隧道初期支护安全专项方案1.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初期支护安全专项方案1.精品文档.40省道仙居段公路改建工程第4合同段隧道初期支护安全专项施工方案主 编 人: 审 核 人: 编制日期: 2013 年7月1日 中铁四局集团一公司40省道公路改建工程第4合同段项目经理部目录1编制说明21.1编制依据21.2编制目的21.3适用范围22工程概况22.1工程简介22.2水文地质条件32.3施工平面布置32.4施工准备53施工工艺53.1主要施工技术方案及技术参数53.2工艺流程63.3施工方法及施工要求63.3.1喷射混凝土63.3.2挂网施工83.3.3系统锚杆施工93.3.4钢拱架支护93
2、.3.5超前支护104施工计划145危险因素分析155.1危险源辨识155.2特殊地段危险因素控制措施166施工安全保障措施226.1组织保障226.2领导小组各成员职责分工226.3技术措施236.4监控量测措施247安全应急预案267.1成立预案专项小组267.2专项小组职责268安全检查和验收301编制说明1.1编制依据1)、公路隧道施工技术细则(JTG/T F602009); 2)、隧道施工技术规范(JTG/TF60-2009);3)、隧道地形、地貌和地质条件及当地资源条件;4)、隧道工程施工安全技术规程5)、隧道工程两阶段施工图。6)、总体实施性施工组织设计;1.2编制目的为了保证隧
3、道施工安全及围岩的稳定,有效控制围岩变形,提高围岩的自稳能力,消除隧道施工的一些容易出现的安全隐患及行为和最大限度的降低不可预见的安全事故,及时消除隧道施工中的安全隐患,确保隧道施工初期支护安全的目的,我项目部特制定本安全方案。1.3适用范围本方案适应40省道仙居段公路改建工程第4合同段隧道施工初期支护。2工程概况2.1工程简介本合同段隧道有两座,分别是西炉隧道和新庄隧道,其中西炉隧道为分离式隧道,隧道净宽9.75m(行车道2*3.5),一级公路,行车道净高5.0m;检修道净高2.5m。左线桩号ZK26+345-ZK27+098,右线桩号YK26+345-YK27+115。其中明洞洞门32米,
4、级围岩90米,级围岩337米,级围岩986米。复合式衬砌。主要工程数量:开挖土石方13.74万方,混凝土总量3.08万方;新庄隧道为单洞式隧道,隧道净宽10m(行车道2*3.5),二级公路,行车道净高5.0m;人行道净高2.5m。里程桩号K28+060-K28+210。其中明洞洞门15米,半明半暗隧道9米。级围岩44米,级围岩67米,级围岩39米。复合式衬砌。主要工程数量:开挖土石方1.34万方,混凝土总量3565方。2.2水文地质条件西炉隧道区覆盖总体较薄,基岩出露,仅在西炉隧道进口(ZK26+313ZK26+523)有一处崩坡积体,自然坡度3040度,成分主要以碎石土、碎石组成,较松散,厚
5、度达635m,并且有2条构造断层分布,F6位于YK26+428.2附近,该断层总体走向约51倾角约45两侧为白垩系上统小平田组(K1x)的角砾凝灰岩,断层视宽8m,带内岩石风化蚀变强烈,岩芯呈土状,两侧岩石受构造影响较破碎,完整性差,方解石石英细脉填充较多;另一条F7位于YK26+747.5附近,该断层为区域断层,总体走向70,倾角约86,与拟建线路角度约50,断层两侧为白垩系上统小平田组(K1x)的角砾凝灰岩,带内岩石较破碎,完整性差。地下水为松散岩类孔隙潜水及基岩裂隙水,富水性较差,属中等透水,水量贫乏中等;新庄隧道位于侵蚀、剥蚀丘陵区,自然坡度2050,主要穿越地层有强风化角砾凝灰岩,土
6、夹碎石状,节理裂隙极发育;中风化角砾凝灰岩,节理裂隙发育,岩石坚硬,较完整;微风化角砾凝灰岩,节理裂隙发育,岩石完整坚硬。地下水为基岩裂隙水,由于地形陡峻,上部覆盖层薄,汇水面积有限,富水性差;出洞口段隧道轴线与等高线斜交角度小,地形偏压情况明显。2.3施工平面布置西炉隧道、新庄隧道施工布置详见图1西炉隧道出口平面布置图和图2新庄隧道进口平面布置图,生产区内主要设有钢筋加工场、半成品堆放场地、应急物资、施工机械停放区以及生活区和配套设施等。图1 西炉隧道出口平面布置图图2 新庄隧道进口平面布置图2.4施工准备技术准备:隧道设计文件及图纸已审核完成;总体实施性施工组织设计、西炉隧道专项施工方案、
7、新庄隧道专项施工方案等各类文件已编制完成,并通过公司评审;隧道施工安全方案等各类安全专项方案已编制完成。人员准备:隧道施工专业人员(包括机械操作手、特殊设备操作工)已进场,并已培训合格。物质机械准备:隧道初期支护和超前支护材料已进场,并完成了进场检验,喷射混凝土搅拌站已建设完成;各类施工机械已进场,手续完善、证件齐全,相关特种设备正在报质量技术监督局备案。隧道洞口场地临建基本建设完成,施工准备充分,已具备施工条件。 3施工工艺3.1主要施工技术方案及技术参数隧道施工严格按照新奥法原理,复合衬砌组织施工。对软岩地段始终坚持“管超前、严注浆、弱爆破,短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的施工原
8、则。在施工中积极推广应用国内外隧道施工新技术、新工艺,组成钻、爆、挖、装、运、锚、衬等机械化作业线。(1)本工程级围岩段施工:洞口部分采用大管棚超前支护,洞身深埋段采用小导管超前支护,弧形导坑预留核心土法开挖(小净距ZK26+365ZK26+451和YK26+365YK26+425段采用双侧壁导坑法开挖),上、下台阶距离58米。开挖后立即初喷C20砼,然后打锚杆、架立钢架、复喷至设计厚度。机械开挖和人工风镐配合开挖。级围岩施工程序框图核心土开挖支护测量放样上台阶开挖支护沟槽施作下台阶开挖支护施作防排水设施浇 筑 衬 砌 砼施作仰拱施作仰拱填充级围岩分为小净距段和分离段。级围岩小净距段初期支护采
9、用:28cm厚C20喷射混凝土;系统锚杆采用4.0m长25自进式中空注浆锚杆,间距为0.5m*1.0m(纵向*环向);全环采用E6定型、网眼尺寸为15cm*15cm的钢筋网;全环采用纵向间距为0.5m20a号工字钢。级围岩分离式段初期支护采用:25cm厚C20喷射混凝土;系统锚杆采用3.5m长25中空注浆锚杆,间距为0.5m(或0.75)*1.0m(纵向*环向);全环采用E6钢筋网定型、网眼尺寸为15cm*15cm的钢筋网;全环采用纵向间距为0.5m(或0.75m)16a号工字钢。级围岩掘进作业循环时间:级围岩段围岩软弱,自稳性差,本着稳步开挖的原则,折合全断面月掘进安排30m。其作业循环时间
10、见下表断面掘进作业循环时间表(循环进尺一榀)作业项目时 间 (H)12345678910111213141516测 量超前支护开挖及出碴初期支护共计作业循环时间:16h(2)级围岩施工:防护采用超前锚杆支护(必要时),带格栅钢架。开挖时要短进尺、弱爆破,以减轻爆破振动对围岩的破坏,确保围岩的稳定,循环进尺为两榀格栅拱架。洞身开挖后,立即施作锚喷网格栅拱架初期支护,及时封闭围岩级围岩施工程序框图施作仰拱填充测量放样上断面开挖支护沟槽施作下断面开挖支护施作防排水设施浇 筑 衬 砌 砼施作仰拱级围岩初期支护采用15cm厚C20喷射混凝土;系统锚杆采用3.0m长25中空注浆锚杆,间距为1.0m*1.2
11、m(纵向*环向);钢筋网:采用E6定型、网眼尺寸为15cm*15cm的钢筋网;钢拱架采用纵向间距为1.0m格栅拱架。级围岩掘进作业循环时间:级围岩段月掘进安排80m,其作业循环时间见下表。级围岩掘进作业循环时间表(循环进尺两榀)作业项目时 间 (H)123456789101112131415161718测量放线钻孔装药起爆、通风排险出碴初支拱架超前支护锚喷支护共计作业循环时间:18h(3)级围岩比较稳定,开挖时可提高循环进尺,每循环设计进尺2.5m,作业循环时间为15h,喷锚与掘进平行作业,月掘进120m。级围岩施工程序框图测量放样全断面开挖沟槽施作全断面支护施作防排水设施浇 筑 衬 砌 砼施
12、作仰拱施作仰拱填充级围岩初期支护采用10cm厚C20喷射混凝土;系统采用2.5m长25中空注浆锚杆,间距为1.5m*1.2m(纵向*环向);钢筋网:采用E6定型、网眼尺寸为15cm*15cm的钢筋网;级围岩掘进作业循环时间表(循环进尺2.5m) 作业项目时 间 (H)12345678910111213141516测量放线钻孔装药起爆通风排险出碴锚喷支护共计循环作业时间15h(4)实际施工时采用全站仪和水平仪等进行周边水平收敛和拱顶下沉量测,通过对数据的分析处理,及时反馈信息指导施工。3.2工艺流程施工准备确定施工方案开挖初期支护二次衬砌附属施工交验。3.3施工方法及施工要求3.3.1喷射混凝土
13、1、砼制备:砼在洞外拌和站由强制式拌和机集中生产,自动计量。坍落度控制在010cm之间。配合比及搅拌的均匀性每班检查不少于两次。喷砼拌和提前测量砂的含水量,并严格控制拌合用砂含水量在5%7%。2、成品砼采用8m3砼搅拌运输车运至湿喷机转子活塞凸轮喂料斗,速凝剂在湿喷机专用入口添加,由计量泵将速凝剂通过胶管压入喷咀,依靠喷射管中压缩空气将速凝剂雾化与物料充分混合后喷出。湿喷机工作时要求系统风压不小于0.5Mpa,风量不小于10m3/min,工作风压一般控制在0.40.5Mpa。3、喷射作业施工要求:(1)喷射顺序:自下而上,先墙后拱,分区、分段“S”形进行,分段长度不大于6m。(2)最佳喷射距离
14、与角度:喷头距岩面距离以0.6m1.2m为宜,喷射料束与受喷面基本垂直,与受喷面垂线成515夹角时最佳。(3)喷射料束运动轨迹:环形旋转水平移动并一圈压半圈,环形旋转直径约为0.3m。喷射第2行时,依顺序由第一行起点上方开始,行间搭接23cm。(4)一次喷射厚度:根据设计厚度和喷射部位确定,初喷厚度不小于46cm。首层喷砼时,要着重填平补齐,将小的凹坑喷圆顺。岩面有严重坑洼处采用锚杆吊模模喷砼处理。(5)喷射砼时,喷射砼完成时间距下次爆破时间的间隔,不得小于4小时。(6)喷砼厚度控制和平整度控制:选择岩面凸出部位,用电钻钻空,埋设6钢筋头,其外露长度与设计喷砼厚度相等,喷砼后无钢筋头外露即可。
15、表面平整度以目测平顺为宜,否则需补喷。(7)喷砼养生:混凝土终凝2h后,开始喷水养护,养护时间不少于14d。4、 施工注意事项(1)喷射前,认真检查隧道断面尺寸,保证净空符合设计及规范要求,并对欠挖部分及所有开裂、破碎、出水点、崩解的破损岩石进行清理和处理,清除浮石和墙角虚碴,用高压水或风冲洗岩面,保证良好接触。(2)喷射手操作:启动时,先送风,后送料,待砼从喷嘴喷出后,再供给速凝剂;停止时,先关闭速凝剂计量泵,之后停止供料,待喷嘴残留的少量砼和速凝剂完全吹净后,再停风。要控制好风压,风压过大,会增加回弹,甚至把未完全凝固的砼吹落;风压小,粗骨料冲不进砂浆层而脱落,影响喷砼品质,风压过小时甚至
16、会造成堵管;现场以喷砼回弹量小、表面有光泽、易粘着为度掌握风压。当受喷面较潮湿或有滴水时,速凝剂的掺量适当加大到水泥用量的68%。(3)喷射砼要保证供料的连续性,避免堵塞管路。(4)回弹料不得再利用于喷砼材料。3.3.2挂网施工制作成型的钢筋网片必须轻抬轻放,避免产生变形。原材及成品均要做好防锈措施,存放时采用上盖下垫措施。加工后的钢筋网片应平整,钢筋表面无削弱钢筋截面的伤痕。按设计要求加工钢筋网,钢筋网采用E6定型钢筋网(1515网格),在洞外分块预制,洞内铺挂,随开挖面起伏铺设,同定位锚杆固定牢固,网间搭接长度一般不低于一个网格。钢筋网与受喷面的间隙以3cm左右为宜,砼保护层大于2cm。3
17、.3.3系统锚杆施工1、中空注浆锚杆本隧道主洞系统锚杆采用25mm中空注浆锚杆,采用风动凿岩机钻孔,专用注浆机注浆施工,其尾部安装钢垫板,人工将锚杆推送入孔内,浆液采用双浆液或水泥浆液,注浆泵送入孔内。尾部止浆塞止浆,排气环排出孔内空气。锚杆与围岩面或所在部位岩层的主要结构面垂直,钻孔前检查工作面稳定情况。钻进时对准布设的孔位慢慢钻进,直至设计深度。锚杆钻入设计深度后,用水和高压风进行清孔。2、锚杆施工要求:(1)锚杆孔开孔前做好量测工作,严格按设计要求布孔并做好标记,施工时开孔偏差及钻孔角度偏差不得大于规范要求,以充分发挥锚杆的穿连和楔形分块的作用。(2)用压风水冲洗锚杆孔,确保孔内不留石粉
18、或其它影响砂浆与孔壁固结的杂物。(3)灌注用浆液坚持随拌随用的原则,对超过初凝时间的浆液做报废处理。干缩率必须在允许的范围内;止浆塞应塞入牢固以确保能承受锚杆及注满锚杆孔砂浆的重量。排气孔未出浆前,不得停止注浆。止浆塞在砂浆具有一定强度后方可拔出。拔出时就注意不得振动锚杆。3.3.4钢拱架支护1、拱架安装工字钢架在钢筋棚预制,检查合格后,运至现场。型钢拱架安装前检查开挖断面的中线及高程,并确定型钢拱架安设准确位置及标高。型钢拱架安装时不得侵入二次衬砌断面,底部不得有虚渣,各节型钢拱架间采用螺栓连接,连接板要密贴。型钢拱架外缘每隔2m用钢楔或混凝土预制块与围岩顶紧。型钢拱架尽量密贴围岩并与锚杆焊
19、接牢固,相邻两榀型钢拱架之间按设计纵向连接牢固,型钢拱架纵向:小净距级围岩特殊段和分离式级围岩洞口加强段为0.5m;分离式级围岩一般段为0.75m;型钢拱架之间通过22连接筋相连,连接筋长与型钢拱架间距与之对应,即0.5m或0.75m,环向间距为0.75m,内外交错布置;连接采用满焊连接。开挖时型钢拱架及时落底接长,封闭成环。型钢拱架安装时将拱脚至以上15cm内填充碎石或砂砾,下台阶型钢拱架安装时将碎石或砂砾掏出,便于上下拱架连接。2、拱架施工要求型钢拱架安装允许偏差为:间距5cm;横向位置和高程5cm,垂直度2度,连接筋、锁脚锚杆等不得有假焊、漏焊现象;型钢拱架的混凝土保护层厚度允许偏差为-
20、5mm。清除干净底脚处浮碴,超挖处加设钢(砼)垫块,其中间段接头板用砂子埋住,以防砼堵塞接头板螺栓孔。按设计焊定位筋及纵向连接筋,段间连接安设垫片拧紧螺栓,确保安装质量。3.3.5超前支护本隧道为分离式隧道,开挖跨度大,围岩破碎,施工难度较大,必须采取强有力的超前支护措施与初期支护相结合,相辅相成,完成隧道施工任务。本隧道采用的超前支护措施有:超前大管棚、超前小导管。 1.超前小导管(1)施工方法:现场加工小钢管,喷射混凝土封闭岩面,用凿岩机钻孔,人工将小钢管打入岩层,压浆机压注水泥浆。(2)设计参数:小导管材质为外径42mm的热轧无缝钢管,L=4.5m,前端呈尖锥状,尾部焊8钢筋加劲箍,管壁
21、四周按15cm间距梅花形、钻设8mm压浆孔。施工中导管与衬砌中线平行以1015仰角插入围岩。环向间距0.4m,纵向每2.0m施作一环,搭接长度不少于1.0m。注浆浆液采用水泥浆,注浆压力0.51Mpa。超前小导管以紧靠开挖面的钢架为支点,打入短钢管后注浆,形成管栅支护环,采用专用注浆泵注浆。(3)超前小导管施工要求1、施工准备(1)在熟悉设计图纸的基础上,进一步调查地质情况,按灌比或渗透系数确定注浆类型。(2)通过试验确定或调整注浆半径、注浆压力和单管注浆量。(3)加工导管,准备施工机具和器材。(4)对施工队伍进行技术交底。2、钻孔、安装小导管钻孔前应先喷砼封闭掌子面,以防漏浆,而后测量布孔,
22、在设计孔位点上标记。而后,用风动凿岩机钻孔,成孔后,用吹管或掏勺将孔内砂石吹(掏)出,以免堵塞。成孔检查合格后,人工推送钢管入孔,管口用麻丝和锚固剂封堵。3、注浆施工注浆准备:小导管安装完成后,旋上孔口阀,连接注浆管路。注浆前注浆系统要试运转“热身”,一般为20分钟。利用注浆泵先压水检查管路是否漏水,设备状态是否正常,尔后再做压水试验,以冲洗岩石裂隙,扩大浆液通路,增加浆液充塞的密实性,核实岩石的渗透性。浆液配制:水泥浆采用卧式搅拌机拌和。水灰比W/C=0.8:1.0,同时有必要时加入5%的水玻璃,以改善浆液性能。在注浆前试验合理确定浆液配比、注浆压力等注浆参数。浆液配比选择要考虑岩石裂隙情况
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