紫之隧道汇报材料

中铁三局2015年隧道施工经验交流会杭州紫之隧道汇报材料2015年12月22日杭州前言•工程概况•杭州市紫之隧道（紫金港路—之江路）全长14.4公里，为国内第一长度城市隧道群。隧道呈南北走向，沿线穿越杭州市城西西山，并绕过西湖景区。工程总体规模为双向六车道，为机动车专用隧道。中铁三局西南公司施工的土建工程V标包含：隧道、道路、通风井、地下风机房、防排水、管沟及路面、给排水（含消防）及附属工程的预埋结构等工程的施工及质量保修，其中主隧东线长2690米，主隧西线长2650米，北匝道东线485米，北匝道西线495米，隧道最大开挖跨度约计25米，合同价约3.48亿元，总工期696天。•本标段位于杭州市西溪路与紫金港路交叉口，紧靠杭州市汽车西站，毗邻西溪湿地、西湖风景区，为杭州交通限行区域，人员、交通密集。施工场地狭小，施工干扰大。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越紫之隧道线路布置北匝道露头点露头点V标Ⅳ分界杭州市紫之隧道(紫金港路—之江路)工程位于杭州绕城高速与西湖景区之间,市区“二环、三纵、五横”快速路网西侧,呈南北走向,南起之浦路,北至天目山路以北紫金港路,全线绕避西湖核心景区,基本组成:工程由地下隧道(主线和匝道)与地面道路组成。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越本工程位置图•图1、位置图中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越本工程场地示意图•图2、施工场地图中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越本工程特点•1、隧道在匝道与主线交叉处断面超大（最大断面约计400平方）•2、隧道穿越密集居民区、杭州市重点寺庙、输水隧道，振速要求高。•3、隧道地处主城区，文明施工要求高。•4、匝道与主隧道立体交叉。•5、匝道与主隧道超小净距（最小净距50cm）。•6、隧道围岩较差、裂隙发育，断层较多。•7、衬砌结构形式多（主隧道有13种衬砌形式，通风井有14种衬砌形式）。本次汇报以上述前三个方面为主。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越第一部分超大型隧道快速开挖施工•一、大跨段工程概况•原设计大跨段采用双侧壁弧形导坑施工工法。结构形式跨1跨2跨3跨4开挖宽度/m25.223.521.519.1开挖高度/m17.416.114.710.6围岩级别ⅣⅣⅣⅢ中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越大跨段设计施工工法图大跨段设计施工工法中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越我标段由匝道开挖至大跨段时，由于受输水隧道影响，隧道停工2个月。输水隧道影响结束时，在紫之隧道全线六个标段中，我标段剩余工程量最多，工期最为紧张。因此，大跨段的安全快速施工成为重中之重。如按隧道常规施工工艺，大跨段采用双侧壁弧形导坑工法施工，大跨段开挖支护施工最少需4-5个月，且东、西两线需组织两台大跨衬砌台车方能满足施工需要和施工安全。经多方研究和论证，决定大跨段施工采用以下施工方法：中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越大跨段施工工法-一•1、大跨段施工采用双侧壁导洞中的一个导洞先行，同时优化该导洞的高度、宽度，满足大型设备通行；•2、大跨导洞施工完成后，直接进行三车道施工；•3、三车道施工200米后，增加工作面开始由三车道返向施工剩余大跨段工程；•4、东、西两线通过合理调整施工工序，采用1台大跨段衬砌台车依次完成东、西两线大跨段衬砌。大跨段导洞施工本方案实施后，我标段用时1个月顺利通过大跨段提前进入三车道施工，为三车道施工节省工期3个月；节省大跨衬砌台车一部，约计费用150余万元。中铁三局集团有限公司西南公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越大跨段施工工法-二•大跨段返向施工中，原设计为双侧壁弧形导坑法，现场施做导洞过程中发现大跨段围岩较好。为满足剩余大跨部分的快速施工及一台衬砌台车施工工期需要，我标段对剩余大跨部分开挖支护进行了工法优化，即剩余部分不采用双侧壁导坑法开挖，改用三台阶法施工，同时保留先行导洞的侧壁支撑。•为保证施工安全，项目部制定以下措施：•1、加强监控量测频率，以监测数据指导施工；•2、增加监测项目，在拱架上布置应变片；•3、储备临时支撑，在监控数据出现异常时，能及时架设临时支撑；•4、缩小台阶一次开挖进尺。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越大跨段返打施工照片导洞至三车道施工照片中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越大跨段施工工法-三•大跨段共计四种衬砌断面形式，我项目部采取和台车厂家共同研发方式，共同开发了可变形式大跨衬砌台车，该衬砌台车具有以下特点：•1、1部台车可满足四种衬砌断面形式；•2、台车每次变形速度快（每次约计5天）；•3、台车受力结构稳定，浇筑方式等同于一般衬砌台车，两天可浇筑一环衬砌。大跨台车示意图中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越大跨段衬砌台车及衬砌图大跨段衬砌台车已成型大跨段衬砌中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越一、紫之隧道V标周边环境•本标段采用一对匝道进洞，匝道位于杭州市西湖区王家坞和老东岳社区中间地带，隧道埋深较浅（15～30m），隧道沿线山体两侧均为密集居民区，经调查民房均为上世纪80年代建造，房屋基础均为回填片石，无圈梁结构，且后期私自加高、加宽现象普遍，房屋质量偏差。•北匝道东线距最近房屋17米，北匝道西线距最近房屋22.8米。第二部分临近构筑物隧道控制爆破施工技术中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越二、匝道与周边构筑物位置关系中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越•法华寺于1999年经浙江省佛教协会和原东岳村委会复建，2003年建成。法华寺部分围墙已经开裂、缺损；寺庙正门口的两个雕塑部分已经缺损；两个新建石塔的塔尖和法华寺牌坊上粘结的雕刻已松动；建筑物上的瓦片部分已掉落等。•杭州市法华寺的部分建（构）筑位于隧道线路上方，此段隧道埋深约40米。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越正洞与法华寺位置关系中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越•杭州市西区输水隧洞修建于1993年，主要功能为输送自来水，结构形式为圆形断面，开挖直径3.6m，无初期支护，衬砌后直径2.9m，衬砌厚35cm，为素混凝土结构。•该输水隧洞作为杭州市为数不多的水工隧道，供应着杭州市城西自来水。•本隧道与西区输水隧洞最小距离36m。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越与输水隧道相对位置关系图中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越三、爆破的器材和相关规范1、爆破器材及监测仪器⑴炸药：2号岩石乳化炸药2号岩石乳化炸药是以硝酸铵为主要成分，通过油相、水相溶化配制和二次乳化制备成油包水型乳胶基质，经过化学物理复合敏化制成的外观呈乳白色胶状炸药。其特点是不粘手、威力大、烟尘少、抗水性好。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越⑵雷管：采用毫秒延期导爆管雷管（俗称：毫秒雷管）、半秒延期导爆管雷管（俗称：半秒雷管）①毫秒雷管分为1段、3段、5段、7段、9段、11段、13段、15段、17段，不同段位延时长度见下表：②半秒雷管分为1段、3段、5段、7段、9段、11段、13段、15段，不同段位延时长度见下表：毫秒雷管段位1357911131517延时长/ms15501102103104606508801150半秒雷管段位13579111315延时长/s瞬时0.511.522.753.54.5中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越⑶起爆方式：•微差延时爆破，装药采用不耦合间隔装药，并采用塑料导爆管起爆系统起爆。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越TC—4850爆破测振仪（成都中科测控有限公司）TC-4850爆破测振仪是一款专为工程爆破设计的便携式振动监测仪。该仪器体积小、重量轻、耐压抗击、可靠易用，配接相应的传感器能完成加速度、速度、位移、压力、温度、湿度等动态过程的监测、记录、报警和分析。⑷监测仪器中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越四、爆破规范•爆破规范为《爆破安全规范》（GB6722-2003），具体规范要求见下：•“6.2爆破振动安全允许距离•6.2.1评价各种爆破对不同类型建（构）筑物和其他保护对象的振动影响，应采用不同的安全判据和允许标准。•6.2.2地面建筑物的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度和主振频率；水工隧道、交通隧道、矿山巷道、电站（厂）中心控制室设备、新浇大体积混凝土的爆破振动判据，采用保护对象所在地质点峰值振动速度。”•安全允许标准如下页：中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越根据规范确定本隧道为浅孔爆破，爆破频率为50~100HZ，根据规范，相关构筑物震速标准为：2.7~3.0cm/s。我项目部根据爆破评估报告及周围环境、房屋质量，确定本隧道爆破震速要求为不高于1.0cm/s。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越五、具体调整爆破实施情况•隧道开挖钻爆设计•洞身开挖分上下台阶爆破，洞身上台阶分为掏槽爆破和压顶爆破，下台阶为左、右侧分开爆破。掏槽爆破时在地面建筑物一侧打两排减震孔，压顶爆破时左右侧分开爆破。钻孔深度1.1米，循环进尺1.0米，炮眼孔径为42mm，炮眼利用率为90~95%，药卷直径Φ32mm；上台阶开挖断面52.5m²，每一循环耗炸药量20.3kg，单耗0.58kg/m3；下台阶开挖断面34.5m²，每一循环耗炸药量35.12kg，单耗0.58kg/m3；周边眼间距E=0.55m，最小抵抗线V=0.60m，相对距E/V=0.75，装药不耦合系数D=4.0。爆破单段最大装药量控制在6.0kg以内，循环进尺1.0m，爆破振速控制在1.0cm/s以内。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越控制爆破的方法对于浅埋隧道“短进尺，弱爆破，多循环，强支护、早封闭、勤测量”是爆破开挖施工的基本原则。采用控制爆破技术和控制炸药单耗实现降低爆破振动强度，减少对爆破施工区段建筑物的影响，尽量减轻对围岩扰动，充分利用围岩自有强度维持隧道的稳定性，有效地控制地表沉降，控制隧道围岩的超、欠挖，达到规则的轮廓成形。对于城市浅埋隧道，采用光面爆破和先进的掏槽减震技术是前提；实施毫秒延时，降低单响药量爆破是关键；控制爆破规模，即控制一次起爆药量也是降低爆破振动的保证。具体的要求为：（1）以爆破施工全过程的安全实时监测为依托，全面、超前掌握围岩和应保护建筑物的安全动态，指导施工安全；（2）以降低爆破振动、爆破对围岩的损伤为重点，制定科学、合理的施工方案，采取有效的综合措施，确保隧道附近建筑物的安全。（3）以实施信息化施工为手段，加快反馈速度，及时调整爆破参数，优化设计，有效的控制爆破对环境的影响。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越控制爆破具体办法如下：1）、首先通过萨道夫斯基经验公式，计算出最小单段药量，根据最小单段药量，改进掏槽形式，使其满足经验公式要求。2）、通过现场爆速的监测数据和洞内爆破的质量，继续调整爆破参数。3）、首先从最安全的爆破形式逐步进行改进，最终达到建筑物安全、隧道爆破质量好、隧道开挖快速、开挖作业成本低几个目标点平衡。中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越六、具体调整爆破参数情况1、改进掏槽方式，选用多级楔形掏槽+毫秒雷管掏槽模式，采用先爆破掏槽部分、后压顶爆破方式。（具体爆破布孔及参数见下图）中铁三局集团西南工程有限公司知行合一，永争第一勇于跨越，追求卓越监测数据