地道锚碇拉拔试验的施工组织.docx

隧道锚碇拉拔试验模型的施工方案一、工程概述及特点
根据模型试验相似的原则，模型试验点布置位置在桩号YK100+185，路线右侧60米的山坡上，标高与本桥锚碇处在同一高程。试验模型是按隧道锚碇尺寸的1/12进行设计的。
拉拔试验模型由模型锚碇、反力支撑系统及安装多点位移计的钻孔组成。
拉拔试验锚碇模型采用与实体锚体相同强度等级的混凝土（C30以上），为了避免混凝土收缩缝的影响，材料采用微膨胀混凝土。拉拔试验用的钢绞线采用强度为1860Mpa的φ15.24㎜的钢绞线。每个锚碇模型埋设4束（每束由16根φ15.24㎜的钢绞线组成）锚索。
拉拔试验工程的特点有：①进洞前洞帘的石方开挖量大；②锚碇模型的开挖断面小，模型洞最小断面为0.82×0.91m，最大断面为1.16×1.16m；③拉拔试验的反力梁比较大，承受着2000吨的拉力；④多点位移计安装比较繁琐，安装点数也比较多；⑤张拉用的锚索在反力梁上布置相对比较集中；⑥施工场地在9号便道的上方，为了保证9号便道过往车辆、人员的安全，需设置2～3道挡土墙；⑦加载试验期长，具备加载条件之日起约4个月，甚至于锚洞竣工；⑧配套件多而繁杂。
二、施工方案
隧道模型拉拔试验的施工的工作内容为：防护工程、模型试验洞的开挖、多点位移孔计的安装施工、模型洞内砼的浇注、拉拔模型反力梁的施工、施工加荷载等。其他具体的试验步骤详见长江科学院岩基所下发的试验大纲与细则（待发）。
1、防护工程的施工方案
防护工程主要是为了保证9号便道过往车辆及人员的施工安全，防护工程主要设有临时挡土墙、浆砌片石挡土墙、干砌片石挡土墙及临时护栏。防护工程的布置示意图如图1所示。
临时护栏用φ32㎜的钢筋为支撑主干，用木条作为横杆，垫上树枝作为缓冲物，临时护栏作用是为了减少飞石及缓冲大块石头下滚速度，避免拉拔试验模型施工对9号便道上过往车辆、人员的安全产生威胁。
浆砌片石挡土墙是根据洞帘的开挖量来确定是否施工，如果洞帘的开挖方量大，就要进行挡土墙的施工，作为洞帘弃渣的主要场地。
干砌片石挡土墙是以洞帘开挖下来的石头为源材料砌筑，以使试验模型前方形成一个宽阔的操作空间，并临时堆积爆破石方，然后再通过这个干砌挡土墙这个空间往下弃渣。
临时挡土墙主要利用树木通过铁丝及树干、树枝做成的临时挡土墙。主要作用防止滚石落入9号便道，同时在临时挡土墙处形成弃渣场。

2、模型洞开挖的施工方案
由于我部从2004年8月6日开始进场施工模型洞，到2004年9月8日左右，已经从坡面向内开挖了11米还没有找到完整的洞帘，没办法进行模型洞的开挖。而继续按照整个边坡开挖来寻找洞帘的施工方法，土石方开挖的工程量大，因此，我部决定采用先开挖一个3.22×2.0米的大洞，在进尺若干米后，找到完整的岩面，确定模型洞的进洞洞帘，采此方案的好处是减少土石方的开挖量。此开挖方案的示意图见图2，在图中X表示大洞的进尺，即从坡面至模型洞洞帘的距离。在进入大洞寻找模型洞的洞帘之前，在大洞的周围12.0米的范围内修整成一个平面，便于反力梁的施工及试验阶段有一个良好的操作空间。
本试验模型的最小开挖断面为0.86×0.91m，最大断面为1.16×1.16m。从断面尺寸的数据上来看，开挖尺寸较小，在洞内人只能猫着腰干活，同时每个洞内只能容纳一个人进行施工，并且工作时间不能超过半个小时就要进行换班。

图3 大洞爆破孔眼布置示意图
⑴洞帘的开挖：洞帘的开挖包括边坡洞帘的开挖及大洞的开挖。
●边坡洞帘开挖采用松动爆破技术进行施工。为了保证9号便道的施工安全，只能采用小爆破进行施工。爆破的技术参数如下：
钻孔孔径：选用40mm。
爆破器材：选用2#岩石销铵炸药，非电毫秒雷管；药卷直径φ32，遇水采用乳胶炸药。
装药不偶合系数：D=1.25。
边坡爆破孔的孔间距： 44cm。
两排爆破孔的排间距：55cm。
边坡爆破孔装药集中度：q=0.30kg/m。
炸药单耗：0.4kg/m3。
在爆破施工之前，一定要安装好临时栏杆，并且要垫上一些树技作为缓冲物，对阻挡飞石有一定的效果，同时可以减小滚石的速度，得以有效保障9号便道的施工安全。
爆破后的石方可以用来砌筑挡土墙，多余的石方弃到临时挡土墙处。
●大洞的开挖
由于模型锚碇处为层状灰岩，并且每层灰岩中都夹有粘土。鉴于地质条件的原因，大洞的开挖采用预裂爆破技术进行施工，一个循环进尺为1.0米。其爆破顺序为：周边眼——掏槽眼——辅助眼；爆破孔眼布置见图3所示；爆破的技术参数如下：

钻孔孔径：选用40mm。
爆破器材：选用2#岩石销铵炸药，非电毫秒雷管；药卷直径φ32，遇水采用乳胶炸药。
装药不偶合系数：D=1.25。
周边眼的眼间距： ≤45cm。
辅助眼的眼间距： ≤76cm。
两排爆破孔的排间距：55cm。
掏槽眼：眼距60cm，孔深1.2m（为开挖进尺的1.1～1.3）。
空眼：由3个φ4 cm的孔眼组成。
边坡爆破孔装药集中度：q=0.30kg/m。
炸药单耗：0.4kg/m3。
⑵模型洞开挖施工：进洞施工的前提是必须找到一个4×4米的完整岩面才能进洞，完整岩面的岩性要经过长江科学院岩基所确认合格之后才能进洞施工。
图4 模型洞爆破孔示意图
在洞内的开挖方式主要是以人工开挖为主，爆破施工为辅的开挖方式，人工开挖主要采用C10风镐及钢钎进行施工。爆破施工主要采用孔眼密集型的爆破法进行施工，钻眼深度根据开挖进尺来确定（一般为1.5米左右），在距开挖轮廓线5.0㎝的位置布置周边眼；爆破后，用人工清理堆积土石方及用风镐、钢钎开挖周边部位达到设计尺寸后才能进行下一步的施工。洞内的爆破示意图如图4所示。
洞内开挖的爆破参数如下：
钻孔孔径：选用40mm。
爆破器材：选用2#岩石销铵炸药，非电毫秒雷管；遇水采用乳胶炸药。
装药不偶合系数：D=1.0；
周边眼的眼间距： ≤16cm；
周边眼装药长度：不装药；
掏槽眼：眼距30cm，孔深1.7m（为开挖进尺的1.1～1.3）。
空眼：由3个φ4 cm的孔眼组成；
掏槽眼装药长度：0.6×1.7＝1.02m。
3、多点位移计钻孔的施工方案
整个锚碇模型试验总共有9个模型试验钻孔，其中K1、K2为垂直多点位移计钻孔，钻孔深度分别为11米和14米；K3～K9为倾斜式多点位移计钻孔，钻孔深度均为10米；K1～K9的孔径均为75mm。整个钻孔长度共计95米。
K1、K2为垂直多点位移计钻孔在进洞的位置确定后施工出钻孔平台的位置，。为了方便钻机、钻杆及芯样的搬运，在钻孔平台的位置修筑人行便道通往洞帘前方的工作平台。
K3～K9多点位移钻孔的施工必须在进洞的位置确定之后才能施工，并且在施工之前要求洞帘处的多点位移计钻孔范围必须进行整平，要求洞帘的平整度为±15cm。钻机的工作平台用钢管式脚手架进行搭设。
4、模型洞内砼的施工方案
模型洞开挖完成之后，对模型锚碇整个断面尺寸进行检查，断面尺寸最大容许误差为±5cm。模型锚碇施工完毕并经检查合格后，对锚碇进行多次清洗，并且经过超声波对地质进行探测，在地质评述得出合格的结果后，我部即着手进行混凝土浇注的准备工作。模型洞内砼的施工步骤如下：
①工作的准备：模型试验洞开挖完成之后，先进场一批φ8钢筋19.0Kg，φ6钢筋11.8Kg。强度为1860Mpaφ15.24mm的钢铰线1700.0Kg。C30砼10m3，即需R32.5普通硅酸盐水泥4.0吨， 0.5～31.5mm的碎石10m3，黄沙4.065 m3；。
②砼施工准备工作：对混凝土配合比进行设计、试配，配置小型拌和机一台。
③将钢铰线的锚固板用铁丝固定在角钢上，然后再将预应力钢束穿入预应力钢管，用角钢支撑稳固定住预应力钢管，定位间距为1m。
④在每个模型锚塞体的后锚面处安装上两个测缝计，沿着锚塞体轴线方向的岩壁上每隔50～60cm安装上一个应力计。
⑤在模型锚塞体的前锚面处用木模封堵上1/2，然后根据混凝土的浇注进度进行全断面的封堵，混凝土浇注用人工运输，插入振捣棒振捣密实。
5、拉拔模型反力梁的施工方案
锚碇拉拔试验模型反力梁采用C30浇注而成，试验用的反力梁主要由横梁、立柱、基础等部位组成；反力梁承受着拉拔试验的2000吨左右的力。
1）、反力梁的钢筋施工的要求：φ20以上的钢筋接头采用双面焊接进行施工，φ16以下的钢筋接头采用绑扎连接方式；反力梁的混凝土标号达到C30以上，混凝土的表面平整度控制在±3mm之内；反力梁的尺寸控制在±10mm之内。
2）、反力梁的施工步骤如下：
①准备工作：在模型试验洞混凝土浇注完成之后，要进场一批所需钢筋（数量见表1），钢筋在场外加工，在混凝土浇注之前必须运到工地。反力梁各部位的混凝土标号均为C30（各数量见表1），需R32.5普通硅酸盐水泥35.0吨， 0.5～31.5mm的碎石80.0m3，黄沙36.0 m3。
表1 反力梁钢筋、混凝土数量表

φ25 （kg）
φ20（kg）
φ12（kg）
φ10（kg）
C30（m3）
总计
5010.9
4230.2
948.3
4.9
87.5
反力梁横梁
5010.9

948.3

45.3
反力梁基础

4180.8

39.5
反力梁立柱

49.4

4.9
2.7
②砼施工准备工作：对混凝土配合比进行设计、试配，做好临时混凝土拌和站的建设工作。
③搭设小钢管支架，并安装好底模，通过检查合格后，绑扎钢筋，安装好预应力钢束的管道，
④钢筋绑扎好之后，安装侧边模板，并做好模板的支撑，在混凝土浇注之前，
⑤浇注混凝土，采用插入振捣棒进行振捣，混凝土的浇注顺序为：基础——立柱——横梁。
三、所投入的机械、人员及材料
锚碇开挖完成之前必须完成试锚碇试验模型的试验工程，为锚碇的设计及施工提供指导的作用，为了完成这个施工任务，我部将合理安排施工人员，提高施工的机械化程度，加大设备、人员的投入以保证按时完成锚碇拉拔模型试验施工任务。
3.1拉拔试验模型施工分别投入的人员、机械设备
为了能够按时完成锚碇拉拔模型试验要投入的机械人员如表1、表2所示：
表2 施工人员配置计划表
序号
工种
人数
备 注
1
机械操作手
2
负责空压机操作
2
风钻操作手
4
负责爆破孔的钻孔施工及帮助装药
3
电工
1
负责拉拔模型试验的电力线路维护
4
焊工
5
负责钢筋的制作
5
爆破工
1
负责爆破施工
6
拌和工
2
负责拌和机械的维护及混凝土拌和
7
张拉工
8
负责拉拔试验的预应力施工
8
混凝土工
4
负责混凝土的浇注振捣工作
9
模板工/架子工
6
负责支架及模板的安装工作
10
普工
30
负责出渣清理、挡土墙砌筑等工作
11
工程技术人员
7
爆破工程师1名，结构工程师1名，测量2名，试验2名，安全员1名。
合计（人）
70

表3 主塔承台系梁及基桩开挖主要机具配备表
序号
名 称
型号规格
数 量（台）
备注
1

7655
1
用于爆破孔施工
2
YIP23风钻
3 m3/min
2
用于模型洞的开挖
3
空压机
3 m3/min
2
布置在模型锚碇附近
4
电焊机

3
每岸布置4台，用于钢筋焊接
5
钢筋切断机

1
每岸布置1台，用于钢筋施工
6
钢筋弯曲机

1
每岸布置1台，用于钢筋施工
7
C10风镐

4
用于模型洞开挖施工
8
强制式拌和机
500
1
用于混凝土拌和
9
振捣棒
φ50
3
用于混凝土的振捣
10
三角架

2
用于张拉千斤顶的转运
11
千斤顶
350
8
用于拉拔试验的张拉
12
油泵

4
用于拉拔试验的张拉
13
地质钻机

2
用于多点位移计的钻孔施工
3.2人员安排
人员安排主要是为了落实责任，将分项工程的生产进度、质量落实到人，拉拔模型试验施工的分工进行明确。
王崇旭： 对锚碇拉拔模型试验施工进行全面负责；
肖建忠： 锚碇拉拔模型试验施工技术质量管理工作；
王宗仁： 锚碇拉拔模型试验施工组织设计，并与设计院、长江科学院岩基所联络工作；
颜 军：宜昌岸工区的主要负责人；
谢马贤：负责两岸物资的供应及机械设备的配置和修理工作；
颜自敏：锚碇施工作业队的队长，负责人员、机械等安排；
杨红发：负责锚碇拉拔模型试验施工的现场技术工作；
王万祥：负责锚碇拉拔模型试验施工的安全工作。
3.3需用的材料
为了保证拉拔模型试验的顺利进行，我部需要做好以下材料的进场准备。在锚碇模型的拉拔试验中，共需结构材料及临时材料如下，材料的数量已经包括了损耗量，为购买时的材料数量：
表4 拉拔模型试验进场材料数量表

5cm等边角钢主要用于预应力钢管的定位、固定端锚具的固定及千斤顶的移动架。四、工程进度计划
1、计划编制依据
在锚碇开挖完成之前提供科研数据，为锚碇的设计验算提供科学依据。
2、工程进度计划编制说明
本工程进度计划主要是根据找到模型试验洞洞帘的时间来确定拉拔模型施工计划。为了确保该模型试验按时完成，采取加大人力、机械等方面的投入详见表2表3；加强现场各项施工管理，确保质量与安全，努力完成施工任务。
表4 工程进度计划表

1
锚碇模型试验洞洞帘的施工时间
2004.08.12
2004.09.20
40
2
锚碇模型试验洞的开挖施工
2004.09.21
2004.10.05
15
3
锚碇模型试验洞的反力梁基础开挖
2004.10.06
2004.10.10
5
4
锚碇模型试验洞清洗及地质探测
2004.10.06
2004.10.10
5
5
锚碇模型试验洞的钢筋安装
2004.10.11
2004.10.11
1
6
锚碇模型试验洞的位移计的安装
2004.10.12
2004.10.13
2
7
锚碇模型试验洞预应力体系的安装
2004.10.14
2004.10.17
4
8
锚碇模型试验洞混凝土浇注
2004.10.18
2004.10.18
1
9
锚碇模型试验反力梁支架施工
2004.10.19
2004.10.20
2
10
锚碇模型试验反力梁钢筋安装
2004.10.22
2004.10.23
2
11
锚碇模型试验反力梁模板施工
2004.10.24
2004.10.25
2
12
锚碇模型试验反力梁混凝土浇注
2004.10.26
2004.10.26
1
13
锚碇拉拔试验用的三角架施工
2004.10.27
2004.11.05
10
14
K1~K2垂直位移计检测孔的钻孔
2004.10.19
2004.10.24
5
15
K3~K9倾斜位移计检测孔的钻孔
2004.10.25
2004.11.05
12
16
K1~K2孔清洗及垂直位移计的安装
2004.10.25
2004.10.29
5
17
K3~K9孔清洗及倾斜位移计的安装
2004.11.06
2004.11.15
10
18
拉拔试验模型试验
2004.11.23
2004.12.23
30
五、质量、安全、环保和文明施工保障措施
1、质量保证体系
1.1、建立健全质量管理体制
本项目将建立项目质量管理机构，以项目经理为第一责任人，贯彻执行一把手终身负责制，加强全员质量意识教育，在施工中设立质量奖励基金，奖优罚劣； 建立技术交底制度，确保管理层和施工层信息沟通无误，杜绝质量事故发生。质量组织机构图见图5。

图5 质量组织机构图
1.2、加强过程质量控制
仔细阅读设计文件和图纸，制定详细的施工方案；严格检查进场原材料、半成品质量；认真执行自检、互检交接检查及专职质检员进行专检，现场检查施工技术、质量、试验资料，工艺工序。选配先进的质量检测和计量设备，确保检测结果准确无误。做好测量放线施工及检查、复核工作，做好质量检验评定工作，杜绝质量事故的发生。
2、安全保证体系
2.1、安全组织机构
为确保本工程在施工不出现安全事故抓好安全工作，项目部成立安全领导小组，负责生产过程的安全工作。安全组织机构如图6所示。
图6 安全组织机构图
2.2、安全保证措施
成立安全领导小组，配置专职和兼职安全员；施工现场设置明显的安全警示标志和安全维护设施；采用安全方便的技术方案指导施工，同时要对施工设备进行定期大检查；定期进行安全培训，增强员工安全意识。
2.3、爆破安全管理措施
①加强对全体施工人员的安全教育，建立各级岗位责任制，确保工程质量和施工安全。
②施工中严格贯彻执行《爆破安全规程》（GB6722-86）、《土方与爆破工程施工及验收规范》（GBJ201-83）等国家规范规程及业主和本地公安局有关具体规定。
③购买、运输、储存和使用各类爆炸物品，严格按照中华人民共和国民用爆炸物品管理条例执行。
④爆炸物品的保管、领用由专人负责，建立严格的登记制度，做到领、用、余数量相符，有帐可查，严防丢物和被盗。
⑤爆破的时间、地点用醒目标牌置于施工现场出入的各主要路口，并事先通知有关单位和居民点；根据爆破部位、规模、环境、人员活动状况确定警戒范围和警戒点，警戒人员严格把守；爆破时用哨音通知附近人员，确认无任何危险情况时才能点火起爆。
⑥爆破作业现场，无关人员不得进入；爆破后5min，指挥员和安全员先进入现场，检查起爆情况，经确认完全起爆后，才能发出解除信号，撤回警戒人员，恢复正常作业。
2.4、开挖施工安全管理措施
①爆破的安全管理见“2.3爆破安全管理措施”中的内容；
②开挖爆破主要是为了岩体的松动，采用预裂爆破法施工，采用电雷管起爆，孔内放炮后需迅速排烟采用高压风管或电动鼓风机放入孔底吹风等手段进行施工；
③开挖作业人员一定要带上安全帽；
④开挖作业人员的作业时间不能超过1小时就应该与孔口的作业人员进行调换。
3、进度保证措施
明确责任人和工期目标，加大人力和设备投入，采用平行作业施工方法，采用三班制， 充分利用有利季节进行施工生产，减少雨季对工期影响。加强施工机具维护、维修，避免影响施工。4、环境保护措施
4.1、施工现场环境保护
项目经理是环境保护工作的第一责任人，是施工现场环境保护自我监控体系的领导者和责任者。
①环境检查与监控
加强施工现场粉尘、噪音、废气的监测和监控工作，并与文明施工现场管理一起检查、考核、奖罚，采取措施控制粉尘、废气、污水的污染。
②保护和改善施工现场的环境，进行综合治理
做好宣传教育工作，采取有效措施控制人为噪声、粉尘的污染，采取技术措施控制烟尘、污水、噪声污染。
同当地村委会、办事处、派出所、居民、施工单位、环保部门等有关加强联系，共同做好环保工作。
4.2、防止大气污染的措施
1)及时清理垃圾、废土并运到指定的废弃场。
2) 施工便道洒水养护，防止道路扬尘，对锚碇开挖及喷射砼产生的粉尘进行洒水控制。
3)袋装水泥要库存堆入。确需临时露天存放时，须下垫上盖，严密遮盖防止扬尘。
4)运输水泥时，须严密遮盖，防止沿途遗洒、扬尘。
4.3、防止水源污染的措施
1)施工现场混凝土拌和站的废水须经沉淀池沉淀并净化处理后再流入河流。
2)必须对油库地面进行防渗处理，修建废油处理池对工地废弃油料进行统一集中处理。
3)生活污水必须经过沉淀池沉淀处理后经过防渗漏的下水道统一排放。
4)废弃土石方定点堆放，不得污染河流。
4.4、绿化措施
施工现场尽量避免树木的砍伐和绿色植被的破坏。弃土场应作边坡防护、排水、绿化、还耕等措施。
5、文明施工措施