石鼓山隧道1斜井兰州向双侧壁导坑法转三台阶临时仰拱法施工方案

1、目录1、 编制依据、范围、原则11.1 编制依据11.2 编制范围11.3 编制原则12、 工程概况22.1 地形、地物情况22.2 地质、水文情况22.3 设计情况22.4当前施工情况33、 施工组织34、双侧壁导坑法转三台阶临时仰拱法施工方案44.1工法转换条件、方法、步骤44.2 监控量测与洞内外观察64.3 落实专家意见的技术措施74.4 严格执行专家会要求115、施工资源配置135.1 施工人员安排135.2 现场主要机械设备配置146、施工计划安排147、 施工保证措施147.1 安全保证措施147.2 质量保证措施167.3 工期保证措施177.4 环境保护、文明施工措施18石鼓

2、山隧道1#斜井兰州向双侧壁导坑法转三台阶临时仰拱法施工方案1、 编制依据、范围、原则1.1 编制依据1.1.1 石鼓山隧道设计图（宝兰客专施隧01）。1.1.2 石鼓山隧道张家沟浅埋段设计图（宝兰施隧01-）。1.1.3 宝兰客专施隧参201209。1.1.4 高速铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10753-2010）。1.1.5 高速铁路隧道工程施工技术指南(铁建设(2010)241号)。1.1.6 铁路隧道工程施工安全技术规程(TB10304-2009)。1.1.7 铁路隧道防排水施工技术指南（TZ331-2009）。1.1.8 宝兰客专石鼓山隧道下穿茵香河、张家沟浅埋段地表加固后洞内开

3、挖工法工艺性试验研讨会专家意见（2015年11月28日）。1.1.9 有关四方会议纪要、要求。1.2 编制范围本方案适用于石鼓山隧道1#斜井兰州方向双侧壁导坑法转换三台阶临时仰拱法施工。1.3 编制原则1.3.1 安全第一，严格落实四方纪要、设计文件、验标及指南中各项措施要求，严格落实项目早期沉降控制措施、隧道防坍塌措施，完善各项洞内安全设施，强化执行，强化过程监控、监测。1.3.2 质量先行，以工作质量保工序质量，以工序质量保施工安全。1.3.3 加强施工组织与施工协调，在确保安全、质量的情况下，完成工法转换。1.3.4 规范施工、文明施工。2、 工程概况2.1 地形、地物情况石鼓山隧道1#

4、斜井兰州方向下穿张家沟浅埋段，张家沟属秦岭北麓支沟，总体南北走向，地表处理位置沟底宽约120m，为张家沟村二组与李家槽交界处，沟底西侧为一乡村公路，水泥路面，宽度8m，沟底东侧为一水沟，沟宽约3m，公路与水沟间为村办20号厂房，厂房现已征拆。公路路面、厂坪标高为638640m。2.2 地质、水文情况张家沟埋深1820m，设计为级围岩，分布的地层岩性主要为第四系全新统人工杂填土、黏质黄土、砂类土及碎石类土，上更新统洪积粉质黏土、砂类土及碎石类土，下伏上第三系泥岩。地下水类型主要为第四系松散层孔隙潜水，主要接受大气降水和沟内地表水的侧向补给，含水层为细、粗圆砾土及中、细砂，富水性较好，地下水位埋深

5、约415m、高于洞顶约6m。2.3 设计情况依据石鼓山隧道设计图，DK640+825DK641+025段下穿张家沟，采用-型钢筋混凝土衬砌，双侧壁导坑法施工。拱部设双层42小导管注水泥浆超前支护。圆砾土层段落系统锚杆调整为42小导管进行径向注浆止水。全断面设I25a钢架，钢架间距0.5m。初支与二衬间铺设EVA防水板与土工布缓冲层，施工缝、变形缝设可靠的复合防水措施，DK640+825DK641+025段二衬防水混凝土抗渗等级不小于P12，环向及纵向施工缝增设可重复注浆管。环向盲管间距6m，地下水发育地段环向盲管应加密布置。施工前对张家沟浅埋段线路通过区域黄土陷穴、坑洞进行详细调查，对隧道施工

6、及运营安全有影响的应回填密实，表层铺设三七灰土，严防地表水下渗。2.4当前施工情况石鼓山隧道1#斜井兰州方向目前采用双侧壁导坑法施工，掌子面里程为DK640+900,初支封闭成环里程为DK640+879.2,仰拱里程为DK640+872.8,二衬里程为DK640+860.9。DK640+850DK640+965长115m段地表采用旋喷桩固结地层，封堵地下水。共计设置钻孔1564个，孔深30米至35米。加固范围为拱顶以上5m至隧道仰拱最低点（旋喷桩底端位于砂层时旋喷至砂层与泥岩分界面）。隧道两侧开挖轮廓线外各设置2排纵向旋喷桩止水，桩间距50cm，桩径60cm，梅花形布置。开挖轮廓线内桩间距按1

7、.2mx1.2m梅花形布置。该段旋喷桩施工已完成。3、 施工组织石鼓山隧道1#斜井兰州向双侧壁导坑法转换为三台阶临时仰拱法，施工任务由隧道第二架子队承担，项目部一工区负责施工管理，项目部加强过程指导、检查，纳入石鼓山隧道进口工艺性试验领导小组、各保障小组监管范围。4、双侧壁导坑法转三台阶临时仰拱法施工方案4.1工法转换条件、方法、步骤4.1.1工法转换条件（1） 公路影响段二衬DK640+849-DK640+861段必须完成浇筑，且基本达到设计强度；（2） 改移道路段封闭，该段袖阀管注浆完成，原地方道路恢复通行；（3） 洞内严格按要求实施双侧壁导坑段的初期支护跟进工作，满足设计步距要求；（4）

8、 超前支护按设计施做到位；（5） 对工法转换施工进行培训及技术交底；（6） DK640+900-DK640+920注浆完毕且效果评估合格；（7） 监控量测稳定，日变形速率5mm，累计变形量50mm；（8） 转换工法前进行超前水平钻探探明掌子面前方的地层及地下水情况；（9） 工法转换手续完备；（10） 工法转换需要的人员、材料、设备按要求配备到位；（11） 以上十条满足要求后，项目部组织工法转换前的条件评估，评估合格后可进行工法转换工作。4.1.2工法转换方法、步骤停止双侧壁右上导坑开挖，截止里程为DK640+895，采用网喷封闭，封闭厚度20cm，预留核心土。开挖部位如图1所示开挖中上导坑至D

9、K640+900形成上台阶后，暂停并网喷封闭掌子面，预留核心土。打89管棚并注水泥单液浆，管棚施工完成后进行超前后退式注浆，注浆方案详见石鼓山隧道1#斜井兰州向DK640+900-DK640+920后退式注浆施工方案，注浆效果达到要求后进行开挖，开挖过程中调整拱脚开挖高度，开挖过程中拱脚需逐渐向下调整80cm，与设计的三台阶临时仰拱法上台阶高度齐平。开挖左上导坑和中壁中部至DK640+895，与右上导坑平齐时形成中台阶。开挖时逐渐抬高拱架高度，抬高高度80cm，与设计三台阶临时仰拱法中台阶高度齐平。分侧开挖右下导坑、左下导坑与中壁下部的上半部分至DK640+890，开挖时逐渐抬高拱架高度，抬高

10、高度80cm，与设计三台阶临时仰拱法下台阶高度齐平。施工过程中加强支护。初支钢架每个拱脚处增设2根锁脚锚管，长度4米。双侧壁临时钢架拆除随掌子面掘进进行，钢架拆除采用逐榀拆除的方法。临时钢架拆除顺序为：1部临时横向支撑3部临时横向支撑上部侧壁钢架6部临时横向支撑下部侧壁钢架下一环钢架拆除循环。DK640+895-DK640+900段钢架1部与3部临时横向支撑不拆除，作为三台阶临时仰拱的横撑。每循环拆除进尺不得大于3m(6榀钢架)。图14.1.3 仰拱施工在拆除双侧壁临时钢架的过程中，仰拱衬砌随临时钢架拆除向前推进，当掌子面里程到达DK640+900时，仰拱需跟进至DK640+878.7，中、下

11、台阶长度按三台阶临时仰拱法施工步距要求施工。DK640+850DK640+965段采用全包防水设计，环向盲管间距6m， 施工过程中需注意钢筋不得刺破防水板。4.1.4 二衬施工二衬采用-衬砌结构，厚度65cm，随着仰拱的推进，二衬向前紧跟，仰拱施工至DK640+878.7时，二衬需跟进至DK640+861。4.2 监控量测与洞内外观察工法转换过程中，洞内监控量测频次需增加至4次/天，监控量测点按2.5米/断面布设，地表DK640+861-DK640+965段埋设观测桩，5米/断面，监测频次为2次/天。出现预警及时反馈现场技术人员并采取加固措施，消除预警。4.3 落实专家意见的技术措施掘进施工中

12、严格执行宝兰客专石鼓山隧道下穿茵香河、张家沟浅埋段地表加固后洞内开挖工法工艺性试验研讨会专家意见。为确保施工安全、工程质量，优化洞内开挖工法，拟采取以下技术措施。4.3.1 钢架锁脚加强措施除钢架底脚采用木板或型钢支垫牢固、钢架与锁脚锚管采用L形筋焊接牢固外，钢架锁脚采取以下加强措施。4.3.2 增设89钢管锁脚每榀钢架两侧拱脚、墙脚共打设4根89钢管锁脚并注水泥单液浆，长度4.5m，锁脚钢管和钢架采用钢板焊接连接。4.3.3 增设钢架纵向联接两侧拱脚、墙脚钢架间加设80*8等边角钢与钢架焊接连接，增设2根连接钢筋，采用剪刀形式与钢架焊接连接。具体做法如下：4.3.4 初支背后脱空处理各导坑掘

13、进5m左右后，及时采用雷达扫描、初支凿孔、敲击等方法检测初支背后脱空情况，若有脱空注水泥浆充填脱空后，方可继续掘进。4.3.5 洞内引排水措施将洞内排水纳入工序管理，设专人负责抽排水。开挖后必须坚持及时初喷，封闭围岩面。开挖段散状渗漏水集中收集，采取移动式多级抽排。排水沟距离拱脚、边墙脚大于1.5m，防止积水侵泡拱、墙脚。仰拱基底设置移动式水箱收集开挖面渗漏水，防止仰拱基底被积水浸泡。洞内铺设专用引排水管路。初支漏水的地方进行压浆止水。渗漏水段加密排水盲管。4.3.6风险防控措施4.3.6.1地表处理措施施工前对浅埋段线路通过区域黄土陷穴、坑洞进行详细调查，对隧道施工及运营安全有影响的应回填密

14、实，表层铺设三七灰土，严防地表水下渗。4.3.6.2掌子面前方断面内富水处理措施（1） 排水措施掌子面至富水区、水囊距离约10m时超前打孔引水。打孔前锚、网、喷封闭掌子面并预埋管（打孔、插引水管用），必要时设置临时竖撑，洞内备好排水设备并连接好排水管路，确保孔内水经排水管路排至洞外，不得自孔内流泄并浸泡台阶土体。打孔高度应在水囊下部位置，以尽可能取得泄水效果。排水过程中观察孔内出水情况，少量渗水时恢复掌子面开挖。（2） 超前注浆加固措施掌子面至富水处（已排水）距离约5m时超前注浆加固地层。掌子面前方富水区长度、规模较小时，采用超前小导管注浆加固；掌子面前方富水区长度、规模较大时，采用超前深孔预

15、注浆加固地层。经注浆加固并检测达到处理效果后，继续掘进。4.3.6.3掌子面前方拱顶富水处理措施掌子面前方拱顶富水时，探测富水处距拱顶高度。富水处距拱顶高度大于5m时，开挖过程中人工修边、快挖快支，避免对拱顶地层产生过大扰动，并按设计要求采用超前小导管注浆加固拱顶地层。富水处距拱顶高度小于5m时，采用超前深孔预注浆加固拱顶地层，加固厚度5m。4.3.6.4掌子面前方边墙外富水处理措施掌子面前方边墙外侧富水时，探测富水处距开挖边线厚度。富水处距开挖边线厚度大于3m时，局部超前打孔排水减压，打孔高度为富水区下部，排水后小导管注浆充填加固。富水处距开挖边线厚度小于3m时，台阶掌子面距富水处距离约10

16、m时超前打孔排水，排水过程中观察孔内出水情况，少量渗水时恢复台阶开挖。开挖至距富水处（已排水）约5m时，注浆加固相应里程开挖线外地层，加固厚度3m。4.3.6.5防初支大变形、坍塌1）开挖工法要求洞内采用三台阶临时仰拱法开挖，中台阶、下台阶必须单侧开挖，严禁两侧同时开挖。通过加强施工组织，力求工序零搭接甚至负搭接，综合考虑作业时间、循环进尺指标、安全步距限制。2） 初支脱空检查、处理措施初支背后及时进行脱空检查，检查方法：锤击法、钻孔法、地质雷达检测法，三种方法并用。初支背后分段、及时检查，若有脱空注1：1水泥浆充填脱空后，方可进行相应里程段下一层台阶的开挖。3） 初支异常变形处理措施初支在监

17、控量测数据正常、表面无渗漏水的情况下，出现开裂、剥落等异常变形，应立即停工、分析原因，针对找出的原因采取针对性的措施。经检测，初支背后存在脱空时，立即小导管注浆充填处理。因喷砼质量不均匀、养护不到位造成喷砼开裂时，清除喷砼表面松动块、挂网补喷砼，并加强喷砼养护。经处理后，掌子面恢复开挖。4） 初支局部补强措施因突发的地层或地下水原因，开挖后需立即抢险封闭开挖面，造成的初期支护局部细节不规范，采用挂网补喷、径向小导管注浆等措施对初期支护局部进行补强处理。5） 拱部渗漏水处理措施拱部滴水时处理措施拱部出现滴水情况时，按设计要求超前小导管注浆，拱部开挖后立即初喷砼封闭开挖面，并立即安装钢架、挂网后复

18、喷砼至设计厚度，实现快挖快封闭。拱部线状出水时处理措施拱部线状出水时，按设计要求打设超前小导管，注水泥、水玻璃双液浆，上台阶加大预留核心土尺寸，采用环形开挖预留核心土法，环形开挖后立即初喷，并对环形掌子面喷砼，厚度5cm，快速安装钢架、挂网后复喷砼至设计厚度。拱部股状出水时处理措施拱部股状出水时，立即锚、网、喷封闭掌子面，进一步探明掌子面前方地下水情况，依据探测的情况，采用超前小导管注浆、超前深孔注浆等措施进行处理后，方可恢复掌子面开挖。4.4 严格执行专家会要求DK640+900DK640+965段经地表袖阀管注浆加固、评估达到要求后，以“地表加固一段、评估一段，洞内开挖一段、支护一段，确认

19、一段”为原则，加强超前地质预报及监控量测指导后，洞内采用三台阶临时仰拱法开挖，中台阶、下台阶必须单侧开挖，严禁两侧同时开挖。通过加强施工组织，力求工序零搭接甚至负搭接，综合考虑作业时间、循环进尺指标、安全步距限制。4.4.1 严格执行“2.8.15”作业时间要求及施工资源配置4.4.1.1 总体措施(1) 根据进度指标及工法要求配备足量的施工设备及作业人员，挖掘机、喷浆机、风钻等主要作业机械及工器具要有备用。(2) 严格地表加固施工工艺，通过地表袖阀管注浆和旋喷桩加固，改善围岩完整性，提高承载能力，减少地下水的渗入、围岩掉块及沉降，确保洞身顺利掘进。(3)加强钢拱架、小导管、钢筋网等半成品出场

20、验收，确保半成品精度符合设计要求，避免安装过程中再次加工或校正；严格技术人员跟班作业和过程检验制度，做到在施工过程中发现问题、处理问题，提高工序作业质量，确保工序验收一次合格，杜绝返工干扰，从而提高作业效率。(4) 加强施工组织，超前谋划，合理组织施工，减少各台阶及各工序相互干扰。4.4.1.2 开挖完成至封闭2小时内完成上台阶开挖过程中，提前将小导管、锚杆、钢筋网、钢拱架、喷浆机、风钻等运至洞内，接好风、水管路，检查供配电设施及线路。上台阶开挖完成后，应立即组织作业人员进行小导管、锚杆、钢筋网、钢拱架、锁脚锚管施工，同时中台阶或下台阶开挖出渣，上台阶钢架、钢筋网、小导管等报验合格后立即喷射混

21、凝土。为确保初期支护质量，缩短初支封闭时间，上、中、下台阶分阶段供应喷射混凝土，混凝土必须在上道工序检验合格前运至现场。上台阶各工序时间要求及资源配置如下：序号工序人员机械设备工序时间备注1开挖41台挖掘机（带简易松土器）40min超前小导管、径向小导管、钢筋网施工可平行作业，总计120min 2钢架81台挖掘机、1台装载机20min3纵向连接筋、角钢22台电焊机20min4钢筋网22台电焊机15min5超前小导管82台风钻、2台注浆机35min6径向小导管、锁脚锚管82台风钻、2台注浆机25min4.4.1.3 隧底开挖至初支封闭8小时内完成 隧底开挖进尺为1.0m（2榀），结合现场实际地层

22、情况及加固情况，开挖进尺可适当加大，但最大不得超过3m。提前备料。即每道工序施工所需设备、材料及工器具必须在上道工序完成前运至作业面附近。隧底各工序时间要求及资源配置如下：序号工序人员机械设备工序时间备注1开挖51台挖掘机、3辆自卸车180min共用时7.5h2人工清基7/30min3钢架71台装载机105min4喷射混凝土42台湿喷机135min4.4.1.4 15天内初支封闭及时跟进临时横撑、仰拱，首先确保初支临时封闭成环。 管棚施工时同步跟进仰拱，进一步缩短步距，从而缩短初支封闭时间。加强施工组织，确保工序紧密衔接，严格技术人员跟班作业制度和过程检验制度，确保工序质量，通过工序紧密衔接、

23、工序质量和充足的工装配置缩短作业时间，从而加快施工进度，缩短初期支护封闭成环时间。5、施工资源配置5.1 施工人员安排施工人员安排详见下表：施工人员安排表序号工种人数备注1技术员22工班长63电工24开挖班85支护班186喷浆班107空压机司机28挖掘机司机49装载机司机410自卸车司机611普工6合计68两班倒作业5.2 现场主要机械设备配置机械设备安排详见下表：现场主要机械设备配置表序号机械名称规格、型号数量（台、套）备注1制浆机MIX-40022注浆机BW15043管棚钻机YGL-100A14凿岩机YT-2885小型挖掘机0.8m316挖掘机3.0m317装载机ZL5018自卸汽车CWB

24、520HDL39湿喷机30m3/h310交流电焊机ZX7-500211止水带热硫化焊机230/2900W112砼输送泵HBT60C113抽水机PQZX100-100-65314简易栈桥18m115多功能作业台车6m116二衬台车12m117养护台架16、施工计划安排工法转换计划工期：2016年2月17日2016年2月29日，共计13天。7、 施工保证措施7.1 安全保证措施7.1.1安全第一，项目部、工区、架子队高度重视工法转换施工，严格落实四方纪要、设计文件、验标及指南中各项措施要求，严格落实项目部各项安全、风险管理制度及隧道早期沉降控制措施、隧道防坍塌技术措施、石鼓山高风险隧道预防措施与应

25、急预案，完善各项洞内安全设施，强化执行，强化过程监控、监测。7.1.2安全全员管理，项目部、工区加大安全、施工工艺培训力度，提高全体参建人员的安全意识。安全部编制安全专项方案并下发执行。7.1.3洞内施工过程中，工区安排专职人员进行洞内作业全程指导、监控与作业安全防护，遇异常情况立即上报。项目部安全部、工程部、质量部、试验室等部门加大现场巡视检查频次与力度，并形成管理痕迹。7.1.4严格按设计要求设置洞内应急救援管道、应急箱、工具包等。7.1.5洞内声光报警装置、灭火器等安全设施严格设置，并专人每日检查。7.1.6左右侧壁导坑开挖后应及时施工初期支护，底部设置临时支撑或临时仰拱，保证初期支护闭

26、合成环，从而提高其整体支护刚度，工序变化处之钢架（或临时钢架）设锁脚锚杆，以确保钢架基础稳定。7.1.7圆砾土层段落系统锚杆调整为42小导管进行径向注浆止水，施工中严格按此要求及时施作，上台阶落中台阶、中台阶落下台阶前必须完成42小导管注浆。7.1.8加强洞内施工排水，严禁台阶积水甚至浸泡拱脚、墙脚，严禁仰拱端头积水。7.1.9施工前应对线路通过区域黄土陷穴、坑洞进行详细调查，对隧道施工及运营安全有影响的应回填密实，表层铺设三七灰土，严防地表水下渗。7.1.10地方道路改移与使用严格按方案要求执行，确保洞内施工、地表行车的安全。7.1.11洞内加强TSP、红外探水、地质雷达、水平探孔等超前地质

27、预报，TSP搭接长度不小于10m，地质雷达、红外探水、水平探孔搭接长度不小于5m，及时探明掌子面前方注浆、旋喷桩加固情况及地下水情况，发现异常情况立即分析原因并确定和采取措施。7.1.12施工中应分段核对地质，发现与设计不符时，及时按建设单位的文件规定提出变更设计，以保证施工安全。7.1.13加强洞内、地表监控量测，实时进行变形分析，发现异常立即上报。7.2 质量保证措施7.2.1质量先行，项目部、工区、架子队高度重视工法转换施工，严格执行项目部各项质量管理制度，以工作质量保工序质量，以工序质量保工程质量，确保隧道结构、防排水、四电接口等达到验标中各项质量要求。7.2.2质量全员管理，项目部、工区加大质量、施工工艺培训力度，提高全体参建人员的质量意识与操作技能。7.2.3洞内施工过程中，工区安排专职人员进行洞内作业过程指导、监控，项目部安全部、工程部、质量部、试验室等部门加大现场巡视检查频次与指导力度。7.2.4施工过程中严把材料关，不合材料不得进场。洞内注浆浆液、喷射混凝土、钢筋混凝土等严格按试验室确定的施工配合比进行准确计量。7.2.5严格技术质量分级负责制。施工过程中加强工序质量检查制度，严格执行质量三检制，未经检查或检查不合格的