尖峰山隧道斜井三岔口施工方案

-.z.-----總結資料新建**至**至**鐵路〔HSHZQ-3標〕尖峰山隧道斜井三岔口專項施工方案復核：中鐵隧道集團**懷邵衡鐵路工程經(jīng)理部二0一五年二月-.z.目錄一、編制說明-1-二、工程概況-1-三、施工方案-1-四、監(jiān)控量測-1-4.1洞內(nèi)觀察-1-4.2拱頂下沉、凈空變化-1-4.3控制基準-1-4.4數(shù)據(jù)分析及信息反應-1-五、資源配置-1-5.1施工組織機構-1-5.2人員配置-1-5.3機械配置-1-六、質量保證措施-1-七、平安保證措施-1-八、環(huán)保措施-1--.z.一、編制說明編制依據(jù)①新建懷邵衡鐵路HSHZQ-3標段尖峰山隧道相關設計文件。②懷邵衡鐵路HSHZQ-3標段管理文件匯編、標準化管理文件和指導性施工組織設計。③國家、鐵道部頒發(fā)的現(xiàn)行設計標準、施工標準、技術規(guī)程、質量檢驗評定標準及驗收方法。④國家、鐵道部、地方政府有關平安、環(huán)境保護、水土保持的法律、法規(guī)、規(guī)則和條例等。⑤新建懷邵衡鐵路HSHZQ-3標段實施性施工組織設計。⑥本工程所在地區(qū)的水文、氣象、地質資料及現(xiàn)場踏勘調(diào)查獲得的資料。⑦我公司積累的成熟技術、科技成果、同類工程施工經(jīng)歷及可調(diào)用到本工程的各類資源。⑵編制原則①以三岔口施工平安質量為重點，采取先加固，后開挖，加強斜井與正洞相交范圍的支護措施；②隧道靠近三岔口附近段施工時要采用弱爆破，防止隧道爆破影響三岔口的圍巖穩(wěn)定及施工平安；③通過超前地質預報手段，預測三岔口地質情況，根據(jù)預測結果采取平安、經(jīng)濟、可行的施工方案。二、工程概況尖峰山隧道全長6405m，中心里程為DK54+279.5，起訖樁號為DK51+077～DK57+482，本隧道為時速200km客貨共線鐵路雙線隧道；編制范圍為設計范圍內(nèi)的站前土建工程，工程內(nèi)容主要包含尖峰山隧道、無砟軌道(不含雙塊式軌枕預制)、大型臨時設施、其他運營生產(chǎn)設備及建筑物。尖峰山隧道斜井位于線路前進方向左側，與正線左線交于DK56+350里程處，與正洞相交處軌面高程相差為-0.515m。斜井設計為雙車道斷面，無軌運輸；斜井全長559m，斜井與正線小里程交角為103°，綜合坡度i=7.42%。斜井巖性主要Zc2絹云母板巖，全~強風化，巖體較完整。其中洞口段為板巖與二長花崗巖接觸帶，強風化，巖體較破碎，風化強烈，巖體完整性較差。圍巖多以Ⅲ級為主。三岔口處正洞為Ⅲ級圍巖，DK56+325～DK56+375段支護形式按增強一級考慮，采用Ⅳa級襯砌構造形式。斜井井底段為Ⅲ級圍巖，*DK0+000～*DK0+030采用Ⅳ級噴錨式襯砌構造形式，與正洞連接段50m采用配筋加強。為方便三岔口處施工，確保三岔口正洞襯砌一次完成，斜井與正洞大里程交角為103°，在三岔口下游開一臨時支洞。支洞在斜井*DK0+030處增設，與斜井交角40°；與正線小里程交角117°；支洞采用Ⅲ級噴錨〔雙車道〕襯砌斷面施工。臨時支洞設置見圖2-1。圖2-1三岔口平面設置圖三、施工方案尖峰山隧道斜井三岔口圍巖為Ⅲ級圍巖，擬采用反向擴挖法進展挑頂施工。斜井段施工斜井全斷面法施工進入*DK0+030時采用三臺階法施工，初期支護采用140格柵鋼架〔井口加強環(huán)增加仰拱鋼架〕，開挖循環(huán)進尺1～2m，拱架間距1.0m/榀，設3.0m長砂漿錨桿，1.2×1.2m梅花形布置，噴C25混凝土20cm。人工搭簡易鉆爆作業(yè)平臺鉆爆。井口范圍內(nèi)架設5榀扇形鋼架支護，以穩(wěn)定整個井口段。井口部位設立3榀I20b鋼架加強環(huán)及I20b工字鋼門架，上臺階開挖完成后，及時開挖中下臺階、接長初支鋼架，形成全斷面進入正洞轉體施工。圖3-1斜井段施工圖加強環(huán)設置在斜井與正洞三岔口部，為3榀I20b型鋼鋼架，縱向間距0.3m，總長度0.6m。外側設置I20b門形鋼架，門形鋼架分節(jié)與斜井鋼架焊接在一起。相鄰鋼架采用Φ22縱向鋼筋連接，環(huán)向間距1.0m。系統(tǒng)錨桿采用Φ22砂漿錨桿，間距1.2m×1.2m，長度3.5m。安裝時加強環(huán)每側安設4根Φ42鎖角錨管，長3.5m。門型鋼架由托梁和立柱組成，從門型鋼架兩側對稱焊接豎向I20b鋼立柱短撐至托梁，短撐間距50cm，鋼架安裝后，用噴射混凝土將空隙噴填密實。門型鋼架示意圖見3-2。圖3-2門型鋼架示意圖施工時在斜井段的上臺階先施做斜井拱部鋼架及門型鋼架，其拱頂高度與原斜井高度一致，加強環(huán)與斜井正常段初期支護間采用扇形支撐支護，斜井至正洞過渡段上半斷面鋼架支護完畢后，及時施工下半斷面支護，并施做該段仰拱，使支護閉合成環(huán)后進入正洞反向擴挖法轉體施工。=2\*GB3②反向擴挖法三岔口范圍內(nèi)斜井施工至*DK0+030處至井口里程時采用臺階法開挖，施工至正洞交界處，以圓曲線形式轉體進入正洞，形成縱向導洞，爬坡開挖至正洞拱頂高程后，兩側邊墻同時分別向外擴挖至正洞開挖輪廓，在DK56+375附近形成正洞上臺階，并按斜井已有開挖臺架高度施工正洞上臺階，嚴格按正洞支護參數(shù)進展支護，掘進20m形成作業(yè)空間后，掉頭進展反向擴挖導洞到達正洞斷面，完成三岔口段正洞開挖。最后進展斜井口和支洞口處理。爬坡導洞先以斜井斷面形式，按R=5米的圓曲線半徑，旋轉至正洞方向。再以10%的坡度爬到正洞拱頂高程。反向擴挖法施工見圖3-3。圖3-3反向擴挖法施工示意圖施工方法與步驟：①斜井施工到井底，在斜井連接段井口部位設立3榀I20b鋼架加強環(huán)及I20b工字鋼門架，架設加強環(huán)及門架前由測量組在斷面上畫出正洞開挖及初期支護輪廓以確定最后一榀鋼架安裝位置〔預留15cm施工誤差〕，在鋼架安裝后盡快施作斜井仰拱使整個斷面封閉成環(huán)。井口范圍內(nèi)架設5榀扇形鋼架支護，以穩(wěn)定整個井口段。②斜井施工進入正洞后，仍按斜井施工斷面前進，按R=5米的圓曲線半徑，旋轉至正洞方向。在施工過程中坡度按10%上坡施工上挑至正洞拱頂〔DK56+350~375段〕，在到達拱部同時將兩側邊墻擴挖至正洞開挖輪廓，如下列圖所示。圖3-4導洞爬坡前示意圖圖3-5導洞爬坡至正洞拱頂示意圖③對正洞上臺階進展正常施工，當開挖長度滿足爆破平安距離，開挖臺架不用退回斜井的情況下?；剡^頭進展反方向正洞施工，按正洞設計輪廓進展擴挖，擴挖完成后施做正洞上導挑頂段初期支護。該段初期支護拱腳一側鋼架落腳于三岔口加強環(huán)I20b托梁上，另一側落于混凝土墊塊上。如圖3-6所示圖3-6正洞初期支護施工示意圖正洞初期支護采用160格柵鋼架，鋼架間距1.0m/榀，現(xiàn)場拼裝完成；Φ6鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距20×20cm；系統(tǒng)錨桿3.5m/根，拱部為Φ22組合中空注漿錨桿，縱環(huán)向間距1.5×1.5m梅花形布置，邊墻為Φ22砂漿錨桿，縱環(huán)向間距1.2×1.5m梅花形布置，按要求施做鎖腳錨管，鎖腳錨管采用Φ42鋼管，長4m；鋼架間采用C25噴射混凝土回填密實。④正洞上半斷面反向施工至適宜距離，及時進展正洞下臺階及仰拱封閉成環(huán)，二次襯砌緊隨施工，由此實現(xiàn)正洞的全工序作業(yè)。⑤支洞開挖正洞施工至支洞位置，從正洞開口，進展支洞開挖和支護。支洞貫穿形成通行能力后，利用支洞至斜井間正洞區(qū)域作為臺架拼裝場地。四、監(jiān)控量測在斜井轉入正洞施工期間要加強監(jiān)控量測，將監(jiān)控量測作為關鍵工序列入現(xiàn)場組織，并對支護體系的穩(wěn)定性進展判別。以保證三岔口段在施工期間的平安。4.1洞內(nèi)觀察洞內(nèi)觀察的內(nèi)容有開挖工作面觀察和已支護地段觀察兩方面，工作方法是通過人工目測，對圍巖的變化、穩(wěn)定及初支的工作狀態(tài)做一定的初步判定，其目的了解和記錄掘進過程中掌子面圍巖的變化情況和支護的穩(wěn)定變化情況。開挖面觀察應在每次開挖放炮后進展一次，觀察并記錄開挖面地質、巖性、節(jié)理裂隙發(fā)育程度方向，涌水量及出水點位置，核對圍巖級別，有無坍塌，觀察后應繪制開挖工作面地質素描圖，填寫工作面地質狀態(tài)記錄表和施工階段圍巖級別判定卡，并進展數(shù)碼成像。對已支護地段的觀察應每天一次，觀察內(nèi)容包括噴射混凝土、錨桿、鋼架的工作狀態(tài)，有無錨桿拔出、鋼架變形、噴層剝落裂縫等現(xiàn)象。在觀察中，發(fā)現(xiàn)地質條件與初期支護變形時，應立即通知施工人員采取相應措施。4.2拱頂下沉、凈空變化⑴斷面及測點布置隧道內(nèi)壁面兩點連線方向的相對位移稱為周邊收斂。收斂值為兩次量測的距離之差，它能反映洞室的工作狀態(tài)和受力性狀。隧道拱頂內(nèi)壁的絕對下沉量稱為拱頂下沉值。對于埋深較淺、固結程度低的地層，水平成層的隧道，這項量測比收斂量測更為重要，其量測數(shù)據(jù)是確認圍巖的穩(wěn)定性、判斷支護效果、指導施工工序、預防拱頂坍塌、保證施工質量和平安的最根本資料。拱頂下沉、水平收斂量測起始讀數(shù)宜每次開挖后12h內(nèi)取得起始讀數(shù)，最遲不得大于24h，且在下一循環(huán)開挖前必須完成。測點應結實可靠、易于識別，并注意保護，嚴禁爆破損壞。拱頂下沉測點和凈空變化測點布置在同一斷面上，監(jiān)控量測斷面按5m一個布置。拱頂下沉量測測點布置在拱頂。本隧道段按臺階法施工，凈空變化量測測線數(shù)，按圖4-1布置。表4-1凈空變化量測測線數(shù)地段開挖方法一般地段特殊地段臺階法每臺階一條水平測線每臺階一條水平測線、兩條斜測線圖4-1拱頂下沉量測、拱腳沉降和凈空變化量測的測線布置示意圖凈空變化、拱頂下沉、拱腳沉降均采用全站儀按非接觸法進展觀測，預埋測點由鋼筋加工而成，采用沖擊電錘或風鉆鉆孔，埋入鋼筋采用直徑不小于20mm的螺紋鋼，前端外露鋼筋與埋入鋼筋焊接，直徑不小于6mm，加工成三角形鉤。測點用快凝水泥或錨固劑與圍巖錨固穩(wěn)定，埋入圍巖深度不小于20cm，假設圍巖破碎松軟，應適當增加測點埋入深度。測點應采用膜片式回復反射器作為測點標靶，靶標粘附在預埋件上。量測方法包括自由設站和固定設站兩種。使用的反射片是一種具有反射性能的反射膜片，反射膜片由丙烯酸脂制成，背部為不干膠，厚度為0.28mm，呈銀灰色，大小根據(jù)測距選擇。圖4-2測點示意圖⑵量測頻率必測工程的監(jiān)控量測頻率應根據(jù)位移速度和距開挖工作面距離分別按照下表4-2、表4-3確定，由變形速度決定的監(jiān)控量測頻率和由距開挖工作面距離決定的監(jiān)控量測頻率，原則上選擇較高的一個量測頻率。表4-2按距開挖工作面距離確定的監(jiān)控量測頻率表量測斷面距開挖面距離〔m〕量測頻率〔0～1〕B2次/d〔1～2〕B1次/d〔2～5〕B1次/2～3d>5B1次/7d注：B表示隧道開挖寬度，d表示時間天表4-3按位移速度確定的監(jiān)控量測頻率表位移速率〔mm/d〕量測頻率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.51次/3d<0.21次/7d4.3控制基準⑴位移控制標準位移控制基準應根據(jù)測點距開挖面的距離，由初期支護極限相對位移按下表4-4要求確定。表4-4位移控制標準表類別距開挖面1B〔U1B〕距開挖面2B〔U2B〕距開挖面較遠允許值0.65U00.90U0U0注：B為隧道開挖高度，U0為極限相對位移值根據(jù)位移控制標準，分為三個管理等級，見表4-5。表4-5位移管理等級表管理等級距開挖面距離1B距開挖面距離2BⅢU＜U1B/3U＜U2B/3ⅡU1B/3≤U≤2U1B/3U2B/3≤U≤2U2B/3ⅠU＞2U1B/3U＞2U2B/3注：U為實測位移值4.4數(shù)據(jù)分析及信息反應⑴數(shù)據(jù)分析處理監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析處理包括數(shù)據(jù)校核、數(shù)據(jù)整理及數(shù)據(jù)分析。同時應注明開挖方法和施工工序以及開挖面距監(jiān)控量測點距離等信息。⑵數(shù)據(jù)校核量測數(shù)據(jù)校核主要是對數(shù)據(jù)進展可靠性分析，排除各種誤差影響，保證量測數(shù)據(jù)的可靠性和完整性。每次觀測后應立即對觀測數(shù)據(jù)進展校核和整理，包括對觀測數(shù)據(jù)的計算、填表制圖、誤差處理等，如有異常應及時補測。⑶數(shù)據(jù)整理量測數(shù)據(jù)整理包括各種物理量計算和圖表制作，打印相關監(jiān)控量測報表，并根據(jù)數(shù)據(jù)繪制位移時態(tài)曲線圖或散點圖，以便于分析監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的變化規(guī)律和趨勢。⑷數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析通常采用比擬法、作圖法和數(shù)值計算等，一般采用散點圖和回歸分析方法，分析各監(jiān)控量測物理量值大小、變化規(guī)律和開展趨勢，預測該測點可能出現(xiàn)的最終值及影響范圍，評估平安狀況。繪制時間-位移和距離-位移散點圖，根據(jù)散點圖的數(shù)據(jù)分布狀況，選擇適宜的函數(shù)進展回歸分析，對最大值〔最終值〕進展預測，并與控制基準值進展比擬，結合施工工況綜合分析圍巖和支護構造和工作狀態(tài)。監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的分析包括以下主要內(nèi)容：①根據(jù)量測值繪制時態(tài)曲線；②選擇回歸曲線，預測最終值，并與控制基準進展比擬；③對支護及圍巖狀態(tài)、工法、工序進展評價；④及時反應評價結論，并提出相應工程對策建議。⑸信息反應及工程對策監(jiān)控量測信息反應應根據(jù)量測數(shù)據(jù)分析結果，對工程平安性進展評價，并提出相應工程對策與建議，目前以經(jīng)歷方法為主。信息反應應以位移反應為主，主要依據(jù)時態(tài)曲線的形態(tài)對圍巖穩(wěn)定性、支護構造的工作狀態(tài)、對周圍環(huán)境的影響程度進展判定，驗證和優(yōu)化設計參數(shù)，指導施工。由于施工的連續(xù)性和循環(huán)進展，施工中應保證信息反應渠道的暢通，確保信息反應的及時性和有效性。監(jiān)控量測反應程序應貫穿于整個施工全過程，可按下列圖規(guī)定的程序進展。施工過程中應進展監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的實時分析和階段分析。實時分析：每天根據(jù)監(jiān)控量測數(shù)據(jù)及時進展分析，發(fā)現(xiàn)平安隱患應分析原因并提交異常報告，及時采取措施，一般采用日報表形式。階段分析：按周、月進展階段分析，總結監(jiān)控量測數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，對施工情況進展評價，提交階段分析報告，指導后續(xù)施工，一般采用周報、月報形式。工程平安性評價應根據(jù)位移管理等級分三級進展，并采用相應的工程對策，見表4-6。當監(jiān)控量測位移管理到達Ⅲ級時，應上報監(jiān)控量測組長、技術主管和現(xiàn)場監(jiān)理工程師；當?shù)竭_Ⅱ級時，上報分部工程部長、總工程師和現(xiàn)場施工負責人，同時總工程師根據(jù)綜合情況上報設計單位、業(yè)主單位和監(jiān)理單位采取相應工程措施；當?shù)竭_Ⅰ級時，立即暫停施工，上報各方，請業(yè)主單位召集各方分析原因，研究工程對策。分部應對位移管理等級根據(jù)每個隧道情況進展量化指標，以便于現(xiàn)場監(jiān)控量測人員操作和匯報。表4-6工程平安性評價分級及相應應對措施管理等級管理位移應對措施ⅢU＜UB/3正常施工ⅡUB/3≤U≤2UB/3報警，減小開挖進尺，加強監(jiān)控量測，必要時采取相應工程措施ⅠU＞2UB/3暫停施工，采取相應工程對策注：U為實測位移值；UB為位移控制標準工程對策主要包括以下內(nèi)容：⑴一般措施①穩(wěn)定開挖面措施②調(diào)整開挖方法③調(diào)整初期支護強度和剛度，并及時支護④降低爆破震動影響⑤圍巖與支護構造間回填注漿⑵輔助施工措施超前支護。包括超前錨桿〔管〕、管棚、水平高壓旋噴法。五、資源配置5.1施工組織機構尖峰山隧道斜井進正洞三岔口挑頂施工由第二架子隊負責組織施工。5.2人員配置施工人員總配置如下表所示：表5-1南雪峰山隧道隧道出口施工人員配置表人員及組別人數(shù)工作容管理人員架子隊長1全面管理、組織施工技術主管1全面負責技術工作、平安教育培訓工作技術員3配合技術負責人搞好技術工作平安員2平安監(jiān)視及檢查質檢員2質量監(jiān)視及檢查試驗員1負責各類試件作檢測、檢驗，各類試驗數(shù)據(jù)編制材料員1對工程物資材料作全面的管理工作領工員2現(xiàn)場對工人進展管理、安排工班長3合理安排本組作業(yè)人員工作開挖、支護、運輸班鉆爆工15鉆孔、裝藥、起爆出碴工6裝運碴、扒碴、機械排險噴錨工13錨桿、噴砼、掛網(wǎng)、注漿機修工3機械維修鋼筋工4鋼筋網(wǎng)片制安襯砌班混凝土工6澆筑砼時振搗工作模板工8臺車移位、立端頭模、接泵管等防水工5透水盲溝安裝，防水板鋪掛生活保障人員16負責施工工人生活保障電工2電氣設備安裝、維修5.3機械配置進入正洞后，機械設備配置見下表：表5-2主要機械設備配置表序號設備名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1通風機2臺2挖掘機1臺3機械手14裝載機2臺5出渣車10臺6空壓機7臺7發(fā)電機組250KW2臺六、質量保證措施⑴嚴格按照技術交底進展型鋼加工，鋼架間縱向采用Φ22鋼筋連接，連接鋼筋環(huán)向設置間距根據(jù)鋼架實際寬度為例，噴砼至設計厚度，確保支護質量。⑵三岔口段前后共50米范圍內(nèi)正洞采用160格柵鋼架支護，并與斜井加強環(huán)拱架結實焊接，加強三岔口段鎖腳錨管施工，確保三岔口段圍巖受力的穩(wěn)定。⑶加密設置三岔口段正洞初期支護鎖腳錨管，每榀鋼架單側不少于4根鎖腳錨管，錨管長4m，注漿，鎖腳錨管與鋼架結實焊接，防止拱架下沉。⑷嚴格按照既定方案施工。不符合要求時返工并追究相關負責人的責任。⑸每道工序施工前必須進展技術交底，要求施工人員必須明確工序操作規(guī)程、質量要求和標準；技術人員嚴把質量關，每循環(huán)必須采取三級報檢制度。⑹施工中，制止超挖，杜絕欠挖。