1、郁山隧道施工組織設計一、 工程概況及特點 (一)工程概況1、自然地理特征該隧道位于重慶市彭水縣郁山鎮南面約3公里處,分屬郁山鎮和走馬鄉管轄。隧道絕對高程為避免257905米,最高點位于DK273+000DK273+450一帶,除隧道進出口較低外,隧道中間有山個深切干谷,分別位于DK270+920、DK272+515、DK274+310處。郁江為該區的侵蝕基準面,該帶山面自然坡度為避免2050,陡崖多見。進口端位于一緩坡上,坡度約20;出口端位于干溪溝峽谷側岸,溝谷深切,岸坡陡峭,隧道山頂溶丘及溶巖發育。山體受構造控制明顯,沿斷裂帶多形成埡口及陡崖。郁江及其支流后灶河分別盤繞于隧道進口端外下側和
2、線路左側2.5公里遠處。該區內植被發育,主要為灌木雜樹,較緩坡及溝槽處多懇為旱地和少量水田。居民點零散分布,經濟文化較為落后。隧道上方有319國道和郁山走馬的鄉道通過,交通一般,進出口均需修施工便道。 2、氣侯特征 隧道測區一帶屬亞熱帶濕潤氣候區,四季分明,冬冷夏熱,無霜期長,濕度大,云霧多,日照少,秋季多綿雨。彭水、黔江多年平均氣溫1020,元月氣溫最低,為17,七月氣溫最高,在2330之間,極端最低氣溫為-5.7(1963年報月報5日黔江),極端最高氣溫為44.1(1953年8月19日彭水)。 降雨集中于59月份,5、6月為最大降雨月份,一月為最枯5雨月,雨量常小于20毫米。3、工程地質及
3、地震烈度地層巖性 該地段零星覆蓋第四系沖洪積層(Q4ql+pl)、坡殘積層:下伏出露地層有奧陶系下統大灣組、紅花園組和分鄉組(O1f+h)、南津關組(O1n)、寒武系上統毛田組(3m)、耿家店組(3g)及斷層角礫(Fbr)。 地質構造隧道斜穿郁山斜背西翼,該背斜為一寬緩的箱形背斜,軸背大致位于干溪溝附近,軸向約N45E,軸面直立,樞紐呈波狀起伏,軸部極為開闊,巖層產狀接近水平,一般為25,個別達到10。出露地層有O1d、O1f+h、O1n、3m,皆為整合接觸關系。北西翼受郁山正斷層和勝地壩逆斷層破壞,使巖層產狀變陡,并產生次級向斜-學堂板向斜。因受構造作用,本段巖層節理發育,3m 地層有兩組較
4、為發育的節理,分別為走向N7080E和N1030E近似直立或直立的節理。尤以走向為N7080E的一組節理,對隧道開挖會產生不利影響。O1n地層也有兩組較為發育的節理,分別為走向N7080E和近似南北走向的節理。該地層的節理同樣對隧道開挖產生不利影響。地震烈度根據1/400萬全國地震烈度區劃圖,隧道地段屬六度地震區。但據1/20萬黔江幅區域水文地質報告的歷史地震資料分析結果,設計時地震烈度按七度考慮。4、不良地質及特殊地質該段地帶不良地質為巖溶問題,無其它特殊地質。5、水文地質特征(1) 地表水該段旱季地表水較少,多數以泉水或基巖裂隙水形式流進溝谷或沖溝中。雨季時接受大氣降水補給,沿溝槽徑流或流
5、入落水洞沿暗河于江河邊排泄,段內基巖節理裂隙發育,大部分溝槽有邊流邊滲現象。(2) 地下水該段內地下水發育,主要為巖溶裂隙管道水,其次為構造裂隙水。(3)對該段區水樣進行水質分析,水質類型為HCO3-Ca2+或HCO3-Mg2+,對普通砼無侵蝕性。 (4)隧道涌水量:全隧道預計涌水量為Q=5000m3/d。6、設計標準 (1)線路等級:國家級鐵路干線,設計最高時速V=120km/h,最小曲線半徑R=800m,近期按單線電氣化鐵路設計,遠期在隧道左側預留復線,兩線隧道線間距大部分為20米。 (2)建筑限界:按國標之“隧限2A”,曲線地段按有關規定加寬。 (3)軌道類型:重型,采用50kg/m鋼軌
6、,YF型鋼筋混凝土枕,彈條型扣件,碎石道床,厚35,內軌頂面至道床底面為74。 (4)隧道內采用雙側水溝,雙側電纜槽,并每隔600米設電纜余長腔一個。 (5)隧道襯砌均采用整體式襯砌,通過斷層地段拱、墻均鋪設防水板,其余地段拱部鋪設防水板。全隧道每隔10米設環向盲溝一道,襯砌接縫處設橡膠止水帶。級圍巖整體襯砌背后壓注水泥砂漿。 (6)圍巖類別:級3550米;級3403米;級250米。 襯砌類型:級3470米;級3443米;級290米。7、主要工程量(詳見工程數量表)(二)工程特點該工程為新建鐵路重慶至懷化線的重點控制工期工程之一,工程地質復雜,不良地質多,施工難度大,任務重,工期緊。隧道處于深
7、山中,交通及通訊不便,施工生活條件差。二、施工準備施工準備的總體原則是:突出重點、合理布局、全面展開,邊準備、邊安家,做到進場快、安家快、開工塊。(一) 技術準備1、施工技術設計文件的復核及技術資料的準備根據現場勘察,調查情況,對工程進行圖紙對照、復核、會審,發現問題及時向監理工程師、建設單位書面匯報。并認真編制實施性施工組織設計,呈報監理工程師和建設單位審批。2、交接樁的復測工作根據建設單位、設計部門安排的交接樁日期,我方組織測量人員同設計人員進行接樁,并辦理交樁手續。隨后立即組織人員進行復測工作,如發現問題及時反映,以便盡早解決。3、開工前對測量班和實驗室配齊所需的測量儀器及試驗設備,并且
8、保證儀器性能良好,能滿足施工需要。4、對有關技術人員和特殊工種工人進行上崗前培訓,并進行考核,成績合格者才可上崗。(二) 施工現場準備施工現場是施工生產的必要條件,合理安排施工現場,是確保施工順利進行的前提。施工現場的布置應遵循方便、經濟、高效、安全的原則進行,盡量做到少占地、短運輸、少搬運。施工現場準備詳見施工現場平面布置圖。根據施工現場平面布置圖,對施工現場進行平整,并做好施工現場防排水設施及生產、生活臨時設施的建立。炸藥庫的建立應遠離生產和生活區。施工現場周圍根據地形情況設置排水溝,確保施工現場排水暢通。(三) 臨時便道準備根據設計圖紙反映,隧道進出口工區均需修建施工便道。因此我方將根據
9、設計圖紙和實際地形情況修建進出口施工便道兩條。為了保證材料及構件的運輸暢通無阻,修建便道為雙車道,寬度5.56米,路面達到公路四級路面要求。并結合地形情況在道路兩側設排水溝,防止雨水沖壞施工便道。(四) 臨時供水、供電準備 1、供水施工及生活用水可就近考慮。該段地表水較豐富,即水源充足,并對水質進行分析,該水對普通砼無侵蝕性,因此可作為施工用水的水源。我方在洞口附近的山溝內將修建集水壩,并在隧道洞口一定高度修建蓄水池,通過水泵和上水管道將集水壩中的水抽到高位蓄水池中,再通過下水管道把水輸送到各個用水點。生活用水可取深山處的小溪水或地下水,并經水質分析符合生活用水標準后,才可作為生活用水。2、供
10、電施工及生活用電依靠建設單位提供的施工用電專線,通過我方的變壓器及配電盤,將建設單位提供的高壓電經變壓器變為施工所需要的電壓,通過電線或電纜引入所需電處。(五) 臨時通訊因為該工程地處山中,通訊較為不便,為了便于指揮工程施工,我方將接市電到每個洞口,保證與建設單位、監理單位和有關部門以及施工隊伍通訊暢通。(六) 施工高壓風準備為了滿足隧道內施工所需要的高壓風,我方將根據實際情況在隧道洞口設立高壓供風站。(七) 物質準備中標后,我方即刻派人落實地材的供應渠道,保證材料有計劃的供應,做到不積壓、不短缺。各工點設置材料庫,對用量大的材料應有一定的庫存。對地材供應根據現場附近的砂、石料的生產情況,結合
11、工地的需用量情況和部分砂、石料場簽定供銷合同,同當地政府聯系,促進地方經濟發展。主要工程材料數量表序號材料名稱規格單位數量備注1水泥普通425#T380002砂子中粗砂M3450003碎石24CMM3550004碎石0.52CMM360005速凝劑T606鋼材Kg7007木材M31208汽油9柴油10炸藥T46011導爆管12片石M36314013軟式透水管50M1440014防水板聚氯乙稀M28616815橡膠止水帶M1440016玻璃鋼電纜槽L型壁厚5CMM3(八) 臨時用地(詳見臨時用地表)臨 時 用 地 表序號場地名稱占地數量(m2)序號場地名稱占地數量(m2)1辦公室36018木工作
12、業棚402宿舍320019鋼筋加工棚363食堂64020拌和站904醫務室5621焊工房605浴室8022電工房306理發室2423機、鉗工修理房407小賣部2424發電機房808招待所4825變壓器房109開水房6026配電房810娛樂室24027水泵房3011水泥庫120028空壓機房12012砂子堆放場100029通風機場地2013碎石堆放場120030材料庫9014鋼筋堆放場2431炸藥庫12015木材堆放場2432高位水池6016停車場15033油庫3017廁所4034棄碴場未定合計9234注:該臨時用地表為郁山隧道兩洞口的用地數量。三、勞力組織根據本工程的工程量,工程特點和施工條件
13、,結合我局的實際情況,在保工期、保質量、保安全的前提下,按以下三個原則合理安排和布置:第一、精選人才,優配設備,科學管理,精心組織工、料、機;第二、全面展開,形成配套的流水作業;第三、突出制約隧道施工的關鍵工序,嚴抓狠管,確保在穩中求高產。由于該隧道全長7203米,工程任務重、工期緊、難度大、標準要求高,為確保工期和質量,我方擬在施工現場設“中鐵十五局渝懷鐵路指揮部”,調進我局第三工程處和第四工程處參與施工。第三工程處承擔隧道進口及平導施工任務;第四工程處承擔隧道出口施工任務。預計上場人數約為824人。四、施工進度總體安排根據業主要求和初步擬定的施工方案、勞動力和設備安排情況,對本工程進度安排
14、如下:施工總工期40個月,開工時間擬定于2001年1月1日,竣工時間為2004年4月30日。初步施工進度計劃見施工總體計劃表。五、施工方案和施工方法(一) 施工方案 1、平導施工方案 、級圍巖采用全斷面開挖,人工手持風槍鉆眼;光面爆破,塑料導爆管非電起爆;錨噴支護。級圍巖采用臺階法開挖,人工手持風槍鉆眼;光面爆破,塑料導爆管非電起爆;斷層帶超前鉆探,預注漿加固,錨噴支護,模注砼襯砌20,洞口10米模注砼襯砌。電動裝碴機裝碴,電瓶車配合梭式礦車運輸。自流排水(順坡施工)。壓入式通風。 2、正洞施工方案開挖、級圍巖采用全斷面開挖,四臂液壓鑿巖臺車鉆眼;光面爆破,塑料導爆管非電起爆,錨噴支護;級圍巖
15、(斷層破碎帶)采用臺階法開挖,四臂液壓鑿巖臺車鉆眼;光面爆破,塑料導爆管非電起爆,錨噴網支護,拱部并輔以格柵鋼架,間距80。當地下水發育時,采用超前小導管注漿(雙液漿)堵水,支護。襯砌采用全斷面襯砌臺車先墻后拱襯砌。砼采用砼拌合樓集中拌合,砼輸送車運輸,砼高壓輸送泵泵入襯砌臺車。出碴采用立爪裝碴機裝碴,電瓶車配合梭式礦車運輸。排水:進口采用平導自流排水(順坡施工);出口采用在洞內設集水坑、布設排水管道,由抽水泵抽出洞外(反坡施工)。通風:進口采用巷道式通風,但是在橫洞未貫通前采用單管壓入式通風;出口采用雙管壓入式通風。(二) 施工方法 1、洞口施工一般隧道洞口地質風化嚴重,地質較差,存在偏壓、
16、滑坡等不良現象,因此洞口施工應特別小心,必須做好防護措施。(1)根據洞口地形、地質條件,做好洞口范圍內的防排水工作,并盡可能的選擇洞口在旱季施工。(2)洞口開挖時根據實際地質和設計要求對洞口邊仰坡進行加固處理。(3)洞口開挖,若為土質時采用人工配合機械開挖;若為石質時采用臺階法爆破施工,爆破時應采用短進尺、少藥量,弱爆破技術,盡可能減少爆破對洞口的擾動。(4)洞口開挖后,應對邊坡及仰坡及時進行支護,以防止發生以外。(5)洞門根據設計盡可能的提前做好。 2、洞身開挖 (1)正臺階開挖施工根據設計要求級圍巖采用正臺階法開挖,先墻后拱襯砌。我方擬定采用正臺階兩步開挖,臺階長24米;支護類型采用錨噴支
17、護,墻、拱及隧底噴砼厚10CM,墻、拱部布設錨桿(L=2.5M,8080CM),10(2020CM)鋼筋網,并輔以格柵鋼架(80CM)。當地下水發育時,采用超前小導管預注漿(雙液漿)堵水、加固。襯砌距離開挖掌子面20M左右或者緊跟掌子面。隧道挖時,為了保證結構安全和減少對圍巖的擾動,嚴格按照“多布眼、少裝藥、短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測、緊襯砌”的原則進行。施工程序見下圖: 臺階法開挖順序圖 24m 20m 施工工序為:測量方線 繪制開挖輪廓線 開挖部 部支護施工 開挖部部 部支護施工 出碴運輸。 臺階開挖鉆爆以級圍巖為例進行設計,具體施工時在做適當調整。爆破方法:采用光面爆破技術,
18、垂直楔形掏槽非電毫秒雷管引爆。鉆爆參數的選擇根據鐵路隧道施工技術手冊可選擇參數如下:級圍巖光面爆破設計參數表項 目周邊眼間距E(cm)至內排崩落眼間距(cm)裝藥集中度q(kg/m)起爆方式預裂爆破40550.12塑料導爆管非電毫秒雷管起爆系統級圍巖垂直楔形掏槽鑿巖爆破條件和預期效果(上導坑)巖石等級級開挖斷面M214.0鑿巖機臺四臂鉆孔臺車炮眼深度M1.92.0炸藥種類2#巖石硝銨炸藥(有水時用乳化炸藥)藥卷規格Mm周邊眼22200 其他32200雷管種類非電毫秒雷管單位炸藥耗藥量Kg/m31.50炸藥總耗量Kg39.06炮眼直徑Mm35每循環進尺M1.86炮眼數目58爆破總方量M326.0
19、4級圍巖垂直楔形掏槽炮眼表(上導坑)序號炮眼名稱炮眼角度()炮眼數量裝藥量(kg)裝填系數炮眼深度(cm)段別水平垂直單孔合計1掏槽眼907540.5252.100.710012掏槽眼906541.1254.500.7520033輔助眼908030.9262.780.6519054掘進眼9090150.9313.890.6519075底板眼9590111.011.00.719096周邊眼9090210.2284.7880.419011合計5839.06級圍巖垂直楔形掏槽鑿巖爆破條件和預期效果(下導坑)巖石等級級開挖斷面M238.9鑿巖機臺四臂鉆孔臺車炮眼深度M1.92.0炸藥種類2#巖石硝銨炸
20、藥(有水時用乳化炸藥)藥卷規格Mm周邊眼22200 其他32200雷管種類非電毫秒雷管單位炸藥耗藥量Kg/m30.8炸藥總耗量Kg57.82炮眼直徑Mm35每循環進尺M1.86炮眼數目72爆破總方量M372.354級圍巖垂直楔形掏槽炮眼表(下導坑)序號炮眼名稱炮眼角度()炮眼數量裝藥量(kg)裝填系數炮眼深度(cm)段別水平垂直單孔合計1周邊眼9085260.2346.1360.419512掏槽眼907061.2757.650.8520033掏槽眼909030.61.80.810044掘進眼909071.077.480.7519055輔助眼908581.3110.530.819576掘進眼90
21、90151.0716.030.7519097底板眼859071.178.190.819511合計7257.82注:周邊眼采用導暴索連接22200小藥卷間隔裝藥間隔距離28cm敷設導爆索連接所有藥卷,導爆索按20g/m折算為2#巖石硝銨炸藥。炮眼布置(詳見級圍巖上、下導坑炮眼布置圖)。(2)全斷面開挖施工根據設計要求級圍巖采用全斷面法開挖,施工時采用錨噴支護,噴砼厚4CM,先墻后拱襯砌;級圍巖采用全斷面法開挖,施工時采用錨噴支護,噴砼厚6CM,一般地段拱部(進口彎道段含邊墻)設早強砂漿錨桿(L=2.5M,100100CM),先墻后拱襯砌(進口段150M設鋼筋骨架100CM)。隧道挖時,為了保證結
22、構安全和減少對圍巖的擾動,嚴格按照“多布眼、少裝藥、短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測、緊襯砌”的原則進行。施工工藝流程圖見下頁:全斷面開挖爆破設計以級圍巖為例進行,施工時根據具體地質情況做適當調整。爆破方法:采用光面爆破,垂直楔形掏槽,非電毫秒雷管引爆。鉆爆參數的選擇根據鐵路隧道施工技術手冊可選擇參數如下:級圍巖光面爆破參數表(全斷面)項 目周邊眼間距E(cm)周邊眼抵抗線W(cm)相對距離E/W裝藥集中度q(kg/m)光面爆破55650.850.25全斷面開挖施工工藝流程圖 清理掌子面,準確畫出開挖輪廓線和炮眼位置 鉆孔臺車定位鉆炮眼、錨桿孔、錨桿安裝鉆孔臺車撤離掌子面裝藥爆破通風灑水
23、清除危石初噴砼出碴量測觀察復噴砼穩定、安全性檢查二次襯砌級圍巖垂直楔形掏槽光面爆破條件和預期效果巖石等級級開挖斷面積m250鑿巖機臺數鉆孔鑿巖臺車(四臂)炮眼深度M3.13.2炸藥種類2#巖石硝銨炸藥(有水時用乳化炸藥)藥卷規格Mm32200(150kg)雷管種類非電豪秒雷管單位炸藥耗藥量1.27炮眼直徑Mm40每循環進尺M3.0炮眼數目128炸藥總耗量Kg191.2爆破總方量m3150級圍巖全斷面光面爆破炮眼表序號炮眼名稱炮眼 深度(m)炮眼角度()炮眼 數量裝藥量(kg)裝填 系數段別水平垂直單孔合計1掏槽眼3.2809081.9215.360.812輔助眼3.19090111.7419.
24、180.7533掘進眼3.19090131.7422.660.7554掘進眼3.19090161.6326.040.775掘進眼3.1909081.6313.040.796掘進眼3.1909081.6313.040.7117掘進眼3.1909081.6313.040.7138掘進眼3.1909081.6313.040.7159掘進眼3.1909041.6310.620.71710周邊眼3.15拱部沿徑向外斜3墻部沿水平外斜3330.778260.3331911底板眼3.19097111.7419.180.7521合計128189.26 炮眼布置(詳見級圍巖光面爆破炮眼布置圖)。 (3)鉆爆作業
25、鉆眼前根據爆破設計標出炮眼位置,經技術主管檢查合格后開始鉆眼。鉆眼采用四臂鉆孔臺車(TH5685型),鉆眼精度應符合規范要求。裝藥前應將炮眼內泥漿、石灰吹洗干凈。裝藥量按設計數量裝藥,所有裝藥的炮眼均應堵塞炮泥,周邊眼的堵塞長度不宜小于20cm。引爆前檢查引爆線聯結情況,做到無漏聯、聯錯現象,保證一次引爆成功。3、小導管預注漿施工根據設計要求對級圍巖地下水發育的地段進行超前小導管預注漿施工。用此方法進行堵水并起支護作用。根據設計要求的注漿范圍、注漿段長和漿液材料并結合地質條件、施工方法和機械設備,我方擬定采用環形注漿孔布置。注漿孔采用鉆孔臺車施工,孔徑為55CM,注漿孔深度812米,注漿鉆孔方
26、向在隧道縱向坡度的基礎上上挑1618,孔口位置在初期支護輪廓線內側0.3米左右,間距視地質條件確定,注漿孔呈梅花形布置。注漿方式采用前進式注漿。即鉆孔一段注漿一段,清孔鉆進后再注漿,這樣循環往復至注漿孔終深。注漿采用注漿泵將漿液有效地注入地層中,使漿液與周圍地層形成一個整體,起到對圍巖的加固和堵水作用。小導管預注漿流程圖見下頁:、測量放線布置注漿孔位置安裝注漿小導管 安裝注漿小導管雙液漿拌和注漿注漿壓力達到設計壓力后再注漿10分鐘結束。注漿結束清理現場小導管預注漿施工流程圖 4、出碴運輸出碴形式的選擇直接影響洞內的施工環境和隧道開挖的循環時間。因此針對不同的隧道應選擇不同的出碴形式,并配置不同
27、的設備,以便使得出碴運輸達到最佳狀態。郁山隧道全長7203m,設計只有進、出口兩個工作面,這就意味著每個洞口應承擔約3600m的施工準備,而且為我單線隧道,斷面較小,施工通風是該工程的重點。為減少洞內內燃機車數量,改善施工環境,因此我方擬定采用有軌出碴,配置的施工機械見下表。序號機械名稱型號單位數量備注 1立爪裝碴機LZL120臺4兩洞口2梭式礦車S8D臺12兩洞口3電瓶車DTG12臺6兩洞口軌道布置:洞內成洞地段鋪雙跪,每隔200m鋪設渡線一組,道岔方向一正一反。開挖地段鋪設單軌,每隔一定距離加錯車道。工作面設活動地板,其上設有鉆孔臺車軌道和出碴列車用的調車編組軌道及裝碴用的軌道。活動地板可
28、以提高裝碴效率,不必接長臨時短軌,無需鋪設臺車軌道,消除了因調車需移動浮放道岔的時間。洞外根據需要設調車、編組、卸碴、進料、設備整修作業等線路。平行導坑出碴也采用有軌出碴。 5、錨噴支護施工根據設計資料要求,錨噴支護為該隧道的主要支護形式。為保證錨噴支護的質量,使其起到對施工和結構安全的作用,必須嚴格控制施工工藝,嚴格按施工規范及技術要求施工。 (1)材料的選擇水泥:通常采用425#普通硅酸鹽水泥。在軟弱圍巖中可選用早強水泥或通過試驗選用其他新品種水泥,但水泥標號不得底于425#。砂:噴砼應采用硬質潔凈的中砂或粗砂,細度模數大于2. 5,含泥量小于3。碎石:采用堅硬而耐久的碎石或卵石,粒徑小于
29、15mm,級配良好。當使用堿性速凝劑時,不得用含活性二氧化硅的碎石。水:水中不應含有會影響水泥正常凝結與硬化的有害雜質,不得使用污水,PH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按SO42-計超過水重1的水。速凝劑:必須采用質量合格的產品,使用前做速凝效果試驗。要求初凝時間不大于5min,總凝時間不大于10min,使用時根據配合比準確計量。 (2)施工機具的配置為便于錨噴施工的方便,專門配置一套作業平臺(自制)。為保證噴砼拌和質量和運輸,選用強制式攪拌機、配料機和砼攪拌運輸車。為了保證噴砼的質量,同時減少回彈浪費和防止產生大量粉塵,選用砼濕噴機。具體選用的施工機械設備見下表。噴 砼 施 工 機 械 表序號
30、機械名稱型號單位數量備注1砼攪拌機GSY500臺1一個洞口2砼配料機HP800臺1一個洞口3砼輸送車JYC4臺2一個洞口4砼濕噴機TK961臺1一個洞口 (3)施工準備根據原材料要求購置材料,并運到施工現場。根據設計噴砼的標號和材料,通過試驗確定合適的配合比。檢查開挖斷面凈空尺寸,清除松動巖塊和墻腳虛碴,并用風水沖洗受噴面。檢查機具設備和風、水、電等管線路,并試運輸。(3) 施工工藝流程圖(4)檢查開挖斷面尺寸,清除松動巖塊,風水沖洗受噴面噴砼施工工藝流程圖施工機具就位噴混凝土配合比選定混凝土拌合混凝土運輸初噴混凝土35cm鉆孔、安裝錨桿清除初噴面粉塵復噴至設計厚度清理施工機具 (5)施工要求
31、材料的選定必須嚴格按要求選擇。施工機具必須性能良好,保證作業連續進行。噴砼作業應分段、分片由下而上的順序進行,巖面有較大的凹洼時,應先噴凹洼處找平。擬保證噴砼厚度,噴砼前可在適當位置設置標志,用其控制噴層厚度。錨桿的布設嚴格按設計布設。錨桿插入深度不小于設計的95。噴射機操作嚴格按先給風,再開機,后送料;結束時待料噴完后,先停機,后關風。操作手應按先給水,再給料,結束時先停料,后關水的順序操作。噴頭應垂直于受噴面,噴頭距受噴面距離0.61.2m,噴頭應不停地緩慢作橫向環向移動,使噴層厚度均勻。作業人員均須配戴防塵口罩、眼罩、雨衣褲、長筒膠靴和乳膠手套等。 6、襯砌砼施工襯砌作為隧道的永久支護,
32、對其施工質量必須嚴格按規范要求控制。襯砌砼表面作為隧道施工后唯一外露部分,其表面的質量情況,直接體現隧道的美觀程度,因此對襯砌砼表面要求必須有高質量、高標準。 (1)施工方法的確定我方擬定使用大模板襯砌臺車,先墻后拱全斷面施工,砼采用拌合站拌合,砼輸送車運輸,砼輸送泵灌注。 (2)材料的選擇砂:采用硬質潔凈的中粗砂,細度模度大于2.5,含泥量小于3。碎石:采用堅硬耐久的碎石或卵石,粒徑為2040mm,級配良好,壓碎指標大于18。水泥:采用425#普通硅酸鹽水泥。水:采用不含有影響水泥正常凝結與硬化的有害雜質;不使用污水,PH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按SO42-計算超過水重1%的水。 (3)
33、施工機具的配置根據施工工期、施工方法、工程質量等因素的要求,每個洞口配置了一套合理的施工機械。詳見下表:郁山隧道砼施工機械配備表洞口序號機械名稱型號單位數量備注郁山隧道進(出)口1砼攪拌機GSY-500臺62砼輸送車HGY-4臺6輪軌式3砼配料機HP800臺24砼輸送泵HBT60A臺2輪軌式5襯砌臺車12M臺2自制6振動棒臺8(5) 施工作業程序 洞 外 砼 拌 和 洞 內 砼 施 工水泥進入儲料發送器砂、碎石存料隔倉1.水平中線檢查2.邊墻基頂修鑿3.模板臺車走行軌鋪設4.鋪設防水層水泥自動計量砂、石自動計量施工準備水、外加劑計量臺車移位1.水平定位2.拱部中心線定位3.邊墻模板凈空定位4.
34、拱部模板固定5.成型模板支撐加固臺車定位骨料、水泥進入強制式拌合機制砼涂脫模劑砼輸送車裝運砼至工作地點卸入砼輸送泵、砼輸送泵壓砼進入鋼模臺車灌注砼脫模養生 襯 砌 作 業 流 程 圖 (5)施工要求:所用的原材料必須符合質量要求施工前,必須對施工機具檢查,保證工作時不出問題清底工作必做到“三無”即無集水、無雜物、無虛碴襯砌臺車定位后必須檢查襯砌厚度和凈空,若滿足設計要求可進行后序工作,否則反工。脫模劑的涂模必須做到均勻、到位檔頭模及襯砌臺車加固必須牢靠。砼配料嚴格按先投碎石,再投水泥,最后加砂的順序進行,并且嚴格按施工配合比計量。砼自進入攪拌輸送車至卸料時間不得超過砼初凝時間,砼輸送過程中要保
35、證不發生離析現象,若發生離析現象時,灌注前須進行二次攪拌。砼灌注時必須分層且兩側對稱灌注,每層灌注深度不大于30cm,兩側高差不大于50cm,振搗嚴格按操作規程進行,保證砼做到內實外美。襯砌脫模時間,若為不承重結構,砼強度達到2.5Mpa時即可拆模;若為承重結構,則應在砼強度達到設計強度70%以上。仰拱,鋪底施工根據地質情況采用仰拱先行或仰拱緊跟的施工方法,以便保證結構安全。 7、防排水施工防排水是隧道結構的一個重要組成部分。隧道的施工防排水應與隧道永久防排水的設施相結合,防排水工作應以排為主,防、截、堵相結合,因地制宜綜合治理的原則。根據設計資料顯示,郁山隧道涌水量較大,全隧涌水量為5000
36、0m3/d。根據設計要求隧道通過斷層地段DK269+640+810、DK269+890DK279+010拱、墻均設防水板,其余地段拱部鋪設防水板,全隧道每隔10米設環向盲溝一道,襯砌接縫處設橡膠止水帶。級圍巖整體襯砌背后壓注水泥砂漿堵水。(1)地表防排水,隧道施工前,對隧道覆蓋層較薄和滲透性強的地層,應對地表進行防水處理,并做好地表排水設施,以減少洞內施工時因地表滲水產生大量的涌水。 (2)洞口防排水一般隧道洞口地段地質條件較差,不良地質也多,因此在施工前必須做好洞口的防排水工作,以防止洞口積水對洞口段地質產生不良結果。主要措施有在洞頂及周圍修建天溝和截水溝,并使其排水口遠離洞口,并避開農田和
37、水利設施,防止水流沖壞農田和水利設施。 (3)洞身防水。根據超前地質預報,對涌水量較大的地段:可進行壓漿堵水,注漿材料根據實際情況可選用水泥漿或水泥水玻璃漿液作為堵水材料。對一般滲水地段主要以防排結合的措施,根據設計施作防水層,并在防水層后布設縱向和環向排水盲溝,使其與永久排水溝連通,經永久排水溝排出洞外。施工時必須保證透水盲溝的“三通”連通,使排水暢通。防水層鋪設流程圖見下頁: (4)洞身施工排水。郁山隧道進口段施工為順坡,且該端設有一平行導坑,因此洞內施工排水可通過平行導坑自流排處洞外,保證洞內施工順利進行。郁山隧道出口段施工為反坡,因此根據洞內涌水量的大小,選用合適的抽水機,并在一定的距
38、離設置集水坑,布設排水管道,根據隧道長度可采用多級抽水排出洞外,保證洞內施工作業面無積水。洞身防水板鋪設工藝流程圖 清除噴砼表面外露錨桿頭,對凸凹不平部位進行修理使其表面平順;工作平臺就位;材料就位。施工準備 保證環向排水盲溝與隧道排水溝連通。安設環向排水盲溝 不 防水層搭接采用焊接,搭接寬度大于10厘米,焊縫寬度大于2厘米,焊接牢靠,做到無漏焊、假焊等現象;防水板的固定采用鋼釘,并加橡膠墊圈,鋼釘應垂直與噴砼面;防水板的鋪設應與噴砼面密貼,做到無褶皺、劃破、刺破等現象。 合鋪設防水板 格防水層自檢 合格報監理工程師檢查并簽證 (5)施工要求。做好地質超前預報工作,以便及早發現涌水地段,及時采
39、取措施。防水層的施作必須規范,使防水層起到其應有的效果。鋪設防水板的地段距開挖工作面不應小于爆破最小安全距離。澆注襯砌砼時,不得損壞防水層。 8、通風與防塵隧道施工通風是預防粉塵、炮煙、內燃廢氣及各種有害氣體對施工作業人員身體健康的危害,改善勞動條件,實現文明生產,保證施工安全和提高工程質量的重要措施。(1)隧道施工通風根據設計要求隧道進口采用巷道式通風技術,但在橫洞未貫通之前采用壓入式通風。主要通風設備見下表:主要通風設備表設備名稱單位數量備注HP3LN16#型軸流風機臺1電功率145KWSDFNO6.5風機臺3電功率344KW1200軟風管米3400含損耗量平導風門道2通風設計詳見(郁山隧
40、道進口通風平面布置圖)。根據設計要求隧道出口通風采用雙管壓入式通風技術。主要通風設備見下表:主要通風設備表設備名稱單位數量備注SDFNO6.5風機臺2電功率244KW1200軟風管米7100含損耗量通風設計詳見(郁山隧道出口通風平面布置圖)。(2)隧道施工通風注意事項:隧道施工中應加強通風系統管理,保證百米漏風率在1%以下。隧道通風管的安裝應做到平順、接頭嚴密、彎管半徑不得小于風管直徑的3倍。發現通風管有破損,必須及時縫補或更換。(3)隧道施工防塵:洞內進行鑿巖、爆破和裝碴時、會產生大量的粉塵,直接危害工作人員的身體健康,所以必須加強防塵措施。具體措施有:采用濕式鑿巖,使鑿巖時產生的粉塵不能飛
41、揚。噴霧灑水,在放炮后和裝碴時進行噴霧灑水,是爆破和裝碴時產生的粉塵不能飛揚。六、隧道監控量測 為了掌握施工中隧道圍巖和支護的力學動態信息及穩定程度并及時反饋,以指導施工作業,保證施工安全,監控量測在施工中應認真實施。 隧道施工中的監控量測,按鐵路隧道施工技術規范的規定和設計要求確定必測項目和選測項目。通常情況的必測項目有:洞內外觀察、周邊位移量測、拱頂下沉量測等。選測項目有:地表下沉量測、圍巖內部變形量測、錨桿軸力量測、圍巖壓力量測、支護及襯砌應力量測、鋼架內力及所承受的荷載量測等。實際施工時應根據圖紙要求和各隧道的具體情況以及監理工程師的指示選定。 1、洞內外觀察 觀察內容有工作面狀態、圍
42、巖變形、圍巖風化變質情況、節理裂隙、斷層分布和形態、地下水情況以噴射砼的效果。觀察方法為用眼直接觀察。觀察后應繪制開挖工作面略圖(地質描述),填寫工作面狀態記錄表及圍巖類別判定卡。對已施工的地段的觀察也應每天至少進行一次,觀察內容包括噴射砼、錨桿、鋼架的狀況。洞外觀察包括對洞口地表情況、地表沉陷、邊坡及仰坡的穩定以及地表水滲透等的觀察。 2、周邊位移量測 量測隧道斷面的收斂情況,包括量測拱頂下沉、凈空水平收斂以及底板鼓(必要時)。 拱頂下沉和水平收斂斷面的間距為:類及以上圍巖不大于40m;類圍巖不大于25m;類圍巖應小于20m。圍巖變化處應適當加密,在各類圍巖的起始地段增設拱頂下沉測點12個,
43、水平收斂12對。當發生較大涌水時,、類圍巖量測斷面的間距應縮小至510m。 各測點應在避免爆破作業破壞測點的前提下,盡可能靠近工作面埋設,一般為0.52m,并在下一循環前獲得初始讀數。初讀數應在開挖后半12h內讀取,最遲不得超過24h,而且在下一循環開挖前必須完成初期變形值的讀數。 量測儀器為:拱頂下沉用精密水準儀,水平收斂用收斂計。 凈空水平收斂測線的布置應根據施工方法、地質條件、量測斷面所在位置、隧道埋置深度等條件確定。在地質條件良好,采用全斷面開挖時,可設一條水平測線;當采用臺階開挖時,可在拱腰和邊墻部位各設一條水平測線。 拱頂下沉量測于凈空水平量測宜用相同的頻率,具體量測頻率見下表:拱
44、頂和水平收斂量測頻率變形速度(mm/d)量測斷面距開挖面的距離量測頻率60(01)B12次/d105(12)B1次/d51(25)B1次/2d5B1次/周 注:B表示隧道開挖寬度。 3、地表下沉量測 根據圖紙要求或監理工程師的指示,在施工過程中可能產生地表下沉之處設置觀測點,地表下沉觀測點按普通水準基點埋設。并在預計破裂面以外34倍洞徑處設水準基點,作為各觀測點高程測量的基準,從而計算出各測點的下沉量。測量方法采用水準測量。地表下沉樁的布置寬度應根據圍巖類別、隧道埋置深度和隧道開挖斷面寬度而定,地表下沉量測斷面的間距見下表:地表下沉量測斷面的間距埋置深度H地表下沉量測斷面的間距(m)H2B20
45、50BH2B1020HB10 注: 無地表建筑物時取表內上限值, B表示隧道開挖寬度。 4、數據處理及應用 (1)應及時對現場量測數據繪制時態曲線和空間關系曲線。 (2)當位移-時間曲線趨于平緩時,應進行數據處理或回歸分析,以推算、 最終位移和掌握位移變化規律。 (3)當位移-時間曲線出現反彎點時,則表明圍巖和支護已呈不穩定狀態,此時應密切注意圍巖動態,并加強支護,必要時暫停開挖。 (4)隧道周壁任意點的實測相對位移值或用回歸分析推算的總相對位移值均應小于下表所列數值。當位移速率無明顯下降,而此時實測位移值已接近表列數值,或者噴層表面出現明顯裂縫時,應立即采取補強措施,并調整原支護設計參數或開
46、挖方法。隧道周邊允許相對位移值(%)圍巖類別覆蓋層厚度(m)50503003005000.10.30.20.50.41.20.150.50.41.20.82.00.20.80.61.61.03.0 注: 相對位移值系指實測位移與兩測點間距離之比,或拱頂位移實測值與隧道寬度之比。 脆性圍巖取表中較小值,塑性圍巖取表中較大值。七、特殊地質地段的施工與地質預報 不良地質地段的隧道的施工,應做好預測、預報工作,堅持以預防為主的原則,在確保安全的前提下,制訂切實可行的施工方案并作出專門設計,報請監理工程師批準。不良地質地段的隧道施工,應先治水,采取短開挖、弱爆破、強支護、早襯砌的原則,穩步前進。在施工過
47、程中,應經常觀察地質和地下水的變異情況,檢查支護、襯砌的受力狀態,注意地形、地貌的變化,防止突然事故的發生。如有險情,應立即分析情況,采取措施迅速處理。該隧道特殊地質地段有斷層和巖溶,在無其他特殊地質地段。但該隧道埋深較深有可能發生巖爆。(一)斷層施工要求 1、施工前應切實掌握斷層帶的情況,包括破碎帶的寬度、填充物、地下水以及隧道軸線與斷層構造線方向的組合關系(正交、斜交或平行),根據有關施工技術和機具設備條件,確定通過斷層地段的施工方法,并報監理工程師審批。 2、當斷層帶內充填軟塑狀的斷層泥或特別松散的顆粒時,可進行超前注漿或打設超前錨桿預支護,以加固圍巖。 3、斷層地段出現大量涌水時,采取
48、排堵結合的治理措施。 4、通過斷層地段的各施工工序之間的距離應盡量縮短,盡快的使全斷面封閉,減少巖層暴露、松動和地壓增大。采用爆破法掘進時,應嚴格掌握炮眼數量、深度和裝藥量,以便減少爆破作業對圍巖的擾動。 5、當采用上、下導坑施工時,上導坑不宜超前下導坑過多,以保證結構安全。 6、斷層地段的支護寧強勿弱,并應經常檢查加固。 7、斷層地帶的襯砌應緊跟開挖面完成,襯砌斷面盡早封閉。 (二)巖溶地段施工要求 1、施工前根據圖紙及有關資料,查明溶洞分布范圍、類型(大小、有無水、是否在發育中、填充物)、巖層的穩定程度以及地下水流情況等,據此選擇施工方法并報監理工程師審批。 2、當遇到暗河或溶洞有水流時,
49、宜排不宜堵。應查明水源流向及其與隧道位置的關系后,采取適當措施,將水排出洞外。 3、當水流位置在隧道上部或高于隧道時,應在適當距離外開鑿引水槽(引水斜洞),將水位降低到隧道底部位置以下,再行引排。 4、對已停止發育、跨徑較小且無水的溶洞,可根據其與隧道相交的位置及其充填情況,采用砼、漿砌片石或干砌片石予以回填封閉,并根據地質情況決定是否需要加深邊強基礎、加固隧道底部。 5、隧道拱頂部有空溶洞時,可視溶洞的巖石破碎程度,在溶洞頂部采用錨桿加固,并加設隧道護拱及拱頂回填的辦法處治。 6、當溶洞較大較深時、可采用梁、拱跨越;但梁端或拱座應置于穩固可靠的基巖上,必要時灌注砼加固。 7、在巖溶區施工,遇
50、到難以處理的溶洞時,可采取迂回導坑繞過溶洞,繼續進行隧道施工,而后再處治溶洞以節省時間。繞行開挖時應注意防止洞壁失穩。 8、施工中對溶洞頂部應經常進行檢查,及時處理危石。當溶洞較大較高且頂部破碎時,應先噴射砼加固,設置鋼筋網和支架。 9、巖溶地段的爆破作業,應盡量多打眼、打淺眼、并控制用藥量。 10、在溶洞未做出處理之前,不得將棄碴隨意傾填于溶洞中。 (三)巖爆地段施工要求 1、巖爆多發生在埋藏深、整體、干燥和質地堅硬的巖層中;發生巖爆的時間,一般在開挖后幾小時內,但也有在開挖后較長時間發生的。巖爆未發生前無明顯的征兆,而是突然發生,石塊應聲而下,對安全威脅甚大,施工人員在此類巖層中施工,必須
51、時加警惕。 2、施工中有平行導坑時,應掘進超前正洞開挖一定距離,以了解地質情況,分析可能發生巖爆的地段,以便及時采取必要措施。 3、開挖宜使用光面爆破,并嚴格控制用藥量,盡可能減少爆破作業對圍巖的擾動。 4、可選用松動爆破法、超前鉆孔預爆法、噴射高壓水沖洗法等,預先釋放部分巖石的原始應力,以減少巖爆的發生。 5、加強支護工作,巖爆發生后立即向拱部及側壁噴射砼,再加設錨桿及鋼絲網。襯砌工作應緊跟開挖工序進行,以盡可能減少巖層暴露時間,減少巖爆發生,確保人身安全。 (四)隧道施工地質預報隧道施工中,應嚴密注意圍巖開挖情況,通過探測手段,預測開挖工作面前方幾米至幾十米,甚至上百米的圍巖工程地質和水文
52、地質條件,結合掘進中地質條件的變化,及時提出預報,以便有準備地做好各種預防和施工措施,保證隧道施工的順利進行。 1、預報內容 (1)對照圖紙提供的地質資料、預報地質條件變化情況及對施工的影響程度。 (2)預報可能出現塌方、滑動的部位、形式、規模及發展趨勢,提出處理措施。 (3)預報可能出現突然涌水的地點、涌水量大小、地下水泥砂含量及對施工的影響。 (4)預報軟巖內鼓、片幫掉快地段及對施工的影響程度。 (5)預報巖體突然開裂或原有裂隙逐漸加寬的位置及其危害程度。 (6)位移量測中發現圍巖變形速率加快時,應預報對圍巖穩定性的影響程度。 (7)淺埋隧道地面出現下沉或裂縫時,預報對隧道穩定和施工的影響
53、程度。 (8)對隧道將要穿過不穩定巖層、較大斷層作出預報,以便及時改變施工方法或做應急措施。 (9)隧道附近或穿過瓦斯地段的巖(煤)層中,預報瓦斯影響范圍。 (10)隧道施工中由于措施不當,可能造成圍巖失穩,應及時采取改進措施。 2、探測方法 (1)導坑探測 地質條件較復雜的隧道施工中,可采用超前導坑或專用的探測坑道進行探測。根據導坑開挖揭露的圍巖地質情況,能了解并較準確地預測隧道開工作面前方相應地段圍巖的工程地質及水文地質條件。 (2)超前水平巖芯鉆探 超前水平巖芯鉆孔,可視為隧道中的微型導坑,可以探測了解隧道開挖工作面前方幾十米乃至上百米范圍內的地質情況。在鉆進過程中,應根據巖石的堅硬程度
54、,調整鉆機的鉆速和鉆壓。堅硬的巖石,應采用較低的鉆速和較高的鉆壓;較軟的巖石,則應采用較高的鉆速和較低的鉆壓。 (3)工作面上的淺孔鉆探 淺孔鉆探是利用開挖工作面上的炮眼孔或探水孔來探測了解圍巖地質情況。這些鉆孔深一般為幾米至幾十米,在鉆孔過程中,根據鉆孔的時間、速度、壓力、成分以及卡鉆、跳鉆等和巖性、構造性質及地下水等情況,掌握地質條件。 (4)聲波探測 聲波探測是利用不同巖石(體)有不同的物理力學性質,因而聲波的傳播速度宜有不同的關系,據以判斷圍巖的工程地質情況。當巖石(體)的波速越高時,則巖石(體)越完整堅硬,巖石(體)質量越好;反之,則越差。 我方將根據實際施工情況,選擇合適的地質預報
55、方法。八、 雨季施工措施 為在雨季搞好正常施工,應堅持經常收聽當地天氣預報,作好暴雨來臨之前的預防工作,對于工程所需的建筑材料應按類別妥善保管。 (一)雨季到來之前應對施工現場周圍的防排水設施進行全面檢查,并做好排水設施的清理工作,保證排水暢通。保證施工現場不被雨水沖壞,確保施工順利進行。(二) 對有些工程盡量避免在雨季施工,如隧道洞口施工。 (三)雨季砼施工時,應及時調整砼施工配合比,保證砼強度達到設計要求。 (四)雨季施工時,應做好施工所需材料的防雨工作。如水泥,應對其加蓋防水布,防止雨水淋濕,報廢造成直接經濟損失。 (五)做好職工的勞保福利工作,為每個職工發雨衣,雨鞋,保證下雨時不影響職
56、工的勞動積極性。九、冬季施工措施 該工程所在地屬亞熱帶氣候,冬季約在每年的11月底至次年的2月底,冬季施工時間較長。冬季雖然寒冷,但是旱季,是工程施工的大好季節。因此應抓緊施工,但必須保證施工質量,因此必須充分運用新技術,新方法確保冬季施工的工程質量達到優良。(一) 冬季砼施工應做好防洞工作,具體措施有: 1、拌和場地搭設保溫棚,使砼拌和在保溫棚內進行; 2、砼所需的砂、石料等材料存放在保溫棚內,有必要時可對砂、石料進行加熱; 3、對砼拌和用水必須進行加熱,確保砼的拌和溫度; 4、有必要時可采用新型防凍劑,根據施工配合比參加到砼中,確保砼質量; 5、對砼輸送車進行保溫處理,防止砼在運輸過程中熱
57、量損失太多,確保砼入模溫度。 (二)冬季洞內外施工供水管道和供水站都必須采取保溫措施,防止水管被凍,而影響洞內外施工正常進行。 (三)為了保證冬季施工正常進行,做好職工的冬季保溫工作。在生活區設供熱設施,同時給職工發放冬季保溫用品。十、環境保護措施環境保護是促進生態平衡的保證,為減少或避免施工對環境的污染和破壞,采取相應措施如下:1、認真學習環保法,執行當地環保部門的有關規定,自覺接受環保組織監督,調查掌握環境變化狀態,督促全體職工自覺做好環境保護工作,接受業主和環境部門的監督指導。2、加強施工管理,實行文明施工,對環境有污染的廢物,要排放時必須經過處理,并經有關部門同意后送到指定地點掩埋和銷毀。3、按設計圖紙指定的地點,并經監理工程師指示選定棄碴場,做好棄碴場周圍排水系統,防止棄碴因雨后流入農田或河流造成污染,保證沿線植被完好。4、臨時工程施工時爭取少砍樹或不砍樹,并結合本工程情況,美化環境。嚴禁有害物污染土地。5、在工地和生活區,經常檢查,打掃衛生,及時消除垃圾和臟物,并將其運到指定地點進行掩埋或焚燒處理。6、主體工程完工后,必須拆除的臨時工程和生活設施及時拆除,并對拆除后的場地進行整平,及時綠化或復耕,防止水土流失。