隧道浅埋段施工专项施工方案.doc

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新建铁路云桂线（云南段）站前工程Ⅰ标段**隧道1#横洞浅埋段专项施工方案

目录

1.工程概况 3

1.1工程简介 3

1.2主要技术标准 3

1.3工程地质 3

1.4水文地质 4

1.5气象特征 4

1.6地震动参数 4

1.7浅埋段设计参数 4

2.浅埋段总体施工方案 5

3.浅埋段施工方法 5

3.1浅埋段施工要点 5

3.2浅埋段施工准备 5

3.3洞外地表处理 6

3.4监控量测 6

3.5超前地质预报 8

3.6超前支护 9

3.7开挖及初期支护 13

4.资源配置 18

4.1人员配置 18

4.2设备配置 18

5．施工环保措施 21

6．安全防范措施 21

7.应急救援预案 23

7.1建立应急处理机制 23

7.2建立应急处理机制 25

7.3成立现场急救小组 25

7.4应急救援程序 26

中国中铁集团有限公司云桂铁路云南段项目经理部三分部26

**隧道1#横洞工点浅埋段专项施工方案

1.工程概况

1.1工程简介

**铁路**隧道设计为客货共线双线隧道（开行双层集装箱），隧道起止里程D4K339+026～D4K352+651，全长13625m。

隧道一般埋深100～400m,最大埋深455m，隧道于D4K342+620～+645及D4K343+095～+150为浅埋段，最小埋深拱顶以上约10m，此两段塌方初始风险为“高”。

1.2主要技术标准

主要技术标准见表1-1。

表1-1主要技术标准表

序号

项目

技术标准

备注

1

线路等级

Ⅰ级

2

正线数目

双线

3

限制坡度

9‰，加力坡18.5‰

4

路段旅客列车设计行车速度

200km/h预留250km/h

5

最小曲线半径

一般地段5500m，困难地段4500m

6

牵引种类

电力

7

机车类型

客机动力组SS7E，货机HXD型

8

牵引质量

4000t

9

到发线有效长度

880m

10

闭塞方式

自动闭塞

11

建筑界限

满足开行双层集装箱列车要求

1.3工程地质

隧道岩性为辉绿岩，灰、深灰色，风化后为灰褐、褐黄色，中粒～粗粒钛辉辉长辉绿岩，具典型嵌晶含长结构，条块状构造。

1.4水文地质

隧道区属珠江水系，地表水主要为河沟水，均属普厅河直流或支沟水系，主要有里呼和、那农河及莫勺河，主沟Q=100～600L/s，支沟Q=20～60L/s。

隧道洞身上常年流水河沟主要为D4K348+157附近的那农河和D4K343+112的沟谷，这些沟槽一般都有水流，受上游地下水和大气降水补给，雨季水量较大。

D4K342+340～D4K343+180段正常涌水量为1038.5m³/h。

1.5气象特征

**县年平均气温为19.5℃，极端最高气温为39.5℃，极端最低气温为－3.7℃。

年平均风速为1.3m/s，最大风速为17m/s。

年平均降雨量为1156.6mm，最大一日雨量为172.2mm。

年平均蒸发量为1611.6mm。

年雾日数为28.5天。

最大积雪深10cm。

霜、冻期平均为24.4天。

年平均雷暴日数为62.3天。

相对湿度为79%。

1.6地震动参数

地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。

1.7浅埋段设计参数

表1-2浅埋段设计参数表

里程

长度（m）

设计开挖方法

衬砌类型

加强支护参数

地质情况

D4K342+620～+645

25

大拱脚台阶法

V级B型复合

全环I20b型钢钢架间距0.6m，拱部设一环Ф108大管棚，环向间距0.4m，每环39根，每根长30m

辉绿岩，灰、深灰色，风化后为灰褐、褐黄色，中粒～粗粒钛辉辉长辉绿岩，具典型嵌晶含长结构，条块状构造，正常涌水量1038.5m3/d

D4K343+095～+150

55

大拱脚台阶法

V级B型复合

全环I20b型钢钢架间距0.6m，拱部设一环Ф60中管棚，环向间距0.4m，每6m一环，每环38根，每根长8m

2.浅埋段总体施工方案

隧道浅埋段里程为D4K342+620～+645、D4K343+095～+150，浅埋段施工前先将洞顶冲沟清理排水畅通后，才能进行暗洞施工。

浅埋段洞内开挖先按要求做好超前地质预报，施作Ф108大管棚或Ф60中管棚超前支护，同时根据地质预报结果和地质条件，确定采用大拱脚台阶法或三台阶七步法进行开挖，支护按V级B型复合衬砌参数及全环I20b型钢钢架加强支护施作，并及时施作二衬封闭成环。

3.浅埋段施工方法

3.1浅埋段施工要点

（1）浅埋段隧道施工中对开挖方案的选择尤为重要，做到“管超前，严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”，其中监控量测是一项必不可少的工作环节，通过对监测数据的及时分析，判断围岩及初期支护的变形情况，合理指导施工安全。

（2）浅埋段施工的防治先从工程地质入手，了解围岩结构力学变化规律和自承能力的特点，采取超前加固措施，提高岩体本身结构承载能力和控制其变形，对初期支护进行加强，对受力结构进行完善，确保变形量在可控范围之内。

（3）雨季施工对浅埋段隧道施工影响很大。

围岩层间充水逐步松散软化，扩大松弛圈，造成支护体系破坏，同时孔隙水压力对初期支护产生新的附加压力，严重影响隧道施工安全，尽量避免在雨季施工浅埋段，或者通过对在浅埋段的地表水进行引排，绕开浅埋段再进行施工。

3.2浅埋段施工准备

在施工前由分部总工组织技术人员及各级管理人员对浅埋段原地物、地貌以及裸露岩体进行实地踏勘，勘查结果与设计图纸进行对比，澄清有关技术问题。

组织测量组对该浅埋段进行地形测绘，绘制地形图，并对参加的施工人员进行技术交底和培训。

3.3洞外地表处理

（1）对埋深段地表河沟进行清理，保证河沟排水畅通。

为保持自然环境和生态平衡，尽可能减少对地表植被的破坏。

（2）尽可能避开雨季施工该浅埋段，根据地表实际情况，有必要时可将地表水进行引排，绕开该浅埋段后再进行施工。

3.4监控量测

4.4.1地表沉降量测

隧道浅埋段通常处于埋深较浅、围岩破碎、自稳时间短、固结程度低的地层，施工方法不妥极易发生冒顶塌方或地表沉陷，危及施工安全。

因此，这项量测工作在浅埋段施工十分重要，其量测数据是确认围岩的稳定性、判断支护效果、指导施工工序、预防浅埋段崩塌、保证施工质量和安全的最基本的资料。

地表下沉采用水准仪、塔尺量测。

测试精度为1mm。

并且要求地表下沉量测必须在隧道开挖之前进行。

地表观测点和隧道内监测点布置在同一里程断面。

地表沉降观测点纵向间距应符合表4-1要求。

表4-1地表沉降测点纵向间距

隧道埋深与开挖宽度

纵向测点间距（m）

2B＜H0＜2.5B

20～50

B＜H0≤2B

10～20

H0≤B

5～10

注：

H0为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。

地表沉降测点横向间距为2～5m。

在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于Ho+B，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。

其测点布置如图4-1所示。

图4-1地表下沉测点布置图

测点按普通水准点埋设，每断面施设11个测点，监测范围在隧道开挖影响范围以外。

地表下沉量测在开挖面前方隧道埋置深度与隧道开挖高度之和处开始，直到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。

地表下沉量测频率根据表4-2确定。

4.2.2.2净空变化量测

（1）监测断面间距

净空变化量测包括周边收敛和拱顶下沉，采用全站仪无尺量测。

根据铁道部文件铁建设[2010]120号《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》，隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距：

Ⅳ级围岩不得大于10m，Ⅴ级围岩不得大于5m。

故两段浅埋段Ⅴ级围岩按5m间距设置拱顶下沉和净空变化的量测断面。

（2）量测频率

一般情况下，考虑测线位移速率、距工作面距离，按下表3-2取值确定量测频率。

当地质条件变差或量测值出现异常，量测频率加大，必要时每2～5小时量测一次。

当变形稳定时，可适当降低量测频率。

当同一断面内各测线变形速度不同时，以产生最大变形速度的测线确定全断面的量测频率。

表4-2量测频率控制表

位移速度（mm/d）

监测断面距开挖面距离（m）

监控量测频率

≥5

（0～1）B

2次/d

1～5

（1～2）B

1次/d

0.5～1

（2～5）B

1次/2～3d

0.2～0.5

1次/3d

＜0.2

＞5B

1次/7d

注：

B为隧道宽度

（3）测线布置

测线布置和数量与地质条件、开挖方法、位移速度有关。

根据采用大拱脚台阶法或三台阶七步法施工的实际情况，测线布置如图4-2：

图4-2监控量测测线布置图

3.5超前地质预报

根据施工图浅埋段塌方的初始风险为“高”，超前地质预报D4K342+620～+645采取的预报手段类型为WT-2和ZT-4，D4K343+095～+150采取类型为WT-1和ZT-2，按此要求施作，掌握前方地质的接触带位置、地下水赋存情况、岩体破碎程度等，指导下一步采取的开挖方法和支护参数是否需要调整。

3.6超前支护

D4K342+620～+645超前支护采用拱部设一环Ф108大管棚，环向间距0.4m，每环39根，每根长30m；D4K343+095～+150超前支护拱部设一环Ф60中管棚，环向间距0.4m，每6m一环，每环38根，每根长8m。

（1）管棚设计参数

①导管规格：

大管棚Ф108，壁厚6mm；中管棚Ф60，壁厚5mm，

采用热轧无缝钢管；

②管距：

环向间距40cm；

③倾角：

外插角1°～3°为宜，可根据实际情况作调整；

④注浆材料：

M20水泥浆或水泥砂浆；

⑤设置范围：

拱部120°范围；

⑥管棚单根长度：

大管棚长30m，中管长8m

⑦管棚数量：

大管棚39根/环，中管棚38根/环

（2）管棚施工工艺

管棚施工主要工序有施作套拱；搭钻孔平台、安装钻机；钻孔；清孔、验孔；安装管棚钢管；注浆。

工序技术要求高，工艺复杂，施工工艺详见下图4-3。

图4-3管棚施工工艺流程图

1）扩挖管棚工作室

由于管棚是在洞内施作，为保证管棚施工的空间，需要开辟管棚工作室。

按单节导管长6米，钻机机身及主动钻杆共2.0m，则工作室的长度应为8m，扩挖较设计设计断面大58cm（见下图4-3）：

因两段浅埋地段均为反坡施工，线路坡度15.5‰，因此在扩挖工作室后，管棚的外插角度宜平缓，控制在1°以内或水平即可。

图4-4管棚工作室施工示意图

2）施作导向管

工作室开挖、支护完成后，继续向前开挖2榀比设计断面大25cm左右的断面，尽快初喷，封闭掌子面，厚度4cm，形成止浆墙，架设钢架，采用全站仪以极坐标法放样法，在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角；用前后差距法设定导向管的外插角，将导向管焊接在钢架上。

导向管与钢架高差可通过钢垫板实现调节。

焊接应牢固，使钢架与导向管形成整体，并迅速喷射混凝土形成套拱。

大管棚导向管长度1m，采用外径146mm、壁厚5mm热扎无缝钢管。

3）搭钻孔平台安装钻机

①钻机平台可用方木或钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，钻孔由钻机从低孔位向高孔位进行。

②平台支撑要着实地，连接要牢固、稳定。

防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。

③钻机定位：

钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定

钻机位置。

用全站仪、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相吻合。

4）钻孔

①为了便于安