根据本工程的设计,洞身开挖首件工程施工方案切实可行,方案如下:
一、工程概况
青岛至兰州陕西境壶口至雷家角。我标LJ14合同段,有分离式隧道一座,左幅起讫里程为ZK118+090~ZK117+350全长740m,开挖的Ⅴ级围岩长190 m,右幅起讫里程为YK118+105~YK117+350全长755m,开挖的Ⅴ级围岩长193 m,左线最大埋深约142 m,右线最大埋深约144 m,隧道穿越区为黄土塬工程地质亚区,山体近南北走向,地势总体北底南高,隧道与山脊近与直交,垂直隧道轴向两侧底,中部高而平缓。左线地面表高介于998~1146 m,相对高差约148 m,右线地面表高介于982~1146 m,高差约154 m,进口地形较陡,坡角约25°,出口段地形相对较缓,坡角约20°地下水类型为第四系潜水,富水性弱。雨季施工地表水入渗在洞壁形成面状或线状水流。围岩稳定性一般,隧道开挖拱部无支护时可产生较大塌方,侧壁有时失稳。隧道出口为Ⅴ级围岩,滑坡体后缘,该滑坡对出口段稳定性影响极大。开挖隧道时,土体易沿裂隙面滑塌,强降雨时滑塌的可能性更大,施工时对洞口上部土体进行锚固等加固措施。Ⅴ级围岩钢架采用I20a全断面钢架(仰拱内设置)其间距按照60cm/榀;超前支护为¢114*4mm管棚L=30m有效搭结长度为6米(5榀每次)环向间距为40cm拱部设置每环29根;系统小导管为¢42×4mm、L=4.5m、环向间距为40cm/根,注浆为1:1水泥单液浆;锚杆¢22㎝、100×60㎝、(每榀上断面为19/18根,下断面为4根)钢筋网片采用¢8mm,200*200mm拱墙设置;喷射C20混凝土为26cm,根据围岩开挖后渗水情况初期支护前安装Yas排水管. 二次衬砌为50cm厚模筑C25钢筋混凝土,衬砌钢筋主筋为¢22间距25cm双层,连接钢筋为¢12间距为25cm 分布;背衬350g/m2 土工布和1.2mm厚EVA/ECB防水板,纵向盲管为¢100mm眼孔6-8mm的PVC管,拱部根据渗水情况设置Yas排水半管和纵向PVC管相连,仰拱采用C10片石混凝土回填,仰拱内每5.0m每道设置¢100横向排水管与中心水沟连通。
二、主要人员、机械安排
1、现场主要人员安排:工地负责人:李卫国
技术负责人:靳生龙
质检负责人:薛同友
安全负责人:赵宗民
2、主要机械
挖掘机2台、装载机2台、翻斗车6辆、空压机5台、发电机250KW3台
三、施工方案
洞身围岩开挖
Ⅴ类围岩采用台阶分部开挖法
分部开挖法施工步骤:
超前小导管(大管棚)注浆 → 开挖上部弧形导坑 → 初喷砼→安装上部弧形工字钢拱架→钢筋网→安设锚杆→喷射砼 →核心土开挖→ 拉中槽 → 跳槽开挖两侧直墙部分 → 初期支护两侧直墙 →仰拱施工→施做防水层→ 二次模筑衬砌→施工洞内排水及附属工程。
Ⅴ类围岩每循环进尺0.6~1.2m,每天二个循环,开挖及支护进度1.2~2.4m。Ⅴ类围岩施工程序示意图见下页图
A、上部开挖
首先开挖环形拱部,人工配合机械开挖, 开挖进尺以0.6-1.2m为宜。核心土宽度为4--5m左右,以便于掌子面及拱顶安全。
Ⅴ类围岩施工程序示意图(见下页)
预留核心土的开挖,挖掘机开挖人工配合。装碴采用轮式正装侧翻装载机配合自卸汽车出碴。
B、下部开挖
V类围岩下台阶开挖,先用挖掘机拉中槽至仰拱底部,然后在两侧跳槽开挖直墙部分,每次开挖直墙长度为1.8~3.0米。
直墙开挖后,立刻支立工字钢钢拱架,挂设钢筋网片及锁脚锚杆,喷射砼,完成初期支护。在开挖中槽时,需特别注意的是两侧拱脚要留足够的平台,以保持上部拱顶的稳定。在开挖下部边墙时,尽量减少对围岩的扰动,接近外轮廓的部分采用人工开挖修整。对于不能直接使用机械开挖的部分人工开挖,自卸汽车出渣运输。
洞内如果发生涌水时施工工序
A、加强地质预探、预报工作,准确掌握前方地下水含量、压力、分布,并根据预报结果设置超前探水孔,判断是否有发生涌水的可能,并排除部分地下水,减少水量,降低水压。
B、钻孔施作双层φ×6大管棚预注水泥浆液,其体积比为1:1注浆结束后用锚固剂封口,以增强大管棚的强度及刚度。
C、按顺序分部开挖隧道断面,施作初期支护。
E、喷射混凝土采用潮喷工艺,喷射混凝土时分层喷射,添加适量速凝剂。
G、最后全断面模筑钢筋混凝土防水衬砌。
四.质量保证措施
(1)落实质量负责制,把质量工作贯穿施工全过程,使质量处于受控状态。
(2)严格落实双检制,符合签认制。按公路技术规范和设计要求施工。
(3)严格执行施工前技术交底,对作业人员进行定期质量教育和考核。
五、施工注意事项
(1)施工队对洞口施工事前在项目部领导下要有统一的规则,建里完整的施管理班子。洞口地势狭小,设备拥有,每天作业必须有专人指挥,专人负责。
(2)安全帽,防滑鞋、安全绳等必备的防护用品一件不能缺。机械开挖严格遵循有上向下施工,开挖后的裸露面及时进行防护,然后进行下步施工。
(3)边、仰坡开挖严格控制坡率,做到坡度符合要求,锚、网、喷防护认真按设计要求施做,表面平顺结实,严禁无序操作乱挖乱盖。
(4)工地用风,用电必须有专人负责专分操作,风水管线做到顺直有序,严禁私拿乱放。
(5)保护环境,最大限度减少施工对环境的破坏,加强植被保护,非不得已,不得破坏。严格禁止乱挖,乱踩,乱占植被。
六、具体环保措施
1、生态环境的保护措施
(1)在施工期间应始终保持工地的良好排水状态,修建临时排水渠道,并与永久性排水设施相连,不得引起淤积和冲刷。
(2)在生活区周围适当种植树木,美化生产和生活环境。生活垃圾集中堆放,统一外运掩埋废杂。
(3)对有害物质(燃料、油料等)要通过可行的措施处理后运至适宜电点进行掩埋,以防泄露,造成对植物的损害。
(4)施工便道修建时统一规划,本着尽量较少破坏植被的要求。,堆积物需对方整齐平顺然后采用绿色土工织物履盖。便道、施工场地开挖时应将开挖坡面平顺夯实,同时做好防排水工作。
(5)运输车辆必须作好防止漏失措施,以防物料污染道路。
(6)施工驻地厕所统一在适宜地点掩埋。
(7)拆除临时设施时,应将一切废弃物运往当地环保部门同意的指定地点,恢复场地原貌。竣工后,对临时施工场地的废渣及一切废气物资、设备器材进行妥善清理平整。
2、水环境保护措施
(1)施工废水、生活污水不得任意排放,需采取措施集中处理,符合环保标准后,才能排放到沟渠中。生活污水经过沉淀处理后可用于浇灌草地或洒水降尘。
(2)施工期间,施工物料如水泥、油料、化学品等应堆放管理严格,防止物料在雨季被雨水径流排入地表及附近水域造成污染。
(3)施工机械应防止严重漏油,禁止机械在运转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。
3、大气环境及粉尘的防治
为了减少施工现场的环境空气污染,保护现场施工人员的健康
(1)水泥混凝土拌和站需进行场地硬化,施工时注意及时洒水,以减少粉尘对周围环境的影响,操作人员要配备必要的劳动防护、防尘用品。
(2)施工场地和运输道路需及时洒水防止产生扬尘造成对自然环境的破坏。
(3)车辆在运送水泥砂石料等易扬尘的材料应控制装料量,同时采用蓬布对车厢进行履盖以防止粉尘造成大气污染。
4、控制噪声
施工的燥声主要来自施工的机械、运输车辆和拌和设备。为了保护施工人员的健康及防治影响周围的环境,采取以下措施:
(1)精心保养机械,使之保持最佳的工作状态和最低噪音水平,并对使用的工程机械和运输车辆安装消生器,施工人员操作机械时,要带耳塞、口罩、实行轮换工作、减少工作时间等制度。
(2)适当控制机械布置密度,尽量拉开一定距离,避免机械过于集中形成噪音叠加。
5、绿色植被保护措施
工程所在地自然生态环境比较脆弱,植被破坏后恢复难度较高,施工中采取以下防护措施:
(1)尽量少占应永久性用地以外的场地,若因修建临时工程破坏了现有的绿色植被,可先将表层植被土暂时存放,采用草绿色土工织物进行履盖,待工程完工后在拆除临时工程时予以恢复。
(2)施工期间对破坏植被的面积应严格控制,除了不可避免的工程占地、砍伐以外,不应再发生其他形式人为破坏。杜绝机械设备进入施工场地以外的草地。
(3)明洞挖出的土方不得横向弃土,应在路线红线范围内就近规整堆放,暗洞开挖及时安排车辆运到固定的弃渣场。
(4)隧道洞口施工时,尽量少刷边坡,减少对自然坡度的扰动,同时应做好防排水措施,减少水土流失对草皮造成的破坏。
(5)加强职工保护植物的意识教育,严禁乱砍乱伐及一切草地和果园的行为。
(6)保护公路两旁的稀有植物和法定保护的树种,即使在公路用地范围内,有可能时也要尽量设法保护。