xx铁路隧道初期支护专项方案设计隧道施工组织专项施工方案Word下载.docx
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位于xx市xx县xx村北侧高大山坡中。
洞内采用无轨运输，双车道断面。
地层岩性、地质、水文条件
地层岩性
根据现场调绘及工程地质勘查揭示，隧址区地层的主要岩性如下：
第四系全新统坡积层
第四系全新统冲积层
寒武系中统张夏组
寒武系中统
寒武系下统毛庄组
寒武系下统馒头组第二段
太古界泰山群太平顶组花岗岩
地质条件
整个隧址区在大地构造单元上属鲁西台背斜，其基底由泰山群花岗岩构成，寒武系盖层发育，大部分呈倾角平缓的单斜构造覆于基底，寒武系地层较连续，局部以断层接触，寒武系地层与太古界花岗岩基底呈角度不整合接触，且穿越花岗岩、灰岩和灰岩夹页岩。
灰岩区岩溶具有不发育至发育，对工程的影响程度较大，特别是隧道应考虑岩溶水突水问题。
部分地段存在岩溶问题。
水文地质
本隧道进口有xx的冲沟，向北汇入xx水库；
出口xx河，水深1.2~1.5m水面宽20~30m左右；
斜井位于隧道中部，其浅埋段有发源于xx峪的冲沟，雨季水量较大。
隧道部分地段断裂构造较发育，且规模大，延伸远，断裂构造带水文地质条件复杂，补给源远、水量大，对隧道工程有一定影响。
隧道洞身穿越地层地下水较发育，部分隧道洞身沿断裂带岩溶发育，地下水富集，施工存在突水突泥、围岩坍塌等风险。
围岩级别及工程数量
围岩级别
隧道围岩等级包括Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级。
Ⅱ级围岩采用全断面法施工，Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖施工，深埋Ⅴ级围岩采用采用三台阶法施工，断层破碎带Ⅴ级围岩段采用三台阶临时仰拱法施工。
斜井Ⅲ级围岩采用全断面法施工，Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖施工。
全隧道均采用复合式衬砌。
复合式衬砌由初期支护，防水隔离层与二次衬砌组成，Ⅲ～Ⅴ级围岩采用曲墙加仰拱结构形式。
xxx隧道Ⅱ级围岩长xxm,Ⅲ级围岩长xxm，Ⅳ级围岩长xxm，Ⅴ级围岩长xxm。
重难点工程
本隧道在DKxxxxx…….580附近处分别存在F1~F7断层，隧道埋深浅，隧道施工可能引起地下水位下降或地下水位流失，为本隧道的重难点工程。
此外隧道出口DKxx~DK1xx段下穿公路，施工情况复杂，施工难度较大。
隧道穿越灰岩，溶蚀现象较发育，局部可能发育有中小型溶洞。
施工时应根据超前地质预报结果做好相应的措施，避免出现突水、突泥的事故。
第二章洞口段施工
洞口段施工时避开雨季，施工前先做好洞顶截水沟，然后自上而下分层逐段拉槽开挖，并按照设计逐层进行边仰坡防护。
施工时根据现场实际地质、水文、地形等诸多因素，遵循早进洞原则，综合选定洞口端开挖进洞方法和边仰坡防护措施，严禁对山体大刷大挖，开挖过程中应加强坡面稳定监测,保证边坡稳定和施工安全。
地表水拦截和预加固
洞口开挖前，先施作洞顶截、排水沟，完善临时排水系统，使开挖面不积水、排水顺畅。
对于围岩稳定性差、滑坡、浅埋或偏压地段应先采取预加固措施进行加固处理。
根据测量放线，采用挖掘机进行自上而下分层逐段拉槽施工，局部岩石采用钻孔松动爆破，装载机装碴，自卸车配合运输。
开挖时，边、仰坡要一次开挖到位，边挖边刷，为边、仰坡及时防护创造好条件。
仰坡开挖采用上半断面小切口开挖，确保安全进洞及仰坡的稳定，施工时遵循“少刷坡、少扰动、强支护”的原则。
根据设计及现场地质情况，每开挖一个台阶要及时对边、仰坡进行防护处理，以防坍塌或滑坡。
在施工过程中在边坡顶部设置监测点，监测点布置必须符合要求，及时反馈边坡稳定信息，根据反馈信息必要时要加强边坡支护措施。
根据设计和具体围岩情况，当仰坡开挖至拱架安装位置时，测量放线，开挖改为人工开挖风镐辅助的方式进行，开挖完成后进行暗洞超前支护
斜井、进、出口超前支护进洞
待边仰坡防护、洞外截水沟及其他施工准备完成后，xxx隧道进口拟从DKxx处施工大管棚并由此处进洞，管棚长20米，覆盖DKxx～DKxx处15米围岩破碎地带，并完成注浆。
采用φ108大管棚，壁厚6mm,间距40cm。
斜井口采用10m双排超前小导管进洞。
xxx隧道出口拟从DKxx处施做大管棚并由此处进洞，管棚采用φ108大管棚，壁厚6mm,间距40cm，长40米，覆盖DKxx～DKxx处37米围岩破碎地带，降低风险。
斜井超前双排注浆小导管
xxx隧道斜井口XJDK0+000～XJDK0xxx段设计为Ⅴ级围岩，斜井口超前支护拟采用双排小导管注浆，进洞后采用单排小导管注浆超前支护。
主要设计参数如下：
钢材规格：
φ42×
3.5mm；
管长：
4.5m；
管距及根数：
单双排小导管环向间距均为40cm；
双排小导管梅花形布置，竖向间距为40cm；
注浆采用单液浆，水泥水灰比1:
1；
注浆压力：
0.5~2.0MPa。
将钢管加工成钢花管，钢管顶部切割加工成尖梭状，使钢管更容易插入孔内，顶管完成后尾段焊接闸阀，闸阀口与注浆管连接。
在钻好的孔内插入加工合格的钢花管，开动钻机，利用钻机的冲击力将钢花管顶入围岩中，然后检查导管内有无充填物，用高压风吹出，用塑胶泥（525水泥+水玻璃拌合）封堵导管周围，导管外露20cm，用以连接注将管路。
小导管延隧道开挖轮廓线布置，施工时外插角5~10°
，钢管顶进钻孔长度≥95%管长。
小导管在钢拱架拱部120°
范围内施设，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于1m。
顶管至设计孔深后，将孔口用水泥+水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。
孔口在安装钢拱架后与拱架焊接在一起。
注浆采用UB-3注浆机，加工拌和水泥浆后注浆，注浆压力应达到1.0MPa且注浆量也达到设计时，即可停止注浆。
发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口,也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵,直至不再串浆时再继续注浆。
小导管超前支护施工工艺流程图3，双排小导管布置如图2-2-2。
图2-2-2小导管超前支护施工工艺流程图
Ⅰ-Ⅰ
图2-2-3双排小导管超前支护布置图
进、出口超前大管棚
超前大管棚支护
xxx隧道进出口拟采用超前大管棚进洞施工，进口管棚施作长度为20m（DKxx～DKxx），出口管棚施作长度为40m（DK1xx～DK1xx），管棚设置要求如图2-2-4，洞口大管棚施工工艺如图2-2-5。
图2-2-4洞口段大管棚布置图
图2-2-5洞口大管棚施工工艺流程图
平台设置
在隧道仰坡开挖至拱顶位置时，先标出隧道中心线及拱顶标高，开挖预留核心土，作为施工套拱和管棚施钻的工作平台。
工作平台宽度宜为2.5m，高度宜为2.0m，平台两侧宽度宜为1.5m。
钻孔和安装管棚
配备管棚跟管钻机，以保证成孔率，防止塌孔。
钻孔前先检查钻机各部位运转是否正常。
洞口土体钻孔时最好采用干钻，防止影响边破稳定。
管棚应按设计位置施工，钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔便顶进一根长钢管。
拱部管棚施工前必须架设拱部管棚施工平台，管棚施作时应先钻设有孔钢花管，注浆后再钻设无孔钢管，无孔钢管可用来检查注浆质量。
为保证钻孔方向准确，应运用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度。
钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm，钢管接头错开不小于1m。
各钻孔应做好施工记录。
注浆
注浆机械：
每个管棚工作面配备UB-3型高压双液注浆泵1台、UB-3水泥注浆泵2台。
灌注浆液：
注浆前应进行现场注浆实验，根据实际情况调整注浆参数，取得钢管棚注浆施工经验。
注浆前先检查管路和机械状况,确认正常后做压浆试验,确定合理的注浆参数,据以施工。
注浆压力初压宜控制在0.5～1.0MPa为宜，终压宜控制在2.0MPa。
注浆过程中随时检查孔口、邻孔、河沟、覆盖较薄部位有无串浆现象,如发现串浆,立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口,也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵,直至不再串浆时再继续注浆。
如水泥浆压力突然升高,可能发生堵管,应停机检查;
如水泥浆压力长时间不升高，应调整为双浆液注浆,缩短凝胶时间或进行小量低压力注浆或间歇式注浆,使浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝结,但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间,才能避免产生注浆不饱满。
第三章初期支护施工
初期支护是新奥法施工的核心和关键，初期支护施做应及时可靠，以避免坍塌，确保施工安全。
本隧道围岩等级包括Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，隧道正洞各级围岩的支护参数见表3-0-1。
各级围岩支护参数表3-0-1
预留变形量
初期支护
喷混凝土
锚杆
纵向φ6、环向φ8钢筋网
钢架
厚度
位置
长度
环×
纵
间距
cm
m
Ⅱ
0～2
5
拱墙
局部
2.5
1.5×
1.5
/
Ⅲ
2～4
10
25
Ⅳ
4～6
18/10
拱墙/仰拱
3.0
1.2×
1.2
格栅
Ⅴ
6～8
23
全断面
3.5
1.0
20
格栅全断面
Ⅴ加强
工字钢全断面
0.75
隧道开挖后，首先立即初喷3～5cm厚的混凝土，以尽早封闭岩面，防止表层剥落。
待出碴完毕再按设计要求施作锚、网、钢拱架联合支护，并喷射混凝土至设计厚度。
初期支护工艺流程如图3-0-1。
图3-0-1隧道初期支护施工工艺流程图
砂浆锚杆
控制要点及验收标准
控制要点：
1．锚杆用钢筋进场时，必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验。
2．半成品、成品锚杆的类型、规格、性能等应符合设计要求和国家、行业有关技术标准的规定。
3．锚杆安装的数量必须符合设计要求。
4．砂浆锚杆采用的砂浆强度等级、配合比应符合设计要求。
验收标准：
1．锚杆孔应保持直线，一般情况下应保持与隧道衬砌法线方向垂直。
当隧道内岩层结构面出露明显时，锚杆孔宜与岩层主要结构面垂直，锚杆垫板应与基面密贴。
2．锚杆安装允许偏差应符合下列规定：
（1）锚杆孔距允许偏差为±
150mm；
（2）锚杆孔深允许偏差为±
50mm。
3．锚杆用钢筋应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。
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