上村隧道出口浅埋段专项施工方案

1、新建铁路云桂线（云南段）站前工程Y GT-8标段上村隧道出口洞身浅埋段专项施工方案编制:审核:批准:中铁十九局集团云桂铁路云南段项目经理部一分部二零一一年七月目录1编制依据 52工程概况 53浅埋地段施工总体方案 64. 浅埋段施工方法 64.1 施工前准备工作 . 64.2 隧道洞外施工 64.3 隧道洞内施工 84.4 洞身开挖 135监控量测 145.1 监控量测项目 145.2 监控量测管理及人员配备 . 155.3 隧道量测项目、量测仪器及量测方法 155.3.1 地质和支护状况信息的观察 . 155.3.2 浅埋地表沉降监测 . 155.3.3 拱顶下沉及收敛量测 . 155.4

2、监控量测质量保证措施 . 166成立组织机构 167施工环保措施 178施工安全措施 179. 浅埋段施工塌方处理应急预案 199.1 塌方发生时人员、设备、装置、材料的部署199.1.1 人员部署 199.1.2 设备及材料的部署 . 199.2 应急响应的责任部门 . 209.3 可能发生的紧急状况以及危害程度 209.4 现场人员的安排 . 209.5 发生源控制 219.6 应急处理的步骤及方法. 219.6.1 首先撤出工作面施工人员及机械设备。 219.6.2 处理塌方方法 . 229.6.3 具体施工方法 . 229.6.4 处理塌方常用的支护形式 . 231编制依据（1）、新建

3、铁路云桂线云南段上村隧道设计图（2）新建铁路云桂线云南段上村隧道实施性施工组织设计（3）、现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、 交通状况及施工造价人才网环境等调查资料。（4）、本单位所拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、 工法及科技成果和多年积累的工程施工经验。（5）、铁路混凝土工程施工技术指南（铁建设2010241号）（6） 、高速铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10753-2010）（7） 、铁路混凝土结构耐久性设计规范（铁建设2010241 号）2.工程概况上村隧道出口 D2K698+015-+045段洞身浅埋，采用V级C型复合 式衬砌，拱部108大管棚超前支护，

4、全环39根，每根长35m全环 120b型钢拱架加强支护，间距0.6m;地表回填水泥土，并在其上施 作3.0m宽、1.5m深、厚0.5m钢筋砼水沟。D2K698+035段埋深最浅， 约为3.49m,地质情况为：横向冲沟发育，坡面零星基岩出露，上覆 第四系全新统坡残积层及坡残积层粉质黏土，厚 02m。下伏基岩为 志留系中统马龙群组中段页岩、监理工程师论坛砂岩夹泥灰岩。3浅埋地段施工总体方案隧道浅埋段里程为D2K698+015-+045浅埋段施工前需先进行水 泥土反压回填达到设计强度并施作洞顶水沟后，才能进行暗洞施工。 浅埋段设计支护衬砌类型为 V级C型复合式衬砌，洞身采取暗挖施工， 大管棚超前支护

5、；洞顶地表在清表后采用水泥土反压回填加固处理， 并施作钢筋混凝土洞顶水沟，水沟入水口及出水口处采用 M10浆砌片 石铺砌，避免山洪冲刷。水沟两侧回填线外沿坡面铺砌 5m范围的M10 浆砌片石，以保护两侧边坡不被冲刷。4. 浅埋段施工方法4.1 施工前准备工作在施工前分部施工科组织全体技术人员及各级管理人员对浅埋 段原地物、 地貌以及裸露岩体进行实地踏勘， 勘查结果与设计图纸进 行比对，澄清有关技术问题。组织测量队对该浅埋段进行地形测绘， 绘制地形图。并对参加的施工人员进行技术交底和培训。4.2 隧道洞外施工4.2.1 清表通过施工放样，定出水泥土回填区域后，挖除不小于 30cm保护 土层，清除

6、地表耕植土、植被草皮、淤泥等杂质，当原始地面坡度陡 于 1：5 时，地表应开挖台阶，台阶宽度不得小于 1m。4.2.2 拌制水泥土按 5%掺量掺入水泥，土选用粘性土或粉质粘土，拌制机械采用 沃尔沃EC210B挖掘机，位于回填附近平台处。利用自由落体原理，下落搅拌高度以挖掘机1/2臂长为宜，反复开挖、拌和均匀。大颗粒 土人工辅助粉碎，保证最大颗粒土粒径小于 5cm 423水泥土运输利用挖掘机挖掘后，放入施工场内，人工配合手推车运输，人工 摊铺回填。4.2.4水泥土回填采用人工及机械两种方法相互配合进行夯实。第一层土采用人工 轻夯，避免扰动下层岩体。虚铺土层厚度 20cm,第一层土体固结后， 覆盖

7、洒水养护1天。第二层仍为人工轻夯，虚铺土层厚度 20cm覆 盖洒水养护1天。第三层重夯采用蛙式打夯机夯实，分层厚度30cm夯实遍数应通过现场试验确定，一般不少于 68遍，同时严格控制 夯击遍数，避免过夯使已压实土体破坏。回填高度达到设计标高后， 由测量工程师与专业监理工程师现场验收确认。水泥土回填顶面设置3%。的双向纵向排水坡，以便地表水通过坡面汇入拱顶水沟。1608一/ I9卜 4D2K698+035段纵断面图4.2.5地表加固技术要求(1) 、施工中严格控制土的含水率，以1820%为宜，对局部出 现的弹簧土，须及时清除。(2) 、回填应分段依次施工，按一定的顺序保持均衡上升。层段间回填土接

8、缝处应削成坡状或齿坎状，坡度不陡于1：3，并对接缝处加强夯实，保证水泥土压实度。(3) 、施工时对已填筑完成的水泥土应洒水养护。(4) 、填筑过程中，测量工作应同步进行，随时检查控制填土面 高程及填土厚度；对水泥土层与层之间结合部处理要符合规范规定， 土面过光时要采取人工刨毛处理，保证层间结合牢固。(5) 、水泥土压实指标：干密度1.7t/m3,压实度96%每层 土填筑完成后，进行土工试验，检测土的干密度，计算土的压实度， 符合设计要求并经监理工程师签字确认后，进行上层土回填。(6) 、回填土应超出加固区以外每侧不少于50cm对边角处机 械无法夯实到位的地方，应采用人工夯实密实。(7) 、施工

9、时注意协调回填土与其他工序之间的施工顺序与施工 衔接。4.2.6 洞顶水沟洞顶水沟在回填水泥土完成后进行， 采用钢筋混凝土， 3.0m 宽、 1.5m深、厚0.5m,全长约60m为避免山洪冲刷，应在水沟入水口 及出水口处采用M10浆砌片石铺砌，两侧回填线外沿坡面铺砌 5m范 围的M10浆砌片石。4.3 隧道洞内施工431超前支护(1) 管棚设计参数 导管规格：外径108mm壁厚6mm孔口管：热轧无缝钢管，外径 132mm壁厚5mm 管距：环向间距40cm 倾角：外插角13为宜，可根据实际情况作调整； 注浆材料：M20水泥浆或水泥砂浆； 设置范围：拱部120范围； 管棚单根长度：35m 管棚数量

10、：39根(2) 管棚施工工艺管棚施工主要工序有施作套拱；搭钻孔平台、安装钻机；钻孔； 清孔、验孔；安装管棚钢管；注浆。工序技术要求高，工艺复杂，施 工工艺详见下图。1）扩挖管棚工作室由于大管棚是在洞内施作，为保证大管棚施工的空间，需要开辟 大管棚工作室。按单节导管长 6m钻机机身及主动钻杆共2m,则工 作室的长度应为8m上断面扩挖较设计断面大60cm（见下图），工作室设置位置为：D2K698+053-D2K698+045管棚设置里程：D2K698+045-D2K698+01Q由于本段埋深最浅位置在 D2K698+035段，为3.49m,在扩挖工作室后，管棚的外插角度宜平缓，尽量控制在1以内j

11、MK sRWfi 管缪丄# 抬咼0_ 6n jj二二初期5护rsdm:喷混凝土止桨環国土管棚工作室施工示意图2）施作导向管工作室开挖、支护完成后，继续向前开挖2榀比设计断面大25cm 左右的断面，尽快初喷，封闭掌子面，厚度 4cm形成止浆墙，架设 钢架，采用全站仪以及坐标放样法，在工字钢架上定出其平面位置； 用水准尺配合坡度板设定孔口管的倾角； 用前后差距法设定导向管的 外插角， 将导向管焊接在钢架上。 导向管与钢架高差可通过钢垫板实 现调节。焊接应牢固，使钢架与导向管形成整体，并迅速喷射混凝土 形成套拱。导向管长度1m采用外径132mm壁厚5mn热扎无缝钢管。3）搭钻孔平台安装钻机 钻机平台

12、可用方木或钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭 好，钻孔由钻机从低孔位向高孔位进行。 平台支撑要着实地，连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机 产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。 钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精 确核定钻机位置。用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调 整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。4）钻孔 为了便于安装钢管，钻头直径采用 127mm 地质较好的情况下可以一次成孔；钻进时产生坍孔、卡钻， 需补注浆后再钻进。 钻机开钻时，可低速低压，待成孔1.0m后可根据地质情况逐 渐调整钻速及风压。 钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的现 象

13、及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。 钻进过程中确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。 认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判 断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报，指导洞身开挖。5）清孔验孔 用地质岩芯钻杆配合钻头（127 mm进行来回扫孔，清除浮 渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。 用高压气从孔底向孔口清理钻渣。 用全站仪、测斜仪等检测孔深，倾角，外插角。6）安装管棚钢管 钢管应在专用的管床上加工好丝扣，棚管四周钻8出浆孔（靠掌子面45m的棚管不钻孔）；管头焊成圆锥形，便于入孔。 棚管顶进采用大孔引导和棚管机钻进相结合的工艺，即先钻 大于棚管直径的

14、引导孔 （ 127mm，） 然后利用钻机的冲击力和推力低 速顶进钢管。 接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同 一横断面内的接头数不大于 50%，相邻钢管接头至少错开 1m。7）注浆安装好有孔钢花管、放入钢筋笼后即对孔内注浆，浆液由ZJ-400 高速制浆机拌制。注浆材料：注浆材料为水泥浆或 M20水泥砂浆。采用注浆机将砂浆注入管棚钢管内，注浆压力一般为 1.5 3.0MPa,具体浆液配合比和注浆压力由现场实验确定， 当无吸浆量情 况下，持压 15min 后停止注浆。注浆量应满足设计要求， 一般为钻孔圆柱体的 1.5 倍；若注浆量 超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，确保

15、钻孔周围岩体与钢管周围孔隙充填饱满。注浆时先灌注“单”号孔，再灌注“双”号孔。4.4洞身开挖D2K698+045-D2K698+01浅埋段采用新奥法施工4.4.1开挖方法开挖方法采用大拱脚台阶法。（见下图）约2.5m临时斜撑约 3.5m预留核心土vn_ 1F临时横撑I临时斜撑WW约4.0m施工原则按照“短进尺、不爆破、强支护、早封闭”。严格按照 铁道部120号文件执行，上断面每次开挖进尺不得大于1榀钢拱架间 距，边墙每次开挖进尺不得大于2榀钢拱架间距，仰拱施作要及时跟 进。施工步骤：1. 机械开挖部，施作部周边初期支护；开挖部，并架设临时横撑，同时喷砼尽快封闭2. 开挖部，施作部周边初期支护；

16、开挖部，并施作部仰拱初期支护。3. 浇筑V部仰拱和边墙混凝土，待仰拱混凝土初凝后，浇筑W部 仰拱填充至设计高度；根据监控量测，一次性浇筑二次衬砌部。注意事项：（ 1）I18 横撑连接处或钢架连接处均设钢垫板 （247*20*1.6cm）； I18 斜撑与钢架连接处设钢垫板（ 30*40*1 . 6cm ）， 斜撑与拱脚连接处设钢垫板（ 14*30*1.6cm ）。（2）钢架之间纵向连接筋应及时施作并连接牢固，工序变化处 钢架应设锁脚锚管；（ 3）复合式衬砌段在施工时，须按有关规范及参考图的要求， 进行监控量测， 根据监控量测的结果进行分析， 确定灌注二次衬砌的 时机及调整支护参数，必要时可喷混

17、凝土封闭掌子面。（4）确保掌子面至仰拱距离不大于 35m掌子面距离二衬距离 不大于 70m；4.4.2 衬砌类型采用V级C型复合式衬砌，钢拱架0.6m/榀，初期支护厚度28cm 拱墙衬砌厚度60cm浅埋段基岩裂隙水较多，要特别注意防排水施 工的质量，适当加密环向排水盲管的布设。5监控量测5.1 监控量测项目隧道监控量测必测项目主要包括围岩及支护状态观察、拱顶下 沉、周边收敛、地表沉降。5.2 监控量测管理及人员配备施工监控测量管理：紧跟开挖、支护作业。按设计要求设置监测 点，并根据具体情况及时调整或增加量测的内容。 量测数据及时分析 处理，实现动态管理、动态施工。量测组织人员配备：隧道量测成立

18、隧道二队专门量测小组。 由谢凯任组长，组员：李彬、杨柯华。5.3 隧道量测项目、量测仪器及量测方法5.3.1 地质和支护状况信息的观察观察记录工作面的工程地质与水文地质情况， 作地质素描。 观察 开挖面附近初期支护状况， 判断围岩、 隧道的稳定性和初期支护的可 靠性。范围：工作面及初期支护后的地段进行观察。5.3.2 浅埋地表沉降监测D2K698+045-D2K698+01段属隧道浅埋段，覆盖层薄，开挖后围 岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进 行地表沉降监测。 地表回填水泥土时埋设沉降观测板进行原地面沉降 观测，沉降观测板参照路基标准设置。布点原则为：在V级围岩且埋

19、深小于40m的地段沿隧道轴向每隔5m布设。同时在横向依据实际情 况，选定主断面，沿主断面布设测点，以了解地表沉降的横向影响范 围。监测仪器为电子水准仪。5.3.3 拱顶下沉及收敛量测拱顶下沉及净空变位收敛量测 , 根据围岩类别、 隧道尺寸和埋深等，沿隧道纵向在拱顶和墙中布设测点D2K698+045-D2K698+01段设计为V级围岩，量测断面间距为 5m净空变位量测在开挖后尽早进行，初读数在开挖 12 小时内且在下一循环开挖前读取，采用全站 仪量，浅埋地段洞内外量测点布设在同一横断面内。5.4 监控量测质量保证措施（1）将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一 个重要的施工工序来抓，

20、并保证监测有确定的时间和空间。（2）制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施， 并将其纳入工程的施工进度控制计划。（3）施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环 境、围岩、支护结构、变形的影响，据此优化施工方案。（4）监测数据应及时整理分析，一般情况下，应每周报一次， 特殊情况下， 每天报送一次。 监测报告应包括阶段变形值、 变形速率、 累计值，并绘制位移时态（或时程）曲线，进行回归分析，及时对监 测结果进行综合评价。6成立组织机构 为使上村隧道出口浅埋段施工过程中安全、质量、进度可控，我 项目部专门成立浅埋段施工领导小组。 对浅埋段施工进行全过程监督 管理，并按照“确保安

21、全、保证质量、突出重点、统筹安排、合理配 置资源、确保工期目标、做好环保和文明施工”的原则，投入足够施 工资源组织施工。组 长：刘扬副组长：王石磊、谢凯、车文斌成 员：吴占军、李彬、杨柯华、胡磊磊7施工环保措施（1）、施工界限外的植被、植物树木等不得随意破坏，必须维持 原状并加以保护；施工用地界限范围内的树木、草皮和其他植物，移 植利用，不得破坏。（2）、永久用地范围内的裸露地表用植被加以覆盖。（3）、充分做好开挖边仰坡、弃碴场地的植被恢复与绿化工作。（ 4）、在堆弃过程中需先修好挡墙并作好地表水的引排疏导， 其 坡脚采用浆砌片石防护， 不得向河流和设计范围外的场地弃碴， 堵塞 沟壑、河道。弃

22、碴堆弃前，将地表熟土推至一旁，待弃碴完毕后将碴 顶整平，并填保存的熟土进行复垦。（5）、及早施作防护工程、排水工程和裸露地表的植被覆盖，防 止水土流失。（6）、工程完工后，及时进行现场彻底清理。（7）、加强设备养护，减少设备漏油施工机械的废油废水，采用 隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。（8）、注意保护自然水流形态， 做到不淤、 不堵、不留施工隐患， 不阻塞河道。8施工安全措施（1）、洞内、外施工时，都必须配备专职安全员；专职安全员上 岗必须佩戴安全员袖标，凡进洞人员必须戴安全帽。2）、重视边坡的稳定和排水，做好截水沟、边沟，经常检查边坡的稳定情况（3）、加强本段的超前地质预报，注重围岩

23、监测和观察，对目测 观察予以足够的重视， 随时注意围岩的岩质和分布情况变化， 节理裂 隙发育程度和方向，掌子面填充物的性质、涌水量，喷混凝土是否产 生裂隙， 拱架是否变形。 当围岩变形量无变缓趋势或喷射混凝土产生 较大的剪切状态时立即停止开挖，采取辅助加固措施。（4）、隧道施工各班组间，应建立完善的交接班制度。在交接班 时，交班人应将本班组的施工情况及有关安全事宜及措施向接班人详 细交待，并记载于交接班记录本上， 工地值班负责人 （ 领工员）应认真 检查交接班情况。 每班开工前未认真检查工作面安全状况， 不得施工。（ 5）、对本段施工必须制订切实可行的施工安全措施， 施工中采 取预防措施，不得

24、盲目冒进。（6）、隧道掌子面钻眼前钻眼人员到达工作地点时， 应首先检查 工作面是否处于安全状态，如支护、顶板及两帮是否牢固，如有松动 的岩石，应立即加以支护或处理。（7）、洞内爆破作业必须统一指挥。施工爆破时，所有人员必须 撤至不受有害气体、 振动及飞石伤害的警戒区外， 并设置安全警戒线。（8）、当喷射砼尚未达到一定强度即趋失稳的围岩， 或喷锚后变 形量超过设计容许值以及发生突变的围岩，宜用钢架支撑进行支护。（9）、把喷层的异常裂缝作为主要安全检查内容之一， 经常进行 观察与检查，并作为施工危险信号引起警惕。10）、如发现隧道内有险情，必须在危险地段设置明显标志或 派专人看守， 并迅速报告施工

25、现场负责人及时采取处理措施。 若情况 严重时，应立即将工作人员全部撤离危险地区。（11）、在本段开挖支护完成后，及时施作仰拱衬砌以及拱墙衬 砌，封闭成环。9. 浅埋段施工塌方处理应急预案上村隧道出口浅埋段地质条件复杂，存在突水、突泥、坍塌、围 岩失稳等地质问题或风险因素。 为了保证施工顺利进行， 避免人员伤 亡和经济损失，本着“安全第一，预防为主”的原则，特针对可能发 生围岩失稳等不良地质制定一分部 “浅埋段施工塌方处理应急预 案”。9.1 塌方发生时人员、设备、装置、材料的部署9.1.1 人员部署成立以施工负责人为第一责任人的塌方抢险及处理的组织机构， 配置足够的应急抢险人员、设备，由安质科

26、制定应急的抢险预案，做 到组织得力，分工明确，责任到人。9.1.2 设备及材料的部署1）通讯设备：距掌子面 200 米处设直通工区调度有线报警电话 一部；2）抢险设备：搅拌机、注浆泵、材料运输车、挖掘机、装载机、 风钻等；3）监测设备：全站仪、精密水准仪、塔尺、钢尺等；4）抢险材料：钢管、小导管、水泥、型钢、钢筋、速凝剂、砂石料、木材等。9.2 应急响应的责任部门抢险领导组组长 :分部经理吴健抢险施工组组长 :分部安全总监李辉后勤保障组组长 :党工委书记曹东朝副组长： 综合办主任赵洁技术方案组组长 :分部总工刘扬副组长： 工程部长王石磊事故调查组组长 :安质部长车文斌材料供应组组长 :物资部长

27、张延明生活供应组组长 :综合办主任赵洁9.3 可能发生的紧急状况以及危害程度4.1 塌方在掌子面时，无人员伤亡，危险程度小（物资受损）4.2 塌方在掌子面时，有人员伤亡，危险程度大（人员受损，物 资受损）4.3 塌方发生在已经开挖未衬砌段时，无人员伤亡，危险程度小 （物资受损）4.4 塌方发生在已经开挖未衬砌段时，有人员伤亡，危险程度大 （人员受损，物资受损）9.4 现场人员的安排抢险队伍由现场施工人员组成：队长：段立权副队长：吴占军 方海峰队员：孙尉祥 胡磊磊 虞根土 王大海9.5 发生源控制1) 量测信息所反应的围岩变形速度和数值超过允许值。2) 喷射砼面产生纵横向的裂纹或龟裂。3) 在洞

28、顶或洞壁发现不断掉下土块， 小石块或在构件支撑间隙不 断漏出砂、石屑。4) 岩层的原理，节理缝或裂隙变大，张开。5) 隧道内渗水、滴水突然加剧或变浑。出现以上1)5)情况的时候值班人员应该及时汇报并加强支护并派专人看守危险地段，避免人员及物资的损失。9.6 应急处理的步骤及方法一旦发生坍塌事故， 由掌子面领班作业人员在洞内向分部调度拨 打报警电话并上报项目部调度， 有人员受伤时， 项目部立即与当地医 院联系安排住院抢救事宜， 并立即启动应急预案， 同时向当地安监部 门报告。9.6.1 首先撤出工作面施工人员及机械设备。根据事故发生情况， 统一部署应急预案的实施工作， 应急指挥中 心紧急调用全项

29、目内可用于抢险的机具设备、物资、人员、资金投入 抢险工作。首先判断是否有二次坍塌的可能， 确认围岩基本稳定后， 组织人 员和设备进洞抢险。9.6.2 处理塌方方法如塌方体积较小， 且塌方范围内已进行喷锚或已架设好较为牢固 的构件支撑时， 可由两端或一端先上后下地逐步清除坍碴， 随挖随喷 射砼，随架设临时构件支撑。如塌方体积较大， 或地表已下沉， 或因坍体堵塞无法进入塌方范 围进行支护时，则用注浆加固坍体，然后用“穿”的办法在坍体内进 行开挖、衬砌。9.6.3 具体施工方法塌方掌子面地段是隧道施工的薄弱环节， 需特殊处理，重点加固， 根据塌方体坡面特点，坡体虚碴不宜再挖，稳定碴体一但开挖，碴体

30、内部会形成新的滑动面， 造成新的坍塌，应先对塌方体和围岩暴露面， 进行喷砼封闭，厚度0.10.2m作为初期支护，扼止再次塌方的产生， 也为监测塌方提供依据， 然后对塌方影响范围进行注浆， 加设超前管 棚，使开挖轮廓附近与周围岩体形成一个整体， 以抵抗碴体下滑力和 开挖后围岩产生的侧向压力。开挖轮廓线以上约5m视为开挖影响区域，采用超前导管 42 注浆，轮廓线外第一层间距为 0.2*0.2m ，其余按 0.5*0.5m 梅花型布 置，注浆管长度4.5m,外插角25，靠近围岩部位布设径向导管注 浆， L=4.5m， 0.5*0.5m 梅花型布置，下部坍体进行开挖断面外两侧 注浆，导管布置为0.5*0.5m , L=4.5m梅花型布置。上部开挖，预留核心土，可以对虚碴起到固定作用，也可以为安设钢拱架提供作业平台，周边碴体每掘进60cm及时安设一榀钢拱 架，安设拱架前应先检查开挖轮廓线，开挖轮廓线