尖峰山隧道斜井三岔口施工方案1

新建怀化至邵阳至衡阳铁路 HSHZQ 3 标 尖尖峰峰山山隧隧道道斜斜井井 三三岔岔口口专专项项施施工工方方案案 编制 复核 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 2 审核 中铁隧道集团有限公司怀邵衡铁路项目经理部 二 0 一五年二月 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 1 目目 录录 一 编制说明一 编制说明 1 二 工程概况二 工程概况 1 三 施工方案三 施工方案 2 四 监控量测四 监控量测 6 4 1 洞内观察 7 4 2 拱顶下沉 净空变化 7 4 3 控制基准 9 4 4 数据分析及信息反馈 9 五 资源配置五 资源配置 11 5 1 施工组织机构 11 5 2 人员配置 12 5 3 机械配置 12 六 质量保证措施六 质量保证措施 13 七 安全保证措施七 安全保证措施 14 八 环保措施八 环保措施 14 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 1 一 编制一 编制说明说明 1编制依据 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标段尖峰山隧道相关设计文件 怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标段管理文件汇编 标准化管理文件和指导性施工组织设 计 国家 铁道部颁发的现行设计规范 施工规范 技术规程 质量检验评定标准 及验收办法 国家 铁道部 地方政府有关安全 环境保护 水土保持的法律 法规 规则 和条例等 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标段实施性施工组织设计 本项目所在地区的水文 气象 地质资料及现场踏勘调查获得的资料 我公司积累的成熟技术 科技成果 同类工程施工经验及可调用到本项目的各 类资源 编制原则 以三岔口施工安全质量为重点 采取先加固 后开挖 加强斜井与正洞相交范 围的支护措施 隧道靠近三岔口附近段施工时要采用弱爆破 防止隧道爆破影响三岔口的围岩 稳定及施工安全 通过超前地质预报手段 预测三岔口地质情况 根据预测结果采取安全 经济 可行的施工方案 二 工程概况二 工程概况 尖峰山隧道全长 6405m 中心里程为 DK54 279 5 起讫桩号为 DK51 077 DK57 482 本隧道为时速 200km 客货共线铁路双线隧道 编制范围为设计 范围内的站前土建工程 工程内容主要包含尖峰山隧道 无砟轨道 不含双块式轨枕预 制 大型临时设施 其他运营生产设备及建筑物 尖峰山隧道斜井位于线路前进方向左侧 与正线左线交于 DK56 350 里程处 与正 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 2 洞相交处轨面高程相差为 0 515m 斜井设计为双车道断面 无轨运输 斜井全长 559m 斜井与正线小里程交角为 103 综合坡度 i 7 42 斜井岩性主要 Zc2 绢云母板岩 全 强风化 岩体较完整 其中洞口段为板岩与二 长花岗岩接触带 强风化 岩体较破碎 风化强烈 岩体完整性较差 围岩多以 级 为主 三岔口处正洞为 级围岩 DK56 325 DK56 375 段支护形式按增强一级考虑 采 用 a 级衬砌结构形式 斜井井底段为 级围岩 XDK0 000 XDK0 030 采用 级喷锚 式衬砌结构形式 与正洞连接段 50m 采用配筋加强 为方便三岔口处施工 确保三岔口正洞衬砌一次完成 斜井与正洞大里程交角为 103 在三岔口下游开一临时支洞 支洞在斜井 XDK0 030 处增设 与斜井交角 40 与正线小里程交角 117 支洞采用 级喷锚 双车道 衬砌断面施工 临时支洞设置 见图 2 1 图图 2 12 1 三岔口平面设置图三岔口平面设置图 三 三 施工方案施工方案 尖峰山隧道斜井三岔口围岩为 级围岩 拟采用反向扩挖法进行挑顶施工 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 3 斜井段施工 斜井全断面法施工进入 XDK0 030 时采用三台阶法施工 初期支护采用 140 格栅 钢架 井口加强环增加仰拱钢架 开挖循环进尺 1 2m 拱架间距 1 0m 榀 设 3 0m 长砂浆锚杆 1 2 1 2m 梅花形布置 喷 C25 混凝土 20cm 人工搭简易钻爆作业平台 钻爆 井口范围内架设 5 榀扇形钢架支护 以稳定整个井口段 井口部位设立 3 榀 I20b 钢架加强环及 I20b 工字钢门架 上台阶开挖完成后 及时开挖中下台阶 接长初 支钢架 形成全断面进入正洞转体施工 图图 3 13 1 斜井段施工图斜井段施工图 加强环设置在斜井与正洞三岔口部 为 3 榀 I20b 型钢钢架 纵向间距 0 3m 总长 度 0 6m 外侧设置 I20b 门形钢架 门形钢架分节与斜井钢架焊接在一起 相邻钢架采 用 22 纵向钢筋连接 环向间距 1 0m 系统锚杆采用 22 砂浆锚杆 间距 1 2m 1 2m 长度 3 5m 安装时加强环每侧安设 4 根 42 锁角锚管 长 3 5m 门型钢架由托梁和立柱组成 从门型钢架两侧对称焊接竖向 I20b 钢立柱短撑至托 梁 短撑间距 50cm 钢架安装后 用喷射混凝土将空隙喷填密实 门型钢架示意图见 3 2 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 4 图图 3 23 2 门型钢架示意图门型钢架示意图 施工时在斜井段的上台阶先施做斜井拱部钢架及门型钢架 其拱顶高度与原斜井 高度一致 加强环与斜井正常段初期支护间采用扇形支撑支护 斜井至正洞过渡段上 半断面钢架支护完毕后 及时施工下半断面支护 并施做该段仰拱 使支护闭合成环 后进入正洞反向扩挖法转体施工 反向扩挖法 三岔口范围内斜井施工至 XDK0 030 处至井口里程时采用台阶法开挖 施工至正 洞交界处 以圆曲线形式转体进入正洞 形成纵向导洞 爬坡开挖至正洞拱顶高程后 两侧边墙同时分别向外扩挖至正洞开挖轮廓 在 DK56 375 附近形成正洞上台阶 并 按斜井已有开挖台架高度施工正洞上台阶 严格按正洞支护参数进行支护 掘进 20m 形成作业空间后 掉头进行反向扩挖导洞达到正洞断面 完成三岔口段正洞开挖 最 后进行斜井口和支洞口处理 爬坡导洞先以斜井断面形式 按 R 5 米的圆曲线半径 旋转至正洞方向 再以 10 的坡度爬到正洞拱顶高程 反向扩挖法施工见图 3 3 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 5 图图 3 3 反向扩挖法施工示意图反向扩挖法施工示意图 施工方法与步骤 斜井施工到井底 在斜井连接段井口部位设立 3 榀 I20b 钢架加强环及 I20b 工字 钢门架 架设加强环及门架前由测量组在断面上画出正洞开挖及初期支护轮廓以确定 最后一榀钢架安装位置 预留 15cm 施工误差 在钢架安装后尽快施作斜井仰拱使整 个断面封闭成环 井口范围内架设 5 榀扇形钢架支护 以稳定整个井口段 斜井施工进入正洞后 仍按斜井施工断面前进 按 R 5 米的圆曲线半径 旋转 至正洞方向 在施工过程中坡度按 10 上坡施工上挑至正洞拱顶 DK56 350 375 段 在到达拱部同时将两侧边墙扩挖至正洞开挖轮廓 如下图所示 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 6 图图 3 4 导洞爬坡前示意图导洞爬坡前示意图 图图 3 5 导洞爬坡至正洞拱顶示意图导洞爬坡至正洞拱顶示意图 对正洞上台阶进行正常施工 当开挖长度满足爆破安全距离 开挖台架不用退 回斜井的情况下 回过头进行反方向正洞施工 按正洞设计轮廓进行扩挖 扩挖完成 后施做正洞上导挑顶段初期支护 该段初期支护拱脚一侧钢架落脚于三岔口加强环 I20b 托梁上 另一侧落于混凝土垫块上 如图 3 6 所示 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 7 图图 3 63 6 正洞初期支护施工示意图正洞初期支护施工示意图 正洞初期支护采用 160 格栅钢架 钢架间距 1 0m 榀 现场拼装完成 6 钢筋网 网格间距 20 20cm 系统锚杆 3 5m 根 拱部为 22 组合中空注浆锚杆 纵环向间距 1 5 1 5m 梅花形布置 边墙为 22 砂浆锚杆 纵环向间距 1 2 1 5m 梅花形布置 按要求施做锁脚锚管 锁脚锚管采用 42 钢管 长 4m 钢架间采用 C25 喷射混凝土 回填密实 正洞上半断面反向施工至合适距离 及时进行正洞下台阶及仰拱封闭成环 二 次衬砌紧随施工 由此实现正洞的全工序作业 支洞开挖 正洞施工至支洞位置 从正洞开口 进行支洞开挖和支护 支洞贯通形成通行能 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 8 力后 利用支洞至斜井间正洞区域作为台架拼装场地 四 监控量测四 监控量测 在斜井转入正洞施工期间要加强监控量测 将监控量测作为关键工序列入现场组 织 并对支护体系的稳定性进行判别 以保证三岔口段在施工期间的安全 4 1 洞内观察 洞内观察的内容有开挖工作面观察和已支护地段观察两方面 工作方法是通过人 工目测 对围岩的变化 稳定及初支的工作状态做一定的初步判定 其目的了解和记 录掘进过程中掌子面围岩的变化情况和支护的稳定变化情况 开挖面观察应在每次开挖放炮后进行一次 观察并记录开挖面地质 岩性 节理 裂隙发育程度方向 涌水量及出水点位置 核对围岩级别 有无坍塌 观察后应绘制 开挖工作面地质素描图 填写工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡 并 进行数码成像 对已支护地段的观察应每天一次 观察内容包括喷射混凝土 锚杆 钢架的工作 状态 有无锚杆拔出 钢架变形 喷层剥落裂缝等现象 在观察中 发现地质条件与初期支护变形时 应立即通知施工人员采取相应措施 4 2 拱顶下沉 净空变化 断面及测点布置 隧道内壁面两点连线方向的相对位移称为周边收敛 收敛值为两次量测的距离之 差 它能反映洞室的工作状态和受力性状 隧道拱顶内壁的绝对下沉量称为拱顶下沉 值 对于埋深较浅 固结程度低的地层 水平成层的隧道 这项量测比收敛量测更为 重要 其量测数据是确认围岩的稳定性 判断支护效果 指导施工工序 预防拱顶坍 塌 保证施工质量和安全的最基本资料 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 9 拱顶下沉 水平收敛量测起始读数宜每次开挖后 12h 内取得起始读数 最迟不得 大于 24h 且在下一循环开挖前必须完成 测点应牢固可靠 易于识别 并注意保护 严禁爆破损坏 拱顶下沉测点和净空变化测点布置在同一断面上 监控量测断面按 5m 一个布置 拱顶下沉量测测点布置在拱顶 本隧道段按台阶法施工 净空变化量测测线数 按图 4 1 布置 表表 4 14 1 净空变化量测测线数净空变化量测测线数 地段 开挖方法 一般地段特殊地段 台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线 两条斜测线 水 平 测 线 水 平 测 线 斜 测 线 斜 测 线 拱 顶 测 点 水平净空测点 水平净空测点 水平净空测点 水平净空测点 图图 4 14 1 拱顶下沉量测 拱脚沉降和净空变化量测的测线布置示意图拱顶下沉量测 拱脚沉降和净空变化量测的测线布置示意图 净空变化 拱顶下沉 拱脚沉降均采用全站仪按非接触法进行观测 预埋测点由 钢筋加工而成 采用冲击电锤或风钻钻孔 埋入钢筋采用直径不小于 20mm 的螺纹钢 前端外露钢筋与埋入钢筋焊接 直径不小于 6mm 加工成三角形钩 测点用快凝水泥或 锚固剂与围岩锚固稳定 埋入围岩深度不小于 20cm 若围岩破碎松软 应适当增加测 点埋入深度 测点应采用膜片式回复反射器作为测点标靶 靶标粘附在预埋件上 量 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 10 测方法包括自由设站和固定设站两种 使用的反射片是一种具有反射性能的反射膜片 反射膜片由丙烯酸脂制成 背部为不干胶 厚度为 0 28mm 呈银灰色 大小根据测距 选择 三 三 三 三 三 三 三 三 三 6m m 三 三 三 三 三 三 三 三 20m m 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 200m m 三 三 三 50m m 三 三 三 三 图图 4 24 2 测点示意图测点示意图 量测频率 必测项目的监控量测频率应根据位移速度和距开挖工作面距离分别按照下表 4 2 表 4 3 确定 由变形速度决定的监控量测频率和由距开挖工作面距离决定的监控量测 频率 原则上选择较高的一个量测频率 表表 4 24 2 按距开挖工作面距离确定的监控量测频率表按距开挖工作面距离确定的监控量测频率表 量测断面距开挖面距离 m 量测频率 0 1 B2 次 d 1 2 B1 次 d 2 5 B1 次 2 3d 5B 1 次 7d 注 B 表示隧道开挖宽度 d 表示时间天 表表 4 34 3 按位移速度确定的监控量测频率表按位移速度确定的监控量测频率表 位移速率 mm d 量测频率 5 2 次 d 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 11 1 51 次 d 0 5 11 次 2 3d 0 2 0 51 次 3d 0 2 1 次 7d 4 3 控制基准 位移控制标准 位移控制基准应根据测点距开挖面的距离 由初期支护极限相对位移按下表 4 4 要求确定 表表 4 44 4 位移控制标准表位移控制标准表 类别距开挖面 1B U1B 距开挖面 2B U2B 距开挖面较远 允许值 0 65U00 90 U0U0 注 B 为隧道开挖高度 U0 为极限相对位移值 根据位移控制标准 分为三个管理等级 见表 4 5 表表 4 54 5 位移管理等级表位移管理等级表 管理等级距开挖面距离 1B距开挖面距离 2B U U1B 3U U2B 3 U1B 3 U 2 U1B 3U2B 3 U 2 U2B 3 U 2 U1B 3U 2 U2B 3 注 U 为实测位移值 4 4 数据分析及信息反馈 数据分析处理 监控量测数据的分析处理包括数据校核 数据整理及数据分析 同时应注明开挖 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 12 方法和施工工序以及开挖面距监控量测点距离等信息 数据校核 量测数据校核主要是对数据进行可靠性分析 排除各种误差影响 保证量测数据 的可靠性和完整性 每次观测后应立即对观测数据进行校核和整理 包括对观测数据 的计算 填表制图 误差处理等 如有异常应及时补测 数据整理 量测数据整理包括各种物理量计算和图表制作 打印相关监控量测报表 并根据 数据绘制位移时态曲线图或散点图 以便于分析监控量测数据的变化规律和趋势 数据分析 数据分析通常采用比较法 作图法和数值计算等 一般采用散点图和回归分析方 法 分析各监控量测物理量值大小 变化规律和发展趋势 预测该测点可能出现的最 终值及影响范围 评估安全状况 绘制时间 位移和距离 位移散点图 根据散点图的 数据分布状况 选择合适的函数进行回归分析 对最大值 最终值 进行预测 并与 控制基准值进行比较 结合施工工况综合分析围岩和支护结构和工作状态 监控量测 数据的分析包括以下主要内容 根据量测值绘制时态曲线 选择回归曲线 预测最终值 并与控制基准进行比较 对支护及围岩状态 工法 工序进行评价 及时反馈评价结论 并提出相应工程对策建议 信息反馈及工程对策 监控量测信息反馈应根据量测数据分析结果 对工程安全性进行评价 并提出相 应工程对策与建议 目前以经验方法为主 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 13 信息反馈应以位移反馈为主 主要依据时态曲线的形态对围岩稳定性 支护结构 的工作状态 对周围环境的影响程度进行判定 验证和优化设计参数 指导施工 由 于施工的连续性和循环进行 施工中应保证信息反馈渠道的畅通 确保信息反馈的及 时性和有效性 监控量测反馈程序应贯穿于整个施工全过程 可按下图规定的程序进 行 施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析 实时分析 每天根据监控量测数据及时进行分析 发现安全隐患应分析原因并提 交异常报告 及时采取措施 一般采用日报表形式 阶段分析 按周 月进行阶段分析 总结监控量测数据的变化规律 对施工情况 进行评价 提交阶段分析报告 指导后续施工 一般采用周报 月报形式 工程安全性评价应根据位移管理等级分三级进行 并采用相应的工程对策 见表 4 6 当监控量测位移管理达到 级时 应上报监控量测组长 技术主管和现场监理工 程师 当达到 级时 上报分部工程部长 总工程师和现场施工负责人 同时总工程 师根据综合情况上报设计单位 业主单位和监理单位采取相应工程措施 当达到 级 时 立即暂停施工 上报各方 请业主单位召集各方分析原因 研究工程对策 分部 应对位移管理等级根据每个隧道情况进行量化指标 以便于现场监控量测人员操作和 汇报 表表4 64 6 工程安全性评价分级及相应应对措施工程安全性评价分级及相应应对措施 管理等级管理位移应对措施 U UB 3正常施工 UB 3 U 2 UB 3 报警 减小开挖进尺 加强监控量测 必 要时采取相应工程措施 U 2 UB 3暂停施工 采取相应工程对策 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 14 注 U 为实测位移值 UB为位移控制标准 工程对策主要包括以下内容 一般措施 稳定开挖面措施 调整开挖方法 调整初期支护强度和刚度 并及时支护 降低爆破震动影响 围岩与支护结构间回填注浆 辅助施工措施 超前支护 包括超前锚杆 管 管棚 水平高压旋喷法 五 资源配置五 资源配置 5 1 施工组织机构 尖峰山隧道斜井进正洞三岔口挑顶施工由第二架子队负责组织施工 5 2 人员配置 施工人员总配置如下表所示 表表 5 15 1 南雪峰山隧道隧道出口施工人员配置表南雪峰山隧道隧道出口施工人员配置表 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 15 人员及组别人数工 作 内 容 安全员 2 安全监督及检查 质检员 2 质量监督及检查 试验员 1 负责各类试件作检测 检验 各类试验数据编制 材料员 1 对工程物资材料作全面的管理工作 领工员 2 现场对工人进行管理 安排 工班长 3 合理安排本组作业人员工作 钻爆工 15 钻孔 装药 起爆 出碴工 6 装运碴 扒碴 机械排险 喷锚工 13 锚杆 喷砼 挂网 注浆 机修工 3 机械维修 开挖 支护 运输 班 钢筋工 4 钢筋网片制安 混凝土工 6 浇筑砼时振捣工作 模板工 8 台车移位 立端头模 接泵管等 防水工 5 透水盲沟安装 防水板铺挂 生活保障人员 16 负责施工工人生活保障 衬 砌 班 电工 2 电气设备安装 维修 5 3 机械配置 进入正洞后 机械设备配置见下表 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 16 表表 5 25 2 主要机械设备配置表主要机械设备配置表 序号设备名称规格型号数量备注 1 通风机2 台 2 挖掘机1 台 3 机械手 1 4 装载机2 台 5 出渣车10 台 6 空压机7 台 7 发电机组 250KW 2 台 六 质量保证措施六 质量保证措施 严格按照技术交底进行型钢加工 钢架间纵向采用 22 钢筋连接 连接钢筋环 向设置间距根据钢架实际宽度为例 喷砼至设计厚度 确保支护质量 三岔口段前后共 50 米范围内正洞采用 160 格栅钢架支护 并与斜井加强环拱架 牢固焊接 加强三岔口段锁脚锚管施工 确保三岔口段围岩受力的稳定 加密设置三岔口段正洞初期支护锁脚锚管 每榀钢架单侧不少于 4 根锁脚锚管 锚管长 4m 注浆 锁脚锚管与钢架牢固焊接 防止拱架下沉 严格按照既定方案施工 不符合要求时返工并追究相关负责人的责任 每道工序施工前必须进行技术交底 要求施工人员必须明确工序操作规程 质 量要求和标准 技术人员严把质量关 每循环必须采取三级报检制度 施工中 禁止超挖 杜绝欠挖 新建怀邵衡铁路 HSHZQ 3 标 尖峰山隧道斜井三岔口施工专项方案 17 坚持测量复核制 施工测量放线要反复校核 确