九州隧道CD法施工方案(共21页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上兰州市北环路工程 九州隧道CD法施工方案 编制： 审核： 审批： 兰州市北环路工程第二项目部二O一四年二月二十三日专心-专注-专业一、编制目的及依据1、编制目的为保证隧道施工的安全和质量，特编制本方案，本方案只适用九州隧道施工。2、编制依据 （1）、兰州市北环路（安宁九州）段施工图设计文件； （2）、兰州市北环路（安宁九州）段施工合同文件；（3）、国家、交通部现行设计规范、施工规范、验收标准及有关文件（4）、施工现场的实地勘察、调查资料及复测； （5）、所编制的施工组织设计。 二、工程概述九州隧道进口位于安宁洄水湾，出口与已建的九州区T458#路B457#路相接，右线起讫桩号YK0+172YK2+940，隧道进口位于R=2525m曲线上，洞身段及出口段位于直线上，长为2786m，隧道纵坡为2.5%；左线起讫桩号YK0+152YK2+915.418，隧道进口位于R=2475m曲线上，长为2763.418m隧道纵坡为2.5%，隧道最大埋深232米。道路按城市一级主干道设计，设计车速60Km/h,沥表混凝土路面结构，双向六车道，路幅宽33m，采用两块板面断面形式；隧道按上下行分离双向六车道设计，隧道主洞净宽为13.75m，净高为5m。三、工程地质场区内地层结构较为复杂，主要是素填土，黄土状粉土，片麻岩和砂砾岩。其他岩层岩性特征分述如下。1、素填土：以黄褐色粉土为主，含有碎石、角砾、砖块、垃圾等。结构松散，主要分布在线路隧道出口，稍密，稍湿。2、黄土状粉土：褐黄色，粉状为主，土质纯净，具虫孔，孔隙，含白色盐质斑点和条纹，略显水平层理，场区最大厚度约110米，稍密-中密-密实，稍湿。3、黄土状粉土：褐黄色，粉状为主，致密、较硬，含白色盐质斑点和条纹，略显水平层理，场区最大厚度约40米，中密-密实，稍湿。4、片麻岩：灰黑色，局部呈白色、褐红色，片麻状结构，浅色长石带和深色云母带相互交错，节理、裂隙发育。不均匀含有变砾岩、石英岩等，并且分布有花岗岩侵入体。顶板下10米呈全分化状态，顶板下10-30米呈强风化状态，顶板30米下呈中等风化。场区片麻岩顶板标高变化于1568.42-1737.79米。5、砂砾岩：褐红色，部分地段与砂砾岩互层。碎屑结构，块状结构，半成岩状，泥质胶结。形成于干旱气候条件下的氧化环境中，遇水易软化，暴露在空气中易风化，顶板下7-8米呈强风化，顶板下8-18米呈中等风化。场区砂砾岩顶板标高1669.50米左右，主要分布在线路隧道出口。四、 CD工法施工工艺1、基本施工工序（1）、利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部180°范围及上到坑中隔壁范围内42超前小导管，进行超前注浆支护；开挖1部（根据九州隧道安宁端实际围岩情况，1部导坑在安宁端进洞方向右侧）；施做1部导坑周边的初期支护及临时支护，即初喷4cm厚混凝土，先安设钢筋网，架立支护钢架及临时支护钢架，并设锁脚钢管，钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（2）、在滞后于1部一段距离后，开挖2部，人工整修表面，初喷4cm厚混凝土并安装钢筋网片，接长初期支护钢架和临时钢架，安装锁脚锚管，钻设径向系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（3）、在滞后于2部一段距离后，开挖3部，施作导坑周边初期支护及临时支护，步骤及工序同1。（4）、在滞后于3部一段距离后，开挖4部，施作导坑周边初期支护及临时支护，步骤及工序同2。（5）、开挖5部，施作导坑周边初期支护及临时支护，即初喷4cm厚混凝土，先安设钢筋网，架立支护钢架及临时支护钢架，然后复喷混凝土至设计厚度。（6）、开挖6部，施作导坑周边初期支护，即初喷4cm厚混凝土，先安设钢筋网，架立支护钢架，然后复喷混凝土至设计厚度。（7）、根据监控量测结果，从下往上依次分段拆除临时支撑，每段拆除纵向长度不超过10m，待监测稳定后先铺设隧道仰拱拱架，浇筑底部混凝土，安装防水卷材及仰拱钢筋，并及时施做仰拱。图4-1 CD法分部施工示意图 2、CD法施工控制要点（1）、为确保施工安全，上部1、3部的开挖循环进尺不应大于1榀钢架间距，中部2、4部每循环开挖进尺不得大于2榀钢架间距，下部5、6部每循环开挖进尺不得大于4榀钢架间距。1、3部掌子面错开距离为810米，1、2部、3、4部掌子面错开距离为57米，隧底封闭成环位置距掌子面不得大于35米。（2）、中间支护系统的拆除中间支护系统的拆除时间应考虑其对后续工序的影响，通过围岩监控量测进行确定。当围岩变形达到设计允许的范围之内，并在严格考证拆除的安全性之后，方可拆除。同时要注意后续作业的及时跟进。如围岩稳定条件满足设计要求，临时支撑可在仰拱混凝土浇筑前一次性拆除，一次拆除长度依据仰拱浇筑长度确定,但每次拆除长度不超过10m。中隔壁混凝土拆除时，要防止对初期支护系统形成大的振动和扰动。可采用风镐由上至下逐榀拆除钢支撑之间的喷射混凝土，以及临时支护与初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土，临时钢构件采用气焊烧断。 3、超欠挖控制值表1：隧道允许超挖值（cm）围岩级别开挖部位、拱部平均线形超挖101510最大超挖202515边墙平均线形超挖101010仰拱、隧底平均线形超挖10最大超挖25 五、开挖方法1、机械开挖根据地质条件，尽量使用机械开挖，减少对围岩的扰动，利用小型挖机或液压镐破碎开挖，然后用风镐人工修边，严格控制一次开挖长度和超挖.,合理安排各部施工工序。每循环进尺按每榀钢架间距0.5m,当围岩稳定性较差时，考虑采用中部预留核心土法施工。2、爆破开挖方法（1）、爆破施工设计原则 隧道上半部为强风化岩或土石层，采用预加固方法后，用破碎锤和挖掘机进行破碎开挖，使上半部通过机械开挖形成临空面。待上部初步支护完成后进行下部开挖，下部如需爆破，应遵循“多打眼，少装药”的原则，这样会减弱对山体的扰动。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垂直面上，采用斜眼掏槽，以便减少钻眼数量，掏槽炮眼加深20cm。严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。钻爆施工采用乳化炸药，塑料导爆管非电毫秒雷管起爆。采用毫秒微差有序起爆。开挖每循环进尺控制在0.5m-1m，采用小直径钻孔控制爆破。所有爆破施工全部采用微差起爆方法，最大限度减少爆破振动对环境的影响。大块岩石二次破碎均采用机械破碎法。（2）爆破参数钻孔直径采用YT28手持式凿岩机钻眼，钻头直径为=42mm。炮眼间距a和排距b楔形掏槽孔倾斜角度（掏槽角）与岩性和隧道断面有关，一般为600750，上下排距为4090cm，填塞长度一般为炮孔长度20%，但不小于40cm。辅助孔孔距及排距相近，一般取值60-90cm。光面爆破参数 本工程地质复杂，裂隙发育，围岩风化程度较严重，因此采用小孔距、小线装药密度爆破，即利于光面形成，又可减小对围岩的扰动。 光爆孔钻孔时要严格控制钻孔外插角度和外插量，保证轮廓面平整成型。光面爆破参数：炮孔直径D孔=42mm药卷直径D药=32mm炮孔间距E=(818)d或E=0.50.7m，取值0.5m光爆层厚度W光=（1012）d或0.60.8m，取值0.7m周边孔的密集系数m=E/W光=0.72不耦合系数D=D孔/D药=1.31线装药密度q=0.10.2kg/m六、钢拱架施工1、设计参数九州隧道安宁端CD法施工钢架采用I22b工字钢，纵向间距0.5m/榀。2、操作要点（1）、钢架加工：按设计放出加工大样。钢架弯制结合隧道开挖方法采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制，弯制完成后，先在加工场地上进行试拼。各节钢架拼装，要求尺寸准确，弧形圆顺，要求沿隧道周边轮廓误差不大于3cm；型钢钢架平放时，平面翘曲小于2cm。（2）、钢架安装：根据测设的位置，各节钢架在掌子面以螺栓连接，连接板应密贴。为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上，安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。同时每侧安设4根42锁脚锚管将其锁定，底部开挖完成后，底部初期支护及时跟进，将钢架全环封闭。为保证钢架位置安设准确，隧道开挖时在钢架的各连接处预留连接板凹槽。初喷砼时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（和槽钢）位置。钢架按设计位置安设，在安设过程中当钢架和初喷层之间有较大间隙应每隔2m用砼预制块楔紧，钢架背后用喷砼填充密实。钢架纵向连接采用22钢筋，环向间距1m。钢架落底接长在单边交错进行，每次单边接长钢架12排。在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射砼。接长钢架和上部钢架通过垫板用螺栓牢固准确连接。架立钢架后应尽快进行喷砼作业，以使钢架与喷砼共同受力。喷射砼分层进行，先从拱脚或墙角处由下向上喷射，防止上层喷射料虚掩拱脚（墙角）不密实，造成强度不够，拱脚（墙角）失稳。拱部开挖安装型钢拱架后，钢架短时间内不能全断面闭合，有可能会出现拱顶钢架下沉，导致围岩失稳或侵入衬砌界限，因此在施工过程中需加强对钢架安装以后的监控量测，必要时采取有效措施进行加固，以防止拱顶钢架下沉。具体措施如下：加强对钢架的锁脚固定措施由于采用分部开挖方法，拱部钢架安装后，钢架暂时不能全断面封闭成环，同时土质隧道拱部钢架无法座落在坚实的基岩上，因此，拱部钢架必须采取锁脚措施，将钢架两底脚牢固锁定，以防止钢架下沉或两底脚回收，钢架锁脚采用4根L=4.0m的42锁脚锚管锁定，锚管采用钢花管，压注水泥浆液进行锚固，如地质较差时，采用加长锁脚锚管长度和再增设一根锁脚锚管以加强钢架的稳定。加设钢架基础连接纵梁，扩大开挖底脚，防止钢架悬空为防止钢架下沉，视地质情况，必要时在拱部钢架底脚增设连接纵梁，纵梁采用32槽钢，与钢架底脚采用焊接连接，以增加钢架底脚的承力面积。及时喷射混凝土进行覆盖钢架安装完成后，及时进行喷射微纤维混凝土，喷射时分层、分段进行，钢架应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm。防止施工过程中的碰撞和损坏机械开挖时，为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰撞和冲击，造成钢架损坏，因此，开挖时，要委派专人对开挖作业进行指挥，严格限制机械作业界限，以防止碰撞钢架。（3）工艺流程图 3、质量控制标准（1）制作钢架所用型钢进场检验必须按批抽取试件作力学性能，合格后方可使用。（2）钢架安装不得侵入二次衬砌断面，底部不得有虚碴，相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求。钢架的混凝土保护层厚度不得小于4cm。表面覆盖层厚度不得小于3cm。（3）采用型钢弯制钢架时，分节长度应根据设计尺寸及所采用的开挖方法确定，各节长度不应大于4m，腹板上钻孔的位置应符合设计要求。钢架节点焊接长度应大于4cm，且对称焊接。钢架周边拼装允许偏差为±3cm，平面翘曲应小于2cm。（4）钢架安装允许偏差的检验应符合下表的规定：序号项目允许偏差1间距±100 mm2横向±50 mm3高程±50 mm4垂直度±2°5保护层和表面覆盖层 厚度-5 mm七、监控量测监控测量工作必须紧接开挖、支护作业，应按设计要求进行布点和监控，并根据现场施工情况及时调整测量项目和内容，量测数据应及时分析处理，并与工程类比法相结合，及时调整支护参数或施工决策。1、监测项目监测项目分为必测与选测两部分，具体见下表：表7-1 监控量测必测项目序号监测施工测试方法和仪器测试精度备 注1洞内、外观察人工观察、地质罗盘2净空变化收敛计0.1mm一般进行水平收敛量测全站仪1mm一般进行三维多点量测3拱顶下沉水准测量，水准仪、铟钢尺0.1mm4沉降缝两侧底板不均匀沉降水准测量，水准仪、铟钢尺0.5mm沉降缝两侧底板（或仰拱填充层面）沉降5洞口段与路基过渡段不均匀沉降观测水准测量，水准仪、铟钢尺0.5mm洞口底板（或仰拱填充层面）与洞口过渡段的沉降6地表下沉水准测量，水准仪、塔尺0.5mm浅埋隧道必测（H02B）表7-2 监控量测选测项目 序号监测施工测试方法和仪器测试精度备注1地表下沉水准测量、水准仪、塔尺0.5mmHo2B时2隧底隆起水准测量、水准仪、钢尺0.5mm3渗水压力渗压计、频率接收仪0.01MPa4围岩内部位移多点位移计、频率接收仪0.1mm5围岩压力压力盒、频率接收仪0.01MPa6二次衬砌接触压力压力盒、频率接收仪0.01MPa7钢筋受力钢筋计、频率接收仪0.01MPa8喷射混凝土压力混凝土应变计、频率接收仪9锚杆杆体应力钢筋计、频率接收仪0.01MPa10二次衬砌内应力混凝土应变计、频率接收仪11爆破振动观测爆破振动记录仪、振动器临近建筑物12围岩弹性波速度弹性波测试仪注：Ho-隧道埋深； B-隧道最大开挖宽度2、测量结果分析现场量测所取得的原始数据，不可避免的会有一定的离散性，其中包含着测量误差。因此，应对所测数据进行一定的数学处理。数学处理的目的是：将同一量测的各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确定量测数据的可靠性；探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化的规律，判定围岩的初期支护系统稳定状态。在取得监测数据后，及时由专业监测人员真理分析监测数据。结合围岩、支护受力及变形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较，及时绘制各种变形或应力时间关系曲线，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况，并将结果反馈给设计、监理、从而实现动态设计、动态施。目前，回归分析是量测数据数学处理的主要方法，通过对量测数据回归分析预测最终位移值和各阶段的位移速率。具体方法如下：（1）将量测记录及时输入计算机系统，根据记录绘制中横断面地表下沉曲线和洞内各测点的位移u-时间t的关系曲线，见图7-1u（mm）t（d）abt（d）u（mm）正常曲线反常曲线图7-1 位移U-时间的关系曲线（2）若位移-时间关系曲线如上图中b所示出现反常，表明围岩和支护已呈不稳定状态，加强支护，必要时暂停开挖并进行施工处理。（3）当位移-时间关系曲线如上图中a所示趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。（4）各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定，进行二次衬砌的施作。3、监控量测围岩稳定性的综合判别，应根据量测结果按以下方法进行。（1）、按变形管理等级指导施工，见表7-3。管理等级管理位移施工状态UU0/3可正常施工U0/3U2U0/3应加强支护U2U0/3停工，采取特殊措施后方可施工注：U为实测位移值；U0为最大允许位移值 （2）、根据位移变化速度判别净空变化速度持续大于5.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护。水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下，应采用监控量测分析判别。 （3）、根据位移时状态曲线的形态来判别当围岩位移速率不断下降时（du2/d2t0），围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t=0），围岩不稳定，应加强支护；当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。围岩稳定性判别是一项很复杂的也是非常重要的工作，必须结合具体工程情况采用上述几种判别准则进行综合评判。 八、质量保证体系及措施1、质量保证体系认真贯彻ISO9001质量管理标准，建立完善质量体系。为确保质量体系持续有效运行，实现工程质量创优目标，成立以项目经理为组长，总工程师为副组长，有关职能部门领导参加的质量管理、质量体系运行、课题研究、QC攻关领导小组，组织领导工程创优管理工作，详见质量保证体系框图。建立质检机构，项目经理部设质安部，设1名专职质检工程师、专职质检员，在施工过程中自下而上按照“跟踪检查”、“复检”、“抽查”三个检测等级分别实施检测任务。全面质量管理体系技术控制施工检测质量检查QC小组活动施工控制质量领导小组组长：项目经理符合规范和技术要求执行操作规程优质标准控制主要工序质量控制标准化作业优质工程管理目标设计图纸及规范交底工序及工种检查测量放样现场施工监控量测混凝土送样试验原材料送样检测隐蔽工程检测按月质量检验评比工种工班三检指导原材料取证检查监督信息及时反馈质量承包经济责任制工种工班自检交接检验标准化作业桥 梁 施 工 Q C 小 组路基施工QC小组隧道施工QC小组质量保证体系框图地方质检部门公司ISO9001质量体系运行领导小组监理工程师甲方代表设计代表质量检查管理手段质量技术管理手段职工质量意识教育设计文件审核制优质工程规划制职工培训单位工程开工、竣工报告制质量定期不定期检查制技术交底制隐敝工程检查签证制工程测量双检制工程验工检查计价制工程材料试验制质量事故“三不放过”分级检查处理制材料合格检验制质量奖惩兑现制质量目标：每个分项、分部工程质量评定均达到95分以上。本标段工程质量评定全部达到优良标准，配合全线创优，确保部优，争创鲁班奖。QC小组活动工序质量“三检制”群众性的技术比武活动公司项目经理部ISO9001质量体系运行领导小组2、质量保证措施（1）隧道开挖质量保证措施隧道不良地质地段施工坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。开挖前，做好超前地质预报，根据预测结果采取合理的开挖方法和支护措施。（2）支护质量保证措施1）喷射砼原材料进场前必须有产品合格证，并经检验合格。喷射砼采用湿喷工艺、拌合楼严格按配合比自动计量配料、拌料，拌料时间不少于1.5min，砼搅拌运输车运输，喷射砼要求连续进行，喷射厚度符合要求；喷射砼表面平整、无空鼓、裂缝、松酥；2）锚杆及钢筋网原材料进场前必须有产品合格证，并经检验合格；钢筋网格间距严格按设计制作，网片与岩面紧贴；锚杆垫板与围岩密贴；钻杆施作严格按设计施工；注浆压力控制在0.4MPa以内。注浆时将注浆管插入孔底，随着浆液的注入逐渐拔出注浆管，直到孔口有浆液流出为止。3）钢架原材料进场前必须有产品合格证，并经检验合格；钢架加工必须经培训合证，持证上岗的技工进行加工，避免出现钢架加工存在假焊、焊缝表面有裂纹、焊瘤等缺陷；钢架安装前应清除底脚下的虚碴及杂物。并测出每榀钢架位置，使其安装后，钢架垂直度误差±2°，横向与高程偏差小于±5cm；沿钢架外缘每隔2m用钢楔或砼预制块楔紧；钢架底脚置于牢固的基础上。钢架尽量密贴围岩并与锚杆焊接牢固，钢架之间按设计纵向用钢筋连接。分部开挖法施工时，钢拱架拱脚打设42锁脚钢管，其长度不小于4m，数量为4根，下半部开挖后钢架及时落底接长，封闭成环；钢架与围岩间隙用喷射砼充填密实，先喷射钢架与围岩间的空隙，再喷射钢架与钢架间砼，钢架与喷砼形成一体，钢架全部被喷射砼覆盖，保护层厚度不得小于50mm。 九、安全生产保证措施 1、安全生产组织机构图安 全 保 证明确各级安检员制定安全措施安全责任制安全教育签订承包责任书加强综合治理增强安全意识加强防范工作及时认真处理坚持常检勤查确 保 安 全 生 产 2、保证安全生产的措施安全生产是搞好工程建设的重要因素，关系到国家、企业和个人的根本利益，因此，在施工过程中，必须认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，广泛运用安全系统工程,严格控制和防止发生各类伤亡事故。为杜绝各类伤亡事故，确保安全目标的实现，特制定本标安全生产的保证措施。 （1）、机械施工安全措施 1）各种机械操作人员和车辆驾驶员必须取得操作合格证，不准将机械设备交给无本机操作证的人员操作。 2）操作人员必须按照机械说明规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察、工作后的检查保养制度。 3）保持机械操作室整洁，严禁存放易燃易爆物品。不酒后操作机械，机械不带病运转、超负荷运转。 （2）、爆破施工安全措施 1）、严格按本技术交底中装药量控制药量。 2）、选用低爆速的炸药和不耦合装药，采用预裂爆破技术控制爆破地震波对爆区周围建筑物的影响； 3）、采用非电起爆系统，减少杂散电流的影响，防止早爆事故； 4）、各爆破有关人员严格遵守“爆破作业人员的职责”； 5）、采取积极措施预防炮烟中毒； 加强炸药的保管和检验工作，禁用过期变质的炸药。 保证填塞质量和填塞长度，以免炸药发生不完全爆破。 爆破后，必须加强通风，按规定，井下爆破需等15分钟以上，露天爆破需等5分钟以上，炮烟浓度符合安全要求后，才允许人员进入工作面。 6）、严禁民工领取和单独使用爆炸物品。领取爆炸物品必须经工班长提出当日使用数量的计划，经现场负责人批准后，由指定的人员到库房领取，领取数量不得超过当班使用数量。 7）、领取爆炸物品必须2人以上共同领取，不得一人同时携带炸药和雷管，两人分别携带并保持5m以上距离。 8）、进行爆破作业时要有专人负责指挥，要有警戒岗哨和标志。严禁双层和多工序作业，严禁边钻孔，边装药。 9）、严禁任何人私拿、私藏爆炸物品。 10）、对剩余爆炸物品要清点所剩的品种，填写退料单，由工班长或现场负责人签字后退库，严禁将剩余的爆炸物品存放在宿舍、隧道内。 兰州市北环路工程第二项目部 二O一四年二月二十三日