西黄庄隧道非爆破开挖专项施工方案(共35页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目录专心-专注-专业第一章 编制依据及范围1.1编制依据1、新建北京至张家口铁路工程指导性施工组织设计。2、新建北京至张家口铁路工程JZSG-7标实施性施工组织设计。3、新建北京至张家口铁路西黄庄隧道(京张施隧-05)及相关参考图(京张施隧-0114)。4、危险性较大的分部分项工程安全管理办法(建质【2009】87号)5、关于印发北京铁路局建设工程重大危险源管理办法的通知(京铁建【2011】144号)6、高速铁路设计规范(TB10621-2014)7、高速铁路隧道工程施工技术规程(Q/CR9221-2015)8、铁路隧道超前地质预报技术规程(Q/CR9217-2015
2、)9、铁路隧道监控量测技术规程(Q/CR9218-2015)10、铁路隧道施工抢险救援指南(Q/CR9219-2015)11、铁路隧道工程施工机械配置技术规程(Q/CR9226-2015)12、高速铁路隧道工程施工质量验收标准(TB10753-2010)13、关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知(铁建设2010120号)14、铁路工程施工组织设计规范(Q/CR9004-2015)15、根据国家和行业颁布的与本工程有关的各种现行有效版本的技术规程规范及质量、验收标准和法律法规。16、依据本单位所具备的技术管理水平、施工能力、机械设备及类似工程施工经验。1.2编制范围
3、本方案适用于新建京张铁路七标西黄庄隧道(DK132+250DK137+130,全长4880m)内的非爆破开挖段施工。第二章 工程概况和特点2.1工程概况新建铁路北京至张家口铁路JZSG-7标西黄庄隧道, 属于全线重点控制性工程,位于河北省怀来县鸡鸣驿乡西黄庄附近,隧道中心里程为:DK134+690,起讫里程为DK132+250DK137+130,全长4880m。进口位于怀来县鸡鸣乡西黄庄村南侧,出口位于张家口市下花园区孟家坟南侧。设计时速350km/h,最大埋深约100m。该隧道设置2座斜井作为辅助坑道, 1#斜井与线路右线相交于DK134+600处,平面交角为90,斜井综合坡度为8.9%,斜
4、井平面投影长度655m,斜长657.84m;2#斜井与线路左线相交于DK136+000处,平面交角为90,斜井综合坡度为8.93%,平面投影长度225m,斜长225.98m。 DK133+300-DK133+600段下穿西黄庄村,采用非爆破开挖施工。其中DK133+300-DK133+431段采用台阶法施工,DK133+431-DK133+481段采用三台阶法施工,DK133+481-DK133+600段采用三台阶七步法施工。地质情况详见下图: 2.2工程技术标准1)铁路等级:高速铁路;2)正线数目:双线;3)设计速度:350km/h;4)线间距:5.0m;5)隧道进口段776.685m、出口
5、段188.4m位于曲线上,其它均处于直线上;6)最大坡度:6.5;7)调度指挥方式:调度集中。2.3工程特点2.3.1自然地理、地层岩性隧址区属低山丘陵区,地面高程580710m之间,相对高差约130m,地形起伏较大。进口段山势较陡,基岩裸露,植被不发育。其它地段大多为第四系地层所覆盖,冲沟发育,植被较多。属于寒温带半干旱气候区,冬季受强大的内蒙高气压控制,漫长寒冷干燥,夏季多雷雨,春秋多风沙。年平均气温10.5o,最大风速4m/s,最大冻结深度99cm。地层岩性主要为第四系全更新统(Q4ml)填土;第四系上更新统洪坡积层(Q3pl+dl)粉土、新黄土、粗圆砾土,在隧道洞身大面积分布;元古界震
6、旦系中统铁岭组白云岩、下统下马岭组(Z3X)砂岩夹砾岩、泥质砂岩、页岩等,主要分布在隧道进口附近。2.3.2非爆破开挖段地质DK133+300-DK133+600段下穿西黄庄村,为非爆破开挖段,其洞身位置地层为弱风化砂岩,基本承载力500kp,层厚10-19m;洞身上覆层为粗圆砾土,基本承载力500kp,层厚27-47m;地表覆土为新黄土,基本承载力130kp,层厚2-10m。2.3.3不良地质由于含煤地层倾角较大,在钻孔中并未出现煤层,但隧道施工有可能穿越煤层,所以隧道内不良地质为有害气体,根据附近鸡鸣驿煤矿测试资料,该区煤层瓦斯相对涌出量为5.804m3/t,绝对涌出量为0.2902m3/
7、min;二氧化碳相对涌出量为7.354m3/t,绝对涌出量为0.3677m3/min。该隧道为低瓦斯隧道。2.3.4地震动参数地震基本烈度级、地震动峰值加速度0.2g、地震动反应谱特征周期0.45s。2.3.5水文地质特征无地表水分布,雨季时可能有少量的地下水,类型为第四系孔隙潜水及基岩裂缝水,受大气降水补给。2.3.6交通运输 隧道进口、1#斜井邻近G110国道,交通便利; 2#斜井临近县道,交通便利;出口位于孟家坟村,附近有村级道路,交通相对便利。2.3.7与既有道路、村庄交叉情况 隧道下穿西黄庄村。具体下穿位置详见下表:序号铁路线路交叉里程(范围)既有道路和村庄名称交叉形式铁路下穿覆土厚
8、度(m)洞身位置地质情况1DK133+300-600西黄庄村庄铁路下穿45弱风化砂岩第三章 施工计划3.1施工组织按中国铁路工程总公司文件和招标文件要求,本隧道采用“项目部+架子队”两级管理,项目部下设隧道架子一队负责组织本工程实施。施工架子队按照“管理有效、监控有力、运作高效”的原则组建。架子队设置专职队长、技术主管,配置技术、质量、安全、试验、材料、领工员、工班长等主要成员。架子队队长 李庆刚技术主管 董庆刚技术员 倪晓峰质检员 薛利平安全员 李启平试验员 马永良材料员 王正忠领工员 陈冬领工员 林庆光工班长 陈时兴3.2施工任务划分根据设计指导性施工组织设计,本隧道按新奥法原理组织施工。
9、设置4个作业工区,分别为隧道进口、1#斜井、2#斜井和出口,其中进、出口为单向掘进,1#、2#斜井完成辅助坑道后,双向掘进。各作业工区承担的施工任务为:进口工区承担DK132+250DK133+771段施工任务,长1521m;1#斜井工区承担DK133+771DK135+225段施工任务,斜井长655m,斜进向小里程829m,向大里程625m,共施工正洞1454m;2#斜井工区承担DK135+225DK136+501段施工任务,斜井长225m,斜进向小里程775m,向大里程501m,共施工正洞1276m;出口工区承担DK136+501DK137+130段施工任务,长629m。DK133+300
10、-DK133+600段下穿西黄庄村,为非爆破开挖段,属于进口作业工区。3.3施工进度计划DK133+300-DK133+600段为非爆破开挖段,根据隧道纵断面设计图,DK133+300-DK133+481段围岩等级为IV级,其中DK133+300-DK133+431段采用台阶法施工,DK133+431-DK133+481段采用三台阶法施工;DK133+481-DK133+600段围岩等级为V级,采用三台阶七步法施工。综合进度指标:项目指标(m/月)围岩级别IIIIVV进、出口工区开挖正洞1207540无轨运输斜井开挖正洞1007040斜井本身开挖18013080非爆破开挖段施工进度计划如下:工
11、程性质开始时间完工时间工期(月)DK133+300-DK133+481段:IV级围岩181m,进度指标40m/月2017/3/152017/8/314.5DK133+481-DK133+600段:V级围岩119m,进度指标50m/月2017/9/12017/11/152.4第四章 施工方案4.1施工准备4.1.1技术准备组织施工技术及管理人员认真熟悉并理解设计图纸、技术规范和技术要求,编写好各种施工管理程序和工作程序。技术人员根据已有的技术资料,对本工程的开挖起始点进行确切定位,标定位置和施工控制标高。4.1.2机具及人员准备根据施工方案及现场的需求,配备足够数量性能优良的施工机具,在施工条件
12、和人员许可的情况下,以实现多处平行作业,并配备足够的备用机具。4.1.3物资准备在进场施工前,备足施工机具所用的各类油料及机械设备维修保养常用配件,确保工程施工的顺利进行。爆破物品由当地民爆公司向公安部门办理购买、运输手续后,24小时配送。4.2施工各系统布置4.2.1施工总平面布置原则施工总平面布置原则是根据本工程的施工特点而制定,主要遵循以下几条原则:遵循业主有关规定、国家行业的有关规程规范、国家对安全、环保、工业卫生的有关法律、法规;在现有的施工区道路基础上,利用自然条件结合施工进度,合理规化布置施工便道。4.2.2施工道路布置对于进入各掘进作业面的施工道路按标准化要求修建临时便道,以满
13、足工作面顺利出渣。4.2.3风、水、电系统1、施工用风根据钻孔工程量的施工进度安排,供风系统配备4L-20/8空压机供风,灵活布置于施工现场,将压风用软胶管引至作业点。2、隧道内的通风随着隧道的掘进,当深度超过10m时,就须对隧道内进行机械供风,以满足隧道内的钻眼或其它作业。一是确保隧道内新鲜的空气供作业人员呼吸;二是吹散钻眼作业时产生的岩粉和水雾,以免影响作业人员作业和对周边安全环境的视觉判断。通风方式采用压入式局部通风机对隧道进行供风。3、施工供水各施工地段的施工用水采取打深井取水,满足施工生产和生活用水需要。4、施工用电施工用电从附近高压线线采取T接,在各作业工区洞口设1台1000KVA
14、变压器,共设置4台。现场施工用电主要有隧道内排水、通风、照明、机具设备、机械修理等。根据本工程用电和施工场地实际情况,按用电规范,使用配电箱进行接电,确保用电安全。5、施工排水各隧道内的施工排水,上坡掘进的可自流至隧道口,下坡掘进的由水泵抽排至外口,根据设计要求在进、出口各设置1套污水处理系统,建立三级沉淀池。洞内生产废水经过净化处理达到污水综合排放标准规定后进行排放4.2.4生产辅助设施1、办公及生活用房隧道办公、生活和仓库用房均在施工区域附近新建保温彩钢房;隧道架子队驻地设置隧道进口。 2、机修由于隧道开挖工程投入的各种施工设备不多,注重平常保养的同时,设备维修可使用各隧道口较为宽敞的平地
15、,由专人进行维修或零部件更换。3、材料及油料库本工程所需各种材料、配件及油料等,直接存放于施工隧道附近的临时材料库房内。材料、配件应与油料分开存放。4.3非爆破开挖施工4.3.1非爆破开挖施工概述DK133+300-DK133+600段为非爆破开挖段,根据隧道纵断面设计图,DK133+300-DK133+481段围岩等级为IV级,其中DK133+300-DK133+431段采用台阶法施工,DK133+431-DK133+481段采用三台阶法施工;DK133+481-DK133+600段围岩等级为V级,采用三台阶七步法施工。西黄庄隧道下穿西黄庄围岩等级、级,从DK133+300DK133+600
16、段,长度300米,在隧道穿越村庄段主要采用铣挖法进行非爆破开挖施工,也可采用破碎锤对其进行破碎施工,施工时根据围岩情况具体选择,灵活调整。并加强对地表沉降监测。1、铳挖法铣挖法时将铣挖机安装在液压挖掘机上,应用于隧道开挖及修整轮廓、洞室、横洞开挖等,特别适合不宜爆破的施工地段。开挖面控制精准,可较好解决超欠挖问题,准确的修整开挖轮廓。安全性好,适用铣挖机取代人工制软岩或破碎岩层中掘进,是施工人员离开掌子面,降低前方施工人员在开挖时遇到掉块、坍塌等危险,提高隧道施工安全性。铣挖法在小松330液压挖掘机上,利用液压破碎锤或液压钳的液压回路进行安装一台ER1500铣挖机,利用铣挖机铣挖头高速旋转切削
17、岩石,先软后硬原则进行。人工配合修正开挖轮廓线达到设计要求,可以有效的减少开挖对围岩的扰动,控制超欠挖,提高开挖质量和安全度,降低作业人员的劳动强度。上台阶首先采用铣挖机进行环形开挖,考虑到作业空间要求,开挖宽度1.2-1.8米;施工拱部初期支护,然后以破碎锤清除核心土;中下台阶采用铣挖机开中槽挖马口,在采用破碎锤清除核心土的方法施工。铣挖机发适用于岩石强度在10Mpa以内的软岩掘进,对10-20Mpa之间的岩石工作效率较低。2、破碎锤破除法开挖工艺采用液压为动力、破碎锤为主要开挖工具及静态破碎剂,替代原有钴爆法开挖。开挖过程中采用的开挖机械型号小、重量轻、机动性能好,振动远小于钻爆开挖的爆破
18、振动,减小对围岩扰动。在采用破碎锤逐层开挖,本层开挖裂隙得扩展,岩体松动塑性圈形成。在开挖下一层时由裂隙存在扩展,岩体松动易于开挖。开挖过程中使塑性圈逐渐扩大,应力逐渐释放,再者开挖机械振动有限,有效保护围岩的完整性,最大程度减小了对围岩的扰动。4.3.2非爆破开挖施工方法具体施工工艺流程见下图。针对隧道围岩衬砌段所处的地址条件,围岩段开挖及初期支护施工可采用三台阶临时仰拱法。铣挖机开挖,自卸车出碴。初期支护紧跟掌子面,隧道按照“管超前、短进尺、弱开挖、快封闭、勤量测”的原则组织施工。采用挖掘机携带液压锤自下而上环形逐层开挖,沿开挖轮廓线进行破碎开挖,级围岩一般地段采用环形留核心土发施工。硬土
19、级较破碎岩体采用挖掘机或人工手持风镐开挖。每循环开挖进尺控制在0.8左右,具体进尺根据围岩级别适当进行调整。上台阶出渣利用挖掘机扒碴至中下断面,下台阶利用装载机装碴,开挖后采用自卸车汽车运碴至指定的弃碴场地。喷砼采用湿喷机作业,风钻或台车钻锚杆孔,机械配合人工安装锚杆、拱架和钢筋网。为确保施工安全量测及时进行。测量放线拱部超前支护开挖、出渣修边初期支护下一工序围岩监控量测围岩监控量测围岩稳定性评价,修整施工方法非爆破开挖施工工艺流程图1)隧道洞身开挖、出碴2)隧道修边出碴后将自制作业台架移至掌子面处,对局部欠挖处进行处理。对欠挖处采用YT-28气腿式凿岩机打眼,在孔内塞放无声破碎剂,使围岩开裂
20、,然后人工手持风镐进行修边。和普通爆破技术相比,无声破碎技术具有安全、无噪音、无振动、无飞石、无硝烟、无污染、不影响周围环境等诸多优点。3)隧道初期支护隧道初期支护施工工艺流程图 超前小导管、注浆(锚杆)合格是 施工准备 洞身开挖 清理危石、处理欠挖吹净岩面 初喷混凝土封闭岩面 施作锚杆、挂设钢筋网 喷射混凝土至设计厚度 围岩量测小导管及锚杆加工浆液及砂浆制备调整 检 查 安设拱架信息反馈、确定合理二衬时间 通风排烟不合格洞身开挖完成后及时组织人员初喷4cm厚喷射混凝土封闭围岩,然后打设系统锚杆,挂设钢筋网,安装钢架并打设锁脚锚杆,采用湿喷工艺复喷至设计厚度,然后进行下一道工序。锚杆隧道采用的
21、锚杆为22砂浆锚杆和22中空注浆锚杆。锚杆安装质量验收方法进行抗拔试验,要求抗拔试验平均值不小于设计值(一般铁路设计为150KN),单根锚杆抗拔力最小值不小于设计值的90%。锚杆插入前必须先用高压风清孔,锚杆必须装好锚头,边旋转边将锚杆送入眼孔,然后安装止浆塞、垫板、螺母;注浆压力控制在0.51.0Mpa,终压控制在22.5Mpa,并排除孔内气体确保孔内浆液饱满;钢筋网施工方法钢筋网片预先按设计钢拱架间距在洞外加工好备用,钢拱架施作好后进行钢筋网的铺装,钢筋网随高就低紧贴初喷面,使用的钢筋须经试验合格,使用前要除锈,在洞外分片制作,安装时搭接长度应为12个网孔,与锚杆和钢架绑扎连接(或点焊焊接
22、)牢固;钢筋网设在靠近岩面一侧;喷混凝土时,减小喷头至受喷面距离和风压,以减少钢筋网振动,降低回弹。钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于3cm。钢架(格栅钢架、型钢钢架)根据开挖方法和步骤分部分片安装,为了使左右侧支护上部拱架便于与下部连接,安装拱部钢架时在拱脚处垫上垫板,并根据设计要求每侧用2根锁脚锚杆锁固并注不小于M20砂浆。安装好拱架后按设计施作注浆锚杆,将锚杆的尾部焊于拱架上。钢架与初喷混凝土之间尽量贴紧,如因开挖造成凹凸不平,并有较大间隙时,设置混凝土垫板或钢板,严禁用片石和木材填塞,保护层厚度不小于3cm; 为保证钢架置于稳固的地基上,施工中应在钢架基脚部位预留0.150.20m原地基,
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