某隧道病害整治实施性施工组织设计

一、工程概况

该隧道地处西延铁路洛川至黄陵区间黄陵县境内,隧道穿越交口和老河湾之间的山嘴.进口里程K617+218.72,出口里程K618+313.78,全长1095.06m,隧道最大埋深100m.隧道进口段543 m位于直线上,出口段552m位于半径800m曲线上.洞内坡度为3‰的双面坡.

该隧道病害种类多,分布广泛,需进行综合治理.其主要病害和分布情况为:

(一)衬砌开裂

1、K617+667 ~+672拱部纵裂,缝长5m；

2、K617+760 ~+780右边墙裂缝,缝长20m；

3、K617+900 ~+930左边墙纵裂,缝长30m；

4、K617+863 ~+0左边墙纵裂,缝长27m；

5、K617+840 ~+920右边墙纵裂,缝长40m；

6、K618+065 ~+095左边墙纵裂,缝长30m；

7、K618+058 ~+065左边墙斜裂,缝长7m；

8、K618+092 ~+100右边墙龟裂,缝长80m；

9、K618+115 ~+270左右边墙纵裂,缝长370m；

以上9处均为纵向开裂.

10、K618+007处隧道边墙竖向裂缝和拱部环向裂缝,缝长12m .

(二)衬砌背后空洞回填

左边墙:衬砌背后空洞深度多在30 ~40cm间,总延长49m,具体里程1、K617+294 ~+301  2、K617+403 ~+410  3、K617+424 ~+430  4、K617+454 ~+462  5、K617+858 ~+865  6、K617+943 ~+950  7、K618+180 ~+187共七处.

右边墙:衬砌背后空洞深度在20 ~40cm间,总延长13m,空洞位于1、K617+283 ~+290  2、K618+162 ~+168共二处.

(三)衬砌加固

1、K618+115 ~+270,左、右边墙裂缝贯通,155m； 

2、K617+900 ~+930,左边墙纵向裂缝,30m；

3、K617+860 ~+0,左边墙纵向裂缝,30m；

4、K618+065 ~+095,左边墙纵向裂缝,30m；

5、K617+760 ~+780,右边墙纵向裂缝,20m；

6、K617+840 ~+920,右边墙纵向裂缝,80m.

以上边墙裂缝区段采用锚杆注浆和镶嵌16型工字钢钢架加固措施,以增强其结构受力性能.

(四)拱式花边墙封堵

本隧内拱式花边墙很多,需要封堵的主要分布于以下三段(共10处):

1、k617+785 ~+875左侧边墙；

2、k617+715 ~+750左侧边墙；

2、k617+775 ~+785右侧边墙；

(五)渗漏水处理段落:

1、k617+440  ～+475拱部和边墙裂缝或施工缝；

2、k618+115 ～+313拱部和边墙裂缝或施工缝；

3、k617+778  ～+840墙拱渗水处；

4、k617+928  ～+940左边墙渗水处；

5、k618+010  ～+020拱部渗水处.

(六)翻浆冒泥段落:

1、k617+943 ～k618+000    2、k617+473.72  ～+496.72           3、k617+753.72 ～+7.72    4、k618+063.72 ～+085.72         5、k617+303.72  ～+308.72    6、k617+506.72 ～+511.72         7、k617+638.72 ～+3.72   8、k617+836.72 ～+841.72          9、k618+013.72 ～+021.72    10、k618+028.72 ～+033.72       11、k618+108.72  ～+113.72         12、k618+148.72 ～+153.72

以上12处翻浆冒泥段大于10m的有4处(1 ～4段),采用更换铺底治理,小于10m的有8处,进行基底压浆治理.

二、施工组织机构

根据本隧道病害的分布及治理特点,由中铁二十局集团西延铁路扩能改造工程指挥部下属隧道施工二队负责施工.该队施工负责人为陈登富队长,技术负责人为王勇工程师,并安排两名值班技术人员.王勇工程师负责该隧道病害整治施工的技术交底、施工测量放线、工程质量检查等技术工作.赵新珠为专职安全员,负责该隧道施工安全及确保行车安全措施的落实工作.张成辉为专职质检员,负责该隧道施工的质量检查工作.文琼华为驻站联络员,驻黄陵车站,负责和车站值班员联络,随时掌握列车运行情况,确定施工作业时段,及时给工地传递封锁信息.苗宝平 、麻喜全为安全防护员,专门负责本隧道施工的安全防护工作.  

详见:进场人员情况一览表

三、主要人员、施工队伍、测试仪器、机具设备、安全防护用品到位情况

(一)主要人员到位情况

某隧道病害整治的施工负责人、技术人员、专职安全员、驻站联络员、安全防护员均已全部到位.

(二)施工队伍进场情况

隧道施工二队设点交口河,上场90人.该队下设翻浆冒泥综合整治工班、衬砌开裂综合整治工班、渗漏水及空洞填塞综合整治工班.

(三)主要测试仪器进场情况

根据本工程的特点,我部试验工作采取委托试验和工地试验室相结合的办法进行.我部已和具备本工程试验资质和试验能力的中铁二十局集团第六工程有限公司试验测试中心签订了委托试验协议.工地试验室是中铁二十局集团第六工程有限公司试验测试中心的派出机构,接受试验测试中心的检查及业务指导.该隧道病害整治所用试验、测量仪器见表1.

 (四)主要机具设备进场情况

主要机具设备进场情况见表2.

(五)安全防护用品进场情况

安全防护用品进场情况见表3.

四、通讯联络方式

驻站联络员与安全防护员采用区间有线电话和对讲机配合使用进行通讯、联络,安全防护员与施工负责人采用对讲机进行联络.通讯联络必须坚持复诵确认通知内容,实行不间断定时通话制度,一般保持3—5分钟通话一次.

五、施工进度安排

   某隧道病害整治计划于2005年9月3日开工,2006年5月30日完成该隧道病害整治施工.

六、施工方案

  首先,根据施工设计图提供的病害种类、段落进行现场放样,确定病害治理的位置和范围,并用油漆划线标识.然后利用区间封锁时间将施工所用的机具、设备、材料采用轨道车运输至施工地点,堆放在施工区

隧道病害整治所用试验测量仪器一览表

隧道病害整治施工采用的双液浆、砂浆、混凝土均在该隧道施工地点附近的大避车洞内采用小型搅拌机进行搅拌,隧道外进行钢筋、I16型钢钢架的加工,隧道内组拼安装.采用小型发电机发电,并沿隧道壁布线接灯解决施工照明问题.

对于隧道内更换铺底施工,施工前,按铁办[2005]133号文件申请“施工天窗”和列车慢行,经批准后,在“施工天窗”封锁点内对线路采用P50钢轨“5扣轨束梁支承法”进行架空.首先开挖孔桩,孔桩断面采用0.8m×0.8m孔深至既有铺底底面下30cm,纵向间距3M、横向间距1.5M；灌注至设计铺底顶面；每次架空两段,每段3M；区间封锁时将轨束梁整体推入运营线下.线路扣轨架空后,全天24小时列车按25千米/h速度慢行并按规定作好慢行防护.在施工过程及列车运行时,安排专人24小时对轨束梁加固线路情况进行仔细检查,发现问题及时处理.在无水沟侧开挖前,加设Ф22早强快硬药包式锚杆进行锁脚加固.然后充分利用“施工天窗”内时间采用跳槽法进行施工,根据P50  5扣轨束梁的容许跨度,开挖马口长度为3m段.先清除道碴,采用风镐凿除既有铺底混凝土至设计标高,风钻基底压浆孔,安装Ф42小导管,然后再安装新铺底钢筋、模板,预留基底注浆孔,灌注C25微膨胀混凝土.待铺底混凝土强度达到设计强度后再进行隧底注浆加固.

  某隧道施工主要机具设备进场情况一览表      表2

七、施工工艺及方法

(一)自进式锚杆施工方法:

    在较完整的岩石中钻孔时,按正常钻进程序钻至设计深度,若遇软岩或土中钻进时,钻头的水孔易于堵塞,钻进时应放慢钻进速度,多回转,少冲击,并注意观测钻孔中流水的状况,若有水孔堵塞的迹象,应后撤锚杆50cm,清除孔内堵塞物后再慢慢钻进,直至设计深度.钻进至设计深度后,采用水或高压风洗孔,检查钻头水孔是否畅通,确认畅通后,将钻机连接套从锚杆上卸下；锚杆外露孔口长度以10cm～15cm为

某隧道安全防护用品进场情况一览表    表3

(二)衬砌开裂治理施工工艺及方法

该隧道共有纵向开裂9段,其中拱部纵向开裂1段,边墙纵向开裂8段.根据现场测量情况,分别将裂缝按三种情况分类,并用油漆标识在隧道衬砌上.并对钻孔位置、开槽位置进行放样.位置、类型确定好后进行施工,具体处理方法:

1、对裂缝宽度小于5mm的裂缝,首先将裂缝内清理干净后,沿裂缝表面涂刷快干型封缝胶,并按每25cm间距预留好注浆孔,封缝胶宽度为裂缝两侧各5cm,再将搅拌均匀的灌浆树脂注入裂缝内,待树脂固化后清除表面封缝胶.在裂缝两侧布设的R30N自进式中空注浆锚杆,锚杆纵向间距1.5m、横向间距1m,锚杆长3.5 m,锚杆施工工艺及方法同前.详见《西延扩能施隧13-5》.

2、对裂缝大于5mm地段,先顺裂缝凿出10cm×10cm的槽,用高压风清净槽内杂物,然后用AB树脂砂浆嵌补且预留注浆孔,等AB树脂砂浆固化后给裂缝压注AB灌浆树脂.裂缝两侧设R32N自进式中空注浆锚杆,锚杆纵向间距1.5m、环向间距1.0m,锚杆施工工艺及方法同前.

3、对K618+007处隧道边墙竖向裂缝和拱部环向裂缝,首先将裂缝内清理干净,沿裂缝表面涂刷快干型封缝胶,并按每25cm间距预留好注浆孔,封缝胶宽度为裂缝两侧各5cm,再将搅拌均匀的灌浆树脂注入裂缝内,待树脂固化后清除表面封缝胶.

(三)空洞回填施工方法

按照设计位置确定施工区段后在衬砌表面明显标示,在区间封锁时间内利用简易工作台进行钻孔布设施工；孔深以穿透衬砌为标准,孔位按照设计要求梅花型布置,共设3排,顶排不可高于拱脚；钻孔纵向间距4m、环向间距2m.

利用“施工天窗”时间进行衬砌背后注浆作业,注浆材料为1:1水泥沙浆,水灰比1:3,注浆压力控制在0.3Mpa,达到注浆终压2分钟后拆除注浆管,以水泥砂浆堵塞孔口,结束单孔压浆；注浆顺序应自下而上进行.

(四)衬砌加固施工方法

本隧道设计的边墙加固方式采用凿槽埋设型钢钢架(裂缝处理完成后方可进行此步工作),型钢架采用I16型钢.钢架高度从轨面以上20cm到拱脚以上20cm.钢架辅以R30N自进式中空注浆锚杆扣接,钢架纵向间距为2.0m.首先在放样位置用切割机、风镐配合人工凿宽30cm、深21cm的钢架槽,然后顺槽方向每隔1.0m布设锚杆,锚杆在型钢端部布设在中心线上,在型钢中部沿钢架左右布设,便于锚杆与钢架扣接,扣接详图见《西延扩能施隧11-8》.最后采用C25微膨胀豆石砼填塞.

(五)拱式花边墙封堵施工方法

拱式花边墙封堵利用“施工天窗”施工顺序:花边墙周边植入钢筋(环向间距0.6m、法线方向间距0.2m)——按照设计要求布置并钻孔、锚固锚杆(长3m、间距2m、梅花型布置)——清理出有效厚度——有水时固定排水管——支模灌注C20微膨胀混凝土——拆除模板,进行下一处施工.

布置锚杆时应有意选择两排加长至衬砌轮廓线外,作为固定模板的拉筋,两根槽钢(或方木)立柱上钻孔后与加长锚杆连接,之后加模灌注混凝土,模板与立柱之间的空隙用大头木楔填充,最顶层混凝土以马口填塞方式处理.下部混凝土终凝后,以干硬性混凝土填入空隙,采用振动棒捣实. 

(六)衬砌渗漏水处理的施工方法

1、本隧道面状渗漏水地段(k617+440 ～+475、k618+115 ～+313),先采用在衬砌背后压入1:1水泥水玻璃双液浆止水,然后再清理表层涂刷优止水防水涂层.具体方法如下:

首先在衬砌上按《西延扩能施隧7-8图》梅花型布置压浆孔,然后利用风钻压浆孔,钻孔深度以深入衬砌背后20cm为宜.钻孔完成后,用高压风清除孔内粉碴.压浆材料采用1:1 ～0.3水泥水玻璃双液浆,水泥浆水灰比1:1,水玻璃美度为25 ～30°Be.浆液采用小型搅拌机拌制,压浆时应按由下向上,两侧对称,先两侧后中间的顺序进行,压浆压力控制在0.3MPa,以防压力过大损坏衬砌.压浆应连续进行,不得随意停泵,以防止堵塞管路,影响注浆效果.每孔压浆完成立即采用砂浆封堵,防止浆液外流.浆液凝结时间应控制在10分钟左右.最后再清理衬砌表面并涂刷优止水防水涂层.优止水施工方法详见《西延扩能施隧11-9图》.

2、k617+778  ~+840、k617+928  ~+940、k618+010  ~+020三段渗漏水仅清理衬砌表面并涂刷优止水防水涂层.

(七)、翻浆冒泥

翻浆冒泥分长度大于10m和长度小于10m的两种处理形式,长度大于10m地段采用翻修铺底及基底压浆处理,长度小于10m地段,只进行基底压浆处理.具体方法如下:

1)对于k617+303.72 ~+308.72、k617+506.72 ~+511.72 、k617+638.72 ~+3.72、k617+836.72 ~+841.72、k618+013.72 ~+021.72 、k618+028.72 ~+033.72 、k618+108.72 ~+113.72 、k618+148.72 ~+153.72翻浆冒泥长度小于10m的段落,采用直接在隧底压注加固型TGRM水泥基特种灌浆料的办法进行处理.注浆管采用Ф42mm的小导管,横向每个断面布设5根,纵向间距为1.1m.小导管采用Ф42mm的无缝钢管按设计长度进行加工,端头加工成锥形,以便于安装；尾部焊Ф8圆钢环,从尾部50cm以外至楔端管体钻6～8mm注浆孔,梅花形布置,间距15cm.施工时,采用风直接在轨枕盒及轨枕两侧按设计孔位、间距、角度进行钻孔,孔深以伸入铺底以下1.5m为宜,靠近两侧边墙的注浆孔方向可向外倾斜0°～45°,方向可自行调整,以不影响水沟及边墙为宜.然后安装小导管；也可采用风或游锤直接将小导管打入,导管打入后,联接注浆管.压浆前应先封闭好注浆管与铺底的缝隙.然后压注TGRM水泥基特种浆液,浆液采用小型砂浆搅拌机搅制,浆液水灰比为0.4,注浆压力控制在1～1.2MPa.压浆时,按照先两侧后中间的顺序进行,完成一个断面后再进行下一个断面压浆.压浆完成后,应及时将注浆孔采用防水砂浆封堵.每次压浆应在“施工天窗”结束前30分钟完成,以确保其结石强度.

2)、对于k617+943～k618+000 、k617+473.72～+496.72 、k617+753.72～+7.72 、k618+063.72～+085.72  翻浆冒泥长度大于10m的区段,采取在维持铺底高程不变的情况下更换既有铺底.更换铺底前,首先利用“施工天窗”对线路采用轨束梁法进行加固.考虑跳槽法施工及轨束梁的容许跨度,我部采取一次开挖马口长度为3m/段,并采用每孔两组P50钢轨单层5扣轨架空线路.轨束梁每间隔3m采用预灌注挖孔桩支承.为防止轨束梁左右移动,采用在挖孔桩顶预埋钢筋,并在隧道边墙和轨束梁的轨腰之间每隔两米采用木枕水平对称支撑.在施工过程及列车运行时,安排专人24小时对轨束梁加固线路情况进行仔细检查,发现问题及时处理.对轨束梁加固线路区段,申请列车慢行,办理列车慢行防护,全天24小时按有关规定设好慢行防护.然后采用跳槽法施工,人工清除道碴,风镐凿除铺底砼,一次开挖长度为3m/段.开挖前在无水沟侧加设Ф22早强快硬药包式锁脚锚杆.开挖至设计标高后,采用风钻基底压浆孔,压浆孔深度以伸入铺底以下1.5m为宜,靠近两侧边墙的压浆孔方向可向外倾斜0°～45°,方向可自行调整,以不影响水沟及边墙为宜.钻孔完成后,采用高压风吹净孔内粉碴,将Ф42mm的小导管插入孔内,预留基底注浆孔.再铺设10cm碎石垫层,然后安装铺底钢筋模板,灌注C25微膨胀混凝土.当混凝土强度达到设计强度后,联接注浆管,利用“天窗”封锁时间向孔内压注加固型TGRM水泥基特种灌浆料,水灰比为0.4.注浆压力控制在1～1.2MPa.注浆时按照先两侧后中间的顺序进行,注浆应在“天窗”结束前30分钟完成,以确保其结石强度.注浆完成后要立即堵塞压浆孔口,防止浆液外流.在混凝土养护初期,列车应限速行驶.在跳槽施工段混凝土达到设计强度后,再按上述方法跳槽进行相邻段更换铺底及基底注浆施工.最后该隧道架空段混凝土及水泥基特种灌浆料均达到设计强度后,要点拆除轨束梁和木枕,更换成混凝土枕,恢复轨道和轨床,线路转入正常运行.

八、某隧道病害治理工程安全保证措施

(一)保证既有线行车安全、施工人身、设备安全措施

(1)保证体系

安全生产保证体系见《安全生产保证体系》框图.

(2)确保既有线行车安全措施

严格贯彻执行《中华人民共和全生产法》、《建设工程安全管理条例》.建立健全安全生产责任制度、安全教育培训制度、作业人员安全保障措施及安全技术制度,配备相应的专职安检机构和人员..严格遵守国家、铁道部、西安铁路局和西延铁路公司所制定的各项安全措施及《铁路工程安全技术规程》TB10401.1-2003.既有线上施工严格执行铁道部铁办[2005]133号文《铁路营业线施工及全管理办法》的通知,以及建设单位的各项安全生产规章制度,采取有效预防措施,确保施工和铁路行车安全.

在施工前,保证按照铁道部《铁路营业线施工及安全管理办法》(铁办[2005]133号)及铁路局颁发的《铁路局营业线施工安全管理实施细则》及西延公司的相关文件与运营单位根据不同的施工内容签定不同的《安全协议书》,明确双方各自的安全责任.

我部和标段内有关运营单位建立对应联系制度,严格执行安全协议书和批准的施工计划,遵守安全规定,互相监督,协调配合,尽职尽责,堵塞漏洞,消除不安全因素.

严格按《铁路技术管理规程》和《铁路工务安全规则》设置施工安全防护.防护人员由经过培训且考试合格的职工担任.

施工前对地下管、线、电缆设施的位置予以确认,划定防护范围,经设备管理部门同意后方可施工.

在封锁区间施工时,按铁路局的有关规定,办理封锁区间申请.

封锁施工前的准备作业必须按施工放行列车条件的要求进行,其它施工不得影响列车运行.

(二)确保既有线封锁施工的安全措施

封锁线路施工时,施工单位严格按西延公司规定的时间提报施工封锁计划.在封锁施工计划实施前,施工负责人按批准的施工计划,于施工前三日向西延公司运输部和调度所报送施工电报或电传要点,并严格执行登记、签认、消点制度.施工起始时间以西延公司调度命令为准. 

施工负责人、安全防护员接到调度命令后,确认施工起止时间,并根据施工地点所在位置按规定设置好停车防护后方可指示开工.施工期间施工负责人加强与驻站联络员、安全防护员的联系.封锁施工必须坚持“安全第一,预防为主”的方针,必须做到“四到位”即:人员到位、职务到位、责任到位、业务水平到位.

要点施工做到建设单位、监理、施工单位负责人等有关人员未到位不准施工；防护员、现场专职安全员、驻站联络员不到位不准施工；不自带安全员不准施工；没有备足应急工具不准施工；各工种配合人员不到位不准施工；封锁施工的给点时间,必须由车站发令给点后才能下令施工.

(三)施工负责人、安全防护员、驻站联络员职责

1、施工负责人职责

(1)指派的防护员必须是责任心强,具有安全生产知识,熟知防护知识,身体健康,经过培训考试合格的职工.

(2)施工前,应按审定的方案做好各项准备工作,除对施工人员进行安全教育外,并要确认信号备品、机具、材料齐全完好,封锁命令无差错,防护已设好,各项安全措施已落实,方可发布施工命令.

(3)施工中,应严格按审定的方案作业,随时掌握进度与质量,监督施工人员执行各项安全规定,消除不安全因素,并经常保持与防护员之间的联系.

2、安全防护员职责

(1)安全防护员在收到驻站联络员发出的列车预报、确报后,要立即通知作业负责人,同时应加强警戒,监视来车.

(2)在任何情况下,如施工地点的停车防护信号尚未撤除或待避工作尚未做好而列车临近时,防护员应立即向列车显示停车手信号,使列车停车.

(3)防护用通信设备必须妥善保管,经常检查试用,保证在使用时性能良好.

(4)与驻站联络员通话时,必须严格执行复诵制度,防止错听,并及时记录通话内容.

3、驻站联络员职责

(1)负责办理施工要点登记手续.

(2)及时了解车站值班员办理区间闭塞或接到邻站发车及办理本站发车前、开车后等手续以及临时变更情况,确认后,立即向工地防护员发出预报,确报或变更通知.

(3)驻站联络员必须坚守岗位,如因事暂时离开时应有人代替.

(4)防护用通讯设备必须妥善保管,经常检查试用,保证在使用时性能良好.

(5)与工地防护员通话时,必须严格执行复诵制度,防止错听,并及时记录内容.

九、单位工程创优规划、工程质量保证措施:

(一)质量及创优目标

确保该隧道病害治理达到合格工程验收标准.

(二)工程质量标准

工程质量必须符合下列相关文件的规定:

1、铁道部公布的现行施工规范和工程质量验收标准.

2、西延铁路扩能改造工程施工设计文件.

3．国家、铁道部其它强制性规定.

 (三)创优及工程质量保证措施

以质量求生存、以质量求发展是我们的企业宗旨,加强质量管理,严把质量关,把该工程建成业主满意工程.

保证隧道病害治理工程质量及创优目标的主要技术措施 :

(1)隧道内拆除、开挖以及凿除较深的地段应分段跳槽进行,分段长度应控制在3m/段以内.线路纵向两端要确保断面有效尺寸,严禁超范围开挖.

(2)对凿除、凿毛的衬砌表面,必须用高压水冲洗干净,检查并彻底清除松动部分,沉裂缝及施工缝内杂物必须清除并打凿至完整面.

(3)加强隧道病害治理所用材料的质量检查,严格按照质量标准和规定程序对所用材料组织验收,严禁不合格材料进场.

(4)施工用的化学浆液、外加剂等应严格按配合比过秤,科学配料,保证施工质量.

(5)施工中加强用水管理,供水源应派专人专职管理,现场做到用水时供水,不用时停水.对开挖时基础底低于排水沟的,应派专人排水,防止施工用水侵泡道床.

十、环境保护措施

该隧道病害治理环境保护的负责人为陈登富队长.我部将严格执行国家《环保法》和陕西省有关环境保护的有关规定,开工前对施工人员进行培训教育,认真学习法律法规,增强施工人员的环保意识,形成全员全过程关注环保的局面.施工营地和施工现场的生活垃圾、施工垃圾分类堆放,并安排专人及时清理.施工废浆废液按规定排放.下载本文