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1、新建铁路西安至平凉铁路XPS-2标编制： 审核： 批准： 中铁隧道集团有限公司西平铁路XPS-2标第三项目部二O一O年六月四日永寿梁隧道通过冰凌沟施工方案一、 编制说明1.1 编制依据西安至平凉线施工图永寿梁隧道设计图第一册；施工现场调查、地形复测所掌握的资料；永寿梁隧道实施性施工组织设计。1.2 编制范围永寿梁隧道通过冰凌沟段施工。适用里程为DK110+975 DK111+380。二、 工程概况永寿梁隧道设计隧道通过冰凌沟里程为DK110+975 DK111+380,设计为级围岩加强支护衬砌，已变更为级围岩加强支护衬砌。冰凌沟地表水流量较大，枯水季节流量为350m/d；沟谷地段上覆黄土层厚度
2、小，基岩埋藏浅，局部地段基岩甚至出露，基岩裂隙水易接受大气降水及沟谷中地表水的入渗补给。冰凌沟沟谷宽7m，隧道最小埋深约为19m，地表植被丰富，冲沟两侧均为陡峭的山壁，高差约为60m，隧道掌子面围岩目前以砂岩夹页岩为主，洞顶上部完整基岩较薄，围岩自稳性较差，并且边墙部位有较大涌水。三、总体施工方案坚持“短开挖、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则对减小地表及隧道变形至关重要，针对掌子面围岩自稳性较差，在开挖过程中加强超前及初期支护强度，采用弧形导坑预留核心土法开挖。超前支护为拱部布设42、L-3.5m超前小导管，环向间距30cm，并注水泥浆进行拱部围岩的加固。初期支护拱架采用格栅钢架，间距由原来1m
3、/榀变为0.6m/榀；拱墙布设22系统锚杆，间距1.2m1.0m；布设8钢筋网，网格尺寸2020cm；喷射混凝土厚度23cm。开挖循环进尺按0.6m进行掘进，且仰拱封闭成环及二衬仰拱紧跟，同时加强监控量测频率，及时掌握施工过程中围岩扰动情况，并根据量测结果调整施工方法。同时浅埋段地表沿隧道法线方向埋设地表沉降观测点，并在开挖过程中加强地表沉降的观测频率。如地表可能出现地表较大裂痕及大面积沉降时应采取地表深孔注浆加固地层等加固措施。四、施工方法4.1弧形导坑预留核心土开挖法永寿梁隧道通过冰凌沟浅埋地段，位于砂岩夹页岩地层中，洞顶基岩薄，地下水发育，容易产生坍塌冒顶、引起地表沉陷或边坡滑坍等现象，
4、预采用弧形导坑预留核心土法开挖施工。施工方法：开挖上台阶1部弧形导坑，预留4部核心土，核心土距隧道开挖顶高度为2.02.5m，并将开挖土方向下台阶转移。施作上台阶弧形部份初期支护：初期支护采用格栅钢架0.6m/榀,环向打系统锚杆22、L=3.5m,间距1.2m1.0m,拱脚打42锁脚锚管L=4m, 每榀每侧2根。挂0.2m0.2m（环纵）8钢筋网。在上台阶喷射混凝土达到一定强度后开挖下台阶，为减少对上台阶围岩及支护的扰动，下台阶开挖两侧交错进行，右边边落后1.8m以上，预留5部核心土，将开挖后土方用出碴车运出洞外弃碴场。施作下台阶、初期支护：接上台阶型钢钢架继续施工钢架，型钢钢架脚底垫牢固，并
5、打42锁脚锚管L=4m，每榀每侧打2根，下台阶墙部打22系统锚杆，L=3.5m，间距1.2m1.0m，挂0.2m0.2m（环纵）8钢筋网。拱架间用22钢筋连接，间距1m。及时施工仰拱，封闭成环，仰拱距掌子面距离不超过50m；并迅速跟进衬砌施工，衬砌距掌子面距离不超过90m。4.2监控量测为保证隧道施工安全，在该段施工过程中，应加强监控量测，对洞内拱顶下沉和净空水平收敛进行监测，浅埋段还要进行地表沉降观测。加强结构的监控量测，对施工安全、施工工序安排非常重要，实施拱顶下降和周边收敛变形量测。根据监控量测的结果，决定是否掘进、二衬、围岩注浆加固、结构支撑加固等，以确保施工稳妥可靠有序，万无一失。4
6、.2.1洞内拱顶下沉和净空水平收敛量测观测内容对隧道拱顶下沉量及下沉速度进行观测，净空水平收敛及收敛速率进行观测，从而对围岩的稳定性作出判断，为采取相应措施的确定提供依据。观测断面及测点的布置每隔5m布置1个观测断面，在每个观测断面的拱顶中线位置埋设一个拱顶下沉观测点，两对净空水平收敛观测点。洞内拱顶下沉及净空水平收敛量测点应与地表下沉观测点建立联系，设在同一断面。各观测点均采用钻孔混凝土浇注埋设，埋人基岩中深度不小于02m。洞内拱顶下沉及净空水平收敛量测在每次开挖后12h内取得读数，最迟不得超过24h，且在下一循环开挖前完成。观测方法及频率观测方法：拱顶下沉测采自动安平水准仪、挂钢尺。净空水
7、平收敛采用隧洞收敛仪进行观测。观测频率：当位移速度5mmd时，2次d；15mmd时，1次d；05lmmd时，1次23d；0205mmd时，1次3d。拱顶下沉速度01mmd、收敛速度0102mmd时，可认为围岩基本稳定。4.2.2浅埋段地表沉降观测隧道进入浅埋段施工时，要进行地表沉降观测。地表沉降观测在隧道开挖至浅埋段之前布设。在开挖至浅埋段时，加强沉降观测频率，由每天一次加至每天二次，确保随时掌握地表沉降情况。如发生沉降变化较大时，及时上报至现场施工负责人，并调整隧道内开挖施工方法及加强初期支护。测点布置地表沉降观测点应布设在同一里程断面，沿隧洞中轴线每间隔5m布设一排地表下沉观观测点，观测点
8、横向间距为2-5m。在隧洞开挖影响范围以外稳固、不易受到破坏且通视条件良好的地方埋设23个基准点。施工过程中，对隧道每次爆破前后进行对比观测，到衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。观测点埋设方法：在地面上钻孔后用16mm钢筋浇注混凝土埋设。基准点采用钻孔混凝土浇注钢筋埋设而成，埋入稳定基岩中的深度不小于05m 。观测的仪器、方法及频率利用自动安平水准仪，采用闭合方法进行观测。观测频率：量测点距开挖面距离(O1)b时，对该测点每天观测2次，量测点距开挖面距离(12)b时，对该测点每天观测1次；量测点距开挖面距离(2-5)b时，每23天1次，当量测点距开挖面超过5b时，每周量测1次(注b为隧道开挖宽
9、度)。当监测到洞内拱顶下沉及净空收敛速度较大时，应加强地表沉降的观测频率。地表沉降观测应需注意以下事项：地表沉降监测必须采用精密水准仪、铟钢尺进行量测；基点应设置在地表沉降影响范围之外；测点采用地表钻孔埋设，测点应牢固、稳定；当采用常规水准测量手段出现困难时，可采用全站仪量测。4.2.3监测信息的反馈和指导施工每次观测后，及时对量测数据进行整理分析，并根据监测结果及时上报主管领导，方便调整爆破参数、修改施工措施；并且每周以报表的形式将当周的测试结果提交汇总整理，指导施工。4.3仰拱施工经验监控量测数据表明，隧道施工在仰拱封闭前，围岩收敛变形较大，且发展速度快，很难稳定，而施做了仰拱封闭成环后，
10、变形很快趋于稳定。因此，隧道施工，仰拱跟进是关键。隧道在初期支护完成支护及时施作仰拱，使支护及早封闭成环。隧底开挖对初期支护有较大的影响，隧底开挖时拱顶下沉和围岩收敛变化速率较大，一旦初支闭合成环后其围岩变形即趋于稳定。隧底开挖长度以56m最为安全，一般不超过7m，距下台阶最大距离不超过25m，有条件时需紧跟；必要时，在隧底开挖时在初期支护钢架部位布设临时横撑，稳定初期支护，混凝土浇筑时再拆除临时横撑。仰拱必须预留2030cm由人工开挖，开挖时严禁被水浸泡，必要时可用换填1020cm喷射混凝土，及时封闭地下水，确保地基承载力；清底要干净，不能有淤泥、虚渣、杂物等；清底完毕要及时浇筑混凝土，仰拱
11、混凝土和填充混凝土分次整体浇筑。为防止出碴、进料运输与仰拱施工之间的干扰问题，保证仰拱施工质量，加快施工进度，施工过程中在已开挖仰拱上铺设栈桥，出碴运输车辆在栈桥上行驶，栈桥下进行仰拱以及仰拱填充施工。4.4防排水施工该段设计通过冰凌沟，地下水发育，防排水工作尤为重要。决定采用以下措施：加强初期支护防排水：超前小导管进行注浆，堵塞岩石裂隙，形成止水帷幕，隔绝地层，减少地下水的渗流。在开挖后立即喷混凝土，封闭洞壁和工作面，封闭透水层通向膨胀性围岩的通路，隔绝膨胀岩与空气中水分的接触。在开挖及初期支护施工过程中，发现较大渗水点，预先在该处埋设盲管引排地下水，施工衬砌时在该处预留泄水孔。加强施工排水
12、工作：在工作面附近设置集水池，将工作面施工用水和渗流水引至集水池，用抽水机排出洞外。并派专人把工作面及初期支护后的渗水、滴水及时集中到集水池抽排至洞外。加强衬砌防排水：根据施工实际情况，加密环向盲管，并增加泄水孔。加强对初期支护基面、防水板焊缝、防水板完整性等的检查，防止防水板被破坏导致渗水。4.5衬砌施工根据围岩监控量测数据，在围岩和初期支护变形基本稳定后进行二次衬砌。但若围岩变形速度加快，长期不能稳定，出现安全隐患的情况下，采取衬砌紧跟、加强衬砌的措施，以确保隧道结构与施工安全。衬砌采用整体式钢模板台车，一次衬砌长度12 m，混凝土采用拌和站集中拌和，混凝土搅拌运输车运输，泵送入模。五、质
13、量安全保证措施5.1施工时，洞内值班人员要随时观察围岩及支护状态的的稳定性。5.2在施工浅埋段时加强测量控制，开挖循环采用短进尺作业，防止发生大量超欠挖的情况。5.3隧道开挖后总的变形量值基本受控于各分部开挖闭合时间的长短，各分部施工尽快封闭，并尽早封闭成环。5.4严格控制拱顶下沉及围岩收敛，拱脚必须置于可靠的地基上，必要时可通过进一步增加锁脚锚管，扩大拱脚基础，增设支撑垫板来增强拱脚承载力，减小拱顶下沉。5.5建立完整的施工安全监控系统，实施动态施工管理，通过围岩监控量测，随时掌握支护结构的稳定性，根据反馈的信息，指导施工，及时调整施工方案和支护措施，确保支护措施安全合理。5.6喷锚支护时，
14、危石清除，脚手架牢固可靠，喷射手配戴防护用品；注浆管喷嘴严禁对人放置。5.7若一旦发生坍塌及严重涌水时，停止作业，待技术人员观察后制定施工方案后方可继续施工。5.8特别是过浅埋地段时，掌子面作业人员要时刻注意周边围岩的情况，一有异常，尽快报告，立即采取措施处理；如情况危急，人员立即撤出。5.9若初期支护变形过大或围岩长期不能稳定，采用锁脚锚杆、临时地梁、临时卡口梁、套拱或衬砌跟进的形式，确保隧道施工安全。5.10如两侧山体可能出现地层滑坡、崩塌时应采取以下措施：滑坡 采取锚杆、深基桩、挡墙、土袋等加固措施；崩塌 采取喷射砼、锚索、防落石棚等加固措施；六、应急处理若隧道一旦发生坍塌、涌水等，立即启动相应的应急预案。6.1应急处理组织机构成立应急处理领导小组由项目经理任组长，、项目副经理、总工程师任副组长，按照抢险组、技术组、物资供应组、后勤保障。6.2劳动力组织根据工程施工要求，合理地安排劳动力。施工人员应参加岗前培训，施工过程中要听从现场的统一安排，服从指挥，各司其职，严格施工纪律。