防寒泄水洞施工方案

PAGEPAGE14雁口山隧道出口段防寒泄水洞施工方案一、防寒泄水洞概况雁口山隧道隧区属于高海拔、高严寒地区，气候变化频繁，地下水比较丰富，隧道排水难度较大。通过施工难度、工程投资、地质条件等综合因素考虑，雁口山隧道采用中心沟+防寒泄水洞排水，且隧道左、右线出口各设置500m长防寒泄水洞，其余段落采用了深埋中心沟。依据青共玉路建指【2012】1号文件《关于共和至玉树（结古）公路隧道洞口软弱富水浅埋段处理方案、防寒泄水洞设置断面及通天河隧道排水系统设置方案专家论证会的纪要》，左线防寒泄水洞出口里程为ZK750+120，右线防寒泄水洞出口里程为YK750+085，防寒泄水洞位于隧道行车道下面7.8m（设计路面至防寒泄水洞洞顶），设计净空尺寸为2.40m*2.20m（宽×高）。防寒泄水洞细部设计参数。加强段防寒泄水洞：超前支护为Ф42注浆钢管，初期支护为φ6.5钢筋网、I10型钢拱架喷射16cm厚C25喷射砼，二次衬砌为35cmC30砼；V级围岩段防寒泄水洞：初期支护为φ6.5钢筋网喷射8cm厚C25喷射砼，二次衬砌为35cm厚C30砼；IV级围岩段防寒泄水洞：初期支护为素喷C25喷射砼，二次衬砌为35cm厚C30砼。防寒泄水洞内，每隔50m设置一处横洞，与主洞左右墙脚下设置的竖向泄水孔相通，由纵向盲沟和纵向透水管疏导至竖向泄水孔，再由防寒泄水洞排出洞外。两侧竖向泄水管及中央竖向泄水管设置间距为20m，采用Φ160mmPE管埋设，Φ160mmPE管施做长度为3.94m。防寒泄水洞内二次衬砌C30砼预埋泄水孔，孔位按梅花状布置，纵向间距为1m，采用Φ100mmPVC管埋设，雁口山隧道内防寒泄水洞检查井4个，左、右线各两个，检查孔沿隧道纵向150m间距设置一个。（见防寒泄水洞布置图1）二、防寒泄水洞施工场地布置图见附图三、洞口段施工根据现场目前实际情况，左、右线防寒泄水洞洞口里程均做了适当调整。防寒泄水洞洞口段所在位置，地质条件为填筑的洞渣和原地表土层两种松散破碎体围岩。为确保防寒泄水洞施工安全及不影响主洞的正常施工，需对防寒泄水洞洞口段做加强处理，在防寒泄水洞掘进过程中，初期掘进采加强段设计参数，加强施工过程的安全，具体施做长度依据现场实际确定。依据青共玉路建指【2012】1号文件初期支护加强措施如下：（1）防寒泄水洞加强段施工，初期支护采用I10型钢拱架、C25喷射砼为16cm厚。超前支护采用Ф42注浆小导管，单根小导管长度3m，施做间距为35cm，搭接长度不小于1m，满布整个开挖轮廓，每环施做根数不少于15根。（2）I10工字钢钢架间距为50～100cm，在开挖过程中根据开挖面显示地质情况进行调整。1、左线防寒泄水洞洞口段施工结合洞口形式，考虑防寒泄水洞设计洞口刚好为主洞施工便道外侧，在施工防寒泄水洞时，为确保主洞行车、便道行车的安全、畅通，防寒泄水洞洞口从便道边开始按照1：0.75的坡度刷坡，采取锚杆挂网喷射砼进行边坡防护，即洞口里程向大里程延长5～10m。沿便道边设置钢管防护栏杆。进洞施做2m套拱，套拱采用I10工字钢，并用Φ42小导管做超前注浆加固，全环不少于15根，单根长度6m，确保进洞安全、顺利。洞口段开挖中采用加强段施工参数，开挖后采用I10工字钢进行初期支护加强，二衬施工与掌子面间距不超过3m。2、右线防寒泄水洞洞口段施工右线防寒泄水洞因洞口位置与隧道施工主便道相互交叉，由于防寒泄水洞的洞口在主便道以下，在此施工时，需将主便道改道，但根据现场实际情况，目前施工便道无论修改到哪里，均会严重影响隧道施工或是路基施工，因此要经过详细考虑，考虑工期元素暂停路基施工，确保防寒泄水洞的施工。右线防寒泄水洞进洞采用与左洞同样施工措施。根据主洞施工情况，防寒泄水洞洞口段施工中，必须采取初期支护为I10工字钢的加强段衬砌参数施工，同时必要时需增加超前小导管并注浆；该段掌子面与二衬距离不得超过3m，初支完成后，需及时进行二次衬砌施工。四、施工方法选择及施工设备选型1、开挖鉴于防寒泄水洞洞顶与主洞仰拱底部之间距离仅为5.65m，距离较近，且主洞已施工完成，防寒泄水洞滞后主洞施工，故为确保防寒泄水洞施工过程中主洞二衬安全，开挖过程首先考虑机械开挖法，其次考虑控制爆破法，以减少对主洞的影响。1）机械法开挖经调查目前通常采取的小断面岩石隧道机械开挖法，是膨胀剂、人工打钎等，要不过于原始，人工劳动强度极大，要不效率极其地下，均不能满足防寒泄水洞的开挖要求，故此对机械开挖法仍需进一步了解，但目前为确保施工进度，参照国内相似工程施工经验，可采取钻爆法施工。2）控制爆破法开挖考虑到防寒泄水洞与主洞间距离较短，在采用爆破法开挖的过程中，首先须控制每循环进尺，同时控制每次最大装药量，以不超出二衬设计抗震烈度的70%为准，防止主洞二衬出现开裂、下沉现象；其次每次开挖过程中必须根据掌子面围岩情况，施工好超前支护，防止掌子面上方出现大面积掉块、塌方情况；再次，需及时完成防寒泄水洞二次衬砌施工，二衬施工距离与掌子面距离不宜超过3m。根据设计文件，本地地震基本烈度为Ⅶ度，雁口山隧道设计抗震烈度为Ⅷ度。即在爆破中对爆破震动速度进行监测，通过合理选择爆破参数，控制爆破速度，使其产生的局部地震加速度不超过0.1g（即：该处地震波在岩层中的传播速度一般为[V]≤1m/s），依照《爆破安全规程》中的安全振速及有关规定，通过试验取得雁口山隧道地质处的相关参数，根据有关经验公式（如：萨道夫斯基提出的经验公式：v=k(Q^(1/3)/R)^α）进行推算，计算出每次爆破的最大装药量。通过控制爆破速度（一般钢筋混凝土框架房屋为[V]≤5cm/s。）计算每次爆破最大装药量、通过调整爆破参数、控制每循环开挖进场等参数相互综合，确定爆破开挖具体施工参数。根据经验及参照《爆破安全规程》中的相关规定，爆破参数可初步按照以下参数进行施工：（1）循环进尺：根据最大开挖断面仅为9.21m2，暂定每循环开挖进尺不超过1m；（2）总装药量：根据洞室爆破开挖，Q=q*V(Q为总装药量，q为单位体积围岩爆破需要炸药系数，Ⅴ级围岩一般取0.85～2.0kg/m3，根据主洞爆破情况，在此取1.2kg/m3)；Q=1.2*9.27=11.12（kg）钻爆法施工中的具体爆破参数，在防寒泄水洞施工期间，通过调整后再确定爆破开挖具体参数。2、出砟1）出砟方式选择防寒泄水洞净空仅为2.40m*2.20m，该洞身净空尺寸限制了大多数目前隧道出砟设备的使用，因此，可选出砟方式有：人工装砟--小型运输车辆运砟出洞—洞外大型设备倒运；另外还有：矿用扒砟机装砟；第三种，采用小型侧卸式装载设备装砟--小型运输车辆运砟出洞—洞外大型设备倒运，在隧道掘进超过50m时，及时施工两侧侧向支洞，同时采取必要加固措施，使小型车辆可以进入装砟。考虑到本项目处于高原地区，大气含氧量较低，同时小断面隧道通风条件总体会较差，为降低工人劳动强度，并提高施工效率，缩短施工周期，经对比、考虑，选择第二出砟方式。2）出砟设备选定因防寒泄水洞净空仅为2.40m*2.20m，故此扒砟机和出砟设备的选择必须选择设备的外形尺寸不能大于2.10m*2.00m，否则在施工了二衬后，将会影响出砟设备的运转。经调查有多种扒砟机都可以适应该隧道的施工尺寸要求，但考虑到本隧道处于高原地区，设备的机械性能会出现很大程度的下降，故此需选用功率较大的机械，或是在设备生产厂家进行定制，增大设备相关功率，尤其是主电机和液压系统的要求。（1）扒砟机可选择如下设备JHYRB-80Y巷道扒装机（2）小型运渣设备选用2台三轮自卸式农用车，一般每次出砟量在1m3以上。3）出砟设备运转但总体考虑，利用每50m一道横洞，参照泄水洞加强段施工方式，在合适位置暂不进行衬砌，将此处作为出砟车装车和错车段。3、通风1）通风方式选择考虑到防寒泄水洞断面尺寸的限制，在施工过程中，对通风量的要求较为严格，且对通风机具的尺寸大小要求也较为严格，故此通风方式选择压入式通风或自然通风方式。2）施工中最大需风量计算风量计算从四个方面考虑，具体为按洞内允许最低风速计算得Q1；按洞内最多工作人员数计算得Q2；按排除爆破炮烟计算得Q3；按稀释内燃机废气计算得Q4。通过计算，取Q＝Max(Q1、Q2、Q3、Q4)。通过计算，取QMax=165.78m3/min。根据防寒泄水洞设计净空断面，在采取自然通风的情况下，基本可满足洞内作业通风要求。3）通风布置根据泄水洞断面较小，洞内施工中一般只有一个工序作业面在施工，且施工机具尽可能的选用电动设备，减少使用内燃机设备在洞内的使用，故此对洞内通风量的要求可适当降低，即在爆破、初支期间必须考虑采用通风改善洞内施工条件，另在泄水洞施工前，每间隔150m设置了一道检查井，可利用该井将泄水洞与主洞贯通，作为通风竖井。在洞内施工条件确实恶劣的情况下，可适当考虑采用高压风管进行通风，改善洞内施工环境。4、初期支护施工设计中防寒泄水洞初期支护相对较为薄弱，Ⅳ级围岩段仅为5cm厚C25喷射砼防护，Ⅴ级围岩段仅为8cm厚φ6.5钢筋网喷射砼。在开挖完成后，需及时进行开挖面的封闭，采取喷射混凝土一次性将设计初期支护完成。初期支护施工工艺如下：钢筋网施工工艺流程图施工准备施工准备初喷混凝土清理初喷表面钢筋网分片制作钢筋网片运输喷射混凝土计厚度安装固定钢筋网湿式喷射混凝土工艺流程图投料搅拌投料搅拌2～3min湿喷机喷射混凝土筛网阻止超径石子气压0.2～0.25MPa水压外加剂水泥100kg砂S×100石子G×100水W/C=0.4～0.5 5、二衬施工1）施工方式采取定型钢模组合进行二衬模筑混凝土施工，定型钢模总体分为六段，每段长度50cm且单独成环，可使模筑二衬砼施工长度由50cm～300cm随意选择。每次二衬施工长度不小于50cm，最大长度不大于300cm，且二衬距掌子面距离最大长度不超过300cm。2）砼施工工艺级要求防寒泄水洞二次衬砌施工工艺如下：模板拼装模板中心高程及净空检测模板拼装模板中心高程及净空检测检测衬砌断面施工放样施作衬砌钢筋（如有）不合格进行处理砼取样混凝土浇注拆模养护压拱部试件输送泵中砂碎石水泥水外加剂拌和楼混凝土搅拌运输车施工配合比坍落度检查含水量测定模板加固挡头板安装基仓清理输送管道安装涂脱模剂面板整修泄水管安装模板中心高程及净空检测检测衬砌断面不合格进行处理3）底板施工为增大防寒泄水洞在施工期间的净空断面，故此，对于防寒洞底板施工放在泄水洞开挖、二衬全部施工完成后进行，底板施工从洞内依次向洞外施工，采用全幅浇注的方法一次完成浇注，施作底板砼时必须将基底清理干净，并且注意及时排水。6、Φ160竖向泄水管施做设计中在防寒泄水洞施做范围内，洞内沿线路每20m在隧道左中右分别设置一根Φ160竖向泄水管，泄水管与防寒泄水洞联通。Φ160竖向泄水管在主洞仰拱施工中按照里程进行预埋，待防寒泄水洞施工完成后，采用潜孔钻打孔至防寒泄水洞，打孔完成后将Φ160管埋入打好的孔内。五、工期计划1、进度指标分析防寒泄水洞开挖支护进度分析表开挖方法循环时间（每循环进尺按1.5m考虑）计划循环进尺(m)测算月进尺（m）计划月进尺（m）测量放样钻孔装药爆破通风排烟清理危石临时支护出碴二衬其它占用合计hhhhhhhhhhh全断面法0.52.00.51.50.51420/22.022133402、根据以上循环进度分析，防寒泄水洞暗洞部分500m需12个月方可完成，故此需加强管理，加快施工进度，为确保工期，在围岩情况较好段可考虑增加临时支护手段，二衬跳段施做的方法。防寒泄水洞计划于2012年6月1日开始施工，至2013年7月1日结束。六、劳动力组织根据防寒泄水洞施工特点，拟在左右线两个防寒泄水洞施工中，组织一个综合施工班组进行施工，其中工班长1人，技术员1人，安全员1人，机械操作手4人，钻爆工4人，喷锚工4人，模板工2人，共计16人，其他各专业工人由主洞相应施工人员担任。七、安全、质量、环保保障措施1、安全保障措施（1）由于防寒泄水洞断面小，施工难度大，周转空间较小，安全系数极高，要做好安全防护工作，工人进洞必须带安全帽，执行上班挂牌制度。（2）施工人员注意劳逸结合，防止过劳。工人连续劳动时间不超过4小时（3）隧道洞内施工过程中，严格执行通风与除尘的安全规定，洞内通风系统设专职人员管理，洞内爆破后必须经过通风排烟后，先由检查人员进行工作面，经检查和妥善处理后，其他工作人员才准许进入工作面。（4）在中槽开挖后，周围设置警示标志，四周设防护栏杆，防止人或动物掉入坑内。2、质量保证措施（1）工程每道工序必须经质检员验收合格后方可施工下到工序，不能盲目施工。（2）主要工序、工种均要培训、考核，合格者持证上岗，新工人或职工调换工作岗位时，均按要求进行岗前培训。（3）项目部测量队要在定期复核断面，保证泄水洞在允许偏差内。（4）认真执行工前技术交底制。开工前必须向全体参建职工进行技术交底，交清设计意图、交技术标准、交质量标准、交施工方法、交施工中的注意事项。进行专项技术培训，使全体施工人员质量目标明确，标准楚，施工方法得当，工艺操作符合要求。3、环保、水保保证措施（1）防寒泄水洞明挖段施工时，清表草皮进行转移，转移到先行已施工完成的路基边坡或适合草皮生长区，集中进行洒水养护。（2）施工车辆必须在便道上行驶，不得随意碾压草皮。（3）在防寒泄水洞单侧设置临时排水沟，水沟排出水引入洞外沉淀池内沉淀。防寒泄水洞施工场地布置目录一、防寒泄水洞概况 1二、防寒泄水洞施工场地布置图 1三、洞口段施工 11、左线防寒泄水洞洞口段施工 22、右线防寒泄水洞洞口段施工 2四、施工方法选择及施工设备选型 31、开挖 31）机械法开挖 32）控制爆破法开挖 32、出砟 51）出砟方式选择 52）出砟设备选定 5（1）扒砟机可选择如下设备 6（2）小型运渣设备 63）出砟设备运转 63、通风 61）通风方式选择 62）施工中最大需风量计算 63）通风布置 74、初期支护施工 75、二衬施工 81）施工方式 82）砼施工工艺级要求 93）底板施工 96、Φ160竖向泄水管施做 9五、工期计划 10六、劳动力组织 10七、安全、质量、环保保障措施