于家夼隧道浅埋段专项施工方案经典之作.doc

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
十月二十四日

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》（TB10753-2023）；
《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设[2023]241号；
《铁路工程基本作业施工安全技术规程》（TB10301-2023）；
《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2023）；
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，为地形切割中档的低山区。
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段埋深局限性15m。
3 目前情况
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导致的风险，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地表监控及解决措施
线路左侧水库已经按照设计规定排放，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，施工时在谷底部设立地表沉降观测桩。观测桩用Φ20的钢筋制成，长40cm，打入地下35cm，外露5cm，周边用C20砼护桩。沉降观测天天观测两次。
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。具体实行中运用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用相应措施。

超前钻探布置图
4.3 洞内施工措施
按照设计规定施工，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，严格按照设计规定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，施工中根据现场实验拟定合理的注浆参数。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。
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

图4-3-1 超前小导管施工工艺框图
钻孔完毕后，报监理工程师检查，检查完毕后将小导管按设计规定插入孔中，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。注浆前先喷射混凝土5～10cm封闭掌子面作止浆墙，当单孔注浆量达成设计注浆量时，结束注浆。注浆参数应根据注浆实验结果及现场情况调整。注浆作业中认真填写注浆记录，随时分析和改善作业，并注意观测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，开挖后按设计规定进行初期支护施工，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）运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规定控制在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，即一方面初喷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，实际控制规定搭接长度不小于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，并根据设计规定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）根据设计图纸规定待上台阶施工至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，即一方面初喷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，实际控制规定搭接长度不小于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）根据设计图纸规定待下台阶施工至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，运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，必要时在洞外设立沙袋，防止突泥涌水出洞外，对洞外机械设备导致损坏，保证人员生命安全及财产不受损失。
撤离危险场合（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。
项目部领导接到告知后，应立即启动应急救灾程序，组织人力、物力全力抢险救灾，减少减少灾害损失。
当发生人员伤亡时，按紧急抢险方案及时进行救援工作。在保证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，及时上报本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、受伤限度，由医务人员在现场采用相应的急救措施，按照“先重后轻”的原则，及时将伤员送到医院进行抢救、治疗。
现场采用安全警戒线或隔离措施，防止其别人员进入危险区域，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，运用潜水泵进行排水，并采用必要的措施进行事故解决。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，然后解决受害隧洞。
5.4 逃生线路
当碰到突发事故，如涌水涌泥时人员需要紧急撤离，可以安排人员根据拟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可以安全撤离。
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）及其他突泥涌水解决材料、机具。抢救装备管理和维护使用由杜权负责，保证抢险物资设备能随时投入使用，设备物资见下表。
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