云南铁路枢纽工程隧道下穿公路开挖施工方案

'新建铁路昆明枢纽东南环线呈贡隧道下穿三铝公路施工方案编制：审核：批准：中铁七局昆明铁路枢纽东南环线工程指挥部二0一四年四月八日 目录一、编制依据1二、工程概况1三、施工计划工期．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2四、临时便道施工方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2五、隧道下穿公路开挖施工方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．...8六、监控量测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..13七、安全应急救援措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..13八、质量控制16 呈贡隧道下穿三铝公路施工方案一、编制依据1、新建铁路昆明枢纽东南环线施工图《呈贡隧道设计图》2、昆枢东南环施隧参（09）02《双线隧道复合式衬砌钢架及工法图》3、《铁路隧道施工规范》TB10204-20024、呈贡隧道三铝公路临时施工便道方案研究5、《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-20036、《铁路工程基本作业施工安全技术规程》TB10301-20097、《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-20098、《铁路隧道工程施工技术指南》TZ20420089、《公路管理交通规范》二、工程概况呈贡隧道全长855米，进口里程DK77+275，出口里程DK78+130。隧道所处位置属滇中高原丘陵-中低山区地貌，地形略有起伏，丘槽相间。本隧道按200km/h双线客货共线隧道设计，限界执行《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》电力牵引铁路KH-200桥隧建筑限界，隧道轨上有效净空面积为81.37m2。隧道DK77+690～DK77+720段下穿三铝公路，该处隧道埋深18m，原设计采用CRD法施工，经昆明枢纽铁路建设指挥部、中铁二院工程集团有限责任公司、中铁四院咨询公司、云南铁路工程监理有限责任公司昆枢东南环线项目监理部、中铁七局集团有限公司参建五方对东南环线工程呈贡隧道进行现场踏勘并会审后变更为三台阶七步法加竖撑施工(见附件)。该段加强支护采用全环I22b工字钢钢架，钢架纵向间距0.5m，补强支护采用全环I18工字钢钢架，钢架纵向间距1.0m，一次性施作双层钢架加强支护。 铁路下穿公路地段地质岩性为新生代第三系上新世（N2）湖相沉积粘土，含岩屑、卵石等杂质，呈棕黄褐色掺杂有灰色斑点，产状走向近EW向，倾角11°，倾向N。硬塑～可塑状，稍湿，粘性强，为厚层状夹灰色淤泥质粘土，淤泥质粘土层厚30-40cm。该粘土均未完全压实、脱水和固结，为半成岩状态，遇水软化、泥化。未见明显地下水，掌子面稍潮润。呈贡隧道在梁王路以东约80米处（铁路里程点位DK77+700）与三铝公路交叉，道路与铁路交角约45。道路高程比铁路轨面高27米。为保证铁路隧道施工期间的公路运输安全，在现有道路以北修建临时施工便道，施工便道长448.4米。施工便道完成后对原三铝公路在梁王路以东约80m（长度190米）进行封闭，以施工昆明铁路枢纽东南环线铁路呈贡隧道，，封闭时间计划暂定2014年4月20日至2014年6月20日。隧道下穿公路施工完成后恢复原道路通行。三、施工计划工期根据呈贡隧道所处地质条件、施工工法及目前本隧道施工掘进状况，计划工期如下：1、临时施工便道施工计划日期为2014年4月10日至4月20日。2、DK77+690～DK77+720洞身开挖掘进施工计划日期为2014年4月20日至2014年5月20日。四、临时便道施工方案1、工程概括昆明铁路枢纽东南环线呈贡隧道在梁王路以东约80米处与三铝公路交叉，道路与铁路交角约45°。为保证铁路隧道施工期间的公路运输安全，在现有道路以北修建临时施工便道，施工便道长448.4米。临时便道按设计时速20公里标准设计。2、主要技术标准采用表 序号技术指标名称单位规范推荐值实际采用值1道路等级/四级四级2设计速度km/h20203圆曲线最小半径m一般值30、极限值15土路4最大纵坡%95.25路基宽度m6.56.56路面宽度m667路面类型/泥结碎石3、改移道路工程数量表序号项目名称单位数量备注1填土方m38902挖土方m310603泥结碎石路面M220504混凝土管m255砍伐树木棵150梨树6临时用地亩5.24、主要设备及人员配置本工程的主要设备一览表序号设备名称设备规格单位数量备注1挖掘机220型台122运土车双桥运输车辆53压路机25t台14光轮压路机12t台15水车5t辆1 本工程现场施工管理人员配备表部门及主要人员主要负责人技术等级项目经理陈国良工程师副经理李光峰工程师项目总工岳红波工程师技术部长白伟伟助理工程师计财部张杰会计师物资设备部赵永飞助理工程师实验室付新安助理工程师质检工程师凤小明工程师安全工程师任田让助理工程师计量工程师郭航行计量工程师测量工程师吴虎忠助理工程师路基工程师胡延明助理工程师机械工程师曹志强助理工程师5、施工方案5.1路基填筑施工方案5.1.1路基填筑施工顺序路基施工应按照如下顺序：测量放线→设置排水沟→基底处理→挖掘机装土（机械开采→挖掘机装料）→自卸汽车分运到填筑路段→推土机摊铺、初平→人工整修→平地机精平→检查摊铺厚度并调整→振动压路机碾压。路堤填筑按照“三阶段”、“四区段”、“八流程”的工艺流程组织施工。填土路堤采用推土机摊铺、平地机整平，振动压路机碾压。后附路基填筑施工工艺框图（附表4-1）。5.1.2路基填筑方法 路基填筑采用水平分层、纵向分段、以机械施工为主、人工为辅的作业方式进行施工。路基填筑时，对路堤基底、填方第一层用重型压路机进行强夯，以减少工后沉降，提高路基强度。碾压顺序：碾压遵循先低后高、先轻后重的原则，直线段由路基两侧向中心碾压，有超高的曲线段由弯道内侧向外碾压。碾压时前后两次轮迹重叠30cm，并尽快压到规定的压实度。5.1.3路基压实度标准项目分类路面、底面以下深度（cm）压实度（%）填方路基上路床0-30≥95下路床30-80≥95上路堤80-150≥94下路堤150以下≥93零填及路堑路床0-30≥9530-80≥955.1.4路基填料要求项目分类路面、底面以下深度（cm）填料最小强度（CBR）（%）填料最大粒径（mm） 上路床0-306100下路床30-804100上路堤80-1503150下路堤150以下2150零填及路堑路床0-30610030-8041005.2路基开挖施工方案5.2.1土方开挖施工顺序测量放线→设置截水沟→挖掘机开挖→挖掘机、装载机装料→自卸车运输→人工整修边坡→施作坡面防护。5.2.2土方开挖施工方法在短而浅的地段，用全断面开挖，路堑较深时采用横向分台阶法进行开挖。对于旁山路堑采用纵向台阶法施工，对于平缓横坡地段较长较深的路堑采用纵向分段分层法开挖，每层先挖出一通道，然后开挖两侧，使各层有独立的出土道路和临时排水设施。土方开挖采用分层开挖，自上而下逐层进行，预留保护层，人工控制挂线刷坡。5.3基层、铺砌层施工方案5.3.1施工准备 加强施工便道的维护，确保料车行驶通畅。对施工机械作好维修保养工作，确保完好。工程材料数量充足，对集料作好防雨覆盖工作，要有专人负责。培筑土路肩，线条直顺，内侧竖直，并保持湿润。培筑路肩高度要高于基层或底基层的虚铺厚度2cm。提前准备工作面，下承层表面应平整、坚实、干净，具有规定的路拱。5.3.2施工放样施工前恢复中线，采用全站仪每20m设单侧边桩，标明桩号及距离设计中心线水平距离。高程控制采用钢丝线控制，在钢丝线两端同时采用紧线器拉紧，钢丝绳的挠度不大于2mm。钢钎选用直径2cm光圆钢筋加工而成，高度不小于1m，并配固定架，固定架采用丝扣。相邻钢钎间距直线段10m，曲线段5m。钢钎打设在距摊铺边缘40cm处。标高误差控制在允许范围以内。钢钎固定后，测量固定横板外侧端部顶面挂线处高程，作为控制标高（设计标高+虚铺标高+施工高度）。5.3.3路面施工路面采用18cm厚碎石路面，下层为15cm厚级配碎石，面层为3cm厚砂砾垫层。路基基床平整碾压合格后，开始施工道路面层，先填筑15cm后级配碎石，采用压路机碾压，检测合格后铺3cm砂砾垫层，碾压平整。6、工程质量保证措施6.1、施工管理及施工操作实行程序化、标准化、规范化管理，编制施工质量计划。6.2、贯彻执行质量保证体系。认真执行三检制度，落实工程质量岗位责任制。 6.3、认真按施工方案、施工计划安排施工，科学合理地安排利用工期。6.4、制定质量奖罚办法，将工程质量与效益挂钩。对关键工序、工艺实行技术人员跟班指导作业，监督质量实施。7、安全保障措施7.1、建立健全安全生产保证体系，以保证施工、人员、设备安全为目的，建立安全管理机构，层层落实安全责任，制定安全规定和管理办法，定期或不定期组织安全检查，发现问题，及时整改，消除事故隐患，把不安全因素消灭在萌芽状态。7.2、责任到位。建立并认真贯彻安全生产责任制，做到分级负责，分片负责，事事有人负责。7.3、加强现场施工安全管理。在施工现场常设一名经验丰富的专职安全员负责安全生产的监控，制定现场安全规则，检查安全规章执行情况，采取预防措施，防止事故发生。7.4、合理规划施工现场，反违章作业。进入工地的人员要戴安全帽，整齐有序停放施工机械设备。水电管线架设有序，合理堆放工程材料，保持场内外排水畅通。根据工地实际，设置安全设施和安全标志牌。五、隧道下穿公路开挖施工方案按照设计变更要求，隧道下穿公路时掘进开挖采用三台阶七步法加竖撑施工。（一）、施工准备施工前已对隧道施工做了详实的实地调查并编制调查报告；组织施工管理和施工技术人员查阅施工规范、学习设计文件和资料，并对施工作业人员作技术交底和技术培训。 现场管理人员配备表部门及主要人员主要负责人技术等级项目经理陈国良工程师副经理李光峰工程师项目总工岳红波工程师技术部长白伟伟助理工程师财务部张杰会计师物资设备部赵永飞助理工程师实验室付新安助理工程师质检工程师凤小明工程师安全工程师任田让助理工程师测量工程师吴虎忠助理工程师隧道工程师康乐助理工程师机械工程师曹志强助理工程师现场施工人员配备表现场管理技术管理安全管理司机技工普工特业共计4人4人6人10人20人40人10人94人机械设备配备表序号名称规格型号数量（台）性能用途1拌合机JS7501新喷砼及结构砼拌合2衬砌台车9m2新二次衬砌浇筑3空压机4L-22/78新开挖喷砼供风4挖掘机PC2202良好开挖5装载机ZL504良好装渣上料6自卸车15T6良好出渣运输7砼湿喷机4良好喷砼8砼罐车DF8m33良好砼运输9型钢弯曲机2良好型钢拱架加工 10电焊机BX-5008新钢材焊接11钢筋切断机2良好钢材加工12潜孔钻4新超前支护钻孔13手风钻YZ-2740新钻眼14轴流风机2*75KW2良好洞内通风15砼输送泵HBT60.7.75ZA2良好二衬砼浇筑施工物资准备隧道施工的钢材、砂石料、水泥、粉煤灰和外加剂等物资均通过招投标方式选定质量合格、信用度高的供应商，确保施工中材料供应。进场材料已经通过现场取样达到规范要求。所用材料分类采购，建库存放，保证原材质量。（二）、技术要求1、超前支护：拱部采用Φ42小导管超前支护，环向间距0.3m，纵向间距为2.0m，导管长度为4m，并注水泥浆。2、开挖进尺：上台阶每循环开挖支护进尺不大于1榀钢架间距即0.5m，边墙每循环开挖支护进尺不大于2榀钢架间距即1.0m。3、台阶高度：上台阶开挖高度不小于上台阶开挖宽度的0.3倍，一般为3m～4m,中下台阶开挖高度3m～3.5m。4、开挖工作面间距：上下台阶开挖间距控制在3m～5m，左右台阶开挖间距错开2m～3m。5、施工支护措施：初期支护采用Ⅰ22b型钢，补强支护采用Ⅰ18型钢。6、拱部按照设计数量施作Φ25中空锚杆、边墙施做Φ22砂浆锚杆。7、各台阶变化处拱脚设Φ42锁脚锚杆，4.5m/根。 （三）、临时支护在I18补强支护钢架初支拱顶部位用两根I22b工字钢,横向间距0.5米与拱顶连接，在I22b初期支护钢架初支拱顶部位用一根I22b工字钢，沿隧道前进方向交错布置作为竖撑，竖撑底部采用钢板进行铺垫（竖撑底部围岩较差基底承载力较小时钢板的长度、宽度可根据现场围岩实际情况进行调整），为提高竖撑底部承载力，减小沉降，防止大的沉降出现，铺垫钢板采用压七留三的方法进行布置，在开挖下导后可自行脱落以便循环利用。上、中台阶I22b初期支护钢架底部采用700ⅹ700ⅹ15mm的钢板进行铺垫，I18补强支护钢架底部采用木板垫实。铺垫钢板外露钢架200mm,采用连续铺设，钢板间重叠覆压2/3布置，使基础受力整体均匀，从而抑制围岩变形。大里程钢板重叠覆压小里程钢板在开挖下导后钢板可自行脱落以便循环利用。（四）、开挖方法采用三台阶七步法分部开挖，并设置竖向支撑的方式，在上中下分部开挖的基础上再预留核心土，以稳定掌子面围岩。施工步骤如下：第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为3～5米，宽度为隧道开挖宽度的1/3～1/2。开挖循环进尺0.5m，开挖后立即初喷4cm砼。上台阶开挖开挖高度3.5m，开挖后及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°搭设锁脚锚管，拱脚锚管和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。初期支护完成后，在上中下台阶沿隧道中线处安设I22b 工字钢竖撑，I22b竖撑顶部焊接20cm×22cm钢板，扩大与初支混凝土的受力面，I22b工字钢下设连接钢板并支承于支垫钢板上（连接钢板采用螺栓与中、下部竖撑进行接长），竖撑纵向间距0.5m，竖撑纵向连接采用φ22钢筋连接，间距1m；第2、3步，左、右侧中台阶开挖：开挖循环进尺1m，开挖高度3m左右，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷4cm砼，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚管，锁脚锚管和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。第4、5步，左、右侧下台阶开挖：开挖循环进尺1m，开挖高度3m左右，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷4cm砼，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°搭设锁脚锚管，锁脚锚管和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。第6步，上、中、下台阶预留核心土：各台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。开挖核心土后及时接长I22b竖撑，接长竖撑采用连接钢板螺栓连接。竖撑下支垫厚钢板，扩大受力面积，减小沉降。第7步，隧道仰拱开挖，每循环开挖长度为3m，开挖后及时施做仰拱初期支护，及时闭合成环，同时将临时竖撑接至仰拱底，喷射初支砼，并及时施作仰拱及仰拱填充，仰拱及仰拱填充分开浇筑。 第8步，根据监控量测结果，拆除临时竖撑支护，确定二次衬砌施作时机，利用衬砌模板台车一次性灌注二次衬砌。六、监控量测现场监控量测是判断围岩和隧道的稳定状态、保证施工安全、指导施工生产、进行施工管理和提供设计信息的重要手段。DK77+690—DK77+720段隧道下穿公路地段开展地表沉降观测，观测点应在隧道开挖前布设，并与洞内观测点布置在同一断面里程，布点观测点断面不小于8个，对隧道围岩段开展洞内外观察、拱顶下沉、净空变化监控测量，洞内布点与地表沉降观测点坐标一致，保证监控量测数据有针对性和真实性。1、洞内观测分为拱顶沉降观测和收敛观测两部分。针对下穿公路特殊情况，需要每天加大洞内观测频率。2、洞外观测通过精密水准仪进行地表沉降观测，在公路两侧每天观测2次，隧道穿过公路下方时每8小时观测一次。并及时将观测资料进行汇总分析，发现出现异常问题立即上报。3、为确保隧道下穿公路施工安全，项目部成立监测管理小组，实行监测质量专人责任制，由有经验的专业监测人员组成，按照已制定的实施性监控量测方案有计划、有步骤地进行监控量测。4、每天向施工负责人汇报监控量测结果，并做分析评价以指导下一步施工。5、观测前，对所有仪器设备必须按有关规定进行检验和校核，确保仪器的稳定可靠和观测的精度。七、安全应急救援措施坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针和“管生产必须管安全”的原则。根据项目工程施工情况，成立应急领导小组：1、成立应急领导小组： 组长：陈国良解磊森副组长：李光锋贺广宇岳红波组员：齐文朝凤小明史文辉张超白伟伟任田让林高清2、现场应急领导小组下设五个工作组：现场抢险组、后勤保障组、技术措施组和事故善后组。现场抢险组：贺广宇、齐文朝、李光锋、任田让和林高清负责，工人从现场施工的各工种人员中选择。后勤保障组：史文辉、张超负责，负责抢险物资、设备和基本医疗用品、器械的储备和管理；技术措施组：岳红波、白伟伟和凤小明负责，领导技术人员根据紧急事件制定相应的技术应急方案。事故善后组：项目经理、管生产的副经理和办公室组成，处理或配合建设单位处理善后事宜。3、应急预案响应和启动监控量测人员在观测洞内外观测点时若发现点位有较大变形或沉降，洞内施工现场值班人员发现围岩或衬砌结构有变形应立即电话汇报项目经理，项目经理现场指挥实施应急措施。1）洞内拱顶沉降值大于5mm/d，累计沉降值大于100mm，立即停止掌子面掘进施工，按照加强支护方案即刻实施。2）洞外地表沉降观测值大于1mm/d累计沉降值大于5mm，立即停止洞内施工增加临时支护，及时加强和跟进永久性支护结构，向昆明枢纽铁路建设指挥部和公路管理单位电话汇报。3）洞外地表沉降值大于1.5mm/d，立即停止洞内施工并启动应急措施，向昆明枢纽铁路建设指挥部和公路管理单位电话汇报。4、应急救援物资等布设情况 1)应急救援材料存放表2)应急救援设备存放表3)事故应急处置领导小组成员移动通信应急救援材料存放表序号材料名称规　格单　位存放点及存放数量1水泥P.O42.5吨402木材12×15×400根303水管Φ40㎜米2004钢管Φ50㎜米3005编织袋个100006工字钢I20T807电缆75mm2米10008灭火机只109尖头铲把15应急救援设备表序号设备名称规格单位数量1推土机D855台12挖掘机PC220台23装载机ZL50台44空压机4/20台45抽水机台66自卸汽车15T辆67风机75*2kw台28发电机300KW台29箱式货车辆110客货两用车辆111探照灯2KW盏4事故应急处置领导小组成员通信序号姓名职务移动电话备注1陈国良项目经理18691080998总指挥2解磊森项目部书记15288212928副指挥 3岳红波总工程师15288212818技术组4李光锋项目副经理18691080996抢险组5贺广宇呈贡隧道工程队长18787013950抢险组6齐文朝呈贡隧道工程副队长18788128536抢险组7任田让安质部长15825259801抢险组8白伟伟技术部长15288213507技术组9周忠综合部部长15911642583后勤组10凤小明呈贡隧道技术主管15288212771抢险组11赵永飞物资部长15288212922后勤组八、质量控制1、施工前根据设计的掌子面里程，做好初喷及锚杆支护，保证掌子面的稳定。施工开挖必要时可对掌子面采用8cm厚喷射混凝土封闭。2、隧道开挖施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，确保施工安全。3、钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固；工序变化处钢架或临时钢架应设置锁脚锚管，以确保钢架基础稳定。钢架连接处应设置钢垫板。4、钢架应严格按设计及规范要求加工制作和架设。钢架应架设在坚实基面上，严禁拱(墙)脚悬空或采用虚渣回填。钢架应与锁脚锚杆(管)焊接牢固。5、隧道超挖部位必须回填密实，严禁初期支护背后存在空洞。必要时初期支护背后应进行充填注浆，保证初期支护与围岩密贴。6、施工过程中可采用增加拱(墙)脚锁脚锚杆(管)、增设钢架拱(墙)脚部位纵向连接筋、扩大拱(墙)脚初期支护基础及增设拱(墙)脚槽钢垫板等增强拱(墙)脚承载力等措施控制变形。7、应加强监控量测工作，根据量测结果，及时调整支护参数，确定二次衬砌施做时间，进行信息化施工管理。 附图1安全保证体系框图安全保证体系思想保证提高全员意识施工技术安全规则教育安全第一预防为主强有力的组织、措施保证组织保证措施保证建立各级安全组织建立医疗保健机构建立劳动保护防疫机构有力的后勤保障措施安全生产、事事相关、人人有责制度保证各项安全生产制度可靠的医疗保健措施完善的劳动保护措施通畅灵敏的通信措施各工种安全生产制度月季年安全检查制度安全总结评比制度经济保证包保责任制监督检查奖罚分明经济兑现事事讲安全处处有保障目标：创建安全生产标准工地。生产必须安全安全为了生产 附图2《质量保证体系框图》改进工作质量完善的质量管理组织机构贯彻ISO9001质量标准推行全面质量管理检查创优成果明确创优项目质量保证体系缺陷纠正技术交底工艺审定方法培训作业指导书测量监测组织保证施工保证技术保证思想保证QC教育质量第一普及性教育专题性教育专项技能培训提高质量意识物资设备保证反馈实现质量目标技术岗位责任制检查落实接受建设单位和监理监督严格施工工艺加强过程控制进行自检互检交接检施工作业工作制度和标准制定创优措施加强现场试验控制充分利用现代化检测手段熟悉图纸掌握规范物资材料机械设备性能检验货源调查采购过程质量控制施工过程质量控制及调试配备强有力的班子强化技术力量整合施工队伍'