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'目录第一篇新风平岭2号隧道施工组织设计1摘 要1Abstract21工程概况31.1编制依据及原则31.1.1编制依据31.1.2编制原则31.1.3项目目标31.2工程范围及工程数量41.2.1标段范围41.2.2主要工程数量41.3工程地质条件91.3.1地形地貌91.3.2气象101.3.3地质条件101.3.4水文地质条件101.3.5构造111.3.6地震烈度111.4隧道施工环境111.4.1水源111.4.2电源111.4.3通讯设施111.4.4交通运输111.4.5地材供应112施工准备122.1现场布置122.1.1现场布置的原则122.1.2现场施工主工作面选址122.1.3弃碴场地及卸碴道路布置122.1.4大宗材料堆放场地和材料库布置122.1.5生产房屋和生产设施布置132.1.6临时工程数量132.2人员及机械配备142.2.1队伍安排及劳动力组织142.2.2施工机械设备的配置142.3施工技术准备162.3.1熟悉图纸资料和有关文件162.3.2技术交底162.3.3技术保障162.4施工现场准备16118
2.4.1复查和了解现场172.4.2确定工地范围172.4.3清除现场障碍172.4.4办妥有关手续172.4.5作好现场规划172.5有关协调工作的准备172.6施工测量172.6.1控制测量182.6.2高程控制测量182.6.3施工测量182.6.4贯通误差的测定及调整192.6.5测量成果整理202.6.6测量质量的保证措施213隧道施工总体安排及施工方案213.1施工总原则213.2进洞方案223.2.1施工范围223.2.2进洞方案223.3开挖方案223.3.1断面开挖方法223.3.2爆破方法223.3.3运输出碴方案233.3.4支护方案233.3.5衬砌方案233.3.6辅助施工方案243.4隧道弃碴利用和弃置方案254洞口施工264.1洞口(明洞)施工264.1.1准备工作264.1.2洞口边仰坡开挖与防护264.1.3洞口斜切段施工284.1.4洞口排水294.1.5洞门修筑294.1.6明洞施工294.2质量保证措施295超前支护工程305.1超前小导管施工305.1.1施工工艺305.1.2施工方法315.1.3检测标准325.1.4技术措施335.2超前大管棚施工34118
5.2.1超前大管棚施工工艺345.2.2超前大管棚施工方法355.2.3检测标准365.2.4技术措施376洞身开挖工程376.1洞身开挖方案的选择376.1.1正台阶工作面施工法开挖386.1.2全断面开挖386.2爆破工程396.2.1钻爆设计396.2.2隧道爆破的参数设计406.2.3钻爆施工466.2.4全断面法施工486.2.5台阶法施工546.3出碴运输577初期支护工程587.1锚杆施工587.1.1施工工艺587.1.2施工方法587.1.3检测标准597.1.4施工要点597.2中空锚杆施工607.2.1中空注浆锚杆施工工艺617.2.2中空注浆锚杆施工方法617.2.3施工注意事项617.2.4检测标准627.2.5技术措施627.3钢架施工637.3.1施工工艺637.3.2施工方法637.3.3检测标准647.3.4技术措施647.4网喷砼施工657.4.1施工工艺657.4.2施工方法657.4.3检测标准667.4.4技术措施667.5喷射混凝土677.5.1施工工艺677.5.2喷射混凝土的操作特点677.6监控量测697.6.1量测项目69118
7.6.2量测断面间距707.6.3量测断面布置727.6.4量测频率727.4.5监测方法737.4.6监测资料整理、数据分析及反馈737.4.7监控量测管理758二次支护工程788.1仰拱(填充、底板)施工788.1.1施工工艺788.1.2施工方法788.1.3检测标准798.1.4技术措施798.2结构防排水808.2.1防水层铺设工艺808.2.2橡胶止水带828.2.3软式透水管盲沟838.3二次衬砌施工858.3.1施工准备858.3.2防水858.3.3钢筋加工858.3.4钢筋安装858.3.5拱墙衬砌混凝土施工方法859隧道装饰工程909.1工程概况909.2装饰工程主要工程量909.3主要检查验收标准919.4主要工程施工方案与方法929.4.1洞口装饰板材施工929.4.2瓷砖安装949.4.3涂层(漆)959.4.4路缘漆施工969.5施工保障措施969.5.1工程质量保障措施969.5.2工期保障措施979.5.3安全保障措施9710机电工程9710.1工艺设计9810.2隧道控制室9910.3隧道消防10011工期计划及安排10111.1施工进度安排10111.1.1隧道施工进度指标101118
11.1.2开挖及支护循环时间计算10211.1.3衬砌施工循环时间计算10311.1.4工期计算10311.2工期保证体系10311.3工期保证技术措施10412质量管理体系以及保证措施10612.1质量管理体系实施四级管理10612.2工程质量保证措施11012.2.1具体质量目标11012.2.2质量控制机构和创优规划11012.2.3强化质量意识,健全规章制度11013安全管理体系以及保证措施11113.1目标与体系11113.1.1安全目标11113.1.2安全保证体系11113.1.3安全领导小组11113.2具体措施11113.2.1现场安全11113.2.2防爆炸物安全措施11113.2.3防有害气体安全措施11213.2.4硬岩地段开挖防坍安全措施11213.2.5防隧道塌方安全措施11213.2.6防隧道透水的安全措施11213.2.7防突水涌泥的施工安全措施11213.2.8隧道衬砌11313.2.9隧道支护安全措施11313.2.10高压电进洞安全技术措施和电气防火措施11313.2.11火工品的安全管理11413.2.12防火、防盗管理措施11414隧道施工事故应急预案11514.1应急预案准备11514.1.1目的11514.1.2依据11514.1.3适用范围11514.1.4职责11514.1.5应急设备和物资11514.2应急预案实施11614.2.1应急响应11614.2.2处理隧道塌方措施11714.2.3处理隧道塌方11714.3防护及记录工作11815环境保护、文明施工措施119118
15.1环境保护、水土保持体系11915.2环境保护措施11915.3森林及施工现场防火有关规定11915.4文明施工措施119第二篇城市地下空间的开发利用研究专题121摘要121ABSTRACT121前言1221绪论1231.1研究背景1231.2问题的提出1231.3专题研究的目的、意义及挑战1241.3.1问题研究的目的1241.3.2专题研究的意义1241.3.3城市地下空间开发面临的挑战1262与城市地下空间有关的基本理论分析1272.1地下空间概念1272.1.1地下空间与城市地下空间1272.1.2地下建筑与地下工程1272.1.3复合化开发概念的提出1282.2地下空间开发利用的基本理论1282.2.1城市地下空间开发的适应度判别1282.2.2建筑功能设在地下的基本条件1292.3城市地下空间开发利用的主要形式1292.4国内外城市地下空间开发利用的一些情况1302.4.1我国国内自古以来对城市地下空间的利用1302.4.2国外城市对地下空间开发利用的一些情况1333我国城市地下空间开发利用(实例)135青岛市城市地下空间开发利用的研究1353.1青岛市城市地下空间开发利用的现况及存在的问题1353.1.1地理条件1353.1.2现况1363.1.3存在的问题1373.2青岛市地下空间资源评估与质量评价1373.2.1地下空间资源评估的目的和任务1373.2.2地下空间资源评估的技术路线与方法1383.3青岛市地下空间质量的评定及可利用地下空间资源的分布1383.3.1地下空间资源总体评价1383.3.2地下空间的评价及分布1393.4青岛市地下空间开发利用的规划构想1393.4.1总体思路1393.4.2发展模式139118
3.4.3地下空间的开发内容1403.5青岛市城市地下空间开发利用的对策措施1413.5.1加强统一规划与管理1413.5.2建立城市地下空间开发利用的鼓励机制1413.5.3利用多元化的投资融资模式促进地下空间的有序开发1414结语1414.1专题研究的结论1414.2专题研究的局限性1424.3对后续研究的展望142致谢143第三篇外文翻译144外文部分144中文翻译152118
第一篇新风平岭2号隧道施工组织设计摘 要隧道施工组织设计是施工的基本依据。根据施工文件要求、隧道工程特点、围岩条件、工期要求、周围环境、施工技术装备和施工力量等技术与经济因素,在确保安全、经济的前提下,编制隧道施工组织设计。其目的是保证工程按设计要求的质量、计划规定的进度与合理的设计预算,安全、优质、高效地完成施工任务。新风平岭2号隧道确定合理的施工方法、对施工工艺、机械装备、监控量测、工序安排、劳动组织、材料供应、工程投资、场地布置等,作出合理的规划,并提出了组织措施和充分预计可能出现问题的对策,制定了工期保证措施、安全保证措施和环保措施等。另外,根据各分项工程的工程量、基本施工工序、劳动力安排及工期要求等,编制了施工形象进度图、网络计划图和施工横道图。根据隧道工程规模大小、洞口地形特点、弃渣场位置和水源情况及工期要求等,本着全面规划统筹安排、充分利用地形、因地制宜的原则编制了施工场地布置图。确保隧道施工有条不紊地顺利进行。关键词:隧道;施工方法;施工工艺;技术措施。118
AbstractThetunnelconstructionorganizationplanisthebasicdocumentofconstructionAccordingtotheconstructiondocumentrequest,thetunnelingcharacteristic,theadjacentformationcondition,thetimelimitforaprojectrequest,theenvironment,constructiontechnologiesandtheeconomicagentandsoontechnicalequipandconstructionstrength,inguaranteethesecurity,undertheeconomicalpremise,establishesthetunnelconstructionorganizationplan.Itsgoalisguaranteedtheprojectinstallscountstherequestthequality,theplanstipulationprogressandthereasonabledesignbudget,thesecurity,highquality,completestheconstructiontaskhighlyeffective.TheNewFengpinglingtunneldeterminationreasonablejobpractice,totheconstructioncraft,themachineryequipment,themonitoringgauging,theworkingprocedurearrangement,thelabororganization,thematerialhandling,theprojectinvestment,thelocationarrangementandsoon,makesthereasonableplan,andproposedtheorganizationmeasureandthefullestimatepossiblyhastheproblemthecountermeasure,hasformulatedthetimelimitforaprojectguaranteemeasure,thesafeguaranteemeasureandtheenvironmentalprotectionmeasureandsoon.Moreover,accordingtovarioussub-itemsprojectresilience,thebasicconstructionworkingprocedure,thelaborforcearrangementandthetimelimitforaprojectrequestandsoon,hasestablishedtheconstructionvividprogressmap,thenetworkplanningchartandtheconstructionby-waychart.Accordingtothetunnelingscalesize,theentranceterraincharacteristic,theabandoneddregsfieldpositionandthewatersourcesituationandthetimelimitforaprojectrequestandsoon,inlinewiththeoverallplanningoverallplanarrangement,theprinciplewhichusingtheterrain,actedascircumstancespermithavefullyestablishedtheconstructionlocationgeneralarrangement.Guaranteesthetunneltoconstructsmoothlycarriesonmethodically.Keywords:Tunnel;Workmeasures;constructioncraft;Technicalmeasures.118
1工程概况1.1编制依据及原则1.1.1编制依据根据承发包合同、招投标文件、《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)、《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)、《公路隧道施工技术规范》(JTJ042-94)、《锚杆喷射砼支护技术规范》、《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076-95)。1.1.2编制原则安全第一原则:按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案。特别是该隧道的防突涌水、涌泥、涌砂、进口瓦斯地段、出口大跨段顺层滑坡段的施工安全,爆破作业安全,软弱围岩防坍塌的施工安全。对重点安全部位,制定有效的技术方案及措施,安全防护到位,确保万无一失。优质高效的原则:加强领导,强化管理,优质高效。根据质量目标和创优规划的总体要求,贯彻GB/T19001-2008质量体系,推广应用“四新”技术,确保质量规划目标的实现。方案优化的原则:新风平岭2号隧道为全线控制工期的关键工程之一,技术含量高、施工难度大、工期紧,编制中对施工各环节的关键工序进行多种施工方案的综合比选,在技术可行的前提下,择优选用最佳方案。确保工期的原则:根据总指对本隧道工期要求及结合本标段总的工期要求,编制科学、合理、周密的施工方案,合理安排进度,实行网络控制,搞好工序衔接,实施进度监控,确保实现工期目标,满足建设单位要求。科学配置的原则:根据标段工程量大小及各项管理目标的要求,在施工组织上实行科学配置。选派有施工经验的管理人员,上场专业化施工队伍,投入先进、精良的施工设备;确保流动资金的周转使用,做好建设资金的管理,做到专款专用;选用优质材料,确保人、财、物、设备的科学合理配置。突出环保水保的原则:结合工程项目采取积极、严密的环保、水保措施,尽可能减少施工对生态平衡的影响。贯彻国家“绿色通道”战略,遵守铁道部及国家环保总局、水利部、山西省及地方政府对太兴线的环境保护及水土保持的要求,加强环境保护和水土保持。1.1.3项目目标(一)安全生产目标隧道不塌方,高处无坠落,爆破无事故,交通保安全,用电遵规程,安全渡汛期。(1)杜绝亡人事故;(2)杜绝国有公路上由我方负主要责任的交通事故;118
(3)杜绝易燃、爆炸物品丢失、被盗、爆炸事故;(4)杜绝淹溺事故,火灾事故;(5)职工负伤率控制在5‰以下。(二)质量目标开工必优,一次成优,太兴隧道创国优。(1)确保全部工程达到国家、铁道部现行验收标准;(2)隧道不渗不漏;杜绝重大质量事故;将一般质量事故控制在最低限度;消除工程质量通病。(三)工期目标新风平岭2号隧道设计起止里程DIK48+689.00~DIK49+565.00,为全长876.00m的单线隧道,最大埋深约87.0m,根据我局以往长隧道施工经验,拟上场的施工机械设备和施工方法,按12个月工期编制施工进度计划。全隧道计划于2012年12月底以前完成贯通,2013年4月30日完成洞内所有工程。(四)效益目标开源节流,保证工期,兑现承诺。(五)信誉目标以信誉第一作为目标,争一保二。1.2工程范围及工程数量1.2.1标段范围新风平岭2号隧道设计起止里程DIK48+689.00~DIK49+565.00,为全长876.00m的单线隧道,最大埋深约87.0m,左侧距既有太岚线最近线间距约为14m,且隧顶有运煤道路,地质较差,交通不便。隧道DIK49+487.76~DIK49+565.00段位于曲线段,曲线半径R=1800m;隧道内线路为单面上坡,坡率为3.0‰。1.2.2主要工程数量主要工程数量见表1-1,工程数量汇总见表1-2:118
表1-1主要工程数量表(每延米)序号项目单位数量1衬砌拱墙C25防水钢筋混凝土m³21.542仰拱C25防水钢筋混凝土m³3.073钢筋HRB335㎏1856.454HPB235㎏433.065仰拱填充C20混凝土m³3.086回填碎石过滤层m³6.687干砌片石m³08M10浆砌片石m³2.749夯填土石m³70.9110粘土隔水层m³12.9911沟槽沟槽身C25混凝土m³0.2612HPB235钢筋㎏8.313盖板C30混凝土m³0.114HPB235钢筋㎏12.6515保温材料m³0.1816防水层3m厚M10砂浆保护层m³1.5317Φ100双壁打孔波纹管m2181.5mm厚防水板m²18.3219350g/m²无纺布m²18.32表1-2工程数量汇总表118
隧道长度(m)876序号项目内容围岩类别ⅢⅣ小计1围岩长度m813.0048.00861.002暗洞暗洞开挖量土石方m³40075.492694.6442770.133初期支护喷射混凝土C25素喷混凝土m³1210.2969.561279.854C25网喷混凝土m³0.00232.02232.025钢筋网Φ8钢筋网kg0.003987.063987.066系统锚杆Φ22组合中空锚杆L=2.0m锚杆长度m8146.000.008146.007L=2.5m锚杆长度m0.00720.00720.008L=3.0m锚杆长度m0.000.000.009边墙Φ22砂浆锚杆L=2.0m锚杆长度m0.000.000.0010L=2.5m锚杆长度m0.00960.00960.0011L=3.0m锚杆长度m0.000.000.0012锚杆垫板kg4316.90712.325029.2213钢架格栅钢架HRB335kg0.0019441.1819441.1814HPB235kg0.00919.20919.2015型钢钢架HRB335kg0.000.000.0016I16kg0.000.000.0017连接件M20螺栓螺母套0.00960.00960.0018M24螺栓螺母套0.000.000.0019A3钢kg0.002474.002474.0020锁脚锚管Φ42钢管(L=3.5m)m0.00561.60561.6021kg0.002100.002100.0022二次衬砌衬砌拱墙、仰拱C25混凝土m³6878.80467.247346.0423C30钢筋混凝土m³0.000.000.0024结构钢筋HRB335kg0.000.000.0025HPB235kg0.000.000.0026仰拱填充C20混凝土m³2512.93149.932662.8627回填注浆1:1水泥浆m³162.609.20171.8028无砟轨道基础C30混凝土m³0.000.000.0029超前支护超前小导管Φ42×4热轧无缝钢管m0.001171.161171.1630kg0.004392.084392.0831Φ8钢筋kg0.00153.18153.1832注浆1:1水泥浆m³0.0046.0046.0033超前锚杆Φ22组合中空锚杆L=4.0mm³0.000.000.0034防排水水沟及电缆槽沟槽身C30钢筋混凝土m³245.28245.2835盖板C30钢筋混凝土m³96.3696.3636钢筋HPB235kg21216.7221216.7237保温材料m³157.68157.68118
38洞内防排水措施防水板厚度1.5mmm²17221.02992.6218213.6439无纺布350g/m²m²17221.02992.6218213.6440透水盲管Φ50单壁打孔波纹管m2152.63124.082276.7141Φ80双壁打孔波纹管m1626.0096.001722.0042PVC管Φ80m97.566.24103.8043中埋式橡胶止水带m702.4341.96744.4244外贴式止水带m4435.73263.94699.6645固定钢筋Φ8kg1398.4083.581481.9846遇水膨胀止水条m3733.30221.953955.2547沥青木丝板m³236.52236.5248聚硫嵌缝膏m³0.790.7949明洞防水措施甲种防水层m144.45144.4550乙种防水层m²186.90186.9051M10砂浆保护层厚7cmm³46.5046.5052透水盲管Φ100双壁打孔波纹管m30.0030.0053Φ50竖向打孔波纹管m0.000.0054边墙EVA防水板m²0.000.0055明洞长度m15.0015.0056明挖土方m³3564.003564.0057石方m³891.00891.0058衬砌拱墙C35钢筋混凝土m³323.1323.159仰拱C35钢筋混凝土m³46.0546.0560钢筋HRB335kg27846.7527846.7561HPB235kg6495.96495.962仰拱填充C20混凝土m³46.2046.2063回填碎石过滤层m³100.2100.264干砌片石m³379.80379.8065M10浆砌石片m³41.1041.1066夯填土石m³1063.651063.6567粘土隔水层m³194.85194.8568边坡支护混凝土C20m³394.50394.5069钢筋网Φ8kg0.000.0070锚杆Φ22砂浆锚杆m0.000.0071洞门工程开挖土方m³1102.001102.00118
洞门工程72石方m³343.00343.0073洞口圬工端墙C25混凝土m³105.75105.7574帽石C25混凝土m³3.103.1075洞顶水沟M10浆砌片石m³41.7941.7976挡墙翼墙C25混凝土m³126.08126.0877连接钢筋HRB335kg0.000.0078HPB235kg215.3215.379边仰坡防护喷锚防护C25喷射混凝土m³92.4592.4580Φ8钢筋网kg2218.802218.8081Φ22砂浆锚杆根275.00275.0082m825.00825.0083浆砌片石防护M10浆砌片石m³0.000.0084碎石垫层m³0.000.0085边仰坡防护骨架护坡植草m²0.000.0086C20喷射混凝土m³0.000.0087基础工程挤密灰土桩处理挤密灰土桩(直径50cm)根0.000.0088m0.000.0089灰土垫层m³0.000.0090换填处理三七灰土m³0.000.0091路基面M10浆砌片石m³0.000.0092洞顶天沟开挖土方m³50.4050.4093石方m³117.60117.6094M10浆砌片石m³114.00114.0095检查梯角钢50×50×5kg219.20219.2096钢筋kg129.80129.8097附属工程洞外侧沟及电缆槽C25钢筋混凝土m³6.636.6398钢筋HPB235kg411.74411.7499M10浆砌片石m³17.5117.51100洞外暗管及检查井开挖土方m³0.000.00101石方m³209.20209.20102回填土方m³0.000.00103石方m³167.62167.62104Φ50钢筋混凝土圆管m³20.0020.00105C20混凝土基座m³11.6811.68106井身C25钢筋混凝土m³6.486.48107盖板C25钢筋混凝土m³0.160.16108钢筋HRB335kg0.000.00109HPB235kg239.10239.10110扶手钢筋HPB235kg44.8844.88111浸油木盖板88×44×5m³0.080.08112保温材料m³0.440.44113角钢托L50×50×5mmkg32.5832.58114附设洞室开挖土石方m³289.6912.02301.71115初期支护C25喷射混凝土m³9.021.3810.40118
116C25喷射混凝土m³13.400.0013.40117钢筋网Φ8钢筋网kg0.000.000.00118锚杆Φ22砂浆锚杆m0.000.000.00119模筑C25模注混凝土m³64.853.1067.95120垫层C10混凝土m³5.770.145.91121铺底C25混凝土m³17.450.7418.19122防水层1.5mm防水板+350g/㎡无纺布㎡245.1012.42257.52123综合接地及预埋综合接地Φ16镀铜圆钢HPB235kg1131.571131.5712450×4镀钢扁钢kg376.80376.80125网预埋Q235kg0.000.00126过轨预埋件Φ100PVC管m0.000.00127Φ80PVC管m0.000.00128洞穴处理夯实土方m³0.000.00129地表加固Φ42钢花管kg0.000.001301:1水泥浆m³0.000.00131弃砟与环保弃砟量m³40075.492694.6442770.13132占地荒沟草地亩7.787.78133植被恢复植草亩7.787.78134挡墙M10浆砌片石m³2371.802371.80135监控量测组28.005.0033.00136既有隧道支护注浆1:1水泥浆m³240.00240.001.3工程地质条件1.3.1地形地貌隧道位于太原市古交市,该段位于中低山黄土丘陵地貌,主要形态有黄土梁,山峰相连,冲沟发育,多成“V”字形,出露标高约990m~~1100m,相对高差约110m。1.3.2气象该区属暖温带半干旱区,年平均气温10.08℃,极端最高气温39.8℃,极端最低气温-21.5℃,最冷月平均气温-6.1℃,年平均降水量389mm,一小时最大降水量38.7mm,一日最大降水量53.7mm,年平均风速1.9m/s,最多风向CSW,最大风速31m/s,土壤最大冻结深度:0.99m。118
1.3.3地质条件(一)基本条件地表多为种植土,出露巨厚的第四系上更新统(Q)风积,冲击形成的砂质黄土;二叠系上统石千峰组砂岩夹页岩,工程地质体条件较好。(1)砂质黄土:黄褐色、中密、稍湿。(2)碎石土:杂色、稍湿、中密、以碎石夹块石主。(3)园砾土:黄褐色、中密、稍湿、夹有卵石、乱石磨圆度一般、充填物为粗粒。(4)二叠系上统石千峰组:灰黄色-灰色-紫红色、强风化-弱风化-微风化、砂岩为细粒结构、钙质胶结、页岩为钙质胶结、致密状、节理发育、砂岩为细粒砂岩、页岩按层理分裂成薄片。(5)地层基本承载力:砂质黄土为150kPa;园砾土为400kpa;砂岩夹页层:强风化层为600kpa;弱风化层为800kpa;微风化层为1000kpa。(二)不良地质及特殊岩土问题隧道进口端和出口端山坡坡度较陡,基岩裸露,岩性为砂岩夹页岩,岩体受节理切割、风化较严重,山坡上有零星危岩落石。隧道顶部砂质黄土覆盖,结构疏松,垂直节理较发育,具有湿陷性。1.3.4水文地质条件根据隧道区岩性特征、储水条件隧道区地下水类型主要划分为碎屑岩类裂隙水,大部分隐伏于松散土之下,沿沟谷呈窄长条带状分布。含水岩组主要为二叠系上统石千峰组含水介质为细砂岩、粉砂岩,由于含水层间有泥岩、页岩及砂质泥岩等岩层阻隔,使各含水层独立或层状,含水层间水力联系弱,加之上覆松散堆积物覆盖,补给差,水量贫乏。其排泄以工人开采和倾向径流为主,地下水动态较稳定,水位年变幅较小。隧道区为基岩山区,地下水的补给主要依赖于大气降水、降雪融水的补给,深部基岩裂隙水同时接收表层风化裂隙水的补给。地下水排泄受风化裂隙、构造裂隙发育密度、张开性、连同性等多种因素控制。隧道区山势低缓,降水量较小,补给来源不足。根据现场调查,虽然隧道节理、裂隙较发育,但无大的储水构造存在,随到所在区域支沟无水,亦无泉水出露,结合钻探资料及区域资料综合分析,预测隧道大部分地段地下水位线以上,因此隧道大部分段处于无水状态,属碎屑岩类裂隙水贫水区。隧道出现有水地段主要位于浅埋的支沟谷底,黄土与砂岩接触带,延伸长大的节理、裂隙,涌水形式主要以滴渗水形式,不会出现大面积涌水。勘探范围内无地表水,勘察深度范围内未发现地下水。118
1.3.5构造隧道区位于古交掀斜地块,属于五台山块隆的南部,其中部被晋中新裂陷的北部断陷叠加而分割成两部分。地块内地层展布南新北老,总体向南南东缓倾,产状平缓,倾角一般小于10°。当地新构造运动极为活跃,表现为河谷阶地上升显著,现代河流侵蚀,下切明显,高差达110m。施工工点范围内地质构造形迹不明显。1.3.6地震烈度根据«中国地震动参数区划图»(GB18306-2001),本段地震动峰值加速度为0.15g,相当于地震基本烈度7°。1.4隧道施工环境1.4.1水源隧道入口南侧临近汾河滩,可根据工程需水量的多少进行建堤坝拦截水,供应工程用水。生活用水方面,先打立井引水,取样检验其水质情况,判断是否符合生活用水标准,如果符合则可以就地取水,不符合标准的则在就近村庄与村庄负责人协商从村庄取生活用水。1.4.2电源隧道出口端临近古交一电厂,施工时与有关部门协商后可就近利用变电所外接电源。同时配备大型发电设备,以满足电力短缺时施工需要。1.4.3通讯设施根据山区信号的强弱合理选择通讯设备,如果中国移动信号强则用移动电话,联通信号强则用联通或是电信信号强就用电信,在施工现场办公室应安装固定座机电话,确保与外界随时取的联系。在隧道内部可使用对讲机与隧道外保持联系。1.4.4交通运输左侧距既有太岚线最近线间距约为14m,且隧顶有运煤道路,地质较差,交通不便。1.4.5地材供应砂石可就近取材;施工机械应尽量利用已有设备,水泥、钢筋等材料可于古交集中购买。118
2施工准备2.1现场布置2.1.1现场布置的原则(1)整个工地布置尽量做到“占山不占地,占地不占田,修路又造田”,把支援农业当成一件大事来考虑。(2)保证运输方便通畅。(3)合理划分施工区域,减少各项施工干扰。(4)各种生产生活设施布设要利用有利地形、合理布局,便于工人生产、生活。(5)满足安全防火、防盗和劳动保护要求。(6)遇突发自然或地质灾害时有必要的安全通道。2.1.2现场施工主工作面选址由于新风平岭2号隧道施工的机械设备和材料等较多,如果规划不好,很容易造成相互干扰、使用不便,从而导致现场施工效率低的现象,甚至发生安全事故。我方经过对隧道工程规模大小、洞口地形特点、弃碴场位置和水源情况及工期要求,结合劳动力安排、机械设备、材料用量、施工方法等因素,本着全面规划、统筹安排、合理布置、因地制宜的原则,经过认真细致的方案比较,确定在隧道两头各设一工作面,双向掘进施工。这样一方面工期比较宽松,另一方面可以保证工程的质量。太原端洞口:按“早进洞”的原则,结合实际地形条件及控制边仰坡开挖高度,定洞口于DIK48+689处,采用翼墙式洞门。白文端洞口:按“晚出洞”的原则,结合实际地形条件及控制边仰坡开挖高度,定洞口于DIK49+565处,采用翼墙式拱形明洞门,明洞长15m。2.1.3弃碴场地及卸碴道路布置优先考虑弃碴作洞外路基填方和桥头路堤填土,剩余弃至靠近洞口的弃碴场。保证运输的道路质量,设专门人员疏通水沟,道路不能积水,道路两旁的弃碴要随时清除,避免雨天后造成不便。弃碴场不占用其他工程场地和影响附近各种设施安全,同时做好环境保护和水土保持。不影响附近的农田水利设施,不占用农田。弃碴场的卸碴道路设前后两条卸碴线,以利弃碴。2.1.4大宗材料堆放场地和材料库布置118
在洞口附近要专门建设个小型的厂房(够两三天的施工使用量)来存放施工使用的材料(如水泥,钢筋等),同时我们还会在施工现场附近交通方便的地方,设置一个干燥宽敞的大仓库来存放大宗的材料。厂房不占用其他工程场地和影响附近各种设施安全,同时做好环境保护和水土保持。不影响附近的农田水利设施,不占用农田。洞口附近的那个厂房要保证施工中材料供应的方便,而后一个仓库则是要交通方便,材料运来后能直接存放,同时不影响施工现场的正常作业。2.1.5生产房屋和生产设施布置(1)通风机房和空压机布置在靠近隧道出口的位置,以缩短管道长度,减少管中能量损失,避免出现过多的角度弯折。(2)蓄水池设置在山上相对平坦的地方,可产生足够的压力差,以满足工作面用水的需要。(3)搅拌机设置在靠近洞口,场地较开阔,以便于装车运输。(4)炸药和雷管分开存放,库房(务必要干燥、避光)选择距离工地300-400m以外的隐蔽地点,并安装避雷装置,由专人进行看管。(5)采用外来高压电线输电,变电站设在洞口附近,为保证洞内电压充足,洞内采用电缆供电。(6)生产房与洞口保持一定距离,以保证工人和其他工作人员有一个安静的休息环境,同时又便于工人上下班,便于学习和管理。现场布置图见图2-1118
2.1.6临时工程数量临时工程数量表见下表2-1序号项目名称单位数量备注一施工便道㎡108010cm厚泥结碎石二办公室㎡90生活房屋㎡300生产房屋㎡850包括水泥库、钢筋棚、材料库厕所等三预制场个1利于成型路基四搅拌站座1砼拌和站五水泥稳定砂砾硬化层㎡50015cm厚六Φ100钢筋砼排水管m15七弃碴站个1占地不得小于200㎡八蓄水池个2其中高山水池1个表2-1临时工程数量表2.2人员及机械配备2.2.1队伍安排及劳动力组织班任务及劳动力配置见表2-2表2-2工班任务分配及劳动力配置表工班名称人数(个)担负主要任务掘进工班20×2钻眼、装药、爆破或人工开挖等支护工班20×2超前小导管、锚杆、钢筋网、钢架安设,喷射混凝土作业等衬砌工程20×2防水层、钢筋安装、衬砌、附属工程等运输队18×2出碴、运输、调度、维修、保养等综合保障队5×2风、水、电及其设备维修、保养,道路养护自动计量拌合站18×2砼拌合及小型构件预制118
钢结构加工队10×2各种钢结构加工及预制小计2222.2.2施工机械设备的配置施工机械设备的配置见表2-3表2-3拟投入隧道施工的主要机械设备表机械类别序号机械设备名称型号规格单位数量用途备注开挖支护机械开挖支护机械1挖掘机CAT320B台3洞内作业已有设备2装载机ZLC50F台3洞内作业已有设备3发电机组FV-250台4洞内作业新购4电动空压机4L-20/8台4开挖新购5管棚钻机KR50412-3台3开挖新购6凿岩机YT28台10开挖新购7岩石电钻ZM-15T台4开挖新购8风镐G10台4开挖新购9工作台架6m套2开挖自制10自卸汽车15-18t台8洞内出碴用已有设备11注浆泵KBY50/70台5注浆用新购12喷射机PZ-5台2喷射混凝土用新购13湿喷机TK500台2喷射混凝土用新购14离心泵IS100-65-315台2高压水池抽水新购15潜水泵4.5kW台4施工用水新购16潜水泵7.5kW套4施工用水新购混凝土机械1混凝土搅拌机JS1000套1喷射混凝土用已有设备2混凝土配料机PLD1500套1喷射混凝土用已有设备3混凝土搅拌机JS750套2衬砌混凝土用已有设备118
4混凝土配料机PLD1200套1衬砌混凝土用已有设备5防水板台架6m套2挂防水板用自制6混凝土输送泵HBT60台2衬砌混凝土用已有设备7混凝土输送车7m³台4衬砌混凝土用已有设备8模板台车10.5m台2衬砌混凝土用自制加工机械1电焊机BX1-315台4钢筋加工用新购2钢筋切断机GQ40台1钢筋加工用新购3钢筋弯曲机GQW40台1钢筋加工用新购4钢筋调直机YCL-180台1钢筋加工用新购5切割机台1钢筋加工用新购6立式砂轮机台1机械加工用新购其它1客货两用车NHR54ELW台1生活用已有设备2.3施工技术准备2.3.1熟悉图纸资料和有关文件全面熟悉隧道施工图纸、资料和有关文件,参加业主工程主管部门组织的设计交底和图纸会审并作好记录。2.3.2技术交底根据设计文件及相关规范,由项目总工牵头,逐级做好技术交底工作。2.3.3技术保障结合本单位的技术状况,制定相应的技术保障措施,做好技术培训工作,必要时应先行试点,取得经验并经监理单位批准后推广。118
2.4施工现场准备施工现场以有利于施工为原则。施工现场准备主要应做好以下几项工作:2.4.1复查和了解现场复查和了解现场的地形,地貌,地质特征,水文特点,气象和地震资料。并应对施工材料,水源,电源,及交通运输实际情况了解。2.4.2确定工地范围了解工地的范围,测量核实并标定。2.4.3清除现场障碍施工现场范围内的障碍如建筑物、坟墓、暗穴、水井、各种管线、道路、灌溉渠道、民房等必须拆除或改建,以利施工的全面展开。2.4.4办妥有关手续上述占地、移民和障碍物的拆迁等都必须事先与有关部门协商,办妥一切手续后方可进行。2.4.5作好现场规划按照施工总平面图搭设工棚、仓库、加工厂和预制厂;安装供水管线、架设供电和通信线路;设置料场、车场、搅拌站;修筑临时道路和临时排水设施等。2.5有关协调工作的准备积极与业主、监理工程师取得联系,及时了解、掌握、解决施工前的一切工作,并与当地政府及部门取得联系,争取他们的支持与帮助。一定和当地的居民建立良好的关系,保证施工的正常进行。2.6施工测量测量作业程序流程图见图2-2开工前交接桩控制网、水准基点开工复测控制网、水准基点加密防护施工中复测检查施工测量竣工测量测量成果报监理工程师及业主图2-2测量作业程序流程图118
2.6.1控制测量(一)施工前平面控制网复测施工前根据设计院和业主技术部门现场进行的交接测量控制桩橛点及办理的相关手续,组织测量人员对交接的导线网点和水准基点进行复核测量,复核导线点的坐标和水准基点高程的准确性,测量结果经过平差后与所交的控制点结果进行对比,完全无误后作为施工用控制点。(二)施工平面控制附合导线测设洞内布置双导线,形成闭合导线,利用全站仪、精密水准仪等测量仪器,精确控制隧道施工。洞口导线点位使用钢筋(钢筋顶上刻十字线)埋于洞口附近坚固稳定的地面上,并用混凝土固定桩位,点与点之间通视良好。点位布置完毕后,利用设计院交接的导线网GPS点(已知)作基准点,以三维坐标法,使用全站仪引测附合导线上各点的精确坐标值(并经平差),使用精密水准仪从高等级的2个BM点测定导线上各点的准确高程(并经平差)。水平角的观测正倒镜六个测回中误差≤±2.5″,每条附合导线长度必须往返观测各三次读数,在允许值内取均值,导线全长闭合差≤±1/30000。2.6.2高程控制测量高程控制点的布设利用平面控制点的埋石作为高程控制点,如特殊需要时进行加密,加密的水准点精度不低于高程控制点的精度,其布置形式为附合水准线路。精密水准点的复测采用S1等级水准仪对所交精密水准点进行复测,往返测量。观测精度符合偶然误差±2mm,全中误差±4mm,往返闭合差≤±8(L为往返测段路线段长,以km计)。两次观测误差超限时重测。当重测结果与原测成果比较不超过限值时,取三次成果的平均值。2.6.3施工测量洞口测量:根据隧道洞口的设计结构和洞口地形标高,详细计算洞口边仰坡开挖边线的坐标和各桩中心坐标。利用附合导线与以上计算坐标的相对关系,使用全站仪在地面上放出洞口边仰坡开挖轮廓线,十米桩中心坐标点位,以放出的坐标点为中心放出开挖边线桩,控制洞口边仰坡的开挖。洞身测量:隧道洞身施工测量根据隧道设计文件,精确计算出线路百米桩的坐标及结构的相关尺寸和标高,并按每10m编制出本隧道标高表。测量工程师利用洞内测量控制点,及时向开挖面传递中线和高程;由测量班用断面测量仪测设隧道开挖轮廓线、支护钢架架立前后和二次衬砌立模前后轮廓尺寸,进行复核,确认准确后方可进行下道工序施工,并对混凝土净空断面应用激光隧道限界检测仪检查。在洞内进行施工放样时随时配带气压标、温度计,随时根据实际情况对仪器进行气压、温度的修正。118
2.6.4贯通误差的测定及调整(一)实际贯通误差的测定(1)采用中线法测量的隧道,应由测量的相向2方向分别延伸中线并测定出贯通点。两实际贯通点间的横向距离和纵向距离,即为横向和纵向贯通误差。(2)采用导线测量的隧道,应在贯通面中线附近钉一临时点,由两端导线分别测量该点坐标,该点的坐标闭合差分别投影在贯通面及与其相垂直的方向上,即为横向和纵向贯通误差,并应测量该点的水平角求算方位角贯通误差。(3)高程贯通误差测量,应由两端的高程点分别测量出贯通面处临时点的高程,其高程差即为高程贯通误差。(4)隧道贯通以后,中线和高程的实际贯通误差,应在未衬砌地段(调线地段)调整。该地段的开挖和衬砌,均应以调整后的中线和高程进行放样。(5)隧道贯通误差的限差符合表2-5规定:表2-5贯通误差的限差两开挖洞口间长度(Km)<44<88<1010<1313<1717<20横向贯通限差(mm)100150200300400500高程贯通限差(mm)50(二)平面误差调整通过导线测得的贯通误差,在规定的贯通误差限差以内时,贯通误差的调整应符合下列要求:(1)方位角贯通误差分配在未衬砌地段的导线角上;(2)计算贯通点的坐标闭和差;(3)坐标闭和差应在未衬砌地段上按边长比例分配,闭合差很小时也可按坐标平差处理;(4)采用调整后的导线坐标进行未衬砌地段中线放样,作为衬砌施工依据。(三)高程误差调整高程贯通误差在规定的贯通误差限差以内时,应按以下方法调整:(1)由两端测得的贯通点高程,应取平均值作为调整后的高程;(2)可按高程贯通误差的一半,分别在两端未衬砌地段的高程点上按线路长度比例调整;(3)应以调整后的高程,作为未衬砌地段高程放样的依据。(四)竣工测量118
(1)隧道竣工后,应在中线复测的基础上埋设永久线路中线控制基桩(即中线外移控制基桩)。中线复测工作应在导线贯通平差的基础上,依据导线点测设,其相对精度不低于1/10000。(2)隧道直线地段每50m、曲线地段每20m,以及其他需要的地方,均应测量隧道净空断面。2.6.5测量成果整理(1)观测和计算成果必须记录真实、计注明确、计算清楚和格式统一,并应在装订成册后长期保管。(2)原始观测值和记事项目必须在现场记录清楚,不得涂改或凭记忆补记。手薄必须编列页次、注记观测者、记录者、观测日期、起止时间、气象条件、使用的仪器和战标类型,并应详细记载观测时的特殊情况。(3)三角点、GPS点、导线点、高程点、水准点和中线控制点的名称,必须记载正确。同一点名在各种资料中和现场必须一致。测量数值取位应满足相关的技术规定。(4)洞外控制测量完成后,应提交下列资料:①控制测量说明:包括隧道名称、进出口里程及长度、平面形状及辅助导坑分布、布网情况、施测方法、仪器型号、平差方法、坐标系统、中线与定测关系、施测日期和特殊情况,以及处理的结果;②控制点点之间的标记;③角度、边长和高程观测精度及其计算方法,平差后的精度;④GPS网、导线的边长、坐标和方位角成果;⑤曲线要素;⑥线路里程及其与定测高程关系;⑦控制高程成果及其与定测高程关系;⑧洞口投点的进洞关系;⑨贯通误差估算及洞内测量设计。(5)洞内控制测量完成后,应提交下列资料:①控制测量说明:包括布点情况、施测日期、施测方法、仪器型号、实际贯通点里程、平差方法和特殊情况,以及处理结果;②角度、边长、高程的实测精度及其计算方法;③洞外控制点的检测结果及其联测成果;④导线边长、方位角及坐标成果;⑤隧道中线放样计算;⑥实际贯通误差(横向、纵向和高程);118
⑦贯通误差的调整方法。2.6.6测量质量的保证措施(1)测量桩点的交接,必须双方参与,持交桩表逐桩核对,交接确认,遗失的坚持补桩,无桩名者视为废桩,资料与现场不符的应予以更改。(2)执行有关测量技术规范,按照规范技术要求进行测量作业检测,保证各项测量成果的精度和可靠性。(3)测量放样的依据是施工图纸及相关规范,要求使用的图纸及规范必须盖“受控”章,确保其有效。(4)定期组织测量人员与相邻施工单位共同进行洞内外控制点联测,保证控制点的准确性。(5)所有现场测量原始记录,必须将观测者、记录者、复核者记录清楚且须是各岗位操作人员自己的签名。(6)加强仪器的维修和保养,保持其良好状态,制定仪器维修和保养制度及周检计划,按时送检。3隧道施工总体安排及施工方案3.1施工总原则(1)遵循招标文件条款,响应招标文件要求。(2)坚持“科学组织、合理投入、优质安全、快速高效、不留后患”的施工指导思想。(3)坚持实事求是的原则,根据我公司的能力,确保施工组织的可行性,先进性和合理性。(4)实行“项目法施工”的管理原则。做到依靠科技,精心组织,合理安排,突出重点。(5)注重信息化施工的原则,重视隧道工程的工程地质、水文地质调查及超前地质预报工作,把超前地质预报纳入施工工序进行管理,建立以地质工作内容为先导、以量测为依据的信息化施工管理体系。118
3.2进洞方案3.2.1施工范围施工里程:由于新风平岭2号隧道太原端洞口定于DIK48+689—DIK48+699段,采用翼墙式洞门,共10米。工作主要内容:洞口工程及洞身开挖、支护(喷射混凝土、钢筋网、锚杆、钢架、管棚、超前小导管)。3.2.2进洞方案先将洞外两侧边坡修好,(坡度按实际情况而定)然后用喷射砼封闭,洞顶覆盖层也进行刷坡并进行锚喷防护,然后进行套拱和管棚施工。套拱和管棚完成后,开始主洞开挖。主洞按设计分侧导洞开挖、拱部开挖、边墙开挖,并根据围岩级别按设计及时支护。施工顺序:走林隧道进、出口段岩石破碎,围岩自稳能力差,施工时严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则,施工中,加强地表和洞内量测。总体施工顺序:测量放线→洞口边、仰坡开挖及初期支护→洞口大管棚和套拱施作→洞身开挖(双侧壁导坑法开)→围岩初期支护3.3开挖方案3.3.1断面开挖方法Ⅲ级围岩采用全断面法开挖;Ⅳ级围岩采用台阶法开挖;明洞采用明挖法开挖。施工方法可根据隧道监控量测的结果做出相应的调整。3.3.2爆破方法光面爆破:即井巷掘进中的一种新爆破技术,它是控制爆破中的一种方法,目的是使爆破后留下的井巷围岩形状规整,符合设计要求,具有光滑表面,损伤小,保持稳定。光面爆破只限于一层岩石(主要是顶部和两帮),所以又成为轮廓爆破或周边爆破。在井巷掘进中应用光面爆破具有以下优点:(1)能减少超挖,特别在松软岩层中更能显示其优点;(2)爆破后成形规整,提高了井巷轮廓质量;(3)爆破后井巷轮廓外的围岩不产生或产生很少的爆震裂缝,提高了围岩的稳定性和自身的承载能力,不需要或很少需要加强支护减少了支护工作量和材料消耗;(4)能加快井巷掘进速度,降低成本,保证施工安全。微差爆破:即118
在相邻炮孔或排孔间以及深孔以内以毫秒级的时间间隔顺序起爆方法。由于相邻炮孔的起爆的间隔时间很短,先爆孔为相邻的后爆孔增加了新的自由面,以及由于爆破应力波在岩体中的相互叠加作用和岩块之间的碰撞,使爆破的岩体破碎质量、爆破成形质量均较好,从而可以降低大块率,降低炸药单耗,降低地震效应,减少后冲,提高施工效率。爆破的关键控制点是提高炮眼利用率、保证光面爆破效果、改善工作环境,缩短装药时间,拟在进尺确定、炮眼布置、装药方法和工艺以及爆破方法等方面进行改进。重点在机械装药和节能环保水压爆破方技术进行研究和应用。3.3.3运输出碴方案隧道开挖后,要把开挖的石碴运出洞外,还要把支护材料运进洞内,这种工作叫做装碴运输。为了使整个隧道施工有条不紊、高效率的运作,我们根据条件使用一些高效率的装碴运输工具。隧道采用无轨运输的方式,这样可以免除轨道铺设、减少装运设备、简化运输管理组织和调度、减少干扰、使用方便、进度快、效率高。使用机械有挖掘机械扒碴,装载机装碴,大吨位自卸汽车运碴等。3.3.4支护方案锚喷支护的关键控制点是混凝土喷射工艺、喷射设备的选型、锚杆设备的选型、成孔工艺及支护时机的把握等。本工程隧道设计均为复合式衬砌,为提高初期支护的质量,争取支护的最佳时间,拟在每个工作面配备1台喷射机,采用湿喷工艺,降低粉尘;配1台多功能台架。抢占支护的最佳时机以保证安全,并减少施工干扰为原则,特别是在断层破碎带等不良地质地段支护要及时。3.3.5衬砌方案(1)隧道内轮廓尺寸采用«铁路技术管理规程»(铁道部令第29号)中客货共线铁路建筑限界(V≤160km/h)的«隧道建筑限界图(电力牵引区段)»限界标准即“隧限-2A”,并考虑两侧设备安装。(2)按锚喷构筑法技术要求设计,隧道采用复合式衬砌,初期支护采用锚喷支护,喷混凝土采用湿喷工艺。(3)DIK49+550~DIK49+565为明洞,采用明洞衬砌。(4)DIK48+689~DIK48+715、DIK49+528~DIK49+550为Ⅳ级强风化层,为确保结构安全,采用Ⅳ级围岩(加强)混凝土结构衬砌。拱墙设置格栅钢架,间距为1.2m/榀;拱部设Φ42超前小导管预支护,单根长度4.5m,纵向间距3.0m,环向间距40cm,外插角5°~15°。(5)DIK49+139~DIK49+249为电化锚段,采用锚段衬砌结构。(6)其余部分采用Ⅲ级围岩混凝土衬砌。118
3.3.6辅助施工方案(一)防排水方案(1)防排水原则我国铁道部颁布的《铁路隧道设计规范》(TB10003---2005)规定,隧道防排水遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,采取切实可靠的措施,达到防水可靠、排水畅通、经济合理的目的。对地表水和地下水应作妥善处理,洞内外应形成一个完整的防排水系统。铁路隧道防排水要求:a.隧道防水应以混凝土结构自防水为主体,以施工缝、变形缝等接缝防水为重点,采取措施控制混凝土裂缝的开展,增强混凝土的抗渗性能,并辅以注浆和防水层加强。地下水发育地段采用防水混凝土,抗渗等级不低于P8,其它二次衬砌混凝土的抗渗等级不得低于P6。b.明洞衬砌外缘敷设外贴式防水层,防水层表面设3~5cm厚水泥砂浆保护层。明洞与隧道接头处、明洞衬砌施工缝、变形缝处要按规范做好防水处理。(2)洞内防排水①洞内全隧设置双侧保温水沟,并加设保温材料。进口设检查井连接洞内水沟和洞外保温暗管,并做好防冻措施。出口端洞口外2m设一道横向盲沟拦截路面水,尺寸为30×40cm(宽×深)。②衬砌拱墙背后设防水板(厚度1.5mm),背衬无纺布(350g/m²),拱墙环向、墙脚纵向设盲管(沟)。环向盲管(Φ50HDPE单壁打孔波纹管)间距按5~10m考虑,环向盲管通过三通管直接与角墙下的纵向盲管连接,纵向盲管(Φ80HDPE双壁打孔波纹管)每隔5~10m左右通过边墙进水孔引入侧沟。③施工缝采用遇水膨胀止水条加外贴止水带得的复合防水构造。④环向变形缝采用中埋橡胶止水带+外贴止水带+嵌缝材料的复合防水构造;变形缝内侧采用密封膏进行嵌缝密封止水,密封膏要求沿变形缝环向封闭,任何部位不得出现断点,以免出现窜水现象。⑤附属洞室拱墙背后设置防水板及Φ50mm纵向防水盲管,施工缝设中埋式止水条及中埋式止水带。⑥防水材料的材质应满足《铁路隧道设计规范》(TB10003-2005)规定。(3)洞外防排水①进、出口洞顶在刷坡线以外5~10m设截水天沟一道,以拦截地表水,截水天沟坡度根据地形设置,且不小于3‰。②洞外水不得通过隧道引排,隧道太原端洞口外设检查井、保温暗管及保温出水口将水引入河沟,避免水流冻结。③白文端洞口外2m设一道横向盲沟,以拦截路面水,尺寸为30×40cm(宽×118
深),洞外侧沟做成不小于2‰。④明洞段边墙顶设置纵向和竖向盲沟,将水引至边墙进水孔排入洞内排水沟。衬砌边墙墙背后纵向忙管设置纵坡不小于2‰。(一)通风方案在隧道施工中,洞内氧气减少且混入了各种有害气体与岩尘。因此,隧道施工通风和防尘的目的就是更换和净化坑道内的空气,冲淡有害气体的浓度,降低粉尘含量,保证施工人员的健康与安全,提高劳动生产率。隧道压入式通风方式,从以往隧道的通风经验来看,影响通风效果的主要是漏风系数和风管直径的选择,风管直径越小,管道阻力系数就越大,所需风机功率就越大,反之则越小。因此本工程决定在长距离通风情况下采用大直径风管(φ1.2m),以减少风阻,缩短通风时间、提高通风效率。(三)高压供风方案高压风采用洞外电动空压机组成的压风站集中供风方式,高压风管直径采用φ250mm无缝钢管,进洞后采用托架法安装在边墙上,沿全隧道通长布置,高度以不影响仰拱及铺底施工为宜。主管道每隔300~500m分装闸阀和三通,以备出现涌水时作为应急排水管使用,管道前段距开挖面30m距离主风管头接分风器,用高压软管接至各风动工具。在隧道出口设一组8×20/min高压风站;供应洞内高压用风。(四)供水方案在隧道洞口附近根据地形设置高山水池,供水满足洞内高压用水需要。利用管路供水至洞内。高压水管选用直径为φ150mm无缝钢管,安装在高压风管上部。(五)供电方案隧道施工洞口各配1台1260kVA和1台630kVA变压器供应施工用电。在隧道各口各配置两台250kW发电机组成发电机组,以备停电后应急。洞内动力线路为三相五线制。照明电压:作业地段36V,成洞和不作业地段采用220V;成洞地段固定的电线路,用绝缘良好的胶皮线架设。施工地段的临时电线路宜采用橡套电缆。隧道内设应急照明设备,该设备必须在短路或供电中断时,能自动接通并能连续工作2h以上。(六)洞内管线布置方案洞内临时设施包括洞内高压电缆、照明线路、高压风水管路、通风管路及施工抽排水管等,洞内管线布置。118
3.4隧道弃碴利用和弃置方案本隧道共弃碴石方约42770方(石方),弃碴地点及运距与路基专业统筹考虑,集中堆放。优先考虑弃碴作洞外路基填方和桥头路堤填土,剩余弃至靠近洞口的弃碴场。弃碴场不占用其他工程场地和影响附近各种设施安全,同时做好环境保护和水土保持。不影响附近的农田水利设施,不占用农田。弃碴场的卸碴道路设专门一条卸碴线,以利弃碴。同时,设有专门人员保证道路的清洁,以免雨后导致道路泥泞,影响施工的正常运行和保证人员的施工安全。4洞口施工4.1洞口(明洞)施工4.1.1准备工作(一)认真学习设计图纸和设计技术资料,现场核对设计资料,进行测量放样。(二)会同监理工程师测量横断面,绘制成图,计算核实土石方数量,并报送监理工程师审批。4.1.2洞口边仰坡开挖与防护(1)洞口开挖施工工艺流程图见4-1图118
施工准备处理危石、地表清理按设计进行预注浆洞口截排水系统施工分层开挖喷锚支护边、仰坡支护质量检查预支护安装进洞钢架按正常工序进洞施工结束不合格处理图4-1洞口开挖施工工艺流程图(2)洞口土石方开挖根据设计图纸和施工现场布置,在洞口范围内测量放样边坡控制桩,按照设计坡比分层开挖。洞口土石方开挖前,先清除边仰坡上的植被、浮土、危石,做好边仰坡的临时截排水天沟,截水天沟距边仰坡开挖边线不小于5m。将地表水、边仰坡积水引离洞口,以防地表水冲刷而造成边仰坡失稳。洞口开挖从上至下分层开挖,分层开挖高度1.5m左右,采用随开挖随防护,防止边坡失稳,引起山体滑塌。施工中尽量减少对原有植被的破坏和对洞口的扰动。118
根据地形条件,土方和强风化岩采用反铲挖掘机挖装,自卸汽车运碴,人工配合清理边仰坡开挖面。石方采取以松动爆破,机械和人工配合清理。(3)边仰坡防护边仰坡开挖后及时进行打锚杆、挂钢筋网、喷混凝土临时防护,以防围岩风化,雨水渗透而滑塌。隧道施工完成,明挖段洞顶回填至设计位置后,施工仰坡铺砌。仰坡铺砌采用方格式浆砌片石骨架,骨架内喷播植草。施工工艺详见施工流程图如下4-2图:施工测量放线边仰坡天沟及截水沟施工洞口边仰拱开挖初喷混凝土施工3-5cm施作锚杆挂钢丝网复喷混凝土至设计厚度监控测量边仰坡支护图4-2边坡支护施工工艺流程图4.1.3洞口斜切段施工当进出口明挖段开挖完成,及时进行斜切段明洞和洞门施工。隧底仰拱先行施工,然后施作明洞段衬砌,以保证洞口的施工安全。明洞基础采用组合钢模板;明洞衬砌内模采用模板台车,外模采用组合钢模。模板台车就位后,绑扎钢筋,安装外模、堵头板、止水带,经监理工程师检查合格后,进行混凝土灌注。混凝土灌筑时两侧对称分层灌筑。混凝土由搅拌站生产,混凝土运输车运输,泵送入模,插入式捣固器捣固密实,拱墙一次灌注。当混凝土达到设计强度的80%后,施做防水层。118
明洞段顶部回填土方按要求采用蛙式打夯机进行对称分层夯实,每层厚度不大于0.3m,两侧回填的土石面高差不大于0.5m;回填至拱顶后分层满铺填筑,顶层回填材料采用粘土以利于隔水。4.1.4洞口排水隧道开挖为进、出口两端同时掘进施工,应及早修建洞门及洞口排水设施、洞口排水系统应在施工期的雨季之前完成;加强洞内施工用水管理,防止积水浸泡墙基。4.1.5洞门修筑先将洞外两侧边坡修好,(坡度按实际情况而定)然后进行洞口斜切段施工,洞顶覆盖层也进行刷坡并进行锚喷防护,然后进行套拱和管棚施工。套拱和管棚完成后,开始主洞开挖。4.1.6明洞施工明洞采用明挖法施工,采用挖掘机分段、分层开挖,拱上部采用放坡开挖,拱下垂直边坡开挖,必要时辅以微震动爆破开挖,人工配合挖掘机刷边(仰)坡。按设计要求紧随开挖进行防护,采用砂浆锚杆、挂钢筋网、湿喷混凝土及型钢横撑防护。隧底开挖完毕后进行隧底地质勘探,根据地质勘探结果进行必要的地基处理,然后进行仰拱施工。根据监控量测结果及时施做明洞衬砌,明洞衬砌按洞外混凝土结构要求进行施工。衬砌外缘采用复合防水板,防水层铺至墙顶开挖或墙脚泄水孔处,外侧施工3cm的M10水泥砂浆保护层,以防回填时扎破防水层待衬砌强度达到设计后进行洞顶回填,最后进行洞顶种植绿化。4.2质量保证措施(一)保证施工准备阶段质量措施控制测量:隧道洞门控制测量按照有关技术要求进行设计、作业和检测。控制测量完成后,应向监理工程师提交测量成果报告。施工机械准备:配备污染少、能耗小、效率高的机械。施工机械机况良好,零配件、附件及履历书齐全,确保正常施工。(二)保证施工工艺质量措施(1)隧道洞门截、排水沟完工后水流应顺畅,对有积水地段要进行处理。(2)场地清理应排除危石,保证洞门爆破安全。(3)边、仰坡锚、网、喷支护要紧跟开挖进行,喷射混凝土的拌和采用自动计量配料机和强制搅拌机,运输采用混凝土搅拌输送车,喷射机或喷射机械手进行作业。用埋钉法或钻孔法确定喷射混凝土的厚度:平均厚度不小于设计厚度;喷射混凝土厚度检查点数的60%及以上大于设计厚度;喷射混凝土最小厚度不小于设计厚度的1/2。(4)锚杆施工后用尺量孔位偏差不得超过15mm118
。钢筋网要与初喷面密贴,并与锚杆连接牢固,喷混凝土保护层厚度不小于2cm。(三)保证施工质量的管理措施(1)质量管理职责本合同段工程质量实行工程质量终身责任制,建立层层负责的质量岗位责任制,项目经理、副经理、总工程师、质检工程师、试验工程师、施工作业工区区长按相应职责、管理权限签订质量终身责任状,对工程的质量终身负责。(2)质量保证体系推行全面质量管理,成立创优领导小组,制订工程质量保证措施和全面质量管理工作规划,超前探索,及时解决施工中的质量问题,消除质量通病,强化全员质量意识。从原材料的验收到各道工序的施工生产、竣工验交,实行全过程管理,坚持预防为主,严格控制各环节的工作质量,以工作质量保证工序质量,以工序质量保证工程质量。(3)质量事故报告制度保证一旦发生质量事故,能够以最快的方式,将事故报告监理工程师和业主。(四)保证施工质量的技术管理措施(1)坚持技术复核制度,防止出现技术事故。(2)认真执行“三检”制度,即自检、互检、交接检。坚持做到上道工序不合格,下道工序不开工。(3)坚持“三工”制度,即工前技术交底、工中指导检查、工后验收、讲评。(4)坚持隐蔽工程验收签证制度,并报请监理工程师检验签证。(5)坚持原材料进场验收制度,杜绝不合格材料进入施工现场。(6)建立资料管理制度,确保资料真实可靠,及时归档。5超前支护工程5.1超前小导管施工5.1.1施工工艺小导管施工工艺流程见图5-1。施工准备顶进小导管设备准备刚(花)管加工材料准备测量放样注浆设计制定施工方案孔位放样注浆注浆站布置注浆管路检查拌浆压力流量达到要求是否连接注浆管路钻孔清孔结束118
图5-1超前小导管施工工艺流程图5.1.2施工方法(一)导管加工小导管在构件加工厂制作,前端做成尖锥形,尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍,管壁上每隔15cm交错钻眼,眼孔直径为6~8mm。小导管加工见图5-2。图5-2注浆小导管加工图118
(二)钻孔及安设导管小导管钻孔安装前,应对开挖面及5m范围内的坑道喷射5--10cm后的混凝土封闭。钻孔完毕后,将小导管按设计要求插入孔中,围岩软弱地段用游锤或凿岩机直接将小导管沿格栅钢架中部打入,尾部与钢架焊接到一起,共同组成预支护体系。(三)注浆注浆前先喷射混凝土5~10cm封闭掌子面作止浆墙,当单孔注浆量达到设计注浆量时,结束注浆。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆作业中认真填写注浆记录,随时分析和改进作业,并注意观察施工支护工作面的状态。小导管注浆工艺流程见图5-3。开挖前试挖掌子面,无明显渗水时进行开挖作业。图5-3小导管注浆工艺流程图5.1.3检测标准(一)主控项目(1)超前小导管所用的钢管进厂检验必须符合标准;(2)超前小导管所用的钢管的品种和规格必须符合设计要求;(3)超前小导管与支撑结构的连接应符合设计要求;(4)超前小导管的纵向搭接长度应符合设计要求;(5)注浆浆液的配合比的检验应符合规范要求;(6)超前小导管注浆压力应符合设计要求,浆液必须充满钢管及周围的空隙。(二)一般项目超前小导管施工允许偏差应符合表5-1的规定:表5-1超前小导管施工允许偏差118
序号项目允许偏差1方向角2°2孔口距±50㎜3孔深±50㎜5.1.4技术措施(1)小导管的钻孔方向应顺直;(2)钻孔孔直径应与注浆管径配套;(3)采用吹管法清孔;(4)在孔口端用沾有CS胶泥的麻丝缠绕成不小于孔径的纺锤形柱塞,把小导管插入孔内,带好丝扣保护帽,用风钻镐打入到设计深度,使麻丝塞与孔壁压紧;(5)注浆采用水泥浆液,注浆配比通过现场实验实际情况确定;(6)超前小导管尾部焊接于钢拱架上,两排小导管保持1m以上的搭接长;(7)小导管外露长度一般为30cm,以便连接孔口阀门和管路;小导管的安设:如岩体松软,采用YT-28型风动凿岩机直接推送,如遇有坚硬岩石处,先用YT-28型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位。在施作小导管前应注意:①喷10cm厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙,为注浆作好准备工作;②按设计标出小导管的位置,误差50mm;③施工顺序为从两侧拱腰向拱顶进行,为提前注浆留好作业空间。(8)锚杆预先在洞外钢结构厂按设计要求加工制作,锚杆砂浆强度不得低于M20;(9)施工采用风动凿岩机,按设计要求钻孔,达到标准后,用高压风清除孔内岩屑;用注浆泵将水泥砂浆注入孔内,砂浆填充锚杆孔体积的2/3后停止注浆;及时将加工好的杆体插入孔内,安装锚杆垫板;(10)施工时应注意:锚杆钻孔位置及孔深必须准确;锚杆要除去油污、铁锈和杂质;锚杆体插入孔内不小于设计长度的95%。锚杆施工应在初喷混凝土后进行,以保证锚杆垫板有较平整的基面。锚杆用的水泥砂浆,其强度不应低于M20。锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。水泥砂浆达到一定强度后才能上紧垫板螺母。118
5.2超前大管棚施工5.2.1超前大管棚施工工艺(1)施工准备:进行现场地质调查,备齐各种机具、材料,按照设计要求进行注浆设计并进行钻进注浆试验,取得管棚钻进、注浆施工经验。根据试验效果确定施工工艺参数,制定施工方案。(2)顶驱液动锤把套管与钻杆同时冲击回转,钻入隧道顶板前端设计要求孔深。(3)钻机就位以导向墙内的导向钢管定位、定向,严格控制钻孔上抬量和角度,外插角控制在1°~3°。(4)钻孔及清孔采用管棚钻机风动干钻法钻进成孔,风动冲击回旋钻头直径、钻压、转速、风量、风压等钻进参数采用工艺试验确定的工艺参数。钻进到位后,利用高压风清扫钻孔。(5)先加工好带有注浆眼的钢管插入套管内,钢管节与节用丝扣联接,钢管终端密封。(6)管插进后,取出套管。(7)上述步骤将其余管棚施钻安插完毕,然后施做止浆墙。(8)用高压泵将水泥浆压入钢管内,浆液通过钢管注浆眼压注入孔壁的缝隙内,固结附近岩土层,采用导管编号注浆,先注“单”号孔,待1至2天固结后,再注“双”号孔,管棚位于土层中压注水泥浆,压力不小于2MPa,其余地段压注水泥砂浆(水灰比1:1,砂灰比2:1)压力不大于2MPa。(9)管棚支护下,进行隧道开挖。超前大管棚施工工艺流程见图5-4。施工准备安装钻杆及套管设备准备钢(花)管加工材料准备测量放样地质调查注浆设计现场试验效果检查制定施工方案放样布孔注浆注浆站布置注浆管路检查充填水泥砂浆拌浆压力流量达到要求是否钢管清孔钻孔清孔设置钢筋笼结束118
图5-4超前大管棚施工工艺流程图5.2.2超前大管棚施工方法(一)测量放样首先按开挖轮廓线测量放样,并按40cm间距标出管棚位置,按孔间距定孔位,如其位置在软弱带时,可适当移动孔位,但范围不能超过设计规定范围。(二)大管棚钻设(1)按测量放样标出的位置管棚钻机移动、定位;(2)在标出管棚位置上使用顶驱液动锤按设计角度3°~5°(洞口1°~2°)把套管与钻杆同时同步冲击回转钻入岩土层内至设计深度。套孔与钻具同时跟进,产生护孔功能,避免内钻杆在提出孔后产生塌孔或涌水事故,提供临时支护,方便往孔内插管注浆;(3)钻孔完结后,先把套管内孔注水清洗洁净后,才把钻杆取出。套管仍保留在孔内供保护作用,钻杆取出后采用钻架配置的两度液动夹头,进行加紧及卸拧钻具丝扣,避免使用手动扳手操作,增大了安系数,减少了劳动强度;(4)按设计要求加工好的钢花管插入套管内,接头采用15cm长的厚壁管箍,上满丝扣。并把钢管轻轻打入岩土地内,以固定钢管不易滑出孔口;(5)钢管插进完毕后,取出套管,钻进其它孔眼。套管取出时,冒落的岩土会于孔内压紧钢管。钢管口与孔口周壁用水泥密封。(三)长管棚注浆118
管棚安装完毕后,即进入注水泥浆,利用浆液的渗透作用,将周围岩体预先加固及堵住围岩裂隙水,既能起到超前支护的作用,同时又加强了管棚的强度和刚度。注浆时要控制以下几点:(1)注浆作业:采用全孔压入式向大管棚内压注水泥液浆,注浆机采用注水泥单液的高压注浆泵,按先下后上,先稀后浓的原则注浆。注浆由注浆量和注浆压力控制,注浆压力0.5~3.0MPa,注浆量按下式估算。达到结束标注后,停止注浆。Q=πRk2Lη式中Rk为浆液扩散半径;L为钢花管长;η为空隙率(%);ξ为注浆饱满系数。(2)充填砂浆:注浆后,清扫管内胶凝桨液,用M5水泥砂浆紧密充填,增强管棚强度,非压浆孔,直接充填。根据需要,可在钢管内设置钢筋笼。(3)注浆配合比:合适的浆液配比既能提高浆液的扩散加固范围又能控制浆液的胶结时间,在施工过程中配比要控制在0.5:1~1:1。(4)控制注浆压力:每根管的注浆结束与否,不是以时间来判断,而是以注浆压力来控制,当注浆压力持续升高,接近或达到注浆预定压力时,该管注浆才可结束。注浆出压0.5~1.0Mpa,终压2~2.5Mpa。注浆结束后采用10号水泥砂浆充填管棚钢管,增强钢管的强度和刚度。(5)注浆程序:当管棚安装完毕后,用小木楔在钢管与围岩壁楔紧,再用锚固剂将空隙封闭住。注浆时一般总是先注无水孔,后注有水孔。无水地段可以从拱脚起顺序注浆。注浆速度根据注浆孔出水量大小而定,一般从快到慢。5.2.3检测标准(一)主控项目(1)管棚所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能和工艺性能试验。其质量必须符合国家有关规定及设计要求;(2)管棚所用钢管的品种和规格必须符合要求;(3)管棚搭接长度应符合设计要求;(4)注浆浆液的配合比应符合设计要求;(5)注浆压力应符合设计要求,浆液必须充满钢管及周围的空隙。(二)一般项目超前大管棚施工允许偏差应符合下表5-2的规定:表5-2超前大管棚施工允许偏差序号项目允许偏差1方向角1°118
2孔口距±50mm3孔深±50mm5.2.4技术措施大管棚必须在洞身开挖前完成。洞口开挖时应预留管棚施工台阶,搭设管棚施工工作室,钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上。在软弱围岩地段,立柱底应架设垫板或垫梁。在施做大管棚预支护的过程中应设置必要的监测项目,根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工质量和施工安全。大管棚施工时注意事项:(1)大管棚施工前编制详细的专项施工组织设计;(2)钻孔前,按设计精确画出钻孔位置;(3)控制钻孔角度,尤其是接长钻杆后钻进角度应严格控制;(4)注浆时准确掌握浆液配比和注浆压力;(5)创造良好的照明条件,施工时由专人统一指挥。6洞身开挖工程6.1洞身开挖方案的选择根据围岩级别及周边环境采取多种开挖方法:正洞洞身Ⅳ级围岩采用正台阶工作面施工法开挖,Ⅲ级围岩段采用全断面开挖。Ⅲ级围岩采用光面爆破工艺开挖,多功能作业台架配合风动凿岩机钻孔,塑料导爆管微差毫秒雷管起爆,循环进尺2.25m;Ⅳ118
级围岩台阶法施工地段,上台阶先采用光面爆破开挖。下台阶风钻钻孔,人工装药,非电毫秒雷管微差控制爆破,循环进尺2.25m;形成超前支护、开挖、初期支护、仰拱填充、二次衬砌、附属工程均衡生产、整体推进的施工格局,断层破碎带及其影响带地段初期支护及时成环,根据围岩量测结果及时施作二次衬砌。6.1.1正台阶工作面施工法开挖首先进行上半断面开挖,并及时施作初期支护;再进行下半断面开挖,并及时进行初期支护;最后进行仰拱混凝土及二次衬砌。下半断面施工20~25m后施做仰拱。根据围岩量测信息确定合理的衬砌时间,衬砌后根据施工进度需要施做水沟电缆槽。1-上半部开挖上台阶支架式风钻钻孔,光面爆破开挖。下台阶支架式风钻钻孔,人工装药,非电毫秒雷管微差控制爆破,光面开挖爆破施工完毕后,初喷混凝土封闭围岩。待混凝土初凝后,按设计的支护参数施作中空注浆锚杆。锚杆安装完毕,在锚杆外端挂设钢筋网片,复喷混凝土达到设计厚度。开挖爆破后,采用挖掘机配合装载机装碴,自卸汽车运输。台阶法施工工艺流程图见下图6-1。出碴2-拱部进行锚喷支护3-下半部开挖出碴4-边墙初期支护5-仰拱浇注6-围岩量测7-二次衬砌施作8-水沟电缆槽施工6.1.2全断面开挖全断面光面爆破法施工采用多功能作业台架配合风动凿岩机钻孔,砼喷射机械手、湿喷机湿喷混凝土。采用挖装机装碴。施工中合理调整工序,实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。围岩稳定性好时复喷混凝土作业与钻爆作业拉开距离平行作业。全断面法施工工序:(1)施工准备完成后,用钻孔台车钻眼,然后装药,连接起爆网络;(2)退出钻孔台车,引爆炸药,开挖出整个隧道断面;(3)进行通风、洒水,排烟、降尘;118
(1)排除危石,安设拱部锚杆和喷第一层混凝土;(2)用装碴机将石碴装入矿车或运输机,运出洞外;(3)安设边墙锚杆和喷混凝土;(4)必要时可喷拱部第二层混凝土和隧道底部混凝土;(5)开始下一轮循环;(6)在初次支护变形稳定后,或按施工组织中规定日期灌筑内层衬砌。6.2爆破工程6.2.1钻爆设计隧道开挖前,应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻岩机具和爆破器材等做好钻爆设计,合理地确定炮眼的布置、数目、深度、装药量和装药结构、起爆方法、起爆顺序,安排好循环作业等以确定指导钻爆施工,达到预期的效果。此隧道为全长876.0m的单线隧道,最大埋深约87.0m,左侧距既有太岚线最近线间距约为14.0m,所以要根据爆破震动的安全距离,选择合适的爆破参数进行爆破。(一)炮眼的种类和作用按用途不同,将工作面的炮眼分为三种(1)掏槽眼:针对隧道开挖爆破只有一个临空面的特点,为提高爆破效果,宜先在开挖断面的适当位置布置几个装药量较多的炮眼。其作用是先在开挖面上炸出一个槽腔,为后续炮眼的爆破创造新的临空面。位置:断面中央偏下,便于掌握打眼方向、其它炮眼借助自重崩落;尽可能布置在软弱岩层中。掏槽方式:采用菱形直眼掏槽,圆形扩槽,空眼间距与装药眼之间的距离一般不宜超过爆破破碎圈的范围。当采用等直径炮眼时,该间距为炮眼直径的2~4倍,岩石越坚硬,间距越小;采用大直径空眼时,眼距不超过空眼直径的2倍。装药量:装药系数0.7~0.8。装药结构:反向不耦合连续装药结构,深度比其他炮眼加深200mm。(2)辅助眼:位于掏槽眼和周边眼之间的炮眼称为辅助眼,其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔,为周边眼爆破创造临空面。布置:均匀布置,间距500~700mm,装药量:装药系数0.5~0.6。(3)周边眼:沿隧道周边布置的炮眼。要严格控制爆破参数,尽量减少超挖欠挖现象。炮眼密集系数按以下布置:118
m=………………(6—1)式中m——炮眼密集系数,一般取0.6~1.0;E——周边眼间距,一般取350mm~600mm;W——最小抵抗线,400mm~650mm。装药集中度:软岩:70~120g/m;中硬:200~300g/m;硬岩300~350g/m(4)底眼布置:①底眼间距一般400~700mm,抛碴爆破时,采用较小的间距;②底眼眼口应比巷道底板高出150~200mm但其眼底应低于底板100~200mm;③装药满度系数为0.5~0.7。6.2.2隧道爆破的参数设计(一)炮眼数目的确定(1)通过计算确定炮眼数目:以总装药量与单个炮眼装药量之比来计算:N=qS/(n·r)………………(6—2)式中N——炮眼数目(个);q——爆破单位炸药消耗量,见表6-1;S——开挖断面积(m²);n——炮眼装药系数,见表6-2;r——炸药的线装药密度(kg/m),见表6-3。118
表6-1单位炸药消耗量q值:炸药类型与开挖部位硝铵炸药/(kg/m³)扩大挖底岩石等级软岩(Ⅳ-Ⅴ)R<300.600.582次坚石(Ⅲ-Ⅳ)R=30~600.740.62坚石(Ⅱ-Ⅲ)R=60~1000.950.79特坚石(Ⅰ)R>1001.201.00表6-2炮眼装药系数n:岩石f值10~208~107~85~63~41~2掏槽眼0.800.700.650.600.550.50辅助眼0.700.600.550.500.450.40周边眼0.750.650.600.550.450.40表6-3二号岩石硝铵炸药每米质量r值:药卷直径/mm323538404550r值/kg0.780.961.101.251.591.90(2)查表确定炮眼数目N。查一些经验数据,列于表6-4。该表适于炮眼直径38-46mm的爆破,不装药炮眼未予计入。当采用小直径炮眼或大直径炮眼时,炮眼数目上相应增减。表6-4炮眼数目N参考值:炮眼数目开挖断面积/m²4~67~910~1213~15岩石等级软岩(Ⅳ-Ⅴ)10~1315~1617~1920~24次坚石(Ⅲ-Ⅳ)11~1616~2018~2523~30坚石(Ⅱ-Ⅲ)12~1817~2421~3027~35特坚石(Ⅰ)18~2528~3337~4243~48118
(二)炮眼布置炮眼布置根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,掏槽眼加深10%~20%。根据炮眼布置的原则,先布置掏槽眼,然后根据地质情况及开挖断面的大小均匀布置辅助眼和周边眼。断面较大时,可根据上稀下密、周边适当加眼、中部均匀分布的原则布置辅助眼和周边眼。具体布置要求和方法如下:合理的炮眼布置应能保证:①有较高的炮眼利用率;②先爆炸的炮眼不会破坏后爆炸的炮眼,或影响其内装药炮轰的稳定性;③爆破块度均匀,大块率少;④炮堆集中,飞石距离小,不会损坏支架或其他设备;⑤爆破后断面和轮廓符合设计要求,壁面平整并能保持围岩本身的强度和稳定性。炮眼布置方法和原则:①工作面上各类炮眼布置是“抓两头、带中间”。即首先选择适当的掏槽方式和掏槽位置,其次布置好周边眼,最后根据断面大小布置崩落眼。②掏槽眼布置会影响岩石的抛掷距离和破碎块度,通常布置在断面的中央偏下,并考虑崩落眼的布置较为均匀。③周边眼一般布置在巷道断面轮廓线上。按光面爆破要求,个炮眼要相互平行,眼底落在同一平面上。底眼的最小抵抗线和炮眼间距通常与崩落眼相同,为保证爆破后在隧道底板不留“根底”,并为铺轨创造条件,底眼眼底超过底板轮廓线。④布置好周边眼和掏槽眼后,再布置崩落眼。崩落眼是以槽腔为自由面而层层布置的,均匀地分布在被爆岩体上,并根据断面的大小和形状调整好最小抵抗线和邻近系数。(三)炮眼直径(1)大小直径炮眼的比较:采用大直径炮眼(直径50~70mm)能提高掘进速度。一般之适合于石质较好的隧道大断面开挖,并采用重型凿岩机和大型装碴机是采用。小直径炮眼(直径20~40mm)是在采用轻型高频凿岩机和优质凿岩工具配以高威力炸药的基础上发展起来的。采用小直径炮眼,可提高凿岩速度,不仅开挖轮廓线整齐,减轻了对魏延的破坏,并减少了炸药、钢钎、硬质合金钻头等材料,以及动力的消耗。(2)确定炮眼直径的原则:①在一定的掘进条件下,能达到较高的炮眼利用率;②在掘进循环中,使钻眼、装药、爆破、装碴、支护等所用的时间最少;③爆下的石碴符合装碴要求;④开挖断面符合要求,围岩稳定;118
⑤功效高、材料消耗少;⑥应考虑与炸药包的直径响匹配。(四)炮眼深度(1)炮眼深度的有关影响因素:炮眼深度决定了一个循环的钻眼、装碴工作量、循环时间以及施工组织和掘进速度。一般随着掘进速度的提高,炮眼深度也相应的加深。若施工组织与循环时间要求增大炮眼深度时,为避免炮眼利用率下降,应适当改进掏槽形式和增大炸药用量。(2)炮眼深度的确定:①经验值。对于光面爆破的掘进,合理炮眼深度L在1.5~2.5m的范围内比较合适。②用经验公式计算。采用垂直契形掏槽时,按开挖断面宽度决定:L=(0.5~0.7)B………………(6—3)式中B——开挖断面宽度(m)。③按任务要求确定:=………………(6—4)式中——炮眼深度(m);L——隧道全长(m);t——规定完成隧道掘进任务的时间(月);——每月工作日数;——每日工作班数;——每班循环数;η——炮眼利用率,0.8~0.9。④按循环组织确定:在一个掘进循环中包括的工序有:打眼、装药、连线、放炮、通风、装岩、铺轨和支护等。其中打眼和装岩可以有部分平行作业时间,铺轨和支护在某些条件下也可与某些工序平行作业。所以,可以根据完成一个循环的时间来计算炮眼深度。(五)炮眼利用率炮眼利用率是合理选择爆破参数的一个重要准则。炮眼利用率区分为:个别炮眼利用率和全断面炮眼利用率。118
个别炮眼利用率=全断面的炮眼利用率=试验表明,单位炸药消耗量、装药直径、炮眼数目、装药系数和炮眼深度等参数对炮眼利用率的大小产生影响。掘进的较优炮眼利用率为0.85~0.95。(六)装药量(1)单位炸药消耗量q值的确定:爆破每立方米原岩所消耗的炸药量称为单位炸药消耗量,通常以q表示。单位炸药消耗量不仅影响岩石破碎块度、岩块飞散距离和爆堆形状,而且影响炮眼利用率、隧道轮廓质量和围岩的稳定性等。①炮眼深度对单位炸药消耗量的影响系数,见表6-5。表6-5炮眼深度对单位炸药消耗量的影响因素:炮眼深度/m1.01.5~2.53.03.5影响系数lx1.051.01.101.15在实际施工中,选定q值可以根据经验公式或参考国家定额标准来确定,但所得出的q值还需在实践中作协调整。②单位炸药消耗量的确定:参照国家统一规定的定额确定,见表6-6。表6-6单位炸药消耗量表一个临空面的水平和倾斜坑道4~67~910~1213~1516~20炸药类型硝铵炸药62%胶质炸药硝铵炸药62%胶质炸药硝铵炸药62%胶质炸药硝铵炸药62%胶质炸药硝铵炸药62%胶质炸药岩石等级软岩(Ⅳ-Ⅴ)R<301.501.101.301.001.200.901.201.10次坚石(Ⅲ-Ⅳ)R=30~601.801.301.601.251.501.101.401.30坚石(Ⅱ-Ⅲ)R=60~1002.301.702.001.601.801.351.701.60118
特坚石(Ⅰ)R>1002.902.102.502.502.251.702.102.00③单位耗药量的计算:修正的普尔公式,该公式具有下列的简单形式:q=1.1………………(6—5)式中q——单位炸药消耗量(kg/m³);f——岩石坚固性系数,或称普尔系数;S——隧道掘进断面(m²);——考虑炸药爆力的校正系数,=525/p,p为爆力。(2)总装药量的计算:确定了单位炸药量后,根据每一循环爆破的岩石体积,计算出每循环所用的总药量:Q=qV=qSLη………………(6—6)式中V——每循环爆破岩石体积(m³);S——隧道掘进断面(m²);L——炮眼深度(m);η——炮眼利用率,一般取0.8~0.95。(3)炸药量的分配:炸药量的分配可根据表6.2炮眼装药系数进行。当采用直眼掏槽时,掏槽眼可适当增加10%~20%,以保证掏槽效果。掏槽眼爆破条件最困难,分配较多,崩落眼分配较少。在周边眼中,底眼分配药量最多,帮眼次之,顶眼最少。分配完后,按装整卷药或半卷药的档次进行调正,以便于装药施工。(七)爆破震动的安全距离由于地震波的传播过程非常复杂,影响因素也很多,很难从理论上进行精确地计算,一般都是由试验或经验公式计算:R=·………………(6—7)式中——最大振速幅值,cm/s,取=15cm/s;——岩石传震特征参数,此处取150;——岩石传震特征参数,或震动传播衰减系数见表6-7,此处取1.5;——单段计算起爆药量,kg;118
——计算点到爆源中心距离,m,经计算R>15m。表6-7爆区不同岩性的、值:岩性坚硬岩石50~1501.3~1.5中硬岩石150~2501.5~1.8软岩石250~3501.8~2.0(八)起爆顺序只有起爆顺序正确才能达到理想的爆破效果,正确的起爆顺序是:先爆破的炮眼为后继爆破的炮眼减少岩石的夹制作用和增大自由面,创造更好的爆破条件。为了保证准确的按设计顺序起爆,应选用毫秒电雷管和非电毫秒雷管起爆。6.2.3钻爆施工本标段采用光面爆破,Ⅲ级围岩采用全断面开挖,Ⅳ级围岩采用台阶法开挖。因左侧距既有太岚线最近线间距约为14m,所以要严格控制装药量及按照光面爆破设计施工,减少炮轰波对围岩的扰动,以免破坏既有线,也达到爱护围岩的目的。采用人工风动凿岩机钻眼,非电毫秒雷管微差起爆。为了保证围岩稳定性和施工安全性,进行爆破施工时必须采用光面爆破,光面爆破和普通爆破相比有以下优点:(1)爆破后隧道成型规整,符合设计要求,减少掘进超挖量;(2)隧道围岩受爆破震动小,保持了围岩的完整和稳定性,从而增加了围岩的自身承载力,有利于采用锚喷支护;(3)爆破后较少出现“危石”,有利于安全作业;(4)炸药消耗量减少,但钻眼工作量有所增加,钻眼与爆破操作质量要求高。光面爆破需满足的条件为:(1)岩石上留下具有均匀眼痕的周边眼数目不应小于总数的一半;(2)超挖尺寸不得大于150mm,欠挖尺寸不得超过质量标准规定;(3)岩石上不应有明显的炮震裂缝。(一)施工工艺118
光面爆破受多种因素影响,包括围岩强度、整体性、节理、层理等地质因素,现场围岩地质结构千变万化,爆破参数进行现场设计动态调整。同一类围岩经试爆取得的技术参数,做为初步依据,每一循环爆破作业都要由有经验的爆破工程师根据上一循环爆破效果,以及本循环围岩特征进行适当调整,选择一组最佳技术参数。上一循环是下一循环的预设计和试爆破。光面爆破设计工艺流程见图6-2。图6-2光面爆破设计流程图测定围岩参数爆破参数预设计试爆破确定爆破参数爆破效果评判结合围岩具体特征调整参数调整爆破参数不理想钻爆作业理想(二)工艺要点整个钻孔过程,可分为准备、定位、开口、拔杆、移位五步。①准备:开工前准备工作做到“四查”。即:查钻机的运转及钻机油管各部件;查水电及管路连接部位是否牢固;查钻头钻杆等配件是否备全;查易耗材料、器材是否有充分的备用量。②定位:在掌子面画出各炮孔位置及中线和高程十字线,确定钻孔范围,并明确钻孔先后次序。③开口:开口时缓慢推进,并注意钻头方向与隧道中线的夹角是否符合设计外插角。④拔杆:在整体性好的石质可中速较慢拔出;如遇破碎岩石卡钎时,应慢慢来回推进,使之拔出;如拔杆困难,再靠近该钻位重新钻眼,使之拔出。⑤移位钻孔:钻好一个炮孔进行下一炮孔钻进时,要做到“准、顺、平、齐”。准:按周边孔参数要求,孔位要选准;顺:侧墙孔孔口要顺开挖轮廓线布置,使孔底均位于开挖允许的超欠范围内;平:各炮眼相互平行(孔口和孔底距相等);齐:孔底要落在同一平面上,爆出的断面要整齐,便于下一循环作业。118
保证钻孔质量措施:光爆钻孔时,由爆破设计技术员统一指挥协调行动,认真实行定人、定位、定机、定质、定量的“五定”岗位责任制;分区按顺序钻孔,避免相互干扰、碰撞、拥挤;固定钻孔班,以便熟练技术,掌握规律,提高钻孔的速度和准确性。钻眼爆破工作必须严格按《铁路隧道施工规范》、《铁路工程技术规范》、《铁路工程施工安全技术规程》、《铁路隧道设计规范》有关规定执行,一般应注意以下事项:①开眼时必须使钎头落在实岩上,如有浮矸,应处理好后再开眼;②不允许在残眼内继续钻眼;③开眼时给风阀门不要突然开大,待钻进一段后,在开大风门;④为避免断钎伤人,推进凿岩机不要用力过猛,更不要横向用力,凿岩时钻工应站稳,应随时提防突然断钎;⑤一定要注意把胶皮风管与风钻接牢,并在使用过程中随时注意检查,以防脱落伤人;⑥缺水或停水时,应立即停止钻眼;⑦工作面全部炮眼钻完后,要吧凿岩机具清理好,并撤至规定的存放地点。(三)安全注意事项(1)装药前应检查顶板情况,撤出设备与机具,并切断除照明以外的一切设备电源。照明灯及导线也应撤离工作面一定距离;(2)放炮母线要妥善地挂在巷道的侧帮上,并且要和金属物体、电缆、电线离开一定距离;装药前要试一下母线是否导通;(3)在规定的安全地点装配引药(起爆药卷);(4)装药时要细心地将药卷装到眼底,防止擦破药卷、装错雷管段号、拉断脚线。有水的炮眼,尤其是底眼,必须使用防水药卷或药卷加防水套,以免受潮拒爆;(5)装药、联线后应有放炮员与班长、组长进行技术检查,并做好放炮前的安全布置;(6)放炮后要等工作面通风散烟后,放炮员率先进入工作面,并经检查认为安全后方能进行工作;(7)发现哑炮应及时处理,如哑炮是有联线不良或错联所造成,则可重新联线补爆;如不能补爆,则应在距在与原炮眼0.3m外钻一个平行的炮眼,重新装药放炮,严禁手拉或掏挖瞎跑;(8)产生瞎跑将意味着有潜在的危险,应在装药前严格检查爆破器材。装、联过程中应严格操作和检查,尽量消除产生瞎跑的可能。6.2.4全断面法施工(1)掏槽形式的确定从有关隧道爆破开挖质点振动速度的观测中发现:一般情况下,掏槽爆破的地震强度比其他部位炮眼的地震动强度都要大。因此,从减小掏槽爆破强度的地震动强度出发,118
本隧道采用菱形直眼掏槽。(2)爆破器材的选定根据目前市场供应条件及本隧的实际情况,选用2号乳胶炸药,规格直径×长度×重量为Ф32×200mm×150g,雷管采用1~15段塑料导爆管毫秒雷管,电雷管侧向引爆。(3)确定炮眼直径根据炸药规格,选用40mm钻孔直径。(4)确定炮眼深度根据循环进尺长度。除掏槽眼外,其余眼均采用循环进尺长度即2.50m,掏槽眼约为循环进尺的110%~120%采用2.70m。(5)炮眼数目单位面积钻眼数为1.5~4.5个/㎡。具体根据下式计算:N=qS/(n·r)………………(6—8)式中N——炮眼数目,个;q——单位炸药消耗量,Kg/m³,本隧道采用1.4;n——炮眼装药系数,一般为0.5-0.7;r——炸药的线装药密度,kg/m,2#岩石乳胶炸药Ф32采用0.78;S——开挖断面积,本隧59.95㎡。依据上式,可计算出结果如下:N=179个。本数据仅为理论计算数据实际布置时可适当调整。(6)炮眼布置布置炮眼主要是首先应确定炮眼间距,可根据下式计算:A=(1.1~1.8)W………………(6—9)式中a——炮眼间距,mm;W——抵抗线,mm;W=(15—25)d;d——炮眼直径,mm;本式仅为理论参考公式,实际布置时可适当调整。原则上应先布置掏槽眼、周边眼,然后是底眼、内圈眼、最后布置掘进眼,掘进眼均匀布置即可。①布置掏槽眼、扩槽眼:采用菱形掏槽,圆形扩槽;②布置周边眼:周边眼参数经验计算式如下:间距:E=(8~12)d(d为炮眼直径),本隧道采用450mm;抵抗线:W=(1.0~1.5)E,本隧道采用550mm;118
装药集中度:r=0.04~0.19Kg/m,③布置底眼:底板眼均匀布置间距采用48cm;④布置内圈眼:通常内圈眼比掘进眼密一些,比周边眼稀一些,内圈眼间距为周边眼间距的1.5-2倍左右,故此内圈眼间距采用60cm。⑤布置掘进眼:均匀布置采用70cm;⑥一次爆破总装药量的计算:依据下式Q=qV=qSLη………………(6—10)式中q——单位炸药消耗量,Kg/m³,根据经验数据本隧道采用1.4;V——每循环爆破岩石体积(m³);S——隧道掘进断面(m²),本隧道为59.95m²;L——炮眼深度(m),本隧掏槽眼采用2.50m,周边眼和辅助眼采用2.70m;η——炮眼利用率,一般取0.8~0.95。根据上式可计算出上断面总装药量为189Kg。以上仅为理论计算值,实际布置时可根据炮眼装药量适当调整。(7)单眼装药量的计算炮眼所处的位置不同,所起的作用不同。掏槽眼要求抛掷,掘进眼要求松动,周边眼要求光面爆破,底板眼要求小面积抛掷,所以各部位炮眼装药量是不同的。全断面法爆破炮眼布置图见图6-5;爆破原始条件见表6-9;爆破主要经济技术指标见表6-10;爆破炮眼药量分配表见表6-11;图6-4全断面爆破炮眼布置图表6-9爆破原始条件118
序号名称单位数量1掘进断面m²59.952岩石普式系数f6~83工作面瓦斯情况%无瓦斯4工作面涌水情况m³/h<1m³/h5炸药和雷管的类型2号乳化炸药,Ⅷ段毫秒雷管表6-9爆破主要经济技术指标序号项目单位数量1开挖断面积m²59.952炮眼利用率%903每循环工作面进尺m2.254每循环爆破石方m³134.95每循环炮眼总长度m449.96炮眼总数个1797雷管用量发1798炸药用量Kg196.059单位体积岩石炸药消耗量Kg/m³1.4表6-10爆破炮眼药量分配表序号炮眼名称炮眼个数炮眼深度每个炮眼装药量合计装药结构起爆顺序连线方式卷数长度装填率卷数重量个m%个kg个m42.7102.074406.00Ⅰ串118
1a~1d掏槽眼反向连续2~9正槽眼82.7102.0748012.00反向连续Ⅱ串10~18扩槽眼92.571.456639.45反向连续Ⅲ串19~28辅助眼102.571.4567010.50反向连续Ⅳ串29~51232.571.45616124.15反向连续Ⅴ串52~80292.571.45620330.45反向连续Ⅵ串81~116内圈眼362.571.45625237.80反向连续Ⅶ串117~162周边眼242.5拱上51.04012018.00反向连续Ⅷ串22拱下61.24813233.00163~176底眼142.571.4569814.70反向连续Ⅸ串合计179449.91219196.05118
6.2.5台阶法施工台阶法施工具体如下图6-5;爆破原始条件见表6-11;爆破主要经济技术指标见表6-12;爆破炮眼药量分配表见表6-13;图6-5台阶法爆破炮眼布置图118
表6-11爆破原始条件序号名称单位数量1掘进断面m²59.952岩石普式系数f6~83工作面瓦斯情况%无瓦斯4工作面涌水情况m³/h<1m³/h5炸药和雷管的类型2号乳胶炸药,Ⅷ段毫秒雷管表6-12爆破主要经济技术指标序号项目单位数量1开挖断面积m²59.952炮眼利用率%903每循环工作面进尺m2.254每循环爆破石方m³134.95每循环炮眼总长度m402.46炮眼总数个1607雷管用量发1608炸药用量Kg160.509单位体积岩石炸药消耗量Kg/m³1.2118
表6-13爆破炮眼药量分配表序号上下台阶炮眼分类炮眼数雷管段数炮眼长度炮眼装药量每孔药卷数单孔装药量合计药量个段m卷/孔Kg/孔Kg1a~1d上半断面掏槽眼412.7101.506.002~9832.7101.5012.0010~20辅助眼1152.571.0511.5521~321272.571.0512.6033~49内圈眼1792.571.0517.8550~78周边眼29112.550.7521.7579~89底板眼11132.571.0511.55合计92232.493.3090~96下半断面辅助眼722.571.057.3597~103742.571.057.35104~110762.571.057.35111~115582.571.055.25116~132内圈眼16102.571.0516.80132~145周边眼14122.550.7510.50146~157底眼12142.571.0512.60合计6817067.2总计160402.4160.50118
6.3出碴运输出碴是隧道施工的辅助作业之一。出碴作业能力的强弱,决定了它在整个作业循环中所占时间的长短(一般在40%~60%),因此,出碴运输作业能力的强弱在很大程度上影响施工速度。在选择出碴方式时,应对隧道的开挖断面的大小、围岩的地质条件、一次开挖量、机械配套能力、经济性及工期要求等相关因素综合考虑。出碴作业可以分解为:装碴、运碴、卸碴3个环节。(1)装碴就是把开挖下来的石碴装入运输车辆。装碴的方式采用机械装碴。装碴机械的类型很多,隧道施工中常用的装碴机有:翻斗式装碴机、蟹爪式装碴机、立爪式装碴机、挖斗式装碴机、铲斗式装碴机。(2)隧道施工的洞内运输(出碴和进料)方式分为有轨式和无轨式,应根据隧道施工长度、开挖方法、机具设备、运量大小等选用运输方式。有轨式运输是铺设小型钢轨轨道,用轨道式运输车出碴和进料,是一种适应性较强的及较为经济的运输方式;无轨式运输是采用无轨运输车出碴和进料。其特点是机动性灵活,不需要铺设轨道,适用于弃碴离洞口较远和道路纵坡度较大的场合。(3)卸碴工序的安排与卸碴场的码头设置,应能适应每个洞口出碴高峰期的需要,并尽量减少调车时间,做到安全、有效、快速卸碴。118
7初期支护工程隧道开挖后,为了有效约束和控制围岩的变形,增强围岩的稳定性,保证施工安全,以及为了确保运营过程中的稳定,耐久,减少阻力和美观,均须施作必要的结构作为支护。因此,隧道开挖一经暴露宜及时施作初期锚喷支护来恢复和提高岩体的自身承载能力,当整个隧道体系逐渐稳定下来,则采取二次衬砌以保证隧道的永久稳定和安全。初期支护和二次衬砌构成了隧道的复合式支护。本标段隧道初期支护采用Φ25中空注浆锚杆、Ф22mm砂浆锚杆、钢筋网、型钢钢架、C25喷射混凝土。依据围岩类别设计综合使用。钢架、钢筋网和锚杆在洞外构件厂加工,人工安装钢架,挂设钢筋网,风动凿岩机施作系统锚杆,湿喷机喷射混凝土。7.1锚杆施工7.1.1施工工艺锚杆施工工艺见图7-1:打锚杆孔安装树脂锚固剂或砂浆搅拌拧紧螺母图7-1锚杆施工工艺流程图7.1.2施工方法(一)加工①杆体按设计要求长度裁截时,应使顶端断面严格垂直杆体中心线,杆体要直;118
②一端车成标准螺纹,配好螺母;③垫板可用钢板切割,中间打眼即可。(二)钻眼①钻眼布点、角度方向、钻眼深度和直径要符合设计要求,不要随意改动;要控制钻眼径;②钻眼完毕后,要检查质量,用水及压缩空气洗吹干净,外加塞子堵紧,防止石碴掉入。(三)安装①将杆体送入眼底,通过套筒用钻机冲击或锤击锚杆尾部,冲击时间和锤击次数以杆尾不产生变形为宜;②根据垫板大小,用快凝水泥砂浆抹平钻孔四周,平面与钻孔的轴线要垂直(或加垫片调整),不要封住杆体和岩壁之间的缝隙。(四)注浆①垫平的水泥砂浆凝固后,装上注浆盒,插入排气管,进行注浆。当排气管内有小水滴或注浆盒与岩壁接触部位有水滴出现时,即可随注浆慢慢往外拔出排气管,拆下注浆盒,装上垫板和螺母,防止砂浆溢出,临时装上,不能马上拧紧;②砂浆配合比要保证砂浆强度、粘结力足够锚杆本身强度的发挥,要减少砂浆收缩率,又要便于施工;③注浆工艺、设备和砂浆配合比,注浆压力等,均需通过施工前的试验,总结经验,培训人员。(五)预加拉应力①用测力矩扳手或定力矩扳手来控制杆体产生设计所要求的预拉力;②预拉力要赶在砂浆初凝前完成。(六)施工记录①建立锚杆安装卡片。内容包括:锚杆种类、编号、直径、长度、钻眼深度、打入后的外露长度;②安装时冲击时间或锤击次数,注浆情况,拧紧螺母预加应力状况等。7.1.3检测标准全面检测应包括:锚杆的材质,锚杆安装的方向、深度、排间距和锚固力。其中锚杆的材质应在实验室进行。锚杆的安装方向、深度、排间距应按制度在施工过程中由检验人员检查。锚固力需要用锚杆拉力机检验。7.1.4施工要点118
(1)先注浆后插杆体时,注浆管应先插到钻孔底,开动注浆机,待砂浆以到孔底,即随砂浆的注入而徐徐均匀地将注浆管往外抽出,要始终保持注浆管口埋于砂浆内;(2)当注浆体积稍超过需要体积时,即将注浆管全部抽出,同时插入杆体;(3)用锤击或通过套筒用风钻冲击,使杆体强行插入钻孔;(4)根据钻孔是否有砂浆挤出来安插砂浆的密实程度;(5)杆体到位后要用木楔或小石子卡住,防止杆体滑动。砂浆未达到设计强度的70%时,不要碰撞;(6)先插杆体后注浆时,要使排气管(一般采用后壁式的塑料管),内端插到底后,抽出少许,外端可埋入桶装水中,注浆管和排气管均通过可固定于钻孔口部的橡胶赛而被定位。7.2中空锚杆施工喷锚支护施工程序见下图7-2超前地质预报否初喷混凝土4cm施工放样安装钢架及挂钢筋网是否符合标准调整施作系统锚杆喷射混凝土达到设计厚度监控量测反馈、调整确定支护参数是开挖图7-2喷锚支护施工程序框图118
7.2.1中空注浆锚杆施工工艺中空注浆锚杆施工工艺流程见图7-3。检查锚杆锚杆连接标出锚杆位置锚杆钻进检查孔眼是否畅通并装止浆塞备料注浆制备浆液上垫板、紧固螺帽、封口清洗整理图7-3中空注浆锚杆施工工艺流程图7.2.2中空注浆锚杆施工方法中空注浆锚杆主要用来作系统支护。本隧道正洞拱部均采用待排气装置的中空注浆锚杆,做法是:开挖后在拱部按设计要求间距打设锚杆,然后压注水泥砂浆,在隧道的拱部形成整体支护结构。放样:按设计位置及间距在隧道拱部标出锚杆位置;连接锚杆:先清理钻头、锚杆孔中异物,然后将钻头安装在锚杆一端,用连接套将锚杆另一端与凿岩机连接。钻进及安装:将锚杆的钻头对准拱部标出的锚杆位置孔位,对凿岩机供风供水,开始钻进,钻进应以多回转、少冲击的原则进行,以免钻碴堵塞凿岩机的水孔;钻至设计深度后,用水或高压风清理锚杆孔,确认畅通后卸下钻杆连接套,保持锚杆的外露长度为10~15cm。注浆:锚杆注浆采用专用锚杆注浆机。为了保证注浆不停顿地进行,注浆前应认真检查注浆泵的状况是否良好、配件是否备齐、制浆的原材料是否备齐、质量是否合格等。采用水泥砂浆,按以下程序进行注浆:将锚杆、注浆管及注浆泵用快速接头连接好;开动注浆泵注浆,直至浆液从孔口周边溢出或压力表达到设计压力值为止。一根锚杆完成后,应迅速卸下注浆软管和锚杆接头,清洗后移至下一根锚杆使用。7.2.3施工注意事项(1)浆液应严格按配合比配制,并随用随配;118
(2)为保证注浆效果,止浆塞打入孔口不应小于10cm,而且待排完气后应立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的孔隙,保证在规定压力下浆液不致窜出;(3)若停泵时间较长,则在下根锚杆注浆前要放掉注浆管内残留的灰浆;注浆过程中,每次移位前应及时清洗快速接头,以保证注浆连续进行。注浆前应检查排气管,当确认排气管畅通时即可注浆。7.2.4检测标准(1)注浆时宜选用额定工作压力不小于1MPa的注浆泵,砂浆标号不低于M20;(2)锚杆数量应符合设计要求;(3)锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实;(4)锚杆安装允许偏差应符合下列规定:①锚杆的孔径应符合设计要求;②锚杆孔的深度应大于锚杆长度的10%;③锚杆插入长度不得小于设计长度的95%,且应位于空的中心。7.2.5技术措施(1)中空锚杆材料应选用符合《中空锚杆技术条件》的无缝钢管轧制;(2)锚杆体及附属结构的内外表面不得有裂缝、折叠、轧折、离层、结疤和锈斑等缺陷,存放及使用中材料内外表面必须除去油污;(3)普通中空锚杆在用于边墙或俯角下倾的锚杆孔时,注浆可采用由锚杆内中空通孔进浆,锚杆口排气方式。用在锚杆孔向上倾斜的仰角时,锚杆注浆必须自锚杆体外钻孔中注浆,锚杆的中空通孔作为排气的注浆方式;(4)锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求,锚杆用的水泥浆或砂浆强度不低于M20,单管达到设计注浆量时注浆结束,当注浆压力达到设计终压不少于20分钟,进浆量仍达不到注浆终量时,亦可结束注浆,并保证锚杆孔浆液注满,注浆质量合格后将锚杆头封堵,避免浆液倒流;(5)在软岩土层中施作时,需环向隔开一定距离隔孔钻进,避免岩体注水太多可能导致围岩面滑塌;(6)浆液应严格按规范配合比配制,并随用随配;(7)为保证注浆效果,止浆塞打入孔口不应小于10cm,而且待排完气后应立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的孔隙,保证在规定压力下浆液不致窜出。118
7.3钢架施工7.3.1施工工艺钢架施工工艺框图见图“钢架安装工艺框图”如图7-4;中线标高测量清除底脚浮碴安装型钢钢架隐蔽工程检查验收复喷混凝土初喷型钢钢架加工质量检验型钢钢架组拼和锚杆焊接定位图7-4钢架安装工艺框图钢架按设计预先在洞外钢结构厂加工成型,在洞内用螺栓连接成整体。7.3.2施工方法(一)现场制作加工格栅钢架采用钢筋现场加工制作,技术难度和要求并不高;对隧道断面变化适应性好。钢架加工的焊接不得有假焊,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。每榀钢架加工完成后放在水泥地面上试拼,周边拼装允许误差为±3cm,平面翘曲小于2cm。钢架在开挖或喷混凝土后及时架设。(二)格栅钢架架设工艺要求安装前清除底脚下的虚碴及杂物。钢架安装允许偏差:钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过±5cm,垂直度误差为±2°。钢架拼装可在开挖面以外进行,各节钢架间以螺栓连接,连接板密贴。沿钢架外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块楔紧。钢架底脚置于牢固的基础上。钢架尽量密贴围岩并与锚杆焊接牢固,钢架之间按设计纵向连接。118
钢拱架拱脚打设直径为22mm的锁脚锚杆,锚杆长度不小于3.5m,数量为2~4根。下半部开挖后钢架及时落底接长,封闭成环。钢架与喷混凝土形成一体,钢架与围岩间的间隙用喷混凝土充填密实;各种形式的钢架全部被喷射混凝土覆盖,保护层厚度不得小于50mm。7.3.3检测标准钢架安装允许偏差见表7-1。表7-1钢架安装允许偏差:序号项目允许偏差1间距±100mm2横向±50mm3高程±50mm4垂直度±2°5保护层厚度-5mm(1)钢拱架应安设在隧道横向竖直平面内,其垂直度允许误差±2°;(2)钢拱架的拱脚应有一定的埋置深度,并必须落到原状土上,才能保证拱脚的稳定(即沉降量很少)。一般可以采取用垫石、垫钢板、纵向加托梁或锁脚锚杆等措施;(3)钢拱架的截面高度应与喷射混凝土厚度相适应,一般为10~20cm,且要有保护层,应在初喷混凝土后安装钢拱架,初喷混凝土厚度约为4cm。刚拱架应尽可能多地与锚杆露头及钢筋网焊接,以增强其联合支护的效应;(4)可缩性钢拱架的可缩性节点不宜过早喷射混凝土。应待其收缩合拢后,再补喷混凝土;喷射混凝土时,应注意将钢拱架与岩面之间的间隙喷射饱满和达到很密实。7.3.4技术措施(1)为抑制松驰围岩早期变形,开挖后须尽快采用相应强度和刚度的钢架支撑,架立后能立即发挥支撑机能;(2)钢支撑的标准施工是按“规定间隔和高度架设置→接头安装→连接螺栓的紧固→纵向联系筋的焊接”的顺序进行;(3)并要求使其在喷射作业中不产生移动;(4)钢拱架支撑脚部应座落在基岩上或用锁脚锚杆稳定,钢架与围岩之间的较大间隙部位用钢楔间隔楔紧,再用喷砼填充密实,避免留下空隙和隐患。118
7.4网喷砼施工钢筋网喷射混凝土是在喷射混凝土之前,在岩面上挂设钢筋网,然后再喷射混凝土。其物理力学性能基本上同钢纤维喷射混凝土,只是其配筋均匀性较钢纤维差。主要用于软弱破碎围岩,而更多的是与锚杆或者钢拱架构成联合支护。7.4.1施工工艺喷锚网支护工艺流程见图7-5。否超前地质预报初喷混凝土4cm施工放样安装钢架及挂钢筋网是否符合标准调整施作系统锚杆喷射混凝土达到设计厚度监控量测反馈、调整确定支护参数是开挖图7-5喷锚网支护施工工艺流程图7.4.2施工方法(1)喷射砼骨料用强制式拌合机分次投料拌合,为减少回弹量,降低粉尘,提高一次喷层厚度,喷射砼采用TK-961型砼喷射机,湿式喷射作业。开始喷射时,应减小喷头至受喷面的距离,并调整喷射角度,钢筋保护层厚度不得小于3cm。为便于挂网安装,常将钢筋网先加工成网片,长宽可为100~200cm;(2)喷锚支护喷射砼,一般分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进行,以尽早封闭暴露岩面,防止表层风化剥落。钢筋网应与锚杆或锚钉头连结牢固,并应尽可能多点连接,以减少喷射混凝土时使钢筋发生“弦振”。锚钉的锚固深度不得小于20cm;118
(3)复喷砼在锚杆、挂网和钢架安装后进行,尽快形成喷锚支护整体受力,以抑制围岩变位。钢架间用砼喷平,并有足够的保护层;(4)喷射砼分段、分片由下而上顺序进行,一次喷射厚度控制在6cm以下,喷射时插入长度比设计厚度大5cm铁丝,每1~2m设一根,作为施工喷层厚度控制用,后一层喷射在前层砼终凝后进行,新喷射的砼按规定洒水养护,第一次喷射不能太厚,以防起鼓剥落;(5)开始喷射时,应缩短喷头至受喷面之间的距离,并适当调整喷射角度,使钢筋网背面混凝土密实。7.4.3检测标准(1)喷射砼分层喷射时,底层喷射厚度不应小于4cm。采用湿喷方式的喷射砼拌合物的坍落度应符合设计配合比要求;(2)喷射砼原材料每盘称量的偏差应符合表表7-2要求;(3)喷射砼表面应密实、平整,无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水,锚杆头钢筋无外露;(4)钢筋网的网格尺寸允许偏差为±10mm,钢筋网搭接长度应为1-2个网孔,允许偏差为±50mm。表7-2原材料每盘称量的允许偏差序号材料名称允许偏差1水泥±2%2粗、细骨料±3%3水、外加剂±2%4钢纤维±2%5微纤维±2%7.4.4技术措施(1)喷射作业前,要检查水泥、砂、石、速凝剂、水的质量,满足规范要求;喷射机、砼搅拌机、皮带运输机等使用前均应检修完好,就位前要进行试运转;并埋设好测量喷射砼厚度的标志;(2)检查开挖断面,欠挖处要补凿够,敲帮找顶、清除浮石。用高压水或高压气清除附着岩面的泥污、灰尘和细岩碴等;118
(3)喷射作业时,喷嘴与岩面的角度一般应垂直于岩面;适宜的一次喷射厚度在不错裂、不脱落的情况下达到的最大厚度。并使围岩的凹凸面完全被覆盖,有钢支撑时应注意使喷射砼与钢支撑结成一体,要注意在钢支撑背面不留空隙。有涌水量较小,可以增加水泥用量和速凝剂掺量,变更配合比后喷射;涌水量较大的地方,可先采用集中排水措施后,再进行砼喷射。7.5喷射混凝土7.5.1施工工艺(一)工艺原理喷射混凝土是使用混凝土喷射机。按一定的混合程序,将掺有速凝剂的混凝土拌合料与高压水混合。经过喷枪头的喷嘴喷射到围岩壁表面上,并迅速凝固结成一层支护结构。从而对围岩起到支护作用、及对钢筋网、拱架起到保护作用。(二)湿喷将细骨料、粗骨料和水按设计比例拌合均匀,用湿式喷射机压风将拌合好的混凝土混合料押压送到喷头处,再在喷头处添加速凝剂后喷射到岩面上。(其施工工艺流程见湿喷工艺流程图如下图7-6)细骨料粗骨料水泥搅拌机压缩空气速凝剂湿式喷射机喷枪头受喷岩面图7-6湿喷工艺流程图水外加剂湿喷混凝土的质量好、强度高、回弹少、粉尘少。但受场地及作业空间条件的限制。同时操作和工艺复杂。故障处理及清洗也很复杂。7.5.2喷射混凝土的操作特点(一)喷射混凝土前的准备工作(1)材料方面118
①水泥、粗骨料、细骨料、速凝剂、水进行质量检验;②粗骨料、细骨料过筛并冲洗干净;③粗骨料、细骨料的含水率应符合要求。设置防雨棚(布)控制含水率。如果过于干燥应适当洒水。(2)机械及管线方面①喷浆机、混凝土搅拌机等机械使用前检修完好;②管线及接头保持完好,要求不漏风、不漏水,每隔50m接一阀门接头,以便喷浆机移动、联结风管和水管。(3)其他方面①检查受喷岩面开挖尺寸,清理危石、浮石及欠挖的局部处理;②受喷岩面的泥污应冲洗干净;③根据受喷岩面的潮湿程度,适当调整水灰比;④埋设喷射混凝土厚度的检查标志;⑤喷射混凝土作业面要准备充足的照明;⑥喷头作业面与喷浆机保持30m以上的距离;⑦做好回弹物的回收工作。(二)喷射混凝土的施工要点(1)严格掌握规定的速凝剂掺量,并添加均匀,喷射时,喷射手严格控制水灰比,使喷层表面平整光滑,无干斑或滑移流淌现象;(2)在未上混凝土拌合料之前,先开高压风和高压水,如喷嘴风压正常,喷出来的水和高压风呈雾状。风压控制在0.1~0.15MPa,喷射机开动电动机,先进行空转,待喷射机运转正常才开始投料、搅拌和喷射;(3)喷射混凝土应先分段、分部、分块、按先墙后拱,自下而上进行喷射,喷嘴需对受喷岩面作均匀的顺时针方向的螺旋转动。一圈压半圈的横向移动。螺旋直径为20cm~30cm,以使混凝土喷射密实;(4)为保证喷射混凝土质量,减少骨料回弹量和降低粉尘,作业时应注意:①喷射时分段长度不大于3m,分块大小为1m×1m,并严格按先墙后拱,先下后上的顺序喷射,以减少混凝土因重力作用而引起的滑动或脱落;②控制并掌握好喷嘴与受喷岩面的距离和角度:喷嘴与受喷岩面的距离为0.8m~1.2m;喷嘴与受喷岩面保持垂直,并稍微偏向刚喷射的部位,倾斜角度小于10°。③对于受喷岩面凹陷处应先喷和多喷,而凸出处应后喷或少喷;④混凝土喷射程序:可采用螺旋形移动前进。也可采用S形往返移动前进。118
(5)调节好水压和风压:①水压为保证高压水能从喷头内壁的小孔高速射出,把拌合料迅速拌合均匀,水压应稍微高于风压。也就是说,水压至少比风压高10N/c㎡~15N/c㎡;②风压风压与喷射混凝土质量有密切的关系,风压大,会造成回弹量大,损失水泥、风压小,会使喷射混凝土的喷射力减弱,从而造成混凝土喷射不密实。鉴于此,根据喷射情况,及结合输料管长度,应适当调整风压见表7-3。表7-3输料管长度与风压表输料管长度(m)204080120160200风压(N/cm2)10~152030405060(6)一次喷射厚度:①喷射混凝土作业应分层进行,喷射的太薄或太厚,主要与喷射混凝土层与受喷岩面之间的粘结力和受喷部位有关;②一次喷射太厚,会在自重的作用下,喷层出现裂纹或大片脱落;③一次喷射太薄,会加大骨料的回弹,使受喷岩面上仅留下一层薄薄的混凝土或砂浆。而影响喷射混凝土的效果和工程质量;④一般情况下,一次喷射混凝土厚度为:边墙6cm~8cm;拱部4cm~6cm;⑤分层喷射混凝土的间隔时间:分层喷射混凝土,一般分2~3层喷射。合理的间隔时间应根据水泥品种、速凝剂种类及掺量、施工温度、水灰比的大小等种种因素,并最终看喷射混凝土的终凝情况而定。一般情况下可在10min~30min,才能进行复喷;⑥喷射混凝土的养护:为使水泥充分水化,使喷射混凝土的强度均匀增长,在喷射混凝土终凝后1h~2h后进行洒水养护,养护时间应不少于7d。7.6监控量测7.6.1量测项目根据本标段工程的地形地质条件、支护类型和施工方法等特点,初步选择确定本隧道监控量测必测项目和选测项目见表7-4。118
表7-4监控量测必测项目序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注1洞内、外观察现场观察、地质罗盘2衬砌前净空变化隧道净空变化测定仪(收敛计、隧道激光断面仪、全站仪)0.1mm全站仪采用非接触观测法3拱顶下沉水准测量的方法,水准仪、钢尺1mm一般进行水平收敛量测4地表下沉水准测量的方法,水准仪、塔尺1mm浅埋隧道必测(H0≤2b)5二次衬砌后净空变化隧道净空变化测定仪(收敛计)0.01mm6沉降缝两侧底板不均匀沉降三等水准测量1mm沉降缝两侧底板(或仰拱填充层面)沉降7洞口段与路基过渡段不均匀沉降观测三等水准测量1mm洞口底板(或仰拱填充层面)与洞口过渡段的沉降注:H0—隧道埋深;b—隧道最大开挖宽度。7.6.2量测断面间距施工中将按照设计文件设置量测断面并布点。结合本隧道具体情况,初步拟定必测项目量测断面间距与每断面测点数量见表。为掌握各级围岩位移变化规律,在各级围岩起始地段增设量测断面。监控量测选测项目见表7-5;必测项目量测断面间距和每断面测点数量见表7-6。118
表7-5监控量测选测项目序号监测项目测试方法和仪表测试精度备注1地表下沉水准测量的方法,水准仪、塔尺1mmH0>2b时2隧底隆起水准测量的方法,水准仪、塔尺1mm3围岩内部位移多点位移计0.1mm4围岩压力压力盒0.001MPa5二次衬砌接触压力压力盒0.001MPa6钢架受力钢筋计0.1MPa7喷混凝土受力混凝土应变计10με8锚杆杆体应力钢筋计0.1MPa9二次衬砌内应力混凝土应变计0.1MPa10爆破振动观测爆破振动记录仪临近建筑物11围岩弹性波速度弹性波测试仪注:H0—隧道埋深;b—隧道最大开挖宽度。表7-6必测项目量测断面间距和每断面测点数量围岩级别断面间距(m)每断面测点数量净空变化拱顶下沉Ⅴ5~101~2条基线1~3点Ⅳ10~301条基线1点Ⅲ30~501条基线1点注:1、洞口及浅埋地段断面间距取小值。2、各选测项目量测断面的数量,宜在每级围岩内选有代表性的1~2个。3、软岩隧道的观测断面适当加密。118
7.6.3量测断面布置隧道每个量测断面各布置一个拱顶下沉测点和一条水平净空收敛量测基线(台阶法开挖时,在拱脚以上0.5m加测一条)。测点布置见图7-13。7.6.4量测频率洞内观察分为开挖工作面观察和支护表面状况观察两部分。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。对支护的观察也应每天至少进行一次,观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的表面外观状况等。洞外观察包括边仰坡稳定、地表水渗透等观察。净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。量测频率见表7-7,实际量测频率从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。118
表7-7量测频率表量测频率变形速度(mm/d)量测断面距开挖工作面距离2次/d≥5<1B1次/d1~5(1~2)B1次/2~3d0.5~1(2~5)B1次/3d0.2~0.51次/周<0.2>5B注:B为隧道开挖宽度。7.4.5监测方法监测方法与要求见表7-8。为确保量测精度和加快量测速度,在隧道拱顶下沉和水平收敛量测中采用目前比较先进的无接触围岩量测技术。它具有快速、准确、灵活方便等优点。量测方法:无接触法围岩量测观测方案见图。测量人员按量测频率要求对隧道断面上布设的观测点进行全自动多测回全圆观测,得到这些点的收敛信息。7.4.6监测资料整理、数据分析及反馈在取得监测数据后,及时由专业监测人员整理分析监测数据。结合围岩、支护受力及变形情况,进行分析判断,将实测值与允许值进行比较,及时绘制各种变形或应力~时间关系曲线,预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况,及时向项目总工程师及监理工程师汇报。无法接触围岩测量监测方案如图7-8。118
表7-8监控量测方法及要求表序号监测项目测点布置监测方法及要求仪器1洞内外观察开挖及支护后进行目测:地质观察在爆破后初喷前进行,绘制地质素描图,填写开挖工作面地质调查记录表;检查喷射混凝土有无开裂及发展,锚杆有无松动,钢架支护状态等,并做好相应记录;查看边仰坡有无开裂、起壳,地表有无裂纹;地表水位有无异常变化。地质罗盘2地表沉降监测隧道洞口进行地表沉降量测,横断面方向沿隧道中心及两侧间距2~5m处设地表下沉测点,监测范围在隧道开挖影响范围以外。地表下沉量测在开挖工作面前方,隧道埋深与隧道开挖高度之和处开始,直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。精密水准仪、铟瓦尺3水平收敛量测内轨顶面以上2.5m,左右两侧对称布置量测点,量测断面间距根据围岩级别确定采用激光断面仪或收敛计进行量测,开挖后按要求迅速安装测点并编号,初读数应在开挖后12h内读取,测点应牢固可靠,易于识别并妥为保护激光断面仪、收敛计4拱顶下沉量测与水平收敛断面对应拱顶设量测点喷射混凝土后迅速在拱顶设点,采用激光断面和仪精密水准仪和收敛计铟瓦尺进行量测精密水准仪和收敛计、铟瓦尺7.4.7监控量测管理(一)监测控制标准根据有关规范、规程、设计资料及类似工程经验,制定本工程监控量测变形管理等级见表,据此指导施工。变形管理等级见表7-9:表7-9变形管理等级118
管理等级管理位移施工状态ⅢU2Uo/3停工,采取特殊措施后方可施工注:U为实测位移值;Uo为最大允许位移值。观察及量测发现异常时,应及时修改支护参数。一般正常状态须同时满足以下条件:净空变化速度小于0.15mm/d时,喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝,围岩基本稳定;位移速度除在最初1~2d允许有加速外,应逐渐减少。当净空变化速度持续大于1.0mm/d时,应加强初期支护。(二)监控量测体系施工量测安全性经济性量测计划是否变管理基准是否变措施(改变施工方法,调整支护参数)措施(优化支护结构)改变量测计划改变管理基准是是是否否否否是是施工监测管理流程见图7-9。图7-9施工监测管理流程图(1)监控量测计划118
工程施工前,根据现场实际情况及施工进度,编制详细的监测实施计划,并确定监测技术标准,报监理工程师及业主批准。(2)监控量测小组为了真实反映监测结果,本标段施工监测由工程技术管理中心组成专门监测小组,具体负责各项监测工作。(3)监测管理积极配合监理工程师做好对监测工作的检查、监督和指导,工程完成后,根据监测资料整理出本标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。(4)现场量测要求净空变化、拱顶下沉量测应在每次开挖后12h内取得初读数,最迟不得大于24h,且在下循环开挖前必须完成。测试前检查仪表设备是否完好,发现故障及时修理或更换;确认测点是否松动或人为损坏,当测点状态良好时方可进行测试工作。测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表,每测点一般测读三次,取算术平均值作为观测值;每次测试都要认真做好原始数据记录,并记录开挖里程、支护施工情况以及环境温度等,保持原始记录的准确性。测试完毕后检查仪器、仪表,做好养护、保管工作。及时进行资料整理及信息反馈。(5)保证措施将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中,作为一个重要的施工工序来抓,并保证监测有确定的时间和空间。制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施,并将其纳入工程的施工进度控制计划。施工监测紧密结合施工步骤,监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响,据此优化施工方案。监测组与监理工程师密切配合工作,及时向监理工程师报告情况和问题,并提供有关切实可靠的数据记录。量测项目人员要相对固定,保证数据资料的连续性。量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。量测设备、元器件等在使用前均经过检校,合格后方可使用。各监测项目在监测过程中必须严格遵守相应的实施细则,量测数据均要经现场检查、室内两级复核后方可上报。量测数据的存储、计算、管理均采用计算机系统进行。针对施工各关键问题开展相应的QC小组活动,及时分析、反馈信息,指导设计和施工。118
8二次支护工程8.1仰拱(填充、底板)施工8.1.1施工工艺为保证施工安全,仰拱混凝土应及时施作,支护尽早闭合成环,整体受力,确保支护结构稳定。在隧道正洞Ⅳ、Ⅴ级围岩中,待喷锚支护全断面施作完成后,根据围岩收敛量测结果,拆除临时支护,开挖并灌筑仰拱及填充混凝土,一次灌筑仰拱混凝土长度6~8m。仰拱施工工艺流程见图8-1。设槽形挡头模测量设置安装仰拱钢筋开挖清浮碴隐检灌筑砼捣固抽排水接缝处理混凝土生产、运输养护118
图8-1仰拱施工工序流程图8.1.2施工方法为保证施工质量,仰拱混凝土进行半幅浇筑,同时解决出碴、进料运输与仰拱施工干扰及仰拱混凝土在未达到要求强度之前承受荷载的问题。仰拱混凝土工艺:(1)测量放样,由内轨顶标高,反算仰拱基坑底标高;(2)采用挖掘机一次性开挖到位(暂不出碴),人工辅助清理底部浮碴杂物;(3)将上循环仰拱混凝土接头凿毛处理,按设计要求安装仰拱钢筋,并预留与边墙衬砌连接筋;(4)自检合格后,报监理工程师隐蔽检查并签证,混凝土输送车运输灌筑,插入式振动棒捣固。为能尽早便于行车,采用早强型混凝土。(5)仰拱和底板施工应符合下列要求:①施工前,应将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等清除,并用高压风将隧底吹洗干净,超挖应采用同级混凝土回填。②仰拱超前拱墙二次衬砌,其超前距离保持3倍以上衬砌循环作业长度。③仰拱、底板混凝土半幅浇筑。④填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑,不得同时浇筑。仰拱拱座与墙基同时浇筑,排水侧沟与边墙同时浇筑。⑤仰拱施工缝和变形缝作防水处理。⑥膨胀岩性地段,开挖后及时施作仰拱。⑦填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行,填充混凝土强度达到设计强度的100%后允许车辆通行。8.1.3检测标准仰拱表面应平顺,确保水流畅通,不积水;仰拱应及时施作,与开挖面的距离不宜超过3倍衬砌浇筑段的长度;仰拱顶面高程和曲率应符合设计要求。仰拱填充表面坡度应符合设计要求,坡面应平顺、排水通畅、不积水。8.1.4技术措施(1)仰拱砼应在仰拱开挖后迅速灌注。灌注砼之前应清扫开挖表面或喷砼表面,充分排除仰拱底部存有的积水;118
(2)隧底围岩松软时,尽可能使用风镐开挖,必须爆破时要严格控制装药量。仰拱不能欠挖,超挖在允许规定内用同等强度等级砼灌注;(3)仰拱多用小坍落度的砼,必须注意捣固;(4)灌注仰拱砼时应使用仰拱大样的模板,以检查和控制仰拱断面,灌注时由仰拱中心向两侧扩展至拱座为止;(5)仰拱砼应按照衬砌长度要求,分段整幅进行;仰拱砼与填充砼分两次浇筑。8.2结构防排水隧道防排水采用“防、截、排、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则,达到防水可靠,经济合理,不留后患的目的。8.2.1防水层铺设工艺防水层铺设利用轨行式作业平台施作。监控量测表明支护变形已基本趋于稳定且净空满足二次衬砌厚度、支护表面平整经探地雷达检测初期支护及背后密实,满足质量要求后铺设防水板。防水层铺设作业区不得进行爆破,防止飞石损坏防水层结构。在衬砌台车就位前,对防水层进行全面检查,铺设过程中对接缝进行充气检查。防水层施工与二次衬砌混凝土灌筑之间相距30m左右。防水板施工工艺框图见图防水板施工工艺框图8-2。图8-2防水板施工工艺框图(1)施工准备及基面处理彻底清除各种异物,如:石子、沙粒等,做到初期支护表面平整干净。不能出现酥松、起砂、无大的明显的凹凸起伏。铲除各类尖锐突出物体,如:钢筋头、铁丝、凸出在作业面上的各种尖锐物体。根据图纸高程尺寸,定好基准线,准确无误地按线下料。118
施工设备如焊接机、检漏器、热风枪、电闸箱等,在工作前要做好检查和调整。确保设备正常运行,达到焊接要求,保证工程质量。(2)防水板材的焊接板材采用双缝热熔自动焊接机焊接。依据板材的厚度和自然环境的温差调整好焊接机的速度和焊接温度进行焊接。焊接完后的卷材表面留有空气道,用以检测焊接质量。具体见图8-3。图8-3防水板焊接示意图检查方法:用5号注射针与压力表相接,用打气筒进行充气,在0.2MPa压力作用下5min不小于0.16MPa。否则补焊至合格为止。(3)防水板材的铺设、固定根据实际情况下料,按基准线铺设防水板;用防水板材专用塑料垫和钢钉把缓冲层固定在基面上,应用暗钉圈焊接固定塑料防水板,最终形成无钉孔铺设的防水层。防水板固定示意图见下图8-4118
图8-4防水板固定示意图在清理好的基面上铺设固定土工布垫层。在喷射砼隧道拱顶部标出隧道纵向的中心线,再使裁剪好土工布垫层中心线与喷射砼上的标志相重合,从拱顶部开始向两侧下垂铺设,用射钉固定垫片将土工布固定在喷射砼面上。水泥钉长度不得小于50mm,平均拱顶3~4个/m2,边墙2~3个/m2。铺设固定防水板。先在隧道拱顶部的土工布上标出隧道纵向的中心线,再使防水卷材的横向中心线与这一标志相重合,将拱顶部的防水卷材与热融衬垫片焊接,再同土工布垫层一样从拱顶开始向两侧下垂铺设,边铺边与热融衬垫焊接。铺设时要注意与与土工布密贴,并不得拉得太紧,一定要留出余量。将防水板专用融热器对准热融衬垫所在位置进行热合,一般5S即可。两者粘结剥离强度不得小于防水板抗拉强度。8.2.2橡胶止水带止水带施工工艺框图见图止水带安装施工工艺框图8-5。图8-5止水带安装施工工艺框图衬砌拱架调整完毕后,将止水带卡在堵头模板中间,堵头模板由两块模板拼成。止水带由拱顶向下环向布置,不断开。118
止水带对称安装,伸入模内和外露部分宽度应相等,为保持止水条平直,沿环向每0.5m设一φ6mm短钢筋托平。施工注意事项:(1)安装止水带以细铁丝悬吊于钢筋上固定位置,在顶部水平安装时使止水带形成盆式,以避免止水带下的气体在混凝土浇筑时无法逸出,形成孔隙;(2)止水带设置时不可翻转、扭曲,如发现破损立即更换;(3)在混凝土浇筑前应避免止水条被污物和水泥砂浆污损,表面有杂质须清理干净,以免混凝土与其咬合不紧密造成渗水通道,导致变形缝、施工缝漏水;(4)接触止水带的混凝土不应出现粗集料集中和漏振现象;(5)止水带应就位准确、安装牢固,模板的端板应做成厢形,在浇注一侧混凝土时保护止水带的另一侧翼不受到破坏。止水带的端头离周围钢筋的距离不小于20mm,纵向固定间距不大于250mm。8.2.3软式透水管盲沟透水盲沟施工工艺框图见图透水盲沟施工工艺框图8-6。图8-6透水盲沟施工工艺框图(1)布设位置透水管盲沟设在初期支护与复合防水层之间,环向透水管盲沟在边墙底部与隧道洞内水沟相连,纵向间距8m/环。纵向透水管盲沟在防水卷材下端泄水孔标高处与侧沟相连。纵向盲沟每8m设一段。按设计位置布设盲管。为防止透水管侵占衬砌厚度,喷混凝土时预埋一根φ100mm钢管,喷毕后拆下钢管,在喷混凝土上形成一圆槽以利透水管安设。(2)固定在混凝土面上固定的方法是:在盲管两侧用射钉枪打入钢钉,钢钉上系细铁线固定透水管。隧道拱墙防水层与初期支护间环向设φ50mm双壁打孔波纹管(外包无纺布),墙脚纵向设φ100mm双壁打孔波纹管(外包无纺布),墙脚纵向、拱墙环向盲沟与墙脚泄水孔采用三通管连接。施工时,用5cm的锚固钉及PE板窄条将软式透水管固定在支护面上,纵向、环向每隔50cm固定一处。(3)洞口排水118
洞门顶部设截水天沟,以形成完善的防排水系统。天沟设于边、仰坡顶以外5~10m,其坡度根据地形设置,但不应小于3%,以免淤积。洞门端墙及挡翼墙背后设置滤水层通过端墙及挡翼墙所设泄水孔排水。对洞口盲沟系统应定期检查其通畅性,当有阻塞时应及时疏通。8.3二次衬砌施工本隧道正洞采用复合式衬砌,二次衬砌采用C30钢筋混凝土;8.3.1施工准备原材料检验:每批钢筋进场时均应有钢筋出厂质量证明书或试验报告单;钢筋进场后进行复检,并将检测报告报监理工程师审查;钢筋现场堆放必须采取下垫上盖等措施防止钢筋锈蚀。技术准备:为保证钢筋工程的及时性、准确性,根据图纸、规范要求,及时技术交底,做到放样及时、准确,能指导施工;钢筋工必须持证上岗,保证钢筋加工质量。8.3.2防水隧道拱墙初期支护与二次衬砌之间铺设塑料防水板加土工布防水,防水层厚度不小于1.5mm,土工布质量≥400g/。隧道环向施工缝拱墙部分采用中埋式橡胶止水带+双组分聚硫密封膏嵌缝+涂刷混凝土界面剂,仰拱部分采用中埋式橡胶止水带+涂刷混凝土界面剂;纵向施工缝采用中埋式橡胶止水带+涂刷混凝土界面剂;变形缝采用中埋式橡胶止水带+双组分聚硫密封膏嵌缝,并采用沥青木丝或沥青油毛毡进行填缝处理。二衬拱部每隔5m预留回填注浆孔,待混凝土达到设计强度后,进行充填注浆。8.3.3钢筋加工开工前及时向监理工程师提交加工方案、加工材料明细表。加工时钢筋应平直,无局部曲折。如遇有死弯时,应将其切除。钢筋表面应洁净,无损伤、油漆和锈蚀。钢筋级别和直径必须符合设计要求。8.3.4钢筋安装钢筋的安装位置、间距、保护层及各部钢筋大小尺寸应符合设计图规定。钢筋制作及安装严格按有关规程、规范及设计图纸要求,由钢结构加工厂统一制作,利用轨行式作业平台现场人工绑扎、焊接。施工时应防止损坏防水层和注意预埋件安装。8.3.5拱墙衬砌混凝土施工方法(一)施工方法118
正洞衬砌采用10.5m长全断面钢模整体式液压衬砌台车,一次施工长度12m,横洞衬砌采用组合钢模板,采用混凝土输送泵或汽车泵泵送作业,由下向上,对称分层,先墙后拱灌筑,入模倾落自由高度不超过2.0m,机械振捣。台车结构如图8-7所示,隧道混凝土衬砌施工工序图详见图8-8。混凝土运输采用混凝土输送车,挡头模板采用制式钢模,确保施工缝处混凝土质量。图8-8隧道施工工艺纵剖面示意图混凝土由自动计量拌和站生产,采取商品化混凝土供应模式,就近供应。混凝土灌筑前做好钢筋的布设工作,钢筋角隅处要加强振捣,并做好防水层铺设及各类预埋件、预留孔、沟、槽、管路的设置。(二)混凝土施工118
施工准备:测量工程师和隧道工程师共同进行水平、高程测量放样。起动台车液压系统,根据测量资料使钢模定位,保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致,拱墙模板定位后固定,并进行测量复核。清理基底杂物、积水和浮碴;衬砌台车前端装设钢制挡头模板,并按设计要求安装固定止水带;拆除上组衬砌混凝土施工缝处止水带保护模,并自检防水系统设置情况。自检合格后报请监理工程师隐蔽检查,经监理工程师签证同意后灌筑混凝土。混凝土原材料必须经工地试验室检验合格后方可使用。细骨料采用河砂,粗骨料在指定石料场加工。在石料场建立粗骨料加工系统,保证粗骨料生产质量满足混凝土对粗骨料的各项指标的要求。到工地后,按混凝土原材料试验规范进行检验。水泥采用袋装水泥,必须有出厂合格证。进场后,由检测试验中心按规范要求,进行各项性能检验。水泥进库后按规程要求上盖下垫分批推放,水泥出厂超过三个月有效期,或发现水泥有受潮结块现象时,均应经过鉴定后降级使用。搅拌用水从深井抽取。使用前对水进行酸性物质含量化学分析试验,合格后方可使用。(三)混凝土搅拌搅拌站采用电子自动计量系统,混凝土搅拌严格按设计配合比计量拌和,配合比设计在满足设计强度、耐腐蚀、耐久性、和易性的要求和合理使用材料和经济的原则下,计算与试验相结合,采用质量法设计。泵送混凝土配合比的技术要求:骨料最大粒径与输送管内径之比,碎石不大于1:3,且不大于40mm;通过0.315mm筛孔的砂不小于15%。混凝土生产必须满足冬期施工要求。隧道混凝土衬砌施工工序见表8-1;工艺流程见图8-9。表8-1隧道混凝土衬砌施工工序图序号施工步骤说明11.仰拱每节长6-8m,并立端头模板2.浇注仰拱混凝土21.施作拱边墙防水层(用工作台车)2.绑扎拱、墙钢筋118
31.验收防水层及钢筋2.凿毛施工缝,清洗干净3.台车就位,并检查尺寸达到设计要求41.灌注拱边墙2.拆模后及时进行养生118
施工准备台车移位台车定位1、中线水平放样检查2、铺设衬砌台车轨道1、水平定位立模2、拱部中心线定位立模3、边墙模板净空定位4、清理基层,涂脱模剂1、安装纵向、环向盲管2、挂设防水层3、设置止水带整改安设防排水材料隐蔽检查灌筑混凝土脱模、台车退出养护混凝土拌制混凝土运输混凝土泵送地质雷达检测图8-9模筑混凝土衬砌施工工艺流程图不合格合格(四)混凝土运输混凝土采用混凝土输送车运输。运输施工要点:混凝土在运输中应保持其匀质性,做到不分层、不离析、不漏浆。运到灌筑点时,要满足坍落度要求。从搅拌机卸料到灌筑完毕的延续时间不超过120min。(五)混凝土灌筑混凝土自模板窗口,由下向上,对称分层,先墙后拱灌筑,倾落自由高度不超过2.0m。因意外混凝土灌筑作业受阻不得超过2个小时,否则按施工缝处理。衬砌混凝土施工均为机械振捣,插入式振动棒和附着式振捣器振捣密实,并避免碰撞钢筋、模板、预埋件和止水带等。振动棒插入下层混凝土50mm左右。(六)混凝土养护及整修模筑混凝土衬砌应根据不同地段承压情况,混凝土强度分别达到设计强度的100%、70%时方可拆模。118
(七)质量保证技术措施衬砌施工前,应对中线、高程、断面尺寸和净空大小进行仔细检查核对,准确无误符合设计要求后,方可灌筑混凝土。施工前做好地下水的封堵、引排,仰拱及基础部位的浮碴、积水必须清理干净,衬砌混凝土必须在无水情况下进行施作,以保证混凝土质量。混凝土灌筑前,对模板、支架、钢筋、预埋件和止水带进行仔细检查,符合要求后方能灌筑。混凝土中掺入粉煤灰和早强剂、减水剂、引气剂,控制混凝土的水灰比,控制混凝土中水泥用量等措施,增加混凝土的密实性并减小因水化热引起的混凝土温度应力和收缩。混凝土衬砌灌筑过程中,严禁损坏防水板。检测试验中心按规定要求在灌筑混凝土现场做试件,并详细填写施工记录。(八)注浆回填为了确保初期支护与二次衬砌密实无空洞,在初期支护完成后二次衬砌前对初期支护背后进行探地雷达检测,发现空洞后采取注浆回填;二次衬砌时,在拱部每隔3m预埋一根注浆管,注浆管采取保护措施,防止混凝土进入将其堵死,在衬砌混凝土强度达到后进行注浆,注浆材料选用水泥砂浆(水灰比1:1,砂灰比2:1),注浆从低标高注浆孔开始注浆压力不小于1MPa或高标高拱顶注浆孔冒浆为止。9隧道装饰工程9.1工程概况隧道设计起止里程DIK48+689.00~DIK49+565.00,为全长876.00m的单线隧道,最大埋深约87.0m,左侧距既有太岚线最近线间距约为14m,且隧顶有运煤道路,地质较差,交通不便。隧道DIK49+487.76~DIK49+565.00段位于曲线段,曲线半径R=1800m;隧道内线路为单面上坡,坡率为3.0‰。除进出口端200m范围内采用板材装饰外,其余地段两侧边墙高3.05m范围均采用瓷砖装饰;隧道拱部均采用涂层装饰。9.2装饰工程主要工程量装饰工程量见表9-1。118
表9-1装饰工程量表线别板材(㎡)涂料(㎡)瓷砖(㎡)路缘漆(m)备注主线DIK48+689.00~DIK49+565.00122012200520012309.3主要检查验收标准检查验收标准见表9-2。表9-2检查验收标准序号检验项目允许偏差备注一、板材1拼缝宽度2mm卡尺2竖缝直线度5mm3m靠尺,钢板尺3横缝直线度5mm3m靠尺,钢板尺4板面平面度5mm3m靠尺,钢板尺二、瓷砖1表面平整22m靠尺检查2墙裙上口平直2方尺检查3接缝平直3拉5m线,用尺检查4接缝深度1用尺量(续)表9-25接缝宽度1用尺量118
三、涂层1颜色均一致观察2点状分布疏密均匀3泛碱、咬色不允许9.4主要工程施工方案与方法9.4.1洞口装饰板材施工(一)施工准备(1)技术交底在进行安装施工之前,组织相关人员认真学习施工图及配件图,做到实习图纸。在设计单位和材料供应方组织的技术交底中,积极组织相关人员认真学习,达到熟悉、理解整个系统结构的目的。(2)材料、机械、工具装备施工前保证材料、工具准备到位。安装需要的板材包括:板材、不锈钢支座铝合金龙骨、紧固件等。板材系统安装施工中需要的工具包括:冲击钻、手枪钻、铝合金切割机、砂轮打磨机,铆钉枪等。冲击钻:在混凝土结构上钻孔以便固定支撑;手枪钻:在面板以及铝合金龙骨上钻孔以便安装螺栓;板材切割机:用于卡索板的切割;铝合金切割机:用于铝合金龙骨的切割;砂轮磨边机:用于板材边缘的打磨;铆钉枪:用于固定板材和龙骨的铆钉安装。(二)板材切割、钻孔、开洞(1)切割施工时使用金刚石粉刀具,切割时把板材固定牢靠以防止震动以及出现抖动,切割口两边的板材都有支撑,以防止切割时损坏板材。(2)钻孔板材钻孔采用手工钻孔,利用常见的电动钻床钻孔,钻孔时,板材的正面朝上,以防止钻头穿透表面时损坏饰面。(3)开洞当在预留洞室等处使用的板材需要开槽口和孔口时,必须考虑开口的相应尺寸,与板材尺寸相比较,开孔的位置应考虑板材的强度。为取得最佳效果,应先钻出槽口和孔口的角位,然后再用线锯切割到板材的各个点位。在孔口四个角位钻孔,采用两个洞形成的固定直边线切割;在良好的切口上,应保证在废板材部分上有支撑,在完成切割前防止其掉下,否则这会导致板材正面出现裂缝或损坏。(三)施工工艺118
测量放线施工工艺见图9-1。图9-1施工工艺流程图(四)施工方法(1)放线根据施工图纸,以边墙顶部为标准在墙上放线。保证隧道内所有横向装饰线条应与边墙顶部平行,并保持线条的流畅性。然后再按照施工图中要求标记处各个支座的位置。在放水平线时设置弹线点相距不大于3m,每次误差不大于3mm,并每隔10m正一次,消除误差。(2)安装支座根据设计图纸,在隧道侧墙壁上弹线,定位;定出各龙骨支座的连接点。在定好位置的地方用不锈钢膨胀螺栓把不锈钢固定支座连接在墙上,固定时应保证支座水平。在定好位置标记的地方用不锈钢膨胀螺栓将不锈钢支座连接在混凝土墙上,支座本身的安装方位应严格按照图纸所示进行,且最终固定时应保持所有支座在一条水平线上。在安装支座时,注意不要将支座固定的过紧,只要将支座固定到不能移动即可,以便之后的龙骨调整工序的进行。(3)龙骨安装按照图纸设计要求,用不锈钢六角螺栓被各种龙骨按设计要求连接在支座上,通过调整支座上长条孔的连接位置,可对龙骨间距和龙骨与墙面的距离进行调整,以确保龙骨系统竖向与地面保持垂直;续长龙骨,依据第一段龙骨的安装标准把相应的龙骨续长,续长龙骨接缝间隙为2~3mm,且龙骨两端应有可靠连接,最后把粘性PU胶条粘接在龙骨的相应位置。在变形缝处,横向龙骨应断开,其它龙骨不断开。在变形缝两侧不大于20cm处各增加一个支座加固龙骨。在安装龙骨时,连接龙骨与支座的螺栓不要固定的太紧,只要使龙骨不能大幅度移动即可,否则下一步的龙骨调平施工很困难。在进行龙骨安装时,应注意龙骨的连接缝与板材的连接缝不得重合,应错开一定的间隙,以保证竖向压缝龙骨的可靠铆接。(4)板材安装安装面板前,要注意检查铝合金龙骨上粘贴的自粘性PU胶条是否脱落,若已脱落要一定要粘贴自粘性PU胶条后再安装面板。把切割好的面板先运至安装位置,然后由上至下依次顺序的安装到龙骨上。安装时严格遵循施工图纸要求,将板材安装成规定的弧度。安装过程中要保证上下相邻面板的边缘要对齐。为保证板材竖向接缝龙骨的顺利安装,水平方向相邻的两块板材应保持13~18mm的间隙,竖向应保持21~23mm。(5)铆钉安装118
安装完竖向接缝龙骨后应着手安装铆钉。在面板的安装位置上钻孔孔径为Φ11mm,注意钻孔位置应在背部龙骨上两根PE胶条中间,且与左右和上下的铆钉对齐,不要钻透背部的L型龙骨。在面板上钻孔完成后,更换钻头,然后以孔径的中心位置定位,在背部龙骨上钻Φ4.9mm的孔,用于安装铆钉。把管套穿在铆钉杆上,放入钻好的孔中,用铆钉枪装入,把板材固定在龙骨上。(6)预留洞室安装遵循各项目工序间相互衔接与配合的原则,在安装时预先确定各洞室的安装位置和所需预留的尺寸,注意背部龙骨和支架不能影响设备的正常安装。(五)安装自检(1)彻底检查已安装的板材,以保证板材未发生破损。把所有垃圾、污物清除干净,整理并保持工地整洁有序。(2)每完成一段的安装应检查施工的整体质量和效果,必要时做适当调整,达到满意效果后,再进行下一步安装。(3)在切割板材和给板材钻孔之后,面板应注意及时清洁,以清除面板上的残余尘土和杂物,如果尘土留在上下两叠放的板材之间,板材容易受到损伤。9.4.2瓷砖安装采用乳白色亚光通体毛面釉面瓷砖,腰带为赭红色亚光通体毛面釉面瓷砖,瓷砖背面带有燕尾槽。在隧道两侧边墙高3.05m范围内进行铺设,自上而下瓷砖的尺寸分别为高40cm×长80cm×厚11mm(两块)、高25长80cm×厚11mm(一块)、高40cm×长80cm×厚11mm(五块),根据设计要求,原则上每6m设环向伸缩缝一道,在紧急停车带、行车横通道口加宽段可视二次衬砌模板台车长度而定,采用柔性伸缩防水材料嵌缝。(一)施工工艺流程:基体处理→抹找平层→刷结合层→选砖→浸砖→放线→预排→贴砖→勾缝→清理表面(二)施工准备:(1)基层处理:利用钢刷和砂纸打磨表面,然后用高压水清洗表面,并烘干,保证基层清洁、无浮砂、松软层、无起壳和油污;(2)找平:对衬砌表面存在空洞或缺陷的部位进行找平,利用1:1.5水泥砂浆认真检查修复,保证不留空鼓,找平层一次不应超过7mm,且在前一层终凝后抹后一层,总厚最大不超过20mm,并将找平层表面应刮平搓毛,并在终凝洒水养护。平整度允许偏差2~4mm;(3)刷结合层:结合层所用材料为界面剂,待砼表面无明水后,采用天意合TS810界面处理剂进行涂刷,结合层应涂抹均匀,分层涂刷,并进行拉毛处理,最大不超过8mm;118
(4)选砖:施工前对进场的面砖开箱检查,对规格、颜色严加检查,不同规格进行分类堆放,并分层、分间使用。允许几何尺寸公差:长度0.5mm;厚度±0.3mm~0.5mm;圆弧:±0.5mm;(5)浸砖:所采用的砖浸泡不小于2小时,取出阴干,带手摸无水气;(6)找出隧道两侧边墙曲直变化点作用基准线,做出标记,并分格、弹线;(7)排砖:按照放出的分格线进行排砖,排砖应用整砖。(三)贴砖(1)采用天意合TS880瓷砖柔性粘合剂(水灰比0.18:1)粘贴,电动搅拌器拌制5分钟至均匀并掺入适量的细砂以增加强度,排缝在1.5~2mm之间,垂直、平整不得超过2mm。用2m靠尺或拉直线检查;(2)砖缝必须横平竖直,间隔距控制在1~1.5mm范围内;(3)施工顺序自下而上粘贴,粘贴层厚度控制在4~8mm;(4)面砖粘贴20分钟,切忌挪动或震动。(四)勾缝(1)勾缝采用与瓷砖颜色一致的勾缝剂;(2)勾缝应密实、饱满、连续、平直、光滑、无裂纹、无空鼓;(3)勾缝应先水平后垂直的顺序进行。(五)清理表面瓷砖粘贴后及时清理砖体表面,做到干净、光亮、整洁、文明。9.4.3涂层(漆)无机漆涂层适用于隧道自两侧边墙瓷砖装饰上至拱顶,涂层面层采用100%纯乳胶漆,整个漆层由三部分组成,第一层为耐水腻子,第二层为抗碱底漆,第三层面层100%纯丙稀酸乳胶漆。(一)施工工艺流程:根据装饰工程施工及验收规范,按高级质量要求进行装修,主要工序为:清理基层填补砼表面缺陷局部刮腻子→磨平→第一遍满刮腻子→磨平→第二遍满刮腻子→磨平满涂抗碱底漆→第一遍乳胶漆→复补腻子→磨平→第三遍乳胶漆→成品保护(二)操作工艺要求:(1)清理基层:将表面起皮及松动处理干净,粉尘铲干净,然后将表面冲洗扫净,砼表面的含水率控制在10%以下;118
(2)局部修复砼表面:用耐水腻子进行局部缺陷修补,干燥后用砂纸将突出处磨掉,将浮尘扫净,保证基层面的光滑圆顺;(3)刮耐水腻子:刮腻子一般为4遍底,第一遍要横向满刮,一刮板紧接着一刮板,接头不得留茬,每一刮板最后收头要干净平顺。等其干燥后用砂纸打磨表面。(4)涂刷抗碱底漆:将底漆搅拌均匀,用滚筒刷均匀涂刷一遍,仔细检查,保证底漆层涂饰均匀、粘结牢固,颜色一致,无透底、起皮和掉粉现象,无流坠、疙瘩情况;(5)刷乳胶漆:乳胶漆在使用前要先用萝斗过滤,刷的顺序是先刷顶部后刷腰部,先上后下。9.4.4路缘漆施工在长隧道洞门前1km至洞内500m适当位置减速标线,并在洞门前100m适当位置设置红色彩色路面。在短隧道、中隧道洞门前100m适当位置设置红色彩色路面。隧道洞门及水沟端部设置50cm宽与行车方向成45°角黑黄相间反光漆警示线。9.5施工保障措施9.5.1工程质量保障措施(一)进场材料检验装饰工程所用的材料必须有合格证、出厂证、检验证,并交由质检部门认可,业主代表或监理签认方可使用。(二)现场施工采用四检制度首先由现场施工人员按技术交底要求进行自检,自检合格后,由班组进行互相检查。检查合格后,报请专业技术人员及专职质量检查员进行专检,合格后方可报申业主或监理进行检查,合格后方可进行下一步工序。9.5.2工期保障措施进度控制措施:(一)组织措施落实各层次的进度控制人员及其具体任务和工作责任,建立进度控制的组织系统;根据具体的分项结构,进展情况,分阶段地进行分解细化,确定其进度目标;(二)技术措施利用现代化施工手段、工艺、技术加快施工进度;118
(三)合同措施对各班组及材料供应商签证的合同工期应与施工进度目标协调。9.5.3安全保障措施(一)安全目标本工程坚持“安全第一,预防为主”的方针,树立“五无”、“四控”、“一创建”的安全目标。五无:无责任人身死亡事故,无施工行车险情以上事故,无交通责任事故,无锅炉、压力容器爆炸事故,无重大火灾事故。四控:年重伤负伤频率控制在0.4‰以下,每年轻伤负伤频率控制在10‰以下,职业病发病率控制在规定范围内,隧道作业环境控制在规定指标以内。创建:创建全线安全文明样板工地。(二)安全保证体系建立健全安全组织体系,贯彻国家有关安全生产和劳动保护方面的法律、法规。签订安全承包合同,使各级明确自己的安全目标,制定好各自的安全规划,达到全面管理的目的。严格遵守有关安全生产和劳动方面的法律法规,建立健全安全生产管理制度,建立健全施工安全保证体系,做到岗位责任明确,齐抓共管逐级落实安全生产责任制度。10机电工程隧道设计有照明、通风、消防、通信等机电安装工程,采用升降工作平台、装载机等机械配合人工按设计施工。10.1工艺设计(一)电缆槽(1)电缆托架应镀锌防锈,并应保持在同一水平面上,偏差不大于±5mm;(2)槽壁中每隔50m预埋接地引线的一端应与预埋件焊接牢固;(3)电缆槽应随边墙基础施工一次挖好,不应在边墙爆破后再开挖;(4)电缆槽盖板的制作,应平顺、整齐、无翘曲;盖板铺设应平稳,盖板两端与沟壁的缝隙应用砂浆填平,不得晃动或吊空;盖板规格应统一,可以互换;118
(5)采用多孔方管安设电缆时,其接头处应顺直联接,并作防水处理。不得使用有破损的多孔管;(6)隧道内电缆采用架空托架时,托架每隔50m接地一次,预埋接地引线的一端应与隧道壁内钢筋网焊接牢固。(二)通风(1)通风机的机座与基础,应按设计要求施工。风机底盘与基座相连的地脚螺栓应按设计要求的螺栓孔布置预留孔眼。螺栓埋设时,灌浆应密实,螺栓应与基座面垂直(2)射流风机的安装应符合下列要求:①射流风机不得侵入隧道建筑限界;②射流风机安装前应进行试运转;③射流风机安装的位置、悬吊高度及风机间的间距必须遵守设计要求。安装应牢固、可靠;④风机吊装时应有安全措施。(3)通风机房内的附属设施(如吊通风机的天车、检修台等),宜在机房施工时一次完成。(三)照明灯具和配电控制板(1)照明灯具和配电控制板的安装、配线、电缆的敷设以及电气装置的接地工程等应遵守现行《电气装置安装工程施工及验收规范》的有关规定。(2)电缆通过道路时,应采用预埋钢管保护;经过场地时,应采用水泥槽防护;通过隧道时,应置于照明配线托盘上或穿管敷设。其它电缆应置于电缆槽内的托架上。(3)电缆和配线进入建筑物、电缆槽、配线托盘引至设备时,或在行人易于接近、易受机械损伤的地方,应采取穿管保护。(4)接地工程应配合土建施工同时进行,其隐蔽部分应在覆盖前作好测试、检查和验收。(5)接地装置应按设计要求施工,不得随意接线或断开,接引线数量不得任意改变。(6)接地线应防止机械损伤或化学腐蚀。(四)各类设备阀件及转动部分于安装前应进行检查、清洗并润滑;阀件安装完毕后应标明开闭方向。(五)安装工程所用金属配件、支撑件、紧固件应进行防锈处理。(六)设备洞(1)设备洞与正洞联接地段的开挖,一般应在正洞掘进至其位置时,将该处一起挖成。(2)设备洞与正洞联接处的防排水工程应与正洞一次同时完成。(3)在设备洞与正洞联接的折角处,防水层应根据铺设面的形状平顺铺设,不得出现空白。(4)衬砌中各类预埋管件与预留孔、槽及设备洞室均应严格按设计要求定位。118
(5)模板架设时应将经过防腐与防锈处理的预埋管、件绑扎牢固,留出各类孔、槽及边墙内的设备洞室位置。(6)灌筑混凝土时应确保各类预埋管件、预留孔、槽及设备洞室不产生移位。(7)设备洞与正洞联接处的钢筋应互相联接扎牢固,使之成为整体。该处的衬砌应与正洞衬砌一次同时完成,不得中断。(七)设备安装(1)各类设备的安装均不得侵入建筑限界。(2)通风机的安装,除满足隧道界限的要求外应保证风机轴线与隧道中心线平行。否则,将会降低风机的运行效率。(八)供水设施(1)安装供水设施及其附属管道前,应清除其内部污垢和杂物。安装中断和完毕时的敞口处应临时封闭,以防杂物或污垢进入其内。(2)供水设施应安装在环境温度不低于5℃、并且便于检修、不暴露,不受污染、不易被无关人员拨弄、损坏的地方。(3)水泵基础应置于稳固的岩层上,并按设计要求预留埋设水泵地脚螺栓的孔位。10.2隧道控制室长及特长公路隧道,一般都要在洞口附近设置隧道控制室,大小约为50㎡~80㎡。其内装配综合控制台、隧道模拟屏、电视监视器、计算机和录相机等,以施行对隧道交通进行监控管理的职能。(一)隧道控制室的装修一般装修木质地板,各类电缆经板槽及地下管道与变配电室相通。(二)隧道模拟屏的安装隧道模拟屏以绝缘板为基层,沿墙布置,其上方固定若干台电视监视器。模拟屏上面绘有隧道设备仪器布置平面图、并装有表示仪器工作状态的各种信号灯,以反映隧道内照明与风机运行状况、紧急电话启用状况、报警显示,以及隧道各断面车辆检测状况。(三)综合控制台的安装综合控制台距模拟屏3~4m距离设置。按功能分若干部分:(1)供电控制部分:安装变配电干线开关、通风照明等支路开关及相应的指示电表、信号灯。(2)交通监控部分:安装电视监视控制台和可变情报板、信号灯、广播切换控制盘。(3)监视控制部分:遥控摄像机的启闭、镜头及云台的调整和控制监视器的切换。(4)通讯部分:装有隧道紧急电话受理台及业务电话总机。118
10.3隧道消防隧道消防主要是杜绝隧道火灾,在进行设计施工时,需要按照《铁路隧道施工规范》规范进行,根据设计要求在标定的地段安装消防设备.隧道内消防设施有消火栓,手提式灭火器、隧道内给水栓和消防供水干管道组成,消火栓设置于行车方向右侧,每间隔约50m设置一处,箱内设备包括消火栓、手提式灭火器。118
11工期计划及安排11.1施工进度安排准备工期为60天,二次衬砌比洞身开挖迟一个月开工,附属工程比二次衬砌推迟两个月开工。后附施工总体计划表及分项工程进度率计划。11.1.1隧道施工进度指标(1)开挖进度指标隧道施工中地质超前预报根据不同隧道地质情况拟采用TSP203超前预报、超前水平钻探、全断面地质素描、放射性取样分析等不同手段进行检测,将超前地质预报所用的时间纳入到隧道各级围岩开挖循环中。开挖进度指标见表11-1。表11-1开挖进度指标表围岩级别施工方法循环进尺日循环数日进尺米月进度米备注Ⅲ全断面法2.2524.5110此隧道为两段同时开挖掘进。Ⅳ台阶法2.2512.2560Ⅴ眀挖法1.52370(2)衬砌施工进度指标二次衬砌进度指标见表11-2。表11-2二次衬砌进度指标表工作项目围岩级别ⅢⅣⅤ一个循环用时(h)61.564.564.5说明:洞内复合式衬砌采用10.5m全液压衬砌台车,月衬砌94.5m。118
11.1.2开挖及支护循环时间计算表11-3全断面法施工循环时间计算图工序时间(min)循环时间(min)60120180240300360420480540600测量放样30围岩量测30钻眼180装药联线30通风30清危初喷砼30出碴120喷锚网支护180说明:用TSP203地质预报系统一次预测150m范围,本表未列其作业时间。118
表11-4台阶法施工循环时间计算图工序时间(min)循环时间(min)60120180240300360420480540600测量放样30围岩量测30钻眼180装药联线30通风30清危初喷砼30出碴120喷锚网支护180说明:1、超前地质预报用TSP203地质预报系统一次预测100m范围,本表未列其作业时间。2、上下台阶同时进行钻孔作业,爆破采用延时爆破,以减少一次爆破炸药量,保护围岩。11.1.3衬砌施工循环时间计算拱、墙衬砌施工各工序作业循环时间仰拱超前施工,不占用施工时间。衬砌施工循环时间见表11-5;表11-5衬砌施工循环时间表工作项目围岩级别ⅢⅣⅤ台车脱模、行走到位(h)888测量及台车到位(h)444安装调试台车(h)101010检查验收(h)1.51.51.5混凝土灌注(h)101313养护(h)282828合计(h)61.564.564.5118
11.1.4工期计算开挖支护及衬砌施工时间见表11-6;表11-6开挖支护及衬砌施工时间表围岩级别长度(m)开挖及支护月进度(m/月),每月有效工作日为24天开挖及支护所需月数(月)衬砌月进度(m/月)衬砌所需月数(月)Ⅲ8132203.72004.1Ⅳ481200.42000.3Ⅴ15700.32000.1合计8764.44.511.2工期保证体系(1)建立强有力的高效运转的生产指挥系统,统筹安排机械设备、材料供应、劳力调配、组织施工生产。对控制工期的重点工程项目靠前指挥,掌握进度,发现问题及时处理,组织阶段性施工生产高潮,紧张有序地施工组织计划均衡持续地展开施工,确保工期兑现。(2)选派具有丰富的施工经验的队伍,担负本工程施工任务。同时组织足够的机械设备投入本工程,并加强机械设备和便道的维修力量,保证机械完好率,努力提高机械设备的施工能力。(3)加强与地方有关部门的联系,大力宣传修建本工程的重大意义,以取得地方有关部门和周围群众的支持,创造良好的外部环境,为顺利开工、确保工期创造有利条件。(4)发挥政治优势,加强思想政治工作,充分调动各种积极因素,密切各方面的关系,排除障碍,保持良好的内部施工环境。11.3工期保证技术措施(1)优化施工组织设计,抓住控制工期的关键工序,制定分项工程工期、进度目标和保证措施。分项工程进度计划见表11-7。118
表11-7分项工程进度率计划(斜率图)年度2012年2013年月份567891011121234施工准备洞门开挖及支护二次衬砌附属工程其它100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%(2)推广新工艺、新技术、新材料的运用,缩短单项工程施工周期,加快施工速度。(3)充分做好各项准备工作,抓住施工黄金季节。加大运料、备料的力度,不因天气变化中断备料。(4)全面规划、统筹安排,如局部区段受阻,要及时调整施工力量,见缝插针,不停顿施工,确保总工期和关键工期的实现。(5)加强技术交底工作,严肃施工纪律,严格执行施工的各项施工方法及进度计划。(6)农忙季节是农用电高峰季节,正常的施工用电将受到影响,施工中配备足够的发电机备用,以保证施工正常进行,在施工安排时尽量错开农用电高峰时间。(7)组织足够的施工人员,采用三班制作业,减少农忙季节给工程施工带来的影响。隧道施工计划见表11-8;工程管理曲线见表11-9。118
表11-8隧道施工计划表年度2012年2013年月份项目567891011121234施工准备洞门开挖及支护二次衬砌附属工程其他表11-9工程管理曲线年度2012年2013年月份进度567891011121234工程完成的百分比(%)100908070605040302010118
12质量管理体系以及保证措施工程质量管理体系是建立以项目经理、技术负责人、质量安全部及班组质量员组成的分级管理网络,加强对质量工作的组织领导和检查落实。12.1质量管理体系实施四级管理第一级为具体操作班组质量管理员;第二级是质检工程师,负责对第一级管理人员实施监督检查,从第一级管理人员收集内外业资料并整理上报;第三级是由质量安全部人员与施工队长组成,负责对第二级管理人员实施监督、检查,并负责内业资料的汇总和归档工作;第四级以项目经理为首、技术负责人为助手,负责对第三级管理人员实施监督检查。(一)第一级质量管理体系第一级质量管理体系为具体操作班组质量管理员(1)试验员①及时收集原材料质检单并做好现场原材料的复验试验工作,及时向第二级质量管理人员汇报试验结果,本工程中原材料试验均严格按照有关规范进行;②做好混合料配合比选定,及时提供试验数据;③深入现场,了解和控制混合料,及时提供试验数据;④经常检查和保养试验工具,以确保试验结果的正确性。(2)测量员①负责本工程中全部测量工作;②及时完成各道工序放样,在做到准确无误后,联系上一级质量人员复核;③建立规范的测量记录本,各项数据填写工整,无涂改,数据计算必须经第二者复核。(二)第二级质量管理体系第二级质量管理体系是质检工程师,负责对第一级管理人员实施监督检查,从第一级管理人员收集内外业资料并整理上报,其实施细则:118
(1)负责本工程中质量控制,对第一级质量管理工作组织、指导、检查。督促下级管理人员按技术交底、参与工序的具体施工工艺讨论、补充、完善。监督下级管理人员严格按确定的工艺细则进行施工、验收;(2)负责收集整体工程中的内业资料,包括施工日志、工序自检单、质量活动记录等;(3)及时掌握工程中各工序的质量情况,发现问题及时组织有关人员讨论解决;(4)某道工序下级管理人员检查合格后及时对其进行复验,发现问题立即整改;(5)配合试验室搞好原材料的取样和送检;(6)每月进行三次质量活动,并做好记录;(7)及时整理好第一级质量管理人员上报的内业资料,并及时上报第三级质量管理人员。(三)第三级管理体系第三级质量管理体系是由质量安全部人员与施工队长组成,负责对第二级管理人员实施监督、检查,并负责内业资料的汇总和归档工作。(1)负责本工程中的质量验收和与监理工程师联系工作;(2)在对第二级复核基础上,通知监理工程师进行第三级复核;(3)每月对以完成的工序进行一次质量检查,并组织一次质量活动;(4)每月组织一次与监理工程师的恳谈会,通报本月的工程质量工作及下月工程质量工作安排;(5)参加第二级管理人员的技术交底会议;(6)复核第二级管理人员上报的内业资料,确认签证,及时上报监理工程师;(7)负责收集工程中的内业资料,包括开、竣工报告,工程图纸变更和业务联系单,设计交底会议记录,施工大纲及批复,原材料质保单,测量放样复核记录,质量事故记录,工程创优资料(文字、照片、录像片等);(8)检查和督促第二级质量管理人员的工作;(9)配合第四级质量管理体系的工作;(10)负责签发工程质量整改单和罚款单。(四)第四级质量管理体系第四级以项目经理为首、技术负责人为助手,负责对第三级管理人员实施监督检查。全面质量管理体系见图12-1;质量保证体系见图12-2;(1)组织、指导、监督、检查下级质量管理工作;(2)负责施工大纲的方案研究和批复;(3)负责工程施工工艺方案研究和批复;(4)负责制定工程质量创优规划及相应的质量奖惩制度;(5)第四级质量管理体系由项目经理、总工程师负责。118
全面质量管理体系框图12-1全面质量管理领导小组施工控制:工程队质量检查监察工程QC小组活动技术控制:技术部工种工班自检交接班制度工种工班三检查工作指导信息及时反馈质量承包经济责任制设计图纸及规范交底准化作业路基QC小组路面面层QC小组路面基层QC小组路面底基层QC小组原材料取证及检查监督月、季质量检查评比隐蔽工程检查试验测量放样工序及工种检查优质标准控制附合规范和设计要求标准化作业主要工序始终处于质量控制状态优质工程管理目标图12-1全面质量管理体系118
质量保证体系施工控制保证在常务副经理主持下试验室工地试验室流 动工程施工试验控制采用先进仪器设备和检测手段、加强现场材料和分项工程质量检验分部工程质量检验单位工程质量检验质量终审评定实现创优目标质检工程师经理部理、按监理程序办理检查签证加强内部质检、接受监理工程师对工程质量的监负责各工序流程的自检、互检、交接检分项工程一次验收合格率100%,优良率90%以上质检员项目队质检员分队严格按施工程序和技术标准施工、实行规范操作技术保证进行技术培训和技术交底组织保证在项目经理主持下在总会计师主持下经济责任制推广新技术、新工艺、新方法、新材料审核施工设计图纸、掌握设计意图准确无误地进行施工测量严格执行技术交底和技术复核制度掌握规范验收标准、制定操作规程和工艺细则制定质量方针、质量目标、实现创优规划建立内部三级质控体系实现全面质量管理、开展QC活动、实现超前控制优质优酬奖优罚劣实行质量风险抵押企业质量目标的宣传教育政治激励和政治鼓动行政手段发挥党政团作用月评比进一步提高工程质量措施反馈经济兑现年终评比季评比总工主持下经济保证书记主持下政治保证图12-2质量保证体系118
12.2工程质量保证措施12.2.1具体质量目标本隧道工程质量目标为交工验收质量评定为优良。12.2.2质量控制机构和创优规划质量管理领导小组是整个工程质量管理的最高领导机构,由项目经理、技术负责人、工程技术部部长、质量安全部部长组成,制定整个合同段工程质量创优规划、方针、措施。各施工队分别设质量管理现场领导小组,由施工队长、现场技术员、试验人员组成,并设专职质量员。现场技术员和试验人员专职质量员抓现场质量管理。施工队所属各施工班组根据自己的创优任务,拟定项目工程具体的分项实施计划,设兼职质量员,明确各级责任,责任到人。12.2.3强化质量意识,健全规章制度(1)建立施工组织设计审批制度;(2)建立技术复核、隐蔽工程验收制度;(3)建立技术、质量交底制度;(4)二级验收及分部分项质量评定制度;(5)加强现场材料质量管理;(6)加强计量器具管理;(7)建立工程质量奖罚制度。118
13安全管理体系以及保证措施13.1目标与体系13.1.1安全目标本工程安全生产目标,实现无重大伤亡事故、无重大行车和交通事故,无重大火灾、爆炸事故,职工年轻伤率控制在12‰以内,重伤率控制在0.6‰以下。13.1.2安全保证体系安全保证体系,见下图《安全保证体系框图》。13.1.3安全领导小组组长:副组长:组员:专职安全员:13.2具体措施13.2.1现场安全管理隧道施工洞内设专人指挥调度,三管两线设专人管理,保证照明、通风、排水良好,道路平顺畅通、灯光明亮。设置好运输线路安全信号标志,确保洞内运输安全。专职安全员上岗必须佩带安全人员袖标,凡进洞人员必须带安全帽。搞好超前地质预报,做好隧道监控测量,根据监测资料,判定围岩的稳定性,超前指导施工,保证安全。洞内高压线及风管通过衬砌台车时,设置绝缘活动装置和风管分节安装,防止挂断电缆和弄坏风管。13.2.2防爆炸物安全措施在爆破设计之前必须做到情况明确,不但要查阅原始地型地质资料,并要深入现场仔细勘察,并对地型地质资料进行现场核实、补充,使之满足《爆破安全规程》规定的深度要求。118
爆破工程师参加施工并对施工中出现的新情况及时调整,修改设计。爆破施工的“四大员”必须持证上岗,并在施工前对这些人员进行必要的爆破安全技术培训,使各级人员在掌握爆破安全技术的同时提高安全意识。每次爆破施工,爆破工程师必须对爆破施工人员进行技术交底。按规程要求做好爆破器材的检验,包括炸药、雷管、连接器材等,保证合适、合格的爆破器材进入现场,每次爆破均应使用同厂、同批、同型号的爆破器材。严格按爆破规程进行各道工序的施工,并在施工中严格执行,确保装药、堵塞、连线等关键工序的施工质量。13.2.3防有害气体安全措施加强有毒气体及可爆气体的监测工作,一旦发现浓度超标必须采取相应的措施防止中毒和爆炸。注意炸药的防水防潮,在有水地段不得使用硝铵炸药,使用乳化炸药;起爆网路的连接部位要保持干净清爽。确定警戒范围,严格岗哨制度,做好爆破前的清退工作和爆破后的管理工作,炮烟不排出洞外,施工人员不得进入施工现场。13.2.4硬岩地段开挖防坍安全措施要做好钻孔爆破的设计,控制好装药量。每次开挖前要仔细详细核对地质情况,并及时修改钻爆设计参数。系统锚杆要及时施作,并按设计要求施作到位。13.2.5防隧道塌方安全措施对于隧道洞口段、软弱破碎带、富水带、强风化带等不良地质地段,采取超前支护、短开挖、弱爆破、早封闭、衬砌紧跟等处理措施,有水地段先治水后开挖。严格按设计规定进行锚喷支护,加强围岩及支护监控量测,控制围岩的变形量,防止坍塌。不良地质地段围岩自稳性能力差时,先打超前锚杆或超前小导管,必要时施做大管棚,围岩压浆固结岩体后再开挖。及时安装钢架,加强支护。同时,不良地质地段的二次衬砌要及时施作,仰拱提前完成及早形成封闭,确保隧道结构物及施工人员的绝对安全。13.2.6防隧道透水的安全措施在断层富水地段,首先超前探孔,预测涌水量情况,必要时采用帷幕注浆止水,遵循“以堵为主,限量排放”原则。洞内配备足够的抽水设备,保证能够及时抽排洞内涌水。排水方式可根据距离、坡度、水量和设备等情况,分段接力或一次将水排出洞外。做好停电时的应急排水准备工作。13.2.7防突水涌泥的施工安全措施对突水涌泥,项目部要根据本标段的实际情况,编制好防止防突水涌泥的安全应急预案。118
做好超前地质预报工作,每次循环进尺均要仔细核对地质设计图,并加强对掌子面的支护。13.2.8隧道衬砌隧道衬砌台车的刚度、强度必须满足设计及有关规范要求以确保安全。使用衬砌模板台车应遵守下列规定:台车上不得堆放料具;工作台上应铺满底板;混凝土两端挡头板应安装牢固;应先灌注边墙基础混凝土。13.2.9隧道支护安全措施作业人员均须配带必要的防护用品。机具设备应置于安全地段,喷射机、注浆机、水箱必须装置压力表和安全阀,定期进行耐压试验。发生堵管时,应及时疏通;处理堵管时,喷嘴前严禁站人。经常检查管道和接头是否有松脱和击穿可能,发现问题立即处理。喷混凝土时,禁止施工人员站在料管接头附近,特别是输料管前端,严禁将喷嘴对准施工人员。接触速凝剂时戴橡胶手套,若喷混凝土中的外加剂液不慎溅到皮肤上,要及时用水冲洗,严重时送医院治疗。在地质不良地带施工时,现场应有钢支撑等配备品,以应急需。且现场负责人也应会同有关人员对各部支护进行定期检查,当发现支护变异或损坏时,应立即修整加固。13.2.10高压电进洞安全技术措施和电气防火措施项目经理部设调度负责本系统的电力调度,设电气工程师(技术员)一名,负责安全技术档案的建立和管理。建立健全各种规章制度,并认真执行。洞内电力设施定期检查,专人负责。洞内变压器应由专人管理。设临电维护操作电工2名,负责填写临电记录和维护临电线路设备及操作开关。电工必须熟悉用电安全规程,规范并认真执行。线路开关及设备每月检查一次,包括线路的绝缘测试,接地电阻测试,设备绝缘测试及线路设备的检查等。配电系统全部采用TN-S系统,所有用电设备的外壳必须与专用的PE相连通,总接地电阻必须小于4Ω。手持式用电设备的保护地线应在移动电动缆芯内,其截面大于1.5mm2。维护和操作开关时,电工必须按规定穿绝缘靴、戴绝缘手套,必须使用绝缘工具。开关箱内不得有杂物,并保持清洁。开关的更换,熔断器熔化的更换,不得用不合格的开关熔体代替。洞内高压电缆和低压电缆,以及其它线缆必须做好标识,防止安全事故的发生。洞内设备与电力电缆相接触需移动或工作时应采取相应的安全措施。由于低压电力电缆,高压电缆,照明灯具等均设于同一侧,工作时梯子等不得靠在电缆之上,照明灯应与电缆保持一定距离。118
现场配备灭火工具、器材确保电气设备及现场其他设备的安全。13.2.11火工品的安全管理爆破施工,在进行爆破作业之前,要取得当地公安部门的批准,遵守各项规章制度,并向公安局申请购买、运输、储存及使用爆炸品的许可证。加强火工品的管理。爆破物资由爆破工程师提前2~3天上报用料计划。火工品仓库设置符合公安部《爆炸物品管理规定》,运、储、管、用四证齐全。火工品使用、运输过程中必须有公安押运人员负责。火工品库房做好进出库登记,做到帐物相符,火工品使用要专职领导批准,并随用随领,余料进库,绝不能私藏私用。爆破工要持证上岗,装药过程中不能抽烟,放炮前要对炮眼连线进行逐孔检查,点炮前要由专职安全员检查其他人员及所有机械设备是否撤至安全地带。对哑炮要严格按《爆破作业规程》进行处理。爆破作业现场设专职技术人员现场指导,装好炸药的炮孔必须适当地加以覆盖和保护。在潮湿条件下作业要采用乳化、水胶等防水炸药。13.2.12防火、防盗管理措施清除一切可能造成火灾、爆炸事故的根源,严格控制火源、易燃、易爆和助燃物。生活区及施工现场配备足够的灭火器材,并同当地消防部门联系,加强安全防范工作。施工期间要特别做好防火灾工作,密切配合当地护林部门做好周围山区林木的防火工作,配备护林人员,在林区设置防火标志,加强平时警戒巡逻。对职工进行防火安全教育,杜绝职工燃电炉、乱扔烟头的不良习俗。在生活区及工地重要电器设施周围,要设置接地或避雷装置,防止雷击起火,造成安全事故。对工地及生活区的照明系统要派人随时检查维修养护,防止漏电失火引起火灾。在生活区、工地现场、料场,派专人24小时轮班看守,防止生活物品、材料被盗及其它事故的发生。118
14隧道施工事故应急预案14.1应急预案准备14.1.1目的为了保证工程顺利进行和职工的人身安全,确保在隧道发生塌方、大变形、意外爆炸、有害气体突出、瓦斯爆炸、涌水、碴土储存不当引发的泥石流等事故时,全体职工能有条不紊地按照预先制定的方案,迅速及时地采取措施,把损失控制在最低限度,为此制定隧道事故应急响应预案。14.1.2依据有关安全生产管理办法。14.1.3适用范围本标段隧道14.1.4职责(1)项目经理是项目经理部应急抢救工作的最高负责人。各项目队应建立应急抢救领导小组和应急抢险队伍,明确职责;(2)应急事件发生时,在事故现场职务最高的人负责组织和指挥应急抢救工作;(3)卫生人员负责救治伤员和救治联系等医务工作;(4)公安保卫人员负责维护秩序,配合做好伤员救治和联系工作;(5)其他人员执行指挥者分配的任务。14.1.5应急设备和物资(1)应配备应急专用车辆,保证应急专用车辆的完好。(2)了解和建立当地保有大型施工机械设备单位的地点和联系电话。(3)了解并建立应急药品的获取联系地点。配备适量的应急药品和药物。(4)了解和建立应急抢险医院的地点和应急电话。(5)配备事故应急抢险物资及设备,了解和建立应急物资供应地点和电话。(6)应指定应急专用联系电话。隧道应急抢险物资及设备见表14-1;118
表14-1隧道应急抢险物资及设备序号名称数量状态备注1应急专用车辆1良好220cm~30cm圆木30m3良好3I20a钢架10榀良好4碎石30m35砂30m36水泥30T7挖掘机1良好8装载机1良好9自卸车2良好10砼罐车1良好11水泵6台良好14.2应急预案实施14.2.1应急响应(1)当发生隧道发生塌方、大变形、意外爆炸、有害气体突出、瓦斯爆炸、涌水、碴土储存不当引发的泥石流等事故后,应立即撤离现场施工人员、停止机械的运转,切断电源;(2)及时通知现场最高负责人。现场最高负责人组织和指挥抢险工作;(3)抢险过程中应正确使用防护用品;(4)及时疏散和妥善抢救事故区域内的人员;(5)划出事故隔离区域,采取有效措施避免事故范围扩大。在隧道塌方或大变形发生后,应防止事故继续扩大;(6)待塌方或大变形稳定后,在塌方或大变形范围顶部、侧壁上的危石及大裂缝,应首先进行清除或锚固;(7)在塌方或大变形范围前后原有的支护进行加固,以防止塌方扩大;118
(8)在塌方或大变形范围内架设支撑或喷射混凝土,必要时加设锚杆;(9)加快衬砌。在塌方或大变形两端应尽快做好局部衬砌,以保证塌方或大变形不再扩大;(10)当发生有害气体突出或瓦斯爆炸时,及时疏散事故区域内的人员,并由佩戴防毒面具的抢险队员用高压水枪稀释有毒气体区域;(11)当发生涌水、碴土储存不当引发的泥石流时,及时疏散事故区域内的人员,组织抢险队员用备用沙袋封堵涌口或堵截泥石流,疏导涌水或泥石流按应急导流渠道流走;(12)采取有效措施组织抢救,减小事故造成的损失。14.2.2处理隧道塌方措施(1)如塌方体体积较小,且塌方范围内已进行了喷锚,或已架设好较为牢固的构件支撑,可由两端或一端先上后下逐步清除坍碴,随挖随喷射混凝土,随架设临时构件支撑支顶;(2)如坍塌体方体积较大,或地表下沉,或因坍体堵塞,无法进入坍方范围内进行支护时,则可注浆加固坍体,然后用“穿”的办法在坍体内进行开挖、衬砌;(3)处理坍塌方的同时,应加强排水。14.2.3处理隧道塌方(1)喷锚处理采用喷锚处理较大型塌方,安全、快速。由外向内、由上而下,逐段随清坍碴随向岩壁先喷射一薄层砂浆,然后再喷射混凝土。混凝土宜分层喷射,每层厚5cm左右;喷射1~2层混凝土后,随即加设锚杆再喷射混凝土;坍碴清除后,随即做好衬砌。(2)构件支撑处理构件材料选用宜采用直径为20~30cm圆木,在坍体不太高、坍穴略呈锥型、坍壁不太松散的情况下,使用人字架支撑;当坍体较高,两侧壁形状较整齐,侧压不大时,可按垂直于隧道中线的方向架设横向排架。先将坍体顶的石碴扒平,铺上横梁,再在其上架设排架。排架间距根据坍穴围岩情况而定,一般为1~2m左右。须注意在排架间用剪刀撑撑稳,下部横梁随坍碴的清除随时倒换撑稳;当坍塌方较大,围岩压力较大时,宜在坍方范围内全部用纵向棚架支撑,先将坍碴顶部适当扒平,沿隧道中线方向平行设置纵地梁数根(地梁下预铺横梁),于地梁上按照导坑支撑方式以1m左右的间距架设箱形棚架。逐层向上架设至坍方顶部,用填塞木塞紧,随着坍碴的清除,加设立柱,并以纵撑撑牢。(3)衬砌措施与回填方法118
随坍碴的逐渐清除,衬砌逐段推时,快速成环。在坍穴最高处或两端衬砌接头处预留回填及进出料孔;如坍塌方范围的围岩不够稳定,在处理坍塌方中有继续坍塌的可能时,可在坍方范围内选择适当位置做坍体护拱,以掩护施工操作。护拱上以碎碴铺填2m厚左右作为缓冲层。处理时应加宽拱脚处截面尺寸,保证拱脚稳固。(4)对轻伤人员由医护人员进行处置;对重伤人员及时送往医院救治。及时联系当地医院和卫生部门。(5)及时通知上级主管部门。14.3防护及记录工作(一)善后处理(1)按照安全生产管理部门和工程管理部门的处置意见进行善后防护工作。(2)按照安全生产管理部门和工程管理部门的处置意见改进和实施应急防御措施。(3)对重大隧道事故进行调查追溯。(二)隧道大变形、意外爆炸、有害气体突出、瓦斯爆炸、涌水、碴土储存不当引发的泥石流等事故的预防。预防隧道出现塌方、大变形、意外爆炸、有害气体突出、瓦斯爆炸、涌水、碴土储存不当引发的泥石流等事故,首先做好地质预报,选择相应的安全合理的施工方法和措施。施工中注意以下几点:(1)先排水,在施工前和施工中均应采取相应的防排水措施,尽可能将坑外之水截于坑道之内;(2)短开挖,各部开挖工序间的距离尽量缩短,以减少围岩暴露时间;(3)弱爆破,在爆破时,采用浅眼、密眼,并严格控制用药量或用微差毫秒爆破;(4)强支护,严格支护施工工艺及支护质量,确保支护结构有足够的强度;(5)快衬砌,衬砌工作必须紧跟开挖工作面进行,力求衬砌尽快成环;(6)勤检查、勤量测,对围岩发现有变形或异状,要立即采取有效措施及时处理隐患。(三)应急资金费用(1)重大隧道事故的应急措施所需资金由现场最高负责人批准使用;(2)按照财务管理规定,建立专项费用资金台帐;(四)记录(1)应及时记录并保存重大隧道事故的时间、地点、损失和人员伤害情况;(2)记录和保存必要的重大隧道事故调查追溯记录;(3)按照规定上报公司主管部门和当地安全生产管理部门的记录予以保存;(4)保留安全生产措施实施的记录。118
15环境保护、文明施工措施15.1环境保护、水土保持体系成立以项目经理为组长的环境保护领导小组,建立环境保护保证体系,配备相应的环保设施和技术力量,与当地政府和环保部门联合协作,全面控制施工污染,减少污水、空气粉尘及噪音污染,严格控制水土流失,达到国家环保标准。环境保护、文明施工领导组组长:副组长:组员:15.2环境保护措施(1)为保护环境和水源、河流不受污染,在生活区设污水处理系统,并设专人值班管理,达到符合国家规定标准再排放;(2)施工期间,严格对施工物料如水泥、油料、化学品等堆放的管理,防止在雨季或暴雨将物料随雨水径流排入地表附近水域造成污染;(3)施工机械防止漏油,禁止机械运转过程中产生的油污水未经处理就直接排放,或维修施工机械时油污水直接排放。15.3森林及施工现场防火有关规定(1)现场严禁明火施工;(2)工人进入现场禁止携带火种;(3)施工现场配备防火、消防措施;(4)现场设置专项消防员,一旦遇到火灾立即启动防火紧急预案。15.4文明施工措施(1)严格遵守国家、山西省有关文明施工的规定。在编制施工组织设计时,把文明施工列为主要内容之一,制定出以“利于生产发展,维护环境卫生”为宗旨的文明施工措施,达到文明安全标准工地;118
(2)挂牌施工,画出施工现场总平面布置图,标明工程名称、施工单位、工期、工程主要负责人和监督电话,自觉接受社会监督;(3)加强施工现场管理,严格按照有关部门审定批准的平面布置图进行场地建设。施工现场坚持做到工完料清,垃圾、杂物集中堆放整齐,并及时处理;坚持做到场地整洁、道路平顺畅通、排水畅通、标志醒目,使生产环境标准化。严禁施工废水乱排放,施工废水严格按照有关要求经沉淀处理后用于洒水降尘;(4)工程材料、制品构件、机具设备等分门别类、有条理地堆放整齐;机具设备定机、定人保养,并保持运行正常,机容整洁。同时在施工中严格按照审定的施工组织设计实施各道工序,做到工完料清,场地上无淤泥积水,施工道路平整畅通,以实现文明施工;(5)现场施工人员统一着装,一律佩戴胸卡和安全帽,遵守现场各项规章制度,非施工人员严禁进入施工现场;(6)加强内业资料的管理。在工程施工中,文明施工的主要内容之一内业资料的管理,各种资料做到分类合理、齐全,字迹端正,内容详实,手续完整,存放有条有理;(7)加强施工现场的检查与监督,从严要求,持之以恒,使现场文明施工管理真正抓出成效。同时经常征求业主和施工监理工程师对文明施工的批评意见,及时采取整改措施,切实搞好文明施工;(8)路基弃方不随意弃置,按照业主要求运至指定的弃碴场,运碴汽车不落石掉碴,污染道路;(9)按照业主及主管部门的指示要求,同时认真听取驻地监理的意见,协调好各方关系,搞好安全生产和文明施工,争创安全文明标准工地。118
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