高速公路隧道专项施工方案.ppt
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1、常家庄隧道专项施工方案,目 录,1.编制依据2.工程概况3.工程重难点分析4.总体施工安排5.隧道工程总体施工方案6.施工方法及施工工艺7.工期、工程质量管理体系及保证措施8.安全生产管理体系及保证措施9.环境保护、水土保持保证体系及保证措施和施工后期的场地恢复措施10.文明施工、文物保护保证体系及保证措施11.冬季和雨季施工措施,1、编制依据高平到沁水高速公路路基、桥隧及采空区治理工程施工招标文件、高沁高速公路第LJ9合同段投标文件;高沁高速公路第LJ9合同段施工图纸;施工技术规范标准:公路工程技术标准(JTGB01-2003)、公路隧道施工技术规范(JTG F60-2009)、锚杆喷射混凝
2、土支护技术规范(GB50086-2001)、公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004);安全规范标准:爆破安全规程(GB6722-2003)、公路施工技术安全技术规程(JTJ076-95);环保规范标准:中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国固体废物污染防治法、中华人民共和国水污染防治法;现场进行详细调查资料;我公司的施工技术与管理水平及施工队伍的整体实力。,2 工程概况2.1.设计概况、主要工程数量常家庄隧道为分离式隧道,隧道位于沁水县端氏镇梁山村附近。设计车速为80km/h,为单向行驶,双洞两车道隧道,设计荷载为公路I级。单洞建筑限界为10.255m。右线起点桩号K41+0
3、55,终点桩号K42+320,右线全长1265米,进出口均采用削竹式洞门;左线起点桩号ZK41+100,终点桩号ZK42+385,左线全长1285米,进出口均采用削竹式洞门。隧道最大埋深103m,最小埋深3米。隧道开挖最大宽度为12.28米,开挖最大面积为100m2。常家庄隧道采用分离式布置,单洞净空10.25m,净高5m。左线里程ZK41+100ZK42+385全长1285m,明洞长27m,级浅埋108m,级100m,级455m,级595m,级围岩占隧道洞身开挖的47.30%。右线里程K41+055K42+320全长1265m,明洞长27m,级浅埋73m,级110m,级405m,级650m,
4、级围岩占隧道洞身开挖的52.50%。洞门均采用削竹式洞门。,2.2.条件当地自然2.2.1 地形、地貌隧道位于构造剥蚀低山区,山梁相对较平缓,山顶较平缓,山体总体呈南北走向,隧道穿越山梁呈东向西,山势中部高,东西低,地表冲沟较发育,沟谷较深,我呈“V”字型。海拔650780m,相对高差130m。隧道进洞口段山体斜坡自然坡角约35、出洞口段山体斜坡自然坡角约30,上缓下陡,局部呈绝壁陡崖。隧道穿越山体山顶与坡脚相对高差约180米,整座山体两侧坡面植被以生长于石缝中的杂草及灌木为主,山顶以耕地为主。隧道勘查区未见滑坡、崩塌、危岩等不良地质现象,隧道出口自然斜坡较稳定。,2.2.2 工程地质隧址区地
5、层结构复杂,出露的地层由新至老依次有:第四系中更新统冲洪积物(Q2a1Pl)黄土、三叠系下统刘家沟组(T1l)砂岩、二叠系上统石千峰组(P2sh)砂岩及二叠系上统上石盒子组(P2s)泥岩。隧道区在大地构造上处于中朝准地台之山西地台,II级构造单元为山西断隆,级单元为沁水台凹及太行山断隆,级单元为沁水凹陷。地层岩性主要由第四系中更新统冲洪积物(Q2a1Pl)黄土、三叠系下统刘家沟组(T1l)砂岩、二叠系上统石千峰组(P2s)泥岩组成,产状210833012,为单斜构造,根据设计初勘地质调查工作共发现断层1条,F1:正断层,与线位斜交于K41+100处(进口洞门处),走向约20,倾向约110,倾角
6、约75,断距约200m,断层破碎带宽约20m,与线路前进方向的夹角112,区内延伸长度约43公里。,2.2.3 水文地质隧址区水系属黄河流域的沁河水系,隧道进出口所处冲沟属于沁河水系固县河一级支沟,冲沟内只有雨季时有暂时性水流汇集,一般时节干涸无水。隧址区内降水稀少,地表水均由大气降水补给,而大部分地表水汇入各级冲沟中形成暂时性水流,少量地表水沿节理裂隙下渗补给地下水,地下水类型均属碎屑岩类裂隙水,依据地质调查及钻孔揭示,隧道洞体埋深范围内未见地下水,隧址周围坡麓地带及冲沟内亦未发现有泉水出露,洞体埋深范围内地层富水性弱,但由于岩体节理裂隙发育,雨季期间大气降水沿节理裂隙下渗,在洞体内可能形成
7、暂时性裂隙水,造成洞体内产生滴渗水现象。,2.2.4 气候、气象隧道区位于沁水县属温带大陆性季风气候区,由于地形地貌复杂多变,形成各地小气候略有差异,主要特点是:大陆性气候明显,冬短夏长,季风强盛;春季干燥多风,十年九旱;夏季炎热多雨,雨势不均;秋季温和宜人,阴雨稍多;冬季寒冷寡照,雨雪稀少,地方性风盛行。极限最低温度-24,极限最高温度38.6。,3 工程重难点分析3.1.工程重点 3.1.1 进口洞口位于断层,进口洞口失稳为常家庄隧道施工控制重点。3.1.2 本标段全长2.255km,隧道全长1.29km,占线路全长57%,且、级围岩占隧道全长约50%,隧道施工进度为又一控制重点。3.2.
8、工程难点隧道防水工程施工是常家庄隧道的难点。隧道防水施工做不好,隧道就会发生渗漏水的病害,渗漏水不仅会降低砼衬砌的耐久性,而且降低隧道内各种设施的功能,恶化隧道内的环境;在寒冷地区,隧道漏水还将使隧道路面冻结,顶部产生冰柱,从而影响隧道的正常交通,同时也影响隧道使用寿命。因此隧道防水施工是本标段的一个难点,必须抓好防水施工。,4 总体施工安排4.1.组织机构设置我公司将组建“中铁七局集团有限公司高平至沁水高速公路LJ9标段项目部”负责履行合同,指挥生产管理,按期优质完成本项目。根据隧道工程特点和总工期要求拟设1个隧道工程队,1个砼拌和站。4.2.施工队力量配备施工队力量配备见下表施工队任务划分
9、表。施工队任务划分表,4.3.组织机构职责、范围管理层负责组织管理、协调控制,负责与业主、设计、监理及其它相关单位的联系;作业层负责现场施工,按照计划完成施工任务。4.4.施工便道根据现场考察工地实际情况,本隧道工程新建施工主便道约0.9km到隧道进口附近,主线施工支便道需修建通往弃土场、拌合站和洞口3条长度共约1.5km,便道路面宽4.0米,20cm泥结碎石路面,便道示意图如下所示。,便道横断面示意图,4.5.营地布置经理部设在S331省道K126+500处路边端氏镇端氏桥头,采用租用办公楼的方式,以达到解决工期紧便于快速开工的目的;中心试验室设在经理部,面积300m2。施工队驻地拟在各结构
10、物旁选择空地搭建活动房屋,施工队布置见下表:,4.6.拌和站本工程设1座砼拌和站。,4.7.电力根据现场情况,现场有10KV高压线(线路较细)不能满足,只有会同业主、兄弟标段联系供电局接入。隧道进口设1000KVA、800KVA变压器各1台,隧道出口根据施工进展情况预留630KVA变压器1台。同时在隧道进口备用200KW发电机2台,拌合站各备用200KW发电机一台。以保证前期施工和电网停电时关键工序施工的连续性。4.8.通讯拟在经理部安装2部程控电话,1部传真机,工程队驻地设程控电话1部,管理人员全部配备手机,确保通讯畅通,同时配备足够对讲机用于施工现场联系。,4.9.生产、生活用水隧道进口及
11、砼拌合1站在距洞口约600m的村庄旁打井抽水,需铺设输水管道0.8km至隧道洞顶高山水池,在输水管道中部分支至砼拌合1站,砼拌合1站建80t蓄水池一座,高山水池设100t蓄水池一座;隧道出口施工用水采用在沟内设置拦水坝的同时打井供水,抽至现场蓄水池,枯水期采用汽车拉水,在隧道出口设80t蓄水池一座。隧道进口工程队使用打井抽水饮用。4.10.炸药库为便于统一安全管理,本标段租用端氏煤矿炸药库以解决前期用地紧张等外部影响。炸药库备有足够数量的合格防火防爆器材,周围安设铁丝网防护,库区内分设炸药库房、起爆器材库房、火雷管库房,并派专人二十四小时值守。,4.11.弃土场本标段原设计有3处弃土场,位置如
12、下表所示。取、弃土场设置表,4.12.污水、垃圾处理修建渗坑,将生活及生产污水引流到渗坑并采取沉淀措施。垃圾集中堆放,然后拉运到指定地点处理或深埋。4.13.临时用地本着节约用地,少占耕地的原则,施工营地、施工场地合理布置,尽量利用本工程已征土地,计划共需临时用地约12000m2。,4.14.管理目标4.14.1 质量目标常家庄隧道工程交工验收的质量评定:质量评分不低于90分;竣工验收的质量评定:优良。4.14.2 工期目标工期安排:我们将积极响应招标文件、合同文件中的工期要求,常家庄隧道合同工期13.1个月。计划开工日期:2012年9月20日(暂定,以实际开工令写明的日期为准);计划交工日期
13、:2013年10月17日。共计393天。,4.14.3 安全目标本工程安全生产目标,实现“四无、一创建”:即无重大人身伤亡事故、无交通行车事故、无重大火灾爆炸事故、无压力容器爆炸事故,确保施工安全。创建“安全施工样板工地”。4.14.4 环境保护目标组织机构健全,措施有力,最大限度的减少施工对环境的破坏,废水、常家庄隧道弃土合理,减少污染和扬尘,保持水土稳定,符合环境保护的相关要求。,4.14.5 文明施工目标严格遵守公路工程安全生产、文明施工管理规定的相关规定,按照国际工程管理的标准,实施标准化管理。实现“三无、一创建”,三无:施工无污染,无当地村民投诉,无当地有关部门警告;一创建:创建当地
14、文明施工标准工地。4.15.主要机械设备、试验仪器本工程所需的主要施工机械设备、试验仪器通过公路运达施工现场,所有机械设备满足工程需要。,5 隧道工程总体施工方案本标段共有1座常家庄分离式隧道,拟安排一个隧道工程队负责施工。机械设备主要配备隧道9m衬砌台车4台,砼输送泵配2台,255KW压入式通风机4台,20m3/min电动空压机7台,安装1000KVA、800KVA变压器各1台,备用200KW发电机组2台,2台挖掘机,4台侧翻装载机4台,自卸车12台。隧道施工时左洞进口开槽至洞口位置先行进洞施工,右洞进口待左洞进口进洞30-50m后再行施工,隧道出口前期受场地限制无进洞条件,待出口路基成型后
15、再由出口进洞施工。左线隧道长度1285m,明洞长27m,暗洞长1258m(级浅埋108m,级100m,级455m,级595m);右线长度1265m,明洞长27m,暗洞长1238m(级浅埋73m,级110m,级405m,级650m)。,根据现场施工准备及我公司以往施工经验统计开挖作业循环时间为:、级围岩地段开挖一循环需14小时,各工序时间如下表:,根据开挖、支护时间和开工后约4个月出口进洞施工的情况,各类围岩计划工效为:级围岩65m/月、级围岩110m/月、级围岩220m/月,则隧道洞身开挖和支护的计划工期为:,隧道施工准备33天,洞口工程计划左线25天、右线35天,左线隧道洞身开挖及初支计划用
16、10.1月(考虑不可预见因素影响12天);右线隧道洞身开挖及初支计划用9.5月(考虑左洞优先施工及不可预见因素影响37天),二次衬砌混凝土比洞身开挖及初支推迟左线21天、右线14天完成,洞内排水沟、电缆沟、路面比二次衬砌推迟左线19天、右线11天完成,其它收尾附属工作计划用11天完成。以上时间共计:左线隧道2512303211911=391天(约13.0月);右线隧道3537285141111=393天(约13.1月)。,总体施工思路:隧道施工以人工打眼、装载机、自卸汽车、混凝土湿喷机、全断面液压衬砌模板台车为主的大型机械设备配套施工体系,实现钻爆、装运、喷锚、衬砌等机械化作业线的有机配合,严
17、格机械设备管、用、养、修制度,科学管理,达到优质快速施工的目的。隧道正洞开挖时,、级围岩分上下断面正台阶开挖法,同时级围岩上半断面采用预留核心土法,每循环进尺不大于1米,台阶长度不大于6米,上、下半断面均采用风动气腿式凿岩机打眼。类围岩采用风动气腿式凿岩机打眼,全断面开挖,开挖遵循“早预报,管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”的原则,开挖采用以气腿式凿岩机打眼,非电毫秒雷管起爆。洞内装渣采用装载机,挖掘机配合,自卸汽车运输。二次衬砌采用全断面液压模板台车进行衬砌,砼采用拌合站拌和,砼罐车运输,砼输送泵泵送入模,插入式与附着式振捣器振捣。,洞内路面基层正式施工前先确定砼摊铺施
18、工工艺和施工方法后,再正式开始路面基层施工。砼由洞外拌合站集中拌合,砼罐车运输,震动梁震捣粗平,人工精平、拉毛。隧道施工通风采用压入式通风,洞口段风管采用镀锌皮硬管,洞内通风管采用塑胶软风管。供水拟在每个隧道施工洞口顶高于隧道施工最高高程30m的地方设置100m3的高山水池一座。施工中对地层进行监控量测,检查各种处理措施的可靠性,确保施工安全。,6.施工方法及施工工艺6.1 工程概况本标段有1座分离式隧道,设计为上、下行分离的高速公路隧道,单洞净空10.25m,净高5m,削竹式洞门。进出口所在边坡在自然条件下基本稳定,在施工爆破等开挖手段的扰动、破坏作用下洞口边坡稳定性稍差,黄土孔隙发育,具垂
19、直节理,受大气降水冲蚀及潜蚀作用易产生小范围内坍塌及沿基岩面整体滑塌现象,隧道地质由砂岩、泥岩组成,级围岩岩体很破碎,级、级围岩岩体较破碎,地下水出水状态为滴渗水。,6.2 隧道施工方法隧道施工的基本顺序为:施工测量修筑洞外环向截水沟洞口路堑开挖、边仰坡防护洞口施工超前支护(洞口段及级围岩地段)洞身打眼装药放炮通风出碴初期支护监控量测施做防水层二次衬砌浇筑水沟、电缆沟施作洞内路面施工隧道内装饰及机电设施安装。,6.2.1 洞口段施工明洞、仰坡施工前先施做截水沟等防水设施,仰坡开挖按设计坡度从上向下分层开挖、分层依设计施做防护。开挖时土方用挖掘机开挖,软石用风钻打眼,小药量松动爆破及预裂爆破开挖
20、,每层开挖高度控制在2.0m以内。然后及时施做砂浆锚杆、挂网、喷砼尽快封闭开挖面,最后植草皮绿化。洞口开挖成型后,先实施洞口岩体加固,在暗洞口先架立三榀钢支撑,然后在钢支撑外轮廓立模板喷射砼形成临时棚洞作为掩体,沿临时明洞拱圈的外轮廓,施作108大管棚进行超前支护。套拱施工:钢支撑纵向用25螺纹钢焊联成整体。并按照设计预埋133孔口管,管距环向为40cm,孔口管使用25钢筋进行固定。然后拼装外轮廓(内轮廓为土模)模板浇注C25混凝土形成临时棚洞,套拱的净空应大于洞身衬砌的外轮廓15cm左右。,长管棚施工:本合同段隧道工程洞口均设计有长管棚超前支护,施工方法如下:套拱混凝土强度达到设计的70%以
21、上时再进行长管棚钻孔。钻孔精度是长管棚注浆质量的关键环节和前题,拟采用MGJ-50型水平钻机,该机体积小,搬运灵活。钢管规格型号必须符合设计要求,采用1086热轧无缝钢管,节长为36m,并以15cm长的丝扣连接。为使钢管接头错开,编号为奇数的第一节管采用3m,编号为偶数的第一节管采用6m钢管,以后每节均采用6m长钢管。管棚按设计位置施工,钻机立轴方向必须准确控制,以保证孔口的孔向正确,每钻完一孔便顶进一根钢管,钻进中应经常用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度,发现偏斜超过设计要求,及时纠正。钢管上按梅花形间距50cm钻68mm的小孔。钻孔和钢管方向与线路中线平行。长管棚注浆采用双液浆(添加水泥重量5%
22、的水玻璃)浆液,水泥浆水灰比为1:1,水玻璃模数m=2.4,波美度Be=35,注浆初压0.5-1MPa,终压2.0Mpa。注浆结束后用30号水泥砂浆充填,以增强钢管的强度和刚度。注浆前应先进行注浆现场试验,注浆参数应通过现场试验按实际情况确定,以利施工。注浆前必须先对注浆机、管道等进行严格检查,以免中途停止,造成废孔。注浆应一次注满,压力表达到设计值并稳定一段时间方可停止。,6.2.2 明洞施工当暗洞开挖及初期支护进洞80100m时,集中进行明洞拱墙砼灌注。采用模板台车拱墙整体浇注施工。施工顺序由暗洞口向洞外方向进行;拱墙砼灌注完成,在外模拆除后立即做好防水层,并及时进行拱背填筑,明洞回填拱脚
23、采用M7.5浆砌片石,拱脚上部用土回填,洞顶回填高度为25m,横坡小于1:3,洞顶回填土须人工对称分层夯实。,6.2.3 洞身开挖施工围岩破碎地段及土质级围岩采用上下台阶预留核心土开挖;级围岩采用上下台阶法开挖,开挖遵循“早预报,管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”的原则;级围岩采用全断面法开挖,紧急停车带、车行横洞、人行横洞采用比自身围岩低一级的开挖方式施工。开挖采用以气腿式凿岩机为主,非电毫秒雷管起爆,洞内装渣采用装载机,挖掘机配合,自卸汽车运输;初期支护砼采用砼湿喷机湿喷;二次衬砌采用全断面液压模板台车进行衬砌,砼采用拌合站拌和,砼罐车运输,砼输送泵泵送入模,插入式与
24、附着式振捣器振捣。1、环形开挖中心留核心土法每循环进尺控制在1.0m为宜。台阶长度不大于6米。施工步骤:小导管超前支护上部环形开挖上部初期支护核心土开挖下部开挖下部初期支护铺设防水层模筑二次衬砌沟槽路面施做。,2、台阶法开挖台阶长度控制在1015m,每次开挖进尺控制在1.52m左右,开挖后及时施作钢格栅、锚杆、挂网、喷砼支护。出碴使用正装侧卸装载机装碴,自卸汽车运输。下台阶进行松动爆破后用挖掘机挖除。3、全断面开挖法级围岩节理裂隙不发育,岩体较完整,稳定性较好。拟采用全断面法开打挖。气腿式凿岩机钻孔,非电毫秒雷管起爆,长臂挖掘进行找顶,出渣采用装载机装渣,挖掘机配合,自卸汽车运输。,6.2.4
25、 钻爆设计6.2.4.1 爆破设计原则:减少对围岩的扰动及降低振动强度,采取光面爆破。掏槽及底板眼按抛掷爆破设计。其它眼采用微振动控制爆破,在保证爆破效果的前提下,尽量减少岩石的单位耗药量。采用微差爆破。6.2.4.2 爆破器材:炸药选用2号岩石硝铵炸药和乳化炸药(用于涌水地段),其规格为25200(用于周边眼),32200两种。雷管采用非电毫秒微差雷管,起爆雷管采用电雷管。6.2.4.3 横洞施工:横洞开挖在正洞超前30米后进行开挖。根据地质纵断面设计图,横洞均位于级围岩中,采用全面开挖,光面爆破。,6.2.5 出碴运输隧道出碴采用无轨运输方案,即施工作业面开挖的碴体采用挖掘机、装载机挖装,
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