柏树梁隧道整体技术交底.docx

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柏树梁隧道整体技术交底

西成铁路客运专线XCZQ-2标

技术交底

工程项目

西成客运专线

标段

XCZQ-2标

单位工程名称

柏树梁隧道

施工部位

主体工程及附属工程

施工单位

架子二队

里程

DK393+554～DK393+982

交底日期

2013.6.2

交底地点

隧道施工现场

柏树梁隧道起讫里程为DK393+554～DK393+982，全长428米，位于广元～剑门关区间，双线隧道，线间距4.6米，设计为3‰单面上坡，全隧位于R=7000m的左偏曲线上。

柏树梁隧道为单洞客运专线双线隧道，设计时速250km/h（预留提速条件），轨道采用CRTS-I型双块式无砟轨道，铺设60Kg/m钢轨，轨道结构高51.5cm。

1、地形地貌：

本隧道位于广元～剑门关区间，隧道地表为低山区剥蚀地貌，地面高程470～585,相对高差为115m，丘坡上覆土层薄，基岩零星裸露，植被较好；沟槽等低洼地带覆土较厚，多为林地，部分为水田。

附近有国道及宝成铁路相通，交通便利。

隧区地表上覆第四系全新统坡残积层（Q4dl+el）粉质粘土；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组上段（J2S2）泥岩夹砂岩，底层岩性分述如下：

①<1-42>粉质黏土（Q4dl+el）：

褐黄色，硬塑状，含少量砂泥岩质碎石、角砾。

分布于缓坡上，厚0-2m，属Ⅱ级普通土。

②<5-8>泥岩夹砂岩（J2S2）：

泥岩为紫红色，泥质结构，泥质胶结，岩质较软，易风化剥落，具遇水软化崩解、失水收缩开裂等特性，局部为泥质粉砂岩；砂岩多为长石石英砂岩，浅灰、紫红色，中细粒结构，泥质胶结，中厚-厚层状，质稍硬，厚度变化大。

2、地质构造及地震动参数：

隧区属于扬子准地台西北边缘地带，位于川西北台陷次级构造与龙门山构造带边缘区。

段内属单斜地层，岩层产状N35°W/7°SW～N10°W/16°SW，垂直节理发育。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本标段内地震动峰值加速度（地震基本烈度）小于0.10g,地震动反应谱特征周期0.4s。

3、水文地质特征:

隧区地表水为沟水，属季节性流水，流量受季节影响明显，雨季水量较大，旱季相对较小。

地下水主要为第四系孔隙潜水与基岩裂隙水。

孔隙潜水主要分布于沟槽粉质粘土中，含量较小。

基岩为泥岩、砂岩，产状平缓，节理裂隙发育，但连通性较差，基岩裂隙水含量较少。

水质类型属HCO3--Ca2+型水，在环境作用类别为化学侵蚀环境、氯盐环境

与盐类结晶时，地下水具有酸性侵蚀性，环境作用等级H1。

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4、不良地质与特殊岩体

DK393+540～560段存在危岩落石对既有宝成线影响较大，对本隧道影响较小。

隧道施工应遵循《柏树梁隧道施工设计图》、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）、《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设241号）及西成铁路客运专线隧道隧参图01～11。

隧道整体施工技术主要内容包括：

主体工程和附属工程。

一、主体工程

1、洞口工程

洞口工程主要包括截水天沟施作、边仰坡开挖防护及大管棚施作。

（1）截水天沟施作

为截住边仰坡外地表水，使边仰坡不受地表水冲刷，保证隧道洞口与明洞段结构稳定，需设截水沟。

截水沟设在边仰坡开挖及回填边缘线以外5～10m处。

柏树梁隧道进口截水天沟按“西成贰隧参01-16”图Ⅲ、Ⅳ式（b=40cm,h=60cm）的断面尺寸施工；隧道出口截水天沟按“西成贰隧参01-16”图Ⅲ式（b=40cm,h=60cm）的断面尺寸施工，具体尺寸和配筋图如下图所示。

在天沟开挖完成后，应先整体施作5cm厚的水泥砂浆找平层，然后绑扎单层Φ12圆钢钢筋，网格间距25*25cm，立钢模浇筑C25砼，且每隔10～15米布置一道变形缝缝，缝宽2cm，缝内填充沥青麻丝加设橡胶止水条；变形缝位置可根据实际的地形、地质情况合理调整。

截水沟应避开不良、不稳定地质体，应以较短途径引排到自然稳定的沟谷中，途径路堑侧沟、涵洞排放时，水沟末端应与侧沟涵洞无缝顺接，并应验算其过水能力，防止雍水。

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图1柏树梁隧道Ⅲ式截水沟断面设计图

图2柏树梁隧道Ⅳ式截水沟断面设计图

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图3Ⅰ-Ⅰ剖面示意图

图4Ⅲ式截水沟钢筋网设置图

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图5Ⅳ式截水沟钢筋网设置图

截水天沟施工工艺流程如下图6所示。

（2）柏树梁隧道洞口边仰坡分为临时边仰坡和永久边仰坡，施工方法如下。

一、施工准备

隧道洞口边仰坡开挖前先清除洞口开挖范围内的树木杂草等，检查边仰坡以上山体的稳定情况。

洞口边仰坡防护应符合设计要求及环境保护、水土保持的有关规定。

施工前，应修通施工便道及弃渣场地，现场应做好充分的施工准备工作，包括挖机、出渣车、湿喷机、水泥、砂石料、速凝剂、减水剂、砂浆锚杆、钢筋网片等机械及材料。

二、施工方法

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自检合格

图6截水天沟施工工艺流程图

a.洞口处理和防排水

施工前先进行测量放线，根据放出的开挖轮廓线，同时对开挖线外30米

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范围内的洼地、危石等进行处理。

b.边仰坡开挖及防护施工

施工时先将上部危岩清除，然后按设计坡度放出边仰坡开挖位置，采用挖掘机自上而下分层刷坡，确保坡面平顺，没有大面积凹凸区域，开挖中若遇到坚石，可以采取浅孔小台阶弱爆破辅助刷坡，开挖后坡面应稳定、平顺、美观，弃碴由出渣车运至指定渣场。

临时边仰坡开挖后应及时施作锚喷挂网防护，采用Φ22，L=6m的砂浆锚杆，间距1m，梅花型布置，钢筋网为φ8，25cm*25cm的单层钢筋网片，喷射15cm厚C25混凝土。

永久边仰坡采用C25砼人字型截水骨架护坡，植草防护。

骨架施工应自上而下逐条施工，并应先修筑骨架衔接处，在修筑骨架其他部位，两骨架衔接处应在同一高度。

c.钢筋网片由钢筋场统一加工好后运至现场安装，钢筋网片与受喷面应保持5cm间距，钢筋网与钢筋网，钢筋网与锚杆应焊接到一起，避免喷砼时钢

筋网片晃动或露于砼之外。

d.喷射砼采用C25混凝土，采用湿喷机分次分层喷射至设计厚度；在喷射砼前应对湿喷机进行调试，确认完好后方可用于施工。

砼所用水泥、砂、碎石、速凝剂、减水剂、水等材料的质量应满足规范要求，砼配合比符合设计要求。

（3）大管棚

隧道进出口拱顶120°范围内施作Φ108超前大管棚，导管为热轧无缝钢花管，壁厚6mm，环向间距0.4m，长30m，一环42根，外插角1～30，压注水泥浆。

钢花管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间纵向间距15～20cm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段150cm。

具体施工内容如下：

a.施作导向墙

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导向墙在洞身开挖轮廓线以外施作，采用C20砼，截面尺寸1*1m，导向墙内埋设2榀I18工字型钢支撑，间距0.5米，每侧导向墙底设置4根Φ42锁脚锚管，每根长4m，与钢拱架焊接牢固。

导向墙内预埋42根Φ146，壁厚5mm，长1m，环向间距40cm的管棚孔口导向管，孔口管与钢支撑焊成整体，仰角1～30。

导向墙如图7所示。

b.搭设钻孔平台安装钻机

钻机平台可用钢管脚手架搭设，平台支撑要着实地，连接要牢固、稳定。

防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。

钻机定位：

钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。

用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。

c.钻孔

钻机距工作面距离不大于2m，采用两台钻机由两侧向中间同时作业，互不干扰，加快进度，中间孔位由一台钻机施工，为了便于安装钢管，钻头直径采用127mm，环向间距40cm。

钻机开钻时，可低速低压，待成孔几米后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压，钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。

d.清孔、验孔

用Φ108mm岩芯管进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔；用高压风从孔底向孔口清理钻渣；用经纬仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。

e.安装管棚钢管

钢管接头采用丝扣连接。

为使钢管接头错开，钢管按9m、6m不等长加工，保证相邻管棚在同一截面的接头错开。

由人工配合挖机将导管顶入钻设好的

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图7超前大管棚布置图

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孔内。

为了提高导管的抗弯能力，可在大管棚内加设Φ18钢筋笼，钢筋笼纵向以间距1m固定环连接，固定环采用Φ42钢管，壁厚3.5mm，长5cm。

导管示意图见图8所示。

图8钢花管示意图

f.注浆

注浆前用喷射混凝土封闭掌子面并对孔口进行封堵，以防孔口冒浆，混凝土喷射厚度约15cm；注浆用高压泵将水泥浆压入钢管内，浆液通过钢管注浆孔注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层，采用导管编号注浆，先注“单”号孔，待固结后，再注“双”号孔，将钢管及周围的空隙充填密实，管棚注浆压力在0.6～1MPa，具体浆液配合比和注浆压力由现场实验确定。

大管棚超前支护纵向布置图见图9。

2、洞口及明洞工程

柏树梁隧道进口明洞段为DK393+554～569段采用扩大断面斜切式洞门；出口明洞段为DK393+959～982，其中DK393+959～970段采用斜切延伸段，DK393+970～982段采用斜切式洞门。

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图9大管棚超前支护纵向布置图

斜切式洞门结构是在洞口衬砌斜切面上加设一斜切椭圆台帽檐构筑而成，该椭圆台以衬砌斜切椭圆面为底面，其轴线通过底面椭圆中心并与之垂直。

洞门斜切段与延伸段结构采用C35钢筋混凝土整体浇筑。

明洞段衬砌与暗洞衬砌之间设置设变形缝一道，宽2cm。

进口洞门及延伸段在隧道进洞后适时安排施工，出口洞门及延伸段在暗洞贯通后及时施作。

施作完洞门及延伸段后要及时进行回填。

隧道进口斜切式洞门结构如图10和11所示；出口斜切式洞门结构如图12和13所示。

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图10隧道进口斜切式洞门结构正面示意图

图11隧道进口斜切式洞门结构纵断面示意图

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图12隧道出口斜切式洞门结构侧面图

图13隧道出口斜切式洞门结构正面示意图

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A．明洞模板

柏树梁隧道洞身衬砌模板台车设计为12米，隧道斜切式洞门采用隧道衬砌模板台车与帽檐模板组合进行浇筑。

第一次浇筑洞门延伸段，第二次斜切段与帽檐同时浇筑。

施工时，内模均采用隧道衬砌台车，侧墙外模采用钢模拼装，明洞端模采用木模，洞门段端模采用定型钢模，明洞段衬砌施工完成后，将衬砌台车推至洞门段，以衬砌台车为帽檐内模支撑点，明洞衬砌和边坡为帽檐外模支撑点安装帽檐模板浇筑帽檐混凝土。

B．模板安装

模板安装要求位置准确、模板接缝严密，模板安装稳固，支撑牢固，确保在混凝土浇筑过程中，模板不发生位移和变形。

C．钢筋加工及安装

1）钢筋加工

①钢筋表面必须干净，严防锈蚀。

钢筋必须进行试验取样，经检测合格方可使用。

钢筋应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀；

②钢筋加工尺寸符合设计图要求，主筋接长采用帮条焊接或绑扎连接。

隧道进口斜切式洞门结构钢筋加工图详见《柏树梁隧道施工设计图》；隧道出口帽檐斜切洞门钢筋加工图详见《西成贰隧参02-04-03～02-04-09图》，斜切洞门延伸段钢筋加工图详见《西成贰隧参02-05-01～02-05-02图》；

③弯起钢筋应弯成平滑的曲线，其弯起半径不小于规范及设计图要求；

④钢筋接头应设置在受力较小处，并分散布置，配置在同一截面的受力钢筋，其接头数量必须符合规范要求。

2）钢筋安装

①隧道明洞段钢筋安装时,先安装斜切延伸段钢筋，再安装斜切段钢筋，最后安装帽檐钢筋；

②衬砌台车就位并经测量无误后，利用衬砌台车按设计尺寸绑扎洞门钢

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筋，帽檐钢筋安装台架采用搭设简易钢管支架，支架上铺设木板或竹跳板；

③钢筋安装时，施工技术人员先标出主钢筋安装位置，主筋位置采用红油漆划线标出，主筋间距、层距等必须严格控制；

④斜切洞门主筋净保护层为50mm，采用特制专用水泥砂浆垫块，垫块要求与主筋绑扎牢固，垫块采用梅花型布置，数量不少于4个/m2；

D.混凝土浇筑

1）混凝土拌制

①混凝土所用的原材料（水泥、粗骨料、细骨料、水、外加剂）都经检测合格后才使用。

严禁使用未经检测或检测不合格的原材。

②每次混凝土施工时拌合站提前对计量设备进行检查，发现问题及时处理。

拌制混凝土的自动计量装置定期检定，使其保持良好状态。

③严格按照配合比进行计量。

④混凝土搅拌时间应控制得当，不得少于2分钟，也不宜过长。

2）混凝土运输

①混凝土在运输过程中不能发生离析、漏浆、严重泌水及坍落度损失过大等现象。

当运至浇筑点发生离析现象时，应在浇筑前进行二次搅拌，但严禁再次加水。

②混凝土搅拌运输车运输混凝土时，应遵守下列规定：

在运输已拌制好的混凝土时，以2～4r/min的转速搅动，严禁高速旋转；卸料前应以常速再次搅拌；车体内壁平整光滑，不吸水，不漏水。

每次使用完毕后清洗粘附的混凝土。

3）混凝土浇筑

洞门斜切段混凝土采用“分窗输送、转管及时、对称浇注、分层捣固”，混凝土浇注时，导管先从底层窗口处开始，若从高层窗口开始，其混凝土下落高度大于2米，混凝土将产生严重离析，底层窗封闭，不利于捣固；转管要及时，避免混凝土堆积过厚；混凝土应对称分层浇注，不得随意留施工缝；模板台车安装附着式振捣器，部分混凝土捣固采用插人式振捣器振捣；插入

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式振捣器做到快插慢拔，移动距离不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，插入下层深度宜为5～10cm，与侧模应保持5～10cm的距离；当振捣完毕需变换振捣位置时，应边振捣边竖向缓慢提出振动棒，不得将振动棒放在拌和物内平拖，应避免振捣器碰撞模板、钢筋及预埋件；每一点振捣延续时间宜为20～30s，以混凝土不再显著下沉、不出现气泡、表面泛浆为度，防止过振、漏振。

混凝土在浇筑过程中，测量人员和专职人员对模板台车及挡头模板进行随时检查，检查模板是否发生位移、变形，钢筋、预埋件、孔是否发生移动，发现情况及时进行处理。

洞门斜切段混凝土必须连续浇筑，混凝土运输、浇筑及间歇的全部用时不超过混凝土的初凝时间。

混凝土强度达到5MPa时，在保证混凝土表面棱角不受损伤的情况下，可拆除模板，混凝土拆模后不允许用涂料进行装修；当混凝土强度达到设计强度的100%后再施作洞顶回填。

3、正洞施工

指导原则：

按新奥法原理组织施工。

软岩地段施工坚持“先预报、管超前、短进尺、控爆破、强支护、快封闭、勤量测”的原则。

积极推广应用国内外隧道施工新技术、新工艺，投入大型隧道施工专用机械设备，组成挖、装、运、锚、衬等机械化作业线。

一、洞身开挖

柏树梁隧道暗洞段围岩均为Ⅴ级。

Ⅴ级围岩采用松动爆破配合挖掘机进行三台阶临时仰拱法或CRD法开挖，并根据围岩量测结果及时施作二次衬砌。

出渣采用无轨运输，侧卸式装载机装碴，8～12吨自卸汽车运碴。

（1）柏树梁隧道DK393+678～+837、DK393+837～+887、DK393+887～+919、DK393+919～+929和DK393+929～+959段采用三台阶临时仰拱法施工。

三台阶临时仰拱法就是将大断面划分成自上而下三个小单元进行开挖，缩小开挖断面；采用临时仰拱使小单元及时封闭成环，形成环向受力，有效地发挥初期支护整体受力效果，有效阻止支护结构变形。

三台阶临时仰拱法适

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用于Ⅴ级围岩浅埋、偏压地段、断层地段和岩性接触带。

A施工工序

三台阶临时仰拱法施工工序横断面如图14所示。

1）在上一循环的超前支护下，弱爆破开挖①部后施作①部周边初期支护：

初喷混凝土，挂设钢筋网片，架立钢架（设置系统锚杆和锁脚锚杆），钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。

图14三台阶临时仰拱法施工工序横断面

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2）弱爆破开挖②～1部施作②～1部边墙初期支护：

初喷混凝土，挂设钢筋网片，架立钢