施工组织设计
第一节 编制依据及编制原则
1.1 编制依据
(1)《重庆—贵州道路开发项目雷崇高速公路C8标合同文件》。
(2) 重庆—贵州道路开发项目雷崇高速公路C8标《两阶段施工图设计文件》。
(3) 重庆—贵州道路开发项目雷崇高速公路C8标土建工程《实施性施工组织设计》。
(4) 合同文件中明文要求的技术规范、规定、标准以及有关现行的国家和行业技术规范和标准。
(5) 我单位的施工能力、技术力量和经济实力。
1.2 编制原则
(1)遵循合同文件条款,满足合同文件要求,确保实现业主要求的工期、质量、安全、环境保护、文明施工和造价等各方面的工程目标。
(2)指导思想是:施工技术先进、施工方案可行、重信誉守合同、施工组织科学、工程按期优质安全、不留后患。
(3)严格执行施工过程中涉及的相关规范、规程和技术标准。
(4)贯彻执行国家和地方的方针、遵守法律法规、尊重当地的民风民俗。
(5)重视生态环境,在施工期间保证不发生水土流失,保证不破坏当地环境。
(6)重视笔架山隧道的工程地质、水文地质调查及超前地质预报工作,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。
(7)坚持施工过程严格管理。在施工过程中严格执行业主及监理工程师的指令。
第二节 工程概况及工程特点
2.1 工程范围
笔架山隧道设置为平行的双洞,左右线隧道中线相距45m。左线隧道(LK120+845~LK123+346.56)长2501.56m,其中Ⅱ类围岩共676.56m,Ⅲ类围岩共655m,Ⅳ类围岩共1170m;右线隧道(K120+810~K123+340)长2530m,其中Ⅱ类围岩共695m,Ⅲ类围岩共0m,Ⅳ类围岩共1195m。在左右线隧道进口以及左线出口设置明洞共65.3m。
隧道纵坡:左线隧道为人字坡+2.33%~-0.511%,右线隧道为人字坡+2.4%~-0.7%。左右线隧道均在K123+000处变坡。
2.2工程地质及水文地质
隧址区划属綦江县,赶水镇~安稳镇为低山及深丘地形。河流均属长江水系。气候温暖潮湿,降水充沛,地表径流丰富,为地下水的形成提供了良好的条件。按各个含水岩组的组合特征,可将地下水分为松散堆积层孔隙水,分层裂隙水,碎屑岩类孔隙裂隙水及碳酸岩类裂隙溶洞水等。该地区属亚热带湿温气候,冬少严寒,夏多炎热,具有春早夏长,秋雨连绵,冬暖多雾的特点。
2.3 气候条件
隧址区属亚热带湿温气候,气候温和,多阴雨,最大年降雨量1348.6mm,最小年降雨量为819.2mm,平均年降雨量1071.2mm,历年一次最大降雨量为131.4mm。最高年平均气温19.5℃,最低年气温18.1℃,最高日气温42.2℃,最低日气温-1.8℃,相对湿度一般在74~81%,绝对湿度一般在16.8~18.5mg/m3。
隧址区綦江河属长江支流之一,区内扬渡河及藻渡河为其重要支流,以笔架山为分水岭。
2.4技术标准
笔架山隧道内设计行车速度:60KM/h;隧道建筑限界:净宽2×9.75m;隧道路面横坡:单向坡2%。
第三节 总体施工方案及工期安排
3.1施工任务划分
进、出口工区隧道开挖暂定以K120+460为贯通里程。开工后,根据施工进度再做适当调整。
3.2 施工方案
隧道穿越三叠糸上统须家河组合煤系地层,瓦斯含量很低,在严格按规定通风、施工的条件下,对施工不会产生不利的影响。因此,施工方案不按瓦斯隧道进行施工。
笔架山隧道进出口按左、右线四个工作面组织作业。根据隧道断面尺寸、围岩类别等情况,隧道施工拟采用大型机械化施工配套模式,新奥法施工。Ⅱ类围岩采用微台阶法施工,辅以超前支护。Ⅲ类围岩采用短台阶法施工,仰拱及填充及时紧跟,尽早形成封闭受力环。Ⅳ类围岩地段,采用全断面施工。进出口开挖均采用多功能作业台架人工打眼,根据围岩情况采用预裂爆破或光面爆破。每个工作面出碴采用2台ZLC—50C装载机装碴,18t工程自卸汽车运输。喷射砼采用喷射效率高,回弹量小,粉尘浓度小的湿喷机湿喷作业。仰拱、填充紧跟。隧道出口设自动计量砼拌和站一座,砼运输车运输砼,4吨翻斗车运送喷砼料。施工通风采用洞口2×37KW轴流式通风机压入式通风。施工中视洞内空气情况,在衬砌台车处增设一台37KW通风机增强通风。
隧道施工过程中采取超前地质预报手段,对隧道开挖面前方围岩特性进行探测和预报,以及有害气体监测(增设瓦斯鉴定器,配备专人监测),以便有针对性地采取不同的措施和正确的施工方法,确保施工正常进行,杜绝事故发生,确保工程质量,制定详细的监控量测计划,由专职量测组严格组织实施,以便掌握围岩及其支护动态信息,指导施工作业同时通过对围岩及支护的变位、应力量测,修改支护糸统设计。
3.3 工期安排
隧道开挖进度安排本着左右线进口同时施工,平行流水作业的原则。根据《合同文件》要求,本合同段工期为36个月。结合隧道开挖及初期支护工程量、施工条件以及我单位多年从事类似工程的施工经验和施工能力,确定开挖及初期支护工期为20个月(按开挖至K122+460里程计)。
开工日期为2002年5月30日,贯通工日期为2004年1月29日。
(1) 施工进度安排
由于笔架山隧道工程为C8合同段控制工程,故进度安排以隧道为主,其它工程适时安排施作。
A. 进度指标
笔架山隧道施工进度指标见下表《笔架山隧道施工进度指标表(单口)》。
笔架山隧道开挖与支护施工进度指标表(单口)
| 序号 | 工作项目 | 进度指标 | 备注 |
| (1) | Ⅱ类围岩 | 40m/月 | |
| (1) | III类围岩 | 80m/月 | |
| (2) | IV类围岩 | 120m/月 |
a. II类围岩施工循环时间及进度安排
II类围岩施工循环时间见下表《II类围岩施工循环时间表》。
II类围岩施工循环时间表
| 序号 | 工序名称 | 循环时间 | 备注 |
| 1 | 测量放线 | 1.0h | |
| 2 | 上台阶超前支护 | 平均2.5h | |
| 3 | 上台阶开挖、出碴 | 2.0h | |
| 4 | 上台阶初期支护 | 2.0h | |
| 5 | 下台阶开挖、出碴 | 2.5h | 可与上台阶同步进行 |
| 6 | 下台阶初期支护 | 2.0h | |
| 7 | 循环时间合计 | 12.0h |
每循环进尺0.8m;
每循环时间为12.0小时;
每月循环数:(30×24)÷12.0=60; 取60个循环。
每月进度:0.8×60×0.85=40.8米; 考虑影响因素取40m。
b. III类围岩施工循环时间及进度安排
III类围岩施工循环时间见下表《III类围岩施工循环时间表》。
III类围岩施工循环时间表
| 序号 | 工序名称 | 循环时间 | 备注 |
| 1 | 测量放线 | 1.0h | |
| 2 | 上台阶超前支护 | 平均2.0h | |
| 3 | 上台阶打眼、放炮 | 2.5h | |
| 4 | 上台阶通风、排烟、找顶 | 1.0h | |
| 5 | 上台阶出碴 | 2.0h | |
| 6 | 上台阶初期支护 | 2.0h | |
| 7 | 下台阶打眼、放炮、通风 | 2.0h | 可与上台阶同步进行, 爆破时间错开 |
| 8 | 下台阶出碴 | 2.0h | |
| 9 | 下台阶初期支护 | 2.0h | |
| 10 | 循环时间合计 | 18.0h |
每循环进尺:2.35m;
每循环时间为:18小时;
每月循环数:(30×24)÷18=40;
每月进度:2.35×40×0.85=80米; 考虑影响因素取80m。
c. IV类围岩施工循环时间及进度安排。
IV类围岩施工循环时间见下表《IV类围岩施工循环时间表》。
IV类围岩施工循环时间表
| 序号 | 工序名称 | 循环时间 | 备注 |
| 1 | 测量放线 | 1.0h | |
| 2 | 全断面打眼 | 4.0h | |
| 3 | 装药、爆破 | 1.0h | |
| 4 | 通风、排烟、找顶 | 1.0h | |
| 5 | 初喷 | 2.0h | |
| 6 | 出 碴 | 4.0h | |
| 7 | 初期支护 | 3.5h | |
| 8 | 循环时间合计 | 15.5h |
每循环进尺:3.1m;
每循环时间为:15.5小时;
每月循环数:(30×24)÷15.5=46.5 取 46 循环
每月进度:3.1×46×0.85=121.0米 。 考虑影响因素取120m。
第四节 施工方法
4.1施工方法概述
笔架山隧道开挖及初期支护施工方法综述如下:
隧道施工的基本程序为:施工测量→洞口刷坡、防护→超前支护→开挖→通风→清帮、找顶→初期支护(辅助施工措施)→出碴→复喷至设计厚度。
笔架山隧道左右线进出口安排同时施工,因此隧道分为两个隧道作业队,分别承担左右线进出口的开挖和初期支护等工程的施工。
隧道开挖:根据围岩类别分别确定不同的开挖方法。Ⅱ类围岩浅埋段采用微台阶法施工,Φ32自进式锚杆超前支护。预留核心土,环形开挖,尽量采用人工风镐开挖,必要时采用松动爆破,以降低爆破振动影响;Ⅲ类围岩采用短台阶法开挖,上部人工打眼,下部利用多功能作业台车打眼,光面爆破,保证围岩的完整性以及降低爆破振动影响,减少超欠挖。Ⅳ围岩采用全断面开挖,利用多功能作业台车打眼,非电毫秒雷管起爆,光面爆破。
隧道出碴采用无轨运输方案,用ZLC-50C侧卸式装载机装碴,18t自卸汽车运碴。
隧道初期支护:喷射砼采用喷射效率高、回弹量少、粉尘浓度小的湿喷机作业,在爆破、通风、清帮、找顶完成后立即进行初喷,然后快速立格栅钢架(如有)、施作锚杆和钢筋网,再复喷至设计厚度。
隧道排水:进口端为反坡施工,顺坡排水,在洞内Ⅳ类围岩地段一侧或双侧设置临时排水沟,Ⅲ类围岩地段利用已完成的仰拱回填地段的水沟,顺坡排至洞外污水处理池。出口端为人字坡施工,在洞口至K123+000为反坡施工,顺坡排水;在K123+000到分界点,用抽水机将水抽至洞口至K123+000水沟中,经水沟顺坡排至洞外污水处理池。污水处理池中的污水经净化处理达标后,排至指定排污渠道。
隧道通风:左右线进出口均在洞口设置2×37KW风机,采用压入式通风。根据洞内情况,衬砌时在模板台车处安装一台37KW风机以加强通风。
开挖过程中采取先进的超前地质预报手段进行探测和预报,坚持“以预防为主”的原则,有准备的做好各种预防的施工措施,保证笔架山隧道顺利进行施工。加强围岩监控量测,及时进行信息反馈,指导施工,保证安全施工。对瓦斯进行适时监控,在含煤段测定隧道瓦斯的涌出量,如发现瓦斯浓度超标,应及时报告相关单位进行处理。
4.2施工方法和技术措施、各分项工程的施工顺序
4.2.1笔架山洞口段施工
(1)洞口土石方工程
洞口工程主要施工项目为洞口及明洞段的土石方。洞口工程应先施工完成,并保证安全,为加速暗洞施工创造条件。
洞口土石方施工顺序如下:
洞顶边仰坡外截水沟→测量放线→洞口土石方开挖、边仰坡施工→临时排水→防护。
明洞段土石方采用明挖法施工。开挖前先施工洞口边仰坡外的截水沟,开挖时应尽量避开雨天,在雨季则严格遵守雨季施工措施。采用挖掘机开挖,孤石和挖掘机挖不动的岩石,采用小型控制爆破,装载机或挖掘机装碴,自卸汽车运输。
洞口段边仰坡开挖严格按设计控制坡度,并使洞门处边坡与明洞边坡顺势相接。松软地层开挖时从上至下,随挖随支护,加强防护,随时监测、检查山坡稳定情况。边坡、仰坡上浮石、危石要清除,坡面凹凸不平处予以修整平顺。开挖弃方堆放在指定地点,边坡仰坡上不堆积弃土、石方。边坡不稳定时采用锚、网喷防护。
(2)隧道暗洞进洞措施
隧道进出口岩石风化较为严重,围岩自稳能力差。采用上半断面进洞。施工步骤为:测量放线→洞口边仰坡加固→超前支护→环形开挖→立钢架→纵向联结杆→钢筋网焊接→系统锚杆→喷混凝土→养生→下一循环。环形开挖中间留核心土,进尺0.8米,立钢拱两榀,即洞口一榀,距洞口0.8米一榀,焊纵向联结拉杆。格栅与锚杆焊接为一个整体。其具体措施如下:
A. 制定实施细则并进行技术交底。
B. 洞口段施工避开雨天进行。如确需在雨天施工采取以下措施:
a. 对工地进行防洪检查,完善排水设施,保持排水系统畅通。
b. 指定专人巡视,发现积水或水沟阻塞的地方,及时疏通放水。
c. 加强与气象部门联系,时刻注意气候变化。
d. 开挖土石方边坡自上而下按设计坡度分层开挖刷坡,并及时对边坡进行覆盖,避免边坡受雨水冲刷,损坏边坡。
e. 做好边仰坡外的截水沟、洞口排水沟。
f. 加固好边仰坡,确保其稳定。
g. 在洞口低洼处设积水井及抽水机,准备一些沙袋等。
C. 为监控隧道下沉,在洞顶上方埋设地表量测桩。
4.2.2 隧道洞身开挖及出碴运输
(1)洞身开挖
A. 微台阶开挖:适用于Ⅱ类围岩
a. 施工顺序:
测量→超前支护→上部开挖→初喷→出碴→立拱架→锚杆→钢筋网→复喷至设计厚度→下一循环。
测量→下部开挖→初喷→出碴→立拱架→锚杆→钢筋网→复喷至设计厚度→下一循环。
测量→仰拱开挖、出碴→立仰拱架→浇注仰拱砼→钢筋绑扎→浇填充砼→下一循环。
b. 施工方法:处于洞口浅埋段的Ⅱ类围岩受风化较重,自稳能力差,围岩易坍塌,开挖时采用微台阶法施工,Φ32自进式锚杆作为超前支护,拱墙0.8m立一榀钢拱架。下部开挖时,左右交错开挖,及时支护。仰拱开挖一次成形,每次开挖4~6m,开挖后立即进行仰拱、填充和边墙基础砼施工,与拱墙初期支护封闭成环。进度指标:40m/月。
c. 施工技术措施:
——由于围岩自稳能力差,上部开挖时采用人工手持风镐弧形开挖,留核心土以保证成洞面的稳定和便于拱架安装。
——下部开挖采用挖掘机开挖,人工修整边墙弧度。
——仰拱开挖采用挖掘机一次性开挖,人工修整仰拱弧度。
——开挖过程中若遇大孤石,可放小炮处理。
——所有工序施工过程中一定要严格控制施工用水,杜绝水浸泡洞身。
——洞口段进洞施工前,设置量测点进行地表下沉量测和纵向位移监控。
——遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭,勤量测”的原则。
B. 短台阶法开挖:适用于Ⅲ类围岩
a. 施工顺序:测量→上部打掘进眼→装药→起爆、通风→初喷→出碴→设置锚杆、挂网→立拱架→复喷→下一循环。
施工中上下部打眼同时施工,同时起爆。
b. 施工方法:由于是软弱围岩较为破碎,短台阶开挖,为便于出碴,台阶长度控制在5m以内,拱部采用光面爆破,边墙采用预裂爆破。上、下部均采用风钻打眼,1-10毫秒雷管起爆。循环进尺控制在2m以内,进度指标80m/月。
c. 施工技术措施:
——严格按钻爆设计进行布眼、装药,分清各部位起爆雷管的段数。
——周边眼一定间隔装药,可事先将炸药分段绑在竹片上。
——各部位钻眼一定要定人司钻,注意控制炮眼的方向和间距。
——遵循“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭,勤量测”的原则。
C. 全断面开挖:适用于Ⅳ类围岩
a. 施工顺序:测量→钻眼→装药→起爆→通风→找顶→初喷→出碴→锚喷
b. 施工方法:采用全断面开挖并支护,进度指标:120m/月。采用多功能作业台架钻孔,1-10毫秒雷管起爆、光面爆破、18t自卸汽车出碴;开挖后及时支护并量测。
c. 施工技术措施:
——严格按钻爆设计进行布眼、装药,分清各部位起爆雷管的段数。
——周边眼采用间隔装药,可事先将炸药分段绑在竹片上。
——各部位钻眼一定要定人司钻,注意控制炮眼的方向和间距。
——测量放线要准确,炮眼布置用激光投影仪投影到开挖面上。
(2)钻爆设计
A. 设计原则
采用光面爆破。根据地质条件,开挖断面、开挖进尺,爆破器材等条件编制爆破设计。钻爆参数是一动态的参数,应根据围岩变化及时调整,进行动态管理。
a. 根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一横断面上,掏槽炮眼加深15cm。
b. 严格控制周边眼的装药量,采用间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。
c. 选用低密度低爆速、低猛度的炸药,本工程采用乳化炸药。塑料导爆管1-10毫秒雷管起爆。
d. 采用毫秒微差有序起爆,周边眼采用导爆索起爆,以减小起爆时差。
B. 钻爆参数的选择
通过爆破试验确定爆破参数,试验时参照表《光面爆破参数表》。
光面爆破参数表
| 岩石种类 | 周边眼间距 E(cm) | 周边眼 最小抵抗线 W(cm) | 相对距 E/W | 周边眼 装药参数 (kg/m) |
| 硬岩 | 55~70 | 60~80 | 0. 8 ~1.0 | 0.25~0.3 |
| 中硬岩 | 45~65 | 60~80 | 0. 8 ~1.0 | 0.2~0.25 |
| 软岩 | 35~50 | 60~80 | 0. 5 ~0.8 | 0.07~0.12 |
采用中空直眼或斜眼掏槽。直眼掏槽操作较简单,钻孔方向易掌握;当石质较硬时,可考虑采用斜眼掏槽,以便减少钻眼数量。
D. 装药结构及堵塞方式
a.装药结构:周边眼采用小直径药卷间隔装药,岩石很软时采用导爆索。其余炮眼采用集中装药。
b.堵塞方式:所有装药炮眼用炮泥堵塞,周边眼堵塞长度不小于26cm。采用预裂爆破法时,应从药包顶端起堵塞,不得只在眼口堵塞。
4.2.3 隧道出碴运输:
隧道出碴采用无轨出碴方式,ZLC-50C侧卸式装载机装碴,18T自卸汽车运碴至弃碴场。
4.2.4 笔架山隧道初期支护、施工支护、及辅助施工措施
施工工序为:开挖后及时进行初喷砼,安装锚杆,挂钢筋网,最后进行复喷。对于洞口加强段及软弱围岩,根据设计,初喷后施作格栅钢架、超前支护等。
(1)喷射砼施工
施工工序:在锚杆、钢筋网、格栅钢架、超前锚杆等做好之后即进行喷砼。其施工工艺见《笔架山隧道喷砼施工工艺框图》。
笔架山喷砼施工工艺框图
注:采用自动计量系统配料。
B. 施工方法
a. 喷射砼采用湿喷机,砼由洞外拌和站集中拌料,砼运输车运到工作面。
b. 喷砼:喷射砼前,用水、高压风将岩面粉尘和杂物进行清理,喷射作业应分段、分片、由下而上顺序进行。初喷砼厚度不小于3~5cm。格栅钢架等安装完后进行复喷砼作业,喷至设计厚度。
C. 施工技术措施及注意事项
a. 原材料计量要准确,杂质含量不超标,砂、石料、水泥、水的计量误差≯2%,速凝剂、减水剂等外加剂的计量≯0.5%。
b. 设置控制喷砼厚度的标志。喷射前处理危石,检查开挖断面净空尺寸。
c. 采用强制式搅拌机拌制砼,骨料、水泥加入搅拌机,加水搅拌5分钟,经试验坍落度满足要求后方可。
d. 用高压水冲洗受喷面,当受喷面遇水易泥化时,用高压风吹净岩面。
e. 喷射作业分段、分片、分层,由下而上顺序进行。
f. 喷嘴与岩面垂直,距受喷面0.8~1.2m。
g. 掌握好风压与水压,减少回弹和粉尘,喷射压力0.1~0.15MPa,水压力0.15~0.2MPa。
h. 施工中经常检查出料弯头、输料管和管路接头,处理故障时断电、停风,发现堵管时立即关机停风。
(2). 锚杆施工
A概述:笔架山隧道的系统锚杆均为Φ25中空注浆锚杆,II类L=350cm(80×80cm)、Ⅲ类L=300cm(100×100cm)、Ⅳ类L=250cm(120×120cm)按梅花形布置。其施工工艺见下页《笔架山隧道系统锚杆施工工艺框图》。
B.施工方法
施工顺序:测量放线→钻孔→锚杆顶入→浆液制备→注浆。
采用多功能作业台车手持风钻钻孔,并将中空锚杆顶入,孔口处理,注浆泵注早强水泥砂浆。注浆及其工艺同超前锚杆。
C.施工技术措施
a.开挖初喷后尽快施作锚杆,然后复喷。
b.锚杆规格、长度、直径符合设计要求,锚杆杆体除锈除油。
c.锚杆布置形式符合设计要求,按要求定出锚杆位置,锚杆间距允许误差±
150mm。锚杆与岩面垂直。
d.水泥砂浆水灰比符合设计要求,锚杆杆体露出岩面长度不大于喷层厚度。确保孔
笔架山隧道系统锚杆施工工艺框图
不合格
合 格
注:严格控制水灰比,保证注浆质量,锚杆孔尽可能做到垂直于岩面。
内浆液饱满。锚杆垫板与孔口砼密贴。
e.锚杆注浆压为0.5~1.0Mpa,终压2~2.5 Mpa。
(3)钢筋网施工
A.概述:钢筋网采用Φ6.5钢筋,II类围岩及III类围岩网格尺寸20×20cm、Ⅳ类围岩网格尺寸25×25cm,II类、III类围岩边墙及拱部铺设,Ⅳ类围岩局部铺设。
B.施工方法:钢筋网施工在锚杆施作好后进行。将洞外加工成片的钢筋网随高就低紧贴初喷面,用电焊焊于锚杆尾部。
C.施工技术措施
a.钢筋网安装一定要稳固,喷砼时不得晃动。
b.生锈的钢筋必须按要求进行除锈。
(4)辅助施工措施
A.超前锚杆施工
a.概述:
笔架山隧道II类围岩超前支护设计为Φ32自进式中空注浆锚杆,L=600cm,环向间距40cm,在拱部1200范围内布置,外插角约5°,方向与线路中线平行。
b.施工方法
施工顺序:测量放线→钻入→浆液制备→注浆。
采用多功能作业台车人工手持风钻钻孔,注浆泵注浆。
c.主要技术措施
按设计图要求,在掌子面上准确画出本循环需设的锚杆孔位。
——钻入:采用手持风钻直接钻入。
——注浆:为加固隧道周边围岩,控制地表下沉,增大刚度,充填锚杆周边空隙,对每根锚杆进行注浆。注浆压力控制在0.5~1.0Mpa,终压2~2.5MPa。在注浆过程中,浆液保持准确比例,不断搅动。注浆按单液浆注浆实施,其中W/C比按重量比1:0.8~1:1.5控制,通过实验及单液浆注浆的控制范围,确定单液浆的稠度、注浆的实际配比。
——注浆时做好记录,根据压力状况和跑浆情况确定终止时间。
B.格栅钢架
a.概述
笔架山隧道II类(0.8m/榀)以及Ⅲ类(1.0m/榀)围岩均采用格栅钢架加强支护。
b.施工方法:
施工顺序:拱架制作→安装→锁脚锚杆→纵向联接筋——格栅钢架制作:格栅钢架在洞外加工房按设计加工,每单元两端焊上连接板并钻眼以便将毗邻单元用螺栓连接。
锚杆注浆工艺见《笔架山隧道超前锚杆注浆施工工艺框图》。
笔架山超前锚杆注浆施工工艺框图
注:浆液配比严格按配合比施工。
超前锚杆为Φ32自进式中空注浆锚杆。
——安装:因施工时采用微台阶法施工,根据开挖方法先安装拱部,为了使拱部拱架便于与下部连接,安装拱部时在拱脚处垫上垫板和砂垫层并用锁脚锚杆锁固。两边边墙分左、右侧开挖,相继安装墙部拱架。安装好的拱架用纵向连接筋连成一体,按设计施作径向锚杆,将径向锚杆的尾部焊于拱架上。
c.施工技术措施:
——格栅钢架加工在平整的场地上进行,以控制平面翘曲度在允许的范围内。检查焊点是否符合规范要求,是否漏焊;符合要求的要编号,避免混用。
——格栅钢架的下端设在稳固的地层上,拱脚开挖高度应低于上部开挖底线15~20cm,下垫砂层和钢板,便于安装和下部连接。
——安装:因施工时采用微台阶法施工,根据开挖方法先安装拱部,为了使拱部拱架便于与下部连接,安装拱部时在拱脚处垫上垫板和砂垫层并用锁脚锚杆锁固。两边边墙分左、右侧开挖,相继安装墙部拱架。安装好的拱架用纵向连接筋连成一体,按设计施作径向锚杆,将径向锚杆的尾部焊于拱架上。
——安装好的拱架在拱脚处打好锁脚锚杆,每侧拱脚至少4根。
——横向和高程误差为±5cm,垂直度±2°,左右纵向误差±5cm。
——格栅钢架与围岩之间的超挖用喷砼回填,严禁用片石和木材填塞,保护层厚度不小于4cm。
4.2.5 笔架山隧道软弱破碎带施工
从笔架山隧道地质纵断面设计图及地质报告来看,在左右线隧道(出口端)穿越软弱II类围岩地段,该段地层软弱,地质条件复杂。为了安全、顺利地生产,预防不测,特制定以下措施:
(1)施工原则:早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测,步步为营,以防为主,稳步前进。
(2)加强超前地质预报工作,进一步判明地质情况,获取施工中掌握的参数,采取相应的处治措施。
(3)施工前切实掌握破碎带的情况,包括破碎带的宽度、填充物、地下水以及隧道轴线与断层构造线方向的组合关系,以便采取相应措施。
(4)施工方法:隧道破碎带地段采用微台阶法开挖,尽量采用风镐开挖,掘进循环进尺控制在0.5~1.0m。采用爆破法掘进时,应严格掌握炮眼数量、深度和装药量,尽量减少爆破对围岩的震动。
(5)通过破碎带的各施工工序之间的距离尽量缩短,尽快地使全断面支护形成封闭,减少岩层暴露、松动。
(6)软弱破碎富水段,通过时,施工前必须先治水,治水采用排堵结合的治理措施。
(7)辅助施工措施:采用自进式锚杆预注浆加固围岩,及时施作喷、锚、网支护,并辅以格栅钢架加强措施,构成强支护体系,及时形成封闭结构。
(8)仰拱和衬砌紧跟开挖。施工缝、沉降缝作特殊处理。当衬砌砼强度达到规定强度后才能拆模。
(9)加强监控量测,当量测结果显示围岩和支护体系变形异常时,增大支护参数,必要时施作加强衬砌。当围岩量测显示支护体系变形异常时,增大支护参数。
(10)根据位移量测结果,评价支护的可靠性和围岩的稳定状态,及时调整支护参数,确保施工安全。
4.2.6笔架山隧道紧急停车带、车行横洞及人行横洞施工
(1)概述
全隧左右线各设置紧急停车带4处、车行横通道4处、人行横洞5处;紧急停车带与车行横洞对应设置,紧急停车带长为40米,在行车道右侧加宽2.5m,两端头设5m过渡带,紧急停车带与横洞交叉口设15m加强段。
车行横洞轴线与隧道轴线成60º交角,两端与隧道行车道路面衔接,中间设置一道封闭门。人行横洞轴线与隧道轴线垂直,两端与隧道检修道衔接,并设置封闭门。
(2)紧急停车带、洞内附属洞室的开挖及支护
紧急停车带随正洞一起开挖,方法同正洞;洞内附属洞室在不影响隧道正洞施工的前提下开挖,开挖采用钻爆法施工。人行横洞采用人工打眼,全断面开挖、光面爆破。由于人行横洞宽度不到3.5米,出碴只有采取人工倒碴至正洞,然后用装载机将碴装入自卸车运至弃碴场;车行横洞采用三臂液压凿岩台车打眼,台阶法开挖、光面爆破,装载机装碴,自卸车运至弃碴场。支护严格按设计施工。
4.2.7笔架山隧道施工通风、降尘及管线布置
本隧道含有瓦斯,但瓦斯含量低,在按规定施工、通风时,不存在对施工造成不利影响,故不按瓦斯隧道进行通风设计。为了安全生产,必须加强通风管理。
(1)通风设计
A.施工中作业环境的卫生标准
洞内氧气含量按体积不小于20%;一氧化碳(CO)最高容许度为30mg/m3;二氧化碳(CO2.)体积计不大于0.5%;瓦斯按体积计不大于0.3%;氮氧化物(NO2.)高容许度为5mg/m3;洞内气温不高于30℃;噪声不大于90dB;坑道内风速不小于0.25m/s,全断面开挖时风速不小于0.15m/s,但均不大于6m/s;供风量保证每人供应新鲜空气不小于3m3/min。
B. 通风方式与设备
笔架山隧道开挖工作面采用机械通风降低洞内有害气体、粉尘浓度。
在每个隧道洞口均设置2×55KW通风机,并在洞内串联一台37KW的通风机;压入式通风。通风管直径为1000mm。洞内视情况在衬砌地段安装1台28KW通风机改善通风条件。
通风机配备保险装置,当发生故障时自动停机。通风机的进口和出口处设置消声器,保证施工场所的噪声不超标。
C. 通风管理
本隧道通风系统较为简单,由具有丰富的通风、瓦斯检测知识的技术人员组成通风管理小组,包括专职瓦检员,通风管理员。配备足够的检测有害气体的设备,并且为检测试验人员提供经批准的防毒面罩。
a.瓦检员负责对有害气体的监测。对左右隧道进行全天候交叉巡回检测,由洞外向洞内,选择机电设备集中地点、二次衬砌工作面、隧底作业面、开挖作业面、和有可能瓦斯聚集的断面作为检点,对拱顶、两侧拱脚(或大跨处)和两侧墙脚距坑道周边20cm处采用五点法进行检测,取浓度最大值记录(氧气取浓度最小值),并逐级上报。
b.通风管理员负责通风设备的安装、维护,洞内风速、风量、风压的定期测试,以及定期检查通风设备的供风能力和动力消耗。根据施工状况调整通风设计并采取相应的安全技术措施。
c.通风管理员在每班工作期间,采用风速仪和风速量测计,对洞内的风量至少测量一次,并结合瓦检员反映的情况,如有通风不足,立即采取措施加强通风。
(2)降尘方法及措施
A.施工中,作业环境每立方米空气中的粉尘允许含量为:含10%以上游离二氧化硅(SiO2.)粉尘不超过2mg/m3;含10%以下游离二氧化硅(SiO2.)粉尘不超过4mg/m3。
B.降尘方法:采用水幕降尘器降尘。水幕降尘器喷水颗粒细,产雾量大,能够封锁整个隧道断面,除降尘外还可以吸收易溶于水的有害气体(S02、NH3等)。
另外采用隧道干式除尘机除尘,用于喷砼和装碴时的除尘。
C.降尘措施
a.隧道掘进和出碴期间,用粉尘测定仪在隧道开挖面附近测定粉尘含量。
b.钻眼作业采用湿式凿岩,凿岩机在钻眼时先送水后送风。禁止采用干式凿岩。
c.放炮后进行喷雾、洒水、找顶、清帮。
d.出碴前用水淋湿全部石碴和附近岩壁。
e.洞内施工人员佩带防尘面罩。
f.通过调整隧道供风的风速以排除粉尘。试验测定:当风速达到1.5~3.0m/s时,作业地点的粉尘可降到最小。
(3)管线布置
洞内三管二线悬挂在边墙上,符合安全要求,具体管线布置详见图7-6-16《笔架山隧道施工通风、排水及管线布置示意图》。
4.2.8 隧道施工防排水
施工方案见附图8《笔架山隧道施工通风、排水及管线布置示意图》。
隧道内的临时防、排水与永久防、排水相结合,以“防、截、排、堵相结合,因地治宜综合治理”的原则进行。
(1)洞口段排水
首先处理隧道覆盖层的地表水。修筑洞口边、仰坡坡顶截水沟、排水沟等排水建筑物,截引地表水,防止地表水顺坡漫流,使洞口附近无积水。并与路基排水系统或天然水沟相连接,组成系统的排水体系。
(2)洞内排水
笔架山隧道左右线设计均为人字坡,在K123+000处变坡。进口端为上坡施工,顺坡排水,在洞内Ⅳ类围岩地段一侧或双侧设置临时排水沟,水沟断面应满足排出洞内渗水和施工废水的需要,Ⅲ类围岩地段利用已完成的仰拱回填地段的水沟。开挖面的水采用挖集水坑,用潜水泵把水抽入排水沟,顺坡排至洞外污水处理池。污水处理池中的污水经净化处理达标后,排至指定排污渠道。施工中排水沟应经常清理。出口端为人字坡施工,在洞口至K123+000为上坡施工,同进口端排水;在K123+000到分界点,开挖面的水采用挖集水坑,用抽水机将水抽至洞口至K123+000水沟中,经水沟排至洞外污水处理池;污水处理池中的污水经净化处理达标后,排至指定排污渠道。施工中排水沟应经常清理。
4.2.9笔架山隧道超前地质预报
(1) 目的
超前地质预报是勘测设计阶段工程地质工作的继续,从超前预报中获取详实可靠的地质信息,如围岩类别,裂隙带和破裂带位置、性质、规模、赋水,赋含有害气体地层等进行信息反馈,为正确地选择施工方法、优化支护设计提供依据,指导施工,对防坍有重要意义。
(2)工作组织机构
为确保笔架山隧道按期优质建成,超前预报工作十分重要。为此,成立专职地质组和专职地质管理人员负责该隧道的地质工作。施工中配备有经验的地质工程师分三班轮流值班,进行24小时全过程监控指导,确保各种措施的落实。
(3)工作内容与方法
根据笔架山隧道的具体情况,拟采用工作面钻探测孔、工作面地质素描为主,结合地质雷达等手段对岩体特征、隧道水文变化情况、瓦斯地层等作地质超前预报。
A.利用工作面地质素描预报
利用地质素描判定工作面前方短距离范围内的地质状况。隧道掘进施工时,每个作业面派有经验的地质工程师24小时值班。每茬炮后对工作面进行地质素描,必要时照相摄影,并绘制地质素描图。地质素描内容主要包括地下水状态(出水点、出水量、水压力、突水情况等),地层岩性(产状、结构、地质构造影响程度等),岩石特征(岩石名称、风化状况、岩石结构、质地、强度),地质结构面(产状、间距、延伸性、粗糙度、张合度等),软弱夹层,贯穿性强的大节理及断层(产状性质、破碎度、富水性及导水性)当隧道围岩地质条件变化并与勘察、设计有较大出入时,开挖地质监测表应及时加密,并提出书面变更方案。
B. 其它预报方法
a.物探法:利用地质雷达,其现场工作相对简单,配合TSP202超前地质预报系统,发挥各自的优点,针对断层破碎带进行超前50米以内的超前探测。
b.超前水平勘探:利用台车并适当加长钻杆,通过观测记录钻速、冲洗液及岩屑、岩粉的变化,以及气体含量的变化,进行分析判断,预报短距离的地质灾害问题。
C. 超前地质预报主要项目综合表
超前地质预报主要项目见表《超前地质预报主要项目综合表》。
超前地质预报主要项目综合表
| 项目 | 预报主要内容 | 主要方法/仪器 | 重点预报地段 | |
| 常规预报 | 围岩 类别 | 岩性特征,节理,裂隙发育特征和岩体结构特征 | 地质素描法, 物探法 | 断层破碎带 软弱围岩地段 |
| 水文 状况 | 水量大小、压力、变化规律,环境水文地质特征 | 钻探孔/测流计 压力计 | 富水地段 | |
| 异常预报 | 破碎带 | 位置,规模,破碎程度,充填情况,含水情况 | 钻探孔,地质素描法,物探法 | 软弱、破碎围岩地段 |
| 瓦斯 状况 | 瓦斯含量大小、 压力、变化规律等 | 钻探孔,气体测流计 气体压力计 | 全隧 | |
A.超前预报由专门的地质专业工程师负责,设专职地质组,其它施工、质检人员予以配合,进行资料收集、统计、分析和编制信息预报成果,由主管技术人员予以复核,并报设计、监理单位。为变更设计、修改施工方法提供依据。
B.不断总结经验,对已披露的实际地质情况与前期地质预报内容相比较,评估预报的准确性,为以后的超前预报工作积累经验。
C.经分析、整理的地质资料作为施工技术资料存档。
4.2.10 笔架山隧道开挖减震爆破及爆破振动监测
笔架山隧道开挖爆破震动监测的目的:保护新浇砼不被震坏;减少对周围岩石的扰动等。
笔架山隧道施工采用减震控制爆破技术并进行爆破震动监测。隧道坚硬岩石地段采用钻爆法开挖,为减少爆破对周围岩石和新浇注砼的震动,施工中采取有效的微差减震控制爆破和中心轴不对称的接力式起爆网络技术,采用起爆时间大于50ms的分段微差非电毫秒雷管,使各段爆破产生的震动叠加范围大大减少,同时控制单段允许装药量,降低了爆破震动速度值。达到基准值要求。同时通过爆破震动监测,优化爆破设计,达到保证施工进度,按期完成施工任务的目的。
施工中按以下技术要点进行控制:
(1)减震控制爆破基准
根据《爆破安全规程》并结合本标段区间隧道所处的地质情况,拟定爆破对周围围岩的振动速度控制在3cm/s以内。
(2)控制爆破设计
A.循环进尺:根据地质条件,严格控制每一循环爆破进尺。
B.爆破器材选择
掏槽眼、掘进眼选用乳化炸药。周边眼选用低爆速、低密度、高爆力、小直径、传爆性好的光爆炸药。起爆雷管选用分段微差非电毫秒雷管。分段微差爆破中,各相邻段间的爆破间隔时间的选择十分重要,间隔越长,振动信号越不易叠加,但爆破效果差,不利于进度和质量控制;反之,信号叠加范围越大,但不利于降低振动速度,借鉴以往经验,采用相邻两段间爆破间隔时间大于50ms的非电毫秒雷管,以大大减少震动波的叠加而不产生较大的地震动。
C.接力起爆网络设计
通常的隧道开挖起爆网络均采用中心对称法,每圈炮眼同时起爆单段用药量大,不利于减振,笔架山隧道开挖采用中心轴不对称起爆法,相当于将爆破网络中的用药量较大的一圈掘进眼分成了两次起爆,减少了每段的用药量。
D.单段允许药量的
根据萨氏公式V=K(Q1/3/R)α,爆破振动量值与起爆方式、装药参数尤其主药包药量、地质情况、爆破点与测量点的距离及介质情况有关,当边界条件相同时,爆破开挖的最大振动速度值不取决于一次起爆的总药量,而决定于某单段的最大用药量。利用萨氏公式,参考綦江地区所取得的K、α值,反算出所允许的单段药量Q,在施工中根据现场实验调整相关爆破参数,特别测试出爆破地震波衰减系数k、α值,以调整最大段允许装药量。
E.掏槽方式选择
Ⅳ类围岩地段采用直眼掏槽。
F.周边眼布置形式
周边眼采用不偶合间隔装药,为实现间隔装药,使药卷居中在孔内,采取预先加工周边眼药串的办法,按设计将药卷用传爆线串联在竹片上,让药串架空居中于钻孔中心。
开挖断面的周边炮眼间均设空眼,以作减震和光爆导向眼之用。
G.起爆顺序:
掏槽眼→掘进眼→内圈眼→底板眼→周边眼。
(3)安全措施
为确保钻爆施工所产生的振动不影响周围环境,施工期间,尤其是钻爆初期,每炮进行爆破震动监测,及时调整钻爆参数,减轻振动,确保地面建筑物的安全,确保先行施工隧道的安全与结构的稳定。
(4)爆破振动监测
A.成立爆破监测小组
成立爆破监测小组,负责爆破震动监测。洞内(外)爆破前30min,由调度通知监测小组,监测小组作好准备,开启仪器,爆破前5min,调度再通知小组准备放炮,爆破后5min再通知放炮结束,整理数据,关闭仪器。
B.监测系统:
| CD-1型检波器 | → | OL-001测振仪 | → | 数据处理 |
沿爆破中心的径向或环向布置一条或几条地表或隧道测线。径向时,测点距离按对数曲线布置,测点放在同一地层或基础上,每一测点最好能同时三个方向的向量。观测爆破振动对建(构)筑物的影响,测点布置在被测地表建筑物附近的地表、砼建筑物上。
D.量测数据的处理与应用
应用公式V=K(Q1/3/R)α及一元回归方法对建筑物所测得的数据进行回归分析,得到与介质、地形有关的系数K、α,从而得到质点振速的衰减规律,然后根据公式、允许最大振速,爆距,反算出所允许得药量Q。
将得到的振速与安全判据(规定的允许振速)相比较,判断岩体、砼是否破坏,建筑物、构筑物是否安全。若所测得的振速大于允许振速,则加强减震措施。
6.2.11 笔架山隧道监控量测
(1)监控量测的目的
实施监控量测的目的具体包括:
A.通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化,把握施工过程中结构所处的安全状态,判断围岩稳定性,支护、衬砌可靠性。
B.用现场实测的结果弥补理论分析过程中存在的不足,并把监测结果反馈设计、指导施工,为修改施工方法、调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据。
C.通过监控量测对工程施工可能产生的环境影响进行全面的监控。
D.通过监控量测进行大跨隧道日常的施工管理,确保施工安全和施工质量。
E.通过施工现场的监控量测,确定二次衬砌合理施作时间。
F.通过监控量测了解该工程条件下所表现、反映出来的一些地下工程规律和特点,为今后类似工程或该工法本身的发展提供借鉴、依据和指导作用。
(2)监控量测计划
监控量测的项目主要根据隧道的工程地质条件、围岩类别、跨度、埋深、开挖方法和支护类型等综合确定。而且,在隧道工程中进行量测,绝不是单纯地为了获取信息,而是把它作为施工管理的一个积极有效的手段,因此量测信息应能确切地预报破坏和变形等未来的动态,对设计参数和施工流程加以监控,以便及时掌握围岩动态而采取适当的措施(如预估最终位移值、根据监控基准调整、修改开挖和支护的顺序和时机等)。
满足作为设计变更的重要信息和各项要求,如提供设计、施工所需的重要参数(初始位移速度、作用荷载等)。
结合笔架山隧道的实际情况,将地质与初期支护观察、水平净空收敛量测、拱顶下沉量测、锚杆轴力作为施工监控量测项目。同时配备选测项目所需的设备,必要时实施选测项目。
现将主要监控量测项目简介如下:
A.地质和初期支护观察
地质和支护状态观察包括工作面观察和支护结构的支护效果观察。
观察频率:
每一循环进尺,都必须进行一次工作面观察,并作好客观详尽的记录。在地质变化不大地段,可每天按一个工作面记录,对已成洞地段主要是支护效果的观察,频率同工作面。
观察内容:
a.工作面工程地质和水文地质情况观察和描述:包括岩石名称、岩层产状、断层、层理、节理等结构面的分布、走向、产状及频率,有无偏压或膨胀地压,工作面及毛洞自稳情况,岩石单轴抗压强度,地下水情况及影响等内容,并以表格和素描形式记录。
b.工作面附近初期支护状态观察和已成洞的支护效果观察:包括锚杆锚固效果,喷层开裂部位、宽度、长度及深度,模筑混凝土衬砌的整体性,防水效果等,以表格和素描形式记录下来。
B.地表下沉量测
量测目的:浅埋隧道开挖时经常引起地表沉陷,量测的目的是了解:
a. 地面下沉范围,量值;
b. 地面下沉随工作面推进的规律;
c. 地面下沉稳定的时间。
量测方法:一般用精密水准仪量测,仪器精度±0.1mm。
测点沿纵向(隧道中线方向)布置,其间距,当隧道深埋时为20~50m,埋深介于深浅埋之间时为10~20m,浅埋时为5~10m。在隧道进出口地段及富含地下水段埋设断面。横向间距为2~5m,每断面至少布置11个测点,隧道中线附近加密些,远离中线处疏些。测点应在开挖形成的下沉之前埋设,一直测到下沉稳定。
为了在开始下沉前进行量测,要从工作面前方H+h1处或2D处开始量测(H:埋深,h1:上半断面高度,D:隧道开挖宽度)。
量测频率:开挖面距量测断面前后距离L≤2D时,每日1~2次;2D<L≤5D时,每日一次;L>5D时,每周一次。
C.水平净空位移量测
目的:根据收敛位移量、收敛速度、断面的变形形态,判断围岩的稳定性、支护的设计施工是否妥当和衬砌的施作时间。
量测方法:收敛量测设计包括断面间距、量测频率、测线布置和测点埋设时间等。上述内容取决于地质条件、地压分布、隧道埋深、开挖方法及进度、断面收敛速度等。
量测断面间距:应保证沿隧道轴线每类围岩至少有一个量测断面。一般情况下,洞口段和埋深小于2D(D为隧道洞径)的地段,间隔5~10m一个断面,其余地段视地质情况,每隔5~100m设一个断面。
量测设备用收敛仪进行量测。
D.拱顶下沉量测
量测目的:监视隧道拱顶的绝对下沉量,掌握断面的变形动态,判断支护结构的稳定性。
量测设备用水准仪、钢尺进行量测。
E.锚杆轴力量测
量测目的:量测锚杆中的变形,求出锚杆轴力。与收敛量测一起研究和修正锚杆的设计参数。
量测仪器:主要使用量测锚杆。量测锚杆的杆体是用中空钢材制成,其材质同锚杆一样,量测锚杆有机械式、电阻应变片式和振弦式三类。目前使用较多的是振弦式。
(3)量测频率与结束标准
A.量测频率
量测频率根据监测数据的变化情况而定,详见图7-6-13《笔架山隧道监控量测计划图》。
B.结束标准
根据收敛速度判别:
一般地段:收敛速度>5mm/d时,围岩处于急剧变化状态,加强初期支护系统。水平收敛速度<0.2mm/d或拱顶下沉速度<0.15mm/d时,围岩基本达到稳定。
浅埋地段:加强初期支护强度和刚度,严格控制过大变形。
各量测项目持续到变形基本稳定后2周结束,软弱围岩大变形地段位移长时间不能稳定时,则应延长量测时间。
(4)监测数据的统计分析与信息反馈
A. 隧道周边允许位移值的制定
初支结构允许相对位移(%)表
隧道埋深
| 围岩类别 | <50m | 50~300m | >300m |
| Ⅳ | 0.1~0.30 | 0.20~0.50 | 0.40~1.20 |
| Ⅲ | 0.15~0.50 | 0.40~1.20 | 0.80~2.00 |
| Ⅱ | 0.20~0.80 | 0.60~1.60 | 1.00~3.00 |
②脆性围岩取表中较小值,塑性围岩取表中较大值。
B.监控量测项目的管理基准
现场监测时,可根据监测结果所处的管理阶段来选择监测频率:一般Ⅲ级管理阶段监测频率可放宽些;Ⅱ级管理阶段则应注意加密监测次数;Ⅰ级管理阶段则应加强监测,通常监测频率为1-2次/天或更多。
位移管理等级表
| 管理等级 | 管理位移 | 施工状态 |
| Ⅲ | Uo<Un/3 | 可正常施工 |
| Ⅱ | (Un/3)≤Uo≤ (2Un/3) | 应加强支护 |
| Ⅰ | Uo>2Un/3 | 采取特殊措施 |
C.监测数据的分析及预测
取得监测数据后,要及时进行整理,绘制位移随时间或空间的变化曲线图。在取得足够数据后,还应根据散点图的数据分布情况,选择合适的函数,对监测结果进行回归,以预测该测点可能出现的最终位移值及结构的安全性,评价施工方法,确定工程措施。
D.监测数据的信息反馈
为确保监测结果质量,加快信息反馈速度,全部监测数据均有计算机管理,并绘制测点位移变化曲线图。
a.信息反馈修正设计的基本要求
现代隧道施工时,设计、施工必须紧密配合,共同研究,综合分析各项施工信息,及时进行信息反馈,最终确定和修改设计。
信息反馈修正设计,系指在隧道开挖后,根据施工信息,对施工前预设计所确定的结构形式、支护参数、预留变形量、施工工艺、施工方法以及各工序施作的时间等的检验和修正,是贯穿于整个施工过程的设计阶段。
施工信息是指施工观察、现场地质调查、现场监控量测等得到的数据和信息。施工信息是隧道开挖后围岩稳定性的动态反映,也是修正设计的依据。对各种信息进行综合分析、互相印证,对预设计参数修正和施工方法的改进是不可缺少的部分。
b.施工信息的应用
——根据一个量测断面的施工信息综合分析处理结果,进行设计参数修正,只实用于该断面前后不大于5m的同类围岩地段。
——隧道较长地段同类围岩设计参数的修正,特别是降低设计参数,必须以不少于三个断面的施工信息综合分析为依据。按修正后的参数进行挖的地段,其设计参数的正确性和合理性根据施工信息综合分析予以验证。
c.信息反馈修正设计的内容
——施工方法变更的建议;
——施工工序的更改;
——预留变形量的修改或确认;
——设计参数的修改或确认;
——采用辅助施工措施的建议;
当施工信息给出不稳定征兆时,应检查是否是由于工序不当所造成的。改变施工工序,如暂停开挖、及时喷锚、二次衬砌紧跟、仰拱及早封闭等,都可能促使支护结构趋于稳定。
d.增强初期支护设计参数的确定
遇下列情况之一,立即采取补强措施,改变施工方法或设计参数,增强初期支护:
——隧道开挖后,工程地质和水文地质、围岩类别比预计的要差;
——喷射混凝土层裂缝多、裂缝大或不断发展;
——实测位移值超过规定的允许值或类似条件下的隧道位移值;
——位移速率无明显下降,实测位移值已接近规定的允许值,位移量可能超过预留变形量;
——稳定性特征出现异常状态。
e.降低初期支护设计参数的确定
遇到下列情况之一,应改变设计参数,适当降低初期支护:
——确认围岩类别、工程地质及水文地质条件比预计有明显好转或有具体工程类比;
——初期支护未全部完成,位移已收敛,达到施作二次衬砌的指标;
——初期支护全部施作完毕,位移量远小于规定允许位移值。
(5)初期支护监测结果异常的处理
隧道监控量测结果出现异常时,按以下方法处理:
A.如果是由于基底下沉引起的,尽快仰拱封闭,如仍然下沉,在墙角处加设锚杆,复喷砼并在基底钻孔注浆加固。
B.如果是由于偏压引起的,复喷砼,加设锚杆。
C.如果是由于围岩压力引起的,可多次复喷并用锚杆加固围岩,补强初期支护。在下一循环施工时,修改支护参数,增强初期支护,同时增大观测频率;再及时施作二次衬砌,必要时采用加强衬砌。
4.2.12 笔架山隧道防坍塌技术措施
塌方是隧道施工中的大害,实际上多数塌方是由于施工不当所致,坍方次数的多少,一方面反映了地质条件复杂,另一方面也反映了施工单位技术水平和管理水平的高低。尤其是在不良地质条件下施工,防止坍方是确保隧道施工顺利进行及保证工程质量的关键,根据地质勘察报告,笔架山隧道II、III类围岩占全隧的53%,出口端围岩破碎,自稳能力差。为此结合本隧道的特点及其地质情况,拟采用以下主要的防坍措施:
A.坚持超前预报,探明前方地质。根据探测情况提出实施方案。
B.制定和选用合理的施工方法。根据以往的施工经验,在不同地质条件下选用合理施工方法是防坍的重要手段。在制定和选择施工方法时应注意:
a).贯彻“不坍就有进度”的思想。针对软弱围岩的施工方法必须稳妥可靠,应在保证不坍的原则下再考虑加快施工进度。
b).选定初期支护参数要贯彻“宁强勿弱”的原则。由于对岩体工程性质的认识很难恰如其分,对于介于两级围岩之间的应按偏低的围岩级别进行支护。
c).正确选用不同的施工方法。Ⅲ类围岩介于稳定的Ⅳ类围岩和不稳定的Ⅱ类围岩之间,既无Ⅳ类围岩的自稳能力,又无Ⅱ类围岩设计支护中完善的防坍措施。因此,Ⅲ类围岩如施工方法或支护不当很容易坍塌。
d).施工中如发现开挖后成型差和围岩潮湿不稳定时,即改为微台阶法施工,并缩短进尺。
C.在复合式衬砌设计地段采用新奥法原理指导施工,应做到:
a).采用减震爆破,尽量减少对围岩的扰动。
b).开挖成型后及时施作喷砼等初期支护或边开挖边支护,步步为营。
c).开挖后自稳能力差的地段应采用超前支护或超前加固前方围岩,即坚持先护顶后开挖的原则组织施工。
d).尽量使初期支护封闭成环。
e).施工过程中对围岩及支护结构进行位移量测,根据数据结合观察报告正确分析支护的稳定性,并采取正确对策。
f).对变形超限的初期支护要及时进行加固。
g).初期支护变形稳定后应立即进行二次衬砌,对自稳能力很差围岩,围岩变形测出异常且无收敛趋势时,提前做二次衬砌,二次衬砌中,采取增设钢筋和提高砼强度等措施。
D.保证初期支护质量。
a).初期支护应严格按设计和施工规范施工,确保支护质量。
b).提高开挖质量是保证支护质量的关键,凡爆破成型不良地段应考虑超前支护。
c).喷射混凝土与围岩密贴,并保证喷混凝土强度,有格栅钢架时格栅钢架后不允许有空洞,不许填片石和木材,喷混凝土将格栅钢架完全覆盖。
d).格栅钢架间距符合设计,安装位置正确,保证接头处的等强连接,格栅钢架置于原状土上。
e).锚杆孔的长度,间距符合设计要求,在杆孔内的砂浆饱满。
E.严格施工纪律。防坍的施工方案经讨论确定后,操作人员必须严格执行,不得私自变动,否则,无论后果如何,都应受到严肃处理。
F.围岩含水地段应先治水。
G.加强施工过程控制。
a).施工过程中每一开挖工班配一名工程师跟班,确保各种措施、技术交底的落实,保证标准化作业。
b).开挖过程中配有经验的地质工程师24小时轮流值班,及时监控地质变化情况,指导现场施工。
c).领导是关键,在软弱不稳定围岩地段施工,安排主要领导轮流值班,及时解决现场出现的问题,指导施工人员按规范及标准化作业。
第五节 环境保护措施
随着社会的进步,人类文明的发展,环境保护已被越来越多的人们所重视。本工程所处为山区,隧道区水源较为紧张,植被不丰富。为了确保工程所在地区的环境得到有效的保护,我部将严格执行国家和工程所在地的环保和法规,以及施工所要求的绿化项目,认真听取监理工程师、业主的环保人员及地方人员的相关建议和意见,并接受其检查和监督。环境保护具有一票否决权,对施工过程中会造成环境破坏的因素加以研究,并进行预防。
5.1保护水质
(1) 为了保护环境和洞外水源不受污染,在洞口设污水处理系统。设专人值班管理,对隧道污水进行处理,直到符合国家规定标准再排放。
(2) 控制施工注浆使用的水泥泄漏,并对进入隧道排水系统中的注浆废液做净化达标处理,避免浆液污染洞外居民的生活、生产用水。
(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。
(4) 施工区域、砂石料场在施工期间和完工后,妥善处理、以减少对河流的侵蚀,防止沉碴进入河流或小溪。
5.2大气污染及粉尘污染防治
(1) 对施工现场和运输便道等易产生粉尘的地段定时进行洒水降尘,勤洗施工机械车辆,使产生的粉尘危害减至最小程度。
(2) 对隧道及路基施工人员发放口罩、防毒面具等,并定期进行体检。
(3) 加强施工机械设备的维护保养,减少噪声和污染。
(4) 施工现场严格按GB12523-90《建筑施工场界噪声限值》中的有关规定和要求进行。对于噪声影响大的施工,合理安排施工组织计划,避免夜间施工扰民,尽量减少施工对当地居民的不利影响。
5.3 弃碴防护
本标段隧道工程弃碴较大,对弃碴场做好防护和绿化,防止弃碴对河流的污染和侵占,具体措施如下:
(1) 隧道弃碴“先挡后弃”,在弃碴场坡脚设挡土墙,挡墙埋入地面以下不小于1m,确保挡墙的强度。弃碴应分层碾压,压实度达到80%以上方可进行下一层弃碴,以防洪水冲刷弃碴场,淤塞河流小溪。
(2) 在弃碴场顶外缘设环形截水沟,弃碴场顶向外做不小于2%的排水坡,按设计要求在底部每10米铺设一根φ100透水软管,保证排水畅通,防止雨水冲走弃碴,填塞河流。
(3)施工所产生的废碴、废液均应按国家有关环保法进行处理,不得随意排放和弃置。
(4) 弃碴符合地方环保规定,施工过程中保护碴场四周的植被,工程竣工后对碴场进行填土恢复、平整、绿化、还耕,以保护生态环境,防止水土流失。
(5) 弃碴点尽量选在植被稀疏的荒地,弃碴的下部和边角宜砌筑拦碴坝或墙,以防止水土流失。
第六节 工程质量保证措施
(1)开工前认真熟悉设计文件,编制实施性施工组织设计,计算出隧道各主要部位的标高,制定《标高表》,上报监理工程师审核后,作为施工测量的依据。
(2)进洞前对导线网进行复测,与设计不符时及时向监理工程师报告。
(3)开挖采用光面爆破技术,爆破效果符合《公路隧道施工技术规范》的要求,喷射砼厚度、锚杆方向、长度、抗拔力符合设计要求。
(4)喷射砼前,检查开挖断面尺寸、清除杂物和松动岩块,埋设短节钢筋,以标识喷砼厚度,用高压风、高压水清洗受喷面,喷射作业分段、分片、分块、分层自下而上进行,喷射砼紧跟开挖工作面。
(5)不良地质地段的质量保证措施:
a.为搞好地质预报,配3名有经验的地质工程师,分三班,轮流值班监控地质变化、指导现场施工。
b.注浆施工人员必须经过专门培训,实行岗位责任制,严格按配合比计量,确保注浆质量。
c. 施工前根据设计文件提供的地质资料,作好不良地质地段的爆破试验,及时修正钻爆参数,提高爆破效果。软弱围岩地段,坚持“弱爆破、短进尺、多循环”的施工原则,严格控制装药量,采用控制爆破,减少爆破对围岩的扰动,确保结构稳定和施工安全。
d. 加强初期支护,防止隧道坍方,仰拱超前,衬砌适时紧跟,保证隧道结构强度。
e. 精密合理地布设监控量测点,使用先进的量测方法,采用自动数据处理系统,处理分析量测结果,及时反馈,指导施工,调整支护参数。
f.实行质量责任制,逐级落实到工班,责任到人。把工程质量和职工的奖金、评先等紧密挂钩,奖罚分明,增强工人的责任感。
第七节 安全生产和文明施工的措施
7.1 安全生产保证措施
(1)安全目标
A.杜绝因公亡人事故,年重伤率控制在0.4‰以下,年负伤率控制在12‰以下。
B.无汽车、装载机等行车事故。
C.无机械设备大事故。
D.无等级火警事故。
(2)施工安全保证措施
A.建立以岗位责任制为中心的安全生产逐级负责制,制度明确,责任到人,奖罚分明。
B.按施工人员的比例配备足够的专职安全员,驻地管理人员一律佩证上岗,安全员佩证为红色,以示醒目。
C.坚持每周一安全活动日的安全学习制度。严格执行交制度,坚持工前讲安全、工中检查安全、工后评比安全的“三工制”活动。
D.加强监控量测,及时反馈信息,通过量测指导施工,确保安全。
E.隧道开挖采用光面爆破,严格按爆破设计施工,严格控制用药量,保证爆破成型质量,严格按设计要求进行喷锚支护,必要时进行加强支护。爆破作业必须严格遵守《爆破安全规程》的有关规定和要求。
F.不良地质段的安全保证措施
a.隧道开挖过程中,设地质队和专职地质工程师,做好地质描述和超前地质预报,提出对策和措施,每个开挖工班配一名工程师跟班,确保各种措施、技术交底的落实,保证标准化作业。开挖过程中,配备有经验的地质工程师,24小时轮流值班,及时发现地质变化,监控指导现场施工。
b.浅埋段、断层破碎带地段隧道开挖要采用浅孔控制爆破方法,按《爆破安全规程》操作施工。加强监测,根据监测和地质情况及时调整爆破参数,保证爆破安全,不良地质隧道施工,“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌”,稳步前进。
G.在洞口安设“进洞安全须知”标牌:所有进洞人员必须戴安全帽。施工人员,尤其是电工、电焊工、砼喷射手等严格按规定佩戴好防护用品。
H.所有安全用品如安全帽、安全网、安全带等必须经有关部门验收后才能使用。
I.加强洞内通风,严格瓦斯检测。
J.加强现场用电管理,照明、高压电力线路的架设应顺直、标准,保证绝缘良好。各种施工机械和电气设备均设置漏电保护器,确保用电安全。洞口设防护措施并加强照明。
K.多功能台架、模板台车上设置漏电保护装置,以防电击。
7.2 文明施工保证措施
(1)加强对施工人员的文明施工宣传,加强教育,统一思想,使广大干部职工认识到文明施工是企业形象、队伍素质的反映,是安全生产的保证。增强现场管理和全体员工文明施工的自觉性。
(2)健全各项文明施工的管理制度,如岗位责任制、经济责任制、奖罚制度、会议制度、专业管理制度、检查制度、资料管理制度等。
(3)明确各级领导及有关职能部门和个人的文明施工的责任和义务,从思想上、行动上、管理上、计划上和技术上重视起来,切实提高现场文明施工的质量和水平。
(4)在现场施工过程中,施工人员的生产管理符合施工技术规范和施工程序要求,不违章指挥,不蛮干。对不服从统一指挥和管理的行为,按处罚条例严格执行。
(5)加强检查监督,从严要求,持之以恒,使文明施工现场管理真正抓出成效。项目经理组织对文明施工现场实行定期和不定期检查,每月组织一次专项检查,对照评分,严格奖惩,交流经验,查纠不足。
(6)洞内“三管两线”按要求布设,搞好洞内排水,做好洞内清理及道路维护,加强洞内通风。
(7)隧道弃碴不得随意弃置,必须运至指定的弃碴场,运碴途中不落石掉碴,污染道路。
(8)按照业主及主管部门的要求,认真听取驻地监理工程师的意见,协调好各方关系,严格按规范施工,搞好安全生产和文明施工,争创安全文明样板工地。下载本文