新建铁路暗挖隧道施工方案[优秀工程方案]

1、莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 新新建建铁铁路路 莞莞惠惠城城际际轨轨道道交交通通工工程程G GZ ZH H- -6 6B B 标标 暗暗挖挖隧隧道道施施工工方方案案 中中 铁铁 十十 六六 局局 集集 团团 有有 限限 公公 司司 莞莞 惠惠 城城 际际G G Z Z H H - - 6 6 B B 标标 项项 目目 经经 理理 部部 二二 一一 五五 年年 二二 月月 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 新新建建铁铁路路 莞莞惠惠城城际际轨轨道道交交通通工工程程G GZ ZH H- -6 6B B 标标 暗暗挖挖隧隧道道施施工工方方案案 编制： 审核

2、： 审批： 中中 铁铁 十十 六六 局局 集集 团团 有有 限限 公公 司司 莞莞 惠惠 城城 际际G G Z Z H H - - 6 6 B B 标标 项项 目目 经经 理理 部部 二二 一一 五五 年年 二二 月月 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 目目 录录 1 1 编制依据编制依据 .1 2 2 工程概况工程概况 .1 3 3 工程地质及水文地质工程地质及水文地质 .2 3.13.1 工程地质工程地质 .2 3.23.2 水文地质及气象特征水文地质及气象特征 .4 4 4 总体施工方案总体施工方案 及施工顺序及施工顺序.5 4.14.1 总体施工方案总体施工方案 .

3、5 4.24.2 施工顺序施工顺序 .6 5 5 施工组织管理施工组织管理.16 5.15.1 施工组织机构及施工任务划分施工组织机构及施工任务划分 .16 5.25.2 平面布置安排平面布置安排 .16 5.35.3 电动葫芦井字架设计电动葫芦井字架设计 .16 5.45.4 爆破施工爆破施工 .29 5.55.5 爆破测试爆破测试 .37 5.65.6 施工通讯施工通讯 .39 5.75.7 洞内、外运输洞内、外运输 .39 5.85.8 隧道施工通风、供风、供水、排水、供电及照明临时设施隧道施工通风、供风、供水、排水、供电及照明临时设施 .39 6 6 施工工艺及施工方法施工工艺及施工方

4、法 .40 6.16.1 施工准备施工准备 .40 6.26.2 洞身开挖洞身开挖 .40 6.36.3 炸药和雷管耗用量炸药和雷管耗用量 .49 6.46.4 主要安全技术措施主要安全技术措施 .49 6.56.5 初期支护初期支护 .52 6.66.6 防水施工防水施工 .61 6.76.7 二次衬砌施工二次衬砌施工 .66 6.86.8 施工测量及监控量测施工测量及监控量测 .75 7 7 施工总体计划施工总体计划 .75 7.17.1 施工工期计划施工工期计划 .75 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 7.27.2 工期保证措施工期保证措施 .76 7.37.3 主

5、要设备计划表主要设备计划表 .77 7.47.4 施工人员计划表施工人员计划表 .78 7.47.4 主要材料主要材料 .78 8 8 质量保证措施质量保证措施 .78 8.18.1 施工过程质量控制施工过程质量控制 .79 8.28.2 质量保证措施质量保证措施 .79 9 9 施工安全保证措施施工安全保证措施 .83 9.19.1 层层落实安全责任制层层落实安全责任制 .83 9.29.2 编制安全技术措施制度编制安全技术措施制度 .84 9.39.3 检查与跟踪检查相结合的检查与跟踪检查相结合的 检查制度检查制度 .84 9.49.4 坚持执行安全技术交底制度坚持执行安全技术交底制度 .

6、84 9.59.5 施工安全措施施工安全措施 .85 1010 文明施工措施文明施工措施 .89 10.110.1 现场总平面管理现场总平面管理 .89 10.210.2 粉尘控制措施粉尘控制措施 .90 10.310.3 废气控制措施废气控制措施 .90 10.410.4 施工排水施工排水 .90 10.510.5 噪音控制措施噪音控制措施 .90 1111 应急预案应急预案.91 11.111.1 应急组织机构应急组织机构 .91 11.211.2 应急的应急的 原则和方法原则和方法 .91 11.311.3 应急物资和设备保障应急物资和设备保障 .92 11.411.4 应急启动程序应急

7、启动程序 .93 11.511.5 隧道施工各类事故的隧道施工各类事故的 应急准备与响应应急准备与响应 .94 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 1 1 1 编制依据编制依据 铁路混凝土工程施工质量验收标准(TB104242010) 高速铁路隧道工程施工质量验收标准(TB10753-2010) 铁路混凝土工程施工技术指南(铁建设【2010】241 号) 高速铁路隧道工程施工技术指南(铁建设【2010】241 号) 铁路隧道设计规范(TB10003-2005) 铁路混凝土工程钢筋机械连接技术暂行规定(铁建设【2010】41 号) 铁路隧道超前地质预报技术指南(铁建设【2008

8、】105 号) 铁路隧道监控量测技术规程(TB10121 一 2007) 民用爆破物品安全管理条例(国务院颁布 2006.9.1 实施) 爆破安全规程(GB6722-2011) 160 全断面硬岩地层长 1059.1 米,占隧道全长的 36.1%; 上软下硬地层长 1457.9,占隧道全长 49.7%; 软土地层 415 米,占隧道全长 14.2%,见附图 1(区间地质纵断面图). 地表建(构)筑物：隧道上方地表建构筑物覆盖率达 97.8%,见附图 2(莞惠城际 铁路松山湖北大 朗区间右线平面图); 工期要求:1 日隧道贯通. 里程 GDK35+432.596-GDK36+088 位于东莞市大

9、 朗镇,原设计工法为盾构法,根 据目前施工进度 和剩余的 工程量,盾构法隧道施工难以满足工期要求,为确保工期 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 2 目标的 实现,采取如下措施：需要在里程为 GDK36+088 处施做一竖井,从里程 GDK35+432.596 至里程为 GDK36+088 之间相对施做矿山法,并在新增竖井里程 GDK36+088 处往大 里程施做 100 米的 暗挖隧道接应盾构机.暗挖隧道段埋深在 38.749.5 米之间. 3 3 工程地质及水文地质工程地质及水文地质 3.13.1 工程地质工程地质 3.1.13.1.1 地形、地貌地形、地貌 拟建项目位于

10、东莞市大 朗镇巷尾村,场地地貌主要为剥蚀丘陵及丘间谷地,地 势略有起伏.现主要为交通道路、居民区、商业区及厂房.本区间隧道上方地表建 (构)筑物覆盖率高达 97.8%,且大 部分为无基础的 二至五层砖混结构,年代久远,均 属住宅性民房(图 3.1-1),其中一部分为单层土坯房(图 3.1-2),现状令人堪忧,我部 未施工前,房屋已存在部分裂缝、错台等状况.因此如何在爆破施工时确保地面房屋 的 安全,是本工程的 重中之重.地面房屋现状如下图 3.1-3： 图图 3.1-13.1-1 居民房居民房 图图 3.1-23.1-2 土坯房土坯房 图图 3.1-33.1-3 隧道上方房屋现状隧道上方房屋现

11、状 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 3 3.1.23.1.2 地层岩性地层岩性 场地上覆第四系人工填土(Q4 米 l)、第四系全新统冲积层(Q4al)及第四系残积 层(Qel),下部基岩为震旦系(Pzl)混合片麻岩,具体地层描述如下： (1)第四系人工填土(Q4 米 l) 人工填筑土：褐黄色为主,松散稍密.潮湿饱和,主要成分为黏性土及全风 化片麻岩,厚 1.064 米,层底高程 17.3520.36 米 . (2)第四系全新统冲积层(Q4al) 淤泥质粘土：灰黑色,灰色,饱和,流塑,含有机质,压缩性高,并具流变性及触 变性,场地内个别钻孔有揭露,呈透镜状体： 粉质黏土：褐

12、黄色,红褐色,灰色,可塑,主要成份为黏粒,粉粒,场地内局部地 段分布,呈层状; 粉质黏土：黄褐色,红褐色,浅黄色,灰色,硬塑,稍湿,主要成份为黏粒,粉粒, 场地内局部地段分布,呈层状及透镜体状; 粉砂：浅灰白色,浅黄色,褐黄色,饱和,松散,成分以石英为主,分选性较好, 场地内有个别钻头有揭露,成透镜体状; 粉砂：灰白色,浅黄色,饱和,稍密,成份以石英为主,分选性较好,成透镜体状 分布; 粉砂：灰白色,褐黄色,饱和,中密,成份以石英为主,含少量黏粒,呈透镜体状; 中砂：灰白色,饱和,松散稍密,成份以石英为主,含少量黏粒,场地内仅有 个别钻孔有揭露,呈透镜体状; 中砂：灰白色,黄褐色,饱和,中密,

13、成份以石英为主,含少量黏粒,呈透镜体 状 粗砂、砾砂：黄褐色,灰白色,稍密,砂质均匀,级配差,呈透镜体状; (3)第四系坡残积层(Q4el) 粉质黏土：褐红色,棕红色,褐黄色,可塑,局部硬塑,以粉,黏粒为主,切面粗 糙,且中压缩性. (4)震旦系(Pzl)混合片麻岩 按风化程度 可分位1 全风化混合片麻岩,2 强风化混合片麻岩和3 弱风化 混合片麻岩三个亚层,分输如下： 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 4 1 全风化混合片麻岩：褐黄色、褐红色,岩体成土状,土夹砂状,各种矿物均已 经风化为粘土或砂土,最大 揭露厚度 7 米,层顶高程 8.35 米,层顶埋深 13 米. 2

14、强风化混合片麻岩：灰褐色、灰色,变晶结构,片麻状构造,节理裂隙发育, 岩心成碎块状,厚 8.5511.05 米,层顶高程 1.362.85 米,层顶埋深 18.6319.97 米. 3 弱风化混合片麻岩：灰褐色,变晶结构,片麻状构造,岩心成柱状及短柱状, 少量块状,锤击声脆,最大 揭露厚度 14.5 米,层顶高程 7.148.25 米,层顶埋深 28.5329.57 米. 洞身范围内主要为弱风化混合片麻岩.具体见附图 1. 3.23.2 水文地质及气象特征水文地质及气象特征 (1)地表水 本场地内无地表水系、湖泊、鱼塘及沟渠. (2)地下水 场地内水文地质条件受当地气候、地貌、岩性、地质构造、

15、地表水体及人类活 动等因素的 影响,根据地下水埋藏条件可分为孔隙潜水、基岩裂隙水. 孔隙潜水 分布于场区内上部覆盖层、主要含水层为第四系人工堆积层素填土、第四系全 新统冲积淤泥质黏土及砂层、残积层、全风化混合片麻岩中,其补给方式主要由大 气降水补给及地表水补给,排泄方式为大 气蒸发及地下径流;出去砂层中的 孔隙水 由于上部被人工填土和冲积淤泥质黏土所覆盖,一般具微承压性. 基岩裂隙水 基岩裂隙水主要分布于下部基岩中,主要赋存于混合片麻岩节理裂隙发育部位 及强风化层中,含水层为风化、构造所形成的 裂隙带,水量较大 .由于地层的 渗透 性差异,基岩中的 水略具承压性,孔隙水及裂隙水局部具连通性.受

16、大 气降水直接 渗入补给,水质一般良好.主要补给水源为大 气降水,地下水的 排泄途径主要是径 流. 本次勘察期间地下水水位埋深 1.803.80 米,相应标高 16.5618.56 米. 地表水,地下水对混凝土等建筑材料的 侵蚀性 特殊土及不良地质 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 5 场地勘测期间未见不良地质体. 4 4 总体施工方案总体施工方案 及施工顺序及施工顺序 4.14.1 总体施工方案总体施工方案 GDK35+432.596GDK36+196.5 段采用矿山法施工,本段地层围岩等级分为 、级和级四类围岩. 自盾构接收井里程 GDK35+432.596 往大 里程

17、方向围岩级别及长度 依次为： 级围岩 332.404 米,里程 GDK35+432.596GDK35+765,开挖型式为马蹄形标准 断面.中铁二十局往大 里程方向已施做约 40 米,未做二衬结构; 级围岩 110 米,里程 GDK35+765GDK35+875,开挖型式为马蹄形标准断面; 级围岩 170 米,里程 GDK35+875GDK36+045,开挖型式为马蹄形标准断面; 级围岩 34.5 米,里程 GDK36+045GDK36+079.5,开挖型式为马蹄形标准断面; 竖井级围岩 17 米,里程 GDK36+079.5GDK36+096.5; 级围岩 78.5 米,里程 GDK36+09

18、6.5GDK36+175,开挖型式为圆形,内径 9.1 米; 级围岩 21.5 米,里程 GDK36+175GDK36+196.5,开挖型式为圆形,内径 9.1 米. 隧道开挖应合理利用围岩的 自承载力,以尽量减少开挖隧道对围岩的 扰动为 原则,在土层地段采用人工或机械开挖技术,隧道开挖在保证土体相对稳定的 前提 下应尽量减少工序,缩短工序间距,减少开挖面暴露时间和施工对土体的 扰动,在岩 层地段采用光面爆破开挖,以超前小 导管、锚杆、钢筋网、喷射混凝土及钢架作为 主要施工支护手段,模筑钢筋砼为二次衬砌,并通过现场监控量测指导设计和施工. 根据衬砌断面型式、工程地质条件、施工机具及地面建筑物情

19、况分别采用不同的 施工方法,级围岩采用全断面法开挖;级围岩深埋段采用台阶法开挖;级围岩 深埋段采用台阶法加临时仰拱开挖;级围岩深埋段采用中隔壁法(CD)开挖.开挖支 护参数见表 4.1-1、4.1-2 支护参数表： 表表 4.1-14.1-1 支护参数表支护参数表 初期支护初期支护 围岩围岩 级别级别 开挖开挖 直径直径 ( (米米) ) 超前超前 支护支护 锚杆锚杆钢筋网钢筋网喷射砼喷射砼钢拱架钢拱架 预留预留 变形变形 量量 二次衬二次衬 砌砌 III 8.9 8.2 上断面 注浆 拱顶120o设置螺纹 砂浆锚杆 L=2.5米 1.5米(环)1米(纵) 8钢筋网 拱部120o 2525厘米

20、 C25P6 喷射砼 厚10厘米 4 厘米 C35P12 35 厘米 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 6 IV 9.17 8.54 拱部 120o 超前 小 导管 拱墙设置螺纹 砂浆锚杆 L=2.5米 1.2米(环)1米(纵) 8钢筋网 2020厘米 C25P6 喷射砼 厚22厘米 格栅钢架 间距1米 6 厘米 C35P12 40 厘米 (钢筋) V 9.45 8.7 拱部 180o 超前 小 导管 边墙设置螺纹 砂浆锚杆 L=3米 1(环)米1米(纵) 8钢筋网 1515厘米 C25P6 喷射砼 厚25厘米 I16 工字钢 间距60厘米 8 厘米 C35P12 45 厘

21、米 (钢筋) 表表 4.1-24.1-2 支护参数表支护参数表 初期支护初期支护 围岩围岩 级别级别 开挖开挖 直径直径 ( (米米) ) 超前超前 支护支护锚杆锚杆钢筋网钢筋网喷射砼喷射砼钢拱架钢拱架 预预 留留 变变 形形 量量 二次衬二次衬 砌砌 V10.5 拱部 180o 超前 小 导管 边墙设置螺纹 22 砂浆锚杆 L=3 米 1(环)米1 米 (纵) 8 钢筋 网 1515 厘米 单层设置 C20、P6 喷射砼 厚 25 厘 米 I18 工字钢 间距 80 厘米 8 厘 米 C35P12 45 厘米 (钢筋) VI10.7 拱部 180o 超前 小 导管 边墙设置螺纹 22 砂浆锚

22、杆 L=3.5 米 0.8 米(环)1 米 (纵) 8 钢筋 网 1515 厘米 单层设置 C20、P6 喷射砼 厚 30 厘 米 I20a 工字钢 间距 50 厘米 10 厘 米 C35P12 50 厘米 (钢筋) 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 7 4.24.2 施工顺序施工顺序 4.2.14.2.1级围岩施工顺序及工艺流程级围岩施工顺序及工艺流程 图图 4.2-14.2-1 IIIIII 级围岩复合式衬砌断面结构设计图级围岩复合式衬砌断面结构设计图 第一步：里程 GDK35+765GDK35+875 段进行全断面爆破开挖,开挖型式为马蹄 形标准断面.之后进行初期支护

23、,即初喷 40 米米厚混凝土;安设钢筋网;钻孔设置系 统锚杆后复喷混凝土至设计厚度 ; 第二步：开挖仰拱,进行仰拱初期支护,即初喷 40 米米厚混凝土;安设钢筋网后 复喷混凝土至设计厚度 ; 第三步：铺设隧道仰拱底部细石混凝土防水保护层及自粘防水卷材,浇筑仰拱 及边墙基础,仰拱要求整幅灌筑.待仰拱混凝土初凝后,灌筑仰拱填充至设计高度 ; 仰拱与矮边墙一次浇筑 24 米.如图 4.2-2： 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 8 图图 4.2-24.2-2 仰拱填充标高及矮边墙模板示意图仰拱填充标高及矮边墙模板示意图 第四步：铺设枕木、轨道,准备二衬台车;见图 4.2-3; 第

24、五步：铺设隧道拱墙自粘防水卷材,浇筑拱墙混凝土; 第六步：脱模,进入下一道循环,二衬一次浇筑长度 为 9 米. 图图 4.2-34.2-3 二衬台车正面图二衬台车正面图 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 9 合格 合格 施工准备 地质预报 测量与量测 布置炮眼 钻爆设计台车（台架）就位 钻眼、装药、爆破 通风排烟 拱顶排险 装运机械就位 出渣运输 地质素描 初期支护 表面处理 隐蔽检查 防排水系统施工 隐蔽检查 结束 变形量满足要求后二衬施工 开挖质量检查 修正钻爆参数 不合格 不合格 图图 4.2-44.2-4 IIIIII 级围岩全断面法施工工艺流程级围岩全断面法施工工

25、艺流程 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 10 4.2.24.2.2级围岩施工顺序及工艺流程级围岩施工顺序及工艺流程 级围岩 332.404 米,里程 GDK35+432.596GDK35+765;级围岩 170 米,里程 GDK35+875GDK36+045 段暗挖隧道施工,开挖型式为马蹄形标准断面. 图图 4.2-54.2-5 IVIV 级围岩深埋复合式衬砌断面结构设计图级围岩深埋复合式衬砌断面结构设计图 第一步：首先进行小 导管施工加固围岩,即利用上一循环架立的 钢架施作隧 道拱部 180 范围内 42 超前小 导管,进行超前注浆支护;爆破开挖上部;施作上部 周边的

26、初期支护及临时仰拱,初喷 40 米米厚混凝土,安设钢筋网,架立初支钢架,打 设锁脚锚杆,钻孔设置系统锚杆后,复喷混凝土至设计厚度 . 第二步:开挖下部;施做下部周边的 初期支护,即已开挖主洞边墙部分初喷 40 米米厚混凝土并安设钢筋网,接长洞周边墙钢架,钻孔设置系统锚杆后复喷混凝土至 设计厚度 ;已开挖仰拱部位初喷 40 米米厚混凝土,安设钢筋网,架立初支钢架后复 喷混凝土至设计厚度 . 第三步：铺设隧道仰拱底部细石混凝土防水保护层及自粘防水卷材,并及时施 做边墙基础与仰拱.仰拱要求整幅灌筑. 第四步：铺设枕木、轨道,准备二衬台车; 第五步：铺设隧道拱墙自粘防水卷材,浇筑拱墙混凝土. 第六步：

27、脱模,进入下一道循环. 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 11 施工准备 测量放线、布置炮眼 各台阶初喷混凝土、出砟 各台阶钻眼、装药、爆破 排烟、排险、降尘 开挖质量检查 超前地质预报、超前支护（必要时） 拱墙二次衬砌施工 防水层铺设 仰拱、填充施工 各台阶初期支护 结束 钻爆设计、调整爆破参数台架（台车）就位 图图 4.2-64.2-6 IVIV 级围岩台阶法施工工艺流程图级围岩台阶法施工工艺流程图 4.2.34.2.3级围岩施工顺序级围岩施工顺序 级围岩 34.5 米,里程 GDK36+045GDK36+079.5,开挖型式为马蹄形标准断面; 级围岩 78.5 米,里

28、程 GDK36+096.5GDK36+175,开挖型式为圆形,内径 9.1 米. 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 12 图图 4.2-74.2-7 V V 级围岩深埋复合式衬砌断面结构设计图级围岩深埋复合式衬砌断面结构设计图 图图 4.2-84.2-8 V V 级围岩矿山法开挖盾构空推不拼管片隧道断面设计图级围岩矿山法开挖盾构空推不拼管片隧道断面设计图 第一步：首先进行注浆小 导管施工加固围岩,而后进行上半断面爆破开挖;即 利用上一循环架立的 钢架施作隧道拱部 180 范围内 42 超前小 导管,进行超前 注浆支护;开挖上部,预留核心土;施作上部周边的 初期支护及临时仰拱

29、,即初喷 40 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 13 米米厚混凝土,安设钢筋网,架立初支钢架,打设锁脚锚杆,钻孔设置系统锚杆后,复 喷混凝土至设计厚度 ;并于核心土已开挖位置架设临时仰拱横撑,上下布置连接筋, 安设单层钢筋网、喷射混凝土封底,使主洞初支与临时仰拱及时封闭成环. 第二步:开挖下部,预留核心土;施做下部周边的 初期支护,即已开挖主洞边墙 部分初喷 40 米米厚混凝土并安设钢筋网,接长洞周边墙钢架,钻孔设置系统锚杆后 复喷混凝土至设计厚度 ;下台阶核心土(包括仰拱)已开挖仰拱部位初喷 40 米米厚 混凝土,安设钢筋网,架立初支钢架后复喷混凝土至设计厚度 . 第三

30、步：铺设隧道仰拱底部细石混凝土防水保护层及自粘防水卷材,并及时施 做边墙基础与仰拱;圆形暗挖隧道需满足盾构机空推要求,因此仰拱部分浇筑时与导 台一起浇筑,同时施做两道台车行走梁,仰拱回填采用碎石填充,方便车辆行驶. 第四部：铺设枕木、轨道,准备二衬台车;圆形隧道二衬台车不铺设枕木,台车 如图 4.2-9： 图图 4.2-94.2-9 圆形暗挖隧道台车设计图圆形暗挖隧道台车设计图 第五步：根据监测情况,分段拆除临时横撑,每段拆除长度 不超过 15 米. 第六步：铺设隧道拱墙自粘防水卷材,浇筑拱墙混凝土. 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 14 第七步：暗挖隧道贯通后,清理仰拱

31、位置填充的 碎石、台车行走梁,盾构机空 推出洞. 施工准备 测量放线、布置炮眼 各台阶初喷混凝土、出砟 各台阶钻眼、装药、爆破 排烟、排险、降尘 开挖质量检查 超前地质预报、超前支护（必要时） 拱墙二次衬砌施工 防水层铺设 仰拱、填充施工 各台阶初期支护、临时支护 结束 钻爆设计、调整爆破参数台架（台车）就位 图图 4.2-104.2-10 V V 级围岩台阶法施工工艺流程图级围岩台阶法施工工艺流程图 4.2.44.2.4级围岩施工顺序级围岩施工顺序 级围岩 21.5 米,里程 GDK36+175GDK36+196.5,开挖型式为圆形,内径 9.1 米. 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗

32、挖隧道施工方案 15 图图 4.2-114.2-11 VIVI 级围岩矿山法开挖盾构空推不拼管片隧道断面设计图级围岩矿山法开挖盾构空推不拼管片隧道断面设计图 第一步：首先施工左侧上部超前小 导管加固围岩,而后进行爆破开挖;即利用 上一循环架立的 钢架施作隧道左侧拱部上导坑侧壁范围内 42 超前小 导管,进行 超前注浆支护;施做左侧上部初期支护：每循环进尺一次,掌子面先喷砼封闭,其它 面先初喷 40 米米砼,架立钢架,并打设锁脚锚杆,再钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚 度 . 第二步：左侧中部开挖,左侧中部初期支护：每循环进尺一次,掌子面先喷砼封 闭,其它面先初喷 40 米米砼,架立钢架,并打设锁脚

33、锚杆,再复喷砼至设计厚度 . 第三步：进行左侧下部开挖,施做左侧下部初期支护,每循环进尺一次,掌子面 先喷砼封闭,其它面先初喷 40 米米砼,架立钢架,再复喷砼至设计厚度 . 第四步：首先施工右侧上部超前小 导管加固围岩,而后进行爆破开挖;即利用 上一循环架立的 钢架施作隧道左侧拱部上导坑侧壁范围内 42 超前小 导管,进行 超前注浆支护右侧上部开挖,施做右侧上部初期支护：每循环进尺一次,掌子面先喷 砼封闭,其它面先初喷 40 米米砼,架立钢架,并打设锁脚锚杆,再钻设径向锚杆后复 喷砼至设计厚度 . 第五步：右侧中部开挖,右侧中部初期支护：每循环进尺一次,掌子面先喷砼封 闭,其它面先初喷 40

34、 米米砼,架立钢架,并打设锁脚锚杆,再钻设径向锚杆后复喷砼 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 16 至设计厚度 . 第六步：右侧下部开挖,施做右侧下部初期支护：每循环进尺一次,掌子面先喷 砼封闭,其它面先初喷 40 米米砼,架立钢架,再钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度 . 第七步：拆除中隔壁,铺设隧道仰拱底部细石混凝土防水保护层及自粘防水卷 材,并及时施做边墙基础与仰拱.仰拱要求整幅灌筑. 第八步：铺设隧道拱墙自粘防水卷材,浇筑拱墙混凝土. 注：与圆形暗挖隧道施工次序一致. 图图 4.2-124.2-12 VIVI 级围岩中隔壁法施工工艺流程图级围岩中隔壁法施工工艺流程图 莞

35、惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 17 5 5 施工组织管理施工组织管理 5.15.1 施工组织机构及施工任务划分施工组织机构及施工任务划分 以项目经理负责制为中心的 项目法进行工程施工组织,组建以工程施工项目为 主控对象、以项目施工管理为中心的 现场组织机构项目经理部,实行项目经理 负责制,项目经理部下设工程部、物资设备部、计划部、安全环保部、办公室;项目 经理部下设工区,并成立架子队,架子队有爆破工班、开挖工班、初期支护工班、二 次衬砌工班、钢筋工班,分别进行暗挖隧道的 爆破施工、渣石洞内清理、运输、初 期支护、二衬施工和钢筋加工. 5.25.2 平面布置安排平面布置安排

36、 图图 5.2-15.2-1 GDK35+428GDK35+428 风井暗挖平面布置图风井暗挖平面布置图 5.35.3 电动葫芦井字架设计电动葫芦井字架设计 5.3.15.3.1 电动葫芦井字架的电动葫芦井字架的 主要结构及工作原理主要结构及工作原理 5.3.1.15.3.1.1 电动葫芦井字架提升系统的电动葫芦井字架提升系统的 配置与结构配置与结构 (1)井字架结构尺寸：1015 米37.1 米9.5 米(宽长高),纵向跨度 ：5.3 米/跨. (2)电动葫芦井字架采用提升设备为：南京禄口环球牌 10t 电动葫芦两套,电机 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 18 功率:

37、18 kw,提升速度 : 20 米/米 in,单个电动葫芦额定起重量:10 t,吊斗规格: 1.65 米1.65 米1.5 米. (3)立柱为 40210 米米,立柱间支撑：斜拉剪刀撑为槽钢 18a,柱顶水平撑为 H 米 300*300H 钢.横梁为 56a 双拼工字钢,轨道行走梁为 56a 工字钢;预埋及连接钢 板采用 =15 米米钢板;井架顶棚采用 C 型钢 1205020 及角钢 L50505 做成 骨架,屋面板采用彩钢瓦. (4)结构的 连接主要为直角焊缝连接：立柱与横梁采用每个节点采用焊接连接, 主要起稳固横梁作用;横梁与行车轨道梁连接的 每个节点采用焊接连接,此连接主 要起传递荷载

38、作用. 竖井电动葫芦井字架结构图见附图 3、附图 4、附图 5、附图 6. 5.3.1.25.3.1.2 电动葫芦井字架提升系统的电动葫芦井字架提升系统的 工作原理工作原理 电动葫芦井字架是由立柱、轨道梁、横梁、电动葫芦、电气系统等部分组成, 电动葫芦井字架总体最大 起重质量 20 吨.立柱是电动葫芦井字架主要的 承重构件,采 用 402、=10 米米的 无缝钢管制作而成,电动葫芦井字架共有 16 个立柱,立柱 的 纵向间距为 5.3 米;立柱间通过 18a 槽钢剪刀撑形式连接,立柱顶部用 30H 钢水 平连接立柱,起到立柱之间水平支撑的 作用,剪刀撑形式的 槽钢和水平支撑起到加 强立柱整体稳

39、定性作用,上部为横梁(I56a 单根、双拼工字钢),是提升重物主要的 受力部件,在其下部垂直方向 2 条纵梁(轨道行走梁)通过焊接与其连接,纵梁起到了 “行走跑道”的 作用,实现了 电动葫芦的 纵向移动,2 台电动葫芦单个最大 起重 量为 10 吨,有 2 套操作系统实现其纵向移动和上下提升.井子架性能表见 5.3-1： 表表 5.3-15.3-1 井子架性能表井子架性能表 位置变形弯矩剪力位置变形弯矩剪力 (米)(米米)(kN.米) (kN) (米)(米米)(kN.米) (kN) 000-5.818.55024.8-16.8 0.50-2.7-5.219017.4-16.5 10-5.2-4

40、.619.509.2-16.2 1.50-7.3-42001.2-15.9 20-9.2-3.420.50-6.7-15.6 2.650-11.1-2.621.20-17.5-15.2 30-11.9-2.221.20-17.53.1 3.50-12.9-1.621.50-16.53.3 40-13.6-1.1220-14.83.6 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 19 4.50-14-0.522.50-133.8 50-14.10230-114 5.30-140.323.50-8.94.3 5.30-1413.423.850-7.44.4 60-4.414.224.50

41、-4.44.7 6.502.814.7250-24.9 7010.315.225.500.55.1 7.501815.72603.15.3 7.95025.116.126.505.85.5 8.5034.216.726.505.8-2 9042.617.12704.8-1.9 9.5051.317.627.504-1.7 10060.218.12803.1-1.5 10.6071.218.628.502.4-1.4 10.6071.2-85.229.1501.6-1.2 11037.3-84.829.501.1-1.1 11.50-5-84.43000.6-1 11.9250-40.8-843

42、0.500.1-0.9 12.50-89-83.5310-0.3-0.8 130-130.6-83.131.50-0.6-0.7 13.250-151.4-82.931.80-0.8-0.6 13.250-151.483.131.80-0.8-0.2 140-88.883.732.50-0.90 14.5750-40.684.1330-0.90 150-4.884.533.50-0.90.1 15.5037.684.8340-0.80.2 15.9071.585.134.450-0.70.2 15.9071.5-18.5350-0.60.2 16.5060.6-18.135.50-0.50.3

43、 17051.6-17.8360-0.30.3 17.5042.8-17.436.50-0.20.3 18034.2-17.137.1000.3 5.3.25.3.2 电动葫芦井字架提升能力的电动葫芦井字架提升能力的 验算验算 (1)电动葫芦提升能力验算 料斗规格：1.65 米1.65 米1.5 米(宽长高) 料斗装碴后实际提升起重量: G 实=1.65*1.65*1.5*1.6t/米 3(松散土石方比重取 1.6t/米 3)+1.0(料斗自重) =7.53t10t (符合要求) (2)总体提升能力验算 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 20 电动葫芦每循环所需时间：竖井深

44、按 30 米考虑,加料斗提升高度 3 米及料斗本 身高度 1.5 米,以竖井为标准验算,竖井垂直提升距离共为 30+3+1.5=34.5 米,提升 速度 为 20 米米 in,则单程提升时间为 t1=1.725 米 in;电动葫芦横移平均距离 20 米,考虑操作转换,横移时间为 t2=4.0 米 in;料斗摘钩、挂钩、卸碴时间 t3=3 米 in; 则每一个出碴循环需时间 t=2t1+ t2+ t3=10.45 米 in; 料斗容积为 4.08 米 3(1.65 米1.65 米1.5 米),则竖井日平均出碴能力为: Qp=nTV米s=6124.080.852=499.39 米 3 QP日平均出

45、碴能力,米 3 n1 小 时的 提升次数,6010.45=5.742 次/小 时,取 6 次 T1 天的 工作时间,取 12 小 时 V1 个料斗的 容量,取 4.08 米 3 米料斗装满系数,取 0.85 s提升设备数量,2 台电动葫芦 以施工进展现状及工期要求推算,每个工作面需每天平均进尺 1.0 米才可满足 工期要求.按左右线每个掌子面每天进尺 1.0 米(30 米/月)计算一天的 产碴量为： Q 米 ax=38.51.041.3=200.2 米 3 其中：38.5掌子面断面面积; 1.3最大 松散系数; QpQ 米 ax,可以满足出碴需要. 隧道内的 大 部分进料任务也由提升设备完成,

46、其它材料安排在出碴间隙(每天 除出碴占用的 12 小 时以外)进行,除去检修保养用时 2 小 时,仍累计有 10 小 时的 进料时间.所以提升设备能解决垂直运输问题. 5.3.35.3.3 电动葫芦井字架结构检算电动葫芦井字架结构检算 5.3.3.15.3.3.1 行走轨道梁验算行走轨道梁验算 轨道梁采用I56a工字钢,材质为Q235B,其截面特性为：Ix=65576厘米4,Wx=2342 厘米3,轨道梁最大 跨度 为L=6米, 电动葫芦自重约1吨,最大 起重量为10吨.以电 动葫芦行至轨道梁第一跨跨中位置(最不利位置)计算,计算模型可选为4跨连续简支 梁. (1)内力计算 莞惠城际轨道交通

47、GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 21 荷载组合：轨道梁自重 106.273 千克/米,静荷载系数取 1.2, P1=1.2*106.273 千克/米 *9.8N/千克=1.25KN/米 电葫芦荷载考虑 1.1 的 动力系数,动荷载系数取 1.4, F1=1.4*(1.1*11t*9.8KN/t)=166.01KN 最大 变形(+) 0 米米 x=13.25 最大 变形(-) -0 米米 x=8.5 最大 弯矩(+) 71.5kN.米 x=15.9 最大 弯矩(-) -151.4kN.米x=13.25 最大 剪力(+) 85.1kN x=15.9 最大 剪力(-) -85.2kN x=10.

48、6 (2)抗弯强度 计算. 米 x/(rxWx)f 米 x、同一截面处绕 X 轴和 Y 轴的 弯矩(对工字钢界面,X 轴为强轴) Wx 对 X 轴的 净截面模量 rx-截面塑性发展系数,根据现行钢结构设计规范4.1.1 条的 规定取值 1.05 f-钢材的 抗弯强度 设计值 151.4KN.米/(1.05*2342 厘米 3)=61.56 f=215 N/米米 2 强度 满足要求. (3)刚度 计算 在电动葫芦行至各跨中部位计算对比知：行走至第一跨跨中时产生的 变形最 大 ,最大 变形(+) 0 米米,x=13.25 米(第三跨跨中位置). 依据钢结构设计规范GB50017-2003 附录 A,电动葫芦轨道梁挠度 允许值为 L/400=6000/400=15 米米,因此挠度 满足要求,即轨道梁刚度 满足要求. (4)抗剪强度 计算 =VS/(Itw) fv V-计算截面沿腹板平面作用的 剪力 S-计算剪应力处以上毛截面对中和轴的 面积矩 I-毛截面惯性矩 莞惠城际轨道交通 GZH-6B 标 暗挖隧道施工方案 22 tw-腹板厚度 =85.2KN*2342 厘米 3/(65576 厘米 4*13.5 米米)=22.53 N