隧道超前支护专项工程施工方案.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流隧道超前支护专项工程施工方案.精品文档.目 录1、编制依据12、工程概况13、施工安排33.1施工部署33.2隧道施工管理组织机构33.3劳动力安排44、施工准备54.1技术准备54.2隧道施工前期准备54.3机具准备65、超前长管棚施工66、超前小导管施工107、超前砂浆锚杆施工107、施工质量保证138、安全保障措施149、文明施工保证措施2110、环境保护措施2211.应急预案231、编制依据1.1京承高速公路(密云沙峪沟市界段)工程招标文件;1.2京承高速公路(密云沙峪沟市界段)工程第7#合同段隧道工程设计图纸;1.3公路工程技术标准
2、(JTJ B01-2003)、公路隧道施工技术规范(JTJ042-94)、公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004);1.4京承高速公路(三期)工程第七标段施工组织设计;1.5现场踏勘及调查资料;1.6我单位的技术实力及参加同类工程的施工经验,目前可投入的机械设备和人员。2、工程概况2.1隧道基本概况本合同段主线设置分离式隧道两处,共计4座,总长1352米。这4座隧道基本情况见下表:隧道基本情况统计表 序号隧道名称起讫桩号长度(m)纵坡/坡长(/m)隧道类型1塔洼2#隧道左线6K97+197-6K97+658461-4.7/989.321分离式右线1K97+190-1K97+60
3、0410-0.667/1101.6272西圈隧道左线6K98+490-6K98+7702801.0/1304.886分离式右线1K98+519-1K98+7202011.0/1295.227隧道各级围岩构成见下表: 隧道各级围岩构成表 围岩级别IIIIVV明洞合计塔洼2#隧道左线1451739845461右线15010012535410西圈隧道左线84975445280右线8759552012.2地质概况塔洼2#隧道隧址区为构造剥蚀形成的低山丘陵区,地表植被发育。塔洼2#隧道穿越塔洼村旧址北侧的山体,清水河在隧址南侧蜿蜒流过。隧址区山体较完整,但岩体受构造影响严重,隧道出口处山体部沟坎发育,围
4、岩以浅紫色白云质石英砂岩为主,砂质白云岩、叶片状含粉沙泥质白云岩组成数十个旋回性基本层序,厚度稳定,为潮间潮上环境沉积。隧道进口段岩体破碎,坡面陡立,围岩的节理裂隙较发育。西圈隧道隧址为构造剥蚀形成的低山丘陵区,西圈隧道穿越西圈村西北侧的山体。西圈隧道岩层的岩性为硅质条带粉细晶白云岩、藻纹层粉晶白云岩、藻团粉晶白云岩层序组成,岩体受多期构造影响,节理裂隙发育。隧道进口段岩体破碎,坡面陡立。2.3超前支护工程量塔洼2#隧道和西圈隧道超前支护根据围岩级别采用超前长管棚、超前小导管、超前锚杆等方法。塔洼2#隧道和西圈隧道级围岩超前支护为:进洞级围岩采用超前大管棚,前大管棚采用108、壁厚6mm无缝钢
5、管,与隧道轴线外插角为13,环向间距为50cm,每个洞口设置45根,每根长度为24m,每个洞口管棚工程量为16297.2kg,另外每个洞口需注入水泥浆64.8m3,设置止浆塞45个及M10钢管填充砂浆8.82m3。级地段的超前支护采用42超前小导管,壁厚5mm,L=3.5m,环向间距40cm,每排设置55根,外插角610,两组超前小导管间保持不小于1.0m的搭接长度,每排42工程量为639.1kg,另外需注浆9.35m3; 塔洼2#隧道和西圈隧道级围岩超前支护采用22超前砂浆锚杆,每排设置55根,施工时锚杆沿隧道周边以与隧道轴线610外插角打入围岩,锚杆端部焊接于格栅钢架上,两排超前锚杆间保持
6、不小于1.0m的搭接长度,每排22砂浆锚杆数量为574.2kg。3、施工安排3.1施工部署塔洼2#隧道、西圈隧道均从出口掘进,1线隧道与6线隧道按工序组织流水作业,同时施工。洞口及明洞开挖及边仰坡防护工程完成后,两条隧道均首先施作1线套拱和6线套拱,以套拱作为超前大管棚的导向墙,进行1线超前大管棚施工,待管棚施工完毕后进行1线洞身开挖同时进行6线超前大管棚施工。根据围岩衬砌级别进行超前小导管和超前锚杆施工,待超前支护完成8小时后进行隧道洞身开挖。3.2隧道施工管理组织机构隧道工程是本标难点工程,项目部设隧道项目负责人一名,由本项目副总工程师马杰兼任,总体负责塔洼2#隧道和西圈隧道的施工生产。设
7、隧道专业工程师兼技术主管两名,焦鹏负责塔洼2#隧道施工技术,李文负责西圈隧道的施工技术。设隧道施工技术员六名,指导班组具体施工。下设两支隧道施工队伍,隧道施工一队负责塔洼2#隧道的施工,隧道施工二队负责西圈隧道的施工。具体组织机构见下图所示:隧道项目负责人: 技术主管: 技术主管: 技术员: 技术员: 技术员: 技术员: 技术员: 技术员: 材料员: 计划员: 隧道施工一队 隧道施工二队 3.3劳动力安排 隧道施工一队负责塔洼2#隧道超前支护施工;隧道施工二队负责西圈隧道超前支护施工,具体工班安排见下表: 隧道超前支护施工队伍安排表 序号施工队伍工班人数工作内容备注1隧道一队加工工班10塔洼2
8、#隧道套拱钢架、导向管、超前钢管、超前砂浆锚杆加工开挖工班20塔洼2#隧道超前大管棚钻孔、超前小导管及超前锚杆钻孔、洞身开挖及初期支护锚杆钻孔支护工班15塔洼2#隧道套拱型钢安装、超前管棚、超前小导管、超前锚杆安装及注浆砼工班10塔洼2#隧道套拱混凝土模板安装及砼浇筑保障工班12塔洼2#隧道风、水、电,材料加工2隧道二队加工工班10西圈隧道套拱钢架、导向管、超前钢管、超前砂浆锚杆加工开挖工班20西圈隧道超前大管棚钻孔、超前小导管及超前锚杆钻孔、洞身开挖及初期支护锚杆钻孔支护工班15西圈隧道套拱型钢安装、超前管棚、超前小导管、超前锚杆安装及注浆砼工班10西圈隧道套拱混凝土模板安装及砼浇筑保障工班
9、12西圈隧道风、水、电,材料加工4、施工准备4.1技术准备认真作好熟悉图纸和复核图纸工作,了解清楚设计意图,检查施工图是否完整、齐全,是否符合国家规范的要求。编制完整的施工方案,对作业工班和作业人员进行施工技术和安全交底。施工测量人员按设计图纸进行桩位放样。各项技术准备措施均已完毕,具备开工条件。4.2隧道施工前期准备隧道施工的前期准备工作包括风、水、电管线、设备的安装:(1)施工用水:在塔洼2#隧道出口上方山顶自建50m3高压水池供水,隧道施工用水从清水河塔洼2#隧道进口处的清水河引入。西圈隧道利用隧道出口处山上既有50m3水池供水。(2)施工用电:前期采用120KW柴油发电机供电,后期采用
10、10KV高压接入变压器,通过变压器采用三相五线制线路分别向施工地点架设输电线路。塔洼2#隧道由安装在隧道出口处的两台315KW变压器供电,西圈隧道由安装在预制场的一台315KW的变压器供电。为保证施工中不间断供电,施工现场各配备1台120KW发电机。(3)施工供风设备:塔洼2#隧道出口安装三台20m3电动空压机,西圈隧道出口处安装三台20m3电动空压机。其它准备工作如洞口测量放样,原地面高程量测及材料标准试验已完成。4.3机具准备塔洼2#隧道和西圈隧道超前支护工程施工的主要机械设备如下:序号工程名称机械设备名称规格型号单位数量备注1塔洼2#隧道电动空压机4L-20/8台32管棚机台23注浆泵2
11、TGZ-120/105台24钢筋切断机GQJ40台15钢筋调直机GTJ4/813台16钢筋弯曲机GWJ40台17凿岩机YT28台158柴油发电机120KW台19电焊机GWJ40台610钻床台1钢管打眼用11西圈隧道电动空压机4L-20/8台312管棚机ksz-100台213注浆泵2TGZ-120/105台214钢筋切断机GQJ40台115钢筋调直机GTJ4/813台116钢筋弯曲机GWJ40台117凿岩机YT28台1518柴油发电机120KW台119电焊机GWJ40台620钻床台1钢管打眼用5、超前长管棚施工5.1管棚施工工艺流程首先施作套拱混凝土,用套拱作为长管棚的导向墙,套拱在明洞外廓线以
12、外施作,套拱内埋设4榀I20b工字型钢支撑,拱架间用22钢筋连接,连接钢筋环向间距1.0m;钢支撑与管棚导向钢管焊成整体。导向钢管采用1334钢管,施工中严格控制导向钢管安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直。施工前用全站仪在工字钢架上定出其平面位置;用水准尺配合坡度板设定导向钢管的倾角;用前后差距法设定孔口管的外插角。确保导向钢管牢固焊接在工字钢上,防止浇筑混凝土时产生位移。塔洼2#隧道和西圈隧道每个洞口长管棚均采用45根长度为24m的108、壁厚6mm无缝钢管,每节长度为6m,以长15cm的公母丝扣连接,施工中分段安装,同一断面接头不大于50,相临接头距离大于1m,其仰角为1。2。钢管环向
13、间距为50cm。利用管棚钻机钻孔,注浆孔采用干钻法成孔,利用高压水将孔内余碴清洗干净,以防塞管时卡管;钢管连接采用114,30cm长套管丝扣联接两座隧道的明暗交界处围岩皆为土夹石,根据实际情况,采用跟管法施工超前管棚。考虑到冬季施工,在明洞开挖及防护完毕后在明暗交界处搭建保温棚,保证管棚注浆质量。长管棚预注浆采用水泥浆,注浆压力为0.51.0MPa,水泥浆水灰比1:1,水泥标号为425。用注浆泵将浆液压入孔内,通过钢管壁注浆孔来加固地层并紧密填充管棚,增强管棚的刚度和强度。注浆过程采用双指标控制即注浆量和注浆压力。必须同时满足注浆总量达到钻孔体积的1.5倍,注浆压力达到1.0 MPa时才符合要
14、求。1) 钻孔:钻孔之前测量员在施工面上准确画出钻孔位置。钻孔顺序为由高孔位向低孔位间隔进行,钻孔深度24米,一次钻到位。钻孔采用直径130mm钻头,孔深大于管长0.5m以上。钻机开孔时钻速宜低,钻深100cm后转入正常钻速。当第一节钻杆钻入岩层尾部剩余2030cm时停止钻进,用两把管钳人工卡紧钻杆,钻机低速反转,脱开钻杆,钻机退回本位,人工装入第二根钻杆,并在钻杆前端安装好联结套,钻机低速送至第一根钻杆尾部,方向对准后联结成一体。为确保杆接头有足够强度、刚度和韧性,钻杆联结套与钻杆同材质,两端加工成内螺旋,联结套的最小壁厚大于10mm。换钻杆时,要注意检查钻杆是否弯曲、有无损伤,中心喷水孔是
15、否畅通等,不符合要求的及时更换以确保正常工作。钻进过程中要注意钻杆的方向和角度,防止相邻孔位发生对穿现象。同时在钻进过程中要注意围岩地质的变化,并适时记录,为以后的洞身开挖提供第一手资料。钻孔达到要求深度后,按照同样方法拆卸钻杆,钻机退回准备进行下一个孔的钻进。2) 安装管棚奇数钢管每节长为6m,管棚长度24m,接长3次;偶数钢管两个端头每节长为3m,管棚长度24m,中间接长3次6m钢管即可。管棚接长时先将第一节钢管顶入钻好的孔内,再逐根联接。第一根钢管前端要焊接成锥状,以防止管头顶弯或劈裂。当第一根钢管推进孔内,孔外剩余3040cm时,人工装上第二节钢管。人工持链钳进行钢管联结,使两节钢管联
16、成一体。根据管棚的设计长度,按同样方法继续接长钢管。3) 注浆 注浆前平整注浆所需场地,检查机具设备,并准备注浆材料。注浆材料严格按照实验室提供的配料单进行,且准备要足够充分。注浆要严格按照实验室提供的配合比进行,且注浆前必须向监理工程师报检。注浆顺序为先注无水孔,后注有水孔,从拱顶顺序向下进行。如遇窜浆或跑浆,则可间隔一孔或数孔灌注。注浆初压力为0.51.0MPa。注浆结束后,利用止浆塞保持孔内压力,直至浆液完全凝固。浆液的浓度、胶凝时间符合设计要求,不得随意变更。6、超前小导管施工1) 安装小导管:超前小导管施工采用YT28型风动凿岩机按设计钻孔,冲击振动将小导管顶入岩层,小导管尾部与钢格
17、栅焊接在一起,用高压风清除管内杂物,采用塑胶泥封堵孔口。同时配制浆液,调试注浆机,进行压水试验,检查机械设备工作是否正常,管路连接是否正确。2) 注浆:小导管安设后,用塑胶泥封堵孔口,并喷射砼封闭工作面。采用注浆泵注浆,注浆管连接好后,将配制好的水泥浆液倒入注浆泵储浆筒内,水泥浆液浓度为1:1单液水泥浆,开动注浆泵,通过小导管向周边围岩压注水泥浆。注浆按照由低到高隔孔预注或群孔注浆的方法进行。单孔注浆时,首先以初压注浆,然后在终压下进行注浆并保持12min终压再卸荷,保证注浆量及扩散半径达到设计要求,达到超前加固的目的。注浆过程中,对浆液不停搅动,避免沉淀分层,影响浆液浓度。注浆过程采用双指标
18、控制即注浆量和注浆压力。必须同时满足注浆总量达到钻孔体积的1.5倍,注浆压力达到1.0 MPa时才符合要求。图7 小导管注浆超前支护施工工艺框图小导管制作 准备工作 测量、钻孔 安装导管 密封孔口注浆管路安装 N 压水检查达到要求浆液配制 注 浆检查分析结果结 果超前小导管施工允许偏差符合表12规定要求 超前小导管施工允许偏差表 表12序号项目允许偏差备注1长度(mm)不小于图纸规定2孔位(mm)50mm3钻孔深度(mm)50mm4孔径(mm)符合设计要求施工要点注浆过程中,严格控制注浆压力,终压必须达到设计强度要求,并稳压,保证浆液的渗透范围,防止出现变形、串浆等异常现象。当出现异常现象时,
19、采取降低注浆压力或采用间隙注浆;改变注浆材料或缩短浆液凝胶时间;调整注浆实施方案;出现浆液从其他孔内流出的串浆现象时,采取两台注浆机同时注浆或将串浆孔堵塞,轮到该注浆管时再拔下堵塞物,用铁丝或细钢筋清除管内杂物,并用高压风或水冲洗(拔管后向外流浆不必进行此工序),然后再注浆。为防止孔口漏浆,在花管尾端用麻丝及锚固剂封堵管孔缝隙。注浆管与花管采用活接头联结,快速装拆。注浆次序由两侧对称向中间进行,自下而上逐孔注浆。拆下活接头后,快速封堵花管口,防止未凝的浆液外流。7、超前砂浆锚杆施工超前锚杆施工采用YT28型风动凿岩机按设计间距40cm钻孔。钻孔完成后,用高压风将孔内杂物吹净,将砂浆注入锚孔。锚
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