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1、中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部官子溝隧道洞口施工方案中國中鐵隧道集團-1-官子溝隧道洞口施工方案一、工程概況龍華山隧道為單洞雙線，總長 725m，洞身圍巖級別為級；本隧道位于呂梁山西坡黃土高原梁峁區，溝壑縱橫，植被稀疏，地形起伏較大，隧道進出口均為黃土覆蓋。隧道起訖里程為DK261+365 DK262+090，進口明洞為 5 米，出口無明洞。二、進出口地質情況進口 DK261+370 DK261+476段頂部及邊墻為老黃土，底部為呈壓密結構的粗圓礫土；出口DK262+090 DK261+948段洞頂邊墻及基底均為呈壓密結構的粗圓礫土。三、洞口施工方案1、進洞前準備工作進洞前準備工作主要為施工便2、道、水、電、管路和管線的拉通，施工場地、生活設施等臨建的布設。施工便道，場地等臨建工作遵循因地制宜，不破壞原地形地貌及不造成人為擾動、偏壓的原則進行。詳見官子溝隧道出口場地布置圖。2、輔助進洞方案截水天溝。進洞施工前首先完成洞頂臨時截水天溝的施工。臨時截水天溝位于邊仰坡開挖輪廓線10m外。臨時截水天溝采用截面尺寸如圖1。超前大管棚施工。根據官子溝隧道進出口地質情況及設計圖，該隧道進出口輔助進洞方式均采用30m長108mm 大管棚預加固。施工順序：施作砼套拱鉆機就位鉆孔掃孔插入鋼管孔口密封處理噴砼封閉管棚鋼管注漿。中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-2-1）3、大管棚參數鋼管規格：1086mm 無縫鋼管。鋼管環向間距及根數：按3 根/m 布置，總 42 根。圖 1 臨時截水天溝截面圖管棚分段安裝,每段長 4m 6m,兩段之間絲扣連接。導管上鉆注漿孔，孔徑1016mm，間距 15cm呈梅花型布置，導管尾部留有不鉆孔的止漿段110cm；鉆孔的外插角：鋼管軸線與襯砌外緣線夾角13；注漿材料：采用 1：1（重量比）水泥漿液，注漿壓力為 0.52Mpa，注漿結束后用 M7.5 水泥砂漿充填導向鋼管。鋼架采用二榀 20a 型工字鋼，間距 50cm。2）大管棚施工工藝超前大管棚施工工藝流程見下圖“超前大管棚施工工藝流程圖”。3）套拱施工待洞口邊仰披開挖，支護到明洞4、初砌外輪廓線時，預留核心土，測量人員在坡面上定出中線拱頂高度，套拱位置線，橫向十字線，然后開挖兩側套拱位置的土體，邊開挖邊支護至邊墻底高度以后，漿砌套拱基礎，施中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-3-做完后在明暗洞交界處往里架立二榀20a型鋼鋼拱架，間距 50cm，每榀鋼架用拉桿拉緊，防止傾倒，必要時在拱頂拱腰坡面上兩側打施做完后在明暗洞交界處往里架立二榀20a型鋼鋼拱架，間距 50cm，每榀鋼架用拉前期準備(測量放線和場地平整)管棚施工作業平臺或操作間套拱施工導向架導向管下管綜合檢查注漿封口大管棚加工不合格鉆機就位、鉆孔補孔、下管合格注漿封口砼生產鋼筋加5、工超前大管棚施工工藝流程圖桿拉緊，防止傾倒，必要時在拱頂拱腰坡面上兩側打錨桿，將最前面一榀拱架焊在錨桿上拉緊，緊貼掌子面施作，具體見圖2圖 5、I-I剖面圖。在鋼支撐上以設計大管棚間距安裝140mm，長 1m的孔口導向鋼管，必須用儀器仔細精確無誤地檢查其中線，方面與水平，確保導向良好，與管棚位置方向一至，用水泥紙或其他東西將孔口管封堵，防止漿液流入將孔口管堵塞，人工立模擋頭板用鋼筋拉桿拉緊，外模用鐵線拉在襯砌拱架上，拱腰以下要用斜掌支于側面上，完后澆注 100cm厚的 C20砼包裹鋼支撐和導向管。套拱完成后，噴射C20砼 10cm厚封閉周圍坡面，作為注漿時的中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山6、隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-4-止漿墻。中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-5-中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-6-4）導管加工加工 4m、6m兩種規格的管；為使鋼管對接，鋼管兩端分別加工成公、母絲扣，絲扣長 15cm,絲扣牙距 5mm，管壁加工間距為 1515 cm 的1016mm 注漿孔，梅花型布置，以利于漿液通過管壁孔擴散到地層中，如圖6圖 7、圖 8。安裝同孔導管時將4m 6m管間隔裝入孔中，相臨兩孔絲扣連接處相互錯開。導管內插加勁鋼筋籠，主筋4 根，直徑 22，固定環采用42（壁厚 3.5mm）7、熱軋無縫鋼管制作，每段長3cm，間距 50cm，與主筋中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-7-之間焊接。見圖 10。5）測定孔位用全站儀精確測定鉆孔孔位，并用紅油漆標注在掌子面上。6）導向管的安裝為使大管棚安裝在設計的位置，鉆機施鉆時要按設計的角度鉆孔，故鉆孔前需安裝導向管。7）鉆機就位將鉆機安放在施鉆平臺上，調整好高度、鉆桿的傾角和方位角，然后將鉆機牢固固定在施鉆平臺上，檢查各管線和連接件是否正確。8）鉆孔將鉆頭和鉆桿穿過導向管，對準已作好標記的孔位孔心，慢慢開動鉆機，注意鉆孔應平直，孔底偏差距離小于鉆孔的半徑。用螺旋鉆桿配三翼鉆頭，干式鉆進成孔。鉆孔直8、徑：120125mm；鉆孔平面誤差不大于50mm；孔斜控制措施：導向管導向；為了能順利下管，成孔后再進行掃孔，順通孔道。大管棚施工完成后，成傘形輻射狀。10）安裝大管棚大管棚安裝時用鉆機頂進，鋼管間為絲扣連接，用自由鉗旋轉擰緊，相鄰兩孔的鋼管接頭要相互錯開。頂進鋼管時要保證導管的傾角和方位角與鉆孔鉆桿前進的傾角和方位角一致。最好在鉆完一個孔后不要移動鉆機，立即將該孔的導管頂入孔內，安裝好導管后，再移開鉆機進行下一孔的鉆進。11）注漿安裝好有孔鋼花管、放入鋼筋籠后即對孔內注漿，漿液由ZJ-400高速制漿機拌制。注漿材料：注漿材料為1:1 水泥漿液（重量比）。水泥漿注漿參數根據現場試驗情況進行調整9、。采用注漿機將水泥漿注入管棚鋼管內，初壓0.5 1.0MPa，終壓中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-8-2MPa，持壓 15min 后停止注漿。停止注漿時，關上止漿閥門，打開泄壓閥，待管內壓力降為 0 后，關上泄壓閥，同時將吸漿管放進旁邊早已準備好的清水中，開動注漿機及時清洗管路。注漿量應滿足設計要求，一般為鉆孔圓柱體的1.5 倍；若注漿量超限，未達到壓力要求，應調整漿液濃度繼續注漿，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙充填飽滿。注漿時先灌注“單”號孔，再灌注“雙”號孔。12）注漿要求注漿前用清水試壓管路，檢查管路是否連接緊密，如有問題及時處理。排氣管要通到底10、，以防孔內壓注空氣漿液不能注到孔底。對于單孔在注漿結束后，迅速拔除注漿管，并立即用M20砂漿閉孔口止漿，是完成注漿的標志。四、洞口段正洞開挖、支護施工隧 道 圍 巖 為 級。進 口 DK261+370 DK261+476 段 和 出口 出 口DK262+090 DK261+948段用三臺階臨時仰拱法（詳見附圖4-14-3）施工。超前大管棚段預支護見示意圖210。進口 DK261+370 DK261+400段加設不注漿超前小導管；出口 DK262+090 DK262+060(30m大管棚范圍)段加設超前密排小導管。1、三臺階臨時仰拱法工序橫斷面見圖4-1。2、三臺階臨時仰拱工法工序縱斷面見圖4-11、2。3、三臺階臨時仰拱工法工序平面見圖4-3。4、不注漿超前小導管適用于進口 DK261+370 DK261+400段黃土地層。超前小導管采用外徑42mm，壁厚 3.5mm，長 350cm的熱軋無縫鋼管，中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-9-鋼管前端呈尖錐狀。鋼管與襯砌中線平行，以外插角10 o15 o打入拱部圍巖；鋼管環向間距30cm。超前小導管設計見圖4-5。圖 4-4 小導管構造圖圖 4-5 不注漿超前小導管正面設計示意圖中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-10-圖 4-6 不注漿超前小導管架設位置示意圖（1）12、小導管加工見圖 4-4 小導管構造圖。（2）超前小導管施工工藝流程施工流程：測量放樣鉆孔清孔鋼管插入封口與鋼架或錨桿焊接。見下圖 4-7“不注漿超前小導管施工工藝流程圖”。（3）施工方法1）測量放樣按設計要求，在掌子面上準確畫出本循環需施設的小導管孔位。2）鉆孔小導管在打孔前，按設計要求劃出小導管的位置，并標明清楚。采用鑿巖風鉆打孔，成孔直徑 45mm 47mm，孔口鉆眼偏差小于50mm，孔眼長度大于小導管長度，然后將小導管打入，小導管打入后用高壓風將小導管內砂石等吹出。小導管尾部置于鋼架腹部，增加共同支護能力。小導管安裝后用塑膠泥封堵導管外邊的孔口及圍巖裂隙。3）鋼管插入及孔口密封處理鋼管由13、用鉆機頂進，頂進鉆孔長度不小于90%管長。鋼管末端除焊上擋圈外，再用膠泥麻筋纏箍成楔形，以便鋼管頂進孔后其外壁與孔巖壁間隙堵塞嚴密。鋼管搭接長度不小于100cm，并與鋼支撐焊接在一起。鋼管中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-11-頂進時，注意保護管口不受損變形。見圖 4-6 超前小導管架設位置示意圖。圖 4-7 超前小導管施工工藝流程圖5、超前密排小導管超前密排小導管應用于出口DK262+090 DK262+060(30m大管棚范圍)級加強地段,超前小導管應和鋼架配合使用,從鋼架斷面腹部穿過。導管設計參數：1）材料：42鋼管、厚 3.5mm 的熱軋無縫鋼管14、。為便于超前小導管插入圍巖內，鋼管前端宜做成尖錐狀，尾部焊上箍筋;2）間距：鋼管環向間距為 30cm，縱向每隔三榀格柵施作一環，相鄰兩排的水平投影搭接長度不小于150cm;3）外插角：鋼管外插角分別采用30和10交錯布置。小導管注漿一般采用水泥砂漿。若出現富水地帶時采用水泥-水玻璃漿液，注漿參數設計如下：1）當采用水泥漿液時，水灰比可采用0.5：12：1;2）當采用水泥-水玻璃漿液時，應根據膠凝時間配置。一般水泥漿測量定位鉆孔打入小導管封管口小導管加工開挖中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-12-液的水灰比為 0.8:1 1.5:1;水玻璃濃度為 304015、Be,水泥漿與水玻璃的體積比宜為 1：11：0.5.3）注漿壓力：0.5 1.0MPa.4）具體注漿參數應通過現場試驗最終確定。5）配制漿液時應防止雜物混入,配制好的漿液應在規定時間內注完,隨配隨用。小導管施工要求；1）小導管安設一般采用鉆孔打入法，即先按設計要求鉆孔，鉆孔直徑比鋼管直徑大 35mm，然后將小導管穿過鋼架，用錘擊或鉆機頂入，頂入長度不小于鋼管長度的90%，并用高壓風將鋼管內的砂石吹出;2）小導管安設后應對開挖工作面進行噴混凝土封閉，厚度為1015cm。封閉范圍為開挖工作面及臨近開挖工作面3m 范圍的環向開挖面。3）隧道的開挖長度應小于小導管的預支護長度，預留部分作為下一次循環的16、止漿墻;4）注漿前應進行壓水試驗，檢查機械設備是否正常，管路連接是否正確，為加快注漿速度和發揮設備效率，可采用群管注漿（每次 35根）;5）當壓力達到設計注漿終壓并穩定1015min,注漿量達到設計注漿量的80%時,可結束該孔注漿。6）注漿過程中要隨時觀察注漿壓力及注漿泵排漿量的變化，分析注漿情況，防止堵管、跑漿、漏漿。做好注漿記錄，以便分析注漿效果。具體施工布置見示意圖4-8。中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-13-圖 4-8 超前密排小導管設計示意圖中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-14-中鐵二十五局贛龍鐵路工17、程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-15-中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-16-中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部官子溝隧道洞口施工方案中國中鐵隧道集團-17-4、三臺階臨時仰拱法施工要點采用人工配合小型機械（如0.5m3挖掘機）開挖，盡量減少對隧道輪廓線外地層的擾動，并預留核心土，拱頂預留沉降量為20cm。臺階步距控制在46m。中下臺階一側開挖支護完達兩小時后才能開挖另一側，且縱向距離左右錯開23m。開挖后要及時掛網、架設鋼拱架、打鎖腳錨管及砂漿錨桿（邊墻）、噴射 C25砼。開挖下部臺階前，先施工上部臨時仰拱。臨時仰拱采用 I16 工字鋼18、，噴射 20cm厚 C25砼。仰拱封閉緊跟中臺階，據開挖面距離不能超過40m。施工過程遵循“弱開挖、強支護、快封閉、早成環、勤量測“的原則。5、施工注意事項監控量測要及時，并作必要的數據分析處理，真實反應實際情況。具體見第五節“洞口段監控量測方案”。鎖腳錨管設計為每節點兩根，但考慮到洞口段圍巖軟弱，土體壓力大易變形，故鎖腳錨管施工按每節點4 根設置。鋼拱架連接板要保證密貼、螺栓緊固。每榀鋼拱架在洞外場地提前試拼編號后再進入洞內安裝。五、洞口段監控量測方案1、點位布設拱頂下沉量測點在初期支護完成前在隧道圍巖中施做，用風鉆鑿40mm、深 200mm 的孔，用錨固劑填滿再插入測點固定桿，待砂漿凝固后19、即可進行量測工作。拱頂下沉點和凈空變化點應布置在同一斷面內。支護結構施工時要注意保護觀測點，一旦發現測點被埋或損毀，要盡快重新設置，保證量測數據不中斷。拱頂下沉量測測點，一般布置在拱頂中部，根據圍巖級別不同，布設位置及數量也相應變化。水平收斂（周邊位移）量測斷面相應里程處，布設一個量測斷面，且與拱頂下沉觀測點在同一量測斷面上。測點用風鉆打眼埋設好固定桿，并在外露桿頭設掛鉤。測點大小適中。支護結構施工時要注意保護觀測點，一旦發現測點被埋或損毀，要盡快重新設置，保證量測數據不中斷。水平收斂量測測點，布置在兩側拱腰。中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-18-地表20、下沉量測。地表沉降測點應在隧道開挖前布設。地表沉降測點和隧道內測點應布置在同一斷面里程，縱向間距為5m，地表橫向間距 3.6m，每斷面 6 點。見下示意圖。進口觀測點布置里程為DK261+380、DK261+385、DK261+390、DK261+395、DK261+400、DK261+405、DK261+410。2、點位的數量及斷面間距具體如下表圍巖級別斷面間距（m）每斷面測點數量凈空變化拱頂下沉510 12 條基線13 點洞口段采用臺階法開挖，凈空變化測點數按特殊地段要求布設，即每臺階一條水平測線，兩條斜側線。3、點位布設示意圖4342基線1隧道中線1基線2內軌頂面線水平收斂量測布點示意圖21、觀測樁點。45平均6*3.6=21.6m地表下沉橫向測點布置示意圖中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-19-測點測點測點拱頂下沉量測點布置示意圖4、量測頻率量測頻率由兩種因素確定，原則上采用較高的頻率值按距開挖面距離確定的監控量測頻率監控量測斷面距開挖面距離（m）監控量測頻率（01）B 2 次/d（12）B 1 次/d（25）B 1 次/2 3d 5B 1 次/7d 注：B為隧道開挖寬度 11.36m。按位移速度確定的監控量測頻率位移速度（mm/d）監控量測頻率5 2 次/d 15 1 次/d 0.5 1 1 次/2 3d 0.2 0.5 1 次/3d 022、.2 1 次/7d 5、量測數據的處理與反饋（1）量測數據整理、分析與反饋應符合下列要求：中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-20-每次量測后應及時進行數據整理，并繪制量測數據時態曲線和距開挖面關系圖。對初期的時態曲線應進行回歸分析，預測可能出現的最大值和變化速度。數據異常時，應根據具體情況綜合評價設計施工措施，加強監控量測，必要時采取相應工程對策或暫停施工采取相應工程對策。（2）圍巖穩定性的判別根據位移變化速度判別：凈空變化速度持續大于5.0mm/d時，圍巖處于急劇變形狀態，應加強初期支護系統。凈空變化速度小于0.2mm/d時，圍巖達到基本穩定。根據位移23、時態曲線（圖4-2）的形態來判別：u(mm)t(d)正 常 曲 線u(mm)t(d)反 常 曲 線ab圖 6-1 位移 u-時間 t 的關系曲線圖當圍巖位移速率不斷下降時（du2/d20），圍巖進入危險狀態，必須立即停止掘進，加強支護。六、施工安全措施1、作業班組負責人在每班開工前，應進行班前安全講話，想作業人員強調安全注意事項。2、進入施工現場的所有人員，必須按規定佩戴相應的勞動防護用品。3、洞口開挖及支護前，要先清理洞口上方及側方可能滑塌的表土、灌木及山坡危石危土等疏通流水溝渠，排除積水。特別上洞口段頂部積水坑和漏水斗一定要平整以砂漿封堵。中鐵二十五局贛龍鐵路工程指揮部龍華山隧道進口洞口施工方案中國中鐵隧道集團-21-4、及時施作洞口邊、洞頂天溝。為不使遇水沖刷坡面，應隨挖隨砌。5、洞口土石方開挖必須按設計要求進行邊、仰坡放線，自上而下分層開挖，分層支護。嚴禁掏底開挖或上下重疊開挖。6、洞口設安全欄桿，并掛安全標識。7、在施工便道進入料場及生活區交匯位置設置路卡，專人值班登記，防止非施工人員進入作業區域。隧道洞口設專人值班，建立隧道進出人員動態管理制度。8、制定防火責任制度，配備消防器材于洞口值班室旁。9、高處作業和臨時用電應遵守安全技術交底執行，及遵守有關規定。