支洞与隧道连接位置为DK135+000,支洞进口为距离DK135+111左侧459米位置,支洞与隧道连接位置基床地面标高为39.458米,支洞洞口标高为79.226米,高差39.768米,
附:支洞平面布置示意图。 1.2、主要技术标准
设置支洞长度474.6米,坡度4.8%,采用汽车出碴。设计断面尺寸:
本着能够通过10吨自卸汽车为要求,支洞净宽按4米,净高按3.5米设计。
根据地质资料分析,多数为Ⅱ、Ⅲ级围岩,衬砌厚度按0.3米考虑。 避车洞:每隔50米设置一处避车洞,共设8处避车洞。软弱围岩处设置 Φ42起前小导管及I16型钢钢架支护。见支洞剖面图。 1.3、主要工程数量
临时用地:30亩;
施工便道:新建0.5km,乡村道路借用2.6km; 水池:120m3 2座;
高压输水管路:D150/2100m; 排水管路:D100/475m; 高压排风管路:D200/475m;
变压器及临时电力线路: 500KVA 2台,380伏电力线路5.2km; 弃碴场:征地30亩,挡墙400m;
支洞出碴:475*22.15*1.1+3*3*8*8=12149m3
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超前小导管及型钢:200吨;
喷锚支护C20混凝土:475*12.44*0.08=473m3 衬砌C30混凝土:475*4*1.03=1951m3
仰拱回填C15混凝土:475*0.48*3.6*1.03=845m3 弃碴:1.2km,12149m3 通风管路:1km, ∮1000mm 避车洞:4处 便桥:1座。 1.4、自然地理特征
洞口位置左侧是山坳,洞口前面为荒地并开阔。
根据现场观察及参考设计文件,进洞为Ⅳ级围岩,进洞后全部是Ⅱ、Ⅲ级围岩。其分布范围参见支洞剖面图。 2、施工总平面布置图
洞口位置左侧是山坳,洞口前面为荒地并开阔,设置临时设施;包括施工宿营地、办公室、加工场地、混凝土拌和站、堆码场、料库及停车场等。砍除杂草树木,平整场地20000平方米。施工场地所有生活及办公区均采用10cm厚的水泥砂浆硬化,钢筋、木工加工场、材料堆放场及机械停放场采用15cm厚砼地面。
见施工场地平面布置图 2.1、施工道路
由324国道经通往下炉村公路可直接通到支洞入口前方,道路宽阔,为7m宽的乡村公路,经整修可作施工道路用。从乡村路至洞口修筑500m
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施工便道,宽7m。 2.2、施工用水
利用支洞出口山坳内的水渠集水或打井取水,水质经化验合格后作为施工用水,在山上设40m3水池1座,用多级水泵抽水到高位水池。供开挖、搅拌混凝土等施工用水。 2.3、施工用电
附近有4条高压线路,可申请增容在支洞洞口设1台500KVA变压器,进场初期采用自发电供电,而后发电设备作为备用电源。施工现场供电线路均采用三相四线制供电线路,为确保安全,隧道内照明用电及设备用电采用两套供电线路,施工地段照明用电采用36伏低压供电线路,动力用电线路采用10千伏进洞在避车洞处设临时变压器500KVA的1台。 2.4、施工通讯
施工现场安装固定电话两部,主要管理人员每个都配备手机。管理办公室配备电脑并申请宽带上网。洞内洞外还配备对讲机进行联系。 2.5、工地试验室
设在斜井洞口附近,占地面积约100m2,采用一层24砖砌房。 2.6、混凝土搅拌站
在支洞口外50米处设HZ60型混凝土拌合楼1座。拌和楼采用微机控制、自动计量装置,满足正洞与支洞用砼需要。 2.7、施工便桥
通往弃碴便道上,修建过水渠便桥,跨度为10米的施工便桥1座。新建便桥采用30号工字钢作主梁,上铺木桥面,桥墩台采用C10砂浆砌块石,
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墩台帽为C20钢筋混凝土。 2.8生活及办公用房
施工队根据工程需要,结合地形地貌特点,按规定指标修建生活及办公用房。二层临时钢架楼房。面积为4000㎡。 2.9、施工总平面布置示意图
见施工总平面布置示意图 2.10、临时工程数量
临时工程数量
序号 工程项目 汽车运输便道 1 2 3 施工道路 新建便桥 电力干线 通讯干线 供水管路 4 供水设施 抽水站 蓄水池 砖混 5 6 临时房屋 砖砌临房 场地硬化 M2 M2 2000 6500 生产房屋 房屋地面及停机坪 座/m Km Km Km 座 座 M2 1/10 5.2 2.5 2.1 2 2 2000 生活及办公房屋 单位 Km 数量 3.1 备注 3、施工总体方案
主隧道采用单口掘进,即从DK135+000向小里程方向施工,计划掘进1182m。
支洞弱质围岩采用I16型钢支护及∮42超前小导管注浆加固、全断面开挖,完整围岩采用YT28风枪钻孔,光面爆破;出碴采用无轨运输,1.0立方米装碴机装碴,10吨自卸汽车运碴,直接弃置于弃碴场;采用压入式
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通风;喷射混凝土采用混凝土湿喷机进行湿喷混凝土作业;混凝土衬砌采用简易模板台架,砼输送泵浇注。
支洞洞身机械设备配套为:1.0立方米装载机→10吨自卸汽车→TK961湿喷机→HBT60B砼输送泵→自制混凝土输送车→衬砌台车。支洞担负的正洞机械设备配套为:1.0立方米装载机→10吨自卸汽车→湿喷机→混凝土输送车→HBT60B混凝土输送泵→10m衬砌台车。
高压通风:因前期工期紧张,支洞在高压电接入前,配备4台12m3/min内燃空压机,高压电接入后,配备3台20m3/min固定式空压机。
弃碴:在支洞口外侧约1200米处征地弃碴,弃碴场初步选在下炉村对面公路毗邻的沟谷中。支洞及正洞共18万立方米,考虑隧道衬砌用碴4.5万立方米,路基碎石垫层利用4.5万立方米,弃碴量为9万立方米,运距1.2km,占地30亩。为避免弃碴流失,弃碴坡脚采用M7.5浆砌片石挡碴墙防护,碴堆顶及碴场外做排水沟排水,碴堆顶种草恢复植被,填沟弃碴采用拦碴坝挡护。
避车洞:每隔100米设置一处避车洞,共设4处避车洞。
照明:支洞内照明及机械用电采用三相四线制,采用防爆电缆,已衬砌地段照明灯具采用ExdⅡ型防爆照明灯,开挖面附近的固定照明灯具采用ExdⅠ型矿用防爆照明灯,定期检查维修,防止发生前期石太线出现的用电事故。
见支洞断面图。 4、施工进度安排
围岩分布情况:IV级围岩10m、III级围岩20m、Ⅱ级围岩429m。
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进度指标:开挖Ⅱ级、III级8米/天,IV级4米/天,V级2米/天, 衬砌10米/天;
计划工期:施工准备及临建40天;开挖工期合计98天;衬砌工期合计46天(开挖58天后开始衬砌);场地清理10天;总计154天。
见工程进度横道图。 5、施工方法、施工工艺 5.1、开挖方法
5.1.1支洞洞口段施工方法
采用全断面或微台阶法施工,短进尺,弱爆破,强支护,快衬砌,确保施工安全,施工时结合洞外场地的实际情况,全面考虑、妥善安排及早施工,为支洞洞身施工创造条件。
为防止雨季和汛期山洪涌入洞筒,影响施工,危害安全,要求及早做好支洞洞门,并在洞口及洞顶修筑排水沟。
施工方法及注意事项如下:
(1)、地表复测后,放出洞口里程,根据洞口里程和支洞方向放出洞口边、仰坡刷坡线。
(2)、在场地清理作施工准备时,应先清理洞口上方及侧方有可能滑塌的表土及山坡危石等,平整洞顶地表,排除积水,整理支洞洞口周围流水沟渠。之后施做洞口边、仰坡顶处的天沟。
(3)、洞门刷坡采用反铲配合人工进行,在部分硬岩可采用局部小炮开挖,开挖必须一次到位,避免二次开挖时影响正洞施工及安全。
(4)、在边坡较高、较破碎及软弱围岩地段,采用喷锚支护措施加固
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边坡,防止施工过程中坍塌危及安全及影响进度。边坡较高时还应一边开挖一边加固处理,确保施工安全。
(5)、喷砼采用湿式砼喷射机,湿喷工艺作业。边仰坡采用锚杆喷射混凝土加固;锚杆长度4米,喷射砼厚度50mm,并对凹处喷射砼找平,做到喷层表面面平园顺、外表美观。支洞洞口采用模筑混凝土衬砌拟用钢拱架和木墙架立模,泵送混凝土入模,插入式振捣器捣固。
(6)、边、仰坡浆砌片石砌筑严格按施工规范施工,施工时注意面石大小搭配均匀合理,色泽一致,做到面平园顺,灰缝饱满,认真进行钩缝,使其仰坡美观坚固。
(7)、洞门施工:洞门端墙及翼墙表面可根据的石材情况采用块石砌筑,并作到砌块尺寸搭配合理、灰缝一致、横平竖直、外表色泽一致。洞门端翼墙基础应置于稳定的地层上,清除虚碴、杂物、积水和泥化软层。
装药联线爆破 风钻打眼 作断面、开挖机具就位 出碴 模筑衬砌
找顶 初喷 混凝土 施作锚 杆、挂网 通风排烟 复喷 混凝土 5.1.2、支洞洞身段施工
支洞开挖断面较小,采用全断面开挖每,循环进尺深度根据围岩类别和稳定情况决定。钻孔采用YT28手持风钻施工,Φ40钢管搭设临时作业台架。爆破采用直眼掏槽,光面爆破技术,在软弱围岩或断层地带,采取“短
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进尺,强支护,弱爆破”通过。
钻眼 装药连线 爆破 开挖机具就位 装碴运输 初喷混凝土 安锚杆、挂网(必要时) 复喷混凝土 测量布眼 找顶 通风排烟
施工注意事项
钻爆作业必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。 钻眼前应绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓,并根据爆破设计标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻眼。
钻眼应符合下列要求:
(1)掏槽眼:深度、角度按设计施工,眼口排距、行距误差均不得大于5cm。
(2)辅助眼:深度、角度按设计施工,眼口排距、行距误差均不得大于10cm。
(3)周边眼:开眼位置在设计断面轮廓线上,允许轮廓线调整,其误差不得大于5cm;炮眼方向可以35斜率外插,眼底不超出开挖断面轮廓线10cm。
(4)内圈炮眼至周边眼的排距误差不大于5cm,炮眼深度超过2.5m时,内圈炮眼与周边眼用相同的斜率钻眼。
(5)钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并作好记录,有不符合要求的
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炮眼应重钻,经检查合格后才可装药起爆。
装药前应将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净。所有装药的炮眼均应堵塞炮泥,炮眼的堵塞长度不宜小于30cm。 5.2、出碴运输
出碴采用人工装碴,电瓶车牵引矿车运输。 5.3、供水、供电及照明及排水 5.3.1、施工供水
支洞口附近水源处设抽水站抽水至水池,蓄水池须高出洞顶15米,容量为60立方米。上水管道采用φ100直径钢管,下水管道采用φ100直径钢管。洞内水管布置采用φ100直径主管,水池的输出管设总闸阀,干管管道每隔200~300米安装闸阀及减压装置,以便控制水压和维修管道。
洞内管道前端至开挖面,一般保持的距离为30米,用直径50毫米高压软管接分水器,中间预留的异径三通,至其他工作面供水软管的长度不宜超过50米。
5.3.2、施工用电及照明 (一)、洞内施工供电
由地方高压输电线路接引变压器到洞口;支洞采用10KV高压电缆进洞。洞内设移动式变电站,将其变为0.4KV供洞内机械和照明用电。支洞内施工用电,按下列原则安排:
洞内施工用电:采用三相四线系统供电,电线路固定于成洞地段边墙上部,为了维护正常电压,采用高压电进洞,成洞地段一侧每隔一定距离设移动变压器调压。
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(二)、洞内施工照明:洞内施工照明线路的电压,必须符合下列规定: 成洞地段,额定电压不得超过220V;作业地段,额定电压不得超过36V。井内作业地段必须有足够的照明。运输道路照明在未成洞地段每隔6米设挂灯,成洞地段每隔10米设一盏高压钠灯。电线路必须悬挂于指定高度和位置处。 5.3.3、施工排水
为防止地表水进入井筒,应把支洞的井口位置高于附近的地面,而且在井口周围挖掘和砌筑环形水沟,以截断流入井源。
洞内由于反坡施工,工作面集水采用分级设排水站,设临时排水沟,每200米设集水坑一个,利用抽水机进行分级排水。
当支洞穿过透水岩层时,根据实际情况采取注浆堵水或引排水或堵排结合的方法。
支洞内采用大扬程的抽水机排水。设150mm的排水管,每间隔200m设一处集水井,作业面的水通过3KW的潜水泵抽至集水井。见下示意图: 作业面 〈50m 200m φ150mm钢管 200m 支潜水泵软管 φ150mm钢管 洞口
3Kw潜水泵 集水井 25Kw抽水机 集水井 25Kw抽水机 集水井 洞内排水设施布置图
5.3.4、管线布置
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该井内管线布置:抽出风管设于支洞顶部,压入风管设于支洞右侧,高压风、水管设于进洞方向左侧,动力线及照明线设于进洞方向右侧。
1.0m压入风管1.0m抽出风管动力线照明线高压水管直径150mm高压风管直径200mm排水管直径100mm 避车洞(每100米设一个)
5.4、施工通风及防尘
根据洞内施工人员,洞内最小风速,爆破用药及洞内风阻等资料进行风量、风压及电机功率计算,来选择通风设备。 5.4.1、通风方案:
施工中要有足够的新鲜空气保证洞内有较好的施工环境,施工通风采用用压入式通风和抽出式通风相结合的混合通风方案。通风方案见下图。
110KW直径铁米厘130风皮通管通隧道风机1径直米30厘塑风管软布通风布置示意图
- 16 - 5.4.2、防尘工作
掘进中的防尘工作主要应做好减尘、除尘、排尘和个体防护等四个方面的工作。其具体内容和措施是:
(一)减尘措施
尽量减少在凿岩、爆破、装岩等各工序中的粉尘产生量。如:凿岩要保证水量,并采用高气压和小直径钎头等措施,实现快速凿岩,以减少粉尘;控制炮孔的装药量避免岩石过于粉碎而造成粉尘增多;净化风源;装岩前在岩堆洒水,粘结细粒粉尘,使其不致在铲装时扬起。
(二)、除尘措施
除尘的主要措施有:凿岩操作上规定先开水后开风和先关风后关水的操作顺序,或采用风水联动机构,以防止瞬时的干式凿岩产生;净化水源,并在水中加湿润剂;采用旁侧式给水凿岩法;在凿岩机上配置除油器,防止从凿岩机排气口排出油雾并引起粉尘飞扬;采用吹孔除尘器,防止压气吹炮孔时使粉尘飞扬;爆破后采用爆破冲击波启动水幕;对岩壁要经常清洗,做到岩壁和设备无积尘。
(三)、排尘措施
排尘措施主要是通风。正确确定通风方式,合理布置风机,切实采取措施堵塞漏风和降低通风阻力系数,以提高通风效率,保证风量和风速,以达到迅速将粉尘排出坑外。
(四)、个人防护措施
禁止在井下吸烟,配带防尘口罩。 5.5支护及衬砌
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5.5.1、锚喷临时支护
喷射砼采用TK961砼湿喷机作业。
锚杆、挂网、敷设防水层等施工作业采用自制综合作业平台车,运行于钢轨上,用于安装锚杆、挂网、敷设防水层等。
综合作业平台车示意图
(一)、喷射砼施工:
湿喷作业必须在光面爆破符合要求的基础上进行。
细骨料 粗骨料 水泥 水 外加剂 搅拌机 喷射机 喷头 压缩空气 速凝剂 开挖轮廓型钢 ①、原材料检查:对使用的各种原材料进行质量检查,合格后方能使用。
②、机械设备检查:对机械进行技术检查,对水、风、电路进行试通检查,合格后方可运转。
③、施工现场检查:检查受喷面,清除危岩浮土,冲洗吹扫岩面,埋
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设厚度标志。 (4)、喷射砼顺序
喷射砼顺序应先墙后拱,岩面不平时,应先喷凹处找平。
在边墙部份为自下而上,从左到右或从右到左,并注意呈旋转轨迹运动,一圈压半圈,纵向按顺序进行,旋转半径一般为15cm,每次蛇行长度为3~4m。
在拱部拱脚至拱腰处,自下而上。拱腰至拱顶由里(有砼处)向外喷射砼进行。
当岩层松软易坍方时,喷射作业应紧跟作业面,初喷应先拱后墙,复喷应先墙后拱
喷射砼时,其喷射砼速度不宜太慢或太快,适时加以调整。 (5)、喷射质量检查
①、按规范检查喷射表面,是否有松动、开裂、下坠、滑移等现象,如有及时清除重喷。
②、喷体达一定强度后可用锤击听声,对空鼓脱壳处及时进行处理。 ③、钻眼量测,厚度不够处补喷。
④、及时测定回弹率和实际配合比,以指导下步施工。 ⑤、作喷体试件进行力学试验。 (二)、锚杆施工
(1)、Ф22砂浆锚杆:采用风动锚杆钻机或风钻钻孔,钻至规定深度后,用高压风吹孔,用牛角泵向孔内灌入孔深2/3的砂浆,打入锚杆,孔口不满部分用泵补灌,再用砂浆将孔口抹平,安装托板螺栓。
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(2)、有水或岩层破碎地段及超前锚杆采用早强药包锚杆:钻孔后吹孔。药包浸水前,应先在其端头扎两个透气孔,然后竖直浸入水中约1~2分钟,待不冒气泡时,取出药包,按计算数量逐个依次装入孔内,再将锚杆插入,缓慢转动以破碎药包,连续转动时间不少于1分钟,以保证充分搅拌均匀。安装托板和紧固螺帽必须在搅动完毕后20分钟之后进行。
(3)、地表锚杆:支洞洞口段由于埋深较浅,采用地表锚杆预加固措施,锚杆采用20锰硅螺纹钢筋,横向加固宽度18m,间距1.5m,直径20cm,梅花型布置,长度3m左右,施工时可按实际情况调整。
采用垂直地质勘探钻机钻孔,钻孔到位后,用高压风吹孔,灌注满砂浆后插入锚杆,并对其表层定时养护。 (三)、挂钢筋网
钢筋网制作可以分为现场编网和半成品网片现场拼接两种。现场编网因占用较长的循环时间在本支洞中不宜采用,而采用半成品网片拼接挂网。 按设计要求网片的宽度按钢架或格栅钢架的间距预制,网片重量宜控制在100kg左右,同时用在墙部网片应一侧带钩(如下图),从上而下方便挂钩。
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钢筋网 钢筋网 初喷砼岩面 (四)、钢架安装 (1)、总体要求
钢架按设计轮廓放样焊制。
就整个钢架的施工过程看,唯一困难就是现场就位,因为开挖轮廓线不可能十分规则
只要有一处顶住钢架,接头处就会相差甚远,更不用说
螺栓孔对齐了,所以除开挖,初喷时注意轮廓线平顺之外,安装时应备好风镐,随时剔除有碍钢架位置的地方。 (2)、施工程序
①、按设计要求加工好钢架,要求尺寸准确,弧形园顺,并在现场进行试拼;为了安装方便,每榀钢架分六段,拱部分二段,左右墙部各二段,全部用螺栓连接牢固,如设计仰拱部份有钢架时,仰拱钢架可分为二段,用螺栓连接牢固。
②、开挖后应及时进行初喷,其厚度为设计厚度的四分之一至三分之一。然后安装钢架。
③、按设计位置现场测量定位,钢架平面必须与支洞中线垂直。 ④、现场拼接,各段应在一个平面上用螺栓联接,不得以焊接代替。 ⑤、钢架纵向间距为0.8和1.0m钢架之间必须用纵向钢筋连接与锚杆外露端焊牢。
⑥、钢架与岩壁之间用预制砼块楔紧。
⑦、应先喷钢架处,然后喷钢架之间的砼,最后复喷砼达到设计厚度。 (五)湿喷钢纤维混凝土
采用钢纤维喷射砼作临时支护,施工工艺流程如下图:
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喷锚工作平台就位 岩体表面处理,厚度控制 测定骨料含水率 水
湿喷机开机准备
合格 混合料运输 有 液体速凝剂 围岩渗水 无 喷射砼 渗水处理 不合格 塌落度检验 粗骨料筛分 细骨料筛分 配料拌和 钢纤维 不合格 钢纤维拌和均匀 合格
找平
停机 湿喷钢纤维砼施工工艺流程
(1)、基岩面处理:
由于爆破、装碴等作业,裸露的岩面上会吸附大量的灰尘,会影响喷射砼与岩面之间的粘结力,因此在喷射砼之前,必须用高压水或高压风冲洗。如遇渗水,应先堵水或引水后方可进行喷射砼作业。
(2)、厚度检验:
在岩面平整处设置厚度检查针,间隔2m为宜,可采用锚固剂直接敷设
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的方法进行,以便检查喷射砼厚度。
(3)、配料拌和及运输:
在喷射砼搅拌2min后,将计量好的钢纤维均匀加入砼中,再连续搅拌不小于3min。拌和好的砼在运输途中要防止骨料离析,应采用自转动的砼运送罐车运送。
(4)、喷射作业:
在喷射钢纤维之前,应先素喷一层砼找平。 如下几个环节是影响喷射砼质量的关键: ①、工作风压:
根据喷砼机至作业面的距离、高差及喷砼管的长短等因素,均会造成风压的需求不一,但应控制在0.35—0.40Mpa之间;
②、喷枪距离:
参入钢纤维之后,喷砼的容重会增大,因此,要求的风压、喷射距离比干喷大。为了达到减少回弹,作业时应尽量缩短喷枪与围岩面的距离,掌握在1.2—1.8m之间较为适宜。
③、喷射角度:
喷枪原则上应垂直于受喷面,以降低回弹,但这样会引起喷砼在受喷面上滚动和不断重叠,产生凹凸不平,因此应掌握在60—75度之间。
④、添加速凝剂:
液体速凝剂的掺量直接会影响喷射砼的质量,掺量太少,喷射砼的初凝时间达不到要求;掺量过大,会严重减低喷射砼的后期强度。因此,速凝剂的掺量在是喷射砼中至关重要的因素。速凝剂掺量是靠湿喷机中的计
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量泵计量的,是定时计量,因此,加入拌和料时应均匀加入。
⑤、喷射厚度:
本隧的喷射砼厚度为0.08m,可以一次性喷到设计厚度。 (6)、养护:
湿喷钢纤维砼的养护与衬砌的养护原则基本相同,主要是保持其湿度,洞内的相对湿度大于85%时,可采取自然养护,否则应定时喷水养护。
机械配备:
TK961湿喷机2台,其中一台备用;40m3/h砼拌合站1座;长6m ,高6m的简易轨行式喷锚台车一台;轨行式砼运输罐车2台;20m3空压机一台。 5.5.2、衬砌
支洞洞口设40m3/h砼拌合站1座,砂石料自动配料机配料;砼运输:采用三台轨行式砼罐车运输,采用砼泵将砼输送至液压模板台车进行衬砌,插入式振捣器捣固。
砼搅拌时可以与水泥一起加入TMS防水剂,加入量是水泥重量的5%,掺入时必须严格计量,预先将按防水剂计量好,包成小包,便于操作。
浇筑混凝土必须对称分层进行,每层厚度都不超过振动棒长的1.25倍,振捣时做到振捣密实又不超振。由于采用拱墙一体衬砌,故除墙基处外,拱墙均不留施工平缝。所有施工逢、变形逢均按设计作防水处理。防水层的敷设从拱顶中央向两侧对称进行。防水层的铺设在自行拼装的综合平台车上进行。要做好接头处理,防止被尖石、钢筋、铁丝等刺破。
液压模板台车须准确对位,牢固支撑,保证浇注中不变形,不走移。脱模时间必须按照规范要求根据试验确定。脱模后及时养护混凝土至规定时间。
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开始
立模型、安装止水条 精确测量放样 不合格 检查断面尺寸 合格 基底清理、老砼面凿毛处理 欠挖处理
灌注砼 结束 衬砌施工工艺流程
5.6喇叭口连接段施工 5.6.1开挖
根据围岩的地质情况以及正洞施工的主要方向确定支洞与正洞连接形式采用单联,喇叭口连接段的净空的增加,对围岩的稳定极为不利,因此本段施工应遵循“短进尺,弱爆破,强支护,快衬砌”的原则。单联式支洞喇叭口连接施工顺序是:首先施工连接段,并及时作好临时支持或加强衬砌,当掘进到正洞位置时,向正洞方向小导坑斜向挑顶,当导坑拱部与正洞拱部开挖线吻合时,继续往前掘进并将导坑扩大至正洞拱部断面。如果正洞围岩类别较高,稳定尚好,则调头将正洞下部开挖至上弧导齐头,再全断面向前掘进,否则采用正台阶掘进。
单侧连接段衬砌完成后,进入到正线施工,且紧邻连接段的正洞完成
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一定长度的衬砌后,再施工连接段之间的正洞段,并及时完成该段衬砌,以贯通掘进方向的运输线,形成车场。 5.6.2衬砌
支洞喇叭口段由于净空渐变,衬砌拱架除要求具有足够的强度和刚度外,还必须满足净空变化要求,当采用钢拱架时可作特别设计,以满足施工需要。
联络通道与正洞的交界处,在相交一侧的正洞拱脚下设置轨束梁(三根43kg/m钢轨互相扣紧)轨束梁下设与正洞同标号的砼立柱,形成联络通道与正洞相连的洞门。在立柱与正洞相交的锐角挖空部位,采用同标号的砼回填。衬砌砼所用材料与拌制工艺与正洞一样,砼采用电瓶车牵引自制斗车运输,人工翻铲入模,插入式振捣器捣固。 5.6.3连接段的施工顺序如图所示
135+000134+977θ=78°45′36″隧道与支洞单联接示意图
6、施工监测
对地表沉陷、侧移,以及洞内衬砌下沉、收敛等变形作系统、定时监测,重点管理。
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6.1、加强监控量测
及时准确统计监控量测结果,为各阶段施工围岩支护调整初期支护设计参数,确定二次衬砌和仰拱的施作时间。监控量测结果如有异常及时与设计联系。
监控量测 施工及测点布置 制定监控量测计划 分析 、研究地质勘测资料 施工方法变更支护减弱 否 安全否 是 经济否 是 施工完成否 开挖工作面状态评价 数据处理 已施工区段的支护加强 否 施工方法变更支护加强
是 结束
监控量测流程
6.2、监控量测计划与内容
①、监控量测作业应根据下图所示的监控量测流程进行。
监控量测计划的内容包括:量测项目及方法、量测仪器的选择、测点
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布置、量测频率、数量处理及量测作业人员的组织等。
②、监控量测项目 A 洞外观测项目
拱部地表沉降、侧移,洞口仰坡下滑。 B、洞内观测项目
拱顶下沉、拱圈收敛变形,围岩水文、围岩岩性观测。 C、检测项目
锚杆轴力量测,初期支护喷射混凝土强度增长量测。 6.3、监控量测作业
①洞内观测可分为开挖工作面观察和已施工区段观察两部分。开挖工作面观察应在每次开挖后进行一次。当地质情况基本无变化时,可每天测一次。观察后应绘制开挖工作面略图(地质素描),填写工作面状态记录表
及围岩级别判定卡。对已施工区段的观察也应每天至少进行一次,观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的状况。洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察。
②净空变形量测断面的间距应根据围岩级别,支洞断面尺寸、埋置深度及工程重要性等确定,进口段监测点布置不大于5m。
③净空变形量测应在每次开挖后尽早进行,初读数应在开挖后12h内读取,最迟不得大于24h,而且在下一循环开挖前,必须完成初期变形值的读取。
④测点应牢固可靠,易于识别并妥为保护。拱顶量测后视测点必须埋设在稳定岩面上,并和洞外水准点建立联系。
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⑤量测应选择精度适当、性能可靠的仪器。变形量测选用电阻或电感式仪器,仪器使用前必须经过严格标定。
⑥洞内水平相对变形测量,在拱腰和边墙部位各设一条水平测线。 ⑦拱顶下沉量测应与水平相对净空量测在同一量测断面内进行,采用水准仪等测定下沉量。当地质条件复杂,下沉量大或偏压明显时,除量测拱顶下沉外,尚应量测拱腰下沉及基底隆起量。
⑧拱顶下沉量测与水平净空相对变化量测宜用相同的量测频率,应从下表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。
量测频率
位移速度(mm/d) ≥5 1~5 0.5~1 0.2~0.5 <0.2 量测断面距开挖工作面的距离(m) (0~1)B (1~2)B (1~2)B (2~5)B >5B 量测频率 2次/d 1次/d 1次/2d 1次/2~3d 1次/周 注:B表示支洞开挖宽度。
⑨地表下沉量测断面的间距可按下表采用。
地表下沉量测断面间距
埋置深度H H>2B B<H<2B H<B 注:无地表建筑物取表中上限值,B表示开挖宽度。
地表下沉量测断面间距(m) 20~50 10~20 10 横断面方向地表下沉量测的测点间隔应取2~5m,在一个量测断面内应设7~11个测点。地表下沉量测应在开挖工作面前方H+h(支洞埋置深度+支洞高度)处开始,直到衬砌结构封闭,下沉基本停止为止。地表下沉的量测频率应和拱顶下沉及水平相对净空变化的量测频率相同。
⑩各项量测作业均应持续到变形基本稳定后1~3周。
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锚杆轴力、围岩压力、衬砌应力等的量测,开始时应和同一断面的变形量测频率相同, 当量测值变化不大时,可降低量测频率,从每周一次到每月一次,直到无变化为止。 6.4、监控量测资料的整理与反馈
①应及时根据量测数据绘制水平相对净空、拱顶下沉时态曲线及水平相对净空变化、拱顶下沉与距开挖工作面的关系图等。
②对初期的时态曲线应进行回归分析,选择与实测数据拟合好的函数进行回归,预测可能出现的最大拱顶下沉及水平相对净空变化值。
③围岩支护的稳定性应根据开挖工作面的状态,净空水平收敛值及拱顶下沉量的大小和速率综合判断,并及时反馈于设计和施工中,根据水平相对净空变化值进行判断时,应符合《铁路隧道喷锚构筑技术规范》的有关规定。
④设计单位可根据施工单位所提供的监控量测数据反分析求算初始应力、岩体似弹模、塑性区范围、作用在二次衬砌上的荷载及岩体流变参数等,为动态设计提供信息和资料。
⑤根据量测结果及《铁路隧道喷锚构筑技术规范》的有关规定,可按下表变形管理等级指导施工。
变形管理等级
管理等级 III II I 管理位移 U<U0 (U0/3)≤U≤(2U0/3) U>(2U0/3) 施工状态 可正常施工 应加强支护 应考虑采取特殊措施 注:U---实测位移值; U0----最大允许位移值
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7、安全注意项
①强爆破器材管理,建立专人领发料制度,并做好领发、使用情况登记。
②加强动力用电管理。严格按有关标准设置线路,并配备专业人员管理,严禁乱拉滥接。
③配备专人找顶作业,自齐头向外认真清理拱顶,确认无危石后进入下道工序。
④横洞一侧,设置宽度不小于0.7m的人行道,确保有轨运输安全作业。 ⑤建立统一的洞内运输调车管理制度,并由专人负责,在信号不明、机况不良、隐患不除的情况下不得发车。
⑥洞内作业人员必须戴安全帽,穿防滑鞋,上班前不得喝酒。 ⑦加强地质超前预报工作,作好防突水、防瓦斯、防岩爆三防工作及应急措施。
⑧施工中不断修正爆破参数,优化设计方案,尽量减小对围岩的扰动,以防范坍方隐患对施工安全的威胁。 8、质量控制要点
①精确测定横洞开挖轮廓、炮眼眼位,定人、定区、定量钻孔。并严格按炮眼精度要求检查验收,控制超欠挖。
②施工中根据围岩实际变化情况,不断修正设计参数,尽量减少爆破作业对围岩的扰动。
③锚杆钻孔深度必须满足设计要求,灌奖前锚孔必须清洗干净,锚固砂浆随拌随用,并在水泥初凝前用完,中途停止施工30分钟后再施工时,
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必须用水泥奖润滑管道及容器。
④严格控制水灰比,定期检测水泥砂浆早期强度,并及时进行配合比调整。
⑤喷射砼时严格检查开挖断面尺寸,用高压风清扫岩面,撬掉松动围岩,埋设号厚度标志后再施工。
⑥喷射作业时分段、分片、自下而上依次进行,喷射作业面仅跟开挖面,喷设后4小时不得爆破作业。
⑦在围岩有水时,须自水源外周开始向水源附近喷射,最后封比水源。 ⑧严格控制砼粗细骨料质量,水灰比及每盘砼的配合料计量,保证砼具有足够的活易性、保水性。
⑨衬砌模板及支撑须具有足够的强度、刚度、稳定性,保证衬砌不侵入净空,砼由专人捣固确保外观质量。 9、环境保护措施
①在施工过程中不伤及征地范围以外的地形、地貌、植物和植被。 ②临时工程的布置尽量减少对环境的破坏、农灌沟渠、道路的影响。 ③弃土、弃碴场周围,根据实际地形设置挡碴墙,场内注意排水,保持平整、稳定,完工后护面或种草。
④施工场地外设置临时滞淤池、截水沟,防止施工污水进入毗临水域,施工及生活经净化后排出。
⑤露天爆破作业采用控制爆破技术,将飞石和燥声减小到最小程度,临时道路和施工场地竣工后及时进行坡面防护。
⑥保持良好的工地施工环境,生产、生活设施布置合理、整齐,设备、
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车辆停放有序。
⑦合理设计生活区污水处理系统的布置、用量,定期检查维护其使用功能,定期收集处理固体垃圾。随时收集废弃油料,集中处理。
⑧砼搅拌站附近修建沉淀池,搅拌站产生的污水经沉淀后排除,以保护附近水域不受污染。
⑨施工场地周围设施工公告牌,场内设各种安全警示牌。 ⑩工程竣工后拆除临时设施时不破坏周围建筑和原始地形。 10、劳动力组织计划
支护作业班14人、爆破作业班20人、出碴作业班16人、衬砌作业班20人、钢筋作业班10人、其他辅助工作人员10人。共投入人力90人。人员根据现场情况统一调配。
劳力计划安排表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 工种 爆破工 混凝土工 机械司机 架子工 钢筋工 电焊工 钳工 电工 人数 12 12 15 4 8 4 2 2 序号 9 10 11 12 13 14 工种 木工 机修工 管道工 试验员 测量工 普工 合计 人数 8 4 4 1 4 10 90 11、主要施工机械设备配备
主要机械设备计划表
序号 1 2 3 4 5
机械设备名称 装载机 自卸汽车 混凝土湿喷机 混凝土输送泵 混凝土运输车 规格型号 1.0m3 单位 台 台 台 台 台 数量 2 5 2 2 3 - 33 -
10t TK961 HBT60B 自制 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 衬砌台车 内燃空压机 电动空压机 混凝土搅拌站 变压器 发电机 挖搅机 电焊机 注浆机 凿岩机 钻孔机 砂浆搅拌机 10m 12m/min 20m/min HZ60 500KVA 150KVA PC100 X-315 GZJB YT-28 200L 33台 台 台 座 台 台 台 台 台 台 台 台 1 4 3 1 1 2 1 3 1 6 2 1 12、造价估算
造价估算表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 工作项目 临时用地 弃碴场征地 新建施工便道 借用乡村公路 水池及输水管路 排水管路 高压排风管路 电力线路 弃碴场挡墙 弃碴运输 超前小导管 喷锚支护C20混凝土 衬砌C30混凝土 仰拱回填混凝土C15 支洞回填及其它 通风管路 便桥 变压器 合 计 数量 30亩 30亩 1km 2.6km 2座/2.1km 0.475km 0.475km 5.2km 0.16m 121.49百m 200吨 47.3*10 m 195.1*10m 84.5*10m 1项 1km 1座 1台 3333单价(万元) 2.0 2.0 1.5 3.0 3/0.35 0.3 0.5 5.0 94.5 0.06 0.37 0.35 0.40 0.30 54.35 2.5 10 80 合价(万元) 60.00 60.00 1.5 7.80 6.74 0.14 0.24 26.00 15.12 7.29 74 16.56 78.04 25.35 54.35 2.5 10 80 525.63
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