开挖专项方案

1目录1、目标.................................................................12、编制依据.............................................................13、适用范围.............................................................14、隧道开挖施工.........................................................14.1设计方案.............................................................14.2地质预报及监测.......................................................24.2.1地质预报...........................................................24.2.2测量监控...........................................................35开挖施工...............................................................55.1洞口及明洞开挖.......................................................55.2暗洞开挖.............................................................65.2.1三台阶七步法.......................................................65.2.2三台阶临时仰拱法施工工艺...........................................75.2.3三台阶临时横撑法施工工艺...........................................96资源配置..............................................................107施工质量控制要点......................................................118安全、质量控制措施....................................................111开挖专项方案1、目标明确隧道开挖作业的工艺流程，操作要点及相应的工艺标准，指导、规范隧道开挖施工，尽可能的减少超挖，保证隧道的开挖作业安全、保证开挖质量。2、编制依据《新建铁路宝鸡至兰州客运专线苏家川隧道设计图纸》《新建铁路宝鸡至兰州客运专线西坡隧道设计图纸》《铁路隧道工程施工技术规范》《铁路隧道工程施安全工技术规范》3、适用范围适用宝兰客专10标段中国水电宝兰客专项目经理部二工区水苏家川隧道、西坡隧道开挖。4、隧道开挖施工4.1设计方案本工区隧道按新奥法原理组织施工，并根据不同围岩级别及周边环境选择相应的工法，根据监测结果，适时施作二衬。隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口开挖及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车转运弃渣，边仰坡开挖一层防护一层。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施作护拱混凝土（导向墙），然后施作暗洞超前长管棚，随后做好明洞衬砌施工，待明洞混凝土强度达到设计强度等级后及时进明洞洞顶回填，最后进入暗洞施工。隧道洞身通过底层主要为第四系上更新统风积砂质黄土、冲积砾砂，第四系中更新统风积砂质黄土、洪积砾砂，基底为上第三系泥岩，施工主要采用开挖方法为Ⅳ级围岩三台阶七步法，Ⅴ级围岩三台阶临时仰拱法及三台阶临时横撑法。隧道正洞采取人工配合挖掘机开挖，装载机配合自卸汽车拉运弃渣。施工中不断总结经验，优化工艺。加强地质预测、预报，围岩监测管理。根据测量结果及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二衬确保隧道施工安全。㈠风水管线及电线布置2为方便施工，且不影响运输和行人，管线布置按通风管及排水管布置在隧道线路前进方向的左侧，其他管线布置在线路前进方向的右侧为原则进行布置。隧道通风采用管道压入式通风，通风口距离开挖掌子面距离不大于30m.㈡给水管路的布设给水管路设于右侧边墙设置的角钢支架上，管道距开挖面40m处，用直径50mm软管接分水器。㈢供电线路的布设设于左侧边墙上，施工用电采用三相五线制，供电电压为400/230V，作业地段照明采用36V低压。400/230V供电线路采用95mm2塑料绝缘铝绞线，10KV电缆线路采用不滴流电缆。电线悬挂高度距人行地面400V以下不小于2m，10KV不小于3.5m。供电线路分层架设，高压在上，低压在下；干线在上，支线在下；动力线在上，照明线在下。4.2地质预报及监测4.2.1地质预报为保证隧道施工安全，经理部组建地质预测预报组，并实行三级动态信息和施工管理。地质预测预报组项以项目总工为负责人，根据各种方法特点组织3个专业地质预测预报组，中长期系统预报的小组负责中长距离地质预测预报，确定掘进前方较明显地质异常的位置、规模，可能对施工的影响；短期预报小组作好跟踪地质观测，现场的测量工作，结合中长期预报结果，对近距离地质情况做出预报，它包括对前期预报的校核和补充。地质预测预报组根据各个小组的成果，综合归纳分析，最后根据多种预报方法的结果做出最终预报结三相五线3果，提出施工建议，并上报项目总工，再经总工程师审核后，向现场施工工区发地质预测预报通知书，为合理调整施工方案方法奠定基础。超前地质钻探小组红外线探水小组TSP小组总工程师地质预测预报组地质雷达小组地质预测预报组织机构图4.2.2测量监控量测方法及布置严格按照《铁路隧道监控量测技术规程》规定执行，工区每条隧道设置专职测量人员负责洞内测量工作的测量机数据整理工作，并及时上报观测数据，作为工程施工的指导依据。洞内监测点采用45cm长Φ22螺纹钢制作，直接安装于岩体中，外露3cm以便焊接角钢和贴反射片。⑴监控量测测点布置①地表沉降监测点地表沉降测点横向间距为2～5m。在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不小于HO+B,地表有控制性建筑物时，测量范围应适当加宽。其测点布置如下图所示。4监测点均采用30cm长Φ22螺纹钢制作，埋置深度为27cm，外露3cm，测点必须埋设牢固。②洞内监控量测点布置根据初步设计图及相关技术要求，隧道采用三台阶开挖方式，测点布置方式，其示意图如下：主要通过对洞内的围岩结构面产状、水文变化，支护表面是否开裂、洞外地表下沉，边仰坡是否开裂滑塌等迹象的观察，来判定隧道的稳定情况。③监控量测断面间距地表沉降:洞口及浅埋段监测点必须按照5点法布置，每5m布置一个量测断面，进洞后若地质条件较好，可调整至10米，但不得超过10米。洞内拱顶下沉及净空收敛监测断面布置表表4-1序号围岩级别测量断面间距（m）1Ⅴ≤52Ⅳ≤10监控量测频率洞内外观察洞内观察分为开挖工作面观察和已施工段观察两部分。开挖工作观察在每次开挖后进行，及时绘制开挖工作面地质素描图、数码成像，填写开挖工作面地质状况记录表，并与勘察资料进行对比；已施工段观察，应记录喷射混凝土、锚杆、钢架变形和二次衬砌等的工作状态，每天最少观察1次，必要时增大观察频率。5洞外观察重点应在洞口段和洞身浅埋段，记录地表开裂、地表变形、边坡及仰坡稳定状态、地表水渗漏情况等，同时还应对地面建（构）筑物进行观察。每天最少观察1次，必要时增大观察频率。地表沉降地表沉降监测点在仰坡开挖后，立即布设，正常情况下每天观测1次，出现异常时，必须加大监测频率，一天必须观测2次以上。洞内拱顶下沉和净空收敛洞内拱顶下沉和净空收敛监测频率按照位移速度决定，出现异常情况或不良地质时，应增大监控量测频率。具体参照表7.3-3按位移速度确定的监测测量频率表4-2位移速度（mm/d）监控量测频率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.51次/3d＜0.21次/7d洞内监控量测点不得焊于钢架上，必须单独打孔直接安装于岩体中。在监测点埋设、数据采集及收集后，应立即对观测数据进行分析，绘制曲线，并上报监理单位，观测数据应用于工程施工指导。5开挖施工5.1洞口及明洞开挖洞口及明洞开挖施工程序为：洞顶截水沟开挖、砌筑→洞口其他排水工程→洞口土方开挖→边仰坡及成洞面临时防护→洞口导向墙、管棚棚架式体系等辅助进洞措施施工。边仰坡段开挖须避开雨季施工。在开挖前先测量放样边、仰坡开挖边线、截水沟位置，清理施工场地，砌筑天沟，然后进行明挖段的开挖。开挖采用挖掘机开挖，人工辅助刷坡。按照按图纸要求自上而下分层、分段开挖，同时施作边坡锚喷防护。65.2暗洞开挖5.2.1三台阶七步法⑴具体施工工序超前支护→上部弧形导坑开挖→上部初期支护→中部两侧开挖→中部两侧初期支护→下部两侧开挖→下部两侧初期支护→上、中、下部核心土开挖→仰拱开挖→仰拱初期支护→仰拱及填充混凝土→仰拱二次衬砌。①开挖前拱部施作超前小导管，对准备预开挖岩体进行注浆预加固，待浆液强度达到一定强度后，采用挖机进行开挖上部弧形导坑，人工修整形成环形，及时喷设4cm厚混凝土对围岩进行封闭，设立型钢钢架及锁脚锚管、最后铺设钢筋网片，。②上不弧形导开挖至一定距离后，中部两侧开挖，及时喷设4cm厚混凝土封闭围岩，接长型钢钢架、施作系统锚杆，铺设钢筋网，分层复喷混凝土至设计厚度。③中台阶开挖至适当距离后下侧两侧开挖，分侧接长钢架，施作洞身结构的初期支护。④核心土分台阶开挖，装载机配合自卸汽车运渣。⑤仰拱紧跟下台阶施做，及时接长钢架，挂网喷混凝土闭合，构成稳固支护体系。⑥该段的内Ⅷ部仰拱衬砌、灌注该段内的Ⅸ部隧底填充。⑦利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅹ部二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。?42mm锁脚锚管L=4m三台阶七步开挖法正面图道床底面⑥-3①①①②③④⑤⑥-2⑥-1ⅨⅧⅩ钢架7三台阶七步法施工工序透视图⑵施工注意事项①三台阶七步开挖法应以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破，各分步平行作业，平行施做初期支护，各分步初期支护应衔接紧密，及时封闭成环。②仰拱紧跟下台阶施做，及时闭合构成稳固支护体系。③施工过程中应通过监控量测掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。④应完善洞内临时排放水系统。防止地下水浸泡拱墙角基础。⑤上、中、下台阶预留核心土开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。⑥各部分开挖宽度台阶高度可根据施工机具，人员等安排适当调整。⑦钢架临时墙角应设锁脚锚杆，以确保钢架基础稳定。钢架之间纵向连接钢筋应及时施做并连接牢靠。⑧开挖尺寸应根据初期支护钢架间距确定，最大不超过1.5m。预留核心土的长度在3~5m为宜。⑨注意开挖过程中初期支护结构及核心土的稳定性，必要时可利用核心土体加设全断面环形临时支撑。⑩喷射混凝土达到设计强度70％以上时再进行下一步开挖。5.2.2三台阶临时仰拱法施工工艺⑴具体施工工序①开挖1部台阶。施作1部临时仰拱和洞身结构的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架。钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。16362465ⅨⅧⅨ7仰拱栈桥仰拱栈桥8②上台阶施工至适当距离后，开挖2部台阶，接长钢架，施作洞身结构的初期支护。③开挖3部台阶，及时封闭初期支护，灌注该段的Ⅳ部仰拱。灌注该段的Ⅴ部隧底填充。④利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅵ部二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。2φ50mm锁脚钢管L=5m壁厚3.5mm壁厚3.5mm2φ50mm锁脚钢管L=5m封底砼350～400350～400喷8cm厚C20砼开挖界线Ⅰ18轻型工字钢喷18cm厚C20砼纵向间距同洞身主钢架开挖界线三台阶临时仰拱法工序横断面示意图内轨顶面2φ50mm锁脚钢管L=5m壁厚3.5m