斜井与正洞相交处施工方案.doc

包西铁路通道省界(陕西)至张桥段BXS-1标（DK427+563DK429+180）新七楞山隧道斜井与正洞相交处施工方案编制：复核：中铁十七局集团第四工程有限公司包西铁路项目二一年四月十八日新七楞山隧道斜井与正洞相交处施工方案一、编制依据1、新七楞山隧道施工图。2、隧道施工规范。3、铁路工程施工安全技术规程（上册）。4铁路工程施工质量验收标准TB10414-2003二、工程概况新七楞山隧道斜井与正洞相交于DK428+450，平面角度305335，坡度为3.3%，斜井长367.79米，斜井采用单车道无轨运输方式，按非永久工程设计。斜井与隧道洞身交叉处均为级围岩，属于砂质黄土。斜井与隧道平面关系图如下：三、施工总体方案3.1施工方案斜井与隧道洞身交叉处为异型断面跨度大，开挖后引起围岩应力重新分布产生应力集中，围岩受力复杂多变,易发生坍塌，必须加强支护。交叉处施工时，采用小导洞短开挖，强支撑，做到步步为营，稳扎稳打，保证施工安全。斜井施工至与正洞交界后，以曲线形式转体进入正洞，同时上坡开挖至正洞拱顶高程，并继续沿相同方向掘进一定距离；形成作业空间后，转向相反方向施工，扩挖临时支护达到正洞标准断面。斜井进入正洞平面关系见附图1，施工程序详见表1。3.1.1 施工步骤根据斜井与正洞相交角度30度，以间距0.5m间距安装异型钢架，完成由垂直于斜井中线到平行于正洞中线的过渡（如图1）。斜井与正洞交叉口段以0.5m间距架立I16异型钢钢架，保证相交地段三维受力状态围岩的稳定。在最后一榀采用两榀焊接一块I16型钢架立，在此型钢钢架上焊接I25a型钢横梁，并在横梁两端螺栓连接I25a型钢立柱，为正洞钢架提供落脚平台。 斜井进入正洞内的导洞施工导洞设计净宽最小3. 6m，采用渐变方法过渡到正洞标准断面。支护参数为：拱部设超前42小导管，拱墙设I12.6型钢钢架，间距1榀/0.8m，22锚杆，长度3.0m，间距1.01.0m，梅花型布置；6钢筋网，网格间距0.20.2m；喷射C20砼，厚度18cm。 支护施工中严格按施工规范指南操作，保证锁脚锚杆和纵向连接筋的施工质量。为加快爬坡导坑施工进度，减少不安全因素，爬坡道长度设计为5米，爬坡道的坡度设计为8%。完成爬坡后，按照线路设计坡度向包头方向按级围岩开挖方法、支护参数继续进行弧行导坑掘进，施工30米后，喷砼封闭包头方向掌子面，反向向西安方向开挖正洞，每循环先开挖上部，立上部钢架后，再拆除导洞钢架。由于导洞施工空间狭小，出碴采用装载机单向出碴。反向开挖支护反向开挖按正洞V级围岩上部弧形导坑的高度进行，先开挖顶部，再开挖两侧，墙角、拱脚等隅角处应预留60-70厘米人工开挖，严禁超挖。开挖时仅对有影响的导洞钢架进行拆除，按正洞设计要求间距进行钢架施工，相应完善其他支护。对斜井与正洞交叉处有影响的拱架，按照每开挖0.6米，拆除一榀，支护一榀的方法进行施工。正洞过交叉口时，正洞钢架靠斜井侧落脚在交叉处的两榀焊接一块I16型钢上，另一侧落脚在坚实的地基上，及时喷锚封闭。正洞落底后要及时进行正洞仰拱施工，以便初期支护与仰拱尽早成环，确保施工安全。在斜井与正洞交叉处，及时施作斜井二衬30米，以保证斜井施工安全。斜井进洞后严禁长台阶施工，分部开挖台阶长度不能超过1倍开挖洞径，仰拱紧跟，距开挖面距离控制在30米，二衬安全距离控制在60米。及时拼装台车，尽快施作一板二衬，然后才向西安方向扩挖正洞。初喷混凝土22cm施 工 放 样安装钢架测量定位挂钢筋网复喷混凝土至设计厚度监 控 量 测反馈、调整支护参数开 挖施作系统锚杆初期支护施工工艺流程图3.1.2各分项工程施工方法超前小导管施工超前小导管采用42热轧无缝钢管加工，长度为3.5m，拱部间距0.4m，外插角510度，其搭接长度不小于1.0m。采用风动凿岩机或煤电钻钻孔，并保证小导管纵向搭接长度不小于1m，先喷射混凝土510cm封闭掌子面起稳定掌子面的作用，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。开挖前试挖掌子面。安装超前小导管并与钢架焊接固定，尾部与钢架焊接到一起，共同组成预支护体系，小导管外插角符合要求。 小导管的制作，前端做成尖锥形，尾部焊接8mm钢筋加劲箍，小导管加工见图。 小导管加工图四、 施工注意事项开挖过程中严格按方案下达的技术交底书施工，控制开挖断面，每开挖循环均测量放样标出钢架中线位置和开挖轮廓线，严格控制超挖。当出现超挖时，采用喷锚等永久支护体系时，多次复喷，直至大面平顺。 （2）开挖过程中，重视锁脚锚杆的施工，以确保钢架基础稳定，确保下一个工序的安全施工,必要时底部增设临时横撑，保护基底。（3）施工中必须加强围岩量测，根据量测结果及时反馈支护信息，确保支护措施安全合理。（4）交叉口段斜井衬砌应及早施作，挡头板沿正洞线路方向安设。（5）斜井与正洞掌子面施工时，应设专人值班，随时观察围岩及支护状态的的稳定性。 （6）制定挑顶施工的安全应急预案，做好应急材料、物资的储备。 五、安全保证措施针对斜井与正洞交叉处主要是砂质黄土及含水量较大，存在不安全因素的实际情况，施工中做好超前支护，防止隧道坍塌，确保施工安全。任何人进洞必须佩戴安全帽和其它防护用品，接受洞口值班人员检查，遵章守纪，听从指挥；同时加强安全保卫，禁止闲杂人员进入。施工中发现隧道内有险情，要立即将工作人员全部撤离危险地段，工班长、领工员必须立即在危险地段设立明显标志或派人看守，并迅速报告施工值班人员及时采取处理措施。 六、预防坍方的施工方案(1)施工过程中严格贯彻“先治水、短进尺、快支护、勤量测、紧封闭、早成环、稳中求快”的原则。新黄土开挖一定要留核心土，分台阶，下部开挖亦要前后错开，先拉边槽，不宜采用拉中槽的方法，以确保拱脚稳定。初期支护及衬砌工序要及时跟上，工序间距要尽可能缩小。(2)斜井与正洞相交处地层承载力低，黄土地层的承载力都在120300 kPa之间。因黄土围岩壁立性好,但拱部范围地层稳定性较差,开挖后拱部垂直荷载较大,而且初期支护与周边地层的粘结力低。型钢拱架的基座一般直接落在黄土上,在垂直荷载和初期支护自重的作用下,初期支护的沉降量较大,一旦外力超过基底承载力极限,拱脚或墙脚容易失稳,甚至导致拱顶坍塌,特别是在进行下半断面开挖时,需要采取有效措施,防止拱脚下沉、拱部坍塌。一般可采取如下措施:尽早施作仰拱、铺底,使全断面的初期支护尽早封闭成环。在上断面初期支护的拱脚位置设斜向外侧的锁脚锚杆,以增强初期支护的稳定性。(3)针对黄土隧道竖向压力小，侧向压力大的特性，施工中拱脚边墙部位的锚杆要加强，要注重钢拱架的连接和锁定，钢拱架与岩面要密贴，喷混凝土要密实，要有足够厚度，从而确保整体受力效果。(4)施工中要特别注意用水管理和渗水地段的引排措施，严禁拱脚、墙脚长时间受水浸泡。当含水量较大且拱脚、拱顶变形量较大时，要及时采用横撑、立撑进行加强，必要时要采取锚喷加固措施进行补强。(5)加强坍方的预测，及时发现坍方的可能性征兆，并根据不同情况采用不同的施工方法及控制坍方的措施，拟采用观察法、一般量测法、微地震学测量法等方法预测坍方。七、隧道坍方的处理措施隧道发生坍方时，应及时的处理。处理时必须详细观测坍方范围、形式、坍穴的地质构造，查明坍方发生的原因和地下水活动情况，认真分析制定处理方案。坍方处理应先加固未坍塌地段，防止其继续发展，未坍塌地段加固方法：(1)小坍方，纵向延伸不长、坍穴不高，首先加固坍体两端洞身，并抓紧采用锚杆和喷射混凝土联合支护，封闭洞穴顶部和侧部，再进行清碴。(2)大坍方、坍穴高、坍渣数量大，坍渣体完全堵住洞身时，采用先支护后清渣的方法。在查清坍穴规模大小和穴顶位置后，采用超前小导管或型钢法稳定围岩体和渣体，待其基本稳定后，按先上部后下部的顺序清除渣体，采取短进尺、早封闭的原则挖坍体。(3)治坍应先治水，采取以下措施：地表水沉陷和裂缝，用不透水粘土夯填紧密，开挖截水沟，防止地表水渗入坍体。坍体内有地下水活动时，用管槽引至排水沟内，防止坍方扩大。坍方地段的衬砌，可视坍穴大小和地质情况予以加强，衬砌背后与坍穴洞