隧道斜井挑顶施工专项方案.docx
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隧道斜井挑顶施工专项方案
拉孟山隧道斜井进正洞挑顶施工专项方案
一、编制依据、目的及适用范围
1.1编制依据
（1）新建铁路磨丁至万象线ZLZQ-Ⅴ标段招、投标文件、实施性施工组织设计；
（2）铁路混凝土工程施工技术指南（铁建设[2010]241号）；
（3）铁路工程基本作业施工安全技术规程TB10301-2009/J944-2009；
（4）客货共线铁路隧道工程施工技术规程（Q/CR9653-2017）；
（5）铁路隧道工程施工质量验收标准（铁建设[2003]127号）；
（6）其他有关的技术资料及以往工程施工经验。
1.2编制目的
明确拉孟山隧道斜井进正洞挑顶施工的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导规范挑顶施工作业。
1.3适用范围
适用于拉孟山隧道斜井进正洞挑顶施工作业。
二、工程概况
拉孟山隧道位于班奔弗～班发当区间，为时速160km/h单线隧道。
隧道进口里程DK253+697，出口里程D1K261+585，全长7888m,本隧最大埋深约424m。
斜井洞身经过下伏三叠系（T）砂岩、泥岩、页岩夹煤线，地面高程一般为530～760m，相对高差约260m。
段内不良地质为有害气体、顺层偏压。
隧区受区域地质构造影响，洞身围岩节理裂隙发育，岩体破碎、岩质软硬不均，施工中会出现围岩“时好时差”现象。
拉孟山隧道斜井担负正洞施工任务为2683m（DK254+852～D1K257+535段）。
拉孟山隧道斜井位于洞身线路左侧，长432m，与线路交点里程为D1K255+800，斜井中线与线路中线小里程平面夹角65°，XDK0+004～XDK0+40，坡度为0.3%，斜井最大坡度为11.5%，采用无轨双车道运输，断面尺寸为7.5m（宽）×6.2m（高）。
挑顶位置为Ⅳ围岩，衬砌类型按Ⅳb支护。
开挖方法按照台阶法开挖施工。
对设计标高进行推算，斜井拱顶设计标高为501.66m，正洞拱顶设计标高为499.9m，高差为1.76m。
图2-1拉孟山隧道斜井平面示意图
三、施工准备
3.1内业准备
设计图纸已经审核，正洞、斜井设计中线、标高及结构尺寸已经复核完成设计准确无误后，施工复测和测量工作已经完成，复测结果满足要求，并经监理单位批复，隧道监控量测实施细则已编制完成并实施。
开工报审程序完善并获得审批。
在进正洞挑顶前认真阅读审核施工图纸，精确计算出正洞坐标和标高，结构尺寸，制定施工安全保证措施及应急预案，对施工班组进行技术交底，对参加施工人员进行岗前培训。
3.2外业准备
（1）机械设备准备
为了保证挑顶施工的工期，实现挑顶开挖施工的快速跟进，应根据施工进度计划，加强机械设备的投入，主要机械设备配置表见1。
表3-2-1拉孟山隧道斜井进正洞挑顶施工作业机具配置表
序号
名称
型号
数量
1
卡特挖机
320DGC
1
2
山工装载机
ZL50F-Ⅱ
2
3
湿喷机
TK500
2
4
拖式混凝土泵
HBT60-13-90S
2
5
空气压缩机
XK06-010-00487
4
6
山西巨龙
JLXL132KW×2
1
7
注浆机
耿力GZJB液压双液
2
8
自卸汽车
陕汽牌SX3255BR384
4
9
莱卡全站仪
TS02
1
（2）人员准备
开挖作业人员20人；钢架、钢筋网及锚杆施工10人；喷射混凝土作业14人。
（3）物资供应准备
为了确保施工过程的顺利进行，施工所需要的钢架，锚杆，超前小导管等物资已经在工程部综合加工场加工完毕，随时供应斜井进正洞的挑顶施工作业，而且能够满足施工的各项技术指标的要求。
（4）测量控制准备
测量施工是整个施工过程中的重中之重，斜井施工进正洞前，工程部测量组和工程部架子队测量班组对导线点进行复测，且对隧道标高及线路中线全部进行复测，复测合格后再进行进正洞的挑顶施工。
四、斜井进正洞挑顶施工方案
4.1总体方案
斜井进入正洞范围段D1K255+780～D1K255+810设计为Ⅳ级围岩，设计采用Ⅳb非绝缘锚段衬砌，斜井范围段XDK0+4～XDK0+40设计为Ⅳ级围岩，采用斜井双车道Ⅳ级模筑衬砌支护。
结合现场围岩及地质差、地下水发育的实际情况，为了确保施工安全，开口段的正洞和斜井段围岩级别均降一级进行施工，斜井范围段XDK0+4～XDK0+40按照Ⅴ级模筑衬砌支护类型实施，采用I16钢架+锚喷网联合支护，支护参数详见施工步骤；正洞范围段D1K255+780～D1K255+810采用非绝缘锚段Ⅴa型复合式衬砌，支护参数详见施工步骤。
斜井底板沿水平面，与正洞交叉口位置可适当将底板顶逐渐抬高2cm，以防止斜井水进入正洞。
斜井施工至正洞边界交汇后，矩形导坑以D1K255+800为法线，垂直正洞中心线进入正洞，逐渐抬高矩形导坑拱顶高程，上坡开挖至正洞拱顶高程，然后导坑拱顶降坡顺续向前掘至线路右侧拱腰，矩形导坑拱顶净高程务必高于主洞开挖轮廓线，施工中应预留变形沉降量和临时支护厚度。
作业空间形成后，然后架立主洞拱架，线路右侧落于基岩上，左侧异型拱架落于斜井与正洞交汇处的加强门架上。
斜井进入正洞平面关系见图2-1。
4.2施工步骤
4.2.1斜井开口
在斜井D1K255+800位置开始以65°夹角右转后开挖至正洞右侧壁D1K255+800。
该段按照采用非绝缘锚段Ⅴa型复合式衬砌支护，采用I16型钢+锚喷网联合支护，I16型钢钢架1.0m/榀，拱墙喷层砼厚度为23cm，拱墙挂设φ8钢筋网，网格间距20×20cm，拱墙系统锚杆采用φ22砂浆锚杆和φ22组合中空锚杆，长度3.0m，间距1.2×1.0（环×纵）m。
为了安全渡过喇叭口施工段，保证隧道顺利转入正洞施工，斜井即将进入正洞最后10m段采用12榀I16型钢钢架，间距0.67～1.0m/榀，其余参数不变。
该斜井最后4m段纵坡进行调整，拱顶采用47%上坡施作，底板水平。
4.2.2矩形导洞施作
斜井支护完成后，测量放线确定矩形导坑开挖轮廓，开挖宽度5m，开挖高程随正洞初支外围变化，确保后期挑顶的主洞钢架位于矩形导坑横梁之下，拱脚高程逐级增加，到达主洞中心线位置开始下降。
矩形导坑支护采用I16工字钢，间距1.0m每榀；连接筋φ22环向间距1.0m；顶部挂设φ6.5钢筋网，网格间距20×20cm；每榀钢架两侧各施做一对φ42的锁脚锚管，长4m；混凝土喷层厚23cm。
4.2.3施作落脚门架
在斜井底与正洞交叉处由加强门架3榀I18型钢钢架并焊组成，作为正洞挑顶段拱架一边的落脚点，落脚门架应在两侧边墙各施作2组锁脚锚杆并进行注浆。
锁脚锚管采用φ42钢花管，长度为4.0m，如图2所示。
图2矩形导洞施作示意图单位：
cm
4.2.4挑顶
施作异型主洞钢架，钢架采用I18型钢。
如图2所示，将完整端拱脚落于线路右侧基岩上，将异型端用螺栓固定在矩形门架的横梁上，并焊接牢固。
其它参数同Ⅴa型复合式衬砌，锁脚、锚杆务必施作到位。
4.2.5正洞施工
挑顶完成后，测量放出主洞上导坑轮廓线，先拆除磨丁方向矩形导坑边墙钢架和初支混凝土，向磨丁方向施工至D1K255+770后，暂停掌子面掘进，拼装开挖作业台架；同时反向施工，拆除万象方向矩形导坑边墙钢架和初支混凝土，然后掌子面开挖至D1K255+830，然后再从D1K255+830沿进口方向施工，仰拱施工D1K255+820，同时开始在辅助正洞进口端拼装二衬台车。
开挖要多打眼，少装药，人工修补，减少围岩的扰动，工法采用三台阶临时仰拱法。
交叉口附近30m（D1K255+780-D1K255+810）支护采用Ⅴa非绝缘锚段复合式衬砌类型，I16工字钢架1m/榀；连接筋φ22环向间距1.0m；顶部挂设φ8钢筋网，网格间距20×20cm；拱墙系统锚杆长度3.0m，间距1.2×1.0m。
混凝土喷层厚23cm。
其余段落支护参数按设计进行。
4.2.6斜井与正洞交叉口施工措施
斜井交叉口因为正洞工字钢无法落底，成为薄弱口，应力较集中，当正洞反挑施工至斜井交叉段时，靠斜井一侧的初期支护拱架必须落在斜井叉口I18型钢横梁上，并与斜井钢横梁、斜井支护钢架相互焊连。
因此斜井交叉口采用3榀I18工字钢相互焊接作为门架进行加强，喷锚支护按Ⅴ级围岩严格施工后方可进行交叉口挑顶作业。
4.3注意事项
1、加固好喇叭口后再进行正洞开挖。
2、在矩形门架与正洞拱架进行体系转换时，正洞拱架必须落在交叉口的加强拱架上，并与加强拱架焊连，打好锁脚锚杆（管），必须使三榀拱架形成一个整体。
3、喇叭口体系转换后，未形成正式开挖工法前，施工中采用“弱爆破、短进尺，快循环”，减少围岩的扰动，及时施作初期支护封闭围岩，每循环开挖长度不得大于0.6m。
五、施工注意事项
⑴施工中必须加强围岩量测，根据量测结果及时反馈支护信息，确保支护措施安全合理。
⑵交叉口段斜井衬砌应及早施作，挡头板沿正洞线路方向安设。
⑶斜井与正洞掌子面施工时，应设专人值班，随时观察围岩及支护状态的的稳定性。
⑷制定挑顶施工的安全应急预案，做好应急材料、物资的储备。
正洞交叉口段的一环二次衬砌，应在斜井断面宽度范围外的两侧各设置一道沉降缝，防止不均匀沉降引起交叉口处正洞混凝土衬砌开裂。
当导洞进入正洞后，在具备条件的情况下，正洞掌子面万象和磨丁方向现行施作超前地质预报工作，探明前面地质情况，指导后续施工。
量测措施
架子队应对斜井与正洞交叉口进行量测点的加密布置，加密量测频次，及时对量测数据进行分析整理，及时分析成果，汇总上报。
工程部成立专项监控量测小组，每天对监控量测进行数据分析整理，对有异常现象要及时停工处理。
上报监理站、项目部、联合制定处理方案。
工程部和架子队内部联合成立隧道监控量测小组，工程部监控量测小组组长为宣斐。
施工过程中加强安全检查，发现异常或突发事件情况时立即暂停施工，撤离出隧道内的机械设备和人员，及时向上级汇报情况，做下部处理方案。
正洞交叉段开挖方法按三台阶法开挖，开挖后严格遵循初喷-锚杆-挂网-立拱架-复喷的施工步骤。
加强施工用水管理，禁止乱排，隧道内的水应及时排出，防止积水浸泡墙脚。
调整爆破参数，严格控制装药量，采用弱爆破、短进尺方法施工。
六、安全保证措施
斜井与正洞交叉口，受力情况复杂，施工复杂，临空面大，围岩容易失稳坍塌，斜井作为正洞施工唯一通道，洞内交通运输繁忙，交叉口成为斜井进入正洞施工运输的“瓶颈”。
因此，正洞与斜井合理设置、安全施工是斜井进入正洞安全、快速施工的关键。
（1）加强监控量测，提高量测频率，以数据指导施工。
（2）建立健全安全保证体系，使安全工作制度化，经常化，保证安全施工贯穿施工全过程。
（3）挖机进行扒砟作业时，领工员必须现场指挥，严禁机械碰撞钢架。
（4）挑顶段开挖采用机械辅以人工开挖，进尺控制在1.0米以内，禁止采用大药量爆破开挖作业。
（5）斜井与正洞交叉口施工时，设专人值班，随时观察围岩及支护状态的稳定性。
（6）钢架安装作业时，中途不得停止，要一气呵成，交接班在工作面进行，式支护快速形成，并及时喷护，以便围岩开挖面尽早形成封闭对围岩变形起到一定约束作用，减少不安全事故的发生。
（7）制定挑顶施工的安全应急预案，做好应急材料、物资的储备。
（8）各种特殊工种要严格持证上岗，施工人员要戴好安全帽和各种防护用品，确保施工人员的安全。
（9）施工各班组间，应建立完善的交接班制度。
在交接班时，交班人员应将本班组的施工情况及有关安全事宜及措施向接班人详细交代，并记载于交接班记录本上，工地值班负责人应认真检查交接班情况，每班开工前未认真检查工作面安全状况的，不得施工。
七、质量管理措施
7.1质量目标
符合国家和铁道部有关标准、规定及设计文件要求，检验批、分部、分项工程施工质量检验合格率100%，单位工程一次验收合格率100%,工程质量零缺陷。
7.2质量组织保证体系
实行架子队队长领导下的质量责任制和质量终身负责制，制定从架子队队长、工程部经理、到操作工人的岗位质量责任制，明确各级质量职责，建立科学的质量绩效评价机制和考核机制，将质量与经济效益挂钩。
工程部设立实验室分站，配备完善的试验、计量设备、建立严密的检查制度和检查程序，指定有责任心、业务过硬的专职人员负责。
施工过程中自觉接受监理单位和建设单位的质量监督，进行自检、互检、交接检，并定期进行质量大检查，严格惩罚制度，确保创优目标的实现。
7.3施工质量保证措施
（1）严格按照技术交底施工。
不符合要求时返工并追究相关负责人的的责任。
（2）每道工序施工前必须进行技术交底，要求施工人员必须明确工序操作规程、质量要求和标准。
技术人员严把质量关，每循环必须采取三级报检制度。
（3）施工中禁止超挖、欠挖。
（4）严格执行现场施工值班制度，及时解决施工中出现的各种问题。
（5）做好各种材料试验与与检验制度，有试验工程师负责。
（6）严格按照施工方案、技术交底施工，质检工程师有质量否决权，并有权停工整改，直到达到要求为止。
（7）严格实行三级检查制度，先有工班自检、合格后报质检工程师检查，然后再报现场监理检查，合格后方可进入下到工序。
八、环保、水保措施
8.1方针和目标
方针：
全面规划、合理布局、预防为主、综合治理、强化管理。
把环境保护的好坏作为工程是否创优的重要标准，严格贯彻执行“谁污染谁治理，谁破坏谁恢复”的环保原则。
8.2施工环境保护措施
（1）施工现场搅拌站废水和施工机械油污、隧道开挖排出的水必须经沉淀池沉淀并符合国家规定标准后排放。
（2）现场存放油料的地面进行防渗处理，在使用过程中，要采取防止油料跑、冒、滴、漏的现象发生，防止土壤或河流遇到污染。
（3）化学药品、添加剂等应库内存放，妥善保管，防止污染环境。
（4）加强对地表水和地下水的水质监控，加强对施工废水的控制。
（5）选择低污染或低噪音设备，并采取隔音、消音护板等措施降低噪音。
九、应急预案
1、应急预案的方针与原则
坚持“安全第一，预防为主”、“保证人员安全优先，保护环境优先”的方针，贯彻“常备不懈，统一指挥、高效协调、持续改进”的原则。
给工人的施工场所提供更好更安全的环境，保证各种应急资源处于良好的备战状态，指导应急行动按计划有序进行；防止因应急行动组织不力或现场救援工作的无序或混乱而延误事故的应急救援，有效地避免或降低人员伤亡和财产损失，帮助实现应急行动的快速、有序、高效。
2、危险源分析
坍塌、高处坠落、机械伤害、机械伤害。
3、应急方案
（1）坍塌
斜井与正洞交叉口处开挖面大，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的程度，判断是否存在再次坍塌的可能，及时在坍塌位置进行支护，了解人员伤亡情况，将其转移至安全地带交由医护组进行救治。
（2）高处坠落
隧道开挖或挑顶施工时，存在高出坠落的危险，当坠落事故发生时，在场人员应立即用洞内电话向现场负责人报告，并在事故现场一定距离处设置警戒线，阻止无关人员入内，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者进行简单救治后，尽快将其送医院救治。
（3）机械伤害
施工时存在机械伤害的危险，钻机钻进时存在钻杆断裂伤人、存在高压风泄露伤人、汽车碰撞意外伤人等。
如发生机械伤害时，在场人员立即向现场负责人报告，并在距离事故一定距离处设置警戒线，阻止无关人员进入，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者进行简单救治后，尽快将其送医院救治。
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