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1、目 錄1、編制依據12、工程簡介12.1工程概況12.2地質特征32.3地震動參數33、施工計劃安排34、總體施工思路35、施工方案45.1大管棚超前支護施工45.2超前小導管施工75.3玻纖錨桿施工95.4雙側壁導坑法施工105.5初期支護施工176、監控量測176.1監測項目176.2監測測點布置176.3變形管理值及標準206.4監控量測方案217、交通管制方案237.1施工期間交通改道237.2施工期間交通限速238、專項防護方案23忻州隧道下穿大運高速公路施工方案1、編制依據1.1國家現行頒布的標準。1.2鐵道部現行頒布的施工規范、工程質量檢驗評定標準、試驗規程、安全規程、施工指南以2、及水保、環保行業標準等。鐵道部施工技術文件、標準、規范及施工指南表。1.3大西鐵路客運專線有限責任公司發布的新建鐵路大同到西安客運專線站前工程施工總價承包招標文件(招標編號：JS2010-013)。1.4大西鐵路客運專線有限責任公司發布的新建鐵路大同到西安客運專線站前工程施工招標答疑。1.5鐵道第三勘察設計院集團有限公司發布的新建鐵路大同到西安鐵路大同至運城段施工圖。1.6我單位對當地環境及現場踏勘資料。1.7為完成本區段工程擬投入的施工管理、專業技術人員、機械設備等資源。2、工程簡介2.1工程概況忻州隧道位于忻州市境內，進口里程DK204+580，出口里程DK207+663，全長3083m，3、為本標最長隧道，也是控制工期工程。隧道自進口至DK205+190.1位于直線上，自DK205+190.1至出口位于半徑為8000m的右偏曲線上；隧道進口至DK206+000為3的上坡，DK206+000至出口為6.16的上坡。隧道最大埋深約59m。隧道洞身DK206+734.7DK206+782.3處下斜穿大運高速公路，高速公路路面寬約25m，下穿路面長度約為34m，高速公路與隧道洞身夾角約481137。下穿處內軌頂面至公路路面高度約37m。隧道里程DK206+808.76有一聯通信號鐵塔,位于中線右側8.61m。圖1 忻州隧道下穿大運高速公路平面示意圖圖2 忻州隧道下穿大運高速公路斷面示意圖4、考慮聯通信號鐵塔在大運高速公路對隧道影響范圍內，本方案針對如何安全進行下穿大運高速公路及聯通信號鐵塔施工進行編制。2.2地質特征本區段起點位于忻州市東社村境內，多分布黃土丘陵,地形起伏較大，忻州隧道下穿大運高速公路，地面地形比較平緩，到忻州市煙村為本區段終點。表覆新黃土,黃褐色，堅硬硬塑，顆粒均勻，具大孔隙，含薄層細圓礫土和鈣質結核層，夾多層淺棕紅色古土壤層。下伏老黃土，淺棕紅色，堅硬硬塑，土體緊密，含鈣質結核層和洪積碎石類土和砂土，洞頂覆土較薄。區段沿線新黃土分布廣泛，部分具有濕陷性，局部為、級濕陷系數s=0.0170.080。2.3地震動參數根據中華人民共和國國家標準GB18306-2005、1中國地震動參數區劃圖，結合沿線地質及工程情況，本區段沿線地震動峰值加速度為0.20g（地震基本烈度度）。3、施工計劃安排根據合同工期要求和現場實際情況，編制如下施工計劃：隧道下穿高速公路工程預計從2011年3月25日開始，到2012年6月25日結束，共計3個月。4、總體施工思路忻州隧道下穿高速公路段屬于黃土淺埋段，注意隧道暗洞開挖時土體坍塌。根據現場實際情況，選擇合適的施工方案和合理的防護方案，最大限度的減少對土體的擾動，充分利用其自身的穩定性，是安全快速下穿高速公路施工的關鍵。總體施工方案:1、在206+810DK206+820段預留長管棚工作室，工作室比正常隧道擴挖1米，以保證159mm6、大管棚施工作業空間。2、隧道里程DK206+710DK206+810段，拱部部150范圍內，一次性打入一環159大管棚進行超前加強支護，大管棚長100m，t=9mm，環向間距40cm。3、DK206+710DK206+810段拱部140范圍內設置42mm小導管超前支護，小導管長6m,t=3.5mm，環向間距30cm。超前小導管配合鋼架使用，每3m（5榀）施做一環，縱向搭接長度不小于3.0m。4、玻纖錨桿垂直打入掌子面進行加固，玻纖錨桿長12m，錨桿間距60cm80cm（水平豎向），每8m一環，搭接長度4m。5、隧道DK206+710DK206+810采用雙側壁導坑法施工，施工時加強監控量測，及7、時施做初期支護和二次襯砌。6、雙側壁導坑左、右上臺階鋼拱架拱腳處用角鋼和鋼板制作大拱腳，增大受力面積。7、洞身開挖后拆除臨時支護噴混凝土及鋼架。一次拆除的長度控制在6m以內。8、仰拱開挖控制在23m，仰拱距掌子面距離控制在20m以內；二襯一次施作46m，二襯距掌子面距離控制在35米以內。5、施工方案5.1大管棚超前支護施工（一）大管棚設計（1）設計參數： 導管規格：長度100m，外徑159mm，壁厚9mm,套管200*6mm； 管距：環向間距40cm； 外插角：外插角2； 注漿材料：M20水泥漿或水泥砂漿； 設置范圍：拱部150范圍；圖3 超前大管棚正面設計示意圖圖4 超前大管棚構造示意圖（28、） 施作導向墻DK206+820DK206+810設置工作間,工作間長10m，擴挖1m。 模筑混凝土護拱作為長管棚的導向墻，在開挖輪廓線以外施作，斷面尺寸為長厚（1.0m0.8m），護拱內埋設鋼架支撐。導向墻要保證其基礎穩定性。 孔口管200*6鋼管作為管棚的導向管，它安設的平面位置、傾角、外插角的準確度直接影響管棚的質量。用全站儀在工字鋼架上定出其平面位置；外插角。導向管應牢固焊接在工字鋼上，防止噴射混凝土時產生位移。 （3）搭鉆孔平臺安裝鉆機 鉆機平臺用鋼管腳手架搭設，搭設平臺應一次性搭好，鉆孔由潛孔鉆機由高孔位向低孔位進行。 平臺要支撐于穩固的地基上，腳手架連接要牢固、穩定，防止在施鉆時9、鉆機產生不均勻下沉、擺動、位移而影響鉆孔質量。 鉆機定位：鉆機要求與已設定好的導向管方向平行，必須精確核定鉆機位置。反復調整，確保鉆機鉆桿軸線與導向管軸線相吻合。（4）鉆孔 為了便于安裝鋼管，鉆頭直徑采用185mm。 土質較好的可以一次成孔。鉆進時產生坍孔、卡鉆時，需補注漿后再鉆進。 鉆機開鉆時，應低速低壓，待成孔10m后可根據地質情況逐漸調整鉆速及風壓。 鉆進過程中經常用全站儀測定其位置，并根據鉆機鉆進的狀態判斷成孔質量，及時處理鉆進過程中出現的事故。 鉆進過程中確保動力器、扶正器、合金鉆頭按同心圓鉆進。 認真作好鉆進過程的原始記錄，及時對孔口土塊進行地質判斷、描述，作為洞身開挖時的地質預測10、預報參考資料，從而指導洞身開挖。（5）清孔驗孔 用地質巖芯鉆桿配合鉆頭進行反復掃孔，清除浮土，確保孔徑、孔深符合要求，防止堵孔。 用高壓風從孔底向孔口清理鉆渣。 用經緯儀、全站儀等檢測孔深、傾角、外插角。（6）安裝管棚鋼管 鋼花管在專用的管床上加工好絲扣，導管四周鉆設孔徑1016mm注漿孔(鋼花管尾部1.1m內不鉆孔)，孔間距15cm，呈梅花型布置。管頭焊成圓錐形，便于入孔。 棚管頂進導向跟管鉆進法工藝，鋼管分節，車公絲扣和母絲扣，管棚絲扣連接成整體，在轉頭帶動下，一次轉進成型。 接長鋼管應滿足受力要求，相鄰鋼管的接頭應前后錯開。同一橫斷面內的接頭數不大于50%，相鄰鋼管接頭至少錯開1m。（711、）注漿 安裝好有孔鋼花管即對孔內注漿，漿液由ZJ-400高速制漿機拌制。 注漿材料：注漿材料為M20水泥漿或水泥砂漿。 采用注漿機將砂漿注入管棚鋼管內，初壓0.51.0MPa，終壓3MPa，持壓15min后停止注漿。 注漿量應滿足設計要求。（二）施工控制要點（1）鉆孔前，精確測定孔的平面位置、傾角、外插角，并對每個孔進行編號。（2）設計鉆孔外插角2。施工中應嚴格控制鉆機下沉量及左右偏移量。（3） 嚴格控制鉆孔平面位置，管棚不得侵入隧道開挖線內，相鄰的鋼管不得相撞和立交。（4） 經常量測孔的斜度，發現誤差超限及時糾正，至終孔仍超限者應封孔，原位重鉆。（5）掌握好開鉆與正常鉆進的壓力和速度，防止斷12、桿。（三）勞動力組織鉆機操作工35人，管棚加工2人，鋼管頂進6人，注漿6人。（四） 機具配備結合正常施工需要，管棚施工機械設備配置如下：管棚鉆機2臺、電動空壓機2臺、注漿機2臺、ZJ-400高速制漿機1臺、混凝土拌合站一座、混凝土振動棒4個、J3G-400A型型材切割機1臺、型鋼彎制機1臺、BX1400型交流弧焊機4臺、砼攪拌運輸車1輛、ZLC50C裝載機1輛。5.2超前小導管施工（一） 超前小導管設計超前小導管配合型鋼鋼架使用，每3m（5榀）施作一環，其縱向搭接長度不小于3m。超前小導管設計參數：（1）超前導管規格：符合設計要求；（2）小導管環向間距30cm；（3）傾角：外插角35，可根據實13、際情況調整；（4）設置范圍：拱部150范圍。（二） 超前小導管施工施工工藝流程見圖5。地質調查現場試驗效果檢查制定施工方案進行施工施工準備設備準備管材加工材料準備噴砼封閉掌子面機具準備拱部放樣布孔風槍或煤電鉆成孔清 孔插入小導管注漿隧道開挖砂漿準備圖5 超前小導管施工工藝流程圖（四） 小導管安裝（1）測量放樣，在設計孔位上做好標記，用鑿巖風槍鉆孔，孔徑較設計導管管徑大20mm以上。 （2）成孔后，將小導管按設計要求插入孔中，或用鑿巖機直接將小導管從型鋼鋼架上部、中部打入，外露20cm支撐于開挖面后方的鋼架上，與鋼架共同組成預支護體系。（五） 注漿異常現象處理（1）串漿時及時堵塞串漿孔。（2）泵14、壓突然升高時，可能發生堵管，應停機檢查。（3）進漿量很大，壓力長時間不升高，應重新調整砂濃度及配合比，縮短膠凝時間。（六）勞力、機具設備的配置超前小導管每環設計間距為40cm，每工班鉆孔及注漿施工人員不宜少于10人，施工中應根據現場情況及時調整。結合客運專線大斷面隧道的特點，每工班施工機具配置如下：KBY-50/70注漿泵1臺、煤電鉆10臺、氣焊機2臺、BX1-500電焊機1臺。5.3玻纖錨桿施工（一） 玻纖錨桿設計玻纖錨桿垂直打入掌子面，每8米施作一環，搭接4m。玻纖錨桿設計參數：（1）玻纖錨桿規格：FL307，長12m。（2）玻纖錨桿間距：60cm80cm（水平豎直）。（3）傾角：垂直打入15、掌子面。（4）注漿材料：純水泥漿。（二） 玻纖錨桿施工玻纖錨桿施工工藝流程：施工準備在掌子面上標記鉆孔位置鉆孔插入玻纖錨桿孔中注入砂漿、待強質量檢查不合格補強措施結束清孔合格檢查圖6 玻纖錨桿施工工藝流程圖(1)鉆孔:首先在掌子面標記出鉆孔位置，間距60cm80cm（水平豎直），允許偏差100mm。用鉆機進行鉆孔，不得有水作業，孔徑50mm；鉆孔深度為12m，允許偏差為50mm。(2)清孔：錨桿孔鉆好后用壓風吹掃錨孔內浮塵。(3)插入玻纖錨桿:用安裝機具將玻纖錨桿插入，安裝過程中扭矩不得大于34Nm。（4）注漿：玻纖錨桿注純水泥漿，水灰比1:1。注漿壓力為0.51Mpa，由現場試驗確定。注漿采16、用壓力與注漿量雙重控制：檔案錨桿當注漿量大于0.326m，注漿壓力大于0.5Mpa時可結束注漿；當注漿壓力大于1.2Mpa，注漿量大于0.009m時可結束注漿。（5）對掌子面進行開挖時將玻纖錨桿外露部分切斷以方便施工。5.4雙側壁導坑法施工（一）雙側壁導坑法施工工序說明圖如下：圖7 雙側壁導坑法施工工序斷面圖圖8 C節點詳圖圖9 雙側壁導坑法施工工序平面圖10 雙側壁導坑法施工工序平面圖11 雙 側 壁 導 坑 法 施 工 工 序 縱 斷 面圖12雙側壁導坑法施工工藝流程圖（二）雙側壁導坑法施工步驟：（1）A.利用上一循環架立的鋼架施作隧道超前支護。 B.開挖部。 C. 噴5cm厚混凝土封閉掌17、子面。 D.施作部導坑周邊的初期支護和臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，架立I25a鋼架及I25a臨時鋼架，并設鎖腳錨管，安設I25a橫撐。為減小沉降，部鋼架采用角鋼和鋼板制作大拱腳，見圖8。（2）A.在滯后于部一段距離之后，開挖部。B.導坑周邊部分初噴4cm厚混凝土。C.架立I25a鋼架及I25a臨時鋼架，并設鎖腳錨管。（3）A.利用上一循環架立的鋼架施作隧道超前支護。B.開挖部并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護,步驟及工序同。（4）開挖部并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護,步驟及工序同。（5）A.利用上一循環架立的鋼架施作隧道超前支護。B.開挖部。C.架立I25a鋼架及I25a臨時鋼架，復噴18、射混凝土至設計厚度。D.噴5cm厚混凝土封閉掌子面。E.導坑周邊部分初噴4cm厚混凝土,架立拱部I25a鋼架。（6）A.利用上一循環架立的鋼架施作隧道超前支護。B.開挖部并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同。（7）A.開挖部。B.導坑底部初噴4cm厚混凝土，安設I25a鋼架使鋼架成環，復噴混凝土至設計厚度。（9）逐段拆除靠近二次襯砌68m范圍內兩側壁底鋼架單元。（10）灌注部仰拱及隧底填充（仰拱與隧底填充分次施作）。（11）A.根據監控量測結果分析，待初期支護收斂后，拆除I25a臨時鋼架及臨時橫撐。B.利用襯砌模板臺車一次性灌注部襯砌（拱墻襯砌砼同時施作）5.5初期支護施工初期支護19、緊跟開挖面及時施作，以減少圍巖暴露時間，抑制圍巖變形，防止圍巖在短期內松弛剝落。鋼架采用I25a型鋼，鋼架間距0.6m，臨時支撐采用I25a工字鋼；鎖腳錨管為42鋼管，長度4m，插入角為：2根15，2根30；鋼筋網為8鋼筋，尺寸2020cm；錨桿為全螺紋砂漿錨桿長度3.5m，間距環向縱向（1.2m1m）； C25噴射混凝土，厚度0.35m。6、監控量測 忻州隧道下穿大運高速公路段施工設計地表沉降控制標準為0.02m，監控量測在此段施工過程中尤為重要。6.1監測項目根據招標文件、設計資料以及現場實際情況，本標段在下穿大運高速公路施工過程中需對場區內及周圍環境進行日常的常規監測主要有：地表沉降、隧20、道拱頂下沉及水平收斂等。各種觀測數據相互印證，確保監測結果的可靠性，合理確定施工參數提供依據，達到反饋指導施工的目的。6.2監測測點布置（1）監測測點布置原則為：觀測點類型和數量的確定結合本工程性質、地質條件、設計要求、施工特點等因素綜合考慮，并能全面反映被監測對象的工作狀態。為驗證設計數據而設的測點布置在設計中最不利位置和斷面上，為結合施工而設計的測點，布置在相同工況下的最先施工部位，其目的是及時反饋信息、指導施工。（2）表面變形測點的位置既要考慮反映監測對象的變形特征，又要便于應用儀器進行觀測，還要有利于測點的保護。埋測點不能影響和妨礙結構的正常受力，不能削弱結構的剛度和強度。在實施多項內21、容測試時，各類測點的布置在時間和空間上應有機結合，力求使一個監測部位能同時反映不同的物理變化量，找出內在的聯系和變化規律。根據設計預先布置好各監測點，以便監測工作開始時，監測元件進入穩定的工作狀態。如果測點在施工過程中遭到破壞，應盡快在原來位置或盡量靠近原來位置補設測點，保證該測點觀測數據的連續性。（3）沿線路縱向布設9個觀測斷面（斷面與高速公路平行），其中高速公路中線兩側沿隧道方向各15米范圍內3個斷面為A類斷面，其余6個斷面為B類斷面（詳見圖13-1）。A類斷面：隧道中心線兩側15米范圍內每3m布一點，15米之外每5米布一點，斷面共計布點25個。B類斷面：隧道中線兩側50米內布點，間距5m22、，斷面共計布點21個。用沖擊鉆在地表鉆孔，然后放入長200300mm，直徑2030mm的圓頭鋼筋，四周用水泥砂漿填實。洞內水平收斂、拱頂下沉點布置在同一里程上（布置位置如下圖所示）。施工到此范圍內要增加觀測頻率。圖131 忻州隧道下穿大運高速公路段監控量測斷面平面示意圖圖132 A類斷面地表下沉量測斷面布置圖圖133 B類斷面地表下沉量測斷面布置圖圖14洞內沉降、水平收斂量測布置圖6.3變形管理值及標準表2 洞內變形管理值開挖階段極限值(mm)警戒值(mm)日變形速率(mm/d)超過警戒值的工程措施左上、右上臺階1682.4(1)加設超前小導管(2)加設開挖面穩定錨桿(3)增加外側壁錨桿(4)23、增加內側壁錨桿(5)加設仰拱(6)縮短循環進尺左下、右下臺階8102.4(1)加設超前小導管(2)加設開挖面穩定錨桿(3)增加外側壁錨桿仰拱閉合422.4加設仰拱錨桿 地表沉降警戒值按下階段通過的高速公路路面控制標準制定，以使試驗結果可直接用于下穿大運高速公路的施工。為確保高速公路行車安全，并制定合理沉降坡度，其路面沉降管監測理值。（2）地表沉降監測管理值表3 地表沉降監測管理值項目離隧道中心線距離(m)警戒值(mm)安全值(mm)極限值(mm) 1 -20 1.5 1 2 2 -10 8 4 10 3 -5 14 7 18 4 0 16 8 20 5 5 14 7 18 6 10 8 4 124、0 7 20 1.5 1 2 9日變形速率 4.8 6 8（3）變形速率(加速度)管理標準 變形速率分為日變形速率(R)、日變形加速度(A)與月變形速率。表4 日變形速率管理標準項目變形加速度初支狀態判斷1A0趨于不穩定預期出現問題表5 月變形速率管理標準項目月變形速率初支狀態判斷10-1穩定初支整體穩定完成21-2趨于不穩定持續測量32-3潛變中考慮后續補強措施44不穩定采取必要補強措施6.4監控量測方案（1）地表沉降監測A.基點埋設：基點應埋設在沉降影響范圍以外的穩定區域，并且應埋設在視野開闊、通視條件較好的地方；基點數量根據需要埋設，基點要牢固可靠。B.沉降測點埋設：混凝土樁埋設在凍結線25、以下0.5米，直徑2030mm的圓頭鋼筋，四周用混凝土填實。C.測量方法：觀測方法采用精密水準測量方法。基點和附近水準點聯測取得初始高程。觀測時各項限差宜嚴格控制，每測點讀數高差不宜超過0.3mm，對不在水準路線上的觀測點，一個測站不宜超過3個，超過時應重讀后視點讀數，以作核對。首次觀測應對測點進行連續兩次觀測，兩次高程之差應小于1.0mm，取平均值作為初始值。（2）隧道拱頂沉降及水平收斂監測 測量儀器：收斂計或全站儀Leica TCRA1201+、Leica反射片。 監測實施方法全站儀法：A.基點及測點埋設：基點埋設在受施工擾動的范圍以外的結構物上。測點布設在管片上的設計位置，測點為長10c26、m的角鋼，用膨脹螺栓固定在初期支護表面上，反射片（4040mm）附在角鋼上。觀測點埋設如圖10所示。收斂儀法:A.收斂量測元件：如下圖所示，掛鉤用直徑6mm的圓鋼做成等邊三角形。B.當收斂計在處于測試狀態的時候，一定要使儀器的彈簧處于正常的受拉變形狀態之下，而不是在受壓迫性或非正常受拉的狀態之下，每次量測務必讀三次數，然后取平均值作為最后的數值。圖15 隧道收斂測點示意圖注意在每次量測之前，務必認真對所使用的收斂計進行檢查，查看每個構件是否發生了松動或者變形，如發現儀器損壞，立即進行更換,另外，還需要對溫度計進行檢查，看是否準確。收斂量測元件的埋設也是保證量測精度的關鍵。元件不要焊接到鋼構件上27、，要牢固地預埋在圍巖中。7、交通管制方案圖16交通管制示意圖7.1施工期間交通改道1、施工忻州隧道DK206+820DK206+756.5時：對大運高速公路GK677+608GK677+808段、車道進行封閉，、車道通行。2、施工忻州隧道DK206+756.5DK206+700時：對大運高速公路GK677+608GK677+808段、車道進行封閉，、車道通行。根據實際需要拆除大運高速公路隔離帶。7.2施工期間交通減速限速 大運高速公路兩端在GK677+208和 GK678+208設置減速牌。 大運高速公路GK677+208GK677+608;GK677+808GK678+208每隔50m設置警28、示牌，標明“因施工前方XX米處換道行駛、因施工前方xx米處限速15km/h”。 大運高速公路GK677+608GK677+808段慢行，限速15km/h。8、專項防護方案（1）嚴格按照設計、施工組織設計及專項方案進行施工，確保施工質量，進而保證施工安全。（2）嚴格控制每循環進尺，每循環進尺0.6m。（3）加強圍巖監控量測，及時反饋信息，指導施工，特別是洞頂路面沉降觀測。發現異常情況，立即停止開挖，并采取加固措施，待隧道穩定后方可進行施工。（4）派專職聯絡員在下穿路段值班，并配備對講機，及時將車輛的運行情況通報工地；施工現場設防護員負責與值班聯絡員聯絡，并將信息及時通報，確保工程安全有序進行。（5）隧道要遵循“短進尺、快封閉”的施工原則。待仰拱施工完畢封閉成環后，安排拆除臨時支撐。（6）在高速公路路面進行監控量測時，在距量測地點前后500m處設置警示標志，確保量測人員的人身安全。（7）與公路部門保持緊密聯系，萬一洞內發生滑塌、下沉等異常情況時，應立即通知高速公路管理部門，對公路執行必要的交通疏解。 （8）制訂實施方案，施工中嚴格按照批準的時間、方案和安全措施進行施工，不得擅自變更施工方案。