鹧鸪山隧道A合同段施工总结
一、工程概况 1.1.工程简介
鹧鸪山隧道是国道317线鹧鸪山隧道及其引道工程的控制工程。鹧鸪山隧道正洞长4448米,平导全长4446米,线间距30米,单洞双向行车,是目前已建成的全国最长的高原公路隧道。由铁道部第二勘测设计院设计,某集团第一工程处和中国武警二支队联合承建。
鹧鸪山隧道地处川西高原东北部的邛崃山脉,隧道从国道317线山脚坝道班处傍山进洞转西穿越鹧鸪山于闫王曲沟侧出洞,跨理县米亚罗乡与马尔康县梭摩乡,属高山高原过渡带的侵蚀深切高山地貌。隧道区地面高程3050~4415米,全区地势陡峻,山峦起伏,鹧鸪山为大渡河水系梭摩河与岷江水系来苏河的分水岭,山脊线总体走向近南北,山峰高程在4200米以上,相对高差1070~1400米以上。
隧道埋深在20~980米,穿越第四系全新统(Q4)、三叠系“西康群”包括中统杂故脑组上段(T2Z)、三叠系上统侏倭组(T3zh)、新都桥组(T3x)及中生代燕山期花岗岩闪长岩脉(γδ)。其岩性主要为炭质千枚岩和炭质板岩,同时,存在部分砂岩及中厚层板岩。隧道围岩总体较差,其中II类围岩占60.79%,并且涌水及大变形给隧道施工造成极大的困难。最大涌水量单处417立方米/小时,最大变形段的累计收敛变形量达245mm。
鹧鸪山隧道具有三低二高一复杂的特点。具体表现在:
三低:气温低:极端最低气温-31.1℃,山顶终年积雪,3个不融冰
斗,每年冬期长达8个月;气压低:隧道口气压为68Kpa,为海平面的60%;含氧量低:大气含氧量为13.7%,仅为海平面的67%。
二高:隧道所处位臵海拔高:隧底海拔3400m,山峰海拔4500m;技术含量高:砼防冻、抗冻、抗裂;高原施工人员及设备缺氧;复杂多变的地质,大变形处治等技术难题需要去解决。
一复杂:鹧鸪山隧道地质极其复杂,处于变质岩地区,以千枚岩、炭质千枚岩、炭质板岩、板岩为主,受米亚罗大断层、三家寨倒转背斜、新生沟倒转向斜等强烈地质构造影响,隧道内围岩褶皱、倒转、扭曲严重、次生断层重叠出现,地下水丰富。经专家多次讨论,其地质复杂性为目前四川省地质最为复杂的隧道。
充分发挥隧道集团集设计、施工、科研、制造四维一体的优势,针对鹧鸪山隧道的特点,由集团公司设计院、机械制造分公司、第一工程处、集团公司隧道技术科学研究所组成科研小组,对高原、高寒长大隧道的施工技术进行研究。针对施工的各个环节、技术难关进行试验研究、制定方案,应用新技术,打破常规,大胆尝试,鹧鸪山隧道按期建成的经验给国内类似的工程提供了可借鉴技术成果。
鹧鸪山隧道自二OO一年四月一日正式开始施工,二OO三年七月二十二日平导开挖贯通,二OO三年十二月二十五日正洞开挖贯通;二OO四年十一月土建工程结束,二OO四年12月10日竣工验收,12月28日正式通车运营。
鹧鸪山隧道全面地运用新奥法进行施工,采用全面机械化施工,形成了爆破、装运、支护衬砌三条机械化作业线,使工程进度得到有序进
行,平导掘进月进尺达到180米;采用喷射砼,以钢筋网薄壳理论配合自进式锚杆作为初期支护通过大变形区及高应力段;采用大直径软式风管无级变速轴流风机,横通道辅以射流风机巷道式通风,实现正洞、平导的施工通风;成功地解决了高原严寒地区的混凝土施工难题,节约了施工成本。
科学而严密的质量保证体系,严格的质量管理措施,实现了工程质量的高标准。根据《公路工程质量检查验收评定标准》,分项工程合格率为100%,优良率为99%。施工安全取得了可喜的成果,杜绝了隧道内发生死亡事故,重伤率0.5人/公里。施工测量贯通精度远远高于规范要求。
鹧鸪山隧道施工历时44个月,生活战严寒,施工战涌水,克变形,降高应力,广大建设者以建设阿坝促发展为己任,不畏困苦,无私奉献,在高原与天公比高,经受苦乐生死的考验,体现了“顽强拼搏,依靠科学,团结协作,开拓创新”的精神。鹧鸪山隧道的建成对阿坝州的经济腾飞具有重要意义。
1.2. 鹧鸪山隧道东段工程规模
鹧鸪山隧道东口(A合同段)由某集团第一工程处承建。合同主要工程量为:正洞K0+220~K2+340,计2120米,平导PK0+213~PK2+340,计2127米,引道220米,盖板涵两座及既有公路改线工程(176.80m),既有路基改造141米,平导进口外风道及正洞、平导洞门。
根据业主的有关要求,实际完成工程量为:正洞K0+195~K2+576,计2381米,平导PK0+197~PK2+590,计2393米,引道195米,既有路
基改造135.1米,盖板涵三座,既有公路改线671.8米,外风道及正洞、平导洞门。完成的工程量及产值见下表:
中隧集团一处鹧鸪山项目经理部
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鹧鸪山隧道工程A合同段 施工总结报告
中隧集团一处鹧鸪山项目经理部
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1.3. 技术标准及技术参数
鹧鸪山隧道为山岭重丘区标准二级公路,设计行车速度为40km/h;限界净高5.0米,限界净宽9.0米,路面宽7.5米;汽车荷载为汽车——20,挂车——100;隧道采用“人”字坡:东段为1%,西段为0.3%;隧道结构采用复合式衬砌,大变形段及软弱围岩段增设工字钢架及中空注浆锚杆、超前小导管加强支护;模筑混凝土采用C25防水混凝土;正洞防排水:洞口段采用中央排水管,洞身基本段采用侧沟排水;平导采用中央水沟排水,洞口段600m为保温中央水沟;隧道衬砌排水采用复合式橡胶防水板和弹簧盲管结构;隧道路面为混凝土刚性路面;隧道进口:正洞为柱式洞门,平导为台阶式洞门,出口采用柱式洞门。 二、机构组成
2.1 机构设臵及施工人员配臵
我部自中标后就采用项目法管理,根据项目法要求,结合工程的专业性质、工程量规模、施工条件和我单位的组织管理经验,为更好地进行组织管理,充分发挥项目法施工的优越性,加强与业主及有关部门的联系,我部成立某集团第一工程处鹧鸪山隧道工程项目经理部,经理部设项目经理一名、副经理两名、总工程师一名,下设四部一室,即工程部、质检部、计财部、设物部、办公室,下设施工队。
经理部的职能有:负责组织本合同段的施工,编制施工计划、资金计划、物质计划,负责机械设备的调配、劳动力的调配,制定施工方案、工期目标、安全质量目标,督促计划的执行,协调生产过程中出现的问题,与业主、监理工程师、设计单位密切配合,搞好组织和协调工作。
本合同段高峰期共500人,其中直接生产人员382人,间接生产人员55人,管理服务人员63人。本合同段的劳动力由项目部实行动态管理。
2.2设备投入情况
在海拔高度为3330 m的鹧鸪山隧道(东口),内燃设备功率损失为34%,油耗上升25%,废气排放污染严重,低温启动困难,空气动力设备功效下降实测可高达53%,机械故障率比平原地区高2~3倍。我部根据以上情况,对普通型设备、通风设备等进行了技术改造,且购进适用于高原的机械设备,以满足施工生产的需要,主要设备投入情况见下表:
所投入的设备能满足施工生产需要,设备利用率95%以上,完好率85%以上。 三、质量管理情况
3.1质量监督机构及监督方式
政府监督:四川省交通厅质监站对鹧鸪山隧道工程建设,进行全面的监督管理,定期和不定期进行质量抽查,并限期改正。我单位按省质监站检查发现的问题,都按规定期限纠正达到质量标准。
社会监理:驻地监理组对我单位的质量、进度、投资进行全面的“三控一管”,全方位、全天候管理。严格要求,热忱服务,对施工全过程进行监控,我部承建的鹧鸪山隧道东口段,质量达到优良,与监理组严格监督是分不开的。
监理部直接领导监理组,对重大施工方案,变更设计进行审批,协调监理组与施工单位关系,全面控制鹧鸪山隧道的质量、工期和投资。
企业自检:施工单位成立质量检查机构,制定质量检查制度,按设计文件、规范要求对质量进行自控。
3.2质量管理方针:优质、高效、重信、守诚。工程质量是施工经营管理的核心。对全体施工人员经常组织进行质量教育,增强质量意识,牢固树立“质量第一”的观念,体现企业以质量、信誉取胜的道德风尚。 3.3质量管理目标:确保合同段工程全部达到国家或部现行的工程质量验收标准,工程一次验收合格率100%,优良率95%以上。
3.4质量管理及体系:按由上到下顺序进行工程质量管理,形成经理负责制的质量管理体系,建立完善的质量管理机构,贯彻执行ISO9000质量管理体系。 3.5质量管理组织机构
项目经理部成立质量管理领导小组,由项目经理部总工程师任组长,成员由项目经理部质检工程师、试验工程师、施工队队长、主管工程师、质检员、试验员等组成。 3.6质量控制措施
3.6.1加强施工技术管理,严格执行以总工程师为首的技术责任制,使施工管理标准化、规范化、程序化。认真审查施工图纸,严格按照设计文件和图纸施工,吃透设计文件和施工规范、验标,施工人员严格掌握施工标准、质量检查及验收标准和工艺要求。及时进行技术交底,发现问题及时解决。
3.6.2严格执行工程监理制度,施工队自检、经理部复检,合格后及时通知监理工程师检查签认,隐蔽工程必须监理工程师签认后方能
隐蔽。
3.6.3 经理部、工程队设专职质检工程师、班组设兼职质检员,保证施工作业始终在质检人员的严格监督下进行。质检工程师有质量否决权,发现违背施工程序、不按设计图、规则、规范及技术交底施工,使用材料半成品及设备不符合质量要求者,有权制止,必要时下停工令,限期整改并有权进行处罚。
3.6.4制定实施性施工计划的同时,编制详细质量保证措施,没有质量保证措施不许开工。质量保证体系和措施不完善或没有落实的停工整顿,达到要求后再继续施工。
3.6.5 建立质量奖罚制度,明确奖罚标准,做到奖罚分明,杜绝质量事故发生。
3.6.6 严格施工纪律,把好工序质量关,加强工序的自检、互检和检查工程师专职检查制度。上道工序不合格不能进行下道工序的施工,否则质量问题由下道工序的班组负责,经理部自检合格后方可报请监理工程师检查。对工艺流程的每一部工作内容要认真进行检查,使施工作业标准化、规范化。
3.6.7 制定工程创优规划,明确工程创优目标,层层落实创优措施,责任到人。
3.6.8 坚持三级测量复核制,各测量桩点要认真保护,施工中可能损毁的重要桩点要设好护桩,施工测量放线要反复校核。认真进行交接班,确保中线、水平及结构物尺寸位臵正确。
3.6.9 加强工程试验,建立台帐和施工记录,优选工程施工配合比,
经工程师批准后执行。对工程使用的钢材、水泥、砂、石等建筑材料要进行认真的检验,把好进货关,禁止使用不合格材料。
3.6.10 材料进场前,物质部门制定详细的物质保管办法,避免材料受到污染、损坏,砂、碎石料场地面硬化,水泥库地面有防潮设施,库内水泥堆放整齐,能便利水泥的先进先出,钢筋堆放要架空,防止钢材被腐蚀及扭曲、伤损。
3.6.11 施工所用的各种计量仪器设备定期进行检查和标定,确保计量检测仪器设备的精度和准确度,严格计量施工。
3.6.12 路基填筑前认真清除表土、腐土、杂草、树根,填料应符合要求,监理工程师批准后选用。填方作业应分层均匀摊铺,分层压实,压实度应达到规范要求,雨季施工做好路基排水,填料满足含水率的要求。路基边坡做到完整、平顺。陡坡路基一定要严格按照设计和规范施工,确保密实度和稳定性。
3.6.13 涵洞、挡墙护坡、水沟、路基坡面等工程施工应认真牵线放样。施工中做到砌体平顺、砂浆饱满,砌体背后回填合格。冬季施工采取防冻措施,雨季施工做好排水,保证砌体质量合格。
3.6.14做好砼施工缝的处理,确保工程整体质量达到要求。 3.6.15 隧道施工视岩层地质状况确定施工方案和支护手段,施工中认真进行地质描述和观察,加强隧道开挖后变形收敛量测,收集信息,及时反馈指导施工,以便调整施工方法,采取措施适应围岩的变化。
3.6.16 隧道开挖认真采用光面和预裂爆破,以减少对围岩的扰动,最大限度地利用围岩自承能力。根据围岩情况优选最佳循环进尺,最佳
眼空孔布臵和用药参数,提高爆破质量,保证开挖断面成型圆顺,控制超欠挖在允许范围之内。
3.6.17 隧道衬砌必须保证其中线、水平、断面尺寸、净空大小符合设计要求,每衬砌循环不论长短都要进行测量放样,复核检查。模板台车准确就位,模板面光滑平顺,不漏浆,接缝严密整齐。脱模后对模型认真整修,使每段衬砌接缝平整,内实外光。
3.6.18 隧道防排水工程质量严格把关,保证达到设计要求。衬砌钢筋安装时,要注意防止钢筋刺破防水板。
3.6.19 砼拌合、运输、入模、捣固、养生必须按规范要求施工。模板支撑牢固,表面平整光滑,尺寸符合设计,中线、水平准确。砼捣固密实,做到外光内实,成型美观。灌砼时按规定频率取样试块,养生后送试验室检验。
3.7 自检情况及工程质量问题处理情况
3.7.1自检情况
施工过程中,严格按照ISO9002质量手册的规定程序进行控制,按照鹧鸪山隧道计划及过程检验与试验计划进行操作。特别对隐蔽工程、特殊过程进行全数检验,杜绝不合格的工序进入工程实体和下步工序。对原材料按规范进行检验,防止不合格原材料在施工中应用。各工序施工自检及试验情况具体见下表。
各工序施工自检情况汇总
主要工程混凝土、砂浆强度试验情况汇总
原材料试验情况汇总
3.7.2工程质量问题处理情况
在施工过程中,对出现的质量问题严格按照不合格品处理,处理措施有以下几方面:
a.经过修整能达到设计要求的进行修整,经过修整不能满足设计的全部返工处理,处理过程中由质检人员监督实施。
b.对出现的质量问题进行调查分析,查明造成的原因。
c.对造成质量问题的责任人按质量奖罚制度进行处罚,并停工学习,使其明白为何会出现质量问题,质量的重要性和质量问题的危害性。
d.对出现的质量问题向全体职工进行宣传教育,增强职工的质量意识。
3.8 完工质量评价
根据《公路工程质量检查验收评定标准》,对A合同段分为4个单位工程进行了评定,评定得分分别为:隧道工程99.48分,平导工程99.42分,路基工程100分,路面工程100分。根据单位工程造价进行合同段评定,全合同段得分为99.5分。 四、施工进度控制
鹧鸪山隧道设计正洞为单洞双行山区二级路,平导为救援车道,线
间距30米,隧道正洞长4448米,平导长4446米,A合同段正洞长2381米,平导长2393米。隧道地质情况复杂,洞口岩堆、涌水、大变形、高应力对隧道施工影响较大,合同工期39个月,后由于收费站改设在东口,改线工程需重新设计和施工,加之洞内工程量加大,实际工期44个月。 4.1 总进度计划的编制
在整个施工计划中,以正洞施工为关键线路,以开挖为控制工序。正洞开挖自二OO一年四月一日开始,安排总时间为30个月,各类围岩计划开挖月进度如下表:
开挖进度计划表
仰拱及填充施工计划在开挖完成150米左右开始进行,安排总时间29个月,拱墙衬砌作业安排在开挖完成200米时开始进行,总时间29个月,衬砌完成后开始路面砼施工,总时间为3个月,洞外工程在洞内工程完毕后进行,安排时间为3个月。
总工期控制在39个月内,即:二OO一年四月一日到二OO四年六月三十日。
4.2完成计划进度的措施
4.2.1配臵强有力的领导指挥中心。科学组织,统一指挥。协调与地方关系,决策施工措施及工程施工动态管理。
4.2.2组建科技攻关小组,依靠科技促进度。对工程的难点、重点进行科技攻关,解决工程中遇到或可能遇到的科技难关。
4.2.3加强安全管理。配备有丰富经验、业务能力、责任心强的安全人员对施工安全进行预防,监督和管理。
4.2.4工程质量的优劣对施工进度对施工进度有较大的影响,因此,加强质量管理是必不可少的,建立健全质量管理和控制体系,确保工程质量,杜绝重大工程质量事故,防止返工而延误工期,配臵有经验、有专业技能的质检工程师,各施工队配臵质量自检员,对每一施工过程进行质量监督,同时,加强各工种(特别是测量工、试验工、混凝土工、钻爆工)的业务培训,提高其业务能力,将质量事故消灭在萌芽状态。
4.2.5密切同监理、设计代表、业主的关系,使工程中出现的问题能及时解决,各种检验(特别是隐蔽工程检查),上道工序的验收能及时办理,确保下道工序顺利实施。
4.2.6建立有效的生产调度系统。洞口设立现场调度组,24小时值班,深入到各工作面。在鹧鸪山隧道施工过程中调度值班人员能及时、有序地对现场施工作出安排。并对施工过程进行信息收集,落实上级的指令,对工程所需的机械、劳力、材料进行统一调度,使施工有条不紊,确保工程快速、有序运行。
4.2.7工程施工设备。机具严格按施工组织设计和计划进行配臵,
并且按时到场,确保了工程所需设备数量足够,运行良好。
4.2.8材料供应满足工程进度要求。材料部门必须按计划在月初备足当月材料。对现场临时急需材料在当日或不超过三日送达现场。
4.2.9严格按计划和工程进度所需配备各工种的劳力,并备有15%的余量,以补充临时缺员。
4.2.10加强计划的严肃性。各部门根据施工组织设计的要求,制定相应的各年度计划,每年度制定季计划,每季度拟定月计划,每月制定旬计划。计划必须旬保月,月保季,季保年,年保总工期。主要是:工程进度计划,设备购臵。维修计划、材料供应计划、劳动力使用计划。机、材、劳计划必须以工程进度计划为基础,服从进度计划。计划是工程进度管理的基础,确保总工期的根本。所以,计划一旦确定,无特殊情况不得更改,各作业面、各部门必须按计划完成,否则,经理部将按计划的完成情况对作业分队或部门进行处罚。
4.2.11加强动态管理,提高应变能力。现场工程施工管理必须适应工程施工的特点,根据现场动态,灵活机动,适时、适当地制定解决工程问题的对策,确保施工生产顺利进行,使现场在短期内回归到工程进度总计划内。
4.2.12加强超前意识,做好难度预测。鹧鸪山隧道能及时根据地质的预测调整施工方案,能使工程在安全的前提下快速地通过软弱围岩地段。
4.3 实际工程进度效果分析
由于鹧鸪山隧道的设计围岩类别与实际揭露的围岩状况相差较大,加上起初开挖时对鹧鸪山的围岩情况认识较低,是前期实际进度小于计
划进度的主要原因。随着隧道的不断开挖,我们已逐渐掌握了鹧鸪山隧道围岩的特性,虽然实际揭露的多为II类围岩,但进度基本与计划进度相符,并略有超前,在增加了开挖工程量的情况下仅比计划开挖工期滞后3个月。
4.3.1逐月实际进度统计
开挖进度统计表
衬砌进度统计表
说明:正洞衬砌超合同段236米,平导衬砌超合同段250米。 4.3.2实际总进度与计划总进度的关系
正洞进度图
平导进度图
4.3.3进度分析
从两个进度图上可以看出,除平导开挖外,正洞开挖、衬砌和平导衬砌与计划进度相差都较大。
开挖:设计II类围岩段的开挖与计划基本相符,但由于设计的工程地质情况与实际揭露的工程地质情况相差过大,在计划中III类围岩的计划进度大于II类围岩,是造成实际进度与计划进度相差加大的主要原因。再则合同量的增加也是导致累计进度超计划的一个重要因素。
衬砌:由于开挖的影响,衬砌进度整体滞后与计划进度。正洞到2003年5月才追平计划进度,平导由开工到衬砌结束都滞后与计划进度。平导衬砌一直滞后计划进度的一个主要原因是平导的行车因素,由于平导断面较小,在两个横通道间不利于填充和开挖的平行作业。
4.3.4工期分析
结合工程地质条件,开挖与衬砌工期的滞后导致工程后期紧张,加上由于收费站改设在东口,洞外改线需重新设计和施工,图纸在9月份才下达,后期进度由于受天气寒冷影响速度较慢,基本与《施组》计划的进度相同。在2004年12月15日竣工。 五、施工安全与文明施工 5.1施工安全控制措施
5.1.1 认真贯彻执行党和国家的安全生产方针、政策,严格执行部颁有关施工规范和安全技术规则,对施工人员进行岗位前安全教育培训,树立“安全第一,预防为主”的思想。
5.1.2 建立以岗位责任制为中心的生产责任制,制度明确,责任到人,奖罚分明。
5.1.3 建立健全安全保证体系,领导负责,全员参与,使安全工作制度化、经常化,贯穿施工全过程。项目经理为安全生产的第一责任人,施工经理直接管安全。经理部成立安全生产委员会,生产队设专门的安全员,工班设兼职安全员。
5.1.4在编制施工计划的同时,编制详细的安全操作规程细则、制度、切实可行的安全技术措施,分发至工班,组织逐条学习、落实。抓好“五同时”(即在计划、布臵、检查、总结、评比生产的同时,评比安全工作)和“三级安全教育”。
5.1.5每一工序前,做出详细的施工方案和实施措施,报经工程师审批后,及时做好施工技术及安全工作的交底,并在施工过程中督促检查,严格执行坚持特殊工种持证上岗。
5.1.6 进行定期或不定期的安全检查,及时发现和解决不安全的事故隐患,杜绝违章作业和违章指挥。对重点作业场所,应悬挂警示标牌。
5.1.7 坚持每周一的安全活动日的安全学习。严格执行交接班制度,坚持工前讲安全、工中查安全、工后评安全的“三工制”活动。
5.1.8 做好施工场地平面布臵,合理安排场内临时设施,使场地内排水畅通,边坡稳固,施工便道符合安全技术标准要求并认真维护。根据工地情况,布臵安全防护设施和统一的安全标志(牌)。
5.1.9 加强现场洞内外用电管理、照明、高压电力线路的架设顺直、标准,保证绝缘良好。各种施工机械和电气设备均设臵漏电保护器,确
保用电安全。线路架设高度和照明度必须符合标准,严防行走运行机械损坏电力线路、机毁人伤。
5.1.10 各种吊运机具设备正式使用前必须组织试吊、试运行,经工程师认定合格后方可进行吊装作业。吊装作业中严禁超载。
5.1.11 加强爆破器材的运输、入库、发放、管理,定期进行帐物核对,严禁爆破器材的流失,并加强库房守卫工作。
5.1.12 所有高空作业必须设臵安全防护设施,工作人员应载安全帽,拴好安全绳,严禁重叠作业。提升系统的各部位定人、定期检查,严格按操作规程操作。
5.1.13 加强各类量测管理工作,搞好量测信息反馈,通过量测指导施工。
5.1.14 隧道开挖,采用光面爆破,严格按爆破设计和《铁路瓦斯隧道技术暂行规定》施工,严格控制用药量,作好软岩的防坍,光爆成形,加强喷锚支护,按设计要求的厚度,锚杆长度和数量施作。
5.1.15隧道开挖设专职工程技术人员做好地质描述和超前地质预报,确保施工人员、设备的安全。
5.1.16浅埋段、断层带、破碎带隧道开挖,严格按浅孔控制爆破方法和《爆破安全规程》操作施工。加强监测,根据监测和地质情况及时调整爆破参数,保证爆破安全,不良地质隧道施工,先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌,稳步前进。
5.1.17所有进洞人员必须带安全帽。施工人员,尤其是充电工、喷射手和注浆作业人员,按规定带好防护用品。
5.1.18 加强洞内通风,严格瓦斯检测。
5.1.19对工程机械和车辆按检修制度进行检查维修,对驾驶人员要经常进行安全意识教育和交规教育,严禁违章开车,各种车辆严格遵守交通规则,杜绝交通事故,确保行车安全。
5.1.20加强防雷电、防火、防洪教育,建立防洪组织,配备消防设施,制订措施和管理制度,并落到实处。杜绝雷电、火灾、事故的发生,对洪灾有抢险措施。
5.1.21施工场地的油库、料库、炸药库、变电站、发电站及井架等其他高大建筑,设臵防雷设施,定期检查接地电阻,防止雷击。
5.1.22施工现场设医务所,经理部设工地医院,出现紧急情况应做好现场急救和保护工作,现场备应急车辆以供急需。
5.1.23作好路基排水系统,应尽量保持原有植被。
5.1.24施工安全保证体系
安全检查工作程序图及施工安全保证体系图:
安全检查工作程序图
施工安全保证体系图
5.2 施工安全情况
未发生一起人身死亡事故,年重伤率在0.5%以下,安全情况良好,2003年我公司鹧鸪山工地被中铁工程总公司评为安全标准工地。
5.3 文明施工
5.3.1 加强宣传发动,统一思想,使广大干部职工认识到文明是施工企业形象、队伍素质的反映,是安全生产的保证。增强文明施工和加强现场管理的自觉性。
5.3.2 结合本工程实际情况,在项目经理部及各队负责人中明确分工,落实文明施工现场责任区,制定相关规章制度,确保文明施工现场管理有章可循。
5.3.3 合理布臵场地。各项临时设施必须符合规定标准,做到场地整洁、道路平顺、排水畅通、标志醒目、生产环境达到标准作业要求。
5.3.4 现场工程概况、施工组织网络牌、安全记录牌、防火须知牌、事故记录牌和施工总平面图设臵齐全,规格统一,内容完善,位臵醒目。
5.3.5 施工现场坚持工完料清,垃圾杂物集中整齐堆放,及时处理。施工废水严禁乱放,必须严格按照招标文件要求经处理后达标排放。
5.3.6 隧道及路基弃碴不得随意弃臵,必须运至规定的弃碴场,运碴汽车不得落石掉碴,污染道路。
5.3.7 洞内三管两线按要求布设,搞好洞内排水、清除及道路,加强洞内通风。
5.3.8 加强检查监督,从严要求,持之以恒,使文明施工现场管理真正抓出成效。项目经理对文明施工现场实行定期和不定期检查,每月组织一次专项检查,对照评分,严格奖惩,交流经验,查纠不足。
5.3.9 按照业主及主管部门的指示要求,同时认真听取驻地工程师的意见,协调好各方关系,搞好安全生产和文明施工。
六、环境保护与节约用地措施
6.1 在工地现场设臵了300m3污水处理池,对施工污水进行除油、沉淀等处理,达标后排放。
6. 2 施工、生活垃圾集中在弃碴场深埋处理。
6.3 隧道弃碴按照设计在指定的弃碴场弃碴,表面覆盖耕植土,恢复植被。
6.4 进场前合理规划场地布臵,临时设施建设按规划结合少占林地的原则布臵,工程完工后恢复林地。
七、施工中新技术、新材料、新工艺的应用
7.1 无反射棱镜多动能全站仪在施工中的运用
7.1.1收敛量测
由于鹧鸪山隧道地处高原,
使隧道内的施工通风极为重要
,且隧道采用上下台阶法开挖,
加上通风管线的影响,使得在收敛量测作业中收敛计的使用受到极大的限制。
鹧鸪山隧道千枚岩及炭质千枚岩段开挖时干燥无水或少量渗水或表面浸润,开挖后3~7天由于围岩变形开始出现大面积滴水,甚至股状,导致围岩塑性圈进一步加大,变形速率突然增大,变形曲线反向,出现收敛时间延长,总变形量加大,甚至形成病害。
综上原因鹧鸪山隧道的收敛量测采用了TCRA1102型莱卡全站仪无尺量测。
使用方法:TCRA1102型莱卡全站仪具有无棱镜反射的功能,起始采
但量测结果经电脑
分析长时间不收敛,且莱卡公司的
专用量测膜片费用过高(29元/张),
故采用自制的量测纸膜片(外表采 上半段面测点布臵示意图 用透明胶带包裹,防止被水打湿),测设量测桩之间的相对
三维坐标,计算收敛值的方法进行量测作业。
结 果:通过在鹧鸪山隧道施工中的应用,该量测方法能准确有效地反映围岩的收敛情况。如在炭质千枚岩段的施工中,采用全站仪无尺量测准确地反映了千枚岩的变形特性。
使用优点:使用方便、快捷,施工干扰少;可以减少量测器具的重复投入,节约投资。
7.1.2断面测量
新奥法施工对爆破的成形效果要求较高,且开挖的超欠性将直接影响到工程成本,因此及时掌握开挖的成形效果非常必要。
鹧鸪山隧道在开挖后,多功能台架不影响的范围内每5米检测一处断面,及时对开挖提出指导,具体施作方法如下:
(1
三维坐标;
(2至该断面的断面方向; (3开始测设; 7.1.3 掌子面放样
TCRA1102型全站仪有自
动掌子面放样功能,但由于开
挖面里程相差较大,测站离掌 掌子面开挖后实际成形
子面距离过大(大于30米)则无法用无棱镜测设。距离过近则因为掌子面里程不一,导致测设的开挖轮廓线误差较大。
国道317线鹧鸪山隧道及其引道工程A合同段
如:当测站点到掌子面距离为20米时,掌子面拱顶里程大于全站仪设定里程0.5米,望远镜到拱顶高差为4.5米,则全站仪自动放样按极坐标的原理进行测设,
测设到拱顶时的测点会比设计
开挖轮廓线大0.11m,直接导
致超挖通过在实际操作中的不
断摸索,我们采用直接测掌子 全站仪掌子面自动放样示意图
面轮廓线附近的任一点三维坐标,计算与该点所在断面的圆心位臵的方法测设掌子面轮廓线,经过在鹧鸪山隧道施工中的应用有效地控制了开挖的成形效果,其中2003年5月份,掘进89米,超挖方量为27m3,节约了隧道施工的成本投入。
7.2 大管棚注浆在坍方处臵中的运用
7.2.1、工程地质条件
鹧鸪山隧道处于变质岩地区,地质结构及构造都十分复杂,围岩以力学强度低,节理裂隙发育,稳定性很差的炭质千枚岩、千枚岩、炭质板岩为主,隧道内围岩褶皱、倒转、平卧、拉伸、扭曲等不利于隧道稳定的地质构造十分强烈。在地下水的作用下,炭质千枚岩软化、泥化,塑性区加大,造成变形加大,甚至造成坍塌。如平导PK0+540~+580段,于2001年10月15日~10月22日开挖及初期支护,2001年11月5日从左边墙开始坍塌,至11月7日坍塌岩碴封堵巷道,坍腔高度及宽度未探明。该段围岩以炭质千枚岩为主,夹薄层炭质板岩,受区域地质构造影响,岩体挤压强烈,产状为270°~300°∠70°~87
°,裂隙发育,
主要有320°~350°∠30°~55°、115°∠60°、270°∠55°、60°∠350°等四组,炭质千枚岩呈片状,岩体破碎呈镶嵌结构至碎裂结构,力学强度低,层间粘结力小,遇水软化、泥化,开挖后,洞周塑性区大,PK0+556~+572有一逆断层,层面产状为280°∠80°,左侧壁处于炭质千枚岩中,产状为250°∠65°,充填泥质岩砾,下盘为板岩,上盘为炭质千枚岩。该段开挖时干燥无水,开挖一周后,出现渗水,坍塌时大面积滴水,坍塌后,坍体出水量为22m3/h。
7.2.2、管棚注浆施工
1)、施工原理:通过钻孔、下设钢管、注浆等一系列工序施作完成,保障开挖掌子面碴体的稳定,起到骨架、格栅作用,并通过注浆使浆液从钢花管孔眼中压出,以一定的压力注入到钢管周围松散、软弱的坍体中,从而形成复合稳定的固结体,使周围地层的力学性质得到改变,稳定性能加强。
2)、管棚施工流程图
3)、施作拱架
为了使管棚钢管起到棚架作用,在靠近坍方处架设两榀I18工字钢拱架,间距0.5m,纵向采用φ22钢筋连接,φ22砂浆锚杆锁定,拱架
与岩面间留一定空隙以备钢管从其间插入。
4)、钻孔
钻孔是管棚施工的关键环节,能否保证钻孔的质量,如施工精度、孔壁的光滑性以及不坍塌,不掉块等都直接关系到管棚的支护效果。因此,施钻前要认真研究可能影响钻孔质量的各种因素,提前采取有效措施保证钻孔质量。
由于围岩为坍塌体,结构松散,且平导断面小,使用钻机需要搭设平台,施工场地对施工影响较大。采用两臂钻孔台车钻孔,钻头直径为102mm,钻孔深度为6米,钻进角度控制在3~5°,环向间距0.3米。钻进时根据岩性的软硬程度,控制钻进速度,防止钻孔偏斜。钻孔布臵
5)、钢管顶进
钢管长度为6米长,直径为φ89,考虑顶管方便,钢管前端加工成锥形,钢管壁每隔一定距离钻注浆孔,钢管末端50cm长不钻注浆孔。钢管顶进前,先检查钻孔孔道是否干净,使用高压风清除孔道内的岩碴、碎块等。顶进钢管时,发现顶进阻力大时,边旋转边顶进。
6)、管棚注浆
①准备工作
对注浆机进行检查,检查是否可以正常运行;配臵浆液配合比,配合比设定为1:1水泥浆;在坍体表面铺设φ6钢筋网,网格间距25cm×25cm,喷10cm厚C20砼,形成止浆墙;为保证注浆效果,在钢管内安设一根排气管至孔底,孔口设排气孔;为防止浆液从钢管和孔壁间隙外流,要把此间隙密封。
②注浆
注浆浆液必须搅拌均匀,然后经滤网放入储浆桶中,再由注浆机经管路注入到钢花管中。注浆时,要控制好注浆压力和速度,在注浆机及钢管孔口处设专人操作,认真观察压力表和孔口有无异常现象。注浆压力控制在0.8Mpa,压力小时达不到预期效果,压力大时易发生爆管现象。每注完一桶,就要把孔口注浆阀关闭,防止浆液倒流。
③注浆结束标准
钢花管注浆按注浆压力达到0.8Mpa不少于30分钟作为注浆结束标准。另外,当注浆压力达到0.6Mpa时,出现较大的跑浆,经间歇注浆后,也可结束注浆。
④注浆施工注意事项
(1)注浆前应认真检修机具,对管路系统如混和器、接头、注浆管、阀门等检查,如有破损应予以更换。
(2)注浆所有材料无杂物,水泥无结块。
(3)注浆作业要前后配合,统一指挥,才能保证注浆计划的实现,
以期达到预期的目的和效果。
(4)注浆作业完毕后,所有的机具设备都应认真清洗干净。
(5)认真做好注浆记录,记录每孔注浆量、注浆压力、有无跑浆情况等,及时填写清楚。
⑤注浆效果检查
管棚施工完成后,通过开挖,对周围裸露坍体的注浆情况进行直观的判定,以便进一步调整完善下一循环的管棚施工,改进注浆参数。
7.2.3、结论
在坍方段通过大管棚注浆结合小导管注浆,加固坍体,使坍体形成整体,可以安全快速地通过坍方段。
7.3 偏压明洞施工
隧道施工单位由于进场迅速,开工后即进行边仰坡开挖,进行边坡“喷+锚+网”联合支护坡面防护后,实施洞口反压砼及超前大管棚施工。结合工程地质条件及施工单位设备配臵,进洞后,隧道采用微台阶法施工,开挖采用人工(风钻、风镐)结合机械(反铲)进行。
尽管施工单位施工台车及时到位,但由于隧道地处高原高寒地区,砼设计抗冻融循环次为200次,而鹧鸪山受地材影响,加之冻融试验200次耗时至少3个月,因此,满足不了设计整体式衬砌(注:整体式衬砌,即初期支护施作后立即进行二次衬砌施作的一种(隧道施工方法,其与新奥法的最大区别是在围岩未稳定前施作二次衬砌)及时施作的要求。故只能考虑采用新奥法(NATM)进行施工,及时进行施工期的动态信息反馈。根据洞口围岩较差且偏压较严重,在进洞之内,施工单位即对施
工支护作了加强变更,将原设计的格栅钢架间距为1.0m变更为0.8m,格栅断面为140mm×140mm变更为200mm×200mm,喷射砼厚度相应为20cm变更为26cm。但最后结果来看,初期支护的刚度仍不够,导致了隧道中、下部断面左侧沿隧道环向(从墙体中部至起拱线上2.0m左右)开裂,裂缝宽度1.0~4.0mm,拱部反压砼右侧起拱线亦出现宽约2mm裂缝。
明暗结合部隧道中部收敛达mm,肉眼又见拱架联接处明显突出。地表喷砼及仰坡发现多处与隧轴线基本垂直和平行的裂缝。
现场及时采取措施,对变形地段前原5m作加固处理具体措施是:边拱纵、环向间距1.5m布臵42注浆小导管,长6m,注浆压力1.2~2.0Mpa,加固松散围岩,并外喷砼。加强地表量测现象。经加固处理后,缓解了裂缝的发展,收敛量测值在之间。
为及时将隧道封闭成环和加快施工进度,取合理的受力结构,在加快右侧落底过程中,又相继出现了中部及拱部变形,喷砼开裂现象。对边墙下部及基础作了前述同样加固,并及时施作了仰拱及填充砼施工后,根据现场施工监测反馈结果看,初期支护逐渐趋于稳定。掌子面开挖未中断,加强段至K0+250结束,均作了相应加强,后未出现变形裂缝,证明加固措施得当有效,一个月后施作二次衬砌钢筋砼,洞口偏压段得以通过。
7.3.1、隧道初期支护、反压砼及地表开裂原因分析:
由于抗冻融砼试验配合比不能及时验证,隧道洞口又处于浅埋偏压段及岩石严重风化破碎,导致隧道K0+220~K0+235段有向隧道口方向及隧道右侧位移的趋势,致使洞内初期支护纵、横、环向开裂和地表多处
开裂。除以上原因外,还有一个重要原因是虽然按新奥法施工,但由于其初期支护的刚度不够,满足不了履岩石压力和偏压的作用力。从而直接造成了开裂现象的压力。
由此可见,浅埋偏压隧道施工时,整体式衬砌施作时和新奥法充分发挥围岩的自稳能力及允许围岩产生一定变形且基本处于稳定后进行二次衬砌是致的,关键是施工时必须充分考虑初期支护的设计刚度是否满足结构受力要求。施工中及时作了围岩加固,证明是有效的。增加“虽按设计施工了反压砼,但围岩强风化且节理发育破碎,在隧道开挖过程中,左侧主要靠初期支护拱架、锚喷砼受力,而基础围岩承载力不足,因而造成左侧初期支护破坏变形、沉降,继而反压砼首先右侧起拱线开裂。
7.3.2、施工监测结果分析
为了及时掌握围岩和支护结构的受力变形特点,以及获得必要的施工反馈信息,必须建立安全管理基准,及时修正支护参数和施工方法,为决策和管理提供依据。
通过对施工过程中量测结果的整理,获得了该隧道在K0+290~K0+250施工期间K0+230断面u-t曲线(图)。图中S1、S2为拱顶和拱腰处累计变形量U随时同t的变化。从两条曲线看,隧道施工经历了二个比较明显的变化阶段,即第一阶段为隧道上半断面开挖支护期间为一较慢的变形阶段,时间从2001年5月7日到,从到边墙开挖期为急剧变形阶段,从边墙及边墙底围岩加固及仰拱施作后变形渐趋稳定阶段,拱顶最大变形速率为,拱腰处最大变形速率为,造成围岩急剧变形
的原因分析为:初支刚度较小,隧道开挖后,在围岩应力重新调整阶段,支护刚度满足不了需要,使变形急剧加速,变形量增大。针对以上情况,施工中及时采取了小导管注浆加固围岩的措施,并及时落底进行了仰拱填充砼施工,使支护结构得以封闭成环。
施工结果证明,设计的偏压整体式衬砌按照新奥法施工必须充分考虑并保证偏压侧初期支护的施工刚度,并及时施作仰拱使结构封存闭成环。
7.3.3、结论与建议
1)、按照设计的整体式衬砌及时施作二次衬砌和封闭成环是解决浅埋偏压隧道初期支护和地表开裂的关键技术。
2)、根据本工程的施工经验,设计的整体式衬砌按照新奥法施工是可行的。但必须增加初期支护的设计刚度,才能满足新奥法施工技术的要求。
3)、按照新奥法施工,虽然允许围岩变形,但必须有一定限度,否则会引起围岩过度变形,造成净空收敛过大,破坏初期支护结构,同样会为施工造成危险。
4)、整体式衬砌和按照新奥法原理进行隧道施工并不互相矛盾,仅仅是要解决初期支护钢度和正确掌握二次衬砌的施作时机。
5)、现工程施工往往讲究“短、平、快”,工程上得快,但往往开洞口之初,二次衬砌整体模板台车加工拼装及砼配合比试验周期长,对进洞条件好(即洞口大量土石方工程),进洞较快的隧道。尽量采用新奥法设计施工较宜。
7.4 变形量测技术在施工中的应用
鹧鸪山隧道地质情况十分复杂,其中含有高应力地段,因此对围岩的变形进行监测对确保工程质量和指导施工有着非常重要的意义,它是新奥法施工的重要要素。
7.4. 1 量测项目及测点的选择:根据鹧鸪山隧道的地质条件及施工的实际需要,我们选择了四项对施工起直接控制作用的量测项目:洞内观察、周边相对位移、拱顶下沉、锚杆抗拔试验等。
量测项目及方法
7.4. 2 量测频率
注:B为隧道跨度。
7.4.3 量测管理
为了将量测结果迅速、正确地反馈到设计及施工中去,建立量测管理程序是非常有必要地。管理程序见图。
否
管理标准:①、一昼夜相对收敛变形速度超过规定的变形速度即认为不安全,立即采取措施;②、根据观察,围岩有突变趋势是,要立即采取措施。
7.4. 4 量测数据处理与应用
根据现场量测的数据(随时间变化),及时作出如下曲线:
1)位移与时间曲线,同时应注明施工工序和开挖工作面距监测断面的距离。
2)绘制位移与开挖距离关系曲线
3)绘制位移速度与时间曲线
位移与时间曲线是评价围岩稳定和确定二次衬砌时间的主要依据。当位移与时间曲线趋于平缓后,应进行数据处理或进行回归分析以推算最终位移量和掌握位移的变化规律。以此来确定围岩是否在控制范围内以及二次衬砌的施作时间。
二次衬砌的施作应满足下列要求进行:
个测试项目的位移速度明显收敛,围岩基本稳定;
已产生的各项位移已达预计总位移量的80%-90%;
周边位移速率小于0.1-0.2mm/d或拱顶下沉速率小于0.07-0.15mm/d;
初期支护表面没有再发展的明显裂缝。
7.4. 5、据量测信息调整设计、施工方法
鹧鸪山隧道A合同段施工总结
一、工程概况 1.1.工程简介
鹧鸪山隧道是国道317线鹧鸪山隧道及其引道工程的控制工程。鹧鸪山隧道正洞长4448米,平导全长4446米,线间距30米,单洞双向行车,是目前已建成的全国最长的高原公路隧道。由铁道部第二勘测设计院设计,某集团第一工程处和中国武警二支队联合承建。
鹧鸪山隧道地处川西高原东北部的邛崃山脉,隧道从国道317线山脚坝道班处傍山进洞转西穿越鹧鸪山于闫王曲沟侧出洞,跨理县米亚罗乡与马尔康县梭摩乡,属高山高原过渡带的侵蚀深切高山地貌。隧道区地面高程3050~4415米,全区地势陡峻,山峦起伏,鹧鸪山为大渡河水系梭摩河与岷江水系来苏河的分水岭,山脊线总体走向近南北,山峰高程在4200米以上,相对高差1070~1400米以上。
隧道埋深在20~980米,穿越第四系全新统(Q4)、三叠系“西康群”包括中统杂故脑组上段(T2Z)、三叠系上统侏倭组(T3zh)、新都桥组(T3x)及中生代燕山期花岗岩闪长岩脉(γδ)。其岩性主要为炭质千枚岩和炭质板岩,同时,存在部分砂岩及中厚层板岩。隧道围岩总体较差,其中II类围岩占60.79%,并且涌水及大变形给隧道施工造成极大的困难。最大涌水量单处417立方米/小时,最大变形段的累计收敛变形量达245mm。
鹧鸪山隧道具有三低二高一复杂的特点。具体表现在:
三低:气温低:极端最低气温-31.1℃,山顶终年积雪,3个不融冰
斗,每年冬期长达8个月;气压低:隧道口气压为68Kpa,为海平面的60%;含氧量低:大气含氧量为13.7%,仅为海平面的67%。
二高:隧道所处位臵海拔高:隧底海拔3400m,山峰海拔4500m;技术含量高:砼防冻、抗冻、抗裂;高原施工人员及设备缺氧;复杂多变的地质,大变形处治等技术难题需要去解决。
一复杂:鹧鸪山隧道地质极其复杂,处于变质岩地区,以千枚岩、炭质千枚岩、炭质板岩、板岩为主,受米亚罗大断层、三家寨倒转背斜、新生沟倒转向斜等强烈地质构造影响,隧道内围岩褶皱、倒转、扭曲严重、次生断层重叠出现,地下水丰富。经专家多次讨论,其地质复杂性为目前四川省地质最为复杂的隧道。
充分发挥隧道集团集设计、施工、科研、制造四维一体的优势,针对鹧鸪山隧道的特点,由集团公司设计院、机械制造分公司、第一工程处、集团公司隧道技术科学研究所组成科研小组,对高原、高寒长大隧道的施工技术进行研究。针对施工的各个环节、技术难关进行试验研究、制定方案,应用新技术,打破常规,大胆尝试,鹧鸪山隧道按期建成的经验给国内类似的工程提供了可借鉴技术成果。
鹧鸪山隧道自二OO一年四月一日正式开始施工,二OO三年七月二十二日平导开挖贯通,二OO三年十二月二十五日正洞开挖贯通;二OO四年十一月土建工程结束,二OO四年12月10日竣工验收,12月28日正式通车运营。
鹧鸪山隧道全面地运用新奥法进行施工,采用全面机械化施工,形成了爆破、装运、支护衬砌三条机械化作业线,使工程进度得到有序进
行,平导掘进月进尺达到180米;采用喷射砼,以钢筋网薄壳理论配合自进式锚杆作为初期支护通过大变形区及高应力段;采用大直径软式风管无级变速轴流风机,横通道辅以射流风机巷道式通风,实现正洞、平导的施工通风;成功地解决了高原严寒地区的混凝土施工难题,节约了施工成本。
科学而严密的质量保证体系,严格的质量管理措施,实现了工程质量的高标准。根据《公路工程质量检查验收评定标准》,分项工程合格率为100%,优良率为99%。施工安全取得了可喜的成果,杜绝了隧道内发生死亡事故,重伤率0.5人/公里。施工测量贯通精度远远高于规范要求。
鹧鸪山隧道施工历时44个月,生活战严寒,施工战涌水,克变形,降高应力,广大建设者以建设阿坝促发展为己任,不畏困苦,无私奉献,在高原与天公比高,经受苦乐生死的考验,体现了“顽强拼搏,依靠科学,团结协作,开拓创新”的精神。鹧鸪山隧道的建成对阿坝州的经济腾飞具有重要意义。
1.2. 鹧鸪山隧道东段工程规模
鹧鸪山隧道东口(A合同段)由某集团第一工程处承建。合同主要工程量为:正洞K0+220~K2+340,计2120米,平导PK0+213~PK2+340,计2127米,引道220米,盖板涵两座及既有公路改线工程(176.80m),既有路基改造141米,平导进口外风道及正洞、平导洞门。
根据业主的有关要求,实际完成工程量为:正洞K0+195~K2+576,计2381米,平导PK0+197~PK2+590,计2393米,引道195米,既有路
基改造135.1米,盖板涵三座,既有公路改线671.8米,外风道及正洞、平导洞门。完成的工程量及产值见下表:
中隧集团一处鹧鸪山项目经理部
5
中隧集团一处鹧鸪山项目经理部
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中隧集团一处鹧鸪山项目经理部
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中隧集团一处鹧鸪山项目经理部
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中隧集团一处鹧鸪山项目经理部
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中隧集团一处鹧鸪山项目经理部
10
鹧鸪山隧道工程A合同段 施工总结报告
中隧集团一处鹧鸪山项目经理部
11
1.3. 技术标准及技术参数
鹧鸪山隧道为山岭重丘区标准二级公路,设计行车速度为40km/h;限界净高5.0米,限界净宽9.0米,路面宽7.5米;汽车荷载为汽车——20,挂车——100;隧道采用“人”字坡:东段为1%,西段为0.3%;隧道结构采用复合式衬砌,大变形段及软弱围岩段增设工字钢架及中空注浆锚杆、超前小导管加强支护;模筑混凝土采用C25防水混凝土;正洞防排水:洞口段采用中央排水管,洞身基本段采用侧沟排水;平导采用中央水沟排水,洞口段600m为保温中央水沟;隧道衬砌排水采用复合式橡胶防水板和弹簧盲管结构;隧道路面为混凝土刚性路面;隧道进口:正洞为柱式洞门,平导为台阶式洞门,出口采用柱式洞门。 二、机构组成
2.1 机构设臵及施工人员配臵
我部自中标后就采用项目法管理,根据项目法要求,结合工程的专业性质、工程量规模、施工条件和我单位的组织管理经验,为更好地进行组织管理,充分发挥项目法施工的优越性,加强与业主及有关部门的联系,我部成立某集团第一工程处鹧鸪山隧道工程项目经理部,经理部设项目经理一名、副经理两名、总工程师一名,下设四部一室,即工程部、质检部、计财部、设物部、办公室,下设施工队。
经理部的职能有:负责组织本合同段的施工,编制施工计划、资金计划、物质计划,负责机械设备的调配、劳动力的调配,制定施工方案、工期目标、安全质量目标,督促计划的执行,协调生产过程中出现的问题,与业主、监理工程师、设计单位密切配合,搞好组织和协调工作。
本合同段高峰期共500人,其中直接生产人员382人,间接生产人员55人,管理服务人员63人。本合同段的劳动力由项目部实行动态管理。
2.2设备投入情况
在海拔高度为3330 m的鹧鸪山隧道(东口),内燃设备功率损失为34%,油耗上升25%,废气排放污染严重,低温启动困难,空气动力设备功效下降实测可高达53%,机械故障率比平原地区高2~3倍。我部根据以上情况,对普通型设备、通风设备等进行了技术改造,且购进适用于高原的机械设备,以满足施工生产的需要,主要设备投入情况见下表:
所投入的设备能满足施工生产需要,设备利用率95%以上,完好率85%以上。 三、质量管理情况
3.1质量监督机构及监督方式
政府监督:四川省交通厅质监站对鹧鸪山隧道工程建设,进行全面的监督管理,定期和不定期进行质量抽查,并限期改正。我单位按省质监站检查发现的问题,都按规定期限纠正达到质量标准。
社会监理:驻地监理组对我单位的质量、进度、投资进行全面的“三控一管”,全方位、全天候管理。严格要求,热忱服务,对施工全过程进行监控,我部承建的鹧鸪山隧道东口段,质量达到优良,与监理组严格监督是分不开的。
监理部直接领导监理组,对重大施工方案,变更设计进行审批,协调监理组与施工单位关系,全面控制鹧鸪山隧道的质量、工期和投资。
企业自检:施工单位成立质量检查机构,制定质量检查制度,按设计文件、规范要求对质量进行自控。
3.2质量管理方针:优质、高效、重信、守诚。工程质量是施工经营管理的核心。对全体施工人员经常组织进行质量教育,增强质量意识,牢固树立“质量第一”的观念,体现企业以质量、信誉取胜的道德风尚。 3.3质量管理目标:确保合同段工程全部达到国家或部现行的工程质量验收标准,工程一次验收合格率100%,优良率95%以上。
3.4质量管理及体系:按由上到下顺序进行工程质量管理,形成经理负责制的质量管理体系,建立完善的质量管理机构,贯彻执行ISO9000质量管理体系。 3.5质量管理组织机构
项目经理部成立质量管理领导小组,由项目经理部总工程师任组长,成员由项目经理部质检工程师、试验工程师、施工队队长、主管工程师、质检员、试验员等组成。 3.6质量控制措施
3.6.1加强施工技术管理,严格执行以总工程师为首的技术责任制,使施工管理标准化、规范化、程序化。认真审查施工图纸,严格按照设计文件和图纸施工,吃透设计文件和施工规范、验标,施工人员严格掌握施工标准、质量检查及验收标准和工艺要求。及时进行技术交底,发现问题及时解决。
3.6.2严格执行工程监理制度,施工队自检、经理部复检,合格后及时通知监理工程师检查签认,隐蔽工程必须监理工程师签认后方能
隐蔽。
3.6.3 经理部、工程队设专职质检工程师、班组设兼职质检员,保证施工作业始终在质检人员的严格监督下进行。质检工程师有质量否决权,发现违背施工程序、不按设计图、规则、规范及技术交底施工,使用材料半成品及设备不符合质量要求者,有权制止,必要时下停工令,限期整改并有权进行处罚。
3.6.4制定实施性施工计划的同时,编制详细质量保证措施,没有质量保证措施不许开工。质量保证体系和措施不完善或没有落实的停工整顿,达到要求后再继续施工。
3.6.5 建立质量奖罚制度,明确奖罚标准,做到奖罚分明,杜绝质量事故发生。
3.6.6 严格施工纪律,把好工序质量关,加强工序的自检、互检和检查工程师专职检查制度。上道工序不合格不能进行下道工序的施工,否则质量问题由下道工序的班组负责,经理部自检合格后方可报请监理工程师检查。对工艺流程的每一部工作内容要认真进行检查,使施工作业标准化、规范化。
3.6.7 制定工程创优规划,明确工程创优目标,层层落实创优措施,责任到人。
3.6.8 坚持三级测量复核制,各测量桩点要认真保护,施工中可能损毁的重要桩点要设好护桩,施工测量放线要反复校核。认真进行交接班,确保中线、水平及结构物尺寸位臵正确。
3.6.9 加强工程试验,建立台帐和施工记录,优选工程施工配合比,
经工程师批准后执行。对工程使用的钢材、水泥、砂、石等建筑材料要进行认真的检验,把好进货关,禁止使用不合格材料。
3.6.10 材料进场前,物质部门制定详细的物质保管办法,避免材料受到污染、损坏,砂、碎石料场地面硬化,水泥库地面有防潮设施,库内水泥堆放整齐,能便利水泥的先进先出,钢筋堆放要架空,防止钢材被腐蚀及扭曲、伤损。
3.6.11 施工所用的各种计量仪器设备定期进行检查和标定,确保计量检测仪器设备的精度和准确度,严格计量施工。
3.6.12 路基填筑前认真清除表土、腐土、杂草、树根,填料应符合要求,监理工程师批准后选用。填方作业应分层均匀摊铺,分层压实,压实度应达到规范要求,雨季施工做好路基排水,填料满足含水率的要求。路基边坡做到完整、平顺。陡坡路基一定要严格按照设计和规范施工,确保密实度和稳定性。
3.6.13 涵洞、挡墙护坡、水沟、路基坡面等工程施工应认真牵线放样。施工中做到砌体平顺、砂浆饱满,砌体背后回填合格。冬季施工采取防冻措施,雨季施工做好排水,保证砌体质量合格。
3.6.14做好砼施工缝的处理,确保工程整体质量达到要求。 3.6.15 隧道施工视岩层地质状况确定施工方案和支护手段,施工中认真进行地质描述和观察,加强隧道开挖后变形收敛量测,收集信息,及时反馈指导施工,以便调整施工方法,采取措施适应围岩的变化。
3.6.16 隧道开挖认真采用光面和预裂爆破,以减少对围岩的扰动,最大限度地利用围岩自承能力。根据围岩情况优选最佳循环进尺,最佳
眼空孔布臵和用药参数,提高爆破质量,保证开挖断面成型圆顺,控制超欠挖在允许范围之内。
3.6.17 隧道衬砌必须保证其中线、水平、断面尺寸、净空大小符合设计要求,每衬砌循环不论长短都要进行测量放样,复核检查。模板台车准确就位,模板面光滑平顺,不漏浆,接缝严密整齐。脱模后对模型认真整修,使每段衬砌接缝平整,内实外光。
3.6.18 隧道防排水工程质量严格把关,保证达到设计要求。衬砌钢筋安装时,要注意防止钢筋刺破防水板。
3.6.19 砼拌合、运输、入模、捣固、养生必须按规范要求施工。模板支撑牢固,表面平整光滑,尺寸符合设计,中线、水平准确。砼捣固密实,做到外光内实,成型美观。灌砼时按规定频率取样试块,养生后送试验室检验。
3.7 自检情况及工程质量问题处理情况
3.7.1自检情况
施工过程中,严格按照ISO9002质量手册的规定程序进行控制,按照鹧鸪山隧道计划及过程检验与试验计划进行操作。特别对隐蔽工程、特殊过程进行全数检验,杜绝不合格的工序进入工程实体和下步工序。对原材料按规范进行检验,防止不合格原材料在施工中应用。各工序施工自检及试验情况具体见下表。
各工序施工自检情况汇总
主要工程混凝土、砂浆强度试验情况汇总
原材料试验情况汇总
3.7.2工程质量问题处理情况
在施工过程中,对出现的质量问题严格按照不合格品处理,处理措施有以下几方面:
a.经过修整能达到设计要求的进行修整,经过修整不能满足设计的全部返工处理,处理过程中由质检人员监督实施。
b.对出现的质量问题进行调查分析,查明造成的原因。
c.对造成质量问题的责任人按质量奖罚制度进行处罚,并停工学习,使其明白为何会出现质量问题,质量的重要性和质量问题的危害性。
d.对出现的质量问题向全体职工进行宣传教育,增强职工的质量意识。
3.8 完工质量评价
根据《公路工程质量检查验收评定标准》,对A合同段分为4个单位工程进行了评定,评定得分分别为:隧道工程99.48分,平导工程99.42分,路基工程100分,路面工程100分。根据单位工程造价进行合同段评定,全合同段得分为99.5分。 四、施工进度控制
鹧鸪山隧道设计正洞为单洞双行山区二级路,平导为救援车道,线
间距30米,隧道正洞长4448米,平导长4446米,A合同段正洞长2381米,平导长2393米。隧道地质情况复杂,洞口岩堆、涌水、大变形、高应力对隧道施工影响较大,合同工期39个月,后由于收费站改设在东口,改线工程需重新设计和施工,加之洞内工程量加大,实际工期44个月。 4.1 总进度计划的编制
在整个施工计划中,以正洞施工为关键线路,以开挖为控制工序。正洞开挖自二OO一年四月一日开始,安排总时间为30个月,各类围岩计划开挖月进度如下表:
开挖进度计划表
仰拱及填充施工计划在开挖完成150米左右开始进行,安排总时间29个月,拱墙衬砌作业安排在开挖完成200米时开始进行,总时间29个月,衬砌完成后开始路面砼施工,总时间为3个月,洞外工程在洞内工程完毕后进行,安排时间为3个月。
总工期控制在39个月内,即:二OO一年四月一日到二OO四年六月三十日。
4.2完成计划进度的措施
4.2.1配臵强有力的领导指挥中心。科学组织,统一指挥。协调与地方关系,决策施工措施及工程施工动态管理。
4.2.2组建科技攻关小组,依靠科技促进度。对工程的难点、重点进行科技攻关,解决工程中遇到或可能遇到的科技难关。
4.2.3加强安全管理。配备有丰富经验、业务能力、责任心强的安全人员对施工安全进行预防,监督和管理。
4.2.4工程质量的优劣对施工进度对施工进度有较大的影响,因此,加强质量管理是必不可少的,建立健全质量管理和控制体系,确保工程质量,杜绝重大工程质量事故,防止返工而延误工期,配臵有经验、有专业技能的质检工程师,各施工队配臵质量自检员,对每一施工过程进行质量监督,同时,加强各工种(特别是测量工、试验工、混凝土工、钻爆工)的业务培训,提高其业务能力,将质量事故消灭在萌芽状态。
4.2.5密切同监理、设计代表、业主的关系,使工程中出现的问题能及时解决,各种检验(特别是隐蔽工程检查),上道工序的验收能及时办理,确保下道工序顺利实施。
4.2.6建立有效的生产调度系统。洞口设立现场调度组,24小时值班,深入到各工作面。在鹧鸪山隧道施工过程中调度值班人员能及时、有序地对现场施工作出安排。并对施工过程进行信息收集,落实上级的指令,对工程所需的机械、劳力、材料进行统一调度,使施工有条不紊,确保工程快速、有序运行。
4.2.7工程施工设备。机具严格按施工组织设计和计划进行配臵,
并且按时到场,确保了工程所需设备数量足够,运行良好。
4.2.8材料供应满足工程进度要求。材料部门必须按计划在月初备足当月材料。对现场临时急需材料在当日或不超过三日送达现场。
4.2.9严格按计划和工程进度所需配备各工种的劳力,并备有15%的余量,以补充临时缺员。
4.2.10加强计划的严肃性。各部门根据施工组织设计的要求,制定相应的各年度计划,每年度制定季计划,每季度拟定月计划,每月制定旬计划。计划必须旬保月,月保季,季保年,年保总工期。主要是:工程进度计划,设备购臵。维修计划、材料供应计划、劳动力使用计划。机、材、劳计划必须以工程进度计划为基础,服从进度计划。计划是工程进度管理的基础,确保总工期的根本。所以,计划一旦确定,无特殊情况不得更改,各作业面、各部门必须按计划完成,否则,经理部将按计划的完成情况对作业分队或部门进行处罚。
4.2.11加强动态管理,提高应变能力。现场工程施工管理必须适应工程施工的特点,根据现场动态,灵活机动,适时、适当地制定解决工程问题的对策,确保施工生产顺利进行,使现场在短期内回归到工程进度总计划内。
4.2.12加强超前意识,做好难度预测。鹧鸪山隧道能及时根据地质的预测调整施工方案,能使工程在安全的前提下快速地通过软弱围岩地段。
4.3 实际工程进度效果分析
由于鹧鸪山隧道的设计围岩类别与实际揭露的围岩状况相差较大,加上起初开挖时对鹧鸪山的围岩情况认识较低,是前期实际进度小于计
划进度的主要原因。随着隧道的不断开挖,我们已逐渐掌握了鹧鸪山隧道围岩的特性,虽然实际揭露的多为II类围岩,但进度基本与计划进度相符,并略有超前,在增加了开挖工程量的情况下仅比计划开挖工期滞后3个月。
4.3.1逐月实际进度统计
开挖进度统计表
衬砌进度统计表
说明:正洞衬砌超合同段236米,平导衬砌超合同段250米。 4.3.2实际总进度与计划总进度的关系
正洞进度图
平导进度图
4.3.3进度分析
从两个进度图上可以看出,除平导开挖外,正洞开挖、衬砌和平导衬砌与计划进度相差都较大。
开挖:设计II类围岩段的开挖与计划基本相符,但由于设计的工程地质情况与实际揭露的工程地质情况相差过大,在计划中III类围岩的计划进度大于II类围岩,是造成实际进度与计划进度相差加大的主要原因。再则合同量的增加也是导致累计进度超计划的一个重要因素。
衬砌:由于开挖的影响,衬砌进度整体滞后与计划进度。正洞到2003年5月才追平计划进度,平导由开工到衬砌结束都滞后与计划进度。平导衬砌一直滞后计划进度的一个主要原因是平导的行车因素,由于平导断面较小,在两个横通道间不利于填充和开挖的平行作业。
4.3.4工期分析
结合工程地质条件,开挖与衬砌工期的滞后导致工程后期紧张,加上由于收费站改设在东口,洞外改线需重新设计和施工,图纸在9月份才下达,后期进度由于受天气寒冷影响速度较慢,基本与《施组》计划的进度相同。在2004年12月15日竣工。 五、施工安全与文明施工 5.1施工安全控制措施
5.1.1 认真贯彻执行党和国家的安全生产方针、政策,严格执行部颁有关施工规范和安全技术规则,对施工人员进行岗位前安全教育培训,树立“安全第一,预防为主”的思想。
5.1.2 建立以岗位责任制为中心的生产责任制,制度明确,责任到人,奖罚分明。
5.1.3 建立健全安全保证体系,领导负责,全员参与,使安全工作制度化、经常化,贯穿施工全过程。项目经理为安全生产的第一责任人,施工经理直接管安全。经理部成立安全生产委员会,生产队设专门的安全员,工班设兼职安全员。
5.1.4在编制施工计划的同时,编制详细的安全操作规程细则、制度、切实可行的安全技术措施,分发至工班,组织逐条学习、落实。抓好“五同时”(即在计划、布臵、检查、总结、评比生产的同时,评比安全工作)和“三级安全教育”。
5.1.5每一工序前,做出详细的施工方案和实施措施,报经工程师审批后,及时做好施工技术及安全工作的交底,并在施工过程中督促检查,严格执行坚持特殊工种持证上岗。
5.1.6 进行定期或不定期的安全检查,及时发现和解决不安全的事故隐患,杜绝违章作业和违章指挥。对重点作业场所,应悬挂警示标牌。
5.1.7 坚持每周一的安全活动日的安全学习。严格执行交接班制度,坚持工前讲安全、工中查安全、工后评安全的“三工制”活动。
5.1.8 做好施工场地平面布臵,合理安排场内临时设施,使场地内排水畅通,边坡稳固,施工便道符合安全技术标准要求并认真维护。根据工地情况,布臵安全防护设施和统一的安全标志(牌)。
5.1.9 加强现场洞内外用电管理、照明、高压电力线路的架设顺直、标准,保证绝缘良好。各种施工机械和电气设备均设臵漏电保护器,确
保用电安全。线路架设高度和照明度必须符合标准,严防行走运行机械损坏电力线路、机毁人伤。
5.1.10 各种吊运机具设备正式使用前必须组织试吊、试运行,经工程师认定合格后方可进行吊装作业。吊装作业中严禁超载。
5.1.11 加强爆破器材的运输、入库、发放、管理,定期进行帐物核对,严禁爆破器材的流失,并加强库房守卫工作。
5.1.12 所有高空作业必须设臵安全防护设施,工作人员应载安全帽,拴好安全绳,严禁重叠作业。提升系统的各部位定人、定期检查,严格按操作规程操作。
5.1.13 加强各类量测管理工作,搞好量测信息反馈,通过量测指导施工。
5.1.14 隧道开挖,采用光面爆破,严格按爆破设计和《铁路瓦斯隧道技术暂行规定》施工,严格控制用药量,作好软岩的防坍,光爆成形,加强喷锚支护,按设计要求的厚度,锚杆长度和数量施作。
5.1.15隧道开挖设专职工程技术人员做好地质描述和超前地质预报,确保施工人员、设备的安全。
5.1.16浅埋段、断层带、破碎带隧道开挖,严格按浅孔控制爆破方法和《爆破安全规程》操作施工。加强监测,根据监测和地质情况及时调整爆破参数,保证爆破安全,不良地质隧道施工,先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌,稳步前进。
5.1.17所有进洞人员必须带安全帽。施工人员,尤其是充电工、喷射手和注浆作业人员,按规定带好防护用品。
5.1.18 加强洞内通风,严格瓦斯检测。
5.1.19对工程机械和车辆按检修制度进行检查维修,对驾驶人员要经常进行安全意识教育和交规教育,严禁违章开车,各种车辆严格遵守交通规则,杜绝交通事故,确保行车安全。
5.1.20加强防雷电、防火、防洪教育,建立防洪组织,配备消防设施,制订措施和管理制度,并落到实处。杜绝雷电、火灾、事故的发生,对洪灾有抢险措施。
5.1.21施工场地的油库、料库、炸药库、变电站、发电站及井架等其他高大建筑,设臵防雷设施,定期检查接地电阻,防止雷击。
5.1.22施工现场设医务所,经理部设工地医院,出现紧急情况应做好现场急救和保护工作,现场备应急车辆以供急需。
5.1.23作好路基排水系统,应尽量保持原有植被。
5.1.24施工安全保证体系
安全检查工作程序图及施工安全保证体系图:
安全检查工作程序图
施工安全保证体系图
5.2 施工安全情况
未发生一起人身死亡事故,年重伤率在0.5%以下,安全情况良好,2003年我公司鹧鸪山工地被中铁工程总公司评为安全标准工地。
5.3 文明施工
5.3.1 加强宣传发动,统一思想,使广大干部职工认识到文明是施工企业形象、队伍素质的反映,是安全生产的保证。增强文明施工和加强现场管理的自觉性。
5.3.2 结合本工程实际情况,在项目经理部及各队负责人中明确分工,落实文明施工现场责任区,制定相关规章制度,确保文明施工现场管理有章可循。
5.3.3 合理布臵场地。各项临时设施必须符合规定标准,做到场地整洁、道路平顺、排水畅通、标志醒目、生产环境达到标准作业要求。
5.3.4 现场工程概况、施工组织网络牌、安全记录牌、防火须知牌、事故记录牌和施工总平面图设臵齐全,规格统一,内容完善,位臵醒目。
5.3.5 施工现场坚持工完料清,垃圾杂物集中整齐堆放,及时处理。施工废水严禁乱放,必须严格按照招标文件要求经处理后达标排放。
5.3.6 隧道及路基弃碴不得随意弃臵,必须运至规定的弃碴场,运碴汽车不得落石掉碴,污染道路。
5.3.7 洞内三管两线按要求布设,搞好洞内排水、清除及道路,加强洞内通风。
5.3.8 加强检查监督,从严要求,持之以恒,使文明施工现场管理真正抓出成效。项目经理对文明施工现场实行定期和不定期检查,每月组织一次专项检查,对照评分,严格奖惩,交流经验,查纠不足。
5.3.9 按照业主及主管部门的指示要求,同时认真听取驻地工程师的意见,协调好各方关系,搞好安全生产和文明施工。
六、环境保护与节约用地措施
6.1 在工地现场设臵了300m3污水处理池,对施工污水进行除油、沉淀等处理,达标后排放。
6. 2 施工、生活垃圾集中在弃碴场深埋处理。
6.3 隧道弃碴按照设计在指定的弃碴场弃碴,表面覆盖耕植土,恢复植被。
6.4 进场前合理规划场地布臵,临时设施建设按规划结合少占林地的原则布臵,工程完工后恢复林地。
七、施工中新技术、新材料、新工艺的应用
7.1 无反射棱镜多动能全站仪在施工中的运用
7.1.1收敛量测
由于鹧鸪山隧道地处高原,
使隧道内的施工通风极为重要
,且隧道采用上下台阶法开挖,
加上通风管线的影响,使得在收敛量测作业中收敛计的使用受到极大的限制。
鹧鸪山隧道千枚岩及炭质千枚岩段开挖时干燥无水或少量渗水或表面浸润,开挖后3~7天由于围岩变形开始出现大面积滴水,甚至股状,导致围岩塑性圈进一步加大,变形速率突然增大,变形曲线反向,出现收敛时间延长,总变形量加大,甚至形成病害。
综上原因鹧鸪山隧道的收敛量测采用了TCRA1102型莱卡全站仪无尺量测。
使用方法:TCRA1102型莱卡全站仪具有无棱镜反射的功能,起始采
但量测结果经电脑
分析长时间不收敛,且莱卡公司的
专用量测膜片费用过高(29元/张),
故采用自制的量测纸膜片(外表采 上半段面测点布臵示意图 用透明胶带包裹,防止被水打湿),测设量测桩之间的相对
三维坐标,计算收敛值的方法进行量测作业。
结 果:通过在鹧鸪山隧道施工中的应用,该量测方法能准确有效地反映围岩的收敛情况。如在炭质千枚岩段的施工中,采用全站仪无尺量测准确地反映了千枚岩的变形特性。
使用优点:使用方便、快捷,施工干扰少;可以减少量测器具的重复投入,节约投资。
7.1.2断面测量
新奥法施工对爆破的成形效果要求较高,且开挖的超欠性将直接影响到工程成本,因此及时掌握开挖的成形效果非常必要。
鹧鸪山隧道在开挖后,多功能台架不影响的范围内每5米检测一处断面,及时对开挖提出指导,具体施作方法如下:
(1
三维坐标;
(2至该断面的断面方向; (3开始测设; 7.1.3 掌子面放样
TCRA1102型全站仪有自
动掌子面放样功能,但由于开
挖面里程相差较大,测站离掌 掌子面开挖后实际成形
子面距离过大(大于30米)则无法用无棱镜测设。距离过近则因为掌子面里程不一,导致测设的开挖轮廓线误差较大。
国道317线鹧鸪山隧道及其引道工程A合同段
如:当测站点到掌子面距离为20米时,掌子面拱顶里程大于全站仪设定里程0.5米,望远镜到拱顶高差为4.5米,则全站仪自动放样按极坐标的原理进行测设,
测设到拱顶时的测点会比设计
开挖轮廓线大0.11m,直接导
致超挖通过在实际操作中的不
断摸索,我们采用直接测掌子 全站仪掌子面自动放样示意图
面轮廓线附近的任一点三维坐标,计算与该点所在断面的圆心位臵的方法测设掌子面轮廓线,经过在鹧鸪山隧道施工中的应用有效地控制了开挖的成形效果,其中2003年5月份,掘进89米,超挖方量为27m3,节约了隧道施工的成本投入。
7.2 大管棚注浆在坍方处臵中的运用
7.2.1、工程地质条件
鹧鸪山隧道处于变质岩地区,地质结构及构造都十分复杂,围岩以力学强度低,节理裂隙发育,稳定性很差的炭质千枚岩、千枚岩、炭质板岩为主,隧道内围岩褶皱、倒转、平卧、拉伸、扭曲等不利于隧道稳定的地质构造十分强烈。在地下水的作用下,炭质千枚岩软化、泥化,塑性区加大,造成变形加大,甚至造成坍塌。如平导PK0+540~+580段,于2001年10月15日~10月22日开挖及初期支护,2001年11月5日从左边墙开始坍塌,至11月7日坍塌岩碴封堵巷道,坍腔高度及宽度未探明。该段围岩以炭质千枚岩为主,夹薄层炭质板岩,受区域地质构造影响,岩体挤压强烈,产状为270°~300°∠70°~87
°,裂隙发育,
主要有320°~350°∠30°~55°、115°∠60°、270°∠55°、60°∠350°等四组,炭质千枚岩呈片状,岩体破碎呈镶嵌结构至碎裂结构,力学强度低,层间粘结力小,遇水软化、泥化,开挖后,洞周塑性区大,PK0+556~+572有一逆断层,层面产状为280°∠80°,左侧壁处于炭质千枚岩中,产状为250°∠65°,充填泥质岩砾,下盘为板岩,上盘为炭质千枚岩。该段开挖时干燥无水,开挖一周后,出现渗水,坍塌时大面积滴水,坍塌后,坍体出水量为22m3/h。
7.2.2、管棚注浆施工
1)、施工原理:通过钻孔、下设钢管、注浆等一系列工序施作完成,保障开挖掌子面碴体的稳定,起到骨架、格栅作用,并通过注浆使浆液从钢花管孔眼中压出,以一定的压力注入到钢管周围松散、软弱的坍体中,从而形成复合稳定的固结体,使周围地层的力学性质得到改变,稳定性能加强。
2)、管棚施工流程图
3)、施作拱架
为了使管棚钢管起到棚架作用,在靠近坍方处架设两榀I18工字钢拱架,间距0.5m,纵向采用φ22钢筋连接,φ22砂浆锚杆锁定,拱架
与岩面间留一定空隙以备钢管从其间插入。
4)、钻孔
钻孔是管棚施工的关键环节,能否保证钻孔的质量,如施工精度、孔壁的光滑性以及不坍塌,不掉块等都直接关系到管棚的支护效果。因此,施钻前要认真研究可能影响钻孔质量的各种因素,提前采取有效措施保证钻孔质量。
由于围岩为坍塌体,结构松散,且平导断面小,使用钻机需要搭设平台,施工场地对施工影响较大。采用两臂钻孔台车钻孔,钻头直径为102mm,钻孔深度为6米,钻进角度控制在3~5°,环向间距0.3米。钻进时根据岩性的软硬程度,控制钻进速度,防止钻孔偏斜。钻孔布臵
5)、钢管顶进
钢管长度为6米长,直径为φ89,考虑顶管方便,钢管前端加工成锥形,钢管壁每隔一定距离钻注浆孔,钢管末端50cm长不钻注浆孔。钢管顶进前,先检查钻孔孔道是否干净,使用高压风清除孔道内的岩碴、碎块等。顶进钢管时,发现顶进阻力大时,边旋转边顶进。
6)、管棚注浆
①准备工作
对注浆机进行检查,检查是否可以正常运行;配臵浆液配合比,配合比设定为1:1水泥浆;在坍体表面铺设φ6钢筋网,网格间距25cm×25cm,喷10cm厚C20砼,形成止浆墙;为保证注浆效果,在钢管内安设一根排气管至孔底,孔口设排气孔;为防止浆液从钢管和孔壁间隙外流,要把此间隙密封。
②注浆
注浆浆液必须搅拌均匀,然后经滤网放入储浆桶中,再由注浆机经管路注入到钢花管中。注浆时,要控制好注浆压力和速度,在注浆机及钢管孔口处设专人操作,认真观察压力表和孔口有无异常现象。注浆压力控制在0.8Mpa,压力小时达不到预期效果,压力大时易发生爆管现象。每注完一桶,就要把孔口注浆阀关闭,防止浆液倒流。
③注浆结束标准
钢花管注浆按注浆压力达到0.8Mpa不少于30分钟作为注浆结束标准。另外,当注浆压力达到0.6Mpa时,出现较大的跑浆,经间歇注浆后,也可结束注浆。
④注浆施工注意事项
(1)注浆前应认真检修机具,对管路系统如混和器、接头、注浆管、阀门等检查,如有破损应予以更换。
(2)注浆所有材料无杂物,水泥无结块。
(3)注浆作业要前后配合,统一指挥,才能保证注浆计划的实现,
以期达到预期的目的和效果。
(4)注浆作业完毕后,所有的机具设备都应认真清洗干净。
(5)认真做好注浆记录,记录每孔注浆量、注浆压力、有无跑浆情况等,及时填写清楚。
⑤注浆效果检查
管棚施工完成后,通过开挖,对周围裸露坍体的注浆情况进行直观的判定,以便进一步调整完善下一循环的管棚施工,改进注浆参数。
7.2.3、结论
在坍方段通过大管棚注浆结合小导管注浆,加固坍体,使坍体形成整体,可以安全快速地通过坍方段。
7.3 偏压明洞施工
隧道施工单位由于进场迅速,开工后即进行边仰坡开挖,进行边坡“喷+锚+网”联合支护坡面防护后,实施洞口反压砼及超前大管棚施工。结合工程地质条件及施工单位设备配臵,进洞后,隧道采用微台阶法施工,开挖采用人工(风钻、风镐)结合机械(反铲)进行。
尽管施工单位施工台车及时到位,但由于隧道地处高原高寒地区,砼设计抗冻融循环次为200次,而鹧鸪山受地材影响,加之冻融试验200次耗时至少3个月,因此,满足不了设计整体式衬砌(注:整体式衬砌,即初期支护施作后立即进行二次衬砌施作的一种(隧道施工方法,其与新奥法的最大区别是在围岩未稳定前施作二次衬砌)及时施作的要求。故只能考虑采用新奥法(NATM)进行施工,及时进行施工期的动态信息反馈。根据洞口围岩较差且偏压较严重,在进洞之内,施工单位即对施
工支护作了加强变更,将原设计的格栅钢架间距为1.0m变更为0.8m,格栅断面为140mm×140mm变更为200mm×200mm,喷射砼厚度相应为20cm变更为26cm。但最后结果来看,初期支护的刚度仍不够,导致了隧道中、下部断面左侧沿隧道环向(从墙体中部至起拱线上2.0m左右)开裂,裂缝宽度1.0~4.0mm,拱部反压砼右侧起拱线亦出现宽约2mm裂缝。
明暗结合部隧道中部收敛达mm,肉眼又见拱架联接处明显突出。地表喷砼及仰坡发现多处与隧轴线基本垂直和平行的裂缝。
现场及时采取措施,对变形地段前原5m作加固处理具体措施是:边拱纵、环向间距1.5m布臵42注浆小导管,长6m,注浆压力1.2~2.0Mpa,加固松散围岩,并外喷砼。加强地表量测现象。经加固处理后,缓解了裂缝的发展,收敛量测值在之间。
为及时将隧道封闭成环和加快施工进度,取合理的受力结构,在加快右侧落底过程中,又相继出现了中部及拱部变形,喷砼开裂现象。对边墙下部及基础作了前述同样加固,并及时施作了仰拱及填充砼施工后,根据现场施工监测反馈结果看,初期支护逐渐趋于稳定。掌子面开挖未中断,加强段至K0+250结束,均作了相应加强,后未出现变形裂缝,证明加固措施得当有效,一个月后施作二次衬砌钢筋砼,洞口偏压段得以通过。
7.3.1、隧道初期支护、反压砼及地表开裂原因分析:
由于抗冻融砼试验配合比不能及时验证,隧道洞口又处于浅埋偏压段及岩石严重风化破碎,导致隧道K0+220~K0+235段有向隧道口方向及隧道右侧位移的趋势,致使洞内初期支护纵、横、环向开裂和地表多处
开裂。除以上原因外,还有一个重要原因是虽然按新奥法施工,但由于其初期支护的刚度不够,满足不了履岩石压力和偏压的作用力。从而直接造成了开裂现象的压力。
由此可见,浅埋偏压隧道施工时,整体式衬砌施作时和新奥法充分发挥围岩的自稳能力及允许围岩产生一定变形且基本处于稳定后进行二次衬砌是致的,关键是施工时必须充分考虑初期支护的设计刚度是否满足结构受力要求。施工中及时作了围岩加固,证明是有效的。增加“虽按设计施工了反压砼,但围岩强风化且节理发育破碎,在隧道开挖过程中,左侧主要靠初期支护拱架、锚喷砼受力,而基础围岩承载力不足,因而造成左侧初期支护破坏变形、沉降,继而反压砼首先右侧起拱线开裂。
7.3.2、施工监测结果分析
为了及时掌握围岩和支护结构的受力变形特点,以及获得必要的施工反馈信息,必须建立安全管理基准,及时修正支护参数和施工方法,为决策和管理提供依据。
通过对施工过程中量测结果的整理,获得了该隧道在K0+290~K0+250施工期间K0+230断面u-t曲线(图)。图中S1、S2为拱顶和拱腰处累计变形量U随时同t的变化。从两条曲线看,隧道施工经历了二个比较明显的变化阶段,即第一阶段为隧道上半断面开挖支护期间为一较慢的变形阶段,时间从2001年5月7日到,从到边墙开挖期为急剧变形阶段,从边墙及边墙底围岩加固及仰拱施作后变形渐趋稳定阶段,拱顶最大变形速率为,拱腰处最大变形速率为,造成围岩急剧变形
的原因分析为:初支刚度较小,隧道开挖后,在围岩应力重新调整阶段,支护刚度满足不了需要,使变形急剧加速,变形量增大。针对以上情况,施工中及时采取了小导管注浆加固围岩的措施,并及时落底进行了仰拱填充砼施工,使支护结构得以封闭成环。
施工结果证明,设计的偏压整体式衬砌按照新奥法施工必须充分考虑并保证偏压侧初期支护的施工刚度,并及时施作仰拱使结构封存闭成环。
7.3.3、结论与建议
1)、按照设计的整体式衬砌及时施作二次衬砌和封闭成环是解决浅埋偏压隧道初期支护和地表开裂的关键技术。
2)、根据本工程的施工经验,设计的整体式衬砌按照新奥法施工是可行的。但必须增加初期支护的设计刚度,才能满足新奥法施工技术的要求。
3)、按照新奥法施工,虽然允许围岩变形,但必须有一定限度,否则会引起围岩过度变形,造成净空收敛过大,破坏初期支护结构,同样会为施工造成危险。
4)、整体式衬砌和按照新奥法原理进行隧道施工并不互相矛盾,仅仅是要解决初期支护钢度和正确掌握二次衬砌的施作时机。
5)、现工程施工往往讲究“短、平、快”,工程上得快,但往往开洞口之初,二次衬砌整体模板台车加工拼装及砼配合比试验周期长,对进洞条件好(即洞口大量土石方工程),进洞较快的隧道。尽量采用新奥法设计施工较宜。
7.4 变形量测技术在施工中的应用
鹧鸪山隧道地质情况十分复杂,其中含有高应力地段,因此对围岩的变形进行监测对确保工程质量和指导施工有着非常重要的意义,它是新奥法施工的重要要素。
7.4. 1 量测项目及测点的选择:根据鹧鸪山隧道的地质条件及施工的实际需要,我们选择了四项对施工起直接控制作用的量测项目:洞内观察、周边相对位移、拱顶下沉、锚杆抗拔试验等。
量测项目及方法
7.4. 2 量测频率
注:B为隧道跨度。
7.4.3 量测管理
为了将量测结果迅速、正确地反馈到设计及施工中去,建立量测管理程序是非常有必要地。管理程序见图。
否
管理标准:①、一昼夜相对收敛变形速度超过规定的变形速度即认为不安全,立即采取措施;②、根据观察,围岩有突变趋势是,要立即采取措施。
7.4. 4 量测数据处理与应用
根据现场量测的数据(随时间变化),及时作出如下曲线:
1)位移与时间曲线,同时应注明施工工序和开挖工作面距监测断面的距离。
2)绘制位移与开挖距离关系曲线
3)绘制位移速度与时间曲线
位移与时间曲线是评价围岩稳定和确定二次衬砌时间的主要依据。当位移与时间曲线趋于平缓后,应进行数据处理或进行回归分析以推算最终位移量和掌握位移的变化规律。以此来确定围岩是否在控制范围内以及二次衬砌的施作时间。
二次衬砌的施作应满足下列要求进行:
个测试项目的位移速度明显收敛,围岩基本稳定;
已产生的各项位移已达预计总位移量的80%-90%;
周边位移速率小于0.1-0.2mm/d或拱顶下沉速率小于0.07-0.15mm/d;
初期支护表面没有再发展的明显裂缝。
7.4. 5、据量测信息调整设计、施工方法