既有線隧道施工進洞安全施工方案

1、新汪家山隧道出口進洞安全施工方案（DK9+028-DK10+350）該隧道進洞施工方案的編制著重于隧道洞口的邊仰坡安全防護措施到位，制定切實可行的施工安全技術方案，堅決貫徹“安全第一，預防為主”的方針。一、工程概況新汪家山隧道位于湖南省石門縣夾山境內，里程：DK9+028DK10+350,中心里程DK9+689，全長1322m。隧道相對既有汪家山隧道左側繞行，距離既有隧道最近距離約為42m,最遠距離約為214m，為新建雙線隧道。新汪家山隧道穿越地形起伏較大，最大埋深約210米。出口位于石門縣夾山寺村，隧道穿越的山體巖石強度變化較大，出口段夾有強度較差的炭質頁巖等巖層，上體呈現(xiàn)中間陡峭、兩側坡下

2、較緩現(xiàn)象，且中部石英砂巖結構面產(chǎn)狀陡立，經(jīng)剝蝕脫落堆積于坡下，形成不同厚度的堆積體。厚度達到28.7m，分布范圍為DK9+925-DK10+340段，成分比較復雜，上部為砂巖塊石夾土，下部為角礫土，角礫土成分為強風化泥灰?guī)r、頁巖等。根據(jù)調查分析該堆積體目前處于穩(wěn)定狀態(tài)。隧道開挖頂面處于堆積體或堆積體與圍巖交界面上，堆積體比較松散，隧道開挖后容易出現(xiàn)塌頂、突水、實泥等現(xiàn)象。隧道DK9+920-DK10+350段主要巖性為灰?guī)r，受構造作用影響，灰?guī)r比較破碎，灰?guī)r的巖溶較為發(fā)育，巖溶主要以溶蝕裂隙、溶洞等形式發(fā)育，并發(fā)育有串珠狀的溶洞。隧道開挖容易引起突水、實泥、地表塌陷、環(huán)境水文地質地質問題等多種

3、地質災害。新汪家山隧道在開挖后應做好地質超前預報以及其他防范措施。二、安全施工方案1、考慮洞口圍巖破碎、松散、自穩(wěn)性極差，經(jīng)現(xiàn)場勘察決定在線路正上方埋深小于30米、寬度23米范圍內垂直鉆孔進行山體注漿，固結山體?？椎拙嚯x隧道開挖輪廓線1m1.5m，注漿管采用89無縫鋼花管，鋼管開孔間距為50cm，交錯布置。注漿鉆孔間距為150cm×200cm呈梅花形布置。埋深大于30米堆積體采用超前小導管注漿加固，超前小導管每根長3.5m，布置于拱部，間距50cm，搭接長度不小于1m。注漿漿液采用水泥漿，水泥漿水灰比1：1，注漿壓力：初壓0.5MPa，終壓1.0 MPa。洞口平面布置圖詳見附圖一。2

4、、邊仰坡放樣，其中套拱以上開挖坡度為1:1.25，套拱以下開挖坡度為10:1/1：0.25，詳見補充橫斷面圖二。3、在洞口范圍內測量放樣邊坡控制樁，按照設計坡比人工配合挖掘機分層分段開挖，及時進行邊仰坡防護。隨開挖隨防護。施工中盡量少刷邊仰坡，盡量減少對原有植被的破壞和對洞口的擾動。整個開挖面用噴射混凝土封閉，開挖范圍確保無積水、排水系統(tǒng)通暢。隧道出口邊仰坡采用噴錨掛網(wǎng)防護，錨桿采用22砂漿錨桿，L-4m，間距1.5×1.5m，梅花形布置；噴射混凝土采用10cm厚C20網(wǎng)噴混凝土，6鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格25×25cm。4、由于洞口地勢較低，防止雨水及山體水倒灌隧道，在隧道出口右側設

5、置一積水沉淀池，池頂標高隨隧道開挖標高降低而降低，最后低于仰拱填充面，尺寸為3m×4m×1m。截水天溝采用橫向截水溝，截水天溝右側直接順接至原有排水溝，將水引排至既有鐵路排水溝。截水天溝左側順接至新建排水溝（寬1m×0.8m），新建排水溝橫向連接到沉淀池，沉淀池內積水采用水泵抽派至原有排水溝，將水引排至既有鐵路排水溝，以保證洞內積水順利排出。待路基開挖后沿路基排水溝順排。洞口前有一處水塘，施工前先采用水泵將水抽排到原有排水溝，再將水引排既有線路截水溝內，并做好水塘截水措施。邊仰坡避免雨季施工，施工前施作邊仰坡截水溝，使仰坡不受沖刷，防止水滲入滑坡體引起溜塌，洞頂截

6、水溝中線距邊仰坡開挖線邊沿不小于5米。詳見附圖三。5、仰坡施工前布設地表下沉量測控制點，進行地表滑坡監(jiān)測。6、隧道出口為一大型堆積體，施工過程中，應控制爆破，防止地表坡面上發(fā)生滑坡、溜塌。由于存在淺埋和偏壓，在進洞前，先于拱部布設一環(huán)超前長管棚，長管棚采用108無縫鋼管，一環(huán)共34根，長度根據(jù)入巖3-5m后適當調整。管棚外露部分設1m導向墻，厚1m，內設鋼拱架3環(huán)，采用I18型工字鋼，間距為0.5m，其拱腳落于隧底。導向墻里程為DK10+346.5DK10+347.5，其截面尺寸1.0m×1.0m。底模采用滿鋪2cm厚木板，端模及外模采用木模，澆注C20混凝土。詳見附圖四。導向墻混凝

7、土澆筑七天后，施做長管棚。采用管棚機鉆孔成孔后，頂進108mm管棚鋼管。設計圖上奇數(shù)號者采用鋼花管,偶數(shù)號者采用鋼管,施工時先打設鋼花管并注漿,然后打設鋼管,以便檢查鋼花管的注漿質量。其施工參數(shù)：（1）、鋼管布設在圓心角為120°的隧道拱部； （2）、鋼管環(huán)向間距為40 cm，共34根；（3）、傾角：仰角5°； （4）、鋼管施工誤差：徑向不大于20 cm，相鄰鋼管之間環(huán)向不大于10cm。 （5）、管棚長度根據(jù)入巖3-5m后調整（以2米套拱小里程算起），108無縫銅管長管棚，壁厚6 mm，節(jié)長4 m6 m；（6）、孔口管（導向管）為無縫鋼管140 mm，壁厚6 mm，節(jié)長1.

8、8 m。三、大管棚施工工序管棚施工主要工序有開挖支護邊坡、仰坡；施作套拱；搭鉆孔平臺、安裝鉆機；鉆孔；清孔、驗孔；安裝管棚鋼管；注漿。1、混凝土套拱作為長管棚的導向墻，套拱內埋設4榀工字鋼支撐，工字鋼落地至仰拱，若基底松軟不穩(wěn)，澆筑砼加固。工字型鋼與管棚孔口導向管焊成整體。2、孔口管作為管棚的導向管，它安設的平面位置、傾角、外插角的準確度直接影響管棚的質量。用全站儀以坐標法在工字鋼架上定出其平面位置；用水準尺配合坡度板設定孔口管的傾角；用前后差距法設定孔口管的外插角?？卓诠軕喂毯附釉诠ぷ咒撋希乐?jié)仓炷習r產(chǎn)生位移。3、搭鉆孔平臺安裝鉆機鉆機平臺可用枕木或鋼管腳手架搭設，搭設平臺應一次性搭

9、好，鉆孔由兩臺鉆機由高孔位向低孔位對稱進行，可縮短移動鉆機與搭設平臺時間，便于鉆機定位。 平臺支撐要著實地，連接要牢固、穩(wěn)定。防止在施鉆時鉆機產(chǎn)生不均勻下沉、擺 動、位移等影響鉆孔質量。 定位：鉆機要求與已設定好的孔口管方向平行，必須精確核定鉆機位置。用經(jīng)緯儀、掛線、鉆桿導向相結合的方法，反復調整，確保鉆機鉆桿軸線與孔口管軸線相吻合。4、鉆孔(1)為了便于安裝鋼管，鉆頭直徑采用 120 mm。(2)巖質較好的可以一次成孔；鉆進時產(chǎn)生坍孔、卡鉆，需補注漿后再鉆進。 (3)鉆機開鉆時，可低速低壓，待成孔10 m后可根據(jù)地質情況逐漸調整鉆速及風壓。 (4)鉆進過程中經(jīng)常用測斜儀測定其位置，并根據(jù)鉆機

10、鉆進的現(xiàn)象及時判斷成孔質量，并及時處理鉆進過程中出現(xiàn)的事故。 (5)鉆進過程中確保動力器，扶正器、合金鉆頭按同心圓鉆進。 (6)認真作好鉆進過程的原始記錄，及時對孔口巖屑進行地質判斷、描述。作為開挖洞身的地質預探預報，作為指導洞身開挖的依據(jù)。5、清孔驗孔(1)用地質巖芯鉆桿配合鉆頭(110 mm)進行來回掃孔，清除浮渣至孔底，確?？讖?、孔深符合要求、防止堵孔。(2)用高壓氣流從孔底向孔口清理鉆渣。(3)用經(jīng)緯儀、測斜儀等檢測孔深，傾角，外插角。6、安裝管棚鋼管(1)鋼管應在專用的管床上加工好絲扣，棚管四周鉆10-16mm出漿孔；管頭焊成圓錐形，便于入孔。(2)棚管頂進采用大孔引導和棚管機鉆進相

11、結合的工藝，即先鉆大于棚管直徑的引導孔(120 mm)，然后利用鉆機的沖擊力和推力低速頂進鋼管。 (3)接長鋼管應滿足受力要求，相鄰鋼管的接頭應前后錯開。同一橫斷面內的接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管接頭至少錯開1 m。7、注漿 (1)安裝好鋼花管后即對孔內注漿。(2)注漿參數(shù)：水泥漿水灰比11。 (3)采用KBY50/70液壓注漿機注漿。初壓0.5 MPa1.0 MPa，終壓2 MPa，持壓15 min后停止注漿。注漿量一般為鉆孔圓柱體的1.5倍，若注漿量超限，未達到壓力要求，應調整漿液濃度繼續(xù)注漿，直至符合注漿質量標準，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙均為漿液充填，方可終止注漿。 (4)注漿結束

12、后及時清除管內漿液，并用M30水泥砂漿充填，增強管棚的剛度和強度。 8、質量控制 (1)鉆孔前，精確測定孔的平面位置、傾角、外插角。并對每個孔進行編號。 (2)鉆孔仰角的確定應視鉆孔深度及鉆桿強度而定，一般控制在1°1.5°，鉆機最大下沉量及左右偏移量為鋼管長度的1%左右，并控制在10 cm15 cm。 (3)嚴格控制鉆孔平面位置，管棚不得侵入隧道開挖線內，相鄰的鋼管不得相撞和交叉。 (4)經(jīng)常量測孔的斜度，發(fā)現(xiàn)誤差超限及時糾正，至終孔仍超限者應封孔，原位重鉆。 (5)掌握好開鉆與正常鉆進的壓力和速度，防止斷桿、掉鉆。 (6)在遇到松散的堆積層和破碎地質時，在鉆進中可以考慮

13、增加套管跟進，確保鉆機順利鉆進和鋼管順利頂進。四、三臺階四步開挖出口段V級淺埋段暗洞開挖支護（DK10+175 DK10+350,）采用三臺階四步開挖法施工工藝進行開挖，按設計的初期支護進行支護。一、洞身開挖1、三臺階四步開挖法施工即超前支護先行，上臺階采用預留核心土導坑法短開挖，施作拱部初期支護；中、下臺階錯開7m左右開挖，及施作邊墻初期支護；仰拱緊跟下臺階，馬口錯位開挖并及時施作拱架盡早閉合成環(huán)。對級圍巖，洞身采用人工風鎬、挖掘機、弱爆破相結合開挖，為確保施工安全，根據(jù)圍巖情況每循環(huán)開挖進尺50120cm。全斷面共分三個臺階和仰拱部分共4個工作面進行，各臺階長7m左右，。同時仰拱、二襯緊跟

14、，距下臺階掌子面分別為2030m。2、三臺階四步開挖法施工工藝流程見附圖。 3、各施工工序分述如下 利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道超前支護，弱爆破上臺階左側，然后施作周邊的初期支護，即初噴4cm厚混凝土，架立工字鋼架（包括臨時豎撐），并設鎖腳鋼管，導坑底部噴4cm厚混凝土，施作臨時仰拱，并架立鋼架，鉆設系統(tǒng)錨桿后復噴混凝土至設計厚度。 滯后上臺階左側5m，開挖上臺階右側。施作導坑周邊的初期支護，即初噴4cm厚混凝土，架立工字鋼架（包括臨時豎撐），并設鎖腳鋼管，導坑底部噴4cm厚混凝土，施作臨時仰拱，并架立鋼架，鉆設系統(tǒng)錨桿后復噴混凝土至設計厚度。 滯后于上臺階右側5m弱爆破中臺階，導坑周邊初噴

15、4cm厚混凝土，架立工字鋼架并設鎖腳鋼管，鉆設系統(tǒng)錨桿后復噴混凝土至設計厚度。 在滯后于上臺階5m后弱爆破開挖下臺階及仰拱，初噴4cm厚混凝土，架立工字鋼架并設鎖腳鋼管，鉆設系統(tǒng)錨桿后在隧底周邊部分噴混凝土至設計厚度。 灌注仰拱及隧底填充（仰拱及隧底填充分開施作）。 根據(jù)監(jiān)控測量結果分析，待初期支護收斂后，利用襯砌模板臺車一次澆筑襯砌（拱墻襯砌一次施作）。注意事項： 堅持“弱爆破、短進尺、強支護、早閉合、勤量測”原則。 小炮開挖，嚴格控制裝藥量。 導坑開挖寬度和高度可根據(jù)施工機具、人員安排等進行適當調整。 鋼架之間縱向連接鋼筋應及時施作并連接牢固。 施工中，應按有關規(guī)范及標準圖的要求，進行監(jiān)控

16、量測，及時反饋結果，分析洞身結構的穩(wěn)定，為支護參數(shù)的調整提供依據(jù)。必要時臨時仰拱可加設鋼架封閉。 當?shù)貙臃€(wěn)定性較好時，在確保施工安全前提下可取消臨時仰拱。 軟弱及不良地質隧道仰拱應緊跟仰拱距離開挖面應控制在40m內。二、初期支護1、DK10+175 DK10+320襯砌類型為V級加強，具體尺寸見設計圖。2、本段初期支護鋼架采用I18型工字鋼,鋼架加工按設計施作，鋼架接頭位置可以根據(jù)實際施工情況調整。本段超前支護為超前注漿小導管預支護，從鋼架背后打入L=5m50×5mm雙層小導管，環(huán)向間距30cm，縱向應保證每個斷面的小導管不少于二環(huán)，外插角10°左右。注漿參數(shù)：1）水泥砂漿

17、水灰比：0.51.0(重量比)；2）注漿壓力：0.51.0Mpa。小導管施工要求：1）小導管安設采用鉆孔打入法，鉆孔直徑55mm，然后將小導管穿過鋼架，用錘擊或鉆機頂入，頂入長度不小于鋼管的90%，并用高壓風將鋼管內的砂石吹出；2）小導管安設后，用塑膠泥封堵孔口及周圍裂隙，必要時在小導管附近及工作面噴射混凝土，以防止工作面坍塌；3）隧道的開挖長度保證小于小導管的注漿長度，預留部分作為下一循環(huán)的止?jié){墻；4）注漿前應進行壓水實驗，檢查機械設備是否正常，管路連接是否正確，為加快注漿速度和發(fā)揮設備效率，可以采用群管注漿（每次35根）；5）注漿量達到設計注漿量和注漿壓力達到設計設計張壓時可結束注漿； 6）注漿過程中要隨時觀察注漿壓力及注漿泵排放量的變化，分析注漿情況，防止堵管、跑漿、漏漿。做好注漿記錄，以便分析注漿效果。3、本段系統(tǒng)錨桿拱部采用長3.5m的22砂漿錨桿，邊墻采用長3.5m的22砂漿錨桿。本段拱墻砂漿錨桿間距均為1.2m×1.0m(環(huán)×縱)。鋼筋網(wǎng)片采用8的圓鋼，網(wǎng)格尺寸為20cm×20cm。鋼筋網(wǎng)片之間的搭接為1個網(wǎng)格。4、鋼架在開挖初噴4cm砼及掛鋼