1#斜井进正洞施工方案.docx
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1#斜井进正洞施工方案
新建太兴铁路静兴段TXJX-2标
二青山隧道1#斜井喇叭口施工方案
编制：
审核：
批准：
中铁二十二局集团有限公司
太兴铁路静兴段工程项目部
2011年12月
一
一、编制依据
（1）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-2010；
（2）《二青山隧道施工图设计》第一、第二、第三册；
（3）《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）；
（4）《高速铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）；
（5）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010；
（6）二青山隧道实施性施工组织设计；
（7）1#斜井超前地质预报资料；
（8）其它相关依据。
二、工程概况
二青山隧道穿越吕梁山山脉北段，属中山区，进口位于岚县境内，出口位于兴县境内。
隧道进口里程DK132＋295，出口里程DK148＋146，隧道全长15.851km，属单线特长隧道，也是本项目控制工期的工程。
隧道中部最大埋深600m左右，出口端埋深较浅，约25～60m。
隧道区进口段（岚县端）为山间黄土盆地，洞身段及出口段为褶皱断裂中山区，“V”、“U”字形沟谷发育。
隧道穿越地层除进、出口浅埋段为第四系黄土层外，其余均为太古界、元古界的变质岩地层。
隧道进口17.47m直线段后接半径R=1200m的曲线，曲线长度为1119.47m，中部为直线，至DK146＋825.91接一半径R＝2000m的曲线，曲线长899.44m，洞身线路纵坡为单面坡，自进口至出口依次为4‰/1205m、5‰/13250m和3‰/1396m的下坡。
二青山隧道设置4座斜井，其中1#斜井长835米，综合坡度为7.9%的下坡，1#斜井位于线路方向正洞左侧，斜井中线与正洞线路中线交接里程为DK134+800，平面交角为40°。
斜井与隧道采用斜交单联式，无轨运输，单车道+错车道断面形式，单车道净空断面510cm（宽）×580cm（高），错车道净空断面760cm（宽）×588cm（高），错车道每250～300米设置一处。
1#斜井与正洞相交加强段采用模筑砼衬砌加强，支护类型采用辅助坑道ⅤB断面形式进行支护，长度设计为30m，初期支护采用I16工字钢钢架，锚喷支护。
根据设计剖面图显示，斜井与正洞交接段围岩为白色夹黑色斑状片麻岩、红色伟晶岩，黑色云母片岩等地层，岩石属硬岩，强风化，岩体破碎，地下水水位高，涌水量较大，容易坍塌。
正洞加强段采用二青山隧道Ⅴ型衬砌断面形式进行支护。
计划1#斜井承担正洞施工任务DK133+800～DK136+300，长度为2500m。
三、喇叭口施工方案
根据1#斜井设计剖面图，二青山隧道1#斜井喇叭口围岩级别为Ⅳ级围岩，喇叭口处为加强支护，保证施工安全，斜井喇叭口段30米及斜井与正洞交接正洞大小里程方向各15米范围内支护采用降低一级加强支护。
其中斜井喇叭口段K0+805~835采用《辅助坑道ⅤB型衬砌断面》形式支护，其参数为：
拱部边墙Φ22砂浆锚杆、L=3.5米，间距环向100cm×纵向100cm，梅花型布置；初支布置I16工字钢拱架支护，间距75cm/榀；φ8钢筋网片，间距20×20cm；C25喷射砼厚20cm；C25混凝土衬砌厚40cm。
喇叭口正洞段DK134+785~815采用《二青山隧道Ⅴ型衬砌断面》形式支护，其支护参数为：
拱部Φ25组合中空锚杆、L=3.0米，边墙Φ22砂浆锚杆、L=3.0米，间距环向100cm×纵向100cm，花型布置；格栅钢架，间距100cm/榀；环φ8、纵φ6钢筋网片，间距20×20cm；C25喷射砼厚20cm；C25防水混凝土衬砌厚35cm。
依据设计施工图地质剖面图显示，1#斜井喇叭口段围岩为白色夹黑色斑状片麻岩、红色伟晶岩，岩石属硬岩，强风化，岩体较破碎，围岩级别较低，围岩整体性差，自稳能力弱，地下水位高出洞身，涌水量较大，容易坍塌。
为了能满足施工机械作业、行驶净空，车辆通行安全、畅通，并保证斜井能快速、安全进入正洞及进入正洞后安全展开正洞方向大小里程施工，保证施工安全和进度。
二青山隧道1#斜井喇叭口施工拟采用以下施工方案（1#斜井喇叭口及初期支护拱架平面布置如下图），确保喇叭口施工安全。
1、喇叭口斜井段施工方案
1#斜井中线与正洞交接里程为K0+835，K0+805~K0+835为斜井井底加宽错车道，第一册设计施工图地质剖面图显示K0+805~K0+835段围岩为Ⅳ级围岩，施工时，围岩降低一个级别采用《二青山隧道辅助坑道ⅤB型衬砌断面图》（太兴施隧-02-73）进行支护，以确保斜井喇叭口的施工安全。
1#斜井施工至K0+800里程后，开始往左侧扩挖，过渡段设置为5米，开挖至K0+805进入斜井井底错车道正常加宽段，对于加宽段的施工，K0+805~K0+821段采用I16的工字钢钢架，间距为75cm/榀，φ8钢筋网片，间距为20×20cm，拱部和边墙采用φ22砂浆锚杆，长3.5m，每延米20根，喷射C25混凝土厚度为20cm。
K0+821.57里程采用变形拱架，变形拱架总数量为14榀，采用I16的工字钢钢架。
变形拱架右侧间距为0.5m/榀，左侧间距为1.2m/榀，φ8钢筋网片，间距为20×20cm，拱部和边墙采用φ22砂浆锚杆，长3.5m，每延米20根，喷射C25混凝土厚度为20cm。
喇叭口斜井段施工至斜井与正洞边墙交接处，支立最后一榀变形拱架，喷射砼初支完成后停止喇叭口掘进（见1#斜井喇叭口平面及初期支护变形拱架布置图）。
2、斜井进入正洞施工方案
斜井加宽段施工至正洞边墙交接处后，进入正洞施工，由于正洞拱顶与斜井拱顶相比高1.3米，且斜井喇叭口跨度大，喇叭口的围岩级别低，稳定性差，进入正洞施工采用以下施工方案施工。
根据现场实际情况，分两种方案进入正洞。
1）、方案一、喇叭口围岩与设计图上围岩级别相符合，围岩级别为Ⅳ级或者Ⅴ级的情况
沿斜井喇叭口斜井段开挖过程中围岩地质较差，该段围岩地质为IV级或者Ⅴ级时，喇叭口正洞加强段采用拱架支护加强初期支护，保证施工安全。
正洞按V型衬砌断面初支形式进行加强支护，其支护参数为：
拱部Φ25组合中空锚杆、L=3.0米，边墙Φ22砂浆锚杆、L=3.0米，间距100cm，梅花型布置；环向φ8、纵向φ6钢筋网片，间距20×20cm；格栅钢架，间距100cm；C25喷射砼厚20cm。
具体施工方案为：
a、施工至斜井与正洞边墙交接处时利用斜井小钻孔台车沿斜井喇叭口与正洞边墙相交处垂直于正洞中线方向上台阶开挖510cm宽小洞室，小洞室开挖时开挖拱顶应超出正洞开挖轮廓线22cm，采用I16门架式拱架，门架间距1.0米/榀，喷射C25混凝土厚22cm，施工中若围岩自稳能力可以，则喷射混凝土只喷射拱顶部分，若围岩自稳能力较差，则把门柱也喷上混凝土，每循环进尺控制在1m左右，防止进尺过大导致挑顶形成大超挖；
b、小洞室施工至正洞右侧边墙后，支立正洞上断面初期支护格栅拱架，格栅拱架沿门架下方支立，右侧落脚在正洞上断面上，左侧落脚于喇叭口斜井段最后一榀拱架上，施工锁脚锚杆、喷射C25混凝土。
c、拆除I16工字钢门架门柱，沿正洞正反向上台阶开挖支护。
d、正洞下台阶开挖支护，喇叭口成型。
具体施工步骤及图示见下表：
施工工序顺序
施工
顺序
示意图
说明
1
斜井喇叭口施工平面布置图，即先垂直开挖正洞B部分上台阶后再沿正反两个方向开挖正洞上台阶。
2
从斜井沿正洞中线垂直方向向上挑顶施工正洞B部分开挖，支立I16工字钢门架拱架支护，间距1.0米/榀。
3
正洞B部分上断面格栅拱架支立，施工锁脚锚杆，喷射混凝土等初期支护，拆除I16工字钢门架门柱。
4
沿正洞方向大小里程方向上台阶开挖支护。
5
沿正洞方向大小里程方向下台阶开挖支护。
2）、方案二、当喇叭口岩体很破碎，围岩很差的情况
当斜井进入正洞时，喇叭口围岩很差，岩体很破碎，围岩稳定很差，且围岩级别达到V级或V级以上围岩时，喇叭口开挖过程中采用预留核心土法开挖，加强正洞加强段初期支护，保证施工安全。
正洞按V型衬砌断面支护，初期支护参数为：
拱部Φ25组合中空锚杆、L=3.0米，边墙Φ22砂浆锚杆、L=3.0米，间距1.0米，梅花型布置；环向φ8、纵向φ6钢筋网片，间距20×20cm；格栅拱架，间距100cm；C25喷射砼厚20cm。
具体施工方案为：
a、施工至斜井与正洞边墙交接处时利用斜井小钻孔台车沿斜井喇叭口与正洞边墙相交处垂直于正洞方向开挖一个510cm宽，长度直到正洞的右侧边墙的小洞室，小洞室的顶部轮廓线超过正洞加强段开挖轮廓线22cm，采用I16门架式拱架，门架间距0.5米/榀，门架柱腿采用φ22钢筋连接，间距1米/根，顶部φ8钢筋网片，网格尺寸20×20cm，喷射C25混凝土进行支护，厚度为22cm，为施工安全门柱也喷上混凝土，每循环进尺控制在0.5m左右；
b、小洞室施工至正洞右侧边墙后，支立正洞初期支护格栅拱架，格栅拱架沿门架下方支立，右侧落脚在正洞上台阶上，左侧落脚于喇叭口斜井段最后一榀拱架之上，施工锁脚锚杆、喷射C25混凝土。
c、开挖上断面预留核心土，平整上断面，准备正洞上断面正、反向开挖；
d、切割掉门架柱腿的连接钢筋，拆除I16工字钢门架柱腿，临时加宽斜井小钻孔台车沿正洞正反向上台阶开挖支护。
e、正洞下台阶开挖支护，喇叭口成型。
具体施工步骤及图示见下表：
施工工序顺序
施工
顺序
示意图
说明
1
斜井喇叭口施工平面布置图，即采用预留核心土施工方法垂直开挖正洞B部分上台阶，开挖至正洞右侧边墙。
2
从斜井沿正洞中线垂直方向向上挑顶施工正洞B部分洞室开挖，支立I16工字钢门架拱架支护，间距0.5米/榀，此过程中完成挑顶工作，挑顶角度为22°。
3
当B部分洞室开挖到正洞右侧边墙时，停止开挖。
此时准备安装正洞的格栅拱架。
正洞B部分上断面格栅拱架支立，施工锁脚锚杆，喷射混凝土等初期支护，拆除I16工字钢门架门柱。
4
沿正洞方向大小里程方向上台阶开挖支护。
5
沿正洞方向大小里程方向下台阶开挖支护。
3、二衬台车组装方案
受斜井断面尺寸影响，正洞二衬台车组装采用在正洞内在进行拼装，正洞往出口方向开挖至DK134+850拱腰至拱顶以上部位加大50cm开挖支护，拱腰以下至拱脚部位采用直墙式开挖支护，开挖段落长15米即DK134+850～865段（其中12米正常段，两头各1.5米过渡段）如下图所示。
正洞出口下断面掘进至DK134+865，全断面形成后，利用扩挖段DK134+850～865组装二衬防水板架子车和拼装二衬衬砌台车。
二衬衬砌台车拼装采用电葫芦或滑轮组提升模板，开挖时在同一断面两侧起拱线位置设置每组3～5根长5米组合砂浆锚杆，锚杆锚固牢固，锚杆头做成弯钩状，挂住滑轮组，锚杆组设置两个断面，间距与二衬台车模板宽度一致。
四、人员、机械配置
1、管理人员配置：
队长1名，技术负责人1名，值班3名，技术员1名，测工2名，安全员1名，质检员1名（实行轮流值班制）。
2、作业人员配置：
斜井施工：
开挖班21人；初支班20人；综合班27人，共计68人。
正洞施工：
开挖班74人；初支班38人；综合班28人，共计140人。
3、主要施工机械配置：
斜井施工：
挖掘机1台，装载机1台，湿喷机3台，压浆机1台，钢架弯制机1台、YT28风钻16台、空压机3台等。
正洞施工：
挖掘机1台，柳工C50装载机2台，湿喷机4台，压浆机2台，钢架弯制机1台、YT28风钻28台、空压机5台等、开挖台车2台、防水板台车2台、二衬台车2台。
五、注意事项
1、喇叭口施工加强围岩量测，隧道开挖时，加强对洞顶位置的地表进行沉降观测。
在斜井进入正洞挑顶前，预埋沉降观测点，每天观测1~2次，并及时将观测数据整理汇总，作为下一步工作的依据。
2、交叉口范围正洞为Ⅳ级围岩段，采用Ⅴ级支护形式进行加强支护。
3、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。
4、在隧道内设置交通信号标志，在交叉口处设置凸透镜，车辆在进入弯道时必须鸣笛，并指定专人进行行车指挥。
5、转换段起点位于最低处，考虑该地段的排水；正洞开挖到位后，在交叉口往斜井内不小于10米处设置水仓，正洞内设置临时积水井，往斜井水仓抽排水，在由斜井水仓逐级排出洞外。
制定防排水应急预案，排水供电系统必须设置双路供电系统；
6、正洞时先施工上台阶往大里程方向不少于15m，然后反向小里程方向施工上台阶不小于15米，再进行下台阶开挖；
7、交叉口正洞反向开挖应按短进尺、
8、斜井与正洞交叉处，浇筑斜井底板时，必须预留沟槽，以拦截、引排斜井流水并作为高压风水管过路通道。
弱爆破、强支护、勤量测的原则组织施工。
六、安全、质量措施
1、安全措施
（1）斜井进入正洞施工期间实行作业队领导轮流值班制，对作业过程及安全操作进行全面监控与指挥。
（2）加强对围岩的变形量测，随时掌控围岩收敛情况，及时做好应对措施和围岩的加强支护。
（3）严格执行火工品管理措施，进行爆破作业时必须遵守爆破安全操作规程。
（4）临时及辅助工程按相应的国家有关标准、规范要求施工。
（5）临时供电及照明线路满足《电力施工技术安全规则》要求，电线接头牢固，电力安全工具定期检查。
（6）出渣车辆需要专人指挥。
2、质量措施
（1）严格按照方案技术交底进行斜井交叉口型钢加工，钢架间纵向采用Φ22钢筋连接，连接钢筋环向设置间距1.0m，喷射砼至设计厚度，确保支护质量。
（2）加密设置交叉口段正洞初期支护中控锚杆，以及边墙系统锚杆。
喷射砼至设计厚度，确保支护质量。
七、应急预案
1、坍塌
进入隧道处的围岩Ⅳ级，结构稳定较差，三叉口处开挖面大，应力复杂，存在坍塌危险，如出现坍塌的情况，首先判明坍塌或倾覆的程度，判断是否存在再次垮塌的可能，及时在坍塌位置进行支护，了解人员伤亡情况，确定无再次垮塌的可能后，救助小组方可进入现场将伤者救出，将其转移至安全地带交由医护组进行救治；
2、高处坠落
隧道开挖后或以挑顶开挖时，存在高处坠落的危险，当坠落事故发生时，在场人员应立即用洞内电话向现场负责人报告，并在离事故现场一定距离处设置警戒线，阻止无关人员靠近，并保护好现场，将伤者转移至安全地带，由专业医护人员对伤员进行简单救治后，尽快将其送往岚县人民医院或就近医院救治。
伤员救助完毕后，安全领导小组成立事故调查组，对事故进行调查、分析，查明原因后处理，同时应尽早现场防护措施的安全状态，必要时重新加固。
3、机械伤害
施工时存在机械伤害的危险，钻机钻进时存在钻杆断裂伤人、存在高压风泄露伤人、汽车意外伤人等。
如发生机械伤害的情况，在场人员应立即口头或用电话向现场负责人报告，并在离事故现场一定距离处设置警戒线，阻止无关人员靠近，并保护好现场，将伤者转移至安全地带，由专业医护人员对伤员进行简单救治后，尽快将其送往岚县人民医院或就近医院救治。
伤员救助完毕后，安全领导小组成立事故调查组，对事故进行调查、分析，查明原因后处理。
（4）突泥、涌水
二青山隧道靠近两条河流，地下水发达，有涌水风险。
首先采取超前控孔，降低水压势头，预防突泥、涌水，如在雨季斜井出现涌水、并带来突泥时，人员穿救生服，沿救生绳，撤出斜井安全地带，待涌水势头失放后，采用大型抽水机抽水，然后装载机装泥、自卸汽车运出然后在涌水口注浆加固。
将伤者转移至安全地带，由专业医护人员对伤员进行简单救治后，尽快将其送往岚县人民医院或就近医院救治。
伤员救助完毕后，安全领导小组成立事故调查组，对事故进行调查、分析，查明原因后处理。
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