罗盘冲隧道施工手册2009729

新建南广铁路NGZQ-5标段罗盘冲隧道施工手册南广铁路NGZQ-5项目部五分部 目录TOC\o"1-2"\h\z\u1、设计说明 11.1隧道概况 11.2工程地质和水文地质特征 11.3隧道建筑界限 11.4洞口位置的确定 11.5防、排水设计 21.6建筑材料 31.7结构耐久性的措施 31.8隧道内槽、腔、洞室设置 41.9隧道照明、疏散指示及接触网等 41.10消防及救援 41.11弃碴与环保 42、施工方法及措施 52.1施工方法 52.2重点说明事项 52.3施工注意事项 63、主要工程数量 74、线路纵断面 95、围岩级别划分及衬砌支护类型 96、水沟、电缆槽、盖板图 97、明洞及洞门布置图 98、隧道防水布置图 99、综合洞室布置图 910、综合接地布置图 911、监控量测 1011.1监控量测的目的 1011.2测量断面的间距和量测频率 1011.3量测数据整理、分析 1111.4量测中注意事项 1212、工期、安全、质量目标 1212.1计划施工工期 1212.2安全目标 1312.3质量目标 131、设计说明1.1隧道概况罗盘冲隧道进口里程DIK142＋615，出口里程DIK142＋792,全长177m，全隧道均位于R-5500的曲线上。隧道地处丘陵地区，地形起伏较大，植被发育。隧道最大埋深约301.2工程地质和水文地质特征1）地层岩性洞身主要穿越粉质黏土，全风化、强风化及弱风化的泥质粉砂岩等。隧道范围内未发现明显地质构造。地下水主要是基岩裂隙水，水量较小。经地质调绘及勘查，隧道范围内未发现不良地质现象和特殊岩土。2）地震动参数：地震动峰值加速度0.05g,相当于地震基本烈VI度，地震动反应谱特征周期0.35g。3）隧道围岩分级罗盘冲隧道全长177m均为Ⅴ4）水文地质特征：地下水主要是基岩裂隙水，水量较小，勘探时地下水埋深12.0m，高程71.0m。本区大气降水丰富，泥质粉砂岩、砂岩透水性一般。地下水水质良好，对普通混凝土无侵蚀性。1.3隧道建筑界限1）根据全线施工组织要求需要从罗盘冲隧道运送预制梁，为满足运梁车及梁体尺寸要求，需要将隧道内净空在“通隧（2008）0201－08”图的基础上进行扩大，两侧各加宽20cm，扩大后的断面轨上面积96.1m2，并满足电力牵引双层集装箱运输的要求，曲线地段不考虑加宽，扩孔后断面详见续设计图纸。全隧线间距2）隧道轨下基础类型隧道暂按Ⅰ型有碴轨道设计。3）开挖按不同围岩类别预留变形量（见后附对应衬砌结构断面图中说明）；隧道衬砌在施工中考虑施工误差和预留沉落量比设计净空放大5cm。1.4洞口位置的确定隧道洞口位置根据隧道进出口地形和工程地质条件，结合开挖边仰坡的稳定性及洞口排水的需要，本着“早进晚出”的原则确定。隧道进口和出口均采用采用双侧挡墙台阶式隧道门，隧道进出口围岩级别低，施工时应加强支护，及时衬砌，严禁放大炮施工。洞门结构详见“南广桂肇隧参04（Y）”图。1.5防、排水设计防水等级为一级，二次衬砌采用防水混凝土，抗渗等级不低于P8。防水混凝土材料及施工要求应满足《地下工程防水技术规范》（GB50108－2008）中的相关规定。全隧暗挖段初期支护和二次衬砌间拱墙背后设防水板加土工布，防水板为厚1.5mm的EVA，土工布为350g/m2，土工布采用射钉固定在初支表面，防水板采用无钉铺设工艺，铺设基层平整度不应大于1/10（凹槽深度与宽度之比）全隧拱部、边墙及仰拱环向施工缝设置中埋橡胶止水带加背贴止水带，边墙水平纵向施工缝采用埋式钢边橡胶止水带加止水条，环向按10m一道计列。隧道洞身尽量少设计变形缝，但地质变化较大或明暗挖分界处应设变形缝，宽度为20mm。变形缝处设置中埋式橡胶止水带加背贴止水带。拱墙变形缝处衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵，以外2cm范围内设置U型镀锌钢板接水盒，其余空隙采用填缝料填塞密实。全隧设30x80cm双侧水沟。衬砌防水板背后环向设置Φ50单壁打孔波纹管排水盲沟，其间距视地下水的发育状况而定，一般8m设一环；边墙脚设Φ110的纵向双壁打孔波纹管贯通隧道，环向盲管与纵向盲管直接接入隧道侧沟内，环向盲管与纵向盲管要求外包土工布。本隧道进口出洞方向为上坡，为避免洞外水流入隧道，洞外侧沟需做成不小于2％O的反坡，同时在距洞门外2m处设置横向盲沟一道。1.6建筑材料隧道主要工程材料表项目材料二次衬砌拱墙、仰拱钢筋防水混凝土钢筋HPB235、HRB335添加剂具有补偿混凝土收缩功能的HE型高性能抗裂防水剂衬砌背后回填注浆水泥浆初期支护喷混凝土C25喷混凝土钢筋网HPB235钢筋，钢筋直径Φ8砂浆锚杆Φ22，带垫板及螺母Φ22组合中空锚杆Φ22带垫板、螺母及排气装置工字钢钢架I20a、I22a型钢钢架超前支护超前小导管热轧无缝钢管，Φ42mm，t=3.5mm管棚热轧无缝钢管，Φ108mm，t=6防排水防水板厚度1.5mm，宽幅2m～4m，土工布土工布重量≥350g/㎡暗埋透水管盲沟具有一定弹性，透水性好，加劲能承受不小于0.5MPa的压力，并不宜锈蚀水沟、电缆槽水沟、电缆槽身C25混凝土水沟、电缆槽盖板C35钢筋混凝土仰拱填充C20混凝土洞门C30钢筋混凝土HPB235、HRB335钢筋1.7结构耐久性的措施1、隧道结构应具有足够的耐久性，主体结构满足100年正常使用的设计要求。2、本隧道环境作用类别为碳化环境，环境作用等级为T2。3、隧道结构混凝土原材料品质、配合比参数限值以及耐久性指标要求，按《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》及本规定的局部修改条文的通知（铁建设〔2007〕140号）办理。4、衬砌结构混凝土原材料品质、配合比参数限制、材料使用量等耐久性指标要求，根据环境作用等级，按《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设[2005]157)号执行。5、衬砌施工结构钢筋外侧混凝土净保护层最小厚度按《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）及《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号）执行。6、衬砌施工控制要求、跟踪检测要求以及养护维护按《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设[2005]157号）、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）执行。1.8隧道内槽、腔、洞室设置2、隧道内设置双侧电缆槽，沟槽结构外缘距同侧轨道中线的距离2.2m；电缆槽设盖板，能开启维护。3、隧道内电力电缆沟尺寸；宽X深为350X300mm。4、通信、信号电缆沟尺寸为：净深300mm，宽355、在隧道口两端各设1根通信用过轨钢管，过轨钢管在电缆槽内要求露头10mm.6、信号电缆槽线路设于靠近线路侧，电力电缆槽设于靠近隧道壁侧，靠近道床一侧的沟槽身采用钢筋混凝土结构。8、隧道内综合接地装置均采用桥隧型接地端子，图纸见“通号（2009）9301”图1.9弃碴与环保罗盘冲隧道共弃砟2.66万方（实方），弃砟于隧道进口端DIK142+550处的山洼中，占地15.7亩。弃砟坡脚采用M10浆砌片石挡砟墙防护，挡墙尺寸根据地形起伏按直线变化过渡，趾前挡砟墙深度不小于5m，为防止墙趾被水冲刷，在墙趾外5m范围内用M10浆砌片石铺砌，铺砌厚度35cm。墙背底部设置一层卵石排水层，墙身中每隔3m设置10～15cm孔径的排水孔，梅花形布置，每隔10m设置一道2cm的伸缩缝。为防止弃砟流失，应做好弃砟排水系统。弃砟场坡面上方5m外设置截水天沟，沟宽40cm，高60cm，M10浆砌片石铺砌，砟场顶部设3‰的排水坡，并设纵向排水沟一道，沟宽3m，高1.5m,M10浆砌片石铺砌,在弃砟场底部纵向每20m铺设一根Ф110mm双壁打孔波纹管。砟场表面均采用撒草籽绿化。2、施工方法及措施2.1施工方法本隧道施工拟安排一个工作面从出口向内掘进。隧道施工按新奥法原理组织施工，出渣、进料采用无轨运输方式，实施掘进、支护、衬砌等三条机械化作业线。施工中采用“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”等施工技术措施，并根据现场监控量测结果及时修正设计参数、调整施工方案和指导隧道施工，确保隧道施工安全、优质、均衡、高效、按期施工。洞身开挖：采用双侧壁导坑法。支护采用：在隧道进、出口IDK142+615～IDK142+650、IDK142+757～IDK142+792段采用φ108mm超前大管棚注浆加强支护和全环工22a型钢钢架。管棚环向间距0.4m，长度为40m，钢架0.5m设一榀。IDK142+650～IDK142+700、IDK142+740～IDK142+757段采用φ42mm超前小导管注浆加强支护和全环工22a型钢钢架。小导管纵向每6榀钢架打设一环，环向间距0.4m，每根长4.5m，钢架0.5m设一榀；IDK142+700～IDK142+740段采用φ42mm超前小导管注浆加强支护和全环工20a型钢钢架。小导管纵向每5榀钢架打设一环，环向间距0.4m，每根长4.5m，钢架二次衬砌：先施工仰拱混凝土，后施工拱墙衬砌混凝土，且拱墙一次灌筑，采用全断面整体液压台车进行；混凝土采用5#、6#混凝土拌和站集中拌合，混凝土输送车运输，泵送入模，附着式配合插入式振捣器振捣。防水采用防水板加土工布，施工缝采用一道中埋式橡胶止水带及一道背贴式橡胶止水带，变形缝采用橡胶止水带及一道背贴式橡胶止水带，缝内处衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵。出碴采用无轨运输；通风采用压入式通风方式。2.2重点说明事项1、初期支护和围岩为暗挖隧道的主要受力结构，施工中一定要保护围岩，减少施工对围岩的扰动，确保初期支护的及时施作及施工质量。2、初期支护的参数和采用的施工工法、超前支护措施密切相关，在施工中根据揭示的地质情况，确定合理的施工工法，必要时适当调整支护参数。3、应特别重视洞口段及浅埋段的施工组织，避免坍塌、尽量少扰动土体和破坏地表植被，确保施工安全。4、仰拱施工应超前二次衬砌施作，并分段整体灌注，严禁半幅施工，确保仰拱及底部施工质量。5、隧道施工过程中应进行监控测量，以掌握围岩动态和支护工作状态，综合分析监控测量，及时调整隧道的施工及支护方案，保证围岩稳定和施工安全。6、隧道运营期间的通信、信号、接触网、消防、电力等有关设施，要求预埋的，应做好施工期间的预埋工作。7、隧道仰拱填充的施工应满足无碴轨道的铺设要求。无碴轨道施工前应严格检测基底条件。8、混凝土的耐久性为混凝土质量要求的新性能指标，施工时应严格按设计要求施工，确保施工质量。9、铁路隧道技术含量高，质量要求严，施工难度大，在开工前应对所有参建人员进行技术交底，认真研讨每道工序的施工工艺、质量检验方法和作业细则，确保个工序的施工质量。2.3施工注意事项1、施工前应先用水泥砂浆将隧道范围内的地质钻孔进行封闭。2、在隧道开挖时，应随时核对围岩级别与地下水状态，如发现与设计不符，应及时提出，以便变更设计。3、浅埋段除加强洞内监控外，同时应加强地表监测。隧道进出口浅埋段较长，施工时遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的原则。注意多监控测量的数据进行分析、整理，发现异常情况及时反馈以便尽早提出处理方案4、隧道一般地段开挖应采用光面爆破、预裂爆破等控爆工艺，严格控制超欠挖，以达到开挖轮廓圆顺，开挖面平整。隧道爆破应减少对围岩的扰动，开挖后必须及时支护。5、超前支护是隧道支护体系的重要组成部分，施工中应确保施作质量。6、隧道初期支护喷射混凝土必须采用湿喷工艺。7、在铺设防水板之前，应对初期支护的渗漏水情况及喷射表面平整度进行检查，并采取有效措施进行处理。8、隧道施工应贯彻仰拱先行的原则，仰拱填充不应与仰拱混凝土同时灌注。仰拱及填充施作各段应一次成型，避免横向分段灌注，均不得留纵向施工缝。仰拱及地板施工前应严格清底，不得留有虚碴。9、为确保衬砌对围岩的支护效果，衬砌超挖回填应符合设计要求：墙脚以上1m范围内和拱部的超挖必须采用与衬砌同级混凝土一次灌注，其他部位可用与衬砌同级的混凝土或M10水泥砂浆砌片石回填。10、锚喷施工按《铁路隧道锚喷构筑法技术规范》和《铁路隧道施工规范》有关要求进行施工。11、隧道设置变形缝处变形缝两侧应设置不少于一组沉降观测点，以便记录施工阶段及至铺轨前的沉降差异情况数据。12、洞内进行设备安装、接触网悬挂安装时，应严格按有关专业设计要求进行施工，但施工中严禁打穿防水板。13、隧道内踏步应在轨道施工后施作。14、隧道开挖对地下水的排放有严格限制，开挖后采取径向注浆堵水，以防地下水流失，施工时注意检测地下水情况。3、主要工程数量罗盘冲隧道主要工程量开挖2.58万m³，砼0.805万m³，钢筋403.67t。罗盘冲隧道主要工程量表序号项目名称单位工程量备注1洞身土石方开挖m325850.852C35混凝土m33715.233C20混凝土m31837.264钢筋t403.675防水板及土工布m29458.886Ф22砂浆锚杆m109767喷钢纤维混凝土m315008喷素混凝土m3681.45PAGE14南广铁路NGZQ-5项目部五分部 4、线路纵断面见附图15、围岩级别划分及衬砌支护类型（一）围岩级别划分见附表1（二）支护参数表见附表2（三）Ⅴ级围岩复合式衬砌断面见附图5（四）Ⅴ级围岩复合式加强衬砌断面见附图66、水沟、电缆槽、盖板图(见附图7)7、洞门布置图隧道洞门进口双侧挡墙台阶式洞门，施工时应将隧道门范围内衬砌与洞口环节衬砌用同一材料整体浇筑，端墙与端墙前4m长挡墙必须同时浇筑，端墙与挡墙后空隙及时回填，并保证回填紧密，回填料可用浆砌片石。(见图9)8、隧道防水布置图隧道拱、墙、仰拱全断面设防水板加土工布。施工缝采用一道可维护中埋式橡胶止水带及一道背贴式橡胶止水带，变形缝采用一道可维护中埋式橡胶止水带及一道背贴式橡胶止水带，缝内嵌填“聚苯板”。（见附图12）10、综合接地布置图对于一般拱墙设防水板的衬砌隧道应充分利用隧道的初期支护锚杆、钢架、钢筋网或底板钢筋做为接地极。钢筋连接焊缝要求；隧道底板接地极按照1米间隔选用底板结构钢筋，即在隧道底板的底层形成一个1m×1m的单层钢筋网，中部“十字”交叉的两根钢筋上的网格节点要求施以“L”形焊接，其他节点绑扎；底板接地钢筋网按照一个台车位的长度考虑，间隔一个台车位设置一处。（见附图14）11、监控量测11.1监控量测的目的1）必测项目是施工中必须作为一道工序进行的监控量测项目。它包括：（1）洞内外观察；（2）水平相对净空变化值的量测；（3）拱顶下沉量测；（4）地表下沉量测（浅埋隧道必测）；2）选测项目是根据围岩性质、隧道埋置深度、开挖方式等条件自行确定的监控量测项目，作为必测项目的验证和补充。包括；（1）隧底隆起；（2）围岩内部变形量测；（3）锚杆轴力量测；（4）围岩压力量测；（5）支护、衬砌应力量测；（6）钢架内力及所承受的荷载量测；（7）围岩弹性波速度测试；（8）爆破振动观测。11.2测量断面的间距和量测频率1）地质及支护状况的观察，对判断围岩稳定性、进行开挖前方的地质预报等十分重要，所以地质观察和记录对开挖后的每一个工作面都应进行，必要时还要进行地质描述。对初期支护应进行喷射混凝土、锚杆、钢架等的状况描述。2）净空变形量测断面的间距应根据围岩级别、隧道尺寸断面、埋置深度等确定，其间距按下表采用。拱顶下沉及周边收敛量测间距表围岩级别量测断面间距（m）Ⅴ浅埋5Ⅴ深埋10拱顶下沉量测与净空水平收敛量测应在同一断面内进行，并用相同的量测频率，应从下表根据变形速度和开挖工作面距离较高的一个测量频率。拱顶下沉、收敛量测起始读数宜在3～6h内完成，其他量测应在每次开挖后12h内取得起始读数，最迟不得大于24h，且在下一循环开挖前必须完成。测点应牢固可靠、易于识别，并注意保护，严防爆破损坏。拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内、外水准基点建立联系。拱顶下沉及周边收敛量测频率表变形速度（mm/d）量测断面距开挖面距离（m）量测频率≥5（0～1）B2次/d1～5（1～2）B1次/d0.5～1（1～2）B1次/2～3d0.2～0.5（2～5）B1次/3d<0.2>5B1次/7d11.3量测数据整理、分析1）现场量测数据及时整理，绘制量测数据与时间的关系曲线及量测数据与开挖面距离的关系曲线，并进行数据处理或回归分析。2）量测数据处理、分析及反馈；（1）依据回归分析、预测位移、收敛、拱顶下沉及钢筋应力的最终值。（2）以位移～时间曲线为基础，根据位移、位移速率等分析、评定围岩和支护的稳定性。①当位移急骤增加，每天的相对净空变化超过1mm时，应重点加强观测，并密切注意支护结构的变化；②当位移～时间曲线出现反弯点时，同时支护开裂或掉快，此时应尽快采取措施以防坍方；③当位移、周边收敛、拱顶下沉量达到预测最终值的80～90%，收敛速度小于0.1～0.2mm/d，拱顶下沉速率小于0.07～0.15mm/d时，可认为围岩基本稳定，可施作二次衬砌；④利用位移、应力反分析程序对围岩及支护结构的稳定性进行分析、评价；⑤综合以上综合分析、评价及时修正设计，调整支护参数，对施工及时提供建议和措施。（3）根据围岩与支护接触应力量测结果，可知围岩压力在横断面的分布情况及围岩压力值随开挖时间变化的规律，与理论计算方法做比较，以取得较为合理的围岩压力计算方法，检算初期支护的受力情况（内力及位移），判别初期支护的工作状态、支护特点，并对初期支护进行安全度评估。11.4量测中注意事项1）根据地质条件、量测目的、施工进程，由技术总管编制量测计划，组织专门监测队伍，由具体工程技术人员负责实施。2）量测点埋设宜尽量靠近开挖工作面，要求不超过2米，应能保证爆破243）应准确及时做好各项量测原始记录，及时提供给设计人员，不得随意涂改。4）要采取措施保护好在施工中各项量测原件工具及仪器。12、工期、安全、质量目标12.1计划施工工期罗盘冲隧道计划于2008年6月16日开工，于2010年7月29日完工，总工期约为14个月。进度计划安排如下：工程项目开工日期完工日期施工准备2009.05.312009.06.14洞口明挖支护2009.06.152009.06.30洞挖支护2009.07.01209.10.01二次衬砌2009.09.012009.11.01水沟及电缆槽2009.09.152009.11.16二次仰拱填充浇筑2010.06.032010.07.03尾工及验收2010.07.042010.07.2312.2安全目标杜绝较大（及以上）施工安全事故；杜绝较大（及以上）道路交通责任事故；杜绝较大（及以上）火灾事故；控制和减少一般责任事故。12.3质量目标除符合国家和铁道部现行的《客运专线建筑安装工程质量检验评定标准》和《客运专线铁路工程质量评定验收标准》的规定，确保达到铁道部优质工程，争创国家优质工程。表1罗盘冲隧道围岩划分表序号里程类别长度（米）施工方法支护形式