有轨斜井进入正洞施工方案.doc

兰渝铁路LYS-3标木寨岭隧道大坪有轨斜井斜井进正洞施工方案编制： 审核： 批准： 中铁隧道集团兰渝铁路LYS-3标二工区二0一0年七月一、编制依据1、新建铁路兰州至重庆线兰州至广元段施工图预设计（第一批）木寨岭隧道设计图，图号：兰渝预隧-22（）。2、国家、铁道部现行的有关工程的设计、施工规范，工程质量检验评定标准及安全技术规程。3、工区现有的施工技术水平、施工管理水平和施工队伍、机械设备配备能力。二、编制原则1、优先考虑安全、质量。精心组织施工，合理安排工作量和工期，避免安全、质量事故发生。2、坚持实事求是的原则。在施工组织设计中，坚持施工工艺先进、施工方案可行、施工组织科学合理、确保按期建成。3、坚持采用“架子队”管理模式，实行动态管理的用工制度。根据工作的需要，合理配备劳动力资源，重视劳动职业健康工作。三、施工方案1、设计概况大坪有轨斜井主井与木寨岭隧道左线线路中线相交里程为DK180+215，与进口方向成535118夹角；大坪有轨斜井副井与木寨岭隧道左线线路中线相交里程为DK180+250，进口方向成535732。大坪有轨斜井副井靠近正洞段设15m平坡段，主井靠近正洞段设25m缓坡段(坡度10%)，且靠近正洞段为V级围岩。大坪有轨斜井的具体参数如下表： 项目名称长度（m）纵坡水平夹角净宽（m）净高（m）级围岩级围岩大坪有轨斜井主井331.71478.524423.755.105.25副井288.83520.5643.723.65.105.252、总体施工方案2.1进入正洞后的施工组织方案2.1.1正洞左右线连通方案斜井进入正洞后，为满足出碴、进料、通风、排水的要求，设计图纸中的左右线连通方案如下图 大坪有轨斜井井底平面布置图 2.1.1.1本方案中将DK180+250处原设计的施工通道变更为正交，以方便车辆出入；另外在DK180+215处新增设一个施工通道。2.1.1.2由于地质较差建议施工横通道断面形式变更如下图：初期支护参数为：拱墙设双层I16工字钢，单层间距为1.0m，拱架间采用双层22螺纹钢纵向连接，单层环向间距1.0m；拱墙设双层8钢筋网片，网格间距为20*20cm；拱墙采用3.5m长22砂浆锚杆，梅花型布设，纵环向间距为1.0m；拱墙C25喷射混凝土为46cm,铺底及沟槽采用C25混凝土。初期支护参数为：全环设双层I20工字钢，单层间距为0.6m，拱架间采用22螺纹钢纵向连接，单层环向间距1.0m；全环设双层8钢筋网片，网格间距为20*20cm；全环采用3.5m长22砂浆锚杆，梅花型布设，纵环向间距为0.6m；全环采用C25喷射混凝土为54cm,铺底及沟槽采用C25混凝土，填充采用C20混凝土。2.1.1.3为便于车辆转弯，在横通道口和正洞交叉处进行加宽，最大处加宽3.0m,在2.0m长度内加宽值渐变为0m。2.1.2进入正洞后通风方案计划采用巷道式通风，利用副井作新鲜风的进风通道，主井作为污风排出通道。在副井井底距正洞约20m位置处安设两台220Kw轴流式通风机，用风管向四个工作面送新鲜风，同时在该处安设射流风机，防止污风在副井排出，主井底安设射流风机，引导污风排出。具体见专项通风方案2.1.3排水方案每斜井每隔100m设临时水仓一个，掌子面的出水由潜水泵排至临时水仓，再在临时水仓处安设座式水泵，采用一级提升直接排出洞外。斜井进入主洞且主、副斜井贯通后，在大坪副井井底设大型水仓，用多级离心泵将水一次提升至洞外。大型水仓的设置，在左线正洞边墙上开凿大洞室，在DK180+230处设一个，洞室断面及支护形式和左右线间的施工通道相同，具体见2.1.1.2，水仓深15m，中间用混凝土墙隔开，靠正洞处5m用来放置大型抽水设备，后方10m作为水仓，水仓底面和正洞的铺底面标高相同，可容水200m3，具体平面位置见大坪有轨斜井井底平面图。在每个转碴槽处需设置小型水仓，转碴槽为保证转碴槽的使用效果，小水仓深度为5m，平面尺寸为2*3m，为保证其畜水效果，其边墙和底部均采用C30模注混凝土，厚45cm。为保证隧道施工安全，所有水泵均按一用、一备、一修三套进行配置。具体见有轨斜井专项排水方案2.1.4、斜井进入正洞后的施工安排大坪有轨斜井进入正洞后，计划四个工作面，左右线均向进、出口方向同时开挖。2.1.4、斜井进入正洞后的运输方案2.1.4.1出碴方案有轨斜井计划用主井作为出碴通道，用3.5m双滚桶绞车提升，井内铺设双轨道，10m3自卸式矿车将碴提升到井口。在主井与正洞交叉口处设转碴槽，正洞采用50型轮胎式装载机装碴，12T自卸汽车运输，到斜井底后，利用转碴槽将碴直接卸入有轨矿车内，提升至洞外。2.1.4.1进料方案利用副井作为进料通道，喷浆料、钢材及模注混凝土均通过副井进入正洞。喷浆料运输（干、湿喷）：在斜井底部加宽，设一有轨车道和无轨车道并行段，斜井运输采用矿车运料，到井底后，利用高差将喷浆料直接倒入汽车中运走。钢（木）材运输：在副井井口和井底各安设门型吊一台，井口处先由门吊将汽车内的钢（木）材吊入矿车，运至洞内到井底后，矿车和汽车并排停放，再用门吊将钢（木）材由矿车吊入汽车后运走。模注混凝土运输：副井左侧设置绕道，在绕道内距斜井5m处用钢板制作半圆形混凝土溜槽，将模注混凝土直接由井口溜至井底溜槽内，混凝土运输车从正洞进入绕道，在溜槽下接混凝土后运至使用地点。2.1.5正洞的衬砌方案根据设计和围岩情况，及铁道部的有关文件，本工程的衬砌必须紧跟开挖工作面，而局指安排我工区进入正洞后有四个正常开挖工作面，计划配备三台衬砌模板台车，及两套二衬施工机械和相应的施工人员。2.2斜井与正洞交叉口处断面选择2.2.1副井与正洞交叉口处进入正洞后，副井作为进料、进人、进车通道，且前期兼作为出碴通道，故其交叉口处施工较为复杂，为满足施工需要，断面同选择如下：2.2.1.1斜0+00斜0+15段本段兼有出碴及无轨进出的功能，净空扩大为宽7.4m*高7.2m，由于断面太大，为保证隧道受力良好及现场施做，断面顶部设计为半圆形，下部改作直墙。本段斜井纵向为平坡，采用锚喷加模注衬砌，分别施做横称及竖称。并为保证交叉口的安全，此处有条件时立即进行二衬施工。具体见下图： 副井增高后净空断面图2.2.1.2斜0+15斜0+45段本段主要为喷浆料的卸料处，同时此处考虑大型车辆（装载机、挖机等）通过此处到达正洞，根据其使用功能，净空扩大为7.4m*5.1m，（高度不含底部接料处加深的部分），由于断面太大，为保证隧道受力良好及现场施工，断面上部变为半圆形下部直墙，本段底部纵向坡度和斜井坡度相同，由于坡度太大，二衬施工极为困难，采用采用双层锚喷钢支护。卸料槽左侧边墙采用钢筋混凝土衬砌，厚度80cm。并于半圆形底部与卸料槽底部采用200横称。具体见下图： 副井扩大段净空断面图2.2.2主井与正洞交叉口处由于主井仅考虑转碴槽，故其断面相对简单，其断面与斜井断面相同。为正洞汽车卸渣方便。具体见下图：主井井底净空断面图2.2.3临时洞室主、副井的靠近井底位置均设置信号房及变压器室，主井信号房在井底，副井信号房在加宽段前右侧。变压器放在施工横通道内，信号房及变压器房的断面均为3.03.0m，深为3m，共需设置4个，。由于洞室处为薄弱环节，建议支护形式为锚喷支护断面，级围岩采用双层I16工字钢支护，间距1.0m，锚杆采用22砂浆锚杆，纵环向间距均为1.0m，C25喷混凝土厚23cm；级围岩采用双层I20工字钢支护间距1.0m，锚杆采用3.5m长22砂浆锚杆，纵环向间距均为1.0m，C25喷混凝土厚27cm。2.3施工方案选择2.3.1总体施工方案2.3.1.1大坪有轨总体施工方案根据目前现场实际情况及上级的安排，副井先进入左线正洞后，到达正洞后，向进、出口方向同时施工，但优先向进口方向施工，和主井贯通后开始施工绕道，待左线正洞向进、出口方向均开挖达到40m时，开始进行副井和隧道右线间横通道的施工，左线正洞向出口方向开挖至斜180+165处时，可根据主井和左线的贯通时间，择机进行主井处左、右线正洞间横通道的施工。进入右线后，向进、出口方向同时施工，左、右线均以向出口方向为主攻方向。2.4斜井交叉口处正洞加强支护由于斜井和正洞交叉口处，为薄弱面，根据正常施工经验，均应对正洞进行加强支护，有轨斜井由于为主、副井并排，间距较小，且该处断面扩大较多，临时洞室也极多，均严重影响了正洞的受力关态，故建议对主、副井之间的正洞，以及主副井向两侧各30m范围内的正洞支护参数均调整一级，具体如下：大坪有轨斜井交叉口段DK180+185DK180+280段，原设计为级软弱围岩段，应重新确定支护参数，建议将I20工字钢改为H175型钢支护，采用双层连接筋和双层钢筋网，两侧边墙加设50,L=8m深孔锚管，每环10根，每米一环；同时为防止此处出现变形时，因侵占净空而无法架设套拱加固的情况，本段断面设计时，沿半径方向预留变形量为50cm，预留变形量设在初支和二衬之间。木寨岭隧道V级软岩开挖支护断面图（预留50cm）2.5 三叉口处斜井临时加固由于斜井和正洞小角度斜交，故三叉口处斜井断面为一扁平椭圆，受力状态极为不好，为防止出现较大拱顶下沉现象，在斜井和正洞交点处设立柱二根，立柱采用H175*175*7.5*11型钢，四根焊接成一个整体，安设于斜井和正洞交界处，和斜井拱架焊接，具体见下图：立柱平面布置图3、施工方法大坪有轨斜井与正洞三岔口地段为级围岩，根据初步设计图纸为级软岩大变形段，为保证安全，采用先上导坑进洞，上导坑到达隧道右边墙后停止，然后立正洞的拱顶拱架，随即跟进套拱，立好后拆除导坑的边墙拱架，再向两侧施工正洞。正洞初期支护完成后，对正洞进行台阶法施工，当上断面开挖10-20m以后，应立即进行下断面施工，完成接钢架腿的初支工作。当围岩较好时，加快下断面施工，与上断面一起进行微台阶施工，斜井的水流入正洞水仓内。3.1斜井加宽段支护参数3.1.1主井交叉口段（斜0+00斜0+25）本段的坡度为10%的缓坡段，为保证施工进度，支护形式计划采用锚喷衬砌。缓坡段地处V级围岩，根据目前斜井施工变形情况，为保证安全，建议支护形式为：全环设I20工字钢，间距为0.8m/榀，C25喷混凝土，厚度为27cm，统锚杆采用22砂浆锚杆，长3.5m，间距为1.0m*0.8m，锁脚锚杆采用22砂浆锚杆，每榀16根，长3.5m；双层8钢筋网片；双层22拱架连接筋，环向间距1.0m，内外层交错布置；42超前小导管，长3.5m，环向间距40cm。大坪有轨斜井主井支护断面图3.1.2主井转渣槽在主井与正洞交叉口处设转碴槽，正洞采用50型轮胎式装载机装碴，12T自卸汽车运输，到斜井底后，利用转碴槽将碴直接卸入有轨矿车内，提升至洞外。大坪有轨斜井主井转碴槽平面图大坪有轨斜井主井转碴槽剖面图3.1.3副井卸料段3.1.3.1大坪有轨副井（斜0+15斜0+45）本段的坡度较大，为保证施工进度，支护形式计划采用锚喷衬砌。但由于开挖断面过大，且呈半圆状，宽度为7.4m，高为5.1m，受力条件相对不好，故应加强支护，大坪有轨为级大变形段，根据目前斜井施工变形情况，为保证安全，建议支护形式为：双层I20工字钢，间距为0.8m/榀，C25喷混凝土，厚度为51cm，统锚杆采用22砂浆锚杆，长3.5m，间距为1.0m*0.8m，锁脚锚杆采用22砂浆锚杆，每榀16根，长3.5m；双层8钢筋网片；双层22拱架连接筋，环向间距1.0m，内外层交错布置；42超前小导管，长3.5m，环向间距40cm。卸料槽左侧边墙采用钢筋混凝土衬砌，厚度80cm。边墙底部与卸料槽底部采用200横称，纵向间距1m。大坪有轨斜井副井支护断面图3.1.3.2副井平坡段（斜0+15斜0+00）本段为平坡，且和正洞交叉，为受力薄弱断面，本段开挖断面较大，呈半圆状，宽度为7.4m(最大处为7.7m)，高7.2m，且地面以下要另开挖转碴槽，受力条件相对不好，故应加强支护。大坪有轨斜井建议支护参数为：设双层I20型钢，间距为0.8m/榀；C25喷混凝土，厚度为51cm；系统锚杆采用22砂浆锚杆，长3.5m，间距为1.0m*0.8m，锁脚锚杆采用22砂浆锚杆，每榀16根，长3.5m；双层8钢筋网片；双层22拱架连接筋，环向间距1.0m，内外层交错布置；42超前小导管，长3.5m，环向间距40cm。副井井底三岔口支护断面图3.1.4和正洞交叉口处挑顶方法斜井进正洞采用小导洞沿正洞开挖轮廓线爬行开挖，形成上台阶操作平台，然后上台阶按设计图纸要求进行初期支护后，向一侧进行上台阶开挖至10米长度后，进行另一侧上台阶开挖，开挖10米后，进行中台阶开挖，开挖形成标准台阶长度后，进行下台阶开挖，开挖至形成标准台阶长度，进入正常工序开挖施工。小导洞设在斜井与正洞相交的锐角一侧，便于形成较大操作空间，小导洞宽度4.5米，高度3.4米，上台阶操作平台高度3.2米。3.1.5绕道施工为方便卸混凝土，在主、副井之间修一条绕道，绕道进去后接入副井，混凝土梭槽从副井进入绕道，通过混凝土卸料槽进入罐车，运至施工现场。由于绕道地处于V级软岩段，建议采用双层I20工字钢支护间距1.0m，锚杆采用3.5m长22砂浆锚杆，纵环向间距均为1.0m，C25喷混凝土厚51cm。绕道平面图绕道剖面图3.1.6正洞施工工法正洞形成正常施工工序后，施工工法的选择应根据现场的具体围岩情况确定，初步方案为级软岩段，采用三台阶七步法进行施工，级围岩段采用上、下半断面短台阶法进行施工。四、主要施工机械配置进入隧道正洞后，工区的主要施工机械配置如下表大坪有轨斜井序号设备名称产地规格型号额定功率现有台数计划装备数量备注1挖掘机日本PC200118022装载机柳工、山工50/2.5m316211洞外3装载机柳工、山工50/2.5m301侧卸4装载机日本WA380025液压锻钎机PYZ-127.5116轴流通风机陕西SDF-110KW*2220227多功能作业台架自制048发电机组无锡BF412-400KW400119电力变压器西安S11-4000KVA/35/101110电力变压器西安S11-800KVA/10/0.42211电力变压器西安S11-630KVA/10/0.42212移动式空压机上海P950E1600213空压机（无基础）江苏ZL3.5-20/81124814自卸汽车中国重汽12T247/33601015自卸汽车15T1316工程指挥车1117生活车1118搅拌机山东方圆JS10001119搅拌机山东方圆JS10000120湿喷浆机泰力GWSP-9154821模板台车自制12m150422混凝土输送泵中联HBT60750423混凝土运送车中国重汽8m3247/3360624型钢弯曲机河南耿力XGLW-2560025钢筋弯曲机G4031126钢筋切断机Q4031127钢筋对焊机UN1-71001128钢筋调直机GT4-1431129抽水机上海连成SLW80-350; H=320,Q=280m34100230圆锯21 131刨床51 132车床沈阳CY61407.51133摇臂钻床Z3032*1062234电焊机BX5003048五、斜井提升及设备安全保证措施5.1斜井提升及设备斜井提升设备必须按以下规定进行日常检查与定期检查试验（并作出记录）检查时间与顶目如下表。检查与试验项目检查时间负责部门或人员主要提升设备6个月/次公司设物部防过卷、过速、过载装置、天轮、卸碴台1个月/次公司机电总工程师防溜车设备、阻车器、挡车栏刹车闸、制动器每日/次机械工程师钢丝绳每日/次检查工地滚、轨道、行车限界每日巡查一次养道班工长斜井运输轨道设置防爬措施，每根钢轨装两组防爬设备。施工期间采用矿车运送人员与其他物料时，应遵守下列规定：牵引提升速度小于3.5m/s，接近井口和井底时速度不大于2m/s，升降加速度不得超过0.5m/s， 矿车与提升钢丝绳的连接，通过钩头连接的方式，防止脱钩。运输矿车之间，矿车与钢丝绳之间应有可靠的连接装置，并应加装保险绳。井口设置挡车器并经常关闭，放车时方可打开，车辆行驶时，井内严禁人员通行。当矿车接近井口或井底时，均应减速。严禁人员乘坐矿车上下，当斜井的垂直深度大于50m时，设置运送人员的专门设施。斜井每隔100m在轨道上设防溜车装置一处，在接近井底时再设一处。每一提升装置，必须装有从井底联络员发给井口联络员和井口联络员发给井底联络员的信号装置，井口信号装置必须用卷扬机的控制回路闭锁。联络员发出信号后，卷扬机才能起动，除常用的信号装置外，并必须有备用装置。井底车场和井口之间，井口和卷扬机司机之间，除上述信号装置外，还必须设直通电话和传话筒。井底车场的信号必须经由井口联络员转发，井底车场不得直接向卷扬机司机发信号。5.2钢丝绳和连接装置提升用的新钢丝绳，应根据不同安全系数核定允许载重量，并在使用现场挂牌标明。提升钢丝绳必须有专人负责，每日检查一次，对易损坏、断丝和锈蚀较多的部位，应停车详细检查，断丝的突出部分应在检查时剪下，检查结果记入钢丝绳检查记录本中。提升或制动钢丝绳直径减少到10%时，必须更换。钢丝绳的钢丝有变黑、锈皮、点蚀麻坑等损坏时，不得用于升降人员。单绳缠绕式提升用的新钢丝绳，在升降时如遭受卡矿、突然停车等猛烈拉力时，必须立即停车检查。遭受猛力拉力的一段，发现有损坏和其长度增长0.5%以上时，必须更换。钢丝绳使用后期，断丝数或伸长发展突然加快（例如连续三天出现显著伸长，或在某一捻距内每天都有断丝出现），必须立即更换。 钢丝绳作定期试验时，如果小于安全系数，必须更换。各种钢丝绳在一个捻距内断丝截面积同钢丝总截面积之比达不到规定值，必须更换。开凿斜井时，升降人员和物料的提升装置的连接装置，不得作其它用途，使用前必须用其最大静荷重两倍的拉力进行试验；使用期内，至少每三个月做同样试验一次，每两年至少更换一次。5.3提升装置提升装置必须装设下列保险装置：防止过卷装置：当提升容器超过正常卸载位置（或出车平台）50cm时，必须能自动断电，并能使保险闸发生作用；防止超速装置：当提升速度超过最大速度的15%时，必须能自动断电，并能使保险闸发生作用；超负荷或失压保护装置：当提升速度超过3.5m/s时，必须装设限速器，保证提升容器在达到井口时的速度不超过2m/s；限速器凸轮板的旋转角度不应小于270o；防止闸瓦过度磨损时的警铃和自动断电的保护装置；缠绕式提升装置，必须设松绳信号装置，并应将松绳保护接入安全回路。提升绞车必须装设深度指示器、开始减速时能自动示警的警铃、司机不离座位即能操纵的常用闸和保险闸。常用闸和保险闸共同使用一套闸瓦制动时，操纵部分必须分开，双滚筒提升绞车的两套闸瓦的传动装置，必须分开。司机不得离开工作岗位和调节制动闸。每一主要提升装置必须配备正、副司机，在交接班和人员上下井的时间内，必须由正司机开车，副司机在旁监护。升降人员前，应先开一次空车，检查绞车动作情况，但连续运转时可不在此限。六、技术安全保证措施6.1对于此段的施工，分队、技术人员安排专人值班，发现异常情况及时进行协调解决，确保人员及机械的安全。6.2施工采取单工序作业形式，上一循环初期支护施做完成之前严禁进入下一循环开挖作业。6.3施工过程中施工作业人员应戴好防护用品，确保人身安全。6.4施工前由现场值班安全员检查工作面的安全情况，确保施工安全。6.5爆破器材加工、使用和爆破作业严格执行爆破安全规程，洞内作业人员要严格遵守安检部门制定的安全措施。6.6爆破时，所有工作人员撤离至安全区域距离，距离爆破作业面不小于200m；爆破作业前，应派专职安全员疏散周边人员并设立警戒线，爆破作业结束后方可解除警戒，爆破后经过15分钟的通风排烟，人员方可进入掌子面检查工作。6.7严禁乱丢乱放爆破物品器材；当班未用完的炸药、雷管、导爆索必须立即退回火工品库。6.8装碴前派专人负责检查开挖面围岩的稳定情况，有无松动围岩，有无崩塌的征兆，如有危石或险情，处理完成后方可正常作业。 6.9装碴时，如发现碴堆中有残留的炸药雷管及时处理；装碴高度不准高出车箱上口。6.10通过机械作业段时，人员要时刻注意装载机的走行，防止机械伤人事故的发生。6.11施工过程中加强监控量测，及时进行回归分析，发现异常及时制定合理的处理措施。6.12注意机械使用、保养、维修，注意用电安全，经常进行检查，杜绝漏电，并派专人操作和维修，非机电修理人员不得随意拆卸设备。6.13准备好抢险物资、材料，做好抢险准备工作，确保发生异常或险情时能够及时处理物资、设备。保证抢险的及时性，防止事态的进一步扩大。6.14隧道开挖应按“三快一抢”(快挖、快支、快封闭和抢时间)的原则进行，确保隧道施工安全。6.15所有临时用电线路必须挂设在离地面1.3m以上，确保用电安全。6.16所有用电设备必须采用“一机、一箱、一闸、一漏保”的接线方式，并做好接地保护，严禁用同一个开关、开关箱直接控制二台及二台以上用电设备（含插座）。6.17各种电气设备用的闸刀、插头、插座、空气开关不得有裸露、漏电现象。6.18各种手持电动工具用的电缆线每班必须进行检查，凡人体可能触及的用电设备，必须安装触电保护器。6.19各种台架上临时照明灯具采用36V安全电压，严禁220V或380V用电设备上架。6.20施工现场用电线路发生故障后，由专职电工负责排查和维修，其他人员不得私自进行检查和维修，防止触电事故的发生。6.21使用电焊机等设备前严格按规定穿戴和配备好相应的绝缘劳动保护用品，并检查电气装置和保护设施是否完好，严禁设备带病运转。6.22电焊机必须接地，电焊机作业完毕后，必须及时切断电源，