中铁二局湘桂铁路扩改建工程Ⅳ标指挥部第二项目部
甲山隧道出洞专项施工方案
甲山隧道的洞身穿过主要岩性为灰岩夹白云质灰岩,厚~巨厚层夹中厚层状,局部夹薄层状,质硬性较脆。目前该隧道掌子面施工至DK354+822,围岩为V级复合加强,岩层产状较稳定,出口处代表性岩层产状:N70ºW/15ºSW,岩层围岩较好,还剩8米隧道即可贯通。出洞段V级洞身覆盖层厚12~20米。本隧道出口端受场地、道路等因素的限制,隧道采用单口掘进(从进口方向向出口方向掘进)施工方案。本出洞专项施工方案的编制着重于隧道出洞前的施工,制定切实可行的施工安全技术方案,以指导施工。 1 施工方案 1.1、施工总体方案
(1)隧道出洞施工:根据“早进洞、晚出洞”的原则,尽量不刷坡或少刷坡,保持山体的原始平衡,避免洞口塌方。隧道出口存在危岩落石,施工前应对危岩落石的分布、性质、块径等进行详细的调查核实,并根据调查核实情况,对坡面松动危石进行清除、支垫、嵌补处理,并于出口洞外设置被动防护网一道。结合洞口的地形,采用在出洞的8m处时,上台阶中部设2.2×3.5米的小导洞先行贯通,小导洞贯通后及时对小导洞采取喷射混凝土支护,扩挖时应及时施做格栅钢架,并对格栅钢架进行加密,后下台阶开挖的施工方案。
(2)施工工艺。总体施工工艺为:采用上台阶中部小导洞先行
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贯通,即上台阶施工至离出洞8米时,上下台阶暂停开挖,由上台阶中部小导洞继续开挖至出洞,然后开洞贯通——对小导洞进行支护——隧道断面扩挖——及时施工拱墙格栅钢架,间距加密——转入洞内向洞外的洞身施工——洞口截水沟开挖、砌筑——洞口其他排水工程施工——自上而下进行洞口土石方开挖——随开挖及时进行边、仰坡及成洞面锚喷临时防护。 1.2、洞身开挖施工方法
1.2.1、开挖方法
(1)开挖顺序。严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”的施工原则,采用先上台阶中部小导洞,后扩挖小导洞至上台阶再下台阶法开挖,以减小开挖跨度和断面,开挖断面见下图。各台阶根据开挖先后次序互相错开不少于7米左右。每开挖一循环后立即初喷混凝土、安设锚杆、挂网、架立钢架,然后复喷至设计厚度。完成隧道开挖及初期支护后,应及时进行仰拱封闭,并根据监控测量结果确定进行拱墙二次衬砌的浇筑。
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导向墙2123
(2)开设小导洞前的处理。上台阶施工至离出洞8m位置处时,上下台阶暂停开挖,上台阶中部小导洞继续开挖,上台阶中部小导洞继续开挖前,对已完成段岩体按设计进行初支。开挖完成段上下台留不小于7米左右的台阶,上台阶掌子面喷5厘米厚混凝土封闭,上台阶钢架两侧拱脚处前后各设置2根锁脚锚杆,形成临时封闭环;下台阶仰拱施工完成,形成闭合环。开挖进尺不大于1.6米。
(3)上台阶中部小导洞开挖。上台阶中部小导洞采用风镐结合局部松动爆破配合小型机械开挖;上台阶中部小导洞扩挖采用风镐开挖或YT-28风钻钻眼,局部松动爆破配合小型机械开挖;下台阶采用挖掘机开挖,必要时采用风钻钻眼,控制爆破,机械装碴运输。上台阶中部小导洞贯通时,及时喷射10厘米厚混凝土封闭,确保安全。开挖进尺不大于1.6米。
1.2.2、支护方式
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初期支护为主要的承载结构,隧道采用喷混凝土、中空锚杆及砂浆锚杆、钢筋网、格栅钢架、小导管等相结合共同受力的支撑体系。初期支护紧跟开挖面及时施做,以减少围岩暴露时间,限制围岩变位,防止围岩在短期内松动剥落。
(1) 主洞支护。主洞支护采用格栅钢架,间距0.8米,拱部中空锚
杆φ25@1.2m×1.0m(环×纵);拱部超前小导管φ42@0.4(环向);边墙砂浆锚杆φ22@1.2m×1.0m(环×纵);φ8@25cm×25cm钢筋网;25cm厚的C20喷射混凝土。
(2) 上台阶中部小导洞支护。上台阶中部小导洞支护采用喷射10cm
厚的C20混凝土。 2 隧道监控量测 2.1、监控量测的目的
由于岩土工程的复杂性和特殊性,在隧道施工过程中一般需要依据施工过程中洞内外地质调查、洞内观察、现场监控量测及岩土物理试验等施工反馈信息,进一步分析确定围岩的物理力学参数,以修改和最终确定隧道施工方法和支护方式,以确保洞室周边岩体的稳定以及支护结构的安全。 2.2、数据分析及应用
(1)在整理资料时,若发现地表位移量过大或下沉速度无稳定趋势时,应及时通知相关单位共同商议解决方案,对下部结构应采取补强措施:①增加喷射混凝土厚度,或加长加密锚杆,或加挂更密更强的钢筋网;②提前施做二次衬砌,要求通过反分析校核二次衬砌强度;
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③提前施做仰拱。
(2)在整理资料时,若发现地表下沉速度具有稳定趋势时,应据此求出隧道结构初期支护及二次衬砌上的最终荷载,以便对结构的安全度做出正确的判断。
(3)若经过对地表及隧道内的量测数据联合分析后,发现初期支护及二次衬砌结构安全系数较大,在经过设计人员同意后,可对下一步与此类地质类型相近的支护参数进行适当的调整。
(4)当隧道水平位移收敛为0.1~0.2mm/d,拱顶下沉速度为0.1mm/d时可以认为围岩基本稳定。 3 现场管理人员
施工管理人员分工职责表:
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 姓名 周必强 薛荣鹏 徐林 魏紫鸿 李绍伟 张凯波 杨攀 徐建平 领工员 安全员 爆破组长 职务 常务副经理 总工工程师 副队长 副总工兼工程部长 安质总监 技术主管 试验主任 测量组长 2人 谭小平 刘勇 职责 负责隧道施工生产管理 对隧道施工技术管理负全责 负责隧道施工现场管理 负责隧道施工技术管理 负责隧道施工安全、质量监督检查 负责隧道现场施工技术 负责隧道施工现场试验工作管理 隧道施工测量放线 隧道施工现场组织安排 负责组织隧道现场爆破安全防护 负责组织隧道现场控制爆破 备注 4 施工进度计划
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施工进度计划表
序号 1 2 3 工作名称 小导洞开挖 扩挖小导洞 下台阶开挖 开始时间 2012年7月25日 2012年7月29日 2012年8月9日 完成时间 2012年7月28日 2012年8月8日 2012年8月13日 备注 5 安全措施
(1)严格遵循“注浆管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早成环、二衬紧跟”的原则,严格控制进尺长度及装填药量,在点内爆破,减少爆破冲击波及飞石对运营线造成的影响。 (2)建立、施行安全责任制度,安排专人负责。
(3)各开挖作业面相互错开不小于7米左右的距离后可同步开挖。 (4)各分部同时支护,形成支护整体,缩短作业循环时间。 (5)上台阶中部小导洞及时进行临时支护。
(6)根据监控量测信息,及时施做仰拱,并根据监控量测结果确定进行二次模筑混凝土的浇筑。
(7)安全员、防护员统一集中培训后上岗。
(8)格栅钢架、锚杆、喷射混凝土必须按方案施工到位。 (9)开挖进尺必须控制在1.6米范围内。
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