隧道出洞专项方案.docx
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隧道出洞专项方案
班果隧道出洞专项施工方案
一.编制说明
1.1编制依据
（1）铁道第三勘察新建铁路永仁至广通铁路扩能改造工程站前工程班果隧道施工图纸《班果隧道设计图》与相关定型图、参考图等。
（2）现场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。
（3）国家与相关部委颁布的法律、法规和铁道部颁布的现行设计规、施工规、铁路工程质量验收标准与其它有关文件资料。
1.2主要技术规、标准、规则、规程
隧道出洞施工引用如下表所示的技术标准、规。
表1-1技术规、标准汇总表
序号
标准编号
名称
1
TZ204-2008
铁路隧道工程施工技术指南
2
TB10401.1—2003
铁路工程施工安全技术规程（上册）
3
TB10401.2—2003
铁路工程施工安全技术规程（下册）
4
TB10417-2003
铁路隧道工程施工质量验收标准
5
铁建设[2008]105号
铁路隧道超前地质预报技术指南
6
TB10121-2007
铁路隧道监控量测技术规程
7
铁建设（2010）120号
关于进一步明确软弱围岩与不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知
二、工程概况
2.1工程概况
班果隧道位于新康～元谋西站区间，隧道出口邻近普登河双线特大桥，双线隧道，左右线线间距为4.2～4.252m，设计为12‰的单面下坡，全隧除DK687+921.454～DK687+995段73.546m（左线）位于半径R-3500m的右偏曲线上外，其余地段均为直线。
隧道进口里程DK687+567，里程DK687+995，全长428米，最大埋深约67米。
本隧道全长428米，其中Ⅲ级围岩20米，占4.7%，Ⅳ级围岩195米，占45.6%，Ⅴ级围岩213米，占49.7%。
本隧道从进口独头掘进，分为一个单位工程：
进口为一个单位工程。
隧道进出口均采用φ108洞口长管棚。
其中出口段管棚长度20m。
环形间距40cm,外插角1°～3°。
DK687+987~+995段结合地形，地质条件，设置长8m的双耳墙明洞衬砌。
洞口永久边仰坡采用喷砼植生防护，临时边仰坡采用喷锚网防护，喷C20砼，厚8cm；φ22砂浆锚杆，每根长3.5m，间距1.2m，梅花型布置，φ8钢筋网片，网格间距25*25cm。
三、出洞施工方案
3.1总体施工方案
班果隧道为隧道进口向出口单向掘进。
计划掌子面上台阶开挖至DK687+967处，根据掌子面设计围岩情况拟定以下出洞方案。
掌子面上台阶开挖至DK687+967（Ⅴ级围岩、抗震复合）处，施做一环φ108大管棚（壁厚8mm）超前支护，每根长20m，环向间距0.4m，里程段为DK687+967~+987，施作洞身管棚后继续开挖，采用三台阶法施工，全环型钢钢架I20b，DK687+967~+972钢架间距0.8m，DK687+972~987钢架间距0.5m。
3.2施工方案
3.2.1施工准备
（1）钻机工作平台开挖
根据钻机自身高度确定台阶的开挖高度，主要采用挖掘机开挖，人工风镐配合，挖机、装载机装碴、自卸汽车出碴。
（2）测量放线
复核线路中线、水平，依据线路中心线控制桩与高程控制点在掌子面面标识出隧道中心线与外拱顶标高，并根据洞身开挖轮廓线标出外拱弧，画出各管棚点位，控制好管棚外插角。
3.2.2开挖
根据设计图纸所示地质情况班果隧道出口坡面较陡，局部较坎，出口基岩裸露，植被一般，大面积荒坡。
砂土状强风化带岩芯，多为砂土状夹角砾状，<4-1>W3风化呈半岩半土状，厚度2~7m，<4-2>碎块状强风化带，节理发育，节理面多带锈色，岩芯多带呈碎块状，短柱状，岩块质较硬，端口颜色旧，厚度2~7m，<4>W2弱风化，质坚硬，为Ⅵ级坚石。
根据该段地质情况DK687+967~+987段采用机械配合人工开挖，局部弱爆破，挖掘机装渣，自卸车出渣。
在接近贯通8m时每循环打超前探孔以探明前方距明洞距离。
3.2.3初支
支护施工工序流程为：
开挖后初喷砼→系统支护（拱架、锚杆、钢筋网）施工→复喷砼至要求厚度。
①挖后与时对拱顶和边墙岩面进行初喷4厘米的C25砼。
②初支拱架采用I20型钢钢架，安装间距0.5m。
③拱顶和边墙网片挂设，采用φ8钢筋制作的20cm×20cm网片。
④拱顶和边墙系统锚杆施作，Ф22砂浆锚杆，L=3.5m，间距1.2m×1.0m布置。
⑤复喷23厘米的C25砼。
3.2.3.1喷射砼施工
①用高压风水冲洗受喷面，喷射作业分段、分片、分层，由下而上进行，有较大凹洼处，先喷射填平。
图1喷混凝土工艺框图
②喷嘴垂直于岩面，距受喷面0.8～1.2m，呈螺旋移动，风压0.3～0.5MPa。
液态速凝剂由自动计量在喷嘴处掺入。
③喷射混凝土时按照施工工艺段、分片，由下而上依次进行。
分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。
④喷混凝土料由混凝土拌和站生产。
运输至掌子面，机械手喷混凝土。
3.2.3.2拱架施工
①制作：
I20b型钢拱架采用型钢弯曲机进行预弯，角钢、钢板、槽钢，焊接而成。
制作时严格按施工图纸进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢靠，加工后必须进行试拼检查，严禁不合格品进场。
图2钢拱架施工工艺框图
②安装：
拱架按设计要求安装，安装尺寸允许偏差：
横向和高程为±5cm，垂直度±2°。
拱架的下端设在稳固的地层上，高度低于开挖底线以下15～20cm。
拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块。
每榀拱架安装后利用4根长4.5m的Ф42锁脚锚管定位。
超挖较大时,拱背喷填同级混凝土,以使支护与围岩密贴,控制其变形的进一步发展。
两排钢架间用连接钢筋纵向连接牢固，以便形成整体受力结构。
3.2.3.3砂浆锚杆施工
砂浆锚杆采用风钻钻锚杆孔，锚杆钻孔利用台架施钻，按照1.2m×1.0m排距，尽可能垂直结构面打入，高压风吹孔。
用注浆泵将孔注满早强砂浆，再用风枪将锚杆送入孔，使杆体位于孔位中央，然后安装垫板，垫板必须用螺帽紧固在岩面上，增强锚杆与喷砼的综合支护作用。
砂浆锚杆施工工艺框图见图3。
图3砂浆锚杆施工工艺流程图
3.2.3.4、钢筋网铺设
钢筋须经试验合格，使用前必须除锈，在洞外分片制作，制作尺寸为1.0×1.4m一，网格间距为20cm×20cm，安装时搭接长度不小于一个网格。
人工铺设贴近岩面，与锚杆点焊焊接牢固。
在靠近岩面一侧，确保整体结构受力平衡。
喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和控制风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。
3.3.洞身管棚施工方法
洞身长管棚施工主要工序有施工准备、搭钻孔平台、安装钻机、钻孔、安装管棚钢管、清孔、注浆等。
3.3.1洞身管棚施工工艺流程图
3.3.1.1、施工准备
钢花管制作:
钢花管由无缝钢管上钻注浆孔制成，孔径10～16mm，孔间距15cm，呈梅花型布置，尾部留不钻孔的止浆段150cm。
3.3.1.2、钻机就位
⑴钻机平台可用钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，平台支撑要落在坚固的基础上，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。
⑵钻机定位：
钻机施钻前应先定出钻空位置，必须精确核定钻机位置。
用全站仪测量定位，反复调整，确保钻机定位准确。
3.3.1.3、钻孔
⑴钻孔由低孔位向高孔位按顺序进行，为了能顺利安装管棚钢管，宜选用直径大于管棚钢管10～15mm的钻头。
施工中先打设钢花管并注浆，然后打设钢管。
以便检查钢花管的注浆质量。
⑵钻孔开始时选用低档，待成孔1.0m后适当加压。
⑶钻孔过程始终注意钻杆角度变化，保证钻机不移位。
每钻进5m用仪器复核钻孔角度是否正确，以确保钻孔方向。
⑷钻机施工过程要经常用测斜仪测定位置，根据钻机工作时间、状态与时判断成孔质量，与时处理钻机施工过程中出现的坍孔、卡钻事故。
⑸钻机施工过程中确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
随时对转机的动力器、扶正器、合金钻头进行检查。
⑹认真作好钻进过程原始记录，对每一个孔要记录转孔时间、成孔时间，与时对孔口岩屑进行地质判断、描述，以此作为洞身开挖的超前地质预报。
3.3.1.4、清孔验孔
⑴用钻杆配合钻头进行来回扫孔，清除浮渣至孔底，确保孔深、孔径符合要求，防止堵孔。
⑵用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
⑶用仪器对孔深、倾角、外插角进行检查。
3.3.1.5、安装管棚钢管
⑴洞身管棚应配合钢架使用，将管棚有效的固定在钢架上，固定时要控制好管棚的外插角。
⑵每节钢管两端均预加工成外丝扣，采用φ114mm×6mm热轧无缝钢管车丝扣连接，连接钢管长度为30cm。
⑶管棚顶进采用机械（如挖机）和人工相结合的工艺，利用挖机的冲击力和推力低速顶进钢管。
⑷接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。
同一截面的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开一米。
3.3.1.6、注浆前清孔
用高压风从孔底向孔口再次清理钻渣。
3.3.1.7、注浆
注浆前应先进行注浆现场试验，注浆采用水泥浆液：
水灰比1:
1（重量比），根据实际情况可调整注浆差数，取得管棚注浆施工经验。
注浆采用用两台注浆机分段由最低孔位向最高孔位进行，注浆压力由小到大缓慢升高。
初压0.5～1.0Mpa，终压2.0Mpa，持压15min后停止注浆。
注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，仍未达到压力要求，调整浆液继续注浆，至符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均被浆液充填，方可终止注浆。
注浆结束后与时清除管浆液并用M7.5水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。
钢花管大样图
大管棚钢管连接接头示意图
3.3.1.8小导管搭接
DK687+967~987处拱顶设一环φ108大管棚壁厚8mm超前支护，每根长20m，DK687+982~987处拱顶设小导管φ42，长3米，纵向间距1.6m，环向间距0.4m。
3.4.出口段明洞施工
3.4.1施工程序
施工准备→测量放线→截水天沟的施做→边仰坡开挖→边仰坡支护→洞门超前支护→洞身开挖→施做洞门系。
3.4.2工艺流程图
洞口施工工艺流程图
3.4.3、施工工艺要求
3.4.3.1测量放样
根据复测导线与高程成果，结合现场地形实际情况，放出洞顶截水沟与边仰坡开挖线。
3.4.3.2、截水天沟的施作
洞顶截水沟位置结合现场实际情况布设，采用人工开挖，自低处向高处分段开挖，并根据现场实际情况进行分段，分段长度应根据天沟坡度确定，一般情况下为15～20m。
必须在边仰坡施工前完成，确保坡面稳定。
3.4.3.3、边坡开挖
（1）根据测量放线的位置采取正确的开挖方法。
（2）洞口边仰坡开挖，对于边坡厚度较大的地方采用机械辅助开挖、人工修坡的方式进行。
开挖自上而下进行，分层开挖，并每层检查坡度。
挖掘机开挖后预留20～30cm进行人工修坡，清除虚土。
对于边坡土层较硬的围岩采用人工手持风镐进行凿除。
3.4.3.4、边仰坡支护
洞口永久边仰坡采用喷砼植生防护，临时边仰坡采用喷锚网防护，喷C20砼，厚8cm；φ22砂浆锚杆，每根长3.5m，间距1.2m，梅花型布置，φ8钢筋网片，网格间距25*25cm。
3.4.3.4、洞门系
洞门系结构采用衬砌台车作为底模、泵送灌注施工。
为保证防水质量。
混凝土应一次灌注成型。
施工前严格检查、检修搅拌站、混凝土输送车、混凝土输送泵等施工主要设备，避免灌注中发生事故。
四、出洞施工进度安排
进度安排表
工序名称
开始日期
结束日期
施工天数（天）
DK687+967～987开挖支护
2014.12.20
2015.1.10
20
大管棚
2014.12.15
2014.12.20
5
DK687+987～995开挖支护
2015.1.11
2015.1.15
5
边仰坡开挖支护
2015.1.16
2015.1.25
10
五、监控量测
5.1洞监测
围岩与支护状态观察：
采用观测的方法，对围岩的岩性、岩质、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落、掉块现象、有无漏水等；初期支护状态包括喷层时候产生裂缝、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈等。
观察分析，一一进行描述、记录，以此作为支护参数选择的参考与量测等级选择的依据。
拱顶下沉、周边位移与收敛量测应布置在同一断面，断面间距Ⅳ级围岩不得大于10m、Ⅴ级围岩不得大于5m。
拱顶下沉量测测点布置在拱顶。
周边位移量测以初期支护上个点的绝对位移为主，同时增加水平与斜向收敛量测，以便校核水平位移结果。
拱顶下沉、周边位移与收敛量测在开挖后尽早进行，拱顶下沉、收敛量测起始读数宜在12h取得，其它量测读数在开挖24h且在下一循环开挖前读取。
测点应牢固可靠，易于识别，并注意保护，严防爆破损坏。
5.2地表监测
洞口段覆盖层薄，开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测。
地表浅埋段设置地表观测点，观测点与洞量测点尽量布置在同一断面上，以便反映量测数据的关联性，地表量测断面间距为5m，每个量测断面上测点间距为2m，每日量测2次
每日对观测数据进行统计分析，特别是洞口围的洞外监测数据，要进行综合分析，通过分析成果与时反映围岩下沉、收敛动态，正确指导施工，与时调整支护参数。
六、贯通测量
6.1隧道贯通误差
隧道贯通后，经贯通测量所得到的实际贯通误差，包括平面上的纵、横向贯通误差和方位角贯通误差以与高程上的贯通误差。
这些资料不仅是隧道调整线地段确定施工中线的依据同时积累和研究不同测量技术条件下的贯通资料，对贯通理论与计算方法验证，确定贯通限差、改进测量设计以与为测量规的修订都是极宝贵的。
6.2隧道贯通误差估算
根据《铁路工程测量规TB10101-2009》中的规定，隧道相邻两开挖洞口间高程路线长度小于5000米，一般主要针对横向贯通误差。
规规定：
隧道相向开挖长度小于4km，地面导线对横向中误差的影响要求小于30mm，洞导线对横向中误差的影响要求小于40mm。
寨下隧道贯通误差的估算，主要就地面、洞导线对横向中误差的影响作估算。
使用的测量仪器：
采用徕卡TCR1201全站仪，测角精度1″，测距精度1+1.5ppm。
（1）地面控制导线对横向中误差的影响
地面导线对横向贯通误差的影响为My，横向中误差的估算公式如下：
My=±√（myβ2+myl2）
myβ=±（mβ/ρ）*√（∑Rx2）
myl=±（ml/l）*√（∑dy2）
My三角锁测量误差影响所产生在贯通面上的横向中误差。
myβ由于测角误差影响所产生在贯通面上的横向中误差。
myl由于测边误差影响所产生在贯通面上的横向中误差。
根据规和现使用的测量仪器，公式中mβ和ml取值仪器标称精度（mβ=1″，ml=1.5mm），l=200m（四等导线平均边长）。
（2）隧道导线对横向中误差的影响
洞导线对横向中误的影响为My′，横向中误差的估算公式如下：
My′=±√（myβ2+myl2）
myβ=±（mβ/ρ）*√（∑Rx2）
myl=±（ml/l）*√（∑dy2）
根据规和现使用的测量仪器，公式中mβ和ml取值仪器标称精度（mβ=2″，ml=2mm），l=100m（洞导线平均边长）。
6.3贯通误差测定方法
（1）纵、横向贯通误差
我们在隧道主要采用导线法进行贯通误差的测定。
在实际贯通点附近任选一点作为测量的贯通点，分别由隧道的进出口端的导线测出它的坐标，由进口端测得的为X进、Y进，由出口测得的为X出、Y出，由此算得实际贯通误差（线量）为：
F=√（（Y出-Y进）^2+（X出-X进）^2）
如果是直线隧道统筹选定中线方向为x轴时，横向的贯通误差就为：
（Y出-Y进）；纵向贯通误差为：
（X出-X进）。
如果是曲线隧道，贯通面方向与实际贯通误差（线量）间有一夹角a，平面上的贯通误差的两个分量为：
横向贯通误差：
F*cosa
纵向贯通误差：
F*sina
a角按下式计算：
a=artan（（Y出-Y进）/（X出-X进））-E
式中，E是贯通面方向的方位角，可根据贯通点在曲线上的位置算得，至于取方位角的正、反方向值由贯通误差（线量）所在象限而定。
方位角贯通误差：
用贯通导线将两端洞导线联通后，对于同一方位边由两端算得的方位角之差即为方位角贯通误差。
该误差是洞外和洞测角误差的总影响，隧道贯通后若再考虑洞外角度误差分配已经没有实际意义，洞以衬砌地段的导线角也不宜再调整，顾与到方位角贯通误差一般不大，通常在几秒至一二十秒的围，故方位角贯通误差可忽略不计。
（2）高程贯通误差
由进、出口端的洞高程点，分别进测至贯通点附近的高程点H，得到H点的两个高程H进和H出，两点的高程差（H出-H进）=f，即为高程贯通误差。
七、质量保证措施
1、施工前对要使用的测量控制点进行复测，确认无误后方可进行施工测量放样。
2、进场材料必须经过检验合格后方可使用，严禁含泥量或含粉尘量过高的河砂、米石进入工程主体。
3、喷射混凝土在搅拌站集中生产，采用自动计量系统，确保施工配合比准确。
4、喷锚支护做到喷料随拌随用，时间不超过规定。
喷射前清理岩面。
厚度较大时分层喷射。
严格掌握水压、风压和喷射距离，作到厚度符合设计和安全要求，表面平顺。
5、严格按照设计、技术交底所规定的参数进行支护，钢架施工时作到加工正确，间距、倾斜度和垂直度符合要求，钢架的底脚落在原状地层；接头板密贴，上齐连接螺栓。
对锚杆的方向、数量和深度进行严格控制。
八、安全保证措施
1、支护工作平台搭设必须牢固可靠。
电路由专职电工检查和维修。
2、特殊工种必须持有特种作业证书，并经过培训后才能上岗。
3、爆破开挖必须严格控制爆破飞石对周围既有建筑物的影响。
4、高处作业人员所使用的工具应随手装入工具袋，上下传递料具时，禁止抛掷，大型工具要放在稳妥的地方，所用的材料要堆放平整、稳固，防止掉落伤人。
注浆时应时刻注意注浆压力，防止注浆压力过大，注浆管爆裂伤人。
九、环境保护、文明施工措施
9.1施工环保、水土保持方案
1、建立与质量安全保证体系并行的环境保护保证体系，配备相应的环保设施和技术力量，与当地政府和环保部门联合协作，全面控制施工污染,减少污水、空气粉尘与噪音污染，严格控制水土流失，达到国家环保标准。
2、施工方案同时要具备环保防措施，以保护现场环境，避免由于施工方法不当引起对环境的污染和破坏。
强化环保宣传和思想教育工作，使环保意识全面深入人心，真正认识到环保的重要作用。
把环保作为文明施工的首要工作来抓，抓措施、抓设施、抓落实，制定施工现场环境保护的目标责任书，定岗定责，责任到人。
9.2环保、水土保持措施
1、生态环境的保护措施
①施工前组织对全体干部职工进行生态资源环境保护知识学习，增强环保意识，保证环保工程质量，采取有效措施，使施工过程对生态环境的损害程度降到最低。
②永久性用地围裸露地表用植被覆盖。
工程完工后，拆除一切临时用地围的临时设施和临时生活设施，搞好租用地复耕，绿化原有场地，恢复自然原貌。
退场时的场地清理，达到地方政府、群众与相关其他单位的满意，并取得有效的证明文件。
③做好生产、生活区的卫生工作，保持工地清洁，定时打扫，垃圾定点存放，定期运到环保部门指定的位置。
定点投药，防止蚊蝇鼠虫滋生，传播疾病。
2、水环保措施
①为了保护环境和洞外水源不受污染，在洞口设污水处理系统，采用隔油沉淀池、气浮设备和二级生化处理设施对施工废水进行处理。
设专人值班管理，对沉淀池打捞浮油，以与对隧道污水进行处理，直到符合国家规定标准再排放。
②生活、生产区设污水处理系统，生活、生产污水经严格净化处理并经检验，符合国家环保标准后，再排出。
③控制施工注浆使用的水泥浆等材料的泄漏，并对进入隧道排水系统中的注浆废液做净化达标处理，避免浆液污染洞外居民的生活、生产用水。
④靠近生活水源的施工场地用沟壕或堤坝与之隔开，避免水源污染。
⑤施工期间生产场地和生活区修建必要的临时排水渠道，经废水池处理后，与永久性排水设施相接，不至引起淤积冲刷。
⑥施工区域、砂石料场在施工期间和完工后，妥善处理、以减少对河溪流的侵蚀，防止沉碴进入河流或小溪。
3、大气污染与粉尘、噪音污染防治
①对施工现场和运输便道等易产生粉尘的地段定时进行洒水降尘，勤洗施工机械车辆，使产生的粉尘危害减至最小程度。
②对施工人员发放口罩劳保用品，并定期进行体检。
③对易松散和易飞扬的各种建筑材料用彩条布、蓬布等严密覆盖，并放于居住区的下风处。
④加强施工机械设备的维护保养，减少噪声污染。
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