隧道斜井转正洞施工方案-(大包法).doc

新建XX铁路XX标
XX隧道

斜井转正洞施工方案

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中国中铁X局XX铁路经理部
2011年6月
目 录
1 编制依据 2
2　工程概况 2
3　斜井转正洞施工方案 3
3.1 总体施工方案 3
3.2　桃花山隧道斜井转正洞“大包法”具体施工步骤 5
4　斜井排水 8
5　三管两线布置 8
6 斜井转正洞方案实施阶段主要劳动力计划表 9
7　斜井转正洞方案实施阶段主要机械计划表 9
8 质量控制措施 9
9　安全保证措施 10

隧道斜井转正洞施工方案
1 编制依据
(1)《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003
(2)《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008
(3)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086）
(4)《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108-2002）
(5) 张唐铁路张家口至唐山ZTSG06标段《桃花山隧道设计图》
(6) 张唐铁路张家口至唐山《辅助坑道衬砌参考图》（张唐施隧参06-01~06-45）
(7) 张唐铁路张家口至唐山《双线隧道复合式衬砌参考图（无砟轨道）》（张唐施隧参02-01~02-65）
2　工程概况
桃花山隧道设计为双线隧道，线间距4.0m，进口里程为DK395+986，出口里程为DK402+390，中心里程DK399+188，隧道全长6404m。隧道DK397+587.97~DK399+563.43位于左偏曲线上，左线半径R=3000m，右线半径R=3005m；DK402+355.94~出口位于右偏曲线上，左线半径R=2000m，右线半径R=1995.6m；其余皆在直线上。隧道纵坡为人字坡，大部分为上坡，仅出口段为下坡。坡度分别为5.1‰、坡长1500m；4.9 ‰、坡长2050m；5.1‰、坡长2700m；-3‰、坡长300m。
本隧斜井与正洞线路交会里程为DK398+360，交叉地段正洞为Ⅱ级围岩，交会处隧道正线路肩高程为66.032m，斜井长L=487m，斜井与线路平面交角为84.8°。斜井内坡段最大坡度为10％，综合坡度8.81％，斜井内轮廓宽5m，高6.02m，单车道设置。斜井不作为永久结构，施工完毕后斜井与正洞相交处设不小于3m厚C25片石砼封堵，斜井井口设5m厚C25片石砼封堵。
根据施工图设计和施组安排，斜井进洞后以出口（唐山）方向作为主攻方向，承担1800m施工任务；往进口（张家口）方向为副攻方向，承担1200m施工任务。
斜井进入主洞处设计图纸为Ⅱ级围岩，但根据设计院反馈信息，实际该段围岩为Ⅳ级；另外根据目前掌子面围岩和TSP超前地质预报探测结果来看，斜井进入主洞处可能为Ⅳ级围岩。主洞Ⅳ级围岩支护参数：架设I20a型钢拱架，间距1m/榀，打设拱部3m中空锚杆、边墙砂浆锚杆，（环1.2×纵1.2），挂纵环向φ6×φ8钢筋网，网片间距20cm×20cm，喷射C25砼厚20cm。
3　斜井转正洞施工方案
3.1 总体施工方案
根据现场实际围岩情况，斜井进入正洞施工地段拟采用“大包法”施工。即采用垂直正洞线路中线的导坑切换法，自斜井距正洞13.54m开始按斜井断面宽度和高度，往正洞顶上1m高度，折线上挑，台阶法开挖导洞进入正洞，导洞开挖高度大于正洞开挖轮廓线，开挖长度也大于正洞开挖轮廓线，导洞开挖支护到正洞线右端头后，在导洞侧壁上测量放线标识出正洞开挖轮廓线，施工完成正超前支护后分别向大、小里程方向开挖正洞，转入正洞施工。斜井与正洞相接处两端各10m较该段正洞围岩等级降低一级，即初支及二衬提高一级进行加强，根据现场围岩情况暂定采用Ⅳ级衬砌。采用“大包法”施工，斜井与正洞相交位置空间结构复杂，开挖断面及跨度较大，支护结构随着施工的进行其力学状态不断变化。为了保证斜井转正洞施工期间的安全，整个施工过程中以新奥法基本原理为依据，贯彻“短开挖、快封闭、弱爆破、强支护、勤量测”的指导思想，采取分块开挖，及时支护，实施信息化管理，根据量测信息反馈指导施工,确保安全、稳定。桃花山隧道斜井转正洞“大包法”总体平面图和纵断面图分别见图1、图2。

图1斜井转正洞“大包法”总体平面示意图

图2“大包法”斜井转正洞施工断面图

3.2　桃花山隧道斜井转正洞“大包法”具体施工步骤
3.2.1　斜井开挖至距正洞开挖轮廓线10m时，即1斜0+13.54时按照斜井标准断面不变，拱顶8.4%、底板30%的坡度上挑开挖施工，并加强支护，如图2、图3所示，以1m的间距安装I20a钢架，拱部打设3m长环向系统锚杆1m*1m(环向*纵向)，喷射C25砼20cm，加强支护至正洞相交处K斜0+03.54。即如图2所示开挖第①部分。

图3斜井加强支护段平面图

3.2.2　垂直正洞进行巷道开挖，具体开挖范围见图2所示第②部分，考虑到斜井进洞后往两头掘进，在斜井与正洞相交处3m范围内断面加宽至9m，即巷道开挖宽度为9m，开挖高度至隧道正洞开挖轮廓线上方1m,巷道上台开挖分两步开挖，先顶部预留核心土开挖，然后下部拉中槽开挖，中槽开挖宽度5.4m。巷道早期开挖采用折线上挑，以便与斜井段拱部顺接，开挖2.83m后斜巷道拱部采用圆弧形，以利于支护稳定。巷道采用I20a型钢拱架进行支护，间距0.5m，钢架拱圈矢高1m，高度详见表1“斜井巷道高度一览表”，系统锚杆采用φ22砂浆锚杆，L=3m，间距1×1m（环向×纵向），拱部设φ6钢筋网片（25cm×25cm）厚25cmC25喷砼。
表1 斜井巷道高度一览表（斜井与主洞线左边墙相交处编号为K巷0+00）
里程
H
里程
H
断面示意图
K斜0+00
430
K巷0+06
446

K巷0+01
472
K巷0+07
459
K巷0+02
470
K巷0+08
469
K巷0+03
467
K巷0+09
457
K巷0+04
450
K巷0+10
419
K巷0+05
449
K巷0+11
320
3.2.3　沿隧道正洞开挖轮廓线安装4榀I20a钢架，每端安装2榀，并将这2榀钢架并联焊接成1榀钢架，具体安装见图1、图2，支撑转换的导坑支护拱架进行顶部支护托换，喷混凝土加强，沿正洞支护拱架下轮廓线割除导洞边墙钢架，然后在巷道钢架底部加设φ200mm钢管对口支撑，间距1.5m，与钢架间缝隙用木楔楔紧。向正洞打设一环4.5m长φ42小导管，环向间距0.3m，上台阶预留核心土爆破开挖2m，按Ⅳ级围岩标准断面支护，施工径向3m中空注浆锚杆，（环1.2×纵1.2m），挂φ6钢筋网片（25cm×25cm），C25喷射厚25cm，全环按I20a钢架1m/榀标准断面支护推进.
3.2.4　垂直正洞进行斜井巷道中台开挖，即开挖图2所示的第③部分。导洞宽9m，开挖至端头，在端头墙上施工砂浆锚杆（长3m，1.5m×1.5m），挂φ6钢筋网，竖直设置4榀I20a型钢钢架暗梁，间距1.8m，与锚杆焊接牢固，喷厚25cmC25混凝土。
3.2.5　向两端进行正洞中台开挖、支护2m，支护参数同上3.2.3施工步骤。
3.2.6　斜井0+03.54～0+13.54段落底，钢架底部加设φ100钢管对口支撑,间距1m，并及时施工斜井铺底，使支护成环。
3.2.7　开挖巷道下台，将端头暗梁接至边墙底，开挖两侧正洞下台及仰拱，进行支护，使初期支护封闭成环。
3.2.8　斜井与正洞交叉口段巷道完成后，在1斜0+03.54往斜井大里程方向开始用I20a工字钢加工门字型钢架进行加强支护，安装3榀门字型钢架,并联焊接成一整体，每边拱脚打设4根Φ22锁脚锚杆，长度4m。钢架底脚用预制混凝土块垫实，确保钢架坐落在坚实的基础上。门字型钢架安装完毕，喷射25cm厚C25混凝土，确保门字型钢架直腿与第一次支护形成整体。具体加强支护见图4。

图4斜井门架图

3.2.9　 继续向正洞两端按三台阶法施工正洞，待两端各10m范围内正洞初期支护全部封闭成环后，斜井转正洞施工完成。
4　斜井排水
为保证斜井水流不排入正洞，在1斜0+15处右侧边墙开挖一处集水坑，铺底面设一条截水沟将左侧水沟引流至集水坑中，并设置80m扬程污水泵，将斜井边沟汇入的水及主洞抽入的水一次性排出。截水沟中埋设φ100钢管方便车辆通行。
5　三管两线布置
为确保斜井向正洞形成两个工作面时管线顺利过渡，同时尽量减小弯头，斜井转正洞处三管两线布置见图5。通风采用一台2×110KW轴流通风机,在斜井与正洞联接处设置三通，并设置调节阀，根据需要对两个工作面用风量进行控制。高压风、水管沿斜井右侧设置，在与正洞相交处设置60×60cm暗沟横跨正洞，在正洞线右位置设置三通，分别通向两个工作面。供电线路沿斜井左侧设置，在与主洞相交处分叉，其一向左转向出口方向正洞，其二沿斜井拱部布设，过渡到斜井右侧并沿正洞线右通向进口方向。

图6 斜井转正洞处三管两线布置图

6 斜井转正洞方案实施阶段主要劳动力计划表
序号
单位
工作内容及人员分布
人数
1
开挖班
钻眼、装药、爆破38人
38
2
出渣班
汽车司机6人、装渣司机2人
8
3
支护班
喷砼、锚杆、钢架等26人
26
4
钢筋班
拱架、钢筋网片加工5人
5
5
砼拌合班
混凝土拌合4人、
4
6
综合班
电工2人、高压风、水管及维修6人、文明施工5人
13
7

合计
94
7　斜井转正洞方案实施阶段主要机械计划表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
挖掘机
Pc200-8
台
1
2
侧式装载机
ZLc50C
台
1
3
自卸车
20t
台
6
4
全自动混凝土搅拌站
HZS90
台
1
5
混凝土输送车
8m3
台
2
6
混凝土输送泵
HBT60A
台
1
7
空气压缩机
22m3/min
台
3
8
通风机
2*100KW
台
1
9
柴油发电机
300Kw
台
1
10
砼喷射机

台
3
11
注浆设备
75L/min
台
1
12
钢筋加工机械

套
1
13
风动凿岩机
TY28
台
32
14
水泵

台
5
15
合计

台.套
59
8　质量控制措施
8.1　控制测量时，洞内、洞外均采用导线测量，在洞口附近设不少于三个平面控制点和两个水准点，周期量测，准确、完整地收集数据。
8.2　根据围岩情况，采用不同的钻爆设计方案。对于Ⅴ级围岩采用超短台阶法开挖，台阶长度不超过5m，局部软弱围岩采用预留核心土开挖。
8.3　拱架加工时要注意弧长、弧度，特别是连接板的方向，应不定期、经常检查拱架加工质量，且在拼装好一榀时检查半径、高度、宽度。
8.4　为保证喷射混凝土的厚度和质量，喷射混凝土采用二次完成，即初喷和复喷。喷射混凝土采用湿喷工艺。喷射料由洞外的混凝土拌和站拌和。
9　安全保证措施
9.1　斜井交叉段施工过程中加强地质超前预报及监控量测工作，加强围岩的观测，发现与设计地质不符时及时提出变更加强。
9.2　斜井转入正洞时，及时施作洞口截水沟、集水井，洞内积水及时排出，防止积水浸泡隧底造成围岩软化。
9.3　斜井与主洞相接处为应力集中部位，同时爆破将对其产生一定影响，支护质量必须保证。
9.4　斜井巷道开挖应保证开挖圆顺，并严格控制爆破炸药用量，防止扰动周边围岩，造成险情。
9.5　各施工阶段应做到随时开挖随时支护，杜绝支护不及时现象，施工时应严格控制进尺，减小对围岩的扰动，同时应采取措施确保开挖质量，防止超欠挖。
9.6　二衬台车提前准备，当具备施工条件时及时进场组织进行二次衬砌。
9.7保持洞内洞外的通讯联络始终畅通。
9.8拆除导洞边墙钢架过程中，加强监控量测频率并及时做反馈信息。

10