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1.工程概况1.1.隧道线路概述乌鞘岭隧道位于既有兰新线兰武段打柴沟车站和龙沟车站之间,隧道长20050m,设计为两座单线隧道,除隧道出口段线路位于半径为1200m曲线上,右、左线缓和曲线伸入隧道68.79m及127.29m外,隧道其余地段均位于直线上,线间距40m;两座隧道线路纵坡相同,主要为11‰的单面下坡,右线隧道较左线隧道高0.57-0.72m。隧道进口位于天祝县打柴沟镇赵家庄附近,右线轨面设计高程2664.8m;出口位于古浪县龙沟乡的砂沟台,右线轨面设计高程2447.33m。交通便利,隧道最大埋深1100m。1.2.编制依据1.2.1.兰新线兰武段增建第二线的乌鞘岭特长隧道第2标段施工招标文件、初步设计、补充初步设计、技术要求、补遗书、答疑书等。1.2.2.建设单位2002年12月25日召开标前会议纪要以及我单位自行组织的现场踏勘资料等。1.2.3.国家和铁道部现行的设计、施工、验收采用的规范、规则和标准。1.2.4.我单位多年类似工程施工经验和目前施工队伍的技术水平及机械设备状况。1.3.编制范围第2标段:YDK170+140~YDK172+2052.065正线公里DK163+125~DK172+2009.075正线公里
1.3.1.隧道工程1.3.1.1.正洞1.3.1.1.1乌鞘岭隧道Ⅰ线(右线)进口中段2065延长米(含整体道床),全部自Ⅱ线(左线)平导通过横通道施工。1.3.1.1.2乌鞘岭隧道Ⅱ线(左线)进口段9065延长米(含整体道床),先期按平导贯通,并负责Ⅰ线(右线)进口中段的施工,在不影响Ⅰ线(右线)隧道按期完工或Ⅰ线(右线)建成通车后,扩大开挖后衬砌建成Ⅱ线(左线)。1.3.1.2横通道1.3.1.2.1位于Ⅱ线(左线)DK163+135~DK170+135与Ⅰ线(右线)YDK163+140~YDK170+140之间,以Ⅰ、Ⅱ线间的中线为界,与Ⅱ线(左线)相连部分,即本标段范围内的横通道总长的一半。1.3.1.2.2位于Ⅱ线(左线)DK170+135~DK172+200与Ⅰ线(右线)YDK170+140~YDK172+205之间的全部横通道。1.3.1.3.乌鞘岭隧道Ⅱ线(左线)进口端(DK163+125~DK163+135)洞门及洞门附属工程,以Ⅰ、Ⅱ线间的中线为界。1.3.1.4.DK168+750处施工通风竖井315米/1座,位于Ⅰ、Ⅱ线之间。1.3.1.5.弃碴场处理(包括挡护工程,场地平整、绿化、复垦等)。1.3.1.6.隧道弃碴:12万立方米弃于上雨岭沟弃碴场,其余部分弃于芨芨沟弃碴场。参见图1-1第2标段隧道施工范围示意图。
图1-1隧道施工范围示意图1.3.2.大临工程1.3.2.1.临时汽车运输便道:从芨芨沟弃碴场末端至竖井的汽车运输便道,便道全长2.0km,单车道、简易路面标准。1.3.2.2.临时电力干线:仅含从乌鞘岭隧道进口至竖井的临时电力干线,架设10KV临时电力干线6.0km。1.3.2.3.临时给水干管路:在庄浪河设集水井1座,铺设临时给水干管路1.65km,设高山水池1座。1.3.2.4.临时电力干线:电源点至隧道进口的供电线路及电源(变配电)设施。进口电源由既有深沟变电所引出35KV电压等级线路,长度为3公里,并在进口设变电站一处,3000KVA变压器一台。1.4.编制原则1.4.1.全面响应和符合施工招标书的原则严格按照施工招标书规定的编制范围、内容、技术要求和规定格式进行编制。
1.4.2.合理配置资源,满足工程需要的原则以优质、高效、快速施工为目的,进行机械设备配套,合理配置施工队伍、组织工程材料供应。1.4.3.突出重点,统筹安排的原则统筹安排,确保本标段控制工程——乌鞘岭特长隧道的施工,科学合理地安排施工进度,组织连续均衡施工,做好工序衔接,确保按期和提前完成工程建设。1.4.4.应用“四新”技术,提高施工水平的原则突出应用新技术、新设备、新材料、新工艺,提高施工的机械化作业水平,积极应用先进的科技成果,从而达到提高工程质量、加快工程进度、降低工程成本的目的,做到优质、快速、安全、高效按期完成本工程。1.4.5.安全生产,预防为主的原则运用现代科学技术,采用先进可靠的安全预防措施,确保施工生产和人身安全。1.4.6.规范施工,确保工程质量的原则严格执行国家和铁道部现行的《施工规范》和《验收标准》,运用现代科学技术优化施工组织方案、施工工艺和施工方法,确保工程质量达到全线整体创优规划要求。1.4.7.保护环境,文明施工的原则树立环保意识,严格按国家关于环境保护的有关规定组织施工,保护好周围生态环境,做到文明施工。1.5.自然概况
1.5.1.地形地貌本区整体属于祁连山东北部中高山区,隧道进口以南为庄浪河河谷区,第2标段隧道经过有乌鞘岭—毛毛山中高山区,根据山体相对高度,进一步划分为乌鞘岭南坡梁状丘陵区、乌鞘岭中高山区两个次级地貌单元。1.5.1.1乌鞘岭南坡低高山及梁状丘陵区:位于F4断层以南,地形起伏不大,自然坡度150~250,海拔高程3000m左右,相对高差200~400m。地表多有土层覆盖,其间近南北支沟发育,由东到西主要发育石板沟、上雨岭沟、下雨岭沟、芨芨沟及干扎子沟等次级沟谷。1.5.1.2乌鞘岭中高山区:位于F4和F7之间,海拔高程3500m左右,毛毛山最高峰为4070m。该地区地势较高,相对高差较大,自然坡度350~500,地表广覆腐植土,阴坡小灌木发育。1.5.2.气象特征本段线路位于中温带干旱气候区,春季多风,少雨干旱;夏季酷热,降水增多;秋季凉爽,降温较快;冬季寒冷,干旱少雪。乌鞘岭地区海拔高(2900~3600m)。气候垂直分带性明显,气候寒冷,日温差大,阴雨风雪冰雹天气多变,冰冻时间长。本段年平均气温-0.1~5.10C,绝对最高气温28.1~34.70C,最低-29.0~-30.60C;多年平均降水量357.8~409.4mm,最大降水量552.7mm;多年平均蒸发量1548~1813.6mm;瞬时最大风速27.6~29m/s,主导风向北北西;最大积雪厚度24~36cm;土壤冻结深度138~200cm。1.5.3.地震
隧道通过区段越岭段地震动峰值加速度为0.3g(g=9.8m/s2),相当于地震基本烈度8度,地震动反映谱特征周期为0.30s。1.6.工程地质及水文地质1.6.1地层岩性本地区地层岩性复杂,其分布主要受区域断裂构造控制。第二标段范围内出露的地层主要有第四系、第三系、三叠系沉积岩,奥陶系变质岩。1.6.1.1第四系(Q)1.6.1.1.1全新统(Q4):主要为现代河床冲积、洪积层和山坡坡积层,由黏质黄土、卵石土、碎石土组成。黏质黄土(Qal34、Qd34):分布于一级阶地及斜坡地带,厚5~15m,局部厚超过20m,浅黄色,土质较均匀,杂少许砂质,硬塑为主,Ⅱ级普通土,Ⅴ~Ⅵ级围岩,σ0=150Pa,具有Ⅱ级非自重湿陷性。卵石土(Qal74):分布于现代河床,厚5~10m,灰白色,卵石成分主要为砂岩、板岩、安山岩及闪长岩,圆棱状为主,粒径20~40mm约占30%,40~60mm约占20%,60~200mm约占30%,大于200mm约占5%,砂、泥质充填,稍湿,稍密—中密,Ⅲ级硬土,稍密σ0=500kPa,中密σ0=650kPa。碎石土(Qpl74、Qdp174、Qd174):主要分布于沟谷及坡面上,厚5~20m,杂色,碎石成分主要为砂岩、板岩、安山岩及闪长岩等,尖棱状,粒径20~40mm约占40%,40~60mm约占20%,60~200mm约占10%,大于200mm约占5%,砂、泥质充填,稍湿,松散—中密,Ⅱ
级普通土,稍密σ0=500~700kPa。1.6.1.1.2上更新统(Q3):主要为冲积、洪积层和风积层。卵石土(Qal73):分布于二级阶地下部,厚5~10m,灰白色,卵石成分主要为砂岩、板岩、及闪长岩,圆棱状为主,粒径20~40mm约占30%,40~60mm约占20%,60~200mm约占20%,大于200mm约占5%,砂、泥质充填,稍湿,中密,Ⅲ级硬土,σ0=600~800kPa。黏质黄土(Qeol33、Qal33):分布于阶地顶部及坡面上,厚5~15m,淡黄色,土质均匀,孔隙发育,硬塑为主,Ⅱ级普通土,σ0=150Pa,具有Ⅱ级非自重湿陷性,湿陷厚度3~8m。1.6.1.2第三系:仅出露上新统(N2),分布于越岭隧道进口段,由浅红色泥岩、砾岩、砂岩组成,与下伏三叠系地层呈角度不整合接触。泥岩夹砂砾岩(N2Ms+Ss+Cg):浅红色,地层产状N700W~EW/100~150S。泥岩:多杂砂质,泥质胶结,中厚层状,裂隙发育,与砾岩、砂岩呈不等厚互层状。岩质软弱,成岩性差,遇水易软化和风化,风化物呈土状,遇水易崩解,具膨胀性,属膨胀岩、极软岩。砂岩,主要矿物成分以长石、石英为主,中细粒,泥—钙质胶结,节理发育,属软岩。砾岩,砾石成分以砂岩为主,粒径以2~10mm为主,圆棱状,泥质胶结,中厚层状,极软岩,Ⅳ级软石,Ⅳ~Ⅴ级围岩,其中Ⅳ级围岩约占90%,Ⅴ级围岩约占10%,σ0=300kPa。1.6.1.3三叠系,仅出露上统(T3):主要分布于F4断层以南,F5和F6
之间,由浅黄色、黄绿色砂岩、页岩夹薄层煤组成,砂、页岩多呈互层状产出,剖面上砂岩约占70%以上,页岩约占25%,煤层约占1%~2%。砂岩夹页岩及煤层(T3Ss+Sh+Cb):砂岩,主要矿物成分以长石、石英为主,中粗粒,钙质胶结,中厚层—厚层状,节理较发育。页岩,以碳质页岩为主,钙质胶结,薄层状。煤层,薄层状为主,厚度一般0.2~1m,媒质差,煤体破碎,极疏松,呈碎块状及粉末状结构,含较高的黄铁矿,多煤矸石。砂岩属硬质岩,页岩属较软岩,碳质页岩与煤层为软岩,Ⅳ级软石~Ⅴ级次坚石,其中Ⅳ级软石约占40%,Ⅴ级次坚石约占60%,Ⅲ~Ⅳ级围岩,其中Ⅲ级围岩约占40%,Ⅳ级围岩约占60%,厚层砂岩σ0=1000kPa,层状砂岩夹页岩σ0=800kPa。在断层带附近,岩体受构造影响严重,层间褶曲较发育,岩体相对破碎。岩体波速3200~4000m/s。1.6.1.4奥陶系,仅出露中统(O2),分布于F4和F5断层之间,主要由灰绿色安山岩组成。安山岩(O2a):灰绿色,主要矿物成分为角闪石、斜长石等,细粒—隐晶质结构,块状构造,岩质坚硬,节理及微裂隙发育,Ⅴ级次坚石,Ⅲ~Ⅳ级围岩,σ0=800~1200kPa。在断层带附近,岩体受构造影响较严重,节理裂隙发育,岩体相对破碎,呈碎石状压碎结构,Ⅳ级围岩。岩体波速3240~3600m/s。1.6.1.5构造岩类:主要分布于断层破碎带内,由碎裂岩、断层泥砾等组成。碎裂岩(Cru):为本区断层的主要构造岩,有碎裂砂岩、碎裂板岩、碎裂闪长岩、碎裂安山岩等,岩体破碎,节理裂隙极发育,多含水,Ⅳ级软石,Ⅳ级围岩为主,σ0=600kPa。
断层角砾和断层泥(Fc+Fbr):组成四条断层主带,灰白色—灰黑色,角砾直径一般在3~10cm,夹于断层泥中,极破碎,多含水,Ⅲ级硬土,Ⅴ~Ⅵ级围岩,σ0=300kPa。1.6.2地质构造本区在大地构造单元上属于祁连褶皱系,本段线路横穿祁连褶皱系的北祁连优地槽褶皱带和走廊过度带两个次级构造单元,褶皱及断裂构造发育。1.6.2.1褶皱构造褶皱构造在本区较为发育,褶皱形态复杂,据其形成时代和所处的构造部位不同,由南向北可划分为两个褶皱构造带。1.6.2.1.1加里东期褶皱带在邻区分布广泛,形成较早。褶皱方向为北西西向,部分为东西向。规模一般很大,具紧闭的线状对称复式形态。因受侵入体和断裂构造的破坏,其形态已不完整。区内的毛毛山向斜,长约14km,向斜的南北两侧均为北西西的纵向逆断层所夹持切割,属紧闭的正常对向斜。1.6.2.1.2海印—印支期褶皱带褶皱结构比较简单,次级褶皱不发育。轴向主要为北西西向—东西向。1.6.2.2断裂构造
区内断裂构造发育,主要为区域性大断裂,走向基本为近东西向,压性~压扭性,具有切割深、延伸长、规模大的特点,破碎带一般较宽,断带物质主要为碎裂岩、断层泥砾。本标段内由南向北依次分布有F4、F5两条断层带:1.6.2.2.1毛毛山南缘断层(F4):位于乌鞘岭—毛毛山南山前,为逆断层,延伸长度约80km,断层走向近东向西,倾向北,倾角400~600,断带物质主要由断层泥砾、碎裂岩组成,松散破碎,破碎带出露宽度200~500m。隧道于DK170+300~DK170+750通过该断层,通过长度450m。为早、中更新世活动断层。岩体波速2500~3000m/s。1.6.2.2.2大柳树沟—黑马圈河断层(F5):位于毛毛山岭北,为逆断层,延伸长度约60km,断层走向北西西向,倾向南,倾角700,断带物质主要由断层泥砾、碎裂岩组成,较松散破碎,破碎带出露宽度80~260m,隧道于DK171+160~DK171+300通过该断层,通过长度140m。岩体波速2690~3240m/s。1.6.2.3.节理由于乌鞘岭特长隧道区褶皱和断裂较发育,岩体受构造作用影响,节理发育—较发育,主要节理方向为北西及北东向,以密闭节理为主,节理面较光滑,延长数米至数十米。奥陶系中统安山岩与F4、F5断层接触带附近发育有节理密集带。1.6.2.4.新构造运动新构造运动在测区的活动方式是在总趋上升条件下以不均衡地升降运动及沿古构造线部分地段作继承性活动特征。本标段范围内F5断层带中多处可见较为松散的断层泥砾带,泉水发育。1.6.3.水文地质特征
隧道在本标段范围内,围岩富水性分区划分可分为中等富水区:主要为隧道进口第四系松散堆积层、安山岩带、及F4、F5断层破碎带及影响带。弱中等富水区:主要为岭南和岭中的上三叠统砂岩夹页岩带(T3)。贫水区:主要为第三系砂砾岩夹砂岩、泥岩带(N2)。预计右线最大总涌水量为9621.81m3/d,左线隧道(平导)最大总涌水量16114.78m3/d,在断层破碎带有突然涌水的可能。1.6.4.不良地质与特殊岩土1.6.4.1.不良地质隧道通过地段的不良地质主要为有害气体,根据地质调绘和钻探,三叠系上统为含煤地层,砂岩、页岩地层中夹有薄煤层,煤层厚0.2~1m,根据试验结果,煤体的气含量均很低,主要以解吸气和残余气为主,解吸气以N2、CO2、O2为主,未检测出甲烷等烃类气体,煤层吸附能力居中。1.6.4.2.特殊岩土隧道通过地段的特殊岩土主要有湿陷性黄土和膨胀岩。1.6.4.2.1.湿陷性黄土根据试验取样,隧道进口端第四系全新统冲、洪积黏质黄土具Ⅱ级非自重湿陷性,湿陷土层厚约5~8m。1.6.4.2.2.膨胀岩根据试验取样,第三系上新统泥岩具膨胀性,其蒙脱石含量17.53~22.54%,阳离子交换量CEC(NH4+)140.7~212.2mmol/kg,自由膨胀率42.98%,且钻探取出的岩心剥落现象明显,易崩解,具膨胀岩的特性,属膨胀岩。1.6.5.地质灾害预测
乌鞘岭特长隧道最大埋深在1000m左右,岭脊为坚硬闪长岩,Ⅲ~Ⅳ围岩占80%左右,本标段洞身通过的F4、F5断层破碎带的总长度约590m,地应力值较高,砂、页岩夹煤层,砂、泥岩等地层软硬不均,存在小褶皱、节理密集带等,工程地质条件复杂,施工中极可能出现围岩失稳、突然涌水、涌泥、岩爆、高地温、瓦斯等地质灾害。1.6.5.1围岩失稳1.6.5.1.1.软岩流变:隧道通过段地应力较高,隧道埋深大,三叠系上统的软质岩—页岩及断层破碎带在施工中有产生流变或较大变形的可能性,据LWZ-1孔实测地应力,F4断带存在较高地应力值,对软岩的稳定极为不利,施工中在通过破碎带时加强预测预报和监测,及时采取措施加以防治。1.6.5.1.2.通过区域性断层,断层破碎带松软破碎、含水,其自稳能力差,特别在以断层泥砾为主时,施工时容易发生坍塌等围岩失稳现象。1.6.5.1.3.第三系砂砾岩夹泥岩(DK163+600~DK166+080),其中岩体泥岩成岩差,结构相对疏松,自稳能力差,扰动易坍塌,具膨胀性,施工时有可能发生围岩失稳现象。1.6.5.1.4.在通过泥岩、页岩和煤层为主的岩层,由于其自身强度低,抵抗外力破坏的性能差,当地层走向与隧道夹角较小,出现不利结构面时,也易出现围岩失稳现象。1.6.5.2.突然涌水、涌泥:
隧道通过各断层破碎带、安山岩地段,由于构造裂隙水发育,地下水循环较快,施工中有可能发生突然涌水现象。在通过断层泥砾带、含泥质地层的影响带时有可能产生突然涌泥现象。1.6.5.3.岩爆:区内断裂构造发育,第四系以来多有活动,应力有所释放。从地应力测试结果看,实测地应力值最高达32Mpa以上,以水平地应力为主,另外在F4~F7之间隧道洞身需要通过较长段落的闪长岩、安山岩,岩质坚硬,性脆,贫水,且埋深大,地应力值较高,施工中极易出现岩爆,应加强预测预报,并做好防护。1.6.5.4.热害:乌鞘岭特长隧道通过地段最大海拔高程3600m,隧道最大埋深1040m,乌鞘岭气象站(高程3050m),测得本地区年平均气温值-0.10C。根据钻孔井温测试结果,井温未出现异常,孔底温度为10.6—12.8,地温梯度为1/36—1/46,初步估算隧道最大埋深处原岩温度低于280C,不会出现地温而引起的热害问题。施工中加强通风量,防止施工环境温度过高。1.6.5.5.有害气体:三叠系含薄层煤,厚度一般0.2~1m,较厚的有三层,其余的以碳质页岩或煤线为主,煤体的气含量均很低,主要以解吸气和残余气为主,解吸气以N2、CO2、O2为主,未检测出甲烷等烃类气体。参见表1-1第2标段隧洞围岩地质条件及施工支护措施一览表。1.7.主要技术标准1.7.1.线路主要技术标准铁路等级:Ⅰ级
正线数目:双线旅客列车设计行车速度:140km/h限制坡度:6‰,双机13‰最小曲线半径:1200m到发线有效长:850m牵引种类:电力牵引质量:4000吨闭塞类型:自动闭塞1.7.2.隧道主要技术标准1.7.2.1.隧道建筑限界、旅客列车最高行车速度隧道建筑限界:采用“隧限-2A”旅客列车的最高行车速度:140km/h根据高海拔地区电气化隧道接触网悬挂空气绝缘的要求,隧道净高不低于6.70米。1.7.2.2.隧道内轨道及道床类型隧道内轨道类型按重型轨道标准设计,预留特重型轨道条件。1.7.2.3.衬砌支护隧道洞口段衬砌按国防和抗震要求进行检算,采用锚喷支护,钢筋混凝土衬砌结构。隧道一般地段采用复合式衬砌,初期支护以喷、锚、网为主,二次衬砌为模筑混凝土衬砌。1.8.主要采用的规范、规则和标准《工业企业标准轨距铁路设计规范》(GBJ12-87)
《铁路路基设计规范》(TB10001-99)《铁路路基施工规范》(TB10202-2002)《铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2001)《铁路特殊土路基设计规范》(TB10035-2002)《铁路路基工程质量检验评定标准》(TB10414-98)《铁路桥涵施工规范》(TB10203-2002)《铁路桥涵设计基本规范》(TB10002.1-99)《铁路桥涵工程质量检验评定标准》(TB10415-98)《铁路隧道施工规范》(TB10204-2002)《铁路隧道设计规范》(TB10003-2001)《铁路隧道锚喷构筑法技术规范》(TB10108-2002)《铁路隧道辅助坑道技术规范》(TB10109-95)《铁路隧道工程质量检验评定标准》(TB10417-98)《铁路给水排水施工规范》(TB10209-2002)《铁路隧道防排水技术规范》(TB10119-2000)《铁路混凝土与砌体工程施工规范》(TB10210-2002)《铁路轨道施工及验收规范》(TB10302-96)《铁路给水排水设计规范》(TB10010-98)《铁路工程岩土分类标准》(TB10077-2001)《新建铁路工程测量规范》(TB10101-99)《铁路工程土工试验方法》(TBJ102-87)《铁路混凝土强度检验评定标准》(TB10425-94)《铁路工程水质分析方法》(TBJ104-87)
《铁路隧道施工技术安全规则》(TBJ404-87)《铁路临时工程附属辅助生产工程施工技术安全规则》(TBJ411-87)《铁路工程环境保护设计规范》(TB10501-98)《铁路工程建设项目环境影响评价技术标准》(TB10502-93)1.9.主要工程数量第2标段主要工程数量参见表1-2第2标段主要工程数量表。第2标段主要工程数量表表1-2序号工程项目单位数量备注1开挖m3609553 2衬砌m3197816 3无碴道床m11140 4横通道开挖m352351 5横通道衬砌m310203 6竖井开挖m35044 7竖井衬砌m31793 8弃碴场浆砌片石m326813 9污水处理场处1 10供水干管路m1650庄浪河至高位水池11施工便道km2竖井至芨芨沟12电力干线m6000进口至竖井
13高位水池座1200m31.10.第2标段的工程特点1.10.1.隧道特长:本标段主要为Ⅱ线隧道进口端平行导坑的开挖(DK163+135~DK172+200),平导独头掘进9065m,为目前国内之最。平导独头掘进特长,将给隧道施工的贯通控制测量、出碴运输、通风排烟、反坡段排水、通讯信息管理、人员交通等产生一系列影响。1.10.2.地质条件复杂:本标段范围内有第四系的冲洪积、坡积层;第三系的泥岩夹砂砾岩层;三叠系的薄煤层;埋深较大的奥陶系的安山岩层以及F4、F5断层。施工中有可能发生围岩失稳、突然涌水、涌泥、岩爆、热害、瓦斯泄露等地质灾害。1.10.3.进度指标要求高:目前国内在类似工程的施工中,平导掘进最高月进尺可达到468米,围岩地质条件普遍较好的情况下(一般好于Ⅲ级),平均月进尺达到326米。而本工程中,围岩的地质条件整体上比类似工程差,在本标段中9065米平导掘进中,好于Ⅲ级的围岩(含Ⅲ级)仅占23.8%,而进度指标要求较类似工程的要高,详见围岩分类汇总及进度指标表。围岩分类汇总及进度指标表表1-3围岩类别ⅥⅤⅣⅢ合计长度(m)705790541021609060进度指标(m/月)55170270330综合进度指标(m/月)200.11
1.10.4.与1标段的关系密切:2标段与1标段虽然为两个独立的标段,但2标段与1标段的关系十分密切,首先,平导的超前掘进,将为正洞的施工提供真实确凿的地质资料,同时,由于平导超前的引排作用,将降低正洞的涌水量,另外横通道的施工、通风排烟、排水、竖井和洞口场地的合理利用,以及两洞之间爆破的影响,甚至为确保乌鞘岭隧道的整体工期所进行的相互协调等等,都将1标和2标紧密的联系在一起。1.10.5.可进行研究的科研课题较多,需要收集积累的的经验资料较多:乌鞘岭隧道为目前国内第一长隧道,而且地质条件复杂,不可预见的因素多,施工难度大,因此,在乌鞘岭隧道施工中,搞好各个科研项目的研究,认真收集施工中的各种经验资料将会为今后我国特长隧道的施工积累更多宝贵的经验,是十分重要的工作。1.11.施工关键技术1.11.1.平导快速施工技术。1.11.2.平导快速施工中高效率的设备配套技术。1.11.3.提高隧道软弱围岩施工机械化程度的技术。1.11.4.特长隧道施工通风技术。1.11.5.确保隧道衬砌结构(尤其在软质围岩条件下)不渗、不漏、不裂的技术。1.11.6.采用先进的检测手段,建立完善的隧道支护(包括初期支护、衬砌)质量检测体系,确保隧道支护的可靠度的技术。1.11.6.监控量测及地质超前预报技术。1.11.8.特长隧道施工中网络信息化管理技术。2总体施工组织布置及规划
2.1施工组织机构鉴于本工程特点,为优质高效完成施工任务,确保建设单位规定的工期目标和工程质量目标,我单位本着精干高效的原则,选派具有现代化管理职能和有长大隧道施工经验的行政及技术人员组成强有力的项目管理班子,项目经理部设经理一人,副经理二人,总工程师一人,下设工程技术部、安全生产部、质量管理部、计统财务部、物资设备部、环境保护部、后勤保障部、中心试验室、综合办公室和专家顾问组10个部门,共61人,下辖隧道掘进工程队、机械运输队、衬砌工程队、水电专业队、轨道工程队、综合工程队、机械修配厂、竖井工程队8个专业化施工队伍。组织机构见图2-1。本标段主要施工项目为左线隧道9065米,右线隧道2065米,竖井315米,施工便道2.0KM,临时电力干线6.0KM,临时供水干管路1650m,2003年2月1日开工,2008年9月31日竣工。施工现场统一按照建设单位的规定布设在洞口左侧,分生活区和生产区,竖井因距洞口5615m,在竖井左侧100m设竖井施工场地,因施工持续时间较长,生活用房按永久性标准建设,并设绿化区。洞内外采用四轨两线有轨运输方式,洞口设出碴场,用自卸矿车运至弃碴场。生活、施工用电用水形成供给网路,在所有用水区域设排污管道排至洞外污水处理厂。所有施工现场达到统一规划布置。2.1.1管理职责2.1.1.1项目经理部
是实施本工程项目的组织机构,负责与建设单位、设计和监理及地方政府的联系。组织指挥所属各工程队优质、高效、安全地完成施工任务,协调下属各施工单位之间的设备、人员、材料等资源的配置、解决施工过程中的问题,负责施工方案的制定,工程质量的控制、测量、试验等技术工作,对本标段工程的施工、技术、安全、质量、进度等全面负责,全权代表本单位履行合同义务和权利。2.1.1.2项目经理项目经理是我单位企业法人在本项目的全权代表,负责贯切执行国家有关工程建设的法律、法规和政策,落实各项规章制度,负责施工队伍管理和协调建设单位、监理、地方关系,全权代表我单位履行合同的义务和权利,积极推广“四新”技术,执行有关技术规范和标准,对本项目的进度、质量、安全、文明施工、环境保护等工作负全面责任。2.1.1.3项目副经理协助项目经理做好分管现场施工生产,安全文明施工,标准化建设,生产进度,资源配置和队伍管理。负责组织指挥施工生产管理和内部考核,分管环保协调和综合办公室工作。2.1.1.4项目总工程师全面负责本项目施工技术和工程质量管理工作,负责与监理单位、设计单位、建设单位、质检部门的协调工作,负责技术方案、质量控制措施、安全施工方案的制定与审核、竣工资料的编制与移交。2.1.1.5工程技术部
负责本项目的施工技术管理、施工测量、工程调度、技术交底、临时工程设计、分项施工方案的制定,为保证隧道不渗、不漏、不裂的技术要求编制实施性施工组织设计和作业指导书,负责施工技术指导和工程变更的申报,工程技术资料的填报、归档及竣工资料的编制和移交,并监督检查所属工程队在施工全过程中对规范标准的执行情况。2.1.1.6安全生产部负责本项目施工安全管理和检查工作。根据长大隧道的特点和容易出现安全问题的环节对全体员工有针对性的进行施工前的安全培训,制订各项安全生产规章制度及分项工程安全操作规程,特别对地质不良地段制定科学的切实可行的安全施工预防措施,负责施工安全检查,交通运输管理。2.1.1.7物资设备部负责本项目施工所需机械设备、运输车辆、机具模板、支架等的计划采购、调配、使用管理维护保养,定期对施工设备进行检查,对机械设备状况的完好性,附件的齐全性以及工作装置调整的正确性负责。根据隧道施工的特点,备足各类机械的零配件,保证施工设备良好运转,确保工程连续施工。负责工程施工所需物资的供应工作,根据工程进度安排编制上报建设单位材料供应计划,合理编制自购物资的采购供应计划。负责工程物资的采购、保管、标识、调配、日常管理等工作,并负责爆破用品的管理,对购进的各种材料质量负责,所有材料应有出厂质量保证书、合格证及检测报告并配合中心试验室进行抽检。2.1.1.8质量管理部
2.1.1.9计统财务部主要负责项目经理部合同的管理、施工统计报表、施工计划的制定与检查、工程计量与支付,保证工程正常进行的资金筹措使用、计划管理及工程决算等工作。2.1.1.10环境保护部宣传、贯彻、执行国家和地方政府关于环境保护法规和负责项目建设中的环境保护、水土保持工作、监督检查环境保护措施的实施情况,协调与地方的关系。2.1.1.11后勤保障部负责施工人员的生活供应和劳动保护、负责和外地医院的联系及工地医院的行政管理工作。2.1.1.12中心试验室负责工程所需物资和材料的检验测试、砼的配合比选定,施工中各类原材料、半成品、混凝土试件的检测试验,水质分析等,并配合监理工程师进行抽样检验。2.1.1.13综合办公室综合办公室为综合性管理单位,负责征地拆迁,内外关系协调、文秘、接待等日常事务管理,工地文化建设、社会综合治理等工作。2.1.1.14专家顾问组
专家顾问组由多年从事隧道技术研究、施工、管理工作的专家组成;其职责是:针对乌鞘岭特长隧道制定实施性施工方案和快速施工技术研究及机械配备配套,推广科技领先项目在本工程中的运用,以不渗、不漏、不裂的质量目标,开展技术攻关,制定质量保证措施,为隧道快速掘进并确保施工安全提供技术指导。2.1.1.15各工程队在项目经理部的统一安排下,共同完成施工任务。2.2队伍布置及任务划分我单位接到中标通知书后,立即通知8个专业化工程队进场进行上场前的准备工作(各工程队人员配置见表8-1)。保证在七天之内技术人员和主要施工人员进驻施工现场,根据工程数量和工期安排各工程队任务划分如下:2.2.1掘进工程队:施工人员145人、其中技术人员12人。驻洞口左侧,负责平导掘进、横通道掘进、正洞掘进及平导扩大开挖掘进和初期支护工作。2.2.2衬砌工程队:施工人员265人,其中技术人员12人。驻洞口左侧,负责砼拌制、运输、拌合站的管理、钢材的加工安装、喷锚、隧道衬砌和衬砌台车的管理工作。2.2.3机械运输队:施工人员90人,其中技术人员3人。驻隧道进口左侧负责材料运输,洞内出碴、洞外弃碴等一切工程运输工作。2.2.4综合施工队:施工人员110人,其中技术人员6人。驻隧道进口左侧,负责便道施工维修养护、弃碴场施工,临时设施施工、洞外截排水沟及其他辅助性施工,同时作为机动施工队,根据工程需要进行调配使用。2.2.5轨道工程队:施工人员145人,其中技术人员7人。驻洞口左侧,负责洞内整体道床施工,同时还担负本标段所有构件预制安装,洞内外临时轨道的辅设维修、养护。2.2.6水电专业队:
施工人员80人,其中技术人员6人。驻洞口左侧负责风、水、电管路的铺设、管理和维修,并担负洞内排水工作,保证生产生活正常。2.2.7机械修配厂:施工人员90人,其中技术人员8人。驻洞口左侧,负责本标段所有机械设备的维修和保养,保证机械完好率90%以上。2.2.8竖井工程队:施工人员110人,其中技术人员6人。驻DK168+750竖井左侧100m处,负责竖井的掘进、衬砌等全部工作,保证竖井在规定的时间内贯通并投入使用。2.3临时设施根据现场勘察及工程分布情况,我单位在详细研究设计文件及地理情况后,本着有利生产,方便生活的原则对现场布置进行统筹规化按生活区和生产区做出合理的安排。临时设施主要项目有:生产及生活用房、施工便道、运输轨道、出碴场、构件预制场、施工及生活用水用电管线等。洞口施工场地总平面布置图和竖井施工场地总平面布置图,详见图2-1和图2-2。2.3.1生产及生活用房项目经理部和各施工队(除竖井工程队设在DK168+750左100m处外)的生活生产用房场设在洞口左侧100m处,需占地32亩,因工期较长为了节约用地和环境保护,均按永久性标准建设,临时房屋建筑详见表2-1。2.3.1.1生产房屋机车检修车间、钢材加工厂、修理车间、高压风站、变电站、备用电站、仓库、值班室、雷管库、炸药库、火工用品看守房、中心试验室、砼拌和楼、水泥库。2.3.1.2生活房屋
项目经理部办公楼、项目经理部宿舍楼、招待所、医院、小车库、商务中心、文化娱乐中心、施工队办公楼、职工宿舍楼、餐厅、公共澡堂、公用厕所。2.3.2施工便道根据《施工招标书》规定,洞口便道、洞口至芨芨沟碴场的便道已由第1标段负责修建养护,本标段施工便道为DK168+750竖井至芨芨沟弃碴场便2.0km,按宽4.5m简易路面标准修建、养护和维修2.3.3洞口铺轨及出碴场洞口铺轨包括平导双线、拌合站专用线,机车检修线和矿罐车停放线、渡线及通往碴场的专用线,与洞内轨道一同采用四轨两线制,轨距900mm,采用43kg/km旧钢轨,1500mm长油枕,按1440根/km布置,道岔轨枕采用油枕铺设,石碴道床厚度不小于15cm,单开道岔不小于7号,渡线道岔不小于9号。为了其它机械设备行走方便和轨道运输车辆不致于脱轨,运输轨道轨顶面与地面同高。铺轨详细数量见表2-2。洞口铺轨工程数量表 表2-2序号线路名称长度(m)备注1平导Ⅰ线360出碴重车行走线2平导Ⅱ线360空车进料行走线3机修线110两股道4拌合站专用线160可同时为四台轨行式搅拌运输车供料5罐车停放线606出碴专用线315共二线线间设渡线调车合计1365含道岔18组
在洞口设出碴场占地800平方米,洞内弃碴采用有轨运输方式运至出碴场,再由自卸矿车倒运至芨芨沟碴场。出碴场设置栈桥,栈桥采用砼基础和钢桁梁相结合的结构形式。梭式矿车推至栈桥上,直接卸入自卸矿车运走。布置方式见图2-42.3.4弃碴场根据《施工招标书》规定第1标段和第2标段隧道进口弃碴场分别设在进口右侧雨岭沟和进口左侧芨芨沟,其中12万立方米弃于雨岭沟弃碴场,其余部分两个标段都弃于芨芨洞碴场内,两个碴场的建设由本标承建。雨岭沟弃碴场碴顶设计高程2710m,平均堆放高度约16m。芨芨沟1号弃碴场碴顶设计高程2758m,2号弃碴场碴顶设计高程2771m平均堆放高度均约8m。碴场总占旱地277亩,复垦236亩,绿化31亩,回填可种植土118059m3,总弃碴量106万立方米。芨芨沟弃碴场平均运距4.5km,雨岭沟弃碴场平均运距1.5km。为了保证弃碴场弃碴稳定,防止水土流失,在周边作边坡为1:1.5M10浆砌片石挡墙35450m3
,基底采用三七灰土夯实换填3915m3,以防止下沉,并在挡墙前铺砌M7.5浆砌片石435m3,防止基础冲涮和浸泡,同时在弃碴完毕后,将碴顶整平碾压并在碴顶做M5浆砌片石排水沟1509m3,将山坡上的水排入沟内。由于挡墙较高,采用先砌筑挡墙后弃碴的方法,挡墙随弃碴高度增加而增加。在弃碴前将原地面整平碾压,保证弃碴车辆卸碴到位,弃碴时在碴场设专人指挥按秩序堆放,分层整平碾压,保证碴体稳定,对散落的碴要及时清理入场。弃碴结束后,将碴顶整平,用可种植土回填进行复垦工作,并在碴顶周围种树植草,建立绿化带,并保证成活率达到90%以上,清理垃圾,做到完工清退场地整洁。2.3.5构件预制场构件预制场设在洞口左侧,占地1200m2,由轨道工程队负责施工管理,主要预制整体道床钢筋混凝土支承块和水沟电缆沟钢筋砼盖板。将原地面整平碾压后,用10cm厚砼进行硬化处理,砼从洞口拌合站拉运,钢筋在钢木加工厂加工,预制成品分类堆放。冬季施工时进行蒸气养护。2.3.6施工及生活用电根据《施工招标书》规定第1标已将电源接至洞口,因此本标段在洞口设一座630kvA变电站,在生活区按标准架设220V电路,在生产区架设动力电路,洞内设630kvA移动式配电房,但为了防止停电,故设一座备用电站,以保证施工生活正常进行。竖井施工及生活用电从洞口架设6.0km10kv电力干线引入。2.3.7施工及生活用水施工生活及用水由进口附近庄浪河中建一集水井中抽取,隧道进口路肩高程2661.68m,庄浪河取水点高程约为2663m,因线路前进方向为下坡即在进口处设一座200m3高位水池,高程约为2705.76m,需铺设φ
150mm高压进水管路1650m,供施工和生活用水。竖井施工及生活用水采用φ50mm高压进水管接岔口引进50m3水池。隧道内设φ150mm高压进水管道,φ200mm排水管路,在掌子面设集水坑,用潜水泵将水抽排至水仓,从水仓采用逐级抽排至洞外污水处理厂。在所有需要供水的地方铺设水管,形成自来水供给网,并在用水区域内铺设污水排放管路,排至污水处理厂,经处理达到排放标准后排放。洞口设污水处理厂,其生产能力按生活及施工日最大排污量进行设计,其具体工艺流程见图2-5加药剂格栅池沉淀隔油池中和池蓄水池格栅池污水 排放 污泥干化场所图2-5污水处理施工工艺流程图2.3.8施工用风在洞口建一座由四台22m3/minL-27/7型空压机,一台10m3/min空压机组成高压风站,向洞内铺设φ150mm高压风管,供洞内用风。2.3.9通讯
与当地电信部门联系,项目经理部设一部100门电话程控交换机和两部传真机,建立通讯网,以便和建设单位、监理部门、地方政府和所属工程队保证通讯畅通,洞口值班室和洞内每500m均设电话,以便洞内外随时保持联系。在有轨运输地段,设信号灯和电子监控系统,编制行车网络图,加强行车的调度力量,保证行车畅通、安全,提高运输能力。同时根据工程需要配备一部分手机和对讲机,使之更加方便快捷。2.4施工准备2.2.施工准备2.2.1.行政准备在接到中标通知书后,立即调集预定人员组建项目经理部,组织各施工队伍进行上场前准备工作。一旦接到中标通知书后,迅速组织施工人员和机械设备有计划、有步骤进场,及早形成生产能力,确保五天之内集结完毕,十天之内进驻现场,十五天之内具备开工条件。为了能使各项工程的施工顺利进行,进场后,我单位将积极同业主及当地区、镇、村行政、治安、电力、环保、气象等相关部门取得联系,主动征求各部门及当地居民的意见和建议,在业主的帮助下,取得社会各方面的更多支持,使得本标段各项工程的施工能够在一个和谐、友好的氛围中顺利展开。2.2.2.技术准备2.2.2.1.熟悉审查图纸在技术资料交接后,技术人员要对设计图纸及设计文件认真审阅,深入了解设计意图、设计要求和技术标准,以保证施工前心中有数,后期得心应手。2.2.2.1.1.仔细查阅总体平面,各结构物位置及线路纵断面图,对照施工地段内具体地形地貌、地质、工程设置情况,为后期施工总体安排提供依据。
2.2.2.1.2.仔细阅读结构设计图,熟悉结构类型,确定合理施工方法和工艺。2.2.2.1.3.查看图纸,工程施工中需预留的预埋件,在施工中应引起注意。2.2.2.2.组织实施性施工组织设计编写根据施工需要,在开工前完成本项目总体和各单项工程的实施性施工组织设计编写,用以指导、组织工程的实施,特别对重点、难点、“四新”技术工程,单独编写实施性施工组织设计。2.2.2.3.组织技术交底、交桩和精测按照《项目经理部和工程队技术室达标建设标准》,完成项目经理部和工程队技术室的达标建设,配齐各专业人员、施工资料、有关仪器;根据设计要求备齐所需定型图、参考图及各种相关资料。施工前由总工程师组织施工技术部对工程队技术人员进行技术交底和岗位技术培训。及时组织技术人员请设计单位进行现场交接桩;当接过桩橛和测量资料后,及时组织测量人员进行精心复测。复测无误后,做好线路、各工点及主要工程的控制桩橛的测设定位,确保线路中线、水平的测量精度,做到准确无误。2.2.2.3.1.导线控制网对设计单位移交的导线控制网必须进行复测,并放出护桩,直至符合规范要求。建立施工导线控制网或三角控制网,并放出构造物的中线护桩,测出土方开挖边界线及路基坡脚线。2.2.2.3.2.水准基点复测
对设计单位移交的水准控制桩按照规范要求进行复测,确保准确无误。2.2.2.4.组建中心试验室根据工程规模组建与工程规模相适应的工地试验室,试验人员持证上岗,完善各种检测手段,配备数量、精度满足要求的测试仪器和检测设备;所有检测仪器、仪表、计量用具都必须在开工前经有关部门标定。组织试验人员做好各种材料的取样、试验工作和砼、砂浆的配合比的选配工作;搞好路基填料的取样,进行液塑限试验、颗料大小分析试验、含水量试验、密度试验、击实试验、土的承载比试验等一切必要的试验。2.2.3.征地拆迁征地拆迁工作在工程开工前进行,根据施工总体计划的安排,有针对性地分阶段完成或一次性完成。对于重大拆迁建筑物,要及时与有关部门联系,协调解决。2.2.4.机械设备准备根据本标段的工程数量和工期要求,我单位将本着“先进、适用、合理、配套”的原则配置本标段的机械设备,形成以大桥、隧道、土石方为主的机械化作业线。其进场时间根据施工总体安排和工程需要逐步到位。上场机械设备必须是经过维修、保养过的,能确保正常运行和使用的,完好率达到100%。所有机械设备由我单位物资设备部统一登记备案。在施工中,均由物资设备部统一平衡调配,保证机械设备的合理和有效使用。各施工队负责设备的日常管理、维修和保养。2.2.5.物资准备物资部门在项目经理部统
一安排下,进场后即开始各种物资材料的调查、取样和性能指标检测、试验工作,并将检测试验结果报请监理工程师核实,主材由甲方统一组织招(议)标采购,其它材料在征得监理工程师同意后,确定合格材料供应商,签定供货协议,根据工程施工进展情况制定材料供应计划,分期分批进货,满足工程之需。3.2.施工进度安排3.2.1.施工工期总体安排根据招标文件规定,结合我单位施工能力及类似工程施工经验,经认真计算和研究,本标段施工总体进度安排如下:2003年2月1日开工,2003年4月1日平导进洞;弃碴场防护工程2003年4月1日开工,2003年11月16日完成,竖井工程2004年8月1日开工,2005年2月8日完成;平导2005年11月26日完工,随后开始扩挖衬砌。全部工程于2008年9月31日竣工。本标段计划安排总工期比招标文件要求提前3个月竣工,如果建设单位对总工期有新的要求,我单位将调整资源配置,保证按期完成。乌鞘岭隧道第2标段施工进度计划网络图见图3.2-1。乌鞘岭隧道第2标段施工进度计划横道图见图3.2-2。3.2.2.主要工程施工顺序平导的掘进为本标段工期的控制工程,在编制施工组织设计时,紧紧围绕提高平导施工进度这条主线,科学安排各分项工程施工顺序,确保总体工期目标的实现。总体施工程序见见图3.2-3。工程一开工,首先坚持“两短一快”
的原则,既进场时间短、施工准备时间短、尽快形成施工生产能力,各种临时设施和洞口施工场地布置根据整体规划同步施工,在完成施工准备的同时完成洞口附属工程,尽快形成平导掘进的施工条件。平导开挖采用有轨运输,软弱围岩段努力提高机械化施工的程度,成洞条件较好段,尽量提高爆破进尺和缩短循环时间;竖井贯通前采用大功率压入式通风方式,竖井贯通后,利用竖井排烟,采用混合通风方式。全隧采用反坡排水,分段设置聚水仓,分级抽排至洞外,隧道贯通后,通过出口段排水沟自然排水至洞外。仰拱、填充施工采用自制防干扰平台,减少对隧道开挖的影响。施工中坚持仰拱超前,尽快形成闭合受力环,利于结构受力。Ⅵ级围岩段隧道衬砌采用14米长大型穿行式液压衬砌台车与掘进平行施工,台车配两套模板,加快施工速度。平导扩挖,增加自制的钻孔作业台架和衬砌模板,多工作面、多工序立体交叉平行作业。隧道洞门在洞口衬砌完成一段后及时施作,本隧洞门为混凝土结构,采用大块组拼钢模板立模,减少分层次数,保证质量。隧道整体道床支承块和小型构件如水沟盖板等在洞外集中预制,待隧道衬砌完成后,由分界里程向洞口逆向铺筑。竖井的施工采用快速机械化施工的机械配套技术,环形钻架钻孔、吊桶出碴、下行金属模板浇筑砼。3.2.3.主要施工段里程碑时间的安排根据施工进度网络计划的要求,按照确保关键工序的完成时间的原则组织施工,各主要施工段的施工进度计划安排见表3.2-1。主要分项工程进度计划安排表表3.2-1
序号工程名称开工时间竣工时间备注1DK163+135~163+160段2003.4.12003.12.10一次建成2DK163+160~168+750段2003.12.112005.7.4掘进至竖井3DK168+750~YDK170+135段隧道开挖与初期支护2005.7.52005.11.26至第一施工横通道4YDK170+135~YDK171+400段隧道开挖、初期支护、衬砌2005.12.122006.11.16平导担负右线第一段施工5DK170+135~YDK171+400段2005.11.272006.8.14至第二施工横通道6DK170+135~YDK171+400段隧道开挖、初期支护、衬砌2006.9.12007.3.25平导担负右线第二段施工7DK171+400~YDK172+200段2006.8.152006.10.31平导至贯通里程8平导扩挖衬砌2006.11.12008.3.99整体道床支承块预制2007.3.152007.11.30洞外预制10整体道床铺设2008.3.102008.8.16洞内向洞外逆向施工11洞门浇注2003.8.152003.10.3111竣工验收2008.8.172008.9.31含场地清理3.3.保证工期的措施
乌鞘岭特长隧道是兰新铁路兰武段增建第二线的咽喉控制工程,是我国最长的铁路隧道,如何保证特长隧道工期要求,这既给施工单位提出了挑战,同时也给施工单位一个展示实力的机会。为保证按期完成本标段工程任务,我单位成立以项目经理为组长的工期管理领导小组,各施工队成立工期管理小组(图3.3-1),并建立健全工期保证体系(图3.3-2),确保按建设单位要求工期提前完成施工任务。3.3.1.保证工期的施工组织措施3.3.1.1.调遣精兵强将,以最快的速度上场施工一旦中标,我单位立即按投标书确定的人员组成精干、高效的项目指挥机构,在接到中标通知后3天内,乌鞘岭特长隧道项目部主要人员赶到施工现场,开始工作;项目部其余人员和施工队先遣人员根据安排在5天内进场;工程前期所需的物资、设备也将于7日内运抵施工现场。做到进场快、设营快、开工快,创造条件,尽早展开主体工程施工。人员、设备、材料进场后,迅速开始图纸会审、复测、征地拆迁、临时设施施工等工作。尽量缩短施工准备期,在建设单位、监理的支持配合下,争取早日开工。3.3.1.2.优化施工方案,科学组织施工以突出隧道施工为重点,应用网络计划技术对本本标段工程进行合理安排。明确各关键工序的施工时间,对工程进度实行目标管理,对控制工期的重点分项工程,做到资源保证,各级领导重点抓,阶段性目标不欠帐。
在施工过程中不断完善施工组织设计,优化施工方案,使得工序衔接、劳动力组织、机具配备更加合理和有利于施工生产。推广专业化、规范化、程序化施工方法,组织专业化施工队进行流水作业,分别进行技术培训,不断提高施工人员的劳动熟练程度,保证施工质量,加快施工进度。在施工过程中以科学的态度,精心组织,合理安排施工,紧紧抓住关键工序不放,正确处理各工序之间的矛盾,做到环环相扣,井然有序。坚决杜绝计划执行过程中的随意性,使整个施工过程时时处于受控状态。并定期召开施工生产会议和工程调度会,总结分析施工生产情况,下达施工生产计划。根据统计的结果,对当前的施工进度做定量分析,提出具体的改进措施,确保下达的计划按时完成。队伍一进场,首先集中力量突击施工乌鞘岭特长隧道进口场地施工,为早日进洞创造条件。与此同时各项临时设施、洞外路基、桥涵及附属工程顺序施工。3.3.1.3.加大资源投入,实现生产要素的高水平配置为加快施工进度,施组按全面机械化施工,特别采用高效大型机械作业进行设计,根据本标段的工程需要和施组安排上足人员、设备和材料。机械设备本着先进、高效、配套合理和进口与国产相结合的原则,并考虑特长隧道的特点进行配置。隧道施工按开挖、出碴、锚喷、衬砌四条作业线配套机械设备,为了加快施工进度,平导掘进采用四臂凿岩台车钻孔,软弱围岩段采用KL-20挖掘装载机自带的掘进头开挖,提高软弱围岩段施工的机械化程度,
加快钻孔速度;采用挖掘装载机装碴;有轨运输出碴直接弃于洞口卸碴场,装碴机配合大型自卸汽车二次倒运至弃碴场;隧道初期支护采用锚杆台车钻孔,湿喷混凝土机械手喷射混凝土;二次衬砌采用14米长穿行式大型液压衬砌台车整体浇注,平导扩挖时配六套模板,缩短拆模时间;充分发挥机械化施工的优势,为加快施工进度创造条件。在施工现场建立机械修配厂,对合同段内所有机械设备进行维修、维护和保养,提高设备完好率。配备所需的修理设备和易损易耗配件,定期检查与日常保养相结合,及时发现和处理机械故障,保持机械设备正常运转。建立设备台帐,对机械设备的管、用、养、修进行动态管理,提高机械管理水平。加强机械指挥和调度,充分发挥机械设备效率,提高机械化作业水平。物资部门要及时根据施工进度计划做好物资的采购和供应工作,并根据当地民情风俗、气象等情况进行适量储备,不因农忙、冬季和雨季停工待料。确保工程材料按时到位,满足施工生产需要,保证施工顺利进行。加大设备投入的前提是加大资金投入,为保证设备的数量和质量,我们将加大资金的投入,满足新购、维修保养或调遗机械设备、材料工具的需要,保证工程建设正常进行。3.3.1.4.建立岗位责任制,使工期目标落到实处实行“项目法”管理,项目经理对施工工期负全责。工期目标管理建立岗位责任制,签订包保责任状,明确各级管理人员的职责,完善考核及奖罚制度,实行分工负责。
各职能部门围绕工期制定工作计划,每月检查落实情况,定期召开工程例会,及时掌握施工动态,了解各项目进度情况,对施工中可能存在的问题和困难进行分析预测,积极研究对策,采取防范措施,对施工中暴露的问题要采取有效措施及时处理。对未完成进度计划的查明原因,制订改进措施,使工程进度,做到日保旬,旬保月,月保总工期。3.3.1.5.应用“四新”技术,加快施工进度施工中积极应用“四新”技术,同时广泛开展“小发明、小创造、小革新、小建议、小改进”五小活动,充分发挥科技生产力作用,加快施工进度。在施工中聘请国内知名地下工程施工专家进行指导,组织科研攻关,重点研究解决特长隧道施工中遇到的新技术,主要有:特长隧道有轨运输、无轨运输快速施工机械设备配套技术,特长隧道通风技术,特长隧道反坡排水施工技术,特长隧道施工用电、高压进洞供配电技术,弹性整体道床施工技术,特殊围岩段施工技术(膨胀性围岩),预防地质灾害技术(围岩失稳、岩爆、地热、煤层)等;积累资料,为今后长大隧道施工提供借鉴。新技术:隧道爆破采用水压爆破技术,能大幅度降低爆破粉尘,节约炸药用量,提高爆破效果,这对特长隧道的通风排烟十分有利;利用GPS卫星定位系统布设高等级测量控制网,洞内采用高精度全站仪双导线进洞,确保隧道贯通精度。围岩收敛采用瑞士莱卡TCA2003测量机器人进行量测,能测出量测点的三维位移,更精确地反映围岩变形情况,加快测量速度,指导施工。
新工艺:采用凿岩台车安装超前大管棚工艺,减少设备投入和施工干扰;采用袖阀管注浆工艺,保证注浆质量。新设备:采用门架式凿岩台车,减少洞内施工干扰;加快施工速度。采用锚杆机钻孔和安装锚杆,采用湿喷混凝土机械手进行喷射混凝土施工,发挥机械化施工的优势保证初期支护的速度和质量。采用大吨位梭式矿车运碴,利用矿车自配的刮板链条,进行相临矿车的洞碴传输和卸碴。采用穿行式液压衬砌台车,配两套模板,缩短拆模时间。新材料:在进行软弱围岩段初期支护施工时,可通过添加微硅粉和微纤维改善喷射混凝土的和易性和粘接力,减少回弹,提高强度。富水地段施工时,超前帷幕注浆可选用超细水泥、化学注浆进行地层加固、止水。3.3.1.6.强化安全质量工作,确保各项工程施工进度在施工过程中加强安全教育和管理,施工中根据各工序的特点采取相应切实可行的防护措施,杜绝施工现场各种安全隐患的存在,以安全保进度。本标段把隧道开挖、施工用电和洞内交通作为安全工作的重点,隧道开挖时做好防塌方掉块、防涌水、防岩爆、防瓦斯措施,各类高压、低压线路布设满足规范要求,用电设专人管理,各类警示标志明显,衬砌台车设计采用专用支架供用电线路通过。牢固树立“百年大计,质量第一”的观念,加强施工质量管理,严格按设计、规范要求组织施工,确保工程质量一次成优,避免因质量问题延误工期。3.3.1.7.开展劳动竞赛,不断掀起施工高潮
工程展开施工后,本着稳扎稳打、稳中求快,均衡生产的原则,根据工程的进展情况,适时开展劳动竞赛。开展比进度、比质量、比安全的活动,调动职工的积极性和劳动热情,不断掀起施工高潮,提高劳动生产率,加快施工进度,确保总工期的实现。对在劳动竞赛中做出突出贡献的单位和个人进行表彰奖励。3.3.1.8.做好后勤保障工作,保持旺盛的施工斗志细致了解掌握当地水文、天气等方面的信息,制定可行的特殊季节施工措施,合理安排施工顺序,落实到位。节假日连续不间断施工,保证进度;做好施工便道的维修和养护,确保施工道路晴雨、四季畅通无阻。根据本标段工期长的特点,高标准修建临时设施,搞好文化、生活、卫生线的建设,注重员工的“三餐一宿”,解决职工的后顾之忧。做好生活区的环境美化工作,不断增强全体员工的战斗力,提高工作效率。设工地医院定期或不定期对员工进行身体健康检查,保证全体员工有强健的身体和良好的精神状态,全身心的投入到施工生产中去。3.3.1.9.创造良好外部条件,确保施工顺利进行配备专职人员积极做好征(租)地拆迁工作。一上场主动与当地政府和人民群众取得联系,加强沟通、增进了解,取得支持。施工中,主动同当地政府、群众以及友邻单位搞好关系,对友临单位互相支持、互相提供方便、互通有无、互相帮助;对少数民族同胞,尊重他们的宗教信仰、风俗习惯,增进民族友谊,为施工创造良好的外部条件,加快施工进程。
在施工中我们本着修路造福当地人民的原则,在施工期间尽可能的为当地人民群众多做贡献;同时加强施工管理,在施工期间尽可能的减少对当地人民群众的干扰和破坏他们的生活环境,取得当地人民群众的信任,减少群众对施工的干扰。加强与相邻标段各兄弟单位的合作,创造良好的外部环境,确保施工顺利进行。3.3.2.乌鞘岭特长隧道快速施工技术措施乌鞘岭特长隧道是我国最长的铁路隧道,也是本标段工期控制的咽喉工程。在本标段隧道施工中,紧紧围绕隧道快速施工这条主线,科学制定施工方案、安排专业化施工队伍、配置高效机械设备、合理安排施工顺序、实行流水作业,坚持24小时施工、节假日轮休制度,确保工期总目标的实现。3.3.2.1.配备高效钻孔机械,缩短钻孔作业时间采用改有轨运输,门架式凿岩台车钻爆破孔;采用锚杆台车钻锚杆孔和安装锚杆,缩短锚杆作业时间,同时应用凿岩台车施作管棚和超前小导管,一机多用,减少施工干扰。3.3.2.2.采用水压爆破,减少通风排烟时间特长隧道单口掘进时,施工通风是影响隧道施工循环的重要一环。采用水压爆破新技术,既能减少炸药用量,减少炮烟,又利用高压水雾有效降尘,极大地缩短了通风排烟时间。3.3.2.3.自制防干扰平台,做到仰拱超前衬砌施工
隧道开挖和初期支护完成后,及时施工仰拱和填充,尽早形成闭合支护体系,既利于整体受力保持围岩稳定,也方便二次衬砌施工。为减少开挖、初期支护与仰拱施工的相互干扰,在距开挖面50~100米处搭设防干扰工作平台,平台上铺设运输通道,平台下进行仰拱混凝土浇注,开挖和仰拱施工平行作业,减少施工干扰,加快进度。3.3.2.4.采用大型穿行式衬砌台车,加快衬砌速度为保证混凝土结构尺寸和外观质量,减少施工接缝,提高施工速度,隧道衬砌采用14米长衬砌台车进行施工。本隧道衬砌台车设计为穿行式,一套支架配两套模板,循环交叉前进,在保证拆模强度的前提下加快施工速度。3.3.2.5.加强地质超前预报工作,指导施工生产顺利进行施工中运用平导先行地质预报、使用TSP202地质超前预报仪、HY-303红外探水仪等探测设备、超前地质钻孔等多种方式分析判断掌子面前方地质条件,在开挖前制定出相应的对策和措施,避免延误施工时间。3.3.3.关于加快乌鞘岭特长隧道施工,设置斜井的措施乌鞘岭隧道左线进口有Ⅵ级围岩465米,里程为DK163+135~DK163+600;Ⅴ级围岩250米,里程为YDK163+600~163+850。并且地层以第四系全新统的湿陷性粘质黄土和卵石土为主,加之埋深较浅,在这种围岩条件下施工必须采用强支护、短进尺的方法,从进口端按照正常的施工进度完成该段施工约需要10个月时间,加上2个月的准备时间,共需要约12个月,甚至有可能会出现延误。
根据我单位现场认真考察乌鞘岭隧道右线洞外地形情况,并结合设计线路、地质资料,可以考虑在上雨岭沟增设施工斜井1座,斜井长度251.8米,进口位置标高大约2690米,与隧道相接处里程约为YDK163+850,高程约2660米,斜井纵坡12%。采用无轨运输方案,按单车道断面设置,斜井横断面净高4.0米,净宽4.5米。在2个月内完成斜井施工,与正洞相交后,即向线路前进方向掘进,与洞口工作面形成两条并行生产线,这样可以超前710米、约10个月的时间进入右线DK163+850断面位置施工,总工期可提前约10个月左右。另一方面,设置斜井可以为后期通风和洞内出碴提供方便,为快速施工创造条件。隧道开挖全部完成后,逐层回填封堵,斜井两端浇注混凝土封闭。4.施工方案、技术措施、施工工艺及施工方法4.1.总体施工方案4.1.1总体施工方案的原则4.1.1.1.坚持采用先进的配套机械、科学的施工方法、合理的工序安排,努力实现平导快速掘进的原则。4.1.1.2.对软弱围岩的施工,坚持“管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、速反馈、控变形”的原则。4.1.1.3.坚持努力提高软弱围岩段施工机械化程度的原则;本标段中,Ⅴ、Ⅵ级围岩总长2525米(含Ⅰ线),提高软弱围岩段的进度,将会缩短整个工程的施工工期。4.1.1.4.坚持网络信息化管理、动态设计的原则,尤其在不良地质地段,做到“超前预报预知、施工通过方案合理、出现灾害能及时补救”;实现安全生产、均衡生产,从而达到平导快速掘进的目的。4.1.1.5.坚持采用先进的施工工艺、严格的控制方法、
完善的质量自检体系、科学丰富的检测手段,确保工程质量的原则。4.1.2总体施工程序参见图4-1乌鞘岭隧道总体施工程序图。4.2.总体施工方案概述4.2.1开挖Ⅵ级围岩洞口段,开挖前先进行Φ42超前小导管预注浆,F4、F5断层破碎带Ⅵ级围岩段,开挖前先进行帷幕注浆。Ⅵ级围岩采取环形开挖预留核心土的方法。采用KL-20挖掘装载机的掘进头进行机械开挖,控制每循环进尺,紧跟锚、网、喷、工字钢支撑支护。Ⅵ级围岩段一次开挖成单线隧道断面,并及时进行钢筋砼整体衬砌。Ⅴ级围岩开挖前先进行小导管注浆,门架式凿岩台车钻孔,弱爆破,控制循环进尺,超短台阶法开挖。紧跟锚、网、喷、格栅钢架支护。Ⅲ、Ⅳ级围岩全断面开挖,门架式凿岩台车钻孔,采用水压爆破工法,光面爆破。紧跟喷砼支护。4.2.2装碴运输装碴采用KL-20隧道挖掘装载机装碴。有轨运输,洞内铺设43kg/m轨道,双线布置,每隔200米设一组渡线,方向一正一反;2×25吨电瓶车牵引,20m3梭式矿车运输。4.2.3锚喷支护轨行式ACL606搅拌运输车运输混凝土,诺麦特湿式混凝土喷射机械手湿喷混凝土。采用锚杆台车施工锚杆。自制轨行式作业台架,人工铺设钢筋网。钢支撑在洞外加工成节段,洞内人工安装。锚喷支护的作业流程为:
初喷混凝土3~5cm厚安装锚杆挂钢筋网安装钢支撑复喷混凝土至设计厚4.2.4施工通风竖井贯通前采用机械压入式通风,竖井贯通后采用机械压入与抽出混合式通风。4.2.5施工排水本标段施工为反坡,采用机械排水;每840米左右在横通道内设置一处水仓,在掌子面设临时积水坑,潜水泵抽至水仓,再由水仓逐级抽排至洞外。4.2.6平导扩挖根据工期的要求,平导扩挖时分段多工作面平行作业,根据工作面的安排,采用门架式凿岩台车或自制钻孔台架钻孔,光面爆破,有轨运输出碴,及时进行支护。4.2.7衬砌4.2.7.1铺设防水板利用自制多功能轨行式作业台架,采用防水板无钉铺设工艺,热熔焊接,人工铺设防水板。4.2.7.2钢筋制安钢筋混凝土地段,钢筋由洞外钢筋加工厂加工成型,轨行式运输平车运至洞内工作地点,洞内设自制作业台架,人工现场安装钢筋。4.2.7.3浇筑砼洞外设混凝土搅拌站集中拌制混凝土,轨行式混凝土搅拌运输车运输混凝土,混凝土输送泵浇筑混凝土。
仰拱采用无模敞开浇筑,自制样架,人工收面保证结构轮廓;边顶拱采用穿行式液压钢模台车支撑立模,每板浇筑14米。施工中保证仰拱先行,仰拱与边顶拱的施工平行作业。4.2.8.机械化快速施工配套方案4.2.8.1.开挖作业线TH586轨行门架式凿岩台车钻孔+活动地板+KL-20隧道挖掘装载机+SSD20梭式矿车+JXK25型机车4.2.8.2.锚喷支护作业线自制轨行式多功能作业台架+锚杆台车+诺麦特湿式混凝土喷射机械手(超前支护中,超前小导管采用架式凿岩台车钻孔;帷幕注浆采用液压钻孔台车钻孔装管。)4.2.8.1.衬砌作业线SZS-100砼搅拌站+ACL606搅拌运输车(轨行)+穿行式衬砌台车+HB60输送泵4.2.9.竖井施工方案竖井采用钻爆法施工,环形钻架钻孔,光面爆破,自上而下边开挖、边支护,利用卷扬机提升吊桶出碴;衬砌采用下行式金属刃脚模板,自上而下分段逆向浇筑,混凝土输料管送料,人工浇筑入仓。4.3.主要工序的施工工艺、方法和技术措施4.3.1.乌稍岭隧道控制测量4.3.1.1.测量误差分配根据现行《新建铁路工程测量规范》规定,该隧道横向贯通误差限差为500mm,高程贯通误差限差为50mm。
由于贯通误差由洞外控制测量、进口段洞内控制测量、出口段洞内控制测量共同引起,按误差等影响分配原则,洞外、洞内控制测量误差的限差分别为:横向:,取为280mm;高程:,取为28mm。取限差为两倍中误差,则洞外和洞内控制测量精度为:平面:;高程:。4.3.1.2.洞外控制测量4.3.1.2.1.洞外平面控制测量拟采用GPS全球卫星定位系统,布置如图一所示的边连接形狭长控制网。图4-2布网时,将定测控制点JD171和JD172纳入GPS控制网中,使GPS控制网与隧道的设计位置联系起来。同时考虑在芨芨沟竖井处增设GPS控制点,以方便竖井施工。在JD171右侧5~6米范围,增设控制点D1,在隧道进口端适当位置增设D2、D3、D4、D5四个与JD171和D1通视的控制点。JD171、D1、
D2、D3、D4、D5均设置强制归心装置,利用JD171、D1和D2、D3、D4、D5的GPS测量结果作为洞内控制网的起算数据。施测时采用三台套双频GPS接收机按B等自由网施测。高程投影面选取隧道平均高程面,平面投影选取任意带高斯正形投影。为控制投影变形,GPS网平差计算时,首先在WGS84坐标系下做三维无约束平差,然后将控制点的WGS84三维坐标转换为高斯平面坐标。4.3.1.2.2.洞外高程控制测量拟采用高精度数字水准仪实施二等精密几何水准控制。4.3.1.3.洞内控制测量因洞内控制网随掘进长度的增加而不断向前延伸。为满足精度要求和尽量减少测量工作量,洞内平面控制拟采用主控网、基本网和施工导线三级控制;洞内高程控制拟采用高精度数字水准仪实施三等精密几何水准控制。4.3.1.3.1.洞内主控网布网:如图二所示,自JD171和D1,向洞内布置边长约为1000m的重叠狭长菱形边角网。在菱形的重叠部分,施加长约5m的高精度(±0.1~0.3mm)因瓦线尺测距边,作为固定值,对控制网施加额外约束,以提高精度。控制点布置在隧道两侧,以利保护点位,且测量时尽量不影响隧道内的交通。
施测:施测时选用6套高精度Leica基座和4套Leica标准圆棱镜,利用LeicaTCA1800或LeicaTCA2003测地机器人,根据三联脚架法,利用测地机器人的ATR功能对目标实施全自动测量。每点观测四个方向和四条边长,方向按全园测回法观测。三联脚架法测量主控网的同时,用一根因瓦线尺测量联系短边。隧道掘进增加1000米,主控网向前推进一节。4.3.1.3.2洞内基本网布网:如图三所示,自主控网点,向洞内布置边长为150~200m的狭长菱形导线网。基本控制网点沿隧道两侧和隧道中线布置,部分基本网点与主控网点重合,由主控网分段对基本网施加约束。施测:利用2″级全站仪,根据三联脚架法测量。隧道掘进增加150~200米,基本网向前推进一节。4.3.1.3.3.洞内施工导线自基本控制网点,向洞内布置边长约为50~80m长的单支导线,控制洞内开挖和衬砌施工。洞内施工导线测量和洞内施工测量,均采用LeicaTCR750无棱镜激光全站仪,以加快测量进度。4.3.2.开挖进洞4.3.2.1.平导掘进进洞前,先对仰坡、边坡进行支护,作好洞顶及四周的截排水辅助工程。4.3.2.2.进洞前,先进行严密的控制测量,对洞口进行精确放样,确保建筑物位置的准确。
4.3.2.3.平导洞口位于第四系的冲洪积层,且洞身位于地下水位以下,开挖中易出现围岩失稳、突然涌水等地质灾害,所以,进洞前,先进行超前小导管支护。4.3.2.4.洞口的进洞遵循“早进洞、晚出洞”的原则实施。参见图4-3洞口施工程序框图。4.3.3.明洞施工明洞施工在不影响洞室群主体工程施工前提下进行,其施工程序如图4-4明洞施工程序框图。4.3.3.1.基础开挖测量放样,人工配合挖掘机开挖,基底以上30cm人工开挖。4.3.3.2.砼施工采用碗扣式支架支撑,整体大块模板立模,泵送浇筑入仓,人工振捣,合理分层分块,采取大体积混凝土的温度控制,确保洞门内实外美。4.3.3.3.明洞附属工程施工4.3.3.3.1.砂垫层施工在明洞两侧对称分层夯填。砂垫层要选用良好级配,适宜的含水量。4.3.3.3.2.浆砌块石施工浆砌块石要选用无风化、无裂隙、无杂物、抗压强度大于30Mpa的干净石料,按配合比拌制砂浆,砌筑时要砂浆饱满,尺寸准确,外面平整。4.3.3.3.按设计要求进行覆土绿化。4.3.4.超前小导管支护4.3.4.1.Φ42小导管预注浆施工工艺及施工方法
4.3.4.1.1.乌鞘岭隧道进口浅埋段及洞身其余Ⅴ级围岩地段采用超前小导管预注浆措施。其施工工艺流程详见图4-5。4.3.4.1.2.小导管预注浆施工主要技术参数导管施工设计参数:Φ42mm钢管,L-4m,外插角10°,环向间距40cm,纵向排距2.4m。钢管环向布置详见图4-6注浆设计参数如下:浆液扩散半径R=1.1m;注浆终止压力2MPa。注浆材料使用的浆材为水泥浆水玻璃浆液。水泥为525号普通硅酸盐水泥,水玻璃进场后调成35Be’。水泥浆的水灰比为0.8∶1~1.5∶1;水泥浆于水玻璃的体积比宜为1∶1~1∶0.3。超前小导管预支护施工示意图见图4-7。
4.3.4.1.3.小导管预注浆施工机具配套如下表。施工机具配套选用原则:一、保证施工机具设备生产性能满足乌鞘岭隧道小导管预注浆支护施工的设计要求;二、保证施工生产中,机械设备性能满足小导管施工工艺、工序的质量要求;三、保证满足乌鞘岭隧道快速施工的要求;四、保证隧道工程施工生产安全的要求。为了保证小导管钻孔作业施工精度、保证快速施工、合理配置施工机械,充分发挥机械化配套施工的优越性,在钻孔施工工序,选择轨行门架式全液压凿岩台车,作为钻孔及顶进作业施工机具。选配注浆施工机具要求:拌浆设备要求能够满足注浆设计能力需要、强制搅拌、高速度、高稳定性、拌合用水的掺量能够准确的自动计量;注浆泵能够注入悬浊液和化学浆液、能够满足小导管注浆施工的设计能力要求、配有电子流量流速记录仪、可变速调节注入速度;输浆管具有快速施工接头,满足快速施工与维护的要求;混合器具有单向止浆能力,注双液浆时能够保证浆液混合均匀;孔口管要求能够快速拆卸与安装,保证施工中快速安装和拆卸;流量计要求能够计量流量、流速、并具备电脑记录打印功能。
为了加快注浆进度,在小导管前安设分浆器,一次可注入4根小导管。注浆施工的技术重点:一方面是设计是否符合实际施工要求;另外一方面既是注浆施工作业中的过程控制。所以一定要保证注浆施工现场的试验工作。其目的是控制影响注浆效果的各个因素保证在设计的范围之内。通过玻美度计现场检测水玻璃的配制是否满足设计要求;通过粘度计进行现场检测注浆浆液黏度是否满足设计要求;通过温度计进行现场检测,确定水泥浆液或水玻璃的温度是否在涉及范围内,并以此推断温度对注浆浆液凝胶时间的影响程度;通过现场进行注浆浆材凝胶时间试验测定,判断施工配比是否满足设计要求;最重要的是通过现场观察得到的压力变化数值、流量变化数值、流速变化数值等施工参数,现场进行注浆设计调整与优化。具体的现场试验设备以其名称见表4-1。小导管预注浆施工机具配套表4-1序号名称型号单位数量主要技术指标备注1轨行门架式液压凿岩台车TH586-5台1瑞典2双液调速注浆泵2TGZ/120/105台310.5MPa、120L/min锦西3叶片立式搅拌机CEMAG-400台2有效搅拌400L瑞典4交流电焊机台1购置
5混合器自制6分浆器个4分四头自制7钻具套58辅助工具套2注浆施工现场试验设备名称数量一览表表4-2序号名称规格型号单位数量备注1压力机套12天平0-1Kg、感量1g台23维卡仪组14秒表0.1s块25粘度计ZNN型个26比重计ZNB型个47玻镁计0-70Be’支48温度计0-50℃支29磅秤50Kg台110电炉1-1.5KW个211试模4*4*4、7.07*7.07*7.07套6抗渗试模4.3.4.1.4.小导管的加工制作:小导管采用Φ42钢管加工,每根长4.0米,到管的管口位置设加强环;钢管前段1.5米范围内不钻出浆孔,其余部分每隔15公分在环向钻四个孔,相邻两道孔口方向交错45°
角;管尖长10公分,先用氧焊切除缺口,在加工成尖端,并进行焊接。小导管加工示意图见图4-8。4.3.4.1.5.为了提高工程机械化施工程度,合理选配工程施工机械,加快施工进度,保证施工精度,小导管的钻进、顶管采用全液压凿岩台车进行施工。顶管施工中采用自制的钻杆连接套进行施工。4.3.4.1.6.配制浆液4.3.4.1.6.1.水泥浆的搅拌应在高速搅拌机内进行,严格按照施工配合比进行投料,水泥浆的浓度一般控制在0.8∶1~1.5∶1,并根据地层裂隙情况、含水状态及凝胶时间要求合理使用。4.3.4.1.6.2.搅拌水泥浆的投料顺序:在放水的同时,将缓凝剂、外掺剂在水中按一定比例加入,搅拌溶解,再将需要的水泥倒入,搅拌2-3min。4.3.4.1.6.3.浓水玻璃的稀释方法。1、采用水玻璃比重D与玻美°Be’之间的关系如下。2、采用边加水边搅拌,边用玻美度计测量的方法进行。4.3.4.1.6.4.制备水泥浆或稀释水玻璃时,严禁水泥块或纸片进入浆液,放浆进入储浆桶时要用滤网过滤,以防止堵塞注浆泵。4.3.4
.1.6.5.做好配置浆液的施工纪录,为分析注浆效果提供依据。4.3.4.1.6.6.配置好的浆液存放在由低速搅拌器的储浆罐内,防止浆液由于存放时间稍长产生沉淀、离析等现象。4.3.4.1.7.注浆注浆工艺系统:双液注浆工艺系统如图4-9所示。4.3.4.1.8.注浆工艺流程图(见图4-10)4.3.4.1.9.注浆顺序:注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。为防止串浆和跑浆,利用分浆器,同时灌注四个小导管。4.3.4.1.10.注浆施工要点4.4.8.1.10.1.注浆孔位要准确,定位偏差应小于5cm,孔底偏差不
大于孔深的1%至2%。顶管施工作业过程中会使管内混入一些碎石和碎屑,在注浆施工前一定要用高压风水进行吹洗。4.4.8.1.10.2.拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液,拌好的浆液要经过过滤,未经过过滤的浆液严禁进入泵体,以防堵塞。注浆过程中,要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况,发现问题及时处理。4.4.8.1.10.3.双液注浆时,要经常测定混合气候的浆液的凝结时间,防止由于泵及管路故障,造成浆液比例改变而发生事故。注浆过程中,如发现孔口及工作面漏浆,要采取封堵,缩短凝胶时间及采用间歇注浆方式。4.4.8.1.10.4.做好钻孔、注浆纪录,为分析注浆效果提供依据。注浆结束后,要彻底的清洗泵体和管路,以保证下次注浆安全顺利进行。注浆施工过程中如发现掌子面漏浆,应及时用麻布进行封堵。4.3.4.1.11.严格注浆施工作业现场控制,保证注浆质量注浆施工作业中,浆液注入的压力是一个最为关键的现场施工过程控制因素。根据流量计显示的孔口压力变化可以判断注浆施工的基本发展状况,并及时采取相应措施。4.3.4.1.11.1.压力逐渐上升,但达不到设计要求的压力。原因分析是:浆液浓度低、凝胶时间较长、浆液在碎石中形成劈裂脉或者是部分浆液溢出。此时应适度加大浆液浓度、小时间间隔注浆。
4.3.4.1.11.2.注浆开始后压力不上升,甚至离开初始压力呈下降的趋势。原因分析是:表明浆液已经外溢。此时应该采取大浓度浆液和较低注入速度,如果情况无改变,则应先停止注浆。4.3.4.1.11.3.注浆压力上升后突然下降,表明浆液从注浆管周围溢走,或者是注入速度过大,扰动碎石岩层,或遇到空隙薄弱部位。此时应适度降低注入速度。4.3.4.1.11.4.压力反复升降,但总趋势呈上升态势。原因分析:由于注浆浆液的凝胶时间较短。此时应该是度调长浆液凝胶时间。4.3.4.1.11.5.压力上升很快,而注入速度上不去。原因分析:表明注浆岩层较为密实或者浆液的凝胶时间太短。4.3.4.1.11.6.压力有规律上升,即使达到容许压力时,注浆速度也比较正常,这表明注浆施工作业是成功的。4.3.4.1.11.7.压力上升后又下降,然而后来压力又再度上升,并达到设计的要求值。这可以认为4.3.2.5.3.种情况的空隙部位已被浆液填满,此种情况也是成功的。4.3.4.1.12.小导管注浆施工的结束标准4.3.4.1.12.1.单孔注浆结束条件。注浆过程中只要满足以下两个条件之一,即可认为单孔注浆达到了设计的要求并可结束注浆施工。单孔注浆结束条件:1、注浆压力达到注浆设计所规定的终压5.0MPa。2、单孔注浆量达到设计注浆量的80%以上。注浆量的计算公式如下:式中:Q---总注浆量(M3);A---注浆范围岩层体积(M3);
β---填充率,根据图纸及岩石地层的情况而定。R---注浆半径(M);L---注浆长度(M)。4.4.8.1.12.2.全地段结束条件:所有注浆孔均以符合单孔注浆结束条件,无漏注浆的情况。4.3.5.管棚施工4.3.5.1.Φ80管棚预注浆施工工艺流程Φ80管棚预注浆施工工艺流程详见图4-11。
管棚施工方案适用于乌鞘岭隧道断层影响带,主要分布在范围内。乌鞘岭隧道F4断层南影响带DK170+300-DK170+450,以碎裂砂岩为主,岩体破碎,节理很发育,属较软岩,中等富水。F4北影响带DK170+650-DK170+750,以碎裂安山岩为主,岩体破碎,节理很发育,属硬岩,中等富水。F5断层南影响带171+160-DK171+210,以碎裂安山岩为主,岩体破碎,节理很发育,属硬岩,中等富水。F5北侧影响带DK171+250-DK171+300,以碎裂砂岩为主,岩体破碎,节理很发育,属较软岩,中等富水。4.3.5.2.Φ80管棚预注浆施工技术参数管棚采用Φ80的钢管,沿拱部环向布置6.4米;钢管长度设计为10米;纵向搭接2米,纵向排距7米;管棚钢管中心环向间距40cm,Φ80钢管初始上抬值设计为20cm,外插角度6°。孔位具体平面布置详见图4-12。注浆终止压力3.0MPa。4.3.5.3.双液注浆材料:普硅525水泥、35Be’水玻璃、缓凝剂磷酸氢二钠、减水剂。水泥浆水灰比1.25∶1—0.5∶1;水玻璃模数为2.4—
2.8之间;水泥浆、水玻璃浆液体积比为1∶1--1∶0.3。4.3.5.4.管棚施工基地纵断面示意图详见图4-13。4.3.5.4.管棚施工机具施工机具配套选用原则:一、保证施工机具设备生产性能满足乌鞘岭隧道管棚施工设计要求;二、保证施工生产中,机械设备性能满足管棚施工工艺、工序的质量要求;三、保证满足乌鞘岭隧道快速施工的要求;四、保证隧道工程施工生产安全的要求;4.3.5.4.1.管棚钻孔施工机具为了保证管棚钻孔作业施工精度、保证快速施工、合理配置施工机械,充分发挥机械化配套施工的优越性,同时为保证乌鞘岭隧道施工中突水、涌泥等不良地质条件下,突发的意外事故处置能力和应变能力,在管棚钻孔施工中,选择轨行门架式全液压凿岩台车,作为钻孔作业施工机具。管棚钻孔施工使用的机具,成套设备见表4-3。管棚作业施工钻机及成套设备表表4-3
序号设备名称及规格单位数量备注1轨行门架式液压凿岩台车TH586-5台14臂、瑞典产2运输车辆台2运料3交流电焊机台14钻杆套5购置5Φ102冲击钻头个5钻引导孔用6钻杆连接套个5购置7管道施工用具套2购置8钢管顶进连接套个5自制4.3.5.4.2.注浆机具设备注浆机具设备:包括注浆泵、高速搅拌机、混合器、抗震压力表、止浆塞等。选配注浆施工机具要求:拌浆设备要求能够满足注浆设计能力需要、强制搅拌、高速度、高稳定性、拌合用水的掺量能够准确的自动计量;注浆泵能够注入悬浊液和化学浆液、能够满足管棚注浆施工的设计能力要求、配有电子流量流速记录仪、可变速调节注入速度;输浆管具有快速施工接头,满足快速施工与维护的要求;混合器具有单向止浆能力,注双液浆时能够保证浆液混合均匀;孔口管要求能够快速拆卸与安装,保证施工中快速安装和拆卸;流量计要求能够计量流量、流速、并具备电脑记录打印功能。具体管棚注浆施工机具设备名称及性能详见表4-4。
管棚注浆机具设备名称一览表表4-4序号名称规格型号/性能单位数量备注1双液调速注浆泵2TGZ/120/105台3配压力计及流量计2叶片立式搅拌机CEMAG-400台2桶容积2*250L,拌合水自动计量,自加工3混合器个5自制4止浆塞套10购置5高压球阀Φ25、Φ30个10压力按设计选用6抗震压力表只6压力按设计选用7高压胶管Φ25每根10米根10带快速接头Φ30每根5米根6带快速接头8储浆桶SS400-1台3350L9流量压力自动计量仪SPQ-850台3具备电脑功能10孔口管Φ80根带法兰盘4.3.5.5.现场试验设备注浆施工的重点:一是注浆设计是否符合实际施工要求;二是注浆施工作业的过程控制。所以要保证注浆施工现场的试验工作。其目的是控制影响注浆效果的各个因素保证在设计的范围之内。
通过玻美计现场检测水玻璃的配制是否满足设计要求;通过粘度计进行现场检测注浆浆液黏度是否满足设计要求;通过温度计进行现场检测,确定水泥浆液或水玻璃的温度是否在涉及范围内,并以此推断温度对注浆浆液凝胶时间的影响程度;通过现场进行注浆浆材凝胶时间试验测定,判断施工配比是否满足设计要求;最重要的是通过现场观察得到的压力变化数值、流量变化数值、流速变化数值等施工参数,现场进行注浆设计调整与优化。具体的现场试验设备以其名称见表4-5。注浆施工现场试验仪器设备名称及用量一览表表4-5序号名称规格型号单位数量备注1压力机压力换代用套12天平0-1Kg、感量1g台23维卡仪组14秒表0.1s块2测浆液凝胶时间5粘度计ZNN型个2测浆液黏度6比重计ZNB型个47玻镁计0-70Be’支4测水玻璃浓度8温度计0-50℃支2测浆液温度9磅秤50Kg台110电炉1-1.5KW个211试模4*4*4、7.07*7.07*7.07套6抗渗试模12水桶10-20L个413量杯计量筒50-1000ML套414搪瓷杯个404.3.5.6.注浆方式
管棚注浆采用独头注浆方式,其具体施工见图4-14。为防止注浆施工过程中发生浆液窜管的不利状况发生,影响管棚注浆加固围岩的效果,所以乌鞘岭隧道工程管棚施工过程中采用单向阀管的新方法。此种方法可有效防止窜浆的现象发生,提高管棚的施工质量。其具体方法见图4-15。4.3.5.7.施工准备为了保证管棚注浆施工作业顺利进行和保证管棚施工质量和安全,注浆前应做好如下施工准备工作:4.3.5.7.
1.止水止浆墙的施工:为防止注浆薄弱地段地下水涌出作业面及注浆时跑浆,注浆地段的起始处掌子面应喷射20CM厚混凝土(加单层钢筋网)。此后,每个注浆段终止处留出3米厚围岩作为止浆岩盘。4.3.5.7.2.隧道断面放线,定中线,并在止浆墙上标出注浆孔位。施工放样采用经纬仪进行方位和坐标测量。4.3.5.7.3.由专业注浆技术工程师,进行技术人员的培训,了解注浆材料的性能,以及注浆工程施工要点。进行现场材料的试验。4.3.5.7.4.绘制钻孔、注浆操作参数记录表格。4.3.5.7.5.按设计要求摆设钻机,布设注浆站。注浆站的施工布置示意图见图4-16。4.3.5.7.6.配备好施工用水、电、材料(包括水泥、水玻璃、缓凝剂等材料),整齐布置,避免受潮或影响施工。材料必须是经过质检工程师和实验工程师及监理工程师检验过的,方可进入施工现场。4.3.5.7.7.施工机具设备调试:检查钻机是否工作正常、注浆设备进行压力、流量试验和调试。
4.3.5.8.全液压凿岩台车钻深孔施工4.3.5.8.1.由于断层影响带岩层破碎,节理很发育,中等富水。所以钻孔施工中采用Φ102的钻头进行钻孔,即采用大引导孔施工,最大程度上克服在顶管施工作业中送管难的情况发生。4.3.5.8.2.液压钻孔台车的钻杆长度为4.3米、5.525米,钻深孔时必须接长钻杆。因此,随着孔深的增大,需要对回转扭矩、冲击功率及推力进行控制和协调,尤其要严格控制推力,不能过大。4.3.5.8.3.为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性,钻杆连接套应与钻杆材质一致,两端加工内螺纹(配合钻杆首位端外螺扣),连接套的壁厚≥10mm。连接套及连接方式见图4-17。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下,上下颤动,导致钻孔不直,钻孔时,应把扶直器套在钻杆上,随钻杆向前钻进向前平移。4.3.5.8.4.台车就位固定后,有测量工站在车壁挂蓝上绘制孔位。4.3.5.8.5.施钻时,台车大臂必须顶紧在掌子面上,以防止过大颤动影响施钻精度。4.3.5.8.6.钻机开孔时的钻速宜采用低速,钻进20cm后转入正常钻速。4.3.5.8.7.
第一节钻杆钻入岩层,尾部剩余20至30cm是停止钻进,人工用两把管钳卡紧钻杆,钻机低速反转,脱开钻杆。钻机沿导轨复位,再装入第二根钻杆。4.3.5.8.8.引导孔的孔径较管棚钢管外径大15至20mm,孔深较管长长0.5米以上。4.3.5.9.管棚顶管施工4.3.5.9.1.顶管工艺:根据快速施工的要求,决定采用大引导孔和棚管钻进相结合的工艺,及先钻大于钢管外径的引导孔,然后利用钻机的冲击和推力(顶进管棚时凿岩机不使用回转压力,不产生扭矩)将安有工作管头棚管沿引导孔顶进,逐节接长管棚,直至孔底。管棚顶进连接套及管棚扶直器见图4-18。4.3.5.9.2.管件制作:棚管采用Φ80的普通无缝钢管,钢管节长3.3米,管棚长度10米,因此,必须接长3次以上。管棚接长时先将前一根钢管顶入钻好的引导孔后再行连接。直线加工好的管节连接套见图4-19。联接器螺纹长度不小于15厘米。要将联接器预先焊接在每节钢管两端,便于连接。第一根钢管前段要焊上合金钢片式空心钻头,以防止端部顶弯或劈裂。
接长管件应满足管棚受力的要求,相邻管的接头应前后错开,避免接头在同一个断面受力。4.3.5.9.3.顶管作业将钢管安放在台车大臂上后,凿岩机对准已钻好的引导孔,低速推进钢管,其冲击力控制在1.8至2.0MPa,推进压力控制在4.0至6.0MPa。4.3.5.9.4.封闭钢管尾部先用麻布条封堵管棚钻孔空隙,后用环形楔环顶紧,最后用电焊将楔形环焊接在管棚上。见图4-20所示。4.3.5.10.配制浆液4.3.5.10.1水泥浆的搅拌应在高速搅拌机内进行,严格按照施工配合比进行投料,水泥浆的浓度一般控制在0.5∶1-1.5∶1,并根据地层裂隙情况、含水状态及凝胶时间要求合理使用。乌鞘岭隧道注浆施工中采用高速搅拌机进行水泥浆液配制,高速搅拌机安装两部7.5KW高速电机,拌制力强劲高效,每分钟转速达到
1400r/min。搅拌机布置有两个制浆桶,而且配有自动加水计量仪,可以保证水泥浆液的施工供应和浆液拌制质量。4.3.5.10.2.搅拌水泥浆的投料顺序:在放水的同时,将缓凝剂、外掺剂在水中按一定比例加入,搅拌溶解,再将需要的水泥倒入,搅拌2-3min。4.3.5.10.3外掺剂的重量为水泥重量的5%-10%,缓凝剂的掺量占水泥重量的2%-3%。4.3.5.10.4浓水玻璃的稀释方法。首先采用水玻璃比重D与玻美°Be’之间的关系如下。其次采用边加水边搅拌,边用玻美度计测量的方法进行。4.3.5.10.5.制备水泥浆或稀释水玻璃时,严禁水泥块或纸片进入浆液,放浆进入储浆桶时要用滤网过滤,以防止堵塞注浆泵。4.3.5.10.6.做好配置浆液的施工纪录,为分析注浆效果提供依据。4.3.5.10.7.配置好的浆液存放在由低速搅拌器的储浆罐内,防止浆液由于存放时间稍长产生沉淀、离析等现象。4.3.5.11.注浆4.3.5.11.1.注浆工艺系统:双液注浆工艺系统如图4-21所示。
4.3.5.11.2.注浆工艺流程图(见图4-22)4.3.5.11.3.注浆顺序管棚注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。注浆施工由两端管棚钢管开始注浆,跳孔进行注浆施工,想隧道拱顶钢管方向推进,开始时注浆的浆液浓度要低一些,逐渐加浓至设计浓度。这样做法有利于注浆的浆液向拱顶方向扩散,而且促进浆液的致密程度,利于防渗的要求。
4.3.5.11.4.注浆施工要点4.3.5.11.4.1.注浆孔位要准确,定位偏差应小于5cm,孔底偏差不大于孔深的1%至2%。顶管施工作业过程中会使管内混入一些碎石和碎屑,在注浆施工前一定要用高压风水进行吹洗,如果管内仍有较大的碎石,应采用小于钢管内径的钻头,利用凿眼台车钻进将其钻碎,吹洗干净。4.3.5.11.4.2.拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液,拌好的浆液要经过过滤,未经过过滤的浆液严禁进入泵体,以防堵塞。注浆过程中,要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况,发现问题及时处理。双液注浆时,要经常测定混合气候的浆液的凝结时间,防止由于泵及管路故障,造成浆液比例改变而发生事故。注浆过程中,如发现孔口及工作面漏浆,要采取封堵,缩短凝胶时间及采用间歇注浆方式。做好钻孔、注浆纪录,为分析注浆效果提供依据。注浆结束后,要彻底的清洗泵体和管路,以保证下次注浆安全顺利进行。4.3.5.11.4.
3.注浆施工过程中如发现掌子面漏浆,应及时用麻布进行封堵。4.3.5.12.严格注浆施工作业现场控制,保证注浆质量注浆施工作业中,浆液注入的压力是一个最为关键的现场施工过程控制因素。根据流量计显示的孔口压力变化可以判断注浆施工的基本发展状况,并及时采取相应措施。4.3.5.12.1.压力逐渐上升,但达不到设计要求的压力。原因分析是:浆液浓度低、凝胶时间较长、浆液在碎石中形成劈裂脉或者是部分浆液溢出。此时应适度加大浆液浓度、小时间间隔注浆。4.3.5.12.2.注浆开始后压力不上升,甚至离开初始压力呈下降的趋势。原因分析是:表明浆液已经外溢。此时应该采取大浓度浆液和较低注入速度,如果情况无改变,则应先停止注浆。4.3.5.12.3.注浆压力上升后突然下降,表明浆液从注浆管周围溢走,或者是注入速度过大,扰动碎石岩层,或遇到空隙薄弱部位。此时应适度降低注入速度。4.3.5.12.4.压力反复升降,但总趋势呈上升态势。原因分析:由于注浆浆液的凝胶时间较短。此时应该是度调长浆液凝胶时间。4.3.5.12.5.压力上升很快,而注入速度上不去。原因分析:表明注浆岩层较为密实或者浆液的凝胶时间太短。4.3.5.12.6.压力有规律上升,即使达到容许压力时,注浆速度也比较正常,这表明注浆施工作业是成功的。4.3.5.12.7.压力上升后又下降,然而后来压力又再度上升,并达到设计的要求值。这可以认为4.3.2.5.3.种情况的孔西部为已被浆液填满,此种情况也是成功的。
4.3.5.13.管棚注浆施工的结束标准注浆过程中只要满足以下两个条件之一,即可认为注浆达到了设计的要求并可结束注浆施工。4.3.5.13.1.注浆压力达到注浆设计所规定的终压3.0MPa。4.3.5.13.2.注浆量达到设计要求时,注浆量的计算公式如下:式中:Q---总注浆量(M3);A---注浆范围岩层体积(M3);β---填充率,根据图纸及岩石地层的情况而定。R---注浆半径(M);L---注浆长度(M)。4.3.6.Φ80钢导管帷幕注浆施工方法及施工工艺4.3.6.1.帷幕注浆工艺流程Φ80钢导管帷幕注浆施工工艺流程见图4-11。
帷幕注浆施工方案适用于乌鞘岭隧道的断层主带。乌鞘岭隧道进口段通过2处断层主带。其中F4断层主带分布于DK170+450-DK170+650,断层以泥砾为主,岩体极破碎,节理很发育,属软岩。中等富水。F5断层主带分布于DK171+210-DK171+250,以断层泥砾为主,岩体极破碎,节理很发育,属软岩,中等富水。进口段通过断层主带共计240米,在此段施工中,利用全断面帷幕注浆通过断层主带,可有效加固地层、填充节理裂缝、封堵地下水,达到防渗加固之目的。施工中加强地质超前预报工作和超前钻探工作,提前了解施工段面前方围岩的实际情况和岩层富水情况,及时修正帷幕注浆施工的施工技术参数,制定切实有效的应急措施。4.3.6.2.帷幕注浆的设计参数根据帷幕注浆加固防渗的目的、加固岩体的特性、可用注浆材料的特点、钻孔及注浆的设备,确定施工设计参数。帷幕注浆施工技术参数如下:帷幕注浆使用钢管直径为Φ80,L-15m,纵向搭接4m,排距为10.5m;注浆终止压力为5MPa;水泥与水玻璃体积比1∶1~1∶0.6,缓凝剂采用磷酸氢二钠,掺量为水玻璃质量的2%~3%;注浆浆液的凝胶时间为3~5min。注浆加固范围外边线距隧道设计开挖线的最大距离为8m,单管注浆半径设计为3.0m。4.3.6.3.帷幕注浆孔位设计帷幕注浆施工断面注浆孔位设计,主要考虑到帷幕注浆在隧道设计开挖线周围,均匀加固8米的范围,以及考虑到应用轨行门架式全液压凿岩台车施工能力。注浆孔的(A-A)断面布置见图4-24。帷幕注浆的纵向断面设计,主要考虑到乌鞘岭隧道的F4及F5断层主带的地质条件很差,而且中等富水。由于断层主带主要以泥砾为主,因此,帷幕注浆施工中的钻孔、顶管工作困难很大,综合考虑施工设计要求和施工机械设备的能力,浆帷幕用钢管设计为15m长。帷幕注浆用钢管端沿椭圆形布置,环向最大间距2.9m。
保证相邻的帷幕注浆钢管端部注浆后浆液交叉良好。帷幕注浆的纵断面图见图4-25、图4-26。B-B断面、C-C断面Φ80钢导管帷幕注浆钢管端部点位布置详见图4-27、图4-28。
4.3.6.4.钻孔注浆施工机具配套
施工机具配套选用原则:一、保证施工机具设备生产性能满足乌鞘岭隧道施工设计要求;二、保证施工生产中,机械设备性能满足施工工艺、工序的质量要求;三、保证满足乌鞘岭隧道快速施工的要求;四、保证隧道工程施工生产安全的要求;4.3.6.4.1.帷幕注浆钻孔机械设备为了保证帷幕注浆施工中,钻孔作业施工精度、保证快速施工、合理配置施工机械,充分发挥机械化配套施工的优越性,同时为保证乌鞘岭隧道施工中突水、涌泥等不良地质条件下,突发的意外事故处置能力和应变能力,在帷幕施工钻孔作业中,选择了轨行门架式全液压凿岩台车,作为钻孔作业施工机具。管棚施工使用的机具,成套设备见表4-6。帷幕注浆施工作业钻孔成套设备表表4-6序号设备名称及规格单位数量备注1轨行门架式液压凿岩台车TH586-5台14臂、瑞典产2运输车辆台2运料3交流电焊机台1购置4钻杆套5购置5Φ102冲击钻头个5钻引导孔用6钻杆连接套个5购置7钢管顶进连接套个5自制8管钳工具套3购置
9大锤把3购置4.3.6.4.2.注浆机具设备注浆机具设备:包括注浆泵、高速搅拌机、混合器、抗震压力表、双栓塞、流量计等。搅拌设备要求能够满足注浆设计能力需要、强制搅拌、高速度、高稳定性、水的掺量能够自动、准确计量;注浆泵能够注入悬浊液和化学浆液、能够满足注浆设计能力、配有流量流速记录仪、可变速调节浆液注入速度;输浆管要具有快速施工接头,满足快速施工与维护的要求;混合器具有单向止浆能力,注双液浆时能够保证浆液混合均匀;孔口管要求能够与帷幕注浆用钢管、输浆管可以进行快速拆卸与安装。保证施工快速进行;流量计要求能够计量流量、流速、并具备电脑记录打印功能。具体管棚注浆施工机具设备名称及性能见表4-7。帷幕注浆施工机具设备名称及数量一览表表4-7序号名称规格型号/性能单位数量备注1双液调速注浆泵2TGZ/120/105台3配压力及流量计2叶片立式搅拌机CEMAG-400台2桶容积400L,拌合水自动计量3混合器双液个5自制4双栓塞芯管套10自制5高压球阀Φ25、Φ30个10压力按设计选用
6抗震压力表压力按设计选用7高压胶管Φ25每根10米根10带快速接头Φ30每根5米根5带快速接头8孔口管Φ80根5带法兰盘、自制9流量压力自动计量仪SPQ-850台2具备电脑功能4.3.6.4.3.现场试验设备现场试验设备见表4-8。注浆施工现场试验设备名称数量一览表(表4-8)序号名称规格型号单位数量备注1压力机压力换代用套12天平0-1Kg、感量1g台23维卡仪组14秒表0.1s块25粘度计ZNN型个26比重计ZNB型个47玻镁计0-70Be’支48温度计0-50℃支29磅秤50Kg台110电炉1-1.5KW个211试模4*4*4、7.07*7.07*7.07套6抗渗试模
注浆施工的技术重点:一方面是设计是否符合实际施工要求;另外一方面既是注浆施工作业中的过程控制。所以一定要保证注浆施工现场的试验工作。其目的是控制影响注浆效果的各个因素保证在设计的范围之内。通过玻美度计现场检测水玻璃的配制是否满足设计要求;通过粘度计进行现场检测注浆浆液黏度是否满足设计要求;通过温度计进行现场检测,确定水泥浆液或水玻璃的温度是否在涉及范围内,并以此推断温度对注浆浆液凝胶时间的影响程度;通过现场进行注浆浆材凝胶时间试验测定,判断施工配比是否满足设计要求;最重要的是通过现场观察得到的压力变化数值、流量变化数值、流速变化数值等施工参数,现场进行注浆设计调整与优化。4.3.6.5.注浆方式4.3.6.5.1.注浆方式采用分段后退式注浆和独头注浆方式。在乌鞘岭隧道施工过程中,根据地质超前预报、钻引导孔的涌(渗)水情况、裂隙发育程度和注浆设备能力确定具体的注浆方式。乌鞘岭隧道由于节理极度发育、岩体极破碎,中等富水,故采用后退式分段注浆方式,以确保浆液的扩散半径和均匀性。如施工中出现较大用水的情况,则可以采取独头注浆方式。4.3.6.5.2.分段后退式注浆方式目的是为了提高注浆浆液在预加固围岩中的均匀分散程度,保证浆液的扩散半径达到设计要求。分段后退式注浆的节长为2m,每节前后搭接0.5m。分段式注浆施工示意图见图4-29。
4.3.6.5.3.独头注浆方式见图4-30。4.3.6.5.4.利用单向阀管技术,控制注浆串孔以往帷幕注浆施工经验告诉我们:在帷幕注浆施工中,最难的是防止串浆现象的发生。帷幕注浆施工中,如果有一根钢管内发生串浆现象,那么这根钢管就会失去原有的作用。造成注浆扩散半径达不到施工设计要求,所加固的围岩内产生注浆空白区,为隧道渗漏水埋下巨大隐患,甚至造成巨大损失。
为防止注浆施工过程中发生浆液串孔的不利状况发生,影响帷幕注浆施工加固围岩的效果,所以乌鞘岭隧道工程帷幕注浆施工过程中采用单向阀管的新方法。此种方法可有效防止窜浆的现象发生,提高管棚的施工质量。其具体方法见图4-31。如图单向阀管的孔口经过特殊处理:1、钻外孔;2、钻内孔;3、涂环氧树脂;4、安装封闭盖。4.3.6.6.帷幕注浆施工准备为了保证帷幕注浆施工作业顺利进行和保证施工质量,安全,逐将前应做好如下施工准备工作:4.3.6.6.1.在帷幕注浆段前须加强注浆段前5M须加强隧道初期支护—原设计的单层钢筋网,改为双层钢筋网;隧道开挖尺寸较施工正常值放大10CM,喷锚厚度为30CM。4.3.6.6.2.止水止浆墙的施工:为防止未注浆地段地下水涌出作业面及注浆时跑浆,注浆地段的起始处掌子面应喷射20CM厚混凝土(加双层钢筋网),以后,每个注浆段终止处留出4米厚的止浆岩盘。4.3.6.6.3.隧道断面防线,定中线,在止浆墙上标出注浆孔位。4.3.6.6.4.由专业注浆技术工程师,进行技术人员的培训,了解注浆材料的性能,进行现场材料的试验。4.3.6.6.5.绘制钻孔、注浆操作参数记录表格。4.3.6.6.6.按设计要求摆设钻机,布设注浆站。注浆站的施工布置示意图见图4-32。4.3.6.6.7.配备好施工用水、电、材料(包括水泥、水玻璃、缓凝剂等材料),整齐布置,避免受潮或影响施工。材料必须是经过质检工程师和实验工程师及监理工程师检验过的,方可进入施工场。
4.3.6.6.8.施工机具设备调试:检查钻机是否工作正常、注浆设备进行压力、流量试验和调试。4.3.6.6.9.注浆工作开始前,应先进行超前探水施工作业,根据探水情况,确定第一环节注浆止水岩盘的位置。4.3.6.6.10.帷幕注浆施工前应准备好应急措施中必备的抢险材料,如棉纱、编织袋、方木等。4.3.6.7.全液压凿岩台车钻深孔施工4.3.6.7.1.由于F4及F5断层主带岩层破碎,以泥砾为主,节理很发育,中等富水,因此,钻孔施工中采用Φ102的钻头进行钻孔,即采用大引导孔施工,在最大程度上克服在顶管施工作业中送管难的情况发生。4.3.6.7.2.液压钻孔台车的钻杆长度为4.3米、5.525米,钻深孔时必须接长钻杆。因此,随着孔深的增大,需要对回转扭矩、冲击功率及推力进行控制和协调,尤其要严格控制推力,不能过大。4.3.6.7.3.
为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性,钻杆连接套应与钻杆材质一致,两端加工内螺纹(配合钻杆首位端外螺扣),连接套的壁厚≥10mm。连接套及连接方式见图4-33。为防止钻杆在推力和振动力的双重作用下,上下颤动,导致钻孔不直,钻孔时,应把扶直器套在钻杆上,随钻杆向前钻进向前平移。4.3.6.7.4.台车就位固定后,有测量工站在车壁挂蓝上绘制孔位。4.3.6.7.5.施钻时,台车大臂必须顶紧在掌子面上,以防止过大颤动影响施钻精度。4.3.6.7.6.钻机开孔时的钻速宜采用低速,钻进20cm后转入正常钻速。4.3.6.7.7.第一节钻杆钻入岩层,尾部剩余20至30cm是停止钻进,人工用两把管钳卡紧钻杆,钻机低速反转,脱开钻杆。钻机沿导轨复位,再装入第二根钻杆。4.3.6.7.8.引导孔的孔径较管棚钢管外径大20至30mm,孔深较管长长0.5米以上。4.3.6.8.管棚顶管施工4.3.6.8.
1.顶管工艺:根据快速施工的要求,决定采用大引导孔和棚管钻进相结合的工艺,及先钻大于钢管外径的引导孔,然后利用钻机的冲击和推力(顶进管棚时凿岩机不使用回转压力,不产生扭矩)将安有工作管头棚管沿引导孔顶进,逐节接长管棚,直至孔底。管棚顶进连接套及管棚扶直器见图4-34。4.3.6.8.2.管件制作:帷幕钢管采用Φ80的普通无缝钢管,钢管节长3米,帷幕钢管长度15米,因此,必须接长3次以上。管棚接长时先将前一根钢管顶入钻好的引导孔后再行连接。现场加工的管节连接套见图4-35,要预先焊接在每节钢管两端,便于连接。4.3.6.8.3.接长管件应满足管棚受力的要求,相邻管的接头应前h后错开,避免接头在同一个断面受力。4.3.6.8.
4.顶管作业:将钢管安放在台车大臂上后,凿岩机对准已钻好的引导孔,低速推进钢管,其冲击力控制在1.8至2.0MPa,推进压力控制在4.0至6.0MPa。4.3.6.8.5.封闭钢管尾部先用麻布条封堵管棚钻孔空隙,后用环形楔环顶紧,最后用电焊将楔形环焊接在管棚上。详见图4-36所示。4.3.6.9.配制浆液4.3.6.9.1.浆液的搅拌水泥浆的搅拌应在高速搅拌机内进行,严格按照施工配合比进行投料,水泥浆的浓度一般控制在0.5∶1-1.5∶1,并根据地层裂隙情况、含水状态及凝胶时间要求合理使用。乌鞘岭隧道注浆施工中采用高速搅拌机进行水泥浆液配制,高速搅拌机安装两部7.5KW高速电机,拌制力强劲高效,每分钟转速达到1400r/m。搅拌机布置有两个制浆桶,配有自动加水计量仪,可以保证水泥浆液的施工供应和浆液拌制质量。4.3.6.9.
2.搅拌水泥浆的投料顺序:在防水的同时,将缓凝剂、外掺剂在水中按一定比例加入,搅拌溶解,再将需要的水泥倒入,搅拌2-3min。4.3.6.9.3.外掺剂的重量为水泥重量的5%-10%,缓凝剂的掺量占水泥重量的2%-3%。4.3.6.9.4.浓水玻璃的稀释方法。1、采用水玻璃比重D与玻美°Be’之间的关系如下。2、采用边加水边搅拌,边用玻美度计测量的方法进行。4.3.6.9.5.制备水泥浆或稀释水玻璃时,严禁水泥块或纸片进入浆液,放浆进入储浆桶时要用滤网过滤,以防止堵塞注浆泵。4.3.6.9.6.做好配置浆液的施工纪录,为分析注浆效果提供依据。4.3.6.9.7.配置好的浆液存放在由低速搅拌器的容器内,防止浆液由于存放时间稍长产生沉淀、离析等现象。4.3.6.10.注浆施工4.3.6.10.1.注浆工艺系统:双液注浆工艺系统如图4.4.8.2.-15所示。单液注浆只需一套压浆系统,不用混合器,其余同双液浆施工方法。
4.3.6.10.2.注浆工艺流程图(见图4-38)4.3.6.10.3.注浆顺序管棚注浆顺序原则上遵循着“先外后内”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。帷幕注浆施工由外侧帷幕钢管开始注浆,最外层钢管注浆结束后再注内侧一环钢管。跳孔进行注浆施工,开始时注浆的浆液浓度要低一些,逐渐加浓至设计浓度。
通过此种注浆顺序安排,有利于帷幕注浆施工的浆液在设计加固范围内的扩散,先注浆的浆体成为后注浆浆体的约束,而后注入的浆液对先前施工的浆体有起到增加致密度和填补注浆空白区的作用,利于防渗与加固的施工设计要求。4.3.6.11.注浆施工要点4.3.6.11.1.注浆孔位要准确,定位偏差应小于5cm,孔底偏差不大于孔深的1%至2%。顶管施工作业过程中会使管内混入一些碎石和碎屑,在注浆施工前一定要用高压风水进行吹洗,如果管内仍有较大的碎石,应采用小于钢管内径的钻头,利用凿眼台车钻进将其钻碎,吹洗干净。4.3.6.11.2.拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液,拌好的浆液要经过过滤,未经过过滤的浆液严禁进入泵体,以防堵塞。注浆过程中,要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况,发现问题及时处理。双液注浆时,要经常测定混合气候的浆液的凝结时间,防止由于泵及管路故障,造成浆液比例改变而发生事故。注浆过程中,如发现孔口及工作面漏浆,要采取封堵,缩短凝胶时间及采用间歇注浆方式。做好钻孔、注浆纪录,为分析注浆效果提供依据。注浆结束后,要彻底的清洗泵体和管路,以保证下次注浆安全顺利进行。4.3.6.11.3.注浆施工过程中如发现掌子面漏浆,应及时用麻布进行封堵。4.3.6.12.严格注浆施工作业现场控制,保证注浆质量注浆施工作业中,浆液注入的压力是一个最为关键的现场施工过程控制因素。根据流量计显示的孔口压力变化可以判断注浆施工的基本发展状况,并及时采取相应措施。4.3.6.
12.1.压力逐渐上升,但达不到设计要求的压力。原因分析是:浆液浓度低、凝胶时间较长、浆液在碎石中形成劈裂脉或者是部分浆液溢出。此时应适度加大浆液浓度、小时间间隔注浆。4.3.6.12.2.注浆开始后压力不上升,甚至离开初始压力呈下降的趋势。原因分析是:表明浆液已经外溢。此时应该采取大浓度浆液和较低注入速度,如果情况无改变,则应先停止注浆。4.3.6.12.3.注浆压力上升后突然下降,表明浆液从注浆管周围溢走,或者是注入速度过大,扰动碎石岩层,或遇到空隙薄弱部位。此时应适度降低注入速度。4.3.6.12.4.压力反复升降,但总趋势呈上升态势。原因分析:由于注浆浆液的凝胶时间较短。此时应该是度调长浆液凝胶时间。4.3.6.12.5.压力上升很快,而注入速度上不去。原因分析:表明注浆岩层较为密实或者浆液的凝胶时间太短。4.3.6.12.6.压力有规律上升,即使达到容许压力时,注浆速度也比较正常,这表明注浆施工作业是成功的。4.3.6.12.7.压力上升后又下降,然而后来压力又再度上升,并达到设计的要求值。这可以认为4.4.8.2.12.3.种情况的空隙部分已被浆液填满,此种情况也是成功的。4.3.6.13.帷幕注浆施工的结束标准注浆过程中只要满足以下两个条件之一,即可认为注浆达到了设计的要求并可结束注浆施工。4.3.6.13.1.注浆压力达到注浆设计所规定的终压5.0MPa。4.3.6.13.2.注浆量达到设计要求时,注浆量的计算公式如下:
式中:Q---总注浆量(M3);A---注浆范围岩层体积(M3);β---填充率,根据图纸及岩石地层的情况而定。R---注浆半径(M);L---注浆长度(M)。4.3.6.14.注浆效果检查分析注浆结束后,采用检查孔分析注浆效果,注浆每次循环设3处检查孔,检查注浆填充情况。检查孔的长度依据注浆加固范围而定。利用地质钻机钻孔采集岩芯,并做压水试验,以判断注浆效果。注浆效果判断标准如下:4.3.6.14.1.严重破碎带检查孔出水量小于0.2L/min•m,任意检查孔漏水量小于10L/min。4.3.6.14.2.一般地段检查孔出水量小于0.4L/min•m,任意检查孔漏水量小于10L/min。4.3.6.14.3.进行压水检查,即在1.0MPa的压力下,吸水量小于2L/min。4.3.6.14.4.测试检查孔水压,水压应大于1.5MPa。如不能达到上述检验标准,则要根据情况进行补孔注浆,直到满足上述要求。4.3.7.中空锚杆注浆支护施工工艺流程4.3.7.1.注浆参数:水玻璃浓度26~35Be′水泥浆浓度1﹕1~0.45:1,用32.5#以上普通硅酸盐水泥
水泥水玻璃体积比1:1.25~1:0.6Na2HPO4掺量水泥重量的0~3%初凝时间 1~3min,一般地段2~3min,富水地段30s~2min注浆终压2~8Mpa锚杆长度4~8m锚杆环向间距30~60cm锚杆纵向搭接长度1.0~2.5m图4-39中空锚杆注浆施工工艺流程图喷砼封闭掌子面注浆机具材料就位布置锚杆位选定注浆参数钻进—接杆安装拱形垫板、螺母安装止浆塞初期支护:网喷+钢架支撑二次衬砌检查注浆效果开挖试压—压浆安装前孔口20cm用CS胶泥堵塞围岩监控量测
4.3.7.2.注浆程序:用喷混凝土20cm厚封闭掌子面。检查、调试注浆泵,连接好注浆管路,注浆管路布置见图4-40。试泵,先做不少于5min压水试验,注意混合器中是否有串水现象,水泥水掺入Na2HPO4搅拌机储浆桶52Be′水玻璃水稀释成35Be′水玻璃储浆桶注浆泵混合器◎压力表孔口阀锚杆输浆管止浆盘图4-40注浆管路布置图若无,则双泵压水。注浆原则:先下后上,先里后外,先水少后水多处。水泥浆由稀到浓,Na2HPO4
掺量按0.5%、0.8%、1.0%次序加入,直到注浆正常未出现因凝结时间过快而堵管现象时,可根据水泥水玻璃体积比1:1、1:0.8、1:0.6,由浓到稀压入,要根据理论注浆量和现场注浆量对比来调整比例。采用三次升压法注浆,由注浆油门阀调节压力,一般初始压力为0.4Mpa,正常压力1.0Mpa,终压为2.0~2.5Mpa。注浆完每一根锚杆,立即将吸浆管放入清水桶中,压入清水维持3~5min,以防止堵管现象发生,再卸掉和锚杆连接的注浆套。4.3.8.喷混凝土施工方法及施工工艺作为喷锚构筑法的一个重要施工环节,无论是作为在完成隧道最终形态过程中各阶段所需的辅助支护,还是作为保护隧道的永久支护,喷砼对隧道的顺利施工和运营安全都将起到重要的作用。本隧道采用诺麦特混凝土喷射机器手进行湿喷法施工。喷射混凝土采用混凝土搅拌机拌合,ACL-606型轨行式混凝土输送车运输。采用机器手喷浆具有如下优点:能保持最佳喷射角度和距离,因而大幅度减少回弹;省支脚手架,省工、省料以省时间。作业效率高;爆破后可立即喷浆,既快速又提高了工程质量。作业安全,环境改善,操作者基本不受粉尘和速凝剂的危害。显著提高喷浆质量,用简单的操作就可实现按喷浆工艺原则作业,操作者轻松、愉快,减少了人为因素的影响,喷浆质量高而且稳定。喷射砼工艺流程见图4-41。喷砼的准备和喷射过程应注意如下问题:喷射砼之前,应仔细检查开挖断面的净空尺寸,欠挖部分及时处理,并清除危石,然后用高压水冲洗受喷断面,清除粉尘、杂物。喷射作业应分段、分片、分层,由下而上,依次进行,如有较大凹洼时,应得先填平。粗骨料细骨料水泥掺加纤维水搅拌机砼输送车湿喷机速凝剂压缩空气喷头水掌子面
图4-41湿喷混凝土工艺流程图在拱墙部位埋设喷射砼厚度标志,初喷厚度:拱部3~5cm,边墙5~8cm。喷砼紧跟开挖工作面,并在开挖后12小时内喷射完毕。钢筋网、钢架与岩面的间隙必须喷射砼填充密实,自下而上对称进行,先喷钢架与围岩间隙,后喷钢架之间,钢架应有不小于4cm的保护层。4.3.8.1.喷钢纤维混凝土(纤维网砼)喷射钢纤维混凝土应注意以下问题:4.3.8.1.1.钢纤维的长度应基本一致,且不得含有锈蚀和油渍以及其它杂物。4.3.8.1.2.钢纤维的规格为Dramix,掺量为35kg/m3。4.3.8.1.3.搅拌混合料时,采用专用的钢纤维拌料机往混合料中添加钢纤维,并使用强制式搅拌机。4.3.8.1.4.钢纤维在混合料中应分布均匀,不得有成团,否则,应将物料再次过筛,打散之后,再投入搅拌。4.3.8.1.5.钢纤维混凝土喷射时,原则上与一般喷射混凝土相同。
4.3.8.1.6.喷射机用湿喷机,配以挤压软管式泵,干法配制喷射混凝土宜采用双罐式喷射机,输料管内径一般大于50mm。4.3.8.1.7.为避免钢纤维回弹伤人,必须严格遵照喷头操作安全事项,绝对不可将喷头对着人。4.3.8.1.8.喷射纤维网砼应注意问题同钢纤维砼。4.3.9.锚杆施工方法及施工工艺在不同地质条件下,使用锚杆的目的不同,在节理、层理发育,围岩破碎地段,锚杆的主要功能在于限制塑性区的产生及发展,尽量减少围岩变形,达到稳定围岩的目的。施工时,系统锚杆按设计图纸施工,局部锚杆采用全长粘结型锚杆,砂浆锚固,长度按设计图施工。砂浆锚杆施工工艺如下:用锚杆台车钻锚杆孔,钻孔方向尽量与岩层垂直,严禁打顺层锚杆。吹洗锚杆孔,清净孔内全部的杂物。采用注浆泵灌注砂浆,砂浆应拌合均匀,且随拌随用,一次拌合的砂浆,应在初凝前用完。用锚杆钻机插入锚杆,并转动使砂浆均匀握裹杆体。最后抽样进行锚杆抗拔力试验。参见图4-42锚杆施工工艺框图。施工中应该注意的是:在锚杆端头应当安装垫板,垫板必须用螺帽紧固在岩面上,增强锚杆与喷砼的综合支护作用。4.3.10.钢筋网片及钢架支撑施工方法及施工工艺在地质条件较差,不能自稳的地段,采用网构钢架与小导管超前支护配合施工,小导管从钢架腹部穿过。
4.3.10.1.钢筋网与钢架的制作钢筋网在施工前预先做好后运到工作面架设,具体制作是:用φ6或φ8圆钢事先点焊加工成150×150mm或200×200mm的片状网格,钢筋网片一般为1×2m。若采用双层网片时,可将两层网片交错排列。钢架制作:钢架外轮廓线尺寸等于开挖外轮廓线尺寸减去钢架与围岩间预留的5cm空隙。型钢弯制钢架,按钢架设计尺寸下料,钢架分节长度为4m。钢架在胎模内焊接时,要控制变形。钢架制造好后要进行试拼。检查钢架尺寸、轮廓是否合格。4.3.10.2.钢筋网的铺设钢筋网和喷混凝土、钢架组成联合支护,连续铺设。铺设时要注意:钢筋网必须与锚杆、钢架或其它锚固装置联结牢固。片状钢筋网的搭接长度不小于200mm。钢筋必须用喷混凝土盖住,至少有20mm的保护层。4.3.10.3.钢架安设钢架安设前应检查掌子面开挖净空,并清除钢架底脚自虚碴,决不允许用虚碴填在超挖拱脚底部,应垫方木或型钢进行高差调整,开挖尺寸允许误差横向±5cm,高差±5cm。分片钢架用人工在掌子面组装成整榀钢架,连接螺栓要拧紧。钢架安装后中线允许误差±3cm,高程允许误差±3cm,钢架垂直度允许误差±2度。钢架校正后,沿拱部每隔2.0m用对口楔子将钢架与岩层之间楔紧。
钢架落底接长采用单边交错进行,每次单边接长钢架1-3排,在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射混凝土。接长钢架和原钢架的连接要牢固、准确。两排钢架之间沿钢架周边每隔1.0m,用特制的φ22螺栓拉杆联接,使其成为整体,改善钢架纵向受力状态,不至于发生倾覆。钢架纵向连接好后,按设计迅速进行挂网喷锚支护,让钢架背后用砼喷平补满,使其与围岩密贴。4.3.11.Ⅵ级围岩段开挖本标段进口段465米位于第四系的冲洪积层,且洞底位于地下水位以下,还有F4断层主带200米、F5断层主带40米均属于Ⅵ级围岩,施工中极易出现围岩失稳、突然涌水、涌泥等地质灾害。在软弱围岩中的隧道施工,爱护围岩是隧道施工的一个最重要的原则。所谓爱护围岩有两个含义,其一:要尽量减小对既有围岩的扰动;其二:要采取必要的辅助措施增强围岩的自身支护能力。主要是要解决以下3个问题:4.3.11.1.保证掌子面的稳定;4.3.11.2.处理好地下水问题;4.3.11.3.维护周边地层的稳定,即减少对周边环境的影响。所以,根据设计,在Ⅵ级围岩段的开挖中,首先要进行帷幕注浆止水并提高围岩自身的支护能力,而设置超前锚杆、掌子面预留核心土等措施也是保证掌子面稳定的有效措施,因此对Ⅵ级围岩的开挖,采取环形开挖留核心土的方法。开挖时,对透过帷幕注浆止水带的渗水,设临时集水坑潜水泵及时抽排,防止积水浸泡洞身基础而引起的下沉。
同时,根据目前国内软弱围岩钻爆法施工的现状,并结合本隧道的特点,施工中,要大力提高软弱围岩隧道施工的机械化水平。4.3.11.4.开挖分步采用拱部预留核心土台阶法施工。其施工顺序为:4.3.11.4.1.超前小导管注浆。根据设计的要求,首先进行帷幕注浆或管棚支护,帷幕注浆后,在开挖过程中,当发现帷幕注浆效果不好时,再实施超前小导管施工。4.3.11.4.2.上台阶环形开挖Ⅰ部:选用小型挖掘机开挖,人工沿拱弧轮廓线修整或人工开挖,预留核心土,核心土的断面大于开挖断面的50%,每循环进尺为1.0~1.5m。4.3.11.4.3.上半断面初次支护②部:包括立拱、挂网、安设锚杆和喷射砼四道工序。4.3.11.4.4.挖④核心土:采用挖掘装载机开挖。当采用挖掘装载机开挖不动时,再采用弱爆破。4.3.11.4.5.下台阶开挖⑤。4.3.11.4.6.下部初期支护Ⅵ。4.3.11.4.7.施工Ⅶ仰拱防水层并浇筑仰拱。4.3.11.4.8.施工Ⅷ边墙、顶拱防水层并进行二次衬砌,二次衬砌需等初期支护变形基本稳定后方可进行。详见图4-43环形台阶法施工示意图4.3.11.5进度指标根据类似工程的施工经验,在超前小导管预支护的情况下
,单线隧道每月掘进按80米考虑,锚喷支护与整体式衬砌可分别与掌子面的开挖平行作业,Ⅵ级围岩按照一次建成,每月综合进度为55米成洞。4.3.11.6劳力机械配置Ⅵ级围岩开挖投入的劳动力参见表4-1Ⅵ级围岩开挖劳动力表:Ⅵ级围岩开挖劳动力投入表表4-9序号工序名称人数备注1超前管棚或帷幕注浆21开挖中为小导管注浆工序2开挖12配合挖掘机修整弧形导坑3喷射砼4配合喷射机械手工作4锚杆、钢筋网、钢支撑16 5挖掘装载机司机1 6电瓶车司机2 7杂工3 8合计59 说明:帷幕注浆每循环注浆长度15米,每注浆一次开挖12米。帷幕注浆效果不好时,开挖中再施工小导管。Ⅵ级围岩开挖投入的主要机械设备参见表4-10:Ⅵ级围岩开挖主要机械设备表表4-10序号机械设备名称规格型号数量(台)1管棚钻机CM31412注浆泵2TGZ-60/2101
3凿岩台车TH58614挖掘装载机KL-2015电瓶车KLAYTON-2526梭矿SSD-2037锚杆台车H330-50C18湿式混凝土喷射机械手9150WP14.3.12.Ⅴ级围岩段开挖本标段Ⅴ级围岩位于第三系泥岩夹砾岩段和断层影响带,平导内共计790米。设计按一次开挖成单线隧道断面,初期支护,待平导扩挖时再进行复合式衬砌考虑。对于Ⅴ级围岩由于地质条件较差,而且初期支护与二次衬砌的时间间隔较长,因此施工中应注意以下几点:4.3.12.1.超前支护、短进尺、弱爆破,尽量减少对既有围岩的扰动。4.3.12.2.抢在围岩有害松动之前,先形成一层柔性支护,阻止围岩继续风化、封闭渗水通道、及时提高围岩自身的承载力是新奥法施工的关键之一,因此开挖后,先及时初喷一层混凝土封闭掌子面非常重要。4.3.12.3.由于初期支护与二次衬砌的时间间隔较长,所以初期支护完成后,要加强对该地段围岩的监控量测,包括周边收敛、顶拱下沉、围岩的相对位移、锚杆及钢支撑的内应力等,采用信息化管理,动态设计,及时调整该地段的支护参数。尤其在通过围岩量测已判定该段围岩趋于稳定后,由于支护结构有可能产生蠕变的积累,仍应注意对该地段围岩的监控量测,必要时采取补强措施。
4.3.12.4.开挖分步Ⅴ级围岩采用短台阶法开挖,参见图4-44台阶法开挖分步示意图,在断层影响带必要时,采取预留核心土的环形台阶法开挖,参见图4-43。短台阶法开挖的施工顺序为:4.3.12.1.Ⅰ超前小导管注浆。4.3.12.2.上台阶开挖②部:采用水压爆破工法,光面爆破。4.3.12.3.上半断面初次支护Ⅲ部:包括立拱、挂网、安设锚杆和喷射砼四道工序。4.3.12.4.开挖下部台阶④部。4.3.12.5.Ⅴ下部初期支护。4.3.12.6.施工⑥仰拱防水层并浇筑仰拱。4.3.12.7.施工Ⅶ边墙、顶拱防水层并进行二次衬砌。4.3.12.5钻爆设计采用乳化炸药,非电毫秒雷管引爆,光面爆破。爆破时采取水压爆破工法,即:炸药+水袋+炮泥的装药结构。采用水压爆破有三个方面的优点:第一,可以提高循环进尺;第二,可以减弱爆破冲击波对围岩的扰动;第三,能够起到降尘净化的作用。水袋厂家定制,炮泥采用PNJ-1炮泥机生产。钻爆设计参见图4-45Ⅴ级围岩钻爆设计图。钻爆设计参数参见表4-10钻爆设计参数表正洞Ⅴ级围岩装药量计算表(上半断面)表4-10序号名称数量(个)眼深(m)单孔装药量(kg)总装药量(kg)雷管段数备注1掏槽眼41.70.83.21
2辅助眼61.50.603.633辅助眼101.50.55.054周边眼191.70.254.7595底眼91.70.504.57合计4821.05说明:1、E=50cm,W=65cm,E/W=0.772、周边眼采用光爆小药卷,密集度0.12kg/m。3、拱部断面15m2,每循环进尺1.5m米,炸药单耗0.94kg/m3。正洞Ⅴ级围岩装药量计算表(下半断面)表4-11序号名称数量(个)眼深(m)单孔装药量(kg)总装药量(kg)雷管段数备注1周边眼202.00.306.0102一台眼72.01.409.813二台眼72.01.409.834三台眼72.01.409.855四台眼72.01.409.876五台眼72.01.409.887六台眼52.01.407.098底眼72.01.6010.211合计6770.2说明:1、E=55cm,W=70cm,E/W=0.792、周边眼采用光爆小药卷,密集度0.15kg/m。3、下部断面38m2,每循环进尺2.0m米,炸药单耗0.92kg/m3。4.3.12.6作业循环时间拱部开挖作业循环时间参见表4-12
Ⅴ级围岩拱部开挖作业循环时间表表4-12序号工序名称工作量作业时间循环作业时间 (min)123456781测量放线1循环20 2凿岩台车就位1台15 3钻孔78.4m60 4装药48个孔15 5爆破、排烟 30 6清理撬挖 20 7拱部初喷砼3cm0.45m310 8出碴31.5m315 9径向锚杆安装17根40 10安装钢筋网22m2120 11合计345 说明:1、循环进尺1.5米,循环作业时间215分钟。2、循环时间中不包括超前小导管的施工时间,超前小导管每次施做4米,开挖进尺3米,每开挖两个循环,施做一次小导管。3、钢筋网片的安装与复喷砼至设计厚度与掌子面的开挖平行作业,在地质条件允许的情况下尽量不占用掌子面的掘进时间。下部开挖作业循环时间参见表4-13Ⅴ级围岩下部开挖作业循环时间表表4-13序号工序名称工作量作业时间循环作业时间
(min)123456781测量放线1循环20 2凿岩台车就位1台15 3钻孔134m120 4装药67个孔30 5爆破、排烟 30 6清理撬挖 10 7初喷砼3cm0.5m310 8出碴98m330 9径向锚杆安装20根50 10合计315 说明:1、循环进尺2.0米,循环作业时间315分钟。2、日循环4.57,理论月进尺274.2米/月,下部实际进尺受拱部制约。3、Ⅴ级围岩全断面开挖及初期支护的综合进尺170米/月。4.3.13.Ⅲ、Ⅳ级围岩段开挖本标段Ⅲ、Ⅳ级围岩多为三叠系砂岩夹页岩,Ⅲ级围岩段长2160米,Ⅳ级围岩段长5410米,为本标段主要的围岩类别组成部分,Ⅲ、Ⅳ级围岩采用全断面开挖。4.3.13.1.钻爆设计Ⅲ、Ⅳ级围岩钻爆设计图参见图4-46。Ⅲ级围岩钻爆设计参数参见表4-14。Ⅲ级围岩钻爆设计参数表表4-14
序号名称数量(个)眼深(m)单孔装药量(kg)总装药量(kg)雷管段数1掏槽眼93.83.228.81、3、5、72辅助眼173.62.542.58、9、103周边眼193.70.8015.2114底眼73.73.016.813合计52103.3说明:1、E=50cm,W=60cm,E/W=0.832、周边眼采用光爆小药卷,装药密集度0.15kg/m。3、断面26.09m2,每循环进尺3.50m米,炸药单耗1.13kg/m3。4.3.13.2作业循环时间Ⅲ、Ⅳ级围岩下部开挖作业循环时间表参见表4-15Ⅲ级围岩下部开挖作业循环时间表表4-15序号工序名称工作量作业时间循环作业时间 (min)123456781测量放线1循环20 2凿岩台车就位1台15 3钻孔191.6m120 4装药52个孔30 5爆破、排烟 30 6清理撬挖 10 7初喷砼3cm0.5m320 8出碴130m360
9径向锚杆安装20根50 10合计355 说明:1、循环进尺3.5米,循环作业时间355分钟。2、Ⅲ级围岩日循环4.05循环/天,理论月进尺425米/月,长期效率按85%考虑,每月实际进尺350米。3、Ⅳ级围岩初期支护应紧跟开挖,每月实际进尺270米。4.3.13.3.钻爆施工要点4.3.13.3.1钻爆施工按新奥法原则实施,钻爆设计拱部为光爆,边墙为光爆和预裂相结合,同时增加爆破段数,减少一次性起爆药量,实施可控非电爆破。4.3.13.3.2.钻孔台车就位要正确,台车车身轴线要与洞室轴线一致,以便于控制钻臂方位,台车钻孔要按孔位钻进,其偏离误差不能大于5cm,要有专人测控钻臂角度、方向,使其与钻爆设计相一致。特别是周边眼,要从严控制位置、方向、角度、深度,不合要求,则废孔重钻。风枪钻孔,同样进行控制,对于不平的掌子面,应根据岩面不平度调整钻孔深度,使炮眼底部(除掏槽孔外)处于同一垂直横断面上。4.3.13.3.3.钻孔完成后,要专人对钻孔进行验收并记录。4.3.13.3.4.装药前要对钻孔实施高压风清孔。4.3.13.3.5.装药严格按装药设计进行,炸药、毫秒雷管、引爆管要经验收合格,制作起爆药包运送、装药时,要加强对导爆管的防护,严防破损而导致起爆失败。4.3.13.3.6.所有装药后的炮孔,必须用胶泥认真堵塞,严禁不堵孔起爆。4.3.13.3.7.
导爆管联结要结实可靠,采用双起爆管路,确保起爆成功。4.3.13.3.8.起爆前要由专人对装药、堵孔、联线进行检查、记录,确认确认合格后方能起爆。4.3.13.3.9.每次爆破后,要验证效果记录资料,并进行分析,据以及时修正爆破设计,后一循环要处理先前一循环的欠挖部位。4.3.13.3.10钻爆施工,要严格执行各项安全规定,确保施工安全。4.3.13.3.11为减少超欠挖,减弱对围岩的扰动,保持围岩的自稳,洞室施工必须采用高质量光面或预裂爆破。4.3.13.4.爆破的质量标准 4.3.13.4.1.周边轮廓基本符合设计要求,岩石壁面平整,洞室壁面起伏在15~20cm以内。4.3.13.4.2.爆破后岩面保留有半眼孔痕,坚硬、整体性好的岩石半眼率大于85%,中等强度岩石大于80%,软岩及节理发育的岩石大于55%。4.3.13.4.3.爆破后,在保留的半壁面上无粉碎和明显新生裂隙,对围岩破坏轻微。4.3.13.4.4.爆破后,大的危石、浮石较少。4.3.13.5.炸药及装药结构的选择4.3.13.5.1炸药:光面爆破选用低爆速,低猛度,低密度炸药,选用2#岩石硝铵炸药,在富水地段选用防水药包。掏槽眼及辅助眼选用φ32~φ40大药卷炸药。4.3.13.5.2装药结构:周边眼装药结构采用小药卷,不偶合装药及空气间隔装药结构,孔口用炮泥封堵。4.3.13.5.3周边眼采用导爆索加非电毫秒雷管起爆。为克服炮眼底部岩石夹制力,在炮孔底装半卷φ32mm药卷做加强药包。
4.3.13.6.炮眼布置原则4.3.13.6.1掏槽眼洞室爆破采用中空直眼掏槽形式,为保证掏槽钻眼精度,掏槽位置选择在洞室中线偏下的位置。4.3.13.6.2.周边眼:根据光面爆破选定的周边眼间距,沿开挖轮廓线布眼,严格控制水平度外插角以保证光爆效果及减少超挖。4.3.13.6.3.辅助眼:内圈眼:内圈眼所在位置在周边眼抵抗线的边缘,内圈眼的孔距稍大于周边眼抵抗线(W)。扩大眼:掘进炮眼,其炮孔间距,视岩石坚硬程度、装运手段、岩石破碎程度的要求等因素而定,一般取0.7-1.2m,岩石坚固取小值,反之取大值。4.3.13.6.4.底板眼:底板眼沿开挖轮廓线布置,并适当增加药量起翻碴作用,使爆落的岩碴翻松,便于装载设备装碴。4.3.13.6.5.起爆顺序:掏槽炮 辅助炮 周边炮 底板炮。间隔时间采用≥100毫秒,周边眼一次起爆。4.3.13.7.保证钻孔质量措施4.3.13.7.1.实行分区、定位、定质、定量、定人的岗位责任制,开孔做到“准、直、平、齐”。4.3.13.7.2.勤量勤测,找准中线水平,标定周边眼及内圈眼的孔位。4.3.13.7.3.在拱顶1米处,定一临时中线,以保证炮眼沿洞室中线钻进;然后在标准孔内插上炮棍,作为其他炮孔的方向标志。4.3.13.7.4.
根据要求的钻孔深度在钻杆上做好标记,使孔底落在同一平面上。周边眼孔深不超过扩大眼孔深。4.3.13.7.5.严格清孔及炮眼堵塞控制,确保清孔干净及炮眼堵塞符合要求。4.3.14出碴运输4.3.14.1.运输方式出碴采用挖掘装载机装碴,20m3梭式矿车运碴,运至洞外倒碴场,再由自卸矿车倒运至弃碴场。4.3.14.2.轨道布置洞内布置43kg/m轨道,轨距900mm,采用7号单开道岔,渡线采用9号道岔;枕木采用尺寸150mm×150mm×1500mm,按1440根/km设置,铺设道岔地段采用铁路道岔油枕。道床:洞内石质好时,直接采用爆破后的石碴作为道床,石质软时,用河卵石或坚硬石碴换填,并作好排水工作。为保持线路稳定,道床厚度不小于15cm。4.3.14.3.线路规划设计采用双线上下行形式,线路右线为进洞线,左线为出洞线;钢轨端头距工作面7~8m,2根6m短轨作临时轨铺设,铺设到12.5m时长轨拆除,平导内在距工作面500~600m范围内铺设渡线道岔,以利调车错车,缩短出碴时间;由平导进入正洞时,先由平导右线线路铺设右开道岔,通过横通道进入正洞后,再铺设左开道岔形成双线施工。参见图4-47洞内轨道布置示意图和图4-48洞外轨道布置图。4.3.14.4.临时轨道施工要点4.3.14.4.1.设专业轨道工程队,实现临时轨道施工专业化。
4.3.14.4.2.采用钢木混合轨枕,提高轨道质量。4.3.14.4.3.铺设轨道时,轨道轨顶面与地面基本平,车辆不易掉道,而且即使掉道,也很容易复位。4.3.14.4.4.工作面铺轨必须在打眼期间完成,不能延误工作面的起爆时间,保证钢轨铺设后轨距、线距达到要求,道床及枕木下回填捣固密实。4.3.14.4.5.渡线道岔铺设施工必须提前作好各项准备工作,铺设时左右线交替进行,保证一条线能够出碴。曲线加宽、外轨超高满足行车要求,7天内专人检查、调整、加固。4.3.14.4.6.设专业轨道工程队加强轨道的日常维护、管理,三角坑起道、检查轨距、线间距、调直弯曲段,检查接头处夹板螺栓松动情况并处理。尤其对易发生掉道的道岔每天进行清理、检查、加固、调整,4.3.14.5.出碴设备装碴:KL-20挖掘装载机,外形尺寸:9707×2461×2561(mm),生产能力:150m3/h。两台。牵引设备:CLAYTON-25电瓶车,自重25吨,最大牵引负载130吨,配置六台。运输设备:SSD-20梭式矿车,外形尺寸:16×1.75×2.5(m),满载20m3,40吨。配置8台。采用两台25吨电瓶车牵引三台SSD-20电瓶车作为一列。Ⅲ、Ⅳ级围岩每排炮进尺3.5米,松方系数1.4,共计约128m3,梭式矿车满载系数取0.8,三列车可以出完一排炮的碴。4.3.15.洞内风、水、电的布置
4.3.15.1.施工供风:本标段高压风主要由喷射机械手使用,每台喷射机械手用风量12m3/min,按两台同时施工考虑,用风为24m3/min,平导进入正洞后,其中一个工作面采用自制作业架,YT-28风钻钻孔爆破,按12台风钻考虑,用风量为36m3/min,共计用风量6024m3/min。洞口设四台22m3/minL-22/7型空压机,一台10m3/min空压机组成集中供风站,由集中供风站向洞内铺设Φ150高压风管供施工用风。4.3.15.2.施工供水:从进口高山水池引水到洞内,平导段内铺设Φ150高压水管,平导进入正洞的工作面,由Φ150高压水管接出Φ100高压水管作为施工用水。4.3.15.2.施工供电:洞内门架式钻孔台车功率为4×45kw,KL-20挖掘装载机用电量为45kw,喷射机械手总功率为52kw,锚杆台车功率102kw,每台梭式矿车功率为30kw。加上洞内照明用电,洞内设一台630KVA变压器。10KV高压电缆进洞,变压器随掌子面的前进每1200m移动一次。洞内“三管两路”的布置参见图4-49。4.3.16.施工通风与防尘4.3.16.1.施工通风控制条件坑道中氧气含量:按体积计,不得低于20%。粉尘允许浓度:每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg;含有10%以下游离二氧化硅的水泥粉尘为6mg;二氧化硅含量在10%以下,不含有毒物质的矿物性和动植物性的粉尘为10mg。有害气体浓度:
一氧化碳:不大于30mg/m3。当施工人员进入开挖面检查时,浓度可为100mg/m3,但必须在30min内降至30mg/m3。二氧化碳:按体积计,不超过0.5%。氮氧化物换算成NO2为5mg/m3以下。瓦斯(甲烷CH4)浓度:总回风道风流中,应不小于0.75%;从其他工作面进来的风流中,应小于0.5%;开挖面装药爆破前,应小于1.0%;开挖面浓度超过2%时,人员必须撤离至安全地点。隧道内气温不得超过280C。隧道施工时,供给每人的新鲜空气量,不应低于3m3/min,采用内燃机械作业时,1kw功率的机械设备供风量不宜小于3m3/min。隧道开挖时全断面风速不应小于0.15m/s,坑道内不应小于0.25m/s。但均不得大于6m/s。4.3.16.2.施工通风方案本标段施工通风划分为四个阶段:第一阶段:竖井贯通前,平导独头掘进,通风距离5615米,采用压入式通风。第二阶段:竖井贯通后,平导贯通前,本标段内有平导和正洞两个工作面施工,采用由平导压入,竖井处抽排的混合式通风。第三阶段:平导贯通后,本标段内有两个右线工作面施工。采用由平导压入,竖井处抽排的混合式通风。第四阶段:
右线隧道贯通后,平导扩挖。采用通过横通道由右线隧道采风,从平导排风的巷道式通风的方案。4.3.16.3.施工通风设计4.3.16.3.1.施工通风计算原则4.3.16.3.1.1.钻爆法施工,循环进尺按3.5m,炸药用量1.5kg/m3,通风时间按30min考虑,平导扩大钻爆法施工,一次开挖长度5m,耗药量1.5kg/m3。4.3.16.3.1.2.钻爆法施工正洞、平导时掌子面所需风量应按洞内要求最小风速、洞内人员需风量、一次爆破后30min排除掌子面炮烟以及洞内同时工作的内燃机械设备所需的风量计算,取其中的最大值为设计风量。当平导同时担负两个正洞工区施工通风时,考虑两个工区间隔放炮,轮流供风,取其中一个掌子面风量的最大值加上另一个掌子面工作人员的需风量为计算依据。4.3.16.3.1.3.总阻力为风管段阻力和隧道段阻力相加。风管段阻力包括静压损失和动压损失;隧道段阻力包括沿程阻力损失、动压损失和局部阻力损失。4.3.16.3.1.4.平导内和正洞隧道内摩阻系数分别为0.024和0.02。直径为1.5m的风管,管节100m,百米漏风率为1.3%,管道内摩阻系数为0.019;直径为1.3m的风管,管节100m,百米漏风率为1.3%,管道内摩阻系数为0.021。4.3.16.3.2.风量计算4.3.16.3.2.1.根据洞内同时作业的最多人数计算采用公式:Q1=qmk(m3/min)式中:q——洞内每人每分钟所需新鲜空气,取3m3/min
m——洞内同时工作的最多人数。k——风量备用系数,取1.154.3.16.3.2.2.按洞内同一时间爆破使用的最大炸药量计算采用压入式通风计算:式中:t---通风时间取30minA---同一时间起爆总药量S---平导断面面积L---压风管口至工作面距离,取30m。4.3.16.3.2.3.按洞内同时使用内燃机作业总功率(kw)数计算采用公式:Q3=niA(m3/min)式中:ni——洞内同时使用内燃机总kw数。A——洞内同时使用内燃机每kw风量,取3m3/min4.3.16.3.2.4.按洞内允许最小风速计算采用公式:Q4=60VS(m3/min)式中:V——洞内最小允许风速m/s,最小允许风速为0.15m/s。S——洞室面积。取以上四种计算得到的最大通风量作为设计通风量。4.3.16.3.2.5.漏风量计算-L/100隧道供风量:Q隧=P·QP=(1-β)式中:P—漏风修整系数β—百米漏风率
L—通风管长度4.3.16.3.2.5.高原风量修正计算本隧道位于海拔2600m的地区,需对风量进行修正计算:Q高=(760/533)Q4.3.16.3.2.6.风压计算:通风总阻力=风管段阻力+隧道段阻力4.3.16.3.2.7.高原风压修正计算:隧道位于高原地区,空气密度为0.928kg/m3,海平面处空气密度取1.2kg/m3。HZ=(γ0/γz)H04.3.16.3.2.8.各阶段通风计算结果汇总各阶段通风计算结果汇总表表4-16设计参数通风长度风管直径风机风量风机风压风机型号/台数总功率通风阶段(m)(mm)(m3/min)(Pa)(KW)竖井贯通前5615130010102508PF-110SW55/1110竖井贯通后平导347013008171300PF-110SW55/1110平导担负右线3085150014451901MFA125P2-SC4/1110×2竖井压出12761000MFA125P2-SC4/1110×2平导扩大750600MFA100P2-SC6/137×2各阶段通风布置参见图4-50通风方案布置图4.3.16.3.4.通风注意事项4.3.16.3.4.1.压入式进风管口或吸出式出排风管口应设在洞外适当位置,并做成烟囱式,防止污染空气再流入洞内。4.3.16.3.4.2.通风管靠近工作面的距离:压入式通风管的出风口距工作面不宜大于15m,吸出式通风管吸风口不宜小于5m。
4.3.16.3.4.3.采用混合式通风时,当一组通风机向前移动,另一组风机的管路即相应接长,始终保持两组管道相邻端交错不小于20-30m。局部通风时,吸出式风管的出风口应引入主风流循环的回风流中。4.3.16.3.4.4.当有两个以上的通风系统相互交错,同时风时,要在横通道、竖井等部位布置风门,防止新鲜风与污风的混流。4.3.16.3.4.5.通风机应装有保险装置,当发生故障时能自动停机。4.3.16.3.4.6.通风系统应定期测通风的风量、风速、风压,检查通风设备的供风能力和动力消耗并做好记录。4.3.16.3.4.7.如通风设备出现事故或洞内通风受阻,所有人员应撤离现场,在通风系统未恢复正常工作和经全面检查确认洞内已无有害气体之前,任何人均不得进入洞内。4.3.16.3.4.8.采用机械通风,施工场所的噪声不得超过90分贝,如有超出,第一,检查风机消声器的工作性能,第二,改装或增设消声器。4.3.16.3.4.9.风管安装应顺直、严密;风管的联结采用密封法兰盘接头,橡胶垫板,拧紧,尽最大努力防漏降阻。4.3.16.3.5.通风排烟管理措施4.3.16.3.5.1.设立通风排烟作业班组,作业人员实行通风排烟值班。4.3.16.3.5.2.
风管安装必须做到平、直、稳、紧,且不漏风。风管转弯半径应不小于风管直径的3倍,风机及风管必须随掘进而延伸。4.3.16.3.5.3.通风机安装牢固,通风方向与管道方向基本一致,尽量增大每节风管的长度以减少风管接头。4.3.16.3.5.4.出现问题,及时维修,保证通风效果。4.3.16.3.5.5.作业面爆破前,做好对风机及风管防护,爆破后由专职人员携带防毒面具进入拆除防护及延伸送风管,确保送风管出风口到掌子面距离少于30m,同时尽快开启送、排风机,达到加速排烟的目的。4.3.16.3.5.6.当开挖与砼浇注或开挖与喷射砼平行作业时,通过浇注砼或喷射砼处的风管应换接临时风管以保证向开挖面和砼工作面的顺利通风。4.3.16.4.洞内防尘4.3.16.4.1.防尘基本原则洞内防尘的基本原则采用湿式凿岩和湿喷砼工艺,水幕降尘和个人防护相结合。4.3.16.4.2.喷雾降尘放炮后,利用爆破冲击波启动喷雾器,采用风水喷雾器,对掌子面喷雾降尘。4.3.16.4.3.水幕降尘在掌子面30m处设一台光电控制自动水幕降尘器,对掌子面开挖范围封闭降尘并净化空气。光电控制自动水幕的构造见图5.6-3,技术参数见表4-17。水幕降尘器技术参数表表4-17
用水量L/min用风量m3/min风压MPa射程m扩散角度162.60.5~0.620~3015°图4-51自动水幕构造图4.3.16.4.3.出碴防尘水洗岩帮:放炮后出碴前,用水枪在掘进工作面自里向外逐步洗刷隧洞顶板及两帮。水枪距工作面15~20m处,水压一般为0.3~0.5MPa。装碴洒水:在装碴前及装碴时,向碴堆不断洒水,直到石碴湿透。对干燥的石碴,其洒水量可取4~8L/m3;如果石碴湿度大,可以少洒水或不洒水。4.3.16.4.4.喷砼防尘采用湿喷工艺,填加粘稠剂、速凝剂等外加剂,也可加入合成纤维降低回弹率。严格按照喷射砼操作规范控制风压,一般控制在0.15Mpa以内。在喷射砼工作面设局部风机和集尘仪。4.3.16.4.5.个人防护
掘进、装碴及其他辅助作业工人佩带防尘口罩。喷射砼工作人员佩带附有净化器和呼吸器的防尘安全帽。4.3.17.平导反坡施工排水本标段总的涌水量不大,但在破碎带有突然涌水的可能。4.3.17.1.隧道进口工区长9065m,线路纵坡为11‰,因此,隧道进口工区的施工排水为反坡排水。预计该段最大涌水量为5300m3/d,同时洞内湿式掘进、洒水降尘等施工用水按480m3/d考虑,则设计施工排水能力要大于5780m3/d。设置多级泵站接力排水,泵站设在横通道内靠平导一侧,泵站间距840m。4.3.17.2.排水工作方式:正洞及平导掌子面积水采用移动潜水泵抽至就近泵站内,其余已施工地段出水经临时积水坑自然汇积后引至泵站水仓。由工作泵将水仓积水经管路抽排至下一级泵站,如此接力抽排至洞外污水处理厂,经处理后排放。水仓尺寸按15min设计涌水量设计,并考虑施工和清淤方便综合确定。工作水泵按使用一台、备用一台、检修一台配备。排水管采用承压铸铁管。平导贯通后,采用顺坡自然排水至出口排放。4.3.17.3.突然涌水:洞内在施工断层破碎带或穿过隔水地层时,有突然涌水的可能。施工中,一方面采用地质超前预报技术探明前方水文地质情况,提前疏排或注浆止水;另一方面,要作好应急准备,一旦发生涌水,要尽快安装抽水设施,迅速排除,确保安全。参见排水方式示意图图4-52,施工排水机械设备表表4-18。4.3.18.平导快速扩挖的施工工艺和方法
4.3.19.隧道衬砌4.3.18.1.防水板铺设防水板铺设台架图4-53支撑架升降装置张挂台架喷锚轮廓4.3.18.1.1.铺设工艺:防水板剪裁下料à洞外焊接à接缝检查à铺设台架就位à沿拱顶纵向设置气囊à在台架上纵向铺设铁丝à将防水板铺设在台架上à升起支撑架à气囊充气à悬承铁丝à相邻循环接缝处理à降下支撑架à放气并取出气囊à铺设质量检查4.3.18.1.2.防水板洞外下料及焊接防水板按环向进行铺设。根据设计断面尺寸、规范规定的搭接尺寸及一个循环的衬砌长度来确定防水板的下料尺寸和纵向搭接块数;将剪裁好的防水板平铺,按规范要求搭接,再焊成一个循环所需要的防水板;对焊接好的防水板进行抽样检查,合格后将一个循环的防水板卷成筒状待用。4.3.18.1.3.防水板的铺设铺设防水板在铺设台架上进行。铺设台架采用结构简单的临时支架,如图4-54,其上部采用φ108
钢管或槽钢弯成与隧道拱部形状相似的支撑架,用丝杆与台架连接,以便其升降;走行部分采用轨行式,轨距与钢模台车一致。8#铁丝φ6拉丝喷锚轮廓防水板图4-54张挂防水板情况铺设情况操作程序如下:4.3.18.1.3.1.将防水板铺设台架移至作业地段就位;4.3.18.1.3.2.沿隧道拱顶中心线纵向铺设尚未充气的圆柱形气囊;4.3.18.1.3.3.在支撑架上纵向铺设悬承用的φ6圆钢拉丝和8#铁丝;4.3.18.1.3.4将一个循环长度卷成筒状的防水板置于支架中央,放开防水板使之自由垂落在支撑架两侧,无纺布与防水板密切叠合后,整体铺设;4.3.18.1.5.旋转丝杆将支撑架升起,使防水板尽量紧贴锚喷壁面;4.3.18.1.3.6给气囊充气;4.3.18.1.3.7
卸掉上一循环固定悬承拉丝的膨胀螺丝,将上一循环的拉丝露头与本循环的悬承拉丝逐根相连,张拉铁丝将防水板与壁面贴紧,之后将悬承拉丝的另一端固定在临时膨胀螺栓上见下图;砼衬砌防水板接头防水板拉丝接头喷砼固定拉丝膨胀螺栓图5-55防水板固定示意图4.3.18.1.3.8.悬承顺序为先拱后墙、由上而下进行,考虑到拱部受力较大及悬承拉丝有一定的弹性变形,拱顶及两侧拱脚各设置2道φ6圆钢悬承;4.3.18.1.3.9.相邻循环防水板之间的搭接缝,采用15cm宽的三合板置于锚喷面与前一组防水板端头作为焊接平面,边焊边沿环向移动三合板,焊接完成后撤出三合板;4.3.18.1.3.10.旋转丝杆下降支撑架,放掉气囊中的空气,取出气囊。本循环防水板铺设即告铺完。4.3.18.1.4.施工要求4.3.18.1.4.1.防水板按设计厂家及设计要求铺设,使防水板起到应有的作用;4.3.18.1.4.2.铺设防水板的地段距开挖工作面大于30米;4.3.18.1.4.3.浇注衬砌砼时,不得损坏防水板;4.3.18.1.4.4.防水板铺设坚持宁松勿紧。
4.3.18.2.衬砌衬砌作为隧道的永久支护,对其施工质量必须严格按规范要求控制。衬砌砼表面作为隧道施工后唯一外露部分,其表面的质量情况,直接体现隧道的美观程度,因此对衬砌砼表面要求必须有高质量、高标准。4.3.18.2.1.施工方法本标段隧道衬砌,采用液压模板衬砌台车,大跨度地段采用专用衬砌台车进行全断面衬砌。砼采用拌合站拌合,砼输送车运输,砼输送泵灌注。4.3.18.2.2.材料选择4.3.18.2.2.1.砂:采用硬质洁净的中粗砂,细度模度大于2.5,含泥量小于3%。4.3.18.2.2.2.碎石:采用坚硬耐久的碎石或卵石,粒径为20~40mm,级配良好,压碎指标大于18。4.3.18.2.2.3.水泥:采用425#普通硅酸盐水泥。有抗腐要求时,按设计要求使用附加剂。4.3.18.2.2.4.水:采用不含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质;不使用污水,PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按SO42-计算超过水重1%的水。4.3.18.2.2.施工作业程序如图5-56。衬砌施工作业程序参见图5-56。
衬砌作业的基本要求是除应满足设计的厚度和强度并确保拱部密实,对抗腐蚀和抗渗要求较高的衬砌,注意按设计或规范要求使用相应的附加剂。还应作好以下工作:4.3.18.2.2.1.所用的原材料必须符合质量要求。4.3.18.2.2.2.施工前,必须对施工机具检查,保证工作时不出问题。4.3.18.2.2.3.清底工作必做到“三无”即无集水、无杂物、无虚碴。4.3.18.2.2.4.衬砌台车定位后必须检查衬砌厚度和净空,满足设计要求后方可进行后序工作。4.3.18.2.2.5.脱模剂的涂模必须做到均匀、到位。4.3.18.2.2.6.档头模及衬砌台车加固必须牢靠,并垂直、平整。4.3.18.2.2.7.砼配料严格按先投碎石,再投水泥,最后加砂的顺序进行,并且严格按施工配合比计量。4.3.18.2.2.8.砼自进入搅拌输送车至卸料时间不得超过砼初凝时间,砼输送过程中要保证不发生离析现象,若发生离析现象时,灌注前须进行二次搅拌。4.3.18.2.2.9.砼灌注时必须分层且两侧对称灌注,每层灌注高度不大于30cm,两侧高差不大于50cm,振捣严格按操作规程进行,保证砼做到内实外美。4.3.18.2.2.10.衬砌脱模时间,若为不承重结构,砼强度达到2.5Mpa时即可拆模;若为承重结构,则应在砼强度达到设计强度70%以上。4.3.18.2.2.11.
仰拱,铺底施工根据地质情况采用仰拱先行或仰拱紧跟的施工方法,以便保证结构安全。为确保隧道衬砌结构不因地下水的作用,出现渗漏现象,混凝土衬砌施工时还应作好以下工作:衬砌端头必须进行凿毛处理,防止施工缝渗漏。严格控制水泥和附加剂的用量,粗细骨料的级配必须符合规范的要求。特别是当对抗渗要求达到S8时,由于水灰比对混凝土的抗渗性影响较大,必须通过实验室确定水灰比,施工过程必须严格按此水灰比拌和混凝土,不得随意调整。另外,对整个施工工艺过程,特别是混凝土的拌和和振捣等,必须进行认真的实时监控,保证各工艺过程能作到标准。调查隧道地表流水情况,截断流向渗入隧道的地表水,导流到附近河流中,洞口地表破碎地段采取预注浆加固措施。衬砌混凝土碎石采取连续级配,混凝土供应采取自动计量配料机、强制式混凝土搅拌机、输送车、混凝土泵,能有效地保证混凝土的拌合性能稳定,可以严格控制水灰比,保证混凝土密实。衬砌混凝土振捣严格根据规范按一定间距、深度、时间进行,禁止任意振捣,造成漏捣,禁止超过时间振捣,出现离析、泛砂现象。封顶采取“死封顶”方式,使用混凝土泵进行封顶作业,可以有效的保证封顶混凝土厚度。对超挖、洞穴处理时在衬砌时采取片石混凝土或混凝土同步回填,不得采用片石回填。
铺底前认真清理基底,采用高压风、高压水清理淤泥、碎石,铺底前水沟提前成型,确保铺底施工不侵水。基底存在冒水时先铺设盲管,并用砂浆固定,引水至水沟。边墙拱部作业时在围岩渗、漏水时,在围岩上安装盲管并采用锚杆、铁丝、砂浆进行固定;混凝土接头安装止水条或止水带止水。中线水平检查施工准备衬砌台车就位净空检查涂脱模剂灌注混凝土脱模养生拌制混凝土混凝土运输泵送入模制作试件4.3.19仰拱与填充施工方法及施工工艺(仰拱先行)依据量测数据分析,尽早安排仰拱施工。仰拱及时施作能大大改善行车条件,对防止隧底软弱围岩失稳发生流变,并对隧底膨胀岩类能起到隔水作用。仰拱距掌子面150~200
施工宜安排在边拱部位衬砌之前。仰拱浇注采用仰拱大样板由仰拱中心向两侧对称施工,一次浇注。仰拱充填施工前,先清除仰拱上的杂物,冲洗干净,排除积水。在仰拱混凝土强度达到设计的70%后,浇注仰拱填充。施工时,按设计准确预埋纵横向排水管。仰拱浇注施工与掘进工作平行进行,必将影响到隧道的出碴工作,因些,无轨运输施工时,采用仰拱防干扰平台进行仰拱铺设,仰拱防干扰平台采用型钢钢架进行拼装,纵向主梁采用三根18号工字钢,次梁采用10号槽钢间距50cm,仰拱防干扰平台长10m,两端均有搭接板延伸至地面,其上铺设防滑面板,供运碴车辆通行。采用有轨运输时,仰拱采用集中铺设的方法,每次铺设长度按一个横通道间距考虑。正洞仰拱铺设时,出碴时可与2标段协调,经横通道改由平导线路通过。4.3.20.墙、拱衬砌施工方法及施工工艺隧道边墙、拱部采用2台14m大模板整体衬砌台车整体浇注。砼由设在洞外的砼拌合楼拌合,无轨运输时,砼采用轮胎式砼输送车,由4台砼输送车输送至衬砌断面;有轨运输时,采用轨道式砼输送车运输。然后由砼输送泵送入模。本隧道有多种净空断面,如洞口段曲线加宽断面、一般地段断面、一般下锚段断面、下锚段断面、隔离开关段断面、悬挂风机的断面等。因此,为了节约模板费用,必须设计一种能适合多种衬砌断面的衬砌台车。
目前我国试制成功有此类液压钢模台车,它是一种可调式衬砌台车,采用可调控模板,能进行变断面衬砌。为保证衬砌台车灵活方便的移动,还具有自动走行装置。它由一部台车和数套钢模板组成,模板以型钢为骨架,上铺钢板形成外壳,并设有收拢结构,通过安装在台车上的电动液压装置,进行立模与拆模作业。模板与台车各自为独立系统,每段衬砌浇注混凝土完毕后,台车可与模板脱离,衬砌混凝土由模板结构支承。台车将后面间隔一段的已浇混凝土可以拆模的模板收拢后,自动走行,从安装好的模板下通过,到达前方预定浇注段进行立模作业。钢模台车由钢模板、台车、电动液压系统三大部分组成,参见图模板部分:每套模板长14m,由七个2m长的拼接段组成。其中分基脚模板、折叠模板、边墙模板、拱脚模板、拱腰模板和加宽块等,以及基脚千斤顶、基脚斜撑、堵头块、收拢铰、连接铰等配件,各模板块间均用螺栓对接。钢拱架用18号工字钢和槽钢弯制而成,表面铺焊6mm厚钢板。每套模板设有作业窗,为便利灌筑和捣实混凝土之用。在每套模板前端有堵头挡板,作灌筑时分节用。曲线加宽块模板最大加宽值为W=80cm。作用时根据隧道曲线设计的加宽断面要求,只须换装相应的加宽块即可。在曲线外侧,由于内外弧长之差,在相邻灌筑段的模板接头处,须增加楔形辅助弯头模板。边墙及拱顶等变截面由模板系统通过液压装置进行调节。台车部分:台车车体为桁架结构,立柱和横梁均采用箱形截面结构,其他部件为型钢组合构造。台车分为上下两层平台,平台两侧均设有可翻转的脚手平台,便于衬砌施工作业。
台车行走装置为轮轨式,电动卷扬机牵引,并设有顶机装置,可用机车顶推牵引;还设有刹车器和卡轨器,使台车停止和固定时能安全稳妥。轨道应专门铺设。电动液压系统:液压系统由垂直油路和左右侧向油路及供油系统组成。垂直油缸分设于台车四角,由垂直油路连通控制,采用分流集流阀的同步回路,且设有液控单向阀的闭锁装置,流量控制阀的调速装置,串有截止阀的单缸调整装置,使四个垂直油缸既能同步升降,以能单缸调整。侧向油路分设于左右两侧,上下层各4个,由侧向油路控制。下层侧向油路采用分流集流阀的同步回路,每个油缸回路中,串有截止阀的单缸调整装置,使左右侧下层油缸既能同步伸缩,以能单缸调整。上层侧向油路采用手动换向阀控制的联动回路,每个侧向油缸上均有机械锁设备,既可微调,又可在灌筑混凝土时锁住,保证模板位置固定不变。供油系统设两台电动机驱动两个高压齿轮泵供油(其中一套为备用)。还装有单向阀和调节压力、防止系统过载的溢流阀。照明系统设有380V变36V、功率500W的变压器两台,供1000W的照明用电,除上下平台照明灯外,另设4个安全灯插座,供灌筑混凝土作业时照明用。台车前后各有两个12V的汽车灯,供走行时前后照明。4.3.21.水沟、电缆沟施工方法及施工工艺
水沟、电缆沟施工时间在二次衬砌之后,整体道床施工之前。水沟、电缆沟盖板在现场预制厂集中进行预制,预制时严格控制盖板的几何尺寸,采用细粒径的混凝土,混凝土要求匀质、密实、和易性好,盖板表面平整、无凹凸现象,盖板四角棱角分明,无缺棱掉角。水沟、电缆槽采用整体定型模板,一次浇注成型,其施工要点是控制好模板的中线、水平,并要求模板支撑牢固,防止浇捣时模板位移和上浮。4.3.22.整体道床混凝土整体道床,也称无碴轨道,是一种在坚实基底上直接浇筑混凝土以取代传统的道碴层的新型轨下基础。整体道床具有以下优点:整体性强,稳定性好,轨道几何形位易于保持,有利于铺设无缝线路及高速行车,其轨道变形很小,发展较慢,从而减少养护维修工作量,改善劳动工作条件,效果尤为显著。4.3.22.1支承块预制施工方法及施工工艺钢筋混凝土支承块用来支承钢轨,并保持轨道的正确几何形位。支承块由现场预制厂加工预制,支承块预制必须符合《混凝土结构工程施工及验收规范》的有关要求。支承块预制模板要采用钢板制作,模板要求制作精密,变形小,密封严,无漏浆。一些预埋件安装、固定方工简单,定位准确。模具底部设附着式振动器,可使混凝土成形良好。先试制3块,经检验合格后方可批量生产。支承块属高标号混凝土预制件,因此混凝土需要严格按设计标准生产,混凝土严格按试验室签发的施工配合比进行生产,所有原材料须有产品合格证,经检验合格方可使用。
砂、石含水率每天检测4次,据检测结果,及时调整施工配合比,进行含水率补偿。混凝土从拌合楼运至预制厂,在运输过程中,必须保证匀质性,做到不分层、不离析、不漏浆。混凝土停放间歇时间不大于60min。混凝土入模时坍落度保持在6-8cm。采用集中工入模方式,连续灌注,附着式震动器振动2-3cm,局部用插入式震动器辅助。由专人负责进行蒸汽养护,配置多个探温头采有数显式温控仪,确保热工制度的及时反馈和调整。脱模时,混凝土内部温度与外界温度之差不大于20℃。支承块脱模后要小心存放,在28d强度经试验室检验合格后,明确标识后方可进入洞内铺设。钢筋布置及绑扎应符合要求,用干硬性或半干硬性混凝土制作支承块,混凝土等级不得低于C50级。同一配合比的支承块,每2000块作一组检查试件。支承块各部尺寸偏差应符合下列规定:支承块预留孔中心间距±5mm。预留孔直径+3mm、-2mm。承轨槽内边缘至预留孔中心间距±2mm。承轨槽挡肩破度±2°。承轨槽面凹凸差不得超过±1mm。支承块长、宽、厚+10mm、-5mm。预埋橡胶套靴及弹性垫板偏离支承块中线间距±1mm,预埋橡胶套靴必须与支承块顶面垂直,其歪斜不得大于2°。4.3.22.2.过渡段施工方法及施工工艺
混凝土整体道床与普通轨道衔接处,由于两种不同型式轨道的整体弹性相差很大,为使行车平稳,旅客舒适,减轻轮轨相互作用的动力响应,而在两者之间设置道床弹性逐渐变化的过渡段。过渡段采用混凝土道碴槽作为道床,相比碎石道床,其下沉量和永久变形积累比碎石道床小,一旦发生变形,修复比较容易,其施工工艺简单,其施工方法见路基道床的施工方法。4.3.22.3整体道床施工方法及施工工艺乌鞘岭隧道为弹性整体式道床,弹性整体道床由隧道中间向隧道进口方向施工,分两个作业组,采用跳跃式大流水作业,拖后水沟电缆槽施工一个月。采用混凝土泵上料。4.3.22.3.1.弹性整体道床施工工艺流程(见图4-57)4.3.22.3.2.操作要点4.2.22.3.2.1.线路测量,设置标桩对全线进行贯通复测,并增设线路控制桩、水准点和标桩。中线控制桩使用DJ1型全站仪进行测设,控制桩间距直线上为100m,曲线上为50m,与原中线控制桩的横向偏移不得大于2mm,距离偏差不大于1/5000。水准点使用DS1型水准仪进行测设,水准点间距为100m,高程允许偏差为±2mm。标桩是控制轨道平面和高程的直接依据,也是浇注整体道床时控制样轨的依据,标桩在现场预制厂进行预制。标桩的横向允许误差为±2mm,相邻两标桩的高程连续误差不大于2mm。4.2.22.3.4.支承块悬挂全面整理放样线路测量,设置标桩,承轨台仰拱填充面清理绑扎整体道床下层钢筋预制支承块布设支承块和钢轨扣件铺放样板轨准备钢轨支撑架安装钢轨支撑架,挂装支承块初调轨道几何尺寸立整体道床模板精调轨道几何尺寸灌注道床砼复查轨道几何形状混凝土养生灌注前检查制作砼试件砼拌制运输到浇注地段表面收浆抹面拆除模板、钢轨支撑架、样板轨钢轨支撑架、模板、钢轨整修
支承块顺序摆放到安有等距隔板的组装平台上(注意轨底坡的坡面面向道心)快速悬挂扣件放其旁边,每排架对称摆放22块。
4.2.22.3.5.轨排铺设门吊吊起空钢轨支撑排架移动至组装平台上方,正确对位,使排架上等距布置的挂篮与支承块预埋铁座配合。用快速悬挂扣件将预埋铁座与挂篮扣紧,即形成可供铺设的6.25m长型轨排。弹性整体道床以50m为一单元,组装排架由门吊吊起轨排运至铺设地点,粗调定位。轨排间使用标准50kg/m钢轨夹板联结,每接头按1-3-4-6顺序拧紧4套螺栓,轨缝留6-10mm. 8榀轨排联结成50m轨道后,其轨面系的细调锁定由排架支架支腿各轨向锁定器完成。其中轨距1435mm和1:40轨底坡为定值不可调,由排架制造厂来保证。高低、水平由左右支腿螺栓调整,高低差可调+100~-50mm。轨向由轨向锁定器调整,左右差可调整45mm,排架精度达到要求时,拧紧排面与支腿联结螺栓,锁定左右轨向锁定器。4.2.22.3.6.模板组合模板分浮动模板和侧模两类,浮动模板安装在排架支腿上起支撑作用,支腿调整高低时浮动模板不受影响。侧模板按长短分为接头模板和中间模板两种,使用时与浮动模板间用插销联结成组合体。模板表面在浇筑混凝土前应涂刷脱模剂。钢筋网在内轨拆除后和轨排铺设前安装。4.2.22.3.7.混凝土灌注灌注混凝土前,要详细检查轨道和各项几何尺寸,发现问题立即进行纠正。
输送管道穿过组装平台下部,布置在排架中心位置。浇筑时应做到混凝土布料充实均匀,不污染排架和支承块。在浇筑混凝土过程中时刻注意轨面系的变化,发现有超标情况立即校正。砼捣固时,用四台捣固棒间隔2m分前后两部捣固。前两台主要捣固区在下部钢筋和支承块的底部,后两台主要捣固区在支承块四周和底部加强,捣固时,应避免捣固棒接触排架的支承块。平板振动器用于道床表面充分振捣,遇混凝土多余或不足均应及时处理。道床表面平整应一步到位,按设计断面要求修平抹光并及时养生。根据气候条件,最迟不超过12h即覆盖和洒水,直到规定的养护时间。混凝土终凝后,松开支承块与钢轨直接连结的扣件,避免因昼夜温差使钢轨胀缩产生移动而影响支承块与道床之间的连接,以防止支承块周围的混凝土产生裂纹。4.2.22.3.8.组合式轨道排架倒用道床经48小时养生后即可拆模。依次拆除:轨排间联结夹板快速悬挂扣件模板间插销轨向锁定器。然后,松动排面与支腿联结螺栓、支腿螺柱和浮动模板,最后用门吊吊起排架重新悬挂支承块循环使用。养生与清理拆模后应及时补修残损并要求进行养生工作。养生强度达到设计要求后,要全面清理道床表面,铲除多余灰碴,各部清扫干净。支承块表面不得有任何残留物,其他部位无杂物,整洁畅通,为后续工程创造良好的施工条件。4.4.竖井的施工方案、技术措施、施工工艺和方法4.4.1.概况
芨芨沟竖井设计为进口端通风竖井,井口断面为圆形,净空直径3米;井口顶面高程2930.93米,井底高程2615.93米,井身长315米。竖井开挖5044m3;井身采用C20喷射砼支护,模筑砼衬砌,竖井衬砌1793m3;竖井井身除地表附近为第四系地层外,其余绝大部分位于三叠系地层之中,由浅黄色、黄绿色砂岩、页岩夹薄层煤组成。井身自上而下地层依次为粘质黄土层,厚2.53米;碎石土层,厚4米;砂岩夹页岩及薄煤层,软硬相间,节理发育~很发育,属较软岩及软岩,弱富水,厚308.07米。4.4.2.总体施工方案竖井采用钻爆法施工,自上而下边开挖边支护;HK-4中心回转式抓岩机装碴,卷扬机提升吊桶运输;开挖中采用吊泵排水;湿式砼喷射机喷混凝土支护,下行式金属模板模筑砼衬砌。洞外采用8T自卸矿车运碴到弃碴场。4.4.3.竖井快速机械化施工配套方案为使竖井能够快速、安全、优质的施工,本着尽量提高竖井施工机械化程度的原则,配置竖井施工的各种机械。竖井快速施工的机械化配套方案参见表4-19。4.4.4.竖井的施工工艺竖井的施工工艺流程图参见图4-56竖井快速施工机械配套表表4-19序号设备名称规格型号能力数量(台)备注
1环形钻架φ3600(mm)1凿岩2抓岩机HK-440m3/h1装碴3座钩式吊桶Φ13202m32提碴3翻碴装置座钩式14自卸汽车CZ1415T2洞外运碴5主提升2JK-3.5/206.6m/s118.5t1提升设备6副提升JK-2.5/204.7m/s60.8t1提升设备7井架拼装钢井架1副8吊盘双层1平台、保护9吊泵80DGL-7-150150KW1抽、排水10空压机L-22/722m3/min211砼喷射机TK-9615m3/min212金属模板MJY1套模筑衬砌13砼搅拌机JSY50012m3/h2砼施工4.4.5.竖井的施工方法4.4.5.1.开挖竖井开挖采用钻爆法施工,环形钻架(与YTP-26HJ钻机配套使用)钻孔,直眼掏槽,光面爆破,视围岩地质条件,每排炮进尺1.5~2m,开挖后及时进行喷砼支护。竖井开挖的炮眼布置参见图4-57竖井开挖炮眼布置图。
4.4.5.2.开挖技术措施4.4.5.2.1.环形钻下井安装前,进行地面预组装试验。风水管路应通过压力为8×105pa的试压15min,不降压、无渗漏。4.4.5.2.2.使用前,将环形形钻架水平对中,以保证打眼质量。4.4.5.2.3.使用时作业面与环形形钻架间,环形形钻架与吊盘爆破参数见表4-19炮眼爆破掺数表。炮眼爆破参数表表4-19开挖面积钻孔直径眼距最小抵抗线炸药直径装药集中度(m2)(mm)(cm)(cm)(mm)(Kg/m)12.574050~707022~320.15~0.45
说明:表中小数值为周边眼的爆破参数,大数值为掘进眼的爆破参数。4.4.5.2.2.使用前,将环形形钻架水平对中,以保证打眼质量。4.4.5.2.3.使用时作业面与环形形钻架间,环形形钻架与吊盘间设安全软梯,便于人员上下。建立可靠的联系信号,防止吊桶降落损坏外伸跑道,和在井下发生涌水或其它事故时,保证人员设备安全。4.4.5.2.4.钻眼结束,将环形形钻架提升至适当的安全高度,防止爆破损坏环形钻架部件、凿岩机具、风水管路等。4.4.5.2.5.悬吊机具应保持完整无损,经常检查悬吊风动绞车制动装置是否牢靠,确保安全。4.4.5.2.6.钻眼后进行吹孔,并用炮棍检查深度是否合格,合格后立即用木楔将炮孔口临时堵塞,以免碴子落入孔中。木楔长约50cm,有水时应高出井底水面。4.4.5.2.7.竖井装药采用串装法,即把几个药卷串在一起装入炮眼。竖井内有水时,用防水药包或胶质炸药。装药时,禁止在两个吊盘上进行其它作业。4.4.5.2.8.竖井内运送起爆药包时,须将药包放在专用木箱中,不得使用底卸式吊桶,禁止同时运送起爆药包和炸药。4.4.5.2.9.炸药装好后,立即按爆破设计堵塞炮孔。炮孔堵得密实,可以提高爆破效果使掌子面爆得平整;若堵得不密实或不堵塞,则会使炮根段的岩石爆破得很碎,给清底及进一步施钻等下步工作带来困难。4.4.5.2.10.
起爆时,禁止使用火雷管、导火索起爆。起爆雷管严格防水,起爆前要严格检查,以免出现瞎炮。4.4.5.4.通风排烟4.4.5.2.1风量计算以工作人数计算:需要风量87m3/min;按洞内同一时间爆破使用的最大装药量计算:需风量为53m3/min;洞内无内燃设备,无须按内燃设备计算风量。按井内最小风速验算:需要风量:113m3/min;风机工作风量:风筒直径600mm,百米漏风率1.5%,Q=PQ隧则Q=113×1.05=119m3/min;4.4.5.2.2风量修正竖井井口顶面高程2930米,风量应进行修整,修正按以下公式计算:Q高=(760/516)×186=175m3/min;4.4.5.2.3风压计算竖井的摩阻系数取0.025,风筒直径600mm,管道内摩阻系数取0.021。通风总阻力=风管段阻力+隧道段阻力,通过计算风压为945Pa。4.4.5.2.4风压修正竖井井口处空气密度取0.92kg/m3,海平面空气密度1.2kg/m3,修正后风压为1228Pa。4.4.5.2.5风压选型根据以上计算结果,选用JBT52-2型风机,风量145~225m3/min;风压500Pa~2400Pa。
风机布置在洞口外地面上,采用直径600mm的风筒向竖井内压入通风。4.4.5.4.管、线路竖井内的管、线路采用井内固定吊挂法,在井壁上打短锚杆,将各种管、线路靠近井壁固定。参见图4-58井内管路固定示意图。管线包括高压风管、高压水管、排水管、砼振动下料管、动力电缆、照明电缆、信号电缆、通风筒、吊桶喇叭口等。参见图4-59,吊盘结构示意图。4.4.5.4.井盖和吊盘
竖井井盖采用钢梁和木梁制作骨架,骨架上铺钢板。骨架嵌在井口的井壁上。井盖上设有井盖门及其他悬吊设备通过的孔口,井盖门在吊桶通过前开启,通过后关闭。其他孔口不通过悬吊物应用盖板盖严。当竖井作为施工竖井时,出碴采用罐笼,井盖上铺设钢轨,与井口运输轨道连接。吊盘选用双层吊盘,由钢圈和钢梁做骨架、上铺木版组成,盘上布置通过吊桶、吊泵、安全梯和各种管线路的孔口,位置与井盖布置相对应;盘边设可伸缩的插销以固定吊盘的位置。4.4.5.4.竖井出碴竖井采用HK-4靠壁式抓岩机装碴,生产能力40m3/h;井内设吊桶,吊桶容积2m3,采用2JK-3.5/20卷扬机提升,提升速度6.6m/s。井口设拼装钢井架及座钩式翻碴装置,碴提升至井口后,由自卸汽车运到弃碴场。参见图4-60,井口拼装钢架示意图。4.4.5.4.喷砼支护
竖井开挖后,要及时进行喷砼支护。喷砼采用湿喷工艺。当井深较浅时,将砼喷射机布置在井口地面上,喷射手在井下进行喷射。井深较深时,将喷射机移至井内吊盘上,搅拌机仍设在井口,用砼振动溜管送料,湿喷机喷射砼支护。参见图4-61井下喷射砼布置示意图。4.4.5.5.竖井模筑衬砌竖井井壁模筑衬砌混凝土,采用下行式金属滑模工艺,根据围岩稳定程度,每开挖2~5m后,进行模筑衬砌。搅拌机设在井口,混凝土经漏斗、套管、输料管、缓冲器、活节溜筒输送到模板内。为防止混凝土产生离析和堵管现象,混凝土的水灰比不大于0.65,坍落度用8~12cm。为使灌注混凝土后能尽早进行爆破作业,混凝土内掺速凝剂。
下行式金属滑模主体在井筒圆周上,由上中下三个槽钢圈及立柱形成刚性支撑框架,框架上焊接钢板作为模板,滑模长3.5米,每板可浇筑3米左右。滑模框架用钢丝绳悬吊在吊盘地面上。模板下设单独悬吊的托盘。下行式金属滑模工艺可以与工作面的开挖平行作业。参见图4-62砼筑壁施工示意图。4.4.5.6.竖井砼壁座竖井井壁砼施工中,在第四系与三叠系的岩层分界处设砼壁座,砼壁座的形式参见图4-63竖井砼壁座形式图。4.4.5.7.井内排水工作面开挖临时集水坑,采用80DGL-7-150吊泵排水,也可以采用立式立式梯台开挖以便于及时排水。参见图4-64立式梯台开挖剖面图。
图4-63竖井砼壁座形式图图4-64立式梯台开挖剖面图4.4.5.8.井底斜井段的施工井底斜井段采用有轨运输,小型电动装碴机装碴,矿车运碴,提升容器由吊桶改为罐笼,将矿车推入罐笼后,再由卷扬机提升到井上。4.4.5.9.进度指标根据竖井施工的机械配套及综合生产能力,结合竖井井身段所处的围岩地质条件,竖井每月进度为55米。4.4.5.10.竖井信号竖井信号采用传统与现代技术相结合的原则进行布置。首先,在井下布置音视频双功能电子监视器,连接到洞口值班房和井口信号员处,设专职调度人员员全天不间断地通过监视器对井下情况进行监视,并通过井口信号员指挥升降机的操作。
传统的信号设施主要有电铃和色灯,凡罐笼或吊桶的提升、下降、慢行、上人、下人、运长材料、运炸药以及井筒的闭塞和开通,用明确的音响和色灯信号显示,并加设专用电话。信号系统以井口为中心,在井口设总信号显示,在井口与井底之间和井口与提升机房之间分别设信号信号电缆及装置,用铃声、色灯、音视监视器联系井上、井下的作业。凿井时在吊盘上加设信号机。4.4.5.11.竖井安全设施4.4.5.11.1.要保证提升装置上深度指示器和防过卷装置能正常工作。4.4.5.11.2.当采用矿车出碴时,通向竖井的井口轨道设阻车器,防止车辆坠入井内。4.4.5.11.3.罐笼提升时,罐顶设铁盖,罐底必须满铺钢板并不得有孔洞。4.4.5.11.4.竖井井架天轮棚加装避雷针,利用钢井架角柱作为引下线,引下线设置两条。防雷装置接地电阻超过10Ω时,应增加接地极。4.4.7.竖井施工总体布置及规划4.4.7.1.人员安排本标段设竖井工程队,专业进行竖井的施工及管理。工程队设管理人员18人,包括行政管理、施工技术、计划、财务、材料供应、劳动工资、办公室、后勤勤杂等人员。施工队设掘进工班、临时支护工班、出碴清底工班、立模砌壁工班、机电工班等人员,共计98人。竖井施工的劳力配置参见表4-20竖井施工劳力配置表。竖井施工劳动力配置表表4-20
序号工种类别单位井下工地面工在册1管理人员个182掘进工班个144223临时支护工班个66154出碴清底工班个135205立模砌壁工班个107216机电个207个1164.4.7.2.施工规划根据竖井工期的要求,并根据现场平导的施工进度,竖井施工队安排在2004年5月份进场或提前,进场后先进行场地清理、临建设施修建、机电设备安装调试等工作,竖井的施工确保在平导掘进至竖井前三个月贯通。4.4.7.2.1.临时占地和临时房屋竖井施工临时占地1200m2,其中井口、井架及卷扬机占地400m2,生产及生活房屋、场地占地800m2。参见图4-654.4.7.2.2.施工及生活用水竖井井口附近没有可利用水源,通过现场踏勘,用汽车拉水是较为经济的方案。因此,施工时,用水车从隧道进口拉水,供竖井施工及生活使用。4.4.7.2.3.施工及生活用电
从乌鞘岭隧道隧道进口至竖井架设临时10KV电力干线6.0km,在竖井临时场地内设一台1600KVA变压器及配电房。4.4.8.竖井优化方案兰州至武威南段增建第二线建设项目,是国家开发大西北的战略中铁路部门实施的重要工程之一;尽早开通兰武第二线,将给开发大西北战略带来极大的积极影响。而乌鞘岭隧道是兰武第二线的控制工期工程,因此,如何尽早开通乌鞘岭隧道也就成了本工程中需要首要解决的问题。原设计方案中,竖井井筒直径3米,设置的主要目的是为了解决特长隧道的通风排烟问题,对隧道的工程进度无太多的帮助。而由于工期的要求,隧道各项进度指标均较高,单靠平导独头掘进,工期难以有质的提高;因此,如果将通风竖井改为施工兼通风竖井,在平导和右线隧道中增加了工作面。能够大大减轻平导施工工作面的压力,缩短工期。4.4.8.1.具体方案一旦竖井优化为施工竖井,则要解决三个问题:一、施工竖井能够满足快速出碴;二、竖井本身的成井要快;三、竖井要尽早开工,尽早形成平导施工的工作面。所以:4.4.8.1.1.将竖井井筒直径由3米优化为5米。其一,竖井井筒直径扩大为5米,可以进行双罐笼提升出碴,加快施工进度;其二,竖井井筒扩大为5米后,便于竖井本身的机械化快速施工,缩短竖井的施工工期。4.4.8.1.2.施工竖井的井底由原设计的位置降低到与平导底板平的位置,便于平导内有轨运输,采用提升罐笼的方式出碴。
4.4.8.1.3.如果竖井优化为施工竖井,竖井施工队伍要尽早进场、尽早准备、尽早开工。4.4.8.2.优化后竖井机械化快速施工方法4.4.8.2.1.技术特点4.4.8.2.1.1.合理配置机械化设备,实现快速施工。4.4.8.2.1.2.施工各工序之间紧密衔接,实现正规循环作业。4.4.8.2.1.3.井筒开凿后,立即进行永久支护,当井筒涌水量不大时,不需进行临时支护,节省临时支护时间和材料,既简化了施工工艺,确保了施工安全,又有利于加快进度,降低工程成本。4.4.8.2.1.4.各工种实现专业化,按“滚班制”作业。4.4.8.2.1.5.在地质条件允许的情况下,尽量提高每循环掘进进尺。4.4.8.2.2.工艺原理工艺核心:“四大一深”。即提升选用凿井专用“大提升机”,配“大吊桶”;出碴选用“大抓岩机”;凿井采用“伞钻深孔”光面爆破。断面布置图参见图4-66,机械化配套示意图参见图4-67。
4.4.8.2.2.工艺流程及操作要点
4.4.8.2.2.1.工艺流程伞钻凿眼、升井装药、连线、放炮、通风出碴、找平、接管脱模、立模、浇砼出碴、清底、下伞钻4.4.8.2.2.2.操作要点4.4.8.2.2.2.1.配备足够的提升能力满足快速施工的需要。选用2JK-3.5/20卷扬机作为主提升,JK-2.5/20卷扬机作为副提升。4.4.8.2.2.2.2.选用FDJ-6型伞钻,配YGZ-70导轨式高频凿岩机凿眼,优化爆破设计方案,在围岩稳定条件允许的情况下,尽量提高掘进进尺。4.4.8.2.2.2.3布置两台HZ-6型中心回转抓岩机同时出碴,缩短出碴时间。4.4.8.2.2.2.4采用MJY型整体金属刃脚下行模板,该模板脱模力强、刚度大、变形小、立模方便,由3~4台稳车悬吊,段高2~4m。混凝土由混凝土搅拌站提供,强制式搅拌机拌料,混凝土输送管下料。4.4.8.2.2.2.竖井机械化快速施工配套设备选型参见表4-35竖井机械化快速施工配套设备表
竖井机械化快速施工配套设备表表4-21序号设备名称规格型号能力数量(台)备注1伞钻FDJ-61凿岩2抓岩机HZ-650m3/h2装碴3座钩式吊桶Φ16503m32提碴3翻碴装置座钩式14自卸汽车KB2128T2洞外运碴5主提升2JK-3.5/206.6m/s118.5t1提升设备6副提升JK-2.5/204.7m/s60.8t1提升设备7井架拼装钢井架1副8吊盘双层1平台、保护9吊泵80DGL-7-150150KW1抽、排水10空压机L-22/722m3/min211砼喷射机TK-9615m3/min212下行式金属模MJY1套模筑衬砌13砼搅拌机JQ-100040m3/h2砼施工14罐笼2#单层2.2t215风机JBT61-2390m3/min说明:当竖井作为施工竖井,隧道施工出碴时,将提升容器由吊桶改为罐笼。
4.4.8.2.2.进度指标按照优化方案,根据地质条件并结合类似工程的经验,竖井施工每月成井80米。4.4.8.2.2.优化方案后的工期比较优化方案后,竖井自2003年2月1日开始做施工准备;施工准备及设备安装调试时间为三个月,竖井自2003年5月1日开始施工,2003年8月底可以建成。竖井建成后,立即承担左线平导的施工,每月综合平均进尺按80米考虑;平导自2003年4月1日进洞,(进洞里程为DK163+350)施工到竖井处(DK168+750)需29.4个月,则竖井承担平导施工的时间约为24个月,可承建平导1920米左右,可节约总工期9.6个月。4.4.8.2.2.工程成本竖井采取优化方案,需增加工程成本300万元。4.5.特殊岩土地段施工4.5.1.进口YDK163+140~YDK163+600黏质黄土和卵石土地段施工黏质黄土具Ⅱ级自重湿陷性,湿陷土层厚约5~8m,遇水湿陷后容易失稳。但是,隧道穿过土层位于地下水位以上,这是对施工有利的地方。卵石土结构松散,岩体强度低,自稳能力差,隧道开挖后极易坍塌。根据以上岩层工程特点在该地段施工时主要采取的措施如下:4.5.1.1.虽然隧道所处地区降雨量较小,但在隧道开挖前,洞外需做好引排水设施,避免雨水积聚,影响洞口段岩层稳定。
4.5.1.2.设计中采用φ42超前小导管作为超前支护。在黏质黄土层中打设小导管时尽量采用人工打入、钻孔台车或风枪冲击法直接顶入,如果需要钻眼则采用干式钻眼,避免湿式钻眼中的水流影响黄土的稳定。卵石土层中孤石较多,钻孔时可能出现卡钻情况,成孔可能有一定的困难,在施工时确实遇到这种情况时,可采取冲击法打入小导管。小导管打设完毕后及时进行注浆,在土层中注入水泥-水玻璃双液浆,在施工中注意根据现场情况及时调整浆液配比,确保浆液的可注性和强度。总之,在进行超前小导管施工时,必须严格按照设计和施工规范施工,确保小导管施工的每项指标符合有关规定。4.5.1.3开挖:拱部采用微台阶法施工,人工风镐或挖掘机开挖,每次进尺0.7米左右,只要满足架设钢架的空间要求即可。4.5.1.4.及时按设计施做初期支护,加强围岩量测,适时修改支护参数和调整施工方法。4.5.2.YDK163+600~YDK166+080砂砾岩夹泥岩段施工YDK163+600~YDK166+080段隧道穿过砂砾岩加泥岩地层,泥岩岩质软弱,泥质胶结,中厚层状,成岩作用较差,遇水易软化或风化,风化物成土状,遇水易崩解,具膨胀性,施工时可能发生围岩失稳现象,在施工中选用适当的施工方法和施工工艺以确保施工顺利进行和工程质量。4.5.2.1.Ⅴ级围岩段采用台阶法施工,Ⅳ
级围岩段采用全断面法施工。4.5.2.2.每次开挖进尺2米左右,不宜过长,尽量减少超欠挖,避免应力集中。4.5.2.3.开挖后立即喷射5cm以上砼封闭岩面,避免围岩暴露时间过长风化坍塌,然后挂钢筋网、打锚杆、复喷砼及时完成初期支护,适当加厚拱脚或墙脚处喷射砼,一定要保证拱脚或墙脚置于稳定岩层上。4.5.2.4.加强围岩量测,勤观察支护、掌子面情况,发现问题及时处理。根据围岩量测情况及时调整予留变形量、开挖、支护参数等,确保工程质量和施工安全。4.5.2.5.及时进行仰拱施工,及早形成合理的承载结构。4.5.2.6.当结构变形量符合要求后进行二次衬砌施工,过早施工可能导致结构承受过大的外力或沉降造成衬砌开裂。4.5.2.8.其它应注意的事项。有水地段,要特别注意排水工作,避免水漫流;拱脚及墙脚积水及时引出,凡水通过地段应设置管道、木槽或浆砌片石水沟。不能向开挖面洒水,以保持围岩干燥。加强通风,以降低洞内湿度和温度。3、砂岩、页岩和煤层地段施工
通过砂岩、页岩和煤层为主的岩层时,由于其自身强度低,抵抗外力破坏的性能差,当地层走向与隧道夹角较小,出现不利结构面时,易失稳。这种岩层开挖暴露后和空气接触易发生氧化,随着时间推移,在应力集中区岩层开始不断剥落,直至形成大塌方。所以在施工时,一方面可以采取超前支护,主要是开挖后及时封闭岩面,避免长时间暴露岩石剥落;另一方面尽量减少超前挖,避免应力集中。二、地质灾害防治措施1、围岩失稳防治措施1.1软岩流变防治措施隧道通过地段地应力较高,隧道埋深大,三叠系上统的软质岩-页岩及断层破碎带在施工中有产生流变和较大变形的可能性。在施工中加强预测和围岩监控量测工作,如果初期支护出现开裂或洞室变形出现突变及不收敛情况,就可以认为洞室有大变形或出现流变的可能,应该及时采取修整措施进行加固和控制,确保洞室稳定及工程质量。施工中主要采取以下防治措施。(1)对于可能出现流变和大变形的地段,设计光爆方案时尽量减少装药量和合理配置雷管段别,尽可能的减小对围岩的扰动。另外宜采取全断面短进尺的施工方法,在施工时严格按照钻爆设计施工,尽量减少爆破对围岩的震动。(2)严格按照设计的初期支护施工并及时施做。应特别注意系统锚杆的使用情况,必须按设计要求保证系统锚杆的长度和间距,不得少打或漏打系统锚杆,更不允许打假锚杆或不按设计长度打短锚杆。适当加大量测频率,对围岩变形进行实时监测,发现变形异常,及时加打局部锚杆。必要时,打长锚杆,比如吉迈锚杆,对围岩的变形进行有效的约束,确保围岩稳定。
(3)如果出现大变形或流变及时修改初期支护参数,包括加长或加密锚杆及变更锚杆类型、初期支护内增设钢架或增加喷射厚度等。根据量测结果必要时在二次衬砌内增加钢筋。1.2断层破碎带围岩失稳防治措施进口段隧道通过F4、F5二条区域性断层,断层破碎带松软破碎、含水,作为隧道围岩自稳能力差,施工时容易发生围岩失稳。施工中主要采取以下防治措施。(1)通过断层带时,根据设计地质资料及通过地质超前预报取得的地质资料描绘出断层的地质资料,通过分析判断断层的位置、走向、倾向、宽度,从而判断断层对隧道施工可能造成的影响。根据判断的断层位置提前10~15米左右采取断层施工方案施工。(2)严格按照设计的帷幕注浆和超前支护方案施工,确保加固围岩的质量,确保后续工序施工的顺利进行。(3)采取台阶法短进尺的施工方案,以保证支护及时和出现不利情况时及时修整施工方案。1.3通过泥岩、页岩及煤层地段围岩失稳防治措施第三系砂砾岩夹泥岩,岩体成岩差,结构相对疏松,扰动易坍塌,泥岩具膨胀性,这种岩层自稳性极差,不宜长时间暴露,遇水时一旦坍塌还可能形成泥石流。在隧道通过页岩和煤层为主的岩层时,由于围岩自身强度低,抵抗外力破坏的性能差,当地层走向与隧道夹角较小,出现不利结构面时,易失稳。这种岩层开挖暴露后和空气接触易发生氧化,随着时间推移,在应力集中区岩层开始不断剥落,直至形成大塌方。
对于以上围岩情况,若围岩整体性较差或有水时,采用小导管注浆超前支护措施是非常有效的手段,必要时采用大管棚超前支护,一方面可以止水,另一方面,可以在围岩内超前形成浆液封闭圈。开挖时采用分步开挖的方法确保施工安全,主要是开挖后能及时封闭岩面,避免长时间暴露岩石剥落;另一方面尽量减少超前挖,避免应力集中。2、突然涌水、涌泥防治措施。2.1基本措施乌鞘岭隧道断层F4、F5之间为中等富水段,当隧道通过断层破碎带时,隧道开挖掌子面到达断层破碎带预计位置前方50米时,采用MGY-90地质钻机和TSP202地质超前预报仪进行超前钻孔和地质预报,以探明前方的地质变化情况,准确掌握断层带的有关参数。乌鞘岭隧道采用平行导坑超前的施工方案,对右线隧道施工来说,在施工中可能出现的涌水、突泥现象可以较准确的通过左线平导施工情况来判断,主要是通过平导超前判断水的流量、流向等,在施工中能够做到有的放矢,一般来说设计的施工方案可以满足施工要求。另一方面,在施工右线隧道时左线平导已经截断了正洞的水源,或减少了正洞的涌水量,极利于正洞施工。如果水量较大,可以在左线隧道予设横通道引排右线隧道的水,以利于后期右线隧道施工。对左线平导来说可能出现的涌水、突泥更应引起重视。
当充填物以断层泥为主、且断层厚度较大时,可以按照设计采用帷幕注浆和管棚通过,特别要保证帷幕注浆的质量。另外须提前排泄断层断裂水,通过超前钻孔或小导洞超前解决左线平导的泄水问题。一般情况下,采用上述方法,可安全通过断层破碎带,有效避免突水和突泥。2.2施工方法隧道穿越断层时,可能突水、突泥,施工前必须作好超前钻孔及地质预报,施工时采用以排为主、先探后挖的治水措施,小心谨慎、稳扎稳打、步步为营,以确保安全。由于进口段反坡施工,一旦出现突水,很难在短时间内排出,施工将非常被动。为了降低水压顺利排水,根据地质超前预测资料,平导内在离断层10m处先打超前探水孔进行泄水,疏干地层,以利于施工。上部断面开挖工作面水平钻机超前探水孔深30~50m,进行泄水,然后再进行开挖。上断面台阶长度5~10m,采用环状开挖留核心土工艺。开挖前打Ф42超前小导管,顶部和周边预注浆(纯水泥浆),一次开挖长度0.5~1.0m(以小块范围局部打开,挖出一小块,立即喷射砼封闭一小块)。喷射砼随时处于准备状态,密切注意观察,发现涌水突泥征兆,立即喷射封闭。尽量采用风镐开挖,如需爆破时采用弱爆破,随着开挖及时喷砼5~8cm厚,再架钢架挂网喷锚。然后将碴翻至下部。上断面及核心土如因流水流泥坍塌时,以砂袋码砌恢复台阶,再以喷砼护面固结。下部开挖
下部断面的注浆、开挖、出碴和上部断面交错进行,挖底紧跟,及时做好底部初期支护后,仰拱及填充马上施做。施工工艺如下图所示:工作面水平钻机超前探水孔深30~50m拱部帷幕注浆、超前管棚注浆支护,上部断面环状开挖,留核心土,初期支护下部断面分侧分层开挖(开挖前预注浆),初期支护仰拱初期支护,仰拱、铺底施工二次模注砼衬砌3、岩爆防治措施本标段通过安山岩地段可能出现岩爆,在施工中应加强观察和围岩应力量测,根据岩爆的强烈程度及时采取适当的处治措施可以保证施工的顺利进行。一般来说岩爆可分为轻微、中等、严重岩爆三级。局部掉块、剥落的为轻微岩爆;片状剥落、掉块严重、片块体积较大,个别地段延续时间较长的为中等岩爆;大面积剥落,大块石坠落或弹射现象严重,延续时间长的为严重程度的岩爆。一般在施工中根据岩爆的强烈程度采取以下几种防治措施。(1)喷洒高压水
爆破后立即向工作面及其以后约15m范围内隧道周边进行喷洒高压水,以适当改变岩石物理力学性质,降低岩石脆性,达到减弱岩爆烈度的目的。另外围岩表面冲洗干净后也便于对围岩进行检查。(2)加强临时支护对中等程度的岩爆一般采用系统锚杆加固围岩。这也是防治爆较常用的方法之一。锚杆长度一般为2.0-2.5m,间距0.8-1.2m,呈梅花形布置。锚杆应垂直于岩面。利用系统锚杆的组合作用,可改善围岩的应力状态,避免产生较大的局部应力集中,从而达到降低诱发表面岩爆的可能性。必要时可采用锚杆、喷混凝土、局部网喷的方法治理。岩爆严重地段的掌子面设超前锚杆,长度一般为2.5~3.0米,间距0.8~1米。岩爆严重或特别严重地段,采用加密锚杆、挂网、网喷及钢支撑相结合的联合支护方法,以提高结构的整体支护能力,防止岩块突然弹射或剥落。(3)改善施工方法岩爆严重地段,将全断面开挖改为分步开挖,以使应力逐步释放,降低岩爆的危害程度。预先在工作面有可能发生岩爆的部位有规则地打一些空眼,不设锚杆,以便适当释放应力,阻止围岩极限应力的发生。将深孔爆破改为浅孔爆破,缩短循环进尺,减少一次用药量。拱部采用小药卷光面爆破措施,减少对围岩的爆破破坏,控制爆破裂隙的生成。从以往实际效果来看,此方法有效可行。
在掌子面及附近洞壁上打一些深孔(也可利用炮眼孔和锚杆孔),向岩体深部注高压水,使水渗透到岩石内部的裂隙,致使岩石强度和弹性模量降低,提高其塑性变形能力,减缓岩爆。(4)增设临时防护设施给施工人员配发钢盔、防弹背心,对主要施工设备安装防护棚架或防护网,掌子面架设移动防护网,防止岩块飞出,有效保护人员和设备。(5)加强现场岩爆监测、警戒及巡回找顶,必要时及时躲避。组织专门人员全天候巡视警戒及监测。岩爆一般在爆破后1h左右比较激烈,以后则趋于缓和。多数发生在1-2倍洞室直径的范围和掌子面处。从地质方面来看,岩爆发生地段有极其相似的地层条件和岩性条件,使得短距离的预报成为可能。听到围岩内部有闷雷似的响声时,应尽快撤离人员及设备。特别是严重岩爆地段,每次爆破循环之后,作业人员及设备均应及时躲避一段时间,待岩爆平静为止。此方法势必延缓工程进度,是一种消极的方法。(6)综合防治因目前对岩爆尚无准确的预测方法和特效防治措施,某种单一的方法也可能难以奏效。因此,针对实际情况选用各种方法,采取综合防治是十分必要的。如强对作业人员安全纪律教育以及岩爆常识、防护知识学习;严格执行有关技术和安全操作规程;危险地段增设照明并设置醒目警示标志;施工人员戴好钢盔,穿防弹背心;架设设备防护棚、网;加强监测,反复找顶;采纳现场施工人员的防治经验等。
4、有害气体防治和煤层防突措施根据设计地质资料YDK166+080~YDK170+140段岩层为砂岩加页岩,其中隧道在YDK167+900~YDK168+000段穿越煤层,厚度约1米,在这种岩层中可能出现的不良地质为有害气体和煤层坍塌。地质资料具有一定的局限性,在施工中应加强检测和治理措施保证施工顺利进行。(1)有害气体的检测和治理本标段隧道穿过三叠系砂岩加页岩地层,含薄煤层,厚度小,根据设计资料中的试验结果,煤体的气含量均很低,主要以解吸气和残余气为主,解吸气以N2、CO2、O2为主,未检测出甲烷等烃类气体,煤层的吸附能力居中。在整个隧道施工时,必须加强现场检测工作,不但要检测以上所列气体含量情况,而且要检测其它烃类等有害气体,做到防患于未然,确保施工顺利进行。①加强有害气体检测。通过检测可以随时掌握洞内有害气体浓度情况,以便及时采取措施,确保安全。具体做法如下。施工技术部下设有害气体检测小组专门负责检测工作,设专职人员管理,填写《有害气体检测记录表》和《有害气体日报表》。施工中每班设一名经培训的专职检测员每班检测3次,有瓦斯时要经常检测。配备4台重庆产AZY-1型双参数便携式瓦斯检测仪,洞内作业面在有瓦斯时设AWBY-2型瓦斯遥测断电报警仪,监测系统与洞内供电开关联网,一旦超限,自动断电,声光报警。
制订检测仪器的使用维修管理制度和安装维修质量标准,检测仪器每周校对一次。②有害气体处理措施A)浓度超限应急措施见下表有害气体出现地点允许浓度瓦斯CO2处置办法总回风道≤0.75%,≤0.75%立即查明原因开挖工作面回风流≤1.0%,≤1.0%立即停工,撤出人员。开挖工作面风流≤1.5%,≤1.5%切断电源,停工,撤出人员。爆破点20m内风流≤1.0%严禁放炮开挖面20m内风流≤1.0%停止钻进电机附近20m内风流≤1.5%切断电源,撤出人员避车洞、临时封堵的横通道≤2.0%附近20m内停止工作,撤出人员,进行局部通风B)经常检测洞内有害气体含量,根据实际情况及时调整通风方案,加强通风直至达到规定要求方可施工。C)超前钻孔如果检测到有害气体,在施工中,向工作面前方钻若干个孔,使钻孔范围的有害气体提前排放出来,使岩层逐渐卸压,应力集中带逐渐移往岩层深处,从而在一定范围内消除或降低有害气体突出的危险。(a)钻孔布置
在工作面按平行与隧道掘进方向或略向外倾斜布置钻孔。孔径一般为75~300mm,孔深在一般在15m以上。钻孔控制在开挖断面周边外2~3m的范围。(b)超前距离超前距离是超前孔的长度与允许掘进长度的长度之差。超前距离不小于5m,即每次掘进均能保留不小于5m的经过有害气体排放和应力转移的安全距离。(c)注意事项在超前钻孔过程中,随着已完钻孔的增多,有害气体的排放量将逐渐增大,因此需要加强对工作面有害气体浓度的检测,当工作面有害气体浓度超过限值时必须停止钻孔,待其浓度降至允许范围后再继续作业。D)深孔松动爆破当超前钻孔排放有害气体的效果不够理想时,采用深孔松动爆破,炮眼直径采用42mm,深为8~12m,装药长度为孔深减去5.5~6.0m,药卷必须送至孔底,每个药卷1个雷管;采用孔内外大串联连线方式。爆破前必须停电,人员全部撤出洞外,在洞外控制爆破。E)采取适宜的掘进方法采用半断面、微台阶的施工方法,台阶长度控制在3~5m,在开挖上半段面前,视围岩情况进行超前小钢管或设超前锚杆补强,开挖后及时喷锚。必须及时铺底或施做仰拱,及时用气密性砼做全封闭衬砌。F)防治有害气体爆炸措施
(a)降低洞内有害气体浓度措施主要是加强通风,确保洞内风速保持在0.25m/s以上。具体见施工通风部分。(b)防火措施使用电毫秒雷管和煤矿安全炸药,雷管总延期不得超过130ms;深度小于0.6m的炮眼严禁放炮。必要时,洞内机械设备均采用防爆型。出碴进料采用有轨运输,洞内禁止进行电焊、气焊作业,特殊的、不可避免的焊接,在焊接过程中要有检测人员旁站检测,有害气体浓度需低于规定值。施工人员严禁穿戴化纤衣物进洞,不使用各种塑料管材。为防止产生撞击火花,装碴前要将石碴洒水湿润,拆卸钢模板和铺设轨道时,均使用木锤。G)建立可靠的供电系统建立可靠的双电源、双回路供电系统,在施工现场设置备用发电机,其额定发电量不应小于200KW。(2)通过煤层施工本隧道根据设计通过薄煤层,在施工中隧道可能通过较厚煤层,当遇到时按照揭煤防突进行施工。①确定煤层准确位置在距设计资料提供的煤层约50m处开始钻探,初步探明煤层位置;然后继续掘进,到初步探明的煤层位置10m
处,再施做探测孔,对于煤层隧道上半断面至少打2个超前钻孔,下半断面至少打3个超前钻孔,对煤层位置做进一步探测,探明煤层的倾角、走向、厚度、里程等参数。②测定煤层(有害气体)的有关参数A测孔的布置与参数的测定在距煤层5m处设置探测孔(个数、孔眼布置、方向等根据煤层形式而定),详细记录岩芯资料,包括钻屑瓦斯解析指标、钻孔瓦斯涌出初速度、煤的瓦斯放散初速度、煤层瓦斯压力、煤的坚固性系数和每吨煤瓦斯可解吸量。各钻孔以能探测开挖周边2~3m范围内的地质情况为原则进行布置,并穿透煤层进入煤底板0.5m以上,其见煤点与原探孔见煤点的距离不宜小于5m,以免所测参数失真。在施钻过程中要仔细观察是否有卡钻、顶钻、瓦斯喷孔等现象,为综合评定煤层突出的危险程度提供依据。B预测瓦斯参数临界值和煤层突出危险程度的判定穿越煤层施工时,将《防治煤与瓦斯突出细则》规定的相关预测参数的临界值作为判断煤层突出危险程度的主要依据。煤层突出危险性单项指标临界值为:煤层破坏烈性:Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ;煤的瓦斯放散初速度:10m/s煤的坚固性系数:0.5;煤层瓦斯压力:0.74MPa钻屑解析指标:Δh2/Pa166/200,kl0.4/0.5钻孔瓦斯涌出初速度:4~5L/min施工中当所测参数大于上述临界值时,即可判断煤层有突出危险,应采取相应的施工措施。③揭煤方式
采用台阶揭煤方式,必须使用毫秒延时电雷管和煤矿专用安全炸药,毫秒延时电雷管延期不能超过130ms,故段数只能选用到5段。A上半断面揭煤施工工序(如图所示):(a)根据设计遇煤位置,并结合见煤里程,先确定煤层位置及顶底板岩性等,并从煤系地层从掌子面底部向前方打地质钻孔,孔长不小于8m,煤层拉通,确定煤与瓦斯赋存条件以免误揭煤层。(b)各层煤位置及其他参数确定后,通过平导沿煤层打一组(3孔)预测孔(正洞拱部以外7m)对各层煤与瓦斯的突出危险性进行预测,如有突出危险,则从平导内打排放孔(排放范围正洞拱外7m)排放30天后,通过检验孔进行排放效果检验。(c)通过排放效果检验,确定煤层无突出危险后,采用Φ
42小导管超前支护,同时安装拱部格栅,而后采用震动放炮揭煤。(d)揭煤后,随开挖逐段进行超前支护,并对开挖外轮廓进行初喷后,架设拱部格栅钢架,并进行复喷。(e)施工至超过煤层底板,进入岩层3m后,方可进行正洞下半断面施工。B下半断面揭煤施工工序(a)下半断面探明煤层参数的同时,可对各煤层进行煤与瓦斯的突出危险进行预测,若有突出危险,则下半断面沿煤层进行瓦斯排放,并打钻孔检查排放效果。(b)通过排放效果检测,确定煤层无突出危险后,采用Φ42小导管对开挖轮廓外岩体进行超前支护,并安装边墙格栅,而后采用震动放炮揭煤。(c)揭煤后,随开挖逐段进行超前支护,紧跟开挖,对开挖外轮廓进行初喷后,架设边墙格栅,并进行复喷。(d)施工至超过煤层顶板,进入岩层后,方可进行下一工序的施工。C揭煤过石门施工方法:根据探测到的煤层具体倾角、走向、厚度等参数决定揭煤过石门方法,如果煤层与隧道纵向夹角比较大,煤层较薄可采用震动放炮全断面一次揭开石门并穿过煤层,在进行震动放炮时需增加炮眼,增加药量。如果煤层缓倾,煤层较厚可采用低爆力震动放炮部分露煤揭石门,其主要施工工序如下:
(a)刷斜面。将石门开挖面刷成如图形状的斜面,斜面的最低处高1.5m,这样可达到减少揭石门炮眼长度以及降低爆破震动,防止突出的目的。(b)石门钻眼及爆破。石门爆破的炮眼按一次揭开石门长3~3.5m确定,断面顶部露煤长度不大于1.5m。爆破时只在岩石炮眼的岩石段装药(装药系数与普通爆破相同),炮眼的煤层段不装药。(c)支护。斜面顶板要有临时支护:揭开石门进行锚喷支护后,立即进行斜面部分的顶板扩挖,并予以永久支护。(3)安全防护措施为防止突出检验失误或防突措施失效而发生事故,隧道在煤系地层施工的全过程中,都必须遵守<<煤矿安全规程>>、<<防止煤与瓦斯突出细则>>、<<铁路瓦斯隧道技术暂行规定>>有关规定,采取安全防护措施,加强通风确保施工和人身安全,并设双回路电源,以防停电导致事故。①
本隧道的施工人员必须进行岗前培训,方能上岗,需设专职有害气体检查员,经常检查、监测瓦斯,掌握突出预兆。②稳妥可靠的通风系统,揭煤施工前,全面检查风管,风机及电源等,保证风机的正常运转,备用风机保持良好状态。③揭煤前,工作面与煤层之间要留足够的安全岩柱,其最小垂直距离不小于3.5m,若围岩松散破碎,还要留适当距离。④正洞上、下半断面尽量一次揭开煤层,不能一次揭开煤层全厚时,在施工剩余部分时,也必须采取防突措施及安全措施。不论煤层预测突出与否,均采用震动放炮揭煤,震动放炮参数及作业要求,需根据具体情况,参照《防止煤与瓦斯突出细则》办理。⑤揭煤以及在煤层中掘进时,放炮地点应设在洞外,放炮时,平导,隧道均应停电,全部人员撤至洞外,人员及机电设备不要正对洞门,洞门附近灭绝火源。⑥瓦斯设防段施工时,隧道上、下半断面及平导均应按设计及时施做超前支护,隧道上半断面开挖后,其底面根据需要设40cm厚砼临时仰拱,防止底部上鼓。⑦揭煤施工时,洞内应设压风自救系统,第一组压风自救器距工作面的距离一般为30~50m,以后每隔50m设一组,每级压风自救的数目,应根据工作面最多施工人数确定,每人供风量不少于0.1m3/min⑧有突出危险掘进工作面的人员,均佩带隔离式自救器。⑨其他未详尽事项按照<<铁路瓦斯隧道技术暂行规定>>及<<煤矿安全规程>>办理。5、热害防治
根据乌鞘岭特长隧道设计资料,钻孔未发现有地温异常,对隧道施工有些影响,但影响不大。在施工过程中,洞内温度不会很快达到足以影响施工的程度,温度的升高有一个过程,所以在洞内施工时,发现温度有所变化,及时用温度计进行测量,然后采取加强通风的方法降温可满足施工要求。如果在施工中遇到较高温度的水,可以采取通入低温水与高温水混合的方法降水温,从而满足施工要求。4.13地质超前预报及监控量测现场监控量测是新奥法复合衬砌设计、施工的核心技术之一。制定详细的监控量测计划,设专职量测组,负责日常的测点埋设、监控量测、数据处理分析和仪器保养等工作,确保量测数据的可靠,为施工和设计提供准确的依据,确保施工的安全、质量和节约投资。量测区域:本隧道共分平行导坑、右线隧道、通过横通道施工的右线隧道三个量测区域量测项目:本隧道以洞内观察、水平收敛量测、拱顶下沉量测为必测项目,其它特殊地段可根据工程需要要求进行。洞外在进口浅埋段地表布点,进行地表下沉量测。量测断面间距:在洞内按照Ⅴ级围岩断层破碎带地段5m,Ⅳ级围岩地段10m,Ⅲ级围岩地段50m,Ⅱ级围岩地段100m布设量测断面。在施工过程中,围岩特性比较突出地段加设量测断面。每种岩层必须设置至少一个量测断面。量测断面测点布设:
测点布置:每个量测断面各布置拱顶下沉测点和一条水平净空收敛量测基线。台阶开挖时,在拱脚以上0.5m加测一条。测点布置方法见附图。量测频率:洞内观察分为开挖工作面观察和初期支护状态观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后进行,地质情况基本无变化时,可每天进行一次,对初期支护的观察也应每天至少进行一次,观察内容包括喷射砼、锚杆、钢架的状况。洞外观察包括边仰坡稳定,地表水渗透等。净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。量测频率见下表,实际量测频率从下表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。
在平导内断面间距增大一倍,量测频率与正洞相同。量测资料的的应用:(1)绘制位移~时间、位移速度~时间变化曲线,位移~工作面距离、位移速度~工作面距离变化曲线,变形管理等级见下表,可根据等级表指导施工。(2)观察及量测发现异常时,及时会同设计单位修改支护参数。一般正常状态须同时满足以下条件:①喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝②位移速度除在1~2天允许有加速外,应迅速减少。(3)二次衬砌施作时间应满足《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》实测位移的测定;U0=Δ+U0*量测频率变形速度(mm/d)量测断面距开挖工作面距离量测频率≥5<1B2次/d1~5(1~2)B1次/d0.2~0.5(2~5)B1次/d<0.2>5B1次/周式中Δ为隧道断面开挖后至测得第一次数据前的位移释放值。它与隧道所处地质地形坑道形状与大小,特别是与隧道,开挖方法与开挖速度有关,可根据实测位移曲线前推求得。变形管理等级
管理等级管理位移施工状态ⅠU0>(2Un/3)应采取特殊措施Ⅱ(Un/3)≤U0≤(2Un/3)加强支护ⅢU0<(Un/3)继续正常施工Un:洞室极限位移,U0洞室实测位移U0*为隧道位移的实测值或实测位移的最终估计值,即对同一洞室围岩及支护的状态实测位移曲线的变化趋势的估计。为提高量测数据拟合模型的精度和预报的可靠性,可采用时间序列组合模型。极限位移的确定:施工前期按规范提供的设计参数确定极限位移。后期可以根据测量的数据通过反分析的方法确定物理参数,依据物理参数通过数值计算方法求得极限位移。用于反分析的监测断面应选择具有代表性的地段设置。监测项目及要求高于一般的监测断面。量测到的位移可用时间序列模型进行数据分析和处理,以反
映洞周位移随时间变化的趋势。若监测点数较少,不能满足反分析的需要,可用样条函数插值适当增加位移数据。利用上述处理过和增加后的位移值进行反分析,求出较能反映特性指标和荷载分步状况,以次作为推求极限位移和判别稳定的基础。围岩监控量测程序图是是分析地质勘测资料定监控量测计划施工监测地表观测地质预测与开挖验证围岩支护结构状态观测围岩支护结构受力变形量测修改支护参数综合分析判断应急措施施工是否完成结束否
4地质预报:地质预报是在隧道施工中,通过各种方法探测或预测开挖工作面前方几米至几十米甚至几百米以上的围岩工程地质和水文地质条件的基础上,结合掘进中地质条件的变化,及时提出预报,为后期隧道施工提供地质依据。地质预报的主要内容(1)对照勘测阶段的地质资料,预报地质条件的变化情况及对施工的影响程度。(2)可能出现塌方、滑动影响施工时,预报其部位、型式、规模、发展趋势,并提出处理措施。围岩塌方的型式见下表。隧道围岩塌方形式坍方型式坍方特点围岩条件整体不稳定围岩塌方隧道开挖后,围岩在爆破振动、松散压力及形变压力的影响下,发生解体溃散、分离剥落,形成塌方,在地下水的作用下,则可形成突泥、涌泥或泥砂石流状塌方。具散体结构的土状围岩或极破碎的围岩,主要是Ⅰ、Ⅱ类围岩。局部不稳定围岩塌方由关键块体的滑塌引起局部围岩破碎围岩的塌方,受断层带或剪切带片理化带、破碎带结构的控制。局部不稳定的围岩或完整性较差的块状围岩,如断层带、剪切带破碎带等部位的围岩。
局部不稳定块体塌方,又分为坠落型、滑动型、倾倒型等的不稳定块体的塌方严格受结构面控制,塌方体呈较规则的几何形体。围岩中的结构面和隧道开挖面相交,构成不利组合,形成具有滑塌趋势的块体。(3)隧道将要穿过不稳定岩层、较大断层,需施工部门改变施工方法或作应急时的预报。(4)预报可能出现突然涌水地点、涌水量大小、地下水泥砂含量及对施工的影响。(5)软岩出现内鼓、片帮掉块地段,应预报对施工的影响程度。(6)岩体突然开裂或原有裂隙逐渐加宽时,应预报其危害程度。(7)在位移量测中发现围岩变形速率加快时,应预报对隧道稳定和施工的影响程度。(8)浅埋隧道地面出现下沉或裂缝时,应预报对隧道稳定和施工的影响程度。(9)洞口可能出现滑坡坠石应及时作出预报。(10)预报由于施工不当,可能造成围岩失稳及其改进措施。(11)隧道附近或穿过含瓦斯地段的岩层中,预报瓦斯影响范围。本隧道采用的地质预报方法施工阶段地质调查隧道施工中根据对已开挖地段的地质调查,可推测前方的地质条件。调查的主要依据是隧道开挖面的地质素描、岩体结构面调查和涌水观测并结合工程经验类比。①
隧道开挖面的地质素描:一般只作开挖工作面和一侧边墙。对于地质条件复杂或重点地段,除作开挖工作面地质素描外,还应作地质展示图。地质素描图主要内容有以下几点:岩性、地质时代、岩层产状、软弱夹层、岩脉穿插情况。断层及破碎带的形态、产状、宽度及充填物特征。主要节理裂隙的形态产状规模及相互切割关系。地下水出水点及出露情况用符号表示,水量大的部位应表明水量大小。围岩内鼓变形部位或地段。不稳定块体的位置、形态、范围、坍塌掉块部位和地段范围。②岩体结构面调查:岩体结构面调查,是在查明围岩体的结构特征的基础上,分析评价围岩的稳定性,从而进行地质预报。岩体结构面调查,按不同岩组或岩段、不同构造部位,选择有代表性的边墙岩面进行观测。测量范围一般长×高为2×2(m)~2×5m。观察内容参考下表③隧道涌水观测对隧道中的涌水,除观测其水温、水质及分析其原因和水源外,更重要的是观测其涌水量及其变化情况,尤其对较大的股流和整个隧道或导坑的涌水量应进行定期观测。隧道涌水量测量,可根据不同的涌水状态采用不同的测量方法,主要有以下几种方法。股状涌水和钻孔集中涌水的涌水量,可用容器直接量测。面积涌水量,隧道或导坑中呈降雨状的面积涌水,可按涌水面积与接水容器口面积之比来推算涌水量。
当隧道地板上的水流可以围堵时,可用直角三角堰或梯形堰测量其涌水量。在隧道口有排水池时,采用停止抽水测水位,5分钟后再测水位,可由下式测得涌水量。Q=s·Δh×24×60/Δt(m3/d)s—水池面积,Δh—两次水位差,Δt~两次测量间隔时间。施工地质探测①根据导坑地质情况采用地质方法准确预测正洞得地质情况。②隧道开挖面上的浅孔钻探:由于隧道长度大,在施工中只在设计中提到的断层或破碎带地段超前钻孔5~10米,以便探清前方地质情况,为施工提供可靠依据。采用浅孔钻探方法,主要是在钻进过程中,从钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色及钻机的情况分析地质情况。③物探方法:本隧道施工采用TSP202超前地质预报仪进行地质超前预报。由于隧道较长,不良地质现象较多,如果没有准确的地质资料,施工将非常被动,有可能造成很大的损失。因此我们决定在施工中采用TSP202隧道地震波超前地质预报系统进行超前地质预报工作。这样可以及时根据地质情况改变施工方法,加快施工进度,减少因地质变化而造成的损失。TSP202隧道地震波超前地质预报系统,可以较准确而快捷地预报掌子面前方100m~350m
范围内的地质情况。施工时在掌子面后方边墙上一定范围内布置一排爆破点,依次进行微弱爆破,产生地震波信号,在隧道周围岩体内传播。当岩石强度发生变化,比如有断层或岩性变化时,会造成一部分信号返回,界面两侧岩石的强度差别越大,反射回来的信号也就越强。返回的信号被经过特殊设计的接收器转化成电信号,并进行放大,根据信号返回的时间和方向,通过专用数据处理软件进行处理,就可以得到岩体强度变化界面和方位。TSP202隧道地震波超前地质预报系统由于具有适用范围广,预报距离长,对隧道干扰小(只要求在接收信号时为减少噪音干扰作短暂停工),提交资料及时和预报费用低等优点,我们将重点推广使用,指导施工。施工地质预测施工地质预测,是为进行地质预报而根据施工地质调查和施工地质探测的结果,按照已开挖地段围岩的工程地质和水文地质特征,对隧道开挖工作面前方一定长度范围内的围岩工程地质和水位地质条件所作的分析推断和评估工作。主要有以下方法:①根据掌子面绘制的地质图预测隧道前方几米范围内的地质情况,主要是采用地质分析的方法取得,也就是前推法。②根据平行导坑掌子面地质资料预测正洞地质情况,称平推法③根据开挖工作面上的超前炮眼钻孔或探水孔的涌水量预测前方几米至几十米的的水情。具体做法如下:暂时封闭水量较小的炮眼,只留一个喷距最远的测量其喷距。把实测喷距换算成标准条件下的喷距。即高出水平面1米的喷距。根据换算后的喷距,对涌水量进行预报。一般喷距小于5米,为裂隙渗水和中、小股涌水,流量小于100m3/h;喷距5~9米,为小型突水,流量100~400m3
/h,可加大炮眼长度,试探前进;喷距9~12米,为中型突水,流量400m3/h以上,应停止施工,查明情况;喷距12米以上,为大型突水,应停止施工,查明情况,从速处理。④塌方预测围岩的变形破坏、失稳塌方,是从量变到质变的过程,在量变的过程中必然会在围岩的工程地质和水文地质特征及岩石力学上反映出一些征兆。因此,反过来可以依据这些征兆来预测塌方。遇特殊和不良地质时,如断层及其破碎带、滑动层、溶洞、陷穴、古河槽、堆积体、流沙、淤泥、地下水等稳定性差的围岩条件时都有可能出现塌方,必须提前采取防护措施。水文地质条件变化,如干燥围岩突然出水、地下水突然增多、涌水量增大、水质由清变浊都是即将发生塌方的征兆。拱顶不断掉下小石块,甚至较大的石块相继掉落,预示着围岩即将发生塌方。岩石裂缝旁出现岩粉或洞内无故发现有岩粉飞扬时,也说明即将可能发生塌方。围岩发生裂缝,并逐步扩大,很可能要发生塌方。支护受力变形甚至发出声响时,说明围岩压力在增大,有塌方的可能。喷射砼出现大量的明显裂纹,也说明围岩压力增大,有可能出现失稳塌方。
围岩或隧道支护,拱脚附近的水平收敛大于0.2mm/d,或拱顶下沉量大于0.1mm/d,并继续增大时,说明围岩仍在发生变形,处于不稳定的状态。4.18.1.信息化动态管理信息化动态管理是一个收集信息到研究信息最后达到利用信息取得最合理处理方案的过程,牵涉到各个与本项目有关的个人及配置,所以在施工中要真正做到信息服务于施工就必须在有关职能部门选拔优秀的人才,成立专职机构,做到快速反应,及时处理问题,提高施工效率。4.1.乌鞘岭隧道实施信息化动态管理的必要性乌鞘岭隧道通过地层地质复杂,有火成岩、变质岩、沉积岩,地质构造有断裂、褶皱、节理发育,还可能存在岩爆、高地温、瓦斯、围岩失稳、突然涌水、活动性断层、高地震区等一系列地质灾害问题,不可预见性大,采用信息化动态管理可以及时、灵活处理工程中出现的各种问题,确保工程质量、安全和进度。乌鞘岭隧道单口掘进距离长,进度要求较高,以前无经验可寻,为保证快速施工,必须通过信息化动态管理,不断完善,提出最合理的开挖、出碴、支护、衬砌作业设备配套线确保施工进度。隧道较长,施工通风相对困难,在施工中采用信息化动态管理,及时调整通风系数,保证洞内良好的通风条件,为施工提供良好的工作环境,保证人身健康。乌鞘岭隧道长20.05Km,是全国第一长隧道。设计采用钻爆法施工,收集有价值的信息可作为以后施工的借签,丰富我国隧道施工文库。1.2.信息化动态管理机构组成
项目部为信息收集和处理的中心机构,信息中心办公室设在项目部办公室,项目部各职能部门设专职信息管理员,下属施工队由统计员具体负责信息的收集。1.3.信息收集内容项目信息的内容较多,一般在收集过程中分类分别收集以便于管理。项目信息的内容具体见下表所示。1.4.项目信息管理系统按照下图格式建立项目信息管理系统。在项目部所属部门和各个下属机构之间建立计算机内部网络,并与集团公司计算机网络连接,形成项目信息管理系统。项目信息管理系统必须保证能够连接项目经理部各职能部门、项目经理与各职能部门、项目经理部与劳务作业层、项目经理部与企业各职能部门、项目经理与企业法定代表人、项目经理部与发包人、项目经理部与监理机构等;必须保证项目管理层与企业管理层及劳务作业层信息收集渠道畅通、信息资源共享。项目信息管理系统必须保证项目信息输入、整理与存储方便,有利于用户提存信息,能够及时调整数据表格与文档,能够灵活补充、修改与删除数据,信息数量与种类能够满足项目管理的全部需要,保证使设计信息、施工准备阶段的信息、施工过程项目管理各专业的信息、项目结算信息、项目统计信息等有良好的接口。5.质量目标,质量保证体系及措施5.1.质量目标
确保全标段工程达到国家、铁道部现行的工程质量验收标准,确保部忧,力争国优。工程一次验收合格率100%,优良率达到95%以上,隧道工程达到不渗、不漏、不裂,并满足乌鞘岭隧道创优规划要求。洞外工程做到:浆砌圬工结构平整,砂浆饱满,勾缝宽窄一致,无通缝,美观大方。5.2.质量保证体系项目经理部根据ISO9002质量保证体系管理模式,建立健全以项目经理为第一责任人的工程质量管理领导小组,建立项目经理部、工程队、工班三级质量管理体系。从组织保证、思想保证、制度保证、施工质量保证、质量检查保证、经济保证、质量信息诸方面建立完善质量保证体系。详见图5-1。5.2.1.组织保证,建立质量管理机构。项目经理部成立以项目经理为组长,副经理、项目总工程师为副组长,各职能部门负责人和各施工队主要领导为成员的质量管理领导小组。项目经理部设质量管理部,配备专职质量检查工程师3名,负责本标段的工程质量管理和监督检查;各施工队设专职质量检查工程师1-2名,对工程实施自检、互检、交接检查和质量评定,保证每道工序均在严格的控制下进行。质量管理机构详见图5-2。推行全员质量管理机制,项目经理部和工程队均成立QC质量领导小组,由各级主管领导任组长,并设专人负责日常工作,针对重点、难点工程开展QC小组活动,进行攻关,及时处理和解决有关工程质量问题。了解掌握全员质量管理动态,定期召开质量工作分析会,使工程质量始终处于严格的受控状态。提高全员质量管理水平,
确保各项工程质量一次成优。5.2.2.思想保证,牢固树立“百年大计,质量第一”的思想工程质量是施工活动的最终成果,它取决于工序质量,而工作质量则是工序质量和工程质量的保证和基础。工程质量是一个系统工程,领导是关键,制度是手段,技术是保证。施工队伍进场后,将分项目、分工序实施质量教育,有的放矢,做到人人明白质量要求,个个清楚质量标准。实施领导把关,做到文明施工,将“百年大计,质量第一”的思想贯彻到参战的每一个施工人员的行动中。开展QC小组活动,建立健全工程施工的全员质量管理体系。全员质量管理体系框图见图5-3。5.2.3.制度保证,目标管理,落实岗位责任制。建立健全工程质量责任制,将质量目标层层分解,制定各级、各部门质量工作岗位责任制,明确具体的质量责任,把质量管理的每项工作、每个环节具体落实到每一个部门、每一个人,切实把质量工作落到实处。各级行政领导、技术负责人对其主管或分管的工程质量终身负责。如发生工程质量事故,要追究责任人相应的行政和法律责任。5.2.3.1.建立健全质量检查制度5.2.3.2.明确质量管理责任、层层落实质量管理责任制5.2.3.2.1.项目经理质量责任制项目经理是工程质量的第一责任人,对本标段的工程质量负直接领导责任。主要职责是:
认真组织实施质量目标和创优规划,制定落实质量管理制度和技术保证措施。定期向建设单位、监理和质量管理部门汇报工程项目的质量情况。监督检查所属施工单位及施工作业点严格按设计图纸、施工组织设计、施工规范、操作规程、作业指导书、技术措施和编制的施工工艺设计、内控标准进行施工,强化全方位的管理,突出施工全过程动态控制。定期或不定期的组织质量检查工作,发现问题及时纠正,行使质量一票否决权。5.2.3.2.2.项目总工程师质量责任制项目总工程师是本标段工程施工的技术总负责人,对工程质量负技术管理和技术责任。主要职责是:严格执行国家、铁道部有关工程质量的方针政策和法律法规,严格技术标准,组织复核设计文件,主持编制项目施工组织设计和质量保证措施,编制工艺设计、工艺标准,质量内控标准,技术措施等,并向工程队进行技术交底,在施工中认真检查落实。推广应用“四新”技术,组织开展创优活动和QC小组活动,对存在的质量通病组织工艺技术攻关。确保创优目标实现。加强对各工程队技术室的领导和技术业务指导,组织实施质量检查和质量评定工作,落实计量和试验、测量管理办法。注重隐蔽工程质量的检查和验收。重视工程项目质量记录的完整性,建立质量档案和进行信息管理。对违反施工程序和操作规程的单位和人员,有权令其停工整改,并按有关规定程序给予行政处理和经济处罚。5.2.3.2.3.施工队长质量责任制
施工队长对承建的工程及工序质量负直接责任。对职工进行有关法律、法规的教育,针对施工项目特点有计划地组织技术培训。不断提高职工技术素质和操作水平。贯彻落实建设单位、监理和上级有关工程质量的指示,全面落实质量管理基础工作。严格按设计图纸、施工规范、施工组织设计、施工工艺、技术保证措施组织施工;坚持按操作规程、作业标准施工,实行标准化管理,标准化作业;组织工班开展“三检”(自检、互检、交接检)、“三工序”(检查上工序、保证本工序、服务下工序)活动,确保对施工全过程进行全面有效控制;针对各工序容易出现的质量通病,认真研究对策,不断提高工程质量。严格按施工程序办事,正确处理质量和进度,质量和效益的关系。随时掌握施工现场进度与质量动态,落实重点部位、重点工序干部跟班作业质检人员旁站制度,确保工程质量。建立完善成品保护制度,对已完分项、分部和单位工程,采取保护措施,防止在交工前发生意外损坏。严格执行质量奖惩制度和质量否决权,对违反操作规程造成质量低劣者责令改正或返工。发生质量事故后严格按“三不放过”的原则严肃处理。5.2.3.2.4.工程技术人员质量责任制工程技术人员对分管的工程或分管专业的工程质量负技术责任。主要职责是:
依据设计文件,施工规范,《验标》和上级的有关规定,编制实施性施工组织设计和关键工序施工工艺和技术措施,书面向班组作技术交底,实施全过程质量监控,对违规的单位或个人,有权制止,并及时上报处理。熟悉施工图纸,正确领会设计意图,做好施工测量、现场试验、计量、结构、构筑物定位放样等施工技术工作,负责隐蔽工程的检查、填写记录和验收,并约请质量检查工程师、监理工程师和现场设计人员进行检查签证。指导、帮助开展QC小组攻关活动和开展群众性合理化建议活动。参加质量检查和质量评定工作,及时、完整的填写记录各项施工原始记录,记好《工程日志》。5.2.3.2.5.质量管理部门质量责任制质检部门对质量管理和工程质量检查把关负主要责任。主要职责是:认真贯彻执行国家和铁道部有关工程质量的方针、政策以及上级颁发的规定、规程、制度和措施。掌握内部质量动态,了解外部质量信息,认真学习并积极推广先进的质量管理经验和技术。制订项目质量管理方针和目标,指导所属各单位的质量管理工作,对标段的工程质量进行有效控制。进行经常性的质量检查,严把质量关。按“验标”及时进行工程质量的检验评定,组织开展创优活动。填写施工日志,及时认真整理保存好各种施工原始资料。对质量事故按规定程序上报处理。协助监理工程师做好日常监理工作,共同研究工程质量上存在的问题。认真进行隐蔽工程检查,并及时报请监理工程师对隐蔽工程进行检查、验收、签证。
5.2.3.2.6.工程技术部门质量责任制工程技术部门对施工方案、工艺措施、技术标准负主要责任。主要职责是:复核设计图纸及技术文件,理解设计意图、结构构造和技术要求,使可能出现的质量缺陷最大限度的消灭在开工前;做好技术交底工作,编制施工组织设计,优化施工方案。把好测量关,落实各项技术标准、施工规范、规则和规程,掌握施工中的各种技术数据,进行过程控制。负责提出工程所需各种原材料、成品、半成品及构配件、非标准加工件的技术标准。参加质量检查和质量事故调查处理,对工程质量出现的质量事故提出加固、补强或其它技术措施。5.2.3.2.7.物资设备部门质量责任制物资设备部门对用于工程的原材料、半成品、成品及设备质量负主要责任。主要职责是:按设计、规范技术标准,供应合格的设备、建筑材料和构配件,提交所供产品的合格证和技术资料。进入工地后,妥善储存保管。对过期或发生材料代用及新材料订购,必须经试验鉴定后,方可采购、供应。5.2.3.2.8.计统财务部门的质量责任制计统财务部门对考核质量指标,执行优质优价、奖罚兑现负主要责任。主要职责是:
在编制施工生产计划时,同时下达工程质量计划。在分析、考核施工生产计划完成情况时,同时分析、考核质量指标的完成情况,对不合格的产品、未经质量检查工程师签证评定的工程,不予验工计价,不予拨款。严格执行工程优质优价,奖优罚劣的有关规定。5.2.4.施工质量保证,动态管理,过程控制。开工前做好施工调查,认真复核设计文件、施工图纸;按要求精度完成复测和测量桩橛测设;编制本标段施工组织设计及重、难点工程的实施性施工组织设计,报建设单位、监理工程师审核批复后实施。对采用的新技术、新工艺、新设备认真研究吸收消化,并对有关人员进行岗前培训。根据乌鞘岭特长隧道工程特点和质量目标要求,项目经理部配备责任心强,工作经验丰富,技术熟练的工程技术和管理人员,并在施工期间保持相对稳定,选择质量意识强、专业化程度较高、作风过硬的专业施工队伍负责本工程的施工。机械设备按先进实用的原则配备。原材料严把采购、进场、使用、检验关,确保原材料检验质量,确保工程质量。加强现场施工过程中的质量管理工作(现场质量控制程序图详见图5-4),严格按设计和规范控制每道工序,实行工序三检制、复核签认制、“五不施工”“三不交接”等现场管理制度,做到层层把关,层层检查,使各项工序始终处于受控状态。加强工地试验、计量工作,严格技术标准,消灭无计量的施工行为。加强关键工序、关键部位、关键阶段的测量检查复核,坚决杜绝因测量原因造成的工程质量事故。
极推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料,依靠科学技术提高工程质量。推行样板引路,开展群众性的创优活动。强化全员质量意识教育,提高广大职工创优的积极性、自觉性,使群众性的创优活动有序展开。大力开展克服质量通病活动,把克服质量通病作为质量管理和创优的基础性工作,根据本工程特点编制下发《常见工程质量通病及预防措施》,结合工程实际对照实施,把克服质量通病抓紧抓好,落到实处。加强外部劳务管理,提高创优的整体水平。坚持外部劳务的岗前培训和持证上岗制度,强化外部劳务的技术培训和质量意识教育,提高外部劳务的作业水平和操作技能,提高全员的整体创优水平。5.2.5.质量检查保证,严格标准,层层把关。5.2.5.1.强化质量检查制度,实行定期检查和经常性抽查相结合,专业检查和自检相结合,外部检查和内部检查相结合,贯彻落实开工前检查、施工中经常性检查、隐蔽工程检查、工程队质量“三检”、“三工序”检查、(三检:自检、互检、交接检;三工序:保证本工序质量,检查上工序质量,服务下工序)、定期检查、验工签证、竣工检查等行之有效的质量检查制度。在各级质量检查人员现场检查的基础上,每月项目经理部组织质量管理领导小组成员进行一次全面工程质量检查,层层把关,确保工程质量达到创优要求。5.2.5.2.加强质量检验工作,严格质量检验工作程序,建立质量检验组织体系,健全质量检验保证体系,全面提高乌鞘岭隧道工程施工质量检验质量,确保实现创优规划目标。检验总程序详见图5-5。质量检测组织体系详见图5-6。检验质量保证体系详见框图5-7。5.2.6.经济保证,优质优价、奖优罚劣
为积极推广全员质量管理,进一步完善质量责任制,促进质量管理,提高工程质量,工程队每年交纳10万元质量保证金,项目经理部按合同总额提取一定比例的工程质量奖励基金,用于优质优价、奖优罚劣奖惩兑现。经检查验收合格的工程按95%计价;经检查验收为优良的工程按100%计价;评为优质样板的工程按102%计价;不合格工程不计价。对获得建设单位质量表彰奖励的单位,将根据上级的文件精神再给予奖励。项目经理部根据每月质量大检查情况,对质量管理工作到位,工程质量好的单位和工点,给予1000~10000元奖励;对质量管理差工程质量标准不高的单位和工点,给予1000~10000元罚款。对造成质量事故的单位,除负责施工的单位承担全部返工费用外,项目部将再按事故损失金额的10%罚款,并对有关责任人进行行政及经济处罚。5.2.7.质量信息保证,确保质量记录真实完整采用各种方式及时收集质量信息,应用计算机对有关数据进行分析处理。项目经理部质量管理部门配备一台摄像机,各工程队质检工程师配备一台相机,确保质量记录真实完整。按规定要求认真填写各类质量记录,做到内容详实,签证手续完备。图纸审查、设计变更记录、测量记录、隐蔽工程检查证、原材料合格证、试验报告单、施工日志、质量事故报告及处理记录、质量报表等资料分类归档。
按有关规定及时向建设单位、监理及有关部门上报质量工作情况和工程质量报表。主动征求建设单位、监理工程师的意见,对建设单位、监理关于质量工作的要求要作为指令执行,认真分析研究贯彻落实。及时掌握国内外质量信息动态,学习先进的质量管理经验和先进的检验检测手段,不断提高质量管理和工程质量水平。5.3.质量保证措施5.3.1.保证隧道工程质量的措施5.3.1.1.保证隧道开挖工程质量的施工工艺技术措施严格控制隧道开挖断面,采用激光断面仪进行施工过程控制和检查。隧道开挖前根据工程地质条件,开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计。并根据实际施工情况进行适度调整。钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。划线、钻眼精度,采用光面爆破,确保隧道开挖尺寸在规定范围内,其具体措施是:根据围岩条件的变化,调整选择合理的钻爆参数,选择最佳爆破器材,完善爆破工艺,提高爆破质量。特别是周边眼的精度,通过机械化施工配套,减少人为操作因素,严格按设计轮廓钻眼,控制钻孔方向,减少超挖值。保证周边眼间隔装药质量,装药前将药卷用竹片加工成药串。严格控制炮眼装药量。应用水-土复合炮孔堵塞技术,提高炮口炮泥堵塞质量。5.3.1.2.保证初期支护工程质量的施工工艺技术措施
根据实际地质情况和设计对隧道进行初期支护。初期支护需要施做的锚杆、钢格栅、型钢支撑、钢筋网和喷射混凝土等必须按设计尺寸及施工规范要求进行施工,确保初期支护满足设计要求,并使初期支护完成后隧道大面平整圆顺。5.3.1.2.1.格栅(型钢)钢拱架制安施工作业5.3.1.2.1.1.钢加工中注意事项对颗粒状或片状老锈必须清除。钢筋除锈后仍留有麻点的,严禁按原有规格使用。钢筋及型钢调直采用调直机冷拉或人工方法调直。对严重弯曲的钢筋,尤其是曲折处圆弧半径较小的“硬弯”。调直后要检查有无裂纹。对矫正后仍不直的钢筋,不准用做受力筋。钢筋脆断问题中(包括钢筋冷加工中或运输装卸中脆断,以及电弧焊后脆断)要注意钢筋冷加工工艺应正确,冷加工的工艺参数应符合施工规范的规定;运输装卸方法不得造成钢筋剧烈碰撞和摔打。Ⅱ、Ⅲ级和进口钢筋用电弧点焊固定钢筋必须经试验鉴定后方可使用。钢筋品种、规格、尺寸、形状、数量、间距符合设计要求和施工规范的规定。钢筋接头的连接方法、接头数量和布置符合设计要求和施工规范的规定。轴心受拉和小偏心受拉杆件中的钢筋接头、轴心受压和偏心受压杆件中受压钢筋直径大于32cm时的接头,均采用焊接。合理配料,防止接头集中。正确理解规范中规定的同一截面的含义,分不清钢筋是受压还是受拉时,按照受拉要求施工。钢筋网或骨架的堆放场地平整,标识、运输、安装方法正确。严格控制接头尺寸(包括绑条长度不足、纵向位置偏移、焊缝长度不足等)绑条长度符合施工规范的规定。保证焊接尺寸,按照设计图的规定进行检查。发现尺寸不足,立即清除焊渣后及时补焊。
防止电弧烧伤钢筋表面,造成钢筋断面局部削弱,或对钢筋产生脆化作用。防止带电金属与钢筋接触产生电弧。不准在非焊区引弧。地线与钢筋接触要良好牢固。严禁焊缝中有气孔。焊条受潮、药皮开裂、剥落以及焊芯锈蚀的焊条均不准使用。焊接区洁净。适当加大焊接电流,降低焊接速度,使焊缝金属中气体完全外逸。闪光焊接施工中注意接头要焊透,接头处不能有横裂纹。选择适当的对焊工艺。焊机功率较小或钢筋级别较高,直径较大时不宜采用连续闪光焊。重视预热作用,掌握预热操作技术要点。扩大加热区域,减少温度梯度。选择合适的对焊参数和烧化留量,采取“慢—快—更快”的加速烧化速度。防止对焊接头脆断,采用“闪光—预热—闪光”的对焊工艺。对于难焊的Ⅲ级钢筋,焊后进行热处理,处理中正确控制加热温度,并防止加热和冷却速度过快。5.3.1.2.1.2.保证网片及钢架的设计尺寸施工工艺措施加工钢筋网片时,用φ6或φ8圆钢事先点焊加工成150×150mm或200×200mm的片状网格,钢筋网片一般为1×2m。若采用双层网片时,可将两层网片交错排列。钢拱架在加工前,应认真审核设计图纸,确认各断面的施工尺寸。制作100%的施工放样平台,并在平台上进行加工。加工后的拱架应分批、分种类、分检验状态进行存放,以便正确使用。5.3.1.2.1.3.保证钢筋网片及钢拱架的安装架设质量的施工工艺措施
钢筋网和喷混凝土、钢架组成联合支护,连续铺设。铺设时要注意:钢筋网必须与锚杆、钢架或其它锚固装置联结牢固。片状钢筋网的搭接长度不小于200mm。钢筋必须用喷混凝土盖住,至少有20mm的保护层。钢架安设前应检查掌子面开挖净空,并清除钢架底脚虚碴,决不允许用虚碴填在超挖拱脚底部,采取垫方木或型钢进行高差调整,开挖尺寸允许误差横向±5cm,高差±5cm。钢架安装后中线允许误差±3cm,高程允许误差±3cm,钢架垂直度允许误差±2度。钢架校正后,沿拱部每隔2.0m用对口楔子将钢架与岩层之间楔紧。钢架落底接长采用单边交错进行,每次单边接长钢架1-3排,在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射混凝土。接长钢架和原钢架的连接要牢固、准确。两排钢架之间沿钢架周边每隔1.0m,用特制的φ22螺栓拉杆联接,使其成为整体,改善钢架纵向受力状态,不至于发生倾覆。钢架纵向连接好后,按设计迅速进行挂网喷锚支护,让钢架背后用砼喷平补满,使其与围岩密贴。5.3.1.2.2.保证喷射混凝土质量的施工工艺措施喷锚支护采用湿喷方式,采用配套的设备工艺保证混凝土喷射质量。
喷射混凝土作业,紧跟开挖工作面,及时喷射混凝土,做好喷射机械的调试,选择最佳喷射距离及风量,以便达到最佳喷射质量。保证喷射混凝土质量的具体措施有:喷射砼配合比及速凝剂掺量,通过试验确定。施工中,对配合比每工班至少检查两次;经常检查速凝剂注入环的工作状况,发现问题及时处理。喷砼作业前,用压力水清洗受喷岩面,撬除空洞、裂隙岩石;若岩面滴水或渗水,采取凿孔埋管集中引流的办法处理;每作业班至少作一组砼试件,及时进行强度试验;若试件强度不合格,对相应喷砼部位采取凿除复喷等措施予以补强;施工时,喷枪在边墙部位正对岩面,在拱部沿隧道半径方向喷射;喷前先对凹处喷射找平,而后再大面喷射。为保证喷砼效果,喷射时分段分片,自下而上呈顺时针螺旋形均匀进行,每圈压前面半圈,绕圈直径约30cm。喷嘴距受喷面的最佳距离为0.6~1.0m,风压控制在0.45~0.7MPa;一次喷射砼厚度不宜超过10cm,两次喷射的间隔时间为~20分钟;喷砼初凝后,及时进行养护,养护期为14天;用凿孔或事先在岩壁上设钢筋头的办法,检查喷砼厚度;用锤击法检查喷砼与围岩的粘结情况,如有空洞、裂隙、脱落等情况,凿除清洗后重喷;若喷层有露筋、凹凸太大等情况,采取补喷措施。在喷射结束4小时内避免进行爆破作业。5.3.1.2.3.保证锚杆质量的施工工艺措施锚杆间距和锚杆长度符合设计要求。对石质不良地段,开挖后根据情况适当加设砂浆锚杆。喷射混凝土的强度和厚度满足规定要求,并检查喷层表面是否平顺,有无漏喷、离鼓、裂缝、尺寸是否正确等。确保锚杆和锚杆空的施工质量:锚杆杆身必须无缺损;锚杆长度应大于孔深6到10cm,每根加工长度误差不宜大于1cm,并除去锚杆上的油污、铁锈、杂质;锚杆的孔位误差不大于正负10cm;锚杆孔深度,误差不大于正负10cm;钻孔后,孔内的石粉必须用高压水冲洗干净。5.3.1.3.保证防排水设施工程质量的施工工艺技术措施
隧道防排水是隧道施工的重点。隧道防排水采用防、排结合,预防为主,坚持防、排、截、堵四管齐下、因地制宜综合治理的原则进行根治渗、滴、淌质量顽症,确保隧道做到不渗不漏。根据设计和规范在二次衬砌背后布设防水板、无纺布,在衬砌施工缝安设止水带。防水板采用无钉铺设技术,搭接处采用焊接,搭接宽度为10cm,两侧焊缝宽不小于2.5cm,焊接的温度和速度要经过现场实验进行确定之后方可应用。确保防水板无破裂、划伤现象;止水带的设置要保证嵌入每组衬砌混凝土设计位置。防排水设施工程施工隐蔽前,必须经过严格的防排水设施施工质量检验:环向、纵向排水管是否按照设计要求进行施工,是否达到隐蔽标准;防水板是否按照防排水设施施工工艺进行施工,有无破损,接缝焊接是否符合规范要求;围岩有集中渗漏水的地方是否采取了有效的“堵、排”措施,措施落实是否到位;止水带的安装是否符合设计及施工规范的要求,固定是否牢固。乌鞘岭隧道是国家的重点铁路建设项目,质量要求高,为确保隧道不渗不漏,防排水设施施工检验按照有特殊防水要求的工程漏水检验标准进行施工。详见表5-1。防水层质量检查方法表5-1检查方法检查内容适用范围漏水检查1、用手托起防水板,看其是否与喷射混凝土层密贴;看防水板是否被划破、扯破、扎破的破损等现象;看焊缝宽度是否符合要求,有无漏焊、假焊、烧焦等现象;防水板内有五锚杆头等尖物;焊缝采用双焊缝,进行压水(气)试验,看其有无漏水(气)的现象。乌鞘岭隧道防水板设施5.3.1.4.保证二次衬砌工程质量的施工工艺技术措施隧道二次衬砌采用全断面液压衬砌台车,泵送混凝土施工技术进行施工。隧道衬砌完成后及时采用隧道净空检测仪对隧道净空进行检测,确保隧道净空符合设计和规范要求。
5.3.1.4.1.对二次衬砌混凝土的施工用料及外加剂要经过严格的检验,以确保施工用料符合设计、施工规范的要求。5.3.1.4.2.由试验专业的高级工程师负责混凝土配合比的选配工作,确保混凝土的强度、可灌注性、保水性、和易性、抗渗性、耐腐蚀性等混凝土质量指标满足设计的要求。5.3.1.4.3.采用电子计量机具设备,保证混凝土施工的配合比精度。拌合站设置专门的工程技术人员监督检查指导混凝土的拌合工作质量。5.3.1.4.4.对混凝土的运输过程严格控制,控制混凝土的运输时间满足混凝土的施工要求。5.3.1.4.5.混凝土的灌注过程由项目经理部副经理和副总工程师进行旁站监督,指导检查混凝土的作业施工满足规范要求。5.3.1.4.6.混凝土灌注施工前,衬砌台车须经过反复的检查,以确保衬砌台车的定位准确、加固牢固、模板平顺。保证衬砌台车堵头板严实牢固,确保施工缝平齐,不漏浆。5.3.1.4.7.混凝土的振捣工作选派有丰富施工经验、责任心强的技术工人和技术干部操作,确保施工严格按照混凝土施工规范和工艺执行,从施工过程上进行控制。5.3.1.4.8.二次衬砌工作中,封顶的工作尤为重要,所以在施工中采用上挑泵送管的操作方法进行施工。此方法可减少混凝土顶部由于设备工艺的限制而产生的不饱满的现象。5.3.1.4.9.隧道衬砌施工中,按隧道衬砌背后压浆工艺要求预留注浆孔和排气孔,并进行隧道衬砌背后压浆,确保衬砌拱部结构饱满密实。
5.3.1.5.保证整体道床工程质量的施工工艺技术措施5.3.1.5.1支承块统一由现场预制厂加工预制,支承块预制必须符合《混凝土结构工程施工及验收规范》的有关要求。支承块预制模板要采用钢板制作,模板制作要求精密,变形小,密封严,无漏浆。一些预埋件安装、固定方工简单,定位准确。模具底部设附着式振动器,可使混凝土成形良好。支撑快的加工预制,一定要通过试制、检验、加工预制、在检验的过程,以确保支承块的加工满足设计要求。支承块属高标号混凝土预制件,因此混凝土需要严格按设计标准生产,混凝土严格按试验室签发的施工配合比进行生产,所有原材料须有产品合格证,经检验合格方可使用。砂、石含水率每天检测4次,据检测结果,及时调整施工配合比,进行含水率修正。混凝土从拌合楼运至预制厂,在运输过程中,必须保证匀质性,做到不分层、不离析、不漏浆。混凝土停放间歇时间不大于60min。混凝土入模时坍落度保持在6-8cm。采用集中工入模方式,连续灌注,附着式震动器振动,局部用插入式震动器辅助。由专人负责进行蒸汽养护,配置多个探温头,采用数显式温控仪,确保热工制度的及时反馈和调整。脱模时,混凝土内部温度与外界温度之差不大于20℃。支承块脱模后要小心存放,在28d强度经试验室检验合格后,明确标识后方可进入洞内铺设。钢筋布置及绑扎应符合要求,用干硬性或半干硬性混凝土制作支承块,混凝土等级不得低于C50级。同一配合比的支承块,按照规范进行混凝土试件采样检查。支承块各部尺寸偏差应符合下列规定:支承块预留孔中心间距±
5mm。预留孔直径+3mm、-2mm。承轨槽内边缘至预留孔中心间距±2mm。承轨槽挡肩破度±2°。承轨槽面凹凸差不得超过±1mm。支承块长、宽、厚+10mm、-5mm。预埋橡胶套靴及弹性垫板偏离支承块中线间距±1mm,预埋橡胶套靴必须与支承块顶面垂直,其歪斜不得大于2°。5.3.1.5.2.确保测量工作质量,保证整体道床施工质量。对全线进行贯通复测,并增设线路控制桩、水准点和标桩。中线控制桩使用DJ1型全站仪进行测设,控制桩间距直线上为100m,曲线上为50m,与原中线控制桩的横向偏移不得大于2mm,距离偏差不大于1/5000。水准点使用DS1型水准仪进行测设,水准点间距为100m,高程允许偏差为±2mm。标桩是控制轨道平面和高程的直接依据,也是浇注整体道床时控制样轨的依据,标桩在现场预制厂进行预制。标桩的横向允许误差为±2mm,相邻两标桩的高程连续误差不大于2mm。5.3.1.5.3.支承块悬挂施工中,支承块顺序摆放到安有等距隔板的组装平台上(注意轨底坡的坡面面向道心)快速悬挂扣件放其旁边,每排架对称摆放22块。门吊吊起空钢轨支撑排架移动至组装平台上方,正确对位,使排架上等距布置的挂篮与支承块预埋铁座配合。用快速悬挂扣件将预埋铁座与挂篮扣紧,即形成可供铺设的5.3.1.5.4.弹性整体道床以50m为一单元,组装排架由门吊吊起轨排运至铺设地点,粗调定位。轨排间使用标准50kg/m钢轨夹板联结,每接头按1-3-4-6顺序拧紧4套螺栓,轨缝留6-10mm。8榀轨排联结成50m轨道后,其轨面系的细调锁定由排架支架支腿各轨向锁定器完成。其中轨距1435mm
和1:40轨底坡为定值不可调,由排架制造厂来保证。高低、水平由左右支腿螺栓调整,高低差可调+100~-50mm。轨向由轨向锁定器调整,左右差可调整45mm,排架精度达到要求时,拧紧排面与支腿联结螺栓,锁定左右轨向锁定器。5.3.1.5.5.模板分浮动模板和侧模两类,浮动模板安装在排架支腿上起支撑作用,支腿调整高低时浮动模板不受影响。侧模板按长短分为接头模板和中间模板两种,使用时与浮动模板间用插销联结成组合体。模板表面在浇筑混凝土前应涂刷脱模剂。5.3.1.5.6.灌注混凝土前,要详细检查轨道和各项几何尺寸,发现问题立即进行纠正。输送管道穿过组装平台下部,布置在排架中心位置。浇筑时应做到混凝土布料充实均匀,不污染排架和支承块。在浇筑混凝土过程中时刻注意轨面系的变化,发现有超标情况立即校正。砼捣固时,用四台捣固棒间隔2m分前后两部捣固。前两台主要捣固区在下部钢筋和支承块的底部,后两台主要捣固区在支承块四周和底部加强,捣固时,应避免捣固棒接触排架的支承块。平板振动器用于道床表面充分振捣,遇混凝土多余或不足均应及时处理。道床表面平整应一步到位,按设计断面要求修平抹光并及时养生。根据气候条件,不超过12h即覆盖和洒水,直到规定的养护时间。混凝土终凝后,松开支承块与钢轨直接连结的扣件,避免因昼夜温差使钢轨胀缩产生移动而影响支承块与道床之间的连接,以防止支承块周围的混凝土产生裂纹。5.3.1.5.7.混凝土灌注工作结束后要进行养生与清理。拆模后应及时补修残损并要求进行养生工作。养生强度达到设计要求后,要全面清理道床表面,铲除多余灰碴,各部清扫干净。支承块表面不得有任何残留物,其他部位无杂物,整洁畅通,为后续工程创造良好的施工条件。5.3.2.保证竖井工程质量的施工工艺技术措施(详见图5-8)
5.3.2.保证挡护及附属工程质量的措施砌筑挡护和附属工程严格按照砌筑工程施工规范操作,浆砌片石严禁灌浆砌筑,用挤浆法分段砌筑,灰缝互相错开,砂浆要捣振密实、饱满,每段砌筑厚度不得大于120cm。砌筑用砂浆必须使用砂浆搅拌机拌合,配料采用磅称等计量设备,坚决杜绝人工拌合。挡土墙的基底开挖深度和承载力必须符合设计深度和强度,且经质检工程师和监理检查后,方可施工,并做好施工记录。挡护工程勾缝一律采用勾凹缝。砌筑片石时,砌缝宽度取20-30mm;采用料石时,缝宽取15-20mm,不宜用砂浆填满外露砌缝,避免勾凹缝时重新凿除,费工、费时、费料,凹缝深度控制在10--15mm。砌片石的勾缝宽窄要均匀圆顺,砂浆凹槽内表面光洁,无毛糙、起砂现象。泄水孔应按规定预留成梅花形排列整齐,泄水孔间距为2×2m,严禁朝天孔,并且要保证泄水孔畅通。泄水孔一律采用圆形或矩形孔,圆形孔孔径取10cm,矩形孔尺寸符合设计。反滤层厚度按设计施做,为保证反滤层的铺设质量,要求做到砌筑、反滤层、回填土同步进行。5.3.3.做好测量试验工作现场的各测量仪器和计量设备按规定周期进行校验。实际操作时计量要准确,
计量员要经常检查设备的使用情况并及时做好记录,计量员持证上岗。认真做好现场的施工试验工作,重点在抓住砼试块的制作、试压,钢筋焊接机械接头的取样、及见证取样,屋面、厕所、淋浴间防水层的铺贴和渗漏试验。认真做好施工技术资料的收集、整理工作,资料编制要及时、准确、真实、齐全、与工程进展同步进行不得后补。5.3.4.质量通病的预防措施及办法5.3.4.1.混凝土露筋预防措施浇筑砼前,应检查钢筋位置和保护层厚度是否准确,发现问题应及时修整。为保证砼保护层的厚度,要注意固定好垫块。一般每隔一米左右在钢筋上绑一个水泥砂浆垫块。钢筋较密集时,应先配适当的石子。石子最大颗粒尺寸不得超过结构截面最小尺寸的1/4,同时不得大于钢筋净距的3/4。为防止钢筋移位,严禁振捣棒撞击钢筋。砼自由倾落高度超过2m时,要用串筒或溜槽等进行下料。拆模时间要根据试块试验结果正确掌握,防止过早拆模。操作时不得踩踏钢筋,如钢筋有踩弯或脱扣者,应及时调直,补扣绑好。5.3.4.2.混凝土蜂窝预防措施砼搅拌时严格控制配合比,经常检查、保证材料计量准确。砼应拌合均匀,颜色一致,其延续搅拌最短时间一般应按60~90秒。砼自由倾落高度一般不得超过2m。在竖向结构中浇筑砼,支模前应在边模板下口抹10~15cm宽找平层。开始浇筑砼时,底部应先填以50~100mm与浇筑砼成分相同的水泥砂浆。砼坍落度应严格控制,底层振捣应认真操作。砼的振捣应分层捣固。浇筑层的厚度不得超过振动器作用部分长度的1.25倍。
捣实砼拌合物时,插入式振捣器移动间距不应大于其作用半径的1.5倍;振捣器至模板的距离不应大于振捣器有效作用半径的1/2。为保证上下层砼结合良好,振捣棒应插入下层砼5厘米。浇筑砼时,应经常观察模板、支架、堵塞等情况。5.3.4.3.混凝土温度裂缝预防措施选用良好级配的骨料,并严格控制砂、石子含泥量,降低水灰比(0.6以下)加强振捣,以提高砼的密实性和抗拉强度。在砼中掺加缓凝剂,减缓浇筑速度,以利于散热。在设计允许的情况下,可掺入少于砼体积25%的毛石,以吸收热量,并可节省砼。避开炎热天气浇筑大体积砼;必须在热天浇筑时,可采用深井凉水拌制砼,或设置简易遮阳装置,并对骨料进行喷水预冷却,以降低砼搅拌和浇筑的温度。分层浇筑砼,每层厚度不大于30cm,以加快热量散发,并使温度分布均匀,同时也便于振捣密实。浇筑砼后,表面应及时用草帘或草袋、锯末、砂等覆盖,并洒水养生。深坑基础可采取灌水养护。夏季应适当延长养护时间。5.3.4.4.浆砌片石基底不实在进行基础施工前要认真做好地基的检查和处理工作。如地基土壤不合要求,或发现有局部不良处,应会同设计单位共同处理,并认真做好隐检记录。
在基坑土方按照设计规定挖完后,应及时清理底面,并夯实整平。有夯石垫层要求的,要用15cm左右的卵石或小乱毛石排满底面,重夯两遍。其底皮石材应选用块体较大的,砌筑时应将大面朝下,顶皮石材应选用块体较直长的。各种基础的顶面一皮,要用水泥砂浆找平,以保证符合设计规定的标高。基础砌筑完成后应及时回填土。回填时应在基础的两旁同时进行,逐层填土,逐皮夯实。及时回填土既便利砌筑操作,又可防止雨水或现场用水灌入基坑,影响基础的结构。5.3.4.5.砌体垂直通缝预防措施加强石块的挑选工作,注意石块左右、上下、前后的交搭,必须将砌缝错开,禁止砌出任何重缝。在墙角部位应改为丁顺叠砌或丁顺组砌,使用的石块也要改变,有条石、块石的地区,以改用这两种石材为佳,,取块体较大,体形较方整长直的,或加以适当加工修整,使其适合丁顺叠砌或组砌的需要。施工间歇流水作业需要留槎时必须留斜槎。留槎的槎口大小要根据所使用的材料和组砌方法而定,条石的槎口每级或每皮应不小于20cm,块石和毛石、河卵石的槎口应不小于其长度或宽度的一半。有里外皮的砌体留槎,其槎口也应里外皮错开。留槎的高度以每次1m左右为宜,一次到顶的留槎是不允许的。5.3.4.6.砌体里外两层皮的防治措施要注意大小块石搭配使用,立缝要小,要用小块石堵塞空隙,避免只用大块石,而无小块石填空。禁止四碰头,即平面上四块石块形十字缝。每皮石块砌筑时要隔一定距离(1~
1.5m)丁砌一块拉结石,拉结石的长度应满墙,且上下皮错开,形成梅花形。可用两块拉结石内外搭接,搭接长度不小于15cm。要认真按照砌石操作规程操作,对于规格料石,可采取丁顺组砌(较厚墙体)和顺叠组砌。对于不规则和乱毛石则多采取交错组砌方式。其基本要求是:每一砌块要与左右、上下的砌块有叠靠,与前后的砌块有交搭,砌缝要错开,使每一砌体既有稳定的,又与其四周的其他砌块交错搭接,不能有松动、孤立的砌块。5.3.4.7.砌体粘结不牢的预防措施按照砌石操作规程的要求严格掌握灰缝厚度。对于规格石材先立皮数杆拉线,然后跟线砌筑;对于毛石或卵石墙体粗略跟线砌筑。砌石作业前视石料质量和气候情况,适当洒水湿润。由于石材的吸水率小,自重大,要保持灰缝一定的厚度和砌缝的平直,必须控制砌筑砂浆的稠度。砂浆稠度要根据不同的气候条件、施工方法和砌筑要求来确定。料石砌块宜优先采用坐浆法砌筑,料石砌体应上下错缝搭砌。错缝随组砌形式和料石长度而定,如一顺一丁料石墙,当料石墙长度为宽度两倍时,错缝为1/4石长;全部顺砌。5.3.4.8.砌体表面凹凸不平的预防措施砌筑时必须认真跟线。砌筑不规则石料时应把较方大的一端朝外,把较小的部分朝里;因为里外皮要求的搭接,所以在用材时,选取块体长向较大的。球形、蛋形、粽子形或过于扁薄的石材,不能使用,或加以修改后使用。5.4.落实创优规化措施,实现质量目标
严格按照设计文件、规范和验标组织施工,坚持“内实为根本,外美树形象”的质量指导思想,以必胜的信心、科学的管理、得力的措施、认真的精神,实现本标段创优目标。依据ISO-9002质量体系标准,结合本标段的工程实际情况,制定《工程项目质量计划》并严格贯彻实施。根据工程的类别分别制定创优作业指导书。建立质量管理体系,落实组织机构。进一步深化全面质量管理工作,明确质量管理和创优工作中的任务、目标和责任。使创优工程做到事事有人管,事事有人抓,办事有标准,工作有检查,切实把创优工作落到实处。加强同监理工程师的联系,共同搞好创优活动。实行工程建设监理制度,对于提高工程质量起到了重要作用,在创优活动中,我们加强同监理工程师的联系,互通情况,密切配合,共同为提高工程质量而努力。在施工中尊重监理工程师,对监理提出的质量问题及时采取措施予以纠正;其次经常和监理工程师交换意见,共同研究创优规划和创优施工过程中的改进措施,来提高工程质量和加快工程进度。强化质量教育,牢固树立全标段创优的质量意识,对广大职工进行质量培训,进一步提高职工的技术素质和施工能力,针对工程中的重点和难点,组织各种形式的QC小组,确保各项工程质量达标创优。建立完善创优岗位责任制,把创优工作贯穿施工全过程,使分项、分部工程全部处于受控状态,实现创优目标。
从质量源头抓起,严把原材料的采购、进场、使用、检验关,所有材料必须具有出厂合格证和出厂检验单,未经现场检验的材料不得使用,坚决杜绝不合格原材料进入现场。加强工地试验、计量工作,严格技术标准,消灭无计量的施工行为。坚持测量复核制度,加强关键工序、关键部位、关键阶段的测量检查复核,坚决杜绝因测量原因造成的工程事故。积极推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料,依靠科学技术提高工程质量。推行样板引路,开展群众性的创优活动。强化全员质量意识教育,提高广大职工创优的积极性、自觉性,使群众性的创优活动有序展开。抓好水保、环保工作,全面提高创优的水平。成立环保、水保领导小组,制定环保、水保实施方案,全面规划,综合防治,把水保、环保工作贯穿于工程建设的始终,切实作好环境保护和水土保持工作,确保工程质量全面创优。创优规划流程图见图5-9。5.5.正确处理进度和质量的关系进度与质量是对立的统一,没有质量就没有进度。在施工和管理过程中,必须处理好质与量的关系。在进度与质量发生矛盾时。必须坚持质量优先。在保证工程质量的前提下,好中求快,好中求省。6.施工环保、水土保持措施6.1.完善环境保护体系,强化施工环保管理。6.1.2.环保的目标是:保护生态平衡、减少水土流失、绿化面积达标。环保保证体系框图(详见图6-1)6.2.建立健全专职的环境保护管理机构
6.2.1.项目经理部成立环保领导小组。由项目经理担任组长,项目经理部设置环境保护部专职负责水土保持、环境和文物保护工作,工程队建立相应的组织管理机构,做到处处有人抓,事事有人管。环保组织机构框图(详见图6-2)6.2.2.实行环保工作责任制。由项目经理担任环保工作领导小组组长,责任是:监督检查各部门环保工作措施的落实情况,检查环保措施是否有效、全面、是否存有隐患,进行宏观控制。环保组织各部门负责人负责制定具体的环保施工措施、工作制度,并检查各队的执行情况,及时上报环保工作动态和指导下级工作。各队环保工程师负责执行各项环保措施的落实工作,检查工班环保员的工作是否到位,效果是否满足环保措施要求。环保工作体系中,下级对上级工作负责,上级对下级责任负责,形成一级保一级,确保环保工作不留于形式,使各项环保措施落实到位。6.2.3.环保工作同经济效益奖金挂钩,奖优罚劣。6.3.做好施工环保,水土保持工作的宣传教育工作,加强环保意识6.3.1.在本标段铁路工程建设中,深入开展广泛的宣传教育工作,采用编写环保宣传教育资料、放录像专题片、利用工地广播、黑板报、悬挂宣传标语牌、聘请环保专家讲授环保知识及保护要求等多种形式,宣传党和国家及各级政府关于环保工作的方针政策、法律、法规,环境保护的重大意义,切实提高思想认识,强化环保意识。本着对人类负责,对历史负责的态度,下决心把施工环保、生态保护工作做好。使参加施工的全体员工自觉的山区的一草一木。
6.4.严格执行有关环境保护的法律、法律和建设单位制定的环境保护管理办法6.4.1.深入贯彻执行《土地管理法》、《水污染防治法》、《防洪法》等相关法律条文,根据“因地制宜、变害为利”,“重点治理与一般防治兼顾”的原则,布设各项水土保护措施,做到工程措施、植树种草的生物措施以及复垦利用措施相结合;治沟与治坡、防护治理与利用相结合。本标段重点是防治上雨岭沟和芨芨沟弃碴场的水土流失。6.5.施工环境保护、水土保持的各项保证措施6.5.1.维护自然生态平衡的措施6.5.1.1.本区段海拔较高、寒冷、干旱少雨,生态环境比较脆弱,一经破坏,难以恢复。在施工中要用系统的生态观念来处理和解决施工中遇到的生态环境问题。充分保护动物的自然生活习性和其所依赖食物链环境,保护植物的原有依托的自然环境和沿线的自然风光。6.5.1.2.保护植被,施工时可采用分段施工,植被移植等方法。洞外工程划分成若干个施工区段,先将本段取土坑及路基地表草皮铲下后,及时移植到已先施工完毕的路基边坡和取土场地,或切割成规则的草皮堆放一处,并加养护后备用,使地表植被的损失减少到最小程度。6.5.1.3.施工便道、施工现场生产、生活房屋、石料堆放和材料加工场及取(弃)土场等一切临时生产、生活设施的布置在指定规划的区域内,尽量选择裸露的荒
山地修建生产、生活设施,满足有关要求,避免因临时工程修建的随意性而破坏地表植被而人为恶化生态环境。机械、车辆横向走便道,纵向走路基,严禁超越规定线路乱行驶,压坏草地、植被。6.5.1.4.为维护自然生态系统的平衡,对铁路两侧的永久用地,按照环保及水土保持要求,根据实际情况,按照设计要求采用撒种草籽,营造防风固沙林,移植草皮,恢复植被等措施,维护和改善生态平衡系统。6.5.1.5.营造良好环境。在施工现场各生活区设置足够的临时卫生设施,经常进行卫生清理,同时生活区周围铺植草皮。6.5.2.保护野生动植物的措施教育职工遵守国家有关野生动、植物保护方面的法律法规,严禁捕杀野生动物,严禁上山采集草药,不人为破坏植被,自觉爱护一草一木。6.5.3.防止水土流失的措施6.5.3.1.水土保持措施6.5.3.1.1.土石方工程水土保持的主要技术措施。在土石方开挖前做好天沟、边沟、排水沟等防排水设施。土石方开挖采用弱松动爆破、预裂爆破,严格控制装药量,防止因爆破影响发生边坡岩土不稳而造成的水土流失。搞好土石方调配,充分考虑移挖作填减少弃碴量和借土量。土方填筑充分利用路堑开挖方和隧道弃碴,最大限度地减少水土流失。施工中严格按填方、挖方、半填半挖等不同类型设置浆砌片石护坡、方格骨架护坡、挡墙、天沟、侧沟等防排水系统和喷播植草等主动防护措施。
弃碴场水土保持采用在弃碴场修筑浆砌片石挡碴墙,墙身设泄水孔,碴底预埋透水软管,采用先挡后弃的办法,以充分发挥挡碴墙水土保持防护效能。碴顶填土植树种草或复垦。6.5.3.1.3.隧道工程水土保持的主要技术措施乌鞘岭隧道施工前做好天沟与防排水设施。进洞前做好洞门工程及洞口仰坡、边坡的防护工程。6.5.3.1.4.其它临时设施水土保持的重要技术措施生产区及生活区植树种草,设置防排水设施,防止壅水和场地冲刷。修筑施工便道尽可能兼顾地方利益,便于施工后便道成为乡村道路。施工完毕后将临时房屋等临时工程拆除清运,将地表复垦或绿化。6.5.4.防止大气、水污染的措施6.5.4.1.防止大气污染6.5.4.1.1.施工现场临时道路必须硬化,临时路面采用泥结石路面,并派专人随时洒水,减少道路扬尘。6.5.4.1.2.清理垃圾时运输车辆必须加以覆盖,防止道路遗洒,弃土(垃圾)场应通过当地环保部门的同意方可弃土。垃圾必须分拣分别处理,不得含有易挥发性物质。6.5.4.1.3.水泥、石灰等易飞扬的材料不得露天存放,必须采用封闭式库房或水泥灌。搬运时应进行覆盖,防止遗洒飞扬。6.5.4.1.4.路基填土时应保证土质的含水量,远运土方的车辆加以覆盖,防止道路遗洒和扬尘。6.5.4.1.5
.严禁烧煤、木材等发烟物资。食堂使用煤气灶,燃料采用罐装液化气。冬季供热等条件下,必须使用燃煤器具时,采取进行集中供暖,供暖设备要有可靠的除尘、消烟装置。6.5.4.2.防水污染措施6.5.4.2.1.施工及生活污水的排放应遵循清污分流、雨污分流的原则,各种施工废油、废液集中储积,集中处理,严禁乱流乱淌,污染水源,破坏环境。6.5.4.2.2.施工作业产生的污水应经过沉淀池沉淀,并经过净化处理,符合要求后进行排放。6.5.4.2.3.食堂废水按规定设置隔油池,定期处理油污,污水经过处理后排入污水管道。施工、生活产生的经过处理的废水严禁排入农田。6.5.4.2.4.现场厕所采用封闭式,并经常冲洗。粪便经化粪池后,废水可排入排污管道。化粪池应经常清理。6.5.4.2.5.废弃垃圾中不得含有有毒有害物质,避免雨水冲洗后对地表、地下水造成污染。6.5.6.临时工程环境保护措施6.5.6.1.本标段的铁路线路距312国道公路很近,仅需修少量的施工便道即可。便道的修建,要尽量不占或少占农田,做好土石方调配方案,减少弃土、取土,修筑好便道两侧的排水系统,保证地表径流的畅通,减少和避免边坡的冲刷。在可能的条件下,便道尽量考虑与乡村道路相结合,以减少水土流失。
6.5.6.2.生产、生活设施修建,要尽量避免对植被的破坏。施工、生活场地范围内要做好集水、排水工作,不阻塞地面径流自然通道,防止壅水和场地冲刷。6.5.6.3.施工中修建的临时设施,工程交验后必须在规定的时间内予以拆除,并尽可能恢复原有地形、地貌。6.5.7.生活区环境保护措施6.5.7.1.生活区临时工程的修建,本着方便生活、利于生产,少占农田及植被地的原则,统筹安排,合理选址,并上报当地土地、环保部门审批,主动接受监督检查。6.5.7.2.生活区要相对集中,选择避风向阳,交通方便距水源近的地段修建,设公共卫生间。集中建垃圾站、废水净化池、化粪池,按照环保部门的要求,定期清理,避免生活垃圾污染环境。6.5.7.3.临时工程修建、拆除时,产生的废弃物,按当地环保部门的要求,弃于指定的地点处理。6.5.8.完工清场的环境保护措施6.5.8.1.完工清场工作应依据完工一段清理一段的工作原则进行。每当一段工程完工之后,应对现场施工临时工程进行拆除,拆除的废物营运至弃土场。6.5.8.2.清场工作应加强对施工过程中遗留的污染源进行彻底调查,对固体污染物营运至当地环保部门制定的垃圾场进行掩埋,不得就地处理。严禁现场焚烧固体污染物。对于液体污染物应进行抽取装运至处理厂。6.5.8.3.临时用地工程应进行复耕还种处理。并对施工过程中破坏原有植被的区域进行绿化。
6.5.8.4.完工清场工作由负责本段工程的责任人执行,监督、检查完工清场工作情况,并将完工清场工作过程记录归档。6.6.建立严格的检查制度,抓好各项环保措施的落实6.6.1.提高认识,重视环保;加大力度,重在落实。根据有关环保的国家法律、法规和施工技术细则规定,制定检查制度,不断完善,认真抓好落实。并建立“三级”检查落实制度,即领导层抓全面,管理层抓重点,实施层抓具体落实。6.6.2.设立环保基金,用于环保设施建设。内部建立“包保责任制”,运用行政和经济手段,表彰先进,惩处后进,加强环保工作的落实。6.6.3.实行“环保否决制”,即施工作业活动不符合环保要求的项目不得开工,环境保护工作不到位的工程不得评优,单位、个人不得评先。6.6.4.严格落实“无条件服从制”,即无条件地接受环境保护监测单位的指导和监督。
7.安全目标、安全保证体系及措施7.1.安全目标
本标段工程我单位的安全目标是:杜绝因工亡人事故,重伤率控制在0.6‰以下,轻伤率控制在1.2‰以下,无等级火警事故;无重大责任事故。确保施工安全。7.2.安全保证体系安全保证体系图见图7-1。7.3.安全保证措施7.3.1.建立健全安全管理组织机构项目部成立以项目经理为组长的安全领导小组,项目副经理、总工程师任安全领导小组副组长,施工队设安全管理检查小组及专职安全员,从施工、技术方面来保证施工生产的安全。项目部安全领导小组办公室设在项目部安全生产部,各施工队成立相应安全管理检查小组,并在各工班设兼职安全检查员,坚持经常性的施工安全管理检查及监督指导。安全管理组织机构图见图7-2。7.3.2.建立安全岗位责任制项目经理部逐级签订安全生产包保责任状,把安全生产纳入承包考核内容。建立健全各级人员安全岗位责任制,明确各自职责。严格奖惩制度,对个别由于失职、渎职造成事故的责任人员要按有关规定给予严肃处理直至追究刑事责任。7.3.2.1.项目经理安全职责对本标段的安全工作负全责。认真贯彻执行党和国家有关安全生产的法律、法规和政策以及建设单位对安全生产的指示,组织制订本标段的安全生产规章制度。
负责组织对职工进行安全生产教育,提前安排特殊工种的培训计划,总体推广安全管理先进经验。负责组建设立安全生产管理机构,配备合格人员,对安全管理部门的工作进行督促、检查。7.3.2.2.项目总工程师安全职责协助项目经理做好安全管理工作,对本项目施工技术安全负责。组织编写安全技术操作规程、规则,指导安全技术教育,组织专业安全技术培训,进行安全检查。组织编制审核施工安全技术方案,并向施工人员进行安全技术交底。7.3.2.3.安全生产部部长安全职责根据上级指示要求制定本项目的安全规章制度。具体组织安全教育、定期组织安全检查,及时发现安全隐患,并采取纠正整改措施。对安全工作进行计划、布置、总结、评比,提出奖罚意见,统计上报安全统计报表。7.3.2.4.施工队队长安全职责组织对施工人员进行安全教育,对所属的施工设备、机具的安全状况进行检查,对施工环境的安全状况进行监控。定期或不定期组织安全检查,发现问题及时处理,不留隐患,确保全队施工安全。7.3.2.5.安全员安全职责协助队领导制订、审查、修订本队的安全施工规章制度,督促施工人员严格执行。
佩带标志跟班作业,跟班检查,随时对违章作业进行制止,对危及施工安全和人身安全的苗头要能及时发现和立即采取措施。7.3.3.抓好安全教育和检查搞好安全法制教育和安全技术培训。在开工前对全体参战人员进行《安全生产法》、《劳动法》及其他有关安全法律、法规进行学习教育,提高大家的安全意识;同时对全体施工人员分专业、多层次的进行安全操作技术规程培训,使大家在施工过程中按照安全规程进行施工;还要对担负重点项目和重要岗位的专业技术人员进行重点培训,坚持持证上岗。抓好施工现场的安全教育,设立固定的安全宣传标语、安全标示牌和安全警告标志。7.3.4.建立施工安全准备工作验收制度每项工程开工前验收内容主要包括:施工组织设计是否有安全措施,施工机械设备是否符合技术和安全规定,安全防护设施是否符合要求,施工人员是否经过培训,安全责任制是否建立,施工中可能发生的危险情况是否有预防措施等。开展安全生产检查活动。项目经理部每月组织一次安全检查,每季项目部和施工队联合组织一次安全大检查。各队每周组织一次安全检查。对重点工程的安全工作加大力度和检查频率。7.3.5.加强现场安全管理以建设安全标准工地为载体,强化施工现场作业控制。各施工队结合本队施工的内容,制订出开挖、初期支护、出碴运输、衬砌、附属工程的施工安全标准。
现场安全管理瞄准隧道施工的交叉作业、火工品的管理、爆破作业、隧道掉块和塌方、出碴运输、安全用电和消防安全等重点主攻方面,按照铁路施工有关施工技术安全规则执行。在运输过程中,布置好汽车、轨道车与洞内施工人员的行走路线,杜绝施工人员与各种施工车辆碰撞而造成受伤、亡人事件。在施工现场要布设安全警示牌、警告牌和宣传牌等。非施工人员不得进入施工现场,施工人员进入现场必须配戴安全帽等。7.3.6.建立安全检查制度建立安全生产检查制度,做到班组日查,队周总结,项目部每月进行一次安全教育和检查评比,使警钟常鸣,常抓不懈。7.3.7.确保安全投入,奖罚兑现开工伊始,在进行全员安全教育的同时,出台相应的安全奖罚制度,设置专用资金,用于配备安全设施及奖金。在项目部每月的评比活动中,安全、质量、进度进行综合评比,对那些在保证安全、质量、进度的优胜单位,给予重奖,同时重奖在安全工作中表现突出的个人。项目部安全小组成员每天巡查,发现不按安全规程操作、作业现场无安全人员,按情节轻重提出警告、通报批评、罚款,直至撤职或清退出施工现场,及时消除安全隐患,使安全工作在施工的全过程得到控制。只有事前控制,没有事后总结;总结经验,杜绝教训。7.3.8.各项工程施工安全保证措施7.3.8.1.隧道施工安全保证措施
隧道施工严格按设计进行,开挖面平顺,及时进行锚喷支护,充分利用围岩的自稳能力,保证锚喷支护的强度和厚度。严格按照短进尺、快支护、勤量测、早闭合的原则进行施工,以确保施工安全。做好围岩地质超前预报,尤其对断层破碎等不良地质段,加强监测,提前预报,根据监测结果制定安全周密的施工方案,稳妥通过。加强围岩开挖后变形量测,根据量测数据分析结果,反馈指导施工,保证隧道开挖及整体衬砌的安全和质量。参加隧道施工的人员必须经过身体检查,合格后方准参与施工。所有进入隧道工地的人员,佩戴安全防护用品。对隧道施工人员要坚持班前安全教育,严禁酒后上班。如发现隧道内有险情,立即在危险地段设立明显标志并派专人看守,迅速报告施工领导人员及时采取处理措施。各工程队配足必要抢险物资。隧道开挖前首先检查工作面是否处于安全状态,如有松动的岩石,立即加以支护或清除。隧道施工各班组间,建立完善的交接班制度。每交班组将工作及安全情况向接班组详细交待,并记载于交接班记录簿内。加强隧道开挖爆破后的找顶排险工作,施工中,指定专人对洞内围岩及地面位移变形情况进行观测,出现异常情况立即停工处理。加强洞内通风,经常检查测定粉尘浓度,加强隧道的通风排烟,保证洞内视线良好。安设低噪音的通风机,减少噪音污染。
进入含有煤层的地段,施工时加强气体检测,加强通风措施,加强通风设备,保证洞内外空气流通良好。在洞内安置电话,保持洞内、洞外的通信联络。7.3.8.1.1.钻爆施工安全保证措施对参加施工的人员进行安全教育,从事爆破及操作机械的人员,必须经过专业培训和考试,取得合格证后,方予上岗。爆破按设计进行施工,控制装药量,光面爆破,防止造成超欠挖、塌方等不安全事故。爆破面平顺,避免应力集中而导致开挖面掉块、初期支护开裂等不安全事件。隧道施工各班组间,建立完善的交接班制度。钻眼人员到达工作面时,先检查工作面是否处于安全状态。钻眼采用湿式凿岩机,严禁在残眼中钻眼。钻孔台车进洞经过的道路和临时台架,认真检查安全界限,并有专人指挥,就位后不得倾斜。洞内爆破作业,进行统一指挥。进行爆破时,所有人员撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的地点。在照明不足、工作面岩石破碎尚未及时支护、发现涌泥涌水未经妥善处理时,严禁装药爆破。爆破人员随身携带电筒,防止点炮途中突然发生照明熄灭,并设事故照明。爆破后经过通风排烟,检查人员才能进入工作面,经检查确无不安全因素后,工作人员才进入工作面。两个工作面接近贯通时,加强两端的联系与统一指挥,加强测量工作。当两工作面距离20m时,停止一端工作,将人员及机具撤走,并在安全距离处设立警告标志。7.3.8.1.2.装碴与运输安全保证措施
各种运输设备不人料混装,各种摘挂作业设立专职联络员;进入隧道的内燃机械与车辆,选用带净化装置的柴油机,汽油机械与车辆不进入洞内;装载料具时,不超出装载限界,装运型钢拱架、管棚等长料具时,捆扎牢固。机械装碴时,坑道断面满足装载机械安全运转,设置专人指挥,以免机械碰断电线或碰坏已做好的初期支护,确保安全。有轨运输的机动车,非值班司机不得驾驶,司机不得擅离工作岗位,开车前发出信号,运行中不得将头手伸出车外。在横通道口、施工作业地段,减速鸣笛。列车制动距离不超过40m,人行道上不堆积杂物。无轨运输段,在洞口、横通道口处设置缓行标志,必要时安排人员指挥交通。洞内的车辆、施工机械、模板台车等,在外缘设置低压红色闪光灯,组成限界显示设施。运输车辆在使用前详细检查,不带病工作。行驶车辆保持一定间距,洞内道路经常洒水,加强养护。洞内倒车与转向,做到开灯、鸣笛或有人指挥。在向洞内运输爆破器材时,雷管与炸药放置在带盖的容器内分别运送。有轨机动车运输雷管和炸药时,两者不在同一列车上运输。人工运送爆破器材时,直接送到工作地点,严禁中途停留,且有专人防护。汽车运送爆破器材时,炸药与雷管分别装在两辆车内专车运送,由专人护送,严禁其他人员搭乘,汽车排汽口加装防火罩。7.3.8.1.3.初期支护施工安全保证措施
施工期间,现场施工负责人会同技术人员对各部支护进行定期检查。在不良地质段,每班责成专人检查。加强监控量测,当发现量测数据有突变或异变时,立即通知现场负责人,采取应急措施或通知施工人员撤离危险地段。锚杆的质量、长度,喷混凝土的质量、厚度,以及钢拱架的安装位置、间距等严格按设计施工。若已锚地段有较大变形或锚杆失效,立即在该地段增设加强锚杆,长度不小于原锚杆长度的1.5倍。用于临时支护的立撑底面加设垫板或垫梁,并加木楔塞紧。喷层的异常裂缝作为主要安全检查内容,喷层面要平顺,以免应力集中,出现喷层开裂。7.3.8.1.4.衬砌施工安全保证措施衬砌台车作业地段距开挖作业面拉开一定的距离,台车下的净空保证车辆能顺利通过,并悬挂明显的缓行标志。台车上不堆放料具及其它杂物,混凝土两端挡头板安装牢固。拆除混凝土输送软管或管道时,先停止混凝土泵的运转。7.3.8.1.5.隧道内用电安全保证措施隧道供电电压,动力机械电压采用380V,成洞地段照明采用220V,工作地段照明采用36V。由于本工程为特长隧道,采用10KV高压电进洞。因此,在洞内设置移动式变电站,将高压电流变为400/380V,再送至工作地段,变电站紧跟衬砌工作面。
高压电缆架设在离地面5m的高度处,成洞地段架设在衬砌的拱墙上。由变压器出来的低压,设置配电箱,箱上加锁,钥匙由电工掌管。220V照明线使用防潮绝缘导线,动力线采用橡皮电缆输送。在全断面开挖地段,洞内电线穿入穿线管,每根电线根据用途做不同的标记,并做好登记,埋在开挖底面下20cm、衬砌边墙内侧处;在分断面开挖地段,开挖下导以上断面时,用木制三脚架靠边架设电线,待开挖下导时移入地下。衬砌后安设瓷瓶与横担固定在边墙上。仰拱先行段在施工仰拱时,取出电线,仰拱施工后埋在边墙内侧处,衬砌完成后移上边墙,并做到顺直、美观,绝缘良好。在接近工作地点处设置携带式照明变压器,将220V电压变成36V供工作面照明。移动灯具和手提作业灯,使用胶皮电缆及螺口灯头。照明灯具在成洞地段采用没有眩光、透雾性能强的高压钠灯,在开挖面、工作面采用亮度高的低压卤钨灯,在洞门口的场外照明采用清晰度高的镐灯。低压电气设备加装触电保安器,电气设备外露的转动和传动部分,加装防护罩。电气设备的检查、维修和调整工作,由专职的电气维修工进行。防爆电气设备,在安装前由合格的防爆电气检查人员检查其安全性能,合格后才予安装,使用期间定期进行测试与检查。7.3.8.1.6.通风与防尘施工中的通风符合铁道部现行铁路隧道设计和施工规范的要求。隧道内的空气成份每半月取样分析一次,含尘量每月检测一次。施工时的通风,设专职人员管理。无论通风机运转与否,严禁人员在风管的进出口附近停留,通风机停止运转时,人员不靠近通风软管行走和在软管旁边停留,不将任何物品放在通风管或管口上。定期检查测定粉尘浓度,放炮前后进行喷雾与洒水,出碴前用水淋透碴堆和喷湿岩壁,在出风口设置喷雾器。喷射混凝土采用湿喷。7.3.8.1.7.不良地质段安全保证措施
不良地质段的隧道开挖,施工前对所有参加隧道施工的人员进行瓦斯知识和防止瓦斯爆炸的安全教育。每个洞口设专职瓦斯检查员,每隔60分钟进行一次检测,并将结果记入施工日志内。瓦斯检查员挑选工作认真负责、业务能力强、经过专业培训、考试合格的人员担任。检测瓦斯用的检测仪器,每一季度校对一次。电动机附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.5%、掘进工作面20m内局部积聚的瓦斯浓度达到2%时,停止一切工作,切断电源,进行处理。必要时进行设备换装。因临时停电或其它原因,局部通风机停止运转,在恢复通风前,首先检查瓦斯。证实风区内瓦斯与二氧化碳都不超过1%时,方开动局部通风机,恢复正常通风。通风主机有一台备用。如检测有瓦斯的,灯头、开关、灯泡等照明器材采用防爆型,开关设置在送风道处。加强地质预测预报和监测,对围岩易失稳地段,加强超前支护,严格注浆。砂砾岩夹泥岩的岩体成岩差,自然拱不易形成。泥岩具膨胀性,极易掉块,进而导致坍塌。开挖采用人工配合机械,严禁爆破。采用小管棚超前预注浆,由于该类围岩孔隙小,为减小注浆颗粒,浆液易渗透到岩体内部,增强岩体的整体性,必要时采取注超细水泥与水玻璃的双浆液,保证注浆的效果,确保围岩的稳定性。必要时设双层网片。型钢拱架上每隔1.0m设加长的锁定锚杆和锁脚锚杆。涌泥、涌水段加强注浆,若开挖中发现涌泥、涌水,立即停止开挖,采取措施。
加强围岩监控量测,及时支护、封闭成环,在仰拱未施工之前,用方木支撑于底脚处,形成临时封闭结构。7.3.8.1.8.特殊岩土段安全保证措施湿陷性黄土段的开挖,采用人工配合机械、上中下三台阶开挖,严禁爆破。上导坑人工用风镐开挖,留核心土。中、下导坑用机械开挖,离轮廓线50cm时打入系统锚杆,人工用风镐开挖该50cm,再打入锚杆的外露部分,以确保开挖轮廓线的圆顺、不超欠挖,避免打入锚杆时振动掉块。拱脚处扩大开挖,加设加长的锁脚锚杆。拉槽后侧墙采用马口跳跃开挖。每次只开挖一榀钢拱架的距离,及时封闭。加强围岩的监控量测,增加频率,缩短距离。加强引排水。严格按照短进尺、快支护、勤量测、早成环、禁爆破、快排水的原则进行施工,开挖面平顺,避免应力集中而导致开挖面掉块。以确保施工安全。7.3.8.2.竖井施工安全保证措施竖井施工前,做好竖井区地表截、排水及防渗工作。在雨季施工时,井口施工范围内搭设雨棚。井盖门的开闭灵活性在每天施工前进行检查,防止地表碎石、土块等杂物掉进孔内伤人。在井上操作用的工具设立专用工具箱,严禁工具随意丢弃,掉入井内伤人。在施工过程中加强通风和排水,井内布设好安全梯,安全梯及其它悬吊设备的孔口在不上下人及不通过悬吊物时用专用盖板盖好,井内设置照明设施。井内的各种管线在已施工好的初期支护上固定牢固,且不互相缠绕。钢丝绳在使用前对其安全起吊能力进行检查。
开挖时每开挖一节就及时支护一节,加强变形量测。每节的开挖深度根据实际地质情况及量测结果确定。时刻注意护壁的变形情况,发现意外,井内施工人员及时撤出。挖出的土石及时运离井口,不得堆放在井口四周,机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。每次作业前安全员及质检工程师都对已施工的部分进行检查,熟悉量测结果。施工时质检人员与安全员全过程值班,以控制质量及安全操作。7.3.8.2.1.开挖安全保证措施在井上距井口50m以外的加工房内装配起爆药卷,起爆药卷由爆破工携送下井,除起爆药卷外,不携带其它炸药。装药前工作面附近的机具提升到安全高度,放炮前确认所有人员均撤离井外后,由值班负责人下达放炮命令。在吊盘上工作人员的工具,妥善地放在工具袋内,使用时牢固地拴在身上或其他固定物上。严格实施隧道安全保证措施,确保竖井开挖安全。7.3.8.2.2提升安全保证措施提升人员、石碴与其他物料的吊桶,运送人员时速度不超过5m/s,运送石碴及其他材料不超过8m/s,运送爆破器材不超过1m/s。吊桶沿钢丝绳罐道升降,在施工初期及施工时吊盘下面不装罐道的部分,吊桶升降距离不超过40m。吊桶与提升钢丝绳通过钩头连接,上方设置保护伞,人员从地面出车平台进出吊桶,且在吊桶停稳和井盖门关闭以后进出吊桶。
每一提升装置,都装置从井底联络员发给井口联络员及井口联络员发给卷扬机司机的信号装置,井口信号装置用卷扬机的控制回路闭锁,且有备用信号装置,同时还设置直通电话。根据不同的安全系数核定钢丝绳的允许载重量,并在使用现场挂牌标明。钢丝绳每6个月试验一次,每天检查一次,且记录检查结果。连接装置不作其他用途,使用前用其最大静荷重两倍的拉力进行试验,使用期内每天检查,并做记录,每年更换一次。7.3.8.2.3提升装置安全保证措施提升装置装设下列保险装置:防止过卷装置:当提升容器超过正常卸载位置50cm时,可自动断电,并能使保险闸发生作用。防止超速装置:当提升速度超过最大限速时,可自动断电,并能使保险闸发生作用。装设限速器,保证提升容器在到达井口时的速度不超过2m/s。装设防止闸瓦过度磨损时的警铃和自动断电的保护装置。每一主要提升装置配备正负司机,在交接班和人员上下井的时间内,由正司机开车,副司机在旁监护。提升装置升降人员时,先开一次空车。7.3.8.3.爆破器材安全管理保证措施严格爆破器材的管理。对于爆破器材的购买、运输、入库、发放、使用、退还、销毁和保管等工作,按国家和铁道部的有关规定建立严密的专项制度。
建立以项目经理为组长的公安、物资、爆破作业四大员为组员的爆炸物品管理领导小组,组长对爆炸物品的安全负总责。爆炸作业四大员由政治可靠,责任心强,身体健康,并经公安机关培训后有合格证的内部职工担任。与当地公安机关取得联系,要求其对我单位的爆炸物品库认真制作档案,并经常对爆炸物品的管理实施安全监督检查、发现隐患、督促整改和执行处罚。爆破器材的选址建库符合有关规定,提出计划,报相关公安部门审批,并取得“储存许可证”。库房建筑必须具备较好的防盗、防火、防爆炸性能。库房远离居民区500m以上,炸药库、雷管库及看守房呈三角形分开建设,距离不少于30m。库房地面设置防潮层,墙上留通风孔,并安设φ16钢筋及双层防护网,库房门设置双门双锁,宽度1.2m,里层为包铁皮的木门,外层为防盗门。墙采用37墙的砖混水泥结构,房顶采用不低于20cm厚的钢筋混凝土结构,内墙面用白石灰涂刷三道,房内净高2.7m。存放高度1.5m,堆垛之间留通道,堆垛距离库墙30cm,底部垫高30cm。置放雷管时铺设胶质皮垫,码放整齐,不得超量。库内保持通风良好,库存量与公安机关批准的容量相符。库房周围设置警戒隔离区和警戒标志,安设报警器、避雷针,警戒区内及警戒区附近的树木砍伐干净。警戒区内不准架设电线,警戒区外四周安设探照灯,喂养四只狼狗。库房的选址及建成后申请当地公安部门验收,验收合格后才开始储存爆炸物品。严禁在库房内吸烟、用火。严禁将火种和其他容易引起燃烧爆炸的物品带入仓库,并配备足够的消防灭火器材。看守值班室专人24小时看守,值班人员由政治可靠、责任心强、无吸烟习惯的6个人员组成,并配备必要的自卫防护器械。值班室安装程控电话,确保联络畅通。
爆破器材的购买按程序向所在地县以上公安机关申领《爆炸物品购买证》,方可采购。采购到公安部门指定并经业主及监理工程师批准的专业公司购买。运输爆炸物品由公安部门协助,由具有合格证的押运员押运,同时向库房保管员办理交接、清点,办理入库手续。爆破物品储存在经有关部门批准设立并验收合格的库房内,由取得合格证的保管员专门管理。建立严格的出入库审批、检查、登记制度,做到帐目清楚,手续齐全,帐物相符。爆炸物品向所在地县以上公安机关申领《爆破物品使用证》后使用。使用时由现场负责人、保管员、爆破员、安全员核写登记表,领取当日使用量。爆破作业由经过培训合格并持有《爆破员作业证》的正式爆破工担任,爆破作业遵守爆破安全操作规程。建立严格的安全管理制度,保证爆炸物品不被盗不流失。爆炸物品库制定库房管理制度、安全防范措施等规章制度并上墙。保证24小时有人在位值班,严禁脱岗失控。施工剩余的爆炸物品当天清退入库。变质和过期的爆炸物品及时清理出库,认真清点,登记造册,报有关部门批准,在指定地点销毁,并及时清理现场,以免造成环境污染。任何单位和个人不得私自转让、倒卖、易物、私存、携带爆炸物品。接触爆炸物品的人员必须办理《许可证》,方可从事相关工作;各级安全员形成网络;建立安全技术规程及岗位责任制;确保领取、发放、使用(销毁)、清退四本帐帐目清楚,并严格每道程序的签字审批。
建立爆破物品台帐,严格执行领发制度,设监炮员跟班作业,检查每班爆破用药量,剩余炸药及时回收入库。每天进行帐物核对,确保爆破器材不流失。严格控制爆破参数,减少对已完构筑物的震动影响,防止震裂和飞石冲击已完工构筑物。爆破施工在规定的时间内进行爆破作业。作业前确定警戒范围,并设置明显的标志和岗哨警卫防护。严格控制装药量,按设计的装药量装药,确保周围建筑物设备和人身安全。并在爆破前负责通知业主、监理等有关部门,各项安全防护措施落实后再实施爆破。爆破作业由专人统一指挥,爆破时所有人员撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的地点。爆破后经过通风排烟,检查人员才进入工作面检查。经过安全检查后,其他工作人员才能进入工作面。7.3.8.4.安全用电措施加强现场洞内外用电管理。生产、生活用电按照有关规定架设线路、建立变电站和安装变压器及配电盘。电工由经过专业培训、取得上岗证并有丰富管电经验的人员组成。设置好断电和灭火装置、消防器材。在高压线下作业或堆放物料,搭设临时设施,停放机械设备,起重作业,都严格按规定的高度和范围进行。严禁乱拉电线和私接电器设备,非专业电工不得从事电工作业。各种机床、金属设备上所有局部照明使用36V及以下的安全电压,在金属容器内及潮湿的环境中工作时,行灯电压不超过12V,安全电压的电源用双线圈变压器,手持行灯有绝缘良好的手柄和护罩。
电工、电焊工等持证上岗,规范作业。不得带电作业。电焊工作业时必须戴防护面具、专用手套。临时用电符合供电安全运行规程,并定期检查和防护,对检查不合格的电器设备和线路,及时更换,严禁带故障运行或作业。施工用电线路架设时将从以下几方面进行安全控制:支线架设:支线选用绝缘好,无老化、破损和漏电的电线;支线应沿墙或电杆架空敷设,并用绝缘子固定。过道电线可采用硬质护套管并作标记。室外支线用橡皮线架空,接头不受拉力并符合绝缘要求。配电箱的电缆线应有套管,电线进出不混乱,大容量配电箱上进线加滴水弯。现场照明:一般场所采用220V电压。照明导线均安装绝缘子固定。严禁使用花线或塑料胶质线。导线不随地拖拉或绑在脚手架上。照明灯具的金属外壳接地或接零。单相回路内的照明开关箱装设漏电保护器。室外照明灯具距地面不低于3m;室内距地面不低于2.4m。架空线:架空线设在专用电杆上,严禁架设在树或脚手架上。架空线装设横担和绝缘子,其规格、线间距离、档距离等符合架空线路要求,其电板线离地2.5m以上加绝缘子。架空线离地4m以上,机动车道为6m以上。对于施工现场及其周围的高压电线、变压器等设置醒目的安全标志。严禁将电线搭靠或固定在机械、钢筋、管子等金属件及树木上。
7.3.8.5.施工机械安全保证措施项目部物质设备部对工地所有机械统一定期进行安全检查,发现问题及时解决,消除不安全的因素。各种机械设备均制定安全技术操作规程,并认真检查落实情况。工作前对机械设备进行安全检查,离开机械设备时,按规定将机械平稳停放在安全位置,并将驾驶室锁好,或将电器设备的控制箱拉闸上锁。严禁无证驾驶及酒后驾驶。非机动机械需持操作证操作机械。各种机械设备的操作人员经过安全技术操作规程培训,考试合格后持有效证件上岗。定期检查机械设备的安全保护装置和安全指示装置,以确保以上两种装置的齐全、灵敏、可靠。机械操作人员必须听从施工人员的正确指挥,精心操作。但对施工人员违反操作规程和可能引起危险事故的指挥,操作人员有权拒绝执行,并及时向工地负责人反映。加强工程机械和车辆的检查维修,对驾驶人员进行安全教育,严禁违章开车,杜绝交通事故的发生。隧道内运输车辆做到缓速行驶,一般成洞段控制在10km/h内,施工地段不得超过5km/h。并注意洞内行人,提前鸣笛。行人不与车辆抢道、追车或强行搭车。7.3.8.6.施工期间的防汛措施
本工程所在地区干旱少雨,但在雨季仍要采取防汛措施。项目经理部成立防洪领导小组,工程队成立防洪抗洪抢险小分队,负责本单位的防洪工作。与当地气象部门加强联系,了解近期气象预报,掌握雨汛情况,做到心中有数,一旦遇有灾害性天气和水情,及时做出部署。汛期之前,对本单位驻地、工地、料库、料场进行全面检查,了解水情和排水情况,查看有无水害隐患。对于洞口的截、排水沟经常进行检查、维护和疏通,发现易受水害的隐患,及时解决。在汛期中,施工用的机具、材料、设备等,放置在不易被水淹没的高处。因施工需要或地形限制必须设在低凹地时,采取措施防止被水淹。防汛期间,领导干部24小时轮流值班。防汛重点施工项目设专用通讯工具,以便及时了解现场情况。汛期准备充足的器材、运输工具及劳力等,以备应急抢险。7.3.8.7治安消防安全保证措施在项目部设立派出所,负责工地治安及保障良好的施工环境。定期开展安全防火检查,进行防火知识宣传教育。遵守消防法规,提高全体施工人员的防火意识,防止火灾事故的发生。组织受过训练的人担任义务消防员。每月定期进行以防火、防爆为中心的安全大检查,堵塞漏洞,发现问题和隐患及时进行整改。驻地、施工现场和关键部位按规定配备有效而充足的消防器材并定期检查,保证器材处于完好状态。设置在明显易取的位置上,设立明显标志。
洞内及各洞室不存放油料及其他易燃物品,严禁明火作业与取暖,库房20m以内严禁烟火。7.3.8.8.劳动安全保护措施认真贯彻、执行国家有关劳动保护条例,按时发放劳动保护用品,对隧道施工人员定期进行身体检查。遵守劳动法,非特殊情况不安排超时作业,不打疲劳战。隧道掘进严格采用湿式掘进的方法钻眼,严禁干钻。掘进面爆破后、出碴前,先通风、洒水降尘,然后再开始下道工序施工。高温天气施工时,给职工分发解暑药品。配备防寒用品及取暖设备,施工机械装配驾驶室,工地设取暖室。配备有色风镜、风衣、长筒布袜和口罩。工地房屋设置在有防风条件的地方,伙房设在下风向位置,并配备防火设备。对风枪手、空压机司机等在高噪音状态下工作的人员,发放特殊劳动保护用品,并控制连续作业时间。7.3.8.9.突发意外事件的应对措施在施工期间,时时把安全工作放在首位,教育全体职工时时牢记安全,没有安全就没有质量、进度和效益。加强安全防范措施,加大安全管理力度,把不安全因素消灭于萌芽状态之中。为应对突发的意外事件,采取以下应对措施:成立意外事件领导小组。项目部及各工程队配齐医疗卫生人员,配足医疗用品及药品。配足隧道塌方、涌水的抢险物质。施工便道及通往现有公路的道路保持晴雨四季畅通,洞内洞外的通信联络保持畅通。
8.劳动力组织计划8.1劳动力组织计划安排的原则本着满足施工需要,均衡生产,动态管理,组织专业化施工的原则,安排本标段的劳动力。工程所用的劳动力主要为我单位参加过长大隧道施工且具有丰富经验的职工,选派具有施工经验的高级工程师、工程师、助理工程师和技术员组成一支高素质的技术队伍,选派懂技术会管理的项目经理和副经理组织指挥,采用网络技术,优化施工方案采用平行流水作业和交叉作业,保持均衡连续施工。按专业化施工要求,配备劳动力资源。施工高峰时使用部分民工,仅担任非技术工种和非关键工程的施工。对各工程队上场的技术工人保证专业全,技术好,确保劳力充足稳定。8.2工程队人员配置根据本标段工程数量以及施工工期安排,投入各专业工程队共8个,施工人员共计1075人,各工程队任务划分见总体施工组织布置及规划2.2中所述,各工程队人员配置见表8-1。掘进工程队:施工人员145人,其中队长1人、副队长3人、工程技术人员12人、正式职工129人。衬砌工程队:施工人员265人,其中队长1人、副队长3人、工程技术人员12人、正式职工249人。机械运输队:施工人员90人,其中队长1人、副队长2人、工程技术人员3人、正式职工84人。
综合工程队:施工人员150人,其中队长1人、副队长2人、工程技术人员6人、正式职工141人。轨道工程队:施工人员145人,其中队长1人、副队长2人、工程技术人员7人、正式职工135人。水电专业队:施工人员80人,其中队长1人、副队长2人、工程技术人员6人、正式职工71人。机械修配厂:施工人员90人,其中厂长1人、副厂长2人、工程技术人员8人、正式职工79人。竖井工程队:施工人员工110人,其中队长1人、副队长2人、工程技术人员6人、正式职工101人。8.3劳动力动态管理 按照网络计划,对劳动力进行综合测算,对劳动力资源进行动态管理,保证劳力资源,进行优化组合,科学合理的调配和使用,本工程施工均衡期劳动人数为700人,高峰期劳动人数为1035人。各个时期的劳动力需求情况见图8.3-1劳动力动态图。9.主要施工机械设备及试验检验设备配备9.1.设备配置原则9.1.1.先进、高效、适用、配套的原则本着先进、高效、适用、配套、国产与进口相结合的原则,土石方设备按挖、装、运、平、压机械化作业配套;隧道施工按钻爆、出碴、锚喷、衬砌机械化作业线进行设备选型配套;试验检验设备、仪器、仪表按国家二级试验室标准配置,确保工程施工需要。本标段主要施工机械设备配备见表9.1-1。本标段主要试验检验设备配备见表9.1-2。
9.1.2.备用原则在设备配置时,对于控制工期项目和施工中需要连续运转使用的设备考虑一定数量的备用,避免因设备故障影响工期或造成损失。9.1.4.配套施工原则为充分发挥机械设备的性能,进行机械选型配备时,将若干在主要参数方面彼此协调一致的机械设备组成的专门机组,配套施工。成套机械中的主要机械或机组决定着施工方式、方法和工程的施工进度。正确选择机械并配套成“成套机械”充分发挥机械的群体效能,可以使施工机械化达到理想的效果。9.2.机械设备配套方案9.2.1.隧道开挖作业线有轨运输作业线主要设备配套:洞内:1台阿特拉斯TH586四臂轨行式凿岩台车+1台KL-20挖掘装载机+两台JXK-25电瓶车+2台JXK-35电瓶车+20辆SSD20梭式矿车运输。洞外二次倒运:1台CAT960F侧卸装载机+8台瑞典VOVOL20T双向行驶汽车+10台太脱拉18T自卸汽车。9.2.2.锚喷支护作业线1台H395锚杆台车+2台B1.5~4.0三联机喷砼+2台诺麦特湿式混凝土喷射机械手9.2.3.衬砌作业线无轨运输机械配套:1台SZS-100混凝土搅拌站(60m3
/h)+1台自制14m穿行式衬砌台车(配2套模板)+2台HBT60砼输送泵+3台三菱FV313JML混凝土搅拌运输车。有轨运输机械配套:1台SZS-100混凝土搅拌站(60m3/h)+1台自制14m穿行式衬砌台车(配2套模板)+3台ACL606轨行式砼搅拌运输车。9.2.4.辅助机械设备配备空压机站:配10台4L-22/7电动空压机,设一供给站集中供风。施工用电:洞口建3000KVA变电站将35KV高压电变为10KV高压电,供Ⅰ、Ⅱ标共同使用。在洞口旁设2座二级变电站,1台315KVA变压器提供生活和小型用电,2台500KVA变压器提供洞口施工用电,洞内安装10KV电缆高压进洞,洞内设1台500KVA移动式配电站,提供洞内施工用电。另在洞口设1座900KW自备电站,安装2台康明斯450KVA发电机组作备用电源及上场初期临时用电。给、排水:隧道右侧山坡设200m3高位水池一座进口施工段为反坡排水,分段设置集水仓采用机械分级抽排至洞外。通风:工作面采用压入式通风,在竖井与工作面贯通后,利用竖井排风。9.3.管理、维修保养措施在现场建立一个机械修配厂,负责对本标段内所有机械设备进行维修、维护和保养,提高设备完好率。
设专职维护员定期对现场所有机械设备进行维护保养,维护员由高级技师担任,建立设备台帐,对机械设备的管、用、养、修进行动态管理,提高机械管理水平。对所有机械设备的操作人员进行岗前的再培训,要求操作人员按操作说明进行作业,不得任意扩大使用范围和超负荷作业,定期检查与日常保养相结合,及时发现和处理机械故障。备足易损件,保持机械设备正常运转。加强机械指挥和调度,严禁违章指挥和操作,严禁无知蛮干。加强对油水的使用管理,正确选用油品、掌握换油期、掌握加油量及正确使用内燃机冷却液,建立专业化的油水管理组织。实践证明,基层施工单位油品的科学管理与合理使用、水和防冻液的正确选择是保证工程机械正常运转的关键之一。10.主要材料供应计划主要材料供应计划见表10-110.1主要材料供应方式根据《施工招标书》的规定,构成工程主体的钢材、水泥由建设单位组织施工单位招标采购,供货合同由施工单位签订,其他物资由我单位自行采购,并由物资设备部按工程进度计划组织采购供应,保证工程施工的连续性。10.2料源及运输方式根据《施工招标书》规定,主材经招标签订合同后,用火车和汽车运至工地仓库。施工用砂从料源点黄羊镇砂沟将砂用汽车运至黄羊镇火车站,黄羊镇火车站作为临时倒运站,利用既有铁路将砂运至打柴沟车站,再用汽车运至工地料场。
石料(片石、碎石)由石板沟石场供应,用汽车运至工地料场。火工品的采购运输,首先要和地方公安部门联系,取得运输使用的各种手续后,用专用车辆派专人押送由专人负责保管,按安全规程办理使用手续。对剩余的雷管炸药及时派专人负责登记回收到库房,杜绝乱拿乱放。雷管库炸药库分开建设,两库距离不小于50米,并离工地和居民区距离不小于500米,在库房周围设警戒线,并派专人负责看守,库房上设避雷装置,防止雷电引发事故。库房采用砖混墙体,钢筋砼现浇板屋盖,做到防盗防潮,房顶设隔热层。10.3物资管理 本标段的物资管理,依据《施工招标书》中建设单位制定颁布的“物资管理办法”办理,我单位坚决遵照执行。并在工地设仓库。在物资设备部的具体管理下,对进场的原材料必须有出厂合格证,按材料品种、规格、质量等标识,分类存放。并经试验室检测不合格的材料坚决清理,各工程队设专职材料员,建立入出库材料台帐,以便掌握材料的使用情况。11.文明施工等其他各项措施11.1.文明施工保证措施11.1.1.文明施工的目标:建文明工地、做文明职工、创省级文明单位。11.1.1.1.创建美好环境。在工地现场和生活区修建足够的临时卫生设施,每天清扫处理,同时,在生活区周围设置防风防沙围墙,外用安全色书写醒目的激励健康奋进的标语。11.1.1.2.组织开展创岗建家活动。项目经理部、工程队设文体娱乐场所(
如棋牌室、电视室、乒乓球室、阅览室及室外公共活动场),使职工在工作之余,能及时了解国家大事,得到愉悦身心的锻炼,以更好的服务和促进施工生产。11.1.2.做好文明施工的宣传教育工作文明施工是现代物质文明和精神文明的体现,是一个施工企业综合素质的缩影。我单位坚持文明施工,并把文明施工作为强化企业管理,不断提升企业素质和增强企业竞争能力的重要内容。乌鞘岭隧道施工环境恶劣,任务艰巨,要出色地完成施工任务,必须坚持科技领先,以人为本,文明施工。为此,为了工程顺利进行,树立良好的企业形象,为创优质工程提供良好的施工氛围,必须加大文明施工的宣传力度。在施工工地上设立规范醒目的宣传栏,映照文明施工氛围,使每个参加施工人员自觉做文明职工。积极宣传修建乌鞘岭特长隧道的重大意义;宣传党的方针政策,民族政策;宣传尊重科学、不畏艰险、无私奉献的精神,鼓舞全体员工的斗志。11.1.3.施工现场的文明施工管理措施11.1.3.1.开展文明施工,保证现场管理有序,有条不紊。场地布置统一规划,施工区材料堆放整齐,确保场地平整,道路畅通,排水畅通;场区内设施布置线条整齐化一、卫生悦目。11.1.3.2.强化施工现场管理。严格包保责任制,明确分工,责任到人,奖罚分明,做到突出重点,分级落实,规范施工,注重实效。坚持施工人员挂牌上岗,现场施工统一服装,挂牌上岗;施工现场设置施工标牌、宣传标牌、安全警示牌。11.1.3.3
.施工现场清洁、整齐卫生。在适当位置设置厕所,不随地大小便和乱倒垃圾,不在建筑物上任意刻画涂抹。施工现场的生产房屋及设施要求保布局合理,整齐化一。临时便道合理规划,尽量减少便道数量,路面平整,两侧排水沟通畅。11.1.3.4.现场的临建房屋保证安全牢固,满足抗风、防震、避雷要求,冬季室内必须有可靠的保暖设施。11.1.3.5.各种管线整齐、顺直、不侵界限,做到“五不漏”即不漏水、不漏风、不漏电、不漏油、不漏烟。11.1.4.施工过程中的文明施工措施11.1.4.1.混凝土采取集中自动计量拌合,搅拌运输车运输砂浆搅拌机拌制,杜绝人工拌制。11.1.4.2.混凝土拌合站,预制场等高噪音作业项目尽量避开人员宿营区。车辆通过村或动物保护区时减速慢行。11.1.4.3.施工生产和生活废水,采取有效措施加以净化处理,不得超标排放,也不得随意排放。11.1.4.4.施工期间,经常对施工运输道路进行维修保养,确保晴雨无阻,四季畅通。对扬尘地段,采用洒水车经常洒水,减少扬尘。11.1.4.5.车辆在运料过程中,对易飞扬的物料用篷布覆盖严密,且装料适中,不得超量,车辆轮胎及车外表用水冲洗干净,保证312国道的清洁。11.1.4.6.合理安排施工作业时间,在靠近宿营区,夜间不安排噪音大的机械施工。如果施工,必须采取加快进度和采用隔音、消音装置或缓冲垫等措施减少噪音。
11.1.4.7.在施工中发现文物或重要的矿物、宝藏时,及时向当地文物保护单位报告并做好现场保护工作。11.1.5.开展路地共建活动,树立良好社会形象教育全体员工遵守地方的各种法规,团结当地各族人民群众,遵纪守法,行为规范,文明礼貌,爱护当地农作物,保护当地资源;搞好友邻施工队伍之间的团结协作,在建设单位的直接领导下,要尊重各级地方政府、尊重当地人民群众、尊重民族风俗习惯;与当地人民政府和人民群众,开展路地文明共建活动;为各族人民办好事,造福西北人民。11.1.5.1.严格纪律,做“三有职工”(有理想、有道德、有文化)对工人进行法律、法规和文明职工教育,严禁在施工现场打架斗殴及进行黄、赌、毒等非法活动。建立职工夜校,由工程技术部各工程专业技术人员,在施工间歇对施工人员、质量检查人员、工程管理等人员进行理论和实践的教学,提高施工人员的文化素质和应用操作技能。11.1.5.2.开展为民、便民活动,密切与当地各级政府和人民群众的关系11.1.5.2.1.工程施工过程中,积极同当地人民保持密切联系,11.1.5.2.2.在符合工程施工技术要求的前提下,尽量雇用当地施工人员。严格遵守国家《劳动保护法》和有关部门制定的劳动保护条例,自觉执行兰新线兰武段铁路关于劳动保护的有关规定。11.1.5.2.3.车辆行使礼让三先,军车运输优先,文明驾驶;途中因故出现问题,要及时向项目部或队汇报。11.1.5.3.尊重少数民族的民风习俗
11.1.5.3.1尊重少数民族同胞。11.1.5.3.2.了解少数民族的风俗习惯。11.1.5.3.3.少数民族同胞遇到困难时,尽力帮助解决,与他们建立起融洽的民族感情。11.2.文物、化石、矿藏资源的保护措施11.2.1.严格按照国家《文物保护法》和地方政府的文物保护条例、爱护文物、保护文物,防止文物损坏或丢失。11.2.2.施工中如发现各类文物化石时,应立即停止施工,及时与文物单位取得联系,在未查明文物真相前,禁止破坏性施工。在文物单位证实没有保留价值的情况下,方可继续施工。11.2.3.对施工中挖出的有价值的文物、化石以及矿藏要及时送交文物单位,以求得妥善处理。施工单位及个人不得私自处理和收藏。11.2.4.积极配合文物保护单位搞好文物的保护工作。11.3.冬、雨季及夜间施工保证措施本段线路位于中温带干旱气候区,春季多风,少雨干旱;夏无酷热,降水增多;秋季凉爽,降温较快,冬季寒冷,干旱少雪。年平均气温-0.1℃至5.1℃,绝对最高气温28.1℃-34。7℃,最低气温-29.0℃至-30.6℃,最大降雨量552.2mm;最大积雪厚度24至36CM,土壤冻结深度130-200cm。在工程施工中应采取相应的冬季、雨季、夜间施工保证措施。11.3.1.冬季施工措施针对冬季施工的气候特点,切实做好建筑物的防冻措施。当室外日平均气温连续5天低于5℃
时,应按冬季施工进行。施工中严格按照《规范》要求的标准操作,从原材料的采购、运输、储存、使用,即以操作规程和管理上严格控制。11.3.1.1.对于各种材料及成品的保护措施11.3.1.1.1原材料:在冬季严格控制受到冬季冻害的原材料进场,合格的材料进场后,须储存的及时覆盖保温,并存放在保温的料库中。11.3.1.1.2.操作规程:冬季施工前对员工进行冬季施工技术培训,使得员工对操作要求做到心中有数,并且进行考核,不合格者不得上岗。在施工过程中,经常检查施工组织设计及施工方案的落实情况,以确保施工生产正常进行。11.3.1.1.3.成品防护:对已完工工程,应根据冬季施工的特点进行防护。如对构筑物进行覆盖保温,对重要的构筑物建立防护日志,安排专人负责每日进行防护和检查。11.3.1.2.冬季混凝土施工措施11.3.1.2.1.工地昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时,混凝土及钢筋混凝土的施工应及时按照冬季混凝土施工的有关规定进行调整,并确定详细的可行的施工方案上报监理工程师批准。11.3.1.2.2.线路中的中小桥涵施工,应抓住有利的季节,抓紧施工,尽早安排在冬季到来之前完成。11.3.1.2.3.乌鞘岭隧道施工,决定在洞口搭设暖棚,对砂、石料及施工用水进行加温,另外,在洞口加挂棉布帘,洞内布置暖炉,确保冬季正常施工。
11.3.1.2.4.对于混凝土工程,掺加引气型减水剂和防冻剂,水及骨料按热工计算要求拌制,施工时将水加热,然后投入骨料搅拌均匀后,最后投入水泥,施工时延长拌合时间,比常温状态下的班和时间长50%。混凝土的配合比选用抗冻型配合比。11.3.1.2.5.冬季混凝土施工运输中,对运输设备进行保温材料包裹,并且尽量缩短混凝土运输时间。11.3.1.2.6.进入冬季混凝土施工,各施工工点指定一名技术人员专门负责工地冬季施工的检查指导工作。对混凝土施工时的室外气温、场地温度、砂石料温度、水温及混凝土的拌合温度、入模温度等进行跟踪量测、监控。杜绝违章操作,确保混凝土质量。施工时及时制作混凝土试件,并增制两组与结构同条件养护的试块,一组用以检验混凝土受冻前的强度;一组用以检验转入常温养护28天的强度,以检验混凝土在冬季施工的质量和采取措施后的施工效果。做好冬季混凝土施工的测量纪录,及时填写混凝土工程施工纪录和冬季混凝土施工记录等表格。11.3.1.2.7.混凝土冬季施工的热工计算搅拌所得混凝土温度:T=((C*TC+S*TS+G*TG)*0.836*103+5*0.836*103*W*TW)/((C+S+G)*0.836*103+5*0.836*103*W)T-混凝土搅拌的绝对温度其中:C、S、G、W分别为水泥、砂、石子、水的质量;TC、、TS、TG、TW分别为水泥、砂、石子、水的绝对温度;算例:假定取25号混凝土的配合比如下:水泥∶砂∶碎石∶水=370∶581∶1240∶185
水灰比为0.45在保温棚内的水泥温度为5℃,砂石料温度为5℃,水加热至50℃。故水泥的绝对温度为278K,砂石料的绝对温度为278K,水的绝对温度为323K。带入上式计算的混凝土的绝对温度为291.4K。故摄氏温度为18.4℃,根据冬季施工要求,混凝土的搅拌、运输、浇筑等过程的温度损失为6到7℃,所以上述施工条件下的混凝土的入模温度为11.4℃,能够满足施工的要求。11.3.1.3.冬季路基施工措施乌鞘岭隧道洞外路基工程只安排开挖工作。11.3.1.4.桥涵工程冬季施工措施本标段的桥涵工程施工在冬季不进行施工安排。11.3.1.5.施工辅助设施冬季施工措施11.3.1.5.1.进入冬季,施工用机械设备的油箱、水箱、冷却系统容易受冻,造成窝工影响工程施工进度和造成其他损失。施工中采取遮盖、添加防冻剂等有效防冻措施。11.3.1.5.2.施工现场及行车便道在冬季应注意及时扫除积雪,避免施工场地积水结冰。必要时施工现场可针对防止施工便道防滑,采取铺洒粗砂或炉渣的措施。11.3.1.5.3.冬季施工现场的各种管道容易冻裂,特别是隧道施工的高压水管、洞外排水管道等设施。按防寒保温要求,设备采取包裹覆盖保温的措施进行防冻害处理。高位水池盖板上应加盖草垫进行保温,防止高位水池中的水由于低温冻结。
11.3.1.5.4.工程施工用的各种材料,特别是隧道施工用的各种液态外加剂,应该存放到有保温措施的仓库内进行保管。11.3.2.雨季施工保护措施本地区干旱少雨,但是降雨相对集中,为了在雨季施工期间不影响施工,加强与气象部门联系,特别是对当地防洪特点与洪水水位的了解,做到早准备,早安排,使雨水对施工影响降到最低程度。11.3.2.1.雨季施工前进行下列准备工作11.3.2.1.1.对选择的雨季施工地段进行详细的现场调查研究,据实编制实施性雨季施工组织计划.11.3.2.1.2.修建好施工便道保持晴雨畅通,过河便桥要具备抗洪能力,疏通排水设施,保证雨季作业的场地不被洪水淹没并能及时排除地面水。11.3.2.1.3.备足工程材料,以防雨季发生中断交通后,工程材料难以保障而被迫停工。11.3.2.2.桥涵雨季施工措施11.3.2.2.1.桥涵工程雨季施工时,应备足各种施工用料和排水设备。11.3.2.2.2.基坑开挖后尽快完成基础圬工的施工,避免基坑暴露过久。基坑四周设临时防排水设施。基础圬工完工后及时进行基坑回填。11.3.2.2.3.桥涵混凝土灌注时准备活动遮雨棚。浇好的混凝土及时采用塑料薄膜进行覆盖。11.3.2.2.4.浆砌圬工施工时备有足够的防雨布,以防突然降雨时覆盖使用。雨后进行施工时一定要根据砂石的含水量调整砂浆拌合用水量。
11.3.2.2.5.雨天不得进行桥涵工程的防水层的施工。11.3.2.2.6.现场作业间、机修间和材料库搭设严密,防止漏雨,各种电器要安装可靠的漏电保护装置。11.3.2.3.路基雨季施工措施11.3.2.3.1.路基在填方坡脚以外挖掘排水沟,保持场地不积水。含水量过大无法晾干的土不得用作雨季施工填料。11.3.2.3.2.路堤填筑随填随压,收工前必须将铺填的松土压实完毕,不留隔夜松土。路基面每一压实面均做成2%~4%的横坡排水。路堤边坡随时保持平整,不留凹坑。11.3.2.3.3.砼施工采用搭棚或覆盖,禁止雨水冲刷没有凝固的砼。11.3.2.3.4.在河中低洼处施工时,设置防洪堤,并将上游洪水引离施工场地。11.3.2.3.5.雨季开挖基坑时,要防雨、防洪。下雨时用蓬布盖基坑,不让雨水下入基坑内,同时基坑四周设土堰挡水。11.3.2.3.6.涵洞、水沟早安排,早施工,早日形成渡洪排水能力。11.3.3.夜间施工保证措施11.3.3.1.项目部及项目经理部各部门建立夜间施工领导值班和交接班制度,加强夜间施工管理与调度。在项目经理部布置夜间值班室;在施工现场安排现场值班室。11.3.3.2.由工程技术部门制定夜间施工保证具体实施措施。11.3.3.3.施工现场设置明显的交通标志、安全标志牌、警戒灯等标志,标志牌已具备夜间荧光功能。保证施工机械和施工人员的施工安全。
11.3.3.4.施工现场要布置足够的夜间施工照明设备,保证施工照明强度要求,确保施工现场的安全。11.4.科研配合的保证措施乌鞘岭隧道是铁道部重点工程建设项目,其特点是地质条件复杂、施工难度大、科技含量高。中标后我单位将积极配合科研、设计单位及有关部门进行科学技术研究开发工作。我单位设立科技开发专项资金,用于乌鞘岭隧道工程施工的新技术、新工艺、新材料、新设备以及相关的科学研究工作的费用支出。对科研、设计单位我单位将在人力、物力、施工配合等方面给予大力支持,在交通、食宿等提供方便,现场的实验仪器、设备可以无偿使用。11.5.廉政建设保证措施11.5.1.本标段由党委书记主抓廉政、勤政建设工作,与业主签定廉政合同,主要防止在施工生产过程中各级管理人员可能出现的不良现象及违纪现象而影响工程顺利进展和企业的形象。11.5.2.加强队伍的自身建设,依靠科技不断提高施工水平,努力提高队伍素质,严肃纪律,杜绝“人情检查”和“人情监理”等现象的发生。11.6.资金保证措施11.6.1.乌鞘岭隧道工程是铁道部的重点建设工程,中标后,更是我单位重中之重的施工项目
,我单位将全力保证乌鞘岭隧道工程建设资金的正常运转。设立为本工程服务的专项流动资金,并从自有资金中注入足额的流动资金,在接到中标通知书后,立即投入使用,确保人员、设备动员快、进场快、队伍设营和临建快、开工快,确保工程按时开工和顺利施工。11.6.2.中标后,我单位根据工程实际建设需要,制定详细的工程建设资金使用计划以及资金应急计划安排。计划财务部门将选派单位责任心强、业务水平高的同志担任部门主管,勤抓严管,搞好财务工作。11.5.3.加强工程款审批核查制度,加大经济执法力度,严禁挪用工程建设款项,以确保资金用于工程建设。11.7.对已完工工程防护、保护措施11.7.1.对已施工的隧道,在施工中严格操作规程,防止已完工的预埋件工程遭到破坏,对已完工的隧道衬砌、整体道床、桥涵等工程派专人巡道检查,发现问题及时加以维护。11.7.2.对工程中开挖的电缆沟、槽和盖板等,在施工中应严格施工作业界限,防止损坏。11.7.3.已加工的预制件,要按相关要求进行运输、堆码,严禁超限存放。11.7.4.对与施工直接相关的既有道路和电力设施,在使用时不能超负荷工作,并按照规范要求保护,确保其正常使用。11.7.5.在施工中对原有道路、管沟、电力、铺架等其他设施造成破坏后,及时采取改移、重建等措施进行修复,并确保其恢复后正常运行,使破坏影响减少至最小程度。11.7
.6.对已完工的工程采取必要的保护措施,委派专人看守,设置警示标记,或设置工程防护措施,防止临近工程施工时或人为及其他因素的破坏活动,导致已完工程出现缺陷或工程功能降低甚至丧失。11.8.做好竣工文件的编制及工程移交工作11.8.1.工程竣工后由施工技术部门负责,按业主的要求进行竣工文件的编制;项目经理部负责竣工文件的审核、汇总、组卷、移交工作。11.8.2.从工程开工时就安排竣工文件的积累工作,做好工程日志、质量记录、工程检查证的签证整理、施工小结等,并逐步过渡到变更设计记录的整理、图纸修改、底图描绘、图标签署。各工点技术资料应按照专业、部位结构等不同内容建立单位工程文件档案,文件资料有专人负责收集整理,随时检查督促,以避免文件资料破损和丢失。11.8.3.将竣工文件的编制工作纳入各级总工程师、技术负责人和工程技术人员的职责范围,按照竣工文件和图纸资料归档内容、归档要求、归档时间,随时做好收集整理工作,要注意隐蔽部位的情况及时填写隐蔽工程记录,在施工中如有图纸变动,随时修改。11.8.4.工程竣工后按照建设单位的安排和要求进行工程竣工初验、交验及移交。11.9.工程完工、退场清理保证措施11.9.1.工程完工及退场清理工作坚决坚持完工一项退场清理一项的原则。此项工作由项目经理部委派一名项目副经理领导工作。11.9.2.某项工程完工之后,均按
完工清场工作应依据完工一段清理一段的工作原则进行。应对现场施工临时工程进行拆除,拆除的废物营运至弃土场。清场工作应加强对施工过程中遗留的污染源进行彻底调查,对固体污染物营运至当地环保部门制定的垃圾场进行掩埋,不得就地处理。严禁现场焚烧固体污染物。对于液体污染物应进行抽取装运至处理厂。临时用地工程应进行复耕还种处理。并对施工过程中破坏原有植被的区域进行绿化。完工清场工作由负责本段工程的责任人执行,监督、检查完工清场工作情况,并将完工清场工作过程记录归档。11.9.3.完工工程的料款、雇用劳力工资严格按照有关规定协议执行,计量拨款工作做到不拖、不欠。