茂县隧道挑顶施工方案、下锚洞方案

茂县隧道横洞进正洞挑顶施工方案,中铁十七局集团第一工程有限公司成兰项目7标,目 录,一、施工组织二、挑顶施工部位确定三、挑顶施工方案比选,一、施工组织,1、斜井工区施工安排根据施工组织设计要求， 计划从1#斜井切入左线正洞，然后分1#平导、左线正向掘进、左线反向掘进三个工作面掘进，反向掘进与进口平导贯通，形成通风、排水通道。左线与隧道进口形成贯通通道后，左线大里程继续向前施工，并开启右线施工，分别从2#、5#横通道提前切入右线施工。1#平导在底部切入左线，然后分左线继续掘进和8#通道转右线掘进两个作业面直至施工任务全部完成。2、隧道进口工区施工安排进口平导经25#横通道反挑左线切入，施工双线合修段。进口平导从27#横通道反挑切入左线，然后先正向后开挖左线，与斜井左线反打贯通；然后反向掘进到双线分修处，然后转入右线施工，直至2#通道位置。（先正后反可避免台车经横洞进右线过不去的问题）进口三线全工期独头掘进，直至完成。,二、茂县隧道挑顶施工部位一览表,茂县隧道挑顶施工部位平面位置示意图,茂县隧道挑顶施工部位平面位置示意图,三、挑顶施工方案必选,茂县隧道挑顶施工部位，除了25#横通道切入双线合修段断面较大以外，其余横洞切入正洞断面大小和角度都基本一样，施工工艺除根据围岩情况进行不同程度的支护外，其余基本可采用相同方法施工。结合茂县隧道挑顶施工部位的特点，提出两种施工方案供大家参考。1、挑顶进单线正洞（以1#斜井为例）2、挑顶进双线正洞（25#横通道）,3.1 挑顶进单线正洞施工方案,3.1.1总体方案1#斜井与左线正洞交界里程D8K128+100,斜交角度45，见图一。,3.1 挑顶进单线正洞施工方案,在斜井接近与正洞相交里程时，斜井最后3榀钢架安装前在开挖时提前向上抬高坡度，抬高纵坡根据正洞拱腰圆弧及预留变形量、导洞门架支护厚度厚度确定。开挖至斜井与正洞相交里程XJ1K0 + 004 处，采用4m高、5m宽的导洞（矩形断面、全支护）垂直正洞线路中线进行正洞开挖，开挖时沿正洞开挖轮廓线爬坡开挖，过正洞中轴线后，再向正洞中轴线右侧平坡开挖至D点，局部挖扩大基础，以便CD段钢架安装（见图2）。,3.1 挑顶进单线正洞施工方案,导洞完成后，及时架设导洞范围内左线正洞上台阶钢架，挂网喷锚形成整体加强联合支护。然后向正洞大里程方向开挖支护5m，然后再向小里程方向开挖支护5m后，再由斜井坑底处向正洞开挖，形成上下短台阶，进入正常工序开挖施工。正洞仰拱初支钢架与斜井仰拱初支钢架、斜井加强钢架全部螺栓连接，整体环向闭合。导洞设在横通道与正洞相交的大里程（锐角）一侧，便于形成较大操作空间。门型导洞拱部支护做永久支护考虑，不在拆除。两侧支护做临时支护考虑，沿正洞开挖时拆除。,3.1 挑顶进单线正洞施工方案,3.1.2斜井进入正洞前斜井施工至交叉口附近时，最后几米钢架开始按扇形支撑支护（单边钢架紧挨布设、对边按80cm间距布设13榀钢架过渡到斜井口最后两榀加强钢架环，异形钢架尺寸从起拱线利用长、短轴数据在cad图中直接绘椭圆，分割确定每榀钢架尺寸），按设计参数支护，根据围岩情况适当加强。,钢架扇形过渡支撑,另一种扇形布设钢架的方法,异形钢架尺寸加工,3.1 挑顶进单线正洞施工方案,3.1.3斜井进入正洞处的加固施工交叉口受力复杂，施工时要设加强环钢架。交界处设立两榀I18 型钢拱形钢架 , 钢架法线与正洞中心线垂直, 在此型钢钢架上焊接两榀I25 型钢横梁, 并在横梁两端螺栓连接I25 型钢立柱, 为正洞钢架提供落脚平台, 正洞仰拱钢架连与斜井仰拱预埋型钢有效连接形成整体。,3.1 挑顶进单线正洞施工方案,3.1.4交叉口处斜井模筑衬砌围岩条件不好时，斜井与正洞交叉口附近最好浇筑衬砌（起码浇筑仰拱封闭成环）后再挑顶进洞。围岩好的情况下，当斜井对应正洞范围内上台阶初期支护钢架全部落在斜井加强环钢架横梁上以后，及时挂网喷射混凝土封闭，斜井要抓紧安排衬砌施做，承受正洞初期支护对斜井的纵向推力，形成对交叉口处围岩受力的有效支护。,3.1 挑顶进单线正洞施工方案,3.1.5交叉口衬砌施工台车在正洞洞内仰拱填充顶面拼装，初支施工时考虑吊装空间，并预埋锚杆，锚杆与钢架焊接为整体，外露部分设弯钩，用于日后挂滑轮便于吊装二衬台车模板。在交叉口段正洞二衬施工时，先搭接斜井一半的位置，另一半留作运输混凝土等机械通道，等搭接二衬混凝土强度达到80%后，拆除二衬模板，进行另一半二衬施作，原先的另一半留作运输通道。,3.2挑顶进双线正洞施工方案,3.2.1总体方案25#横通道切入正洞为双线合修段，断面尺寸13.1m9.07m，先由25#横通道施工断面开挖进入正洞，然后向正洞洞身扩挖至正洞上半断面，当满足施工空间后，再反向扩挖成型，进行正洞开挖。3.2.2交叉口设计及加固措施横洞级围岩必要时设I14钢架支护、正洞级围岩无钢架横通道切入正洞之前，最后12m范围采用I14异形钢架扇形全环布设加强支护（单边1.2m/榀，对边0.6m/榀）。切入点对应正洞前后10m范围在反挖到位后设I18加强钢架支护，间距1m/榀,环向连接筋按60cm间距加密布设。,3.2挑顶进双线正洞施工方案,3.2挑顶进双线正洞施工方案,在横通道与正洞交叉口段, 设立两榀I18 型钢拱形钢架加强环，方法与斜井一样。,3.2挑顶进双线正洞施工方案,3.2.2施工顺序25#横通道向右进入正洞，开挖至双线合修段边墙即转向段施工正洞洞身向大里程扩挖至上半断面正洞正常段开挖反向(小里程)扩挖仰拱及仰拱填充组装台车拱墙二衬施工正常施工。当横通道施工至与正洞相交时，于正洞与25#横通道相交里程起，标高从横通道底标高逐步提高至正洞上半断面的底面标高，长度约22 m，坡度约为17%，由横通道逐步转向至正洞线路方向施工，然后逐步扩挖至正洞的上半断面开挖，当正洞上半断面施工20 m，开始施工已开挖完成的上半断面约20 m 的下半断面开挖，形成工作面后，反向开挖至横通道交叉口处，及时施作仰拱及其填充。扩挖到满足拱墙二衬空间后，尽早施工交叉口段拱墙二衬，闭合成环。最后再施工双线合修起点段的30m洞身。,横通道进正洞过渡段断面示意图,横洞进双线正洞施工工序平面示意图,挑顶进双线正洞施工步骤,挑顶进双线正洞施工步骤,挑顶进双线正洞施工步骤,挑顶进双线正洞施工步骤,3.2挑顶进双线正洞施工方案,3.2.3交叉口处钢架加固横通道切入正洞小断面施工时，先根据设计采用挂网锚喷临时支护，待反向开挖上班断面全部成型后，在交叉口前后10m范围内设立I18工字钢架加强支护（根据围岩情况必要时设置），一米一榀，横洞对应正洞范围内上台阶初期支护钢架全部落在斜井加强环钢架横梁上，并将正洞仰拱钢架与横洞加强环钢架连接为整体，闭合成环。具备衬砌条件后，及时施做交叉口段衬砌。由于25#横洞为单车道，所以正洞衬砌施工时必须封闭交通。人员经衬砌台车窗口设爬梯出入正洞，掘进出渣作业暂停施工。,茂县隧道下锚洞衬砌施工方案,一、下锚洞分布情况茂县隧道三线段共有级围岩下锚洞8处；双线合修段级围岩下锚洞3处；单线级围岩下锚洞8处、单线级围岩下锚洞12处、单线级围岩下锚洞13处、单线级围岩下锚洞2处。全线合计下锚洞46处，每个下锚洞长3m。双线合修段绝缘锚段关节区段之下锚洞根据接触网要求在普通衬砌内轮廓基础上加高101cm、加宽90cm拟定。单线非绝缘锚段关节区段之下锚洞根据接触网要求在普通衬砌内轮廓基础上加高51cm、加宽90cm。,下锚洞衬砌断面与普通断面比较,茂县隧道下锚洞衬砌施工方案,二、下锚洞开挖方案1、硬岩及硬岩破碎地段采用直接外插扩挖法。利用cad绘图，确定不通高度点位的径向加大半径，根据设计要求进尺深度来推算各个点位的钻孔深度和外插角度，确保扩挖一次到位。已知某点位径向半径加大尺寸为r，要求进尺为D，则可求外插角度和钻孔深度L由tg（）=r/D可知，外插角度=arctg（r/D）由sin（）=r/L可知，钻孔深度L=arcsin（r/L）,下锚洞扩挖施工平面示意图,茂县隧道下锚洞衬砌施工方案,二、下锚洞开挖方案2、软岩有泥渗水地段的外插扩挖第一种、也可直接外插扩挖，但是进尺必须控制在1m以内。而且要尽量控制爆破装药量、及时完成支护封闭围岩。第二种、围岩较差、渗水严重时，先超前注浆加固，然后再扩挖。超前加固主要是加固开挖轮廓以外的围岩，以免扩挖时造成坍塌。因此，采用周边注浆即可。周边注浆在开挖轮廓线上布孔，孔深5米，孔口间距1米，孔底间距1.5至2米，在扩挖侧，注浆孔外插角要大于喇叭口外散角。,茂县隧道下锚洞衬砌施工方案,三、下锚