于家夼隧道浅埋段专项施工方案(经典之作)

新建铁路青岛至荣成城际铁路QRZH-VI标于家夼隧道浅埋地段专项施工方案编制人：审核人：项目技术负责人：局指技术负责人：中铁十七局青荣城际铁路工程施工指挥部第二项目部二〇一一年十月二十四日青荣城际铁路QRZH-Ⅵ标段于家夼隧道浅埋地段专项施工方案中铁十七局青荣城际铁路工程施工指挥部1于家夼隧道浅埋地段专项施工方案1编制说明1.1编制依据（1）铁道第三勘察设计院院提供的《于家夼隧道施工设计图》；（2）现行的部颁：《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）；《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设[2010]241号；《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2009）；《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）；1.2编制范围编制范围为青荣城际于家夼隧道DK284+750至DK284+800浅埋地段。2工程概况于家夼隧道起迄里程DK284+275~DK286+772，该隧为双线隧道，隧道全长为2497m，采用双口掘进的方式进行施工，该隧道位于威海市环翠区于家夼村，距S201省道约4公里，东侧设有于家夼拌和站。此地属于丘陵低山区,地形起伏较大,河流、沟谷发育,大部分地段基岩裸露,间有丘间宽谷、河谷阶地及小型滨海平原，年平均气温12.5℃，平均降水量679.9mm。其地下水系有第四系孔隙水和基岩裂隙水两类。该区植被发育，以灌木为主，地形高差明显，海拔高度一般为98~165m,最高山峰海拔231.8m，为地形切割中等的低山区。于家夼隧道在DK284+686～DK284+800段为Ⅳ级加强围岩，该段围岩破碎，为片麻状黑云二长花岗岩，衬砌结构形式为Ⅳ加强复合式衬砌，超前小导管支护。在DK284+700处左侧为一水塘，已经拆迁；DK284+700上方为一采石场，采石场下方有一冲沟位于隧道正上方，埋深较浅，其中DK284+750-DK284+785段埋深不足15m。3目前情况青荣城际铁路QRZH-Ⅵ标段于家夼隧道浅埋地段专项施工方案中铁十七局青荣城际铁路工程施工指挥部2目前，于家夼隧道的掌子面里程为DK284+725，距离进入DK284+750-DK284+785浅埋地段只有25米，现掌子面围岩明显变差，为黄褐色的强风化花岗岩，节理、裂隙发育，岩体破碎，掌子面有大量渗水，并伴有掉块现象。4专项安全施工方案考虑到该处浅埋段对于家夼隧道目前施工所造成的风险，为保障隧道施工的安全，特提出以下3项措施，来保证该处的隧道施工安全，具体方案如下：4.1地表监控及处理措施线路左侧水库已经按照设计要求排放，现水库内水位已经围岩隧道一下，对隧道施工无影响，隧道上方采石场处为一山谷，谷底埋深较浅，施工时在谷底部设置地表沉降观测桩。观测桩用Φ20的钢筋制成，长40cm，打入地下35cm，外露5cm，周围用C20砼护桩。沉降观测每天观测两次。4.2加强超前钻探加强超前地质预报，探测水文地质情况，及时调整支护参数。具体实施中利用YZ28风钻在拱腰部位打设2个长度为5m的加深炮孔，根据加深炮孔判断前方围岩地质及水量情况，加深炮孔搭接长度1m。在拱顶附近采用履带式潜孔钻打设长度为20m的超前探孔，探孔方向倾斜向上，搭接长度5m，根据加深炮孔和超前探孔综合分析判断前方围岩地质及水量、水压变化情况，根据判断情况及时采取相应措施。超前钻探布置图青荣城际铁路QRZH-Ⅵ标段于家夼隧道浅埋地段专项施工方案中铁十七局青荣城际铁路工程施工指挥部34.3洞内施工措施按照设计要求施工，采用弧形导坑预留核心土的开挖方法，坚持“弱爆破、短进尺、管超前、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行开挖施工。4.3.1．超前注浆小导管施工DK284+750-DK284+785段设计为Ⅳ级加强围岩，施工时，严格按照设计要求进行超前小导管支护施工。超前小导管施工采用YT-28风动凿岩机钻孔，人工安装并与钢架焊接固定，小导管外插角符合设计，用注浆泵进行注浆作业，注入水泥单液浆，注浆压力一般为0.51MPa，施工中根据现场试验确定合理的注浆参数。超前小导管施工工艺框图见图6-2-3。小导管在构件加工厂制作，前端做成尖锥形，尾部焊接φ6mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm交错钻眼，眼孔直径为10mm。图4-3-1超前小导管施工工艺框图钻孔完毕后，报监理工程师检验，检验完毕后将小导管按设计要求插入孔中，围岩软弱地段用凿岩机直接将小导管沿格栅钢架中部打入，尾部与钢架焊接到一起，共同组成预支护体系。注浆前先喷射混喷混凝土封闭开挖面沿周边布孔插入小导管注浆洞身开挖小导管加工浆液准备钻孔青荣城际铁路QRZH-Ⅵ标段于家夼隧道浅埋地段专项施工方案中铁十七局青荣城际铁路工程施工指挥部4凝土5～10cm封闭掌子面作止浆墙，当单孔注浆量达到设计注浆量时，结束注浆。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆作业中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。开挖前报请监理工程师检查后试挖掌子面，无明显渗水时进行开挖作业。4.3.2．洞身开挖支护洞身开挖采用弧形导坑预留核心土的开挖方法，开挖后按设计要求进行初期支护施工，严格控制开挖步距，及时施作仰拱及二衬。4.3.2.1．上台阶施工（1）利用上一循环架立钢拱架施作的隧道超前小导管支护，沿隧道开挖轮廓线环向开挖上台阶弧形导坑，开挖循环进尺按设计要求控制在2榀拱架，实际为1.6m，并根据围岩变化情况，调整为按1榀拱架0.8m控制。（2）施作上台阶洞身结构的初期支护，即首先初喷4cm厚混凝土，同时封闭隧道开挖掌子面，架立I18工字钢拱架，并施工4根长4m的φ42mm锁脚锚管、焊接φ22mm连接钢筋固定钢拱架，固定牢固；（3）安设网格尺寸20x20cm的φ8mm钢筋网片，网片搭接长度为1~2个网格长度，实际控制要求搭接长度不小于25cm。（4）钻设长度3.5米φ25x7mm系统中空锚杆，安设中空锚杆，锚垫板固定中空锚杆，并根据设计要求每三榀拱架施作一环45根长4.5米的φ42mm超前小导管，然后预注水灰比为1:1的水泥浆。最后复喷拱部C25混凝土至设计厚度后开挖上台阶核心土。4.3.2.2．下台阶施工（1）根据设计图纸要求待上台阶施工至15~18米后，进行下台阶两侧开挖施工，两侧开挖时应错开开挖。开挖每循环进尺控制在2榀拱架，实际为1.6m；（2）施作下台阶洞身结构的初期支护，即首先初喷4cm厚混凝青荣城际铁路QRZH-Ⅵ标段于家夼隧道浅埋地段专项施工方案中铁十七局青荣城际铁路工程施工指挥部5土，同时封闭隧道开挖掌子面，架立I18工字钢拱架，并施工4根长4m的φ42mm锁脚锚管、焊接φ22mm连接钢筋固定钢拱架，固定牢固；（3）安设网格尺寸20x20cm的φ8mm钢筋网片，网片搭接长度为1~2个网格长度，实际控制要求搭接长度不小于25cm。（4）钻设长度3.5米φ22mm系统砂浆锚杆，注M20的水泥砂浆，安设砂浆锚杆，安装锚垫板。最后复喷混凝土至设计厚度。4.3.2．二次衬砌（1）根据设计图纸要求待下台阶施工至40~50米后，进行仰拱开挖施工及仰拱初期支护，并灌注该段二次衬砌仰拱及仰拱填充；（2）初期支护结束后，及时进行隧道监控量测，并根据量测结果分析，待初期支护收敛稳定后，利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。5应急预案5.1有塌方、突泥涌水先兆时立即停止施工，现场值班领导、工班长或值班安全员，要立即组织人员、机械迅速撤离危险区域，若洞内部分无法迅速撤离的机械设备，则以人为主，先撤人，直至撤出洞外，保证人愿生命安全。同时做好安全防护，必要时在洞外设置沙袋，防止突泥涌水出洞外，对洞外机械设备造成损坏，确保人员生命安全及财产不受损失。撤离危险场所（一般撤离至洞外）后，立即清点现场施工人员数量，查看有无人员未逃离现场，并立即上报有关情况给项目部领导。项目部领导接到通知后，应立即启动应急救灾程序，组织人力、物力全力抢险救灾，减少降低灾害损失。当发生人员伤亡时，按紧急抢险方案及时进行救援工作。在确保救援工作人员无生命安全威胁的情况下进行抢救工作，若自身无救援能力时，及时上报当地政府或相关部门进行救援，同时做好相关配合救援工作。当抢救出伤员时，根据伤员人数、受伤程度，由医务人员在现场青荣城际铁路QRZH-Ⅵ标段于家夼隧道浅埋地段专项施工方案中铁十七局青荣城际铁路工程施工指挥部6采取相应的急救措施，按照“先重后轻”的原则，及时将伤员送到医院进行抢救、治疗。现场采取安全警戒线或隔离措施，防止其他人员进入危险区域，避免灾害损失的扩大。5.2工作面发生险情时工作面人员迅速按逃生路线撤离，同时启动报警系统，发出警报信号。其他工作面人员听到报警后迅速撤出，对掌子面采用提前储备砂袋等物资材料进行封堵，减少泥水对其他工作面的破坏，根据发生险情的情况，及时上报地方政府或相关救助部门，请求紧急救援，并做好相关配合救援工作。5.3发生塌方、突水突泥险情时可根据施工人员所在的位置，各班组负责人应带领自己的班组，就近选择逃生线路，向洞口方向撤离，进行避难，不允许有人员在非避难所停留，避免发生拥挤。现场最高管理者负责疏散撤离的指挥工作，各级调度人员坚守岗位，保持通讯畅通，及时反馈人员撤离及险情出现情况等信息。待涌水突泥保持稳定后，利用潜水泵进行排水，并采取必要的措施进行事故处理。涌水量较大，受害地段较长，可采用迂回导洞，避开受害地段施工与原隧道相接，然后处理受害隧洞。5.4逃生线路当遇到突发事故，如涌水涌泥时人员需要紧急撤离，能够安排人员根据确定路线有序的撤离工作面。施工过程中对进入隧洞内的作业人员进行紧急情况下的撤离训练，特别是在不良地质地段施工之前，使所有的作业人员了解和熟悉洞内的安全设备和紧急撤离规划，避免涌水时发生慌乱，使人员能在预期的撤离时间内能够安全撤离。5.5物资和装备保障施工前准备一定量的编织袋（沙袋）、注浆设备、排水泵、注浆材料（现场配置）及其他突泥涌水处理材料、机具。抢救装备管理和维护使用由杜权负责，确保抢险物资设备能随时投入使用，设备物资见下表。青荣城际铁路QRZH-Ⅵ标段于家夼隧道浅埋地段专项施工方案中铁十七局青荣城际铁路工程施工指挥部7应急抢险物资表序号名称数量性能状态备注1装载机2台合格2汽车3台合格3编织袋若干合格4注浆机1台合格5速凝剂5吨随时更换批次，并保持在有效期内6水泥30吨7抽水机5台合格8钢管若干合格青荣城际铁路QRZH-Ⅵ标段于家夼隧道浅埋地段专项施工方案中铁十七局青荣城际铁路工程施工指挥部8