定版隧道开挖方案503.doc
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1、机场路拓宽改造工程渝州隧道专项方案一、 工程概况渝州隧道位于川东丘陵地区, 根据调查,原隧道现状稳定,洞壁无地下水渗出,地下水不发育,基岩为砂岩、泥岩地层,岩体较完整,节理一般不发育,洞身围岩级别为级、级,以级居多。隧道平均埋深约30m。渝洲隧道为分离式隧道,单洞单向二车道扩为单向四车道,双向八车道;隧道右洞设计起止桩号为K0+344 K0+626,长282 米,进口设计标高 438.903米,出口设计标高445.968米,右线纵坡为2.5%上坡;左洞起止桩号为ZK0+347.5 ZK0+708.5,长361 米,进口设计标高438.937米,出口设计标高446.170米;左线纵坡为2.0%
2、上坡;进、出口洞门均为端墙式。主要工程数量:名称单位数量名称单位数量开挖土方m3158 25中空 锚杆m89759 开挖石方m356350 8钢筋网T65C30喷射砼m3 523520b型钢拱T761.7 C30防水砼m319545 I16工字钢T857 I级钢筋T5 C25端墙砼m31654 II级钢筋T1850 C15片石砼护拱m3188 28锁脚锚杆m 24814C3砼基层(24cm)M33762 89x6管棚m860沥青砼路面M29645二、编制依据 机场路拓宽改造工程渝州隧道合同段 两阶段施工图设计(渝洲隧道设计图)工程测量规范 (GB50026-2007)公路隧道施工技术规范(JT
3、J F 60-2009)公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004)、 钢筋机械连接通用技术规程(JGJ107-2003)钢筋焊接及验收规范 (JGJ18-2003)锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001)公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003)施工临时用电安全技术规范(JTJ46-2005)2010最新公路工程施工技术标准与工程质量验收规范及强制性条文三、施工供水、供电、便道及施工平面布置在隧道进、出口洞顶附近各申请安装一只直径50的水表,并在隧道洞顶较高处修一座200m3水池,供隧道施工用水量增加和在停水时施工需要,通过直径50mm水管向各个施工
4、用水点供水。在隧道进出口各申请安装一台400KVA变压器及配电柜等临时设施,通过电力线向洞内供应施工用电。隧道进出口均由现有机场路到达 ,满足施工要求。在施工中加强保养维护。详见附件施工平面布置图。1、洞内施工用电隧道内施工用电,按以下原则安排:洞内施工用电:采用三相五线系统供电,电线固定于成洞段地段边墙上部。洞内施工照明线路的电压,必须符合下列规定:成洞地段,额定电压不得超过220V;作业地段额定照明电压不得超过36V。隧道作业地段必须有足够的照明。运输道照明:未成洞地段每隔10m设一挂灯,成洞地段每隔20m设一白炽灯。电线必须悬挂于指定高度和位置处。2、施工供水在隧道进、出口洞顶附近各申请
5、安装一只直径50的水表,并在隧道进、出口洞顶较高处各修一座容积为10*10*2=200m3水池,其中水池埋入地下不少于1m,池底C20混凝土,内配12200*200双层钢筋网,水池墙体M10砌MU100页岩砖墙370mm,供隧道施工用水量增加和在停水时施工需要,通过直径50mm水管向各个施工用水点供水。1)、蓄水池须高出最高洞顶标高2030m。2)、水池的输出管设总闸阀,干管管道每隔100m安装闸阀一个,以便控制和维修管道。3)、洞内管道前端至开挖面,一般保持距离为30m,用直径50mm高压软管接分水器,预留异径三通,至其他工作面供水软管的长度不宜超过50m。3、隧道通风渝洲隧道左右幅施工均采
6、用压入式通风,进出口各采用一台2x55KW轴流风机供风。1)、通风系统布置的特点:、风机必须与洞口保持较长距离(一般风机距洞口30m),以避免洞内流出的污浊空气重新流入,形成部分循环风。、风管悬挂在洞壁拱腰部,距地面34m。2)、优化匹配通风系统设计的基本目的是正确选择通风设备,布置通风系统,使系统性能合理匹配,实现安全、经济、有效运行。本方案实施长距离软管通风技术,采用密封性能好的1000mm特制通风软管按百米漏风率2.0%,摩擦阻力系数2.910-3kg/m3计算,风机工作量为280m3/min、风压为3450Pa,掘进长度300m时工作面新鲜风可达200m3/min。3)、防漏降阻防漏降
7、阻是实现长距离通风的技术关键,为使百米漏风率和通风阻力系数达到系统设计要求,采取如下技术措施:、选择优质风管材料:选用长丝涤沦纤维做基布,压延PV塑料复合而成的增强胶布作风管材料。、加大风管节长:节长增大到2530m/节。、改革风管加工工艺:以缝纫机扎制并用401型强力胶手工粘接。、改进风管联接形式。、提高风管安装质量,加强通风系统的维护管理,保持通风系统良好的工作状况,加强对系统的维护管理,特别是长距离的软管,更需要经常检查、修补、调整、更换。4、隧道施工排水成洞地段利用边沟排水,未成洞地段在两侧设临时排水沟排水。利用隧道纵坡纵向顺坡排水。洞外设沉淀池沉淀然后将污水排入地面排水系统。5、洞内
8、管线布置(见下图)通风软管动力线34m高压风管高压水管 照明线排水沟洞内管线布置示意图四、施工部署:本隧道在进洞前先为进口的路灯箱变、进出口的铜像雕塑以及防止进出洞口爆破飞石做好保护措施,拟采用钢管架上满挂竹跳板遮挡。本隧道拓宽改造工程计划先改建右线(进机场),待边仰坡处理完毕后,分别由隧道进口、洞中和出口三个掘进工作面采用左右分部开挖法进行隧道掘进施工,其中以进出口掘进为主,洞中掘进为辅;洞中掘进受到进口或者出口掘进点的影响,为保证进出洞的车辆安全,拟考虑采用架设长20米(隧道纵向)直墙型钢拱形(原隧道断面形式)断面护筒(其横断面及平面示意图如下图所示)来保障安全,其中考虑直墙高4.0米,拱
9、部半径2.0米,I20b型钢500mm,型钢环向1000mmI16连接,型钢表面焊5mm钢板。待右线隧道完成通车后,进行交通转换,再行施工左线隧道。为防止施工过程中先施工隧道的开挖造成邻洞破坏,影响施工期间机场路的交通单向通行要求,应加强对通行隧道的变形观测,拟采用型钢拱架对邻洞进出口段进行临时加固,并设计制作纵向5米长型钢拱型断面移动钢架供变形观测和二衬混凝土万一破坏安全应急。移动钢架示意图:隧道施工爆破作业采用光面爆破技术。注意控制爆破地震波,地震波控制值应根据隧道间距和地质条件进行专项论证确定。本隧道按新奥法组织施工,隧道开挖的出渣、进料采用无轨道运输方式,实施掘进(钻、爆、)、出渣(装
10、、运)、喷锚混凝土(拌、运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、捣)等四条机械化作业线。施工中采用“短进尺、弱爆破、少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭”等技术措施,并根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案和指导隧道施工。洞身开挖根据围岩情况采用左右分部开挖法,循环进尺视围岩实际变化情况进行调整,同时掘进方法可以视围岩实际变化情况选用正台阶法、全断面开挖方法。喷射混凝土用公司进口液压喷射手和喷射机同时施工以加快施工进度,用整体式全液压衬砌台车两台进行二衬混凝土施工,其中二衬台车前期在隧道洞外现场组装,用于先期施工的右线隧道,待右线完成后,退出洞外转移至左线(中央分隔带横向宽度不够,转移前须进行交
11、通转换,并且台车需拆除,吊装转移至左线后重新组装)。洞口(含明洞)开挖、进洞方案:进洞采用设计超前锚杆和管棚作超前支护,进洞时要采用先支护后开挖方法施工,洞外要从上至下分层开挖与支护。隧道产生的土石方需弃运至空港园区渣场,从渝州隧道处到该渣场运距为12公里。因隧道进出口段因在开始施工后,道路右侧检修道下的光缆、电力、电信管线未能及时拆除,为防止土石方开挖过程中石块掉落以及渣车运输过程中损坏管线,特在隧道进口段前30米,出口段20米范围内,用宽5米的钢板进行覆盖。 管线保护示意图另隧道右洞进口段右侧有一D200给水管,迁移的时间尚未确定,而开工后爆破过程中为了防止石块砸破水管,影响居民的用水,为
12、了能在5月1日如期动工,特在5月1日前对该给水管进行保护:给水管两侧M5浆砌条石,管四周及管顶覆土回填。如下图所示:五、施工方案:1、进出口段道路及明洞段扩挖进出口段道路及明洞段扩挖施工,该段属于深挖高路堑,设计切坡位置位于原边坡半山腰,无人工施工操作平台,且左幅道路为汽车继续通行,为了不危及汽车行驶安全 ,故施工时采用搭设双排钢管脚手架,立面高出开挖边坡3.0米,并且外立面满挂竹跳板和密目网以防飞石危及汽车和人员安全,同时利用双排钢管脚手架平台进行施工放线和道路扩挖边坡人工拉槽作业,距离设计边坡1.0米范围采用人工拉槽开挖作业,1.0米以外采用小型松动爆破作业。考虑在左右洞出口各设计了8m长
13、的明洞段,因现状隧道左、右洞出口段位于高边坡K9+220-K9+230段,设计边坡为1:0.05,该段仰坡较陡,易产生塌方、岩堆、落石等不良地质危害,会给正常的施工带来安全隐患。施工过程中为保证安全考虑采用导拱型钢(型钢为I20 b,间距为50;纵向3、钢支撑在隧道纵向以22钢筋联接,联接钢筋沿隧道环向间距取1.0m,喷射砼采用C30砼,喷射厚度为26cm,挂网采用8200200的钢筋网片)。2、进口加强段进洞前先行施工洞口管棚和仰坡锚喷,待管棚压浆达到设计规定强度后进行洞身开挖,开挖时先爆破拆除原隧道拱顶及扩挖侧二衬混凝土,采用浅孔密眼爆破,并在拱顶横断面方向打间距为50cm的截断眼,可以使
14、爆破后断面整齐。该段为回填土段,施工时严格按照设计短进尺,弱爆破进行控制。进洞爆破前先靠洞口在洞外沿着线路搭设20米长门洞,上面铺和侧面挂竹跳板,满挂密目网以防止爆破飞石伤击汽车、人员等。3、洞身开挖按照新奥法的施工技术,开挖作业宜采用对围岩扰动较少的控制爆破技术和较少的开挖步骤,避免过度破坏岩体的稳定。明洞或洞口部分的开挖采用明挖法施工,洞身开挖应尽量利用围岩的自承能力,充分发挥围岩自身的支护作用,采用光面爆破方法,控制超挖或减少超挖,特别是进出口段围岩破碎,采取预留光爆圈的控制爆破方法,尽量使隧道断面周边轮廓圆顺,避免棱角突变处应力集中造成坍方。本隧道成型断面跨度大(四车道),开挖时IV级
15、围岩采用中左、中右两次开挖成型 ,先扩挖原有隧道一侧(双车道),紧跟型钢拱、钢筋网、锚杆、喷射混凝土;待该侧喷射混凝土强度达设计强度80%和进尺达20M(左、右侧互有循环空间)时,再另一侧(双车道)掘进跟上,紧跟后双车道型钢拱、钢筋网、锚杆、喷射混凝土; 待全断面(四车道)初期支护稳定后,二次衬砌跟进。级围岩地段边墙衬砌距开挖面40米左右。每一工作面采用简易掘进台车两台,十台风钻钻孔,采用光面爆破,挖掘机刨渣和处理安全,挖掘炮机打欠挖,轮式侧卸装载机装碴,自卸汽车运输。施工中,必须认真做好围岩的钻爆设计(详见爆破设计方案)。1)洞身开挖洞身开挖前先在进洞和出洞口各搭设20米钢管防护架(满铺竹跳
16、板和满挂密目网)防止爆破飞石伤击通行车辆和人员。洞身开挖采用在自行设计的掘进台车上架设风钻和进口双臂液压台车进行钻孔爆破作业。原有二衬结构为素混凝土,故可先行将其采取机械方式将其拆除。 - 87 -2)、开挖部分每个循环工作时间表(每个循环进尺1.5米)施工工序持续时间(16小时)测量放线1小时掘进台车打眼放炮 3小时出渣 1小时安装钢型拱架 4小时锚杆施工 3小时喷射砼 4小时 开挖部分每个循环工作时间表(每个循环进尺1.5米)工作程序持续时间(24小时)测量放线1小时掘进台车打眼放炮 4小时出渣 3小时安装钢型拱架5小时锚杆施工 4小时 喷射砼 7小时3)、装药结构周边眼采用小直径药卷(2
17、5)空气间隔装药结构。如下图:药卷导爆索药卷炮泥其余炮眼采用标准药卷(32)连续装药结构。如图:药卷药卷炮泥导爆管为了减小震动、飞石,保证洞内初期支护及作业安全,采用降震设计,堵塞长度不小于20d(d为炮眼孔径),并保证堵塞材料质量,避免飞石,降低噪声,减弱震动。4)、装药参数光面爆破参数如周边眼间距(E)、最小抵抗线(V)、相对距(E/V)和装药集中度(q)等,应采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定。初始的光爆参数可按下表选用:光面爆破诸参数参数岩石种类饱和单轴抗压极限强度R(MPa)装药不偶合系数D周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线V(cm)相对距E/V周边眼装药集中度q(kg/m)
18、硬 岩601.251.50557070850.81.00.30.35中硬岩30601.502.00456060750.81.00.200.30软 岩302.002.50305040600.50.80.070.15注:、软岩隧道光面爆破的相对距宜取小值。、装药集中度按2号岩石硝铵炸药考虑,当采用其它炸药时,应进行换算,换算指标主要是猛度和爆力(平均值),换算系数K按下式计算:K=1/2(2号岩石炸药猛度/换算炸药猛度+2号岩石炸药爆力/换算炸药爆力)4.第三个工作面,洞中掘进方案:隧道右洞全长282米,第三个工作面拟在去机场方向90米处沿隧道横向开辟4米宽的一个槽,使这个槽慢慢扩大至扩挖隧道设计
19、断面,再行沿着扩挖隧道断面向出口方向掘进。1)部分:在隧道右线洞内90米处选取纵向四米宽原隧道混凝土衬砌结构,用机械钻眼爆破方式将原有衬砌结构拆除。2)、因部分量很小,故用机械破除,然后进行喷锚、挂网及安装钢型拱。完成上述步骤后,在如图所示位置搭建门型临时支撑,门型支撑顶部焊接钢型拱,以起到支撑作用,即可以保证安全,同时也为爆破部分提供了作业平台。3)、针对部分,进行爆破开挖,在清除土石方后,同样进行喷锚、挂网、安装钢型拱以后如图所示位置横向间距为1米,搭建门型支撑结构,顶部焊接钢型拱于隧道已完成钢型拱接触,以确保安全。4)、对于部分,同样采取爆破开挖方式,每进行一次爆破作业,即进行清除土石方
20、安装钢型拱 锚杆 挂网 喷混凝土进行循环作业。4)部分采取先对部分进行爆破,顶部钻孔可以将工作面设置在临时搭建的门型支撑上;在对部分按照设计完成全部工艺流程后,在该部分形成的平台上搭建门型临时支撑;此时,部分可以采取从上到下的顺寻进行爆破开挖。 5)对于部分,即可直接从上到下钻孔爆破。6)门型临时支撑结构图:在形成中间段4米宽的工作面后,即可按照进口段方式向出口段尽心掘进。5、爆破方案1)、爆破方案的选择 针对本工程环境条件简单、工期紧、爆破后及时清运等特点,根据我公司以往的施工经验及本工程特点和现场实地了解情况,拟选用浅孔微差爆破为主的施工方案,在工作面施工顺序上和爆破规模上应引起高度重视,
21、特别要结合工期紧的特点来考虑,避免施工干扰。洞内采用上下台阶短进尺微差爆破。 2)、爆破技术设计 (1)、洞外土石方浅孔爆破参数 参数 浅孔排炮 最小抵抗线w W=(25-30)d,d为炮眼直径 间距a a=(1.0-1.2)w 排距b b=a 单耗k k=0.3/m3 孔深l l=(1.0-3.0)m 单孔药量q Q=kabl=(0.43-1.30) 布孔方式 梅花形布孔 装药结构 不耦合装药 起爆方式 延时分段起爆每5个炮孔同时起爆 堵塞长度 超过1/3孔深 炸药单位消耗量q=0.3Kg/m3。最大段药量Qmax控制在46Kg内,一次总装药量控制在18Kg(按每次开挖60m3计算)。单孔装
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