隧道初支侵限换拱方案

新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项方案 目目 录录 1 编制依据 原则及范围 1 1 1 编制依据 1 1 2 编制原则 1 1 3 编制范围 2 2 工程概况 3 2 1 隧道概况 3 2 2 XXX 隧道开挖及支护工程概况 3 2 3 工程地质 4 2 4 水文地质 5 3 初支侵限情况 6 4 原因分析 7 4 1 地质原因 7 4 2 施工原因 7 5 换拱方案 7 5 1 总体方案 7 5 2 施工方法 8 6 资源配置 10 7 施工注意事项 10 8 安全保证措施 11 新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项方案 XXXXXX 隧道进口初支换拱专项方案隧道进口初支换拱专项方案 1 编制依据 原则及范围 1 1 编制依据 1 高速铁路隧道工程施工质量验收标准 TB 10753 2010 2 高速铁路隧道工程施工技术规程 Q CR 9604 2015 3 高速铁路工程测量规范 TB 10601 2009 4 铁路隧道超前地质预报技术规程 Q CR 9217 2015 5 铁路隧道监控量测技术规程 Q CR 9218 2015 6 铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南 TZ231 2007 7 国家安全监管总局 交通运输部 国务院国资委印发的 隧道施工安全九条规定 8 关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工 有关技术规定的通知 铁建设 2010 120 号 9 湖北汉十城际铁路有限责任公司首件工程评估实施细则 10 本公司积累的施工经验 拥有的技术装备力量 机械设 备状况 管理水平 工法及科技成果 11 投标人依据 GB T19001 质量标准体系 GB T24001 环境 管理体系和 GB T28001 职业健康安全标准建立的质量 环境和职业 健康管理体系 12 新建武汉至十堰铁路孝感至十堰段 XXX 隧道施工图 新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项方案 1 2 编制原则 1 严格遵守现行的国家有关方针政策 以及国家有关法律 规 范 验标 施工规程和铁总最新规章制度等 2 以控制工程为主体 高度重视 合理组织 充分利用施工季 节 制定合理的施工方案 科学组织生产 确保工期目标的实现 3 根据本工程特点 借鉴和吸收国内外类似工程的科研成果 特别是国外隧道施工和管理的成熟技术 结合以往施工经验 选择 技术成熟 方法可行 措施可靠 风险可控的施工技术方案进行施 工 确保工程安全 质量并快速完成 4 针对工程的实际情况 本着可靠 经济 合理的原则 并合 理配备资源 施工过程实施动态管理 从而使工程施工达到既经济 又满足规范要求的目标 5 充分调查了解工程周边环境情况 施工紧密结合环境保护进 行 施工过程实施 ISO14001 标准 建立环境管理体系和控制程序 进行环境管理 建设 绿色工地 实施 环保施工 6 建立 健全消防 安全 保卫 健康体系 以人为本 维护 和保障施工人员的安全与健康 施工过程实施 GB T28001 标准 建 立职业健康安全管理体系和控制程序并严格执行 保证职工的职业 健康和安全 1 3 编制范围 本施工方案适用于汉十铁路 HSSG X 标项目经理部 XXX 隧道 进口初支侵限段换拱施工 新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项方案 2 工程概况 2 1 隧道概况 XXX 隧道位于 XX 省 XX 市 XX 区 XX 乡 XX 村附近 地处东 经 112 07 至 112 13 北纬 31 97 隧道全长 615m 进口里程为 DK292 880 出口里程为 DK293 495 设计为单洞双线 I 型双块式 无砟轨道隧道 线间距 5 0m 其中正洞洞身 围岩总长 342m 级围岩总长 224m 明洞及洞门 49m 为软弱围岩隧道 线路东西走 向 隧区以剥蚀低丘为主 地势起伏较大 局部陡峭 自然高程 110 230m 区内海拔标高一般为 120 61 215 75 米 山坡自然坡度 25 35 植被发育 隧道穿越粉砂质页岩 粉砂质页岩强 弱风 化地层 埋深最深约 88m 2 2XXX 隧道开挖及支护工程概况 XXX 隧道为单洞双线隧道 洞身围岩全部为 级围岩 地 质条件较为复杂 隧道开挖采用光面爆破 严格控制超欠挖 根据 各围岩级别施工时采用的施工方法主要有三台阶临时仰拱法 三台 阶法 隧道超前预支护主要有洞口 108 大管棚及超前小导管两种 隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环 级围岩封闭位 置距离掌子面不得大于 35 米 隧道初期支护由工字钢拱架 系统锚杆 钢筋网及喷射混凝土 组成 钢拱架之间采用纵向钢筋连接 并与系统锚杆及钢筋网焊为 一体 与围岩密贴 形成承载结构 隧道初期支护采用 C25 混凝土 新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项方案 湿喷技术施工 2 3 工程地质 1 地层岩性 隧道区出露的地层有第四系中上更新统残坡积层 Qel dl 2 3 下伏地层为志留系下统罗惹坪组 S1Ir 粉砂质页岩 沿线出露的地 层岩性由新至老分述如下 1 第四系中上更新统残坡积层 Qel dl 2 3 区内分布的第四系中上更新统地层主要为发育于山坡地带的残 坡积层 Qel dl 2 3 分布于沿线的山坡地带 岩性为粉质粘土 褐 黄色 硬塑 一般厚度为 0 5 2 0m 1 第四系全新统 Q4第四系 冲洪积层 分布于各沟谷内 为粉质黏土及卵砾石土 杂色 厚 0 2m 2 志留系下统罗惹坪组 S1Ir 岩性主要为粉质页岩 灰黄色 强风化 粉砂质泥质结构 页 理状构造 节理裂隙发育 局部见铁锰质侵染 岩芯破碎多呈块状 块径 2 m 少量柱状 节长 10 62m 岩质软 手可掰断 属软 质岩 粉砂质页岩 灰黄色 弱风化 粉砂质泥质结构 页理状构造 节理裂隙发育 局部见铁锰质侵染 岩芯破碎多呈柱状 一般柱状 10 20cm 少量块状 岩质软 锤击声哑 RQD 70 属软质岩 单轴饱和抗压强度 Rc 8 76MPa 节理状 270 70 1 组 米 微 张 泥质充填 新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项方案 根据物探震法试验成果资料 隧址区岩基弹性波速为 3300 4350m s 根据化验资料粉砂质页岩单轴饱和抗压强度 Rc 8 76MPa 结合物探及现场地调成果判断 隧道区地层属软质岩 2 地质构造 根据区域地质资料 该区域无明显地质构造发育 根据野外调 绘分析 隧址区附近未见有泉水等水文地质特征 根据物探震法试 验成果资料 隧址区基岩弹性波速为 3300 4350m s 未见明显低 速异常 2 4 水文地质 1 地下水类型及富水性 隧道区域地表水不发育 主要以鱼塘水为主 DK292 880 930 右侧约 20 米发育水塘 地表水接收大气降水的补给 水量一般 受 季节性影响较大 地下水类型为岩基裂隙水 主要为风化裂隙水 主要赋存于基 岩的风化裂隙中 岩体受风化影响而破碎 赋水少 含水较均一 不发育 弱发育 2 地下水补给 径流 排泄的关系 1 补给特征 测区地形起伏 但相对高差不大 一般在 70 90m 风化裂隙 发育 地面植被发育 表土层普遍较薄 一般不于 1m 弱风化层 厚 10 30m 大气降水为地下水主要补给来源 区内大气降水主要沿 新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项方案 裂隙直接补给地下水 2 迳流及排泄特征 大气降水通过裂隙下渗后 通过包气带后由垂向径流转向水平 径流 其中大部分赋存于浅部 20m 以上 的风化裂隙中 通过短 途径的地下迳流后在沟谷散流形式排泄 一般径流途经短 径流强 度大 径流深度小 地下水水位动态变化大 3 在隧道去根据 Jz 2 15 XXX 1 补孔取水样进行水质分析 依据 铁路混凝土结构耐久设计规范 TB10005 2010 判定 隧址 区地表水无侵蚀性 地下水无侵蚀性 碳化环境等级为 T2 根据测量数据分析 进口 DK292 941 DK292 943 6 段上导初 支侵限 目前 已对初支侵限段范围洞顶地表塌陷坑洞进行回填处 理 并注浆完毕 对地段地表采用砂浆进行封闭 以阻止积水下渗 土体雨水变形 同时对洞顶周围临时排水沟系统进一步完善 以防 止四周水流冲刷至洞顶 3 初支侵限情况 根据测量数据分析 目前 XXX 隧道进口 DK292 941 DK292 943 6 段上导初支侵限 为确保二次衬砌厚度 须对侵限段进行换拱处理 具体初支断面侵限情况见后附断面图 新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项方案 XXX 隧道进口初支断面尺寸测量数据表 序号里程点号超欠值 cm 1 2 2 3 3 2 4 12 5 4 1DK292 941 8 61 10 2 8 3 17 2DK292 943 3 4 14 4 原因分析 4 1 地质原因 XXX 隧道进口浅埋段围岩主要为中上更新统残坡积层粉质黏土 因前期雨 雪天气 部分地表水渗透洞顶土体 导致土体软化变形 4 2 施工原因 施工过程中 各道工序衔接不紧密 开挖后掌子面暴露时间 过长 导致变形加大 施工过程中未能根据监控量测数据 及时调整施工参数 具 新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项方案 体表现为前期施工过程中预留变形量过小 实际施工中初支变形量 过大 超出前期预留变形量 导致初支侵限 5 换拱方案 5 1 总体方案 换拱作业首先必须确保施工安全 总体思路是通过前期地表注 浆 对初支侵限段洞顶土体进行固结 在土体固结后进行换拱 以 防止换拱开挖后 洞顶土体坍塌 换拱时 每次施工一榀支护一榀 其次 针对目前监控量测数据 将预留变形量由前期的 25cm 调整 为 35cm 防止换拱完成后出现二次侵限 5 2 施工方法 1 初支断面复测 换拱前 安排测量班组对目前所有已施工段初支断面尺寸进行 复测 准确定位初支侵限部位 并用红油漆标记 2 换拱施工 待上导掌子面穿过浅埋段山脚 进入覆盖层较大的山体后 结 合掌子面围岩情况 安排开始换拱 换拱方法 1 换拱前 对换拱段初支按纵向 1 2m 间距 即每隔两榀 施 作一环 3 5m 长超前注浆小导管 小导管环向间距 30cm 超前小导 管施工工艺流程如下图所示 新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项方案 图 5 2 1 隧道超前小导管施工工艺流程图 小导管采用热轧无缝钢花管 单根长 3 5m 外径 50mm 壁厚 5mm 小导管环向间距 30cm 纵向每搁 2 榀施作一环 为便于小导 管插入围岩内 钢管前端加工成尖锥状 管壁四周按 15cm 间距梅 花形钻设 10mm 压浆孔 尾部不钻孔长度不小于 30cm 作为止浆 段 并与钢架焊接 钢管外插角分别采用 40 和 5 10 交错布置 2 小导管打设完毕后 及时进行注浆 注浆工艺如下 采用注浆阀焊在小导管端头进行注浆 注浆浆液采用水泥浆液 水泥采用 R42 5 早强水泥 注浆水灰比控制在 0 5 注浆压力 新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项方案 0 5 1 0MPa 注浆前应进行现场注浆试验 根据实际情况调整注浆 参数 3 待浆液凝固后 在拆除拱架节段的两侧 25 厘米处 人工用 风镐凿出 10 厘米宽凹槽 用氧气焊切割连接钢筋和钢筋网片 使需 拆除拱架节段与初支结构完全剥离 4 人工手持风镐凿除剥离部分拱架节段的喷射砼 找出连接板 的位置并用用氧气焊切割连接板之间的螺栓 5 单元节段拱架拆除后 测量检查开挖尺寸是否满足要求 满 足要求后视围岩情况及时对开挖面初喷 再行按设计要求施作初支 拱脚处设置 4 根长度 5m 锁脚锚管并与钢架进行焊接 6 喷射砼之前再次检查尺寸是否正确 确保不造成二次欠挖 喷射砼完成后重复以上步骤对下步节段进行拱架拆除 安装 7 拱架安装时 测量员严格对拱架进行定位 质检人员检验拱 架的垂直度和中线偏位 严格控制欠挖 坚决杜绝二次换拱 6 资源配置 1 施工台架 采用开挖台架作业 台架应满铺钢筋网片并固定牢固 四周设 置防护栏杆 防止作业过程中高空坠落 2 机械配置 机械配置见下表 可根据进度需求情况增减 主要机械配置 序号机械名称 单位 数量 1 装载机 台 1 新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项方案 2 风镐 把 4 3 挖掘机 台 1 4 喷浆机 台 1 5 电焊机 台 1 6 注浆机 台 1 7 切割机 台 1 3 作业人员配置 风镐凿除喷射砼 8 人 初支施作 8 人 注浆人员 6 人 含风枪 作业 杂工 2 人 7 施工注意事项 1 必须在无欠挖段衬砌混凝土达到强度后才开始拆除施工 2 拆除拱架时要随时注意围岩情况 如发现四周围岩或初支破 碎及掉块现象 立即停止拆除 用喷射混凝土封闭拆除面后再次进 行径向注浆加固 以稳固围岩 3 置换拱架时 拆除完一榀或一单元钢拱架后 立即安装新的 拱架上去 初支完成后 才可进行下一榀钢拱架的拆除置换工作 4 换拱期间加强监控量测工作 并对换拱段加密监测点 每天 至少观测两次 如有异常及时上报 并根据监控结果进行施工调整 8 安全保证措施 1 应急救援预案 按照项目编制的应急救援预案 应急救援小组成员要组织学习 熟悉应急救援程序 并准备好应急救援物资 保证应急救援能够快 速 有序的开展 新建武汉至十堰铁路 HSSG X 标 XXX 隧道进口初支换拱专项