金四横洞进正洞专项施工方案上交版.docx

1、金四横洞进正洞专项施工方案上交版目 录一、 编制依据 1二、 编制原则 1三、 工程概况 1四、 施工方案 24.1总体施工方案 24.2横洞进正洞方案 34.3横洞进正洞处的加强措施 34.4施工顺序 44.5交叉口处横洞模筑衬砌 64.6大里程方向正洞施工 64.7正洞二衬施工 64.8正洞排水方案 74.9监控量测要求 7 4.9.1洞内观察 7 4.9.2拱顶下沉、净空变化 8 4.9.3控制基准 10 4.9.4数据分析及信息反馈 114.10超前地质预报要求 134.11监控量测措施 154.12保障措施 15五、资源配置 155.1施工组织机构 155.2人员配置 155.3机械

2、配置 16六、安全保证措施 176.1安全目标 176.2安全施工原则 176.3施工人员人身安全技术保证措施 17七、质量保证措施 18八、环保措施 18九、应急预案 199.1 应急预案的方针与原则 199.2 危险源分析 199.3 应急方案 19金瓶岩隧道4号横洞进正洞专项施工方案1、编制依据 1、新建成兰铁路CLZQ-11标段金瓶岩隧道相关设计文件-金瓶岩隧道设计图 2、成兰铁路CLZQ-11标段管理文件汇编、标准化管理文件和指导性施工组织设计。 3、高速铁路隧道施工质量验收标准(TB 10753-2010) 4、隧道辅助坑道设计图(成兰隧参11-23）5、我公司积累的成熟技术、科技

3、成果、同类工程施工经验及可调用到本项目的各类资源。 6、铁路工程基本作业施工安全技术规程TB10301-2009 7、铁路隧道工程施工安全技术规程TB10304-2009 8、高速铁路隧道工程施工技术指南铁建设2010241号2、编制原则 1、先加固后开挖的原则。根据地质情况，保证横洞净空不被侵占的前提下,本着对交接10米范围初期支护加厚、加宽、加强的原则施作初期支护。 2、辅助坑道进入正洞的门洞采用I20a型型钢门架。 3、辅助坑道进入正洞后的挑顶施工，应从外向内逐步扩大，并始终保持逃生通道的畅通。 4、金瓶岩隧道4号横洞与正洞交叉处5米(H4DK0+009.2H4DK0+004.2)，围岩

4、为IV级围岩，设计为台阶法开挖，实际也按照台阶法开挖。3、工程概况新建铁路成都至兰州线成都至川主寺段站前工程CLZQ-11标段位于四川省松潘县境内。隧区上覆第四系全新统冲洪积(Q4dl+col)细角砾土、碎石土、块石土，冲洪积层(Q4dl+el)粉质黏土，下伏基岩为三叠系上统新都桥组第一段(T3X)千枚岩夹砂岩，朱倭组(T3zh)砂岩夹千枚岩。金瓶岩隧道起止里程D1K191+225D2K203+998，正洞全长12773m，分位进口、金瓶岩隧道1号横洞、金瓶岩隧道2号横洞、金瓶岩隧道3号横洞、金瓶岩隧道4号横洞施工，1#横洞全长662m，2#横洞长888m，3#横洞长530m，4#横洞长82m

5、.横洞开挖方法为台阶法，横洞与正洞交接处正洞段为级复合（设钢筋），正洞开挖方法为台阶法。断面净空尺寸7.5m（宽）6.2m（高）。隧道设计时速200km，为客货共线双线电气化铁路隧道，普通货物运输。4#横洞工程地点位于阿坝藏族自治州松潘县以南镇江关乡附近。4、施工方案4.1总体施工方案根据该段地质实际情况，遵循新奥法原理，采用导洞法施工。支护采取相应的加强措施。横洞进正洞后开挖方法为台阶法。横洞施工至与正洞交界后，同时沿大里程方向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，扩挖达到正洞标准断面。横洞与正洞交界里程H4DK0+000=D2K203+275，横洞中线与正洞

6、中线交角90，在横洞接近与正洞相交里程时（横洞最后2榀门架时可提前60cm向上打，纵度根据正洞拱腰圆弧及预留变形量、临时门架支护厚度确定）。于正洞与横洞相交里程起，抬高1.5m，采用宽度5米，高度约3.9米（据上台阶高度而定）的导洞（矩形断面）垂直正洞中线沿正洞开挖轮廓线爬坡开挖，于正洞中线处达到正洞拱顶高程，形成上台阶操作平台，然后上台阶进行初期支护后（中间开始“戴帽子”，正洞纵向施工完成后可拆除“门架”的竖支架），向正洞大里程方向开挖5m，然后再向小里程方向开挖5m后，由横洞底板处向正洞开挖，形成上下台阶，进入正常工序开挖施工。导洞设在横洞与正洞相交的大里程（锐角）一侧，便于形成较大操作空

7、间。施工中应预留20cm变形沉降量和22cm临时支护厚度。横洞与正洞平面示意图4.2横洞进正洞方案根据横洞与正洞相交角度，从H4DK0+009.2H4DK0+004.2为IV级围岩,开挖方法为台阶法开挖,采用I16a型型钢钢架,间距每1.2米一榀,按扇形支撑支护,拱顶范围增设42超前小导管超前支护,环向间距0.4m,每环23根,纵向间距3m,搭接长度1.5m,单根长4.5m，在横洞与正洞交叉范围内及时完成支护,加强监控量测。4.3横洞进正洞处的加强措施横洞与正洞交叉口段紧排2榀I20a型钢钢架，在此2榀钢架上焊接I20a型钢横梁，并在横梁两端螺栓连接I20a型钢落地立柱及其支撑立柱，该立柱梁体

8、均用两根I20a型钢对焊而成，为便于正洞钢架提供落脚平台，保证相交地段三维受力状态围岩的稳定。以后在此处安装正洞钢架时，用I20a型钢斜梁及其门架代替正洞左侧部分钢架。门架施工完毕后应立即施工H4DK0+009.2-H4DK0+004.2段横洞仰拱，将交叉段横洞内支护尽早成环，保证支护的稳定，为主洞反向扩挖施工提供安全、稳定的支撑。（图1 托架与套拱示意图） 图1 托架与套拱示意图4.4施工顺序1、施工步骤（1）在施工横洞与正洞相交2榀型钢前，在该2榀型钢处沿正洞拱圈圆弧方向进行钻眼，按该方向开挖2m左右后安装型钢，便于下次钻眼空间。进入正洞范围后其开挖边线需加预留量临时支护厚度。见图2所示。

9、（2）考虑横洞到正洞上台阶拱架落脚位置的牢固性，横洞拱架必须提供一个牢固的落脚平台。在正洞右侧边墙与横洞交界里程时，沿正洞方向设置拱顶纵向托梁，托梁采用二榀I20a型钢并焊，牢固焊接于横洞钢架拱顶，托梁与横洞钢架间空隙设置20a竖向立柱,立柱与正洞拱架位置相对应，牢固焊接并喷射C30砼回填密实。（3）横洞施工至正洞右侧边墙时，采用垂直于正洞中心方向的导洞（5m宽3.9m高，高据上台阶高度而定）向前掘进，门架临时支护及时跟进；与正洞走向垂直上坡到拱顶中线位置后，拱顶沿正洞轮廓线下降，直至正洞上台阶的标准断面。图2 横洞与正洞连接处断面2、支护参数选定（1）导洞支护喷砼：顶部采用C25砼，厚度22

10、cm，边墙厚度58cm；拱架：采用I16型钢钢架，间距1米/榀；钢筋网：网格间距2525cm，8盘圆制作；超前支护：拱部设42小导管，长3m，每环10根，2m一环（根据现场围岩情况而定）；纵向连接筋：22钢筋，环向间距1.0米。（2）正洞支护根据围岩级别及设计支护措施进行支护。注意事项:（1）在开挖横洞5m加强段时(H1DK0+009.2HD2K0+004.2)，每开挖一榀，及时进行加强支护，这一段施作一环仰拱，深度为1m。 （2）除交叉口锁口位置外，在开挖仰拱之前先施作拱架，等支护完成后再开挖仰拱，在交叉口锁口位置，除了锁口拱架，锁口拱架外侧还要立两榀I20a型钢门架，在原有开挖断面尺寸上面

11、还要加宽0.7m。（3）当门架的位置满足尺寸要求时，先立套拱拱架，然后立工字钢托架，门架拱顶位置与锁口拱架拱顶重合位置进行焊接，两侧打锁脚锚管并进行焊接，门架底部立两榀永久横撑，锁口拱架底部落在门架横撑上面，底部进行焊接。门架底部拱脚要落在坚硬岩层或者用钢板垫底，然后进行初喷。当支护完成后进行施作仰拱。 （4）门架永久横撑靠正洞方向内侧及上部用木板或者塑料布包住,等浇注完横洞仰拱混凝土后凿开,连接正洞仰拱钢拱架，此位置要求焊接，焊接密实，牢固。4.5交叉口处横洞模筑衬砌在进入正洞一段距离后(形成交叉口横洞模筑衬砌空间后)，及时对横洞交叉口往横洞口方向5米范围内施作二次衬砌，厚度0.35m，交叉

12、口段与线路中线平行，紧贴加强环关堵头模板，二次衬砌达到设计强度后拆模，形成对交叉口处围岩受力的有效支护。4.6大里程方向正洞施工达到设计断面后，按照台阶法开挖支护30m，支护参数按照设计施作。正洞大里程桩号为DK203+275-305段开挖轮廓线需考虑日后拼装二衬台车所需的作业空间。根据围岩和施工需要，施作22砂浆锚杆，长度为4米，根据二衬台车单块模板宽度，在该段范围内施作砂浆锚杆时，在锚杆一头制作一个直径为10cm的钩，用于挂滑轮便于吊装二衬台车模板。有弯钩的四根锚杆靠垂直焊接在型钢钢架上，然后喷射混凝土，留四个弯钩在外面。在拼装二衬台车的位置，只施工仰拱，不施工填充，为吊装模板台车预留空间

13、，等仰拱达到100%的强度后在仰拱面上铺设轨道进行二衬台车的拼装。大里程方向正洞施工30米后，喷砼封闭掌子面，考虑到开挖大里程正洞时的作业空间，在挑顶施工过程中,根据现场实际高度加工一个简易式移动台架,主要为凿岩机和施工人员提供一个工作作业空间，上台阶支护完成后，再由横洞口开始，施作正洞大里程下台阶初期支护，待大里程下台阶初支完成30m后，停止大里程方向开挖，开始施工小里程正洞上台阶，按设计上下台阶进行开挖。4.7正洞二衬施工D2K203+275-305段开挖完成上下台阶后,及时开挖仰拱浇注仰拱、填充混凝土,等混凝土强度达到100%后,在填充面上铺设二衬台车轨道,拼装二衬台车模板。在施作交叉口

14、段仰拱时，设计为IV级围岩，架立格栅拱架，靠近横洞口这侧拱架与门架的永久横撑相连接。绑扎仰拱钢筋浇注混凝土。大里程方向二衬浇注完成后及时浇注小里程方向二衬混凝土。当仰拱施作完成后，在正洞与横洞交叉口中心水沟影响车辆运行的地方，在上面铺设20mm的钢板。在交叉口段正洞二衬施工时，先搭接横洞一半的位置，另一半留作运输混凝土等机械通道，等搭接二衬混凝土强度达到80%后，拆除二衬模板，进行另一半二衬施作，原先的另一半留作运输通道。4.8正洞排水方案 （1）横洞区排水 横洞H4DK0+000H4DK0+082出洞为下坡，顺坡排水，洞内级围岩为25cm厚C30底板浇筑后，左侧水沟及时跟进，并保证排水沟的畅

15、通。 （2）正洞排水 参考金瓶岩隧道设计图（第三册），本横洞最大涌水量3160m3/d，水量较大，为保证排水畅通，正洞排水应顺接横洞排水侧沟，横洞底板铺设完毕后，侧沟紧跟，为正洞排水提供通道。正洞DK203+275往小里程方向坡度为3上坡；往大里程方向坡度为3下坡。因此，施工大里程段时，由于随着掌子面的跟进设置一集水坑，等集水坑满时，用抽水机抽到横洞侧沟进行排水；施工小里程段时，正洞内集水通过边墙设置流水槽的方式，引至横洞侧沟。4.9监控量测要求在横洞转入正洞期间开展监控量测，将监控量测作为关键工序列入现场组织，并对支护体系的稳定性进行判别。监控量测必测项目包括横洞H4DK0+020H4DK0

16、+004.2和D2K203+275D2K203+305，以保证交叉口段在施工期间的安全。4.9.1洞内观察洞内观察的内容有开挖工作面观察和已支护地段观察两方面，工作方法是通过人工目测，对围岩的变化、稳定及初支的工作状态做一定的初步判定，其目的了解和记录掘进过程中掌子面围岩的变化情况和支护的稳定变化情况。开挖面观察应在每次开挖放炮后进行一次，观察并记录开挖面地质、岩性、节理裂隙发育程度方向，涌水量及出水点位置，核对围岩级别，有无坍塌，观察后应绘制开挖工作面地质素描图，填写工作面地质状态记录表和施工阶段围岩级别判定卡，并进行数码成像。对已支护地段的观察应每天一次，观察内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架

17、的工作状态，有无锚杆拔出、钢架变形、喷层剥落裂缝等现象。在观察中，发现地质条件与初期支护恶化时，应立即通知施工人员采取相应措施。4.9.2拱顶下沉、净空变化 （1） 断面及测点布置隧道内壁面两点连线方向的相对位移称为周边收敛。收敛值为两次量测的距离之差，它能反映洞室的工作状态和受力性状。隧道拱顶内壁的绝对下沉量称为拱顶下沉值。对于埋深较浅、固结程度低的地层，水平成层的隧道，这项量测比收敛量测更为重要，其量测数据是确认围岩的稳定性、判断支护效果、指导施工工序、预防拱顶坍塌、保证施工质量和安全的最基本资料。拱顶下沉、水平收敛量测起始读数宜每次开挖后12h内取得起始读数，最迟不得大于24h，且在下一

18、循环开挖前必须完成。测点应牢固可靠、易于识别，并注意保护，严禁爆破损坏。拱顶下沉测点和净空变化测点布置在同一断面上，监控量测断面按5m一个布置。拱顶下沉量测测点布置在拱顶。本隧道段按台阶法施工，净空变化量测测线数，按表1布置。表1 净空变化量测测线数地段 开挖方法一般地段特殊地段台阶法每台阶一条水平测线每台阶一条水平测线、两条斜测线拱顶下沉量测、净空变化量测的测线布置示意如图3图3 拱顶下沉量测、拱脚沉降和净空变化量测的测线布置示意图 净空变化、拱顶下沉、拱脚沉降均采用全站仪按非接触法进行观测，预埋测点由钢筋加工而成，采用冲击电锤或风钻钻孔，埋入钢筋采用直径不小于20mm的螺纹钢，前端外露钢筋

19、与埋入钢筋焊接，直径不小于6mm，加工成三角形钩。测点用快凝水泥或锚固剂与围岩锚固稳定，埋入围岩深度不小于20cm，若围岩破碎松软，应适当增加测点埋入深度。测点应采用膜片式回复反射器作为测点标靶，靶标粘附在预埋件上。量测方法包括自由设站和固定设站两种。使用的反射片是一种具有反射性能的反射膜片，反射膜片由丙烯酸脂制成，背部为不干胶，厚度为0.28mm，呈银灰色，大小根据测距选择。其测点样式见图4。 图4 测点样式（2）量测频率必测项目的监控量测频率应根据位移速度和距开挖工作面距离分别按照下表2、表3确定，由变形速度决定的监控量测频率和由距开挖工作面距离决定的监控量测频率，原则上选择较高的一个量测

20、频率。表2 按距开挖工作面距离确定的监控量测频率表量测断面距开挖面距离（m）量测频率（01）B2次/d（12）B1次/d（25）B1次/23d5B1次/7d注：B表示隧道开挖宽度，d表示时间天表3 按位移速度确定的监控量测频率表位移速率（mm/d）量测频率52次/d151次/d0.511次/23d0.20.51次/3d0.21次/7d4.9.3控制基准（1）位移控制标准位移控制基准应根据测点距开挖面的距离，由初期支护极限相对位移按下表4要求确定。表4 位移控制标准表类别距开挖面1B（U1B）距开挖面2B（U2B）距开挖面较远允许值0.65U00.90 U0U0注：B为隧道开挖高度，U0为极限相

21、对位移值根据位移控制标准，分为三个管理等级，见表5管理等级距开挖面距离1B距开挖面距离2B应对措施UU1B/3UU2B/3正常施工U1B/3U2 U1B/3U2B/3U2 U2B/3综合评价设计施工措施，加强监测，必要时采取相应工程措施U2 U1B/3U2 U2B/3暂停施工，采取相应工程措施，如补强支护等表5 位移管理等级表注：U为实测位移值4.9.4数据分析及信息反馈（1）数据分析处理监控量测数据的分析处理包括数据校核、数据整理及数据分析。同时应注明开挖方法和施工工序以及开挖面距监控量测点距离等信息。（1） 数据校核量测数据校核主要是对数据进行可靠性分析，排除各种误差影响，保证量测数据的可

22、靠性和完整性。每次观测后应立即对观测数据进行校核和整理，包括对观测数据的计算、填表制图、误差处理等，如有异常应及时补测。（2）数据整理量测数据整理包括各种物理量计算和图表制作，打印相关监控量测报表，并根据数据绘制位移时态曲线图或散点图，以便于分析监控量测数据的变化规律和趋势。（3）数据分析数据分析通常采用比较法、作图法和数值计算等，一般采用散点图和回归分析方法，分析各监控量测物理量值大小、变化规律和发展趋势，预测该测点可能出现的最终值及影响范围，评估安全状况。绘制时间-位移和距离-位移散点图，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数进行回归分析，对最大值（最终值）进行预测，并与控制基准值进行比

23、较，结合施工工况综合分析围岩和支护结构和工作状态。监控量测数据的分析包括以下主要内容：根据量测值绘制时态曲线；选择回归曲线，预测最终值，并与控制基准进行比较；对支护及围岩状态、工法、工序进行评价；及时反馈评价结论，并提出相应工程对策建议。（4）信息反馈及工程对策监控量测信息反馈应根据量测数据分析结果，对工程安全性进行评价，并提出相应工程对策与建议，目前以经验方法为主。信息反馈应以位移反馈为主，主要依据时态曲线的形态对围岩稳定性、支护结构的工作状态、对周围环境的影响程度进行判定，验证和优化设计参数，指导施工。由于施工的连续性和循环进行，施工中应保证信息反馈渠道的畅通，确保信息反馈的及时性和有效性

24、。监控量测反馈程序应贯穿于整个施工全过程，可按下图规定的程序进行。施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。实时分析：每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因并提交异常报告，及时采取措施，一般采用日报表形式。阶段分析：按周、月进行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况进行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工，一般采用周报、月报形式。工程安全性评价应根据位移管理等级分三级进行，并采用相应的工程对策，见表6。当监控量测位移管理达到级时，应上报监控量测组长、技术主管和现场监理工程师；当达到级时，上报分部工程部长、总工程师和现场施工负责人，同时总工程师根据综合情况上报

25、设计单位、业主单位和监理单位采取相应工程措施；当达到级时，立即暂停施工，上报各方，请业主单位召集各方分析原因，研究工程对策。分部应对位移管理等级根据每个隧道情况进行量化指标，以便于现场监控量测人员操作和汇报。(5)工程安全性评价流程图见下图5。根据工程安全性评价的结果,需要变更设计时,应根据有关铁路工程变更管理办法及时进行变更设计。表6 工程安全性评价分级及相应应对措施管理等级管理位移应对措施UUB/3正常施工UB/3U2 UB/3报警，减小开挖进尺，加强监控量测，必要时采取相应工程措施U2 UB/3暂停施工，采取相应工程对策注：U为实测位移值；UB为位移控制标准工程对策主要包括以下内容：(1

26、)一般措施稳定开挖面措施调整开挖方法调整初期支护强度和刚度，并及时支护降低爆破震动影响围岩与支护结构间回填注浆(2)辅助施工措施超前支护。包括超前锚杆（管）、管棚、水平高压旋喷法。 否 是 否不安全 是 是 图5 工程安全性评价流程4.10超前地质预报要求 横洞施工期应加强超前地质预报工作，以地质调查法为基础，以综合物探及钻探为主进行综合超前地质预报。（1）超前钻探：以超前地质钻孔和加深炮眼为主。要求搭接长不少于5m，以每循环钻进30m，每25m施作一次，直至转入正洞后按正洞的要求继续施作超前钻探。（2）物探：横洞物探以地质雷达、TSP203为主，根据现场实际情况可增加红外线探水。TSP203

27、是地震波反射法其中的一种，要求横洞每次预报距离采用100m。考虑到横洞与正洞存在着90的夹角，为保障施工安全在横洞与正洞交界处增加一次TSP探测、地质雷达及一次红外线探水。（3）隧道在开挖过程中一些日常的探测项目如：加深炮孔、掌子面地质素描必须严格按设计要求施工，现场技术员动态跟踪好地质预报的施作情况，及时要求架子队施作超前地质预报。（4）在横洞与正洞交叉口，往小里程转向段小导洞施工时增加一组超前水平钻，长度按实际情况为主，孔径不变。隧道超前地质预报应遵循以下工作流程：图6 隧道监控量测流程图4.11监控量测措施现场监控量测是隧道施工管理的重要组成部分。隧道开挖时，应加强对拱顶及边墙的沉降与净

28、空收敛监测，随时掌握重要受控点的沉降与净空收敛情况，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响，并据此预报险情，确保安全指导施工，挑顶施工前，在正洞及斜井开挖断面按间距2-3m布置了五个主要沉降监控量测点，每天进行两次测量，并将每一测量断面所得的带有一定离散性的原始数据进行分析对比，相互印证，以确保量测数据的可靠性，探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化的规律，叛定围岩和初期支护系统稳定状态，确保工程正常、安全进行施工。4.12保障措施1交叉口隧道施工中要合理选取择开挖方案，尽可能合理的光面爆破参数，减少对围岩的反复扰动和破坏。2地质预报超前，围岩量测紧跟，隧道施工中要及时进行初次

29、支护，并确保喷射混凝土质量。3隧道施工中锚杆布设要根据岩层走向、节理裂隙发育情况确定，必要时挂金属网片，初支必须有型钢钢架进行支护，加强围岩的承载能力。4横洞与正洞交叉口立型钢钢架时一定保证正洞的标准断面，防止侵限。五、资源配置5.1施工组织机构金瓶岩隧道4号横洞转正洞处理由第五架子队负责组织施工。5.2人员配置施工人员总配置如下表所示：表7 金瓶岩隧道4号横洞施工人员配置表人员及组别人数工 作 内 容管理人员架子队长1全面管理、组织施工技术主管1全面负责技术工作、安全教育培训工作技术员3配合技术负责人搞好技术工作安全员2安全监督及检查质检员2质量监督及检查试验员1负责各类试件作检测、检验，各

30、类试验数据编制材料员1对工程物资材料作全面的管理工作领工员2现场对工人进行管理、安排工班长3合理安排本组作业人员工作开挖、支护、运输班钻爆工15钻孔、装药、起爆出碴工6装运碴、扒碴、机械排险喷锚工13锚杆、喷砼、挂网、注浆机修工3机械维修钢筋工4钢筋网片制安衬砌班混凝土工6浇筑砼时振捣工作模板工8台车移位、立端头模、接泵管等防水工5透水盲沟安装，防水板铺挂生活保障人员16负责施工工人生活保障电工2电气设备安装、维修5.3机械配置进入正洞后，机械设备配置见下表：表8 主要机械设备配置表序号设备名称规格型号数量备注1通风机2台2挖掘机2台3装载机2台4出渣车6台5空压机3台6发电机组220KW1台六、安全保证措施6.1安全目标1、杜绝责任生产安全特别重大、重大和交大事故，消灭责任生产安全一般事故。2、杜绝人员死亡事故，杜绝严重塌方事故。3