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1、杭長（滬昆）鐵路客運專線湖南段標段 中國中鐵特殊地質條件的隧道施工專項方案中鐵三局集團滬昆客專杭長湖南段項目經理部二一年八月特殊地質條件的隧道施工專項方案編制：復核：審批：中鐵三局集團滬昆客專杭長湖南段第四項目分部目 錄1、工程概況12、隧道工程施工方法和施工工藝121、施工測量122、鋼件加工224、洞口施工225、開挖掘進326、監控量測83、變形塌坍情況的處理831變形情況的處理：832、塌坍情況的處理9特殊地質條件的隧道施工專項方案1、工程概況我部共承擔3座雙線隧道施工任務，曾家嶺一號隧道DK913+680DK913+852，長172米；曾家嶺二號隧道DK914+108DK914+612、1，長503米；平豐隧道DK916+120DK916+297，長177米。三座隧道均為雙線隧道，總長852米。雙線隧道開挖斷面為152.4m3。管段內隧道所經地區屬低山丘陵地貌，地形波狀起伏，地面相對高差小于50米。其巖石石質多為網狀粉質粘土，偶見石英礫石，節理裂隙發育。隧道埋深較淺，且巖性泥質膠結易破碎，已成坍塌、掉塊。隧道地質全部屬于級圍巖，曾家嶺一號隧道基巖裸露，為粉砂巖，節理裂隙發育，地下水不發育。曾家嶺二號隧道、平豐隧道的丘坡表層為網紋狀粉狀粘土，谷地表層為粉質粘土，下伏泥質粉砂巖，泥質交結，節理裂隙發育，地下水不發育。隧道淺埋、偏壓，易發生掉塊和坍塌。2、隧道工程施工方法和施工工藝3、根據本工程隧道圍巖成分差、在施工過程中，采用新工藝、新設備、新材料、新技術，推行項目管理，優化人、機、料、環的組合，優化施工方案，理順各工序的銜接，均衡施工。在保證質量優良的前提下，盡量節約材料。加強管理，不斷提高施工技術水平，提高機械設備的周轉。隧道施工方案，主要是從工藝、方案、步驟、措施等四個方面，結合施工水平和機具設備的生產能力，綜合考慮和綜合運用。本隧道采用新奧法施工，由出口向進口掘進。各主要工序或主要項目為：施工測量、鋼件加工、洞口施工、開挖掘進、監控量測、仰拱施作、矮邊墻施工、二次襯砌等。21、施工測量施工測量的主要任務是保證隧道施工按規定的精度正確貫通，使襯砌結構符合設計要求。隧4、道測量分為控制測量和洞內施工測量，控制測量應在隧道開挖前完成，洞內施工測量應配合隧道施工進行，做到勤測勤量，并且按測量的標準要求，建立復核制度，確保準確貫通。22、鋼件加工鋼件加工持續時間長、工藝要求嚴格，是保證施工進度和工程質量的重要環節。本隧道的鋼件共有鋼筋、工字鋼架、鋼管、預埋件四種類型，在四分部加工場地統一加工，加工后的成品分類堆碼，做好標識，杜絕使用錯誤。鋼筋加工在加工棚中采用人工配合小型機具進行，工字鋼架根據設計的弧度在冷彎機上加工而成， 用作長管棚的1086mm鋼管，每根長8米，鋼管間以絲扣連接而成，鋼花管的加工是在管壁上間隔15cm鉆10mm的注漿孔，孔成梅花型布置，進出口施作5、53長管棚。水平收斂、拱頂下沉的監控量測點，可用鋼筋加工成一頭帶銷孔，長度為2030cm的鋼件，預埋在初期支護的錨噴砼中。23、地表深孔預注漿隧道進、出口為級圍巖屬于粉質泥巖，地下水不發育，施工時易發生掉塊坍塌，且該段為淺埋段。施工時視地質情況采用地表深孔預注漿加固措施。231、根據導線控制點測量出需要地表深孔預注漿加固的里程范圍、用紅油漆標出孔的位置。232、用潛孔鉆機在設計孔位鉆孔至設計標高。233、注漿材料：水泥單液注漿，水灰比1：1；注漿參數：孔間距3米，漿液擴散半徑2米，注漿壓力：初壓0.20.5Mpa,終壓23Mpa；注漿方式：采用分段后退式注漿，或全孔一次壓入式及根據現場情況采取6、分段前進式。每排注漿孔中，先灌注兩端的孔，然后依次向內推進間隔交錯灌注，灌注量與設計數量大致相等，并達到設計終壓后穩定10分鐘。24、洞口施工洞口施工是進洞前的關鍵，施工工作完善，能保證快速安全進洞，洞口施工包括出入口防排水設施的施工、洞門土石方開挖、錨噴支護、漿砌防護、長管棚施作等項目。241、出入口的防排水首先進行出入口防排水設施的施工，挖通天溝和出入口臨時排水溝，完成排水系統。242、土石方開挖洞口開挖采用挖掘機開挖，裝運采用裝載機配合自卸汽車進行。開挖的土方也應分層碾壓以擴大施工場地。開挖從上到下進行，順坡度挖至仰坡腳，每開挖3m高度，均應進行測量復核。之后，立即進行錨噴支護，減少邊坡7、的暴露時間，防止邊坡坍塌。24、錨噴支護錨噴支護隨土方開挖從上到下進行，在開挖成型的地面，標出錨桿的準確位置，用風動鑿巖機鉆孔，孔深錨桿設計長度-錨桿外露長度，錨桿外露長度=噴射砼厚度-保護層厚度（cm），孔徑錨桿直徑15mm。鉆孔應圓而直，孔眼盡量垂直于巖石層面。當鉆眼完成經檢查合格后，安設錨桿并進行噴射砼作業。噴射砼的工序為清洗巖面機械設備就位材料拌和噴漿。244、長管棚施作長管棚采用1086mm，每根長度為8.0m的鋼管。長管棚的施工工序為：定位鋼架定位鉆孔安裝注漿。25、開挖掘進長管棚施作完成后，即可開始洞身掘進。洞身從出口DK916+297開始，往隧道進口掘進，整個隧道全長177m，8、均采用六步CD法開挖，盡量縮小相鄰臺階開挖的臨空面，以保證機械能夠進行作業的斷面既可，高度控制在5米以內，掘進速度僅為每天1.5米。洞身施工進度以上臺階來控制，開挖各步、二次襯砌、防排水等項目應圍繞掘進均衡安排。洞內存在少量水，開挖時，洞身兩側均需開挖寬高=0.40.4m的臨時排水溝，將開挖地段的水引入排水溝，出口利用隧道設計縱坡將水排出洞外。進口設置集水井，用潛水泵兩邊抽水，將洞內施工地段的凈水排出洞外。洞身開挖是隧道施工的重要環節，應按新奧法組織實施。開挖斷面尺寸必須符合設計要求，開挖作業中，不得損壞支護、襯砌和設備，同時保護好測量樁號和量測用的測點，做好地質構造的核對和素描，地質變化處和9、重要地段，應有照片記載。開挖爆破采用光面爆破和預裂爆破。選用2號巖石硝胺炸藥和導爆管作為爆破材料。巖石鉆眼采用風動鑿巖機進行。當出口掘進至進口段管棚位置時，改為由進口向出口施作管棚和開挖，直到貫通為止。隧道圍巖類別為級。對于破碎巖層地段開挖是本隧道施工的關鍵，破碎巖體自穩能力較差，應采取多打眼、少裝藥、短進尺的弱爆破措施，每循環進尺控制在1.5m以下，以減少對圍巖的擾動和破環，達到安全施工的目的。當長管棚注漿完成8小時后，即可進行進洞施工。隧道采用六步CD法進行開挖。CD法施工工序說明、利用上一循環架立的鋼架施作隧道側壁50超前鋼花管及導坑側壁22水平錨桿超前支護。 人力配合機械開挖部，高約為10、6.0m，寬約為7.5m。 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，架立型鋼鋼架和I18臨時鋼架，并設鎖腳錨桿（管），安裝徑向錨桿及鋪設鋼筋網片，復噴混凝土至設計厚度。 、在滯后于部一段距離后，挖掘機開挖部，人工整修表面。 導坑周邊部分初噴4cm厚混凝土。 接長型鋼鋼架和I18臨時鋼架，并設鎖腳錨桿（管）。 鉆設徑向錨桿并鋪設鋼筋網片，復噴混凝土至設計厚度。 、在滯后于部一段距離后，挖掘機開挖部，人工整修表面，施作導坑周邊初期支護，步驟及工序同。、在滯后于部一段距離后，挖掘機開挖部，人工整修表面，施作導坑周邊初期支護，步驟及工序同。 、在滯后于部一段距離后，挖掘機開挖部。 接11、長I18臨時鋼架至隧底，底部墊槽鋼。 、根據監控量測結果分析，待初期支護收斂后，拆除I18臨時鋼架。 利用仰拱棧橋灌筑 部邊墻基礎與仰拱。 、利用仰拱棧橋灌筑仰拱填充部至設計高度。 、利用襯砌模板臺車一次性灌注部襯砌（拱墻襯砌一次施作）。 CD法施工控制要點 上導坑、部的開挖循環進尺控制為1榀鋼架間距（0.750.8m）， 下導坑、部的開挖可依據地質情況適當加大。 導坑開挖孔徑及臺階高度可根據施工機具、人員等安排進行適當調整。 鋼架之間縱向連接鋼筋應及時施作并連接牢固。 26、監控量測根據水平收斂及拱頂沉降值，對巖體內部垂直位移進行回歸分析，如發現凈空位移量過大或收斂速度無穩定趨勢時，對結構采12、取補強措施：增加噴漿厚度，或加長加密錨桿，及時加強支撐。提前施作二次襯砌，通過分析校核二次襯砌強度，緊跟開挖面盡快對圍巖施加約束，形成閉合環，以加強支撐。提前施作仰拱。對地質較差地段或位移下沉量、位移速度較大時，適當增加量測斷面及量測頻率。各量測項目盡可能選在同一斷面，測點的選擇盡可能具有代表性。當隧道水平位移收斂速度為0.10.15mm/天，拱頂下沉位移速度為0.1mm/天，可以認為圍巖基本穩定。3、變形塌坍情況的處理隧道地質差，雖然采取了上述的開挖方法，但在局部依然出現了初襯的嚴重變形，造成大面積的換拱，施工工作量及施工難度加大。一旦操作不當，就會造成塌坍。針對以上情況，采取了了下列的措施13、：31變形情況的處理：如果發現初期支護出現變形，采用的方法主要是對各臺階采用工字鋼做橫撐，對初襯做臨時仰拱，形成臨時的封閉，確保不變形。弱地質地段，在仰拱開挖，到仰拱混凝土澆筑這段時間，邊墻初襯底部受力處于最不利狀態，極易產生擠壓變形。開挖仰拱時，對各臺階初襯的工字鋼下部加強鎖腳錨桿，開挖進尺控制在2米之內，開挖寬度也在2米左右，（能施打邊墻鎖腳即可），中間部分的仰拱土相當于核心土的作用，以增加初襯邊墻的反向壓力。深度可超過設計深度0.60.8m，超過部分初襯工字鋼也加長，采用與仰供同標號的混凝土回填，在中心部分仰拱土方挖開時，該部分混凝土對支擋初襯的變形起到了很大的作用。32、塌坍情況的處理14、321 這種圍巖出現塌方的主要原因為：a、各步之間距離拉開過長，下步臺階沒有跟上，導致初襯剛度不足；b、上步臺階撐子面開挖距離過長，初襯沒緊跟；c、初襯超挖部分空洞未填實，爆破振動等原因，導致空洞上方剝落塌方；322 處理的一般方式采取地表壓漿固結坍體松散結構、洞內采用短管棚注漿、工字鋼支護的措施。洞外地表壓漿范圍根據塌坍范圍適當加大，洞內工字鋼采取每0.6米一環，拱頂中空錨桿1.5米按梅花形布置，逐環前進。二次襯砌完成后，再對陷坑回填夯實處理。步驟：首先對地表陷坑進行防護，防止雨水地表水進入陷坑。在坑周圍挖好截水溝，溝邊溝底抹5厘米厚的砂漿。陷坑壁已擾動部分，按1：0.75坡率進行刷坡，進行錨桿掛網噴混支護。在坑底進行地表壓漿、固結，漿液采用單液漿加速凝劑。323 在洞內徑向布置長4.0米22中空錨桿，從工字鋼腰上預鉆孔穿過，用鋼軌錘撞擊或機械將管打入頂入周邊圍巖，斜插角為1530之間，而后進行注漿。注漿后，向前開挖0.5米，拆除塌方破壞的工字鋼架和初次襯砌，支護下一榀工字鋼。施工徑向小導管，按V級圍巖布置，小導管盡可能與工字鋼焊接一起。噴混凝土封閉圍巖。再開挖0.5米，逐步循環前進。