隧道、桥梁、涵洞、通道、路基土方、排水及防护工程施工组织设计方案.pdf
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1、表表 1 1施工组织设计文字说明施工组织设计文字说明一、设备、人员动员周期和设备、人员、材料运到施工一、设备、人员动员周期和设备、人员、材料运到施工现场的方法现场的方法招标文件要求,本合同段工期为 20 个月。根据我单位承建类似工程的经验和资源配置情况,计划实用工期为 18 个月(其中施工准备 30 天)。详见表 7 施工总体计划表。1、工程所用施工设备全部由我方自备,拟配备先进的、性能良好的施工机械,以满足工程需要。详见表 3 拟投入本合同工程的主要施工机械表。2、根据本工程特点及合同工期要求,分三个阶段合理组织人员,设备进场。第一阶段:施工准备阶段,组织人员、机械设备进场,安装调试,进行临
2、时设施的施工,施工图等技术资料的审核,线路复测及建筑物的放样,制定实施性施工组织设计及质量计划,现场劳力投入约为 300 人。第二阶段:完成所有桥涵工程,对路基开挖及填筑、路基防护及排水和隧道工程等展开均衡施工,现场高峰期投入2200人左右,第三阶段:工程整理与竣工资料移交等工作,现场人数约 200人左右。3、人员设备均根据工程特点由我单位统一调配,组建本工程项目管理机构,投入专业配套施工机械,抽调专业施工队伍,按三个施工阶段组织进场。各阶段人员、机械设备用汽车直接运至工地。4、工程所需的主要工程材料如钢材、钢绞线、锚具、水泥等统购材料由项目部统一计划采购。其他主要的工程物资,将根据招标文件要
3、求,经采样检验合格后确定最终的合格供应商,严把材料关,砂、碎石、片石、块石等地材根据设计文件提供的料场联系采购,经检验合格后,用汽车分期分批运至工地。二、主要工程项目的施工方案、施工方法二、主要工程项目的施工方案、施工方法(一一)隧道工程隧道工程隧道工程1 1、工程设计概况、工程设计概况两隧道均为上、下行分离的双洞单向行驶 2 车道隧道。元墩 1 号隧道上行隧道里程为 K0+875K1+175,长 300m,为 3.685%上坡;下行隧道里程 K0+853K1+160,长 307m,为3.800%上 坡。元 墩2号 隧 道 上 行 隧 道 里 程 为K1+267K1+730,长 463m,为
4、3.681%下坡;下行隧道里程为 K1+240K1+593,长 353m,为 2.689%下坡。两隧道设计净宽 9.75m,净高 5.0m。类围岩最大开挖宽度 12.44m,最大开挖高度 9.88m。隧道采用锚喷砼做初期支护,复合式衬砌。2 2、工程特点及主要技术措施、工程特点及主要技术措施2.1 工程特点元墩隧道具有以下主要特点:隧道短。两隧道长度都较短,最长的 2 号上行隧道只有463m。开挖断面大。两隧道单向行驶均为 2 车道,类围岩最大开挖宽度12.44m,最大开挖高度9.88m,开挖断面105.7m2。埋深浅。隧道进、出口埋深浅,元墩 1 号隧道、2 号隧道上、下行进、出口均有明洞,
5、隧道的最大埋深也只有40m90m。地质条件差。元墩 1 号隧道穿越岩层为泥岩夹页岩,薄层构造,层理发育,易风化成碎片状,全部为、类围岩,元墩2 号隧道、类围岩也占 52.7%64.1%。、类围岩岩石也较破碎。有地下水。地下水由大气降水补给,由于岩体破碎,地表水易于渗入,成地下水。地下水使泥岩软化,降低强度。元墩 2 号隧道宁强端紧接黄坝河大桥,不宜施工,只能从勉县端施工,不但沟谷狭窄,施工是反坡,条件困难。2.2 主要技术措施根据元墩隧道特点,结合我单位拟投入的设备能力,公路隧道施工经验及技术水平,确定采用如下技术措施:由于地质条件差,隧道开挖采用我单位独创并获得科技进步一等奖的线形微震爆破新
6、技术和光面爆破技术,尽量减少对围岩的扰动,并及时做好初期支护,必要时提前施作二次衬砌,以确保施工安全和工程质量。对于易出现塌方的、类围岩,采用超前小导管等预支护措施,确保安全通过。开挖采用短进尺、弱爆破,洞口段尽量采用机械开挖,以最大限度减少对围岩的扰动。开挖方法,、类围岩采用超短台阶法,上、下台阶同时钻孔同时爆破,以减少爆破次数和对围岩的扰动。类围岩采用全断面法,以便使用大型机械。二次衬砌两隧道均采用衬砌台车,先墙后拱施工,以保证衬砌的整体性和防渗性。根据“新奥法”施工原理和要求,及时开展施工量测,做好信息反馈,以指导安全施工。加强排水措施,及时排除地下水,防止浸泡围岩。3、施工方案元墩 1
7、 号隧道较短,上行隧道 300m,下行隧道 307m,不是控制工期工程,安排二个施工队从勉县端单向施工,一个队负责一个洞口。元墩 2 号隧道上行 463m,下行 353m,元墩 2 号隧道宁强端紧接黄坝河大桥,又无弃碴场,不宜施工,我单位从勉县端单向施工,上、下行隧道安排二个队施工。元墩 1 号隧道地质条件较差,岩石为泥岩夹页岩,为、类围岩,设有工字钢 PS 格构梁支撑,为施工安全和便于架设钢支撑,开挖采用超短台阶法,整个断面分上、下两部分,下部滞后上部 35m,如图 3-1 所示。元墩 2 号隧道其中、类围岩亦用超短台阶法开挖,石质较好的类围岩用全断面法开挖。元墩 1 号隧道掘进采用简易台车
8、和气腿式凿岩机钻孔,上、下台阶同时钻孔爆破。2 号隧道用液压钻孔台车钻孔。出碴均用无轨运输,装载机装碴,大型自卸汽车运碴。两隧道的二次衬砌采用衬砌台车施做,自动计量砼搅拌站拌制砼,砼搅拌运输车运送砼,输送泵送砼入模,高频插入式震捣器和附着式震捣器联合震捣,以确保砼内实外光。使用自制防水卷材安装台车敷设土工布和防水板。明洞采用大开挖施工,其余段均用暗挖法施工。由于隧道短,采用小型轴流通风机进行通风。元墩 1 号隧道是上坡施工,水可自行流出,在隧道中心设排水沟排出,元墩 2 号隧道为下坡施工,采用机械排水。4 4、主要施工方法和工艺、主要施工方法和工艺两隧道主要按“新奥法”施工,并按图 4-1 所
9、示程序组织施工。修改施工方案实施性施工组织计划修改爆破参数修改支护参数初期支护监挖量测否施工准备是否符合管理基准防水卷材施工二次衬砌开挖是结束图 4-1施工程序4.1 明洞施工元墩隧道各口均有明洞,施工采用大开挖,开挖主要采用机械,局部坚硬岩石用控制爆破炸除。开挖前做好地表排水系统,开挖从上向下进行,随开挖随防护,防止滑塌。待暗洞掘进一定长度,不影响明洞砼衬砌安全时,进行先墙后拱全断面模注钢筋砼并及时做好防水层和回填,以确保安全,其工艺流程如下:测量划线开挖边仰坡防护台车就位绑扎钢筋灌注砼做防水层回填明洞施工工艺流程图4.2 洞口类围岩开挖洞口为类围岩浅埋段采用超短台阶法开挖,下台阶滞后上台阶
10、 35m,上台阶的碴用长臂反铲挖掘机清理到下台阶,然后装运出碴。由于洞口围岩风化破碎,为了防止洞口坍塌和能顺利进洞,采用50 小导管注浆进行超前支护围岩,开挖后及时做初期支护,并用工字钢架加强初期支护。开挖进尺控制一次立一榀工字钢拱架,以保证施工安全。为保证洞口稳定,在明洞衬砌外施作 2m 套拱,支挡仰坡,防止坍塌,见图 4-2。图 4-2 洞口开挖示意图洞口开挖主要用机械进行,若有坚硬岩石时则采用控制爆破炸除,以降低震动减少对围岩的扰动。并且控制每次开挖进尺 0.8m,即一榀工字钢拱架间距,以便及时架立钢拱架支护围岩,确保安全。洞口开挖工艺流程如下图。施补打喷打测施小装架砼下初锚量做导开碴钢
11、至一喷杆划套管挖运拱设循砼挂线拱并输架计环网注厚浆度若使用爆破开挖时,其作业循环时间见表 4-1。作业循环时间表 4-1打小打锚测量导管装药通风清除初喷装碴立钢项目钻孔杆挂划线并注爆破除尘危石砼运输支撑网浆时间1.03.52.01.00.50.51.03.52.01.5(h)注:打小导管注浆时间为平均到每循环中的时间,不是实际施做时间。补喷砼至合计设计厚度3.019.54.3 类围岩开挖类围岩,岩石也较破碎,采用50 小导管注浆进行超前支护并设有 PS 格构梁加强初期支护,亦采用超短台阶法开挖,用线形微震爆破法施爆。为了防止塌方保证施工安全,开挖后及时架立钢支撑和施作初期支护。其工艺流程如下图
12、。施补做喷打测小装通清装立砼下初锚量导药风除碴钢至一喷杆划管爆降危运支设循砼挂线并破尘石输撑计环网钻厚孔度控制掘进每循环进尺 1.5m,即每二循环立三榀钢支撑,循环作业时间见表 4-2。作业循环时间表 4-2施做小导装药通风清除初喷项目测量管并爆破除尘危石砼钻孔时间1.04.51.50.50.51.0(h)打锚装碴杆挂运输网4.52.0补喷立钢砼至合计支撑设计厚度1.54.021.0元墩 1 号隧道掘进工班人员及职责见表 4-3。工班人员及职责表 4-3序号1234567891011名称工班长安全员电工钻孔工爆破工装载机司机汽车司机喷砼工锚杆工辅助工修理工合计人数11110614885146负
13、责本工班的组织指挥负责本工班的安全、清理危石等负责本工班照明等用电工作负责钻孔等负责制作起爆药包、运送炸药、装药堵塞、连线起爆等负责装碴机装碴等负责运碴工作负责喷砼料的拌制、运送、喷射等工作负责锚杆运送以及安装、挂网等负责洞内清道等辅助工作负责本工班的机械修理等工作元墩 2 号隧道掘进工班人员及职责表 4-4工班人员及职责表 4-4序号1234567891011名称工班长安全员电工台车司机爆破工装载机司机汽车司机喷砼工锚杆工辅助工修理工合计人数1113814886142负责本工班的组织指挥负责本工班的安全、清理危石等负责本工班照明等用电工作负责台车钻孔告等负责制作起爆药包、运送炸药、装药堵塞、
14、连线起爆等负责装碴机装碴等负责运碴工作负责喷砼料的拌制、运送、喷射等工作负责锚杆运送以及安装、挂网等负责洞内清道等辅助工作负责本工班的机械修理等工作4.4 类围岩开挖类围岩,石质较好,采用全断面开挖,用全液压钻孔台车钻孔,装载机装碴,自卸汽车运输。为保证施工安全,初期支护采用系统锚杆,单层钢筋网喷 12cm 厚 20 号砼。其工艺流程如下。下装通清装初一测钻药风除碴期个量孔爆降危运支循破尘石输护环每循环进尺 3.0m,循环作业时间见表 4-5。作业循环时间表 4-5项目测量钻孔时间(h)1.54.0装药通风清除装碴初期合计爆破除尘危石运输支护2.00.50.56.04.519.05 5工期安排
15、工期安排元墩 1 号隧道上行隧道长 300m,下行隧道长 307m,2号隧道上行长 463m,下行长 353m。根据隧道工程量和我单位拟投入的劳动力及机械设备,共安排工期 18 个月,施工进度计划见附图 1附图 4。由于不是控制工期工程安排进度较保守,根据我处施工能力,如果需要时,工期还可提前。1 号隧道勉县端场地比较宽敞,安排二个队从进口施工。一个队负责一个口,隧道石碴用于填筑路基。2 号隧道宁强端因紧接黄坝河大桥,又无弃碴场地,不宜从此端施工。安排二个队从勉县端单口施工,共用一台钻孔台车。隧道石渣弃于弃碴场。5.1 进度指标根据以往施工经验,我单位投入的机械设备,安排切实可行并留有余地的进
16、度指标。综合月成洞如下:1 号隧道上行30.9m;1 号隧道下行 31.4m;2 号隧道上行 41.5m;2 号隧道下行 37.2m。各工序进度指标见表 5-1。各工序施工进度指标表围岩类别及衬砌隧类型道项目指标名掘进月进尺(m)一二次衬砌月进尺(m)号仰拱及回填月进尺(m)隧水沟及电缆槽月进尺(m)道路面及稳定层月进尺(m)掘进月进尺(m)二二次衬砌月进尺(m)号仰拱及回填月进尺(m)隧水沟及电缆槽月进尺(m)道路面及稳定层月进尺(m)51S25609012010003060901201000S45709012010005070901201000S1009012010005.2 工期安排各工
17、序工期安排尽量减少相互干扰,同时又能平行作业,以缩短工期,见表 5-2。元墩隧道进度安排表名称线别项目施工准备明洞开挖掘进衬砌仰拱及回填电缆槽及水沟路面及水泥处治排水基层施工准备明洞开挖掘进衬砌仰拱及回填电缆槽及水沟路面及水泥处治排水基层施工准备明洞开挖掘进衬砌仰拱及回填电缆槽及水沟路面及水泥处治排水基层起迄时间(年。月。日)2000.11.252001.1.242001.1.252001.11.202001.3.12001.12.202001.8.262001.12.272001.10.52002.1.62002.1.102002.1.202000.11.252001.1.242001.1.
18、252001.9.302001.3.12001.10.272001.7.162001.11.32001.8.262001.11.152001.11.212001.11.302000.11.252001.1.242001.7.262002.3.182001.9.12002.4.52001.12.12002.4.202002.1.212002.5.52002.5.102002.5.21表 5-2历时(天)6029529012292116024623710880106023321514010512上元墩行一号隧下道行元墩二号隧道上行下行施工准备明洞开挖掘进衬砌仰拱及回填电缆槽及水沟路面及水泥处治排水
19、基层2000.11.252001.1.242001.1.252001.7.252001.3.12001.8.202001.4.162001.9.142001.6.112001.9.302001.10.62001.10.1960180170149110136 6、主要工序的施工、主要工序的施工憘拞6.1 拱部超前支护两隧道类围岩设有505 小导管注浆超前支护,元墩 1 号隧道使用泰马克 251 型钻机钻孔和安装。元墩 2 号隧道使用液压钻孔台车钻孔和安装。6.1.1 超前小导管施工a小导管参数。长度4.0m,外径50mm;环向间距50 和 70cm。外插角5;搭接长度不小于 1.0m。材料厚 5
20、mm 热轧无缝钢管;注浆材料水泥浆。小导管四周钻 4 排8 孔眼,呈梅花形布置,纵向间距15cm,前端做成尖形,尾部焊6 加强箍。b小导管施工小导管采用先钻孔后下钢管法施工,钻孔时开孔从工作面最后一榀工字钢拱架上部穿过,打入小导管后,钢管尾部和工字钢架焊接成整体。止浆墙采用喷射砼,掌子面和附近拱部 1.0m 范围,喷 30cm 厚砼进行封闭。孔口用 CS 麻丝胶泥止浆。然后进行注浆。其施工工艺如下:测量布孔钻孔清孔顶入钢管封闭掌子面清管注浆开挖小导管施工示意图见图 6-1。图 6-1 小导管施工示意图c注浆()浆液。本隧道采用单液水泥浆。其水灰比暂定为1:10.8:1。施工时根据实际试验调整确
21、定。如果地下水大时,可注水泥,水玻璃双浆液。注浆使用 425#水泥。()注浆压力。初压 0.51.0Mpa,终压 45Mpa。()单孔注浆量。单孔注浆量和围岩的孔隙率有关,施工时可初步按下式计算:Q=.R02.L.n.Q浆液注入量(m3)R0注浆有效扩散半径(m)L注浆段长度(m)n岩体裂隙率或孔隙率,一般取 15%浆液的充盈系数,取 0.30.9d注浆工艺采用 KBY5070 型双液注浆泵进行注浆,注浆工艺流崐程如图 6-2。水泥浆水泥浆高压水泥浆高压水泥浆压力表压力表混合器岩体注浆泵图 6-2注浆工艺流程图e注浆注意事项()注浆前检查注浆泵、管路及接头的牢固程度,防止浆液冲出伤人。()注浆
22、时密切监视压力变化,发现异常及时处理。()注浆注意防止串浆和跑浆,若发生串浆和跑浆要停止注浆,分析原因随时解决。()做好注浆压力、注浆量、注浆时间等各项记录。6.2 钻爆钻爆是保证开挖断面轮廓平整准确、减少超欠挖、降低爆破震动、维护围岩自承能力的关键,我处采用独创的线形微震爆破新技术,可以达到以上目的,施工时要做好以下几项工作。a测量。测量是控制开挖轮廓精确度的关键。我处采用DMY-1型隧道断面激光测量仪,每一循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。b钻孔。采用气腿式凿岩机钻孔。钻孔时按照炮孔布置图正确对孔,钻孔严格按设计炮孔方向钻进,把对孔误差减到最小,以确保爆破质量。掏槽孔要保
23、证平行,周边孔开眼要在轮廓线内 5cm,外插角 12,保持开挖错台在 10cm以内;周边孔对孔误差环向不大于 5cm,径向不大于 3cm;掏槽孔不大于 3cm,其它炮孔开眼误差不大于 5cm。c装药。钻完孔要把炮孔吹洗干净,经检查合格后才可装药。装药分片分组负责,严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。爆破网路连接、检查及起爆,按照爆破设计要求和爆破安全规程 GB6722-86 执行。d堵塞。堵塞炮孔可以提高炸药能量的利用率,从而减少炸药用量,降低爆破震动效应。装药后用合格炮泥进行认真堵塞,掏槽孔要把不装药部分堵满,周边孔堵塞长度不小于 20cm,其余炮孔堵塞长度不小于最小抵抗线的
24、80%,以确保爆破效果和安全。钻爆参数见爆破设计。6.3 初期支护喷、锚支护可迅速控制或限制围岩松弛变形,充分发挥围岩自承能力,是“新奥法”施工的重要环节。本隧道采用锚、喷作初期支护,、类围岩挂有双层钢筋网,并有工字钢和 PS 格构梁加强初期支护。喷锚支护按照锚杆喷射砼支护技术规范 GBJ86-85、公路工程质量检验评定标准JTJ071-98 和其它有关规范、规则施工和检查。6.3.1 喷射砼:预拌料在洞外以强制拌合机拌合,用砼输送车运至洞内工作面。采用TK-961型湿喷机和MBT/MEYCO砼喷射机械手进行“湿崐喷作业”以降低粉尘,减少回弹量。其工艺流程如下图。料场配料拌合机喷射机速凝剂喷嘴
25、早强剂等外加剂高压风a配合比砂、石料由试验室按照规范选用合格料,水经过化验合格才可使用。初定配合比如下:水泥:砂:碎石:水=1:2:2:0.5以上为参考配合比,施工中结合实际由实验室选定,喷射混凝土的混合料要随拌随用。按照试验室选定数量掺入早强剂和速凝剂。b喷射混凝土的质量标准混凝土分层喷射,初喷厚度 35cm,以后分层喷射至设计厚度。喷砼表面要平整圆顺,钢筋、钢拱架等不外露,保护层厚度不小于 2cm。喷砼厚度要随时检查,厚度不够或不平则进行补喷。如果有开裂、下坠和滑移等现象要清除重喷。6.3.2 锚杆两隧道采用注浆锚杆,为保证施工质量,我单位采用专用 NZ130A 型注浆机注浆,采用掺加 F
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