目录
第一章 工程概况及特点 3
第二章 主要对策 5
第三章 施工平面布置及临时工程 6
第四章 主要施工机械配置 8
第五章 施工队伍及劳力组织 8
第六章 总体施工方案 9
第七章 施工进度计划 15
第八章 隧道进洞方法 16
第九章 各级围岩地段隧道施工程序及开挖支护 17
第十章 爆破设计 31
第十一章 隧道钻爆施工工艺 36
第十二章 工法转换方案 39
第十三章 浅埋段山体加固处理 40
第十四章 ⅡDK133+100线路左侧50米处水库段防渗处理 41
第十五章 主要施工技术及工艺 41
第十六章 围岩监控量测 63
工程概况及特点
1.1.隧道地质概况
隧道地处剥蚀丘陵地带,植被发育,自然坡度30 度,表层为褐黄粉质色粘土,硬塑,厚2~16m,下覆石炭系上中统壶天群灰岩、白云质灰岩,灰色,灰白色,弱风化,产状142°/61°,地下水发育。其中IDK132+920~IDK133+135 为浅埋段,土层较厚,岩溶较发育。
1.2.围岩类别及初级支护、衬砌类型
见表3.1.-01、3.1.-02
表3.3-01 各级围岩长度表
类别
| Ⅲ类
| Ⅳ类
| Ⅴ类
| 合计
|
长度(m)
| 710
| 305
| 283
| 1298
|
占隧道总长
| 54.7
| 23.5
| 21.8
| 100
|
1.3.工程特点
本隧道为铁路双线隧道,比单线隧道开挖断面较大,对开挖过程中确保隧道洞室安全稳定要求更高。
表3.3.-02 各类衬砌支护参数表
衬砌类型
| 初期支护
|
|
|
|
|
|
| 二次衬砌
|
|
| 25#喷砼(cm)
| 锚杆
|
|
|
| 钢支架
|
| 拱墙
| 仰拱
|
|
| 部位
| 直径 (㎜)
| 长度(m)
| 间距 (m)
| 规格
| 间距(m)
| 厚度 (cm)
| 厚度 (cm)
|
Ⅲ
| 拱◇13、墙及仰拱△13
| 拱墙
| 拱○25、墙●22
| 3.0
| 环1.2 ×纵1.0
|
|
| 40C25
| 40C25
|
Ⅲ级围岩下锚段(一)
| 拱◇13、墙及仰拱△13
| 拱墙
| 拱○25、墙●22
| 3.0
| 环1.2 ×纵1.0
|
|
| 40C25
| 40C25
|
Ⅲ级围岩下锚段(二)
| 拱◇13、墙及仰拱△13
| 拱墙
| 拱○25、墙●22
| 3.0
| 环1.2 ×纵1.0
|
|
| 45C25
| 45C25
|
Ⅳ
| 拱墙□23 、仰拱△23
| 拱墙
| 拱○25、墙●22
| 3.5
| 环1.0 ×纵1.0
| HW150 型钢
| 1.0
| 45C25
| 45C25
|
Ⅴ
| 拱墙□25 、仰拱△25
| 拱墙
| 拱○25、墙●22
| 4.0
| 环1.0 ×纵0.8
| HW175 型钢
| 0.8 或1.0
| 45C25
| 45C25
|
注:表中◇表示网喷砼,△表示素砼,□表示聚丙烯网喷砼,○表示中空注浆锚杆,●表示砂浆锚杆所处地质情况较差,Ⅴ级围岩地段占20%以上,无Ⅰ、Ⅱ级围岩,难以实施全断面快速掘进施工。
在隧道中部存在一处浅埋段,最小埋深约8 米,属于Ⅴ级围岩,稍有不慎,易引起塌方冒顶,给施工造成困难,因此,确保安全通过浅埋段非常重要。同时,由于围岩类别低导致施工工法及开挖断面转换多(有CD 法和台阶法相互转换,有不同级别围岩地段的开挖断面及下锚段开挖断面的转换),给施工增加了一定的难度。
另外,因本地地处岩溶发育地区,开挖前须做好超前预报,探明岩溶发育情况尤其重要。
主要对策
XX 隧道做为本标段重点工程,我部将加大科技投入,上一流的人才,配备先进、配套和适用的机械设备,确保本隧道资源配置满足安全、质量及施工进度要求。
加强地质超前预报,及时探明围岩级别及岩溶情况,一旦发现问题,及时调整施工方法,杜绝因盲目施工而引起的安全事故。
采用切实可行的方法确保工法转换和断面切换顺利过渡。
按照新奥法原理组织施工,采用新技术、新工艺,坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则,采用光面爆破技术,严格控制超欠挖。投入全液压衬砌台车并按严格控制二次衬砌砼的浇筑工艺,确保二衬砼内实外美。
施工平面布置及临时工程
3.1.道路设置
进口区进场道路:由于进口山坡较陡,考虑从主便道新修一条300m 爬坡便道上至洞口(洞底)标高。
出口区进场道:出口有约350m 长的路堑段,在施工顺序上必须先施工此段路堑再进洞施工,故将进场道路修至本段路堑的端头,再经该段路堑到达洞口,从主便道至此段新修便道大约300m。
3.2.拌合设备布置
进出口各设一座 JS750 拌和站,同时设2 台强制式拌合机生产喷砼。
3.3.空压机房及锻钎机房
空压机房设在洞口附近,以减少弯头风压损失,锻钎机布置在一座空压机房旁以方便锻钎机房的高压风供应。
3.4.火工器库房
炸药库与雷管库分开设置,相隔距离符合有关爆破安全操作规程的规定,并远离施工及生活区。同时,严格执行当地公安部门有关火供品使用的有关规定。
3.5.供水系统
于河沟内挖井集水并沉淀做为隧道供水水源,并就近设置抽水泵房,经上水管路,泵送至高位水池,经下水管路及压力泵送水至洞内和生活区。
送入洞内的压力水,必须满足掌子面用水压力不小于3kg。
3.6.供电系统
隧道进口设置一台1250KVA 变压器一台,分别向洞内及洞外生产房和生活区供电。出口设置一台2000KVA 的变压器,供应隧道出口和八古塘大桥用电。
3.7.生活区
进出口施工队各设置生活区一处,方便队伍管理。
3.8.平面布置
详见XX 隧道进口、出口平面布置图(图3.3.-01、-02)
主要施工机械配置
本隧道机械设备配备具有以下特点:一是坚持以人为本的理念,尽量实行机械化施工,最大限度地减轻施工人员的劳动强度;
二是经济高效,不论从钻孔用掘进台车到爆碴装运机械,还是从砼拌制运输到二次衬砌设备,均考虑单机设备先进的同时,做到机械设备相互合理配套,能最大限度发挥各类机械作业能力,各条施工作业线科学先进;三是尽量体现施工机械与施工方法配套;四是结合设备外形尺寸和衬砌后的隧道断面,选定外形尺寸适宜的施工机械。
配置的主要设备见表3.3.-03 所示
施工队伍及劳力组织
本隧道进口、出口拟各安排一个施工队进行施工,每个队施工劳力150 人,分六个工班组织施工作业。具体任务分工和劳力安排见表3.3.-04
总体施工方案
6.1.进洞方案
采用套拱法进洞。具体详见隧道施工及工艺。
6.2.洞内装碴运输方案
采用侧卸装载机装碴,自卸汽车运输出碴。找顶采用小型挖掘机,人工配合。
表3.3.-03 隧道主要机械设备表
序号
| 设备名称
| 规格型号
|
| 数量
|
|
|
|
|
|
|
| 隧道进口
| 隧道出口
|
| 合计
|
1
| 掘进台车
| 自制
|
| 1
| 1
|
| 2
|
2
| 反铲挖掘机
| PC200
|
| 1
| 1
|
| 2
|
3
| 钻孔凿岩台车
| 自制,可行式
|
| 1 1
|
|
| 2
|
4
| 万能工作台架
|
|
| 1
| 1
|
| 2
|
5
| 地质钻机
| TUX-100
|
| 2
| 2
|
| 4
|
6
| 凿岩机
| YT-28
|
| 20
| 20
|
| 40
|
7
| 风镐
| G-10
|
| 20
| 20
|
| 40
|
8
| 液压衬砌台车
| 液压、10m
|
| 1
| 1
|
| 2
|
9
| 自行式热合焊机
| YL-03
|
| 2
| 2
|
| 4
|
10
| 热合式塑料焊枪
|
|
| 4
| 4
|
| 4
|
11
| 注浆泵
| UB-3
|
| 3
| 3
|
| 6
|
12
| 强制式砼拌合机
| JS350
|
| 2
| 2
|
| 4
|
13
| 混凝土湿喷机
| TK-961
|
| 2
| 2
|
| 4
|
14
| 混凝土输送泵
| HBT40
|
| 2
| 2
|
| 4
|
15
| 通风机
| JBT-2
| 55KW
| 1
| 1
|
| 2
|
16
| 变压器
| 630KVA
|
| 1
| 1
|
| 2
|
17
| 柴油发电机
| 150KW
|
| 1
| 1
|
| 2
|
18
| 强制式混凝土拌和机
| JS350
|
| 2
| 2
|
| 4
|
19
| 装载机(侧式)
| ZLC50C
|
| 1
| 1
|
| 2
|
20
| 电动空压机
| 4L-120/20
|
| 3
| 3
|
| 6
|
21
| 内燃空压机
| P600
|
| 2
| 2
|
| 4
|
22
| 钢筋加工、焊接机械
| 各型
|
| 根据需要配置
|
|
|
|
23
| 各类砼振动器
| 各型
|
| 根据需要配置
|
|
|
|
24
| 地质超前预报仪
| TSP-202
|
| 2
|
| 2
|
|
25
| 地质雷达探测仪
| RAMAC/GPR
|
| 2
|
| 2
|
|
26
| 激光隧道限界检测仪
| BJSD-2 型
|
| 2
|
| 2
|
|
表3.3.-04 XX 隧道施工队劳力安排表(一个队)
班组名称
| 任务安排
| 劳力
|
管理及技术人员
| 负责施工队包括生产生活、施工技术、质量、安全等各项管理
| 共13名
|
钻孔爆破出碴班组
| 担负钻孔、装药爆破、通风排烟、洞内排水、装运碴作业。
| 凿岩工24 名,锻钎工2 名, 装载机司机2 名, 自卸汽车司机8 名, 普工14 名,共50 名。
|
支护班组
| 担负超前小导管注浆、喷砼、锚杆、格栅钢架等施工作业。
| 凿岩工5 名,喷锚手4 名,电焊工2 名,普通工9 名,计20 名。
|
衬砌班组
| 担负隧道结构防排水、隧道衬砌、仰拱回填等施工作业。
| 振捣工8 名,木工4 名,电焊工2 名,砼输送泵2 名,防水板6 人,砼养护整修4 名, 普通工14 计30名。
|
综合班组
| 担负风水电供应,洞内高压风管、通风管、水管接长等。
| 电工2 名,压风机司机3 名, 抽水泵站司机1 名,普工5 名,计11 名。
|
钢筋加工棚
| 担负锚杆制作,格栅钢架制作,衬砌钢筋加工等。
| 钢筋工6 名, 电焊工4 名, 普通工4 名,计14 名。
|
洞外拌合站(机)
| 担负喷锚料砼并向洞内运送
| 拌合机司机2 名,运输车4 名, 普通工6 名,计12 名。
|
合计
|
| 150 名
|
6.3.通风排烟方案
隧道施工通风应满足洞内各项作业所需要的最大风量。具体一是按照每人每分钟供应新鲜空气3m3计算;每1kw 内燃机械供风量不小于3m3/min。最小风速不小于0.25m/s。
经计算,上述最大用风量为480/min。因此选用一台JB3型通风机进行采用压入式通风可以满足通风排烟的需要。
采用压入式通风,进出口各配置一台JBT3 型通风机向洞内供应新鲜空气。如图3.3.-03
图3.3.-03 压入式通风示意图
6.4.洞内排水方案
隧道进口为顺坡施工,在成洞段洞内一侧挖排水沟自然排水。
隧道出口为反坡施工,在邻近下台阶掌子面附近挖集水井,采用机械抽水经排水管道将积水抽出洞外。
6.5.洞内三管两线布置
见图3.3.-04
6.6.隧道开挖支护方案
按照不同的围岩级别采用不同的开挖方法,Ⅲ级围岩地段采
图3.3.-04 洞内管路布置示意图
用台阶法施工,网喷砼及素砼及系统锚杆支护。Ⅳ级围岩地段施工前施打超前锚杆再开挖,采用短台阶法施工,HW150 型钢支撑并辅以聚丙烯网喷砼及素喷砼、系统锚杆支护,Ⅴ级围岩地段采用CD 法开挖,小导管超前支护,开挖后采用HW175 型钢支撑,并辅以聚丙烯网喷砼及素喷砼、系统锚杆支护。
6.7.隧道弃碴方案
本工程设一处弃碴场,隧道弃碴量(紧方)180993,站场调配(含线路)共利用106530 m3,剩余弃碴于ⅡDK132+650 线路右侧150m 处旱地,占地20 亩,弃碴场边坡采用M7.5 浆砌片石防护。
6.8.隧道二次衬砌方案
采用液压模板台车施作整体式衬砌。
施工进度计划
本隧道计划工期:安排23 个月;其中:
施工准备:安排2.5 个月;
隧道掘进:计划安排16 个月;双向两个掌子面掘进,平均每口掘进速度Ⅴ级围岩30m/月,Ⅳ级围岩50m/月,Ⅲ级围岩61m/月。
二次衬砌(含防水层):计划安排7.5 个月,每个洞口每月完成80 米。
水沟、电缆槽:每个洞口按200m/月安排。
回填灌浆:每个洞口也按200m/月考虑。
详见表3.3.-05 及图3.3.-04
表3.3.-05 隧道施工进度计划表
工区
| 工程项目
| 工程量
| 工期(月)
| 2005年(季)
|
|
| 2006年(季)
|
|
|
| 2007年(季)
|
|
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|
|
|
|
| 二
| 三
| 四
| 一
| 二
| 三
| 四
| 一
| 二
| 三
| 四
|
进口工区
| 施工准备
| 678m
| 2
|
|
|
|
|
| | |