阿家岭隧道下穿既有铁路施工技术措施.docx
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阿家岭隧道下穿既有铁路施工技术措施
隧道下穿既有铁路施工技术措施报审表
工程名称：
沈环线兴安至北台改扩（隧道）工程第一合同段项目编号：
第一合同段
致 北京中鑫伟业公路工程监理有限公司（监理单位）：
现报上沈环线兴安至北台段改扩建（隧道）工程第一合同段工程隧道下穿既有铁路施工技术措施，详细技术、工艺方案，说明和图表，见附件，请予审查和批准。
附件：
隧道下穿既有铁路施工技术措施
承包单位：
中交一公局海威工程建设有限公司
沈环线兴安至北台段改扩建（隧道）工程第一合同段
项目经理（签字）：
日期：
监理工程师审定意见：
总监理工程师（签字）：
日期：
项目办审定意见：
负责人（签字）：
日期：
阿家岭隧道下穿既有铁路施工技术措施
1.工程概况
1.1地形、地貌、地质
阿家岭隧道位于辽宁省本溪市兴安社区,隧道出口（本溪段）距铁路较近，隧道洞身位于ZK100+262.377处与铁路中心线小角度下穿相交,相交角度为22°铁路轨道面高程为159.75m,隧道路面标高为138.627m，隧道开挖高度为8.15m，交叉处隧道埋深较为12.97m,隧道与铁路相交涉及范围40米左右，即桩号ZK100+240～ZK100+280段（见平面图）。
根据目前隧道地质情况和结合设计提供的地质情况看，本段位于沟谷中，围岩中有地下水，特别是受地表水影响很大，下雨天更为明显，流水更大，洞身围岩为弱风化石灰岩，灰黑色，泥质胶结，泥晶结构，中厚层状～厚层状，花纹状结构，为较坚硬岩，节理裂隙较发育，受构造影响严重，无自稳能力，属于不稳边坡，易坍塌、滑坡。
1.2铁路概况
铁路为II级正线,单线无缝线路,60Kg/m钢轨,II型混凝土轨枕,碎石道床。
穿越段铁路位于深路堑内,日行车时间客车按规定时间通过，货车不定时通过,列车行驶较频繁。
2.施工方案分析
由于下穿段隧道洞身处于浅埋、偏压、有水、围岩自稳性差地段,,属于Ⅴ级围岩,且隧道开挖断面达到114m2左右,开挖宽度达13m,又属于大断面隧道。
故下穿段隧道施工采用CRD施工法进行施工,同时采用管棚技术进行超前支护。
CRD施工工法是分多个台阶开挖、支护的施工方法。
为了确保安全，拱部109°范围内设φ89×6管棚进行超前支护,支护长度42m，而且要求一次完成穿过与铁路交叉段，不管任何时候，都使隧道都形成一个整体的合理受力环。
初期支护采用双层支护形式（即管棚超前支护和钢支撑+钢筋网喷射混凝土支护），二次衬砌采用钢筋混凝土结构。
隧道开挖主要以钻爆法开挖,施工过程中,洞内有值班人员,密切注意洞内围岩和支护的稳定情况。
需要爆破时，地面警戒人员要密切注意火车，及时联系，绝对保证不能出现有火车通过时爆破。
施工过程中要严密格遵守“短进尺、多循环、小药量、早支护、早封闭”的原则。
3.CRD施工法
3.1CRD法施工原理
阿家岭隧道CRD施工法是一项边开挖边支护,化整为零的施工技术,其原理是:
由于跨度较大,把隧道分成若干个小隧道,边开挖、边支护。
利用每一小断面单独掘进,最后形成一个大的隧道,利用围岩在开挖过程中短时间的自稳能力,采用钢支撑+钢筋网+喷射混凝土的支护形式,使围岩与钢支撑形成一个有效的支护结构。
施工方法图。
3.2开挖、支护、衬砌施工步骤
在ZK100+244～ZK100+280段施工前，对该段进行洞内管棚施工，钢管采用φ89×6热轧钢管，管棚预注浆采采用水泥—水玻璃双液浆。
下穿地段ZK100+244～ZK100+280段的开挖、初期支护采用CRD法施工。
采用I20a型钢进行初期支护,钢支撑间距500mm，钢筋网φ8@150×150，双层钢筋网，喷射混凝土支护，混凝土强度等级C25，厚度260mm。
最后施工二次衬砌，混凝土强度等级为C30，钢筋混凝土厚500mm；环向筋为Φ22@250，纵向筋为Φ12@250，双层钢筋。
拱部、边墙开挖预留变形量120mm。
3.2.1首先进行地表排水处理,清理疏通地表排水沟,防止地表水下渗,引起地表湿陷。
从桩号ZK100+240开始,在隧道拱部109°范围内施做超前长管棚,对拱部实施超前预支护。
管棚施工前,在ZK100+225~+ZK100+240段长15m范围按ZK断面开挖，（确保工25a钢架喷混凝土支护完成后,断面轮廓大于Zt1设计断面1.50m）,以满足管棚施工作业空间的需要。
在管棚的保护下,开挖上台阶,每次开挖长度为0.6m。
施做初期支护:
先施做锚杆、架立墙拱钢支撑及临时中隔壁钢支撑,施做锁脚锚杆,挂设钢筋网,然后对周边（含底部）喷混凝土至设计厚度。
3.2.2开挖中台阶,每次开挖长度为0.6m。
施做初期支护:
先施做锚杆、架立墙拱钢支撑及临时中隔壁钢支撑,施做锁脚锚杆,挂设钢筋网,然后对周边（含底部）喷混凝土至设计厚度。
3.2.3然后开挖右侧上台阶，每次开挖长度为0.6m。
施做初期支护:
先施做锚杆、架立墙拱钢支撑，与左侧钢支撑连接成一个整体,施做锁脚锚杆,挂设钢筋网,然后对周边（含底部）喷混凝土至设计厚度。
3.2.4然后是开挖右侧中台阶。
。
施做初期支护:
先施做锚杆、架立墙拱钢支撑，与右侧上台阶钢支撑连接成一个整体,施做锁脚锚杆,挂设钢筋网,然后对周边（含底部）喷混凝土至设计厚度
3.2.5下一步分别进行仰拱左、右侧下台阶开挖,施做初期支护，方法同上台阶方法一样。
3.2.6等到二次衬砌时，再拆除中隔壁。
4.监控量测
为了掌握地表下沉数据和支护结构的工作状态,必须对开挖断面进行监控量测,以便合理的安排和组织施工。
监控量测分洞内量测和洞外两部分,主要用水准仪、围岩收敛计、钢筋测力计量测。
4.1洞内监控量测
洞内主要量项目有：
工程地质及现状观察，方法与工具：
直观或取样试验、以围岩和支护作观察，使用工具为钢卷尺、地质罗盘，检测频率为每次爆破后。
测拱顶下沉和周边收敛位移,量测断面间距20～30m,，主要使用工具为水准仪、水准尺、量测频率见表1。
洞内测点布置如图。
锚杆内应力及抗拔力，使用工具:
锚杆拉拔器，测量断面间距每10m一个断面。
检查频率见表1。
钢筋支撑及喷层表面应力，使用工程有钢筋测力计、平面读数仪，每10榀钢支撑安装一对钢筋测力计。
检查频率见表1。
4.2洞外地表下沉量测
地表断面与洞内断面应布置在同一里程横断面内。
地表测点每隔5m布置一个,共布置约7个,量测范围应延伸至隧道开挖影响线以外。
量测频率与洞内频率相同。
量测频率见表1。
5．隧道工程各分项工程质量保证措施
5.1．隧道开挖保证措施
开挖支护是隧道工程的质量控制的源头，针对不同的情况采取切实有效的措施是保证开挖支护质量。
坚持“先治水、短进尺、强支护、早封闭、勤量测，快成环、早衬砌”的原则开挖过程中严格按设计控制开挖断面，每开挖循环均测量放样标出隧道中线位置和开挖轮廓，严格控制超挖。
当出现超挖时，采用喷锚等永久支护体系时，多次复喷，直至大面平顺。
开挖过程中钢架或临时支撑，重视锁脚锚杆（管）的施工，以确保钢架基础稳定，确保下一个工序的安全施工，要及早封闭成环，必要时增设临时仰拱，保护基底。
5.2．砂浆锚杆施工措施
砂浆锚杆长度按设计要求，或根据现场岩石条件，加长锚杆、加密等措施，严格按交底长度下料，锚杆打设角度与岩层层理相匹配，锚杆角度尽可能与岩层面垂直多穿岩层，呈梅花形布置。
要求锚孔内砂浆饱满，保证锚杆、砂浆、围岩间的粘结力。
5.3．喷射混凝土施工措施
喷射混凝土采用湿喷工艺，按初喷和复喷组织施工。
喷射混凝土由混凝土拌合站拌合。
初喷在敲帮问顶后立即进行，初喷混凝土厚度3～4cm，尽早快速封闭围岩。
复喷在拱架、挂网、锚杆施工完成后进行。
5.4根据工程围岩的整体性、硬度、稳定性等因素,确定开挖方式、炮眼装药量大小等，确保开挖轮廓圆顺,并严格控制超欠挖。
5.5施工过程中严格进行洞内周边收敛位移，拱顶下沉及立交段的地表下沉量测，还有钢支撑及喷射混凝土表面应力的检测结果。
根据量测的结果随时检测隧道支护的安全可靠性。
5.6开挖后按照设计要求加强围岩变形量测监控,根据量测反馈数据及时调整开挖方案,防止围岩坍塌。
5.7．衬砌混凝土施工措施
二次混凝土衬砌采用衬砌台车进行。
混凝土衬砌施工采用输送泵灌注，拌合站集中拌和，严格按混凝土配合比生产，混凝土输送车输送。
挡头模板及台车下缘注意模板拼缝防止漏浆，确保施工缝质量。
采用同条件养护试件强度，控制衬砌混凝土强拆模时间，严禁提前拆模。
隧道衬砌前，必须将隧道底部和墙脚的虚碴、浮碴清除干净，确保仰拱及隧道的拱墙衬砌置于坚实的基础上，避免衬砌不均匀下沉开裂。
添加粉煤灰等改善混凝土性能，尽量降低水灰比，控制水泥用量。
采用泵送混凝土工艺，周密组织混凝土运输，防止混凝土离析，最大限度的缩减混凝土运输时间和浇筑间歇时间，并加强混凝土灌注过程中捣固，确保混凝土捣固质量，保证衬砌混凝土的密实度。
控制混凝土入模、拆模时的环境温度与混凝土温差在规范范围内。
6．联系
联系分为洞内和洞外，洞内与洞外联系主要使用电铃、对讲机。
洞外联系分为内部联系和外部联系，内部使用手机通话，或传话的方式。
对外有涉外人员马江主管，负责联系车站、派出所等对外事务，主要使用手机和互联网。
需要对外联络沟通时由马江及时联系，所有施工区域各负责人在本段施工期间，手机是24小时开机，保证随时能联系。
监控测量时间频率表1
序号
检测项目名称
使用工具
测量时间频率
主管人员
备注
1
工程地质及现状以观察
钢卷尺、地质罗盘
本段每爆破后
梁杰
2
周边收敛位移
收敛计
1~15天
1~2次/天
李卓效
16~1个月
1次/2天
1~3个月
1~2次/周
3月以后
1~3次/月
3
拱项下沉
水准仪、水准尺
1~15天
1~2次/天
李卓效
16~1个月
1次/2天
1~3个月
1~2次/周
3月以后
1~3次/月
4
地表下沉
水准仪、水准尺
开挖面距测量断面前后<2B时，1~2次/天；开挖面距测量前后<5B时，1次/2天；开挖断面距测量断面前后>5B时，1次/周
李卓效
5
锚杆内力及抗拔力
锚杆拉拔仪
每10米一个断面，每个断面至少做三根锚杆，抗拔力每根检测一次
梁杰
6
钢支撑及喷层表面应力
钢筋测力计、平面读数仪
1~15天
1~2次/天
梁杰
16~1个月
1次/2天
1~3个月
1~2次/周
3月以后
1~3次/月
7
与铁路隧道交叉平面图
CRD施工工法
洞内周边收敛位移和拱顶下沉测点布置图
地表下沉观测点布置图
沈环线至兴安北台改扩建（隧道）工程第一合同段
（K99+000～K101+152）
隧道下穿既有铁路
施工措施
中交一公局海威工程建设有限公司
沈环线兴安至北台改扩建工程
隧道一标段项目经理部
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