隧道初期支护安全专对项方案1.doc
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1、40 省道仙居段公路改建工程 第 4 合同段 隧道初期支护安全隧道初期支护安全 专项施工方案专项施工方案 主主 编编 人:人: 审审 核核 人:人: 编制日期:编制日期: 2013 年 7 月 1 日 中铁四局集团一公司 40 省道公路改建工程第 4 合同段项目经理部 中铁四局一公司40省道仙居冲背至新庄段改建工程第四合同段隧道初期支护安全专项方案 0 目录目录 1编制说明编制说明 .2 1.1 编制依据编制依据.2 1.2 编制目的编制目的.2 1.3 适用范围适用范围.2 2工程概况工程概况 .2 2.1 工程简介工程简介.2 2.2 水文地质条件水文地质条件.3 2.3 施工平面布置施工
2、平面布置.3 2.4 施工准备施工准备.5 3施工工艺施工工艺 .5 3.1 主要施工技术方案及技术参数主要施工技术方案及技术参数.5 3.2 工艺流程工艺流程.6 3.3 施工方法及施工要求施工方法及施工要求.6 3.3.13.3.1 喷射混凝土喷射混凝土6 3.3.23.3.2 挂网施工挂网施工8 3.3.33.3.3 系统锚杆施工系统锚杆施工9 3.3.43.3.4 钢拱架支护钢拱架支护9 3.3.53.3.5 超前支护超前支护10 4施工计划施工计划 .14 5危险因素分析危险因素分析 .15 5.15.1 危险源辨识危险源辨识15 5.25.2 特殊地段危险因素控制措施特殊地段危险因
3、素控制措施16 6施工安全保障措施施工安全保障措施 .22 6.16.1 组织保障组织保障22 6.26.2 领导小组各成员职责分工领导小组各成员职责分工22 6.36.3 技术措施技术措施23 6.46.4 监控量测措施监控量测措施24 7安全应急预案安全应急预案 .26 7.17.1 成立预案专项小组成立预案专项小组26 7.27.2 专项小组职责专项小组职责26 8安全检查和验收安全检查和验收 .30 中铁四局一公司40省道仙居冲背至新庄段改建工程第四合同段隧道初期支护安全专项方案 1 1编制说明编制说明 1.1 编制依据编制依据 1) 、 公路隧道施工技术细则 (JTG/T F6020
4、09) ; 2) 、 隧道施工技术规范 (JTG/TF60-2009) ; 3) 、隧道地形、地貌和地质条件及当地资源条件; 4) 、 隧道工程施工安全技术规程 5) 、隧道工程两阶段施工图。 6) 、总体实施性施工组织设计; 1.2 编制目的编制目的 为了保证隧道施工安全及围岩的稳定,有效控制围岩变形,提高围 岩的自稳能力,消除隧道施工的一些容易出现的安全隐患及行为和最大 限度的降低不可预见的安全事故,及时消除隧道施工中的安全隐患,确 保隧道施工初期支护安全的目的,我项目部特制定本安全方案。 1.3 适用范围适用范围 本方案适应 40 省道仙居段公路改建工程第 4 合同段隧道施工初期支 护。
5、 2工程概况工程概况 2.1 工程简介工程简介 本合同段隧道有两座,分别是西炉隧道和新庄隧道,其中西炉隧道 为分离式隧道,隧道净宽 9.75m(行车道 2*3.5) ,一级公路,行车道净高 5.0m;检修道净高 2.5m。左线桩号 ZK26+345-ZK27+098,右线桩号 YK26+345-YK27+115。其中明洞洞门 32 米,级围岩 90 米,级围岩 中铁四局一公司40省道仙居冲背至新庄段改建工程第四合同段隧道初期支护安全专项方案 2 337 米,级围岩 986 米。复合式衬砌。主要工程数量:开挖土石方 13.74 万方,混凝土总量 3.08 万方;新庄隧道为单洞式隧道,隧道净宽 1
6、0m(行车道 2*3.5) ,二级公路,行车道净高 5.0m;人行道净高 2.5m。 里程桩号 K28+060-K28+210。其中明洞洞门 15 米,半明半暗隧道 9 米。 级围岩 44 米,级围岩 67 米,级围岩 39 米。复合式衬砌。主要工 程数量:开挖土石方 1.34 万方,混凝土总量 3565 方。 2.2 水文地质条件水文地质条件 西炉隧道区覆盖总体较薄,基岩出露,仅在西炉隧道进口 (ZK26+313ZK26+523)有一处崩坡积体,自然坡度 3040 度,成分主要 以碎石土、碎石组成,较松散,厚度达 635m,并且有 2 条构造断层分 布,F6 位于 YK26+428.2 附近
7、,该断层总体走向约 51倾角约 45两侧 为白垩系上统小平田组(K1x)的角砾凝灰岩,断层视宽 8m,带内岩石 风化蚀变强烈,岩芯呈土状,两侧岩石受构造影响较破碎,完整性差, 方解石石英细脉填充较多;另一条 F7 位于 YK26+747.5 附近,该断层为 区域断层,总体走向 70,倾角约 86,与拟建线路角度约 50,断层 两侧为白垩系上统小平田组(K1x)的角砾凝灰岩,带内岩石较破碎,完 整性差。地下水为松散岩类孔隙潜水及基岩裂隙水,富水性较差,属中 等透水,水量贫乏中等; 新庄隧道位于侵蚀、剥蚀丘陵区,自然坡度 2050,主要穿越地 层有强风化角砾凝灰岩,土夹碎石状,节理裂隙极发育;中风
8、化角砾凝 灰岩,节理裂隙发育,岩石坚硬,较完整;微风化角砾凝灰岩,节理裂 隙发育,岩石完整坚硬。地下水为基岩裂隙水,由于地形陡峻,上部覆 中铁四局一公司40省道仙居冲背至新庄段改建工程第四合同段隧道初期支护安全专项方案 3 盖层薄,汇水面积有限,富水性差;出洞口段隧道轴线与等高线斜交角 度小,地形偏压情况明显。 2.3 施工平面布置施工平面布置 西炉隧道、新庄隧道施工布置详见图 1西炉隧道出口平面布置图 和图 2新庄隧道进口平面布置图 ,生产区内主要设有钢筋加工场、半 成品堆放场地、应急物资、施工机械停放区以及生活区和配套设施等。 8 20333 仓库 值班室 值班室 仓库仓库 10 仓库 空
9、压机房 变压器 10 15 30 注: 1 本图为西炉隧道进洞洞口施工场地布置图;图中尺寸除特殊 标示外均以m为单位; 2 西炉隧道场地设在隧道出口出路基上。 3 钢筋加工场、原材料及成品存放区地面根据业主标准化工地 要求进行硬化处理:15cm厚宕渣垫层,10cm厚C20砼面层。 4 西炉隧道进洞场地设2台630KVA变压器,配备200KVA发电机2 台。 40省道(仙居段)公路改建工程 第四标西炉隧道进洞场地规划图 XJ-06 示意 2013.5 西炉村 荷岙村 拌和站/碎石场 原 材 料 堆 放 区 钢 筋 加 工 区 成 品 存 放 区 房间 6.1 房间房间房间房间房间房间 15 喷浆
10、料 料仓 喷浆料拌合场地 10 15 图 1 西炉隧道出口平面布置图 中铁四局一公司40省道仙居冲背至新庄段改建工程第四合同段隧道初期支护安全专项方案 4 空压 机房 仓库 值班/登记室 成品存放区 钢材加工区 原材料存放区 配电室 食堂 餐厅 宿舍1 宿舍4 宿舍5 40省道(仙居段)公路改建工程 第四标新庄隧道进洞场地规划图 注: 1 本图为新庄隧道进洞洞口施工场地布置图;图中尺寸除特殊标示外均以m为单 位; 2 新庄隧道进洞场地设置在K28+000处主线右侧一段挖方路基上,待该段路基开 挖完毕后再进行场地建设。施工场地布置可根据现场实际地势布置;场地平整后 留有的边坡要做好防护,确保边坡
11、稳定。 3 钢筋加工场、原材料及成品存放区地面根据业主标准化工地要求进行硬化处 理:15cm厚宕渣垫层,10cm厚C20砼面层。 4 高山水池设计容量80m3。 5 新庄隧道进洞场地设400KVA变压器1台(和改线新庄中桥共用),配备200KVA 发电机1台。 变压器 10 6 仓库 3.63.6 8883.63.63.6 16 宿舍6 浴室 厕所 宿舍2 宿舍3 3.6 6.1 3.6 3.6 XJ-07 示意 2013.3 附件7 图 2 新庄隧道进口平面布置图 2.4 施工准备施工准备 技术准备:隧道设计文件及图纸已审核完成;总体实施性施工组 织设计 、 西炉隧道专项施工方案 、 新庄隧
12、道专项施工方案等各类 文件已编制完成,并通过公司评审;隧道施工安全方案等各类安全 专项方案已编制完成。 人员准备:隧道施工专业人员(包括机械操作手、特殊设备操作工) 已进场,并已培训合格。 物质机械准备:隧道初期支护和超前支护材料已进场,并完成了进 场检验,喷射混凝土搅拌站已建设完成;各类施工机械已进场,手续完 善、证件齐全,相关特种设备正在报质量技术监督局备案。 隧道洞口场地临建基本建设完成,施工准备充分,已具备施工条件。 中铁四局一公司40省道仙居冲背至新庄段改建工程第四合同段隧道初期支护安全专项方案 5 3施工工艺施工工艺 3.1 主要施工技术方案及技术参数主要施工技术方案及技术参数 隧
13、道施工严格按照新奥法原理,复合衬砌组织施工。对软岩地段始 终坚持“管超前、严注浆、弱爆破,短进尺、强支护、早封闭、勤量测、 紧衬砌”的施工原则。在施工中积极推广应用国内外隧道施工新技术、 新工艺,组成钻、爆、挖、装、运、锚、衬等机械化作业线。 (1)本工程级围岩段施工:洞口部分采用大管棚超前支护,洞 身深埋段采用小导管超前支护,弧形导坑预留核心土法开挖(小净距 ZK26+365ZK26+451 和 YK26+365YK26+425 段采用双侧壁导坑法开 挖),上、下台阶距离 58 米。开挖后立即初喷 C20 砼,然后打锚杆、 架立钢架、复喷至设计厚度。机械开挖和人工风镐配合开挖。 级围岩施工程
14、序框图 级围岩分为小净距段和分离段。级围岩小净距段初期支护采用: 28cm 厚 C20 喷射混凝土;系统锚杆采用 4.0m 长 25 自进式中空注浆锚 杆,间距为 0.5m*1.0m(纵向*环向) ;全环采用 E6 定型、网眼尺寸为 15cm*15cm 的钢筋网;全环采用纵向间距为 0.5m20a 号工字钢。 级围岩分离式段初期支护采用:25cm 厚 C20 喷射混凝土;系统 锚杆采用 3.5m 长 25 中空注浆锚杆,间距为 0.5m(或 0.75) *1.0m(纵向*环向) ;全环采用 E6 钢筋网定型、网眼尺寸为 15cm*15cm 测 量 放 样 上 台 阶 开 挖 支 护 沟 槽 施
15、 作 下 台 阶 开 挖 支 护 施 作 防 排 水 设 施 浇 筑 衬 砌 砼 施 作 仰 拱 核 心 土 开 挖 支 护 施 作 仰 拱 填 充 中铁四局一公司40省道仙居冲背至新庄段改建工程第四合同段隧道初期支护安全专项方案 6 的钢筋网;全环采用纵向间距为 0.5m(或 0.75m)16a 号工字钢。 级围岩掘进作业循环时间:级围岩段围岩软弱,自稳性差,本 着稳步开挖的原则,折合全断面月掘进安排 30m。其作业循环时间见下 表 断面掘进作业循环时间表(循环进尺一榀) 时 间 (H) 作业项目 12345678910111213141516 测 量 超前支护 开挖及出 碴 初期支护 共计
16、作业循环时间:16h (2)级围岩施工:防护采用超前锚杆支护(必要时) ,带格栅钢 架。开挖时要短进尺、弱爆破,以减轻爆破振动对围岩的破坏,确保围 岩的稳定,循环进尺为两榀格栅拱架。洞身开挖后,立即施作锚喷网格 栅拱架初期支护,及时封闭围岩 级围岩施工程序框图 级围岩初期支护采用 15cm 厚 C20 喷射混凝土;系统锚杆采用 3.0m 长 25 中空注浆锚杆,间距为 1.0m*1.2m(纵向*环向) ;钢筋网: 采用 E6 定型、网眼尺寸为 15cm*15cm 的钢筋网;钢拱架采用纵向间距 测 量 放 样 上 断 面 开 挖 支 护 沟 槽 施 作 下 断 面 开 挖 支 护 施 作 防 排
17、 水 设 施 浇 筑 衬 砌 砼 施 作 仰 拱 施 作 仰 拱 填 充 中铁四局一公司40省道仙居冲背至新庄段改建工程第四合同段隧道初期支护安全专项方案 7 为 1.0m 格栅拱架。 级围岩掘进作业循环时间:级围岩段月掘进安排 80m,其作业 循环时间见下表。 级围岩掘进作业循环时间表(循环进尺两榀) 时 间 (H) 作业项目 123456789101112131415161718 测量放线 钻孔 装药起爆、 通风排险 出碴 初支拱架 超前支护 锚喷支护 共计作业循环时间:18h (3)级围岩比较稳定,开挖时可提高循环进尺,每循环设计进 尺 2.5m,作业循环时间为 15h,喷锚与掘进平行作
18、业,月掘进 120m。 级围岩施工程序框图 级围岩初期支护采用 10cm 厚 C20 喷射混凝土;系统采用 2.5m 长 25 中空注浆锚杆,间距为 1.5m*1.2m(纵向*环向) ;钢筋网:采用 E6 定型、网眼尺寸为 15cm*15cm 的钢筋网; 级围岩掘进作业循环时间表(循环进尺 2.5m) 测 量 放 样 全 断 面 开 挖 沟 槽 施 作 全 断 面 支 护 施 作 防 排 水 设 施 浇 筑 衬 砌 砼 施 作 仰 拱 施 作 仰 拱 填 充 中铁四局一公司40省道仙居冲背至新庄段改建工程第四合同段隧道初期支护安全专项方案 8 时 间 (H) 作业项目 123456789101
19、11213141516 测量放线 钻孔 装药起爆 通风排险 出碴 锚喷支护 共计循环作业时间 15h (4)实际施工时采用全站仪和水平仪等进行周边水平收敛和拱顶 下沉量测,通过对数据的分析处理,及时反馈信息指导施工。 3.2 工艺流程工艺流程 施工准备确定施工方案开挖初期支护二次衬砌附属施工 交验。 3.3 施工方法及施工要求施工方法及施工要求 3.3.13.3.1 喷射混凝土喷射混凝土 1、砼制备:砼在洞外拌和站由强制式拌和机集中生产,自动计量。 坍落度控制在 010cm 之间。配合比及搅拌的均匀性每班检查不少于两 次。喷砼拌和提前测量砂的含水量,并严格控制拌合用砂含水量在 5%7%。 2、
20、成品砼采用 8m3砼搅拌运输车运至湿喷机转子活塞凸轮喂料斗, 速凝剂在湿喷机专用入口添加,由计量泵将速凝剂通过胶管压入喷咀, 依靠喷射管中压缩空气将速凝剂雾化与物料充分混合后喷出。湿喷机工 作时要求系统风压不小于 0.5Mpa,风量不小于 10m3/min,工作风压一般 控制在 0.40.5Mpa。 中铁四局一公司40省道仙居冲背至新庄段改建工程第四合同段隧道初期支护安全专项方案 9 3、喷射作业施工要求: (1)喷射顺序:自下而上,先墙后拱,分区、分段“S”形进行, 分段长度不大于 6m。 (2)最佳喷射距离与角度:喷头距岩面距离以 0.6m1.2m 为宜, 喷射料束与受喷面基本垂直,与受喷
21、面垂线成 515夹角时最佳。 (3)喷射料束运动轨迹:环形旋转水平移动并一圈压半圈,环形旋 转直径约为 0.3m。喷射第 2 行时,依顺序由第一行起点上方开始,行间 搭接 23cm。 (4)一次喷射厚度:根据设计厚度和喷射部位确定,初喷厚度不小 于 46cm。首层喷砼时,要着重填平补齐,将小的凹坑喷圆顺。岩面有 严重坑洼处采用锚杆吊模模喷砼处理。 (5)喷射砼时,喷射砼完成时间距下次爆破时间的间隔,不得小于 4 小时。 (6)喷砼厚度控制和平整度控制:选择岩面凸出部位,用电钻钻空, 埋设 6 钢筋头,其外露长度与设计喷砼厚度相等,喷砼后无钢筋头外 露即可。表面平整度以目测平顺为宜,否则需补喷。
22、 (7)喷砼养生:混凝土终凝 2h 后,开始喷水养护,养护时间不少 于 14d。 4、 施工注意事项 (1)喷射前,认真检查隧道断面尺寸,保证净空符合设计及规范要 求,并对欠挖部分及所有开裂、破碎、出水点、崩解的破损岩石进行清 理和处理,清除浮石和墙角虚碴,用高压水或风冲洗岩面,保证良好接 中铁四局一公司40省道仙居冲背至新庄段改建工程第四合同段隧道初期支护安全专项方案 10 触。 (2)喷射手操作:启动时,先送风,后送料,待砼从喷嘴喷出后, 再供给速凝剂;停止时,先关闭速凝剂计量泵,之后停止供料,待喷嘴 残留的少量砼和速凝剂完全吹净后,再停风。要控制好风压,风压过大, 会增加回弹,甚至把未完
23、全凝固的砼吹落;风压小,粗骨料冲不进砂浆 层而脱落,影响喷砼品质,风压过小时甚至会造成堵管;现场以喷砼回 弹量小、表面有光泽、易粘着为度掌握风压。当受喷面较潮湿或有滴水 时,速凝剂的掺量适当加大到水泥用量的 68%。 (3)喷射砼要保证供料的连续性,避免堵塞管路。 (4)回弹料不得再利用于喷砼材料。 3.3.23.3.2 挂网施工挂网施工 制作成型的钢筋网片必须轻抬轻放,避免产生变形。原材及成品均要 做好防锈措施,存放时采用上盖下垫措施。加工后的钢筋网片应平整, 钢筋表面无削弱钢筋截面的伤痕。 按设计要求加工钢筋网,钢筋网采用 E6 定型钢筋网(1515 网格) , 在洞外分块预制,洞内铺挂,
24、随开挖面起伏铺设,同定位锚杆固定牢固, 网间搭接长度一般不低于一个网格。钢筋网与受喷面的间隙以 3cm 左右 为宜,砼保护层大于 2cm。 3.3.33.3.3 系统锚杆施工系统锚杆施工 1、中空注浆锚杆 本隧道主洞系统锚杆采用 25mm 中空注浆锚杆,采用风动凿岩机钻 孔,专用注浆机注浆施工,其尾部安装钢垫板,人工将锚杆推送入孔内, 中铁四局一公司40省道仙居冲背至新庄段改建工程第四合同段隧道初期支护安全专项方案 11 浆液采用双浆液或水泥浆液,注浆泵送入孔内。尾部止浆塞止浆,排气 环排出孔内空气。锚杆与围岩面或所在部位岩层的主要结构面垂直,钻 孔前检查工作面稳定情况。钻进时对准布设的孔位慢
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