xx1号隧道新增1号斜井挑顶专项方案.docx

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**1号隧道新增1号斜井挑顶专项方案目录1.编制依据及原则11.1编制依据11.2编制原则12.工程概况23.横向棚架法挑顶施工方案43.1施工方案及方法43.1.1斜井接近正洞段施工53.1.2交叉口施工63.1.3交叉口正洞加强段施工73.2交叉口施工工序顺序93.3交叉口正洞段三台阶开挖支护流程123.4施工注意事项134.施工控制要点135.隧道排水措施146.施工进度计划安排147.主要人员、机械设备配置157.1斜井转正洞方案实施阶段主要劳动力计划表157.2斜井转正洞方案实施阶段主要机械计划表168.质量控制措施169.应急预案及物资17附件18**1号隧道新增1号斜井挑顶施工方案1.编制依据及原则1.1编制依据（1）《**1号隧道设计图》，图号：蒙华浩三段施隧32-01～09；（2）《**1号隧道新增1号斜井变更设计图》，图号：蒙华浩三段施隧30-06变01-01～03；（3）《无轨运输辅助坑道衬砌参考图》，图号：蒙华浩三段施隧参16变-01～67（4）《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）；（5）《铁路隧道工程质量验收标准》(TB10417-2003)；（6）《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）；（7）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）；（8）《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）；（9）《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设[2008]105号)；1.2编制原则（1）本着“百年大计，质量第一”的原则。严格按照设计文件、施工规范对本工程进行质量管理，科学组织施工，把好各施工工序的施工质量，以高标准的工序质量来保证全部工程的施工质量，确保质量目标的实现，树立良好的企业形象。（2）坚持以设备保工艺，以工艺保质量的原则。以先进的施工设备保证先进的施工工艺，以先进的施工工艺保证施工质量，从根本上确保质量目标的实现。（3）合理安排部署，确保施工安全和文明施工。（4）坚持施工过程严格管理的原则。在施工过程中，严格执行业主及监理工程师的指令。2.工程概况**1号隧道位于延安市宝塔区元龙寺乡，隧道起讫里程DK350+819～DK352+592.51，隧道全长1773.51m。为满足工期要求，新增**1号隧道斜井，斜井采用无轨运输方式，为单车道斜井，斜井与线路交会里程为DK351+000；斜井长129m（平距）（见图1），斜井与线路平面交角小里程为63°。斜井内坡段最大坡度为10.0％，综合坡度8.37％。图1斜井与正洞平面关系示意图斜井与正洞交接段1斜0+20～1斜0+00段按照黄土Ⅴ级单车道模筑衬砌设计进行支护。交叉口处正洞及斜井断面图见图2。图2：正洞设计断面斜井设计断面1号斜井位于黄土峁梁区，地形起伏较大，斜井最大埋深121米；斜井洞身地层主要为黏质老黄土，棕褐色，硬塑-坚硬，土质均匀，局部含钙质结核，呈大块状压密结构，具弱膨胀性。地下水主要为第四系孔隙潜水，施工前先采用超前钻孔、加深炮眼、红外探测等措施进行超前地质预报，探明地下水发育情况。1号斜井设计围岩级别及衬砌类型自与正洞相交处分别为：0+00---0+20设计围岩级别Ⅳ级，衬砌类型黄土Ⅴ模筑衬砌，0+20---0+69设计围岩级别Ⅳ级，衬砌类型分别为黄土Ⅳ级喷锚衬砌，0+69---1+09设计围岩级别Ⅴ级，衬砌类型黄土Ⅴ级喷锚衬砌,1+09---1+29设计围岩级别V级，衬砌类型黄土Ⅴ级模筑衬砌。斜井与正洞交叉段正洞DK350+930～DK351+022段92m范围内设计围岩为IV土。经计算：斜井拱顶与正洞拱顶高差为2.516m（见图3）。图3：斜井与正洞拱顶对比（cm）3.横向棚架法挑顶施工方案3.1施工方案及方法斜井进正洞采用“横向棚架法”施工（见斜井进正洞平面图4）。施工中超前钻孔、TSP等方法进行超前地质预报，及时探明掌子面前方是否存在不良地质体及地下水发育情况，以便提前采取相应措施。斜井施工至1斜0+09.28处，按偏离法线架立7榀H180格栅钢架（原设计为H150格栅钢架）至门架加强环，并及时浇筑仰拱，再施作加强环：6根I25a型钢支撑柱、3榀I25型钢支撑横梁焊接形成门架，再施作3榀I22a型钢钢拱架和I25a型钢短支撑柱，短支撑柱上端与横梁焊接，下端与钢拱架焊接，使门架与钢拱架形成受力整体；斜井施工至1斜0+09.28开始爬坡挑顶至正洞拱顶高程，并继续向前开挖至正洞左侧开挖轮廓线处，正洞预留沉降量25cm，根据围岩情况循环进尺控制在1m，开挖后及时初喷、支立钢拱架及竖向支撑，采用三台阶法向进口方向施工10m后，喷射砼封闭掌子面，暂停该方向施工，掉头施工出口方向，为减小开挖对围岩的扰动，仰拱可暂不开挖，仅施作临时支护以快速封闭成环，确保仰拱初支距掌子面不超过1倍洞径，待完成挑顶施工后开挖该段仰拱，为避免开挖后影响其他工序正常进行，拟在2016年春节放假前停止其他工序后再开挖。图4:斜井进正洞挑顶平面图（正洞预留沉降量25cm）3.1.1斜井接近正洞段施工斜井施工至1斜0+09.28处，采用H180格栅钢架配合钢筋网片、纵向连接筋、锁脚锚管、喷射混凝土的加强型支护，具体支护参数为：①在斜井接近正洞洞口4.51m范围，里程1斜0+09.28--0+04.77采用H180格栅钢架，钢拱架外侧间距1m，内侧间距55cm，钢架间采用φ22螺纹钢筋纵向连接筋焊接在一起，φ16定位钢筋环向间距1m,连接筋环向间距1m，采用φ42锁脚锚管，每榀设置8根，每根长3.5m。②斜井拱墙喷射C25混凝土厚25cm，拱墙挂φ8（环）×φ6（纵）钢筋网，间距20cm×20cm，搭接1-2个网格，逐点焊接。③在斜井接近正洞洞口4.51m范围，里程1斜0+09.28--1斜0+04.77初支完成后，及时施作二次支护，采用I18型钢钢架（间距1m）与小模板组合的施工方案进行模筑混凝土施工，混凝土厚度30cm，施作范围1斜0+04.77～1斜0+020。3.1.2交叉口施工斜井与正洞交叉口采用3榀I25工字钢横梁与3榀I25a立柱焊接为一体门架加强环，并做为正洞钢架落脚支撑点，斜井I22a型钢钢架与加强环采用I25a短支撑焊接，加强环施工完成后，及时施作该处模筑衬砌，并注意该处衬砌背后采用同级砼回填密实，施工方法如下：①为保证正洞钢架有稳固落脚点，斜井与正洞相交处设工字钢横梁，横梁用3榀I25钢架焊接而成。正洞钢架落在横梁上并与横梁焊接在一起，正洞拱架间距为1m1/榀。交叉口加强环及正洞初支钢架连接如图5。②正洞钢架拱脚处加设锁脚锚管，位置在与斜井门架连接处设6根长3.5m的φ42锁脚锚管，锁脚锚管上下间距25cm,以保证正洞拱架稳固。③斜井钢架连接筋向正洞延伸1m弯置紧贴正洞初支钢架，与正洞钢架或纵向连接筋焊接牢固。④斜井与正洞相交处的横梁和斜井钢架之间采用I25a型钢短支撑立柱焊在一起，I25a型钢短支撑柱间距为1m（与正洞钢架间距一致），正洞钢架落在横梁上，横梁与正洞钢架和钢支撑连接布置图（见图5）。图5横梁与斜井拱架连接示意图⑤井洞口加强环及模筑砼施工完成后，以台阶法进正洞，上台阶高4.47m，上台阶坡度，左边缘至正洞中线范围为30%，中线至右边缘为平坡。(见图6)⑥棚洞施工后，随即在棚洞内设置套拱，套拱采用I20a型钢，间距1m，设置8榀。棚架示意图如图7：3.1.3交叉口正洞加强段施工与斜井相交的正洞加强段为DK350+980～DK351+020段40m范围，支护参数为：①正洞范围设置H150格栅钢架，间距1m，钢架间用φ22纵向连接筋焊接在一起，连接筋环向间距1m，锁脚采用φ42锁脚锚管。每个节点设置2根，单根长度4m。图6横梁与正洞钢架连接布置图（单位：cm）图7棚架断面图（单位：cm）②拱墙喷射30cm厚C25混凝土，拱墙挂φ8钢筋网，间距20cm×20cm，搭接1-2个网格，逐点焊接。正洞初支与套拱间隙采用C30混凝土回填，正洞初支施作时预留泵送窗口，棚架拆除前完成填充。正洞初支与二衬间隙待二衬施工时与二衬整体浇筑。3.2交叉口施工工序顺序交叉口开挖空间小，施工工序多，施工难度大，开挖后支护闭合时间长等诸多不利因素，该段正洞支护设计为Ⅳ土，施工工法采用三台阶法。交叉口工序如下：3.2.1斜井掘进接近正洞相交里程时（即掘进至1斜0+9.28时），开始扩挖，逐渐抬高斜井拱顶高程，接长钢架。拱顶抬高坡度控制为18%。3.2.2斜井掘进至正洞开挖轮廓线后，在交叉口处施做初支加强环及横梁。在斜井初期支护加强环钢架拱顶上沿正洞方向设置纵向水平横梁，横梁采用I25型钢（三榀并连焊接而成），横梁两端联接I25a型钢立柱支撑，立柱置于正洞边墙底，严格控制横梁和立柱平面位置，不得侵入正洞初支范围，喷射C25砼覆盖加强环、焊联短钢架柱，横梁范围暂不喷射，待正洞钢架落脚后一并喷射。及早施作斜井加强型初期支护。3.2.3斜井掘进至正洞开挖轮廓线，采用台阶法开挖进正洞，上台阶面同正洞台阶面高程，以棚架法穿过正洞，棚架斜向上爬坡至洞顶后，以平坡向前开挖至正洞右线上台阶拱脚位置。正洞挑顶开挖，依据围岩稳定状态采用Ⅰ18临时棚架支撑顶部，棚架间距为1m，棚架间采用φ22钢筋焊接为整体，临时棚架横梁采用25cm网喷，网格尺寸25×25cm（临时棚架横梁将作为永久支护），形成临时支护体系。①采用钻爆法以小导坑方式横向垂直进入正洞洞身拱部，并进行拱顶上导坑弧面挑顶开挖，人工风镐及作业台架进行修边。②进入正洞范围后其开挖及初期支护需比正洞拱部相应设计标高加大，以预留临时支护厚度及足够的变形量。开挖过程中采用I18工字钢临时棚架及时支护。③棚架设置支护完成后，设置I20a钢架套拱，间距1m，棚架间采用φ22钢筋焊接为整体，采用27cm网喷，网格尺寸25×25cm。④当隧道正洞拱部上导坑开挖面临时支护完成后，移除临时棚架一侧竖撑，施做该侧初期支护，其拱顶处纵向棚架横梁将作为永久支护，同样的方法施作另一侧。3.2.4待拱部上导坑初期支护稳定后再采用作业台架向出口方向开挖拱部上导坑，进尺1m。开挖完成后立即初喷，及时施作初期支护。3.2.5掉头采用作业台架向进口方向开挖拱部上导坑，进尺1m。开挖完成后立即初喷，及时施作初期支护，方法同上。3.2.6在上导坑初期支护下，采用三台阶法向进口方向开挖支护10m后，采用相同方法向出口方向开挖。3.2.7当上导坑进出口方向掌子面距离达到40m时，开始中、下导边墙落底施工。落底施工按出口、进口方向施工，左右边墙前后错开3~5m进行落底开挖支护，每循环进尺2m，同时向前推进并及时跟进隧底初支，为加速封闭，仰拱暂不开挖，仅采用临时支护快速封闭，临时支护采用I20a型钢横撑，喷射混凝土厚度27cm。与此同时，出口方向掌子面继续向前短进尺掘进。3.2.8当仰拱及填充混凝土施工30m后，立即在洞内既定位置组装衬砌台车施作二次衬砌，将交叉口处8m（衬砌台车长12m）长范围衬砌预留至最后封堵。至此，斜井交叉口段正洞全断面支护封闭成环形成受力结构，为下步正洞正常快速开挖施工创造了良好的安全条件。3.3交叉口正洞段三台阶开挖支护流程3.3.1交叉口大里程侧：加强环（即门架）施作→开挖支护交叉口上台阶→开挖支护正洞段上台阶→开挖支护交叉口中台阶→开挖支护正洞中台阶→待交叉口小里程侧上、中台阶开挖支护后→开挖支护交叉口下台阶及初支仰拱临时支护→开挖支护正洞下台阶及初支仰拱→施作交叉口及正洞二衬仰拱。3.3.2交叉口小里程侧：大里程侧交叉口、正洞上、中台阶施作后→开挖支护交叉口上台阶→开挖支护交叉口中台阶→开挖支护正洞上、中台阶→待交叉口大里程侧下台阶及初支仰拱施作后→开挖支护交叉口下台阶及初支仰拱→开挖支护正洞下台阶及初支仰拱→施作交叉口及正洞二衬仰拱。3.4施工注意事项3.4.1施工中必须加强围岩量测，根据量测结果及时反馈支护信息，确保支护措施安全合理。正洞预留沉降量25cm。3.4.2交叉口段斜井初支要加强，铺底要及时施做，门架的位置准确，不能侵入正洞二衬断面。3.4.3斜井与正洞掌子面施工时，应设专人值班，随时观察围岩及支护状态的的稳定性。3.4.4正洞交叉口段开挖后要及时进行正洞仰拱、二衬的施工，以便初期支护与仰拱尽早成环，确保施工安全。3.4.5正洞交叉口段的一环二次衬砌，应在斜井断面宽度范围外的两侧各设置一道沉降缝，防止不均匀沉降引起交叉口处正洞混凝土衬砌开裂。4.施工控制要点正洞与斜井相交地段处于复杂的三维受力状态，斜井进正洞交叉口处门架施工、套拱钢架安设、正洞初支与门架连接及开挖为该方案施工控制的重难点，门架加工、安装过程中应严格控制结构尺寸、各个杆件连接质量，保证正洞初期支护支撑于一个安全可靠的结构体系上，同时应加强套拱钢架安设及交叉口正洞初期支护与门架连接控制，确保整体稳固不变形，控制要点及措施如下：4.1辅助坑道斜井变断面段施工，应加强初期支护，支护参数应比正常断面相应提高。4.2交叉处加强环设置由于正洞开挖断面较大，为确保扩顶段正洞施工安全，在斜井与正洞交接处设置一加强环，加强环由3榀I25横梁与Ⅰ25a型钢立柱组成，钢架间采用φ22钢筋连接，喷设混凝土覆盖钢架。4.3洞与斜井拱顶交界里程处，沿正洞方向设置拱顶纵向横梁，横梁采用Ⅰ25型钢，牢固焊接于斜井钢架拱顶，横梁与斜井钢架间空隙设置Ⅰ25a型钢竖向立柱，立柱应与正洞拱架位置相对应，牢固焊接并喷射C25砼回填密实。4.4加密设置正洞初期支护锁脚锚管，每榀钢架单侧不少于6根锁脚锚管，锚管长4.0m，注水泥砂浆，锁脚锚管与钢架牢固焊接，防止拱架下沉。4.5斜井进入正洞开挖前，必须先完成斜井交叉段的衬砌施工。4.6斜井交叉口处的加强环必须深入正洞初期支护断面，保证为正洞的支护提供有力的支撑。4.7正洞交叉段开挖后要及时进行正洞仰拱、二次衬砌的施工，以便初期支护和仰拱尽早成环，确保施工安全。4.8斜井挑顶至交叉口正洞段二衬施作中，项目部靠前指挥，洞口技术、质量、安全人员坚持全过程旁站，加强检查指导，发现问题，随时解决问题，将问题解决在现场。5.隧道排水措施为保证斜井水流不排入正洞，在1斜1+29处洞口设置30（宽）*30（深）的截水沟，并在1斜0+13左侧边墙设置一处集水坑，正洞及斜井均由侧沟将水引至集水坑，设置150m扬程污水泵2台，将边沟汇入的水及正洞抽入的水一次性排出至上级集水坑，由上级集水坑排出洞外。6.施工进度计划安排1、1斜0+09.28---1斜1+29长119.92m,2016年09月04日---2016年10月14日，40天；2、1斜0+04.77（正洞开挖轮廓边缘）---1斜0+9.28交叉口斜井段长4.51m，2016年10月15日---2016年10月17日，3天；3、交叉口正洞段进口侧上台阶开挖支护长15m,2016年10月18日---2016年10月22日；4、交叉口正洞段出口侧上台阶开挖支护长15m，2016年10月23日---2015年10月27日；5、交叉口正洞段出口侧中、下台阶开挖支护，2016年10月28日---2016年10月30日；6、交叉口正洞段进口侧中、下台阶开挖支护，2016年10月31日---2016年11月2日；7、交叉口正洞段仰拱临时封闭成环，2016年11月3日---2016年11月10。7.主要人员、机械设备配置7.1斜井转正洞方案实施阶段主要劳动力计划表序号单位工作内容及人员分布人数1开挖班挖机司机1人，超前支护562出渣班汽车司机3人、装渣司机2人53支护班喷砼、钢架等18人184综合班电工2人、高压风、水管及维修6人、文明施工4人125合计417.2斜井转正洞方案实施阶段主要机械计划表序号设备名称规格型号单位数量1挖掘机PC200台12装载机龙工50台13自卸汽车20m3台34混凝土输送车8m3台25混凝土输送泵HBT60台16空气压缩机20m3/min台57通风机2*110KW台28柴油发电机250Kw台19机械手HPS3061台110注浆设备75L/min台111风动凿岩机YT-28台1012水泵37KW台613合计台.套348.质量控制措施1、施工过程中必须严格按照隧道工程施工技术指南及施工技术交底书的要求进行施工。2、认真贯彻执行质量保证体系。3、对关键工序施工安排技术员现场值班，全程监督控制4、每道工序完成后必须严格按照三检制度进行验收，先由工班自检，再由现场技术员检查合格后报质检工程师复检，复检合格后由质检工程师向驻地监理工程师报验，验收合格后方可进行下道工序施工。9.应急预案及物资详见附件。