南崖山隧道进口洞门施工方案.doc

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新建兰渝铁路
LYS-6 标段土建工程

南崖山隧道进口洞门施工方案

编制人：
审核人：
批准人：

南崖山隧道进口洞门施工方案
1．编制依据
1.1《南崖山隧道设计图》，图号：兰渝施隧Ⅰ-64
1.2《隧道附属洞室设计参考图》，图号：兰渝施隧Ⅰ-105
2．编制范围
本方案只是用于兰渝铁路土建六标段南崖山隧道进口工程洞门施工。施工里程为：DK486+519。
3．工程概况
3.1地理位置
南崖山隧道位于四川省广元市境内，隧道兰州端位于广元市朝天区东溪河乡陈家村，与头灿河大桥相连。
3.2地质条件
洞口处岩层为千枚岩，多为常年滑坡堆积而成，石质松散，风化严重。
3.3洞门现场布置情况
洞门左侧为风水管线和通风机，右侧为电缆线和排水管、洞口值班室、沉淀池。两侧设置各种标示牌、警示牌共5块。
3.4工程特点
南崖山隧道进口洞门处里程为DK486+519，洞口标高为+594.5，而头灿河大桥桥台里程为DK486+509.05，承台底标高为+584.03，南崖山隧道进口洞门挡翼墙长7.92米，与承台边缘相距2.03米。桥梁承台施工时，下挖10米，放坡开挖会对洞门的稳定性产生影响，引起洞门挡翼墙与端墙的不均匀沉降。
4．施工组织规划
4.1施工组织机构图
图1 施工组织机构图
施工
负责人
杭保国
领工员
魏远泰
工班长
张怀强
实验员
田晓燕
安全员
吴广生
现场
负责人
何毅
现场技术负责人
张志勇
质量员
姚发展
材料员
林建华
测量员
淳熙
赵鹏

4.2施工准备
4.2.1人员
序 号
工程分部名称
人数
备 注
1
基础开挖、清理
8
主要负责基底清理、整平工作
2
钢筋绑扎
11
隧道内钢筋加工班人员
3
模板加工、支设
8

4
混凝土浇筑
10
隧道内衬砌混凝土班人员
4.2.2机械
序号
机械名称
机械型号
机械数量
单位
1
台钻
ZX20
1
台
2
冲击钻
ZH-19
1
台
3
电锤
Q26
4
台
4
电焊机
BX-350A
2
台
5
挖掘机
PC200
1
台
6
罐车

2
辆
7
插入式振捣棒
50型
6
台
4.2.3材料
序号
材 料
单位
数 量
备 注
1
Φ50×3.5钢管
米
500

2
扣件
只
8500

3
胶合板
m2
170
15mm厚竹胶板
4
4cm×8cm方木
米
500

5
对拉螺栓
根
1300

4.3技术准备
4.3.1要熟悉图纸，了解掌握模板的施工工艺，按图纸和项目部安排的进度计划合理安排材料、机具、人员进场施工。
4.3.2按施工方案和技术规程对操作者进行技术安全交底并下达具有可操作性、可实施的技术交底书。
4.3.3认真做好各项材料进场的验收工作，复查材料质量证明书，并由试验室进行取样检测。
4.3.4做好洞门施工的技术资料、检验批资料和施工过程中的检验记录，并及时收集和整理上述资料，以保证技术资料的及时、完整。
5．施工方案
5.1施工流程图
洞门端墙施工放线 基坑开挖 基础整平 垫层施工 钢筋绑扎 安装固定模板 浇筑混凝土 拆除模板 下一次钢筋绑扎 安装固定模板 浇筑混凝土 拆除模板 清除施工缝 铭牌、号标等施工 完成。
5.2测量放线：根据施工图纸，测量进行放线，轮廓线外50cm钉木桩，间距50cm。
5.3基坑开挖：根据测量放线，由挖掘机进行基坑开挖，开挖至设计标高下10cm，如此时石质松软，则应继续开挖，直至到达基岩位置，然后人工进行整平，并将虚渣清除干净。
5.4垫层施工：基础整平完成后，插入φ22钢筋和超前小导管，外露40cm左右，浇筑C35混凝土垫层10cm，待强度达到100%后，绑扎钢筋。
5.5洞口外侧架设双排脚手架，用于钢筋绑扎和模板固定。脚手架内立杆距洞门间距1米，脚手架宽度1.5米,立杆间距1.5米，横向水平杆1.5米，纵向水平杆1.5米。脚手架下部留有进出洞通道，高7.5米，宽9米，按照相关要求设剪刀撑、横向斜撑等。参见图2。
5.6钢筋绑扎：按照设计图纸进行钢筋绑扎，纵向筋分二次到顶，横向钢筋每次只绑扎至浇筑位置。
5.7模板：洞门模板为1.5cm厚竹胶板加工而成，单块竹胶板尺寸为122cm×244cm，加工成模板尺寸60cm×120cm。
5.8模板加固措施：

图3模板拼装图
图4 对拉螺栓布置示意图
5.8.1双层模板时，模板外侧横向采用4cm×8cm木方，间距30cm，竖向30cm脚手管，对拉杆采用φ14的螺杆，拉杆水平间距不大于模板的三分之一，竖向间距为模板的二分之一。山体侧模板通过铁丝与山体锚杆连接，底部用脚手管斜撑在山体上。
5.8.2单面模板时，拉杆、木方、脚手管间距不变，拉杆改为焊接在山体原锚杆上或新栽入钢筋上。
5.8.3模板拉杆水平焊接在已绑扎钢筋上或倾斜焊接在衬砌预埋钢筋上。
5.9混凝土浇筑：混凝土采用搅拌站集中拌合，罐车运输，底部采用挖机浇筑，顶部采用滑槽从山顶通道上滑落浇筑。混凝土一次浇筑高度为模板板高等整数倍，浇筑至外观缝位置，一次浇筑4.8米。
5.10假缝：洞门表面假缝分块尺寸120cm×60cm，施工时采用木条加工成倒梯形，外宽2.5cm，深1.5cm。分隔缝起算：以洞门拱顶中心线位置为第一块分割块的水平中线为起点，开始分别向上、向下计算水平缝划分；竖向分缝起始位置以第一分割块的左右竖缝为本层的竖向起缝线，分别向左、向右分缝。上下相邻层的竖向分缝置于起算层中间，其他层以此类推，向上、向下直到帽石下沿和地面。沿衬砌外轮廓线环向切槽，预留假缝，假缝宽度与洞门表面假缝宽度相同，为2.5cm。具体布置情况参见图5。
5.11模板油采用清洁的食用油。
6．模板的设计过程与验算
6.1设计依据
6.1.1设计施工图纸：《南崖山隧道设计图》，图号：兰渝施隧Ⅰ-64；《隧道附属洞室设计参考图》，图号：兰渝施隧Ⅰ-105。
6.1.2模板的实用性：按质量要求进行模板设计，在模板满足强度和刚度要求前提下，确保施工尺寸符合设计和规范要求，浇筑过程中不漏浆、不跑模，构造简单，拆卸方便，尽可能提高表面光洁度。
6.1.3模板的美观：保证混凝土表面平整，外表美观。
6.1.4模板的安全性：确保施工过程中，模板不变形，不破坏，不倒塌。
6.1.5模板的经济性：根据广元市建筑材料的实际情况，在确保工期、质量的前提下，节约成本，减少一次性投入，增加模板周期。
6.2设计选型
模板采用1.5cm厚硬质竹胶板，背楞采用4cm×8cm木方，横向间距30cm，竖向采用双50型脚手管，间距30cm，两侧模板采用φ14的对拉杆配合蝴蝶卡固定。
6.3模板计算
6.3.1荷载计算
1）混凝土侧压力
混凝土侧压力标准值：
F1=0.22rcβ1β2t0v1/2
F2=rcH
rc ：新浇混凝土的重力密度（KN/m³），取24 KN/m³；
t0 ：新浇混凝土的初凝时间（h），t0=200/（T+15）=200/(23+15)=5.3h,计算时取6h；
v ：混凝土的浇筑速度（m/h），取2 m/h；
β1：外加剂影响修正系数，取1.2；
β2：塌落度影响修正系数，取1.15；
H ：混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度（m），取浇筑可能的最大高度4m。
则
F1=0.22rcβ1β2t0v1/2=0.22×24×1.2×1.15×6×21/2=61.8 KN/㎡
F2=rcH=24×4=96 KN/㎡
取两者中小值，即
F1=61.8 KN/㎡
混凝土侧压力设计值为：
F= F1×分项系数×折减系数=61.8×1.2×0.9=66.744 KN/㎡
2）倾倒混凝土产生的水平荷载
施工中倾倒混凝土产生的水平荷载取4 KN/㎡
荷载设计值为：
4×1.4×0.9=5.04 KN/㎡
3）荷载组合
按照施工手册，进行荷载组合，则
F组=66.744+5.04=71.784 KN/㎡
6.3.2验算
1）模板验算
胶合板截面特征计算如下：
Ixy=bh3/12=1200×143/12=2.744×105
W= bh2/16=1200×142/16=14700
转化为线性荷载：
q1= F组×0.15/1000=10.8 N/mm（用于计算承载力）
q2= F×0.15/1000=10.0 N/mm（用于验算挠度）
抗弯强度验算：
M= q1·l2/2=10.8×1502/2=1.215 ×105 N·mm
σ=M/W=1.215×105 /14700=8.3 N·mm2＜fm=80N·mm2(可)
挠度验算：
w= q2 m(-l3+6m2 l+3 m3)/(24EIxy)= 10.0×150×(-3003+6×1502 ×300+3 ×1503)/(24×5000×2.744×105)=1.08 mm＜l/250=1.2mm(可)
2)内楞验算
木方截面特征计算如下：
Ixy=bh3/12=80×403/12=4.27×105
W= bh2/16=80×402/16=8000
转化为线性荷载：
q1= F组×0.3/1000=21.5 N/mm（用于计算承载力）
q2= F×0.3/1000=20.0 N/mm（用于验算挠度）
抗弯强度验算：
M=0.084 q1·l=0.084×21.5×300=541.8 N·mm
σ=M/W=541.8/8000=0.068 N·mm2＜fm=13N·mm2(可)
挠度验算：
w=0.273×q2·l4/(100EIxy)=0.273×20.0×3004/(100×9000×4.27×105)=0.12 mm＜l/250=1.2mm(可)
3)对拉螺栓验算
查施工手册得知T14螺栓净截面面积A=104mm2，容许拉力17.65KN
对拉杆的拉力
N= F组×横向间距×纵向间距/6=71.784×1.2×0.6/6=8.61 KN＜对拉杆容许拉力17.65KN(可)

11
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图2 洞口脚手架示意图（单位：cm）

图5 洞门效果示意图
模板支撑上木方没在模板缝上，横纵背肋放置是否合理。
拉杆较多，拉杆头如何处理。