3_斜井进入正洞施工方案2

 3#斜井进入正洞施工方案

            编 制：     杨     成     文        

            审 核：                             

            批 准：                             

二〇一〇年一月二十六日

1、编制依据    1

2、工程概况    1

3、施工方案    1

4、施工流程及顺序    2

4.1、工艺流程：    2

4.2、施工顺序    2

4.2.1、调整斜井进入正洞    2

4.2.2、斜井进入正洞前的施工：    4

4.2.3、斜井进入正洞处的加固施工    4

4.2.4、交叉口处3#斜井模筑衬砌    6

4.2.5、3#斜井进入正洞内的导洞施工    6

4.2.6、反向开挖支护    7

4.2.7、正洞二衬施工    8

4.3、斜井与正洞相交处施工程序表    9

5、施工要点    10

6、人员、机械配置    11

7：工期安排    11

8、光爆设计    12

8.1、III级围岩上台阶钻爆参数表    13

8.2、III级围岩下台阶钻爆参数表    15

9：注意事项    16

10、安全、质量、环保措施    17

11、排水方案    18

12、应急预案    19

12.1 应急预案的方针与原则    19

12.2 危险源分析    19

12.3 应急方案    19

岩山隧道3#斜井进入正洞施工方案

1、编制依据

（1）国家、铁道部、贵州省市的有关法律、法规和条例、规定；

（2）国家和铁道部现行设计规范、施工指南、验收标准、技术规程（暂规）等；

（3）现行铁路施工、材料、机具设备等定额；

（4）承发包合同、招投标文件；

（5）经批准的设计文件和设计技术交底资料、纪要；

（6）经批准的指导性施工组织设计；

（7）现场详细的施工技术调查资料；

（8）我公司所拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果和多年积累的工程施工经验；

（9）本项目部综合性施工组织设计；

（10）其它相关依据。

2、工程概况

岩山隧道3#斜井全长1393m，位于岩山隧道DK230+000左侧，与线路左线夹角为45°，斜井纵坡：X3DK0+030~ X3DK1+393为11%的下坡（调整后），：X3DK0+000~ X3DK0+030为3%的下坡进入正洞。斜井双车道辅助坑道，净空尺寸为7.7m（宽）×6.2m（高），于交叉口处设单侧排水沟，IV、V级围岩为模筑砼衬砌，III、II级围岩为锚喷砼支护。辅助坑道与正洞相交段将采用模筑砼衬砌加强，长度不小于10m，与设计一致，采用工字钢架加强支护。3#斜井与正洞相交处为III级围岩，该斜井施工正洞2160m，施工里程DK228+260～DK230+420。

3、施工方案

改变3#斜井与正洞相交里程，从DK230+013.5进里程处进入正洞,在避开DK230+013.5处下锚洞在斜井与正洞的交汇处；在施工至与正洞交界（X3DK0+009.444）后，以圆曲线形式转体进入正洞，在转体过程施工中同时按10%的上坡开挖至正洞拱顶高程，开挖长度计算为20m；然后过渡扩挖10m到正洞断面，转向（广州方向）相反方向开挖上台阶施工到DK230+050处，然后从DK229+988.5向广州方向施工下台阶到DK230+040位置，再开从DK230+005向小里程方向、DK230+015向大里程方向开挖仰拱部分，且仰拱和填充紧跟，为二衬台车、防水板提拱拼装条件，拉拼装完成后，及时将DK230+015~+027二衬施工完成，将45°三角区加固稳定，有利于三角区的施工安全。为确保交叉口段三维受力状况，交叉口范围内斜井与正洞初期支护均由III级改为V级。考虑到斜角45°角度较小，三角区临空面太大，为保证施工安全及满足使用要求，斜井进正洞处采用I25型钢支护锁口。

4、施工流程及顺序

4.1、工艺流程：

工艺流程见下页图：

4.2、施工顺序

4.2.1、调整斜井进入正洞

3#斜井原设计在X3DK0+043.69~X3DK0+095.15为圆曲线，曲线长51.46m，半径R=100，交角为29°28′57″，与正洞在DK230+000处与线路方向成45°角相交。而正洞在DK230+013.5右侧、DK230+013.5左侧有下锚洞，正好处于斜井与正洞交汇处，三叉口处开挖应力复杂，在三叉口处开挖到下锚洞，增加不安全因素较多、且施工速度较慢，为了施工安全，改变3#斜井从DK230+013.5进入正洞,曲线段向X3DK0+113.6处移动，斜井纵坡从X3DK0+180处开始适当调整11.2%的坡度施工至X3DK0+023.937位置，再按3%的下坡进入正洞。

3#斜井进入正洞施工简易流程图

4.2.2、斜井进入正洞前的施工：

考虑3#斜井与正洞相交角度45°角，开挖进行入正洞处的应力极为复杂，施工到X3DK0+023.937时，开始立型钢加强支护，由于左侧大于右侧，按扇形支撑支护，沿3#斜井方向，左侧间距1.175m，右侧间距0.6m架立11榀I20b异型钢架，完成由垂直于斜井中线到平行于正洞中线的过渡。如图（一）3#斜井进入正洞平面图。

图（一）3#斜井进入正洞平面图

4.2.3、斜井进入正洞处的加固施工

当3#斜井开挖到X3DK0+009.444时，反回挑挖斜井与正洞斜交面处拱部，拱到正洞拱顶，与正洞交叉口处连续架立2榀I25b锁口钢架，相应在此型钢钢架上连续焊接2榀I25b型钢横梁，并在横梁两端螺栓连接I20b型钢立柱，横梁为正洞钢架提供落脚平台；横梁与3#斜井异型钢架间空隙设置I20b竖向立柱支撑，立柱与正洞拱架位置相对应，牢固焊接。在反挑开挖后，正洞段用I20b型钢斜梁代替正洞的B单元钢架，用I20b型钢立柱代替正洞的C单元钢架，并用锚杆锁死，用喷射C25砼喷实密实，保证相交地段三维受力状态围岩的稳定。反挖时按正洞V级围岩支护，在仰拱钢架连接在斜井仰拱的预埋I20b型钢上。见图（二）3#斜井进入正洞立面图。

图（二）3#斜井进入正洞立面图

图（三）3#斜井与正洞交叉口钢架正面图

4.2.4、交叉口处3#斜井模筑衬砌

在爬坡导坑进入正洞一段距离后（形成交叉口3#斜井模筑衬砌空间后），及时对3#斜井交叉口往斜井口方向14米范围内施作二次衬砌，厚度0.35m，交叉口段平行与线路中线，紧贴加强环关堵头模板，二衬达到设计强度后拆模，形成对交叉口处围岩三维受力的有效支护。

4.2.5、3#斜井进入正洞内的导洞施工

1）导坑以R=14.6m圆曲线形式45°转体进入正洞施工，同时在转体开挖时以10%的坡度进行爬坡，经计算需要长度为19.4m，计划开挖20m，开挖到DK230+009.4处到达拱顶；转体段开挖进尺控制在1.0m以内，便于转体段园顺。导坑开挖以开挖台车通过为准，设计净宽9.06m，支护参数为：Φ22砂浆锚杆，长度2.5m，间距1.2×1.0m，梅花型布置；拱部50%挂设φ8钢筋网，网格间距0.25×0.25m；喷射C25砼，厚度10cm。 支护施工中要严格按III级围岩施工指南操作，确保砂浆锚杆和钢筋网的施工质量。按图（四）3#斜井进入正洞爬坡导坑示意图进行施工。

图（四）3#斜井进入正洞爬坡导坑示意图

2）往小里程方开挖：

完成爬坡后，按20‰的下坡向贵阳方向按III级围岩上台阶扩挖、在10m以内扩挖到正洞设计断面。

4.2.6、反向开挖支护

1）反向上台阶开挖

反向开挖按正洞III级围岩支护形式，开挖到DK230+017.5处（同时在DK230+001~+006右侧、在DK230+011~+016左侧按下锚洞断面挖挖到位）；从DK230+017.5~ DK230+033.4（交叉口段）按III级围岩衬砌Ⅴ级围岩支护形式开挖上台阶，开挖进尺控制在1.5m以内，开挖后及时施作型钢钢架1m/榀，当开挖到正洞拱部与斜井相交处时，施作型钢A、B单元及相应初期支护，同时取消斜井口处型钢B、C单元，改用直型型钢，使其落于斜井支撑横梁上，连接牢固；开挖到仰拱与斜井仰拱相交时，取消斜井口处仰拱型钢D单元，改为异型型钢与斜井仰拱型钢连接牢固，使该段封闭成环，形成对围岩的有效支护。从DK230+033.4~ DK230+065按III级上台阶开挖和支护（在施工该段时可往小里程方向同时开挖上台阶），上台阶开挖到DK230+065后，停止往广州方向开挖。

2）下台阶开挖

当上台阶开挖完成后，而进行下台阶开挖，下台阶开挖时，先从DK230+009向DK230+033.9开挖到墙脚，该段开挖及支护完成后，及时将三叉口落底开挖到隧底、进行仰拱支护，及时完成三叉口处的仰拱、填充，便于后序施工。然后向广州方向开挖仰拱，施作仰拱和填充，施工到DK230+052时停止施工，为45°三角区初期支护与仰拱尽早成环，三角区这个薄弱体。

图（五）正洞反向开挖示意图

4.2.7、正洞二衬施工

在交叉口段和DK230+028~DK230+052段仰拱及填充施工完成后，及时拼装二衬台车、防水板台车，二衬台车拼好后，推放到最前端，然后挂DK230+028~DK230+040防排水、接地钢筋，及时将该环二衬衬砌砼灌注完成，在砼强度达到80%后，脱模移衬砌台车向小里程方向施工。

4.3、斜井与正洞相交处施工程序表

5、施工要点

正洞与3#斜井相交地段处于复杂的三维受力状态，为保证正洞安全挑顶施工的完成，正洞初期支护必须座落于一个牢固的落脚平台，同时应加强该段正洞初期支护的锁脚锚杆施工，防止拱架下沉。

1、将斜井曲线起点里程由原来的X3DK0+095.15提前至进正洞里程该至X3DK0+113.6，曲线要素及夹角均不改变，纵坡由原来的10.8%变为11.4%。

2、3#斜井变断面段施工，应加强初期支护，设计参数应比正常断面相应提高。交叉口段里程X3K0+023.937开始，3#斜井开挖按照III级围岩衬砌，支护均按照V级围岩参数施工，同时加强该段型钢支护，采用I20b型钢，并加强该段径向锚杆施工。

3、交叉口处锁口设置

由于正洞开挖断面较大，为确保扩顶段正洞施工安全，在3#斜井与正洞交接处设置型钢锁口，锁口由2榀I25b型钢钢架连续组成，钢架间采用φ22钢筋连接，喷C25混凝土覆盖钢架。并要求及早施作3#斜井二次衬砌。

导坑进入正洞施工一定距离后（约2-3米）反向挑顶开挖至拱顶，施作异锁口和矩形拱架，加立正洞斜梁型钢，并找锚杆锁死，然后喷砼覆盖。在锁口未开挖之前，按照III级围岩参数对加强环位置进行临时支护。

4、设置横梁，为正洞拱架提供落脚平台

反向挑顶开挖，在正洞与3#斜井拱顶交界里程处，沿正洞方向设置拱顶纵向横梁，横梁两端下设置I20b型钢立柱，紧贴3#斜井异型钢架，横梁采用I20b型钢，牢固焊接于3#斜井锁口钢架拱顶，横梁与3#斜井锁口钢架间空隙设置I20b型钢竖向立柱，立柱与正洞拱架位置相对应，牢固焊接并喷射C25砼回填密实。

5、加密设置交叉口段正洞初期支护锁脚锚杆，每榀钢架单侧不少于4根锁脚锚管，锚管长4.0m，锁脚锚管施工方向平行于正洞方向,直径为42cm，注水泥砂浆，锁脚锚管与钢架牢固焊接，防止拱架下沉。

6、3#斜井以圆曲线转体进入正洞施工时，严格控制开挖进尺（宜0.6~0.8m），且导坑施工期间，应严格按照III级围岩参数进行支护，确保围岩稳定。

7、交叉口段正洞径向锚杆施工到位，与正洞型钢焊接牢固，构成一个完整支护体系。

8、交叉口段施工加强监控量测，及时掌握围岩变化情况，指导施工。

6、人员、机械配置

1、管理人员配置：队长1名，技术负责人1名，副队长1名，施工员4名，技术员2名，测工1名，安全员1名，质量员1名（实行轮流值班制）。

2、作业人员配置：

3#斜井施工：开挖班40人；钢架、钢筋网及锚杆施工12人；喷射混凝土施工12人；综合班4人，共计60人。

正洞施工：开挖班48人；钢架、钢筋网及锚杆施工16人；喷射混凝土施工16人；综合班4人，共计84人。

3、主要施工机械配置：

3#斜井施工：小型挖掘机2台（或大型挖掘机1台），装载机1台，湿喷机2台，压浆机1台，钢架弯制机1台、 YT28风钻10台、空压机2台等。

正洞施工：大型挖掘机1台，装载机1台，湿喷机4台，压浆机2台，钢架弯制机1台、 YT28风钻16台、空压机2台等、开挖台车1台、防水板台车1台、二衬台车1台。

7：工期安排

以3#斜井里程X3-K0+027.294开挖支护开始，至3#斜井进入正洞后达到正洞正常施工为止，计划工期为33天。

施工进度安排：

X3-K0+023.444~ X3-K0+009.444（斜井段）开挖：14米，3.5m/天，共计4.0天；

DK230+009.396~ X3-K0+009.4（转体爬坡段）：11.47米，每天3个循环，2.4m/天，共计4.0天；导坑爬坡段(DK230+009.396~+001.396),计8m，4.0m/天，共计2.0天；

DK230+001.396~ DK229+991.396 (导坑扩挖段)：10米，5.0m/天，共计2天。

X3-K0+023.444~ X3-K0+013.294（斜井段）衬砌：5.0天

DK230+017.9~DK230+027. 9 (挑挖段)：10米，5.0m/天，共计2天；

DK229+991.396~DK230+017.0（正洞反向开挖无型钢段）：25.604米，6.0m/天，共计4.0天；

DK230+017~DK230+035（正洞反向开挖型钢段）：18米，2.5m/天，共计7.0天。

DK230+035~DK230+065（正洞反向开挖无型钢段）：30米，6m/天，共计5天。

计划工期为35天后，小里程方向可进入正常施工。从DK230+001开挖中、下台阶开挖，开挖到DK232+052、51m，5m/天，共计11.0天DK230+001~DK230+052，51m仰拱，晚于开挖3天完成，二衬台车拼装10天、防水板台车拼装2天，防水板挂设1天，二衬砼1天，养护3天，即在66天完成，66天后，小里程的掌子面开挖了31天，每天5m进尺，相距180m，在安全距离以内。

8、光爆设计

3#斜井进入正洞范围内设计为III级围岩，全断面开挖，反向开挖正洞时采用正台阶法开挖，施工进尺控制3.0m。（斜井段及导坑段与正洞开挖爆破设计详见隧道爆破设计方案，本方案只对导坑反向开挖正洞进行爆破设计）

8.1、III级围岩上台阶钻爆参数表

每循环炸药用量

Q＝q×s×L×η

式中：q——爆破单位岩石炸药消耗量q（kg/ m3），以本断面III级围岩取1.2kg/ m3；

S——开挖断面积（m2）：75.714-50.293=25.421m2；

L——炮眼深度，按3.0m；

η——炮眼利用率取0.9；

Q＝q×s×L×η＝1.2×25.421×3.0×0.9＝82.36 kg

炮眼数目

式中：q——单位岩石炸药消耗量(Kg/ m3)；

S——开挖断面积(m2)：25.421m2；

a——炸药装填系数取0.6；

d——药卷直径（m）取0.032m；

N=0.0012×1.2×25.421/0.6/0.0322 =60个

单孔平均用药量

Q0＝a×L×G/m

式中：m—每个药包长度，取0.2m；

a—炸药装填系数　取0.6；　

G—每个药包的质量，0.2 kg；

Q0＝0.6×3.0×0.2/0.2 = 1.8 kg

III级围岩上台阶反向开挖钻爆参数表

每循环炸药用量

Q＝q×s×L×η

式中：q——爆破单位岩石炸药消耗量q（kg/ m3），以本断面III级围岩取1.2kg/ m3；

S——开挖断面积（m2）：41.32 m2；

L——炮眼深度，按3.0m；

η——炮眼利用率，取0.9；

Q＝q×s×L×η＝1.2×41.32×3.0×0.9＝133.87 kg

炮眼数目

式中：q——单位岩石炸药消耗量(Kg/ m3)；

S——开挖断面积(m2)：41.32 m2；

a——炸药装填系数取0.6；

d——药卷直径（m）取0.032m；

N=0.0012×1.2×41.32/0.7/0.0322 =96个

单孔平均用药量

Q0＝a×L×G/m

式中：m—每个药包长度，取0.2m；

a—炸药装填系数，取0.6；

G—每个药包的质量0.2 kg；

Q0＝0.6×3.0×0.2/0.2 = 1.8 kg

III级围岩下台阶反向开挖钻爆参数表

9：注意事项

1、本方案施工前提是斜井进入正洞围岩地质为III级围岩；

2、3#斜井交叉口段设置异型钢架，由垂直于斜井中线逐步过渡到平行于正洞中线，间距采用左侧1.175m，右侧间距0.6m逐步调整；

3、施工中必须加强围岩量测，根据量测结果及时反馈支护信息，确保支护措施安全合理。

4、交叉口范围正洞按照V级围岩支护，加强环异型钢架架立不得侵入正洞型钢钢架界限。

5、交叉口段斜井衬砌应及早施作，交叉口5m采用钢筋砼衬砌，紧贴加强环关堵头模板。

6、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。

7、为了尽快开挖到正洞顶，本方案在转体导坑段就按10%的爬坡设计，考虑只相差2.33m，对装载机和汽车影响不大。

8、导坑施工期间应加强行车安全，制定行车方案，在隧道内设置交通信号标志，在交叉口处设置凸透镜，车辆在进入弯道时必须鸣笛，并指定专人进行行车指挥。

9、导坑施工期间采用在3#斜井口设置通风机，压入式通风至掌子面，同时于导坑内设置移动式抽风机，往3#斜井排风；

10、导坑施工期间，转体段起点位于最低处，考虑该地段的排水，采用离心式抽水机往3#斜井口抽排水；正洞开挖到位后，于交叉口往大里程方向5米，线路中心水设置一积水井，往斜井口抽排水，制定防排水应急预案，排水供电系统必须设置双路供电系统；

11、导坑反向开挖正洞时先施工上台阶往大里程方向不少于25m，再进行下台阶开挖；

12、针对导坑扩挖和反向开挖正洞制定爆破设计方案；

13、为了稳定45°三角区，型钢支护设置向大进程方向延伸6m，小里程方向不需要延伸。

14、交叉口正洞反向开挖应按短进尺、弱爆破、强支护、勤量测的原则组织施工。

15、制定挑顶施工的安全应急预案，做好应急材料、物资的储备。

16、进入正常施工后，及时配齐配强人力、物资、设备、管理资源，进行两个方向施工，同时及时施作二次衬砌，确保交叉段稳定、安全。

17、必须针对不同施工阶段，做好相应爆破设计和相应阶段风险评估、安全措施、应急预案，加强交叉段监控量测。

10、安全、质量、环保措施

1、安全措施

（1）3#斜井进入正洞施工期间实行作业队领导轮流值班制，对作业过程及安全操作进行全面监控与指挥。

（2）加强对围岩的变形量测，随时掌控围岩收敛情况，及时做好应对措施和围岩的加强支护。

（2）严格执行火工品管理措施，进行爆破作业时必须遵守爆破安全操作规程。

（3）临时及辅助工程按相应的国家有关标准、规范要求施工。

（4）临时供电及照明线路满足《电力施工技术安全规则》要求，电线接头牢固，电力安全工具定期检查。

2、质量措施

（1）严格按照方案技术交进行异型型钢加工，钢架间纵向采用Φ22钢筋连接，连接钢筋环向设置间距1.0m，喷砼至设计厚度，确保支护质量。

（2）交叉口段前后各10米范围内正洞采用I20b型钢钢架支护，并与交叉口横梁与仰拱型钢牢固焊接，加强交叉口段径向锚杆施工，确保交叉口段围岩三维受力的稳定。

（3）加密设置交叉口段正洞初期支护锁脚锚杆，每榀钢架单侧不少于4根锁脚锚管，锚管长4.0m，直径为42cm，注水泥砂浆，锁脚锚管与钢架牢固焊接，防止拱架下沉。

3、环保措施

（1）土地资源保护措施

弃碴场应及时修筑挡护设施，保持其稳定，避免水土冲刷，防止造成新的水土流失源。洞内以及其它工程弃渣，严禁倾泻于河床，挤占河道或其他排洪、排水设施。

（2）水环境保护措施

不得将施工用水、施工场地排水排至居民饮用水体和养殖水体。生活废水经沉淀处理后就近排至附近水体，不得在生活区形成新的积水池塘。施工产生废水，经过滤沉淀池处理后可用作冲洗厕所用水或排入适当地点。

11、排水方案

  斜井洞内按多级排水，进入正洞时，由于工序多，根据平面布置图，先在X3DK0+009.444右侧，挖一集水坑，解决交叉口处正洞上部扩挖时的排水；在开挖下部及施工仰拱和填充时，采取在小进程方向设集水坑，布置胶管，从左侧沿排至斜井集水坑，排出洞处；在交叉口仰拱及填充完成后，在中心水沟设挡块做为集水坑，沿右侧抽到斜井集水坑后，抽出洞外。

12、应急预案

12.1 应急预案的方针与原则

坚持“安全第一，预防为主”、“保护人员安全优先，保护环境优先”的方针，贯彻“常备不懈、统一指挥、高效协调、持续改进”的原则。更好地适应法律和经济活动的要求；给员工的工作和施工场区周围居民提供更好更安全的环境；保证各种应急资源处于良好的备战状态；指导应急行动按计划有序地进行；防止因应急行动组织不力或现场救援工作的无序和混乱而延误事故的应急救援；有效地避免或降低人员伤亡和财产损失；帮助实现应急行动的快速、有序、高效；充分体现应急救援的“应急精神”。

12.2 危险源分析

坍塌、高处坠落、机械伤害、突泥、涌水

12.3 应急方案

(1)坍塌

进入隧道处的围岩Ⅲ级，结构稳定好，但3#斜井与正洞的交角为45°，三叉口处开挖面大，应力复杂、特别是在往大里程方向夹角为45°，存在坍塌危险，如出现坍塌的情况，首先判明坍塌或倾覆的程度，判断是否存在再次垮塌的可能，及时在坍塌位置进行支护，了解人员伤亡情况，确定无再次垮塌的可能后，救助小组方可进入现场将伤者救出，将其转移至安全地带交由医护组进行救治；

 (2)高处坠落

 隧道开挖后或以挑顶开挖时，存在高处坠落的危险，当坠落事故发生时，在场人员应立即用洞内电话向现场负责人报告，并在离事故现场一定距离处设置警戒线，阻止无关人员靠近，并保护好现场，将伤者转移至安全地带，由专业医护人员对伤员进行简单救治后，尽快将其送往榕江县医院救治。

伤员救助完毕后，安全领导小组成立事故调查组，对事故进行调查、分析，查明原因后按“四不放过”原则进行处理，同时应尽早现场防护措施的安全状态，必要时重新加固。

(3)机械伤害

施工时存在机械伤害的危险，钻机钻进时存在钻杆断裂伤人、存在高压风泄露伤人、汽车意外伤人等。如发生机械伤害的情况，在场人员应立即口头或用电话向现场负责人报告，并在离事故现场一定距离处设置警戒线，阻止无关人员靠近，并保护好现场，将伤者转移至安全地带，由专业医护人员对伤员进行简单救治后，尽快将其送往榕江县医院救治。

伤员救助完毕后，安全领导小组成立事故调查组，对事故进行调查、分析，查明原因后按“四不放过”原则进行处理。

(4) 突泥、涌水

岩山隧道本身是一座突泥、涌水的高风险隧道，首先采取超前控孔，降低水压势头，预防突泥、涌水，如在雨季斜井出现涌水、并带来突泥时，人员穿救生服，沿救生绳，拆出斜井安全地带，待涌水势头失放后，采用大型抽水机抽水，然后装载机装泥、自卸汽车运出然后在涌水口注浆加固。将伤者转移至安全地带，由专业医护人员对伤员进行简单救治后，尽快将其送往榕江县医院救治。

伤员救助完毕后，安全领导小组成立事故调查组，对事故进行调查、分析，查明原因后按“四不放过”原则进行处理。

(5)详细的应急预案启动程序见项目部专项应急预案。