某铁路隧道五级围岩开挖施工方案.doc

0 目目 录录 一、编制依据一、编制依据.3 二、工程概况二、工程概况.3 2.1 地质概况.3 2.2 设计参数.3 2.3 支护参数.4 三、开挖施工方案三、开挖施工方案.4 3.1 开挖方法.4 3.2 施工工序流程.5 3.3 运输作业.5 3.4 开挖作业.5 四、主要技术措施四、主要技术措施.5 4.1 超欠挖控制措施.5 4.2 开挖中的测量控制.6 五、施工方法五、施工方法.7 5.1 开挖断面施工参数.7 5.2、爆破设计.8 5.3、洞身初期支护.8 5.4、防排水措施.14 5.5、防坍技术措施.15 5.6、监控量测.15 5.7、供风、供水、供电和照明.16 六、进度计划六、进度计划.16 6.1 施工进度指标.16 七、质量控制七、质量控制.17 7.1 质量目标.17 7.2 质量管理机构及保证体系.17 7.3 质量检查程序.18 7.4 工程质量保证措施.18 1 八、安全、环保及文明施工八、安全、环保及文明施工.19 8.1 安全方针及目标.19 8.2 安全施工保证措施.19 8.3 文明施工与环境保护.21 九、人员、机械准备情况九、人员、机械准备情况.22 9.1、人力资源.22 9.2、机械设备.23 2 级围岩加强地段开挖及初期支护施工方案级围岩加强地段开挖及初期支护施工方案 一、编制依据一、编制依据 1、 施工图 ； 2、实施性施工组织设计； 3、设计及规范要求； 4、铁路隧道施工技术规范； 5、铁路工程质量检验评定标准； 6、铁路工程水泥及水泥混凝土试验规程； 7、铁路工程水质分析操作规程； 8、铁路工程集料试验规程； 9、铁路工程施工安全技术规范； 10、爆破安全规程； 11、我方的人机料概况及施工经验。 二、工程概况二、工程概况 2.12.1 施工概况施工概况 某隧道表层为残坡积粉质粘土，下伏二叠系下统范家屯组变质砂岩 和板岩，全风化层，结构松散，易坍塌；强风化层，岩体较破碎，稳定 性差；基岩裂隙水发育。 2.22.2 设计参数设计参数 1.平纵断面：隧道洞身设计为单洞双线，全隧线间距为 4.6m。隧道 出口段纵向坡度为-10。 3 2.32.3 支护参数支护参数 洞口段按照级围岩支护参数施工，采用明洞套拱支撑进洞。初期 支护以网喷混凝土+锚杆+工字钢架组成，拱部锚杆采用 22 组合中空注 浆锚杆，长 4.0m，环纵间距 1.51.5m；边墙采用 22 砂浆锚杆，长 4.0m，环纵间距 1.21.0m；锚杆呈梅花状布置。拱部 140范围内布设 42 超前注浆小导管，长度 L=4.5 米，环向间距 0.4m；I20a 工字钢架 拱、墙、仰拱全环架设，间距 0.6m/榀；拱、墙全环布置 6 钢筋网片， 网格尺寸 20 cm20cm；纵向连接筋环向间距 1.0 米，采用 22 钢筋制 作；拱部、边墙喷射 C25 混凝土，喷射混凝土厚度为 28cm。初期支护外 侧设 2 排 50 排水盲管，纵向间距 5m。 为防止冻胀的危害，增加隧道 周边围岩的抗渗性，开挖后采取径向注浆，注浆深度 2m，孔口环向间距 约 1.8m, 孔底环向间距约 2.5m，纵向间距 2.6m，孔口管采用 50（壁 厚 3.5mm）热轧无缝钢管，钢管长 1m。 三、开挖施工方案三、开挖施工方案 3.13.1 开挖方法开挖方法 洞身暗洞 V 级围岩段采用三台阶(微台阶)预留核心土法开挖。台阶 高度：上台阶 3.35m，中台阶 3.94m，下台阶 3.10m；上台阶预留核心土 高度 1.5m，开挖循环进尺：上台阶 1 榀/循环，中、下台阶 1 榀2/循 环，具体可根据围岩情况进行调整；上台阶台阶长度 35m，中、下台 阶开挖时，左右侧错进 2-3m。开挖示意图见下图 4 级围岩三台阶开挖示意图 3.23.2 施工施工工序流程工序流程 测量钻孔装药爆破通风找顶初喷出碴运输立钢拱 架测量检查挂钢筋网锚杆施作超前小导管复喷砼下一循环 3.33.3 运输作业运输作业 隧道出碴采用无轨运输方式进行施工，装载机装碴，自卸汽车运输 至洞外弃碴场。 3.43.4 开挖作业开挖作业 根据设计围岩，表层为残坡积粉质粘土，下伏二叠系下统范家屯组 变质砂岩和板岩，全风化层，结构松散，易坍塌；强风化层，岩体较破 碎，稳定性差；因此开挖主要采取短进尺、弱爆破开挖。 四、主要技术措施四、主要技术措施 4.14.1 超欠挖控制措施超欠挖控制措施 成立超欠挖管理领导小组，编制超欠挖管理办法，制订详细的奖罚 三台阶七部法开挖图 1 1 2 3 45 .0 1 2 3 45栈 桥 施工工序纵断面示意图 1 1 1 3 2 4 5 6-1 6-2 6-3 7 开挖透视图 施工步骤： 第1步：施做超前支护后，开挖拱部弧形导 坑,预留核心土，施做拱部初期支护； 第2步：开挖左侧中台阶并施做初期支护； 第3步：开挖右侧中台阶并施做初期支护； 超前支护 1 6-1 6-2 6-3 7 6-1 6-2 6-3 第4步：开挖左侧下台阶并施做初期支护； 第5步：开挖右侧下台阶并施做初期支护； 第6部：分别开挖上、中、下台阶核心土； 第7部：开挖隧底并施做仰拱初期支护封闭成环。 5 措施，并严格执行。派专人负责超欠挖控制。 每循环用断面仪对开挖面进行检查，并根据检查结果进行分析，及 时将分析的信息反馈到施工中，不断优化设计。 4.24.2 开挖中的测量控制开挖中的测量控制 4.2.1 平面控制网布设及作业要求： 1、严格执行国家测绘局颁布的工程测量规范内有关规定，以此 标准开展工作。 2、测量工作前，按照规范及隧道贯通误差要求精心组织平面控 制设计文件及隧道贯通误差估算。 3、仪器采用全站仪，标算精度1，2mm+2ppm。 4、以精密导线环作为整体控制，辅助以精密三角环及精密大地四边 形，在此基础上控制整个隧道的施工开挖，以保证隧道贯通误差精度及 各建筑物位置的准确性。 5、整体精密控制导线环的施测工作，严格执行工程测量规范内 规定及平面控制测量设计文件要求，使其达到设计精度。 4.2.2 洞内测量设计及要求： 1、洞内控制采用 1 秒级全站仪测距精度 2+ppm，进行导线控制延伸 测量； 2、由于洞内条件限制，洞内网采取主副导线闭合环，中间插小闭合 环，形成多个闭合条件。导线边长尽量拉长等距。 3、采用导线网严密平差成果； 4、贯通误差估计，可采用下面方法进行估计 6 22 外总内 mmm 式中： 2 2 22 2 2 1 2 2 1 2 2 2 1 2 1 m s m smmm 外 m 外控制网误差对横向贯通误差影响值； m1由进口计算的影响值； m2由出口计算的影响值； m由控制点放设中线时理论高度中误差； 5、加强洞内控制测量的措施： 使用级全站仪进行角度、距离测量，务必使测角中误差控制在 1以内，边长中误差1/200000； 选择良好的测量环境，引测工作应在夜晚或阴天进行，在测定向 角、洞内外接角或洞内外高差，边长悬殊大时，水平角观测不少于 15 个 测回； 每次向前延伸导线时，须对已测的前三个主副导线点重复置镜测 量检核，确认无误后方可继续引测； 为减少洞内导线测量误差对贯通误差的影响，应在成洞部分选择 原导线点组成长边导线。 五、施工方法五、施工方法 5.15.1 开挖断面施工参数开挖断面施工参数 根据隧道设计围岩情况及规范要求，考虑 15预留变形量，5施 工误差，故隧道洞身开挖最大高度 1260，下台阶钢架拱脚位于内轨顶 面下 83，拱脚宽度为 1388，洞身开挖面积为 148.5，开挖弧长为 44.07m。 7 5.25.2、爆破设计、爆破设计 上、中、下台阶开挖地段局部采用松动爆破，每次爆破钻孔 8 个或 以下，各孔采用微差爆破，眼深控制在 1.1 米以内，采用单孔单段集中 装药，单孔药量不大于 0.08kg。 5.35.3、洞身初期支护、洞身初期支护 5.3.1 超前小导管施工 暗挖隧道进洞 30m 后（里程为 DK49+398DK49+267，计 131m）拱部 140施工超前小导管。超前小导管采用 42mm 壁厚 3.5mm 的热轧无缝 钢管，长 4.5m，环向间距 0.4m，纵向间距 3m，纵向相邻两排的水平投 影搭接长度不小于 1.0m，钢管外插角 515，每环为 44 根。钻进时， 注意保护尾部不受损，以便与注浆管路连接注浆。 注浆采用活塞式电动注浆机注浆，注浆前管口先检查是否达到密闭 标准，以防漏浆，注浆压力为 0.51.0Mpa。注浆量达到设计注浆量和 注浆压力达到设计终压可结束注浆。注浆结束后，将管口封堵，以防浆 液倒流管外。同时做好注浆记录。 8 小导管施工偏差应符合下列规定 超前小导管施工允许偏差超前小导管施工允许偏差 序号项目允许偏差检验数量 1方向角20 2孔口距 50mm 3孔深+50，0mm 每环检查 3 根 5.3.2 I20a 型钢拱架施工 拱墙采用 I20a 型钢拱架支护，间距 60，连接筋采用 22 螺纹钢， 上台阶 14 根，中台阶 10 根，下台阶 6 根，仰拱 15 根；定位系筋采用 22 螺纹钢，长 1.2m，每环 8 根。 先准确测量出中线水平桩点，安装时保证其安装的精度符合设计 9 轮廓的要求。钢架间距为 60cm。钢架脚放在牢固的基础上，严禁悬空。 严禁在钢架背后用碎石（土）或块石填充。 钢架材质规格强度和刚度符合设计要求；钢架各部接头及纵向 拉杆等装配齐全连接牢固，拱脚安置稳定。 钢架安装应符合下列要求： 钢架安装允许偏差钢架安装允许偏差 序号项目允许偏差检验数量 1间距 100mm 2横向 50mm 3高程 50mm 4垂直度 20 5保护层和表面覆盖层厚度-5mm 每榀钢架检查 1 次 5.3.3 钢筋网施工 采用 6 的钢筋网（网格规格为 200*200mm） ，注意钢筋网的搭接， 要牢固。 钢筋网施工应符合下列规定： 1 钢筋网的网格间距应符合设计要求，网格尺寸允许偏差为 10mm。 2钢筋网搭接长度应为 12 个网孔，允许偏差为5cm。 3钢筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒状或 片装锈蚀。 5.3.4 系统锚杆施工 锚杆 L=4 米，拱部间距 1.51.5 米（环纵） ，边墙间距 1.21.0 10 米（环纵） ，拱部为 42 组合中空锚杆，每环 11-12 根，边墙为 22 普通砂浆锚杆，每环 8 根；在中空注浆锚杆中注水泥浆液。安装中空注 浆锚杆时注意保护尾部不受损，以便与注浆管路连接注浆。 注浆采用活塞式电动注浆机注浆，注浆前管口先检查是否达到密闭 标准，以防漏浆，注浆压力为 0.51.0Mpa。注浆量达到设计注浆量和 注浆压力达到设计终压可结束注浆。注浆结束后，将管口封堵，以防浆 液倒流管外。同时做好注浆记录。锚杆布置见下图： 锚杆安装允许偏差应符合下列规定： a、锚杆孔的孔径应符合设计要求。 b、锚杆孔的深度应大于锚杆长度的 10cm。 c、锚杆孔距允许偏差为15cm。 d、锚杆插入长度不得小于设计长度的 95，且应位于孔的中心。 5.3.5 喷射砼施工 喷砼分两次进行。初喷 4cm 用于封闭围岩，在架好拱架后进行复喷， 11 喷射厚度为 24（共 28cm）,设计强度为 C30（拱墙） 、C25（仰拱） 。 采用湿喷砼工艺，喷砼自下而上施喷，喷嘴离岩面距离 11.2m 左 右，喷层表面平整光滑，无干斑或滑移流尚现象。每次喷层厚度拱顶 为 35cm，边墙 57cm，喷枪大致垂直岩面，尽可能减少回弹。当喷砼 厚度较大时，采用分层喷射，当前一层喷砼已经初凝后，即可进行下一 层砼的喷射。对于有渗漏水的岩面，喷砼前应做好引水处理（预埋盲管） ， 然后再喷砼，并从无水处向有水处逐步逼近。 喷射混凝土的厚度和表面平整度应符合下列要求： 1、平均厚度大于设计厚度。 2、检查点数的 80及以上大于设计厚度。 3、最小厚度不小于设计厚度 2/3。 4、表面平整度的允许偏差为 100mm。 5.3.6 径向注浆 为防止冻胀危害，增加隧道周边围岩的抗渗性， DK49+428- DK49+267 围岩破碎，地下水裂隙发育段进行径向注浆。径向注浆工艺流 程如下图： 开挖支护 钻孔下注浆管 径向注浆 配制浆液 补充注浆 结 束 达到设计 要求 单孔注浆效果检 查 未达到设计 要求 12 径向注浆施工流程图径向注浆施工流程图 采用手持式风钻或轻型潜孔钻机钻孔。隧道底部注浆，在仰拱开挖前 进行，钻孔长度 3m，采用轻型潜孔钻机钻孔。注浆分二序到三序进行， 注浆材料以普通水泥单液浆为主，必要时可根据具体地址条件选择合理 的注浆材料。注浆孔安设 1m 长 50mm 孔口管作为注浆管。 注浆参数、注浆布置图如下所示： 径向注浆参数表径向注浆参数表 序号参数名称参数值备注 1 注浆加固圈厚度开挖轮廓线外 35m 2 浆液扩散半径 2m 3 注浆孔间距 1.8m 4 注浆方式全孔一次性注浆 5 注浆速度4050L/min 6 注浆终压12MPa 注浆压力根据地层情况确定，注浆过程中注 意观察支护变形情况。 7 单液水泥浆W:C=0.61:1 普通硅酸盐水泥（42.5MPa）单液浆为主要 注浆材料。 隧 道 中 线 开挖线 设计顶面 注浆孔 13 径向注浆布置图径向注浆布置图 5.45.4、防排水措施、防排水措施 1、初期支护外侧设 2 根 50mm 环向排水盲管，纵向间距 5m。 2、下台阶拱脚初支外侧纵向设置 100mm 双壁打孔波纹管； 3、仰拱底部设置 100PVC 横向排水管，纵向间距 30m，与初支外侧 纵向排水管用三通连通，将水引入中央排水管中。 5.55.5、防坍技术措施、防坍技术措施 结合本隧道的特点及其地质情况，采用以下主要的防坍措施： 1、施工作到短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测。 2、保证初期支护质量 3、严格施工纪律 14 5.65.6、监控量测、监控量测 为确保施工安全及结构长期稳定性，验证支护结构效果，确认支护 参数和施工方法的准确性，并为调整支护参数和施工方法提供依据，确 定二次衬砌施作时间等，必须对隧道进行监控量测。 监控量测分为必测项目和选测项目，必测项目是隧道工程应进行的 日常监控量测项目，选测项目是为了满足隧道设计与施工特殊要求的监 控量测项目。必测项目见下表。 必测项目 序 号 监控量测项目常用量测仪器测试精度备注 1 洞内、外观察现场观察、数码相机、罗盘 仪 2 拱顶下沉水准仪、钢挂尺或全站仪 0.1mm 收敛仪 0.1mm3 净空变化 全站仪 1mm 4 地表沉降水准仪、塔尺或全站仪 0.5mm 隧道浅埋段（H02B） 具体要求如下： 1、沿隧道线路方向距洞口 5m、10m、20m，分别布置 3 个监控断面； 2、在每个监控断面上每隔 4m（边坡开挖界限以内）设置一个沉降 点，边坡开挖界限以外左右各布置一沉降点； 3、加强监测频率，特别是隧道开挖时期，一定要满足设计、规范要 求； 4、加强量测内业资料整理工作，对其及时进行回归分析，并及时反 15 馈指导施工生产。 5.75.7、供风、供水、供电和照明、供风、供水、供电和照明 5.7.1 供风 在隧道进口设空压机房，采用电动空压机提供高压风。高压风管采 用直径 219mm 的钢管。 5.7.2 供水 在洞顶适当位置设高压水池供生产用水用，使用前对水质进行化验 鉴定，确保水质合格。洞内给水管道采用 80mm 的钢管。 5.7.3 供电和照明 洞内供电线路采用“三相五线制” ，洞内工作地段采用 36V 安全电压， 其余地段采用 380V 电压。洞内成洞地段照明采用高压钠灯，灯间距 30m。 六、进度计划六、进度计划 6.16.1 施工进度指标施工进度指标 根据我部的施工经验，对三台阶进度指标计算如下： 6.1.1 循环作业时间 开挖支护循环作业时间计算表开挖支护循环作业时间计算表 （平均）循环作业时间（分钟） 断面类型 循 环 进 施 工 准 钻 孔 装 药 爆 通 风 找 出 碴 支 护 合 计 施工方法 16 尺备破顶 Vb 衬砌段 0.5406030103010405 上台阶 Vb 衬砌段 14060301080180405 中台阶 Vb 衬砌段 14060301080180405 下台阶 6.1.2 月进尺计算 该段理论月进尺：24（小时）*60（分钟）/405（分钟）*0.6m/循环 *30 天=64m；考虑到各种不确定因素，实际月进尺为 60m/月 七、质量控制七、质量控制 7.17.1 质量目标质量目标 工程质量方针：实行科学管理，满足合同要求，赢得顾客信任，同 时提供优质服务，做到至精、至诚、更优、更新。 工程质量标准：各项工程质量达到铁道部铁路隧道工程施工质量 验收标准J287-2004 要求。 工程质量目标：分项工程合格率达 100%，创国家优质工程。 7.27.2 质量管理机构及保证体系质量管理机构及保证体系 成立质量管理领导小组，项目经理为第一负责人，由总工程师和生 产经理任副组长，成员由工程部部长、质检工程师、试验工程师、工区 主任、工区主管工程师、质检员等组成 7.37.3 质量检查程序质量检查程序 如下图所示： 施 工 17 不合格 不 合 合 格 格 合 格 不合格 合 格 检查出的质量问题，根据质量奖罚规定由质检人员开出奖罚通知单，并 可以工作指令单的形式提出问题整改意见。 7.47.4 工程质量保证措施工程质量保证措施 1、隧道施工由总工、生产经理全面负责，下设工区及工班。工区中 设工区主任一名，副主任一名；工班中设正、副工班长各一名。另设质 检工程师、试验工程师进行质量控制； 2、严格按照技术交底施工，严格遵守施工规范，严格掌握施工技术 标准、质量检查及验收标准。不符合要求时返工并追究负责人的责任； 3、每道工序施工前必须进行技术交底，向施工人员明确工序操作规 程、质量要求和标准，严把质量关，由技术人员负责； 4、坚持三级测量复核制，施工测量放线要反复校核，确保中线、水 平及结构尺寸、位置正确，由测量工程师负责； 自 检 下道工序 质检人员检查 监理检查 18 5、严格执行现场值班制度，及时解决施工中出现的问题； 6、确保结构尺寸要符合设计要求，由值班人员、测量工程师及质检 工程师负责； 7、做好各种材料试验与检验工作，由试验工程师负责； 8、严格按施工规范施工，对不符合规范造成质量问题的，质检工程 师具有质量否决权，并有权令其停工整改，直到达到要求为止； 9、严格实行三级检查制度，先由工班自检，合格后报质检工程师检 查，然后再报现场监理检查，合格后方可进入下道工序。 八、安全、环保及文明施工八、安全、环保及文明施工 8.18.1 安全方针及目标安全方针及目标 安全方针：安全第一、预防为主，防治结合、综合治理。 安全目标：实现“五杜绝，二控制，三消灭，一创建” 。 五杜绝：杜绝死亡事故，杜绝重伤事故，杜绝重大机械事故，杜绝 重大交通事故，杜绝重大火灾事故； 二控制：年重伤率控制在最小，年负伤率控制在最低； 三消灭：消灭违章指挥，消灭违章作业，消灭惯性事故； 一创建：创建安全文明标准工地； 8.28.2 安全施工安全施工保证措施保证措施 8.2.1、土石方填挖严格操作规程和指挥制度，防止坍塌伤人。 根据实际情况，作好部分施工安排雨季准备，但施工的项目应尽量 避免雨天进行，施工前密切关注天气情况并制定详细的施工方案，确保 施工项目快速安全完成。 19 8.2.2、隧道开挖 1、施工前，对施工工人进行技术交底，内容包括：设计文件、施组， 说明地质、施工方法、使用机具、开挖与衬砌断面尺寸、预留下沉量和 施工误差、工序、工艺、循环进尺、安全措施、质量标准以及中线水平 控制办法等。 2、施工人员到达工作地点后，工区主任、工班长应组织员工分头 检查工作面，机具设施是否处于安全状态，详细检查支护是否牢固，拱 部和边墙壁是否稳定，如有松动和裂纹，应及时加固处理。 3、为克服隧道施工落石等惯性伤害事故的发生，每班都必须由专 职安全员，加强对开挖面及未衬砌地段进行检查，发现异常情况应责成 工班长派人处理，如发现险情时，应立即撤离工作人员并报告上级处理。 4、洞口附近要备有砂袋、方木、斧锯等抢险材料和工具。 5、初期支护、超前支护必须按设计或技术交底施作。 6、及时进行初期支护，减少围岩暴露时间。由于本工程地质条件 差，必须坚持一掘一支、快挖快支，尽早成环的施工方法。 7、本工程爆破采用光面控制爆破，有效地控制爆破震动，减少对 围岩的扰动。 8、爆破参数要经过科学验算并结合现场情况进行调整，且必须严 格按爆规执行警戒、防护。 8.2.3、装卸碴、运输安全措施 1、限制洞内行车速度； 20 2、严禁将随地弃碴。 8.2.4、锚喷施工安全措施 1、锚喷施工中，应随时检查电线路、设备的电器部份，确保用电安 全。 2、对喷射机、水箱、风包及注浆罐等进行密封性能和耐压试验，验 收合格后，方能使用。要经常检查输料管、弯头、注浆管、管路接头等 有无磨薄、击穿、松脱现象，发现问题及时处理。 3、在处理机械故障时，必须断电、停风。 4、在处理堵管时，应将输料管顺直，按紧喷射头，疏通管的工作风 压不得超过 0.4Mpa。 5、锚杆孔压浆时，注浆罐内应保持一定数量的砂浆，防止罐体放空， 砂浆喷出伤人，严禁非操作人员进入施工作业区，施工中，注浆