曲墙双连拱隧道工程土建施工组织设计含方案附CAD图

中导洞开挖施工方案一、工程概况1、工程位置XX省XX镇至XX公路，为该省XX东北交通枢纽的重要组成部分。设计路线总长为116.114KM。XX双连拱隧道工程为该项目工程的A4合同段一单位工程，其起讫里程：K15+180~K15+487，全长307米，其中，中导洞开挖长度287米。XX隧道沿中元古界双桥山群浅变质岩系组成的低山岗坡展布。段莘水呈反“S”形流经隧道区北西侧及隧道出口端南西侧，整体地形南高北低，南侧山高坡陡，地形以低丘为特征，地形相对较简单，区段内地形最大相对高差75米，洞轴线经过上顶标高225.6米，测区北体植被发育，通视条件差，北西侧多为茶树，通视条件较好，地表径流以大致上自南向北流入段莘河。2、地质概况：地层：该隧道的地层岩性自上而下为：第四系残坡积层（Q4el+dl）、中元古界双桥山群（Pt2sh）.地质构造：隧道穿越地段未发现大的断裂构造存在，物探电测深亦未见有大的断裂构造存在，仅于隧道洞身进出口段钻孔揭露一矿化蚀变带，褐铁矿等矿化蚀变强，岩芯以碎块状为主，岩质软，节理裂隙及褶曲等构造形变发育。3、水文地质条件隧道区地下水位埋深受地形控制，进出口两端钻孔24静止水位埋深标高154.00~156.37米，洞身部分水位埋深标高166~175米。地下水水位在强风化带底部，反映属上部风化壳的孔隙—裂隙水，此类地下水直接受大气降水的补给，并以发育的裂隙为通道，在地表低洼处以泉的形式泄出地表，地下水一般排泄通道多，迳流时间短，水量较小，但季节变化较大。经对地下钻孔地下水取样化验分析结果表明，本隧道区水质属低矿化度中性偏碱性重碳酸—硫酸型，水质纯净，人畜均可饮用，对钢筋、混凝土不具腐蚀性。雨季对施工影响很大,隧道地处低立高岗地，地形起伏大，丘间洼地，降水充沛，水系发育。同时岩体完整性差，裂隙发育且主要为张性裂隙，是地表水与地下水的联系通道，地下水的增加使围岩强度降低，抗冲刷能力较差，抗剪强度也降低，部分地段存在强风化层，其与上覆全风化层强度差异较大，对强弱风化层爆破处理，将致使上覆层松动，遇雨水极易导致全风化层的坍塌。因此，防止雨季地下水的作用，做好防洪防水工作是雨季施工顺利进行的重点。4、不良地质现象风化：主要体现在隧道进出口范围，风化作用改变了部分原岩结构，形成8.6~25.2米厚的全风化和强风化松散层，碎块体，直接降低了围岩类别，增加了隧道施工、支护难度。隧道区处于区域上塔前—赋春逆冲推覆构造带附近，受区域地质构造环境影响，区内构造裂隙发育，尤其是张性裂隙的存在，破坏了岩体的完整性，给隧道施工带来不安全隐患，同时，亦成为地下水导入隧道的水力联系通道。二、工程数量石方开挖量12343m3，C20喷射砼912.7m3，Φ22砂浆锚杆43966.5Kg，钢筋网片17806.7Kg，钢筋格栅149219.9Kg，φ50×5mm超前支护无缝钢管7532.6m。三、施工准备进场后首先进行施工准备，修建施工便道，以及便道中的一个小溪桥，搭建生产用房，架设各种水电管路等，计划施工准备用时30天，同时完成边仰坡施工，以进洞口为主准备，出口根据具体情况积极准备。1、施工便道XX隧道从进口端施工便道，沿着原有便道加宽加固处理，修建小溪处的桥梁，便道一直修道隧道洞口，生活、生产区。2、施工用电拟在XX隧道设500KVA变压器一台，同时自备发电机2台，1台120kw,一台300kw。电源从附近高压线接入。3、施工用水和生活用水施工用水及生活用水拟由附近泉水或小溪接入，在XX隧道进口附近山顶设一高压水池。4、施工用风拟在XX隧道进出口各设一空压机房，共配置20m3/min电动机3台，10m3/min电动空压机1台。5、通讯施工队内部及与外界采用移动电话联系或固定电话联系。6、临时住房临时住房设在洞口附近，采用活动板房或砖砌房以及搭建工棚，按每人4m2搭设。四、中导洞开挖施工方案1、洞口开挖施工方案在施工队伍进场设营的同时，隧道进洞口段就开始开挖，挖掘机械、装载机及运输车辆先进场施工。按照设计的边仰坡进行开挖，同时人工配合刷坡并对边仰坡进行加固。洞口段施工时注意以下事项：在场地清理施工时，应先清理洞口上方及侧方有可能滑塌的表土，灌木及山坡危石等。平整洞顶地表，整理隧道周围流水沟渠。之后做洞口边、仰坡顶处的截水沟。洞口施工应避开雨季。在进行洞口土石方工程时，不得采用深眼大爆破或集中药包爆破，以免影响边、仰坡的稳定。应按设计要求进行开挖。洞口开挖时，要预留5米长的核心土，以保证洞口段山体及掌子面的稳定。如若隧道边仰坡出现不稳定情况，可以施工沙浆锚杆及挂钢筋网，然后喷射砼，确保边仰坡的稳定。2、进洞方案洞口路堑开挖边、仰坡加固防护后，先进行Φ50小导管注浆超前支护工作，然后进行中导洞开挖工作。在中导洞开挖过程中，按照设计的纵向和环向间距，以紧靠开挖面的钢支撑为支点，进行超前小导管施工。开挖断面形成后，立即喷4cm的砼，而后进行径向锚杆施工，挂钢筋网，架设钢拱架，再喷砼至设计厚度。超前小导管注浆施工工艺在通道作业面开挖前,喷射混凝土封闭掌子面，沿结构拱部初支内轮廓线通过已安装好的钢格栅腹部打入带孔小导管,然后通过小导管向围岩压注浆,对砂层进行加固封堵，防止施工时涌水、坍塌，并在结构轮廓线外形成一个0.4～1.0m厚的弧型加固圈，在此加固圈的保护下安全地进行开挖作业。小导管注浆采用C30水泥浆，小导管采用φ50mm，L=5m，壁厚5mm的无缝钢管,一端封闭并制成锥状,以便减小打入的阻力。小导管尾端采用φ6.5钢筋焊一圈加强箍,防止施工时导管尾端变形。为了便于浆液扩散，在小导管中部钻φ8@150、梅花形布置的小孔。小导管沿拱部环向布置,环向间距S0段50cm，S2段60cm，S3-2段75cm。纵向间距S0段为350cm，S2段为375cm，S3-2段400cm。导管外插角10°，梅花形布置。小导管形状见下图：图16-1小导管形状图1.注浆材料选用普通P32.5硅酸盐水泥浆，水灰比为0.8:1～1.5:1，施工时根据地质情况和试验确定施工配合比。2.注浆工艺(1)小导管安设采用引孔打入法，安设步骤如下：1）用FS电钻开孔，开孔直径为60mm，并用吹管将砂石吹出（风压0.5～0.6MPa）钻孔深度为5m。2）3）4）严格按设计要求打入导管，管端外露20cm，外露部分焊接在钢格栅上，并可以安装注浆管路。(2)注浆浆液配制、搅拌：1）水泥浆采用拌合机搅拌，根据拌合机容量大小，严格按要求投料，水泥浆浓度根据地层情况和凝胶时间要求而定，控制在0.8:1～1.5:1。2）搅拌水泥浆的投料顺序为:在加水的同时将缓凝剂一并加入并搅拌,待水量加够后继续搅拌1min,最后将水泥投入并搅拌3min.3）缓凝剂掺量根据所需凝胶时间而定,控制在水泥用量的2%～3%.4）制备水泥浆时,严防水泥包装纸及其它杂物混入,注浆时设置滤网过滤浆液,未经滤网的浆液不进入泵内。(3)注浆施工时注意以下几点：1）注浆口最高压力严格控制在0.5MPa以内，以防压裂工作面。2）进浆速度控制每根导管浆液总进量在30L/min以内。3）导管注浆采用定量注浆，可按地层吸浆量计算，如达不到定量浆液，但孔口压力已达到0.5MPa时，即结束注浆。4）表16-1喷射砼凝土喷射砼凝土备料孔配浆施工前准备安设小导管安设注浆管路注浆记录分析管路压水试验结束入机具设备检查制小导管定孔位吹管图16-2小导管注浆机械配备表表16-1序号名称规格型号单位数量备注1电钻FS台42风钻YT-28台23吹管20mm钢管长33.5m根1自制4掏勾8mm钢筋长3..5m根1自制5注浆泵台26分浆器个2自制7球阀11SA-40DDG-25个17备用三个8高压胶管PG-40DDG-25m根据工作面距离而而定9高压接头配高压胶管个根据工作面距离而而定10钢管32m远距输浆管11强制式搅拌机JZC500台212水箱1m3个313普通胶管25mmm根据工作面距离而而定3、中导洞开挖及支护施工方案隧道共有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种围岩类别，对于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩，宜采用台阶分部开挖法以上下导坑方式开挖中导洞，在施工过程根据围岩情况确定开挖方式。台阶分部开挖法施工隧道开挖采用台阶分部法施工时，即将隧道断面分成上下分步开挖，先开挖上断面，然后开挖下断面。上导坑开挖约10~15米后下断面施工。具体施工程序如下：施工准备——超前支护——上台阶开挖——支护——下台阶开挖——支护每循环计划掘进3.5米，施工中将根据实际情况确定循环进度，增加或缩减钻眼深度。每天计划进尺6~7米。全断面开挖法施工：全断面开挖采用整个断面一次爆破开挖，具体施工程序如下：施工准备——超前支护——全断面开挖——支护每循环计划掘进3.5米，施工中将根据实际情况确定循环进度，增加或缩减钻眼深度。每天计划进尺6~7米。每循环所需时间项目测量开挖出喳支护合计备注时间h0.32226.3中导每班所需人员见下表序号名称人数工作任务1安全员1负责安全工作2工班长1负责工班的组织指指挥3开挖工10负责隧道的掘进4出喳工7负责出喳5挂网工5负责钢筋网的挂网网工作6喷射工24负责喷射砼7钻孔工10负责围岩坚硬部分分的开挖和锚锚杆打孔8钢架工16负责安装锚杆和钢钢架9电焊工8负责临时支护的焊焊接工作10修理工1负责对机械的整修修11电工3负责洞内施工用电电12辅助工2负责洞内外场地的的平整及各种种辅助工作13混凝土工50负责砼浇注4、钻爆设计爆破作业特点：通过对本工程的理解，本隧道爆破具有以下主要特点：A、隧道通过类别不同的围岩，要求钻爆技术人员能够根据围岩的变化情况，及时调整好控爆参数，将爆破对隧道围岩的扰动减小到最低。B、隧道穿越不同围岩类别时，需要采取相应技术对策，并根据根据地层情况进行钻爆设计与施工。C、尽可能采用新技术，加强开挖工序管理，对隧道进行光面爆破，减少超欠挖量，减少围岩松弛圈影响范围，确保隧道开挖成形质量。钻爆设计：针对本工程处于不同岩层以及不同的施工方案采取不同的爆破方案，爆破方案按照下表选取。A、最大段允许装药量控制最大段允许用药量以允许爆破震动速度来控制，由萨道夫斯基公式进行计算：Q=R1/m(V|K)1/αm式中：Q——最大一段允许装药量KgV——振动带安全控制标准，按照招标文件和爆破安全规程标准控制R——爆源中心到振速控制点的距离mK——与爆破技术、地震波传播途径介质的性质有关的系数α——爆破振动衰减指数其中K、α需要在施工过程中对小药量爆破实测的数据进行回归分析重新标定，标前爆破设计的K、α则按爆破安全规程岩层状况选取。爆破方案表开挖方法爆破方案围岩状况硬岩中硬岩软岩台阶法开挖上半断面预光面层层的光面爆破破，下半断面面预裂爆破上半断面光面爆破破下半断面预预裂爆破上半断面光面爆破破下半断面预裂爆破破分步开挖光面爆破预留光面层光面爆爆破光面爆破预留光面层光面爆爆破光面爆破预留光面层光面爆爆破预裂爆破破B、掏槽形式的选定由于一般情况下，掏槽爆破的震动强度比其它部位炮眼爆破时的震动强度都大，因此从减震出发，选用适于减震的楔形掏槽形式。C、爆破器材炸药采用硝氨或乳化油炸药，每卷200g，周边眼爆破采用专用光爆炸药，雷管采用非电毫秒雷管。D、装药结构周边眼装药结构视地质情况灵活选用不同的形式：岩层比较破碎时，采用双线爆线结构；软岩属于中等岩层，采用竹片、传爆线、小直径药卷间隔不耦合装药结构，底部药量适当加强；较为完整的软弱岩层，可采用专用小直径光爆炸药的连续装药结构。上述装药结构都用炮泥堵塞。其它炮眼结构装药均采用连续装药结构。其堵塞要求将炮泥堵在与装药相连接的部位，实践证明这种堵塞方式比堵在眼口的爆破效果好。本工程暗挖区间隧道开挖爆破工程设计均依据上述方法及参数布孔设计，采用分段微差起爆技术。每段最大爆破药量以周围结构安全允许震动速度指标控制。E、起爆方式采用非电起爆方式，高段位微差控制爆破技术。F、合理的段间隔时差实测资料表明：在软~中硬转岩中爆破振动频率比较低，一般在100Hz以下；振动持续时间，纵向、横向振动持续时间大时，可达200ms左右，垂直向可达100ms左右。为避免振动强度叠加作用，本设计采用高段位微差控爆技术，雷管采取跳段或高段位使用，段间隔时差控制为100ms左右。G、底板眼的爆破与起爆顺序底板眼的爆破，传统的习惯做法是加大装药量。并且最后同时起爆，以达到翻碴的目的，便于出碴。而爆破振动观测说明，隧道爆破产生的地震动强度除掏槽眼最大外，其次是底板眼爆破。有时底板眼爆破产生的地震动强度最大，从保护围岩稳定的角度来看是不合理的。为此，将底板眼分成几个段分开起爆。这样可以减少底板眼同段起爆，共同作用的装药量。改变底板眼抵抗线方向，从而减小底板眼爆破产生的地震动强度。起爆顺序：预裂爆破时先预裂后掏槽，然后扩槽、掘进眼、二台眼、内圈眼。光面爆破对从掏槽眼开始，一层一层的往外进行，最后周边光面爆破。具体落实到段号，遵循以下三点来考虑：首先应有合理的段间隔时间；其次同一段炮眼的装药量应小于最大单段的允许装药量；第三，前一段爆破要尽量为后段爆破创造良好的临空面。爆破参数确定：本工程在参数选取过程中综合运用工程类比、计算两种方法，结合我单位以往成功爆破经验和本次招标文件予以确定。炮眼深度根据工程特点，岩层条件，根据设计要求确定循环进尺，考虑炮眼利用率，拟炮眼深度“每循环进尺+0.2m”，掏槽眼再加20%。炮眼数目N在小直径（35~42mm）炮眼，开挖断面在10左右的条件下，单位面积钻眼数为1.5~4.5个/m2，本设计根据工程实际情况选取。炮眼布置先布置掏槽眼、周边眼、然后是底眼、内圈眼、二台眼，最后布置掘进眼，掘进眼均匀布置。内圈眼比掘进眼密一些，比周边眼稀一些，其间距为周边眼1.5倍左右。抵抗为间距0.7倍左右。因此二台眼、底板眼也应比掘进眼适当加密。周边眼参数确定：间距E=(8~12)d其中d=35~42。抵抗线W=(1.0~1.5)E预裂爆破W=50cm，光面爆破W=60cm，装药集度q=0.3~0.4kg/m，根据经验取q=100g/m。一次爆破总装药量计算根据公式Q=K*S*L(kg)确定。式中：K——软岩隧道爆破炸药单耗kg/m3,根据本工程特点及过去经验取K=0.75kg/m3。S——开挖断面积m2L——炮眼深度mQ——一次爆破的总装药量kg。单眼装药量计算隧道爆破，炮眼部位不同，所起的作用不同，所以各部位炮眼的装药量也不同。周边眼参照光面爆破及我单位在类似工程施工经验来确定。其它各部位炮眼的装药量按下式计算：q=k*a*w*L*λ式中：q——单眼装药量kgk——单耗kg/m3a——炮眼间距mw——炮眼爆破方向的抵抗线mL——炮眼深度λ——炮眼所在部位系数，按下表选取炮眼部位系数λ表炮眼部位掏槽炮眼扩槽炮眼掘进槽下掘进槽侧掘进槽上内圈炮眼二台炮眼底板炮眼λ值2~31.5~21.0~1.210.8~1.00.8~1.0预预0.5~0.8光光1.2~1.51.5~2.0控制要点:A、采用光面爆破技术和微震控爆技术，严格控制装药量，以减少对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于挖掘装载机装碴。B、隧道开挖每个循环都进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。并采用激光准直仪控制开挖方向。C、钻眼按设计方案进行。钻眼时掘进保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5cm，以便钻孔时岩粉自然流出，周边眼外插角控制在3~40以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深20cm。D、装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时，专人分好段别，按爆破设计顺序装药，装药分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装药后用炮泥堵塞。E、起爆采用复式网络、非电起爆系统，联接时，每组控制在12根以内；联接雷管使用相同的段别，且使用低段别的雷管。雷管联接好后有专人检查，检查雷管连接质量及是否有漏联的雷管，检查无误后起爆。F、开挖过程中注意观察围岩的变化情况及爆破效果，及时调整钻爆设计参数。G、制隧道底超欠挖，保证隧道开挖轮廓圆顺。及时排除隧道内积水，减少积水浸泡围岩。光面爆破施工流程程见下图施工准备施工准备钻孔钻孔测量放线和炮孔布点继续施工调整爆破参数继续施工调整爆破参数好不好检查光爆效果联网起爆装药清孔检查炮孔深度和方向5、支护施工工艺锚杆施工：施工机具：凿岩机机、UBJ1..8型注浆泵材料：采用Ф222砂浆锚杆。杆杆体用Ф22螺纹钢筋制制作；砂浆配配合比为：水水泥：砂：水水：速凝剂=1：（1~1.5）：（0.4~00.5）：0.02钻孔、清孔：按设设计标出孔位位，地质不良良时，加密孔孔眼。钻孔时时保持与岩层层结构面垂直直，孔深大于于设计孔长110cm。用用高压风清孔孔。注浆及安装锚杆：：砂浆搅拌均均匀，随拌随随用。注浆采采用牛角形注注浆器，注浆浆孔口压力不不大于0.4Mppa，注浆后迅迅速将锚杆插插入孔底，将将砂浆挤满钻钻孔。杆体插插入孔内长度度不小于设计计长度的95%。杆体初凝凝前不得敲击击杆体。锚杆试验：锚杆施施工完28天后，做抗抗拔力试验。取取锚杆总数的的1%，且不少于3根做试验，要要求28天的拔力平平均值≥设计值，最最小拔力≥0.9倍的设计值值。喷砼：隧道内初期支护喷喷砼采用湿喷喷作业。湿喷方法具有粘结结性能好、一一次喷射厚度度可达20ccm,且回弹率小小的优点，能能够保证初期期支护的质量量，充分发挥挥围岩的自承承能力。施工工艺：砼喷射机安装调试试好后，在料料斗上安装振振动筛（筛孔孔10mm），以以避免超粒径径骨料进入喷喷射机；用高高压水冲洗干干净受喷围岩岩面，而后即即可开始喷射射砼。喷射时，送风之前前先打开计量量泵（此时喷喷嘴朝下，以以避免速凝剂剂流入输送管管内），以免免高压砼拌合合物堵塞速凝凝剂环喷射孔孔；送风后调调整风压，使使之控制在0.4~00.5Mpaa之间，若风风压太大，粗粗骨料则冲不不进砂浆层而而脱落，将导导致回弹量增增大。因此应应按砼回弹量量小，表面湿湿润易粘着力力度来掌握。喷喷射压力，喷喷射机司机与与喷射手要配配合好，根据据喷射手反馈馈的信息及时时调整风压和和计量泵，控控制好速凝剂剂量。喷嘴与岩面的距离离为60~100cmm，太近太远远都会增加回回弹量；喷射射方向尽量与与喷射面垂直直，拱部尽量量以直径方向向喷射。一次喷射厚度不宜宜超过20ccm，若需喷喷第二层，两两层喷射的时时间间隔为15~200min。为提高功效和保证证质量，喷射射作业应分片片进行，可按按先边墙后拱拱角，最后喷喷射拱顶的顺顺序施喷。喷喷前先找平受受喷面的凹处处，再将喷头头成螺旋形缓缓慢均匀移动动，每圈压前前面半圈，绕绕圈直径约330cm，力力求喷出的砼砼层面平顺光光滑。注意事项：采用湿喷工艺对第第一次上岗的的操作人员要要进行岗前培培训，熟练掌掌握设备性能能和操作技巧巧。水泥应优先选用普普通硅酸水泥泥。水泥编号号不得低于。速凝剂必须选用质质量合格的产产品，