中学石鼓山洞口明洞段明挖法施工专项方案

目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、编制依据、原则、范围 11.1编制依据 11.2编制原则 11.3适用范围 2二、工程概况 22.1地质概况 22.2隧道地表补充地质调查情况 32.3水文、气象情况 3三、技术要求 4四、作业准备、施工进度及工期安排 44.1施工作业准备 44.2施工进度及工期安排 4五、施工程序与工艺流程 55.1施工程序 55.2施工工艺流程 5六、施工要求 7七、明洞段施工方法及工艺流程 77.1明洞段施工工艺流程 77.2洞口边仰坡施工 87.3导向墙、管棚施工 87.4洞口段基底处理 127.5仰拱及仰拱填充施工 127.6明洞防水施工 147.7明洞衬砌施工 147.8浆砌片石施工及明洞回填 17八、劳动力组织 18九、设备机具配置 18十、质量保证体系 1910.1保证工程质量的技术措施 1910.2保证工程质量的管理措施 20十一、安全生产及文明施工措施 2011.1安全生产措施 2011.2文明施工措施 21石鼓山隧道洞口明洞施工专项方案一、编制依据、原则、范围二、工程概况石鼓山隧道位于宝鸡市渭滨区渭河南岸的石鼓镇杨家山的黄土残塬区，地形起伏较大，地面高程624～766米，相对高差142米，多辟为耕地，斜坡地段植被发育，隧道洞身下穿茵香河、张家沟、刘家河三条较大沟谷，隧道起讫里程DK639+430～DK643+760,隧道长4330m，为双线隧道，隧道最大埋深133m，最小埋深3m。洞门和明洞段施工，具体段落见下表。起迄里程围岩分级长度（m）断面代号起始里程终止里程DK639+430DK639+449Ⅴ19施隧01-12～18DK639+449DK639+466Ⅴ17施隧01-40～42DK643+718DK643+731Ⅴ13QLMD-ⅡDK643+731DK643+760Ⅴ29ZQDM工点区出露地层为第四系全新统冲洪积黏质黄土，上更新统风积黏质黄土，中更新统风积-冲积黏质黄土、洪积粉质黏土、细砂、中砂、粗砂、砺砂、细圆砾土及粗圆砾土，上第三系泥岩、砾岩、砂岩等。隧道通过处地处属秦岭褶皱系北秦岭加里东褶皱带，前印支期以区域性褶皱和韧性变形为特征，在强烈的区域右行扭动应力作用下，形成了规模较大的弧形构造带。隧道通过地段无断裂、褶皱通过。根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001、《中国地震动参数区划图》GB18306-2001，该工程所属区地震动峰值加速度为0.15g，动反应谱特征周期为0.40s，相当于地震基本烈度七度。地质情况较差，设计围岩级别较高，且含地下水为重点施作超前地质预报的隧道。经现场实地地质调查石鼓山隧道区域地层确认为局部地表覆盖第四系上更新统风积层（Q4eol）黏质黄土；第四系全新统风积层（Q3eol）砾砂；第四系中更新统（Q4eol）黏质黄土；第四系全新统洪积层（Q4pl）细圆砾土。围岩等级为Ⅴ、Ⅵ级。各隧道区均无断层、褶皱、节理密集带等地质构造，地质均衡，地表无岩溶发育、未发现煤层、石膏、石油天然气和放射性物质等特殊地层的出露，地表岩性分布均匀。1)地表水隧道区地表水较发育，隧道洞身上部沟谷内多为常年流水。隧道区泉水发育，泉流量多小于0.151/s，有民井分布。2)地下水隧道区地下水类型主要为第四系空隙潜水和基岩裂隙水。主要接受沟、河等地表水和大气降水的入渗补给。隧道通过茵香河、张家沟、刘家河浅埋地段时，隧道埋深较小，尤其刘家沟，隧道洞顶距沟心仅3m左右，隧道可能与沟水连通，导致沟水涌入隧道，造成隧道突水、涌水、涌砂、坍塌、冒顶等危害。地下水水质良好，矿化度0.203～0.402g/l，对混凝土不具氯盐和硫酸盐侵蚀性。区内属中温带半湿润大陆性季风气候。四季分明，春秋适宜，厦热多雨，冬寒干燥。年平均气温13.6℃，最冷月平均气温-2.4℃，极端最高气温41.7℃，极端最低气温-13.1℃，年平均降水量595.9mm，年平均蒸发量1583.1mm，年平均大风（≥8级）日数3.0天。土壤最大冻土深度统计值50cm。（一）不良地质该工点范围内未发现不良地质现象。（二）特殊岩土1)膨胀岩根据钻孔泥岩的膨胀性试验资料分析，泥岩为易崩解的膨胀岩，具弱-中等膨胀性。2)湿陷性黄土根据试验资料分析，该隧道进出口的第四系风积黏质黄土，具Ⅱ级自重湿陷性，湿陷厚度10～15m。3)松软土该隧道进出口第四系全新统冲积黏质黄土-上更新统风积黏质黄土ps≤3.0Mpa，属于松软土，松软土层厚度约9～11m。三、技术要求（1）必须按照设计工法进行洞口段开挖作业，以及做好洞口段防护；（2）必须按照设计洞门型式做好洞门施工。（3）严格按照设计文件、设计图纸、《铁路隧道工程施工技术指南》及《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》施工。四、作业准备、施工进度及工期安排(1)施工前认真核对现场地质、地形条件，如与设计不符，应及时提出，以便调整设计。(2)熟悉施工图纸，做好各项技术交底；组织培训、考核。(3)做好现场劳动力组织及工艺特点，准备好各种施工机械，并检查其性能及完好率，使其能满足施工要求。(4)组织好施工所需的各项材料，在数量和质量上应满足施工要求。(5)清理场地，清除洞门口范围内边坡、仰坡以上可能滑塌的表土、危石，不留后患。根据施工组织设计总工期安排，结合现场施工条件，对分部、分项工程施工工期做如下安排：截水沟、边仰坡开挖及支护、管棚及地基处理施工2013年3月1日～2013年4月30日，计划施工时间60天；仰拱及仰拱回填：2013年7月1日至2013年7月10日，计划施工时间10天；拱墙衬砌：2013年7月15日至2013年7月30日，计划施工时间15天；防水施工：2013年8月5日至2013年8月10日，计划施工时间5天。浆砌片石及洞顶回填：2013年8月15日至2013年8月25日，计划施工时间10天。五、施工程序与工艺流程施工程序：测量放线→地表处理→边仰坡截、排水沟施工→洞口土石方开挖→边仰坡支护→地基处理→仰拱、仰拱填充→衬砌施工→洞顶回填、防护。洞口工程施工工艺流程图见图5-1；横断面示意图见图5-2。施工准备施工准备测量定位截水沟、天沟施工岩体判定硬岩软岩或土方爆破开挖机械开挖边仰坡防护仰拱、填充施工明洞衬砌施工准备测量恢复隧道中心线衬砌台车准备钢筋绑扎及预埋件钢筋运输钢筋加工、制作固定外模边仰坡固定加固筋浇筑混凝土拆模、养护洞顶回填混凝土拌制混凝土配合比设计混凝土运输明洞、洞门基础处理图5-1洞口工程施工工艺流程图图5-2洞口明洞段横断面施工示意图六、施工要求(1)施工场地布置及便道开挖不应影响主体工程的安全严格避免造成洞口及附近边仰坡的开裂、失稳；应做好施工场地布置及便道开挖、防护的施工方案经监理、建设单位审批后方可开展现场开挖。(2)洞口施工宜避开雨季，开挖前应做好边仰坡外及洞口的排水系统，节水处理。洞口挡护工程应紧跟土石方开挖及早完成，开挖线外10米七、明洞段施工方法及工艺流程洞门和洞口段施工均应避开在雨季、寒冷季节，如在雨季或冬季施工，需做好防雨、防冻措施。流程见图7-1“洞口工程施工工艺流程图”。施工准备施工准备测量定位截水沟、天沟施工岩体判定硬岩软岩或土方爆破开挖机械开挖边仰坡防护仰拱、填充施工洞门施工准备测量恢复隧道中心线衬砌台车准备钢筋绑扎钢筋运输钢筋加工、制作固定外模边仰坡固定加固筋浇筑混凝土拆模养护混凝土拌制混凝土配合比设计混凝土运输图7-1洞口工程施工工艺流程（1）洞口边仰坡严格按照设计要求刷坡、防护。洞口边仰坡应自上而下分层开挖，分层防护，当洞口存在高陡边坡或不良地质时，应采取稳定边仰坡的措施后方可进行下一步土方开挖。（2）洞口黄土地层开挖边仰坡采用喷锚网防护，φ22砂浆锚杆长3.0m，间距1.5*1.5m，梅花型布置，喷C25混凝土厚度10cm，φ8钢筋网25*25cm；（3）洞口粗砂层开挖边仰坡采用喷锚网防护φ42小导管长3.0m，间距1.5*1.5m，梅花型布置，注水泥浆，喷C25混凝土厚度10cm，φ8钢筋网25*25cm。永久边仰坡采用C25拱形骨架护坡，中心绿化。暗洞施工前首先对洞口衬砌外的边仰坡进行喷锚网加固。洞口土石方开挖到达明暗洞分界处满足超前支护施作高度时，形成台阶做φ108管棚超前支护，管棚长30m，环向间距0.4m。在超前支护施作完成后进行暗洞洞身开挖。7.3.1施工工艺流程管棚施工程序有开挖管棚钻机平台，导向墙施工，搭设平台，安装钻机，安装管棚钢管，注浆。施工工艺流程见7-2图。施工准备施工准备管孔定位测量管棚钻机就位安装钻进退出钻杆安装止浆塞、注浆进入下一道工序钢花管制作注浆材料进场、试验安装钻杆、套管等管孔复测钻进成孔焊接套管跟进套环测斜仪控制钢管偏斜度注浆效果检查合格无孔管施工、注浆检测浆液配合比设计设置拌合站浆液拌制浆液运输不合格测量定位安装钢架固定导向管立模浇注导向墙钢管充填注浆管棚验收图7-2管棚施工工艺流程图7.3.2施工工法①开挖管棚工作室施工中应参照设计、规范、既有技术等开挖管棚平台空间。洞口大管棚可利用土台作为施工工作面；洞内须加大开挖拱顶断面70cm，形成纵向3m的管棚空间。在起拱线以上半断面的工作室，若一次开挖成型，因净空高、跨度大，工期长且不安全，故宜分步开挖，分步施钻，即先在两边拱脚分别开挖两侧两个工作室，钻孔、安管、注浆之后，再开挖中间工作室，中间工作室可弃碴于两侧，这样既减少一次开挖工作量又便于移动钻机，有利于钻孔作业。②导向墙施工导向墙设计：导向墙采用C25混凝土，截面尺寸1m×1m,环向圆心角144°，导向墙内设2榀8节I20工字钢架，钢架外缘焊接Φ140壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接，钢架各单元由钢板+螺栓连接：接头处焊缝高度要求底板hf=9mm,翼缘hf=12mm.钢架尺寸以中心线计算。导向墙模板：采用I20a工字钢，2榀8节，环向圆心角144°，上铺1.2m×0.3m×0.05m小钢模，堵头采用5cm厚木板，顶模立1.2m×0.3m×0.05m小钢模。导向钢管的安设：导向钢管环向间距40cm,上仰角0-3°。导向墙开挖：开挖前放出中线，测量标示洞口起拱线高程，按50cm每级标出弧形横向宽度，准确定位导向孔位置。③搭设平台，安装钻机，测孔定位钻机平台尽量一次搭好。钻孔顺序，由高孔位向低孔位进行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位、定向；用两台钻机平行作业，互不干扰；安装钻机。钻孔平台要稳固，钻机安装要牢固，防止施钻时钻机不均匀下沉、摆动、位移、倾斜而影响钻孔质量。钻机距掌子面，一般不应超过2m；钻机定位。进钻前，用全站仪及水准仪定出掌子面管棚孔位。根据管棚外插角，架立钻机时，可用手罗盘、经纬仪、测斜仪、挂线相结合的方法，确保钻机钻杆轴线与管棚外插角轴线相吻合。④钻孔、扫孔先钻单号孔（钢花管），钻一孔，注一孔，待全部完后，再钻双号孔（钢管），以便检查注浆质量；岩质较好或围岩注浆固结得好，可以一次成孔；围岩局部注浆效果不好的，钻进时产生坍孔、卡钻者，需补注浆后再钻进；钻进中遇地质复杂带而不能钻进成孔时，一般应补注浆，待围岩固结后再钻进。也可采用一步钻孔法，即不取岩芯，不回收钻头，用异型接头把钻杆与钢管连接起来，并在钢管前端安装合金钻头。钢管随进度逐根接长，直到设计位置；钻机开孔时，要低速低压，待成孔1.0m后，压力可升至1.0MPa。遇软质围岩或流塑状粘土，改用低压钻进；扫孔：钻孔完毕后，及时清理孔内余渣，即扫孔，用Ф108岩芯管扫孔，岩芯管长度一般为2.5m左右。扫孔完毕后，即安装打入管棚钢管。⑤安装管棚钢管、钢花管管棚钢管、钢花管节与节之间通过长300mm的Ф114钢管用丝扣连接；接头在相邻孔需错开连接，分别采用3m和6m钢管错开布置。安装时，可用人工配合钻机顶进，如遇故障，须清孔，然后再将管插入。也可用4.5kW卷扬机反压安装；安装钢筋笼：管棚钢管安装好后，放置钢筋笼并注浆。管内设置的钢筋笼，由4根Ф18螺纹钢筋焊接在壁厚3.5mm、长5cm的管节上而成，钢筋笼在加工中心分节制作，在工作面逐节焊接起来(钢筋接头可以不搭接)，直至与钢管同长。管内设置钢筋是为了增加管棚刚度。⑥注浆钢花管：编号为单号的钢花管注水泥单液浆，注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验，尾部150cm段作为止浆段，注浆完后，关闭预先设置好的阀门。设计注浆参数为：钢管：双号孔为钢管，待单号孔（钢花管）全部注浆完毕后，再向双号孔中灌注M5水泥砂浆。当隧道洞口基底承载力不满足设计要求时，根据设计加固要求作加固处理，直至满足基底承载力要求。石鼓山隧道进、出口明挖段基础为黄土或粗砂，承载力不足，设计采用水泥土挤密桩进行加固处理。水泥土挤密桩桩径为30cm，桩间距为60cm，等边三角形布置，桩长根据设计要求施作，挤密桩桩顶设置三七灰土褥垫层，仰拱底部厚1m。施工过程中对本隧道基底处理方案进行现场试验，并根据试验结果及时调整处理段落、措施及设计参数。隧道明洞施工采取仰拱施工完成后进行仰拱填充施工，最后进行墙、拱衬砌。仰拱采用分段开挖，分段浇筑，并进行全幅一次性施工。仰拱施做完成后待混凝土强度达到设计强度的90%，安设仰拱填充模板，进行仰拱填充。仰拱采用分段开挖、分段浇筑。单次循环开挖控制长度5m,严禁单次开挖长度过长，现浇C35混凝土。混凝土在洞外采用拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运至洞内进行浇筑。具体施工控制如下：7.57.5.2钢筋的制作及安装7.57.5.4混凝土的浇筑7.5⑴明洞采用多组合防水措施，结构外缘与填土面接触部分从内到外依次采用M10水泥砂浆保护层（厚3cm），自粘防水卷材及双层土工布。明洞墙脚泄水孔以上部分，铺设防水层；明洞结构在土石回填后，铺设隔水层，以保证结构圬工免受水流侵蚀破坏，隔水层应优先选用粘土层。⑵明洞两侧墙脚外设纵向透水盲沟，盲沟两端圆弯接入隧道侧沟，通过侧沟处横向导水管将水导入中心排水管。纵向排水盲沟采用Φ100mmHDPE双壁打孔波纹管（外套无纺布），设置坡度不小于3‰，纵向长度不大于10m，两端圆弯角度为135°。7.7.1施工技术准备技术准备工作是落实施工过程控制的关键之一，技术准备应有针对性。根据本项目施工内容的特点，开工前应做好施工交底、施工控制点及其控制方法全面的落实工作，其主要包括：⑴制定衬砌施工的测量控制工作，主要包括衬砌断面尺寸检测、台车定位控制、洞内初期支护的监控量测、仰拱平面位置及线形控制；⑵制定钢筋加工及安装的控制程序、控制检测频率；⑶制定混凝土浇筑质量的程序及措施；⑷落实施工交底制度，对施工方案、控制要点进行详细的技术交底工作；⑸落实安全环保技术交底工作，对施工安全环保控制具体化，同时建立了紧急预案机制，做到有据可依。7.7.2施工程序及工艺流程在暗洞开挖一段距离后尽快施作暗洞和明洞段的仰拱及填充，然后可拼装衬砌台车，台车拼装好以后可先施工一环暗洞的二砌，然后再把台车退出来施作明洞衬砌；明洞衬砌完成、暗洞施工进入正常循环后，避开雨季，适时安排洞门施工，隧道洞门基础必须放置在稳固的地基上，基底的虚渣、杂物及风化层和积水应清除干净。（1）衬砌模板明洞衬砌采用衬砌台车作为内模，外模采用木模进行现场拼做。衬砌台车按照隧道内净空尺寸进行设计与制造，钢结构及钢模具有足够的强度、刚度和稳定性。衬砌台车经施工单位会同监理单位验收合格后方可投入使用。模板台车长度宜为9m，模板台车侧壁作业窗宜分层布置，层高不宜大于1.5m，每层宜设置4～5个窗口，其净空不宜小于45cm×45cm。模板安装稳固牢靠，接缝严密，不得漏浆。模板表面光滑，与混凝土的接触面必须清理干净并涂刷隔离剂。模板的安装允许偏差和检验方法见表1。表1模板安装允许偏差和检验方法序号项目允许偏差（mm）检验方法1边墙角±15尺量2起拱线±10尺量3拱顶+10、0水准测量4模板表面平整度52m靠尺和塞尺5相邻浇筑段表面高低差±10尺量（2）衬砌钢筋钢筋加工弯制前应调直，并将表面油渍、水泥浆和浮皮铁锈等均应清除干净；加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕。1）钢筋的加工应符合设计要求，其允许偏差和检验方法符合表2规定。表2钢筋加工允许偏差和检验方法序号名称允许偏差（mm）检验方法1受力钢筋顺长度方向的全长±10尺量2弯起钢筋的弯折位置203箍筋内净尺寸±3检验数量：施工单位按钢筋编号各抽检10%，并各不少于3件。2）钢筋安装及保护层厚度允许偏差和检验方法应符合表3规定。表3钢筋安装及保护层厚度允许偏差（mm）和检验方法序号名称允许偏差检验方法1双排钢筋，上排钢筋与下排钢筋间距±5尺量两端、中间各1处2同一排中受力钢筋水平间距±203分布钢筋间距±20尺量连续3处4箍筋间距±205钢筋保护层厚度+10、-5尺量两端、中间各2处检验数量：施工单位全部检查。3）钢筋接头应设置在承受应力较小处，并应分散布置。配制在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积，占受力钢筋总截面面积的百分率，应符合设计要求。当设计未提出要求时，应符合连接接头在受弯构件的受拉区不得大于50％，轴心受拉构件不得大于25％。（3）衬砌施工方法拱墙衬砌采用全断面整体钢模衬砌台车、混凝土搅拌运输车运输、泵送砼灌注，振捣器捣固，挡头模采用木模。混凝土浇筑要左右对称进行，防止钢模台车偏移。砼生产采用自动计量拌合站拌合。（4）衬砌施工程序A、进行中线、高程测量放样。B、根据中线和标高铺设衬砌台车轨道，要求使用标准枕木和鱼尾板；轨距与台车轮距一致，左右轨面高差＜10mm。起动电动机使衬砌台车就位。涂刷脱模剂。C、起动衬砌台车液压系统，根据测量资料使钢模定位，保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致，拱墙模板成型后固定，测量复核无误。D、清理基底杂物、积水和浮碴；装设钢制或木制挡头模板，按设计要求装设橡胶止水带，并自检防水系统设置情况。E、自检合格后报请监理工程师隐蔽检查，经监理工程师签证同意后灌注砼。（5）注意事项A、衬砌不得侵入隧道建筑限界，衬砌施工放样时将设计的轮廓线扩大5cm。B、混凝土灌注前及灌注过程中，应对模板、支架、钢筋骨架、预埋件等进行检查，发现问题应及时处理，并做好记录。C、混凝土振捣时不应破坏防水层。D、衬砌施工缝端头必须进行凿毛处理，用高压水冲洗干净。E、按设计要求预留沟、槽、管、线及预埋件，并同时施作附属洞室砼衬砌。F、砼衬砌灌注自下而上，先墙后拱，对称浇筑。在施工过程中，如发生停电应立即起动备用电源，确保砼浇筑作业连续进行。G、混凝土振捣时，不得碰撞模板、钢筋和预埋件。H、泵送砼结束时，应对管道进行清洗，但不得将洗管残浆灌入到已浇筑好的砼上。I、钢筋混凝土衬砌地段，必须用与衬砌混凝土相同配合比的细石混凝土或砂浆制作垫块，确保钢筋保护层的厚度。7.8.1浆砌片石施工7.8.2明洞回填拱墙及仰拱混凝土强度达到设计强度的100%且碎石过滤层施工完成后，即可开始夯填土石施工。1.明洞基坑回填应分层压实；隧道结构两侧回填应对称进行，两侧回填面高差不得大于50cm。2.基坑回填高程不一致时，应从低处逐渐填压；基坑分段回填接茬处设置台阶，台阶宽度不得小于1m，高度不得大于0.5m。3.明洞回填土石时，应尽量采用人工回填，以避免对明洞节后背后防水卷材及土工布破坏。明洞拱背回填土石对称夯实，每层厚度不宜大于0.3m，回填至拱顶齐平后，再分层满铺至设计高度，严禁任意抛填。如采用机械回填，应在人工夯实超过拱顶1m以上后进行。4.基坑回填采用机械碾压时，搭接宽度不得小于20cm；小型机具夯填重叠不得小于1/3夯底宽度。5.雨季回填应集中力量分段施工，取、运、摊、压各工序应连续作业，降雨前应完成填土层的压实，并形成排水坡面。6.基坑不宜在寒冷季节回填，必须施工时有可靠的防冻措施。7.8.3粘土隔水层为保证明洞结构圬工免受水流侵蚀破坏，减轻洞内防排水压力，于夯填土石层上铺设厚50cm粘土隔水层。隔水层设置排水横坡，将地表水引至两侧排水边沟。八、劳动力组织根据现场实际情况一般采用分段平行流水作业组织，即截水天沟采用分段平行流水作业，隧道洞口施工前期采用单工序施工，即明洞开挖→边仰坡防护→暗洞管棚→暗洞开挖→明洞衬砌施工→洞口回填。每班劳动力组织见表8-1。表8-1洞口工程每班劳动力组织表工种名称工序名称普工混凝土工砌筑工钻爆工喷射工司机电焊工合计截水天沟施工105318洞口工程施工861024338衬砌施工1010323注：司机用工包括运渣司机2名、装载机司机1名和挖掘机司机1名。九、设备机具配置洞口工程施工工艺是一项综合性施工工艺，所需施工机械有土石方、洞身施工机械，其中土石方机械