精伊霍北天山隧道平行导坑施工组织设计精伊霍北天山隧道平行导坑DzK109+255~DzK110+670段实施性施工组织设计一.编制依据:1.新建铁路精伊霍线施工招标文件。
2.北天山隧道平行导坑DzK109+255~DzK110+670段现有的施工图、施工资料及乌铁精伊霍施设审(2004)001号文。
3.国家和铁道部现行的设计、施工、验收规范、规则和标准。
4.其它相关新建铁路精伊霍线工程设计要求和资料。
5.业主有关指示和要求。
6.本单位管理水平、技术装备及类似工程施工经验。
二.编制原则:1.根据工程实际情况,围绕工程进度,周密部署,合理安排施工顺序,保证按期开工。
提前完成任务。
2.采用平行流水及均衡生产组织方法,根据现有的施工图及施工资料合理地安排施工进度,工期安排紧凑并适当留有余地,以确保工期兑现。
3.借鉴以往长大隧道施工及成功经验,针对本隧道工程特点,制定切实可行的施工方案,创优规划和质量保证措施,确保施工目标兑现。
4.根据工程需求,合理地规划布局场地,体现文明工地的特征及风貌,展现国铁长大隧道施工的风采。
5.严格遵循有关环保、水保法规。
采取切实可行的保护方案和保证措施。
配合当地政府和有关部门做好环保、水保工作。
6.配备在特长隧道方面有丰富经验、技术水平高的管理人员和技术人员,组建强有力的现场管理机构,按照业主要求组织专业化施工队伍。
7.积极采用目前国内外隧道施工的最新科技成果和施工方法,结合国内长大隧道快速掘进方面的成功经验,使施工再上一个新台阶。
8.认真开展劳动保护,坚持以人为本,提高机械化施工程度,降低劳动强度,提高劳动生产率。
三.工程概况:北天山隧道为北天山越岭主隧道,是精伊霍铁路主要控制工程,位于北天山西段中山区伊犁盆地和准葛尔盆地分水岭,岭顶地形起伏较大,岭脊两侧沟谷发育,地形条件十分复杂。
地表为植被及灌木覆盖,山坡自然坡度一般为25°~40°局部形成陡崖。
隧道进口位于阿萨勒沟右岸山体斜坡上,海拔高度为1742m,出口位于阿肯乌依君沟与博尔博松河交汇处,海拔高度为1597m。
主隧道辅助平导起讫里程为DzK109+255~DzK122+815,全长13560m。
超前正洞施工,为永久性结构设计,内净空尺寸为4.8m×5.6m(宽×高),预先探明隧道地质状况,通过横通道担负正洞施工和运营排水,养护及防灾。
我单位承担平导进口端DzK109+255~DzK116+027,长6772m的施工任务。
此段线路除进口端DzK109+255~DzK109+742.15,长487.15m,位于R=1200m的曲线上外。
其余均为直线。
线路纵坡依据现有的施工图资料,DzK109+255~DzK110+670段为3‰的上坡。
平导洞身岩性主要为下石炭系的砂岩夹灰岩,英安斑岩,基岩有裂隙水,节理较发育。
进口附近地表洞身穿越的沟谷为坡积碎石土堆积层。
设计地震基本烈度为八度。
DzK109+255~DzK110+670段平导设计洞门为台阶式。
洞身穿越围岩为Ⅲ、Ⅳ级。
采用锚网喷支护,不良地质构造段采用中空注浆锚杆和型钢钢架加强支护,洞身模筑砼衬砌,喷砼与模筑衬砌间设复合防水板,右侧设单沟排水沟。
四.工期要求:总工期2004年10月15日至2007年10月14日,共36个月。
根据招标文件工期进度安排指标计算,平导DzK109+255~DzK110+670段开挖完成需历时152天。
即在2005年3月15日开挖完毕,其后衬砌安排在2005年3月31日气温回升时进行。
五.临时工程修建考虑平导施工和主隧道施工,临时工程建设总体规划和布局。
本着平导超前施工的原则,临时工程修建首先必须满足平导前期施工要求(主要是开挖、支护),由平导施工弃碴填筑施工场地,逐步完善临时工程修建。
附平导开工前临时工程修建及场地布置见平面示意图。
六.平导施工方法1.洞门口施工方法平导进口洞门口为坡积碎石堆积土,沿线路走向坡度平缓。
洞身覆盖层极薄,甚至为负。
所以根据实测地形断面,将平导进洞口选在DzK109+295处。
此处覆盖层厚2.7m,满足进洞要求。
洞顶两侧坡面按1:0.25刷坡。
坡面采用锚网喷砼防护。
其中锚杆为φ22,每根长2.5m,按间距1.2m梅花形布置。
钢筋网用φ8网孔20cm×20cm,喷砼厚10cm。
为确保喷砼施工质量,在洞口搭建保暖棚,棚内生火取暖,使喷料拌合和喷射砼施工在5℃~15℃温度下进行。
在洞口边、仰坡顶5m之外,根据地形施作截水沟,截水沟断面为梯形,底宽0.4m,沟深0.6m,M7.5浆砌片石。
根据降雨量及气温条件,此施工放在2005年5月份施作。
2.洞身施工洞身Ⅳ级围岩采用超前锚杆,结合锚喷网钢架联合支护,初进洞采用台阶法施工。
进洞2.0m后采用全断面法施工。
Ⅲ级围岩采用锚网喷支护,全断面法施工。
前期1415m 开挖施工采用人工气腿风钻打眼,之后安排门架式三臂凿岩台车打眼,爆破采用2#岩石乳化炸药,非电毫秒雷管起爆爆破。
前期1415m运输采用无轨运输过渡到有轨运输。
出碴采用ITC312装岩机装碴,5T自卸汽车运碴。
弃碴至洞口填筑场地。
平导模筑衬砌待转换为有轨运输后再行施工。
衬砌采用10m长模板台车,泵送砼入模,插入式捣固棒捣固。
砼由洞外拌合站集中拌合供应。
通风采用φ1500mm风管压入式通风。
七.施工技术措施1.进洞施工技术措施平导洞口设计围岩级别为Ⅳ级。
自稳能力差,为确保洞口段围岩稳定和进洞安全,进洞前先对边、仰坡进行加固处理。
坡面采用锚网喷进行防护。
操作工艺流程:人工清刷边、仰坡面,使其平整——测量放线定出进洞开挖轮廓线——在开挖轮廓线外打设φ22锚杆(锚杆长2.5m、1.2m间距,梅花形布置)——坡面挂网(网筋为φ8,网孔为20cm×20cm)——喷C20砼,厚10cm。
进洞前在开挖轮廓线外0.3m处、拱部打超前注浆小导管。
小导管直径为φ42mm,长3.5m。
管材采用无缝钢管。
小导管前端制作成尖锥形,便于打入。
导管管身每隔0.15m梅花形布眼钻孔,孔眼为10mm。
导管尾端1.0m不钻注浆孔留作止浆段。
导管超前打入,外插角5°,间距0.2m。
导管位置要求误差不得大于50mm。
注浆时,临近未注浆导管不得堵塞,防止浆液流入导管内,固结堵塞,影响整体注浆效果。
注浆完毕,即开始上断面开挖。
初次每循环开挖深度不得大于1.0m。
开挖后及时初喷砼,打锚杆挂网。
控制洞口法线方向。
每0.5m架立一榀钢架支护。
钢架采用环向φ22锚杆固定。
注意,考虑到支护结构沉落量及施工误差因素,要求开挖轮廓比设计放大120mm。
钢架固定后,及时复喷砼。
相邻两钢架之间用22钢筋联焊牢固,联筋间距为1.0m。
上部施工长度2m后,进行下半断面施工。
同样每开挖长度不得大于1.0m。
每开挖拱部钢架腿悬起后,及时将墙部钢架安装连接牢固。
网喷砼厚0.15m达到要求。
进洞2.m后,改为全断面法施工。
(附台阶法开挖施工示意图)2.平导开挖施工DzK109+295~DzK110+670段平导开挖采用人工气腿风钻打眼。
DzK109+295~DzK110+310段每循环开挖进尺不得大于1.0m,其余Ⅳ级围岩地段每循环开挖进尺为2.0m。
Ⅲ级围岩段每循环开挖进尺为3.5m。
(附Ⅳ级围岩平导钻爆设计图和Ⅲ级围岩平导钻爆设计图)根据“新奥法”施工的原则,开挖必须严格按照钻爆设计布眼、打眼、装药、爆破,达到光面爆破效果。
如果爆破效果不佳,应及时修正炮眼、爆破参数。
直至取得该围岩最佳爆破参数。
原则上实际钻眼位置不得偏离钻爆设计布眼位置5cm,装药结构,周边眼采用Φ25小药卷,间隔装药。
非电毫秒段数由掏槽眼向周边眼延伸。
段数决不能搞混淆。
每循环爆破掌子面要求平整,周边眼残留痕迹达到70%以上。
光面爆破施工工艺框图3.围岩支护初期支护施工程序:开挖面处理→初喷砼→打设径向锚杆→挂设钢筋网→架设钢架→复喷砼至设计厚度→检查验收。
喷射砼采用湿喷工艺,锚杆采用风钻钻孔,人工安装,注浆前吹洗孔内残碴,并保证灌浆饱满。
3.1砂浆锚杆安装技术措施锚杆杆体使用前应调直,除锈、除油,砂应采用中粗砂,最大粒径不得大于2.5mm ,使用前过筛清洗,水泥选用42.5号普硅水泥,速凝剂选用合格的速凝剂。
锚杆尾与钢架焊接牢固。
格栅钢架采用洞外集中加工,平车 放样布眼使用红油漆准确绘出开挖断面轮廓线、炮眼位置 误差不超过5cm 定位凿眼 凿眼台车与隧道中线平行,就位后准确钻孔,注意周边眼外插角钻眼 钻工按钻爆设计图提供的钻爆参数钻眼清 孔 使用特制高压风管清理干净炮眼中的石屑、石粉 不遗留任何残碴瞎炮处理严格按钻爆设计进行 连接起爆网络装 药 由专人负责,严格按爆破设计图连接,连接完成并认真检查后,方可起爆。
点炮时,由专职安全员负责安全守卫 严格按设计装药量自上而下进行,雷管对号入座,炮泥封堵眼口。
查明原因,迅速果断按安全操作规程处理,以确保施工生产安全 爆破后炮眼痕迹率大于80%,围岩挠动小,炮眼利用率大于90%检 查运到洞内,现场机械配合人工架设。
钢筋网在工地加工成型,现场人工安装,网片大小按1.5m×1.0m加工,安装时用电焊固定在钢架及锚杆外露头上,以防喷射砼时晃动。
网片间搭接长度不小于20cm。
钻孔前先标定钻孔位置,孔深误差不大于5cm,孔径大于杆体直径15mm,钻孔完毕后,孔内积水、积粉及岩碴要吹洗干净。
锚杆采用作业台架安设,锚杆端头安装垫板并与喷砼面密贴,设好孔口注浆塞。
注浆采用单液注浆泵,施注时注浆管应先插到距孔底5~10cm处,并随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出,随即迅速将锚杆插入,若孔口无水泥砂浆溢出,应将杆体拔出重新注浆,始终保持注浆管口埋在砂浆内,以免浆中出现空洞;中空锚杆则直接将输浆管道连接到注浆塞上注浆。
杆体到位后,要用木楔或小石子将孔口卡住,防止杆体滑出。
砂浆未达到设计强度的70%时,不得随意碰撞,一般规定三天内不得悬挂重物。
锚杆安设后,不得随意敲击。
锚杆的插入长度不小于设计长度的90%,锚杆安装后,不得随意敲击。
锚杆施工完成后,按《锚杆喷砼支护规范》进行试验。
3.2.钢筋网、钢架施工措施钢架在洞外的加工厂内进行加工,加工前先按1∶1的调整施工程序、修改支护参数围岩、支护结构观测 指标体系 围岩、支护结构应力、应变量测应急措施 综合判断分析 施 工 施工量测 比例进行放样,确定主要杆件的下料尺寸及弯制。
4.围岩量测为了对初期支护和围岩变形状况进行有效的监测,成立专门的施工监测小组,施工中准确判定围岩的安全状态.同时通过监测数据的反馈分析,为及时、准确地调整支护参数,修正施工方法及施工程序,提供可行性的施工保证。
4.1.施工监测流程4.2. 隧道现场监控量测项目(见下页表)4.3.量测方法及要求测试前检查仪器设备是否完好,若发现故障及时进行修理或更换;确认测点是否松动或发生人为破坏,只有测点状态良好时方可进行测试工作。