煤矿铁路专用线扩建工程隧道施工方案.doc
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1、大宁煤矿铁路专用线扩建工程综合一标隧道施工施组一、编制依据1、大宁煤矿铁路专用线扩建工程施工总价承包招标文件、设计资料、图纸及补遗书等。2、铁路隧道设计规范(TB10003-2005)3、铁路隧道工程施工安全技术规程(TB10304-2009)4、铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008)5、铁路隧道防排水施工技术指南(TZ331-2009)6、锚杆喷射混凝土支护技术规程(GB 50086-2001)7、混凝土泵送施工技术规程(JGJ/T 10-2010)二、工程概况1、工程简述本项目为大宁煤矿铁路专用线扩建工程,本工程位于山西省晋城市阳城县境内。本标段为大宁煤矿铁路专用线扩建工程土建综
2、合一标,起讫里程DK0+000DK6+900,本标段主要工程有大中小桥4座、涵洞16座、隧道3座、正线铺轨6.937公里、站线铺轨1.701公里、站场1处。2、工程概况2.1、大宁1#隧道大宁1#隧道位于山西省阳城县町店镇境内,全长1022m,隧道进口里程DK0+878,出口里程DK1+900,洞身最大埋深约65m,隧址区属低山丘、地形起伏较大,冲沟发育,地面相对高差66m左右,隧道进口相对较缓,出口山坡陡峻,隧道进口位于直线上,洞身位于半径为450m的曲线上,出口位于半径为400m的曲线上,线路纵坡为9.5上坡。全隧均采用曲墙(带仰拱)复合式衬砌,隧道进口采用端墙式洞门,出口采用明洞式洞门。
3、2.2、大宁2#隧道大宁2#隧道位于山西省阳城县大宁煤矿矿区内,全长218m,隧道进口里程DK2+645,出口里程DK2+863,洞身最大埋深约24m,隧址区属低山丘、地形起伏较大,植被不发育,隧道进出口端山坡陡峻,表层岩性主要为泥岩夹砂岩,强风化弱风化。隧道进出口位于半径为400m的曲线上,线路纵坡为12.0上坡。全隧均采用曲墙(带仰拱)复合式衬砌,隧道进出口均采用端墙式洞门。2.3、上黄岩隧道上黄岩隧道位于山西省阳城县上黄岩村南侧,全长1000m,隧道进口里程DK3+082,出口里程DK4+082,洞身最大埋深约80m,隧址区属低山丘、地形起伏较大,冲沟发育,隧道进口相对较缓,出口山坡陡峻
4、。隧道进口位于直线上,洞身位于半径为500m的曲线上,出口位于位于直线上,线路纵坡为12.0、10.9、12.1上坡。全隧均采用曲墙(带仰拱)复合式衬砌,隧道进口采用挡墙式洞门,出口采用台阶式洞门。3、施工目标3.1质量目标符合设计文件、国家和铁道部颁布的规范、验收标准。工程一次验收合格率达到100%。3.2安全目标杜绝较大及以上施工安全事故;杜绝较大及以上道路交通责任事故;杜绝较大及以上火灾事故;控制和减少一般责任事故。3.3工期目标隧道总工期718天,2012年8月20日至2014年8月8日。3.4文明施工目标组织健全、目标明确、措施齐全、执行有力;施工场地布局合理、井然有序,材料堆码整齐
5、、各类标志齐全;施工人员遵纪守法、尊重民风、民俗,创安全文明标准工地。三、 施工准备工作1、 施工现场准备 施工前根据本项目施工任务、工期要求,规划施工场地,绘制制施工平面布置图。施工场地按“方便施工、便于管理、少占地、环保、经济”的原则进行布置,在满足施工的条件下,做到文明施工和环境保护达标。场地布置时,空压机房、拌和站、砂石料场尽量远离村庄或采取防噪防尘措施,避免噪声、扬尘扰民。施工便道各专业共用,尽量避开居民区,不能避开时,改善路况减少道路扬尘。混凝土拌和站,选择地势平坦、地基承载力高且稳定、顺桥、紧凑布置。自动计量混凝土搅拌站集中设置,为路基、桥梁、涵洞、隧道、房屋等工程提供混凝土。大
6、宁1#隧道出口临时施工场地布置在DK2+000处线路右侧,施工场地内布置变压器、空压机房、钢筋加工棚、混凝土搅拌站、库房、中心实验室及施工人员宿舍等。施工场地设施主要供大宁1#隧道施工、DK0+000-DK2+600段所有涵洞钢筋制作及全线混凝土供应。上黄岩隧道进口临时施工场地布置在DK2+920处线路右侧,施工场地内布置变压器、空压机房、钢筋加工棚、库房。施工场地主要供大宁2#隧道施工、上黄岩隧道施工、南沟中桥施工、DK3+050公路上跨桥施工及DK2+600-DK3+082段所有涵洞钢筋制作。2、 技术准备积极与建设单位联系,备齐施工文件、图纸。组织技术人员认真熟悉设计文件,进行现场实地勘
7、察,对图纸进行会审和签认。组织编制切实可行的实施性施工组织设计和项目质量计划书,据以指导施工。根据工程进度要求,调配先进适用的各类机械设备及测量试验仪器。施工前对各种机械设备认真进行维修、保养,以满足工程施工需要,各种仪器经检查,校正后再投入使用。对工程所用材料统一组织做好材质、产量调查及询价,按程序文件选择合格供应方,签订供货合同,保证物资按计划及时供应,满足开工及正常施工的需要。三、隧道工程施工方案1、总体技术方案根据本标段隧道的工程规模、特点及工期质量要求,结合我单位人力、设备资源和施工经验,本标段共设2个隧道工程队,设置两个主要施工临建区,大宁1#隧道施工临建区设置在大宁1#隧道出口处
8、线路右侧平地内,大宁2#隧道及上黄岩隧道施工临建区设置在大宁2#隧道与上黄岩隧道之间线路右侧平地内。本隧道按新奥法原理组织施工,隧道洞门及进出口采用明挖法;、级围岩采用台阶法施工,反坡施工地段,采用机械抽排。顺坡施工地段,洞内水通过水沟,自然排出,施工通风采用机械独头通风方式。隧道出碴采用无轨运输,采用装载机配合挖掘机装碴,自卸汽车外运至路基或弃碴场。初期支护采用喷锚支护,由锚杆(砂浆、中空)、钢架(格栅、型钢)、钢筋网、喷射混凝土形成联合支护体系。防水层的铺设使用活动平台,采用无钉铺设工艺。二次衬砌施工,仰拱采用仰拱栈桥全幅超前施工,避免施工干扰,隧道暗挖段采用9m整体式模板衬砌台车施作,在
9、洞口及明挖段采用以整体式模板衬砌台车为主骨架,拼装台架配组合钢模板衬砌;混凝土由自动拌合站集中搅拌,混凝土罐车运输,泵送入模,插入式振捣器捣固。附属洞室与洞身同步进行施工。1.1、 隧道项目队主要管理人员及劳动力组织大宁1#隧道隧道架子队队部:设队长1人;领工员2人;技术室4人、实验室1人。劳动力计划组织:施工高峰期各作业队具体人员安排详见下表。大宁1#隧道施工高峰期劳动力计划表序号班组名称 主 要 工 作 内 容 人数备 注1开挖班掘进开挖钻孔、爆破152支护班拱架、锚杆、钢筋网制安,喷射混凝土103出碴班洞内装碴、运输84衬砌班台车立拆模,混凝土拌制、运输、浇注255仰拱班仰拱开挖、浇注1
10、06机电、综合班机械操作、值班、维护保养57预制班水沟、盖板、中心水沟底座等58防排水班49合 计82大宁2#隧道隧道及上黄岩隧道架子队队部:设队长1人;领工员3人;技术室4人、实验室1人。劳动力计划组织:施工高峰期各作业队具体人员安排详见下表。大宁2#隧道及上黄岩隧道施工高峰期劳动力计划表序号班组名称 主 要 工 作 内 容 人数备 注1开挖班掘进开挖钻孔、爆破302支护班拱架、锚杆、钢筋网制安,喷射混凝土153出碴班洞内装碴、运输124衬砌班台车立拆模,混凝土拌制、运输、浇注305仰拱班仰拱开挖、浇注156机电、综合班机械操作、值班、维护保养57预制班水沟、盖板、中心水沟底座等58防排水班
11、49合 计114施工中将统筹考虑,动态管理,随时对人员、机具进行调整、做到既能满足施工要求,又尽量减少窝工现象。1.2、弃碴场地布置隧道弃碴场布置在隧道洞口附近,利用在区间路基和站场填料,严格遵循节约用地、满足施工生产的原则,弃碴场设置永久的挡护工程,顶面设置截排水系统,对有条件的碴场坡面采取植被保护措施,防止水土流失,尽量减少对环境的影响,主要施工设施修建在较为平缓的台地、坡地上,为减少场地平整及开挖工作量,本着因地制宜、互为利用的原则,平整场地或修建山坡平台便道后,合理布置空压机站、配电房、机修房、木(铁)工房、钢筋加工房、锻钎房、炸药库等生产房屋设施,生活房屋布置在相对平整、噪声和污染较
12、小的位置。1.3、施工风、水、电管线布置施工供风:大宁1#隧道出口布设2台20m3/min电动空压机,上黄岩隧道进口布设2台20m3/min电动空压机。空压机派专人操作,定期养护,确保开挖面钻孔、锚杆钻孔及喷射砼作业供风正常。施工前期各工点设12m3/min内燃空压机临时供风,电力线路架设完成并正常供电后采用电动空压机供风。主供风管路采用150mm钢管,法兰盘连接,铺设至距掌子面2030m位置,副供风管路采用50mm高压橡胶管,在开挖及喷锚时引至掌子面。空压机及供风管路派专人维修保养,以降低漏风系数,确保为开挖面钻孔及喷射砼施工提供正常风压。施工供水:施工和生活用水均采用附近工点打井取水,先将
13、水抽至井旁的蓄水池,大宁1#隧道出口蓄水池容量100m3,上黄岩隧道进口蓄水池容量60m3,再通过高压水泵抽至高位水池;大宁1#隧道出口高位水池容量为80m3,上黄岩隧道进口高位水池容量150m3,上下水管路采用100mm钢管输水,洞内水管路采用80mm钢管输水。施工用电:本标段沿线地方电源较丰富,电网发达,施工用电就近 “T”接引入。施工用电采用利用地方电源与自发电相结合的方式,大宁1#隧道出口安装500KVA变压器1台,备用250KVA柴动发电机1台,主要供工点内集中拌合站、钢筋(型钢)加工、空压机、通风机、输送泵、洞内照明使用;上黄岩隧道进口安装315KVA变压器1台,备用200KVA柴
14、动发电机1台,主要供工点内钢筋(型钢)加工、空压机、通风机、输送泵、洞内照明使用。1.4、施工通风、防尘隧道施工通风采用轴流式通风机独头压入式通风方案,利用风管对掘进工作面供风。在每个工点洞口外各设2110KW轴流式通风机,采用1000mm通风管将新鲜空气压入洞内,通风管口距离工作面30m。 1.5、施工运输隧道施工采用无轨运输方案。采用ZL50装载机配合SK165挖掘机装碴,弃碴由自卸汽车运输,根据洞碴情况分别运至设计利用位置或弃碴场位置。隧道施工便道采用既有道路与新建便道相结合,新建便道采用6m宽,便道采用漫水桥过河。1.6、施工排水洞口排水系统视洞口地形、地质条件及地表水文情况酌情考虑,
15、在洞口土石方开挖前做好洞顶截水沟,并汇入路基临时排水系统。隧道上坡施工段洞内施工排水采用沿侧沟自然排至洞外污水处理池,经污水处理后排至自然沟渠内;反坡排水施工段施工排水在掌子面设集水仓,设移动泵站、并铺设排水管道将水引排至变坡点以外,而后沿侧沟排出洞外,随着掘进长度的增加,在隧底侧沟位置增设集水仓,设固定泵站接力排水。2、洞口及洞门段施工由于隧道洞口多处于浅埋、风化岩层地段,洞门及明洞采取明挖法施工,明暗交界均采取小管棚预加固后采用三台阶临时仰拱法施工。洞门及洞口段施工顺序为:测量放线洞口开挖(地表处理截水天沟洞口土石方开挖)边仰坡刷坡与临时防护洞口型钢拱架安装超前小管棚施工明洞衬砌洞门衬砌回
16、填边仰坡永久防护。2.1、洞口开挖施工顺序: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。1)地表处理及截水天沟进出口洞门施工前先进行测量放线,根据测量放线做好边坡开挖轮廓线和截水天沟,并将截水天沟与路基临时排水设施相连,以利截排水,同时将影响洞口段开挖线以外1015米范围的漏斗、洼地、危石等进行处理,防止地表水向下渗漏或陷穴等继续扩大影响隧道安全,确保边仰坡稳定。2)洞口土石方开挖洞口土石方用挖掘机挖装,开挖方法采用自上而下分层分台阶进行,台阶高度23米,石方采用弱爆破,挖掘机、装载机装碴,自卸汽车运碴。3)边仰坡刷坡与防护边仰坡刷坡自上而下分层进行,每层高度23m,随开挖及
17、时进行临时锚网喷等支护。做好坡面喷砼防护层与原坡面衔接,防止坡面风化,引起水土流失、导致边仰坡防护受到损坏。隧道洞门段衬砌完成后,洞口边仰坡及回填。边仰坡开控完毕及时对仰坡进行锚喷防护处理,先在仰坡上梅花形布置22锚杆(L3m),锚杆间距1.21.2m,然后铺设2020cm8钢筋网,最后喷射10cm厚砼进行封闭。2.2、洞门施工洞门基础置于稳固的地基上。基底虚碴杂物、泥化软层和积水清除干净。施工时结合绿色通道的设计,确保内实外美,同时洞口的截排水设施系统完善,确保洞口排水畅通。3、明洞施工3.1、施工顺序具体施工顺序:测量放线排截水沟施作边仰坡开挖、支护基底处理仰拱、填充施工拱墙衬砌明洞防水层
18、施工洞顶回填。3.2、施工方法明洞土石方开挖采取横向分层、纵向分段的方法进行施工,采用挖掘机开挖,必要时采取弱爆破和人工配合机械刷坡,装载机装碴,自卸汽车出碴。边开挖边按照设计施作边仰坡防护,开挖完成后进行基底处理,基底承载力达到要求后先施作仰拱、再施作隧底填充砼,填充砼在仰拱砼终凝后进行浇筑。明洞衬砌在仰拱填充完成后,由洞内向洞口方向,先施作矮边墙,再进行拱墙衬砌的顺序进行施工。衬砌采用模板台车作内模,外模采用组合钢模,对拱墙衬砌混凝土采用一次整体灌注。混凝土由自动拌合站生产,罐车运输,泵送入模,插入式振捣器振捣。明洞衬砌完成后及时施作防水层和排水盲沟。明洞回填在明洞衬砌与隧道洞门段衬砌全部
19、灌注完成后进行施工。回填采用对称分层填筑和夯实,每层层厚不大于0.3m,其两侧回填土面高差不大于0.5m,回填至拱顶后,即采用满铺方式,并分层向上填筑。最后施工粘土隔水层。明洞回填完成后,在洞顶建立识别设计填土坡面的标志,以便及时清除坍方、落石,避免超过设计限度而危及结构安全。干砌及浆砌分层错缝进行、夯填密实,确保施工质量。4、正洞洞身开挖、支护4.1、爆破施工方法洞身开挖采用钻爆法施工。1)设计原则据地质条件,开挖断面、开挖进尺,爆破器材等编制钻爆施工方案。(1)根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽眼加深20cm
20、。(2)严格控制周边眼装药量,间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。(3)选用低密度低爆速、低猛度的炸药,本工程采用乳化炸药,非电毫秒雷管起爆。(4)采用微差爆破,周边眼采用导爆索起爆,以减小起爆时差。2)钻爆参数的选择通过爆破试验确定爆破参数,试验时参照“光钻爆参数表”。钻爆破参数表岩石种类周边眼间距(cm)周边眼最小抵抗线(cm)相对距离E/W装药集中度(kg/m)极硬岩506055750.80.850.250.3硬岩405050600.80.850.150.25软质岩354545600.750.80.070.123)掏槽方式采用中空直眼或斜眼掏槽。直眼掏槽操作较简单,钻孔方向易掌握;当石质
21、较硬、断面较大时,采用斜眼掏槽,以便减少钻眼数量。4)装药结构及堵塞方式(1)装药结构周边眼:用小直径药卷间隔装药,岩石很软时采用导爆索代替药卷。(2)堵塞方式所有装药炮眼用炮泥堵塞,周边眼堵塞长度不小于25cm。5)爆破效果监测及爆破设计优化(1)爆破效果检查检查项目主要有:断面周边超欠挖检查;开挖轮廓圆顺度,开挖面平整检查;爆破进尺是否达到爆破设计要求;爆出石碴块是否适合装碴要求;炮眼痕迹保存率,硬岩80,中硬岩60并在开挖轮廓面上均匀分布;两次爆破衔接台阶不大于10cm。(2)爆破设计优化每次爆破后检查爆破效果,分析原因及时修正爆破参数,提高爆破效果,改善技术经济指标。根据岩层节理裂隙发
22、育、岩性软硬情况,修正眼距,用药量,特别是周边眼。根据爆破后石碴的块度大小修正装药参数。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,使爆破眼眼底基本落在同一断面上。详见下图“钻爆法施工工艺流程框图”。4.2、台阶法施工一)台阶法施工工艺流程框图IV级围岩详见下图:“台阶法开挖钻爆法施工工艺流程框图”;V级围岩详见下图“单线隧道级围岩超短台阶法施工作业程序图”。二)台阶法钻爆法施工工艺文字说明隧道IV级、V级围岩地段采用台阶法施工。IV级围岩采用钻爆法施工,V级围岩采用挖掘机或人工持风镐开挖,人工清理掌子面轮廓。钻爆法施工工艺流程框图凿岩台架就位测量画线布孔钻孔、清孔、装药台架退出起 爆通风、排烟、找顶初
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