偏压路堑式明洞处理施工方案.doc

目 录一、工程概况2二、设计施工方案论述21、设计施工方案简述32、明挖施工方案的不利因素5三、浅埋段施工方案论述61、施工方案简述62、拱盖盖挖施工法施工工序7四、拱盖盖挖施工法的优点及施工过程中的注意事项91、拱盖盖挖施工法的优点92、拱盖盖挖施工法的注意事项10*隧道浅埋段施工方案一、工程概况：*隧道设计全长333m，隧道位于湖南省娄底市双峰县洪山殿乡，隧道隧址区位于丘陵地区，自然山坡坡度3050°，坡面植被较茂密，多为农田及茶树，地层岩性为隧道丘陵表层覆盖第四系粉质粘土及碎石土，石灰系下统岩关阶地层。隧址区地质构为单斜构造。*隧道中心里程为DK34+414.5，浅埋段里程为DK34+427DK34+484,长度57m， 隧道埋深数据为-2.09 m2.35 m（见表1）。*隧道浅埋段隧道埋深数据表（隧道中线）桩号（里程）DK34+427DK34+440DK34+450DK34+455DK34+460DK34+470DK34+484埋深（m）2.35-1.55-1.99-2.09-1.88-1.182.33浅埋段表层为第四系粉质粘土，局部含碎石，层厚24m，下伏石炭系下统岩关阶C1y灰岩，强风化，节理裂隙发育，层厚08.6m。区域内地下水主要为大气降水补给，受季节影响较大，围岩自稳能力极差，围岩级别为V 级，结构类型为浅埋偏压。从隧道浅埋段埋深数据分析来看，该浅埋段最大埋深为-2.09 m2.35 m，属超浅埋段，设计采用的施工工法为明挖法。二、 设计施工方案论述1、设计施工方案简述根据改建铁路娄底至邵阳铁路扩能改造工程施工图【娄邵施图（隧）11-06】*隧道DK34+427+484段明洞设计图，采用墙顶开挖式明挖法，以土石地质分界线为界，分界线上部土层部分采用临时边坡开挖，临时边坡坡率1:0.75，临时边仰坡锚喷（网）加固，支护参数为锚杆采用22砂浆锚杆，L-4m，间距1.5m×1.5m，梅花形布置，喷射混凝土采用10cm厚C20网喷混凝土，钢筋网8，网格25cm×25cm。分界线土层以下C1y灰岩层采用垂直开挖，临时边仰坡采用喷射混凝土防护。设计采用的明挖法见下图：DK34+427明暗分界断面 DK34+484明暗分界断面2、明挖施工方案的不利因素2.1明洞施工方案对明暗交界的进出洞超前加固措施未考虑，该段浅埋段明洞的施工，因为出现了负埋深段，从洞口掘进至DK34+427相当于隧道出洞一次，然后从DK34+484断面处重新开挖进洞一次，按照常规的隧道进出口段设计，应该考虑采用108洞口长管棚超前加固。2.2明洞段临时边坡的坡率未按照安全稳定坡率设计，坡率设计偏陡。该段明洞段施工，时间需要经过至少90天的时间，而明挖法采用的临时边坡坡率为1:0.75（土质地层），1:0（强风化石质地层），根据实测，边坡高度达到20m以上，且存在明显的土石分界线，发生滑塌的风险非常大，若考虑到施工需要经历的时间比较长，需要对边坡坡率进行重新优化放缓。若放缓边坡坡率，开挖和回填的数量将成倍增加。2.3按照明挖法施工的工法，先施工隧道的钢筋混凝土二次衬砌，然后施工隧道二次衬砌防水层，首先是按照原设计石质边坡1:0开挖的断面部分防水层施工，施工非常困难，即使是石质边坡开挖，洞外施做防水层困难，尤其是横纵向明暗交接部分防水层的搭接非常难，防水层和二次衬砌做不到严格意义上的“密贴”，给运营留下安全隐患。2.4明挖法施工隧道浅埋段不利于环境保护，按照明挖法施工图，设计排水沟范围的地表植被将会被大面积破坏，同时明挖的土石方还需要征用临时取、弃土场，同时按照环保要求对取弃土场施做防排水系统、进行永久防护。2.5隧道浅埋段施工采用明挖法，具有局限性，受季节、天气的影响很大，若在雨季施工或在旱季施工遇到中大雨，则临时边坡失稳的概率增大，同时也会造成基坑内大量积水，严重影响隧道施工的安全质量。危及隧道作业人员安全。三、浅埋段盖挖法施工方案论述1、施工方案简述 根据建设单位工期安排和*隧道施工进度，*隧道DK34+427DK34+484段超浅埋段施工将会在2013年9月份至10月份施工，施工期间正值本地域内的雨水比较频繁的季节，根据实际情况，隧道该段超浅埋段的施工计划采用“拱盖盖挖施工法”施工工艺施工。拱盖盖挖施工工法的施工工艺流程见下图：完善洞顶排水系统洞顶回填暗洞施工二次衬砌达到强度后从洞内暗挖掘进立模浇筑拱盖混凝土绑扎拱盖钢筋安设拱形型钢钢架筑留核心土开挖施做纵向托梁地表处理、施做临时排水系统测量放样2、拱盖盖挖施工法施工工序2.1测量放样：施工前，首先对浅埋段地表进行测量放样，按照8m一个断面现场放样，按照地形测设出拱盖的上下位置，暗挖施工过程中，拱盖会有一定的沉降，此部分沉降按照30cm预留。即设计衬砌的外轮廓标高拱盖的厚度30cm为拱盖的上边缘。 2.2施做纵向托梁：按照统一位置（按中心角90°展开的位置见套拱施工示意图），分段施做钢筋混凝土纵向托梁，根据地形， 8m一段施作。在DK34+248和DK34+284段施工时分别分别向暗洞方向增加纵向双排42超前小导管。2.3地表处理及施做临时排水系统：根据现场地势情况（见*浅埋段纵断面图）以及测量放样的数据，清除洞顶地表范围内的树木、杂草，在托梁底开挖完成后顺地势做临时横向排水沟，确保施工过程中大气补给水不会流到施工区域内。2.4筑留核心土开挖：纵向托梁施工完成后，按照设计衬砌的外轮廓标高30cm 移挖做填筑留核心土，填土部分用小型压路机压实，核心土表面采用M10水泥砂浆抹面，作为浇筑拱盖的内模。2.5安设拱形型钢钢架、绑扎钢筋、浇筑拱盖混凝土：钢架采用I20a型钢在工厂加工，纵向间距60cm，钢架间采用22HPB235钢筋纵向连接,环向间距1m.根据测量数据见（见下表）护拱按圆心角90°展开（见套拱施工示意图）拱盖厚50cm,采用C30混凝土现浇，泵送入模，机械振捣保证密实。*明洞段标高里程内轨顶标高（m）左侧（与中线45°角）中线右侧（与中线45°角）实际标高(m)设计标高(m)差值实际标高(m)设计（Vb）拱顶标高差值实际标高(m)设计标高(m)差值DK34+427171.710 181.849 179.040 2.809 183.820 181.140 2.680 186.167179.040 7.127 DK34+442171.755 178.797 179.085 -0.288 179.992 181.185 -1.193 181.963179.085 2.878 DK34+457171.800 178.820 179.130 -0.310 179.043 181.230 -2.187 180.932179.130 1.802 DK34+472171.845 179.387 179.175 0.212 180.059 181.275 -1.216 181179.175 1.825 DK34+484171.881 183.688 179.211 4.477 182.943 181.311 1.632 181.876179.211 2.665 注：此表中差值的正值为挖土高度，负值为填土高度。 2.6浅埋段洞内施工：拱盖达到设计强度后，即可从洞内按照开挖支护施工，浅埋段洞内施工应尽量避免爆破，开挖工法采用CRD法施工，分部分块开挖，初支紧跟开挖，施做一段具备二次衬砌施工条件后，立即施工二次衬砌。2.7洞顶回填、完善洞顶防排水系统：暗洞段施工通过后，及时对洞顶进行回填，回填时应注意有利于减少山体偏压。按地势情况回填顶面采用15cm厚60cm×80cm梯形水沟顺接山谷水系，并在DK34+460处做横向水沟，从拱顶排除雨水，形成永久性水系。四、拱盖盖挖施工法的优点及安全质量保障措施 1、拱盖盖挖施工法的优点 1.1拱盖盖挖施工法的施工要点是改明挖为暗挖，人工创造相对安全的隧道暗挖施工条件，相比较之下，不需要对浅埋段出洞、进洞采用大管棚超前加固，只需要在设计的明暗交界处适当加强初期支护或采用保守的开挖工法即可，可以节约时间，减少投入。1.2通过减小临时边坡的开挖高度，减少临时边坡的支护数量，大大减少永久性征用地的面积，减少的洞顶林木的毁损，减少对周围环境的影响及破坏。1.3通过施做拱盖进行暗挖施工，在超前支护紧跟的前提下，可以实现设计图中1：0标高范围内的安全开挖。同时还避免施工过程中出现边坡坍塌的安全隐患。1.4拱盖盖挖施工不受季节和天气影响，一但拱盖形成开始在洞内掘进使用，即处于相对封闭的环境下施工，既不受天气影响，避免了其他人为因素的干扰。1.5采用暗挖施工，浅埋段的洞内防排水施工和常规的隧道施工一样，先施工隧道防排水系统，然后台车就位关模浇筑二衬混凝土，不需要像明挖那样考虑防排水系统在明暗交界处的搭接处理，有效的解决了这个工艺上的难题。避免为隧道运营后出现渗漏水隐患。2、拱盖盖挖施工法的安全质量保障措施2.1开挖施工时根据地质情况采用台阶法施工，施工时左右断面错开不得少于5m。 2.2暗洞开挖时短进尺，初期支护采用I20a型钢钢架.钢拱架的间距0.6m，每循环进尺控制在0.6m以内。每循环钢拱架到掌子面的距离不大于20cm，避免洞顶水平岩层悬臂过长引发托梁断裂，托梁以下1m范围内采用手持风镐开挖，严禁爆破。2.3开挖上中台阶时，尽量采用风镐配合人工开挖，局部遇到坚石时，应采用弱爆破或预裂爆破将坚石松动后用风镐开挖以减少对周边围岩的扰动。2.4开挖过程中加强该段的围岩及拱盖的监控量测，在洞内外同一断面处布设监控量测点，通过对内外监测位移变形，及时调整施工过程中的支护参数和二衬的施做时间。2.5暗洞施工过程中，洞内初期支护的钢架要严格和施做拱盖的型钢钢架位于同一断面，初期支护钢架封闭成环，仰拱施做应紧跟下台阶开挖，二次衬砌紧跟仰拱及时施做。五、工程数量表DK34+427+484段套拱主要工程数量表序号项目单位数量备注157m明洞托梁C20纵向托梁M351.322托梁连接筋kg1358.88257m明洞拱盖C30钢筋砼M3298.68357m明洞拱盖钢架支撑I20工字钢架Kg29286.6按95榀钢架计算（57÷0.6），本数量即娄邵隧参03-06-03图A单元工程量连接筋Kg2169.61连接板Kg5586.0螺栓、螺母Kg2052.0457m明洞明挖土方M31066.29557m明洞回填土方M3301.035注：上表中的工程数量仅列57m明洞洞外施工部分的工程量