富山隧道贯通方案

富山隧道贯通方案1山西中南部铁路通道ZNTJ-17标富山隧道贯通方案编制：复核：审核：审批：中交二公局山西中南部铁路通道ZNTJ-17标项目经理部三分部2011年12月07日富山隧道贯通方案1目录一、工程概况...................................................................................................................................2二、隧道出洞施工方案...................................................................................................................2三、施工质量、安全保证措施.......................................................................................................6四、监测量测...................................................................................................................................7五、预留变形量...............................................................................................................................8富山隧道贯通方案2富山隧道贯通方案一、工程概况（1）设计概况富山隧道位于低山区，山势整体起伏较大，最大相对高差约90m，山势植被较为发育，主要为乔木及杂草，出口端有耕种农田。隧道里程DK998+051～DK998+839，全长788m。隧道最大埋深约82m，隧道内为单面5‰的下坡（788m）。出口DK998+740.90～DK998+839段位于R=1200m的曲线上，其余部分位于直线上。（2）工程地质条件根据钻孔及调绘揭示，隧道区各层岩性详述如下：粉质粘土黄褐色，硬塑，夹少量角砾，表层含植物根系；斜长片麻岩全风化为灰黄色，原岩结构构造已经基本破坏，岩性呈砂土状；斜长片麻岩强风化灰黄色、灰褐色，变晶结构，片麻状构造，节理非常发育，岩石破碎，锤击声哑；斜长片麻岩弱风化灰白色，灰褐色，变晶结构，片麻状构造，节理较发育，岩石完整性一般，锤击声脆，不易破碎。（3）水文地质条件本区大气降水一般，工点处植被一般，用大气入渗法估算隧道正常涌水量201m³/d，根据附近桥梁取地下水进行水质分析，对普通混凝土无侵蚀性。隧道出口受地形限制、相邻路基土方已开挖、便道修筑已完成，材料机具进场较为便利。二、隧道出洞施工方案富山隧道贯通方案3总体施工方案：在距出口30m时→停止掘进→施做出口边仰坡防护→导向墙→施作洞口管棚→进口掌子面继续掘进→贯通→二衬施工。施工现状：目前富山隧道采用三台阶法施工，单向掘进，反坡排水，目前掌子面里程：DK998+809；二衬里程：DK998+750；仰拱里程：DK998+774（一）、洞内施工1、采取三台阶七步法，开挖预留量按照15cm施做。2、开挖以微爆破，机械开挖为主要机具，各分步平行作业，平行施做初期支护并且初期支护前后衔接紧凑，及时封闭成环。3、环形开挖每循环开挖长度为1.0m，宽度为隧道开挖宽度的1/3-1/2，开挖高度为2-3m，上台阶矢跨比大于0.3。4、中台阶和下台阶开挖进尺控制在1.0m以内，开挖高度控制在3-5m，左右侧台阶错开2-3m。5、仰拱循环开挖长度控制在2-3m。仰拱紧跟下台阶施做，及时闭合构成稳固的支护体系。6、每个台阶开挖之后及时封闭掌子面并进行初喷，打锚杆、立拱架，锚喷防护。中台阶和下台阶开挖时左右两侧错开3-5米的距离，拱架闭合需要四次立架，分别为上、中、下台阶和仰拱，拱架落底左右错开接长。隧道距贯通面30m时，停止正洞掘进，进行洞口管棚施工。（二）、洞外施工富山隧道贯通方案4在尽量少扰动地表植被的前提下，清理地面危石，为出洞做好准备，隧道出洞前做好相邻路基的防护施工，施工过程中时刻保持洞内外施工联系，加强对周边及相邻段施工人员的安全警戒，确保施工安全。1、洞口段施工对仰坡进行小范围刷坡，尽量少破坏地形、地貌和植被，并对仰坡进行加固。清除洞身范围内的地表植被和松散土层，并喷射混凝土封闭。2、导向墙施工洞口防护措施施做完毕后，施做导向墙。利用导向墙打设管棚，借助混凝土导向墙稳定仰坡面山体。采用C25混凝土,待强度达到100﹪后，实施管棚钻孔工作。具体做法如下：洞口开挖至起拱线，在洞口衬砌外采用两榀型钢钢架紧贴仰坡放置，预留15cm沉降量，型钢拱架半径加大10公分，间距0.5m，纵向用Φ22mm钢筋连接。施工时，先安装两榀Ⅰ20b型钢钢架，钢架外表面的连线坡度与管棚的外插角一致。经环向各点量测满足要求后，固定型钢钢架。在两榀型钢钢架拱顶131°48′33″范围标注Φ140×6mm导向钢管的位置，导向管环向间距为40cm，外插角3°，逐根焊接于钢架上固定。内、外层钢架采用钢筋焊接连接，立模浇筑导向墙混凝土，导向墙厚60cm，宽120cm，预埋导向钢管，导向墙做成大拱脚，拱脚坐落在坚实的基础上，拱脚处宽度不小于1m，拱脚处打横向锚杆，长度4m，每边4根。导向墙完成后喷射C25砼厚15厘米富山隧道贯通方案5封闭周围仰坡面，以防止浆液从周围仰坡渗漏。A1403、洞外管棚施工洞口长管棚钻进施工，管棚采用Φ108无缝钢管，总长30m，环向间距40cm,与水平线成3°夹角。超前大棚管采用水平地质钻机钻孔，管棚钢管由机械顶进，顶进前预先对钻孔编号，确保注浆无遗漏。管壁上钻注浆孔；记录每个钻孔送管长度，如果因塌孔无法顶进至设计长度，进洞时采用超前小导管加固；管棚顶到位后，钢管与导向管间隙用速凝水泥等材料堵塞严密，以防注浆时冒浆，注浆压力不大于2Mpa,采用1:1水泥浆。（三）、强支护对于自稳时间很短的V级围岩隧道，早期围岩压力增长快，为了抑制围岩过大的变形，需要增强支护抗力。采用工20b钢架、超前小导管、锚杆、钢筋网联合支护喷射混凝土作为初期支护以增强支护抗力。进洞后在施工时快挖、快支、快封闭。超前支护在拱部120°范围内施作φ42超前小导管，L=4.0m，纵向搭接长度不小于1.0m，环富山隧道贯通方案6向间距40cm，纵向间距3.0m,小导管从钢架中穿过并与钢架焊接在一起形成整体受力。在小导管内填充水泥浆。初期支护采取拱架→锚杆→钢筋网片→喷射混凝土：两榀钢架之间设置Φ22纵向连接钢筋，环向距离1m，钢架连接采用螺栓上紧，其拱脚及底脚置于基岩上，不能有悬空现象，并用锁脚锚杆将钢架与岩体紧密连接。Φ22锚杆间距1.2×1.0m(环×纵)，L=3.5m。满铺挂钢筋网，网格间距20cm×20cm，若局部因坍塌形成空洞时钢筋网要分层布设，以利于喷射混凝土时减少回弹量且保证喷射密实。喷射C25混凝土时为了减少因重力作用而引起的滑动或脱落现象，喷射时应分段、分部、分块、由下而上，先边墙后拱脚和拱腰，最后喷拱顶的原则进行；喷层较厚时要分层喷射以确保其密实度，支护背后不能存在空洞现象。三、施工质量、安全保证措施1、围岩大变形处理。开挖过程中如果发现围岩变形较大，且速度加快，应立即停止开挖，同时增加锚杆，稳固围岩，尽快使初期支护封闭成环。2、确保锚杆施工质量，安排现场旁站监控人员跟踪把关。3、喷射混凝土必须密实，超挖部分不得填塞片石、木材等充填物，必须用喷射混凝土逐层喷射密实。4、钢架施工注意事项（1）为保证钢架置于稳固的地基上，施工中应在钢架基脚部位预留足够的坚实地基，架立钢架时挖槽就位。（2）钢架平面应垂直于隧道中线，因隧道跨度大且扁平，只富山隧道贯通方案7有使全环钢架垂直安装才能发挥最大的支撑能力。（3）为增强钢架的整体稳定性，应将钢架与纵向连接筋、系统锚杆、锁脚锚杆焊接牢固。（4）要重视钢架的锁脚锚杆施工质量，下台开挖后，锁脚锚杆的作用十分突出。往往由于锁脚锚杆质量不过关导致掉拱现象很多。（5）钢架连接头要连接牢固。拱脚部位易发生塑性剪切破坏，故该部位接头除栓接外，还应四面帮焊，确保接头的刚度和强度。条件允许时，接头最好采用角钢连接板，便于混凝土全面握裹。5、岩体特别松散时，在超前小导管间插入钢板，组织松散土体的塌漏。6、隧道进洞环向开挖前，对边仰坡进行妥善防护或加固，作好排水系统。四、监测量测1、洞内检测围岩及支护状态观察：采用观测的方法，对围岩的岩性、岩质、有无松散坍塌、剥落、掉块现象、有无漏水等；初期支护状态包括喷层时候产生裂缝、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈等。观察分析，一一进行描述、记录，以此作为支护参数选择的参考与量测等级选择的依据。拱顶下沉、周边位移及收敛量测应布置在同一断面，断面间距Ⅴ级加强围岩为5m。拱顶下沉量测测点布置在拱顶。周边位移富山隧道贯通方案8量测以初期支护上个点的绝对位移为主，同时增加水平及斜向收敛量测，以便校核水平位移结果。拱顶下沉、周边位移及收敛量测在开挖后尽早进行，拱顶下沉、收敛量测起始读数宜在2h内取得，其它量测读数在开挖12h内且在下一循环开挖前读取。测点应牢固可靠，易于识别，并注意保护，严防爆破损坏。2、地表监测洞口段覆盖层薄，开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测。地表浅埋段设置地表观测点，观测点与洞内量测点尽量布置在同一断面上，以便反映量测数据的关联性，地表量测断面与洞内测点相对应，纵向间距为5m，每个量测断面上测点间距为2m，每日量测2次每日对观测数据进行统计分析，特别是洞口范围的洞内外监测数据，要进行综合分析，通过分析成果及时反映围岩下沉、收敛动态，正确指导施工，及时调整支护参数。五、预留变形量暂按8cm预留，施工过程中，根据观测结果再进行调整。