隧道斜井转正洞施工方案小导洞爬坡法.docx

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隧道斜井转正洞施工方案小导洞爬坡法

新建XX铁路XX标

XXX隧道

斜井转正洞施工方案

文件编号：

版本号：

受控编号：

编制：

复核：

审核：

批准：

有效状态：

中国中铁X局XX铁路经理部

2011年6月

XXX隧道斜井转正洞施工方案

1编制依据

（1）《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003

（2）《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008

（3）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086）

（4）《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108-2002）

（5）张唐铁路张家口至唐山ZTSG06标段《XXX隧道设计图》

（6）张唐铁路张家口至唐山《辅助坑道衬砌参考图》（张唐施隧参06-01~06-45）

（7）张唐铁路张家口至唐山《双线隧道复合式衬砌参考图（无砟轨道）》（张唐施隧参02-01~02-65）

2　工程概况

XXX隧道设计为双线隧道，线间距4.0m，进口里程为DK395+986，出口里程为DK402+390，中心里程DK399+188，隧道全长6404m。

隧道DK397+587.97~DK399+563.43位于左偏曲线上，左线半径R=3000m，右线半径R=3005m；DK402+355.94~出口位于右偏曲线上，左线半径R=2000m，右线半径R=1995.6m；其余皆在直线上。

隧道纵坡为人字坡，大部分为上坡，仅出口段为下坡。

坡度分别为5.1‰、坡长1500m；4.9‰、坡长2050m；5.1‰、坡长2700m；-3‰、坡长300m。

本隧斜井与正洞线路交会里程为DK398+360，交叉地段正洞设计为Ⅱ级围岩，交会处隧道正线路肩高程为66.032m，斜井长L=487m，斜井与线路平面交角为84.8°。

斜井内坡段最大坡度为10％，综合坡度8.81％，斜井内轮廓宽5m，高6.02m，单车道设置；每70m设一处错车道，按双车道设置；斜井与正洞交界处按双车道设置。

斜井不作为永久结构，施工完毕后斜井与正洞相交处设不小于3m厚C25片石砼封堵，斜井井口设5m厚C25片石砼封堵。

根据施工图设计和施组安排，斜井进洞后以出口（唐山）方向作为主攻方向，承担1800m施工任务；往进口（张家口）方向为副攻方向，承担1200m施工任务。

斜井段、斜井进入主洞处设计图纸为Ⅱ级围岩，但根据目前掌子面围岩和TSP超前地质预报探测结果分析，斜井进入主洞处实际为Ⅲ级围岩。

3　斜井转正洞施工方案（小导洞爬坡法）

3.1总体施工方案

根据现场实际围岩情况，斜井进入正洞施工地段拟采用“小导洞爬坡法”施工。

斜井施工至与正洞交界后，以圆曲线形式转体进入正洞，同时上坡开挖至正洞拱顶高程，并继续沿相同方向掘进一定距离；形成作业空间后，转向相反方向施工，扩挖临时支护达到正洞标准断面。

临近正洞边10m段斜井设计为Ⅱ级围岩，拟降低一级按Ⅲ级围岩双车道加I12.6工字钢架支护，具体支护参数：

I12.6工字钢架，1m/榀；拱部φ25中空锚杆，L＝3m（环1×纵1m）；边墙φ22砂浆锚杆，L＝3m（环1×纵1m）；拱墙φ6*φ8（20*20cm）纵、横向挂网；C25喷砼15cm厚。

斜井与正洞交界处喇叭口采用3榀并联I20a工字门架加强，并做为正洞钢架落脚支撑。

斜井转入正洞采用单车道斜井，可根据围岩情况调整断面尺寸，小导洞爬坡，按照斜井Ⅲ级围岩措施加固，拱部φ25中空锚杆，L＝3m（环1.5×纵1.5m）；边墙φ22砂浆锚杆，L＝3m（环1.5×纵1.5m）；C25喷砼10cm厚。

正洞段实际为Ⅲ级围岩，正洞交叉DK398+345.2~DK398+374.2段29m拟降低一级按Ⅳ级围岩加I16工字钢全环钢架支护，具体支护参数：

I16工字钢架，1m/榀；拱部φ25中空锚杆，L＝3m（环1.2×纵1.2m）；边墙φ22砂浆锚杆，L＝3m（环1.2×纵1.2m）；拱墙φ6*φ6（25*25cm）纵、横向挂网；C25喷砼20cm厚。

XXX隧道斜井转正洞“小导洞爬坡法”总体平面图和纵断面图分别见图1、图2。

图1斜井转正洞“小导洞爬坡法”总体平面示意图

图2斜井转正洞“小导洞爬坡法”纵断面图

3.2　斜井交叉口段施工

3.2.1　斜井开挖至距正洞开挖轮廓线10m即1斜0+13.54时，按Ⅲ级围岩双车道措施进行加强支护，如图2、图3所示；由于进正洞后需往两头掘进，交界段3m范围内喇叭口断面加宽至9m，高度不变，采用异型钢架支护。

图3斜井加强支护段平面图

3.2.2　斜井与正洞交界处采用3榀并联I20a工字门架加强，并做为正洞钢架落脚支撑，保证相交地段三维受力状态围岩的稳定。

斜井初期支护及二次衬砌与正洞初期支护施工平齐，以便支撑正洞拱部初期支护。

如图2、图4所示。

图4斜井门架图

3.3　斜井转入正洞施工

图5　斜井与正洞相交处施工程序图

施工顺序

示意图

说明

一

Ⅰ

Ⅰ

正面图

正洞

导坑

爬坡

斜井拱顶

1、斜井掘进至正洞开挖轮廓线后，在交叉口处施作加强支护及斜交口处支撑门架。

按确定的曲线半径（12m）测设中线。

2、向出口方向开挖一处爬坡导坑。

3、爬坡导坑定为Ⅲ级围岩单车道断面，视岩体情况可进行调整。

4、交汇段斜井及时施做二次衬砌。

二

正洞拱顶

Ⅰ－Ⅰ（爬坡导坑纵断面）图

爬坡导坑

斜井

1、按导洞断面，在DK398+360~DK398+374.2段斜向上挑顶2.77m开挖至正洞拱顶，坡度19.5%。

2、开挖爬坡道，直至爬坡道拱顶标高达到正洞拱顶标高。

3、爬坡导坑支护参数按照斜井Ⅲ级围岩支护设计参数施工。

三

1、开挖到导洞顶和正洞顶位于同一高程后（DK398+374.2）；继续向该方向（出口方向）按Ⅲ级围岩台阶法开挖、支护参数施工正洞上台，在4m范围内扩挖至正洞上台断面；再施工6米后，喷砼封闭掌子面。

四

导坑

爬坡

上弧

导坑

锁脚

锚杆

锁脚

锚杆

1、然后调头往进口方向，按正洞Ⅳ级围岩台阶法开挖、支护参数施工正洞上台，斜井地段扩孔至正洞上台尺寸，循环进尺2m。

2、施工中可根据需要开挖过斜井10m后至DK398+345.2，暂停该方向（进口方向）开挖，并喷射砼封闭掌子面，再回头按正常工序进行正洞出口方向的开挖及初期支护。

五

1、正洞落底施工，并及时进行正洞仰拱施工，以便初期支护与仰拱尽早成环，确保施工安全。

2、按照台阶法双向掘进，加强地质超前钻探及监控量测工作。

3.3.1斜井施工至正洞1斜0+03.54处，按R＝12m半径左转入正洞，DK398+360~DK398+374.2段为爬坡段，导洞按单车道Ⅲ级围岩断面尺寸及支护参数施工，可根据围岩情况调整尺寸。

3.3.2爬坡道按19.5%坡度上挑2.77m后达到达到正洞拱顶标高，可根据岩体情况及机械施工需要进行调整，以加快爬坡导坑施工进度，减少不安全因素为原则。

3.3.3　完成爬坡后，按照线路设计坡度向出口方向按Ⅲ级围岩支护参数，台阶法开挖上台，在4m范围内扩至正洞上台断面，继续施工6m后，喷砼封闭出口方向掌子面。

3.3.4　反向往进口方向开挖正洞，爬坡段、斜井口段、并往进口延伸10m，DK398+345.2~DK398+374.2段29m按Ⅳ级围岩支护参数，扩孔至正洞断面尺寸，循环进尺2m。

3.3.5　正洞上台施工过斜井10m至DK398+345.2后，上台正洞落底施工，及时进行正洞仰拱浇筑，以便初期支护与仰拱尽早封闭成环，确保施工安全。

3.4　正洞台车及二衬施工

交叉段下台落底后，按台阶法双向掘进施工，进口方向下台开挖支护过斜井口35m至DK398+320.2后停止开挖，封闭掌子面；在该段拼装衬砌台车。

出口方向按台阶法开挖支护，仰拱及时跟进，Ⅳ级围岩仰拱初期支护距掌子面不超过35m，二次衬砌不超过90m。

衬砌台车拼装完成后，首先施作临近斜井口进口侧一环二次衬砌，再施作临近斜井口出口侧一环二次衬砌，完成后，第一台衬砌台车向出口方向跟进衬砌施工。

进口方向衬砌一环后，按台阶法继续开挖支护，形成工作面后，在进口方向拼装第二台衬砌台车，向进口方向跟进衬砌施工。

4　斜井排水

为保证斜井水流不排入正洞，在1斜0+15处右侧边墙开挖一处集水坑，铺底面设一条截水沟将左侧水沟引流至集水坑中，并设置80m扬程污水泵，将斜井边沟汇入的水及主洞抽入的水一次性排出。

截水沟中埋设φ100钢管方便车辆通行。

5　三管两线布置

为确保斜井向正洞形成两个工作面时管线顺利过渡，同时尽量减小弯头，斜井转正洞处三管两线布置见图5。

通风采用一台2×110KW轴流通风机,在斜井与正洞联接处设置三通，并设置调节阀，根据需要对两个工作面用风量进行控制。

高压风、水管沿斜井右侧设置，在与正洞相交处设置60×60cm暗沟横跨正洞，在正洞线右位置设置三通，分别通向两个工作面。

供电线路沿斜井左侧设置，在与主洞相交处分叉，其一向左转向出口方向正洞，其二沿斜井拱部布设，过渡到斜井右侧并沿正洞线右通向进口方向。

图6斜井转正洞处三管两线布置图

6斜井转正洞方案实施阶段主要劳动力计划表

序号

单位

工作内容及人员分布

人数

1

开挖班

钻眼、装药、爆破38人

38

2

出渣班

汽车司机6人、装渣司机2人

8

3

支护班

喷砼、锚杆、钢架等26人

26

4

钢筋班

拱架、钢筋网片加工5人

5

5

砼拌合班

混凝土拌合4人、

4

6

综合班

电工2人、高压风、水管及维修6人、文明施工5人

13

7

合计

94

7　斜井转正洞方案实施阶段主要机械计划表

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

1

挖掘机

Pc200-8

台

1

2

侧式装载机

ZLc50C

台

1

3

自卸车

20t

台

6

4

全自动混凝土搅拌站

HZS90

台

1

5

混凝土输送车

8m3

台

2

6

混凝土输送泵

HBT60A

台

1

7

空气压缩机

22m3/min

台

3

8

通风机

2*100KW

台

1

9

柴油发电机

300Kw

台

1

10

砼喷射机

台

3

11

注浆设备

75L/min

台

1

12

钢筋加工机械

套

1

13

风动凿岩机

TY28

台

32

14

水泵

台

5

15

合计

台.套

59

8　质量控制措施

8.1　控制测量时，洞内、洞外均采用导线测量，在洞口附近设不少于三个平面控制点和两个水准点，周期量测，准确、完整地收集数据。

8.2　根据围岩情况，采用不同的钻爆设计方案。

对于Ⅴ级围岩采用超短台阶法开挖，台阶长度不超过5m，局部软弱围岩采用预留核心土开挖。

8.3　拱架加工时要注意弧长、弧度，特别是连接板的方向，应不定期、经常检查拱架加工质量，且在拼装好一榀时检查半径、高度、宽度。

8.4　为保证喷射混凝土的厚度和质量，喷射混凝土采用二次完成，即初喷和复喷。

喷射混凝土采用湿喷工艺。

喷射料由洞外的混凝土拌和站拌和。

9　安全保证措施

9.1　斜井交叉段施工过程中加强地质超前预报及监控量测工作，加强围岩的观测，发现与设计地质不符时及时提出变更加强。

9.2　斜井转入正洞时，及时施作洞口截水沟、集水井，洞内积水及时排出，防止积水浸泡隧底造成围岩软化。

9.3　斜井与主洞相接处为应力集中部位，同时爆破将对其产生一定影响，支护质量必须保证。

9.4　斜井巷道开挖应保证开挖圆顺，并严格控制爆破炸药用量，防止扰动周边围岩，造成险情。

9.5　各施工阶段应做到随时开挖随时