隧道塌方施工方案

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金童路南段道路及配套工程火风山隧道右线

YK0+990~YK0+935坍塌及影响段处理专项方案

一、工程概况

1、工程概述

金童路南段位于重庆市北部新区人和组团,道路沿线穿越天宫殿片区N区及I区,是连接N 区与I区、重庆北站(龙头寺火车站)与北部新区的重要道路。道路设计起点接N区1#路,从童家院子立交西侧穿越内环高速、机场高速、火风山公园,形成火风山隧道,终点接北部新区金童路。

火风山隧道共三个单洞,即左、右线隧道和C匝道,左右线隧道分别长725m,C匝道205m,单洞合计1655m。左右线隧道轴线间距约22m。隧道最大埋深为31.612m(右线),最小埋深为1.630m (C匝道),隧道采用曲墙三心圆形断面,最大净宽10.23m,隧道中心处最大净高6.73m。主线隧道最大纵坡为2.0%。C匝道隧道最大纵坡为3.5%。

表1-1 火风山隧道围岩及衬砌型式

2、地形地貌

拟建道路处于浅丘斜坡地带,原始地貌由丘脊、丘坡、丘谷组成。整个线路大致跨越2条“U 型”冲沟,场地起伏不平,高差较大,总体上讲,冲沟谷底及斜坡坡顶地形较平坦,地形坡度角1°~10°。斜坡地形坡度相差较大,地形坡度角10°~50°,坡顶前缘甚至形成陡崖。场区最高海拔高

程为320.24m(ZY17),最低海拔高程为265.03m(ZY7),相对高差55.21m。

3、工程地质

隧道拟建区内出露的地层由第四系全新统的填筑土、粉质粘土和下伏侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩和砂岩组成。

原地勘资料地质情况:火风山隧道Ⅳ级围岩穿越沙溪庙组中风化泥岩,泥岩为软岩,岩体较完整,岩体完整系数Kv=0.64~0.66,岩体纵波速Vp=2.6~3.4km/s;岩石饱和抗压强度标准值7.3MPa,K1=0.2,K2=0.2,K3=0,中风化带泥岩围岩基本质量指标BQ=275.9,修正围岩基本质量指标[BQ]=235.9。围岩岩体较完整,地下水水量小,呈点滴状出水,岩体较完整,为中厚~厚层状,稳定性较好。此类围岩以软岩为主,岩体较完整,层间结合较好~一般,拱部及侧壁无支护时可产生较大的坍塌,侧壁有时失去稳定。施工可采用光面爆破,台阶法开挖,应加强洞顶及右侧壁支护措施,短开挖,快支护,局部岩体完整性较差地段加强支护。

4、塌方概述

2013年3月5日,火凤山隧道右洞在开挖至K0+980时,拱顶出现坍塌,地表塌腔直径约2.5m,深约2m。我方随即对现场进行了封闭与处理,至3月11日,施工单位通知参建各方于现场召开会议。因洞内塌体已清理,洞顶已封闭,现场所见开挖掌子面全为中风化岩石,渗水量小,参建各方一致认为该段隧道围岩级别暂不调整,仍为IV级,但支护参数应较IV级A型加强考虑。(详见《金童路南段道路及配套工程火凤山隧道右线YK1+980~YK1+978段坍塌及地表塌陷会议纪要》)。

2013年3月12日,当隧道右洞开挖至YK0+973时,爆破施工后随即发生塌方,地表塌陷坑直径约18m,深约4m。3月13日,参建各方于现场召开会议,会议决定由地勘单位进行补勘,设计单位根据补勘资料出支护处理方案,第三方监测单位加强现场监测,施工单位做好现场地表与洞内的封闭、安全防护工作。(详见《金童路南段道路及配套工程火凤山隧道右线YK0+973处冒顶处理会议纪要》)

2013年4月22日下午,在北部新区总部基地A1座213会议室,召开了关于金童路南段道路

(详见《金及配套工程火风山隧道右线YK0+980~YK0+973段坍塌及地表沉陷处理方案专家论证会。

童路南段道路及配套工程火风山隧道右线

YK0+980~YK0+973段坍塌及地表沉陷处理方案专家论证会议纪要》。

5、塌方原因分析

经过地勘单位补勘,该段隧道洞顶粘土及泥岩夹带破碎层厚达8m,隧道洞顶中风化岩层厚度最薄仅为1m,围岩条件的预判与实际情况存在严重偏差,施工方法、支护参数等不能满足隧道施工安全的实际需要是塌方的主要原因。故围岩级别由原设计IV级调整为V级。

二、编制依据

1、投标文件及设计图纸;

2、设计变更S02S-03及塌方沉陷段会议纪要;

3、《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009);

4、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001);

5、《重庆市城市隧道工程施工质量验收规范》(DBJ50-107-2010);

6、《实施性总体施工组织设计》有关隧道的施工方案条款;

7、施工现场实际地形及地质情况;

8、地质补勘报告;

9、结合我单位综合实力、施工经验、技术总结及工程惯例。

三、施工计划

1、进度计划

施工时严格按工期计划安排,绘制工程进度管理曲线,检查施工进度。项目经理每周组织一次现场施工协调会,向现场施工管理人员、班组长检查本周计划完成情况及下达下周施工计划,月底根据考核班组生产完成任务情况来进行奖惩。

2、材料计划

主要材料投入计划表

3、设备计划

隧道工程投入的主要机械设备

四、施工方法、工序及工艺

1、设计变更

1.1、地表塌陷周边一定范围内,采用Φ42钢花管及M30水泥浆进行地表处理,注浆孔间距80cm*80cm梅花形布置;见附图7-1

1.2、对YK0+935~+973段尚未开挖,围岩级别调整V级,开挖采用人工辅助机械,禁止爆破,支护参数按VB执行。为了保证衬砌背后的密实性,减少地表沉降,增强防水效果,初支施作时,在拱顶及两侧拱腰处,分别预埋一根Φ42钢花管,L=0.8m,纵向间距3m,初支完成后背后进

行压浆填充;

1.3、YK0+973~980段为塌方部分,增设小管棚与小导管,二衬厚度不变,配筋加强,由Φ20@150调整为Φ22@150;

1.4、YK0+980~YK0+990段初支已施作,初支稳定,仍为IV级围岩,考虑塌方影响,二衬厚度不变,配筋加强,由Φ20@150调整为Φ22@150;

1.5、YK0+935~YK0+980段,采用Φ108管棚支护,L=9m,纵向间距6m,共7环,外插角5°管棚端部架立3榀I22b钢拱架作为固定端,见附图7-2;采用Φ42小导管半超前注浆,L=4.5m,纵向间距为

2.0m,共24环,以固结洞周围岩,见附图7-3;

1.6、在打设管棚及挖除塌方体的施工过程中,应在YK0+973~YK0+990段初支内皮架设I16临时钢拱架,纵向间距1m,纵向连接筋Φ22,环距1m;

1.7、YK0+935~+990段待二衬施作完毕后,采用浆砌片石进行对塌陷坑回填处理,回填高度应高于原地面不小于0.5m,后期回填地面表面荷载≤20KN/㎡,见附图7-4。

2、总体施工工序

地表截水→塌方体封闭→地表注浆加固→管棚、小导管施作→清除洞内塌体→CD开挖掘进→初支及压浆→监控量测→仰拱及回填施工→二衬→塌陷回填

3、地表处理

3.1施工准备

3.1.1施工便道

从临时弃碴场修建施工便道进入地表坍塌区域。

3.1.2施工用水、电

地表处理施工用水、电从隧道洞口处接入施工现场。

3.2处理方法

3.2.1沉陷区外侧15m施作M7.5浆砌片石环形截水沟,沉陷区四周设置截水沟、排水沟,阻止地表水渗入洞内。截水沟尺寸详见图4-1

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