祁家庄隧道2#斜井与出口贯通方案.docx
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祁家庄隧道2#斜井与出口贯通方案
目录
1.编制依据、原则1
1.1编制依据1
1.2编制原则1
2工程概况1
3贯通施工总体方案2
3.1测量准备阶段2
3.2贯通测量2
3.2祁家庄隧道2#斜井大里程进口施工准备3
3.3祁家庄隧道出口施工准备3
3.4建立工作联系小组4
4施工方案4
4.1开挖施工方案4
4.2锁脚锚管施工方案4
4.3超前小导管支护方案4
4.4二次衬砌施工方案6
5.技术保证措施6
5.1超前地质预报、监控量测技术保证措施6
5.2开挖施工技术保证措施8
5.3超前支护施工技术保证措施9
5.4钢架支护施工技术保证措施9
5.5锁脚锚管施工技术保证措施9
5.6钢筋网片施工技术保证措施10
5.7喷混凝土施工技术保证措施10
6.安全质量保证措施10
6.1成立安全质量管理领导小组10
6.2加强完善各项保证制度11
6.3安全保证措施11
7.贯通段施工应急预案12
7.1应急原则12
7.2应急机构13
7.3险情报告制度13
祁家庄2#斜井与出口隧道贯通方案
1.编制依据、原则
1.1编制依据
1、《新建铁路北京至张家口铁路祁家庄隧道施工图》
2、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010
3、《高速铁路隧道工程施工技术规程》Q/CR9604-2015
4、贯通点施工现场踏勘调查资料；
5、超前地质预报测试报告。
6、关于印发加强铁路隧道工程安全工作的若干意见的通知（铁建设［2007］102号文）
7、关于进一步加强铁路隧道安全工作的通知（铁建设函［2007］1007号文）
8、关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知（铁建设［2010］120号文）
9、本单位在铁路隧道方面的科技成果、工法成果、施工技术水平、装备能力、以及多年来积累的施工实践经验；
1.2编制原则
1符合性原则
满足工程质量目标和工程总工期及阶段工期要求，符合施工安全、环境保护、水土保持和文明施工等方面的规定，严格遵守铁路建设工程施工合同条件、合同协议条款及补充协议内容。
2坚持科学性、先进性、经济性、合理性与实用性相结合的原则
结合本隧道特点，采用新奥法施工技术，应用科学的施工组织方法，合理地安排施工顺序、优化施工方案。
搞好劳力、材料、机械的合理配置，力求施工方案的适用性、先进性相结合，做到施工方案科学、技术先进，确保隧道安全贯通。
2工程概况
新建铁路北京至张家口铁路JZSG-7标祁家庄隧道,属于危险性较大的分项工程，位于河北省张家口市下花园区孟家坟村北侧，隧道中心里程为：
DK146+995，起讫里程为DK144+125～DK149+865，全长5740m。
进口洞口外紧邻董家庄村，出口位于大堡子村。
设计时速250km/h，最大埋深约100m。
贯通处的范围内的特殊岩土以新黄土为主，分部在隧道的大部分地段。
新黄土呈棕黄色或浅黄色，直立性较好，含钙质结核，夹角砾薄层或透镜体，根据该隧道附近试验报告显示该隧道进口端0~5m范围内湿陷变形系数为0.061，湿陷类型为非自重湿陷性黄土，湿陷等级为Ⅱ级中等；出口端0~5m范围内湿陷变形系数为0.059，湿陷类型为自重是陷性黄土，湿陷等级为Ⅱ级中等
3贯通施工总体方案
根据目前的施工进度推算祁家庄隧道预计贯通里程为DK148+820.9，现由出口单个作业面进行开挖进尺，根据《隧道施工技术规程》Q-CR9604-2015两相对工作面相距15米，待仰拱施工至距掌子面20m，二衬施工至掌子面50m时，再由进口掌子面掘进开挖至贯通里程，两相对工作面相距50m时，按照规范要求加强两端工作面的工作联系，统一指挥，加强测量联测工作。
3.1测量准备阶段
在两掌子面相距300米左右的时候由项目部测量队对两洞口进行导线和水准复测，要求导线精度在1/40000以上；水准精度在20√L之内。
满足四等导线和四等水准的精度要求。
3.2贯通测量
隧道贯通前根据现场施工情况，实际贯通面里程为DK148+820.9。
俩掌子面相距300米左右时进行隧道的贯通测量。
1平面贯通测量，用原隧道2#斜井洞内的导线点放样出DK148+820.9的对应隧道中线桩，再使用隧道出口洞外的导线点，对该中线桩进行测量，分别测取桩点的平面坐标，将两组坐标分别投影到贯通面上和隧道中线上，则贯通面上的投影差值即为横向贯通误差，在中线上的投影差值即为纵向贯通误差。
2高程贯通测量，采用二等水准测量方法，从隧道洞内联测进口和出口附近的水准点，得到高程不符值即为实际的竖向贯通误差。
根据《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）要求，隧道两相向开挖洞口施工中线在贯通面上的横向和高程贯通误差应符合表高铁隧道贯通误差的规定。
祁家庄隧道全长5740m，本次贯通为单向开挖施工，参照该规定要求。
高铁隧道贯通误差规定
项目
横向贯通误差
高程贯通误差
相向开挖长度（km）
L<4
4<=L<7
7<=L<10
10<=L<13
13<=L<16
16<=L<19
19<=L<20
洞外贯通中误差（mm）
30
40
45
55
65
75
80
18
洞内贯通中误差（mm）
40
50
65
80
105
135
160
17
洞内外贯通中误差（mm）
50
65
80
100
125
160
180
25
贯通限差（mm）
100
130
160
200
250
320
360
50
注：
1，本表不适用于利用竖井贯通的隧道；
2，相向开挖长度大于20KM的隧道应作特殊设计。
3.2祁家庄隧道2#斜井大里程进口施工准备
（1）采用素喷混凝土封闭掌子面。
（2）拱部超前支护在最后一榀拱架安装完成后打设并注浆完成。
（3）按照要求完成仰拱、二衬等工作。
要求仰拱距离掌子面不大于35m，二衬距离掌子面不大于70m
3.3祁家庄隧道出口施工准备
（1）Ⅲ级围岩采用台阶法开挖，上台阶每循环开挖长度不大于2榀钢架间距。
中、下台阶避免两侧同时开挖，一次性开挖长度不得大于两榀钢架间距，每步相邻台阶之间距离控制在5～8米内。
（2）严格按照设计参数支护。
（3）及时跟进仰拱、二衬，确保仰拱距离掌子面距离不大于90m，二衬距离掌子面不大于120m。
3.4建立工作联系小组
两相对掌子面距离50m时就要加强联系，要统一指挥。
为保证安全顺利贯通，建立两个工作联系小组。
祁家庄隧道2#斜井贯通工作联系小组：
组长：
尹亚峰
组员：
周心文
祁家庄隧道出口工作联系小组：
组长：
张航
组员：
白鹏飞
4施工方案
4.1开挖施工方案
根据超前地质预报资料，围岩级别为Ⅲ级围岩设计要求采用台阶法进行开挖施工，Ⅲ级围岩（砂岩）初支采用Φ22格栅钢拱架，间距1.2m，上台阶每循环开挖长度不大于2榀钢架间距。
根据超前地质预报测试报告及现在两掌子面实际围岩揭露情况，采用弱爆破短进尺开挖方法；开挖完毕后立即进行立架锚喷支护封闭围岩。
相邻两台阶之间距离控制在5～8米内，开挖过程中设专人观察围岩及附近初期支护变化情况，并做好地质素描工作。
4.2锁脚锚管施工方案
锁脚锚管采用Φ42（t=4mm）无缝钢管，长4.0米，在每个台阶支护施工时，拱脚两侧各设置两根锁脚锚管，位置为距离拱脚30cm处，下倾30°夹角插入岩体，并采用Φ18U型钢筋与格栅钢架进行满焊连接。
4.3超前小导管支护方案
祁家庄隧道设计Ⅲ级围岩、Ⅳ级围岩均设置同等参数的超前小导管进行超前支护
设计参数：
①导管规格：
外径42mm，壁厚4mm满足设计要求；
②管距：
环向间距40cm；
③倾角：
外插角应控制在10°～15°范围内，可根据实际情况作调整；
④注浆材料：
1:
1水泥浆（重量比）；
⑤设置范围：
拱顶为中线按照40cm间距布置，每侧22根，拱部1根，共45根；
⑥长度：
每延米60m。
利用原设计格栅钢架作为洞身超前小导管的的导向拱架，在开挖廓线以外施作。
超前小导管钻孔：
1．为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ50mm。
2．一次成孔。
钻进时产生坍孔、卡钻时，需重新进行钻孔。
3．风枪开钻时，应低速低压可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
4．钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的状态判断成孔质量，及时处理钻进过程中出现的问题。
5．钻进过程中确保钻孔长度。
超前小导管钻孔的允许偏差应符合下表的规定：
序号
项目
允许偏差
1
方向角
1°
2
孔口距
±50mm
3
孔深
±50mm
超前小导管注浆：
1．安装好有孔钢花管并与拱架有效连接后即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。
2．注浆材料：
注浆材料为1:
1水泥浆（重量比）3．采用注浆机将浆液注入超前小导管管身内，初压0.5MPa，终压1MPa，当压力达到设计注浆终压并稳定10min～15min，注浆量达到设计注浆量的80%以上时，可结束该孔注浆。
单根钢花管注浆量公式：
Q=πR²Lη
Q-注浆量
R-浆液扩散半径，R=0.6d，d为注浆钢花管中至中的距离。
L-钢花管注浆段长度
η-围岩空隙率，砂质黄土取30%,其余围岩取10%.
施工控制要点：
1.钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角2.钻孔外插角10°～15°为宜，可根据现场实际情况作调整。
3.严格控制钻孔平面位置，超前小导管不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。
4.掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。
4.4二次衬砌施工方案
二次衬砌施工严格按照相关文件要求施工，并保证安全距离，必要时暂停掌子面施工，确保掌子面开挖进尺不违反铁建设【2010】120号文件要求，Ⅲ级围岩仰拱安全步距不得大于90m，二衬安全步距不得大于120，Ⅳ级围岩仰拱安全步距不得大于35m，二衬安全步距不得大于90m。
5.技术保证措施
5.1超前地质预报、监控量测技术保证措施
在施工过程中通过超前地质预报了解前段隧道围岩状况、结合对围岩的观察和监控量测结果分析（分析采用回归分析法），依据时态曲线的形态对围岩稳定性、支护结构的工作状态做好安全性评价，并提供修改支护系统和设计变更的依据，及时调整施工工艺及支护参数，实现“动态设计、动态施工”的根本目的。
5.1.1祁家庄隧道现场监控量测小组
组长:
刘洋
副组长：
邹程
组员：
郑壮飞、张发云、彭斌州
负责祁家庄隧道的现场监控量测，并及时分析量测数据。
5.1.2洞内观察
1、洞内观察包括掌子面观察和支护结构观察。
2、目测观察应在开挖后初喷混凝土前进行，每次开挖后均要绘制地质素描图，用以核对围岩级别及判断支护稳定性；检查喷射混凝土有无裂损及发展，并做好相关记录，为安全施工提供直观的、必要的信息。
5.1.3洞内监控量测
1、监控量测断面及测点设计
净空变化、拱顶下沉等必测项目设置在同一断面，进口、出口两个工作面距离剩余50m后应加密监控量测控制点，每掘进5m布设一个量测断面，包括净空变化基线2条、拱顶下沉1个测点。
2、主要监测项目测点布置
①水平收敛
在确定量测的断面开挖支护后2小时内，在隧道最大宽度处及以上2m位置各埋设1组测桩，并进行初始读数。
量测方法采用收敛计进行量测。
②拱顶下沉
在确定量测的断面开挖支护后2小时内，在隧道拱顶部位埋设1个测桩，并进行初始读数。
监测仪器采全站仪。
3、各项量测项目的量测频率应根据位移速度和量测断面距开挖面距离分别按下表确定：
量测频率（按位移速度）
位移速度（mm/d）
量测频率
≥5
3次/d
1~5
2次/d
0.5~1
1次/d
0.2~0.5
1次/2～3d
＜0.2mm
1次/7d
量测频率（按距开挖面距离）
量测断面距开挖面距离
量测频率
（0~1）b
3次/d
（1~2）b
2次/d
（2~5）b
1次/d
＞5b
1次/2～3d
注：
1、b为隧道开挖宽度。
2、按以上两表选择频率出现较大差异时，宜采取最高的作为量测频率。
5.1.4量测数据整理、分析与反馈
每次量测后应及时进行数据整理，并绘制量测数据时态曲线、绘制开挖面地质素描图，并于当天20:
00前报项目总工程师审核，对初期的时态曲线进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度。
当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进并分析原因，根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加强超前支护、加密或加强钢架等加固措施。
5.1.5地质超前预报
祁家庄隧道采用地质素描、TSP、加长炮孔、地质雷达预报系统对贯通点附近围岩进行超前地质预报，根据测试报告，贯通段围岩与设计勘察相符，为砂岩，黄褐色，岩质较硬，呈碎块状，地下水不发育。
5.2开挖施工技术保证措施
祁家庄隧道DK143+050～DK143+070贯通段为Ⅲ级围岩，根据铁道部铁建设【2010】120号文规定，每循环进尺不得大于2榀钢架间距，考虑到贯通前安全施工的因素，根据实际围岩揭露情况,可缩短进尺加强支护。
现场开挖采用弱爆坡，短进尺方法进行掘进，尽量减少对围岩扰动，调整爆破参数，采用光爆施工技术严格控制超欠挖。
开挖结束后应立即进行初期支护，为了尽快封闭成环，保证安全，每步相邻台阶之间距离控制在5-8米内。
中、下台阶避免两侧同时开挖，应交叉施工，一次性开挖长度不得大于两榀钢架间距，对于围岩较差部位，必须开挖一榀，支护一榀，开挖在上循环锚喷支护结束后进行。
开挖前必须有专职安全员观察临空面，发现无安全隐患后方可进行开挖作业，开挖过程中设专人观察围岩及附近初期支护变化情况，并做好地质素描工作。
5.3超前支护施工技术保证措施
祁家庄隧道设计Ⅲ级围岩、围岩均设置同等参数的超前小导管进行支护。
设计参数：
①导管规格：
外径42mm，壁厚4mm满足设计要求；
②管距：
环向间距40cm；
③倾角：
外插角应控制在10°～15°范围内，可根据实际情况作调整；
④注浆材料：
1:
1水泥浆（重量比）；
⑤设置范围：
拱顶为中线按照40cm间距布置，每侧22根，拱部1根，共45根；
⑥长度：
每延米60m。
超前小导管注浆：
1．安装好有孔钢花管并与拱架有效连接后即对孔内注浆，浆液由ZJ-400高速制浆机拌制。
2．注浆材料：
注浆材料为1:
1水泥浆（重量比）3．采用注浆机将浆液注入超前小导管管身内，初压0.5MPa，终压1MPa，当压力达到设计注浆终压并稳定10min～15min，注浆量达到设计注浆量的80%以上时，可结束该孔注浆。
5.4钢架支护施工技术保证措施
格栅钢拱架加工试拼合格，经监理工程师检验认可后方可用于施工。
钢架的架设在隧道初喷混凝土后进行，必须垂直于隧道中线，钢架之间用HRB400Φ20纵向钢筋连接，使各榀钢架连接成整体共同受力，纵向连接钢筋内外交错布置。
环向间距1.0米。
为保证钢架置于稳定的地基上，安装前要清除底脚下的虚碴及杂物，采用混凝土预制块垫实拱脚。
钢架架设后要尽快喷射混凝土将钢架全部覆盖，钢架内侧保护层厚度不得小于2cm，使钢架与喷射混凝土共同受力。
5.5锁脚锚管施工技术保证措施
锁脚锚管采用外径42mm、壁厚4mm的热轧无缝钢管加工制作，长度4.0米，导管前部做成尖锥状，尾部焊Ф6加劲箍。
在每个台阶支护施工时，拱脚两侧各设置两根锁脚锚管，位置为距离拱脚30cm处，与拱架轴线呈下倾30°夹角插入岩体，导管插入长度不小于钢管长度的90%。
5.6钢筋网片施工技术保证措施
采用φ6钢筋，网格间距20×20cm,单层设置，网片搭接长度不小于一个网格。
钢筋焊接前先将钢筋表面清理干净，钢筋交点必须焊接。
加工后的钢筋网片应平整，钢筋表面无消弱钢筋截面的伤痕，表面不得有油污，片状锈蚀。
安装网片在初喷混凝土终凝后进行。
钢筋网片随初喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙不小于4cm。
焊接固定于先期施工的系统锚杆之上，并与钢架焊接牢固。
5.7喷混凝土施工技术保证措施
喷射混凝土采用C25混凝土，采用Φ22格栅钢架，贯通段拱墙初支厚度均为23cm。
先初喷混凝土厚度4cm，待拱架和挂网锚杆施工完毕后喷射至设计厚度且保证钢架保护层厚度不小于2cm。
喷射时喷嘴与受喷面保持1.0～2.0米距离，喷射角度尽可能与受喷面接近90度。
先喷钢架与围岩间混凝土，再喷射两钢架间混凝土。
喷射自下而上，先将低洼处大致喷平，再顺序分层，往复喷射。
喷射班固定喷浆手2人（控制喷射机械手），2人上料。
混凝土表面应平整，平整度D/L≤1/10，无离鼓、空度、裂缝，锚杆头及钢筋无外露。
检查点数的80%以上大于设计厚度，最小厚度不得小于设计厚度的2/3（设计厚度23cm）。
6.安全质量保证措施
6.1成立安全质量管理领导小组
成立以项目经理为组长，项目副经理、项目部总工为副组长，各业务部门主管为组员的安全质量管理领导小组，推行项目部、工区、架子队三级全面安全质量管理，定期召开安全质量分析会，发现问题及时纠正，推动和改进安全质量管理工作。
安全质量管理小组人员组成如下：
组长：
傅鑫斌
副组长：
刘伟强、王琨、史成所
组员：
张开会、马士超、李锐、齐晓雄、李春辉、陈晓东、
强化全员安全质量意识，从原材料的验收到各个工序的施工、竣工交验，实行全过程安全质量管理，坚持预防为主，抓好各环节的安全质量，用工作质量保证工序质量，以工序质量保证工程质量。
坚持进度服从计划，计量支付服从工程安全质量，安全质量服从监理工程师；施工准备工作不充分不施工，试验未达到标准不施工，设计图纸没有会审不施工，现场没有进行技术交底不施工，难点项目没有作业指导书不施工；安全质量不合格的工序坚决进行返工。
6.2加强完善各项保证制度
6.2.1完善隧道施工干部值班制度
隧道在开挖支护、浇注混凝土等施工过程中，必须有领导干部进行值班盯岗，以便发生问题时及时处理。
6.2.2完善隧道施工交接班制度
隧道每道工序施工完成以后，必须进行工班交接，交接内容包括掌子面围岩素描、主要施工工艺、工程质量、施工安全情况等，交接双方签字确认，责任到人。
6.2.3完善隧道施工工序负责人制度
为确保施工安全，保证责任落实到人，建立隧道施工工序负责人制度。
6.2.4加强两个工作面联络程序
1、隧道在开挖爆破前，两个工作面双方必须进行提前沟通，
2、待双方管理人员、安全员对掌子面及洞内人员全部疏散完毕后，进行二次确认。
3、确认完毕后进行爆破作业，双方必须进行有效的爆破防护工作。
4、爆破完成后爆破作业工点进行通风，15min后进行现场危险源排查，确认安全后解除防护，进行施工。
6.3安全保证措施
严格遵守施工技术安全规则和有关安全生产和劳动保护方面的法律法规。
在安全领导小组的领导下，签定安全责任书，做到制度明确、责任到人、奖罚分明。
采用各种形式，加强安全意识教育，进一步抓好全体施工人员技术和安全培训工作，努力提高员工技术素质和安全防范能力。
认真贯彻执行国家安全生产的方针政策。
加强应急管理，隧道设置逃生管道和救生管道，要保证通信畅通，储备好应急救援物资。
衬砌距掌子面安全步距必须符合本方案要求。
参加施工的全体人员必须按规定佩戴安全防护用品，上岗工作前严禁饮酒，工作中必须精力集中。
所有施工人员进入施工现场必须戴安全帽，高空作业要系安全带，挂设安全网。
所有施工机械、机具要由培训考试合格的持证人员上岗操作，实行安全操作挂牌负责制，严禁交给无证或不熟悉性能的人员操作，严禁酒后驾车，疲劳驾车。
施工设备要确认技术状态良好，备品齐全有效。
做好防火、防爆准备，施工现场应备有足够数量的、有效的消防设备。
夜间施工要有足够亮度的照明设施。
电力线路架设时，应严格按照各有关规范和规定执行，必须整齐牢固、绝缘良好。
机电设备实行“一机一闸、一箱一锁”制，动力及照明等电器设备均应有接地装置。
7.贯通段施工应急预案
7.1应急原则
①突发事件应急工作，遵循预防为主、常备不懈的方针，贯彻统一领导、分级负责、反应及时、措施果断、依靠科学、加强合作的原则。
②项目部定期、经常对可能发生的突发灾情的事故源进行检查、处理，尽可能降低其发生的可能性，并召集相关人员进行讨论、研究预案，将相关应急物资、设备、设施准备就绪。
7.2应急机构
项目部配备充足的应急外资。
序号
机具、材料名称
规格型号
单位
数量
存放地点
1
挖掘机
220
台
2
工地现场
2
装载机
50
台
3
工地现场
3
自卸车
解放
辆
4
工地现场
4
发电机
300kw
台
2
工地现场
5
固定电话
台
1
工地办公室
6
对讲机
台
6
工地办公室
7
工字钢
I18
T
10
工地料场
8
无缝钢管
Φ42
T
10
工地料场
9
无缝钢管
Φ108
T
5
工地料场
10
钢筋
Φ22
T
10
工地料场
11
水泥
P.O42.5
T
20
工地料场
12
灭火器
干粉
个
30
工地仓库
13
编织袋
50kg装
个
300
工地仓库
14
铁锹
把
10
工地仓库
15
镐把
把
3
工地仓库
16
土镐
把
3
工地仓库
17
铁丝
Kg
200
工地仓库
18
方木
m3
5
工地料场
19
安全帽
顶
30
工地仓库
20
钢丝绳
根
6
工地仓库
21
安全网
10m
m2
20
工地仓库
22
警戒绳
m
500
工地仓库
23
强光手电
把
10
工地仓库
24
担架
副
2
工地仓库
应急抢险机具、材料一览表
7.3险情报告制度
在施工过程中一旦遇到险情由应急领导小组成员调度及时准确的向上级领导及相关部门汇报。
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