隧道贯通方案

广西沿海铁路黎塘至钦州段扩能改造工程新飞龙一号隧道贯通施工技术方案项目名称：广西沿海铁路黎塘至钦州段扩能改造工程建设单位：南宁铁路局沿海铁路扩能改造工程指挥部设计单位：中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司监理单位：华铁工程咨询有限责任公司黎钦监理站施工单位：中铁九局集团有限公司广西沿海铁路黎塘至钦州段扩能改造工程项目经理部主编部门:中铁九局集团有限公司广西沿海铁路黎塘至钦州段扩能改造工程项目经理部第三架子队主编人：年月日审核人：年月日批准人：年月日1一、编制依据1、《铁路隧道施工质量验收标准》TB10417-20032、《铁路隧道施工规范》TB10204-20023、《高速铁路隧道工程施工技术指南》【建设2010】241号4、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10753-20105、《广西沿海铁路黎塘至钦州段扩能改造工程施工图》【黎钦施（隧）01】、【黎钦隧参01】6、《广西沿海铁路黎塘至钦州段扩能改造工程新飞龙一号隧道施工组织设计》二、工程概况新飞龙一号隧道位于新福镇关塘村，进口里程YDK30+420，出口里程YDK30+602，全长182m，进出口设计内轨顶面标高分别为80.35m和79.80m，隧道最大埋深约45.14m。本隧道平面线型为曲线，曲线半径为R＝1200m，全隧内线路纵坡为I=3‰下坡。限界及轨道本隧按旅客列车设计行车速度120km/h，客货共线单线隧道设计。隧道限界采用“隧限-2A”（GB146.2-83）。洞内道床采用一级碎石碴，铺设Ⅲ型轨枕（2.6m）及60kg/m钢轨，轨道结构高度76.6cm。隧道设计参数本隧进、出口采用双侧挡墙台阶式明洞门。洞口边仰坡采用厚35cm的M20浆砌片石骨架内植草护坡。YDK30+420～YDK30+425和2YDK30+594～YDK30+602进、出口Ⅴ级浅埋地段围岩等级差，施工方法为明挖法、偏压式明洞衬砌；YDK30+425～YDK30+460Ⅴ级浅埋偏压地段围岩等级差，处理措施采用加强衬砌，全环I16工字钢架0.6m/榀，YDK30+594～YDK30+569Ⅴ级浅埋地段，围岩等级差，处理措施采用全环I16工字钢架0.75m/榀，洞口长管棚预支护，短台阶法施工；YDK30+460～YDK30+512和YDK30+5320～YDK30+569为浅埋地段，围岩等级差，处理措施采用加强衬砌，拱墙15cm格栅钢架0.75m/榀，超前小导管预支护，短台阶法施工；YDK30+512～YDK30+532长度30m为Ⅳ级深埋地段，围岩差，处理措施采用复合式衬砌，局部地段设超前锚杆预支护，台阶法施工。三、主要技术管理人员及机械设备组合1、主要管理及技术人员表序号名称人数备注1架子队长1付伟义2副队长1王海云3技术负责人1赵泽军4专职安全员1邓永军5专职质量员1梁普华6试验员1张航7材料员2苏守库，周著荣8领工员2梁光志，程云祥9工班长1李宝明合计1132、主要机械设备主要施工机械表2机械名称规格型号数量（台）开挖风动凿岩机YT-2815风镐G1010挖掘机Pc2201装载机ZL-501自卸汽车8T4通风机55×2KW2初期支护空压机20m3/135KW4自动计量砼搅拌机JS500L1注浆机BM-250型2砼喷射机PZ-52管棚钻机XY-28-30002型钢冷弯机1钻孔台车自制2二次衬砌衬砌台车全断面液压式7.5m2砼拌合站HZS1001砼输送泵HBT604砼输送车6m32变压器S9-6301发电机200kw1钢筋切割机1防水板焊机2电焊机4钢筋调直机1围岩收敛量测设备JSS30-10/15A143、主要测量、试验、质检、监测仪器设备拟投入本工程的主要测量、试验仪器配备表表3序号仪器设备名称规格型号单位数量备注一、测绘仪器1全站仪GTS-602台22水准仪苏光台23三棱镜台1二、建筑材料类1水泥沸煮箱台12水泥细度负压筛析仪FSY-150台13水泥稠度仪套14数控水泥标准养护箱HBY-40B台15石子标准筛φ300套16砂子标准筛φ300套17压碎值仪套18震击式标准震筛仪ZBSX-92套19混凝土成型标准振动台0.8m2台110混凝土渗透仪台111砂浆试验模70.7×70.7×70.7组1012混凝土试验模150×150×150组1013锚杆拉力计ML20台114喷大板试模组1515电子秤ACS-15台216电子天平JY50001台217台秤TGT-100台1三、环境检测仪器1温、湿度测定仪台12水质分析仪台13气温计个105四、隧道贯通方案（一）贯通面的选择及贯通误差估算根据本隧道的具体情况，隧道选择在进口端长管棚施工后实现贯通，贯通面定在K30+424，此处原地面实测高程89.58，埋深1.77米。1、洞外控制测量为保证隧道正确贯通，我部利用“GPS”全球定位系统对隧道以及路基段的控制网进行了复测和测设。洞外的测量采用标称精度为±（5mm+1ppm）Smart3100IS型双频GPS接收机，按照《全球定位系统（GPS）测量规范》CH2001-92和铁路全球定位系统（GPS）测量规范的要求，对隧道及路基的施工控制网进行测量和复测。GPS外业观测数据的内业平差处理采用网平差软件StaticSurvey自动进行。平差后的本次加密与复测的坐标成果及其精度情况见下表1。表1：本次加密与复测的坐标成果及其精度统计表点名X或Y坐标坐标与精度点名X或Y坐标坐标与精度(m)±(mm)（m）±(mm)B-2X2504985.595起算点D1-001X2505080.5461.2Y521852.109Y521806.1341.1D1-002X2505103.2791.6D1-003X2505130.6060.6Y521791.8171.2Y521790.2401.1D1-004X2505165.8031.2B-4X2505665.943起算点Y521794.5131.0Y521869.017D1-006X2505333.9551.5D1-005X2505277.1410.8Y521847.2891.1Y521805.0550.66飞龙1号隧道的进洞控制点，应分别为进洞口处的洞口控制点D1-005和出洞口处的洞口控制点D1-001，则D1-005和D1-001的点位中误差（见表1），将直接影响贯通面处的横向贯通误差；而拨角进洞的后视边的方位角中误差，将首先影响在进洞控制点处的拔角进洞误差，继而通过进洞控制点到贯通面的“贯通距离”，引起贯通面处的贯通中误差。进洞处拨角进洞的后视边一般为D1-005—D1-006（方位角中误差为0.54秒）边，而出洞处拨角进洞的后视边一般为D1-002—D1-003（方位角中误差为0.15秒）边。2、高程控制测量飞龙1号隧道全长182m，但由于受地形地面植被的影响，洞外水准路线长达1km，长度小于4km的隧道，按《铁路测量技术规则》规定的高程贯通限差为Mk=±50mm，按洞内和洞外等影响的分配原则见《桥隧控制测量》，由此算出隧道的地面高程贯通限差的允许值为Ms=0.65Mk=0.65×50=±32.5mm。飞龙1号隧道进出口水准点采用四等水准测量进行联测，测量成果闭合差为±7mm，中误差为±2.2mm，小于规范的允许值。因此采用四等水准测量作为高程控制，满足施工要求。3、加强洞口段的监控量测控制洞口段加设地表沉降观测，布点的范围在隧道每五米的断面拱腰最宽处沿着45°角斜向上至地表。每个断面增加布置点号为里程+A1、里程+A2、里程+A3、里程+A4、里程+B1五个点进行观测。如图：7新飞龙一号隧道地表沉降观测点布置图（二）贯通前的施工技术措施在隧道贯通前，进口端精确放样并开挖出上台阶位置，做超前长管棚。超前长管棚（Ф108钢管,L=30m，环向间距40cm，外插角按1°～3°控制，共计27根）。工期要求：洞口大管棚务必在掌子面距离进口25m之前完成。施工程序：搭钻孔平台、安装钻机→钻孔→清孔验收→安装管棚钢管→注浆。出口端开挖至DK30+460时（距贯通面36m），原设计的超前小导管照常施工，外插角为10°～30°，充分注浆固结上台阶周边土体。格栅钢架变为工字钢全环间距调整为60mm加强支护。搭钻孔平台安装钻机：8(1)钻机平台用枕木或钢管脚手架搭设，搭设平台要求一次性搭好，钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称进行。(2)平台支撑必须着实地，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。(3)钻机定位：钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。钻孔：(1)岩质较好的要求一次成孔；钻进时产生坍孔、卡钻，需补注浆后再钻进。(2)钻机开钻时，先低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。(3)钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的事故。(4)钻进过程中确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。(5)认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报，作为指导洞身开挖的依据。清孔验收：(1)用地质岩芯钻杆配合钻头进行来回扫孔，清除浮碴至孔底，确保孔径、孔深符合要求、防止堵孔。(2)用高压气从孔底向孔口清理钻碴。(3)用全站仪检测倾角，外插角。9安装管棚钢管(1)钢管在专用的管床上焊接好，确保焊接好的钢管不漏浆，导管上钻注浆孔，孔径16mm，孔纵向间距20cm，呈梅花形布置，尾部留不小于100cm的不钻孔的止浆段。(2)棚管顶进采用大孔引导和棚管机钻进相结合的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管。(3)接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。编号为奇数的第一节管采用3m钢管，编号为偶数的第一节钢管采用6m钢管，以后每节均采用6m钢管。注浆：(1)安装好有孔钢管后即对孔内注浆。(2)注浆参数：水泥浆水灰比为0.8：1，若注浆量超限，未达到压力要求，必须调整浆液浓度继续注浆，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为浆液充填，方可终止注浆。注浆压力一般为1.0～2.0Mpa。(3)在每根钢管内全长加设1根φ20mm塑料排气管。(4)注浆结束后及时清除管内浆液，并用30号水泥砂浆充填，增强管棚的刚度和强度。（三）实际贯通误差测定新飞龙一号隧道贯通面位于曲线上，贯通以后由洞口两端的导线点测出贯通面上的DK30+424点E各坐标，得到两组值，由进口端四等水准点BM27按四等水准测出E点的高程HE1(79.552)、及10出口四等水准点BM26按四等水准水准测出E点的高程E2(79.535)，进口端导线点测得E点坐标（XE12505246.743，YE1521803.877），出口端导线点测得E点坐标（XE22505246.727，YE2521803.862，由此算出S=（（XE2-XE1）2+（YE2-YE1）2）=22mm即为实际平面贯通误差。贯通面DK30+424方位角为a=328°03′08″，贯通方向与实际贯通误差的夹角：ø=tan-1((YE2-YE1)/(XE2-XE1))+360°=328°02′47″则实际横向贯通误差：f横=S*cosø=19mm实际纵向贯通误差：f纵=S*sinø=12mm实际竖向贯通误差：HE2-HE1=17mm测量测得横向贯通误差为：19mm，纵向贯通误差为：12mm，竖向贯通误差为17mm均小于设计及规范要求（50mm）。（四）贯通误差的调整（1）平面贯通误差的调整新飞龙一号隧道均属于曲线短隧道，上台阶贯通后测量测得横向贯通误差为：19mm，考虑到隧道横向贯通误差较小，通过进口端的导线点与出口端导线点的联测平差，重新调整洞内导线点坐标。（2）高程贯通误差的调整11在贯通后，由进出口水准点作为附合水准路线重新观测平差，以平差后水准点高程测设中桩高程和其他高程施工测量工作。高程贯通误差只有17mm不超出规定的限差，则贯通点附近的水准点高程