向阳坡1隧道出洞方案概要.docx
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向阳坡1隧道出洞方案概要
向阳坡1#隧道出洞施工方案
1编制说明
1.1编制依据
（1）龙王渠煤炭集装站铁路工程、招标文件及向阳坡1#隧道设计施工图（龙装施隧-01、龙装施隧-100）。
（2）现场调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。
（3）国家及相关部委颁布的法律、法规和铁路总公司颁布的现行设计规范、施工规范、铁路工程质量验收标准及其它有关文件资料。
2工程概况
向阳坡1号隧道位于准格尔旗薛家湾镇东部，大准铁路龙王渠站，临近黄河。
侵蚀性黄土高原地貌，冲沟较发育，多呈“V”字形。
交通条件较差。
隧道起讫里程为DK0+385～DK0+620，全长235米，为双线隧道，线间距5.0米。
隧道洞身最大埋深约30米。
隧道洞身均位于直线上，洞内设计纵坡为平坡。
3出洞施工方案
3.1总体施工方案
向阳坡1#隧道为从出口向进口的单向掘进，采用三台阶法开挖。
其中进口段埋深较浅，开挖时严格遵守“预支护、短开挖、少扰动、强支护、早封闭、实回填、严治水、勤测量”的原则。
掌子面上台阶开挖至DK0+435处，暂停上台阶掘进施工，进行超前探孔，查明前方地质情况，并及时进行中下台阶和仰拱的施工，使隧道初期支护的钢架尽早闭合成环。
同时进行隧道进口边仰坡的刷坡施工，刷至明暗洞交界里程后，开始施作洞口DK0+405～+435洞口φ108超前大管棚并注浆加固。
超前管棚注浆完毕24h后，开始洞内上台阶掌子面的开挖，上台阶开挖时采用环形开挖预留核心土法。
采用挖掘机配合人工风镐开挖，以减小对围岩的扰动。
3.2进口段洞口施工
3.2.1施工程序
施工准备→测量放线→截水天沟的施做→边仰坡开挖→边仰坡支护→洞口大管棚施工→洞身开挖→施作洞门系。
3.2.2工艺流程图
图1洞口施工工艺流程图
3.2.3施工工艺要求
3.2.3.1测量放样
根据复测导线及高程成果，结合现场地形实际情况，放出洞顶截水沟及边仰坡开挖边线。
3.2.3.2截水天沟的施作
洞顶截水沟设置在开挖线外5米处，自低处向高处分段开挖，并根据现场实际情况进行分段，分段长度应根据天沟坡度确定，一般情况下为15～20m。
必须在边仰坡施工前完成，确保坡面稳定。
3.2.3.3边坡开挖
对于边坡厚度较大的地方采用机械辅助开挖、人工修坡的方式进行。
开挖自上而下进行，分层开挖，并每层检查坡度。
挖掘机开挖后预留20～30cm进行人工修坡，清除虚土。
对于边坡土层较硬的围岩采用人工手持风镐进行凿除。
3.2.3.4边仰坡支护
边仰坡应边开挖边支护，出口段洞口DK0+385～405线路右侧临时边坡采用喷锚防护，锚杆Φ22，长度3m,间距1.2×1.2m，梅花型布置；钢筋网采用φ8，间距25×25cm。
3.2.3.5洞口段大管棚施工
（1）管棚施工工艺流程图
图2洞口管棚施工工艺流程图
（2）制作钢花管、导向墙
管棚采用φ108壁厚6mm热轧无缝钢管制作，管壁打孔,布孔采用梅花型，孔径为10～16mm，孔间距为15cm，两端均预加工成外丝扣。
为防止浆液倒流，每根管棚尾部不钻孔长度110cm。
采用C20混凝土护拱作为管棚的导向墙、止浆墙，紧贴洞口仰坡面。
导向墙模板固定在钢架上挂模浇筑混凝土。
护拱内设2榀钢拱架为环向支撑。
孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移。
导向墙施工图
钢花管大样图
图3管棚钢管连接接头示意图
（3）钻孔
钻孔采用液压钻机钻孔。
钻机要求与以设定好的导向管方向平行，必须精确核定钻机位置。
用全站仪仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线吻合。
为减少因钻具移位引起的钻孔偏差，钻机立轴方向应准确控制，钻进过程中要经常采用测斜仪量测钻杆钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求时及时纠正。
（4）顶管、清孔
安装钻孔检测合格后，将钢管连续接长，用钻机旋转顶进将其装入孔内。
为使钢管接头错开，第一节管采用8m和6m交替布置，编号为奇数的第一节管采用6m长钢管，编号为偶数的第一节采用8m长钢管。
同一断面内的接头数量不得超过钢管总数的50%，相邻钢管的接头至少要错开1m。
钢管用钻机顶进，双号孔顶进无孔钢管，单号孔顶进有孔钢管。
如遇故障，需清孔后再将钢管插入。
钢管顶进到位后，用小木楔在钢管与围岩壁楔紧，再用防水胶泥（锚固剂）将空隙封闭住。
（5）注浆
①水泥浆液水灰比为1：
1（重量比）。
②注浆压力：
初压0.5、终压2.0MPa。
注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验后展开施工。
③单根钢花管的注浆量按下式估算：
Q=πRk2Lη
式中：
Q—注浆量
Rk—浆液扩散半径，取Rk=0.6Lo，Lo为钢花管中中至中的距离
L—钢花管长度
η—空隙率（%），砂土40％，粘土20％，断层破碎带5％
④止浆板与注浆泵之间用管接器相连。
管接器由φ20闸阀和长10cm的φ20的镀锌管制作，镀锌管两边加工成丝扣。
注浆时先注无水孔，后注有水孔。
在无水地段可从拱脚起顺序注浆。
注浆速度根据注浆孔出水量大小而定，从快到慢。
注浆结束时将闸阀关闭，卸下进浆管，进入下一循环。
⑤浆液由高速制浆机拌制。
采用注浆机将水泥浆注入管棚钢管内，注浆量达到设计注浆量或达到终压2MPa后即可停止注浆。
3.2.3.5洞身开挖及初支
（1）开挖
管棚注浆完毕24小时后方可进行洞身开挖。
根据设计图纸所示况DK0+405～+435段进口表层为新黄土地层。
其下粗砂岩和泥质砂岩，黄褐色，弱风化，节理较发育。
开挖时，上台阶采用挖掘机配合人工机械开挖，局部弱爆破开挖。
在接近贯通8m时每循环打超前探孔以探明前方距明洞距离。
中下台阶和仰拱及时跟进，保持中台阶与上台阶的距离不大于3米。
使隧道初支结构尽早闭合成环，从而减少沉降。
（2）初支
支护施工工序流程为：
开挖后初喷砼→系统支护（拱架、锚杆、钢筋网）施工→复喷砼至要求厚度。
①挖后及时对拱顶和边墙岩面进行初喷4厘米的C25砼；
②初支钢拱架采用175型钢钢架，安装间距0.8m，到出洞5m左右时根据围岩情况适当加密；
③拱顶和边墙网片挂设，采用φ8.0钢筋制作的20cm×20cm网片；
④拱顶和边墙系统锚杆施作，Ф22组合中空锚杆和Ф22砂浆锚杆，L=3.5m，间距1.2m×1.0m布置；
⑤复喷16cm的C25砼。
4施工进度计划
表1向阳坡1#隧道DK435～+380段施工进度计划表
序号
施工工序
开始日期
结束日期
工期（天）
备注
1
DK380～+405段边仰坡开挖
2014.7.26
2014.8.4
10
包括边坡防护、截水沟等
2
洞口大管棚
2014.8.5
2014.8.24
15
包括导向墙及注浆
3
DK435～+405段洞身上台阶开挖
2014.8.26
2014.9.10
16
4
DK435～+405段洞身中下台阶开挖
2014.8.26
2014.9.15
21
5监控量测
5.1洞内监测
围岩及支护状态观察：
采用观测的方法，对围岩的岩性、岩质、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落、掉块现象、有无漏水等；初期支护状态包括喷层时候产生裂缝、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈等。
观察分析，一一进行描述、记录，以此作为支护参数选择的参考与量测等级选择的依据。
拱顶下沉、周边位移及收敛量测应布置在同一断面，断面间距Ⅳ级围岩不得大于10m、Ⅴ级围岩不得大于5m。
拱顶下沉量测测点布置在拱顶。
周边位移量测以初期支护上个点的绝对位移为主，同时增加水平及斜向收敛量测，以便校核水平位移结果。
拱顶下沉、周边位移及收敛量测在开挖后尽早进行，拱顶下沉、收敛量测起始读数宜在12h内取得，其它量测读数在开挖24h内且在下一循环开挖前读取。
测点应牢固可靠，易于识别，并注意保护，严防爆破损坏。
5.2地表监测
洞口段覆盖层薄，开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测。
地表浅埋段设置地表观测点，观测点与洞内量测点尽量布置在同一断面上，以便反映量测数据的关联性，地表量测断面间距为5m，每个量测断面上测点间距为2m，每日量测2次
每日对观测数据进行统计分析，特别是洞口范围的洞内外监测数据，要进行综合分析，通过分析成果及时反映围岩下沉、收敛动态，正确指导施工，及时调整支护参数。
6贯通测量
6.1隧道贯通误差
隧道贯通后，经贯通测量所得到的实际贯通误差，包括平面上的纵、横向贯通误差和方位角贯通误差以及高程上的贯通误差。
这些资料不仅是隧道调整线地段确定施工中线的依据同时积累和研究不同测量技术条件下的贯通资料，对贯通理论及计算方法验证，确定贯通限差、改进测量设计以及为测量规范的修订都是极宝贵的。
6.2隧道贯通误差估算
根据《铁路工程测量规范TB10101-2009》中的规定，隧道相邻两开挖洞口间高程路线长度小于5000米，一般主要针对横向贯通误差。
规范规定：
隧道相向开挖长度小于4km，地面导线对横向中误差的影响要求小于30mm，洞内导线对横向中误差的影响要求小于40mm。
向阳坡1#隧道贯通误差的估算，主要就地面、洞内导线对横向中误差的影响作估算。
使用的测量仪器：
采用徕卡TCR1201全站仪，测角精度1″，测距精度1+1.5ppm。
（1）地面控制导线对横向中误差的影响
地面导线对横向贯通误差的影响为My，横向中误差的估算公式如下：
My=±√（myβ2+myl2）
myβ=±（mβ/ρ）*√（∑Rx2）
myl=±（ml/l）*√（∑dy2）
My三角锁测量误差影响所产生在贯通面上的横向中误差。
myβ由于测角误差影响所产生在贯通面上的横向中误差。
myl由于测边误差影响所产生在贯通面上的横向中误差。
根据规范和现使用的测量仪器，公式中mβ和ml取值仪器标称精度（mβ=1″，ml=1.5mm），l=200m（四等导线平均边长）。
（2）隧道内导线对横向中误差的影响
洞内导线对横向中误的影响为My′，横向中误差的估算公式如下：
My′=±√（myβ2+myl2）
myβ=±（mβ/ρ）*√（∑Rx2）
myl=±（ml/l）*√（∑dy2）
根据规范和现使用的测量仪器，公式中mβ和ml取值仪器标称精度（mβ=2″，ml=2mm），l=100m（洞内导线平均边长）。
6.3贯通误差测定方法
（1）纵、横向贯通误差
我们在隧道内主要采用导线法进行贯通误差的测定。
在实际贯通点附近任选一点作为测量的贯通点，分别由隧道的进出口端的导线测出它的坐标，由进口端测得的为X进、Y进，由出口测得的为X出、Y出，由此算得实际贯通误差（线量）为：
F=√（（Y出-Y进）^2+（X出-X进）^2）
如果是直线隧道统筹选定中线方向为x轴时，横向的贯通误差就为：
（Y出-Y进）；纵向贯通误差为：
（X出-X进）。
（2）高程贯通误差
由进、出口端的洞内高程点，分别进测至贯通点附近的高程点H，得到H点的两个高程H进和H出，两点的高程差（H出-H进）=f，即为高程贯通误差。
7质量保证措施
（1）施工前对要使用的测量控制点进行复测，确认无误后方可进行施工测量放样。
（2）进场材料必须经过检验合格后方可使用，严禁含泥量或含粉尘量过高的河砂、米石进入工程主体。
（3）喷射混凝土在搅拌站集中生产，采用自动计量系统，确保施工配合比准确。
（4）喷锚支护做到喷料随拌随用，喷射砼料存放时间不得超过30min。
喷射前清理岩面，厚度较大时分层喷射。
严格掌握水压、风压和喷射距离，作到厚度符合设计和安全要求，表面平顺。
（5）严格按照设计、技术交底所规定的参数进行支护，钢架施工时作到加工正确，间距、倾斜度和垂直度符合要求，钢架的底脚落在原状地层；接头板密贴，上齐连
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