斜井進正洞挑頂施工方案

1、改建南平至龍巖鐵路擴能改造工程南戴云山隧道1#斜井進正洞挑頂法施工方案 編制： 復核： 審核：中鐵十一局南龍鐵路V標第三項目部二0一四年七月二十日目 錄一 編制依據(jù)1二 編制目的1三 工程概況1四 地質情況2五 施工方案2六 施工控制要點8七 監(jiān)控量測9八 勞力、機具設備配置11九 質量控制措施12十 安全及環(huán)保要求15十一 施工注意事項16南戴云山隧道1#斜井進正洞挑頂方案1、編制依據(jù)1.1、鐵路隧道工程施工技術指南（TZ204-2008）1.2、鐵路隧道工程安全技術規(guī)程（TB10304-2009 1.3鐵路隧道工程施工質量驗收標準（TZ10417-2003、J287-2004)1.4、南龍

2、鐵路南戴云山隧道設計圖（圖號：南龍施隧43-01）1.5、鐵路隧道輔助坑道設計參考圖1.6、工程所在地地理位置、交通條件及地質條件。1.7、可利用的新技術、新工藝、新材料、新設備資料。1.8、國家及行業(yè)有關工程建設的法律、法規(guī)、標準、條例等。2、編制目的2.1、在地質條件復雜的隧道挑頂施工中，要寧慢勿快、及早成型，盡快抑制圍巖變形。2.2、通過增設臨時支護，且不需拆除臨時支護即可使正洞支護一次成型，確保初期支護質量、結構穩(wěn)定及施工安全。3、工程概況南戴云山隧道位于福建省永安市西洋鎮(zhèn)與漳平市雙洋鎮(zhèn)交界處，進口里程DK141+913，位于永安市西洋鎮(zhèn)上螺村，出口里程DK154+081.9，位于漳平

3、市雙洋鎮(zhèn)溫坑村，隧道全長12168.9m。本隧速度目標值為200km/h。隧道最大埋深約900m。隧道縱坡最大坡度8，最小坡度3.8。南戴云山隧道圍巖分類為：級圍巖220延米,明洞89延米，級圍巖477.9延米，級圍巖2610延米，級圍巖8735延米，帽檐斜切式緩沖結構23延米，喇叭口倒切式緩沖結構14延米。 南戴云山隧道1#斜井位于線路前進方向右側，與隧道正洞交于DK145+500里程處，斜井采用無軌運輸雙車道斷面。斜井綜合坡度為9.91%，井口里程XD1K1+460，與線路平面夾角為90o。 斜井井身按250m左右的間距共設置4處緩坡段，井底緩坡段長65m，洞身部分緩坡段長30m,以利安全

4、，緩坡段坡度2%。斜井平長1460m，坡度為11.37%（平臺處采用2%），采用無軌雙車道運輸，內凈空尺寸為6.2m（高）7. 5m（寬）。 4、地質情況 與線路相較于DK145+500，與線路夾角為90。斜井隧道洞身圍巖為燕山早期第二次侵入（523b）黑云母花崗巖，灰白色間肉紅色，塊狀構造，弱風化，巖石堅硬，工程性質較好。井口表層為坡積層（Qel+dl）粉質粘土，褐黃色硬塑，厚12m，下伏燕山早期第二次侵入（523b）黑云母花崗巖，灰白色間肉紅色，中粗粒華崗結構，塊狀構造；全風化弱風化，全風化厚1020m，強風化厚58m，以下為弱風化，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，穩(wěn)定性較差，易坍塌。地下水以基巖裂隙水

5、為主，較發(fā)育。斜井井身圍巖以為主，井口處圍巖劃為級。五、施工方案（縱向爬坡導坑法）5.1、總體方案 輔助坑道施工至正洞交界處，以圓曲線形式轉體進入正洞，同時上坡開挖至正洞拱頂高程，并繼續(xù)沿相同方向按正洞支護形式掘進一定距離，形成作業(yè)空間后，轉向相反方向施工，擴挖臨時支撐達到正洞標準斷面。輔助坑道1#斜井挑頂進正洞平面圖見圖1，交叉口正洞鋼架落腳平臺立面圖見圖2，施工程序詳見表1。 圖2、 交叉口正洞鋼架落腳平臺立面圖圖1、斜井挑頂進正洞平面圖表1 斜井與正洞相交處施工程序表施工順序示意圖說明1正面圖正洞導坑爬坡斜井拱頂1、輔助坑道掘進至正洞開挖輪廓線后，在交叉口處施作加強支護及斜交口處支撐架。

6、2、及時施作輔助坑道交匯段二次襯砌。2正洞拱頂（爬坡導坑縱斷面）圖爬坡導坑斜井1、按照確定的曲線半徑測設爬坡導坑中線。2、沿隧道一側方向，斜向上開挖爬坡導坑至正洞拱頂。3、爬坡導坑斷面可根據(jù)圍巖情況調整。3爬坡導洞拱頂與正洞拱頂位于同一高程后，在導洞內直接向正洞進行擴挖，一端正洞施工10m后噴射混凝土封閉掌子面。41、調頭按正洞相應圍巖級別施工方案進行開挖，開挖過程中對有影響的爬坡導洞的鋼架進行拆除；2、施工中可根據(jù)需要開挖一段距離后，暫停該方向開挖，并噴射混凝土封閉掌子面，再按設計開挖方向正常工序進行開挖及支護。5按照相應圍巖等級的施工工法進行正洞開挖5.2施工步驟輔助坑道交叉段輔助坑道與正

7、洞交接處設計加強鋼架，加強環(huán)中設置2榀I18并聯(lián)輔助坑道型鋼鋼架，外側增設I18門型鋼架，門型鋼架分節(jié)與輔助坑道鋼架焊接在一起，相鄰鋼架采用22縱向鋼筋連接。I18型鋼鋼架由橫梁和立柱組成，橫梁與輔助坑道18型鋼鋼架之間的空隙，從兩側對稱焊接豎向18a型鋼立柱短撐，鋼架安裝后該空隙噴射混凝土回填密實。在橫梁上按照正洞套拱的間距縱向設置I18鋼柱頭，作為正洞套拱的支撐點，門型鋼架每側增設610根42鎖腳錨管和系統(tǒng)錨桿。交叉段門架底腳處設25縱向槽鋼、擴大門架拱腳和底稿地基承載力。1#斜井與正洞為正交，靠近正洞段7m輔助坑道原設計格柵拱架替換為I18型鋼拱架，間距調整為1.5m。正洞仰拱鋼架與輔助

8、坑道加強環(huán)最外側的仰拱鋼架焊接，正洞仰拱襯砌鋼筋和輔助坑道仰拱襯砌中的預埋鋼筋連接，確保正洞和輔助坑道交叉口處的緊密連接，能共同受力。爬坡導洞開挖完成輔助坑道加強環(huán)和交叉段二次襯砌后，爬坡導洞現(xiàn)已輔助坑道斷面形式，按R=1015m的圓曲線半徑，以不大于30%的坡度爬到正洞拱頂高程，同時爬坡導洞的凈寬增加至9.0m。爬坡導洞支護參數(shù)：I18型鋼鋼架，間距1.5m/榀，每榀鋼架設3.5m長42鎖腳錨管12根；8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格2020cm；22系統(tǒng)錨桿，長度3.0m，間距1.01.0梅花型布置，20cm厚噴射混凝土。施工中應保證鎖腳錨管和縱向連接筋的施工質量。正洞施工完成爬坡后，在導洞向一端直接擴挖正

9、洞，待施工約10m后封閉掌子面，回頭進行反向正洞施工。反向開挖正洞時，先開挖頂部，再開挖兩側。開挖時僅對有影響的導洞鋼架進行拆除，并相應完善其他支護。六、施工控制要點正洞與輔助坑道相交地段處于復雜的三維受力狀態(tài)，為保證正洞安全挑頂施工的完成，正洞初期支護必須座落于一個牢固的落腳平臺，同時應加強該段正洞初期支護的鎖腳錨桿施工，防止拱架下沉。輔助坑道斜井變斷面段施工，應加強初期支護，支護參數(shù)應比正常斷面相應提高。交叉處加強環(huán)設置由于正洞開挖斷面較大，為確保擴頂段正洞施工安全，在輔助坑道斜井與正洞交接處設置一加強環(huán)，加強環(huán)由2榀18型鋼鋼架組成，鋼架間采用22鋼筋連接，噴設混凝土覆蓋鋼架。設置托梁，

10、為正洞拱架提供落腳平臺在正洞與輔助坑道斜井拱頂交界里程處，沿正洞方向設置拱頂縱向托梁，托梁采用18型鋼，牢固焊接于輔助坑道斜井鋼架拱頂，托梁與斜井鋼架間空隙設置18a型鋼豎向立柱，立柱應與正洞拱架位置相對應，牢固焊接并噴射C25砼回填密實。加密設置正洞初期支護鎖腳錨管，每榀鋼架單側不少于610根鎖腳錨管，錨管長4.0m，注水泥砂漿，鎖腳錨管與鋼架牢固焊接，防止拱架下沉。斜井到達正洞位置后，需要在XDK0+000至XDK0+010范圍內，按照設計圍巖級別進行初期支護，正洞開始擴挖后，按照圍巖進行初期支護。輔助坑道斜井進入正洞開挖前，必須先完成輔助坑道交叉段的襯砌施工。輔助坑道交叉口處的加強環(huán)必須

11、深入正洞初期支護斷面，保證為正洞的支護提供有力的支撐。在輔助坑道向正洞轉化的整個過程中，加強監(jiān)控量測工作，并及時根據(jù)量測數(shù)據(jù)進行調整支護參數(shù)和施工工序。，正洞交叉段開挖后要及時進行正洞仰拱、二次襯砌的施工，以便初期支護和仰拱盡早成環(huán)，確保施工安全。加強強交叉口段內的通風，在抬高進入正洞的導洞內應設置降溫設備。七、監(jiān)控量測斜井與正洞形成的喇叭口，開挖斷面大，作為施工通道放置時間長，圍巖在應力重分布和應力釋放的過程中，會引起支護結構產(chǎn)生位移、變形，直至支護結構破壞，危及隧道安全，因此在施工中建立嚴密的監(jiān)控量測是保證安全的主要手段，同時也是調整支護參數(shù)的信息來源。量測點布設隧道每個量測斷面各布置一個

12、拱頂下沉測點和一條水平凈空收斂量測基線（臺階法開挖時，在拱腳以上0.5m加測一條）。在交叉處正洞及斜井位置，分別布設三個斷面，測點布置見圖5：為確保量測精度和加快量測速度，在隧道拱頂下沉和水平收斂量測中采用目前比較先進的無接觸圍巖量測技術，采用全站儀。無接觸法圍巖量測的原理與方法：量測方法:圖 5 5、量測點布置圖測量人員定期對隧道斷面上布設的觀測點進行全自動多測回全圓觀測，得到這些點的相對坐標，根據(jù)相對坐標計算出各觀測點間的弦長，以第一次的弦長為基準，以后各期觀測的弦長與第一次比較得到變形量，各次觀測所得變形量繪制在直角坐標系中，將各點連線形成變形曲線圖，在完成多次觀測以后，對變形量（變形率

13、）散點進行回歸分析，對今后的變形量（變形率）進行預測。根據(jù)有關規(guī)范、規(guī)程、設計資料及類似工程經(jīng)驗，該段監(jiān)控量測水平收斂變形管理等級見表2：表2 變 形 管 理 等 級管理等級管理位移（mm）施工狀態(tài)U200停工，采取特殊措施后方可施工監(jiān)控量測注意事項： 為取得開挖后圍巖早期狀態(tài)變化數(shù)據(jù)，各項測點應盡量靠近開挖面布置（不大于2m）,在爆破后24h內或下次爆破前，讀取初次讀數(shù)。 周邊收斂、拱頂下沉及地表下沉各項測點應盡量集中設在一個斷面，以便量測成果的協(xié)調分析、綜合運用。 采用臺階法開挖時，當下半斷面開挖靠近上半量測斷面時，量測頻率應適當增加。八、 勞力、機具設備配置開挖作業(yè)人員20人；鋼架、鋼筋

14、網(wǎng)及錨桿施工10人；噴射混凝土作業(yè)14人。主要施工機具配置：小型挖掘機2臺（或大型挖掘機1臺），裝載機1臺，濕噴機2臺，壓入式通風機（視斜井長度設置）等。九、質量控制措施1、施工中必須加強圍巖量測，根據(jù)量測結果及時反饋支護信息，確保支護措施安全合理。交叉口段斜井襯砌應及早施作。斜井與正洞掌子面施工時，應設專人值班，隨時觀察圍巖及支護狀態(tài)的的穩(wěn)定性。隧道在開挖過程中，盡量減少挖掘機對隧道邊沿的開挖，減少對圍巖的擾動，避免側壁或拱頂?shù)魤K現(xiàn)象。開挖完畢后，應盡早對圍巖進行支護封閉，減少圍巖暴露的時間。在挑頂處設置緩行標志，必要時安排人員指揮交通。在向洞內運輸爆破器材時，雷管與炸藥放置在帶蓋的容器內分

15、別運送。當人工運送爆破器材時，直接送到工作地點，嚴禁中途停留，且有專人防護；汽車運送爆破器材時，炸藥與雷管分別裝在兩輛車內專車運送，由專人護送，嚴禁其他人員搭乘，汽車排汽口加裝防火罩。施工期間，現(xiàn)場施工負責人會同技術人員對各部支護進行定期檢查。在挑頂變斷面地段，每班責成專人檢查。錨桿的質量、長度，噴混凝土的質量、厚度，以及鋼拱架的安裝位置、間距等嚴格按本方案施工。若已錨地段有較大變形或錨桿失效，立即在該地段增設加強錨桿，長度不小于原錨桿長度的1.5倍。用于臨時支護的立撐底面加設墊板或墊梁，并加木楔塞緊。2、質量控制進洞挑頂施工質量控制要點主要是控制隧道開挖斷面及鋼架加工制作及安裝兩個方面。隧道

16、開挖斷面的中線和高程必須符合設計要求.制作鋼架所用型鋼進場檢驗必須按批抽取試件作力學性能（屈服強度、抗拉強度和伸長率）工藝性能（冷彎）試驗，其質量必須符合現(xiàn)行國家標準碳素結構鋼（GB700）、熱扎普通工字鋼（YB（T）56）等的規(guī)定和設計要求。檢驗數(shù)量：以同牌號、同爐罐號、同規(guī)格、同交貨狀態(tài)的型鋼，每60t為一批，不足60t應按一計。每批抽檢一次。制作鋼架的鋼材品種和規(guī)格必須符合設計要求。型鋼鋼架的彎制應符合設計要求。鋼架的結構尺寸應符合設計要求，并報監(jiān)理工程師復檢確認。鋼架安裝不得侵入二次襯砌斷面，底部不得有虛碴，相鄰鋼架及各節(jié)鋼架間的連接應符合設計要求。鋼架的混凝土保護層厚度不得小于3cm

17、。表面覆蓋層厚度不得小于3cm。沿鋼架外緣每隔2m應用鋼楔或混凝土預制塊與初噴層頂緊，鋼架與初噴層間的間隙應采用噴射混凝土噴填密實。2、質量檢驗隧道開挖斷面的中線和高程必須符合設計要求，并報監(jiān)理工程師按照有關文件規(guī)定復檢。檢驗數(shù)量：每一開挖循環(huán)檢查一次。檢驗方法：采用全站儀、水準儀測量。隧道開挖應嚴格控制欠挖。拱腳和墻腳以上內斷面嚴禁欠挖，并報監(jiān)理工程師復檢確認。檢驗數(shù)量：每一開挖循環(huán)檢查一次。檢驗方法：施工單位采用自動斷面儀測量等儀器測量周邊輪廓斷面，繪斷面圖與設計斷面核對；監(jiān)理工程師見證測量，現(xiàn)場核對開挖斷面。鋼筋、型鋼等原材料應平直、無損傷，表面不得有裂紋、油污、顆粒狀或片狀銹蝕。檢驗數(shù)

18、量：全部檢查，并報監(jiān)理工程師見證確認。檢驗方法：觀察。鋼架制作應符合下列規(guī)定： 采用型鋼彎制鋼架時，分節(jié)長度應根據(jù)設計尺寸及所采用的開挖方法確定，各節(jié)長度不應大于4； 鋼架節(jié)點焊接長度應大于4cm，且對稱焊接； 鋼架周邊拼裝允許偏差為3cm，平面翹曲應小于2cm。檢驗數(shù)量：每榀鋼架檢查一次，并報監(jiān)理工程師復檢確認。檢驗方法：觀察、尺量。鋼架安裝允許偏差的檢驗應符合下表的規(guī)定：鋼架安裝允許偏差序號項 目允許偏差1間 距100 mm2橫 向50 mm3高 程50 mm4垂直度25保護層和表面覆蓋層厚度-5 mm檢驗數(shù)量：每榀鋼架檢查一次，并報監(jiān)理工程師復檢確認。檢驗方法：測量、尺量。十、安全及環(huán)保

19、要求1、安全要求根據(jù)地質預報材料核對地質情況，如地質情況與設計不符則及時調整施工方案。堅持“ 短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則。正洞斜井相交段施工時應及時設置監(jiān)控量測點，加強監(jiān)控量測，如發(fā)現(xiàn)異常，應立即采取加固措施。機械開挖時，為防止挖掘機等大型機械對已支護好鋼架進行碰撞，造成鋼架損壞，開挖時，指派專人對開挖作業(yè)進行指揮，嚴格限制機械作業(yè)界限，以防止碰撞鋼架。爆破作業(yè)時所有人員應撤至不受有害氣體、振動及飛石傷害的安全地點。安全地點與爆破工作的距離不應小于200m。構件支撐的立柱不得置于虛碴和松動圍巖上。在軟弱圍巖地段，立柱底面需加設墊板或墊梁。鋼架的安裝作業(yè)時，作業(yè)人員之間須協(xié)調動作，在

20、本排鋼架未安裝完畢，并與相鄰的鋼架和錨桿連接穩(wěn)妥之前，不得擅自取消臨時支撐。鋼架每一循環(huán)安裝作業(yè)時，中途不得停止，要一氣呵成，交接班在工作面進行，使支護快速形成，并及時噴護，以便圍巖開挖面盡早形成封閉對圍巖變形起到一定的約束作用，減少不安全事故的發(fā)生。交叉口段斜井襯砌應及早施作，擋頭板沿正洞線路方向安設。斜井與正洞掌子面施工時，應設專人值班，隨時觀察圍巖及支護狀態(tài)的的穩(wěn)定性。作業(yè)人員應佩戴安全帽，穿防滑鞋，嚴禁酒后上崗。制定挑頂施工的安全應急預案，做好應急材料、物資的儲備。2、環(huán)保要求施工中應加強通風，保持洞內空氣質量。棄碴時要由專人指揮、堆放整齊、邊坡平整，棄碴場按設計設置擋墻。施工過程中杜絕隨意傾倒棄碴和棄土。施工完畢后，對棄碴場及時平整，并做好綠化、防護，避免水土流失。便道及施工現(xiàn)場要注意撒水防塵，減少對周圍環(huán)境的破壞。十一、施工注意事項1、斜井交叉口部位為級圍巖，考慮到過渡段復雜的三維受力狀態(tài)，保證挑頂安全施工，斜井與正洞交叉段DK145+470+530采用c復合式襯砌加強，交叉部位斜井采用級圍巖雙車道復合式襯砌。2、斜井施工至交叉口處時，通過5榀鋼架，完成由鋼架垂直于斜井中線過渡到平行于正洞中線。3、斜井與正洞交叉口處，緊貼正洞開挖輪廓線處，架立2榀