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'施工组织设计1.工程概况1.1.工程简介乌鞘岭隧道位于兰新铁路兰州~武威南段打柴沟车站和龙沟车站之间。兰武复线线路起于兰州西站,沿黄河二级阶地西行经河口南站跨黄河后溯庄浪河而上,在既有兰武段打柴沟车站站与龙沟车站之间以特长隧道穿越乌鞘岭后沿龙沟河、古浪河峡谷而下,进入河西走廊与既有线并行进入武威南站。乌鞘岭特长隧道全长20050m,设计为两座单线隧道。该隧道右线出口段线路曲线半径为1200m,缓和曲线伸入隧道68.79m,隧道其余地段均位于直线上,线间距为40m。本标段洞内纵坡除出口段350m为10.9‰的下坡,余均为11‰的下坡。本标段起止里程为YDK175+690~DK184+800,工程内容包括乌鞘岭特长隧道出口段右线隧道和左、右线隧道出口段洞外的路基及桥涵工程,主要工程项目有隧道正洞7500m、路基土石方m3、路基挡护圬工9712m3、大桥1181.58m/4座、涵洞40.42m/1座。1.2.地形和地貌乌鞘岭隧道出口位于古浪县龙沟乡的砂沟台,地形较狭窄,施工场地和地形条件较差,洞口路肩设计高程为2446.27m。
该地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,出口以北为古浪河及其支流龙沟河河谷区,隧道经过乌鞘岭~毛毛山中高山区,根据山体相对高度及本标段工程情况,可进一步划分为乌鞘岭中高山区和乌鞘岭北坡低高山区二个次级地貌单元。乌鞘岭中高山区:位于F4和F7断层之间,海拔高程3500m左右,毛毛山最高峰为4070m。该区地势较高,相对高差较大,自然坡度35°~50°,地表广腐植土,阴坡小灌木发育。乌鞘岭北坡低高山区:位于F7断层以北,地形起伏不大,自然坡度15°~30°,海拔高程2800m左右,相对高差200~400m。地表多有土层覆盖,其间沟谷发育,主要支沟有大洪沟、窄洪沟、金家直沟、大沙沟、天井沟及直沟等。1.3.工程地质及水文地质1.3.1.工程地质1.3.1.1.乌鞘岭北坡低高山区YDK183+190~YDK178+300段,隧道洞身通过白垩系下统砂岩夹砾岩及泥岩,砖红色,呈不等厚互层状,砂岩约占50%以上,砾岩和泥岩各占25%左右。砂岩:主要矿物成分以长石、石英为主,中粗粒结构,钙质胶结,中厚层-厚层状;砾岩:砾石成分以砂岩为主,圆棱状,钙质胶结,中厚层状;泥岩:多杂砂质,泥质胶结,薄层-中厚层状。岩体受地质构造影响较严重-轻微,节理较发育-发育,岩体较完整,以块状结构为主,岩体波速3160~3670m/s,视电阻率200~470Ω·m。属较软岩,Ⅳ级软石~Ⅴ级次坚石,Ⅲ~Ⅳ级围岩,砂岩σ0=800kpa,泥岩σ0=300kpa。隧道出口段洞身埋深较浅,地表覆盖第四系松散层,地下水发育,地下水位埋深5~10m,围岩级别较高,工程地质条件差。
YDK178+300~YDK177+810段,隧道洞身通过三叠系上统砂岩夹页岩及薄层煤,呈不等厚互层状,以砂岩为主,薄煤层少量。岩体破碎,呈层状、块石碎石状结构,Ⅳ级软石~Ⅴ级次坚石,Ⅳ级围岩,σ0=800kpa。YDK177+810~YDK177+025段,隧道洞身通过F7断层破碎带,断层产状N70°W70°/70°,断带宽约400~800m,隧道通过长度785m,断带物质主要由碎裂岩及断层泥砾组成,岩体破碎~极破碎,呈碎石角砾状~散体状结构,岩体波速2630~2790m/s,视电阻率45~550Ω·m。Ⅲ级硬土~Ⅳ级软石,Ⅴ~Ⅵ级围岩,碎裂岩σ0=600kpa,断层泥砾σ0=300kpa。1.3.1.2.乌鞘岭中高山区志留系:仅出露下统(S1),分布于F6和F7断层之间,主要由浅灰色、灰绿色砂质板岩夹千枚岩组成。YDK177+025~YDK175+690段,隧道洞身通过区志留系下统板岩夹千枚岩,灰绿色,具板状构造;千枚岩以薄层状夹于板岩层中。岩体受地质构造影响严重,发育褶曲,节理很发育-发育,岩体较破碎~较完整,呈块石、碎石状~块状结构,岩体波速3010~3640m/s,视电阻率570~750Ω·m。属硬岩,Ⅴ级次坚石,Ⅲ~Ⅳ级围岩,σ0=1000kpa。1.3.2.水文地质本标段范围内,围岩富水性分区划分可分为三个级别:中等富水区、弱富水区和贫水区。
1.3.2.1.YDK183+190~YDK178+300段为基岩裂隙水贫水段,岩体主要发育原生层理,构造节理裂隙及地表风化节理裂隙不发育-发育。地下水主要储存于原生层理中,并接受大气降水,高山雪融水及上游地下水的补给。地下径流模数M=98.09m3/d·km2,隧道可能正常单位涌水量q=0.052m3/d·m,可能正常涌水量256.88m3/d,可能最大涌水量390.26m3/d。本段在不同岩性接触带附近可能发生突水,其他地段发生突水的可能性较小。1.3.2.2.YDK178+300~YDK177+810段为中等富水段,地下径流模数M=320.79m3/d·km2,隧道可能正常单位涌水量q=0.25663m3/d·m,可能正常涌水量112.92m3/d,可能最大涌水量169.38m3/d。1.3.2.3.YDK177+810~YDK175+690段基岩裂隙水中等富水段,岩体原生层理,构造节理裂隙及地表风化节理裂隙发育,含有丰富的地下水。地下水接受大气降水,高山雪融水及上游地下水的补给。地下径流模数M=1327.36m3/d·km2,隧道可能正常单位涌水量q=1.32736m3/d·m,可能正常涌水量3198.94m3/d,可能最大涌水量6397.88m3/d。本段在断层边缘及岩性接触带附近可能发生突水。1.3.3.地震烈度本地区地震基本烈度为八度。1.3.4.气象条件乌鞘岭地区海拔高(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。根据乌鞘岭气象站资料:最冷月平均气温-11.9℃,瞬时最大风速29m/s,风向北北西;最大积雪厚36mm;土壤最大冻结深度200cm。1.4.当地自然条件1.4.1.当地交通情况
本标段乌鞘岭隧道出口有兰新铁路和国道312线通过,既有铁路兰武线龙沟车站至乌鞘岭隧道出口的公路距离为3.3km;国道312线距出口直线距离100m,均有道路可直达。公路、铁路交通极为方便。1.4.2.电力供应及通讯情况据调查既有兰武线已有河口110/35/6kV变电站、桥头110/35/6kV变电站、永登330/110/10kV变电站、深沟35/10kV变电站、十八里堡35/10kV等变电站,负责铁路运营供电,其负荷尚有富余,略经改造后可向乌鞘岭隧道出口提供工程电源。本标段施工电源拟从十八里铺变电所引出35kv电压等级线路至洞口变电所。本标段通讯线路从附近村镇引入,改建临时通讯路线1.2km。1.4.3.当地劳动力情况工点附近村庄较多,居民较密集,剩余劳动力较多,可在施工高峰期适当补充劳力不足。1.4.4.当地水源及水质情况本标段乌鞘岭隧道出口处有龙沟河蜿蜒流过,水质清澈,水量充足,椐调查属当地居民的饮用水源,可作为生产及生活水源。1.5.主要技术标准
主要技术标准序号项目等级序号项目等级1线路等级Ⅰ级7机车类型货运SS7型2正线数目双线客运SS7D型3最大坡度13‰其他SS7C型4设计行车速度140km/h8牵引定数4000t5最小曲线半径1000m9到发线有效长度850m双机地段870m6牵引种类电力10闭塞类型自动闭塞1.6.主要工程数量名称单位数量备注Ⅰ线(右线)隧道m7500大桥m/座1181.58/4涵洞m/座40.42/1路基土石方m3路基挡护圬工m397121.7.工程特征分析及施工对策1.7.1.工程特征分析1.7.1.1.工程特点1.7.1.1.1.隧道特长,施工组织管理难度大。乌鞘岭隧道全长20.05km,为我国拟建的最长铁路单线隧道,其施工涉及通风、排水、运输组织、快速掘进、均衡生产等诸多方面因素,施工组织管理难度大。1.7.1.1.2.工程及水文地质条件复杂多变,施工难度大。本隧洞内围岩岩性复杂多变,褶皱形态复杂,断裂构造较发育,
主要分布有一条活动性F7断层,其影响带长度达785m左右;局部地段存在薄层夹煤等不良地质,工程地质条件极为复杂;另外本隧地下水集中赋存于含水岩层和断层破碎带,其贯通性和运移条件好,施工中有发生突水及突泥的可能。1.7.1.1.3.施工场地狭窄,制约因素多。本标段隧道洞口地形狭窄,施工场地布置受限,加之两个标段分割利用,场地问题更为突出,大部分临时设施需沿小龙沟河两岸布设,场地条件较差。1.7.1.1.4.沿线施工对环保、水保、文明施工要求高。本标段位于古浪县龙沟乡境内,隧道出口以北为古浪河及其支流龙沟河河谷区,属黄河上游生态保护区,环保、水保、文明施工要求高。1.7.1.2.工程重点1.7.1.2.1.洞口浅埋地段和F7断层破碎带地段岩体破碎,自稳能力极差,尤其是断层带内地下水含量丰富,施工时极易发生坍塌等围岩失稳现象,其施工防坍及治水是本隧施工的重点。1.7.1.2.2.本标段单口掘进7500m,工期紧、任务重,科学、合理地做好设备选型配套,组织快速掘进是本隧施工的重点。1.7.1.2.3.隧道出口下穿既有铁路,其洞顶距既有线仅为5.5m左右,施工中采取安全可靠的既有线加固及防护,确保既有线行车安全是该标段施工的又一重点。1.7.1.3.工程难点
1.7.1.3.1.本隧工程及水文地质条件复杂,工期短、任务重,且软弱围岩所占比重大,在软弱围岩中组织实施快速掘进是本隧施工的一大难点。1.7.1.3.2.本隧含水岩层和断层破碎带影响范围较大,在断层边缘及不同岩性接触带附近施工时有发生突水及突泥的可能,防坍、防涌是本隧施工的又一难点。1.7.2.施工对策针对以上工程特点、重点、难点,施工中拟采取以下应对措施:1.7.2.1.场地布置应考虑超前规划、合理布局,并兼顾相邻标段的需要,大型临时设施尽量共用、永临结合,以节约场地、降低费用。1.7.2.2.下穿既有线地段采用D24型施工便梁加固线路,洞内设长管棚预支护,短进尺分部开挖,加强初期支护并衬砌紧跟,确保既有线安全。1.7.2.3.本工程按照“抓住重点、攻克难点、快速掘进、均衡生产、技术创新、确保工期”的原则组织施工,积极稳妥地采用目前国内外长大隧道施工的最新科技成果和工法,借鉴国内外长大隧道单口快速掘进的成功经验,实现大型设备的合理配套,促使隧道施工水平再上新台阶,确保项目管理目标的实现。1.7.2.4.依靠科技攻关,采用先进的施工工艺和措施,不良地质地段坚持“先预报、管超前,严注浆,短进尺,弱爆破,强支护,早封闭,勤量测,快反馈,控沉陷”的施工原则,保证施工安全。1.7.2.4.1.软弱围岩地带按照“先护顶、后开挖”
的要求组织施工,采用超前预注浆加固围岩、浅眼控制爆破、加强初期支护等综合手段,稳扎稳打,实现均衡生产。1.7.2.4.2.对于突然涌水、涌泥等不良地质地段,配备TSP203进行超前地质预报,并采用超前探孔等辅助手段,根据预报结果组织施工,必要时采取帷幕注浆堵水防止突涌水的发生,以保证工程质量和施工安全。1.7.2.4.3.F7断层按“探明地质、超前加固围岩、少扰动、强支护、快成环、勤量测、早衬砌”的原则施工,加强地质超前预报,以预报结果组织动态施工,选择适宜的开挖方法和支护手段,安全渡过断层地带。1.7.2.4.4.薄层夹煤地段施工配备瓦斯监控设备,加强瓦斯检测,若发现瓦斯存在及含量偏高,及时采取相应措施,按《铁路瓦斯隧道施工规范》要求组织施工,保证施工安全。1.7.2.4.5.成立施工监控量测小组,配备先进的检测设备,安排有经验的专业工程师负责量测工作,做到信息反馈及时、准确,据以指导施工,确保施工安全顺利进行。1.7.2.5.成立防排水施工小组,进行防排水施工,配备具有丰富防排水施工经验的专业人员,加强防排水施工质量检查,确保防排水施工质量,确保本隧道衬砌达到不渗不漏的防排水目标实现。1.7.2.6.借鉴国内外长大隧道施工通风的成功经验,结合本隧道通风竖井的设置,拟采用长管路压入式通风与长管路压入和竖井吸出相结合的两阶段通风方案,合理布局、优化匹配,防漏降阻,严格管理,并根据不同的施工阶段采用不同的通风方式,保证通风质量。
1.7.2.7.严格遵循有关环保和水保法规,结合实际情况制定切实可行的环境保护和水土保持措施,健全环境保护组织机构,配合当地政府和有关部门做好环保和水保工作。在适当位置设污水处理池和垃圾处理厂,将隧道和桥梁钻孔桩等施工过程中的废水、废液和生活污水、垃圾等经处理达标后排放和堆弃,确保工程所在处的环境不受污染和破坏。2.总体施工组织布置及规划2.1.编制依据及编制原则2.1.1.编制依据2.1.1.1.本项目招标文件、图纸及现场踏勘获取的有关资料。2.1.1.2.国家及铁道部颁布施行的有关标准及规范。2.1.1.3.我单位以往工程施工的施工经验及技术成果。2.1.2.编制原则2.1.2.1.坚持基本建设程序,根据工程实际情况,围绕工程进度,周密部署,合理安排施工顺序,保证按期或提前完成任务,交付运营单位使用。2.1.2.2.采用平行流水及均衡生产组织方法,运用网络计划技术控制施工进度,工期安排紧凑并适当留有余地,以确保工期兑现。2.1.2.3.借鉴以往长大隧道施工组织的成功经验,针对本隧道工程特点,制定切实可行的施工方案、创优规划和质量保证措施,确保施工目标兑现。2.1.2.4.严格遵循有关环保和水保法规,采取切实可行的保护方案和保证措施,配合当地政府和有关部门做好环保和水保工作。
2.1.2.5.合理配置生产要素,优化临时工程布置,减少工程消耗,降低生产成本。2.1.2.6.选派在特长隧道方面有丰富经验、技术水平高的管理人员和技术人员组成强有力的现场管理机构,按照业主要求组织专业化施工。2.1.2.7.积极采用目前国内外隧道施工的最新科技成果和工法,结合国内长大隧道快速掘进方面的成功经验,在安全、质量等方面再上一个新台阶。2.1.2.8.认真开展劳动保护,坚持以人为本,提高机械化程度,降低劳动强度,提高劳动生产率。2.2.总体施工组织布置2.2.1.组织机构设置为承建本工程,根据以往同类型工程的施工管理经验,依据本工程规模及施工特点,我单位将把该工程列入头号重点工程进行管理。本着“精干、高效”的原则,抽调具有丰富施工经验的管理人员和技术人员组建“乌鞘岭特长隧道3标段项目经理部”,负责本工程施工中的统一指挥和协调,全面履行合同。项目经理部设项目经理1人,项目副经理1人,项目总工1人。项目经理部下设六部二室,即工程技术部、安全质量部、物资部、计划财务部、机电部、科技开发部、综合办公室及中心试验室等职能部门,具体负责各项施工管理职能工作。根据工程需要,项目经理部下辖2个专业施工队,一个修配所,一个污水处理厂。高峰期进入工地总人数约710人。
拟为承包本合同段设立的组织机构框图见下页2.2.2.职能划分2.2.2.1.项目经理2.2.2.1.1.按照合同条款,全权负责工程项目的整个实施过程,履行合同要求。2.2.2.1.2.制定项目管理目标和创优规划,建立完整的管理体系,保证既定项目管理目标的实现。2.2.2.1.3.组织精干高效的项目管理班子,搞好项目机构设置、人员选调、具体职责分工。2.2.2.1.4.科学合理组织施工,及时组织有关人员编制项目施工方案、进度计划安排、重大技术措施、资源调配方案、提出合理化建议与设计变更等主要议案。2.2.2.1.5.沟通内、外联系渠道,及时妥善处理好内、外关系。2.2.2.1.6.建立严格的经济责任制,强化管理,推行科技进步,搞好工期、质量、安全、成本控制,提高综合经济效益。2.2.2.1.7.接受业主单位和上级业务部门的监督指导,及时向业主单位汇报工作。2.2.2.1.8.参予质量事故的调查处理,组织落实纠正和预防措施,并对事故直接人员进行经济处罚。2.2.2.2.项目副经理2.2.2.2.1.配合项目经理工作,具体组织工程项目的施工,分管安全质量部、物资供应部、机械设备部,对项目经理负责。2.2.2.2.2.
协助项目经理协调与建设、设计、监理单位的关系,保证工程进度、质量、安全、成本控制目标的实现。2.2.2.2.3.负责组织推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料,保证工程进度,节约工程成本。2.2.2.2.4.科学组织施工,及时组织编制进度计划安排及资源调配方案,参与提出合理化建议与设计变更等重要决策。2.2.2.2.5.负责组织有关部门制定项目环保规划、措施,定期对环保工作进行检查,确保环保工作落到实处。2.2.2.2.6.负责施工现场环境保护、文明施工、综合治理等工作,严格执行国家及铁道部的有关标准及要求,争取地方政府最大的支持。2.2.2.3.项目总工2.2.2.3.1.对工程项目质量负责。2.2.2.3.2.负责有关施工技术规范和质量验收标准及ISO9001标准的有效实施。2.2.2.3.3.主持编制实施性施工组织设计(含质量计划),并随时检查,监督和落实。积极推广应用最新的科技成果和工法。2.2.2.3.4.协助项目经理协调与建设、设计、监理单位的配合关系,保证工程进度、质量、安全、成本、环保预定目标的实现。2.2.2.3.5.组织制定质量保证措施,掌握质量现状,对施工中存在的质量问题,组织有关人员攻关、分析原因,制定整改措施和处理方案,并责令有关人员限期整改。2.2.2.3.6.组织定期工程质量检查和质量评定,领导有关人员进行QC小组攻关活动和创优活动,搞好现场质量控制。
2.2.2.3.7.根据现场实际情况,积极进行设计优化,协助项目经理制定工程成本控制措施。2.2.2.3.8.组织制定质量通病的预防措施,组织质量事故的调查处理,原因分析及制定整改措施。2.2.2.4.工程技术部2.2.2.4.1.负责工程项目的施工过程控制,制定本项目施工技术管理办法。2.2.2.4.2.负责工程项目的施工组织设计及调度、征地、拆迁工作,参加技术交底,过程控制,解决施工技术疑难问题。编制竣工资料和进行技术总结,组织实施竣工工程保修和后期服务。2.2.2.4.3.负责信息管理系统的具体实施、数据分析等,为施工决策、业主、总部提供及时、有效的施工信息。2.2.2.4.4结合工程实施情况,积极推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料,对工程中出现的技术问题及时向项目总工和项目经理汇报。2.2.2.4.5.参加验工计价,并对合格产品进行量测、计量。2.2.2.4.6.做好竣工文件的编制工作。2.2.2.5.安全质量部2.2.2.5.1.负责项目经理部安全、质量监察和管理。按照铁道部和单位规定对劳动保护的情况进行监督。2.2.2.5.2.负责会同有关部门组织对伤亡事故、行车交通事故、生产事故、质量事故的调查处理,提出分析处理意见,并及时向项目经理部领导和上级业务部门汇报。杜绝伤亡事故。
2.2.2.5.3.依据我单位质量方针和目标,编制项目经理部质量方针和质量保证体系,制定质量管理工作规划,负责综合管理,行使质量监察职能。2.2.2.5.4.编制安全保证体系规划,制定行之有效的施工安全保证措施并组织实施。2.2.2.5.5.制定项目经理部创优规划制度和措施,并督促、监督落实。2.2.2.5.6.确保产品在生产、交付及安装的各个环节以适当的方式加以标识,负责产品的标识和可追溯性、检验、试验及不合格产品的控制,质量记录的控制,对全部工程质量进行检查指导。2.2.2.5.7.负责项目经理部劳动保护用品、保健食品和各种劳保费用的监督管理。2.2.2.5.8.建立项目经理部安全、质量管理台帐。2.2.2.5.9.定期不定期组织项目经理部的安全、质量大检查,及时处理和纠正各种不安全操作和安全、质量隐患。积极组织各种“安全生产周、月”和“质量月”的活动。2.2.2.5.10.将隧道内、外的作业环境质量、隧道超挖量、隧道轮廓形状的控制、隧道衬砌四大项(厚度、强度、密实度、背后空洞)作为安质工作的重要组成部分,进行重点监督。2.2.2.6.物资部2.2.2.6.1.负责物资采购和物资管理。认真贯彻国家物资政策,自觉遵守物资纪律,严格执行上级颁发的各项物资管理的规章制度,并根据项目具体情况拟订补充细则。
2.2.2.6.2.负责制定项目的物资管理办法,检查指导和考核施工队的物资采购和管理工作。2.2.2.6.3.对物资、机具、大堆料、周转料进行管理,并对工地使用情况跟踪检查,严格执行“铁路物资技术保管规程”。切实做到文明施工,科学管理。2.2.2.6.4.做好核算工作,掌握材料消耗定额的实际耗用情况,及时分析不合理消耗的原因。2.2.2.6.5.编制工程各项物资消耗统计报表,并进行分析说明,按期上报有关部门。2.2.2.7.计划财务部2.2.2.7.1.负责本项目承包合同的管理,按时向业主报送有关报表和资料。2.2.2.7.2.负责工程项目施工计划的制定、实施和管理,根据施工进度计划和工期要求,适时提出施工计划修正意见,报项目经理批准执行。2.2.2.7.3.负责组织工程项目验工计价,统计报表的编制,按时向有关部门报送各种报表。2.2.2.7.4.负责工程项目的财务管理,成本核算工作。参予合同评审,组织开展成本预算、计划、核算、分析、控制、考核工作。2.2.2.8.机电部2.2.2.
8.1.认真贯彻执行国家和上级部门的有关设备管理的方针、政策和法令,及时落实上级颁发的规章制度、操作规程、技术规范、技术标准、经济技术定额等。并结合项目实际情况补充实施细则。2.2.2.8.2.按照机械设备管理细则和项目的经营目标、施工方案,编制适应于特长隧道快速掘进的设备计划,配合工程技术部做好设备的配备选型并会同有关单位做好技术经济论证。2.2.2.8.3.负责项目全部设备管理工作,制定施工机械、设备管理制度。2.2.2.8.4.解决设备使用、管理中出现的问题,组织实施设备的更新改造和大修计划及保养计划。2.2.2.8.5.参与成本分析与管理,对各施工单位的材料消耗和机械设备使用费用情况提出考评意见,监督各单位机械设备管理情况。2.2.2.8.6.主要设备完好率95%以上、利用率80%以上,设备事故率低于0.5%,设备大修完成兑现率达到98%。2.2.2.8.7.做好项目电力资源的配置方案,并具体负责实施。2.2.2.8.8.参与设备、电力事故的调查和处理,并做好各种善后工作,不得影响正常的施工生产。2.2.2.8.9.负责施工、生活用电的管理。搞好节能、节电工作。2.2.2.9.科技开发部2.2.2.9.1.是本项目推广新技术的职能机构,为科技成果及时转化为生产力创造条件。2.2.2.9.2.负责乌鞘岭隧道重、难点科研项目的立项、计划及组织实施,做好各种科研成果的申报工作。2.2.2.
9.3.针对隧道不良地质地段做好洞内超前地质预报和洞内监控量测数据的分析、整理。2.2.2.9.4.负责国内外铁路、公路特长隧道的科技情报的收集、整理,负责审查各种最新科技成果在本项目实施应用的可行性,做好超前技术储备。2.2.2.9.5.编写隧道施工的科技知识普及材料,对参战职工进行技术培训,提高全员技术水平。2.2.2.10.专家组2.2.2.10.1.负责指导制定隧道的重大施工方案。2.2.2.10.2.解决施工中的技术难题,组织科研攻关。2.2.2.11.中心试验室2.2.2.11.1.对项目经理和项目总工负责。2.2.2.11.2.负责本项目的材料检验、试验、半成品、成品的检测等工作,并认真做好检验记录。2.2.2.11.3.负责砂浆、砼的配合比设计及质量检查。2.2.2.11.4.负责各种新材料的试验和推广工作,结合推广使用情况进行总结。2.2.2.12.综合办公室2.2.2.12.1.积极参加项目经理部生产经营和管理方面的调查研究,收集整理上报有关行政信息,为领导决策提供依据。2.2.2.12.2.负责项目经理部行政综合性工作计划、报告、总结、以及其它文稿的拟写工作。组织、参与项目经理部召开的各类行政会议,协调项目经理部管理部门的工作。2.2.2.
12.3.负责接收、整理、保管文书、质量体系文件、科技档案和对其它专业档案以及文件、资料的指导、控制工作,对上级部门颁发的各种文件、资料等妥善保管。2.2.2.12.4.负责与地方政府及有关外界的联系、沟通。2.2.2.12.5.负责项目经理部微机网络的正常运转,及时解决各部门在使用微机过程中的有关问题。2.2.2.12.6.做好各种对内、对外的思想宣传工作。2.2.2.12.7.负责落实有关环保方面的方案及措施,负责与地方环保部门的沟通、联系。2.2.3.施工任务划分及队伍配置根据本标段工程规模及工程特点,施工任务划分充分考虑本标段施工技术专业性强的特点,全段安排2个专业施工队,即隧道施工队和路桥施工队。隧道施工队负责乌鞘岭隧道右线出口段7500m正洞及其附属洞室的施工,安排劳动力490人。路桥施工队负责本合同段洞外桥涵工程、路基及其附属工程的施工,安排劳动力220人。2.2.4.工程项目管理目标2.2.4.1.质量目标全部工程达到国家、铁道部现行的工程质量验收标准,施工中做到开工必优,一次成优,确保部优,争创国优。工程一次验收合格率100%,单位工程优良率90%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。2.2.4.2.安全目标
本工程安全目标为“五无”、“四控”、“一创建”。五无:无人身伤亡事故,无行车险性以上事故,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:职工重伤频率控制在0.5‰以下;年负伤频率控制在12‰以下,职业病发率控制在规定范围内;洞内作业环境控制在规范指标内。一创建:创建省部级安全文明工地。2.2.4.3.工期目标我单位工期安排为:2003年2月1日开工,2003年3月20日前完成影响Ⅱ线(左线)施工场地布置范围内的正式工程。Ⅰ线(右线)隧道2003年4月1日进洞,2007年6月30日完工,较招标文件要求的工期提前1个月。洞外正式工程2007年2月28日完工,较招标文件要求的工期提前3个月。2.2.4.4.环境保护目标施工现场环境保护满足招标文件要求,并达到国家和地方有关法规的要求。2.3.临时工程规划及安排2.3.1.临时工程的布置说明临时工程本着“满足需求,合理布局,节约用地,永临结合,降低费用”的原则进行规划、布署,共用部分满足相临标段要求,具体要求为:
场地布置兼顾相邻标段的需求,大型临时设施如汽车便道、汽车便桥、污水处理等设施尽量和相邻标段协商共用,其中临时电源由3标段负责修建、维护、管理,并按招标文件要求工期时间及时提供给4标段使用,以减少重复投资,节约工程费用。临时工程修建要结合当地自然条件和工期要求,合理确定修建标准,以做到标准适宜,费用最省。现场布置应简洁、美观,生活区按花园小区的要求进行规划,整体布局体现出文明工地的特征及风貌,展现国铁长隧施工的风采。主要道路需考虑季节影响,合理设防,定期维护,确保四季畅通,以免影响正常施工。2.3.2.临时工程修建方案乌鞘岭隧道出口场地狭窄,进场后先将新建铁路和既有铁路之间的山梁挖除填筑场地,并布置前期必要的生产设施以满足开工要求,前期施工采用无轨运输过渡,利用洞碴逐步拓宽场地,分期完善洞口临时设施。进场后前期生活设施利用临时房屋过渡,待龙沟河对岸生产、生活区场地用洞碴填筑拓宽后,再完善后续生产、生活设施。龙沟河岸两侧要求于汛期到来前按防洪标准完成岸坡防护。由于工期紧,隧道贯通后,随衬砌作业的进度,适当调整洞口临时工程布设,在保证洞内施工进度的前提下为洞外工程创造施工条件。2.3.2.1.大型临时工程2.3.2.1.1.汽车运输便道乌鞘岭隧道出口3标段临时汽车便道沿312国道跨小龙沟后至乌鞘岭隧道出口处,便道全长1.3km
,技术标准为单车道,泥结石路面。本标段弃碴便道自卸碴码头沿称沟台坡脚分级展线后越上峁梁顶,直通弃碴场,本段便道计划修建长度1.3km,技术标准为为双车道,泥结碎石路面。龙沟1号大桥7#门式墩处对312国道局部需要挖除,临时改移道路,待7#门式墩建成后恢复。本标拟设三座临时便桥,其中龙沟1#便桥为5-10m单车道便桥,龙沟2#为5-10m双车道汽车便桥,龙沟3#为5-10m汽车、电瓶车双用便桥。便桥结构形式详见便桥示意图。职工生活区、项目经理部及施工队队部合并设在龙沟1#大桥兰州台后、扎头村口平地上,分两处设置,隧道作业人员生活区设在洞口龙沟河对岸规划的3标场地内,路基及桥涵作业人员生活区设在扎头村口小龙沟1号桥兰州台后空地上,生活区便道自弃碴便道开叉引入拟建长度为200m。2.3.2.1.2.临时通讯对外联系采用程控电话,线路从附近村镇引入,改建临时通讯路线1.2km。内部通讯联络设30门程控交换机,每个办公室安设一门电话;洞内布设泄露式电缆有线通讯,每隔2km左右设一门电话以便和洞外联系;桥梁工点办公及调度电话各一部,以便对内对外联系。2.3.2.1.3.临时电力本工程施工准备间,前期大电难以及时到位,工程前期用电拟采用自发电解决,中后期利用大电做为主要电源,并配备2台320kw发电机组,作为备用电源应急。电力线从十八里铺变电所引出35kv
等级线路至洞口变电所(设容量为3000KVA的变压器,供3、4标段共用),3标段配电容量计划为1500KVA。洞外分别于右线洞口附近安设500KVA的变压器一台,龙沟1号大桥工地附近安设400KVA的变压器一台(供拌合站、桥涵及施工营地);洞内供电采用10KV高压进洞,双回路供电。在横通道内设100KVA变压站(每隔840m设一座),供附近施工照明及衬砌设备用电,在距开挖面最近的横通道内设500KVA移动式变压器,供掌子面附近施工用电,并随工作面前移。2.3.2.1.4.临时给水经现场调查,乌鞘岭隧道出口龙沟河常年有水,水质纯净,可作为生产及生活用水,考虑到冬季供水要求,拟于龙沟河边打一眼直径3.0m深5.0m的水井供本标段工程用水。洞口附近山腰设一座200m3的蓄水池提供生产用水,并于营地内设一小型水塔供应生活用水。由于乌鞘岭特长隧道出口端为上坡施工,洞口设一级增压泵站,洞内每2km设二、三级增压泵站,保证洞内施工用水的水压。对岸生产场地设一水塔供拌合站等设施的生产用水。龙沟大桥工点拟于龙沟河边打一眼直径3.0m深5. 0m的水井,并于营地内设一水塔供应生产及生活用水,小龙沟大桥与洞口施工用水共用。考虑到当地冬季气温条件,所有洞外给、排水管线均用岩棉管、塑料薄膜包裹、沥青封严后埋入地下2.0m。2.3.2.1.5.材料厂本标段材料厂设在既有线龙沟车站,计划增建一条货物股道和一处货物站台,并修建1000m2的货物库房和租用1500m2
的货场。厂发料、直发料等主要材料由营业线火车运至龙沟站,再换用汽车运抵工地。2.3.2.1.6.污水处理厂为满足环保要求,在隧道出口及龙沟1号大桥兰州台端各设置污水净化池一座,施工废水经净化达标后方可排放。污水处理厂日处理能力分别为1000t和100t。2.3.2.2.主要小型临时工程2.3.2.2.1.施工营地本标段进洞前线先将新建铁路和既有铁路之间的山梁挖除填筑场地,并于洞口Ⅰ、Ⅱ之间线左侧布置发电房、空压机房及配电房等前期必要的生产设施,进洞后利用洞碴拓宽洞口场地,并随工程进展在Ⅰ线右侧洞口场地布设存车线、上料线、检修线、充电线、卸碴线、及各种加工房等生产设施。污水净化池设在Ⅰ线洞口外侧龙沟河边,水泥库、砂、石料场、拌合站,翻碴台等设在龙沟河对岸生产场地。油库设在国道312线边龙沟1#大桥便道引入口处,龙沟1#大桥施工场地利用兰州台后、扎头村口的河滩平台场地。为满足本隧长期生产任务,生产房屋均采用砖混结构。职工生活区、项目经理部及施工队队部合并设在龙沟1#大桥兰州台后、扎头村口平地上,分两处设置,隧道作业人员生活区设在洞口龙沟河对岸规划的3标场地内,路基及桥涵作业人员生活区设在扎头村口小龙沟1号桥兰州台后空地上。
本标段生活区与项目经理部、施工队队部部集中设置,按永久性房屋建设,生活区按花园小区化规划建设,生活区内工地医院、消费合作社、食堂、浴室、锅炉房等配套设施齐全。生活区及生产区采用绿化带、隔音墙、双层玻璃等隔音措施。考虑到当地气候条件,本标内所有生产、办公及生活用房均铺设暖气管路。 本标段共修建生产及生活房屋9760m2,其中生活及办公房屋3760m2,生产房屋6000m2。具体位置及面积详见施工平面总布置图。2.3.2.2.2.拌合站本标段龙沟河对岸设一60m3/h拌合站一座,供应隧道二次衬砌等的砼;初期支护所需的喷射砼利用洞口2台500L强制式搅拌机生产供应。龙沟1号大桥设一座30m3/h拌合站一座,并配500L强制式搅拌机备用。本地区冬季严寒,年最低气温达-29℃,为满足砼冬季施工要求,于拌合前对砂石料按热工计算进行加热,加热采用专门的加热仓,仓底设蒸汽管,通过锅炉对骨料进行加热。2.3.2.2.3.弃碴场乌鞘岭隧道出口弃碴场工程由4标段承建,与本标段共同使用。2.3.2.2.4.炸药库 本标段所需的炸药用量较大,按运输及储备条件拟建库容10t的炸药库一处,初定在称沟台脚弃碴便道旁,药库设置及修建按《爆规》有关要求和公安民爆管理部门的有关规定办理,库区内设避雷针,库区周围用砖墙围闭,并设专用电话与驻地联络。其设置及修建按《爆规》有关要求进行,计划建筑面积220m2。2.3.2.2.5.医疗卫生设施
为保障施工生产的顺利进行和施工人员的身体健康,拟组建工地中心医院一所,负责本标段职工的就医,并向社会开放。医院由17人组成,设置综合病区床位10张,开设内外科门诊、处置室、药剂、检验、放射和手术室等,受项目经理部直接领导。2.3.2.2.6.主要临时工程数量(见下表)主要临时工程汇总表序号名称单位数量备注1施工便道km2.62施工便桥M/座150/33办公生活房屋m233604生产房屋m254005高压引入线km143、4标段共用6通讯线路km27施工污水处理厂座28水井眼29增压泵站座2附:龙沟1#便桥示意图;龙沟2#便桥示意图;龙沟3#便桥示意图;乌鞘岭隧道3标段洞口施工平面布置图;乌鞘岭隧道3标段龙沟1号大桥施工场地平面布置图;污水处理厂平面示意图;骨料加热仓结构示意图。3.施工进度安排及保证工期措施3.1.总工期安排
业主要求工期:2003年2月1日开工,2003年3月20日前完成影响Ⅱ线(左线)施工场地布置范围内的正式工程,Ⅰ线(右线)隧道2003年4月1日进洞,2007年7月31日完工。洞外正式工程2007年5月31日完工。我单位工期安排为:2003年2月1日开工,2003年3月20日前完成影响Ⅱ线(左线)施工场地布置范围内的正式工程。Ⅰ线(右线)隧道2003年4月1日进洞,2007年6月30日完工,较招标文件要求的工期提前1个月。洞外正式工程2007年2月28日完工,较招标文件要求的工期提前3个月。主要工程项目工期计划见下表。主要工程项目工期安排计划表序号工程项目工期(天)开工日期完工日期1施工准备592003.2.12003.3.312既有线路加固532003.2.72003.3.312路基土石方工程(含附属工程)12712003.2.72006.7.313涵洞902003.4.12003.6.294桥梁工程4.11.右线小龙沟大桥2212004.3.182004.10.24592007.1.12007.2.284.21.左线小龙沟大桥2212004.3.182004.10.16512007.1.12007.2.284.3右线龙沟1号大桥4462003.4.12004.6.194.4左线龙沟1号大桥4462003.4.12004.6.195隧道工程5.1洞身及附属洞室开挖、支护13412003.4.12006.12.15.2仰拱及填充13352003.4.212006.12.155.3洞身及附属洞室衬砌13732003.5.12007.2.15.4水沟电缆槽7662005.1.12007.2.155.5弹性整体道床1352007.2.162007.6.303.2.施工进度安排3.2.1.施工进度安排原则
总原则:“突出重点,统筹安排,注重安全,保证质量,确保工期”。3.2.1.1.在总工期、关键工期的要求下,安排各阶段施工进度。3.2.1.2.临时工程按照“一次规划、分期实施”的原则进行安排,做到边建点、边开工,以争取工期。3.2.1.3.不良地质地段加强超前地质预报,按动态施工进行组织,进度安排适当留有余地,稳扎稳打、确保安全。3.2.1.4.组织均衡生产,确保整个工程施工过程的连续性,作到稳产、高产。3.2.2.施工顺序安排进场后,优先安排影响4标段施工场地布置范围内的正式工程、本标段影响隧道进洞及施工场地布置范围内的正式工程及隧道洞口顶部既有线加固,确保业主分阶段工期要求,保证4标段Ⅱ线(左线)平导和本标段隧道按时进洞施工。在安排以上工程施工的同时,抓紧临时设施建设,临时设施建设由于受地形限制,按“一次规划,分期建成”的原则边施工边建设完善。洞外桥涵、路基工程在不影响隧道施工的前提下适时安排施工。3.2.3.主要工序施工进度指标3.2.3.1.洞身开挖掘进Ⅲ级围岩一般地段开挖计划进尺235m/月;Ⅲ级围岩中等富水地段开挖计划进尺225m/月;Ⅳ级围岩地段开挖计划进尺190m/月;Ⅴ级围岩地段开挖计划进尺120m/月;
Ⅵ级围岩地段开挖计划进尺60m/月。3.2.3.2.仰拱及填充:平均170m/月3.2.3.3.洞身衬砌:平均166m/月3.2.3.4.水沟电缆槽:平均292m/月3.2.3.5.弹性整体道床:1668m/月3.3.施工进度附图3.3.1.施工进度斜率图3.3.2.施工进度横道图3.3.3.施工进度网络图3.3.4.施工进度管理程序框图施工进度管理程序框图见下页3.4.保证工期的措施3.4.1.工期保证方案3.4.1.1.施工进度安排本着“突出重点、统筹安排”的原则,以乌鞘岭隧道工程为重点,路基、桥涵工程均衡展开,以达到保证总工期目标的兑现。3.4.1.2.本标段内各分项工程施工进度安排合理紧凑,并留有余地,以弥补发生自然灾害和处理不良地质所消耗的时间,确保工期兑现。3.4.1.3.选拔业务精、能力强的管理和施工人员,配齐配足技术工人。3.4.1.4.充分细致地做好开工前的各项施工准备工作,
成立由项目经理任组长,有关人员参加的工期管理领导小组,健全岗位责任制,从组织上、制度上、防范措施上保证总工期实现。。
施工进度管理程序框图编制实施性施工组织设计主要内容包括:1.施工进度计划2.主要劳动力计划3.主要机械设备进场计划4.临时设施、临时占地计划5.劳、材、机数量上报审批审批是否通过实施监理审查计划与实际进度是否相符.-------------------------------------------------------------------------------------------------按工程项目编制月、旬、周施工进度计划、上报监理调整施工组织设计上报审批主要内容包括:1.当月、旬、周计划完成工程数量2.当月、旬、周实际完成工程数量3.开累计划、实际完成工程数量修改计划监理审批是否继续执行计划直到工程完工是否
3.4.1.5.按照总工期目标,认真分析、科学安排、编制详尽的实施性施工组织设计,编排作业循环时间表,环环相扣,严格执行,制订详细周密的分段工期控制计划,有的放矢。3.4.1.6.采用新工艺、新技术、新材料、新设备提高施工效率。抓住物资供应及设备维修保养,按照计划足量、准时供应,满足施工进度要求。3.4.2.保证工期的主要措施为了确保本标段工期目标的实现,我单位拟从组织机构、人员选配、施工管理、设备调配、资金投入、技术等方面予以保障,力争早日建成本工程,尽早发挥工程投资效益。3.4.2.1.组织机构及人员选配3.4.2.1.1.组建强有力的项目管理机构,其人员由具有丰富的铁路长大隧道、路基及桥涵施工经验的人员组成,以便对施工生产中出现的各种问题及时解决,保证工程的快速顺利进行。3.4.2.1.2.建立健全领导机构,成立由项目经理任组长,有关人员参加的工期领导小组,分析、研究施工生产中存在的有关问题,及时制定应对措施,防止延误工期。3.4.2.1.3.以总部为大后方,坚持“后方服务于前方”的指挥原则,以生产需要为前提,必要时抽派施工、科研、设计等业务部门的力量充实前方,确保施工生产的顺利进行。
3.4.2.1.4.科学、均衡的组织施工生产,对施工中因设计变更、外界干扰或其他原因造成的工期延误,将及时调整计划安排,并快速从附近工地组织劳动力和设备进场,加强施工力量,尽快将延误的工期赶回来。3.4.2.2.施工管理3.4.2.2.1.快速组织施工人员、机械设备和物资材料进场,按工程进展需要配足各项生产要素,以“三快”,即进场快、建点快、开工快为主体施工赢得宝贵时间,抓住有利施工季节,实现施工的良好开端。3.4.2.2.2.强化施工调度指挥与协调工作,超前布署安排,密切监控落实,及时解决问题,避免工期延误。重点项目或工序采取垂直管理,横向协调的手段,减少中间环节,提高决策速度。3.4.2.2.3.实行工期目标管理责任制,严格计划、检查、考核与奖惩制度,加强施工全面协调工作。3.4.2.2.4.以安全、质量为核心,坚持“稳中求快”的生产方针,防止盲目冒进,确保工程施工的顺利进展。3.4.2.2.5.应用网络技术优化、配置生产资源,抓住施工关键线路,精心组织、合理安排,按实际进展情况及时对计划安排进行修订,并适时掀起生产高潮,加快施工进度。3.4.2.2.6.特殊地段采取早安排、早施工、稳扎稳打、安全作业的原则,重点工序单独编制作业指导书,配足人力、物力及设备,确保重点工序的施工进度,从而保证工期。3.4.2.2.7.挖掘内部潜力,广泛开展施工生产劳动竞赛,营造比、学、赶、帮、超的氛围,不断掀起施工高潮,确保总工期目标和阶段工期目标的实现。
3.4.2.2.8.加强思想政治工作,发挥党、政、工、团齐抓共管的传统优势,大力宣传优质、高效建好本工程的重要性,鼓励全体参战职工,以主人翁的工作姿态,按期优质地建好本工程。3.4.2.2.9.搞好路地关系建设,增取地方的支持,营造良好的外部施工氛围。3.4.2.2.10.做好季节性安排,防止不良气候对施工生产造成大的影响。3.4.2.3.设备管理3.4.2.3.1.做好机械设备的选型和配套,充分发挥各型设备的机械效率,确保实际生产能力能够满足施工进度要求,使工期保证落实到实处。3.4.2.3.2.按照业主要求和施工组织进度计划安排,及时组织机械设备的进场,同时在施工的过程中加强机械设备的维修和保养,大型和主要设备适当考虑备用,并备足部分易损件,防止设备损坏影响施工。3.4.2.3.3.组建一支由高级机械工程师和工人技师为主的维修队伍,配齐各种维修设备和工具,建立机械设备维修基地,保障机械设备的出勤率。3.4.2.3.4.建立健全机械设备管理台帐,按期对设备进行保养,防止设备带病运行造成效率下降而影响施工生产。3.4.2.4.资金投入保证:3.4.2.4.1.根据本工程的资金使用计划安排,及时向业主进行验工计价,积极筹措资金,确保各项生产物资的采购供应,保证生产顺利进行。
3.4.2.4.2.加强资金的使用管理,本项目的资金将保证使用到项目生产组织中。同时在施工中严格实行和落实经济责任承包制,加强成本核算,及时进行承包兑现,利用经济手段调动职工的生产积极性,促进施工生产的快速进展。3.4.2.4.3.本项目施工工程量浩大,资金需求集中。在工程实施过程中,一旦出现业主资金不能及时到位的情况,我方保证利用我单位雄厚的财务能力,及时从本部抽调资金进行垫付,确保施工生产不受影响。3.4.2.5.技术、工艺保证3.4.2.5.1.中标后,根据现场调查的详细资料,及时编制实施性施工组织设计,落实施工组织方案并报监理工程师批准,并据实施情况及时进行改进和调整,使工序衔接、劳力组织、机械配备、工期安排更趋合理。3.4.2.5.2.结合工程实际,积极推广新技术、新工艺、新材料、新设备,提高施工技术水平和技术含量,不断加快施工进度。3.4.2.5.3.针对工程施工的难点和关键项目,提前确定科研课题进行技术公关,做好技术储备,以强有力的技术支持促使施工生产的快速、顺利进行。3.4.2.5.4.加强技术管理,严格各项技术管理制度,促使技术工作超前到位,防止影响施工生产。3.4.2.5.5.加强技术培训。对施工中使用的新工艺和新技术由技术人员组织对有关人员进行培训,保证新工艺和新技术的顺利实施。
3.4.2.5.6.经常性开展技术比武活动,提高各技术工种的操作熟练程度,促使施工的快速进展。3.4.3.工程进度的监控办法3.4.3.1.工程开工后,根据施工图纸和业主下达的计划指令,编制实施性施工组织方案。总工期、关键工期满足业主总体计划的要求。3.4.3.2.根据总体网络计划,编制施工进度计划。施工过程中,将总体计划网络按各个阶段所展开的工序逐一分解到作业层,采用各种控制手段保证项目及各项工程施工按计划开始,在工程施工过程中记录各个工程施工的开始和结束时间及完成程度。3.4.3.3.在各个阶段结束(月末、季末、一个工程阶段结束)后按各工程的完成程度对比计划,评定项目进度状况,分析其中的原因,保证关键线路上的工作顺利实施。3.4.3.4.对下期工作做出安排,对一些已开始但尚未结束的工序的剩余时间作估算,提出调整进度的措施,及时调整网络,建立新的网络工序线路,指导施工。3.4.4.解决进度拖延的措施3.4.4.1.对可能引起进度拖延的原因采取措施,消除或降低它的影响,保证它不继续造成拖延或造成更大的拖延。3.4.4.2.对已经产生的拖延,主要通过调整后期计划,修改网络,创造条件,力争按计划多项目同时开工,合理分解工序,力争多点多工序平行施工。隧道施工在正常循环时,开挖、衬砌、电缆沟、水沟等安排平行作业。
3.4.4.3.如果已产生的拖延是位于关键线路上,要在人力、物力、机械设备等方面加大投入,充分保障各道工序按计划有序循环,保证人员必要休息和设备的良好保养,以期发挥更大的效能。在施工方案上开辟新的作业面,确保关键线路的工期赶上计划要求。3.4.5.克服环境及气候因素对工期影响的措施3.4.5.1.在雨季来临之前,认真做好施工场地及主体工程的防水、防洪、排水工作。3.4.5.2.成立雨季防洪防汛领导小组,设立专职值班人员,并随时与当地水文气象部门取得联系,预先预防。3.4.5.3.本标段出口位于龙沟河边,大雨及汛期需排专人对河流两岸的生产、生活设施及跨河便桥等进行巡查,并备齐各种防雨、防洪、防汛设施,发现险情及时排除,保证施工不受影响。3.4.5.4.增加材料的储备数量,防止因下雨而停工待料的情况发生。3.4.5.5.随时检查材料库、水泥库的封闭状态,对漏雨破损之处及时修补。3.4.5.6.经常对电力线路及用电设备进行检查,防止用电事故发生。3.4.5.7.在冬季来临之前编制切实可行的冬季施工方案及技术措施,对有关人员进行技术交底或培训。3.4.5.8.冬季施工时施工机械按冬季运行规定,添加防冻剂,运输车辆加装防滑链,保证运输安全。4.施工方案、技术措施、施工工艺和方法
4.1.总体施工方案4.1.1.施工组织设计指导思想乌鞘岭隧道是我国目前计划修建的国内最长的铁路单线隧道,它的建成必将成为新世纪我国铁路建设的标志性工程,代表着我国铁路建设事业多年来取得的长足进步和隧道修建技术的最高水平,对我国铁路隧道建造技术的进一步发展和更大提高起着极其重要的推动作用。在本隧道施工中,我们将“突出隧道单口快速开挖掘进,带动整个项目快速施工;突出推广新技术、新材料、新装备、新工艺,促使隧道施工达到国内领先水平和国际先进水平;突出施工组织设计的科学性、先进性、合理性,保证施工顺利进行;突出先进管理手段,确保文明施工,确保工期提前,确保实现部优,争创国优。”4.1.2.总体施工方案本标段路、桥、隧工程项目齐全,隧道是本标段的工期控制性工程,其施工与路桥施工相互影响,施工安排中突出一个“抢”字。采取边建点,边施工,在施工准备期内即组织小型设备进行洞口段的路基土石方施工,同时加快临时便道、便桥的修建,组织大型设备快速进场。集中力量于2003年3月20日前突击完成4标段和本标段隧道洞口场地范围内的正式工程,为隧道进洞和相临标段施工创造条件。洞顶既有线加固与施工准备同步进行,在下穿既有线施工前完成线路加固施工。4.1.2.1.隧道施工本标段承担乌鞘岭右线隧道7500m的施工任务,按照“新奥法”
原理组织施工,配备大型设备,按无轨装碴、有轨运输的混合装运模式组织施工。洞内开挖使用轮式三臂台车,TORO400E电动铲运机装碴,35t电瓶车牵引20m3的大型矿车出碴,大型翻车机卸碴,自卸汽车二次倒运至弃碴场。洞内一般断面配14m长的穿行式模板台车,F7断层段圆形断面配5.5m长的针梁式全圆模板台车,轨行式砼罐车运输,泵送砼衬砌。隧道出口段既有线采用24m跨的“D型”便梁加固,在隧道衬砌经过交点一个月后拆除便梁。洞内弹性整体道床安排在隧道衬砌完成及贯通误差调整后进行,采用轨道排架法施工。施工通风分两阶段实施,即在大台通风竖井贯通前采用压入式通风;在大台竖井贯通后采用竖井抽出与管道压入相结合的混合式通风。4.1.2.2.桥涵施工桥梁施工工期宽松,按照顺序法组织施工。首先安排对隧道施工影响小的龙沟1号大桥,最后安排小龙沟大桥施工。由于小龙沟大桥兰州端桥台受隧道口场地布置影响,安排在隧道开挖完成后进行施工。桥梁工程利用第一个枯水季节先行安排水中墩施工,进入汛期后进行岸上墩台施工。涵洞施工根据总体施工进行安排适时安排在路基填筑前采用明挖顺做法施工。4.1.2.3.路基施工路基工程以桥梁为界划分为三个段落,按顺序法施工,路基填筑进度与隧道开挖相适应。
4.1.3.隧道施工设备配套模式4.1.3.1.配套原则根据以往长大隧道设备配套的成功经验,结合本工程的规模和特点,隧道配套设备方面尽量选用无废气污染的电动设备,并本着“技术先进,满足需求,性能可靠,略有富余”的原则配备进行,采用重载四轨二线模式配置。4.1.3.2.机械配套模式4.1.3.2.1.开挖及运输设备轮式三臂台车+TORO400E电动铲运机装碴+大吨位(35t)电瓶车+20m3大吨位矿车8节串车+四轨二线(43kg/m钢轨,900mm轨距)。4.1.3.2.2.砼衬砌设备60m3/h拌合站+14m长的穿行式模板台车(1台配2套模板)和1组5.5m长的针梁式全圆模板台车+6m3轨行式砼输送车+砼输送泵。4.1.3.2.3.主要施工设备配套模式数量表设备种类名称规格及型号单位数量凿岩设备轮式三臂台车H178/135KW台2(1台备用)装碴设备电动铲运机TORO400E/3.8m3台2(1台备用)运输设备矿车20m3节18节(2组)牵引设备电瓶车18t台8牵引设备电瓶车35t台3翻车设备矿车翻车机FDB40台1砼拌合站砼拌合站HZS60/60m3/h座1衬砌设备针梁式铺底台架工厂定制台2
穿行式模板台车14m长(1台配2套模板)工厂定制台2针梁式全圆模板台车5.5m长(工厂定制)台1轨行式砼输送车JCGY-6/6m3台8砼输送泵HBT60/60m3/h台34.2.隧道工程施工方案、技术措施和施工工艺及方法4.2.1.隧道主要分项工程的施工方案4.2.1.1.隧道开挖及支护4.2.1.1.1.既有线加固与防护Ⅰ线(右线)隧道进洞前提前进行既有线加固施工,线路加固采用24m的“D”型便梁,其布置型式如下:
4.2.1.1.2.正洞开挖及支护施工4.2.1.1.2.1.开挖方法的选择和机械配置开挖前隧道洞口Ⅵ级围岩地段采用φ80mm钢导管预注浆、F7断层破碎带影响地段采用φ80mm管棚预注浆、F7断层破碎带主带地段采用φ80mm钢导管帷幕注浆预加固地层,开挖后及时实施喷、网、锚、型钢钢架等联合支护,采用人力风镐配合XL4200伸缩臂挖掘机正台阶法施工,台阶长3~5m,每循环开挖进尺为1.0m以内。Ⅴ级围岩地段采用φ42mm小导管预注浆超前支护,轮式三臂台车全断面开挖,采用非电毫秒雷管、二号岩石乳化炸药周边眼预裂或光面爆破,喷、网、锚、钢筋格栅钢架等联合支护,每循环开挖进尺为1.5~2.5m。Ⅲ级和Ⅳ级围岩地段组织大型机械化作业,采用轮式三臂台车全断面开挖,非电毫秒雷管、二号岩石乳化炸药光面爆破,初期支护形式为喷、锚、网联合支护。其中Ⅲ级围岩地段开挖进尺为4.5m,钻眼深度为4.8m,Ⅳ级围岩地段开挖进尺为3.5m,钻眼深度为3.7m。4.2.1.1.2.2.开挖指标的确定依据我单位长大隧道施工经验,并结合该隧道施工实际情况,各项施工指标确定见开挖掘进指标计算表(见下页):4.2.1.1.3.附属洞室施工横通道、大小避车洞室根据正洞掘进情况,在不影响正洞开挖掘进的基础上,适时安排施工,采用开挖台架人工风钻全断面开挖。初期支护采用湿喷砼、打设锚杆等支护手段。
4.2.1.1.4.断面变化处的过渡处理本隧断面变化处位于普通开挖断面与特别设计(F7断层段等)断面等结合部位。由普通开挖断面进入特别设计断面(小断面到大断面)时,从其断面变化处提前3~5m开始扩大断面,至设计位置时过渡为特别设计断面,过渡段的超挖部位二衬时采用同级砼回填。由特别设计断面进入普通开挖断面(大断面变到小断面)时,采用端墙式直接过渡。4.2.1.2.出碴运输4.2.1.2.1.运输轨道布置方案本标段进场初期受洞口施工场地限制,采用无轨运输过渡,配备装载机和小吨位自卸汽车施工;进入正洞150m后采用无轨装碴,有轨运输方案,运输轨道按43kg钢轨配单开道岔、双开道岔形成“四轨二线”运输系统,轨距900mm,轻重车分道行驶。同时,考虑隧道净空较小,模板台车衬砌处利用单道通过,衬砌段前后一段距离(一般500~800m)铺设单开道岔或双开道岔,形成会车道,以满足出碴需要,同时提供停靠砼输送泵和砼输送罐车的轨道,保证出碴、衬砌同时进行,互不干扰。附:运输轨道布置示意图(见下页)4.2.1.2.2.出碴运输组织采用分节装碴,多节编组,整列运输的编组运输模式。在掌子面处设两台调机(18t电瓶车),每次顶进两节20m3
的矿车进入掌子面,用TORO400E电动铲运机装碴,装满后牵引至后方编组线上进行编组,每组列车串挂8节矿车,用35t电瓶车整列牵引至洞外卸碴台处卸碴,然后再用自卸汽车二次倒运至指定弃碴场。附:编组作业示意图(见下页)4.2.1.2.3.列车调度管理本隧道独头掘进距离长,出碴运输直接制约着隧道施工进度。为了快速、安全地搞好出碴运输工作,加快施工进度,施工中制定科学合理的运输组织方案,对所有车辆进行编号,纳入运行组织图中统一管理和调配,确保施工运输的高效畅通。同时为加强现场的运输组织管理,由主管生产的项目副经理负责,调度中心组织钉道班、出碴运输班、机械修理班、充电维修班和汽车班具体负责相关工作。运输工作管理机构图副经理调度中心机械修理班充电维修班出碴运输班钉道班汽车班4.2.1.2.4.列车调度管理措施4.2.1.2.4.1.
成立专职班组,落实工作职责。由项目副经理主管现场,调度中心组织协调形成车辆运输管理、维修、保养、轨道养护等专业管理体系,使运输管理系统化和高效化。4.2.1.2.4.2.现场实行叫班制。即由现场调度中心值班人员根据施工情况,提前通知有关班组进入现场做好准备工作,防止工序衔接中出现空档。4.2.1.2.4.3.洞内各工作面按复合工序统筹安排,合理组织,尽量协调出碴时间,将出碴与进料运输适当错开,避免相互干扰,保证出碴的连续进行。4.2.1.2.4.4.轨道质量是运输作业的关键,轨道养护班分成二组,一组专门负责轨道和道岔的钉设,另一组专门负责轨道的养护,抽换枕木和整道工作。4.2.1.2.4.5.车辆运输过程中,实行限速行驶,各站设有电话员负责记录各车辆的运行情况。4.2.1.2.4.6.加强车辆的维修和保养工作,确保运输车辆的利用率和完好率。4.2.1.2.4.7.实行动态管理,以列车运行图作为依据,结合现场实际,合理安排,充分利用作业时间。4.2.1.2.4.8.建立健全各项管理制度,杜绝违章操作和违章指挥,消除交通事故。4.2.1.3.二次衬砌施工方案4.2.1.3.1.正洞衬砌方案隧道二次衬砌除断面变化地段采用模板台架配合大块钢模板施工外,其余一般地段采用穿行式模板台车衬砌,F7断层段采用针梁式全圆模板台车衬砌。砼采用洞外拌和站集中生产供应,利用
轨行式砼罐车运输至浇筑地点,泵送砼入模,附着式振动器配合插入式捣固棒捣固。附:针梁式全圆模板台车作业示意图(见下页)4.2.1.3.1.1.设备配备根据本工程实际情况,结合以往工程的施工经验,衬砌作业线的机械设备配备为:2组穿行式模板台车(1台配2套模板)+1组针梁式全圆模板台车衬砌+JCGY-6砼输送车+HBT60砼输送泵+HZS60(60m3/h)砼拌合站。在选择以上机械设备时,充分考虑了各种施工机械的匹配问题,并留有一定的富余能力,确保衬砌台车能连续灌注施工。4.2.1.3.1.2.衬砌作业线的布置型式14m长的穿行式模板台车走于隧道两侧带垫板的钢轨上,带垫板钢轨直接置于铺底面上。砼输送泵布置在模板台车后的岔道上,砼输送车在岔道上给输送泵受料,输送泵把砼压入模板台车各灌注窗口,完成洞身砼衬砌。4.2.1.3.2.特别设计地段的衬砌方案本隧道除F7断层段采用针梁式全圆模板台车整体衬砌外,其余特别设计地段的衬砌采用模板台架配合大块钢模板进行衬砌砼的施工。模板台架由主架、模板架、大块钢模板等几大部分组成,通过调整相应部位的千斤顶来调整模板架的空间位置进行立模、拆模,台架在轨道上通过机械拖动来移位行走。模板台架配合大块钢模板按一次全断面衬砌9m设计。砼的生产供应、运输、灌筑与正洞一般段类似。
4.2.1.3.3.附属洞室的衬砌方案横通道衬砌随正洞进度情况适时安排施工,采用人工架立边墙和拱架,模板采用组合式定型钢钢模。砼采用洞外拌和站集中生产供应,利用轨行式砼罐车运输至浇筑地点后,泵送砼入模,插入式捣固棒捣固。大、小避车洞等附属洞室衬砌和正洞洞身衬砌一并进行施做。正洞洞身衬砌时,按设计部位及尺寸,在模板台车背后采用架立定型拱墙架、组合式的钢模预留。4.2.1.3.4.衬砌断面变化处的衔接过渡衬砌断面变化处的衔接过渡根据设计要求采用渐变截面过渡或台阶式过渡两种方式。根据设计位置和尺寸要求,对不能利用模板台车和模板台架衬砌时,采用人工架立边墙架和拱架,安装组合式定型钢模板等进行衬砌砼衔接过渡的施工。4.2.1.4.施工供水乌鞘岭隧道出口龙沟河常年有水,水质纯净,可作为施工用水,考虑到冬季供水要求,拟于龙沟河边打一眼直径3.0m深5.0m的水井,供本标段施工及生活用水,洞口附近山腰设一座200m3的蓄水池提供生产用水,并于营地内设一小型水塔供应生活用水。由于乌鞘岭特长隧道出口端为上坡施工,洞口设一级增压泵站,洞内每2km设二、三级增压泵站,保证洞内施工用水的水压。洞外供水管路采用φ100钢管,深埋并用岩棉保温材料包裹等防寒措施。供水管路布置在线路前进方向的右侧。4.2.1.5.施工排水
隧道施工区段为顺坡施工,在隧道两侧挖临时排水沟,洞内施工污水废水顺坡自然排至洞外。为防止施工排水携带的泥砂、油污等污染环境,在洞外设污水处理系统,所有施工污水经净化处理达标后排至河沟。4.2.1.6.施工供电本工程施工准备间,前期大电难以及时到位,工程前期用电拟采用自发电解决,中后期利用大电做为主要电源,隧道出口近设容量为3000KVA的变压器(变压等级35KV/10KV,3、4标段共用),3标段配电容量计划为1500KVA,于右线洞口附近安设500KVA的变压器一台(拌合站、桥涵及施工营地变压器设在龙沟1号大桥工地附近),并配备2台320kw发电机组,作为备用电源应急。隧道洞内供电采用10KV高压进洞,双回路供电。在横通道内设100KVA变压站(每隔840m设一座),供附近施工照明及衬砌设备用电,在距开挖面最近的横通道内设500KVA移动式变压器,供掌子面附近施工用电,并随工作面前移。供电线路布置在线路前进方向的右侧。附:配电方案示意图(见下页)4.2.1.7.施工动力供风本隧独头掘进距离7500m,采用洞口集中供风因管阻损耗大,风压不能满足作业要求。根据现有供风设施的性能,洞口2km区段采用洞口空压机房集中供风,超过2km后在洞内安设20m3/min电动空压机移动式供风,同时增加变压器容量。洞口空压机房配备2台20m3/min电动空压机和1台10m3/min内燃空压机,风管采用φ
100mm的焊接钢管,洞内移动式风站配备2台20m3/min电动空压机,风管采用φ80mm的焊接钢管。供风管布置在线路前进方向的右侧。附:施工管线布置图(见下页)4.2.1.8.整体道床施工方案本隧洞内道床设计为弹性整体道床,洞外为粒料道床,洞口段为过渡道床。整体道床施工安排在隧道主体工程、基底处理完及隧道贯通测量误差经调整后进行施工,采用轨道排架法施工。采用的组合式轨道排架、门式吊机、快速扣件、支承块组装平台等专用机具由有资质的工厂制造;弹性支承块组装体在工厂生产、组装。道床混凝土施工时用门式吊机组装和拆卸排架,用移动式组装平台安装支承块,泵送混凝土入模、人工抹面。施工由分界里程向洞口方向进行,每段浇筑长度为100m,采用泵送砼灌注。4.2.2.隧道施工通风方案设计4.2.2.1.通风布置方案本标段隧道独头掘进长度为7.5km,施工通风布置有一定难度。根据以往长隧施工经验,结合本工程特点,本标段隧道通风布置方案按两阶段实施,即在大台通风竖井贯通前采用长管道压入式通风方案;在大台竖井贯通后采用竖井抽出与管道压入相结合的混合式通风方案。
利用竖井抽出与管道压入相结合的混合式通风方案,风门是重要设施,只有密封巷道才能促使气流的畅通。过去用人工开启的双扇门或光电控制卷闸门都有诸多弊端,本方案采用配重自动开启,卷扬机关闭的闸门,将行人门、行车门、应急门合为一体。设两道门(门间距离90m>串车长+刹车距离)可以达到密封巷道的效果,卷扬机结构简单耐用,适合洞内作业条件;风门用小型钢与木板加工,并粘贴防水板密封,刚度好、漏风小。附:施工通风方案示意图(见下页)。4.2.2.2.通风计算4.2.2.2.1.通风系统的设计要求保证洞内作业人员有足够的呼吸空气,洞内氧气体积含量不得小于20%。粉尘容许浓度,每m3空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg。作业面有害气体的浓度在作业人员进入工作面时应降低至允许浓度以下,即CO的浓度不大于30mg/m3,CO2的浓度不大于0.5%,氮氧化合物不大于5mg/m3。工作面最小风速正洞不小于0.21m/s并满足隧道排烟的要求。隧道内气温不超过28°C。噪音不大于90dB。4.2.2.2.2.通风系统设计计算4.2.2.2.2.1.第一阶段:竖井贯通前单管路压入式通风风量计算百米漏风率P100=1%,计算漏风系数得:
根据现场经验,洞内需要的风量按最低允许风速计算即可满足施工需要,Q工=A×vV取0.21m/sA取52m2Q工=60×0.21×52=655m3/minQ扇=Q工×p=655×1.54=1009m3/min风压计算风管选用φ1.5mPVC软管。摩擦阻力:其中:λ=0.015;ρ=1.16;l=4290m;D=1.5m局部阻力:
风筒通过模板台车部分的变径阻力风筒在模板台车部位采用φ1.0变径铁皮风筒通过模板台车段,长度20m。假定模板台车到掌子面的平均距离为150m,该段漏风系数忽略不计,变径风筒处风量取Q=655m3/min,V=13.9m/s,a=0.00245kg/m3。其他阻力:沿程阻力合计:风机选型:根据风量、风阻计算结果,风机选用一台SDF(C)-NO12.5型风机可满足计算要求。该风机有两级风机,每级配用电机功率为110kw,两级为220kw。该风机的特点是叶片可调,变级多速,每级都可低、中、高挡切换。在隧道开挖初期(小于2km)用低速。中期(2~3km)用中速,后期(3~4.285km)用高速,也可在每天不同的施工工序中进行变换。在开挖面附近设置SDF(A)-NO5.6型局扇一台,以加快工作面空气的流动。
4.2.2.2.2.2.第二阶段:竖井贯通后长管路压入、竖井抽出的混合式通风压入式风机压入式风机布置于竖井底靠出口方向200m处,独头压风距离3400m,风管采用φ1.5mPVC软管。风量计算百米漏风率P100=1%,计算漏风系数得:根据实践经验,按洞内允许的最低风速计算风量:Q工=A×vV取0.21m/sA取52m2Q工=60×0.21×52=655m3/minQ扇=Q工×p=655×1.41=924m3/min风压计算风管选用φ1.5mPVC软管。摩擦阻力:其中:λ=0.015;ρ=1.16;l=3400m;D=1.5m
局部阻力:风筒通过模板台车部分的变径阻力其他阻力:沿程阻力合计:竖井抽出式风机)抽出风机设在竖井底联络风道里,井底段采用隔墙将竖井分隔为2个出风巷道,以避免3、4标段通风相互干扰。施工废气通过竖井排出洞外。风量计算
Q吸=Q工×p=655×1.2=786m3/min风阻计算正洞排风段摩擦系数其中:A=52m2;l=3210m;;a=0.01kg/m3摩擦阻力竖井排风段:A=7.07m2;l=260m;a=3.43×10-3kg/m3摩擦阻力系数摩擦阻力:hf井=Rf井×Q扇2=0.0244×(786/60)2=4.12pa拐弯阻力:
断面变化处的局部阻力其中:A井—竖井的断面积;A井联—竖井联络风道面积; A正洞—正洞的断面积。2#风机管路阻力合计:风机选型根据风量、风阻计算结果,压入式风机均选用一台SDF(C)-NO12.5型风机,抽出式风机选用一台SDF(A)-NO10.5型风机,可满足计算要求。在压入风机与大台竖井之间设置两道风门,间距90米.另外,为满足压入风的进风要求,洞口段视需要每隔600m设一组射流风机组辅助进风。4.2.3.隧道不良地质地段的施工方案4.2.3.1.断层破碎带施工
本标段区域性大断裂为毛毛山-老虎山活动性F7断层,隧道于DK177+050~DK177+835通过该断层,通过长度785m。断层破碎带及影响带地段围岩类别多为V级或VI级,断层破碎带松软破碎、含水,以断层泥砾为主,自稳能力差,施工过程中易坍塌、失稳,并有断裂充水,发生突涌水的可能,施工难度较大。针对该断层特点,采取φ80mm管棚预注浆和φ80mm钢导管帷幕注浆加固围岩及加强初期支护等手段,用人力风镐配合XL4200伸缩臂挖掘机开挖,并及时完成二次衬砌。施工前加强地质超前预测预报;施工时严格按照“管超前,严注浆,短进尺,弱爆破,强支护,早封闭,勤量测,速反馈,控沉陷”的原则组织施工,充分应用监控量测技术,及时反馈,不断优化设计,确保施工安全。4.2.3.2.突涌水、涌泥地段施工隧道施工在穿过隔水地层或断层破碎带及其影响带时,有突然涌水涌泥的可能。施工中,依靠超前地质预报结合超前水平钻孔作出判断,根据涌水大小和泥砂含量,按照“防、截、排、堵相结合,因地制宜,综合治理”的原则,采用引排、小导管注浆堵水或φ80mm钢导管帷幕注浆堵水等手段消除安全隐患,加强初期支护,并及时完成二次衬砌的方案通过。4.2.3.3.煤层地段施工乌鞘岭隧道局部通过三叠系含薄层煤地段,煤体的气含量均很低,主要以解吸气和残余气为主,未检测出甲烷等烃类气体。施工时采取加强检测预报和施工通风,同时储备一定数量的瓦斯自动监测预报系统和加强职工安全教育及上岗培训,防患于未然4.2.4.隧道主要工程项目的施工方法及工艺4.2.4.1.既有线加固与防护4.2.4.1.1.既有线加固与防护隧道顶部既有线路采用1孔D24型便梁加固(附D24
型便梁技术指标),便梁两端支撑于桩基上,共设4根挖孔桩,桩径为Φ1.2m,桩长不小于11m,伸入隧底以下,并嵌入完整基岩2m。为保持便梁及线路纵向稳定,每根桩顶上设钢筋砼承台。便梁布置图见施工方案部分。D24型便梁技术指标序号名称技术指标1全长24.5m2主梁高度1408mm3总宽4940mm4总重61717kg5载重等级中-226行车限速45km/h设计限速60km/h7挠度fk≤1p/5008曲线半径R≥250m9限界不侵入铁路“建限-1”限界4.2.4.1.2.施工方法4.2.4.1.2.1.D24型便梁架设作业程序(见下页图)。4.2.4.1.2.2.架设准备4.2.4.1.2.2.1.组织实地查看既有线路状况:钢轨长度、轨枕状况轨道电路和防爬设备等;查看便梁支墩位置有无管线影响和该处路基稳定情况。4.2.4.1.2.2.2.申请施工封闭、限速计划,办理委请工务、电务部门配合施工的有关事宜。4.2.4.1.2.2.3.确定便梁进场的最佳卸车地点和日期,落实便梁运输方案。
D24型便梁架设作业程序图第一步:挖筑便梁桩基础并浇筑承台,在纵梁全长范围清渣至梁底标高下3cm第二步:一片纵梁横移过线路,就位于承台上第三步:排均和部分拆除轨枕,穿入横梁,支垫牢固第四步:第二片纵梁就位于承台上第五步:安装横梁与纵梁连接件、钢轨扣件第六步:便梁养护并逐步补足斜拉杆件说明:第一步作业一般不需封闭施工,但必须做好充分保护。第二步作业必须在封锁行车线条件下施工(每次45~60min)。第三至第六步作业均利用慢行条件下列车运行间隙施工。4.2.4.1.2.2.4.备齐材料、工具、行车安全防护材料。
4.2.4.1.2.3.施工方法4.2.4.1.2.3.1.桩基础施工便梁支承基础采用挖孔桩基础,桩孔位于路肩两侧的路堤边坡上,开孔前先开挖出孔口工作平台,平台上采用短钢管打入路基坡体内,保证平台边坡稳定。桩孔开挖采用护壁法施工,护壁厚度25cm,每开挖1m即浇筑一节护壁,上下节护壁间采用φ12钢筋连接。孔内土质采用人工开挖,石质采用浅眼小药量松动爆破开挖,人工装碴,手摇绞车吊斗出碴。桩底嵌入完整基岩2m后停止开挖。桩身钢筋在孔内绑扎,利用泵送砼浇筑桩身砼。输送泵穿越既有线时,采取从钢轨下穿过,并且软管引至左侧两个桩位处。桩顶承台安排在桩身砼达到一定强度后施工,采用组合模板拼装,人力运输砼浇筑。附:桩身钢筋布置图
4.2.4.1.2.3.2.架设第一片纵梁左右梁片纵梁分次架设,先架设既有线左侧纵梁,待穿入钢横梁后再突击架设右侧纵梁。纵梁利用行车“天窗”时间或申请线路封锁时间架设,其作业时间按60min考虑。纵梁先期存放于龙沟车站内,并事先办好公务轨道平车租用手续,在封锁时间内用公务轨道平车运至作业地点,使用轨道车吊机将纵梁吊放于桩基承台上,后用小型起重机具辅助纵梁就位,并设好支承端联接。4.2.4.1.2.3.3.穿设横梁穿设横梁安排在慢行时间内进行。穿设前以已架设的一片纵梁为参照,将钢横梁位置标记于纵梁及既有线钢轨上,隔一拧开既有线轨枕扣件,抽出轨枕并扒除枕下道碴,人工配合导链穿入钢横梁,并连接好横梁一端连接件,并将横梁底垫实,保证列车安全通过。4.2.4.1.2.3.4.架设第二片纵梁全部钢横梁穿过后,利用行车封闭时间,架设第二片纵梁,其中既有线方正枕木、第二片纵梁就位、安装端横梁、联结纵横梁及调整扣件等5道工序连续进行,中途不得停顿。全部纵横梁及轨道联接好后,经检查合格后,向邻近站段申请,解除线路封闭,加固区段按45km/h限速通行。4.2.4.1.2.3.5.D型便梁拆除隧道内衬砌通过交点一个月后拆除便梁。D型便梁拆除程序为:松开纵横梁联接件→拆除一片纵梁→逐一松开横梁与钢轨联接→抽出横梁→穿入轨枕、方正枕木→
捣实道床→拆除第二片纵梁。便梁拆除按架梁作业顺序反向进行。4.2.4.1.2.4.施工组织4.2.4.1.2.4.1.材料、机具设备对于D24型便梁,要建立严格的质量鉴定制度,使用前进行探伤检查,以确保便梁的使用质量。备料时需按D24型便梁设计图配齐便梁全部组合构件,与钢轨扣件相配套的塑橡胶垫板和绝缘尼龙垫片均留有备品,其中绝缘尼龙垫片的备用量不少于90片/孔,使用时稍有裂纹立即更换,以免遇雨发生行车信号失控事故。机具设备除运输车辆(轨道车)外,还需300-500KN高脚螺旋顶4台,150KN液压起道器2台、150KN带有速降装置的齿条式起道器4台,轨距拉杆(绝缘)不少于30根,自动测速仪、轨温测试仪各1台。另备扳手、撬棍、3.5~4.0m短轨10根和各类移动信号、手信号等行车线路防护设备。4.2.4.1.2.4.2.劳动力组织配备1名有丰富实践经验的施工负责人,配技术、安全人员协助进行作业技术标准和安全措施的布置、执行、监控;线路工3名,负责便梁上线路及划界内线路的日常保养;桥梁工(装吊工)4~6名,负责便梁作业的关键工序的操作和指挥。凡进行线路作业均要派出安全防护员,封锁施工时还要增派驻站联络员,便梁组装后日夜设专职防护员。
纵梁就位拆除时,除上述人员参与外,还需20名普工参加作业。4.2.4.1.3.既有线防护安全措施4.2.4.1.3.1.既有线行车安全保证措施4.2.4.1.3.1.1.封闭限速施工或上道作业要严格遵守《铁路技术管理规程》、《行车组织规程》、《铁路维修规则》的有关规定。4.2.4.1.3.1.2.纵梁的装、运、卸按超长、笨重货运规则办理。4.2.4.1.3.1.3.实行巡查三薄一查制,即建立线路巡查保养记录薄、便梁巡查保养记录薄、防护员的值班记录薄和施工负责人及上级安置部门的不定期检查制。4.2.4.1.3.1.4.轨道电路区段要检查钢轨扣件上的绝缘垫片的位移及变形,发现变化,及时调换。4.2.4.1.3.1.5.支墩开挖按设计要求施工,确保个方位尺寸正确。圬工支墩须在强度达到设计要求时再架梁。4.2.4.1.3.1.6.各构件的连接螺栓要上紧,必须经常检查,发现松动立即拧紧。4.2.4.1.3.1.7.严密监视支墩两端的道床,严防轨面出现三角坑危及行车安全。4.2.4.1.3.1.8.巡查保养要责任分明,日夜不间断。巡查要注意观察动态下的线路、便梁变化,要查便梁两端的道床变化,查线路方向、水平,查梁上紧固件和绝缘垫片的位置。4.2.4.1.3.1.9.无论曲线直线,均在方正枕木的同时加装轨距拉杆,便梁范围内不少于4根,便梁外侧的两端线路视情况安装,但每端不少于3根。
4.2.4.1.3.1.10.曲线地段除要加密轨距拉杆外,支座位置标高要将线路超高一并考虑在内。此时将便梁一端的两个支座置于同一根方木或扣轨梁上。曲线外股的纵梁外侧要安设支撑,以防横向移位。4.2.4.1.3.2.隧道下穿地段的施工支护措施4.2.4.1.3.2.1.采取Φ80mm钢导管注浆固结围岩,以提高围岩自稳能力。4.2.4.1.3.2.2.采取分部短进尺开挖,一次开挖长度≯1.5m,并尽可能采取人力风镐开挖,确需爆破时,要严格控制炮眼深度及装药量,以减少对围岩的扰动。4.2.4.1.3.2.3.开挖后及时进行初期支护喷射砼,系统锚杆、挂网及钢格栅施工,尽早形成闭合环受力结构,以减小围岩松弛变形。4.2.4.1.3.2.4.加强现场监控量测,加密量测断面,及时进行量测结果反馈,以指导施工及判断各项支护参数是否合理有效。4.2.4.1.3.2.5.二衬适当跟紧开挖,及早封闭,确保下穿段路基稳定。4.2.4.2.隧道洞口段施工4.2.4.2.1.洞口边仰坡及截水沟施工洞口开挖前,先做好洞外防护工程及仰坡外截水沟,稳定坡面和防止地表水影响洞口的稳定。
洞口边仰坡按设计坡度,自上而下分层进行刷坡和防护,分层高度为3m。土质边坡采用人工刷坡,石质边坡以松动控制爆破为主,边坡部分采用光面爆破,以保持坡面平顺完整;局部爆破困难地段采用人工铁镢刷坡。洞口边仰坡设计为厚25cm的浆砌片石铺砌,为保证边坡稳定,分层刷坡后采用锚喷临时支护。边仰坡刷坡完成经检查达到设计要求后,及时进行M5浆砌片石铺砌。4.2.4.2.2.洞口路堑(含漏空地段暗洞明做)开挖土方采用反铲挖掘机开挖,石方采用风钻钻眼非电毫秒雷管控制爆破,装载机装碴,自卸汽车运输。开挖前要根据设计及监理工程师指示,准确放样,以便控制开挖宽度、长度、深度及边仰坡。开挖弃方弃于指定位置,并做好防护。4.2.4.2.3.洞门及洞口暗洞明做段钢筋砼衬砌施工待洞身开挖30~50m后,开始安排洞口暗洞明做段钢筋砼衬砌施工,洞口暗洞明做段钢筋砼衬砌分两部分施工。先施工仰拱及墙脚部分钢筋砼,待该部砼达到一定强度后,拆模及进行施工缝凿毛,然后施工边墙及拱部钢筋砼。仰拱及墙脚砼采用组合钢模板人工立模浇注,边墙及拱部砼施工采用穿行式模板台车整体浇筑。洞门安排在洞口暗洞明做段钢筋砼衬砌之后并于雨季到来之前完成。按照地表沉陷要求,洞口段一组衬砌与洞门整体浇筑施工。洞门端墙及门柱采用大块钢模拼装,定位锚杆及拉筋固定模板,泵送砼浇筑,插入式振捣器振捣施工。4.2.4.2.4.暗洞明做段拱背回填施工
从下至上,对称回填,拱背回填采用土石回填,回填土顶部设50cm厚粘土隔水层。回填土石采用人工分层回填,层厚不大于20cm,用蛙式打夯机逐层夯实。施工过程中严格保护防水层不被破坏。4.2.4.3.进洞方法本隧洞口段处于强风化的岩体中,围岩稳定性极差。为确保进洞安全,设计要求洞口采用φ80mm钢导管预注浆加固,钢管一次打入长长度为30m。进洞采用半断面法,钢支撑、锚杆、网喷砼紧跟,并视钢导管预注浆效果,必要时采用小导管注浆加强。洞口段上半断面开挖8~10m后,下部开始落底跟进,逐步转换为正台阶法施工,台阶长度为3~5m。进入Ⅴ级围岩以后由正台阶逐步转换为全断面施工。洞口段钢导管采用节长3m、6m的φ80×6mm热轧无缝钢管,环向间距40cm,一次打入长度为30m。钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15cm,钢管接头错开。为保证钻孔方向以及成洞面稳定,在暗洞明做开挖至暗挖里程后,施做一环护拱。护拱为现浇C25钢筋砼套拱,在洞口开挖轮廓线以外紧贴掌子面施作,护拱长2.0m、厚60cm。套拱内埋设三榀18号工字钢拱架及φ108×4mm孔口管,孔口管与工字钢采用φ16mm固定筋连接,棚管穿过洞口护拱(套拱)中预埋φ108×4mm孔口管打入,平行于线路中线和纵坡。护拱钢筋砼施工采用简易模板台架,模板采用组合钢模或木层夹板,内模一次支立,外模分段支立,固定模板除用φ12mm对拉螺栓外,墙部内外侧模还需加设斜撑以保证模板稳定。工字钢拱架及φ108×4mm孔口管等在加工厂下料加工成型,现场人工架设并连接。砼由拌合站集中生产供应,砼运输罐车运送砼
至浇筑现场,泵送砼入模,两侧对称灌注,插入式振捣器振捣,拱墙砼一次浇筑成型。附:暗洞进洞管棚护拱示意图(见下页)洞口开挖上半断面采用人力风镐,下部断面采用XL4200伸缩臂挖掘机开挖,局部坚硬地段采用风镐凿除。4.2.4.4.隧道洞身和附属洞室开挖及支护4.2.4.4.1.洞身开挖4.2.4.4.1.1.一般围岩地段本标段Ⅲ级围岩段总长度3235m,Ⅳ级围岩段总长度3340m,分别占本标段隧道总长度的43.2%和44.5%,岩性为砂岩、砾岩、泥岩、板岩夹千枚岩、闪长岩、安山岩、砂岩夹页岩等,围岩较完整,呈块石状结构。Ⅲ、Ⅳ级围岩地段掘进速度的快慢是控制本隧总工期的关键,采用全断面法开挖,组织大型机械化作业,利用轮式三臂台车钻眼,中空梅花形直眼掏槽,非电毫秒雷管、二号岩石乳化炸药深孔光面爆破,装药台车装药,TORO400E电动铲运机装碴,35t电瓶车牵引8节一组的大吨位矿车编组整列出碴运输。Ⅲ级围岩地段开挖进尺为4.5m,钻眼深度为4.8m。Ⅳ级围岩地段开挖进尺为3.5m,钻眼深度为3.8m。出碴完成后,先进行初喷砼4cm厚,然后进行喷、锚、网支护,支护紧跟开挖,以确保施工安全。4.2.4.4.1.2.软弱围岩地段本标段Ⅴ级围岩段总长度449m,Ⅵ级围岩段总长度476m
,各占本标段隧道总长度的6%和6.3%,主要分布在断层地带及洞口段。软弱围岩地段配合超前地质预报技术,根据前方地质情况采用不同的施工方法。洞口段Ⅵ级围岩地段采用φ80mm钢导管预注浆和F7断层破碎带影响地段采用φ80mm管棚预注浆、F7断层破碎带主带地段采用φ80mm钢导管帷幕注浆预加固地层洞口段Ⅵ级围岩地段拱部采用φ80mm钢导管预注浆支护的护顶作用下,采用人力风镐配合XL4200伸缩臂挖掘机正台阶法开挖,施工中坚持短进尺,型钢钢架和喷、网、锚等联合支护紧跟掌子面,缩短围岩开挖后的暴露时间,及早使支护闭合成环,充分调动围岩的自承能力。Ⅵ级围岩F7断层破碎带主带地段采用φ80mm钢导管帷幕注浆,开挖由人力风镐配合XL4200伸缩臂挖掘机正台阶施工。Ⅴ级围岩地段采用轮式三臂台车全断面开挖,采用非电毫秒雷管、二号岩石乳化炸药光面爆破,施工时除采用喷、网、锚、钢筋格栅钢架等联合支护手段外,对F7断层破碎带影响地段还采用φ80mm管棚预注浆等超前支护措施。施工时严格按照“管注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、早成环”的原则组织施工。Ⅵ级围岩及F7断层破碎带地段开挖进尺为1.0m,Ⅴ级围岩地段开挖进尺为1.5~2.5m。4.2.4.4.1.3.附属洞室开挖方法横通道、大小避车洞等附属洞室根据施工情况,在不影响正洞开挖的前提下,适时安排施工。附属洞室开挖利用简易台架配合人工手持风钻全断面法开挖,非电毫秒雷管、二号岩石乳化炸药光面爆破。横通道出碴采用
TORO400E电动铲运机装碴,35t电瓶车牵引8节一组的大吨位矿车出碴。大小避车洞爆破后利用人工装车,电瓶车牵引矿车出碴。出碴完成后,及时初喷砼厚4cm的砼封闭岩面,然后进行喷、锚、网作业,以确保施工安全。4.2.4.4.1.4.施工工艺及主要技术要求4.2.4.4.1.4.1.工艺框图钻爆设计放样布眼台车就位台车钻眼清孔装药连接起爆网络、起爆瞎炮处理检查找顶、通风其他工序4.2.4.4.1.4.2.作业标准及操作要点根据新奥法施工的原理,采用光面爆破开挖。施工前根据围岩级别情况进行施工区段(标明里程)的钻爆设计,进行详细的技术交底,对台车钻臂进行(风钻台数)明确分工、分区。钻孔前,用激光指向仪定出开挖的中线、水平,配合隧道激光断面仪,按围岩级别调整输入断面仪的爆破参数,根据掌子面上的激光点位,标出炮眼位置,画线偏差不得大于±1cm。根据断面仪测出的开挖轮廓线及显示的超欠挖值,分析超欠挖原因并及时调整钻爆参数,提高光爆质量。
台车、风钻按规定就位,接通风、水、电路,开钻时先送水,后送风。手风钻开孔时,宜用1m以内的短钻杆,待钻孔定位并钻进0.5m以上后再换长钻杆。炮眼间距偏差:掏槽眼不大于2cm,周边眼与内圈眼不大于3cm,周边眼眼底不得超出外轮廓5cm,其它眼不大于5cm。司钻中随时观察每臂(台)钻进情况,利用已打好的眼中插炮棍作标志,掌握好钻眼方向,以达到“准、直、平、齐”的要求。坚持顺邦打眼,钻臂(风钻)紧贴岩壁,最大限度地减少超挖。周边眼外插角不大于1.5°,底板眼方向与隧道坡率基本相同。掏槽眼位置可根据掌子面围岩结构特征适当调整,掏槽眼较掘进眼深20cm,以取到较好的开挖进尺。装药前必须用高压风管吹孔或用手风钻扫孔,对坍孔内石碴要用掏勺仔细清理,无法装药的应补眼。爆破工从药库领出的药卷和导爆管必须确认并保存好段数标记。装药采用人工台架装药,装药时必须专人操作,并制定相应的安全规程。炮孔口用炮泥堵塞,炮泥用炮泥机制作,成分为泥土、砂和水;合理的重量百分比为土:砂:水=70~80:8~10:13~20,最小密度必须达到1.90g/cm3并具有较好的柔软性,炮眼堵塞长度不小于30cm。起爆网络按钻爆设计的形式连接,主爆网络采用双管双索,以确保可靠起爆。网络连接好后由爆破工再次检查确认,无误后进行施爆。
附:钻爆设计图及循环网络图(见下页)4.2.4.4.2.初期支护4.2.4.4.2.1.超前支护4.2.4.4.2.1.1.长管棚施工长管棚采用节长3m、6m的φ80×6mm热轧无缝钢管,环向间距40cm。钢管接头采用丝扣连接,丝扣长15cm,钢管接头相互错开。为保证开口位置及角度正确,洞口段第一组长管棚采用砼套拱中预埋φ108mm的导向孔口钢管定位;洞内管棚利用钢拱架上焊接φ108mm的导向孔口钢管,钻孔时,钢管穿过孔口管打入,在钻孔的过程中采用测斜仪测定钢管偏斜度,发现有可能超过限制误差时及时进行纠正。长管棚采用台车或管棚钻机钻施作。对于洞内管棚施工时须扩挖管棚工作室,管棚工作室长6m,周边扩挖0.5m,以满足管棚上抬值。在工作室安装三排管棚模架,确保管棚按设计要求施工,先打有孔钢管,注浆后再打无孔钢管,无孔钢管可以做为检查管,检查注浆质量。钻机立轴方向必须准确控制,以保证孔口的孔向准确,每钻完一孔便顶进一根钢管,钻进过程中经常检测钢管钻进的偏斜度,超限时及时纠正。注浆采用水泥水玻璃双液浆液,注浆压力根据埋深、地下水压力及裂隙张开程度确定,洞口段取0.5~1.0Mpa,洞内断层段取1.0~2.0Mpa,注浆时在孔口处设止浆塞,浆液配合比由现场试验确定,注浆时先注无水孔,从拱顶向下注,如遇窜浆或跑浆,则间隔一孔或几孔进行注浆。
4.2.4.4.2.1.1.1.长管棚施工工艺流程及技术要求钻孔台车的钻杆长度为4.3~5.525m,钻深孔时必须接杆。因此,随着孔深的增长,需要对回转扭矩、冲击力及推力进行控制和协调,尤其要严格控制推力,不能过大。为了确保钻杆接头有足够的强度、刚度和韧性,钻杆联接套应与钻杆材质相同,两端加工螺扣。施钻时,钻杆穿过套拱中预埋的孔口管,或定位模架上的孔位凹槽,台车大臂必须顶紧在套拱(或岩壁)上,以防止过大颤动影响施钻精度。钻机开孔时钻速宜低,钻进20cm后转入正常钻速。第一节钻杆钻入岩层,尾部剩余20~30cm时停止钻进,人工用两把管钳卡紧钻杆(注意不得卡丝扣),钻机低速反转,脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位,人工装入第二根钻杆,并在钻杆前端安装好联接套,钻机低速送至第一根钻杆尾部,方向对准后联接成一体。起拱线以上的孔位,由于台车大臂离地面较高,不便装卸钻杆,这时应将大臂落下。人工在地面安好钻杆后,大臂重新升起就位。每次接长钻杆,均可按上述方法进行。换钻杆时要注意检查钻杆是否弯曲,有无损伤,中心水孔是否畅通等,不符合要求的须及时更换,以确保正常作业。引导孔直径应比管棚外径大15~20mm,孔深要大于管长0.5m以上。钻孔达到要求深度后,按同样的方法拆卸钻杆,钻机退回原位。附:长大管棚施工工艺流程图(见下页)
4.2.4.4.2.1.1.2.顶管工艺
采用大孔引导和管棚钻进相结合的工艺,即先钻大于棚管直径的引导孔,然后利用钻机的冲击和推力(顶进管棚时台车不使用回工作面清理打入长管棚钢管施工准备电动钻机钻孔注浆检查进入下道工序长管棚施工工艺流程图钢材、水泥、水玻璃、试验、预选套拱砼施工配合比开挖管棚工作立拱架、灌注砼
转压力,不产生扭矩)将安有工作管头的管棚沿引导孔顶进,逐节接长管棚,直至孔底。附:顶管的工艺流程图(见下页)
是准备工作钻具组合架设工作平台孔口测量定位安放钻机跟管钻进退杆、接杆、接管退杆、卸杆、卸钻具结束或移孔动力头走完最大行程继续跟管钻进达设计孔深否?否跟管钻进工艺流程图开孔管件制作:管棚采用节长3m、6m的φ80×
6mm热轧无缝钢管,因此必须进行接长。管棚接长时先将前一根钢管顶入钻好的孔内再联接,接头采用丝扣连接,丝扣长15cm。第一根钢管前端要焊上合金钢片空心钻头,以防管头顶弯或劈裂。接长管件应满足管棚受力要求,相邻管的接头应前后错开,避免接头在同一断面受力。使用液压钻岩台车施作长管棚时,一个大臂用于钻引导孔(φ89mm冲击钻头),另一大臂用于顶进φ80mm棚管。在顶进大臂的台车上必须安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套,并在大臂上改换钢管扶直器。待引导孔钻好后,使用顶管大臂进行顶进作业。顶管作业:将钢管安放在大臂上后,台车对准已钻好的引导孔,低速推进钢管,其冲击压力控制在1.8~2.0Mpa,推进压力控制在4~6Mpa。接管:当前一根钢管推进孔内,孔外剩余30~40cm时,开动凿岩机反转,使顶进联接套与钢管脱离,台车退回原位,大臂落下,人工装上后一节钢管,大臂重新对正,凿岩机缓慢低速前进对准前一节钢管端部(严格控制角度),人工持链钳进行钢管联接,使两节钢管在联接处联成一体。凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管。管棚注浆:管棚注浆按固结管棚周围有限范围内岩体设计,浆液扩散半径不小于0.5m,有水时采用双液注浆,注浆压力为0.5~1.0Mpa,终压2.0Mpa在孔口处设止浆塞,浆液配合比由现场试验确定,注浆时先注无水孔,从拱顶向下注,如遇窜浆或跑浆,则间隔一孔或几孔进行注浆。
4.2.4.4.2.1.2.超前小导管注浆孔布置:Ⅴ级围岩地段在隧道拱部设置小管棚超前预注浆加固地层,钢管外径φ42mm,长度L=4.0m,环向间距40cm,沿隧道开挖轮廓线单排布置,纵向搭接长度不小于1.0m,沿洞轴呈外插状布置,外插角不大于5°~10°,方向与线路中线方向平行。浆液选择及配比:浆液选择采用水泥~水玻璃双液注浆,水泥~水玻璃浆液比为1:1~1:0.6,水泥浆1:25~1:08,水玻璃浓度要求为35Be’。注浆压力:注浆压力是影响注浆效果的关键因素,施工中必须认真对待。常规条件下,注浆压力主要与渗透地下水(涌水)压力(静水压力及动水压力)、裂隙大小和粗糙程度、浆液的性质和浓度、要求的扩散半径等有关,可按岩层裂隙与注浆压力关系或涌水压力与注浆压力关系确定,具体为:注浆压力与岩层裂隙的关系见下表:注浆压力与岩层裂隙的关系裂隙宽度(mm)90807060504030201001520253035404550注浆压力(0.1Mpa)
注浆压力与渗透地下水(涌水)压力的关系如下:洞内注浆p=(0.2~0.5)H1.k式中:H1—孔位至静水位高度(m);k—洞内修正系数,k=1.2~2.0。注浆量:为了获得良好的固结及堵水效果,必须注入足够的浆液量,确保一定的有效扩散范围。但注浆量过大,扩散范围太远,将造成浆液的浪费及给开挖造成新的难度,注浆范围按开挖轮廓线外0.3~0.5m设计并且浆液在地层中均匀扩散。浆液单孔注入量Q根据扩散半径及岩层的裂隙进行估算,其值为:(m3)式中:r—浆液扩散半径(m);H—压浆段长度(m);η—岩层裂隙率,一般取1~5%;断层带为基岩孔隙率,可根据吸水率大小试验确定。ρ—浆液充填系数,约为0.3~0.9。凝胶时间:根据掌子面地下水含量及浆液压设的条件确定,初步选定为3~5min,实施中根据实际情况酌情调整。注浆工艺流程图:
注浆压水检查达到要求?注浆量及注浆压力检查达到规定要求?机具设备检修制浆封闭工作面准备工作制作小导管钻孔连接管路及密封孔口是否否注浆方式:注浆选用2TGZ-60/210型双液注浆泵注浆,考虑单管注浆量较小,采用孔口混合器全孔一次压注。浆液制备:水泥浆使用水泥净浆搅拌器造浆;水玻璃浆液根据要求的波美度在注浆前加水稀释,并用专门的储浆筒存放。钻注浆孔设置注浆管喷砼封闭掌子面设备就位制浆连接管路注浆注浆效果结束补孔是否注浆作业程序如下:
注浆孔的钻进:小管棚施工采用风动凿岩机钻孔,专用顶头顶入。顶管时注意保护钢管尾部不被损坏,以便与高压注浆管连接。钢管尾部应预留50cm,打入围岩长度为3.5m,并将其与工字钢钢架焊接在一起。注浆管的安装:采用管身带孔,一端为尖头的钢花管作注浆管。注浆管的安装方法是:在预定的位置,用沾有CS胶泥的麻丝缠绕成不小于孔径的纺锤形柱塞。把管子插入孔内,带好丝扣保护帽,再用冲击设备把管子打入到要求的深度,使麻丝柱塞与孔壁充分挤压紧。然后再用CS胶泥填充孔口。注浆管的外露长度为50cm。以便连接孔口阀门和管路。造设止浆岩盘:止浆岩盘是注浆成功的保证因素之一。它由止浆岩墙和喷射砼组成。造设方法是:预留(0.2~0.3)L的岩盘,清理掉掌子面的松动岩石,喷射15~20cm厚的C20砼。封闭范围包括整个掌子面及其退后的3m范围的环向开挖面,特别是在注浆管周围3m范围内,应确保喷够厚度。喷砼时,注浆管应带上防护帽(用竹筒制作),以保护注浆管丝扣,防止喷砼堵塞注浆管。注浆系统的试运转:按注浆站布置图安排设备就位。据工艺流程图连接管路系统。用1.5~2
倍的注浆终压对系统进行压水试运转,检查管路连接的正确性、系统的调压、机况的运转情况等,试验时间一般为20min。注浆顺序:为把水挤排到外围,压浆顺序为:先注无水孔,后注有水孔;先注小水孔,后注大水孔。注浆压力控制:注浆压力以孔口压力表显示的值为准。通过注浆泵控制调节。当管路阻力≤0.2MPa时,可略去阻力损失,而由泵压来监控。根据泵压与油压的关系设定油压值,确保注浆过程安全方便。注浆泵量的控制:泵量大小根据地层吸浆率或吸水率或钻孔出水量确定。在无水孔可采用先压注单液水泥浆或清水的方法来测定钻孔的吸浆率;在有水时,依据钻孔出水量和泵能力确定泵量:一般要求泵量不小于出水量。但当出水量大于泵的最大排量时,应在使泵满足要求的配比条件下,尽可能用大泵量注浆。浆液凝胶时间的控制:浆液的凝胶时间由浆液的浓度、两液的配比决定,通过两液的泵量来调节。由于注浆范围小,导管短,单孔注入量不可能很大。为简化制浆、注浆工序,采用W/C=1:1的水泥浆,35Be´的水玻璃浆为基准浓度,通过调节C:S来控制凝胶时间,按“配比操作表”操作。施工时搀加早强、塑化、膨胀外加剂,保证浆液具有高强性、可注流动性、膨胀密实性和良好的强度与扩散范围。
一般情况下,一孔注浆,其配比、凝胶时间不宜频繁变化。但在出现跑浆,超范围扩散时,应缩短凝胶时间;在变换浆液浓度与配比时,应经常在泄浆阀取样测定实注凝胶时间,以检查机况的正常与否以及配比的准确度。注浆结束标准:在正常情况下,采用定压注浆。当注浆压力达到或接近设计终压值时,结束注浆。而当注浆压力接近或达到设计终压的80%,如出现圈套的漏浆,经间歇注浆后,也可结束注浆。4.2.4.4.2.2.锚杆及钢架4.2.4.4.2.2.1.初期支护施工程序(见下页)4.2.4.4.2.2.2.中空注浆锚杆及砂浆锚杆施工本隧Ⅵ级围岩段系统锚杆采用中空注浆锚杆,Ⅱ~Ⅴ级围岩地段均采用砂浆锚杆。锚杆采用锚杆台车施作,其施工作业标准及要求如下:中空锚杆杆体选用φ25mm的空心钢;砂浆锚杆杆体选用20MnSi钢筋,直径22mm,砂宜采用中粗砂,最大粒径不得大于2.5mm,使用前过筛清洗,水泥选用425号普硅水泥,浆液标号不低于C20;速凝剂选用合格的速凝剂,所用材料均应按《技术规范》要求进行取样试验。钻孔前先标定钻孔位置,孔深误差不大于5cm,孔径大于杆体直径15mm,钻孔完毕后,用高压风或高压水将钻孔内碎屑冲洗干净,孔口用塞子塞紧,以防石碴或泥土掉入钻孔内。锚杆采用锚杆台车安设,锚杆端头安装垫板并与喷砼面密
初喷挂钢筋网定位锚杆中线、标高测量清除底角浮碴台架上安装钢拱架钢拱架加工、试拼和定位锚杆焊连定位打设系统锚杆架设鞍形垫块安装拱架纵向连接筋隐蔽工程检查验收复喷砼至设计厚度开挖面处理贴,设好孔口注浆塞。
注浆采用单液注浆泵,若为砂浆锚杆时则注浆管应先插到距孔底5~10cm处,并随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,随即迅速将锚杆插入,若孔口无水泥砂浆溢出,应将杆体拔出重新注浆,始终保持注浆管口埋在砂浆内,以免浆中出现空洞;中空锚杆则直接将输浆管道连接到注浆塞上注浆。注浆开始或中途停止超过30min时,应用水润滑注浆罐及其管路。注浆孔口的压力不得大于0.4MPa。杆体到位后,要用木楔或小石子将孔口卡住,防止杆体滑出。砂浆未达到设计强度的70%时,不得随意碰撞,一般规定三天内不得悬挂重物。锚杆安设后,不得随意敲击。锚杆杆体宜对中插入,插入后应在孔口将杆体固定。锚杆杆体插入孔内的长度不宜小于设计规定;4.2.4.4.2.2.3.挂设钢筋网钢筋网在洞外进行加工,网片大小以方便安装为原则,在洞内由人工进行网片拼装。钢筋网按受喷面起伏铺设,安装时用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上,以防喷射砼时晃动。钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜,砼保护层大于2cm。网片间搭接长度不小于20cm。4.2.4.4.2.2.4.钢架加工及安装钢架在洞外的加工厂内进行加工,加工前先按1∶
1的比例进行放样,确定主要杆件的下料尺寸。格栅钢架利用定位胎架焊接成型,工字钢架因截面刚度大,利用冷弯台座逐榀弯制胎型,而后焊接接头钢板并进行试拼,经检查加工拱度满足要求后存放于构件场内备用。钢架利用平板车运进洞内,人工逐榀安装。安装时使段与段之间的连接板结合紧密,不留有缝隙,钢架轴线应竖直对正,误差太大或焊接质量达不到要求的钢架严禁使用。为保证钢架整体受力,钢架间设置纵向钢筋连接,连接筋为Φ25mm钢筋,间距1.0m,与钢架的连接点焊接牢固。采用台阶法施工的地段,为减少初支下沉量,在钢架拱脚处设置两根锁脚锚杆,同时将钢架底角处浮碴清除干净,并在其底部设型钢垫板,以增大受力面积,减少下沉量。钢架与岩面间安设鞍形砼垫块,并喷砼包裹,确保钢架与岩面密贴及受力良好。4.2.4.4.2.3.湿喷砼4.2.4.4.2.3.1.施工方法喷射砼采用湿喷法施工,大面积喷砼时选用大象牌湿喷机,少量喷砼选用TK-961型转子活塞式砼湿喷机。湿喷砼要求初喷厚度控制在6cm以上,复喷砼时即应达到设计厚度要求。喷射砼分段、分片自下而上顺序进行,每段长度不超过6m,喷砼前先清理喷射面,使用高压风、水冲洗岩面,发现松动的石块等及时清除,然后采用湿喷机进行喷射砼作业,喷射时,喷嘴正对受喷面作均匀顺时针方向螺旋转动,螺旋直径20~30cm,以使砼喷射密实。喷嘴与受喷面尽量保持垂直,与受喷面的距离为0.8~1.0m。当岩面有较大坑洼时,先喷凹处找平。喷射时在砼内插入长度大于设计厚度60mm的铁丝,每1~2m
一根,作为检验喷层厚度用。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。4.2.4.4.2.3.2.湿喷砼作业流程图(见下页)4.2.4.4.2.3.3.主要技术措施喷射机械安设调整好后,先注水、通风,清除管道内杂物,清扫坡面,清除坡面松散土体或杂物尘埃。喷射混凝土大堆料要储放于储料棚内,避免露天堆放淋雨及环境污染和倒运材料而引起的泥污染集料,引起堵管和强度降低等现象。喷射前,先开风,再送料,后开速凝剂阀门,以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为准。严禁随意增加速凝剂和防水剂掺量,尽量用新鲜的水泥,存放较长时间的水泥将会影响喷射混凝土的凝结时间。喷射机的工作风压严格控制在0.3~0.5MPa范围内。严格控制好喷嘴与受喷面的距离和角度。喷嘴与受喷坡面垂直,有钢筋时角度适当放偏30°左右,喷嘴与受喷坡面距离控制在1.0~1.2m范围内。喷射顺序自下而上,料束呈旋转轨迹运动,一圈压半圈,纵向按蛇形状。喷射混凝土由专人喷水养护,以减少由于水化热引起的开裂,发现裂纹用红油漆作上标识,进行观察和监测,确定其是否继续发展并找出原因进行处理。对不再发展的裂纹,采取在其附近加设土钉或加喷一层混凝土的处理办法处理,以策安全。用预埋钢筋标尺法测设喷混凝土厚度,不够设计厚度的重新加喷补够。
核定断面尺寸液态速凝剂粗、细骨料水泥水外加剂搅拌机喷射机喷头初喷终凝复喷检验厚度压缩空气岩壁检查湿喷法喷射砼流程图
试验室负责优选喷射防水混凝土配合比和施工控制。施工中按配合比称料拌合,严格控制外加剂的掺量,确保喷射混凝土强度符合设计要求。喷射防水混凝土施工技术参数:水泥:普通硅酸盐525#水泥。砂:M≥2.3的优质中粗河砂。豆石:粒径5~15mm。速凝剂:DS液体速凝剂,掺量为3%~6%。防水剂:FS-1,掺量为4%~6%。水:能饮用的清洁水。配合比:水泥与砂石重量比1∶4~1∶4.5,砂率45%~55%,水灰比0.4~0.5。实际操作时以现场监理工程师确认的配合比施喷。4.2.4.4.2.4.φ80mm钢导管帷幕注浆施工本标段F7断层处于中等富水地段,设计估计可能正常单位涌水量q=1.32736m3/d·m,为避免突水、突泥带来的灾难性危害,根据超前探孔及地质预报结果采用φ80mm钢导管帷幕注浆进行治理(全封闭注浆)。4.2.4.4.2.4.1.布孔设计φ80mm钢导管帷幕注浆孔按设计要求进行布设。4.2.4.4.2.4.2.钻孔F7断层带以碎裂岩和断层角砾为主,一般钻机施工难以成孔,且大埋深可能引起缩孔现象,为确保顺利施工,采用KR80412-3型跟管钻机钻设φ80mm钢导管帷幕注浆孔,其成孔工艺与长管棚类似。
4.2.4.4.2.4.2.1.在开挖面施做三个超前探孔,探明前方地质,再结合地质设计资料,确定前方的地下水量大小及围岩强度和完整性,提前制定出浆液配合比和注浆量大小标准。4.2.4.4.2.4.2.2.钻孔:先钻周边孔后钻中央孔,从下而上逐孔作业。在周边孔注浆全部结束后,开始钻中央孔,钻孔一次成型。钻孔位置要准确,施钻时钻机要尽量贴近岩面,以减小钻杆的振动,要用清水钻进,开孔要轻加压、慢速、大水量,以保证开孔质量;换钻杆时要注意检查钻杆是否弯曲,有无损伤,中心水孔是否畅通等。4.2.4.4.2.4.3.注浆根据本隧设计及地质资料采用前进式或全孔一次压入式,即在钻孔过程中涌水量不大时,一钻到底,全孔一次压入式注浆;如果出水严重,即停止钻孔,采取前进式注浆,钻孔—注浆循环往复直至达到设计段长位置。注浆压力、注浆量及浆液配合比应通过超前探孔取得资料及现场试验确定;注浆顺序为:由下而上、由里向外。注浆机械选用KBY50/70型双液注浆泵,JJS—10浆液搅拌机(1000L)。操作要点:4.2.4.4.2.4.3.1.施做C20模筑砼止浆墙(必要时局部用钢筋加固),厚度通过注浆压力现场确定。4.2.4.4.2.4.3.2.
注浆:周边孔注浆采用低压力大注浆量注入围岩裂隙,每段注浆以注浆量控制注浆效果,达到注浆量停止。中央孔注浆为全孔一次压入式注浆。由于周边层已注浆液,中央孔注浆是对外层注浆半径以外进行封阻及外层注浆范围的薄弱部分进行增补。内层注浆增大注浆压力,穿透围岩裂隙注浆,达到彻底固结。内层注浆以压力控制,(注浆压力现场试验确定,根据工程经验,试验初拟压力为5Mpa)达到压力停止注浆。4.2.4.4.2.4.3.3.检查注浆效果:所有注浆孔都注满后,钻取岩芯对注浆效果进行检查。对浆液扩散较为薄弱及钻孔渗水量大的部位需加孔补注浆,直到达到要求指标为止。4.2.4.4.2.4.4.工艺流程前进式注浆工艺流程:施工准备→地质预报及超前探孔→注浆配合比→设止浆墙→测量放样→钻孔(孔口管)→安孔口管→钻孔第一段→拆钻→注浆→钻孔第二段→拆钻→注浆→钻孔→循环至终孔位置→拆钻→注浆→清孔→填C30砂浆封孔全孔一次压入式注浆工艺流程:测量放样→钻孔至设计长度→退钻→安设孔口管→安设注浆管道→注浆→清孔→填C30砂浆4.2.4.5.隧道防、排水施工及防渗漏措施隧道结构防排水施工按照“防、截、排、堵相结合,因地制宜综合治理”的原则进行。根据设计要求,全隧道设双侧高式水沟排水,洞口段各700m设置保温水沟;道床边缘设一5×5cm(宽×
深)的流水槽,通过埋设的φ50mmPVC硬塑管将道床顶面水排入侧沟;施工缝、沉降缝设橡胶止水条;二次衬砌采用自防水砼;洞内衬砌背部设EVA防水板,土工无纺布设置在EVA防水板与喷砼层之间,其作用兼作衬背排水层及缓冲层,在EVA防水板与喷砼之间设置土工无纺布,使漏水能从衬砌背面通过φ50mm环向透水管和排水滤层排至墙角,再由墙角处衬背φ50mm纵向盲沟管集水,通过φ50mm三通透水管引至隧道两侧排水沟排出洞外。防水板在洞外按一次衬砌长度热焊成型,用平板车运进洞内,利用多功能作业平台车整幅式挂设,采用无钉挂设工艺施工。4.2.4.5.1.防、排水施工方法及工艺4.2.4.5.1.1.防水板铺设4.2.4.5.1.1.1.施工准备4.2.4.5.1.1.1.1.防水板的洞外拼接。防水板需在洞外宽敞平整的场地上,将幅面较窄的防水卷材拼接成大幅面防水板。防水板搭接宽为10cm,热焊粘结。使用前应检查防水板是否有变色、波纹(厚薄不均)、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷,如果存在质量疑虑,应进行抗张拉试验、防水试验和焊接抗拉强度试验,合格后方可使用。4.2.4.5.1.1.1.2.吊挂防水板的作业平台车就位后,用电焊或氧焊将初期支护外露的锚杆头、钢筋网头等铁件齐根切除,并抹砂浆遮盖,以防刺破防水板。对于开挖面严重凹凸不平的部位须进行修凿和找平。
4.2.4.5.1.1.2.防水板铺设和锚固4.2.4.5.1.1.2.1.用射钉枪将吊挂肋条锚固在喷砼面上。4.2.4.5.1.1.2.2.将防水板利用小型卷扬机提升到作业平台车上,以防水板的全幅中部对准隧道中线,根据防水板幅面大小,将防水板托起贴着喷砼表面铺设,松紧适度并用热焊机将防水板焊在吊挂肋条的热融衬垫上,拱部固定点相距0.5m左右,边墙固定点间相距1m左右。4.2.4.5.1.1.2.3.防水层一次铺设长度根据砼循环灌筑长度确定,并领先衬砌施工2~3个循环。4.2.4.5.1.1.2.4.防水板接缝焊接防水板接缝焊接采用ZPR—210型爬行热合机双缝焊接,将两层防水板的边缘搭接,通过热熔加压而有效粘结。防水板搭接宽度短边不小于150mm,长边不小于100mm,焊缝宽度不小于10mm。竖向焊缝与横向焊缝成十字相交时(十字形焊缝),在焊接第二条缝前,先将第一条焊缝外的多余边削去,将台阶修理成斜面并熔平,修整长度>12mm,以确保焊接质量和焊机顺利通过。
焊接温度与电压及环境有密切关系,施焊前必须进行测试,点画出电压~温度关系曲线,供查用。4.2.4.5.1.1.2.5.防水板质量检查防水板铺设应均匀连续,焊缝宽度不小于10mm,搭接宽度短边不小于150mm,长边不小于100mm,焊缝应平顺、无褶皱、均匀连续,无假焊、漏焊、焊过、焊穿或夹层等现象。防水板搭接用热合机进行焊接,接缝为双焊缝,中间留出空隙以便充气检查。检查方法为:用5号注射针头与打气筒相连,针头处设压力表,将打气筒加压至100KPa时,停止充气,保持该压力达3min,压力下降幅度在20%以内不漏气,否则说明有未焊好之处,用肥皂水涂在焊接缝上,产生气泡地方重新焊接,可用热风焊枪和电烙铁等补焊,直到不漏气为止。检查数量采取随机抽样的原则,每10条焊缝测试一条,为保证质量,每天每台热合机焊接应制取一个试样,注明取样位置、焊接操作者及日期,供试验检查之用。对搭接焊接及吊挂点焊缝进行检查,如有不符合质量要求者,应及时进行补焊处理,以满足质量要求。4.2.4.5.1.1.3.附属洞室处铺设防水板时,先按照附属洞室的大小和形状加工防水板,将其焊在洞室内壁的喷锚支护上,并与边墙防水板焊接成一个整体。4.2.4.5.1.2.透水盲沟管隧道拱墙环向设φ50mm透水盲沟管,中等富水地段间距5~10m,其他地段间距10~20m;两侧墙脚纵向设φ50mm透水盲沟管,并通过φ50mm三通透水管将衬砌背后水流汇入侧沟。
透水管采用5cm长的锚固钉及PE板窄条(8×20cm)锚固在岩面上,锚固钉间距按50cm布置。4.2.4.5.1.3.橡胶止水带施工缝、沉降缝防水通过设置橡胶止水带达到防水的目的。其施工要点:4.2.4.5.1.3.1.全断面衬砌台车就位后,按照钢模挡头板编号安装钢模挡头板,同时将止水条带沿隧道环向夹在挡头板中间,两块挡头板用U形卡固定。4.2.4.5.1.3.2.砼衬砌工作缝连接处按图纸要求设置止水带条。其规格、安装方法和试验数据都须符合设计要求。4.2.4.5.1.3.3.施工缝砼应加强振捣,保证砼密实。4.2.4.5.1.4.二次衬砌模筑防水砼
砼结构自防水和接缝防水处理是结构防水的基本环节。砼结构自防水主要是由防水砼依靠其自身的憎水性和密实性来达到防水效果、提高砼的抗渗性就是提高其密实度,抑制孔隙。施工中,用控制水灰比、水泥用量和砂率来保证砼中砂浆质量和数量以抑制孔隙,使砼浸水一定深度而不致透过。通过加入膨胀剂和高效减水剂,减少砼收缩,增强其抗裂性能,并采取一系列措施保证砼施工质量。4.2.4.5.1.4.1.防水砼的配合比设计优化配合比设计,尽量减小水灰比,水灰比不能大于0.6,砂率为35~45%,灰砂比为1:2.0~1:2.5。确保水泥、砂子、石子、水和外加剂的质量要求。施工中严格按配合比准确计量。计量允许偏差为:水泥、水、外加剂为±1%;砂、石为±2%。减水剂应在砼拌合水中预溶成一定浓度的溶液,再加入搅拌机搅拌。为减少水化热的产生,施工时在砼中掺入部分粉煤灰,粉煤灰采用Ⅰ级标准,借以提高砼的和易性。严格控制砼的坍落度。结构防水砼的入模坍落度控制在11~14cm。4.2.4.5.1.4.2.防水砼施工必须在围岩和初期支护基本稳定后进行,施工前做好初期支护的注浆堵水工作。4.2.4.5.1.4.3.防水砼的搅拌与运输砼搅拌不仅仅使材料均匀的混合,还起到一定的塑化和提高和易性作用,对防水砼的性能影响较大,砼搅拌达到色泽一致后方可出料,拌和时间不小于2min。砼运输采用轨行砼运输运车运送,在运输过程中要避免出现离析、漏浆,并要求浇注时有良好的和易性,坍落度损失减至最小或者损失不至于影响砼的浇注与捣实,在冷天、热天、大风等气候条件下运送砼时应力求缩短运输时间。
4.2.4.5.1.4.4.严格砼浇注施工工艺砼浇注时除使拌合物充满整个模型外,还应注意拌合物入模的均匀性,保证不离析。拌合物自由下落高度控制在2m内,超过时,采用φ150mm的软管接长下料,软管沿纵向每3m布置一道。施工过程中严禁外来水渗透到正在浇灌的砼中。防水砼振捣采用插入式振捣棒配合附着式振捣器进行。振捣时,“快插慢拔”操作。砼分层灌注时,其层厚不超过振动棒长的1.25倍,并插入下层不小于5cm,振捣时间为10~30s。振捣棒应等距离地插入,均匀地捣实全部砼,插入点间距应小于振捣半径的1倍。前后两次振捣棒的作用范围应相互重叠,避免漏捣和过捣。振捣时严禁触及钢筋和模板。防水砼结构内部设置各种钢筋或绑扎铁丝,不得接触模板,固定模板用的螺栓必须穿过砼结构时,在截面中间设20×20cm的止水钢板。模板要架立牢固、严密,尤其是挡头板,不能出现跑模现象。砼挡头板做到表面规则平整,避免出现水泥浆漏失现象。4.2.4.5.1.4.4.5.把好泵送入模关。本隧二衬砼采用泵送入模,浇筑前,先用同标号的水泥砂浆润管,并将水泥砂浆摊铺到矮墙脚接茬面上,摊铺厚度为20~25mm,以促使施工缝处新旧砼结合良好。砼泵送入模时,左右对称灌注,沿隧道高度分层进行,每一循环应连续灌注,以减少接缝造成的渗漏现象。衬砌台车按灌注孔先下后上,由后向前有序进行,防止发生砼砂浆与骨料分离。4.2.4.5.2.防渗漏及排水畅通的措施
本隧地处严寒地区,隧道渗漏将给工程的运营使用造成危害,为确保隧道衬砌不渗不漏,本工程采取的防止措施为:4.2.4.5.2.1.衬砌前按设计要求铺设防水层和纵环向透水盲沟管,背部用无纺布包裹,连接固定牢靠,且在灌注砼时防止盲沟管被挤扁、移位,造成堵塞。4.2.4.5.2.2.固定防水板时,应视喷锚支护面的平整度将防水板预留一定的富余量,以防过紧而被砼挤破。4.2.4.5.2.3.为使防水板接头焊接良好,防水板每环铺设长度应比衬砌长度长0.5~1m,以利接头焊接施工。4.2.4.5.2.4.防水板接缝和衬砌施工缝应错开0.5~1m为宜。4.2.4.5.2.5.软岩地段砼衬砌紧跟开挖面时,衬砌端部预留防水板接头须采取防护措施,防止掌子面爆破时飞石砸破防水板。4.2.4.5.2.6.施工中,加强段钢筋的安装、各种预埋件的设置、挡头模板的安装以及泵送砼等工序作业中要防止破坏防水板。4.2.4.5.2.7.防水层的接头处应擦拭干净,去除表面油物灰尘,以保证焊接质量。4.2.4.5.2.8.在结构立面与平面的转角处,防水板接缝留在平面,距转角不小于600mm。4.2.4.5.2.9.开挖中如洞内大面积渗水漏水时,先采用钻孔将水集中汇流,经管槽流入排水沟,并将钻孔部位的数量、孔径、深度、方向和渗水量等作详细记录,以确定在衬砌时设置拱墙背后的排水设施。4.2.4.5.2.10.富水地段防水处理
富水地段光面爆破效果差,环向排水管安设困难,喷射砼效果差,防水板不易铺设,拟采取以下方法进行处理,确保防水板的铺设质量。4.2.4.5.2.10.1.对成股向外涌水地段采取喷射高粘度砼,必要时根据水流量的大小,采取埋设多根大直径塑料管来取代软式透水管,采取模喷砼来代替喷锚支护。4.2.4.5.2.10.2.在淋水地段,防水板打湿后,焊缝质量难以保证,因此,预铺一层防水板引水,然后再按设计铺设防水板。4.2.4.5.2.11.严格控制二次衬砌模筑防水砼的水灰比、水泥用量和砂率来保证砼的密实性。通过加入膨胀剂和高效减水剂,减少砼收缩,增强其抗裂性能。4.2.4.5.2.12.加强砼的捣固,尤其是模板台车衬砌地段,利用插入式捣固器配合附着式捣固器进行振捣,严防漏捣,保证砼衬砌密实。4.2.4.5.2.13.做好关键部位的处理。施工缝、沉降缝等部位是渗漏水的薄弱环节,施工要合理安排施工次序,尽量减少接缝数量,同时将接缝按要求埋设止水条和止水带,截断地下水的渗漏通道,防止接缝渗漏。止水条安放前,先浇筑砼基面,必须充分凿毛,清洗干净,排除杂物。接缝处砼要振捣密实,避免水从止水条与砼接缝处渗出。4.2.4.5.2.14.渗漏的处理:如果隧道地下水较多,二次衬砌局部出现渗漏,采取二衬背后压注化学浆液及开槽引排水的综合手段进行渗漏治理。
4.2.4.5.3.防裂措施4.2.4.5.3.1.把好材料进场关,严格控制原材料的质量和技术标准。水泥、砂、碎石、水等原材料严把进场关,做好原材料的检验、试验,确保原材料的质量和技术参数符合砼施工要求。不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。严格控制砂、碎石的含泥量;严格控制泵送砼的用水量和砼的坍落度。推广掺加粉煤灰和高效剂的双掺技术,等量替代水泥,以减少水泥用量,降低水化热,延缓水化热释放速度,从而控制温度裂缝的产生。4.2.4.5.3.2.严格砼的施工工艺提高钻眼技术水平,优化钻爆参数,提高光面爆破效果,加强隧道开挖断面检测,严格控制超欠挖,为衬砌施工创造良好的条件。二次衬砌施作时间,应在围岩和初期支护变形基本稳定时进行。当围岩变形较大、流变特征明显,需提前进行二次衬砌时,必须对初期支护或衬砌结构进行加强。砼拌合时严格按施工配料单计量,并定期检查校正计量装置。加强砂石料含水率检测,及时调整拌合用水量。砼在运输和泵送过程中严禁加水,灌注时适当放慢速度,两侧边墙对称分层灌注,到墙、拱交界处停1h~1.5h,待边墙砼下沉稳定后,再灌注拱部砼。砼灌注过程中必须振捣,提高砼的密实度和均质性,减少内部微裂缝和气孔,提高抗裂性。夏季施工时,当气温高于32℃
时,砂石料应搭设遮阳棚,用冷水冲洗碎石降温,并尽量安排在夜间浇筑砼。冬季施工时,水、砂石料采取预加热措施,并严格控制加热温度符合要求,同时在隧道洞口设防寒门,保证洞内温度适中。砼拆模时的强度必须符合设计或规范要求,严禁未经试验人员同意提前脱模,脱模时不得损伤砼。砼的养护使用喷涂砼养护液的方法进行养护。4.2.4.6.隧道二次衬砌施工本隧道二次衬砌为防水砼,在洞室收敛变形趋于稳定后及时进行施做。二次衬砌采用砼输送泵配合模板台车施工,砼采用轨行式砼运输罐车运送砼,砼输送泵压入模板内,插入式捣固棒配合附着式振捣器捣固。4.2.4.6.1.砼生产本标段隧道二次衬砌砼采用洞外设的60m3/h砼自动计量拌和站集中生产供应。4.2.4.6.1.1.原材料要求:水泥:防水砼要求所使用的水泥的标号不得低于425号,结合本隧所处的水文地质条件,衬砌所用水泥选用普通硅酸盐水泥。粗细骨料:砂采用中砂,其细度模数不得小于2.6,当天然砂中小于0.15mm的颗粒不足时,采用添加砂石总量2%~6%的粉煤灰,以改善砂石级配,提高砼的抗渗性能。石子的最大粒径不得超过40mm,其质量符合有关规范要求。水:饮用水或无侵蚀性的洁净水。
外加剂要求:减水剂应在砼拌合水中预溶成一定浓度的溶液,再加入搅拌机搅拌。为减少水化热的产生,施工时在砼中掺入部分粉煤灰,粉煤灰采用Ⅰ级标准,借以提高砼的和易性。但各种外加剂进场后需抽样进行试验,确保其各项性能指标符合结构质量要求。4.2.4.6.1.2.砼的搅拌砼搅拌次序为:先将砂、石、水泥加入拌合站进行拌和0.5~1.0min,再加水搅拌1.5~2.5min。外加剂最后加入。搅拌前外加剂先用拌和水进行稀释均匀,搅拌时间延长至3min。砼搅拌不仅仅使材料均匀的混合,还起到一定的塑化和提高和易性作用,对防水砼的性能影响较大,砼搅拌达到色泽一致后方可出料。4.2.4.6.2.砼的运输采用轨行式砼运输罐车运送砼。在运输过程中要避免出现离析、漏浆,并要求浇注时有良好的和易性,坍落度损失减至最小或者损失不至于影响砼的浇注与捣实,当有漏浆和离析发生时,在进入输送泵前启动罐车重新拌和,确保入模砼的质量。4.2.4.6.3.砼的入模灌注砼的入模采用HBT60输送泵。模板台车就位并安设挡头板后即可进行砼的灌注。灌注砼之前,钢模板台车外表面需涂抹脱模剂,以减少脱模时的表面粘力。灌注砼时,先从台车模板最下排工作窗口进行灌注砼,灌注砼至砼快要平齐工作窗口时,关闭工作窗,然后从第二排工作窗口进行灌注砼,依次类推,最后于拱顶输料管处关闭阀门封顶。4.2.4.6.4.砼的振捣
主要考虑模板台车的自振系统,对个别部辅以插入式捣固棒进行,模板台架施工时采用插入式捣固捧进行振捣。采用插入式振捣棒振捣时,按“快插慢拔”操作。砼分层灌注时,其层厚不超过振动棒长的1.25倍,并插入下层不小于5cm,振捣时间为10~30s。振捣棒应等距离地插入,均匀地捣实全部砼,插入点间距应小于振捣半径的1倍。前后两次振捣棒的作用范围应相互重叠,避免漏捣和过捣。振捣时严禁触及钢筋和模板。4.2.4.6.5.保证拱顶填充密实的措施4.2.4.6.5.1.对拱顶部位砼采用合适的水灰比,减少运输时间,防止坍落度损失,以保证砼良好的泵送性能,防止输送过程中堵管。灌注过程中加强捣固,防止漏捣、过振。灌注顺序应从两侧拱脚向拱顶对称进行,间歇及封顶的层面应成辐射状。同时加强施工中的动态管理,出现问题,及时处理。4.2.4.6.5.2.在模板台车上预留观察(注浆)孔,间距4~5m,观察孔用φ50mm的锥形螺栓紧密堵塞,砼初凝后拧开螺栓,探测拱顶是否回填密实,如果有空洞,在砼具一定强度后且于模板拆除前压浆回填。4.2.4.6.5.3.如果砼灌注过程中拱顶回填不满,那么应采取二次插管浇注的方法,首先在挡头板位置预留排气孔,然后由内向挡头板方向压灌砼。4.2.4.6.5.4.在挡头板处,拱腰线以上预埋注浆管,间距3m,如果发现有空洞,在砼具一定强度后且于模板拆除前压浆回填。4.2.4.7.监控量测及超前地质预报4.2.4.7.1.监控量测及超前地质预报组织机构
为了对掌子面前方的地质情况进行超前预报并对初期支护和围岩变形状况进行有效的监测,本隧道成立专门的施工监测及预报小组,由项目经理部科技部负责实施。隧道监测及预报小组机构图见下页。项目总工专家顾问组监控量测组内业数据组地质预报组数据处理及信息反馈科技部4.2.4.7.2.地质预报方法在隧道施工中,采用地质素描、水平超前钻探或深孔炮眼、地质雷达等手段,短距离(0~15m)预报采用凿岩台车超前钻孔、地质素描等方法;中距离(15~80m)预报采用LDS-1A陆地声纳仪;长距离(80m以上)、断层及各种灾害预报采用TSP203地质雷达对掌子面前方的地质情况进行超前预报,以便及时采取针对性的措施。4.2.4.7.2.1.短距离预报4.2.4.7.2.1.1.地质素描
开挖后通过对围岩类别、岩性判断、围岩风化变质情况、节理裂隙、产状、断层分布和形态、地下水等工程和水文地质情况进行观察和测定后,绘制剖面、平面地质素描图,并结合超前地质预报资料来推断地质情况,据以指导施工。4.2.4.7.2.1.2.钻机超前钻探钻孔台车钻孔钻速测试方法是利用钻速记录、冲洗液变化、岩屑和岩粉变化进行判断的预测预报方法。4.2.4.7.2.2.中距离地质预报的方法中距离地质预报选用LDS-1A陆地声纳仪,该仪器具有轻便、操作智能化、工作时间短、操作简单、震源用锤击、工作人员少等优点,可由地质工程师掌握操作。4.2.4.7.2.2.1.工作方法在掌子面上布置水平和铅垂方向各一条测线,标出测点位置,然后一人在激震点上用8-12磅锤敲击岩面,另一人用手按住检波器,用黄油耦合剂使它贴在岩面的测点位置上施测,检波器接受的震动信号记录在仪器中。各测点施测完毕后,在办公室处理和判断资料,施测时间在30~50分钟之间。通过打印出来的时间剖面图及显示图可作地质判断及计算不良地质体的空间位置。4.2.4.7.2.2.2.超前地质预报计划根据LDS-1A陆地声纳仪的预报合理长度80~100m及隧道地质情况,制定本隧道的预报范围和测点里程计划。4.2.4.7.2.3.长距离及地质灾害预报
本隧道开挖过程中,存在着围岩失稳、突然涌水等地质灾害。因此长距离预测预报是本隧道战略性的预测预报任务。4.2.4.7.2.3.1.超前地质预报仪器的选择经过比选,我们选用TSP技术,该仪器具有轻便、操作智能化、工作时间短、操作简单、工作人员少等优点,可由地质工程师掌握操作。4.2.4.7.2.3.2.工作原理及方法TSP(TunnelSeimicPrediction)技术由AMT公司研制,是一种用于超前预报隧道前方地质变化的地下反射技术。利用地震波的反射原理进行地质探测,由于地震波以固定的声波速度传播,故反射信号的到达时间与入射到达不同岩体介质界面的距离成正比,因此能作为间接度量测定地质变化区带距测点的距离,并能从而确定与探测钻孔相交界面的几何形状。该设备和技术特别适用于高分辨率的折射微地震探测,以及对断裂带和岩体强度降低的软弱破碎带的探测,对于掌子面前方及其周围的地质界面情况的位置,均用数据处理后的图象来直接反映,对剪切横波(S波)的数据处理能籍以提高含水断裂带和地质构造走向的辨识率,并能自动进行数据分析。遇到不良地质段,可及时调整施工方案。其预报的特点是:探测系统现场可远离施工掌子面,与掘进作业不相干扰;它对不同岩体及断层带等界面、富水地段的预报效果最好;其预报距离长;节省时间,对施工干扰少,每次爆破记录时间仅需45min
,整个量测循环(包括仪器清理)共需2h。预测方法是在掌子面后方边墙上一定范围内布置一排爆破点,依次进行微差弱爆破,产生的地震波信号在隧道围岩内传播,当岩性发生变化,会造成一部分信号返回,界面两侧岩石差别越大,反射回来的信号发生变化越大,通过专用的软件处理,就可以判断围岩的变化及洞穴位置。隧道地震波超前地质预报示意图见下图4.2.4.7.2.6.计划
针对本隧的工程地质特点,结合各种预报方法的适用范围,对隧道一般围岩地段采用常规地质法、钻机钻孔法、陆地声纳以预报法、地质雷达预报法四种方法相结合,每隔50~80m预报一次;断层破碎带和其他不良地质地段除上叙四种方法外,增加TSP法进行预报,其预报频率为次。据地质预报结果,经专家顾问组进行分析研究后,拟定相应对策以指导施工。4.2.4.7.3.监控量测4.2.4.7.3.1.施工监控量测的目的现场监控量测是“新奥法原理”的三大要素之一,是复合式衬砌设计、施工的核心技术。本隧按新奥法设计施工,施工中加强监控量测对准确判定围岩的安全状态、合理确定二次衬砌的施作时机非常重要。同时通过监测数据的反馈分析,可验证施工设计的科学性和合理性,以及施工方法、支护方案的可行性,以便及时、准确地调整支护参数,修正施工方法及施工程序,确保施工安全。调整施工程序、修改支护参数应急措施综合判断分析围岩、支护结构应力、应变量测施工施工量测围岩、支护结构观测指标体系4.2.4.7.3.2.施工监测流程图
4.2.4.7.3.3.施工监控量测项目和主要内容隧道现场监控量测项目及方法(见下表)4.2.4.7.3.4.量测方法及要求测试前检查仪器设备是否完好,若发现故障及时进行修理或更换;确认测点是否松动或发生人为破坏,只有测点状态良好时方可进行测试工作。测试中按各项测量操作规程安装好测试仪器,每测点一般读数三次,三次读数相差不大时取算术平均值作为观测值,否则进行判断,是由于人为破坏、测点松动或是需要进行重测。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。4.2.4.7.3.4.1.围岩及支护状态监测开挖工作面的观察,在每个开挖面进行,特别是在软弱围岩地段,开挖后应立即进行地质调查,绘出地质素描图。若遇特殊地质情况时,应派专人进行不间断的观察。开挖后应立即进行:工程地质及水文地质、岩层结构面产状、节理裂隙发育程度及其方向、开挖面的稳定状态、涌水情况、是否有底板隆起等的观察;对于已初期支护地段,应加强对围岩动态情况的观察:锚杆的受力变形情况、喷射砼是否发生裂隙和剥离现象、拱架是否受压变形等。4.2.4.7.3.4.2.地表下沉量测
测点布置:与洞内收敛、拱顶下沉量测断面里程对应,地表下沉观测点集中设置在隧道中线附近,并在开挖面前方H+h处设置测点(H为隧道埋深,h为上半断面净高),知道开挖面后方约3—5B(B为隧道开挖宽度)处。测量方法:采用精密光学水平仪、水准尺配合测量地表沉降。每个断面均绘制下沉时间曲线。用经纬仪将所有测点设置在同一直线上。测点钢筋安设就位后,表面磨平,在表面冲眼作标记。地表下沉量测纵向间距埋深(h)与开挖宽度(B)纵向测点间距(m)h>2B20~50B
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