第五章 施工总体方案

第五章施工总体方案HYPERLINK\l"_Toc255670670"5.1总体施工思路通过熟悉设计图纸、资料，熟悉项目合同有关技术标准、规范的要求，本项目将以复合式TBM采购制造运输、复合式TBM掘进、1#斜井、2#斜井、主洞钻爆施工为主线，以竖井施工、泄水洞施工和管片预制等为辅进行施工总体安排和控制。前期主要保障复合式TBM采购制造运输，同时抓好施工准备、复合式TBM组装场地填筑、管片预制及1#、2#斜井进洞，保障复合式TBM按期始发；复合式TBM掘进时通过加强参数控制，针对性的掘进管理和刀具管理，强有力的施工组织等措施来保证快速掘进；做好超前地质预报，确保复合式TBM安全、顺利通过不良地质段；复合式TBM掘进完成后，抓紧时间完成隧道洞门、联络通道施工、洞内管线拆除及隧道清理等收尾工作。HYPERLINK\l"_Toc255670671"5.2施工阶段划分及各阶段管理重点5.2.1施工阶段划分根据本工程的特点和节点工期要求，主要可分为施工准备阶段、设备采购和复合式TBM步进段施工阶段、复合式TBM组装掘进、钻爆法隧道施工阶段和收尾验收阶段。各阶段主要施工内容详见附表5-1工程施工阶段划分表。5.2.2各阶段管理重点5.2.2.1施工准备阶段管理重点(1)与当地相关部门密切协调，完成征地等施工准备工作。(2)严格按照重庆市及业主关于城市施工的相关规定布置施工场地，做好施工场区的封闭和安全标识工作。(3)核实区域内管线情况，对需要改造的管线提前做好改造预案。(4)积极组织人员进场并对进场人员进行安全文明施工教育。(5)按照施工图纸及合同有关规定结合项目工程的特点积极调转及购置机械设备，并按照重庆市及业主相关规定对机械设备进行维修、调试和管理。(6)派精测队根据业主提供的工程定位资料和测量标志资料会同设计单位赴现场进行线路控制桩点交接，形成交接记录；对整个线路进行复测；将完整的测量资料，报监理工程师审查、批准后，完成施工放样定位工作，并进行测量资料技术交底。(7)安排具有丰富隧道施工经验的工程师仔细研究复核施工图纸，积极与设计、监理和业主沟通，优化施工方案。5.2.2.2复合式TBM运输及组装阶段管理重点(1)与当地相关部门协调，提前做好复合式TBM运输道路的勘测、改造工作，保证设备运输道路适于复合式TBM大件的运输。(2)做好复合式TBM运输及组装预案，选取有经验的大件运输公司，签订合同负责TBM的运输。(3)提前做好设备标识等各项准备工作，选调具有复合式TBM组装经验的专业人员进行本工程复合式TBM设备的组装。5.2.2.3复合式TBM掘进阶段管理重点(1)项目部牵头，在掘进初期狠抓落实各项安全文明施工规定，严格执行施工质量规定。(2)在始发阶段，以复合式TBM技术部为中心积极完成两台掘进机的试掘进工作，完成两台复合式TBM的调试运行，使掘进机尽快进入正常掘进状态。(3)落实施工人员上场计划及材料工艺计划，保证工程顺利进行。(4)做好监控量测和地质超前预报工作，为复合式TBM安全、顺利通过提供有利地信息保障，抓好复合式TBM备品备件的管理和储备工作。(5)由项目部牵头，组织具有丰富复合式TBM隧道施工经验的隧道工程师及专业人员组成复合式TBM隧道施工QC小组，结合施工，开发复合式TBM隧道施工的新工艺、新技术和新的管理方法，利用QC成果不断优化施工管理方案和工艺。5.2.2.4复合式TBM拆卸阶段管理重点(1)与当地相关部门协调，提前做好复合式TBM拆卸洞、安装好桥吊以及1#斜井周围的道路勘测工作，保证大件的顺利运输。(2)做好复合式TBM拆卸及运输预案，在拆卸过程中做好标识和检测记录，便于设备大修和维护。(3)选调具有复合式TBM吊运经验的专业人员进行本工程复合式TBM设备的拆卸和倒运。5.2.2.5钻爆法施工阶段管理重点(1)火工品管理为重中之重，积极配合公安部门做好火工品的管理，要全力保证火工品的运输、存放及使用安全。(2)爆破作业现场施工安全，安排专业爆破人员安照《爆破安全规程(GB6722-2003)》进行装药、爆破。(3)重视初期支护质量，结合施工图纸及工程地质情况做好初期支护施工，确保施工安全及工程质量。(4)保证混凝土衬砌的防水施工和浇注质量，在混凝土浇筑时采用现场技术员与实验员同时配合管理施工。HYPERLINK\l"_Toc255670673"5.3主要项目施工方案5.3.1复合式TBM施工HYPERLINK\l"_Toc255670675"5.3.1.1复合式TBM组装与拆卸复合式TBM设备在进洞口进行组装，组装场地经过填平、硬化。组装场地分为主机组装区和后配套组装区，整机采用两台50t龙门吊组装，一台25t汽车吊配合组装。掘进机的最重部件是驱动总成，吊装质量为90t，拟采用250t的履带吊进行最大件的吊装。掘进机在完成3.5km的掘进后步进进入拆卸洞进行整机的拆卸。在拆卸洞中安装有80t、20t吊钩的岩壁梁桥吊完成对设备的拆卸工作。拆卸区域分为运输存储区和拆卸区两个部分，分别作为运输拆卸部件和拆卸复合式TBM的区域。整机的拆卸分为两个阶段，第一阶段拆卸主机及1#、2#台车；第二阶段延伸轨道至拆卸区前端，将后配套依次向前拉出正洞进行逐个拆解。设备拆下的部件均由平板运输车辆从1#斜井运出。5.3.1.2区间隧道复合式TBM始发与掘进(1)复合式TBM步进两台复合式TBM从小里程进洞口出发，经过5m的明洞后进入110m的步进洞段，逐级步进在现浇好的弧形基座上，在弧形基座上安装底部管片，底部推进缸通过底部管片推动整机前进。(2)复合式TBM始发钻爆法开挖完成步进洞室，衬砌时，在距离掌子面9m处预埋8组钢结构，当掘进机到达掌子面后，将始发钢环焊接到预埋的钢结构上作为始发时提供反力的反力架。从反力架处拼装第一环全圆管片，开始掘进工作。(3)复合式TBM掘进步进完成后正式进入掘进区段，经过690m的28‰的下坡入洞，随后是4‰的上坡。其间要经过断层、煤系地层、采空区等不良地质段。在复合式TBM掘进前，根据当前的水文、地质情况及设备当前的状态做好充分的掘进预案，选择合适的掘进模式，并定期召开例会进行技术交底。5.3.1.3管片的拼装管片生产在专门的管片预制厂进行，配套专用设备，采用业内认可、具有丰富经验和传统加工历史的生产厂家的高精度进口专用模具，采用蒸汽养生方式进行生产，管片的储量根据实际施工计划安排均衡生产。生产养护完毕，二次倒运至施工现场装卸区域，由编组列车运至洞内安装铺设。管片拼装是复合式TBM法隧道施工的一个重要工序，是用环、纵向螺栓逐块将高精度预制钢筋混凝土管片组装而成。在掘进完成一个循环后，及时根据设备姿态、尾部间隙、线路设计条件等进行管片选型，采用管片安装机安装。5.3.1.4同步注浆和二次补充注浆掘进的同时进行同步注浆，浆液采用凝结时间较短的水泥砂浆。根据安装后管片的变形情况及时进行二次补充注浆，二次补充注浆通过管片注浆孔注入，根据管片变形情况不同一般在设备连接桥或拖车尾部进行，浆液为水泥水玻璃双液浆。HYPERLINK\l"_Toc255670679"5.3.1.5出碴及施工材料等运输(1)运输方案本工程的出碴和材料运输采用有轨运输。由于隧道洞径限制和底部钢枕铺设后运输安全，隧道内全程不采用双线运输轨道布置，只在洞口场地设立双线轨道，隧道内部采用单线运输轨道完成运输工作。考虑到掘进循环时间及矿车运送能力，将在距隧道进口1600m处设立一个会车平台，全长100m，两端采用两组加利福尼亚道岔连接两端单线线路。单线轨道出洞后采用一组单开道岔与洞外的双线轨道实现连接。洞外采用龙门吊翻碴，石碴倒入存储区后进行二次倒运，将石碴运至弃碴场。(2)材料车编组每台TBM配备3列材料车，每列材料车含45t变频机车、4节22m3矿车、2节管片车、1节砂浆罐车。完成运输石碴和施工材料的运输工作；钢轨、钢支撑、人员等由25t机车单独运送。5.3.1.6复合式TBM施工其他方面通风：采用55kW×2轴流风机，Φ1.2m软风管压入式通风。建筑物和管线保护：复合式TBM掘进通过建筑物和管线段时，严格按选定的掘进参数施工，快速安全的通过，并做好建筑物和管线的监控量测工作。联络通道及泵房施工：从先完工的隧道向另一侧进行施工，施工前利用门架式支撑系统对处在联络通道前后各3环的左右线隧道管片进行支撑，然后先对左右线隧道管片壁后进行补充注浆，并打孔检查注浆效果，满足要求后用砼切割机切开先完工侧的联络通道口，人工手持风镐开挖联络通道，无法风镐开挖时采用风钻钻孔后松动爆破开挖，人工装碴到通道口的碴斗内，机车运输到隧道外。人工风钻施做锚杆，安装钢筋网、钢架等，大块钢模立模，电瓶车运输砼到作业面，人工入模，人工震捣。HYPERLINK\l"_Toc255670674"5.3.2钻爆法施工本项目钻爆施工包括主洞单洞4217.384m，明洞长5m，斜井1459m/2座；竖井21.613m/1座；泄水洞821m/1座。(1)主洞钻爆段按照“地质预报超前、预支护、光面控制爆破”的原则施工。始发洞钻爆段工序为施工段左右洞错开50m施工，可先施工右洞以探明地质情况。隧道主洞Ⅲ级围岩段主要采用全断面开挖，Ⅳ、Ⅴ级围岩段主要采用台阶法开挖，人工利用台架风钻钻孔，光面爆破，装载机装碴，自卸汽车经斜井外运至弃碴场出碴。初期支护利用台架人工施做锚杆、钢筋网、超前支护、钢架等，湿喷机喷射砼。开挖支护过程中，以地质素描和超前钻孔进行地质预报，必要时辅以TSP203、地质雷达与其相结合进行地质预报工作，开挖支护后做好隧道的监控量测、防坍、防涌工作，确保施工安全。二次衬砌采用“栈桥过渡、仰拱先行、台车跟进”流水作业。仰拱和铺底采用仰拱栈桥解决运输问题，超前二衬50m，超前拱墙钢筋和防水施工约30m，仰拱采用小型挖掘机清底，12m钢模台车施工拱墙二次衬砌砼，砼采用砼运输车，泵送砼入模，插入式振动棒捣固，人工喷水养护。(2)明洞先施做截水沟，然后用挖掘机分层开挖，遇到岩石挖掘机无法直接开挖时，采用浅孔松动爆破，人工设钢筋网、锚杆，湿喷混凝土支护。开挖到基底后，施做底部防水和明挖结构底板，底板砼采用大块钢模立模，泵送砼入模，明挖段拱墙衬砌采用模板台车衬砌，外模采用大块定型钢模，脚手架＋钢拱架系统进行支撑，泵送砼入模。砼强度达到龄期后，采用挖掘机、自卸汽车、推土机、压路机相配合分层分段回填土，采用人工用小型机具夯填。(3)1#、2#斜井1#、2#斜井是主洞钻爆段的施工通道，1#斜井与主洞贯通后，向隧道进口方向施做TBM拆卸洞，向隧道出口方向施工主洞钻爆段。2#斜井掘进至主洞位置后，开辟四个工作面施工主洞钻爆段。斜井Ⅳ级围岩采用台阶法或者短台阶法(必要时留核心土)开挖；Ⅴ级围岩地段采用短台阶法(留核心土)开挖，必要时采用环形开挖留核心土法。支护、二次衬砌方案同主洞钻爆段。(4)竖井竖井深度井深5m范围内的土方段采用挖掘机直接开挖，自卸车出碴，井口砼采用大块定型钢模立模，砼罐车和串桶配合灌注，插入时振动棒捣固。井身超过5m时，采用小型挖掘机装碴到碴斗内，汽车吊出碴，在岩石段采用人工风钻钻孔，松动爆破或光面爆破。初期支护锚杆采用人工手持风钻钻孔，人工安装锚杆，钢筋格栅、钢筋网等，喷砼采用湿喷砼。开挖深度大于15m时，在爆破后采用30kW的通风机、Φ600的拉链式风管进行通风，井下设置积水坑，采用大扬程潜水泵，确保井下积水可顺利排到井外。竖井内衬结构施工时先施工竖井底板，然后由下向上逐段施做。模板采用定型大块钢模，满堂脚手架支撑。采用吊车配料斗下料，人工配合溜槽入模，插入式振动棒捣固。(5)泄水洞采用全断面开挖，人工利用台架风钻钻孔，光面爆破，挖斗装载机装碴、小型窄体自卸汽车运碴至洞外弃碴场。支护、二次衬砌方法同主洞钻爆段施工。(6)联络通道从先完工的一侧隧道向另一侧隧道开挖，采用全断面开挖，人工利用台架风钻钻孔，光面爆破，小型挖掘机配合装载机装碴、自卸汽车运碴至洞外弃碴场。人工风钻施做锚杆、钢筋网，湿喷机喷射砼。二次衬砌采用组合钢模板，立模后与两侧主洞衬砌砼一次浇筑成型。(7)复合式TBM拆卸洞复合式TBM拆卸洞从1#斜井进入开挖，施工顺序为先施做右线TBM拆卸洞，再通过联络通道进入左线隧道施做左线拆卸洞。拆卸洞设计为蘑菇形，开挖顺序为上部导洞沿拱部开挖轮廓线先行，再扩挖到拱部设计断面，下部分层开挖，分层支护。钻孔采用人工简易台架风钻钻孔，上部光面爆破，下部预裂爆破。人工风钻施做锚杆、钢筋网，湿喷机喷射砼。支护完成后，进行岩壁梁施工。衬砌采用大块钢模板，砼输送车运送砼，输送泵泵送入模，机械振捣。HYPERLINK\l"_Toc255670686"5.3.3管片预制由于本工程投入2台复合式TBM，掘进速度较快，管片供应量较大，为满足复合式TBM掘进需求，管片生产采用流水线作业方式，管片的生产工艺流程和生产线布置详见第九章，每5套模具设置一个生产流水线，3－10月(春夏秋季)每个工位的时间为13min，月生产量为543环，冬季(11月－次年2月)，每个工位的时间为17min，月生产量为459环。HYPERLINK\l"_Toc255670694"5.3.4路基施工本标段路基工程设计范围：YCK5+801.9～YCK5+830,长28.1m。该段为高架与地下线路之间连接段，路基基底处理及路基填料均采用掺入5%水泥的级配碎石，施工时将路基作为构筑物进行施工、严格将路基填料作为结构材料使用；采用先进成熟的施工工艺，运用科学检测手段；采取多种措施严格控制路基工