兰渝铁路某隧道进口段开挖施工方案

'新建铁路兰州至重庆XX隧道开挖施工方案编制：审核：批准：中铁XX团兰渝铁路XX标项目部二〇〇九年八月 XX隧道进口段开挖施工方案1编制依据1．国家、铁道部和地方政府(省、直辖市)的有关政策、法规和条例、规定；2．铁道部批准的设计文件和指导性施工组织设计；3．招标文件及承包合同；4．国家和铁道部现行高速铁路、客货共用线路技术标准，设计规范，施工规范，施工指南，验收标准和有关规定；5．现行铁路施工、材料、机具设备等定额；6．设计文件；7．进场后，进一步对施工现场进行详细调查所掌握的全面现场资料；8．其它相关依据。2工程概述2.1工程概况XX隧道位于甘肃省XX县城东边，于洮河右岸XXXX村东侧山坡进洞，在XX正龙骨料饲料厂后山坡出洞。隧道位于西秦岭中山区，山高沟深，地形起伏很大，洞身最大埋深248m，梁顶植被覆盖较好。隧道起讫里程DK201+817~DK206+955，全长5135m，隧道进口段DK201+817~DK202+854.809、出口段DK206+154.144~DK206+955位于R=4000m的曲线上，其余段落位于直线上，隧道进口位于5.5%0。隧道进出口位于212国道路边，交通方便。为极高风险长隧。该隧道采用新奥法原理设计，圆弧形复合式衬砌结构，翼墙式洞门，并设有供电、通风、照明设施。该隧道计算行车速度为200Km/h，隧道净宽12.46m，隧道净高8.61m。2.2工程地质与水文气象1.地层岩性隧道洞身经过地层有第四系全新统坡积粉质粘土。破碎土、三叠系下统碳质板岩、板岩、砂岩、三叠系中统板岩、砂岩。山坡表层覆盖第四系中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13- 全新统坡积黏质黄土，坡积、滑坡堆积粗角砾土、碎石土等。2.水文地质特性隧道区域内山体冲沟发育，沟床纵坡比降较大，但汇水面积较小，常年流水仅有四条沟，沟水量随季节变化大。本区地下水类型为第四系松散层孔隙潜水和基岩裂隙水。3.地震动参数本标段主要穿越两大地震带，即北西向展布的天水~兰州地震带和南北向展布的武都~马边地震带。地震带为北西西向和北东向两组断裂的交汇部位，以北西西向断裂为主。这两条地震带具有地震活动频率高，复发期短，强度大的特点。地震动参数划分详见下表地震动参数分段划分表。地震动参数分段划分表序号里程地震动峰值加速度地震动反应谱特征周期地震基本烈度1DK173+200~DK220+4600.15g0.45s七度4.气候主要气象条件表项目地名漳县XX宕昌平均气压（hpa）811.8770.1812.2气温（°C）年平均7.49.314.6最高34.63538.6最低-22.6-16.9-8.6相对湿度（%）年平均676658降水量（mm）年平均440.9583.9471.9年最大663.1724.5689.3年最小257388.3270.5月最大258200191.6一次最大75.359.559.55蒸发量（mm）年平均1357.31234.11897.5年最大1712.41524.82239最大积雪厚度（cm）161413最大季节冻土深度（cm）849045平均雷暴日数28539.5中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13- 2.3施工条件2.3.1交通条件现有212国道经过本合同段所在区域，本工程位于XX境内，施工设备及外来材料通过国道运至XX再运至现场，交通较便利。2.3.2水、电供应及通讯条件（1）水：本合同段地处洮河旁边，河水可直接供施工和生活使用。（2）电：沿线电力采用高压电供应。（3）通讯：沿线有通讯线路通过，通讯条件便利，中国联通公司移动电话信号已覆盖隧道洞口范围，可使用移动电话联系，项目部安装有线电话及传真机进行联络。（4）地材供应条件XX境内河砂和碎石生产能力不足，我们将利用隧道弃碴以及开采块石生产碎石，解决地材供应，满足施工生产要求。2.4设计概况2.4.1隧道横断面设计详见时速200公里客货共线电气化铁路双线隧道复合式衬砌断面设，图号为兰渝施隧参I-100。2.4.2隧道纵断面设计XX隧道洞身纵断面设计详见XX隧道纵断面设计图。3施工组织机构及资源配置3.1施工管理模式项目部作为承包商派出机构，行使对本工程的管理职能，下设进口工区作为本隧道工程施工作业单位，对开挖、衬砌、机修等各工作环节实行内部工费承包，并对材料以及机械台班实行定额消耗，节约奖励，超耗罚款，充分调动工班人员的积极性和能动性，控制工程成本。3.2施工组织机构在中铁七局一公司法人代表的授权下成立以施工组织机构：中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13- 项目经理杜春明生产副经理赵明堂生产副经理王效增项目总工程师李柏林办公室杨海滨设物部孟凡伟财务部张利军工程部徐武龙隧道一工区施有光一工区技术组徐武龙开挖班工班长开挖班领工员说明：粗实线为该项目技术管理网络图；该项目组织机构工区设开挖班、衬砌班、机修班和运输班；工班领工员编入工班内，但受工区长和工区技术组双重领导。3.3资源配置3.3.1人员配备（1）项目部管理人员项目部管理人员含项目部本部管理人员、工区工区长、技术负责人、试验、质检、测量人员，共计65人。（2）工区作业人员隧道工区开挖班作业人员配备15人，支护班作业人员配备13人，衬中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13- 砌班作业人员配备40人，其他人员40人共计108人。3.3.2机械设备配备机械设备配备表类别序号机械名称型号规格单位数量用途到场时间备注开挖1凿岩机YT28台20开挖2009-3-12机具，自购2风镐G10台10开挖2009-3-12机具，自购3通风机SDF-6台2隧道通风用2009-4-25设备，处调4开挖台架套4开挖2009-4-1机具，自制5电动空压机RHP825E台2开挖已到设备6挖掘机PC210台2洞内作业2009-3-4处调或外租7装载机ZLC50C台2洞内出碴2009-3-4设备，处调8自卸汽车4.5t台2运杂2009-3-12自购9自卸汽车15~18t台2洞内出碴用2009-3-12处调10注浆泵1000*600*550台1注浆用2009-3-21设备，处调11喷射机PZ-5台2喷射砼用2009-3-12备用12湿喷机TK500台1喷射砼用2009-3-12设备，处调13离心泵IS100-65-315台4高压水池2009-3-12设备，处调14潜水泵4.5KW台4洞内排水用已到机具15潜水泵7.5KW台4洞内排水用已到机具16泥浆泵50NL台4洞内排水用已到机具17混凝土搅拌机750台2喷砼用已到设备机械加工18钢筋调直机φ3-φ12台1机械加工用2009-3-12机具，自购19电焊机BX1-300台10机械加工用已到3台机具20钢筋切断机GQ40台1钢筋加工用2009-3-12机具，自购21钢筋弯曲机GQW40台1钢筋加工用2009-3-12机具，自购22发电机组WHI-250-14台2备用电源2009-3-6设备，处调23变压器S9-630/10台1供电已到设备24控制柜GGD1500A台1供电已到机具25指挥车CJY6421D台1指挥2009-3-1设备4总体施工进度规划4.1总体施工安排对软弱围岩采用短进尺、多循环的施工方案，而对于Ⅳ类围岩为控制中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13- 超欠挖亦采用短进尺、多循环的施工方案，Ⅳ类围岩循环进尺不超过1.2m。Ⅴ类围岩循环进尺不超过0.6m。洞口前V级炭质板岩开挖三台阶法施工，其余段开挖支护根据围岩状况V级采用三台阶法，IV级采用正台阶法。4.2施工进度指标1深埋Ⅳ类围岩衬砌结构隧道深埋Ⅳ类围岩衬砌结构采用正台阶法施工，每循环进尺1.8m，每循环用时11小时，平均日进尺3.6m，月进尺108m。2深埋Ⅴ类围岩衬砌结构隧道深埋Ⅴ类围岩衬砌结构采用三台阶法施工，每循环进尺按0.6m，每循环用时8小时，平均日进尺1.8m，月进尺54m。5施工方案与工艺5.1洞口段施工5.1.1三台阶法施工三台阶七步法施工工序说明：1、利用上循环架立钢架施做超前支护2、弱爆破分部开挖1部，同时每循环进尺一次，掌子面喷5cm厚混凝土封闭3、分部施做1部周边初期支护。4、滞后于1部一段距离弱爆破左右交错开挖2、3部。喷5cm厚混凝土封闭掌子面，施做初期支护。5、滞后于3部一段距离弱爆破左右交错开挖4、5部，施做初期支护。6、分台阶开挖6部。7、开挖7部，及时封闭初期支护。8、灌注该段内仰拱机隧底填充。9、根据监控量测资料分析，待初期支护收敛后，利用衬砌台车一次性灌注二次衬砌。三台阶七步法施工施工注意事项：中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13- 1、隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测，衬砌紧跟”的原则。2、开挖方式均采用弱爆破或人工开挖，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。3、导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。4、工序变化处钢架应设锁脚锚管，以确保钢架基础稳定。5、钢架间纵向连接钢筋应及时施做并连接牢固。6、各分部循环进尺0.6m，预留核心土长度以3~5m为宜。7、应注意开挖过程中初期支护结构及核心土稳定性，必要时应利用核心土加设环形临时支撑。三台阶七步法施工工序如下图：中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13- 施工工序时间：三台阶开挖，上台阶开挖高度为3.54米，中台阶开挖高度3.37米，下台阶开挖高度3.27米。上台阶每循环进尺60公分，大概需要8小时完成一个循环，每天完成3个循环1.8米。其时间及工序安排如下：开挖出渣需要2小时，人工修理欠挖及测量需要1.5小时,立架及挂网打锚杆需要2小时,喷浆需要2.5小时。在不影响上台阶施工的情况下开挖中台阶其距上台阶大概6米左右，中台阶每次单侧开挖1.2米施作2榀，时间及工序安排如下：人工修理上台阶时开挖中台阶大概需要1.5小时左右,上台阶立架时修理中台阶需要1小时左右，上台阶打锚杆时中台阶立架挂网打锚杆需要3小时,喷浆需要2.5小时左右.中台阶左右错5米进行施作.在不影响其他工序的时段时施作下台阶,下台阶单侧每循环完成2.4米4榀拱架，左右错开5米进行施工。仰拱每次开挖2.4米4榀拱架，完成喷浆后再开挖2.4米完成喷浆，然后仰供衬砌4.8米绑扎钢筋进行混凝土浇筑，其时间安排如下：开挖仰拱需2小时，人工修理立架需要2小时，喷浆需要3小时，绑扎钢筋需要5小时，浇筑砼需要2.5小时.浇筑完后等24小时凝固后回填仰拱进行下道工序施工。即仰供到掌子面距离大约为23米。这样流水作业，即每个月整体完成54米。注意：a、与到变形过大时又不能及时施做仰供，必须防止变形加临时仰供。b、开挖到断层破碎带时，超前小导管注浆必须及时，边墙加设锚管注浆使破碎围岩成整体，稳固围岩，防止变形。5.2.2正台阶法中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13- 先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上下半断面同时并进的施工方法。正台阶法施工工序说明：1、利用超前小导管做超前支护2、上台阶测量放线3、上台阶机械开挖，人工修整4、上台阶初期支护5、下台阶测量放线（上台阶初支混凝土达到强度）6、下台阶机械开挖，人工休整7、下台阶初期支护8、仰供测量放线（下台阶初支混凝土达到强度）9、仰供机械开挖，人工休整10、仰供初期支护正台阶法施工施工注意事项：1、开挖方式均采用机械开挖、人工配合，围岩坚硬机械无法开挖采用弱爆破。2、台阶高度根据施工机具、人员等定位上台阶为拱顶下6.8米范围，下台阶为边墙下部。5.2超前支护1超小导管（含超前锚杆）（1）测量放样按设计要求，在掌子面上准确画出超前小导管或超前锚杆的孔位。（2）钻孔采用手持风钻钻孔，孔深比设计适当超深20cm，钻孔完成后用高压水将孔吹洗干净、并用高压风将水吹干净，孔径比超前小导管或超前锚杆的直径大15mm。（3）超前小导管安装将现场加工好的超前小导管或超前锚杆用风镐缓慢的顶入钻孔。中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13- （4）注浆检查小导管孔口达到密闭标准后开始注浆，注浆压力为0.5-1Mpa。每孔注浆量达到设计终量同时达到注浆终压并持续3分钟后结束注浆。注浆参数：水泥水灰比1：1。（5）根据现场围岩情况，部分地段超前小导管无法施工，采用双层超前锚杆，超前锚杆环向间距40cm。刚拱架上部一层，刚拱架下部一层，两层超前锚杆，交错布置。（6）超前锚杆采用Φ22带肋钢筋，长度4米，搭接长度为1.6米。水平夹角10度。6质量标准及施工报检6.1质量标准1、欠挖：严格控制欠挖。当岩石完整、岩石抗压强度大于30Mpa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别突出部分（每1m2内不大于0.1m2）欠挖，但其隆起量不得大于5cm。拱、墙脚以上1m内断面严禁欠挖。2、超挖：Ⅳ、V类围岩拱部平均线性超挖不超过15cm，且最大值不超过25cm，边墙、仰拱及隧底平均线性超挖不大于10cm。3、开挖断面图中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13- 6.2施工报检制度开挖工程在隐蔽施工前，由工班自检合格后报经理部派驻现场质检员检查；质检员检查合格后，报监理工程师；监理工程师检查合格后，工班方可进行隐蔽施工。7超前地质预报本线隧道目前围岩属Ⅴ级围岩。为此，要求针对本线大断面隧道具体情况，开展超前地质预测预报，并将超前地质预测预报纳入施工工序。针对隧道具体的工程特点，TSP超前地质预报仪做超前地质预报。超前地质预报若发现前方地质情况与设计不符时要及时通知设计单位到现场核实，以便及时采取有效的设计变更方案。8质量注意事项中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13- ⑴根据现场技术管理人员的自身素质，针对现场技术管理人员的知识的薄弱点进行培训，提高全体技术管理人员的安全、质量意识。⑵严格按开挖专项施工方案、作业指导书、技术交底开挖方法进行施工，如作业人员发现交底的开挖方法不适合现场的具体情况，及时和技术人员联系，协商制定更切实可行的施工方案，并技术修改技术资料。⑶每循环进行测量放样，严格控制超欠挖。定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。⑷开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息。⑸隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小，核对设计情况，判断围岩的稳定性。⑹洞口工程施工，宜避开雨季和严寒季节。9安全注意事项⑴制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。⑵进入洞内的施工人员必须戴安全帽，穿好防护服。尤其需要注意的是安全帽的帽带一定要系好。⑶在洞内的作业人员，管理人员一律严禁抽烟。⑷洞内的电缆线挂在边墙上必须安装绝缘瓷瓶。⑸爆破作业时，所有人员应撤离至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点。安全地点至爆破工作面的距离，在独头坑道内不应小于200m。⑹爆破作业时现场专职安全员必须全程监控。⑺出碴时要由专人指挥、堆放整齐、边坡平整，弃碴场需设置挡墙。施工过程中杜绝随意倾倒弃碴和弃土。施工完毕后，对弃碴场及时平整，并做好绿化、防护，避免水土流失。⑻隧道安全员要检测洞内瓦斯、可燃气体、有害气体、氧气的含量并记录。如发现氧气含量过低，瓦斯、可燃气体等过高，所有作业人员必须撤出洞外。中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13- ⑼机械必须由经过培训并考试合格持有上岗证的操作人员操作，不得随意操作。⑽施工用电设备的电缆线必须由专业电工接，不得私拉乱扯。10文明施工及环保注意事项⑴洞内路面应保持排水畅通，仰拱及其填充面、未施作仰拱面不得有积水和稀泥巴。⑵掌子面软风管、水管、电缆未使用时应将其盘起悬挂于墙壁，墙壁挂的⑶洞内材料、机具要堆码整齐、存放有序；⑷施工弃碴必须在指定位置堆弃，严禁随意堆放；⑸洞外设二级沉淀池，施工排水要经沉淀达标后排放；⑹洞内作业人员，洞内管理人员，必须统一着装，防护用具齐全。中铁七局集团兰渝铁路LYS-3标项目部-13-'