隧道機械化配套專項施工方案

隧道機械化配套專項施工方案隧道機械化配套專項施工方案隧道機械化配套專項施工方案資料僅供參考文件編號：2022年4月隧道機械化配套專項施工方案版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：目錄一、編制依據(jù) 2二、編制原則 2三、工程概況 2五、分工序施工方法 41、臺階法開挖 42、全斷面開挖 53、出碴 64、機械手噴射混凝土 65、錨桿 76、仰拱及填充混凝土 87、拱墻混凝土 9六、施工資源配置 91、勞動組織 92、施工機械設備配置 10七、質(zhì)量保證措施 10八、安全保證措施 11九、進度保證措施 11十、施工環(huán)保、水土保持、文明施工措施 12

一、編制依據(jù)1、*******鐵路站前工程********隧道工程施工設計圖；2、《客運專線鐵路隧道工程施工指南》（TZ213-2005）；3、《客運專線鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收暫行標準》鐵建設[2005]160號；4、《***********標段實施性施工組織設計》；5、國家現(xiàn)行有關施工規(guī)范、驗收標準及相似條件施工經(jīng)驗。二、編制原則1、優(yōu)先考慮施工安全、質(zhì)量、環(huán)保。精心組織施工，合理安排工序，確保無安全、質(zhì)量、環(huán)境事故發(fā)生；2、在施工方案中，堅持施工技術先進、施工方案可行、重信譽守合同、施工組織科學合理、按期優(yōu)質(zhì)安全高效、不留后患；3、交叉平行作業(yè)、均衡生產(chǎn)原則；4、以人為本，充分利用機械化作業(yè)原則；5、發(fā)揮科技興企，大力推廣、應用“四新”原則；6、現(xiàn)場施工的實際情況。三、工程概況***********************境內(nèi)，隧道起止里程為DK124+982～DK139+580，全長14598m從隧道地質(zhì)說明揭示***隧道為前震旦系板溪群淺變質(zhì)巖，包括板巖、千枚巖、片巖、變質(zhì)砂巖等，各種巖性相間分布，巖溶十分發(fā)育。該隧道具有巖溶、斷層破碎帶、巖爆、軟質(zhì)巖變形等不良地質(zhì)段，易產(chǎn)生塌坍、突泥涌水、等災害。圍巖分級：Ⅲ級7185m%)，Ⅳ級5205m%)，Ⅴ級2208m%)。隧道施工按設計以新奧法為基礎,各級圍巖均采用復合式襯砌,襯砌結構由初期支護和二次襯砌組成,在初期支護和二次襯砌之間設置防水隔離層，隧道襯砌結構形狀為曲拱墻，隧底為曲仰拱，無碴軌道基礎。四、機械化配套技術隨著隧道施工技術的提高機械化施工已成為隧道施工的發(fā)展趨勢，**隧道出口開挖采用液壓三臂鑿巖臺車施工，錨噴支護采用濕噴機械手施工，仰拱施工采用移動棧橋配合移動仰拱模架施工，通過以上三條機械化配套作業(yè)線達到快速施工的目的。4．1機械化配套要點（1）設備的選型和數(shù)量要滿足機械化施工的要求。（2）機械化施工要滿足施工工法要求。（3）洞內(nèi)電壓需滿足機械設備的正常運轉。（4）機械質(zhì)量的可靠性是機械化快速施工的關鍵，否則將會造成其它資源的閑置和浪費，因此質(zhì)量可靠、維修簡便、經(jīng)濟合理是機械設備選型的重要標準。（5）選用機械設備的配件易于購買，配件和易損件能及時供應。（6）機械化配套生產(chǎn)目標：Ⅲ級圍巖單口月成洞270m,Ⅳ級圍巖單口月成洞180m，Ⅴ級圍巖單口月成洞60m。4．2機械化配套作業(yè)注意事項（1）機械化施工在很大程度上降低了施工人員的勞動強度，但對相關操作人員的技術要求較高，如隧道開挖的超欠挖控制、噴射砼的回彈量控制，因此培養(yǎng)出高水平的操作人員是機械化配套施工成敗的關鍵。（2）由于機械化施工準備工作多，要求施工組織嚴密、配合協(xié)調(diào)。如機器能否正常運轉，電纜延伸、水管路延長及機器維修保養(yǎng)等，更取決于現(xiàn)場施工管理和設備的管理。只有做到現(xiàn)場管理的規(guī)范化、機械維修保養(yǎng)的標準化，才能有效的提高設備的利用率，保證施工生產(chǎn)的正常進行。（3）隧道施工多為單工作面作業(yè)，解決工作面的平行作業(yè)必須保證工作面間的合理間距和通行的暢通，盡可能減少工作面間的互相干擾。（4）機械化程度高勢必造成排放尾氣和揚塵的增加，加之爆破有害氣體、噴射砼浮塵，鑿巖臺車用水量大等，對洞內(nèi)通風排水要求較高。五、分工序施工方法1、臺階法開挖三都隧道Ⅲ級、Ⅳ級圍巖施工，均采用臺階法開挖，臺階長度3～5m,周邊采用光面爆破減少對圍巖的震動。上臺階由鑿巖臺車鉆孔，爆破后挖掘機扒碴到下臺階。下臺階利用鑿巖臺車鉆孔，下斷面出碴利用裝載機裝碴，自卸汽車運碴至指定的棄碴場地。為確保施工安全量測及時進行。煤系地層隧道采用有軌設備裝運。先開挖上半斷面,待開挖至一定長度后同時開挖下半斷面,上下半斷面同時并進的施工方法。施工流程圖施工順序1）第1步，開挖上半部，施作上半部臺階周邊的初期支護和臨時支護，即即初噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網(wǎng)，架立鋼架和臨時鋼架（橫撐）（臨時鋼架僅在圍巖淺埋及軟質(zhì)巖地段設置）并設鎖腳錨桿，鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。2）第2步：在滯后上半部一段距離后，開挖下半斷面，下半斷面周邊部分初噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網(wǎng)，接長鋼架，鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。3）第3步；在滯后第2步一段距離后，開挖仰拱，施工隧底噴射砼，并整體澆注仰拱混凝土。2、全斷面開挖隧道全斷面開挖嚴格按“短進尺、弱爆破、強支護、快封閉、勤量測”的原則組織施工，并根據(jù)不同圍巖情況確定開挖進尺，根據(jù)監(jiān)控量測結果，及時施作仰拱及二次襯砌。****隧道出口選用兩臺芬蘭TamRockT12三臂鑿巖臺車鉆眼，配合日本PC200型反鏟挖掘機找頂翻碴，兩臺日本W(wǎng)A380-3型側卸式裝載機裝碴，6臺瑞典VOLVOFM12型自卸汽車出碴。施工流程圖施工準備鉆爆設計施工準備鉆爆設計臺車就位臺車就位臺車大臂矯正測量布孔臺車固定臺車大臂矯正測量布孔臺車固定鉆孔鉆孔裝藥、連線裝藥、連線退出臺車退出臺車起爆起爆通風、排煙找頂出碴施工順序1）第1步，全斷面開挖：利用裝載機牽引多功能臺架就位，測量放樣斷面開挖輪廓線，按鉆爆設計布置炮眼位置，進行鉆眼，裝藥爆破，利用風機通風排煙，然后進行找頂排險。利用ZL50裝載機配合自卸汽車進行出渣運輸，對開挖質(zhì)量進行檢查，根據(jù)開挖成型的質(zhì)量確定是否需要調(diào)整鉆爆設計的參數(shù)，重新進行鉆爆設計。2）第2步，初期支護施工:初噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網(wǎng)，鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。3）第3步，仰拱及仰拱填充施工：在滯后第2步一段距離后，開挖仰拱，并整體澆注仰拱混凝土。3、出碴根據(jù)*****隧道出口作業(yè)面實際情況，實施了相應的出碴設備配套方案。******隧道出口配備了PC220挖掘機1臺，用于找頂扒碴工序施工，配備2臺WA380裝載機及6臺VOLVO自卸汽車及根據(jù)運距的長短適量補充北方奔馳出碴車。通風找頂完成后由2臺裝載機同時向1臺汽車進行裝碴運輸作業(yè)，快速高效的完成出碴任務，單循環(huán)進尺共計700m3洞碴的出碴時間控制在3~4小時內(nèi)完成。4、機械手噴射混凝土為進一步提高高度機械化配套施工的工效，在****隧道出口施工中引進了西班牙生產(chǎn)的Sika-PM500PC混凝土噴射機組。該設備通過操作有線“遙控器”來控制噴射頭進行噴混凝土作業(yè)，噴射頭上安裝有擺動馬達和回轉馬達，可實現(xiàn)240°的擺動和360°回轉，噴射臂的所有動作全部由液壓驅動，噴嘴刷動馬達可以實現(xiàn)8×360°無限連續(xù)刷動，噴射范圍大，最大噴射高度16.8m，最大噴射寬度為30m，前方最遠噴射距離為15m，噴料速度4~30m3/h，配備有液態(tài)添加劑計量輸送裝置，對混凝土和速凝劑流量同步程序控制。初噴：在開挖后應及時初噴，防止圍巖松動。復噴：根據(jù)開挖作業(yè)面的地質(zhì)情況分層、分時段進行噴射作業(yè)，以確保噴射混凝土的支護能力和噴層的設計厚度。回彈量控制：在噴射作業(yè)中要及時協(xié)調(diào)好坍落度、噴射手技術熟練程度、噴射距離、角度、速凝劑摻量、噴面狀況，則噴射的質(zhì)量便有保證，回彈量將會大大降低。噴砼前應首先采用高壓風吹凈巖面，以保證噴射砼與受噴巖面粘結牢固，保證噴射砼和地層良好的共同受力，噴頭與受噴面的距離以-2.0m較為適宜。噴頭與受噴面的角度，應垂直于受噴面，但在噴邊墻時，宜將噴頭略向下俯10°左右，使砼束噴射在較厚的砼端頂，可避免料束中的粗骨料直接與受噴面撞擊，減少回彈量。混合物噴射速度網(wǎng)噴在15m3/h～20m3/h為易,噴拱在10m3/h～15m3/h為易。5、錨桿****隧道拱部系統(tǒng)錨桿均采用Φ22組合中空錨桿，邊墻采用Φ22砂漿錨桿。鉆孔：錨桿鉆孔前應由測量組按設計要求先定出孔位，再由鑿巖臺車鉆孔。注漿：錨桿施工應在初噴混凝土后進行，以保證錨桿墊板有較大平整基面，錨桿鋼筋保護層在采用水泥砂漿時不小于8mm，其強度等級不應低于M20。錨桿孔內(nèi)灌注砂漿應飽滿密實。注漿開始或中途停止超過30min時應用水或稀水泥漿潤滑管注漿罐及其管路。中空錨桿注漿前應安裝好錨桿，并設置好排氣孔，當排氣孔溢出漿液時表示注漿已飽滿，并及時封閉排氣孔；砂漿錨桿注漿時注漿管應插至距孔底50～100mm，隨砂漿的注入緩慢勻速拔出，桿體插入后若孔口無砂漿溢出，應及時補注。安裝墊板及擰緊螺帽：在水泥砂漿的強度達到10MPa后安裝墊板和緊固螺帽，螺帽的擰緊扭矩不應小于100N·m。墊板安裝后，應定期檢查其緊固情況，如有松動及時處理。6、仰拱及填充混凝土**隧道出口仰拱混凝土施工中采用33m的自行式移動式仰拱棧橋，可在施工段內(nèi)實現(xiàn)縱向及橫向的整體自行移動，同時配備自行式整體式移動仰拱模板臺車確保仰拱模筑混凝土的施工質(zhì)量。目前一次施工仰拱長度為12m，通過移動式仰拱棧橋可實現(xiàn)仰拱施工開挖、出碴、清底、立模、砼澆筑、養(yǎng)護等強等各工序形成平行作業(yè)且工序間銜接更為緊密，實現(xiàn)仰拱及仰拱填充的快速施工，以保證隧道施工的安全。**隧道出口仰拱采用仰拱先行于襯砌的施工方案，仰拱先行，再施工拱圈，以利于襯砌結構的整體受力，并起到早閉合、防塌方作用。整幅仰拱施工，勢必影響到車輛的運行，為此采取防干擾移動棧橋做為過渡通道，可使仰拱出碴、初支、鋼筋綁扎、仰拱澆筑待強及洞內(nèi)開挖出碴運輸平行作業(yè)。（1）移動棧橋施工技術要點仰拱開挖采用半幅開挖，開挖側翻碴回填另一側保證通行，半幅開挖翻碴完成后開挖回填另一側，仰拱開挖應超前仰拱施作1～2組。行走移動棧橋時，首先將軌道鋪設至已開挖仰拱端，靠隧道中線側軌道距離中線不得小于。移動棧橋行走到位后，首先橫移至隧道左側利用挖機運輸車出右側仰拱石碴，車輛從移動棧橋上通行，右側出碴完畢后將移動棧橋橫移至隧道右側，出左側仰拱石碴，移動棧橋保證隧道隧道左側道路暢通，整幅仰拱出碴完畢后將棧橋移動至隧道中線，進行仰拱清底、初支、鋼筋、模板、砼施工。移動棧橋工作時，油缸提升，前后支撐著地，前后行走裝置不承載；當棧橋移動時，油缸頂升，前后行走裝置落實，然后前后支撐離開地面，由輪子承擔棧橋自重載荷前進。（2）整體式仰拱移動模架技術要點整體式仰拱移動模架是我公司自行研制的新設備，能顯著減少模板間的錯臺，加快模板安裝速度，且施工時不易變形。棧橋和模架均自帶微調(diào)功能，能縮短安裝時間，加快仰拱施工進度。三都隧道出口仰拱模板采用自制仰拱移動模架，是施工技術的創(chuàng)新。仰拱端頭模安裝完成后，自行式仰拱模架從邊墻和移動棧橋間穿行到位，利用模架液壓系統(tǒng)精確就位，然后安裝橫撐加固仰拱模架。仰拱施工采用移動模架后可減小仰拱整體澆筑的難度，縮短模板安裝和模板加固的時間，避免模板的反復搬運，仰拱砼的外觀質(zhì)量也得到了很大的提高。7、拱墻混凝土為了與機械化配套施工的開挖進度相適應，根據(jù)各作業(yè)面所承擔的混凝土施工任務量在***隧道出口及2號橫洞建立了全自動180拌合站1座，根據(jù)混凝土的運輸距離及供應范圍配備了足量的高性能的混凝土運輸車。二次襯砌采用12m長的全液壓自行式模板臺車，襯砌臺車的數(shù)量以保證二襯的施工進度與開挖進度同步，使二襯施工與掌子面的步距能夠滿足標準化施工的要求對各作業(yè)面進行配置。六、施工資源配置1、勞動組織勞動力組織采用架子隊組織模式。施工人員應結合施工方案、機械、人員組合、工期要求進行合理配置。施工勞動力組織表工種工序臺車開挖出碴仰拱開挖支護仰拱襯砌欠挖處理合計洞身開挖108574512011490275612、施工機械設備配置預備好施工使用的各項材料，使其滿足施工要求。準備好各種施工機械，并保證施工機械的完好率，使其能滿足施工要求。明洞開挖的施工機械見下表。**隧道出口主要機械設備配備表設備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量國別產(chǎn)地額定功率（KW）生產(chǎn)能力用途水平地質(zhì)鉆機CM458臺1中國5060m地質(zhì)預報三臂鑿巖臺車TamRockT12臺2芬蘭195三臂鉆爆設備挖掘機CAT320C臺1美國120出碴設備挖掘機PC220臺1日本1261m裝載機WA380-3臺2日本1462.5m自卸汽車VOLVOFM12臺6瑞典27925t自卸汽車北奔臺4中國19915t濕噴射砼機械手Sika-PM500PC臺1西班牙30m3初支設備砼罐車臺2中國753m3自行式移動棧橋27m臺1中國2212m仰拱設備移動仰拱模架24m臺1中國2212m液壓模板臺車12m臺2中國2612m二襯設備混凝土輸送泵HBT60臺1中國7560m全自動砼拌合站HZS150套1中國315150m3砼生產(chǎn)運輸設備噴射混凝拌合機JS750臺3中國70750L砼罐車北方奔馳臺5中國2359m砼罐車三凌臺2中國2408m3發(fā)電機300KW臺1中國312變壓器臺8中國通風機臺1中國135*2通風設備七、質(zhì)量保證措施施工前對要使用的測量控制點進行復測，確認無誤后方可進行施工測量放樣。進場材料必須經(jīng)過檢驗合格后方可使用，嚴禁含泥量或含粉塵量過高的河砂、米石進入工程主體。噴射混凝土由攪拌站集中生產(chǎn)，采用自動計量系統(tǒng)，確保施工配合比準確。噴錨支護做到噴料隨拌隨用，時間不超過規(guī)定。噴射前清理巖面。厚度較大時分層噴射。嚴格掌握水壓、風壓和噴射距離，作到厚度符合設計和安全要求，表面平順。嚴格按照設計、技術交底所規(guī)定的參數(shù)進行支護，鋼架施工時作到加工正確，間距、傾斜度和垂直度符合要求，鋼架的底腳落在原狀地層；接頭板密貼，上齊連接螺栓。對錨桿的方向、數(shù)量和深度進行嚴格控制。八、安全保證措施洞口淺埋段堅持“弱爆破、強支護、早封閉、勤量測”的原則組織施工。機械設備均應安置在安全地帶，基礎必須落在穩(wěn)定地基上。嚴格按設計要求及時施作初期支護，嚴禁偷工減料，確保施工安全。嚴格按設計要求對地表沉降、拱頂下沉、水平收斂等方面進行監(jiān)控量測，根據(jù)量測結果及時采取相應的措施，保證施工安全。建立健全應急救援體系，制定完善的應急措施，在隧道內(nèi)發(fā)生掉塊坍塌時啟動應急救援體系，確保把災害損失降至最低程度。九、進度保證措施對施工的各個工序進行詳細的分析,合理安排施工順序、科學組織施工。根據(jù)實際施工需要配齊各種機械設備和工具，特別是要配齊大型施工機具，提高機械化施工水平，保證施工速度，平時加強機械維修和保養(yǎng)，保證施工機具的完好率。對工程進行動態(tài)控制。牢牢抓住關鍵工序的管理與施工，合理安排施工時間，控制循環(huán)作業(yè)時間，減少工序搭接時間，提高施工效率。優(yōu)化施工方案，提高施工進度。加強監(jiān)控量測，在開挖前制定出相應具體的對策和措施，施工中及時調(diào)整施工方法和支護措施，避免延誤施工時間。十、施工環(huán)保、水土保持、文明施工措施1、環(huán)境保護措施施工前組織對全體員工進行生態(tài)資源環(huán)境保護知識學習，增強環(huán)保意識，強化環(huán)保宣傳和思想教育工作，使環(huán)保