白家河Ⅱ号进出口仰坡加固及隧道进出洞施工工艺.docx

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白家河Ⅱ号进出口仰坡加固及隧道进出洞施工工艺

总则

为保隧道洞口山体稳定，确保施工、运营安全，保证隧道线路正确以及顺利贯通，编写此工艺。

第一章编制范围、依据及原则

一、编制范围

宝兰二线天兰Ⅱ标段白家河Ⅱ号隧道的进出口仰坡加固及进出口处。

二、编制依据

1、白家河二号隧道设计图

2、白家河Ⅱ号隧道会勘纪要（一、二、三、四、五）

3、国标及部颁最新规范、标准，主要有：

《铁路隧道设计规范》（TB10003-99）

《铁路隧道施工规范》（TBJ204-96）

《铁路隧道工程质量检验及评定标准》（TB10417-98）

《铁路隧道喷锚构筑法技术规划》（TBJ108-97）

《铁路工程地质技术规范》（TBJ12-96）

《新建铁路工程测量规范》（TB10101-99）

三、编制原则

1、遵照设计文件、设计图纸、会勘纪要的设计要求以及现行规范、标准的具体规定。

2、坚持技术先进性、施组优化性、科学合理性与实事求是相结合的原则。

3、抓住“开挖—支护—安全—质量”这一关键主线，细化工序，精心组织，精心施工。

第二章工程概况

一、白家河Ⅱ号隧道概况

白家河Ⅱ号隧道位于白家河村渭河南岸边的一个小山嘴，进口里程宝兰二线DK1413＋794，出口里程DK1413＋913，全长119米，洞身最大埋深50米，属于浅埋偏压隧道，位于线路的平面曲线和竖直线上，线路中心和隧道中心相距18.5cm，加宽值为50cm。

进出口均有寒武系片麻岩裸露，风化易剥落，岩体局部夹少量黑云母，质软，呈薄片状，含量约1％。

隧道进出洞不仅关系到进口和出口的施工安全，隧道线路的正确，减小贯通误差，也影响到洞身、洞门以及其它工序施工的安全、质量、进度。

二、白家河Ⅱ号隧道进出口仰坡地质情况

进出口仰坡坡度约450，覆盖风积粘质黄土，厚约0.5～2米，松散至半干硬，夹孤石，危及隧道施工以及以后铁路运营的安全。

隧道附近无地下水露头。

进口洞顶有一条0.4m×0.4m的矩形灌溉渠穿过，有天然植被；出口处无植被，外露片麻岩直立、风化、剥落。

三、白家河Ⅱ号隧道进出口地质情况

依据白家河Ⅱ号隧道纵断面图，岩层风化线落入隧道断面内。

进口外露为第四系上更新统的风积层，为Ⅲ类围岩，清刷坡面后，发现岩石节理发育，为张开裂隙，洞门处左侧山体表层多孤石半埋在风积黄土层内。

出口端外露Ⅳ级片麻岩，为Ⅲ类围岩，隧道出口处DK1413+908～+913段线路右侧，受村民采石影响，明洞耳墙及边墙基础设计标高下为虚碴，在标高1118.16以下掘到硬质基岩。

第三章进出口仰坡加固及洞口工程设计情况

一、白家河Ⅱ号隧道进口仰坡加固设计

依据白家河Ⅱ号隧道会勘纪要

（一），白家河Ⅱ号隧道进口仰坡加固时先清除仰坡危石，拆除洞顶水渠，在洞顶20m×40m（高×宽）范围内的采用喷锚挂网联合防护方案：

超前锚杆采用ZW—II型全长粘接型早强砂浆锚杆（Φ22），长3－5m，间距1.2m×1.2m,表面挂网Φ6×Φ8，网格间距20cm×20cm,喷砼厚10cm。

二、白家河Ⅱ号隧道出口仰坡加固设计

依据白家河Ⅱ号隧道设计图设计说明，采用锚杆加固，锚杆为Φ28砂浆锚杆，长8－15m，钻孔Φ90，间距@1.5m，梅花形布置。

三、白家河Ⅱ号隧道进出口洞相关设计

1、进口洞门采用台阶式隧道门，参照“宝兰双施隧59－4”图施工；出口洞门采用单压式明洞门，接长5m明洞，参照“壹隧（91）0039－9”设计。

2、洞口开挖边坡用M5号浆砌片石铺砌，厚30cm，端墙背后漏空部分以50号浆砌片石回填。

3、洞口DK1413+794～+801段，设计支护方案为：

格栅钢架3榀/2m，拱部纵向连接筋间距0.5m，拱部挂网（横向Φ8，纵向Φ6的A3钢筋），喷10cm厚砼，拱部增加Φ42超前小导管，环向间距40cm，纵向间距2.4m；DK1413+794～+798段衬砌结构按照“贰隧0066－57、58”图施工。

4、DK1413+908～+913段线路右侧明洞耳墙及边墙基础加深3.5米，基础宽度增加为4.0米台阶式。

5、全隧道采用喷锚施工支护，模筑混凝土衬砌。

6、全隧道采用Ⅳ类围岩采用直墙无仰拱衬砌，铺底厚度20cm，Ⅲ类围岩采用曲墙有仰拱衬砌，出口明洞采用单压式明洞衬砌。

7、进口单口掘进，正台阶法开挖。

8、施工中应随开挖随支护，衬砌紧跟，严谨施工，以防不测。

第四章施工准备

施工准备包括前期工程的隧道地表控制测量（导线网、水准网的布设）、隧道洞口土石方工程、开挖截水沟等工作。

进口洞口土石方采用明挖法进行，自上而下逐段开挖,分层高度2m，纵向按设计长度5m一次成型，挖掘机作业，挖不动的岩石地段采用弱爆破进行开挖，装载机装碴、出碴。

隧道出口土石方采用人工利用风镐配合光面爆破短台阶法开挖，上台阶长取洞跨的2～4倍。

弃碴利用装载机配合自卸汽车装运。

在对隧道洞口土石方施工完毕后，洞口边坡由人工按设计坡度进行刷坡，刷坡后，喷射10cm砼以稳定边坡,防止坍塌。

第五章仰坡加固

一、进出口概况

根据隧道进口仰坡清刷危岩和地表清理后发现该段山体表层为粘质黄土厚0.5～2m，下部为软弱强风化黑云母片麻岩。

隧道进洞危险很大，需对坡面进行加固。

经过与监理工程师和设计院协商，对进口仰坡采用喷锚挂网联合防护。

加固范围为20m×40m（高×宽），采用Φ22砂浆锚杆，长3～5m，间距1.2m×1.2m，表面挂φ6钢筋网，网格间距20cm×20cm，喷200号混凝土，厚10cm。

共计刷坡1100m3，锚杆及网片9.6t，喷射砼80m3。

由现场实际观察，白家河Ⅱ号隧道出口仰坡较陡，曾是山民的采石场，弃用后形成的高大边仰坡。

左侧坡脚为堆积虚碴，隧道中线右侧为山体，需刷出设计坡度。

仰坡顶部左右两侧均有可耕地，覆盖1～3米黄土层，经流水冲刷，不易稳定。

仰坡坡脚下为乡村公路，公路外侧为渭河，河中水边3m处是白家河渭河大桥1＃墩。

根据设计采用喷锚加固，加固范围为14m×28m（高×宽），采用Φ28砂浆锚杆，长8～15m，间距1.5m×1.5m，表面挂A3φ6钢筋网，网格间距25cm×25cm，喷200号混凝土，厚10cm。

共计刷坡1200m3，锚杆及网片15.8t，喷射砼40m3。

二、施工步骤

三、施工方案

先对仰坡自上而下进行刷坡，并及时喷射混凝土预加固，待混凝土初凝后，打锚杆，挂钢筋网片，焊接牢固，最后进行二次喷砼。

喷射混凝土要将钢筋网全部覆盖，满足最小保护层要求。

1、仰坡刷坡：

仰坡刷坡人工进行，配合弱爆破。

在仰坡山体上部固定锚桩，在锚桩上挂安全绳，工人将安全带挂于其上。

人工清理坡面危石，孤石和突出山体能撬掉则撬掉，特别坚固的可用小炮爆破。

刷坡坡面的坡度要满足设计要求。

2、初喷砼：

初喷砼在坡面清理完成后进行，厚度3～5cm，对坡面凹处大致找平，达到仰坡预加固的目的。

3、锚杆施工：

锚杆安装在初喷砼后进行，锚机（风枪打锚杆孔）施工应按设计进行，钻前应放线、定位、作出标记，位置准确，误差不超过±15cm，钻孔应保持直线，并尽量与所在部位的岩层主要结构面垂直，钻孔深度误差为±5cm,并大于钢筋长度15cm,成孔后清理孔内岩粉和杂物，灌筑砂浆，安设锚杆。

水泥砂浆采用M20，一定要饱满。

锚杆安设后不得随意扰动，直至达一定强度。

不同类型的锚杆制作及安装应符合设计和规范要求。

对坡面围岩不易清理的孤石应多打锚杆以进行彻底加固，防止运营落石。

4、挂网喷砼：

锚杆施作后，沿坡面起伏铺设钢筋网，搭接长度不得小于10cm，将钢筋网焊接在锚杆端头。

挂网完成后喷射混凝土保护，最小保护厚度不小于2cm。

表面挂φ6、网格间距20cm×20cm的正方形网格固定于岩面上，安装时的搭接长度不宜小于10cm,或按规范要求焊接。

喷砼时，确认喷射机安装、调试正常后方可进行喷射作业，喷射时先注水后通风，清通机筒及管路，自下而上喷射，分段分片进行，每片均自下部起水平方向横扫移动往返一次喷射，然后上移喷射，个别受喷面凹洼处，应先喷平、喷层厚度应均匀有光泽。

喷射应垂直进行，喷嘴到喷面一般距0.6～1.0m为宜，喷射砼终凝2h后喷水养护不小于7天，喷射砼应符合冬季施工和安全、劳动保护要求。

第六章隧洞进洞

一、白家河Ⅱ号隧道进口段开挖与支护方案

白家河Ⅱ号隧道进口段（DK1413+794～+801），属Ⅱ类浅埋段，进洞必须采用辅助施工措施，加固后方可进行开挖。

进口段开挖方案：

在小导管超前注浆加固后，根据不同的围岩不同的开挖方法以及“围岩周边预裂，中空直眼掏槽，提高钻眼率，降低单位用药量，减轻围岩扰动”的原则进行钻爆预设计，根据光爆效果在实施中及时调整光爆参数，严格控制超欠挖，使爆破效果达到最佳状态，提高开挖质量、保证施工安全，以实现快速掘进。

二、钻爆设计

1、炮眼数目：

N＝0.0012×（qs/ad2）

q——单位用药量（kg/m3）

s——开挖断面积（m2）

a——炸药装填系数0.7

d——药管直径0.032m

2、预裂爆破参数选择：

初选周边眼距E＝35cm，至内排崩落眼的距离35cm，装药量集中度55g。

3、装药结构：

周边眼采用小直径（φ25）药卷空气间隔装药，其余爆眼采用标准药卷（φ32）连续装药，堵塞长度不小于20cm。

眼内的起爆雷管采用1～16段塑料导管非电毫秒雷管，为提高掏槽效果，避免穿段现象，掏槽眼隔段使用，引爆雷管为8号工业纸壳火雷管。

爆破时，从药卷顶端进行堵塞，不得只堵塞在眼口。

4、起爆网络：

采用导爆管非电毫秒雷管微差起爆，掏槽眼采用孔内复式网络，其余孔采用单式网络。

三、施工要点

1、放样布眼

钻眼前，测量人员用红铅油准确绘出开挖断面的中线和轮廓线标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。

2、定位开眼

台车进洞专人指挥，台车工作位置应与隧道中心平行，左右偏差不宜大于50cm，就位后整平不得倾斜。

然后按炮眼布置图正确钻孔，掏槽眼和周边眼钻孔精度要高，开眼误差控制在3cm和5cm以内。

3、钻眼

司钻工要熟悉炮眼的布置图，要熟练地操纵凿岩机械，对各臂的钻眼要有明确的分工。

特别是钻周边眼一定要由丰富经验的的老钻工司钻。

台车下面有专人指挥。

以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m，外插角<300），同时应根据眼口位置、岩石的凹凸度调整炮眼的深度以确保眼底在同一平面上。

4、清孔

装药前必须由钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风将炮眼石屑吹净。

5、装药

装药需分片分组按炮眼设计图确定装药量自上而下进行，雷管要“对号如座“，所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。

6、连接起爆网络

起爆网络为复式网络，以保证起爆的可靠性和准确性。

连接时要注意：

导爆管不能打结和拉细，引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。

7、瞎炮处理

发现瞎炮应首先查明原因。

如果是孔外的导爆管损坏应起的瞎炮，则切去损坏的部分重新联结，但此时的接头应更靠近炮眼。

如是因孔内导爆管损坏或其本身存在的问题引起的瞎炮，则应参照安全技术规程有关规定进行处理。

8、隧道光面爆破质量检验标准

（1）超欠挖：

爆破后的围岩面应圆顺平整、无欠挖，超挖量在设计和规范规定之内。

（2）炮眼痕迹保存率：

硬岩≥80%，中硬岩≥70%，周边眼痕迹在开挖轮廓面上均匀分布。

（3）对围岩的破坏程度：

爆破后围岩面上无粉碎岩石和明显裂缝，也不应有碎石。

（4）炮眼利用率：

大于90%。

四、进口段支护方案

白家河Ⅱ号隧道进口5米段处于Ⅱ类围岩段，采用格栅钢架3榀/2m，拱部纵向连接筋间距0.5m，拱部挂网，喷10cm厚砼，拱部增加Φ42超前小导管，环向间距40cm，纵向间距2.4m的联合支护方案。

1、小导管超前注浆加固施工工艺

a小导管设计参数

规格：

外径Φ42，壁厚3.5mm，长3.6m的无缝钢管

环向间距：

40cm

纵向间距：

2.4m

倾角：

70

搭接长度：

大于1m

b钢管加工

将小导管端部加工成尖锥形，尾部焊上Φ6钢筋加固箍，管壁四周钻Φ10mm压浆孔，尾部留1m不设压浆孔。

c施工步骤

（1）、打管：

对洞面按设计尺寸放线，画出拱部外开挖轮廓线，沿外轮廓线人工用风枪钻眼，辅以锤击安设小导管到位，首批小导管外露0.5米与明洞或洞门连成一体。

（2）、注浆加固：

第一排小导管施作完成后即可进行注浆，注浆前喷砼封闭工作面，先行单液注浆，单液注浆以水泥为主，添加5%的水玻璃（重量比），经过现场实验，如可行性差，达不到固结围岩的目的，则改为双液注浆。

双液注浆参数：

水泥与水玻璃的体积比取1：

1.5

水泥浆的水灰比取1：

1

水玻璃浓度35波美度，模数2.4

施工中通过现场实验，根据实验效果进一步确定合适的注浆参数。

注浆设备选用BW—250/50的水泥浆，浆液由水泥砂浆拌合机和TBW50/15混浆泵拌制，注浆压力0.5～1.0MPa，为充分发挥机械效能，加快注浆进度，在小导管前制作安设分浆器，一次可注入3～5根导管。

爆破时，采用超短台阶法进行开挖，密钻眼，少装药，采用微震控制

（3）、开挖及支护：

注浆固结完成后，即可进行开挖，不用爆破时，人工用风镐开挖，拱部采用留核心土法开挖，作业程序见下图。

需爆破，每循环进尺0.8～1.0米，台阶长度1～3米。

每部开挖后及时喷5cm砼封闭岩面，设立钢支架、打锚杆、挂网、二次喷砼、闭合仰拱，形成闭合环形受力结构。

当拱部掘进2米后，施作第二道超前小导管，以后每掘进2.5米，施作第一排小导管，前后两排小导管搭接长度1.1米。

超前小导管的尾部焊接在钢架上，与钢架连成整体。

（4）、施工要点：

小导管要在开挖轮廓线上按设计位置和角度打入。

画出草图，对孔位进行编号、钻孔、打管、注浆过程中认真填写施工记录和质量检测记录。

注浆前严格检查机具、管路及接头处的牢靠程度，以防压力爆破伤人。

单液注水泥浆压力突然升高，可能发生管堵，应停机检查。

双液注浆时压力突然升高，则关停水玻璃泵，进行单液注浆或清水，待泵正常时进行双液注浆。

注浆施工一般按单管达到设计注浆量作为注浆结束标准，当注浆压力达到设计终压不小于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆。

开挖过程中，要随时观察注浆效果，分析量测数据，发现问题后必须停工处理。

2、构件支撑

在白家河Ⅱ号隧道进口5米段Ⅱ类围岩段特别易坍方或大块剥落地段，采用构件支撑结合喷锚支护共同作用加强围岩，以保证安全和质量，边墙采用∠502×6角钢格构式钢架，拱部采用格栅式钢构架，辅以钢管脚手架作为整体稳定体系，格栅钢架3榀/2m，钢架应尽可能与围岩顶紧，并焊接于锚杆之上，拱脚应放在牢靠的基础之上，各片构架之间用钢筋作为纵向联结系。

格栅钢架的节点要对称焊接，焊接长度应大于4cm。

钢架外轮廓与围岩间预留5cm空隙。

钢架安装的允许偏差：

横向和高程为±5cm，垂直度为±2°。

安装前应清除脚下的虚碴及其他杂物，超挖部分用混凝土回填；钢架在开挖工作面前人工组装，各节钢架间以螺栓连接；沿钢架外缘每隔2m用楔子临时楔紧。

相邻两榀钢架间，每隔1m采用1根直径22mm拉杆连接。

钢架与围岩之间的混凝土厚度不得小于4cm。

第七章隧道出洞

一、施工方案

白家河2＃隧道的出口里程是DK1413＋913，洞口往里5m为明洞，即明暗洞分界里程为DK1413＋908。

出洞设计方案为：

在进口端掘进至距出口10米时，从出口端进洞，然后分别贯通上导坑和下导坑。

二、施工步骤

首先在确认出口仰坡加固完成后，从出口向洞内掘进3～5m，并支护牢靠，然后从进口洞内采用光面爆破方法对上导坑首先掘进贯通。

为确保出洞顺利，最后一次掘进深度要留2～3米。

爆破时先起爆下部掏槽眼，次起爆中心掏槽眼，最后再起爆周边眼，以策安全和良好的断面。

三、贯通误差的调整

用中线法测量并贯通。

高程贯通误差一般在隧道两端的末衬砌地段之水准路线上调整，调整长度应有足够的长度，以保证高程贯通误差的调整对铁路线路的纵坡不产生影响。

四、出洞安全措施

1．爆破出洞前，确保出口仰坡加固完成。

2．爆破出洞时，爆破面两侧均应设置警戒员，并设专人在警戒范围外观察仰坡的稳定，配备对讲机，随时通报观察结果，确保没有伤亡事故。

3．爆破作业专门指挥，装药和连线完成确认无误后点火贯通。

第八章施工预防措施

把传统地质方法和地球物理控测法结合起来用于地质信息超前预报，对地质灾害作充分估计，防患于未然，预测预报内容主要有以下几项：

1、地质条件对施工影响程度。

2、可能出现塌方、滑动。

3、软岩出现内鼓、片劈、掉块地段。

4、岩体突然开裂或原裂隙逐渐增宽等危害性。

5、位移变形加快影响围岩稳定。

6、浅埋段下深裂缝对隧道稳定的影响。

传统地质法：

由地质工程师负责，采用地表补充调查，追踪掌子面素描，已开挖段的洞体地质展现图，记录各种结构的产状要素、地下水状态等数据。

球物理探测：

超前钻孔、短距离预测利用钻孔设备钻孔，一般在拱顶、起拱线和下部各钻一孔，采用钻眼排碴取样分析，记录钻速、水质水量变化情况以及开挖后的岩面观测素描，综合判断预报前方水文、地质条件。

隧道施工中，我们将成立一个专门负责现场监控量测的小组，由一名工程师一名技术员和三名测量人员组成，用于量测的仪器主要有地质罗盘、精密水准仪、水准尺、QJ－88型球铰式周边收敛仪、ML－20型锚杆拉力计，用于选测项目的仪器，根据选测需要选定。

，对量测数据分析绘制时间－位移曲线，求出最终净空位移值。

根据各类量测数据求出围岩的E、V、C、Φ等物性参数。

用经验法对量测情况进行信息反馈，通过目测和位称量测结果的分析，对围岩稳定状态、施工方法和支护措施的安全情况进行评判，将评判结果反馈到施工中，确定二次衬砌和仰拱施作时间，当地质条件与设计不符合或监控量测信息证明初期支护过弱或过强时，报请设计单位，对围岩类别或初支参数作必要的调整。

第九章施工安全措施

一．开挖爆破安全技术措施

1、在确定全段同时开挖或分段开挖以及边坡、仰坡坡度后，应力求在施工时间内不致坍塌。

2、施工前应先作好洞顶防排水措施，防止地表水冲刷边坡造成坍方落石。

3、按开挖部位先外后内，从上至下进行开挖，严禁掏底开挖和上下重叠施工。

4、石质地段开挖，宜采用弱爆破，以免影响边坡和仰坡的稳定。

5、开挖过程中应随时检查边坡和仰坡，如有滑动、开裂、落石等现象，可适当放缓边坡，或采用锚杆支护、防护栅栏、棚架等措施，以保证施工安全。

6、采用挖进或拉槽施工时，要加强支护，随挖随护。

在地质不良，边坡、仰坡较高地段，施工中应加强防护，并指定专人看守。

7、开挖的土石，应弃在不影响边坡及其他建筑物稳定的处所，并不得影响行车安全。

8、装药前，应检查主线和联接线是否良好；

9、装药时必须分清起爆药卷段数，严格按凿岩爆破设计装药，不得装错；

10、装药时应防止将电雷管脚线或桥线捣断造成断路；

11、起爆时，禁止使用火雷管、导火索起爆。

起爆雷管严格防水，起爆前要严格检查，以免出现瞎炮。

12、接线前应把手擦净并把导线上的污物及锈清除干净。

接头要求联结紧密，每个接头都应稳定悬空，不得与水、岩石、钢轨、管路等接触；

13、工作面联线完后，必须仔细检查，防止漏结、错结以及接头触地和短路；

14、装药时电雷管脚线必须短路，只在联线时才准解开，并不得和金属导体、水、岩石等接触。

已敷设好的爆破网路两端，在未与下一部分的导线联结以前必须联成短路。

禁止爆破网路上已敷设部分与另外一端未结成短路的导线相联结。

二．风、水、电安全施工措施

1、安全作业，除应遵守一般电工安全作业规程外，重点应注意：

线路及接头不许有裸露，要经常检查，发现裸露应立即包扎；各种过电流保护装置不应任意加大其容量，不能用任何金属丝代替熔丝；电工人员操作时必须戴绝缘手套和穿绝缘胶靴；在需要触及导电部分时，必须先用测电器检查，确认无电后，始能开始工作，并事先将有关的开关切断封锁，以防误合闸；一切电器设备的金属外壳或构架都必须进行妥善的接地。

焊、割作业点与氧气瓶等危险物品的距离不得少于10m，与易燃易爆物品的距离不得少于30m。

2、供水管道敷设要求平顺、直、弯头少、线路短，干管管径尽可能一致，接头严密不漏水。

管道沿山顺坡敷设悬空跨距大时，每隔6－12m应设立支柱承托，支撑点与水管之间加木垫，严寒地区洞外管道在冬季应包扎防冻材料。

水池的输出管应设总闸阀，干管管道每隔300－500m安装闸阀一个，以便控制和维修管道。

管道闸阀布置尚应考虑一旦发生管道故障能够暂时由水池或水泵房供水的布置方案。

给水管道应安设在电线路的异侧，不应妨碍运输和行人，并设专人负责检查养护。

管道前端至开挖面，一般保持的距离为30m，用直径50mm高压软管接分水器，中间预留的异径三通，至其他工作面供水使用软管的长度不宜超过50m。

3、压风管道敷设要求平顺、接头密封、防止漏风，凡有裂纹、创伤、凹陷等现象的钢管不能使用；在洞外地段，风管长度超过500m、温度变化较大时，宜安装伸缩器；靠近空压机150m以内，风管的法兰盘接头宜用耐热材料制成垫片，如石棉衬垫等。