防坍塌专项安全施工方案(32页).doc
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1、-防坍塌专项安全施工方案-第 31 页官田隧道防坍塌专项安全施工方案一、编制依据1、中华人民共和国安全生产法;2、官田隧道两阶段施工设计图;3、龙岩漳永高速公路A1标施工组织设计;4、公路工程安全施工规范;5、龙岩漳永高速公路有限责任公司安全生产管理制度(试行版);6、中铁十二局集团有限公司龙岩漳永A1合同段危险源辩识;7、官田隧道施工地段实际情况。二、工程概况中铁十二局集团龙岩漳永高速公路A1合同段位于龙岩地区漳平市官田乡石门村界内。线路起点里程K50+193,终点里程K53+900,线路总长3.707Km。其中官田隧道进口段左线总长6139m(本合同段内长3356m),右线总长6151m(
2、本合同段内长3358m),距隧道进口1730m处右洞右侧设置圆形断面通风竖井一座。本工程主线采用双向四车道高速公路技术标准设计。设计速度采用80Km/h,设计荷载为:公路级。分离式路基单幅宽度12.25m,隧道主洞净高5m,净宽10.25m。其中行车道宽度为2*3.75m;紧急停车带净高5m,净宽13m;车行横洞(横洞变电所)净高5m,净宽4.5m;人行横通道净高2.5m,净宽2m。三、地形地貌、工程地质、水文地质1、地形地貌本项目区属福建省中南部,戴云山脉西南部山麓,测区海拔千米以上山峰54座,其中福鼎尖1504米,为华安境内最高峰(位于湖林乡与安溪县交界处)。沿线主要的地貌单元有构造剥蚀低
3、山丘陵地貌。官田隧道区属低山地貌,地形起伏较大。隧道范围内中线高程203958.3m,最大高差约755.3m,山体自然坡度35。50。,植被发育。进、出口均处于山前倾斜地带,山坡处于基本稳定状态。2、工程地质工程所在地覆盖层为第四系坡积成因(Qd1)粉质粘土、含砾粉质粘土、碎石等,下伏基岩为三叠系上统文宾山组(T3w)砂岩、粉砂岩、三叠系下统溪口组(T1x)砂岩及侏罗系上统南园组(J3n)凝灰熔岩、燕山期花岗岩等。断层:隧址区左侧发育有F16区域性大断裂,该断裂距隧道出口最近距离约45m,其走向与隧道轴线走向大致呈30。交角,受该断裂影响,发育有次生正断裂F1及F3;其中F1断层产状约60。7
4、5。,与路线大致交于ZK51+145(k51+080)处,断层上盘为三叠系文宾山组(T3w)钙质胶结砂岩,上盘岩层产状为100。27。;下盘为三叠系溪口组(T1x)硅质胶结砂岩,下盘岩层产状270。36。F3断层与路线大致交于ZK56+140(K56+080)处,该断层为正断层,产状为60。80。,上下盘均为三叠系文宾山组(T3w)钙质胶结砂岩,上盘岩层产状为56。24。,下盘岩层产状为113。68。褶皱:隧址区岩层产状变化大,在三叠系文宾山组(T3w)地层中发育有一背斜及向斜,背斜核部大致位于ZK53+300ZK53+380(K53+290K53+370)段,漳州翼岩层产状为290。43。,
5、永安翼岩层产状为40。17。,岩性为砂岩、粉砂岩;向斜核部位于ZK54+250ZK54+380(K54+200K54+360)段,州翼岩层产状为0。-290。17。,永安翼岩层产状为125。51。,岩性为砂岩、粉砂岩。不整合接触:隧址区地层主要为三叠系溪口组(T1X)及三叠系文宾山组(T3w)地层,出口地段为花岗岩及凝灰熔岩,三叠系溪口组(T1X)岩性主要为硅质胶结砂岩,岩质硬,三叠系文宾山组(T3w)岩性主要为钙质胶结砂岩,夹泥质砂岩、粉砂岩,两者在ZK52+020(K52+020)、ZK52+090(K52+780)处呈不整合接触。3、水文地质地表水主要为冲沟地段中的水,其水位及流量受季节
6、控制明显,具补给快、排泄快的特点,地下水主要为基岩中的裂隙水,下伏基岩节理裂隙较发育,但多呈闭合状,连通性较差,多充填泥质,裂隙水主要靠大气降水补给,以沿裂隙渗流形式或受地形切割排出地表,由于隧道较长,山体较高,汇水面积大,地下水水量较丰富。4、不良地质地段官田隧道出口段K51+105处穿越F1断层,断层岩体破碎,自稳能力差,集中降雨状态下洞室内呈淋雨状或点滴状出水,可能产生突水、突泥。因此,确保隧道安全通过地质灾害地段是本工程的难点。四、控制措施官田隧道左线长3358m,右线长3356m,各级围岩地段施工时首先做好相应的超前支护措施,并在开挖后及时施作初期支护。施工过程中严格控制超、欠挖,初
7、期支护及时可靠。施工过程中加强监控量测,及时处理分析量测数据,反馈指导设计、施工。隧道开挖后洞渣运至弃土场或作为路基填方,禁止堆于河道。1、隧道工程总体施工方案隧道工程施工总体施工顺序为:施工准备测量放样洞顶截水沟明洞及洞口工程超前支护洞身开挖初期支护仰拱、填充及整平层砼施工防水层施工二次衬砌路面施工沟槽施工(靠路面侧)隧道装饰清理退场竣工交验。保持各工序均衡施工。洞身开挖支护后及时施做仰拱及回填,拱墙二次衬砌滞后开挖面一定距离平行施工,管沟滞后拱墙衬砌一定距离平行施工,随后施工路面等。隧道采用新奥法施工,采用机械化配套施工,无轨运输,建立以装载机、挖掘机、全断面衬砌模板台车、自动计量拌合站、
8、砼输送车、输送泵、自卸汽车为主要特征的大型机械设备配套施工体系,实现一系列机械化作业线的有机配合,严格机械设备管、用、养、修制度。隧道开挖过程中采用TSP203地质探测仪、超前钻孔或地质雷达等手段进行探测和超前地质预报,坚持“预防为主”原则,做好预防的施工措施,加强围岩监控量测,及时进行信息反馈,指导施工,保证施工安全。2、 隧道开挖防坍塌控制措施(1)洞口边仰坡及明洞洞口及明洞施工工艺见图4-2-1“隧道明洞施工工艺框图”。测量放线挖洞门基础报验立模报验模板台车就位立模绑扎钢筋测量复查拱墙砼施工拆模、养生边墙基础砼施工砼制备砼制备钢筋预制测量放线挖明洞仰拱及基础报验绑扎钢筋立模报验仰拱及边墙
9、基砼施工钢筋预制砼制备不合格不合格不合格不合格合格合格合格合格合格不合格回填及坡面处理防水层施作报验图4-2-1隧道明洞施工工艺框图洞顶截水沟隧道明洞、洞门开挖前,首先施工洞口边仰坡外的截水沟,以避免对边坡冲刷,导致边坡落石、失稳坍塌。截水沟设置在洞口仰坡和地面交接线5m以外,采用人工开挖,基底夯实整平,沟身施工,截水沟采用C20混凝土浇筑。截水沟根据实际地形调整,将地表水引入隧道左右侧沟谷。 边仰坡施工洞口工程施工前,先检查边、仰坡以上的山坡稳定情况,清除悬石、处理危石。施工期间实施不间断监测和防护。结合现场地形,边、仰坡及早做好坡面防护。隧道开挖应力求早进洞,避免出现深路堑或高边坡,尽量减
10、少对山体的破坏,防止水土流失。隧道出口边仰坡围岩均为土质及软岩,采用人工配合反铲由上而下进行。遇个别较大孤石或少量硬质岩,风钻打眼、微药量解体,风镐修凿轮廓,不得扰动边坡,影响边坡稳定。装载机或挖掘机装碴,自卸汽车运碴。边仰坡刷坡自上而下分层开挖,每层高度23m,分层进行锚杆网喷支护。做好坡面喷砼防护层与原坡面衔接,防止坡面风化,引起水土流失、导致边仰坡防护受到损坏。 明洞及洞门结构施工a 明洞、洞门土石方开挖至洞口大管棚护拱钢拱架拱底标高时,人工开挖基坑,施工护拱钢拱架,架设护拱施工暗洞超前大管棚注浆后,进入正洞施工,正洞开挖与明洞下半部分土石方开挖同时进行。b 明洞、洞门土石方开挖至路面设
11、计标高时,转为人工开挖,由人工挖出明洞仰拱及洞门基础,明洞基础尽可能挖至基岩面,并将基岩面挖成台阶状,超挖部分利用浆砌片石回填后方可做明洞结构,施工时,如明洞基础未能落到稳固基础上时,明洞基础按设计要求进行地基处理,保证承载力满足设计要求。c 明洞及洞门结构施工,应符合以下要求及条件: 1、 洞门施工放样位置准确。2、 洞门基础必须置于稳固的地基上,并满足设计承载力(达不到要求时采用换填)。基坑内废渣、杂物等须清除干净,报请监理工程师验收合格后,方可进行下道工序。3、 明洞衬砌与暗洞交界必须设沉降缝分开浇注,模板台车长度多于部分向洞门段调节。4、 洞门建筑完成后,应检查与确保仰坡坡顶的截水沟及
12、路堑排水系统的完好与连通。 明洞砼灌注外模采用大块钢模板,插入式振捣器振捣。隧道明洞小于模板台车长度的一次性整体式进行灌注,大于模板台车的分次施工,尽量减少施工缝的数量,防止明洞洞身渗水。浇筑砼必须对称分层浇筑,每层厚度都不超过振动棒长的1.25倍,振捣密实又不超振。在明洞与隧道正洞洞内接头处要设变形缝。 铺设防水层在明洞的模筑砼达到规定的强度以后开始进行防水层施作。隧道明洞的拱顶部分采用EVA防水板与无纺土工布。在防水层铺设前,必须将拱墙背的灰尘污垢和积水清除干净,用砂浆抹平,然后才能铺设防水层与无纺土工布。 拱顶回填a 在已浇筑的拱顶作好防水层,即采用碎石土进行回填。b 拱部回填应对称分层
13、夯实,每层厚度不宜大于0.3m,其两侧回填的土面高差不得大于0.5m,回填至拱齐平后,分层填筑至设计标高。c 明洞拱部回填时须待拱圈混凝土达到设计强度的100%,采用小型夯机夯实。d 回填土顶部采用50cm厚粘土隔水层。(2)、暗洞各级围岩开挖方法级围岩地段采用CD法施工,用“108管棚+注浆”预支护,在保证安全作业的前提下可采用“小导管+注浆”预支护。施工顺序见图4-2-1。IV级围岩采用上下台阶施工,开挖方式详见图4-2-2。级围岩段采用采用全断面施工,开挖方式详见图4-2-3。V、IV级围岩段以“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早成环”稳扎稳打为原则,级围岩段以大断面,机
14、械化快速施工为原则,隧道开挖后及时支护。分部开挖时必须严格按设计要求进行超前管棚、超前锚杆等预支护,开挖后及时进行初期支护,并根据监控量测结果及时调整施工方法及支护参数。开挖循环进尺应和支护参数相匹配,短进尺、多循环,支护紧跟开挖,并及时施做仰拱,及时形成支护闭合环。图4-2-1 级围岩施工方案示意图图4-2-2 级围岩施工方案示意图图4-2-3 级围岩施工方案示意图(3)、钻爆设计钻爆方案隧道采用光面爆破,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,掏槽炮眼加深15cm。采用乳化炸药间隔装药,导暴索连接,药量沿炮眼全长均匀分布。非电毫秒雷管微差有序起爆。钻爆参数的选择爆破参
15、数参照表4-1,、级围岩参照软岩、中硬岩,级围岩参照中硬岩参数。隧道围岩以级围岩为主,级围岩采用台阶法开挖爆破设计见图4-2-1;级围岩全断面法开挖爆破设计见图4-2-2。表4-1光面爆破参数表岩石种类周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线W(cm)相对距E/W周边眼装药参数(kg/m)循环进尺(m)硬 岩607080900.81.00.250.33.54中硬岩506070800.81.00.20.252软 岩405060700.50.80.070.120.81图4-3-1 级围岩爆破设计图图4-3-2 级围岩爆破设计图 掏槽方式采用中空直眼掏槽。为保证掏槽效果,设置23个中空眼,掏槽眼装药量适
16、当加大,非电毫秒微差爆破。装药结构及堵塞方式周边眼用小直径药卷间隔装药,其他眼用常药卷间隔装药,炮泥堵塞,堵塞长度不小于30cm。(4)、洞身开挖控制方案及效果检查a严格控制测量放样,保证投点准确,开挖轮廓线及钻眼位置全部在掌子面上标出,按点位司钻,为钻眼提供技术保障。b严格控制周边眼间距,打眼作业技术人员跟班严格控制钻杆外插角,按要求严格控制装药量,全程控制隧道超欠挖,减少对围岩扰动。 c检查超欠挖,爆破衔接台阶不大于15cm,开挖轮廓圆顺。d 检查开挖面平整度及爆破进尺,爆出石碴块度适合装碴要求。e 周边炮眼痕迹保存率,硬岩90,中硬岩70,并在开挖轮廓面上均匀分布。3、出碴运输控制措施本
17、隧道开挖采用无轨运输,隧道开挖土石方直接运至临时弃碴场或直接将合格材料运至碎石场加工成碎石。4、初期支护控制措施隧道采用复合式衬砌结构,初期支护以锚杆、钢筋网、钢拱架、型钢拱架、喷砼,超前支护采用大管棚、注浆小导管和超前锚杆。(1)、大管棚施工施工采用水平地质钻机钻孔,用机械将管棚顶入,注浆泵注浆。具体方法如下:施作套拱 洞口段在洞外明暗洞交界处架立工字钢套拱,用连接筋焊接成整体,套拱在明洞外廓线以外,紧贴掌子面施作。在钢支撑上以设计大管棚间距安装孔口导向钢管,与管棚位置方向一致,然后浇注砼包裹钢支撑和导向管。套拱完成后,喷射C20砼15cm厚封闭周围仰坡面,作为注浆时的止浆墙。搭设钻孔平台架
18、、安装钻机用方木搭设钻孔平台架,平台上满铺木板,搭设牢固,以防钻孔时钻机晃动。施工时可保留洞口或洞内下半部分土石方,减少平台架设高度,具体方法根据现场施工实际情况选定。 钻孔采用GY50水平地质钻机,从导向管向内钻入。 安装大管棚管棚钢管由机械顶进,钢管节段间用丝扣连接,丝扣长15cm,顶进时,钢管接头错开。管棚顶到位后,钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它堵塞严密,以防注浆冒出。堵塞时预留进浆孔和排气孔。 注浆浆液采用注浆机灌注,当排气孔流出浆液后,关闭排气孔继续灌注浆,达到设计注浆量或注浆压力时,稳定35分钟后停止注浆。施工过程中,为了防止注浆过程中发生串浆,每钻完一个孔,随即就安设该孔的钢管
19、并注浆,然后再进行下一孔的施工。(2)、超前小导管施工施工工艺(见图4-4小导管注浆施工示意图)。浆液准备不合格补孔注 浆注浆效果检查进入下一道工序合格孔口处理注浆口防护喷砼封闭喷 测量放线钻 孔清 孔安装小导管是否小导管制作图4-4超前注浆小导管施工工艺框图 测量放样:按拱部120范围,在掌子面上按设计环向间距准确定位布设管孔位置,用红油漆标记。 钻孔:采用凿岩机钻孔,孔深4m,外插角57、1015。 清孔及检查:用18弯头钢管通入高压风吹净孔中石屑及细小石块,利于浆液与岩壁充分接触,并检查孔深。 钢管插入及孔口密封处理:钻孔完成后,再将钻杆换成特殊钎尾,用专用顶头将导管顶入孔中,注意保护钢
20、管尾部不被损坏,以便与高压注浆管连接。在钢管末端除焊8加劲箍外,再用胶泥麻筋缠箍成楔形以便钢管顶进管孔后使其外壁与孔内岩壁间隙堵塞严密。钢管尾端外露足够长度,并与钢架焊接牢固。 注浆:采用水泥浆液,对于富水段采用双液浆,贫水段采用单液浆,水泥浆水灰比为1:1,水玻璃浓度35波美度,水玻璃模数2.4。按规范要求配置浆液,注浆采用注浆机压注,注浆压力为0.51.0Mpa,注浆终压为2.5Mpa,当排气孔流出浆液后,关闭排气孔,继续注浆,达到设计注浆量或注浆终压时,稳定10min后停止注浆。开挖时应保留1.52.0m的止浆墙,防止下一次注浆时孔口跑浆。注浆参数通过现场试验按实际情况确定,注浆量按施工
21、实际情况作相应调整。(3)、锚杆控制措施 砂浆(药卷)锚杆施工手持风钻造孔,用羊角气泵胶管倒插式注浆,浆满后快速插入锚杆到埋设长度,然后用半干硬砂浆封实孔口,用楔子固定锚杆,并安装垫板,上好螺帽,锚杆埋设后24h以内不许碰撞,不许悬挂重物,锚杆砂浆掺膨胀及早强剂,以提高其早期强度,埋设24h后,拧紧螺母,使垫板紧贴岩石。50中空注浆锚杆施工用风钻钻孔,高压风清孔,插入锚杆并安设止浆塞,利用注浆泵注浆,待水泥浆终凝后安设孔口垫板。(4)、钢拱架控制措施制作:按设计尺寸在洞外下料分节冷弯制作,相邻节间用螺栓连接牢靠,洞外加工后试拼检查。安装:横向和高程为3cm,垂直度1,拱架间距严格按设计要求架设
22、。钢拱架的下端设在稳固的地层上,拱脚高度低于上部开挖底线以下1520cm。拱脚开挖超深时,加设钢板或砼垫块。钢筋网铺设钢筋网在洞外分片制作,人工铺设,利用锚杆和钎钉连接牢固,安装时搭接长度不小于10cm。钢筋网喷砼保护层厚度不小于2cm。(5)、初期支护施工技术措施开挖后及时初喷,出碴后及时复喷。喷砼平整度两米直尺靠量,凹凸不大于5cm。锚杆在孔中位置居中,杆体露出岩面长度不大于喷层厚度,锚杆孔内水泥浆饱满密实,锚杆垫板与孔口砼密贴。孔距误差小于150mm,保持锚孔顺直,钻孔深度及直径与杆体相匹配。超前小导管的纵向搭接长度1.0m,与线路方向大致平行。孔位偏差10cm,钢管外露长度20cm。注
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