大跨度黄土隧道双侧壁导洞法.docx
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大跨度黄土隧道双侧壁导洞法
新建铁路西安至宝鸡客运专线
小村隧道大跨度黄土隧道双侧壁导洞法
施工作业指导书
中交二航局西宝客专指挥部
二0一一年十二月·西安
目录
1适用范围2
2设计概况及编制依据2
3验收标准3
4作业准备3
5技术要求4
6施工程序与工艺流程4
6.1施工程序4
6.2施工工艺流程6
7施工要求7
8劳动组织7
9材料要求8
10机械设备配置10
11质量控制及检验11
11.1质量控制11
11.2质量检验11
12安全及环水保要求12
12.1安全要求12
12.2环水保要求12
1适用范围
适用于新建铁路西安至宝鸡客运专线小村隧道中洞口及Ⅴ级围岩段的施工。
2设计概况及编制依据
2.1设计概况
2.1.1工程概况
小村隧道，位于陕西省宝鸡市陈仓区，渭河南岸三级阶地，属秦岭山前黄土塬区；从310国道小村附近山坡进洞，下穿唐家塬，从马尾河右侧山坡出洞，隧道起讫里程DK627+747～DK628+650，全长903m，其中明挖52m,IV级围岩300m，V级围岩551m。
最小埋深为16.0m最大埋深为46.0m，为双线黄土浅埋隧道；隧道位于R-8000m圆曲线上，洞内纵坡为11‰和3‰的人字坡。
隧道主体结构采用曲墙带仰拱复合式衬砌，衬砌采用C35钢筋混凝土结构。
隧道初期支护由钢拱架，钢筋网、锚杆和喷射混凝土组成。
隧道进口采用台阶式洞门，设置有20m明洞，洞口段基础采用φ125cm钻孔桩加固地层，并设置钢筋混凝土承台。
隧道出口采用斜切式洞门，设置有32m缓冲结构。
洞口边仰坡采用拱形骨架护坡，拱形骨架的上缘设排水槽，在拱形骨架内植草绿化。
2.1.2工程地质
隧道通过地层为第四系上更新统风积黏质黄土及黏质黄土（古土壤），下部为第四系中更新统风积黏质黄土夹黏质黄土（古土壤），底部为中更新统冲积砂砂及圆砾土等。
无断裂构造。
2.1.3水文地质
隧道通过地段内地表水及地下水均不发育。
2.1.4方案设计
1施做两侧拱部超前支护，开挖两侧上台阶，及时施做初期支护及临时支护，打设拱脚锁脚锚管并架设横撑。
2继续向下开挖两侧土体，施做初期支护及临时支护，打设墙脚锁脚锚管并架设横撑。
3打设中部拱部超前支护，开挖中部上台阶土体，施做拱部初期支护。
4继续向下开挖中部土体，架设横撑。
5向下开挖两侧剩余土体，施做初期支护后拆除两侧底部横撑。
6向下开挖中部剩余土体，封闭初期支护结构拆除底部剩余横撑。
7拆除部分临时支护，先施做仰拱二衬，然后施工隧底填充。
8拆除剩余临时支护及横撑，施做拱部二衬，封闭结构，最后施工洞内剩余附属结构。
9隧道施工应坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
10开挖方式均采用小型开挖机具配合人工开挖。
11工序变化处之钢架（或临时钢架）应设锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。
12横向临时钢支撑可根据监控量测结果和考虑施工的便捷性,可适当调整其位置。
13临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后，方可进行。
14施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据
2.2编制依据
2.2.1《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设[2010]241号
2.2.2《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）
2.2.3《小村隧道设计图》（西宝客专施遂1）
2.2.4《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）
2.2.5《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设[2010]241号
3验收标准
3.1隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
3.2隧道开挖断面净空必须符合合计要求。
隧道开挖必须严格控制超欠挖。
3.3隧道开挖进尺必须符合设计要求。
3.4隧底、仰拱开挖进尺必须符合设计要求。
3.5弃渣场的挡护结构、坡面防护形式及排水沟、截水沟的结构形式必须符合设计要求。
3.6弃渣场防护工程所用的材料质量应符合设计要求。
3.7排水沟、截水沟排水顺畅，无淤积阻塞。
4作业准备
4.1技术准备
4.1.1岗前培训组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。
对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
对施工及操作人员进行岗前培训。
4.1.2技术交底施工前必须进行技术交底，实行三级交底制度。
4.1.3制定应急预案针对突发状况及紧急情况下的应急预案。
4.1.4监控量测结果分析对将要进行二衬的段落进行监控量测数据结果分析，消除可能产生的不利因素。
利用分析结果指导施工。
4.1.5对初支进行检查和复核（中线、高程、断面尺寸、净空等）
4.2开工之后首先修筑临时施工便道，架设施工供电线路，铺设供水管道，砌筑洞顶截水沟，开挖洞口段土方，洞口场地进行平整。
4.3修建生活房屋，备齐生活、办公设施。
4.4修建变电站、钢筋加工厂、型钢加工厂、拌合站、空压机房、水池等施工设施，同时备齐发电机、移动栈桥、防水板台车、二衬台车、喷锚机、自卸车，挖掘机、装载机等设施。
4.5对工程上的材料（钢材、沙石骨料，速凝剂）抽样检测，报监理验收，并确定喷混凝土的配合比。
4.6超前地质预报及成果分析
采用超前地质预测预报系统，对前方围岩进行超前探测，分析围岩的各种性能指标，确定合理的施工方案。
4.7布置监控量测点及测量放样。
4.8监控量测及成果分析。
4.9机具及设备验收。
4.10超前支护验收。
4.11初期支护型钢钢架、锚杆、钢筋网片等支护材料、机具的检查验收。
5技术要求
双侧壁导坑法就是先开挖隧道两侧的导坑，并进行初期支护，再分部开挖中间剩余部分。
其原理是：
把隧道大断面分成多个小断面施工，每个断面单独掘进，最后形成一个大的隧道，且利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采用网状支护形式，使围岩和土层表面形成密贴薄壁支护结构，且用中隔壁承担部分受力。
5.1黄土隧道施工严格按照“先探测、管超前、非爆破、严控水、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工。
并通过围岩量测不断进行动态调整。
5.2 加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的安全、质量意识。
5.3 严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工，否则应按照变更程序申请改变施工方案。
5.4 在隧道开挖前，对隧道地表中线四周范围进行勘察，对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统计，并按里程桩号逐一登记、拍照，尤其是隧道下穿高速公路等大型构筑物地段，施工中应加强监控量测工作，严格按设计方案施工，确保隧道安全、顺利通过。
5.5 边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求。
5.6 开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息。
5.7双侧壁导坑法适用于浅埋双线或三线隧道V、VI级围岩。
6施工程序与工艺流程
6.1施工程序
本隧道双侧壁导坑法采用机械配合人工开挖，先开挖一侧导坑，及时进行初期支护，每个循环开挖长度控制在1～2榀拱架距离即（0.6～1.2m）。
待导坑掘进10～15m距离后即可进行另一侧导坑施工，此时两侧导坑可以相互独立作业继续往前掘进。
当两侧导坑超前中槽部位10m左右即可进行拱部开挖，开挖预留核心土平台便于修边和初期支护的施工。
然后即可进行下台阶的开挖，以及仰拱施工。
具体施工步骤如下：
图6.1双侧壁导坑工法工序横断面示意图
双侧壁导坑工法施工现场照片
6.1.1施做两侧拱部超前支护，开挖两侧上台阶，及时施做初期支护及临时支护，打设拱脚锁脚锚杆并架设横撑。
6.1.2继续向下开挖两侧土体，施做初期支护及临时支护，打设墙脚锁脚锚管并架设横撑。
6.1.3打设中部拱部超前支护，开挖中部上台阶土体，施做拱部初期支护。
6.1.4继续向下开挖中部土体，架设横撑。
6.1.5向下开挖两侧剩余土体，施做初期支护后拆除两侧底部横撑。
6.1.6向下开挖中部剩余土体，封闭初期支护结构拆除底部剩余横撑。
6.1.7拆除部分临时支护，先施做仰拱二衬，然后施工隧道填充。
6.1.8拆除剩余临时支护及横撑，施做拱部二衬，封闭结构。
6.2施工工艺流程
双侧壁导坑施工工艺流程图见图6.2。
7施工要求
双侧壁导坑法施工
7.1双侧壁导坑法开挖时，先开挖隧道两侧导坑，再开挖中部剩余部分。
7.2侧壁导坑形状宜近于椭圆形断面，导坑断面宽度宜为整个断面宽度的1/3。
7.3侧壁导坑、中部开挖应采用短台阶，台阶长度3~5m，必要时预留核心土。
各部距离应根据隧道埋深、断面大小、结构类型等选取。
各部开挖后应及时进行初期支护及临时支护，并尽早封闭成环。
7.4两侧壁导坑超前中槽部位10～15m，可独立同步开挖和支护；中槽部位采用台阶法开挖，并保持平行作业。
7.5中槽开挖后，拱部钢架与两侧壁钢架的连接是难点，在两侧壁导坑施工中，钢架的位置应准确定位，确保各部架设钢架连接后在同一个垂直面内，避免钢架发生扭曲。
7.6根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除临时支护，一次拆除长度不得大于15m，并加强监控量测。
7.7临时支护拆除完成后，应及时施作仰拱及二次衬砌。
7.8施工中应根据设计文件预留变形量，并根据监控量测结果及时调整。
7.9设备维修保养及验收制度要求
8劳动组织
现场设进出口2个施工队。
每个施工队下设开挖工班、运输工班、小导管工班、钢筋工班、喷砼工班、拱架支护工班、衬砌工班负责隧道的施工。
隧道实行24小时不间断作业。
主要施工工班配置如下：
开挖工班设置2个班组，每个班组12人；运输工班设置2个班组，每个班组9人；拱架支护工班设置2个班组，每个班组12人；小导管工班设置2个班组，每个班组7人；喷射混凝土工班设置2个班组，每个班组12人；钢筋工班按2个班组，每个班组9人；衬砌混凝土受开挖进度限制，按1个班组设置，仰拱4人，防水板挂设4人，拱墙衬砌12人，共计20人；综合工班设两个工班，每个工班6人。
各作业队工班人员组织
班组
人数
作业队
开挖
运输
钢筋
喷砼
拱架支护
衬砌
小导管
一组
二组
一组
二组
一组
二组
一组
二组
一组
二组
一组
二组
一组
二组
作业一队
12
12
9
9
9
9
12
12
12
12
8
12
7
7
作业二队
12
12
9
9
9
9
12
12
12
12
8
12
7
7
9材料要求
9.1型钢
9.1.1制作钢架所用型钢进场检验必须按批抽取试件做力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB700）、《热轧普通工字钢》（YB（T）56）等的规定和设计要求。
9.2锚杆
9.2.1外观质量检验：
杆体直径要均匀、一致、，无严重锈蚀，弯折。
9.2.2抗拉强度试验应满足工程要求。
9.2.3加工后的锚杆的杆体尺寸应符合设计要求，有焊接件时焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。
9.3钢筋网
9.3.1材料宜采用Q235钢，钢筋直径为8mm，网格尺寸采用200mm×200mm。
9.3.2钢筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀。
9.4水泥
9.4.1应优先采用普通硅酸盐水泥，强度等级不小于32.5Mpa，水泥用量不小于400kg/m3
9.4.2水泥的安定性、凝结时间均应合格。
当有抗冻、抗渗要求时，水泥强度等级不低于42.5Mpa
9.5粗细骨料
9.5.1粗骨料应采用坚硬耐久的碎石或卵石，或两者混合。
喷射严禁先用具有潜在碱活性骨料，当使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。
喷射混凝土中的石子最大粒径不宜大于16mm，喷射钢纤维混凝土中的石子最大粒径不宜大于10mm，骨料级配宜采用连续级配。
9.5.2细骨料应采用坚硬耐久的中砂或粗砂，细度模数应大于2.5，含水率宜控制在5%-7%。
砂中小于0.075mm的颗粒不应大于20%。
含泥量不应大于3%，泥块含量不应大于1%。
9.6速凝剂
在使用速凝剂前，应做其与水的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，严格控制掺量，并要求初凝不应大于5min，终凝不应大于10min。
9.7水
水质应符合工程用水的有关标准，水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，不应使用污水、PH值小于4的酸性水、硫酸盐含量按2-4so计超过水重1%的水。
9.8物资储存管理制度
9.8.1钢筋、钢管、型钢等金属材料
1、存料场区硬化处理，四周做好排水明沟，以利于存料区内雨水顺畅排出。
2、材料进场后根据工区划分的存放区域按品种、型号、长度分别堆放，堆放时做到上盖下垫，并保证下部通风。
3、有色金属、薄钢板、小口径薄壁管应存在仓库或料棚内，不得露天存放。
4、堆放好的材料按规定做好标示。
9.8.2砂、石料
1、存料区硬化处理，四周做排水沟，并搭建材料大棚。
2、砂、石料进场后，存放在待检区，经洗砂机及洗石机清洗合格后，方能进料棚堆放。
3、经验收合格的砂、石料进棚堆放，堆放时料堆坡脚不能超过分隔墙，以免不同规格的材料混杂。
4、料场区四周保持洁净、无扬尘。
9.8.3胶凝材料
1、胶凝材料包括水泥。
2、散装水泥检验合格后直接打入拌和站储存筒仓，筒仓入口上锁，由收料员保管，每次来料时都由收料员带领运输车司机到指定的筒仓打料，打料完成后及时上锁，避免不同材料打错筒仓的现象发生。
9.8.4化工材料及橡塑制品
1、防水涂料和PVC排水管经验收后进库房存放，要求码放整齐，标识明确。
2、严禁日晒雨淋，库房内保持通风良好。
3、严禁与酸、碱、油类及化学物品接触，防止侵蚀老化。
存放是保持包装完整，发放掌握先入先出的原则，防止变形及老化。
9.8.5预埋件等构配件
所有进场的预埋件都要进库存放，存放时码放整齐，块与块之间，层与层之间加垫弹性材料，避免出现翘曲变形和防腐层破损，下面一层做好防潮措施并避免与酸、碱、盐等易腐蚀性的材料堆放在一起。
9.8.6木材
1、在干燥、平坦、坚实的场地堆放，垛基不低于40cm，垛高不超过3m，以便防腐防潮。
2、按树种及材种等级、规格分别一头齐码放，板方材顺垛留有斜坡；方垛密排留坡封顶，含水量较大的木材留空隙；有含水率要求的应放在料库或料棚内。
3、选择堆放点时，远离危险口仓库及明火（锅炉/烟囱/厨房等）的地方，并严禁烟火的标志和消防设备，防止火灾。
4、拆除的木模板、支撑料随时整理码放，模板与支撑料分开码放。
9.8.7材料储备
1、随拆、随整、随保养、码放整齐。
2、钢支撑、钢跳板分层颠倒码放成方，高度不超过1.8米；各种扣件、配件应集中堆放，并设有围栏。
3、对钢、铁制的材料均采用下垫上盖的方法，防止材料受雨潮而锈蚀、损坏。
4、按照现场材料管理要求，结合现场实际情况实行分工负责制和日常检查、定期检查制度，发现问题及时整改，保证现场材料管理达标。
减少人为和自然消耗，降低生产成本。
真正做好增产节约，增效节支。
10机械设备配置
10.1小村隧道进、出口主要施工机械设备配置如下：
挖掘机2台、装载机2台、自卸汽车8台、空压机6台、衬砌台车2台、喷锚机8台、风动凿岩机6台、煤电钻8台、型钢冷弯机2台、变压器2台，发电机2台、钢筋弯曲机2台、钢筋切割机2台、钢筋调直机2台、电焊机10台、工具车2台、砼输送泵2台、通风机2台、风镐12把插入式振捣器8台、平板式振动器12台、注浆泵2台、全站仪2台、水准仪2台、混凝土搅拌机2台、混凝土运输车4台。
10.2.1设备保修要求
1、为满足生产需要减少设备运行磨损，延长设备使用寿命，确保设备施工安全，设备管理必须贯彻“养修并举，以养为主”的方针，强化设备的日常保养、定期维护和预防性维修制度，在制订施工生产计划时必须考虑安排设备的日常保养、定期维护和预防维修计划，并按计划组织实施，未经设备部门同意不得随意改变或取消。
2、对重点设备的关键部位应按说明书规定要求由操作人员进行定期检查，并作好详细记录（相关设备保养可参照使用说明书要求进行）。
定期维护和预防性维修，分为施工生产中维护修理和停产维护修理，均由设备操作人员为主进行，维修人员配合进行。
3、设备部要认真组织定期检查，指导并督促操作及维修人员做好设备定期维护和预防维修工作。
对维护保养差、保管不良、严重失修造成设备不能正常运行的，要追究有关人员的责任，并作出严肃处理。
4、机械设备修理应本着先内后外的原则，提倡自修。
5、根据国家和上级的有关规定，定期进行特种设备的监测和预防性试验等工作。
6、维修保养过程中的主要数据要有记录，所有原始资料要整理成册归档。
7、对于新购设备质保期内的维修和新修设备保修期内的维修要做好索赔工作。
10.2.2设备验收要求
新购置设备进场交接时，按设备的购置合同，对新购置的设备要进行各个方面的验收，并填写《设备采购验收记录》。
具体如下：
1、设备规格型号、配置的验收；
2、设备的数量，外观，工属具、各种备用零部件数量的验收；
3、设备技术性能参数的验收；
4、新车空车试运行的验收；
5、各相关技术资料的验收。
11质量控制及检验
11.1质量控制
11.1.1隧道施工应进行超前地质预报，并作为一道工序纳入施工组织设计和施工管理中。
超前地质预报应由专业人员实施。
11.1.2隧道的开挖应采取一切措施保护围岩的自承能力，主要采取机械开挖辅助人工修边的开挖方法，由于围岩开挖断面较大，开挖后地面极易产生沉降，洞室收缩变形速率较快，加之黄土遇水易崩解，为确保施工安全，施工中严格控制每循环进尺，并尽快使仰拱初支闭合成环。
11.1.3每循环进行测量放样，严格控制超欠挖。
定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。
11.1.4隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、含水量大小，核对设计情况，判定围岩的稳定性。
11.1.5尽量减少使用挖掘机对隧道边沿的开挖，应采用人工风镐对隧道周边进行修整，减少对围岩的扰动，避免侧壁或拱顶掉块现象。
拱脚、墙角应预留30cm人工开挖，严禁超挖。
土质隧道拱墙脚严禁被水浸泡。
开挖完毕后，应尽早对围岩进行支护封闭，减少围岩暴露的时间。
人工修边控制超欠挖
11.2质量检验
12.2.1隧道洞口的边、仰坡开挖形式和坡度应符合设计要求。
12.2.2隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
12.2.3隧道开挖应严格控制欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。
拱脚和墙脚以上1ｍ内断面严禁欠挖。
12.2.4洞身开挖中，应在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。
12.2.5隧底开挖后应及时核对隧底地质情况。
当需要进行加固处理时，应符合设计要求。
12.2.6lV、V、级地段采用台阶法施工时，上台阶每循环进尺V、VI级围岩不应大于1榀钢架间距，IV级围岩不得大于2榀钢架间距；边墙每循环开挖进尺不得大于2榀；仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不得大于3m；隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环，IV、V级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m。
12.2.7喷射混凝土的强度必须符合设计要求。
12安全及环水保要求
12.1安全要求
12.1.1按要求做好监控量测，根据监控量测成果指导施工，及时调整预留变形量和掘进速度等工艺参数。
12.1.2施工区域应设警示标志，严禁非工作人员出入。
12.1.3施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。
12.1.4制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。
12.1.5洞口工程施工，宜避开雨季和严寒季节。
12.1.6洞口施工前，应先检查边、仰坡以上山坡稳定情况，清除悬石，处理危石，施工期间实施不间断监测和防护。
12.1.7隧道开挖前必须根据设计要求采用的方法做好超前地质预报。
12.1.8各电器设备及隧道掌子面均应设置防火消防设施，并应对施工人员进行操作规程的培训，确保熟练掌握器材使用方法。
12.1.9现场设专职安全员对施工中的安全进行监督管理，所有施工人员进入工地，必须佩戴好安全防护用品，如安全帽，安全绳，防滑鞋等，特殊工种应佩戴特殊防护用品，如：
防尘面罩，绝缘鞋等。
12.1.10洞口设置值班室，24小时监控，禁止非施工人员进入施工现场。
12.1.11定期进行安全应急演练。
12.1.12施工中发现变形异常等不安全因素时，须暂停开挖，加强支护，调整施工方案。
12.1.13分部开挖各工序步距必须严格控制，长度为5m左右，开挖工作面距离仰拱不得大于30m，仰拱距离拱墙衬砌不得大于30米。
12.2环水保要求
12.2.1工程施工中，对取弃土，临时用地应结合当地土地利用规划，统筹考虑。
取弃土，弃渣要少占用耕地和破坏植被，保护沿线的原有地形地貌。
土方运输过程中，应采取措施防止撒漏。
12.2.2施工机械，设备的废水，费油以及生活污水，不得直接排放于溪水或其他水域中，也不得泄于饮用水源附近的土地上，以防止污染水质和土地。
12.2.3施工便道及施工现场要注意洒水防尘，减少对周围环境的破坏。
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