新改柏管寺隧道左线出口洞口工程施工方案.pdf
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1、左黎高速公路 ZL2 项目经理部故驿隧道右线出口洞口工程施工技术方案中铁三局集团有限公司China Railway NO.3 Engineering Group Co.,Ltd 目录一、工程概况.1二、工程地质条件.1三、施工准备.2四、施工进度计划.5五、主要施工工艺及施工方法.51、施工流程.5 2、洞顶截水沟施工.5 3、洞口开挖.7 4、洞口边仰坡防护.8 六、质量目标及保证措施.191、质量目标.19 2、质量保证措施.19 七、安全目标及保证措施.221、安全目标.22 2、保证措施.23 八、环境保护、水土保持措施.261、建立环境保护和水土保持保证体系.26 2、环境保护措施.
2、28 3、水土保持措施.29 故驿隧道洞口工程施工技术方案一、工程概况本标段为第 ZL2 合同段,故驿隧道地处左权县粟城乡故驿村,隧道起讫里程右线 YK27+914 YK87+260,长 346m;隧道的进出口与路基相连,路堑开挖较浅,洞口均距阳涉铁路较近,施工进度与安全管理是本标段施工管理工作中的重点。二、工程地质条件1、地形、地貌根据沿线地貌分区,隧址区属中山区。进出口均未见不良地质现象,自然条件较好。隧道最大埋深约65m。隧道区海拔高程907 960m,地形起伏略大,相对高差约65m。山体平均坡度2545,属较陡山形,大部分基岩出露,局部薄层碎石覆盖。2、气象项目区属温带大陆性气候,四季
3、分明,春季温暖,夏季炎热多雨,秋季凉爽宜人,冬季寒冷,昼夜温差较大。年平均气温10.3,历年最高气温38.3,气温最低-22。无霜期为 110 180 天,年平均降水量 523.2mm,多年平均蒸发量为1589.7mm,多年平均风速 1.8m/s,一般 4 月平均风速最大,为 2.7m/s,最大冻土深度1.04m。3、水文地质本隧址区降水少而集中,蒸发量大,具典型的雨洪特征,水位与降水量成正比,动态极不稳定,降水多以地表水排走而补给地下水甚少。地下水的赋存与运移均受地形地貌、地层岩性、地质构造、气象、水文等因素综合控制。根据钻孔水文地质观测,结合地形地貌,岩性和地质构造特征分析判断,隧址地下水
4、类型为基岩裂隙水,水量较小,补给来源主要为大气降水。勘察期间未见地表水及地下水。4、抗震设计参数及地震效应隧址区抗震设防烈度为度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计抗震分组为第 3 组。强风化层为类场地土,中风化层为1 类场地土。类场地土特征周期 T=0.45s,1 类场地土特征周期T=0.35s 三、施工准备1、施工图审查:熟悉、审查施工图纸及相关地质资料无误。2、施工现场准备情况:已查明工程红线范围之内的地下各种管线及障碍物、地上需拆迁的结构物,并已书面上报业主,洞口处无施工影响。项目部已做好测量放样、供水、供电、供风等工作,工区已将临时道路铺筑完毕,并搭设好临时设施、安装好现场照明设
5、备,“四通一平”工作全面结束。3、劳动组织准备:隧道施工管理、操作人员已进场,项目部已做好施工人员入场后的质量、安全、文明施工等思想教育工作。4、人员及机械配备施工计划配备以下人员:序号姓名职位和工种人数备注1 王玉彪项目经理1 2 韩晓明三工区负责人1 3 张丛波隧道工程师1 4 徐勤勇隧道技术员1 5 石水强安全工程师1 6 史建生测量工程师1 7 张润林试验工程师1 8 赵斌施工员1 9 刘锌全工班长1 开挖工班10 万运山工班长1 支护工班11/喷射混凝土人员3 12/空压机司机2 13/开挖机械司机2 14/出碴机械司机2 15/装载机司机2 16/防、排水人员4 17/隧道机修工2
6、 18/隧道电工2 19/普工6 20/测量工1 21/试验工2 22/管理人员2 施工计划配备以下设备:序号机械设备名称规格型号数 量备注1 潜孔钻ZS-30 型1 台2 挖掘机日本小松PC200 1 台3 装载机ZL50 型1 台4 自卸汽车15t 2 台5 空压机22 m3/min 2 台6 风 动 凿 岩 机YT-28 型5 套7 砼喷射机5m3/h 2 台8 混凝土拌合站75m3/h,50 m3/h 1 9 混凝土输送车6m332 10 型钢弯曲机1 11 台钻2 12 双液压浆机HBY-50/70 2 13 自制简易台架2 14 履带式潜孔钻MD50 1 16 钢筋切断机GJ-40
7、A 1 17 钢筋弯曲机GJW40A 1 18 钢筋调直机GT4-114 1 19 交流电焊机BX250 3 5、施工场外协调:项目经理部(办公室)已与当地村委、乡政府等单位做好施工协调关系,对交通、环卫市容、扰民及民扰等问题做了预处理准备工作。四、施工进度计划根据洞口施工条件,故驿隧道右线出口洞口工程计划工期:2015 年 4月 6 日至 2015 年 4 月 20 日。五、主要施工工艺及施工方法1、施工流程洞口工程的施工流程如下:洞顶截水沟-洞口开挖-边仰坡防护-导向墙施工-大管棚施工。2、洞顶截水沟施工2.1、设计情况为了把地表水排出隧道洞口范围之外,在隧道洞口边仰坡以外设置洞顶截水沟。
8、故驿隧道进出口洞顶设计M7.5 浆砌片石截水沟,洞顶截水沟设置于边仰坡开挖线 5 米及 5 米以外处。截水沟尺寸见施工图中截水沟尺寸。2.2、施工前的准备情况(1)施工前,施工人员对故驿隧道山体的地质,水文情况进行了详细的调查,校核排水系统的设计是否完备和妥善。(2)、测量放样:截水沟应结合地形和地质条件沿等高线布置,将拦截的水顺畅地排向自然沟谷或水道。2.3、施工方法(1)基坑开挖采取人工配合挖掘机进行开挖。人工整平基坑并夯实,沟底面应夯实到图纸规定的压实度,对于沟底面土质不符合要求的,应及时开挖换填土,进行加固。(2)截水沟边坡必须平整,稳定,在基坑开挖后人工拍紧。纵坡严格按图纸施工,沟底
9、保持平整,保证排水畅通,无阻水现象。并按图纸所示将水引入排水系统,截水沟浆砌片石工程应嵌缝饱满,密实,勾缝平顺无脱落,缝宽大体一致。(3)砌石工程石料取自成品质量符合规范要求的采石场,石料应强韧,密度坚固与耐久,质地细致,色泽均匀,无风剥落和裂纹及结构缺陷。不得含有妨碍砌浆的正常粘结或有损于外路面外观的污泥,油质或其它有害物质。石料的运输,存储和处理不得有过量的损坏。(4)砌石排水工程在砌筑前每一块石块均应用干净的水洗净,垫层应干净并湿润。所有石块均应座于新拌砂浆之上,在砂浆凝固前,所有缝应饱满,石块固定就位。垂直缝的满浆系先将砌好的石块侧面拌浆。所有石料均应按层砌筑,当砌体较长时,应分为几段
10、,每20 米之间设伸缩缝或沉降缝,各段水平砌缝应一致。(5)砌体应自下而上逐层砌筑,直至墙顶。砌体应分层坐浆砌筑,砌筑上层时,不应振动下层,不在已砌好的砌体上抛掷滚动、翻转和敲击石块。对于基础的第一层砌块时如基底为岩层或砼基础,应先将基底表面清洗、湿润,再坐浆砌筑;如基底为土质,可直接坐浆砌筑。3、洞口开挖3.1、设计情况故驿隧道出口设计为40m 长的明洞,洞门为端墙式洞门,洞口段均为第四系覆盖层和强风化石英砂岩为主。洞口明洞范围内的边坡采用一级到二级边坡进行开挖,坡度一级坡1:0.5,二级坡 1:0.75,平台宽度为 1m。3.2、施工方法(1)洞口开挖应避开雨水天气施工,施工采用人工配合挖
11、掘机进行开挖。施工前,测量人员用全站仪准确放样出洞口边、仰坡开挖坡口线。打好木桩,木桩上标注清楚,木桩必须稳固,以防破坏。最后用红线根据桩位拉出边仰坡开挖线。(2)在洞口开挖之前,首先进行截水沟的施工。(3)洞口开挖采用明挖法施工,开挖前要做好明洞周围流水方向的调查,利用疏、堵相结合,以便使周围积水顺利排出,防止流入明洞开挖槽内以及冲刷边坡。明洞土方开挖采用人工配合机械开挖,成洞面开挖时分区段施工。开挖应减少对岩、土体的扰动,严禁采用大爆破;边坡和仰坡上可能滑塌的表土、灌木以及边坡和仰坡上的浮石、危石要及时清除或加固,坡面凹凸不平的应予整修平顺。防护要求从上到下逐级进行,边开挖边防护。减少对洞
12、口处边坡植被的破坏,保持边、仰坡自稳能力。并加强对该处坡面的观测,如在开挖过程中有滑坡迹象应及时采取加固措施。(4)仰坡和边坡必须同时开挖,边开挖边防护。锚喷防护要求自上到而下进行,每开挖一级就防护一级。开挖中严格控制坡率,防止超欠挖。(5)洞门仰坡应从上到下分级开挖、防护,严禁大面积开挖,以确保仰坡土体的稳定性。(6)导向墙扩大基础开挖:预留20 公分人工修正,并确保基础稳固,基础承载力应满足 300kpa。3.3、安全环环保注意事项(1)现场机械作业时,必须有专人进行指挥。(2)现场开挖时,严谨人员进入机械安全作业范围。(3)开挖出的土方及时运走,严谨在在作业区内乱堆。(4)现场作业人员及
13、进入施工现场人员必须佩戴安全帽。3.4、施工质量注意事项(1)测量人员放好线后,必须向现场技术人员和作业队长交底清楚,防止开挖错误。(2)施工现场必须有技术人员进行指导,方可施工。(3)洞口开挖之前,作业队队长必须向现场作业工人进行安全和技术交底。(4)每级边坡在开挖过程中,技术人员应及时进行检查,防止欠挖和超挖。每级边坡开挖完成后,测量人员及时进行复核,检查结果合格后,方可进行下级边坡的开挖。(5)每级边坡开挖之前,测量人员必须用全站仪放出坡口线,并打上木桩,标识清楚。严谨施工队用钢尺拉出坡口线。(6)施工队严格按照测量队放好的桩位洒上灰线进行开挖。(7)每级边坡开挖至平台标高时,预留20c
14、m 人工进行清理,以保证平台土质的密实性。(8)仰坡施工前应按照监控量测要求布设相应的地表变形监控量测网,并及时进行变形信息的反馈、分析,指导施工。4、洞口边仰坡防护4.1、设计情况故驿隧道洞门及明洞开挖边坡防护采用挂网喷锚防护,锚杆采用22 砂浆锚杆,长 L=3.5m,1.21.2m 梅花形布置,挂网采用 6mm 钢筋网,间距 20*20cm,喷射 C20 混凝土,厚度为 10cm。锚杆安装的数量应符合设计要求。锚杆材料应符合设计要求,杆体直径要均匀、一致,无严重锈蚀、弯折。加工后的锚杆的杆体尺寸应符合设计要求,有焊接件时焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。4.2、施工方法(1)、砂浆锚杆锚杆钻
15、孔应符合下列要求:、应按设计要求定出位置,孔位允许偏差为15mm。、钻孔应与其所在部位岩层的主要结构面垂直。、砂浆锚杆的深度误差为 50mm。、钻孔应圆而直,砂浆锚杆的孔径应大于杆体直径15mm。水泥砂浆锚杆施工应符合下列要求:、锚杆杆体使用前应平直、除锈、除油。、水泥砂浆强度等级不低于M20,严格按照试验室给定配合比施工。、砂浆应拌和均匀,随拌随用。一次拌和的砂浆应在初凝前用完,并严防石块、杂物混入。、杆体插入孔内长度不应小于锚杆长度的95%。锚杆安装后,不得随意敲击。(2)、钢筋网、钢筋应冷拉调直后使用,钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。铺设钢筋网应符合下列要求:、钢筋网应在初喷混
16、凝土后挂设,初喷混凝土的厚度不得小于4cm。钢筋网应与锚杆连接牢固,且钢筋网保护层厚度不得小于3cm。钢筋网与受喷面的间隙一般不大于3cm,与锚杆或其它固定装置连接牢固。开始喷射时,应减小喷头至受喷面的距离,并调整喷射角度。喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时,应及时清除后再喷射混凝土。(3)、喷射混凝土、采用湿喷法进行施工,采用湿喷机进行喷射作业。、喷射混凝土前,应对受喷面进行处理后再喷射混凝土。喷射作业应连续进行。、喷射作业应遵守下列规定:喷射混凝土必须满足设计的强度、厚度及其与岩面粘结力要求。喷射作业应分段分片依次进行,喷射顺序应自下而上,分段长度不宜大于6m。初喷混凝土在开挖后
17、及时进行。喷嘴宜与喷射面垂直,宜保持0.61.0m 的距离,喷层厚度均匀。喷射在岩面上的混凝土表面应无滑移下坠现象。当表面有松动、开裂、下坠、滑移等现象时,应及时清除重喷。、喷射完成后应检查喷射混凝土与岩面粘结情况,可用锤敲击检查。当有空鼓、脱壳时,应及时凿除,冲洗干净进行重喷,或采用压浆法充填。、喷射混凝土的厚度和平整度应符合下列要求:喷射混凝土强度在合格标准内。平均厚度不小于设计厚度;检查点的60不小于设计厚度;最小厚度不小于 0.5 设计厚度。表面平整度的允许偏差为100mm。、喷射混凝土施工流程见施工工艺流程图。后附:隧道湿喷法喷射砼施工工艺框图筛网 10mm(滤出超径石子)5、大管棚
18、布置及施工5.1、设计情况本隧道出口管棚布置参照设计图中普通(大管棚)施工设计图进行,数湿喷式砼喷射机砂:875kg 水泥:385kg 水:195kg 碎石:745kg 混凝土拌合风压控制在 0.450.7MPa 山西桑穆斯化工有限公司生产的RC-4 型粉态速凝剂,掺量 4%量分别为 33 根,大管棚采用 1086mm 无缝钢管制作,节长3 m,6 m.管棚长 16m,间距为 50 cm,;钢管借口采用丝扣连接,丝扣长15cm。为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3 m 钢管,编号为偶数的第一节钢管采用 6m 钢管,以后每节均采用6m 钢管。采用 C25 砼套拱作为大管棚导向墙(导拱长度
19、2m),套拱内安装4 榀 I18 型钢拱架,I18 型钢拱架锁脚采用50 小导管,I18 型钢拱架与大管棚导向钢管焊接在一起。超前大管棚布置见图 3-8。管棚施工见管棚施工工艺图框。隧道中心线C25 砼套拱(长 200厚60cm)108超前管棚 L=40mI18钢拱架C25 衬砌砼(厚 60cm)防水层及预留沉降量 10cm图3-8 隧道出口洞口管棚正面示意图127孔口管12固定筋127孔口套管L=60mm工字钢15注浆孔108钢管钢花管构造示意图 LAA 大样管棚施工工艺框图5.2、施工方法(1)、施作洞口套拱(即导向墙)。由于管棚钢管设置较密,施工精度要求高,因此为了保证施工质量,在施作套
20、拱时,按设计要求预埋导向管,加强钻孔导向。施工套拱混凝土时,导向管的两端采用编织袋堵塞,防止混凝土进入导向管。(2)、搭设平台。用碗扣式钢管搭设平台,搭设时由下往上逐层使用,逐层搭设。平台要满足承重和水平推力的要求。钻机进场、工作面处理测量放线、定孔位搭钻机平台、固定钻机接钻具开孔跟管钻进给 水加接钻具终 孔压 浆完工结束管棚钢管加工钢管运入工地跟踪测控(3)、设备定位。钻孔前,对钻孔的位置、钻杆的倾角及方位角都要认真校对,保证钻机轴线与导向管轴线一致。钻机经过测量定位后,采用专门的固定件,牢固固定在平台上。(4)、钻孔。钻孔是管棚施工的关键环节,能否保证钻孔的质量,如不坍孔、缩孔,孔壁的光滑
21、度、孔向及孔的下挠度等都直接关系到管棚扩施工效果。施工中针对不同的地层,采用不同的钻孔施工方法:土层采用“钻杆+薄壁岩芯管+三翼钎头”的钻具组合进行施工;破碎岩层采用“螺旋钻杆+潜孔冲击器+钻头”的钻具组合进行施工;岩溶地层采用“钻杆+岩芯管+岩芯钻头”和“钻杆+扶正器+潜孔冲击器+钻头”两种钻具组合进行施工。(5)、钻孔测斜及纠偏。管棚施工中对钻孔方向(空间位置)的精度要求很高,终孔位置出现偏差将会产生诸如:妨碍邻近管子的钻设、形状参数不齐导致支护效果不好、管子下沉侵限开挖时需切除造成间隔增大而发生坍塌等影响质量的情况。(6)、顶管施工。顶管施工利用水平钻孔设备进行顶进施工,顶进速度快,且操
22、作方便。、管棚钢管加工。根据地质条件、注浆工艺需要,为方便注浆,管棚钢管采用有孔钢花管,钢花管孔眼采用梅花形分布,眼距15cm。、管棚钢管的编组。管棚钢管安装时,考虑管棚受力、整体结构等因素,要求在同一断面内的钢管接头数量不大于50%,并且相邻钢管的接头至少要错开 1m。、钢管顶进。钢管顶进前,先检查钻孔孔道是否干净,可用岩芯管再一次扫孔,清除孔道内的岩渣、碎块等。安设钢管时,认真检查钢管质量。丝扣加工不好或钢管有轻微弯曲等均不得使用。顶进时,在岩层段阻力相当大,因此,在钻机与套拱之间宜用“葫芦”拉紧。钻机加压不要过大,过猛,发现顶进阻力大时,可边旋转、边顶进,甚至借冲洗液辅助顶进。(7)、管
23、棚注浆。在设计给出浆液种类、预期注浆效果等条件下,保证施工质量,在实际注浆施工前进行现场原位注入试验,确定科学的注浆方法及最优注浆参数等,来指导注浆施工,以保证注浆效果。、管棚孔口钢管安装。注浆前,把导向管和钢管间隙密封。为保证注浆效果,孔口设排气孔。注浆时,把排气阀打开排气,等浆液从排气阀流出时,再把排气阀关掉。、注浆顺序。采用钻一注一的方法。原则上先注钢花管孔,再注实管孔,用以检查注浆孔扩散范围及效果等。、管棚注浆。注浆液必须搅拌均匀,然后经滤网放入储浆桶,再由注浆泵经管路注入到钢花管中。注浆时,控制好注浆压力和速度,在注浆泵及钢管孔口处设专人操作,认真观察压力表和孔口有无异常现象。每注完
24、一桶,就要把孔口注浆阀关闭,以防浆液倒流。、注浆结束标准。钢花管注浆按单孔注浆量达到设计注浆量后,同时注浆压力达至设计压力2.0MPa 且持续 10min 后,可结束注浆。另外,当注浆压力达到终压的80%时,出现较大的跑浆,经间歇注浆后,也可结束注浆。、注浆效果检测。管棚注浆施工完毕后,为了探明注浆加固效果,需采取一定的检测手段对注浆效果加以评定,从中找出不足,加以改进,不断提高注浆技术水平。一般采取钻探取芯法和根据开挖后的实际情况进行检测。6、洞外地表沉降观测在洞口开挖之前布置地表下沉观测断面,测点布置与洞内收敛、拱顶下沉量测断面里程对应,地表下沉量测点集中设在隧道中线附近,并在开挖面前方:
25、测点布设:用全站仪将所有测点布设于同一直线上。测点钢筋安设就位后,表面磨平,并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。量测方法:采用精密水准仪配合测量地表沉降,精度达0.01mm。6.1、量测数据记录整理、分析与反馈(1)、数据的记录、整理量测过程中应收集以下资料:现场监控量测计划。测点布置图。围岩和支护的位移时间曲线图、位移速度时间曲线、量测记录汇总表以及最终位移的计算。经量测变更设计和改变施工方法地段的信息反馈记录。(2)、量测数据整理量测后应及时进行数据整理,并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图,对初期的时态曲线应进行回归分析,预测可能出现的最大值和变化速度,数据异常时,应根据具体情况及时采取加
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