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赣龙铁路扩能改造工程GL-2标寨下隧道出洞专项施工方案中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部1寨下隧道出洞专项施工方案一.编制说明1.1编制依据（1）赣龙铁路扩能改造工程GL-2标施工总承包合同、招标文件及寨下隧道设计施工图（赣龙扩施(隧)-23）。（2）现场调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。（3）国家及相关部委颁布的法律、法规和铁道部颁布的现行设计规范、施工规范、铁路工程质量验收标准及其它有关文件资料。赣龙铁路筹备组下发文件通知。1.2主要技术规范、标准、规则、规程隧道出洞施工引用如下表所示的技术标准、规范。表1-1技术规范、标准汇总表序号标准编号名称1TZ204-2008《铁路隧道工程施工技术指南》2TB10401.1—2003铁路工程施工安全技术规程（上册）3TB10401.2—2003铁路工程施工安全技术规程（下册）4TB10417-2003《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及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工程概况寨下隧道进口位于江西省于都县内，全长408m。进口里程DK78+357，出口里程为DK78+765。寨下隧道为时速200km/h客货共线双线铁路隧道。隧道通过地质岩性为全风化～弱风化变质砂岩；Ⅲ级围岩为65m，Ⅳ级赣龙铁路扩能改造工程GL-2标寨下隧道出洞专项施工方案中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部2围岩为255m，Ⅴ级围岩为88m。地表水未沟谷汇水,不发育。地下水为基岩裂隙水，较发育。隧道进出口均采用φ108洞口长管棚。其中出口段管棚长度50m。环形间距40cm,外插角1°～3°。出口段洞口DK78+731～736线路右侧永久边坡采用框架锚杆防护，锚杆长度10m,间距3.0×3.0m。并设置框架梁。框架内砌筑空心砖植草植灌木防护。框架内土层设置长15m的φ120仰斜排水孔间距3.0×3.0m。孔内插入φ110素纤排水滤管。洞口仰坡及DK78+736～765永久边坡采用横平竖直的C25混凝土拱形截水骨架护坡，骨架内砌筑空心砖植草植灌木防护。骨架内土层设置长10m的φ120仰斜排水孔间距3.0×3.0m。孔内插入φ110素纤排水滤管。三、出洞施工方案3.1总体施工方案寨下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DK78+681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DK78+681（Ⅳ级围岩、衬砌类型Ⅳc）处，将DK78+681～716洞口φ108长管棚变更为φ108洞身管棚，施作洞身管棚后继续开挖。至DK78+716掌子面时采用小导洞（4×5m）出洞。小洞贯通后，施作出口边仰坡和大管棚。待DK78+731～716洞口大管棚施工完后，DK78+716掌子面继续向前掘进、同时出口段明洞继续开挖支护。出洞方案示意图见方案后附图一。3.2小导洞施工方案3.2.1小导洞开挖根据设计图纸所示地质情况DK78+716～731段出口表层为粉质黏土厚约0～1.0m。下伏基层为变质砂岩全风化厚约1.2～2.7m,强风化厚度为0～1.8m，其下为弱风化，节理裂隙发育。岩体破碎。根据该段地质情况小洞段采用机械配合人工开挖，局部弱爆破全断面开挖。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。赣龙铁路扩能改造工程GL-2标寨下隧道出洞专项施工方案中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部33.2.2小导洞初支小洞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。②挖后及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I16型钢钢架，安装间距1.2m，到出洞5m左右时根据围岩情况加密到0.8~1.0m；③拱顶和边墙网片挂设，采用φ6.0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=2m，间距1.2m×1.2m布置；⑤复喷16厘米的C25砼。3.2.2.1喷射砼施工C25喷射砼采用湿喷工艺，工艺流程见图1。①用高压风水冲洗受喷面，设置控制喷砼厚度的标志。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湿喷混凝土工艺框图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～前期准备施喷面的清理计量配料拌合砂、石、水泥、水、外加剂、改性聚酯纤维混凝土搅拌站装运喷料现场喷射砼综合检查结束加速凝剂不合格混凝土喷射机补喷混凝土合格赣龙铁路扩能改造工程GL-2标寨下隧道出洞专项施工方案中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部40.5MPa。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喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产。混凝土搅拌车运输混凝土，卸入湿喷机，机械手配合湿喷机喷混凝土。3.2.2.2拱架施工拱架施工工艺框图见图2。①制作：拱架主筋采用型钢弯曲机进行预弯、各种构造筋用钢筋弯曲机弯曲，在定型模上焊接而成。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±施工准备连接钢筋加工拱架拼装检查查拱架架立测量定位断面检查欠挖处理洞外拱架加工，检查，倒运焊接纵向连接筋喷混凝土结束合格返工合格不合格不合格初喷混凝土赣龙铁路扩能改造工程GL-2标寨下隧道出洞专项施工方案中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部55cm，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2m的Ф22锁脚锚杆定位。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。3.2.2.3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×1.2m排距，尽可能垂直结构面打入，高压风吹孔。用注浆泵将孔内注满早强砂浆，再用风枪将锚杆送入孔内，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3.2.2.4、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一张，网格间距为20cm×20cm，安装时搭接长度不小于一个网否孔口处理验收固定锚杆插入锚杆杆体加工锚杆杆体注浆准备补孔不合格合格测量定锚杆孔位钻孔清孔验孔填塞砂浆进行下道工序赣龙铁路扩能改造工程GL-2标寨下隧道出洞专项施工方案中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部6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工艺流程图见下图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、钻机就位否钻孔顶进钢管棚准备工作制作钢花管清孔注浆管路检查注浆拌浆压力流量达到要求?是结束赣龙铁路扩能改造工程GL-2标寨下隧道出洞专项施工方案中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部7⑴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：钻机施钻前设置导向架，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、状态及时判断成孔质量，及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，及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热轧无缝钢管内车丝扣连接，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。赣龙铁路扩能改造工程GL-2标寨下隧道出洞专项施工方案中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部8⑷接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。同一截面内的接头数不大于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，直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。注浆结束后及时清除管内浆液并用M7.5水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。3.4.洞口长管棚施工方法3.4.1洞口长管棚施工工艺流程10搭接长度≮3管棚纵向布置图赣龙铁路扩能改造工程GL-2标寨下隧道出洞专项施工方案中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部93.4.2洞口长管棚施工工艺3.4.2.1制作钢花管、制作导向墙（1）制作钢花管：管棚采用φ108壁厚6mm热轧无缝钢管制作，管壁打孔,布孔采用梅花型，孔径为10～16mm，孔间距为15cm，两端均预加工成外丝扣。为防止浆液倒流，每根管棚尾部不钻孔长度110cm。（2）制作导向墙：采用C20混凝土护拱作为管棚的导向墙、止浆墙，紧贴洞口仰坡面。导向墙模板固定在钢架上挂模浇筑混凝土。护拱内设2榀钢拱架为环向支撑。孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生赣龙铁路扩能改造工程GL-2标寨下隧道出洞专项施工方案中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部10位移，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度将直接影响管棚钻孔的质量，应用经纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度尺设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。导向墙施工图钢花管大样图大管棚钢管连接接头示意图3.4.2.2.钻孔赣龙铁路扩能改造工程GL-2标寨下隧道出洞专项施工方案中铁大桥局赣龙铁路GL-2标工程指挥部11钻孔采用液压钻机钻孔。选用的钻机首先应适合钻孔深度和孔径的要求，钻机要求平稳灵活，能在360度范围内钻孔。钻机定位：钻机要求与以设定好的导向管方向平行，必须精确核定钻机位置。用经纬仪、挂线、钻杆导向