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洞身开挖与洞身锚喷支护施工技术方案1

来源:九壹网
隧道出口边、仰坡滑塌处理施工技术方案

一、工程概况

1、 设计概况

K139+900-K140+400处的隧道在施工期间出现边坡崩塌,陡坡从上而下滑落,堆积于坡脚。将隧道洞门全部掩埋并堵塞S219公路。崩塌体成分主要为破积碎石土,夹大量强风化砂质岩板块石,崩塌厚度2-3米 ,在现在有崩塌后缘上部约30米处出现一条明显的错动裂缝,下错高度0.5-2米,裂缝宽0.2-0.3米,错动坡脚约40°。

2、隧道地质 (1)工程地质

进出口围岩强风化砂岩为主,岩性呈松散及碎裂结构;中部围岩为泥盆系砂岩、岩体较完整,自稳能力较好,体较完整。出口局部地段较破碎,侧壁可能失稳,洞室呈淋雨状出水。

(2)水文地质

拟建隧道场地地表水及地下水均不发育,对隧道施工、运营影响不大。根据对隧道的实地调查,区内及附近无污染源存在,水质对混凝土不具腐蚀性。

3、结构形式及支护参数

隧道结构按新奥法原理进行设计,采用复合衬砌,以药卷锚杆、管棚、注浆小导管为超前支护,以锚杆、挂钢筋网、湿喷混凝土等为初期支护。

二、施工组织机构

施工组织机构框图

该段隧道质检员: 滕正光 经理部相关控制人员: 曾 念 隧道工程师:方 俊 施 工 员:伍 胜 试验工程师:张成利 环保安全员:李德益 测量工程师:滕 达 机械工程师:李德旺 安全员:李德益 项目经理部分管该工作人员 彭华桥 1、人员配备

a、公司配备各种技术人员 序号 名称 人数 工种 隧道工程技术 隧道施工安全 洞内测量 洞内工程施工 洞内外机械用电等 主管各种焊接 所有机械修理协助压风工 洞内外的杂工 压风站 注:配合掘进班\\支护班施工 1 洞探工程师 1 2 专职安全员 1 3 测量工 2 4 专职施工员 1 5 专职电工 1 6 专职电焊工 2 7 专职机械修理工 2 8 辅助工 2 9 压风工 2 10 合 计 18 以上工程技术人员由公司直接领导。 b、掘进班人员的配备

序号 名 称 人数 24 6 2 4 2 38 工 种 钻 孔 装药、联按接 装岩上车 运输至洞外 钻进时的辅助工作 注:本班人员互相配合 1 凿岩工 2 爆破员 3 装车司机 4 运输司机 5 辅助工 6 合 计 c、初级支护人员的配备 序号 1 2 3 4 5 6 名 称 锚杆孔掘进班打好 锚杆注浆 喷 浆 工 喷浆上料工 型钢安装 合 计 人数 0 8 2 6 6 22 工 种 锚杆注浆、打入锚杆 喷浆技术 配料、运输 衬砌型钢安装 注:本班人员互相配合 以上三组人员的安排及各班组要互相协作,共同作好隧道掘进的各项工作。

2、工程机械配备 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名称 电动空压机 气腿式凿岩机 搅拌机 喷浆机 400-600mm碎岩机 打沙机 管棚钻机 灌浆泵 50翻铲 台数 2 12 1 2 1 2 1 1 1 型号 VF12/电动 YT-28 JLC300 W-400/600mm 自制 MCJ-50型 WT-50 10 5吨车风车 2 5/T 11 切割机 2 Y90L 12 电焊机 2 BX3-315 13 鼓风机 2 110AD-110m3/min 14 自制台车 1 改装 根据招标文件要求,施工监测及检测仪器由业主负责。 3、材料准备

水泥使用武冈云峰牌,河砂使用金南机制砂(根据需要另购符合工程质量要求的河砂),钢筋由涟钢供应,型钢已经检验合格,采购至现场,碎石及块片石自采,均采用汽车运输。

三、施工计划

计划2009年7月1日开工,2009年10月31日完工。

四、施工准备

(一)技术准备

1、我部自从进场以后就组织全体工程技术人员,认真阅读和熟悉设计文件内容,了解设计意图。

2、隧道施工放样工作已完成,测量结果已审核完成;

3、工地试验室已通过业主检查验收,满足工地各种试验检测要求; 4、根据设计施工图纸并结合工地现场实际情况,制定出了实施性施工组织计划,确定了施工方案;

5、工程技术人员均已到位;

6、前期施工所需的各项材料均已进场且经试验室检验全部合格;混凝土配合比报告已批复使用。

(二)施工现场准备 1、场地布置

施工场地及队伍驻地的设置主要考虑离洞口较近,上下工方便,避风、防洪、环保要求等因素。

2、临时工程 (1)施工便道

隧道的施工从贝子河进洞,需新建0.4Km至隧道出口处,并采用泥结碎石进行路面处理,建设标准为路面宽度为4.5米。施工便道指定专人负责对施工便道进行日常检查、保养和维修,做到雨天有人清沟排水,晴天有车洒水除尘,保证路面平整,行车舒适,并确保全天候畅通。

(2)供水系统的布置

在洞口山上修建一座60m3的高位水池一座,高度高于洞口拱顶标高30米左右,铺设水管,安设高压水泵。

(3)供电系统布置

利用就近驳接高压电线到隧道口,并设足够容量的变压器,且隧道洞口备用内燃发电机组,以保证施工用电。

五、施工方案分析

1、加固坡脚,坡脚的过大扰动是这次崩塌的重要原因之一,所以对坡脚的加固是必要的措施,本方案在坡脚设置了重力式挡土墙。 2、对已经垮塌的边坡进行修整和防护,由于滑塌后尚有部分土体未滑落,部分露出风化岩,但岩石节理发育,整体性不强,所以这部分边坡的支护要考虑自身的稳定还要考虑对上部边坡的支撑,本方案采用框格梁加锚杆的支护方式。

3、对上部滑动但仍未滑落的边坡进行稳定,由于滑动体的范围较大,山体边坡陡峭,卸载的方案不可行,而山体的植被良好,本方案考

虑尽量多的利用其自身的稳定,在对原有植被少作破坏的情况下对滑体的下部采用框架锚杆进行稳定,在滑动体上缘设置截水沟。

4、考虑到排水和美观的因素,在支护的框架内和回填的边坡上植草,恢复边仰坡的自然形态。

六、主要施工方法

1、在崩塌线上缘设置截水沟,对滑塌出现的裂缝进行填缝处理,并铺设防水布,做好防水措施,边坡从上至下开挖成三级进行支护,第一级边坡破率为1:2,平均边坡高度为16m,坡面采用挂网喷锚防护(锚杆直径Φ=25mm,锚杆长L=7m,间距为2.5m@2.5m),喷护好以后回填植草,隧道洞门左侧坡脚采用高6米,宽1.5米的重力式挡土墙固脚;第二级边坡破率为1:1,平均边坡高度为12m,坡面采用钢筋混凝土骨架(宽0.6米,厚0.4米)和锚杆防护(锚杆直径Φ=25mm,锚杆长L=7m,间距为2.5m@2.5m)骨架内植草;第三级边坡破率为1:1,坡面采用框架锚杆防护,框格梁的横梁个竖梁采用宽0.4米,厚0.4米的钢筋混凝土。锚杆直径Φ=28mm,锚杆长度为11米,布置间距为2.5m@2.5m,框架内植草。 2、水对边坡的稳定影响很大,防排水是一个重要工程,本方案在崩塌线上缘设置截水沟,在每级平台设排水沟,每级边坡都设一排仰斜式排水孔,横向间距为2.5米,仰斜式排水管的末端用土工布包裹,挡墙处设泄水孔,横向间距为1.0米。

3、隧道洞口的洞门位置由原来的K140+400调整到K140+405,将明洞增加5米。

七、主要施工工艺与技术措施

一、喷射混凝土施工

材料:水泥拟选用都梁牌P.C42.5普硅水泥,速凝剂要求初凝不超过5min,终凝不超过10min,砂采用机制砂,干净无污染,适宜用于隧道内喷射混凝土。石料采用质地坚硬的碎石,其最大粒径不大于15mm。

为提高喷射混凝土的效果,减少回弹量和粉尘对人体的危害,喷射混凝土全部采用重庆生产的TK-961型砼喷射机施喷。

在喷射混凝土之前,用水或风将受喷面粉尘和杂物清除干净。 拌料时严格掌握规定的速凝剂掺量和混凝土配合比,其水灰比一般控制在0.4~0.5,喷射距离一般为0.8~1.2m,且垂直于岩面。初喷厚度3~5cm,复喷每次7~10cm,直至设计厚度。

施喷时由下而上、分段进行。台阶法开挖中拱部喷混凝土时,先喷拱脚、后喷拱顶,每段长度不大于4m。如岩面凹凸不平时,先喷凹处找平。喷嘴缓慢呈螺旋形均匀移动,一圈压半圈,行与行之间搭接20~30cm。后一层喷射则在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时,则在后一层施喷前要将受喷面用高压气体、水清洗干净。

漏水地段先用塑料管将水引出,并根据实际情况调整混凝土配合比,增加水泥用量,再喷射混凝土。

喷射混凝土采用自动计量拌合机搅拌,施工时将已过筛的砂、碎石、水泥依次加入,然后加入水开始搅拌,待混凝土拌和料搅拌均匀后,由混凝土输送车运至湿喷机,湿喷机在开始喷射混凝土之前,要先开动机器,将高压风送入,然后加入一些水用来润滑管道,同时也可以用来冲洗受喷面,当湿喷机工作正常后,加入混凝土开始喷射混凝土。

喷射混凝土的施工要求:

A、支护紧随开挖面及时施作,以控制围岩变形和减少围岩暴露时间。

B、水泥采用普硅水泥,水泥标号不低于42.5级,使用前做强度复查试验。

C、细骨料与粗骨料的级配要符合GBJ86-85《锚杆喷射混凝土支护技术规范》的规定。

D、细骨料中的含水量定期检查、测试。

E、喷射混凝土的用水采用清洁、干净的山泉水,PH值不小于4。 F、喷射设备需连续均匀混料并喷射。混料设备要严格密封,以防外来物质侵入。

G、空压机要能适用于所选用的喷射设备,并具有足够的气压和流率,且可以保持连续优质作业。

H、喷射混凝土的回弹物不得重复利用,所有回弹料均从工作面清除。 I、喷嘴与受喷面保持垂直,同时与受喷面保持一定的距离,一般可取1m。

J、喷射混凝土料要确保密实填充格栅或钢架内的空隙及格栅、钢架与围岩之间的空隙。

K、喷射混凝土终凝24h后,要进行喷水养护,养护时间不得小于7d。 L、喷射混凝土作业时的气温不得低于5℃。 喷射混凝土的施工质量管理:

A、材料检验工作要连续进行,以保证产品满足规范要求,非规定的和非批准的材料不准使用。

B、混凝土试件的强度试验按GBJ86-85附录六的规定进行。若混凝土试件的试验结果未能达到设计强度、未能满足规范要求时,则要研究其原因,并报监理工程师,同时采取补救措施。

C、工地现场有专职工程师负责喷射混凝土的质量管理。负责混凝土

的测试、制作、操作及验收。

二、锚杆施工

采用手持式风钻钻孔,锚杆为普通砂浆锚杆或药卷锚杆时,施工工艺为:

在岩面上标出锚杆位置→钻孔→清除孔内粉尘→孔内注浆或安放药卷(注浆压力控制在0.4~0.6Mpa之间) →打入锚杆→安设挡头板→挂钢筋网

锚杆为中空注浆锚杆时,施工工艺为:

在岩面上标出锚杆位置→钻孔→清除孔内粉尘→打入锚杆→注浆(注浆压力控制在0.4~0.6Mpa) →安设锚垫板→挂钢筋网

锚杆施工要求

A、锚杆安设后不得随意敲击,其端部3天内不得悬挂重物。 B、锚杆材料、类型、规格、质量以及性能要符合设计和规范要求。 C、锚杆孔位准确,孔位允许偏差为15mm,孔洞保持直线,孔深不得小于图纸设计锚杆长度,杆体露出面长度,不得大于喷层厚度。

D、钻孔方向与岩面垂直。 E、砂浆制作符合设计要求。

F、按规范规定进行锚杆抗拔力试验,对锚杆拉拔力达不到设计要求的,要分析原因,报监理工程师,并进行补打锚杆。

三、挡土墙施工 1、测量放样

利用全站仪放样,放出墙趾线和墙踵线,并在墙身延长线上放控制桩,以便墙身拉线砌筑。

2、基坑开挖及验收

a、考虑基坑底部工作场地和基坑放坡的需要,基坑开挖边线应比基础外边缘外扩1m以上。采用石灰划线标出基坑开挖施工边线。先用1.2m3挖掘机开挖,然后采用人工修整至设计标高。

b、基坑开挖注意事项

①开挖时应注意基坑排水。在基坑底部边缘设置集水井,准备潜水泵随时准备抽水。

②为避免对基底的扰动。基底标高以上保留10cm左右在基础砌筑前用人工突击开挖。以防基底暴露过久,使泥质砂岩遇水变软。

③开挖前应在基坑的周围挖临时排水沟以利下雨时顺利排洪。 c、基底处理

①在未风化的岩层上建筑基础时,应先将岩面的松碎块清除干净;若岩层倾斜,应将岩层面凿成台阶。在风化岩层上建筑基础时,应将风化的表面岩层凿除。

②在碎石类或砂土层上建筑基础时,应将基底修理平整。若坑底渗水且不能彻底排干时,应采取上述措施将水排除,以确保基础在不被水淹没的情况下进行施工。

③在粘土层(黄土层)建筑基础时,应将基底整平,并于最短时间内浇筑基础,不宜暴露过久。

d、基坑验收 ①、基底应力

⑴砂砾土:用灌砂法测定基坑土的干密度,每个基坑不能少于6个测点,如基坑面积较大,需适当增加测点,再计算压实密度。逐个测点的压实度均需大于95%,否则应继续碾压直至压实度符合要求。

⑵粘土:对基底做动力触探试验,若基底承载力≥650Kpa,报请监

理工程师做平衡试验验收合格后即可施工;若<650Kpa,则必须进行基础处理。基底不能有任何马虎,稍不注意就会出大的质量问题,应引起足够的重视。

②平面位置及尺寸。平面位置及尺寸按下表进行检验。

开挖基坑检查项目

项次 1 检查内容 平面周轴位置(mm) 土 基底标高 质 石质 3 3、挡土墙砌筑

a、利用测量放出基础的两条边线,并在两头钉上木桩,并拉上线。开始砌筑时,先在基底铺一层砂浆,然后在上面砌石块。砌筑时应分层分段砌筑。在每一层片石砌筑前,先在前一层上面坐浆,然后在砂浆上砌石,将石块摆好后,在石块之间倒上砂浆,并用钢钎插紧,保证石块之间没有空洞。

b、开始砌筑前,应根据规范要求和图纸,设置沉降缝和伸缩缝,实际砌筑时划分的工作段也应根据沉降缝和伸缩缝划分。沉降缝和伸缩缝内用浸泡过沥青的木板堵塞,外用沥青麻絮填塞,缝宽2-3cm,深15cn。

基坑尺寸(mm) 规定值或允许偏差 符合图纸要求 检查方法 用经纬仪测量纵、横各2点 50 用水准仪测量点 +50,-200 不小于图纸尺寸 用尺量 c、砌筑的基本要求

(1)、石料应强韧、密实、坚固与耐久,质地适当细致,色泽均匀,无风化剥落和裂纹及结构缺陷,且强度不应小于30Mpa,片石的厚度不应小于150mm(卵形和薄片者不得使用)。镶面石料应选择尺寸稍大并具有较平整表面,且应稍加粗凿。在角隅处应使用较大石料,大致粗凿方正。

(2)、在砌筑前每一石块均应用干净水洗净并使其彻底饱和。 (3)、挡土墙浆砌片石底面应坐浆砌筑,立缝填浆补实,不得有空隙和立缝贯通现象,工作段的分段位置宜设在伸缩缝和沉降缝处。

(4)、片石应分层砌筑,一般2-3层组成一个工作层,每一工作层应大致找平,相对长和短的石块应交错铺在同一层并和帮衬石或腹石交错锁结。

(5)、砌筑完成后应进行勾缝。竖缝应与邻层的竖缝错开。一般平缝与竖缝宽度用水泥砂浆砌筑时不大于40mm。

(6)、较大的砌块应使用于下层,石块宽面朝下,石块间要有砂浆隔开,不得直接接触,不得在砌块下面用小石子支垫。

(7)、砌筑上层时,不应振动下层,不得在已砌好的砌体上抛掷、滚动、翻转和敲击石块

(8)、工作段的分段位置宜在伸缩缝和沉降缝之处,各段水平缝应一致,分段砌筑时,相邻段高不宜超过1.2m。

(9)、砌筑基础第一层时,如基底为基岩,应先将其表面加以清洗,湿润,坐浆砌筑,砌筑工作中断再进行砌筑时,应将砌层表面加以清扫和湿润。

4、台背回填

当挡土墙的砂浆强度达到70%以上时,应及时进行回填。回填采用透水性良好的砂性土、碎石土、砂砾、矿石、矿渣等材料,填料最大粒径不超过50mm。

②台背回填应挖台阶进行,如下图所示,松铺厚度不能超过150mm,压实度要求从挡土墙基底至挡土墙顶部至路床面均为96%,分层检测时每50m2检测一点,不足50m2至少检测一点。每点都应合格。

③在回填压实中,为不对挡土墙有较大的冲击,接近挡土墙处采用振动打夯机夯实,以确保挡土墙完好无损。

七、安全保障措施

1、管理措施方面

a、做好安全技术交底工作,实行班前安全讲话制,做好安全教育,特别是对新工人岗前的安全教育。

b、实行安全交接班制,临时设施检查验收制,安全操作挂牌制。现场悬挂安全标志和安全警示语。

c、实行安全生产检查制,本段由环保安全员任兼职安全员。 d、完善安全经济责任制,安全控制的好坏与奖金挂勾。 2、技术措施方面

a、该段工程属高处作业,操作人员进现场佩带安全帽,不得穿拖鞋、高跟鞋、硬底面滑鞋和裙子进入施工现场。

b、对各种施工机具要定期进行检查和维修保养,以保证使用的安全。

c、各种电气开关和设备的金属外壳,均要设接地保护。配电盘、配电柜前要有绝缘垫,并安装漏电保护。配电箱要能防水、防雨,离人

时要注意上锁。

d、移动的电气设备的供电线,应使用橡套电缆,穿过行车道时,应穿管埋地敷设,破损电缆不得使用。

e、检修电气设备时应停电作业,电源箱或开关握柄应挂“有人操作,严禁合闸”的警示牌或设专人看管。必须带电作业时应经有关部门批准。

f、现场架设的电力线路,不得使用裸导线,临时敷设的电线路,不准挂在钢筋模板和脚手架上,必须安设绝缘支承物。

g、搅拌站操作时,必须穿戴合格的劳保用品,人体和工具严禁进入传动部位。搅拌机润滑时,应从齿轮齿圈啮合的一侧上油,以免衣服被卷入,筒内叶片修理需旋转时,必须用手拨转,绝对不可开电动机,修理搅拌机时必须切断电源,开关加锁,并应有人在筒外守护,并挂警告牌。

h、做好排洪防汛准备,不得任意堵塞河道,并采取必要的防范措施。

i、夜晚施工时必须配备足够的照明工具,以防不测。

八、环境保护和文明施工

1、管理措施方面

a、班组之间开展文明班组竞赛活动。

b、该隧道洞口周边设标示牌,所有人员配带上岗牌,以更好地落实岗位责任制激发岗位人员的责任心,并有利于群众监督。

2、技术措施方面

a、机具材料应分类堆放整齐。砂石材料堆放场地硬化并用砖砌围栏隔开堆放,周围设置好排水渠道,不得堆放在围栏之外并插标牌。

b、施工机具统一在确定场所内摆放,并用标识牌标明每一类机具摆放地点,所有机具每天例行保养,以保持清洁的机容。

c、材料运输车辆不得污染国、省道和地方道路,对进场道路和纵向便道及时进行维护和保养,保持路况良好和路面卫生。施工便道上经常洒水湿润以减少扬尘污染。

d、施工过程不能对红线范围以外的植被进行破坏,该隧道洞口的临建工程除进场道路外均在红线范围内,减少了对红线外植被的损坏。

e、动力设施设置消声装置,对不使用的设备及时关闭。夜间施工尽量采用噪音较小的电动设备,力求噪音控制在规定允许的范围值内。

f、施工现场生活区由专人负责清扫、洒水,对生活垃圾及时进行集中处理,不得任意弃置。随时保持工地整洁。

水泥 压缩空气

喷砼施工工艺框图

砂 碎石 砼搅拌机拌成砼 运 输 湿 喷 砼 机 喷 嘴 受 喷 面 养 生

水 液体速凝剂

锚杆施工工艺框图

测量放线 施做钢拱架、安装127孔口管C25混凝土套拱 钻 孔 掏孔检查 有 是否有坍孔、探头石 钻机扫孔 无 安装管棚 注 浆 孔口处理 喷砼封闭 注浆口防护 注 浆 不合格 补 孔 注浆效果检查 合格 进入开挖工序

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