20 东古路斜井试验段施工方案.docx

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20东古路斜井试验段施工方案

胡麻岭隧道东古路斜井

试验段施工方案

一、工程概况

胡麻岭隧道东古路斜井目前掌子面上导里程为X2+36,围岩为饱和水粉细砂，左右侧拱腰位置涌砂出现空腔，左侧拱脚出现股水。

下导里程为X2+42，围岩为饱和水粉细砂，左右侧均有流砂。

上台阶围岩滑塌下涌导致下台阶排桩变形严重。

仰拱里程为X2+42，二衬里程为X2+55。

在X2+50、X2+46、X2+42、X2+39拱顶，起拱线位置各布置围岩量测点3个。

饱和粉细砂围岩开挖后出现临空面，围岩饱和水被吸出，使用围岩松动、软化、弱化、层层剥离，局部受水线浸泡影响使用X2+50围岩量测点累积沉降10mm,累积收敛86mm、X2+46围岩量测点累积沉降1140mm,累积收敛619mm、X2+42围岩量测点累积沉降924mm,累积收敛1021mm、X2+39围岩量测点累积沉降107mm。

目前掌子面正由专业化注浆队伍进行注浆。

二、超前支护方案

1、超前小导管底部混合回退注浆布设参数及施工方法

超前支护采用φ42mm双排或多排小导管，小导管排距40厘米，环向间距20厘米，长度6~8米。

现场根据实际情况在出水多的地方，多设注浆管。

为了使开挖和初期支护时不易坍塌，提高施工的安全程度，注浆固结范围要保证拱部在1.5~2m，根据扩散半径对间距进行调整。

根据镀锌钢管注浆在粉细砂的影响范围约为20厘米，第一排镀锌钢管倾角为11°8′24″，第二排镀锌钢管倾角为14°28′39″。

镀锌钢管安设采用钻孔打入法，即先按设计要求钻孔，钻孔直径比钢管直径大10～20mm，深度大于注浆管1.5~2m。

然后将镀锌钢管用锤击或顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出；

图1：

小导管构造图

2、超前预注浆参数及施工方法

浆液配比、参数及设备：

水玻璃模数M=2.8～3.1,水玻璃溶液浓度Be′=35～40,水泥浆水灰比W/C=0.75:

1～1:

1（重量比）,水泥浆:

水玻璃=1:

0.5～1:

1.0（体积比）,注浆压强为2～5MPa,浆液扩散半径为0.2～0.4m。

注浆设备为XPD90E。

双液浆凝固时间：

水玻璃温度40℃、水8℃、溶解液25℃时凝固时间8s；水玻璃温度35℃、水8℃、溶解液20℃时凝固时间12s。

注浆前应进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确。

注浆采用底部混合回退法注浆：

水泥浆与水玻璃在注浆管管口混合，双液浆先到管底部1～2米处，因双液浆8～12s后凝固，双液浆开始向管口流动，因为双液浆凝固时间快，部分浆液堵塞钻孔，浆液开始扩散。

当压力达到一定压力时，以前堵塞的浆液被挤开，浆液继续向管口流动。

直到浆液流出管口，此时停止注浆8～12s之后继续注浆，注浆以达到指定压力之后结束。

目前单孔注浆量为水泥浆8～10吨，水玻璃8～10吨。

注浆施工中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。

注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。

图2：

双排小导管注浆后固结范围示意图

三、开挖、支护方案

开挖采用二台阶法开挖，其中上台阶环形开挖预留核心土，附以临时仰拱，上台阶高度4.96m、下台阶高2.31m，台阶长5～8m（根据围岩量测及现场情况进行优化），底板、二衬紧跟，开挖方法采用70挖掘机辅助人工开挖。

图3：

洞身横断面图

1、上台阶开挖、支护

（1）、开挖、出砟、初喷

上台阶采用弧形导坑预留核心土法开挖，每循环掘进0.5m，现场视围岩情况可采用70挖掘机辅助人工开挖，核心土上缘距拱部1.5m，核心土上宽2m下宽5.0m，长度2m，上台阶长度控制在5～8m。

以便上下导坑平行作业，减少每循环施工时间。

出砟及扒砟采用人工铁锹配合皮带输送机直接装车，减少振动液化，缩短出砟时间。

上台阶开挖后及时喷5cm厚C30早高强砼封闭开挖轮廓暴露的岩面，若掌子面自稳能力较差可喷砼封闭掌子面，以防掌子面溜塌失稳，恶化施工条件。

（2）、架设拱部钢架、挂网、复喷包裹钢架、打设锁脚锚管

钢架采用工20b型钢，间距0.5m/榀，采用双层连接筋，钢架应保证垂直于隧道中线，钢架间距及其横向位置和高程的偏差应小于±5cm，垂直度偏差小于±2°；钢架的安设应在开挖初喷后尽快完成；拱脚处虚碴、回弹料必须清理干净；拱架连接板螺栓必须上齐拧紧。

在拱脚下混凝土垫块；

喷砼采用早高强C30砼，喷砼包裹钢架至设计厚度27cm；

钢架拱脚处打设φ50锚管，每组4根，每根长5.0m。

2、施工临时仰拱

开挖核心土，每循环掘进0.5m，现场视围岩情况可采用70挖掘机辅助人工开挖。

出砟及扒砟采用人工铁锹配合皮带输送机直接装车，减少振动液化，缩短出砟时间。

仰拱钢架采用工18型钢，间距0.5m/榀，临时仰拱曲率半径21.6m。

仰拱钢架与上台阶拱架采用连接螺栓，螺栓必须上齐拧紧，拱架之间用22钢筋连接。

清理仰拱拱架之间虚碴，喷射混凝土。

图4：

洞身纵断面图

3、下台阶施工

（1）下台阶预加固

为解决水浸泡下台阶造成围岩软化，基底沉降，接腿时围岩层层剥离无法施工，开挖下导时出现边墙滑塌、突水、涌砂。

在施工前对下台阶进行注浆固结加固，浆液采用双液浆，目前浆液的固结时间与固结效果试验正在进行中。

（2）拆除临时仰拱及上循环排桩

拆除临时仰拱时先用风镐凿除临时仰拱喷射混凝土，机械配合人工取出拱架。

拆除排桩采用人工配合挖机拔出φ50钢管。

（3）下台阶施工

下台阶开挖采用人工配合70挖机开挖，开挖时应尽力减少对围岩的扰动；开挖完成后应立即进行挂网喷砼封闭，防止边墙滑塌突水涌砂；初喷砼完成后应及时进行钢架接腿，钢架两侧应错开开挖接腿；基底设置预制混凝土35×35×15cm（长×宽×高）垫块，以确保钢架落在稳定基础上；钢架拱脚处打设φ50锚管两组，每组2根，每根长5.0m；完成锁脚后立即进行复喷砼包裹钢架至设计厚度。

4、仰拱施工

仰拱开挖进尺控制在2.5m，开挖完成之后铺设厚20～50cmC25混凝土干拌料，改善基底松软、基底液化现象；仰拱基底处理完成后，立即架设仰拱工20钢架，与边墙钢架连接必须保证牢实稳定后喷射砼封闭；铺底钢筋预先加工好后直接在喷射砼表面整幅安放。

四、辅助措施方案

每个循环掌子面采用喷砼封闭，根据现场情况对不稳定地段采取网喷封闭；

现场确定设置6m长超前探孔及初支后打设长度3.5m排水孔，以妥善引排裂隙水；

洞内左右侧设置降水井，井深15m，井径100cm，每5m左右各设置一处；

为防止上台阶不稳造成流砂滑塌下涌，在沿下阶横向打设密排φ50钢管，长3.5m，钢管打入基底以下1.0m，上露0.2m，密排布置，对周边岩面较为集中出水点引流至基底积水坑，防止水在各台阶底部渗流，恶化工程条件；

设置降水井护筒（Φ1000，深度1.5m），浇筑混凝土仰拱至设计至铺底设计标高。

五、超前地质预报及监控量测

1、超前地质预报

施工作业之前，进行掌子面地质素描和超前地质预报，对前方地质情况作客观预测，以便确定下一步支护措施及准备相应的机具设备和人力。

2、监控量测

做好监控量测及资料的分析，根据变形情况及时采取措施，防止初支变形侵限及拆换。

为及早采集数据并进行分析，避免核心土及作业环境对数据采集产生干扰，同时使数据更具有针对性，布点方式采用多点位移、无尺量测的方法进行，监控量测要求如下：

（1）、纵向量测断面间距按5m布置；

（2）、测点布置：

采用多点位移方式，全断面每环布设5个测点，采用全站仪观测，开挖后立即布设测点，不允许滞后布点，对于围岩软弱部位，水量大的部位补设测点；

（3）、量测频率：

2次/d，根据围岩变化情况可以适当加密；

（4）、量测数据应及时进行整理和分析，发现异常立即采取果断措施，并上报建设、监理和设计单位。

六、资源配置

（1）人员配备

组长人员1人，副组长人员3人,现场管理人员3人，技术人员3人，开挖班组18人，支护班组29人，混凝土班组8人，降水班组4人，运输班4人，钢筋加工6人，测量班2人，后勤保障5人，共计83人。

一天分三组：

第一组8：

00~16：

00副组长：

吴晨、管理人员：

熊富华、技术人员：

王谨文；第二组16：

00~24：

00副组长：

吴成斌、管理人员：

韩杰、技术人员：

魏文义；第三组24：

00~8：

00副组长：

邓应奎、管理人员：

张增辉、技术人员：

汪凤伦。

（2）机械配备

设备用途

设备型号

数量

注浆设备

天津聚能注江泵（SPD90E）高压双液注江泵

1台

皮带输送机

改装

1台

挖机

70挖机

1台

小导管钻孔设备

天水风动机械YT28钻机

6台

凿除设备

天水风动机械60风镐

6台

高压供风设备

陕西秦威24m3空压机

4台

通风设备

陕西华翼通风机2×110通风机

1台

开挖设备

日立XL240-C挖掘机

1台

装碴设备

柳工ZL50C装载机

成工ZL40装载机

各1台

运输设备

陕汽20m3自卸汽车

2台

王牌5吨自卸汽车

1台

喷锚设备

干湿两用耿立喷射机

2台

混凝土搅拌设备

2ZHS50山东路通搅拌站

1台

喷射混凝土搅拌设备

ZHS25山东路通搅拌站

1台

抽水设备

工字钢加工设备

广东乐昌G20液压冷弯机

1台

钢板切割设备

JQ40等离子切割机

1台

钢板钻孔设备

摇臂钻床23032×10

1台

焊接设备

X500交流电弧焊

5台

备用电源

发电机组GF38-350

1台

供电设备

S11-600变压器

1台

混凝土运输

GY3混凝土罐车

2台

七、应急处理

如在掌子面或下导开挖时，出现突水、涌泥等现象。

1、立刻进行喷射混凝土封闭，封闭后进行打设注浆导管，根据突水、涌泥情况进行针对性的高压注浆（水泥、水玻璃双液浆）。

2、进行大功率泥浆泵抽水工作及罐车向洞外运输。

应急物资配备

泥浆泵2台、高压注浆机1套、罐车1台、运输车1辆、枕木10m3、编织袋1000条、铁锹20把。

八、施工管理

1、技术管理

主要包括原材料、成品、半成品检验试验，围岩量测，超前地质预报及地质素描，技术交底，现场培训，检验批资料管理等工作。

2、现场管理

主要包括机械设备管理，进洞管理，架子队管理，严格执行设计参数，抓好工序循环及工序衔接等。

3、安全管理

主要包括现场各工序的安全隐患排查，进度人员的防护用品佩戴，洞内规范施工用电，氧气乙炔的正确使用等。

九、试验目的

为了使上导开挖和初期支护时不易坍塌，提高施工的安全程度，使下导开挖时初支不出现下沉开裂，接腿时层层剥离无法施工的状况。

提高施工进度，使月进度达到15~20米。

中铁十九局集团有限公司

兰渝铁路工程项目部三工区

2010年12月16日