2#斜井进正洞挑顶方案

目录

一、编制依据 (1)

二、工程概况 (1)

三、斜井进正洞挑顶施工方案 (5)

四、施工控制要点 (14)

五、隧道排水措施 (15)

六、施工进度计划安排 (16)

七、主要人员、机械设备配置 (16)

八、质量控制措施 (17)

九、应急预案及物资 (18)

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阳山隧道2号斜井进正洞挑顶施工方案

一、编制依据

（1）《阳山隧道施工图》及参考图；

（2）《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008)；

（3）《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417-2003)；

（4）《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009)；

（5）《铁路工程施工组织设计指南》(铁建设 [2009]266号)；

（6）《铁路隧道防排水施工技术指南》TZ331-2009；

（7）《铁路隧道超前地质预报技术指南》(铁建设[2008]105号)；

（8）《铁路混凝土工程施工技术指南》(铁建设[2010]241号)；

（9）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424-2010)；

（10）《阳山隧道实施性施工组织设计》；

二、工程概况

阳山隧道位于陕北黄土高原梁峁区，进口为郑庄镇李家台村，沿线经过黑家河，出口设在麻洞川高村。隧道进口里程DK379+591.70，出口里程为DK391+260，隧道全长11668.3m，为单洞双线隧道，最大埋深277.07m，隧道设置斜井3座。

2号斜井采用无轨运输方式，为双车道斜井。斜井与线路交会里程为DK385+850；斜井长L=845m(平距)，斜井与线路平面交角为58°。横向棚架法斜井进正洞挑顶平面图见图1。斜井内坡段最大坡度为9%，综合坡度8.02%。斜井与正洞交接段2斜0+30～+00段按照IV级双车道模筑衬砌设计进行支护，采用双车道辅助坑道净空尺寸7.5m×6.2m，坡率为3%，设置单侧排水沟,该斜井为临时工程，在隧道竣工后封闭。交叉口处正洞与斜井断面图见图2。

1

2

图1、横向棚架法斜井进正洞挑顶平面图 2号斜井位于黄土峁梁区，地形起伏较大，斜井最大埋深199米；

斜井洞身地层主要为黏质新黄土、黏质老黄土和砂岩、砾岩、含砾砂

岩、泥岩，砂岩、泥岩，岩层产状为：300°∠5o，斜井洞身处地下

水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水，主要受大气降水补给，水量小，

基岩风化带和土石界面处水量相对较大，渗透系数K=0.2m/d ，正常涌三门峡浩

勒

报

吉

斜斜井进口

右线中线隧道中线左线中线斜井中线

2斜0+08.632斜0+16.51

按偏离法线架立14榀拱架并增设仰拱，内侧间距60cm，外侧间距100cm

加强环：6根I25a型钢支撑柱、斜井3榀I25a型钢钢架及3榀I25a支撑梁

正洞棚洞施工位

置°

水量239m3/d。

3

4

20cm厚C25喷砼初支

35cm厚C30混凝土衬砌

20cm厚C25喷砼初支

40cm厚C45混凝土衬

砌

图2、正洞及斜井设计断面图

2号斜井设计围岩级别及衬砌类型自与正洞相交处分别为：0+00---0+30设计围岩级别III级，衬砌类型IV模筑衬砌，0+30---1+00设计围岩级别III级，衬砌类型III级喷锚衬砌，1+00---2+33设计围岩级别Ⅳ级，衬砌类型IV级喷锚衬砌，2+33---3+14设计围岩级别V 级，衬砌类型Ⅴ级模筑衬砌,3+14---6+42设计围岩级别Ⅳ级，衬砌类型IV级喷锚衬砌，6+42---7+21设计围岩级别V级，衬砌类型Ⅴ级模筑衬砌,7+21---8+36设计围岩级别V级，衬砌类型黄土Ⅴ级模筑衬砌。

交叉口正洞DK385+830～DK385+870段长40m设计围岩为IVa级，初期支护及衬砌均采用正洞IV级围岩IVa复合式衬砌进行支护。

经计算：斜井拱顶与正洞拱顶高差为2.22m见图3。

三、斜井进正洞挑顶施工方案

1、施工方案及方法

斜井进正洞挑顶采用“横向棚架法”施工。斜井施工至2斜0+16.51处，按设计偏离法线架立14榀格栅钢架(h=130mm)至洞口，并及时浇筑斜井铺底；斜井施工至2斜0+08.63开始爬坡挑顶至正洞拱顶高程，并继续向前开挖至正洞右侧开挖轮廓线处，爬坡挑顶至正洞边开始施作套拱，套拱根据开挖进尺分节施作，节长同循环进尺（0.5---1.0m），预留沉降量在设计值8cm基础上增加12cm，即按20cm 预留。在挑顶到正洞边缘严格按设计施作交叉口加强环门架。

根据围岩情况循环进尺控制在0.5--1.0m，开挖后及时初喷、支立套拱拱架、安装棚架水平梁架及竖向支撑至正洞右侧开挖轮廓线处，向出口方向按设计工法开挖支护15m后，喷射混凝土封闭掌子面，暂停该方向施工，掉头施工进口方向15m,分别施工正洞两方向中、下台阶，待施工空间满足后，两方向再同时施工40m,施作仰拱衬砌、

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拱墙衬砌。

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图3、斜井与正洞拱顶高程对比图

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1）交叉口斜井段施工

斜井施工至2斜0+16.51处，按设计采用格栅钢架(h=130mm)、

钢筋网片、喷射混凝土的加强型支护，具体支护参数为：

①在斜井接近正洞洞口12.61m范围，里程2斜

0+16.51--0+03.9采用格栅钢架(h=130mm)，拱架间距1m，拱架间采

用φ22纵向连接筋焊接在一起，连接筋环向间距1m，φ42锁脚锚管

加固拱脚、墙脚。

②斜井拱墙喷射C25混凝土厚20cm，拱墙挂φ8钢筋网，间

距20cm×20cm，搭接1-2个网格，逐点焊接。

③在斜井接近正洞洞口12.61m范围，里程2斜

0+16.51--0+03.9初支完成后，及时施作模筑衬砌，采用钢拱架与组

合模板施工二衬混凝土。

2）交叉口加强环门架施工

斜井与正洞交叉口加强环门架采用6根I25a型钢支撑柱、3榀I25a型钢支撑横梁焊接形成刚性整体，再施作3榀I25a型钢钢拱架

和I25a型钢短支撑柱，短支撑柱上端与横梁焊接，下端与钢拱架焊接，使门架与钢拱架形成受力整体；锁定斜井与正洞交叉口围岩，并做为正洞套拱、初支钢架落脚支撑点，加强环施工完成后，及时施作该处模筑衬砌，并注意该处衬砌背后采用同级混凝土回填密实。

3）横向棚架施工

棚架由拱形格栅钢架（套拱）、拱顶水平格栅梁架、拱形内竖向

支撑、锁脚锚管及连接件组成，交叉口加强环门架及模筑混凝土施工

完成后，以台阶法进正洞，上台阶高3.57m，上台阶坡度，边缘至正

洞中线范围为42%，中线至另一侧边缘为平坡(见图5)。

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根据围岩情况，斜井口向正洞开挖循环进尺按0.5---1.0m控制，开挖后立即初喷4cm砼，支立拱形格栅钢架（套拱）长0.5---1.0m，拱形格栅钢架（套拱）落在门架横梁上并与横梁焊接成为整体，其下方安装竖向支撑I20工字钢。在拱形格栅钢架（套拱）背面安装水平格栅梁架，与套拱钢架焊接牢固，打设锁脚锚管，喷射砼完成一个循环，进入下一循环，以相同方法施作至正洞另一侧，形成棚架，套拱格栅钢架采用h=180mm，格栅梁架采用h=180mm，竖向支撑采用I20工字钢。正洞套拱钢架与横梁连接见图5。

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4）正洞初支施工

按设计支立格栅钢架、铺设钢筋网片、焊接纵向连接钢筋、打设

锁脚锚管、喷射砼，完成交叉口正洞段上台阶初支，钢架落在横梁上

并与横梁焊接成为整体，初支格栅钢架间距为1m ，正洞初支钢架与

交叉口加强环门架横梁连接见图4、图5。

图4、横梁与斜井拱架连接示意图

正洞钢架落脚点横梁斜井拱架根

型钢支撑柱

型钢支撑立柱

斜井型钢钢架

根型钢支撑正洞钢架横梁

斜

井

中

线

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图5、钢架与横梁连接布置图

棚洞格栅钢架(h=180mm)支撑正洞4榀格栅钢架

(h=180mm)套拱

正洞初期支护正洞套拱I20a钢柱头3根I25a型钢立柱

正洞I25a型钢支

撑正洞钢架横梁

内轨顶面

正

洞

中

线

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与斜井相交的正洞加强段为DK385+830～DK385+870段40m 范围，

其支护参数为：

①正洞DK385+830～DK385+870段范围设置格栅钢架(h=150mm)，

间距1.0m ，钢架间用φ22纵向连接筋焊接在一起，连接筋环向间距

1m ，每个节点设置2根长度4m 的φ42锁脚锚管。

②拱墙喷射20cm 厚 C25混凝土（DK385+846～DK385+857段范围

喷射23cm 厚），拱墙挂φ6×φ8钢筋网，间距25cm×25cm ，搭接1-2

个网格，逐点焊接。

2、施工顺序

交叉口开挖空间大，施工工序多，施工难度大，开挖后支护闭合

时间长等诸多不利因素，该段正洞围岩为Ⅲ级，支护二衬采用Ⅳa ，

施工工法采用三台阶法。根据斜井与正洞设计相交角度及复合式衬砌

参数，对交叉口段斜井初期支护进行加强，确保下一步正洞施工安全

稳定，交叉口工序如下：

（1）斜井掘进接近正洞相交里程时（即掘进至2斜0+08.63时），

开始逐渐抬高斜井拱顶高程，接长钢架。拱顶抬高坡度控制为29%。

（2）斜井掘进至正洞开挖轮廓线后，在交叉口处施做加强环。即

在斜井初期支护加强环钢架拱顶上设置纵向水平横梁，横梁采用

I25a

型钢（三榀并连焊接而成），横梁两端联接I25a型钢立柱支撑，立柱置于正洞边墙底，严格控制横梁和立柱平面位置，不得侵入正洞初支范围，喷射C25混凝土覆盖加强环、焊联短钢架柱，横梁范围暂不喷射，待正洞钢架落脚后一并喷射。

（3）斜井掘进至正洞开挖轮廓线，采用台阶法开挖进正洞，上台阶面同正洞台阶面高程，以棚架法穿过正洞，棚洞斜向上爬坡至洞顶后，以台阶平坡向前开挖至正洞另一侧上台阶拱脚位置。

（4）上导坑向进口方向开挖支护达到15m，开始中、下台阶落底施工。落底施工按出口、进口方向分别施工。

（5）仰拱支护达到30m，施作仰拱二衬及填充混凝土，当仰拱混凝土及填充混凝土施工48m后，立即在洞内既定位置组装液压长栈桥及衬砌台车施作二次衬砌。

3、交叉口正洞段三台阶开挖支护流程

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加强环（即门架）施作→开挖支护交叉口上台阶（形成棚架、完成初支）→开挖支护交叉口大里程侧上台阶15m→开挖支护中台阶→开挖支护交叉口下台阶及仰拱初支→继续开挖支护大里程正洞上、中、下台阶及初支仰拱30m→掉头施工小里程上、中、下台阶及仰拱初支30m→施作交叉口正洞二衬仰拱→施作交叉口正洞拱墙二衬。

4施工注意事项

（1）施工中必须加强围岩量测，根据量测反馈信息，及时调整支护参数，确保结构安全。

（2）交叉口段斜井初支要加强，铺底要及时施做，门架的位置准确，不能侵入正洞二衬断面。

（3）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稳定性。

（4）交叉口正洞段开挖后要及时进行正洞仰拱初支施工，以便初期支护尽早成环，确保施工安全。

（5）交叉口正洞段二次衬砌，应在斜井断面宽度范围外的两侧各设置一道沉降缝，防止不均匀沉降引起交叉口处正洞衬砌砼开裂。

四、施工控制要点

正洞与斜井相交地段处于复杂的三维受力状态，斜井进正洞交叉口处门架施工、套拱钢架安设、正洞初支与门架连接及开挖为该方案施工控制的重难点，门架加工、安装过程中应严格控制结构尺寸、各个杆件连接质量，保证正洞初期支护支撑于一个安全可靠的结构体系上，同时应加强套拱钢架安设及交叉口正洞初期支护与门架连接控制，确保整体稳固不变形，控制要点及措施如下：

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⑴辅助坑道斜井变断面段施工，应加强初期支护，支护参数应比正常断面相应提高。

⑵交叉处加强环设置

由于正洞开挖断面较大，为确保挑顶段正洞施工安全，在斜井与正洞交接处设置一加强环，加强环由3榀Ⅰ25a型钢钢架组成，钢架间采用厚20mm钢板连接，喷设混凝土覆盖钢架。

⑶设置横梁，为正洞拱架提供支撑平台

在正洞与斜井拱顶交界处，沿正洞方向设置拱顶纵向横梁，横梁采用Ⅰ25a型钢，牢固焊接于斜井钢架拱顶，横梁与斜井钢架间空隙设置Ⅰ25a型钢竖向立柱，立柱应与正洞拱架位置上下相对应，牢固焊接并喷射C25混凝土回填密实。

⑷加密设置正洞初期支护锁脚锚管，每榀钢架单侧不少于6根锁脚锚管，锚管长4.0m，注水泥砂浆，锁脚锚管与钢架牢固焊接，防止拱架下沉。

⑸斜井进入正洞开挖前，必须先完成斜井交叉段的衬砌施工。

⑹斜井交叉口处的加强环必须深入正洞初期支护断面，保证为正洞的支护提供有力的支撑。

⑺交叉段正洞开挖后要及时进行正洞仰拱初支的施工，以便初期支护尽早成环，确保施工安全。

(8)斜井挑顶至交叉口正洞段二衬施作中，项目部靠前指挥，洞口技术、质量、安全人员坚持全过程旁站，加强检查指导，发现问题，随时解决问题，将问题解决在现场。

五、隧道排水措施

为保证斜井水流不排入正洞，在2斜0+30处左侧边墙设一集水

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坑，正洞及斜井均由侧沟将水引至集水坑，并设置200m扬程污水泵2台，将边沟汇入的水及正洞抽入的水一次性排出至上级集水坑，由上级集水坑排出洞外。

六、施工进度计划安排

横向棚架法施工进度计划

1、2斜0+16.51（正洞开挖轮廓边缘）---2斜0+03.9交叉口斜井段长12.61m ， 2016年3月19日---2016年3月22日，4天；

3、交叉口上台阶开挖支护（棚架施工）， 2016年3月23日---2016年3月28日；

4、交叉口正洞段大里程侧上台阶开挖支护长15m，2016年3月29日---2016年4月1日；

5、交叉口正洞段大里程侧中、下台阶开挖支护（含仰拱初支），2016年4月2日---2016年4月8日；

6、交叉口正洞段大里程侧上、中、下台阶开挖支护（初支仰拱）长30m（合计45m），2016年4月9日---2016年4月16日；

7、交叉口正洞段小里程侧上、中、下台阶开挖支护（初支仰拱）长45m，2016年4月13日---2016年4月24日；

8、交叉口正洞段二衬仰拱及填充24m，2016年4月25日---2016年4月30日；

七、主要人员、机械设备配置

1、斜井转正洞方案实施阶段主要劳动力计划表

序号单位工作内容及人员分布人数

1 开挖班钻眼、装药、爆破30人30

2 出砟班汽车司机3人、装渣司机3人 6

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3 支护班喷混凝土、支立钢架等20人20

4 综合班电工2人、高压风、水管及维修6人、文明施工5人13

5 合计69

2、斜井转正洞方案实施阶段主要机械设备计划表

序号设备名称规格型号单位数量

1 挖掘机PC200 台 1

2 装载机龙工50 台 2

3 自卸汽车20m3 台 3

4 混凝土输送车8m3台 2

5 混凝土输送泵HBT60 台 1

6 空气压缩机20m3/min 台 5

7 通风机2*110KW 台 2

8 柴油发电机250Kw 台 1

9 机械手HPS3061 台 1

10 注浆设备75L/min 台 1

11 风动凿岩机YT-28 台18

12 水泵37KW 台10

13 液压长栈桥长41m 台 2

14 二衬台车长12m 台 2

15 合计台.套48

八、质量控制措施

1、施工过程中必须严格按照隧道工程施工技术指南及施工技术交底书的要求进行施工。

2、认真贯彻执行质量保证体系。

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3、对关键工序施工安排技术员现场值班，全程监督控制.

4、严格落实工班长责任制，每道工序完成后必须严格按照三检制度进行验收，先由工班自检，再由现场技术员检查合格后报质检工程师复检，复检合格后由质检工程师向驻地监理工程师报验，验收合格后方可进行下道工序施工。

九、应急预案及物资

（一）编制依据

依据《国务院关于实施国家突发性公共事件总体应急预案的决定》、《国家安全生产事故灾难应急预案》、《建设工程重大质量安全事故应急预案》和国家有关法律法规、规范规定，铁道部有关规定制度为依据编制本应急预案。

（二）编制目的

目的是随时掌握洞内各种安全风险的存在，以指导施工中应采取的施工方法和采用的施工设备，为保证隧道施工人员的安全，特制定本预案。

（三）应急预案组织机构与管理职责

组织机构项目分部成立隧道施工应急领导小组。应急领导小组组长由项目经理钟选良担任，副组长由常务副经理王小波、副经理王洪坤、总工王喜民担任，组员由各部门负责人组成。

（四）预测与预警机制的建立

1、事故可能发生的区域

斜井进正洞挑顶施工过程中。

2、预测与预警系统

结合岩层开挖过程中的实际情况，应急领导小组应进行风险分析

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