斜井进正洞挑顶施工方案

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隧道斜井进正洞挑顶

方 案

中铁十六局集团沪昆客专长昆湖南段

第一项目分部

二O一一年一月

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目 录

一 编制依据〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃1 二 编制目的〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃1 三 工程概况〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃1 四 施工方案〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃1 五 施工控制要点〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃7 六 监控量测〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃8 七 劳力、机具设备配置〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃10 八 安全保证措施〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃10 九 文明施工保证措施〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃11 十 雨季施工措施〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃12

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新吉坪隧道斜井进正洞挑顶方案

1、编制依据

1.1、新吉坪隧道设计图纸

1.2、铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008） 1.3、铁路隧道工程安全技术规程（TB10304-2009）

2、编制目的

2.1、在地质条件复杂的隧道挑顶施工中，要宁慢勿快、及早成型，尽快抑制围岩变形。

2.2、通过增设临时支护，且不需拆除临时支护即可使正洞支护一次成型，确保初期支护质量、结构稳定及施工安全。

3、工程概况

新吉坪隧道位于湖南省湘乡市境内，进口里程为DK94+045,出口里程为DK104+724，隧道全长7679m。其中其中Ⅱ级围岩245m，Ⅲ级围岩3695m，Ⅳ级围岩2898m，Ⅴ级围岩571m。全隧道除进口DK94+045～DK94+072缓冲结构式洞门和DK101+724～DK101+690缓冲结构式洞门外，其余地段均采用复合式衬砌。为方便施工，本隧道辅助坑道设置两处，其中1#斜井起点与线路交会里程为DK97+060,斜井设计为双车道断面，无轨运输。斜井与线路左线交角为90°长度为344m。2#斜井起点与线路交会里程为DK100+250,斜井设计为双车道断面，无轨运输。斜井与线路左线交角为42°，长度为409m°。

4、施工方案（纵向爬坡导坑法）

4.1、总体方案

辅助坑道施工至正洞交界处，以圆曲线形式转体进入正洞，同时上坡开挖至正洞拱顶高程，并继续沿相同方向按正洞支护形式掘进一定距离，形成作业空间后，转向相反方向施工，扩挖临时支撑达到正洞标准断面。辅助坑道1#斜井挑顶进正洞平面图见图1，纵向爬坡导坑法加强环侧面图见图2，纵向爬坡导坑法正面图见图3，导坑正面图见图4，施工程序详见表1。

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加强环：6根I25a型钢支撑柱、辅助坑道3榀I25a型钢钢架、及3片I25支撑梁

洞正路线向转

辅助坑道中线

辅助坑道洞口

隧道中线

斜

图1 辅助坑道1#斜井挑顶进正洞平面图

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正洞I25a型钢钢架支撑横梁

B单元

3根I25a内轨顶

坡度3%

图2纵向爬坡导坑法加强环侧面图

正洞钢架落脚点

I25a型钢支撑正洞钢架横梁

I25a型钢短撑3根I25a型钢支撑柱

辅助坑道3榀I25a型钢钢架3根I25a型钢支撑拄

图3 纵向爬坡导坑法正面图

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系统锚杆：L=3m,间距1.0m*1.0m

I16钢架

导洞中线

?42锁脚锚管

图4 导洞正面图

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4.2施工步骤 ⑴辅助坑道交叉段

辅助坑道与正洞交接处设计0.6m加强环，加强环中设置3榀I25a辅助坑道型钢钢架，外侧增设I25a门型钢架，门型钢架分节与辅助坑道钢架焊接在一起，

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相邻钢架采用Φ22纵向钢筋连接。

I25a型钢钢架由横梁和立柱组成，横梁与辅助坑道25a型钢钢架之间的空隙，从两侧对称焊接竖向25a型钢立柱短撑，间距50cm，钢架安装后该空隙喷射混凝土回填密实。在横梁上按照正洞套拱的间距纵向设置I18钢柱头，作为正洞套拱的支撑点，门型钢架每侧增设6~10根Φ42锁脚锚管和系统锚杆。

交叉段门架底脚处设I25a纵向托梁、扩大门架拱脚和底稿地基承载力。 1#斜井与正洞为正交，靠近正洞段7m辅助坑道原设计格栅拱架替换为I22型钢拱架，间距调整为1m。正洞仰拱钢架与辅助坑道加强环最外侧的仰拱钢架焊接，正洞仰拱衬砌钢筋和辅助坑道仰拱衬砌中的预埋钢筋连接，确保正洞和辅助坑道交叉口处的紧密连接，能共同受力。

⑵爬坡导洞开挖

完成辅助坑道加强环和交叉段二次衬砌后，爬坡导洞现已辅助坑道断面形式，按R=10~15m的圆曲线半径，以不大于30%的坡度爬到正洞拱顶高程，同时爬坡导洞的净宽增加至9.0m。

爬坡导洞支护参数：I16型钢钢架，间距1.0m/榀，每榀钢架设3m长Φ42锁脚锚管12根；φ8钢筋网，网格20×20cm；Φ22系统锚杆，长度3.0m，间距1.0×1.0梅花型布置，20cm厚喷射混凝土。施工中应保证锁脚锚管和纵向连接筋的施工质量。

⑶正洞施工

完成爬坡后，在导洞向一端直接扩挖正洞，待施工约10m后封闭掌子面，回头进行反向正洞施工。反向开挖正洞时，先开挖顶部，再开挖两侧。开挖时仅对有影响的导洞钢架进行拆除，并相应完善其他支护。

5、施工控制要点

正洞与辅助坑道相交地段处于复杂的三维受力状态，为保证正洞安全挑顶施工的完成，正洞初期支护必须座落于一个牢固的落脚平台，同时应加强该段正洞初期支护的锁脚锚杆施工，防止拱架下沉。

⑴辅助坑道斜井变断面段施工，应加强初期支护，支护参数应比正常断面相

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应提高。

⑵交叉处加强环设置

由于正洞开挖断面较大，为确保扩顶段正洞施工安全，在辅助坑道斜井与正洞交接处设置一加强环，加强环由3榀Ⅰ25a型钢钢架组成，钢架间采用φ22钢筋连接，喷设混凝土覆盖钢架。

⑶设置托梁，为正洞拱架提供落脚平台

在正洞与辅助坑道斜井拱顶交界里程处，沿正洞方向设置拱顶纵向托梁，托梁采用Ⅰ25a型钢，牢固焊接于辅助坑道斜井钢架拱顶，托梁与斜井钢架间空隙设置Ⅰ25a型钢竖向立柱，立柱应与正洞拱架位置相对应，牢固焊接并喷射C20砼回填密实。

⑷加密设置正洞初期支护锁脚锚管，每榀钢架单侧不少于6~10根锁脚锚管，锚管长4.0m，注水泥砂浆，锁脚锚管与钢架牢固焊接，防止拱架下沉。

⑸斜井到达正洞位置后，需要在XDK0+000至XDK0+010范围内，按照设计围岩级别进行初期支护，正洞开始扩挖后，按照Ⅳ围岩进行初期支护。

⑹辅助坑道斜井进入正洞开挖前，必须先完成辅助坑道交叉段的衬砌施工。 ⑺辅助坑道交叉口处的加强环必须深入正洞初期支护断面，保证为正洞的支护提供有力的支撑。

⑻在辅助坑道向正洞转化的整个过程中，加强监控量测工作，并及时根据量测数据进行调整支护参数和施工工序。

⑼，正洞交叉段开挖后要及时进行正洞仰拱、二次衬砌的施工，以便初期支护和仰拱尽早成环，确保施工安全。

⑽加强强交叉口段内的通风，在抬高进入正洞的导洞内应设置降温设备。

6、监控量测

斜井与正洞形成的喇叭口，开挖断面大，作为施工通道放置时间长，围岩在应力重分布和应力释放的过程中，会引起支护结构产生位移、变形，直至支护结构破坏，危及隧道安全，因此在施工中建立严密的监控量测是保证安全的主要手段，同时也是调整支护参数的信息来源。

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⑴量测点布设

隧道每个量测断面各布置一个拱顶下沉测点和一条水平净空收敛量测基线（台阶法开挖时，在拱脚以上0.5m加测一条）。在交叉处正洞及斜井位置，分别布设三个断面，测点布置见图5：

为确保量测精度和加快量测速度，在隧道拱顶下沉和水平收敛量测中采用目测量人员定期对隧道断面上布设的观测点进行全自动多测回全圆观测，得到这些点的相对坐标，根据相对坐标计算出各观测点间的弦长，以第一次的弦长为基准，以后各期观测的弦长与第一次比较得到变形量，各次观测所得变形量绘制在直角坐标系中，将各点连线形成变形曲线图，在完成多次观测以后，对变形量（变形率）散点进行回归分析，对今后的变形量（变形率）进行预测。

根据有关规范、规程、设计资料及类似工程经验，该段监控量测水平收敛变形管理等级见表2：

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表2 变 形 管 理 等 级

⑷监控量测注意事项：

① 为取得开挖后围岩早期状态变化数据，各项测点应尽量靠近开挖面布置（不大于2m）,在爆破后24h内或下次爆破前，读取初次读数。

② 周边收敛、拱顶下沉及地表下沉各项测点应尽量集中设在一个断面，以便量测成果的协调分析、综合运用。

③ 采用台阶法开挖时，当下半断面开挖靠近上半量测断面时，量测频率应适当增加。

7、 劳力、机具设备配置

开挖作业人员20人；钢架、钢筋网及锚杆施工10人；喷射混凝土作业14人。

主要施工机具配置：小型挖掘机2台（或大型挖掘机1台），装载机1台，湿喷机2台，压入式通风机（视斜井长度设置）等。

8、 安全防护措施

⑴施工中必须加强围岩量测，根据量测结果及时反馈支护信息，确保支护措施安全合理。

⑵交叉口段斜井衬砌应及早施作。

⑶斜井与正洞掌子面施工时，应设专人值班，随时观察围岩及支护状态的的稳定性。

⑷土质隧道在开挖过程中，尽量减少挖掘机对隧道边沿的开挖，应采用人工风镐对隧道周边进行修整，减少对围岩的扰动，避免侧壁或拱顶掉块现象。拱脚、墙角应预留30cm人工开挖，严禁超挖。土质隧道拱墙脚严禁被水浸泡。开挖完毕后，应尽早对围岩进行支护封闭，减少围岩暴露的时间。

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⑸在挑顶处设置缓行标志，必要时安排人员指挥交通。

⑹在向洞内运输爆破器材时，雷管与炸药放置在带盖的容器内分别运送。当人工运送爆破器材时，直接送到工作地点，严禁中途停留，且有专人防护；汽车运送爆破器材时，炸药与雷管分别装在两辆车内专车运送，由专人护送，严禁其他人员搭乘，汽车排汽口加装防火罩。

⑺施工期间，现场施工负责人会同技术人员对各部支护进行定期检查。在挑顶变断面地段，每班责成专人检查。

⑻锚杆的质量、长度，喷混凝土的质量、厚度，以及钢拱架的安装位置、间距等严格按本方案施工。若已锚地段有较大变形或锚杆失效，立即在该地段增设加强锚杆，长度不小于原锚杆长度的1.5倍。用于临时支护的立撑底面加设垫板或垫梁，并加木楔塞紧。

9文明施工保证措施

⑴做好文明施工的宣传教育工作

文明施工是现代物质文明和精神文明的体现，是一个施工企业综合素质的缩影。坚持科技领先、以人为本、文明施工，把文明施工作为强化企业管理，不断提升企业素质和增强企业竞争能力的重要内容，保质、保量地完成施工任务，加大文明施工的宣传力度，树立良好的企业形象，为创优质工程提供良好的施工氛围。

在施工工地上设立规范醒目的宣传栏，营造文明施工氛围，使每个参加施工人员自觉做文明职工。积极宣传修建本工程的重大意义；宣传党的方针政策，民族政策；宣传尊重科学、不畏艰险、无私奉献的精神，鼓舞全体员工的斗志。

⑵施工现场的文明施工管理措施

①开展文明施工，保证现场管理有序，有条不紊

开工前做详细的实施性施工组织设计，绘制施工组织网络图，按环保要求精心设计，合理布置施工总平面。

场地布置统一规划，施工区材料堆放整齐，确保场地平整，道路畅通，排水畅通；场区内设施布置线条整齐化一、卫生悦目。

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②强化施工现场管理

严格包保责任制，明确分工，责任到人，奖罚分明，做到突出重点，分级落实，规范施工，注重实效。坚持施工人员挂牌上岗，现场施工统一服装，挂牌上岗；施工现场设置施工标牌、宣传标牌、安全警示牌。

③施工现场清洁、整齐卫生

在适当位置设置厕所，不随地大小便和乱倒垃圾，不在建筑物上任意刻画涂抹。施工现场的生产房屋及设施要求保布局合理，整齐化一。临时便道合理规划，尽量减少便道数量，路面平整，两侧排水沟通畅。

④现场的临建房屋保证安全牢固

临时房屋建设满足抗风、防震、避雷要求。 ⑤管线布置整齐规范

各种管线整齐、顺直，做到“五不漏”。 ⑶施工过程中的文明施工管理措施 ①混凝土集中拌和

砼采取拌合站集中供应，搅拌运输车运输；砂浆搅拌机拌制，杜绝人工拌制。 ②减少噪音对环境的影响

混凝土拌合站高噪音作业项目尽量避开人员宿营区。 ③加强废水处理

施工生产和生活废水，采取有效措施净化处理，不得超标排放，也不得随意排放。

④加强施工机械，经常养护便道

加强施工机械、车辆和司机人员的管理，做到遵章行车，安全礼让，不开带病车；施工期间，经常对施工运输道路进行维修保养，确保晴雨无阻，四季畅通。对扬尘地段，采用洒水车经常洒水，减少扬尘。

⑤控制运输物飞扬

车辆在运料过程中，对易飞扬的物料用篷布覆盖严密，且装料适中，不得超量，车辆轮胎及车外表用水冲洗干净，保证工程运输通过的国道、省道、地方道

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路、施工便道及料场的清洁。

⑥合理安排时间尽量减少影响

合理安排施工作业时间，在靠近宿营区，夜间不安排噪音大的机械施工。如果施工，必须采取加快进度和采用隔音、消音装置或缓冲垫等措施减少噪音。

⑦加强特殊情况的现场保护

在施工中发现文物或重要的矿物、宝藏时，及时向当地文物保护单位报告并做好现场保护工作。

10雨季施工措施

⑴雨季季节施工安排

新吉坪隧道施工地段多年平均降雨量1700mm左右，日最大降雨量335mm左右，雨量充沛，雨季施工期较长，应做到合理安排。

编制雨季各施工项目的施工方案，备足雨季施工材料和防护物品。 掌握天气预报和气象动态，经常与当地气象部门联系，以利安排施工，做好预防工作。

维护好现场施工栈桥，疏通现场的排水系统，雨期加强施工便道养护，努力做到全天候车辆通行。

做好物资、设备的防淋、防湿工作，对钢筋和机电设备等做好覆盖。 及时检测砂石料含水量，准确调整砂浆、砼施工配合比。 ⑵雨季季节施工措施 ①准备工作

在雨季到来前，组织工程技术人员和现场管理人员进行雨季施工准备大检查，对施工管区内的防排水设备、设施和有关的生产、生活房屋等进行一次全面细致的检查，切实做好避雷装置和防漏电措施。并且举办雨季施工岗位技能培训，提高参建职工的雨季施工应对能力。备足工程常用材料，特别是需远运的材料，防止因雨天路滑交通受阻，影响材料进场。

雨季施工的工程严格执行施工技术规范的各项规定，并编制雨季施工作业指导书，作为雨季施工中的强制性执行文件。

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向当地气象部门了解历年的气象资料，并随时掌握施工进度及施工期的气象预报，提早做好安排，做到有备无患。

按防台、防洪预案要求，备足排水和防洪、防台抢险设备及器材，一旦发生险情，可立即组织抢险救灾。

②雨季施工组织管理保证措施

项目经理部成立雨季施工领导小组，组长由项目经理兼任，各职能部门负责人为小组成员。制订和落实雨季施工工作制度。明确领导小组成员和各施工作业队的责任分工，做到责任到人，各负其责。

岗位工作责任制：建立健全各岗位、工种施工责任制，实行包保结合，包保到人。

两检制：各值班人员要根据气象部门提供的天气情况，及时通知有关人员在“雨中”、“雨后”进行检查，并填写“两检”报告，对“雨中”的工作情况做出详细描述。

③雨季钢筋施工技术保证措施

钢筋在钢筋棚内加工，雨天施工时，正在进行施工的钢筋骨架或已绑扎完准备浇筑砼的，须用棚布、雨布加以覆盖，并把中间垫高，以利排水，防止雨水腐蚀钢筋。

做好施工场地排水工作，确保沟槽正常排水能力。排水机具和设备要齐全，同时计划好机械的停放和材料的堆放位置。

雨天施工时，电力线可靠接地，防止雷击造成危险。 ④雨季混凝土施工技术保证措施

在雨季之前，制订防雨、防洪措施，备足水泥、砂、碎石等主要材料，为施工人员配备必要的劳动保护用品，以期达到连续施工，不间断生产。

雨天施工时，增加检测次数。混凝土搅拌过程中始终注意坍落度，如与原定的不符，立即纠正。

雨季施工应急预案

①雨季来临前期，应做好人员劳动力的准备和安排；平时材料应准备充足并

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有足够的富余，在两座拌合站和钢构件加工厂都设置了砂石料和钢材备料区，确保雨季不因材料问题而影响工期。

②防暴雨措施。接到暴雨预报后，及时遮盖施工物资材料、机械设备、电器设备等，以保证其不被雨水淋打、浸泡。暴雨出现时，立即停止场内所有混凝土施工、焊接作业以及其他有危险性的施工作业；施工车辆暂停行驶；切断高压电源，关闭现场发电、用电设备。

③雨季防雷措施。场区内电站、发电房等处于雷击区的机械设备全部装设防雷保护设施，防止雷电击毁设备、击伤人员。防雷保护设施应符合有关规定的要求，并定期检查。雷电出现时，立即停止场内电器设备操作、焊接作业以及其他有危险性的施工作业。