太興鐵路小間距單線隧道施工方案(高風(fēng)險(xiǎn)隧道)

新建太興鐵路太原至靜游段工程XXXX標(biāo)段xxxx1號(hào)、2號(hào)隧道、xxxx隧道施工方案xxx局集團(tuán)有限公司太興鐵路xx段工程項(xiàng)目部2011年3月目錄1、編制說(shuō)明 21.1編制依據(jù) 21.2編制范圍 22、工程概況 23、施工方案 33.1總體方案 33.2兩隧道間巖柱加固及新建隧道支護(hù)加強(qiáng) 73.3隧道開(kāi)挖爆破方案 133.4監(jiān)控量測(cè) 144、隧道洞口處既有線防護(hù) 165、應(yīng)急預(yù)案 17xxxx1#、2#隧道、xxxx隧道專(zhuān)項(xiàng)施工方案1、編制說(shuō)明1.1編制依據(jù)(1)太興鐵路施工圖-14(2)太興鐵路施工圖-15（3）太興鐵路施工圖-04(4)太興隧參-01、太興隧參-04、太興隧參-02、太興隧參-05(5)《新建太興鐵路太靜段x標(biāo)四座高風(fēng)險(xiǎn)隧道施工方案評(píng)審會(huì)專(zhuān)家意見(jiàn)》1.2編制范圍本方案適用范圍為：新建太興鐵路太原至靜游段工程XXXX標(biāo)段xxxx1、2#隧道、xxxx隧道開(kāi)挖、支護(hù)、襯砌、防排水、機(jī)電預(yù)埋及其他工程。本方案內(nèi)容主要側(cè)重于對(duì)xxxx1#、2#隧道、xxxx隧道施工重點(diǎn)的保證，未涉及的各種施工技術(shù)要求,嚴(yán)格按《鐵路隧道施工技術(shù)指南》(TZ204-2008)執(zhí)行。2、工程概況xxxx1#、2#隧道位于山西省古交市，該段為黃土丘陵地貌，主要形態(tài)有黃土梁，峁，山峰相連，沖溝發(fā)育，多呈”V”字形，地面標(biāo)高990～1100m之間，最大相對(duì)高差在xxxx1#隧道起止里程DIK48+510～DIK48+643，為全長(zhǎng)133m的單線隧道，最大深埋約23m,全隧道位于直線上，線路為單面上坡，坡率為3.9‰，距既有太嵐鐵路隧道線間距為15m,兩隧道間巖柱體凈距為8m。全隧分Ⅲ、Ⅳ兩種級(jí)別圍巖，Ⅳ級(jí)圍巖地段采用超前小導(dǎo)管加格柵鋼架支護(hù)。xxxx2#隧道起止里程DIK48+689～DIK49+565，為全長(zhǎng)876m的單線隧道，最大深埋約87m,其中DIK49+487.76～DIK49+565位于曲線上，曲線半徑為R=1800m，線路為單面上坡，坡率為3.0‰，距既有太嵐鐵路隧道線間距為15m,兩隧道間巖柱體凈距為8m。全隧道分Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三種級(jí)別圍巖，Ⅴ級(jí)圍巖地段采用明洞出洞，Ⅳxxxx隧道起止里程DK22+891.00-DK23+048.00，全長(zhǎng)157.00m的單線隧道，最大埋深約45.0m。全隧道位于直線上，隧道內(nèi)線路為單線下坡，坡率為5%，右側(cè)與既有線太嵐線隧道相距最近20m。全隧道分Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ三種級(jí)別圍巖，隧道進(jìn)口8m、出口15mⅤ級(jí)圍巖地段采用明洞出洞，隧道出口暗洞Ⅴ級(jí)圍巖采用管棚預(yù)支護(hù)。3、施工方案3.1總體方案新建隧道施工，開(kāi)挖掘進(jìn)采用微震動(dòng)控制爆破技術(shù)，爆破震速控制在5cm/s內(nèi)，考慮爆破震動(dòng)對(duì)既有隧道的影響，隧道IV、V級(jí)圍巖采用短臺(tái)階法開(kāi)挖，III級(jí)圍巖采用短進(jìn)尺微震動(dòng)控制爆破開(kāi)挖。嚴(yán)格按照“先支護(hù)、后開(kāi)挖、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、襯砌緊跟”的原則施工。采用挖掘機(jī)、輪式裝載機(jī)裝碴，自卸車(chē)出碴，噴射砼采用濕噴工藝。二次襯砌采用12m襯砌臺(tái)車(chē)全斷面進(jìn)行，混凝土采用在攪拌站集中拌合，混凝土輸送車(chē)輸送，混凝土輸送泵灌注，附著式振搗器配合插入式振搗器搗實(shí)。xxxx1#、2#隧道左側(cè)與既有隧道之間的巖柱為8m,xxxx隧道右側(cè)與既有隧道之間的巖柱最小為13m。根據(jù)施工調(diào)查得知既有隧道僅存在部分工程缺陷（詳見(jiàn)調(diào)查表），因此既有隧道無(wú)需加固。因增建新線時(shí)會(huì)導(dǎo)致圍巖應(yīng)力重分布，故需對(duì)新建隧道與既有隧道間巖柱加固，并加強(qiáng)新建隧道的初期支護(hù)的剛度和強(qiáng)度，即可確保既有隧道不出現(xiàn)大變形、二襯開(kāi)裂等情況新舊隧道間巖柱根據(jù)圍巖情況進(jìn)行超前預(yù)加固，IV、V級(jí)圍巖采取長(zhǎng)度為4.5m的φ42小導(dǎo)管注漿結(jié)合系統(tǒng)錨桿進(jìn)行超前預(yù)加固；III級(jí)圍巖裂隙發(fā)育段采取長(zhǎng)度為4.5m的φ42小導(dǎo)管注漿對(duì)巖體裂隙進(jìn)行加固?？紤]增建新線時(shí)會(huì)導(dǎo)致圍巖應(yīng)力重分布，可能出現(xiàn)大變形等現(xiàn)象，新建隧道在開(kāi)挖后立即采用I16型鋼，型鋼間距為1.2m，噴射C25混凝土的初期支護(hù)形式。新建隧道隨掘進(jìn)情況根據(jù)圍巖等級(jí)采用相應(yīng)措施。加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，內(nèi)容包括：新建隧道的洞內(nèi)圍巖監(jiān)測(cè)、既有隧道的監(jiān)測(cè)和爆破爆破震速監(jiān)測(cè)。根據(jù)監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)及時(shí)分析結(jié)論，以便做出應(yīng)急。附件一：既有隧道工程缺陷調(diào)查表風(fēng)平嶺1號(hào)隧道襯砌檢測(cè)結(jié)果序號(hào)部位里程范圍長(zhǎng)度（m）密實(shí)度空洞含水1右邊墻DIK48+517～DIK48+5203空洞DIK48+528～DIK48+534空洞DIK48+544.5～DIK48+547.53空洞DIK48+562～DIK48+5653不密實(shí)DIK48+574～DIK48+576.52.5不密實(shí)DIK48+584～DIK48+5873空洞DIK48+614～DIK48+6173空洞DIK48+620.5～DIK48+6243.5不密實(shí)DIK48+644.5～DIK48+6461.5不密實(shí)序號(hào)部位里程范圍長(zhǎng)度（m）密實(shí)度空洞含水2左邊墻DIK48+507～DIK48+510.53.5不密實(shí)DIK48+532.5～DIK48+536.54不密實(shí)DIK48+545.5～DIK48+5482.5不密實(shí)DIK48+586.5～DIK48+590.54不密實(shí)DIK48+639.5～DIK48+641.52不密實(shí)3右拱腰DIK48+516～DIK48+5226不密實(shí)DIK48+542～DIK48+545.53.5空洞DIK48+558～DIK48+5635不密實(shí)DIK48+619～DIK48+6212空洞DIK48+632.5～DIK48+6363.5不密實(shí)4拱頂DIK48+557.5～DIK48+5624.5脫空5左拱腰DIK48+613.5～DIK48+616.53不密實(shí)DIK48+587～DIK48+5903不密實(shí)DIK48+564～DIK48+568.54.5不密實(shí)DIK48+548～DIK48+5524不密實(shí)DIK48+522.5～DIK48+529.57不密實(shí)風(fēng)平嶺2號(hào)隧道襯砌襯砌檢測(cè)結(jié)果序號(hào)部位里程范圍長(zhǎng)度（m）密實(shí)度空洞含水1右邊墻DIK48+698～DIK48+7002空洞DIK48+729.5～DIK48+733.54不密實(shí)DIK48+741.5～DIK48+743.52不密實(shí)DIK48+784～DIK48+7884不密實(shí)DIK48+800～DIK48+803.53.5不密實(shí)1右邊墻DIK48+820.5～DIK48+825.55空洞DIK48+899.5～DIK48+9022.5不密實(shí)DIK48+969～DIK48+971.52.5不密實(shí)DIK49+003.5～DIK49+0062.5不密實(shí)DIK49+129.5～DIK49+1322.5脫空DIK49+149～DIK49+1523不密實(shí)DIK49+183.5～DIK49+1862.5空洞DIK49+218～DIK49+2202空洞DIK49+324～DIK49+328.54.5不密實(shí)DIK49+494.5～DIK49+498.54脫空DIK49+504.5～DIK49+505.51空洞DIK49+551～DIK49+5532不密實(shí)DIK49+558.5～DIK49+560.52不密實(shí)2左邊墻DIK49+561～DIK49+5632不密實(shí)DIK49+367～DIK49+3703不密實(shí)DIK49+317.5～DIK49+3202.5不密實(shí)序號(hào)部位里程范圍長(zhǎng)度（m）密實(shí)度空洞含水2左邊墻DIK49+242～DIK49+2442空洞DIK49+127.5～DIK49+129.52不密實(shí)DIK49+070.5～DIK49+072.52不密實(shí)DIK48+982.5～DIK48+9863.5脫空DIK48+970～DIK48+971.51.5不密實(shí)DIK48+818.5～DIK48+8234.5不密實(shí)DIK48+799.5～DIK48+800.51空洞3右拱腰DIK48+706.5～DIK48+7103.5脫空DIK48+812～DIK48+813.51.5脫空DIK48+935.5～DIK48+9371.5不密實(shí)DIK49+005～DIK49+0072不密實(shí)DIK49+264～DIK49+2684不密實(shí)DIK49+458～DIK49+459.51.5脫空DIK49+484～DIK49+4851不密實(shí)DIK49+542.5～DIK49+544.52脫空3.2兩隧道間巖柱加固及新建隧道支護(hù)加強(qiáng)⑴IV、V級(jí)圍巖加固方案為：在新建隧道靠近既有隧道側(cè)的輪廓半環(huán)設(shè)置φ42長(zhǎng)4.5m的超前注漿小導(dǎo)管，相鄰兩環(huán)交錯(cuò)布置，外插角為45度，縱向兩排的搭接長(zhǎng)度為1.6m,環(huán)向×縱向間距=0.4m×1.6m,小導(dǎo)管注漿采用1:1水泥漿液，注漿壓力采用0.3至0.5MPa，注漿量暫按巖體孔隙率30%考慮；開(kāi)挖后施作直徑22mm,長(zhǎng)3.5m的系統(tǒng)砂漿錨桿，徑向梅花加固段落：新建隧道IV、V級(jí)圍巖段。巖柱加固示意圖（2）III級(jí)圍巖裂隙發(fā)育地段加固方案為：在新建隧道靠近既有隧道側(cè)輪廓半環(huán)設(shè)置φ42長(zhǎng)4.5m的超前注漿小導(dǎo)管，相鄰兩環(huán)交錯(cuò)布置，外插角為45度，縱向兩排的搭接長(zhǎng)度為1.6m,環(huán)向×縱向間距=0.4m×1.6見(jiàn)下圖:小導(dǎo)管注漿加固示意圖（3）新建隧道初期支護(hù)加強(qiáng)方案：除原設(shè)計(jì)文件中IV、V級(jí)圍巖段落的鋼支撐初期支護(hù)外，其余段落，在隧道開(kāi)挖后及時(shí)施作I16型鋼和23cm的C25噴射混凝土初期支護(hù)。具體參數(shù)為：I16型鋼1.2m/榀，隧道開(kāi)挖輪廓及型鋼制作參照《太興隧參01-23》。見(jiàn)下圖:初期支護(hù)加強(qiáng)段圍巖開(kāi)挖、襯砌斷面上圖開(kāi)挖面積比原設(shè)計(jì)III級(jí)增加6.9m2，開(kāi)挖方量增加6.備注：鋼架斷面圖尺寸均以毫米計(jì)I16型鋼斷面圖工程量增加表（每延米)序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)量1開(kāi)挖m36.952初期支護(hù)C25噴射混凝土m34.84I16型鋼Kg487.98Ф22鋼筋Kg68.77連接鋼板Kg82連接螺栓套23Ф42鎖腳錨管Kg43.753二次襯砌C25拱墻仰拱m31.313.3隧道開(kāi)挖爆破方案詳見(jiàn)《xxxx1號(hào)、2號(hào)隧道、xxxx隧道微振動(dòng)控制爆破方案》，以下作簡(jiǎn)要介紹，根據(jù)圍巖級(jí)別及周邊環(huán)境采取多種開(kāi)挖方法：正洞洞身III級(jí)圍巖段采用超前導(dǎo)坑分部開(kāi)挖，Ⅳ級(jí)圍巖采用上下臺(tái)階開(kāi)挖，多功能作業(yè)臺(tái)架配合風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，塑料導(dǎo)爆管微差毫秒雷管起爆；Ⅴ級(jí)圍巖開(kāi)挖采用風(fēng)鎬或挖掘機(jī)開(kāi)挖，必要時(shí)輔以弱爆破。在靠近既有隧道一側(cè)，采用水平超前鉆孔鉆機(jī)，在隧道輪廓線上每20cm布孔（孔邊間距），孔徑為120mm，水平鉆孔每循環(huán)成孔10m，做出爆破臨空面，以達(dá)到爆破減震的效果，減少對(duì)巖體的擾動(dòng)（見(jiàn)示意圖）。同時(shí)為了減少爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng),形成整齊的最終開(kāi)挖面,在施工中將運(yùn)用非電毫秒雷管微差控制爆破技術(shù),實(shí)施光面爆破,周邊眼一次同時(shí)起爆。施工前首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況進(jìn)行爆破試驗(yàn),然后依據(jù)試驗(yàn)效果及巖石情況及時(shí)修正爆破參數(shù)以達(dá)到最佳效果,即“爆破后隧道輪廓線與設(shè)計(jì)輪廓一致”,開(kāi)挖斷面炮眼痕跡保留率達(dá)到95%以上。3.4監(jiān)控量測(cè)監(jiān)控量測(cè)的項(xiàng)目是新建線路隧道洞內(nèi)外觀測(cè)、水平收斂、拱頂下沉、既有線隧道內(nèi)的觀測(cè)及爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)。（1）既有線隧道內(nèi)、外觀測(cè)爆破施工前，在既有風(fēng)平嶺1#、2#隧道、柳林河隧道已有裂縫處施做砂漿抹面，爆破后對(duì)比觀察裂縫的變化和查看是否出現(xiàn)新的病害，以此修正爆破參數(shù)和調(diào)整加固方案。在確定爆破方案時(shí)分別在拱頂，左右邊墻設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，記錄質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，控制在5cm/s之內(nèi)；（2）新建隧道水平收斂、拱頂下沉量測(cè)拱頂下沉量與凈空水平收斂量測(cè)應(yīng)在同一斷面內(nèi)進(jìn)行，并用相同的量測(cè)頻率，應(yīng)從下表根據(jù)變形速度和距開(kāi)挖工作面距離較高的一個(gè)量測(cè)頻率。拱頂下沉及周邊收斂量測(cè)頻率表變形速度（mm/d）量測(cè)斷面距開(kāi)挖面距離（m）量測(cè)頻率≥5(0～1)B1～2次/天1～5(1～2)B1次/天0.5～1(1～2)B1次/2天0.2～0.5(2～5)B1次/2天﹤0.2﹥5B1次/周注：B表示隧道開(kāi)挖寬度地表下沉量測(cè)斷面間距表埋置深度H量測(cè)斷面間距(m)H﹥2B20～50B﹤H﹤2B10～20H﹤B10地表下沉量測(cè)應(yīng)根據(jù)隧道埋置深度、地質(zhì)條件、地表有無(wú)建筑物、所采用的開(kāi)挖方式等因素確定是否進(jìn)行。地表下沉量測(cè)的測(cè)點(diǎn)應(yīng)與凈空水平收斂及拱頂下沉量測(cè)的測(cè)點(diǎn)布置在同一斷面內(nèi)，沿隧道中線，地表下沉量測(cè)斷面的間距可按下表采用。需要進(jìn)行橫斷面方向地表下沉量測(cè)時(shí)，其測(cè)點(diǎn)間距應(yīng)取2～5m，在同一量測(cè)斷面內(nèi)應(yīng)取7～11個(gè)測(cè)點(diǎn)。地表下沉的量測(cè)頻率應(yīng)和拱頂下沉及凈空水平收斂的量測(cè)頻率相同。地表下沉量測(cè)應(yīng)在開(kāi)挖工作面前方H+h（隧道埋置深度+隧道高度）處開(kāi)始，直至襯砌結(jié)構(gòu)封閉，下沉基本停止時(shí)為止。周邊位移量測(cè)以水平相對(duì)凈空變化值的量測(cè)為主,水平凈空變化量測(cè)線的布置應(yīng)根據(jù)施工方法地質(zhì)條件量測(cè)斷面所在位置,隧道埋置深度等條件確定,在地質(zhì)條件良好,采用全斷面方式開(kāi)挖,可設(shè)一條水平側(cè)線,當(dāng)采用臺(tái)階開(kāi)挖方式時(shí)可在拱腰和邊墻部位各設(shè)一條水平側(cè)線,拱頂下沉量的位置在每米斷面宜布1～3點(diǎn).若地質(zhì)條件復(fù)雜,下沉量大或偏壓明顯時(shí),應(yīng)同時(shí)量測(cè)拱腰下沉及基底隆起量,測(cè)點(diǎn)安裝應(yīng)能保證在開(kāi)挖后12小時(shí)(最遲不超過(guò)24小時(shí))內(nèi)和在下一循環(huán)開(kāi)挖前測(cè)到初次讀數(shù).測(cè)試工具以機(jī)械或儀表為主,隧道周邊收斂計(jì)可選用數(shù)顯收斂?jī)x,拱頂下沉量測(cè)采用水平儀水準(zhǔn)尺和掛鉤鋼尺等,變形量測(cè)可采用單點(diǎn)或多點(diǎn)式錨頭和傳遞桿,配以機(jī)械式百分表或點(diǎn)測(cè)位移計(jì).凈空變化速度持續(xù)大于5.0mm/d時(shí)，圍巖處于急劇變形狀態(tài)，應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)。水平收斂（拱腳附近）速度小于0.2mm/d，拱頂下沉速度小于0.15mm/d，圍巖基本達(dá)到穩(wěn)定。在淺埋地段以及膨脹性和擠壓性圍巖等情況下，應(yīng)采用監(jiān)控量