隧道总体施工方案.pdf
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1、隧道施工方案隧道施工方案1 1 概况概况1.11.1 工程概况工程概况隧道左线进口桩号 LK182+422,施工长度为 1304.305m,右线进口桩号 RK182+414,施工长度为 1298m。洞门采用削竹式洞门。明洞左右洞均长 16 米。洞口浅埋段超前支护采用 30 米长管棚加小导管施工。道路等级为双向四车道高速公路,设计车速为 100km/h,行车道宽度为 0.5+23.75+1.0 米,净高 5.0m。分别设 1 处车行横洞及 3 处人行横洞,车行横洞净宽 4.5m,净高 5m;人行横洞净宽 2m,净高 2.5m。隧道共计开挖石方约 248791m3;使用混凝土约 55510m3,钢
2、筋约 1153467。1.21.2 地质概况地质概况本项目地处河北省东北部秦皇岛市境内,涉及青龙、抚宁两个县,项目区北与承德市宽城县为邻,西与卢龙县、迁安县接壤,东与辽宁省交界。项目背山面海,地处燕山山脉东段,燕山山脉蜿蜒盘曲,其分支沿东西向延伸,向东蜿蜒入海。项目区地貌类型齐全,有高耸的山地,起伏的丘陵,开阔的平原,四周高、中间低的盆地,还有带状的河谷,各种地形交错分布。区域地质稳定性评价本项目所涉及的主要地层,按其工程性能分为两大类,即第四系松散堆积物类和前第四系基岩,按成因类型分为第四系松散沉积物和前第四系沉积岩、侵入岩与变质岩。按时代可分为新生界第四系和燕山期侵入岩、元古界浅海相沉积岩
3、、变质岩与太界的混合岩变质岩系。其特点是缺失全部古生界,中生界以及新生界第四系的地层。水文地质评价路线经过区域地下水根据地层岩性、地下水的赋存条件、水利性质及水利特征,可分为四类水文地质区,分别为松散岩类孔隙水区、岩浆岩类裂隙水区、碎屑岩类裂隙水区、变质岩类裂隙水区。分析结果表明,区内地表水、地下水均为碳酸根、硫酸根、钙离子型水。总矿化度为 0.5-0.1 克/升,为淡水,PH 值为 7.11-8.45,总硬度 93-250(Caco3)(mg/L),游离 CO20-4.8(mg/L)侵蚀 CO20-0.15。地表水、地下水对水泥混凝土及钢筋无腐蚀性,可用于工程建设。地震路线经过地区属华北地震
4、区,由于地质构造复杂,断裂发育,又地处燕山准地槽区,1近靠新华夏构造体系,故地震发生频繁。路线区地震影响主要来自区外的张家口-渤海湾地震带,历史上这些地区的强震和大震大多地区都对该区造成大的危害。气象、水文气象项目区属暖温带半湿润大陆性季风气候,四季分明,雨热同季,季风显著,光照充足,降雨充沛,无霜期长。春季受蒙古高原、海上高压和西来低压交替影响,致使西北、西南风交替出现,气象冷暖变化大,少雨干旱;夏季受太平洋副热带高压影响,天气高温高湿,多大雨、暴雨,雨热同季;秋季西北气流温加强,天气晴朗,昼暖夜凉;冬季在蒙古高压控制下,盛行偏北风,天气寒冷干燥。水文区内主河流为洋河。发源于青龙县新城沟乡界
5、岭下,往南流经樊家店、新城沟,由界岭口越长城入抚宁县,再向南流经王家沟、大新寨、北寨至战马王村西折入洋河水库,再下游经胡各段庄、户王庄,在刘义庄穿京山铁路,于洋河口村入海。全长 100 公里,流域面积 1109 平方公里,是本区域内第一大河流,也是河北省沿河最大河流。河床平均年水量为 2.3 亿立方米,丰水年可达 6 亿立方米,而枯水年为 0.6 亿立方米。1.1.5 施工组织机构及施工部署1.31.3 临建设施临建设施1.3.11.3.1 驻地建设驻地建设项目经理部的位置要方便对项目的指挥和管理,方便与业主、设计等相关单位的联络。本项目部在头道河村征用一块 3500 土地建设项目经理部。项目
6、经理部:生活住房 5m2/人,办公用房 5m2/人考虑。在项目部驻地右侧建设中心试验站,按照河北省高速公路路基、桥涵、隧道、路面施工标准化指南进行设置相应的力学室、土工室、水泥室、养护室、建材室、水泥稳定料室等。隧道施工队伍隧道便道两旁靠近洞口位置修建住房。施工队:生活用房3m2/人,办公用房 0.5 m2/人。食堂 0.5m2/人,卫生间 0.2m2/人。1.3.21.3.2 便道修建便道修建为方便隧道施工,于隧道洞口修建便道一条,长度约 500m,便道路面宽度为 4.0米,表面用片石加小碎石硬化处理。每 200400 米设置汇车道一处,汇车道长度为 20米,宽度 7.0 米。21.3.31
7、.3.3 拌合站建设拌合站建设拌合站位于隧道口下方,地势较平坦,与隧道值班室建设在一起,占地面积达到 3200。拌合机械采用 HZS50 型混凝土搅拌站一台,具体布设情况见图:1.3.41.3.4 变压器、空压机站建设变压器、空压机站建设变压器位于隧道左线洞口旁边的空地里,空压机站位于隧道两侧将山坳平整后的场地里,共设置 800KWA变压器两台,4L20/8 型空压机 8 台,值班房一个,边坡防护采用钢筋网、锚杆及喷射混凝土防护。2 2 施工工序施工工序隧道施工工序可划分为:洞顶截水沟开挖、砌筑及洞口排水工程;洞口土石方开挖及边、仰坡和成洞面临时防护;进洞辅助措施施工;浅埋段开挖、初期支护;浅
8、埋段及洞口明洞模筑衬砌施工;洞门施工;洞身开挖;洞身初期支护;仰拱和铺底;洞身防排水;二次衬砌;洞内路面等。洞内通风、通水及通电方案如下:通风设备及管路:采用 1000m3/min 的通风机,通风管采用1300 通风软管。高压水路设计:在隧道出口端设容积为 80m3高位水池,高位水池池底与隧道作业面垂直落差达到 43.6 米,满足规范要求。就近取水,利用当地果农引水上山灌溉果树的管道将水用高压水泵抽至高压水池,然后引入各工作面,水管采用200 钢管。3高压电路、低压电路:隧道供电线路,采用三相四线制,供电电压为 400/230V。低压电动机的额定电压为 380V,洞内照明电压:作业地段不大于
9、36V,成洞和不作业地段用 220V,为解决电压降低过大的问题,用高压电缆引入 10kV 电压,在洞内设变压器降至 400/230V 使用。高压风路设计:经计算,在两个洞口各设 4 台 20m3/min 的电动空压机供送高压风,高压风管采用200 钢管。总体程序见图:开工前施工准备洞顶截水沟开挖、砌筑及洞口排水洞口土石方开挖及临时防护套拱、超前管棚等进洞辅助措施施工浅埋段开挖、初期支护及仰拱施工浅埋段及洞口明洞模筑衬砌施工洞身开挖及排水洞门及其附属工程施工洞身及初期支护仰拱和铺底洞身防水设施模筑二次衬砌洞内路面及两侧沟槽4隧道总体评定标准如下:隧道总体序号检验项目规定值或允许偏差10检验方法和
10、频率尺量:每 20m(曲线)或 50m(直线)检查一次尺量:每 20m(曲线)或 50m(直线)检查一次水准仪:每 20 m(曲线)或 50m(直线)测 1 个断面,每断面测拱顶和两拱腰 3 点全站仪:每 20m(曲线)或 50m(直线)检查 1 处分别将引道中心线和隧道中心线延长至两侧洞口,比较其平面位置1车行道宽(mm)2隧道净总宽(mm)不小于设计3隧道净高(mm)不小于设计4隧道偏位(mm)引道中心线与隧205道中心线的衔接(mm)206边坡、仰坡的坡度不大于设计坡度板:检查 10 处各部具体方案如下:2.12.1 洞顶截水沟开挖、砌筑及洞口排水洞顶截水沟开挖、砌筑及洞口排水截水沟位置
11、为距洞口仰坡和地面交接线 6.0m 处。沟渠开挖后,基底应夯实整平,再进行砌体施工。截水沟为 M10 浆砌片石,每隔 10m 设一道伸缩缝,砌缝用沥青麻筋填塞,截水沟出口处附近应用浆砌片石铺筑以防冲刷。结合山坡地形和两侧空压机站,做好隧道洞口的防排水工作。截水沟具体尺寸如下图:52.22.2 边仰坡边仰坡明洞永久性边坡采用 30 厚浆砌片石网格护坡,必要时采用喷、锚及挂网防护,喷 C20 混凝土 10,22 砂浆锚杆长 250 或 350,间距 120120,按梅花形布设,钢筋网采用6.5 钢筋,2020 网格。仰坡刷坡坡度为1:0.5,明、暗洞分界线处土坡铺设6.52020 钢筋网,喷射 C
12、20 混凝土厚度 10cm。喷射面高 3.53m,并设22120120 砂浆锚杆,顶坡锚杆长 3.5m,边坡锚杆长 2.5m,锚杆呈梅花型布置,如图所示:2.32.3 明洞及洞门施工明洞及洞门施工明洞和洞门联成一体,长 16.0m,安排同步施工。测量放线、验线后做好仰坡截水天沟。利用挖掘机开挖土方,自卸式载重车运土,如遇石方,采用风枪钻眼,可控松动爆破,开挖时对边坡要随挖进行喷锚支护,确保边坡稳定。开挖分两阶段进行,第一阶段开挖至仰坡防护界限,第二阶段为明洞部分土石方开挖。开挖后及时排危。开挖到基底部位,如为土质则留 20cm 由人工开挖,如为石质则要严格控制钻眼深度及装药量,以防造成对基底岩
13、层的破坏。基坑开挖完成,要经检查合格方可绑扎钢筋和立模。明洞衬砌分成边墙、拱、洞底三部分施工,模板内模采用衬砌台车,外模用组合钢模,立柱、拱架采用型钢加工,脚手架采用标准组合式脚手架。外模采用 32 钢筋做成拱圈固定外模钢模板。具体见下图:6灌注混凝土前应复测中线和高程,衬砌不得侵入设计轮廓线。钢筋在洞口预制场加工,人工现场绑扎,采用吊装法架设,主筋保护层厚度为5cm。拱圈及仰拱采用C25 钢筋混凝土,厚度为 0.65m,仰拱回填采用 C15 片石混凝土。由于洞口为削竹式,所以在灌注混凝土时一定要每层灌注厚度,不得大于 30cm,振捣时现场负责人员严格把关,避免在斜挡头板处产生气泡。灌注混凝土
14、时要两侧均匀灌注,避免偏压。灌注前在衬砌台车端部用沙袋加压,避免台车上浮。浇注拱圈混凝土达到设计强度的70%以上时,方可拆除内外支模拱架。洞口衬砌主筋保护层厚度为5cm。砼由项目部拌合站供应,输送泵输送浇筑,砼养生采用薄膜覆盖,浇水养生。洞门衬砌与明洞段同时进行,做到洞门边墙与明洞边墙、拱一同灌筑,确保洞门墙与洞身联成一体。明洞混凝土浇筑评定标准如下:序号1分项工程名称检查项目混凝土强度(Mpa)混凝土厚度(mm)混凝土平整度(mm)规定值在合格标准内不小于设计值检查方法试件强度试验报告频率每一工作班取两组每 20m 检查一个断面,尺量每个断面自拱顶每 3m检查 1 点2m 直尺、塞尺每侧检查
15、 5 处备注2明洞浇注315明洞防水层采用人工铺设,严格焊接质量及铺设后的防护,明洞回填采用人工与机械配合进行。要做到对称回填分层压实,每层厚度不得大于 0.3m,压实度标准为 95%。严格控制回填高度和碾压密度等质量,特别要注意对防水层的防护。防水层检验评定标准如下:序号分项工程名称检查项目规定值检查方法频率备注1明洞防水层搭结长度(mm)100尺量每环测 3 处72卷材向隧道延伸长度(mm)卷材与基底的横向长度(mm)500尺量检查 5 处3500尺量检查 5 处明洞完成后墙背采用 M10 浆砌片石回填,浆砌片石距洞口 200cm,浆砌片石回填底宽 100cm,高 600cm,长为明洞长度
16、。明洞必须及时回填,回填时应两侧同时进行分层夯填密实,以保证回填的密实性和洞身的均匀受力;洞顶填土表层处,回填一层 60cm厚的粘性种植土。明洞回填检验评定标准如下:序号12明洞回填34分项工程名称检查项目回填层厚(mm)两侧回填高差(mm)坡度回填压实质量规定值300检查方法尺量频率每层检查,每侧至少 5点检查 5 处备注500不大于设计符合设计要求水准仪尺量层厚及碾压遍数检查 3 处每层2.42.4 洞身开挖洞身开挖根据隧道围岩地质情况,、级围岩实行全断面光面爆破开挖,级围岩采用半断面正台阶爆破开挖,级围岩洞口浅埋段采用留核心土法人工开挖。在条件允许的情况下,可以使用激光断面检测仪对开挖断
17、面进行检测,具体操作方法有以下三种:A.手动检测方法:在手动检测方式中,可由操作者控制移动检测指示光斑随意进行测量和记录。B.定点检测法:可设置起止角度及测量点数等参数,仪器将按照所定参数自动测量并记录。C.自动测量法:仪器依照内部设定的间隔,自动检测并记录数据。各级围岩开挖进尺见下表:各级围岩开挖支护进尺指标表各级围岩开挖支护进尺指标表围岩级别开挖方法日循环次数循环进尺(m)全断面全断面半断面正台阶留核心土221.513321.5日进尺(m)6631.5月有效天数28282828月进度(m)1681688442备注8槐尖山隧道采用 C25 混凝土套拱做管棚固定端,套拱在明洞外轮廓线以外,紧贴
18、掌子面施作。套拱内埋设三榀22b 工字钢,型钢与管棚钢管通过固定钢筋连接成整体。钢拱架上固定 2 米长导向管,导向管采用1275mm 钢管,共计36 根,外插角1,用C25 混凝土灌注套拱固定导向管,V 级围岩浅埋段采用长管棚超前支护,长管棚采用108 热轧无缝钢管,壁厚 6mm,管节长度 2.55.0m,采用丝扣连接,接头相互错开。管口段3.05m 钢管不开孔,其余部分按 108.5cm 间距交错设置注浆孔,孔径12mm,采用机械钻孔。采用16 固定筋焊接在钢拱架上。超前注浆一般情况下采用水泥浆,水泥浆水灰比1:1。施工时必须遵循“管超前,严注浆,短开挖,强支护,勤测量,早封闭”的原则,其施
19、工工序为:超前管棚支护上部环向开挖上部初期支护核心土开挖排水沟与路面浇筑超前导管支护下部开挖铺设防水层模筑二次衬砌现浇仰拱衬砌边墙及仰拱初期支护钢管大样图为:12注浆孔级围岩洞内浅埋段采用留核心土法人工开挖,其施工工序为:上部环向开挖上部初期支护核心土开挖排水沟与路面浇筑超前导管支护9下部开挖铺设防水层模注二次衬砌现浇仰拱衬砌边墙及仰拱初期支护V 级围岩开挖时超前导管采用50 热轧无缝钢管,壁厚 5mm,管节长度 4.5 米,管口段 0.5m 钢管不开孔,其余部分按 15cm 间距交错设置注浆孔,注浆孔直径 6,采用机械钻孔。注浆材料为水泥浆,水泥浆水灰比为 1:1,注浆压力为 0.51.0M
20、pa,必要时可在孔口处设置止浆塞。钢管大样图为:6加劲箍6注浆孔50无缝钢管各级围岩开挖工序示意见图各级围岩开挖工序示意见图:洞轴线开挖工序为:全断面开挖;全断面锚喷初期支护;铺设洞身环向盲沟及防水板,整体灌注二衬砼。、级围岩开挖工序示意图10核心土体隧道中心线开挖线立面示意图超前支护掌子C25喷射混凝土26cm型钢钢拱架,纵向间距70cm面C25钢筋混凝土衬砌50cm上台阶下台阶根据量测情况而定6-10m2-3m侧面示意图开挖工序为:超前导管支护;下部开挖;上部环向开挖;边墙及仰拱初期支护;上部初期支护;现浇仰拱衬砌;核心土体开挖;铺设防水层,模注二次衬砌。V 级围岩开挖工序示意图11上台阶
21、隧道中心下台阶立面示意图超前支护掌子C25喷射混凝土18cm-1414格栅钢架,纵向间距100cm上台阶面C25钢筋混凝土衬砌35cm下台阶根据量测情况而定10-15m平面示意图开挖工序为:超前锚杆支护;下半断面初期支护;上半断面开挖;现浇仰拱衬砌;上半断面初期支护;铺设防水层,模注二次衬砌。下半断面开挖;级围岩开挖工序示意图12洞身开挖检验评定标准如下:序号检验项目破碎岩、土(、类围岩)拱部1超挖(mm)中硬岩、软岩(、类围岩)硬岩(类围岩)每侧2边 墙超挖(mm)全宽+200,-0平均 100,最大 250规定值或允许偏差平均 100,最大 150平均 150,最大 250平均 100,最
22、大 200+100,-0尺量:每 20m 检查一处水准仪或断面仪:每 20m 一个断面检验方法和频率3仰拱、隧底超挖(mm)水准仪:每 20m 检查 3 处2.52.5 钻爆设计钻爆设计根据隧道围岩地质情况,级围岩开挖采用挖掘机和人工配合无爆破施工,局部进行弱爆破松动,其他级别围岩均采用爆破开挖。、级围岩全断面光面爆破开挖周边眼间距 E=60cm,周边眼抵抗线 W=70cm,E/W=0.86,装药集中度 q=0.19kg/m,炮孔用炮泥塞满,详见图。级围岩周边眼间距 E=60,周边眼抵抗线 W=70,E/W=0.86,上半断面装药集中度 q=0.19 kg/m,下半断面装药集中度 q=0.33
23、 kg/m,炮孔用炮泥塞满,详见图。138585606060601010107575810107588510885710871087610861078105671085567108666710810777781060701010101081087107871078610667810655756810510掏槽786510587610666666810777777781071088888 8888888101010109999999999109999888510108级围岩装药参数表炮眼炮眼 深度 炮眼角度类型 数量(m)水平垂直中空眼14.50 9090掏槽眼 124.50 9090辅助眼 6
24、74.40 9090内圈眼254.40 9090底板眼144.50 9097周边眼 394.40 9890合计158 697.9段药量药卷 装填 起爆装药量(kg)kg/眼卷/眼种类 系数 次序图中400.85 炮眼11.6 5.768.4400.65 旁数8.74.30288.155350.55 字即7.32.270400.75起爆10.25.011.70.8231.98250.40顺序513.48炸药单耗8585、级围岩炮眼布置示意图3190851.68kg/m85213级围岩装药参数表221330215 15901330中空直眼掏槽布置图32药卷25药卷炮泥导爆索10竹片44030炮眼炮
25、眼 深度 炮眼角度类型 数量(m)水平垂直中空眼14.30 9090掏槽眼 124.30 9090辅助眼 674.20 9090内圈眼 254.20 9090底板眼144.30 9097周边眼 394.20 9890合计158 666.3装药量段药量药卷 装填 起爆 炸药卷/眼 kg/眼(kg)种类 系数 次序 单耗10.687.646.369.7711.25.2362.763.74 250.581.9147.754.79 67.060.7830.42458.5740403540250.820.600.500.750.40图中炮眼旁数 1.52字即 kg/m起爆顺序周边眼装药布置示意图说明:图
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