隧道重點關鍵及難點工程的施工組織方案、方法和措施

..5、重點〔關鍵和難點工程的施工方案、方法及其措施本合同段共有隧道1.5座,分別為ZZ隧道和XX隧道,為分離式隧道。ZZ隧道左線長118m；XX隧道左線長3709m,右線長3658m。隧道長度較長,且IV、V級圍巖分布較多,并有斷層分布,是本合同段的重點控制工程。5.1施工方案概述隧道按照新奧法原理,采用鉆爆法施工,施工采用光面爆破以降低爆破對圍巖的擾動,采用中空直眼掏槽以提高進尺和爆破效果。隧道圍巖由III～V類圍巖構成。V類圍巖地段采用CD開挖法,人工配合機械開挖,個別機械開挖不動需爆破的地方,嚴守"短進尺,弱爆破,強支護,早成環(huán)"的原則,采用微震爆破施工；Ⅳ類圍巖地段采用臺階開挖法,光面爆破,周邊眼間隔裝藥；III類圍巖地段采用全斷面開挖法施工,鉆孔采用風動鑿巖機鉆孔。5.2施工工藝流程隧道施工的基本工藝流程為：布設施工測量控制網(wǎng)→測量放樣→洞門刷坡、防護→排水→洞身開挖→通風、排煙→清幫、找頂→初期支護或輔助施工措施→監(jiān)控量測→出渣→完成初期支護→仰拱→填充→邊墻基礎→初期支護變形量測穩(wěn)定→防水層→二次襯砌→附屬設施→路面施工→洞內裝飾。5.3隧道控制測量方案㈠洞外平面控制測量⑴測量控制網(wǎng)布設如中標,我單位將進行線路中線和高程復測,確定準確無誤后,放出護樁,并編號繪制示意圖。為了加快測量速度與精度,擬采用我集團公司的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)進行整體布網(wǎng)測量,具體測設方法待中標后編制專項測量方案。㈡洞內控制測量⑴洞內計劃采用雙導線法布設控制測量網(wǎng),在施工中經(jīng)常對水準點、控制樁復測,洞內與洞外測量結果閉合,若發(fā)現(xiàn)問題及時糾正確保施工萬無一失。⑵洞內主控網(wǎng)精密測邊距精密測邊距⑶洞內基本網(wǎng)圖⑷施工測量洞內施工導線測量和洞內施工測量,均采用激光全站儀、激光電子經(jīng)緯儀和水準儀,以加快測量進度。自基本控制網(wǎng)點,向洞內布置邊長約為50～80m長的單支導線,控制洞內開挖和襯砌施工。㈢洞外高程控制測量采用高精度水準儀實施二等精密幾何水準控制。5.4通風、供風、供電及給排水⑴施工用電上場后立即和當?shù)仉娏Σ块T取得聯(lián)系,增設施工專用線路。協(xié)商安裝變壓器。隧道洞口處設配電房,配備250kvA發(fā)電機以備應急使用。洞內施工臨時電線路采用橡膠電纜,電線懸掛高度距人行地面不小于2.0m,并安裝三級漏電保護器。⑵施工降塵隧洞施工降塵采用水幕降塵和個人帶防塵口罩相結合的方式。具體實施方法按《隧道通風降塵凈毒綜合治理工法》實施。⑶施工供水、排水隧道采用高壓水池〔容量不小于160m3供水,用Φ150鋼管把水抽到高壓水池中,再用Φ100鋼管把水引入洞內。排水均采用挖排水溝自然排水。⑷三管兩路及洞內通風排煙布置施工通風擬采用壓入與壓出相結合通風方式,在隧道洞口處安裝90-1型2×55軸流風機。洞內配φ1500mm軟質通風管,安裝于拱腰處,向掌子面壓入新鮮空氣。洞內三管兩路布置示意圖⑸施工供風在隧道每一掘進口安裝2臺LWJ20/7型電動空壓機集中供風,同時配備1臺內燃壓風機備用。洞內采用φ150mm無縫鋼管輸風。⑹隧道棄渣隧道多余棄碴運至棄碴場。堆坡腳做好防護和排水設施,棄碴結束后采取表層覆土,植草或種草綠化及復耕處理。5.5超前支護施工⑴超前小導管施工對于Ⅴ級圍巖區(qū)段,采用超前小導管支護,施工前,先對開挖面及5m范圍內的坑道噴射5～10cm厚砼進行封閉。小導管采用φ50、L=5m鋼管,環(huán)向布設間距50cm,縱向間距3m。施工前按設計布設位置,并用紅油漆標注,采用地質鉆機鉆孔,與隧道縱坡方向呈15o角。超前小導管注漿液采用水泥漿,水灰比控制在0.5：1,注漿液宜由稀到濃逐級變換,先注稀漿,然后逐級變濃,注漿壓力0.5～1MPa。⑵管棚施工隧道進口采用管棚進行超前支護。管棚采用φ108無縫鋼管,壁厚6mm,環(huán)向間距50cm。鉆孔采用管棚鉆機,一次性打入。鉆進施工過程中,采用短鉆桿多次加桿接長的方法。鋼管接頭采用絲扣連接,絲扣長15cm,鋼管接頭應錯開。注漿采用水泥漿分段注漿,水灰比為1:0.5,注漿壓力0.5～1MPa,必要時可增加至2MPa。⑶超前錨桿施工對于IV級圍巖區(qū)段,采用超前錨桿支護,施工前先對開挖面及5m范圍內的坑道噴射5～10cm厚砼進行封閉。超前錨桿采用φ22水泥藥卷錨桿,環(huán)向布設間距60cm,縱向搭接不小于1m,縱向間距2.1m。施工前按設計布設位置,并用紅油漆標注,采用地質鉆機鉆孔,外插角為15o。5.6開挖施工⑴洞口及明洞段開挖防護施工施工時,根據(jù)定測的施工控制網(wǎng),精確測設出洞門樁和進洞方向,并依據(jù)設計圖紙放出邊、仰坡開挖線和截水天溝位置,然后進行截水溝施工,并做好地面防排水設施,同時自上而下逐段進行邊仰坡開挖。坡面防護措施的實施,隨開挖及時安排,邊開挖邊防護。開挖采用挖掘機開挖,人工配合,硬巖部位采用松動爆破,邊坡采用光面爆破。開挖及防護地段每5米一個臺階開挖,開挖5米后按設計要求及時進行噴、錨支護,防護完成后進行下一步開挖。⑵V類圍巖開挖V類圍巖巖體破碎、節(jié)理發(fā)育,采用大管棚超前支護開挖。嚴守"短進尺,弱爆破,強支護,早成環(huán)"的原則,采用微震爆破施工。①施工工藝CD法施工工藝見表5施工工藝框圖②主要施工方法A利用上一循環(huán)的超前支護,人力配合機械開挖①部,施作①部導坑周邊的初期支護和臨時支護,初噴4cm混凝土,并設鎖腳錨桿〔管,安裝徑向錨桿及鋪設鋼筋網(wǎng)片,復噴混凝土至設計厚度。B在滯后于①部一段距離后,挖掘機開挖②部,人工整修表面。導坑周邊部分初噴4cm厚混凝土,接長型鋼鋼架和I14臨時鋼架,并設鎖腳錨桿〔管。安裝徑向錨桿并鋪設鋼筋網(wǎng)片,復噴混凝土至設計厚度。C在滯后于②部一段距離后,挖掘機開挖③部,人工整修表面,施作導坑周邊初期支護,步驟及工序同①。D在滯后于③部一段距離后,挖掘機開挖④部,人工整修表面,施作導坑周邊初期支護,步驟及工序同②。E在滯后于④部一段距離后,挖掘機開挖⑤部。接長I14臨時鋼架至隧底,底部墊槽鋼。F根據(jù)監(jiān)控量測結果分析,待初期支護收斂后,拆除I14臨時鋼架。利用仰拱棧橋灌筑Ⅶ部邊墻基礎與仰拱。G利用仰拱棧橋灌筑仰拱填充Ⅷ部至設計高度。H利用襯砌模板臺車一次性灌注Ⅸ部襯砌〔拱墻襯砌一次施作。⑶IV類圍巖開挖IV類圍巖采用臺階法開挖,光面爆破,周邊眼間隔裝藥。主要施工方法:①首先施作超前支護系統(tǒng),并打檢查孔檢查注漿效果,檢查圍巖開挖輪廓以外的固結深度,當固結深度滿足要求后,就可進行開挖。②上部開挖至拱腰。開挖面采用光面爆破,以控制圍巖超欠挖。周邊眼間距不宜大于40㎝,深度2.0m～2.5m,每循環(huán)進尺不大于2m。開挖出渣完畢,立即初噴4㎝厚的砼以封閉新開挖巖面。③對局部松散破碎、富水地段,圍巖自身穩(wěn)定性較差,易發(fā)生圍巖失穩(wěn),可采用V類圍巖施工方法,短進尺、弱爆破、強支護,并及時施作二次襯砌。⑷III類圍巖段施工III類圍巖巖性較好,采用全斷面光面爆破開挖施工方法。開挖施工要點如下：①鉆孔前,先進行斷面中線及水平測量,控制拱頂、起拱線位置。②鉆孔：將三層鑿巖臺車準確就位,使臺車軸線與隧道軸線平行,用風動鑿巖機按照事先劃定的區(qū)域和炮眼位置進行鉆孔。③裝藥爆破A按設計圖備足計劃炸藥量和各種爆破器材。B裝藥：全部由人工進行。裝藥工作平臺用移動式自制工作平臺。裝藥前,先用高壓風將孔中巖粉吹凈。裝藥順序先上后下,先兩側后中間。每孔裝藥后,都用炮泥堵好炮眼口,炮泥長度一般為30cm,不少于20cm。C網(wǎng)絡連接與起爆：網(wǎng)絡連接采用"一把抓"法,整個掌子面導爆管先分六束,分別捆綁于同段雷管上。為保險起見,每束可安裝兩個同段雷管,最后再把六束導爆管并聯(lián)捆綁于一個雷管上,留足導爆索長度,檢查好安全,再行起爆。D通風找頂：爆破后,先通風排煙、灑水30分鐘,掌子面基本沒有炮煙后,作業(yè)人員方可進入。先用高壓水沖洗開挖面,用挖掘機除去大危石后,再用鋼釬、木棍把小塊危石撬凈。E初噴混凝土：利用爆破堆渣的高度,在渣堆上對拱部進行初噴砼封閉巖面。F出渣：使用反鏟式挖掘機配合側卸式輪胎裝載機裝渣,采用大型自卸汽車運渣,棄渣場長期設2臺推土機隨時進行場地平整和碾壓,并保持道渣道路暢通。5.7初期支護及輔助施工措施⑴砂漿錨桿施工施工工藝流程為：鉆孔→清孔→插入桿體→封閉孔口→注漿→封閉錨桿注漿口。購買成品錨桿,預先準備在洞外,施工時錨桿鉆孔位置及孔深必須精確。先用鑿巖機按設計要求鉆鑿錨桿孔眼,達到標準后用高壓風清除孔內巖屑,然后安裝錨桿封閉孔口,利用注漿機向錨桿內注漿,注漿壓力達到一定值以后停止注漿封閉注漿口,并抽樣進行錨桿抗拔試驗。⑵鋼筋網(wǎng)制作安裝掛鋼筋網(wǎng)在系統(tǒng)錨桿施作后安設。鋼筋網(wǎng)根據(jù)被支護巖面的實際起伏狀況鋪設,并在初噴砼后進行,鋼筋網(wǎng)連接處,與錨桿點焊在一起,使鋼筋網(wǎng)在噴射時不易晃動。⑶鋼拱架施工為保證格柵拱架置于穩(wěn)固的地基上,施工中在拱架基腳部位預留0.15～0.2m原地基；架立格柵拱架時挖槽就位,并在格柵拱架基腳處設槽鋼以增加基底承載力。拱架平面應垂直隧道中線,其傾斜度不大于2°。拱架的任何部位偏離鉛垂直面不應大于5cm。為保證拱架位置安設準確,在隧道開挖時,在拱架的各連接板處預留連接板凹槽,在兩拱腳及兩邊墻腳處預留安裝拱架槽鋼凹槽,并在初噴砼時,在凹槽處打入木楔,為架設鋼架留出連接板〔或槽鋼位置。⑷噴射砼施工本隧道噴射砼采用濕噴工藝施工,采取以下技術措施：初噴砼緊跟工作面,復噴前按設計完成錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架的安裝工作,復噴至工作面的距離初定為5m,施工時根據(jù)監(jiān)控量測的結果進行修正。噴錨支護噴射砼,分初噴和復噴二次進行。初噴在開挖完成后立即進行,以盡早封閉暴露巖面,防止表層風化剝落。復噴砼在錨桿、掛網(wǎng)和鋼架安裝后進行,盡快形成噴錨支護整體受力,以抑制圍巖變位。噴射砼分段、分片由下而上順序進行,每段長度不超過6m,一次噴射厚度控制在6cm以下,后一層噴射在前層砼終凝后進行,新噴射的砼按規(guī)定灑水養(yǎng)護。水砼拌和機細骨料粗骨料水水砼拌和機細骨料粗骨料水水泥粘稠劑噴射機機械手壓縮空氣噴頭速凝劑過篩噴射工藝流程圖噴射砼施工示意圖噴射砼施工示意圖5.8隧道防排水施工⑴洞外防排水施工在洞口開挖之前,為防止地表水和雨水沖刷隧道邊仰坡,在洞口邊仰坡外緣設截水天溝攔截地表水,通過洞口或路基排水側溝排水。洞口邊仰坡開挖成型后立即進行邊坡錨噴防護。⑵洞身防排水施工隧道襯砌防排水遵循"防排結合,因地制宜,終合治理"的原則進行施工,做到隧道不滲、不漏,不留后患。襯砌采用防水砼澆筑；沉降縫、環(huán)形施工縫均采用中埋式橡膠止水帶進行防水并用防水材料嵌縫,縱向施工縫采用遇水膨脹單液型密封膠。其具體施工見設計圖紙。5.9二次襯砌施工㈠仰拱、仰拱填充砼、邊墻基礎施工⑴為使支護能夠盡快閉合,構成穩(wěn)固的支護體系,保障工程質量和安全并為施工運輸創(chuàng)造良好環(huán)境,開挖完成后,盡快施作邊墻基礎和仰拱及隧底填充。⑵邊墻基礎模板采用鋼、木組合模板,仰拱采用仰拱大樣模板,加密測點,保證仰拱的設計拱度?；炷凛斔蛙囘\送混凝土,插入式搗固棒搗固。隧道正洞仰拱及填充砼施作時,分左右幅錯開交替進行,以確保運輸暢通,正洞預制中心水溝隨填充混凝土一并安裝施工,兩側邊溝及中心排水溝溝壁混凝土預留,與路面混凝土同步施工。⑶仰拱填充混凝土施工時,測量人員嚴格控制混凝土表面標高,以確保路面面層厚度。㈡二次襯砌采用襯砌臺車整體施工本隧道二次襯砌采用襯砌臺車整體施工,臺車長12米,.砼由拌合站拌合,砼運輸車運輸,砼輸送泵泵送入模。根據(jù)量測數(shù)據(jù)分析結果確定二襯施工時間,并合理的安排各工序平行作業(yè),隧道邊墻基礎、仰拱填充及二次襯砌與開挖工作面拉開250~300米距離同步進行。⑴工藝流程：詳見表5有關內容。⑵施工方法：全斷面施工時,制作兩臺全液壓自行式12米液壓襯砌臺車,混凝土灌注采用混凝土輸送泵泵送,輸送使用攪拌式混凝土輸送車,洞外設自動計量混凝土拌合站。在組裝大模板襯砌臺車時注意橫向支撐的強度和剛度,控制混凝土灌注過程中模板的變形,保證凈空要求。襯砌施作,先施工兩側邊墻基礎,進行仰拱填充施工,模板臺車就位進行墻拱襯砌。洞口淺埋偏壓段、斷層破碎帶,盡快施作二次襯砌,其它一般地段,在圍巖和初期支護變形基本穩(wěn)定后進行。圍巖變形大,流性特征明顯時,加強初期支護,并及早施作二次襯砌。臺車定位可采用激光準直儀導向,專職測量技術人員校準并經(jīng)質檢工程師和監(jiān)理工程師檢驗合格后方可進行模筑混凝土。㈢特殊地段二次襯砌施工⑴應急停車帶擴大斷面處襯砌施工,為確保襯砌施工質量和施工進度,我們針對擴大斷面專門加工一套液壓襯砌臺車。⑵車行橫洞和人行橫洞襯砌施工可采用型鋼拱架、組合鋼模板,混凝土人工或輸送泵入模,插入式搗固棒振搗密實。在人行橫洞及車行橫洞與隧道銜接處嚴格模板安裝,確保銜接平滑。5.10隧道附屬工程本合同工程隧道附屬工程包括洞內路面、預埋〔預留管件、監(jiān)控等。⑴洞內路面洞內路面采用半幅施工。砼攤鋪采用小型機具攤鋪,振動梁振實刮平,振搗持續(xù)時間以混合料停止下沉,不再有氣泡冒出,并有砂漿泛出為準,但不能過振。⑵預埋〔預留管件對施工期間所預留的通信、監(jiān)控、供電、照明、通風等設施在安裝時所需的各種預埋件,必須按圖紙設計位置準確安設。管