大麦地隧道下穿楚大高速公路施工方案.docx

1、大麦地隧道下穿楚大高速公路施工方案大理至临沧线DLZQ-1标段（站前工程）大麦地隧道下穿楚大高速公路施工方案编 制： 审 核： 技术负责人： 批 准 人： 中铁一局大临铁路项目经理部二一六年十二月大麦地隧道下穿楚大高速公路施工方案1 编制依据（1）中华人民共和国安全生产法（2）建筑工程安全生产管理条例（3）铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）（4）铁路工程施工安全技术规程（TB10401.1-2003）（5）大麦地隧道设计文件（6）本项目现场调查有关情况及工程特点（7）工程测量规范（GB50026-2007）（8）铁路隧道监控量测技术规程（TB 10121-2007）（9）锚杆喷射

2、混凝土支护技术规范GB 50086-2001（10）建筑变形测量规范（JGJ8-2007）（11）爆破安全规程GB6722-2011（12）国家或行业其他测量规范、强制性标准2 编制原则及范围2.1 编制原则（1）坚持安全第一的原则，确保隧道下穿高速公路施工顺利。施工组织机构精干高效，施工部署合理、可靠。（2）质量目标明确，管理体系健全，保证措施完善。（3）安全目标明确，保证体系健全，安全措施可靠。（4）环水保目标明确，机构分工明确，环水保措施到位。（5）工期目标明确，计划安排合理，保证工期措施得力，确保工程工期。（6）加强与各相关部门、建设、监理单位、设计单位及地方政府的联系，加强各工序间的

3、配合，保证工程实施顺利进行。2.2 编制范围新建铁路大理至临沧线DLZQ-1标段大麦地隧道（DK3+500DK3+580段）下穿楚大高速公路施工。3 工程概况3.1 工程概况大麦地隧道位于云南省大理州，进口端连接大理站，经大理市下关镇，出口端位于巍山县永建镇凹家营，全长11.65km，设计为级风险隧道，为全线铺架起点，是标段控制性工程。大麦地隧道位于大理站五茂林站区间，进口里程为DK0+500，出口里程为DK12+150，全长11650m。隧道线路纵坡为人字坡：隧道进口段为3（900m长）的上坡，其后依次为14（1350m长），6（3450m长）上坡。线路平面：除洞身DK0+592.345DK

4、2+099.259段1506.914m位于R-1600m的左偏曲线上和DK10+087.617DK10+609.984段522.367m位于R-3000m的右偏曲线上外，其余均位于直线上。DK3+500DK3+580段下穿楚大高速公路，衬砌结构予以加强，采用d复合式衬砌。d支护参数：超前支护76中管棚L=9m，每环26根，环向间距0.4m，纵向每6m一环。加强支护拱墙I18型钢钢架，间距0.6m/榀。初支C25喷射混凝土拱墙厚度25cm。钢筋网片为8钢筋网格间距为20cm20cm，拱部锚杆采用25中空锚杆，锚杆长度3.0m，间距1.2m1.0m（环纵）。墙部锚杆采用22砂浆锚杆，锚杆长度3.0

5、m，间距1.2m1.0m（环纵）。衬砌参数：拱部、边墙、仰拱采用C35钢筋混凝土，拱墙衬砌厚度45cm，仰拱衬砌厚度45cm，仰拱填充采用C20混凝土。衬砌环向主筋采用20螺纹钢筋，间距25cm，纵向分布钢筋采用12圆钢，间距25cm，加强钢筋采用8圆钢，间距25cm。大麦地隧道DK3+500DK3+580下穿楚大高速公路, 楚大高速公路路面距大麦地隧道拱顶净距约37m。大麦地隧道与楚大高速公路平面立面位置见附图1。3.2 工程地质情况DK3+500DK3+580段隧道地层主要以泥岩夹粉砂岩、钙质砾岩，砂岩（J3b）：紫色、灰褐色、灰黄色，中层状构造为主，砂泥质结构。岩质软，岩体较破碎，表层全

6、风化带（W4）呈土状，厚530m，属级硬土；强风化带（W3）厚540m，属级软石；弱风化带（W2）岩体较完整，为隧道穿过的主要底层与上覆景星组地层整合接触。4 施工方案4.1 施工准备1、通过超前地质预报：地震波发射法（TSP法）、红外探水、水平地质钻探等方法，先超前探明DK3+500DK3+580段围岩是否与设计地质一致。2、施工前汇报地方工务部门、监理单位等。对楚大高速公路下穿位置埋设3列地表沉降点并采集原始数据。4.2 超前地质预报大麦地隧道超前地质预报采用地震波发射法（TSP法）、红外探水、超前水平钻探和加深炮眼探孔为主的综合方法进行下穿既有线位置的地质预报。4.3 洞身施工工法4.3

7、.1 开挖方式隧道施工方法的选用应根据环境条件、地质条件、断面大小、埋深、结构形式等因素综合考虑确定，采用控制爆破或机械开挖，DK3+500DK3+580段设计为级围岩，根据设计下穿隧道开挖方式采用台阶法。铁建设【2010】120号关于进一步明确软弱围岩及不良地段铁路隧道设计施工有关技术规定的通知中“三、隧道开挖 8、软弱围岩隧道级、级、级地段采用台阶法施工时，应符合以下规定：（1）上台阶每循环开挖支护进尺级、级围岩不应大于1榀钢架间距，级围岩不应大于2榀钢架间距。（2）边墙每循环支护开挖不得大于2榀。（3）仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不大于3m。（4）隧道开挖初期支护应及时

8、施作并封闭成环，级、级、级围岩封闭成环距离掌子面不得大于35m。”下穿既有公路隧道为了保证安全，上台阶级围岩按1榀钢架间距(0.6m)进行开挖，边墙每循环支护开挖不得大于2榀钢架(1.2m)，左右边墙开挖应错开施工，且错开长度不小于4榀钢架。仰拱开挖每循环开挖进尺不大于3m。台阶施工工序示意图见下图：台阶法施工工序纵断面示意图-1 台阶法施工工序横断面示意图-2备注:-上部开挖；-上部初支； -下部开挖；-下部初支；仰拱开挖 -仰拱初支；-仰拱二衬；-仰拱填充；-二衬。4.3.2 台阶法施工工艺流程施工准备超前地质预报、测量、量测钻爆设计开挖台架就位调整钻爆参数布置炮眼下部断面钻眼上部断面钻眼

9、装药、爆破楚大高速测量、量测数据分析通风排烟、找顶地质素描初喷混凝土、锚杆、出渣开挖质量检查初期支护、超前支护仰拱、填充、拱墙复合衬砌施工下道工序4.3.3 施工准备1、楚大高速公路量测点、观测标布置大麦地隧道施工至楚大高速公路前，会同地方工务部门、监理单位对下穿楚大高速公路埋设三组地表沉降点并采集初始读数。点位布置如下图-3所示：2、大麦地隧道超前地质预报大麦地隧道掌子面施工至DK3+475时，施作超前水平地质钻探、地震波反射法（TSP法）、红外线探水等超前地质预报工作，核对设计地质资料。1)超前地质预报围岩与设计地质围岩核对相符情况下或者围岩等级好于设计等级情况时，按原方案进行施工。2)

10、超前地质预报围岩与设计地质围岩核对不符，请设计院现场处理。4.3.4 超前地质预报施工方法大麦地隧道超前地质预报采用以水平钻探为主的综合方法。项目部根据隧道地质特点，结合现场施工情况，分别采用掌子面地质素描、红外探测、超前水平钻孔、地震波反射法（TSP法）等方法进行预报。1、地质素描地质素描分为工程地质和水文地质表相观察。地质观察主要是对隧道已开挖掌子面地质岩组划分、断层、节理、地应力和特殊地层等进行描述。岩溶调查主要是对岩溶的规模、位置、所属地层和构造位置、填充情况及洞体展布空间关系进行描述。地质素描随开挖及时进行，应每开挖循环进行一次素描，进行掌子面编录，结合地面地质体投影，预报前方的地质

11、情况。2、红外探水设计中对该段没有要求红外探水，我部为更好的判断该段围岩前方有无水体存在及范围，另外增加了该预报措施。红外探水是根据红外辐射原理，既一切物质都在向外辐射红外电磁波的原理，通过接收和分析红外辐射信号进行超前地质预报的一种物探方法。预报长度30m/次，搭接长度5m，以增加对比分析。3、超前水平钻孔对隧道掌子面前方物理探测完成后，再次对隧道掌子面进行钻探。主要对含水溶腔及软弱岩体进行查验。隧道探孔长度一般为30m，并在下次钻探时留有5m的搭接区段。其布眼根据具体情况设13个。4、加深炮孔隧道每循环开挖时在拱顶周边眼位置和拱顶下5m左右两侧周边眼位置共增加3个空炮眼，外插角1-3，在正

12、常炮眼深度的基础上加深3m,作为预报探测孔。可短距离直观的判断围岩级别。5、地震波反射法地震波反射法（TSP法）是利用地震波反射回波方法测量的原理。在软弱围岩地层或岩溶发育地区，每次预报距离采用100m；在完整的硬质岩地层每次预报距离采用150m。下次预报搭接上次预报10m施做。4.3.5 爆破施工方案1）爆破方法下穿段采用台阶法开挖，开挖采用控制爆破，利用楚大高速公路行车间隙进行爆破作业。2）钻爆设计 钻爆设计图及钻爆参数表 单段最大装药量计算根据大量的爆破实践表明，爆破时对周围建（构）筑物产生危害程度大小主要是由质点振动速度的大小所决定。为了控制爆破振动速度以及减弱爆破震动强度，保证周围建

13、筑物不受振动破坏，目前，在隧道工程爆破中，对于振动的控制一般主要的方法是控制起爆最大装药量、选择合理的掏槽形式、选择合理微差爆破间隔时差、优化孔网参数、选用低爆速炸药等来实现控制爆破振速。爆破安全规程中爆破有关对震动强度以及振动速度和安全参数、指定采用世界著名爆破专家萨道夫斯基的公式进行计算。式中，V安全允许振动速度 cm/s；Q一次爆破允许的单段最大装药量 Kg；R爆破振动安全距离 m；K、与爆破条件、地质相关的系数。针对大麦地隧道下穿楚大高速公路设计要求，此段隧道控制爆破振速为5cm/s，计算取值如下：V取5cm/s；R拱顶距既有公路路面垂直距离21m。K、针该段地质条件，取K为250，为

14、1.8计算结果：将以上数据代入公式得，=13.65Kg9.5 Kg（11段设计最大装药量为9.5Kg），满足要求； 根据现场最大装药量按萨道夫斯基公式反算最大振动速度V：取Q=9.5kg，R=21m，K=250，=1.8，得V=4.02cm/s5cm/s，满足设计及安全要求。3) 控制爆破施工时段 下穿段施工时,严格按照钻爆设计施工，为防止爆破振动与车辆行驶振动叠加造成共振，对周围岩体和楚大高速公路造成伤害，隧道爆破作业选择车辆运行间隙进行爆破作业，在爆破作业前，在楚大高速公路进出口外设车辆运行观察点，确保爆破作业期间无车辆运行通过楚大高速公路，必要时设置专职安全员指挥交通，与交通管理部门协调

15、，在爆破作业时楚大高速公路管制通行，保证安全。4）作业程序 钻孔作业A 准备工作：测量放样，定位开挖轮廓线。B 隧道开孔采用1012台YT-28型手持式凿岩机作业，孔径42mm。为了保证炮孔的钻孔精度要求，施钻人员必须做到开孔准确，保证钻孔的方向、角度和深度，严格按照钻爆设计要求进行作业。为了便于操作人员总结掌握施钻经验，也便于检查，对所有炮孔进行划区定人施钻。C 钻眼要求：周边眼是光爆的关键，其钻孔偏斜误差不超过10cm，困难地段不超过15cm。周边眼钻孔位置应定在轮廓线上，其他眼根据掌子面围岩情况合理分布（间距60100cm）。掏槽眼：深度、角度按照设计施工，眼口间距误差和眼底间距误差不得

16、大于5cm。辅助眼：深度、角度按照设计施工，眼口排距、行距误差均不得大于10 cm。周边眼：开眼位置在设计断面轮廓线上，允许沿轮廓线调整，其误差不得大于5 cm；炮眼方向可以3%-5%的斜率外插，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm,最大不得超过15cm。内圈炮眼至周边眼的排距误差不得大于5cm。当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度，力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一垂直面上。 装药采用乳化炸药，装药前将炮眼内的水泥浆、石粉吹洗干净，检查炮眼达到设计要求后方可装药，装药时严格按设计药量进行。装药后，所有炮眼均堵塞炮泥。装药结构：周边眼采用间隔装药，顺向起爆，其它眼采用集中装药，反向起爆

17、。装药前应将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净。堵塞采用粘土或砂加粘土，堵塞长度大于30cm。 起爆作业起爆网路采用非电微差复式起爆网路，爆破成功率高，成本低，还可以实现等间隔微差起爆，并且起爆段数和炮孔数不受雷管段别限制，降低了爆破振动。各炮眼的导爆管引线连接采用一把抓形式，连接线必须采用同种秒段导爆管，尾线不小于5米。非电毫秒雷管插入炸药内，正向装入眼孔内，导爆管引线采用一把抓式连接线，雷管采用低秒段，同组连接线必须采用同种秒段导爆管。连接示意图-4起爆点(用电雷管引爆) 连接线 电工胶布缠紧810根导爆 非电毫秒雷管 图-4周边眼、辅助眼、掏槽眼应隔段起爆，起爆顺序为掏槽眼辅助眼周边眼。周边眼一次

18、同时起爆为宜。爆破后，开挖断面应进行检查并做好施工记录。超欠挖量符合下表规定： 隧道允许超挖值（cm） 表2 围岩条件类别开挖部位级围岩拱 部平均15、最大25边墙、仰拱隧底平均10 爆破安全防护措施爆破前确保楚大高速公路两个行车观测点同时确认无车辆通行。爆破前进行安全培训，保证全体参建人员熟练掌握警戒范围、警戒标志和声响信号的意义，发出信号的方法和时间。信号应分三次：第一次为预先信号，第二次起爆信号，第三次解除警戒信号。爆破前必须同时发出声响和视觉信号，使危险区内的人员都能清楚的听到和看到。起爆15分钟后才准进入爆破点检查，同时只有确定爆破安全后，并经爆破负责人同意后方可进入爆破地点。4.3

19、.6 洞身开挖及支护1、洞身中管棚施工1）中管棚制作DK3+500DK3+580段超前支护洞身中管棚采用76mm无缝钢管，按照c级参数每根长9.0m。前端20cm加工成尖锥型，管身每隔20cm钻孔径16的注浆小孔，并沿管身呈梅花型均匀布置。尾端止浆段长度不小于30。2）中管棚布置76中管棚在拱部范围布置，每环打设26根，纵向6m/环，环向间距0.4m，外插角13。3）中管棚施作管棚采用履带式管棚钻机钻孔，钻孔前先采用喷射混凝土510cm封闭掌子面，厚度510cm，然后按设计间距准确地定出管口位置。钻孔时严格控制外插角，钻进至设计孔深后利用高压风吹净孔眼内的粉尘及岩石碎屑。顶管采用钻机推送，顶入

20、长度不小于管长的90%。管口采用塑性胶泥封堵，防止浆液从孔口溢出。4）中管棚注浆注浆参数为：采用水泥浆，水灰比（重量比）0.8:1，注浆压力0.51.0MPa，施工时根据具体情况调整注浆参数。注浆按照由低到高隔孔注浆的方法进行。单孔注浆时，首先以初压注浆，然后在终压下进行注浆并保持12min终压再卸荷，保证注浆量及扩散半径达到设计要求，达到超前加固的目的。注浆过程中，对浆液应不停搅动拌和，避免沉淀，影响浆液浓度。在施工中严格控制注浆压力，防止出现串浆等异常现象。当出现异常现象时，堵塞串浆孔隔孔注浆；注水泥浆压力突然升高应立即停机检查；水泥浆单液进浆量很大，压力上不去，则应调整浆液浓度及配合比，

21、缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。注浆过程中应随时注意注浆压力和注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。注浆结束标准：当压力达到设计注浆终压并稳定1015分钟，注浆量达到设计注浆量的80%以上时，可结束该孔注浆。2、初期支护施工该段采用I18型钢钢架间距0.6m支护，喷射C25混凝土，拱墙厚度25cm，仰拱厚度25cm，拱墙采用8钢筋网，网格间距2020cm，拱部采用25中空锚杆，边墙采用22砂浆锚杆，锚杆每根长3.0m，纵环向间距1.21.0m，梅花型布置。3、仰拱、二衬施工该段二衬、仰拱均采用C35钢筋混凝土，二衬厚度45cm

22、，仰拱厚度45cm，仰拱填充采用C20混凝土。衬砌环向主筋采用HRB40020钢筋，间距25cm，纵向分布钢筋采用HPB30012，间距25cm，加强钢筋采用HPB3008。仰拱采用16m栈桥，每次开挖不大于3m，初支仰拱紧跟掌子面，距掌子面距离不大于35m，以保证支护及时成环。拱墙衬砌采用整体模板台车一次浇筑成型，由于隧道下穿既有公路隧道，因此及时施作二衬对保证施工安全和楚大高速公路隧道运营安全具有重要意义。拱墙衬砌台车计划 进场日期为2017年2月10日。4.3.7 监控量测1、监测内容下穿楚大高速公路施工监控量测监测内容包括楚大高速公路沉降监测、大麦地隧道结构监测。楚大高速公路公路路面沉

23、降监测。大麦地隧道结构监测：隧道拱顶下沉、水平收敛位移监测（监测范围为DK3+500DK3+580）2、 监测项目和仪器具体监测项目及仪器见下表所示。 监测项目和仪器 表3序号监测对象监测类型监测项目监测元件与仪器1地层、建（构）筑物及支护结构目测其状况变化隧道地表及支护变形、开裂，下沉等情况观察数码相机2楚大高速公路沉降沉降观测电子水准仪/1台3隧道结构拱顶下沉拱顶下沉全站仪/1台水平收敛水平收敛3、监测点（孔）位布置及量测 楚大高速公路路面、边墙沉降监测沿楚大高速公路方向公路中间隔离带及两侧各布置一排路面监测点，间距10米，单侧共布设7个测点。洞内拱顶下沉、水平收敛沉降、收敛量测断面按间隔

24、5m设1个断面，每个断面设5个观测点。 沉降监测的基本要求1） 观测前对所用精密水准仪和全站仪按有关规定进行校验，并作好记录，在使用过程中不能随意更换；2） 首次进行观测，应适当增加测回数，一般取23 次的平均数据作为初始值；3） 固定观测人员、观测线路和观测方式；4） 定期进行基准点校核、测点检查和仪器的校验，确保量测数据的准确性和连续性：5） 记录每次测量时的气象情况、施工进度和现场工况，以供监测数据分析时参考。 监测方法观测方法采用精密水准测量法。基点和附近基准点联测取得初始高程。观测时各项限差严格控制，每测点读数高差不超过0.3mm，对不在水准路线上的观测点，一个测站不超过3个，如超过

25、时，应重读后视点读数，以作核对。监测基点为标准基准点（高程已知），监测时通过测得各测点与基准点（基点）的高程差H，可得到各监测点的标准高程ht，然后与上次测得高程进行比较，差值h即为该测点的沉降值，即：Ht（1,2）=ht（2）-ht（1）在条件许可的情况下，尽可能的布设导线网，以便进行平差处理，提高观测精度，然后按照测站进行平差，求得各点高程。 数据分析与处理在施工过程中，应根据观测结果整理绘制“沉降量/时间”关系曲线图，分析既有隧道的位移值及其发展趋势，判断安全性,以便于指导洞内施工安全。4、拱顶沉降监测 测点埋设隧道开挖后在拱顶设置预埋件作为拱顶下沉量测测桩，埋设前先用小型机具在待测部位

26、钻孔，然后将测桩放入孔内，用水泥参加速凝剂或早强锚固剂固定，在施工易破坏的位置用红色油漆做好标记并在桩头设保护罩。 监测方法采用全站仪从洞外或洞内基准点转点至量测断面附近，然后全站仪读数，由此可得拱顶对基准点的相对高程，相隔一定时间后用同样的方法可得拱顶的相对高程，两者差值，即为该段时间的拱顶沉降值。数据分析与处理及时对现场量测数据绘制时态曲线和空间关系曲线。 当位移时间曲线趋于平缓时，进行数据处理、回归分析，推算最终位移和掌握位移变化规律。5、水平收敛监测 监测点布置隧道开挖爆破以后，沿隧道周边拱腰或边墙部位分别埋设测桩，测桩的埋设方法与拱顶下沉测桩埋设方法相同。为了便于进行数据分析，周边收

27、敛与拱顶下沉测桩布置在同一断面。监测方法净空水平收敛量测采用全站仪进行量测，量测精度为0.1mm，主要由反光测点、全站仪组成。测量时将全站仪测量与另一测点的相对距离。记下读数加上（减去）初始值或者上次观测值，即得到测点位移值。数据分析与处理及时对现场量测数据绘制时态曲线和空间关系曲线。 当位移时间曲线趋于平缓时，进行数据处理、回归分析，推算最终位移和掌握位移变化规律；当量测数据异常应该及时反馈现场，分析原因。如果数据反映围岩变形较大，应该立即加强支护，停止掌子面施工，对掌子面进行封闭。与当地交管部门协商进行楚大高速公路交通管制，暂停一切车辆和行人通过，加强楚大高速公路监控量测。大麦地隧道洞内在

28、停止掌子面施工的同时，加大量测频率，加快仰拱初支和仰拱施工，使得洞内支护成环增加稳定性，待量测数据恢复正常速率再短进尺强支护施工。6、监测频率和监测周期 大麦地隧道及楚大高速公路监测频率和监测周期表 表4施工工况施工阶段监测频率楚大高速公路地表沉降整个下穿施工期12次/1天大麦地隧道水平收敛115天13次/1天16天1个月1次/1天大麦地隧道拱顶沉降115天13次/1天16天1个月1次/1天7、监测控制标准根据量测结果及铁路隧道监控量测技术规程的有关规定，可按下表位移管理等级指导施工： 变形管理等级 表5管理等级管理位移施工状态(U0)(Un/3)可正常施工(Un/3)(U0)(2Un/3)应

29、考虑加强支护(U0)(2Un/3)应采取特殊措施表中：U0实测位移值Un允许位移值Un的取值，也就是监测控制标准。根据招、投标文件、相关设计图纸、有关规范和类似工程经验确定本标段新建隧道工程监测各项目的预警值。 监测控制标准表 表6序号项目控制累计标准预警标准控制速率速率预警1地面沉降20mm14mm5mm/d4mm/d2拱顶沉降50mm30mm5mm/d4mm/d3净空收敛50mm30mm5mm/d4mm/d注：铁道部铁建设【2010】120号文16、当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取处理措施。5 施工组织5.1 进度目标DK3+5

30、00DK3+580段计划施工日期：2018年4月25日，计划完工日期：2018年6月25日。5.2 施工组织5.2.1 人员配置 管理人员配置 管理服务人员配备 表7序号岗位人数职责1施工现场负责人1负责现场施工总策划、管理协调2技术负责人1对现场施工技术把关、负责现场技术管理、技术服务3安全员1负责现场施工安全控制4测量员2负责现场施工测量及监控量测5试验员1负责现场具体试验工作6技术员2负责现场具体技术施工测量工作7施工员2负责现场协调工作8架子队队长1负责现场施工、组织人员9材料员1负责应急物资采购保管10行车观测安全防护员2负责既有线列车运行观察 现场劳动力安排根据隧道出口施工各工序按下表所列拟配备施工人员。 施工班组劳动力配置表 表8序号工种名称人数备注1