天目山隧道开挖及支护施工专项方案1Word格式文档下载.docx
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4.贯彻执行国家和当地政府的方针政策、遵守法律法规、尊重当地的民风民俗。
5.重视生态环境，在施工期间及竣工通车后保证不发生水土流失，保证不破坏当地环境。
6.坚持项目法管理的原则。
通过与业主、监理工程师和设计部门的充分合作，综合运用人员、机械、物资、技术、资金和信息，实现质量和造价的最佳组合。
3、工程概况
3.1隧道工程概况
本工程为杭黄铁路第I合同段，其中三分部位于浙江省淳安县屏门乡徐家村，工程范围包括天目山隧道和徐家斜井，起讫里程为：
DK201+823～DK205+595，正线长度为3772m。
隧道设计为单洞双线隧道。
具体围岩类型统计见表3-1。
表3-1天目山隧道进口各级围岩统计表
序号
隧道
名称
起讫里程
长度
（m）
围岩分级长度（m）
备注
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1
天目山隧道
DK201+823～DK205+595
3772
1160
1685
630
297
3.2工程地质
3.2.1地形地貌
地形地貌：
隧道处于天目山山脉西南，地处剥蚀中低山区，山势陡峻，地势北高、南低、沟谷纵横、植被较发育、灌木杂草丛生，基岩多裸露。
隧道经过区域最高山峰的标高1135m，最大埋深约740米，自然山坡坡度一般10°
～70°
不等。
3.2.2地层岩性：
隧址区出露的地层岩性主要为寒武系下统荷塘组、震旦系上统皮园村组、震旦系上统蓝田组、震旦系上统雷公坞组。
洞身围岩主要以凝灰质含砾粉砂岩为主，局部为硅质岩、硅质泥岩、炭质泥岩和灰岩等。
3.3水文地质
3.3.1地表水
隧址区水系发育，新安江、富春江的支流遍布全测区，形成树枝状，网路状密集水系，小河、小溪均长年流水不断，季节性明显。
由于植被发育，山地基岩被松散土体覆盖，主要为薄层残坡积物覆盖，地表水相对较少。
地表水的径流方向为新安江、富春江。
3.3.2地下水
天目山隧道地下水类型主要为基岩裂隙水、构造裂隙水，不同的地貌单元其水文地质特各不相同。
其主要特征如下：
⑴基岩裂隙水：
基岩裂隙水分布不均，富水性差异很大，主要有以下类型：
由于隧道褶皱、区域断层发育，洞身岩体受其影响，节理、裂隙发育，为地下水的储存创造了良好条件，造成基岩裂隙水局部较发育。
⑵构造裂隙水
天目山隧道基岩裂隙水发育程度与所处构造部位有关，由于本隧道褶皱发育，各向斜成为良好的储水构造，基岩裂隙水较发育，背斜的核部由于岩石挤压破碎，为地下水储藏与经流创造了良好的条件，在褶皱的翼部地下水相对贫乏，分布于隧道范围的部分断层，导水性较好，成为褶皱各部位地下水与地表水联系的通道。
4、施工安排和分项工程施工进度计划
4.1施工安排
天目山隧道进口位于峡谷、山涧地段，交通仅有地方乡村道路可到达，交通极为不便，需要拓宽施工便道，材料、设备进场极为困难，施工高压线路需从较远的地方接入。
隧道地质条件较差，隧道口围岩以全～强风化硅质岩为主，宕渣可以利用率较低，前期工程材料紧缺。
进场后立即展开施工便道新修和扩建工作，快速完成开工前各项准备工作，将洞口浅埋段等不良地质地段施工为重点。
合理配置资源及安排施工顺序，各项资源快速充足组织进场，确保按时完成节点工期，满足正洞施工的节点工期目标。
4.2主要阶段工期安排
表4-2施工工期计划进度计划表
工程项目
起止日期
工期（月）
施工准备
2014.7.1～2014.8.1
2
路基工程
2014.8.2～2015.1.1
5
3
涵洞及通道工程
2014.8.20～2014.10.10
1.7
4
隧道工程
2014.8.2～2017.1.25
29.7
4.1
天目山隧道进口（1177m）
2014.8.2～2015.11.5
15.1
（1）
洞口工程
2014.8.2～2014.8.31
明洞及大管棚
（2）
开挖与支护
2014.9.1～2015.10.5
13.1
（3）
二次衬砌及其它
2014.10.1～2015.11.5
4.2
徐家斜井（437.87m）
2014.8.2～2015.2.6
6.1
2014.8.2～2014.10.20
2.6
2014.10.21～2015.1.6
2.5
2014.11.21～2015.2.6
4.3
徐家斜井承担天目山隧道进口正洞（2515m）
2015.1.7～2016.10.4
20.9
2015.1.7～2016.9.4
19.9
2015.2.7～2016.10.4
5.0
沉降观测及CPⅢ测量
2016.10.5～2017.4.5
6
6.0
无砟道床
2017.4.6～2017.5.24
1.6
5、支护施工工艺和方法
5.1支护参数及工艺
天目山隧道进口，依据图纸提供支护参数类型，天目山隧DK201+838-DK205+015段，有以下支护类型：
II级围岩IIa复合式衬砌断面、III级围岩IIIa复合式衬砌断面、III级围岩IIIc复合式衬砌断面、IV级围岩IVa复合式衬砌断面、IV级围岩IVb复合式衬砌断面、V级围岩Vb复合式衬砌断面。
初期支护施工工序流程为：
超前支护措施（超前小导管）→开挖后初喷混凝土→系统支护（锚杆、钢筋网、格栅钢架）施工→复喷混凝土至设计厚度。
各类衬砌类型的支护参数详见表5-1：
杭黄铁路站前Ⅰ标三分部隧道衬砌支护参
5.1.1各围岩级别支护参数
围岩级别
开挖工法
超前支护参数
钢架规格／间距
系统锚杆规格
喷砼厚度
Ⅱa
全断面
局部Ф25中空，2.5m／根，3根
拱墙5cm
Ⅲa
台阶／三台阶
拱部Ф25中空，3m／根，9根
拱墙12cm，拱部Ф6网片，25×
25
Ⅲb
130格栅，Φ20钢筋，1.2m／榀
拱墙18cm，拱部Ф6网片，25×
Ⅳa
三台阶
Ⅰ型超前小导管
160格栅，Φ22钢筋，1m／榀
拱墙，3.5m／根，中空7，砂浆6.67
拱墙25cm，仰拱10cm，Ф6网格
Ⅳb
Ⅰ／Ⅱ型超前小导管
Ⅰ18钢架，全环0.8m／榀
拱墙25cm，仰拱25cm，Ф6网格
8
Ⅴb
三台阶临时仰拱法／四步CD法
Ⅲ型超前小导管／洞口长管棚
Ⅰ20钢架，全环0.6m／榀
拱墙，4m／根，中空7，砂浆11
拱墙28cm，仰拱28cm，Ф6网格
5-1杭黄铁路站前Ⅰ标三分部隧道衬砌支护参
5.1.2超前小导管（锚杆）支护施工
隧道在施工Ⅳ级、Ⅴ级围岩地段时，由于围岩软弱破碎等，采用小导管（锚杆）超前支护，超前小导管分为I型、II型、III型，详见表5-2中各型号导管参数，超前小导管施工工艺图见图5-1。
Ⅰ型超前小导管工程数量（一环）
项目
加宽
每根长度
根数
总长
重量
水泥砂浆量（m³
）
（cm）
（根）
（kg）
Ⅳ级
一般地段
0～40
4.5
31
139.5
467.33
0.13
非绝缘下锚段
38
171
572.85
0.16
Ⅱ型超前小导管工程数量（一环）
注浆量（m³
砂土
粘土
破碎带
39
175.5
12.7
6.35
1.59
43
193.5
14
7.01
1.75
40
180
13.03
6.51
1.63
44
198
14.33
7.17
1.79
Ⅲ型Ф50超前小导管工程数量（一环）
加宽（cm）
每根长度（m）
根数（根）
总长（m）
重量（kg）
Ⅴ级
55
275
1512.5
11.2
5.6
1.4
（1）超前小导参数及大样图
I型小导管外径φ42mm、壁厚3.5mm的热轧无缝管管，钢管尾部1m以外部位钻10mm的孔，间距15cm呈梅花形布置，顶端做成20cm圆锥形，尾部焊上箍筋，钢管环向间距50cm，施工外插脚10-15°
，钢管顶入长度不小90%（4.05m），纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于100cm；
II型小导管外径φ42mm、壁厚3.5mm的热轧无缝管管，钢管尾部1m以外部位钻10mm的孔，间距15cm呈梅花形布置，顶端做成20cm圆锥形，尾部焊上箍筋，钢管环向间距40cm，施工外插脚10-15°
III型小导管外径φ50mm、壁厚5mm的热轧无缝管管；
钢管尾部1m以外部位钻10mm的孔，间距15cm呈梅花形布置，顶端做成20cm圆锥形，尾部焊上箍筋，钢管环向间距50cm，施工外插脚10-15°
，钢管顶入长度不小90%（4.5m），纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于100cm。
（2）小导管布置示意图
I、II、III型超前小导管布设范围均在拱部120°
范围，见下图超前小导管布置示意图，详细布设根数见上表5-2导管参数表。
I型小导管I-I剖面图
II型小导管I-I剖面图
III型小导管I-I剖面图
（3）施工技术要点
钢管采用超前小导管采用风钻钻孔，孔位钻设偏差不超过10cm，外插角5°
～10°
，与线路中线方向大致平行；
采用锤击或钻机将小导管从第一榀钢架中部（事先按要求割好孔）顶入，钢管顶入长度不小于管长的90％，小导管的纵向搭接长度不小于1.0m，采用高压风将孔内砂石吹出。
孔口周围采用水泥砂浆封堵，必要时在小导管附近及工作面上喷射混凝土。
每循环开挖长度应小于注浆长度1.0m左右，预留部分作为下一循环的止浆墙。
注浆孔孔位布置
洞外小导管加工
钻孔
清孔
注浆
导入小导管
结束
安止浆塞
注浆质量综合检查
浆液配制
格合
不合格
图5-1超前小导管施工工艺图
5.1.3砂浆锚杆施工
（1）钻孔
砂浆锚杆利用施工台架采用风钻施钻锚杆孔，先测量放样，测量组现场以红色油漆按照上表中设计间排距（环向*纵向）将孔位标注在岩面，锚杆钻进时尽可能垂直结构面打入，在锚杆孔深达到设计要求，锚杆孔位大于锚杆长度10cm后，利用吹管以高压风吹孔。
清空后再用风枪将锚杆送入孔内，并杆体位于孔位中央。
（2）注浆及垫板安装
安装锚杆并按配制M20砂浆，采用注浆机注浆；
采用浆液从锚孔口进浆，锚孔底出浆的注浆工艺，注浆时孔口压力为0.7～1.0MPa，达到压力时持续15min即可终止注浆，当强度达到一定强度后，进行锚垫板安装，垫板尺寸为15cm*15cm*6mm,垫板必须用螺帽紧固在岩面上，增强锚杆与喷混凝土的综合支护作用，锚杆尾端尽量焊接在拱架上，达到共同受力，注浆完成后，及时用水清洗注浆机及管路。
砂浆锚杆施工工艺框图见图5-2。
否
孔口处理
验收
固定锚杆
插入锚杆杆体
加工锚杆杆体
注浆准备
补孔
合格
测量定锚杆孔位
验孔
填塞砂浆或锚杆药
进行下道工序
图5-2砂浆锚杆施工工艺流程图
5.1.4中空注浆锚杆施工
中空锚杆施工用施工台架采用风钻施钻锚杆孔，先测量放样，测量组现场以红色油漆按照上表中设计间排距（环向*纵向）将孔位标注在岩面，锚杆钻进时尽可能垂直结构面打入，杆体插入锚杆孔时，保持位置居中，锚杆杆体露出混凝土面不大于喷层厚度，然后复喷至设计图标示厚度。
有水地段先引出孔内的水或在附近另行钻孔再安装锚杆。
（2）注浆
采用注浆机注浆，注浆压力为1.0Mpa～1.5Mpa，一般按单管达到设计图标示注浆量作为结束标准。
当注浆压力达到终压不少于20min，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆。
注浆结束后，将管口封堵，以防浆液倒流管外。
锚杆垫板与孔口混凝土密贴，并随时检查锚杆头的变形情况，紧固垫板螺帽。
中空注浆锚杆施工工艺框图见图5-3。
图5-3中空注浆锚杆施工工艺流程图
5.1.5钢筋网铺设
钢筋网片采用φ6钢筋制作，网格间距III级围岩采用25cm*25cm，IV、V级围岩采用20cm*20cm，钢筋须经试验合格，使用前必须除锈，在洞外分片制作，安装时搭接长度不小于一个网格。
人工铺设贴近岩面，与锚杆和钢架绑扎连接（或点焊焊接）牢固。
钢筋网和钢架绑扎时，绑在靠近岩面一侧，确保整体结构受力平衡。
喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和控制风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。
5.1.6钢拱架、格栅拱架施工
（1）钢拱架加工制作
钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作，制作时严格按设计图纸进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节两端均焊连接板（为增加焊接强度，工字钢与连接板焊接时两侧需增加三角块焊接），节点间通过连接板用螺栓连接牢靠，加工后必须进行试拼检查，严禁不合格品进场。
（2）钢拱架安装
钢架按设计要求安装，安装尺寸允许偏差：
横向和高程为±
5cm，垂直度±
2度。
钢架的下端设在稳固的地层上，拱脚高度低于上部开挖底线以下15～20cm，拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块，安装后利用锁脚锚杆定位。
超挖较大时，拱背喷填同级混凝土，以使支护与围岩密贴，控制变形。
两排钢架间用连接钢筋纵向连接牢固，以便形成整体受力结构。
（3）纵向连接钢筋统计表及示意图
纵向连接钢筋采用φ22螺纹钢筋，要求斜八字布设，依据围岩级别，布设间距及连接钢筋尺寸各不相同，详见下表：
5-4纵向连接钢筋统计表，5-4八字钢筋布置示意图.
5-4纵向连接钢筋统计表
围岩类型
钢架间距
八字筋规格
八字筋间距
钢架类型
（mm）
宽边（cm）
中间（cm）
窄边（cm）
120
Ф20
161.2
100
38.8
格栅130
Ф22
157.7
42.3
格栅160
80
146.2
53.8
Ⅰ18钢架
60
133.2
66.8
Ⅰ20a工字钢
（4）八字钢筋布置示意图
图5-4纵向连接筋示意图
连接钢筋加工
拱架拼装
检查
查
拱架架立
测量定位
断面检查
欠挖处理
洞外拱架加工，检查，倒运
焊接纵向连接筋
喷混凝土
返 工
初喷混凝土
（5）拱架施工工艺流程图如下5-5钢拱架施工工艺框图
图5-5钢拱架施工工艺框图
5.1.7锁脚锚管
锁脚锚管为φ50mm无缝钢管，锁脚锚管长4.5m,壁厚3.5mm，加工厂集中生产，见下图5-6锁脚锚管大样图：
图5-6锁脚锚管大样图
按照支护类型的不同，锁脚锚管布设数量不同，锁脚锚管均布设在拱架单元接头处上50cm，锁脚锚管与水平线夹角分别为10°
、20°
，每处两根对称设置，施工完成后进行注浆，水灰比1:
1水泥砂浆，要求注浆饱满，增注浆阀；
锁脚锚管施工完成后加U型卡焊接加固，焊缝要求饱满，不低于14mm，见示意图5-7锁脚布设示意图。
图5-7锁脚布设示意图
5.1.8喷射混凝土
（1）施工方法
喷射混凝土采用湿喷机，混凝土拌料由洞外拌和站集中拌合，并按设计加入减水剂，混凝土罐车运到工作面。
喷射混凝土前，用水或高压风进行清洗。
喷射时先补平喷顺坑洼低凹处，然后分段、分部、分块、分层进行喷射砼作业，并按初喷、复喷分两次进行。
应在前一层终凝后且锚杆、钢筋网、等安装完后才进行复喷至设计厚度。
网喷砼时，钢筋在加工场地加工按设计规格焊接成网片，运至现场后进行拼接，以加快施工速度。
（2）质量标准
①混凝土喷射施工时应分段、分片，由下而上，依次进行。
混合料应随拌随喷，喷层厚度符合设计要求。
②采用湿喷方式的喷射混凝土拌合物的塌落度为80-130mm。
③喷射混凝土拌制前，应测定砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合比调整材料用量，提出施工配合比。
④喷射混凝土原材料每盘称量的偏差应符合：
水泥允许偏差±
1%；
粗、细骨料±
2%；
水、外加剂±
1%。
⑤喷射混凝土表面应平顺，无裂缝及掉渣现象，锚杆头及钢筋无外露。
（3）质量控制措施
①原材料计量要准确，杂质含量不超标，砂、石料、水泥、水的计量误差≯2%，速凝剂、纤维等外加剂的计量≯0.5%。
②设置控制喷混凝土厚度的标志。
喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸。
③搅拌站拌制混凝土。
④用高压水冲洗受喷面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面。
⑤机械手操作人员直接关系到湿喷砼的质量，应由经验足、技术熟的喷手操作，喷头与受喷面的距离在0.6～1.8m之间。
喷射时，喷头作顺时针方向旋转（转动半径15～20㎝），一圈压半圈，纵向蛇行进行。
⑥液态速凝剂由自动计量掺入设备在喷嘴处掺入。
⑦湿喷砼终凝后2h开始养护，保持表面为湿润状态，可选用喷雾湿润或盖薄膜法养护。
⑧回弹料不能重新作为湿喷砼原材料，喷射后及时清运。
⑨预防堵管：
严格筛选骨料；
严格控制水灰比；
保证风压正常；
保持管路顺直；
每次作业完成或中间长时间停止作业，均要用水清洗机具设备，防止凝固。
⑩掉块的处理：
除了减小一次喷层厚度以外，还要检查风压、配合比尤其是速凝剂掺量、水灰比是否正常。
前期准备
施喷面的清理
计量配料
拌合
砂、石、水泥、水、
外加剂、纤维素
混凝土搅拌站
装运喷料
现场喷射砼
综合检查
结束
加速凝剂
混凝土喷射机
补喷混凝土
⑾喷射混凝土应严格控制喷层厚度，其平均厚度应90%以上不小于设计值。
喷砼表面必须平整，圆顺，具体工艺流程见图5-8。
图5-8湿喷混凝土工艺框图
6、工程质量目标及保证措施
6.1质量方针和质量目标
6.1.1质量方针
公司质量方针为：
至精、至诚、更优、更新。
6.1.2质量目标
确保全部工程达到国家、交通部现行工程质量验收标准，工程一次验收合格率100%，优良率90%以上。
隧道工程达到不渗不漏，满足全线创优规划的要求。
做到开工必优，一次成优。
6.2工程质量保证措施
6.2.1质量控制机构
项目经理部成立质量管理领导小组，由项目经理任组长，成员由项目经理部总工程师、质检工程师、试验工程师、作业队队长、主管工程师、质检员、试验员等组成。
质量管理领导小组的主要职责：
按照公司质量要求，组织实施，监督检查和处理施工中存在的质量方面的问题，定期组织检查，决定奖罚，领导小组成员按质量计划分担具体工作，各司其职，并承担责任。
质量控制机构见图6-1《质量控制机构框图》。
6.2.2质量检测及控制程序
质量检测及控制程序见图6-2《质量检测及控制程序框图》。
6.2.3质量保证措施
⑴开工前认真熟悉设计文件，编制实施性施工组织设计，计算出隧道各主要部位的标高，上报监理工程师审核后，作为施工测量的依据。
⑵进洞前对导线网进行复测，与设计不符时及时向监理工程师报告。
⑶喷射砼厚度、锚杆方向、长度符合设计要求及《铁路隧道施工质量验收标准》。
⑷喷射砼前，检查开挖断面尺寸、清除杂物和松动岩体。
用高压风、高压水清洗受喷面，喷射作业分段、分片、分块、分层自下而上进行，喷射砼紧跟开挖工作面。
⑸洞口岩层破碎带地段的质量保证措施:
①注浆施工人员必须经过专门培训，实行岗位责任制，严格按配合比计量，确保注浆质量。
②施工前根据设计文件提供的地质资料，作好不良地质地段的爆破试验，及时修正钻爆参数，提高爆破效果。
软弱围岩地段，坚持“弱爆破、短进尺、多循环”的施工原则，严格控制装药量，减少爆破对围岩的扰动，确保结构稳定和施工安全。
③加强初期支护，防止隧道坍方，仰拱超前，衬砌适时紧跟，保证隧道结构强度。
④精密合理地布设监控量测点，使用先进的量测方法，采用自动数据处理系统，处理分析量测结果，及时反馈，指导施工，调整支护参数。
⑤实行质量责任制，逐级落实到工班，责任到人。
把工程质量和职工的奖金、评先等紧密挂钩，奖罚分明，增强工人的责任感。
图6-1质量控制机构框图
质检工
程师
队级质检员
专职质检员
班组质检员
分部经理
工程部部长
副经理
总工程师
设备物资部部长
中心试验室主任
安质部部长
经理部质量管理小组
施工技术组组长
升级会员 