隧道初期支护安全专项方案(27页).doc
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1、-隧道初期支护安全专项方案-第 22 页中国交通建设新建张家口至呼和浩特铁路工程合同编号:ZHZQ-5隧道初期支护安全专项方案编制: 审核: 批准: 中交一公局张呼铁路工程项目经理部2014年5月25日目录1、编制依据02、编制目的03、适用范围04、工程概况0隧道基本概况0地质概况15、施工安排2施工部署2劳动力安排26、施工准备2技术准备2隧道施工前期准备3机具准备47、隧道初期支护施工4中空注浆锚杆4砂浆锚杆5格栅钢架7喷射砼88、现场监控量测10量测断面间距、测点布置10量测数据分析和信息反馈119、危险因素分析12危险源辨识12危险因素控制措施1210、施工质量保证1611、安全保障
2、措施17安全生产保证体系17安全生产目标17施工安全17初期支护施工17安全用电18安全焊接作业18施工安全技术措施的落实19现场消防措施20现场保卫措施2112、文明施工保证措施21文明施工目标21文明施工管理体系21文明施工具体措施2113、环境保护措施22环境保护方针22环境保护目标22施工环境保护内容及措施2214.应急预案22隧道初期支护安全专项方案1、编制依据(1)高速铁路隧道工程施工质量验收标准TB10753-2010 J1149-2011(2)铁路隧道工程施工安全技术规程TB10304-2009 J947-2009(3)高速铁路隧道工程施工技术指南(铁建设【2010】241号)
3、(4)隧道地形、地貌和地质条件及当地资源条件;(5)总体实施性施工组织设计;(6)我单位的技术实力及参加同类工程的施工经验,目前可投入的资源。2、编制目的为了保证隧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。3、适用范围本方案适用于张呼铁路客运专线第五标段第一分部隧道初期支护。4、工程概况线路自张家口南站引出,以义兴堡洋河特大桥依次跨越张石高速、环城西路、G110、京藏高速、G207等与京包线并行至呼和浩特东站。
4、4.1隧道基本概况分部共有主线隧道4座,均为单洞双线隧道,分别是东土村隧道、益元兴隧道、西土村隧道、芦家卜子隧道。具体情况见下表:隧道工程情况一览表隧道名称起讫桩号围岩级别长度比例东土村隧道DK167+960DK172520(4560米)667126014731160益元兴隧道DK164+270DK174744(474米)262212西土村隧道DK177+472DK178032(560米)29716994芦家卜子隧道DK179+090DK179630(540米)34310196隧道总长61344.2地质概况东土村隧道地形、地貌:地势起伏较大,山体大部自然坡度较陡。隧道场区由于受太古界侵入岩影响
5、,变质作用类型及程度局部地段存在较大的差异,地岩性及岩体的完整程度变化较大,局部构造发育,岩石破碎、基岩裂隙水富集。地表水未见地表径流,沟谷中见局部积水及水塘。地下水分为松散型孔隙潜水、碳酸盐类裂隙岩溶水、碎屑岩类裂隙水。钻孔揭示地下水出露地段埋藏深度1220m,里程DK170+380附近段落水量丰富。由于构造裂隙和各类蚀变岩类结构面可成为良好的地下水通道,一旦隧道开挖形成排泄廊道,引导地下水汇集渗流,不但软化各类蚀变夹层,而且冲蚀蚀变物质,为岩体大变形和发生坍塌提供了诱发条件。益元兴隧道地形、地貌:隧道穿越中低山区,地势起伏较大,山体大部自然坡度较陡,纵向自然坡角一般为30左右,横向自然坡角
6、一般为10,隧址区以草地及荒地为主,隧道进口山坡坡角7左右,外侧较平坦开阔,分布草地,出口位于山体半坡上,山体坡度约30。隧道场区内主要不良地质现象为隧道出口段发育的落石,DK174+690-DK174+800段山体坡度35左右,植被覆盖率约40%,多为草地,坡表散布碎石块、密度1520块/m2,粒径多在210cm,最大粒径30cm。施工开挖时应采取必要的地质超前预报等措施,防止塌方、冒顶、落石伤人等灾害的发生。西土村隧道地形、地貌:隧道位于中低山区,地势起伏不大,相对高差约50m。进口坡度较缓,分布旱地,洞身段自然坡度较陡,变化较大,上部为荒地,基岩多裸露,山坡坡脚1017。隧址区植被不发育
7、,植被覆盖率30%。隧道场区地质构造简单,地层岩性较单一,洞身围岩为强弱风化花岗岩,属硬质岩,岩体较完整,围岩整体稳定,局部裂隙发育。DK177+472DK177+611.7进口段及DK177+944DK178+032出口段埋深较浅,岩体受风化及地表水影响较大,围岩相对破碎,地下水相对富集,可能出现局部坍方及渗流水,需加强支护。隧道进口北侧约85m处为大理岩采矿区,地表破坏严重,形成坑体范围为150m40m。芦家卜子隧道地形、地貌:隧道位于低山丘陵区,地势起伏不大,相对高差约40m。隧道由东向西向展布,进出口坡度较缓,进出口分部旱地,洞身为荒地。遂址区基岩多裸露。山坡坡脚810。隧道场区地质构
8、造简单,地层岩性较单一,洞身围岩为弱风化花岗岩,属硬质岩,岩体较完整,围岩整体稳定,局部裂隙发育。DK179+090DK179+256进口段及DK179+417DK179+630出口段埋深较浅,岩体受风化及地表水影响较大,围岩相对破碎,地下水相对富集,可能出现局部坍方及渗流水,需加强支护。5、施工安排5.1施工部署根据隧道长度、地质条件、工期要求等因素,决定隧道掘进作业面数量和方向。其中:东土村隧道由进口、出口、斜井三个作业面同时掘进;益元兴隧道由进口向出口单向掘进;西土村隧道由出口向进口单向掘进;芦家卜子隧道由进口向出口单向掘进,隧道围岩级别为级,进出口段以级围岩为主,施工过程中,初期支护要
9、紧跟开挖,以先支护、后开挖、快封闭为初期支护的施工原则。5.2劳动力安排隧道工程是本标重点工程,设立两个架子队,第一架子队负责东土村隧道施工,第二架子队负责益元兴隧道、西土村隧道、芦家卜子隧道施工,具体工班安排见下表: 隧道初期支护作业人员安排表(每个作业面) 施工队伍工班人数工作内容备注隧道队加工工班6隧道隔栅钢架、钢筋网片、中空锚杆、砂浆锚杆的加工支护工班15隧道隔栅钢架、钢筋网片、中空锚杆、砂浆锚杆的安装及注浆喷浆班15隧道喷射砼保障工班12隧道风、水、电,材料加工6、施工准备6.1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
10、。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。隧道初期支护根据围岩级别采用格栅钢架、锚杆、挂网、喷砼或喷锚联合支护等方法:洞口加强段初期支护参数为:26cm C25喷射混凝土 20cm 格栅钢架 纵向间距50cm 25中空注浆锚杆 L=级初期支护参数为:25cm C25喷射混凝土 20cm 格栅钢架 纵向间距75cm 25中空注浆锚杆 L=级初期支护参数为:20cm C25喷射混凝土 20cm 格栅钢架 纵向间距100cm 25中空注浆锚杆 L=级初期支护参数为:15cm C25喷射混凝土 20cm
11、(拱部) 22砂浆锚杆 L=6.2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:隧道施工及砼拌合站均需较大用水,因此供水设施必须满足以上施工需要。在东土村隧道进出口、斜井适当位置各设一座150m3的高压水池,进出水管路都铺设100的钢管,由于地表水匮乏,水源通过打深井获取。(2)施工用电:根据用电情况,采用T接系统电供隧道施工用电,同时配备发电机,以防突然停电。供电线路采用“三相五线制”,生活区、洞内开挖及支护作业照明的电压为36V的安全电压,非作业区照明电压为220V,动力线电压为380V。动力线和照明线采用绝缘良好的电力线分开安装在绝缘支撑板上,工作
12、区附近的临时动力线和照明线采用防水绝缘的电缆线。洞内电力线应做到平顺、绝缘、美观。(3)施工供风设备:在各隧道口设6台22m3/min的电动空压机,以满足隧道开挖和喷射砼用风需要。各隧道口各设一台3135KW轴流风机,压入式通风,通风管采用1800mm的软式风管。6.3机具准备隧道初期支护工程施工的主要机械设备如下(各作业面)序号设备名称型号数量备注1风动凿岩机(台钻)ZQ41321台2电动空压机L3.5-8205台3混凝土湿喷机ZSP-2台4交流弧焊机BXl-500A3台5混凝土拌合站l套6钢筋切断机YS90L22台7钢筋弯折机XLY62台8钢筋调直机GQ121台9砂轮机M3030Al台7、
13、隧道初期支护施工初期支护包括中空注浆锚杆、普通砂浆锚杆、格栅钢架、湿喷混凝土施工。7.1中空注浆锚杆钻孔:先用凿岩机按设计位置、深度、角度钻孔,后用高压风清孔。人工安装锚杆。注浆:采用注浆泵注浆施工。注浆压力一般为地下水静水压的23倍,同时考虑岩层的裂隙阻力,根据现场情况试验后确定。检测标准:锚杆孔的方向符合设计要求,锚杆垫板与基面密贴。孔位允许偏差50mm,钻孔深度允许偏差50mm。中空锚杆施工工艺见下图:钻孔/清孔注浆配件加工浆液配制下道工序注浆检查施工准备中空锚杆安装注浆注浆站布置注浆配比设计与试验不合格合格中空锚杆施工工艺框图7.2砂浆锚杆施工方法:锚杆采用螺纹钢筋现场按设计长度制作,
14、锚杆孔间距按设计钻孔。钻孔完成后,用高压风将孔内杂物吹净,将砂浆注入锚孔,将锚杆插入钻孔内,轻轻锤击锚杆使之深入孔底。钻孔圆而直,孔口岩石整平,并使岩面与钻孔方向垂直。锚杆水泥砂浆拌合均匀,随拌随用,灌浆时导管伸入孔底,边灌浆边抽拨导管,要求锚孔内砂浆饱满,灌浆工作连续不中断,保证锚杆、砂浆、围岩间的粘结力。砂浆锚杆施工工艺见下图:施工准备锚杆孔位放样钻孔设备就位准备注浆材料锚杆制作钻锚杆孔注浆设备就位锚杆孔冲洗锚杆成孔检查搅拌砂浆注浆插入锚杆/加垫板拧扣砂浆饱满度检查锚杆抗拔力检查锚杆完工验收砂浆锚杆施工工艺框图检测标准:锚杆孔的孔径符合设计要求。锚杆孔的深度偏差50mm。锚杆孔位允许偏差5
15、0mm。锚杆插入长度不得小于设计长度的95,且位于孔的中心。施工要点:根据围岩开挖实际情况,结合设计图纸和施工规范要求确定孔位、孔深和倾角。如围岩情况变化,需调整孔位和间距时,及时报监理工程师同意后方可执行。锚杆、注浆材料进行规定的试验和检查,在确认其质量基础上使用。施工前要选择相同地质条件地点进行拉拔试验,从而确认可以获得足够的锚固力。锚杆原则上按设计图所示布置方式布设,锚杆孔确认所规定的孔数、位置、长度、方向及孔径。施工时在现场遇到局部节理、裂缝等情况而加以变更,长锚杆在靠近掌子面处无法垂直于隧道壁设置而变更布置方式,确认其与原定布置的作用相同。施工中注浆材料的计量、混合等要认真进行管理,
16、并确认锚固材料沿锚杆全长填充饱满。锚杆长度在保证设计的锚固长度外计入工作长度。锚杆施作后采用闪光焊将锚杆接头焊接在钢筋网片上,使其与网片连接成一整体。初喷砼清除底脚浮碴标高测量钢拱架加工拱架预拼台架上安装钢架定位锚杆焊连定位加设鞍形垫块安装纵向连接筋隐蔽工程检查验收包裹底脚连板喷砼定位锚杆施工格栅钢拱架施工工艺框图7.3格栅钢架格栅钢架施工工艺见上图:格栅钢架制作加工:格栅钢架按设计要求预先在洞外结构件厂加工成型。先将加工场地用C15砼硬化,按设计放出加工大样。放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割的加工余量。将钢筋冷弯成形,要求尺寸准确,弧形圆顺。格栅钢架加工后进行试拼。格栅钢架由拱部、边
17、墙各单元钢构件拼装而成。格栅钢架架设工艺要求:为保证型钢钢架置于稳固的地基上,施工中在钢架基脚部位预留0.150.2m原地基;架立钢架时就位,软弱地段在钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力。 钢架按设计位置安设,在安设过程中当格栅钢架和初喷层之间有较大间隙设骑马垫块,型钢钢架与围岩(或垫块)接触间距不大于50mm。为增强钢架的整体稳定性,将钢架与锚杆焊接在一起。沿钢架设直径为22cm的纵向连接钢筋,并按环向间距设置。钢架架立后尽快喷砼作业,喷射顺序从下向上对称进行,先喷射钢架与围岩间的空隙,后喷射钢架与钢架间的砼,并将钢架全部覆盖。使钢架与喷砼共同受力,喷射砼分层进行,每层厚度56cm左右,先从拱
18、脚或墙脚处向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚(墙脚)不密实,造成强度不够,拱脚(墙脚)失稳。钢架安装偏差满足下表要求。钢架安装允许偏差序号项目允许偏差备注1安装间距50mm2拼装偏差3mm3安装偏差横向50mm竖向不低于设计标高4倾斜度25保护层厚度20mm施工要点:为抑制松驰围岩早期变形,开挖后须尽快采用相应强度和刚度的钢架支撑,架立后能立即发挥支撑机能。钢支撑的标准施工是按“规定间隔和高度架设置接头安装连接螺栓的紧固”的顺序进行。并要求使其在喷射作业中不产生移动。钢拱架支撑脚部座落在基岩上或用锁脚锚杆稳定,钢架与围岩之间的较大间隙部位用钢楔间隔楔紧,再用喷砼填充密实,避免留下空隙和隐患。7.
19、4喷射砼喷射砼施工工艺流程见下图:水减水剂速凝剂空气压缩机受喷面喷嘴喷射机搅拌机水泥粗集料细集料喷射砼施工工艺框图施工方法:按施工配合比要求,将混凝土用料在洞外搅拌机中进行拌合,用搅拌运输车运至洞内,然后送入TK-961型喷射机中,在喷射机喷头处加入速凝剂,采用空压机压缩空气动力将混合料喷出,施喷压力为0.10.15MPa,喷射分段、分片、分层,由下向上,从无水、少水向有水、多水地段集中,多水处安放导管将水排出。施喷时,喷头与受喷面基本垂直,距离保持1.2m。喷锚支护喷射砼,分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进行,以尽早封闭暴露岩面,防止表层风化剥落,第一次喷混凝土厚4c
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