铺子山隧道斜井进入正洞施工方案定.doc

中铁十四局集团

China Railway 14th Construction Bureau Co., Ltd

山西中南部铁路通道ZNTJ-21标段
铺子山隧道斜井进入正洞施工方案
中铁十四局集团山西中南部铁路通道
ZNTJ-21标项目经理部
二○一一年三月
第 14 页
目 录
1、编制依据 1
2、工程概况 1
3、施工方案 2
3.1 渐变段施工 2
3.2斜井转正洞 2
4、施工简易流程及顺序 3
5、斜井进入正洞处加固施工 7
5.1型钢门架施工 7
5.2交叉口处斜井模筑衬砌 9
6、正洞二衬施工 9
6.1 台车拼装 9
6.2二次衬砌 10
7、人员、机械配置 10
8、工期安排 10
9、注意事项 11
10、安全、质量、环保措施 12
11、排水方案 14
12、应急预案 14
12.1 应急预案方针及原则 14
12.2 危险源分析 15
12.3 应急方案 15
铺子山隧道斜井进入正洞施工方案
1、编制依据
（1）国家、铁道部、山东省市有关法律、法规与条例、规定；
（2）国家与铁道部现行设计规范、施工指南、验收标准、技术规程（暂规）等；
（3）现行铁路施工、材料、机具设备等定额；
（4）承发包合同、招投标文件；
（5）经批准设计文件与设计技术交底资料、纪要；
（6经批准指导性施工组织设计；
（7）现场详细施工技术调查资料；
（8）我公司所拥有技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果与多年积累工程施工经验；
（9）本项目部综合性施工组织设计；
（10）其它相关依据。
2、工程概况
铺子山隧道斜井全长319m，位于铺子山隧道DK1233+650左侧，及线路左线夹角为86°，斜井纵坡：最大纵坡为6.95%下坡，最小纵坡为2%下坡；及正洞相接段XD0+03.5~ XD0+040为4%下坡，进入正洞设计Ⅳ级围岩D单元拱脚位置，高程147.385米。斜井为双车道辅助坑道，净空尺寸为7.7m（宽）×6.2m（高），于交叉口处设单侧排水沟。辅助坑道及正洞相交段将采用模筑砼衬砌加强，长度设计为30m，初期支护采用工字钢架、锚喷支护。结合设计图纸资料以及洞口附近地形地貌及当地水位地质条件，井口边仰坡及井口车场边缘线5m以外设置截水沟，井口处向洞外设置3.0%反坡，防止洞外水倒灌。斜井及正洞相交处为Ⅳ级围岩，该斜井施工正洞日照方向1550m，施工里程DK1233+650～DK1233+850;汤阴方向990m, 施工里程DK1233+650～DK1232+660；共2540m。
3、施工方案
3.1 渐变段施工
斜井开挖到XD0+023.5里程，开始进入斜井转正洞前期过渡，过渡段设置20m，从XD0+023.5开始，逐渐抬高拱顶高程，由154.984m逐渐抬高到DK1233+650里程A单元法兰处高程156.57m,抬高1.56m，抬高段坡度为+7％。斜井路面高程仍按照原坡度-3.95％,及正洞左侧边墙D单元拱架拱脚交汇，交汇点高程为147.385m，此处开挖断面高9.21米，宽9.84米；当开挖到斜井及正洞左侧边墙相交汇处时，精确安装采用双排Ⅰ20型钢制作门架，同时环向每70cm施作一根Ф25mm、单根长3m中空锚杆，以锁定门架；喷射C25砼将门架两侧及岩体空隙回填密实。由于斜井桩号XD0+003.5～008.5（5米）处在转正洞位置，应力集中，为保证安全，该段采用吊模法施作30cm厚喷射钢筋砼加强环。
3.2斜井转正洞
斜井转正洞段设计为Ⅳ级围岩。开挖断面高9.85m，宽11.11m。采用台阶法开挖，分为上、下两个台阶。上台阶开挖支护采用棚洞法，由正洞C、D单元交界处高程向上爬坡进洞，开挖断面参考《晋中南汤日施（Z）隧—参7—11》。由于不能及时施作正洞初期支护，开挖时采用短进尺，弱爆破，强支护，勤量测等方法，开挖进尺控制在2m左右，开挖后及时喷射C25砼，厚度不小于10cm，以封闭掌子面。必要时施作Ⅰ12.6型钢棚架，棚架支护参考《晋中南汤日施（Z）隧—参7—12》。棚架间距70～100cm。临时锚杆采用Ф22mm钢筋，长2.5米，间距1m。当开挖直正洞右侧轮廓线1m左右时，转向正洞日照方向开挖，同时渐次扩挖DK1233+645～655段，及时安装该段异形拱架。为确保施工安全，该段采用I16型钢拱架，喷砼厚度25cm，其它参数仍按照原设计。
正洞采用台阶法施工。当DK1233+645～655段上台阶支护完毕之后，扩挖日照方向上台阶，形成工作面；同时向汤阴方向开挖，打开工作面。在两端上台阶各开挖支护20米之后，进行正洞下台阶开挖。首先开挖DK1233+645～655段，渐次具备全力掘进施工条件。
由于不能及时施作仰拱，为防止因应力改变带来岩面变形失稳，增加I16型钢横向支撑，喷射C25砼35cm作为临时仰拱，以封闭成环，整体受力。
4、施工简易流程及顺序
施工工序顺序
施工
顺序
示意图
说明
1

1、斜井掘进接近正洞相交里程时，逐渐抬高斜井拱顶高程，接长钢架，调高长度为20m。
2、拱顶抬高直坡度控制在7%以内。
3、斜井掘进至正洞开挖轮廓线后，在交叉口处施做加强环。
4、及时施作斜井交汇段初支砼，喷砼厚度拱部40cm，侧墙30cm。
2

1、在斜井及正洞相交处，采用拱洞进入正洞进行开挖。
2、拱洞断面与支护参数参及参考隧参7-13，采用I16型钢，间距70cm进行支护。
3、正洞开挖采用上下两台阶进行，上台阶高度在C单元拱脚位置；开挖高度6.7m；
4、上台阶在向进出口开挖支护各20米左右，然后步入下台阶开挖，到D单元拱脚标高位置；
5、斜井及正洞交叉处10米范围，采用I16型钢拱架加强支护，仰供位置加横向I16型钢临时支撑，喷射35cm厚C30砼做临时仰供。
3

1、向正洞出口方向按照正常两台阶法进行施工；
2、施工中做好监控量测工作。
4

1、向正洞进口方向按照正常两台阶法进行施工30m，开挖高度至D单元拱脚标高，之后拼装衬砌台车。
2、拼装台车段，在拱部及两侧墙打设3排D28钢筋锚杆，锚杆单根长5米，尾部制作成弯钩，纵向间距1.5米，以备起吊模板。拼装台车应先组装好骨架，当吊起模板后，骨架移动到模板下面，进行安装。装好所吊模板之后，移除台车，再吊装另一块模板，直至拼装完成。

施工准备（异型型钢加工）

门架施工

斜井过渡段开挖
上台阶支护
扩挖上台阶
爬坡开挖正洞上台阶

异型型钢架立

斜井过渡段末端加强支护

喷砼锚杆支护

正洞相向开挖
交叉段临时仰拱施作

正洞下台阶开挖
正洞上台阶汤阴方向开挖
正洞上台阶日照方向开挖

正洞上台阶日照方向支护

正洞侧墙支护
正洞上台阶汤阴方向支护

图（一）斜井进入正洞平面图
5、斜井进入正洞处加固施工
5.1型钢门架施工
当斜井开挖到XD0+003.55时，挑挖斜井及正洞相交面处拱部，开挖出工作空间后，及正洞交叉口处架立由两根I20b并连型钢门架，相应在此型钢钢架上焊接I20b型钢横梁，并在上部横梁间焊接I20b型钢立柱，横梁为正洞钢架提供落脚平台；门架及斜井异型钢架牢固焊接。在反挑开挖后，正洞段用I16型钢斜梁代替正洞B单元钢架，并及门架第二横梁牢固焊接，安装吊模，用喷射C25砼喷射密实，保证相交地段三维受力状态围岩稳定。反挖时按正洞Ⅳ级围岩支护，将临时横向钢架连接在斜井门槛I20b型钢上，喷射C25砼作为临时仰拱。
见图（二）斜井进入正洞立面图：
图(二)斜井进入正洞立面图
见图(三)斜井及正洞交叉口门架正面图：
图（三）斜井及正洞交叉口门架正面图
5.2交叉口处斜井模筑衬砌
因斜井交叉口处模筑影响正洞施工，为确保安全，采用吊模喷射C25钢筋砼加强环，厚度30cm，交叉口段平行及线路中线，紧贴加强环关堵头模板，二衬达到设计强度后拆模，形成对交叉口处围岩三维受力有效支护。桩号自XD0+003.5～008.5。
6、正洞二衬施工
6.1 台车拼装
在DK1233+650~DK1233+620段开挖支护完成后，在此位置及时拼装二衬台车、防水板台车，衬砌台车模板安装采用吊起模板，移动台车骨架方法。在拼装台车段，隧道中心及两侧拱腰以上施作锚杆，锚杆采用Ф25mm钢筋，长度5米，纵向间距1.5米，用锚固剂锚固密实。锚杆尾部制作成弯钩，以便吊装钢模板二衬台车拼好后，跳过预留最后衬砌DK1233+635~DK1233+665段，分日照方向与汤阴方向衬砌。
6.2二次衬砌
二衬台车拼好后，跳过预留最后衬砌DK1233+635~DK1233+665段，分日照方向与汤阴方向衬砌。
7、人员、机械配置
1、管理人员配置：队长1名，技术负责人1名，副队长1名，施工员4名，技术员2名，测工3名，安全员1名，质量员1名（实行轮流值班制）。
2、作业人员配置：
斜井施工：开挖班40人；钢架、钢筋网及锚杆施工12人；喷射混凝土施工12人；综合班11人，共计57人。
正洞施工：开挖班48人；钢架、钢筋网及锚杆施工16人；喷射混凝土施工18人；综合班18人，共计100人。
3、主要施工机械配置：
斜井施工：卡特320挖掘机1台，装载机2台，湿喷机2台，压浆机1台，钢架弯制机1台、 YT28风钻15台、空压机2台等。
正洞施工：大型挖掘机1台，装载机2台，湿喷机6台，压浆机2台，钢架弯制机1台、 YT28风钻55台、空压机5台等、开挖台车2台、防水板台车2台、二衬台车2台。
8、工期安排
以斜井里程XD0+003.55开挖支护开始，至斜井进入正洞后达到正洞正常施工为止，计划工期为23天。
施工进度安排：
门架位置修整：0.5天
门架安装、支护：1天
DK1233+645～1233+655段开挖、初喷支护：上台阶11.1米，4m/天，共计3天；
DK1233+645～1233+655段修整：11.1米， 1天；
DK1233+645～1233+655段异型拱架安装、焊接、打锚杆、挂网、喷砼2天。
DK1233+655～1233+675段开挖、支护20m上台阶（日照方向）：4m／天，5.0天。
DK1233+645～1233+625段汤阴方向开挖、支护20m上台阶：4m／天，5.0天。
DK1233+645～1233+655段下台阶开挖、支护： 11.1米，6m/天，共计2天；
DK1233+645～1233+655段临时仰拱施作： 10米，2天。
DK1233+645～1233+615段开挖、支护： 30米，4m/天，共计7.5天。
日照方向防水板台车拼装焊接：4天。
日照方向衬砌台车拼装：10天。
汤阴方向防水板台车拼装焊接：4天。
汤阴方向衬砌台车拼装：10天。
计划工期为21天后，日照方向可进入正常施工。计划工期为57天后，汤阴方向可进入正常施工。日照方向6.5m进尺，计划工期为40天后，两端掌子面相距180m，在安全距离以内，因爆破警戒影响解除。
9、注意事项
1、本方案施工前提是斜井进入正洞围岩地质为Ⅳ级围岩；
2、斜井交叉口段设置异型钢架，由垂直于斜井中线逐步过渡到平行于正洞中线，利用10榀拱架间距逐步调整；
3、施工中必须加强围岩量测，隧道开挖时，加强对洞顶位置地表进行沉降观测。在斜井挑顶进入正洞前，预埋沉降观测点，每天观测1~2次，并及时将观测数据整理汇总，作为下一步工作依据。
4、交叉口范围正洞需要加强支护，门架（加强环）异型钢架架立不得侵入正洞型钢钢架界限。
5、斜井及正洞掌子面施工时，应设专人值班，随时观察围岩及支护状态稳定性。
6、在隧道内设置交通信号标志，在交叉口处设置凸透镜，车辆在进入弯道时必须鸣笛，并指定专人进行行车指挥。
7、转换段起点位于最低处，考虑该地段排水；正洞开挖到位后，于交叉口往大里程方向5米，线路中心水设置一积水井，往斜井口抽排水，制定防排水应急预案，排水供电系统必须设置双路供电系统；
8、正洞时先施工上台阶往大里程方向不少于20m，再进行下台阶开挖；
9、交叉口正洞反向开挖应按短进尺、弱爆破、强支护、勤量测原则组织施工。
10、制定挑顶施工安全应急预案，做好应急材料、物资储备。
11、斜井及正洞交叉处，浇筑斜井底板时，必须预留沟槽，以拦截、引排斜井流水并作为高压风水管过路通道。
10、安全、质量、环保措施
1、安全措施
（1）斜井进入正洞施工期间实行作业队领导轮流值班制，对作业过程及安全操作进行全面监控及指挥。
（2）加强对围岩变形量测，随时掌控围岩收敛情况，及时做好应对措施与围岩加强支护。
（3）严格执行火工品管理措施，进行爆破作业时必须遵守爆破安全操作规程。
（4）临时及辅助工程按相应国家有关标准、规范要求施工。
5）临时供电及照明线路满足《电力施工技术安全规则》要求，电线接头牢固，电力安全工具定期检查。
（6）出渣车辆需要专人指挥。
2、质量措施
（1）严格按照方案技术交进行异型型钢加工，钢架间纵向采用Φ22钢筋连接，连接钢筋环向设置间距1.0m，喷砼至设计厚度，确保支护质量。
（2）交叉口段10米范围内正洞采用I16型钢钢架支护，并及交叉口横梁及仰拱型钢牢固焊接，加强交叉口段径向锚杆施工，确保交叉口段围岩三维受力稳定。
（3）加密设置交叉口段正洞初期支护锁脚锚杆，每榀钢架单侧不少于4根锁脚锚管，锚管长4.0m，直径为42mm，注水泥砂浆，锁脚锚管及钢架牢固焊接，防止拱架下沉。
3、环保措施
（1）土地资源保护措施
弃碴场应及时修筑挡护设施，保持其稳定，避免水土冲刷，防止造成新水土流失源。洞内以及其它工程弃渣，严禁倾泻于河床，挤占河道或其他排洪、排水设施。
（2）水环境保护措施
不得将施工用水、施工场地排水排至居民饮用水体与养殖水体。生活废水经沉淀处理后就近排至附近水体，不得在生活区形成新积水池塘。施工产生废水，经过滤沉淀池处理后可用作冲洗厕所用水或排入适当地点。
11、排水方案
斜井洞内按多级排水，进入正洞时，由于工序多，先在日照端左侧边墙处挖一临时集水坑，解决交叉口处正洞排水；在开挖下部及施工仰拱与填充时，采取在大进程方向设集水坑，布置胶管，从斜井正洞交叉处预留沟槽布置管路，排至斜井集水坑，排出洞外。
12、应急预案
12.1 应急预案方针及原则
坚持“安全第一，预防为主”、“保护人员安全优先，保护环境优先”方针，贯彻“常备不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”原则。更好地适应法律与经济活动要求；给员工工作与施工场区周围居民提供更好更安全环境；保证各种应急资源处于良好备战状态；指导应急行动按计划有序地进行；防止因应急行动组织不力或现场救援工作无序与混乱而延误事故应急救援；有效地避免或降低人员伤亡与财产损失；帮助实现应急行动快速、有序、高效；充分表达应急救援“应急精神”。
12.2 危险源分析
坍塌、高处坠落、机械伤害、突泥、涌水
123 应急方案
(1)坍塌
进入隧道处围岩Ⅳ级，结构稳定较差，三叉口处开挖面大，应力复杂，存在坍塌危险，如出现坍塌情况，首先判明坍塌或倾覆程度，判断是否存在再次垮塌可能，及时在坍塌位置进行支护，了解人员伤亡情况，确定无再次垮塌可能后，救助小组方可进入现场将伤者救出，将其转移至安全地带交由医护组进行救治；
(2)高处坠落
隧道开挖后或以挑顶开挖时，存在高处坠落危险，当坠落事故发生时，在场人员应立即用洞内 向现场负责人报告，并在离事故现场一定距离处设置警戒线，阻止无关人员靠近，并保护好现场，将伤者转移至安全地带，由专业医护人员对伤员进行简单救治后，尽快将其送往莒南县人民医院救治。

伤员救助完毕后，安全领导小组成立事故调查组，对事故进行调查、分析，查明原因后按“四不放过”原则进行处理，同时应尽早现场防护措施安全状态，必要时重新加固。
(3)机械伤害
施工时存在机械伤害危险，钻机钻进时存在钻杆断裂伤人、存在高压风泄露伤人、汽车意外伤人等。如发生机械伤害情况，在场人员应立即口头或用 向现场负责人报告，并在离事故现场一定距离处设置警戒线，阻止无关人员靠近，并保护好现场，将伤者转移至安全地带，由专业医护人员对伤员进行简单救治后，尽快将其送往莒南县人民医院救治。
伤员救助完毕后，安全领导小组成立事故调查组，对事故进行调查、分析，查明原因后按“四不放过”原则进行处理。
(4) 突泥、涌水
铺子山隧道靠近两条河流，地下水发达，有涌水风险。首先采取超前控孔，降低水压势头，预防突泥、涌水，如在雨季斜井出现涌水、并带来突泥时，人员穿救生服，沿救生绳，撤出斜井安全地带，待涌水势头失放后，采用大型抽水机抽水，然后装载机装泥、自卸汽车运出然后在涌水口注浆加固。将伤者转移至安全地带，由专业医护人员对伤员进行简单救治后，尽快将其送往莒南县医院救治。
伤员救助完毕后，安全领导小组成立事故调查组，对事故进行调查、分析，查明原因后按“四不放过”原则进行处理。
(5)详细应急预案启动程序见项目部专项应急预案。