尖坡村隧道下穿公路施工方案

贵阳枢纽白云至龙里北联络线站前工程I标段第一项目部尖坡村隧道下穿公路施工方案1中铁二十一局集团有限公司尖坡村隧道下穿公路施工方案一、编制依据1、国家、铁道部、地方政府、成都铁路局有关安全、环境保护、水土保持的法律、规定、规程、规则、条例；2、新建铁路贵阳枢纽白云至龙里北联络线铁路初步设计文件和设计图（咨询图）；3、新建铁路贵阳枢纽白云至龙里北联络线工程指导性施工组织设计；4、新建铁路贵阳枢纽白云至龙里北联络线站前技术交底；5、对尖坡村隧道现场勘查调查了解的有关地形地貌情况，如现场施工条件、交通状况及施工环境等；6、近年来类似工程施工经验、施工工法、科技成果，国内外相关高速铁路的施工工艺及科研成果。二、编制范围尖坡村隧道与地方公路、国道及贵遵高速公路下穿交叉地段。三、工程概况新建铁路贵阳枢纽白云至龙里北联络线站前工程I标段尖坡村隧道位于白云区艳山红镇尖坡村内，起点位于艳山红镇苏庄村海马洞组，终点位于艳山红镇尖坡村。起讫里程为：DI2K2+508～DI2K4+955，全长2447m。隧道按照反坡设计，进口工区反坡施工，强制排水，出口顺坡施工，自然排水。DI2K2+508～DI2K3+700段隧道为溶丘洼地地貌,地形起伏小；进口贵阳枢纽白云至龙里北联络线站前工程I标段第一项目部尖坡村隧道下穿公路施工方案2中铁二十一局集团有限公司基岩裸露，基岩为中厚层状灰岩，岩质坚硬，岩体较破碎。地下水为岩溶管道水，含水量较丰富，水质对砼无侵蚀性。地表岩溶强烈发育，洞身遇溶洞及大型溶腔的可能性大，单斜构造，岩层走向与线路近于垂直，倾向大里程，倾角10～200。DI2K3+700～DI2K4+380段隧道为区域性断层破碎影响带，断层与洞轴方向近于垂直，带内物质为构造挤压破碎的构造压碎岩，母岩为中厚层灰岩、白云岩、泥质白云岩，局部岩层面已直立，见大量的薄层断层，断层泥充填；岩体破碎程度较高，网络状构造裂隙密集发育，大部裂隙充填方解石细脉，地下水发育。DI2K4+380～DI2K4+955段隧道为森林地带，岩体为页岩，泥岩与灰岩互层，局部夹硅质岩、泥质砂岩，岩质软，岩体完整性差，施工开挖易发生掉快、塌方现象。尖坡村隧道分别在DI2K3+145～DI2K3+170下穿高速公路跨线车行天桥桥台，桥台位于隧道左侧拱肩外侧。在DI2K3+150～DI2K3+310下穿环城高速公路，在DI2K3+530～DI2K3+585下穿210国道，在DI2K3+740～DI2K3+950下穿贵遵高速公路。高差在15m到33m之间。周围控制因素较多，施工交叉干扰较大，属于控制工程。隧道与地方公路交叉情况见附图。本隧道正线为设计时速200公里/小时客运专线，双线电气化铁路。四、设计施工方案本隧道DI2K3+150～+310段下贵阳市穿环城高速公路，施工支护为Ⅴ级Ⅱ型、Ⅴ级Ⅰ型支护；在DI2K3+530～DI2K3+585下穿210国道，贵阳枢纽白云至龙里北联络线站前工程I标段第一项目部尖坡村隧道下穿公路施工方案3中铁二十一局集团有限公司施工支护为Ⅴ级Ⅱ型；在DI2K3+740～DI2K3+950下穿贵遵高速公路，施工支护为Ⅴ级Ⅱ型，上述段落均为φ42小导管加强支护，开挖采用CRD法或台阶法开挖。为保证公路安全，施工下穿公路段落时应严格控制爆破规模，地表爆破震动速度不大于10cm/s，并采用型钢钢架及φ42小导管及时加强支护。下穿公路段施工前于地表埋设监测点，测点沿公路平行布置，均匀分布于隧道中线两侧，两侧点纵向间距10m，施工期间对监测点进行监测，若发现路面出现较大变形，立即加强支护。DI2K3+145～DI2K3+170下穿高速公路跨线车行天桥桥台，桥台位于隧道左侧拱肩外侧，为确保人行天桥桥台稳定，该段左侧拱部系统锚杆加长至5m，施工支护为Ⅴ级Ⅱ型，下图为跨线桥与隧道关系位置图。贵阳枢纽白云至龙里北联络线站前工程I标段第一项目部尖坡村隧道下穿公路施工方案4中铁二十一局集团有限公司五、建议施工方法㈠机械开挖法按照设计下穿里程段，结合围岩状况，在施做交叉段时，优先采取人工配合破碎锤机械开挖，减少爆破扰动。并且严格按照“短进尺、勤量测、强支护、快循环、早封闭”的原则组织施工，初期支护尽早封闭成环，仰拱、二衬紧跟，必要时仰拱二衬跳槽施工，以策安全。㈡弱爆破法根据隧道地质超前预报和水平超前探孔，当围岩强度较硬时，采取弱爆破法，并且严格按照“短进尺、弱爆破、勤量测、强支护、快循环、早封闭”的原则组织施工，严格控制进尺、装药量、爆破规模。隧道施工至交叉段时，应予以高度重视，采取有效的技术措施保证施工安全：1、在施工中建立超前地质预测预报系统，加强超前地质预测预报工作。通过地质分析法、综合物探方法和水平钻孔方法相结合探测或预测开挖工作面前方工程地质和水文地质情况，结合掌子面围岩的变化，对前方工程和水文地质情况做推断，为完善设计、确定合理的施工方案提供地质依据。2、进入交叉段前15米，即采用控制爆破，严格控制装药量，减少对围岩的扰动。控制每循环进尺，使各部开挖工序间的距离尽量缩短，以减少围岩暴露时间。破碎岩层尽量用风镐等人工开挖，必须爆破时，要用浅眼、密眼，并严格控制用药量。每步开挖后要及时进行初期支护并封闭成环，针对围岩变形情况，调整支护参数确保支护结构有足够的强度。贵阳枢纽白云至龙里北联络线站前工程I标段第一项目部尖坡村隧道下穿公路施工方案5中铁二十一局集团有限公司3、设置管棚或超前小导管，进行超前支护。超前支护施工一般隧道施工中,仅在洞口施作大管棚,洞内即使设计了,多以小导管代替,考虑到浅埋实际情况,该隧道坚持采用了超前管棚方案。超前大管棚与钢拱架组合的棚架作用,可以避免隧道拱部坍塌,并能有效抑制高速公路地表沉降。隧道下穿高速公路段拱部设置Φ127大管棚,管棚长度18m(分节长度9m),环向间距0.3m/根,搭接长度3m。由于隧道覆盖层较薄,在管棚施工时严格控制钻孔外插角,一般控制在1°～3°，以防止角度控制不好导致开挖面与管棚之间塌腔过大。为保证施工安全,在大管棚的两个钢管之间加设Φ42超前小导管加强支护,并进行注浆加固地层。小导管采用Φ42钢管(t-3.5mm),环向间距0.3m/根,外插角度5°～8°,2倍钢架间距设置超前小导管。在超前支护施工过程中要尽量少扰动土体,避免高速公路路基的坍塌,确保施工安全。4、根据地质情况将大断面由大划小，进行分部开挖，可采取交叉中隔壁法（CRD法）或双侧壁导坑法等进行施工。并尽量采用人工配合机械开挖，减少爆破对周围岩体的扰动。5、加强施工监控量测，并根据监测结果调整支护参数。6、加强初期支护，并根据监控量测结果，适时进行二次衬砌施工，保证施工安全。初期支护采用I22a工字钢钢架支撑+钢筋网+喷射混凝土+系统锚杆组成的复合式初期支护。其中边墙采用L=4m的Φ22mm的砂浆锚杆,拱架间距50cm,Φ8钢筋网间距20cm*20cm,C25初支混凝土厚度为30cm,该段支护参数明显高于其它隧道同等级围岩参数,目的在于加强初期支护体系的支撑强度确保施工安全。贵阳枢纽白云至龙里北联络线站前工程I标段第一项目部尖坡村隧道下穿公路施工方案6中铁二十一局集团有限公司拱部钢架须用纵向托梁32槽钢进行支垫以增加钢架底脚的承力面积,并设置Φ42锁脚锚管(L=4.0m)将钢架两底脚牢固锁定,以防止钢架下沉或两底脚回收。必要时,下导开挖后仰拱施工前加设临时仰拱,避免初期支护收敛变形。7、先排水：在施工前和施工中都要采取相应的防排水措施，施工时随工作面的向前推进应挖好排水沟。反坡掘进时，还应准备足够的抽水设备。坑壁或坑底有水流出时，应凿眼安置套管集中引排，使其不漫流。8、Ⅲ级围岩无钢架支撑地段采用光面爆破全断面开挖，循环进尺1.0～3.0m；Ⅳ、Ⅴ级围岩有钢架支撑地段采用短台阶法或预留核心土环状开挖，循环进尺0.６～1.2m。在开挖手段上，选取尽可能地减小开挖对围岩的扰动的开挖手段，主要有两种方法：一是在特别软弱的围岩段，采用风镐开挖或利用小型挖掘机械开挖；另一种是采用控制爆破措施。Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖后尽早施作支护，尽早封闭成环，形成封闭的受力体系。设立钢架支撑段，每榀钢架两侧各施作2根Φ22mm锁脚锚杆，锚杆长4.0～5.0m，尾端与钢架支撑焊接牢固，以加强拱脚的稳定，防止钢架支撑下沉。富水破碎带，采用D50钢管代替锁脚锚杆，并注入水泥——水玻璃双液浆加固拱脚。根据支护的位移量测结果，评价支护的可靠性和围岩的稳定状态，及时调整支护参数，确保施工安全。断层地段严格按设计的工法施工，开挖支护施工方法采取先注浆加贵阳枢纽白云至龙里北联络线站前工程I标段第一项目部尖坡村隧道下穿公路施工方案7中铁二十一局集团有限公司固，后小断面掘进，实行“短进尺、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则组织施工。六、技术措施1、在施做下穿公路段前，在地表埋设监测点，测点沿公路平行布置，均匀分布于隧道中线两侧，两测点间纵向间距10m，施工期间对测点进行监测，当地表爆破震动速度不大于10cm/s，立即进行加强支护，并加强监控量测频率，进一步加强支护，并放慢开挖速度。2、为了减少地表震动，与公路管理部门联系，在与公路交叉前后100m公路醒目位置上设立限速标志，降低车速。3、根据围岩情况，提高一个支护级别，增加拱部及系统锚杆长度，将格栅拱架换成型钢拱架进行加强支护。4、严格控制爆破规模，在隧道机械开挖不能满足施工需要时，采用爆破开挖，爆破开挖每循环进尺控制在1榀钢拱架。5、仰拱开挖跟进，尽早封闭成环和浇筑仰拱混凝土，根据监控量测数据及时施做二次衬砌。6、与公路管理部门联系，在隧道穿越公路地段满铺2cm厚钢板，以减小单位面积的承载力，减小地面大型车辆对隧道施工的扰动，即确保隧道施工安全，又保证公路正常运营。七、安全保证措施本隧道浅埋段多，地质较复杂，与公路交叉段多，且分布有断裂带，隧道涌水、涌泥、塌方均有可能发生，为了顺利而安全的通过这些不利地段，我们成立了相关的机构，并对不同情况下的事故预防、处置制定贵阳枢纽白云至龙里北联络线站前工程I标段第一项目部尖坡村隧道下穿公路施工方案8中铁二十一局集团有限公司了一系列的措施。(1)项目部成立应急抢险救援指挥领导小组，项目经理任组长，工程管理部、安全质量环保部、综合办公室、物资设备部分工合作，各司其职。(2)发生隧道险情后，项目部应急抢险救援指挥系统立即投入运作，在现场设立指挥场所，相关人员到位，组织实施抢险工作。(3)应急抢险救援指挥组织人员现场勘察，救助受困人员至安全地带、撤离施工设备。(4)隧道内发生险情，应急抢险领导小组应立即查明原因、采取有执行措施出现灾害启动预案结束减灾救灾各种原因制定预案各种方案成立领导小组灾害原因分析制定措施否防灾、减灾和救灾措施框图贵阳枢纽白云至龙里北联络线站前工程I标段第一项目部尖坡村隧道下穿公路施工方案9中铁二十一局集团有限公司效措施防止事故进一步扩大。(5)对受伤的人员进行临时处置，就近送医院治疗。(6)由总工程师组织制定险情处理措施，交现场技术人员组织实施。中铁二十一局集团白云至龙里北铁路工程指挥部第一项目部二〇一一年三月十三日