隧道斜井转正洞施工方案-(大包法).doc

新建XX铁路XX标XX隧道斜井转正洞施工方案文件编号： 版 本 号： 受控编号： 编 制： 复 核： 审 核： 批 准： 有效状态： 中国中铁X局XX铁路经理部2011年6月目 录1编制依据22工程概况23斜井转正洞施工方案33.1总体施工方案33.2桃花山隧道斜井转正洞“大包法”具体施工步骤54斜井排水85三管两线布置86斜井转正洞方案实施阶段主要劳动力计划表97斜井转正洞方案实施阶段主要机械计划表98 质量控制措施99安全保证措施10隧道斜井转正洞施工方案1 编制依据(1)铁路隧道工程施工质量验收标准TB10417-2003(2)铁路隧道工程施工技术指南TZ204-2008(3)锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086）(4)铁路隧道喷锚构筑法技术规范（TB10108-2002）(5) 张唐铁路张家口至唐山ZTSG06标段桃花山隧道设计图(6) 张唐铁路张家口至唐山辅助坑道衬砌参考图（张唐施隧参06-0106-45）(7) 张唐铁路张家口至唐山双线隧道复合式衬砌参考图（无砟轨道）（张唐施隧参02-0102-65）2工程概况桃花山隧道设计为双线隧道，线间距4.0m，进口里程为DK395+986，出口里程为DK402+390，中心里程DK399+188，隧道全长6404m。隧道DK397+587.97DK399+563.43位于左偏曲线上，左线半径R=3000m，右线半径R=3005m；DK402+355.94出口位于右偏曲线上，左线半径R=2000m，右线半径R=1995.6m；其余皆在直线上。隧道纵坡为人字坡，大部分为上坡，仅出口段为下坡。坡度分别为5.1、坡长1500m；4.9 、坡长2050m；5.1、坡长2700m；-3、坡长300m。本隧斜井与正洞线路交会里程为DK398+360，交叉地段正洞为级围岩，交会处隧道正线路肩高程为66.032m，斜井长L=487m，斜井与线路平面交角为84.8。斜井内坡段最大坡度为10，综合坡度8.81，斜井内轮廓宽5m，高6.02m，单车道设置。斜井不作为永久结构，施工完毕后斜井与正洞相交处设不小于3m厚C25片石砼封堵，斜井井口设5m厚C25片石砼封堵。根据施工图设计和施组安排，斜井进洞后以出口（唐山）方向作为主攻方向，承担1800m施工任务；往进口（张家口）方向为副攻方向，承担1200m施工任务。斜井进入主洞处设计图纸为级围岩，但根据设计院反馈信息，实际该段围岩为级；另外根据目前掌子面围岩和TSP超前地质预报探测结果来看，斜井进入主洞处可能为级围岩。主洞级围岩支护参数：架设I20a型钢拱架，间距1m/榀，打设拱部3m中空锚杆、边墙砂浆锚杆，（环1.2纵1.2），挂纵环向68钢筋网，网片间距20cm20cm，喷射C25砼厚20cm。3斜井转正洞施工方案3.1 总体施工方案根据现场实际围岩情况，斜井进入正洞施工地段拟采用“大包法”施工。即采用垂直正洞线路中线的导坑切换法，自斜井距正洞13.54m开始按斜井断面宽度和高度，往正洞顶上1m高度，折线上挑，台阶法开挖导洞进入正洞，导洞开挖高度大于正洞开挖轮廓线，开挖长度也大于正洞开挖轮廓线，导洞开挖支护到正洞线右端头后，在导洞侧壁上测量放线标识出正洞开挖轮廓线，施工完成正超前支护后分别向大、小里程方向开挖正洞，转入正洞施工。斜井与正洞相接处两端各10m较该段正洞围岩等级降低一级，即初支及二衬提高一级进行加强，根据现场围岩情况暂定采用级衬砌。采用“大包法”施工，斜井与正洞相交位置空间结构复杂，开挖断面及跨度较大，支护结构随着施工的进行其力学状态不断变化。为了保证斜井转正洞施工期间的安全，整个施工过程中以新奥法基本原理为依据，贯彻“短开挖、快封闭、弱爆破、强支护、勤量测”的指导思想，采取分块开挖，及时支护，实施信息化管理，根据量测信息反馈指导施工,确保安全、稳定。桃花山隧道斜井转正洞“大包法”总体平面图和纵断面图分别见图1、图2。 图1斜井转正洞“大包法”总体平面示意图图2“大包法”斜井转正洞施工断面图3.2桃花山隧道斜井转正洞“大包法”具体施工步骤3.2.1斜井开挖至距正洞开挖轮廓线10m时，即1斜0+13.54时按照斜井标准断面不变，拱顶8.4%、底板30%的坡度上挑开挖施工，并加强支护，如图2、图3所示，以1m的间距安装I20a钢架，拱部打设3m长环向系统锚杆1m*1m(环向*纵向)，喷射C25砼20cm，加强支护至正洞相交处K斜0+03.54。即如图2所示开挖第部分。图3斜井加强支护段平面图3.2.2垂直正洞进行巷道开挖，具体开挖范围见图2所示第部分，考虑到斜井进洞后往两头掘进，在斜井与正洞相交处3m范围内断面加宽至9m，即巷道开挖宽度为9m，开挖高度至隧道正洞开挖轮廓线上方1m,巷道上台开挖分两步开挖，先顶部预留核心土开挖，然后下部拉中槽开挖，中槽开挖宽度5.4m。巷道早期开挖采用折线上挑，以便与斜井段拱部顺接，开挖2.83m后斜巷道拱部采用圆弧形，以利于支护稳定。巷道采用I20a型钢拱架进行支护，间距0.5m，钢架拱圈矢高1m，高度详见表1“斜井巷道高度一览表”，系统锚杆采用22砂浆锚杆，L=3m，间距11m（环向纵向），拱部设6钢筋网片（25cm25cm）厚25cmC25喷砼。表1 斜井巷道高度一览表（斜井与主洞线左边墙相交处编号为K巷0+00）里程H里程H断面示意图K斜0+00430K巷0+06446K巷0+01472K巷0+07459K巷0+02470K巷0+08469K巷0+03467K巷0+09457K巷0+04450K巷0+10419K巷0+05449K巷0+113203.2.3沿隧道正洞开挖轮廓线安装4榀I20a钢架，每端安装2榀，并将这2榀钢架并联焊接成1榀钢架，具体安装见图1、图2，支撑转换的导坑支护拱架进行顶部支护托换，喷混凝土加强，沿正洞支护拱架下轮廓线割除导洞边墙钢架，然后在巷道钢架底部加设200mm钢管对口支撑，间距1.5m，与钢架间缝隙用木楔楔紧。向正洞打设一环4.5m长42小导管，环向间距0.3m，上台阶预留核心土爆破开挖2m，按级围岩标准断面支护，施工径向3m中空注浆锚杆，（环1.2纵1.2m），挂6钢筋网片（25cm25cm），C25喷射厚25cm，全环按I20a钢架1m/榀标准断面支护推进.3.2.4垂直正洞进行斜井巷道中台开挖，即开挖图2所示的第部分。导洞宽9m，开挖至端头，在端头墙上施工砂浆锚杆（长3m，1.5m1.5m），挂6钢筋网，竖直设置4榀I20a型钢钢架暗梁，间距1.8m，与锚杆焊接牢固，喷厚25cmC25混凝土。3.2.5向两端进行正洞中台开挖、支护2m，支护参数同上3.2.3施工步骤。3.2.6斜井0+03.540+13.54段落底，钢架底部加设100钢管对口支撑,间距1m，并及时施工斜井铺底，使支护成环。3.2.7开挖巷道下台，将端头暗梁接至边墙底，开挖两侧正洞下台及仰拱，进行支护，使初期支护封闭成环。3.2.8斜井与正洞交叉口段巷道完成后，在1斜0+03.54往斜井大里程方向开始用I20a工字钢加工门字型钢架进行加强支护，安装3榀门字型钢架,并联焊接成一整体，每边拱脚打设4根22锁脚锚杆，长度4m。钢架底脚用预制混凝土块垫实，确保钢架坐落在坚实的基础上。门字型钢架安装完毕，喷射25cm厚C25混凝土，确保门字型钢架直腿与第一次支护形成整体。具体加强支护见图4。图4斜井门架图3.2.9 继续向正洞两端按三台阶法施工正洞，待两端各10m范围内正洞初期支护全部封闭成环后，斜井转正洞施工完成。4斜井排水为保证斜井水流不排入正洞，在1斜0+15处右侧边墙开挖一处集水坑，铺底面设一条截水沟将左侧水沟引流至集水坑中，并设置80m扬程污水泵，将斜井边沟汇入的水及主洞抽入的水一次性排出。截水沟中埋设100钢管方便车辆通行。5三管两线布置为确保斜井向正洞形成两个工作面时管线顺利过渡，同时尽量减小弯头，斜井转正洞处三管两线布置见图5。通风采用一台2110KW轴流通风机,在斜井与正洞联接处设置三通，并设置调节阀，根据需要对两个工作面用风量进行控制。高压风、水管沿斜井右侧设置，在与正洞相交处设置6060cm暗沟横跨正洞，在正洞线右位置设置三通，分别通向两个工作面。供电线路沿斜井左侧设置，在与主洞相交处分叉，其一向左转向出口方向正洞，其二沿斜井拱部布设，过渡到斜井右侧并沿正洞线右通向进口方向。图6 斜井转正洞处三管两线布置图6 斜井转正洞方案实施阶段主要劳动力计划表序号单位工作内容及人员分布人数1开挖班钻眼、装药、爆破38人382出渣班汽车司机6人、装渣司机2人83支护班喷砼、锚杆、钢架等26人264钢筋班拱架、钢筋网片加工5人55砼拌合班混凝土拌合4人、46综合班电工2人、高压风、水管及维修6人、文明施工5人137合计947斜井转正洞方案实施阶段主要机械计划表序号设备名称规格型号单位数量1挖掘机Pc200-8台12侧式装载机ZLc50C台13自卸车20t台64全自动混凝土搅拌站HZS90台15混凝土输送车8m3台26混凝土输送泵HBT60A台17空气压缩机22m3/min台38通风机2*100KW台19柴油发电机300Kw台110砼喷射机台311注浆设备75L/min台1 12钢筋加工机械套113风动凿岩机TY28台3214水泵台515合计台.套598质量控制措施8.1控制测量时，洞内、洞外均采用导线测量，在洞口附近设不少于三个平面控制点和两个水准点，周期量测，准确、完整地收集数据。8.2根据围岩情况，采用不同的钻爆设计方案。对于级围岩采用超短台阶法开挖，台阶长度不超过5m，局部软弱围岩采用预留核心土开挖。8.3拱架加工时要注意弧长、弧度，特别是连接板的方向，应不定期、经常检查拱架加工质量，且在拼装好一榀时检查半径、高度、宽度。8.4为保证喷射混凝土的厚度和质量，喷射混凝土采用二次完成，即初喷和复喷。喷射混凝土采用湿喷工艺。喷射料由洞外的混凝土拌和站拌和。9安全保证措施9.1斜井交叉段施工过程中加强地质超前预报及监控量测工作，加强围岩的观测，发现与设计地质不符时及时提出变更加强。9.2斜井转入正洞时，及时施作洞口截水沟、集水井，洞内积水及时排出，防止积水浸泡隧底造成围岩软化。9.3斜井与主洞相接处为应力集中部位，同时爆破将对其产生一定影响，支护质量必须保证。9.4斜井巷道开挖应保证开挖圆顺，并严格控制爆破炸药用量，防止扰动周边围岩，造成险情。9.5各施工阶段应做到随时开挖随时支护，杜绝支护不及时现象，施工时应严格控制进尺，减小对围岩的扰动，同时应采取措施确保开挖质量，防止超欠挖。9.6二衬台车提前准备，当具备施工条件时及时进场组织进行二次衬砌。9.7保持洞内洞外的通讯联络始终畅通。9.8拆除导洞边墙钢架过程中，加强监控量测频率并及时做反馈信息。10