张家村隧道贯通方案

新建兴县至保德地方铁路一期工程 张家村至冯家川段标段 张家村隧道贯通方案 编制: 审核： 审批： 中铁十四局集团兴保铁路张家村至冯家川 II 标段项目经理部 二一四年九月 目录 1 编制依据、原则 - 1 - 1.1 编制依据 .- 1 - 1.2 编制原则 .- 1 - 2 工程概况 .- 1 - 3 贯通施工总体方案 .- 2 - 3.1 开挖施工方案 .- 2 - 3.2 超前支护施工方案 .- 5 - 3.3 锁脚锚管施工方案 - 5 - 3.4 二次衬砌施工方案 .- 5 - 4.施工准备 .- 5 - 4.1 测量准备阶段 .- 5 - 4.2 小里程侧施工准备 .- 5 - 4.3 大里程侧施工准备 .- 6 - 4.4 大里程侧施工准备 .- 6 - 4.5 建立工作联系小组 - 6 - 5.技术保证措施 .- 6 - 5.1 超前地质预报、监控量测技术保证措施 .- 6 - 5.2 开挖施工技术保证措施 .- 9 - 5.3 超前小导管施工技术保证措施 .- 9 - 5.4 钢架支护施工技术保证措施 .- 9 - 5.5 锚杆施工技术保证措施 - 10 - 5.6 锁脚锚管施工技术保证措施 .- 10 - 5.7 钢筋网片施工技术保证措施 .- 10 - 5.8 喷混凝土施工技术保证措施 .- 11 - 6.安全质量保证措施 - 11 - 6.1 成立安全质量管理领导小组 .- 11 - 6.2 加强完善各项保证制度 .- 12 - 6.3 安全保证措施 .- 12 - 7.贯通段施工应急预案 .- 13 - 7.1 应急原则 - 13 - 7.2 应急机构 - 13 - 7.3 险情报告制度 - 14 - 中铁十四局集团有限公司兴保铁路 II 标项目经理部 张家村隧道贯通方案 诚信 、合作、创新、卓越 - 1 - 张家村隧道贯通方案 1 编制依据、原则 1.1 编制依据 1.1.1 新建兴保铁路张家村隧道设计图； 1.1.2 国家有关方针、政策和现行有关标准规范、规程和验标等； 1.1.3 贯通点施工现场踏勘调查资料； 1.1.4 本单位在铁路隧道方面的科技成果、工法成果、施工技术水平、装 备能力、以及多年来积累的施工实践经验； 1.1.5 超前地质预报测试报告。 1.1.6 现行文件 (1) 关于印发加强铁路隧道工程安全工作的若干意见的通知（铁建设 2007102 号文） (2) 关于进一步加强铁路隧道安全工作的通知（铁建设函20071007 号 文） (3) 关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定 的通知（铁建设2010120 号文） 1.2 编制原则 1.2.1 符合性原则 满足工程质量目标和工程总工期及阶段工期要求，符合施工安全、环境保 护、水土保持和文明施工等方面的规定，严格遵守铁路建设工程施工合同条件、 合同协议条款及补充协议内容。 1.2.2 坚持科学性、先进性、经济性、合理性与实用性相结合的原则 结合本隧道特点，采用新奥法施工技术，应用科学的施工组织方法，合理 地安排施工顺序、优化施工方案。搞好劳力、材料、机械的合理配置，力求施 工方案的适用性、先进性相结合，做到施工方案科学、技术先进，确保隧道安 全贯通。 2 工程概况 Comment 周周1: 设计工法确认？兴保铁路张家村隧道设计为单线铁路隧道，起止里程 DK3+860DK6+600， 全长 2740m。隧道进口位于半径 R=800m的右偏曲线上。DK6+073.5-DK6+437.5 位于半径为 800的左偏曲线上，出口位于半径 R=800m的左偏曲线上，其余位于 直线上。出露标高约 940928m，相对高差约 12m, 隧道进口至 DK4+650为 4.5的下坡，DK4+650 至 DK6+000为 5.4的下坡，DK6+000 至隧道出口为 3.3的下坡。全线施工总工期 27个月。张家村隧道设计围岩结构为、级， 隧道区上覆第四系上更新统洪积层(Q 4al+pl）粉质粘土及粉土，第四系上更新统 风积层(Q 3eol)粉质粘土，第三系新统（N 2）粉质粘土、细砂、粗圆砾土及卵石 土。预计张家村隧道进口和斜井小里程在 DK5+030里程处贯通，斜井大里程和 张家村隧道出口在 DK5+440处贯通。两处贯通里程前后范围内隧道洞顶、洞身、 边墙及基底均为粉质粘土。垂直节理、针孔发育，以黏粒为主，土质不均，含 有少量姜石。两段地下水丰富，均属 V级粘土围岩。 3 贯通施工总体方案 目前张家村隧道由隧道进口、隧道斜井大里程、隧道出口进行施工，根据 目前的施工进度推算，在进口端工作面施工至 DK5+015时，斜井小里程掌子面 已施工到 DK5+030，两相对工作面相距 15米时，停止进口掌子面开挖施工，待 仰拱施工至距掌子面 15m，二衬施工至掌子面 50m时，再由进口掌子面掘进开 挖至贯通里程。斜井大里程工作面施工至 DK5+435，出口工作面施工至 DK5+465，两相对工作面相距 30m，按照规范要求加强两端工作面的工作联系， 统一指挥，加强测量联测工作。开挖至两端相距 15m时，停止开挖工作面施工， 待仰拱施工至距掌子面 15m，二衬施工至距掌子面 50m时，采取从大里程掘进 开挖贯通的方案进行施工，预计贯通里程为 DK5+450。具体方案如下： 3.1开挖施工方案 根据超前地质预报资料，DK5+000030 贯通段围岩级别为 IV级围岩（粘 土）和 V级围岩（粘土）交替段，设计文件要求采用台阶法开挖，IV 级围岩 （粘土）初支采用 I12格栅拱架，间距 1.2m，V 级围岩（粘土）初支采用 I14 格栅拱架，间距 0.75m。DK5+435465 贯通段围岩级别为 V级围岩（粘土）， Comment 周周2: 开挖方案应明确加 宽值。建议做断面图对比。 中铁十四局集团有限公司兴保铁路 II标项目经理部 张家村隧道贯通方案 诚信 、合作、创新、卓越 - 3 - 设计文件要求采用台阶法开挖，V 级围岩（粘土）初支采用 I14格栅拱架，间 距 0.75m。贯通段为增大施工安全系数，对初支进行加强。开挖采用三台阶七 部开挖法，DK5+000030 段和 DK5+435465 开挖断面采用 V级粘土（加宽 W=20）设计轮廓开挖，初支采用 I14格栅拱架，间距 0.65m。上台阶每循环开 挖长度不大于 2榀钢架间距。根据超前地质预报测试报告及现在两掌子面实际 围岩揭露情况，局部需采用爆破松动然后采用人工配合机械开挖方式，减少对 围岩扰动，接近外轮廓的部分采用人工风镐开挖修整；开挖完毕后立即拱架锚 喷支护封闭围岩。相邻两台阶之间距离控制在 35 米内，开挖过程中设专人观 察围岩及附近初期支护变化情况，并做好地质素描工作。 该段加宽值为 W=20，设计预留变形量为 10cm，根据监控量测结果显示，实 际累计变形量约 25cm。考虑开挖贯通后调整大小里程的测量误差及贯通时应 力释放产生的初支变形，将预留变形量调整为 15cm，断面图如下： Comment 周周3: 搭接 2m？ 中铁十四局集团有限公司兴保铁路 II标项目经理部 张家村隧道贯通方案 诚信 、合作、创新、卓越 - 5 - 3.2超前支护施工方案 拱部 120范围采用双层 42 超前小导管（t=3.5mm），环向间距 40cm， 长 4.5m，每环 23根。 3.3 锁脚锚管施工方案 锁脚锚管采用 42（t=5mm）无缝钢管，长 4.0米，在每个台阶支护施工 时，上台阶拱脚两侧各设置四根锁脚锚管，中下台阶拱脚两侧各设置两根锁脚 锚管，位置为距离拱脚 20cm处，与拱架轴线呈 45夹角插入岩体。 3.4二次衬砌施工方案 二次衬砌施工严格按照相关文件要求施工，并保证安全距离，必要时暂停 掌子面施工。 4.施工准备 4.1测量准备阶段 在两掌子面相距 300米左右的时候由项目部测量队对两洞口进行导线和水 准复测，要求导线精度在 1/40000以上；水准精度在 20L 之内。满足四等导 线和四等水准的精度要求。 4.2张家村隧道进口施工准备 （1)采用三台阶七步开挖法开挖，上台阶每循环开挖长度不大于 1榀钢架 间距。中、下台阶避免两侧同时开挖，一次性开挖长度不得大于两榀钢架间距， 每步相邻台阶之间距离控制在 35 米内。 （2)严格按照设计参数支护 （3）及时跟进仰拱、二衬，确保仰拱距离掌子面距离不大于 20m，二衬距 离掌子面不大于 50m。 （4）施工台车、机具等撤离掌子面 100m。 4.3张家村隧道斜井大里程施工准备 （1)掌子面停止施工，采用素喷混凝土封闭掌子面。 （2)拱部超前支护在最后一榀拱架安装完成后打设并注浆完成。 （3）按照要求完成仰拱、二衬等工作。要求仰拱距离掌子面不大于 14m， 二衬距离掌子面不大于 20m 4.4 张家村隧道出口施工准备 （1) 采用三台阶七步开挖法开挖，上台阶每循环开挖长度不大于 1 榀钢架 间距。中、下台阶避免两侧同时开挖，一次性开挖长度不得大于两榀钢架间距， 每步相邻台阶之间距离控制在 35 米内。 （2)严格按照设计参数支护 （3）及时跟进仰拱、二衬，确保仰拱距离掌子面距离不大于 20m，二衬距 离掌子面不大于 50m。 4.5 建立工作联系小组 两相对掌子面距离 50m 时就要加强联系，特别是爆破作业时，要统一指挥。 为保证安全顺利贯通，建立两个工作联系小组。 进口工作联系小组： 组长：陈延峰 组员：陆中华、高志鹏、汤厚友 斜井大里程工作联系小组： 组长：陈延峰 组员：陆中华、王文星 出口工作联系小组： 组长：朱峰 组员：刘会宁、李彦平 进行爆破作业时，必须通知到对面小组人员，等对面回复告知“人员已撤 离，可以爆破”后方可爆破，爆破完毕后，告知对面“爆破完毕”。 5.技术保证措施 5.1 超前地质预报、监控量测技术保证措施 在施工过程中通过超前地质预报了解前段隧道围岩状况、结合对围岩的观 中铁十四局集团有限公司兴保铁路 II 标项目经理部 张家村隧道贯通方案 诚信 、合作、创新、卓越 - 7 - 察和监控量测结果分析（分析采用回归分析法），依据时态曲线的形态对围岩 稳定性、支护结构的工作状态做好安全性评价，并提供修改支护系统和设计变 更的依据，及时调整施工工艺及支护参数，实现“动态设计、动态施工”的根 本目的。 5.1.1 张家村隧道现场监控量测小组 组 长: 张 峰 副组长：陆中华、刘会宁 组 员：王振环、姚金栓、李彦平、汤厚友 负责张家村隧道的现场监控量测，并及时分析量测数据。 5.1.2 洞内观察 1、洞内观察包括掌子面观察和支护结构观察。 2、目测观察应在开挖后初喷混凝土前进行，每次开挖后均要绘制地质素描 图，用以核对围岩级别及判断支护稳定性；检查喷射混凝土有无裂损及发展， 锚杆有无松动，并做好相关记录，为安全施工提供直观的、必要的信息。 5.1.3 洞内监控量测 1、监控量测断面及测点设计 净空变化、拱顶下沉等必测项目设置在同一断面，每掘进 5m 布设一个量测 断面，包括净空变化基线 2 条、拱顶下沉 1 个测点，测点挂钩应做成闭合三角 形，保证牢固不变形。 2、主要监测项目测点布置 水平收敛 在确定量测的断面开挖支护后 2 小时内，在隧道最大宽度处及以上 2m 位置 各埋设 1 组测桩，并进行初始读数。量测方法采用收敛计进行量测。 拱顶下沉 在确定量测的断面开挖支护后 2 小时内，在隧道拱顶部位埋设 1 个测桩， 并进行初始读数。监测仪器采用水准仪和水准尺。 3、各项量测项目的量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离分别 按下表确定： 量测频率（按位移速度） 位移速度（mm/d） 量测频率 5 3 次/d 15 2 次/d 0.51 1 次/d 0.20.5 1 次/23d 0.2mm 1 次/7d 量测频率（按距开挖面距离） 量测断面距开挖面距离 量测频率 （01）b 3 次/d （12）b 2 次/d （25）b 1 次/d 5b 1 次/23d 注： 1、b 为隧道开挖宽度。 2、按以上两表选择频率出现较大差异时，宜采取最高的作为量测频率。 5.1.4 量测数据整理、分析与反馈 每次量测后应及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线、绘制开挖面 地质素描图，并于当天 20:00 前报项目总工程师审核，对初期的时态曲线进行 回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度。当拱顶下沉、水平收敛速率达 5mm/d 或位移累计达 100mm 时，应暂停掘进并分析原因，根据具体情况及时采 取加厚喷层、加密或加强超前支护、加密或加强钢架等加固措施。 5.1.5 地质超前预报 张家村隧道采用 TRT6000 地质超前预报系统对贯通点附近围岩进行超前地 质预报，根据测试报告，DK5+000-DK5+030 处围岩与设计勘察基本相似，为第 三系粉质黏土，褐黄色，硬塑，土质不均，含姜石及钙质胶结薄层。DK5+435- DK5+465 处围岩与设计勘察基本相似，为第三系粉质黏土，褐黄色，硬塑，土 中铁十四局集团有限公司兴保铁路 II 标项目经理部 张家村隧道贯通方案 诚信 、合作、创新、卓越 - 9 - 质不均，含姜石及钙质胶结薄层。 5.2 开挖施工技术保证措施 DK5+000-DK5+030 隧道贯通段为 IV 级围岩，根据铁道部铁建设【2010】 120 号文规定，每循环进尺不大于 2 榀钢架间距，DK5+435-DK5+465 隧道贯通段 为 V 级围岩，根据铁道部铁建设【2010】120 号文规定，每循环进尺不大于 1 榀钢架间距，考虑到贯通前安全施工的因素，实际每循环进尺不超过 1 榀钢拱 架间距。根据实际围岩揭露情况，局部需采用爆破松动然后采用人工配合机械 开挖方式，减少对围岩扰动，接近外轮廓的部分采用人工风镐开挖修整，严格 控制超欠挖。开挖结束后应立即进行初期支护，为了尽快封闭成环，保证安全， 每步相邻台阶之间距离控制在 3-5 米内。中、下台阶避免两侧同时开挖，一次 性开挖长度不得大于两榀钢架间距，对于围岩较差部位，必须开挖一榀，支护 一榀，开挖在上循环锚喷支护结束后进行。开挖前必须有专职安全员观察临空 面，发现无安全隐患后方可进行开挖作业，开挖过程中设专人观察围岩及附近 初期支护变化情况，并做好地质素描工作。 5.3 超前小导管施工技术保证措施 拱部 120范围内采用双层 42 注浆导管超前支护，环向间距 40cm，长 4.5m，每 2m 打设一次。钢管前端做成尖锥状，尾部设置箍筋，小导管倾角 1015。导管注浆材料为水泥浆液，水灰比：0.5:1.0（重量比），注浆压 力 0.51.0Mpa。配置好的砂浆应在规定的时间内注完，随配随用。注浆前先 喷射厚度 510cm 混凝土封闭掌子面，以防工作面坍塌，注浆由下至上顺序进 行，注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压（1.5MPa）时方可结束注 浆。注浆后要将注浆孔堵塞密实，浆液强度达 70%以上，或 4 小时后方可进行 开挖面工作。注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，防止堵 管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，分析注浆效果，注浆不饱满应补注。 5.4 钢架支护施工技术保证措施 钢拱架加工试拼合格，经监理工程师检验认可后方可用于施工。钢架的架 设在隧道初喷混凝土后进行，必须垂直于隧道中线，钢架之间用纵向钢筋联接， 使各榀钢架连接成整体共同受力，纵向连接钢筋 “八”字形布置，环向间距 1.0 米。为保证钢架置于稳定的地基上，施工中要在钢架基脚部位预留 0.2 米左右 的原地基,架立钢架时挖槽就位，安装前要清除底脚下的虚碴及杂物。沿钢架外 缘每隔 2m 用混凝土预制块楔紧，间隙必须用喷射混凝土喷填，并将钢架和系统 锚杆焊接在一起。钢架架设后要尽快喷射混凝土将钢架全部覆盖，钢架内侧保 护层厚度不得小于 3cm，使钢架与喷射混凝土共同受力。 5.5 锚杆施工技术保证措施 拱部采用 25 组合中空锚杆，长 3.0m，环向间距 1.2m，纵向间距 1.0m， 梅花型布置，每延米 7 根；边墙采用 22mm 砂浆锚杆, 长 3.0m，环向间距 1.2m，纵向间距 1.0m，梅花型布置，每延米 9 根；系统锚杆径向布置，尽量使 锚杆与岩层面垂直。钻孔时对准布设的孔位慢慢钻进，直至设计深度。孔位钻 进至设计深度后，用水和高压风洗孔。检查锚杆间距、长度、角度是否符合要 求，发现不合格废弃重钻。上仰孔应按要求设置止浆塞和排气孔，根据技术交 底要求控制注浆压力。注浆采取交错、间隔进行，注浆结束后检查其效果，不 合格者补浆。水泥砂浆应拌和均匀，随伴随用，一次拌合的砂浆应在初凝前用 完。锚杆安装后不得随意敲打，悬挂重物。 5.6 锁脚锚管施工技术保证措施 锁脚锚管采用外径 42mm、壁厚 5mm 的热轧无缝钢管加工制作，长度 4 米， 导管前部做成尖锥状，尾部焊 8 加劲箍。在每个台阶支护施工时，上台阶拱 脚两侧各设置四根锁脚锚管，中下台阶拱脚两侧各设置两根缩脚锚管，位置为 距离拱脚 20cm 处，与拱架轴线呈 45夹角插入岩体，导管插入长度不小于钢 管长度的 90%。钢管露外部分采用“L”型 22 钢筋与钢架焊连牢固。 5.7 钢筋网片施工技术保证措施 采用 8 钢筋，网格间距 2020cm,单层设置，网片搭接长度不小于一个 网格。钢筋焊接前先将钢筋表面清理干净，钢筋交点必须焊接。加工后的钢筋 中铁十四局集团有限公司兴保铁路 II 标项目经理部 张家村隧道贯通方案 诚信 、合作、创新、卓越 - 11 - 网片应平整，钢筋表面无消弱钢筋截面的伤痕，表面不得有油污，片状锈蚀。 安装网片在初喷混凝土终凝后进行。钢筋网片随初喷面的起伏铺设，与受喷面 的间隙不小于 4cm。焊接固定于先期施工的系统锚杆之上，并与钢架焊接牢固。 5.8 喷混凝土施工技术保证措施 喷射混凝土采用 C25 混凝土，IV 粘土采用 I14 格栅钢架，两段贯通段初支 均为厚度 20cm。先初喷混凝土厚度 4cm，待拱架和锚杆施工完毕后喷射至设计 厚度且保证钢架保护层厚度不小于 3cm。喷射时喷嘴与受喷面保持 1.02.0 米 距离，喷射角度尽可能与受喷面接近 90 度。先喷钢架与围岩间混凝土，再喷射 两钢架间混凝土。喷射自下而上，先将低洼处大致喷平，再顺序分层，往复喷 射。喷射班固定喷浆手 2 人，4 人上料（其中 1 人操作机械）。混凝土表面应 平整，平整度 D/L1/10，无离鼓、空度、裂缝，锚杆头及钢筋无外露。检查 点数的 80%以上大于设计厚度，最小厚度不得小于设计厚度的 2/3（设计厚度 23cm）。 6.安全质量保证措施 6.1 成立安全质量管理领导小组 成立以项目经理为组长，项目分部经理、项目部总工为副组长，各业务部 门主管为组员的安全质量管理领导小组，推行项目部、项目分部、工区三级全 面安全质量管理，定期召开安全质量分析会，发现问题及时纠正，推动和改进 安全质量管理工作。安全质量管理小组人员组成如下： 组 长： 宋铭涛 副组长： 周强、陈延峰 、朱峰 组 员： 于世飞、徐嘉合、李晓光、徐金忠、张峰、陆中华、刘会宁 强化全员安全质量意识，从原材料的验收到各个工序的施工、竣工交验， 实行全过程安全质量管理，坚持预防为主，抓好各环节的安全质量，用工作质 量保证工序质量，以工序质量保证工程质量。 坚持进度服从计划，计量支付服从工程安全质量，安全质量服从监理工程 师；施工准备工作不充分不施工，试验未达到标准不施工，设计图纸没有会审 不施工，现场没有进行技术交底不施工，难点项目没有作业指导书不施工；安 全质量不合格的工序坚决进行返工。 6.2 加强完善各项保证制度 6.2.1 完善隧道施工干部值班制度 隧道在开挖支护、浇注混凝土等施工过程中，必须有领导干部进行值班盯 岗，以便发生问题时及时处理。 6.2.2 完善隧道施工交接班制度 隧道每道工序施工完成以后，必须进行工班交接，交接内容包括掌子面围 岩素描、主要施工工艺、工程质量、施工安全情况等，交接双方签字确认，责 任到人。 6.2.3 完善隧道施工工序负责人制度 为确保施工安全，保证责任落实到人，建立隧道施工工序负责人制度。 6.3 安全保证措施 严格遵守施工技术安全规则和有关安全生产和劳动保护方面的法律法规。 在安全领导小组的领导下，签定安全责任书，做到制度明确、责任到人、 奖罚分明。 采用各种形式，加强安全意识教育，进一步抓好全体施工人员技术和安全 培训工作，努力提高员工技术素质和安全防范能力。认真贯彻执行国家安全生 产的方针政策。 加强火工品的管理，坚决杜绝丢失现象的发生。加强危爆物品安全预控和 施工现场炸药、雷管仓库等重点部位的安全管理，严格遵循炸药、雷管领发手 续，切实做好防火、防爆、防破坏等工作。 加强应急管理，隧道设置逃生管道和救生管道，要保证通信畅通，储备好 应急救援物资。 中铁十四局集团有限公司兴保铁路 II 标项目经理部 张家村隧道贯通方案 诚信 、合作、创新、卓越 - 13 - 衬砌距掌子面安全步距必须符合本方案要求。 参加施工的全体人员必须按规定佩戴安全防护用品，上岗工作前严禁饮酒， 工作中必须精力集中。所有施工人员进入施工现场必须戴安全帽，高空作业要 系安全带，挂设安全网。 所有施工机械、机