王坪隧道安全專項施工方案

2021-12-22 06:02:08 字數 3767 閱讀 7819

王坪隧道

1.編制依據

⑴建質【2004】213號文《危險性較大工程安全專項施工方案編制及專家論證審查辦法》

⑵國家、鐵道部現行的鐵路工程建設施工規範、驗收標準、安全規則等。

⑶《中華人民共和國安全生產法》、《防洪法》、《建設工程安全管理條例》、鐵道部印發《關於印發〈鐵路營業線施工安全管理規定〉的通知》(鐵辦[2004]29號)、《鐵路工程施工安全技術規程》、《特別重大事故調查程式暫行規定》、《鐵路工程質量事故處理辦法》等工程建設安全生產有關法規制度和辦法、管理規定。

⑷國家、鐵道部現行的鐵路工程建設施工規範、驗收標準、安全規則等。

⑸甘青公司有關檔案要求。

2.工點概況

2.1工程簡介

王坪隧道位於定西市安定區,地處黃土高原溝壑、梁峁區,地面高程一般為2020-2190m,相對高差180m,區內黃土梁峁起伏,溝壑縱橫,自然坡度約20°-45°之間,隧道頂部溝谷深切,山坡上多為風積黃土覆蓋,溝心區域性基岩裸露,梁頂植被覆蓋較差。隧道起訖里程dk912+055.1-dk913+951,隧道長1895.

9m。為雙線隧道,洞身最大埋深約183m。隧道洞身位於直線上,dk912+055.

1-dk912+300段洞身縱坡為14.6‰的上坡,dk912+300-dk913+951段洞身縱坡為13‰的下坡。隧道進口端位於蛟龍西、出口端位於王坪村,有鄉村公路與g310國道聯通,交通便利。

2.2水文氣象條件

隧道地下水主要為第四系鬆散層孔隙水和基岩裂隙水。地下水對混凝土具氯鹽、硫酸鹽及鎂鹽侵蝕性,環境作用等級分別為l2和h2 、h1。

2.3隧道工程地質情況

2.3.1 地層岩性

隧道洞身通過的地層主要為第四系上更新統風、沖積砂質黃土、黏質黃土及第三系上新統泥岩。詳述如下:

1、第四系上更新統

1)砂質黃土(q3eol3):廣泛分布於地表,淺黃-灰黃色,厚度10m-20m,土質均一,顆粒以粉粒為主,土體較疏鬆,垂直節理發育,蟲孔及針狀孔隙發育,表層含有植物根系,稍溼、中密,ⅱ級普通土,δ0=120kpa。

2)黏質黃土(q3eol3):分布於砂質黃土層下,厚度5-18m,褐黃色,成份以黏粒為主,土質較均一,夾大量褐色斑點,硬塑,ⅱ級普通土,δ0=150kpa。

3)砂質黃土(q3ol3):分布於溝谷階地,淺黃-灰黃色,厚度10-20m,土質均一,顆粒以粉粒為主,土體較疏鬆,垂直節理發育,蟲孔及針狀孔隙發育,表層含有植物根系,稍溼,中密,ⅱ級普通土,δ0=120kpa。

4)黏質黃土(q3ol3):分布於砂質黃土層下,厚度10-17m,褐黃色、棕紅色,成份以黏粒為主,土質較均一,硬塑,ⅱ級普通土,δ0=150kpa。

2、第三系上新統

第三系上新統泥岩(n2ms):棕紅色、褐色、淺灰色,成份以黏土礦物為主,泥質結構,層狀構造,節理裂隙較發育,弱膠結,成岩作用差,岩質較軟弱,遇水易軟化,強風化厚8-20,ⅲ級硬土,δ0=300kpa,弱風化,根據試驗岩石天然抗壓強度為0.157-4.

03mpa,ⅳ級軟石,δ0=400kpa,具弱膨脹性。

2.4地質構造及不良地質現象

隧道位於本區為隴西系內旋褶帶,構造相對簡單。晚第三紀以來,區內新構造運動較為活躍,表現為河谷階地上公升顯著,現代河流侵蝕、下切明顯。隧道洞身通過第四系上更新統砂質黃土與上第三系泥岩。

隧道進、出口段黃土陷穴較發育,常呈串珠狀分布,區域性呈暗穴。

2.5工期安排

本工程總工期16個月,2023年2月10日進場,2023年3月31日施工準備結束,2023年4月1日隧道主體工程開始施工,2023年7月5日隧道土建工程完工。

3.施工方案

針對本隧道施工難度大、工期緊的特點,洞門施工在不干擾洞內施工的情況下安排同步進行。

根據本隧道地質情況和設計特點,結合我單位隧道施工技術水平和機械配備情況,以保證工程質量和安全生產為目的,按照新奧法的施工原理進行方案制訂和組織施工。洞身段根據埋深及圍岩情況,開挖分別採用三台階七步法、三台階臨時橫撐法、三台階臨時仰拱法、三台階法、並附以大管棚及注漿小導管進行拱部超前支護措施,以保證施工的安全及隧道開挖的質量。

洞身開挖是隧道施工的關鍵工序,開挖方案主要根據圍岩的情況確定,根本目的是保證施工人員和工程設施的安全,滿足開挖質量要求,經濟快速的完成施工任務。本隧道施工按照新奧法的原理,採用光面爆破技術,錨噴初期支護,以量測資料為施工依據。開挖採用人工、挖機及風動鑿岩機鑽孔實施光面爆破,輪式側卸裝載機裝碴,自卸車出碴,利用溼噴机進行錨噴支護。

採用縱橫向盲溝及整體鋪掛防水板進行隧道主體防排水,防水板鋪掛採用射釘鋪掛技術,焊接採用熱合機雙焊縫焊接。二次襯砌採用10.5m襯砌台車全斷面進行,混凝土採用集中拌合,輸送車輸送,砼輸送幫浦灌注,附著式加插入式振搗器搗實,拱牆分界線以上嚴禁開啟附著式振搗器。

本隧道掘進採用進、出口的組織方式掘進施工,計畫平均月成洞80m 左右,前乙個月進行施工準備,修建施工便道、鋪設供水管路,建水池、空壓機房等臨時設施。平整施工場地,機械裝置和人員進場,開挖洞外路基土石方,暴露洞口達到正式進洞條件。

3.1洞口段施工

隧道洞門採用明挖法施工。施工應避開雨季,施工前應先施工邊仰坡刷坡線外5m~10m範圍內截水天溝,然後逐段開挖、襯砌及回填,每段開挖長度8~12m。

3.1.1施工順序

具體施工順序:測量放線→排、截水溝施作→邊、仰坡開挖、支護→基底處理→仰拱、填充施工→洞門襯砌→洞頂回填。

3.1.2洞口段開挖方法

開挖在晴天進行,雨天停止施工。開挖前先清理洞口上方的及側方的有可能滑坡的表土、灌木及山坡危石等,平整洞頂地表、排除積水,整理隧道洞口周圍的流水溝渠。同時在開挖邊坡線以外5m~10m施做洞口邊、仰坡頂處的天溝。

然後挖掘機按照設計坡度、尺寸進行挖裝,自卸汽車運輸至指定棄碴場。按由上而下分層開挖,每次開挖厚度約2~4m。從洞門仰坡處開始向暗洞洞口方向開挖。

主洞洞口外10公尺預留原始土體作為施工長管棚的作業平台,並同時增加暗洞面仰坡的穩定性,台階高度為軌底標高以上3公尺。邊、仰坡開挖後根據設計及現場實際情況及時進行臨時防護及永久性防護,確保施工期及運營期的安全。

開挖邊、仰坡預留50cm保護層,人工刷坡。進入明洞的斜坡道坡度不大於15%,路面硬化,兩側設邊溝。施工時在沿邊、仰坡坡頂每10公尺設一位移觀測樁,每1~2天觀測一次,對邊坡位移情況進行監測,一旦發現位移有異常,即採取加固措施。

暗洞進洞後按設計要求進行地表沉降觀測、拱頂下沉、周邊位移觀測等。

洞口段基本施工原則:

⑴挖方邊坡按照自上而下的順序分級開挖。

⑵開挖過程中及時跟蹤記錄開挖揭示的坡面岩體工程地質資訊,並設定必要的措施監測開挖工程中的坡體變化情況,及時向監理、設計單位反饋資訊,以掌握邊坡動態,保證施工安全。

⑶按設計要求及時作好坡頂臨時截水溝,保證降雨、地下水及時匯流排走,不危害隧道洞口開挖。

⑷洞門施工流程框圖如圖所示。

圖3-1 明挖法施工流程框圖

3.1.3進洞施工

隧道進口、出口採用套拱法、φ108長管棚+φ42超前小導管,l=30m超前預支護進洞、具體作法如下:洞口開挖至起拱線,採用兩榀型鋼鋼架緊貼仰坡放置,間距0.5m,縱向φ22mm鋼筋連線,預埋φ140管棚導向管,其環向間距40cm及傾角0度至3度角同設計的管棚環向間距及外插角,與仰坡錨桿焊接固定,澆築套拱混凝土厚100cm固結,然後施做長管棚,形成洞室輪廓。

輪廓要大於暗洞襯砌外緣至少15cm。

洞口應加強防排水,防止積水長時間浸泡牆腳和隧底,造成邊牆圍岩失穩。

圖3-2 洞門施工流程框圖

3.2正洞開挖施工

ⅴ級圍岩淺埋及加強地段採用三台階七步法、三台階臨時橫撐法、;ⅳ級圍岩一般及深埋地段採用三台階法施工。三台階七步法採用挖機加人工風鎬配合開挖,三台階臨時仰拱法採用風動鑿岩機鑽眼、弱控制爆破;三台階法採用光面爆破,非電毫秒雷管微差起爆。

各級圍岩預留變形量為:ⅳ級圍岩8~10cm,ⅴ級圍岩15~20cm,施工開挖中不得遺漏,以免欠挖造成二次襯砌厚度不足。

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