某隧道施工组织设计

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某隧道施工组织设计

1、改善爆破设计:将深孔爆破改为浅孔爆破,减少一次装药量,拉大不同部位炮眼的雷管段位间隔,延长爆破时间,减弱爆破对围岩的影响,减小爆破应力场的叠加,降低岩爆频率和强度。

2、在强烈岩爆区打应力释放孔。

3、喷洒高压水:爆破后立即向工作面及附近洞壁岩体洒高压水,以降低岩体的强度,减弱岩体的脆性,降低岩爆的剧裂程度;同时起到降温除尘的作用。

4、采用锚、网、喷联合支护。采取系统锚杆挂网喷射砼或喷射钢纤维砼,以改善洞室岩体的应力状态,增强支护与安全防护。

5、衬砌紧跟开挖工序,尽可能减少岩层爆露时间,减少岩爆发生JCT522-2013标准下载,确保人员安全。

6、加强巡视,及时撬顶,清除爆裂的岩石,确保施工人员安全。

7、增加临时防护措施,给施工设备安装防护棚架和防护网,给施工人员配发钢盔、防弹背心。

8、岩爆剧烈时,人员在安全距离地段躲避,直至岩爆平静为止。

(五) 高地温地段施工

根据设计资料预测,武隆隧道可能有高地温。DK192+330~DK194+850段,应注意岩爆及高地温根据地表埋深及洞内开挖后实测温度,如果存在高地温地段,则采取以下措施:

1、加强通风。增加通风时间,必要时设双机双管路通风。

2、掌子面处设局扇以加强空气流动,增加通风效果。

3、洒水降温。经常向掌子面或岩面洒水,爆破后及时向洞室四周、碴堆洒水,以降低温度。

4、对衬砌砼加强洒水养护,还可以起到降低砼水化热所产生的热量。

1、隧道施工通风的劳动卫生标准

根据我国铁路、厂矿、企业及国家的有关劳动卫生标准的规定,隧道内施工作业段的空气质量必须符合下列卫生标准:

(2)洞内空气成分(按体积计):

铁路部颁布的《隧道施工技术规范》及我国矿山安全规程规定:凡有人工作的地点,氧气(O2)含量不应低于20%,二氧化碳(CO2)不得大于0.5%。

(3)有害气体允许浓度:

a.一氧化碳(CO)浓度(行业标准):空气中CO浓度不得超过24PPm(30mg/m3)。施工人员进入开挖面时,浓度可允许到100mg/m3(80PPm),但必须在30min内降至30mg/m3。

b.氮氧化物(换算成NO2)浓度:我国矿山安全规程及《铁路隧道技术规范》(合订本)规定(行业标准):氮氧化合物不得超过0.00025%,质量浓度不超过5mg/m3。

(4)洞内温度:隧道内气温不宜超过28℃。

(5)洞内风量要求:每人每分钟供给新鲜空气不少于3m3,内燃机械每千瓦供风量不宜小于3m3/min。

(6)洞内风速要求:钻爆法施工,全断面开挖时应不小于0.15m/s,坑道内不小于0.25m/s。武隆隧道横洞向出口段底部穿越煤层,瓦斯量较大,洞内风速应保持不低于0.5m/s;武隆隧道出口段局部穿越贫煤段,为低瓦斯释放区,洞内风速应保持不低于0.25m/s。均不应大于6m/s。

我国《工业企业噪声卫生标准》(1979年)规定了新建企业的噪声卫生标准为:若工作时间为8小时,噪声不超过85分贝(A);若噪声达到88分贝(A),工作时间只能在4小时内听力得到保护。《铁路工程设计技术手册·隧道》中规定:噪声不大于90dB。

2、各种控制因素条件下的需风量确定标准

(1)排除作业面一次爆破所产生的有害气体及烟尘,需风量:

Q= 7.8/t · ³√[G(AL)2]

取:t=30min

G:Ⅱ、Ⅲ级200kg,Ⅳ、Ⅴ级100kg

A:Ⅱ、Ⅲ级取42m2,Ⅳ、Ⅴ级取250m2

L:炮烟抛掷长度,Ⅱ、Ⅲ级150m,Ⅳ、Ⅴ级120m

(2)按释稀排出内燃废气计算(无轨),需用量:

取:N有=326.9kw(103×0.3+185+185×2×0.3)

故Q=980.7m3/min

(3)按洞内同时作业人员数确定需风量

取:n=50

则Q=180 m3/min

(4) 按最低风速要求,确定需风量

①一般正洞QⅡ、Ⅲ=0.15×60×AⅡ、Ⅲ

=0.15×60×42=378m3/min

QⅣ、Ⅴ=0.15×60×AⅣ、Ⅴ

=0.15×60×50=450 m3/min

低瓦斯正洞QⅡ、Ⅲ=0.25×60×AⅡ、Ⅲ=630m3/min

QⅣ、Ⅴ=0.25×60×AⅣ、Ⅴ=750 m3/min

  ③瓦斯正洞QⅡ、Ⅲ=0. 5×60×AⅡ、Ⅲ=1260m3/min

QⅣ、Ⅴ=0. 5×60×AⅣ、Ⅴ=1500m3/min

开挖越过瓦斯地段,但瓦斯地段未衬砌时通风量可适当折减,衬砌封闭并经检测瓦斯含量<0.7%时可不考虑瓦斯影响。

(5) 在有放射性气体、放射性物质、高地温条件时应考虑稀释或降温所必须的新鲜空气。

作业面需风量取以上各种控制因素计算需风量的最大值。

Qm:系统风量m3/min

Q:作业面需风量m3/min

P=Pv×L/D×K1×K2

K1——阻力系数,取0.019

K2——折合系数,取0.1

D——风管直径

L——供风长度

Pv——动压Pa

Pv=0.5·ρ·{ [(Qm+Q)/(2·60)]/(π/4·D2) } 2

ρ——空气密度取1.19

5、通风系统计算结果,见下表“隧道作业面风量、风压计算结果表”。

6、选用风机参数,见下表“隧道通风方案选用风机参数表”。

隧道通风方案选用风机参数表

选用风管参数:

软风管节长:20M、30M、50M、75M、100M

连接方式:拉链式

硬风管:镀锌铁皮制作,套接,箍带加强,玻璃胶密封。

7、通风方案概述,

为克服夏季高温高压气体排除困难,消除在洞口形成的瓶颈效应,洞口处设射流风机辅助排风。

8、软管通风施工工艺

软管通风施工工艺流程图

(2)作业过程及要点

a.根据选定的风机安装位置,平整场地,设置安装风机的基础和支架。

b.根据软风管的安装位置,确定锚杆位置。锚杆孔间距为5m,用钻孔机具钻400mm深的安装孔,用药包式锚固剂将锚杆锚入孔内,深度不得低于300mm。安装锚杆时,要找平、找直。用Φ8mm盘条作吊挂线,拉直后固定在锚杆上。

c.安装风机。将风机水平安放在预制好的支架上,调平,调整方向,用螺栓固定。风机安装应符合设计及使用要求。电气控制柜安设在干燥无尘且便于风机操作的地方,接通电源,分别启动2台电机(包括备用电机),检查电机旋转方向是否与箭头所指的方向一致。

①检查软风管及接头的质量,发现缺陷者应修补。

②风管应折叠起来搬运,严禁将风管在地面上拖拉、滚动。

③按包覆式捆绑法要求联接风管接头。套接头时,进风管在内,出风管在外,进出风管都应有反边,反边长度与接头宽度一致;接头必须绑紧扎牢,严密平整,每层至少绑两道软钢丝,并通过丝扣调紧。

④安装风机出口处的部分硬质风管,并调整好方向。

⑤吊挂软风管,先将接头吊挂牢固,再挂软风管上的吊挂环,高度以保证风路顺直为依据确定。

⑥每挂完一节软风管,将接头调直,拉紧,然后挂下一节。出风口处应接一个钢制接头,或接一节同直径的硬风管。

⑦通风管全部挂好后,应从风机出口处开始,重新调整一遍,使整条风路稳、直,无扭曲,无褶皱。

e.试通风。将各台风机(包括备用风机)分别启动运转,检查电机、风机、风管有无异常,发现问题及时处理。

g.停风爆破。洞内实施爆破前,对风机采取保护措施,避免冲击波对风管的冲撞,调整好软风管出风口与作业面之间的距离,该距离以不大于风流的有效射程为宜。

i.通风维持作业。洞内作业时,应连续通风,强制排出洞内各类施工机械设备放出的废气,保证洞内的空气新鲜。

j.停机接长风管。随着掘进工作面推进,应及时停机接长风管,使工作面处在风流作用范围内。

隧道贯通后,将软风管及其接头拆卸下来,除去软风管上的灰土,修补好开胶、破损的地方,补足篷圈挂环,折叠包装好,送仓库存放。

将风机拆卸下来,保养好,封存起来,以备再用。

(3) 通风系统的管理:

a.通风工对责任区内的通内管道及设施须每天巡回检查一次,发现破损、爆裂、泄漏、脱挂、弯曲、褶皱、接头松开等要及时处理;

b.定期测试通风量、风速、风压,并作好记录;

c.经常检查和维修通风机具,检查通风设备的供风能力和动力消耗,检查风管有无损伤,损伤的要修补,修补前应先将破损处擦试干净,干燥后涂粘胶剂,在清洁的风管布上出涂上粘胶剂,然后贴附于破损处用手压紧粘牢(较大破口宜先缝后补);

d.为保证通风效果,须及时接长风管,调整出口至工作面的距离(大直径软风管控制在45~60m,辅助风管控制在15m左右);

e.管理使用好进洞的污染源和运输道路,洞内不要停放闲置的斗车和堆积杂物,以免影响风流。

(4) 定期测试粉尘和有害气体浓度,并作好记录,发现超标及时反映。

(5)劳动组织

软风管验收标准

软风管直径误差 ±5mm

风管搭接宽度尺寸允许误差 ±5mm

风管布料厚度允许误差 ±0.1mm

允许胶接面积 10%

风管弯曲率 5%

风管接环直线度 ±5mm

风管接头 表面不得有毛刺,不得有明显的凹凸现象;直径误差小于±3mm;表面刷防锈漆,厚度大于0.1mm,均匀。

(7) 安全措施

a. 风机安装必须牢固,周围5m内不得堆放杂物。风机应配有保险装置,发生故障时,能自动停机。

b. 通风司机要遵守操作规程,防止发生机械事故,做好防火、防触电工作;风机不运转时,务必切断电源。

c. 不允许把重物加在通风软管上,风管周围不得堆放尖锐物件,动力线、照明线不得安装在软风管同一侧。

d. 通风工进洞必须戴好安全帽,工作中不许吸烟。如发现通风系统有异响、振动等故障时,应立即通知有关人员做出处理。

e. 隧道接近或通过有瓦斯的岩层,当瓦斯浓度大于1%时,必须按煤炭工业部现行的《煤炭安全规程》的有关规定办理。

1、隧道内主要粉尘来源

(1)钻孔、爆破产生的岩屑、煤尘或其它固体颗粒。

(2)喷锚产生的粉尘。

(3)装碴、扒碴时掀起的粉尘。

(4)车辆或机械运行扬起的粉尘或尾气排放出的固体颗粒。

2、防尘降尘措施

(1)针对钻爆粉尘主要采取如下措施

①钻孔时采用湿式凿岩,加强局扇通风。

②在掌子面30m、50m、100m处边墙及拱部安装水幕降尘器,水充分雾化后,迫使粉尘迅速降落。

③在距掌子面120m以外安装隧道集尘器:天津产GC500型,处理风量500m3/min,捕集粒径≥3.11um,除尘效率98.5%,耗风量0.67m3/min。

(2)采用砼湿喷工艺降低喷锚粉尘。

(3)在岩碴上洒水湿润以压制粉尘,派人清扫保持路面清洁,洒水湿润防止路面干燥起尘。

(4)采用低污染内燃设备,或在内燃设备上安装净化装置,以降低尾气固体粉尘排放量。

(5)将通风管安装于拱顶部,加强风管维护,防止漏风,洞内最高风速≤6m/s。

(1)设专门的防尘工班,负责防尘设备安装使用、拆除、维护,负责路面清洁、湿润等工作。

(2)加大投入,确保洞内设备达到低污染环保要求。

(3)限制洞内车辆运行速度≤20km/h,以降低扬尘。

(4)建立检查制度,制定奖罚措施,确保防尘效果。

(5)加强监测控制,发现超标立即分析原因,采取纠正措施。

十一、四新应用及科研计划

(一)拟在本工程使用的新技术、新工艺、新工法

(二)拟采用的新仪器、设备

见下表“科研计划表”。

十二、隧道不渗不漏措施

①成立隧道防渗透漏攻关小组,由指挥部总工任组长。

②严格按局ISO9002质量体系运行。

①严把原材料关。做到不进不合格材料、不存放不合格材料、不使用不合格材料。

②优化砼配合比设计。普遍采用砼减水剂。在有抗渗要求及水量较大处采用在砼中加入抗渗剂。砼坍落度适合泵送要求。砼自动计量准确。

③砼在运输中采用搅拌装置,避免离析。合理调度,减少运输时间。

④灌注砼左右对称、分层连续进行,捣固密实。拱顶灌注利用泵送砼压力及附着式振动器灌注密实。

⑤采取防、排水措施。在有设计要求和水量大的地段采用铺设防水板措施。背后设环向透水软管。并根据情况增设以下措施:对大股水采用设钢管引排至水沟,小股水流设软式透水管,大面积渗水处采取铺防水板。

⑥所有砼施工缝进行凿毛清洗处理,并设止水条。砼间歇2h以上按施工缝处理。

⑦控制拆模时间。Ⅱ、Ⅲ级地段砼强度达2.5MPa、Ⅳ、Ⅴ级地段或岩石破碎、偏压地段在砼强度达70%以上时拆模。

⑧严格进行压浆充填作业,砼背后空隙充填密实。

⑨专业化施工。对防水板铺设、砼振捣等实行专业化培训、施工,不随意换人。

⑩重视砼养生工作,在衬砌砼地段洞内相对湿度>90%时采取自然养生,60~90%时洒水养护7天,<60%时洒水养护14天。

①实行技术交底制。开工前对所有施工及管理人员进行技术交底,明确施工程序、工艺流程、质量标准等并按要求施工。

②实行质量责任制。建立质量责任卡,明确责任人,对工程质量负终身责任。

③实行“三检制”严格实行工程队自检、项目部复核、监理工程师把关验收制度。

④实行“砼开工令”制。在所有准备工作、检查工作结束后,由公司主管工程师签发“砼开工令”后,施工队才能进行砼灌注。

⑤实行“交接班”制。各工班对施工过程做好记录,并对下一工班进行签字交接。

⑥实行“值班制”。对砼施工全过程进行行政、技术值班,及时解决施工中出现的问题。

(一)武隆隧道进口段

DK188+690~+726段设计为地表注浆加固。注浆范围:正洞边墙外3.0m、拱圈外0.5m、共计长36m、宽14m,采用Φ89 钢管注水泥砂浆加固。边墙外钻孔深度至内轨顶以下1.6m,基本与边墙底持平。本段为土坎古滑坡体,隧道基底为砾石土,为保证注浆效果,建议:

1、边墙外侧注浆孔深度钻至内轨顶下1.6m,即边墙底以下5.0m。正洞边墙外5m,宽18m。

2、采用大管棚注浆超前支护进洞。

3、洞顶有武隆—丰都公路通过,路面至洞顶埋身仅6.0m,公路常年有动载,为保证隧道及公路运营安全,对公路影响范围内隧道基底进行注浆加固。

4、经勘测,DK188+726~+765段埋深较浅、围岩破碎,此段宜采用注浆加固措施。

5、注浆材料由水泥砂浆改为水泥—水玻璃双液浆。

(二)横洞口至进口工作面运输方式

根据施工进度安排,该工作面要担负1900余米正洞施工任务,加上横洞长390m,单口掘进长度达2300余米,无轨运输困难。横洞向出口方向为有轨运输。同一个横洞采用有轨、无轨两种运输方式,施工干扰大。为减少施工干扰,充分发挥有轨运输机械设备的使用效率,改善洞内施工环境,建议横洞向进、出口两个工作面均采用有轨运输。

为改善洞内通风效果,在横洞向进口1300m左右适当位置设一通风竖井,井深约100m。

设计上应充分考虑有轨运输的需要。为实现洞内快速施工,有轨运输大都采用重轨、大容量梭式矿车。我局拟采用43kg/m钢轨、14m3梭式矿车运输。考虑通风管断风时悬挂挠度空间、人行道宽度及安全空间,则平导断面(长×宽)不宜小于:

380×540cm(Φ1500风管)、380×500cm(Φ1300风管)

由于隧道改线,横洞口场地狭窄,且受航道水位限制,碴场容量变小,基础埋深增大(挖探坑3.5m深不见基岩),防护量增大。为保证施工需要及碴场防护永久安全,请设计部门充分考虑碴场挡护设计。

(六)出口70m明洞地段

出口DK198+015~+085段70m设计为明洞,其中4.0m为A型明洞, 66m为B型明洞。明洞两侧均采用旋喷桩加固JJF(京) 68-2019标准下载,DK198+040~+085段采用基底旋喷加固。B型明洞为拱部明挖,下部暗挖,边墙挖马口施工,先拱后墙衬砌。该段地表有武隆~仙女山公路通过,洞顶埋深约5.0m,公路常年有动载,隧道附近有8层楼房。先拱后墙衬砌施工缝多,不易保证砼衬砌质量。建议:

出口70m明洞地段边墙两侧及基地均采用旋喷桩加固。

明洞拉沟两侧增加抗滑桩等加固措施,明洞均改为A型衬砌,分段开挖,整体式一次衬砌,以保证施工安全及砼衬砌质量。

(七)隧道衬砌防水

隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩地段长,且岩溶、暗河发育,为保证隧道衬砌不渗不漏,建议在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩地段及Ⅱ级地下水丰富地段采取铺设防水板措施。

(八)预防及处理措施

隧道暗河、煤层瓦斯、高地温及岩爆地段应考虑充分的预防及处理措施。

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