安全管理经验交流材料PPT课件

1、安全管理经验交流材料安全管理经验交流材料隧道三台阶隧道三台阶七步开挖法施工技术七步开挖法施工技术工程概况工程概况l我集团公司承建的某客运专线工程所承担的隧道施我集团公司承建的某客运专线工程所承担的隧道施工主要工程量为隧道工主要工程量为隧道1818座座28.1km28.1km；其中列为铁道部；其中列为铁道部重点工程的有：某重点工程的有：某1#1#隧道隧道8483m8483m、某、某2#2#隧道隧道4004m4004m、交口隧道交口隧道4012m4012m，下面谨以某，下面谨以某1#1#隧道为例就隧道三隧道为例就隧道三台阶七步流水法施工的做法向各位领导做一简要汇台阶七步流水法施工的做法向各位领导做

2、一简要汇报。报。l重点工程项目第一标段某重点工程项目第一标段某1#1#隧道位于河南省陕县境隧道位于河南省陕县境内，起讫里程内，起讫里程DK218+207DK218+207DK227+090DK227+090，隧道全长，隧道全长8483m8483m。隧道分别于。隧道分别于DK223+200DK223+200、DK225+560DK225+560、DK224+747DK224+747线路前进方向右侧设置三个斜井，一号、线路前进方向右侧设置三个斜井，一号、二号斜井与线路平面夹角二号斜井与线路平面夹角4545度，三号斜井与线路平度，三号斜井与线路平面夹角面夹角42.5742.57度，一号斜井长度，一号

3、斜井长246246米，二号斜井长米，二号斜井长413413米，三号斜井长米，三号斜井长108108米。米。地形地貌地形地貌l集团公司管段内的隧道所在区域大多为低山丘陵及集团公司管段内的隧道所在区域大多为低山丘陵及黄土台源地貌，张茅隧道进口端黄土台源地貌，张茅隧道进口端 DK218+630DK218+630DK222+300DK222+300段属于低山丘陵地貌，地形段属于低山丘陵地貌，地形较陡，地面高程较陡，地面高程630630860m860m，相对高差，相对高差200m200m以上。以上。 出口端出口端 DK222+300DK222+300DK227+080DK227+080段为黄土台源地貌，

4、段为黄土台源地貌，黄土冲沟发育，多呈黄土冲沟发育，多呈“V V”字型，地形切割冲刷严重，字型，地形切割冲刷严重，地面高程地面高程640640740m740m，相对高差约，相对高差约100m100m。某某1#1#隧道纵断面示意图隧道纵断面示意图出口段黄土、粗出口段黄土、粗圆砾土；圆砾土；进口基岩为安山岩进口基岩为安山岩夹砂泥页岩和灰岩夹砂泥页岩和灰岩DK223+370DK223+370附近发育附近发育一断层，破碎带宽度一断层，破碎带宽度约约50m50m。工程及水文地质工程及水文地质 里 程长度（m） 地 质 状 况 DK218+607DK223+900 5293 安山岩夹砂、泥页岩，节理裂隙较发

5、育，属级软石、级次坚石 DK223+900DK226+490 2590 Q2黏质黄土夹古土壤层，垂直节理发育，属级硬土 DK226+490DK227+090 600 粗圆砾土:安山岩、砂岩和砂岩质卵砾石占5070%,其余为黄土和砂砾填充，属级软石 安山岩夹砂泥页岩安山岩夹砂泥页岩粗圆砾土粗圆砾土Q Q2 2黏质黄土黏质黄土工程特点工程特点l隧道洞身穿过多种不同地质情况的围岩，施工中隧道洞身穿过多种不同地质情况的围岩，施工中工序转换多；工序转换多； l隧道开挖断面大小差别较大，隧道开挖断面大小差别较大，级黄土加强段为级黄土加强段为163.53m163.53m2 2，级岩石段为级岩石段为127.5

6、6m127.56m2 2，需采取各种，需采取各种不同的施工方法进行施工；不同的施工方法进行施工； l工程合同工期为工程合同工期为34.534.5个月个月(2005.9.25(2005.9.252008.8.5),2008.8.5),实际开工日期为实际开工日期为2006.2.52006.2.5，除去衬砌、水沟电缆，除去衬砌、水沟电缆槽、无碴轨道基础三个月施工期，实际工期只有槽、无碴轨道基础三个月施工期，实际工期只有3030个月，按设计施工方法满足不了铁道部工期要个月，按设计施工方法满足不了铁道部工期要求，施工中寻求快速掘进的施工方法是当务之急。求，施工中寻求快速掘进的施工方法是当务之急。 施工情

7、况施工情况施工情况施工情况l某某1#1#隧道进、出口及隧道进、出口及1 1、2 2、3 3号斜井正洞软弱围岩和黄土段采号斜井正洞软弱围岩和黄土段采用用“七步平行流水作业法七步平行流水作业法”开挖日进尺：开挖日进尺：1.51.52.0m/d2.0m/d，月进，月进度：度：454560m/60m/月。截止月。截止20082008年年1 1月月1616日，进口段完成掘进日，进口段完成掘进2408m2408m；1 1号斜井完成正洞掘进号斜井完成正洞掘进3367m3367m；2 2号斜井完成正洞上导号斜井完成正洞上导掘进掘进1185m1185m；3 3号斜井完成正洞上导掘进号斜井完成正洞上导掘进541m

8、541m；出口段完成上；出口段完成上导掘进导掘进1000m1000m；施工进展顺利。；施工进展顺利。 三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法施工图三台阶七步开挖法施工图l“三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法” 采用三层短台阶，分步平行开挖，分采用三层短台阶，分步平行开挖，分步平行施作拱墙初期支护，仰拱超前施做步平行施作拱墙初期支护，仰拱超前施做, ,及时闭合构成稳及时闭合构成稳固的初期支护体系。以保护围岩的天然承载力，减少对围岩固的初期支护体系。以保护围岩的天然承载力，减少对围岩的扰动。经量测监控信息化反馈指导施工，及时调整支护参的扰动。经量测监控信息化反馈指导施工，及时调整支护参数和

9、混凝土衬砌施工时间，适用于不同跨度、多种断面形式数和混凝土衬砌施工时间，适用于不同跨度、多种断面形式及地质结构复杂多变的隧道施工中。及地质结构复杂多变的隧道施工中。施工工艺流程施工工艺流程 上部弧形导坑开挖，施作初期支护开挖上、中、下台阶预留核心土左右错开开挖中台阶，施作初期支护左右错开开挖下台阶，施作初期支护超前支护测量放样施作仰拱施作仰拱填充围岩稳定性评判、修正支护参数分段开挖隧底，施做初期支护断面检查否满足施工施工步骤图步骤图111234576-16-26-33m5m23m 23m23m 23m4m6m166623457核心土7542116-234m6m3040m23m23m23m23m

10、3m5m仰拱填充仰拱初期支护6-36-11525m栈桥h1h2h3H注： 1、上台阶开挖高度不小于上台阶开挖跨度的0.3倍， 一般为3.04.0m。 2、中、下台阶开挖高度为隧道总开挖高度(不含仰拱) 减去上台阶开挖高度后平均分配，一般为3.03.5m。 3、上台阶核心土长度(隧道纵向)3.05.0m,高度1.5 2.5m,宽度为上台阶开挖跨度的1/31/2。开挖步序图开挖步序图施工施工步骤步骤第第1步步 黄土隧道黄土隧道 预留核心土，环向开挖上预留核心土，环向开挖上部弧形导坑，上台阶开挖部弧形导坑，上台阶开挖矢跨比必须大于矢跨比必须大于0.3（f/ L0.3） 开挖进尺应根据初期支护开挖进尺

11、应根据初期支护钢架间距确定，隧道周边钢架间距确定，隧道周边部位预留部位预留30cm人工开挖，人工开挖，其余部位采用机械开挖。其余部位采用机械开挖。 核心土长度控制在核心土长度控制在35m，宽度为隧道开挖宽度的宽度为隧道开挖宽度的1/31/2。施工施工步骤步骤岩石隧道岩石隧道 机械辅以人工开挖，最机械辅以人工开挖，最大进尺不得超过大进尺不得超过1.5m，严格控制超欠挖。严格控制超欠挖。 采用弱爆破时，严格控采用弱爆破时，严格控制装药量，减少围岩扰制装药量，减少围岩扰动。动。施工施工步骤步骤第第2、3步步 左、右侧中台阶开挖：开挖左、右侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架进尺应根据初期支护钢架

12、间距确定，最大不得超过间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为，开挖高度一般为33.5m，左、右侧台阶错开，左、右侧台阶错开23m，开挖后立即初喷，开挖后立即初喷35混凝土，及时进行喷、混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角沿按下倾角30打设锁脚打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设固焊接，复喷混凝土至设计厚度。计厚度。施工施工步骤步骤第第4、5步步 左、右侧下台阶开挖：开挖进尺左、右侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确

13、定，应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过最大不得超过1.5m，开挖高度，开挖高度一般为一般为33.5m，左、右侧台阶，左、右侧台阶错开错开23m，开挖后立即初喷，开挖后立即初喷35混凝土，及时进行喷、锚、混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上墙脚以上30cm高度处，紧贴钢高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角架两侧边沿按下倾角30打设锁打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。接，复喷混凝土至设计厚度。施工施工步骤步骤第第6步：上、中、下台阶开步：上、中、下台阶开挖预留的核心土。挖预留的核心土。 开挖

14、进尺应同隧道开挖开挖进尺应同隧道开挖进尺一致，最大不得超进尺一致，最大不得超过过1.5m。 便于机械、人工作业方便于机械、人工作业方便，提供作业平台。便，提供作业平台。施工施工步骤步骤第第7步，隧底开挖步，隧底开挖 每循环开挖长度控制在每循环开挖长度控制在23m以内，完成两个以内，完成两个隧底开挖、支护后及时隧底开挖、支护后及时施做仰拱，仰拱分段长施做仰拱，仰拱分段长度宜为度宜为46m。 仰拱采用栈桥施工，满仰拱采用栈桥施工，满足平行作业要求。足平行作业要求。超前支护超前支护 （1） 黄土隧道严格按设计要黄土隧道严格按设计要求施作超前支护，超前小导求施作超前支护，超前小导管沿线路纵坡布置于钢架

15、外管沿线路纵坡布置于钢架外缘。缘。 （2）软弱破碎岩石隧道严格）软弱破碎岩石隧道严格按设计要求施作超前支护，按设计要求施作超前支护，超前小导管沿线路纵坡布置超前小导管沿线路纵坡布置于钢架外缘。于钢架外缘。 （3）严格按注浆工艺加固地）严格按注浆工艺加固地层，保证隧道开挖在超前支层，保证隧道开挖在超前支护的保护下施工。护的保护下施工。初初 期期 支支 护护初喷砼封闭掌子面初喷砼封闭掌子面 l软弱围岩各步序开挖后软弱围岩各步序开挖后应立即初喷应立即初喷35cm厚混厚混凝土封闭，避免围岩长凝土封闭，避免围岩长时间暴露而导致失稳。时间暴露而导致失稳。施作系统锚杆施作系统锚杆 l 初喷后及时施做系统初喷

16、后及时施做系统锚杆，锚杆必须设置垫板。锚杆，锚杆必须设置垫板。l 岩石隧道拱部系统锚岩石隧道拱部系统锚杆必须带排气装置，采取杆必须带排气装置，采取沿锚杆孔进浆的施工工艺。沿锚杆孔进浆的施工工艺。l 黄土隧道系统锚杆按黄土隧道系统锚杆按设计要求选用。设计要求选用。安装钢筋网、钢架安装钢筋网、钢架 l 钢筋网随受喷面起伏钢筋网随受喷面起伏铺设，保护层厚度不小铺设，保护层厚度不小于于4cm。l 软弱围岩钢架应架设软弱围岩钢架应架设在坚实基面上，严禁拱在坚实基面上，严禁拱（墙）脚悬空或采用虚（墙）脚悬空或采用虚碴回填。碴回填。喷射砼作业喷射砼作业 l 二次复喷混凝土应分二次复喷混凝土应分层喷射，每层厚

17、度宜为层喷射，每层厚度宜为56cm。l 喷射表面应平顺、无喷射表面应平顺、无空鼓、裂缝等空鼓、裂缝等 。锁脚锚杆（管）施工锁脚锚杆（管）施工 l（1）在钢架拱脚以）在钢架拱脚以30cm高度处，紧贴钢架两侧边高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角沿按下倾角30打设锁脚打设锁脚锚杆（管）。锚杆（管）。l（2） 锁脚锚杆（管）加工锁脚锚杆（管）加工成成“L”型。型。l（3）锁脚锚杆（管）应与）锁脚锚杆（管）应与钢架焊接牢固，增强拱钢架焊接牢固，增强拱（墙）脚承载力，控制变（墙）脚承载力，控制变形。形。仰拱初支施工仰拱初支施工 l 隧底开挖后，及时清隧底开挖后，及时清除虚碴、杂物、泥浆、除虚碴、杂物、泥浆、

18、积水，初喷积水，初喷35cm厚混厚混凝土封闭岩面。凝土封闭岩面。l 按照设计要求安装仰按照设计要求安装仰拱钢架，喷射混凝土至拱钢架，喷射混凝土至设计厚度，使初期支护设计厚度，使初期支护及时闭合成环。及时闭合成环。监控量测监控量测v隧道监控量测工作紧跟开挖、支护作业进行布点和监测，量测数据运用工程类比法及时分析反馈，必要时根据分析结果及时调整支护参数，以保证施工安全。 v量测项目可分为必测项目和选测项目，选测项目可结合工程实际情况，按照铁路隧道监控量测技术规程的规定选取。 监控量测必测项目监控量测必测项目 序号监测项目测量方法和仪表测量精度备注1洞内、外观察现场观察，地质罗盘仪2初期支护拱（墙）

19、脚净空变化采用非接触无尺量测法，全站仪0.1mm3初期支护拱顶下沉采用非接触无尺量测法，全站仪0.1mm4地表沉降水准测量的方法，水准仪1mm浅埋隧道（H02b）、洞口段、下穿高速公路（建筑物）段必测注：H0隧道埋深；b隧道最大开挖宽度。监控量测净空变化测点布置 A隧道中心线B BCC D D拱 顶 观 测 点量 测 基 线v上部弧形导坑开挖并施作拱部初期支护后，布设拱顶下沉测点A和第一条净空量测基线BB，在36h内取得初读数；净空变化量测测点布置和初读数的读取应符合下列规定 v中台阶开挖并施作上部边墙初期支护后，布设第二条净空量测基线CC，在36h内取得初读数；v下台阶开挖并施作下部边墙初期

20、支护后，布设第三条净空量测基线DD，在36h内取得初读数；v其它量测项目在开挖后12h内取得初读数，最迟不得超过24h，且在下一循环开挖前完成；v拱（墙）脚净空变化、拱顶、地表观测点布设在同一断面，便于分析、比较。 监控量测频率监控量测频率各测点取得初读数据后，应按照位移速度和量测断面距开挖面距离选择量测频率,当出现异常情况时，应加大量测频率。 量测频率量测频率位移速度距开挖面距离位移速度（mm/d）量测频率量测断面距开挖面距离（m）量测频率52次/d（01）B2次/d151次/d（12）B1次/d0.511次/23d（25）B1次/23d0.20.51次/3d5B1次/7d0.21次/7d注

21、：1、B隧道开挖跨度。2、当按照“位移速度”和“量测断面距开挖面距离”选择量测频率出现较大差异时，宜取量测频率较高的实施。拱顶下沉量测拱顶下沉量测围岩水平收敛量测围岩水平收敛量测 隧道进洞前，及时做好洞顶及洞口防排水系统。洞顶及洞口排水沟采用铺砌，用砂浆抹面，防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全。 施工安全控制要点施工安全控制要点 三台阶七步开挖法施工应做好工序衔接。工序安排应紧凑，尽量减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。 施工安全控制要点施工安全控制要点 1.初期支护应及时封闭成环，全断面初期支护闭合时间宜控制在15d左右； 2.仰拱应超前施作，仰拱距上台阶开挖工作面宜控制在3040m。铺设防水板、二次衬砌等后续工作应及时进行。 3.二次衬砌距仰拱宜保持2倍以上衬砌循环作业长度，但不得大于50m。 在满足作业空间和台阶稳定的前提下，尽量缩短台阶长度，核心土长度应控制在35m，宽度为隧道开挖宽度的1/31/2。 施工安全控制要点施工安全控制要点 三台阶七步开挖法施工应严格控制开挖长度，根据隧道围岩地质情况，合理确定循环进尺，张茅隧道土质地段每次开挖长