黃土淺埋段的開挖及支護(hù)專項施工方案

Xxxx工程標(biāo)段黃土淺埋隧洞專項施工方案Xxxxxx標(biāo)段項目經(jīng)理部二0一一年二月黃土淺埋段的開挖及支護(hù)施工方案一、編制依據(jù)輸水干渠XXX隧洞平面、縱橫剖面圖《水利水電工程施工通用安全技術(shù)規(guī)程》(DL/T5370-2007)《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗與評定規(guī)程》(SL176—2007)二、工程概況xxx隧洞設(shè)計里程為干30+472.021~干31+921.245段，洞身全長1449.223米，地處區(qū)域牛耳子坪山，隧洞進(jìn)口穿過濕陷性黃土的洞段長約30m、還有局部突泥、涌水、緩傾巖層、孤石夾層等不良地質(zhì)。地表水前補(bǔ)給區(qū)，根據(jù)其物理力學(xué)性質(zhì)及變形特性，分析其濕陷特征及規(guī)律，以及隧洞產(chǎn)生施工缺陷的原因，提出合理的工程處理方案，確保輸水暢通。按照以往類似隧道的施工中處理不良地質(zhì)的施工經(jīng)驗，確定對本隧道不良地質(zhì)地段施工原則如下：采用管棚法．該工法包括回填和固結(jié)灌漿、管棚加固控制爆破、噴錨和澆筑臨時支護(hù)砼等工序。通過對該隧洞地質(zhì)描述、圍巖分類及物理力學(xué)地質(zhì)指標(biāo)分析,得知該隧洞開挖將會遇到復(fù)雜地質(zhì)條件,故在確定該隧洞開挖施工技術(shù)方案時提出了"長洞短打、弱爆破、短進(jìn)尺、多循環(huán)、強(qiáng)支護(hù)"的施工技術(shù)原則,并在施工布置、施工程序和方法、支護(hù)及不良地質(zhì)洞段處理等方面具體落實了這一施工技術(shù)原則,以確保工程施工質(zhì)量要求和施工安全。在施工不良地質(zhì)地段時，加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)報；利用超前帷幕注漿方法對圍巖進(jìn)行超前預(yù)加固，采用鋼架加強(qiáng)支護(hù)；采用超短臺階施工，按“預(yù)支護(hù)、短開挖、快封閉、強(qiáng)支護(hù)、勤量測、緊襯砌”的原則，開挖后及時支護(hù)，做到隨挖隨護(hù)；縮短循環(huán)進(jìn)尺，采用無爆開挖或微差控制爆破技術(shù)，盡可能的減少隊圍巖的擾動；加強(qiáng)施工組織管理，嚴(yán)格施工工序，并組織好物資供應(yīng)工作；采用信息化和動態(tài)化施工管理技術(shù)，加強(qiáng)施工量測，及時反饋信息，及時修正支護(hù)參數(shù)和施工方案，確保施工和洞身結(jié)構(gòu)安全。為了預(yù)防在黃土中開挖隧道的大變形和坍塌問題，采用臺階分布開挖法（又稱環(huán)形開挖留核心土法），結(jié)合噴射砼及時封閉開挖面，用超前小導(dǎo)管支護(hù)、鋼拱支撐、掛網(wǎng)、打錨桿等來加強(qiáng)土體強(qiáng)度及限制圍巖應(yīng)力重新分布，實施短開挖，快循環(huán)來減少對土體的擾動，是目前黃土隧道施工的較完整的方法。三、施工方法及工藝要點(diǎn)根據(jù)工地實際情況，設(shè)計并施打超前小導(dǎo)管。鋼管真徑為巾42mm,長3.0m，間距為3根/m，外插角100-150，首尾搭接長度不少于1.5m。黃土地段不注漿。上半斷面人工用風(fēng)鎬及電鏟掏槽。掏槽寬度約1m,縱向掏槽深度每次約0.8m。開挖順序依照左圖中的序號①-⑥進(jìn)行，鋼架的支護(hù)原則為隨挖隨護(hù)緊跟開挖進(jìn)行。開挖后立即射砼封閉斷面。噴射4cm厚的C25砼，封閉開挖斷面，以免孔隙水從斷面處滲出，而使土體失穩(wěn)。①④下臺階設(shè)計開挖線開挖線比設(shè)計輪廓大30cm考慮①④下臺階設(shè)計開挖線開挖線比設(shè)計輪廓大30cm考慮上臺階進(jìn)口洞室臺階開挖示意圖架鋼拱及掛網(wǎng)。鋼拱規(guī)格為116，按設(shè)計斷面計算用量。拱架之間的間距依每次開挖長度約為0.8m,每榀鋼拱縱向用巾20鋼筋前后交錯連接，鋼筋長度1.2m，環(huán)向間距1.0m。超前小導(dǎo)管尾端焊接于拱架腹板上部，以增強(qiáng)共同支護(hù)作用。巾8鋼筋網(wǎng)格間距為20cmx20cm。全環(huán)拱架與圍巖的直接接觸點(diǎn)不得少于7處，不滿足該要求的必須在空隙處楔入混凝土塊楔緊。噴射砼填充鋼拱間空隙。拱架與開挖輪廓之間的所有間隙用20號砼噴射充填密實，先噴拱架與輪廓之間空隙，再噴拱架，然后再噴拱架之間，直至噴到規(guī)定的厚度。按上述1－5的方式開挖5m左右后，開挖支撐掌子面的核心土支持部分。在上半斷面初期支護(hù)穩(wěn)定的條件下，開始開挖下半斷面：首先通過在上半斷面的鋼拱的拱腳打鎖腳錨管，以防止拱架及圍巖變形與下沉，兩側(cè)以等間距各打3對錨管。且錨管的位臵宜選擇在節(jié)點(diǎn)板下部，利于支撐受力。經(jīng)過做試驗，這樣的錨管與黃土結(jié)合后，抗撥力需現(xiàn)場檢驗抗拔力，不得少于8t。開挖出碴完成后立即噴射砼封閉圍巖，然后架鋼拱支撐和掛網(wǎng)，經(jīng)分層噴射砼直到設(shè)計厚度。再鋪設(shè)土工布防水板，做二次襯砌。施工進(jìn)度安排在砂粘土層無滲水時，采用每循環(huán)0.8m進(jìn)尺，每天可進(jìn)行3個循環(huán)，月進(jìn)度可達(dá)成洞70m以上。在砂粘土層有滲水及砂層中無滲水時，采用每循環(huán)0.8m進(jìn)尺，每天可正常進(jìn)行2個循環(huán)，月進(jìn)度可達(dá)成洞48m以上。在砂層有中滲水時，嚴(yán)格控制每循環(huán)0.5m進(jìn)尺，每天3個循環(huán)，月進(jìn)度可達(dá)成洞45m。質(zhì)量控制要點(diǎn)嚴(yán)格控制小導(dǎo)管外插角度：超前小導(dǎo)管的支護(hù)范圍即為小導(dǎo)管上部帷幕區(qū)域。由于前排鋼架的存在，小導(dǎo)管鉆入角度受限，僅能以外傾斜穿出，外插角越小，導(dǎo)管下部圍巖越薄，越利于超欠挖的控制。開挖時要注意觀察超前小導(dǎo)管下部的圍巖是否松動，是否有脫落跡象，保證施工安全。嚴(yán)格噴射砼工藝，按配合比拌制砼料，特別要嚴(yán)格控制外加劑摻量。新舊砼面要清洗至露出砼的本色，沒有泥土或雜物。分層噴射，以保證噴射砼的質(zhì)量。上下臺階接頭處要注意先清除雜物和上臺階噴射施工的回彈料并鑿出接頭處的圍巖，保證上下噴砼連續(xù)，保證施工厚度。保證立拱質(zhì)量。注意螺栓松緊程度和連接筋的焊接質(zhì)量。型鋼支架必須按照交底和現(xiàn)場大樣用冷彎機(jī)進(jìn)行加工，節(jié)段的切割角度必須控制好，要強(qiáng)調(diào)節(jié)點(diǎn)板的焊接質(zhì)量，先在鋼架和節(jié)點(diǎn)板中間部位用石筆打上記號線，焊接時上下對位，先點(diǎn)焊固定，在沿接頭縫隙滿焊至滿足焊接要求，焊接要使用502及以上的高能焊條，焊接施工完成待焊縫冷卻后敲除焊渣。另外，冷彎機(jī)進(jìn)出料平臺必須水平放臵，保證彎曲加工出的鋼架各節(jié)段在同一個平面內(nèi)，不得翹起和扭曲。鋼架拱部的“①”節(jié)段拱頂左右是全環(huán)受剪力最大的位置，因此特別規(guī)定：不得在拱頂左右1m范圍內(nèi)出現(xiàn)焊接接頭。確保鋼筋網(wǎng)與圍巖緊密相貼，按照設(shè)計要求，黃土淺埋斷面鋼筋網(wǎng)全斷面滿鋪設(shè)置，鋼筋網(wǎng)的施工參數(shù)為：環(huán)向(?8)x縱向?(6)=20cmX20cm，安裝時相鄰兩片間的搭接長度不得少于20cm。鋼筋網(wǎng)必須與左右鋼架及縱向連接鋼筋等構(gòu)件連接牢固，否則噴射砼時會振動鋼筋網(wǎng)，從而降低噴射砼質(zhì)量。保證核心土的大小和長度。黃土淺埋地段開挖方式采用超短臺階，上臺階預(yù)留核心土法進(jìn)行，根據(jù)斷面尺寸及試驗性開挖情況，核心土的留置長度控制在2?3m，左右厚度3.5?4.5m,如此足以保證前方土層的穩(wěn)定。清除拱腳虛碴與雜物，通過打拱腳錨管或擴(kuò)大拱腳認(rèn)真加固拱腳，加強(qiáng)縱向聯(lián)結(jié)等，使初期支護(hù)與圍巖形成完整體系。本設(shè)計除拱部節(jié)段外，其他左右對稱節(jié)段每段均設(shè)置鎖腳錨管，每段左右兩側(cè)各一根，每根長4.0m。根據(jù)黃土土質(zhì)特點(diǎn)和自然坍塌角確定鎖腳錨管的施工角度以傾斜向下20~25。為宜。尾部應(yīng)盡量平鋼架外側(cè)，每對錨管尾部利用①22鋼筋頭牢固焊接，①22鋼筋與鋼架翼板接觸面滿焊，使左右錨管與中間鋼架牢固連接，共同受力。盡量單側(cè)落底或雙側(cè)交錯落底，避免上半斷面兩側(cè)拱腳同時懸空；控制落底長度，視圍巖情況采用l-3m，不大于6m。試探性開挖表明，在本隧道的黃土淺埋地段，單側(cè)落底和雙側(cè)交錯落底均可采用。前者在進(jìn)度上更有保證。減少上、下臺階施工的相互干擾，并及時封閉成環(huán)。超短臺階的設(shè)臵導(dǎo)致上下臺階施工互相干擾較大，上臺階人工開挖環(huán)形區(qū)域進(jìn)尺過慢，下臺階可采用機(jī)械配開挖配合人工修整一方面可減少超欠挖量，一方面對圍巖擾動小，可保證施工安全。上下臺階完成40m后，隧底應(yīng)及時施工，將鋼架全環(huán)封閉，以提早產(chǎn)生“雞蛋殼”效應(yīng)，增強(qiáng)整體穩(wěn)定，減少沉降。找出每道工序的合理施工時間，各工序嚴(yán)格按標(biāo)定時間進(jìn)行控制，從而縮短循環(huán)作業(yè)時間，減少開挖面土體的暴露時間。開挖后裸露的土層暴露時間不應(yīng)超6h,特別是有滲水跡象的地段更應(yīng)縮短，開挖后首先噴砼封閉，初期支護(hù)緊跟，嚴(yán)格超前支護(hù)和鎖腳錨管的施工質(zhì)量。及時監(jiān)控量測圍巖，觀察拱頂，拱腳的收斂情況，據(jù)此調(diào)整初期支護(hù)參數(shù)。根據(jù)設(shè)計方案，淺埋黃土地段監(jiān)控量測斷面為10m一個，每個斷面地表、拱頂、隧底各布臵一個，斷面開挖最寬處布臵兩條通長的測線。監(jiān)控程序嚴(yán)格按照監(jiān)控量測專項方案進(jìn)行。首先做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥善處理好陷穴、裂縫，以免地面積水浸蝕洞體周圍，造成土體坍塌。在含有地下水的黃土層施工時，洞內(nèi)外排水溝應(yīng)進(jìn)行鋪砌，必要時應(yīng)配合井點(diǎn)降水等將地下水位降至隧道襯砌底部以下，以保施工順利進(jìn)行。在干燥無水的黃土層中施工，應(yīng)管理好施工用水，不使廢水漫流。如發(fā)現(xiàn)工作面有失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)及時用噴砼封閉，加設(shè)錨桿、縮小鋼支撐間距等加強(qiáng)支護(hù)。施工時要特別注意拱腳與墻腳處斷面，如超挖過大，應(yīng)用漿砌片石回填，如發(fā)現(xiàn)該處土體承載力不夠，應(yīng)立即加設(shè)錨桿或采取其它措施進(jìn)行加固。在開挖與灌筑仰拱前，為防止邊墻向內(nèi)位移，宜加設(shè)橫梁頂緊。噴射機(jī)所用的風(fēng)壓，一般以不超過0.4Mpa為宜。若拱部位于砂性土層時，為防止噴砼層塌落，可用①4mm的密鋼絲網(wǎng)緊貼開挖面作為固定初噴砼用。密網(wǎng)用兩根?8mm,長35cm的錨釘加以固定；也可用2根①22mm的環(huán)向鋼筋將網(wǎng)壓緊在開挖面上，以防噴砼時鋼絲網(wǎng)脫落。要加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報、地質(zhì)素描及掌子面的觀察等前瞻性工作，為后期開挖及支護(hù)提供最基本的信息。施工中如發(fā)現(xiàn)不安全因素時，應(yīng)暫停開挖，加強(qiáng)臨時支護(hù)，以便取適應(yīng)性的工序安排。四、質(zhì)量保證措施組織措施提高全員質(zhì)量意識。嚴(yán)格按照IS09001質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)及程序，對施工現(xiàn)場實施動態(tài)管理和嚴(yán)密監(jiān)控，建成本項目全優(yōu)工程。廣泛深入地開展質(zhì)量教育，提高各級領(lǐng)導(dǎo)和參戰(zhàn)全體職工對創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程的思想認(rèn)識，充分發(fā)揮每個職工的主動性和積極性，做好本職工作，促使施工工程質(zhì)量的提高。建立和健全質(zhì)量管理體系。編制項目質(zhì)量計劃，建立經(jīng)理部（指揮部）隊二級質(zhì)量管理體系，充分發(fā)揮質(zhì)量管理小組的職能作用，做到責(zé)任到人定點(diǎn)定人定責(zé)，實行施工質(zhì)量掛牌承包。成立創(chuàng)優(yōu)領(lǐng)導(dǎo)小組。經(jīng)理部（指揮部）、隊二級分別成立創(chuàng)優(yōu)領(lǐng)導(dǎo)小組經(jīng)理、隊長分別擔(dān)任二級創(chuàng)優(yōu)小組組長，經(jīng)理部總工程師、隊技術(shù)主管擔(dān)任副組長，成員由施工、機(jī)械、安質(zhì)、試驗、物資等部門人員組成。定期和不定期深入現(xiàn)場指導(dǎo)施工，改善施工工藝，及時檢查、發(fā)現(xiàn)并解決問題成立各級專門負(fù)責(zé)工程質(zhì)量的部門。經(jīng)理部設(shè)質(zhì)檢部，工程隊設(shè)質(zhì)檢員，負(fù)責(zé)施工過程中的質(zhì)量管理和檢查，制定相關(guān)的創(chuàng)優(yōu)規(guī)劃和詳細(xì)的創(chuàng)優(yōu)措施，并成立相關(guān)的創(chuàng)優(yōu)攻關(guān)小組。加強(qiáng)技術(shù)學(xué)習(xí)和質(zhì)量培訓(xùn)工作。經(jīng)理部要有計劃、有系統(tǒng)的組織參戰(zhàn)的全體員工學(xué)習(xí)高速公路有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定、規(guī)程、規(guī)則和細(xì)則，并進(jìn)行技術(shù)考核及教育培訓(xùn)，全面掌握本崗位的操作規(guī)程和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容實施步驟，確保工程質(zhì)量。加強(qiáng)技術(shù)管理，強(qiáng)化工序質(zhì)量意識。對各施工工序進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)交底和嚴(yán)格的質(zhì)量控制，對工序標(biāo)準(zhǔn)的情況做出記錄，確保各工序的質(zhì)量。同時要推廣施工新技術(shù)，開展技術(shù)攻關(guān)。技術(shù)措施開工前進(jìn)行定位復(fù)測，并埋設(shè)必要的護(hù)樁，設(shè)置水準(zhǔn)基點(diǎn)BM點(diǎn)）。施工期間定期進(jìn)行中線及水平測量，確保中線及各部位標(biāo)高準(zhǔn)確無誤。施工前對所要施工項目進(jìn)行詳細(xì)的書面技術(shù)交底五、安全保證措施落實安全生產(chǎn)責(zé)任制全員負(fù)責(zé)，三級管理由班組長負(fù)責(zé)。完善各項安全生產(chǎn)管理制度，針對各工序及各工種的特點(diǎn)制定相關(guān)的安全管理制度，并由各級安全組織檢查落實。建立安全生產(chǎn)責(zé)任制，落實各級管理人員和操作人員的安全職責(zé)，做到縱向到底，橫向到邊，各自做好本崗位的安全工作。嚴(yán)格執(zhí)行逐級安全技術(shù)交底制度，施工前由安治部組織有關(guān)人員進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底。項目施工隊對施工班組及具體操作人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。各級專職安全員對安全措施的執(zhí)行情況進(jìn)行檢查、督促并作好記錄。加強(qiáng)施工現(xiàn)場安全教育針對工程特點(diǎn)，定期進(jìn)行安全生產(chǎn)教育，重點(diǎn)對專職安全員、安全監(jiān)督崗崗員、班組長及從事特種作業(yè)的爆破工、電工、焊接工、機(jī)械工、機(jī)動車輛駕駛員進(jìn)行培訓(xùn)和考核。未經(jīng)安全教育的管理人員及施工人員不準(zhǔn)上崗。未進(jìn)行三級教育的新工人不準(zhǔn)上崗。變換工種或參加采用新工藝、新工法、新設(shè)備及技術(shù)難度較大的工序的工人必須經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)，并經(jīng)考試合格者才準(zhǔn)上崗。特殊工種的安全教育和考核，嚴(yán)格按照《特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)則》執(zhí)行。經(jīng)過培訓(xùn)考核合格，獲取操作證方能持證上崗。對已取得上崗證者，要進(jìn)行登記存檔規(guī)范管理。對上崗證要按期復(fù)審，并要設(shè)專人管理。通過安全教育，增強(qiáng)職工安全意識，樹立“安全第一，預(yù)防為主”的思想，提高職工遵守施工安全紀(jì)律的自覺性，認(rèn)真執(zhí)行安全操作規(guī)程，做到：不違章指揮、不違章操作、不傷害自己、不傷害他人，不被他人傷害確保自身和他人安全，提高職工整體安全防護(hù)意識和自我防護(hù)能力。認(rèn)真執(zhí)行安全檢查制度項目經(jīng)理部要保證檢查制度的落實，規(guī)定定期檢查日期、參加檢查的人員。作業(yè)班組實行每班班前、班中、班后三檢制，不定期檢查視工程進(jìn)展情況而定，如：施工準(zhǔn)備前、施工危險性大、采用新工藝、季節(jié)性變化、節(jié)假日前后等時要進(jìn)行檢查，并要有領(lǐng)導(dǎo)值班。對檢查中發(fā)現(xiàn)的安全隱患，要建立登記、整改制度，按照“三不放過”的原則制定整改措施。在隱患沒有消除前，必須采取可靠的防護(hù)措施。如有危及人身安全的險情，必須立即停工，處理合格后方可施工。附：安全保證體系框圖（圖二）六、環(huán)境保護(hù)措施環(huán)境保護(hù)法規(guī)的學(xué)習(xí)教育由項目經(jīng)理負(fù)責(zé)對項目經(jīng)理部的領(lǐng)導(dǎo)層、管理層和作業(yè)隊負(fù)責(zé)人進(jìn)行環(huán)境保護(hù)法規(guī)的學(xué)習(xí)教育。主要學(xué)習(xí)由國家頒布的“環(huán)境保護(hù)法”、“水土保持法”、“水污染防治法”、“大氣污染防治法”、“野生動物保護(hù)法”、“礦產(chǎn)資源法”等。組織管理實行由項目經(jīng)理部負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)、部室分工管理、監(jiān)督指導(dǎo)，作業(yè)隊具體實施的環(huán)境管理體制。建立從項目經(jīng)理、副經(jīng)理、總工程師到各專業(yè)人員環(huán)境保護(hù)責(zé)任制度分工負(fù)責(zé)。環(huán)境保護(hù)實施計劃