隧道出洞专项方案

1、一.编制说明1.1编制依据（1）赣龙铁路扩能改造工程GL-2标施工总承包合同、招标文件及寨下隧道设计施工图（赣龙扩施(隧)-23）。（2）现场调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。 （3）国家及相关部委颁布的法律、法规和铁道部颁布的现行设计规范、施工规范、铁路工程质量验收标准及其它有关文件资料。赣龙铁路筹备组下发文件通知。1.2主要技术规范、标准、规则、规程隧道出洞施工引用如下表所示的技术标准、规范。表1-1 技术规范、标准汇总表序号标准编号名称1TZ204-2008铁路隧道工程施工技术指南2TB10401.12003铁路工程施工安全技术规程（上册）3TB10

2、401.22003铁路工程施工安全技术规程（下册）4TB10417-2003铁路隧道工程施工质量验收标准5铁建设2008105号铁路隧道超前地质预报技术指南6铁路隧道监控量测技术规程7铁建设(2010)120号关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知二、工程概况2.1工程概况寨下隧道进口位于江西省于都县内，全长408m。进口里程DK78+357，出口里程为DK78+765。寨下隧道为时速200km/h客货共线双线铁路隧道。 隧道通过地质岩性为全风化弱风化变质砂岩；级围岩为65m，级围岩为255m，级围岩为88m。地表水未沟谷汇水,不发育。地下水为基岩裂隙水，较发育。隧

3、道进出口均采用108洞口长管棚。其中出口段管棚长度50m。环形间距40cm,外插角1°3°。出口段洞口DK78+731736线路右侧永久边坡采用框架锚杆防护，锚杆长度10m,间距3.0×3.0m。并设置框架梁。框架内砌筑空心砖植草植灌木防护。框架内土层设置长15m的120仰斜排水孔间距3.0×3.0m。孔内插入110素纤排水滤管。洞口仰坡及DK78+736765永久边坡采用横平竖直的C25混凝土拱形截水骨架护坡，骨架内砌筑空心砖植草植灌木防护。骨架内土层设置长10m的120仰斜排水孔间距3.0×3.0m。孔内插入110素纤排水滤管。三、出洞施工

4、方案3.1总体施工方案寨下隧道为隧道进口向出口单向掘进。计划掌子面上台阶开挖至DK78+681处，根据掌子面设计围岩情况拟定以下出洞方案。掌子面上台阶开挖至DK78+681（级围岩、衬砌类型c）处，将DK78+681716洞口108长管棚变更为108洞身管棚，施作洞身管棚后继续开挖。至DK78+716掌子面时采用小导洞（4×5m）出洞。小洞贯通后，施作出口边仰坡和大管棚。待DK78+731716洞口大管棚施工完后， DK78+716掌子面继续向前掘进、同时出口段明洞继续开挖支护。出洞方案示意图见方案后附图一。3.2小导洞施工方案小导洞开挖根据设计图纸所示地质情况DK78+716731

5、段出口表层为粉质黏土厚约01.0m。下伏基层为变质砂岩全风化厚约1.22.7m,强风化厚度为01.8m，其下为弱风化，节理裂隙发育。岩体破碎。根据该段地质情况小洞段采用机械配合人工开挖，局部弱爆破全断面开挖。挖掘机装渣，自卸车出渣。在接近贯通8m时每循环打超前探孔以探明前方距明洞距离。小导洞初支小洞支护施工工序流程为：开挖后初喷砼系统支护（拱架、锚杆、钢筋网）施工复喷砼至要求厚度。 挖后及时对拱顶和边墙岩面进行初喷4厘米的C25砼；初支拱架采用I16型钢钢架，安装间距1.2m，到出洞5m左右时根据围岩情况加密到0.81.0m； 拱顶和边墙网片挂设，采用6.0钢筋制作的20cm×20c

6、m网片；拱顶和边墙系统锚杆施作，22砂浆锚杆，L=2m，间距1.2m×1.2m布置； 复喷16厘米的C25砼。喷射砼施工 C25喷射砼采用湿喷工艺，工艺流程见图1。用高压风水冲洗受喷面，设置控制喷砼厚度的标志。喷射作业分段、分片、分层，由下而上进行，有较大凹洼处，先喷射填平。前期准备施喷面的清理计量配料拌 合砂、石、水泥、水、外加剂、改性聚酯纤维混凝土搅拌站装运喷料现场喷射砼综合检查结束加速凝剂不合格混凝土喷射机补喷混凝土合格图1 湿喷混凝土工艺框图喷嘴垂直于岩面，距受喷面0.81.2m，呈螺旋移动，风压0.30.5MPa。液态速凝剂由自动计量在喷嘴处掺入。喷射混凝土时按照施工工艺段

7、、分片，由下而上依次进行。分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产。混凝土搅拌车运输混凝土，卸入湿喷机，机械手配合湿喷机喷混凝土。拱架施工拱架施工工艺框图见图2。制作：拱架主筋采用型钢弯曲机进行预弯、各种构造筋用钢筋弯曲机弯曲，在定型模上焊接而成。制作时严格按施工图纸进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢靠，加工后必须进行试拼检查，严禁不合格品进场。施工准备连接钢筋加工拱架拼装检查查拱架架立测量定位断面检查欠挖处理洞外拱架加工，检查，倒运焊接纵向连接筋喷混凝土结 束合格返工合格不合格不合格初喷

8、混凝土图2 钢拱架施工工艺框图安装：拱架按设计要求安装，安装尺寸允许偏差：横向和高程为±5cm，垂直度±2°。拱架的下端设在稳固的地层上，高度低于开挖底线以下1520cm。拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块。每榀拱架安装后利用4根长2m的22锁脚锚杆定位。超挖较大时,拱背喷填同级混凝土,以使支护与围岩密贴,控制其变形的进一步发展。两排钢架间用连接钢筋纵向连接牢固，以便形成整体受力结构。砂浆锚杆施工砂浆锚杆采用风钻钻锚杆孔，锚杆钻孔利用台架施钻，按照1.2m×1.2m排距，尽可能垂直结构面打入，高压风吹孔。用注浆泵将孔内注满早强砂浆，再用风枪将锚杆送入孔

9、内，使杆体位于孔位中央，然后安装垫板，垫板必须用螺帽紧固在岩面上，增强锚杆与喷砼的综合支护作用。砂浆锚杆施工工艺框图见图3。否孔口处理验 收固定锚杆插入锚杆杆体加工锚杆杆体注浆准备补孔不合格合格测量定锚杆孔位钻 孔清 孔验 孔填塞砂浆进行下道工序图3 砂浆锚杆施工工艺流程图、钢筋网铺设钢筋须经试验合格，使用前必须除锈，在洞外分片制作，制作尺寸为1.0×1.4m一张，网格间距为20cm×20cm，安装时搭接长度不小于一个网格。人工铺设贴近岩面，与锚杆点焊焊接牢固。在靠近岩面一侧，确保整体结构受力平衡。喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和控制风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。3.

10、3.洞身管棚施工方法3.3.1洞身管棚施工工艺流程图 工艺流程图见下图否钻 孔顶进钢管棚准备工作制作钢花管清 孔注浆管路检查注 浆拌 浆压力流量达到要求?是结 束3.3.1.2、钻机就位3.3.1.3、钻孔钻孔由低孔位向高孔位按顺序进行，为了能顺利安装管棚钢管，宜选用直径大于管棚钢管1015mm的钻头。施工中先打设钢花管并注浆，然后打设钢管。以便检查钢花管的注浆质量。钻孔开始时选用低档，待成孔1.0m后适当加压。钻孔过程始终注意钻杆角度变化，保证钻机不移位。每钻进5m用仪器复核钻孔角度是否正确，以确保钻孔方向。钻机施工过程要经常用测斜仪测定位置，根据钻机工作时间、状态及时判断成孔质量，及时处理

11、钻机施工过程中出现的坍孔、卡钻事故。钻机施工过程中确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。随时对转机的动力器、扶正器、合金钻头进行检查。认真作好钻进过程原始记录，对每一个孔要记录转孔时间、成孔时间，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，以此作为洞身开挖的超前地质预报。3.3.1.3.3.1每节钢管两端均预加工成外丝扣注浆注浆前应先进行注浆现场试验，注浆采用水泥浆液：水灰比1:1（重量比），根据实际情况可调整注浆差数，取得管棚注浆施工经验。注浆采用用两台注浆机分段由最低孔位向最高孔位进行，注浆压力由小到大缓慢升高。初压0.51.0Mpa，终压2.0Mpa，持压15min后停止注浆。注浆量一般为钻孔

12、圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，仍未达到压力要求，调整浆液继续注浆，直至符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均被浆液充填，方可终止注浆。注浆结束后及时清除管内浆液并用M7.5水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。 3.4.洞口长管棚施工方法3.4.1洞口长管棚施工工艺流程3.4.2洞口长管棚施工工艺3.4.2.1制作钢花管、制作导向墙（1）制作钢花管：管棚采用108壁厚6mm热轧无缝钢管制作，管壁打孔, 布孔采用梅花型，孔径为1016mm，孔间距为15cm，两端均预加工成外丝扣。为防止浆液倒流，每根管棚尾部不钻孔长度110cm。（2）制作导向墙：采用C20混凝土护拱作为管棚的导向

13、墙、止浆墙，紧贴洞口仰坡面。导向墙模板固定在钢架上挂模浇筑混凝土。护拱内设2榀钢拱架为环向支撑。孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度将直接影响管棚钻孔的质量，应用经纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度尺设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。导向墙施工图钢花管大样图大管棚钢管连接接头示意图3.4.2.2. 钻孔 钻孔采用液压钻机钻孔。选用的钻机首先应适合钻孔深度和孔径的要求，钻机要求平稳灵活，能在360度范围内钻孔。 钻机定位：钻机要求与以设定好的导向管方向平行，必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向

14、相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线吻合。为减少因钻具移位引起的钻孔偏差，钻机立轴方向应准确控制，钻进过程中要经常采用测斜仪量测钻杆钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求时及时纠正。 3.4.2.3.顶管、清孔 安装钻孔检测合格后，将钢管连续接长，用钻机旋转顶进将其装入孔内。为使钢管接头错开，第一节管采用8m和6m交替布置，编号为奇数的第一节管采用6m长钢管，编号为偶数的第一节采用8m长钢管。同一断面内的接头数量不得超过钢管总数的50%，相邻钢管的接头至少要错开1m。钢管用钻机顶进，双号孔顶进无孔钢管，单号孔顶进有孔钢管。如遇故障，需清孔后再将钢管插入。3.4.2.4.注浆 水泥浆

15、液水灰比：1：1（重量比）。 注浆压力：初压0.5、终压2.0MPa。注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验后展开施工。 单根钢花管的注浆量按下式估算：Q=Rk2L式中：Q注浆量Rk浆液扩散半径，取Rk =0.6Lo，Lo为钢花管中中至中的距离L钢花管长度空隙率（%），砂土40，粘土20，断层破碎带5 钢管顶进到位后，用小木楔在钢管与围岩壁楔紧，再用防水胶泥（锚固剂）将空隙封闭住。止浆板与注浆泵之间用管接器相连。管接器由20闸阀和长10cm的20的镀锌管制作，镀锌管两边加工成丝扣。注浆时一般总是先注无水孔，后注有水孔。在无水地段可从拱脚起顺序注浆。注浆速度根据

16、注浆孔出水量大小而定，一般应从快到慢。注浆结束时将闸阀关闭，卸下进浆管，进入下一循环。 浆液由高速制浆机拌制。采用注浆机将水泥浆注入管棚钢管内，注浆量达到设计注浆量或达到终压2MPa后可停止注浆。3.5.出口段明洞施工3.5.1施工程序施工准备测量放线截水天沟的施做边仰坡开挖边仰坡支护洞门超前支护洞身开挖施做洞门系。3.5.2工艺流程图见下图洞口施工工艺流程图3.5.3、施工工艺要求3.5.3.1测量放样根据复测导线及高程成果，结合现场地形实际情况，放出洞顶截水沟及边仰坡开挖线。3.5.3.2、截水天沟的施作洞顶截水沟位置结合现场实际情况布设，采用人工开挖，自低处向高处分段开挖，并根据现场实际

17、情况进行分段，分段长度应根据天沟坡度确定，一般情况下为1520m。必须在边仰坡施工前完成，确保坡面稳定。3.5.3.3、边坡开挖（1）根据测量放线的位置采取正确的开挖方法。（2）洞口边仰坡开挖，对于边坡厚度较大的地方采用机械辅助开挖、人工修坡的方式进行。开挖自上而下进行，分层开挖，并每层检查坡度。挖掘机开挖后预留2030cm进行人工修坡，清除虚土。对于边坡土层较硬的围岩采用人工手持风镐进行凿除。3.5.3.4、边仰坡支护边仰坡应边开挖边支护，出口段洞口DK78+731736线路右侧永久边坡采用框架锚杆防护，锚杆长度10m,间距3.0×3.0m。并设置框架梁。框架内砌筑空心砖植草植灌木

18、防护。框架内土层设置长15m的120仰斜排水孔间距3.0×3.0m。孔内插入110素纤排水滤管。洞口仰坡及DK78+736765永久边坡采用横平竖直的C25混凝土拱形截水骨架护坡，骨架内砌筑空心砖植草植灌木防护。骨架内土层设置长10m的120仰斜排水孔间距3.0×3.0m。孔内插入110素纤排水滤管。3.5.3.4、洞门系洞门系结构采用衬砌台车作为底模、泵送灌注施工。为保证防水质量。混凝土应一次灌注成型。施工前严格检查、检修搅拌站、混凝土输送车、混凝土输送泵等施工主要设备，避免灌注中发生事故。四、出洞施工进度安排进度安排见下表进度安排表工序名称开始日期结束日期施工天数（天）

19、DK78+681716开挖支护15小导洞开挖支护4洞口大管棚15DK78+716731开挖支护16边仰坡开挖支护37五、监控量测5.1洞内监测围岩及支护状态观察：采用观测的方法，对围岩的岩性、岩质、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落、掉块现象、有无漏水等；初期支护状态包括喷层时候产生裂缝、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈等。观察分析，一一进行描述、记录，以此作为支护参数选择的参考与量测等级选择的依据。拱顶下沉、周边位移及收敛量测应布置在同一断面，断面间距级围岩不得大于10m、级围岩不得大于5m。拱顶下沉量测测点布置在拱顶。周边位移量测以初期支护上个点的绝对位移为主，同时增加水平及斜向收敛

20、量测，以便校核水平位移结果。拱顶下沉、周边位移及收敛量测在开挖后尽早进行，拱顶下沉、收敛量测起始读数宜在12h内取得，其它量测读数在开挖24h内且在下一循环开挖前读取。测点应牢固可靠，易于识别，并注意保护，严防爆破损坏。5.2地表监测洞口段覆盖层薄，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。地表浅埋段设置地表观测点，观测点与洞内量测点尽量布置在同一断面上，以便反映量测数据的关联性，地表量测断面间距为5m，每个量测断面上测点间距为2m，每日量测2次每日对观测数据进行统计分析，特别是洞口范围的洞内外监测数据，要进行综合分析，通过分析成果及时反映围岩下沉、收

21、敛动态，正确指导施工，及时调整支护参数。六、贯通测量6.1隧道贯通误差隧道贯通后，经贯通测量所得到的实际贯通误差，包括平面上的纵、横向贯通误差和方位角贯通误差以及高程上的贯通误差。这些资料不仅是隧道调整线地段确定施工中线的依据同时积累和研究不同测量技术条件下的贯通资料，对贯通理论及计算方法验证，确定贯通限差、改进测量设计以及为测量规范的修订都是极宝贵的。6.2隧道贯通误差估算 根据铁路工程测量规范TB10101-2009中的规定，隧道相邻两开挖洞口间高程路线长度小于5000米，一般主要针对横向贯通误差。规范规定：隧道相向开挖长度小于4km，地面导线对横向中误差的影响要求小于30mm，洞内导线对

22、横向中误差的影响要求小于40mm。寨下隧道贯通误差的估算，主要就地面、洞内导线对横向中误差的影响作估算。使用的测量仪器：采用徕卡TCR1201全站仪，测角精度1，测距精度1+1.5ppm。 （1）地面控制导线对横向中误差的影响地面导线对横向贯通误差的影响为My，横向中误差的估算公式如下：My=±（my2+myl2）my=±（m/）*（Rx2）myl=±（ml/l）*（dy2）My三角锁测量误差影响所产生在贯通面上的横向中误差。my由于测角误差影响所产生在贯通面上的横向中误差。myl由于测边误差影响所产生在贯通面上的横向中误差。根据规范和现使用的测量仪器，公式中m和

23、ml取值仪器标称精度（m=1，ml=1.5mm），l=200m（四等导线平均边长）。（2）隧道内导线对横向中误差的影响洞内导线对横向中误的影响为My，横向中误差的估算公式如下：My=±（my2+myl2）my=±（m/）*（Rx2）myl=±（ml/l）*（dy2）根据规范和现使用的测量仪器，公式中m和ml取值仪器标称精度（m=2，ml=2mm），l=100m（洞内导线平均边长）。6.3贯通误差测定方法（1）纵、横向贯通误差我们在隧道内主要采用导线法进行贯通误差的测定。在实际贯通点附近任选一点作为测量的贯通点，分别由隧道的进出口端的导线测出它的坐标，由进口端测得的

24、为X进、Y进，由出口测得的为X出、Y出，由此算得实际贯通误差（线量）为： F=（Y出-Y进）2+（X出-X进）2）如果是直线隧道统筹选定中线方向为x轴时，横向的贯通误差就为：（Y出-Y进）；纵向贯通误差为：（X出-X进）。如果是曲线隧道，贯通面方向与实际贯通误差（线量）间有一夹角a，平面上的贯通误差的两个分量为：横向贯通误差：F*cosa纵向贯通误差：F*sinaa角按下式计算：a=artan(Y出-Y进)/(X出-X进)-E式中，E是贯通面方向的方位角，可根据贯通点在曲线上的位置算得，至于取方位角的正、反方向值由贯通误差（线量）所在象限而定。方位角贯通误差：用贯通导线将两端洞内导线联通后，对

25、于同一方位边由两端算得的方位角之差即为方位角贯通误差。该误差是洞外和洞内测角误差的总影响，隧道贯通后若再考虑洞外角度误差分配已经没有实际意义，洞内以衬砌地段的导线角也不宜再调整，顾及到方位角贯通误差一般不大，通常在几秒至一二十秒的范围内，故方位角贯通误差可忽略不计。（2）高程贯通误差由进、出口端的洞内高程点，分别进测至贯通点附近的高程点H，得到H点的两个高程H进和H出，两点的高程差(H出-H进)=f，即为高程贯通误差。七、质量保证措施1、施工前对要使用的测量控制点进行复测，确认无误后方可进行施工测量放样。2、进场材料必须经过检验合格后方可使用，严禁含泥量或含粉尘量过高的河砂、米石进入工程主体。

26、3、喷射混凝土在搅拌站集中生产，采用自动计量系统，确保施工配合比准确。4、喷锚支护做到喷料随拌随用，时间不超过规定。喷射前清理岩面。厚度较大时分层喷射。严格掌握水压、风压和喷射距离，作到厚度符合设计和安全要求，表面平顺。5、严格按照设计、技术交底所规定的参数进行支护，钢架施工时作到加工正确，间距、倾斜度和垂直度符合要求，钢架的底脚落在原状地层；接头板密贴，上齐连接螺栓。对锚杆的方向、数量和深度进行严格控制。八、安全保证措施1、小洞支护工作平台搭设必须牢固可靠。电路由专职电工检查和维修。2、特殊工种必须持有特种作业证书，并经过培训后才能上岗。3、小洞爆破开挖必须严格控制爆破飞石对周围既有建筑物的影响。4、高处作业人员所使用的工具应随手装入工具袋，上下传递料具时，禁止抛掷，大型工具要放在稳妥的地方，所用的材料要堆放平整、稳固，防止掉落伤人。注浆时应时刻注意注浆压力，防止注浆压力过大，注浆管爆裂伤人。 九、环境保护、文明施工措施9.1 施工环保、水土保持方案1、建立与质量安全保证体系并行的环境保护保证体系，配备相应的环保设施和技术力量，与当地政府和环保部门联合协作，全面控制施工污染,减少污水、空气粉尘及噪音污染，严格控制水土流失，达到国家环保标准。2、施工方案同时要具备环保防范