笔架山施工方案

新建铁路哈大客运专线DK67+255~DK67+600笔架山隧道施工方案编制：＿＿＿＿＿＿＿＿复核：＿＿＿＿＿＿＿＿审核：＿＿＿＿＿＿＿＿一、工程概况1、工程简介隧道位于普兰店湾北一公里处，隧道进口里程DK67+255，出口里程DK67+600，隧道全长345m；隧道位于直线上，隧道内进口至DK67+450为16‰的上坡，DK67+450至出口为3‰的上破；隧道进口处为一条乡村公路，公路向南通往沈大高速公路海湾北出口，向北通往袁家屯方向，进口处附近的山坡上种满松树，进口前为山崖，地势陡峭。隧道出口位于山坡上，此处坡度较缓，地表长满杂草树木，有岩石裸露，无地下水渗出，出口前为一片农田，地势平坦。隧道出口左侧100m为乡村公路，交通较便利。隧道最大埋深约31m。哈大客运专线大连至沈阳段DK67+255—DK67+600笔架山隧道序号隧道名称隧道里程长度（m）线别坡度(‰)↑(↓)/长度(m)复合式衬砌或明洞长度（m）ⅢⅣⅣ设防Ⅴ设防明洞1笔架山隧道DK67+255～DK67+600345双线16↑195、3↑1501861292、地质构造依据区域地质资料，隧道区位于新华夏构造体系钓鱼台-邓屯-李店构造带上，根据物探资料分析隧道区中部为一褶皱，其北翼岩芯极其破碎。3、地震动参数基本烈度八度。二、隧道施工总体部署2．1隧道工程施工方案笔架山隧道岩体按Ⅴ级围岩考虑施工方法，隧道浅埋段采用CRD法施工，进洞时拱部采用φ108大管棚配合小导管超前注浆加固地层，其它地段拱部采用超前小导管超前注浆加固地层。出碴均采用无轨运输方案。隧道支护采用锚喷结构，喷射混凝土采用湿喷法，锚杆采用锚杆钻机在喷锚台架上打设。衬砌采用衬砌台车，仰拱超前施作，并使用仰拱栈桥以减少对其它工序施工的干扰。施工排水顺坡段自然排水，反坡段设集水坑接力排出洞外。隧道施工应把超前地质预报和围岩监控量测纳入施工工序。2．2进洞施工方法1）洞口段施工首先对洞口需开挖部分进行测量放线，并根据设计要求对边、仰坡及防、排水设施等进行测量放线；根据测量放线的标准要求，首先施做洞口段的边、仰坡排水沟和截水天沟，洞口及明洞的土石方施工采用挖掘机配自卸汽车自上而下分层开挖，不能一次到位，遇中硬岩时，辅以浅孔松动爆破，减弱对边、仰坡的扰动。明洞段开挖在仰坡与边坡相交处采用圆角法开挖，人工刷坡，边刷坡边按设计进行支护，避免坡面岩体暴露时间过长造成危险；施工时随时注意边、仰坡的变化，做好开挖中的支护和防塌工作；避开在雨季施工，做好防、排水设施，减少地面水对洞口段施工的影响。对洞口段围岩较差地段，适当采取超前支护掘进方式，或对洞口进行预加固处理的方式开挖。2）隧道进洞施工方法本段隧道洞口均处于浅埋地段，围岩自稳性较差，为保证安全、顺利进洞，先采取超前支护措施对地层进行超前加固，然后根据地质情况，采用CRD法进行洞口段施工。对于洞口段1７m范围内，在隧道拱部设置Φ108大管棚进行超前注浆加固地层，大管棚在随明洞开挖时自上而下采用管棚钻机进行分层施做，并进行注浆加固地层，另外，在大管棚之间设置Φ42小导管并注浆，以确保洞口的稳定。在大管棚及小导管施工完成后，采用CRD法进洞施工，在明洞开挖至C、D部上半断面时停止，在洞口支立第一榀格栅钢架的上半部分，使其连接牢固且喷射混凝土封闭成环，并使格栅钢架与大管棚的尾部连接牢固且形成整体，然后进入暗洞施工。C部先行开挖支护，进入暗洞5m后进行D部开挖支护，D部进入暗洞5m后，继续明洞下部开挖，开挖完成后将第一榀格栅钢架的下半部分与上半部分连接牢固，此时隧道洞口已封闭成环，再按上述施工顺序进入暗洞施工。2．3隧道洞身主要施工方法1）CRD法对于隧道进出口浅埋段Ⅳ、Ⅴ级围岩采用CRD法施工，CRD法施工顺序及施工方法与CD法基本相同，只是在横向增加一道临时支撑，施工顺序见图。CRD法施工步序图2）CRD法爆破设计根据围岩情况确定循环进尺为1.0～1.5米，炮眼利用率90%，掏槽形式采用楔形掏槽。炸药选用2、3号岩石硝铵炸药(必要时采用防水炸药)，药卷直径Ф32、Ф22两种，周边眼采用直径Ф22的药卷不偶合间隔装药。引爆方式采用非电毫秒雷管。②爆破设计CRD法开挖爆破设计详见图。CRD法开挖爆破设计图3）突水、突泥防治措施隧道存在多处断层，当断层带内岩体破碎，导水性强，贯通性较好，在这种地质条件下易出现突水、突泥。施工时采取如下施工方法。开挖采用三台阶临时仰拱法，减少一次进入断层或富水段的工作面积。开挖时尽可能采用机械开挖，不宜采用爆破开挖，若必须采用爆破开挖时，坚持多打眼、少装药的弱爆破施工技术，减小对围岩的扰动。上部断面开挖时，工作面水平钻机超前探水孔深30～50m，进行泄水，然后再进行开挖。为防止突水突泥，采用帷幕注浆等措施进行堵水和围岩预加固。帷幕注浆施工方案注浆方式采用超前预注浆、后注浆、局部注浆、补注浆四种方式相结合，基本注浆方案分为下列几种：超前预注浆：隧道开挖后全断面径向注浆，每循环长度15m，固结范围为开挖轮廓线外3.5m，施工时根据实际地质情况进行调整。后注浆：待每个环节注完后，可钻2～3个检查孔检查注浆效果，如未达到预期效果，应以小导管压注补充注浆。局部注浆：洞室开挖后，如果局部还有漏水，可进行局部直接暴露注浆。补注浆：上述三种注浆方式实施后，仍未达到设计要求时，根据实际情况选择上述注浆方式一种或几种进行补充注浆。注浆材料：注浆材料选用普通水泥浆、TGRM浆，如局部出现漏浆可采用发泡注浆抢堵剂进行封堵。4）出碴运输本标段隧道均设计为双线隧道，出碴及进料均采用无轨运输方式。出碴采用挖掘机及侧卸式装载机装碴，自卸车运输至指定弃碴场；二次衬砌混凝土采用混凝土搅拌运输车运至衬砌工作面，喷射混凝土采用小型自卸车运至开挖支护工作面。2．4衬砌支护施工根据隧道设计文件，喷射混凝土采用C25混凝土，并掺入合成纤维，掺量为1.0kg/m3；锚杆采用Φ25组合式中空注浆锚杆和Φ22砂浆锚杆；钢格栅采用HPB235和HRB335钢筋，钢筋网采用∮8钢筋。标准断面和扩大断面的各项支护参数详见表。扩大断面初期支护参数表围岩级别喷混凝土钢筋网（∮8）锚杆钢架设置部位/厚度（cm）网格间距（cm）（环×纵）设置部位长度（m）间距（环×纵）（m）规格每榀间距（m）Ⅳ8拱墙、仰拱/2820×20拱墙41×1格栅0.75（全环）喷射作业分段分片依次进行，喷射顺序自上而下，一次喷射厚度严格按规范控制，分层喷射时，后一层在前一层混凝土终凝后进行，若终凝一小时后再喷射，先用风清洗喷层面；喷射作业紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下一循环放炮时间不少于3小时。喷射机作业严格执行喷射机的操作规程。喷射作业开始时，先送风后开机，再给料；结束时待料喷完后，再关风；向喷射机供料连续均匀；机器正常运转时，料斗内保持足够的存料；保持喷射机工作风压稳定，满足喷头处的压力在0.1MPa左右,喷射作业完毕或因故中断时,将喷射机和输料管内的积料清除干净。喷射手经常保持喷头具有良好的工作性能；使喷头与受喷面垂直，保持0.6～1.0m的喷距。喷射混凝土的回弹率拱部不大于15%，边墙不大于10%。喷射混凝土养护：喷射混凝土2小时后，喷水养护；养护时间不少于7昼夜；气温低于+50C时，不得喷水养护。冬季施工：喷射作业区的气温不低于+50C；混合料进入喷射机的温度不低于+50C；普通硅酸盐水泥配制的喷射混凝土在低于设计强度30%时，不得受冻。超前支护本段隧道的超前支护主要采用大管棚和小导管两种，大管棚采用Φ108mm无缝钢管，主要用于洞口段15m范围；小导管采用Φ42mm无缝钢管，壁厚3.5mm，主要用于隧道洞口段配合大管棚及洞身Ⅳ、Ⅴ级围岩拱部；二者主要是对洞口浅埋段及洞身软弱围岩地层进行超前注浆加固。大管棚采用管棚钻机进行施工，小导管采用锚杆台车或风动凿岩机进行施工。管棚超前支护对本标段隧洞通过软弱破碎岩体、岩溶等不良地质地段开挖时进行超前支护，用于本隧道Ⅴ级围岩及进出口洞口段。沿隧洞衬砌外缘一定距离打入一排或数排排列有序的纵向钢管，开挖后架设拱形钢架支撑，形成牢固的棚状支护结构。插入管棚钢管之前，可根据地质情况，在一定范围内进行预注浆，固结软弱围岩。插入管棚钢管之后，再往管内注浆以提高钢管强度，充填钢管与孔壁之间的空隙，使管棚与围岩固结紧密。2．5结构衬砌施工方法及工艺隧道洞身二次衬砌均在初期支护收敛变形趋于稳定后施作，采用HBT60型混凝土输送泵配合自行式液压模板台车全断面施工,洞外设混凝土自动计量拌和站集中生产，混凝土运输车运送混凝土，混凝土输送泵压入模板内，插入式捣固棒配合台车所挂附着式振捣器捣固。2）洞身模筑混凝土施工当围岩和初期支护变形基本稳定，量测监控数据表明位移率明显减缓、收敛值拱脚附近小于0.2mm/d和拱顶相对下沉小于0.15mm/d时，方可施作二次混凝土衬砌。本标段隧道一般断面模筑衬砌混凝土灌注采用全断面液压衬砌台车，一次施工长度10m。2.6附属工程施工方法及工艺1）设备洞室施工方法及工艺洞内设备洞室按设计位置布置，主要采用手持凿岩机钻眼，光面减震爆破，人工装碴至运输车运出洞外。开口交叉处引起围岩应力重分布及应力集中，是结构的薄弱环节，要妥善解决辅助洞室开口时的受力转换，确保施工安全。隧道施工至辅助洞室位置时，按辅助洞室开挖轮廓打超前小导管预注浆支护，正洞初期支护完成后，辅助洞室开口破除正洞初期支护前，贴焊预制的加强格栅钢架环框，满喷混凝土后在辅助洞室入口开挖面上方形成一个拱部钢筋混凝土加强环，以利开挖。正洞衬砌过后，采用小模板内支架，泵送浇注砼，施工时注意与正洞防水设施连通。2）水沟、电缆槽施工方法及工艺水沟及电缆槽施工在衬砌、仰拱填充完成后适时安排施工。水沟及电缆槽施工采用组合模板，立模要严格控制尺寸、标高。水沟及电缆槽盖板采用预制构件，盖板铺设要平稳，盖板与沟沿的缝隙应用砂浆填平，不得出现“三条腿”现象。3）预埋件施工方法及工艺预埋件主要包括吸音板、照明和紧急照明等支架的预埋件，施工中应严格根据施工设计文件的尺寸、种类和位置进行预留和安装。在二衬浇筑前，还要注意各种灯具、电缆支架等的预埋件，按设计图纸指定的里程、标高准确无误地预埋。所有预埋件位置偏差应在允许范围内。2.7防排水施工方法及工艺隧道结构防排水采取“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，在裂隙水较发育及有水文环境严格要求的隧道，防排水采用“以堵为主、限量排放”的原则，达到防水可靠、经济合理的目的。采取疏导、勾补、铺砌和填平等措施处理洞顶地表水对隧道的影响。隧道内采用双侧水沟加中心沟排水。隧道拱墙铺设复合防水板。采用抗渗等级不小于S12的防水砼，施工缝采用中埋式橡胶止水带，土石分界处设置变形缝，采用可维护橡胶止水带或背贴式止水条防水，明洞采用外贴式防水层。2.8施工通风与降尘1）施工通风所有隧道均采用管道压入式通风。所需风量根据隧道内同时工作最多人数、爆破作业、最小风速分别进行计算，并取其最大值作为设计风量。2）施工降尘无轨运输洞内废气污染主要为大功率的内燃机械，且主要集中到装碴运输工序，为此在该隧道施工中，必须加强通风除尘的工作。2.9洞内管线布置洞内布置管线主要有：动力线、照明线、高压水管、通风管、高压风管。为方便施工，且不影响运输和行人，管线布置按通风管及排水管布置在隧道线路前进方向的一侧，其他管线布置在线路前进方向的另一侧为原则进行布置。2.10地质超前预测及预报由于隧道工程深埋于地下，工程地质条件和水文地质条件复杂多变，潜伏着工程地质灾害发生的可能，仅靠施工过程揭露后再进行处理，带有较大的盲目性，常常会发生一些突发事故。为确保隧道施工安全和工期，需采取有效超前地质预测预报方法对隧道掌子面前方不良工程地质灾害体进行准确及时的预报，以降低工程造价，减少施工盲目性，确保施工安全，并消除工程安全隐患。三、隧道的防灾、减灾和救灾措施及安全措施针对隧道地质情况复杂，突发因素多的特点，施工时针对可能遇到的地质情况提前做好施工预案，施工过程中严格按照经过评审的施工组织设计施工，防止灾害的发生；同时成立应急抢险救援小