隧道开挖施没工方案.doc
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1、无锡市内环西线惠山隧道工程(洞身开挖、初期支护) 施工组织设计无锡市内环西线惠山隧道工程(洞身开挖、初期支护)实施性施工组织设计中交三航局无锡惠山隧道工程项目经理部1、编制说明1.1 编制依据 无锡市内环西线惠山隧道工程招标文件; 无锡市内环西线惠山隧道工程施工图设计; 无锡市内环西线惠山隧道总体实施性施工组织设计; 国家及无锡市颁布的现行施工规范、质量验收标准和其它有关文件资料; 国家及无锡市有关经济合同、安全生产、环境保护、水土保持等方面的法律、法规、政策、制度; 现场调查的有关地形地貌、工程地质、水文地质、现场气候、施工条件、设备材料等资料; 其它类似工程施工积累的施工经验等等。1.2
2、编制原则 遵循合同文件条款,响应合同文件要求。 坚持“科学组织、合理投入、优质安全、快速高效、不留后患”的施工指导思想。 坚持实事求是的原则,根据我公司的能力,确保施工组织的可行性,先进性和合理性。 实行“项目法施工”的管理原则。做到依靠科技,精心组织,合理安排,突出重点。 注重信息化施工的原则,重视隧道工程的工程地质、水文地质调查及超前地质预报工作,把超前地质预报纳入施工工序进行管理,建立以地质工作内容为先导、以量测为依据的信息化施工管理体系。1.3 编制范围 施工里程:隧道左线ZK5+607 ZK7+125,共1518米; 隧道右线K5+606 K7+105,共1499米; 主要作业内容:
3、洞身开挖、初期支护(喷射混凝土、钢筋网、中空注浆锚杆、砂浆锚杆、钢拱架、超前小导管、锁脚钢管)。2 工程概况2.1 地理位置及工程范围本项目惠山隧道位于无锡市西部滨湖区和北塘区,为凤翔南路工程穿越惠山段,处于无锡市旅游景区内,是无锡市规划道路网“主环”中凤翔路青祁路的重要组成项目,是无锡市内环西线的一部分。项目建成后,从东到西,由南及北,围绕着城区的快速通道将连成网络,无锡城区向外辐射功能大增。2.2 设计概况2.2.1 工程设计概况惠山隧道采用双洞分离式设计,城市快速路技术标准,双洞六车道,设计速度80km/h,隧道净宽13.5m,隧道净高7.78m,建筑限界高度5.0m,洞内路面设计荷载采
4、用城市A级。隧道左右轴线间距按29m控制,进出口间距控制在1622m。惠山隧道平、纵断面指标见表2-2-1。隧道暗洞按照新奥法原理设计与施工,以锚杆、喷射砼、钢拱架等为初期支护。全隧设置人行横洞4道,车行横洞1道。表2-2-1 惠山隧道平、纵断面一览表线位桩号长度(m)洞内路线线形纵坡() 坡长(m)平曲线右线K5+606K7+10514990.7868.57-1.34975.43进口位于圆曲线,出口位于缓和曲线左线ZK5+607ZK7+12515180.7866.57-1.31008.28进出口位于圆曲线隧道围岩级别为级、级和级围岩,以级为主。围岩分级见表2-2-2。表2-2-2 隧道围岩分
5、级统计表线位围岩级别长度(m)级级级右线2182061075左线2192001102小计4374062177隧道初期支护设计参数见表2-2-3。表2-2-3 隧道初期支护设计参数表 衬砌分类项目单位围 岩 级 别级浅埋级(深埋)级级喷射C25砼cm2825221525径向注浆锚杆长度m443.53间距cm1005010065100901201208钢筋网cm2020(双层)151520202020钢架钢拱架型号I22bI20bI18-纵距cm506590-超前支护类型小导管42小导管42小导管42-间距cm353540-长度m4.54.54.5-2.2.2 工程地质及水文地质(1)地形地貌隧道
6、轴线山体海拔250.020.08m之间,相对高差约229.92m,地形起伏较大,场地地形属构造剥蚀低山丘陵地貌。线路横穿惠山山脊,沿线地形地势特点为中间高、两侧低。(2)地质构造隧址区区域构造位于新华夏第二巨型隆起带,为马山惠山背斜之东南翼,背斜核部地层为茅山群细粒石英砂岩等,两翼为五通组中粗石英砂岩,场地区域为单斜构造。隧道进出口段为残坡积碎石土,呈散体状结构,稳定性差,开挖时容易沿坡面滑塌。设计采取零填挖进洞的环保设计理念。对于洞口破碎松散的坡积土,采用明洞方式通过,对于洞顶覆盖层超过23m的地段,采用设长管棚的暗洞方式通过。洞身段围岩均由弱强风化石英砂岩、细粒石英砂岩夹少量泥岩组成,岩性
7、单一,构造简单,岩石抗压强度较高,岩体稳定性较好。但当穿越断层时,围岩级别较低,稳定性较差,易发生掉块,并有裂隙水渗出。(3)水文地质区域内地表水系较发育,地表水资源丰富。隧址区地下水主要为基岩裂隙水,其变化主要受大气降水量影响,全强风化层中裂隙发育,透水性好但多被泥质充填,若风化层节理裂隙均呈闭合状,富水性、透水性均较差,总体上裂隙水不发育。地下水类型为HCO3-CaMg型,对砼无腐蚀性。无锡惠山多清泉,隧道与这些泉水距离和出露标高相差较远,距离约500700m,隧道从惠山深部穿过,与泉水导水裂隙(地表风化裂隙)水力联系不密切。隧道施工不会对泉水造成大的影响。2.3 工程环境和施工条件本地区
8、气候属亚热带季风海洋性气候,温暖湿润,雨量充沛,四季分明。年平均气温为15.5,年平均降雨量1056mm,雨量主要集中在59月,每年6月15日7月10日左右是梅雨时期。本工程处于城区,交通、水、电、物资、通讯保障得力。但在施工时要与当地有关部门共同协商,制定交通疏解方案,加强现场管理,减少堵塞和对施工车辆进出产生干扰。隧道两个洞口地处城区内,线路两侧建筑物林立,以多层建筑物为主。隧道在K5+950处和K6+110处分别下穿人民防空洞室的一号和三号。3 工程特点、重点和难点分析及其对策3.1 工程特点结合总体实施性施工组织设计和我单位工程施工经验(特别是类似工程施工经验)的基础上,根据本工程的地
9、理环境和地质条件,本标段的工程特点如下:(1)由于隧道地处城区内,施工干扰大。(2)工程施工环境复杂本标段地处无锡市的城区内,工程施工将受到城区建筑物、市政设施和地面交通等方面的影响。必须高标准做好建筑物和市政设施的保护,维护地面交通,搞好环境保护、文明施工等工作。(3)隧道开挖跨度大,洞口段为小净距隧道且围岩较差本工程隧道开挖跨度大,隧道净宽13.5m,隧道净高7.78m;属于S形曲线隧道,隧道进出口段属小净距隧道,围岩较差。因此施工时必须针对不同的围岩和断面形式,选择不同的施工方法、施工手段和施工工艺确保本项工程的顺利进行。(4)对环保的要求高本标段位于城区,钻爆施工不但有异常严格的安全要
10、求,而且还有严格的减震、降噪要求。为此,在施工过程中,必须针对不同的地段分别进行详细的钻爆设计,将噪音和爆破振动速度控制在一定时间和一定范围内,以免影响市民的正常工作和生活。(5)对地面沉降要求高。本工程的地面楼房林立,地下管网密布,还需要下穿人防洞室。施工时要将地面的沉陷值严格控制在允许范围之内,要将爆破时的振速控制在允许范围内,以免造成地面建筑和地下管线的破坏。3.2 施工重点、难点及其对策3.2.1 小净距隧道施工洞口段为小净距段隧道,围岩较差,结构受力复杂,施工难度大,为施工重点和施工难点。对策: 选用小净距隧道施工工法,首先保证先行隧道的施工安全,后行隧道开挖、支护在先行隧道初期支护
11、封闭成环后进行组织施工。隧道施工过程中运用“新奥法”施工技术,严格控制开挖循环进尺,遵从“管超前,严注浆,短进尺,强支护,早封闭,勤量测”的原则。 采用减振爆破技术,达到控制质点振动速度、降低隧道爆破震动强度的目的。 做好爆破振动和地面建筑物的监测工作,尤其是在后行隧道施工时对先行隧道的各项监测,以便及时作出积极反应,并在业主、监理和设计单位的同意下调整支护参数、改变施工方案。 做好超前地质预探、预报工作。采用先进的TSP203地质预报仪和超前探孔技术,对前方围岩作出判断,指导施工,及时调整施工方案和支护参数。3.2.2 大跨、软弱围岩隧道,施工难度和围岩变形控制难度大隧道洞口段断面宽度大,最
12、大开挖宽度15.85m;隧道最浅埋深(洞口处)在23m左右,属浅埋大跨隧道,拱部围岩软弱、破碎,自承能力差,对隧道支护结构受力不利,施工时必须进行多部开挖支护,围岩将产生多次变形,使得控制围岩变形难度和施工难度加大。对策: 根据围岩情况,分别采用中隔墙法和上下台阶预留核心土法进行开挖支护作业,必要时加设临时仰拱,改中隔墙法为交叉中隔墙法。 隧道施工过程中运用“新奥法”施工技术,严格控制开挖循环进尺,遵从“管超前,严注浆,短进尺,强支护,早封闭,勤量测”的原则。 采用减振爆破技术,达到控制质点振动速度、降低隧道爆破震动强度的目的。 针对围岩变形控制难度大的难题,制定专门性应对措施,如:钢拱架拱脚
13、及墙脚处设置锁脚锚杆和扩大拱脚,拱架与初喷面之间的空隙采用混凝土垫块或钢楔块楔紧,以约束隧道围岩变形,达到减小隧道围岩和初期支护结构变形量的目的。 使大管棚、小导管尾端和锚杆尾端与钢拱架有效连接,与钢筋网、喷射混凝土、超前预注浆等支护形式一道形成联合支护体系,增加施工安全系数,确保工程施工质量。 严格按照工艺要求进行超前预注浆施工,加固、改良前方围岩状况,提高围岩自承能力,确保隧道施工安全和隧道结构安全。 做好爆破振动和地面建筑物的监测工作,尤其是在后行隧道开挖施工时,对先行隧道的监测,以便及时作出积极反应,并在业主、监理和设计单位的同意下调整支护参数、改变施工方案。 做好超前地质预探、预报工
14、作。采用先进的TSP203地质预报仪和超前探孔技术,对前方围岩作出判断,指导施工,及时调整施工方案和支护参数。3.2.3 监控和信息化施工动态管理本工程隧道采用的结构形式变化多样,且分布在不同线型上,工序管理复杂,施工管理难度大,稍有不慎,就会给隧道结构带来安全、质量隐患;因此监控和信息化施工动态管理反馈技术更显重要。 在施工时必须建立一套科学、高效、严密的监控系统,针对施工的不同阶段采用不同的监控手段,及时反馈指导施工。 严格执行工作交接班制度,上一班工作记录不完善或不全面、详实,下一班有权拒绝进行下一步作业,避免出现因工作衔接失误造成的安全、质量隐患。 严格施工纪律,一旦发现违规施工,予以
15、重处。3.2.4 隧道与人防工程交叉处施工存在安全隐患本隧道洞身有两处与人防工程洞室交叉,其相交区域结构受力复杂,对隧道施工存在安全隐患。对策: 采用下导洞超前,分台阶开挖。采用控制爆破,其爆破振速在23cm/s。 适当缩小开挖循环进尺。 加强监控量测频率,及时掌握围岩动态信息和人防洞室变形情况,以便合理调整施工方法和支护参数,作出积极反应。3.2.5 综合应对措施根据已成功实施的城市地下工程施工经验,做好以下几个方面的主要工作:(1)领导重视,质量第一。鉴于本工程施工的重要性,作为施工单位都应感到施工的责任重大。我单位有在类似条件下施工的丰富经验,一定将本工程列为施工重点,组建精干的领导班子
16、,抽调有丰富施工经验的队伍,采用先进设备,采用先进技术,精兵强将上该项目。在施工中把工程质量列为我们工作中的重中之重,保证做到按设计施工、按规范施工、按业主和监理的要求施工。(2)全员树立“城市施工无小事”的观念。(3)建立健全完善可靠的“质量保证及质量控制体系”、“安全保证及安全控制体系”和“环境保护、文明施工管理体系”等。(4)采用可靠的施工技术手段、施工方法、先进的施工工艺,优化施工工序,在确保环境安全和施工安全的前提下组织生产。(5)建立有效的资源(人、财、物、机)的管理机制,确保施工管理有序运转。(6)加强工序管理力度,技术管理人员密切跟踪现场施工,掌握现场详细施工情况,及时解决施工
17、中出现的问题,确保各工序有序的进行。(7)切实加强施工组织设计、施工图设计、工艺设计及技术交底的执行力度,确保施工交底落实到位,各工序开展顺利。(8)钻爆施工时,采取减振微差预裂爆破技术,控制爆破振动速度和单段爆破药量,确保爆破对环境影响控制在爆破安全规程规定的范围内。(9)施工爆破时,对重点保护建筑物进行爆破危害监测并及时反馈信息以及时调整工序,指导施工进展。(10)切实做好隧道拱部的预加固工作,使开挖后地层尽早形成自承载环。(11)加强施工监控管理,及时反馈,以便及时调整施工工序。(12)采用先进的TSP203地质预报仪和超前探孔手段,对前方围岩作出判断,指导施工,及时调整施工方案和支护参
18、数。4 施工安排4.1 总体安排针对不同的围岩和结构型式,运用“新奥法”原理,分别采用不同的方法进行开挖支护作业。土质和强风化石质部分采用挖掘机开挖,人工手持风镐修整;石质部分采用多功能作业台架和人工手持风钻钻孔,非电毫秒雷管不对称起爆。开挖完成后及时对围岩进行初支封闭,以承受围岩变形荷载。4.2 进度安排4.2.1 进度指标 根据不同围岩开挖方式及初期支护施工参数,确定各级围岩进度指标。见表4-2-1开挖支护进度指标表。表4-2-1 开挖支护进度指标表 (m/月)项目小净距段一般段加强段级浅埋级深埋级级级级级级开挖及支护2030751354590180150注:加强段级是指通过人防通道段。4
19、.2.2 开挖支护开、完工时间表见表4-2-2开挖支护开、完工时间表。表4-2-2 开挖支护开、完工时间表序号工程项目开工时间完工时间历时(月)1进出口右线开挖、支护2007.5.222008.3.15102进出口左线开挖、支护2007.6.152008.3.309.55 开挖支护施工方法及措施5.1 级围岩段根据实际围岩情况来看,洞口段主要为风化砂岩,自稳性较强,无地下水,采用上台阶环形开挖预留核心土,下台阶错幅开挖;如果围岩变差采用中隔壁(CD)施工方法。在施工过程中根据监控量测指导施工,级围岩段可采用上半断面预留核心土法施工,下半断面分台阶施工。如果围岩差时,改CD或CRD(交叉中隔壁法
20、),必要时加设临时仰拱。施工方法见图5-1-1级围岩开挖支护施工方法示意图。上台阶开挖采用人工手持风镐、丁字镐开挖,每循环进尺控制在0.50m左右,尽量减少对围岩的扰动,开挖后及时喷砼封闭作业面。下台阶开挖当上台阶开挖约5m后,开始台阶开挖,采用人工配合挖掘机开挖,石碴由装载机装碴,自卸大车运输。图5-1-1级围岩开挖支护施工方法示意图5.2 级围岩段级围岩段可采用上半断面预留核心土法施工。台阶长度11.5倍洞径,核心土长3m左右,下部后行一侧滞后先行一侧34m,核心土在下一循环开挖时一同挖掉。核心土法开挖、支护施工顺序:测量超前支护上部弧形导坑开挖上部初喷出碴立钢拱架锁脚锚杆锚杆钢筋网复喷至
21、设计厚度下部先行一侧开挖初喷出碴立钢拱架锁脚锚杆锚杆钢筋网出碴复喷至设计厚度下部后行一侧开挖初喷出碴立钢拱架锁脚锚杆锚杆钢筋网复喷至设计厚度下一循环。开挖前先作好42mm超前小导管,然后在小导管的掩护下开始洞身台阶分部开挖。采用人工手持风钻钻眼,非电毫秒雷管微差预裂爆破。循环进尺与钢拱架间距相匹配。施工方法见图5-2-1环形开挖预留核心土法施工步序图。图5-2-1 环形开挖预留核心土法施工步序图边 墙初期支护下部中槽现浇仰拱仰拱回填超前支护 上 部初期支护核心土弧形导坑二次衬砌马口5.3 级围岩段级围岩段采用正台阶法或中导洞超前全断面施工。上部采用多功能台架风钻打眼,装药、填塞炮泥,周边采用光
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