1、新建鐵路隧道下穿天然氣管道安全施工技術(shù)方案一、工程概況圖1.1天然氣管道過(guò)隧道頂部的橫斷面外岙一號(hào)隧道位于浙江省慈溪市茶亭南外岙自然村。隧道起訖里程：DK111+345DK111+494，全長(zhǎng)149m。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查，在外岙1#隧道山頂有一直徑30cm的慈溪天然氣管道，該段天然氣管道設(shè)計(jì)壓力為4Mpa,管道在隧道線路里程DK111+410,方向大致與杭甬客專線路方向垂直。管道在山頂埋深約1.2m，距離DK111+410隧道斷面洞頂垂直距離約14m（附斷面圖）。進(jìn)出口距離管道的距離分別為65m和84m。外岙一號(hào)隧道位于剝蝕低山丘陵區(qū)，相對(duì)高差約60m，自然坡度1530，植被發(fā)育，主要為楊梅樹林。圍

2、巖分級(jí)：級(jí)圍巖129m，級(jí)圍巖20m。二、施工技術(shù)方案根據(jù)國(guó)務(wù)院2001年第313號(hào)令石油天然氣管道保護(hù)條例：第二十六條 違反本條例的規(guī)定，在管道中心線兩側(cè)或者管道設(shè)施場(chǎng)區(qū)外各50米范圍內(nèi)禁止爆破。因此，外岙1#隧道在施工中，大于50m范圍以外采用控制爆破，孔深控制在0.75-1m，周邊眼單孔裝藥量控制在0.1kg/m，斷面開挖取0.15kg/m。嚴(yán)格控制裝藥量，控制隧道安全震動(dòng)速度小于1cm/s。距管道距離小于50m范圍不采取任何爆破作業(yè)，采用鉆孔灌膨脹劑再用鑿巖機(jī)進(jìn)行開挖和破碎巖石的施工方法。進(jìn)入天然氣管道下部施工前，考慮到隧道開挖后可能會(huì)產(chǎn)生地表沉降，影響天然氣管道的安全。因此，設(shè)計(jì)方案

3、采取鋼桁架懸吊天然氣管道的方案施工，確保隧道在開挖過(guò)程中管道不因地表沉降而受到影響。三、主要的施工方法和施工工藝巖石破碎方法及施工工藝由于在50m范圍內(nèi)不能采取炸藥爆破的方式進(jìn)行開挖作業(yè)，因此為了天然氣管道的安全，我們采用兩種方案進(jìn)行開挖：一：鉆孔灌膨脹劑對(duì)巖石迫裂的辦法進(jìn)行開挖和破碎作業(yè)；二：當(dāng)遇到比較破碎的巖層，灌注膨脹劑迫裂的效果不理想，采取人工風(fēng)鎬配合破碎機(jī)進(jìn)行開挖。迫裂法作用機(jī)理：膨脹劑灌入孔中，發(fā)生水化反應(yīng)，放熱、固結(jié)、體積膨脹，對(duì)孔壁施加壓力，將孔壁外的巖石破裂。1、主要工藝流程炮孔布置膨脹劑迫裂法布孔參數(shù)如下：炮孔按梅花形排列，以利于把巖石破碎成小塊，見(jiàn)下圖3.2圖3.2爆破布

4、孔圖孔距 =d，d為孔徑，k值按下表選取 混凝土的K值（孔徑50mm） 表1混凝土種類含筋率/kg.m-3標(biāo)準(zhǔn)k值素混凝土無(wú)1018說(shuō)明：把巖石視作混凝土來(lái)考慮，標(biāo)準(zhǔn)值先選取，視破碎情況做調(diào)整最小抵抗性和排距是介質(zhì)強(qiáng)度、自由面狀況、孔徑的函數(shù)，一般可參照下表選取最小抵抗線值 表2破碎對(duì)象的名稱W值/cm破碎對(duì)象的名稱W值/cm軟巖4060中、硬質(zhì)巖石3040孔深L=,H為被破碎體高度，為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)厚巖=1.05每米炮孔裝填量及參考單耗，見(jiàn)下表 每米炮孔用藥量 表3孔徑/mm3032343638404244464850用藥量/kg.m-11.11.31.51.71.92.12.32.52.73

5、.03.3 單位體積破碎用量 表4介質(zhì)種類破碎劑用量/kg.m-3備 注軟質(zhì)巖石破碎810全斷面每延米需要2100kg，按109m暗洞計(jì)算，整個(gè)隧道要228噸膨脹劑。中質(zhì)巖石破碎1015硬質(zhì)巖石破碎1220膨脹劑迫裂法裝填及養(yǎng)護(hù)工藝如下：拌料 散裝粉狀膨脹劑，嚴(yán)格按選定水灰比，一般控制在0.280.33用人工或手提式攪拌機(jī)拌勻，攪拌時(shí)間不超過(guò)1min，攪拌好后馬上裝入孔中。筒裝膨脹劑只需將之放入盛水容器中浸泡直到不發(fā)生氣泡為止，一般45分鐘即可。裝填 攪拌好的漿體必須在510min內(nèi)裝完，然后用塞子封口。2、安全注意事項(xiàng)因膨脹劑對(duì)皮膚有腐蝕作用，要避免直接接觸，沾上要立即用清水洗凈、裝填作業(yè)時(shí)

6、，裝填人員要戴防護(hù)眼鏡，作業(yè)人員避免進(jìn)入已裝填好的區(qū)段，以防噴孔傷人。圍巖支護(hù)方法及工藝1開挖方式隧道的施工方法與支護(hù)參數(shù)及輔助施工措施密切相關(guān),根據(jù)監(jiān)控結(jié)果合理調(diào)整支護(hù)參數(shù),從而確保施工安全及天然氣管道的安全。外岙一號(hào)隧道隧道主要以、級(jí)圍巖為主，級(jí)圍巖共長(zhǎng)20m、級(jí)圍巖共長(zhǎng)129m。級(jí)圍巖開挖采用CRD法，級(jí)開挖掘進(jìn)方法采用三臺(tái)階七步開挖，開挖掘進(jìn)的方式全部采用鑿巖機(jī)對(duì)隧道斷面內(nèi)的巖層進(jìn)行機(jī)械破碎，裝載機(jī)裝碴，自卸車輛進(jìn)行運(yùn)碴出碴。機(jī)械開挖掘進(jìn)中堅(jiān)持“短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、緊襯砌、快封閉”的原則。2.支護(hù)方法2.1.為保護(hù)洞頂天然氣管道，施工中注意事項(xiàng)：2.1.1.隧道施工應(yīng)堅(jiān)持“機(jī)械掘進(jìn)

7、、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的原則。開挖進(jìn)尺嚴(yán)格控制在50cm，嚴(yán)禁塌方發(fā)生。2.1.2.開挖方式均采用機(jī)械開挖，不采取爆破。2.1.3.工序變化處之鋼架（或臨時(shí)鋼架）應(yīng)設(shè)鎖腳鋼管，且必須對(duì)鎖腳鋼管進(jìn)行注漿，以確保鋼架基礎(chǔ)穩(wěn)定。2.1.4.當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)坑開挖孔徑及臺(tái)階高度需進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整時(shí)，應(yīng)保證側(cè)壁導(dǎo)坑臨時(shí)支護(hù)與主體洞身鋼架連接牢固，橫向鋼支撐可根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果適當(dāng)調(diào)整其位置。并考慮側(cè)壁導(dǎo)坑自身的穩(wěn)定及施工的便捷性。2.1.5.鋼架之間縱向連接鋼筋應(yīng)按要求設(shè)置，及時(shí)施作并連接牢固。2.1.6.臨時(shí)鋼架的拆除應(yīng)等洞身主體結(jié)構(gòu)初期支護(hù)施工完畢并穩(wěn)定后，方可進(jìn)行。2.1.7.施工中，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范及

8、標(biāo)準(zhǔn)圖的要求，進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)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、澆筑二次襯砌的時(shí)機(jī)提供依據(jù)。2.1.8.隧道施工以前須提前通知天然氣管道的產(chǎn)權(quán)單位，在產(chǎn)權(quán)單位允許后方可施工。開挖過(guò)程中嚴(yán)密監(jiān)控，特別在天然氣管道中心5m范圍內(nèi)設(shè)置警戒線，避免在開挖過(guò)程中施工機(jī)具接觸天然氣管道。對(duì)原有的天然氣管道警戒標(biāo)志應(yīng)該防護(hù)保留，并派專人定期檢查。管道開挖出來(lái)以后不能長(zhǎng)期暴露，必須采取相應(yīng)的措施及時(shí)處理。2.1.9.制定詳細(xì)周密的安全方案進(jìn)行備案。在隧道施工期間，派專人攜帶便攜式燃?xì)鈾z測(cè)儀在隧道施工場(chǎng)地周圍不停檢查空氣中天然氣濃度，出現(xiàn)異常立即停止施工，找出解決方案。2.1.10.隧道施工結(jié)束

9、后對(duì)施工范圍內(nèi)的管道用2cm厚的鋼管做保護(hù)套管，以防止一旦發(fā)生天然氣泄漏爆炸不至于從隧道頂部炸開，確保隧道貫通鐵路通車后的運(yùn)營(yíng)安全。2.1.11.雙口掘進(jìn)的匯合點(diǎn)要距離管道斷面20m以外，防止施工機(jī)械同時(shí)震動(dòng)對(duì)管道造成破壞。2.2初期支護(hù)初期支護(hù)是復(fù)合式襯砌的重要組成部分,有足夠的強(qiáng)度和剛度控制圍巖下沉變形,外岙隧道工程初期支護(hù)主要采用直徑22mm，長(zhǎng)4m的錨桿、28cm 厚噴射混凝土、I20工字鋼支撐及掛鋼筋網(wǎng)。軟弱破碎圍巖地段支護(hù)及早封閉成環(huán)。在開挖每循環(huán)進(jìn)尺0.6m后，停止掘進(jìn)，先進(jìn)行I20工字鋼環(huán)向封閉支撐，在兩側(cè)拱腳及時(shí)施作直徑50mm的鎖腳鋼管，同時(shí)進(jìn)行環(huán)向注漿錨桿施工，讓山體圍巖

10、與工字鋼及錨桿系統(tǒng)形成一個(gè)整體。待這一個(gè)支護(hù)循環(huán)施工完畢后再進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的機(jī)械開挖掘進(jìn)。2.3.砂漿錨桿支護(hù)砂漿錨桿采用螺紋鋼筋現(xiàn)場(chǎng)制作，長(zhǎng)度為4m。錨桿采用錨桿臺(tái)車或風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，鉆孔前根據(jù)設(shè)計(jì)要求定出孔位，鉆孔保持直線并與所在部位巖層結(jié)構(gòu)面盡量垂直，并保證注漿的飽滿度。2.4.鋼支撐鋼架由型鋼彎制而成。鋼架在洞外加工廠利用臺(tái)架按設(shè)計(jì)加工制作成型，初噴混凝土之后在洞內(nèi)進(jìn)行安裝，與定位鋼筋焊接。鋼架間以混凝土噴平，鋼架與巖面之間的間隙用噴射混凝土充填密實(shí)，并使鋼架埋入混凝土中，鋼架拱腳必須放在牢固的基礎(chǔ)上，架立時(shí)垂直隧道中線，架設(shè)時(shí)中線、高程和垂直度由測(cè)量技術(shù)人員嚴(yán)格控制，并將錨桿與鋼架焊

11、接連為整體，鋼架靠近圍巖側(cè)的保護(hù)層厚度不小于40 mm。2.5鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng)選用HPB240鋼筋 ， 鋼筋直徑6 mm或8 mm，鋼筋網(wǎng)由縱橫鋼筋加工成方格網(wǎng)片，鋼筋相交處可點(diǎn)焊成塊，也可用鐵絲綁扎成一體，網(wǎng)格間距200 mm250 mm，保護(hù)層不小于20 mm,均在加工場(chǎng)統(tǒng)一加工成型后再運(yùn)至洞內(nèi)安裝。2.6.濕噴纖維混凝土外岙一號(hào)隧道、級(jí)圍巖支護(hù)設(shè)計(jì)中，臨時(shí)支護(hù)封閉掌子面采用素噴混凝土，、級(jí)圍巖段采用改性聚脂纖維（鋼纖維）噴射混凝土。3二次襯砌二襯采用自行式全斷面液壓鋼模襯砌臺(tái)車，襯砌臺(tái)車長(zhǎng)10m。四、確保隧道施工安全的主要技術(shù)措施和其它保證措施主要技術(shù)措施1.監(jiān)控量測(cè)監(jiān)控量測(cè)的主要目的在于了

12、解圍巖穩(wěn)定狀態(tài)和支護(hù)、襯砌可靠程度，獲取二次襯砌及仰拱施作時(shí)機(jī)，確保施工安全及結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。在隧道施工期間實(shí)施監(jiān)測(cè)，提供及時(shí)、可靠的信息用以評(píng)定隧道工程在施工期間的安全性，并對(duì)可能發(fā)生危及安全的隱患或事故及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)，以便及時(shí)采取有效措施，避免事故發(fā)生的同時(shí)指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工，實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工”的根本目的。監(jiān)控量測(cè)主要做好這幾個(gè)方面的工作：一是和產(chǎn)權(quán)單位簽定安全監(jiān)控協(xié)議，由他們委托浙江逸欣天然氣公司負(fù)責(zé)管線的調(diào)查（包括：管道的材質(zhì)、管壁的防護(hù)、焊縫情況）和監(jiān)控管道位置的變化（包括：管道的下沉和擾動(dòng)）等。二是，由我們自己做好隧道內(nèi)、外的監(jiān)控量測(cè)工作，及時(shí)掌握隧道拱頂變化、凈空變化、地

13、表沉降情況，為安全施工起到指導(dǎo)作用。具體操作流程為：1.1. 監(jiān)控量測(cè)斷面及測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)凈空變化、拱頂下沉和地表下沉（淺埋地段、管道頂部及前后5m斷面）等必測(cè)項(xiàng)目設(shè)置在同一斷面，其量測(cè)斷面間距及測(cè)點(diǎn)數(shù)量根據(jù)圍巖級(jí)別、隧道埋深、開挖方法等按表6進(jìn)行，洞口及淺埋段量測(cè)斷面間距取小值。必測(cè)項(xiàng)目量測(cè)斷面間距和每斷面測(cè)點(diǎn)數(shù)量 表6圍巖級(jí)別斷面間距（m）開挖方法每斷面測(cè)點(diǎn)數(shù)量?jī)艨兆兓绊斚鲁良?jí)5三臺(tái)階七步法20個(gè)測(cè)點(diǎn)1點(diǎn)CRD法3條基線3點(diǎn)級(jí)10臨時(shí)仰拱臺(tái)階法2條基線1點(diǎn)沉降觀測(cè)按圍巖級(jí)別確定，本隧道級(jí)按5m、級(jí)按10m布設(shè)一個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。隧道洞口里程、隧線分界里程、明暗分界里程、有仰拱和無(wú)仰拱陳其變化歷程及隧

14、道襯砌沉降縫兩側(cè)均設(shè)置一個(gè)斷面。除變形縫外每斷面布置2個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，分別布置在隧道中線兩側(cè)各4.6m處，變形縫處每個(gè)觀測(cè)斷面布置4個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，分別布置在隧道中線兩側(cè)各4.6m和變形縫前后各0.5m處。1.2 .主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)布置水平收斂測(cè)方法采用水準(zhǔn)抄平方法，基準(zhǔn)點(diǎn)分別設(shè)置在洞內(nèi)和洞外（用于校核），視線長(zhǎng)度一般不大于30m，監(jiān)測(cè)誤差控制在1.0mm以內(nèi)（高程誤差0.7mm），必要時(shí)采用冗余觀測(cè)方法來(lái)提高監(jiān)測(cè)精度。測(cè)點(diǎn)布置如圖1、2所示。拱頂下沉在確定監(jiān)測(cè)的斷面隧道開挖或初噴后24小時(shí)內(nèi)，在隧道拱頂部位埋設(shè)1個(gè)帶掛鉤的測(cè)樁（測(cè)樁埋設(shè)深度約15cm，鉆孔直徑約20cm，用早強(qiáng)錨固劑固定），并進(jìn)

15、行初始讀數(shù)。監(jiān)測(cè)儀器采用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺。地表沉降隧道淺埋地段地表下沉的量測(cè)與洞內(nèi)凈空變化和拱頂下沉量測(cè)在同一橫斷面內(nèi)。監(jiān)測(cè)斷面垂直于隧道軸向布置，監(jiān)測(cè)斷面橫斷面方向應(yīng)在隧道中線兩側(cè)每隔25m布設(shè)地表下沉測(cè)點(diǎn)，每個(gè)斷面設(shè)5點(diǎn)，中心點(diǎn)在隧道拱頂正上方，直到拱腳與水平方向45度夾角的地層滑動(dòng)線與地表交點(diǎn)，在最外測(cè)點(diǎn)以外至少5m設(shè)兩個(gè)不動(dòng)點(diǎn)作為參照基點(diǎn)，通過(guò)精密水準(zhǔn)儀量測(cè)不同時(shí)刻測(cè)點(diǎn)的高程即可得到測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)間段內(nèi)的下沉值，如圖三所示。另外，在沿著管道縱向每5米懸吊點(diǎn)的桁架上做好標(biāo)記，測(cè)好桁架完全受力時(shí)的初始讀數(shù)，之后開挖至管道下方前后20m范圍每天測(cè)兩次，根據(jù)鐵四院的設(shè)計(jì)參數(shù)，地表沉降按最大值2cm

16、來(lái)考慮加固管道。2.地質(zhì)超前預(yù)報(bào)2.1隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的目的TSP203探測(cè)系統(tǒng)可預(yù)報(bào)施工隧道掌子面前方以下不良（或特殊）地質(zhì)問(wèn)題：1）軟弱巖層的分布，2）斷層及其破碎帶，3）節(jié)理裂隙發(fā)育帶，4）含水情況，5）空洞，6）圍巖類別，即可以預(yù)測(cè)即將開挖隧道相關(guān)地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其周圍地質(zhì)狀況，同時(shí)也可以對(duì)力學(xué)參數(shù)（動(dòng)態(tài)彈性摸量、剪切摸量、泊松比、密度、彈性縱波速度、彈性橫波速度等）進(jìn)行評(píng)估，有利于及時(shí)預(yù)報(bào)隧道掌子面前方的地質(zhì)狀況，以便正確指導(dǎo)隧道施工。3.防止地表下沉的技術(shù)措施隧道開挖后為了防止拱頂下沉而導(dǎo)致地表下沉，一方面我們?cè)谔烊粴夤艿老路角昂?0m范圍將鋼拱架的間距調(diào)整到0.5m，另一方面采取在初期

17、支護(hù)內(nèi)圈增設(shè)20的工字鋼做護(hù)拱，護(hù)拱的間距等同初期支護(hù)的工字鋼架的間距，以增加拱圈的剛性，避免拱頂圍巖柔性變形產(chǎn)生拱頂下沉導(dǎo)致地表下沉。由于隧道埋深只有14m，在隧道施工過(guò)程中地表可能產(chǎn)生沉降，由此，可能導(dǎo)致天然氣管道產(chǎn)生較大的變形，甚至開裂。因此，在隧道中線左右各17.5m（鐵四院提供的參數(shù)）范圍外的不動(dòng)點(diǎn)處設(shè)置兩個(gè)混凝土支墩，支墩為門式框架墩，上面架設(shè)桁架梁將管道懸吊起來(lái)，使地表的下沉不帶動(dòng)管道的下沉，確保施工過(guò)程中天然氣管道的安全輸氣。避免由于任何原因?qū)μ烊粴夤艿垒敋庠斐捎绊憽＃ê蟾借旒茉O(shè)計(jì)圖）安全保證措施1、天然氣管道事故應(yīng)急預(yù)案發(fā)生事故時(shí)要迅速切斷氣源，封鎖事故現(xiàn)場(chǎng)和危險(xiǎn)區(qū)域，迅速撤

18、離、疏散現(xiàn)場(chǎng)人員，設(shè)置警示標(biāo)志，同時(shí)設(shè)法保護(hù)相鄰裝置、設(shè)備，關(guān)停一切火源、電源，防止靜電火花，將易燃易爆物品搬離危險(xiǎn)區(qū)域，防止事態(tài)擴(kuò)大和引發(fā)次生災(zāi)害；設(shè)置警戒線和劃定安全區(qū)域，對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)和周邊地區(qū)進(jìn)行可燃?xì)怏w分析、有毒氣體分析、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)和氣象預(yù)報(bào)，必要時(shí)向周邊居民發(fā)出警報(bào)；及時(shí)制定事故應(yīng)急救援方案（滅火、堵漏等），并組織實(shí)施；現(xiàn)場(chǎng)救援人員要做好人身安全防護(hù)，避免燒傷、中毒等傷害；保護(hù)國(guó)家重要設(shè)施和標(biāo)志，防止對(duì)江河、湖泊、交通干線等造成重大影響。2. 通風(fēng)技術(shù)措施由于隧道是雙口掘進(jìn)，根據(jù)存在天然氣管道的特殊情況，進(jìn)口、出口各設(shè)置兩臺(tái)110KW2的通風(fēng)機(jī)。為了減少風(fēng)阻，在保證有效凈空的情況下，

19、選用大直徑(1.5m)的風(fēng)管。嚴(yán)格控制通風(fēng)時(shí)間，確保置換掌子面附近足夠的施工距離。因DK111+410里程處的天然氣管道在隧道頂部14m處，為防止天然氣管道因施工發(fā)生開裂，導(dǎo)致天然氣滲漏進(jìn)隧道，在隧道內(nèi)設(shè)置氣體濃度檢測(cè)儀，隨時(shí)隨地對(duì)隧道內(nèi)的空氣濃度進(jìn)行檢測(cè)。空氣濃度一旦出現(xiàn)異常，立即停止施工，所有人員撤離現(xiàn)場(chǎng)，關(guān)閉電源、火源，在施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)停止使用手機(jī)，防止發(fā)生爆炸事故。3隧道工程各分項(xiàng)工程質(zhì)量保證措施3.1隧道開挖保證措施開挖支護(hù)是隧道工程的質(zhì)量控制的源頭，針對(duì)不同的情況采取切實(shí)有效的措施是保證開挖支護(hù)質(zhì)量。堅(jiān)持“先治水、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)，快成環(huán)、早襯砌”的原則開挖過(guò)程中嚴(yán)格按設(shè)

20、計(jì)控制開挖斷面，每開挖循環(huán)均測(cè)量放樣標(biāo)出隧道中線位置和開挖輪廓，嚴(yán)格控制超挖。當(dāng)出現(xiàn)超挖時(shí)，采用噴錨等永久支護(hù)體系時(shí)，多次復(fù)噴，直至大面平順。根據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)了解的前方圍巖情況，選擇適宜的開挖方案。開挖過(guò)程中鋼架或臨時(shí)支撐，重視鎖腳錨桿（管）的施工，以確保鋼架基礎(chǔ)穩(wěn)定，確保下一個(gè)工序的安全施工，要及早封閉成環(huán)，必要時(shí)增設(shè)臨時(shí)仰拱，保護(hù)基底。3.2砂漿錨桿施工措施砂漿錨桿長(zhǎng)度根據(jù)圍巖狀況及設(shè)計(jì)確定嚴(yán)格按交底長(zhǎng)度下料，錨桿打設(shè)角度與巖層層理相匹配，錨桿角度盡可能與巖層面垂直多穿巖層，呈梅花形布置。要求錨孔內(nèi)砂漿飽滿，保證錨桿、砂漿、圍巖間的粘結(jié)力。3.3噴射混凝土施工措施噴射混凝土采用濕噴工藝，按初噴

21、和復(fù)噴組織施工。噴射混凝土由混凝土拌合站拌合。初噴在清幫、找頂后立即進(jìn)行，初噴混凝土厚度45cm，及早快速封閉圍巖。復(fù)噴在拱架、掛網(wǎng)、錨桿施工完成后進(jìn)行。3. 4襯砌混凝土施工措施二次混凝土襯砌采用襯砌臺(tái)車進(jìn)行。混凝土襯砌施工采用輸送泵灌注，拌合站集中拌和，嚴(yán)格按混凝土配合比生產(chǎn)，混凝土輸送車輸送。擋頭模板及臺(tái)車下緣注意模板拼縫防止漏漿，確保施工縫質(zhì)量。采用同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度，控制襯砌混凝土強(qiáng)拆模時(shí)間，嚴(yán)禁提前拆模。隧道襯砌前，必須將隧道底部和墻腳的虛碴、浮碴清除干凈，確保仰拱及隧道的拱墻襯砌置于堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上，避免襯砌不均勻下沉開裂。添加粉煤灰等改善混凝土性能，盡量降低水灰比，控制水泥用量。采

22、用泵送混凝土工藝，周密組織混凝土運(yùn)輸，防止混凝土離析，最大限度的縮減混凝土運(yùn)輸時(shí)間和澆筑間歇時(shí)間，并加強(qiáng)混凝土灌注過(guò)程中搗固，確保混凝土搗固質(zhì)量，保證襯砌混凝土的密實(shí)度。控制混凝土入模、拆模時(shí)的環(huán)境溫度與混凝土溫差在規(guī)范范圍內(nèi)。4監(jiān)控量測(cè)質(zhì)量保證措施認(rèn)真加固拱腳，加強(qiáng)縱向聯(lián)結(jié)等，上臺(tái)階初支要清除拱腳積水與淤泥，通過(guò)打設(shè)超長(zhǎng)拱腳錨桿或擴(kuò)大拱腳減少下臺(tái)階開挖后的下沉量。使初期支護(hù)與圍巖形成完整體系。盡量單側(cè)落底或雙側(cè)交錯(cuò)落底，避免上半斷面兩側(cè)拱腳同時(shí)懸空；控制落底長(zhǎng)度，視圍巖情況采用1-3m，不大于6m。找出每道工序的合理施工時(shí)間，各工序嚴(yán)格按標(biāo)定時(shí)間進(jìn)行控制，從而縮短循環(huán)作業(yè)時(shí)間，減少開挖面土體

23、的暴露時(shí)間，支護(hù)及時(shí)封閉成環(huán)。及時(shí)監(jiān)控量測(cè)圍巖，觀察拱頂，拱腳的收劍情況，據(jù)此調(diào)整初期支護(hù)參數(shù)。合理進(jìn)行圍巖支護(hù)：采用聚丙烯纖維混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)及鋼架進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，并緊跟開挖掌子面，并根據(jù)具體情況在隧道底部打設(shè)錨桿，或在隧道頂部打入超前注漿小導(dǎo)管支護(hù)，并盡可能使初期支護(hù)在開挖面周壁迅速閉合；襯砌結(jié)構(gòu)盡早閉合，膨脹巖隧道開挖后，圍巖向內(nèi)擠壓變形一般是在四周同時(shí)發(fā)生，所以施工時(shí)要求隧道襯砌及早封閉，要求隧道開挖能盡快形成全斷面，以便快速完成隧道斷面的二次襯砌施工。五、天然氣管道加固方案1. 為防止隧道在開挖過(guò)程中出現(xiàn)垮塌，天然氣管道采取桁架吊頂?shù)拇胧┻M(jìn)行加固。以隧道線路中線線為中點(diǎn)，沿天然氣管

24、道左右各17.5米，總長(zhǎng)35米的范圍設(shè)置三角桁架，桁架的設(shè)計(jì)詳見(jiàn)附件。2.桁架的支撐采用門式墩，在35米的范圍兩頭各設(shè)置一個(gè)，墩基礎(chǔ)采用明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)置于硬質(zhì)基巖上。墩身采用鋼筋混凝土，高度約1.5米。門式墩結(jié)構(gòu)尺寸詳見(jiàn)附件。3.桁架架設(shè)完畢后，每隔5米設(shè)置一個(gè)吊點(diǎn)。在吊點(diǎn)的位置開挖出天然氣管道，管道埋深約1.2米，開挖至1.0米時(shí)候，更換工具，采用木制鍬進(jìn)行開挖，主要目的是為了防止鐵質(zhì)工具破壞管道外面的絕緣漆，產(chǎn)生火花。4.天然氣管道在吊點(diǎn)進(jìn)行吊裝時(shí)候，管道外應(yīng)該先包裹一層橡膠絕緣套管，防止鐵質(zhì)吊裝設(shè)施直接管道發(fā)生摩擦，保護(hù)天然氣管道。5.管道吊裝完畢后，及時(shí)對(duì)開挖出的管道進(jìn)行原土回填，

25、避免管道長(zhǎng)期暴露。6.在施工過(guò)程中，對(duì)隧道頂天然氣管道采用柵欄進(jìn)行封閉，并指派專職安全員進(jìn)行巡邏檢查，禁止閑雜人及明火等進(jìn)入管道防護(hù)區(qū)域。7、按鐵四院的設(shè)計(jì)方案施工地表沉降值最大不超過(guò)2cm，而管道不允許有沉降變形，因此在每個(gè)吊點(diǎn)處的管道上面安裝一個(gè)與之相連接并露出地面的測(cè)點(diǎn)，一旦檢測(cè)到管道有下沉，立即用懸吊點(diǎn)的緊線器緊鋼絲繩，確保管道沉降量為零。8.隧道施工完畢后，對(duì)隧道頂35米范圍內(nèi)的天然氣管道采取換管措施，并加設(shè)2cm的套管，具體換管方案由具有相關(guān)資質(zhì)的浙江省煤電研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。六、鋼桁架的設(shè)計(jì)方案計(jì)算過(guò)程 （鋼 柱） 截面類型= 16; 布置角度=0; 計(jì)算長(zhǎng)度：Lx=1.46, Ly

26、=2.00; 長(zhǎng)細(xì)比：x= 4.9,y= 18.9 構(gòu)件長(zhǎng)度=2.00; 計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù): Ux=0.73 Uy=1.00 截面參數(shù): B1=450, B2=450, H=700, Tw=14, T1=20, T2=20 軸壓截面分類:X軸:b類, Y軸:b類 驗(yàn)算規(guī)范: 普鋼規(guī)范GB50017-2003強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力對(duì)應(yīng)組合號(hào): 27, M=-166.42, N=303.64, M=-1088.08, N=-297.48強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力 (N/mm*mm)=189.67強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力比 =0.925平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力 (N/mm*mm) =138.74平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力比 = 0.

27、677平面外穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力 (N/mm*mm) =145.39平面外穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力比 =0.709腹板容許高厚比計(jì)算對(duì)應(yīng)組合號(hào): 18, M=40.76, N= 192.20, M= -149.06, N= -61.17GB50017腹板容許高厚比 H0/TW =64.12GB50011腹板容許高厚比 H0/TW =70.00 翼緣容許寬厚比 B/T =13.00 強(qiáng)度計(jì)算最大應(yīng)力 f= 205.00 平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力 f= 205.00 平面外穩(wěn)定計(jì)算最大應(yīng)力 f= 205.00 腹板高厚比 H0/TW= 47.14 H0/TW= 64.12 翼緣寬厚比 B/T = 10.90 B

28、/T= 13.00 壓桿,平面內(nèi)長(zhǎng)細(xì)比 = 5. = 150 壓桿,平面外長(zhǎng)細(xì)比 = 19. =150均布荷載下最大撓度計(jì)算：經(jīng)公式Y(jié)max=ql4/8EI計(jì)算得最大撓度19.6mm=20mm風(fēng)荷載作用下柱頂最大水平（X 向）位移:節(jié)點(diǎn)( 30), 水平位移 dx=0.042(mm) = H / 75441.風(fēng)載作用下柱頂最大水平位移: H/75441 柱頂位移容許值: H/150經(jīng)過(guò)計(jì)算，設(shè)計(jì)的桁架受力、滿荷載下的最大撓度以及風(fēng)荷載下的水平位移均滿足要求。七、結(jié)束語(yǔ) 事實(shí)證明這種近距離高壓天然氣輸氣管線的隧道開挖及安全防護(hù)方案是安全的，用監(jiān)控量測(cè)來(lái)預(yù)控沉降變形的措施是切實(shí)可行的。鋼桁架懸吊輸氣管線起到了安全儲(chǔ)備的作用，相當(dāng)于新奧法施工隧道二次襯砌的作用機(jī)理，有效的防止了管道的沉降變形，確保了輸氣管道在整個(gè)施工過(guò)程中的安全。