1、江西铁路隧道出洞施工方案四步CD法目 录1 工程概况 11.1工程概况 11.2地质情况 11.3工程地质及水文地质 12出洞施工方案 22.1总体施工方案 22.2超前小导管和洞身管棚施工 22.3四步CD法施工 33 洞口边仰坡开挖及防护 73.1边、仰坡刷坡 83.2锚杆及钢筋网 83.3喷射混凝土 83.4截水沟、排水沟的砌筑 94 监控量测 94.1监控量测项目 94.2点位布设 95 安全、质量控制措施 115.1应急方案 115.2质量措施 125.3安全措施 12xx隧道出洞施工方案1 工程概况1.1工程概况xx隧道起止里程为DK132+340DK132+610，中心里程为DK
2、132+475，全长270米，整个隧道围岩级别c级，本隧道施工由进口端单向掘进，隧道出口段DK132+540DK132+577段衬砌类型为级c型复合式衬砌，设计采用四步CD法，采取的是II型42小导管和89洞身管棚超前支护。该隧道时速为200km客货共线铁路双线隧道，隧道内线间距4.4m。隧道内铺设有砟轨道，直线地段轨道结构高度为766mm。1.2地质情况隧道通过属丘陵地貌，地形起伏较，地面高程89.00129.00m,相对高差40.00m,自然坡度1038。，区域植被发育，多为松树、杉树及灌木等。1.3工程地质及水文地质隧道埋深浅围岩破碎、岩层产状变化较大、节理较发育且进出口都存在偏压，对隧
3、道的围岩安全存在影响。本隧道所在山体规模小，地下水为孔隙水和基岩裂隙水，总体上水量不大，估算最大涌水量约118m/d，整体为弱富水，但进出口及浅埋段谷底部分可达到中等富水。地下水、地表水均混凝土有酸性侵蚀，二氧化碳侵蚀，化学环境作用等级为H1。无盐类结晶破坏作用,仅根据氯离子含量判定，地表水、地下水均无氯盐侵蚀性，碳化作用等级为T2。隧道出洞方向为上坡，埋深浅，岩层主要为泥质岩层，弱风化层面起伏变化。2出洞施工方案开挖严格按照“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行施工。严格按设计开挖方法进行施工，开挖长度应严格按照铁道部铁建设2010120号关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧
4、道设计施工有关技术规定的通知要求：对软弱围岩级围岩上台阶每循环开挖支护不得超出1榀的规定进行施工。项目部有关技术人员对地质进行了现场调查，出口原地面坡度较陡，隧道出口段方向为上坡，埋深浅，岩层主要为泥质岩层，弱风化层面起伏变化。设计DK132+540DK132+577段衬砌类型为级C型复合式衬砌。2.1总体施工方案掌子面开挖至DK132+540时，我部采取的是II型42小导管和89洞身管棚超前支护，设计采用四步CD法施工出洞。支护参数为本隧道Vc级围岩超前支护参数，即小导管单根长度4.5m,壁厚3.5mm，每环35根，环向间距40cm.相邻两排小导管水平搭接长度不小于1m. 89洞身管棚每10
5、m施工一环，每环36根，纵向搭接长度为不小于3m，2.2超前小导管施工和89洞身管棚施工II型超前小导管采用42无缝钢管制成，Vc围岩段每根长度4.5m，环向间距0.4m,每环施工35根，相邻两排小导管搭接长度不小于100cm。小导管头部加工成20cm长的锥形状，管身每隔15cm钻10mm的注浆孔，呈梅花形布置，尾部预留不小于30cm的止浆段。注浆是超前支护过程中一个很重要的环节，直接影响加固效果和超挖控制效果。无裂隙的石质隧道中浆液的扩散半径有限，但注浆后浆液可以将钢管内、钢管和钻孔间隙之间填满，达到较好的超前支护效果。注浆采用水泥浆液,注浆前冲洗管内沉积物,由下至上顺序进行, 喷射混凝土5
6、10cm厚封闭掌子面,形成止浆盘。单孔注浆压力达到设计要求值,持续注浆10min后,结束注浆。注浆施工中认真填写注浆记录,并注意观察施工支护工作面的状态。小导管注浆施工工艺流程见下图:89洞身管棚设计参数：热轧无缝钢管或花管，外径89mm,壁厚不小于5mm.每节钢管两端均预加工成外丝扣，同一断面内接头数量不得超过总钢管的50%。管棚上钻注浆孔，孔径10-16mm,呈梅花形布置，尾部不留不钻孔的止浆段。管棚纵向之间通过956mm的连接套连接。（2）管棚环向间距中至中40cm，拱部144范围施设，每环36根。管棚倾角5-10。管棚注浆参数为；水泥浆液比为1：1（重量比）注浆压力0.51.0MPa.
7、注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验。注浆结束后用M7.5水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。管棚施工采用T60自钻式管棚钻机进行，按设计位置定好位后，钻机，每顶进3-4m，安装连接套继续进行顶进，直至安装至设计深度，然后进行注浆，注浆浆液从钻头位置回流直至填充完成整个管棚的周边位置。管棚每10m施工一环，每环36根，纵向搭接长度为不小于3m。施工中要注意以下几点要求：1 水泥浆采用1:1的重量比制作或根据现场实际情况确定。严格的控制注浆压力，应根据地质条件、工程所需加固范围等，通过现场试验确定，一般控制在0.5MPa1.0MPa之间。注浆必须安装止浆阀，顺序
8、本着“先两边，后中间，先下后上”的原则逐次对小导管进行注浆，然后等待一段时间才可以进行上台阶开挖。拱顶适当缩短小导管间距，以保证拱部注浆效果，即确保了施工安全，也有效的减少掉块、坍塌，保护了“自然拱”，最大限度的发挥围岩的自承能力，减少了喷射混凝土的浪费，有效的控制了成本，缩短了工序循环时间；严格的控制钻孔、注浆等环节，最大限度的保护小导管的刚度，使其达到梁的作用，开挖过程中对拱顶上部起到较大的约束作用；（3）短进尺严格按照规范及设计的开挖进尺要求，上台阶开挖进尺每循环0.6米，上台阶与中台阶，中台阶与下台阶的距离控制在5-10米，仰拱每循环开挖进尺不超过3米。（4）弱爆破根据现掌子面围岩情况
9、，石质坚硬，必须采用爆破开挖，根据每循环进尺严格控制每一个炮眼装药量，最大程度上减少对围岩的扰动。（5）强支护首先加强钢构件加工厂钢架的加工质量，严格执行出厂钢架检验制度，确保用于隧道内的钢架必须是合格产品。支护过程中，严格控制钢架间距，钢架的垂直度，确保受力均匀，锚杆、网片按设计进行施工，加强每节钢架锁脚锚管的施工质量。严格控制喷射砼表面平整度，避免应力集中，上下台阶连接处，喷射砼时，必须用高压风或水，将表面的粘结土清除干净，保证上下台阶喷射砼的良好连接。（6）快封闭隧道开挖完成后，尽量减少围岩在空气中的暴露时间，尽快对围岩进行初喷封闭。支护要及时封闭成环，按照规范要求，V级围岩段初支封闭位
10、置距离掌子面的距离不得大于35m。衬砌及时封闭，二衬距离掌子面的距离不大于70m。（7）勤量测加密监控量测点，尤其是洞口段，要准确的掌握掌子面每一榀拱架，拱顶沉降的数据；增加测量频率，每天三次，及时掌握拱架的沉降情况；加强收敛监控，及时的发现拱架变形情况；缩短断面检查的距离，掌握好拱架的变形情况；加强地表观测，发现裂缝及时填充；加强超前地质预报，及时调整支护参数，制定应急预案，防患未然；对监控量测数据进行及时、准确、形象的处理，最真实的体现隧道的变形情况；根据测量结果，及时调整支护参数，开挖预留变形量。2.3四步CD法施工 CD法又称中隔壁法，用于浅埋及比较软弱地层中，而且是大断面隧道的开挖。
11、CD法是在用钢支撑和喷射混凝土的隔壁分割开进行开挖的方 法，是在地质条件要求分部开挖及时封闭的条件下采用。CD法适用于双线级、级级围岩隧道，地质条件困难，围岩软弱，覆盖层薄，含水量大，基底承载力低等条件。采用CD法开挖，减小软弱围岩隧道及大跨度隧道分部开挖跨度和开挖高度，通过增加中壁墙等临时支护构件，形成分部开挖初期支护快速封闭环，使分部开挖环环相扣，最后完成全部断面开挖与初期支护1.四步CD法施工工法流程见图2.3.1， 图2.3.1施工工序流程2、开挖方法 隧道分为左、右导坑进行开挖，每侧导坑又分为两步台阶。为保护好围岩，围岩尽量采用机械辅人工开挖，每循环进尺按每榀钢架间距0.6m,当围岩
12、稳定性较差时，考虑采用中部预留核心土法施工开挖方法见下图级围岩CD法施工示意3.施工注意事项 1 隧道施工应坚持“弱爆破，短进尺，强支护，早封闭，勤量测”的原则开挖方式均采用弱爆破或人工开挖。爆破时严格控制炮眼深度及装药量主体结构初期支护钢架应根据工法设置情况对其分节进行适当调整工序变化处之钢架应设锁脚锚管，且必须对锁脚钢管进行注浆，以确保钢架基础稳定。上台阶每循环开挖进尺不应大于1榀钢架间距，上台阶长度宜控制在35m范围。边墙每循环开挖支护进尺不得大于两榀钢筋间距。右部导洞开挖，应滞后于左部导洞，距离15m左右。钢架应在开挖或初喷混凝土后及时架设；钢架安装前应清除底脚虚渣，钢架底脚应置于牢固
13、基础上。临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后，方可进行。3 洞口边仰坡开挖及防护3.1边、仰坡刷坡为保证洞口边坡的稳定,防止后期被雨水冲刷,出洞时边仰坡施工时采用人工配合挖掘机开挖,施工洞口边仰坡外的截水沟天沟,截水沟天沟距离不少于5m。3.2锚杆及钢筋网锚杆为22钢筋,每根长4m间距为1.5*1.5m呈梅花型布设。锚杆施工前由技术在地面上标出范围及孔位, 钻孔后进行安装,钻孔应保证锚杆顺直,并与岩面基本垂直。钢筋网为8钢筋,纵横间距为25cm。铺设钢筋网时,应与锚杆连接牢固。施作混凝土喷射作业时尽量减少对网片的震动,降低回弹量。3.3喷射混凝土边坡部位锚杆及钢筋网施工完毕后
14、,喷射一层10cmC25厚混凝土。喷射作业应分层分片、由下而上顺序进行,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,坡面有较大凹洼时,应结合初喷予以找平。喷射混凝土终凝2h后,应喷水养护,养护时间不少于7d。3.4截水沟、排水沟的砌筑洞口5m范围外设置截水天沟, 天沟排水沟相连接,保证排水畅通,流到山梁以外。砌筑砂浆采用M10水泥砂浆,应及时勾缝,并进行洒水养护。根据现场地形,左低右高,左侧采用自然排水,通过天沟将水引致山谷低洼处自然排走,右侧设置沟槽,将水引至左侧排走。4 监控量测4.1监控量测项目1)洞外地表沉降观测;2)周边收敛量测;3)拱顶沉降量测。4.2点位布设在DK132+540DK13
15、2+577段地表,沿中线方向纵向每10m设沉降观测桩,横向两侧各20m范围内每5m设置一处沉降观测桩,共设置40个观测点。洞内没10m布设1个拱顶下沉点和2个净空水平收敛量测点,用徕卡全站仪观测点位的动态变化。4.2.1地表沉降的布设要求1)高程基准点设置在开挖线影响范围以外23个。2)监控点的埋深:在埋设点挖长、宽、高均为200mm的坑,然后放入观测点，测点一般采用2030mm,长300400mm圆头钢筋制成。测点四周用混凝土填实。3)控制点的测量时间:地表下沉量测采用水准仪加测微器观测,在衬砌结构封闭、下沉基本停止时为止。4.2.2拱顶下沉及周边收敛洞口内每隔5m作一个观测断面,最前端的一
16、个断面紧跟掌子面,每断面2对测点用收敛计和水准仪分别观测水平收敛值和拱顶下沉值。4.2.3量测频率洞内观测分为开挖工作面观测和初期支护状态观测两部分。开挖观测应在每次开挖后进行,地质情况基本稳定无变化时,可每天进行一次。对初期支护的观测也应每天至少进行一次。净空水平收敛和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。量测频率见下表:量测数量的处理与反馈:根据量测数据及时绘制拱脚水平相对净空变化、拱顶相对下沉和地表下沉的时态曲线及其与开挖工作面距离的关系图。对初期支护时态曲线进行回归分析,选择与实测数据拟合性好的函数进行回归, 预测可能出现的最大位移。拱顶下沉和净空变化监控量测频率表注:B为隧道开挖宽度。4.
17、2.4根据量测结果按下列要求进行隧道稳定性综合判别1)隧道稳定性综合评价标准实测最大值或回归预测值最大值应不大于允许值或设计最大值。根据位移速率判别:当周边位移速率小于0.10.2mm/d时或拱顶下沉速率小于0.070.15mm/d时,则认为围岩位移达到基本稳定;当周边位移或拱顶下沉速率大于1.0mm/d时,表明位移不稳定,应加强观测;当周边位移或拱顶下沉速率大于5.0mm/d或者位移累计达100mm时,应报警,进行加固。4.2.5二次衬砌施做在满足下列要求时进行各测试项目的位移速率明显收敛、围岩基本稳定;已产生的各项位移已达到预计总位移量的80%90%;周边位移速率小于0.10.2mm/d,
18、或拱顶下沉速率小于0.070.15mm/d;级围岩地段不宜单纯强调洞室的收敛变形量,具备条件时应尽早施作二次衬砌。5 安全、质量控制措施5.1应急方案项目部成立专门应急小组,预备在发生突发情况时有专门的领导小组,负责指挥处理突发事件的处理。准备好出现紧急情况时备用的钢拱架、钢筋网、超前小导管等应急用物资,拌和站、挖掘机、装载机等施工机械必须优先使用,出现异常情况时必须保证在第一时间将所需物资、设备调运到现场。对作业人员进行专门的应急培训, 以便在有突发情况时,能够有序的应对,并做好突发事件的处理工作。5.2质量措施（1）小导管前端尾部焊上6钢筋加劲箍,管壁四周钻四排10mm注浆孔, 尾部1m不
19、设注浆孔。钻孔前根据中线、标高、设计测放孔位, 控制好钻孔的方向及外插角。钻孔完成后用压风水清孔。注浆采用水泥-水玻璃双液,配合比通过现场试验实际情况确定。超前小导管尾部焊接于型钢支撑上。（2）进场材料必须经过检验合格后方可使用,严禁含泥量或含粉尘量过高的河砂等进入工程主体。（3）喷射混凝土在搅拌站集中生产,采用自动计量系统, 确保施工配合比准确。喷锚支护做到喷料随拌随用,时间不超过规定。喷射前清理岩面。厚度较大时分层喷射。严格掌握水压、风压和喷射距离,作到厚度符合设计和安全要求,表面平顺。（4）严格按照设计、技术交底所规定的参数进行支护,对锚杆的方向、数量和深度进行严格控制。（5）在施工过程
20、中持小药量、弱爆破原则,及时进行锚喷支护;项目部人员全过程旁站,对质量严格控制,一步一报检, 一步一照相。确保施工质量。同时做好隧道的监控量测工作,及时对数据进行分析,做好相对的应对工作。确保施工安全。5.3安全措施（1）加强对技术、施工人员及相关人员的培训,提高全体参建人员的安全、质量意识。（2）施工时严格按照“短进尺、弱爆破、勤量测、早封闭”的原则组织施工, 严禁超挖、乱挖。（3）严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工。（4）在隧道开挖前,对隧道地表中线附近范围进行勘察,对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统计,施工中应加强监控量测工作, 严格按设计方案施工,确保隧道
21、安全、顺利通过。（5）每循环进行测量放样,严格控制超欠挖。定期对测量控制点进行检查、复核, 避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。（6）边墙、仰拱等的地基承载力必须满足设计要求。（7）开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测,及时反馈量测信息。（8）隧道开挖中,应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度等,核对设计情况,判断围岩的稳定性。（9）隧道在开挖过程中,尽量减少挖掘机对隧道边沿的开挖,应采用人工风镐对隧道周边进行修整,减少对围岩的扰动,避免侧壁或拱顶掉块现象。拱脚、墙角应预留30cm人工开挖,严禁超挖。土质隧道拱墙脚严禁被水浸泡。开挖完毕后,应尽早对围岩进行支护封闭,减少围岩暴露的时间。（10）制定安全施工应急预案,做好应急物资储备。（11）施工过程中,严格按照冬季施工措施进行施工。（12）洞口施工前,应先检查边、仰坡以上山坡稳定情况,清除悬石,处理危石, 施工期间实施不间断监测和防护。（13）隧道施工做好洞顶、洞门及洞口防排水系统。防止季节性地表水及施工用水下渗,破坏边坡稳定,危及施工安全。（14）施工时,派专人检查地表边坡的稳定情况。发现边坡有开裂、变形现象时,应立即对边坡体进行加固处理,确保安全后方可继续进行施工。
