马家庄隧道出口进洞方案.docx

1、马家庄隧道出口进洞方案 马家庄隧道出口进洞方案由中铁十一局集团承建的大（同）西（安）铁路客运专线站前施工12标马家庄隧道，位于陕西省合阳县马家庄乡境内，全长9355m，是全线第一长双线黄土隧道，也是大西客运专线 “一桥三隧”特重点工程之一。隧道地层地表主要以第四系上更新统风积砂质黄土（厚1320m）为主，下伏第四系中更新统风积粘质黄土（5060m），中更新统冲积粉质粘土（厚55m）。线路经行渭北黄土台塬，塬面平坦开阔，地势起伏较小，塬间沟谷深切，冲沟及黄土陷穴发育，区内DK721+200DK721+600处发育有金水沟，沟谷切深约120m。出口位于营里村西南侧金水沟东岸半坡处，交通不便。隧道出

2、口按照“早进洞，晚出洞”的原则，尽量减少对植被的破坏，洞口里程为DK721+255，采用倒斜切式洞门，明暗分界里程DK721+240，接长15m明洞，出口段DK720+900DK721+255为级围岩。地下水埋深较大，为120130米，施工中突水的可不予考虑。经过综合评选并借鉴我单位以往类似工程施工经验确定进洞方案如下：1、洞口边仰坡开挖防护1.1洞口边仰坡开挖隧道明洞15m段土体开挖需留核心土平台作为管棚施工作业面，洞口边仰坡开挖详见图1“洞口开挖纵断面图”。根据马家庄隧道出口洞口地形、地质的实际情况及特点，具体开挖步骤及方法措施如下：（1）首先清除地表草木植被等影响施工的地面植物，对洞口上

3、方有可能滑塌的表土彻底清除，不留后患。（2）按设计坡度1：1进行施工测量，精确测设出边、仰坡开挖轮廓线及各段下挖深度控制点。边仰坡开挖轮廓线用打木桩牵线的方法标示出，局部复杂地形适当加密轮廓标示桩。在洞口开挖范围外不易损坏的处测量埋设各类控制桩、护桩及临时水准点，以便在开挖过程中随时通过测量进行纠偏。（3）人工进入仰坡顶，按照开挖轮廓线及坡比自上而下进行刷坡，直至设计仰坡坡，并作好与边坡的顺接。（4）履带式挖掘机进入施工场地，并沿路修筑车辆通行的道路。（5）挖掘机进入工作面进行开挖作业。按照测放的边坡开挖轮廓线，在现场技术人员的指导下，自上而下逐段开挖，人工配合机械从坡顶开始自上而下，按照拉好

4、的边坡坡度线进行刷坡，开挖弃土采用装载机装土，汽车运输至已安排好的弃土场(点)弃土。（6）清理坡面上的浮土，并修整坡面凸凹不平的地方，清理修整工作完成后，立即进入洞口边仰坡防护施工。1.2边仰坡防护隧道洞口边仰坡防护按照设计采用C15混凝土拱形骨架护坡，中心绿化。1.3安全质量注意事项制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。洞口工程施工，宜避开雨季和严寒季节。洞口施工前，应先检查边、仰坡以上山坡稳定情况，施工期间实施不间断监测和防护。黄土隧道施工应做好洞顶、洞门及洞口防排水系统。防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全。隧道明洞段施工时，边仰坡应分层分段开挖，并按设计及时做好防护，临时边仰坡

5、应进行适当放坡。明洞段因地基加固等施工的振动可能造成边坡失稳时，应预先在边坡上设置观测桩进行监测，并派专人检查边坡的稳定情况。发现边坡有开裂、变形现象时，应立即对边坡体进行加固处理，确保安全后方可继续进行施工。2、洞口防排水2.1在井口仰坡开挖线10m外施作截水沟一道，截水沟采用单向排水，从洞顶左侧至右侧将地表水排至井口施工范围之外并与弃碴场排水系统相接。2.2洞口便道与洞口处施作3%的横坡，并在便道左侧设置排水沟，以便将降水及洞内抽排水排走。2.3截水沟及排水沟采用C25混凝土施做，线形顺畅美观，纵坡顺适、沟底平整、排水畅通、无冲刷和阻水现象。详见图2“洞口排水示意图”。 图23、超前支护隧

6、道出口浅埋偏压段采用大管棚超前支护的方案。为确保大管棚施工质量，结合出口暗洞进洞方案，边仰坡施作后在明暗分界面向小里程方向设置长1m、厚1m套拱稳定边仰坡，并作为大管棚的导向墙，体作法如下：3.1导向墙开挖及施工隧道明洞15m段土体开挖时，自洞口向里2m段挖至明暗交接面起拱线下1米标高位置，剩下11m段采用6m斜坡道加5m长平台方式至明暗洞分界面，暗洞拱顶设计开挖线下130cm为土体平台顶面，平台宽6m，横向两侧向下按1：1放坡后再增设平台，以此作为管棚施工作业面。横向再分台阶向下开挖，直至起拱线，台阶坡比1：0.3。导向墙（100cm厚）范围外明暗交接面按1：0.3坡比开挖，导向墙范围内开槽

7、按垂直面开挖。明洞边坡随同明暗交接面一起向下开挖至起拱线处。导向墙施工前对起拱线处地基进行夯实，底部设预制砼垫块，安设2榀I20a型钢拱架，尾段与钢板焊接，间距0.5m，两端各留10cm，自里向外加固导向墙钢拱架、模板支撑钢架（I25a），并按大管棚超前支护方案提前在导向墙的2榀钢拱架外缘预埋焊接固定1405mm的钢管，长1.2米，作为管棚导向管，导向管按设计环向间距40cm居中对称布置49根，位置、方向要准确。钢管焊接在拱架外缘预,两端各预留10cm，外插角度通过里侧钢拱架处缘加焊钢筋接头来实现。导向管完成后，浇注混凝土。详见图3“导向墙开挖及施工大样图”。3.2大管棚施工大管棚材料采用10

8、8热轧无缝钢管，壁厚6mm，环向间距0.4m，长度40m，外插角1度。管棚节之间采用114mm6mm热轧无缝钢管丝扣连接。单孔序第一节长6m,双孔节序第一节长3m,其余管节长均为6m。为提高导管的抗弯能力，在导管内设置钢筋笼，钢筋笼由四根主筋和固定环组成，固定环采用短节管，节长5cm使其与主筋焊接，按.5m间距设置。3.2.1机具管棚成孔采用CLQ-80A型管棚钻机在核心土平台上沿导向管钻孔，该类机械在岩土陡边坡锚索钻孔中经常采用，钻架配置两度液动夹头，方便夹紧及卸拧钻具丝扣，土质围岩采用高压风清孔，具有移动就位轻便灵活、投入成本低的特点，能有效减少劳动强度，提高钻孔效率。钻杆外径50mm，数

9、量为26根。钻头直径采用110mm，数量为两个。注浆设备采用DW250/50型双液注浆泵，该机最大注浆压力为4Mpa。浆液由注浆配套拌和机拌制。3.2.2施工工艺管棚施工工序主要有：施作作业平台；施作管棚导向管；施作导向墙、搭钻孔平台安装钻机；钻孔；清孔、验孔；安装管棚钢管； 注浆。（1）施作作业平台详见3.1（2）施作管棚导向管底部设502550cm砼预制块。自DK721+240部位向小里程安设加固2榀导向墙钢拱架（I20a），间距0.5m，两端各留10cm。在导向墙的2榀钢拱架外缘预埋焊接固定1405mm的钢管，长1.2m，作为管棚导向管，导向管按环向间距0.4m居中对称布置49根。管棚导

10、向管安装要求与轴线方向平行，必须用仪器精确核定钻机位置，反复调整，确保钻机钻杆轴线与轴线相吻合，并与水平线呈1夹角，靠仰坡一端打入围岩10cm,靠洞门一端穿过导向墙堵头模。（3）施作导向墙安装加固导向墙拱圈内、外侧及堵头模板，经检查外侧及堵头模板固定牢固、无缝隙，检查合格后浇筑混凝土。（4）搭钻孔平台安装钻机管棚钻机在核心土平台上就位加固，钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，建议钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称进行，可缩短移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位。平台支撑要着实地，搭接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等，影响钻孔质量。（5）钻孔第一节钻

11、杆（带钻头）沿导向墙导向管开始施钻，第一节钻孔结束后，钻杆退回原位，接长钻杆继续钻进。钻机开钻时，可低速低压待成孔5m后可根据地质情况逐渐调整钻速，风压岩质较好的可以一次成孔；钻进时产生坍孔、卡钻，需要补注浆后再钻进。钻进过程要根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。认真做好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为开挖洞身的地质预探预报，作为指导洞身开挖的依据。（6）清孔验孔钻杆配合钻头(127mm)进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。用高压气从孔底向孔口清理钻渣。用仪

12、器检测孔深、倾角、外插角。经检验合格后，施钻下一孔，为避免扰动相邻孔位，宜每间隔两孔施钻。（7）安装管棚钢管管棚四周钻12出浆孔（靠掌子面6m的棚管不钻孔），出浆孔间距位15cm，梅花型布置；管头焊成圆锥形。事先加工好带有注浆眼、前端锻尖的管棚钢管沿导向管送入孔内，钢管节与节用丝扣连接，相邻管棚连接接头需要错开，不可在同以截面，然后可用10t以上卷扬机配合滑轮组反压顶进；或用挖掘机斗齿顶进；也可利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管，顶进长度不准小于管棚长度的90，并用高压风将管棚内的砂石吹出。（8）注浆 安装好管棚后即对孔内注浆，注浆前要用塑胶泥封口堵孔口及周围裂隙。用高压泵将水泥浆压入钢管内，

13、浆液通过钢管注浆眼压注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层。采用导管编号注浆，先注“单”号孔，待1至2天固结后，再注“双”号孔。本管棚位于黄土层中压注水泥浆，压力不小于2Mpa，浆液水灰比为1：0.51，根据压力及注浆量情况由稀渐浓，当压力增大，吸浆量极小时，持续压注10min，即停止注浆封孔。大管棚施工工艺见下图4图4 超前大管棚施工工艺流程图3.3质量控制(1)钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角。并对每个孔进行编号。(2)钻孔仰角的确定应视钻杆强度而定，控制 在1-2（不考虑线路纵坡的影响），钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的 1左右，并控制在20cm。(3)严格控制钻孔平面位置，管

14、棚不得侵入隧道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。(4)经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者，应封孔，原位重钻。掌握好开钻于正常钻进的压力和速度，防止断杆。(5)在遇到松散的堆积层和破碎地质时，在钻进中可以考虑增加套管护壁，确保钻机顺利钻进和钢管顺利顶进。3.4安全质量注意事项大管棚必须在洞身开挖前完成。洞口开挖时应预留管棚施工台阶，搭设管棚施工工作室，钻机脚手架平台应支撑在稳固的地基上。在软弱围岩地段，立柱底应加设垫板或垫梁。在施作大管棚预支护的过程中应设置必要的监测项目，根据监测反馈信息及时采取相应的措施以保证施工安全和施工质量。4、洞身开挖DK721+240DK720+

15、900为级围岩浅埋段，设计采用级围岩加强衬砌，钢筋混凝土结构。全断面设置I25a型钢钢架，间距0.6m一榀，拱部设置42小导管预加固地层，小导管环向间距0.4m，长3.5m，纵向2.4m/环。为保证施工安全，按照设计要求采用双侧壁导坑开挖法施工，预留15cm沉降量。在大管棚施做完毕后，开始进暗洞施工。按照先开挖隧道两侧的导坑，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的步骤施工，具体见图5“双侧壁导坑施工工艺流程图”，各分部开挖每循环进尺60cm。 施工工序，见图6“双侧壁导坑法施工工序图”。、 利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁25中空锚杆及导坑侧壁22水平锚杆超前支护。机械开挖部，人工配合整修。必

16、要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面。施作部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立型钢钢架和I25a临时钢架，并设锁脚锚杆（管），安设I25a横撑。安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。、在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修。必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面。导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。接长型钢钢架和I25a临时钢架，安装锁脚锚杆（管），根据实际地质情况，必要时安设I25a横撑。钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。、在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同。、在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修，并施作导坑周边的初

17、期支护，步骤及工序同。、利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁25中空锚杆超前支护。机械开挖部，人工配合整修。喷5cm厚混凝土封闭掌子面。导坑周边初喷4cm厚混凝土，架立拱部型钢钢架，安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。、在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修。喷5cm厚混凝土封闭掌子面。、在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修。喷5cm厚混凝土封闭掌子面。、在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修。隧底周边部分初喷4cm厚混凝土。接长25a临时钢架，复喷混凝土至设计厚度。拆除下部横撑，安设型钢钢架仰拱单元，使之封闭成环。、根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I25a临时钢架及上部临时横撑。利用仰拱栈桥灌筑部边墙基础与仰拱混凝土。、灌筑仰拱填充部至设计高度。（十一）、利用衬砌模板台车一次性灌注部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。图5 双侧壁导坑施工工艺流程图