矿山法隧道下穿铁路专用线工程施工设计方案1.docx
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矿山法隧道下穿铁路专用线工程施工设计方案1
二、区间隧道下穿小野田铁路专用线施工方案
第一章工程概况
1.1设计概况
盾构工作井~仙林东站区间隧道矿山法段起止里程CK42+051.333~CK43+995.000，长度929.667m，采用“格栅钢架+钢筋网”锚喷支护，主要由中管棚、超前小导管、中空注浆锚杆、预应力对拉锚杆、钢筋网、喷射混凝土、格栅钢架组成联合支护体系，区间隧道在里程左DK42+662.408~左DK42+703.961、右DK42+637.934~右DK42+682.934范围处下穿小野田铁路专线，隧道顶距轨道顶面6.3m，隧道开挖最大跨度6.5m。
详见图1.1-1、图1.1-2、图1.1-3。
图1.1-1区间隧道与小野田铁路专线平面位置关系图
图1.1-2隧道进口西侧小野田铁路专用线
图1.1-3区间隧道与小野田铁路专线平面位置关系图
1.2工程地质
龙王山（里程约为右CK42+172.000～右CK42+900.000）为构造剥蚀低山丘陵区，土层覆盖较少，主要为周冲村组的灰岩。
图1.2-1地质剖面图
1.3水文地质情况
1.3.1地下水类型
松散岩类孔隙潜水：
分布于侵蚀堆积岗地坳沟发育区、含水层主要为软弱土和浅部填土层中。
基岩裂隙水：
主要分布于基岩破碎带和裂隙发育带，具微承压性。
岩溶水：
主要分布于岩溶孔洞、溶隙内，具微承压性。
地下水富水程度取决于构造裂隙及岩溶发育程度。
由于受断裂构造的影响，岩体裂隙、溶隙发育，钻探施工部分钻孔局部有漏浆现象，反映水量一般较大，富水性、透水性好。
1.3.2地下水水位
盾构工作井～其东公路段孔隙潜水勘察期间地下水位埋深2.20～4.60m，年变幅约2.0m，常年最高水位按地表下埋深0.50m考虑。
1.3.3地下水对工程的影响
1、地下水水位较高，软土分布范围较广，在静水压力下不利于隧道围岩的稳定。
2、基岩中的裂隙水、岩溶水具有微承压性，开挖过程中经松动后破碎状的、较松散的中风化灰岩在静水压力下不利于隧道围岩的稳定。
1.4小野田铁路运行情况
经与小野田铁路调度沟通及现场调查统计，小野田铁路运行时间为8:
00-24:
00，火车运行时速为20-30km/h，每车次设20节车厢，每节车厢载货20T。
1.5隧道与铁路专用线具体位置关系
铁路专用线与区间矿山法隧道施工范围位置平面布置图如下：
第二章下穿既有铁路线路施工方法
2.1主要施工方法
穿越铁路段采用中隔壁法施工，钢拱架采用I22a钢，纵向间距0.5m；施工应及时支护，及时封闭成环。
采用小导管及φ89中管棚超前支护，做好初支背后注浆，防止后期沉降。
施工期间加强监控量测，包括对隧道、轨道的监测，根据监测结果进行信息化施工，做好应急措施。
隧道开挖时，如需采用爆破，采用微震控制爆破，同时在隧道拱顶增设减震孔，以减少对既有铁路的影响。
图2.1-1格栅钢架及超前支护设置示意图
图2.1-2下穿铁路段衬砌标准断面图
图2.1-3下穿铁路段衬砌钢拱架图
（1）支护参数如下：
a）管棚：
φ89中管棚，L=10m，环向间距0.4m，纵向间距7.0m，拱部150°设置。
采用热轧无缝钢管，外径89mm，壁厚5mm，长10m，外插角10°，每节钢管两端均预加工成外丝扣，以便连接接头钢管。
b）超前小导管：
φ42超前注浆小导管，L=3.5m，环向间距0.4m，纵向间距7.0m，拱部150°设置。
采用φ42普通钢花管，壁厚3.5mm，长3.5m，外插角5°~10°。
注浆浆液采用水泥单液浆，在地下水较多时，可采用水泥水玻璃双液浆，注浆压力拟定0.4~0.6MPa，实际数值根据现场试验确定，注浆扩散半径不小于0.25m。
c）系统锚杆：
φ25中空注浆锚杆，环距0.5m，L=3m，梅花形边墙部位打设。
锚杆与钢架对应设置，其尾端与钢架焊接牢固。
d）喷射混凝土：
C25、P6混凝土，300mm厚，全断面支护。
e）钢筋网：
采用φ8钢筋，构成150×150mm网格，VI围岩双层设置。
钢筋网应与定位钢筋连接牢固
f）格栅钢架：
钢拱架采用I22a钢，纵向间距0.5m。
相邻钢拱架之间采用直径22纵向连接筋，连接筋1.0m/根，沿钢拱架内外两侧设置，环向间距为1.0m；每榀钢架拱脚处设置φ42锁脚锚杆并注浆，锁脚锚管L=3.0m，每侧两根。
g）二次衬砌：
模铸钢筋混凝土，350mm，C40，P10（12）结构防水等级为二级。
（2）初期支护施工时在拱部边墙预埋φ32钢管，长0.8m，每环3根，纵向间距4.0m，初支闭合成环一定长度后，即对初支背后压注水泥砂浆，开挖后地下水出露较多地段，初衬及回填注浆后仍有渗漏水地段以及围岩破碎地段应视具体情况向衬砌背后更深层围岩进行注浆。
（3）在二衬背后应预埋φ32钢管，长0.6m，每环6根，纵向间距4.0m注浆浆液采用具有微膨胀性的水泥浆。
（4）隧道采用中隔壁法开挖后，应及时支护，及时封闭成环；二衬应及时施作，先施作仰拱衬砌，拱墙衬砌全断面整体模筑。
（5）施工中应加强现场的监控量测工作，并及时反馈信息，以修正设计。
2.2下穿铁路段溶洞处理
下穿铁路段区间显有溶洞，此处溶洞采用φ48的PVC袖阀管地面注浆加固处理，并在隧道开挖至该处二十天前完成。
以结构底板下10m，拱部上5m，边墙外5m范围内的岩土面为界限。
注浆材料采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比=1~1.5,注浆孔布置为3×3m压注水泥浆，压浆三次，具体参数如下：
1、注浆压力为0.8~2.0MPa，注浆压力逐步提高，达到注浆终压并继续注浆10min以上；
2、注浆速度：
30~70L/min；
3、注浆加固扩散半径为1.5m，施工时应根据实际情况控制注浆压力，防止跑浆、冒浆发生，减少浆液流失；
4、三次压浆时间间隔6~10小时。
溶洞处理边线
图2.2-1下穿铁路段溶（土）洞分布平面图
图2.2-2溶（土）洞处理孔位平面布置图
2.3主要施工措施
（1）施工采用中隔壁法开挖，并应坚持管超前、严注浆、短进尺、早封闭、强支护、勤量测的施工原则。
（2）采用超前小导管及中管棚进行注浆超前支护，洞体开挖完成后，做好初支背后注浆，防止后期沉降。
（3）施工前要调查既有隧道，收集隧道轨道允许变形量，施工期间加强动态监控量测，包括对隧道、建筑物的监测，根据监测结果进行信息化施工，做好应急措施。
（4）隧道开挖时，尽量采用人工配合机械开挖，如需采用爆破，采用微震控制爆破，同时在隧道拱顶增设减震孔，以减少对既有铁路的影响。
2.3.1下穿铁路段隧道爆破时的震动防护措施
1、下穿铁路段时将循环进尺控制为1.0m以内，单孔装药量降为非铁路段的55%。
2、把每段药量超过2.16kg的部分都再次分为2段，这样每一次齐爆的最大药量就只有2.16kg。
3、把上台阶起爆的次数由非穿铁路段的6次改为11次。
实际起爆分为两个程序进行：
1~5次为第一个程序，6~11次为第二个程序。
两个起爆程序中间由150msd的孔外延期雷管进行接力传递，一次激发起爆成功。
同样，下台阶1~6次为第一个程序，7~12次为第二个程序。
这时一次齐爆的最大药量由9.72kg减为2.16kg，见表2.3-1表2.3-2。
表2.3-1下穿铁路段隧道爆破时的上导坑装药分配表（孔深1m）
起爆
顺序
雷管
段别
炮眼名称
炮眼个数
孔深（m）
炸药单耗（kg/m3）
单孔药量（g）
每段药量（kg）
备注
第一个程序
1
1
掏槽眼
4
1.2
1.5
450
1.8
原1
2
3
扩槽眼
6
1.0
1.2
360
2.16
原2
3
5
扩槽眼
6
1.0
1.2
360
2.16
4
7
辅助眼
5
1.0
1.2
360
1.80
原3
5
9
辅助眼
6
1.0
1.2
360
2.16
第二个程序
6
1
辅助眼
5
1.0
1.2
360
1.80
原4
7
3
辅助眼
6
1.0
1.2
360
2.16
8
5
辅助眼
5
1.0
1.2
360
1.80
原5
9
7
辅助眼
6
1.0
1.2
360
2.16
10
9
周边眼
12
1.0
0.8
160
1.92
原6
11
11
周边眼
13
1.0
0.8
160
2.08
合计
74
22
表2.3-2下穿铁路段隧道爆破时的下导坑装药分配表（孔深1m）
起爆
顺序
雷管
段别
炮眼名称
炮眼个数
孔深（m）
炸药单耗（kg/m3）
单孔药量（g）
每段药量（kg）
备注
第一次爆破
1
1
扩槽眼
3
1.0
1.2
360
1.08
原1
2
3
扩槽眼
6
1.0
1.2
360
2.16
原2
3
5
辅助眼
4
1.0
1.2
360
1.44
原3
4
7
辅助眼
5
1.0
1.2
360
1.80
5
9
辅助眼
6
1.0
1.2
360
2.16
原4
6
11
辅助眼
6
1.0
1.2
360
2.16
第二次爆破
7
1
辅助眼
5
1.0
1.2
360
1.80
原5
8
3
辅助眼
5
1.0
1.2
360
1.80
9
5
辅助眼
5
1.0
1.2
360
1.80
10
7
底板眼
5
1.0
1.2
360
1.80
原6
11
9
底板眼
6
1.0
1.2
360
2.16
12
11
周边眼
12
1.0
0.8
160
1.92
原7
合计
68
22.08
4、在下穿铁路段隧道爆破开始时，对保护体进行爆破震动监测。
第三章工期安排
根据矿山法隧道整体施工进度安排，计划左洞于2013年12月25日进行下穿铁路段施工，2014年2月25日施工完成施工，历时60个工作日；右洞于2014年2月23日进行下穿铁路段施工，2014年4月21日施工完成，历时58个工作日。
第四章安全保证措施
4.1组织保证
1）在项目部统一安排下，成立专门的安全管理小组，在工程施工中对影响铁路安全的区段进行组织管理。
2）成立安全管理领导小组
组长：
牛国强
副组长：
张明富郭继刚
组员：
程为奇高以军冯伟宁黄宁罗超李军
领导小组办公室设在安全质量管理部。
3）成立抢险突击队，保证每处组织不少于30人突击人员。
4.2安全保证
1）施工前，针对本工程建设对铁路专用线的影响，制定专项施工安全技术方案，并经专家评审通过后实施。
2）隧道下穿铁路加固施工时，与铁路管理单位协商。
3）在影响区段，布置监控量测点，对地表、路基、轨道方向水平等进行监控，发现变形超限及时采取相关措施进行处理，确保行车安全
4）在隧道下穿施工期间，建好值班棚，在施工地段上、下行来车前方各设一名专业防护员，24小时值班，配备对讲机与电喇叭，对火车接近施工地段发出警告。
对无关人员进入施工现场和铁路线路进行劝赶，确保行车，人身安全。
5）作业人员的安全培训：
必须组织从业人员（含民工）进行安全知识培训考，考试培训不合格者一律不得上岗。
6）作业警戒：
任何人员不得在“有电点危险
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