南京南站隧道斜井施工方案.doc

南京枢纽宁芜铁路改线工程
南京南站隧道（HCK25+330~HCK25+520段）施工方案
1 工程概述
1.1工程概况
宁芜铁路南京城区改线工程沧波门至古雄段，线路长26.454km。南京南站隧道为宁芜铁路南京城区改线工程中的重点工程，占全线长度的55%，设计出入口里程HCK20+000~HCK33+480，全长14.47km，隧道下穿双龙大道、秦淮新河、京沪高铁、沪汉蓉客专线、动车组线路、动车组走行线、宁安客专线。其中4段长5790m与在建中的南京南站、京沪高铁、沪汉蓉、宁安客专线相交叉，需与在建的工程同步完成施工。隧道初步设计设置3个竖井，我队施工1#竖井和一个斜井。
1、1#竖井位于线路正上方，中心里程分别为HCK25+520及HCK25+330，净空为12.6*7m，矩形结构，1#竖井深度42.8m，竖井采用双梁门式起重机进行出碴运输。
围岩分级及设计采用施工方案见表1.1-1南京南站隧道围岩级别表。
表1.1-1 南京南站隧道围岩级别表
序号
起点里程
终点里程
长度m
围岩类型
施工方案
备注
1
HCK25+330
HCK25+520
190
IV
三台阶法

2
HCK25+330

42.8

1#竖井
1、1#竖井与斜井间190m，下穿京沪高铁及沪汉蓉铁路，其平面位置及埋深见附图 1及附图 2。
1.2工程地质
1#竖井至斜井段，该段地貌为山谷及岗地，该段上部为第四系上全新统统粉质粘土，下部为第四系上更新统粉质粘土层，褐黄色~棕红色，该层具若膨胀性，下伏基岩为侏罗系凝灰岩，全风化~弱风化，强风化层较厚，约5~13m，节理发育。隧道穿越围岩为Ⅳ级砂岩。
2 主要施工方案
2.1临时工程规划
2.1.1施工场地布置
1#竖井位于京沪高铁与动走线间夹角地带，韩府山1#隧道出口右侧25m左右，场地狭隘，场内布置工区生活、办公区、钢材存放场、空压机房、及配电房等，搅拌站利用原NJ-3标二工区搅拌站。具体布置见附图3。
2.1.2施工便道
一工区施工便道从铁心桥引入，沿秦淮新河既有便道到HCK25+000处下修一条施工便道进入施工区。在临时便道为了保证晴雨天能正常顺利施工，全路采用16cm厚C20砼硬化，路面宽4m，每100m设置一处避车平台。
二工区便道从韩府山隧道进口穿过韩府山3#隧道，直接到达2#场内。
2.1.3 施工用电
本工程施工用电以采取地方电网供电为主，柴油发电机组为辅的供电方式。根据现场调查资料结合工区设置情况，本管段两个工区附近均有1万伏高压电接入口，各置配630KVA箱变一座。
2.1.4 施工用水
施工用水以地方自来水为主要水源，配以现有水井，并对隧道污水进行处理循环使用，保证隧道正常施工。
2.1.5混凝土搅拌站
砼拌合利用NJ-3标二工区设置XHZS75混凝土搅拌站2座，以满足隧道衬砌施工需要。另需设置一座50搅拌站以满足喷射砼需求。
2.1.6 小型构件预制场
混凝土搅拌站设小型构件预制场一处，负责管段隧道的沟槽及其他预制构件的生产，汽车运输成品至各工区。
2.1.7 临时工程数量
临时工程数量详见表2.1-1
表2.1-1 临时工程数量表
序号
工区名称
类型
单位
数量
备注
1
一工区
单层彩钢瓦
m2
560

生产房屋
m2
300

雨棚
m2
216
钢筋棚
场地硬化C20砼
m3
1016.6

拓宽便道
m
500

新修便道
m
210
宽6.5m
污水处理池
座
1
日处理1000方
排水沟
m
300
50cm×30cm
2
二工区
单层彩钢瓦
m2
593

生产房屋
m2
420

雨棚
m2
216
钢筋棚
场地硬化C20砼
m3
1262.8

新修便道
m
670
宽6.5m
污水处理池
座
1
日处理1000方
排水沟
m
220
50cm×30cm
3
搅拌站
钢架存放、加工棚
m2
270

场地硬化
m3
1100

彩钢房屋
m2
250

预制场
m2
1500

2.2竖井施工
2.2.1竖井设计概述
我队管段内设1#一个竖井斜井一个，竖井位于线路中心正上方，竖井净空平面尺寸7×12.6m，复合式结构，逆作法施工，竖井周围采用40根φ1m钻孔桩围护。井身开挖后，采用锚喷支护，锚杆长4m，C20喷射砼厚10cm，φ8钢筋网片间距20×20cm。竖井具体位置详见表2.2-1。
表2.2-1 竖井位置表
名称
里程
结构形式
位 置
竖井深度(m)
井口尺寸(m)
1#竖井
HCK25+330
矩形井
位于线路中心
42.8
7×12.6
竖井结构见附图4。
2.2.2钻孔桩施工
钻孔桩施工采用冲击钻成孔，钻孔时采用跳桩法施工，在已灌注成桩邻近桩位钻孔时，则要等到已灌注钻孔桩混凝土强度达到2.5MPa以上后方可施钻，避免扰动相邻已施工的钻孔桩。
2.2.3 竖中锁口圈施工
⑴锁口段开挖施工采用放坡开挖的方法。
⑵立模灌注锁口段C35钢筋混凝土：按照立模支撑——绑扎钢筋及预埋管路锚固件等——泵送灌注完成锁口段砼衬砌，锁口1m高挡水墙同步完成。为确保竖井不渗漏，设计为C35防水钢筋混凝土，施工中优选防水砼配合比及外加剂质量，使用机械振捣密实并注意完善锁口段底面与井身竖井壁的连接密封。
⑶锁口段完成后，用25t吊车配备简易吊斗作提升设备，以供竖井开挖初支时出碴运料。
2.2.4井身开挖与二衬
⑴井身段开挖施工
井身开挖采用浅孔爆破开挖，两室同时开挖，每循环开挖深度不大于1.5m，采用0.6m3的小型挖掘机装碴，采用25t吊车配备3m3吊斗提升出碴。在没有钻孔桩支护段开挖成型后先初喷C20砼5cm厚，然后支立格栅拱架，施工法向锚杆加固地层，锚杆采用φ20砂浆锚杆，L=4m和L=8m，水平面夹角12°，间距1.0×0.75m，挂φ8钢筋网，复喷C20砼至设计25cm厚度，将格栅完全覆盖，形成初期支护闭合环。
⑵井身段二次衬砌施工
竖井井身段二衬采用逆作法，即从上往下进行。竖井每开挖4.5m，即进行一次衬砌施工。二衬模板采用竹胶板，支架采用φ50钢管搭设，泵送砼施工。绑扎钢筋钱衬砌接缝处理干净，并预埋缓膨止水条，进行防水处理。钢筋绑扎过程中，要按要求预埋管线、爬梯、电梯等设备的固定钢板。
2.2.5 竖井换装后井口平面布置
竖井施工完后，在竖井口设置正洞出碴提升系统。竖井换装后，井口平面布置见附图5。
2.3暗洞施工
2.3.1竖井转正洞施工
竖井底部开挖完成并封闭后，在正洞破口处其拱部施作超前长管棚注浆加固。长管棚注浆完后即对马头门处进行破口，为保证施工过程的安全，马头门采用人工三台阶法开挖土方，留核心土，初支钢架及时封闭成环,并且在进马头门处并排设置两榀钢架，以控制初支变形(见图2.3-1所示)。

图2.3-1马头门破口施工图
2.3.2监控量测
⑴监控量测项目：洞内拱顶沉降，拱脚收敛，地表沉降。
⑵量测点的埋设：地表量测断面沿线路里程2m间距设置，每个断面的测点以隧道中线向外每5m布置一个，共布置5个点。洞内拱顶沉降点布置要求与地表沉降点布置在同一断面。
⑶量测方法及频率：地表沉降观测采用精密水准仪铟钢尺测量，洞内沉降及收敛采用莱卡免棱镜观测；观测频率，地表洞内同时观测，每次放炮前后进行观测。
⑷数据分析和反馈：现场获取监测数据后，应及时对数据进行整理分析，绘制时态曲线图并进行回归分析，预测可能出现的最大位移值，判断支护结构和建（构）筑物的安全状态。在暗挖段采用的“非接触量测及分析系统”具有自动计算、绘制时态曲线、回归分析和预测功能，地表或路面沉降的监测数据也利用计算机进行整理分析。施工中我们将建立三级变形管理等级（表2.3-1），通过对监测结果的比较和分析来判定支护结构的稳定性和安全性，并指导施工。
表2.3-1 变形管理等级标准表
管理等级
管 理 位 移
施工状态
Ⅰ
U0＜Un／3
正常施工
Ⅱ
Un／3≤U0≤2Un／3
加强支护
Ⅲ
U0＞2Un／3
采取特殊措施
注：U0 为实测变形值，Un为允许变形值。
3 施工机械配置
我队管段隧道施工机械配置采用无轨运输方案，竖井采用龙门吊垂直运输，各工区机械配置见表3-1。
表3-1 机械配置表
序号
工区
工程项目
机械名称
型 号
单 位
数 量
备 注
1
搅拌站
搅拌站、拱架加工
搅拌机
XHZS75
座
2

2
搅拌机
50
座
1

3
装载机
ZL50C
台
1

4
砼罐车
8m3
台
8

5
拱架加工机

套
1

6
钢架加工机

套
1

7
1#竖井
钻孔桩
冲击钻

台
4

8
吊 车
25t
台
2

9
竖井开挖支护
小挖机
0.6m3
台
1

10
吊 车
30t
台
2

11
砼输送泵
HBD60D
台
1

12
管棚施工
冲击钻

台
3

13
正洞施工
龙门吊
40t
台
2

14
湿喷机
TK500
台
3

15
空压机
20m3
台
3

16
通风机
110kw
台
1

17
装载机
ZL50C
台
2

18
挖 机

台
2

19
发电机
250kw
台
1

20
自卸车

台
8

21
衬砌台车
10.5m
台
1

4 施工进度安排
我队管段计划总工期7.3个月， 2011年3月21日完工，具体分工区工期计划见横道图附图6。
5 安全技术保证措施
施工过程中，要求严格按照“管超前、短进尺、弱爆破、早支护、快封闭、勤量测”的原则组织施工，力求稳步前进，严防塌方，快速通过。
5.1加强地质预报
采用综合的超前地质预报措施（见表5.1-1），进行超前地质预报，然后根据需要采用地质雷达和红外探水仪进行中短距离的验证预报，同时结合掌子面的地质素描，加强常规地质综合分析，确保探明工作面前方地质情况。

表5.1-1隧道综合超前地质预报措施
浏阳河隧道
措 施
位 置
备 注
常规地质方法
地质素描
左右侧洞壁、洞顶
拍摄数码相片
物探方法
TSP203
两侧洞壁
每100m一次
地质雷达
掌子面、隧底
根据需要进行
红外探水
掌子面
钻探方法
超前水平钻探

5.2加强监控量测
严格按照监控量测方案进行监测，下穿京沪高铁及涵洞时，要求在放炮前后进行两次观测，对数据立即进行处理，并反馈给施工现场，便于采取措施，调整开挖方法、循环进尺长度、及炸药装药量，以减少对周边围岩的震动影响。
5.3优化开挖方法
⑴根据工期及隧道的地质条件，确定每循环进尺长度，再进行爆破设计，爆破设计严格按照规范的要求和现今已成熟的隧道爆破成果、施工经验及先进技术进行。根据围岩实际情况制定切实可行的弱爆破方案，以减小围岩的震动，达到稳固掌子面的作用。
⑵对于特别破碎地段直接采用机械开挖代替爆破开挖。
⑶加强现场控制，控制循环进尺及装药量。
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