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洞身Ⅴ级开挖与锚喷支护施工组织设计文字说明

16
2020年5月29日
文档仅供参考

炎陵至汝城(湘粤界)高速公路5标段
长旺2号隧道工程出口
洞身Ⅴ级开挖与锚喷支护施工组织设计
1 编制说明
1.1 编制依据
1.1.1江苏省交通规划设计院有限公司 9月<炎陵至汝城(湘粤界)高速公路第5合同段两阶段施工图设计(第一.二册,长旺2号隧道)>。
1.1.2 公路施工有关规范、标准。
1.1.3 管段内前期土建工程施工进度情况。
1.1.4 炎陵至汝城高速公路工期要求。
1.2 编制范围
江苏省交通规划设计院有限公司 9月<炎陵至汝城(湘粤界)高速公路第5合同段(K25+780～K28+302)两阶段施工图设计(第一、二册)>的<长旺2号隧道)>设计范围内长旺2号隧道工程出口SX-Va段ZIK27+741～785、YK27+740～786.5洞身开挖与锚喷支护。
1.3 编制原则
1.3.1 根据资源投入情况和现场施工条件,能够指导现场施工。
1.3.2 施工进度计划满足工期要求。
1.3.3 施工工序进度计划,其技术条件满足质量、安全等相关规范要求。
2 SX-Va ZIK27+741～785、YK27+740～786.5段概况
2.1 ZIK27+741～785、YK27+740～786.5区内地貌类型为丘陵地貌,风化剥蚀强烈,位于地势较陡峭的山坡上,隧道洞身部分地势起伏较大,洞门仰坡自然坡度约40～45°。隧道出口段测设线间距约20m,属小净距中隧道。
2.2 平纵面
左幅隧道ZIK27+741～785段位于R=1050的缓和曲线上;右幅隧道YK27+740～786.5段位于R=1000的缓和曲线上。
左幅隧道为单向坡,隧道纵坡为2.098% (沿路线前进方向上坡为正)。
右幅隧道为单向坡,隧道纵坡为2.070% (沿路线前进方向上坡为正)。
2.3 ZIK27+741～785、YK27+740～786.5

主要工程数量:附表
ZIK27+741～785、YK27+740～786.5主要工程数量表
项目
规格及型号
单位
数量
开挖

m³
9839.16
初期
支护
喷射混凝土
C20
m³
867.895
钢筋网
φ8
kg
8329.62
钢支撑
20工字钢
kg
15386.425
锚杆
D25中空注浆锚杆
m
39320.28
连接钢板
A3钢板
Kg
17195
钢架连接钢筋
φ22HRB335
Kg
12672.715
锁脚锚杆
D25中空注浆锚杆
m
2111.36

超前
支护
小导管
φ42热轧无缝钢管
Kg/m
7619.3/2295.1
水泥浆

m³
42.93

长管棚
钢花管
φ108×6mm钢花管
m
2160
孔口管
φ127×4mm孔口管
m
80
工字钢
I18工字钢
Kg
1820.87
固定钢筋
φ25HRB335
Kg
314.16
混凝土
C25混凝土
m³
32.36
4 开挖与锚喷支护施工方案
4.1.1 施工方案简述
ZIK27+741～785、YK27+740～786.5段,共90.5m,采用”新奥法”施工,双幅出口均采用”CD法”开挖,采用灯光照明,自然通风。坚持”少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”的方针。洞身原则上人工开挖,如需爆破,采用预裂或光面爆破,实行短进尺、弱爆破、强支撑原则,尽量减小对围岩的扰动,尽快施作初期支护。施工中对该小净距浅埋软弱地段左幅早于右幅掘进不小于30m,再双幅同时掘进,采用超前长管棚注浆及超前小导管预注浆等辅助施工措施。出渣采用后卸式自卸车运输,挖掘机配合装卸机装车。
4．1.2主要施工程序
施工准备

(修改施工方案)确定施工方法

超前支护

开挖
(改变开挖步骤,顺序)

初期支护
现场监控量测
(修正衬砌参数)

否
是否符合管理基准?

是
进入下一循环作业

4.1.3施工进度安排

⑴ 施工准备:从 3月1日份起至 4月15日,将施工便道、供电、供水、临时通信设施、生产生活设施修建好;完成施工队伍调迁,机械设备购置及安装,以及双幅出口洞口、明洞、边坡、仰坡的开挖及防护,截水沟修建,场地平整等工作。

⑵ 4月16日,在完成出口双幅套拱及长管棚工程后转入正洞开挖与锚喷支护施工。

⑶ 开挖与锚喷施工安排:
① 出口于左幅 4月16日进洞到 5月25全部完成本段开挖及初期支护工期40天。
② 出口左幅于 5月31日开工到 6月10日完成开挖及初期支护,工期40天.

4.2 工期计划: 4月16日至 6月10日,55天。

4.3机械设备计划(见下机械设备计划表)
主要施工机械设备计划表
序号
机械设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
半断面钻孔与支护台车

台
2

2
装载机
2.0m3
台
4

3
挖掘机
1．6m3
台
2

4
后卸式自卸载重汽车
15t
台
10

5
后卸式自卸载重汽车
5t
台
4

6
混凝土喷射机
PH-30(HPJ-1)
台
6

7
活浆机

台
4

8
抽水机
高扬程
台
4

9
抽水机
低扬程
台
10

10
电动空压机
20m3
台
6

11
内燃空压机
12m3
台
4

12
发电机组
200kw
台
2

14
油罐车
8t
台
1

16
电焊机
12KW以上
台
26

17
电子计量拌和机
1000L
台
1

18
造孔风钻机
Φ40以上孔
台
40

19
钢筋切断机

台
6

20
钢筋高调直机

台
4

21
注浆机
＞0.2Mpa
台
10

22
风镐

支
40

4.3 主要人员计划表(见下主要人员表)

主要人员计划表
序号
姓名
性别
出生年月
职务
证件编号
备注
1
游 玲
男
1985.09
司机(挖掘机)
3501286

2
吴明良
男
1957.017
司机(挖掘机)
T0656

3
胡佐来
男
1974.06
电、气焊
T4323267

4
程功良
男
1953.11
电工
T4202218

5
刘勇成
男
1978.09
电焊工
16

6
魏怛荣
男
1969.12
电焊工
08

7
翁昌其
男
1965.11
电焊工
01

8
张同贵
男
1966.05
司机(装载机)
T352227X

9
王玉齐
男
1982.12
司机(装载机)
04

10
张 范
男
1988.03
司机(装载机))
04

11
瞿绍军
男
1974.06
司机(空压机)
35

12
李士德
男
1965.07
司机(空压机)
05

13
李振金
男
1966.08
爆破员
51

14
张 涛
男
1977.11
司机
320229

15
张 坤
男
1981.04
司机
3203228

16
张玉文
男
1984.05
司机
3203228

17
许芝锋
男
1975.02
司机
320322X

18
张玉闯
男
1979.10
司机
3203223

19
张玉强
男
1977.05
司机
3203224

5 主要项目施工方法、工艺流程及技术要求
5.1洞身开挖方法
ZIK27+741～785、YK27+740～786.5段围岩主要为碎石、粉质黏土、强风化岩等,结构较松散,呈碎、块石状镶嵌结构及散体状结构;节理裂隙很发育,且一般张开,隧道洞室跨径大,侧壁易失稳,围岩自稳能力差,无支护时将会产生大塌方。这些地段围岩埋深很浅,洞门附近地段洞顶已出露于地表,大气降水或地表水易渗入,将进一步降低围岩的稳定性,存在冒顶隐患。双幅采用2m导向墙,25m长管棚,长4m超前小导管水泥-水玻璃双液预注浆等辅助方法加固围岩,采用中隔壁CD法分部机械配合人工开挖,每循环开挖进尺0.7m;同时进行地面沉降量量测和加强洞内量测。
5.2. 喷射混凝土
1施工方法
用湿喷机压送拌合好的混凝土,在喷头处加固体粉末速凝剂,再喷到岩面上。
2湿喷混凝土施工工艺流程

速凝剂

粗骨料

细骨料

喷头

喷射机

搅拌机

水泥

水

压缩空气
外加剂

3喷射混凝土施工工艺要求
(1) 核实水泥品种、标号和出厂日期以及储备量,砂、石料符合质量要求,保证施喷用水和压力。施喷前试风、试水,检查发电机、空压机及搅拌机、上料机、喷射机都要运转良好,风、水、电线路正常,才能开始喷射作业。
(2) 喷射前,清理松动岩块和墙脚弃渣,做好混凝土厚度的标志,回弹物的回收及利用的安排。
(3) 要求喷射手有熟练的喷射技术,各施工环节如备料、拌合、运输、上料,风、水供应,喷射等能紧密配合。风压控稳定在0.1～0.25MPa范围内。如风压过小,则喷射动能太小,粗骨料冲不进砂浆层而脱离;如风压过大,粗骨料会碰撞岩面而回弹。水压要大于0.4MPa
(4) 在喷头接一个直径为100mm的塑料拢料管,它使水泥充分水化,且喷射混凝土束集中及回弹石子不致伤害喷射手。当风压适宜时,喷嘴与受岩面之间的距离以0.8～1.2m为宜。喷嘴与受岩面的角度,应垂直或向刚喷射过的混凝土部位倾斜不大于10o。喷射拱部时沿径向喷射。
(5) 每次喷射厚度拱部5～6cm,边墙7～10cm,再次喷射间隔时间20～30分钟。
(6) 喷射时按照分段、分部、分块、先下后上,先边墙拱脚和拱腰,最后拱顶的原则进行。正对受岩面,均匀缓慢地按顺时针方向作螺旋形移动,一圈压一圈,绕圈直径为20～30cm.对凹凸悬殊的岩面先下后上,先两头后中间进行喷射。
(7) 喷射混凝土的养护
喷射混凝土终凝2h起开始喷雾养护,喷雾次数以能保混凝土俱有足够的润湿状态,不得少于7昼夜。
5.1.4长管棚施工工艺要求
5.1.4.1长管棚施工工艺流程(见下工艺流程图)
移钻机、就位

施钻
安设管棚
清孔
注浆
进入下一循环作业

施工准备及测量放样
遇障碍钻孔失败
长管棚施工工艺流程图
5.1.4.2 长管棚施工工艺要求
5.1.4．2.1施钻前须按设计要求(仰角1o),调整好施钻角度以保证按设计要求施工。
5.1.4．2.2 先打有孔钢花管,注浆后再打无孔钢管。每钻完一孔便顶进一根钢管。钻进中,应经常采用测斜仪量测钢管的偏斜度,发现偏斜度超过设计要求,及时纠正。
5.2.2.3钢管接头用丝扣长15cm连接,接头错开1～3m。采用节长3m和6m两种钢管间隔布置一套后,全部采用节长6m钢管顶进。
5.2.2.4 注浆采用分段注浆,浆液扩散半径不小于0.5m。注浆应饱满且压力应大于0.5Mpa,水泥浆水灰比1:1,初压0.5～1.0 Mpa,终压:2.0 Mpa。
5.3 洞身开挖施工工序图
5.3 .1 中隔壁CD开挖法施工工序
左、右幅施工距离应控制在30米左右,原则上采用人工开挖,机械配合。洞室如果需要爆破,则采用预裂爆破,爆破震动速度不大于20m/s。开挖每循环进尺控制在0.7～1.3米,进洞未到30米深度为0.7米。

CD开挖法施工工序图

1开挖内侧上导坑,如果需要爆破应采用预裂爆破,超前支护应先期施作;
②施作内侧上导坑初期支护与侧导坑初期支护;

3开挖内侧下导坑,如果需要爆破应采用预裂爆破,超前支护应先期施作;
④施作内侧下导坑初期支护与侧导坑初期支护;

5开挖外侧上导坑;
⑥施作外侧上导坑初期支护;

7开挖外侧下导坑;
⑧施作外侧下导坑初期支护;

9施作仰拱。

5.4 CD开挖法小净距隧道主要工序平面图

5.5 洞身开挖与锚喷支护施工工艺要求
①开挖前,施作超前小导管预支护,小导管端部焊与钢架上,每孔达到设计注浆量,加固拱周。
②Ⅴ级围岩开挖每循环进尺控制在0.7～1.3米,尽量采用人工开挖;如果需要爆破,必须采用预裂爆破方式,控制药量减轻对围岩的干扰,预裂爆破效果沿设计轮廊线整齐规则。中硬岩开挖时,光面爆破炮眼痕迹保存率不应小于60%。
③隧道开挖严格控制欠挖,当围岩完整、石质坚硬时,岩石个别突出部分(每1m2不大于0.1m2)侵入衬砌应小于5cm,拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。初期支护前,及时清理洞顶浮石。
④喷射混凝土应采用湿喷工艺,分层喷射时,后一层应在前一层混凝土终凝后进行。混凝土终凝到下一循环爆破作业间隔不得小于3h。
⑤锚杆:中空注浆系统锚杆在衬喷后施作,锁脚中空注浆锚杆可在初喷前施作,孔径符合设计要求,施作深度应大于锚杆长度10cm,长度不得小于设计长度的95%;应有锚头、垫板、螺母、止浆塞等配件;应保证中空通畅,并留有专门排气孔;注浆过程中,注浆压力应保持在0.3MPa左右,待排气孔出浆后,方可停止灌浆;拎紧螺母,让垫板与喷射混凝土紧密接触。浆液按设计的水灰比施工,应随机作稠度试验。
⑥钢筋网的安装位置应符合设计要求,并与锚杆或其它连接件固定装置连结牢固,搭结长度1～2个网孔,保护层厚度不得小于3cm。
⑦钢架应分节制作,冷弯成型,在初喷不小于厚度5cm后安装。安装时,尽量贴近围岩或初喷面,有间隙时用楔块楔紧;不得侵入二衬断面,底部不得有虚渣,每一榀检查,与初喷混凝土层间的间隙应采用喷射混凝土喷填密实。临空面保护层厚度不得小于2cm。
⑧仰拱混凝土应分段连续浇筑一次成型,不留纵向施工缝。
⑨隧道超挖回填必须符合设计要求,墙脚以上1m范围内和整个拱部的超挖部分应采用同级混凝土回填。
5．6监控量测
5．6．1洞口浅埋段,设置4～6个观测断面,在隧道中心每2～3m布置一个测点。
5．6．2 用水平仪、水平尺监测,监测频率:
开挖面前＞30m,1次/2天;开挖面前后＜30m,2次/1天;开挖面后30～80m,1次/2天;开挖面厚＞80m,1次/7天
5．6．3 施工前应作好准备工作,设置测点,引入高程控制点,配置必要的人员及仪器。在位移较大的地段布置密一点。地表量测与地下洞室各项监测应同步进行,以利于资料的相关分析。

浅埋段监控点布置图

5．6．4 洞内监控点布置
5．6．4.1在施工初期阶段,或地质较差时,或位移下沉量及速度较大时,应适当增加量测断面及频率
5．6．4.2测点设置应可靠,并应妥善保护,测量仪器属于前应应该标定。

5．6．4.3各量测项目应尽可能布置在同一断面,测量点应尽可能选择具有代表性的地方,以便测量数据的分析及为以后的工作提供经验。
洞内监控点布置图

5.7辅助措施
Ⅰ 供风
采用6台20m3/min电动空压机,可供风量为120m3/min,4台12m3/min内燃空压机备用,可供风量为48m3/min
Ⅱ 供水
出口左幅新建一座200m3高压水池,由高扬程水泵供水,保证施工用水。
Ⅲ 供电
在出口安设1000K.VA的变压器,4台200KW发电机组,保证施工供电。
Ⅳ 施工通风
采用自然通风。
Ⅴ 施工排水
隧道出口高于进口高程,采用机械排水。
6 保证质量、安全的技术组织措施
6.1 该段采用新奥法施工技术,在施工过程中严格按照新奥法施工指南,复合式衬砌施工指南及隧道施工技术规范要求组织施工。开工前举办以新奥法为主要内容的技术培训班,使施工人员掌握新奥法的原理和技术,确保施工中正确实施。
6.2该段隧道施工的重点是防止坍踏,要采取强有力的措施,保证初期支护的施工质量,控制围岩变形,对浅埋软弱地段采取超前长管棚和小导管预注浆等辅助施工措施加固。隧道开挖严格按人工配合机械施工,如须爆破,采用预裂爆破,防止超欠挖。
6.3开挖后对围岩变化应勤测勤量,做好监控量测和数据处理工作,及时提供变形参数,为变更设计和二次衬砌把握好时机,同时要随时掌握各部位受力情况,以制订相应安全技术措施
6.4各级技术部门应按有关文件规定认真审核设计文件,把好图纸关和测量关,组织有关施工负责人吃透设计图纸意图,掌握施工标准,熟悉工艺和要求。严格技术交底制度和技术复核制度,健全技术岗位责任制,把各项技术工作落到实处。
6.5建立健全质量保证体系,推行全面质量管理,开工前制订创优规划,确保工程全段创优。
6.6制订安全措施,组织职工学习安全技术,加强安全教育,提高职工安全意识,树立安全第一的思想。
6.7爆破器材应统一管理,严格发放制度
6.8应高度重视洞内通风、排烟,风管架设,检查修补须专人负责。
6.9始终坚持”安全第一、预防为主”的安全方针。洞内运输应控制行车速度,加强观望,保证运输安全。洞口、便道外侧必须设置挡车器和安全网,护栏,并制订防止溜、滑及落物措施,对易危及安全的陡坡和各种信号设备等须经常派人检查、维修、保养。施工中严禁超载运输,以保证经过洞口和便道行车安全。