1编制依据、编制原则及编制范围 ...................................... 0
1.1编制依据..................................................... 0 1.2 编制原则 .................................................... 0 1.3 编制范围 .................................................... 1 2 工程概况.......................................................... 1
2.1新屋隧道简介................................................. 1 2.2工程技术标准................................................. 6 2.3工程地质条件................................................. 6
2.3.1地形地貌 ............................................... 6 2.3.2 地质构造............................................... 6 2.3.3 地层岩性............................................... 6 2.3.4 水文地质............................................... 9
3施工组织部署 ...................................................... 9
3.1人员配备..................................................... 9 3.2机械配备.................................................... 11 3.3材料准备.................................................... 12 3.4隧道施工辅助作业............................................ 13 4 开挖工期安排..................................................... 15 5 隧道洞身开挖施工方案............................................. 15
5.1开挖方案概述................................................ 15 5.2主要开挖工法................................................ 16 5.2.1三台阶留核心土法 ....................................... 16 5.2.2单侧壁导坑法 ........................................... 19 5.2.3双侧壁导坑法 ........................................... 21 5.2.4环形导坑留核心土法 ..................................... 23 5.2.5上下断面正台阶法 ....................................... 25 6钻爆施工 ......................................................... 26
6.1 钻爆设计 ................................................... 26 6.2炮眼布置.................................................... 30 6.3钻爆作业.................................................... 33
6.3.1测 量 ................................................ 33 6.3.2定位开眼 ............................................. 34 6.3.3钻 孔 ................................................ 34 6.3.4装药 ................................................. 34 6.3.5堵塞 ................................................. 34 6.3.6瞎炮处理 ............................................. 34 6.4隧道光面爆破................................................ 35
6.4.1工艺控制要点 ......................................... 35 6.4.2施工操作要求 ......................................... 35 6.4.3超欠挖控制 ........................................... 37 6.5出碴运输 ................................................... 37
6.5.1装渣作业 ............................................. 37 6.5.2运输作业 ............................................. 37 6.5.3卸渣作业 ............................................. 38
7 超前及初期支护................................................... 39
7.1超前小导管.................................................. 39 7.2锚杆........................................................ 39 7.3钢筋网...................................................... 40 7.4钢支撑...................................................... 40 7.5锁脚锚杆.................................................... 41 7.6喷射砼...................................................... 41 8洞口浅埋段、小净距段及洞身浅埋段施工 ............................. 41
8.1洞口浅埋段.................................................. 41 8.2小净距隧道施工.............................................. 42 8.3洞内浅埋段.................................................. 44
8.3.1设计情况 ............................................. 44 8.3.2现场调查情况及施工组织安排 ........................... 46 8.3.3施工方案 ............................................. 46
9 超前地质预报..................................................... 53
9.1指导思想及工作流程.......................................... 53 9.2超前地质预报分级及方式...................................... 54
9.3超前地质预报施工工序........................................ 56 10监控量测 ........................................................ 56
10.1监控量测的目的............................................. 56 10.2监控量测项目............................................... 57 10.3监控量测方案............................................... 57
10.3.1洞内外观察 .......................................... 57 10.3.2拱顶下沉及周边位移 .................................. 58 10.3.3地表下沉 ............................................ 60 10.4量测方法及数据处理......................................... 61
10.4.1水平收敛量测方法 .................................... 61 10.4.2水平收敛数据处理 .................................... 62 10.4.3拱顶下沉量测方法 .................................... 63 10.4.4拱顶下沉量测数据的处理 .............................. 63 10.4.5量测数据的处理与应用 ................................ 63 10.5监控量测与信息反馈程序图................................... 64 10.6隧道监控量测保证措施....................................... 65 10.7监控量测注意事项........................................... 66 11安全管理及保证体系 .............................................. 67
11.1安全管理组织机构........................................... 67 11.2 安全生产保证体系 .......................................... 67 11.3 危险源辨识及预防 .......................................... 68
11.3.1重大危险源辨识、评价、监控、管理制度................. 68 11.3.2危险源辨识及预防控制措施............................. 69 11.4 安全保证措施 .............................................. 72
11.4.1安全生产教育与培训 .................................. 72 11.4.2安全生产检查 ........................................ 72 11.4.3隐患整改 ............................................ 73 11.5 隧道施工安全措施.......................................... 73
11.5.1 用电作业安全措施 .................................... 73 11.5.2 机械作业安全措施 .................................... 74 11.5.3钻孔安全保证措施..................................... 74
11.5.4装渣与运输安全保证措施 ............................... 75 11.5.5支护施工安全保证措施 ................................. 75 11.5.6 通风与防尘安全技术措施............................... 76 11.5.7 防止隧道坍塌的安全措施............................... 76 11.5.8不良地质段施工安全技术措施 ........................... 76 11.6 应急预案及处置 ............................................ 77
11.6.1 对应急事件的预测..................................... 77 11.6.2 处理应急事件的组织机构............................... 77 11.6.3 应急事件的应对措施................................... 78 11.6.4应急预案处置 ......................................... 79
12工期保证措施 .................................................... 81
12.1组织管理保证措施........................................... 81 12.2资源配置保证措施........................................... 82 12.3技术管理保证措施........................................... 82 12.4制度保证措施............................................... 82 12.5资金投入保证措施........................................... 82 13环境保护措施 .................................................... 83
13.1环境保护目标............................................... 83 13.2环境保护的主要措施......................................... 83 14 文明施工........................................................ 83
14.1 总体措施 .................................................. 83 14.2制定责任明确、操作性强的管理制度........................... 84
新屋隧道洞身开挖施工方案
1编制依据、编制原则及编制范围
1.1编制依据
(1)新屋隧道两阶段施工图设计; (2)本合同段实施性施工组织设计; (3)广东省高速公路建设标准化管理规定; (4)施工现场实际及施工准备情况;
(5)云浮罗定至茂名信宜(粤桂界)高速公路工程建设标准化管理手册; (6)《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004); (7)《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009); (8)公路隧道技术细则(JTG/T F-60-2009); (9)《爆破安全规程》(GB6722-2014); (10)《爆破作业项目管理要求》(GA991-2012); (11)《民用爆炸物品安全管理条例》; (12)《广东省高速公路建设标准化管理指南》; (13)《广东省高速公路建设标准化管理指南》;
(14)《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB50086-2015) (15)我单位拥有的科技工法成果和现有的企业管理水平,劳力、设备技术能力,以及在同类高速公路施工中所积累的丰富的施工经验。
1.2 编制原则
(1)施工方案遵循技术先进、经济可行、安全可靠的原则; (2)充分考虑现场地质条件,做到施工与自然环境相协调; (3)施工组织力求科学合理;
(4)树立安全第一的思想,在保证安全和工程质量的前提下最大力度加快施工进度,确保计划工期;
(5)高度重视环保、水保,保证环境不受到污染;
(6)加强文明施工;
(7)洞身开挖减少对围岩的扰动,采用光面爆破,控制好开挖轮廓; (8)除非围岩破碎,节理发育等不良地质外,开挖断面周边一律进行光面爆破。
1.3 编制范围
中铁十一局集团有限公司云茂高速TJ11标新屋隧道洞身开挖及初期支护。
2 工程概况
2.1新屋隧道简介
新屋隧道穿构造剥蚀丘陵,左线隧道起迄里程ZK83+926~ZK86+427,长2501m,进口端洞门采用削竹式,洞口设计标高 354.471,出口端洞门采用削竹式,洞口设计标高296.948m,坡度-2.3%,隧道最大埋深约 226.3m;右线隧道起迄里程 K83+938~K86+390,长2452m,进口端洞门采用削竹式,洞口设计标高354.196m,出口端洞门采用削竹式,洞口设计标高297.8m,坡度-2.3%,隧道最大埋深约 218.4m。隧道围岩级别分级情况如下表:
隧道纵断面布置如下图所示:
新屋隧道左线洞身衬砌类型统计表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 分段里程 起始里程 ZK83+944 ZK84+002 ZK84+015 ZK84+241 ZK84+249 ZK84+365 ZK84+388 ZK84+450 ZK84+476 ZK84+541 ZK84+549 ZK84+579 ZK84+859 ZK84+869 ZK84+879 ZK84+929 ZK84+974 ZK85+111 ZK85+119 ZK85+137 ZK85+374 ZK85+382 ZK85+646 ZK85+656 ZK85+666 ZK85+716 ZK85+902 ZK85+910 ZK86+155 ZK86+163 ZK86+338 ZK86+362 终止里程 ZK84+002 ZK84+015 ZK84+241 ZK84+249 ZK84+365 ZK84+388 ZK84+450 ZK84+476 ZK84+541 ZK84+549 ZK84+579 ZK84+859 ZK84+869 ZK84+879 ZK84+929 ZK84+974 ZK85+111 ZK85+119 ZK85+137 ZK85+374 ZK85+382 ZK85+646 ZK85+656 ZK85+666 ZK85+716 ZK85+902 ZK85+910 ZK86+155 ZK86+163 ZK86+338 ZK86+362 ZK86+409 长度 (m) 58 13 226 8 116 23 162 26 65 8 30 280 10 10 50 45 137 8 18 237 8 264 10 10 50 186 8 245 8 175 24 47 衬砌类型 XS-Va XS-Vc S-Ⅳd(无仰拱) Ⅳ级硬岩人行横洞交叉口段 S-Ⅳd(无仰拱) S-Vd S-Va S-Va S-Va Ⅴ级软岩人行横洞交叉口段 S-Vc S-Va Ⅴ级车行横洞主洞加强段 Ⅴ级车行横洞交叉口贯通段 JS-Ⅴ S-Vd S-Ⅳd(无仰拱) Ⅳ级硬岩人行横洞交叉口段 S-Ⅳd(无仰拱) S-Ⅲ Ⅲ级人行横洞交叉口段 S-Ⅲ Ⅲ级车行横洞主洞加强段 Ⅲ级车行横洞交叉口贯通段 JS-Ⅲ S-Ⅲ Ⅲ级人行横洞交叉口段 S-Ⅲ Ⅲ级人行横洞交叉口段 S-Ⅲ S-Ⅳb XS-Va 备注 小净距 小净距 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 小净距
新屋隧道右线洞身衬砌类型统计表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 分段里程 起始里程 K83+956 K84+010 K84+041 K84+236 K84+244 K84+364 K84+397 K84+453 K84+475 K84+536 K84+544 K84+606 K84+795 K84+845 K84+855 K84+865 K85+029 K85+059 K85+106 K85+114 K85+199 K85+366 K85+374 K85+575 K85+625 K85+635 K85+645 K85+886 K85+894 K86+136 K86+144 K86+319 K86+337 终止里程 K84+010 K84+041 K84+236 K84+244 K84+364 K84+397 K84+453 K84+475 K84+536 K84+544 K84+606 K84+795 K84+845 K84+855 K84+865 K85+029 K85+059 K85+106 K85+114 K85+199 K85+366 K85+374 K85+575 K85+625 K85+635 K85+645 K85+886 K85+894 K86+136 K86+144 K86+319 K86+337 K86+372 长度 (m) 54 31 195 8 120 33 56 22 61 8 62 189 50 10 10 164 30 47 8 85 167 8 201 50 10 10 241 8 242 8 175 18 35 衬砌类型 XS-Va XS-Vd S-Ⅳd(无仰拱) Ⅳ级硬岩人行横洞交叉口段 S-Ⅳd(无仰拱) S-Vd S-Va S-Vc Ⅴ级软岩人行横洞交叉口段 S-Vc S-Va JS-Ⅴ Ⅴ级车行横洞交叉口贯通段 Ⅴ级车行横洞主洞加强段 S-Ⅳd(无仰拱) S-Ⅳc S-Ⅳd(无仰拱) Ⅳ级硬岩人行横洞交叉口段 S-Ⅳd(无仰拱) S-Ⅲ Ⅲ级人行横洞交叉口段 S-Ⅲ JS-Ⅲ Ⅲ级车行横洞交叉口贯通段 Ⅲ级车行横洞主洞加强段 S-Ⅲ Ⅲ级人行横洞交叉口段 S-Ⅲ Ⅲ级人行横洞交叉口段 S-Ⅲ S-Ⅳd(无仰拱) XS-Va 备注 小净距 小净距 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 分离式 小净距 2.2工程技术标准
(1)、公路等级:高速公路双向四车道; (2)、设计速度:100km/h;
(3)、双向四车道:建筑限界净宽:0.75(左侧检修道)+0.75(左侧向宽度)+2×3.75(车道宽度)+1.0(右侧向宽度)+1.0(右侧检修道)=11.0m;
(4)、隧道建筑限界净高:5.0m;
(5)、两侧设路缘带及检修道;隧道内轮廓能满足3%超高要求; (6)、隧道防水:二次衬砌抗渗等级不小于P8。
2.3工程地质条件
2.3.1地形地貌
隧道穿过构造剥蚀丘陵区,地形起伏大,地面标高 300~517.3m,最大相对高差约 217.3m。山 体 植 被 茂 密 。 K84+447~K84+474 、 K84+645 ~ K84+830 经 过 山 间 洼 地 浅 埋 段 。 2.3.2 地质构造
根据工程地质调绘成果,隧址区未发现区域性断裂,为稳定地块,适合隧道工程建设。根据工程地质调绘成果,隧道第四系覆盖层及全~强风化层较厚,植被较发育,隧道进出口一带测得部分节理结构面产。 2.3.3 地层岩性
根据钻探及调绘成果,隧址区地层岩性为第四系坡残积粉质粘土、 元古代云开岩群变质砂岩、加里东期花岗岩及其风化层。 云开岩群变质砂岩地层产状总体走向北西,倾向西南,倾角一般 35˚。 坡残积土层、全~强风化岩岩质极软,遇水易软化崩解,中风化层破碎,岩质较软~较硬,微风化层岩质较硬~坚硬,节理裂隙较发育,较破碎~较完整。根据浅层地震折射波,隧道区间覆盖层层厚在 7.4~64.6m 之间,纵波波速在 550m/s~1000m/s 之间,较松散,稳定性较差。地震折射法将波速差异界面以下归并为基岩,基岩由中、微风化变质砂岩组成,测线隧道区间纵波波速3120m/s~5310m/s,根据波速推断,基岩岩体比较完整。 根据钻孔资料,各岩土分层叙述如下:
(1)、耕植土( Qml):黄褐色,湿,主要由粉质粘土组成,含植物根茎。
零星分布,厚度 0.50~0.50m,地层编号为 1_3。
(2)、粉质粘土( Q4al):褐黄色,湿,可塑。 1.80~2.20m 为泥炭土, 2.20~2.50m 为碎石。局部分布,厚度 0.80~7.40m,地层编号为 2。 (3)、淤泥质粉质粘土( Q4al):灰黑色,饱和,流塑,具腥臭味。零星分布,厚度 2.10~3.10m,地层编号为 2_0。
(4)、粉质粘土( Q4al):褐黄色,湿,软塑, 1.60~1.90m 为淤泥质粉质粘土。零星分布,厚度0.70~0.80m,地层编号为 2r。
(5)、细砂( Q4al):褐黄色,饱和,稍密。零星分布,厚度 0.70~2.40m,地层编号为 3_4。
(6)、碎石( Q4al):灰黄色,湿-饱和,稍密,含量约为 50-60%之间,大小时多在 4-8cm 之间,成分以变质砂岩、花岗岩为主,尖棱状为主,间夹充填为粗砂。零星分布,厚度 0.70~1.00m,地层编号为 3_9。
(7)、泥炭土( Q4mc):灰黑色,饱和,软塑,含大量未完全分解腐植质,污手。零星分布,厚度为 0.70m。地层编号为 4。
(8)、粉质粘土( Q4al):褐黄、灰黄色,湿,可塑。零星分布,厚度为 2.20m。地层编号为 5。
(9)、粉质粘土( Qdl):棕黄色、褐黄色,稍湿,可塑,局部含中、微风化变质砂岩碎块石,含 5—15%不等的砂粒。局部分布,厚度 0.50~3.80m,地层编号为10。
(10)、粉质粘土( Qel):灰褐色,湿,硬塑,粘性较差,可见母岩结构。零星分布,厚度 1.50~2.10m,地层编号为 11_1_1y。
(11)、粉质粘土( Qel):褐红色,棕黄色,稍湿,硬塑,粘性较差,可见母岩结构。零星分布,厚度为 2.00m。地层编号为 11_2_1y。
(12)、全风化花岗岩( γ3):褐黄色,岩石风化完全,岩芯呈坚硬土状,手捏易散,遇水软化。零星分布,厚度为 1.50m。地层编号为 14a_47。 (13)、全风化变质砂岩( Pt2):褐黄色,灰褐色,岩石风化完全,岩芯呈坚硬土状,手捏易散,遇水软化。零星分布,厚度 2.50~8.90m,地层编号为 17a_32。
(14)、强风化花岗岩( γ3):褐红色,褐黄色,岩石风化较剧烈,裂隙
极发育,岩石破碎,岩芯碎石、碎块状为主,局部半岩半土状,岩质软,大多用手可折断。零星分布,厚度 6.20~21.10m,地层编号为 14b_47s。
(15)、强风化变质砂岩( Pt2):褐红色,褐黄色,灰黄色,岩石风化剧烈,风化裂隙非常发育,岩石破碎,岩质软,岩芯大多呈碎石、碎块状,局部半岩半土状,岩芯大多用手可折断。大部分布,厚度 1.10~52.50m,地层编号为 17b_32s。
(16)、强风化花岗岩( γ3):褐黄色,灰褐色,岩石风化强烈,岩芯呈半岩半土状,局部风化不均匀夹零星碎块状。零星分布,厚度 2.30~5.00m,地层编号为 14b_47t。
(17)、强风化变质砂岩( Pt2):褐黄色,棕黄色,岩石风化强烈,岩芯呈半岩半土状,岩质极软,手可折断,遇水软化。局部分布,厚度 1.10~25.90m,地层编号为 17b_32t。
(18)、强风化夹中风化变质砂岩( Pt2):黄褐、灰褐色,岩石风化强烈,岩芯呈块状,碎块状,岩质软,锤击易碎, 风化不均匀夹中风化岩块。零星分布,厚度 3.00~4.50m,地层编号为 17b_32j。
(19)、中风化夹强风化变质砂岩( Pt2):灰褐色,褐黄色,变晶结构,块状构造。裂隙极发育,岩石破碎,多间夹强风化岩块,岩芯碎块状、短柱状,节长大于 10cm 的岩芯小于 10%。零星分布,厚度 2.00~7.40m,地层编号为 17c_32j。
(20)、中风化花岗岩( γ3):黄褐、青灰色,花岗结构,块状构造,裂隙发育,岩芯多呈碎块及块状,长 10~20cm 岩芯约占 15%,裂面多有变色,岩质较硬。零星分布,厚度为 7.90m。地层编号为 14c_47。
(21)、中风化变质砂岩( Pt2):灰褐色,变余砂质结构,层状构造,岩芯较破碎,多呈块状,
碎块状,少量柱状,节长 8-20cm,节长不小于 10cm 岩芯约占 40%,岩质硬,锤击声脆,节理裂隙发育,见铁锰质浸染。局部分布,厚度 2.30~11.20m,地层编号为 17c_32。
(22)、微风化花岗岩( γ3):青灰色,花岗结构,块状构造,岩芯较完整,多呈短,长柱状,少量块状,节长 10-20cm,节长不小于 10cm 岩芯约占 85%,
岩芯坚硬,锤击声清脆,节理裂隙较发育,局部裂隙面见铁锰质浸染。零星分布,厚度 39.20~58.30m,地层编号为 14d_47。
(23)、微风化变质砂岩( Pt2):青灰色,变余结构,层状构造,岩质较硬~坚硬,节理裂隙不发育,岩芯较完整,发育一组裂隙面与轴心夹角约 30° 度,岩芯以长柱状为主,节长 5~30cm 不等,长者达 60cm,少量块~短柱状,节长不小于 10cm 的约占 85%。局部分布,厚度 4.10~108.90m,地层编号为 17d_32。 2.3.4 水文地质
隧道位于构造剥蚀丘陵区,地表水不发育,主要为大气降雨形成地表水沿山谷汇流,为季节性地表水。隧址区地下水类型为第四系松散层孔隙水及基岩裂隙水,分别赋存于坡残积层、基岩岩层中,水位埋深随季节变化,水量受基岩裂隙发育程度影响,局部可能富集。地下水受大气降雨补给为主,以蒸发、侧向径流为主要排泄方式。总体而言,隧址区地下水量较贫乏。隧址区地下水类型为第四系松散层孔隙水及基岩裂隙水,分别赋存于坡残积层、基岩岩层中,水位埋深随季节变化,水量受基岩裂隙发育程度影响,局部可能富集。地下水以大气降雨及侧向径流补给为主,以蒸发、侧向径流为主要排泄方式。总体而言,隧址区地下水量一般。地表水对混凝土具微腐蚀性,对砼结构中的钢筋腐蚀作用等级为微腐蚀。
2.3.5气象条件
项目区属南亚热带季风气候,但具有复杂多变的山区气候特点,夏长无严冬,气温偏高,多年平均气温22.1℃,常年最冷为1-2月,平均气温11.3℃,常年最热是7月,平均气温32.9℃,无霜期205~347天。多年平均降雨量1841.7mm,平均蒸发量1500mm。季风长,风力弱。夏秋季为南风,冬春季为北风,秋季偶受台风影响,最大风速16m/s。
3施工组织部署
3.1人员配备
新屋隧道为长隧道,根据设计情况及工程工期,分为隧道进、出口两个施工队伍同时施工,并配备足够的施工和管理人员,做好施工准备。
项目部主要人员配备 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 姓名 罗建军 史南京 金国良 黄礼柱 陈中超 韩龙辉 闫文斌 白兰天 赵帅兵 周新超 陈 勇 向寿明 王彦军 性别 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 男 任职职务 项目经理 项目书记 生产副经理 总工程师 现场副经理 安全总监 工程部长 实验室主任 测量队长 测量员 测量员 技术员 技术员 工作职责 技术总负责 现场总负责 安全总负责 技术负责人 试验负责人 测量负责人 现场测量放样 现场测量放样 现场技术指导 现场技术指导 备注 施工队主要人员配备 隧道一队 序号 工种 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 班组长 电工 安全员 开挖 喷锚 钢筋工 混凝土工 杂工 司机 后勤人员 合计 人数 2 3 4 40 8 32 20 10 15 6 140 工种 班组长 电工 安全员 开挖 喷锚 钢筋工 混凝土工 杂工 司机 后勤人员 合计 人数 2 3 4 40 8 30 20 10 15 6 140 隧道二队
3.2机械配备
新屋隧道进口端机械配备 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 机械名称 风动凿岩机 潜孔钻机 风镐 砼湿喷机 自动配料机 锚杆注浆机 制浆机 隧道激光断面仪 水准仪 全站仪 砼输送泵 锚杆钻机 装载机 挖掘机 自卸车 污水泵 空压机 钢筋切割机 电焊机 注浆机 轴流式通风机 型号或规格 YT-28 MGJ-50 GJ-7 TK-961 PL-800 NZ130A ZJ-200 / 苏光 莱卡 三一HBT-80C 成都路辉 小松 WA380-3 日立EX-200 斯太尔3251DFL QW型 阿特拉斯 20m³ / BX1400 / / 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 数量 42 4 8 2 2 4 1 1 2 2 2 20 3 2 12 4 8 3 4 3 2 备注 序号 机械名称 型号或规格 单位 数量 备注 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 风动凿岩机 潜孔钻机 风镐 砼湿喷机 自动配料机 锚杆注浆机 制浆机 隧道激光断面仪 水准仪 全站仪 YT-28 MGJ-50 GJ-7 TK-961 PL-800 NZ130A ZJ-200 / 苏光 莱卡 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 42 4 8 2 2 4 1 1 2 2 砼输送泵 锚杆钻机 装载机 挖掘机 自卸车 污水泵 空压机 钢筋切割机 电焊机 注浆机 轴流式通风机 三一HBT-80C 成都路辉 小松 WA380-3 日立EX-200 斯太尔3251DFL QW型 阿特拉斯 20m³ / 2 20 3 2 12 2 6 3 4 3 2 BX1400 / / 新屋隧道出口端机械配备
3.3材料准备
所需各类工程材料必须提前准备,并检验合格,不合格的材料禁止入场。 (1)开挖台车及仰拱栈桥:隧道进出口各两台,用型钢、钢筋等钢材现场组装;
(2)超前小导管:φ42mm无缝钢管,壁厚4mm; (3)超前钢插管:φ42mm钢花管,壁厚4mm;
(4)型钢钢架:I20a工字钢、I18工字钢;
(5)格栅钢架:HRB400φ22钢筋、HRB400φ14钢筋、HRB400φ12钢筋; (6)钢筋网:HPBφ6钢筋;
(7)锚杆:φ25中空注浆锚杆、φ22药卷式锚杆; (8)钢架连接钢筋:HRBφ22钢筋。
3.4隧道施工辅助作业
(1)洞内管线布置见“洞内管线布置图”。
洞内管线布置图
(2)施工用水
在隧道进出口洞口上方各建一座100立方米的高山水池,水池至洞口的高程落差不小于40m。供水管线上水采用φ150mm钢管,下水采用φ100mm钢管。
(3)施工排水
新屋隧道左右洞纵坡为单向坡,坡度为-2.3%。施工采取两端向中间掘进,洞内顺坡排水采用两侧边沟自然排出洞外。新屋隧道进口为反坡排水,在掌子面设移动泵站,在洞内每隔100~150m设一集水坑,洞内涌水和施工废水由水泵逐级抽排到洞外。
高压电缆动力线路排水管通风管照明线路隧道中线高压水管高压风管
抽水机洞口 排水管集水池集水坑洞内施工反坡排水示意图
(4)通风设备
为加快施工进度,保证洞内作业环境满足要求,隧道进出口左、右洞采用轴流风机压入式通风方式,每个掘进洞口各设一台轴流式通风机,2*110KW,管径1.5m。
(5)施工用电
供电采用从隧道进出、口附近高压电网“T”接引人,现场各洞口设800KVA变压器2台,供隧道施工用电,同时备用250KW发电机一台,以防突然断电时的需要。隧道内照明成洞段和不作业段采用220V,一般作业地段用低压电源不大于36V。当隧道单向掘进大于1km时,采取高压进洞,洞内设移动变压器。
(6)施工用风
在隧道洞进出、口附近各建一座高压风站,供风站内均设8台20m3/min电动空压机,负责洞内施工用风的供应。
(7)
逃生救援通道
图例:轴流风机通风管新鲜风污浊风风机通风示意隧道掌子面后方发生塌方时容易造成施工人员被困洞内的情况,为保证被困人员安全、快速、有效的实施救援,最大限度减小事故损失,在开挖掌子面至二衬之间设置逃生救援通道,随着开挖进尺不断前移,逃生救援通道距离掌子面距离不大于20m。
规格:内径为Φ80cm逃生管道,每5m一节,在每节端头1.5m处各设一个吊环,焊接在同一断面上,在吊环锤子方向位于钢管1/2高度处的管端焊接连接钢板,中间设连接孔,用U型插销将两节钢管连接。施工过程中要注意对钢管的保护,防止爆破落石砸坏钢管。
4 开挖工期安排
新屋隧道左、右洞洞身开按2017年12月10日开工计算,施工进度指标按照Ⅲ围岩100m/月、Ⅳ围岩80m/月、一般Ⅴ围岩45m/月,浅埋25m/月计算,完成隧道主体工程须20个月。隧道贯通预计在2019年8月内贯通。
5 隧道洞身开挖施工方案
5.1开挖方案概述
新屋隧道开挖支护按新奥法原理组织施工,坚持“管超前、严注浆、短进尺、少扰动、强支护、早成环、勤量测、”的原则。
隧道硬质岩段落采用光面爆破开挖,软质岩采用弱爆破开挖,对于不宜爆破的软弱围岩采用小型挖掘机直接开挖或采用人工风镐开挖。
本隧道相关段落拟定采用的施工工法如下表(施工过程中根据围岩开挖揭示情况,按变更程序对开挖工法进行动态调整):
新屋隧道左线开挖工法一览表
序分段里程 号 1 2 ZK83+944~ZK84+015 ZK84+015~ZK84+365 (m) 71 350 Ⅴ级 Ⅳ级 三台阶留核心土法 上下台阶法 长度围岩级别 施工方法 备注 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ZK84+365~ZK84+450 ZK84+450~ZK84+476 ZK84+476~ZK84+879 ZK84+879~ZK84+929 ZK84+929~ZK84+974 ZK84+974~ZK85+137 ZK85+137~ZK86+338 ZK86+338~ZK86+362 ZK86+362~ZK86+409 85 26 403 50 45 163 1201 24 47 Ⅴ级 Ⅴ级 Ⅴ级 Ⅴ级 Ⅴ级 Ⅳ级 Ⅲ级 Ⅳ级 Ⅴ级 环形导坑留核心土法 单侧壁导坑法 环形导坑留核心土法 双侧壁导坑法 环形导坑留核心土法 上下台阶法 上下台阶法 上下台阶法 三台阶留核心土法 浅埋段 紧急停车带
新屋隧道右线开挖工法一览表
序分段里程 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 K83+956~K84+041 K84+041~K84+364 K84+364~K84+453 K84+453~K84+475 K84+475~K84+795 K84+795~K84+845 K84+845~K84+865 K84+865~K85+199 K85+199~K86+319 K86+319~K86+337 K86+337~K86+372 (m) 85 323 89 22 320 50 20 334 1120 18 35 Ⅴ级 Ⅳ级 Ⅴ级 Ⅴ级 Ⅴ级 Ⅴ级 Ⅴ级 Ⅳ级 Ⅲ级 Ⅳ级 Ⅴ级 三台阶留核心土法 上下台阶法 环形导坑留核心土法 单侧壁导坑法 环形导坑留核心土法 双侧壁导坑法 环形导坑留核心土法 上下台阶法 上下台阶法 上下台阶法 三台阶留核心土法 浅埋段 紧急停车带 长度围岩级别 施工方法 备注 5.2主要开挖工法
5.2.1三台阶留核心土法
三台阶开挖法是将隧道分成上、中、下三个断面进行开挖。新屋隧道浅埋段
Ⅴ级围岩监控量测数据显示下沉量很小时,可采用三台阶法开挖。
施工时上台阶应预留核心土,其意义在于,当掌子面发生滑塌时,其停止滑塌的条件就是掌子面形成坡面,所以,预留核心土有助于尽快稳定滑塌。
(1)施工工序
三台阶法施工工序示意图
Ⅰ-超前小导管 1-上台阶开挖; Ⅱ-上台阶初期支护; 2- 上台阶核心土开挖; 3-中台阶左侧开挖; Ⅲ-中台阶左侧初期支护; 4-中台阶右侧开挖; Ⅳ-中台阶右侧初期支护; 5-下台阶左侧开挖; Ⅴ-下台阶左侧初支; 6-下台阶右侧开挖; Ⅵ-下台阶右侧初期支护; 7-仰拱开挖; Ⅶ-仰拱初支 Ⅷ-仰拱及混凝土填充 Ⅸ-拱墙二衬衬砌 (2)施工控制要点
1)上台阶矢跨比不得小于1/5,且台阶高度在满足人工作业空间需求的前
提下尽量降低。
2)土质围岩采用机械开挖,石质围岩开挖采用弱爆破,爆破时严格控制炮眼深度和装药量。
3)每循环开挖进尺控制在1-2榀钢架间距,下台阶开挖后仰拱应紧跟。 4)在满足作业空间和台阶稳定的前提下,应尽量缩短台阶长度,上台阶预留核心土长度为3-5m,宽度为隧道开挖宽度的1/3-1/2,中下台阶开挖高度为隧道总开挖高度(不含仰拱)减去上台阶开挖高度后平均分配,一般为3.0~3.5m。
5)各台阶开挖后立即进行初期支护,在钢架拱脚以上60cm高度处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角45°打设锁脚锚杆,锁脚锚杆必须与钢架焊接牢固。
6)隧底每循环开挖长度宜为2-3m,开挖后及时施做仰拱初期支护,完成两个隧底开挖循环后,及时施做仰拱,仰拱分段长度为4-6m。
7)严格按设计要求做超前支护,控制好超前支护外插角,严格按注浆工艺加固地层,保证隧道在超前支护的保护下施工。
8)钢架应严格按照设计及规范要求加工制作和架设,钢架架设在坚实基础上,严禁拱(墙)脚悬空或用虚渣回填,钢架与锁脚锚杆焊接牢固。
9)隧道超挖部位必须回填密实,严禁初期支护背后存在空洞。
10)加强监控量测工作,根据量测结果及时调整支护参数,确定二衬施做时间,进行信息化施工管理。
11)完善洞内排水系统,严禁积水浸泡拱(墙)脚及在施工现场漫流,防止基底承载力降低,当地层含水量大时,上台阶开挖工作面附近宜开挖横向排水沟,将水引至隧道两侧排水沟排出洞外,必要时配合井点降水等措施,降低地下水位至仰拱以下,确保施工顺利进行。新屋隧道进口端为-2.3%的反坡施工,采用集水坑接力式排水方式,即在在隧道施工过程中分段开挖反坡排水沟,在第一段的终点开挖集水坑,设抽水设备把集水坑内积水抽至上一集水坑内,如此循环,最后一组抽水设备将水抽至洞外污水沉淀池内。
12)仰拱距上台阶开挖工作面控制在30~40m,二衬距仰拱宜保持20~30m,具体根据监控量测确定。
13)安全步距控制在50~80m之间。 5.2.2单侧壁导坑法
单侧壁导坑法是将隧道分为左右两大部分进行开挖,先在隧道一侧采用台阶法自上而下分层开挖,待该侧初期支护和中隔墙临时支护完成,且喷射混凝土强度达到设计强度70%以上时再分层开挖隧道的另一侧,其分部次数及支护形式与先开挖的一侧相同。
(1)施工工序
单侧壁导坑法施工工序示意图
Ⅰ-超前小导管 1-左侧壁上导坑开挖;
Ⅱ-左侧壁上导坑初支及临时支护; 2- 左侧壁下导坑开挖;
Ⅲ- 左侧壁下导坑初支及临时支护; 3-右侧壁上导坑开挖; Ⅳ-右侧壁上导坑初支; 4-右侧壁下导坑开挖; Ⅴ-右侧壁下导坑初支; Ⅵ-仰拱及仰拱填充 Ⅶ-拱墙二次衬砌 (2)施工控制要点
1)各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺,减小应力集中。 2)各部的底部高程应与钢架接头处一致。 3)各部开挖后及时施作中隔壁、初期支护。
4)后一侧开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合。 5)开挖时,同层左右两侧纵向错开不小于20m,上导坑长度3~5m,每循环开挖进尺控制在1~2榀钢架间距。
6)先行侧的中隔壁应设置成向外鼓的弧形,并应向后行侧偏斜1/2个钢拱架宽度。
7)各部开挖时,相邻部位的喷射混凝土强度应达到设计强度的70%以上。 8)在浇筑二衬混凝土前,应逐段拆除中隔壁临时支护,拆除时应加强两侧,一次拆除长度根据量测结果确定,一般不宜超过15m,临时支护拆除后应及时施作仰拱和二次衬砌。
9)左右线掌子面错开2倍洞径以上距离,洞口段尽量采用机械开挖,如果要爆破时必须采用微震爆破,后行洞对先行洞最大爆破震动速度≤8cm/s。
10)仰拱距上导坑开挖工作面控制在30~40m,二衬距仰拱宜保持20~30m,具体根据监控量测确定。
11)安全步距控制在50~80m之间。 5.2.3双侧壁导坑法
双侧壁导坑法是采用先开挖隧道两侧导坑,及时施作导坑四周初期支护及临时支护,然后再根据地质条件、断面大小,对剩余部分采用二台阶或三台阶开挖的方法。
新屋隧道Ⅴ级围岩紧急停车带采用双侧壁导坑法开挖。 (1)施工工序
双侧壁导坑法施工工序示意图
Ⅰ-两侧超前小导管; 1-两侧上部开挖; Ⅱ-两侧上部初期支护; 2-两侧下部开挖; Ⅲ-两侧下部初期支护; Ⅳ-拱部超前小导管;
3-主洞上部开挖; Ⅴ-主洞上部初期支护; 4-主洞中部开挖; 5-主洞下部开挖; Ⅵ-主洞下部初期支护; Ⅶ-仰拱及混凝土填充; Ⅸ-二次衬砌 (2)施工控制要点
1)侧壁导坑形状应近似椭圆形,导坑断面宽度宜为整个断面宽度的1/3。 2)双侧壁导坑错开一定距离平行作业。
3)导坑开挖后应及时进行临时支护及初期支护,并尽早封闭成环。 4)双侧壁导坑采用短台阶法开挖,台阶长度为3~5m,必要时留核心土,左右侧导坑可同步施工,但应超前中部15m。
5)拱部与两侧壁间的钢架应定为准确,连接牢固,确保架设钢架连接后在同一个垂直面内。
6)当全断面初期支护封闭成环后,监控量测显示支护体系稳定,变形很小时,方可拆除临时支护,一次拆除长度不得大于15m,并加强监控量测。
7)仰拱距上台阶开挖工作面控制在30~40m,二衬距仰拱宜保持20~30m,具体根据监控量测确定。
8)二次衬砌距离掌子面距离应不超过50~80m。 5.2.4环形导坑留核心土法
环形导坑留核心土法适用于Ⅴ级深埋段软(硬)质围岩及Ⅳ级浅埋软质围岩。
(1)施工工序
上下台阶留核心土法施工工序示意图
Ⅰ-超前小导管 1-上台阶弧形导坑开挖 Ⅱ-上台阶初期支护 2-上台阶核心土开挖 3-下台阶左侧开挖 Ⅲ-下台阶左侧初期支护 4-下台阶右侧开挖 Ⅳ-下台阶右侧初期支护 Ⅴ-仰拱 Ⅵ-二次衬砌 (2)施工控制要点
1)施工开挖采用短台阶留核心土法,台阶总长度8~15m,核心土面积不宜小于上台阶断面面积的50%,并根据围岩情况灵活调整,开挖循环间距控制在1~2榀钢拱架间距,初期支护紧跟开挖面。
2)在上半断面初期支护基本稳定后才能进行下半断面开挖。
3)要认真加固拱脚、施作锁脚锚杆,若拱脚处围岩软弱破碎时,可采取增加锁脚锚杆、扩大拱脚、增加垫板等措施,确保钢拱架稳定。
4)上台阶核心土开挖完成后,如拱顶、两侧拱墙收敛变形较大,可施作临时仰拱。
5)当地下水量较大时,先喷射混凝土封闭开挖面,然后打孔,插PVC管引排,超前注浆采用水泥-水玻璃双浆液,注浆结束后待凝期间,上台阶应暂停开挖。
6)Ⅴ级围岩施工安全距离不超过50~80m,Ⅳ级围岩段不超过80~100m。 5.2.5上下断面正台阶法
新屋隧道Ⅳ级浅埋段硬质围岩和深埋段软(硬)岩、Ⅲ级围岩采用上下断面正台阶法开挖。
(1)施工工序
上下断面正台阶法施工工序示意图
Ⅰ-超前钢插管 1-上台阶开挖 Ⅱ-上台阶初期支护 2-下台阶左侧开挖 Ⅲ-下台阶左侧初期支护 4-下台阶右侧开挖 Ⅳ-下台阶右侧初期支护 Ⅴ拱墙二次衬砌 (2)施工控制要点
1)上台阶长度10~15m,并根据围岩情况灵活调整,开挖循环进尺控制在1~
3个钢拱架间距,初期支护紧跟开挖面,严格控制装药量,严禁深孔爆破。
2)上台阶初期支护基本稳定后才能进行下台阶开挖,开挖采用光面爆破,尽量减少对围岩的扰动。
3)拱脚施作锁脚锚杆。
4)二衬距掌子面距离不大于80~100m。
6钻爆施工
新屋隧道钻爆开挖采用硬质岩采用光面爆破技术,软质岩采用弱爆破开挖。光面爆破是新奥法的第一要素,实施光面爆破可减弱对围岩的扰动,减小松动范围,使开挖轮廓圆顺;是保证本标段隧道工程质量、安全和进度的一个关键技术。
6.1 钻爆设计
(1) 钻爆设计理论
在岩石爆破机理研究中,一般认为造成岩石破坏的原因是冲击波和爆生气体膨胀压力共同作用的结果。但是关于爆炸冲击波和爆生气体准静态压力哪个起主要作用,目前仍存在着两种不同的观点。一种观点认为冲击波的作用只表现在对形成初始径向裂纹起先导作用,而大量破碎岩石则是依靠爆生气体膨胀压力作用。另一种观点则认为爆破过程中哪种载荷起主要作用取决于岩石的波阻抗,即高波阻抗岩石应力波起主要作用,低波阻抗岩石爆生气体起主要作用;对于均质岩体以应力波作用为主;而对于整体性不好,节理裂隙发育的岩体,以爆生气体为主。
炸药在炮孔中起爆后,岩石将发生如下破碎过程:(1)强大的冲击波压应力使炮孔周围岩石受压破碎,在瞬间形成压缩破碎和初始裂隙;(2)环向拉应力及应力波反射拉应力使岩石中的裂隙扩展,引起岩石进一步破裂,包括初始裂隙的扩展和二次裂隙的形成;(3)爆生气体膨胀作用使岩石中的裂隙贯穿形成破碎块度,碎胀体积增加,岩石成块或成片运动,形成爆堆及爆破漏斗。
岩石爆破过程在炮孔周围的空间上可分为下列三个区域: ①.爆破近区,即强烈冲击区(流体力学区) 。
由于靠近炮孔周围的爆炸脉冲压力大大超过岩石的抗压强度,又因应力衰
减速度很快,压力脉冲的能量消耗使得此区的岩石遭受粉碎性破坏。爆破近区的范围不大于2-3倍的炮孔直径。
②.爆破中区(非线性过渡区) 。
爆破中区是岩石破碎的主要区域。冲击波压力在该区靠近炮孔周围的部分超过岩石的强度,该处仍可发生岩--石的进一步破坏,但比爆破近区的破坏程度要轻微。随着单位体积的能量密度降低,岩石破碎程度随应力波峰值的衰减而减弱。瞬态应力场的应力波作用可分解为径向压应力和切向拉应力; 切向拉应力虽然只有径向压应力的一半,但由于岩石的抗拉强度平均只有其抗压强度的1/16,所以仍可产生拉伸破坏,形成径向裂纹。切向拉应力随着距炮孔距离的增加而迅速衰减,因此这样产生的径向裂纹仅限于炮孔直径的2~6倍范围。当应力波传播到自由面时, 径向压应力波反射成为拉应力波,在自由面附近产生片状剥落破坏。这种破坏根据应力波的强弱可重复多次,其破坏范围可与径向裂纹发展范围相连接。
由于整个爆破中区在破坏过程中处于爆生气体准静态压力场,岩石大量裂纹尖端是应力集中最明显之处,且尖端的塑性是有限的,易于造成断裂破坏,爆生气体准静态膨胀作用使得该区的裂纹扩展在爆破全过程中占有重要作用。
③.爆破远区(线弹性区)。
在远离炮孔的位置应力已经衰减的很小,不足于形成裂隙,应力波呈线弹性波在介质中传播的很远,外部效应表现为地震波形式。地震波的能量仅占爆炸总能量的2%—6%。
爆破漏斗理论认为,炸药在岩石内部爆炸时,作用于岩石上能量的多少和速度的快慢,取决于岩石性质、炸药性质、药包重量、炸药埋放深度和起爆方式等因素。在岩石性质一定条件下,爆破能量的多少取决于炸药重量的多少,能量释放速度则与炸药爆速密切相关。假设有一定重量的药包在地表下某一深度的岩石中爆炸,所释放的大部分能量被岩石吸收。当岩石所获得能量达到饱和状态时,岩石内部破坏表面开始位移,隆起以至发生抛掷运动,如果能量没达到饱和状态,岩石只呈弹性变形,不发生破坏。
综合各学派的观点可以得到如下认识,即两种作用形式对爆破的不同阶段和不同的岩石所起的作用不同。爆炸冲击波(应力波)的作用在于使岩石中产生裂
纹,将原始损伤裂纹进一步扩展;爆生气体的作用是楔入这些裂纹,使其贯通成为块度,并将这些块度抛掷出去。所以爆炸冲击波的不仅关系着岩石中损伤裂纹的发展,还为爆破后续过程创造了条件。此外,爆炸冲击波的作用不仅对于爆破中区的岩石破碎质量,而且对于爆破远区的围岩稳定和震动安全均具有举足轻重的作用。
对于隧道的爆破,应在岩石隧道开挖前,根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等做好爆破设计,合理的确定炮眼布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法、起爆顺序,安排好循环作业等,以正确指导钻爆施工,达到预期的效果。
(2) 钻眼机具选择
新屋隧道爆破钻眼采用YT-28风动凿岩机,其特点是结构简单,维修方便,使用安全等。
(3) 爆破器材的选择 爆破器材选用
爆破器材选用采用塑料导爆管、导爆索、毫秒雷管起爆系统,毫秒雷管采用15段位毫秒雷管,引爆采用雷管。炸药采用乳化炸药,选用φ25、φ32两种规格,其中周边眼使用φ25药卷,掏槽眼、掘进眼使用φ32药卷。
(4) 主要爆破参数选择
施工前首先要根据地质调查结果,选择有代表性的位置,采用利文斯顿爆破漏斗理论,进行现场爆破试验,提出爆破参数。在施工时应根据实际围岩情况进行试验,根据爆破试验效果来优化初步确定的周边眼的爆破参数,使爆破达到最佳效果。
①周边眼
周边眼光爆参数的选择:包括周边眼间距E,炮眼密集系数m,最小抵抗线W,不耦合系数D,周边眼装药集中度q。根据设计提供地质资料,结合我单位以往施工经验,本线隧道初步设计周边眼光爆参数可按表2取。根据光面爆破选定的周边眼间距应严格控制外插角,以减少超挖。
周边眼装药结构:周边眼爆破采用间隔、不耦合装药结构。
周边眼光爆参数表
围岩 级别 装药不耦合系数D 周边眼间距E(cm) 45~60 周边眼最小抵抗线W 60~80 相对距E/W 0.80~1.00 周边眼装药集中度(kg/m) 0.25~0.40 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ 1.3~1.50 ②掏槽眼
为保证掏槽钻眼精度,掏槽位置选择在爆破断面中偏下。 ③辅助眼
a内圈眼:内圈眼所在位置在周边眼抵抗线的边缘,内圈眼孔距稍大于周边眼的抵抗线W。
b扩大眼:扩大炮眼其炮眼间距视岩石坚硬程度、装运手段对岩石破碎程度的要求等因素而定。一般取0.7~1.2m,岩石坚硬取小值,反之,取大值。
c底板眼:底板眼视开挖轮廓线布置,并适当增加药量,起翻碴作用,使爆落的岩碴翻松,便于装载设备装碴。
(5)装药量计算:先根据周边眼的装药集中度和掏槽眼的装药长度进行周边眼和掏槽眼的药量计算,其他炮眼按式(4-1)计算,按式(4-2)复核,科学进行药量分配。
单眼装药量计算公式q=k·A·w·L·λ 式(4-1) 总装药量计算公式Q=k·L·S 式(4-2) 式中K——单位炸药消耗量,0.72~1.27kg/m3
A——炮眼间距,m; w——炮眼爆破方向的抵抗线,m; L——炮眼深度,m; S——开挖断面积,m2; —炮眼部位系数,按下面二表取值。
软弱围岩炮眼部位系数表 炮眼 部位 λ 掏槽 炮眼 2~3 扩槽 炮眼 1.5~2 掘进 槽下 1~1.2 掘进 槽侧 1 掘进 槽上 0.8~1 内圈 炮眼 0.8~1预 0.5~0.8光 二台 炮眼 1.2~1.5 底板 炮眼 1.5~2 硬岩、中硬岩炮眼部位系数表 炮眼 部位 λ 掏槽 炮眼 10~20 扩槽 炮眼 1. 2 掘进 槽下 1 掘进 槽侧 0.95 掘进 槽上 0.9 内圈 炮眼 0.85 二台 炮眼 1.05 底板 炮眼 0.6 (6)装药结构与堵塞
根据不同炮眼直径和不偶合系数选择不同的药卷。各级围岩炮眼直径和药卷直径的选择应根据围岩的不同来具体确定。周边眼采用间隔不偶合装药。岩石很软时,可采用导爆索起爆,为克服炮眼底部岩石夹制力,50mm直径炮眼在炮孔底装1卷φ32mm药卷做加强药包。
在爆破时,所有装药的炮眼应采用炮泥堵塞,炮泥宜采用炮泥机制作的黏土炮泥,堵塞前应事先将炮泥制成比炮孔直径稍小一点的炮泥条备用,堵塞长度应通过计算确定,对于浅孔应将余孔全部堵塞。不得采用炸药的包装材料等代替炮泥堵塞,炮眼堵塞长度不少于30cm。
(7) 周边眼起爆方法
采用导爆索或塑料导爆管加非电毫秒雷管起爆。 (8) 起爆顺序
掏槽眼→辅助眼→扩槽眼→内圈眼→周边眼→底板眼。间隔时间采用25~100毫秒,周边眼宜一次起爆。
6.2炮眼布置
(1)Ⅴ级围岩单侧壁导坑法
Ⅴ级围岩单侧壁导坑法炮眼布置图
Ⅴ级围岩单侧壁导坑法开挖爆破参数表
开挖部位 炮孔名称 炮孔孔单孔装数深药量(个) (m) (kg) 装药量小计(kg) 装药堵塞长备注 方式 度(cm) 左侧上导坑 中空眼 掏槽孔 辅助孔 周边孔 小计 内圈孔 1 4 23 26 54 9 48 26 83 12 35 25 72 6 54 15 75 284 1.5 1.5 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 0.98 0.83 0.42 0.94 0.83 0.42 0.94 0.83 0.42 0.94 0.83 0.42 3.92 19.09 10.92 33.93 反向 反向 反向 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 8.46 反向 39.84 反向 10.92 反向 59.22 11.28 反向 29.05 反向 10.5 反向 50.83 5.64 反向 44.82 反向 6.3 反向 56.76 200.74 左侧下导坑 扩槽孔 周边孔 小计 内圈孔 右侧上导坑 扩槽孔 周边孔 小计 内圈孔 右侧下导坑 扩槽孔 周边孔 小计 合计 (1)Ⅴ级围岩三台阶法
Ⅴ级围岩三台阶法开挖爆破参数表
开挖部位 炮孔名称 雷管段别 1 3 炮孔数(个) 8 6 孔深(m) 1.66 1.62 单孔装药量(kg) 0.9 0.9 装药量小计(kg) 7.2 5.4 装药堵塞长备注 方式 度(cm) 反向 反向 40 40 掏槽孔 上台阶 掏槽孔 掏槽孔 掘进孔 掘进孔 内圈孔 周边孔 底板孔 小计 辅助孔 辅助孔 辅助孔 中台阶 周边孔 底板孔 小计 辅助孔 辅助孔 下台阶 周边孔 底板孔 小计 合计 5 5 7 9 11 13 1 3 5 7 9 1 3 5 7 8 4 11 18 37 16 108 14 14 14 16 14 72 14 10 8 14 46 226 1.62 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 0.9 0.825 0.825 0.75 0.3 0.825 0.825 0.825 0.825 0.3 0.825 0.825 0.825 0.3 0.825 7.2 3.3 9.075 13.5 11.1 13.2 69.975 11.55 11.55 11.55 4.8 11.55 51 11.55 8.25 2.4 11.55 33.75 154.725 反向 反向 反向 反向 药串 反向 反向 反向 反向 药串 反向 反向 反向 药串 反向 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 (2)III、Ⅳ级围岩上下台阶法
III、Ⅳ级围岩上下台阶法炮眼布置图
III、Ⅳ级围岩上下台阶法开挖爆破参数表
开挖部位 炮孔雷管炮孔名称 数段别 (个) 掏槽眼 扩槽眼 辅助眼 辅助眼 上台阶 内圈眼 周边眼 底板眼 连接雷管 引爆雷管 小计 第一排眼 第二排眼 第三排眼 第四排眼 第五排眼 第六排眼 下台阶 第七排眼 内圈眼 周边眼 底板眼 连接雷管 引爆雷管 小计 1 5 7 8 9 10 11 1 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 1 4 4 6 6 17 25 13 75 3 5 7 9 8 6 6 12 18 16 80 孔深(m) 2.2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 单孔装药量(kg) 1.54 1.4 1.2 1.2 1.0 0.6 1.35 1.2 1.1 1.1 1.1 1.1 1.0 1.0 1.0 0.6 0.35 单段总装药量(kg) 6.16 5.6 7.2 7.2 17 15 装药雷管方式 个数 反向 反向 反向 反向 反向 反向 4 4 6 6 17 25 13 7 1 83 3 5 7 9 8 6 6 12 8 16 13 1 94 备注 17.55 反向 75.71 3.6 5.5 7.7 9.9 8.8 6.0 6.0 12 4.8 21.6 85.9 反向 反向 反向 反向 反向 反向 反向 反向 反向 反向 6.3钻爆作业
采用人工手持YT-28式风动凿岩机钻孔,人工装药起爆。钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。如围岩出现变化需要变更爆破设计时,由主管工程师确定。炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接,均由考核合格的爆炮工负责。 6.3.1测 量
测量是控制开挖轮廓精确度的关键。采用隧道断面激光测量仪进行断面和炮孔划线。每循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。 6.3.2定位开眼
钻孔按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高,开眼误差要控制在3~5cm以内。 6.3.3钻 孔
钻工要熟悉炮眼布置图,要能熟练地操纵凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要丰富经验。钻孔时严格按照炮孔布置图正确对孔以确保爆破质量。周边孔外插角1°~2°,炮孔相互平行,周边孔在断面轮廓线上开孔,周边孔对孔误差环向不大于5cm。掏槽孔对孔误差不大于3cm,其它炮孔开眼误差不大于10cm。在钻眼过程中,应根据岩孔位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼程度,以保证炮眼底在同一平面上。 6.3.4装药
钻完孔后,用高压风吹孔,经检查合格后装药。装药分片分组负责,自上而下严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。爆破网路连接、检查及起爆,按照爆破设计要求和GB6722-86《爆破安全规程》执行。 6.3.5堵塞
所有装药的炮眼均堵塞炮泥,堵塞长度不小于40cm。 6.3.6瞎炮处理
发现瞎炮,应首先查明原因,如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮,则切去损坏部分重新连接导爆管即可,但此时的接头应尽量靠近炮眼,如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮,则应参照《爆破安全规程》有关条款处理。盲炮处理主要有以下几点措施:
(1)经检查确认炮孔的起爆线路完好时,可重新起爆。
(2)打平行眼装药爆破,平行眼距盲炮孔口不得小于30cm,为确定平行眼的方向,允许从盲炮口取出长度小于20cm的填塞物。
(3)用木制、竹制或其他不发生火星的材料制成的工具,轻轻的将炮眼内大部分填塞物掏出,用聚能药包诱爆。
(4)在安全距离外用远距离操作的风水管吹出盲炮填塞物及炸药,但必须采取措施回收雷管。
(5)盲炮在当班处理,当班不能处理或未处理完毕,应将炮眼情况(盲炮数目、炮眼方向、装药数量和起爆药包位置、处理方法和处理意见)在现场交接清楚,由下一班继续处理。
6.4隧道光面爆破
光面爆破是隧道“新奥法”施工的关键技术,爆破效果直接关系到工程质量的好坏、施工进度的快慢和施工费用的高低。在隧道开挖中,必须组织工程技术人员现场观察工程地质条件、围岩性质,讨论、初定各项爆破参数。为获得最佳的光面爆破效果,通过合理的炮眼布置,调整炮眼孔距、角度、装药方式,进行不同开挖进尺的试验性爆破,不断调整、优化爆破参数;对周边眼的爆破进行现场试验,根据现场围岩不同确定周边眼最佳抵抗线。通过多次的试验爆破和参数的调整,最后确定科学合理的光面爆破设计方案。 6.4.1工艺控制要点
(1)严格控制开挖轮廓线的划线精度
每次全断面爆破前,要精确测定出开挖轮廓线,并根据轮廓线画出各类炮眼位置。炮眼的布置根据各类围岩不同而相对应的炮眼间距不同,视现场围岩整体性和软硬程度而定。
(2)严格控制钻眼和清孔的质量
根据隧道的开挖断面尺寸,开眼的位置要求不偏离设计炮眼位,周边眼不得偏离5cm,向外角度不大于1~3°,钻眼过程技术人员必须现场指导,对不符合要求的坚决不能使用,必须重新钻眼,以确保钻眼的位置和角度符合爆破设计的要求。炮眼钻好后,用高压气体进行清孔,将炮眼中的钻碴与小石碴清除干净,以确保装药顺利进行。
(3)严格控制装药质量
合理选用引爆器材,装药时分片分组,由专人负责,严格按设计装药量装药和装雷管,自上而下,依次进行,注意雷管对号入座,周边眼用导爆索引爆,导爆索从拱部向两边依次并联在一起,在两底边各与一个毫秒雷管绑在一起。引爆起爆网络采用复式网络,保证起爆准确性与可靠性,联结导爆管时,注意不能打结和拉细现象,联结好后,技术人员负责检查,经检验合格后,尽快撤离人员和机械,最后引爆。 6.4.2施工操作要求
(1)优化光面爆破设计是保证隧道质量的基本前提。通过对隧道现场光面爆破的试验,不断调整爆破设计,使光面爆破设计更符合实际情况,施工过程中要严格操作规程。
(2)周边眼采用导爆索引爆,实现周边眼空气间隔装药,提高围岩自身的自稳能力。 (3)加强钻眼的现场管理。工程技术人员负责指导监督,保证钻眼的深度、方向、角度、间距按光面爆破设计的要求实施,特别对周边眼应严格控制,保证断面不欠挖,尽可能减少超挖。清碴时,准确控制好标高,使下一循环放样、钻孔准确无误。
(4)对隧道光面爆破进行动态管理。预测掌子面前方的地质变化,根据不同地段围岩的性质,随时调整光面爆破的各项设计参数,争取最佳的爆破效果。
(5)光面爆破能节约工程成本,加快施工进度,保证施工安全,确保隧道防水质量,提高经济效益。光面爆破断面严格按设计开挖断面要求控制,能有效控制开挖断面的欠挖和超挖,减少隧道初期支护和二次衬砌混凝土的用量,节约工程成本;圆滑、平顺的开挖断面,易于铺设防水板,在二次衬砌施工时,能有效保证防水板的平整度,确保隧道工程的防水质量。
光面爆破工艺流程图
地质调查 光爆设计 放样布眼 原因分析 定位开眼
修改光爆设计 钻 眼 清 孔 装 药 连起爆网络 起 爆
否 通 风 是
光爆效果检查 6.4.3超欠挖控制
钻爆法开挖是否经济、高效,关键是控制好超欠挖,钻爆施工中将采取如下措施: (1)根据不同地质情况,选择合理的钻爆参数,选配多种爆破器材,完善爆破工艺,提高爆破效果。对于Ⅲ、Ⅳ级围岩,考虑开挖线内的预留量,爆破后机械凿到设计开挖轮廓线。实践证明此法对于光面爆破十分有效,可起到事半功倍的效果。
(2)提高画线、钻眼精度,尤其是周边眼的精度,是直接影响超欠挖的主要因素,因此要认真测画中线高程,准确画出开挖轮廓线。
(3)提高装药质量,杜绝随意性, 防止雷管混装。
(4)断面轮廓检查及信息反馈:了解开挖后断面各点的超欠挖情况,分析超欠挖原因,及时更改爆破设计参数,减少误差,配专职测量工检查开挖断面,超挖量(平均线性超挖)应控制在10cm(眼深3m)和13cm(眼深5m)以内。
(5)建立严格的施工管理:在解决好超欠挖技术问题的同时,必须有一套严格的施工管理制度来保证技术的实施,为此,从进洞前,制定严格的奖罚制度,用经济杠杆来调动施工人员的积极性。
6.5出碴运输
新屋隧道出渣运输方式采用无轨运输方式,采用挖掘机配合侧卸式装载机装渣,13m3
以上自卸汽车运输出碴至弃碴场。在仰拱施工地段,采用仰拱栈桥保证隧道出碴车通行。 6.5.1装渣作业
(1)装载机作业时,其回转范围内不得有人通过。
(2)装渣过程中,应注意观察开挖面围岩的稳定情况,发现松动岩石或有塌方征兆时必须先处理再装渣。
(3)装渣时发现渣堆中有残留的雷管、炸药应立即处理。 (4)向自卸车中装渣时避免偏载、超载。
(5)正在装载的运输车应制动,司机不得将身体的任何部位伸出驾驶室外,严禁其他人上、下车和维修车辆。
(6)运输车应在装渣机械发出信号后,方可进入和驶出装车地点。 (7)等待装车时,车与车之间应保持一定的安全距离。 6.5.2运输作业
(1)施工单位应根据施工安排编制运输计划,制定运输管理规定,加强运输调度,确保运输安全。
(2)施工机械安全装置必须齐全有效,使用前及作业过程中应加强检查,按规定要求进行维修保养,保持机械状况良好与运输安全。
(3)机械操作人员必须持证上岗,严格执行安全操作规程,严禁违章操作。 (4)施工作业地段的行车速度不得大于15km/h,成洞地段不得大于25km/h。 (5)隧道洞口、横通道交叉口、狭窄的施工场地应设置慢行标志,必要时设专人指挥交通。
(6)车辆接近洞口或台车下时,驾驶员必须减速瞭望并鸣笛警示。 (7)在隧道内倒车或转向必须开灯鸣笛或有专人指挥。 (8)施工机械应采用带净化装置的柴油机械。
(9)运输车不准超载、超宽和超高运输,行驶中应随时观察洞内有无设备、临时支撑等侵入限界的情况。
(10)道路上的废渣和杂物应安排杂工随时清除。 6.5.3卸渣作业
(1)自卸车卸渣时必须将车辆停稳制动,不得边卸渣边行驶。 (2)不得在坑洼、松软、倾斜的地面卸渣。 (3)卸渣后应及时使车厢复位,严禁举升车厢行驶。
施工工艺 无轨运输 施工要点 出碴采用侧卸式轮式装载机装碴,自卸车运输至指定弃碴场。 7 超前及初期支护
7.1超前小导管
超前小导管采用φ42㎜,壁厚6㎜的热轧无缝钢管,管口0.5m范围内不开孔,其余部分按15cm间距交错设置注浆孔,孔径8mm。XS-Va围岩小导管长4m,环向间距40cm,排距2.4m,每环37根,外插角12°,XS-Vc及XS-Vd围岩小导管长4.5m,环向间距40cm,排距分别为3m和3.2m,每环35根,外插角12°。
施工时,先用仪器测量放线,画出开挖外轮廓线,定出小导管中心线位置。导管采用钻孔施工时,孔眼深度应大于导管长度;采用锤击或钻机顶入时,其顶入长度不小于管长的90%。
小导管注浆选用水泥单浆液,水灰比1:1,注浆压力0.5~1 MPa。注浆采用液压注浆机,注浆达到设计终压时持续15分钟即可停止注浆。
7.2锚杆
(1)XS-Va(S-Va)衬砌类型系统锚杆采用Φ25中空注浆锚杆,长3.5m,拱墙布置,锚杆环向间距1m,纵向间距0.6m。XS-Vc(S-Vc)衬砌类型系统锚杆采用Φ25中空注浆锚杆,长3.5m,拱墙布置,锚杆环向间距1m,纵向间距0.75m。XS-Vd(S-Vd)衬砌类型系统锚杆采用Φ25中空注浆锚杆,长3.5m,拱墙布置,锚杆环向间距1m,纵向间距0.8m。中夹岩锚杆采用Φ25中空注浆锚杆,长5m,布置方式与拱墙部位一致。S-Ⅳb衬砌类型系统锚杆采用Φ22药卷式锚杆,长3m,拱墙布置,锚杆环向间距1.2m,纵向间距0.9m。S-Ⅳc衬砌类型系统锚杆采用Φ22药卷式锚杆,长3m,拱墙布置,锚杆环向间距1.2m,纵向间距1m。S-Ⅳd衬砌类型系统锚杆采用Φ22药卷式锚杆,长3m,拱部布置,锚杆环向间距1.2m,纵向间距1m。
(2)中空注浆锚杆应在初喷砼后及时进行,钻孔用风钻进行。钻孔前应根据设计要求布出孔位,作出标记,孔位偏差应小于15mm。钻孔深度不得小于设计要求,钻孔应圆而直,钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直。钻孔后应用砂浆作底座,使锚杆安装后其垫板与底座密贴,并与锚杆垂直。锚杆安装后螺母应拧紧。其施工工序为:布孔→钻孔→冲孔→做砂浆底座→安装锚杆→注浆。锚杆安装注浆后不得随意敲击,其端部3天内不得悬挂重物。
7.3钢筋网
新屋隧道拱墙均布置Φ6钢筋网片,网片间距为20cm×20cm,钢筋网在洞外钢筋加工棚加工后搬运至现场安装。
钢筋网与锚杆联接牢固,随受喷面的起伏铺设。钢筋网之间及与已喷砼段的钢筋网搭接牢固,且搭接长度不小于200㎜。钢筋网需挂靠牢固,在喷射砼时钢筋网不得晃动。
7.4钢支撑
(1)XS-Va(S-Va)衬砌类型钢支撑采用I20a工字钢,间距0.6m,工字钢与围岩之间保护层厚度为4cm,临空一侧保护层厚度为2cm。XS-Vc(S-Vc)衬砌类型钢支撑采用I18工字钢,间距0.75m,工字钢靠围岩一侧保护层厚2cm,临空一侧保护层厚4cm。XS-Vd(S-Vd)衬砌类型钢支撑采用H15×20格栅钢架,间距0.8m,格栅主筋与围岩之间的混凝土厚度不小于4.5cm,临空一侧的喷射混凝土厚度不小于2.5cm。S-Ⅳb衬砌类型钢支撑采用H15×20格栅钢架,间距0.8m,S-Ⅳc衬砌类型钢支撑采用H13×18格栅钢架,间距1.0m,S-Ⅳd衬砌类型钢支撑采用H11×16格栅钢架,间距1.0m。
(2)钢拱架按设计要求分片加工好,尺寸准确,弧形圆顺,并在现场进行试拼,试拼后在同一平面内允许偏差为:宽度±20㎜,高度±30㎜,扭曲度20㎜。钢拱架堆放和运输时不得损伤和变形,安装前应除锈。为了安装方便,每榀钢拱架可分段,段与段之间用联结钢板通过螺栓连接牢固。
(3)钢支撑和钢格栅设计考虑预留变形值,安装之前先初喷一层C25砼。
(4)钢拱架按设计位置现场测量定位,拱架平面必须与隧道中线垂直。钢拱架架立通过垂球吊线的方法控制垂直度。拱架各节连接牢固,安设位置正确、稳固并垂直隧道中线。
(5)现场拼接,各段应在一个平面上用M30螺栓联接,点焊加固。
(6)拱架之间纵向必须用Φ22纵向钢筋连接,纵向连接筋间距为1m,并与锚杆外露端焊牢。
(7)工字钢及格栅安装时底部虚渣必须清理干净,达不到设计高程时用混凝土或钢板垫层,不得随意垫木头或石渣。
7.5锁脚锚杆
在每榀钢架节段底部每处设置2根φ22药卷锚杆,锚杆长度根据设计要求设置(锚杆
长度为3.5米和3米两种尺寸),锚杆与钢架焊接连接牢固。当围岩较差时可增加锚杆数量或长度,在钢架底部增设钢垫板,增大受力面积,确保钢架稳定。必要时可采用锁脚锚管。
7.6喷射砼
砼的喷射采用湿喷工艺。喷射工艺流程:
隧道喷砼施工工艺框图
细骨料 压缩空气 粗骨料 水 泥 水 搅拌机 喷射机 速凝剂 喷头 头 外加刘
喷射砼顺序应先墙后拱,岩面不平时,应先喷凹处找平。
在边墙部分为自下而上,从左到右或从右到左,并注意呈螺旋轨迹运动,一圈压半圈,纵向按顺序进行,旋转半径一般为15㎝,每次蛇行长度为3~4m。
在拱部拱脚至拱腰处,自下而上。拱腰至拱顶由里(有砼处)向外喷射砼进行。
8洞口浅埋段、小净距段及洞身浅埋段施工
8.1洞口浅埋段
根据设计图纸及现场地质情况,新屋隧道左右线洞口均存在浅埋段。
新屋隧道洞口浅埋段一览表
线别 左 线 隧 道 2 ZK86+362 ZK86+409 XS-Va 47 编号 1 起点里程 迄点里程 衬砌类型 长度(m) 58 超前支护 洞口第一环φ108长管棚30m,环向间ZK83+944 ZK84+002 XS-Va 距0.4m,每环37根;洞内ф42超前小导管,每根长4m,纵向2.4m一环 洞口第一环φ108长管棚30m,环向间距0.4m,每环37根;洞内ф42超前三台阶法 施工方法 备注 小导管,每根长4m,纵向2.4m一环 合计 3 K83+956 K84+010 XS-Va 105 54 洞口第一环φ108长管棚30m,环向间右 线 隧 道 4 K86+337 K86+372 合计 XS-Va 35 89 距0.4m,每环37根;洞内φ42超前小导管,每根长4m,纵向2.4m一环 洞口第一环φ108长管棚21m,环向间距0.4m,每环37根;洞内φ42超前小导管,每根长4m,纵向2.4m一环 三台阶法 浅埋段施工管理措施:
(1)隧道进洞前仔细勘察洞顶地质情况,若存在泉眼或积水,必须采取有效措施将地表水排出。
(2)完善洞顶排水系统,洞顶截水沟必须将地表水排至隧道范围以外的自然沟渠。 (3)严格按设计要求控制长管棚长度及注浆质量,确保在长管棚的超前支护下安全进洞。
(4)隧道开挖采用挖机配合人工风镐进行,若要爆破时必须控制装药量,减少对围岩的扰动。
(5)严格控制每循环开挖进尺,初期支护紧跟,遵循“短开挖,弱爆破,早封闭,强支护”的原则。
(6)加强洞外地表观测及洞内监控量测,变形增大时及时通知监理、业主及设计院调整支护参数。
(7)加强超前地质预报,充分掌握掌子面前方地质情况,确保在安全的条件下施工。
8.2小净距隧道施工
(1)新屋隧道洞口浅埋段及部分深埋段为小净距隧道,应严格按照小净距隧道施工方案施工,围岩分部情况及支护措施见下表。
表1:新屋隧道小净距段围岩设计一览表
线别 编号 1 左 线 隧 道 3 ZK86+362 ZK86+409 合计 右 线 隧 1 K83+956 K84+010 XS-Va 54 XS-Va 47 118 2 ZK84+002 ZK84+015 XS-Vc 13 起点里程 迄点里程 衬砌类型 长度(m) 58 超前支护 洞口第一环φ108长管棚30m,环向间ZK83+944 ZK84+002 XS-Va 距0.4m,每环37根;洞内ф42超前小导管,每根长4m,纵向2.4m一环 φ42小导管环向间距0.4m,每环35根,每根长4.5m,纵向3m一环 洞口第一环φ108长管棚30m,环向间距0.4m,每环37根;洞内ф42超前小导管,每根长4m,纵向2.4m一环 洞口第一环φ108长管棚30m,环向间距0.4m,每环37根;洞内φ42超前小导管,每根长4m,纵向2.4m一环 三台阶法 三台阶法 施工方法 备注 道 2 K84+010 K84+041 XS-Vd 31 φ42小导管环向间距0.4m,每环35根,每根长4.5m,纵向3m一环 洞口第一环φ108长管棚21m,环向间距0.4m,每环37根;洞内φ42超前小导管,每根长4m,纵向2.4m一环 3 K86+337 K86+372 合计 XS-Va 35 120 表2:新屋隧道小净距段衬砌支护参数表
围衬砌类型 岩级别 φ6钢筋φ25中注式,3.5m,网,20×XS-Va Ⅴ 100×60(拱墙)布置 20cm(拱墙、中岩柱) φ6钢筋XS-Vc φ25中注式,3.5m,网,20×Ⅴ 100×75(拱墙)布置 20cm(拱墙、中岩柱) φ6钢筋XS-Vd φ25中注式,3.5m,网,20×Ⅴ 100×80(拱墙)布置 20cm(拱墙、中岩柱) C25喷砼厚22cm C25喷砼厚24cm C25喷砼厚26cm Ⅰ20a型钢钢架(全环) ,间距0.6m C30钢筋砼厚50cm ;φ22@20cm C30钢筋砼厚45cm ;φ22@20cm C30钢筋砼厚45cm ;φ22@25cm C30钢筋砼厚50cm ;m C30钢筋砼厚45cm ;m C30钢筋砼厚45cm ;cm φ22@25φ25中注式,长5m,100×80cm梅花形布置 超前小导管 φ22@20cφ25中注式,长5m,100×75cm梅花形布置 超前小导管 φ22@20cφ25中注式,长5m,100×60cm梅花形布置 超前管棚+超前小导管 系统锚杆 钢筋网 喷砼 钢架 拱墙 仰拱 中间岩柱 初期支护 二次衬砌 辅助施工 I18工字钢,全环,间0.75m 距I18工字钢,全环,间0.75m 距(2)先、后行洞的选择
新屋隧道为长隧道,采用进出口双向掘进施工,结合设计图纸及工期要求,进口端计划先从左线进洞施工,待左洞进洞20m后进行右洞暗洞开挖。新屋隧道出口端先从左洞进洞施工,先施作左洞套拱及管棚,左洞进洞20m后右洞开始进洞。
(3)小净距隧道施工要点
根据现行高速公路隧道规范、云浮罗定至茂名信宜(粤桂界)高速公路工程建设标准化管理手册及我单位多条小净距隧道施工的经验,结合本标段隧道设计文件,主要施工要点如下:
①中夹岩柱的保护;
②及时进行洞顶、洞内监控量测及隧道超前地质预报,方便对掌子面前方围岩开挖方式及支护参数进行及时调整;
③左、右两洞掌子面距离控制; ④衬砌仰拱及时跟进。
8.3洞内浅埋段
8.3.1设计情况
新屋隧道洞身穿越两处浅埋段,第一段:隧道ZK84+388~ZK84+541段和右线隧道K84+397~K84+524段,其中左线在ZK84+470附近露顶,右线最小覆盖层厚在K84+460附近约为2m。该段围岩主要由粉质粘土、淤泥质粉质粘土、细砂及强~微风化变质砂岩组成,围岩级别为Ⅴ级。浅埋段主要影响范围为左线隧道ZK84+440~ZK84+480,右线隧道K84+445~ZK84+485。
第二段:左线隧道ZK84+579~ZK84+859段和右线隧道K84+606~K84+795段,该段最小覆土层厚度约为7m。该段围岩主要由粉质粘土及强~微风化变质砂岩组成,围岩级别为Ⅴ级。该浅埋段主要影响范围为左线隧道ZK84+640~ZK84+820,右线隧道K84+635~ZK84+810。
区域一 区域二
图1 左线浅埋段纵断面
区域一 区域二
图2右线浅埋段纵断面
图3 第一段浅埋段平面图
图4 第二段浅埋段平面图
8.3.2现场调查情况及施工组织安排
(1)现场调查情况
2017年8月底至9月初,我部相关人员对该隧道两处浅埋段进行现场调查,情况如下: 第一段:左线隧道ZK84+440~ZK84+480 ,右线隧道 K84+445~K84+485 ,该段地表有地方公路(水泥路面,宽4米)与线路斜交,浅埋段地势呈“U”字型,沟槽两段地势起伏大,山体较陡,地表沟槽发育,土质松软,上游地表汇水面积大,并汇集于土沟向下游。
第二段:ZK84+579~ZK84+859 段及 K84+644~ZK84+795段,该段地表有地方村道,房屋密集约10余栋,线路两段山体较陡,线路上游及正下方分部多处水塘,地表沟槽发育,土质松软,上游地表汇水面积大,经土沟流向下游,且该浅埋段附近存在大片水田。
(2)施工组织安排
根据我部施工组织策划,新屋隧道由进、出口4个工作面组织施工,且进口端为反坡施工。根据工期安排,进口计划2017年12月正式进洞施工,开挖施工至第一处浅埋段时间预计为2018年8月,开挖施工至第二段浅埋段时间为2018年12月。 8.3.3施工方案
8.3.3.1第一段浅埋段施工方案
新屋隧道ZK84+450~ZK84+476 段及 K84+453~ZK84+475段洞外采用水泥混合土反 压回,填及地表注浆加固后,洞内临近浅埋段前后20米范围拟采用大管棚超前支护,(充分确保开挖稳定性),按CD法进行洞内开挖支护后,二衬紧跟施工。具体施工步骤如下:
(1)洞外加固施工
1)对洞顶道路提前进行改移(改移至浅埋段影响范围之外);
2)对地表水系进行集中引流(设置临时防渗漏排水沟)下游;清除浅埋段影响范围内地表植被。
3)分层回填水泥混合土并夯实。夯实方法如下:
采用未筛分碎石,按其重量的8%掺入425水泥,掺入量以不泌水为度,拌制机械采用1m³的挖掘机,利用自由落体原理,反复开挖,搅拌均匀。水泥土夯实,采用人工及机械两种方法相互配合进行夯实,第一层采用人工夯实,避免扰动下层地基,虚铺厚度20cm,第一层土体固结后,加强覆盖撒水保湿掩护1天,第二层与第一层一致,第三层采用打夯机夯实,分层厚度为30cm,夯实遍数根据现场试验确定,直至分层填筑至设计位置。夯填范围及厚度具体见下附断面图。
地表加固平面图
4)地表钻孔注浆
钻孔注浆应在回填水泥土完毕后实施。具体步骤如下:
① 注浆孔长度的确定。隧道开挖外轮廓线两侧,钻孔长度有地表至设计高程位置,隧道断面范围内:钻孔长度有地表至隧道开挖轮廓线外侧。
②精确测量隧道断面,横断面纵向间距为2m,在横断面上对每个钻孔进行放样,标明每个断面上点位的钻孔深度。
③从地面钻孔钻至注浆的预定位置开始注浆,注浆管采用Φ50钢花管,间距2m×2m,梅花形布置,注浆浆液采用水泥浆(单浆液),若水量偏大采用水泥-水玻璃双液浆。初始注浆压力为0.5~1Mpa,注浆压力应从小到大逐步增加(特别是靠定地面),成孔注浆采用由外到内,跳跃式,隔孔分段注浆,自下而上分段长度0.25~0.5m,注浆压力达终压2MPa,并持续10min。
④注浆完成后在地表施做封层,以防止地表水下渗。
⑤注浆后对注浆效果进行检查,如未达到要求则进行补孔注浆。 (2)洞内施工
待地表加固提前处理完成后,洞内施工如下:
1)临建浅埋段前后各20米范围内,洞内超前支护拟定洞内采用Φ108大管棚超前支护,管棚环向间距0.4m,每环37根,左洞第一环管棚设置里程为ZK84+435~+455,第二环管棚设置里程为K84+471~+491。右洞第一环管棚设置里程为ZK84+438~+458,第二环管棚设置里程为K84+470~+490。管棚加工及施工方法参照设图纸相关要求施作。
2)待第一环管棚施工完成后,洞内按设计进行开挖支护施工。 3)洞内开挖支护至第二环管棚开始后,及时施工第二环管棚; 4)待第二环管棚施工完成后,洞内按设计进行开挖支护施工。
5)当钢架基础位于软弱土层中时,基础设置混凝土垫块,并采用φ75中管棚锁脚,确保钢架架设牢固,保证初支稳定及施工锁脚安全质量。
6)本段仰拱及二衬及时紧跟,确保整体稳定性。 8.3.3.2第二段浅埋段施工方案
本段浅埋段较长,埋深7~13米。拟定地表采用复合地基加固,洞内加强超前及初期支护方案,主要施工步骤为:
(1)地表施工方法
1)对地表建筑物进行征收拆迁,并对红线范围内及红线范围外上游鱼塘进行排水疏干; 2)进行村道改移,确保当地村民生产生活通行不受影响; 3)对该段地表积水进行有组织集中排放;
4)为充分固结地表,有效防护地表及地下水浸入洞身开挖范围内,确保洞内开挖施工土体稳定,拟定对浅埋段内隧道地表采用复合地基加固,具体方案下:
①隧道洞身拱部范围轮廓线外采用φ60cm高压旋喷桩注浆加固,高压旋喷桩间距均为1.2m,梅花型布置,达到充分固结洞身范围松软土体目的,确保洞内施工安全。
②隧道边墙以外采用3排φ108钢管桩锁边注浆加固,钢管桩纵横向间距均为0.8m,成梅花型布置,钢管桩底部伸入基岩1m,防止开挖过程土层侧压力造成挤压变形,确保初期支护稳定。
高压旋喷桩施工方法
A、放线定位,根据桩位平面布置图,确定孔位,依据基准点进行测量各孔口地面高程。 B、钻机就位钻机应垂直于地面且摆放平稳,放线桩位与设计桩位的偏差不得大于50mm。造孔每钻进5m用水平尺测量机体水平、立轴垂直,成孔的垂直度偏差不得大于0.5%。
C、浆液配制搅拌本工程旋喷桩浆液采用水灰比为1:1~1:1.5的水泥浆。水泥要过筛,且为了防止水泥浆离析,应在灰浆机中不停搅动。为了保证浆液的浓度,应当采用二次搅拌配制浆液,即在搅拌机中按确定的水灰比配制并搅拌水泥浆液。搅拌3-5分钟后放入第二只搅拌桶中使用。禁止采用一只搅拌桶,一边配浆一边抽浆,否则难以控制浆液水灰比。
D、喷射注浆为保证加固范围内土体有效切割前能拌合均匀且使桩径不小于设计桩径600mm,注浆压力应不小于20MPa。提管速度控制在0.1~0.2m/min,旋转速度15r/min以使土体得到充分切割搅拌。
钢管桩施工方法
A、钻机就位。钻机应就位在稳固的地基之上,就位时应使钻机底部平整,支撑牢固,以确保钻孔时不产生下沉、摆动及偏移等现象。钻孔时可采用多台钻机同时钻孔,就位时应避免钻机互相影响。就位时应使钻机准确对位于已测量的点位之上,防止偏斜。
B、钻孔。为便于安装钢管,设计中采用Φ110钻孔机钻孔,钻孔前应检查机械设备是否正常。开钻时,可低速低压,待钻进一定深度时,可根据地质情况调整钻速。钻进时钻孔速度要均匀,特别是遇到加泥、加砂及破碎岩层后,要特别注意钻进速度,以防止卡钻。当遇到初期支护钢架、钢筋难以钻进时,应改用特制的合金钻头进行切割(隧底初期支护前应尽量提前预留钢管桩孔位,以便于后期施工)。当个别地方底部遇到孤石等难以钻进时,可使钻杆适当偏斜1~3°。来调整钻孔方向。钻孔过程中应检查钻孔的垂直度,并及时进行纠偏。钻孔过程中应及时作好记录,根据孔口岩屑判断基底地质情况,以用来指导施工。
C、清孔。当检查孔位、孔深及垂直度符合要求后,进行清孔,清孔采用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
D、安装钢管桩钢管。钢管桩钢管采用Φ89(d=5 mm)无缝钢管加工而成,钢管前端为尖形,尾端50cm设止浆段。钢管壁一周设四排注浆孔,孔径8~10mm,孔间距10~20cm,呈梅花形布置,前端加工成锥形,便于钢管的安装。
E、注浆。注浆采用普通纯水泥浆,水灰比0.5:1-2:1。注浆前先检查管路和机械设备状况,确认正常后做压浆试验,以选择合适的注浆参数,以此来进行施工。注浆分两次进行,第一次注浆的浆液充分收缩后,进行第二次注浆。
E、冲洗注浆管路喷射施工完毕后,应把注浆管等机具设备冲洗干净,管内机内不得残存水泥浆。可把水泥浆换成水,在地面上喷射,以便把高压水泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。
(2)洞内施工
1)洞内拱部采用双层φ75中管棚超前支护(代替双层小导管),管棚单根长度6m,环向间距0.5m,纵向2.4m/环,管棚伸入该浅埋段前后范围不得小于5m
2)当钢架基础位于软弱土层中时,基础设置混凝土垫块,并采用φ75中管棚锁脚,确保钢架架设牢固,保证初支稳定及施工锁脚安全质量。
3)洞内开挖按设计要求组织施工。
4)本段仰拱及二衬及时紧跟,确保整体稳定性。
9 超前地质预报
为保证隧道顺利施工,通过超前地质预报工作,及时掌握掌子面前方的地质情况,指导隧道开挖施工,为预防隧道塌方、突水、突泥等可能形成的灾害性等事故及时提供信息,通过预报,了解掌子面前方短距离内的地质条件、围岩类别,为正确选择开挖方法、支护参数等提供依据。
9.1指导思想及工作流程
以工程地质综合分析为核心,坚持粗查与精查相结合,物探与钻探相结合的原则,并结合前期地勘成果及地质调查资料综合判定。
超前地质预报应由经验丰富的专业人员实施,物探探测建议采用TSP、地质雷达等探测方法,根据隧道工程地质条件,及各种探测方法的优缺点,各种方法配合适用。
超前地质预报工作流程
9.2超前地质预报分级及方式
(1)、超前地质预报分为三个等级:
C1:适用于工程地质条件简单的一般地段,根据地勘成果一般不存在大的不良地质问题。
C2:适用于不良地质较发育的地层,根据地勘成果,该段落可能存在涌水等不良地质。 C3:适用于重大不良地质较发育的地层,主要是勘察已经标明的不良地质体。如断层破碎带等进行进一步确认,以便准确查明不良地质体的规模和空间方位,为合理制定应对措施提供必要的基础资料,防患于未然,保证施工安全。
超前地质预报方式表
预报类型 地质填充分析 远距离物探 近距离物探 钻孔验证 超前地质预报等级 C1 √ √ 必要时 必要时 C2 √ √ √ 必要时 C3 √ √ √ √ 备注 TSP仪器 地质雷达、瞬变电磁仪等 Φ110钻孔(必要时取芯) (2)、超前地质预报方式 ①、TSP探测
a、适用于对隧道洞身不良地质进行远距离探测。
b、探测断层、构造破碎带、岩体破碎带、岩溶等的位置及规模。 c、探测距离100米左右,间隔100-150m设一个断面。 d、探测范围隧道开挖轮廓线外径向10-20m。
TSP超前地质预报系统示意图
②、地质雷达探测
a、适用于对岩体的完整性及空洞进行探测。
b、探测岩体的破碎程度以及溶洞、暗河、采空区等的空间与规模。 c、探测距离30米左右。
地质雷达测线布置与原理
③、超前钻孔
a、根据以上探测结果,初步判定前方有大型不良地质体时,应采用超前钻孔验证。 b、根据不良地质的空间位置,确定钻孔的施作位置、方位、空数。
c、钻进是应对钻进速度、取芯情况、出水点位置、流量、水压、水温及出水状态等作
详细记录,必要时应对探孔出水进行水质化验和分析,确认地下水是否具有腐蚀性。
d、探孔长度20-30m,保护段长度不小于10m。
超前探孔布置图
9.3超前地质预报施工工序
(1)隧道开挖爆破后立即进行地质调查并进行地质素描,一般地段每10m记录一次,地质发生变化时,增加素描。
(2)利用TSP每隔100m左右探测一次,粗略掌握掌子面前方不良地质分布情况。 (3)然后用地质雷达或瞬变电磁仪在接近不良地质30m左右时探测一次,进一步核实不良地质的分布情况。
(4)若物探方法初步判定前方有不良地质体,当掌子面接近不良地质体10m左右时,应钻孔验证。
(5)根据物探钻探结果,并结合前期地勘成果及地质调查资料,综合判定不良地质体的范围与程度。
10监控量测
10.1监控量测的目的
(1)掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈,指导施工作业; (2)确保施工安全及及结构的长期稳定性;
(3)验证支护结构效果,确认支护参数和施工方法的准确性,并为调整支护参数和施
工方法提供依据;
(4)确定二次衬砌施作时间
(5)监控洞身开挖施工对周围环境的影响
(6)积累量测数据,为信息化设计与施工提供依据。
10.2监控量测项目
隧道施工中的监控量测,按公路隧道施工技术规范(JTGF60-2009)的规定和图纸要求,并根据隧道的实际情况,确定选测项目,所有必测项目必须进行。各项位移量的容许值应在施工中根据实际情况,参照有关规范和“隧道新奥法指南”类比确定。
隧道监控量测必测项目一览表
10.3监控量测方案
10.3.1洞内外观察
(1)洞内观察
洞内观察分为掌子面观察和已施工地段观察两部分,掌子面观察在每次开挖后进行,通过目测了解掌子面的工程地质和水文地质条件,目测内容为:①岩质种类和分布状态,
截面位置的状态;②岩性特征:岩石的颜色、成分、结构、构造;③地层时代归属及产状;④节理性质、组数、规模、间距、节理裂隙的发育程度和方向性,断面状态特征,填充物的类型和产状;⑤断层的性质、产状、破坏宽度、特征;⑥地下水类型、涌水量大小、涌水位置;⑦掌子面稳定状态,拱顶有无脱落现象。
对已施工地段的观察每天至少进行一次,主要内容为:①观察初期支护完成后的喷层表面有无裂缝;②有无锚杆脱落和垫板陷入围岩内部的现象;③喷层混凝土是否产生裂缝和剥落,特别是有无剪切破坏;④钢架是否被压屈、压弯;⑤是否存在底鼓现象。 (2)洞外观察
洞外观察重点是洞口段和洞身浅埋段,主要观察有无地表开裂和地表变形、边仰坡稳定性、地表水渗透情况、地表建筑物沉降情况。
10.3.2拱顶下沉及周边位移
周边位移至开挖工作面距离应小于2m,测点埋设后,第一次量测时间应在上次爆破后24小时之内,并在下次爆破前进行;第一次量测的读书时关键性数据,应反复读数,当连续量测3次的误差R≤0.18mm时(R根据收敛计而异),才能最终确定读数。拱顶下沉量测断面间距、量测频率、初读数的测取等同收敛量测。
拱顶下沉及周边收敛量测间距表
围岩级别 Ⅴ Ⅳ Ⅲ 量测断面间距(m) 5 10 30 拱顶下沉及周边收敛量测频率表
位移速度(mm/d) ≥5 1~5 0.5~1 <0.5 注:B-隧道最大开挖宽度
量测断面间距开挖面距离(m) (0~1)B (1~2)B (2~5)B >5B 量测频率 2次/d 1次/d 1次/2~3d 1次/7d
(1)现场量测数据应及时绘制位移一时间曲线,曲线的时间横坐标下应注明施工工序和开挖工作面距量测断面的距离。
(2)当位移—时间曲线趋于平缓时,应进行数据处理或回归分析,以推算最终位移值和掌握位移变化规律。
(3)当位移—时间曲线出现反常的急骤现象,此时表明围岩的支护已呈不稳定状态,应加强监视并适当加强支护,必要时立即停止开挖,并进行施工处理。
(4)二次衬砌须在围岩变形已基本稳定的情况下施工。当量测的数据满足下列要求时即可认为围岩变形已基本稳定:
①各项测试项目的位移速率明显收敛;
②已产生的各项位移已达到预计总位移量的80%-90%;
③周边位移速率小于0.1-0.2mm/d,或拱顶下沉速度小于0.07-0.15mm/d。 10.3.3地表下沉
隧道洞口及洞身浅埋段(V级围岩洞顶深度<30m)进行地表下沉监控量测,地表下沉量测从开挖工作面前方,距离为隧道埋深与开挖高度之和处布置测点并开始测量,直到衬砌结构封闭,下沉基本停止时为止。地表下沉测量宜与洞内净空变化和拱顶下沉量测布置在同一断面上。地表下沉量测横向测点间距为2~5m,隧道中线附近稍密,远离隧道处稍疏。量测后绘制纵向下沉-时间曲线和横向下沉-时间曲线。
地表下沉量测断面间距表
隧道深度H 2B>H0>2.5B B<H0≤2B H0≤B 注:H0—隧道埋深;B—隧道最大开挖宽度 量测断面间距(m) 20~50 10~20 5~10
地表下沉布点位置
根据现场地形条件,结合测量间距要,为便于观测,拟定在以下部位布置地表下沉测线,具体如下:
(1)左线进口:ZK83+946,ZK83+951,ZK83+961,ZK83+971,ZK83+981。 (2)左线出口:ZK86+405,ZK86+400,ZK86+390,ZK86+380,ZK86+370。 (3)左线第一段浅埋段:ZK84+440,ZK86+445,ZK86+455,ZK86+465,ZK86+475。 (4)左线第二段浅埋段:ZK84+623,ZK84+628,ZK84+638,ZK84+658,ZK84+678,ZK84+789,ZK84+798,ZK84+818,ZK84+828,ZK84+833。
(5)右线进口:K83+958,K83+963,K83+973,K83+983,K83+993。 (6)右线出口:K86+370,K86+365,K86+355,ZK86+345,K86+335。 (7)右线第一段浅埋段:K84+448,K86+453,K86+463,K86+473,K86+483。 (8)右线第二段浅埋段:K84+639,K84+644,K84+654,K84+674,K84+694,K84+714,K84+734,K84+754,K84+774,K84+794,K84+884。
地表下沉监测点布置示意图
10.4量测方法及数据处理
10.4.1水平收敛量测方法
水平相对净空变化的量测首先要求将预埋件按要求的时间及方法埋设,然后进行仪器的安装(如下图所示)。
球铰式收敛计安装示意图
当仪器安装完成后,利用弹簧秤、钢丝绳、滑管给钢尺施加固定的水平张力(弹簧秤拉力90N),并在百分表读得初始数值X0;因第一次量测的初始读数是关键性读数,应反复测读;当连续量测3次的误差R≤0.18mm(R值根据收敛计不同而异)时才能继续爆破掘进作业。
用同样方法可读得间隔时间t后的t时刻的Xi值,则t时刻的周边收敛值Ut即为百分表两次读数差:
Ut=L0-Lt+Xtl-Xto
式中:L0——初读数时所用尺孔刻度值; Lt——t时刻时所用尺孔刻度值; Xtl——t时刻时经温度修正后的百分表读数值, Xtl= Xt+εt
Xto——初读数时经温度修正后的百分表读数值, Xt0= X0+εt0
Xt——t时刻量测时百分表读数值; X0——初始时刻百分表读数值; ε——温度修正值,εt=α(T0-T)L α——钢尺线膨胀系数;
T0——鉴定钢尺的标准温度,T0=20℃; L——钢尺长度。 10.4.2水平收敛数据处理
每次测量时要做好详细的量测记录,记录内容包括日期、时间、里程编号、环境温度、量测数据等,并及时根据现场测量数据绘制时态曲线和空间关系曲线。当位移时间曲线趋于平缓时,及时进行量测数据的回归分析,以推求最终位移和掌握位移变化的规律。目前,常采用的回归函数有:
对数函数 U=A+Bln(t+1) U=Aln(
B+T) B+t0指数函数 U=Ae-B/t U=A(e-Bt0-e-BT) 双曲函数 U=A[(12)1+Bt012()] 1+BT 式中:U—变形值(mm); A、B—回归系数;
t—量测时间(d);
t0—测点初读数时距开挖时的时间(d); T—量测时距开挖时的时间(d)。 10.4.3拱顶下沉量测方法
拱顶下沉量测采用水准测量法进行,后视点可设在稳定衬砌上,用水平仪进行观测(如下图所示)。将拱顶初始相对高差与t时刻相对高差相减变得拱顶下沉量,即:Ut=(Q0+P0)-(Q+P)=(Q0-Q)+(P0-P)。若Ut为正值,则表示拱顶下沉;若Ut为负值,则表示拱顶向上位移。
拱顶下沉观测示意图
10.4.4拱顶下沉量测数据的处理
拱顶下沉量测数据的处理方法同水平相对净空变化量测。 10.4.5量测数据的处理与应用
根据现场量测数据绘制水平相对净空变化、拱顶下沉时态曲线,净空水平收敛、拱顶下沉与距开挖工作面的关系图等。
施工监控管理动态表
管理等级 Ⅲ Ⅱ Ⅰ U〈U[1B/2B]/3 U[1B/2B]/3《U《2U[1B/2B]/3 U〉2U[1B/2B]/3 管理位移 正常施工 加强监测 采取相应工程措施并加强监测 取值参考表
类别 允许值 距开挖面1B(U1B) 65%U0 距开挖面2B(U2B) 90%U0 距开挖面较远 100%U0 施工状态 注:U0—极限相对位移值(结构允许相对位移,见下表),U—实测位移值;B—隧道最大开
挖宽度 。
结构允许相对位移表(%)
围岩级别 周边相对收敛 Ⅴ Ⅳ Ⅴ Ⅳ <50m 0.29~0.72 0.14~0.43 0.12~0.23 0.09~0.14 50~300m 0.58~2.88 0.29~1.15 0.20~1.58 0.06~0.12 拱顶相对下沉 硬岩取下限,软岩取上限。拱脚水平相对净空变化指两侧点间净空水平变化值与其距离之比。
拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。墙腰水平相对净空变化极
限值可按拱脚水平相对净空变化值乘以1。
10.5监控量测与信息反馈程序图
量测的目的是为了指导施工,为调整支护参数和二衬施工时间提供依据,因此在做好数据收集和分析的基础上必须及时反馈信息,以保证量测作业的及时、有效性。在日常作业中按如下程序进行:
开始 施工设计 施工方案相关参数 支护形式相关参数 衬砌类型相关参数 馈
隧道施工 修改施工方法 监控量测 结构修正
量测数据分析处理 回归分析 动态分析 综合分析 反
结构安全和经济性判断 经济类比 理论分析 标准评判 正常施工循环 结束 结构是否经济 是结构是否安全 是否否
监控量测与信息反馈程序图
10.6隧道监控量测保证措施
(1)将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中,作为一个重要的施工工序来抓,
并保证监测有确定的时间和空间。
(2)制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施,并将其纳入工程的施工进度控制计划。
(3)施工监测紧密结合施工步骤,监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响,据此优化施工方案。
(4)监测数据应及时整理分析,一般情况下,应每周报一次,特殊情况下,每天报送一次。监测报告应包括阶段变形值、变形速率、累计值,并绘制位移时态(或时程)曲线,进行回归分析,及时对监测结果进行综合评价。
10.7监控量测注意事项
(1)洞内导线根据洞口投点向洞内作引伸测量,洞口投点纳入控制网内,由洞口投点传递进洞方向的联接角测角中误差,不超过测量等级的要求。
(2)由于支导线无检核条件,故在隧道内测量中采用主、副导线闭合环作为地面控制测量。所谓主、副导线闭合环,是一条主导线和一条与它并行的副导线在隧道洞口附近相连而成的闭合环。主导线要求测边和测角,而副导线只测角,不测边长,形成一个内角和条件。通过角度平差,采用角度的平差值和边长的观测值沿主导线即可计算主导线各点坐标。
(3)导线点沿路线中线布设,导线边长不小于50米。每隔2~3条边闭合一次形成主、副导线闭合环。
(4)隧道测量采用四等水准测量,布设为单一水准路线,测量采用往、返测的方法,最后成果取往返、测高差的平均值。
(5)布设水准点时每个洞口附近埋设的水准点不少于两个,两个水准点之间的高差以安置一次仪器即可联测。水准点的高程与路线水准点采用统一高程,采用洞口附近一个水准点的高程作为起算高程。
(6)洞内水准路线均为支水准路线,因此必须用往返测量进行检核。为了满足洞内衬砌施工需要,水准点的密度要达到安置仪器后,可直接后视水准点就能进行施工放样而不需要迁站的要求,水准点的间距不大于50米。
(7)周边位移、拱顶下沉和地表下沉等必测项目宜布置在同一断面,其量测面间距及测点数量应根据隧道埋深、围岩级别、断面大小、开挖方法、支护形式等进行确定。
(8)监控量测工作必须紧接开挖、支护作业,按设计要求进行布点和监测,并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。量测数据应及时分析处理,并将结果反馈到施工过程中。
(9)隧道施工过程中应进行洞内、外观察,洞内观察可分为开挖工作面观察和已施工地段观察两部分,并注意进洞后的边仰坡稳定问题,注重监控预警数据;
(10)开挖工作面观察应在每次开挖后进行。观察中发现围岩条件恶化时,应立即采取相应处理措施;观察后应及时绘制开挖工作面的地质描述图、填写开挖工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡。
(11)对已施工地段的观察每天应至少观察一次,主要观察喷射混凝土、锚杆和钢架
等的工作状态。
(12)洞外观察重点应在洞口段和洞身埋置深度较浅地段,其观察内容应包括地表开裂、地表沉陷、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗透情况等。
(13)净空变化、拱顶下沉量测宜在3~6h内完成,其它量测应在每次开挖后12h内取得起始读数,最迟不大于24h,且在下一循环开挖前必须完成。
(14)测点应牢固可靠、易于识别,并注意保护、严防爆破损坏。 (15)拱顶下沉和地表下沉量测基点应在洞内、外水准基点建立联系。
(16)净空变化、拱顶下沉和地表下沉(埋地段)等必测项目应设置在同一断面,其量测断面间距及测点数量应根据围岩级别、隧道埋深、开挖方法等按规定进行。
(17)对于围岩为强风化、全风化地段,应注意孤石,做好监控量测工作。
11安全管理及保证体系
11.1安全管理组织机构
项目经理部成立由项目经理为第一责任人的安全管理领导小组,小组成员由项目副经理、项目总工、安全管理工程师和各业务部门主管组成。本项目安全生产实行项目部→工区→工班三级管理。安全管理组织机构见“安全管理组织机构图”。
安全管理组织机构图
安全管理领导小组 组长:项目经理 副组长:总工程师 副组长:安全总监 安全质量部 工程管理部 物资、设备部 一工区 隧道工班
11.2 安全生产保证体系
安全生产保障体系覆盖管理层到作业层,认真执行职业健康安全管理标准,坚持管生产管安全,实行安全包保责任制。安全生产领导小组主要职责是:建立安全生产责任制,检查、考核各部门安全生产责任制落实情况;确定安全生产管理方针和目标;审定有关的安全生产管理办法;定期组织安全生产检查,组织安全生产专题会议,协调布置安全生产工作;按有关规定,组织编报工程建设安全生产应急预案;依照国家及铁道部有关安全生产法律法规的规定,及时上报安全生产事故情况,积极配合安全生产事故的调查。保证投入足够的安全经费,完善安全防护设施,配齐安全检查人员;施工现场安全人员到位、安全措施、特种作业人员持证上岗等,进行严格检查和落实,并进行日常的安全巡检,发现安全隐患,负责督促整改落实到位。安全保证体系详见“安全保证体系框图”。
安全保证体系框图
消灭施工安全等级事故的安全保证体系 技术保证
组织保证 制度保证 经济保证
安全技术措施 项目部安全领导小各项安全生产制奖罚制度
安全质量部 安全规则教育安全安全生产小组 施工度方工区安全生产案审批工班安全检查制安全岗位责任制度安全技术交底制度安全检查和奖罚制度制定针对性安全预案经济兑现 11.3 危险源辨识及预防
11.3.1重大危险源辨识、评价、监控、管理制度
(1)全面推行施工安全风险评估制度,突出抓重大危险源的预案、预警、预控,及时
实现安全目标
消除因施工场所环境不良、施工组织不合理、技术和设计有缺陷等导致的重大隐患。
(2)建立本项目范围内危险源清单,清单内容:危险源存在的场所、可能发生的事故类型、危险程度、预防对策和控制措施、危险源管理责任人等;对施工安全重大危险源在施工现场显要位置予以公示,并在重大危险源处悬挂警示标志。
(3)进场后开展风险评估工作,根据风险评估结果对施工过程实施预警预控,编制专项方案和应急预案,做好风险管理工作。
(4)定期组织对典型重大危险源应急救援演练,建立重大危险源的监测及验收、日常巡查、定期报告等制度,并组织实施。
11.3.2危险源辨识及预防控制措施
隧道施工危险源辨识及预控措施见下表:
危险源辨识及预防措施一览表
行为(活序号 动)或设备、环境 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 锚杆 钻孔时站立不稳 拱脚支撑不牢固,不符合设计要求 钢拱架 钢架连接 输送泵支撑不牢固 输送管路弯管多、连接泄漏 检修未切断电源 砂浆在管路内停留时间长泵送阻力大 压力表、安全阀失灵 配电盘接头不实,绝缘不好,未使用标准配电箱 因故障检修时未打开泄浆阀 松动岩石未清理干净 摔伤、风钻砸手 坍落伤人 弧光打眼焊渣烫人 倾斜伤人 管路击穿伤人 触电 接头泄漏伤人 伤人 触电 伤人 掉落伤人 摔伤 撞伤、摔伤 灯泡爆炸伤人 加强施工安全教育和监管 严格按照设计要求施工 正确佩戴安全防护用品 落实机械作业前检查 合理布设输送管路 专业电工维护电路 合理安排砂浆和砼泵送时间 落实机械检查维修保养制度 加强对临时用电的管理 严格按照操作规程制度进行检修 及时清理洞内松动岩石 及时清理 专业电工维护供电线路 加强临电管理 危险因素辨识 风钻钻孔 可能导致的伤害(预警) 迷眼 预控措施 正确佩戴安全防护用品 泵送砼 13 喷射水泥浮石、墙脚石、渣未清理干净 砼 14 变压器、照明线路发生故障 15 未选用安全灯 行为(活序号 动)或设备、环境 16 17 18 19 20 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 爆破 危险因素辨识 鼓风机选用不合理或发生故障 鼓风机排风方法选择不当 运输砼罐车因制动方向灯光不齐全等 洞内吸烟、携带打火机、火柴等 坡陡路滑 砼在喷管中未喷射干净,停留时间过长 喷射时未按顺序进行 喷射停顿后喷嘴对人 喷射过程中堵管喷嘴对人 喷射过程中压力表、安全阀失灵 喷射过程中喷管击破 喷射机操作未持证上岗 操作人员未戴口罩或口罩破损 操作人员未戴眼罩或眼罩破损 凿岩机故障 可能导致的伤害(预警) 中毒 中毒 交通事故 爆炸 翻车伤人 堵管击穿伤人 砼塌落伤人 伤人 伤人 伤人 伤人 机械性伤害 中毒 伤害眼睛 划伤 触电伤害 爆炸 炸伤 炸伤 烧伤 炸伤 炸伤 爆炸 爆炸 炸伤 预控措施 加强机械检查维修保养 合理选用施工机械用具 加强对运输车辆的检维修保养 加强对作业人员的安全管理 专人清理洞内积水淤泥 提高操作工人的技术水平 严格按照方案施工 加强对作业人员的安全教育 加强对作业人员的安全教育 落实对施工机械的日常检查维修保养 落实作业前的检查 特殊作业持证上岗 正确佩戴安全防护用品 正确佩戴安全防护用品 加强对施工机具的日常检查维修保养 专业电工维护 爆破人员必须持证上岗 加强爆破作业安全教育 严格按照爆破施工方案作业 加强爆破作业安全教育 严格按照爆破方案作业 严禁洞内明火照明 严格遵循民爆物品使用制度 严格落实民爆物品及易燃易爆物品管理制度 严格按照爆破施工方案作业 钻眼 漏电 爆破人员未持有效证件上岗 无统一指挥 装药与钻眼平行作业 穿化纤衣物 炮眼热度过高装药 洞内明火照明 民爆物品使用不当或哑炮处理不当 民爆物品及其它易燃易爆物品管理不规范 用钢钎装药 行为(活序号 动)或设备、环境 42 43 44 45 46 47 48 49 通风、照明、施工用50 电 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 二次衬砌 66 支护 清运碴 开挖 危险因素辨识 贯通时无统一指挥 开挖未按方案要求 开挖与二衬作业面距离过长 地质超前预报不及时、不准确 围岩测量不及时、布点不正确、测量频率少 未按要求距离设置照明设施 无通风设施或通风设施不满足要求 通风不及时排除 临时用电保护设施失效 临建时用电设备未能良好接地接零 违规使用施工电气设备 运输车辆无人指挥 车辆行驶速度过快 照明不良 爆破后未清理浮石 车辆制动装置不良 开挖后不及时支护(或未实施先支护后开挖) 支护不合格、损坏、缺失、变形 钢支撑置于废渣上 锚喷支护用脚手架不牢 喷射手未佩戴防护用品 未及时测量变形量 现场积水未排净 泵运送砼输送管破裂 操作手操作不当 可能导致的伤害(预警) 炸伤 坍塌(物体打击) 坍塌 坍塌 坍塌 撞伤 中毒或窒息 中毒或窒息 触电 触电 触电,火灾 撞伤 撞伤 车辆伤害 砸伤 车辆伤害 坍塌或砸伤 坍塌或砸伤 砸伤 高处坠落 中毒或窒息 砸伤 撞车伤人 伤人 伤人 预控措施 统一指挥 严格按照方案要求开挖施工 控制好衬砌与掌子面拉开距离 严格落实地质超前预报工作,根据超前预报数据指导施工 按照要求做好监控量测工作 洞内照明设施应按要求设置 严格按照要求设置通风设施 加强洞内通风 设专职电工,做好用电设施巡查 用电设备按照要求接地接零 加强电气设备使用和管理 设置专人指挥运输车辆 驾驶员岗前培训,加强车辆运输管理 保证洞内照明 及时清理浮石 加强对施工车辆日常检查维修保养 按照要求开挖后及时支护 按照要求进行支护,并做好检查工作 严格落实相关施工规范要求 按照规范要求施工 正确佩戴安全防护用品 加强洞内测量监测 及时清理洞内积水 加强日常检查 严格落实相关操作规程 行为(活序号 动)或设备、环境 67 68 69 70 71 72 73 危险因素辨识 模注台车操作手未戴防护用品 没有进行安全技术交底 没有配备标准化的电闸箱 没有配备标准的劳动防护用品 夜间施工照明设备不符合规定 高空作业不系安全带 线路老化、漏电 可能导致的伤害(预警) 触电 人身伤害 电击伤害 人身伤害 摔倒、电击伤害 摔伤 触电伤人 预控措施 正确佩戴安全防护用品 及时进行安全技术交底 配备标准化配电箱 正确配备标准劳动防护用品 选用合格的照明设备 正确佩戴安全防护用品 专业电工维护
11.4 安全保证措施
牢固树立“安全第一,预防为主”的理念,全面做好安全工作的各项措施,并切实落实到各个工作环节中。加强安全教育和安全知识培训,提高参建人员的安全意识,在施工中查找漏洞,科学预测,采取有效预防措施,最大限度地减少安全事故的发生。工程开工前,除先制定出科学合理的施工方案和工艺工法外,同时制定切实有效的安全措施,加强安全技术交底,施工中落实到位,确保施工安全。 11.4.1安全生产教育与培训
项目经理部经常开展安全生产宣传教育活动,使广大员工真正认识到安全生产的重要性、必要性,牢固树立“安全第一,预防为主”的思想,自觉地遵守各项安全生产法令和规章制度。
项目开工前,由安全质量部对所有参建员工进行上岗前的安全教育,并做好记录。教育内容包括:安全技术知识、各工种操作规程、安全制度、工程特点及该工程的危险源等。经考核合格后,方可上岗作业。对于从事电器、爆破、焊接、机动车驾驶等特殊工种的人员,经过专业培训,获得《安全操作合格证》后,方准持证上岗。 11.4.2安全生产检查
施工中的安全检查。工程开工前,由项目安全领导小组会同有关部门,对隧道内所有
的项目进行全面的安全检查验收,检查验收的主要内容包括:施工机械设备是否配齐安全防护装置,安全防护设施是否符合要求,施工人员是否经过安全教育和培训,施工方案是否进行交底,施工安全责任制是否建立,施工中潜在事故和紧急情况是否有应急预案等,施工现场是否存在安全风险源。
定期安全生产检查:项目经理每月组织一次由有关职能部门的负责人和项目专职安全员参加的安全生产大检查,并积极配合上一级进行专项和重点检查;施工队每旬进行一次检查;班组每日进行自检、互检、交接班检查。
经常性的安全检查:安检工程师、安全员日常巡回安全检查。使用《事故易发点检查表》每日进行检查,检查重点:爆破施工、危爆物品管理、施工用电、机械设备、焊接作业等。
专业性的安全检查:针对施工现场的重大危险源,项目经理部专职安全员负责对施工现场的特种作业安全、现场的施工技术安全进行检查。设备管理人员负责对现场大中型设备的使用、运转、维修进行检查。 11.4.3隐患整改
隐患登记、分析。各种安全检查查出的隐患,要逐项登记,根据隐患信息,对安全生产进行动态分析,从管理上、安全防护技术措施上分析原因,为加强安全管理与防护提供依据。
整改:检查中查出的隐患应发《隐患整改通知书》,以督促整改单位消除隐患,《隐患整改通知书》要按定人、定时、定措施进行整改。
复查:被检查单位收到《隐患整改通知书》后应立即进行整改,整改完成后将《隐患整改反馈单》报回检查组并及时通知有关部门进行复查。
销案:有关部门复查被检查单位整改隐患达到合格后,在《隐患整改反馈意见单》上或检查台帐上签署复查意见,复查人签名,即行销案。
11.5 隧道施工安全措施
11.5.1 用电作业安全措施
(1)安装、维修或拆除临时用电工程,由专职电工完成,电工持证上岗,实行定期检查制度,并做好检查记录。
检修电气设备时停电作业,电源箱或开关握柄挂“有人操作,严禁合闸”的警示片或
设专人看管。带电作业时经有关部门批准。
(2)洞内照明电线绝缘良好,且必须采用低压电源供电。照明灯具的金属外壳有效接地。室外照明灯具距地面不低于3m,室内距地面不低于2.4m。开关箱与用电设备实行一机一闸保险,箱内开关电器须完整无损,接线正确,并设置漏电保护器。
(3)架空线设在专用电杆(水泥杆、木杆)上,严禁架设在脚手架上,架空线装设横担和绝缘子。架空线离地4m以上,离机动车道为6m以上。 11.5.2 机械作业安全措施
(1)严格执行国家颁布的《建筑机械使用安全技术规程》,严禁违章指挥、违章操作。各种专用机械有可靠的安全防护装置,由使用者专门负责。
(2)各种机械操作人员和车辆驾驶员,经过培训并考试取得操作合格证,对机械操作人员建立档案,专人管理。
(3)机械作业前进行详细检查和能力鉴定,严禁机械设备带病作业,超荷载作业。 (4)定期组织机电设备、车辆安全大检查,对检查中查出的安全问题,按照“四不放过”的原则进行调查处理,制定防范措施,防止机械事故的发生。 11.5.3钻孔安全保证措施
(1)爆破物品的安全管理
爆破器材的使用、运输、保管符合国家《爆破安全规程》规定的要求。要在当地公安部门申请办理采购、运输、储存、使用的各种认证手续及许可证件,订购经国家注册批准生产爆破物品的专门厂家的产品。炸药、雷管要分库存放,设专人看守。严格爆破材料的领发料制度,防止多领少用,私藏余料,杜绝流失和被盗。
爆破物品使用前根据规定要求进行质量检验。引线与雷管的联结应在指定地点进行、专人负责。
爆破器材搬运和爆破作业人员,严禁穿着化纤衣物。进入爆破物品储备库,严禁任何火种带入。建立消防系统,防爆救灾。
(2)爆破作业的安全措施
执行爆破作业安全规则,设专人进行监督检查,确保爆破和爆破器材安全。各施工班组间,各道工序间,应建立完善的交接班制度。在交接班时交班人应将本班组工作情况及
有关安全措施向接班人详细交待,并做好交接班记录。
施工时严格按爆破设计要求控制用药量。装药工作由施工负责人指定有爆破操作合格证的爆破工执行;严禁无证人员参加爆破作业。装炮区内严禁吸烟点火,装炮完毕检查并记录装炮个数、地点,以便起爆后核对有无瞎炮,并进行技术处理。
爆破前按警戒距离划定警戒区,设置防护人员,疏散施工人员,撤离施工机具到安全地点,并由专人负责检查,当符合安全要求并在防护工作一切就绪后,方可发出点炮信号。
发生瞎炮后严禁掏挖或在原眼内重装炸药。 11.5.4装渣与运输安全保证措施
洞内装砟作业的人员、车辆听从调度的统一指挥。
机械装砟时,隧道断面尺寸必须满足装砟机械安全运转,并符合下列要求:装砟不准高于车厢;装砟机与运砟车之间不准有人;运砟车就位和进出,派专人指挥。
车辆行驶遵守下列规定:同向行驶保持50m的距离,洞内能见度较差时,加大距离;车辆启动前必须了望与鸣笛;车辆不得带故障运行。
车辆在洞内行驶时,施工人员必须遵守下列规定:不准与车辆机械抢道;不准扒车、追车和强行搭车。
洞内倒车与转向,必须开灯,鸣笛并派专人指挥。 11.5.5支护施工安全保证措施
施工期间现场负责人会同有关人员对各部位支护定期检查。在不良地段,每班指定专人检查,当发现支护变形或损坏时,立即修整加固。
严禁将支撑放在虚砟或软弱的岩石上,软弱围岩地段底面加设垫板或垫梁,并用混凝土块塞紧。
开挖后自稳程度很差的围岩、喷射混凝土尚未达到一定强度、喷锚后变形量超过设计允许值以及发生突变的围岩,采取及时加强临时支护措施。
对洞内拱顶和地表布置的测点定期观测,发现洞内和地表位移值等于或大于允许位移值,以及地面或洞内出现裂缝时,必须立即通知作业人员撤离现场,待制订处理措施后再施工。
对喷锚地段危石及时处理,脚手架、防护栏杆、照明设施确保符合安全要求。
喷射机械定机、定人、定岗,认真执行安全操作规程,坚持交接班检查制度,作好记录。
11.5.6 通风与防尘安全技术措施
隧道施工通风设专人管理。通风机运转时,严禁人员在风管的进出口附近停留。通风机停止运转时,任何人不准靠近通风软管行走和在软管旁边停留,不准将任何物品放在通风管或管口上。
正洞采用φ1500mm通风管,以保证隧道作业人员每一人最少提供3m3/min新鲜空气,有害气体的浓度不超过有关劳动法规要求的标准。
从内燃发电机到通风机接一套备用电源,以保证突然断电时,隧道内能保持正常的通风,使人员在撤离危险区之前有充足的新鲜空气。
隧道开挖中使用柴油机设备,在设备排气口安装净化器。并禁止使用燃汽油或液化气石油气的内燃机。
喷射混凝土采用湿喷工艺,减少空气中的粉尘含量。 11.5.7 防止隧道坍塌的安全措施
(1)按照“超前探、预支护、短进尺、弱(不)爆破、快喷锚、勤量测、紧衬砌”的施工原则,开挖作业必须制定切实可行的施工方案和安全措施。
加强地质超前预报。采用TSP203地质预报系统、地质雷达和超前探孔对地质情况或水文情况进行探测,及时观察洞内围岩受力及变形动态,提前发现塌方的可能性及征兆。加强超前支护预注浆,严格注浆工艺,提高围岩自承能力和开挖面的稳定性。加强支护,防止围岩松驰。
(2)隧道逃生措施
洞身开挖时,为保证洞内工作人员施工安全,在洞身开挖的过程中,每个隧道掌子面附近布置逃生管道,且备必要的救生包等,一旦发生事故,洞内工作人员可从逃生管道撤出,管道采用直径80㎝的钢管,厚度为6mm,,距离掌子面不大于20m,长度不小于掌子面到隧道施工完毕的二次衬砌距离。 11.5.8不良地质段施工安全技术措施
(1)对不良地质隧道施工,应注意观察工作面是否出于安全状态,如发现隧道内有塌方的迹象时,应在危险地段设立明显标志及派专人监守,并迅速报告施工负责人及时采取
有效措施。情况严重时,应立即将全部工作人员撤离危险地段。
(2)施工中加强对围岩和支护体系的监控量测。施工时应对洞内拱部进行定点监测,发现变形量加大或变形量加快时应暂停开挖,分析原因并采取稳定围岩的有力措施。
(3)开挖中发现突泥与涌水时,应立即停止开挖,采取防止措施,并汇报上级,在制定出有效措施之前,不得掘进。对浅埋的软弱地层,应先进行地层加固,再进行开挖。施工前应针对本隧道工程特点对参建人员进行各项安全生产作业培训,开展涌水、突泥应急处理和事故抢险演练,参见人员必须经过考核合格后方可上岗。隧道开挖后,应及时加强初期支护,及时施作二次衬砌,并加强对围岩和初期支护监控量测工作,施工中应加强超前地质预报和施工地质工作,根据超前地质预报结果,做好超前预注浆、超前管棚等预加固措施,及时对地下水进行封堵或加固限流,施工中应加强对突水、突泥现象征兆的监测,当预测有突水、突泥征兆时,应及时组织相关工区人员及机械设备撤离。
11.6 应急预案及处置
11.6.1 对应急事件的预测
本标工程施工中,可能会发生高空坠物、塌方事件。在机械施工过程中,可能会发生机械事故。施工人员可能会发生中毒事件事件;可能会发生不可抗力的自然灾害。 11.6.2 处理应急事件的组织机构
按照本项目工程特点,组织制定本工程实施中的安全事故应急救援预案;防范自然灾害和安全事故造成较大危害,成立应急救援组织机构,制定应急救援预案和措施,确保突发事件时能够迅速启动应急预案程序,便于抢险救灾,使突发事件造成的损失降到最低。
总指挥:项目经理副指挥:常务副经理副组长:安全总监副指挥:项目总工程师安全环保、科学技术部抢先救援组治安管理组医疗救护组后勤保障组信息新闻组善后处理组
应急领导小组
应急领导小组组长的职责:若出现地质灾害的紧急情况时,组织有关人员察看现场,讨论应急方案,发布各项抢险应急指令。
副组长迅速将有关情况迅速上报设计、监理单位,会商处理方案并按照设计和监理单位的相关指示和要求,结合现场实际情况,制订针对性的实施方案和施工技术措施。
副指挥的职责是迅速组织有关责任部门和抢险队,落实、指挥实施应急施工方案和技术措施。
经理部各部门负责人的职责:组织本部门落实应急施工方案和技术措施的相关要求。 施工队队长在出现紧急情况后,与技术主管负责组织并带领应急抢险队实施应急处理领导小组确定的施工方案和技术措施。
医疗救护队:经理部医疗救护队有医疗救护经验的医生3~5人,配备医疗设备齐全、先进的医疗救护车,在发生紧急情况时,立即奔赴现场。
抢险队:应急抢险队由施工队队长领导,由富有隧道施工经验、具有专业技能、身体健康强壮的中青年职工、管理人员组成。在发生紧急情况下时,根据应急处理领导小组的指令,立即投入应急抢险施工。 11.6.3 应急事件的应对措施
(1)应急事件的处理程序 应急工作程序图:
突发事件发生立即报告项目经理部安排专业人员出现场专业人员到达现场1小时之内组织协调有关部门采取控制措施安排专业人员出现场判断事故等级,速报上级部门反馈公司4小时之内48小时之内处理完毕处理结果报告完成
应急事件处理程序图
(2) 突发事故应急处理工具和器材准备
在工作车间、施工工区、生活营区备足与突发事故救援相适应的各种应急工具和器材,经常对工具与器材进行保养与更新,保证完好与使用。
在突发事故时,保证通讯设备的完好与畅通。
(3)突发事故应急处理设备和物资
应急事故的救援物资提前足量储备,单独储存保管,不能移作它用。应急救援物资在进场前必须有出厂合格证或材料品质证明,其性能与材质须经试验室检验合格,满足工程需要。材料不合格、不能满足工程需要或不能满足设计要求,不能进场。
应急救援的设备和机械提前落实,实行“定人定岗定设备”责任制度,经常对机械设备进行维护与保养,始终处于完好无故障状态。救援指挥车辆、救援工程车辆、医疗卫生车与司机,保持良好状态。确保应急救援工作需要。
(4)突发事故应急处理的协调
一旦发生人为不可抗拒的特殊事故,由应急工作领导小组统一指挥,协调行动,快速组建突发事故应急救援队,各有关部门和人员通力合作,相互配合,协同作战,各尽其责,按突发事故的紧急预案措施,尽快控制事故态势的发展,缩小事故的扩散范围,最终消除事故。把突发事故的危害降低到最小限度,努力减少突发事件带来的损失。与此同时,立即向建设单位、监理单位、地方政府有关部门报告。
发生突发事故后,要密切注意现场周围的动态,非救援和无关人员禁止进入或随意出入现场,尽力保持通往现场与外界道路的畅通。
突发事故应急处理的原则是把人身安全放在第一位,应急医疗队利用现场医疗卫生条件对伤员进行急救处理,减少其痛苦,尽快送往附近医院进行检查和治疗。 11.6.4应急预案处置 11.6.4.1坍方应急处置
(1)中、小型塌方
对于中小型塌方,从塌腔口可观察到坍壁的稳定性,确定是否采用清渣方案,同时根据塌腔的矢跨比( H/B)采取不同的处治措施。
当塌腔矢跨比 H/B<0.7 时,采用 WNF 法处治,利用围岩暂时稳定状态,边清渣边处理,尽快采用喷锚支护加固未塌地层, 即“外层初期支护(简称 W) ” ,然后沿二次衬砌外轮廓施作钢筋混凝土壳体, 即“ 内层初期支护(简称 N) ” ,同时在壳体和喷锚支护之间采用钢架连成整体,沿内层初期支护外轮廓外依次设防水层、1m 厚护拱及 1m 以上的缓冲层,即“ 防护层(简称 F)” 。
当塌腔矢跨比 H/B≥0.7 时,采用 WF 法处治,利用围岩暂时稳定状态,边清渣边处理,尽快采用喷锚支护加固未塌地层, 即“外层初期支护(简称 W) ” ,然后沿二次衬
砌外轮廓施作防水层、 1m 厚护拱及 1m 以上的缓冲层, 即“防护层(简称 F) ” 。 (2)大型塌方
对于大型塌方,一般不能采用清渣方案,而是采取“ 注浆+管棚” 整体加固方案。设置止浆墙, 然后充填注浆,充填后施作管棚,在管棚支护下采用短进尺、分步开始施工。 (3)“冒顶”塌方
先处理地表塌方洞口,四周设置截、排水沟,并采用喷锚支护,根据地表稳定性情况决定是否采用地表注浆加固,洞内塌方处治方案可参考大型塌方处理,待洞内处治完毕后对地表塌方口回填加固,一般采用粘性土回填,回填后高出地表 0.6-1m。 (4)洞内土质类塌方处理预案
土质类塌方的围岩级别一般为Ⅳ~级,塌方范围以外的未塌方部分稳定性差,土质塌方采取“注浆+管棚” 整体加固方案,且管棚施作后需进一步注浆加固。 11.6.4.2防洪及突水应急处置
当接到可能发生暴雨、洪水或突水警报后,由调度立即通知责任区负责人、施工队队长、值班人员。各负责人接到通知后,对各处有地质灾害的危险地段进行普查,分等级,并安排人员值班。当出现险情时值班人员立即通知附近施工人员和附近居民;向施工队队长汇报,由施工队队长组织技术人员对汇报情况进行分析,并立即采取措施保护施工便道畅通、疏通道路的侧沟、管涵工作;并对是否疏散下游居民和施工设备、撤离施工人员是否需要疏通下游河道等施工等做出判断,并立即执行。分别由现场工程师向项目经理部调度汇报桥位处的降雨量、危险情况以及采取的措施和可能发生的危害。调度向项目经理汇报,并向监理、建设单位汇报。必要时向下游地方政府通报。 11.6.4.3 机械事故应急处置
发现险情的人员立即向机械队队长报告;并在需要时,切断电源;机械队队长召集抢险小组进入应急状态,由施工队队员上报项目部调度,由项目经理组织技术人员对险情制定抢修方案;各小组按职责实施方案。
11.6.4.4 食物中毒应急处置
(1)发现异常情况及时报告。
(2)由项目副经理立即召集抢救小组,进入应急状态。
(3)由卫生所长判明中毒性质,初步采取相应排毒救治措施。
(4)经工地医生诊断后如果需要将患者送医院救治,联络组与医院取得联系。 (5)由项目副经理组织安排使用适宜的运输设备(含医院救护车)尽快将患者送至医院。
(6)由项目副经理组织对现场进行必要的可行的保护。 11.6.4.5突发传染病应急处置
(1)发现疫情后,项目副经理等人立即封锁现场,及时报告项目经理和所在地区卫生防疫站。
(2)项目经理召集救护组进入应急状态。
(3)由卫生所长组织调查发病原因,查明发病人数。
(4)项目经理部由项目副经理负责控制传染源,对病人采取隔离措施,并派专人管理,及时通知就近医院救治。
(5)切断传播途径,工地医生对病人接触过的物品,要用84消毒液进行消毒,操作时要戴一次性口罩和手套,避免接触传染。
(6)保护易感染人群,发生传染病爆发流行时,生活区要采取封闭措施,禁止人员随便流动,防止疾病蔓延。
11.6.4.6 不可抗力自然灾害应急措施
由项目经理下达发出警报令,进行抢险救灾状态,抢险队及全体人员投入抢险工作;在项目经理的统一指挥下,由项目副经理及时、有序地将人员疏散到安全区,由安全质量部部长负责重要物资撤离危险区;由施工队长负责危险区隔离,标出警示;根据分析判断的结果,项目经理组织技术人员定出抢险的方案,调动必要的机具、设备、材料等资源;各抢险组长根据抢险方案,将具体任务下达给各小组成员,各小组成员按要求完成;由调度负责接收媒体或气象部门有关事态后续发展的预测报告,密切跟踪灾害变化,以采取相应的措施。
12工期保证措施
12.1组织管理保证措施
组建以项目经理为第一责任人的工期管理组织机构。制定工程计划管理的保证措施,确保工期计划的实施
建立从经理部到各施工工区的指挥系统,全面、及时掌握并迅速、准确地处理影响施工进度的各种问题,对工程交叉和施工干扰应加强指挥与协调,对重大关键问题要超前研究,制订措施,坚决行使项目经理指挥决定权,及时调整工序和调动人、财、物、机,保证工程的连续性和均衡性。
12.2资源配置保证措施
目前施工队伍已全部落实,首批机械设备已随同施工队伍抵达,确保首件工程能够按时开工,并根据工程需要,配备充足的技术人员和技术工人,并采取各项措施,提高劳动者的技术素质和工作效率。
提供强有力材料物资保障,有计划地、及时地供应材料物资是保障工期的重要条件之一。
选配合理配套的施工机械,建立合理的机械保养、维修体系,保证施工机械的完好率;同时,建立强有力的后勤保障体系,保证各种物资、设备按时足额到位;搞好工作和生活环境建设,全方位保障施工生产。
12.3技术管理保证措施
制定科学合理的施工方案,加强现场管理,减少因生产安排不当而造成的不必要的损失,根据工程实际进展情况合理地及时调配劳动力和设备,充分发挥人、材、物的使用效率,特别要加强施工机械设备的保养和维修,保证机械设备的完好率,确保工程质量和工程进度。
12.4制度保证措施
强化施工管理,严明劳动纪律,对劳动力实行动态管理,优化组合,使施工作业专业化、正规化。
责任和效益挂钩,个人利益和完成工作量挂钩,做到多劳多得,调动单位、个人的积极性和创造性。
12.5资金投入保证措施
项目部确保建设资金专款专用,以保证工程项目的顺利实施。确保本项目资金专款专
用;保证不通过权益转让、抵押、担保等任何其它方式使用结算户资金。杜绝出现以支付工程款、上缴管理费等名义转移移、挪用、外借本项目工程资金。
严格执行业主保证民工权益各项规定与措施,指定专人负责民工工资发放,按期支付民工工资。
13环境保护措施
13.1环境保护目标
严格遵守国家和当地有关控制环境污染的法律和法规,制定与采取有效控制措施,对施工噪声、振动、污水、废气和固体废弃物进行全面控制,施工期间作到粉尘、污水、噪音不超标,竣工时全线地表无裸露,防噪设施完整有效、安全美观。
13.2环境保护的主要措施
(1)防止大气污染的主要控制措施
1)对易产生粉尘、扬尘的作业面和装卸、运输过程,制定相关的操作规程和实施洒水降尘制度。
2)严禁焚烧任何废弃物和产生有害有毒气体的物质。
3)水泥等易飞扬细颗粒散体物料尽量安排在库内存放或严密遮盖。 (2)防止水污染的主要控制措施
1)做到废水排放符合国家有关规定和标准,根据施工区域排水网的走向和过载能力,选择合适的排口位置和排放方式。
2)先完成施工现场排水和废水处理设施的修建,作到施工现场无积水、排水不外溢、不堵塞、水质达标。
3)确定雨季施工的有效排水措施,避免废水无序排放、外溢等。施工现场内在保持排水管网通畅,防止泥浆、污水、废水外流污染环境或堵塞排水沟。
4)进洞前在洞口修筑好三级沉淀池,洞内排水必须通过沉淀池才能排放。
14 文明施工
14.1 总体措施
现场布局合理,环境整洁,物流有序,标识醒目,达到“一通、二无、三整齐、四清
洁、五不漏”。
具体内容如下:一通:交通平整畅通,交通标志明显。二无:无头(无木材头、无钢筋头、无焊接头、无钢材头),无底(无砂底、无碎石底、无砂浆底、无垃圾废土底)。三整齐:材料按规格、型号、品种堆放整齐;构件、模板、方木、脚手架堆码整齐;机械设备、车辆摆置整齐。四清洁:施工现场清洁,道路环境清洁,机具设备清洁,现场办公室,休息室、库房内外清洁。五不漏:不漏油、不漏水、不漏风、不漏气、不漏电。
14.2制定责任明确、操作性强的管理制度
系统完善的、具有强执行力的管理制度是强化管理、搞好预控的制度保证。合同实施中,将按照实施细则、工作程序、规章制度认真落实。
施工前制定文明施工管理细则和各工序作业规程,标准工作程序。由现场监理工程师批准后,严格遵照执行。
开工前做好详细的实施性施工组织设计,合理进行平面布置,现场统一规划管理,统一设置各类公告、标志等标牌,达到文明施工的目的。
制定各种规章制度,主要包括:质量控制制度、施工安全制度、岗位责任制度、现场管理制度、职工管理制度等。
定期开展职业思想、职业纪律、职业责任、职业技能为主要内涵的思想教育和劳动竞赛活动,提高职工的技术素质。
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