某水利隧道竖井施工专项方案.docx
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1、引松供水工程总干线施工四标项目经理部 施工方案目 录1编制说明11.1编制依据11.2编制原则12工程概况12.1设计概况12.2地质情况32.3施工平面布置图42.4本工程施工重难点43 施工方案、工艺及方法43.1总体施工方案43.2施工准备53.3竖井锁口圈施工63.4竖井井身段施工63.5竖井进正洞施工113.6正洞开挖支护施工143.7正洞底板施工163.8竖井通风、信号、管线布置173.9排水183.10施工测量、量测193.11竖井封堵214 施工进度计划214.1工期计划安排以及进度指标214.2施工循环时间214.3 施工进度保证措施225 资源配置计划235.1设备配套及选
2、型235.2竖井施工主要施工机械设备需求265.3竖井施工人员需求275.4主要材料试验、测量、检测仪器设备286 施工保证措施296.1质量保证措施296.2安全保证措施336.3环保保证措施386.4文明施工保证措施407施工危险源辨识和处理措施417. 1竖井基坑土方开挖417.2竖井起重及吊装设备427. 3 竖井爆破工程428.附图及附表43 施工方案1编制说明1.1编制依据(1)xx省中部城市xx供水工程总干线施工四标段实施性施工组织设计;(2)总干线四标段TBM3碱草甸子施工竖井图纸;(3)国家现行规范水工隧道设计规范(SL279-2002);锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50
3、086-2001);水利水电工程爆破施工技术规范(DL/T5135-2001);水工混凝土施工规范(DL/T144-2001);水利水电工程模板施工规范(DL/T5110-2000); (4)机械设备、各类技术人员配备及施工队伍施工能力的基本情况。(5)关于发布中铁隧道股份有限公司专项施工方案管理实施细则(试行)的通知(隧股工程2014433号)(6)xx供水项目碱草甸子新增竖井专题会会议纪要(2015年3月4日)1.2编制原则(1)贯彻执行国家方针、政策及相关工程施工规范、规定及当地政府的相关制度;(2)确保满足建设单位、监理单位、设计单位管理要求;(3)严格按照实施性施工组织设计要求合理编
4、制,确保施工方案经济可行;(4)符合国家和地方关于环境保护、职业健康安全、水土保持、节能减排的要求;(5)对本分部分项工程职业健康与安全危害的主要影响因素进行识别以及采取的安全及预防措施。2工程概况2.1设计概况xx省中部城市xx供水工程输水总干线四标段(TBM3)位于永吉县岔路河至饮马河之间,线路桩号48+90071+900,总长度23000m。其中隧洞主洞部分开挖采用全断面TBM施工为主、钻爆法为辅的施工方法。其中碱草甸子沟为浅埋洞段。碱草甸子沟平面位置如图2-1所示:图2-1 碱草甸子沟竖井平面位置图碱草甸子沟竖井高为33.68m(与正洞衬砌相交处),竖井与正洞相切,与主洞68+240处
5、为交叉点,主支交叉底板衬砌顶高程为214.921m。一期施工范围内68+16068+380长220m。二期在竖井开挖后,根据岩石揭露情况确定采用钻爆法处理或洞内超前灌浆TBM掘进的施工方案,二期施工范围为68+11068+160,长50米。设计碱草甸子沟竖井为施工通道,为临时建筑物,其保护对象为1级建筑物,使用年限为1年,按照4级建筑物设计,防洪标准按10年一遇洪水设计,30年一遇洪水校核。设计烈度为度。碱草甸子沟竖井施工参数表如2-2所示:表2-2 碱草甸子沟施工竖井施工参数表项目位置初期支护参数二次衬砌钢筋砼(cm)C20喷砼锚杆(小导管)钢筋网格栅钢架榀/m厚度(cm)材料下插角长度(m
6、)间距(m)直径(mm)间距(cm)井身井身段202210-1531.01.0815150.7570锁口段平台0.2m厚C20F200钢筋砼,26.8m26.8m锁口圈C20F200钢筋砼,上口宽度4m,下口宽度3m,厚度2m碱草甸子沟竖井主要工程量见表2-3表2-3 碱草甸子沟竖井主要工程量表部位项目单位数量备注上部平台清表(腐殖土)m2400清50cm浇筑砼m3300C20钢筋制安t9.2竖井工程量土石开挖m31958竖井上部风化岩石部分锚杆(22)根1100环向间距1m梅花形布置,每根长3m格栅拱架t28钢筋制安t55喷射混凝土m3250C20衬砌混凝土m3900C25钢筋网t88正洞正
7、洞石方开挖m318000C20喷射混凝土m32000钢筋网t90系统砂浆锚杆根4840每根3m超前小导管m7000每根3mI20a型钢拱架t35022锁脚锚杆根4400每根3.0m底板混凝土m3800封堵土石回填m3713石方回填m32574埋石混凝土封堵m3481碱草甸子沟竖井控制点坐标见表2-4:表2-4 碱草甸子沟竖井控制点坐标名称碱草甸子施工竖井井口中心坐标X=4815954.1055Y=489136.6629设计弃碴场位于TBM3进口碴场Z10-2,距施工地点5.0KM,碴场位于永吉县金家乡境内,碴场原占地面积108366m2,原设计堆碴容量500189m3,碱草甸子沟正洞石方139
8、42.2m3,虚方22307.5m3,碱草甸子沟浅埋段处理碴运至此碴场后,平均堆高增加0.21m。 竖井封堵在主洞衬砌结束后,由洞底向上依次回填。竖直段地面2m以下采用开挖料回填,并压密实,其余到地面竖直段与施工场区一同回填腐殖土,进行复垦。2.2地质情况2.2.1工程地质碱草甸子沟沟谷处隧洞埋深浅,覆盖层厚,围岩薄,风化厚,围岩强度低,地表水与地下水联系密切,可能存在溶洞。地下水对混凝土有中等腐蚀,对钢结构有弱腐蚀。竖井井身由上至下分别为灰粘土、碎块土含粘性土,合计深度为14m,以下为灰岩。.正洞洞身为灰岩,碎屑结构,层状构造,类围岩。其中68+282至68+327中45米主洞洞身上部土层,
9、下部岩石层。2.2.2水文情况碱草甸子沟为茶壶咀河右岸支流,隧洞穿越断面以上控制流域面积为2.98km2,设计洪水成果表如表2-5所示。表2-5碱草甸子沟设计洪水成果表控制点面积单位P=2%P=5%碱草甸子沟2.98m3/s27.219.2竖井断面P=5%及P=2%的水位分别为244.16m、244.3m。2.3施工平面布置图本着资源优化的原则,进行了碱草甸子沟竖井场地的规划,见后附图。2.4本工程施工重难点2.4.1工期紧张:本工程工期紧张,竖井及正洞施工出碴效率低,影响工序循环时间,进而影响进度,因TBM计划在2015年12月掘进至碱草甸子沟,且由于冻土影响,施工只能在4月至11月,工期只
10、有8个月。如何提高出碴效率,缩短施工工期,保证TBM顺利通过是本工程施工的重点。2.4.2竖井井身覆土层施工:竖井井身覆土层接近13.65m,如何保证竖井井身覆土层施工是本工程施工的重难点,根据地质情况,在土层段开挖过程中,支护和衬砌紧跟,加强施工监测,以保证竖井井身覆土层施工安全。2.4.2正洞洞身土层段施工:68+282至68+327中45米主洞洞身上部土层,下部岩石,上部土层厚度达到洞高一半,施工安全风险大,如果保证土层段施工安全是本工程施工重难点。采用三台阶七步法进行土层段开挖以保证施工安全。3 施工方案、工艺及方法3.1总体施工方案总体施工方案为:土方回填至设计标高后,依次进行锁口圈
11、、上部平台、竖井井身、正洞开挖支护、正洞底板施工。各部位施工方案如表3-1所示。表3-1:碱草甸子沟竖井及正洞施工方案一览表项目开挖方式提升方式出碴方式混凝土运输方式井下井上锁口及工作平台挖机开挖汽车吊挖机出碴车汽车吊+碴斗竖井井身20米内钻爆法汽车吊挖机汽车吊+碴斗搅拌站+输送管竖井井身20米以下钻爆法抓斗式桥吊挖机抓斗式桥吊搅拌站+输送管马头门施工钻爆法抓斗式桥吊挖机抓斗式桥吊搅拌站+输送管正洞开挖支护钻爆法抓斗式桥吊挖机+农用车抓斗式桥吊搅拌站+输送管+农用车正洞底板施工钻爆法抓斗式桥吊挖机+农用车抓斗式桥吊搅拌站+输送管+农用车施工工艺流程图:竖井施工总体工艺流程图如3-2所示:图3-
12、2竖井施工工艺流程图3.2施工准备3.2.1开工前由测量人员测定出竖井中心位置以及上部平台位置,根据测定的中心位置对原地面进行改路,场地进行平整,清除施工范围内杂物。3.2.2就近取土进行回填土方,回填土使用砾石及粘土,不得使用腐殖土,回填土采用小型夯机夯实,每30cm夯实一次。3.2.3本段属于中等富水区,施工期排水量大,施工降排水依靠超前集水坑,在竖井中间位置布置一个临时集水坑,集水坑超前开挖面50cm左右,将井底的地下水汇集到坑内,由潜水泵抽出排至地面的废水处理池,经净化后排出。3.3竖井锁口圈施工竖井锁口圈施工顺序为:测量放样开挖钢筋绑扎立模砼浇筑拆模养护3.3.1锁口圈开挖锁口圈深度
13、2m,采用挖掘机开挖,每次开挖1米,人工配合对井壁休整,保证断面符合设计要求。施工人员、小型机具及材料的运送通过临时墙梯。3.3.2锁口段衬砌基础挖出后绑扎钢筋(预留接茬钢筋)、立模板,浇筑锁口圈混凝土;夯实平台部分土质,预留接茬钢筋基础上绑扎平台钢筋,浇筑混凝土。竖井井口段设计采用厚70cm的C25钢筋混凝土衬砌结构。采用组合钢模板立模,锁口分2次浇筑,50插入式振捣器人工捣固。浇筑砼12小时后拆模,洒水养护,养护时间不小于14天。3.4竖井井身段施工竖井井身段施工方法及施工工艺流程见图3-3。3.4.1开挖井身粘土及碎块石含粘性土段采用挖掘机直接开挖,灰岩段采用钻爆开挖,挖掘机出碴,人工辅
14、助。初期支护采用锚喷挂网支护和格栅钢架相结合的形式。竖井爆破设计见附图,隧道爆破施工作业程序如下:测量放线炮孔布置施工准备钻孔吹孔装药填塞连接起爆网络警戒爆破通风排烟爆后检查进入下一工序。3.4.2出碴、清底及运输(1)出碴方式出碴采用1台PC60小型挖掘机装碴,人工配合清底碴,汽车吊提升3m3碴斗出碴,出碴车运至临时堆土区为以后竖井封堵备用。(2)人员、机具、材料的下放材料、小型机具的上下均通过汽车吊。人员上下通过上下扶梯。扶梯细部图见附图。打眼准备测量定位风钻打眼出碴通风装药放炮撬帮清底支护钢筋绑扎衬砌施工图3-3:竖井井身段施工工艺流程图3.4.3初期支护根据施工图纸做好初期支护,初期支
15、护均在出碴完成后依次施作。施工严格“一掘一护”的施工顺序进行,做到支护紧跟开挖,确保施工安全。(1)喷射混凝土1)施工方法喷砼施工时,采用自动计量JS750搅拌机拌料,井口设置储料仓,喷射机安设于井外,人工上料,喷浆时通过喷射混凝土溜灰管、缓冲器、软胶管的方式进行喷混凝土作业。喷射混凝土施工工艺见图3-3。2)喷射混凝土施工技术措施及注意事项 喷射前检查风水管路,有无漏风、跑水现象,如发现及时更换。 检查输料管有无磨损、漏风、跑料的现象,如发现及时修理或更换。 喷前先检查各种信号、喷浆机系统是否正常,保证井下作业的正常进行。 喷前必须处理松动岩块,岩层表面必须冲洗干净。 砂水泥自动计量自动计量
16、自动计量米石搅拌机喷射机钢管(输料)缓冲器喷枪软管地面水箱水管软管井壁拆除软管,喷枪提升输料管至安全距离井口井下图3-4 竖井喷砼施工工艺框图 喷射时,上料要做到入料连续均匀,并加金属网孔,严格筛选骨料;严格控制水灰比;保证风压正常;保持管路顺直,不能有结、团;每次作业完成或中间长时间停止作业,均要用水清洗机具设备,防止凝固,减少喷射过程中的堵管现象。 喷射时,喷射软胶管不得出现死弯或硬弯现象,防止堵管。在送风处理堵管时,工作风压不得超过0.4Mpa。 喷射时,喷枪与岩面垂直,距受喷面0.81.2m。 井口混凝土搅拌料存放不得超过60min。 喷射作业分段、分片、分层,由下而上的顺序进行,有较
17、大凹洼处,先喷射填平。分层喷射时,后一层应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝1h后再进行喷射时,应先用风水清洗喷层表面;喷射作业应紧跟开挖工作面,混凝土终凝至下一循环放炮时间不应小于3h。开挖后及时初喷,锚杆、钢筋网片、格栅钢架施工完成后及时复喷。 根据施工图纸的要求和监理人的指示,喷射混凝土前在指定部位布设钢筋网。钢筋网应紧贴岩面敷设,并牢靠固定,钢筋网下不得垫石块。 喷射混凝土养护:喷射混凝土终凝固2h后,应喷水养护;养护时间不得少于7昼夜;气温低于+5不得洒水养护。 冬季施工:喷射作业区的气温不得低于+5;混合料进入喷射机的温度不应低于+5;喷射砼抗压强度达到10Mpa前不得受冻。(2)锚
18、杆施工1) 施工方法出碴完成后,整平虚碴初喷后,按设计在井壁相应位置布眼孔,采用YT-28风钻钻孔,钻孔孔径为42mm,锚杆采用全长粘结式砂浆锚杆,按先灌浆后安装锚杆的施工方法进行施工。施工顺序为:造孔清孔后,注入水泥浆液,再插入锚杆,待砂浆终凝后,安装孔口垫板。如有地下水出露,在初支背后埋设排水管,引至井底。施工工艺见图3-5。制作锚杆眼孔布置风钻打眼安装锚杆注入砂浆浆吹孔清孔砂浆拌制浆图3-5竖井锚杆施工工艺框图 2)锚杆施工技术措施 开挖初喷后尽快施做锚杆、挂网,然后复喷。 锚杆原材料规格、长度、直径符合设计要求。锚杆孔位、孔深及布置形式符合设计要求,锚杆用的水泥砂浆符合设计要求。 钻锚
19、杆孔、排水孔a. 按设计要求定出位置,其孔距偏差应不大于150mm。b. 锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求,系统锚杆的孔轴方向垂直于井壁;局部加固锚杆的孔轴方向与可能滑动面的倾向相反,其与滑动面的交角应大于45。c.锚杆的钻孔孔径大于锚杆直径,钻头直径大于锚杆直径15mm以上。(3)格栅钢架、钢筋网片施工1)施工方法竖井设计中采用格栅钢架作为钢支撑,竖井井身覆盖层段格栅间距为0.5m每榀,灰岩段格栅钢架间距为0.75m每榀。格栅主筋采用HRB400级,直径为22mm;桁架筋直径为14mm,箍筋和U型筋采用HPB300钢筋,箍筋直径为10mm,U型筋直径为16mm,锁脚锚杆长度为3m,锚杆直径
20、为22mm。格栅之间设连接筋,连接筋长度为1m,直径为22mm。钢架竖向托梁环向4个,托梁主筋采用HRB400钢筋,直径为22mm,箍筋采用HPB300钢筋,直径为10mm。格栅钢架的加工在洞外加工场地进行,采用钢板加工格栅钢架模具,由测量组放出格栅钢架的准确形状、尺寸,沿画出的尺寸线焊接25短钢筋桩形成固定模具,格栅钢架使用的钢筋在钢筋加工台上事先弯曲成型。钢架的运输采用汽车吊分节悬吊入井,人工安设。钢架安装前,用全站仪、水平仪准确测量定出拱架安装的中线、标高及拱脚设计位置。安装由人工借助机具进行架立就位钢架加工在井上分节加工试拼装,安装在开挖初喷后进行,钢架架设在托梁上。钢筋网设计为8mm
21、,网格间距为15cm15cm,钢筋网片井上加工,井下人工铺设,搭接12个网格,将钢筋网片沿开挖轮廓线进行焊接,使钢筋网与开挖岩面形状基本一致,并与锚杆、格栅钢架连接牢固,形成整体。2)施工技术措施在开挖及初喷砼后及时安装。钢架与围岩之间的间隙用混凝土喷射密实,禁止用石块、木楔等填塞。两排钢架间用托梁纵向连接牢固。钢筋网的网格尺寸,使用的钢筋规格、钢材质量,应满足施工图纸要求,其保护层厚度不应小于50mm。钢筋网应沿开挖面铺设,钢筋网与壁面距离35cm。3.5.4井身衬砌井口段衬砌采用组合钢模板做内模,搅拌机拌混凝土,并将搅拌机设于井口,衬砌时,混凝土经过井口漏斗、套管、输料管、缓冲器、活节溜砼
22、筒输送至模内,人工振捣棒捣固密实。施工顺序:岩壁打设辅助架立钢筋绑扎纵向筋环向主筋箍筋立模板加固模板浇筑混凝土等强拆模下一循环。竖井衬砌段高1.5m,为保证和上一循环搭接严密,模板必须锁定牢固,接头密贴上一循环,在模板上设置楔型凹槽,保证混凝土的正常灌注和混凝土接缝的密贴。衬砌采用钢筋砼衬砌,在施工中采用0.3m1.5m(3015)的组合钢模板,采用对称加固模板方式加固模板,插入式振捣密实。混凝土施工前进行砼配合比的委托,得出混凝土初凝时间、终凝时间、试件强度及不同条件下混凝土的特性;施工中,拆模时间控制在12h,冬季施工时视温度给予延长。3.5竖井进正洞施工竖井进正洞施工时为确保马头门处施工
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