桑园子隧道改扩建新十里山隧道专项施工方案.doc

桑园子隧道改扩建新十里山隧道专项施工方案第一节 工程概況桑园子隧道位于兰州市榆中县桑园子村，地貌上属黃河峡谷谷南岸，形起伏较大，相对高差3050m，山势陡峻，隧道最大埋深约75m。隧道起止里程HDK25+836.000HDK26+470.00，总长634m。隧道全部R=600M的曲线上，纵坡为人字坡；进口浅埋并有部分明洞。隧道周围是陇海线、包兰线，对隧道施工便道影响很大。本隧道属于双层集装箱单线隧道。隧道进口段拆除要既有陇海线上的新十里山隧道，部分改为路基，部分扩挖原有结构。第二节 工程地质及水文特征一、工程地质特征隧道经过范围地层岩性主要有：第四系上更新统风积砂质黄土、冲积砂质黄土、细圆砾土、粗圆砾土；加里东期花岗岩，详述如下：（1）、砂质黄土：大范围分布于山体表面，大部厚度30-50m，局部 厚度510m，浅黄色，灰黄色，土质较均匀。稍湿，稍密-中密，二级普通土，=120Kpa。（2）、砂质黄土：风积黄土层下分布，厚度5-10m。浅黄色，土质不均匀，二级普通土，=150Kpa。（3）、细圆砾土：在冲积黄土层下部分布，厚度2-5m，青灰色，成分以砂岩、花岗岩、石英岩为主，浑圆状，粒径大于20mm的约占5-15%，20-10mmr 约占40%，10-2mm的约占25-30%，砂土质充填，稍湿-潮湿，中密，二级普通土，=400Kpa.（4）、粗圆砾土：细圆砾土层下夹状分布，厚1-2M青灰色，成分以砂岩、花岗岩、石英岩为主，浑圆状，粒径大于60mm的约占15-25%，60-20mmr 约占50-60%，20-2mm的约占10-20%，砂土质充填，稍湿-潮湿，中密，三级硬土，=600Kpa.（5）、花岗岩：下伏基岩，局部出露地表，隧道洞身主导岩层，灰白、灰褐、肉红等色，中粗粒结构，巨块状、块状构造，节理裂隙有一定发育。强风化层厚0-2m，四级软石，=600Kpa，弱风化，五级次坚石，=1000Kpa。二、地质构造本区位于祁吕贺兰山字型构造体系脊柱（与贺兰山经向构造重接复合）西侧的阿宁盾地和前弧西翼褶带的复合部位未发现有影响隧道的褶皱及断层构造发育行迹。三、不良地质及特殊岩土问题（1）工点范围内未发现有不良地质现象。（2）第四系上更新统风积砂质黄土具有三级（严重）自重湿陷性，湿陷厚度15-20M，冲积砂质黄土具二级（中等）自重湿陷性，湿陷厚度5-10M，但因多分布于隧道洞身以上，对隧道工程影响不大。四、水文地质特性隧道右侧50-150M外为黄河，黄河为常年流水，水量丰富，水质对砼及其结构不具侵蚀性，本隧道通过范围内无地表流水；地下水主要为极少量的基岩裂隙水，受大气降水补给，水量较少，在隧道浅埋及明洞段，设计及施工时注意防止地表水的渗入。五、地震烈度及气象资料（1）地震资料根据中华人民共和国国家标准（GB183062001）公布的中国地震动峰值加速度区划图及中国地震动反应谱特征周期区划图，本区地震动峰值加速度0.20g（相当于地震基本烈度八度），地震动反应谱特征周期0.45s。（2）气象资料兰州枢纽工程所在地区为大陆必半干旱气候区，昼夜温差大，降水量少，蒸发量大，七、八、九月为雨季，年极端最高温度达39.8，极端最低温度-21.7，年平均气温9.5，最冷月平均气温为-6.1，年平均降雨量319.6mm，年平均蒸发量1457.7mm，年平均风速0.9m/s,最大风速1.3 m/s，最大积雪深度10cm，最大土壤冻结深度103cm.第三节 洞口概况及主要工程数量一、 洞口概况根据洞口实际地形、地貌及地质条件，结合“早进洞、晚出洞”的原则，严禁对边、仰坡高刷，严禁清除进洞两侧的土体（坡脚）。桑园子端洞口：拆除原有新十里山隧道洞口段后，拟定洞口里程为HDK25+836，采用斜切式洞门与线路交角45。兰州北端洞口：拟定洞口里程为HDK26+470，采用挡墙式洞门。二、 主要工程内容及工程数量 桑园子隧道全长634m，为单线隧道，全洞设计坡度为9，洞身位于半径为R=600的曲线上，洞身围岩为、级.各类围岩长度见表：桑园子隧道围岩级别及长度隧道名称桩 号围岩级别及长度（m）小计（m）级级级桑园子隧道HDK25+836-HDK25+848明洞12HDK25+848-HDK25+8803232HDK25+880-HDK25+9254545HDK25+925-HDK26+236311311HDK26+236-HDK26+436200200HDK26+436-HDK26+4703434合计（m）31124566634隧道主洞采用级铁路技术标准设计，为单线隧道，隧道内设纵坡，人字坡，纵度为9；坡长634米，隧道内轮廊尺寸符合铁路技术管理规程（铁路部令第29号）中的“铁路双层集装箱运输装载限界及客贷共线铁路双层集装箱运输建筑限界”，并满足“双层集装箱运输桥隧建筑限界图（电力牵引区段）”的要求，并结合接触网的安装高度进行绘制。洞口开挖边坡仰坡采取锚喷临时防护措施，永久防护采用浆砌片石加固，M10浆砌片石厚25cm。洞门型式进口斜切式洞门，出口采用挡翼墙式洞门。按喷锚构筑法技术要求设计，隧道采用复合式衬砌，初期支护采用喷锚支护，喷砼采用湿喷工艺，二衬采用钢筋砼。第四节 施工总体方案及施工方法一、总体施工方案 桑园子隧道出口位于陡坡上,距沟底约55米,施工时先从隧道出口里程HDK26+325处修建一条施工便道到隧道出口。便道完成后向隧道进口方向掘进；掘进至HDK26+040位置处，与既有新十里山隧道中线相距30m，停止施工，可根据隧道开挖情况对既有隧道的影响程度情况调节该里程，但不能影响既有隧道的运营安全。当既有隧道停止运行时，再对进口段掘进施工，完成剩余隧道里程。衬砌从出口向进口方向施工。、级围岩采用台阶法开挖，级围岩采用全断面法开挖，隧道掘进采用自制简易钻孔作业平台车风枪钻孔，爆破后装载机装碴，自卸汽车出碴，结构衬砌采用9m整体液压衬砌台车。大小避车洞及各种附属洞室、明洞边墙采用组合钢模板整体式衬砌；混凝土由拌合站集中供应，采用混凝土输送车运输，输送泵入模，拱部采用附着式振捣器振捣,边墙采用插入式振捣器捣固。对隧道洞身通过既有新十里山隧道 存在一定的影响，在施工中应首先拆除新十里山隧道、封堵后方可进行桑园子隧道施工。拆除时应尽量少扰动既有隧道周围岩体，以防止新建隧道施工时引起滑塌。石质围岩开挖时，严格按照“管超前、小扰动、短进尺、弱爆破、强支护、衬砌紧跟、勤量测”的原则进行施工。施工中应加强对既有隧道周围围岩的监控量测工作，量测结果反映到新建隧道的施工中，合理调节施工方法，严禁野蛮施工。对隧道洞身通过可能存在岩溶地段，施工中加强超前预测、预报，以防水患，在施工中认真开展综合地质超前预测预报工作，将其作为一道工序来指导施工，避免发生严重地质灾害，保证施工及运营的安全。二、主要工程的施工工艺和施工方法本隧道按照新奥法原理组织，本着“爱护围岩、内实外美、重视环境、动态施工”四大理念施工。软岩地段施工始终坚持“管超前、小忧动、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则。在施工中积极推广应用国内外隧道施工新技术、新工艺，投入大型施工机械设备，组成钻、爆、挖、装、运、锚、衬等机械化作业线；喷混凝土采用湿喷机，降低回弹量和粉尘；砼衬砌采用9米液压钢模衬砌台车和泵送砼作业，施工中进行超前地质预报，采用先进的量测、探测技术取得围岩状态参数，通过对数据的分析和处理，及时反馈信息指导施工。施工中千方百计地把围岩的损伤程度控制在最小程度，提高围岩的自支护能力，同时加强支护和衬砌的质量，充分的发挥其支护效果，运用光面爆破控制爆破对围岩的损伤和控制超欠挖。新奥法施工程序见流程图。 新奥法施工程序框图三、隧道洞口及明洞段施工 桑园子隧道进口在既有新十里山隧道洞口全断面拆除段上，新建隧道中线在既有隧道中线右侧，与既有的陇海线交角成45,斜切式洞门，12m明洞，既有隧道全断面拆除54.35m，部分拆除63.76m，根据现场调查，地势陡峭，浅埋，相对高差达30-60m，既有隧道存在很大的偏压，新建隧道同样存在偏压，洞顶地表有塌陷现象、开裂，宽约15cm,既有线外露围岩为强风化岗岩，较破碎，高边坡，高压电线，存在一定风险。桑园子隧道出口为端墙式洞门，正前方51m是包兰铁路，根据设计资料和现场调查，出口设有大管棚，隧道底距原地面高差达10m，洞顶回填土高达40m，隧道存在偏压，存在一定风险。四、洞身开挖根据桑园子隧道自身的特点和围岩类别来确定不同的施工方法，分为七个区域开挖，见桑园子隧道施工分区图。区为全断面拆除，长54.35m，桩号：HDK25+796-HDK25+850.35,包括新建隧道级围岩14.35m;区为部分拆除，长63.76m，桩号：HDK25+850.35-HDK25+914.04,包括级围岩29.65m，级围岩34.04m; 区为新老隧道贯通，桩号：HDK25+914.04;区为两隧道岩柱厚度20m时到新老隧道贯通，桩号：HDK25+914.04-HDK26+027.25,包括级围岩10.96m，级围岩102.25m;区为级围岩，桩号：HDK26+027.25-HDK26+236,长208.75m;区为级围岩，桩号：HDK26+236-HDK26+436,长200m；区为级围岩，桩号：HDK26+436-HDK26+470，长34m。（1）区开挖本区为隧道进口段，需全断面拆除既有新十里山隧道，54.35m;新建桑园隧道进口明洞12m和洞身2.35m。本区施工前需先对新十里山隧道进行回填封堵，再进行拆除。.开挖方案本区开挖前先对既有新十里山隧道进行回填封堵、拆除，再进行桑园子隧道开挖。新十里山隧道需回填封堵全长176.96m,回填按设计图纸进行，新隧道从出口往进口方向掘进，掘进至两隧道交界处30m处停止施工，进行新十里山隧道回填封堵，封堵完成后进行新十里山隧道的拆除，拆除完后再进行桑园子隧道掘进直至贯通。两隧道交界处前后10m范围内采用M10浆砌片石，其余部分采用M7.5浆砌片石。.施工要点：拆除一段，支护一段。在钻孔施工中，现场技术人员一定要随时检查钻杆平面倾角和坡度倾角，防止漂钻和斜钻。做好爆破振动速度监测。通过监测反馈的信息,修改爆破方案,调整钻爆参数, 达到最佳效果。加强隧道监控量测，在每次爆破后进行加密观测，增加观测频次，发现异常及时采取施工措施，确保既有线运营安全。隧道口段拆除中，应采取爆破飞石防护措施，确保在被保护构筑物物方向上没有飞石。第六节 拆除新十里山隧道爆破方案一、 拆除隧道的工程概况新十里山隧道位于陇海铁路右线，紧靠左线，详情见进口地貌图片，新十里山隧道为单线铁路隧道，断面尺寸：高6.25m，宽4.9m，根据现场调查，裸露围岩为强风化花岗岩，较破碎。拆除隧道规定长度后不能损坏保留段，确保拆除后对新建隧道施工和运营安全。为确保施工安全，参考类似工程拆除经验，根据隧道健康检测结果和拆除前均采用锚杆或注浆等工程措施对围岩进行加固的特点，对既有新十里山隧道初期支护及二次衬砌爆破拆除拟采用分段全断面拆除方案。具体步骤如下：首先，沿隧道环向布置炮眼，爆破预开挖出环向沟槽，可以采用“切割式爆破”拆除爆破方法。各分段的长度依据加固后围岩的强度确定；然后，切断初期支护及二衬的钢筋，将衬砌沿隧道纵向分成若干段；第三步，在每一段内布置倾斜炮孔（拱顶）垂直炮孔（拱角和拱脚），对既有隧道的支护系统进行爆破剥离拆除。此时，可以采用“倒塌 +破碎性”拆除爆破方法完成爆破拆除。二、爆破飞石防护措施（1）洞口段衬砌拆除时，为防止飞石伤人或危及既有线运营安全，采用以下防护措施：根据爆破安全规程中飞石对人员的安全距离，浅眼爆破法的最小安全距离为 300 m。由于周围环境复杂，安全度要求高，不能有飞石产生，洞口架设网架，5 m范围内堆积缓冲材料，缓冲材料采用厚度为 0.81.2 m的土层，防止混凝土块飞溅或反弹。（2）被保护构筑物安全措施为保证既有线及新建隧道运营安全，防止围岩失稳，及时在该段进行隧道监控量测：每5 m设一处量测断面，每个量测断面共设水平收敛基线和拱顶下沉观测点。同时继续对地表下沉进行观测。并在每次爆破后进行加密观测，增加观测频次，发现异常及时采取措施，确保既有线运营安全。爆破施工安全措施（3）加强隧道监控量测，在每次爆破后进行加密观测，增加观测频次，发现异常及时采取施工措施，确保既有线运营安全。（4）隧道口段拆除中，应采取爆破飞石防护措施，确保在被保护构筑物物方向上没有飞石。三、爆破注意事项（1）钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、接线和引爆。（2）钻眼前应定出开挖面中线、水平线和断面轮廓，标出炮眼位置，经检查符合设计要求后方可钻眼；（3）炮眼的深度、角度、间距应符合设计要求，并应符合下列精度要求。掏槽眼：眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；辅助眼：眼口排距、行距误差均不得大于5cm；周边眼：沿隧道断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm，周边眼外斜率不得大于5cm/m，眼底不超出开挖面轮廓线10cm,最大不得超过15cm。（4）光面爆破均应采用不耦合装药。光面孔应按设计图纸钻凿在一个布孔面上，钻孔偏斜误差不超过1。（5）装药前应对作业场地、爆破器材堆放场地进行清理，装药人员应对准备装药的全部炮孔进行检查。（6）装药前应将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净，已装药的炮眼应及时用炮泥堵塞，周边眼的堵塞不宜小于30cm。（7）地下水较多的地方，应采用具有防水性能的爆破材料，敷设爆破网路时接头不得浸在水中。（8）进行爆破时，所有人员应撤离至安全地点，爆破后必须待有害气体排出后方可进行开挖面工作，并用水喷洒爆堆。（9）应加强洞内车辆调度、统一管理，安排好各工序的施工作业时间，机械运转时，非操作人员应退至安全地点，发现情况异常应立即停机。（10）钻眼、出渣、爆破等施工人员进入隧道后对顶板进行检查，确认无浮石、无冒顶危险时方可开始作业。（11）通往爆破区的路口应设置安全警戒标志。（12）每次爆破前min，必须封闭原隧道内的交通，爆破后检查洞内安全后放行，施工时做好工序组织，尽量减少中断交通的时间。（13）爆后检查。一般岩土爆破应检查的内容包括：确认有无盲炮；露天爆破爆堆是否稳定，有无危坡、危石；地下爆破有无冒顶、危岩，支撑是否破坏，炮烟是否排除。露天浅孔爆破，爆后超过5min后方准许检查人员进入爆破作业地点；如不能确认有无盲炮，应经15min后才能进入爆区检查。隧洞开挖爆破后，经通风吹散炮烟，确认地下空气合格、等待时间超过15min后方准许作业人员进入爆破作业地点。处理盲炮前应由爆破领导人定出警戒范围，并在该区域边界设置警戒，处理盲炮是无关人员不准进入警戒区。应派有经验的爆破员处理盲炮，并由爆破工程技术人员提出方案上报有关单位主要负责人批准。爆破飞石防护措施（1）洞口段衬砌拆除时，为防止飞石伤人或危及既有线运营安全，采用以下防护措施：根据爆破安全规程中飞石对人员的安全距离，浅眼爆破法的最小安全距离为 300 m；由于周围环境复杂，安全度要求高，不能有飞石产生，洞口架设网架，5 m范围内堆积缓冲材料，缓冲材料采用厚度为 0.81.2 m的土层，防止混凝土块飞溅或反弹。进口地貌照片旧十里山隧道金岸公路边坡桑园子隧道明暗交界处桑园子隧道进