铁路单断面大跨度段施工技术报告

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，DⅡK155＋262～＋425，长163m，该段隧道最大埋深60m，最浅埋深4.5m，其中洞门段40mⅤ级围岩断面最大，Ⅳ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3.1CRD施工方法三元隧道进口DⅡK155+262～DⅡK158+302段，长40m，为丽江南车站三线、双线大跨度Ⅴ、Ⅳ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3－1、2、3。附图3-1附图3-2附图3-3CRD施工步步骤说明见下下表代号代表部位工作内容①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φ22水平锚杆超前支护；(2)弱爆破开挖①部；(3)喷8cm厚混凝土封闭掌子面；(4)施作①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Ι20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。②左下台阶(1)滞后①3～5m弱爆破开挖②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Ι20钢架和Ι18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。③右上台阶开挖③部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同①。④右下台阶滞后③3～5m开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同②。⑤左隧底(1)在滞后于②部一段距离后，弱爆破开挖⑤部；(2)导坑周边及隧底周边部分初喷4cm厚混凝土；(3)接长Ι18钢架和Ι18临时钢架，复喷混凝土至设计厚度。⑥右隧底(1)在滞后于④部一段距离后，弱爆破开挖⑥部；(2)导坑周边及隧底周边部分初喷4cm厚混凝土；(3)接长Ι18钢架，复喷混凝土至设计厚度。⑦仰拱施工根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除Ι18临时钢架，灌注⑦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)。⑧拱、边墙二次衬砌利用衬砌模板台车一次性灌注⑧部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。3.2CD法开挖施施工三元隧道DⅡⅡK155+302～+390段段，长88m，为丽江南南车站三线大大跨度Ⅳ级围围岩段，采用用CD法开挖挖。施工中坚持““短进尺、弱弱爆破、强支支护、早封闭闭、勤量测””的原则，小小炮开挖或人人工开挖，严严格控制装药药量，工序变变化处设钢架架（或临时支支架）设锁脚脚锚杆，以确确保钢架基础础稳定。采用YT-28凿岩机钻钻眼，垂直楔楔形掏槽，光光面爆破。CD法开挖每每循环进尺2.0m。钢架之间纵向向连接钢筋及及时施作并连连接牢固。施工过程中，，严格进行施施工监控量测测，根据监控控量测的结果果进行分析，，以确定临时时支护拆除和和二次衬砌的的施作时机，，必要时进行行工序及支护护参数的调整整。Ⅳ级围岩CD法开挖施工工步骤见图4－1、2、、3。附图4-1附图4-2附图4-3CD法开挖步步骤说明见下下表代号代表部位工作内容①左上台阶(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁φ25水平锚杆及导坑侧壁φ22水平锚杆超前支护；(2)弱爆破开挖①部；(3)施作①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Ι18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。②左下台阶(1)滞后①3～5m弱爆破开挖②部；(2)导坑周边部分初喷4cm厚混凝土；(3)接长格栅钢架和Ι18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。③左隧底(1)在滞后于②部一段距离后，弱爆破开挖③部；(2)接长格栅钢架和Ι18临时钢架；(3)隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。④右上台阶开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同①。⑤右下台阶滞后④3～5m开挖⑤部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同②。⑥右隧底(1)在滞后于⑤部一段距离后，弱爆破开挖⑥部；(2)隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。⑦仰拱施工根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除Ι18临时钢架，灌注⑦部边墙基础与仰拱及隧底填充(仰拱与隧底填充分次施工)。⑧拱、边墙二衬砌利用衬砌模板台车一次性灌注⑧部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。3.1.3、、初期支护、、超前支护体体系三元隧道进口口大跨段单断断面跨度大，，工程地质条条件差，施工工中必须设置置超前支护，，进口DIIK154＋＋262～302段设置置全环I20工字钢架，，其它采用钢钢筋格栅，纵纵向间距0.8m，3.5m超前ΦΦ25超前中中空锚杆，环环向间距0.4m，纵向向间距1.6m，喷射混混凝土采用XD-F型聚聚丙烯微纤维维喷射混凝土土，在施工中中严格按照上上述方法进行行超前支护，，是我们能顺顺利完成本隧隧道施工的关关键保证。3.1.4、、衬砌台车采采用自制台车车，每6m一一轮，混凝土土采用集中拌拌合，混凝土土车运输，HBT60混混凝土输送泵泵运送入模。。3.2、施工工全过程监控控量测三元隧道跨度度大、进口段段埋置浅，监监控量测十分分关键，是隧隧道施工的一一个重要工序序。针对三元元拱隧道的特特点，施工过过程中对地质质及支护状态态、净空收敛敛、拱顶下沉沉、地表下沉沉等项目进行行了量测。地质及支护状状态观察分为为洞外观察及及洞内观察。。洞外观察包包括对洞口地地表情况、地地表沉陷、边边坡及仰坡的的稳定、地表表水渗透的观观察；洞内观观察在每次爆爆破及支护后后进行，地质质工程师负责责观测围岩变变化、地下水水状态、检查查支护结构外外观是否发生生变化等。对对已施工区段段的喷射混凝凝土、锚杆、、钢架的状态态每天进行一一次观察。净空收敛、拱拱顶下沉和地地表下沉应尽尽可能布置在在同一断面，，测量点应尽尽可能选择具具有代表性的的地方，以便便对量测数据据的分析及为为以后的工作作提供经验。。量测洞内布点点见附图5（（以DIIK155＋291为例））附图5通过观测成果果分析及位移移变化规律研研究,有以下下结论：（1）从拱拱顶下沉量测测时态曲线图图分析表明：：每个部位开开挖对隧道变变形都有影响响。隧道变形形最大值最有有可能发生在在主洞的拱顶顶部分，从拱拱顶往两边矢矢量值渐小。。因此，我们们认为大跨隧隧道施工应对对拱顶下沉给给予足够重视视，同时拱脚脚以下及边墙墙底部的衬砌砌厚度及质量量保证也十分分重要。（2）隧道道周边收敛敛量测时态态变化曲线线表明：①边墙衬砌砌及封闭仰仰拱闭合成成环后，结结构基本稳稳定，初期期支护早封封闭对围岩岩的稳定性性起到重要要作用；②隧道围岩岩的稳定性性与洞室开开挖方法、、支护形式式有密切关关系，开挖挖施工过程程也是围岩岩应力、应应变调整的的过程；临临时支撑的的拆除影响响着围岩的的稳定性。。③由于二次次衬砌完工工时间有一一段间隔，，围岩应力力释放至初初期支护已已基本完成成，二次衬衬砌基本无无沉降及变变形。详细分析见见附表3－－1、2、、3、44、本课题题取得的成成果4.1、在在隧道大跨跨度施工中中依据CRD、CD法施工，，施工方案案安全、可可靠，保证证了工程质质量，隧道道得以顺利利竣工，取取得了较好好的社会和和经济效益益，积累了了单断面大大跨度隧道道成套施工工技术，可可为相近条条件下大跨跨度隧道的的设计与施施工提供借借鉴，施工工技术有推推广价值。。4.2、现现场监控量量测是现代代化施工管管理的重要要组成部分分，它不仅仅能指导施施工，预报报险情，确确保安全，，而且还能能获得围岩岩动态和支支护工作状状态的数据据，为修正正和确定初初期支护参参数、混凝凝土衬砌提提拱依据。。在施工中中进行了全全过程监控控量测，综综合量测结结果，进口口大跨段量量测数据表表明支护无无明显变形形及沉降，，依据此结结果，对临临时支护进进行了局部部调整，确确定了开挖挖与衬砌的的滞后时间间，保证了了施工安全全。同时为为隧道设计计和施工积积累了资料料，为今后后的设计和和施工提供供了类比依依据。5经验与体体会①大跨段隧隧道施工前前，对其地地表要重点点进行整治治：地表杂杂物要清理理干净，便便于洞内施施工时，对对地表动态态进行观测测，发现异异常情况及及时采取措措施处理；；地表要密密实、平顺顺、以防地地表水渗漏漏及汇聚；；浅埋层为为松软围岩岩时，根据据具体情况况采取措施施对地表进进行预加固固；建立地地表完善的的排水系统统。②注意超前前支护的角角度，加强强超前注浆浆，保证开开挖范围内内及周边一一定范围内内土体固结结质量，以以防开挖岩岩面坍塌而而引起拱部部坍塌。③围岩自稳稳状态较差差，开挖后后，初期支支护要迅捷捷，缩短开开挖面裸露露时间；初初期支护顶顶部必须回回填密实