某隧道施工组织设计-本科毕业设计说明书

某隧道施工组织设计-本科毕业设计说明书内容摘要：

先墙后拱法。 是最常用的一种方法，适用于地形有利、地质条件较好的各种浅埋隧道和地下工程。 其施工步骤是 :先开挖基坑或堑壕 ,再以先边墙后拱圈（或顶板）的顺序施做衬砌和敷设防水层，最后进行洞顶回填。 当地形和施工场地条件许可，边坡开挖后又能暂时稳定时 ,可采用带边坡的基坑或堑壕。 如施工场地受限制，或边坡不稳定时，可采用直壁的基坑或堑壕，此时坑壁必须进行支护。 ② 先拱后墙法。 适 用于破碎岩层和土层。 其施工步骤是：从地面先开挖起拱线以上部分。 按地质条件可开挖成敞开式基坑，或支撑的直壁式基坑 ,接着修筑顶拱，然后在顶拱掩护下挖中槽，分段交错开挖马口，修筑边墙。 ③ 墙拱交替法。 是上述两种方法的混合使用，边墙和顶拱的修筑相互交替进行，它适用于不能单独采用先墙后拱法或先拱后墙法的特殊情况。 其施工步骤是：先开挖外侧边墙部位土石方 ,修筑外侧边墙；开挖部分堑壕至起拱线 ,修筑顶拱；分段交错开挖余下的堑壕，筑内侧边墙。 在某些特定条件下，如城市中修建地铁，因街道狭窄，不允许长期封闭地面交通；邻近有高层 建筑物；水文地质条件复杂，不允许因开挖范围过大而引起沉陷等，可采用地下连续墙 法施工。 辅助工作 ： 为了保证施工正常而顺利地进行，还需要完成下列重要辅助工作： ① 坑壁支护。 直壁式基坑必须进行支护。 在岩石地层和一般粘土地层中，通常采用木支撑支护，有时可配合用锚杆支护。 在不稳定含水松软地层中施工时，常用板桩支护，根据具体情况选用工字钢或钢板桩。 当基坑较大 ,不便于架设横撑时 ,可用土层锚杆代替。 ② 施工防排水。 其目的 是力求使地表水和地下水不流入基坑中，以保持坑壁的稳定和创造良好的施工条件。 在基坑开挖之前，必须在其周围开挖排水沟拦截地表水。 在含水地层中施工时，根据水文地质条件，可选用集水坑水泵抽水、井点降水、钢板桩围堰、压浆堵水或 冻结法 等施工防排水方法。 （ 2）、台阶法 Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，台阶长度 3～ 5m,周边采用光面爆破减少对围岩的震动以控制成形。 上台阶风钻钻孔，挖掘机扒碴到下断面；下台阶利用液压凿岩台车或多安徽理工大学毕业设计 9 功能作业台架配 风钻钻孔，开挖循环进尺为 ~ m（液压钻孔台车钻孔时 m）。 下断面出碴利用装载机装碴，自卸汽车运碴至指定的弃碴场地。 具体开挖爆眼布置、支护和出碴运输施工工艺见“ 附 图 1 Ⅲ级围岩台阶法炮眼布置”、“ 附 图 2 Ⅲ 、 Ⅳ级围台阶法开挖施工工艺流程图”。 ①爆破作业 的 管理控制 按“一标准、两要求、三控制、四保证”的原则进行光面爆破施工。 “一标准”即一个控制标准。 “两要求”即钻眼作业要求和装药联线作业要求。 “三控制”即控制钻眼角度、深度、密度；控制装药量和装药结构；控制测量放线的 精度。 “四保证”即 搞好思想保证，端正态度，纠正“宁超勿欠”等错误 的 思想；搞好技术保证，及时根据爆破实际情况调整钻爆 的 设计参数；搞好施工保证，落实岗位责任制，严格工序自检、互检、交接检；搞好经济保证，落实经济责任制。 装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；装药前，所有炮眼全部用高压风吹洗；严格按爆破设计的装药结构和药量施 工作业。 严格按设计的联接网络实施，控制导爆索的连接方向和连接点的牢固性。 ②微震爆破 隧道周边采用光面爆破，不良地质、浅埋地段采用微震控制光面爆破。 微震爆破作业段最大一段允 的 许装药量： Qmax＝ R3179。 （ Vkp／ K） 3／ a ③光面爆破施工工艺 A、 光面爆破施工工艺流程 见 下页 “图 光面爆破施工工艺流程图”。 光面爆破工艺 的 要求： a 钻爆设计 的原则及要求 根 据开挖进尺 、 地质条件 、 开挖断面、爆破器材等编制光面爆破 的 设计方案。 根据围岩 的 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 20cm。 严格控制周边眼 的 装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。 选用低爆速、低密度 、 低猛度的炸药；本工程采用乳化炸药，非电毫秒雷管采用微差爆破， 周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆 的 时差。 爆破作业由爆破工程师根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破器材等进行爆破设计。 编制详细的爆破作业指导书，并负责进行试验、数据收集分析、参数调整、指导施工。 安徽理工大学毕业设计 10 图 光面爆破施工工艺流程图 采用光面爆破，合理选择 的 爆破参数，根据围岩 的 情况合理选择中空直眼或斜眼掏槽 方式。 爆破后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 应 不大于 15cm。 每次 爆破后通过爆破 的 效果检查，分析原因，及时 的 修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。 洞口附近爆破施工严格控制单位装药量，降低震速，确保周边民房及其他构筑物的安全。 放样布眼 定位开眼 钻 眼 清 孔 装 药 联起爆网络 地质调查 初步爆破方案 光爆参数选择 掏槽眼设计 周边眼设计 修改爆破设计 没达标 起 爆 通 风 光爆效果检查 继续实施 安徽理工大学毕业设计 11 b 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；当石质较硬、断面较大时，采用斜眼掏槽，以便减少钻眼 的 数量。 c 放样布眼 钻眼前，测量人员要用红铅油准确 的 绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼 的 位置，其误差不得超过 5cm。 在直线段，可用 3～ 5 台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。 每次测量放线的同时，对上次爆破断面进行检查， 利用《隧道开挖断面量测系统》对测量数据进行处理，及时 的 调整爆破参数，以达最佳爆破效果。 d 定位开眼 按炮眼布置图正确钻孔，对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在 5cm以内。 e 钻眼 钻工要熟悉炮眼布置图，严格按钻爆设计实施。 周边眼、定人定位 、 掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻，以确保周边眼有准确的外插角（眼深 3m 时，外插角小于 3176。 ；眼深 5m时，外插角小于 2176。 ），尽可能使两茬炮交界处台阶小于 15cm。 同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼 的 深度，以保证同类炮眼钻孔深度达到钻爆设计 要求，眼底保持在一个铅垂面上。 f 清孔 装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。 g 装药结构及堵塞方式 装药采用分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下 的 进行，雷管“对号入座”。 所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于 20cm。 周边眼装药结构是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采取分段非连续装药结构。 施工时采用不耦合装药结构，不耦合装药系数控制在 ～ 范围内。 根据岩石强度选用不同猛度、爆速的炸药，有水地段及周边眼选用乳化炸药，其余均用 2 号岩石 硝铵炸药。 周边眼用φ 25179。 200 小药卷，不耦合装药。 安徽理工大学毕业设计 12 B、 超前长管棚注浆 钢管的规格： Φ 108 钢花管，壁厚 6mm。 每节钢管的两端均预加工成外丝扣 一断面内接头数量不得超过总钢管数的 50％。 管距：环向间距 40cm； 倾角：外插角为 1～ 5176。 ，具体可根据实际情况来调整； 钢管施工的误差：径向不大于 20cm，相邻的钢管之间环向不大于 10cm。 钢花管上钻注浆孔，孔径 10～ 16mm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段 150cm。 长管棚注浆采用水泥浆液， 注浆参数：水泥浆液水灰比为 1： 1（重量比）； 注浆压力： ～。 注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验。 注浆结束后用 M5 水泥砂浆充填钢管，以增强管棚的强度。 单根钢花管的注浆量按 Q=π R2Lη 估算 式中 R 为浆液扩散半径，取 R=； L0 为注浆钢花管的间距； L 为钢花管长； η 为围岩孔隙率。 施工注意事项： 管棚为超前支护，在隧道暗洞开挖之前完成； 钢管棚按设计位置施工，运用测斜仪进行钻孔偏斜度测量，严格控制管棚的打设方向，并作好每个钻孔的地质记录； 为保证长管棚的 支护效果，尽量减小管棚的外插角，可在型钢钢架腹板上开孔以穿管棚。 管棚施工时，对钢管等主要材料进行材质检验。 选用 GLP150 地质钻机，施钻时应安设导向架。 施工期间遵守隧道施工技术安全规则和钻眼注浆作业操作规则。 超前管棚支护施工工艺流程见下页“图 ”。 安徽理工大学毕业设计 13 图 超前长管棚施工工艺流程图 C、 超前小导管施工 超前小导管采用热轧无缝钢管加工，环向间距 ，其纵向搭接的长度不小于1m。 a 施工工艺 小导管施工工艺 流程见下页“图 ”。 b 施工方法 采用凿岩机钻孔，人工安装超前小导管并与钢架焊接固定，小导管外插角符合设计，用注浆泵进行注浆作业，注入水泥单液浆，注浆压力一般为 ，施工中根据现场试验来确定合理的注浆参数。 施工准备 钻孔顶管接管 设备准备 管材加工 材料准备 机具准备 地质调查 注浆设计 现场试验 制定施工方案进入施工 配比试验 注浆参数 喷混凝土封闭掌子面 注 浆 注浆站布置 安孔口止浆塞 连接止浆管 开 挖 浆液选择 浆液配制 注浆效果检查 补充注浆 合格 不合格 效 果检查 安徽理工大学毕业设计 14 小导管在构件加工厂制作，前端做成尖锥形，尾部焊接钢筋加劲箍，管壁上交错钻眼，眼孔直径为 6～ 8mm。 图 小导管加工见“图 ”。 图 注浆小导管加工图 钻孔完毕后，将小导管按设计的要求插入孔中， 围岩软弱地段用游锤或凿岩机直接将小导管沿格栅钢架中部打入，尾部与钢架焊接在一起，共同组成预支护体系。 注浆前先喷射混凝土 5～ 10cm封闭掌子面做止浆墙，当单孔注浆量达到设计注浆量时，结束注喷混凝土封闭开挖 面 沿周边布孔 插入小导管 注 浆 开挖 小导管加工 浆液准备 钻 孔 50cm 15cmφ8mm加劲箍 φ42mm钢管安徽理工大学毕业设计 15 浆。 注浆参数应根据注浆试验结果及现场的情况调整。 注浆作业中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业， 并注意观察施工支护工作面的状态。 小导管注浆工艺流程见“图”。 开挖前试挖掌子面，无明显渗水时再进行开挖作业。 图 D、 Φ 25 组合中空锚杆施工工艺及施工方法 拱部锚杆采 用中空注浆锚杆，边墙支护采用Φ 22 全螺纹钢筋砂浆锚（全长粘结型）。 施工工艺流程见“图 ”。 图 砂浆锚杆施工工艺流程图 泵口压力表蓄浆池注浆泵搅拌机混合器地层管路小导管孔口压力表球阀定 位 钻 孔 杆体制作 注 浆 插入杆体 安装锚杆垫板 复喷砼覆盖垫板 安徽理工大学毕业设计 16 施工方法：锚杆预先在洞外钢结构厂按照设计要求加工制作，锚杆的砂浆强度不得低于 M20。 施工采用风动凿岩机或锚杆台车，按设计要求钻孔，达到标准后，用高压风清除孔内的岩屑；用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，砂浆填充锚杆孔体积的 2/3 后停止注浆；及时将加工好的杆体插入孔内，安装锚杆垫板。 施工时应注意： 锚杆 的 钻孔位置及孔深必须准确；锚杆要除去铁锈 、 油污 及 杂质；锚杆 体插入孔内不小于设计长度的 95%。 锚杆施工应在初喷混凝土后 再 进行，以保证锚杆垫板有较平整的基面。 锚杆用的水泥砂浆，其强度不应低于 M20。 锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。 水泥砂浆达到一定强度后才能上紧垫板螺母。 ④初期支护 本标段隧道初期支护采用中空、钢筋网、砂浆锚杆、型钢钢架、格栅钢架、喷射混凝土。 依据围岩类别设计综合使用。 支护紧跟开挖面及时施作，尽量减少围岩的暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松弛剥落。 钢筋网、钢架和锚杆在洞外构件厂加工，人工安装钢架，挂设钢筋网，多功能作业台车施作系统锚杆，喷射湿喷 混凝土。 喷锚支护工艺流程见“图 ” 图 喷锚支护施工工艺流程图 否 超前地质预报 初喷混凝土 4cm 安装锚杆 安装钢架及挂钢筋网 是否符合标准 调整 施作系统锚杆 喷射混凝土达到设计厚度 监 控 量 测 反馈、调整确定支护参数 是 开 挖 安徽理工大学毕业设计 17 A、锚杆 本 标段 隧道拱部采用Ф 25 组合中空锚杆；边墙采用Ф 22 全螺纹砂浆锚杆。 B、 钢筋网 隧道钢筋网预先在洞外钢结构厂加工成型 ， 钢筋类型及网格间距按设计要求施作。 钢筋冷拉调直后使用，钢筋表面不得有油污、裂纹、颗粒或片状锈蚀。 安装搭接 的 长度为 1～ 2 个网格，采用焊接。 钢筋网随受喷面起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于 3cm，与锚杆或其它固定装置连接牢固。 C、 格栅 、 型钢钢架 格栅 、 型钢钢架施工工艺框 图见“图 ”。 图 钢架按设计预先在洞外钢结构厂加工成型，在洞内用螺栓连接成整体。 制作加工 及 钢架架设要求 ： 型钢钢架采用冷弯成型。 格栅钢架在洞外钢构件厂钢板作业平台上，先按设计钢格栅放出大样图，然后沿放出的大样焊接短钢筋，制作出格栅加工大样。 再将已弯制好的钢筋放入格栅加工大样焊接成钢格栅。 钢架加工焊接不得有假焊，焊缝表面不得有裂纹和 焊瘤等缺陷。