竖井混凝土滑模施工组织设计.doc

1、 陕西秦岭终南山隧道3#竖井工程二次衬砌施工组织设计中铁二十局3#竖井项目部二00七年八月三十日 目 录一、编制依据、原则、范围 ·····························2 二、工程概况·········

2、;·································2 三、施工准备···············

3、83;·······················3四、施工方案及施工工艺························

4、83;····4五、滑模施工·······································6六、工期安排及工期保证措施···

5、······················11七、防治水措施··························

6、83;··········13八 、质量保证措施··································14九 、冬雨季施工措施·

7、3;······························20十、 安全施工措施··················

8、;················21 十一、文明施工································&

9、#183;····26一、编制依据、原则、范围1、编制依据1.1、陕西秦岭终南山公路隧道3竖井工程设计文件。1.2、矿山井巷工程施工及验收规范GBJ21390；煤矿井巷工程质量检验评定标准MT500994；煤矿安全规程（2004）；煤矿建设安全规定(试行)1997,公路隧道施工技术规范JTJ042-94,公路建设标准强制性条文（2003）99号，公路工程质量检验评定标准JTG F/1-2004 。1.3、本公司现有施工力量、技术水平、技术装备和机械化程度。2、编制原则精心组织、科学管理，合理安排施工工序，正确选择经济合理，技术可行,安全可靠的施工方案和施

10、工方法.贯彻执行国家各项基本建设、经济及施工政策，狠抓关键工程的施工，有计划、有重点地组织人力、物力，确保各项技术经济指标和工期的实现，使用行之有效的先进经验，选用成熟配套的施工设备，提高机械化程度，减轻劳动强度，加快施工进度，提高施工效率，降低工程成本，确保施工安全，坚持严格的质量标准,确保实现创优质工程的目标。3、编制范围3.1、秦岭终南山公路隧道通风竖井工程。3。2、供水及供电系统，混凝土生产运输系统，提升系统，滑模结构的加工制作及安装工程，及通讯系统。3#竖井井筒开挖结束后，根据设计要求，下一步对井筒进行混凝土衬砌支护施工，其成井断面为11.5m，井深395.992m,壁厚为40cm、

11、 45cm和80cm三种形式.结合工程结构及施工技术质量要求，并根据滑模施工的经验，确定3#竖井混凝土衬砌采用“自下而上"滑模施工.二、工程概况1、工程概况竖井工程量：竖井净径11.5m，井深h=395。992m。上部40m为第四系全新崩积块石，采用C30防水钢筋砼衬砌，其余14m采用复合衬砌： R25中空注浆锚杆L-3.5m,1。0×1.0m,C25喷射砼26cm加8mm钢筋网20×20cm、C30防水钢筋砼80cm.类围岩厚145。033m,采用复合衬砌：22锚杆L-3。5m,1。5×1。5m,C25喷射砼15cm加8mm钢筋网25×25c

12、m、C30防水砼45cm。井底加强段25m, 采用复合衬砌：22锚杆L3.5m,1。5×1。5m,C25喷射砼15cm加8mm钢筋网25×25cm、C30防水砼50cm，并设圈梁。2、自然地理条件秦岭终南山公路特长隧道位于我国两大水系-黄河、长江分水岭的北秦岭中山区,北临渭河盆地南缘残塬区，南接南秦岭中低山河谷区。隧道穿越地段山峦重叠、沟壑纵横、植被茂盛、人烟稀少。主峰牛背岭,海拔2802 m。3#竖井位于秦岭南坡大东沟中游左侧约50 m。竖井中心地面高程1429。6m3、工程地质和水文地质3#竖井出露的地层为厚40m的第四系全新统坡洪积层，其中0-3m为块石土，下部为混合

13、片麻岩，岩体受构造影响较严重,岩体较破碎，以块状镶嵌结构为主并受地址位置影响，局部渗水。三、施工准备施工准备工作的主要任务是解决施工所需的水、电、路、通讯及工业场地平整，实现“四通一平"为施工创建必要的工作，为工程开工和开工后顺利施工做好必要的技术准备,并为调整和有效使用施工力量、设备、材料和资金提供条件。1、四通一平（1)交通：竖井井口有业主提供的交通便道。（2）供电：施工临时用电由业主引至施工现场，在广场内设置临时变电所负责向各负荷供电.（3）供水：在井口附近建一高位水池，水源来自山下,在山下安装一台高扬程的加压泵，将水打至高位水池，再由48×4无缝钢管送至井筒内，满足

14、生产需要。井身392。772m,滑模操作平台至井口有效供水深度取390m，采用48×4无缝压力钢管，接头采用高压橡胶垫作垫片进行连接。水管接至安全盘后与释压水龙头用48安全阀（安全阀：8kg/cm2)进行焊接.释压后水头直接连接水管进行正常使用.(4）通讯：项目部设置一部程控直拔电话负责对外联络。施工现场设置一部4门程控交换机负责井底、井口、绞车房、值班室的联络。2、设备、机械、人员的调配在现场具备条件后,竖井材料、小型设备即刻运送到现场，大型设备解体分块装车运送，现场组装安装大型设备，人员根据施工进度进场，满足施工需要，避免人员、设备闲置，材料积压。3、施工现场布置现场平面布置力求

15、紧凑实用：井口锁口（1.0m宽、1。5m深，在原锁口混凝土表面布置80cm长20锚固钢筋，间距80×80，打入原锁口混凝土30cm。锁口内配双层钢筋，环向1850cm,纵向1440cm，箍筋为840cm）钢筋砼提前15天浇筑完成，尽可能少增加临时工程、尽可能减少临时用地，井口临时设施布置尽量避开永久建筑。施工场地平面布置同见图1。四、施工方案及施工工艺 结合3竖井结构特点和进度的要求,整体方案如下：在井底马头门未完工的情况下，先对中隔墙进行施工，井壁从圈梁以上开始滑升。中隔墙在浇注过程中，模板及支撑均采用I20型钢及8钢板作材料，配合“满堂支架”支撑，浇注完不拆模,该支撑继续作为滑模

16、安装调试的基础平台。在井壁四周打两排砂浆锚杆的支撑方式对爬杆进行支撑、加固；当中隔墙强度达到85%(由试验确定）后再对圈梁以下（马头门段）井壁混凝土进行平行施工。四台JM16稳车悬吊两根ø159mm无缝钢管作为下料管，下料管6.0m/根。在每节钢管一端焊接30cm长12螺纹钢筋（间距4cm/根)作为缓冲器。此下料方案为我单位长期从事立井滑模施工经验总结而来，近几年来在山西霍州煤电集团团柏矿疙瘩条进、回风井（H=465m、286m）、山西阳城大宁矿南山进风井（h=397m；净径8。0m）、吉林丰满电站调压井（h=286m，净径19。0m）、山西介休市金山坡矿原煤地面仓（56m×

17、;4个,净径16m）均获得了成功;本工程在施工底层中隔墙混凝土时充分获取现场试验配合比数据，防止混凝土下料离析，确保混凝土工程质量.砼下料至安全盘处改由“竹浆筒”下料至工作平台分料器内，经人工二次拌和后由移动式溜槽入仓。附安全盘结构图(图2)；井筒剖面图（图-3）。安全盘由两台JM10稳车提升，JK-1.6/20绞车提升人员及小型材料上、下；罐笼稳绳用19钢丝绳，由1台JM5稳车通过井口和安全盘上固定的三个定滑轮悬吊。动力电缆及通信电缆分别分别随水管、砼下料管分段固定，延伸至井筒工作面1、工艺流程 3竖井工艺流程图滑模设计施工准备（电缆、下料管、稳、绞系统完善） 滑模加工、试拼井底中隔墙施工，

18、安装滑模施工平台滑模安装井身混凝土浇筑井口混凝土浇筑模体拆除锁口圈施工2、辅助系统1）、施工材料运输通道的确定施工时所需材料，从井底向上25m范围内钢筋从井底吊运至工作面现场绑扎。其余零星材料及中隔板钢筋由罐笼分批下放。2）、混凝土拌和站的布置及下料系统的确定混凝土在现场用2台JS500搅拌机拌合，分别在拌和站出料口接皮带输送带至井口，通过2根159×6mm砼下料管下放至工作平台.在工作平台上设置一分料器(分料器为4mm钢板制作而成, 圆形，2.0m，高30cm，周边设五个活动开口），人工在分料器内进行二次拌和后由移动式溜槽送至浇注仓面(拌和劳动力:3-4人).3）、井口盘作为安全盘

19、、井架、下料管、水管悬吊地轮支撑平台,结构见图4、图5、图6。3、稳、绞系统确定A、下料管稳车系统的选型(1）、稳车选型 下料管采用两台JM16稳车，额定拉力160KN，电动机功率45KW，提升速度8m/min钢丝绳悬吊固定，在每节 159×6mm下料管上部焊接“U"型卡环与钢丝绳固定牢固，井口采用“U”型环在不提升时固定于井架上,将下料管所受混凝土作用力传递至井架。 根据井深395。992m及滑模起滑高度,取下料管计算长度380m (2）、钢丝绳选型1）钢丝绳终端荷重：下料管自重：22.64kg/m×380m=8603。2砼重量：15470。32kgQ0=Q管+

20、Q砼=8603.2+15470。32kg=24073.5kg2>所需钢丝绳单重H0=Hs+HJ=380=380mPS=Q0/（110×BmH0）=24073.5/2×(110×170/6-380）=4。398kg/m 3根据验算选用6×19S+FC37-170钢丝绳PSB=4.87kg/m Qd=87600kg4) 安全系数验算： Q总=Q0+H0×PSB=24073.5kg /2+4.87kg/m×380m=13887。36kg K物=87600/13887。36=6。3Ka=65）根据以上选型计算选用两台JM16电动卷扬机作

21、砼下料管稳车,内悬吊。钢丝绳选用6×19S+FC37170钢丝绳。6）地轮:根据地轮直径与钢丝之比不小于20，并且不小于钢丝直径300倍 6×19S+FC37170 =37mm×20=74cm；单丝2。4mm/根×300=72cm 通过计算：选择MZS2.1-01×0.8天轮一套，悬吊钢丝绳最大直径40mm, 6×19S+FC-37-170 符合规程要求. B、 安全盘稳车1）提升钢丝绳终端荷重： 安全盘设计重量：6135.42kg,不均衡系数K=1。2 吊具：取100kgQ0=Q吊Q勾+Q滑Q缓Q卡=7362。50+100+26+1

22、37+16。48=7756.70kg Q吊：安全盘重量Q勾：吊具Q滑：滑动阻力采用双绳悬吊，单根承重7756.7/2=3828。352所需钢丝绳单重H0=Hs+HJ=380+6=386mPS=Q0/（110×BmH0）=3828.35kg/（110×170/7。5-386）=1。816kg/m 3 根据验算选用6×19S+IWRC-22-170钢丝绳PSB=2。11kg/m Qd=35400kg4） 安全系数验算： Q总=Q0+H0×PSB=3828。35kg+814。46kg=4642.81kg K物=35400/4642。8=7。6>Ka=7

23、5) 根据以上选型计算选用两台JM1010t电控卷扬机作安全吊盘稳车。钢丝绳选用6×19S+FC-22-170钢丝绳。5) 地轮选型地轮:根据地轮直径与钢丝之比不小于20,并不小于钢丝直径300倍 6×19S+FC-22170 =22mm×20=44cm：最大单丝1.45mm×300=43。5cm 通过计算地轮选型：50cm C、提升绞车 1）、提升绞车（)钩头：选用3.5t钩头，钩头装置高度:652mm,重量：63kg。（)容器:采用1。5×0。8×2。1m自制罐笼，承担立井施工的人员和小型材料的运输任务，自重：315kg。（3）载

24、人：4人×75kg/人=300kg；2）钢丝绳选型钢丝绳终端荷重:（1)提升钢丝绳终端荷重:Q0=Q吊Q钩Q滑Q缓Q卡=678+63+38+46+4×8=857Kg（2）所需钢丝绳单重H0=Hsh+HJ=390+6=396mPS=Q0/(110×BmH0)=1580/(110×170/9-396)= 0。94kg/mQ0=1580（大于提升终端荷载）3根据验算选用6×19S+FC-16-170I多层股不旋转钢丝绳PSB=1。07kg/m Qd=183KN4) 安全系数验算: Q总=Q0+H0×PSB=1580kg+423.72kg=2

25、003。72kg K物=18300/2003。72=9。13>Ka=9 (载人安全系数）5) 根据以上选型采用提升绞车型号为：JK-1.6/20,最大静张力：35kN，钢丝绳选用6×19S+IWRC-16-170钢丝绳.6）天轮选型地轮:根据天轮直径与钢丝之比不小于60，并不小于钢丝直径900倍 6×19S+FC16170 =16mm×60=96cm;单丝1.1mm/根×900=99cm 通过计算提升天轮选型：120cmD、稳绳稳车 由于在提升及下降的过程中，罐笼旋转,采用稳绳稳车控制罐笼稳定。1) 钢丝绳选型：罐笼稳车钢丝绳终端荷重： 钢丝绳终端

26、荷载：由安全规范查表得:稳绳张力10KN/100m Q0=10KN/100m×（395+6) m =40.1KN2所需钢丝绳单重H0=Hs+HJ=395+6=401mPS=Q0/(110×Bm-H0）=4010kg/（110×170/5401）=1.20kg/m 3 根据验算及耐磨要求,选用6×19+FC19-170钢丝绳PSB=1.41kg/m Qd=23300kg4） 安全系数验算： Q总=Q0+H0×PSB=4010kg+1。41kg/m 401m=4575。41kg K物=23300/4575。41=5。09Ka=5 5) 根据以上选型

27、计算选用1台JM5电控卷扬机作罐笼稳车定滑轮组控制。钢丝绳选用6×19+FC-19170钢丝绳。6) 滑轮选型滑轮选型:三个5t定滑轮D、养护水管悬吊稳车 经计算,养护水管采用48×4无缝钢管，稳车采用两台JM5稳车提升,在工作期间利用焊接在井口“U”型环固定在井架上，悬吊重量：取1.8t。经选型计算,钢丝绳选型6×19S+FC-17.5170； “380v,3×25+1×12mm”一趟动力电缆用卡环随水管固定，预留拉伸范围，同步提升.4、通讯设备通讯设备:信号电缆，电话电缆 井筒内设一趟信号电缆，规格为：KVV10×1.5;一趟通讯

28、电缆,规格为：HUV5×0。79.两趟电缆随砼下料管分段用卡环固定,JX-型信号机作为提升信号和井下通讯。工作平台上设4个KB60防爆灯照明， 五、滑模施工1模板设计本井筒大直径断面11.5mm(内径），并带中隔板(中隔板结构边线偏井筒中心线一侧5cm)。经结构受力验算，选择了桁架梁、辐射形布置的操作盘，滑模结构见附图.滑模荷载分析计滑模滑升过程受力分析载荷及千斤顶数量通过分析和计算得出：滑升摩阻力：G1G1=kfsK:附加影响系数，取k=1.2f:磨擦阻力,3KN/S：模板的外表面积S1= D·H=3。14×11.5×1。25=45.14S2= 11.

29、5×1.25×2=28。75则G1=kfs=1。2×3×(45.14+28。758)=266。004KN滑升摩擦阻力：G1=26。6t；滑模结构自重：G2=16。0t；施工荷载主要为人员、设备、材料、机具等，考虑不均匀系数及动力载荷,确定施工荷载：施工荷载G3（1）、人员：T1=27×750N/人=20。25KN(2）、设备：T2= 15KN(3）、材料、工具：T3=15KN并取1.3倍的不均匀系数和2倍的动力载荷系数则G3=(T1+T2+T3）×1。3×2=130.65KN压杆失稳计算支撑杆荷载（允许承载力)惯性半径，支撑

30、杆规格:ø48×5。0 i=(I/A)1/2 =15.03mm 此时支撑杆的柔度 =l/i =20。9/15.0310-3 =119.76 有:>P，属于细长压杆，根据欧拉公式 cr=2E/2 =2*（206109）/119。762 =141.61Mpa 相应临界压力为： Fcr=crA =141.61*106Mpa*A =95KN操作平台承载 wG1+G2 +G355.665t设计中取千斤顶24台，支撑杆24根，单根支撑杆（千斤顶）承受压力f=W/n*c=55.665/240.5=46。38KNc：载荷不均匀系数 取0.5n:设计取支撑杆数量24由以上计算可知,f=

31、46。38KN Fcr =95KN<10t(千斤顶设计提升能力)根据以上计算,支撑杆(爬杆)满足砼浇注安全要求。 滑模操作盘操作盘是滑模的主要受力构件，也是施工中的操作平台，在滑模操作盘设计中，在保证其强度、刚度和稳定性前提下，尽可能减轻其重量。因此我们采取用轻型桁架梁，辐射布置。为了保证桁架梁的稳定性，设上下2层围圈，围圈采用12槽钢制作组成。滑模模板采用§6mm的钢板加工成型，钢板内侧与围圈间采用505角钢螺栓联接。盘面采用马道板铺设密实。 辅助盘辅助盘位于操作盘下1。5m。主要是抹面、检查混凝土壁质量，处理局部缺陷、洒水养护等工作。为减少其重量，采用1。0m宽悬挂式25钢

32、筋圆环，铺设木踩板，其内外侧挂安全网，用直径18mm圆钢悬吊于辐射桁架下部. 提升架、液压系统、支撑杆提升架采用16槽钢制作成“F"型提升架。浇注过程中千斤顶,支撑杆，“F”架三个结构作用力向互，经计算“F”架结构满足受力要求。选用HM100型液压千斤顶，共计24个，设计承载能力100KN，行程30mm，计算承载能力46。38KN计。液压控制台为ZYXT-36型自动调平液压控制台。高压油管：主管选用16mm；支管选用8mm,利用直管接头和六通接头同控制台和千斤顶分组相连形成液压系统。支撑杆采用48×5。0无缝钢管。 辅助系统辅助系统主要包括洒水养护、中心测量、水平控制测量等

33、装置.洒水养护是混凝土施工的一个重要环节，井筒稳车悬吊48mm4。0水管接至工作盘，在工作仓面设安全阀控制并释压。洒水管用25mmPVC管，井下分两个支管，在井内沿混凝土表面布置一周，在PVC管上钻孔,对混凝土表面进行洒水养护。中心测量：在已固定牢固的井口盘上，利用全站仪定出井筒中心线后，再利用激光指向仪进行中线测量控制，激光指向仪单独固定于井口盘下方井壁上,控制点按测量规范进行校核。水平测量利用连通器原理，在模体上布置透明胶管,充水固定在模体上进行水平度观测。 井口以上在滑模滑至井口处，外模采用现拼装模板，用钢管加固。2滑模施工滑模施工前必须提前做好井口提升系统、井内供电、供水、施工照明系统

34、的布设及滑模液压系统的调试等工作,并完成操作盘和分料管的承重及抗冲击能力试验测试。1）钢筋绑扎、爬杆延长模体组装调试后，按施工图进行钢筋绑扎、焊接，滑升施工中，钢筋绑扎要求横平竖直，间距符合设计要求,同一断面上接头错开50%,焊接质量满足规范要求,利用提升架焊钢管控制钢筋保护层。爬杆在同一水平内接头不超过1/4，因此第一套爬杆有4种以上长度规格(1.5m 3m4.5m 6。0m),错开布置，正常滑升时，每根爬杆长6。0m ， 爬杆规格为48×5。0，表面平整无锈皮，当千斤顶滑升距爬杆顶端小于350mm时，接长爬杆，接头一端采用角磨机打磨成陂口，对接下部,接头对齐，焊接牢固，焊接完后,

35、再用角磨机磨平，操作人员均为专业焊工,保证千斤顶顺利通过爬杆,爬杆与环筋相连焊接加固,在分缝处爬杆直接穿过分缝。2)混凝土运输及入仓滑模施工用混凝土由JS500型搅拌站集中提供，骨料最大粒径控制在31。5mm，混凝土塌落度控制范围812cm，外加剂（早强减水剂）根据实验参数进行控制。混凝土拌和完后通过皮带传输到井口上方,然后直接卸料经下料管输送（159mm无缝钢管，6.0m/根),在每根管的一端，采用12螺纹钢按4.0cm/根焊接牢固(净管径骨料粒径×4)，保证两根管螺丝连接时不受影响，下料至操作盘上方的分料器，再经移动式溜槽送入仓号内。3）钢筋、人员运输本井筒在下部25m为钢筋混凝

36、土衬砌，此段钢筋从井底直接吊至工作面。施工人员由JZ1.6提升绞车悬吊罐笼下放到安全盘上，小型材料也采用罐笼运送至工作面3、滑模施工工艺1）混凝土浇筑混凝土由JS500拌和站按实验室配比进行拌和，滑模施工按以下顺序进行：下料平仓振捣滑升钢筋绑扎下料。滑模施工时要求混凝土对称均匀下料，滑模混凝土塌落度控制在8-12cm，铺筑按30cm分层,采用插入式振捣器振捣，振捣器不得直接振动爬杆及模板，振捣器插入深度不超过下层混凝土内50mm，模板滑升时停止振捣。砼初次浇筑和模板初次滑升应严格按以下六个步骤进行;第一次浇筑10cm厚半骨料的砼或砂浆，接着按分层30cm浇筑第二层，厚度达到70cm时，开始滑升

37、36cm，检查脱模砼凝固是否合适。第四层浇筑后滑升6cm，继续浇筑第五层，再滑升1215cm，第六层浇筑后滑升20cm，若无异常现象，便可进行正常浇筑和滑升。滑模的初次滑升要缓慢进行,并在此过程中对液压装置,模体结构以及有关设施在负载情况下作全面检查,发现问题及时处理，待一切正常后方可进行正常滑升。施工转入正常滑升时,应尽量保持连续施工，并设专人观察和分析砼表面情况，确定合适的滑升时间，并根据以下几点进行鉴别，滑升过程能听到“沙沙”的声音；脱模的砼无流淌和拉裂现象,手按有硬的感觉，并能留出1mm左右的指印，能用抹子抹平。2）模板滑升施工进入正常浇筑和滑升时，尽量保持连续施工,并设专人观察和分析

38、混凝土表面情况,根据现场条件确定合理的滑升速度和分层浇筑厚度。 滑升过程中设专人检查千斤顶,观察爬杆上的压痕和受力状态是否正常,检查滑模中心线及操作盘的水平度.3）表面修整及养护表面修整是关系到结构外表和保护层质量的工序,滑模提升后，用抹子在混凝土表面作原浆压平、修补，如表面平整亦可不做修整.为使已浇筑的混凝土具有适宜的硬化条件，减少裂缝，在辅助盘上设洒水管对混凝土进行养护。4)停滑措施及施工缝处理滑模施工要求连续进行，意外停滑时立即立即启动“停滑紧急处理措施”，混凝土停止浇筑后,每隔0.51小时，滑升12个行程,每行程30cm,保证混凝土与模板不发生粘结(一般4个小时左右）。由于其它原因至使

39、滑模停滑,按照相关施工规范要求，在混凝土表面预先作连接钢筋和止水措施，然后在复工前将混凝土表面残渣除掉，用水冲净，先浇一层减半的骨料混凝土或水泥砂浆,然后再浇筑原配混凝土.5）滑模控制滑模中线控制：为保证结构中心不发生偏移,利用地面全站仪定出中心点,钢丝绳悬挂60kg锤球进行中心辅助控制；同时在井口平台梁下部井壁固定两台激光指向仪进行滑模位置控制.井口固定观测点,经常进行复核.滑模水平利用千斤顶的同步器和水准仪进行水平控制6)滑模拆除滑模滑升接近井口位置时，拆除井口平台,继续进行施工，当混凝土浇筑到设计高程，将模体滑空 ，利用吊车配合悬吊将模体整体拆除，滑模模体拆除应注意以下事项：（1） 必须在现场经理的统一指挥下进行，并预先编制安全措施报监理审批。（2） 操作人员必须配带安全帽及安全带.（3） 拆卸的滑模部件要严格检查,