隧道中隔壁法開挖方案

-.z.第一公路工程局建興高速公路隧道洞身開挖施工方案復(fù)核：一公局海威工程建立建興高速公路工程經(jīng)理部2012年11月1日分局部項施工技術(shù)方案審批單HWGS-JL-07-01 編號：工程概況工程名稱凌源至綏中高速公路建昌至興城支線方案名稱隧道洞身開挖合同工期15個月合同總價7.5億工程經(jīng)理賀鵬工程總工郝建財所屬單位建興工程技術(shù)等級Ⅱ工程總工審核意見：簽字：日期：審核人簽字：日期：公司工程技術(shù)部審核意見：簽字：日期：公司總工審批意見：簽字：日期：工程概況1.工程簡介灰窯子隧道位于建昌縣灰窯子村附近，呈北東向展布，為兩條別離式單行曲線隧道，左線長1000米，右線長1005米，屬長隧道，具體樁號位于ZK3+020～K4+020〔左線〕、K2+985～K3+990段〔右線〕。本隧道左、右線兩端洞口縱斷面均位于凸型豎曲線上，中間段均位于直線段上；左線洞身直坡段縱坡-2.05%,．右線洞身直坡段縱坡為-2.06%。隧道最大埋深約112m。2.氣象水文及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造工程區(qū)屬半干旱大陸性氣候帶，夏季炎熱，冬季寒冷，風(fēng)沙干旱，雨量很少。多年平均降水量450～591mm，約有70%集中在六月至八月，多年平均蒸發(fā)量1512.4～929.3mm。年平均氣溫8.3～9.2℃，極端最高氣溫40.8～43.3℃，極端最低氣溫-27.5～29.5℃，最冷月為1月，最冷月平均氣溫-9.8℃，年平均風(fēng)速，無霜期140天左右，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.2m。經(jīng)地表調(diào)繪及鉆探，隧道區(qū)未發(fā)現(xiàn)地下水。區(qū)域地層：隧道區(qū)地層巖性主要為第四系全新統(tǒng)沖洪枳碎石、塊石，白堊系義縣組凝灰?guī)r，火山角礫巖及安山巖。區(qū)域構(gòu)造：設(shè)計帶處于陰山緯向構(gòu)造體系中、東段與大興安嶺太行山新華夏構(gòu)造體系東緣的交接部位，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，按構(gòu)造體系可分為東西向構(gòu)造、北東向構(gòu)造、北北東向構(gòu)造、南北向構(gòu)造。受構(gòu)造影響，區(qū)斷裂較為發(fā)育，以東西向和北東向斷裂為主。據(jù)區(qū)域斷裂位置可知，設(shè)計帶中斷層F28從隧道區(qū)K3+500～K4+000右側(cè)溝谷過。其性質(zhì)不明，走向北55～75度東，斷層西側(cè)為白堊系義縣組地層，東側(cè)為薊縣系霧迷山組地層。3.施工平面布置圖灰窯子隧道進(jìn)口平面布置圖灰窯子隧道出口平面布置圖4.工程數(shù)量及工期本隧道圍巖以Ⅳ、Ⅴ圍巖為主，其中Ⅳ3圍巖980米，Ⅳ2圍巖230米，Ⅴ2圍巖275米，Ⅴ1圍巖520米。方案2012年11月開工，2013年7月完工。5.不同圍巖級別的開挖方法針對不同的圍巖，按照設(shè)計要求，采用不同的施工方法，其中：Ⅴs，Ⅴ1p，Ⅴ2p段采用中隔壁法施工，Ⅴ1，Ⅴ1q，Ⅴ2q,Ⅳ2,Ⅳ3,Ⅳj段采用環(huán)形開挖留核心土法施工。施工工藝流程及工藝要點中隔壁法開挖1.1中隔壁法施工工序立面示意圖圖一中隔壁法開挖示意圖1.2中隔壁施工的總體思路單側(cè)壁導(dǎo)洞均采用上下臺階開挖，上下臺階間距為3～4米，下臺階開挖時上臺階必須完成初期支護(hù)。各部開挖時，周邊輪廓應(yīng)盡量圓順。應(yīng)在先開挖側(cè)噴射混凝土強度到達(dá)設(shè)計要求后再進(jìn)展另一側(cè)開挖。施工開挖前應(yīng)做好超前支護(hù)，減少一次開挖面積，優(yōu)化構(gòu)造受力狀況，左側(cè)導(dǎo)洞完成初期支護(hù)后，繼續(xù)向前開挖，進(jìn)展下一循環(huán)，左側(cè)導(dǎo)洞掌子面與右側(cè)導(dǎo)洞掌子面間距不宜小于15米，從而盡可能減少兩側(cè)壁導(dǎo)坑之間的相互影響。當(dāng)開挖形成全斷面時，應(yīng)及時完成全斷面初期支護(hù)閉合。中隔壁及臨時支撐應(yīng)在澆筑二次襯砌時逐段撤除。1.3中隔壁法施工方法及步驟〔以ZⅤ1p為例介紹〕左側(cè)導(dǎo)坑拱部超前支護(hù)〔圖一①〕：開挖前先進(jìn)展超前支護(hù)，打入Φ50×5的超前小導(dǎo)管，超前小導(dǎo)管角度為10°～20°，每根導(dǎo)管長4米，環(huán)向間距30cm，縱向排距240cm。左側(cè)導(dǎo)坑上臺階開挖及支護(hù)〔圖一②③〕：采用錨桿，噴射砼，鋼拱架支護(hù)，可利用小開挖臺車鉆眼施工中空注漿錨桿。初噴砼4cm，再架設(shè)I18鋼拱架，縱向間距按60cm布置。為保證施工平安，中壁墻采用I18鋼拱架作臨時支護(hù)，噴C25早強混凝土。左側(cè)導(dǎo)坑下臺階開挖及支護(hù)〔圖一④⑤〕：采用錨桿，噴射砼，鋼拱架支護(hù)。初噴砼4cm，再架設(shè)I18鋼拱架，縱向間距按60cm布置。下臺階中壁墻采用I18鋼拱架作臨時支護(hù)，噴C25早強混凝土。中側(cè)壁工字鋼的安裝也要嚴(yán)格要求鋼板的連接及垂直度。右側(cè)導(dǎo)坑拱部超前支護(hù)〔圖一⑥〕：〔同〕右側(cè)導(dǎo)坑上臺階開挖及支護(hù)〔圖一⑦⑧〕：右側(cè)上導(dǎo)坑在左側(cè)上導(dǎo)坑后15米進(jìn)展，開挖、支護(hù)方式與左側(cè)導(dǎo)坑相似。右側(cè)導(dǎo)坑下臺階開挖及支護(hù)〔圖一⑨⑩〕：右側(cè)下導(dǎo)坑開挖時，工字鋼必須連接結(jié)實，保證垂直度，嚴(yán)禁前后里程傾斜。中壁撤除及仰拱施工〔圖一⑾⑿〕：在中隔壁法中的一個關(guān)鍵問題是撤除中壁，據(jù)以往經(jīng)歷，中壁撤除時間應(yīng)在全斷面成環(huán)后，各部位位移充分穩(wěn)定后，才能撤除。仰拱及二襯澆注在仰拱和仰拱回填完成后，初期支護(hù)及時跟進(jìn)，初期支護(hù)與仰拱的距離不宜超過20m，根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果適時施作二襯，施作二襯前按設(shè)計要求施作防水層和其他排水設(shè)施，同時做好各種預(yù)埋管件及預(yù)留洞室的安裝和檢查，防止錯埋，漏埋。中隔壁施工工藝流程2.環(huán)形開挖留核心土法開挖2.1環(huán)形開挖留核心土法開挖施工工序立面示意圖圖二上下臺階預(yù)留核心土開挖示意圖2.2環(huán)形開挖留核心土法施工的總體思路環(huán)形開挖進(jìn)尺以為0.5～1.0米，核心土的面積應(yīng)不小于整個斷面面積的50%。開挖后應(yīng)及時施工噴錨支護(hù)、安設(shè)鋼架支撐，相鄰鋼架必須用鋼筋連接，并應(yīng)按設(shè)計要求施工鎖腳錨桿。核心土與下臺階開挖應(yīng)在上臺階支護(hù)完成后、噴射混凝土強度到達(dá)設(shè)計強度的70%后進(jìn)展。2.3環(huán)形開挖留核心土法施工方法及步驟〔以ZⅤ1q為例介紹〕超前支護(hù)〔圖二①〕：開挖前先進(jìn)展超前支護(hù)，打入Φ50×5的超前小導(dǎo)管，超前小導(dǎo)管角度為10°～20°，每根導(dǎo)管長4米，環(huán)向間距35cm，縱向排距240cm。上臺階環(huán)形分部開挖及支護(hù)〔圖二②③〕：采用錨桿，噴射砼，鋼拱架支護(hù)，利用開挖臺車鉆眼施工中空注漿錨桿。初噴砼4cm，再架設(shè)I18鋼拱架，縱向間距按80cm布置。上臺階核心土開挖及臨時仰拱的支護(hù)、封閉〔圖二④⑤〕：核心土開挖完成后施做臨時仰拱，使初期支護(hù)構(gòu)造今早封閉成環(huán)。具體做法是采用I18鋼拱架做臨時仰拱，并澆筑C25混凝土。上臺階核心土尾端距離下臺階工作面距離一般按20米控制。下臺階半邊開挖及半邊側(cè)墻及仰拱初期支護(hù)〔圖二⑥⑦〕：開挖前，先撤除臨時仰拱。開挖進(jìn)尺按照兩榀之間的設(shè)計距離控制。開挖完后，施做仰拱拱架，中空注漿錨桿等。下臺階另半邊開挖及另半邊側(cè)墻及仰拱初期支護(hù)〔圖二⑧⑨〕：下臺階兩側(cè)開挖距離不超過5米，以保證襯砌盡早封閉。仰拱襯砌及拱部襯砌〔圖二⑩⑾〕：在仰拱和仰拱回填完成后，初期支護(hù)及時跟進(jìn)，初期支護(hù)與仰拱的距離不宜超過20m，根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果適時施作二襯，施作二襯前按設(shè)計要求施作防水層和其他排水設(shè)施，同時做好各種預(yù)埋管件及預(yù)留洞室的安裝和檢查，防止錯埋，漏埋。2.4環(huán)形開挖留核心土法施工工藝流程參考文獻(xiàn)1.凌源至綏中高速公路建昌至興城支線第一合同段施工組織設(shè)計2.凌源至綏中高速公路建昌至興城支線第一合同段施工圖設(shè)計3."公路隧道施工技術(shù)規(guī)"〔JTGF60-2009)4."公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)"〔JTGF80／1-2004)平安質(zhì)量控制⑴加強對技術(shù)及施工人員的培訓(xùn)，提高全體參建人員的平安、質(zhì)量意識。⑵巖石隧道堅持"弱爆破、短進(jìn)尺、強支護(hù)、早封閉、勤量測〞的原則，土質(zhì)隧道施工嚴(yán)格按照"先探測、管超前、非爆破、嚴(yán)控水、短進(jìn)尺、強支護(hù)、勤量測、早襯砌〞的原則組織施工。⑶嚴(yán)格按照設(shè)計文件規(guī)定的開挖方法進(jìn)展施工，否則應(yīng)按照變更程序申請改變施工方案。⑷在隧道開挖前，對隧道地表中線附近圍進(jìn)展勘察，對地表沖溝、深井、滑塌、陷穴、地表附著物等不良地質(zhì)情況進(jìn)展統(tǒng)計，并按里程樁號逐一登記、拍照，尤其是隧道下穿高速公路等大型構(gòu)筑物地段，施工中應(yīng)加強監(jiān)控量測工作，嚴(yán)格按設(shè)計方案施工，確保隧道平安、順利通過。⑸每循環(huán)進(jìn)展測量放樣，嚴(yán)格控制超欠挖。定期對測量控制點進(jìn)展檢查、復(fù)核，防止由于隧底下沉、上鼓、不均勻變形及人工或機械碰撞等原因?qū)刂泣c的損害。⑹邊墻、仰拱或底板等的地基承載力必須滿足設(shè)計要求。軟弱地基處理方法和施工質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求。隧底開挖前應(yīng)進(jìn)展施工工藝設(shè)計。⑺開挖后應(yīng)按設(shè)計要求的量測工程及頻率進(jìn)展圍巖量測，及時反應(yīng)量測信息。⑻隧道開挖中，應(yīng)在每次開挖后及時觀察、描述圍巖裂隙構(gòu)造狀況、巖體軟硬程度、出水量大小，核對設(shè)計情況，判斷圍巖的穩(wěn)定性。⑼土質(zhì)隧道在開挖過程中，盡量減少挖掘機對隧道邊沿的開挖，應(yīng)采用人工風(fēng)鎬對隧道周邊進(jìn)展修整，減少對圍巖的擾動，防止側(cè)壁或拱頂?shù)魤K現(xiàn)象。拱腳、墻角應(yīng)預(yù)留30cm人工開挖，嚴(yán)禁超挖。土質(zhì)隧道拱墻腳嚴(yán)禁被水浸泡。開挖完畢后，應(yīng)盡早對圍巖進(jìn)展支護(hù)封閉，減少圍巖暴露的時間。⑽制定平安施工應(yīng)急預(yù)案，日常做好應(yīng)急物資儲藏。⑾洞口工程施工，宜避開雨季和嚴(yán)寒季節(jié)。⑿洞口施工前，應(yīng)先檢查邊、仰坡以上山坡穩(wěn)定情況，去除懸石，處理危石，施工期間實施不連續(xù)監(jiān)測和防護(hù)。⒀土質(zhì)隧道施工應(yīng)做好洞頂、洞門及洞口防排水系統(tǒng)。洞門及洞排水溝應(yīng)進(jìn)展鋪砌，砂漿抹面，防止地表水及施工用水下滲，影響構(gòu)造平安。地層含水量大時，上臺階掌子面附近宜開挖橫向水溝，將水引至隧道中部縱向排水溝排出洞外，以免浸泡拱腳。必要時應(yīng)配合井點降水等措施將地下水位降至隧道二次襯砌底部以下，確保施工順利進(jìn)展。⒁隧道明洞段施工時，邊仰坡應(yīng)分層分段開挖，并按設(shè)計及時做好防護(hù)。臨時邊仰坡應(yīng)進(jìn)展適當(dāng)放坡。⒂爆破作業(yè)時，所有人員應(yīng)撤離至不受有害氣體、振動及飛石傷害的平安地點。平安地點至爆破工作面的距離，在獨頭坑道不應(yīng)小于200m，當(dāng)采用全斷面開挖時，應(yīng)根據(jù)爆破方法與裝藥量計算確定平安距離。當(dāng)相對開挖工作面相距40m時，兩端施工應(yīng)加強聯(lián)系，統(tǒng)一指揮。當(dāng)兩開挖工作面相距10～15m時，應(yīng)從一端開挖貫穿。設(shè)置放炮前的平安檢查員，及時檢查現(xiàn)場的平安情況，以確定是否可以起爆，爆破后經(jīng)專職平安員檢查，排除瞎炮等平安隱患后，其他人員方可進(jìn)入施工現(xiàn)場。其他考前須知⑴暗洞分部開挖時，在滿足設(shè)計規(guī)及平安質(zhì)量要求的前提下，應(yīng)盡量采用適合機械化作業(yè)的施工工藝，分部尺寸劃分合理，各分部盡量平行作業(yè)，從而到達(dá)快速施工的目的。⑵棄碴時要由專人指揮、堆放整齊、邊坡平整，棄碴場需設(shè)置擋墻。施工過程中杜絕隨意傾倒棄碴和棄土。施工完畢后，對棄碴場及時平整，并做好綠化、防護(hù)，防止水土流失。⑶隧道在整個施工過程中，作業(yè)環(huán)境應(yīng)符合以下職業(yè)安康及平安標(biāo)準(zhǔn)：A．空氣中氧氣含量，按體積計不得小于20%；B．粉塵永許濃度，每立方空氣中含有10%以上的游離二氧化硅的粉塵不得大于2mg，每立方空氣中含有10%以下的游離二氧化硅的礦物性粉塵不得大于4mg；C．有害氣體最高允許濃度：a一氧化碳的最高允許濃度為30mg/m3，在特殊情況下，施工人員必須進(jìn)入工作面時，濃度可為100