铁路隧道斜井进正洞挑顶施工方案

云桂铁路标（*） 挑顶施工方案 1 新建铁路云桂线（云南段）站前工程一标段 *隧道进正洞挑顶施工方案隧道进正洞挑顶施工方案 制： 复 核： 批 准： 目目 录录 1.编制依据 .2 2.工程概况 .2 3.总体施工方案 .3 4.施工步骤 .3 云桂铁路标（*） 挑顶施工方案 2 4.1 交叉口处斜井加强段施工 .3 4.2 挑顶施工 .4 4.2.1 过渡导坑施工.4 4.2.1.1 开挖 .4 4.2.1.2 支护 .4 4.2.1.3 施工主要事项 .5 4.2.2 正洞上台阶施工.5 4.2.2.1 正洞拱架与斜井拱架搭接 .5 4.2.2.2 注浆加固围岩 .6 4.2.2.3 拆除导坑边墙临时钢架 .6 4.3 正洞工作面的开辟 .6 5、进度计划安排 .6 6.施工劳力、机具设备配置 .6 7.安全防护措施及注意事项 .7 *隧道进正洞挑顶施工方案隧道进正洞挑顶施工方案 1.1.编制依据编制依据 (1)新建铁路*站前工程土建一标段*隧道设计图 (2)*隧道实施性施工组织设计 (3)国家适用于铁路施工的规范、标准等文件； (4) 现有的施工技术水平、施工管理水平和施工队伍、机械设备配备能 云桂铁路标（*） 挑顶施工方案 3 力。 (5)类似项目施工经验。 2.2.工程概况工程概况 *隧道为新建铁路云桂线（云南段）站前标工程，隧道位于云南省文 山州*县境内，进口里程 D4K339+026，出口里程 D4K352+651，隧道中心里 程 D4K345+838.5，隧道全长 13625m。 *隧道位于线路左侧，与线路平面交角为 90，交点里程 D4K346+721.775。斜井采用无轨运输双车道断面，综合坡度 9.4%，斜井平长 645m，斜井井口与井底高差为 60.63m，井底设 25m 长 0.3%的缓坡段（下坡） 。 交点处斜井混凝土底板顶面与正洞仰拱填充混凝土顶面标高一致。 斜井进入正洞后，根据设计地质资料及实施性施工组织设计的进度计划， 分别向进、出口方向形成两个作业面进行施工。斜井共施工正洞 3610m，其 中进口方向 1522m，施工里程 D4K345+200D4K346+722，出口方向方向 2088m，施工里程 D4K346+722D4K348+810。 斜井施工正洞施工组织计划工期为：2011 年 3 月 31 日进入正洞，2011 年 4 月 30 日前完成交叉口段挑顶施工，进口方向与 1#横洞 2014 年 7 月 9 日 贯通，出口方向与 2#横洞 2014 年 8 月 28 日贯通。 斜井进入正洞后为级围岩，处于可熔岩与非可熔岩接触带 （D4K346+670+800） ，围岩破碎、富水，围岩地质条件较差。 3.3.总体施工方案总体施工方案 斜井施工至与正洞隧道边墙交界后，先对交叉口处斜井洞身进行加固， 加固完后，进行挑顶施工。从斜井与正洞边墙相交里程起，采用过渡小导坑 进入正洞洞身开挖，于正洞隧道中线处达到正洞拱顶高程，施工中应预留变 形沉落量和临时支护厚度。然后再逐步扩挖至正洞标准断面。正洞上台阶标 准断面形成后，正洞采用三台阶法同时向进口和出口进行施工。 交叉口处施工原则为“超前支护、分部开挖、加强支护、随挖随护、及 云桂铁路标（*） 挑顶施工方案 4 时封闭、加强监测” 。 4.4.施工步骤施工步骤 4.14.1 交叉口处斜井加强段施工交叉口处斜井加强段施工 由于交叉口处围岩受力复杂，施工时应尽量减少对围岩的扰动，支护措 施要加强。施工中，从斜井与正洞边墙相交处起5m范围的斜井洞身，采用 I18钢拱架，拱架间距0.5m，斜井与正洞边墙相交处并排立2榀I20b钢拱架， 并把两榀拱架焊接成一个整体；钢架间用环向间距1.0m的22纵向连接筋固 定为一个整体（如图1所示） 。正洞边墙处斜井拱部钢架侧面焊接连接钢板， 钢板中心间距60cm（交叉口位置正洞拱架间距为60cm） ，用于固定斜井上台 阶凸向正洞而加长的工字钢，为正洞上台阶拱架提供一个落脚基础（如图2 所示） 。 500 R646 斜井与正洞边 墙相交里程 图1：交叉口处斜井与正洞支护示意图（单位：cm） 交叉口处斜井加强支护段 27173 因斜井上台阶凸向 正洞而加长的工字 钢I20b钢拱架。 正洞I20b钢拱 架，60cm/榀。 隧 道 中 线 内轨顶面 仰拱填充面 I18钢拱架 共10榀 并排2榀I20b钢 拱架焊接牢固 4.24.2 挑顶施工挑顶施工 斜井与正洞交叉地段设计为 级围岩，开挖后围岩易变形、坍 塌。因此，挑顶施工要坚持“管 超前、短进尺、弱爆破、早封闭、 上台阶 断 面 中 线 R375 750 图2：正洞边墙处斜井拱部钢架侧 面连接钢板位置示意图（单位：cm） 厚12mm连接钢板 竖向中心间距60cm 云桂铁路标（*） 挑顶施工方案 5 强支护、勤量测”的原则，确保施工安全。 4.2.1 过渡导坑施工 4.2.1.1 开挖 交叉口处斜井洞身加强段施工完后，开始挑顶施工。挑顶采用过渡导坑， 逐步从斜井上台阶过渡到正洞上台阶（如图 3 所示，图中阴影部分即为过渡 导坑，采用高 4m宽 4m 的矩形断面） 。导坑爆破后利用挖机扒碴到斜井，装 载机汽车在斜井底平坡段装运。第一次出碴时利用洞碴整修出斜井进入正洞 的临时道路，多余的洞碴运出洞外。 隧 道 中 线 内轨顶面 正洞开挖轮廓线 26 斜井初期支护 图3：斜井与正洞交叉口处挑顶工序示意图（单位：cm） 斜井洞身 图中阴影部分为斜井 进正洞挑顶过渡导坑 导坑开挖轮廓线 工字钢 门形钢架 A点（上台阶拱 架接头位置） 上台阶平台 4.2.1.2 支护 过渡导坑采用 42 超前小导管进行超前支护，L=3.5m，间距 40cm；初 期支护采用 I18 工字钢门形钢架，22 砂浆锚杆、8 钢筋网（仅拱部铺设） ，喷射 C25 纤维混凝土 26cm（拱部喷满，边墙喷成“排骨”形式） 。 云桂铁路标（*） 挑顶施工方案 6 4.2.1.3 施工主要事项 1）过渡导坑拱部开挖标高应 预留变形沉落量和导坑临时支护 厚度，即导坑拱部初支不能侵入 正洞开挖断面，防止正洞安装拱 架时净空不足。 2）导坑挑顶时应采用短进尺 弱爆破开挖，每循环进尺 1.2m，控制导坑拱部超欠挖， 提高导坑开挖成形质量。 3）考虑到开挖时导坑断面实 际情况，导坑边墙拱架高度可根 据实际情况进行适当调整，确保拱脚落到基岩。 4）每一开挖循环都要用 5m 长的钻杆钻孔，探明掌子面前方地下水及围 岩情况，以便采取相应措施。 4.2.2 正洞上台阶施工 过渡导坑开挖至正洞隧道中线后，导坑断面已全部进入正洞断面，继续 采用矩形断面向前掘进。由于围岩较差，支护仍采用过渡导坑支护形式，施 工至图 3 所示 A 点后（即正洞上台阶拱架接头位置）过渡导坑施工结束。施 工至 A 点后继续向前掘进，形成正洞上台阶断面，锚喷支护封闭开挖面。 4.2.2.1 正洞拱架与斜井拱架搭接 导坑宽度范围内正洞上台阶断面形成后，进行正洞上台阶拱架与斜井拱 架搭接施工。 第一步：清理出正洞边墙斜井拱部钢架侧面的连接钢板，根据计算好的 长度截取 I20b 工字钢，工字钢位置固定好后与钢板焊接牢固（顶面应水平） ； 第二步：安装正洞拱架，拱架一端固定于基岩上，另一端固定在斜井拱 架外缘接出的工字钢顶面； 图4:挑顶过渡导坑断面示意 图(-断面）（单位：cm） 斜井上台阶底部 436 H 400 I18工字钢 斜井开挖 轮廓线 云桂铁路标（*） 挑顶施工方案 7 第三步：施工锁脚锚管、锚杆。钢架安装好后在拱脚及钢架接头位置钻 孔安装 50 锁脚锚管，L=4.5m，每个拱脚或钢架接头单侧不少于 2 根，对 管口进行封堵保护，为后续注浆做好准备；根据正洞设计图安装拱部系统锚 杆。根据现场围岩实际情况可增加锁脚锚管、锚杆数量。 第四步：安装钢筋网，喷射 C25 纤维混凝土回填密实。 4.2.2.2 注浆加固围岩 斜井与正洞交叉口处喷射混凝土封闭后，从预留的锁脚锚管孔对围岩进 行注浆加固。注浆材料：1:1 水泥浆；注浆压力：0.51.0Mpa。 4.2.2.3 拆除导坑边墙临时钢架 斜井与正洞交叉口处围岩注浆加固完毕后，拆除导坑边墙临时钢架。 4.34.3 正洞工作面的开辟正洞工作面的开辟 拆除导坑门形钢架的直腿部分后，向进口、出口方向进行间隔循环施工。 跨过斜井断面 6m 后，从斜井向正洞开辟中台阶工作面，开始中台阶施工。 中台阶达到 8m 时，开始下台阶施工。下台阶施工 10m 左右时立即进行仰拱 施工，以及时封闭支护体系，开始正洞的正常施工。 5 5、进度计划安排、进度计划安排 （1） 、交叉口处斜井加强段（5 延米）开挖支护施工，计划 2 天完成； （2） 、过渡导坑挑顶（过渡导坑水平长 10 米） 、正洞上台阶拱脚开挖， 计划 5 天完成； （3） 、正洞拱架与斜井拱架安装、锚管（杆） 、挂网、喷浆、注浆施工， 计划 3 天完成； （4） 、斜井向进出口方向上、中、下台阶形成，计划 20 天完成。 交叉口段挑顶扩挖共计划施工 30 天，共完成正洞上台阶 38m（上台阶 38m,中台阶 26 m，下台阶 10 m） 。 6.6.施工劳力、机具设备配置施工劳力、机具设备配置 开挖作业人员 32 人；钢架、钢筋网及锚杆施工 16 人；喷射混凝土作业 12 人。 云桂铁路标（*） 挑顶施工方案 8 主要施工机具配置：大型挖掘机 1 台，装载机 1 台，出碴车 3 台，湿喷 机 2 台，压入式通风机 1 台，20m3空压机 3 台,YT28 风钻 20 台，冷弯机 1 台 等。 7.7.安全防护措施及注意事项安全防护措施及注意事项 施工中必须加强围岩监控量测，根据量测结果及时反馈支护信息，确 保支护措施安全合理。 挑顶施工以“稳”为主，初期支护“宁强勿弱” ，开挖尽量采用弱爆破 或不爆破，在确保安全的前提下确保施工进度。 挑顶施工中，应设专人值班，随时观察围岩及支护状态的稳定性。有 异常情况及时汇报，及时采取施工措施，确保施工安全。 软岩地段隧道在开挖过程中，尽量减少挖掘机