隧道斜井施工方案

1、1 .工程概况错.误！未定义书签。2 .总体施工方案错.误！未定义书签。2.1 位置选择依据错.误！未定义书签。2.2 总体方案错.误！未定义书签。3 .主要参数及工程数量 33.1 洞身参数33.2 支护参数 43.3 主要工程数量 54 .施工总体布置 54.1 临时工程 54.2 施工场地布置 64.3 工期目标 74.4 人员安排 74.5 机械设备 85 施工方法 85.1 洞口段施工 85.2 超前支护 85.2.1 小导管施工 95.3 斜井洞身施工 95.3.1 斜井排水 105.3.2 喷射砼 105.3.3 注浆 105.3.4 挂钢筋网 115.3.5 安 I16 工字钢

2、 115.5 斜井转正洞施工 115.6 仰拱与二衬施工 116 .监控量测 127 .地质超前预报 128 .施工安全技术措施 139 .施工质量技术措施 13新正阳隧道斜井平面图1. 工程概况本隧道位于重庆市黔江区境内，中心里程：ZDK296+310.25米，最大埋深约355 米。进口 ZDK294+556.00ZDK294+999.17，洞 身 ZDK295+798.12 ZDK296+086.91及 ZDK297+488.29-ZDK297+953.8明分另为半径 1200 米右偏， 半径 6000 米左偏， 以及半径1200米右偏的曲线，其余地段为直线，设计纵坡为-11.5%, -7

3、.9%, -3%的单面下坡。隧道位属中低山剥蚀地貌，地面高程 558米903米，相对高差月345米，地形起伏，可溶岩段多现溶洞，封闭洼地，落水洞、竖井及暗河。植被较差，村舍及民房较多，其他以农田，旱地为主，进口接石灰坝大桥，交通不便，出口接黔江车站，交通方便。斜井位于DK283+70W侧一破旧土房处，土房已弃之不用，房屋前为一片稻 田。斜井与正线交角 58度，与正洞相交里程为 DK283+791.79,距进口 596.79 米，距出口 2858.21米，斜井洞口地面标高 311米，正线DK283+791.79轨面标 高305.289米。斜井口周围无裸露岩石，表面为腐植土，与正洞相接处为V级围

4、岩，洞身主要穿过全、强风化砂岩夹页岩段，地质条件差，施工比较困难。斜井平面位置见附图。2. 斜井总体施工方案2.1 选择位置依据增加斜井后能确实有效地缩短工期。有较好的施工用水、用电等外部环境。有较好的施工条件、场地及弃渣用地。设置斜井的位置尽量少占用场地，避免拆迁。斜井的选线尽量避免房屋建筑，以减少施工干扰。经济合理的原则。基于以上原则，对壁山隧道全线进行了详细的勘察、对比， 最终决定将斜井进洞位置选择在DK283+70g侧一破旧土房处。但此处埋深较浅，且上部土体均 为堆积土，一旦斜井施工，可能会引起周围土体滑坍，威胁周围居民区安全。2.2 总体方案斜井施工进洞前有一 55米埋深较浅段采用长

5、拉才©开挖，开挖后采用 C20碎 重力式挡墙支护，挡墙墙高26米；同时对暗挖段地表进行注浆加固，然后采 用超前管棚进洞。斜井进洞后采用台阶法施工，遵循短开挖、弱爆破、强支护、 快封闭、早成环的原则。斜井施工至与正洞交界后，在正洞左侧边墙与横洞交界 里程处，以组合焊接一起的3根120b钢架作为基础，在此型钢钢架上焊接 3根 120b型钢横梁，为正洞钢架提供落脚平台；同时以圆曲线形式转体进入正洞，同 时上坡开挖至正洞拱顶高程，并继续沿相同方向掘进15米（此段设置临时支护， 采用拱墙120b工字钢）；形成作业空间后，转向相反方向施工，扩挖临时支护 达到正洞标准断面，然后同时向出口施工。如下

6、图：其中斜井一隧道出口施工至 DK285+446,其施工时间如下表:隧道名称施工段落项目计划开始 时间计划结束 时间计划施工 时间（天）壁山隧道斜井斜井(125m)开挖及支护2010/11/12010/1/3191衬砌及其它2010/12/12011/2/2081斜井一正洞出口（1666m）开挖及支护2010/11/12012/6/15592衬砌及其它2010/12/12012/6/30607注：其中V级围岩按 40米/月，IV级围岩按75米/月，出级围岩按120米/月计算，斜井转 入正洞后向出口施工（其中斜井转正洞施工进度未计折扣）3 .主要参数及工程数量3.1 洞身参数斜井设置里程：XJK

7、0+00AXJK0+131.25,拉槽里程为 XJK0+003XJK0+055 斜井长度：131.25米（其中拉槽55米）斜井纵、横坡：纵坡-3.02% （斜井进口至正洞方向）、横坡1% （单向坡）斜井净空：6mK 5m （如下图）：3.2 支护参数基于斜井全段围岩较差，为保证施工安全及后期使用期间的安全，决定采用先挂网锚喷，后采用模筑衬砌 C30碎，其主要支护参数为：地表加固：斜井XJK0+055-XJK0+070g沿中线左右15m范围内采用地表注浆加固，注浆导管采用（|）42钢管，间距为100 cm X 100 cm,梅花型布置，深度20m超前支护：超前支护采用拱部超前管棚和双层超前M2小

8、导管。其中超前管 棚22根，长30ml外插角度0° ;超前小导管每环40根，4.5m/根，3mr-环；加强支护：加强支护采用全环工 120b钢架，间距0.6m,钢拱架锁脚锚杆为 42钢管，长4.5m/根，每环8根，钢架之间采用22钢筋连接，环向间距1m系统支护：系统支护主要由喷射混凝土、钢筋网、锚杆组成，拱墙采用 22 锚杆，长度6m间距1.0 X 1.0m,梅花型布置；小8钢筋网，网格间距0.20 X 0.2 0m 喷射C25碎，厚度28cm；3.3 主要工程数量开挖土后方3 m7435拉槽C20硅3 m180地表加固4 42钢管根4200m42000水泥砂浆3 m427衬砌与工C

9、30硅3 m520初期支护（包括15米临时支 护）喷碎C25硅3 m363钢筋网HPB235钢筋kg11965锚杆22砂浆根2142m8568管棚108钢管根22m660超前小导管5 42钢管根816m3672支护注浆水泥砂浆3 m133钢架22连接钢筋kg10943I 20b型钢kg94371锁脚锚管5 42钢管根1224m5508临时支护在扩挖时分段分层破除。4 .施工总体布置4.1 临时工程4.1.1 施工便道施工便道可由大慈寺村水泥路面进入， 经5KM水泥品&和0.1KM泥结石既有便 道接斜井口顺山坡修建约0.3KM4米宽C20殓路面施工便道，另修建一条约0.3KM4米宽C20

10、殓路面路面施工便道至弃渣场。0.1KM泥结石既有便道改为 4 米宽C20殓路面便道。便道每隔100米设一错车道，错车道长10米，宽6米。4.1.2 施工驻地在弃渣场附近平地修建施工生活居住区，办公生活区设办公室、职工宿舍、职工食堂、浴室、 厕所等办公生活设施；统一采用彩钢房结构。生活区统一规划、集中布置，营区周围设围护，围护采用砖墙结构，涂以明显色彩。4.1.3 施工用电施工用电采用永临结合方案，主要施工电力与骑龙咀隧道进口共用同一线路， 从附近的高压电线接入，线路长约1KM； 在离洞口50 米左右安装一台800KVA变压器，另配备2台200K刚燃发电机。4.1.4 施工用水斜井所在地附近地下

11、水较丰富，埋深较浅，生活用水可利用钻井取水或从附近鱼塘取水，经取样检验合格后饮用；施工用水利用附近水塘水，经抽水泵至斜井顶部高山水池，水池最大储存量150t,管路采用小100钢管管路进洞。4.1.5 施工用风3为满足隧道钻爆法施工所需风量，在洞口 50米处设置4台20m电动空压机。因斜井长度较短，斜井施工阶段可暂不用通风，在进入正洞后采用长管路独头压入式通风方案：进洞口设置一台2X110W!风机，配直径1200mm<1筒，风机安装在距洞口20 米处，设置双回路电源。高压风管和风筒与水管设于同一侧，安置于斜井左侧，其中高压风管与水管置于地面，风筒悬挂于拱腰处。4.1.6 环境保护斜井口位于

12、冲沟边，拉槽进洞后斜井口容易积水；为此， 考虑在斜井口和斜井与正线相交位置设置大型的集水坑；采用抽水泵分级抽排水。斜井口施工为逆坡排水，设集水井由抽水泵分级排出洞外（洞口经沉淀后排出）。洞口设置50m污水处理池，污水经三级沉淀和油污处理，达到环保要求的排放标准后，才能排入地表的自然排水系统内。4.2 施工场地布置4.2.1 混凝土拌合站斜井初期支护喷射砼与二次衬砌等主体工程混凝土采用项目部拌合站集中提供。4.2.2 钢筋加工房钢筋加工房设在经理部旁，占地约 60亩，集中加工全线所有钢筋，隧道初 支型钢与二衬钢筋在加工房加工好后运至施工场地，严禁现场加工型钢与二衬钢 筋。4.2.3 弃硝场在斜井

13、口右侧100m处占地53亩的弃硝场，用于斜井及壁山隧道弃磴，其 中斜井弃磴0.6万方，壁山隧道弃磴17.2万方，总容量17.8万方。磴场坡脚设 M10浆砌片石挡墙挡护，顶部外侧设M10浆砌片石截水天沟，底部每隔20m开挖 设置碎石盲沟。4.3 工期目标严格按照成渝线施工组织设计工期要求组织施工，斜井定于2010年11月1日开工，计划于2010年1月31日斜井工程全部结束，总工期 3个月。4.4 人员安排根据斜井长度及施工难易度，按照高度专业化、机械化作业的原则配备施工 队伍，组成钻爆、支护、衬砌、运输等机械化作业线，实行弹性编制，按 24小 时三班制安排施工。施工劳动力安排见下表。隧道施工劳动

14、力安排表工序人员及人数职 责分工班号组别每个工作面掘1开挖组10钻孔、装药、起爆2出硝组5装硝、运硝进3支护组10超前锚杆、喷碎、锚杆、挂网、立钢拱架班4风水组3供水、排水、供高压风、通风、管道延伸与维 修与保养5排险组3排险、安全小计31衬1碎浇筑组6开碎输送泵、安装、拆卸管路、碎浇筑、振捣砌2拆立模组8拆模、台车就位、立模、安装挡头板班小计14杂工班5附属工作及现场文明施工保1管理人员2现场管理、调度2安全组1障3运输组3各种材料运输、汽车保养4电工组1电气设备安装与维修组5机修组2各种机械设备维修小计9技1技术贝1全卸技木工作2质检员1质里、自检签证术3测量组2施工测量、监控量测、地质超

15、前预报4试验组1试验、化验室小计54.5 机械设备拟机械设备见下表:机械设备配置序号设备名称数量技术状况用于部位备注1碎输送泵1良好隧道开挖2电动空压机5良好隧道工程3装载机2良好隧道工程4变压器1良好隧道工程5砂浆搅拌机1良好拌合站6发电机2良好拌合站7双液注浆机1良好隧道工程8高压水泵2良好隧道工程9出渣车3良好隧道工程10衬砌台车1良好隧道工程11风镐12良好隧道工程12超前钻机1良好隧道工程13凿石机28良好隧道工程14通风机1良好隧道工程15湿喷机2良好隧道工程5 .施工方法5.1 洞口段施工斜井进洞前先将洞顶松散体和危石清除，同时进行明挖段拉槽施工，再进行隧道地表注浆加固处理，洞口

16、边仰坡开挖及支护。之后施工斜井暗洞口部管棚导 向墙及管棚并注浆，方可进洞。隧道斜井洞口土石方施工，先对边坡进行放样，完成边、 仰坡外的截排水沟。土石方开挖按自上而下顺序分层开挖。施工过程中要经常检查断面，发现问题及时更正， 边仰坡做到随挖随护，及时施作喷锚网防护以策安全，施工过程中加强对山坡稳定情况的观测、检查， 发现问题及时采取措施后方可继续施工。斜井口洞门采用M10浆砌片石结构。5.2 超前支护5.2.1 管棚施工根据斜井长度，管棚分段长度30ml纵向搭接长度5m管棚施工前需要设置导向墙，导向墙采用 C20碎，纵向长度为1m厚度为 0.8m,为保证长管棚施工精度，导墙内设2根1120b工字

17、钢架，钢架外缘与133 导向钢管（壁厚5mm用小18钢筋焊接固定。管件加工制作：管棚采用 小108mm（壁厚6mm普通钢管，钢管节长46m 钢管四周钻小10出浆孔（靠掌子面一端2m不钻），孔眼间距20cmi将事先加工 好的管节联接套焊接在每节钢管的两端，第一节钢管前端焊接上合金钢片空心钻头。管棚施工工艺主要分为：开挖；施作导向墙、制作管件；钻孔平台、安装钻机；钻孔；清孔、验孔；安装管棚钢管（分节顶管）；注浆（检验注浆压力是否达设计要求）。5.2.2 小导管施工在管棚超前支护下，斜井段管棚之间设置小42超前小导管预支护，小导管管长4.5m,环向间距40cm纵向3m一环布置，超前小导管与120b钢

18、架配合使 用，洞口段30米钢架间距0.4m一福，其余按0.6米一根。小导管安装完备后用 注浆机注入M20砂浆。小导管从型钢钢架焊接牢固提高支护系统完整性。按设计要求在掌子面上准确画出本循环需设的小导管孔位。采用风钻钻孔，用风钻将小导管顶入，钢管尾端外露足够长度，超前小导管外插角严格按设计要求施作，尾部与钢架焊接在一起。超前小导管与线路中线方向大致平行。孔位钻设偏差不超过 10cm,孔眼长大于小导管长。钢管加工及施工：将前端加工成尖锥状，尾部焊小6加肋筋。管口段0.8m范 围内不开孔，其余部分按15cm间距交错设置注浆孔，孔径8mm钢管插入及孔口密封处理：钢管由专用顶头顶进，顶进钻孔长度490励

19、长。钢管末端除焊上挡圈外, 再用胶泥麻筋缠箍成楔形, 以便钢管顶进孔内后其外壁与岩壁间隙堵塞严密。钢管顶进时, 注意保护管口不受损变形, 以便与注浆管路连接。 注浆前导管孔口先检查是否达到密闭标准，以防漏浆，然后按设计比例配浆。采用注浆机压注浆，一般情况下压注水泥浆，水泥浆水灰比1:1 ，注浆压力0.51.0MPa 一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压力达到设计终压不少于20 分钟， 进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆。注浆结束后，将管口封堵，以防浆液倒流管外。5.3 斜井洞身施工隧道斜井洞身开挖采用台阶法施工，机械开挖为主，人工手持风镐辅助，局部孤石采用小药卷弱爆破开挖。根据现

20、场施工需要，台阶长度控制在10 米内，每循环开挖进尺在0.6 米以内。 洞身锚杆采用多功能作业台架钻孔施作，喷射混凝土采用湿喷机和机械手进行作业。钢筋、 钢拱架及锚杆采用钢筋加工房按设计要求进行加工制作，并运至作业平台进行安装。下台阶施工采用挖机开挖或弱爆破左右分部进行，初期支护完成后进行出碴。施工过程中加强监控量测，根据监测信息及时调整支护参数和施工方法。5.3.1 斜井排水斜井排水为反坡排水，采用高扬程大流量分段逐级接力机械抽排方式。洞内路面设1%厂字型横坡,一侧设0.4mx 0.6m的纵向排水沟，间距50m设一临时集 水井， 水井的大小和间距根据地下水渗流情况适当调整。掌子面积水采用多台

21、小型移动潜水泵将积水抽至附近水箱式移动水仓（容量46n3）内，再由潜污泵抽至下一级泵站水仓，如此接力抽至洞外污水处理厂。施工至正洞相交处，在靠斜井段左侧设一大型集水井（根据洞内水量设置集水井大小），用于正洞施工污水集中，然后采用大扬程抽水机排至洞口外污水沉淀池。5.3.2 喷射混凝土开挖后为缩短围岩的暴露时间，必须先初喷 C25混凝土 4cm厚再封闭围岩； 待120b工字钢及钢筋网安设好后，再喷混凝土 24cm；最后在下一循环喷射混凝 土时喷射至设计厚度。（1） 采用湿式喷射混凝土工艺，减小洞内粉尘污染及回弹量。（2） 喷射前用高压风将岩壁面的粉尘和杂物吹干净，水泥、粗、细骨料加少量水，用搅拌

22、机干拌，水量按水灰比配制混凝土应加入水总量的20%；拌好后将干料运至喷射作业点再进行人工拌和，并加入适量速凝剂。(3)喷射作业分段、分片由下向上依次分层进行，每段长度为3ml为加快混凝土强度的增长速度及提高混凝土的喷射效果，用多盏碘钨灯提高作业环境温度。(4) 喷头喷射方向与岩面偏角小于10°，夹角为45°；喷头至受喷面距离在0.61.0m之间，喷头呈螺旋形均匀缓慢移动，一般绕圈直径在0.4m为宜。1.1.3 注浆在初喷混凝土封闭围岩后按设计布设锚杆和注浆。锚杆孔位误差控制在规范规定的误差范围之内。采用YT 28 型手持式风动凿岩机凿孔并清孔，应沿径向进行钻孔，确保锚入稳定

23、岩层的深度；装入锚杆后在锚杆尾部安装止浆塞、垫板和螺母，通过快速注浆接头将锚杆尾端和注浆机连接。开动机器压注1： 1 水泥浆，为了保证锚固质量及改良围岩结构，注浆终压必须达到1MPa。1.1.4 挂钢筋钢筋网片采用小8圆钢，除锈处理后按设计加工成20cmx 20cm的网片；挂设 时网片必须随受喷面的起伏铺设，与受喷面间留3cm作为保护层，网片与系统锚 杆焊接牢固，确保喷射混凝土时不移动。1.1.5 安设 I20b 工字钢在开挖拱顶下3m的斜井两侧安装120b工字钢拱架，拱脚应立在坚固的垫板 上，然后在120b工字钢两脚施作4根4.5m/根642锁脚锚管并焊接牢固，型钢 拱间距为0.6m。型钢拱

24、采用 22钢筋联接，环向间距为1m及时挂网()8 (问 距20 cm X 20 cm)复喷至25cm厚。1.4 斜井转正洞施工斜井进入正洞口部采用3根工钢并排加强，并在斜井与正洞相交位置斜井内 施工10m二衬后方可继续往正洞方向开挖。斜井进入正洞口部段按曲线转动线路 开挖过渡至正洞，该段仍以斜井断面继续开挖，之后扩挖至正洞断面，进入正洞开挖。正线施工一定长度后返回扩挖曲线转动段。(见总体施工方案示意图，交叉口施工将制定专项方案)根据斜井与正洞相交角度，以变间距安装异型拱架，完成由垂直于斜井中线到平行于正洞中线的过渡，该段按曲线过渡。在斜井与正洞相交处设置托梁，为正洞拱架提供落脚平台。斜井伸入正

25、洞后，上坡开挖至正洞拱顶高程，且此段采用临时支护，斜井顶部高程与正洞顶部高程相差 3ml坡度已适应现场施工要求为原则。阔挖正洞至设计尺寸，并及时进行支护。1.5 斜井衬砌施工掌子面掘进一段距离后及时施工二次衬砌砼，封闭成环，保证已掘进段初支安全，其中掌子面离仰拱距离不得超过35 米。斜井进入正洞前施工交叉口部位斜井二衬 10ml之后方可开挖进入正洞。结合监控量测反馈信息确定其余部位斜井内二次衬砌施工时机及是否需要施工。仰拱施工一段距离后进行二衬砼，拱墙衬砌采用组合钢模板施工，每段组合模板长度不得大于6ml模板支撑采用I 18型钢钢架，钢架根据断面尺寸在加工预制间制作，钢架间用钢筋连接牢固，并加

26、设横向和竖向支撑。混凝土采用输送泵入模，两侧对称进行浇筑，并进行捣固密实。二衬应紧跟掌子面，其二衬离掌子面距离不得超过70 米。6 监控量测监控量测是隧道在施工过程中，对围岩支护体系的稳定状态进行监测，为初期支护和二次衬砌设计参数和调整提供依据，是确保施工及结构运营安全、指导施工程序、便利施工管理的重要手段，采用新奥法原理设计、施工的隧道，监控量测是施工过程中必不可少的施工程序。根据实际情况，斜井主要量测三个项目：地表沉降、拱顶沉降、净空变化。其中净空变化、拱顶下沉量测 5m一个断面，每个断面埋设3个量测点，在每次 开挖后12h内取得初读数，最迟不得大于24h,且在下一循环开挖前必须完成； 地

27、表沉降5m一个断面，每个断面埋设7个量测点，间距2ml在开挖前取得初读 数。监控测量频率一天一次，监控量测信息应及时反馈，指导后期工序的施工。施工过程中将根据监控量测信息及时修正支护参数和施工方法。7 地质超前预报在隧道掘进中，常遇到断层、破碎带、岩溶及涌水、瓦斯等不良地质构造，这些不良地质构造常会严重影响掘进速度， 甚至会造成严重的安全事故。为保证 施工安全，斜井全段采取TSP203系统，并结合超前钻孔探测进行隧道超前地质 预报工作。TSP203g前地质预报系统工作方法TSP203超前地质预报系统工作前在隧道左侧或右侧边墙上打爆破孔和接收器孔。工作时先安装接收器，然后逐孔爆破，接收地震波信号，通过接收地震 波信号分析地层的变化。为了保证预报准确，采集数据时要求隧道学子面停止作 业。根据地质构造变化情况和施工安排需要，每100150m进行一次超前预报。1 I I3011021750超前探水、探气钻孔示意图超前钻孔探测在学子面通过钻探眼孔，摸清前方工程地质、水文地质及围岩中有毒气体情况。采用凿岩台车钻孔，钻探眼孔时，每个断面布 6个孔，深度7.5m左右，每次开 挖5.0