隧道三臺階改二臺階方案

1、第一章 工程概況工程概況工程概況大黑山隧道位于內(nèi)蒙古烏蘭浩特市境內(nèi)，進口里程為 DK74+380,出口里程為DK76+510,全長2130m，為雙線鐵路隧道。工程地質(zhì)、水文條件DK75+335.4-677.6段根據(jù)設計、超前地質(zhì)預報資料及現(xiàn)場地質(zhì)素 描綜合判斷：圍巖以凝灰?guī)r為主，埋深30-45m左右，無大型斷層等 不良地質(zhì)結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，根據(jù)圍巖 的監(jiān)控量測結(jié)果整體穩(wěn)定性良好。剩余段平面圖及超前地質(zhì)預報、監(jiān)控量測資料見后附。設計中水以基巖裂隙水為主，設計涌水量577m3/d,最大涌水量 1442m3/d,現(xiàn)場實際涌水量小，正常涌水量30 m3/d左右，且主要為 中心

2、水溝里滲出的裂隙水，上臺階、中臺階及下臺階干燥無水。主要工程數(shù)量目前大黑山隧道進口掌子面里程DK75+335.4,出口掌子面里程 DK75+677.6,剩余開挖342.2m,剩余以IV級圍巖為主，其中IV級 圍巖306.6m, V級圍巖剩余31m, III級圍巖剩余4.6m,已基本完 成III級圍巖開挖工作。剩余里程及圍巖級別見下表大黑山隧道剩余工程量圍巖類型統(tǒng)計起始里程終止里程延米數(shù)圍巖級別備注DK75+335.4DK75+3404.6IIIDK75+340DK75+363.2523.25IVDK75+363.25DK75+515.25152IV錨段DK75+515.25DK75+63511

3、9.75IVDK75+635DK75+66631VDK75+666DK75+677.611.6IV已變更1.3工程特點、施工難點及重點根據(jù)設計、隧道超前地質(zhì)預報等資料，因圍巖情況較好，決定III、 IV級圍巖采用兩臺階法施工，V級圍巖三臺階加臨時橫撐開挖。IV 級圍巖采用兩臺階法與設計不符，我隊采取必要的安全措施，保證施 工安全順利進行，定位施工重點。第二章 專項施工方案概況專項施工方案總體概況大黑山隧道IV級圍巖支護以格柵鋼架為主，鋼架縱向間距1.2 米，50鎖腳錨管。錨桿分22中空注漿錨桿和22砂漿錨桿，長 度為3m。鋼筋網(wǎng)6鋼筋制作，網(wǎng)眼尺寸20*20cm。噴射混凝土標 號C25,拱墻厚

4、度23cm，仰拱10cm，超前小導管，42長3.5米， IV級圍巖小導管縱向間距2.4米，環(huán)向間距0.4米。方案擬定IV級 圍巖按兩臺階進行開挖支護作業(yè)，其余沒有變化，按設計進行施工。施工方案詳細結(jié)構(gòu)隧道剩余工程量以IV級圍巖為主，兩臺階開挖，以格柵鋼架2 單元底腳高度為上下臺階分界線，兩臺階間隔8-10米，便于放置開 挖臺架并進行下一步支護作業(yè)。上臺階高度 675cm，下臺階高度400cm,仰拱及隧底開挖高度230cm （含中心水溝），下臺階開挖左 右兩側(cè)間隔2根拱架間距交錯進行，在上臺階噴射混凝土達到一定強 度后開挖，仰拱及時跟進，一次開挖不超過3米，掌子面到仰拱距離 35米以內(nèi)，保證安全

5、步距要求，具體布置見下圖1，工序循環(huán)見圖2。二襯仲撼橋下臺階上酬峨施東鐮30-50m12m13m10m圖1：臺階法縱向布置圖圖2中：1、超前支護邰、上臺階開挖3、上臺階支護IV、下臺階開挖 5、下臺階支護VI、隧底開挖支護7、仰拱及填充丫111、二襯采用940mm的炮眼和932mm藥卷，周邊眼間隔裝藥，其它眼 連續(xù)裝藥，導爆索“簇狀”式聯(lián)接，發(fā)爆器引爆。以風槍依次鉆眼，光 面爆破斜眼掏槽，周邊眼距離0.5m,裝藥參數(shù)1.1kg/mM采用乳化 炸藥，炮眼利用率1.0,每循環(huán)進尺控制在2根鋼架以內(nèi)，即2.4米 左右，炮眼深度2.6-2.7米，根據(jù)本工程地質(zhì)情況和進度要求，采用 楔形掏槽形式，并適當

6、加大掏槽眼、底眼深度（比輔助眼深約20cm）, 以保證掏槽效果和開挖輪廓。炮眼數(shù)目（開挖斷面積取126E，含中心水溝）q單位用藥量，隧道施工手冊中查得采用1.1kg/m3；r每米炮眼裝藥量（0.5kg/m）qsN 上= 7 = 112=136 （個），現(xiàn)場為保證爆破效果，適當加密。0.5qsN 下=7 = 1.1 x64 =141 （個）0.5具體炮眼布置見附圖第三章 施工工藝及主要施工方案總體施工方案及施工順序根據(jù)設計、隧道超前地質(zhì)預報等資料，因圍巖情況較好，III、IV 級圍巖采用兩臺階法施工，V級圍巖三臺階加臨時橫撐開挖，仰拱二 襯施工方法不變。施工順序如下：超前支護一上部開挖一上部初期

7、支護一下部開挖一下部初期支 護一隧底開挖一隧底支護一仰拱及填充一二次襯砌。施工方法及施工工藝標準超前小導管及注漿施工隧道拱部設置超前小導管，噴射混凝土前采用人工手持風鉆鉆孔 后安裝小導管，導管前端加工成尖錐形，尾部與鋼拱架焊接在一起（可 以從鋼架的腹板穿過，與鋼架焊接成整體）?？卓谘b好墊板及排氣管 （8塑料管）后，用錨固劑封閉孔口，封口長度2030cm。用注漿機 將漿液通過小導管注漿孔注入巖體，當排氣管溢漿液時，折起排氣管 并綁扎，繼續(xù)注漿直至達到設計要求。超前小導管采用熱軋無縫鋼花管，長3.5m,外徑42mm,壁厚 3.5mm；導管間距W級圍巖縱向2根格柵，環(huán)向間距40cm；利用鉆 床在鋼管

8、前端按25cm間距鉆注漿孔，呈梅花形布置，孔徑為8, 導管前端加工成尖形,以利于在松散圍巖中安裝；導管孔徑應與設計 一致，孔深一般比導管稍長一些（10cm以上），孔方向應沿線路方向5 10度的外插角布置。注漿參數(shù)如下：（1）水泥漿水灰比1：1（重量比）或根據(jù)現(xiàn)場確定；（2）注漿壓力0.51.0Mpa。注漿作業(yè)時做好記錄：小導管的長 度、注漿時間、注漿量、注漿壓力、跑漿情況并以此確定終止時間和 判定支護效果。正式注漿前,先注清水,檢查排氣管道是否暢通。開挖施工本隧道采用新奧法原理施工，IV級圍巖及III級圍巖采用臺階法 施工，V級圍巖采用三臺階法施工。W級圍巖采用臺階法施工時，上、 下臺階距離取

9、10米，上臺階每循環(huán)控制在2根鋼架，下臺階控制在 一根鋼架，并且在下一循環(huán)開挖之前必須完成設計要求的初期支護； 下臺階開挖后應及時施作初期支護和永久仰拱。二次襯砌應及時跟 進，二次襯砌與上臺階開挖面的距離不應超過90m。隧道爆破已按不同圍巖級別編制鉆爆設計方案，施工中依據(jù)方案 內(nèi)容布孔，并根據(jù)實際爆破效果，不斷優(yōu)化鉆爆參數(shù)，實現(xiàn)光面爆破， 把對圍巖、支護及襯砌的擾動減到最低程度，嚴格控制超欠挖。按照“先探測、管超前、弱爆破、嚴控水、短進尺、強支護、早 閉合、勤量測、緊襯砌”的原則進行組織施工。施工技術(shù)措施如下(1)根據(jù)圍巖條件和施工機械設備情況合理確定臺階長度、臺 階高度及臺階數(shù)量，其各部形狀

10、應有利于保持圍巖穩(wěn)定的前提下盡量 便于機械作業(yè)；(2)臺階長度宜控制在810m；(3)上部斷面使用鋼架時，可采用擴大拱腳和施作鎖腳錨桿(管) 等措施，防止拱部下沉變形。上下斷面初期支護鋼架連接應平順，螺 栓連接應牢固；(4)圍巖整體性較差時，施工中應采取措施減少下部開挖時對 上部圍巖和支護的擾動，下部斷面開挖應兩側(cè)交錯進行，下部斷面應 在上部斷面噴混凝土達到一定強度后開挖；(5)當圍巖不穩(wěn)定時進尺宜11.5m,落底后應立即施作初期支 護；(6)仰拱應及時施作，使支護及早閉合成環(huán)。噴射混凝土施工方法噴射混凝土采用C25噴射混凝土。集中拌料，混凝土運輸車運到 工作面以高壓風為動力，經(jīng)噴頭射至受噴面

11、。噴射混凝土分二次進行， 初噴4頌厚，按設計要求施作錨桿、架立鋼支撐，再復噴至設計厚度。施工工藝見圖3。圖3 噴射混凝土原材料計量要準確，雜質(zhì)含量不超標，砂、石料、水泥、水的計 量誤差2%,速凝劑、纖維等外加劑的計量0.5%；速凝劑的初凝時間不大于5min,終凝時間不大于10min。施工技術(shù)措施如下：（1）選用普通硅酸鹽水泥，細度模數(shù)大于2.5的硬質(zhì)潔凈砂或 粗砂，粒徑512mm連續(xù)級配碎（卵）石，化驗合格的拌合用水；（2）噴射混凝土嚴格按設計配合比拌和，配合比及攪拌均勻性；（3）噴射混凝土前，認真檢查隧道斷面尺寸，對欠挖部分及所 有開裂、破碎、崩解的破損巖石進行清理和處理，清除松石和邊墻腳

12、虛碴，并用高壓水或高壓風沖洗巖面，達到清潔干凈；(4)在含砂量大的土質(zhì)地層噴射砼，先低壓噴射一層水泥砂漿， 再按常規(guī)噴射砼，噴射混凝土作業(yè)采用分段、分塊、先墻后拱自下而 上的順序進行；噴射作業(yè)時，噴嘴做反復緩慢的螺旋形運動，螺旋直 徑約2030cm,以保證砼噴射密實，同時掌握風壓、水壓及噴射距 離(噴嘴與巖面的垂直距離為60100cm),減少混凝土的回彈量；(5)隧道噴射混凝土厚度5cm時，分兩層作業(yè)，第二次噴射 混凝土如在第一層混凝土終凝1小時進行,兩次噴射注意找平巖面；(6)噴射混凝土終凝2小時以后,進行噴水養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不 少于14天；(7)下次爆破距噴射混凝土終凝的間隔不得小于4小時；

13、(8)在有水地段,噴射混凝土采取如下措施：當水量不多時,可設導管引排水后再噴射混凝土；當涌水量大時, 可設樹枝狀導管后噴射砼；當涌水嚴重時,可設置泄水孔,邊排水邊 噴射混凝土。增加水泥用量,改變配合比,噴砼由遠而近逐漸向涌水點逼近, 然后在涌水點安設導管將水引出,再向?qū)Ч芨浇鼑婍?。系統(tǒng)錨桿施工方法砂漿錨桿施工方法：采用人工手持風鉆成孔,采用擠壓泵倒退式 注漿,然后人工打入錨桿,安裝墊板。施工工藝見圖4。圖4 砂漿錨桿施工工藝圖5 中空錨桿施工工藝中空注漿錨桿施工方法：鉆孔方式同砂漿錨桿施工。檢查導管孔 達到標準后，安裝錨桿和止?jié){塞，并按設計比例配漿，采用擠壓泵注 漿。施工工藝見圖5。施工技術(shù)措

14、施如下：（1）孔徑要與錨桿直徑相匹配，錨桿孔徑應大于設計的錨桿直 徑15mm,孔深一般比錨桿稍長一些（10cm以上）；（2）孔向垂直巖面；錨桿規(guī)格、長度、直徑符合設計要求，錨 桿桿體除銹涂油。注漿壓力控制在0.51.0MPa,排除孔內(nèi)氣體，確 保孔內(nèi)漿液飽滿，錨桿墊板與孔口混凝土密貼。鋼筋網(wǎng)施工方法鋼筋網(wǎng)片預先按設計網(wǎng)格尺寸在洞外加工好備用，錨桿施作好后 進行鋼筋網(wǎng)的鋪裝，鋼筋網(wǎng)隨高就低緊貼初噴面，與錨桿尾部焊接。使用的鋼筋須經(jīng)試驗合格，使用前要除銹，在洞外分片制作，安 裝時搭接長度不小于20cm；人工鋪設，必要時利用風鉆氣腿頂撐， 以便貼近巖面，與錨桿和鋼架綁扎連接（或點焊焊接）牢固；鋼筋網(wǎng)

15、和 鋼架綁扎時，要綁在靠近巖面一側(cè)；噴混凝土時，減小噴頭至受噴面 距離和風壓，以減少鋼筋網(wǎng)振動，降低回彈。鋼筋網(wǎng)砼保護層厚度不 小于3cm。鋼拱架施工方法根據(jù)開挖方法和步驟分部分片安裝，型鋼鋼架（或格柵鋼架）焊 接及螺栓連接應符合鋼結(jié)構(gòu)工程施工驗收規(guī)范，安裝拱部鋼架時 在拱腳處墊上墊板和混凝土墊層并用定位系筋鎖固。安裝好的拱架用縱向連接筋連成一體，按設計施作注漿錨桿，將錨桿的尾部焊于拱架上。施工工藝見圖6。施工技術(shù)措施如下：（1）型鋼鋼架（或格柵鋼架）加工在平整的場地上進行，以控制 平面翹曲度在允許的范圍內(nèi)；（2）檢查焊點是否符合規(guī)范要求，是否漏焊，符合要求的要編 號，避免混用；（3）型鋼鋼架

16、（格柵鋼架）的下端設在穩(wěn)固的地層上，拱腳開挖 高度低于上部開挖底線1520cm,下墊墊層和鋼板，便于安裝和下 部連接；（4）安裝好的拱架在拱腳處打好定位系筋，每側(cè)拱腳至少4根； 橫向和高程誤差為土 5cm,垂直度2,左右縱向誤差土 5cm；鋼架 與初噴混凝土之間盡量貼緊，如因開挖造成凹凸不平，并有較大間隙 時,設置混凝土墊板或鋼板,嚴禁用片石和木材填塞,鋼架保護層厚 度不小于4cm；（5）兩排鋼架間用8 22鋼筋拉桿縱向連接牢固，環(huán)向間距1m, 以便形成整體受力結(jié)構(gòu)。圖6鋼架施工工藝第四章 擬投入的機械及人員4.1機械序號名稱數(shù)量規(guī)格型號備注1鏟車4臺2挖掘機2臺3自卸車8臺20m4空壓機4臺

17、20m35風動鑿巖機30臺6發(fā)電機2臺250kw，備用7噴漿機6臺8注漿機2臺9開挖臺架2個10鋼筋切斷機1臺11鋼筋切割機1臺12氧氣乙炔8套13電焊機6臺14水泵4個4.2 人員4.2.1施工組織機構(gòu)見下圖4.2.2施工人員崗位職責（見下表）順號人員職責1工區(qū)長劉繼偉：全面負責本工區(qū)線橋隧道房建項目的組織、實施、協(xié)調(diào)、管理和 監(jiān)控，負責項目的各種資源配置，確保管理體系在本工程項目上的持續(xù)有效運行。2隊長戴曉亮：負責本隧道項目的組織、實施、協(xié)調(diào)、管理和監(jiān)控，負責隧道隊的 各種資源配置，確保管理體系在本工程項目上的持續(xù)有效運行。3技術(shù)負責人劉佳濱：主持編制隧道總體施工組織設計、主持制定施工方案

18、、主持 研究工程質(zhì)量事故分析和制定整改方案、參與本隧道工程質(zhì)量事故處理、組織編 制工程項目質(zhì)量計劃、組織解決施工中的關(guān)鍵技術(shù)和重大技術(shù)難題，負責新技術(shù)、 新工藝、新設備、新材料以及先進技術(shù)成果在項目上的應用，指導施工技術(shù)有效 開展技術(shù)管理工作。4副隊長夏亮亮：負責施工現(xiàn)場的生產(chǎn)管理，按施工組織設計要求具體組織生產(chǎn)， 協(xié)調(diào)現(xiàn)場各施工隊人員、材料、機械設備等資源。抓好施工中的質(zhì)量、安全、工 期和現(xiàn)場管理工作，處理施工中出現(xiàn)的具體問題，全力協(xié)助項目經(jīng)理做好本項目 的管理工作。5工程管理組葉靖：負責施工全過程中的技術(shù)管理工作，包括施工技術(shù)、試驗、測 量、生產(chǎn)調(diào)度等；負責編制施工組織設計、施工工藝及操作

19、細則；負責試驗、測 量工作，對所有試驗項目制定方案并組織實施；負責環(huán)境保護方案的制訂；對施 工過程中出現(xiàn)的問題提出處理方案，負責編制各工序技術(shù)文件并進行交底；根據(jù) 工程特點，組織推廣應用新技術(shù)、新工藝、新設備、新材料等四新技術(shù)成果，參 與編制竣工資料和技術(shù)總結(jié)。6安全質(zhì)量環(huán)保組孫偉：負責本工程項目的安全、質(zhì)量管理工作規(guī)劃，制定安全質(zhì) 量管理辦法，負責制定安全質(zhì)量工作目標、安全質(zhì)量計劃和實施方案，組織制定 安全、質(zhì)量保證措施，確保安全、質(zhì)量目標的實現(xiàn)，制定安全質(zhì)量檢查制度，制 定各工種崗位操作規(guī)程，對安全生產(chǎn)、勞動保護、質(zhì)量進行定期和日常的監(jiān)督檢 查；組織安全質(zhì)量的檢查評審，組織開展安全生產(chǎn)活動

20、和安全標準工地建設，負 責安全質(zhì)量事故的調(diào)查和處理。7物資設備組李亞軍：負責物資的采購、供應及管理，按施工進度計劃提出材料采 購計劃，按時組織工程材料到位，確保生產(chǎn)用料供應。制定物資管理辦法，檢查 物資的采購、驗收和評定，負責工程設備檢驗、標識和記錄，檢查各施工隊的材 料消耗使用情況。8計劃財務組陳金寶：負責施工財務工作；負責施工生產(chǎn)所需用資金的組織與籌措， 保證施工生產(chǎn)資金落實；負責工程計量支付，日常財務報銷，季度、年度財務結(jié) 算和工程竣工決算，各種資金回收及債權(quán)的清算。9綜合管理組崔可欣：負責作業(yè)隊的人力資源、醫(yī)療衛(wèi)生、宣傳、治安消防、接待 以及協(xié)調(diào)等工作。其主要職責是當好作業(yè)隊長的管理助

21、手，參與項目的日常管理 工作。10試驗室邱樹森：負責制訂檢測試驗計劃，對進入施工現(xiàn)場的原材料、半成品的質(zhì) 量檢測；參加復雜技術(shù)性施工的跟蹤檢測與試驗工作；提供各種配比和工藝參數(shù)。11各作業(yè)隊：下設4個專業(yè)班組，人員班組自行調(diào)控，負責隧道各工序的具體施工。第五章 施工進度計劃大黑山隧道施工按原計劃兩口掘進，配兩套施工班組，根據(jù)剩余 工程量，開挖工期安排如下：2016年2月22日施工班組進場，2月23日開始掘進施工；出口部分2016年5月6日停止掘進，進口開挖至2016年5月 15日，隧道貫通，出口開挖145.2米，進口開挖197米。隧道貫通后，剩余二襯約180米，計劃于2016年6月25日完成

22、二襯施工。水溝電纜槽目前剩余雙側(cè)1938米，計劃于隧道貫通后開始進行施 工，隧道進、出口各配2個施工班組及雙側(cè)100米電纜槽模板，預計全 隧道每天完成雙側(cè)33米，施工班組計劃于4月1日左右進場，4月5日開始施工，2016年7月10日前完成。第六章 安全保證措施安全保證措施嚴格按照隧道施工的九條規(guī)定和 120 號文的要求進行施 工。嚴格管理施工隊伍，加強崗前技術(shù)及安全培訓，合理控制好仰拱 及二襯安全步距。準確預報掌子面前方地質(zhì)情況，配合有經(jīng)驗的地質(zhì)工程師 及監(jiān)理等，監(jiān)控地質(zhì)變化、指導現(xiàn)場施工，圍巖變破碎時及時回復原 施工方法。每循環(huán)開挖前做地質(zhì)檢查，并做素描圖，以確定開挖的具 體方案。對于w、V

23、級圍巖必須進行超前支護作業(yè)，支護時檢查超前 小導管性能，合格后方可使用。施工前根據(jù)設計文件提供的地質(zhì)資料，作好不良地質(zhì)地段 的爆破試驗，及時修正爆破參數(shù)，提高光面爆破效果。堅持“短進尺、 弱爆破、強支護、早封閉、襯砌緊跟”的施工原則，嚴格控制裝藥量， 采用控制爆破，減少爆破對圍巖的擾動，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和施工安全。監(jiān)控量測安排專人進行，適當增加該段的監(jiān)控量測頻次， IV級圍巖間距7-10米，V級圍巖3-5米，依據(jù)量測結(jié)果判定工法可 行性，及時發(fā)現(xiàn)隧道不正常變形，若發(fā)現(xiàn)隧道變形異常情況時及時與 有關(guān)單位溝通確定可行的施工方案。注意裂隙水對圍巖的影響，必要時進行堵水和注漿，若出 水在上臺階，則圍巖雨水

24、降圍巖等級，改為相應等級的施工方法，保 證隧道施工安全。派技術(shù)人員專人檢查支護情況。拱架架立時不得置于虛碴 或活動石上，軟弱圍巖地段基底夯實加設墊板，下導開挖鋼架架立時 與上導鋼架連接。錨桿支護，孔深、間距、方位必須符合設計要求， 注漿飽滿，噴射混凝土的材料必須嚴格的進行試驗合格后方可使用， 噴射必須達到設計厚度，嚴控鎖腳錨管施工，鎖腳錨管長度及鉆進角 度必須滿足設計要求。仰拱緊跟下臺階開挖面并及時施做襯砌已形成閉合結(jié)構(gòu)， 仰拱與中心水溝單獨開挖，仰拱每次開挖長度不得超過3m。應急預案應急救援領導小組組 長：劉繼偉副組長：鄒宇、戴曉亮成 員：孟祥瑞、劉佳濱、孫偉、葉靖職責組長：全面領導項目部應

25、急救援領導小組的工作，統(tǒng)一指揮應急 響應與準備工作，對人力、物力、財力進行全面、統(tǒng)一調(diào)配。副組長：協(xié)助組長工作，組長因特殊情況不在場時行使組長的權(quán) 力和職責，總體協(xié)調(diào)各部門在緊急應變中的分工合作，根據(jù)現(xiàn)場需要 進行合理的統(tǒng)一指揮調(diào)度。安質(zhì)環(huán)保組：根據(jù)應急準備與響應程序，結(jié)合施工現(xiàn)場的實 際情況制定緊急應變預案，負責日常應急預防工作。參與緊急應變過 程并作好緊急事故處理記錄，對施工現(xiàn)場的施工安全防護、勞動保護 用品使用等情況進行不定期檢查、巡視，發(fā)現(xiàn)問題及時進行改正。工程管理組：參與緊急救援工作，事故或緊急情況發(fā)生后，要配 合安質(zhì)部制定可行的安全技術(shù)方案，以便控制事態(tài)的進一步發(fā)展。計財組：參與緊急救援工作，根據(jù)領導安排或?qū)嶋H需要預留一定 的救援基金，及時調(diào)撥救災款。綜合管理組：負責緊急救援人員的后勤保障工作，接待好上級、 地方政府相關(guān)部門或新聞媒體的工作人員，并負責善后處理的有關(guān)事 情。塌方處置程序（1）當發(fā)生塌方險情時，專職值班安全員立即啟動報警系統(tǒng)， 并組織危險區(qū)域施工人員迅速撤離，報告應急自救領導小組組長，應 急自救組長迅速啟動現(xiàn)場處置方案，同時將險情上報。（2）發(fā)