新建合福鐵路客運專線（閩贛段）HFMG-5標庵源山隧道三臺階臨時仰拱法開挖施工方案編制：復核：審核：中鐵一局京福鐵路客專閩贛V標項目經(jīng)理部2010年11月 庵源山隧道三臺階臨時仰拱法開挖施工方案一．工程概況庵源山隧道全長1673m，起訖里程DK590+835~DK592+508。進口位于將口鎮(zhèn)將口村，進口北接將口大橋，南側終于童游街道新嶺村貴口組接入茶窠仔1#大橋。隧道內設6處綜合洞室，其中通信區(qū)直放站洞室1處，單側洞室間距為500m，洞室沿隧道兩側交錯布置。隧道出口DK592+423.25~DK592+508段為直線，其余段位于曲線上，隧道縱坡為下坡，坡度為6.615‰。隧道進口DK590+835~DK590+859段設計為帽檐斜切開孔式緩沖結構（L-24m），明暗交界里程為DK590+859，暗洞洞口段設計采用33m注漿長管棚進行超前支護。明洞邊仰坡采用噴錨網(wǎng)防護。二．編制范圍編制范圍為：編制范圍為：庵源山隧道DK590+859～DK590+892、DK590+892～DK590+953、DK591+080～DK591+110、DK591+110～DK591+215、DK591+720～DK591+805、DK592+250～DK592+280段三臺階臨時仰拱法開挖。三、施工工藝原理及特點1工藝原理鐵路客運專線大斷面隧道三臺階臨時仰拱開挖法是將隧道斷面分成上中下三個部分進行開挖的施工工法；要求及時施作各部臨時仰拱；各部位的開挖與支護沿隧道縱向錯開、平行推進的隧道施工方法。2工藝特點=1\*GB2⑴.施工空間較大，可進行機械化施工，可以多作業(yè)面平行施工，工效較高。=2\*GB2⑵.在地質條件發(fā)生變化時，便于及時、靈活地調整施工方法，轉換施工工法。=3\*GB2⑶.適應不同跨度和多種斷面形式，初期支護工序操作便捷。=4\*GB2⑷.在臺階法開挖的基礎上，分上、中、下三部分錯開開挖，有利于開挖工作面的穩(wěn)定。=5\*GB2⑸.當圍巖變形較大或突變時，在保證安全和滿足凈空要求的前提下，可盡快調整閉合時間。四、施工方案1臨時支護參數(shù)臨時鋼架采用I18輕型工字鋼，每榀鋼架間距與主洞身鋼架一致，且與洞身鋼架以螺栓連接（接頭處加設3mm厚橡膠墊片），洞身鋼架架設后在相應位置焊接預埋鋼板并預置螺栓，以便臨時鋼架連接，連接鋼板接頭處焊縫高度不小于6mm；相鄰鋼架采用Φ22鋼筋連接，環(huán)向間距1.2m，斜向內側布置，并與鋼架內側翼緣焊接；每臺階兩側拱腳鎖腳鋼管采用4根Φ50無縫鋼管，壁厚3.5mm，L=5m；采用C25噴射混凝土，臨時封底厚10cm，鋼架與初噴混凝土間要求密切接觸。2三臺階臨時仰拱法施工工藝流程三臺階臨時仰拱法施工工藝流程圖3施工方法1第一步1)開挖①部。2)施作①部導坑周邊的初期支護。即先初噴厚4cm的混凝土,再鋪設鋼筋網(wǎng)片,然后人工配合機械架立型鋼鋼架。鋼架設鎖腳錨管，鎖腳錨管設置于臺階鋼架拱(墻)腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側邊沿按下傾角30°打入，并于鋼架牢固焊接。拱腳采用鋼墊板（規(guī)格為280mm×280mm×16mm）。同時,為保證拱腳基礎牢固,防止拱頂下沉量過大,對拱腳位置采用槽鋼或木板支墊。3)打設徑向錨桿后復噴混凝土到設計厚度。底部架立臨時仰拱（I18臨時鋼架），噴射10cm混凝土封閉。開挖過程中,根據(jù)施工時圍巖的地質情況及監(jiān)控量測資料調整支護結構形式,必要時加設中間豎撐（采用圓木）,使圍巖支護得到有利的保護和加強。2第二步1)在滯后①部5～10m距離后,先拆除①部2～3榀I18臨時鋼架，再人工配合機械開挖②部。開挖進尺為2～3榀鋼拱架間距。2)導坑周邊部分初噴厚4cm混凝土。3)鋪設鋼筋網(wǎng)片,架立型鋼鋼架，打設徑向錨桿后復噴混凝土到設計厚度。4)架立臨時仰拱（I18臨時鋼架）,打設鎖腳錨管，封閉臨時仰拱。3第三步1)在滯后于②部5～10m距離后，開挖③部，同時錯開2m開挖④部兩側邊墻，以便施作鋼架，每循環(huán)開挖進尺保持在2～3m。開挖邊墻時，在拱腳處向開挖輪廓線外開挖30×30×30cm的擴大拱腳。擴大拱腳采用C30噴射混凝土。2)施作臺階周邊的初期支護。4第四步1）開挖④部其余仰拱部位，每次循環(huán)開挖進尺不大于3～4m。2）及時施作仰拱部位初期支護并封閉成環(huán)。封閉位置距離掌子面不得大于35m。5第五步1)根據(jù)監(jiān)控量測結果分析,待初期支護收斂后,拆除②部臨時仰拱。2)澆筑Ⅳ部仰拱及Ⅴ部仰拱填充(仰拱與仰拱填充分開施作)。6第六步利用襯砌模板臺車一次性灌注Ⅵ部拱墻二次襯砌(拱墻襯砌一次施作)。4鋼架安裝要求初噴混凝土施工完畢后進行鋼支撐的架設，鋼拱架在洞外加工，加工前在鋼板板上放出鋼拱架1：1大樣圖，或制作模具，然后根據(jù)大樣或模具進行鋼拱架的加工制作。初噴完成后及時安設鋼拱架，永久支護采用I22a型鋼，臨時支護采用I18工字鋼，工字鋼縱向間距60cm。每榀鋼拱架安裝時，要測量人員準確定位，不偏、不斜，輪廓要符合設計要求，確保凈空尺寸。為保證鋼架整體受力，設置縱向連接鋼筋。連接筋為φ22鋼筋焊接，環(huán)向間距1.0m。為減少鋼支撐的沉降，永久支撐和臨時支撐落地腳板安設25a槽鋼或采用100×30×10cm的方木作為支撐，增大受力面積，減小下沉量。為減少下部開挖時拱腳的下沉量，在永久支撐和臨時支撐落地腳板以上30cm部位增設注漿鎖腳錨管，采用φ50×3.5mm，長度5.0m的小導管。鋼拱架安裝工藝流程圖測量放樣測量放樣清除底腳浮渣安裝鋼拱架和系統(tǒng)錨桿焊連定位鋼拱架加工質量驗收鋼拱架組拼加設鞍形墊塊打鎖腳錨管焊縱向連接筋隱蔽工程檢查驗收5．超前小導管支護工藝超前小導管注漿工藝流程見圖。小導管采用φ42無縫鋼管，鋼管前端做成尖楔狀，便于插入孔中或直接打入，在管身前部2.0m范圍內按梅花形布置，鉆φ10mm的注漿孔，以便鋼管進入地層后對圍巖空隙注漿。注入純水泥漿時，水泥漿水灰比為1：1.5、1：1、0.8：1三個等級，水泥漿由稀到濃逐漸變換，即先注稀漿，然后逐級變濃至0.8：1為止。為注漿后盡快開挖，選用普通水泥或早強水泥并摻入一定量的三乙醇胺與氯化鈉溶液，以縮短初凝、終凝時間，提高強度，提高水泥漿的可壓注性；注入水泥砂漿時，其配比為水灰比1：1、砂灰比2：1。注漿采用PF-40A型注漿泵，Ⅳ級圍巖一般地段，注漿壓力≮1.0MPa，Ⅳ級圍巖加強地段和Ⅴ級圍巖地段，注漿壓力≮2.0MPa。注漿異?，F(xiàn)象處理：發(fā)生串漿現(xiàn)象：即漿液從其它孔中流出時，采用多臺泵同時注漿或堵塞串漿孔隔孔注漿；注漿壓力突然升高：可能發(fā)生了堵管，停機檢查；注漿量很大，壓力長時間不升高：則應調整漿液濃度及配合比，縮短凝膠時間，進行小量低壓力注漿或間歇式注漿，使?jié){液在裂隙中有相對停留時間，以便凝膠，但停留時間不能超過漿液的凝膠時間。6．錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射砼施做要求1.鋼筋網(wǎng)鋼支撐施工完畢后進行鋼筋網(wǎng)的安設，鋼筋網(wǎng)采用φ6mm鋼筋，網(wǎng)格尺寸為20×20cm，鋼筋網(wǎng)貼鋼支撐外弧進行布設，鋼筋網(wǎng)必須和工字鋼焊接牢固。2.錨桿在鋼支撐施工完畢后進行系統(tǒng)錨桿施工，拱部采用長度為4.0m，φ25mm中空注漿錨桿，縱環(huán)間距為1.5（縱）×1.5（環(huán)）m，墻部采用φ22mm砂漿錨桿長度4.0m，縱環(huán)間距為1.2（縱）×1.2（環(huán)）m，呈梅花型布置。3.噴射砼1)初噴混凝土應在開挖后立即進行，以減少圍巖暴露時間。2)用高壓風自上而下吹凈巖面，埋設控制噴射混凝土厚度的標志釘。3)工作面滴水或淋水時，宜采用鉆孔埋管做好引排水。大面積潮濕的巖面宜采用粘結性強的混凝土，通過添加外加劑、摻合劑、素纖維改善混凝土性能。4)噴射混凝土必須滿足設計強度、厚度及其與巖面粘結力要求。5)噴射作業(yè)應分段分片、分層依次進行，噴射作業(yè)從拱腳或墻腳自下而上進行，作業(yè)時應避免上部噴射回彈料虛掩拱(墻)腳；先找平凹洼部分，后噴射凸出部分，各部平順連接。噴頭應與受噴面垂直，噴嘴口至受噴面距離宜保持在0.6～1.0m，沿水平方向以螺旋形劃圈移動。配備設備及勞力組織方法砼制備運輸方案、噴射方法配備設備及勞力組織方法砼制備運輸方案、噴射方法噴砼試驗配合比報批材料試驗報告材料、機具、勞力準備方案報批風、水、電準備斷面檢查清洗巖面強制式辦合計拌和施工準備分次投料拌和砼輸送車運輸砼制備砼運輸濕噴機初噴復噴S形運動、螺旋狀噴射先墻后拱、分層、分區(qū)進行首層著重填平、補齊結束強度檢驗：壓試件方案報批質量檢查潮噴機操作過程框圖添加速凝劑設定動壓力接風水管路接噴管、速凝劑、吸水管檢查轉子、振動器、計量泵理順混凝土管子檢查電壓加入半料斗砂漿將砂漿轉入轉子腔開速凝劑輔助風緩慢打開主風閥啟動速凝劑計量泵啟動主電機啟動振動器在料斗中加入混凝土7.仰拱施工⑴專人指揮仰拱開挖，隧底開挖應采用全幅分段施工，上面架設仰拱棧橋，每循環(huán)開挖長度宜為3m。⑵隧底開挖后，應及時清除虛渣、雜物、泥漿、積水，立即初噴4cm厚混凝土封閉巖面，按照設計要求安裝仰拱鋼架，復噴射混凝土至設計厚度，使初期支護及時閉合成環(huán)。⑶仰拱應超前拱墻襯砌，每循環(huán)澆筑長度宜為3m。仰拱混凝土應分段全幅澆筑，一次成型，不留縱向施工縫，仰拱施工縫和變形縫應設置中埋式橡膠止水帶。⑷仰拱填充混凝土應在仰拱混凝土終凝后澆筑，澆筑前應清除仰拱表面的雜物和積水，連續(xù)澆筑，一次成型，不留縱向施工縫。填充混凝土強度達到5MPa后允許行人通行，達到設計強度的100％后允許車輛通行。仰拱填充表面坡度應符合設計要求，應平順、排水通暢。五、技術保證措施1一般技術措施1）隧道施工應堅持“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則。2）機械開挖時預留20cm部分采用人工開挖，可有效緩解對圍巖的擾動，減少超挖，確保安全。3）開挖需要爆破時，均采用弱爆破或人工開挖，爆破時嚴格控制炮眼深度及裝藥量。開挖控制在2～3m，必須采用多打眼，少裝藥，弱爆破，不得超挖。專職安全員控制裝藥量，減少對圍巖的擾動。在滿足作業(yè)空間和臺階穩(wěn)定的前提下，盡量縮短臺階長度。4）鋼架（或臨時鋼架）應設鎖腳鋼管，且必須對鎖腳鋼管注漿，以確保鋼架基礎穩(wěn)定。鋼架之間縱向連接鋼筋應及時施作并連接牢固。5）施工過程通過監(jiān)控量測，掌握圍巖和支護的變形情況，及時調整支護參數(shù)和預留變形量，保證施工安全。6）三臺階臨時仰拱法施工時，各步臺階一次開挖長度宜為2～3m，下臺階開挖后仰拱應緊跟。各臺階開挖長度控制，上臺階：5～10m，中臺階：5～10m，下臺階：10～15m。7）本段洞身施作初期支護時，拱部錨桿間距（環(huán)×縱）為1.0×1.0m，墻部錨桿間距（環(huán)×縱）為1.0×1.0m。8）如到達各種預埋洞室及預埋件安設位置，根據(jù)實際情況可以不預留，待初期支護在本斷面范圍內完成或二次襯砌前另行開挖或預埋。9）對上導下底臨時橫撐用枕木進行支墊時，必須高于底橫撐面，并盡可能的減少空隙，以減少行車對鋼支撐的擾動。10）施工中重點解決好上、中、下各臺階的施工干擾問題，下部施工減少對上部圍巖、支護的擾動。11）上臺階施作鋼架時，采用擴大拱腳或施作鎖腳錨桿等措施，控制圍巖和初期支護變形；中臺階在上臺階噴射混凝土達到設計強度70%以上時開挖，開挖完成后施作接長邊墻鋼架及中臺階臨時仰拱鋼架，使之形成閉合環(huán)；下臺階在中臺階噴射混凝土達到設計強度70%以上時開挖。上中臺階開挖依次超前一個循環(huán)后，上、中、下三臺階可平行開挖。2.監(jiān)控量測初期支護施工完畢后及時進行監(jiān)控量測，以量測結果來調整支護參數(shù)和確定臨時支護的拆除時間，以及二次襯砌的施工時間。測點、測線布置詳見下圖。凈空變化測點布置洞內監(jiān)控量測點不得焊于鋼架上，必須單獨打孔直接安裝于巖體中。量測點采用φ8mm的光圓鋼筋加工成三角形焊于φ20mm螺紋鋼筋端頭，三角形為4cm的等邊三角形，φ20鋼筋長為26cm。并標識保護。標識牌長30cm,寬20cm，上部為紅底白字，下部為白底紅字。詳見下圖標識牌圖及監(jiān)控點埋設。標識牌圖及監(jiān)控量測點埋設3.鉆探法根據(jù)本隧道有斷層破碎帶、部分地段地質復雜性和多變性的工程地質特點，對本隧道一般圍巖地段采用地質素描法時，應在每次開挖后進行；斷層破碎帶和其他不良地質地段，采用超前水平鉆機鉆孔進行預報，其預報頻率為10～30m預報一次。超前水平鉆機鉆孔搭接長度不小于5m。水平鉆機是在隧道掌子面進行水平地質鉆探，從而獲取地質信息的一種地質超前預報方式。通過水平鉆機在鉆進過程中的鉆速、沖洗液、巖屑和巖粉的變化來判斷開挖面前方較短距離內的地質情況，為提高其預報的準確度，與地質素描配套使用。根據(jù)本隧道超前預報設計和實際地質情況，進、出口決定采用Z-GP150型管棚鉆機鉆孔，孔徑130㎜。每60m一個循環(huán)，每循環(huán)搭接長度為5m。洞身采用開挖炮孔或者地質鉆機短距離進行超前地質鉆探。同時，嚴格控制巖芯鉆探的巖芯采取率，需重點查明的部位應加密孔數(shù)。施工現(xiàn)場應做好施工記錄，如:進尺速度、涌水點、巖性變化等。六．隧道塌方的整治1、隧道發(fā)生塌方，應及時迅速處理，不得隨意拖延時間。處理前，必須仔細觀察塌方的范圍、形狀、數(shù)量大小及坍體的地質狀況、地下水的分布、活動情況等，分析塌方發(fā)生的原因，研究制定處理方案。2、隧道塌方應根據(jù)發(fā)生的部位、規(guī)模及地質條件、采取“治塌先治水、治塌先加強”的原則，采取噴錨支護、注漿、管棚、加強二次襯砌、設置護拱等技術措施，不失時機、不留隱患地進行處理。3.塌方處理遵循“先加固、短開挖、強支護、快落底、早封閉”的原則，采用“三臺階”“暗過”的方式通過塌方段。=1\*GB2⑴、首先回填反壓塌方影響段，根據(jù)現(xiàn)場實際，必要時設置φ28cm的圓木橫撐和豎撐。其次對塌渣面采用C20噴射砼進行封閉，噴射砼厚度10cm。塌渣采用小導管注水泥漿加固，小導管長3m，間距1.0m×1.0m。=2\*GB2⑵、塌方處理遵循“先加固、短開挖、強支護、快落底、早封閉”的原則，采用“三臺階”開挖通過塌方段。①雙層超前支護塌方段拱墻部設置雙層小導管注水泥漿加固塌體進行超前支護：內層導管為Ф42，導管長3.5m/根，搭接長1.5m，環(huán)向間距30cm，外插角為不得大于15°；外層設置Ф42小導管，小導管外插角度控制在45°左右，小導管長4.0m/根，縱向2.0m一環(huán)，環(huán)向間距30cm。②臨時仰拱塌方段上、中臺階設置臨時仰拱，臨時仰拱的采用I20a型鋼，間距60㎝，φ22縱向連接鋼筋間距為100㎝，用C25噴射混凝土回填密實。③初期支護全斷面采用I22a鋼架，間距60cm，鋼架內外緣設Φ22縱向連接筋，間距100cm。鎖腳采用φ42小導管，長5.0m，每個鋼架接頭處2根，噴C25混凝土，厚28㎝。④開挖落底人工或機械清理塌體，嚴禁爆破。開挖采用超短臺階并預留核心土，每次開挖進尺不得大于1.5m，預留變形量為30cm，應隨開挖隨支護。在落底未完成之前，不得拆除臨時仰拱。只有準備開始二襯作業(yè)，才能逐榀拆除臨時仰拱。襯砌長度根據(jù)實際，適時安排，及時施做。4、加強防排水工作：1）地表沉陷和裂縫，應采用注漿填充和加固，或采用不透水土壤夯填緊密，開挖截水坑，防止地表水下滲進入塌體；2）通頂陷穴口的地表四周應挖溝排水，搭設防雨棚遮蓋穴頂‘洞內襯砌通過塌方后，陷區(qū)應及時回填，回填應高出原地面，并用黏土或漿砌片石封閉穴口，做好排水：3）塌體內有地下水活動時，采用管、槽引至排水溝排出，無法進行引排時可采用注漿堵水。5、建立健全應急預案，成立應急領導小組，儲備一定的應急搶險物資。應急領導小組組長：史宏軍副組長：劉軍成員：薛騫、鐘斌、楊際宇、劉家起、劉永良、劉運華6、物質儲備由于下歷窠隧道Ⅳ、Ⅴ級圍巖較多，圍巖穩(wěn)定性較差，涌水量較多，易引起塌方。因此處理塌方的物質儲備對安全生產(chǎn)至管重要，儲備物質如下：序號材料數(shù)量1鋼工架30噸2鋼管1000米3水玻璃1噸4編織袋2000個5方木20方機械利用原有洞內施工機械及從其他隧道調用機械。六、施工供風、供水、供電及排水方案1、施工供風及通風隧道洞口配備一座80m3/min的風站，風站內配備20m3/min電動空壓機4臺。主要負責主洞開挖、噴錨支護供風。風管采用Φ150mm的鋼管，管節(jié)利用法蘭連接。隧道采用壓入式通風，根據(jù)公路隧道通風要求及參數(shù)計算結果，隧道洞口配備通風機2臺，供風量為2000m3/min，可滿足洞內通風要求，選用Φ1800mmPVC軟式通風筒，懸掛在拱頂。2、施工供水隧道洞頂設50m3高位水池一座，為洞內供水。水池至洞口的下水管采用φ100mm的鋼管、洞內采用φ80mm的鋼管，掌子面處采用φ50mm的高壓膠管分頭供水。3、施工供電根據(jù)洞內用電設備負荷大小，洞口設配電站一處，采用1臺容量500KVA，再引向洞內。為了保證前期使用及備用，另自備1臺容量250KW的發(fā)電機。動力用電等級為380V,照明用電成洞地段為220V，作業(yè)地段為36V，采用干式電纜供電。隧道成洞地段采用220V/400W和220V/250W的高壓鈉燈,每隔15m或20m安裝一盞,并要求每盞燈安裝一個開關。掌子面和需要移動照明的地段，采用36V的白熾燈或36V的礦用碘鎢燈。七、隧道施工安全保證措施1、質量保證措施、質量保證體系1、在企業(yè)職工中開展質量培訓，使其認識到質量工作的好壞與企業(yè)、個人利益的關系，把質量工作貫穿到施工的全過程中，深入到企業(yè)的每個人，形成道道工序齊抓共管理，上下自律，使工程質量始終處于受控狀態(tài)。2、施工前組織技術人員，對照工地實際，細致復核圖紙，發(fā)現(xiàn)問題及時與設計單位取得聯(lián)系，待設計單位確認明確后，方可進行施工。3、嚴格按照國家和公路技術規(guī)范及設計要求施工。4、堅持測量雙檢制，隱蔽工程簽證，質量掛牌，質量講評，質量雙檢，質量事故分析等行之有效的質量管理體系。5、嚴格執(zhí)行施工前的技術交底制度，對作業(yè)人員堅持進行定期質量教育和考核。6、項目經(jīng)理部建立嚴格的質量檢查組織機構，全力支持和充分發(fā)揮質檢機構人員的作用。主動接受監(jiān)理的監(jiān)督和幫助，積極為監(jiān)理工程師的工作提供和創(chuàng)建便利條件。7、隧道施工開挖應根據(jù)設計位置、中線、水平、地質情況，預計可能產(chǎn)生的下沉量和施工誤差掌握施工部位尺寸，保證開挖及襯砌斷面符合設計要求，合理確定循環(huán)進尺以便各工序相互配合。八、洞身開挖安全措施1、利用各種宣傳工具，采取多種教育形式，使職工樹立安全第一的思想，不斷強化全員意識，建立安全保證體系，使安全管理制度化、教育經(jīng)常化。2、運輸車輛及施工機械嚴加管理，經(jīng)常檢查制動和運