牛湖山隧道工程(左线)结构与施工组织设计

牛湖山隧道工程(左线)结构与施工组织设计
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牛湖山隧道工程(左线)结构与施工组织设计

5.7.6.5.易燃易爆品应有专人管理,有符合规范要求的库房设施。

5.7.7班前安全活动制度

5.7.7.1.各施工班组作业前,应明确当天的工作任务,必须针对性安全交底。

5.7.7.2.工作前GB 28234-2020 酸性电解水生成器卫生要求,必须对操作者的安全防护用品进行检查,不合格者,不准施工作业。

5.7.7.3.作业前,应对施工区域内的机具、设备、工用具、脚手架等进行全面检查,发现隐患立即消除,排除环境中的不安全因素。

5.7.7.4.了解职工的身体状况,身体不适、有病者不得从事施工作业。

5.7.7.5.对安全作业点应特别提出,采取相应的防范措施。

5.7.7.7.认真作好安全活动记录和文明施工检查记录。

5.7.9.个人安全防护

加强对施工作业时的安全防护知识的学习和培训,关键的岗位必须考得上岗证才可上岗,提高对潜在危险的分析辨别能力,增强自我保护意识,坚决贯彻工程项目部安全管理措施,认真落实岗位的安全管理责任。进入施工现场所有人员戴好安全帽,凡从事2米以上的无法采取可靠防护设施的高处作业人员必须系好安全带,从事电气焊作业人员要使用面罩或护目镜,特殊人员持证上岗,并佩戴相应的劳动保护用品。

6.1.设计原则与规定

隧道防排水应遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则,保证隧道结构物和营运设备的正常使用和行车安全。隧道防排水设计应对地表水,地下水妥善处理,洞内外应形成一个完整通常的防排水系统。当采取防排水工程措施时,应注意保护自然环境。当隧道内渗漏水引起地表水减少居民生产、生活用水时,应对围岩采取堵水措施,减少地下水的渗漏。

隧道地表沟谷、坑洼积水、渗水对隧道有影响时,宜采用疏导、勾补、铺砌和填平等处治措施。废气的坑穴、钻孔等应填实封闭。隧道附近的水库、池沼、溪流、井泉水、地下水,当有可能渗入隧道时,应采取防止或减少其下渗的处理措施。隧道洞内宜按地下水和营运清洗污水、消防污水分离排放的原则设置纵向排水系统,应保证排水畅通,避免洞内积水。

为了避免通信,信号电缆被毁坏,碰伤,腐蚀及保证通信、信号工作的安全,当电缆通过隧道时,应在隧道内设置电缆槽。

6.2.隧道内防排水设施及建筑物

6.2.1.施工中防排水

6.2.1.1.超前探水

采用ZC-6417水平钻机施做,钻孔直径φ55mm,共探孔3个,布设在开挖面,其中1个位于拱部中线处,此孔取岩芯,取芯率25%(占孔深),另两个位于边墙起拱线位置。每次探测钻孔长度为70m,每60m为一个探测循环(保留10m探水岩柱)。在钻孔过程中对钻速快慢、冲洗液颜色、岩屑及岩粉的变化、出水位置、单孔涌水量进行观测记录,附:超前探水观测记录表。

根据岩芯描述地层、岩性、节理裂隙等特征,可对隧道施工采取相应的措施,避免突发性涌水等现象的发生。

6.2.1.2.工作面地质素描

在隧道掘进施工时,由地质工程师值对每茬炮后的工作面地质情况进行素描,绘制地质素描图,填写地质描述表格,并进行照相摄影。某里程点的地质素描内容主要包括地下水状态(出水点、出水量、水压力、突水情况等),岩石特征(岩石名称、风化状况、岩石结构、质地、强度),软弱夹层、贯穿性强的大节理、断层(填充情况、风化程度、开度、渗漏)等。附地质素描记录表。

6.2.1.3.土工布的铺设

隧道内沿全长两边设置排水沟,排水沟与两侧排水管横向相连通,将墙体渗透水引流排出。在初期支护与二次衬砌之间设置1.5毫米厚防水板和TDT450土工布,根据地下水情况,纵向每隔5~10米环向设置Ω型半管排水管,把水引入横向排水管流入排水沟排出洞外。

铺设土工布和防水板在自制简易台架或台车上进行,上部采用现场使用的钢管或槽钢弯制成与隧道拱部形状相似的支撑架,用丝杠与台架连接,以便升降。施工时先铺设土工布,用射钉将土工布固定牢固,然后铺设防水板。

6.2.1.4.防水板洞外下料及粘(焊)接

防水板按环向进行铺设,根据开挖方法,设计断面、规范规定的搭接尺寸及一个循环的长度来确定防水板的下料尺寸,将剪裁好的防水板平铺,按规范要求搭接,再粘(焊)接成一个循环所需要的防水板,对粘(焊)接好的防水板进行抽样检查,合格后将一个循环的防水板卷成筒状待用。

6.2.1.5.防水板的铺设

Ⅰ将防水板铺设台架于作业段安装就位。

Ⅱ沿隧道拱顶中心线纵向铺设尚未充气的气囊。

Ⅲ在支撑架气囊上纵向铺设悬承用的8#铁丝。

Ⅳ将一个作业循环长度卷成筒状的防水板置于支架中央。

Ⅴ放开防水板使之自由垂落在支撑架两侧,然后用同样方法铺设土工布滤层,并与防水板密切叠合后整体铺设。

Ⅶ旋转丝杠将支撑架升起,使防水板及滤层尽量贴紧隧道壁面。

Ⅸ卸掉上一循环固定悬承拉线的膨胀螺栓,将上一循环的拉丝铁丝与本循环的悬承拉线逐根相连,张拉铁丝将防水层与壁面贴紧,然后将悬承铁丝的另一端固定在临时膨胀螺栓上。

悬承顺序为先拱后墙,由上而下进行,考虑到拱部受力较大及悬承铁丝有一定弹性,拱顶及两侧拱脚各设二道ф6的圆钢悬承。

相邻环向防水板间的搭接缝,采用15cm宽的三合板置于锚喷面上与前一组防水板端头作为粘接平面垫板,边粘(焊)边沿环向移动三合板,粘(焊)完成后撤出三合板旋转丝杠,下降支撑架,放掉囊中空气,取走气囊,本循环防水层铺设即告完成。

6.2.2.隧道排水设计

隧道路面由两侧向中间排水,坡度与隧道路面的坡度相同为1.5%,隧道两侧设置550×350的水沟,并在中央设置排水检查井。在纵向每10m设置一道φ5的泄水孔。

在二次衬砌预留PVC排水管,眼孔直径为8cm,并引向中心排水沟。在中央设置检查井,检查井的尺寸为1200×950×20,检查井钢板盖采用“L”型钢筋固定,检查井深顶面应做成和隧道纵坡的坡度一致。隧道排水设计与检查井详细尺寸见隧道排水设计图。

6.2.4.1.帷幕注浆

根据《地质勘探报告》,对K42+90~K42+450,K42+620~K42+648,K42+950~K42+990段进行帷幕注浆,使隧道范围外通过约束注浆形成一封闭止水帷幕,切断隧道内的地下水源,确保施工安全。

6.2.4.2.局部注浆

根据超前地质预报和实际施工情况,在渗水量不大,不影响主要工序施工时,可在渗水处局部打设小导管,进行注浆止水。

6.2.4.3填充注浆

拱墙衬砌时,在集中渗水处预埋引水管,每衬砌100m在预埋管处进行二衬间填充注浆以堵水。

6.3.隧道内其他辅助设施及建筑物

根据现场调查所知:东秦岭隧道出口为西荆河,汇水面积较小,流量受季节性影响较大,因而出口施工用水设计采用开挖集水井部分利用地下水。

6.3.1.1.取水方式:在西荆河河床部位开挖集水井。河中水量较大时,抽取河水;河中水量较小时,利用地下渗流,在集水井中抽水。

6.3.1.2.蓄水:牛湖山隧道出口对面山顶设高位水池一处,离隧道洞口高差100米,其容量为300m3。

6.3.1.4.水管、水池一律设防冻保护。

6.3.1.5.由高压水池向隧道内供水,在水压不足时,在供水管之间连接增压泵。隧道洞内供水管选用DN150输水管。

6.3.2.高压通风系统

为减少洞内作业的干扰,平导、正洞施工所需的高压风统一由洞外集中空压站提供。

6.3.2.2.集中送风管道:采用Ф203mm无缝钢管,总铺设长度为12km。

2500×2160×2430

本隧道施工用电,从洞外中心高压配电站配送四路高压电源分别进入导洞和正洞,当正常电源因事故停电时,另一路备用电源自动投入,中间设一联络开关,可实现分段运行、分段计量的运行方式。

6.3.3.1.洞外设置10KV的高压开闭所,并配备一台800KVA和一台630KVA变压器及配套低压配电屏。

6.3.3.2.配备3×350KW的柴油发电机组作为备用电源供应急使用。

6.3.3.3.正洞和平导施工均采用YTLv323×70电缆10KV高压进洞。

6.3.3.4.洞口设一台630KVA的变压器供平导和正洞施工通风的通风机使用。正洞和平导工作面后方分设两台500KVA变压器随工作面延伸,按420m交替设置(受电缆长度限制)。同时平导沿途应设两台400KVA的变压器供照明和台车保养用。正洞中途设一台420KVA的变压器供照明和台车保养等用。

6.3.4.施工排水系统

6.3.4.2.在平导线路方向的右侧设置一40cm×60cm(宽×高)的排水沟,用片石浆砌、抹面。在正洞线路的左侧设置一40cm×60cm(宽×高)的排水沟一条,同平导一样,用片石浆砌、抹面。

6.3.4.3.洞内排出的污水应进入污水处理站,经污水处理站处理后方可排入西荆河中。

6.3.5.施工通讯系统

特长隧道的信息反馈至关重要,直接影响到决策的及时和准确程度,必须运用现代化信息技术,实施内外监控。使每个生产环节在通信网中自动衔接,通过通信网使生产指挥中心与各作业点、生活点、部门联通。

6.3.5.1.在牛湖山隧道的出口值班室设立施工无线调度通讯系统基地站。设立编码选呼终端机和编码盘、及洞外收信发射机。

6.3.5.2.平导和正洞内分别安装40MHZ漏泻电缆,双向放大器,洞内末端安装同频收发信机。

6.3.5.4.现场施工指挥人员配发40MHZ手持机和车载电台等。

在隧道洞内行车前进方向右侧设置了消防设备洞和消防栓室,在设备洞内配备地上消火栓、灭火器等,在进出口设置蓄水池和取水井。

6.3.7.内部装饰设施

为提高隧道墙面反光率,以增强照明效果,以及使墙面具有必要的光洁度,本隧道在净空3.0m内增设乳白色饰面涂料,在3.0m以上喷深蓝色饰面涂料。

为了避免通信,信号电缆被毁坏,碰伤,腐蚀及保证通信、信号工作的安全,当电缆通过隧道时,应在隧道内设置电缆槽。电缆槽的设计要求如下(详见照明电缆预埋管设计图):

6.4.1.电缆槽的位置要求根据有关专业提供的资料,结合隧道的具体情况办理。本隧道的电缆槽设置在水沟的另一侧。

6.4.2.电缆槽尺寸:隧道电缆槽的尺寸为60cm×40cm。

6.4.3.电缆槽两测每隔3m~5m设置5cm×5cm积水槽,以排除槽内的积水。

6.4.4.电缆槽内设沙子垫层并单独设置盖板,尺寸为70cm×50cm,盖板顶面和相应水沟盖板平齐。电缆槽内除电缆槽外的全部空间均用粗砂回填。

6.4.5.因为本隧道的长度较长,每隔500m需在大避车洞内设余长电缆槽。

量测是新奥法施工的三大支柱之一,现场监控量测是监视围岩稳定性,检验设计参数和施工方法是否正确合理及安全的重要手段,将量测信息及时反馈到设计施工中去,对支护参数和施工方法作出修正。结合牛湖山隧道工程量测具有以下作用:一是根据变形情况及时高速作修正支护参数;二是根据量测数据采取相应措施保证隧道施工安全;三是牛湖山隧道正洞开挖断面大,开挖后围岩暴露时间较长,特别是在一些断层破碎带进行监控量测和围岩松驰厚度测定、通过分析性能较真实地反映围岩的变形和位移,并通过位移反分析反控围岩力学参数和原始应力,以指导隧道后期施工;四是通过对围岩的变形观测和分析,正确地应用支护手段,避免在建工程留下后患;五是积累资料为以后同类工程施工积累经验,以利提高设计质量和施工技术水平。

7.2.隧道监控测量内容和方法

7.2.1.地质和支护状态观察

每次爆破后观察确认围岩名称、类别、岩层倾角,走向及变化情况与趋势,断层、节理、裂隙发育、发展情况、洞内渗水、涌水部位、里程、流量等作地质状况的观察作地质描述,观察频率每循环一次。对初期支护和二次衬砌的情况进行观察,并注意位移,变形发展趋势,以保证施工安全和反馈支护结构是否合理。

7.2.2.周边位移量测

7.2.3.拱部下沉量测

7.2.4.锚杆拉拔力测定

掌子面开挖及初期支护以下

距开挖面10m以内时,1次/天

距开挖面10m~25m以内时,1次/2天

距开挖面25m以上时,1次/周

量测技术人员2人,量测工4人。

II、III类围岩50m一个断面,IV、V类围岩30m一个断面

II、III类围岩50m一个断面,IV、V类围岩30m一个断面。

III、IV、V类围岩每100m一个断面,每个断面5根锚杆。

量测技术人员2人,量测工4人。

每10—50m一个断面,每断面2对测点

用以判断锚杆长度及锚固方法的合理性,是检测锚杆质量的主要方法。III、IV、V类围岩每100m一个断面,每个断面先5根作锚杆抗拉拔力测量,使用工具为测力计及拉拔器》.

7.2.5.选择测量项目

根据牛湖山隧道的特点,隧道监控量测除了以上所要求必须测量的项目外,还有围岩内位移,支护、衬砌内应力、表面应力急裂隙量测、钢支撑内力与外力、地表下沉等选择测量的项目,测量频率见表24。

围岩内位移(洞内设点)

洞内钻孔中安设单点或多点式位移计

每30—100M一个断面,每断面2—11对测点

支护、衬砌内应力、表面应力及裂隙量测

混凝土内应变计应力计压力盒

代表性地段量测每断面宜为11测点

支柱压力计或其他测力计

每10—50M榀钢支撑一对测力计

每5—50M一个断面,每断面至少3个测点

开挖面距量测断面前后<2B时,1—2次/天

开挖面距量测断面前后<5B时,1次/2天

开挖面距量测断面前后>5B时,1次/周

7.2.6.量测数据处理急应用

施工中将根据具体情况进行安排。施工中初期阶段或地质变化显著,位移下沉量大时,量测断面间距可适当加密。当施工发展到一定程度,地质情况良好,且位移下沉量较小时,量测断面间距可取表中较大值,根据情况也可适当加宽。如围岩位移量较大,位移突然增大,位移速度加速等情况,量测频率增加。另外,进洞内状态观测时,对每个开挖面都要进行观察,一般每天观察一次,对于选测项目的量测断面布置及项目选择,根据地质条件和工程需要确定。量测元件安设时,量测断面尽量靠近开挖面,与开挖面距离小于一次开挖进尺。量测元件的安设及初读的时间在爆破后24小时内,并在下一次爆破之前完成。净空位移量测在一般位置布置两条水平线,在洞口段和浅埋地段,布置三条测线。水平净空收敛量测,拱顶下沉量测、锚杆轴力量测设在同一断面。

量测资料、数据及时收集整理,绘制时间~位移曲线,并对曲线进行回归分析,由此判断围岩的稳定性,并及时与设计监理协商是否修改支护参数。采用回归分析时,可用下列函数:

式中:A、B——回归常数,

t——初读数后的时间(天)

选取三函数中精度最高者作为回归结果与预估变形最大值及实测位移值,折算成相对位移值,与下表列数据相比较,接近或达到其临界值,又无明显的收敛迹象,即必须立即采取加强措施,修改支护参数或变更施工方法。隧洞周边的相对位移值应小于表:

①水平相对收敛值系指收敛位移累计值与两测点间的距离之比。

②硬质围岩隧道取表中较小值,软质围岩隧道取表中较大值。

③拱顶下沉允许值一般可按本表数值的0.5~1.0倍采用。

④本表所列数值在施工过程中可通过实测和资料积累作适当修正。

[1]覃仁辉主编.隧道工程[M].重庆大学出版社,2001年

[2]王毅才主编.隧道工程[M].人民交通出版社,2000年

[3]徐干成.白洪才.郑颖人.刘朝主编.地下工程支护结构[M].中国水利出版社,2001年

[4]郑颖人主编.地下工程锚喷支护指南[M].中国铁道出版社

[5]张庆贺.朱合华主编土木工程专业毕业设计指南·隧道及地下工程分册[M].中国水利出版社,1999年

[6]徐芝纶主编.弹性力学简明教程[M].高等教育出版社

[7]陈仲颐.周景星.王洪瑾主编土力学[M].清华大学出版社,2002年

[8]彭立敏、刘小兵主编.交通隧道工程[M].中南大学出版社,2003年

[9]夏永旭、王永东主编.隧道结构内力计算[M].人民交通出版社,2004

[10]陈建平、吴立等主编.地下建筑工程设计与施工[M].中国地质大学出版社,2000年

[11]重庆建筑工程学院等四校合编.岩层地下建筑结构[M].中国建筑工业出版社,1982年

[14]《公路隧道施工技术规范》(2004版)

[15]《土层锚杆设计与施工规范》(CECS22:90)

成都市某高层住宅施工组织设计[17]《公路隧道通风照明设计规范》(JTJ026.1—1999)

[21]《工程建设标准强制性条文》(公路工程部分)(JTJ026.1-1999)

[22]原国家冶金工业局.《锚杆喷射混凝土设计规范》中国计划出版社,2001年

3个多月时间以来,我以满腔热情全身心投入到毕业设计当中,并通过此次毕业设计,使我的信息查阅收集能力,动手操作能力,文字组织表达能力都有了全面的锻炼和和提高;通过本次毕业设计,扩大了我的知识结构,丰富了我的知识,增强了我的独立思考解决问题的能力。也使我对大学四年所学的知识,尤其是专业知识有了更深刻的理解,对于我国公路隧道的设计与施工有了比较全面的认识,对于公路隧道的设计内容、方法与施工工艺等都有了一定的了解。这些知识都非常有利于即将从学校毕业走上工作岗位的我们,能以最短的时间适应工作环境和工作内容。

为期几个月的毕业设计即将结束,能够看到自己的设计从查阅资料、设计计算、初稿修改到最后定稿并打印装订成册,心里非常激动。这是大学四年学习的成果结晶,虽然并不是很优秀,但是还是让我产生了不小的成就感,也使得我更加自信。

在本次设计的过程当中大体积混凝土浇筑工程施工工艺标准QZXJZ J243,毕业设计指导老师杨志老师给予了非常大的帮助,不仅提供了详尽的设计资料,而且对我在设计中所遇到的各种难题都给予了耐心细致的解答。同时我也得到06级土木工程专业同学的帮助和支持,才使的我的毕业设计能够顺利的完成。

在此,向帮助过我的各位老师和同学表示忠心的感谢!

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