铁路隧道斜井进正洞施工方案.docx
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铁路隧道斜井进正洞施工方案
铁路隧道斜井进正洞施工方案
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隧道斜井进正洞施工方案
一、编制依据
一、新建铁路重庆至利川线施工图-南白洞隧道设计图。
二、《铁路隧道喷锚构筑法施工技术标准》（TB10108-2002）。
3、《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417-2003）。
4、《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2020）
5、《铁路工程施工平安技术规程》（TB10417-2003）。
6、《爆破平安规程》（GB6722-2003）。
7、其他适用于本工程的技术标准。
二、编制原那么
一、遵循设计文件的要求，严格按设计、标准组织施工。
二、指导思想是：
科学组织、合理投入、优质平安、快速高效、不留后患。
3、保证关键，突出重点，冲破难点，质量至上。
在斜井转正洞展开施工后，快速向进出口方向施工，知足业主节点工期的要求。
4、平安第一，预防为主，综合治理。
五、文明施工，爱惜环境。
三、适用范围
本方案适用于南白洞隧道斜井进正洞及斜井与正洞段交叉口段施工。
适用里程：
南白洞隧道斜井XDK1+187～XDK0+000，南白洞隧道正洞D8K169+285～D8K169+300。
斜井与正洞交叉口段完成后，正洞向入口、出口方向施工依照施工图组织施工。
四、设计概况
南白洞隧道全长6935m，按旅客列车设计行车速度200km/h，客货共线双线单洞隧道设计。
南白洞隧道斜井位于丰都县三建乡红旗寨村周围的一处山坳内，紧邻龙河。
斜井与正洞正交于D8K169+293，斜长1192m，平距1189.016m，综合坡度%，最大坡度%，共设四处2%缓坡段。
斜井进入正洞后别离向进出口方向开挖正洞。
隧址区内的地层要紧为上覆第四系坡残积层（Q4dl+el）、下伏侏罗系中统沙溪庙组（J2s）、中统下沙溪庙组（J2xs）、中统新田沟组（J2x）、中下统自流井组（J1-2z）、下统珍珠冲组（J1z）及三叠系上统须家河组（T3xj）地层。
岩性要紧为泥岩夹砂岩，岩质软，易风化和软化，受不利节理切割作用，自稳能力较差。
隧址区构造简单，地层单斜，岩层产状为N30～35°Ｅ/18～31°Ｓ，区内构造节理较发育，节理间距～2m，延长度2～5m，裂隙面平直、微张，未填充或泥质半填充。
斜井进入洞底段正洞拱顶埋深约250m。
斜井井底及正洞交叉段详细支护参数见下表4-1：
序号
里程
初期支护
二衬厚度
衬砌类型
备注
喷砼厚度
锚杆
钢筋网片
钢架
1
HDK0+030
～+
15㎝
φ22砂浆锚杆，L=3.0m，拱部设置，间距1.2m环向×1.0m纵向
φ8钢筋网片，拱墙设置，网格间距25×25cm
/
35㎝
Ⅲ级Ⅰ型
横洞
2
HDK0+
～+
23cm
φ22砂浆锚杆，L=3.0m，拱部设置，间距1.2m环向×1.0m纵向
φ8钢筋网片，拱墙设置，网格间距25×25cm
拱墙I16钢架，间距1.0m
35
Ⅲ级Ⅰ型
横洞
2
DK172+477
～+490
DK172+506
～+523
拱墙12㎝
拱部φ22中空组合锚杆，
边墙φ22砂浆锚杆，L=3.0m，间距1.2m×1.5m（环×纵）
拱墙φ6钢筋网片，网格间距25×25cm
/
40㎝
Ⅲ级复合
正洞
3
DK172+490
～+506
拱墙23㎝
仰拱
10㎝
拱部φ22中空组合锚杆，
边墙φ22砂浆锚杆，L=3.5m，间距1.2m×1.2m（环×纵）
拱墙φ6钢筋网片，网格间距20×20cm
拱墙160格栅，间距1.0m
～1.2m
45㎝
Ⅳ级复合
正洞超前小导管
表4-1斜井井底及正洞交叉段施工参数表
五、施工重难点分析及拟采取的方法
详见下表5-1《斜井进正洞施工重难点分析及方法》。
表5-1斜井进正洞施工重难点分析及方法
序号
施工重难点
情况分析
拟采取措施
1
砂泥岩地层，受地下水影响较大
初期支护不及时易出现塌方、掉块现象
超前地质预报TSP探测，及时探明前方地质、水文情况
2
交叉段可能存在缓倾岩层
受爆破振动易产生塌方
超前小导管注浆预支护，配合格栅钢架进行支护
3
横洞进正洞交叉段跨度大
开挖后不及时支护或支护体系不闭合易出现塌方
交叉段采取上下台阶及左右导坑施工；及时施做初期支护及临时支护
4
工序繁杂，纵向跨度短，爆破振动频繁
爆破振动频繁，对围岩扰动过大，易产生塌方
采用减震爆破，浅孔密布、减少单段最大用药量、延长相邻段位起爆时间差等措施，将爆破振动降到最低
六、斜井进正洞施工整体方案
斜井进入正洞后，先向出口方向施工100m后，再向进口方向施工。
⑴横洞开挖至HDK0+100里程时，施做一次超前地质预报，提早探明横洞洞底段及正洞交叉口段工程地质、水文地质情形。
⑵横洞开挖至HDK0+里程时，展开挑顶施工。
横洞挑顶转正洞分五个时期进行：
第一时期：
上挑拱顶，在HDK0+里程达到正洞标高，台阶法开挖正洞上台阶右导坑；
第二时期：
施做洞底段横洞增强支护钢架及交叉口处I25工字钢门架，为正洞格栅钢架架立提供落脚平台；
第三时期：
台阶法开挖正洞左导坑，预留1m厚反向剥皮层，上台阶向进口扩挖至正洞标准断面，再同时向交叉口方向反向剥皮并完成交叉段支护；
第四时期：
下台阶重复第三时期工序；
第五时期：
正洞开挖按台阶法施工，在出口方向开挖至DK172+520里程时，停止出口方向施工，开始向入口方向施工，向入口方向施工完成100m后，向出口方向施工。
开挖支护完成后，适时施作仰拱、填充及拱墙衬砌。
七、详细施工方式及方法
一、超前地质预报
横洞进正洞前，先在HDK0+100周围采纳TSP203plus超前地质预报系统进行一次中长距离的地质预报，提早对必然规模的溶隙、地下水、软弱岩层带进行预报，以便施工中提早采取方法。
施工中，每循环开挖时采纳5m钻杆在隧道拱部和双侧拱腰、双侧边墙各钻一个探测孔，同时，爆破进尺那么操纵在2.0米之内，使工作面始终维持距不良地质3m以上的平安距离。
当钻孔显现不良地质征兆时，能够及时采取应付方法。
2、横洞挑顶转正洞施工
第一时期：
横洞上挑段至正洞，台阶法开挖右导坑
在横洞开挖至里程HDK0+时，开始举高拱顶标高，扩大断面，按双车道断面施工。
在横洞开挖至HDK0+里程时，横洞拱顶与正洞拱顶标高一致。
横洞与正洞中线相交里程为DK172+。
右导坑里程为：
DK172+490～+506。
该段按正洞线路方向开挖，采纳人工手持风钻钻爆法开挖，利用横洞开挖台架，先施工出口方向，后反向施工，先开挖上台阶法，再开挖下台阶。
上台阶高度约6m，下台阶高度约3.8m。
上台阶开挖前，先采纳弃碴堆置平台，并按正洞Ⅳ级复合式衬砌初支参数施做锚、网、初喷喷支护后，再进行下台阶开挖、支护。
考虑到交叉段跨度较大，左导坑上、下台阶开挖必需采取短进尺、弱爆破，以减轻对周边岩体的扰动。
其中，台阶循环进尺不超过1.5m，并严格按“一开挖、一支护”的要求组织及时施做初期支护及临时支护。
右导坑初期支护分两次施做，先按设计（Ⅳ级复合式衬砌）参数施做锚杆、网片、初喷混凝土。
其中，系统锚杆单根长度3.0m，拱部140°采纳φ25中空组合锚杆，边墙采纳φ22砂浆锚杆，1.2m（环）×1.2m（纵）布置，单根长度3.5m；网片采纳φ6钢筋网片，网格间距20cm×20cm。
初喷混凝土4cm厚。
右导坑左侧采纳喷C25混凝土临时支护，厚度5～10cm，施工左导坑时再予以挖除即可。
第二时期：
横洞洞底钢架增强支护，交叉口处I25门架施工
横洞洞底段开挖时应及时安设钢架增强支护，采纳I16工字钢加工，钢架平行于正洞线路方向安设，共计7榀，第六、第7榀钢架外衣I25工字钢立柱及纵向托梁。
在正洞DK172+490～+506段右导坑开挖、支护完毕后，及时施作横洞洞底I25工字钢立柱及纵向托梁，为正洞格栅钢架提供落脚平台。
钢架加工及安装见附图《》。
第三时期：
上台阶左导坑开挖、扩挖、反向剥皮、支护
左导坑里程：
DK172+490～+506。
上台阶左导坑利用弃碴堆置平台，人工钻爆法施工，垂直于正洞线路方向开挖。
为避免形成过大超挖，左导坑开挖进程中，预留约1.5m厚爱惜层。
以后，沿正洞出口方向开挖上台阶，并向左侧慢慢扩挖形成正洞标准断面，并施做初期支护及临时支护。
扩挖段里程为：
DK172+506～+515。
在出口方向形成正洞上台阶标准断面后，再向前开挖5m，开始向交叉口方向进行反向剥皮，同时边剥皮边施做该段超前支护、初期支护。
先施做超前小导管支护，再立格栅钢架、复喷砼至设计厚度。
同时，应严格按“一开挖、一支护”的要求施工，每次剥皮进尺不得超过2.0m（即两榀格栅钢架间距）。
第四时期：
下台阶左导坑开挖、扩挖、反向剥皮、支护、
下台阶左导坑同台阶右导坑施工顺序及参数。
左导坑开挖、支护断面及参数见附图《》。
第五时期：
进出口方向台阶法开挖，仰拱施工
在交叉段完成开挖、支护后，向出口方向按台阶法开挖。
在出口方向下台阶开挖至DK172+520里程时，停止出口方向施工，开始向入口方向开挖，在开挖至DK172+400时，停止向入口方向开挖，开始向出口方向施工。
在入口方向施工至DK172+430后，开始进行交叉口段正洞仰拱施工，并慢慢向入口方向施工仰拱，一直施工至DK172+400里程。
3、左右导坑分台阶爆破设计
⑴设计原那么
采纳光面爆破，依照围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抗击线，辅助炮眼交织均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上,掏槽炮眼加深20cm。
严格操纵周边眼的装药量，采纳距离装药，使药量沿炮眼全长均匀散布。
⑵钻爆参数选择
钻爆参数选择参照表7-1《光面爆破参数选择表》。
表7-1光面爆破参数选择表
岩石种类
周边眼间距E
（cm）
周边眼最小抵抗线W（cm）
相对距E/W
周边眼装药参数（kg/m）
硬岩
55～70
60～80
～
～
中硬岩
45～65
60～80
～
～
软岩
35～50
45～60
～
～
⑶掏槽方式
采纳斜眼楔形掏槽。
⑷装药结构及堵塞方式
A装药结构
周边眼：
用小直径药卷距离装药。
其它眼：
均采纳持续装药结构。
B堵塞方式
所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于30cm。
4、洞底泵站施工
横洞进入正洞后，先向入口开挖100m，为反坡排水，需设置临时泵站进行抽水。
临时泵站设于正洞里程DK172+480处，位于线路方向左侧，施工中可依照现场情形调整位置。
详见附图《》。
依照施工图，长洪岭隧道预测隧道最大涌水量为12700m3/d，长洪岭隧道全长13594m，平均每米隧道预测最大涌水量为0.93m3/d。
抽排水能力按最大涌水量80%配备。
横洞承担正洞施工任务中有100m为反坡排水段，应配备抽排水能力为：
3.1m3/h。
5、变压器设置
在正洞里程DK172+520位置，线路右边设一临时变压器，供隧道施工。
6、防水板台架、衬砌模板台车拼装段施工
衬砌模板台车拼装段里程为：
DK172+400～+420，长度20m，即横洞进入正洞向入口方向开挖100m后，开始向出口方向进行开挖，利用向入口方向开挖的这100m作为防水板台架、衬砌模板台车拼装段。
在开挖台架由入口转向出口方向开挖后，即在该段拼装出防水板台架、衬砌台车。
7、临时排水
横洞设计为顺坡排水（坡度‰），进正洞前横洞临时排水通过侧沟排至洞外沉淀池处置达标后排放。
8、横洞洞底段及正洞风水电管线布置
见附图《》。
9、施工通风
需配备1台2×110kw轴流通风机。
横洞已经安装1趟直径1.5m通风管，配备1台2×110kw轴流通风机，能知足目前施工需要。
进正洞后，先向入口方向独头掘进100m，只需将原横洞通风管延长即可知足要求，在转向出口方向独头掘进时，在洞内在安装1趟直径1.5m通风管，向出口方向通风。
待横洞与入口之间贯通后，拆除横洞内大部份通风管，将横洞洞口轴流通风机移至距横洞底50m处，同时在轴流风机前方20m处配置1台射流风流向隧道正洞内吹风，使横洞成为一条天然的通风管，供给向隧道内通风的新鲜空气；射流风机那么将隧道正洞内的污风操纵在正洞内，并向隧道入口方向排出。
形成从横洞供风、由入口方向排风的巷道式通风方式。
八、监控量测
1、洞内监控量测
①监控量测项目及投入的仪器见表8-1《监控量测仪器表》。
表8-1监控量测仪器表
序号
项目
所用仪器
备注
1
围岩及支护状态观察
地质罗盘仪1台
2
净空收敛
数显收敛仪1台
3
拱顶下沉
高精度水准仪1台
②量测断面间距和每断面测点数量见表8-2《量测断面间距及数量表》。
表8-2量测断面间距及数量表
围岩级别
设计断面间距（m）
每断面测点数量
备注
净空变化
拱顶下沉
Ⅳ
10～30
1条基线
1点
断面间距取10m
Ⅲ
30～50
1条基线
1点
断面间距取30m
③量测频率见表8-3《量测频率表》。
表8-3量测频率表
变形速率（mm/d）
量测断面距开挖面距离（m）
量测频率
≥5
（0～1）B
1～2次/天
1～5
（1～2）B
1次/天
～1
（1～2）B
1次/2天
～
（2～5）B
1次/2～3天
<
>5B
1次/周
注：
B表示隧道开挖宽度，取14m。
④变形治理品级及方法见表8-4《变位治理品级表》。
表8-4变位治理品级表
管理等级
管理位移
施工状态
Ⅰ
U0＜Un／3
正常施工
Ⅱ
Un／3≤U0≤2Un／3
加强支护
Ⅲ
U0＞Un2／3
采取特殊措施
注：
U0为实测变形值，Un许诺变形值。
Un的确信：
Un的确应考虑围岩类别、隧道埋置深度等因素并结合现场条件选择。
a.当位移急剧增加，天天的相对净空转变超过10mm时，重点增强观测，并紧密注意支护的结构转变。
b.当位移、周边收敛、拱顶下沉量达到予测最终值的80～90%，收敛速度小于～0.2mm/d，拱顶下沉速度小于～0.15mm/d时，能够为围岩大体稳固，可施作二次衬砌。
c.当位移～时刻曲线显现反弯点时，同时初期支护开裂或掉块，现在尽快采取补强方法以防坍方。
d.若是是由于基底下沉引发的，尽快仰拱封锁，如仍然下沉，在墙角处加设锚杆，复喷混凝土并在基底钻孔注浆加固。
e.若是是由于偏压引发的，复喷混凝土，加设锚杆。
f.若是是由于围岩压力引发的，可多次复喷并用锚杆加固围岩，补强初期支护。
在下一循环施工时，修改支护参数，增强初期支护，同时增大观测频率；再及时施作二次衬砌，必要时采纳增强衬砌。
2、洞内初支监控
在交叉段施工前后，安排专职平安员，按期对洞内初期支护结构变形情形进行监控、记录台帐，及时比对。
重点对初支表面开裂、明显沉降、渗漏水情形进行监控，提早预警，以便提早采取方法。
九、投入人员、机械设备
投入的设备人员、机械配置表见表9-1《投入人员对照表》、表9-2《投入机械设备对照表》
表9-1投入人员对照表
序号
工种
需投入数量
现有数量
需增加数量
备注
1
开挖队
50人
20人
30人
2
喷浆队
15人
8人
7人
3
捡底队
15人
8人
7人
8人施作横洞底板
4
衬砌队
15人
0人
15人
5
机械队
12人
2人
10人
6
后勤及管理人员
30人
20人
10人
7
总人数
127人
58人
79人
表9-2投入机械设备对照表
序号
设备名称
规格型号
需投入数量
现有数量
需增加数量
备注
1
开挖台架
自制
2
1
1
2
喷浆台架
自制
2
1
1
3
防水板台架
自制
2
0
2
4
衬砌台车
12m
1
0
1
5
输送泵
75kw
1
0
1
6
通风机
220kw
2
1
1
7
空压机
110kw
6
3
3
8
装载机
ZL50C
2
1
1
9
挖掘机
PC200-7
2
1
1
10
自卸汽车
20m3
10
1
9
逐步增加
11
混凝土输送车
8m3
4
0
4
12
湿喷机
GWS-9
3
1
2
13
农用车
2
2
0
14
仰拱栈桥
14m
1
0
1
十、横洞进正洞工期及进度安排
工序及进度安排见表10-1《工期、进度安排表》。
表10-1工期、进度安排表
序号
工序名称
所需时间
备注
1
第一阶段
HDK0+～+挑顶
3天
2
台阶法开挖右导坑
3天
DK172+490～+506
3
第二阶段
交口段钢架加强支护、正洞门架施工
1天
4
第三阶段
上台阶左导坑开挖
2天
DK172+490～+506
5
上台阶进、出口方向扩挖、开挖
3天
DK172+480～+515
6
上台阶右导坑反向剥皮、支护
3天
DK172+480～+515
7
第四阶段
下台阶左导坑开挖
1天
DK172+490～+506
8
下台阶进、出口方向扩挖、开挖
2天
DK172+490～+506
9
下台阶左导坑剥皮、支护
2天
10
第五阶段
进出口方向同时台阶法开挖
至此已完成斜井进正洞
11
斜井进正洞时间合计
20天
十一、质量保证方法
一、严格执行质量“自检、互检、专检相结合”的三检制度。
施工中每道工序工班都必需进行自检，自检合格后，上报作业队复检，复检合格后，再报质检工程师检查。
二、导坑法开挖时，严格操纵锚杆施工质量，锚杆孔钻设严格按径向钻设，当岩层结构面出露明显时，锚杆孔应垂直结构面打设。
中空组合锚杆必需注浆饱满，砂浆锚杆必需采纳砂浆锚固牢固。
3、严格执行工程监理制度。
自检合格后，及时报监理工程师检查签认，隐蔽工程经监理工程师签证后方可隐蔽。
4、实行质量责任制，质量责任落实到人。
五、坚持“三检、四按、五不准、六做到”制度，即：
三检：
自检、互检、专业检查；
四按：
按图纸、按标准、按工艺、按标准；
五不准：
资料不全不准动工、材料不合格不准进场、测量不闭合不准利用、上道工序不合格不准进行下道工序、达不到质量标准不准交工验收；
六做到：
方案做到合理、技术资料做到齐全、质量查验做到靠得住、施工实验做到真实、测量数据做到准确、施工方式做到正确。
十一、平安保证方法
一、编制防坍塌应急预案，预备应急救援物资，施工中安排专职平安人员全进程跟踪，观看掌子面及已支护地段围岩变形情形，发觉危险及时撤出作业人员。
必要时，启动应急预案。
二、增强交叉段围岩监控量测，按要求频次搜集数据，及时分析，为施工提供指导意见。
3、考虑到交叉段施工工序繁杂，作业空间小，人员较多，提早对施工人员进行专项培训，明晰作业流程及平安要求。
4、施工前，分队长必需进行班前发言，对当班工序进行现场平安培训；施工中增强平安监督，发觉平安隐患，及时予以处置；施工完毕，及时进行分析、总结。
五、锚杆作业中，要紧密注意观看围岩或喷射砼的剥落、坍塌。
清理浮石要完全，施工中要及早发觉危险征兆，及时处置。
六、格栅拱尽可能与系统锚杆焊接，连接板处打设定位系筋，拱脚部位必需打设锁脚锚杆。
十二、环保方法
一、施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意抛弃，并在生活区、生产区设置污水处置池，生活污水及生产或洞内污水必需通过污水处置。
二、及时开挖井底泵站，并在泵站水仓内设置小型沉淀池，井底施工污水经水仓沉淀池初步沉淀、处置后，再抽排至洞外三级沉淀池，处置达到要求后方可排放。
3、成立健全环境爱惜体系，安排专人按期巡视施工现场，发觉不符合环保要求的，及时进行处置。
4、隧道弃碴场坡面应按设计进行复垦或绿化，碴顶平整度知足施工图要求，坡脚进行防护，避免水土流失。
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