三台阶法隧道下穿高速公路施工方案.doc

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1、目 录一、编制说明1二、工程概述2三、施工准备4四、施工方法4五、施工作业时间循环及劳力组织26六、质量控制标准27七、质量保证措施28八、监控量测28九、资源配置45十、 施工中高速公路的交通管制46十一、安全保证措施46十二、 应急预案53十三、高速公路封闭初步方案建议57 一、编制说明1、编制依据施工招标文件、设计文件及图纸；目前已收取的设计文件与施工图纸；现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料；结合本工程实际，充分吸取我局及其它已建类似工程成功的施工经验，采用合理的施工工艺和设备，确保工程质量和施工进度；在满足工程结构要求的基础上，根据施工过程中

2、揭示的实际地质情况，针对不同地质条件制定相应的施工措施，在以后的施工过程中根据开挖所揭示的具体地质情况，及时采取有效的施工方法；严格遵循现行施工规程、规范及本标工程技术规范的要求组织施工；施工过程中，严格遵循国家、铁道部及地方政府有关法律、法规对工程质量、安全、文明、环保的施工要求。2、编制原则坚持科学性、先进性、经济性、合理性与实用性相结合的原则；整体推进，均衡生产，确保总工期的原则；保证重点，突破难点，质量至上的原则；保持施工方案严肃性与动态控制相结合的原则；强化组织指挥，加强管理，保工期、保质量、保安全；优化资源配置，实行动态管理。二、工程概述金牛山隧道进口里程DK465+335，出口里

3、程DK467+240，全长1905m，隧道内为3和12的上坡，DK466+365DK466+635设置R=30000的竖曲线。隧道进口位于R=8000m的曲线上，其余位于R=9000m的曲线上。隧道位于丘陵缓坡，地形起伏较大，隧道最大埋深35.37米。山坡自然坡度约1520，种有果树，坡顶新辟京福高速公路。隧道在DK466+230DK466+330和DK466+560DK466+660两处下钻高速公路，距隧道进口895m，公路间距230m，距隧道出口580m。隧道右侧紧邻京福高速。DK466+560DK466+660下钻京福高速公路，交角36.73，京福高速公路北京往福州方向为三车道，福州往北

4、京方向为两车道及各边有一紧急停靠车道，路面总宽37.5米。DK466+640处轨面标高为167.39m，地面（京福高速公路路面）标高189.21m，隧道埋深21.82m；京福高速公路车流量大，平均每3-5秒时间通行一辆车，载重汽车较多，并且吨位大。隧道区地层为太古代泰山群（ART）花岗片麻岩局部夹角闪片麻岩，灰白灰褐色，中细粒变晶结构，片麻状构造，其片麻理产状为210，22569；节理裂隙发育，主要有两组，产状为29585，节理间距0.10.3m；22085。节理间距0.10.5m，为微张性。金牛山隧道下钻京福高速公路地段围岩级别为IV级，工程地质条件为花岗片麻岩，局部夹脉状角闪岩及石英岩，弱

5、风化，节理裂隙发育，呈碎石状压碎结构，采用108mm长管棚超前支护，拟采用三台阶法开挖施工，保证隧道施工过程中高速公路控制在允许沉降范围内，保证施工安全。DK466+230DK466+330段（100m)下钻京福高速公路C匝道（京福至肥城方向）,公路与铁路的交角14.57。公路路面至隧道开挖顶面9.28米。公路匝道宽12米。DK466+560DK466+660段（100m）下钻京福高速公路，铁路与公路交角36.73，路面总宽37.5米。隧道开挖顶面至公路路面的距离为12.045m。三、施工准备（1）由于该段隧道埋深较浅，且属于级围岩及下钻京福高速公路地段，潜伏着工程地质灾害发生的可能。通过利用

6、各种已有的地质资料，综合采用各种超前预报手段、超前预报仪器和技术，对隧道施工前方不良地质体的位置、产状、含水情况等进行预测预报，及时发现异常情况，为预防可能形成灾害性事故及时提供信息，提前做好准备，及早做好预案，采取相应的技术和安全措施，保证施工的正常安全进行。由中国水电集团京沪高速铁路土建工程三标段项目部委托有资质和丰富经验的专业公司山东铁正交通工程检测有限公司为隧道施工做好地质超前预报。（2）组织测量队实测下钻京福高速路段的地形、地貌，同时了解下钻路段的运行情况为方案编制提供分析数据，编制有效的量测方案。（3）与高速公路管理部门密切联系，制定切实可行的应对突发事件的机制。四、施工方法根据金

7、牛山隧道下钻高速公路处的实际情况，采用三台法施工，并辅以以下加强措施，保证施工安全。隧道下钻高速公路段采用大管棚超前支护。采用V级加强复合式衬砌。开挖采用台阶法施工，隧道开挖后及时施作锚喷支护，并辅以钢拱架支护，衬砌紧跟开挖面。施工中加强监控量测，地表沉降测点要加密，量测频率要加大，并根据量测结果及时指导施工。(5)与高速公路管理单位联系对高速公路通行采取限速、限吨位、分道通行的交通管制措施。为了确保京福高速公路的运行安全和隧道施工安全，施工时严格按照“管超前、短进尺、强支护、勤量测、快衬砌、早封闭”的原则组织施工，施工中采用大管棚超前支护，台阶法施工，挂网喷锚初期支护，辅以钢拱架加强支护，初

8、期支护及早形成闭合环。4.1、大管棚超前支护施工大管棚超前支护既可以达到预加固围岩的目的，与钢拱架组合又可起到棚架作用，从而避免拱部坍塌，并能有效抑制地表沉降。隧道下钻施工中的高速公路段拱部设置108mm大管棚，管棚长度15m一环，环向间距40cm ，外插角度35，搭接长度不小于2m。长管棚制作注浆孔，孔径10-16mm，孔间距150-200mm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段150cm，编号为双号管不开孔，管棚孔采用钻机钻设，利用钻机将管棚顶进到位。施工时先打设钢花管并注浆，然后再打设钢管，以便检查钢花管的注浆质量。管间用丝扣接头联接,钢管顶进到位后，将其与钢支撑焊接成一体。大管棚安设后

9、，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙并施作15cm厚喷射混凝土止浆墙，采用注浆泵注浆，注浆材料采用水泥浆液,水灰比= 11 ，水泥采用R42.5 普通硅酸盐水泥，注浆压力0.52.0 MPa 。搭钻孔平台安装钻机钻机平台用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由12台钻机由高孔位向低孔位进行。平台要支撑于稳固的地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量。钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。钻孔为了便于安装钢管，钻头直径采用127mm。岩质

10、较好的可以一次成孔。钻进时产生坍孔、卡钻时，需补注浆后再钻进。钻机开钻时，应低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的事故。钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报参考资料，从而指导洞身开挖。清孔验孔用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。用高压风从孔底向孔口清理钻渣。用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。安装管棚钢管钢管在专用的管床上加工好丝

11、扣，导管四周钻设孔径1016mm注浆孔(靠孔口1.5m处的棚管不钻孔)，孔间距1520cm，呈梅花型布置。管头焊成圆锥形，便于入孔。棚管顶进采用装载机和管棚机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔(127 mm)，然后用装载机在人工配合下顶进钢管。接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。管棚钢管端部要与支护钢支架焊接加固成整体。注浆安装好有孔钢花管进行孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。注浆材料：注浆材料采用水泥浆液,水灰比= 11。采用注浆机将浆液注入管棚钢管内，初压0.51.0MPa，终压2MPa，持压15

12、min后停止注浆。注浆量应满足设计要求，一般为钻孔圆柱体的1.5倍；若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。4.2、三台阶法施工（1）施工方法“三台阶开挖法“是采用三层短台阶，分步平行开挖，分步平行施作拱墙初期支护，砼仰拱超前施作及时闭合，构成稳固的初期支护体系，保护围岩的天然承载力，有效抑制围岩变位。经量测监控信息反馈，指导施工，以及时调整支护参数和衬砌施工时间。台阶开挖均采用气腿式风钻钻孔，毫秒微差光面弱爆破，爆破后，立即初喷混凝土封闭，立钢拱架，按设计要求施做锁脚锚杆，再喷混凝土。滞后上台阶5

13、m进行中台阶爆破开挖，滞后中台阶20m后进行下台阶爆破开挖，支护方式与上台阶相同，开挖后仰拱紧跟，自卸汽车运碴。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。 台阶法施工断面图台阶法施工纵断面图三台阶法施工时台阶长度不宜过长，可根据施工机械、人员安排等情况控制在35m长度。台阶开挖高度可根据挖机臂长及现场施工情况适当调整。1）施工工序：按施工布置开挖1单元区域土石方，并及时施工初期支护。滞后1单元3m5m后，开挖2单元区域土石方并及时支护。滞后2单元20m后，开挖3单元区域土石方并及时支护。2）施工注意事项：严格按设计边界，设计步骤施工。爆破严格按爆破设计施工，严格控制炮眼深度

14、、角度及装药量。工序变化处钢架设置锁脚锚杆，以确保钢架基础稳定。格栅钢架之间纵向连接钢筋连接按要求设置，及时施作并连接牢固。(2)爆破设计本隧道三台阶法施工采用液压钻或YT28 气腿式手风钻钻孔作业，自制作业平台辅助作业, 人工装药。钻孔作业要求“准、齐、平、直”，参考预加固支护位置或画定开挖轮廓线及眼位，准确按要求位置施工，眼底落于同一平面上，边眼外斜保持0.040.05，两炮衔接台阶小于10cm，装药必须堵塞，确保爆破效果。为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，爆破采用光面爆破。周边眼残眼率硬岩达到80%以上，中硬岩达到60%以上。炸药选用爆速低、不怕水、有害

15、气体少的乳化炸药。非电毫秒雷管起爆，火雷管引爆。1）爆破参数炮眼直径d：选用42mm的钻孔直径。炮眼深度L：炮眼深度约1.2m。抵抗线W：当炮眼直径在3542mm的范围内时，抵抗线W与炮眼深度有如下关系：W=（1525）d或W=(0.30.6)L。据此级围岩取W=60cm。炮眼间距E：同一排两炮眼之间的距离与抵抗线之间的关系式为： W =（1.11.8）E。根据以往的施工经验取W=1.25E，级围岩取E=48cm。堵塞长度：不小于20cm。爆破参数以级围岩上下台阶法为例计算如下：炮眼数量：标准直径的炮眼：（炮眼直径42mm，药包直径32mm）N=qs/ar 式中：N炮眼数目（个）q单位炸药消耗量(kg/m3),本隧取0.76 kg/m3s开挖断面面积(m2),本隧为170 m2a爆破振动衰减指数r炸药的线装药密度(kg/m)根据设计图纸计算开