隧道贯通方案.docx
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隧道贯通方案
成昆铁路永仁至广通段扩能工程
站前工程Ｉ标
隧道贯通施工方案
中国路桥工程##公司永广铁路工程指挥部
二零一六年五月
永广铁路站前I标第二项目部隧道贯通方案
1编制依据
①成昆铁路永仁至广通段扩能工程隧道施工图与相关隧道通用图；
②《工程测量规》GB50026-2007;
③国家有关方针政策和国家、中国铁路总公司有关标准规、规程和验收标准等；
④现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况与施工环境等调查资料；
⑤我公司拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法、科技成果和多年积累的施工经验。
2工程概况
站前I标段起讫里程：
DK631+145～DK666+854.85，标段全长35.709km，其中第二项目部承建隧道工程12875m，分别为：
永仁隧道斜井区、出口区、石头房隧道、楼梯田隧道进口区、楼梯田隧道出口区、班别隧道进口区、斜井区。
3人员与机械设备配置
隧道贯通前，洞超前支护、开挖、出渣、喷锚支护、钢拱架、防排水、二次衬砌等工序要保证平行流水作业。
施工劳动力配置要求130人，单口劳动力计划见表3-1。
表3-1单口劳动力计划配置表
序号
班组名称
人数配置（人）
工作容
备注
1
开挖班
38
钻孔、装药爆破
2
出渣班
12
装、运洞渣
3
支护班
28
安装钢拱架、锚杆（锚管）、钢筋网喷射砼
4
钢筋班
9
锚杆（锚管）、二衬钢筋制作安装
5
砼衬砌班
18
防水板安装、立模、衬砌砼
6
杂工班
12
便道维护、通风、清理
7
电工班
3
电线安装、跟班值日
8
测量、试验工
5
测量、试验
9
水沟、电缆槽
5
水沟、电缆槽
合计：
单口需投入劳力130人
针对隧道贯通施工按专业化组织流水作业，以性能好、效率高、机况良好的大型设备装配挖装运、锚喷、衬砌、辅助作业等主要作业线，实现各机械化作业线的有机配合，实现隧道的稳步前进和顺利贯通。
主要机械设备配置见表3-2。
表3-2主要机械设备配置
序号
名称
规格、型号、功率
数量（台）
备注
1
装载机
ZL50c、侧翻、154KW
2
2
挖掘机
PC200、1.2m3
1
3
凿岩台架
自制，4层
1
钻孔、挂布
4
空压机
电动20m3/min
5
5
风动凿岩机
YT28
30
6
自卸汽车
东风3242、15t
7
7
喷浆机
PZ-5
4
8
模板台车
12m、整体液压
2
委外加工
9
搅拌站
1
供衬砌砼
10
搅拌站
1
供喷射砼
11
砼输送泵
HBT60A
1
12
砼运输车
8m3
4
13
通风机
SDF（D4）-NO11.5、75KW
4
SDF（C）-NO12.5、110KW
2
14
洞外变压器
800KVA
1
15
洞变压器
315KVA
1
16
发电机组
400KW
1
4隧道贯通方案
4.1贯通面的选择与贯通误差估算
根据永广I标第一、二、三项目部界定的分界里程和施工情况，隧道贯通里程如下表：
表4-1各隧道贯通分界里程表
隧道名称
分界里程
永仁隧道斜井小里程
DK641+900
永仁隧道斜井大里程
DK643+885.6
楼梯田隧道
DK651+860
班别隧道进口
DK657+309
4.1.1洞外控制测量
隧道进口与出口分别建立了三等GPS平面控制网和二等高程控制网。
洞采用左右洞串联四等平面控制网和四等高程控制网。
根据《工程测量规》GB50026-2007对各等级控制的精度要求做贯通误差估算。
洞外三等GPS控制点联测，形成四边形控制网形。
表4-2各隧道平面控制网坐标表
4.1.2洞控制测量
洞控制网采用洞口控制点引入隧道，在洞200m设置一个控制点，洞控制网采用莱卡全站仪TCR402测量四等平面控制和四等水准高程控制。
4.1.3横向贯通误差估计
导线的终点是导线精度的最弱点，横向贯通中误差是由导线测角误差与导线边长误差所引起，而横向贯通中误差主要影响隧道的贯通精度，下面主要分析横向贯通中误差。
根据误差传播定律，导线测角与测边是相互独立的两个量，则可得导线测角中误差所引起的横向贯通中误差
为:
4-1-1
式中:
—导线测角中误差;
—观测角度的导线点到贯通面的垂直距离平方的总和。
导线测边误差所引起的横向贯通中误差
为：
4-1-2
式中:
—导线边长相对中误差；
∑d2y—各导线边在贯通面上的投影长度平方和的总和
那么,导线测量误差在贯通面上所引起的横向贯通中误差my为:
4-1-3
由于隧道贯通误差受到洞外控制网的误差和洞控制网的误差影响，而且是有各点误差累计形成。
洞外控制网采用相应的GPS数据处理软件进行平差处理分析。
洞控制网采用《南方平差易2002》进行平差处理。
根据《工程测量规》GB50026-2007要求长度大于4000m的隧道贯通限差为150mm。
按照一般测量精度要求将中误差的2倍作为限差，则规中误差应为150÷2=75mm，最弱点的误差必须小于规中误差方可满足贯通误差规要求。
4.1.4测量操作原则与平差方法
1、测量操作原则
①严格执行测量规；遵守先整体后局部的工作程序，先确定平面控制网，后以控制网为依据，进行各局部轴线的定位放线。
②必须严格审核测量原始数据的准确性，坚持测量放线与计算工作同步校核的工作方法。
③定位工作执行自检、互检合格后再报检的工作制度。
④测量方法要简捷，仪器使用要熟练，在满足工程需要的前提下，力争做到省工省时省费用。
⑤明确为工程服务，按图施工，质量第一的宗旨。
紧密配合施工，发扬团结协作、实事、认真负责的工作作风。
2、平差方法
施工测量可采用简易平差方法平差，控制网测量必须采用间接平差方法精密平差，具体如下：
则得误差方程为
经过一系列的加设和运算后得出，按最小二乘法原理，上式的
必须满足
的要求，因为t个参数为独立量，故可按数学上求函数自由极值的方法，得
转置后得
经计算后得到
4.2平差步骤：
⑴选定t个独立量作为参数，确定必要的观测个数t。
⑵写出平差方程
⑶令
列出误差方程
，
由已知坐标和观测值求得近似值。
⑷组成方程
⑸解法方程得参数改正数
⑹将
代入
得
⑺精度评定
协因数阵，函数协因数
。
4.2贯通前的施工方案
在掌子面相聚30米时，停止隧道相对应掌子面的掘进，分别由我项目永仁隧道斜井小里程、永仁斜井隧道大里程、楼梯田隧道出口、班别隧道进口等工点单向掘进贯通。
施工时采用短进尺，弱爆破，每循环进尺1.5米,贯通面采用台阶法开挖，支护紧跟；
当隧道爆破作业接近贯通作业面时，考虑到双向掘进各自洞施工场地、临时设施的布置，特别是对方洞人员的安全等因素，在隧道爆破贯通前安排专职人员统一指挥、协调配合，爆破时把双方洞作业人员与其他设备全部撤至振动与飞石伤害的地点。
隧道爆破贯通后通风排烟时间不得小于30分钟，经安全人员检查后，双方工作人员才能进入工作面。
4.2.1爆破开挖
采用台阶法开挖，循环进尺1.0～1.5m，掘进过程中随时掌握开挖面前方的地质情况，与时调整爆破参数，优化爆破设计，尽量采用弱爆破，从而达到减少爆破对岩体的扰动。
并做好对出现断层裂隙涌水、塌方等不良地质情况的应对措施。
4.2.2超前支护
Ⅲ级围岩超前支护采用φ25超前锚杆，环向间距0.5m，纵向间距2m，单根长3.5m，Ⅳ级围岩超前支护采用Φ42小导管，环向间距0.5m，纵向间距2m，单根长3.5m。
注浆采用水泥砂浆，其浆液的配比为水泥:
砂:
水=1:
1:
0.54，注浆压力为0.5～1.0Mpa，注浆时在孔口处设止浆塞。
先注无水孔，从拱顶向下注，如遇窜浆或跑浆，则间隔一孔或几孔进行注浆。
每次超前支护后间隔4～8h后方可开挖或下一工序。
小导管注浆量计算：
Q=2πRLη
式中：
R—浆液扩散半径，取1.5m；L—小导管长度，取3.5m；
η—岩体孔隙率，取15%。
注浆异常现象处理：
1）发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔注浆。
2）单液注水泥浆压力突然升高，可能发生了堵管，停机检查。
3）水泥浆单液注浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度与配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间，才能避免产生注浆不饱满。
4.2.3钢拱架安装
①为保证钢拱架置于稳固的地基上，施工中应在钢拱架基脚部位顶留（0.15～0.20）m原地基，架立钢拱架时挖槽就位，并在钢拱架基脚处设槽钢以增加基底承载力。
②钢拱架平面垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2度。
钢拱架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。
③为保证钢拱架位置安设准确，在隧道开挖时：
a、钢拱架按设计位置安设，在安设过程中当钢拱架和初喷层之间有较大间隙时应设骑马垫块、钢拱架与围岩（或垫块）接触间距不应大于50mm。
b、为增强钢拱架的整体稳定性，将钢拱架与锚杆焊接在一起，各种钢架应设纵向连接钢筋。
c、为使钢拱架准确定位，钢拱架架设前均需预先安装定位钢筋。
钢筋上端与钢拱架焊接在一起，另一端插入围岩中（0.5～1.0）m并用砂浆锚固，当钢拱架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。
d、安装好的钢拱架在拱脚处打好锁脚锚杆，每侧拱架至少4根。
e、钢拱架架立后尽快施作喷射混凝土，并将钢拱架全部覆盖，使钢拱架与喷混凝土共同受力。
喷射混凝土应分层进行，每层厚度（5～6）cm左右，先从拱脚或墙脚向上喷射，以避免回弹料虚掩拱脚（墙脚）而不密实，强度不够，造成拱脚（墙脚）失稳。
4.2.4早强砂浆锚杆
洞身开挖完经初喷砼、拱架和网片安装后，先由测量人员用红油漆按设计标定锚杆位置。
锚杆采用手持风钻进行钻孔，钻孔完成后，需进行检查，发现不合格的孔应补钻。
人工安装锚杆，利用高压风或水清孔，完成后采用后退式注浆，采用早强砂浆作为粘接材料，以保证孔浆液饱满。
锚杆必须与岩体主结构面成较大角度布置，当主结构面不明显时，与隧道周边轮廓垂直呈梅花形布置。
在初期支护支立拱架支护时锚杆要求加工10～15cm的弯钩，并与拱架焊接牢固。
4.2.5喷射砼
喷头与受喷面的距离：
喷头距离岩面为1.5～2.0m时较适宜。
喷射角度：
喷头应保持与受喷面垂直，若受喷面被格栅、钢筋网覆盖时，可将喷头稍加偏斜，但不宜小于70°，如果喷头与受喷面的角度太小时，会形成混凝土物料在工作面上滚动，产生凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷射混凝土的质量。
喷头运动方式：
喷头应作连续不断的圆周运动，并形成螺旋状运动，后一圈压前一圈三分之一。
喷射路线应自下而上，呈“S”形运动，隧道的喷混凝土应先边墙后拱部。
4.3实际贯通误差测定
隧道贯通后由两个相向工作的导线点测出贯通面的中线坐标，将得出两组坐标值。
第一组导线点测量得出的坐标（X1，Y1、H1）,第二组导线点测量得出的坐标（X2，Y2、H2），由此得出
即为实际贯通误差。
高程贯通误差由H=H1-H2得出。
4.4贯通误差调整
4.4.1平面贯通误差调整
隧道贯通平面误差调整因视S值的大小选择调整方法。
采用导线平差调整法调整误差。
通过临近贯通面的两个控制点联测平差，重新调整控制点的坐标。
因隧道衬砌在设计的基础上放大了5cm，根据实际贯通误差大小，在不影响隧道净空的情况下尽可能的加长调整段设置s曲线，保证隧道贯通面的圆顺。
4.4.2高程贯通误差调整
贯通后将贯通面两侧的高程控制点联测，平差后取得分界里程处的高程。
进行高程贯通误差调整时，贯通点附近的水准点高程，采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程。
5质量标准与保证措施
5.1洞身开挖质量检验评定标准
项次
检查项目
规定值或允许偏差值
检查方法和频率
1
拱部超挖（mm）
破碎岩石、土（V、VI级围岩）
平均100，最大150
水准仪、全站仪、断面仪：
每20m一个断面
中硬岩、软岩（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩）
平均150，最大250
硬岩（Ⅰ级围岩）
平均100，最大200
2
边墙超挖（mm）
每侧
+100，-0
尺量：
每20m检查一处
全宽
+200，-0
3
仰拱、隧底超挖（mm）
平均100，最大250
水准仪：
每20m检查3处
5.2洞身开挖质量保障措施
①施工前要对施工方案、工艺流程、检测手段和方法等进行检查。
②施工过程中应对施工放样、布孔、成孔、装药、联线、爆破效果等过程进行检查。
③洞的测量桩是各种测量的依据，选桩尽量选在通视条件良好、不易破坏、使用方便的地方。
6安全与环保措施
6.1隧道安全施工保证措施
①开挖与支护
在隧道开挖过程中，工程技术人员做好地质描述超前地质预报，提出对策和措施，每个开挖工班配一名技术人人员跟班，确保各种措施、技术交底的落实，保证标准化作业。
开挖过程中24小时轮流值班，与时发现地质变化，进而指导监控现场施工。
隧道开挖采用浅孔控制爆破技术，按《爆破安全规程》操作施工。
加强监测，根据监测结果和地质情况与时调整爆破参数，保证爆破安全，不良地质隧道施工，先治水，短开挖、弱爆破、强支护，稳步前进。
当两相对开挖工作面相距100m时，两端施工加强联系，统一指挥。
当两开挖工作面间的距离剩下30m时，应从一端开挖贯通。
爆破前相互告知对方爆破时间，在确认有关人员撤离做业面到安全区域后才进行爆破。
②装碴与运输安全技术措施
装碴机司机必须经过严格培训，持证上岗，做到一机二牌，即《管理规定》和《工作职责》。
各种运输设备不得人料混装，摘挂作业专人负责，装载料具不得超出装载限界，超长料具应捆扎牢固。
机械装碴时，指定专人负责电缆和风管的收放，作业时，无关人员均退至安全地点。
爆破器材运入洞时，必须与调度联络，指定专人防护，直达施工地点，中间不得停留。
③衬砌安全技术措施
衬砌仰拱和边拱砼时均采用活动式衬砌台车，在设计台车时，必须满足施工安全的需要。
衬砌台车的吊装必须指定专人监护，灌注作业时必须指定专人监测，发现异常，与时处理。
拆除混凝土软管或管道时，必须停止混凝土泵的运转，电源设备完整无损。
平台、台车不得堆放料具，工作台上脚手架满铺，铺放牢固。
边拱砼挡头板安装牢固，按先边墙后拱部的顺序，两侧对称浇筑。
④通风与防尘
隧道通风符合设计和施工规要求。
隧道开挖后通风时间不得少于1小时，掌子面才能进入。
采用洒水降尘防尘措施。
加强隧道施工通风，设计完善的通风系统，采用双电路的风机通电，保证通风系统工作的稳定、连续和有效。
⑤防火与防水
洞口与横通道处设置足够的消防器材，放在明显易取的位置上，并设立明显标志。
火源要求距洞口至少30m以外，洞严禁吸烟与明火作业取暖。
。
⑥供电与电器设备安全技术措施
洞供电线路，严格按施工组织设计选择布置，洞变压器接动力、照明用电时，必须严格执行《隧道施工技术安全规则》的有关规定。
洞电器设备的使用，必须由专业人员作业。
⑦洞运输安全措施
施工队伍进场后，根据各种不同的施工机械、运输设备等，制定分项目的切实可行与行之有效的洞运输安全制度，以确保安全生产。
操作者必须按规定对隧道施工机械、运输设备进行定期检验与保养，严格遵守安全操作规程，严禁带病运转。
6.2环境保护
为加强环境保护，避免施工时影响环境保护，我们将成立相应的环境保护组织机构，采取一定的环境保护措施，把环境贯穿于施工的全过程。
严格遵守国家环保部门和本工程的有关规定，采取必要的防治措施以消除因施工因素造成的环境污染。
1、组织施工人员学习环保知识，加强环保意识，保持清洁、控制扬尘、杜绝撒漏材料，使大家认识到环境保护的重要性和必要性。
2、认真贯彻各级政府的有环境保护方针政策、法令。
3、文明施工现场，对场地废料、土石方的废方处理，按设计要求、监理工程师指定地点处理。
施工中与时完善施工排水系统，防止水土流失，尽量减少对周围自然环境的影响和破坏。
4、采取有效的技术手段和管理措施将施工机械和运输车辆的噪音控制到最低程度，为保护施工人员健康，经常保养机械，使噪音降低到最低限。
6.3文明施工
1、施工现场必须设置安全警示牌。
2、施工场地的安全设施和标志牌要齐全，有效，不得擅自拆除或移动。
3、在任何施工人员进入施工现场必须佩戴安全帽。
4、进入施工现场要严格遵守安全生产规章制度。
5、任何人不得酒后作业。
6、场运输道路确保通畅。
7、施工现场的材料、设备必须堆放整齐、稳固。
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