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当阳坪隧道溶洞跨越施工方案二零一三年四月九日一、工程概况1、概述当阳坪隧道位于恩施市宣恩县境内，为分离式隧道，左线起讫里程为ZK66+308～ZK67+966，长1658m，右线起讫里程为YK66+300～YK67+995，长1695m，总计长度3353m。受地形限制，当阳坪隧道由来凤端（出口）向恩施端（进口）方向单向双洞同时掘进，现左线已贯通，右线掘进至YK66+313。隧道左线在2012年7月5日于ZK67+265处，右线于2012年7月14日YK67+282处底板下及掌子面出现溶洞，溶洞横向贯穿当阳坪隧道左右线，溶洞与路线夹角约64°，线路范围内溶洞宽度为10m-17m，地下水流方向由右线流至左线，最高水位约3.85米（狭窄处）。由于出现的溶洞体积巨大，又有地下河流存在，不能按常规回填洞渣方式处理。经由业主单位、设计单位、监理单位与施工单位多次察看，结合隧道施工现状，充分论证后，确定采用1-25m预应力混凝土T梁与工梁结合的方案进行跨越。行车道及隧道电缆沟范围采用1-25m预应力混凝土T梁通用结构，承受桥梁自重和车辆荷载。隧道衬砌由1-25m预应力混凝土工梁单独承载。工梁与T梁间预留2cm纵缝，形成两桥拼装结构。左右线桥梁均位于直线段，与隧道交角为90度，左线桥梁起止里程为ZK67+253.1-ZK67+280.9，右线桥梁起止里程为YK67+269.1-YK67+295.9。桥梁跨越平面图2、地质概况桥梁跨越段隧道地质为灰岩和白云岩，岩层倾角64度，坚硬、较完整，大块状砌体结构围岩，自稳性较好。溶洞周围为灰岩、白云岩，中风化至微风化，陡倾近直立，中厚层状结构，溶蚀现象较严重。3、技术指标（1）设计荷载：公路-Ⅰ级（2）行车速度：80km/h（3）设计基准期：100年（4）设计安全等级：一级（5）地震设防标准：地震动峰加速度小于0.05，作简易设防（6）桥面横坡：单向2%（半幅桥）（7）隧道建筑限界：10.5m，隧道净高5m4、主要规范及施工依据（1）《公路工程技术规范》JTGB01-2003（2）《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011（3）《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB02-01-2008（4）《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999（5）《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2002（6）《公路隧道施工设计规范》JTGF60-2009（7）《地下工程防水设计规范》GB50108-2008（8）《锚杆喷锚混凝土支护技术规范》GB50086-2001二、施工组织安排1、施工场地布置及梁板制作方案（1）施工道路、电力、用水、拌和站等均利用隧道既有设施。（2）隧道内施工场地狭小，采用预制梁板，架设十分困难，故决定梁板采用现浇。设计单位建议利用栈桥贝雷梁作为现浇梁底支架，考虑贝雷梁在施工中挠度过大，不利于梁板预拱度控制，且贝雷梁下移又加大桥台的土石方开挖量，安装及横移难度大，现场采用满堂式支架作为现浇梁底支架。施工场地平面布置图2、材料计划安排（1）材料进场时间安排：根据施工计划、材料用量，各种原材料在施工中提前做好材料计划，各种材料保证储备量足够，保证材料的供应能满足施工要求，（2）材料采购来源：块片石、碎石、砂，利用隧道弃渣生产。水泥、钢材等大宗材料由项目部统一提供。其它材料就近采购或从恩施批发，用汽车通过209国道及施工便道运至工地。（3）施工中根据工程进度提前编制材料计划，报项目部组织进购，确保材料供应及时，不致影响施工。3、主要机械设备配置序号名称数量单位1220挖掘机2台2ZL50C装载机3台3ZL30装载机1台4GF-250发电机1台5STC-50发电机1台6弯筋机1台7钢筋切断机1台8电焊机5台9风动凿岩机10台10蛙式打夯机2台1160m3/h拌合楼1座126m3混凝土罐车3台13预应力张拉及压浆设备1套14喷浆机4台1580KW*2通风机2台1620m3空压机3台17混凝土输送泵2台18二衬台车2台195m3翻斗车2台20木工多用机1套4、工期及人员安排（1）溶洞加固：2013年4月20日至2013年5月20日（2）左线桥台处理：2013年4月30日至2013年5月15日（3）左线桥台处理：2013年5月1日至2013年5月20日（4）左线工梁施工：2013年5月21日至2013年6月10日（5）左线T梁施工：2013年6月11日至2013年7月25日（6）左线铺装及桥梁附属：2013年7月26日至2013年8月6日（7）左线二衬：2013年8月25日至2013年9月5日（8）右线桥台处理：2013年8月5日至2013年9月5日（9）右线工梁施工：2013年9月6日至2013年9月25日（10）右线T梁施工：2013年9月26日至2013年11月15日（11）右线铺装及桥梁附属：2013年11月15日至2013年11月25日（12）右线二衬：2013年12月15日至2013年12月25日(13)其它工程：2013年12月21日至2013年12月30日5、施工任务划分及队伍(含高峰期劳力)安排（1）工区：全面负责溶洞跨越施工质量、安全、技术、进度、协调等管理工作，需12人。（2）开挖班组、初期支护班组：负责溶洞溶腔锚喷加固及桥台处理，需劳动力22人。（3）桥梁班组：负责溶洞跨越段桥梁施工，需劳动力20人。（4）二衬班组：负责隧道衬砌工作。需劳动力30人。（5）砼拌和站：负责结构物砼的拌合和运输工作。需劳动力10人。试验科组织机构图说明：工区经理：负责全面工作，加强施工的组织指挥与对外业务往来。工区副经理：协助工区经理做好工程现场管理工作，全面负责施工现场组织及进度。技术负责人：主管工程技术、质量检查、协助工区经理做好施工的技术控制及指导，各种技术资料制。技术科：负责施工技术方案的编制、技术指导、监控及各种技术资料的编制及整理工作。计量核算科：负责编制工程进度计划，并监督实施，落实各项成本核算制度。安全检查科：全面负责施工中的安全监督检查、安全防护设施及安全用品保障工作。试验科：负责施工中各项实验检测工作及实验资料的编制及整理。质检科：协助技术主管负责工程质量的监督检查工作，全面负责施工质量及相关资料的编制整理。测量班：负责施工中的测量控制、检测，施工放样等各项测量工作。物资科：负责及时提供施工所需各种材料。设备科：负责各类机械设备使用、保养管理。综合科：负责各种管理文件的编制和上传下达工作，负责来宾来客的接待工作。工区经理工区副经理、工区技术负责人安全检查科质检科测量班开挖班石料加工场桥梁班组初期支护班二衬班物资科计量核算科技术科拌合站设备科综合科机械班组三、溶洞加固1、桥跨段初期支护使用钢管搭设简易台架，施做砂浆锚杆，锚杆采用Φ22螺纹钢，长度6米，纵环向间距均为1米，梅花型布置，外挂φ8钢筋网片。支护里程左线为ZK67+255-ZK67+280，右线为YK67+270-YK67+295.支护完成后，拆除栈桥。（1）栈桥拆除顺序先拆除左线栈桥，施工人员和机械车辆暂由右线经车行横洞绕行。左线桥梁完成铺装层浇筑并达到强度要求后，拆除右线栈桥。栈桥拆除工艺流程为：拆除栏杆→拆除轨枕→拆除纵、横梁→吊离拆除主梁。（2）栈桥拆除要点整理过桥管道及电线等，进行桥面清理，拆除防护网，割除护栏钢筋，禁止将杂物抛入溶洞中。拆除梁面枕木。松开横梁与贝雷之间的U型螺杆，吊走横梁。拆除中跨横梁前用抗风拉杆拉住贝雷梁，防止主梁倾覆，保证横向稳定、施工安全。2、溶洞喷锚防护溶洞纵向加固长度为左右线隧道衬砌结构边线外15米范围，共计80.56米。加固深度为溶腔顶部至溶腔冲刷线以上裸露部分，其中隧道下方50.56米范围，考虑隧道施工时落入洞渣无法清空，加固深度按照0.5的系数折算。溶腔采用喷锚防护，采用Φ22砂浆锚杆加固，长度6米，纵横间距均为1米；喷射厚度为10cm的C20喷射混凝土；挂网采用φ8钢筋网，间距为25cm*25cm。溶洞处理前，将桥台及需要爆破作业的位置定出，开挖到位。（1）洞渣处理将隧道范围内洞渣清平运走并使用打夯机夯实，保证距梁底净高大于5米。由于溶洞内有地下河存在，枯水季流量约0.5立方米/秒，故左右线桥梁下均埋设直径为1米的钢筋混凝土管3排，共计120米，以保证地下河日常排水，若水流量过大时由支架基座顶面上漫流。（2）支架搭设溶洞喷锚范围最高处至最底处达30米，施工作业时必须搭设脚手架，先将底部约2米高范围用洞渣填平，便于支架搭设，脚手架布置间距2m*2m*2m，纵横向布设十字剪刀撑。为减少支架用量，溶洞加固分区作业。图示如下(3)岩面清理喷射作业前，人工清理岩面松散石块及溶蚀物，基本整平后，按设计和规范施作锚杆网片和喷射混凝土。（4）溶腔锚喷后，将溶洞水道疏通，左右线桥梁下均埋设直径为1米的钢筋混凝土管3排，共计120米。桥梁底做满堂支架基础处理，将梁板底部8米至5米范围洞渣分层压实，分层厚度为30cm，洞渣顶部及迎水面浇筑20cm厚C20砼。四、桥梁施工1、桥梁工程施工测量控制：（1）桥梁控制点使用隧道洞内控制点。（2）使用全站仪采用极坐标法测放桥台、工梁、T梁纵横轴线，严格控制桥梁各部位几何尺寸、高程。2、桥梁施工顺序桥台→支架搭设→工梁→T梁→横隔梁→横系梁→桥面铺装→抗推挡块→检修道3、桥台施工（1）施工之前，对基底进行隧底地质雷达探测及钻孔，确定无对结构有影响的溶腔后方可施工。（2）分项工程开工申请：混凝土施工配合比、测量放样资料、原材料的检验资料、机械设备及施工人员的配备情况等资料报监理工程师批准后开工。（3）技术交底：专业工程师向班组人员进行书面技术交底和要点讲解，内容包括施工方法、技术数据、质量与安全措施等。（4）测量放线：用全站仪放出承台、墩的纵、横中心线。（5）基底处理：基底为石质，铺设5cm厚混凝土进行基底调平处理，并养生，便于后续施工。（6）钢筋制作：在垫层混凝土面上进行二次精确放样。按照图纸要求，在场地集中下料制作，现场绑扎钢筋，在此过程中要特别注意预埋钢筋位置的准确，背墙部分留连接筋。钢筋接头采用单面搭接焊帮条焊，接头焊接不小于10d,焊接接头与钢筋弯曲处不应小于10d，也不得位于最大弯距处。（7）模板：钢筋绑扎完毕检查合格后，进行模板安装。模板采用钢模板，安装后检查模板的平整度和支护是否牢固。（8）混凝土施工：拌和站集中拌合，砼输送车运送，使用混凝土输送泵浇筑。混凝土按配合比通知单拌合。模板内的杂物清除干净，不得有积水。混凝土浇筑从低处开始逐层扩展升高，并保持水平分层。使用插入式振动器，其分层厚度为30cm。振动器插入的距离以直线行列插捣时，不得超过作用半径1.75倍，振动器应尽量避免碰撞钢筋，更不得放在钢筋上。振动器开动后方可插入混凝土内，振完后应徐徐提出，不得过快或停转后再拨出机头，以免留下孔洞。振动器靠近模板时，机头与模板应保持一定距离，一般为10cm。混凝土浇筑完底层后，在浇筑上层时，振动器机头应稍插入至下层使两层结合一体。混凝土应振动到停止下沉，无显著气泡上升，表面平坦一致，呈现薄层水泥浆时为止。混凝土浇筑应连续进行，如因故间歇时，不应超过允许间歇时间，以便在前层混凝土初凝前将续灌层混凝土振捣完毕。垫石施工时要严格控制顶面高程，角点高差、相邻垫石高差要满足规范要求。桥台背墙部分暂不浇筑，保证T梁及工梁预应力张拉所需要的空间，待T梁与工梁完成张拉及封端混凝土施工后进行。（9）拆模与养生：侧模板属非承重构件，一般混凝土强度达2.5MPa时即可拆除，混凝土养护采用土工布覆盖，洒水养生。4、工梁、T梁（1）概述：溶洞跨越桥梁为两桥拼装结构，行车道及隧道电缆沟范围由2片T型边梁及3片T型中梁组成，承受桥梁自重和车辆荷载。隧道衬砌由2道工梁承载。主要工程数量见下表。一榀梁材料数量表跨距项目梁位50号砼（m3）钢材（kg）其它钢材（kg）安装重量（t/榀）钢绞线HRB335HPB23525m边梁21.04766.53745.16850.74340057.2中梁21.90738.12843.61906.1286.056.14工梁29.