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某矿山法隧道工程施工方案.doc

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矿山 隧道 工程施工 方案
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目录第一章 工程概况 ................................................................5第 1节 编制依据 ............................................................5第 2节 工程范围及工程数量 ..................................................5第 3节 工程地质条件 ........................................................6第 4节 隧道设计 ............................................................7第 5节 隧道施工环境 ........................................................9第二章 现场的施工现状 .........................................................10第三章 施工总体安排及施工方案 .................................................11第 1节 止水帷幕施工 .......................................................11第 2节 B 断面端头加固袖阀管施工 ............................................12第 3节 地表管线加固施工 ...................................................14第 4节 对元岗大桥桥基临时加固的预备措施 ...................................15第 5节 管棚施工 ...........................................................15第 6节 加强地面监测,实行信息化施工 .......................................16第 7节 A、B 断面隧道施工 ...................................................17第 8节 施工总平面布置图和洞内开挖示意图 ...................................33第四章 主要的施工工艺 .........................................................33第 1节 喷射混凝土 .........................................................33第 2节 钢筋网安设 .........................................................34第 3节 格栅拱架加工与架立 .................................................34第 4节 超前小导管、注浆小导管和锁脚锚管施工 ...............................36第 5节 防水层施工 .........................................................41第 6节 仰拱施工 ...........................................................43第 7节 二次衬砌施工 .......................................................43第 8节 衬砌背后注浆 .......................................................45第 9节 进洞 3m前的井点降水 ................................................45第五章 工程测量与监控量测 .....................................................48第 1节 施工测量 ...........................................................48第 2节 监控量测 ...........................................................49第六章 工期、进度及劳动力、机械的安排 .........................................52第 1节 A、B 断面施工总体安排 ...............................................52第 2节 工期计算 ...........................................................52第 3节 时标网络图及施工总体进度横道图 .....................................53第 4节 施工组织机构及劳动力的组织 .........................................53第 5节 材料计划表具体见材料数量汇总表 .....................................55第 6节 机械、设备进场表(表 6-3) ..........................................55第 7节 测量、监测设备表(表 6-4) ..........................................57第七章 应急准备及处理 .........................................................58第 1节 洞内塌方 ...........................................................58第 2节 洞内穿水 ...........................................................59第 3节 出现流砂 ...........................................................60第 4节 基坑上鼓 ...........................................................60第 5节 路面塌洞 ...........................................................61第 6节 现场应急准备常备物资如下 ...........................................61第八章 施工注意事项 ...........................................................62第九章 保证措施 ...............................................................64第 1节 质量保证措施 .......................................................64第 2节 安全保证措施 .......................................................71第 3节 进度保证措施 .......................................................73第 4节 文明施工保证措施 ...................................................74工程概况第一节 编制依据(1)某工程矿山法隧道设计图纸和其他相关设计文件;(2)该段隧道工程的地质条件及所处环境、施工现状,结合我单位类似工程的施工经验;(3)合同条款;(4)施工规范和验收标准;(5)业主批复的相关施工方案及会议精神。第一节 工程范围及工程数量(1)左线 ZDK0+645.801~ZDK0+726.815,计 81.014m 的矿山法隧道施工,右线YDK0+645.8~YDK0+728.118 ,计 82.318m 矿山法隧道施工。(2)该段里程地表加固:施喷桩、袖阀管、摆喷桩等施工管理。(3)工程数量见工程数量表(略) 。(4)本施工组织设计的重点是实施 B 断面,里程为 YDK0+729.418~ 694.365。第一节 工程地质条件天河客运站至华师站区间北段矿山法隧道穿过花岗石残积土层,隧道顶部为淤泥质土和砂层。砂层为主要含水层,透水性强。根据地质钻孔资料及始发井开挖揭露的地层情况知,该段隧道的地质情况比较复杂。1.3.1 隧道左线洞口段地质情况从上往下依次为:①人工填土层,为杂填土,厚 2~3m 。②河湖沉积层,为淤泥质土,厚 2~3m 。③冲积-洪积砂层 ,为中砂层,厚 3~5m。④花岗石残积土 ,为砂质黏性土,厚 7~10m 。⑤下部为花岗石全风化层见图 1-1。1.3.2 隧道右线洞口段地质情况从上到下依次为:①人工填土层,为杂填土,厚 4~5m 。②冲积-洪积土层 ,主要为粉质黏土,厚 3~4m 。③冲积-洪积砂层 ,为细砂层,厚 1~2m。④花岗石残积土 ,为砂质黏性土。⑤下部为花岗石全风化层,该段地下水丰富,更为不利的是隧道拱顶约 1m 进入冲积-洪积砂层,稳定水层埋深 1.45~3.30m ,冲洪积砂层更为饱含水层。岩土、、等地质残积土遇水极易软化崩解,甚至发生流砂现象。由于上层地质砂层为饱含水层,下伏的残积土会受到地下水的浸泡而软化,施工时易发生崩解和流砂,甚至塌方,造成地表下沉,施工过程中要引起高度重视,同时施工前要采取必要加固措施。 1.3.3 钻孔地质柱状图见图 1-1。 见附图文件(钻孔地质柱状图 1-1)第一节 隧道设计本矿山法工程为天河客运站~华师站区间北段矿山法土建工程(支 YDK+645.80~支YDK0+728.118),长度 82.318m;隧道埋深 7~7.8m,按浅埋暗挖法原理进行设计,采用复合式衬砌结构,即以大管棚注浆和超前注浆小导管、注浆导管、钢筋网、喷射混凝土和钢架为初期支护,二衬模筑钢筋混凝土,初期支护与二次衬砌间设全包防水隔离层。隧道为双线单洞矿山法隧道,有两种断面,即 A 型断面、B 型断面,其中 A 型断面左线长47.238m,右线长 48.565 m ,B 型断面左线长 33.776m,右线长 33.753 m。A 型断面开挖尺寸宽×高=12.900m×9.308m,B 型断面开挖尺寸宽×高=14.700m×10.007m,两种断面之间采用错台变换。具体详见图 1-1、图 1-2(未详尽处略)。 图 1-1 A 型隧道结构断面图第一节 隧道施工环境本段隧道北端与天河客运站连接,南端与盾构始发井连接,地面上方有北环高速公路的元岗立交桥桥墩基础和广汕公路,桥墩基础底距隧道开挖顶部仅为 3.823m,广汕公路共 12 个车道,进出城各 6 车道,交通繁忙,人流量大。地下管线比较多,埋置深浅不一。具体详见图 1-8 隧道上方行车道状况图(略) 、图 1-9 地下管线状态图(略) 。现场水电已通,施工场地与盾构共用,较狭小,需合理布置场地。现场的施工现状2.1 北段矿山法 B 断面隧道工程地面摆喷墙止水帷幕已施工完毕,现正在帷幕部位用旋喷桩止水补强,A 断面暂未施工。在地面止水帷幕内外侧设置并施工了三组水位观测孔及内侧施工了两个垂直降水井。管棚施工现已完成了 25 根,并注浆完成。从提供资料显示,管棚施工时从管棚内带出的土体一共有 230 多方,而从管棚浆液喂入量达到 310 多方,从地面沉降监测数据来看,管棚周围的空虚土体基本回填加固。引起重视的是,在剩余的 15 根管棚施工过程中,严格控制注浆质量,对已注浆的管棚需要进行抽检或补注,直到空虚土体全部充填满为止。2.2 由于该隧道所处地理环境特殊,跨越元岗立交桥、广汕路和十余道给排水、通信及煤气等管线,且所处地质较为复杂,穿插人工回填土、淤泥质土、粉质黏土、洪积砂层,砂质黏性土,且地下水位较高,地层水较饱和。前期为保护元岗大桥、地表管线、广汕路采取了一系列的加固措施,部分已施作完毕,剩余的正在进行实施。2.3 B 断面管棚共 40 根,单根长度 35m,共 1400m, 受始发井施工影响,分两次打设完成。现已施工完毕 25 根,但注浆有可能需补注完成。2.4 洞口袖阀管施工正在进行,已钻孔完毕,并开始着手注浆。2.5 管线加固的旋喷桩施工尚未进行,正在准备施工。2.6 受地表加固及始发井圈梁施工影响,矿山法隧道施工尚未进行。施工总体安排及施工方案施工原则:重地上,管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭,紧衬砌,勤量测,速反馈。该段隧道施工,把地表工程措施放在第一位。即进洞前保质保量完成 B 断面地表措施工程。施工时,结合现场实际情况将本段分为以下几个片区。第一节 止水帷幕施工止水帷幕施工已完毕,有其专项施工方案,在此不详述。3.1.1 根据水位观测及管棚施工时的涌水量,目前止水帷幕渗水量比较大,原因如下:(1)施工场地内地下树根较多,树根深度多在 3~6m ,摆(旋)喷高压水无法穿透树根,使一部份摆喷的喷射半径受到影响,造成桩与桩之间的连接效果不好;(2)地下管线较多,管径较大,B 断面隧道有三个位置的摆(定)喷孔距大于 1.6m 达到2m,喷射距离过大影响止水墙的质量;(3)在与连续墙交接部位,在连续墙背后易形成集水通道,在摆喷桩施工时,亦出现漏浆和喷射过程中冒浆中断的现象,导致摆喷墙在施工时与混凝土墙的交接效果不好,所以该部位是个薄弱点。3.1.2 止水帷幕补强措施:(1)树根的分布规律难以把握,现设在摆喷墙轴线两桩心中部,用旋喷桩补强,桩深23m(见图 3-1) ; (2)地下管线底部用骑缝式斜孔压密注浆补强;(3)摆喷与连续墙的搭接部位在两侧分设两个压密注浆孔,孔深 23m。第一节 B断面端头加固袖阀管施工袖阀管施工有专项方案,在此仅做简述。袖阀管施工第一排从连续墙 0.4m 开始施作,每排间距 1.0m,孔深 8.5~19.5m,呈梅花形布置。现袖阀管施工队袖阀管安装已施工完毕,并开始注浆。预计 7 月 24 日前将完成 B 断面端头加固袖阀管施工项目。其施工工艺流程见图 3-2。图 3-2 袖阀管注浆施工工艺流程图(1) 钻孔,根据各组注浆参数表要求,各孔钻进深度 8.5~19.5m 不等,用泥浆护壁,一次钻孔到底,提出钻具。(2) 当砂层较厚,孔内塌孔时,用 Ф91 套管护孔到底,待孔内注入套壳料,下入注浆外管后,才将 Ф91 套管提出孔外。用 PW-120 泥浆泵,向孔内注入套壳料,注满为止。套壳料配方: 水泥:黏土:水=1:1.5:2( 重量比,配方由现场试验最后确定 )。向孔内下注浆袖阀管,长度 19.50m。注浆用 PW-150 注浆泵,根据各组注浆参数表要求,从孔底自下而上分段注入注浆液。注浆次序,每次都必须跳开一个孔进行注浆。以此类推,进入下一工作循环。第一节 地表管线加固施工由于隧道顶面管线较多,管径较大,特别是 φ1200 的混凝土给水管和 φ1500 的排水管,在施工时容易由于地表沉降而引起破坏,所以隧道开挖前对这些管线的地层进行加固保护,具体措施如下:(1)采用旋喷桩;(2)沿管线两侧布置,桩径 φ1000,间距 1000mm; (3)保护的重点为给水管和排水管等管线; (4)管线加固预计从开工之日起 40 日完工。第一节 对元岗大桥桥基临时加固的预备措施B 断面隧道虽然不在元岗特大桥桥基底下,但是与 50 号、51 号、52 号桥基比较近,在管棚和隧道施工时的疏水的地面沉降会影响到该范围内,所以需要对其进行有效的保护。首先对桥基加强监测,结合水位监测,掌握疏水对桥基沉降的影响程度。同时对桥基采用以下保护措施。(1) 在桥基附近设的水位观测井做成直径为 500mm 大的灌水井,在必要时回灌水对地下水及时补充。(2)为保证施工安全,拟在桥基附近各设 3~5 排袖阀管,间距 1m,进行注浆加固,形成幕墙,避免隧道开挖时引起地面沉降。第一节 管棚施工大管棚施工有专项方案,在此就不详述。(1) 洞内管棚在拱部 120°范围布置,环向间距 40cm, 管棚孔口位置沿隧道开挖线外200mm 布置。根据以往管棚施工经验,钻杆钻进过程中约有 2%的挠度,考虑施工及机械误差,为确保管棚不侵入隧道开挖断面,且尽量减小管棚与开挖轮廓线之间的高度,减少拱顶坍塌,大管棚外插角控制在 1°~2°之间。(2)B 断面管棚共 40 根,管棚单根长度 35m,共 1400m。受始发井施工的影响,分两次打设完成。管棚采用直径 108mm,壁厚 6mm 的无缝钢管,分节安装。每节长度 3~6m, 每两节之间用丝扣连接。相邻两根钢花管的接头错开不小于 1m。无缝管上钻孔注浆,呈梅花形布置。(3)管棚注浆采用水泥浆-水玻璃浆液,注浆压力采用 0.6~1.0MPa,水泥浆水灰比为0.6︰1~0.8︰1,水玻璃波美度控制在 30~35Be,浆液扩散半径为 0.6~0.8m。施工中应根据实际地质情况,在现场对浆液配合比适时调整。(4)由于管棚施工时存在流水涌砂现象,管棚钻孔采用跟管钻进,并在管棚孔口设置止砂阀,防止砂从管内涌出造成地面沉降。管棚注单液浆,使隧道拱部的砂层固结,防止开挖时出现顶部漏砂现象。第一节 加强地面监测,实行信息化施工(1)加强沉降收敛观测,依据沉降收敛的动态变化及时反馈信息情况和调整监测频率,依据沉降收敛信息及时调整支护参数和注浆参数,这样对洞内的岩层稳定和水的治理提供了科学的依据,有关地下管线、桥基、路面的变化,可依据沉降状态信息,采取对策,达到确保洞内和地面系统的安全。(2)利用降水井和水位观测井的监测,及时掌握地下水位的动态及其分布规律,利用水位信息分析与地表监测值在时间、空间的关系,分析井下疏水,地面降水与地面、洞内主要建(构)筑物系统安全可靠的关系。(3)投放萤光剂。在不同的时间段分别在水位观测孔内投入萤火剂,在降水井和出水点进行水样采集分析,以利掌握水的流向、径流速度,水力梯度的信息,掌握地层水力联系信息与沉降的关系,预测水的变化,实现对即将发生沉降值的预测。(4)了解社会信息,对有助于矿山法施工和地面建(构)筑物的保护措施以资有效的利用。第一节 A、B断面隧道施工方法:全封水施工,人工配合小型挖机掘进,龙门吊出渣,大管棚、小导管超前支护,注单、双液浆,格栅钢架喷混凝土,初期支护,人工挂设防水板,自制混凝土衬砌台车衬砌,混凝土输送泵浇筑混凝土。目的:减少地层疏水沉降,达到对广汕公路、地下管线及元岗特大桥 50 号、51 号、52 号桥基少受疏水沉降影响。3.7.1 左、右侧上导洞施工根据现场实际情况,根据盾构的始发顺序,左线导洞先行,首先破除连续墙,即在连续墙的上导洞中位开口,逐渐扩大,随时检查工作面的土体稳定情况和地下水的情况,根据掌子面开挖的实际情况确定是否增加加固措施。加固措施为打小导管注双液浆封闭。开挖的土体利用 25t 龙门吊由始发井提升出洞,提升土斗的高度与隧道底板有一定的高差,施工时在土斗指定摆放位置做成固定斜坡道,确保出渣车辆将渣顺利倒进土斗中。土方开挖与初期支护:破连续墙后,土方开挖进尺 0.5m, 并进行临时支护,喷护工作面,按照里程与角度准确安设格栅钢架,以保证与右导洞的格栅钢架准确对接,同临时支护的工字钢安装成环。施作锁脚注浆导管、安装钢筋网片、连接筋,施工侧壁注浆导管及喷护好混凝土,创造成正式循环的条件。上侧导洞正常开挖循环作业:φ42 小导管超前注浆支护,小导管长 4.5m, 循环进尺3m,环向间距(避开管棚) 0.2m,外插角 10º。每次开挖一榀,进尺 0.5m,打设径向注浆小导管,小导管长 4.5m 间距 1.0m×1.0m ,外插角 45º,依次推进。如工作面有较大压力水时,根据掌子面开挖的实际情况确定是否增加加固措施。加固措施为钢筋网喷射混凝土封闭工作面,打纵向小导管双液注浆。在每 3m 开挖段长内必须用风钻进行探水,经探水认定工作面前方无水时,这段开挖才能进行,探水眼如果有较大压力水,就需要进行双液注浆堵水。附加工作:在下导洞开挖时,根据掌子面开挖的实际情况确定是否增加加固措施。加固措施为:在左、右侧上导洞底板进行下导洞未破连续墙前的注浆封水工作。在上导洞格栅刚架前 3m 范围内,向下导洞施作,向下注浆管注浆,每导洞环向下施工 7 根,排距500mm ,共 6 排。每 3m 进尺持续时间见表 3-1,施工工艺流程见图 3-3。每 3m 进尺持续时间表 表 3-1工序 项目 时间 (h) 时间小计(h)测量放样 3超前小导管 8开挖 10初喷混凝土 6径向小导管 10挂网 6测量校核 3立格栅及型钢刚架 6喷射混凝土 9①、④测量放样61图 3-3 施工工艺流程图3.7.2 左、右侧下导洞施工在上导洞推进不小于 8m 时才可施工下导洞。连续墙破除:破除顺序自上而下。破完连续墙后按照里程与角度准确安装靠连续墙的两榀格栅刚架,喷射混凝土,并用网喷混凝土厚度 200mm 封堵工作面。根据掌子面开挖的实际情况确定是否增加加固措施。加固措施为:加设超前小导管,长度 4.5m,循环进尺 3m, 外插角 10º,间距 40cm,并打径向注浆小导管。如前方掌子面压力水较大时,沿隧道轴向打设土体改造注浆小导管,长度 3~4.5m,间距 1.0m。每 3m 进尺持续时间见表 3-2,施工工艺流程见图 3-4。每 3m 进尺持续时间表 表 3-2
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