下穿专项方案.docx

1、下穿专项方案一、编制说明一）编制依据1、福建宁德白马港铁路支线工程设计文件和图纸2、铁道部营业线施工安全管理实施办法（铁办【2008】190号）3、南昌铁路局营业线施工及安全管理细则(南铁办发【2008】222号)4、南昌铁路局营业线施工及安全管理细则补充规定(南铁办发【2010】148号) 5、既有线施工安全生产条例、营业线施工手册6、铁道部铁路交通事故应急救援规则 (部令32号)7、铁路隧道监控量测技术规程、爆破安全规程8、既有铁路安全事故应急救援条例9、铁路工程测量规范、铁路隧道施工规范10、国家或行业其他测量规范、强制性标准11、本单位施工资源储备情况二）编制说明新建宁德白马港铁路支线

2、天池山隧道与已建成通车的杭深铁路天池山隧道存在交叉情况，属于下穿既有客运专线铁路隧道。疏解线天池山一号隧道（SDK2+373.06）与杭深线天池山隧道（K765+054.1）成26.270斜交，疏解线天池山一号隧道内轨顶距既有隧道内轨顶22.24m，本隧道二次衬砌拱顶外缘与既有隧道衬砌仰拱净距为12.32m，为更好促进本段落的施工过渡，编制此专项方案。二、工程基本情况一）新建隧道概况本隧道采用电力牵引，按货运列车设计行车速度80Km/h单线铁路设计，洞内轨道类型为次重型碎石道床，铺设型轨枕及50Kg/m轨；隧道里程桩号为SDK0+269 SDK3+305,长3036m，本隧道纵断面为V字坡，坡

3、度为57，为将侧沟水排出，在洞身最低点处设泄水洞。二）杭深线既有隧道情况杭深线天池山隧道全长2929m，与新建白马港铁路支线天池山隧道交汇于K765+054.1处，熔结凝灰岩，褐黄色，浅灰色，青灰色，弱风化，凝灰结构，块状构造，结构致密，含石英和长石晶屑，岩质较坚硬，岩体较完整，部分岩体破碎，地下水不发育。支护形式为级围岩复合式衬砌（有砟轨道带仰拱），下穿范围此种支护形式共64m，两端相接分别为级复合和级复合无仰拱衬砌结构，此处埋深约65m。经过与原参建单位对此段落施工情况的了解，此段落施工时与原设计图纸相符，没有出现过塌方等其它异常施工情况。其支护参数为：拱部设置25有排气装置的中空注浆锚杆

4、，单根长度3m，边墙设置22砂浆锚杆，梅花形布置，环向间距1.2m，纵向间距1.0m，初支厚度15cm，喷C25纤维砼，拱部8钢筋网，网格间距25*25cm，二次衬砌厚度40cm，砼标号C25，仰拱厚度50cm，砼标号C25，填充砼标号C20。三）下穿段地质和设计情况根据设计图纸地质资料显示，隧道通过既有线段围岩为弱、微风化凝灰岩，褐灰色、紫红色，中粗粒结构，块状构造，岩石坚硬，岩体较完整，地下水不发育，弹性波速为3000m/s以上。下穿段落为级下穿段复合支护形式，支护长度75m，台阶法施工，16型钢钢架，间距1.2m，拱部42双层超前小导管，单根长度4m，每环35根，环向间距0.3m，纵向间

5、距2.4m。初支厚度23cm，C25喷砼，8钢筋网，网格间距20*20cm，径向22组合中空注浆锚杆长度2.5m，间距1.2*1.5（环、纵），二次衬砌厚度30cm，双层20钢筋网，纵、环向间距25cm，砼标号C35，仰拱厚度30cm，双层20钢筋网，纵、环向间距25cm，砼标号C35。三、施工方案为了减少对既有杭深双线铁路天池山隧道的影响，本隧道下穿段SDK2+335+410在施工过程中，施工采用控制爆破，爆破振速控制在3cm/s内；超短台阶开挖，加强型初期支护和二次衬砌适度紧跟，及早封闭，保证既有杭深铁路天池山隧道结构满足最大容许沉降3mm，最大容许振动速度3cm/s的安全要求；保证既有杭

6、深铁路结构砼拉应变0.05%，压应变0.3%。施工前对杭深线通过本段的行车密度进行详细调查，做到心中有数，在进行此下穿段施工时，白天禁止爆破，爆破作业在天窗点内进行，在首趟列车运行前，按设计完成本循环开挖段的初期支护，掘进时间安排在晚间动车停运期，以确保行车安全。该段隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。根据设计要求和实际情况，天池山一号隧道穿越该段施工时，必须保证其上侧的既有铁路隧道稳定及运营安全，因此，为减小新建隧道开挖对既有隧道的影响，在对SDK2+335+410交叉段隧道施工时，采用以下主要措施和施工方法：一）、 超前预支护1） 小导管规格为热轧无缝钢管及钢花管

7、，外径42 mm，壁厚3.5mm，环向间距0.3m，外插角分别为10、40，钢管长度4m，超前双层小导管和16钢架配合使用。2）为了便于钢管插入围岩内，钢管前端做成尖锥状，尾部焊上箍筋。3）小导管安设采用钻孔打入法，即先按设计要求钻孔，钻孔半径比钢管半径大35mm，然后将小导管穿过钢架，用钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出。4）小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，必要时在小导管附近及工作面喷射砼，以防止工作面坍塌。5）隧道的开挖长度小于小导管的注浆长度，预留部分作为下一次循环的止浆墙。6）导管注浆采用水泥砂浆，水灰比0.5：1(重量比)，注浆压力051

8、.0 MPa。7）注浆前进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，采用群管注浆（每次35根）。8）注浆量达到设计注浆量和注浆压力达到设计终压时结束注浆。9）注浆过程中随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止堵管、跑管、漏浆，做好注浆记录，以便分析注浆效果。二）、开挖方法、爆破方案的选定1、开挖方法施工方法的优劣对控制既有隧道结构变形起着主导作用，按照设计图纸揭示围岩的类别和支护参数，采用超短台阶开挖施工，各台阶纵向间距不大于35m，开挖每循环进尺控制在1.2m以内，采用控制爆破技术，振动速度按3cm/s控制，边开挖边进行初期支护，尽量减

9、少对既有隧道的扰动。上、下台阶每循环进尺抣控制在1榀钢架间距即1.2m，上台阶和下台阶长度不超过5m，上台阶开挖高度5.7m，下台阶开挖高度4m；上、下台阶间纵向距离按不超过5m控制，下图为台阶法施工示意图及工艺流程图。2、爆破方案的选择 2.1基本原则和爆破器材根据本段级围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深20cm；严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布，导爆管起爆。 爆破器材表名 称规格用途备注起爆器起爆雷管非电毫秒雷管掘进和传爆炸药乳化炸药掘进传爆线导爆索起爆2.2、爆破参数的选择

10、与装药量计算2.2.1设计方法总体设计原则是：拱部采用光面爆破，边墙采用光面爆破，核心采用控制爆破，掏槽采用综合控制爆破技术。尽可能减轻对隧道围岩的扰动，达到良好的轮廓形成，维护既有隧道的行车安全。萨道夫斯基公式式中：V-爆破振动质点峰值速度 （cm/s） Q-最大一段起爆药量 （Kg） R-爆区中心到测点距离 （m） K-与岩土性质、爆破方法和爆破条件等因素有关的参数 a-表示地震波随距离衰减的参数爆破振动质点峰值速度V，取3cms；与岩土性质、爆破方法和爆破条件等因素有关的参数，取70；地震波随距离衰减的参数a,取2.0；爆区中心到测点距离R，取7.7 m。经计算，周边钻孔隔振达到良好效果

11、时，单段最大(掏槽眼)用药量Q为4.05kg。按计算得出的理论值进行控制掏槽眼用药量即可使安全振动速度控制在3cm/s；根据岩层情况或稍减，并同时根据监测速率结果再进行调整用药量，使振动速度控制在安全范围内。爆破器材：炸药采用低猛度的乳化炸药。雷管采用非电毫秒雷管，雷管跳段使用，段隔时差控制在50ms250ms之间。炮眼布置原则：先布置掏槽眼：掏槽区布置下方偏离中心线1.51.8m，且距底板线1.51.8m，采用115段毫秒雷管，抛碴在2.02.5m范围内，采用契眼中空掏槽（空眼采用110mm，每次三个，装药眼皆为45mm）。再按光面爆破原则布置周边眼；然后是底板眼、内圈眼、二台眼；最后布置掘

12、进眼(均匀布置)。内圈比掘进眼密一些，比周边眼稀一些，其间距为周边眼间距的1.5倍左右，抵抗线为间距的0.7倍左右。并适当加密二台眼，底板眼间距，其间距与内圈眼差不多。2.2.2爆破参数的选择(1)孔深确定：为了更有效的控制由于开挖对围岩的扰动给既有隧道带来的行车安全隐患，本段下穿孔深定为1.2m。(2)周边光爆孔孔网确定：根据a/w=0.71.0原则确定，一般a=4560cm，取50cm；w=5080cm，取60cm。 (3)掘进孔孔网参数确定： 掘进孔孔网根据单孔装药量负担面积确定： a.w=S=Q单/q.l 。 Q单一单孔装药量 q一单耗 l一孔深 a一孔距 w 一抵抗线 S一炮孔负担面

13、积 (4)单耗确定： 单耗根据类似经验确定，级围岩周边眼取0.25kg/m、断面开挖取0.51.94kg/m3。 (5)掏槽孔确定： 采用六孔掏槽。其中间孔为空孔，不装药，为确保掏槽抛碴，在底部少量装药，最后起爆抛槽碴。2.3、钻爆设计布置炮眼布置示意图 掏槽眼布置示意图2.4、药量计算、装药方法、装药结构及炮孔堵塞 2.4.1药量计算断面炮孔类别炮孔个数炮孔深度（m）毫秒管段别集中装药度（Kg/m）装药量（Kg）上断面掏槽眼101.4130.557.7辅助眼2与掏槽眼穿插掘进眼121.2790.57.2辅助眼4与掘进眼穿插内圈眼181.2110.459.72辅助眼6与内圈眼穿插周边眼401.

14、2150.29.6辅助眼17与周边眼穿插底板眼131.2150.47.8辅助眼61.2小计42.02下断面第一排眼101.210.33.6第二排眼91.230.33.24第三排眼101.270.32.1底板眼91.2110.353.78周边眼81.2110.21.92辅助眼4与周边眼穿插小计14.642.4.2装药方法采用人工用木制炮棍装药，起爆体专人加工，分段存放。2.4.3装药结构周边眼采用光面爆破，装药结构为间隔装药；掏槽孔和掘进孔、底板孔采用连续装药结构。2.4.4炮孔堵塞炮孔采用人工堵塞，堵塞材料为粘性土卷，用木制炮棍压紧，堵塞长度不小于2530厘米，禁止不堵孔爆破。2.5、网络设计

15、及起爆方法 2.5.1起爆网络采用并簇连法，按如下顺序连接：孔内雷管分组周边孔导爆索并接同段非电雷管双发簇连起爆器起爆。 2.5.2起爆器材： 孔内采用非电毫秒雷管和导爆索(周边孔)起爆，孔外采用非电毫秒雷管传爆，起爆采用电雷管和起爆器起爆。 2.5.3起爆方法： 警戒完成后，利用起爆器通过主线连接区域线，利用起爆器进行引爆在完成爆破后30min后进入爆区检查，确认无盲炮后方可解除警戒。2.6、爆破影响范围由于爆破过程中部分炸药能量转化为地震波，同时产生一定飞石、冲击波、爆破毒气和噪声，影响建筑物、机械设备及生命财产的安全，务必对其安全情况进行校验，采取严格的防范措施加以保护确定爆破安全。2.

16、6.1爆破冲击波超压的影响：由于隧道施工方向为水平，而隧道洞室爆破均在地下，因此超压冲击波对洞口周围建筑不会造成影响。2.6.2爆破安全距离：爆破时，由于开挖断面小（67.7m2），相对凌空面不大，且开挖进尺长度仅1.2m，个别飞石对人员安全距离设定为70m。2.6.3起爆顺序和延期时间：(1)起爆顺序：掏槽眼掘进眼内圈眼周边眼。(2)延期时间：一般掏槽孔段间延时差为50ms75ms。三）、各施工步序新建隧道交叉段属级围岩地段，考虑既有铁路隧道对新建隧道的影响，该段的支护部分也较正常围岩段做了加强，以确保新建隧道结构的安全性及稳定性。（上台阶）开挖爆破前先施工超前小导管预支护部分，注浆完成后再

17、进行钻进爆破作业，初喷砼后进行出砟，然后进行钢架立设、系统锚杆打设、网格挂设、喷射砼等初期支护施工工序施工。（下台阶）开挖爆破前先施工超前小导管预支护部分，注浆完成后再进行钻进爆破作业，初喷砼后进行出砟，然后进行钢架立设、系统锚杆打设、网格挂设、喷射砼等初期支护施工工序施工。拱墙二次衬砌采用全断面整体钢模衬砌台车、混凝土搅拌运输车运输、泵送砼灌注，插入式振捣器捣固，挡头模采用钢模或木模。混凝土浇筑要左右对称进行，防止钢模台车偏移，二次衬砌的施工在此段落更要紧跟，具备施工条件后第一时间内完成二衬的施工。各工序拟用时间（掘进1.2m）：凿岩机钻进2h，装药1h，通风1h，出砟2.5h，测量1.5h

18、，立设拱架2h，打设锚杆1h，喷设砼2h，开挖台架就位0.5h，超前小导管打设和注浆5h。四、施工工期安排一）、计划施工工期：2012.4.252012.6.25二）、监管人员配备：经理部负责人1人，施工队负责人1人，现场施工负责人2人（作业班长、领工员），驻福安联络员1人，安全总监1人，安全员3人，防护员3人。五、监测方案一）、既有隧道监测对既有隧道的监测，其目的是根据监测结果掌握地层稳定性规律，及时了解既有隧道衬砌力学行为的变化情况，预见事故和险情，为及时调整和修正支护参数及施工方法提供科学依据，特别是隧道砼结构形变、整体沉降、爆破振动速度、轨道平顺性等指标对列车正常运营带来的影响，可以预

19、防由于新建隧道带来的运营风险，同时也为火车的正常通行提供强有力的保障。1.监测项目对既有杭深线天池山隧道（K765+019+089）受影响段，进行结构变形和整体沉降、轨道平顺性及振动速度测量，测量断面间距为10m，每天12次，同时在杭深线运营期间，利用其天窗时间进行本隧道下穿段的施工。量测断面及项目序号断面布置监测内容1K765+019结构变形整体沉降轨道平顺性振动速度2K765+029结构变形整体沉降轨道平顺性振动速度3K765+039结构变形整体沉降轨道平顺性振动速度4K765+049结构变形整体沉降轨道平顺性振动速度5K765+059结构变形整体沉降轨道平顺性振动速度6K765+069结

20、构变形整体沉降轨道平顺性振动速度7K765+079结构变形整体沉降轨道平顺性振动速度8K765+089结构变形整体沉降轨道平顺性振动速度1.1 结构变形结构变形进行动态监测，在衬砌表面埋设光纤传导应变片，每个断面共五个测点，分别位于拱顶、拱腰、拱脚处。混凝土应变计受力方向为隧道轮廓的切线方向。并安装对应的信号采集及处理系统。通过无线传输在洞外接收洞内监测信息，24小时实时掌握隧道结构变形情况，发现有触及红线数值立即停工，采取防护措施。结构变形测点布置示意图现场应变片采集到的数据通过DTU传输模块，传至GPRS网络，然后数据通过移动的接口到达局域网上，最后通过一条连接至中心监控站的固定IP专线送

21、至数据中心。这样调度中心就可以实时接收分站发送的数据，并对各分站进行实时控制。GPRS监测通信系统结构图1.2 整体沉降整体沉降监测采用精密水准仪和铟钢尺进行测量，在既有隧道两线路中心线的仰拱填充顶面和左右与二衬交接侧墙顶共布设4个测点，分析每次观测结果差值及累计差值。沉降测点布置示意图整体沉降监测采用精密水位仪和铟钢尺进行测量，在既有铁路隧道的两轨中心、左右水沟盖板顶处墙脚共布设4个测点，分析每次观测结果差值及累计差值。1.3 轨道平顺性轨道平顺性监测采用测弦法，以手推小车为载体，使用位移传感器和倾角传感器检测轨道高低不平顺、水平不平顺和三角坑的特征。1.4 振动速度振动速度监测在既有隧道中

22、心、左右与二衬交接侧墙顶共布设3个测点，测试时，先将传感器粘固在既有铁路隧道各量测断面的测点部位，爆破后产生的振动速度经传感器传递并记录在测试仪芯片上，然后经过电脑分析处理得到相关的数据和振动波形图，以指导施工。1.4.1振动采集系统爆破振动监测系统采用的振动测量仪器是由国家地震局工程力学研究所生产的941-B型拾振器，该拾振器主要用于测量地面、结构物的脉动或工程振动。该拾振器设有小速度、中速度、大速度和加速度4档，放大器具有放大、积分、滤波和阻抗变换的功能。可根据需要，选取拾振器上微型开关及放大器上参数选择开关选择响应的档位，即可获取被测点的加速度、速度及位移参量。采集分析系统采用的是由北京

23、东方振动和噪声技术研究所研制的DASP软件，该软件是一套完善的信号示波、实时频谱分析软件，各种采样参数和分析参数可调，集成了最常用动态分析的测试和分析手段，其结果可以通过多种方式输出振动采集系统示意图1.4.2测点布置为了分析振动场分布，了解爆破振动对既有隧道的影响情况，在既有隧道受影响的70m段布置振动传感器，设置8个断面测点，每个测点布置三个速度传感器，分别为垂直地面方向（垂向）、水平径向（其长轴指向爆破源）、水平切向（垂直于径向），即每个观测点同时进行垂直和两个水平方向的观测。振动测点布置示意图（单位：m）1.4.3振动判定依据铁路路基施工中根据不同地质条件，依据设计需采用爆破法施工，受

24、此影响，铁路爆破施工地段附近建筑受到程度不同的振动，爆破诱发的地面振动对建筑物的影响，可通过对地基土振动的特性参数如振幅、频率、速度和地面质点的振动加速度来确定等级、影响范围及施工安全距离，以此来指导爆破施工方案。结合本隧道的实际运营情况，爆破最大容许振动速度为3cm/s。2.监测安全控制基准为保证既有杭深线的天池山隧道的运营安全，既有杭深铁路天池山隧道结构满足最大容许沉降3mm，最大容许振动速度3cm/s的安全要求，保证既有杭深铁路结构砼拉应变0.05%，压应变0.3%。3.监测的管理及人员配备3.1 量测管理现场测点的埋设和保护工作由监测单位负责。监测工作由组长负责，各技术人员配合。每次量

25、测结果要记录详细，并及时将量测数据进行处理、分析，以及时修正施工过程，确保既有隧道安全运营。3.2 量测人员配备监测所需人员配置工作项目人 数工作职责测点布置37传感器和各量测测点的布置数据2量测数据的读取、处理、分析3.3 检测仪器设备为保证准确、快速监测，我单位委托中交路桥（河北）工程检测有限公司根据以往的实际监测经验，结合当今国内外最新的监测技术手段，采用先进的监测仪器来监测，确保监测与预报结果的准确性和权威性。监测主要设备序号设备名称规格型号数量国别产地用途1苏光精密水准仪DSZ2型1江苏拱顶下沉、地面沉降2振动采集模块941-B型拾振器9北京爆破震动监测BZ2106型电荷电压放大器1

26、北京INV-306N数据采集仪1北京3裂缝宽度观测仪ZBL-F1011北京表面裂缝4动应变采集模块XZYB-121A智能型表面动应变计35北京动应变监控5综合采集模块XZSS-321北京6工控机1北京7电脑IBM3北京数据记录、整理、分析8数码相机佳能2北京数据记录9汽车现代途胜1北京交通4.量测数据整理、分析与反馈的要求每次量测后应及时对原始数据进行整理，并绘制量测数据时态曲线，以寻求数据之间的规律，通过数据反馈信息了解隧道变形规律。数据异常时，应根据具体情况及时调整和修正新建隧道施工方法。二）、新建隧道监测监控量测是监视围岩稳定及判断设计与施工方法是否正确的重要手段，亦是保证安全施工、提高

27、经济效益的重要条件，它必须贯穿施工的全过程 。1监测项目新建隧道监测项目主要为水平相对净空变化量测、拱顶相对下沉量测、爆破振动速度量测，量测断面间距为10m，每天12次，量测断面如下。 序号断面布置监测内容1SDK2+335水平收敛拱顶下沉振动速度超前水平探孔2SDK2+345水平收敛拱顶下沉振动速度超前水平探孔3SDK2+355水平收敛拱顶下沉振动速度超前水平探孔4SDK2+365水平收敛拱顶下沉振动速度超前水平探孔5SDK2+375水平收敛拱顶下沉振动速度超前水平探孔6SDK2+385水平收敛拱顶下沉振动速度超前水平探孔7SDK2+395水平收敛拱顶下沉振动速度超前水平探孔8SDK2+40

28、5水平收敛拱顶下沉振动速度超前水平探孔9SDK2+410水平收敛拱顶下沉振动速度超前水平探孔量测测点布置示意图2.监控量测工作流程3.监控量测作业3.1洞内观察3.1.1开挖工作面观察 挖后进行一次，观察后及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像（对每张照片进行编辑，以里程和部位定“文件名”，以便查档），填写开挖工作面地质状态记录表及围岩级别判定卡，并与勘查资料进行对比（如果建设单位未向施工单位提供地质勘查资料，则与设计图纸中提及的地质状况资料对比）。如经观察发现地质条件恶化，立即通知施工负责人采取紧急措施；在节理、裂隙发育的镶嵌状、块状脆性硬岩地段应重视观察围岩的节理、裂隙走向及发育程度，对易

29、引起坍塌的岩块及时进行锚杆支护或喷射混凝土封闭。3.1.2已施工区段观察每天至少观察、记录一次，内容包括喷射混凝土、锚杆、钢架的变形（如各种裂隙等）和二次衬砌等的工作状态。对已施工地段的观察每天至少应进行一次，其目测内容如下:初期支护完成后对喷层表面的观察以及裂缝状况的描述和记录，要特别注意喷混凝土是否发生剪切破坏；有无锚杆脱落或垫板陷入围岩内部的现象；钢拱架有无被压屈、压弯现象；是否有底鼓现象。观察到的有关情况和现象，做好详细记录，并绘制隧道开挖工作面及两侧素描图，要求每个断面至少绘制1张，同时进行数码成像。 观察中如果发现异常现象，要详细记录发现时间、距开挖工作面的距离等。3.1.3洞内外观察属于全员行为，除监控量测组成员实施观察、记录外，各施工作业面领工员及工班长（乃至工人）在每次爆破后及支护后密切关注掌子面岩层变化，地下水变化，掌子面稳定性，支护结构外观、地表有无明显开裂、建筑特有无异常情况等，并在交接班记录本上详细记录，以便于交接，同时通知监测人员到现场同步确认。3.2变形监控量测（1）水平收敛净