大變形型襯砌(H2500m)施工圖,我項目部計劃長坪隧道DK61+362DK59+275、DK61+464DK61+706段參照大變形型襯砌
4、施工。四、隧道變形段總體施工方案1、總體施工方案采用“大變形型襯砌斷面圖”,隧道內輪廓不變,預留變形量40cm,開挖輪廓線邊墻曲率加大。全環采用I20b鋼架,間距0.5m/榀,鋼架間縱向連接鋼筋采用25鋼筋,Z形布置,設于鋼架內側(靠二襯側),鋼筋縱向接頭應相互錯開,鎖腳采用42鎖腳錨管,4m每根,與鋼架焊接牢固;同時加強各臺階底部鋼架縱向墊槽鋼的施工工藝,確保鋼架系統整體穩定性;拱部設42超前小導管,每根長3.5m,環向間距0.4m,縱向間距2m,系統錨桿采用藥包錨桿,長度4.0m,非對稱性施工。施工采用三臺階法,下臺階與仰拱一次開挖成形并及時封閉成環,從上臺階開挖到仰拱初支封閉成環時間控制
5、在12天左右。大變形型襯砌斷面圖及支護圖如下圖:圖4-1 大變形型襯砌斷面圖2、支護參數超前小導管支護:拱部設42超前小導管,每根長3.5m,環向間距0.4m,每環31根,縱向間距2m,注水泥漿,注漿壓力0.51.0MPa。I20b鋼架支護:鋼架架縱向間距50cm/榀。鋼架間縱向連接鋼筋采用25鋼筋,Z形布置,設于鋼架內側(靠二襯側),鋼筋縱向接頭應相互錯開;同時,臺階底部鋼架縱向墊設槽鋼,確保鋼架系統整體穩定性。鎖腳錨管采用42鋼管,鉆孔直徑不小于60mm,注水泥漿,注漿壓力0.51.0MPa,拱腳和邊墻腳兩側各2根,單根長4m,具體部位及角度見附件設計圖。鋼筋網:拱墻采用8鋼筋網,網格間距
6、2020cm。邊墻系統錨桿:采用22藥包錨桿,不能成孔時可考慮采用自進式錨桿。錨桿長4.0m,間距縱向1.0m橫向1.0m。噴射混凝土:采用C25噴射混凝土,拱墻及仰拱厚度均為27cm。五、施工方法采用三臺階施工方法,臺階高度確定為上臺階高度2.5m,中臺階高度4m,下臺階帶仰拱高度4.02m。上臺階長度35m,中臺階長度5m。開挖方法選擇挖掘機帶破碎頭開挖,在確需爆破段采用弱爆破的方式。開挖進尺控制在1榀拱架間距之內(即50cm)。1、施工順序圖5-1 三臺階法施工示意圖2、施工工藝流程圖圖5-1 三臺階法施工工藝流程圖3、施工方法(1)超前小導管支護施工采用風鉆鉆孔,用錘擊或鉆機將小導管頂
7、入,注漿泵注漿。施工準備注漿孔孔位布置洞外小導管加工鉆 孔清 孔注 漿導入小導管結 束安止漿塞注漿質量綜合檢查漿液配制合格不合格圖5-2 超前小導管施工工藝圖小導管的縱向搭接長度不小于設計,外插角滿足規范要求(1015),與線路中線方向大致平行??孜汇@設偏差不超過5cm,孔眼長大于小導管長,鋼管頂入長度不小于管長設計長度,用高壓風將管內砂石吹出。(2)I20b鋼架施工制作:鋼架按設計尺寸在鋼構件加工廠下料分節焊接制作,制作時嚴格按設計圖紙進行,保證每節的弧度與尺寸均符合設計要求,每節兩端均焊連接板,節點間通過連接板用螺栓連接牢靠,加工后必須進行試拼檢查,嚴禁不合格品進場。安裝:鋼架按設計要求安
8、裝,安裝尺寸允許偏差:橫向和高程為5cm,垂直度2。鋼架的下端設在穩固的地層上,拱腳高度低于上部開挖底線以下1520cm。拱腳及邊墻腳加設槽鋼墊塊。施工準備連接鋼筋加工拱架拼裝檢查查拱架架立測量定位斷面檢查欠挖處理洞外拱架加工,檢查,倒運焊接縱向連接筋噴混凝土結 束合格返工合格不合格不合格初噴混凝土圖5-3 拱架施工工藝框圖 (3)鋼筋網鋪設鋼筋須經試驗合格,使用前必須除銹,在鋼構件加工廠分片制作,安裝時搭接長度不小于一個網格。人工鋪設貼近巖面,與錨桿和鋼架綁扎連接(或點焊焊接)牢固。鋼筋網和鋼架綁扎時,應綁在靠近巖面一側,確保整體結構受力平衡。噴混凝土時,減小噴頭至受噴面距離和控制風壓,以減
9、少鋼筋網振動,降低回彈。(4)錨桿施工錨桿采用風鉆鉆錨桿孔, 錨桿鉆孔利用臺架施鉆,按照設計間排距,盡可能垂直結構面打入,高壓風吹孔??變儒^固劑填塞必須飽滿,再用風槍將錨桿送入孔內,并桿體位于孔位中央然后安裝墊板,墊板必須用螺帽緊固在巖面上,增強錨桿與噴砼的綜合支護作用。錨桿尾端盡量焊接在拱架上,以便共同受力。錨桿施工工藝框圖見圖5-4。(5)噴射混凝土噴射砼采用濕噴工藝。工藝流程見圖5-5。噴射前處理危石,檢查開挖斷面凈空尺寸,當受噴面有涌水、淋水、集中出水點時,先進行引排水處理。用高壓風水沖洗受噴面,設置控制噴砼厚度的標志。噴射作業分段、分片、分層,由下而上進行,有較大凹洼處,先噴射填平。
10、噴嘴垂直于巖面,距受噴面0.81.2m,呈螺旋移動,風壓0.50.7MPa。液態速凝劑由自動計量在噴嘴處摻入。噴射混凝土時按照施工工藝段、分片,由下而上依次進行。一次噴射混凝土的最大厚度,拱部不得超過10cm,邊墻不得超過15cm。分層噴射混凝土時,后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行。噴混凝土料由洞外自動計量拌和站生產?;炷翑嚢柢囘\輸混凝土,卸入濕噴機,機械手配合濕噴機噴混凝土。否孔口處理驗 收固定錨桿插入錨桿桿體加工錨桿桿體注漿準備補孔不合格合格測量定錨桿孔位鉆 孔清 孔驗 孔填塞砂漿或錨桿藥進行下道工序圖5-4 砂漿錨桿施工工藝流程圖前期準備施噴面的清理計量配料拌 合砂、石、水泥、水、
11、外加劑、纖維素混凝土攪拌站裝運噴料現場噴射砼綜合檢查結束加速凝劑不合格混凝土噴射機補噴混凝土合格圖5-5 濕噴混凝土工藝框圖六、監控量測、超前地質預報實施方案1、監控量測(1)監控量測的項目和方法監測項目以收斂變形監測為主,以便掌握施工中結構的內力情況,并結合變形監測結果綜合判斷結構的穩定性及可靠性,檢驗和修正采用的設計與施工方法。根據本工程特點,主要監測項目見表7-1。表7-1 監測項目表必測項目(A)序號監控量測項目常用量測儀器備注1洞內、外觀察現場觀察、數碼相機、羅盤儀初期支護完成后觀察噴砼表面裂隙及其發展、滲水、變形等。2拱頂下沉全站儀+反光膜片、3圍巖收斂變形全站儀+反光膜片 (2)
12、隧道圍巖收斂變形監測目的:隧道開挖后,周邊點的位移是圍巖和支護力學形態變化的最直接、最明顯的反映,凈空的變化(收縮和擴張)是圍巖變形最明顯的體現。監測儀器:全站儀。隧道周邊收斂監測點布置見圖7-1。圖7-1 臺階法開挖隧道位移監測點布置圖全站儀測試方法:測點埋設:測點由基座和反射膜片組成,基座由5cm*5cm鋼板及16mm的鋼筋焊接而成,待掌子面開挖完畢后,將基座固定在初支上或錨固在巖壁上,然后把反射膜片粘貼到基座上面。數據采集:數據采集和拱頂一起采用全站儀自由設站的方式進行測量,在能看到測點的地方自由架設全站儀,對中整平,量測收斂水平線兩端點的相對坐標為(Xa、Ya、Za)和(Xb、Yb、Z
13、b)。 (3)隧道拱頂下沉監測監測目的:拱頂下沉量測值是反映隧道安全和穩定的重要數據,是圍巖和支護系統力學形態變化的最直接、最明顯的反映,易于實現量測信息的反饋。監測儀器:全站儀1)測點埋設:測點由基座和反射膜片組成,基座由5cm鋼板及22mm的鋼筋焊接而成,待掌子面開挖完畢后,將基座固定在初支上或錨固在巖壁上,然后把反射膜片粘貼到基座上面。2)數據采集:測點埋設完畢后,采用全站儀自由設站的方式進行測量,每次測量時,將全站儀架設于后視點與量測斷面的中間位置,對中整平,后視基點1,(基點高程H1已知,隨著隧道向前開挖,基點一直向前變化),得到相對高程Z1,再前視量測斷面拱頂反射片,得到相對高程Z
14、0,則量測斷面拱頂反射片中心的高程:H=H1+Z0-Z1(4)監控量測斷面布置拱頂沉降、圍巖收斂變形量測斷面布置在同一個斷面上,布置見表7-2。表7-2 凈空變化量量測斷面間距圍巖級別斷面間距(m)大變形試驗段型襯砌5注:按每5米一個斷面(5)監控量測頻率 (1)圍巖收斂變形量測、拱頂下沉量測采用相同的量測頻率。量測頻率見表7-3,實際量測頻率應根據變形速度和距開挖面距離選擇。表7-3項目量測頻率變形速度(mm/d)量測斷面距開挖工作面距離量測頻率51B12次/d1512B1次/d0.2125B1次/(23)d0.25B1次/周說明:B為隧道開挖寬度對于大變形地段,加強監測,加大監測頻率,必要
15、時進行實時監控。(6)信息反饋監控量測信息反饋應根據監控量測數據分析結果,對工程安全性進行評價,并提出相應工程對策與建議。現場對施工負責人交底并簽認。2、超前地質預報長坪隧道屬級高風險隧道,由湖南科技大學檢測中心負責進行超前地質預報,長坪隧道斜井工區采用方法為: (1)綜合地質法;(2)物探法(3)超鉆探法。現場施工人員必須如實做好地質素描,并形成記錄。架子隊技術負責人認真核對實際里程,當需進行其它超前預報時,及時聯系超前地質預報單位進行超前地質預報。七、資源配置1、勞動力配置勞動力配置見表8-1:表8-1 長坪隧道斜井工區單個掌子面勞動力配置表序號管理/工班名稱人數備注1架子隊管理人員52開
16、挖班12采用挖掘機配合人工3立拱、錨桿、鋼筋網、超前支護12分成2個班組輪流作業4噴漿班65出渣班66其他操作司機47普工6包含電工合計512、設備配置單個掌子面主要設備配置見表8-2表8-2 單個掌子面主要設備配置表序號設備名稱規格型號單位數量備注1空壓機20m3臺42鉆機YT-28臺123挖掘機225臺14挖掘機臺15裝載機50臺16挖裝機臺17出渣車輛48攪拌站套19混凝土運輸車輛510濕噴機臺411風機臺1八、質量保證措施1、確保施工質量保證措施噴混凝土采用濕噴工藝,外加劑摻量及噴混凝土抗滲等級符合設計要求。做鋼架支護時,確保拱架間距符合設計及規范要求。鋼架與巖面不得緊貼,鋼架背后混凝
17、土保護層不得小于3cm,鋼架外層混凝土保護層不得小于4cm,才能有效的保證鋼筋與噴混凝土較好的連接在一起。加工好的鋼架由質檢工程師進行檢測,合格的鋼架方可運進洞內進行使用,洞內鋼架施工時做到間距、傾斜度和垂直度符合要求。鋼架的底腳不得懸空,在懸空時必須用塊石填實,且及時噴混凝土進行回填密實;鋼加及時跟緊,盡早封閉成環。鋼架連接時,接頭板必須密貼,連接螺栓上齊且連接緊固。鋼筋網片采用加工廠加工,洞內進行安裝,安裝時網片連接采用焊接連接,搭接長度為1-2個網格,網片必須平順,且與鋼架也進行綁扎連接。噴射混凝土運輸時間不超過規定。噴射前清理巖面,用高壓風將巖面灰塵吹干凈。厚度較大時分層噴射。嚴格掌握
18、風壓和控制噴射距離,做到厚度符合設計和安全要求,表面平順。為了有效的控制噴混凝土平整度,每個噴漿班組配置2m鋁合金方尺,及時檢查噴混凝土平整度。錨桿的間距和深度符合設計,施工系統錨桿時做到灌漿充填飽滿。九、安全保證措施由于二襯厚度比正常襯砌增厚不少,邊墻厚0.8m,核查襯砌臺車承受能力,若強度不夠,通過增設斜撐等措施予以加固,避免臺車變形侵限,甚至爆模。1、隧道開挖后必須及時進行支護。支護質量必須達到設計規定標準。2、施工期間,現場值班負責人員每天應同安全質檢人員對開挖面地質以及各部支護情況進行一次檢查。不良地質地段每班檢查一次,當發現支護變形或損壞時立即加固處理并作出詳細記錄。3、量測人員發
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