XDK218 810--XDK219 090断层破碎带施工方案.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流XDK218 810-XDK219 090断层破碎带施工方案.精品文档.XDK218+810-XDK219+090断层破碎带施工方案 杜家山隧道XDK218+810XDK219+090断层破碎带专项施工方案 一、编制依据 1、阳安二线直通线施隧05杜家山隧道设计图; 2、现行铁路工程施工指南及施工验收标准; 3、设计地质资料、超前地质预报资料; 4、我公司拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法、科技成果和多年积累的长大隧道工程施工经验; 5、国家及地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规。 二、工程概况 杜家山进口位于旬河支流麻坪
2、河河谷区,坡面基岩裸露,自然坡度约50,轨面高程330.870m。杜家山隧道起迄里程为 XDK217+880XDK228+466,全长10586m,隧道位于安康枢纽,安康东至大岭铺之间,为双线隧道,洞身进口160.76m位于半径为800m的曲线上,出口235.85m位于半径为6000m的曲线上,其余均位于直线上,全隧道为10.8、11、4、-3、-11、-10.9的人字坡。杜家山隧道穿越三个地貌单元:进口位于旬河支流麻坪河河谷区,坡面基岩裸露,自然坡度约50,轨面高程330.870m,出口位于汉江支流丁家河河谷区,坡面基岩裸露,自然坡度约45,轨面高程331.812m,洞身穿越低中山区,山脊段
3、隧道洞身最大埋深约773m。隧道进口位于旬阳县,出口位于安康市汉滨区,交通方便,襄渝阳安铁路沿汉江而行;西安至旬阳,旬阳至安康均通公路,隧道进口和出口侧有公路可通汽车。 XDK218+810XDK219+090F12宋家垭断层属逆冲推覆兼走滑断层,破碎带由断层角砾、断层泥、压碎岩等组成,较疏松。区域资料显示受断层影响,两侧岩体破碎,挤压揉皱明显,产状多变。隧道施工在通过该破碎带时容易发生突然涌水、坍塌、变形量过大等地质问题。 三、施工组织安排 1 XDK218+810XDK219+090断层:计划开工日期2015年9月1日,计划完工时间2015年12月31日,合计120天。 (二)人员组织 X
4、DK218+810XDK219+090断层施工管理人员和劳动力安排见下表: 管理人员安排一览表 劳动力安排一览表 2 拟投入本工程的设备机具见下表: 设备机具投入数量一览表 3 由于断层破碎带存在涌水及发生大规模隧道坍塌的危险,为确保施工过程中不发生安全事故,顺利通过断层破碎带,有效降低施工阶段发生地质灾害所引发的风险,特制定以下施工方案。 首先按照设计文件要求采用综合超前地质预报系统(主要采用TSP203Plus及超前地质钻孔、地质雷达、超前水平钻探等)进行超前地质预测,结合地质勘测资料和地质素描对前方地质进行综合判断,根据判断结果确定后续开挖过程中采取什么样的辅助措施,开挖过程中及时进行监
5、控量测工作,根据量测结果指导后续施工。 1、超前地质预报 隧道开挖爆破后立即进行地质调查并进行地质素描,一般地段每10m记录一次,地质条件变化时,增加素描。 在围岩变化处前100m预先通知铁一院超前预报单位进行超前探测,利用TSP203Plus对前方进行探测,粗略掌握掌子面前方的不良地质分布情况。 然后,用地质雷达在接近不良地质体30m左右时探测一次,进一步核实与了解不良地质的分布情况。 若物探方法初步判定前方有不良地质体,当掌子面接近不良地质体10m左右时,应采用超前钻孔进行验证。 根据物探与钻探结果,并结合前期地勘成果及地质调查资料,综合判定不良地质体的范围与程度。 2、超前支护施工 根据
6、现场施工情况及作业环境,遵循施工可操作性和可实施性,满足施工需要,保证施工安全。采用超前搭接长管棚加小导管预注浆相结合的超前支护施工。 附:管棚及小导管安装布置示意图。 4 2.1、管棚施工 2.1.1、管棚采用89mm壁厚5mm热轧无缝钢管制作而成,管棚长10m/根,外插角不大于3。可根据实际情况作适当调整。钢管环向间距40cm。 2.1.2、钻孔、清孔及验孔。 采用隧道台车钻孔作业平台;用全站仪放样定位、定向孔口及孔轴线,严格控制钻孔角度;选用潜孔钻钻进成孔。若钻进过程阻力较大,可退回1m左右,多次反复,阻力减小后继续钻进。初钻用低压顶进,以保持方向,防 5 清孔采用地质岩芯钻杆配合钻头进
7、行反复扫孔,清除浮渣,确保孔径、孔深符合要求,防止堵孔;再用高压风从孔底向孔口清理钻渣。 成孔后用全站仪、斜测仪等检测孔深、倾角、外插角。验孔合格后方可进行管棚安装,对不合格的孔应封孔原位从钻。 2.1.3、管棚安装 采用装载机和管棚钻机相结合,在人工配合下顶进钢管钢管口与孔口周壁用水泥密封。 2.1.4、注浆 注浆前进行压水试验,检查机械设备是否正常,管路连接是否正确,为加快注浆速度和发挥设备效率,可同时采用35根管注浆。并另备注浆管以备替换。 注浆浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。注浆材料为M10水泥砂浆,注浆压力0.52.0MPa,设计注浆量为0.27m3每延米,若注浆量超限,未达到压力
8、要求,应调整浆液浓度继续注浆,确保钻孔周围岩体与钢管周围空隙充填饱满。 附:管棚施工流程图 6 管棚施工工艺流程图 2.2、小导管施工 2.1、超前小导管采用外径42壁厚3.5mm热轧无缝钢管制作,导管前端做成尖锥形,尾部焊接12mm钢筋箍,管壁上每隔15cm梅花形钻眼,眼孔直径68mm。尾部30cm为不钻孔止浆段。 小导管制作附图:(注:图中单位以厘米计,钢筋箍为12钢筋。) 7 2.2、小导管安装 2.2.1、小导管外插角515,导管长3.5m/根,间距40cm,每环38根,小导管配合钢架使用。 2.2.2、小导管安设 采用YT-28风动凿岩机钻孔,钻孔直径比钢花管直径大35mm,钻孔深度
9、大于钢花管长度。然后将小导管穿过钢架,采用锤击或钻机顶入,顶入长度不小于钢管长度的90%,并用高压风将钢管内砂石吹出。 2.3、注浆 小导管采用水泥浆注浆。小导管注浆水泥标号P.O42.5级普通硅酸盐水泥,速凝剂掺量22.5%,注浆压力0.51.0Mpa之间,注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压稳压2分钟以上可结束注浆。 附:注浆工艺流程图。 8 注浆施工工艺流程图 3、洞身开挖及初支施工 断层破碎带隧道开挖施工时严格按照“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的原则进行组织施工,开挖方式选择上严格按照“三台阶七步流水作业法”施工,每循环进尺控制在12榀拱架,确保断层段施工安全。 3.
10、1三台阶七步流水作业法 施工要点: 施工中应遵循“短开挖、强支护、管超前、严注浆、勤量测、快封闭”的施工原则,紧凑施工工序,精心组织。 做好洞内的防排水系统工程,妥善处理好陷穴、裂缝。 台阶长度控制在35m,及时施作初期支护,配合锁脚锚管封闭成环,初期支护钢架背后严禁出现空洞。 掌子面、初期支护若有失稳现象,应及时用喷射砼封闭,加设锚杆、架立钢支撑等加强支护。 应及早施作仰拱和二次衬砌,防止隧道边墙向内位移。 9 IV、V级围岩开挖轮廓线 说明: 第一步:拱顶在超前支护的“保护”下,上导坑弧型开挖,并预留核心 土。开挖结束后架设钢拱架、喷射混凝土支护。形成较稳定的承载拱。 第二、三步:在承载拱
11、的支护下,分段错开开挖拱脚。以一定的时间差 先后按同样的方法进行支护,使同一断面的钢拱架拱脚暴露仅限于一侧。 第四步:拱部支护完成后,适时取掉核心土。 第五、六步:在以完成拱部支护后,分段左右相错开挖马口,以一定的 10 第七步:下台阶核心土取掉,并开挖仰拱,使钢拱架闭合成环。再进行混凝土施工 三台阶七步开挖施工工序流程图 3.2 破碎带支护参数 11 砌型)。 级围岩段超前支护为423.5mm超前小导管,拱部140范围布置,环向间距40cm,每环38根,每根长3.5m,纵向搭接长度不小于1.0m。 sw+型初期支护参数:采用I20a工字钢钢架,间距60cm,22组合中空锚杆间距1.01.2m
12、,22砂浆锚杆间距1.01.2m,每根长3.5m,42*3.5mm锁脚锚管每榀钢架12根,每根长3.5m,8钢筋网片网格尺寸2020cm,C25喷射砼厚度27cm。 4、监控量测 监控量测是新奥法施工中不可缺少的一项技术内容,是监视围岩和支护稳定性的重要手段,是判断设计、施工是否正确合理的主要依据,是监视施工是否安全可靠的眼睛。为了更精确更迅速的了解断层破碎带围岩的动态变化,判定其稳定性,从而保证施工安全,进行科学严谨的监控量测方案是十分必要的。 隧道施工中开挖形成后,必须立即喷射不小于4cm厚的混凝土及时封闭围岩作为初支初喷层,紧跟监控量测,监控量测应在开挖后2-4小时进行,否则工作人员不得
13、进入掌子面作业。 4.1、监控量测目的 (1)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,支护可靠性。 (2)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。 (3)通过监控量测对施工可能产生的环境影响进行全面监控。 (4)通过监控量测进行隧道日常的施工管理,确保施工安全和施工质量。 12 (6)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。 4.2、监控量测实施原则 (
14、1)监控工程安全与改进设计、指导施工相结合,以监控工程安全为主。 (2)监测将侧重地质条件差、结构受力复杂及工程薄弱环节等重点部位,并将各监测项目的测点(线)布设在该部位,设置成重点监测断面。 (3)将重点监测断面与一般监测断面、临时监测断面相结合,以重点监测断面为主。 (4)选用稳定、可靠、新型、先进的观测仪器设备。 (5)所选择的监测项目应具有代表性和可信性,获得的观测资料能够满足反馈施工设施、综合评价工程的工作状态、预报和控制工程安全等要求。 4.3、监控量测项目 监控量测的项目主要根据隧道工程的地质条件、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
15、不是单纯为了获取信息,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,满足作为设计变更的重要信息和各项要求,提供设计、施工所需的重要参数(初始位移速度、作用荷载等)。 根据以上所述并结合本隧道的实际情况,将洞内、外观察、周边位移,拱顶下沉、地表下沉作为必测项目。锚杆轴力作为施工监控量测选测项目。同时配备选测项目所需的设备,必要时实施选测项目。 (1)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、岩石 13 率,工作面自稳情况,地下水情况及影响等内容,并以表格和素描形式记录。
16、(2)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。 (3)拱顶下沉及水平净空位移量测 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。这些内容的决定与地质条件、地压分布、隧道埋深、开挖方法及进度、断面收敛速度等有关。 量测断面间距:本段断层破碎带,每隔5设一个断面。 断面测点布置:洞内周边收敛量测布置见图2,拱部下沉、底部上拱、填充面下沉量测布置见图3。 量测频率与结束标准 量测频率:量测频率根据监测数据的变化情况而定,具体见表3-2。 结束标准:根据收
17、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。收敛速度0.2mm/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周结束,软弱围岩大变形地段位移长时间不能稳定时,延长量测时间。 14 表3-2 量测项目及要求表 15 16 左3 左2 1米 隧道中线 起拱线 左1右1 最大跨度线 图2 洞内周边收敛量测布置图 图3 拱部下沉、底部上鼓、填充面下沉量测布置图17 4.4、监控量测仪器 为保证隧道监控量测的准确与及时,拟投入如下监控量测设备,仪器设备性能良好,并根据工程实际需要及时调整。 4.5、监控量
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