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1、目 錄1 工程概況21.1工程簡介21.2 地質(zhì)概況21.3 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)21.4水文地質(zhì)21.5不良地質(zhì)31.6 氣象特征31.7 地震動參數(shù)32 淺埋、偏壓施工32.1 淺埋、偏壓施工要點32.2 淺埋、偏壓施工技術(shù)32.2.1 地表處理42.2.2 施作預(yù)加固樁42.2.3 超前大管棚支護(hù)42.2.4 暗洞開挖及初期支護(hù)42.2.5 監(jiān)控量測63 露頂處施工73.1 施工方案比選83.1.1 方案一：明挖法83.1.2 方案二：回填貧砼反壓法93.1.3 方案三：套拱法103.2 結(jié)論124 施工環(huán)保措施135 施工安全措施13xx隧道淺埋段施工方案1 工程概況1.1工程簡介xx隧道位于2、xx鐵路安徽段xx縣境內(nèi)，起訖里程DK111+050DK111+300。本隧為雙線隧道，全長250m。主要圍巖為級160m，級90m。縱坡為單面上坡，坡度為15。該隧道一側(cè)山勢較高，另一側(cè)山勢較低，兩側(cè)覆蓋分布不均勻，線路左側(cè)明顯存在順層偏壓，隧道最大埋深40m，最小埋深在DK111+184.2DK111+201段拱頂外露，無覆蓋層，為半明半暗挖隧道。巖體軟弱破碎，自穩(wěn)性差。1.2 地質(zhì)概況表層為Qel+dl/碎石土。下伏基巖為1h炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)灰?guī)r，強(qiáng)風(fēng)化呈碎塊狀，弱風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較為破碎。1.3 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)鐵路等級：客運專線；正線數(shù)目：雙線；速度目標(biāo)值：250km/h，預(yù)留進(jìn)一步3、提速條件；最小曲線半徑：4000m；正線線間距：5m；最大坡度：20 ；到發(fā)線有效長度：650m；牽引種類：電力；機(jī)車類型：電動車組；列車運行方式：自動控制；行車指揮方式：調(diào)度集中；建筑限界：新建時速300350公里客運專線建筑限界。1.4水文地質(zhì)隧道區(qū)地表水以近南北向山脊為分水嶺，向東、西兩側(cè)排泄。在DK111+190處有一沖溝，三方匯水，并與村民進(jìn)山道路相接。地下水主要為孔隙潛水、巖溶水及基巖裂隙水，預(yù)測全隧道最大涌水量為535m3/d，為中等富水區(qū)。 1.5不良地質(zhì)經(jīng)勘察該區(qū)域可能存在順層、有害氣體、突水突泥等主要地質(zhì)災(zāi)害。有害氣體：主要為煤層瓦斯。 1.6 氣象特征該隧道所處熱帶季風(fēng)氣4、候區(qū)，年平均氣溫15.916.5，極端最高氣溫41.5，極端最低氣溫-14.1；年平均降水量1585.31630.3mm，年最大降水量2308.2mm,年最小降水量987.7mm；年平均相對濕度76%。1.7 地震動參數(shù)地震動峰值加速度： 0.05g；地震動反應(yīng)譜特征周期值： 0.35s。2 淺埋、偏壓施工2.1 淺埋、偏壓施工要點（1）淺埋、偏壓隧道施工中對開挖方案的選擇尤為重要，做到“短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉“，并且監(jiān)控量測是重要環(huán)節(jié)，及時分析圍巖及初期支護(hù)的變形情況，合理指導(dǎo)施工。（2）淺埋偏壓隧道的防治先從工程地質(zhì)入手，了解圍巖結(jié)構(gòu)力學(xué)變化規(guī)律和自承能力的特點，采取超前加固措施，提高巖體5、本身結(jié)構(gòu)承載力和控制其變形，對初期支護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)，對受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善，確保變形量在可控的范圍之內(nèi)，遵循“早進(jìn)洞，晚出洞的隧道設(shè)計原則，盡可能的減少對山體的破壞和擾動。（3）雨季施工對隧道影響很大。圍巖層間充水逐步松散軟化，擴(kuò)大松弛圈，造成支護(hù)體系破壞，同時孔隙水壓力對初期支護(hù)產(chǎn)生新的附加應(yīng)力，嚴(yán)重影響到隧道施工安全。盡量避免在雨季施工，施工中考慮加強(qiáng)初期支護(hù)的強(qiáng)度并利用輔助措施及時封閉。（4）通過對隧道洞口地段的加固措施，合理的施工組織安排，為隧道的安全、高效施工打下了堅實的基礎(chǔ)，為按期、保質(zhì)完成本隧道的施工任務(wù)營造了良好的施工環(huán)境。2.2 淺埋、偏壓施工技術(shù)淺埋偏壓隧道進(jìn)洞施工技術(shù)以新奧法原理6、為依據(jù)，通過人工配合機(jī)械開挖或控制爆破，減少對土體的擾動。在進(jìn)洞前完成洞口段地表處理、超前支護(hù)、錨噴鋼架支護(hù)、二次襯砌受力體系轉(zhuǎn)換。2.2.1 地表處理(1)做好天溝排水設(shè)施，開挖過程避開雨季進(jìn)行，保證排水通暢，防止仰坡不受雨水沖刷，使洞門結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。(2)盡可能在少破壞植被的情況下刷邊仰坡，除去地表雜草后進(jìn)行邊仰坡防護(hù)，永久性邊坡采用錨桿框架梁的形式進(jìn)行防護(hù)加固。2.2.2 施作預(yù)加固樁隧道線路左側(cè)由于地形偏壓，在明洞段施作錨固樁加固樁13根，樁間距5m(中-中)，樁長分三種，分別為16m、18m、21m，樁分別有1根、1根、3根，樁截面均為2.25m2.5m。錨固樁采用C30、C35鋼筋砼現(xiàn)7、澆，主筋設(shè)置在靠山體一側(cè)。加固樁是作為抗壓抗偏的一種有效措施，通過施作左側(cè)加固樁來抵抗左側(cè)山體的側(cè)壓力，為確保安全，施工時采用隔樁開挖施工。2.2.3 超前大管棚支護(hù)超前大管棚作為洞口淺埋加強(qiáng)段的輔助施工措施，通過管棚和注漿來穩(wěn)固地層，防止隧道開挖爆破時造成的拱部坍塌。超前大管棚采用長20m，型號為1086mm的熱軋無縫鋼管，注漿孔采用鋼花管，鋼花管上鉆漿孔，孔徑10-16mm，孔距11cm，呈梅花型布置，尾部留不鉆孔止?jié){段110cm，檢查孔采用無縫鋼管。鋼花管兩端均預(yù)加工成外絲扣連接，同一斷面內(nèi)接頭數(shù)量不超過總鋼管數(shù)的50%。管距：環(huán)向間距40cm。鋼管加工前端呈錐形，管壁四周鉆設(shè)16mm的8、注漿孔，孔間距20cm，呈梅花形布置，尾部預(yù)留不小于1m的不鉆孔止?jié){段。2.2.4 暗洞開挖及初期支護(hù)開挖施工過程中嚴(yán)格按照管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測、早成環(huán)的原則。在軟弱圍巖的地質(zhì)條件下，采用三臺階臨時仰拱法。.三臺階臨時仰拱法施工工序說明：（1）a、利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道超前支護(hù)；b、開挖1臺階階；c、施作1部洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)，即初噴4cm厚混凝土，架立鋼架，并設(shè)鎖腳錨（管）桿；d、鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度，底部架立臨時鋼架封閉，則在掌子面噴10cm混凝土封閉。（2）上臺階施工至適當(dāng)距離后，開挖2部臺階，接長鋼架，施作洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)及封底，參照工9、序進(jìn)行。（3）a、開挖3部臺階，及時封閉襯期支護(hù)。參照工序進(jìn)行；b、灌注該段仰拱；c、灌注該段隧底填充。（4）根據(jù)量測結(jié)果分析，待初期支護(hù)收斂后，利用襯砌模板臺車一次性灌筑二次襯砌（拱墻襯砌一次施作）。 . 三臺階臨時仰拱法施工要求（1）隧道施工應(yīng)堅持“弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”的原則。（2）如有超前支護(hù)等輔助施工措施，應(yīng)首先利用上一循環(huán)架立的鋼架施作完畢，再開挖。（3）開挖方式采用弱爆破，爆破時嚴(yán)格控制炮眼深度及裝藥量。（4）鎖腳小導(dǎo)管可根據(jù)需要設(shè)置，以確保下臺階施工的安全。（5）各步臺階一次開挖長度宜控制在2m3m之間，第 3 部臺階開挖后仰拱應(yīng)緊跟。（6）施工中，應(yīng)按有關(guān)規(guī)10、范及標(biāo)準(zhǔn)圖的要求，進(jìn)行監(jiān)控量測，及時反饋結(jié)果，分析洞身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，為支護(hù)參數(shù)的調(diào)整、灌筑二次襯砌的時機(jī)提供依據(jù)。 三臺階臨時仰拱法施工工序見附圖 監(jiān)控量測監(jiān)控量測是新奧法的重要內(nèi)容，也應(yīng)將監(jiān)控量測納入施工工序，它所測得有關(guān)變形量的數(shù)據(jù)是反應(yīng)工程穩(wěn)定狀態(tài)的綜合指標(biāo)，是確定經(jīng)濟(jì)、安全支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)及合理施工方法的重要依據(jù)。處于淺埋偏壓地段，在開挖前在洞頂埋設(shè)地表沉降觀測點，進(jìn)洞支護(hù)后立即埋設(shè)凈空變化觀測點，為彼此進(jìn)行驗證，地表沉降與洞內(nèi)凈空變化斷面設(shè)在同一斷面上。觀測斷面間距根據(jù)圍巖級別控制在510m，觀測點埋設(shè)要牢固，易于識別并妥為保護(hù)。每次量測后立即對量測數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，生成位移時態(tài)曲線，掌握11、巖體和支護(hù)變形的動態(tài)變化規(guī)律。按照變形等級管理確定三階段的指導(dǎo)施工，當(dāng)處于1/32/3范圍內(nèi)需加強(qiáng)量測，密切關(guān)注，采取適宜的加強(qiáng)措施；當(dāng)超過2/3，暫停施工，分析原因，采取特殊處理措施。3 露頂處施工xx隧道在DK111+184.2DK111+201段拱頂外露，無覆蓋層，為半明半暗挖隧道。埋深深度見下表，縱斷面圖及典型橫斷面圖如下所示。xx隧道淺埋段埋深數(shù)據(jù)表如下淺埋段埋深數(shù)據(jù)表里 程DK111+180DK111+185DK111+190DK111+195DK111+200DK111+205埋 深（m）2.468-0.427-2.695-3.135-0.663-2.827縱斷面圖 典型橫斷面圖12、露頂處原地貌照片遠(yuǎn)景 近景3.1 施工方案比選3.1.1 方案一：明挖法總體思路DK111+184.2DK111+201段露頂處施作明洞。施工方案土石方采用明挖法，用機(jī)械自上而下分層開挖土方，反鏟挖掘機(jī)配合自卸汽車裝、運渣，及時進(jìn)行邊坡穩(wěn)定支護(hù)，隨時監(jiān)測、檢查山坡穩(wěn)定情況。邊仰坡按照1：0.75進(jìn)行刷坡，邊仰坡防護(hù)采用50注漿小導(dǎo)管、鋼筋網(wǎng)、噴射砼進(jìn)行防護(hù)；小導(dǎo)管長4.0m，間距1.5*1.5m，梅花形布置；鋼筋網(wǎng)采用6鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格20*20cm。露頂洞口位置取導(dǎo)向墻（套拱）配合大管棚進(jìn)洞的形式邊仰坡開挖到位后，先施作套拱的施工，作為長管棚的導(dǎo)向墻，采用C20混凝土套拱作為管棚的導(dǎo)向墻，套拱在13、明洞的外輪廓線以外，緊貼洞口仰坡面，護(hù)拱內(nèi)設(shè)3榀I18制作的鋼拱架為橫向支撐，管棚的導(dǎo)向管固定在鋼拱架上并焊成整體，導(dǎo)向管采用140mm無縫鋼管，壁厚5mm。在洞口施工放樣后進(jìn)行搭設(shè)支撐體系和內(nèi)、外模安裝，按設(shè)計布置工字鋼、孔口管的位置和角度準(zhǔn)確，然后進(jìn)行護(hù)拱混凝土的澆筑，待護(hù)拱混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%時開始長管棚的施工。由于進(jìn)出口地質(zhì)條件差異較大，為了保證施工安全，導(dǎo)向墻厚度1m，縱向長度3.5m，導(dǎo)向墻兩側(cè)基礎(chǔ)根據(jù)地質(zhì)條件分別進(jìn)行加固處理。優(yōu)缺分析優(yōu)點：造價低；施工工藝簡單。缺點：露頂出地處沖溝三方匯水點，沖溝坡度大，開挖后難以防護(hù)。加之，時值多雨季節(jié)，對施工影響較大；土石方開挖量大，對山體破14、壞較大，易造成后期工程隱患。 3.1.2 方案二：回填貧砼反壓法總體思路DK111+184.2DK111+201段露頂處采用C20素混凝土回填，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到強(qiáng)度后，再開始掘進(jìn)，并按雙線復(fù)合式襯砌b進(jìn)行支護(hù)。施工方案通過施工放樣，定出水泥土回填工區(qū)后，挖除不小于30cm保護(hù)土層，清除地表耕植土、植被草皮、淤泥等雜質(zhì)，當(dāng)原始地面坡度陡于1：5時，地表應(yīng)開挖臺階，臺階寬度不得小于1m。露頂處回填混凝土高度至少高出隧道拱頂3m，由于沖溝坡度大，坡長較長，且坡腳位置連接村民進(jìn)山道路，露頂位置回填混凝土前，線路左側(cè)需砌筑一段長18m，墻高13m的擋墻，擋墻基礎(chǔ)埋深2.5m。混凝土回填高度及擋墻設(shè)置圖如15、下。混凝土回填高度及擋墻設(shè)置示意圖當(dāng)掘進(jìn)里程距露頂處5m時，停止掘進(jìn)，待回填混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求時，再開始掘進(jìn)。掘進(jìn)過程中，遵循新奧法原理，采用三臺階臨時仰拱法，按雙線復(fù)合式襯砌b支護(hù)形式進(jìn)行支護(hù)。仰拱二襯緊跟，并做好超前支護(hù)及監(jiān)控量測。優(yōu)缺分析優(yōu)點：操作簡單，安全性高，對原山體幾乎無破壞，且擋墻和回填砼對山體有反壓作用；開挖量小，可有效控制臨時邊坡高度。缺點：混凝土回填方量大，擋墻圬工量較大；施工工期長。3.1.3 方案三：套拱法總體思路DK111+184.2DK111+201段整體施作護(hù)拱，并按雙線復(fù)合式襯砌b進(jìn)行支護(hù)。施工方案在距離露頂處5.0m范圍內(nèi)，采用雙線復(fù)合襯砌b進(jìn)行支護(hù)，徑向錨桿16、改為50注漿小導(dǎo)管，長4.0m。邊仰坡按照1：0.75進(jìn)行刷坡，邊仰坡防護(hù)采用50注漿小導(dǎo)管、鋼筋網(wǎng)、噴射砼進(jìn)行防護(hù)；小導(dǎo)管長4.0m，間距1.5*1.5m，梅花形布置；鋼筋網(wǎng)采用6鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格20*20cm。露頂處洞口位置施作護(hù)拱（-斷面），護(hù)拱長度2.0m，厚度1.0m。內(nèi)設(shè)四榀I22a工字鋼間距為50cm，縱向采用22鋼筋連接，環(huán)向間距為100cm。在拱部140范圍內(nèi)設(shè)置注漿小導(dǎo)管，小導(dǎo)管共設(shè)置兩排，第一排共計55根，長6.0m，環(huán)向間距30cm；第二排共計56根，環(huán)向間距30cm，長6.0m，銜入山體4.0m，小導(dǎo)管尾端與鋼拱架腹部焊接牢固。第一排與第二排小導(dǎo)管錯開安裝，錯開間距為環(huán)向17、15cm。拱腳處設(shè)置鎖腳導(dǎo)管，并注漿。露頂處護(hù)拱（-斷面）厚度1.0m，內(nèi)設(shè)I22a鋼拱架作為橫向支撐，每榀間距50cm，縱向采用22鋼筋連接，環(huán)向間距為100cm。在拱部范圍內(nèi)設(shè)置雙層22鋼筋網(wǎng)，鋼筋間距20cm。拱腳處設(shè)置鎖腳導(dǎo)管，并注漿鋼筋網(wǎng)與工字鋼布置見圖。 由于露頂段線路左側(cè)巖層破碎，地質(zhì)條件差，套拱基礎(chǔ)需在線路左側(cè)端加大尺寸，嵌入基巖不小于0.5m，確保穩(wěn)定性。露頂處存在沖溝，且在線路左側(cè)處與村民進(jìn)山道路相接，考慮到施工完成后回填土方，需在線路左側(cè)設(shè)置長18m，高8m的擋土墻。布置位置及尺寸見圖。護(hù)拱設(shè)置位置及布置形式如下圖所示。護(hù)拱設(shè)置圖-護(hù)拱斷面圖-護(hù)拱斷面圖擋土墻與護(hù)拱布置圖18、工字鋼與鋼筋布置圖 工字鋼與小導(dǎo)管布置圖優(yōu)缺分析優(yōu)點：施工簡便，風(fēng)險小；對山體破壞很小，植被易于恢復(fù)。缺點：施工周期較明挖長，造價亦比其高。3.2 結(jié)論采用明挖方案容易造成邊仰坡過高，尤其是在傍山偏壓地段，山內(nèi)側(cè)邊仰坡過高。邊仰坡的開挖破壞原山體的自然平衡狀態(tài)，再加上防護(hù)不及時、降水等原因的影響，可能導(dǎo)致邊仰坡坍塌、順層滑坡等工程病害。雖然明挖方案造價低，施工工藝簡單，但后期潛在的病害處理對工程的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其節(jié)約成本的優(yōu)點。回填貧砼反壓法開挖量小，對山體破壞小，可有效控制臨時邊坡高度，保證山體穩(wěn)定性；擋墻和回填砼對山體有反壓作用，有利于減小山體偏壓；但回填砼量及擋墻圬工量較大，施工周期長。套19、拱法也具有開挖量小，對山體破壞小的特點，避免了大面積開挖帶來的水土流失和噴射混凝土防護(hù)對周圍環(huán)境的污染；只需施作臨時排水系統(tǒng)，能解決沖溝排水的難題；回填土有利于減小山體偏壓，隧道的永久性安全得到有效保障。從施工的安全性，質(zhì)量的可控性，以及防排水、環(huán)境保護(hù)、施工周期、工程造價等多方面因素綜合考慮，套拱法具有安全、易行、經(jīng)濟(jì)的特點，對縮短工期、保證質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境又都有積極的作用，故xx隧道確定采用套拱法對露頂段進(jìn)行施工。4 施工環(huán)保措施（1）、由于本地區(qū)為生態(tài)敏感區(qū)，因此，施工界限外的植被、植物樹木等不得隨意破壞，必須維持原狀并加以保護(hù)；施工用地界限范圍內(nèi)的樹木、草皮和其他植物，移植利用，不得破壞20、。（2）、永久用地范圍內(nèi)的裸露地表用植被加以覆蓋。（3）、充分做好開挖邊仰坡、棄碴場地的植被恢復(fù)與綠化工作。（4）、在堆棄過程中需先修好擋墻并作好地表水的引排疏導(dǎo)，其坡腳采用漿砌片石防護(hù)，不得向河流和設(shè)計范圍外的場地棄碴，堵塞溝壑、河道。棄碴堆棄前，將地表熟土推至一旁，待棄碴完畢后將碴頂整平，并填保存的熟土進(jìn)行復(fù)墾。（5）、及早施作防護(hù)工程、排水工程和裸露地表的植被覆蓋，防止水土流失。（6）、工程完工后，及時進(jìn)行現(xiàn)場徹底清理。（7）、防護(hù)棄土場，防止造成新的水土流失源。（8）、加強(qiáng)設(shè)備養(yǎng)護(hù)，減少設(shè)備漏油施工機(jī)械的廢油廢水，采用隔油池等有效措施加以處理，不得超標(biāo)排放。（9）、注意保護(hù)自然水流形態(tài)21、，做到不淤、不堵、不留施工隱患，不阻塞河道。5 施工安全措施（1）、洞內(nèi)、外施工時，都必須配備專職安全人員；專職安全人員上崗必須佩戴安全人員袖標(biāo)，凡進(jìn)洞人員必須戴安全帽。（2）、重視邊坡的穩(wěn)定和排水，做好截水溝、邊溝，經(jīng)常檢查邊坡的穩(wěn)定情況。（3）、加強(qiáng)本段的超前地質(zhì)預(yù)報，注重圍巖監(jiān)測和觀察，對目測觀察予以足夠的重視，隨時注意圍巖的巖質(zhì)和分布情況變化，節(jié)理裂隙發(fā)育程度和方向，掌子面填充物的性質(zhì)、涌水量，噴混凝土是否產(chǎn)生裂隙，拱架是否壓彎。當(dāng)圍巖變形量無變緩趨勢或噴射混凝土產(chǎn)生較大的剪切狀態(tài)時立即停止開挖，采取輔助加固措施。（4）、隧道施工各班組間，應(yīng)建立完善的交接班制度。在交接班時，交班人應(yīng)將22、本班組的施工情況及有關(guān)安全事宜及措施向接班人詳細(xì)交待，并記載于交接班記錄本上，工地值班負(fù)責(zé)人(領(lǐng)工員)應(yīng)認(rèn)真檢查交接班情況。每班開工前未認(rèn)真檢查工作面安全狀況，不得施工。（5）、對本段施工必須制訂切實可行的施工安全措施，施工中采取預(yù)防措施，不得盲目冒進(jìn)。（6）、隧道掌子面鉆眼前鉆眼人員到達(dá)工作地點時，應(yīng)首先檢查工作面是否處于安全狀態(tài)，如支護(hù)、頂板及兩幫是否牢固，如有松動的巖石，應(yīng)立即加以支護(hù)或處理。（7）、洞內(nèi)爆破作業(yè)必須統(tǒng)一指揮。施工爆破時，所有人員必須撤至不受有害氣體、振動及飛石傷害的警戒區(qū)外，并設(shè)置安全警戒線。（8）、當(dāng)噴射砼尚未達(dá)到一定強(qiáng)度即趨失穩(wěn)的圍巖，或噴錨后變形量超過設(shè)計容許值以及發(fā)生突變的圍巖，宜用鋼架支撐進(jìn)行支護(hù)。（9）、把噴層的異常裂縫作為主要安全檢查內(nèi)容之一，經(jīng)常進(jìn)行觀察與檢查，并作為施工危險信號引起警惕。（10）、如發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)有險情，必須在危險地段設(shè)置明顯標(biāo)志或派專人看守，并迅速報告施工現(xiàn)場負(fù)責(zé)人及時采取處理措施。若情況嚴(yán)重時，應(yīng)立即將工作人員全部撤離危險地區(qū)。（11）、在本段開挖支護(hù)完成后，及時施作仰拱襯砌以及拱墻襯砌，封閉成環(huán)。