铁路单断面大跨度段施工技术报告

1、单断面大跨度段施工技术报告主要负责人:xxx施工工艺和施工监控1工程概况云南省大理之至丽江铁路工程三元隧道进口与丽江车站相接，地势较为平坦，采用挡墙式洞门丽江南三线车站伸入隧道进口，DK155262425，长163m，该段隧道最大埋深60m，最浅埋深4.5m，其中洞门段40m级围岩断面最大，围岩123m，共有7个断面依次递减至单线断面（见图1）。进口左侧约30m 设平行导坑，全长313.9m（含横通道），主要功能为隧道排水，采用全断面法进行快速施工，以确保在大跨段前方形成施工作业面，确保三元隧道施工进度。本隧道处于剥蚀、溶蚀地段，裂隙极其发育，隧道施工时出现大面积涌水，涌水量大。 隧道断面类型

2、 衬砌类型见图 三线段衬砌类型见图 双线段2主要技术难题和课题研究内容根据三元隧道进口地质情况和单断面跨度较大、洞身开挖采用CRD法与CD法，施工顺序转换频繁复杂，多次扰动结构和围岩，受力状况复杂等技术难点确定了科研课题主要研究内容为：1）三线单断面大跨段CRD法与CD法施工技术2）三线大跨段施工监控及隧道稳定性判断 3主要项目的研究和实施3.1 CRD施工方法三元隧道进口DK155+262DK158+302段，长40m，为丽江南车站三线、双线大跨度、级围岩段，采用CRD法开挖。YT-28凿岩机钻眼，楔形掏槽，光面爆破。CRD法开挖每循环进尺1.5m。开挖步骤详见图31、2、3。 附图3-1附

3、图3-2附图3-3CRD施工步骤说明见下表代号代表部位工 作 内 容左上台阶(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁超前支护及导坑侧壁22水平锚杆超前支护；(2)弱爆破开挖部；(3)喷8cm厚混凝土封闭掌子面；(4)施作部导坑周边的初期支护和临时支护。即初喷4cm厚混凝土，架立20钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆，安设I18横撑；(5)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。左下台阶(1) 滞后35m弱爆破开挖部；(2)喷8cm厚混凝土封闭掌子面；(3)导坑周边部分初喷4cm厚混凝土；(4)接长20钢架和18临时钢架，并设锁脚锚杆，安设I18横撑；(5)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。右上台

4、阶开挖部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同。右下台阶滞后35m开挖部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同。左隧底(1)在滞后于部一段距离后，弱爆破开挖部；(2) 导坑周边及隧底周边部分初喷4cm厚混凝土；(3)接长18钢架和18临时钢架，复喷混凝土至设计厚度。右隧底(1)在滞后于部一段距离后，弱爆破开挖部；(2)导坑周边及隧底周边部分初喷4cm厚混凝土；(3)接长18钢架，复喷混凝土至设计厚度。仰拱施工根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除18临时钢架，灌注部边墙基础与部分仰拱及隧底填充(仰拱与隧底填充分次施作)。拱、边墙二次衬砌利用衬砌模板台车一次性灌注部衬砌

5、(拱墙衬砌一次施作)。3.2 CD法开挖施工 三元隧道DK155+302+390 段，长88m，为丽江南车站三线大跨度级围岩段，采用CD法开挖。 施工中坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的原则，小炮开挖或人工开挖，严格控制装药量，工序变化处设钢架（或临时支架）设锁脚锚杆，以确保钢架基础稳定。 采用YT-28凿岩机钻眼，垂直楔形掏槽，光面爆破。CD法开挖每循环进尺2.0m。 钢架之间纵向连接钢筋及时施作并连接牢固。 施工过程中，严格进行施工监控量测，根据监控量测的结果进行分析，以确定临时支护拆除和二次衬砌的施作时机，必要时进行工序及支护参数的调整。 级围岩CD法开挖施工步骤见图41、

6、2、3。 附图4-1附图4-2附图4-3CD法开挖步骤说明见下表 代号代表部位工 作 内 容左上台阶(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁25水平锚杆及导坑侧壁22水平锚杆超前支护；(2)弱爆破开挖部；(3)施作部导坑周边的初期支护和临时支护。即初喷4cm厚混凝土，架立格栅钢架和18临时钢架，并设锁脚锚杆；(4)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。左下台阶(1) 滞后35m弱爆破开挖部；(2)导坑周边部分初喷4cm厚混凝土；(3)接长格栅钢架和18临时钢架，并设锁脚锚杆；(4)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。左隧底(1)在滞后于部一段距离后，弱爆破开挖部；(2)接长格栅钢架和18临时钢架

7、；(3)隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。右上台阶开挖部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同。右下台阶滞后35m开挖部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同。右隧底(1)在滞后于部一段距离后，弱爆破开挖部；(2)隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。仰拱施工根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除18临时钢架，灌注部边墙基础与仰拱及隧底填充(仰拱与隧底填充分次施工)。拱、边墙二衬砌利用衬砌模板台车一次性灌注部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。3.1.3、初期支护、超前支护体系 三元隧道进口大跨段单断面跨度大，工程地质条件差，施工中必须设置超前支护，进口DIIK154262302段设置

8、全环I20工字钢架，其它采用钢筋格栅，纵向间距0.8m，3.5m超前25超前中空锚杆，环向间距0.4m，纵向间距1.6m，喷射混凝土采用XD-F型聚丙烯微纤维喷射混凝土，在施工中严格按照上述方法进行超前支护，是我们能顺利完成本隧道施工的关键保证。 3.1.4、衬砌台车采用自制台车，每6m一轮，混凝土采用集中拌合，混凝土车运输，HBT60混凝土输送泵运送入模。3.2、施工全过程监控量测 三元隧道跨度大、进口段埋置浅，监控量测十分关键，是隧道施工的一个重要工序。针对三元拱隧道的特点，施工过程中对地质及支护状态、净空收敛、拱顶下沉、地表下沉等项目进行了量测。 地质及支护状态观察分为洞外观察及洞内观察

9、。洞外观察包括对洞口地表情况、地表沉陷、边坡及仰坡的稳定、地表水渗透的观察；洞内观察在每次爆破及支护后进行，地质工程师负责观测围岩变化、地下水状态、检查支护结构外观是否发生变化等。对已施工区段的喷射混凝土、锚杆、钢架的状态每天进行一次观察。 净空收敛、拱顶下沉和地表下沉应尽可能布置在同一断面，测量点应尽可能选择具有代表性的地方，以便对量测数据的分析及为以后的工作提供经验。 量测洞内布点见附图5（以DIIK155291为例）附图5通过观测成果分析及位移变化规律研究,有以下结论： （1） 从拱顶下沉量测时态曲线图分析表明：每个部位开挖对隧道变形都有影响。隧道变形最大值最有可能发生在主洞的拱顶部分，

10、从拱顶往两边矢量值渐小。因此，我们认为大跨隧道施工应对拱顶下沉给予足够重视，同时拱脚以下及边墙底部的衬砌厚度及质量保证也十分重要。 （2）隧道周边收敛量测时态变化曲线表明： 边墙衬砌及封闭仰拱闭合成环后，结构基本稳定，初期支护早封闭对围岩的稳定性起到重要作用； 隧道围岩的稳定性与洞室开挖方法、支护形式有密切关系，开挖施工过程也是围岩应力、应变调整的过程；临时支撑的拆除影响着围岩的稳定性。 由于二次衬砌完工时间有一段间隔，围岩应力释放至初期支护已基本完成，二次衬砌基本无沉降及变形。 详细分析见附表31、2、3、44、本课题取得的成果4.1、在隧道大跨度施工中依据CRD、CD法施工，施工方案安全、

11、可靠，保证了工程质量，隧道得以顺利竣工，取得了较好的社会和经济效益，积累了单断面大跨度隧道成套施工技术，可为相近条件下大跨度隧道的设计与施工提供借鉴，施工技术有推广价值。4.2、现场监控量测是现代化施工管理的重要组成部分，它不仅能指导施工，预报险情，确保安全，而且还能获得围岩动态和支护工作状态的数据，为修正和确定初期支护参数、混凝土衬砌提拱依据。在施工中进行了全过程监控量测，综合量测结果，进口大跨段量测数据表明支护无明显变形及沉降，依据此结果，对临时支护进行了局部调整，确定了开挖与衬砌的滞后时间，保证了施工安全。同时为隧道设计和施工积累了资料，为今后的设计和施工提供了类比依据。5经验与体会 大跨段隧道施工前，对其地表要重点进行整治：地表杂物要清理干净，便于洞内施工时，对地表动态进行观测，发现异常情况及时采取措施处理；地表要密实、平顺、以防地表水渗漏及汇聚；浅埋层为松软围岩时，根据具体情况采取措施对地表进行预加固；建立地表完善的排水系统。 注意超前支护的角度，加强超前注浆，保证开挖范围内及周边一定范围内土体固结质量，以防开挖岩面坍塌而引起拱部坍塌。 围岩自稳