紫木檀湾隧道进口进洞专项施工方案.docx

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紫木檀湾隧道进口进洞专项施工方案

巴达铁路站前I标段

紫木檀湾隧道进口

进洞专项施工方案

（DK31+205～DK32+588）

编制：

复核：

审核：

批准：

中铁七局集团巴达铁路工程指挥部

二〇一一年三月

目录

1．编制依据及范围1

1.1编制依据1

1.2编制范围1

2.工程概况1

2.1工程概况2

2.2工程水文地质情况2

2.2.1地形地貌2

2.2.2地质构造3

（1）地质状况3

（2）地层岩性3

2.2.3气象及水文特征：

4

（1）气象特征：

4

（2）水文特征：

4

3.风险评估5

4．隧道进洞施工方案5

5.隧道进洞施工方法及工艺6

5.1洞口及边仰坡施工6

5.2超前小导管施工方法6

5.2.1施工方法6

5.2.2施工工艺流程9

5.3洞身开挖及支护9

5.3.1开挖方法9

5.3.2喷射混凝土10

5.3.3锚杆施工13

5.3.4钢筋网及格栅拱架安装14

6.劳动力组织17

7.机械设备配备17

8.质量控制措施17

8.1超前小导管施工质量保证措施17

8.2分项验收标准18

8.2.1主控项目18

8.2.2一般项目18

9．施工注意事项19

新建铁路巴中至达州站前工程Ⅰ标段

紫木檀湾隧道进口专项施工方案

1．编制依据及范围

1.1编制依据

（1）国家有关方针政策，国家和铁道部有关法规和条例、规定等。

（2）成都铁路局颁发的有关铁路工程施工的现行有效法规、规范、标准。

（3）达州建设指挥部制定下发的相关管理办法。

（4）招标文件工程招标图纸及部分施工图、本工程中标通知书及施工总承包合同书等。

（5）现行铁路施工、材料、机具设备等定额。

（6）自行踏勘本标段现场及调查周边环境所获得的资料。

（7）我方拥有的科学技术成果、机械设备装备情况、施工技术与管理水平以及多年来在铁路工程实践中积累的施工、科研及管理经验。

1.2编制范围

紫木檀湾隧道里程DK31+205～DK32+588，长1383米。

2.工程概况

紫木檀湾隧道起讫里程：

DK31+205～DK33+905，长2766米，单线隧道，本隧道按新奥法施工，采用光面爆破及湿喷技术，Ⅳ、Ⅴ级围岩地段均采用台阶法开挖；锚、网、喷初期支护，拱墙一次衬砌。

2.1工程概况

紫木檀湾隧道设计为单线隧道，全长2766m，中心里程DK32+588。

进口里程为DK31+205，出口里程为DK33+971。

我分部负责隧道出口段1383m的施工。

本隧道内坡度为-7‰单一纵坡。

隧道出口段围岩分为Ⅲ～Ⅴ级：

其中Ⅲ级围岩64.68m，占施工长度的64.68%；Ⅳ级围岩803m，占施工长度的29.03%；Ⅴ级围岩174m，占总长度的6.29%。

进口设计采用耳墙式洞门，施工段设大避车洞18个，绝缘梯车洞5个，。

全隧弃碴共计19.58万方（实方），其中进口弃碴9.79万方，弃于D1K31+415左侧400米处旱地；出口弃碴9.79万方，弃于DK33+000左侧550m处旱地。

运距1000米。

出口需先清除孤石，边仰坡采用锚网喷防护。

按新奥法施工，采用光面爆破及湿喷技术。

Ⅲ级围岩地段采用全断面法开挖，Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台阶法开挖。

锚网喷初期支护，拱墙一次衬砌。

2.2工程水文地质情况

2.2.1地形地貌

该隧道所经地区属低山侵蚀地貌，地面高程334～612m，相对高差20～280m，自然横坡10°～40°。

进口端接王母沟，地势陡峭，便道施工困难，出口端地形较陡峭，左侧50m处有乡村道路可达，交通较为方便。

2.2.2地质构造

（1）地质状况

测区为单斜构造，岩石倾角平缓，近于水平，陡倾节理较发育，岩层产状：

N20°E/10°NW；主要节理产状：

EW/90°,N40°E/60°SE。

地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。

（2）地层岩性

隧道范围上覆第四系全新统坡残积（Q4dl+el）粉质粘土，厚0～3m，崩坡积（Q4dl+col）粉质粘土夹孤块石，下伏基岩为白垩系下统苍溪组（K1c）砂岩夹泥岩。

其岩性特征分述如下：

<4-1>粉质黏土（Q4dl+el）:

棕红色，灰红色，硬塑状，局部夹有灰黄色，手捻具滑腻感，厚0～3m。

主要分布于丘坡表层，属Ⅱ级普通土。

<5-2>粉质粘土夹孤块石（Q4col+dl）

灰黄色，硬塑，块石Ф0.5～2m，少数达3m以上，砂质岩，分部于隧道出口上方，厚0～4m，属Ⅲ级硬土，部分为Ⅳ级软石。

<10-3>砂岩夹泥岩（K1C）

泥岩程紫红色，泥质，粉砂质结构，泥质胶结，质软，抗风化能力弱，属Ⅳ级软石。

砂岩呈浅灰色、灰黄色，中～巨厚层状，钙质、泥质胶结，细粒结构，泥质胶结砂岩抗风化能力弱，差异风化较大。

岩层节理裂隙较发育，据钻孔揭示：

DK33+980，标高347.38～347.68为一透镜体弱夹层，岩石风化呈土状。

全风化带（W4）属Ⅲ级硬土；强风化带（W3）属Ⅳ级软石。

弱风化带（W2）属Ⅴ级次坚石。

2.2.3气象及水文特征：

（1）气象特征：

隧道所属地为亚热带湿润季风气候，年平均气温16.9℃，1月份平均气温5.2℃,8月份平均气温27.3℃,年平均降雨量约1150mm，早春夏热秋凉冬暖四季分明，雨热同季，光照同步，无霜区长，光照适宜，雨量充沛，气候温和，适宜于农林牧渔业发展，但秋多雨冬多雾霜，雪较少，降雨时空分布差异大，常有夏伏旱秋霪雨及风雹灾害天气发生。

（2）水文特征：

（一）地下水类型及地下水的补给、径流、排泄。

测区地下水类型主要有第四系孔隙水及基岩裂隙水两种。

孔隙水赋存于坡残积、崩坡积土层中。

因区内土层厚度不大，降水多沿坡面汇集于冲沟外泄，补给水量有限，含水量甚微。

基岩裂隙水赋存于泥岩、砂岩节理裂隙中。

泥岩裂隙水多见于地表及浅部，深部含水甚微，可视为相对隔水层，富水性及导水性均微弱；砂岩裂隙水则主要赋存于构造裂隙发育带，节理裂隙既是地下水运移的通道，亦是地下水赋存的空间。

区内大气降水是地下水的主要补给水源，但因地形坡度大，雨后地表水多数沿坡面汇集于冲沟外泄，补给条件差。

地表分水岭山脊两侧排泄基准面均低于隧道洞底标高。

隧道开挖形成积水廊道后，由于砂岩节理裂隙较发育，地下水将通过裂隙通道进入隧道。

但本区含水层富水性弱～中等，沿裂隙排泄入隧道的水量有限，不会对隧道构成威胁。

综上所述，本区地下水补给条件差，排泄条件好，地下水贫乏，水文地质条件简单。

（二）地下水化学特征

经附近采样分析，地下水水质类型为HCO3----Co2+型水，无侵蚀性CO2，该地下水对砼无侵蚀性。

（三）隧道涌水量预测

隧道平常用水量Q平常=1839m3/d，雨季最大涌水量Q雨季=3678m3/d。

3.风险评估

隧道洞口段存在埋深浅、围岩质软、岩层平缓、崩塌堆积等地质，隧区出露地层基本为泥岩、砂岩，泥岩易风化剥落成细粒及碎片状，对洞口边坡稳定性有一定影响，易造成塌方等风险事件，隧道洞口施工初始风险为塌方。

隧道风险评估表

序号

隧道名称

里程

地质及埋深状况

存在风险

1

紫木檀湾隧道进口

DK31+205～DK31+290

浅埋、岩层平缓、低瓦斯

塌方、瓦斯

4．隧道进洞施工方案

本隧道进洞施工方法采用Φ42小导管加固，V级加强型衬砌，0.8m/榀，全环格栅钢架加强支护，短台阶法开挖，加强支护，加强通风、加强超前地质预报。

5.隧道进洞施工方法及工艺

5.1洞口及边仰坡施工

开挖前清除洞口仰坡及以上的悬浮土体，在距仰坡刷坡线5m以外施作截水沟，水沟与路堑、路堤侧沟连接，沟身用砂浆抹面。

洞口边、仰坡段施工采用挖掘机纵向分段自上而下分层开挖，人工整修边仰坡，按设计要求一次到位，挖掘机配合自卸车装运弃渣。

洞口段边仰坡整修到位后，按设计进行防护，进暗洞前洞口采用超前加强支护。

5.2超前小导管施工方法

开挖前沿拱部开挖轮廓线外10cm施作超前小导管，预注水泥浆加固地层。

超前小导管为φ42mm热轧无缝钢管，长3.5m,外插角5°～１0°，水平搭接长度不小于1.0m，采用ZM-12T型煤电钻钻孔，安装超前小导管，并将其尾部与型钢钢架焊接固定，KBY50-70型高压注浆泵注浆。

施工前进行钻孔试验，并根据试验结果及时调整小导管的参数及施工方法。

5.2.1施工方法

施工顺序：

测量定位→钻机就位→钻孔→安装小导管→注浆→检查效果→下一根。

5.2.1.1制作钢花管：

φ42mm超前小导管在构件加工厂制作。

前端做成尖锥形，尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错布置注浆孔，孔眼直径为6～8mm。

图5—1小导管加工大样图

5.2.1.2、钻孔、安装：

采用ZM-12T型煤电钻施钻，干钻钻孔，成孔后压力风清碴，并按设计要求将小导管插入孔中，外露端支撑于开挖面后方的钢架上，钢管尾部和钢架焊接成整体，与钢架共同组成预支护体系。

0.4m

图5—2拱部超前小导管布置图

图5—3拱部超前小导管外插角

5.2.1.3、注浆：

根据围岩情况进行注浆。

采用水泥单液浆，设备采用KBY50-70型高压注浆泵。

注浆压力根据试验确定，在孔口处设止浆塞。

注浆前先喷射混凝土3cm封闭掌子面作止浆盘，注浆时先注无水孔，从拱顶向下注，当单孔注浆量达到设计注浆量时，可以结束注浆。

如遇窜浆或跑浆，则间隔一孔或几孔进行注浆。

注浆参数要根据注浆试验结果及现场情况调整。

注浆作业中认真填写注浆记录，随时分析和改进，并注意观察施工支护工作面的状态，试挖掌子面，无明显渗水时，即可进行开挖作业。

注浆前要充分准备，机具要进行调试并试运转，使机具处于良好状态。

注浆结束后尽快冲洗管路、机具，以免因管路中的残液凝结而堵塞管路。

5.2.2施工工艺流程

小导管施工工艺流程图

5.3洞身开挖及支护

5.3.1开挖方法

隧道正洞施工总体方案：

“先探后掘、超前支护、缩短进尺、快速封闭、加强通风、随时检测”的施工方法。

洞口段采用台阶法施工，严格控制装药量，开挖完成立即进行初期支护及搭设锚杆。

隧道中空锚杆采用φ22组合中空锚杆和φ22砂浆锚杆。

5.3.2喷射混凝土

采用湿喷施工，分初喷、复喷和终喷（保护层）三阶段进行，喷射机选用防爆型湿喷机。

湿喷混凝土施工工艺流程详见《湿喷混凝土施工工艺流程图》。

砂选用颗粒坚硬、干净的中、粗砂；碎石选用坚硬耐久、最大粒径不大于10mm的豆石；水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。

速凝剂、减水剂等外加剂均选择质优、性能优良的产品。

速凝剂在使用前，做与水泥的相容性试验及水泥净浆凝结效果试验，控制初凝时间小于5min,终凝时间小于10min。

施工配合比按现场实际情况根据试验数据进行调整确定。

喷射混凝土施工工艺流程图

喷射混凝土前应做好如下准备工作

检查开挖断面净空尺寸，清除松动岩块和拱、墙脚处的岩屑等杂物，对个别欠挖突出部分进行凿除，对个别超挖部分用混凝土补平；采用高压风吹净受喷面，保证混凝土与围岩粘结良好；

当岩面有渗漏水时，应采用凿槽、埋管等方法将水引导疏干；

设置控制喷射混凝土厚度的标志；

检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转，保证作业区内具有良好通风和照明条件。

喷射混凝土作业的过程控制基本要求

喷射混凝土应紧跟开挖工作面及时施工，并应分段、分片、分层，由下而上顺序进行，当岩面有较大凹洼时，应先填平；一次喷射混凝土厚度拱部不大于8cm，墙部不大于10cm，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行；

在喷射结束后4h内不得进行下一循环的爆破作业；

严格按配合比掺加速凝剂，添加均匀，不得随意增加或减少；

喷嘴应与岩面垂直，同时应保持与受喷面距离为1.5～2.0m；

喷射采用人工掌握喷头时，喷头的后座力大，风压变化也较大，喷头需要不断旋转运动，为保证施工安全，应使用两人合力操作或采用简易支架；供料必须连续均匀，并经常检查速凝剂管是否畅通，喷在岩面上的混凝土是否凝结，机械正常运转时，料斗内应保持足够的存料，添加速凝剂时要停风，然后加速凝剂；

洞内喷射作业时温度宜在15℃以上；

采用钢筋网喷射混凝土时，钢筋网应在先初喷厚4～6cm一层混凝土后铺挂，而后再进行复喷，如围岩比较平整时，亦可先铺挂钢筋网后喷射混凝土，开始喷射时，应减小喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，保证钢筋保护层不小于2cm，当有脱落的岩块被钢筋网架住时，应及时清除后再喷射；

采用钢架喷射混凝土时，钢架与围岩间的间隙必须用混凝土预制块进行填塞，再用喷射混凝土充填密实，喷射顺序应从下向上对称进行，先喷射钢架与围岩间的空隙，后喷射钢架与钢架间的混凝土，钢架应被喷射混凝土覆盖，其保护层不得小于4cm；

在有水地段喷射混凝土时，应先对渗漏水进行处理，当渗漏水范围大时，可设树枝状排水导管或导水槽将水引离岩面后再进行喷射；当渗漏水严重时，设置泻水孔，边排水边喷射，盲沟宽度应小于10cm，间距5～10m；喷射时应先从远离渗漏出水处开始，逐渐向渗漏水逼近，将散水集中，安设导管，使水引出，再向导管逼近喷射；在特殊情况下，可由现场技术人员现场调整，改变混凝土配合比，增加水泥用量，先喷干混合料，待其与渗水融合后，再逐渐加水喷射。

外加剂

水

水泥

粗细骨料

搅拌机

压缩空气

喷射机

速凝剂

岩壁检查

喷头

核定断面尺寸

初喷

终凝

复喷

检验厚度

湿喷法喷射混凝土工艺框图

5.3.3锚杆施工

锚杆采用风钻钻孔，人工配合风钻入孔。

Φ22普通砂浆锚杆采用螺纹钢筋现场制作，长度根据围岩状况及设计确定。

砂浆拌合均匀，随拌随用，注浆时注浆管要插至距孔底5～10cm处，开始注浆后，均匀地将注浆管抽出，并始终保持注浆管口埋在砂浆内，以免砂浆出现空洞，随即迅速将杆体插入，锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%，实际粘结长度亦不应短于设计长度的95％，若孔口无砂浆流出，应将杆体拔出重新注浆；灌浆工作连继不中断，保证锚杆、砂浆、围岩间的粘结力。

Φ22中空组合锚杆由中空锚杆体经连接套与钢筋连接组合而成，连接套上设出浆口，出浆口不少于2个，直径不应小于16mm。

连接套与中空锚杆体、钢筋间的连接应采用直螺纹机械连接。

图12砂浆锚杆施工工艺流程图

5.3.4钢筋网及格栅拱架安装

钢筋网片、格栅钢架及型钢钢架的钢材种类、型号等符合设计要求。

钢筋网在加工场加工成型，现场人工安装，网片大小按1.5m×1.0m加工，安装时应随受喷面的起伏铺设，用电焊点焊固定在钢架及锚杆外露头上，以防喷射混凝土时晃动。

需电焊时严格遵守低低瓦斯低瓦斯隧道动火制度。

在焊接、切割等工作地点前后各20m范围内，有检测人员现场检测，瓦斯浓度必须小于0.5％。

由值班工区长、现场值班员签字确认后方可施工，并不得有可燃物，两端各设一个供水阀门和灭火器，并在作业完成前由专人检查，对焊接部位进行降温，确认无残火后方可结束作业。

网片间搭接长度不小于25cm。

根据设计要求，格栅和型钢钢架在洞外加工厂利用台架按设计加工制作成型，经检查加工拱度满足要求后存放于构件场内备用，利用汽车运到洞内，现场机械配合人工架设。

钢格栅安装在初喷混凝土之后进行，钢架拱脚必须放在牢固的基础上，安设时钢架垂直隧道中线，其倾斜度不大于±2°，钢架的任何部位偏离铅垂面不大于±10cm；中线、高程和垂直度由测量技术人员现场控制，为保证钢架置于稳固地基上，施工中在钢架基脚部位预留0.15～0.2m的原地基，架立钢架时挖槽就位，需要时可在钢架基脚处设置刚性“托板”，以防止钢架下沉。

当钢架和初喷面之间有较大间隙时应加设混凝土垫块；为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起，钢架间按环向间距1.0m设置φ22mm的纵向连接钢筋。

钢架安设好后尽快施喷混凝土，并将其全部覆盖，使钢架与喷混凝土共同受力；喷射混凝土分层进行，每层厚度5～6cm左右，先从拱（墙）脚处向上喷射，以防止上部喷射混凝土虚掩拱（墙）脚，造成拱（墙）脚喷射不密实，强度不够而失稳。

当采用台阶法施工时，下台阶落底开挖后钢架及时落底接长，封闭成环，应根据围岩条件沿低瓦斯隧道两侧交错进行，每次每侧接长2榀；拱部钢架与边墙钢架使用螺栓连接，当有困难时，可采用焊接。

在焊接、切割等工作地点前后各20m范围内，有检测人员现场检测，瓦斯浓度必须小于0.5％。

并不得有可燃物，两端各设一个供水阀门和灭火器，并在作业完成前由专人检查，对焊接部位进行降温，确认无残火后方可结束作业。

回风巷道内不准进行焊接作业。

钢架施工工艺流程图

6.劳动力组织

单口小导管施工劳动力组织表

序号

工作内容

人数

备注

1

技术人员

1

2

钻机操作工

4

3

搭设导管

4

4

注浆

2

共计

11

7.机械设备配备

机械设备配置表

序号

工作内容

数量

备注

1

空压机

1台

2

注浆机

1台

3

高速制浆机

1台

4

切割机

1台

5

弯曲机

1台

6

电焊机

2台

8.质量控制措施

8.1超前小导管施工质量保证措施

⑴钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号。

⑵钻孔外插角5°～10°为宜，根据实际情况作调整。

施工中应严格控制钻机下沉量及左右偏移量。

⑶严格控制钻孔平面位置，超前小导管不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。

⑷经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。

⑸掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。

8.2分项验收标准

8.2.1主控项目

小导管所用钢管进场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，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。

检验数量：

以同牌号、同炉罐号、同规格、同交货状态的钢管，每60t为一批，不足60t按一批计。

施工单位每批抽检一次；监理单位按施工单位抽检次数的20%进行见证取样检测或按施工单位抽检次数的10%进行平行检验，至少一次。

检验方法：

施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验；监理单位检查全部质量证明文件和试验报告，并进行见证取样检测或平行试验。

8.2.2一般项目

小导管钻孔的允许偏差应符合下表的规定：

钻孔允许偏差

序号

项目

允许偏差

1

方向角

1o

2

孔口距

±50mm

3

孔深

±50mm

9．施工注意事项

超前小导管必须在洞身开挖前完成。

洞口开挖时应预留拱顶施工台阶，在软弱围岩地段，钻机底应加设垫板或垫梁。

在施作超前小导管预支护的过程中应设置必要的监测项目，根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工安全和施工质量。