xx隧道出洞施工方案.docx
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xx隧道出洞施工方案
六盘山隧道施工出洞施工方案
1、编制依据
1、国家、铁道部和地方政府（省、直辖市）的有关政策、法规和条例、规定;
2、国家和铁道部现行验收标准、设计规范、施工规范；
3、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》；
4、合福铁路客运专线《六盘山隧道设计图》及相应参考图；
5、施工现场调查所获得的地质、水文、气象等资料；
6、公司以往类似工程的施工经验、工法；
7、可资利用的新技术、新工艺、新材料、新设备等；
2、工程概况
2.1、工程概述
六盘山隧道进口里程DK780+820，出口里程DK781+915，全长1095m。
隧道内为16.5‰的上坡。
隧道于DK781+405~DK781+434设置29m明洞段。
本隧道从出口单口掘进，按新奥法原理组织施工。
其中Ⅴ级围岩355m，Ⅳ级围岩376m，Ⅲ级围岩203m，明洞161m，进、出口均为Ⅴ级围岩，岩体破碎。
2.2、工程施工进展情况
截至2011年5月12日，隧道上台阶施工至DK781+510，距离DK781+434段出洞为76m，全部为Ⅴ级围岩，其中Ⅴ级Ⅴb衬砌类型为36m，Ⅴ级Ⅴc衬砌类型为40m。
2.3、出口段自然条件和地理条件
六盘山隧道中间明洞出洞口地面标高60~70m，地形坡度近60，为顺坡，岩层的倾角大于坡角。
有一沿隧中线方向偏右自然发育的冲沟。
洞口埋深约8m左右，地质状况为强风化呈碎块状，弱风化层，凝灰结构，节理裂隙发育，岩质坚硬。
裂隙有渗水。
3、出口浅埋段里程确定
3.1确定原则
本隧道以埋深小于2倍洞跨为浅埋原则。
3.2出口段里程的确定
根据以上隧道埋深确定原则以及出口段为Ⅴ级围岩的实际情况，DK781+479～DK4+434为浅埋段（其中DK781+434地面标高约60m），出口段施工长度45m，其中Ⅴb级围岩5m和Ⅴc级围岩40m。
3.3围岩和支护构成
Ⅴ级Ⅴb衬砌类型初期支护形式：
采用φ50mm双层超前小导管注浆预支护，小导管长5.0m，纵向间距3.5m一环布置，环向间距40cm。
初期支护采用I22工字钢架加强，按0.6m一榀布置，拱部采用L=4.0m的φ25中空锚杆、边墙采用L=4.0m的φ22砂浆锚杆，钢筋网片为φ8@20x20cm，喷射砼厚度28cm。
Ⅴ级Ⅴc衬砌类型初期支护形式：
采用φ50mm双层超前小导管注浆预支护，小导管长5.0m，纵向间距3.5m一环布置，环向间距40cm。
初期支护采用H175工字钢架加强，按0.6m一榀布置，拱部采用L=4.0m的φ25中空锚杆、边墙采用L=4.0m的φ22砂浆锚杆，钢筋网片为φ8@20x20cm，喷射砼厚度28cm。
4、施工组织安排
4.1施工人员安排
出洞段施工成立施工生产领导小组，项目经理为组长，总工为副组长，职能部门和劳务工班负责人为组员。
设安全质量环保科负责项目安全监察，施工现场配置副指挥1名、技术负责人1名，技术主管1人、测量工2人，试验员1人，1名专职安全员。
具体见人员分工表表1。
人员分工情况表表1
序号
姓名
性别
职位
分工情况
1
黄文
男
项目负责人
全面负责出洞段施工生产管理
2
刘长斌
男
技术负责人
全面负责出洞段施工技术及质量
3
廖钦伟
男
副经理
负责协调出洞段施工安全、进度
4
李强
男
安质部长
负责协调出洞段施工安全、质量
5
肖波
男
试验员
负责协调出洞段试验工作
6
江文川
男
物资部长
负责协调出洞段物资供应工作
7
高云
男
机电部长
负责出洞段机械设备及安全用电
8
龙胜权
男
技术主管
协助技术负责人完成技术工作
9
张军
男
测量工
负责出洞段现场测量工作
10
杨勇
男
测量工
负责出洞段现场测量工作
11
邹越洪
男
专职安全员
负责出洞段现场施工安全
4.2施工机械配置
主要施工机械配置表如下表2所示。
施工机械配置表表2
序号
工程名称
型号
数量
备注
1
风枪
YT-28
30
2
风镐
5
3
湿喷机
TKP-1
2
4
农用车
2
5
喷锚料拌和机
JS750
1
6
空压机
20m3
4
7
发电机
200KW
1
洞口施工
8
抽水泵
2
9
挖机
CAT320c
2
10
装载机
ZL50c
2
侧卸式
5、施工方案
出洞浅埋地段Ⅴ级围岩采用三台阶法施工，施工过程严格按以下原则组织实施。
（一）严格按照“预支护、短开挖、少扰动、强支护、早封闭、实回填、严治水、勤量测”施工，加强超前地质预测、预报，加强围岩收敛、拱顶下沉观测，及时施工仰拱，尽早形成承力封闭环。
（二）严格执行隧道施工安全强制性标准，合理调整施工工序，改进施工工艺，加强生产要素配置，优化缩短工序时间，达到快速、安全施工。
5.1测量误差控制
隧道出洞测量偏差控制主要是横向、竖向偏差，横、竖偏差对隧道的宽度和高程有影响。
根据《测规》（铁建设〔2003〕13号）允许偏差：
横向出洞限差为±100mm，高程出洞限差为±50mm，洞、内外控制测量误差对出洞误差的影响值，洞外30mm，洞内40mm，洞内洞外综合50mm。
洞外采用GPS控制测量，洞口导线点和GPS控制网任意一条边和两个角进行联测，形成三角控制网或闭合导线网。
洞内导线测量采用徕卡（TCR802）DJ2型仪器，仪器等级为Ⅰ级，满足要求。
洞内水准测量采用四等水准测量，用DS3仪器水准测量和三角高程测量两种方法控制。
5.2施工方法
首先完成仰坡开挖及防护，洞口段路堑按不同地质条件配合隧道三台阶施工方法分台阶开挖，采用挂网喷砼，封闭仰坡。
仰坡封闭完成后出洞。
5.2.1超前地质预测预报及地质素描
5.2.1.1超前地质预测预报
严格按照设计要求作好超前地质预测、预报，大致判定围岩岩性。
每循环采用超前钻孔探测，钻孔孔径为50ｍｍ，钻孔长度为5.0ｍ。
每一循环水平方向在拱顶、拱腰位置钻孔3个，径向超前钻孔3个。
每循环超前探孔深度比掘进速度长1.5～2.5ｍ。
根据钻孔速度、成孔时间判断前方围岩岩性、节理、地下水发育情况，是否同设计提供的地质相符。
现场技术员负责超前预测预报数据整理、分析，根据分析结果及时向项目总工反馈信息，根据现场实际情况及时采取相应措施，及时做到“岩变我变”，确保出洞段施工安全。
5.2.1.2地质素描
地质素描是围岩工程地质特性和支护措施的合理性最直观、最简单、最经济的描述和评价。
地质素描与隧道开挖同步进行，每循环开挖完成后由现场负责人、技术主管、安全员对开挖掌子面地质情况进行观察。
重点描述以下内容：
（1）岩石的结构、颜色、软硬程度、破碎程度等；
（2）层理、片理、节理裂隙等各种软弱面的产状特征、宽度、延伸情况、连续性、间距等；
（3）各结构面的充填物质成分和泥化、软化情况；
（4）地下水及基岩裂隙水发育情况；
根据地质素描，大致判断围岩级别，同时制定本循环支护措施，若发现围岩与设计不符时，立即采取相应处理措施，制定施工方案。
5.2.2开挖方法及循环进尺长度控制
Ⅴ级围岩地段采用三台阶临时仰拱开挖作业法施工，开挖后初喷砼封闭，及时施作工字钢架支护成环；
5.2.3仰拱施工
仰拱开挖施工时，仰拱施工一是必须紧跟下台阶，距离下台阶3m左右；二是一次开挖长度必须控制在4～6m；三是开挖后36h内施作仰拱初支砼，绑扎钢筋，浇筑混凝土，快速封闭成环。
具体施工工艺流程图如图1所示：
5.2.4洞口地表、地中沉降观测及洞内围岩量测监控
5.2.4.1洞口地表、地中沉降观测
加强洞口段地表、地中沉降观测及洞内围岩量测，观测点在开挖完成后下沉之前埋设好，一直观测到下沉稳定为止。
观测点布置沿纵向（隧道中线）布置，其量测间距与埋深关系很大，量测断面间距按下表3埋设。
隧道出洞口埋设2个横向断面，横向桩位布置间距范围为2～5m，每个断面布置11个观测点，隧道中线附近密些，远离中线疏些。
为准确掌握地表下沉规律，从工作面前方2B处开始量测地表下沉。
量测频率开挖面距离量测断面前后距离小于或等于2B时，每日2次。
另外在沉降区以外设置测点作为参照。
具体测点布置如图2所示
洞口地表沉降点埋设断面间距表3
埋深h与洞室
跨度B关系
2BBh断面间距
20m
10m
5m
备注
B为开挖洞跨宽度，h为隧道埋深。
地表、地中观测点位布置图2
5.2.4.2洞内围岩量测监控
围岩量测紧跟开挖、支护作业面，一般不超过2m。
Ⅴ级围岩按设计要求每5m布置3个点，进行点位布置及频次进行量测。
初始量测时间在开挖12h内完成。
具体布置情况及量测频次见“表4、5”所示。
对较差围岩段，加密围岩观测点，加大围岩观测频次，并根据具体情况及时调整量测项目或增加量测的内容，每次量测后及时进行量测数据分析，并绘制量测数据时态曲线和距开挖面关系图；对初期的时态曲线应进行回归分析，预测可能出现的最大值和变化速度。
对围岩变化超出允许范围时，及时向项目总工汇报，根据具体情况及时采取加厚喷层、加密或加长锚杆、增加钢架等加固措施。
并将结果反馈给设计、监理，实现动态设计、动态施工。
围岩量测断面布置间距和每断面测点数量表4
围岩级别
断面间距（m）
每断面测点数量
净空变化
拱顶下沉
V
10
l～2条基线
1～3点
量测频率（按位移速度）表5
序号
位移速度（mm／d）
量测频率
1
>5
2次／d
2
1～5
1次／d
3
O．5～1
1次／2～3d
4
0.2～O．5
1次／3d
5
<0.2
1次／7d
围岩稳定性的综合判别，根据量测结果按下列指标进行：
根据位移变化速度判别：
a．净空变化速度持续大于5.0mm／d时，围岩处于急剧变形状态，加强初期支护系统。
b．净空变化速度小于0.2mm／d时，围岩达到基本稳定。
5.2.5初期支护，确保初支质量控制
开挖、出碴（约6h左右）完成后及时进行支护。
项目部要求Ⅲ级围岩初期支护距离掌子面不大于3m，Ⅴ级围岩随开挖随支护。
严格控制初期支护施工质量，尤其是超前小导管或砂浆锚杆，严禁减少数量或长度，防止注浆不足。
钢架圆顺、采用高强螺栓连接牢固，防止局部应力集中。
严格控制钢架间距和锚杆数量、长度和方向，喷射砼平整度、厚度。
每台阶钢架设置锁脚锚杆，并严格控制数量、长度、方向、锚固效果及与钢拱架的焊接长度等。
5.2.6工序调整
根据隧道施工安全强制性标准并结合我们公司隧道施工安全强制性标准，在距离隧道出洞74m时，及时、合理调整开挖、支护和衬砌进度。
Ⅴ级围岩仰拱距掌子面距离不得大于20m。
Ⅴ级围岩二衬距掌子面距离不大于60m。
5.2.7距离出洞10～15m施工方法
5.2.7.1开挖及支护
进口开挖掘进至出洞口10～15m时，循环进尺控制在0.6～1.0m。
在开挖前，沿开挖轮廓线拱部采用Φ50mm超前小导管注浆预支护，小导管长度为5m。
拱墙采用Φ25中注浆锚杆支护，锚杆长度为4.0m，环×纵为1.5m×1.5m。
边墙采用Φ22砂浆锚杆支护，锚杆长度为4.0m，环×纵为1.5m×1.5m。
初期支护采用HW175钢架加固，按0.6m一榀布置，同时严格控制锁脚锚杆施工质量。
距离出洞口剩余10m时，中心位置采用小导洞开挖施工，首先开挖小导洞出洞，小导洞开挖宽度、高度约4.0m左右。
小导坑出洞后，采用扩大断面分部开挖法出洞。
5.2.7.2岩层厚度控制
周边眼间距直接控制开挖轮廓面圆顺平整度，目前掌子面控制周边眼间距E＝50cm，最小抵抗线W直接影响光面爆破效果和爆碴块度，最小抵抗线W＝E/（0.7～1.0）＝（50～70）cm。
因此出洞口岩层厚度控制在70cm以上。
5.2.7.3装药控制
严格控制装药量，减少围岩的扰动，周边眼采用φ32mm小直径药卷和低猛度、低爆速的炸药，不偶合装药，其余炮眼采用连续装药，掏槽眼采用复式楔形掏槽；爆破材料采用非电毫秒雷管和塑料导爆管起爆，周边眼采用低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的小直径2号岩石硝铵炸药（φ32mm直径），炮泥堵塞，导爆管复式网路联接，各部有序起爆。
按掏槽、掘进、内圈、周边眼顺序进行，以便为掘进、内圈、周边眼逐次开辟临空面。
6、出洞段施工安全保障措施
针对隧道出洞段施工特点，安排24h日夜值班制度，对洞内施工全程跟踪并记录，对隧道围岩状况、初期支护施工质量、仰拱开挖长度、爆炸物品储存使用、施工用电等施工情况了如指掌，发现的安全隐患、质量通病等问题即时解决，确保隧道施工全面受控。
6.1洞内外爆破安全控制
洞内外爆破作业，由专职安全员统一指挥，施工时严格按爆破设计要求控制用药量。
装炮完毕检查并记录装炮个数、地点，以便核对消耗和领取数量，剩余火工品及时入库。
爆破前按警戒距离划定警戒区，设置防护人员，疏散施工人员，撤离现场机具到安全地点，方可点炮。
爆破后必须经过通风排烟，15min以后，才准许检查人员进入工作面，检查有无盲炮及可疑现象；有无残余炸药或雷管；拱顶两帮有无松动石块；支护有无损坏与变形。
在妥善处理并确认无误后，其他工作人员才准进入工作面，当发现盲炮时，必须由原爆破人员按规定处理。
6.2行车安全控制
为了保证隧道行车安全，一是加强对司机安全教育培训，二是限制洞内行车速度，洞内行车速度不大于10㎞/ｈ；三是设置警标志，每个隧道洞口均设置限速标志，中心检查井设安全防护墩或安全警示标志，台车设置界线警示灯，洞内清杂人员穿防护服。
6.3施工用电安全管理
1配电箱均采用“一机一闸一箱一锁”，严禁非专业人员乱接电。
2跨二衬台车电力线，采用橡胶管包裹，并在二衬台车上焊接专用钩，将电线顺接。
3洞内照明灯采用节能白炽灯，照明灯均匀布置，高度不小于路面以上2.5m。
6.4加强火工品的安全管理
1爆破器材的储存情况
建立健全出入库审批、检查、登记制度，收存和发放严格按规定进行登记签字。
帐目清楚，手续齐全，帐物相符。
炸药与雷管分类存放，雷管按要求置放在铺设胶质的皮垫上，堆码整齐，无超过设计容量或露天存放。
库内通风良好，标示牌齐全、明显、醒目。
2爆破器材的保管情况
制定库房管理制度、安全防范措施等规章制度。
由2名正式职工负责看守保管任务。
库房安装了警报器、防火、防雷击等防护措施。
值班房配备了通讯工具。
易爆品避免受阳光直接曝晒和剧烈震动。
放易燃、易爆器材的仓库，采用防爆型照明设备。
3爆破器材的使用情况
建立严格的登记、领用、清退制度，每次领炸药的数量不得超过现场领工员所开的当天的炸药数量，如果没有用完，必须当天清退，不得私自存放，并做好退库手续。
爆炸物品从领取直至办完退库手续，安全员（正式员工）必须全过程监控，项目部主要领导要定期（十天）对爆破器材的管理进行严格检察。
爆炸物品从领取直至办完退库手续，安全员（正式员工）都全过程监控，另外项目部主要领导要定期（十天）对爆破器材的管理进行严格检察。
6.5加强值班及巡查制度
1隧道专职安检人员每班对施工现场进行一次全面检查，尤其是加强对围岩和临时支护状态的检查，并对现场施工用电、火工品管理、安全防护等方面的检查，不放过任何微小变化，并逐级做好记录。
发现问题及时采取措施，妥善处理。
2出洞段剩余10～15m时，洞内爆破作业，由专职安全员统一指挥，施工时严格按爆破设计要求控制用药量。
同时安排人员至出洞口进行安全巡视。
爆破前按警戒距离划定警戒区，疏散施工人员，撤离现场机具到安全地点，方可进行爆破施工。
出洞时，进出口安排2名安全员全程值班。
3加强未施工二衬段围岩观测和量测，发现初期支护开裂或有明显变形时，立即加强支护。
6.6注重安全生产及质量通病的防治
为有效预防质量通病和安全隐患，项目部每周召开安全质量问题分析会，每次分析会确定1～2个安全、质量主题，由工区负责人、技术负责人针对一周来施工中存在安全质量问题的进行分析，及时消除安全隐患、质量通病等，防止类似事情发生。
将每周安全质量通报下发给工区、工班限期整改，由项目部巡查组监督整改情况。
通过分析会减少项目施工的安全隐患及质量通病。
7、建立隧道出洞应急预案
为了有效预防、及时控制和消除隧道出洞段施工过程中紧急突发灾情的危害，保障施工人员健康与生命安全，维护正常的施工生产秩序。
根据突发性事件防范应急预案专项机制要求，项目部成立以项目经理为首的隧道施工应急预案领导机构，对可能发生的灾情事件制定预防应急方案及措施。
7.1成立应急预案领导小组
项目部成立隧道施工安全应急救援领导小组，指定应急救援队伍，洞口准备救援物资，编制救援预案、成立应急预案领导小组。
7.2应急预案及应急措施
7.2.1火灾
通讯联络组发现火灾后迅速拨打119报警。
灭火行动组在较短时间内到达火警地点，迅速有效扑灭火灾或援助消防队控制火势和扑灭火灾以减少火灾的损失。
疏散引导组针对本单位或场所的人员情况对人员、物资进行疏散。
明确安全出口位置、疏散标志，根据火灾发生的不同部位组织不同的疏散路线。
疏散引导人员要明确任务，合理分工落实具体的疏散措施。
7.2.2爆炸事故
准确掌握事故动态，正确制定抢险方案，执行有效处理措施，控制事故蔓延发展。
及时向有关领导汇报。
保护事故现场。
7.2.3坍塌事故应急措施
有下述现象发生时，由现场负责人、专职安全员组织指挥撤出工作面施工人员和机械设备：
①围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快；
②围岩面不断掉块剥落；
③支护喷混凝土表面龟裂、裂缝或脱皮掉块，钢架严重变形；
④掌子面节理裂隙中渗水量或涌水量明显加大。
发生坍塌事件后，由项目技术负责人对塌方处进行观察、记录，以提供对该事件分析的原始资料，在确保安全的前提下，在后方起拱线、边墙设置横向支撑，必要时在拱部设伞形支撑以防坍塌向后方蔓延。
经综合分析后制定相对安全、保守的处理方案和加固措施。
在加固处理完成后经综合检测处理措施达到预期的作用和目的，确认险情排除后方可恢复工作面施工。
7.2.4机械事故应急措施
发现险情的人员立即向工区负责人报告；并在需要时，切断电源；工区负责人召集抢险小组进入应急状态，由劳务工班上报项目部调度，由项目经理组织技术人员对险情制定抢修方案；各小组按职责实施方案。
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