某铁路隧道五级围岩开挖施工方案.doc

目 录 一 编制依据 3 二 工程概况 3 2 1 地质概况 3 2 2 设计参数 3 2 3 支护参数 4 三 开挖施工方案 4 3 1 开挖方法 4 3 2 施工工序流程 5 3 3 运输作业 5 3 4 开挖作业 5 四 主要技术措施 5 4 1 超欠挖控制措施 5 4 2 开挖中的测量控制 6 五 施工方法 7 5 1 开挖断面施工参数 7 5 2 爆破设计 8 5 3 洞身初期支护 8 5 4 防排水措施 14 5 5 防坍技术措施 15 5 6 监控量测 15 5 7 供风 供水 供电和照明 16 六 进度计划 16 6 1 施工进度指标 16 七 质量控制 17 7 1 质量目标 17 7 2 质量管理机构及保证体系 17 7 3 质量检查程序 18 7 4 工程质量保证措施 18 八 安全 环保及文明施工 19 8 1 安全方针及目标 19 8 2 安全施工保证措施 19 8 3 文明施工与环境保护 21 九 人员 机械准备情况 22 9 1 人力资源 22 9 2 机械设备 23 级围岩加强地段开挖及初期支护施工方案 一 编制依据 1 施工图 2 实施性施工组织设计 3 设计及规范要求 4 铁路隧道施工技术规范 5 铁路工程质量检验评定标准 6 铁路工程水泥及水泥混凝土试验规程 7 铁路工程水质分析操作规程 8 铁路工程集料试验规程 9 铁路工程施工安全技术规范 10 爆破安全规程 11 我方的人机料概况及施工经验 二 工程概况 2 1 施工概况 某隧道表层为残坡积粉质粘土 下伏二叠系下统范家屯组变质砂岩 和板岩 全风化层 结构松散 易坍塌 强风化层 岩体较破碎 稳定 性差 基岩裂隙水发育 2 2 设计参数 1 平纵断面 隧道洞身设计为单洞双线 全隧线间距为 4 6m 隧道 出口段纵向坡度为 10 2 3 支护参数 洞口段按照 级围岩支护参数施工 采用明洞套拱支撑进洞 初期 支护以网喷混凝土 锚杆 工字钢架组成 拱部锚杆采用 22 组合中空注 浆锚杆 长 4 0m 环纵间距 1 5 1 5m 边墙采用 22 砂浆锚杆 长 三 台 阶 七 部 法 开 挖 图12345 012345 栈 桥施 工 工 序 纵 断 面 示 意 图1 32456 6 37开 挖 透 视 图施 工 步 骤 第 1步 施 做 超 前 支 护 后 开 挖 拱 部 弧 形 导 坑 预 留 核 心 土 施 做 拱 部 初 期 支 护 第 2步 开 挖 左 侧 中 台 阶 并 施 做 初 期 支 护 第 3步 开 挖 右 侧 中 台 阶 并 施 做 初 期 支 护 超 前 支 护6 76 16 26 3第 4步 开 挖 左 侧 下 台 阶 并 施 做 初 期 支 护 第 5步 开 挖 右 侧 下 台 阶 并 施 做 初 期 支 护 第 6部 分 别 开 挖 上 中 下 台 阶 核 心 土 第 7部 开 挖 隧 底 并 施 做 仰 拱 初 期 支 护 封 闭 成 环 4 0m 环纵间距 1 2 1 0m 锚杆呈梅花状布置 拱部 140 范围内布设 42 超前注浆小导管 长度 L 4 5 米 环向间距 0 4m I20a 工字钢架 拱 墙 仰拱全环架设 间距 0 6m 榀 拱 墙全环布置 6 钢筋网片 网格尺寸 20 cm 20cm 纵向连接筋环向间距 1 0 米 采用 22 钢筋制 作 拱部 边墙喷射 C25 混凝土 喷射混凝土厚度为 28cm 初期支护外 侧设 2 排 50 排水盲管 纵向间距 5m 为防止冻胀的危害 增加隧道 周边围岩的抗渗性 开挖后采取径向注浆 注浆深度 2m 孔口环向间距 约 1 8m 孔底环向间距约 2 5m 纵向间距 2 6m 孔口管采用 50 壁 厚 3 5mm 热轧无缝钢管 钢管长 1m 三 开挖施工方案 3 1 开挖方法 洞身暗洞 V 级围岩段采用三台阶 微台阶 预留核心土法开挖 台阶 高度 上台阶 3 35m 中台阶 3 94m 下台阶 3 10m 上台阶预留核心土 高度 1 5m 开挖循环进尺 上台阶 1 榀 循环 中 下台阶 1 榀 2 循 环 具体可根据围岩情况进行调整 上台阶台阶长度 3 5m 中 下台 阶开挖时 左右侧错进 2 3m 开挖示意图见下图 级围岩三台阶开挖示意图 3 2 施工工序流程 测量 钻孔 装药 爆破 通风 找顶 初喷 出碴运输 立钢拱 架 测量检查 挂钢筋网 锚杆施作 超前小导管 复喷砼 下一循环 3 3 运输作业 隧道出碴采用无轨运输方式进行施工 装载机装碴 自卸汽车运输 至洞外弃碴场 3 4 开挖作业 根据设计围岩 表层为残坡积粉质粘土 下伏二叠系下统范家屯组 变质砂岩和板岩 全风化层 结构松散 易坍塌 强风化层 岩体较破 碎 稳定性差 因此开挖主要采取短进尺 弱爆破开挖 四 主要技术措施 4 1 超欠挖控制措施 成立超欠挖管理领导小组 编制超欠挖管理办法 制订详细的奖罚 措施 并严格执行 派专人负责超欠挖控制 每循环用断面仪对开挖面进行检查 并根据检查结果进行分析 及 时将分析的信息反馈到施工中 不断优化设计 4 2 开挖中的测量控制 4 2 1 平面控制网布设及作业要求 1 严格执行国家测绘局颁布的 工程测量规范 内有关规定 以此 标准开展工作 2 测量工作前 按照 规范 及隧道贯通误差要求精心组织平面控 制设计文件及隧道贯通误差估算 3 仪器采用全站仪 标算精度 1 2mm 2ppm 4 以精密导线环作为整体控制 辅助以精密三角环及精密大地四边 形 在此基础上控制整个隧道的施工开挖 以保证隧道贯通误差精度及 各建筑物位置的准确性 5 整体精密控制导线环的施测工作 严格执行 工程测量规范 内 规定及平面控制测量设计文件要求 使其达到设计精度 4 2 2 洞内测量设计及要求 1 洞内控制采用 1 秒级全站仪测距精度 2 ppm 进行导线控制延伸 测量 2 由于洞内条件限制 洞内网采取主副导线闭合环 中间插小闭合 环 形成多个闭合条件 导线边长尽量拉长等距 3 采用导线网严密平差成果 4 贯通误差估计 可采用下面方法进行估计 22外总内 mm 式中 2221 2122121 msms 外 m 外 控制网误差对横向贯通误差影响值 m1 由进口计算的影响值 m2 由出口计算的影响值 m 由控制点放设中线时理论高度中误差 5 加强洞内控制测量的措施 使用 级全站仪进行角度 距离测量 务必使测角中误差控制在 1 以内 边长中误差 1 200000 选择良好的测量环境 引测工作应在夜晚或阴天进行 在测定向 角 洞内外接角或洞内外高差 边长悬殊大时 水平角观测不少于 15 个 测回 每次向前延伸导线时 须对已测的前三个主副导线点重复置镜测 量检核 确认无误后方可继续引测 为减少洞内导线测量误差对贯通误差的影响 应在成洞部分选择 原导线点组成长边导线 五 施工方法 5 1 开挖断面施工参数 根据隧道设计围岩情况及规范要求 考虑 15 预留变形量 5 施 工误差 故隧道洞身开挖最大高度 1260 下台阶钢架拱脚位于内轨顶 面下 83 拱脚宽度为 1388 洞身开挖面积为 148 5 开挖弧长为 44 07m 5 2 爆破设计 上 中 下台阶开挖地段局部采用松动爆破 每次爆破钻孔 8 个或 以下 各孔采用微差爆破 眼深控制在 1 1 米以内 采用单孔单段集中 装药 单孔药量不大于 0 08kg 5 3 洞身初期支护 5 3 1 超前小导管施工 暗挖隧道进洞 30m 后 里程为 DK49 398 DK49 267 计 131m 拱部 140 施工超前小导管 超前小导管采用 42mm 壁厚 3 5mm 的热轧无缝 钢管 长 4 5m 环向间距 0 4m 纵向间距 3m 纵向相邻两排的水平投 影搭接长度不小于 1 0m 钢管外插角 5 15 每环为 44 根 钻进时 注意保护尾部不受损 以便与注浆管路连接注浆 注浆采用活塞式电动注浆机注浆 注浆前管口先检查是否达到密闭 标准 以防漏浆 注浆压力为 0 5 1 0Mpa 注浆量达到设计注浆量和 注浆压力达到设计终压可结束注浆 注浆结束后 将管口封堵 以防浆 液倒流管外 同时做好注浆记录 小导管施工偏差应符合下列规定 超前小导管施工允许偏差 序号 项目 允许偏差 检验数量 1 方向角 20 2 孔口距 50mm 3 孔深 50 0mm 每环检查 3 根 5 3 2 I20a 型钢拱架施工 拱墙采用 I20a 型钢拱架支护 间距 60 连接筋采用 22 螺纹钢 上台阶 14 根 中台阶 10 根 下台阶 6 根 仰拱 15 根 定位系筋采用 22 螺纹钢 长 1 2m 每环 8 根 先准确测量出中线 水平桩点 安装时保证其安装的精度符合设计 轮廓的要求 钢架间距为 60cm 钢架脚放在牢固的基础上 严禁悬空 严禁在钢架背后用碎石 土 或块石填充 钢架材质 规格 强度和刚度符合设计要求 钢架各部接头及纵向 拉杆等装配齐全 连接牢固 拱脚安置稳定 钢架安装应符合下列要求 钢架安装允许偏差 序号 项目 允许偏差 检验数量 1 间距 100mm 2 横向 50mm 3 高程 50mm 4 垂直度 20 5 保护层和表面覆盖层厚度 5mm 每榀钢架检查 1 次 5 3 3 钢筋网施工 采用 6 的钢筋网 网格规格为 200 200mm 注意钢筋网的搭接 要牢固 钢筋网施工应符合下列规定 1 钢筋网的网格间距应符合设计要求 网格尺寸允许偏差为 10mm 2 钢筋网搭接长度应为 1 2 个网孔 允许偏差为 5cm 3 钢筋应冷拉调直后使用 钢筋表面不得有裂纹 油污 颗粒状或 片装锈蚀 5 3 4 系统锚杆施工 锚杆 L 4 米 拱部间距 1 5 1 5 米 环 纵 边墙间距 1 2 1 0 米 环 纵 拱部为 42 组合中空锚杆 每环 11 12 根 边墙为 22 普通砂浆锚杆 每环 8 根 在中空注浆锚杆中注水泥浆液 安装中空注 浆锚杆时注意保护尾部不受损 以便与注浆管路连接注浆 注浆采用活塞式电动注浆机注浆 注浆前管口先检查是否达到密闭 标准 以防漏浆 注浆压力为 0 5 1 0Mpa 注浆量达到设计注浆量和 注浆压力达到设计终压可结束注浆 注浆结束后 将管口封堵 以防浆 液倒流管外 同时做好注浆记录 锚杆布置见下图 锚杆安装允许偏差应符合下列规定 a 锚杆孔的孔径应符合设计要求 b 锚杆孔的深度应大于锚杆长度的 10cm c 锚杆孔距允许偏差为 15cm d 锚杆插入长度不得小于设计长度的 95 且应位于孔的中心 5 3 5 喷射砼施工 喷砼分两次进行 初喷 4cm 用于封闭围岩 在架好拱架后进行复喷 喷射厚度为 24 共 28cm 设计强度为 C30 拱墙 C25 仰拱 采用湿喷砼工艺 喷砼自下而上施喷 喷嘴离岩面距离 1 1 2m 左 右 喷层表面平整 光滑 无干斑或滑移流尚现象 每次喷层厚度拱顶 为 3 5cm 边墙 5 7cm 喷枪大致垂直岩面 尽可能减少回弹 当喷砼 厚度较大时 采用分层喷射 当前一层喷砼已经初凝后 即可进行下一 层砼的喷射 对于有渗漏水的岩面 喷砼前应做好引水处理 预埋盲管 然后再喷砼 并从无水处向有水处逐步逼近 喷射混凝土的厚度和表面平整度应符合下列要求 1 平均厚度大于设计厚度 2 检查点数的 80 及以上大于设计厚度 3 最小厚度不小于设计厚度 2 3 4 表面平整度的允许偏差为 100mm 5 3 6 径向注浆 为防止冻胀危害 增加隧道周边围岩的抗渗性 DK49 428 DK49 267 围岩破碎 地下水裂隙发育段进行径向注浆 径向注浆工艺流 程如下图 开挖支护 钻孔下注浆管 径向注浆配制浆液 补充注浆 结 束 达到设计 要求 单孔注浆效果检 查 未达到设计 要求 径向注浆施工流程图 采用手持式风钻或轻型潜孔钻机钻孔 隧道底部注浆 在仰拱开挖前 进行 钻孔长度 3m 采用轻型潜孔钻机钻孔 注浆分二序到三序进行 注浆材料以普通水泥单液浆为主 必要时可根据具体地址条件选择合理 的注浆材料 注浆孔安设 1m 长 50mm 孔口管作为注浆管 注浆参数 注浆布置图如下所示 径向注浆参数表 序号 参数名称 参数值 备注 1 注浆加固圈厚度 开挖轮廓线外 3 5m 2 浆液扩散半径 2m 3 注浆孔间距 1 8m 4 注浆方式 全孔一次性注浆 5 注浆速度 40 50L min 6 注浆终压 1 2MPa 注浆压力根据地层情况确定 注浆过程中注 意观察支护变形情况 7 单液水泥浆 W C 0 6 1 1 普通硅酸盐水泥 42 5MPa 单液浆为主要注浆材料 隧道中线 开 挖 线设 计 顶 面 注 浆 孔 径向注浆布置图 5 4 防排水措施 1 初期支护外侧设 2 根 50mm 环向排水盲管 纵向间距 5m 2 下台阶拱脚初支外侧纵向设置 100mm 双壁打孔波纹管 3 仰拱底部设置 100PVC 横向排水管 纵向间距 30m 与初支外侧 纵向排水管用三通连通 将水引入中央排水管中 5 5 防坍技术措施 结合本隧道的特点及其地质情况 采用以下主要的防坍措施 1 施工作到短进尺 弱爆破 强支护 早封闭 勤量测 2 保证初期支护质量 3 严格施工纪律 5 6 监控量测 为确保施工安全及结构长期稳定性 验证支护结构效果 确认支护 参数和施工方法的准确性 并为调整支护参数和施工方法提供依据 确 定二次衬砌施作时间等 必须对隧道进行监控量测 监控量测分为必测项目和选测项目 必测项目是隧道工程应进行的 日常监控量测项目 选测项目是为了满足隧道设计与施工特殊要求的监 控量测项目 必测项目见下表 必测项目 序 号 监控量测项目 常用量测仪器 测试精度 备注 1 洞内 外观察 现场观察 数码相机 罗盘 仪 2 拱顶下沉 水准仪 钢挂尺或全站仪 0 1mm 收敛仪 0 1mm3 净空变化 全站仪 1mm 4 地表沉降 水准仪 塔尺或全站仪 0 5mm 隧道浅埋段 H 0 2B 具体要求如下 1 沿隧道线路方向距洞口 5m 10m 20m 分别布置 3 个监控断面 2 在每个监控断面上每隔 4m 边坡开挖界限以内 设置一个沉降 点 边坡开挖界限以外左右各布置一沉降点 3 加强监测频率 特别是隧道开挖时期 一定要满足设计 规范要 求 4 加强量测内业资料整理工作 对其及时进行回归分析 并及时反 馈指导施工生产 5 7 供风 供水 供电和照明 5 7 1 供风 在隧道进口设空压机房 采用电动空压机提供高压风 高压风管采 用直径 219mm 的钢管 5 7 2 供水 在洞顶适当位置设高压水池供生产用水用 使用前对水质进行化验 鉴定 确保水质合格 洞内给水管道采用 80mm 的钢管 5 7 3 供电和照明 洞内供电线路采用 三相五线制 洞内工作地段采用 36V 安全电压 其余地段采用 380V 电压 洞内成洞地段照明采用高压钠灯 灯间距 30m 六 进度计划 6 1 施工进度指标 根据我部的施工经验 对三台阶进度指标计算如下 6 1 1 循环作业时间 开挖支护循环作业时间计算表 平均 循环作业时间 分钟 断面类型 循 环 进 尺 施 工 准 备 钻 孔 装 药 爆 破 通 风 找 顶 出 碴 支 护 合 计 施工方法 Vb 衬砌段 0 5 40 60 30 10 30 10 405 上台阶 Vb 衬砌段 1 40 60 30 10 80 180 405 中台阶 Vb 衬砌段 1 40 60 30 10 80 180 405 下台阶 6 1 2 月进尺计算 该段理论月进尺 24 小时 60 分钟 405 分钟 0 6m 循环 30 天 64m 考虑到各种不确定因素 实际月进尺为 60m 月 七 质量控制 7 1 质量目标 工程质量方针 实行科学管理 满足合同要求 赢得顾客信任 同 时提供优质服务 做到至精 至诚 更优 更新 工程质量标准 各项工程质量达到铁道部 铁路隧道工程施工质量 验收标准 J287 2004 要求 工程质量目标 分项工程合格率达 100 创国家优质工程 7 2 质量管理机构及保证体系 成立质量管理领导小组 项目经理为第一负责人 由总工程师和生 产经理任副组长 成员由工程部部长 质检工程师 试验工程师 工区 主任 工区主管工程师 质检员等组成 7 3 质量检查程序 如下图所示 不合格 不 合 合 格 格 合 格 不合格 合 格 检查出的质量问题 根据质量奖罚规定由质检人员开出奖罚通知单 并 可以工作指令单的形式提出问题整改意见 7 4 工程质量保证措施 1 隧道施工由总工 生产经理全面负责 下设工区及工班 工区中 设工区主任一名 副主任一名 工班中设正 副工班长各一名 另设质 检工程师 试验工程师进行质量控制 2 严格按照技术交底施工 严格遵守施工规范 严格掌握施工技术 标准 质量检查及验收标准 不符合要求时返工并追究负责人的责任 3 每道工序施工前必须进行技术交底 向施工人员明确工序操作规 程 质量要求和标准 严把质量关 由技术人员负责 施 工 自 检 下道工序 质检人员检查 监理检查 4 坚持三级测量复核制 施工测量放线要反复校核 确保中线 水 平及结构尺寸 位置正确 由测量工程师负责 5 严格执行现场值班制度 及时解决施工中出现的问题 6 确保结构尺寸要符合设计要求 由值班人员 测量工程师及质检 工程师负责 7 做好各种材料试验与检验工作 由试验工程师负责 8 严格按施工规范施工 对不符合规范造成质量问题的 质检工程 师具有质量否决权 并有权令其停工整改 直到达到要求为止 9 严格实行三级检查制度 先由工班自检 合格后报质检工程师检 查 然后再报现场监理检查 合格后方可进入下道工序 八 安全 环保及文明施工 8 1 安全方针及目标 安全方针 安全第一 预防为主 防治结合 综合治理 安全目标 实现 五杜绝 二控制 三消灭 一创建 五杜绝 杜绝死亡事故 杜绝重伤事故 杜绝重大机械事故 杜绝 重大交通事故 杜绝重大火灾事故 二控制 年重伤率控制在最小 年负伤率控制在最低 三消灭 消灭违章指挥 消灭违章作业 消灭惯性事故 一创建 创建安全文明标准工地 8 2 安全施工保证措施 8 2 1 土石方填挖严格操作规程和指挥制度 防止坍塌伤人 根据实际情况 作好部分施工安排雨季准备 但施工的项目应尽量 避免雨天进行 施工前密切关注天气情况并制定详细的施工方案 确保 施工项目快速 安全完成 8 2 2 隧道开挖 1 施工前 对施工工人进行技术交底 内容包括 设计文件 施组 说明地质 施工方法 使用机具 开挖与衬砌断面尺寸 预留下沉量和 施工误差 工序 工艺 循环进尺 安全措施 质量标准以及中线水平 控制办法等 2 施工人员到达工作地点后 工区主任 工班长应组织员工分头 检查工作面 机具设施是否处于安全状态 详细检查支护是否牢固 拱 部和边墙壁是否稳定 如有松动和裂纹 应及时加固处理 3 为克服隧道施工落石等惯性伤害事故的发生 每班都必须由专 职安全员 加强对开挖面及未衬砌地段进行检查 发现异常情况应责成 工班长派人处理 如发现险情时 应立即撤离工作人员并报告上级处理 4 洞口附近要备有砂袋 方木 斧锯等抢险材料和工具 5 初期支护 超前支护必须按设计或技术交底施作 6 及时进行初期支护 减少围岩暴露时间 由于本工程地质条件 差 必须坚持一掘一支 快挖快支 尽早成环的施工方法 7 本工程爆破采用光面控制爆破 有效地控制爆破震动 减少对 围岩的扰动 8 爆破参数要经过科学验算并结合现场情况进行调整 且必须严 格按 爆规 执行警戒 防护 8 2 3 装卸碴 运输安全措施 1 限制洞内行车速度 2 严禁将随地弃碴 8 2 4 锚喷施工安全措施 1 锚喷施工中 应随时检查电线路 设备的电器部份 确保用电安 全 2 对喷射机 水箱 风包及注浆罐等进行密封性能和耐压试验 验 收合格后 方能使用 要经常检查输料管 弯头 注浆管 管路接头等 有无磨薄 击穿 松脱现象 发现问题及时处理 3 在处理机械故障时 必须断电 停风 4 在处理堵管时 应将输料管顺直 按紧喷射头 疏通管的工作风 压不得超过 0 4Mpa 5 锚杆孔压浆时 注浆罐内应保持一定数量的砂浆 防止罐体放空 砂浆喷出伤人 严禁非操作人员进入施工作业区 施工中 注浆管前方 严禁站人 6 施工操作人员的皮肤应避免与速凝剂直接接触 7 洞内进行喷射作业时 必须加强施工通风和照明 使粉尘浓度达 到工业卫生标准 提高作业面的能见度 8 3 文明施工与环境保护 1 挂牌施工 2 施工场地地界明确 必要地点进行围蔽 3 自觉维护周边绿化 不随意侵占线外土地 4 临时排水设施布置合理 有序 禁止将水排入地方鱼塘 在易冲 刷地段设置急流槽 将水排入沟渠中 5 废弃物堆放场 不污染地方水源 6 严格坚持特殊工种持证上岗制度 7 所有施工人员必须穿戴劳动防护用品 进洞必须穿反光背心 在洞内必须听从调度指挥 听从爆破警戒人员的指挥 8 非值班电工不得私拉乱接电线 9 作业班组人员必须经常检查开挖台架 如有安全隐患 必须立即 进行处理 10 作业人员不得破坏消防器材 不得私拆应急照明灯 不得损坏 电话等通讯设备 11 大型作业机械必须配备专人指挥 12 如有安全事故发生必须及时上报 听从指挥 13 加强职工安全教育 提高安全意识 设置安全警示牌 九 人员 机械准备情况 9 1 人力资源 管理人员配置表 序号 管理人员 数量 1 生产副经理 1 2 领工员 2 3 隧道工程师 2 4 测量工 5 5 质检工程师 2 6 安检工程师 1 7 试验 4 合计 17 班组人员配置表 序号 班 组 人数 1 开挖班 50 2 喷浆班 30 3 衬砌班 60 4 加工组 30 5 机修班 15 6 运输班 12 7 拌合站 20 8 合 计 217 9 2 机械设备 序号 机械名称 型号 单位 数量 备注 1 空压机 P950WE 台 4 2 混凝土搅拌站 JS750 台 2 3 钢筋调直机 GT4 10 台 1 4 钢筋弯筋机 GW40 台 1 5 钢筋断切机 GQ50 台 1 6 混凝土喷射机 HPZ 台 4 7 注浆机 BW 250 50 台 2 8 风钻 YT 28 台 30 9 砼运送车 EQ3141Q 辆 3 10 运渣车 XC3320 辆 4 11 装载机 ZL60F 辆 3 12 挖掘机 PC300 6 辆 2 13 潜孔钻 SWDA165 台 2 14 电焊机 BX1 400 台 4