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大盘山隧道出口进洞方案说明

1、编制依据1.招标文件、设计图纸、工程地质勘察资料、合同书等相关资料。

2.《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB 10753-2010)3.《高速铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-20084.《高速铁路路基工程施工质量验收标准》(TB 10751-2010)5.《高速铁路路基工程施工技术指南》(2010)241号6.国家、有关部委相关标准和规范。

7.《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全管理条例》、《铁路工程施工安全技术规程》等工程建设安全生产有关管理规定;8.现场调查报告;近年来铁路类似工程施工经验、施工方法、科技成果;9.总体施工组织设计和施工计划;10.我公司为完成本工程拟投入的施工管理、专业技术人员、机械设备等资源。

2、工程概况2.1 地形地貌大盘山隧道隧址区主要为剥蚀低丘区,相对高差50~650m,丘坡地形起伏较大,自然坡度约30°~50°,植被发育,主要为竹林、松树。

隧道进口在安顶村,进口下有条冲沟,里安线通过,隧道出口位于光明村附近。

2.2水文地质大盘山隧道表层为第四系残坡积粉质黏土夹碎石,灰黄色、褐黄色,硬塑。

下伏基岩主要为英安质晶屑熔结凝灰岩、流纹质-英安质晶屑熔结凝灰岩夹沉凝灰岩、粉砂质泥岩、流纹质-英安质晶屑熔结凝灰岩夹沉凝灰岩、凝灰质泥岩。

地表水主要为雨季降水,汇集于沟谷;地下水主要为基岩裂隙水,基本发育,构造带中裂隙水较发育,地下水受地表水补充,水量变化季节性明显。

本隧道地段地下水对混凝土结构无化学侵蚀性,碳化环境作用T2。

2.3施工情况大盘山隧道出口进洞里程为DK55+400,洞口采用帽檐斜切式洞门;DK55+343~DK55+381为明洞;DK55+298~DK55+343为浅埋段,采用φ108管棚超前支护。

隧道出口段采用先开挖明洞洞身、仰坡,后正洞开挖、衬砌,同时施作明洞左侧10根锚固桩、锚杆框架梁,接着开挖、施作仰拱,最后衬砌明洞。

2.4工程主要技术标准铁路等级:客运专线;正线数目:双线;速度目标值:250km/h;曲线半径:9000m、8995m、竖曲线半径25000m;正线线间距:4.6m;坡度:18.78‰。

3、施工方案3.1施工准备施工场地做到三通一平,修建高山水池、机械设备、材料、人员配备齐全。

3.2洞口及缓冲结构施工3.2.1截水沟施工大盘山隧道出口洞口施工前先进行测量放线,根据测量放线做好边坡开挖轮廓线和截水天沟,以利截排水,同时将洞口段开挖线以外10~30米范围的漏斗、危石等进行处理,防止地表水向下渗漏或陷穴等继续扩大影响隧道安全,确保边仰坡稳定。

明洞段施工避开雨水天气,施工前在边仰坡开挖边沿不小于5~10米范围内施作截水天沟,天沟尺寸必须符合设计要求,截水沟应比原地面低10~20cm,以保证水能完全流入沟内,截水天沟采用C25混凝土现浇,截水沟端头设置不得冲刷山体、便道。

3.2.2边、仰坡开挖在截水沟施工完成后即开始对边仰坡进行施工,边仰坡施工时先清除上部危岩,然后按设计坡度用全站仪放样出仰坡起始位置,采用挖掘机自上而下分层刷坡,施工时确保坡面平顺,没有大面积凹凸区域,同时要防止岩石风化,雨水渗透等因素导致边坡坍塌。

隧道出口边、仰坡开挖采用分层开挖,采用挖掘机开挖。

每开挖一层,应及时对坡面进行支护加固,分层开挖厚度应控制在2.0-2.5m内,以便于施作坡面防护。

施工中尽量减少对原岩层的扰动,成洞面的位置和边仰坡坡率可以适当调整,尽量减少仰坡开挖高度,必须作到安全进洞。

开挖后坡面应稳定,平整,美观。

3.2.3边坡锚喷挂网支护隧道出口挡墙开挖面及直立面开挖后应及时施作锚喷挂网支护,开挖面采用10cm厚喷砼防护,锚杆采用φ22m砂浆锚杆,L=4.0m,间距按1.5m*1.5m梅花型布置,单层φ6钢筋网,网格间距25cm*25cm。

钢筋网统一现场拼接根据初喷混凝土面的实际起伏状铺设、铺设顺直,钢筋网与钢筋网、钢筋网与锚杆连接筋绑扎在一起,使钢筋网绑扎牢固在喷射时不晃动。

挂好网片后,将网片之间的接头以及网片钢筋和锚杆头焊接牢固,避免网片超出喷砼厚度和喷砼时网片晃动。

钢筋网喷射混凝土采用的材料:水泥、砂、石子、水、JJ-S速凝剂、减水剂必须满足规范要求。

3.3管棚施工3.3.1管棚设计概况及工艺流程隧道出口设置φ108大管棚,设置长度41m, 环向中对中间距40cm。

外插角1°~3°为宜,导管上钻注浆孔,尾部留不小于100cm 的不钻孔的止浆段。

大管棚施工工艺流程图见下页:图1 超前大管棚施工工艺流程图3.3.1.1导向墙施工(1) 导向墙施工工序:埋设工字钢钢架→孔口管安装→支撑体系搭设和内外模安装→浇筑混凝土→混凝土拆模、养护(2)本隧拟在开挖廓线以外拱部140o范围内施作混凝土护拱作为导向墙,导向墙采用C20混凝土,断面尺寸为1.0m×1.0m;环向长度可根据具体工点实际情况进行调整,导向墙应置于稳定的基岩上,护拱内埋设两榀I18工字钢钢架为横向支撑,钢架外缘设φ140×5mm导向钢管,导向管与钢拱架采用Φ22钢筋两侧帮焊固定(洞口长管棚超前支护及导向管固定示意图如下)。

洞口长管棚超前支护示意图Φ140m m导向管Φ22m m钢筋帮焊Ⅰ18工字钢导向管固定示意图(3)孔口管作为管棚的导向管,它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度直接影响管棚的质量。

在安装前用全站仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置;用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角;在设置正确的外插角后,在工字钢架与孔口管间垫小钢板并焊牢靠。

(4) 在孔口管安装完成后进行支撑体系搭设和内外模安装,模板采用钢模及木模组合,待质检工程师自检合格后报监理工程师验收,验收合格后进行混凝土浇筑。

浇筑后按要求进行养护。

(5)待混凝土养护强度达到85%时开始管棚施工。

3.3.1.2搭钻孔平台安装钻机(1) 钻机平台用钢管脚手架搭设或采用自制凿岩台车,平台要支撑于稳固的地基上,防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。

(2) 脚手架平台应一次搭好,连接要牢固、稳定,架上铺设10cm厚木板,板间用骑马钉加固,用粗铁丝绑扎在脚手架上,保证平台的稳定性,同时应避免、杜绝探头板确保人身安全。

(3) 开钻前首先从左向右对47个孔口进行编号,并用红油漆写在导向墙上。

(4) 钻机要求与已设定好的孔口管方向平行。

用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法对钻机进行定位,反复调整,确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。

3.3.1.3钻孔(1)钻头直径采用Φ108mm硬质合金钻头。

钻孔时按编号施工顺序从低孔开始,由两侧往中间方向对称进行施工,钻孔时钻机距工作面的距离一般情况下应不小于2m。

注浆孔采取跳孔钻进,每钻完一孔及时进行清孔下管,防止暴露时间长而出现塌孔现象,待一期管棚全部完成后,及时进行连续注浆,然后再施工二期。

(2)钻机开钻时,应低速低压,待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。

若钻进过程阻力较大,可退回1m左右,多次反复,阻力减小后继续钻进。

(3)钻进过程中经常用测斜仪测定其位置,并根据钻机钻进的状态判断成孔质量,及时处理钻进过程中出现的事故。

(4)钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

岩质较好的可以一次成孔。

如果钻进时产生坍孔、卡钻时,需补注浆后再钻进。

认真作好钻进过程的原始记录,及时对孔口岩屑进行地质判断、描述,作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料,从而指导洞身开挖。

3.3.1.4清孔验孔(1)用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔,清除浮渣,确保孔径、孔深符合要求,防止堵孔。

(2)用高压风从孔底向孔口清理钻渣。

(3)用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。

3.3.1.5安装管棚钢管棚管安装工序:棚管配管、编号→管节加工→钢筋笼加工→棚管逐步节顶入→钢筋拢顶入→安装止浆板(1)为使同一横断面内的接头数不大于50%,相邻钢管接头至少错开1m ,加工钢管时将钢管进行配管和编号,每节钢管长5~8m,并把加工了的钢管节搭配好并做好记录待用。

(2)钢管在专用的管床上加工好丝扣,丝扣长15cm ;导管四周钻设孔径10~16mm 注浆孔,尾部1.1m 不钻孔;孔间距15cm 呈梅花型布置;管头焊成圆锥形,便于入孔。

图4 棚管大样(3)钢筋笼由四根Φ18主筋和固定环组成,固定环采用短管节,将其与主筋焊接,按1m 间距设置。

(4)棚管顶进采用挖掘机在人工配合下按配管方案逐节顶入,棚管顶入完成后人工顶入钢筋笼。

(5)钢筋笼顶进后即在棚管端头焊接止浆板,止浆板采用2cm 厚钢板制作,中间焊有Φ20注浆管,管口拉丝2cm ,以备连接止浆阀。

图5 棚管端头大样3.3.1.6注浆(1)施工前应检查注浆设备是否完好,并对注浆压力表进行校验标定,满足要求方可投入使用。

(2)安装好棚管后使用锚固剂将孔口管及棚管间缝隙封闭住,喷混凝土封闭工作面,达到强度后方可对孔内注浆,注浆前备足止浆阀。

(3)注浆材料采用1:1水泥砂浆。

(4)采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内,初压0.6~1.0MPa ,终压2MPa ,持压15min 后停止注浆,拧紧止浆阀。

φ10~16注浆孔 15cm连接套管(5)止浆阀待砂浆凝固后卸下,清洗后循环使用。

(6)注浆时先灌注(钢花管)“单”号孔。

(7)注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍;(8)注浆过程中压力突然升高,可能发生堵管,应停机检查;注浆进浆量很大,压力长时间不升高,则应调整浆液浓度及配合比,缩短凝胶时间,进行小量低压力注浆或间歇式注浆,使浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝结,但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间,才能避免产生注浆不饱满。

3.3.1.7施工注意事项管棚为超前支护,在隧道暗洞开挖之前完成;洞身长管棚按设计位置施工,并进行钻孔偏斜度测量,严格控制管棚打设方向,并作好每个钻孔地质记录;先施做注浆孔,后施做检查孔。

注浆孔注浆完成后,再与注浆孔同法打设检查孔钢管,以检查注浆孔的注浆质量,最后将检查孔钢管内注入水泥砂浆封堵密实。

洞口长管棚施工前,严格按设计要求施工长管棚导向墙,测量定位准确预埋套管,并用测设钢管的倾斜度,利用导向墙控制长管棚倾斜度。

为保证长管棚支护效果,严格按设计外插角控制管棚的外插角,尽量减小外插角,同时防止长管棚侵入开挖净空,降低管棚超前支护的效率,并给开挖带来困难,洞内管棚尾段与钢架焊接,形成共同支护体系,提高支护效率。

管棚施工时,对钢管主要材料进行材质检验。

遵守隧道施工技术安全规则和钻眼注浆作业操作规则。

3.4洞口段围岩开挖采用大管棚超前支护,三台阶临时仰拱开挖法开挖,开挖断面142m2,宽×高=14.28×12.14m,上台阶高度4.6m,中台阶高度3.6m,下台阶高度3.9m,台阶领进长度不大于15米,上台阶每循环开挖支护进尺Ⅴ级围岩不应大于1榀钢架间距,Ⅳ级围岩不得大于2榀钢架间距,边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀,仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆,每循环开挖进尺不得大于3m。

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