一、编制说明1、编制原则⑴遵循工程建设规律和技术规律,围绕安全质量目标,合理安排工艺流程和施工顺序。
⑵充分利用现有人员与设备、做到配套、实用、合理调度,做到斜井转正洞施工与斜井自身施工互不影响。
尽量减少临时工程,科学布置施工平面图,统筹安排各单项工程进度。
⑶对施工现场全过程控制,实行动态管理⑷安全第一,预防为主。
⑸文明施工,保护环境。
2、编制范围本方案适用于哈尔巴岭2号隧道1号斜井转正洞施工作业,主要介绍斜井转入正洞施工及正洞施工的方法。
3、编制依据⑴设计文件、图纸。
⑵现场实地勘察调查资料⑶工程所在地理位置,交通条件及地质条件。
⑷我公司所拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果和多年积累的工程施工经验;⑸铁路工程施工技术指南及质量验收标准。
⑹铁路工程施工规范。
⑺同类工程施工资料及相关工法。
⑻可利用的新技术、新工艺、新材料、新设备资料⑼国家及行业有关工程建设的法律、法规、标准、条例等。
二、工程概况新建铁路吉林至珲春线哈尔巴岭2号隧道位于吉林省敦化市与安图县接交处哈尔巴岭山脉,进出口里程分别为:DK191+063,GDK193+064,隧道中心里程DK192+343,全长2601m,隧道最大埋深约114m。
隧道1号斜井位于线路右侧,与线路右线交与DK192+500,交角85°32′46″,综合坡度9.3%。
本斜井采用双车道无轨运输。
其初期支护后净空尺寸为7.5m (宽)×6.2m(高)。
斜井与正洞交汇处为Ⅲ级围岩,衬砌类型为Ⅲb,为了正洞能安全顺利的进入主动开展施工DK192+485~DK192+515衬砌内型采用Ⅳb图1 斜井与正洞关系平面图三、主要工程特点哈尔巴岭2号隧道1号斜井正洞施工,需要通过斜井喇叭口后转入正洞方能实现。
斜井与正洞交汇处断面跨度大,为了确保洞内安全,选择合理的斜井转正洞施工方案显得尤其重要,也是本隧道施工的关键之一。
若施工选择不当,将直接影响到正洞能否按期展开掘进施工。
四、施工组织安排1、施工组织结构主要工程技术和管理人员由项目部选派,抽调专业技术能力强、综合素质高,曾参与过长大隧道施工的人员负责本工程施工。
施工组织结构见图1.施工组织结构图2、施工队伍安排安排在隧道工程施工方面具有施工经验管理人员和技术骨干,并对其进行专业知识培训,组成专业化施工队伍。
主要管理人员见表1。
表1 主要管理人员表3、队伍安排根据隧道施工的特点、难点。
安排较强的隧道施工班组形成独立的作业面负责斜井转正洞过渡段施工。
作业班组任务及劳力配备表2。
表2 作业班组任务划分及劳力配备表配备机械操作手:挖掘机2人,装载机司机3人,空压机操作手2人,焊工6人。
4、机械设备安排为在规定期内完成施工任务,必须实现斜井通道开挖的快速施工,这就对机械设备提出了高要求。
针对上述情况,斜井进正洞挑顶施工在机械设备排上,根据施工进度计划,加强机械设备的投入。
投入的主要施工机械见表3。
表3 主要施工机械表5、物资供应安排为确保施工过程中,物资材料供应及时,且质量,数量满足工程需要。
在物资供应安排上做到有组织有计划地进行采购与供应。
并做好材料的储备工作,保证施工用料。
施工前,还要做好供水,供屯的安排。
施工用水可利用高山水池的水。
采取管道供水方式,将水输送到工作面,施工用屯可利用既有的电线线路供电。
五、斜井井底及正洞交叉段详细支护参数见下表:六、施工重难点分析及对策斜井进正洞施工重难点情况分析表七、斜井进正洞方案斜井进正洞后,按进出口方向双头掘进的要求组织施工,同时,以进口方向为主攻口,出口方向为副攻口。
施工任务划分:其中向进口方向开挖652m、出口方向开挖346m。
⑴斜井开挖至XJ1DK0+100里程时,施做一次超前地质预报,提前探明斜井井底段及正洞交叉口段地质、水文情况。
⑵斜井开挖至XJ1DK0+010里程时,展开挑顶施工。
斜井挑顶转正洞分五个阶段进行:第一阶段:上挑拱顶,在XJ1DK0+(-002.31)里程达到正洞标高,台阶法开挖正洞上台阶右导坑,同时,施做井底段斜井加强支护拱架。
第二阶段:施做交口处正洞I25工字钢门架,为正洞型钢钢架提供落脚平台;第三阶段:台阶法开挖正洞左导坑,预留1m厚反向剥皮层,上台阶向进出口扩挖至正洞标准断面,再同时向交叉口方向反向剥皮并完成交叉段支护;第四阶段:下台阶重复第三阶段工序;第五阶段:进出口方向同时按台阶法施工,在出口方向下台阶开挖至DK192+523里程时,在交叉段拼装第一、第二台开挖台架。
在开挖台架拼装完毕后,先后向出口、进口方向开始正台阶法开挖。
七、详细施工方法及措施1、斜井挑顶转正洞施工第一阶段:上挑至正洞,台阶法开挖右导坑,井底拱架支护在斜井开挖至里程XJ1DK+010时,开始逐步抬高拱顶标高,并保持坑底面标高不变,在斜井开挖至XJ1DK0+(-002.31)里程时,斜井拱顶与正洞拱顶标高一致。
斜井与至正洞中线相交里程为DK192+499.82。
之后,退出斜井开挖台架,施做井底段斜井加强支护拱架。
右导坑里程为:DK192+508~DK192+492。
该段沿正洞线路方向开挖,采用人工钻爆法开挖,进出口两个作业面同步掘进。
先开挖上台阶法,再开挖下台阶。
上台阶高度约4.68m,下台阶高度约4.8m。
上台阶开挖前,先采用弃碴堆置平台,并按正洞Ⅳ级复合式衬砌初支参数施做锚、网、初喷支护后,再进行下台阶开挖、支护。
考虑到交差段跨度较大,左右坑上、下台阶开挖必须采取短进尺、弱爆破,以减轻对周边岩体的扰动。
其中,台阶循环进尺不超过1.5m,并严格按“一开挖、一支护”的要求组织及时施做初期支护及临时支护。
右导坑初期支护分两次施做,先按设计(Ⅳb级复合式衬砌)参数施做锚杆、网片、初喷混凝土。
其中,中空锚杆单根长度3.5m,拱部140°采用φ22中空组合锚杆,间距1.5m(环)×1.5m(纵);布置边墙采用φ22砂浆锚杆,1.2m(环)×1.2m(纵)布置,单根长度3.5m;网片采用φ6钢筋网片,网格间距20㎝×20㎝。
初喷混凝土4㎝厚。
右导坑左侧采用喷C30混凝土临时支护,厚度5~10cm,施工左导坑时再予以挖除即可。
第二阶段:交口处正洞I25工字钢门架施工在正洞DK192+508~DK192+492段右导坑开挖、支护完毕后,及时利用斜井开挖台架施做交口处正洞门架。
门架内套斜井底异型拱架,并平行于正洞线路方向安设。
为正洞格栅钢架提供落脚平台。
拱架加工及安装见附图。
第三阶段:上台阶左导坑开挖、扩挖、反向剥皮、支护、左导坑里程:DK192+508~DK192+492。
上台阶左导坑利用弃碴堆置平台,人工钻爆法施工,垂直于正洞线路方向开挖。
为防止形成过大超挖,左导坑开挖过程中,预留约1.0m厚保护层。
之后,沿正洞进出口方向同时开挖上台阶,并向右侧逐步扩挖形成正洞标准断面,边开挖边施做初期支护及临时支护。
扩挖段里程为:DK192+477~DK192+492,DK192+523~DK192+508。
在进出口方向形成正洞上台阶标准断面后,再向前开挖5m,开始同时向交叉口方向进行反向剥皮,同时边剥皮边施做该段超前支护、初期支护。
先施做超前小导管支护,再立格栅钢架、复喷砼至设计厚度。
同时,应严格按“一开挖、一支护”的要求施工,每次剥皮进尺不得超过1.6m(即两榀I18型钢钢架间距)。
第四阶段:下台阶左导坑开挖、扩挖、反向剥皮、支护下台阶左导坑同台阶左导坑施工顺序及参数。
第五阶段:进口方向台阶法开挖,转弯通道开挖,交叉段仰拱施工在交叉段完成开挖、支护后,同时向进出口方向按台阶法开挖。
在出口方向下台阶开挖至DK192+523里程时,在交叉段拼装第一、第二台开挖台架。
在开挖台架拼装完毕后,先后向出口、进口方向开始台阶法开挖。
在进、出口方向下台阶开挖至里程DK192+508、DK192+492后,开始自正洞向斜井方向开挖转弯通道。
转弯通道按无轨运输单车道断面施工。
在转弯通道开挖完毕后,进行交叉口段正洞仰拱施工。
交叉段仰拱里程为DK192+508~DK192+492。
2、左右导坑分台阶爆破设计⑴设计原则采用光面爆破,根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽炮眼加深20cm。
严格控制周边眼的装药量,采用间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。
⑵钻爆参数选择⑶掏槽方式采用斜眼楔形掏槽。
⑷装药结构及堵塞方式A装药结构周边眼:用小直径药卷间隔装药。
其它眼:均采用连续装药结构。
B堵塞方式所有装药炮眼用炮泥堵塞,周边眼堵塞长度不小于30cm。
3、转弯通道施工转弯通道在正洞向进、出口方向开挖至DK192+508、DK192+492时,自正洞向斜井方向开挖转弯通道。
开挖转弯通道前,先沿开挖轮廓线外30m 施做一环超前小导管进行锁口,之后,按双车道Ⅳ级锚喷衬砌断面进行开挖支护。
同时,必须严格采用“短进尺、弱爆破”及“一开挖、一支护”的要求组织施工。
并在转弯通道处设置监控量测点,每天必须监控量测两次,如变形观测超限时及时报告安全领导小组。
4、洞内排水由于斜井综合坡度为9.3%,长度达321.3m,如果洞内排水做不好,将会严重影响到正洞的施工。
(1)在斜井与正洞的相交处设置一座蓄水池,将斜井与正洞内的积水全部引到蓄水池内,再用高压水泵抽排至洞外。
(2)分别在正洞及斜井两端设置20×30cm的排水槽,洞内积水利用排水槽引到蓄水池内,然后排出(3)正洞内同时要充分利用埋设的中心水沟,将排水槽内的水引到中心水沟里,然后汇集到蓄水池内,最后排出。
5、洞内通风(1)工作面通风A 按允许最低平均计算工作面风量正洞:Q=AVmin=0.15×60×60=540m 3/min正洞:Q=AVmin=0.25×50×40=500m 3/minB 按排除炮烟计算,以正洞为例取单位炸药量为1.5Kg/m 3,循环进尺3.0m ,则一次爆破用量G=1.5×60×3=270Kg ,炮眼抛振长度L0=15+G/5=69m ,取爆破后的通风量时间t=20min ,工作面要求风量: Q=min /640)6960(270)(332208.7325m Alo G t x =⨯⨯=C 稀释内燃废气所需通风量以无轨运输距离2000为例,越间隔1000m 有空车一辆,则总共有重车2辆,每辆车载重20t,配有柴油机170KW ,取功率风量系数3.0m 3/min.KW ,则4辆自卸车需供风量Q=4×170×3=2040m 3/min取风量供风量2400m 3/min 是满足要求的。
(2)斜井的通风量斜井的总通风量原则上应大于所服务的工作面风量之和,但考虑工作面较多时,各工序并不同时,因而可酌情减少,一般应满足二个工作面同时爆破排烟、出渣、其他工作面辅助作业需要。