老安山隧道施工方案
更新时间:2024-05-05 20:45:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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2.2.1.2老安山隧道 2.2.1.2.1工程概况
老安山隧道位于秦岭南麓低中山区,隧进口位于宁陕县柴家关乡罗卜峪长沟,出口位于佛坪东岳沟口东岳殿乡,平均海拔825~1990m,最高海拔为1990m。洞身地表起伏较大,地表自然坡度40°~60°,分布有众多基岩“V”型侵蚀谷,多为北东向展布。主要大沟为罗卜峪长沟、九关沟、东岳沟及其岔沟西沟、南沟等,主沟内常年流水,堆积有大量漂石、块石,部分沟内山体斜坡卸荷节理、裂隙发育,岩体剥落形成崩塌堆积体,基岩裸露,沟壑纵横,地形复杂,植被茂密。罗卜峪长沟沟谷狭窄,两岸岸坡陡峻,沟内块石堆积,交通困难,出口端东岳沟居民点集中分布,交通条件较好,大部分辅助坑道交通条件较差。
隧道起止里程为:DK128+617~DK143+778,隧道全长15161m。 本隧道洞身位于直线上。隧道内纵坡为7‰、-22.5‰、-5.9‰及-1‰。
结合隧道所处地形、地质条件,考虑施工工期、洞口施工条件及天华山保护区影响,本隧道设斜井三处,横洞一处。辅助坑道总长度6325.21m。2号、3号斜井按永久工程设计,后期作为救援的疏散通道。
老安山隧道辅助坑道设置表
序辅助与正洞交点里程 角度 斜长(m) 综合左、单、双 结构性质 号 坑道编号 1 一号斜井 坡度 右侧 DK133+000 45 2309.03 10.61 右 双 临时 2 二号斜井 3 三号斜井 4 出口横洞 DK135+800 45 2119.53 9.93 右 双 局部永久 DK139+200 45 1314.65 8.11 左 单 临时 DK143+200 45 582 -0.3 左 单 永久 2.2.1.2.2工程地质
隧道通过区的主要岩性为岩浆岩、变质岩以及断带内分布的构造岩。主要岩层为花岗岩,石英片岩夹石英岩、大理岩、大理岩夹片麻岩、变粒岩夹片麻岩、片麻岩夹片岩,剥离断层糜棱岩,山坡坡面及冲沟内分布的第四系冲、洪、坡积碎石、块石土及漂石土。
2.2.1.2.3围岩分级
本隧道围岩级别主要为Ⅱ级围岩3845m、Ⅲ级围岩9115m、Ⅳ级围岩1959m、Ⅴ级围岩208m。
1号、2号、3号斜井围岩级别主要为Ⅱ级围岩623.88m、Ⅲ级围岩3647.63m、Ⅳ级围岩1376.19m、Ⅴ级围岩95.51m。
出口横洞围岩等级主要为Ⅳ级围岩545m、Ⅴ级围岩37m。 2.2.1.2.4不良地质
隧道通过地段为印支—燕山期强烈隆起地段,使前期构造形态被改造,反映为佛坪推覆隆起隆滑构造及其bf1、bf11断裂构造、佛坪复背斜、韧性剪切带、片理化带,总体呈近东西走向。
隧道进口段罗卜峪DK128+583~DK128+625段覆盖层较厚,且在大理岩带内分布有溶洞,顶板平整,最大空洞3m,不完全充填,充
填物无杂砂土。
DK128+663~DK128+683.8岩体风化松动及卸荷节理发育,岩体切割破碎,局部与岩体松动脱落坡面堆积,形成危岩落石和风化松动层。
2.2.1.2.5施工任务划分及队伍安排
该隧道由隧道工程架子二、三队负责施工,分进口及1号斜井、2号斜井及3号斜井、出口横洞及出口共6个工作面。
隧道进出口工作面自正洞两端分别相向施工,斜井工作面挖掘至正洞后往进口方向掘进。整个隧道的砼分别由第3、4、5、6、7砼搅拌站拌合供应。隧道进出口及斜井施工范围详见《施工范围表》。
施工范围表
施工队伍 隧道工程 架子二队 1号斜井 斜井正洞 2号斜井 斜井正洞 3号斜井 隧道工程 斜井正洞 架子三队 出口横洞 横洞正洞 隧道出口 582 3200 578 2692 施工范围 隧道进口 长度(m) 起始里程 3487 2309.03 2532 2119.53 2672 1314.65 DK128+617 DK132+104 DK134+636 DK137+308 DK140+000 DK143+200 终点里程 DK132+104 DK134+636 DK137+308 DK140+000 DK143+200 DK143+778 2.2.1.2.6劳动力配置
根据隧道各工作面的施工任务、工程特点、工期要求、投入的机械设备及所制定的施工方案,按照高度专业化、机械化作业的原则配备施工队伍,调遣我单位有丰富施工经验的隧道施工专业队伍承担本标段隧道工程的施工任务,组成钻爆(开挖)、支护、衬砌、运输等机械化作业线,实行弹性编制,按工序循环作业,各工作面施工劳动力安排见《隧道施工劳动力安排表》。
隧道施工劳动力安排表
工班 序号 1 2 掘 进 班 5 排险组 小 计 1 2 防水板组 混凝土拌和组 混凝土运输组 混凝土浇筑组 10 141 30 10 4 风水组 6 3 支护组 50 人员及组别 人数 钻爆组 出碴组 45 30 职 责 分 工 钻爆或机械人工开挖 装碴、运碴 超前支护、喷混凝土、锚杆、挂网、立钢拱架 供水、排水、供高压风、通风、管道延伸与维修与保养 排险、安全 安装透水管、焊接、铺设防水板 上料、搅拌、混凝土拌和站的操作、维护及保养 运送混凝土、运输车辆保养 开混凝土输送泵、安装、拆卸管路、混凝土浇筑、振捣 衬 砌 班 3 15 4 40 5 6 拆立模组 养护组 小 计 25 10 140 53 4 2 4 2 2 14 4 2 4 2 12 360 拆模、台车就位、立模、安装挡头板与止水带、模板整平及刷油 混凝土养护 附属工作及现场文明施工 现场管理、调度 安全 各种材料运输、汽车保养 电气设备安装与维修 各种机械设备维修 全面技术工作 质量、自检签证 施工测量、监控量测、地质超前预报 试验、化验 杂工班 1 保 障 组 2 3 4 5 管理人员 安全组 运输组 电工组 机修组 小 计 1 技 术 室 2 3 4 技术员 质检员 测量组 试验组 小 计 合 计 2.2.1.2.7施工机械设备配备
为确保工期和质量,根据本标段隧道工程内容和特点,配置性能良好、配套完善、数量充足的隧道施工机械设备,主要配备:通风机、三臂凿岩台车、自卸汽车、挖机、装载机、模板台车、混凝土输送泵、湿喷机、电动空压机、开挖台架、简易栈桥等,拟配备的主要施工机械设备详见本投标书中的“6-2《拟投入本工程的主要施工机械表》”部分。
2.2.1.2.8施工顺序
施工整体顺序:施工准备→洞口工程→正洞开挖、初期支护→二次衬砌→隧道附属
进口工作面:施工准备→DK128+617~ DK132+000段正洞开挖、衬砌→隧道附属;
1号斜井工作面:施工准备→2309.03m斜井开挖、支护→斜井与正洞交叉口工程→DK132+000~DK134+636段正洞开挖、衬砌→隧道附属。
2号斜井工作面:施工准备→2119.53m斜井开挖、支护→斜井与正洞交叉口工程→DK134+636~DK137+308段正洞开挖、衬砌→隧道附属。
3号斜井工作面:施工准备→1314.65m斜井开挖、支护→斜井与正洞交叉口工程→DK137+308~DK140+000段正洞开挖、衬砌→隧道附属。
出口横洞工作面:施工准备→582m斜井开挖、支护→横洞与正洞交叉口工程→DK140+000~DK143+200段正洞开挖、衬砌→隧道附属。
出口工作面:施工准备→洞口工程→DK143+200~DK143+778段正洞开挖、衬砌→隧道附属。
2.2.1.2.9工期安排 2.2.1.2.9.1计划工期
计划工期:老安山隧道进口、1号斜井、2号斜井、3号斜井、出口横洞、出口于2012年12月1日开始进行施工准备,2013年1月1日正式开始施工,2016年4月30完工,总工期40个月。
老安山隧道施工计划安排表
序施工工序 号 1 2 3 支 4 5 6 井口 1号斜井井身开挖及7 支护 1号斜井与正洞交叉8 口 1号斜井区小里程正9 洞开挖及初支 1号斜井区大里程正10 洞开挖及初支 11 1号斜井区正洞二衬 2014-09-01 2015-08-18 12 1号斜井区正洞附属 2015-08-19 2015-09-18 2号斜井施工准备及13 井口 2012-12-01 2012-3-31 2014-07-15 2014-07-30 2014-07-15 2015-01-12 2014-05-15 2014-07-15 2013-05-01 2014-05-15 进口段正洞二衬 进口段正洞附属 1号斜井施工准备及2012-12-01 2012-4-30 2013-10-01 2015-10-31 2015-11-01 2015-11-28 进口段施工准备 2012-12-01 2012-4-30 开始时间 结束时间 总工期(天) 152 92 791 761 28 152 进口段洞口及洞门 2013-05-01 2013-07-31 进口段正洞开挖及初2013-08-01 2015-09-30 378 61 181 378 353 31 122 序施工工序 号 2号斜井井身开挖及14 支护 2号斜井与正洞交叉15 口 2号斜井区小里程正16 洞开挖及初支 2号斜井区大里程正17 洞开挖及初支 18 2号斜井区正洞二衬 2014-09-10 2015-07-10 19 2号斜井区正洞附属 2015-07-11 2015-08-27 3号斜井施工准备及20 井口 3号斜井井身开挖及21 支护 3号斜井与正洞交叉22 口 3号斜井区小里程正23 洞开挖及初支 3号斜井区大里程正24 洞开挖及初支 2014-02-01 2014-11-18 2014-02-01 2015-10-10 2013-12-01 2014-01-31 2013-03-01 2013-11-30 2012-12-01 2012-2-28 2014-07-09 2015-06-09 2014-07-09 2015-05-22 2014-05-09 2014-07-08 2013-04-01 2014-05-09 开始时间 结束时间 总工期(天) 404 61 317 335 303 47 90 275 62 617 291 序施工工序 号 25 3号斜井区正洞二衬 2014-04-01 2015-10-31 26 3号斜井区正洞附属 2015-11-01 2015-12-03 出口横洞施工准备及27 井口 出口横洞井身开挖及28 支护 出口横洞与正洞交叉29 口 出口横洞区正洞开挖30 及初支 31 出口横洞区正洞二衬 2013-11-15 2015-01-31 32 出口横洞区正洞附属 2016-02-01 2016-03-08 26 27 支 28 29 出口段正洞二衬 出口段正洞附属 2013-04-01 2014-03-31 2014-04-01 2014-05-03 出口段洞口及洞门 2012-12-01 2013-02-28 出口段正洞开挖及初2013-03-01 2014-02-28 2013-09-21 2015-12-31 2013-07-21 2013-09-21 2013-03-01 2013-07-21 2012-12-01 2013-02-28 开始时间 结束时间 总工期(天) 579 33 90 143 62 832 807 37 90 365 365 33 本隧道施工进度安排详见表6-4-15《老安山隧道工程进度网络图》;表6-4-16《老安山隧道工程进度横道图》。
2.2.1.2.9.2 主要进度计划指标
正洞Ⅱ级围岩150m/月、Ⅲ级围岩120m/月、Ⅳ级围岩80m/月,Ⅴ级围岩暗洞段按每月40m/月计算、明洞段按每月40m/月计算;斜井Ⅲ级围岩150m/月、Ⅳ级围岩120m/月,Ⅴ级围岩按每月80m/月。仰拱及仰拱填充、防排水工程、二次衬砌与掘进平行作业,进度与掘进基本一致。
2.2.1.2.10施工方案 2.2.1.2.10.1 临时设施安排
在现场调查的基础上,结合地区特征及工程特点,本着“满足生产、方便施工、因地制宜、节约用地”的原则,对施工现场进行统筹规划、合理布置以保证工程需要。
2.2.1.2.10.1.1 施工营地
分别在隧道进出洞口及斜井口附近设置营地,根据施工场地情况,新建办公和生活房屋采用双层彩板房,施工现场新建生产用房采用砖木结构、钢结构厂房。营地设置见《施工营地设置表》。
施工营地设置表
施工队伍 队伍驻地 进口区 隧道工程架子二队 1号斜井 2000 2012.12.01~2016.04.30 2号斜井 隧道工程架子三队 3号斜井 2000 2000 2012.12.01~2016.04.30 2012.12.01~2016.04.30 用地面积(m2) 2500 用地时间 2012.12.01~2016.04.30
出口横洞及出口 合计 2500 10500 2012.12.01~2016.04.30 2.2.1.2.10.1.2拌和站 由于隧道地形限制,为保证混凝土质量,结合道路、用电、用水、场地等实际情况,隧道进口、1号斜井、2号斜井、3号斜井、出口横洞及出口附近各设一个搅拌站,共设5个搅拌站,除喷射砼采用小型强制式搅拌机外,其它混凝土全部由搅拌站集中供应。
2.2.1.2.10.1.3钢结构加工厂
隧道工点就近布设钢结构加工厂,进行结构物钢筋、型钢等的批量生产。钢结构加工厂均采用混凝土地面、砖木结构,彩钢瓦屋顶,四周做好独立完整的排水系统。
2.2.1.2.10.1.4施工便道
老安山隧道进口、1号斜井、2号斜井、3号斜井及出口横洞需要沿山体修筑一条便道与既有公路相连。主施工便道采用双车道,路面宽4.5m;山区便道采用单车道,宽度3.5m,在拐弯处设置加宽段,若坡度较长,每隔300m设一会车道。便道统一采用片石垫层,泥结碎石路面,道路两侧设排水沟;施工便道尽量避开软土地段,必须经过时采取加固措施。
老安山隧道出口附近有县道通过,可以作为施工便道使用,隧道洞口段施工可能对便道行车安全造成安全威胁,为保证通过车辆安全,采取以下措施:
(1)、施工前设置临时钢棚架进行防护,在公路两端设置减速带。 (2)、对洞口坡面进行预加固。
(3)、在洞口施工时,派专人对公路进行安全监测及防护,洞口
爆破施工期间禁止公路通行车辆及行人。
2.2.1.2.10.1.5施工供水
施工临时供水采用就近打井取水方式,施工前经水质分析符合要求方可使用。在各洞口附近的山上修建高位水池,高位水池与最高施工点高差满足施工要求,架设上、下水管道,由泵站抽水至高压水池,再进行洞内施工供水。设DN100mm上水管路,洞内供水干管采用φ150mm钢管,当掘进长度超过1000m时,在洞内1000m处设增压泵以保证工作面水压满足施工要求。
2.2.1.2.10.1.6施工供电
本工程施工用电由业主提供,进场后在电力贯通线贯通以前采用自发电;在电力贯通线贯通以后从各洞口提供的高压线上接电。在隧道进、出口及每个斜井口各安装1台800KVA的变压器。各洞口另配备250kw的发电机各1台,作为工程用电的补充。
2.2.1.2.10.1.7施工高压供风方案
高压风采用电动空压机组成压风站集中供风方式,供洞内钻眼、喷射混凝土及断面清理等施工用风。
根据施工经验,结合各工作区段长度,在进、出口及每个斜井口各配置4台20m3/min电动空压机,向工作面集中供风;在出口配置3台20m3/min电动空压机,向工作面集中供风。高压风管直径采用DN250mm无缝钢管,进洞后采用托架固定在侧边墙上,高压风管引入隧道内至开挖面约30m处,开挖面附近用高压胶管连接各风动机具。
2.2.1.2.10.1.8通讯联络
现场指挥人员、测量人员配备对讲机,用于内部联系,其他主要管理人员以手机或座机方式联络。洞内掌子面和地面值班室采用有线对讲电话联系。
2.2.1.2.10.1.9弃置方案
老安山隧道共出碴196.3911万m3。隧道进口弃碴场于线路DK127+000左侧3.5Km处松树梁砟场以及DK136+400左侧10.2Km处陈家坝砟场;隧道1号斜井弃碴场于DK136+400左侧10.2Km处陈家坝砟场;隧道2号斜井弃碴场于DK140+300坡脚玉家湾1号砟场;隧道3号斜井弃碴场于DK141+730坡脚左侧350m玉家湾2号砟场;隧道出口及出口横洞弃碴场于DK145+600坡脚左侧1.1Km关沟口砟场;
2.2.1.2.10.1.10施工场地平面布置图
老安山隧道施工平面布置图详见《表6-6-3老安山隧道施工平面布置图》。
2.2.1.2.10.2隧道主体施工 2.2.1.2.10.2.1施工原则
以“爱护围岩、动态施工、内实外美、重视环境”为原则。以“突出开挖重点,主攻施工难点,强化锚喷支护,做好防水衬砌”为指导思想。在不良地质地段,“稳”字当头,在深埋段地质情况较好时以“快”为先,确保工期、质量、安全、效率等各项目标的实现。
2.2.1.2.10.2.2开挖方法
根据隧道断面尺寸,各级围岩的施工方法为:Ⅱ级围岩采用台阶法、Ⅲ级围岩采用台阶法、Ⅳ级围岩采用三台阶法、Ⅴ级围岩采用三台阶七步开挖法,西安洞口及明洞段明挖法,成都端洞门采用双侧壁导坑法。
2.2.1.2.10.2.3喷锚支护及注浆
锚喷支护的关键控制点是混凝土喷射工艺、喷射设备的选型、锚
杆设备的选型、成孔工艺及支护时机的把握等。本工程隧道设计均为复合式衬砌,为提高初期支护的质量,拟在每个工作面配备2台喷射机,以便及时进行锚喷支护,喷射混凝土采用湿喷工艺,降低粉尘;配备1台锚杆台车和1台锚喷多功能台架。支护时机以安全及时,减少施工干扰为原则。
注浆的关键控制点是注浆参数、注浆密实度和注浆效果检查。为有效控制注浆量、注浆压力等,在施工中计划使用智能化注浆系统,通过实时控制注浆参数和注浆泵的现场控制系统,提高注浆的质量、效率和可靠性。
2.2.1.2.10.2.4装碴运输
隧道各个工作面均采用无轨运输:拟在每个工作面配备侧卸式装载机、挖掘机、扒爪装岩机装碴,并配齐配足大吨位的自卸汽车,保证装碴运输的速度。
2.2.1.2.10.2.5混凝土衬砌
考虑到隧道长度、进度要求及曲线影响等因素,隧道进出口及各个斜井区每个工作面各配备一台长12m的自行式全液压衬砌台车和仰拱栈桥。衬砌台车在工序上形成防水、钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护一条流水线。
隧道洞身二次衬砌均在初期支护收敛变形趋于稳定后施作,采用混凝土输送泵配合自行式液压模板台车全断面施工,洞外设混凝土自动计量拌和站集中生产,采用二次搅拌,以满足混凝土的防水要求和耐久性要求,混凝土运输车运送混凝土至施工现场,由混凝土输送泵压入模板内,插入式振捣棒配合台车所挂附着式振捣器捣固。
2.2.1.2.10.2.6防水
为满足结构混凝土耐久性和防排水的要求,全隧道二次衬砌混凝
土采用防水混凝土,防水混凝土的抗渗等级不小于P10。全隧拱墙初期支护与二次衬砌之间拱墙铺设EVA(厚1.5mm)防水板防水,背衬无纺布(400g/m2),拱墙环向、墙脚纵向设盲沟,并与侧沟分段连通。
隧道一般地段的防排水措施按照“以堵为主,防、截、排、堵相结合,因地制宜、综合治理”的原则进行。通过系统治理,达到隧道不渗不漏无湿渍的防水目标。
防水板质量检查:防水板铺设应均匀连续,搭接部位采用双焊缝,中间留出空隙以便充气检查。钢筋绑扎时要对防水层进行防护,所有靠防水板一侧钢筋弯钩及绑扎铁丝接口应设在背离防水板一侧。
2.2.1.2.10.2.7弃碴场施工方案
弃碴前对砟场处表层覆土集中临时堆砌,弃砟前先做好挡护及临时排水设施。弃砟完成后,弃砟场顶沿山坡脚设水沟排地表水,水沟底回填密实,为防止水沟开裂,每隔10m设沉降缝一道,沥青麻筋填塞。弃砟场设置C20混凝土或C15片石混凝土挡砟墙,挡墙尺寸根据地形起伏按直线变化过渡,基础埋深2m。为防止砟顶水沟冲刷挡墙基础,挡墙墙角处用M10浆砌片石铺砌,铺砌厚30cm;待砟场弃砟完成后,砟顶整平。为防止水土流失,碴场顶面回填厚度不小于50cm的种植土,并复垦或采用喷播植草进行绿化。
2.2.1.2.10.2.8施工通风方案
本标段隧道当单口掘进小于1000m,采用压入式通风,超过1000m时采用增加接力风机,通风管道全部采用φ1.5m风管。
通风方案的确定:老安山隧道根据确定的施工方案和工期安排以及施工顺序情况,根据施工段落长度,通过对风量、风机风压、风机功率等的计算,决定采用长管压入式和接力式通风方案,在每个隧道口根据需要,在隧道进口配备6台20m3通风机,1号斜井配备8台
20m3通风机,2号斜井配备8台20m3通风机,3号斜井配备8台20m3通风机,出口横洞配备6台20m3通风机,均采用双管路通风,在斜井与主动交叉口采用接力式通风,用φ1.5m的PVC高强长纤维布基拉锁式软风管接至距掌子面30m处。老安山隧道通风个洞口通风示意如下图:
2.2.1.2.10.2.9施工排水方案
根据线路设计坡度、水文地质条件、施工任务划分及施工顺序安排等因素综合考虑,决定了本隧道在施工过程中进口段及斜井采用反坡机械抽排,出口段采用自然排水两种排水方式。
反坡排水:隧道出口为反坡排水,决定采用高扬程大流量分段逐级接力机械抽排方式。施工时路面设横坡,一侧设纵向排水沟,间距150~200m设一3m3集水仓,水仓的大小和间距根据地下水渗流情况可适当调整,水仓内安装高压水泵,掌子面积水采用多台小型移动潜水泵将积水抽至附近水箱式移动水仓(容量2m3)内,再由潜污泵抽至下一级集水仓内,如此接力抽至洞外污水处理厂。施工时每个工作面配备大功率抽水泵备用。
顺坡排水:隧道进口为顺坡排水工作面,洞内废水沿边墙排水沟
直接排水至洞外。
各洞口设污水处理站,废水经处理达标后排入河道。各工作泵站由“浮球”式水位控制器自动控制,抽水泵按使用和备用检修进行配备。老安山隧道各个洞口排水见下面示意图。
老安山隧道排水示意图
2.2.1.2.11主要工序的施工工艺、方法 2.2.1.2.11.1 施工测量
老安山隧道长15161m,为特长隧道,全线重点控制性工程。为确保隧道有很好的贯通精度,必须制定切实可行的控制测量方案。
2.2.1.2.11.1.1 控制点校核
贯通复测前用GPS卫星定位系统对控制点进行校核。 2.2.1.2.11.1.2 贯通复测
隧道开工前按设计给定的平面高程控制点进行贯通复测,证明可靠。
2.2.1.2.11.1.3 洞外控制测量
采用三角测量,每个洞口设置3个平面控制点,设于能相互通视、稳固不动、不被干扰、便于引测进洞处。
2.2.1.2.11.1.4 高程控制测量
采用水准测量,每个洞口布设两个高精度水准点,设于坚固、通视好、施测方便,便于保存且高程适宜处;两点高差以安置一次水准仪即可联测为宜。
2.2.1.2.11.1.5 洞内控制测量
采用以下两种导线:①施工导线:在开挖面向前推进时,用以进行放样来指导开挖的导线,其边长为5~50m。②基本导线:当掘进100~300m时,为了检查隧道的方向是否与设计相符,选择一部分施工导线,敷设50~100m精度较高的基本导线。③测量仪器:SET2000全站仪、蔡氏010B经纬仪、NA828自动安平水准仪。④测量精度:水平角测量每站各6个测回,圆周角闭合差小于二等导线限差2.0″;水准测量采用往返闭合环,每千米水准测量中误差△小于2mm。
2.2.1.2.11.2 洞口工程
隧道进出口段表层为片麻岩,岩体较破碎,强风化,围岩稳定性差且洞口边坡易坍塌为Ⅴ级围岩,施工时采用明挖法施工,超前长管棚或小导管加强支护,型钢钢架加强,以确保安全进洞。
洞口土石方开挖前,先清除边仰坡上的浮土、危石,做好边仰坡的截排水天沟,将地表水、边仰坡积水引离洞口,以防地表水冲刷而造成边仰坡失稳。洞口土石方工程开挖,从上至下分层开挖、分层防护。根据地形条件,风化岩采用反铲挖掘机挖装,人工配合清理边仰坡开挖面,局部陡坡地段采用人工开挖。
出碴采用侧卸式装载机和反铲挖掘机配合装碴,15t自卸汽车运碴。洞口开挖弃碴运至指定弃碴场堆放。
为进洞施工方便,洞口5m范围土石方先开挖至上断面设计标高,作为进洞施工平台。边仰坡开挖后及时进行洞口边仰坡防护,以防围
岩风化,雨水渗透而滑塌。边仰坡防护采用打锚杆、挂钢筋网、喷混凝土或浆砌片石进行防护。临时边坡采用锚网喷防护:φ22砂浆锚杆L-3m,梅花形布置,其中进口布置间距1.2m×1.2m,出口布置间距1.5m×1.5m;φ8钢筋网25cm×25cm;网喷混凝土,厚 15cm 。边坡永久防护段,施作带排水槽的C25混凝土拱形骨架护坡。进口洞顶设置一道被动防护网和主动防护网防护。
暗洞进洞前拱部设一环φ108大管棚进洞,管棚环向间距40cm,长度30m,管棚与φ42小导管配合使用,小导管长3.5 m,环向间距40cm,小导管注水泥浆。
隧道进出口在进洞施工正常后,适时安排洞门施工,洞门采用整体浇筑,浇筑采用钢管搭设脚手架,大块钢模板并结合本隧道洞门形式定制加工足够数量的异形模板,泵送混凝土浇筑。
洞门完成后及时修筑洞顶排水沟和边仰坡防护工程,保证洞口稳定和排水顺畅。
2.2.1.2.11.3 洞身开挖
本隧道开挖按“新奥法”组织施工,开挖采用光面爆破、预裂爆破等控制爆破技术,减少爆破振动,严格控制超欠挖,以达到开挖轮廓圆顺,开挖面平整,减少对围岩的扰动。Ⅱ级围岩采用台阶法、Ⅲ级围岩采用台阶法、Ⅳ级围岩采用三台阶法、Ⅴ级围岩采用三台阶七步法,洞口及明洞段明挖法。具体施工工艺、方法见“3.3.4.4洞身开挖”。
2.2.1.2.11.4 洞身支护与衬砌
洞身支护与衬砌施工工艺、方法详见“3.3.4隧道工程施工方法及工艺”有关内容。
2.2.1.2.11.5 施工监控量测和超前地质预报
见“3.3.4.11施工监控量测及工程的动态管理”,“3.3.5.1超前地质预报技术措施”有关内容。
2.2.1.2.12特殊地层处理措施
2.2.1.2.12.1不良地质控制技术保证措施
当隧道施工中遇地下水较丰富、有破碎围岩段段时,有可能发生坍塌或大变形,施工中必须给予高度重视,并采取如下措施:
(1)防排水作业
如地下水是由地表补给,可以在地表设置排水系统引排。对承压水,在每个掘进循环中,在掌子面处钻超前探水孔,以探明地下水情况。当水量较小时,随工作面的向前推进挖好排水沟;当水量较大时,先进行注浆止水,尽可能将水截在隧道之外。
(2)施工工序
通过断层、破碎带时,各施工工序之间的距离要尽量缩短,并尽快进行全断面衬砌封闭,以减少岩层暴露时间,避免围岩发生松动和产生坍塌。
(3)开挖作业
采用爆破法掘进时,严格掌握炮眼数量、深度及装药量,尽量减少爆破对围岩的震动。采用三台阶七步开挖法施工等方法进行分部开挖,并使初期支护尽早封闭成环。
(4)支护结构及作业
1)作好超前支护,初期支护作业必须紧跟开挖面,支护宁强勿弱,并经常检查加固。
2)开挖后,先初喷一层5cm厚砼封闭开挖面,再架设钢支撑。 3)加密和加长锚杆并扩大锚设范围,抑制围岩变形;采用中空注浆锚杆,防止锚孔塌孔而影响锚杆施工,实现长锚杆施作。
4)可采用可伸缩钢拱架,允许围岩在一定范围内变形,使围岩压力得到一定程度的释放。
5)分部开挖时采用临时仰拱,尽早使支护结构封闭成环。 6)加强监控量测工作,以修正支护结构的施工参数。 (5)衬砌作业
衬砌作业仰拱先行,拱墙衬砌根据监控量测结果及时施作。 2.2.1.2.12.2 突泥(涌水)的处理技术措施
老安山隧道预测主要出水段在构造节理裂隙破碎带和岩石接触带周围,隧道存在富水区,围岩接触带及构造节理裂隙密集带,应密切观察地下水量的变化情况,加强地质超前预报,注意防护,对突然性涌水采取预防性工程措施,需对浅埋沟谷地表水进行处理。
若隧道施工中遇到地下水发育,发生涌水和突水的地段时,将采取如下措施:
隧道防排水设计采取“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则。在地下水发育的地段防排水采取“以堵为主,限量排放”的原则。
施工中做好超前地质预报工作,对可能发生涌水的地段用TSP-203测试仪测试和进行超前水平钻探水,根据钻探结果,判明涌水情况。对于洞内涌水能堵的堵,量大则采用施作泄水孔的方式进行排水。
“堵”主要采用注浆堵水封堵裂隙、隔离水源、堵塞水点,以减少洞内涌水量,改善施工条件。对于不间断涌水可采用超前帷幕注浆的形式进行治理,浆液采用普通水泥浆、水泥水玻璃双液浆及其他特种浆液。要根据实际情况选择注浆材料及合适的注浆工艺,对于可能发生突水的地段,采用高压注浆代替渗透注浆。
在大裂隙地层和大量涌水流速大的条件下,单纯注浆要耗费大量浆液,为节省浆液材料可先压注砂、砾石、岩屑等,利用这些材料充填过水通道,缩小过水断面,增加浆液流动阻力,防止跑浆。
当遇突然涌水时,在采用地质超前预报技术探明前方水文地质情况,提前疏排或注浆止水的情况下,还要做好应急准备,配足大功率抽水设备,一旦发生涌水,尽快安装抽水设施,迅速排水,确保施工安全。
当隧道出现涌水,水量超出高压水泵排水能力时,采取以下措施应急排水:即把高压供水管和高压风管临时改成排水管,安装高压水泵排水。高压供水管和高压风管设有专用接口,如果需要时可马上接泵排水。
2.2.1.2.12.3 洞身破碎带施工技术措施
老安山隧道洞身部分地段为破碎带,施工时应予以高度重视,采取有效的技术措施保证施工安全:
(1)在施工中建立超前地质预测预报系统,加强超前地质预测预报工作。通过地质分析法、综合物探方法和水平钻孔方法相结合探测或预测开挖工作面前方工程地质和水文地质情况,结合掌子面围岩的变化,对前方工程和水文地质情况做推断,为完善设计、确定合理的施工方案提供地质依据。根据预报结果,防患于未然。
(2)进入破碎带前15米,即采用控制爆破,严格控制装药量,减少对围岩的扰动。
(3)按设计要求进行超前支护。
(4)根据地质情况进行分部开挖,可采取短台阶法、弧形导洞留核心土等法进行施工。尽量采用人工配合机械开挖,减少爆破对周围岩体的扰动。
(5)加强施工监控量测,并根据监测结果调支护参数。 (6)加强初期支护,并根据监控量测结果,适时进行二次衬砌施工,保证施工安全。
2.2.1.2.12.4 浅埋及洞口段技术措施
老安山隧道出口洞口,进洞前对洞口边仰坡采用喷锚防护。对部分不稳定边仰坡采用浆砌片石护坡。
开挖前采用大管棚或小导管超前支护,必要时压注水泥浆加固地层。
洞身开挖采用弧形导坑留核心土等方法施工。人工开挖,杜绝施工用水,做到短进尺、勤支护,及时衬砌。开挖后必须及时找顶,进行潮喷砼支护。
拱墙支护完成后,开挖仰拱,并对仰拱底部进行处理,然后及时浇筑仰拱,仰拱超前二衬,仰拱施工前,必须将隧底虚碴、杂物、积水等清除干净,超挖采用同级砼回填,仰拱施做应一次成型,严禁分幅灌筑。
铺设防水板,进行二次衬砌,衬砌施工过程中应在隧道顶部预埋φ20镀锌钢管,衬砌施工完成并达到70%强度后进行衬砌背后回填注浆。
2.2.1.2.12.5岩爆地段技术措施
老安山隧道地处秦岭南麓低中山区,华北古陆与杨子古陆两大陆结合带南缘,其内部组成与构造变形十分复杂。隧道通过区有多段高地应力地段,且存在强烈的片理化石英片岩地段,除可能发生应脆性岩体岩爆外,还可能发生破碎岩体的变形。
施工过程中应进行超前地质预测预报,测试地应力,预测岩爆的等级,并在施工中采取如下辅助措施:
(1)设临时防护网:主要是防止飞石伤人和砸坏机具。 (2)待避及清除浮石:在岩爆比较猛烈的时候,应在安全处躲避一段时间,待避到平静时为止;洞顶的岩爆松石要清除掉。
(3)喷雾射水:岩爆后立即向工作面及工作面以后一定距离的隧道周边进行喷雾和高压冲洗,以适当改变岩石力学性质,降低岩石的脆性,将需释放的能量转变为热能。
(4)应力解除法:在洞室未开挖前,用超前钻孔爆破的办法,使围岩破碎,达到超前应力释放,以便降低开挖后的围岩应力。
另外,适当改善施工方法也可以降低岩爆的危害性,如采取分步开挖,使应力逐步释放,以减轻岩爆危害的严重性;使用浅孔爆破,减少一次爆破用药量等。
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