隧道偏压进洞方案.doc

新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 1 目 录 1 编制依据及范围 1 1 1 编制依据 1 1 2 编制原则 1 1 3 编制范围 1 2 工程概况 1 2 1 设计概况 1 2 2 程进度安排 3 2 2 1 施工重点 3 2 2 2 工程进度安排 3 2 3 工程地质 3 3 总体出口施工方案 3 3 1 施工原则 3 3 2 施工方案 3 3 3 施工流程图 4 4 施工方案及方法 5 4 1 洞顶截 排 水沟施工 5 4 1 1 截 排 水沟施工方案 5 4 1 2 天沟施工方法及要求 6 4 2 预加固桩施工 6 4 2 1 预加固桩施工方法及要求 6 4 2 2 钢筋笼制作 吊放 7 4 2 3 桩身混凝土灌注 8 4 2 4 养护 8 4 3 洞口边坡开挖 8 4 3 1 洞口边坡型式 8 4 3 2 边仰坡开挖方法 10 4 4 洞口边仰坡防护 11 4 5 管棚施工 12 4 5 1 管棚施工工艺流程 12 4 5 2 设计参数 13 4 5 3 导向墙的施工 15 4 5 4 钻孔施工方法 16 4 5 5 顶管施工 17 4 5 6 注浆施工 17 4 6 偏压洞口进洞开挖方案 18 4 6 1 洞口围岩情况 18 4 6 3 进洞开挖方法 19 4 7 初期支护施工方法 20 4 7 1 支护参数 20 4 7 2 砂浆锚杆施工 20 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 2 4 7 3 钢拱架施工 20 4 7 4 钢筋网施工 20 4 7 5 喷射混凝土施工 21 5 防坍技术措施 21 5 1 超前地质预报 21 5 1 1 超前地质预报的主要内容 22 5 1 2 超前地质预报信息的处理 22 5 2 隧道监控量测 22 5 2 1 监控量测的目的 22 5 2 2 监控量测计划内容 22 5 2 3 监控量测作业 24 5 2 4 监控量测资料的整理和反馈 26 6 特殊地质条件下的施工方法 27 6 1 开挖 27 6 2 初期支护 27 6 3 仰拱紧跟 衬砌适度跟进 27 7 施工质量控制标准 27 7 1 开挖质量控制标准 27 7 2 初期支护质量控制标准 28 7 2 1 一般规定 28 7 2 2 喷射混凝土 28 7 2 3 锚杆 28 7 2 4 钢筋网 29 7 2 5 钢架 29 8 资源配置 29 8 1 进洞施工劳动力配置 29 8 2 进洞施工设备配置 29 9 施工安全保证措施 30 9 1 安全保证体系 30 9 2 建立健全各项安全制度 30 9 3 加强安全生产教育与培训 30 9 4 加强安全生产检查 31 9 4 1 开工前的安全检查 31 9 4 2 定期安全生产检查 32 9 4 3 经常性的安全检查 32 9 4 4 专业性的安全检查 32 9 5 安全事故报告制度 32 9 6 安全奖惩制度 32 10 冬 雨季施工质量保证措施 32 10 1 冬季施工质量保证措施 32 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 3 10 2 雨季施工质量保证措施 33 11 环境保护及文明施工措施 34 11 1 施工环境保护措施 34 11 1 1 实行环保工作责任制 34 11 1 2 环保工作与经济效益奖金挂钩 奖优罚劣 34 11 1 3 维护自然生态平衡的措施 34 11 1 4 隧道施工水土保持措施 34 11 1 5 弃碴场水土保持措施 34 11 1 6 防止水源枯竭的措施 35 11 1 7 防火 消防措施 35 11 2 文明施工措施 35 11 2 1 文明施工目标 35 11 2 2 文明施工的组织措施 35 12 应急预案 36 12 1 触电事故应急预案 37 12 2 应急救援注意事项 40 12 3 高处坠落事故应急救援预案 40 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 1 1 1 编制依据及范围编制依据及范围 1 11 1 编制依据编制依据 1 国家法律 法规和原铁道部规章制度 2 中国铁路总公司 原铁道部 及昆明铁路局等有关铁路施工规定 规则 细则 3 集团公司拥有的科技成果 工法成果 管理水平 现有的技术装备力量和多年积 累的铁路长大隧道施工经验 4 新建铁路玉溪至磨憨铁路扬武隧道设计图 玉磨施 隧 09 玉磨铁路隧道参考 图 5 本项目采用的标准 规范 规程 标准以及有关行业法规和法令等 6 现场实地勘察 调查所取得的基础资料 1 21 2 编制原则编制原则 1 确保扬武隧道出口的洞身施工安全 满足质量 环保要求 精心组织施工 合理 安排工序 确保无安全 质量 环境事故发生 2 切合实际地形地质情况 方案具有可操作性 能预防各种风险因素 1 31 3 编制范围编制范围 新建玉溪至磨憨铁路 3 标扬武隧道 正洞起讫里程为 D1K46 285 D1K61 120 全长 14835m 出口段施工里程为 D1K59 579 D1K61 120 2 2 工程概况工程概况 2 12 1 设计概况设计概况 扬武隧道位于云南省玉溪市扬武镇境内 本隧地处云南高原中部 位于哀牢山区北东 测 属构造侵蚀低中山地貌 线路起于大开门河双线大桥 以隧道穿越鲁奎山 写莫村 扬武西 终于扬武中桥 地形左高右低 山间沟渠纵横 地面高程 1150m 1782m 相对高 差约 632m 地表植被发育 多为杂木 进口交通条件差 出口交通条件较好 扬武隧道全 长 14835m 扬武隧道计划开工日期 2016 年 6 月 15 日 计划竣工日期 2019 年 4 月 22 日 扬武隧道工程项目及数量一览表见表 2 1 1 隧道 名称 中心里程 正 洞交点里程 长度 m 围岩级别 m 起讫里程 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 2 扬武隧道出 口 D1K60 352 1536720461355 D1K59 584 1K61 120 表表 2 1 12 1 1 扬武隧道工程项目及数量一览表扬武隧道工程项目及数量一览表 1 隧道平面 扬武隧道为双线隧道 左右线线间距为 4 2 4 334m 隧道线路纵坡为人字坡 隧道 进口段 60m 为平坡 其后依次为 12 600m 22 5 9750m 12 700m 3 600m 上坡 9 700m 和 20 2420m 下坡 线路平面 除洞身 DK46 508 985 DK48 851 306 段 2342 321m 位于 R 6004 3m 的右偏曲线上和 DK59 888 382 DK61 653 174 段 1764 792m 位于 R 4004 334m 的右偏曲线上外 其余均位 于直线上 扬武隧道平面曲线要素表见表 2 1 2 线路左线右线左线右线 ay21 29 33 7 21 29 33 7 23 14 53 7 23 14 53 7 az 曲线半径 R m 6004 360004004 3344000 缓和曲线长度 l m 90150140180 ZH 点里程 D1K46 507 766D1K46 477 766D1K46 887 638D1K46 867 639 HZ 点里程 D1K48 850 088D1K48 880 087D1K61 652 430D1K61 672 429 表表 2 1 22 1 2 扬武隧道平面曲线要素表扬武隧道平面曲线要素表 2 隧道纵坡及竖曲线设置 扬武隧道进口段 60m 为平坡 其后依次为 12 600m 22 5 9750m 12 700m 3 600m 上坡 9 700m 和 20 2420m 下坡 扬武隧道竖曲线 设置见扬武隧道竖曲线表 2 1 3 编号变坡点起点里程终点里程 竖曲线 半径 变坡点理论 高程 变坡点设 计工程 1D1K46 350D1K46 216 397D1K46 44015001156 7761157 046 2D1K46 950D1K46 871 25D1K47 028 7515001163 9761164 183 3D1K56 700D1K56 621 25D1K56 778 7515001383 3511383 144 4D1K57 400D1K57 332 5D1K57 467 515001391 7511391 599 5D1K58 000D1K57 910D1K58 09015001393 5511393 281 6D1K58 700D1K58 617 5D1K58 782 515001387 2511387 024 表表 2 1 32 1 3 扬武隧道竖曲线表扬武隧道竖曲线表 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 3 注 上表为引用线路专业设计文件数据 2 22 2 程进度安排程进度安排 2 2 12 2 1 施工重点施工重点 洞口施工重点是洞口段的开挖和边仰坡防护以及长管棚施做 2 2 22 2 2 工程进度安排工程进度安排 计划施工 各洞口施工计划安排如下表 扬武隧道各洞口施工计划安排一览表见表 2 2 1 施工部位施工准备洞口天沟预加固桩 边仰坡开挖 及支护 套拱施工大管棚施工 开 始 2016 年 5 月 5 日 2016 年 5 月 13 日 2016 年 5 月 28 日 2016 年 5 月 15 日 2016 年 5 月 20 日 2016 年 5 月 28 日扬武隧 道出口结 束 2016 年 5 月 12 日 2016 年 5 月 20 日 2016 年 6 月 20 日 2016 年 5 月 19 日 2016 年 5 月 27 日 2016 年 6 月 9 日 表表 2 2 12 2 1 扬武隧道出口洞口施工计划安排扬武隧道出口洞口施工计划安排 2 32 3 工程地质工程地质 扬武隧道地处云南高原中部 位于哀牢山区北东侧 属于构造剥蚀中低山地貌 隧道 起于大开门河双线大桥 以隧道穿越鲁奎山 写莫村 扬武西 止于扬武中桥 地形左高 右低 山间沟壑纵横 地面高程 1150 1782m 相对高差约 632m 隧道最大埋深约 578m 扬武隧道表层覆盖第四系全新人工弃土层 Q4q 泥石流层堆积层 Q4sef 碎石土 块石土 坡崩积层 Q4dl col 碎石土 坡洪积层 Q4dl pl 粉质黏土 坡积层 Q4dl el 粉质黏土 角砾土 碎石土 块石土 破残积层 Q4dl el 粉质黏土 扬武隧道位于石屏一建水断裂 JSF6 和扬武 青龙厂大断裂间 断裂 断层及褶皱 发育 主要穿越鲁奎山向斜 新寨背斜 新寨逆断层 大开门 新寨逆断层 写莫逆断层 扬武 赵米克逆断层及阿布都逆断层 3 3 总体出口施工方案总体出口施工方案 3 13 1 施工原则施工原则 进洞施工遵循 确保稳定 安全第一 质量为主 稳扎稳打 步步为营 的总体思想 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 4 3 23 2 施工方案施工方案 根据设计情况及现场实际地形和地质条件 进行施工 扬武隧道出口 扬武隧道出口洞口段岩性为全风化粉质黏土 坡面较陡 坡面无孤石 和回填土 出口洞口采用端墙式洞门 洞口设立永久护坡及预加固桩 线路右侧永久边坡 采用锚杆框架梁内灌草护坡 线路左侧永久边坡采用人字形截水骨架内灌草护坡 洞口临 时边坡采用锚网喷防护 边仰坡开挖线外 5 8m 设置天沟 出口洞身采用台阶法加临时仰 拱施工 进洞施工按如下步骤进行 洞口施工宜避开雨季 施工前应做好边仰坡外的截 排 水沟及洞口排水 截水处 理 截 排 水沟中线距边仰坡开挖线边缘不小于 5m 截 排 水沟采用 C25 混凝土浇筑 洞口段开挖前 先在洞口上方挖出一个工作平台 施做预加固桩 待桩体达到设计 强度后再进行洞口段开挖 洞口场地的初步平整及刷坡 刷坡范围为明暗交界处洞口及两侧防护坡面的修整 刷坡时尽量按原地面地形进行 以不破坏山体的自然稳定为原则 生产 生活设施建设完成 拌合站验收合格 达到喷射混凝土施工条件 按洞口设计边坡线进行刷坡 洞口边坡采用锚杆框架梁灌草护坡防护 框架内植草灌木 隧道进暗洞前应对洞口附近开挖线 2 3m 范围及洞口临时边仰坡进行喷锚防护 锚 杆采用 22 砂浆锚杆 梅花型布置 喷射混凝土采用 C20 网喷混凝土 钢筋采用 8 同 时喷锚网防护设置仰斜排水孔 孔内插 100 打孔波纹管外包无纺布 洞口段施工顺序 截水天沟施工 施做预加固桩 洞口开挖防护 导向墙施作 管 棚施工及注浆 洞门 明洞分段施工及回填 洞口及明洞永久性边仰坡防护 暗洞施工 3 33 3 施工流程图施工流程图 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 5 施工准备 洞口位置复核边 仰坡测量 边 仰坡开挖 洞顶截水沟施工 强支护进洞施工 边 仰坡开挖及支护 施做预加固桩 洞口部位超前管棚注浆 强支护进洞施工 暗洞施工 洞门施工 不 稳 定 图图 3 3 13 3 1 洞口施工流程图洞口施工流程图 4 4 施工方案及方法施工方案及方法 4 14 1 洞顶截 排 水沟施工洞顶截 排 水沟施工 洞顶截 排 水沟施工顺序为 施工准备 测量放线 沟槽开挖 沟身整形 基底平 整 沟身浇筑 质量检查 养生 4 1 14 1 1 截 排 水沟施工方案截 排 水沟施工方案 洞顶上方地面坡度较缓 植被较发育 为防洞口边坡被雨水冲刷 开挖边仰坡前先进 行洞顶截 排 水沟施工 洞顶截 排 水根据实际地形距离仰坡开挖线边缘不小于 5m 地质围岩条件 岩条件 不稳定 稳 定 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 6 采用 C25 混凝土浇筑 截 排 水沟尺寸见图 4 1 1 图图 4 1 14 1 1 截 排 水沟 图中标注单位为 截 排 水沟 图中标注单位为 cmcm 开挖时测量出开挖线 然后人工开挖 并尽量不毁坏既有的树木或灌木 混凝土采用 集中拌合站供应 4 1 24 1 2 天沟施工方法及要求天沟施工方法及要求 截 排 水沟开挖好 立模完成 自检合格 报监理工程师验收 合格后沟身混凝土 浇筑 混凝土浇筑振捣密实 杜绝蜂窝麻面 烂根 错台等表面现象 拆模后要求表面平 整 线型顺直 表面平整 如有不合格地方 必须返工处理 4 24 2 预加固桩施工预加固桩施工 预加固桩施工顺序为 施工准备 测量放线 桩孔开挖 锁口及护壁施作 钢筋笼制 作 吊放 检测桩径 垂直度 桩身混凝土灌注 养护 4 2 14 2 1 预加固桩施工方法及要求预加固桩施工方法及要求 桩孔开挖前应做好施工场地平整及地面截 排水 备好通风设施 桩孔开挖施工中应及时记录地质剖面 滑动面位置 填绘地质柱状图 孔桩开挖应根据地质情况及时支护 孔桩第一节护壁应高出地面 55cm 并做好孔口加 强护壁及锁口 预加固桩开挖的桩孔断面尺寸不应小于桩身设计断面尺寸和护壁厚度之和 护壁混凝 土应紧贴围岩灌注 每次开挖 1 个桩 待灌注混凝土完毕后再开挖另外一个 土质采用人工挖孔 岩石采 用浅眼爆破 尽量减少围岩扰动 井口第一节 2m 采用 C20 钢筋混凝土锁口圈防护 土质 及风化岩段井壁采用钢筋混凝土护壁 沿井壁一侧设钢筋爬梯 并设防护圈套 供人上下 之用 开挖时炮眼深度视地层松紧 石质软硬程度而定 但不得超过 1 2m 并应对炮眼附近 支撑加固或设防护措施 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 7 孔内爆破主要起松动作用 应严格控制用药量 一般装药深度不超过炮眼深度的 1 3 严禁用裸葬药包爆破 以免震塌孔壁 放炮后要迅速排烟 采用高压吹风 电动鼓风等 锁口施工 每根预加固桩孔口设置 C20 钢筋混凝土锁口 一次开挖成型后绑扎钢筋 浇筑 安装井架 在井口用扒杆拼制龙门架 安设 1 台 3t 卷扬机作为提升设备 开挖 土质采用人工风镐 风枪挖孔 岩石采用风枪钻孔浅孔光面爆破开挖 尽量减少围岩 扰动 每循环开挖 1 0m 打眼放炮 4 小时 出碴 6 小时 每天完成两循环 每天开挖进度 2 0m 出碴 井内采用人工装碴 使用扒杆做提升设备 将碴拉出弃倒在井口边 然后用出碴车运 送至弃土点 弃碴场 护壁支撑 护壁的施工缝应避开滑动面及土石层变化处 并应加强滑动面及土石层变化处的支护 为保证桩井开挖的施工安全及护壁质量 桩井采用边挖边护的方法施工 注意避免在 滑动面及土石层变化处分节 护壁每 2 0m 施工一节 在立模灌注护壁钢筋混凝土前 应 清除浮土和松动岩石 钢筋现场绑扎 混凝土拌合站搅拌 混凝土罐车运输 混凝土输送 泵输送到井口 用窜筒下料 土石分界线和滑动面处不能分节 护壁混凝土应紧贴围岩灌注 灌注前应清除岩壁上的松动石块 浮土 在承受推力较 大的护壁和孔口加强混凝土中应增加钢筋 通风和排水 桩井开挖到一在定深度后 为保证井下有新鲜空气 在井口设置一台 20KW 的轴流式 通风机 以直径 500mm 的软管向井下送风 当桩井挖至有水时 采用水泵抽水 终孔检查 每工点首根桩桩孔挖至设计标高后 应由设计 监理 施工单位联合验孔 并结合滑 动面实际情况确定孔底高程 当挖孔达到设计要求深度 对孔深 孔径 孔位 垂直度 孔底地质情况进行检查 并将上述检查结果填入记录 即进行安放钢筋笼的工作 4 2 24 2 2 钢筋笼制作 吊放钢筋笼制作 吊放 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 8 钢筋笼在现场就近分节绑扎 利用吊车分节吊装就位 由人工分节焊接 钢筋笼的加工应符合有关设计及有关规范的要求 严格控制钢筋的质量 搭接方法 搭接长度 焊缝厚度 焊条种类等 钢筋笼成型后 需经质检人员 监理人员质检合格并认真填写隐检记录 预加固桩钢筋骨架安装就位后 应采取孔口固定吊筋等措施确保混凝土灌注时钢筋骨架不 上浮的措施 竖向钢筋的接头应避开土石分界和滑动面处 4 2 34 2 3 桩身混凝土灌注桩身混凝土灌注 在灌注桩身混凝土前 先采用同级混凝土在井底铺 10 20cm 厚 在塌方地段的护壁 有裂纹时应用风枪打眼 注浆泵压浆 以加强桩的锚固力 为方便作业人员下放主筋和绑扎焊接钢筋 在井内每 5 8m 预埋搭设平台的 22 钢 筋 钢筋笼下放后搭设临时的工作平台 主筋接头采用现场焊接 接头位置错开 50 按规定验收 第一节钢筋笼下放到底后 再放第二节 接头井下焊接 混凝土由搅拌站集中拌合 混凝土罐车运输 输送泵输送到井口 采用窜筒下料 振 动棒分层捣固 桩身混凝土必须连续灌注 每一捣固层厚度不超过 30cm 为宜 预加固桩桩身混凝土应连续 完整 用超声波无损检测仪方法进行检测 确保成桩质 量 4 2 44 2 4 养护养护 桩身混凝土灌注完毕后 及时洒水养护 每天两次 连续 5 7 天 混凝土达到 2 5MPa 前 不得使其承受行人 运输工具 模板 支架等货载 4 34 3 洞口边坡开挖洞口边坡开挖 4 3 14 3 1 洞口边坡型式洞口边坡型式 扬武隧道出口 洞口仰坡坡率为 1 1 25 扬武隧道出口边坡示意图见 4 3 1 9 图 扬武隧道出口洞口 段纵段面见 4 3 1 10 图 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 9 图图 4 3 1 94 3 1 9 扬武隧道出口洞口边坡示意图扬武隧道出口洞口边坡示意图 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 10 图图 4 3 1 104 3 1 10 扬武隧道出口洞口纵断面图扬武隧道出口洞口纵断面图 4 3 24 3 2 边仰坡开挖方法边仰坡开挖方法 土方采用挖掘机开挖 人工配合修整边坡 石方开挖采用潜孔钻按坡率角度钻眼 松 动控制爆破 边坡采用光面爆破 土 石方采用挖机装碴 自卸汽车运至洞口外弃碴场 1 土方开挖 洞口土方采用挖掘机开挖 开挖自上而下分层进行 每层高度控制在 2 2 5m 以内 逐层开挖逐层支护 施工过程中要经常检查断面 发现不符设计要求时应及时更正 加强 对边仰坡稳定情况的观测 边坡预留 20 30cm 余量用人工修整 以防机械施工时造成超挖 每层开挖后要及时对坡面施作锚 网 喷防护 再进行下一层开挖 2 石方开挖 软石用挖掘机开挖 硬质石方采用潜孔钻打眼 松动爆破 爆破作业时严格控制炮眼 部位 朝向及炮眼深度和每次爆破的总装药量 同时做好防护措施 接近坡面的开挖采用 光面爆破 以减少对边坡的扰动 采用挖掘机进行装碴 自卸汽车运至填方段利用或弃土 场废弃 开挖完成后修整边坡 然后施作坡面防护工程 石方爆破开挖按如下程序进行 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 11 用机械清除施爆区覆盖层和强风化岩石 钻孔 爆破器材检查 炮孔检查与废碴清除 装 药并安装引爆器材 炮孔堵塞 覆盖防护 起爆 清除瞎炮 解除警戒 测定爆破效果 爆破由经过专业培训并取得爆破证书的专业人员作业 石质挖方边坡应顺直 圆滑 大面平整 边坡上不得有松石 危石 洞口软质岩石突 出设计线及超挖凹进部分的尺寸不大于 10cm 否则应进行处理 石质边坡如因过量超挖而 影响上部边坡岩体稳定时 采用浆砌片石补砌超挖的坑槽 4 44 4 洞口边仰坡防护洞口边仰坡防护 扬武隧道出口 挡墙后临时边坡采用锚网喷防护 喷 C20 砼 厚 12cm 钢筋网采用 8 网格 20 20cm 采用 22 砂浆锚杆 锚杆长 4 0m 间距 1 0m 1 0m 梅花形布置 洞门墙直立开挖面采用喷锚网防护 防护参数 喷 C20 砼 厚 12cm 采用 22 砂浆锚杆 锚杆长 4 5m 间距 1 0m 1 0m 采用 8 钢筋网 网格 20 20cm 明暗分界直立开挖面 采用喷锚网防护 防护参数 喷 C20 砼 厚 10cm 采用 22 砂浆锚杆 锚杆长 6m 间距 1 0m 1 0m 采用 8 钢筋网 网格 20 20cm 洞口永久边坡线路右侧采用锚杆框架梁 内灌草护坡 线路左侧采用人字形截水骨架内灌草护坡 锚网喷施工艺 施工顺序为 打设砂浆锚杆 挂设钢筋网 喷射混凝土 每次开挖防护段高 2m 左右 洞口施工时作好沉降观测工作 发现问题及时采取措施 以确保洞口施工安全 施做锚杆前 在边仰坡坡面上标出锚杆位置 然后按照标注位置 采用风钻钻孔 钻 孔方向尽量垂直岩面 钻孔后 安设锚杆 封堵孔口后开始注浆 将钢筋网片铺在边仰坡上 由下向上铺设 相邻两片钢筋网搭接宽度不少于 1 个网格 的位置 网片之间用电焊点焊 钢筋网片挂在锚杆尾部 并于锚杆尾部焊接 与锚杆形成 防护整体 最后进行喷射混凝土作业 喷射厚度 10cm 使整个洞口坡面形成一个稳定的防护体 人字型截水骨架 施工顺序为 开挖采用自上而下开挖 混凝土采用自下而上浇筑 先浇筑基础 然后 主 支骨架 最后封边 当边坡高度小于 6m 时 边坡从上至下一次性清理到位 大于 6m 根据设计图纸从上至 下分级清理到位 边坡清理先采用机械进行边坡整修至设计宽度和设计坡率 后采用人工 作业 对坡面及边坡平台上松散堆积物进行清理 保证坡面凸凹基本平整 按设计图纸要求 测量人员对人字型截水骨架起止点 控制桩进行放样 确定边坡防 护范围 确定法线方向 测定坡率 然后分片分区段定点挂线 采用石灰撒放开挖线 根据测量放样 根据不同地质情况 采用不同的开挖方法 石质地段 采用小型空压 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 12 机供风 风镐进行开挖 局部采用人工辅助开挖 沟槽开挖完成后采用高强度竹胶板或钢模板进行模板安装 模板安装分节段进行 并 预留下料口及振捣口 模板固定牢固 人字型骨架一次性浇筑成型 当沟槽整平 清理 模板安装完成后 报监理检测合格 后 对人字型骨架进行混凝土浇筑 采用手提式 30 型振动棒进行振捣密实 振捣时不能 靠近沟槽边 离沟槽边 5 10cm 防止沟槽外土体随振动棒振捣夹入混凝土而影响混凝土 质量 混凝土采用拌和站拌制 混凝土罐车运送至现场 锚杆框架梁护坡 施工程序 测量放线 地表水处理 分层分段开挖路堑 清理坡面 碎石土 锚杆孔定位 钻锚杆孔 注浆并安装锚杆 布框架钢筋和支模 浇筑混凝土 洒 水养护 施工准备 施工前用全站仪对边坡坡脚位 坡脚距中线的距离 边坡坡率进行复核 清理场地 做好排水工作和安全生产的准备工作 锚杆施工 按照设计要求并参照路基设计图将锚孔位准确测放在坡面上 根据坡面孔 位准确安装 固定钻机 钻头直径不得小于设计孔径 为确保锚杆孔深度 要求实际钻孔 深度比设计孔深大 0 2m 钻孔完成后及时进行清孔及锚杆安装 锚杆采用注浆机注浆 锚 杆孔内注浆为一次注浆 采用孔底返浆法 框架梁施工 框架梁的位置 间距 尺寸严格按设计要求测放 框架梁基础采用人工 开挖 根据放出的线开挖沟槽 石质地段使用风镐开凿 钢筋长度根据施工时每条梁长度 而定 钢筋接头需错开 锚杆尾部与框架梁钢筋焊接成一整体 若锚杆与框架钢筋相干扰 可局部调整框架钢筋的间距 模板采用钢模板 模板使用前必须打磨 除锈 刷模板漆 模板安装须牢固 确保混凝土浇筑过程不跑模 偏移 混凝土浇筑 采用 C35 混凝土浇筑 框架嵌入坡面 30cm 浇注混凝土前的准备工作已 就绪 包括模板 钢筋已经向监理报验 并且现场施工人员全部到位 施工工具如振捣棒 等经调试正常 才能申请浇注混凝土 4 54 5 管棚施工管棚施工 4 5 14 5 1 管棚施工工艺流程管棚施工工艺流程 扬武隧道出口洞口管棚设计各 47 根 为 108 大管棚 大管棚均为无缝钢花管 施工顺序 施工准备 备料 钻机定位 钻孔 钢管安装 安装加强钢筋笼 管棚注浆 注浆效果检查 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 13 喷混凝土封闭工作面 连接注浆管路 调试 测量放样 安装导向管 浇筑套拱 钻 孔 清 孔 顶入棚管 安装止浆塞 注浆作业 钻孔验收 搭设工作平台 钻机就位 注浆效果分析 确定浆液配合比 原材料进场检验 浆液制备 回填或 其他措施 调整注 浆参数 丝扣连接 合格 棚管加工 压水试验 不合格 施工准备 不合格 合格 初选浆液配合比 初配浆液试验注浆 封孔 连接钢架结构 结束 图图4 4 14 4 1 管棚施工工艺流程图管棚施工工艺流程图 4 5 24 5 2 设计参数设计参数 扬武隧道出口洞口采用超前支护型式为 108 8mm 大管棚 根据设计要求洞口管棚 47 根 环向间距 0 4m 为保证管棚的施工精度 在洞口设宽 1m 厚的 C20 混凝土导向墙 内设 2 榀 I20b 的工字钢架 钢架纵向间距 0 6m 在钢架外侧设 47 个 152mm 的导向钢管 钢管与工字钢焊接成为整体 作为管棚的定位钢管 1 钢管规格 热扎无缝钢管及钢花管 外径 108mm 厚度 8mm 每 30m 一根 每 节钢管两端加工成外丝扣 丝扣长度 15cm 以便连接接头钢管 接头钢管外径 114mm 壁厚 6mm 108mm 壁厚 8mm 每节钢管加工成内丝扣 丝扣长度 30cm 钢花管注浆孔采 用梅花型布置 孔径为 10 16mm 孔距设置为 113mm 排距 113mm 成梅花型布置 尾部 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 14 1 1m 预留不钻孔用于止浆 2 钢管外插角 1 3 3 管距 环向间距 40cm 4 注浆材料为 水泥浆液 5 管棚注浆压力一般为 0 5 2 0MPa 图图4 5 2 54 5 2 5 扬武出口洞口段长管棚正面布置图扬武出口洞口段长管棚正面布置图 图图 4 5 64 5 6 出口出口导向墙工字钢正面布置图导向墙工字钢正面布置图 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 15 钢架中心线 导向管 长管棚 环向间距400mm 管棚布设中心线 图图 4 5 74 5 7 导向管布置图导向管布置图 洞口衬砌 导向墙 108钢管 I16工字钢 4 22 工 字 钢 螺 栓 图图 4 4 5 5 8 8 洞口段钢架连接接头图洞口段钢架连接接头图 10注浆孔 108无缝钢管 114mm壁厚6cm连接钢管 内车丝扣外车丝扣 分节钢管 图图 4 5 94 5 9 洞口段管棚连接图洞口段管棚连接图 4 5 34 5 3 导向墙的施工导向墙的施工 导向墙采用 C20 模筑砼 扬武隧道出口截面尺寸为 1m 1m 导向墙内设 2 榀 20 的 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 16 工字钢架 工字钢架按照设计图纸进行加工 分 3 单元 各单元之间采用钢板加螺栓 螺 母连接 钢架外缘设 140mm 5mm 或 152mm 5mm 导向钢管 根据线路纵坡设置钢管外插 角 1 3 平行于线路方向 施工导向墙前应根据设计图纸先在洞顶仰坡开挖线 5 米以外施作天沟 并对边 仰坡 进行刷坡 在已开挖成型的拱部轮廓线上安装导向墙拱架 拱架采用 I20b 工字钢架设 钢拱每榀间隔 0 6cm 安设 1 榀 共 2 榀 并布设 42 锁脚锚管进行固定 锚管长度 5m 并安设导向钢管 钢拱安设后进行导向墙混凝土模板安装 有底模 背模和端头模 模 板采用定开型钢模板 现场拼装 混凝土采用拌合站集中拌和 砼运输车运至工地 人工入模 插入式振捣器振捣密实 当混凝土强度达到设计 80 时 进行管棚钻孔施工 4 5 44 5 4 钻孔施工方法钻孔施工方法 搭设平台 安装钻机 钻机安装要牢固 防止不均匀下沉 移位 倾斜等影响钻孔质量的现象发生 钻机距 离掌子面不超过 2m 钻孔 为了便于插管 钻孔直径应比管棚直径大 20 30mm 采用 127mm 108 钻头钻孔 钻机开孔时应低速 等成孔 0 5m 以后再升压至 1 0Mpa 遇软弱围岩 再改用低压 钻进 钻孔顺序由高位孔向低位孔进行 从拱顶中间 孔开始 采用两台钻机分左右两侧 施钻 并间隔钻孔 先钻奇数号 注浆完毕后再钻偶数号 施钻时 钻机大臂必须顶紧在 导向墙面上 以防止过大颤动影响施钻精度 管棚钻机钻深孔时必须接杆 因此 随着孔深的增长 需要对回转扭矩 冲击力及 推力进行控制和协调 尤其要严格控制推力 不能过大 管棚钻机固定就位前 测量人员应准确测量钻机外插角 换钻杆时 要注意检查钻杆是否弯曲 有无损伤 中心水孔是否畅通等 不符合要 求的应更换 以确保正常作业 孔达到要求深度后 按同样的方法拆卸钻杆 钻机退回原位 根据设计要求安装管 棚 钢管接头同一断面的接头数应不超过 50 相邻钢管的接头至少错开 米 管棚钢管 分节长度 4 6m 安装前应在地面预先排好并进行编号再依次安装 保证接头分布符合要 求 应按设计要求布设花管和安装钢筋笼 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 17 管棚钻孔允许偏差应符合下表要求 序号项 目允许偏差 1 方向角 1 2 孔口距 50mm 3 孔深 30mm 表表 4 5 14 5 1 管棚钻孔允许偏差表管棚钻孔允许偏差表 4 5 54 5 5 顶管施工顶管施工 钻孔成型后 应抓紧时间进行顶管 防止时间过长孔口变形 顶管困难 顶管采用大 孔引导和棚管钻进相结合的工艺 即设置大于棚管直径的导向孔 140mm 5mm 152mm 5mm 然后利用钻机的冲击和推力 顶进棚管时凿岩机不使用回 转压力 不产生扭矩 将安有工作管头的棚管沿引导孔顶进 逐节接长棚管 直至孔底 钢管顶进的作业要点 管件制作 棚管采用 108mm 热轧无缝钢花管 棚管接长时先将前一根钢管顶入钻 好的孔内再连接 事先加工好的管节连接套 要预先焊接在每节钢管两端 便于连接 第 一根钢管前端做成尖端 便于安装 接长管件应满足管棚受力要求 相邻管的接头应前后错开 避免接头在同一断面受 力 在顶进时钻机上必须安装与管棚直径相应的钢管顶进联接套 并在大臂上改换钢管 扶直器 顶管作业 将钢管安放在大臂上后 钻机对准已钻好的引导孔 低速推进钢管 其 冲击压力控制在 1 8 2 0MPa 推进压力控制在 4 6MPa 接管 当前一根钢管推进孔内 孔外剩余 30 40cm 时 开动凿岩机反转 使顶进 连接套与钢管脱离 凿岩机退回原位 人工装上后一节钢管 大臂重新对正 凿岩机缓慢 低速前进对准前一节钢管端部 严格控制角度 人工持链钳进行钢管连接 使两节钢管 在连接处连成一体 凿岩机再以冲击压力和推进压力低速顶进钢管 棚管补强 根据地面沉降控制要求 为提高钢管抗弯能力 根据实际需要了在钢管 及钢化管内设置钢筋笼并灌注水泥砂浆 钢筋笼由四根主筋和固定环组成 主筋直径为 22 固定环采用 42 用短管节 节长 3 5m 将其与主筋焊接 间距按 1 5m 设置 4 5 64 5 6 注浆施工注浆施工 注浆工艺流程见图 4 5 8 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 18 图图 4 5 84 5 8 注注 注浆工艺流程图注浆工艺流程图 大管棚单号钢管共 24 根 管身布设 10 16mm 注浆孔 孔间距 11cm 呈梅花型布 置 尾部 1 1m 不设孔 注浆前 先将钢管口外径与孔口周边的岩石用水泥密封 但要预 留一小通气孔 注浆时 使钢管与孔壁的环形空隙内的空气容易从此通气孔冒出 钢花管 注浆完毕以后再钻孔顶进施工双号钢管 注浆浆液选用 1 1 水泥浆 其水灰比控制在 1 1 应通过现场注浆试验调整注浆参 数 取得管棚注浆施工经验 管棚注浆采用压力 流量双条件控制 为了保证注浆效果 注浆采用一次升压法施工 即从注浆一开始就在短时间内将压 力升高到设计规定值 并一直保持到注浆结束 在规定的压力下 根据进浆量情况分级调 整浆液浓度 直至裂隙逐渐被填充 单位吸浆量逐渐减小 达到结束标准即停止注浆 注浆顺序根据降水漏斗原理 从拱部开始从上而下压注 先压注无水孔 后压注有水 孔 如遇串浆或跑浆 可间隔一孔或几孔灌压 注浆异常现象的处理 在注浆过程中 经常发生浆液从其它孔流出的现象 这种现象称为串浆 发生串浆 时 在有多台注浆机的条件下 应同时注浆 无条件时应将串浆孔及时堵塞 轮到该孔注 浆时 再拔下堵塞物 用铁丝或细钢筋将孔内杂物清除并用高压风或水冲洗 然后注浆 注浆压力突然升高 进行注清水 待泵压正常时 再进行注浆 注浆量很大 压力长时间不升高 则应调整浆液浓度及配合比 缩短凝胶时间 进 行小泵量低压力注浆或间歇式注浆 使浆液在裂隙水中有相对停留时间 以便胶凝 但停 留时间不能超过水泥砂浆的胶凝时间 按照设计要求 注浆结束后采用 M10 水泥砂浆充填钢管 以增加管棚强度 4 64 6 偏压洞口进洞开挖方案偏压洞口进洞开挖方案 4 6 14 6 1 洞口围岩情况洞口围岩情况 根据现场实际地形和地质条件 出口段岩性为粉质黏土 坡面较陡 坡面无孤石和回 填土 洞门偏压 4 6 24 6 2 洞口设计情况洞口设计情况 1 明洞段衬砌由于覆盖层较薄 采用钢筋混凝土 明洞要求地基承载力不小于 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 19 180KPa 2 扬武隧道出口洞口右侧偏压 先做出截水沟 刷出边仰坡 做出导向墙 然后开 挖 套拱与土体采用长锚杆连接 采用暗挖进洞 3 复合式衬砌按照新奥法原理 运用地层结构法设计 考虑围岩与衬砌共同受力 采用柔性支护体系结构的复合衬砌 4 6 34 6 3 进洞开挖方法进洞开挖方法 1 扬武隧道出口洞口段 V 级围岩采用台阶法开挖 加临时仰拱 采用多功能作业 台架钻孔 台阶长度 3 5m 周边采用光面爆破减少对围岩的震动以控制成形 上台阶风钻 钻孔 挖掘机扒碴到下半断面 下台阶利用凿岩台车或风钻钻孔 出碴在下断面作业 装 载机配合自卸汽车装运 台阶法施工工序 超前支护 1 开挖上台阶 施作上台阶初期支护 2 开挖下 台阶 施作边墙初期支护 3 开挖仰拱 捡底 施做仰拱 仰拱填充 根 据量测结果分析 待初期支护收敛后 利用衬砌模板台车一次性灌注 部二次衬砌 拱墙 衬砌一次施做 台阶法开挖施工工序见 图 4 6 1 台阶法开挖施工工序图 2 I 超前小导管 1 上台阶开挖 II 上台阶初期支护 2 下台阶开挖 III 下台阶初期支护 3 仰拱开挖 IV 仰拱初期支护 V 仰拱及填充混凝土 VI 拱墙混凝土 1 3 II I VI IV III V I II VI 施工栈桥 V IV III 1 2 3 图图 4 6 14 6 1 台阶法开挖施工工序图台阶法开挖施工工序图 2 为确保施工进展顺利 防止偏压造成不良后果 可在隧道左线修筑外边墙 偏压 外边墙采用 C25 钢筋混凝土 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 20 图图 4 6 24 6 2 外边墙施工参考图外边墙施工参考图 4 74 7 初期支护施工方法初期支护施工方法 4 7 14 7 1 支护参数支护参数 喷射混凝土锚杆钢筋网工字钢钢架 工点 名称 设置 部位 厚度 cm 设置 部位 长度 m 间距 m 设置 部位 规格 mm 间距 cm 设置部 位 规格 设置间 距 m 出口拱墙 27 拱墙 3 5 1 2 1 0 拱墙 8 20 2 0 拱墙 I20b0 6 表表 4 7 14 7 1 级围岩支护参数表级围岩支护参数表 4 7 24 7 2 砂浆锚杆施工砂浆锚杆施工 砂浆锚杆由采购中心配送 锚杆长 3 5m 边墙砂浆锚杆边墙间距 1 2 1 0m 及 1 0 1 0m 环 纵 初喷混凝土完成后 先在岩面上画出需施作的锚杆孔点位 采用凿 岩机钻孔 高压风枪清孔 孔位偏差不大于 15cm 待清孔完成 检查无误后 塞入杆体 然后注浆 砂浆强度不小于 M20 灌浆注浆管 应插至距孔底 50 100mm 注浆直至孔口应有砂浆溢出 否则进行补注 灌浆要饱满 注浆完毕后应立即安装堵头 安装垫板和紧固螺帽 垫板用螺帽上紧并与喷层面紧贴 待锚杆有一定的抗拉强度后拧紧螺母 4 7 34 7 3 钢拱架施工钢拱架施工 扬武隧道出口 级围岩使用 I20b 型钢拱架 拱架纵向间距 60cm 在加工过程中须严 格按设计要求制作 做好样台 放线 复核和试拼 并作上号码标记 确保制作精度 在拱架安装过程中 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 计轮廓的要求 钢架间按设计间距设纵向连接钢筋 钢架脚放在牢固的基础上 钢架在初 喷混凝土后及架设 沿钢架外缘每隔 2 3m 用混凝土预制块楔紧 钢架单元之间采用 M20 螺栓进行连接 钢架与喷混凝土形成一体 钢架与围岩间的间隙必须用喷混凝土充填密实 钢架全部喷混凝土覆盖 保护层厚度不得小于 3cm 表面覆盖层厚度不小于 3cm 各台阶 钢架准确定位后 3 横洞及 1 斜井施作 22 锁脚锚杆长 3 0m 及 出口施做 42 锁脚锚 管长 4 5m 防止拱部下沉变形 4 7 44 7 4 钢筋网施工钢筋网施工 钢筋网先在指挥部构件加工厂分块加工成型 统一配送至工区 自卸汽车运至洞内 现场人工铺设 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 21 先清理围岩面 初喷一层混凝土对围岩进行封闭 锚杆施工完毕 再进行钢筋网布 设 为便于挂设 先将钢筋网先加工成长宽尺寸为 100 200cm 左右的钢筋网片 网格搭 接长度应为 1 2 个网格 钢筋网用前先将其表面清除干净 表面不得有油污 锈渍等 钢筋网紧贴岩面铺设 并随岩面起伏 与受喷面的间隙不宜大于 3cm 钢筋网挂设施要与锚杆头连结牢固 并应尽可能多点连接 4 7 54 7 5 喷射混凝土施工喷射混凝土施工 为减少回弹量 降低粉尘 隧道全部采用湿喷混凝土工艺 喷浆料用强制式混凝土 搅拌机进行拌合 用人工喷混凝土 在喷混凝土之前 检查开挖断面尺寸 清除危石和墙 脚的岩碴 用水或风将开挖面的粉尘和杂物清理干净 喷射分两次进行 先初喷 3 5cm 及早封闭围岩 填平岩面 在布设锚杆 架好钢 架后进行复喷至设计厚度 施工中设置喷射混凝土厚度的标志 喷混凝土自下而上呈 S 型喷射 喷嘴离岩面距离 0 6 1 0m 左右为宜 喷射时 喷射手严格控制水灰比 使喷层表面平整 光滑 无干斑或滑移流淌现象 每次喷层厚度 拱顶为 3 5cm 边墙 5 7cm 喷枪大致垂直岩面 以尽可能减少回弹 当喷混凝土厚度 较大时 采用分层喷射 当前一层喷混凝土已经终凝时 即可进行下一层混凝土的喷射 对于有渗漏水的岩面 喷混凝土前应做好引水处理 然后再喷混凝土 并从无水处向有水 处逐步逼近 喷射混凝土在终凝 2 小时后开始洒水养护 洒水养护每天 3 4 次 当外界气温较 高时可增加洒水次数 养护用水必须洁净 防止污染混凝土 养护时间不少于 14 天 当 气温低于 5 不得喷水养护 5 5 防坍技术措施防坍技术措施 在不良地质条件下施工 防止坍方是确保隧道施工顺利进行及保证工程质量的关键 为此结合本隧道的特点及其地质情况 拟采用以下主要的防坍措施 采用超前地质预报 在软弱围岩中的施工方法稳妥可靠 在保证不坍的原则下再考虑加快施工进度 采用控制爆破 尽量减少对围岩的扰动 尽快进行初期支护 尽快封闭成环 开挖后自稳能力差的地段采用超前支护或超前加固 用监控量测指导施工 对变形超限的初期支护要及时进行加固 5 15 1 超前地质预报超前地质预报 施工过程中加强监控措施 把超前地质预报纳入施工工序管理 建立完善的超前地质 新建玉磨铁路 YMZQ 3 标二分部扬武隧道出口进洞施工方案 中国中铁隧道集团有限公司 22 预报系统 采用先进可靠的预报方法 TSP203 地震波法和超前钻孔 采取长短结合 相 互验证的综合预报手段 根据预报结果采取相应的处理措施 制定可靠的处理方案和技术 措施 借鉴长大隧道施工中处理大规模的不良地质的经验 及其他国内外类似工程的施工 经验总结 准备好应对各种地质病害的预案 确保在施工安全的前提下 实现隧道的快速 掘进 5 1 15 1 1 超前地质预报的主要内容超前地质预报的主要内容 本隧道采用 TSP203 地震波结合超前水平钻相结合的方法进行超前地质预报 全隧采 用 TSP203 地震波法进行超前预报 辅以超前钻孔进行地质确认 超前钻探每断面布设 1 孔 其中一孔取芯 每循环 30 50m 搭接长度 5m 孔位可调整 5 1 25 1 2 超前地质预报信息的处理超前地质预报信息的处理 地质预报由专业地质工程师负责 其它施工 质检人员予以配合 进行资料收集 统计 分析和编制信息预报成果 由主管技术人员予以复核 为保证超前地质预报工作的准确性 不断总结经验 对已施工地段保证地质超前进 行地质复查 并与前期地质预报内容相比较 评估预报结果的准确性 积累经验 为以后 的预报工作提供借鉴 5 25 2 隧道监控量测隧道监控量测