隧道斜井进正洞挑顶专项施工方案.docVIP

目录1 编制说明11.1 编制依据11.2 编制范围12 工程概况12.1 隧道工程概况12.2 主要技术标准22.3 气象条件22.4 地质情况22.4.1 地形、地貌22.4.2 地层岩性22.4.3 水文地质特征22.5 工程设计情况32.5.1 斜井设置情况32.5.2 围岩及支护情况32.6 工程特点，施工重点及其对策措施42.6.1 工程特点42.6.2 施工重点42.6.3 施工重点拟采取的对策措施43 施工计划53.1 施工进度计划53.2 人员配置计划63.3 机械设备配置计划64 总体施工方案65 主要施工技术方案75.1 施工准备75.2 施工工艺及流程75.3 施工方法75.3.1 1#斜井进入正洞前的施工75.3.2 2#斜井进入正洞前的施工85.3.3 交叉口处加固施工95.3.4 “门字形”导坑施工105.3.5 正洞开挖施工105.3.6 二衬台车组装126 安全、质量、环保、文明施工的保证措施126.1 安全保证措施126.2 质量保证措施136.2.1 控制要点136.2.2 质量检验136.3 环境保护措施146.4 文明施工保证措施146.4.1 文明施工目标146.4.2 文明施工组织机构156.4.3 文明施工措施15*隧道斜井进正洞挑顶专项施工方案1 编制说明1.1 编制依据（1）玉磨铁路*隧道施工图及相关参考图、专用图、标准图、定型图等；（2）国家、行业现行铁路建设相关技术规范和规定等；（3）新建玉溪至磨憨铁路施工招标文件、投标文件及施工合同文件；（4）国家和地方关于安全生产和环境保护等方面的法律法规；（5）工程施工调查报告及新建*标实施性施工组织设计及批复意见；（6）当前铁路建设的技术水平、管理水平和施工装备水平；（7）我公司类似工程的施工经验、施工水平及施工资源情况；1.2 编制范围适用于斜井进正洞挑顶施工作业。2 工程概况2.1 隧道工程概况*隧道位于玉磨线磨憨站磨万线磨丁站区间，为设计时速160km/h单线隧道，本隧跨越中国和老挝边境线，全长约9592.407m；以国境分界线分段，本标段施工国内段正线7170.407m，起讫里程D1K505+925D1K513+095.407，隧道最大埋深220m。本隧设计范围内正线隧道洞内线路坡度为单面上坡，线路坡度按里程从小到大分别为6/1400m、10/5770.407m；本隧除D1K506+145.48D1K510+513.91段（长4008.43m）位于半径R=5000m的右偏曲线上外，其余段均为直线。为满足工期要求，解决施工通风、结合防灾救援疏散工程设置等问题，本标段*隧道分别在D1K508+400左侧、D1K510+860右侧设置1座斜井以辅助正洞施工。2.2 主要技术标准铁路等级：I级；正线数目：单线；设计时速：160km/h；最大坡度：10；最小曲线半径：5000m；牵引种类：电力；机车类型：客车HXD3D，货车HXD2；轨道类型：进口段25m为有砟无砟轨道过渡段，其余地段铺设弹性支撑块式无砟轨道。2.3 气象条件本标段所处地区气候类型为热带季风气候，山区为亚热带季风性湿润气候，终年温暖、阳光充足、热量丰富、湿润多雨，年平均气温在22左右，具有“长夏无冬、一雨成秋”的特点。2.4 地质情况2.4.1 地形、地貌测区属中低山剥蚀地貌，地形起伏较大，地面高程7691044m，相对高差30275m，自然横坡545，局部较陡。山间浅沟发育，部分沟槽平坦宽缓。坡面植被发育，多为灌木林，基岩部分裸露，洞身低洼平缓处被垦为旱地。2.4.2 地层岩性测区上覆第四系全新统滑坡堆积层粉质粘土，坡洪积层淤泥质土、粉质粘土、细砂，坡残积层粉质粘土等；下伏基岩为下第三系大湾塘组下段砾岩夹石英砂岩，小丫口组下段砂岩、石英砂岩夹泥岩，勐野井组泥岩夹砂岩、砾岩、盐岩（含石膏）。洞身穿越地层主要为泥岩夹砂岩、砾岩、岩盐含石膏，泥岩为紫红色，泥质结构，泥质胶结，岩质较软，易风化剥落，具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性；砂岩多为长石石英砂岩，浅灰、紫红色，中细粒结构，泥质胶结，中厚层状，质稍硬。2.4.3 水文地质特征（1）地表水地表水主要为沟水、塘水，主要由大气降水补给。（2）地下水地下水类型有第四系孔隙水、基岩裂隙水，主要由大气降水及地表水补给。第四系孔隙水弱发育，水量较小；下伏基岩岩体破碎，基岩裂隙水较发育。地下水对混凝土结构具硫酸盐侵蚀（H2）、氯盐侵蚀（L3）及盐类结晶破坏侵蚀（Y3）。1号斜井正常涌水量为500m3/d、雨季最大涌水量为600m3/d；2号斜井正常涌水量为1100m3/d、雨季最大涌水量为1320m3/d。2.5 工程设计情况2.5.1 斜井设置情况斜井设置情况分别见图2.5-1、表2.5-1。图2.5-1 *隧道斜井设置平面布置图表2.5-1 *隧道斜井设置情况表辅助坑道型式长度（m）与正线交叉里程与线路位置与线路小里程方向夹角坡度（%）断面尺寸运输方式1#斜井368D1K508+400左侧6087.5m6.2m无轨双车道2#斜井803D1K510+860右侧43107.5m6.2m无轨双车道2.5.2 围岩及支护情况1#斜井进正洞前36m、2#斜井进正洞前66m设计围岩均为IV级，均按照双车道IV级模筑施工（玉墨隧附13-89），其支护参数为：超前支护为25砂浆锚杆，3.5m/根，0.52.4m（环纵）布置；喷射砼20cm厚；拱墙设置22砂浆锚杆，3m/根，1.01.0m（环纵）布置；采用6钢筋网，网格间距25cm25cm；钢架采用I16型钢钢架，间距1.2m/榀；衬砌厚度30cm；底板厚20cm。1、2#斜井进正洞后设计围岩均为IV级，均按照单线隧道IV级围岩IVC型复合式衬砌施工（玉墨隧附20-13），其支护参数为：超前支护为42小导管，4.5m/根，0.43m（环纵）布置；喷射砼23cm厚，拱部/边墙设置22组合中空/砂浆锚杆，3m/根，1.21.2m（环纵）布置，采用6钢筋网2020布置，钢架采用格栅钢架钢架，间距1m/榀，衬砌厚度40cm。2.6 工程特点，施工重点及其对策措施2.6.1 工程特点1、2#斜井与正洞交叉口所属地层为泥岩夹砂岩、砾岩、岩盐含石膏，岩质软弱，岩体破碎，节理发育，地下水呈细流，对隧道围岩有不良影响；斜井与正洞斜交处地段围岩受力复杂，施工难度大，易形成塌方、突水等地质灾害；施工断面较小，各种大型机械难以开展，施工进度较慢。2.6.2 施工重点（1）斜井以一定角度与正洞斜交，靠小里程侧会出现一个“扇形体”围岩，结构受力复杂，容易发生塌方或掉块，加固交叉口围岩是本工程的重点；（2）斜井进正洞以小导洞形式进入，导洞完成后，因正洞安设钢架会切掉一部分导洞的钢架，此时受力形式发生变化，如何防止交叉口初支变形是本工程的重点；（3）斜井进正洞交叉口空间狭小，合理的施工组织是本工程的重点。2.6.3 施工重点拟采取的对策措施本工程施工重点拟采取的主要对策措施见下表。表2.6-1 施工重点拟采取的主要对策措施序号重、难点名称主要对策措施1加固交叉口围岩（1）根据超前地质预报结果，必要时采取洞内超前预注浆或双层超前支护（大管棚+小导管）等进行超前处理，把施工安全风险降至最低；（2）必要时可对“扇形体”围岩5米范围内进行注浆，采用22中空组合锚杆，梅花形布置，间距0.5m，注浆压力不大于0.4Mpa；（3）注浆完毕后，及时对该段围岩进行第二次支护，架立钢架，喷射混凝土。（4）正洞开挖阶段，工作面扩大，大型机械设备可以在其施工之后，及时对交叉口范围内进行二次衬砌；（5）制定隧道防坍专项应急预案，明确防范措施、贮备应急抢险物资，以备不时之需。2防止交叉口初支变形（1）做好超前地质预报工作，采用物探和钻探相结合的方法探明前方地质真实情况，根据预报和量测信息制定切实可行的开挖方案，开挖过程中严格按“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则组织施工；（2）认真做好安全技术交底，加强关键工序质量卡控，确保支护施工质量；（3）将监控量测工作纳入关键工序进行管理，建立完善的监测反馈系统，确定报警值，根据量测结果指导安全施工；（4）加大预留变形量，并根据监控量测信息进行调整；（5）根据围岩实际情况，可对设计支护参数进行加强，确保初支稳定可靠。3合理的施工组织（1） 提前进行施工准备，确保人、机、料满足现场施工需求；（2） 强化工序间的衔接，缩短围岩暴露时间及时进行支护；3 施工计划3.1 施工进度计划1、2#斜井进正洞挑顶施工进度计划见下表：表3.1-1、表3.1-2。表3.1-1 *隧道1#斜井进正洞挑顶施工进度计划表序号工程项目开始时间完工时间时间（日历天）备注1施工准备2017/2/202017/2/2342斜井异形钢架段开挖2017/2/242017/2/274（X1D1K0+030X1D1K0+010)3斜井加密钢架段开挖2017/2/282017/3/34（X1D1K0+010X1D1K0+005)4斜井下台阶及底板施工2017/3/42017/3/13105斜井正洞交叉口加固2017/3/142017/3/1856门字形导坑施工2017/3/192017/3/2357正洞小里程开挖30m2017/3/242017/4/7158小里程侧拼装仰拱栈桥2017/4/82017/4/1710大里程侧开挖9施工小里程侧24m仰拱及填充2017/4/182017/4/271010小里程侧拼装二衬台车2017/4/282017/5/1518仰拱栈桥调至大里程侧施工11正洞大里程侧正常施工2017/5/16小里程侧拼装正洞二衬台车表3.1-2 *隧道2#斜井进正洞挑顶施工进度计划表序号工程项目开始时间完工时间时间（日历天）备注1施工准备2017/6/182017/6/2142斜井异形钢架段开挖2017/6/222017/7/413（X2D1K0+050X1D1K0+011)3斜井加密钢架段开挖2017/7/52017/7/84（X2D1K0+011X1D1K0+006)4斜井下台阶及底板施工2017/7/92017/7/20125斜井正洞交叉口加固2017/7/212017/7/2556门字形导坑施工2017/7/262017/7/3057正洞小里程开挖30m2017/7/312017/8/14158小里程侧拼装仰拱栈桥2017/8/152017/8/2410大里程侧开挖9施工小里程侧24m仰拱及填充2017/8/252017/9/31010小里程侧拼装二衬台车2017/9/42017/9/2118仰拱栈桥调至大里程侧施工11正洞大里程侧正常施工2017/9/22小里程侧拼装正洞二衬台车3.2 人员配置计划表3.2-1 施工作业人员配备表序号岗位人数1施工负责人1人2技术主管1人3专兼职安全员1人4技术、质检、测量、试验人员45人5工班长3人6开挖作业人员18人7钢架、钢筋网及锚杆施工9人8喷射混凝土作业9人3.3 机械设备配置计划表3.3-1 主要施工机械设备配置表序号机械名称数量1挖掘机1台2装载机1台3风钻4台4湿喷机2台5出碴车3台6钢架弯制机1台7电焊机2台4 总体施工方案1#斜井与正洞小里程夹角为60，2#斜井与正洞小里程夹角为43，为保证斜井进正洞时斜井初支钢架与正洞线路方向平行（便于正洞初支钢架落脚），需提前对斜井初支钢架架立方向进行调整，最后一榀钢架采用工字钢双拼并在上方设置横梁，交叉口范围内的正洞初支钢架均架立在横梁上。斜井开挖至于正洞外轮廓线交叉处后停止掘进，封闭掌子面。待斜井下台阶及底板施工完成后，再采用“门字形”导坑进入正洞上台阶开挖，导坑采用门字形钢架进行防护，施工导洞时需预留正洞初支厚度和预留变形沉降量。导坑开挖完成后进行正洞初支，先向施工任务较少的小里程侧按照台阶法施工30米，洞内拼装仰拱栈桥完成该段的仰拱及填充，随后向大里程侧按照台阶法施工，利用小里程侧的仰拱栈桥施工仰拱及填充。同时利用小里程已施工完成仰拱及填充段拼装大里程侧的二衬台车，随后大里程侧采用台阶法按照设计支护参数进行施工，随即进行小里程侧仰拱栈桥及二衬台车拼装。5 主要施工技术方案5.1 施工准备（1）内业准备设计图纸已经审核，隧道设计中线、符合设计要求。施工复测和控制测量工作已完成，复测成果满足要求并经监理单位批复。隧道贯通测量设计完成并实施，贯通精度符合验标要求。开工报审手续完善并获得审批。在进正洞挑顶前认真阅读审核施工图纸，精确计算出正洞坐标及标高，结构尺寸。制定施工安全保证措施及应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。（2）外业准备施工作业中所使用的材料及施工机具设备已准备到位。现场施工放样并经复核。（3）技术要求满足设计及相关隧道工程施工质量验收标准中的规定。5.2 施工工艺及流程斜井进正洞挑顶施工工艺流程见：图5.2-1。5.3 施工方法5.3.1 1#斜井进入正洞前的施工根据斜井与正洞相交角度，1#斜井开挖至X1D1K0+030处时，开始安装I16异型钢架，异型钢架需按扇形布置，左侧间距118cm，右侧间距92cm，共架立19榀钢架，19#异型钢架架立方向与正洞线路方向平行；对进入正洞前5m范围内斜井初支进行加强，钢架间距0.5m，均平行于正洞线路方向设置，进入正洞前5m范围内钢架锁脚均采用L=3.5m，42锁脚锚管，每处4根，其余支护参数均按照双车道IV级模筑（玉墨隧附13-89）施工。斜井开挖至于正洞外轮廓线交叉处后停止掘进，封闭掌子面。随后进行斜井下台阶及底板施工。待斜井支护完成后方能进入正洞范围施工。为保证正洞施工，对斜井底板进行加强处理：底板厚度由原设计20cm加厚至30cm，底板顶面增设一层6mm钢筋网片，网格2020cm，网片保护层厚度5cm。具体布置图见：图5.3-1。斜井段开挖设立异型钢架异型钢架加工斜井段下台阶及底板施工喷锚支护双拼支撑钢架设横梁沿垂直正洞中线方向，开挖门字形导坑至正洞对侧施工准备拆除小里程侧门字架立柱并开挖正洞导坑支护安设导洞段正洞钢架、钢架与横梁连接锚喷支护拼装仰拱栈桥小里程侧施工仰拱及填充待强后拼装二衬台车拆除大里程侧门字架立柱并开挖正洞移动仰拱栈桥大里程侧施工仰拱及填充移动二衬台车大里程侧台阶法正常施工拼装栈桥及二衬台车小里程侧台阶法正常施工图5.2-1 斜井进正洞挑顶施工工艺流程5.3.2 2#斜井进入正洞前的施工根据斜井与正洞相交角度，2#斜井开挖至X2D1K0+050处时，开始安装I16异型钢架，异型钢架需按扇形布置，左侧间距95cm，右侧间距122cm，共架立36榀钢架，36#异型钢架架立方向与正洞线路方向平行；对进入正洞前5m范围内斜井初支进行加强，钢架间距0.5m，均平行于正洞线路方向设置，进入正洞前5m范围内钢架锁脚均采用L=3.5m，42锁脚锚管，每处4根，其余支护参数均按照双车道IV级模筑（玉墨隧附13-89）施工。斜井开挖至于正洞外轮廓线交叉处后停止掘进，封闭掌子面。随后进行斜井下台阶及底板施工。待斜井支护完成后方能进入正洞范围施工。为保证正洞施工，对斜井底板进行加强处理：底板厚度由原设计20cm加厚至30cm，底板顶面增设一层6mm钢筋网片，网格2020cm，网片保护层厚度5cm。具体布置图见：图5.3-2。图5.3-1 1#斜井进正洞前钢架布置图图5.3-2 2#斜井进正洞前钢架布置图5.3.3 交叉口处加固施工考虑到斜井以小角度进入正洞，需对交叉口段围岩进行径向注浆加固，注浆范围为斜井进正洞前5m的拱墙部分，注浆孔开孔直径75mm，终孔不得小于42mm，注浆管采用42mm钢花管，单根长度3m，孔位环向间距150cm，纵向间距250cm，注浆可采用水泥浆，水灰比=0.50.8:1，若周围围岩出现涌水情况，可采用水泥水玻璃双液浆，水泥浆：水玻璃浆液=1:0.8。施工至斜井与正洞边墙交接处，架立最后一榀钢架，并在钢架上方设置钢横梁，作为正洞钢架的落脚点，最后一榀钢架采用2组I18钢架并排双拼，钢架间采用22mm连接筋焊接固定，横梁采用2根并排I18工字钢，横梁与钢架之间设置I18工字钢立柱支撑，支撑立柱与正洞钢架位置相对应，间距相为1m。在横梁下方每根立柱支撑两侧各打设1根3m长42mm注浆小导管，以增强横梁稳定性。双拼钢架必须落脚在稳固基岩上，必要时可在钢架下方设置混凝土支墩以增加其稳定性。钢架布置见：图5.3-3。5.3.4 “门字形”导坑施工待斜井与正洞交界处二次衬砌完成后，利用斜井开挖台车沿斜井与正洞边墙相交处垂直于正洞中线方向上台阶开挖400cm宽门字形导坑，小导坑开挖时拱顶超出正洞开挖轮廓线23cm，采用I16门架式拱架，进行正洞初期支护时不再取出拱顶横梁，门架间距1.0米/榀，喷射C25混凝土厚23cm，横梁设置22砂浆锚杆，3m/根，1.21.2m（环纵）布置，采用6钢筋网2020布置。若围岩自稳能力可以，则喷射混凝土只喷射拱顶部分，若围岩自稳能力较差，则把门柱也喷上混凝土，每循环进尺控制在1m左右，防止进尺过大导致挑顶形成大超挖。为确保安全在导洞施工全过程中，必须在有加强支护的情况下施工，现场根据围岩情况可以适当加强支护参数。钢架布置见：图5.3-4。5.3.5 正洞开挖施工“门字形”导坑施工完成后，先将门字架范围内的正洞上台阶初支施工完毕，支护参数除初支钢架由格栅钢架改为I16型钢钢架，其余均按照单线隧道IV级围岩IVC型复合式衬砌施工（玉墨隧附20-13）施工。其支护参数为：超前支护为42小导管，4.5m/根，0.43m（环纵）布置；喷射砼23cm厚，拱部/边墙设置22组合中空/砂浆锚杆，3m/根，1.21.2m（环纵）布置，采用6钢筋网2020布置，钢架采用I16工字钢钢架，间距1m/榀。导坑内的正洞初期支护结构强度达到要求后，拆除导洞小里程侧的边墙临时支护，先向施工任务较少的小里程侧按照台阶法施工30米，洞内拼装仰拱栈桥完成该段的仰拱及填充，随后向大里程侧按照台阶法施工，利用小里程侧的仰拱栈桥施工仰拱及填充。正洞开挖落底后要及时施工排水设施并进行仰拱及仰拱填充施工，使支护结构尽早封闭成环，提高稳定性，确保施工安全。现场要加强监控量测，有异常情况人员立即撤离。尤其与斜井交叉处，尽早形成封闭环，钢架落脚于已做好的落脚平台上，务必确保安全，小心进尺。图5.3-3 斜井与正洞交叉口处钢架立面图（1）图5.3-4 斜井与正洞交叉口处钢架立面图（2）5.3.6 二衬台车组装受斜井断面尺寸影响，正洞二衬台车分构件采用车辆运至正洞内，利用斜井正洞交叉口下里程侧已施工完成仰拱及填充的30m进行拼装，二衬台车拼装采用滑轮组提升模板。正洞开挖初支时在同一断面两侧起拱线位置设置每组35根5米长22mm砂浆锚杆，锚杆锚固牢固，锚杆头做成弯钩状，便于挂住滑轮组。锚杆组设置23个断面，原则上间距与二衬台车单块模板宽度相同。挂钩锚杆可通过设置横向连接筋与正洞初支钢架形成整体，增强承载能力。6 安全、质量、环保、文明施工的保证措施6.1 安全保证措施 根据地质预报材料核对地质情况，如地质情况与设计不符则及时调整施工方案。 坚持“ 短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，进尺必须采用光面爆破，减少围岩的扰动，及时封闭，加强围岩的自稳能力。 正洞斜井相交段施工时应及时设置监控量测点，加强监控量测，如发现异常，应立即采取加固措施。 机械开挖时，为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰撞，造成钢架损坏，开挖时，指派专人对开挖作业进行指挥，严格限制机械作业界限，以防止碰撞钢架。 爆破作业时所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点,安全地点与爆破工作的距离不应小于200m。 构件支撑的立柱不得置于虚碴和松动围岩上。软弱围岩地段，立柱需加设垫板。 钢架的安装作业时，作业人员之间须协调动作，在本排钢架未安装完毕，并与相邻的钢架和锚杆连接稳妥之前，不得擅自取消临时支撑。 钢架每一循环安装作业时，中途不得停止，要一气呵成，交接班在工作面进行，使支护快速形成，并及时喷护，以便围岩开挖面尽早形成封闭对围岩变形起到一定的约束作用，减少不安全事故的发生。 交叉口段斜井衬砌应及早施作，挡头板沿正洞线路方向安设。 斜井与正洞掌子面施工时，应设专人值班24小时值班，随时观察围岩及支护状态的的稳定性，一旦发现异常，立即撤出所有人员，避免造成人员伤亡。 作业人员应佩戴安全帽，穿防滑鞋，严禁酒后上岗。 制定挑顶施工的安全应急预案，做好应急材料、物资的储备。6.2 质量保证措施6.2.1 控制要点进洞挑顶施工质量控制主要是控制隧道开挖断面及钢架加工制作及安装两个方面：隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。制作钢架、横梁和支撑立柱所用的钢材到场后必须进行检验，按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合现行国家标准碳素结构钢（GB700）、热扎普通工字钢（YB（T）56）等的规定和设计要求。检验数量：以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的型钢，每60t为一批，不足60t应按一计。每批抽检一次。制作钢架的钢材品种和规格必须符合设计要求。型钢钢架的弯制应符合设计要求。钢架的结构尺寸应符合设计要求，并报监理工程师复检确认。钢架安装不得侵入二次衬砌断面，底部不得有虚碴，相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求。钢架的混凝土保护层厚度不得小于3cm。表面覆盖层厚度不得小于3cm。沿钢架外缘每隔2m应用钢楔或混凝土预制块与初喷层顶紧，钢架与初喷层间的间隙应采用喷射混凝土喷填密实。6.2.2 质量检验（1）中线和高程要求隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求，并报监理进行复检。检验数量：每一开挖循环检查一次。检验方法：采用全站仪、水准仪测量。（2）开挖断面要求隧道开挖严格控制欠挖。拱脚和墙脚以上内断面严禁欠挖，并报监理复检确认。检验数量：每一开挖循环检查一次。检验方法：施工单位采用自动断面仪测量等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对；监理工程师见证测量，现场核对开挖断面。（3）钢材要求钢筋、型钢等原材料应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。检验数量：全部检查，并报监理工程师见证确认。检验方法：观察。钢架制作应符合下列规定：采用型钢弯制