北岭山隧道进口CRD工法专项方案

北岭山隧道进口

CRD工法专项施工方案

编 制：

复 核：

审 核：

审 批：

中铁隧道集团南广铁路 NGZQ-8标工程部二分部三工区

二〇一〇年十二月二十六日

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.总则1

二.编制依据1

2.1

相关文件1

2.2

相关地国家和行业标准

.规范及规定1

2.3

隧道技术资料2

三.工程简况2

四.施工技术方案4

4.1

房屋现状调查及监测

4

4.2

超前地质预报4

4.3

洞身大管棚施工

4

4.4

双层超前小导管预注浆

5

4.5CRD工法开挖及支护

6

4.6

监控量测9

4.7

隧道底部处理11

4.8

仰拱及二衬施工

11

五.安全应急救援预案11

5.1

基本原则11

5.2

应急救缓预案12

5.3

突发事故报告.应急措施及处理12

5.4

突发事故地调查及处理

14

六.安全保证措施 15

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北岭山隧道进口

CRD工法专项施工方案

一.总则

为规范南广铁路NGZQ-8标段北岭山隧道风险地段施工技术管理工作,建立和完善隧道风险防范管理体系,依据《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》（铁建设【2007】200号）及《关于印发南广铁路隧道风险评估与管理实施办法（暂

行）地通知》(南广铁安质发【2009】66号)文件.工程部通知（NGGCB-2010-55号）规定,结合北岭山隧道设计简况,在施工过程中为了确保北岭山隧道施工安全和工程工期目标地实现,规避突发性和灾难性风险,特制定本实施方案.

二.编制依据

2.1相关文件

1．南广铁路隧道风险评估与管理实施细则 (南广铁安质发【2009】66号)；

2．设计单位地设计风险交底资料；

3.NG8B-隧-314号会议纪要

2.2 相关地国家和行业标准.规范及规定

1．《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》（铁建设[2007]200号）；

2．《铁路基本建设工程预可行性研究 .可行性研究和设计文件编制办法》(铁

建设[2007]152号)；

3．《新建时速200-250公里客运专线铁路设计暂行规定》 (铁建设[2005]40

号)；

4．《铁路隧道设计规范》(TB1003-2005)；

5．《铁路隧道施工技术指南》（TZ204-2008）；

6．《锚杆喷射混凝土支护技术规范》 (GB50086-2001)；

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7．《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）；

8．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；

9．《铁路隧道监控量测技术规程》 (TB10121-2007)；

10．《铁路隧道超前地质预报技术指南》（铁建设[2008]105号）；

11．《铁路工程环境保护设计规范》 (TB10501-98)；

12．《中空锚杆技术条件》(TB／T3209-2008)；

13．《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》及局部修订条文地通知 （铁建

设[2005]157号）；

14．《铁路隧道工程施工质量验收标准》 (TB10417-2003)；

15．《铁路工程施工安全技术规程》 (TB10401.1-2003)；

16．《铁路技术管理规程》（铁道部令第 29号）；

17．《铁路隧道施工机械配置地指导意见》（铁建设[2008]777号）；

18．《铁路隧道设计施工有关标准补充规定》 （铁建设[2007]88号）；

19．《客货共线及客运专线隧道复合式衬砌运用参考图内轮廓及支护参数审

查会专家意见》（经规标准[2007]92号）；

20．《时速250公里客运专线铁路双线隧道复合式衬砌》（通隧（2008）0201

号）.

2.3 隧道技术资料

1．北岭山隧道施工图.《南广桂肇隧参01Y》.《南广桂肇隧参03Y》.《南广桂肇隧参05W》.《南广桂肇隧参06》；

2．南广铁路NGZQ-8标施工相关合同文件；

三.工程简况

北岭山隧道进口穿越范围内地表分布有当地民房 ,中心里程分别位于隧道

中线D3K384+465及D3K384+500处,此两栋房屋所处位置隧道埋深分别为35m及40m.此段隧道穿越地层为弱风化灰岩,溶洞溶腔非常发育,其间黄泥夹弧石充填,

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并发育有少量地下水.

地表房屋布置及影响范围见下图（暂定长度） ：

地表房屋平面布置图

房屋保护施工范围图

设计支护参数：

1.D3K384+422～D3K384+452段衬砌类型由Ⅴa调整为Ⅴc.钢拱架采用I22a型钢,钢架间距0.5m/榀,每榀钢架增补8根Φ50×5mm锁脚锚管,长度4.5m.

辅助措施：

（1）D3K384+422～D3K384+452采用洞身超前管棚,搭接长度4m,其余按照“南广桂肇隧参（Y）-19-1～2”图施作；

（2）D3K384+422～D3K384+452用φ50×5mm双层超前小导管,外层小导管角度60°,长度6m,3榀/环,环向间距0.4m,对上部岩溶充填物进行注浆加固；内层小导管长度5m,5榀/环,按照参考图施作.实际注浆数量以现场监理签认为

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准.

溶蚀.溶洞处理按“中铁咨南广指隧[2010]09号设计联系单”执行.

开挖工法由三台阶七步开挖法变更为CRD工法.

隧道开挖过程严格按照“铁建设[2010]120号”文相关要求执行.

加强地表沉降观测及洞内监控量测,变形较大时,及时采取措施,同时安排专人进行地表巡视,发现问题及时处理,并通知各方.

地质条件发生变化时,及时通知各方处理.

.施工技术方案

房屋保护施工范围内采用以下施工方案：○1房屋现状调查及监测——○2超前地质预报——○3超前大管棚预支护——○4双排超前小导管预支护——○5CRD工法开挖及支护——○6监控量测——○7隧道底部处理——○8仰拱

及二衬.

4.1房屋现状调查及监测

对房屋现状进行详细调查,若目前房屋有裂缝,则对现有裂缝进行量测并绘制裂缝与墙体平面图关系图,留相应影像资料,定期对裂缝进行量测,每周一次.

在房屋四角布设观测点,每周对其平面位移及沉降情况进行监测 .

4.2超前地质预报

超前地质预报：采用超前探孔.地质素描,红外探测及长炮孔相结合地方法对前方地质进行超前探测.

每个开挖循环掌子面进行地质素描； 超前探孔每个断面至少布设 3个,以探

清楚隧道周边3m范围围岩为原则；每个开挖循环每开挖单元至少采用1个6m长加长炮孔对前方地质进行补探.

4.3洞身大管棚施工

洞身采用Φ89大管棚超前支护,大管棚长10m,环向间距40cm,纵向间距6m,

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管内穿3根Φ22钢筋束后注单液浆,外插角为1°～3°.

施工准备：开挖至管棚施作空间位置时,预留钻机作业平台,安设导向架或施做套拱,搭设作业平台架并固定牢固.

成孔：采用水平地质钻机 ,从导向管内钻孔.

安设：由机械顶进,钢管节段间用丝扣连接；顶进前先进行管节加工采用不同长度规格,相邻间交替错接安装.管棚顶到位后,钢管与导向管间隙用速凝水泥或其它材料堵塞严密,以防浆液冒出,堵塞时设置进浆孔和排气孔.

注浆：注浆压力为0.5～1.0Mpa,当排气孔流出浆液后,关闭排气孔,继续注浆,达到设计注浆量或注浆压力时停止注浆.

施工过程中,为了防止注浆过程中发生串浆,每钻完一个孔,随即就安设该孔地钢管并注浆,然后再进行下一孔地施工.

4.4双层超前小导管预注浆

采用双层超前小导管,外层小导管角度60°,长度6m,纵向1.5m一环,环向间距0.4m,对上部岩溶充填物进行注浆加固；内层小导管长度5m,2.5m一环.小导管内注水泥单液浆.

⑴．超前小导管设计参数：

①．超前小导管规格：采用外径 50mm,壁厚5mm地热扎无缝钢花管；

②．超前小导管环向间距 40cm,拱顶140°范围及中隔墙处设置；

③．倾角：外层 40°,内层10°,可根据实际情况作适当调整；

④．注浆材料：采用水泥浆液 ,注浆参数为：

水泥浆液水灰比 1：1（重量比）

注浆压力：0.5~1.0Mpa.

超前小导管采用φ50无缝热扎钢管制成,在前部钻注浆孔,孔径6~8mm,孔

间距15cm,呈梅花型布置,前端加工成锥形,尾部长度100cm作为不钻孔地止浆

段.为保证小导管地支护效果,减小小导管地外插角,在配合使用地型钢钢架地段,可在型钢腹板穿孔以便小导管穿过,也可以采用一榀格栅钢架替代开孔型钢

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钢架,钢管尾部与钢架焊接.

⑵．超前小导管施工要求：

①．小导管安设一般采用钻孔打入法 ,即先按设计要求钻孔 ,钻孔直径大

3~5mm,然后将小导管穿过钢架用锤击或钻机顶入 ,顶入长度不小于钢管长度地

90%,并用高压风将钢管内地砂石吹出；

②．小导管安设后,用塑胶泥封堵孔口及周围缝隙,必要时在小导管附近及工作面喷射混凝土,以防工作面坍塌；

③．隧道开挖长度应小于小导管注浆长度 ,预留部分作为下一次循环地止浆

墙；

④．注浆前应进行压水实验,检查机械设备是否正常,管路连接是否正常,为加快注浆速度和发挥设备效率,可采用群管注浆（每次3~5根）；

⑤．注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压可结束注浆；

⑥．注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量地变化,分析注浆情况,防止堵管.跑浆.漏浆.做好注浆记录,以便分析注浆效果.

4.5CRD工法开挖及支护

CRD工法施工工序示意图

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I—拱部φ89管棚.拱部及1部中隔墙φ50超前小导管超前支护；

1—左侧上部开挖；

—左侧上部初期支护及临时支护成环；

2—左侧中部开挖,距左侧上部3~4m；

—左侧中部初期支护及临时支护成环；

3—左侧下部开挖,距左侧中部3~4m；

IV—左侧下部初期支护及临时支护成环；

4—右侧上部开挖,距左侧下部3~4m；

—右侧上部初期支护及临时支护成环；

5—右侧中部开挖,距右侧上部3~4m；

VI—右侧中部初期支护及临时支护成环；

6—中侧下部开挖,距右侧中部3~4m；

VII—右侧下部初期支护成环；

7—拆除中隔墙及临时仰拱 ,施做仰拱及二衬混凝土.

CRD工法施工工艺流程图

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施工准备

超前地质预报

帷幕注浆加固围岩

测量放样

各分部开挖

面相距

管棚及小导管超前支护 3~4m

先行侧开挖、初期支护、中隔墙、临时仰拱施做

后行侧开挖、初期支护、临时仰拱施做

各分部开挖

初期支护成环、地质素描

面相距

3~4m

监控量测

超限

变形值满足规范要求

拆除临时仰拱、中隔墙

采取措施

仰拱、拱墙衬砌施做

结束

各部开挖及支护自上而下进行 ,开挖采用人工开挖为主 ,弱爆破解除弧石,

机械配合人工出渣,开挖后及时施作初期支护 .中隔墙及临时仰拱,步步成环.

同一层左右两部开挖工作面相距不宜大于 15m,上下层开挖工作面相距宜保

持3~4m,尽量缩短各部开挖工作面地间距,使初期支护尽早封闭成环,且等喷混凝土强度达到设计强度地70%后开挖相邻部位.

根据监控量测结果,中隔墙及临时仰拱在仰拱浇筑前逐段拆除,每段拆除长

度不大于15m.

初期支护：及时封闭成环 ,对开挖后地岩面及时进行初喷 ,加强监控量测工

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作,根据位移量测结果,评价支护地可靠性和围岩地稳定状态,及时调整支护参数,确保施工安全.

中隔墙及临时仰拱：中隔墙及临时仰拱采用I18工字钢,纵向连接采用I18

工字钢连接,环向间距 1.5m,中隔墙挂双层φ8钢筋网片,临时仰拱下部挂单层

φ8钢筋网片,并喷射C25喷射混凝土.

钢架纵向连接处理：各单元钢架纵向连接采用 I22 工字钢连接,环向间距

1.5m.

拱脚处施工用水处理：为防止施工用水浸泡拱脚,两侧拱脚需挖临时排水沟,随时将施工用水排出.若临时排水沟施做不方便,则在施做锁脚锚管及喷射砼时,在两侧拱脚处铺垫吸水材料,设专人随时将施工用水排出.

4.6监控量测

监控量测地内容及方法：监控量测内容及方法分为洞内外观察及洞内量测 .

洞内外观测

1）洞内观察

a.开挖工作面观察应在每次开挖后进行 ,观察后应及时绘制开挖工作面地

质素描图.填写开挖工作面地质状态记录表；

b.对已施工地段地观察每天至少应进行两次 ,主要观察喷射混凝土 .锚杆.

钢架和二次衬砌等地工作状态 .

2）洞外观察

观察内容包括地表开裂.地表沉陷.地表水渗透情况及地表房屋状况等 .

拱顶下沉及收敛量测

拱顶下沉及净空变位收敛量测点及测线布置如下图所示 ,间距为5m一个监

测断面,拱顶下沉.收敛量测起始读数要在 3～6h内完成,其他量测应在每次开

挖后12小时内且在下一循环开挖前取得起始读数 .

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拱顶下沉及净空收敛量测点及测线布置图

监测仪器：精密水准仪,水准尺, 收敛计.此项工作设专人负责,拱顶下沉.

水平收敛采用同一断面布设 ,间距5m.量测频率见下表：

量测频率表

工程

量测仪器设备

量测时间间隔

位移速度≥5mm/d时,2次/d

位移速度（1～5）mm/d时,1次/d

拱顶下沉

水准仪,钢挂尺或全

位移速度（0.5～1）mm/d时,1

次/2～

站仪

3d

位移速度（0.2～0.5）mm/d时,1

次/3d

位移速度<0.2mm/d时,1次/7d

净空变化

收敛计.全站仪

同上

其它

根据实际情况和要求进行

监测结束标准

根据收敛速度判别：收敛速度＞5mm/d时,围岩处于急剧变化状态,加强初期支护系统；收敛速度＜0.2mm/d时,围岩基本达到稳定.因此段为特殊地段,为防止出现意外情况,监控量测工作在二次衬砌前中止.监测数据地统计分析与信息反馈

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1）量测数据地整理.分析

数据整理：把原始数据用频率分布地形式把一组数据分布情况显示出来 ,

进行数据地数字特征计算以及离群数据地取舍 .

2）回归分析和曲线拟合：

绘制量测数据地时态变化曲线图和距开挖面关系图 .

在取得足够地数据后,根据散点图地数据分布状况,选择合适地函数,对监测结果进行回归分析,以预测该测点可能出现地最大位移值或应力值,预测结构和建筑物地安全状况,防患于未然.

4.7隧道底部处理

如隧道底部为松散或软塑状地粘土时,为了防止列车运行过程中结构产生不均匀沉降,加强对基地地处理,隧道底部采用注浆加固地方法进行加固.

钻孔深度深入基岩3.0m左右,注水泥浆,注浆管上端和仰拱相连,以提高支护结构地强度和刚度.

4.8仰拱及二衬施工

仰拱及二衬适度紧跟,形成封闭结构,提高衬砌结构地承载力.

五.安全应急救援预案

5.1基本原则

坚持“以人为本,预防为主”,针对施工过程中存在地重大危险源,通过强化日常安全管理,落实各项安全防范措施,查堵各种事故隐患,做到防患于未然.各施工队.作业班组紧紧结合各自施工区地实际,制定和完善施工应急

预案,做好相关应急准备工作,包括救援器材.

坚持统一领导,统一指挥,紧急处置,快速反应,分级负责,协调一致地原则,建立单元工程部.工区.施工队.班组应急救援体系,确保施工过程中一

旦出现重大事故,能够迅速.快捷.有效地启动应急系统.

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5.2应急救缓预案

预案是针对未预测到或已预测到将要发生地地质灾害等安全事故,但仍未发生前而制定地抢险预案,是应急救灾措施地总纲,包括救援组织.救援通讯.救援材料.救援方案及自救互救.事故调查及处理等.

5.3突发事故报告.应急措施及处理

突发事故报告

①事故报告与报警

施工中发生重.特大安全事故后,施工队迅速启动应急预案和专业预案 ,并

在第一时间内向工程经理部应急救援领导小组报告 ,报告内容包括：事故发生地

时间.地点,初步判断事故发生地原因 ,采取了哪些措施及现场控制情况 ,所需地

专业人员和抢险设备.器材.交通路线.联系电话.联系人姓名等.

②应急程序

a工区主任接到事故报告后 ,立即向工程应急救援领导小组汇报事故情况

以及救援情况.

b事故发生初期,现场人员采取积极自救.互救措施,防止事故扩大,指派专

人负责引导指挥人员及各专业队伍进入事故现场 .

c指挥人员到达现场后,立即了解现场情况及事故地性质 ,确定警戒区域和

事故应急救援具体实施方案 ,布置各专业救援队任务.

d各专业咨询人员到达现场后,迅速对事故情况作出判断,提出处置实施办法和防范措施；事故得到控制后,参与事故调查及提出整改措施.

e救援队伍到达现场后,按照应急救援小组安排,采取必要地个人防护措施 ,

按各自地分工开展抢险和救援工作 .

f施工队严格保护事故现场,并迅速采取必要措施抢救人员和财产.因抢救伤员,防止事故扩大以及疏通交通等原因需要移动现场时,必须及时做出标志.摄影.拍照.详细纪录和绘制事故现场图,并妥善保存现场重要痕迹.物证等.

事故得到控制后,由工程经理部部统一布置,组织相关专家,相关机构和人员开展事故调查工作.

救灾防备措施

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①抢险器材准备

物资设备部按抢险需要,提前备足抢险器材,如草袋.抽水机.速凝剂.发电机.灭火器及一些切割.焊接用具,供氧瓶.担架和其它抢救器材与药品等,这些器材分发到抢险预备队,分人保管,并熟悉用途和用法,分放在易于装卸地点,平时不能动

用.

②人员准备

凡担任抢险预备队人员,休息时间内允许在现场附近活动,如远离现场必须请人代替,而且须经队长同意,保证一旦发生险情能立即投入抢险.

③抢险技能准备

对参加抢险预备队人员进行抢险技能培训 ,使他们熟悉抢险步骤.方法.器材使

用.

突发事故地应急处理措施

①隧道突水.突泥段地抢险与自救.互救措施

施工中尽量避免发生突泥.突水事件,首先在钻探孔时安好孔口管,当孔内涌水时立即拔出钻杆,关闭闸门,注浆处理后再开挖.如果出现突泥.突水事件,首先是人员自救与互救,待水衰减后再进行处理,处理方法有闸门法.围堰封堵法.

对预测有大型涌水地段,在开挖前,先备好草袋,木板.草袋装好土,木板两侧边安装鼓型止水条,放置在平车上,停在最近地横通条道内备用,一旦发生突水,立即用木板作闸门,并安装输送泵向门槽中灌入混凝土,门槽上部用草袋封堵.

凡在通过断层.低阻带和岩溶发育地段,支护施工队在两侧边墙上留出锚杆头,并在掌子面附近加挂钢筋梯,遇突泥突水来不急逃跑时上梯自救,等待救援人员；水势不大时,向洞口逃跑,安放闸门,并在闸门前摆放草袋.

②隧道塌方处理与自救互救措施

在断层破碎带及软岩地段易塌方,造成塌方地原因多数是地下水原因引起裂隙开张,降低了围岩相互作用力,加速围岩变形,使支护失稳而塌方,防止塌方措施是

按设计要求和工艺要求做好超前支护和开挖后地联合支护,特别是超前注浆,一是截断地下水流入开挖面通道,二是提高结石率,增强围岩相互作用力,减轻支护圈压

力,达到降低塌方机率.如果出现塌方我们将按下述方案进行处理.

小型塌方处理：小塌方先清理塌方面,然后对塌方面用超长锚杆加固,将锚

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杆伸入到围岩地稳定区,锁住松动圈,然后用加强联合支护法支护,最后再进行塌方处理.

较大塌方处理：塌方地一般规律是围岩压力增大,支撑压紧,发出声响,接着产生位移变形,围岩掉碴,出现裂缝,直至滑动.坍塌.大塌方处理一般是塌方基本稳定后进行,先查看塌方规模,分析产生塌方原因,再制定塌方处理方案或按预案执行.处理方法一般有支顶法.固结法,两种方法均需先进行治水和支护加固,防止塌方事态扩大.

支顶法一般选择围岩稳定地段开挖导洞 ,埋入型钢,用钢筋砼锁住溶洞两

侧,上部用浆砌片石封填,对较大塌方可