大保隧道出洞专项施工方案(2014.8.11)

中国建筑股份有限公司新建海南西环铁路海口至三亚段XHZQ-6标段（另含三亚动车所及三亚西货站工程）大保隧道出洞专项施工方案编制：审核：批准：中国建筑海南西环铁路海口至三亚段XHZQ-6标段项目经理部二零一四年八月十一日大保隧道安全出洞专项施工方案一.编制说明1.1编制依据（1）新建海南西环铁路XHZQ-6标施工总承包合同、招标文件及大保隧道设计施工图。

（2）现场调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。

（3）国家及相关部委颁布的法律、法规和铁道部颁布的现行设计规范、施工规范、铁路工程质量验收标准及其它有关文件资料。

赣龙铁路筹备组下发文件通知。

1.2资源准备说明本隧道由施工正洞及现有的配置的人员、机械、设备进行施工。

此方案不再单独说明。

二.工程概况2.1工程简介隧道位于海南省三亚市天涯镇保一村附近，进口段紧邻既有铁路，出口位于保一村附近，隧道附近有西线高速及乡村公路，交通条件较好。

隧道最大埋深21.6m，大部分埋深9.5m~15m左右，纵坡为单面下坡。

大保隧道中心里程为D1K351+742.5, 进口端里程为D1K351+570，出口段D1K351+915，全长345m，本隧道进口端151.513m，其余洞身段位于半径为2800m的左偏曲线上。

本隧道由于进口端邻近既有铁路线，无任何施工便道可以通过来施工，因此只能采用从出口向进口方向单头掘进施工。

进口出洞交界里程为DK351+570。

隧道进出口均采用φ108洞口长管棚。

其中进口口段管棚长度20m。

环形间距40cm,外插角1°～3°。

洞口永久边仰坡防护：永久边坡采用横平竖直的C25混凝土拱形截水骨架护坡，骨架内砌筑空心砖植草植灌木防护。

骨架内土层设置长10m 的φ120仰斜排水孔间距3.0×3.0m。

孔内插入φ110素纤排水滤管。

洞口临时开挖面防护措施：挡墙背后临时开挖面防护，土层、全风化层（W4）采用喷锚网进行支护，喷C20砼厚15cm，锚杆采用Ф25HRB335砂浆锚杆，间距1.2m*1.2m，锚杆长度如图所示，挂20cm*20cmφ8钢筋网。

锚杆西部构造详见“海西海凤段施隧附03-12”图。

注:本次安全出洞的主要地质问题为：邻近既有铁路高边坡的安全稳定性的问题。

2.2隧道进口处施工情况调查根据原设计方案要求，该隧道进口采用的是20m超前大管棚+套拱进行施工，确保出洞安全，但是根据现场实际情况，无任何施工场地进行该处的超前大管棚+套拱进行施工。

同时在隧道进口处(K351+510)还存在一条铁路通信线，沿着山体截水沟方向进行布设，施工前必须将该铁路通信光缆线进行迁改，根据迁改要求，该通信光缆线迁改到既有铁路路基侧，迁改里程为K350+300~K351+300,迁改长度为1km，迁改单位为中铁二局。

具体详见附图：大保隧道出洞平面布置图及剖面图2.3隧道围岩类别划分及施工方法大保隧道全长345m，根据设计图纸要求，对大保隧道围岩进行划分如下：2.4目前施工进展及地质情况根据现场实际开挖情况，目前掌子面已经开挖至DK351+615,距离隧道出洞里程DK351+570还有45m。

三、出洞方案3.1总体施工方案大保隧道为隧道出口向进口单向掘进，根据掌子面及设计围岩情况拟定以下出洞方案。

掌子面上台阶开挖至DK351+580处掌子面时采用小导洞（4×5m）出洞。

小洞贯通后，施作进口边仰坡、截水天沟和大管棚。

待洞口大管棚施工完后， DK351+580掌子面继续向前掘进至隧道终止里程。

出洞方案示意图见方案后附图一。

四.隧道单向掘进小导洞出洞方案4.1上台阶小导洞出洞方案根据设计图纸所示地质情况DK351+560～580段出口表层为粉质黏W4厚约3～6m。

下伏基层为W2岩层约6～14m。

隧道掌子面施工至进口端里程10m时（DK358+580处），每循环钻眼增加2～3个探眼，探眼深度5m，以探明具体剩余距离，便于安全出洞，剩余最后10m时采用上台阶小导洞出洞方案，小导洞位于隧道顶部中间位置，导坑宽度尺寸为5m（高）*4m（宽），具体详见下图该导洞以便装载机出渣为宜，小导洞采用“短进尺、弱爆破、强支护”的方式进行小药量爆破开挖，以确保安全。

4.2小导洞超前支护因本次小导洞未设置大管棚，因此为确保安全，小导洞采用拱部及腰部2m采用双排超前小导管，超前小导管环向@20cm，4.3小导洞初期支护方案小洞支护施工工序流程为：开挖后初喷砼→系统支护（拱架、锚杆、钢筋网）施工→复喷砼至要求厚度。

挖后及时对拱顶和边墙岩面进行初喷4厘米的C25砼；②初支拱架采用I18型钢钢架，安装间距1.2m；③拱顶和边墙网片挂设，采用φ8钢筋制作的20cm×20cm网片；④拱顶和边墙系统锚杆施作，Ф22砂浆锚杆，L=2m，间距1.2m×1.2m布置；⑤复喷16厘米的C25砼。

4.3.1喷射砼施工C25喷射砼采用湿喷工艺，工艺流程见图1。

①用高压风水冲洗受喷面，设置控制喷砼厚度的标志。

喷射作业分段、分片、分层，由下而上进行，有较大凹洼处，先喷射填平。

图1 湿喷混凝土工艺框图②喷嘴垂直于岩面，距受喷面0.8～1.2m，呈螺旋移动，风压0.3～0.5MPa。

液态速凝剂由自动计量在喷嘴处掺入。

③喷射混凝土时按照施工工艺段、分片，由下而上依次进行。

分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。

④喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产。

混凝土搅拌车运输混凝土，卸入湿喷机，机械手配合湿喷机喷混凝土。

4.3.2拱架施工①制作：拱架主筋采用型钢弯曲机进行预弯、各种构造筋用钢筋弯曲机弯曲，在定型模上焊接而成。

制作时严格按施工图纸进行，保证每节的弧度与尺寸均符合设计要求，每节两端均焊连接板，节点间通过连接板用螺栓连接牢靠，加工后必须进行试拼检查，严禁不合格品进场。

图2 钢拱架施工工艺框图②安装：拱架按设计要求安装，安装尺寸允许偏差：横向和高程为±5cm，垂直度±2°。

拱架的下端设在稳固的地层上，高度低于开挖底线以下15～20cm。

拱脚开挖超深时，加设钢板或混凝土垫块。

每榀拱架安装后利用4根长2m的Ф22锁脚锚杆定位。

超挖较大时,拱背喷填同级混凝土,以使支护与围岩密贴,控制其变形的进一步发展。

两排钢架间用连接钢筋纵向连接牢固，以便形成整体受力结构。

4.3.3砂浆锚杆施工砂浆锚杆采用风钻钻锚杆孔，锚杆钻孔利用台架施钻，按照 1.2m ×1.2m排距，尽可能垂直结构面打入，高压风吹孔。

用注浆泵将孔内注满早强砂浆，再用风枪将锚杆送入孔内，使杆体位于孔位中央，然后安装垫板，垫板必须用螺帽紧固在岩面上，增强锚杆与喷砼的综合支护作用。

砂浆锚杆施工工艺框图见图3。

图3 砂浆锚杆施工工艺流程图4.3.4、钢筋网铺设钢筋须经试验合格，使用前必须除锈，在洞外分片制作，制作尺寸为1.0×1.4m一张，网格间距为20cm×20cm，安装时搭接长度不小于一个网格。

人工铺设贴近岩面，与锚杆点焊焊接牢固。

在靠近岩面一侧，确保整体结构受力平衡。

喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和控制风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。

4.4.洞口长管棚施工工艺4.4.1制作钢花管、制作导向墙（1）制作钢花管：管棚采用φ108壁厚6mm热轧无缝钢管制作，管壁打孔, 布孔采用梅花型，孔径为10～16mm，孔间距为15cm，两端均预加工成外丝扣。

为防止浆液倒流，每根管棚尾部不钻孔长度110cm。

（2）制作导向墙：采用C20混凝土护拱作为管棚的导向墙、止浆墙，紧贴洞口仰坡面。

导向墙模板固定在钢架上挂模浇筑混凝土。

护拱内设2榀钢拱架为环向支撑。

孔口管应牢固焊接在工字钢上，防止浇筑混凝土时产生位移，它安设的平面位置、倾角、外插角的准确度将直接影响管棚钻孔的质量，应用经纬仪以坐标法在工字钢架上定出其平面位置；用水准尺配合坡度尺设定孔口管的倾角；用前后差距法设定孔口管的外插角。

导向墙施工图钢花管大样图大管棚钢管连接接头示意图4.4.2. 钻孔钻孔采用液压钻机钻孔。

选用的钻机首先应适合钻孔深度和孔径的要求，钻机要求平稳灵活，能在360度范围内钻孔。

钻机定位：钻机要求与以设定好的导向管方向平行，必须精确核定钻机位置。

用经纬仪、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吻合。

为减少因钻具移位引起的钻孔偏差，钻机立轴方向应准确控制，钻进过程中要经常采用测斜仪量测钻杆钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求时及时纠正。

4.4.3.顶管、清孔安装钻孔检测合格后，将钢管连续接长，用钻机旋转顶进将其装入孔内。

为使钢管接头错开，第一节管采用8m和6m交替布置，编号为奇数的第一节管采用6m长钢管，编号为偶数的第一节采用8m长钢管。

同一断面内的接头数量不得超过钢管总数的50%，相邻钢管的接头至少要错开1m。

钢管用钻机顶进，双号孔顶进无孔钢管，单号孔顶进有孔钢管。

如遇故障，需清孔后再将钢管插入。

4.4.4.注浆⑴水泥浆液水灰比：1：1（重量比）。

⑵注浆压力：初压0.5、终压2.0MPa。

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后展开施工。

⑶单根钢花管的注浆量按下式估算：Q=πRk2Lη式中：Q—注浆量Rk—浆液扩散半径，取Rk =0.6Lo，Lo为钢花管中中至中的距离L—钢花管长度η—空隙率（%），砂土40％，粘土20％，断层破碎带5％⑷钢管顶进到位后，用小木楔在钢管与围岩壁楔紧，再用防水胶泥（锚固剂）将空隙封闭住。

止浆板与注浆泵之间用管接器相连。

管接器由φ20闸阀和长10cm的φ20的镀锌管制作，镀锌管两边加工成丝扣。

注浆时一般总是先注无水孔，后注有水孔。

在无水地段可从拱脚起顺序注浆。

注浆速度根据注浆孔出水量大小而定，一般应从快到慢。

注浆结束时将闸阀关闭，卸下进浆管，进入下一循环。

⑸浆液由高速制浆机拌制。

采用注浆机将水泥浆注入管棚钢管内，注浆量达到设计注浆量或达到终压2MPa后可停止注浆。

4.5上断面开挖出洞在完成大管棚注浆后，按照设计的要求进行剩余上台阶断面的开挖，开挖时每个断面增加2~3个探眼，探眼深度5m，同时采用“短进尺、弱爆破”的原则进行开挖。

五、施工安全特别注意事项⑴施工前安排专人对洞内围岩进行观察，对存在的安全隐患及时采取排除或加固措施。

⑵施工人员提前对进口进行警戒，防止飞石危及周边村民及施工人员。

⑶施工过程中，加强施工管理，减少由于人为因素导致的洞碴滚落。

⑷安全施工保证小组对洞内外作业进行24h巡查，确保施工安全。

⑸贯通距离剩余不足10m时，每循环钻眼时增加2～3个探眼，探眼深度5m，以探明具体的剩余距离，便于安全出洞。

⑹在爆破后进入掌子面施工前，应先对掌子面周边围岩进行详细调查，将因爆破震动产生的危石清理干净后方可继续进行正常施工。