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1、城際軌道交通暗挖隧道下穿既有鐵路礦山法安全施工方案編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編制單位： 編 制: 審 核： 批 準： 二XX年X月目 錄一、編制依據31、編制說明32、編制依據3二、工程概述41、工程概況42、工程地質及水文地質51）工程地質52）水文地質53、下穿既有鐵路施工方法簡述5三、暗挖區間下穿既有鐵路安全施工專項技術措施51、總體技術措施52、洞內具體施工方法63、徑向注漿堵水施工工藝84、臺階法加臨時仰拱施工工藝106、CD工法開挖施工工藝147、洞內上半斷面深孔注漿加固施工工藝198、大管棚超前支護施工工藝219、洞外具體措施23四、下穿2、既有鐵路線施工應急預案261、目的262、組織機構263、應急處理領導小組職責264、主要責任人及各部門職責275、應急準備286、突發事件應急處理程序307、事故報告及預案的評審30GZH-7標下穿既有鐵路安全施工專項技術方案一、編制依據1、編制說明XX城際軌道交通GZH-7標區間暗挖隧道7次下穿既有鐵路，為保證在隧道施工過程中對既有鐵路實施有效保護措施，特制定本施工方案。2、編制依據1）珠江三角洲地區城際軌道交通設計暫行規定；2）城市軌道交通工程項目建設標準（建標 104-2008）；3）地鐵設計規范（GB50157-2003）4）混凝土結構設計規范（GB50010-2002）5）高速鐵路3、設計規范（試行）（TB10020-2009）6）地下鐵道工程施工及驗收規范（GB50299-1999）（2003年版）7）建筑結構荷載規范（GB50009-2001）（2006年版）8）鋼結構設計規范（GB50017-2003）9）鐵路隧道設計規范（TB10003-2005）10）建筑抗震設計規范（GB50011-2001）（2008年版）11）建筑基坑支護技術規程（JGJ120-99）；12）廣東省建筑基坑支護工程技術規程（DBJ/T15-20-97）13）錨桿噴射混凝土支護技術規范（GB50086-2001）；14）鐵路隧道噴錨構筑法技術規范（TB10108-2002）。二、工程概述1、工4、程概況XX至XX城際軌道交通項目GZH-7標常平站至常平東站地下區間隧道下穿既有鐵路線采用礦山法施工，線路最小間距為15.3m。區間隧道下穿段情況如表1。表1：暗挖隧道下穿既有鐵路情況統計序號左線里程(m)右線里程(m)下穿隧道埋深(m)下穿隧道單洞寬（m）交叉角度（度）既有線情況1GDZK45+940GDK45+94034.68.752專用線，（已廢棄）2GDZK50+293GDK50+31232.28.238廣深鐵路一、二、四線3GDZK50+339GDK50+35736.78.239XX疏解線4GDZK50+451GDK50+47230.88.239廣深鐵路三線5GDZK51+045GD5、K51+01321.98.720XX疏解線6GDZK51+154GDK51+12316.28.921XX東南聯絡線區間隧道與既有鐵路的相對位置關系詳見：附圖一：下穿既有鐵路線隧道縱斷面圖；附圖二：下穿既有鐵路線與隧道橫斷面關系圖。2、工程地質及水文地質1）工程地質本段場地地質構造簡單，上覆第四系人工堆積層（Q4ml）、第四系全新統沖積層（Q4al）、下伏基巖為前震旦系（Pz1）混合片麻巖。勘察揭露巖體穩定，未發現斷裂跡象，混合片麻巖中節理裂隙發育。場區未見不良地質現象。2）水文地質沿線地下水主要為第四系地層中的孔隙水和基巖裂隙水。第四系孔隙水，主要賦存于第四系地層中，地下水位埋深0.06.5m6、，高程0.019.42m，其補給方式主要由大氣降水補給，排泄以大氣蒸發為主。基巖裂隙水，主要賦存基巖的裂隙中，水量不大，一般略具承壓性，埋深變化較大。地下水一般水質較好，可作為生產、生活用水。3、下穿既有鐵路施工方法簡述礦山法隧道下穿既有鐵路段，隧道主要穿越全弱風化混合片麻巖。根據隧道斷面形式、埋深及所處地質條件，本段隧道采用礦山法施工，斷面形式為單線單洞馬蹄形斷面，結構采用復合式襯砌。在級圍巖段采用臺階法加臨時仰拱施工并結合洞內注漿止水輔助措施；在、級圍巖段采用CD工法開挖，洞內上半斷面注漿，并打設超前大管棚。三、暗挖區間下穿既有鐵路安全施工專項技術措施1、總體技術措施1）穿越前，采用地質雷7、達對穿越地段地下做詳盡地下勘探，徹底摸清地下障礙物情況，排除意外因素。2）隧道襯砌設計根據隧道埋深和地質情況采用相應的工法和措施。3）隧道開挖前進行洞內止水注漿，施工中應堅決杜絕水土的大量流失，遇有險情應馬上停止開挖，及時補強結構、加固地層。4）初期支護應及時封閉成環，以保證施工安全。淺埋及軟弱圍巖段應采取必要的超前支護措施。5）隧道下穿既有鐵路線前，采用吊軌及縱橫工字鋼梁加固法對既有鐵路進行線路加固。6）圍巖變形過大或初期支護變形不收斂，又難以及時補強時，可設置臨時仰拱或橫撐，必要時提前施作二次襯砌，此時二次襯砌應予加強。7）下穿過程中對既有線路進行跟蹤注漿。8）下穿過程中應對下穿鐵路進行實8、時監測，并根據監測反饋的信息及時優化調整掘進參數，做到信息化動態施工管理。9）穿越既有鐵路，存在一定的施工風險，針對有可能發生的一些突發事件，從管理、技術和組織等方面分析，制定相應的應急預案。10）鑒于沉降要求嚴格，建議廣深鐵路一、二線限速80km/h行駛，廣深鐵路三、四線限速60km/h行駛，XX疏解線、XX東南聯絡線限速45km/h行駛。2、洞內具體施工方法1）區間隧道在GDK50+312（GDZK50+293）、GDK50+357 (GDZK50+339) GDK50+472(GDZK50+451)下穿廣深鐵路一、二、四線、京九疏解線、廣深鐵路三線,拱頂位于W2弱風化混合片麻巖層，拱頂覆9、土3137m，洞內采用以下措施：（1）級圍巖深埋地段采用徑向注漿堵水，具體里程為：左線GDZK50+265GDZK50+520，右線GDK50+225GDK50+557，徑向加固隧道周邊5m范圍內圍巖；見圖1。（2）采用臺階法加臨時仰拱開挖。圖1 洞內周邊注漿止水圖2）區間隧道在GDK51+013（GDZK51+045）下穿京九疏解線,拱頂位于W3強風化凝灰質粉砂巖，拱頂覆土約22m，洞內采用以下措施：（1）洞內上半斷面深孔注漿加固；（2）采用CD工法開挖；（3）大管棚超前支護。3）區間隧道在GDK51+123（GDZK51+154）下穿廣深鐵路聯絡線,拱頂位于W4全風化凝灰質粉砂巖，拱頂覆土10、約16m，洞內采用以下措施：（1）洞內上半斷面深孔注漿加固；（2）采用CD工法開挖；（3）大管棚超前支護。3、徑向注漿堵水施工工藝1）注漿施工方法（1）初期支護封閉后，在隧道周邊按1m1m梅花形布置鉆孔，長5m。見圖2。圖2 注漿導管布置大樣圖（2）采用5.2m長的鋼管，4.2m長范圍設花孔，以保證漿液從周圍的孔中流出，小孔直徑8mm，間距10cm，實施一次性壓漿。（3）采用雙快水泥封閉鋼管與孔壁。（4）實施壓漿，壓漿過程中進行跳孔間隔壓漿，實施擠密型注漿措施。（5）在后期實施壓漿封閉過程中，應先對隧道底部進行注漿，然后再實施拱墻徑向壓漿。（6）、注漿過程中若發生串漿，則封堵孔口，待其它孔注漿11、完畢后再打開孔口，若仍有明水，則繼續注漿。2）注漿參數注漿終壓：1.52Mpa； 水玻璃濃度：35Be；擴散半徑：1.5m； 水泥與水玻璃體積比：1：0.6鉆孔深度：5m； 注漿鋼管直徑：42mm；注漿管長度：5.2m； 鉆孔直徑：50mm；3）注漿結束標準(1)單孔注漿結束標準注漿終壓達到1.5Mpa，單孔注漿量小于10L/min。進行壓水試驗，在1.0 Mpa壓力下，進水量小于0.02L/m.min。（2）全段注漿結束標準任何一處的小股水應為清水，水量應小于2.0m/h，且水壓力小于0.2Mpa。4）注漿注意事項（1）施工中根據現場注漿試驗在滿足堵水要求的條件下可調整注漿參數。（2）實施徑12、向注漿后，若仍存在個別出水點，則進行局部補注漿，直到達到結束注漿標準。（3）在施工時間允許的情況下，漿液宜采用純水泥漿，提高漿液凝固后強度。4、臺階法加臨時仰拱施工工藝見圖3、圖4、圖5。圖3 臺階法加臨時仰拱施工工序橫斷面圖圖4 臺階法加臨時仰拱施工工序縱斷面圖圖5 臺階法加臨時仰拱施工工序平面圖1）利用上一循環架立的鋼架施作隧道拱部180范圍內42超前小導管，進行超前注漿支護；開挖部并預留核心土；施做部導坑周邊的初期支護及臨時仰拱，即初噴4cm厚混凝土，先安設鋼筋網，架立支護鋼架，并設鎖腳鋼管，鉆孔設置系統錨桿后復噴混凝土至設計厚度；并于核心土開挖位置架設臨時仰拱橫撐、安設單層鋼筋網、噴射13、混凝土封底。2)在滯后于部一段距離后，開挖部并預留核心土，初噴4cm厚混凝土并安裝鋼筋網片，接長初期支護鋼架，鉆設徑向系統錨桿后復噴混凝土至設計厚度；下臺階核心土已開挖仰拱部位初噴4cm厚混凝土并安裝鋼筋網片，接長初期支護鋼架，鉆設徑向系統錨桿后復噴混凝土至設計厚度。3)根據監控量測結果，分段拆除臨時橫撐，每段拆除長度不超過15m，待監測穩定后先鋪設隧道仰拱底部細石混凝土防水保護層及防水卷材，并及時施做部邊墻基礎與仰拱，仰拱要求整幅灌注。4)待仰拱砼初凝后，灌注仰拱填充部至設計高度。5)清理初期支護基面，鋪設防水卷材。根據監控量測結果，待圍巖及初期支護變形基本穩定后，利用襯砌模板臺車一次性灌注14、部襯砌（拱墻襯砌一次施作）。6、CD工法開挖施工工藝見圖6、圖7、圖8。圖6 CD法施工工序橫斷面圖圖7 CD法施工工序縱斷面圖圖8 CD法施工工序平面圖1）施工工序（1）利用上一循環架立的鋼架施作隧道拱部180范圍及上導坑中隔壁范圍內42超前小導管，進行超前注漿支護；開挖部并預留核心土；施做部導坑周邊的初期支護及臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，先安設鋼筋網，架立支護鋼架及臨時支護鋼架A，并設鎖腳鋼管，鉆孔設置系統錨桿后復噴混凝土至設計厚度。（2）在滯后于部一段距離后，開挖部并預留核心土，人工整修表面，初噴4cm厚混凝土并安裝鋼筋網片，接長初期支護鋼架和臨時鋼架B，安裝鎖腳錨管，鉆設徑向系統錨15、桿后復噴混凝土至設計厚度。（3）在滯后于部一段距離后，開挖部并預留核心土，施作導坑周邊初期支護及臨時支護，步驟及工序同。（4）在滯后于部一段距離后，開挖部并預留核心土，施作導坑周邊初期支護及臨時支護，步驟及工序同。（5）根據監控量測結果，從BA依次分段拆除臨時支撐，每段拆除長度不超過10m，待監測穩定后先鋪設隧道仰拱底部細石混凝土防水保護層及防水卷材，并及時施做部邊墻基礎與仰拱，仰拱要求整幅灌注。（6）待仰拱砼初凝后，灌注仰拱填充部至設計高度。（7）清理初期支護基面，鋪設防水卷材。根據監控量測結果，待圍巖及初期支護變形基本穩定后，利用襯砌模板臺車一次性灌注部襯砌（拱墻襯砌一次施作）。2）CD法16、施工控制要點（1）為確保施工安全，上導坑、部的開挖循環進尺控制為1榀鋼架間距，下部、部的開挖可依據地質情況適當加大。（2）中間支護系統的拆除中間支護系統的拆除時間應考慮其對后續工序的影響，通過圍巖監控量測進行確定。當圍巖變形達到設計允許的范圍之內，并在嚴格考證拆除的安全性之后，方可拆除。同時要注意后續作業的及時跟進。如圍巖穩定條件滿足設計要求，臨時支撐可在仰拱混凝土澆筑前一次性拆除，一次拆除長度依據仰拱澆筑長度確定,但每次拆除長度不超過10m。中隔壁混凝土拆除時，要防止對初期支護系統形成大的振動和擾動。可采用風鎬由上至下逐榀拆除鋼支撐之間的噴射混凝土，以及臨時支護與初期支護連接部位附著在鋼架上17、的噴射混凝土，臨時鋼構件采用氣焊燒斷。 7、洞內上半斷面深孔注漿加固施工工藝見圖9、圖10。圖9 半斷面注漿孔位布置圖圖10 半斷面注漿范圍示意圖1）注漿材料為水泥和水玻璃雙液漿，漿液濃度應根據隧道圍巖條件加以調整：初擬為C：S=1：（0.61.0）（體積比），水泥漿水灰比0.8:11:1，水玻璃模數為2.62.8，水玻璃濃度為3040%。2）注漿壓力：0.32.0Mpa，注漿時根據注漿效果進行適當調整。3）注漿結束標準：單孔注漿壓力達到設計終壓并繼續注漿10min以上，可以結束本孔注漿。4）注漿效果檢查：一個注漿段的注漿孔全部注完后，鉆23個孔對注漿效果進行檢查，并取巖芯觀察漿液填充情況，同18、時檢查孔內涌水量不應大于0.2L/min，且某一處的漏水量不大于10L/min；或者進行壓水試驗，在1.0Mpa壓力下檢查孔進水量應小于10L/min。注漿后土體滲透系數應小于10（-5）cm/s，無側限抗壓強度應大于0.8Mpa,否則進行加密注漿。8、大管棚超前支護施工工藝見圖11、圖12。圖11 長管棚橫斷面布置圖圖12 長管棚縱斷面布置圖1）施工工序根據管棚施工的機械設備情況，在開挖至管棚施工段時，預留下臺階不開挖，作為管棚施工操作平臺。2）開挖拱部管棚工作室并用格柵鋼架做好支護，施工導向墻，并預埋導向鋼管。護拱施工：采用C20混凝土護拱作為管棚的導向墻、止漿墻，導向墻內設3榀格柵鋼架。19、護拱在隧道的外輪廓線以外，管棚的導向管焊接固定在護拱拱架上。導向鋼管為127mm，壁厚5mm的鋼管制作，每根長2m。3）管棚制作：管棚采用108鋼管制作，管壁打孔, 布孔采用梅花型，孔徑為10mm，孔間距為15cm，鋼管尾留200cm不鉆孔的止漿段，鋼管加工成4m和6m長的兩種規格。4）作業平臺：采用方木按“井”字形搭設，順序由下向上、由兩邊向中間，根據孔位依次搭好。方木間以扒釘連接牢固，防止在鉆孔時鉆機擺動、傾斜、不均勻下沉而影響鉆孔質量。5）管棚頂進：采用液壓式管棚機頂進。鉆機要求平穩靈活，能在360度范圍內施工。為減少因鉆具移位引起的偏差，鉆機立軸方向應準確控制，鉆進過程中經常采用測斜儀20、量測鉆桿鉆進的偏斜度，發現偏斜超過設計要求時及時糾正。6）注漿：采用全孔壓入式向大管棚內壓注水泥漿，選用KBY50/70型注漿泵注漿。注漿前先進行現場注漿試驗，確定注漿參數及外加劑摻入量后再用于實際施工。注漿按先下后上，先稀后濃的原則注漿。注漿量由壓力控制，達到結束標注后，停止注漿。注漿完成后及時清除管內漿液，并用M7.5水泥沙漿緊密充填，增強管棚的剛度和強度。9、洞外具體措施1）吊軌及縱、橫向工字鋼梁加固隧道下穿既有鐵路線之前先進行線路加固，采用吊軌及縱、橫向工字鋼梁加固法。加固段全部換成長木枕，并在軌底增設墊板，以加固軌面。抽換枕木，加固前先要慢行，將線路混凝土枕轉換為木枕，抽換采用隔六換21、一，抽換木枕振搗密實后，再抽換臨近的鋼筋混凝土枕。吊軌三根一組，兩端延伸出橋體的長度不應小于10m。縱、橫梁均采用140b工字鋼，其相互連接采用22-U螺栓連結在一起。見圖13。圖13 扣軌與枕木、橫梁連接圖2）跟蹤注漿加固采取跟蹤注漿加固的措施，對XX線外輪廓左右側20米范圍內的既有線路進行跟蹤注漿加固，加固平均深度10米；注漿孔布置應由地表傾斜，向既有線路基下部設置，注漿管與水平面傾角不應小于30，鉆孔布置呈圓形，保證注漿充分，不留死角。路基下部跟蹤注漿，應與路基及軌面監控量測同步進行，出現異常情況及時采取相應措施。見圖14。圖14 跟蹤注漿加固示意圖3）監控量測成立專門的監測小組，加強洞22、內、洞外影響范圍內的路基與軌面沉降監測工作。（1）監測范圍及測點布設路基與軌面沉降監測在開挖面（23）B（B為毛洞寬度）處開始進行，直到開挖面后方（35）B，沉降基本停止時結束；路基沉降點按每點/10米設置，軌面沉降點按每點/5米設置。（2）監測頻率及控制目標沉降點監測頻率為4次/天；隆起量小于4mm/d，沉降量小于10mm/d，最終變形量控制在+10-20mm。（3）處理措施監測數值在允許值范圍內時，按照設計工法正常施工；監測數值超出允許值范圍時，根據現場實際情況調整工法，加密監測頻率，判斷變化趨勢，趨于穩定時，保持該工法進行施工；如調整工法后仍不能穩定變化趨勢，立即停止施工，經多方研究出可23、行方案后再進行施工。四、下穿既有鐵路線施工應急預案1、目的為應對既有鐵路線路基邊坡的大面積滑塌，軌道下沉過大、接觸網立柱等行車設備倒塌、斷裂、破損，及時采取有效措施，妥善處理事故，防止事態進一步擴大，確保鐵路既有鐵路線營運安全。2、組織機構組 長： 副組長： 組 員：3、應急處理領導小組職責1）對職工及各工班進行既有鐵路線施工日常安全教育，加強全員安全防范意識。2）按照安全生產法律、法規及當地要求檢查督促所有員工做好防護工作。發現隱患，及時預警。設置警示，搞好警戒，盡可能把災害事故消滅在萌芽狀態。3）制定并實施應急處理方案，一旦發生突發事件造成災害。除自身積極搞好搶險以外，按要求在事故發生時和24、發生后及時向有關部門（鐵路工務段、供電段、車站等）報告。爭取各部門支持和社會支援。4）負責落實鄰近既有鐵路線施工突發事件應急處理意見和防范措施。4、主要責任人及各部門職責1）應急領導小組組長對下穿既有鐵路線施工突發事件應急處理工作負總責。日常具體事物由副組長及安質部主抓，組織安全教育，監督檢查，督促事故隱患整改。如發生險情，領導小組應盡快趕到現場，采取積極措施，并保護現場，防止事態擴大或造成更大影響。2）辦公室（責任人：）（1）保障搶險用車；（2）做好信息的上傳下達工作；（3）做好后勤保障工作； 3）安質部（責任人：）（1）接到事故報告后，迅速撥打緊急電話求救，并向上級領導匯報；（2）根據規定25、程序和時限，上報事故情況；（3）派人員奔赴現場，協助現場指揮和調度；（4）負責搶險、救護時的治安工作；（5）負責協調項目部與工務段、電務段、鐵通等有關單位和部門的協調聯絡工作。4）工程部（責任人： ）（1）制定緊急情況處置預案和各項技術措施；（2）協助施工隊盡快恢復正常施工。5）保障部（責任人： ）負責搶險、救護的物資供應工作6）財務部（責任人： ）負責搶險、救護的資金供應工作7）調度（責任人：）（1）負責指揮各部門和有關施工隊的協調聯絡工作；（2）做好信息的上傳下達工作。5、應急準備1）加強職工教育，培養統一行動，協同工作的良好團隊精神。確保既有線施工突發事件發生后各項工作能協作有效運行。226、）保證項目部管區內車輛特別是管理用車處于良好狀態，保證能夠隨時投入使用當中。3）配置足夠的應急物資，以備急用。表16 應急救援器材、設備統計表序號救援器材、設備名稱數量狀態備注1指揮車2輛良好2救護車1輛良好3PC200挖掘機1臺良好4干粉滅火器20個良好5工字鋼10根良好6方木20根良好7道碴200立方米良好8洋鎬40把良好9鐵杈40把良好10發電機2臺良好11擔架2副良好12氧氣袋2只良好13鐵鍬20把良好1425t吊車1輛良好15醫藥箱2個良好4）作業工班認真做好鄰近既有線施工危險源辯識工作，對重大隱患部位重點防護，并及時采取措施補救。加強巡邏、監控，以便及時掌握現場情況。5）及時收集天27、氣信息，在洪訊多發季節，要及早采取預防措施，并在施工上要考慮鄰近既有線施工安全。6）搞好施工所在地有關情況調查，收集既有鐵路線有關單位的人員名單及聯系方式，裝訂成通訊錄，用于日常工作聯系使用。事件發生后攔停列車同時，向駐站聯絡員匯報，由聯絡員通知車站采取緊急措施工班向隊部或安質部匯報安質部向應急小組領導匯報立即組織救援局指揮部駐地監理鐵路工務段調查事故，分析原因，研究處理方案執行方案6、突發事件應急處理程序圖15 應急處理程序框圖1）事件發生后，工班及時向隊部或安質部匯報，并攔停列車，向駐站聯絡員匯報現場情況，由聯絡員通知車站采取措施。2）安質部接到通知后應及時向應急小組領導匯報，應急小組領導組織應急小組成員及搶險人員迅速到位，組織搶險救護工作。3）施工負責人立即組織搶修小組，并請車務段、工務段、電務段等相關單位協同組織搶修工作，盡快恢復列車通行，減少損失。4）設置警戒隔離地帶，加強現場看護，禁止閑雜人員圍觀，禁止一切人員進入危險區域，禁止地方老百姓進入施工現場。7、事故報告及預案的評審事故發生后，由應急領導小組會同監理單位、業主、設計單位、鐵路局等對事故發生的原因進行分析，并寫出事故情況分析報告，分析事故原因，總結經驗，防止以后再次出現類似事故。組織相關人員評審本應急預案的適應性，使以后的應急預案更加完善，遇到緊急情況等能及時處理。