隧道施工专项安全措施 

巴野公路二标隧道工程施工专项安全措施

1概述

1.1主要编制依据

(1)三峡库区巴东新县城至野三关公路工程两阶段施工图设计(第XJ-02 合同段)

(2)建设工程安全生产管理条例(中华人民共和国国务院令第393 号) (3)爆破安全规程(GB6722)

(4)公路施工技术安全技术规程(JTJ 076-95) 1.2工程概况

巴野公路第二标段起点位于巴东县绿葱坡镇中村桩号K38+200,经秭归县磨坪乡境内,终点至巴东县野三关镇店子坪桩号K58+400。路线总里程为20.2km,包括11座桥梁、4条隧道、53道箱涵和沿线路基挖填。

本标段4条隧道从中村下落坪起,穿越秭归磨坪乡境,至野三关岔二河村,全长4255m。分别为下落坪隧道(长445m,桩号K44+970~K45+415)、鹞子坪隧道(长543m,桩号K45+564~K46+107)、施家坡隧道(1636m,桩号K46+540~K48+176)和椿树埫隧道(长1631m,桩号K48+244~K49+875)。为前后相邻的隧道群,中间以桥梁和路基连接。

设计隧道公路等级为山岭区二级公路双向双车道标准,双向行车道宽度为2×3.5m。结构安全等级为一级。隧道平面线形基本按直线及大半径曲线控制,隧道路面横坡控制在2%以下,隧道纵坡为单向坡,从起点往终点为上坡,坡度控制在3%以内。隧道内轮廓采用三心圆断面形式,标准断面为(宽×高)10.2×7.56m,有仰拱段为10.2×8.28m。施家坡隧道和椿树埫隧道左右两侧各布置1个长40m的紧急停车带。

隧道支护设计采用复合式衬砌结构。洞口为端墙式洞门,设计有4~5m的明洞段。根据围岩级别的不同,隧道Ⅴ级、Ⅳ级围岩破碎段及明洞段设有仰拱。初期支护Ⅴ~Ⅳ级围岩及Ⅲ级围岩破碎段由工字钢拱架(或钢筋格栅)、径向锚杆钢筋网及厚20~22cm喷射混凝土组成,Ⅲ级围岩由径向锚杆、钢筋网及喷射混凝土组成。二次衬砌Ⅴ级和Ⅳ级围岩浅埋破碎段采用45~50cm厚C25钢筋混凝土,Ⅳ级围岩完整段及Ⅲ级围岩采用35cm厚C25素混凝土。隧道初期支护与

二次衬砌之间拱墙设柔性防水层;沿衬砌背后环向设置透水盲管,在衬砌两侧边墙背后底部沿隧道纵向设排水盲管,横向引入隧道边沟。 1.3 工程地质条件

隧址区山势总体呈中间高,两端逐渐低缓趋势。隧道走向呈北西~南东向,下落坪隧道、鹞子坪隧道穿越山体地面标高在950.00~1170.00m,施家坡和椿树埫隧道穿越山体地面标高在1010.0~1430.0m,隧道埋深大多超过100m。沿线地形起伏较大,地表植被发育。

各条隧道进、出口均位于山体斜坡上,坡度约20°~40°,地表为70cm左右坡积碎石土,下伏强风化和中风化泥质砂岩。隧道洞身穿过区均为泥质砂岩区,洞身埋藏地段岩石中风化~微风化,岩体较完整~完整,岩土施工工程分级为Ⅲ级;进口处为泥质砂岩,强风化厚度较大,成碎块状,表层残坡积层岩土施工工程分级为Ⅴ级,强风化泥质砂岩岩工施工工程分级为Ⅴ级;隧道出口段强风化泥质砂岩,岩质相对较软,风化裂隙发育,岩体破碎,岩土施工工程分级Ⅴ级。

隧道洞身区以较硬岩为主,局部段落可能为较软岩,岩石饱和单轴抗压强度一般在14.90~35.30MPa 之间,小于60MPa,从岩质坚硬程度来分析,不具备发生岩爆的可能。但隧道埋深大于100m 洞段存在发生岩爆的应力条件,施工过程中需加以防范。

隧址区地表水不发育,洞口沟谷内有常年地表水径流,水量充沛。地下水以地表浅部岩土层中的裂隙水为主,隧道区岩层均为弱透水地层,设计综合分析预测,各隧道最大涌水量和正常涌水量分别为:下落坪隧道2000m3/d、86.2m3/d;鹞子坪隧道3000m3/d、108.5m3/d;施家坡隧道5000m3/d、528.6m3/d;椿树埫隧道6000m3/d、380m3/d。 2主要施工技术方案 2.1洞口段施工

洞口段施工前先施做截水沟,仰坡开挖按照2~3m分层,开挖一层支护一层的方式自上而下进行。洞口上部4.5m洞脸开挖揭露后,先施工锁口钢插管,然后贴洞脸立1榀钢拱架,锚固后。进行上台阶洞挖。采取留核心土开挖跟进支护方式,完成上台阶3m洞挖后,再进行下部仰坡开挖支护。下部仰坡开挖完成后,采用留核心土上下台阶掘进5m左右,进行底部仰拱施工。底部仰拱填充完成后,根据围岩量测情况,确定洞口3m及明洞段整体衬砌时机。衬砌钢筋人工

绑扎,采用钢模台车结合外圈弧形模板立模,泵送入仓,人工振捣密实。

下落坪和鹞子坪隧道采取单向掘进,出洞前先完成出洞口段上部截水沟和坡面支护,然后上台阶开挖出洞,再进行洞口下部开挖和洞口段施工。 2.2洞身段施工

隧道洞身主要采用钻爆法施工,周边光面爆破成型。3m3侧卸装载机配15t自卸汽车出渣,施家坡和椿树埫隧道采取进出口双向开挖方案,隧道贯通前距离15~30m时,改为单向开挖直至贯通。下落坪和鹞子坪隧道单向开挖,出洞口上部开挖支护完成后,再上台阶导洞出洞。

开挖针对不同洞段围岩地质状况,确定相应开挖支护方式,洞口及Ⅴ级围岩地段采用超前小导管注浆支护,留核心土微台阶法开挖;Ⅳ级采用超前锚杆支护,二部台阶法施工;Ⅲ级围岩采用全断面开挖。循环进尺:Ⅱ、Ⅲ级3m,Ⅳ级为1.5m,Ⅴ级为0.75~1.0m。

洞挖爆破采用非电毫秒雷管微差爆破。Ⅱ、Ⅲ级围岩采用直眼掏槽,Ⅳ、Ⅴ级围岩采用斜眼掏槽。周边眼采用小药卷间隔装药。隧道开挖施工过程中一直启动通风设备通风,保证在放炮后及时将有害气体浓度降到允许范围内,爆破散烟结束后,开挖面爆破渣堆洒水除尘。

施工支护根据不同围岩类型采用钢支撑、小导管注浆、锚杆和挂网喷混凝土支护,喷射混凝土采用湿喷工艺。初期支护仰拱紧跟开挖支护进行。Ⅳ、Ⅴ级围岩段仰拱和填充混凝土跟进施做,与开挖掌子面距离不大于30m。Ⅲ级围岩段矮边墙和路面基层混凝土施工跟进。

二次衬砌在防排水层施工后跟进进行。洞外设带自动计量的HZS40型混凝土拌和站,6m3混凝土搅拌车运输。仰拱和填充采用简易钢栈桥过路,仰拱和矮边墙组合钢木模板立模,混凝土搅拌车直接入仓。边顶拱采用全断面底部可过车的液压衬砌台车一次性整体浇筑,HBT60A混凝土泵泵送,两侧向拱顶对称浇筑,人工分层振捣密实。顶部采用挤压法端退浇筑,最后封顶。 2.3开挖支护程序及工艺流程 2.3.1Ⅲ级围岩洞段

Ⅲ级围岩采取全断面开挖,钻爆施工工艺流程为:

施工准备→测量放样→钻孔→爆破→通风散烟→清撬→随机锚杆→初喷混凝土→出渣→系统锚杆→挂网复喷混凝土→下循环施工

2.3.2Ⅳ级围岩洞段

Ⅳ级围岩段采用上、下台阶法开挖,上台阶开挖高度5m左右,下台阶开挖高度3~4m,台阶长度5~12m。上台阶循环进尺控制在1.5m以内,下部循环进尺控制在3m以内。

施工程序为:超前锚杆施工→上台阶开挖→上部初期支护→下部开挖→仰拱开挖→下部初期支护→跟进施作仰拱。

单循环钻爆施工工艺流程为:台车就位→测量放样→超前锚杆施工→钻孔→爆破→通风散烟→清撬→初喷混凝土→出渣→钢支撑→系统锚杆→挂网复喷混凝土→下循环施工 2.3.3Ⅴ级围岩洞段

Ⅴ级围岩采取微台阶留核心土法开挖,台阶长度3~5m,上台阶循环进尺控制在0.75~1.0m,下台阶循环进尺控制在2m内。为方便机械作业,上部台阶开挖高度约4.5m,下部台阶高度约3.5m,底部留1.9m左右随下台阶核心土一起开挖。

施工程序为:测量放线→拱部超前小导管注浆→上台阶弧行导坑开挖→上台阶初期支护→上台阶核心土开挖→下台阶两侧导坑开挖、支护→下台阶核心土开挖→底部仰拱开挖→底部初期支护→仰拱混凝土施工→仰拱回填 2.4超前地质预报及监控量测 2.4.1超前地质预报

为进一步探明隧道施工前方地质情况及不良地质,施工中开展超前地质预测预报工作,以制定有效施工方案,确定合适施工工艺。

(1)综合超前物探

主要针对可溶岩分布地段的断层破碎带及其影响、层间滑动带、构造及岩溶裂隙发育带、可溶岩与非可溶岩地层界线、岩性突变地段的超前探测。

远距离超前物探:采用TSP 地质探测仪(探测距离按150m)。

近距离超前物探:首选方法为地质雷达(探测距离约为4~30m),对比方法为数码成像,跨孔声波CT 成像法。

(2)水平钻超前探测

采用钻孔超前探测,钻孔长度20~30m,验证近距离超前物探成果。 2.4.2监控量测

隧道监控量测项目主要有:洞内外观测、水平相对净空变化值的量测、拱顶下沉量测。隧道监控测量内容及方法见下表2-1。 表2-1 隧道监控主要内容及方法一览表 项目名称 地质和支护状况观察 方法及工具 布置 1-15天 测量间隔时间 16天-11-3个个月 月 3个月以后 目的 判断围岩稳定性和预测开挖面前方地质条件,判断隧道稳定性和检验支护参数. 判断围岩及隧道稳定性,进行位移反分析,检验支护参数,并为二次模筑衬砌施作提供依据。 备注 周边位移及拱顶下沉 地表下沉 围岩压力两层支护间压力 格栅钢架内力 锚杆拉拔试验及锚杆轴向力 岩性、结构面产状及支开挖后及初期支护护裂缝观察后进行 或描述,地质罗盘等。 各种类型收洞口及浅埋段每敛计及水平5~10m一个断面,深仪、水准尺、埋段每30m一个断经纬仪、钢面,每断面2-3对测尺或测杆 点,见示意图。 水平仪、水洞口及浅埋段每准尺、钢尺5~10m一个断面, 或测杆 压力盒 较差围岩代表性地段一个断面,每断面内15-20个测点。 每10格栅钢架设置1组钢筋计。 开挖后及初期支护后进行 必测项目 1-2次/天 1-2次/1次/2天 周 1-3次/月 必测项目 1-2次/天 1-2次/天 1-2次/天 1次/2天 1-2次/周 1-2次/周 1-2次/周 1-3次/月 1-3次/月 1-3次/月 选测项目 选测项目 选测项目 必测项目 1次/2天 判断围岩及隧道的稳定性,检验支护参数的合理性。 钢筋计 1次/2天 锚杆拉拔试每10m一个断面,每验锚杆测力个断面至少做三个计及拉拔器 锚杆。 ——— ——— ——— ——— 检验锚杆的作用及对围岩和隧道稳定性的影响。 3 专项安全施工措施 3.1开挖支护安全保证措施

(1)建立健全以项目经理为第一责任人的安全文明施工领导小组,设置专职安全员,建立严格的安全管理制度及严格的安全奖惩措施。

(2)施工前对所有参与该项目施工的人员进行必要的岗前培训,只有经培训合格的人员才能持证上岗作业。

(3)施工人员进入施工现场严格按劳保着装要求着装,班前进行安全施工技术交底,每日进行安全巡检,每月进行安全者考核,奖惩月月兑现。对不服从安全人员检查,拒不执行安全规章制度的施工人员严肃处理,对存在安全隐患的施工部位、工序等责令整改后施工。

(4)在隧洞开挖全过程中,严格按要求做好施工期围岩监测,及时对观测成果进行分析和判断,以便更好地调整施工工艺、支护参数和爆破参数。当发现



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