目录1.编制依据 (1)2.工程概况 (1)2.1.工程简介 (1)2.2.地形地貌 (2)2.3.不良地质 (2)2.4水文情况 (2)2.5气象情况 (2)3.斜井挑顶施工方案 (3)3.1总体方案 (3)3.2施工步骤 (5)3.3施工注意事项 (10)4.质量保证措施 (11)5.安全保证措施 (12)6.进度保证措施 (13)7.安全应急措施 (13)8.文明施工保证措施 (15)9.环境保护措施 (15)阳城隧道1#斜井挑顶进洞专项施工方案1.编制依据(1)新建蒙华铁路(MHTJ-4标)设计文件及图纸(2)《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)(3)《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009)(4)《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007)(5)同类施工资料及相关工艺2.工程概况2.1.工程简介阳城隧道位于陕西省榆林市靖边县龙洲乡双城村附近,隧道起讫里程DK242+044.57~DK249+152.82,全长7108.25m,为单洞双线隧道,最大埋深213.44m。
1号斜井采用无轨运输方式,为双车道斜井;与正洞相交于里程DK245+000,长439m(平距),与线路平面交角90°。
见图2-1。
图2-1 阳城隧道1号斜井平面位置示意图斜井进入正洞位置围岩为Ⅳ级,为保证施工安全,衬砌方式采用双车道Ⅴ级模筑衬砌。
正洞40m范围内(DK244+980~DK245+020段)采用Ⅴ级围岩支护类型,采用Ⅴa型复合式衬砌。
2.2.地形地貌阳城隧道区内地层从新至老地层岩性依次为:第四系上更新统风积(Q3eol)砂质新黄土及黏质新黄土;第四系中更新统冲洪积(Q2al+ pl)中砂;白垩系下统洛河组(K1l)砂岩。
沿线地形受地台抬升及黄土高原水流向源侵蚀的影响,下切作用明显,“V”字形冲沟发育,呈树枝状分布,形成沟壑纵横、支离破碎的特点,地形较为复杂,为典型的黄土高原侵蚀性梁峁沟谷地貌类型。
2.3.不良地质隧道洞身存在游离态有害气体。
2.4水文情况地表水主要为大气降水及基岩裂隙水渗出形成的地表径流,主要有大气降水及地表渗水补给,以蒸发、地表径流及地下水渗入为主要排泄条件、水量较小,受季节性降水影响较大,雨季水量大且集中,非雨季无水或水量较小。
地下水位主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水。
第四系孔隙潜水分布于风积砂质新黄土、黏质新黄土、及中砂层中,含水量较小,土石分界处含量相对稍高,受大气降水及地下水入渗补给,以蒸发及地下水入渗为主要排泄方式。
基岩裂隙水主要分布于白垩系砂岩中,受地下水入渗补给,以地下水径流为主要排泄方式。
2.5气象情况土壤标准冻结深度1.0m,土壤最大冻结深度1.2m,最冷月平均气温-11.3o C。
3.斜井挑顶施工方案3.1总体方案斜井与正洞相交:斜井段1斜0+00~1斜0+20段围岩类型为Ⅳ级,衬砌类型为双车道Ⅴ级模筑衬砌;正洞DK244+980~DK245+020段围岩类型为Ⅳ级,衬砌类型为Va,挑顶方案采取矩形导洞法。
斜井距交叉口5m时采用变截面拱架爬坡挑高拱顶施工,两台阶施工,斜井拱顶依次抬高,隧道中线处抬高段开挖线距离隧道正洞开挖线25cm。
距交叉口0.6m时设置加强环,按斜井断面施作。
斜井上台阶掌子面开挖至与正洞交叉口处时,交叉口处加强环中心向两边2.5m处增加竖向支撑作为矩形导洞门架,矩形门架安装完成后对斜井掌子面进行喷砼封闭(预留矩形导洞部位),然后以宽5m的矩形导洞沿DK245+000的法线方向上挑进入正洞,矩形门架上横梁按正洞拱顶弧形施作并紧贴开挖面,钢架高程逐榀递增,到正洞拱顶中线位置后拱顶钢架高程递减,且递增递减坡度与正洞拱顶曲率增减吻合形成正洞拱部弧形。
矩形导洞门架安装5榀后,对导洞内掌子面进行喷混凝土封闭,斜井下台阶掌子面跟进至交叉口,交叉口初支钢架及加强环接长落底,喷砼封闭。
进行支撑横梁安装,横梁采用I22a工字钢,低于初支钢架0.93m,与加强环用竖向I22a工字钢连接为整体。
加强环及支撑横梁施工完成后,继续开挖导洞至正洞右侧边墙位置,在导洞内与矩形上拱架成90°夹角安装正洞拱架,线路右侧落于基岩上,拱架底端加设钢垫板以及锁脚锚管,左侧异型拱架落于加强门架支撑横梁上。
斜井与正洞相交处加强环及正洞初期支护施工完成后,及时施作交叉口的斜井衬砌,再向正洞方向转序施工。
斜井进入正洞挑顶平面见图3-1,斜井进入正洞立面关系见图3-2,交叉口门架示意图见图3-3。
图3-1 斜井挑顶进正洞平面图图3-2 斜井挑顶进正洞纵断面图图3-3 交叉口门架示意图3.2施工步骤(1)斜井段加固斜井段1斜0+00~1斜0+20段,衬砌类型采用双车道Ⅴ级围岩模筑衬砌,且斜井段距离交叉口5m范围(1斜0+08.4~1斜0+03.4)钢架由格栅调整为全环采用I16型钢钢架进行支护,钢架间距0.6m,开挖断面拱部以22%坡度向上爬升,交叉口按斜井断面施作,并在交叉口处门架中心向两边2.5m处增加竖向支撑作为矩形导洞门架,矩形门架安装完成后斜井掌子面进行喷砼封闭(预留矩形导洞部位)。
(2)矩形导洞施作(1-5榀)斜井交叉口初支以及导洞矩形门架安装喷砼封闭施做完毕后以5m宽矩形导洞垂直于正线方向上挑进入正洞,施作第1至5榀。
矩形门架上横梁按正洞拱顶弧形施作(预留30cm沉降量),钢架高程逐榀递增至到正洞拱顶中线位置后拱顶钢架高程递减,且递增递减坡度与正洞拱顶曲率增减吻合形成正洞拱部弧形。
矩形导洞支护采用I18工字钢,间距1.0m/榀;连接筋采用Φ22钢筋环向间距1.0m;顶部挂设φ8钢筋网,网格间距20×20cm;每榀钢架中部、下部各施做一组锁脚锚管,锚管采用Φ42无缝钢管t=5mm,L=3m,在竖向支撑拆除割口部位采用编织袋进行包裹,其余部位进行喷射混凝土封闭,喷层厚25cm。
矩形导洞钢架门架见图3-4,矩型导洞钢架侧面图见图3-5,矩形导洞钢架横梁高程见表3-1。
图3-4 矩形导洞钢架示意图图3-5 矩形导洞钢架侧面图表3-1 矩形导洞钢架横梁高程表矩形导洞第1-5榀钢架完成并喷混凝土封闭后,进行斜井抬高段(1斜0+08.4~1斜0+03.4)下台阶开挖,斜井初支钢架以及加强环落底,全环封闭。
(4)矩形导洞施作(6-10榀)斜井与正洞交叉段初支全环闭合后,继续施工矩形导洞,施工方法及支护形式同第(2)步骤。
(5)斜井二次衬砌斜井进入正洞位置20m范围内围岩为Ⅳ级,衬砌方式采用双车道Ⅴ级模筑衬砌。
斜井1斜0+04~1斜0+20段拱墙采用C30混凝土,厚度40cm;铺底表层铺设φ8钢筋网,浇筑C30混凝土,厚度50cm。
靠近正洞边墙1m范围内底板暂不施作。
斜井段衬砌在挑顶开始前施做完毕,确保挑顶期间斜井交叉口稳定。
(6)交叉口加强门架施作斜井交叉口因为正洞工字钢无法落底,成为薄弱口,应力较集中,靠斜井一侧的初期支护拱架必须落在加强环支撑横梁上,焊接连接。
因此在斜井段1斜0+03.4~1斜0+04段架加强环,加强环采用3榀I22a型钢钢架并排设置,间距0.3m,采用4m长Φ42锁脚锚管进行加固,每侧4根,分布于加强环中、下两个部位;钢架各单元由240×290×14mm连接钢板焊接成型,连接螺栓采用M27;连接筋采用Φ22钢筋,环向间距1m,与钢架满焊;钢架两侧底角设置纵向贯通的[32a槽钢;喷混凝土厚度29cm。
施作交叉口处剩余1m范围底板混凝土,使加强环生根。
支撑横梁采用I22a型钢,长8.18m;竖向支撑采用I25a型钢,间距80cm,长度分别为16cm、46cm、99cm、169cm,见图3-6。
横梁与竖向支撑之间采用连接钢板焊接成型,连接螺栓采用M27。
图3-6 加强环支撑示意图(7)体系转换施工当交叉口加强环安装完成后,在导洞内进行正洞拱架安装。
正洞采用I20a型钢钢架,间距60cm,在矩形导洞中共安装钢架9榀。
在靠斜井一侧正洞钢架落于斜井交叉口横梁之上,并焊接牢固,另一侧落于基岩上拱脚用高强度工程塑料锲紧,加设两根6m长φ76锁脚锚管,锁脚锚管与钢架通过Φ25钢筋焊接牢靠,确保钢架脚部稳定。
及时泵灌C35混凝土封闭并回填超挖部分。
完成体系转换。
(8)正洞开挖正洞开挖前,做好第一循环超前支护,采用φ42钢花管,壁厚3.5mm,长3.5m,环向间距40cm,施作范围拱部120°,采用1:1水泥浆注浆加固。
斜井断面范围以外的正洞40m范围内(DK244+980~DK245+020段)采用Ⅴ级围岩支护类型,Ⅴa型复合式衬砌,支护参数如下:钢架采用H150型格栅钢架,间距1m,纵向连接筋采用Φ22钢筋,环向间距1m,拱脚处加设两根4m长φ42锁脚锚管,与钢架用Φ25钢筋焊接,全环喷混凝土厚度23cm。
导洞及导洞内正洞上导初期支护施工完成后,在矩形导洞竖向钢架预留处,采用氧焊逐榀拆除大里程方向临时支撑,破除喷射混凝土,并向大里程方向施工10m上导初支,临时支撑封闭成环;以相同方式施工小里程方向10m上导初支,临时支撑封闭成环。
沿隧道正洞小里程方向单向掘进中导5m后,喷射混凝土封闭掌子面,暂停该方向开挖,并及时开挖下台阶,对钢架接长落底;然后以相同的方法开挖支护大里程方向。
施工顺序见图3-7。
(9)交叉口处二次衬砌大里程方向施工至距离交叉口39m时(两循环衬砌24m、三个台阶各5m),停止掌子面作业,然后小里程方向进行掘进,大里程方向在交叉口处施作仰拱及两循环衬砌;施作完成后,小里程方向施作仰拱及两循环衬砌,再浇筑交叉口仰拱,组装栈桥。
转入正常工序施工。
正洞40m范围内采用Ⅴa型复合式衬砌,环向采用Φ18钢筋、纵向采用Φ12钢筋、箍筋采用φ8钢筋,浇筑C35钢筋混凝土。
图3-7 交叉口正洞开挖施工工序示意图3.3施工注意事项(1)斜井进入正洞前,必须先完成交叉段斜井二次衬砌。
(2)在斜井往正洞转换的施工过程中,加强监控量测工作,并及时根据监控量测数据分析并调整施工支护参数。
(3)正洞交叉口段开挖支护后及时进行仰拱、衬砌的施工,以便初期支护与仰拱尽早形成封闭环,确保施工安全。
(4)施工斜井交叉段的加强环深入到正洞的初期支护断面,保证为正洞的支护提供有力的支撑。
(5)斜井进正洞的挑顶施工,始终保持逃生通道的畅通。
(6)机械开挖时,为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰撞,造成钢架损坏,开挖时,指派专人对开挖作业进行指挥,严格限制机械作业界限,以防止碰撞钢架。
(7)构件支撑的立柱不得置于虚碴和松动围岩黄土上。
在软弱围岩地段,立柱底面需加设垫板或垫梁。
(8)斜井与正洞掌子面施工时,应设专人值班,随时观察围岩及支护状态的的稳定性。
(9)正洞仰拱初支钢架与斜井加强环最外侧的仰拱钢架焊接;正洞仰拱衬砌钢筋与斜井铺底预埋钢筋连接,确保正洞与斜井交叉口处的紧密连接,共同受力。