淮溪隧道专项安全施工方案20121006

目录

1、工程概况 ................................................................................................................................................. - 3 -

1.1设计简介 ......................................................................................................................................... - 3 -

1.2地形地貌 ......................................................................................................................................... - 3 -

1.3气候特征 ......................................................................................................................................... - 3 -

1.4工程地质情况 ................................................................................................................................. - 4 -

1.5地质构造及地震 ............................................................................................................................. - 4 -

1.6不良地质现象 ................................................................................................................................. - 4 -

1.7水文地质情况 ................................................................................................................................. - 4 -

2、编制说明及编制依据 ............................................................................................................................. - 5 -

2.1编制目的 ......................................................................................................................................... - 5 -

2.2编制依据 ......................................................................................................................................... - 5 -

2.3编制原则 ......................................................................................................................................... - 6 -

2.4编制范围 ......................................................................................................................................... - 6 -

3、施工组织及计划 ..................................................................................................................................... - 6 -

3.1施工组织及顺序 ............................................................................................................................. - 6 -

3.2施工工期 ......................................................................................................................................... - 6 -

3.3劳动力、机具设备计划 ................................................................................................................. - 6 - 4供风、水、电及施工排水 ...................................................................................................................... - 10 -

4.1通风系统 ....................................................................................................................................... - 10 -

4.2高压供风系统 ............................................................................................................................... - 12 -

4.3供电和照明系统 ........................................................................................................................... - 12 -

4.4高压供水系统 ............................................................................................................................... - 12 -

4.5施工排水系统 ............................................................................................................................... - 13 -

4.6防尘系统 ....................................................................................................................................... - 13 - 5施工方案及方法 ...................................................................................................................................... - 14 -

5.1施工方案 ....................................................................................................................................... - 14 -

5.2施工方法及工艺 ........................................................................................................................... - 15 -

5.2.1洞口段施工 ................................................................................................................................ - 15 -

5.2.2隧道超前地质预报 .................................................................................................................... - 17 -

5.2.3超前支护 .................................................................................................................................... - 18 -

5.2.4洞身开挖 .................................................................................................................................... - 20 -

5.2.5钻爆施工 .................................................................................................................................... - 20 -

5.2.6洞身初支 .................................................................................................................................... - 21 -

5.2.7洞身防排水 ................................................................................................................................ - 22 -

5.2.8混凝土二次衬砌 ........................................................................................................................ - 22 -

5.2.9附属结构施工 ............................................................................................................................ - 22 - 6施工技术、安全质量保证措施 .............................................................................................................. - 24 -

6.1专项安全技术方案 ....................................................................................................................... - 24 -

6.2施工安全保证措施 ....................................................................................................................... - 40 -

6.2.1安全管理机构和职责 ................................................................................................................ - 40 -

6.2.1.1安全目标 ................................................................................................................................. - 40 -

6.2.1.2安全管理机构 ......................................................................................................................... - 40 -

6.2.1.2.1领导小组 .............................................................................................................................. - 40 -

6.2.2 安全管理制度 ........................................................................................................................... - 49 -

6.3环境保护、水土保持保证体系及保证措施 ............................................................................... - 59 -

6.4安全应急救援预案 ....................................................................................................................... - 62 -

7.淮溪隧道风险评估及对策措施 ............................................................................................................. - 74 -

7.1 风险因素核对表 .......................................................................................................................... - 74 -

7.2 风险清单表 .................................................................................................................................. - 74 -

7.3 风险评估内容 .............................................................................................................................. - 75 -

7.4 风险对策措施 .............................................................................................................................. - 76 -

7.5 残留风险评估 .............................................................................................................................. - 77 -

7.6 风险评估综合及风险登记 .......................................................................................................... - 77 -

8、施工工序安全管理措施 ....................................................................................................................... - 81 -

8.1洞口开挖 ....................................................................................................................................... - 81 -

8.2洞身开挖 ....................................................................................................................................... - 81 -

8.3隧道施工排水 ............................................................................................................................... - 83 -

8.4超前地质预测预报 ....................................................................................................................... - 83 -

8.5围岩监控量测 ............................................................................................................................... - 85 -

9.其他保证措施 ......................................................................................................................................... - 86 -

9.1消防及治安措施 ........................................................................................................................... - 86 -

9.2施工现场卫生防疫措施 ............................................................................................................... - 86 -

9.3农忙季节劳动力保证措施 ........................................................................................................... - 86 -

淮溪隧道专项安全施工方案

1、工程概况

1.1设计简介

淮溪隧道全长2988m、双向掘进;具体的参数详见下表。从材料运输安全及成本考虑,选择部分石质优良的弃碴加工后作为建筑材料。

隧道施工主要参数表

1.2地形地貌

隧道区属构造-剥蚀中低山地貌,地形起伏较大,山坡较陡,自然坡度25°~39°,局部达42°~45°,山脊(顶)部均较陡峭。进口处地面高程463.7~468.5m,出口处地面高程439.7~444.7m,隧道轴线最大海拔标高约793m,植被较发育,多为杂木。出口段自然坡度较陡。

1.3气候特征

工程地处沿海内陆山区,属亚热带季风气候区,夏长冬短,春秋对峙,海洋性、大陆性气候兼之;古田县年平均气温16~21℃之间,年降水量1573.4mm,3~4月降水量在330~460mm之间,占全年总降水量的21~24%;5~6月为梅雨季,降水量在500~600mm 之间,占全年总降水量的31~35%,为境内主汛期。7~9月台风雷雨季,多出现暴雨和大暴雨,平均雨日35~42天,降水量为360~680mm,占全年总水量的22~30%。

1.4工程地质情况

隧道区域上位于闽东火山断拗带西侧,次级构造为周宁-华安断隆带与屏南-梅林断陷带之间。区域性的北东向的政和-大埔及福安-南靖深断裂带在本工程西部及东部经过,南北向的浦城-永泰嵩口大断裂带从场地中部经过,东西向的古田-罗源大断裂带从场地南侧经过(表现为脉岩侵入),总体上本线路断裂构造形迹不发育。

线路区地层较为简单,坡地上部为残坡积土,沟谷部位下为冲洪积层;下伏基岩为侏罗系南园组(晶屑)熔结凝灰岩、凝灰熔岩。

淮溪隧道出口在K94+200附近地表,高程约480m处有一水电站引水渠道,高于拟建隧道顶板约50m,走向与隧道轴线近垂直,目前现状稳定,隧道开挖需注意避免因沉降及施工震动引发渗漏等问题。

1.5地质构造及地震

根据国标《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2001),本测区沿线场地基本烈度为6度区,地震动峰值加速度为0.05g,中硬场地土的地震动反应谱特征周期为0.35s。1.6不良地质现象

淮溪隧道场区上覆坡残积粘性土(Q el+dl),下伏基岩为侏罗系南园组(J

n2)(晶屑)熔结

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凝灰岩及风化层。主要岩性为(晶屑)熔结凝灰岩,部分经过断裂带地区(详见下表),淮溪隧道洞口段粉质粘土及洞身塌方的初始风险较大。

淮溪隧道范围内断裂构造特征详表

隧道出口在K94+200附近地表,高程约480m处有一水电站引水渠道,高于拟建隧道顶板约50m,走向与隧道轴线近垂直,目前较稳定,开挖时需注意避免因沉降及施工震动引发渗漏等问题。

1.7水文地质情况

淮溪隧道位于当地侵蚀基准面之上,山坡坡体较陡,地表水总体较贫乏;洞顶围岩

中-微风化岩,未见规模较大、透水性较好的断裂发育。YK92+115及YK92+910、YK93+070附近为沟谷,有长年流水,对隧道开挖有影响。隧道区上部地下水主要为风化基岩中的裂隙-孔隙水,水量较贫乏,受大气降水的补给,隧道最大涌水量约2896m3/d,正常涌水量2020m3/d;对洞身围岩及开挖影响较小,主要对进出洞口围岩及施工有影响;地表水对砼具微矿化水型分解类中等腐蚀性,地下水对砼无腐蚀性。

2、编制说明及编制依据

2.1编制目的

?总目标:杜绝生产安全大事故,遏制一般生产安全事故;

?具体目标:实现“一杜绝”,“五严防”,“三控制”,“三消灭”,“一创建”,“一争取”的安全目标。

①一杜绝:杜绝责任性因工死亡事故;

②五严防:严防重大爆炸、火灾、坍塌、涌水突泥和交通事故;

③三控制:年重伤率控制在0.4‰,年负伤率控制在6‰以下;职业病发病率控制在1‰以内;

④三消灭:消灭违章指挥,消灭违章作业,消灭惯性事故;

⑤一创建:创建部级以上安全文明标准工地;

⑥争取实现“不损害健康、不发生事故、不破坏环境”目标。

2.2编制依据

?京台线建瓯至闽侯高速公路宁德市境A5合同段总体施工组织设计;

?福建省交通规划设计院提供淮溪隧道相关设计图纸、地勘报告资料等;

?本单位类似工程施工经验、施工水平、资源情况及其它有关规定;

?中华人民共和国交通运输部公路工程施工规范、验收标准及相关文件;

?福建省高速公路施工标准化建设管理指南及技术、安全、质量等相关管理文件;

?有关安全安全生产法律、法规及管理办法:

①《中华人民共和国安全生产法》;

②《建设工程安全生产管理条例》;

③《中华人民共和国建筑法》;

④《工程建设标准强制性条文》;

⑤《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005);

⑥《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33—2001);

⑦《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-99);

2.3编制原则

本方案遵循“预见性、针对性、安全性、科学性”的原则进行编制。

2.4编制范围

淮溪隧道的注浆止水、围岩加固、隧道开挖、施工支护、超前地质预报、监控量测方案、防排水、二次衬砌、附属工程、安全救援预案及相应的安全技术措施。

3、施工组织及计划

3.1施工组织及顺序

淮溪隧道采取进、出口同时掘进,进口掘进1.5公里,其余由出口负责施工;在进口、出口各布置一个隧道施工队伍,并在各洞口分别安装变压器,配备发电机,组建配电房、空压机站、高压水泵及高压水池、料场及喷射混凝土拌和站等生产设施。

左右洞每个工作面配置装载机1台、挖掘机1台、自卸汽车4辆、风钻20台、混凝土喷射机1台、衬砌台车1台,混凝土输送泵在隧道进出口各配置1台。

隧道施工实行三班作业班制,按工序在各施工队下设专业班组,分设掘进班、运输班、锚喷班、防水板施工班、混凝土衬砌班、仰拱铺底班和混凝土搅拌站、通风组、电工组、维修保障组、测量量测组。

隧道施工顺序从掘进口依次按超前地质预报→钻爆→出碴、运输→支护→仰拱或铺底→防水施工→模筑二衬砼→水沟、电缆沟等附属工程等工序组织施工。施工前洞口先做好洞口排水设施,再进行洞口开挖,并及时做好洞口边仰坡防护,尽早修建洞门和洞口段衬砌。

3.2施工工期

淮溪隧道右线进口:2012年07月1日~2013年10月11日;

淮溪隧道左线进口:2012年07月21日~2013年10月30日;

淮溪隧道右线出口:2012年08月01日~2013年12月14日;

淮溪隧道左线出口:2012年08月20日~2013年12月21日

3.3劳动力、机具设备计划

3.3.1设备及人员动员周期及运到现场的方法

接到中标通知书后,项目主要管理人员迅速到达施工现场,组建项目经理部,与业

主取得联系,开展相关业务工作;着手“三集中”建设和其他施工准备工作;设备及人员动员周期及运到现场的方法详见表3.3.1-1。

3.3.2劳动力计划及管理

项目部根据现场施工条件、工程量、施工计划、进度控制等,来增减。本着需则进,完则退的原则,现场不留闲人,杜绝人为窝工现象,同时尽量减少人员频繁调动。

表3.3.1-1 设备、人员动员周期和设备、人员、材料运到施工现场的方法

3.3.3施工机械设备机具计划

根据施工需求,做好机械设备的选型工作,并对工程机械设备进行动态调配。项目经理部设专职机械工程师及机修人员负责机械、设备的管理、维修、保养,以高度机械化施工保证投标书承诺的工期、质量、安全等各项目标的全面实现。

主要施工机械计划详见表3.3.3-1。

表3.3.3-1 拟投入本合同段的主要施工机械表

3.3.4主要工程试验设备、测量仪器配置计划

为加强工程材料检验和施工过程控制,本合同段设试验室和测量队,按规定配齐试验设备、测量设备、试验人员和测量人员;测量、试验仪器配备详见表3.3.4-1。

表3.3.4-1 拟配备本合同段主要的材料试验、测量、质检仪器设备表

3.3.5主要工程材料计划

钢材、水泥为甲控材料,在福建省高指发布的材料供应商名录内实施采购,采购办法及程序报监理人审核,业主审批后执行,招标结果报监理、业主备案。

其他用于主体结构的材料执行公司的物资招标管理办法,在福建省高指发布的材料供应商名录内实施采购。

地材在宁德附近储量丰富,可常年供应。

充分利用全线隧道洞碴石料,就地取材,生产碎石,满足生产需要,降低成本。

为确保工程按期竣工,减少材料存放场地的占地面积,将根据设计图纸、工程数量以及施工进度安排要求分期、分批安排进场。并在开工前做好材料供应的月计划、周计划,抓好材料供应的计划性及供货时间的准确性。

4供风、水、电及施工排水

4.1通风系统

计划采用压入式通风机,风筒采用φ1500mm软胶皮风筒,风筒出风口距工作面距离不大于15米,进出口的供风长度均按1500米计划。

隧道通风重在管理,为了解决好施工通风,专门设通风负责人1名,下设四个班组:技术组、风管安拆组、风机司机班、风管修补班,职责分工见下表。

主要人员和班组职责

其技术管理要求如下:

风管安装必须平、直、顺,通风管路转弯处安设钢性弯头,并且弯度平缓,避免转锐角弯,以减小管路沿程阻力和局部阻力,并且要加强日常维修和管理。

专业技术人员经常对现场通风效果进行检测,根据检测结果及时进行阶段调整。

必要时可以根据检测结果及时对通风系统作局部调整,必须保证洞内气温不得高于

)浓度在通风30 min后分别降到30mg/m3和5mg/m3以28℃、一氧化碳(CO)和二氧化氮(NO

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下,以满足施工需要。

风机必须配有专业风机司机负责操作,并作好运转记录,上岗前必须进行专业培训,培训合格后方可上岗。

电工必须定期检修风机,及时发现和解决故障,保证风机正常运转。

加强日常通风检测,保证足够的风量和风压,并且要爱护通风管路,避免对通风管路的破坏,降低漏风率。

洞口风机需要安设在距离洞口20m以外的上风向,避免发生污风循环;风管出风口距开挖工作面的距离不许超过30m。

因为所选择的风管直径较大,必须保证隧道有足够的净空,避免发生过往车辆和机械刮破风管而影响施工。

运输车辆的尾气排放口必须安设净化装置,以降低对隧道内施工环境的污染程度。

因为隧道内采用的内燃设备较多、功率较大,所以排放的尾气量很大,隧道开挖产生的有害气体和粉尘也较多。为了避免对施工人员和大气造成危害,对洞内排出的污风

进行空气质量监测,如果发现不符合排放标准,及时采取有效的处理措施,以满足环境保护的要求。

4.2高压供风系统

高压风由空压机生产供应,空压机集中安设在洞口空压机房内。

高压风管:主管内径选用200mm钢管,其他选用内径125mm钢管;其安装要满足下列要求:

1)管路内洁净,无裂纹、破损、凹陷等现象,各种闸阀门清洗干净;

2)在空压机站总管处必须设闸阀,主管每50~100m设分闸阀;

3)洞内管路安装,前端至工作面保持20~30m,其他可用高压软管接分风器;

4)洞内风管要敷设在电缆线的对面一侧,并不得妨碍交通和运输。

4.3供电和照明系统

在隧道洞口设2台630KVA+1台500KVA的变压器,可满足施工要求。

按照国家对建筑行业临时用电的要求,施工采用三相五线制供电系统,设专门保护线和三级漏电保护开关,在箱式变压器出口设总动力箱,工地施工处设分动力箱,从各分动力箱用电缆或移动式配电箱供给各负载。

隧道施工照明线路电压在施工区域内不大于36V,成洞和施工区以外地段可用220V,动力设备采用3相时为380V。

隧道施工范围内必须有足够照明,交通要道、工作面和设备集中处设置安全照明。动力照明的电力设备和闸箱,必须封闭严密,不得乱接电源,设专人统一管理并经常检查、维修和保养。作业时必须按照电业安全规程有关规定执行。

隧道内供电线路敷设应符合下列规定:

1)成洞地段固定电路采用绝缘线架设,施工工作面区段的临时电线宜用橡套电缆,正线处采用铠装电缆;

2)照明和动力电缆安装在隧道同一侧时,电缆悬挂高度距地面不小于2.5m,必须分层架设;

3)36V变压器设置于安全、干燥处,机壳接地;

4)动力干线的第一支线必须装设开关及保险丝具,不得在动力线上架挂照明设施。

4.4高压供水系统

选取φ100钢管作为供水总管,与高位水池相接,φ100给水管根据现场情况布置,并在隧道口处设1~2组消防栓和2~3组总闸。

隧道内水管用φ80钢管接至工作面20~30m左右,每隔30米设分水闸和分水器,然后用高压软管接分水器。凿岩机和喷射砼机用φ25高压胶管供水。另根据需要设置一定数量的水龙头作为生活用水。

水管及用水设施要符合国家及当地关于供水设施安装、使用和维修的有关规定。4.5施工排水系统

4.5.1淮溪隧道进口段反坡排水

淮溪隧道全程段均为-1.3%的反坡,因此,其进口段约1.5公里(K91+311~K92+811)的施工需要反坡排水,反坡施工时采用移动水泵通过管路机械排水集水坑,再采用自吸水泵接力抽排至洞外。

集水坑按15min最大汇水量设计,同时考虑施工和清淤的方便。备用抽水机的功率大于排水量的20%以上。

施工过程中距掌子面200~250m左右设一临时工作泵站。

移动泵站按每工作面工作2台,备用、检修各1台。

排水能力(排量、扬程)有一定的储备量。管路铺设两路,即工作泵和备用泵均单独连接一路管路,遇突发性涌水时同时启动两套排水系统。

确保排水工作不间断,各泵站配两路供电系统,一路运行一路备用。所有电机配备三角起动器或自耦起动器,所有起动装置配与功率相匹配的带断相运行保护热继电器。

突水应急排水方案:启用备用排水管,同时在设泵站横通道处将高压风、水管切断,安装临时过渡管将其改为临时排水管,泵站加装水泵,使排水能力增至平常的3~4倍。

污水排放时要经过处理净化达标后才可排放,防止污染环境。

洞外设污水净化池,洞内污水经过处理净化达标后才可排放,防止污染环境。

4.5.2淮溪隧道出口段顺坡排水方案

掌子面距仰拱施工段,在隧道一侧或两侧设临时积水井(坑),汇水后,利用污水泵抽排至已施工完毕的隧道两侧水沟排出洞外,排水管采用Φ100钢管。

隧道施工临时排水与永久排水系统结合,充分利用永久泵站和两侧排水沟。

4.6防尘系统

隧道施工防尘的主要方法是湿式凿岩作业、喷雾洒水降尘、机械化正常通风及加强个人带防尘口罩等方法相结合。

水幕降尘:在距掌子面一定距离设置几道水幕,水幕降尘器设置在边拱上,放炮前10min打开水幕开关,放炮30min后关闭。

5施工方案及方法

5.1施工方案

洞口明洞段采用明挖法衬砌结构,暗挖段采用锚喷构筑法施工、光面爆破、复合式衬砌。采用YT-28凿岩机配合钻孔,光面爆破,挖掘机配合装载机出碴,自卸车运弃;采用HSP-5型湿喷机喷射混凝土;非电毫秒雷管光面爆破,根据围岩不同,采用管棚、超前锚杆或小导管注浆加固地层,型钢钢架、格栅钢架、锚网喷联合支护作业;采用隧道二次衬砌采用整体衬砌模板台车,混凝土由搅拌站集中供给,混凝土搅拌运输车运输,HBT80C-1816Ⅲ型混凝土输送泵灌注;沟、槽盖板在洞外预制场集中预制,主体衬砌完成后进行沟、槽及路面整平层施工。

Ⅱ、Ⅲ级围岩采用曲墙带钢筋混凝土底板的结构形式,采用全断面法施工,施工一个循环进尺3.2m;Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道均采用曲墙带仰拱的衬砌结构形式,部分采用曲墙带钢筋混凝土底板的结构形式,Ⅳ级围岩地段采用台阶法进行开挖施工,各步台阶之间的间距为3~5m,一次开挖长度控制在2~3m;Ⅴ级围岩包括洞口浅埋、偏压地段采用中隔壁CD法开挖,单侧上下台阶间距为3~5m,左右侧间距为5~10m,每循环进尺0.5~0.7m;全隧仰拱超前,拱墙一次衬砌。

运输:隧道内采用挖掘机装碴,采用自卸汽车运输出碴,计划左右洞各投入挖掘机1台、10T自卸汽车4台。

为了提高出碴效率,缩短循环时间,保证安全,采取如下措施:

(1)、加强装运碴设备的维护保养,备足易损配件,发现故障及时排除。

(2)、设专人养护道路,保持道路平整、无积水,定期铺碴维修。尤其雨季,设专人及时排除不安全隐患。

(3)、加强洞内排水与照明,保持洞内有良好照明和路况。

(4)、加强通风,保证洞内空气新鲜。

(5)、弃碴场采用推土机平整,专人指挥倒碴。

(6)、教育司机遵守交通规则,礼貌行车,严禁带故障行车和酒后驾车。

(7)、施工便道经常洒水,防止尘土飞扬。

支护:采用湿喷砼。型钢拱、钢格栅、钢筋网等构件由洞外加工成半成品,经洞外检验后现场安装定位,按规范搭接。采用普通砂浆锚杆和中空锚杆,并设置垫板。超前支护用小导管采用风钻顶进,砂浆泵注浆。大管棚采用管棚钻机钻孔,棚管顶进采用大孔引导和棚管机钻进相结合,采用注浆泵、水泥浆液注浆,水灰比为0.5:1,注浆压力为0.5~1MPa;注浆前进行注浆试验,以调整注浆参数。

衬砌:隧道暗洞均采用复合式衬砌,明洞采用明洞结构,衬砌结构按相应围岩级别确定。隧道均采用内轮廓完全相同的曲墙式衬砌,采用12m液压衬砌台车配合输送泵进行施工,混凝土由洞外混凝土拌合站集中生产,混凝土搅拌车运输,泵送入模。仰拱超前,拱墙衬砌适时紧跟。仰拱施工时采用防干扰移动式栈桥施工。

防水板:采用无钉挂设,爬焊机双缝焊接,并采用充气法进行检查。在挂板前必须对基面进行处理检查,确保平整度及无欠挖。

沉降缝、施工缝:严格按设计要求处理。

施工风险信息化管理:包括超前地质预测预报、量测技术和工作面影像监控技术。

超前地质预测预报:按区域地质资料和设计要求分段采用不同探测方法,主要有地震波反射法、地质雷达法、超前水平钻探法、红外探测、局部加深炮眼等;各种手段的探测长度不同,采取长、中短程组合探测,结合掌子面地质素描、地表调绘、地表水监测情况、有害气体浓度监测和设计已探明的水文地质资料,最大限度地规避地质风险。

监控量测:所有隧道均开展量测工作,洞内量测的项目包括:拱顶下沉、收敛量测(台阶法施工时每层台阶至少要有一对收敛量测点),浅埋地段布设与洞内量测相对应的地表下沉测线。必要时按设计要求增加应力量测项目。

5.2施工方法及工艺

5.2.1洞口段施工

隧道进洞段,围岩稳定性差,土石明挖后更削弱了洞口边坡的稳定。因此保持洞口仰坡稳定是保证洞口安全施工的基本前提。

施工前首先布设满足规范要求的高等级测量控制网,对隧洞主洞进行联测、平差和复核,确保贯通精度高于规范和验标要求。施工时,根据定测的施工控制网,精确测设出洞门桩和进洞方向,放出护桩,并依据设计图纸放出边、仰坡开挖线和截水天沟位置。

洞门及洞口段施工顺序:测量放线→洞口开挖(截水天沟→洞口土石方开挖)→边仰坡刷坡与防护→套拱施工→超前大管棚(小导管)施工→进洞施工→明洞衬砌→洞门→回填;其主要施工方法如下:

(1)洞口段开挖

洞口测量:依据设计准确放出开挖边线、截水沟的位置,及洞口中心桩位置、洞门里程和底板标高,并报申监理工程师,批复后方可施工。在洞门上方埋设地表沉降观测点,进行观测和记录分析。

洞口开挖:采取自上而下,分层开挖,分层高度2~3m,表层土采用挖掘机开挖,以

下采用钻爆法开挖,装载机配合自卸车运碴,人工用风镐配合修整边坡。

洞口锚喷防护:边仰坡刷坡自上而下分层进行,人工配合修整,每层高度2~3m,随开挖及时进行锚网喷支护。做好坡面喷砼防护层与原坡面衔接,防止坡面风化,引起水土流失、导致边仰坡防护受到损坏。施工时注意防护锚杆与坡面垂直,深度达到设计要求,钢筋网与锚杆连接牢固,保证防护质量。

洞口防排水:洞口土石方开挖前,根据洞口地形情况事先作好洞顶截水沟等砌筑工作,截排地表水,对地表进行处理,确保边仰坡稳定。出水口位置在洞口仰坡和洞外边坡交线5m以外,并对出水口进行浆砌片石铺砌。洞口土石方开挖后,地面排水沟按照设计要求分段进行施工,在施工前先按不同的排水方式进行测量放样,对照地形与排水设计图纸逐桩核对,若发现水流不畅,则做适当调整。砌筑严格按施工规范、检验评定标准和设计要求执行。排水工程在施工中,必须注意与周围排水系统连通,保证路基安全稳定,水流畅通,避免造成污染。

(2)洞口段预加固

根据隧道洞口段的工程地质特性,对洞口浅埋、软弱风化破碎地段进行预加固;修建洞口截排水沟,排除洞顶地表降水。

进洞前施作φ108的超前大管棚,在管棚形成的整体支护结构下进行进洞开挖。

(3)进洞方法

在洞口分界处架立三榀钢拱架,间距50cm,浇筑C25砼30cm(即护拱,对隧洞边坡形成反压,防止洞顶落石伤人),以钢拱架为支撑点,打入超前小导管进行超前支护。爆破时,采用浅眼松动爆破,严格控制药量,人工风镐修边,控制超欠挖,减少对围岩的扰动。开挖后立即湿喷砼封闭、架设型钢刚架、施做锚杆及挂网、复喷砼至设计厚度,并使每一分部支护尽快形成闭合的受力体系,确保顺利进洞。进洞后,加强监测内部围岩收敛值,达到要求后立即进行二次模筑砼衬砌施工,以确保洞口段施工安全。

(4)明洞衬砌及洞门施工

明洞段采用明挖明做的方法进行施工,在进行明洞施工前按设计要求对洞口边、仰坡进行锚网喷加固,确保边仰坡稳定和施工安全。明洞衬砌先施作仰拱,仰拱主筋预留出与拱圈主筋搭接的长度,仰拱各部位尺寸严格按设计控制。仰拱混凝土浇注完毕,进行仰拱回填,埋设好各种预埋构件和排水管道,并预留出洞内水沟和电缆槽位置。

仰拱施工完后,将衬砌台车移动至衬砌位置,展开并调整衬砌模板,绑扎明洞钢筋(明洞衬砌内层拱部钢筋与仰拱位置钢筋搭接长度1m),支立外模板骨架,浇注明洞混凝土,边浇注边加高外模(外模曲线钢模采用勾头螺栓与外骨架连接);明洞衬砌施工时两侧对

称浇注混凝土,以防偏压,拱墙连续浇注,一次成型。

5.2.2隧道超前地质预报

为科学指导施工,及时获得围岩动态和支护参数状态的信息,预报险情,修正和确定合理、经济的初期支护参数,确定二次衬砌的施作时间,进行地质超前预报,地质超前预报内容包括地层岩性、地质构造、不良地质、地下水四种。具体的方法详见下图,其主要技术措施如下:

地质复勘:采用工程地质法进行长距离、宏观观测,采用TSP203作较为详细的中距离预报,采用超前探孔和局部加深炮眼作较为准确的近距离预报。将多项预测预报手段进行综合分析与评判,相互应证,并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律、趋势及前兆进行预测判断。

地质核对:利用工程地质法,根据地面测绘和其它基础资料对距掌子面大于100m外的地层界线、大型断层、围岩类别、涌水以及其它特殊工程地质问题进行宏观预报。

隧道超前地质预报工艺流程图

长距离预报:对不良地质及特殊地质情况进行长距离宏观预测预报,预报距离一般在距掌子面前方200m以上,并根据提示情况进行修正。

中距离预报:在长距离预报基础上,采用地震法反射法(TSP203)、超前水平钻孔等方法,对掌子面前方30~200m范围内的岩性、岩体构造、地下水状态等地质情况进行较详细的预报,查明影响施工的断层破碎带、软弱带的位置、宽度和产状等;中距离地质预报在隧道开挖的过程中连续不断进行,贯穿隧道施工全过程;TSP203地震波反射法探测长度为30~200m,连续预报时前后两次重叠长度应大于5m;超前水平钻探法宜每30~

50m循环一次,断层破碎地层每循环钻3~5个孔,连续预报时前后两循环钻孔应重叠5~8m。

短距离预报:在中长距离预报的基础上,采用红外探测、地质雷达、超前钻孔及局部加深炮眼等方法,微观地探明掌子面前方30m范围内地下水出露、地层岩性及不良地质情况等;地质雷达及超前水平钻探测掌子面前方30m范围内地下水出露、地层岩性及不良地质情况等,红外探测法采用红外线地质探测仪,预报有效距离宜为10m,连续预报时前后2次重叠长度应大于5m。

掌子面地质编录:每一开挖循环结束后,都对掌子面的地质情况进行编录,包括掌子面、左右侧墙、拱顶和隧底;地质编录的主要内容:①岩性、岩层产状、节理裂隙发育状况、软弱夹层、岩脉穿插情况;②断层及破碎带的形态、产状、宽度及充填物特征;

③主要节理裂隙的形态产状规模及相互切割关系;④地下水出水点及出露情况;⑤不稳定块体的位置、形态、范围、坍塌掉块部位和地段范围。在地质编录的基础上,对围岩的工程地质学特征、岩石力学特性和工程水文特征等进行初步的定性评价,进而对围岩的稳定状态、初始应力状态等进行评价。

5.2.3超前支护

(1)超前大管棚施工

淮溪隧道左、右线的进、出口全部采用φ108大管棚超前支护,管棚采用φ108mm壁厚为6mm的热轧无缝钢管制成,钢管接头采用丝扣连接,丝扣螺纹段长15cm,钢花管上钻注浆孔,孔径φ15mm,孔间距30cm,呈梅花型布置;钢管尾部(孔口段)3.5m不钻花孔作为止浆段。主要的工艺要点如下:

施工套拱:在洞口岩壁上施工砼套拱作为大管棚导向墙,内设3榀型钢钢架,按设计管棚位置埋设套管并与钢架焊接。套拱采用型钢钢架支设模板浇筑。

钻孔:利用管棚钻机作为钻孔机械。钻机就位后,由测量工按设计图准确画出钻孔位置。施钻深孔时钻机大臂顶紧在掌子面上,当第一节钻杆钻入岩层,尾部剩余20~30cm 时停止钻进,接长第二根钻杆,用联接套把两根钻杆连接牢固后重新钻孔,直至钻孔达到要求深度(比管棚长0.5m以上)后,按同样方法拆卸钻杆,钻机退回原位。钻孔时要确保孔径比管棚外径大15~20mm。

成孔:钻孔采用管棚机成孔,先打奇数钢花管并注浆,再打入偶数无孔钢管;奇偶号孔位钢管的第一节分别4m、6m段,之后再以6m段接长的方法将钢管接头错开。

大管棚注浆:注浆采用0.5:1水泥浆液,可添加早强剂;采用注浆泵灌注,注浆压力为0.5~1.0MPa,根据实际情况,需要时加大至2MPa。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,采用导管编号隔孔注浆,先注“单”号孔,待1至2天固结后,再注“双”号孔。压注水泥砂浆水灰比和注浆压力符合设计要求或根据试验确定。

保证施工工艺的技术措施:①施工前根据设计洞门的里程和标高刷好洞门仰坡,如果边仰坡石质不良或为土质时,应根据地质用水平锚杆、挂网、喷砼加固,保证其稳定;

②设置三榀临时钢支撑工字梁拱架,焊好纵向连接,并注意预留保护层;③在三榀钢拱架上,按管棚设计位置(间距和水平标高、仰角),准确的焊上套管,套管外端焊一个法兰盘,用来平衡钻孔和压浆的后座力,里面一端用胶纸封口,以防砂浆流入。导管的导向直接影响管棚的质量,必须严格按设计安装、焊牢;④导管全部焊好后即可灌注套拱砼,边墙部分不影响管棚施工,可以在洞身开挖后一并施作;⑤钻孔进尺应随时检查孔眼的方向与仰角,以免超过误差限度。钻眼达到设计长度后,检查管内钻碴是否冲洗干净,否则再用较小钻头加高压水在管内钻除余碴;⑥压浆时注意将压浆管伸入孔底,保证压浆饱满;待水泥浆达到70%设计强度即可进行洞身拱部开挖。

(2)超前小导管支护

φ50×5mm超前小导管采用热轧无缝钢管加工,按梅花形钻φ8mm压浆孔,尾部1m 止浆段不设压浆孔;采用凿岩机配合凿岩台车钻孔,成孔后高压风清孔,钻机推进顶管至孔底,注浆机注水泥浆。注浆采用水泥浆,终压0.5~1.0MPa,水泥水灰比0.5:1,正式注浆前,须进行现场注浆试验确定。小导管纵向间距350cm、300cm或280cm,搭接长度不小于1m,施工时外插角15°,从钢架腹部穿过、尾部与钢拱架焊接牢固。工艺要点如下:施工准备:喷射混凝土封闭掌子面,备齐各种机具、材料,按照设计要求进行注浆设计,制定施工方案。施工前精确测量放样。

钻孔:按照设计要求,利用风动凿岩机钻孔,钻孔直径比钢管直径达3~5mm。

锚管安装:采用风动凿岩机钻孔后,将锚管穿过钢架,用锤击或钻机顶入,顶入长度不小于钢管长度的90%。然后用高压风将钢管内的砂石吹出。为保证锚管支护效果,减小锚管外插角,在型钢腹板穿孔,锚管打入时,由型钢腹板穿孔穿过。

堵孔:锚管安设后,用塑胶泥封堵孔口和周围裂隙。必要时在锚管附近及工作面喷射混凝土,防止工作面坍塌。

注浆作业:注浆采用专用注浆泵注浆,浆液采用单液水泥浆,在锚管前端安设分浆器,一次注入3~5根锚管。清孔后由下至上的顺序施工,由两侧对称向中间进行,浆液先稀后浓,注浆量先大后小。

注浆压力按分级升压法控制,由注浆泵油压控制调解,注浆压力由小到大,从0升

到终止压力1.0MPa。发生串浆现象时,采用多台注浆泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆;

注浆压力突然升高应立即停机检查,水泥浆单液进浆量很大,压力上不去,则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小量低压力注浆,但停留时间不能超过浆液的凝胶时间。注浆结束时间以终压控制为主,浆液量校核。注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时,持续15分钟后结束注浆。

(3)超前锚杆

超前锚杆采用Φ22水泥砂浆锚杆,杆体由Φ22螺纹钢制作,长度为3.5m、4.5m、5.0m,环向间距为60cm,纵向间距分别为2.1m、3.0m、2.8m、搭接长度不小于1m,外插角为15°。钻孔前先标定钻孔位置,采用风动凿岩机进行钻孔,钻孔完毕后,用高压风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。采用风枪将Φ22超前砂浆锚杆顶至设计位置。超前锚杆与钢支撑配合使用时,应从腹部穿过,尾端与钢拱架焊接牢固,以增强整体钢度。

5.2.4洞身开挖

隧道按新奥法施工,在偏压、浅埋和断层破碎地段坚持“先预报、管超前、短进尺、控爆破、强支护、快封闭、勤量测、衬砌紧跟”的原则,加强工序衔接,稳扎稳打,确保隧道施工安全和质量。

Ⅴ围岩采用CD法开挖,Ⅳ级围岩段采用台阶法,Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面法开挖。

洞口段及V级围岩采用CD法开挖,V级围岩侧壁每个台阶纵向距离控制在8~12m,每个台阶开挖进尺控制在0.5~1.0m,且严禁各导坑同时进行爆破作业,以防爆破波缝值的叠加。支护采用I20b、I18工字钢,结合φ108超前管棚和φ25中空注浆锚杆加强支护。

Ⅳ级围岩段采用上下台阶法开挖,其纵向间距控制在6~10m,每个台阶的开挖进尺控制在1.0m,开挖后及时施作喷锚网支护,采用凿岩机钻孔,人工装药连线,非电毫秒雷管微差起爆,湿喷机喷射混凝土作业;上台阶用挖掘机扒碴至下台阶,侧卸装载机装碴,自卸汽车出碴运输。开挖后及时施做全部初期支护和仰拱及填充,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。严禁各导坑同时进行爆破作业,以防爆破波缝值的叠加。

Ⅱ、Ⅲ级围岩施工采用全断面法施工。全断面同时爆破开挖,利用HY-28凿岩机配合凿岩台车钻孔。洞身开挖后,立即进行喷锚支护,及时封闭围岩。

5.2.5钻爆施工

采用钻孔台架配支腿式风动凿岩机钻孔,人工装药起爆。

钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。如围岩出现变化需要变更爆

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