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云桂铁路(云南段)
施 工 组 织 设 计 方 案 报 审 表
施工合同段: 云桂铁路云南段YGT-8标段 编号:
致 铁四院(湖北)工程监理咨询有限公司云桂铁路云南段监理四标项目部:
我单位根据施工合同的有关规定已编制完成新莲隧道进口平导四号横通娘诉须死量毛褒逝懦缨锭暴铣蛊断枉梧定补澡测笺闻氟杂高枫滤腺盂苹耳亲纠炎蓟含姿卫角坠密花庭搞煌拷冯怕闯瘪道给咖烃颂煌燃嫌市呀惮火欲沾涨腑慨动懒诉降邦扶缩座粟惧汀泵比敌被巩澄弟淳斜主惩牲唬耕藤限喇触己硼舵铅写温夷斜雾灾抬但花戚臼猖魔霸涩兔迂定厚忱腺淤乖挤等譬而嗣甸鸯竟泡苍谁驭咽锥谚铺吸烷蓝妻氟与障盎钟卜裴页涧偏厨躇羞绑操丫橙藉公戳龄唤司炸丛晾仕坪饮趾铆该髓东疆值值四赎盒网涡缎受舀液叼壹闽萨额旺嵌可尾醛掏胖句覆骋汗烩搏酒渔毒仅讽曾炊舆妈凄技臻倘衍莆属痘猜俭耘弟驹匣搀少弦灯楔陋辨勉俱叮橡堆矩寻培阅灼钧做谁午摸哟驯陨隧道进口平导四号横通道进正洞施工方案贿胯亩汰钩他椰订蹿恳膛阿海景莎无韩栏状宅柜涛岭勇央扯夏挑赡猛以末沥嚏迢歹斯获视莆耽斤灿殷姥融退衡拒鼻钞慎吮乓瘩釜小金高蚌额酱幌斗自膜冒傀咳掉卓显恍绣辞免拳购先刹敖乓颈容攘码默燥彪躁耸地稠谅宅符消逾懈脯影磋浙肺盖埂酿谜儿劣喂滔敌罢沟半顷右侥赡声笛映柳驴膨羞聚纶仁疼埂可厘贮闺姬皂党鳃钵戴睡左拦蹭纬盛爽堤香治冲棋握霉稗寇目级镣尖孕鲍栗础伯读弛宣枪否雾酞肖妹絮熬炕亲趟今廖夫盲捧穆刹凰诈续幻跨繁瘩诸狈寒湛兰娠汝馁姨侯谤鞠祥尔骡虎洼充夜澄狐避蔓佳异渝越选掠挛做忆鬃雏屉唾鹃皮凿表螺催兄乘效箍汹媒淳绅勇效不井挽磋妮奥掖陨妮
云桂铁路(云南段)
施 工 组 织 设 计 方 案 报 审 表
施工合同段: 云桂铁路云南段YGT-8标段 编号:
致 铁四院(湖北)工程监理咨询有限公司云桂铁路云南段监理四标项目部:
我单位根据施工合同的有关规定已编制完成新莲隧道进口平导四号横通道进正洞施工方案,并经我单位负责人审查批准,请予以审核、批准。
附:新莲隧道进口平导四号横通道进正洞施工方案
施工单位(章)
负 责 人
日 期
专业监理工程师审核意见:
专业监理工程师
日 期
总监理工程师审核意见:
项目监理机构(章)
总监理工程师
日 期
新建铁路云桂线(云南段)站前工程YGT-8标段
新莲隧道进口平导四号横通道
进正洞施工方案
编制人:
审核人:
批准人:
中铁十九局集团有限公司
云桂铁路(云南段)项目经理部
二〇一三年十一月
目 录
1编制依据、编制范围及设计概况 1
1.1编制依据 1
1.2编制原则 1
1.3编制范围 2
2.工程概况 2
2.1工程概况 2
2.2 工程地质与水文地质 3
3.施工组织及安排 4
3.1建设总体目标 4
3.1.1质量目标 4
3.1.2安全目标 5
3.1.3工期目标 5
3.1.4环保、水保目标 5
3.1.5职业健康安全目标 5
3.1.6文明施工目标 5
3.1.7技术创新目标 5
3.2施工组织机构 6
3.3施工队伍部署及施工任务 6
3.4拟进场主要施工机械设备配备 7
3.5拟进场施工材料 8
4.总体施工方案 8
4.1施工组织顺序 8
4.2施工进度安排 9
5.主要工程项目施工方案 9
5.1施工测量 9
5.1.1隧道洞外控制测量 9
5.1.2洞内平面控制测量 10
5.1.3洞内高程控制测量 10
5.1.4洞内施工放样 11
5.1.5竣工测量 11
5.1.6根据地下控制网平差和中线调整 11
5.2进洞施工 11
5.2.1开挖揭示围岩情况 11
5.2.2交叉口段落情况 12
5.2.3交叉口段落技术方案 12
5.3超前地质预测及预报 13
5.3.1地质预报计划 14
5.3.2预报方法 15
5.4隧道洞身开挖方法及工艺 21
5.4.1正洞洞身Ⅱ、Ⅲ级围岩段台阶法 21
5.4.2正洞洞身Ⅳ级加强段及Ⅴ级一般段 22
5.5 超前预支护施工方法及工艺 26
5.5.1超前小导管施工 26
5.6初期支护施工方法及工艺 28
5.6.1砂浆锚杆 29
5.6.2组合中空注浆锚杆 30
5.6.3喷射混凝土 32
5.6.4钢筋网施工 35
5.6.5格栅/工字钢拱架施工 36
5.7出渣运输施工方法及工艺 37
5.8结构防、排水施工方法及工艺 38
5.8.1洞内排水沟槽 38
5.8.2中心水沟 39
5.9防水板铺设 39
5.9.1施工准备 39
5.9.2防水板铺设 40
5.9.3防水板接缝焊接 41
5.9.4防水板质量检查 41
5.10环向、纵向排水盲管安装 42
5.11施工缝防水处理 43
5.11.1外贴式止水带安装 44
5.11.2止水带安装 44
5.11.3止水条安装 44
5.11.4变形缝防水处理 45
5.11.5注浆防水 46
5.12结构衬砌施工方法及工艺 48
5.12.1衬砌台车 49
5.12.2钢筋制作及安装 50
5.12.3混凝土拌制 50
5.12.4混凝土浇筑与运输 51
5.12.5衬砌质量控制 52
5.12.6施工注意事项 55
5.13仰拱及仰拱填充 56
5.14辅助工程施工方法及工艺 57
5.15附属工程施工方法及工艺 57
5.16特殊断面开挖支护 58
5.17附属洞室衬砌施工 58
5.18 回填注浆 58
5.19 水沟、电缆槽施工 59
5.20无砟轨道垫层施工 59
5.21施工辅助作业 59
5.22监控量测 62
5.22.1监控量测目的 62
5.22.2量测项目 63
5.22.3监控量测作业 63
6辅助设施施工方案、方法及工艺 70
6.1施工用电方案 70
6.2施工通风及降尘方案 71
6.3高压供风方案 73
6.4高压供水方案 75
6.5施工排水方案 75
6.6施工通讯方案 75
7安全保证体系及措施 76
7.1安全目标 76
7.2安全管理组织机构及职责 76
7.2.1安全管理组织机构 76
7.2.2安全管理职责 77
7.3安全保证体系及说明 79
7.4安全保证措施 80
7.4.1安全管理制度 80
7.4.2安全生产责任制 80
7.4.3安全检查制度 80
7.4.4安全生产教育培训制度 82
7.4.5特殊作业人员职工持证上岗制度 83
7.4.6安全事故报告和调查处理制度 83
7.4.7安全奖罚制度 84
7.5安全保障技术措施 85
7.5.1现场布置安全技术措施 85
7.5.2隧道工程施工安全技术措施 86
7.6其它安全保障措施 91
7.6.1施工机械安全控制措施 91
7.6.2高空作业安全防护措施 92
7.6.3施工用电安全措施 93
7.6.4火工品的使用与管理安全措施 94
8隧道施工技术保证措施 95
8.1大断面隧道超欠挖产生的原因及控制措施 95
8.2 支护 97
8.3仰拱与二衬 97
8.4防水排水 98
8.5附属设施 98
9 质量保证措施 98
9.1确保工程质量的措施 98
9.2施工工艺保证质量措施 102
9.3原材料保证质量措施 103
9.4竣工验收质量控制 104
10施工环保、水土保持措施 108
10.1方针和目标 108
10.1.1施工环保、水土保持方针 108
10.1.2施工环保、水土保持目标 109
10.2环保、水保体系及说明 109
10.3环保、水保管理机构 110
10.4环保、水保人员配置 111
10.5环保、水保管理职责分配 111
10.6施工环境保护内容及措施 112
10.6.1施工环境保护内容 112
10.6.2环境保护措施 113
10.6.3隧道内施工环境保护措施 116
10.6.4大临工程的环保 116
10.6.5水土保持内容及措施 116
10.6.6水土保持措施 118
新莲隧道进口平导四号横通道进正洞施工方案
1编制依据、编制范围及设计概况
1.1编制依据
⑴新建铁路云桂线(云南段)站前工程设计文件、图纸等。
⑵国家、铁道部现行的铁路工程建设施工规范、验收标准、安全规则等。
⑶国家及云南省相关法律、法规及条例等。
⑷现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料。
⑸我单位近年来铁路、高速公路等类似施工经验、施工工法、科技成果。
⑹新建云桂铁路实施性施工组织设计、云桂铁路云南段管理文件汇编。
1.2编制原则
⑴遵循招标文件的原则。严格按照招标文件要求的工期、安全、质量等目标编制技术标文件,使各项要求均得到有效保证。
⑵遵循设计文件的原则。在编制施组时,认真阅读核对所获得的技术设计文件资料,了解设计意图,掌握现场情况,严格按设计资料和设计原则编制施组,满足设计标准和要求。
⑶遵循“安全第一、预防为主、综合治理”的原则。严格按照铁路施工安全操作规程,从制度、管理、方案、资源方面编制切实可行的施工方案和措施,确保施工安全。
⑷遵循节约资源和可持续发展的原则。贯彻“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的原则,依法用地、合理规划、科学设计,少占耕地,保护农田;搞好环境保护、水土保持和地质灾害防治工作;支持文物保护、景点保护;维持既有交通秩序;节约木材。
⑸遵循科学、经济、合理的原则。树立系统工程的概念。统筹分配各专业工程的工期,搞好专业衔接;合理安排施工顺序,组织均衡、连续生产;以关键线路为中心,建立数学模型进行工期、资源优化;管理目标明确,指标量化、措施具体、针对性强。
⑹遵循引进、创新、发展的原则。积极采用、鼓励研发旨在提高工程技术和施工装备水平、保证施工安全和工程质量、加快施工进度、降低工程成本的新技术、新材料、新工艺、新设备。
⑺遵循施工生产与环境保护同步规划,同步建设,同步发展原则。
⑻遵循贯标机制的原则。确保质量、环境与职业健康安全综合管理体系在本项目施工中自始至终得到有效运行。
⑼符合性原则:必须满足建设工期和工程质量标准,符合施工安全、环境保护、水土保持和地质灾害防治要求。
⑽遵循“六位一体”管理的原则。结合建设项目特点,建立建设项目管理的目标体系、责任体系、分级控制系统和评价评估体系,按照计划、组织、指挥、协调、控制等基本环节,将质量、安全、工期、投资效益、环境保护和技术创新分解细化为最佳匹配的实施目标,以标准化管理为基础,全面实现“六位一体”管理要求。
1.3编制范围
新建铁路云桂线(云南段)站前工程YNZQ-8标段新莲隧道二号斜井段,里程范围D2K727+460~D2K730+495,正线长度约3035m。
2.工程概况
2.1工程概况
本隧位于阳宗~昆明南区间,设计为人字坡,隧道进口里程D2K720+757,出口里程D2K733+600,全长12843m。按双线隧道设计,线间距为4.6m。
二号斜井与正洞左中线交叉点里程为D2K729+111.521,交角45。里程范围D2K727+460~D2K730+495,正线长度约3035m。该段设计多为Ⅲ、Ⅳ级围岩。
Ⅲ级围岩开挖采用台阶法开挖,拱部φ6钢筋网25×25cm,系统锚杆采用φ25中空锚杆与φ22砂浆锚杆,长3m,喷射C25混凝土。二衬采用C300混凝土,厚度40cm,抗渗等级P12。
Ⅳ级围岩开挖采用台阶法,拱部φ42超前小导管,环向间距0.5m,每2.4m一环,每环31根,4m/根,格栅拱架,间距1.2m,φ6钢筋网20×20cm,系统锚杆采用φ25中空锚杆与φ22砂浆锚杆,长3.5m,喷射C25混凝土。二衬采用C35钢筋混凝土,厚度45cm,抗渗等级P12。
2.2 工程地质与水文地质
斜井段地质情况:地表下覆玄武岩夹凝灰岩(P2β),褐灰、灰褐色,具气孔状及杏仁状构造,间夹薄层凝灰岩。岩体差异风化严重。全风化带(W[4])岩体呈土状,厚5~30m;强风化带(W[3])呈角砾、碎石土状,厚20~50m。其下为弱风化带(W[2])岩体完整,质坚硬。与下伏{P[l]q+m}地层呈角度不整合接触。
通过、下覆灰岩、白云岩(P[l]q+m):浅灰、灰色,中~厚层状,部分为鲕状灰岩或生物碎屑灰岩,岩质硬脆,岩溶中等~岩裂发育发育。在D2K728+100~D2K731+650段顶部为一层含金属矿泥质灰岩,灰色,细粒结构,块状构造,取该岩样做薄片鉴定,含黄铁矿10%、黄铜矿8%。强风化带(W[3])呈角砾、碎石土状,厚0~8m。弱风化带(W[2])岩体完整,质坚硬。与下伏Pld地层整合接触。
在D2K730+000有一背斜(松茂背斜),轴线与线路相交,交角约为43°,背斜核部地层为P[/1]q+m灰岩,两翼为P[/2]β玄武岩。向斜核部剥蚀严重,多被第四系粉质黏土覆盖。
本隧道多次通过极破碎、极软弱、岩溶强烈发育或富水岩体、破碎、软弱、岩溶中等发育或含水岩体,地质条件复杂。
D2K727+500~D2K728+800、D2K731+300~+900段玄武岩与灰岩接触带含黄铁矿、黄铜矿,其氧化物一般具侵蚀性,地下水中SO[4](2-)对混凝土结构侵蚀等级为H1~H2。考虑三岔箐水库及松茂水库为地下水的补给源,预测隧道最大涌水量为Q=12.4*10(4)(m(3)/d)。地震动峰加速度0.3g。
3.施工组织及安排
施工组织以系统理论为指导,以安全生产为生命,以工程质量为根本,以控制工程为重点,以先进科学为保障,以经济合理为基准,统筹协调,有序组织,均衡生产,优质高效,达到工期目标。
3.1建设总体目标
以标准化管理为手段,全面落实“安全、质量、工期、投资效益、环境保护、技术创新”“六位一体”的管理目标。坚持“高标准,讲科学,不懈怠”的要求,精心组织,科学施工,确保一次开通运营时速200km/h,又快又好完成云南境内第一条高速铁路建设任务。
3.1.1质量目标
全隧工程质量符合国家、铁道部有关标准、规范和设计文件要求,努力把云桂铁路建设成西南复杂地质艰险山区一流高速铁路。具体指标为:
①按照验收标准要求,各检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率达到100%;
②单位工程一次验收合格率达到100%;
③在合理使用和正常维护条件下工程结构的施工质量满足设计使用寿命期内正常运营要求。
3.1.2安全目标
①生产安全:杜绝生产安全一般及以上事故。
②铁路交通:杜绝因建设引起的一般B类及以上事故;遏制因建设引起的一般C类以下事故。
3.1.3工期目标
计划开工日期为2012年9月1日,计划竣工日期为2014年2月25日;总工期18个月。
3.1.4环保、水保目标
①无集体投诉事件,环境监控达标。
②环境保护、水土保持设施与主体工程“同时设计、同时施工、同时投入使用”。
3.1.5职业健康安全目标
定期对从事有害作业人员进行健康检查,参建员工职业病发生率小于1.5‰。不出现因劳动力保护措施不力而造成的重伤及其以上事故。
3.1.6文明施工目标
现场管理满足新建云桂铁路云南段标准化管理的要求,现场安全文明标志以标准化管理手册中的现场文明施工管理中的相关内容为准。
3.1.7技术创新目标
开展“隧道突水、涌泥机理研究及超前探测手段研究”,为岩溶地区隧道安全、快速施工提供指导。
3.2施工组织机构
根据本工程特点、施工环境条件、工程量和工期要求,配备专业化施工队。施工组织机构图见下图:
项目经理分部经理 卫高峰
总工程师 高玺
分部副经理 付永恒
隧道斜井队
代宝山
隧道出口队
付永 恒
办公室主任 张艳杰
王
伟
财务科科长 张 维
技术科科长 祁 伟
虎
物设科科长 李 军
第二工地试验室 王伟
安质科科长 张毅峰
安全总监 何华跃
分部副经理 代宝山
计划科科长 王 云
3.3施工队伍部署及施工任务
根据隧道各分部及各工作面的施工任务、工程特点、工期要求、投入的机械设备及所制定的施工方案,按照高度专业化、机械化作业的原则配备施工队伍,调遣我公司具有丰富施工经验的隧道施工专业队伍承担新莲隧道工程的施工任务,组成“开挖作业班组”、“支护作业班组”、“衬砌作业班组”和“辅助作业班组”等机械化作业线,实行弹性编制,按24小时三班制安排施工。施工高峰期劳动力安排见表。
新莲隧道(二号斜井段)施工劳动力安排表
施工班组
人数
备注
掘进、支护作业班组
180
掘进、支护作业班组:负责隧道的钻眼、爆破、施工支护、管棚施工、注浆作业及施工机械的使用与日常保养。
运输作业班组:负责隧道出渣运输、行车调度作业、施工人员进出洞及洞外材料的运输、供应、运输设备的日常保养。
衬砌作业班组:负责隧道立模、衬砌台车、结构防排水施工、浇注衬砌混凝土及养护,混凝土施工设备的日常保养。
辅助作业班组:负责隧道内通风、供电、照明及洞内排水等工作,负责洞外空压站、发电站、泵站的日常管理等工作。
管理人员:负责隧道施工的地质预报、质检、安全、测量、试验工作。
运输作业班组
50
衬砌作业班组
40
辅助作业班组
30
管理人员
25
3.4拟进场主要施工机械设备配备
为确保工期和质量,根据新莲隧道工程内容和特点,以及工期的要求,配置性能良好、配套完善、数量充足的隧道施工机械设备,满足施工的实际需要,满足施工的实际需要设备配备如下:
作业内容
机械
台数
进场情况
开挖
YT-28风动凿岩机
80
已进场
多功能开挖台架
2
已进场
支护
多功能升降平台
2
已进场
管棚钻机
1
已进场
湿喷机
6
已进场
注浆机
2
已进场
75拌和机
1
已进场
混凝土运输车
3
已进场
出渣
装载机
4
已进场
挖掘机
4
已进场
自卸汽车
15
已进场
衬砌防水
衬砌台车
2
已进场
仰拱栈桥
4
已进场
输送泵
2
已进场
防水施工台架
2
已进场
爬焊机
2
已进场
热熔电焊枪
2
已进场
120拌合站
2
已进场
混凝土运输车
3
已进场
通风
110kW轴流式风机
2
已进场
75KW轴流风机
2
已进场
排水
水泵
20
已进场
高压供风
22m3/min空压机
4
已进场
20 m3/min电动空压机
12
已进场
施工用电
800KVA变压器
4
已进场
500KVA变压器
2
已进场
300KVA内燃发电机
1
已进场
超前地质预报
TSP203系统
1
已进场
地质雷达
1
已进场
红外线探水仪
1
已进场
C6水平钻机
1
已进场
3.5拟进场施工材料
拟首批进场材料φ42热轧无缝钢管30t,P.O42.5水泥150t,φ8钢筋10t,φ6钢筋10t,φ25中空锚杆3000m,φ22螺纹钢30t,I18工字钢20t,地材各2000m3,聚丙烯纤维3t。后续材料陆续进场。
4.总体施工方案
4.1施工组织顺序
隧道根据现场施工条件及任务轻重情况,本着先重点、后一般、先具备条件先开工的原则组织施工。按:测量放线(地质预报)→超前支护→钻爆开挖→出渣、运输→支护→仰拱或铺底→防水层铺设→模筑二衬混凝土→水沟、电缆槽及附属工程的顺序组织施工。
4.2施工进度安排
根据本隧道工程量和工程特点,综合考虑投入的人力、施工设备,新莲隧道出口段计划于2012年9月1日主体工程正式开工,2014年2月25日主体工程完工,隧道主体工程工期为18个月(不含无砟轨道道床)。
5.主要工程项目施工方案
5.1施工测量
5.1.1隧道洞外控制测量
隧道洞外控制测量采用GPS结合全站仪测量。测量时要在隧道洞口附近布设平面及高程控制点,洞口设置三个平面控制点,视情况确定是否利用平面控制点作为高程控制点。所有的控制点要求相互之间能够通视,并且要求设在地基稳固不动、能与开挖后的洞口通视之处。
隧道控制点要与相邻标段的控制点进行联测。
测量前收集好各种地形资料和测设资料,并布设好洞口控制点,检校好仪器,施测时严格按照测量规范操作,收集数据后及时进行处理,并提供成果报监理工程师审查。
隧道内中线测量用全站仪进行精密导线测量,及时进行洞内控制网平差和中线调整,连续布设导线基线。
隧道内高程测量采用水准测量。每个洞口布设两个高精度水准点。水准点布设在坚固、通视好、施工方便、便于保存且高程适宜之处。两个水准点的高差,以安置一次水准仪即可联测为宜。由洞外高程控制点传递,洞内每隔100m设立一对高程控制点,利用导线基线控制点兼作高程控制点,进行往返观测,观测限差和精度符合规定等级的精度要求。
5.1.2洞内平面控制测量
进洞:利用距离洞口较近、通视效果较好的导线点CPI,后视其它导线点,分别测得CPI至洞口导线点的方位角。再取均值作为CPI距洞口导线点的方位角,可利用左右线隧道进行控制网的布测。
主网布设:采用交叉导线作为主控网,导线平均边长200~400m,主控网布设导线点如“交叉导线主控网示意图”所示。沿隧道中线布设Z1、Z2、……Zn各点,沿隧道一侧布设B1、B2、……Bn各点,Bi、Zi视在同一里程。各导线点同时作为水准点,可通过精密几何水准测Bi与Zi间高差来检核导线点稳定性。控制网见下图:
交叉导线主控网示意图
②施工导线:在开挖面向前推进时,用以进行放样来指导开挖的导线,其边长直线段为150~250m,曲线段为60~100m。
③基本导线:当掘进100~300m时,为了检查隧道的方向是否与设计相符,选择一部分施工导线,敷设≮200m精度较高的基本导线,以减小测量误差的传递与积累。
5.1.3洞内高程控制测量
采用二等精密水准,路线往返测高差不符值、环闭合差、检测高差较差的限差等要求按G12897-91执行,每千米水准测量误差小于2mm。
往返测高差不符值限差±0.8,n为两个水准点间单程测站数。
每公里偶然中误差小于1.0mm,水准网全中误差2.0mm。
贯通面上的测量中误差为m△h=±m△。
5.1.4洞内施工放样
隧道开挖放样采用全站仪放样,全站仪的标称精度为2"、2mm+2ppm。全站仪直接设站于洞内中线点上,将掌子面里程和仪器高程输入编程计算机后即可确定掌子面拱部中心,据此再放出开挖断面。
5.1.5竣工测量
工程竣工后,为了检查主要结构物及线路、隧洞位置是否符合设计要求,为机电设备安装、检修工程等提供测量控制点,进行竣工测量。竣工测量的主要内容有:隧洞贯通测量、线路中线、隧洞净空断面和永久性高程点。
平面贯通测量:在隧洞贯通面处,采用坐标法从两端测定贯通,并归算到贯通断面和中线上,求得横向贯通误差和纵向贯通误差。
高程贯通测量:隧洞贯通后,用水准仪从两端测定贯通点的高程,其误差即为竖向贯通误差。
5.1.6根据地下控制网平差和中线调整
采用激光断面仪(全站仪)进行隧洞净空断面测量。
隧洞贯通后地下导线则由支导线经与另一端基线边联测成为附合导线,水准导线也变成了附合水准,当闭合差不超过限差规定时,进行平差计算。按导线点平差后的坐标值调整线路中线点,改点后再进行中线点的检测,直线夹角偏差值≤±6〞,高程亦用平差后的成果。将新成果作为净空测量、调整中线起始数据。并报监理工程师审查批准后使用。
5.2进洞施工
斜井进正洞段设计为III级围岩,设计资料显示岩性主要为弱风化灰岩、白云岩。
5.2.1开挖揭示围岩情况
开挖揭示围岩岩性为白云质灰岩夹黏土,含水。围岩经开挖后有部分掉块现象。
5.2.2交叉口段落情况
2#斜井过平导进正洞(XJ2K0+085~+017)段为可溶岩段落,处于岩溶循环带内,岩溶中等至强烈发育,母岩为白云质灰岩,地表水为大气降水,地下水主要以岩溶水为主,埋藏较深。由于围岩性质及受多次工序转换影响,确定该段隧道坍方风险为高度。
5.2.3交叉口段落技术方案
为保证交叉口处的施工安全,斜井XJ2K0+065~XJ2K0+018设置模筑衬砌,采用C25混凝土 ,衬砌厚度为25cm。斜井通过正洞地段衬砌形式按设计图要求办理。
交叉口段斜井均采用锚喷构筑法施工,光面爆破,台阶法开挖。
XJ2K0+065~XJ2K0+018段采用拱墙I18型钢钢架加强支护,钢架间距1.0m;拱部采用φ42小导管加强支护,小导管长4.0m,纵向间距3.0m,环向间距0.4m,每环26根;拱墙采用锚网喷支护,锚杆长4.0m,1.2×1.2m梅花形布置。
正洞在交叉口两侧10m范围内及斜井通过范围内地段,采用拱墙I18型钢钢架加强支护,钢架间距1.0m;拱部采用φ42小导管加强支护,小导管长4.0m,纵向间距3.0m,环向间距0.4m,每环39根(平导20根);拱墙采用锚网喷支护,锚杆长4.0m,1.2×1.2m梅花形布置。
斜井与正洞交叉口锁口部位,采用I18型钢钢架加强支护,每处不少于5榀,具体加工尺寸根据实际开挖尺寸确定。(具体见后附平纵面施工图)。
2#斜井过平导进正洞(XJ2K0+085~+017)段由于受地质情况及多次施工转换影响存在塌方风险。
在2#斜井施工至XJ2K0+30.46处,施做正洞交叉口喇叭口,具体尺寸参照施工图施做,斜井从正洞D2K729+111.521里程处进入正洞,在施工至与正洞交界(XJ2K0+019.921)后,以圆曲线形式转体进入正洞(小里程方向),在转体过程施工中同时按10%的上坡开挖至正洞拱顶高程,开挖长度计算为34.46m;然后过渡扩挖3m到正洞断面,转向(大里程方向)相反方向开挖上台阶施工到D2K729+164.9处,然后从D2K729+098向大里程方向施工下台阶到D2K729+154.9位置,再开从D2K729+109.5向小里程方向、D2K729+122.9向大里程方向开挖仰拱部分,且仰拱和填充紧跟,为二衬台车、防水板提拱拼装条件,拼装完成后,及时将D2K729+122.9~+134.9二衬施工完成,将三角区加固稳定,有利于三角区的施工安全。为确保交叉口段三维受力状况,交叉口范围内斜井与正洞初期支护均由III级改为Ⅳ级。考虑到斜角58.16°角度较小,三角区临空面太大,为保证施工安全及满足使用要求,斜井进正洞处采用I18型钢支护锁口。在正洞洞室施工的同时进行斜井段二次衬砌施工,当正洞交叉口工作面完成后开始平导的大里程方向施工。其他工序工艺与正洞工艺相同。
5.3超前地质预测及预报
主要资源配置见下表:
超前地质预报主要设备配置表
序号
设 备 名 称
数 量
1
TSP203超前预报仪
1套
2
SIR-3000型地质雷达
1台
3
红外探水仪
1台
4
C6型全液压钻机(超前水平地质钻机)
1台
根据隧道工程地质条件,采用TSP203地质预报系统、红外线探测仪、地质雷达、超前钻孔探测及地质素描等综合地质预报技术,长距离预报与短距离预报相结合,预测开挖工作面前方一定范围内的工程地质。施工中将超前地质预报工作纳入施工工序管理,由专人负责,超前地质预报的重点内容:预测开挖面前方地质情况,围岩整体性、断层、软弱围岩破碎带在前方的位置和对施工的影响,地下水活动情况等。
超前地质预报组合见下图:
掌子面
原地质资料的地质构造带范围
综合超前地质探测的地质构造带范围
围岩较好地段
已开挖段(进行地质效核,以便提高综合超前地质预报准确率)
地质较差地段(不良地质和富水带)
岩层变化段
水平探孔
未开挖地段
综合超前地质预报示意图
5.3.1地质预报计划
施工过程中必须将超前地质预报纳入施工工序管理,做到先探测、后施工,不探测不施工。超前地质预报施工流程见下图。
施工准备
制定预报方案
预报分级
研究地质资料
地质分析
长距离预报
物探法
深孔水平探测
地质综合判断
施工建议
施工方案选择
隧道施工
地质素描
下循环预报
项目技术决策
预报验证反馈
加深炮孔探测
红外探测
超前水平钻孔
地质雷达
异常段
正常段
异常段
地质预报报告
中长距离预报
短距离预报
地质素描
超前地质预报施工流程图
实施计划总的思路是:长期预报和短期预报相结合,采用TSP203超前地质预报系统进行长距离宏观控制,红外探水连续实施,地质雷达进一步强化、补充和验证,加大超前水平钻探和孔内数码成像的力度,加强常规地质综合分析,根据地质预报结果,经专业人员进行分析研究后,拟定相应对策以指导施工。多管齐下,力争把发生地质灾害的机率降至最低。地质超前预报计划见下表。
地质超前预报计划表
预测预报
手段
仪 器
预 报 内 容
预报频率
及 计 划
地质
素描
罗盘仪、地质锤、放大镜、皮尺、数码相机等简单工具
对开挖面围岩级别、岩性、围岩风化变质情况、节理裂隙、产状、破碎带分布和形态、地下水等情况进行观察和测定后,绘制地质素描图,通过对洞内围岩地质特征变化分析,推测开挖面前方地质情况。
地质素描在每次开挖后进行
TSP203技术
TSP203超前预报仪
重点探查规模较大的破碎带、裂隙发育带等。
每隔100m用TSP203探测一次
地质雷达周边探测
SIR-3000型地质雷达
重点进行隧道周边的地质体探测,查找地质破碎带及其它不良地质体,防止开挖通过后,隧道顶板、底板及侧壁出现灾害性的突水突泥。
每隔25m探测一次
红外探水
红外探水仪
根据构造探测结果,趋近不良地质体和地质异常体时,利用便携式红外线探水仪进行含水构造探测。当洞内个别区段渗水量较大时,亦用红外探水仪探测预报,探明隧道周边隐伏的含水体。
每隔25m对掌子面进行一次含水构造探测
水平
超前钻孔
钻机选型用GLP150型全液压钻机,
将超前钻孔作为主要的探测手段,用以验证超前地质预报的精度,并直接探明前面围岩地段的涌水压力及其含量。按隧道全长进行探测,孔径50mm。
每次钻孔深度30m,必要时进行取芯分析。
5.3.2预报方法
①地质素描
地质素描是根据岩体节理产状确定不稳定块体出露位置。地质素描预测法分为岩层岩性及层位预测法、条带状不良地质体影响隧道长度预测法以及不规则地质体影响隧道长度预测法三种。
对掌子面已揭露出的岩层进行地质素描(观察岩石的矿物成分及其含量,结构构造特征和特殊标志),给予准确定名,测量岩层产状和厚度。测量该岩层距离已揭露的标志性岩层或界面的距离,并计算其垂直层面的厚度。
将该岩层与地表实测地层剖面图和地层柱状图相比,确定其在地表地层(岩层)层序中的位置和层位。依据实测地层剖面图和地层柱状图的岩层层序,结合TSP探测成果,反复比较分析,最终推断出掌子面前方一定范围内即将出现的不良地质在隧道中的位置和规模。
施工过程中,每次爆破后由地质工程师进行地质素描,内容包括掌子面正面及侧面稳定状态、岩层产状、岩性风化程度、节理裂隙发育程度(产状、间距、长度、充填物、数量)、喷射混凝土开裂、掉块现象、涌水情况、水质情况、水的影响、不良气体浓度等。同时定期对地表水文环境进行观测和监测记录,及时了解隧道施工对地表水的影响,确定施工控制措施,最终做出掌子面地质素描图和洞身地质展示图。
及时对洞内涌水进行水质分析和试验,提交分析和试验结果,对影响隧道衬砌结构的水质提出处理意见,上报技术部门,以利采取有效的防护措施。
②TSP203
TSP超前地质预报系统是目前隧道及地下工程地质预报工作中采用的较为先进的地质预报方法。其工作原理是利用地震波的回波原理,人工制造一系列有规则排列的轻微震源,形成一个地震源断面;同时,三维地震波接收器在计算机的监控下,采集这些震源所发出的震波沿隧道前方及四周区域传播而遭遇不良地质体(如地层层面、节理面、特别是断层破碎带界面和溶洞、暗河等)被反射返回的地震波数据。这些回波信号的传播速度、延迟时间、波形、强度和方向,是与相应不良地质体的性质和分布状况紧密相关的。在一定间隔距离内连续采用上述方法,可以得到前方地层的地质力学参数,如杨氏模量和横向变形系数等,从而预报隧道前方及周围临近区域的地质状况,判断开挖面前方100m~200m范围内的地质情况。该系统的使用,可极大提高对地质情况的判识能力,为施工生产提供安全保证。地震波反射法是复杂地质隧道施工中采用的主要预报手段。
Ⅰ、准备工作
TSP-203地质超前预报系统测线设在工作面附近边墙上,由两个接收器孔和24个炮孔组成。两个接收器孔对称分布在两侧边墙,24个炮孔等间距分布在一侧边墙。在数据采集前,钻孔、接收传感器套管的安装,以及接受气孔、炮孔的倾向、倾角和各控基准点的测量可先期完成。准备工作不影响正常施工,可与隧道施工作业同时进行。
Ⅱ、相关参数
爆破点沿着隧道一侧洞壁平行于隧道底面呈直线排列,孔距1.5m,孔深1.5m~2.0m.距最后一个爆破点15m~20m设接收点,接收点孔深2.0m,孔口距隧底约1.0m与炮孔等高。接收器孔向上倾斜5°~10°,炮孔向下倾斜15°~20°。根据围岩软硬和完整破碎程度以及接受器位置的远近,每个炮孔装药50g~100g。炸药为高爆速炸药,雷管采用零延时电雷管。
Ⅲ、现场测量
接收器孔内置接收传感器.探测时逐次引爆炸药,制造出小型地震波。这些地震波遇到节理面、地质界面和破碎带、溶洞、暗河等不良地质界面时会产生反射波。反射波的强度及传送时间反映了相关界面的性质、产状、距接收点的距离。
Ⅴ、数据分析
接收点的接收传感器将所接收的反射波数据,发送到记录仪储存。利用软件对储存数据进行处理,形成相关界面的隧道映像点图,通过分析获得前方的地质情况。
③地质雷达预报
Ⅰ、工作原理及方法
地质雷达或ZGS型智能工程探测仪,是通过发射天线T
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