1、论文类别 专题论文 路桥工程学院 毕业论文 重庆北部新区金童路火风山隧道 洞口段 V 级围岩套拱及管棚施工 指导教师 学生姓名 专业名称 道路桥梁工程技术（路桥方向） 班级名称 路 桥 1002 班 2013 年 3 月 湖南交通职业技术学院 毕业设计（论文） 第 2 页 共 45 页 摘 要 隧道的管棚施工在多数高速公路及市政工程 公路工程中已广泛应用， 通过在重庆市北部新区金童路南段道路工程（隧道工 程）实践，并 依据 公路隧道施工技术规范 (JTG F60-2009)要求 ，总结出隧道管棚 在施工过程中，对 管棚施工套拱制作控制 、 管棚外插角 控制、 钻孔角度 控制 、管棚注浆控制 等
2、方面存在的问题，且 针对性地提出了解决方法，有利于提高 隧道管棚施工 的施工质量。 关键词 ： V 级围岩管棚 套拱 钻孔 顶管 管棚压浆 施工质量控制 湖南交通职业技术学院 毕业设计（论文） 第 3 页 共 45 页 目 录 摘 要 2 目 录 3 第一章 绪 论 5 1.1 提出的问题 5 1.2 管棚施工的技术发展背景 5 1.3 管棚施工的主要内容 5 1.4 管棚施工技术的发展趋势 6 第二章 工程项目概况 7 2.1 工程概况 7 2.2 自然地理 7 2.2.1 地形地貌 7 2.2.2 水文、气候 7 2.3 工程地质条件 8 2.3.1 地层岩性 8 2.3.2 地质构造与地
3、震 8 第三章 项目部各技术岗位及职责 9 第四章 隧道洞口段特殊地质情况及管棚相关尺寸 11 4.1 洞口段具体地质情况分析 11 4.2 套拱、管棚相关尺寸参数 11 第五章 隧道洞口段 V级围岩套拱、管棚施工方案 13 5.1 洞口地貌、土质分析 13 5.2 管棚施工思路确定 13 5.3 套拱、管棚预制件场地布置 14 5.4 套拱、管棚施工机械设备及仪器总表 14 5.5 套拱施工工艺 15 5.5.1 套拱施工基本流程 15 5.5.2 套拱工字钢拱架加工、试拼 15 5.5.3 套拱工字钢拱架定位测量放样 16 5.5.4 套拱工字钢拱架安装 16 5.5.5 管棚导向管安装
4、19 5.5.6 套拱混凝土 20 5.5.7 套拱施工注意事项 23 5.6 管棚施工工艺 23 湖南交通职业技术学院 毕业设计（论文） 第 4 页 共 45 页 5.6.1 管棚施工基本流程 23 5.6.2 管棚施工说明 24 5.6.3 管棚无缝钢管、钢筋笼制作 24 5.6.4 搭设管棚施工工作平台 25 5.6.5 钻机定位 26 5.6.6 钻孔钻进 26 5.6.7 清孔 27 5.6.8 顶管 28 5.6.9 注浆 29 5.6.10 管棚施工质量保证措施 31 5.6.11 管棚施工注意事项 32 第六章 施工安全文明施工措施 33 6.1 安全生产措施 33 6.2 文
5、明施工措施 33 第七章 施工过程中遇到问题及解决方法 35 问题一：隧道洞口处于浅埋段，管棚 1外插角难以控制 35 问题二：顶管过程中个别钢管与相邻钢管相交，以至于钢管无法顶推到设计深度 36 问题三：管棚注浆不饱满 36 问题四：如何保证管棚注浆质量 37 问题五：注浆压力表现实不正常的原因分析 37 总 结 39 参考文献 40 鸣 谢 40 附 件 41 湖南交通职业技术学院 毕业设计（论文） 第 5 页 共 45 页 第一章 绪 论 1.1 提出的问题 随着我国 经济建设的发展，以及经济重点慢慢向我国中 西部 地区方向 推进 。京广 、 京哈 、 沪昆高铁，以及中西部地区交通要 连
6、接线 等 中国重要交通枢纽 兴建加快， 在我国中西部地区重要交通枢纽及连接线的建设上，隧道工程技术的应用已经越来越频繁， 因而 软弱地层的隧道施工安全性， 在 我国交通线路建设上 占有非常 重要的位置。 隧道的管棚施工 作为 软弱地层隧道施工 的 最 有效方法 之一， 备受 隧道施工单位的 关注。 我国是 中西部地区多为多山多谷地区 ， 而西部的地理位置及地形决定了大多数的高速公路和市政道路及铁路将会大量采用隧道工程的形式穿越山地 。当 线路经过山区时，由于 高等级公路及铁路 建设要求的特殊性，其线路选择范围不大，这就意味着 该线路 必须经过一些 地质情况较差的山 体 ，如何解决 公路或者铁路
7、软弱地层的地下施工 ，这是 交通 建设者面临的一个严峻的问题。 1.2 管棚施工技术发展背景 管棚 施工 法是近年发展起来的一种在软弱围岩中进行隧道掘进的新技术。管棚法最早是作为隧道施工的一种辅助方法，在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用。由于预埋超前管棚做顶板及侧壁支撑 ， 为后续的隧道开挖奠定了坚实的基础 。管棚施工过程 施工快、安全性高、工期短 ， 被认为是隧道施工中解决 其问题 最有效最合理的施工方法。 管棚 施工 法 多 被 应 用于城市地下 地铁及公路隧道 的暗挖施工，在建筑物 密集、交通繁忙的城市中心地区 。 采用明挖法施工地下工程必须拆迁大量
8、的地层管网和地面建筑物，随着人们对环境保护的呼声越来越高及政府对 环境保护 的日益重视， 施工单位 不得不放弃既影响交通又不利于环境保护的明挖法而改用暗挖施工法， 而 管棚 施工 法作为一种重要的暗挖施工 方 法 ，已被世界 各国广泛采用。 1.3 管棚施工的主要内容 由于我项目部在隧道右线洞口段洞门施工施工过程中，过高估计隧道洞口端岩体的质量，因此在洞门开挖过程中未留核心土，以至于在隧道右线洞门开挖后， 湖南交通职业技术学院 毕业设计（论文） 第 6 页 共 45 页 洞门周围岩体出现部分松动。因此我项目部投入了大量的人力物力， 提前对右线洞门周围岩体进行了喷射混凝土及针对性的打部分中空锚杆
9、并注浆，进行岩体封闭的保护。 但是由于右洞处于岩体软弱层，岩体稳定性差，在将来施工中始终存在一定的施工安全隐患，为了工程整体目标的实现和工程工作的顺利开展，我项目部特编制基管棚施工的专项方案，并落实劳动力、设备和材料，积极组织展开施工。 1.4 管棚施工技术的发展趋势 随着我国改革开放的步伐迈进，我国经济高速发展。我国沿海东部地区的轻轨，地铁；中西部地区的大量高速公路、高铁的建设大潮来临。我国隧道工程在不断增多，隧道大多数是穿越 软弱、沙砾地层和软岩 、岩堆、破碎带 地带等 特殊地质条件，因此管棚施工技术在提高整体工程的质量及保障施工过程中工程的安全性能上，其运用将会越来越广泛。 湖南交通职业
10、技术学院 毕业设计（论文） 第 7 页 共 45 页 第二章 工程项目概况 2.1 工程概况 金童路南段道路工程火风山隧道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。 火风山隧道全长约 1.655km， 含左右线主隧道各长 725m，以及 205m 长 C 匝道。道路等级为城市主干道 I 级。按照公路隧道设计规范（ JTG D70-2004）分类，主隧道属于城市公路中隧道，
11、C匝道属于城市公路短隧道。 本工程由中铁十八局承建，计划开工时间 2012 年 9 月 21 日，竣工时间 2014年 4 月 10 日，总工期为 567 天。 2.2 自然地理 2.2.1 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。 2.2.2 水文、气候 隧道
12、处于斜坡地带，现状总体是北西高，南东低，受当地侵蚀基准面 嘉陵江的控制，场地地形有利于地表水与地下水的排泄。地下水赋存条件差，主要为雨季第四系土层暂时性少量上层滞水或赋存有少量基岩风化孔隙裂隙水。环境水及浅层孔隙裂隙水对混凝土物无腐蚀性。 线路区属亚热带湿润季风气候，具有冬暖春早、夏热秋凉，气候温和 ，雨量充沛，空气湿度大、云雾多，日照较少的气候特点，年平均相对湿度 80%，降雨主要集中在 5 9 月，约占全年降雨量的 70%，且常有雷阵暴雨。春冬多雾，雾日最长达 148天。因大气污染，时有酸雨、酸雾发生。常年风速较小，年平均风速1.1m/s，最大风速 28.4m/s，以偏西北风为主。线路区气
13、候全年可施工作业。 湖南交通职业技术学院 毕业设计（论文） 第 8 页 共 45 页 2.3 工程地质条件 2.3.1 地层岩性 隧道拟建区内出露的地层主要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。 2.3.2 地质构造与地震 拟建场地位于龙王洞背斜南段的西翼 ，岩层倾向 295，倾角 6，岩层呈单斜产出。基岩主要发育有以下几组裂隙，产状为： 1、组裂隙： 185 88，裂隙宽 2 3mm，产于砂岩层中，延伸 5 8m，间距 3m,无充填，裂面干燥、干净平直，结构面结合差。 2、组裂隙： 35 65，裂隙宽 2 20cm，产于砂岩层中，延伸 3 5m，间距一般
14、 3.0m,无充填，裂面干燥、干净平直，结构面结合差。 3、组裂隙： 290 79，裂隙宽 2 4mm，产于砂岩层中，延伸 8 10m，间距一般 2.50m,局部地段延伸大于 10m，无充填，裂面干燥、干净平直，结构面结合 差。 未见断层通过，地质构造简单。 根据中国地震动参数区划图（ GB18306-2001），地震动峰值加速度值为0.05g，按公路工程抗震设计规范（ JTJ004-89），按度设防，设计地震分组为第一组。 湖南交通职业技术学院 毕业设计（论文） 第 9 页 共 45 页 第三章 项目部各岗位及职责 金童路南段道路工程项目部主要技术岗部门：项目经理、项目总工程师、项目副经理、
15、工程部、测量队、材料设备部、安质部，各部门职责如下： 3.1 项目经理的职责及权利 主持全面工作，全面履行项目合同，对工程质量、安全、工期和成本控制负责；负责贯彻国家、当地政府及业主有关工程文 明施工、环保、交通、防汛安全等法律法规和指示，建立健全组织机构；根据工程情况，合理配置所需资源。定期组织安全、质量大检查，主持制定改进方案和各项措施。负责项目经理部内部行政管理工作，包括人员调配、财务管理、对外协调和合同管理。 3.2 项目总工程师的职责及权利 全面负责本项目的施工技术、质量管理工作。具体组织编制本项目的实施性施工组织设计、管理计划、质量计划、作业指导书等。组织、检查、审核“四新”技术推
16、广应用工作。负责与业主的技术部门、监理单位、设计单位的协调沟通工作。 对施工中可能存在的质量通病及其纠正、 预防措施进行审核。解决工程质量中的关键技术和重大技术难题。负责项目工程的验工计价。 对本项目工程的劳动保护和安全生产的技术工作负责，结合工程特点及施工进度，及时下达劳动保护和安全生产技术方案措施，并认真贯彻落实。 3.3 项目副经理的职责及权利 组织指挥施工生产，对项目部施工生产负全责；组织管理本项目的施工生产组织、安全文明施工、标准化建设、生产进度、资源配置和队伍管理。负责组织落实监督本项目安全、质量、工期、环境保护、水土保持、劳动卫生等工作全面开展，确保项目管理目标如期实现。 3.4
17、 工程部部长职责及权 利 负责本项目的施工技术管理工作。组织设计文件会审，编制实施性施工组织湖南交通职业技术学院 毕业设计（论文） 第 10 页 共 45 页 设计。对本项目工程全过程进行施工技术交底、技术控制、技术指导和现场施工技术管理。组织技术文件、资料的收集、管理工作，参与工程质量的评定与验收，参与验工计价。 3.5 测量工程师的职责及权利 根据施工组织设计和施工进度安排，编制项目施工测量计划，并组织测量人员努力实施；负责做好控制测量工作，熟悉各主要控制标志的位置，保护好测量标志；保护好测量仪器，定期检核，确保仪器处于良好状态，不得使用缺损的仪器进行测量；负责做好施工放样工作，对关键部位
18、的 放样；负责向施工测量人员及现场施工技术人员交付现场测量标志和测量结果；经常对测量标志进行检查校核，确保测量标志位置正确。 3.6 材料设备部部长的职责及权利 负责物资采购和物资管理及制定本项目工程的物资管理办法，检查指导和考核施工队的物资采购和管理工作。 负责本项目工程全部施工设备的管理工作，制定施工机械、设备管理制度。参与设备的安装、检验、验证、标识及记录。参加本项目工程验工计价，对各施工单位的材料消耗和机械使用费用情况提出计量意见，评价各单位机械设备管理情况。 3.7 安全质量部部长的职责及权利 负责依 据安全目标制定本项目工程的安全管理工作规划，负责安全综合管理，编制和呈报安全计划、安全技术方案和具体安全措施，并在施工中认真贯彻落实。组织每周、每月安全检查，发现事故隐患，及时监督整改。 负责安全检查督促，负责对危险源提出预防措施，定期对施工队进行安全教育，关键工序提出安全施工防范的技术交底。 负责本项目的安全、劳动保护、职业健康安全体系运行、环境保护、水土保持、文物保护工作的管理实施。负责进行日常的安全检查并做好记录，及时监督整改事故隐患。制定环保、水保、文物保护措施及规划，并监督实施，组织开展各项环境保 护检查、评比活动。
