隧道貫通施工專項方案

1、新建浦城至梅州鐵路建寧至冠豸山段PM-3標段下官寮2號隧道貫通施工專項方案編制:復核:審核:中鐵十七局集團有限公司浦梅鐵路PM-3標工程指揮部二一七年七月目 錄一、編制依據(jù)、原則11.1 編制依據(jù)11.2 編制原則1二、工程概況2三、施工進展情況2四、施工方案34.1 貫通總體方案34.2 施工準備34.3 施工步驟4五、技術(shù)保證措施55.1 超前地質(zhì)預報、監(jiān)控量測技術(shù)保證措施55.2 開挖施工技術(shù)保證措施75.3 超前小導管施工技術(shù)保證措施85.4 鋼架支護施工技術(shù)保證措施85.5 錨桿施工技術(shù)保證措施95.6 鎖腳錨管施工技術(shù)保證措施95.7 鋼筋網(wǎng)片施工技術(shù)保證措施105.8 噴混凝土施

2、工技術(shù)保證措施10六、貫通段施工應急措施106.1 塌方的預防106.2 救援措施116.3 塌方處理措施126.4 其他15一、編制依據(jù)、原則1.1 編制依據(jù)1.1.1新建浦城至梅州鐵路建寧至冠豸山段下官寮2號隧道施工圖及相關參考圖；鐵路隧道施工規(guī)范TB10204-2002；鐵路隧道工程施工技術(shù)指南TZ204-2008；鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標準TB10417-2003；鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程TB10304-2009；超前地質(zhì)預報測試報告；1.1.7下官寮2號隧道施工組織設計；貫通點施工現(xiàn)場踏勘調(diào)查資料；本單位在鐵路隧道方面的科技成果、工法成果、施工技術(shù)水平、裝備能力以及多年來積累的

3、施工實踐經(jīng)驗。1.2 編制原則1.2.1符合性原則滿足工程質(zhì)量目標和工程總工期及階段工期要求符合施工安全、環(huán)境保護、水土保持和文明施工等方面的規(guī)定嚴格遵守鐵路建設工程施工合同條件、合同協(xié)議條款及補充協(xié)議內(nèi)容。1.2.2堅持科學性、先進性、經(jīng)濟性、合理性與實用性相結(jié)合的原則結(jié)合本隧道特點，采用新奧法施工技術(shù)，應用科學的施工組織方法，合理地安排施工順序、優(yōu)化施工方案。搞好勞力、材料、機械的合理配置，力求施工方案的適用性、先進性相結(jié)合，做到施工方案科學、技術(shù)先進確保隧道安全貫通。二、工程概況下官寮2號隧道起迄里程為DK290+338DK290+465，全長127m，其中明洞21米，洞身最大埋深約33

4、.47米，為單線隧道。隧道進口DK290+458.61位于R=2000的右偏曲線上，DK290+458.61隧道出口位于直線上。隧道全段范圍內(nèi)縱坡為8.4下坡。DK290+338DK290+385為級圍巖，表覆粉質(zhì)黏土，硬塑，下伏砂巖，全弱風化，節(jié)理裂隙很發(fā)育，巖體破碎，呈角礫碎石狀松散結(jié)構(gòu)；DK290+385DK290+425為級圍巖，砂巖、砂礫巖，弱風化，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)；DK290+425DK290+465為級圍巖，表覆粉質(zhì)黏土，硬塑，下伏砂巖、砂礫巖，全弱風化，節(jié)理裂隙很發(fā)育，巖體破碎，呈角礫碎石狀松散結(jié)構(gòu)。三、施工進展情況下官寮2號隧道開工時間為2017年3

5、月，截止7月9日，施工進度如下表1：表1下官寮2號隧道施工進度下官寮2號隧道(截止至7月9日)進口段出口段備注上臺階下臺階上臺階下臺階明暗交界里程DK290+351DK290+351DK290+457DK290+457掌子面里程DK290+423.8DK290+418.8DK290+454.6未開挖掌子面所處圍巖級別IVV開挖支護長度/m72.867.82.40仰拱/底板澆筑長度/m4200二襯澆筑長度/m000管棚支護長度/m2020四、施工方案4.1 貫通總體方案貫通施工堅持“管超前、短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測”的原則。隧道進口已掘進至DK290+423.8，目前掌子面已掛網(wǎng)噴

6、錨封閉，從出口開始進尺，貫通里程定在DK290+423.8處。貫通前初期支護緊跟隧道開挖面，在貫通處前5米內(nèi)每榀鋼架上臺階拱腳兩側(cè)各增加2根鎖腳錨管。貫通點前2米處，開挖采用上臺階小導洞先行擴挖法施工。4.2 施工準備測量準備階段在兩掌子面距離30米處，由項目部測量隊對兩洞口進行導線和水準復測，滿足四等導線和四等水準的精度要求。4.2.2超前地質(zhì)資料采用地質(zhì)雷達超前預報貫通段地質(zhì)資料，離貫通里程10米范圍內(nèi)加強地質(zhì)核查和地質(zhì)素描工作。建立工作聯(lián)系小組出口掌子面距離貫通里程30米開始加強監(jiān)控，特別是爆破作業(yè)時，要統(tǒng)一指揮，為保證隧道安全順利貫通，建立工作聯(lián)系小組。組長：賀運生副組長：楊萬杰 張鐘

7、組員：李玉曉 連文平 李輝4.3 施工步驟4.3.1超前支護出口DK290+457DK290+437段拱部140°范圍采用108長管棚超前預支護，上臺階從DK290+437開始至貫通里程在拱部拱部140°范圍內(nèi)采用50超前小導管，環(huán)向間距40cm，單根長5m,外插角10°15°，每三榀鋼架設置一個循環(huán)。4.3.2鎖腳錨管嚴格按照設計參數(shù)開挖支護，出口施工至DK290+428.8處開始，在每個臺階支護施工時，上臺階拱腳兩側(cè)各設置4根鎖腳錨管，下臺階拱腳兩側(cè)各設置2根鎖腳錨管，位置為距離拱腳30cm處，與水平線呈20°40°夾角插入巖體。

8、鎖腳錨管采用42無縫鋼管，每根長4m。4.3.3小導洞貫通當出口掌子面施工到DK290+425.8處時，采用小導洞先行擴挖法施工。先采用風鎬配合擾動爆破，開挖出半徑為2.5m的半圓小導洞，初噴10cm厚C25噴射混凝土，每次爆破控制在0.8延米內(nèi)。待圍巖穩(wěn)定后，開挖上臺階剩余部分，初期支護必須及時跟進，按照小導洞先行擴挖法施工直至DK290+423.8處貫通。圖1小導洞先行擴挖法施工斷面圖五、技術(shù)保證措施5.1 超前地質(zhì)預報、監(jiān)控量測技術(shù)保證措施在施工過程中通過超前地質(zhì)預報了解前段隧道圍巖狀況、結(jié)合對圍巖的觀察和監(jiān)控量測結(jié)果分析（分析采用回歸分析法），依據(jù)時態(tài)曲線的形態(tài)對圍巖穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)的

9、工作狀態(tài)做好安全性評價，并提供修改支護系統(tǒng)和設計變更的依據(jù)，及時調(diào)整施工工藝及支護參數(shù)，實現(xiàn)“動態(tài)設計、動態(tài)施工”的根本目的。5.1.1 成立下官寮2號隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測小組負責下官寮2號隧道的現(xiàn)場監(jiān)控量測，并及時分析量測數(shù)據(jù)，經(jīng)項目部技術(shù)負責人審核后，報監(jiān)理工程師批準。人員分工組長：楊大金組員：連文平 丁利斌 鄒志凱配備全站儀一臺、監(jiān)控量測信息化手機一部，防護員1人，強光手電筒2個，對講機3臺。5.1.2 洞內(nèi)外觀察洞外觀察包括地表情況、地表沉陷、地表水滲透的觀察。洞內(nèi)觀察包括掌子面觀察和支護結(jié)構(gòu)觀察。目測觀察應在開挖后初噴混凝土前進行，每次開挖后均要繪制地質(zhì)素描圖，用于核對圍巖級別及判斷支護

10、穩(wěn)定性；檢查噴射混凝土有無裂損及發(fā)展，錨桿有無松動，并做好相關記錄，為安全施工提供直觀的、必要的信息。5.1.3 洞內(nèi)監(jiān)控量測監(jiān)控量測斷面及測點設計凈空變化、拱頂下沉等必測項目設置在同一斷面，級圍巖每掘進10m布設一個量測斷面，級圍巖每掘進5m布設一個量測斷面，包括凈空變化基線3條、拱頂下沉1個測點，測點埋設牢固不變形。主要監(jiān)測項目測點布置水平收斂在確定量測的斷面開挖支護后2小時內(nèi)，在隧道各臺階分界面以上1.5m位置各埋設1組測樁，并進行初始讀數(shù)。量測方法采用全站儀無接觸量測。拱頂下沉在確定量測的斷面開挖支護后2小時內(nèi)，在隧道拱頂部位埋設1個測樁，并進行初始讀數(shù)。量測方法采用全站儀無接觸量測。

11、5.1.4 量測數(shù)據(jù)整理、分析與反饋每次量測后應及時進行數(shù)據(jù)整理，并繪制量測數(shù)據(jù)時態(tài)曲線、繪制開挖面地質(zhì)素描圖，并報項目總工程師審核，對初期的時態(tài)曲線進行回歸分析，預測可能出現(xiàn)的最大值和變化速度。當拱頂下沉、水平收斂速率達5mm/d或位移累計達100mm時，應暫停掘進并分析原因，根據(jù)具體情況及時采取加厚噴層、加密或加強超前支護、增加鋼架等加固措施。5.1.5 地質(zhì)超前預報本隧道采用地質(zhì)雷達掃描、掌子面素面、地質(zhì)調(diào)查三者結(jié)合并存的方式對貫通點附近圍巖進行地質(zhì)超前預報，根據(jù)超前地質(zhì)預報測試報告，分析確定圍巖是否與設計勘察相似，是否采取調(diào)整或加強支護施工參數(shù)。5.2 開挖施工技術(shù)保證措施貫通前5米范

12、圍開挖嚴格按照上臺階每循環(huán)開挖長度不大于1榀鋼架間距，采用弱爆破機械輔助開挖方式，減少對圍巖擾動，接近外輪廓的部分采用人工開挖修整。對于不能直接使用弱爆破或機械開挖的部分，人工使用風鎬鑿除。嚴格控制超欠挖，開挖結(jié)束后應立即進行初期支護。下臺階避免兩側(cè)同時開挖，一次性開挖長度不得大于2榀鋼架間距，對于圍巖較差部位，必須開挖1榀，支護1榀，開挖在超前支護及上循環(huán)支護結(jié)束后進行。開挖前必須有專職安全員觀察臨空面，發(fā)現(xiàn)無安全隱患后方可進行開挖作業(yè)，開挖過程中設專人觀察圍巖及附近初期支護變化，并做好地質(zhì)素描工作。5.3 超前小導管施工技術(shù)保證措施貫通段拱部140°范圍內(nèi)采用50注漿小導管超前支

13、護，環(huán)向間距40cm，長5.0m，每3榀鋼架設置一個循環(huán)。小導管前端做成尖錐狀，尾部設置箍筋，小導管傾角10°15°。小導管注漿材料為水泥漿液，水泥漿液水灰比：1:1（重量比），注漿壓力0.51.0Mpa。配置好的砂漿應在規(guī)定的時間內(nèi)注完，隨配隨用。注漿前先噴射混凝土厚度510cm封閉掌子面，以防工作面坍塌，注漿由下至上順序進行，注漿量達到設計注漿量或注漿壓力達到設計終壓（1.5MPa）時方可結(jié)束注漿。注漿后要將注漿孔堵塞密實，漿液強度達70%以上，或4小時后方可進行開挖面工作。注漿過程中要隨時觀察注漿壓力及注漿泵排漿量的變化，防止堵管、跑漿、漏漿。做好注漿記錄，分析注漿效

14、果，注漿不飽滿應補注。5.4 鋼架支護施工技術(shù)保證措施鋼拱架加工試拼合格，經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗認可后方可用于施工。鋼架的架設在隧道初噴混凝土后進行，必須垂直于隧道中線，鋼架之間用縱向鋼筋貫通聯(lián)接，使各榀鋼架連接成整體共同受力，縱向連接鋼筋按環(huán)向間距1.0米設置。為保證鋼架置于穩(wěn)定的地基上，鋼架兩側(cè)底角設置縱向貫通的25a槽鋼，間隙必須用噴射混凝土噴填。鋼架架設后要盡快噴射混凝土將鋼架全部覆蓋，保護層厚度不得小于3cm，使鋼架與噴射混凝土共同受力。5.5 錨桿施工技術(shù)保證措施拱部采用22組合式中空錨桿，長3.5m,環(huán)向間距1.2m，縱向間距1.0m，梅花型布置，每延米8.5根；邊墻采用22mm砂漿錨

15、桿,長3.5m,環(huán)向間距1.2m，縱向間距1.0m，梅花型布置，每延米7根；系統(tǒng)錨桿徑向布置，盡量使錨桿與巖層面垂直。鉆孔時對準布設的孔位慢慢鉆進，直至設計深度。孔位鉆進至設計深度后，用水和高壓風洗孔。檢查錨桿間距、長度、角度是否符合要求，發(fā)現(xiàn)不合格廢棄重鉆。上仰孔應按要求設置止?jié){塞和排氣孔，根據(jù)技術(shù)交底要求控制注漿壓力。注漿采取交錯、間隔進行，注漿結(jié)束后檢查其效果，不合格者補漿。水泥砂漿應拌和均勻，隨伴隨用，一次拌合的砂漿應在初凝前用完。錨桿安裝后不得隨意敲打，懸掛重物。5.6 鎖腳錨管施工技術(shù)保證措施鎖腳錨管采用外徑42mm、壁厚5mm的熱軋無縫鋼管加工制作長度4米，鎖腳錨管前部做成尖錐狀

16、，尾部焊6加勁箍。貫通里程前5米范圍在每個臺階支護施工時，上臺階拱腳兩側(cè)各設置4根鎖腳錨管，下臺階拱腳兩側(cè)各設置2根縮腳錨管，位置為距離拱腳30cm處，與水平線呈20°40°夾角插入巖體，鎖腳錨管插入長度不小于鋼管長度的90%。鎖腳錨管露外部分采用“U”型22鋼筋與鋼架焊連牢固。5.7 鋼筋網(wǎng)片施工技術(shù)保證措施采用8鋼筋，網(wǎng)格間距20×20cm，單層設置，網(wǎng)片搭接長度不小于1個網(wǎng)格。鋼筋焊接前先將鋼筋表面清理干凈，鋼筋條交點必須焊接。加工后的鋼筋網(wǎng)片應平整，鋼筋表面無消弱鋼筋截面的傷痕，表面不得有油污，片狀銹蝕。安裝網(wǎng)片在初噴混凝土終凝后進行。鋼筋網(wǎng)片隨初噴面的起

17、伏鋪設，與受噴面的間隙不小于4cm。5.8 噴混凝土施工技術(shù)保證措施噴射采用C25混凝土，厚度25cm。先初噴混凝土厚度4cm，待拱架施工完畢后噴射至設計厚度且保證鋼架保護層厚度不小于3cm。噴射時噴嘴與受噴面保持1.02.0米距離，噴射角度盡可能與受噴面接近90度。先噴鋼架與圍巖間混凝土，再噴射兩鋼架間混凝土。噴射自下而上，先將低洼處大致噴平，再順序分層，往復噴射。混凝土表面應平整，無空鼓，裂縫及鋼筋無外露。六、貫通段施工應急措施在貫通施工過程中可能發(fā)生由于圍巖失穩(wěn)，造成隧道塌方、人員傷亡事故，應以預防為主，避免事故發(fā)生，若意外發(fā)生，應立即啟動應急預案，減少事故造成的損失。6.1 塌方的預防

18、根據(jù)新奧法原理，結(jié)合塌方原因和征兆分析，預防隧道塌方要做好以下幾點：作好超前地質(zhì)預報工作。尤其是施工開挖接近貫通點時，要認真及時地分析和觀察開挖面巖性變化，遇有整體巖性變差等現(xiàn)象時，及時調(diào)整施工方案。加強圍巖監(jiān)控量測工作。通過對量測數(shù)據(jù)的分析處理，按照時間-位移曲線規(guī)律，及時反饋修正，據(jù)此作出處理方案和措施。根據(jù)圍巖變化情況，進行動態(tài)設計，盡量減少對圍巖的擾動。嚴格控制開挖進尺，及時進行襯砌支護，及時封閉成環(huán)，確保施工安全。嚴格按照設計要求，施作超前輔助施工措施。嚴格按照設計和規(guī)范施工，嚴禁偷工減料，不急于冒進，從嚴把關，確保支護襯砌質(zhì)量。總之，隧道施工做到勤于量測，及時支護，嚴格進尺，嚴格把

19、關施工質(zhì)量，就可以有效的預防塌方。6.2 救援措施若有作業(yè)人員被困，應啟動救援措施；隧道掌子面開挖時必須距掌子面10米設置救援管道，管道一端通往二襯施做段或者洞口。當作業(yè)人員未及時撤入救援管道時，在塌穴處根據(jù)現(xiàn)場情況采用合金頭潛孔鉆機或挖掘機液壓臂頂進42鋼管，貫通后立即采用高壓風管通向洞內(nèi)送風供氧；在確定有被困人員生存并成功送風后，繼續(xù)打設第二個孔，頂進108鋼管，在鋼管端部放一把照明手電和安慰紙條,利用鋼管與被困人員進行通話，并在鋼管內(nèi)傳入一根塑料管向被困人員輸送牛奶、礦泉水等給養(yǎng)；在啟動鉆機解決通風、給養(yǎng)問題的同時，開始在塌穴處下方挖掘直徑為1.2m*1.5m逃生通道。采用42鋼管作為超

20、前導管，工18型鋼加工為簡易鋼架，利用木板擋土，土質(zhì)松散地段拱架加密加強，遇到塌陷的混凝土塊和扭曲的鋼架時盡量繞開。救援人員分為三班隨時調(diào)換輪流休息，盡快貫通逃生通道，施救被困人員。6.3 塌方處理措施6.3.1 塌穴后方支護加強措施，以防塌穴擴大加強范圍：從塌穴處退后一倍的洞徑范圍。加強措施：A. 增設22水泥砂漿錨桿：長度4.0m，梅花型布設，間排距1.0×1.2m，外露端制作成90度彎鉤，彎鉤長度10cm，與鋼架焊接牢固；B.增設42鎖腳錨管：長度4.0m，與水平線成2040度角斜向下插入巖體，每個拱架單元連接板各設置2根，錨桿安裝完畢后注入水泥砂漿；C.初期支護背后壓注水泥漿

21、，導管間排距均為3.0m，梅花形設置，導管長度平均100cm；D.從現(xiàn)有塌穴處向后1.0m范圍內(nèi)在原有鋼支撐下方再支設鋼支撐并噴射砼，以此聯(lián)合支護作為護拱，確保后方的穩(wěn)定，并提供超前支護的支撐點。E.監(jiān)控量測。為確認圍巖和初期支護是否處于穩(wěn)定狀態(tài)及塌方對周邊的影響，在洞內(nèi)加密布設測點。收斂量測，從掌子面退后共布置3個斷面，斷面縱向間距5m，每一段面4條測線；拱頂沉降量測點與收斂測點布設在一個斷面上。量測頻率：每日3次。F.封閉措施：對于塌體表面噴射一層不少于5cm厚的C25砼予以封閉，防止充填物流失和巖石滾落。6.3.2 塌方段處理待塌穴后方圍巖和初期支護穩(wěn)定后，采取如下措施和步驟向前進行開挖

22、、支護和回填塌腔。超前支護：施作超前導管作為輔助施工措施采用42超前小導管長4m，對拱部塌體進行超前支護。超前導管設置兩層，上層開孔位置為最里面的鋼支撐退后1.0m處，下層開孔位置為最里面的鋼支撐處。單層環(huán)向間距0.2m，層間距0.4m，每開挖2.0m施作一組，相臨兩組水平投影搭接長度不少于1.0m外插角1015度左右，并應與鋼拱架配合使用。開挖、支護A.開挖將上斷面再分成上下斷面分別進行開挖和支護。開挖斷面整體大小同設計級圍巖。根據(jù)實際，上斷面開挖可分左右幅或分部進行。每分部大小根據(jù)圍巖的堅硬程度和完整性現(xiàn)場確定。開挖順序：先開挖左側(cè)，左側(cè)支護完畢后再進行右側(cè)。支護高度依據(jù)既有清理出來的巖體的堅硬程度和完整性順勢而定，開挖進尺每次不超過0.8m。開挖方式：以挖掘機、風鎬開挖為主，人工配合。上斷面左側(cè)通過塌方段后，開始進行右側(cè)的開挖，方法同左側(cè)，直至通過塌方段。然后進行下斷面接長單側(cè)墻架，每次接長高度不大于2.0m，及時施工初期支護直至與上斷面平齊，而后接長另一側(cè)墻架，方法同上。B.初期支護形式和參數(shù)初期支護采用錨桿、網(wǎng)片、鋼架、噴砼等聯(lián)合支護形式，其參數(shù)如下：開挖后及時初噴4cm厚的C25砼。鋼架采用I18工字鋼，間距0.8m