徐家庄隧道出洞方案

兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 0 1 1 工程概况工程概况 1 11 1 工程概况工程概况 徐家庄隧道全长 2368m 起讫里程 DK177 600 DK179 968 其中出口 端 DK179 952 DK179 960 设计为单压明洞 DK179 960 DK179 968 设 计为单压明洞桥台进洞段 明暗挖分界线里程为 DK179 952 洞身段最大 埋深约 154m 最小埋深约 23 9m 隧道出口位于小峡水库东南方 G109 旁一 陡壁上 近于垂直的陡壁 围岩级别为 级 该段隧道处于 4 5 的上坡 全隧道除进口端 380 16m 位于直线上以外 其余均位于 R 7000m 的曲线上 采用复合式衬砌结构 1 21 2 地形地貌地形地貌 隧道地处低中山区 隧道出口位于小峡水库东南方 G109 旁一陡壁上 冲沟发育 洞身地形呈波状起伏 出口为一近于垂直的陡壁 1 31 3 工程地质 水文地质工程地质 水文地质 隧道工程区主要为闪长岩 砂岩 泥岩 山坡坡面及冲沟内分布有第 四系上更新统风积砂质黄土 冲积卵石土等 地表水主要为隧道出口陡壁下有人工修筑的引水渠 斜井所在沟内有 少量地表水 其余各沟未见地表水 但降雨 汛期易形成洪流 且地表水 易下渗 地下水仅见斜井所在冲沟内 地下水位埋深 1 5m 对混凝土有硫酸盐 和氯盐侵蚀性 环境作用等级分别为 H2 和 L2 2 2 出洞开挖施工方案 出洞开挖施工方案 出洞遵循 早进洞 晚出洞 的原则 出洞前对洞口段地形 地质进 行了现场调查 出口原地面为陡壁 地表有部分松散圆砾土覆盖层 设计 DK179 952 DK179 968 段为明洞 为创造工作面 先将该段明洞开挖至上 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 1 台阶底部位置 已经施工完成 贯通面选择至 DK179 952 处 与设计一致 通过明洞开挖 揭示地质 为软岩 岩层裂隙不甚发育 有少量竖向节理 岩层整体性较好 满足贯 通条件 隧道 DK179 932 DK179 952 段出洞施工 采用从隧道内向隧道外单项 掘进的方式进行 出洞里程为 DK179 952 当隧道掘进至 DK179 942 时 停止掘进 采用从洞内挖掘小导洞的方式出洞 小导洞位于隧道上台阶中 间位置 以便出碴及管线和小型机具材料引出洞外 小导洞利用弱爆破法 挖机配合开挖 小导洞出洞前 应先施工洞口的边坡防护 施工完成 以 确保洞口稳定 从洞内往洞外开挖 直至贯通 2 12 1 洞外施工洞外施工 小导洞于 DK179 952 处出洞前 应对裸露基岩面进行必要的刷坡处理 和锚喷网防护 用长度为 3m 的 22 砂浆锚杆打入基岩 梅花形布置 1 5 1 5m 8 钢筋网 20 20cm C25 网喷混凝土 厚度 15cm 2 22 2 洞内施工洞内施工 目前掌子面里程已接近至 DK179 932 此段按要求采用三台阶开挖 台阶长度尽量减短 控制在 4m 以内 当上台阶掘进至 DK179 932 即距 贯通面 20m 时 为减小对围岩的扰动 保证安全 每循环进尺控制在 1 0m 以内 每开挖 1 米 立即支护一榀钢拱架 施工中严格按照 短进尺 弱 爆破 快封闭 勤量测 的原则进行施工 严格控制装药量 增加周边眼 和辅助眼的数量 当掌子面往大里程掘进 10m 至 DK179 942 时 停止开挖 喷射混凝土封闭掌子面 转入小导洞施工 小导洞位于隧道上台阶中间位 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 2 置 导坑尺寸为 3m 宽 4m 高 采用弱爆破 人工开挖 网喷混凝 土进行初期支护 并每 2m 设置一道 I18 工字钢拱架 以加强支护抗力 保 证导洞的稳固 小导洞施工时 要突出一个 快 字 即 快开挖 快支 护 快封闭 隧道小导洞贯通后 按三台阶施工法 从洞内向洞外逐步扩挖至设计 轮廓 及时按照设计要求进行初期支护 并尽早封闭成环 仰拱和二衬紧 跟 控制好安全步距 确保隧道出洞段施工安全 3 3 施工步骤 施工步骤 3 13 1 洞口边仰坡开挖及防护洞口边仰坡开挖及防护 3 1 1 边 仰坡刷坡 为保证洞口边坡的稳定 防止后期被雨水冲刷 出洞前对仰坡进行刷 坡 边仰坡施工时采用人工配合挖掘机开挖 施工洞口边仰坡外的截水沟 天沟 截水沟天沟距仰坡边坡线的距离不少于 5m 3 1 2 锚杆及钢筋网 锚杆为 22 钢筋 每根长 3m 间距为 1 5m 呈梅花型布置 锚杆施工 前由技术在地面上标出范围及孔位 钻孔后进行安装 钻孔应保证锚杆顺 直 并与岩面基本垂直 钢筋网为 8 钢筋 纵横间距为 20cm 铺设钢筋网时 与接触面的距 离不得大于 3cm 并应与锚杆连接牢固 施作混凝土喷射作业时尽量减少 对网片的震动 降低回弹量 3 1 3 喷射混凝土 边坡部位锚杆及钢筋网施工完毕后 喷射一层 10cm 厚混凝土 喷射作 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 3 业应分层分片 由下而上顺序进行 后一层喷射应在前一层混凝土终凝后 进行 坡面有较大凹洼时 应结合初喷予以找平 喷射混凝土终凝 2 后 应喷水养护 养护时间不少于 7 3 1 4 截水沟施作 洞口顶 10m 范围外设置截水沟 截水沟与排水沟相连接 保证排水畅 通 流到山梁以外 截水沟采用 C25 混凝土施作 根据现场地形 左高右低 采用自然排水 通过天沟将水引致山谷低 洼处自然排走 3 23 2 小导洞施工小导洞施工 3 1 1 开挖 小导洞位于隧道上台阶中间位置 导坑外轮廓尺寸为 3m 宽 4m 高 顶部为一半径 1 5m 的半圆形拱 详见图 3 1 1 开挖采用光 面爆破 减小装药量 进行弱爆破 人工辅助出碴 每循环开挖不超过 2m 开挖后及时进行初支 每 2m 设置一榀钢拱架 加强支护 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 4 45 25 400 300 20 20 260 小导洞 R150 20 初支 360 20 22锚杆 L 2m 间距1m 20cm厚 图 3 1 1 小导洞断面图 3 1 2 初期支护 小导洞采用 22 砂浆锚杆 6 钢筋网片 喷射厚混凝土进行初期支 护 锚杆长 2m 间距 1m 梅花形布置 钢筋网格间距 20cm 20cm 并每 2m 设置一道 I18 工字钢拱架 纵向连接钢筋采用 22 螺纹钢 间距为 1 0m 喷射 C25 混凝土 20cm 厚 钢筋网片间距 20 20cm 初期支护施工工 序流程为 开挖后初喷砼 系统支护 锚杆 钢筋网 钢架 施工 复喷 砼 1 打设砂浆锚杆 采用 22 砂浆锚杆 长 2m 间距 1m 梅花形布置 锚杆施工时与岩 面垂直 锚杆须与钢筋网片连接牢固 2 钢筋网铺设 钢筋须经试验合格 使用前必须除锈 在洞外分片制作 安装时搭接 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 5 长度不小于 1 至 2 个网格 人工铺设贴近岩面 与锚杆和钢架绑扎连接 或点焊焊接 牢固 钢 筋网和钢架绑扎时 应绑在靠近岩面一侧 确保整体结构受力平衡 喷混凝土时 减小喷头至受喷面距离和控制风压 以减少钢筋网振动 降低回弹 3 钢架施工 1 制作 钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作 制作时严格按 设计图纸进行 保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求 每节两端均焊连 接板 节点间通过连接板用螺栓连接牢靠 加工后必须进行试拼检查 严 禁不合格品进场 2 安装 钢架按设计要求安装 安装尺寸允许偏差 横向和高程为 5cm 垂直度 2 钢架的下端设在稳固的地层上 拱脚高度低于上部 开挖底线以下 15 20cm 拱脚开挖超深时 加设钢板或混凝土垫块 安装 后利用锁脚钢管定位 超挖较大时 拱背喷填同级混凝土 以使支护与围岩 密贴 控制其变形的进一步发展 两排钢架间用 22 钢筋拉杆纵向连接牢 固 以便形成整体受力结构 3 施工技术措施 钢架安装前 测量组放出钢架水平和高度的控制点 中线水平和竖直 的控制点 钢架安装时 严格控制其内轮廓尺寸 钢架架立时 予留钢架 沉降量 尽量紧贴围岩面 防止侵限 钢架安装好后 用锚杆锁脚固定 防止其发生移位 钢架背后喷砼密实 拱架全部被喷射混凝土覆盖 保护层 厚度不小于 4cm 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 6 4 喷射混凝土 开挖后找顶 撬帮完成 立即进行初喷封闭围岩 充分发挥围岩的自 稳能力 喷砼采用湿喷机配机械手进行作业 1 喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产 混凝土搅拌车运输混凝 土 卸入湿喷机 机械手配合湿喷机喷混凝土 2 施工技术措施 喷射前将松动的围岩处理干净 检查开挖断面净空尺寸 检查电路 设 备和管路 在不良地质地段 设专人随时观察围岩变化情况 当受喷面有 涌水 淋水 集中出水点时 先进行引排水处理 喷混凝土前设置砼厚度标识 并采用高压水冲洗受喷面 遇水易泥化 地段采用高压风吹净岩面 喷射作业采取分段 分片 分层自下而上顺序 进行 对于较大的凹洼处 首先喷射填平 喷嘴与岩面保持垂直 且距岩 面 0 8 1 2m 喷砼时控制好风压和速凝剂掺量 减少回弹 喷射压力控 制在 0 15 0 2MPa 施工中经常检查出料弯头 输料管和管路接头 处理故障时断电 停 风 发现堵管时先关机后停风 4 4 监控量测 监控量测 4 14 1 监控量测项目监控量测项目 1 洞外地表沉降观测 2 周边收敛量测 3 拱顶沉降量测 4 24 2 点位布设点位布设 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 7 在 DK179 900 DK1473 942 段地表 沿中线方向纵向每 10m 设置一处 沉降观测桩 横向两侧各 20m 范围内每 4m 设置一处沉降观测桩 共设置 16 个观测点 洞内没 10m 布置 1 个拱顶下沉点和 2 个净空水平收敛量测点 用徕卡全站仪观测点位的动态变化 4 2 1 地表下沉点的布置要求 1 高程基准点设置在开挖线影响范围以外 2 3 个 2 监控点的埋深 在埋设点挖长 宽 高均为 200mm 的坑 然后放入 沉陷测点 测点一般采用 20 30mm 长 300 400mm 圆头钢筋制成 测 点四周用混凝土填实 3 控制点的测量时间 地表下沉量测采用水准仪加测微器观测 在衬 砌结构封闭 下沉基本停止时为止 4 2 2 拱顶下沉及周边收敛 洞口内每隔 5m 作一个观测断面 最前端的一个断面紧跟掌子面 每断 面 2 对测点用收敛计和水准仪分别观测水平收敛值和拱顶下沉值 4 2 3 量测频率 洞内观测分为开挖工作面观测和初期支护状态观测两部分 开挖观测 应在每次开挖后进行 地质情况基本稳定无变化时 可每天进行一次 对 初期支护的观测也应每天至少进行一次 净空水平收敛和拱顶下沉量测采用相同的量测频率 量测频率见下表 量测数量的处理与反馈 根据量测数据及时绘制拱脚水平相对净空变 化 拱顶相对下沉和地表下沉的时态曲线及其与开挖工作面距离的关系图 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 8 对初期支护时态曲线进行回归分析 选择与实测数据拟合性好的函数 进行回归 预测可能出现的最大位移 拱顶下沉和净空变化监控量测频率表 注 B 为隧道开挖宽度 4 2 4 根据量测结果按下列要求进行隧道稳定性综合判别 1 隧道稳定性综合评价标准 实测最大值或回归预测值最大值应不大于允许值或设计最大值 根据位移速率判别 当周边位移速率小于 0 1 0 2mm d 时或拱顶下沉速率小于 0 07 0 15mm d 时 则认为围岩位移达到基本稳定 当周边位移或拱顶下沉速率大于 1 0mm d 时 表明位移不稳定 应加 强观测 当周边位移或拱顶下沉速率大于 5 0mm d 时 应报警 进行加固 4 2 5 二次衬砌施做在满足下列要求时进行 变形速度 mm d 量测断面距开挖断面距离量测频率 5 1B2 次 d 1 5 1 2 B1 次 d 0 2 0 5 2 5 B1 次 3d 0 2 5B1 次 周 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 9 各测试项目的位移速率明显收敛 围岩基本稳定 已产生的各项位移已达到预计总位移量的 80 90 周边位移速率小于 0 1 0 2mm d 或拱顶下沉速率小于 0 07 0 15mm d I 级围岩地段不宜单纯强调洞室的收敛变形量 具备条件时应尽 早施作二次衬 5 5 出口明洞施工方案 出口明洞施工方案 由于小峡湟水河特大桥兰台台顶和兰台至 1 墩梁体已经施工完成 桥 台顶和梁体顶面横向宽度为 12 2m 翼缘板宽度为 2 9m 衬砌台车承重全 部落在翼缘板上 因此无法采用衬砌台车进行衬砌施工 5 15 1 满堂支架搭设满堂支架搭设 搭设 48mmWDJ 碗扣型多功能脚手架搭设满堂式支架 施工前对梁体 进行立杆配置可调底座 立杆横桥向间距 底板下的立杆布置为 纵距 横距 60cm 60cm 腹板下的立杆布置为 纵距 横距 60cm 30cm 翼 缘板下的立杆布置为 纵距 横距 60cm 60cm 纵横向扫地杆距地面高 度为 20cm 顶杆配置顶托 顶托上设 10 12cm 纵向方木 纵向方木上设 10 10cm 横向方木 横向方木间距 30cm 在可调底座下面设 10 12cm 横 向方木 搭设中应预留出隧道进出洞运输通道位置 并在通道上方两层脚手架 之间平铺 满铺 5cm 木板或竹踏板作为防护棚 5 25 2 内外模板拼装内外模板拼装 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 10 明洞衬砌采用标准钢模 30 150cm 作为内模 外模采用 5cm 厚木模进 行现场拼做 钢模具有足够的强度 刚度和稳定性 模板安装稳固牢靠 接缝严密 不得漏浆 模板表面光滑 与混凝土的接触面必须清理干净并 涂刷隔离剂 对拼缝不严密的局部采用膨胀胶进行填塞封堵 防止混凝土 浇筑时出现漏浆造成混凝土出现麻面 在每层混凝土浇至该层外模口 10cm 时安装下一层外模 如此循环直至 拱顶 每层外模在安装前加工制作成整体 使其能短时间安装就位 防止 混凝土浇筑间断时间过长形成人为施工缝 模板的安装允许偏差和检验方法 模板安装允许偏差和检验方法 序号项 目允许偏差 mm 检验方法 1 边墙角 15 尺量 2 起拱线 10 尺量 3 拱顶 10 0水准测量 4 模板表面平整度 5 2m 靠尺和塞尺 5 相邻浇筑段表面高低差 10 尺量 5 35 3 衬砌钢筋衬砌钢筋 钢筋加工弯制前应调直 并将表面油渍 水泥浆和浮皮铁锈等均应清 除干净 加工后的钢筋表面不应有削弱钢筋截面的伤痕 利用冷拉方法矫 直伸长率 级钢筋不得超过 2 级钢筋不得超过 1 钢筋的加工应符合设计要求 其允许偏差和检验方法符合下表规定 钢筋加工允许偏差和检验方法 序号名称允许偏差 mm 检验方法 1 受力钢筋顺长度方向的全长 10 2 弯起钢筋的弯折位置 20 3 箍筋内净尺寸 3 尺量 检验数量 施工单位按钢筋编号各抽检 10 并各不少于 3 件 钢筋安装及保护层厚度允许偏差和检验方法应符合下表规定 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 11 钢筋安装及保护层厚度允许偏差 mm 和检验方法 序号名 称允许偏差检验方法 1 双排钢筋 上排钢筋与下排钢筋间距 5 2 同一排中受力钢筋水平间距 20 尺量两端 中间各 1 处 3 分布钢筋间距 20 4 箍筋间距 20 尺量连续 3 处 5 钢筋保护层厚度 10 5尺量两端 中间各 2 处 检验数量 施工单位全部检查 钢筋接头应设置在承受应力较小处 并应分散布置 配制在 同一截面 内受力钢筋接头的截面面积 占受力钢筋总截面面积的百分率 应符合设 计要求 当设计未提出要求时 应符合下列规定 A 焊 连 接接头在受弯构件的受拉区不得大于 50 轴心受拉构件不 得大于 25 B 在构件的受拉区 绑扎接头不得大于 25 在受压区不得大于 50 C 钢筋接头应避开钢筋的弯曲处 距离弯曲点的距离不得小于钢筋直径的 10 倍 D 在同一根钢筋上应少设接头 同一截面 内 同一根钢筋上不得超过 一个接头 E 采用电弧焊焊接 单面搭接焊 其搭接长度不得小于 10 d 双面搭接 焊 其搭接长度不得小于 5 d 焊缝宽度不小于 0 8d 且不小于 10 焊缝 高度不小于 0 3d 且不小于 4 5 45 4 混凝土浇筑混凝土浇筑 混凝土在拌合站集中拌制 混凝土运输车运输至浇筑点 然后通过外 模采用泵送混凝土入仓 混凝土振捣采用插入式捣固棒捣固 外侧模板采 取在浇筑混凝土时按混凝土浇筑分层厚度分层支立 在每层混凝土浇至该 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 12 层外模口 10cm 时安装下一层外模 如此循环直至拱顶 每层外模在安装前 加工制作成整体 使其能短时间安装就位 防止混凝土浇筑间断时间过长 形成人为施工缝 混凝土为整体浇注 12h 内应开始进行保湿养护 气温低于 5 时不 得洒水养护 养护采用覆盖并洒水的方式 确保砼强度和外观质量 6 6 洞门施工方案 洞门施工方案 1 端墙应在土石方开挖后及时完成 基础超挖部分应用与基础同级 混凝土和基础同步浇筑 端墙及挡墙的开挖轮廓面应符合设计要求 端墙 砼施工前根据施工范围 搭设双层扣件式钢管脚手架至端墙顶 以便固定 侧向模板和墙面装饰施工 搭设中应预留出隧道进出洞运输通道位置 并 在通道上方两层脚手架之间平铺 满铺 5cm 木板或竹踏板作为防护棚 亦可兼做洞顶左右侧人行通道使用 2 采用 3 5mm 厚定型组合钢模板 并按照设计墙面分块大小的计算 成果焊接圆钢钢筋条 钢筋条采用 20mm 圆钢 分块尺寸同上 按一丁一 顺布置 为确保美观 模板所有接缝应排列在钢筋条缝处 钢筋条必须保 证顺直和接头焊接过渡圆顺 对拉拉筋采用 16 螺纹钢筋作拉筋 间距 70 70 布置 由于以上接缝及分块施工不便 可先整体浇注端墙 之 后再完成分缝 分块处理 并进行修饰 3 端墙与洞口衬砌连接方式应符合设计要求 本标段施工连接方式 按照 兰乌二线施隧参 206 45 图 图件施工 为加强端墙与衬砌的整体性 明洞衬砌和端墙设置连接钢筋 连接钢筋 端墙锚筋 与衬砌砼中的纵筋 绑扎牢固 钢筋采用 16 HRB335 钢筋 单根长 1884mm 制作成标准弯钩 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 13 连接钢筋沿隧道纵向设置两道 两个断面 同一断面内沿环向按每 20cm 间距设置 1 根 每个洞口设置 268 根 4 端墙的泄水孔应与洞外排水系统及时连通 5 隧道洞门端墙和挡墙 挡土墙在墙体施工的同时 按设计图纸要 求设置反滤层 泄水孔 施工缝 其设置应满足设计要求和防排水施工要 求 6 隧道洞门的截 排水设施应与洞门工程同步施工 7 隧道洞门检查梯 隧道铭牌 号标的结构样式和设置位置参照 兰乌二线施隧参 206 图 中相应图件施工 施工中需加强质量管理 确 保实体及外观质量一次验收合格 7 7 出口防护方案 出口防护方案 7 17 1 施工防护施工防护 徐家庄隧道出口陡壁下有人工修筑的水渠 小峡湟水河特大桥兰台和 兰台至 1 墩梁体均已完成 G109 线距出口直线距离不到 50m 在隧道出口 开挖过程中 都不可避免的会受到一定的影响 为保证 G109 线行车安全和 正常行车 灌溉水渠的畅通和桥墩免受开挖爆破施工的破坏 需对其进行 防护 7 1 1 水渠防护 徐家庄隧道出口水渠宽度约 1 5m 为防止水渠受到开挖产生的落石破 坏 在隧道边仰坡开挖前在水渠靠山一侧打入 42 小导管 22 钢筋 导管插入岩壁不少于 50cm 另一端靠在水渠渠身 长度不少于 50cm 导管 间距 1 5m 导管水平夹角为 15 30 左右 成坡度向 1 承台倾斜 导管上 兰新铁路第二双线平安至西宁段 徐家庄隧道出洞方案 14 方铺设 6mm 厚钢板 钢板上覆盖草毡 2 3 层 水渠防护长度为洞口左右各 50m 7 1 2 兰台和兰台至 1 墩梁体防护 隧道出洞前 兰台和兰台至 1 墩梁体已经施工完成 为了防止落石和 隧道爆破产生的飞石对梁体结构的破坏 对整个兰台顶面和梁体面进行保 护 在梁体上铺设方木高度比防护墙预埋钢筋高出 5 10cm 上面铺设 6mm 厚钢板 钢板上覆盖草毡 2 3 层 7 1 3 G109 国道防护 详见 G109 国道专项防护方案 8 8 安全 质量控制措施 安全 质量控制措施 加强对技术 施工人员及相关人员的培训 提高全体参建人员的安 全 质量意识 施工时严格按照 短进尺 弱爆破 勤量测 早封闭 的原则组织 施工 严禁超挖 乱挖 严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工 在隧道开挖前 对隧道地表中线附近范围进行勘察 对地表冲沟 深井 滑塌 陷穴 地表附着物等不良地质情况进行统计 施工中应加强 监控量测工作 严格按设计方案施工 确保隧道安全 顺利通过 每循环进行测量放样 严格控制超欠挖 定期对测量控制点进行检 查 复核 避免由于隧底下沉 上鼓 不均匀变形及人工或机械碰撞等原 因对控制点的损害 边墙 仰拱等的地基承