资源描述
xx1、2号隧道施工组织设计
一、 编制依据原则:
1、 国家有关法律法规,以及国家和铁道部有关规程、规范和验标等;
《新建客货共线铁路设计暂行规定》(铁建设[2003]76号);
《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》(铁建设函[2003]439号);
《新建时速200公里客货共线铁路工程施工质量验收暂行标准》(铁建设[2004] 8号);
《新建客货共线铁路工程施工补充规定(暂行)》(铁建设[2004]8)
2、 铁道第四勘察设计院新建铁路xxxx线xx至xx段施工图设计及相关资料;
3、 投标书及相关承诺;
4、 长江三角洲城际铁路公司筹备组编制的《指导性施工组织设计》;
5、 招标文件指定的现行国家、铁道部及江苏省颁发的施工规范、验收标准、操作规程等及现场调查情况。
二、 工程概况:
1、 技术标准:
1. 铁路等级:I级
2. 正线数目:双线
3. 限制坡度:6‰
4. 旅客列车设计行车速度:200km/h;正线线间距(4. 6m)、限界、桥涵、隧道结构物预留提速250km/h条件;货车设计速度不超过120km/h。
5. 最小曲线半径:4500m
6. 牵引种类:电力
7. 机车类型:动车组
8. 牵引质量:4000t
9. 到发线有效长度:850m,预留1050m
10. 闭塞类型:自动闭塞
11. 建筑限界:满足开行双层集装箱列车条件
2、 地形、地貌、地质、气候、水文等自然特征,工程特点
1. 地形
低丘,植被发育,多为树木,自然坡度一般为25-40度。
2. 工程地质、水文地质
表层el+dlQ粉质粘土,褐黄色,硬塑,厚0~1.0m,σ0=180kpa。基岩较多出露,以Z3d2结晶灰岩为主,青灰色,深灰色,节理裂隙发育,有方解石脉穿插,岩性坚硬,弱风化,局部夹灰黄色细砂质泥岩,强风化,310- 325°∠20- 500°;局部为Z3d1千枚岩,炭质页岩夹煤层、炭质灰岩和Z2S含砾千枚岩、千枚岩,灰绿色,灰黄色,强风化~弱风化,地下水为基岩裂隙水,水位埋深5~9M,为地下水贫乏区。
(1)xx一号隧道地质情况
进口端DK1177+337~DK1177+370第四系坡残积粉质粘土夹碎石,下伏震旦系陡山沱组泥质灰岩,结晶灰岩夹粉砂质泥岩,强风化~弱风化,岩质较软;表面散落较多采石弃碴,地下水不发育,下部基岩弹性波速度Vp=2461m/s。
出口端DK1177+680~DK1177+707第四系坡残积粉质粘土夹碎石,下伏震旦系陡山沱组泥质灰岩,结晶灰岩夹粉砂质泥岩,强风化~弱风化;地下水不发育,下部基岩弹性波速度Vp=4154~4439m/s。
中间段DK1177+370~DK1177+680震旦系陡山沱组结晶灰岩,局部夹粉砂质泥岩,中厚层~巨厚层,有方解石脉穿插,节理不发育,岩石较完整,坚硬;岩溶不发育,见溶孔、小溶孔、石幔等溶蚀现象。临近采石场发育一落水洞,洞径0.7~1.1米,近直立,走向305度,与线路走向平行,岩层富水性差,水量贫乏。强风化~弱风化;地下水不发育,下部基岩弹性波速度Vp=4154~4439m/s。
(2)xx二号隧道地质情况
进口端DK1177+815~DK1177+900第四系坡残积粉质粘土夹碎石,下伏震旦系陡山沱组上段结晶灰岩,洞室顶部为强风化,岩体较破碎,节理发育,洞身及以下弱风化,岩体较完整,坚硬;下部基岩弹性波速度Vp=4259~4318m/s。
出口段DK1179+430~DK1179+450煤层夹炭质页岩、炭质灰岩,煤层较密实,岩质软,中等富水。Vp=2162m/s。出口端洞外为第四系坡残积粉质粘土夹碎石,下伏震旦系苏家湾组含砾千枚岩,强风化~弱风化。倒转背斜核部,岩层陡倾。下部基岩弹性波速度Vp=3258m/s。
中间段DK1177+860~DK1178+950为Z3d1震旦系上统陡山沱组下段结晶灰岩,局部夹细砂质泥岩,中厚层~巨厚层,岩石坚硬,较完整;有方解石脉穿插,节理不发育,岩溶不发育,见溶孔、小溶孔、垂直向溶蚀裂隙等现象。临近采石场及公路边各发育一落水洞,洞径1.0米左右。岩层富水性差,水量贫乏。弹性波速度Vp=4005~4753m/s。
中间段DK1178+950~DK1179+430为Z3d1震旦系陡山沱组下段薄层千枚岩、局部薄层夹白云质泥质灰岩,节理发育,岩质软。倒转背斜北西翼,岩层倾角变化较大。岩层富水性差,水量贫乏。基岩弹性波速度Vp=2967~3413m/s。
3. 地震烈度
隧道所在地区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周
期为0.35s。
4. 气象特征
本隧道所经地区属江淮之间的亚热带季风气候区,比较突出的特征是六月为江淮流域的梅雨季节,在此期间雨量集中,降水强度大,往往因雨量过于集中,造成洪涝灾害。由于冬夏季风交替,影响木地区气候变化。本段多年平均气温14.6℃~15.7℃,最冷月一月,平均气温1.60℃~1.9℃,最热月七、八月,平均气温27.5℃~28.5℃,极端最低气温-16.6℃~-23℃,极端最高气温41℃~42℃。年平均降水量为1100mm,年最大降水量为1621mm。本段全年降水量以五月至八月最多,可占全年的50%以上。汛期多西南风,冬季多西北风,最大风速可达18m/s左右。
5. 工程特点
xx一号隧道、xx二号隧道位于xx至xx铁路xx至xx段,隧道中心里程分别为DK1177+522和DK1178+632.5,为双线铁路隧道,线间距4.6米;xx二号隧道出口段自DK1179+419.75起从右线引入支线,DK1179+320~DK1179+450为三线喇叭口,隧道采用台阶过渡方式;DK1179+425~DK1179+435线间距为5.5米,DK1179+435~DK1179+450线间距为5.9米。
(1)xx一号隧道(进口里程DK1177+337,出口里程DK1177+707)全长370米,位于曲线(左线半径为4500米,右线半径为4495.4米)上,隧道设计纵坡坡度由进口向出口呈4.6‰上坡,进口端DK1177+337~DK1177+370、出口端DK1177+680~DK1177+707为Ⅴ级围岩,DK1177+370~DK1177+680为Ⅱ围岩。隧道设计为圆弧拱曲墙断面,最大净高11.45m,净跨12.40m,最大埋深78m,进出口均为斜切式洞门。
(2)xx二号隧道(进口里程DK1177+815,出口里程DK1179+450)全长1635米,进口段位于曲线(左线半径为4500米,右线半径为4495.4米)上,隧道设计纵坡坡度由进口向出口呈4.6‰上坡和4.7‰下坡,变坡点里程为DK1179+000,进口端DK1177+815~DK1177+860、中间段DK1178+950~DK1179+430为Ⅳ围岩,出口段DK1179+430~DK1179+450为Ⅴ级围岩,中间段DK1177+860~DK1178+950为Ⅱ级围岩。隧道设计为圆弧拱曲墙断面,最大净高11.45m,净跨12.40m,最大埋深218m,进口为斜切式洞门,出口为端墙式洞门。
三、 工程范围及工程量;
四、 本段xx一号隧道起讫里程DK1177+337~+707,长370m,为双线隧道;xx二号隧道起讫里程DK1177+815~DK1179+450,长1635m,隧道大部分地段为双线,出口部分为三线。主要工程数量见表3-1。
五、 施工队伍的部署,施工任务的划分、总体安排部署及施工次序;
1、 施工队伍部署与任务划分
根据隧道的地形地质情况,以及工期要求,安排三个作业分队。
各分队任务划分如下:
一分队:xx一号隧道;进口DK1177+337~DK1177+707出口;
二分队:xx二号隧道进口DK1177+815~DK1178+990;
三分队:xx二号隧道DK1178+990~DK1179+450出口。
隧道作业队各作业分队、作业组施工任务安排见表4-1。
主要工程数量表 表3-1
项目名称
单
位
xx一号隧道
xx二号隧道
洞口土石方
m3
6175
7286
洞门混凝土
m3
1126
446
洞门钢筋
t
49
18.6
洞内开挖
m3
45961
211946
洞内模筑混凝土及铺底填充
m3
5783
31365
喷混凝土
m3
1215
8791
洞身钢筋
t
58.8
530.9
型钢钢架
t
139.6
467
超前长管棚
t
43
26.8
超前小导管
m
—
40631
注浆量
m3
41.6
521.85
锚杆
延米
15522
134808
水沟电缆槽及盖板混凝土
m3
893
4201
沟槽钢筋
t
11.6
55.5
拱顶回填注浆
m3
170
浆砌片石
m3
106.4
338
岩溶处理M5浆砌片石
m3
—
1248
岩溶处理C15回填混凝土
m3
—
1040
隧道作业队施工安排一览表 表4-1
作业分队名称
作业组名称
任 务 范 围
第一
隧道
作业
分队
开挖支护作业1组
承担xx一号隧道开挖与初期支护
衬砌作业1组
承担xx一号隧道衬砌、铺底作业
钢构件加工1组
承担xx一号隧道初期支护中钢筋网、锚杆、小导管、钢管棚加工制作和模筑衬砌中钢筋弯制、绑扎等
风水电作业1组
负责xx一号隧道供风、供水、供电、通风、排水等设备及管道系统的安装、维修、管理和作业区的机具加工等工作
运输1组
负责xx一号隧道出碴、材料及机具设备运输、混凝土运输等。
第二
隧道
作业
分队
开挖支护作业2组
承担xx二号隧道进口段开挖与初期支护
衬砌作业2组
承担xx二号隧道进口段衬砌、铺底作业
钢构件加工2组
承担xx二号隧道进口段初期支护中钢筋网、锚杆、小导管、钢管棚加工制作和模筑衬砌中钢筋弯制、绑扎等
风水电作业2组
负责xx二号隧道进口段供风、供水、供电、通风、排水等设备及管道系统的安装、维修、管理和作业区的机具加工等工作
运输2组
负责xx二号隧道进口段出碴、材料及机具设备运输、混凝土运输等。
第三
隧道
作业
分队
开挖支护作业3组
承担xx二号隧道出口段开挖与初期支护
衬砌作业3组
承担xx二号隧道出口段衬砌、铺底作业
钢构件加工3组
承担xx二号隧道出口段初期支护中钢筋网、锚杆、小导管、钢管棚加工制作和模筑衬砌中钢筋弯制、绑扎等
风水电作业3组
负责xx二号隧道出口段供风、供水、供电、通风、排水等设备及管道系统的安装、维修、管理和作业区的机具加工等工作
运输3组
负责xx二号隧道出口段出碴、材料及机具设备运输、混凝土运输等。
隧道作业队中每个隧道作业组劳力配备见表4-2。
(每个)隧道作业组劳力配备表
表4-2
项 目
名 称
人数(人)
职 责
开挖、
支护
钻孔
42
负责打眼工作
爆破
18
负责制作起爆药卷、运送炸药、装药、联线、起爆
装碴
6
负责装碴
扒碴(洞内)
6
负责洞内扒碴
支护
21
负责超前支护、初期支护、注浆堵水加固地层等
修理工
6
一般维修工作
电工
3
负责设备供电
开挖支护作业组
96
衬砌
拌合站
2
操作拌合站
装料工
3
砂石料及外加剂上料
砼泵司机和辅助工
3
操作砼输送泵及装拆管
防水板工
6
安设防水板铺设盲沟
台车司机和辅助工
7
台车的移动、定位
砼震捣工
2
捣固砼
模板工
2
避车洞模板架立及台车端头模板的安装
电工
1
负责设备供电
修理工
1
负责设备维修
电焊工
1
负责焊接作业
衬砌作业组
28
钢构件加工
钢筋工
16
钢筋制作和绑扎
钢构件加工
6
锚杆、小导管、钢花管、其它钢件等加工制作
钢筋加工作业组
22
风水电
及设备
保障
风、水、电
15
高压风、水、电的供给管理,高压风、水管的安装
通风排烟等
12
通风机、风管、排水、管路安装维修
修理工
9
作业区的主要维修工作
机加工
12
作业区的所有机加工工作
电焊工
3
焊接作业
风水电作业组
51
出碴、材料、砼运输
自卸车司机
5
出碴
砼搅拌运输车司机
2
砼运输
货车司机
1
材料、机具运输
工地调度兼小组长
1
负责工地运输车辆(包括水泥、砂石料运输车辆)的指挥、调度
运输组
9
2、 主要机械设备
本标段隧道工程主要机械设备配备见表4-3。
隧道施工主要机械配备表
表4-3
工序
名称
设备名称
机械型号
数量(台)
备注
xx一号隧道进口
xx二号隧道进口
xx二号隧道出口
钻孔
凿岩机
7655
16
16
16
多功能台架
自制
1
1
1
装、运碴
耙斗装岩机
P60B(A)
1
1
1
侧卸装载机
ZL50B
1
1
1
自卸汽车
红岩CQ3191T
4
5
3
自卸汽车
LZ3110M
3
3
5
衬砌
混凝土搅拌站
HZS60
1
备用一台
混凝土运输车
JSC30-Ⅰ
1
2
2
混凝土运输车
HDJ5340GJBVO
1
混凝土输送泵
HBT60
1
1
1
液压衬砌台车
9m
1
1
1
施工
通风
轴流通风机
SDF(B)-4-NO9.6
1
2
1
电力、电器
变压器
500KVA
1
1
1
柴油发电机
120kw
1
1
1
电动空压机
3L-20/8
2
3
3
空压机
W-10/7
1
1
1
锚、支护
潜孔钻机
KQJG165
1
1
1
风动凿岩机
7655
4
4
4
湿喷机
TK-961
1
1
1
注浆机
UB3
1
1
1
高压双液注浆泵
康达CGD70
1
1
1
强制式拌合机
JS500
1
1
1
其它
液压锻钎机
PYZ-20
1
1
1
离心泵
IS65-40-25
1
1
4
潜水泵
QX30福建
1
1
4
地质雷达
SIR-Ⅱ
共用1台
电焊机
BX3-300
1
1
1
钢筋弯曲机
GW-40
1
1
1
钢筋切断机
GQ-40
1
1
1
钢筋调直机
GJT 4-14
1
1
1
载重汽车
EQ1090
1
1
1
工字钢冷弯机
1
1
1
3、 总体安排
xx一号隧道采用单口掘进施工,从出口向进口掘进。xx二号隧道采用双口对向掘进。隧道视围岩级别分别采用双侧壁导坑法、CRD法、CD法、三台阶临时仰拱法、台阶法、全断面法开挖;衬砌采用液压衬砌台车全断面衬砌,xx二号隧道出口端三线喇叭口采用简易衬砌台车衬砌;混凝土采用混凝土搅拌站集中拌制,混凝土搅拌运输车运输,混凝土输送泵泵送入模,机械振捣。xx一号隧道于2006年8月完成,xx二号隧道工程于2006年12月完成。
xx一号出口与二号进口相隔108米,根据地形、地质和工期,先开工xx二号隧道进口,掘进200米后再开一号隧道出口,以减少相互干扰。变压器、空压机、仓库根据满足两个洞口施工的需要进行配置。
六、 施工进度计划
1、 隧道掘进、支护作业循环时间
本标段隧道工程洞身围岩属Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ级围岩,分别采用了全断面法、台阶法、三台阶临时仰拱法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法和明挖法开挖,液压凿岩机组或风动凿岩机钻眼、人工装药爆破、机械出碴;根据地质条件和设计资料,隧道施工循环进尺和循环作业时间见表5-1~表5-5。
表5-1
序号
作业项目
作业时间(min)
全断面法
正台阶法
上台阶
下台阶
1
测量布眼
40
40
40
2
钻眼
140
120
120
3
装药放炮
60
50
50
4
通风排烟
30
30
30
5
清理危石
20
20
20
6
初喷砼
60
60
50
7
出碴
200
120
110
8
打锚杆挂网
50
60
60
9
临时仰拱
40
40
10
二次喷砼
120
80
70
每循环进尺(m)
3
2
2
每循环作业时间(min/h)
720
620
590
掘进速度
6.0米/天
2.4米/天
表5-2
序号
作业项目
作业时间(min)
三台阶临时仰拱法
超前支护
上台阶
中台阶
下台阶
一
超前锚杆
160
二
开挖及支护
1
测量布眼
40
40
40
2
钻眼
80
80
80
3
装药放炮
50
50
50
4
通风排烟
30
30
30
5
清理危石
20
20
20
6
初喷砼
50
50
40
7
出碴
90
90
70
8
打锚杆挂网
80
80
80
9
临时仰拱
60
60
二次喷砼
70
70
60
每循环进尺(m)
2
2
2
每循环作业时间(min/h)
160
572
572
472
掘进速度
1.6米/天
表5-3
序号
作业项目
作业时间
双侧壁导坑法
①④
②⑤
③⑥
⑦
⑧
⑨
一
测量布眼
30
30
30
30
30
二
弱爆破开挖
1
钻眼
40
40
40
50
40
30
2
装药放炮
20
30
30
30
30
30
3
通风排烟
20
20
30
30
30
30
4
清理危石
15
15
20
5
出碴
30
30
30
40
30
30
三
施作导坑周边的初期支护和临时支护
1
初喷砼
30
30
40
30
30
2
架立钢架及临时钢架,立锁脚钢管,安设横撑
30
30
30
50
30
30
四
钻设系统锚杆
40
40
40
五
复喷砼至设计厚度
30
30
30
30
20
每循环进尺(m)
1
1
2
1
2
2
每循环作业时间(min/h)
285
295
220
360
190
230
掘进安排
①②⑦④⑤⑦①②⑦④⑤⑦③⑥⑧⑨
掘进速度
0.62
米/天
表5-4
序号
作业项目
作业时间(min)
CD法
超前支护
①④
②⑤
③⑥
一
测量布眼
60
二
超前(小导管)预支护
120
三
弱爆破开挖
1
钻眼
60
60
60
2
装药放炮
40
40
40
3
通风排烟
30
30
30
4
清理危石
15
10
5
出碴
40
40
30
四
施作导坑周边的初期支护和临时支护
1
初喷4cm厚砼
30
30
2
架立钢架及临时钢架,立锁脚钢管,安设横撑
30
30
30
五
导坑底部喷10cm厚砼
10
/
/
六
施作临时仰拱
40
/
/
七
钻设系统锚杆
40
40
八
复喷砼至设计厚度
40
40
40
每循环进尺(m)
1
1
2
每循环作业时间(min/h)
180
375
320
230
掘进安排
超前支护、①②④⑤①②④⑤③⑥
掘进速度
0.90
米/天
表5-5
序号
作业项目
作业时间(min)
CRD法
超前支护
①③
②④
⑤⑦
Ⅵ、Ⅷ
一
测量布眼
60
60
60
60
二
超前(小导管)预支护
120
三
弱爆破开挖
1
钻眼
60
60
60
2
装药放炮
40
40
40
3
通风排烟
30
30
30
4
清理危石
15
10
5
出碴
40
30
30
四
施作导坑周边的初期支护和临时支护
1
初喷4cm厚砼
30
30
2
架立钢架及临时钢架,立锁脚钢管,安设横撑
30
30
30
七
钻设系统锚杆
40
40
八
复喷砼至设计厚度
40
40
40
每循环进尺(m)
1
1
3
3
每循环作业时间(min/h)
180
385
370
290
120
掘进安排
超前支护、①②③④①②③④⑦(①Ⅷ)②⑤(③Ⅵ)④
(①Ⅷ)、(③Ⅵ)为同步施工
掘进速度
0.82
米/天
2、 隧道施工进度计划安排
(1)xx一号隧道施工进度计划安排
施工准备及进洞洞口土石方及仰坡安排在2006年1月1日~2006年1月15日施工;
洞身开挖及初期支护(含超前预支护)安排在2006年1月16日~2006年6月8日施工;
防水层、二次衬砌安排在2006年3月1日~2006年8月15日施工;
沟槽安排在2006年6月1日~2006年8月30日施工。
(2)xx二号隧道进口段施工进度计划安排
施工准备及斜切式洞门洞口土石方及仰坡安排在2005年8月28日~2005年9月11日施工;
洞身开挖及初期支护(含超前预支护)安排在2005年9月12日~2006年10月23日施工;
防水层、二次衬砌安排在2005年10月15日~2006年11月30日施工;
沟槽安排在2006年6月1日~2006年12月28日施工。
(3)xx二号隧道出口段施工进度计划安排
二号隧道出口路堑开挖后,为隧道进洞创造条件。
施工准备及进洞洞口土石方及仰坡安排在2005年11月16日~2005年12月30日施工;
洞身开挖及初期支护(含超前预支护)安排在2005年12月1日~2006年10月29日施工;
防水层、二次衬砌安排在2006年3月1日~2006年12月22日施工;
沟槽安排在2006年10月1日~2006年12月30日施工。
七、 主要施工步骤和方法;
xx一号隧道采用单口单向掘进,即由隧道出口往进口方向开挖;xx二号隧道采用双口对向掘进,即由隧道进、出口往隧道中间开挖。两座隧道均采用新奥法施工。进、出口两端Ⅳ、Ⅴ级围岩根据地质条件、覆土厚度和断面大小选用明挖法、双侧壁导坑法、CRD法、CD法和三台阶临时仰拱法开挖,中间Ⅱ级围岩采用全断面开挖;复合式衬砌;初期支护采用锚(网)喷混凝土,Ⅳ、Ⅴ级围岩辅以超前锚杆、小导管注浆、长管棚预支护,HW175型钢或工字钢钢架加强。
隧道施工遵循的原则:疏排水,少扰动,管超前,短进尺,弱爆破,快喷锚,强支护,勤量测,紧衬砌。
根据各隧道的围岩条件,本合同段两座隧道的主要施工方法见表6-1。
1、 施工准备及进洞施工方法
隧道进洞施工前,先进行工地调查和控制测量,接着开挖洞口外侧路基土石方至洞口位置,施工隧道顶部仰坡、洞口两侧路基边坡及其挡护工程;此外,考虑到隧道施工场地布置情况,洞口外的桥梁墩台、涵管、下挡墙、道路改移等工程也应尽早完工。
待明洞及洞门边坡支护施工完毕,再向前掘进。
1. 施工准备
(1)施工调查
隧道开工前先深入工地做好调查研究,核对设计文件,组织专业测量人员进行精密控制测量。同时根据设计文件、工期要求、施工调查报告、施工队伍状况,编制实施性施工组织设计,搞好临时工程施工。
(2)测量工作
为保证隧道准确贯通,使其结构尺寸、空间位置、各部位的标高符合设计,采取以下措施:
组织精测组、专门负责隧道的控制测量和施工测量中的指导工作;
建立工作制度,明确工作范围;
建立严格的测量记录、计算、复核签署程序与制度,并且测量必须执行双检制、双签字制;
在进洞前对隧道中线和高程要进行精密测量,并在复测计算成果与设计核实无误后,向作业人员交底,用于完成洞口投点工作。
2. 洞口土石方工程及仰坡施工
隧道进洞前先施工洞口土石方工程。开挖时,采用挖掘机(遇有石方时采用钻孔爆破的方法开挖)按设计断面尺寸挖出洞门及明洞位置;并按设计尺寸要求进行边坡、仰坡放线,自上而下挖好仰坡,施工过程中加强对仰坡的观测,及时处理山坡危石,如洞口仰坡在开挖过程中有滑坡迹象,应按设计要求对仰坡和边坡采取防护和加固措施,不留后患。
洞口段及明洞段可视地质情况采取保留核心土的办法,
隧道施工方法简表
表6-1
隧道名称
xx一号隧道
xx二号隧道
隧道长度(m)
370
1635
进洞方式
单口掘进
双口对向掘进
开挖方法
Ⅴ级围岩(洞口18m):明挖法
Ⅴ级围岩(含Ⅴ、Ⅱ级围岩过渡段):CRD法;
Ⅱ级围岩(靠近Ⅴ级围岩20m):台阶法;
Ⅱ级围岩:全断面法;
Ⅴ级围岩浅埋段(出口段大断面、含Ⅴ、Ⅳ级围岩过渡段):双侧壁导坑法;
Ⅳ级围岩(进口段18m):明挖法;
Ⅳ级围岩:CD法、三台阶临时仰拱法
Ⅱ级围岩(靠近Ⅳ级围岩20m):台阶法;
Ⅱ级围岩:全断面法;
辅助施工和加强支护措施
Ⅴ级围岩:长管棚超前预支护、同时局部采用超前小导管补强,HW175型钢钢架加强;
Ⅴ级围岩浅埋段:长管棚超前预支护、采用工字钢钢架加强;
Ⅳ级围岩:超前小导管注浆预支护、超前锚杆预支护;
初期支护
锚(网)喷支护
锚(网)喷支护
衬砌形式
复合式衬砌
复合式衬砌
施工排水
顺坡采用自然排水
进口端:采用顺坡自然排水;
出口端:顺坡段采用自然排水,反坡段采用分级机械排水
通风方式
先自然通风,进洞超过150米时采用机械压入式通风
先自然通风,进洞超过150米时采用机械压入式通风
先将明洞和洞门衬砌好,再挖核心土石方。
洞口排水系统尽早完成,土质天沟随挖随砌,使水不冲刷坡面。
结合地层稳定程度、洞门施工季节和隧道施工方法,开挖洞口处土石方,并完成洞口挡护工程,如地质条件差,应采取临时措施保证边坡、仰坡稳定。
3. 洞口段施工
为确保施工顺利进行,在进行暗洞施工前,将对洞口衬砌外3米范围内的边仰坡进行锚(网)喷加固,拱部设双层超前锚杆,然后开挖进洞。
2、 掘进开挖方法
1. 开挖方法
(1)xx一号隧道
DK1177+337~DK1177+355、DK1177+689~DK1177+707 Ⅴ级围岩(洞口各18m)采用明挖法施工,即先开挖地表土石层,然后在开挖的基坑中修筑衬砌,最后进行回填。
DK1177+355~DK1177+375、DK1177+675~DK1177+689 Ⅴ级围岩(含Ⅴ、Ⅱ级围岩过渡段)(共计34米)采用CRD法(交叉中隔壁法)施工,即在软弱围岩大跨隧道中,先开挖隧道一侧的一或二部分,施作部分中隔壁墙,再开挖隧道另一侧的一或二部分,然后再开挖最先施工一侧的最后部分,并延长中隔壁墙,最后开挖剩余部分。Ⅴ级围岩CRD法施工工序见图6-1。
DK1177+375~DK1177+395、DK1177+655~DK1177+675 Ⅱ级围岩(共计40m)采用台阶法施工,即先开挖上半断面,开挖至一定距离后再同时开挖下半断面。
DK1177+395~DK1177+655 Ⅱ级围岩(计260m)采用全断面法开挖,即采用全断面一次开挖成形。
(2)xx二号隧道
DK1179+425~DK1179+450 Ⅴ级围岩(计25m)浅埋段(出口段大断面、含Ⅴ、Ⅳ级围岩过渡段)采用双侧壁导坑法开挖,即先开挖隧道两侧的导坑,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的施工方法。Ⅴ级围岩双侧壁导坑法施工工序见图6-2。
DK1177+815~DK1177+833 Ⅳ级围岩(进口段18m)采用明挖法开挖;
DK1177+833~DK1177+865、DK1179+320~DK1179+425 Ⅳ级围岩(共计137m)采用CD法(中隔壁法)开挖,即在软弱围岩大跨隧道中,先开挖隧道的一侧,并施作中隔壁墙,然后再分步开挖隧道的另一侧的施工方法。Ⅳ级围岩CD法施工工序见图6-3。
DK1178+945~DK1179+320 Ⅳ级围岩(计375m)采用三台阶临时仰拱法开挖;
DK1177+865~DK1177+885、DK1178+925~DK1178+945 Ⅱ级围岩(计40m)(靠近Ⅳ级围岩20m)采用台阶法开挖;
DK1177+885~DK1178+945 Ⅱ级围岩(计1060m)采用全断面法开挖。
2. 钻眼爆破
隧道采用钻爆法开挖作业,对硬岩采用光面爆破技术,对软岩采用预裂爆破技术,使开挖轮廓线符合设计要求,减少对围岩的扰动破坏。钻眼采用自制“多功能台架”配液压凿岩机组或多台凿岩机进行钻眼作业,人工装药爆破。
3. 钻爆设计
隧道开挖施工中根据爆破设计,结合现场地质情况进行爆破试验并不断修正设计参数,以达到最佳爆破效果。
(1)光面爆破和预裂爆破法
硬岩采用光面爆破,软岩采用预裂爆破,分部开挖时可采用预留光面层光面爆破。当采用全断面开挖或台阶开挖时,采用分段装药,导爆索起爆周边眼,不得采用火花起爆。开挖断面一次起爆时,如果毫秒雷管的间隔时间小,周边眼的雷管应与内圈炮眼的雷管跳段起爆,二段炮眼之间起爆时差可以取50~100ms。
A.光面爆破法
光面爆破的技术要求:
a.根据围岩特点合理选择周边眼间距和周边眼的最小抵抗线。通常取E/V=0.8为宜,即V=50cm~90cm左右。
Ⅴ级围岩CRD法施工工序见图6-1
Ⅴ级围岩双侧壁导坑法施工工序见图6-2。
Ⅳ级围岩CD法施工工序见图6-3。
b.严格控制周边眼的装药量,应使药量沿炮眼全长合理分布,并合理选择炸药品种和装药结构。周边眼宜采用小直径药卷和低爆速炸药,可借助导爆索以实现空气间隔装药;即用于光面爆破的炸药,与Ⅴ级
主体爆破的炸药相比,应选择爆速较低,猛度较低,爆力较大,传爆性良好的炸药,而底板眼则宜选用高爆力的炸药,可以克服上覆石渣的压制和起到翻渣作用。周边炮眼的装药量与装药密度要减少,并使炸药均匀地分布在整个炮眼内,周边眼装药量应具有破岩所需的应力能量,又不致造成对围岩的严重破坏,施工中应根据炮眼孔距E、光面层厚度(即最小抵抗线)V、石质及炸药种类等因素综合考虑选择和调整。一般单位炮眼长度装药量控制在O.04kg/m~O.4kg/m,称为线装药密度。
周边眼采用小直径药卷连续或间隔装药的装药结构,炮眼、药卷直径不偶合系数控制在1.25~2.0之间,但药卷直径不小于炸药的临界直径,以保证稳定传爆,必要时采用导爆索传爆(孔内串联)。
c.采用周边眼同时起爆。采用毫秒雷管微差顺序起爆,使周边爆破时产生临空面,同段的周边眼雷管起爆时差应尽可能小;一般使用导爆索或高精度系列迟发电雷管起爆效果最好。对石质稍差的岩石,宜采用毫秒迟发电雷管起爆周边炮眼,它既具有同时起爆的爆破威力,又可以减少对轮廓线以外围岩的扰动。
光面爆破的分区起爆顺序是:掏槽眼——辅助眼——周边眼——底板眼。辅助眼由里向外逐层起爆,使辅助眼爆破后尽量接近开挖轮廓形状,使光面爆破层厚度尽可能一致;并应注意不要使爆炸落下的石渣堵死周边眼的临空面。
d.各光面爆破参数如周边眼间距E、最小抵抗线V、相对距E/V和装药集中度q等,可按表6-2选用。
光面爆破参数 表6-2
岩石种类
周边眼间距
E(cm)
周边眼抵抗线
V(cm)
相对距
E/V
装药集中度 q(kg/m)
极硬岩
55~70
60~80
O.7~1.O
O.30~O.35
硬岩
45~65
60~80
O.7~1.0
0.20~0.30
软质岩
30~50
45~60
O.5~O.8
0.07~0.12
B.预裂爆破法
为了有效地减少了对围岩的扰动,稳定性较差的软岩或破碎岩层采用预裂爆破。预裂爆破法的分区起爆顺序为:周边眼——掏槽眼——辅助眼——底板眼。
预裂爆破的周边眼间距E值、预留内圈岩层厚度和装药量及最小抵抗线V值一般均比光面爆破法小1/4~1/2;周边眼数量和钻眼工作量相应增加。
预裂爆破参数见表6-3。
(2)炮眼布置
A.掏槽眼的布置方法
合理布置掏槽眼应掌握好炮眼的三度:深度、密度和斜度,并通过计确定用药量及放炮顺序等。
为保证掏槽炮能有效地将石渣抛出糟口,掏槽眼比设计掘进进尺
预裂爆破参数
表6-3
岩石类别
周边眼间距
E(cm)
至内排崩落眼间距(cm)
装药集中度q(kg/m)
极硬岩
40~50
40
O.30~O.40
硬岩
40~45
40
0.20~0.25
软质岩
35~40
35
0.07~0.12
加深l0cm~20cm,并采用反方向连续装药和用双雷管起爆;
槽口尺寸常在1.0m2~2.5m2之间,要与循环进尺、断面大小和掏槽方式相协调。掏槽眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm;
掏槽方式分为斜眼掏槽和直眼掏槽,中硬和坚硬岩深眼爆破时采用直眼掏槽,软岩浅眼爆破时也可采用斜眼掏槽。
直眼掏槽中采用大直径空眼作为装药掏槽提供临空面,在中硬和坚硬岩层中,当循环进尺为3.5m左右时,采用双空孔形式;当循环进尺为3.5m~5.5m的深孔掏槽,采用三空孔形式;当循环进尺为3m以下的浅眼掏槽,则采用单空孔形式。为了保证掏槽炮眼爆炸后岩碴有足够的膨胀空间,一般要求空眼体积为掏槽槽口体积的10%~20%为宜。
B.辅助眼布置方法
辅助眼的布置主要是指炮眼间距E值和最小抵抗线V值的确定,并采用孔底连续装药。辅助眼由里向外逐层布置,逐层起爆,逐步接近开挖断面轮廓形状。辅助眼间距E值为:软石l00cm~120cm;中硬石为80cm~100cm;坚硬石为60cm~80cm;特硬石为50cm~60cm。最小抵抗线古(0.6~0.8)E。
C.周边眼的布置方法
周边眼沿着设计轮廓线均匀布置,其炮眼间距和最小抵抗
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