斜井挑顶进洞方案全解

目录

1.编制依据 (1)

2.工程概况 (1)

2.1.工程简介 (1)

2.2.地形地貌 (2)

2.3.不良地质 (2)

2.4水文情况 (2)

2.5气象情况 (2)

3.斜井挑顶施工方案 (3)

3.1总体方案 (3)

3.2施工步骤 (5)

3.3施工注意事项 (10)

4.质量保证措施 (11)

5.安全保证措施 (12)

6.进度保证措施 (13)

7.安全应急措施 (13)

8.文明施工保证措施 (15)

9.环境保护措施 (15)

阳城隧道1#斜井挑顶进洞专项施工方案

1.编制依据

（1）新建蒙华铁路（MHTJ-4标）设计文件及图纸

（2）《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）

（3）《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）

（4）《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）

（5）同类施工资料及相关工艺

2.工程概况

2.1.工程简介

阳城隧道位于陕西省榆林市靖边县龙洲乡双城村附近，隧道起讫里程DK242+044.57～DK249+152.82，全长7108.25m，为单洞双线隧道，最大埋深213.44m。1号斜井采用无轨运输方式，为双车道斜井；与正洞相交于里程DK245+000，长439m（平距），与线路平面交角90°。见图2-1。

图2-1 阳城隧道1号斜井平面位置示意图

斜井进入正洞位置围岩为Ⅳ级，为保证施工安全，衬砌方式采用双车道Ⅴ级模筑衬砌。正洞40m范围内（DK244+980～DK245+020段）采用Ⅴ级围岩支护类型，采用Ⅴa型复合式衬砌。

2.2.地形地貌

阳城隧道区内地层从新至老地层岩性依次为：第四系上更新统风积（Q3eol）砂质新黄土及黏质新黄土；第四系中更新统冲洪积（Q2al+ pl）中砂；白垩系下统洛河组（K1l）砂岩。

沿线地形受地台抬升及黄土高原水流向源侵蚀的影响，下切作用明显，“V”字形冲沟发育，呈树枝状分布，形成沟壑纵横、支离破碎的特点，地形较为复杂，为典型的黄土高原侵蚀性梁峁沟谷地貌类型。

2.3.不良地质

隧道洞身存在游离态有害气体。

2.4水文情况

地表水主要为大气降水及基岩裂隙水渗出形成的地表径流，主要有大气降水及地表渗水补给，以蒸发、地表径流及地下水渗入为主要排泄条件、水量较小，受季节性降水影响较大，雨季水量大且集中，非雨季无水或水量较小。

地下水位主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水。第四系孔隙潜水分布于风积砂质新黄土、黏质新黄土、及中砂层中，含水量较小，土石分界处含量相对稍高，受大气降水及地下水入渗补给，以蒸发及地下水入渗为主要排泄方式。基岩裂隙水主要分布于白垩系砂岩中，受地下水入渗补给，以地下水径流为主要排泄方式。

2.5气象情况

土壤标准冻结深度1.0m，土壤最大冻结深度1.2m，最冷月平均气温

-11.3o C。

3.斜井挑顶施工方案

3.1总体方案

斜井与正洞相交：斜井段1斜0+00～1斜0+20段围岩类型为Ⅳ级，衬砌类型为双车道Ⅴ级模筑衬砌；正洞DK244+980～DK245+020段围岩类型为Ⅳ级，衬砌类型为Va，挑顶方案采取矩形导洞法。

斜井距交叉口5m时采用变截面拱架爬坡挑高拱顶施工，两台阶施工，斜井拱顶依次抬高，隧道中线处抬高段开挖线距离隧道正洞开挖线25cm。

距交叉口0.6m时设置加强环，按斜井断面施作。斜井上台阶掌子面开挖至与正洞交叉口处时，交叉口处加强环中心向两边2.5m处增加竖向支撑作为矩形导洞门架，矩形门架安装完成后对斜井掌子面进行喷砼封闭（预留矩形导洞部位），然后以宽5m的矩形导洞沿DK245+000的法线方向上挑进入正洞，矩形门架上横梁按正洞拱顶弧形施作并紧贴开挖面，钢架高程逐榀递增，到正洞拱顶中线位置后拱顶钢架高程递减，且递增递减坡度与正洞拱顶曲率增减吻合形成正洞拱部弧形。

矩形导洞门架安装5榀后，对导洞内掌子面进行喷混凝土封闭，斜井下台阶掌子面跟进至交叉口，交叉口初支钢架及加强环接长落底，喷砼封闭。进行支撑横梁安装，横梁采用I22a工字钢，低于初支钢架0.93m，与加强环用竖向I22a工字钢连接为整体。

加强环及支撑横梁施工完成后，继续开挖导洞至正洞右侧边墙位置，在导洞内与矩形上拱架成90°夹角安装正洞拱架，线路右侧落于基岩上，拱架底端加设钢垫板以及锁脚锚管，左侧异型拱架落于加强门架支撑横梁上。

斜井与正洞相交处加强环及正洞初期支护施工完成后，及时施作交叉口的斜井衬砌，再向正洞方向转序施工。

斜井进入正洞挑顶平面见图3-1，斜井进入正洞立面关系见图3-2，交叉口门架示意图见图3-3。

图3-1 斜井挑顶进正洞平面图

图3-2 斜井挑顶进正洞纵断面图

图3-3 交叉口门架示意图

3.2施工步骤

（1）斜井段加固

斜井段1斜0+00～1斜0+20段，衬砌类型采用双车道Ⅴ级围岩模筑衬砌，且斜井段距离交叉口5m范围（1斜0+08.4～1斜0+03.4）钢架由格栅调整为全环采用I16型钢钢架进行支护，钢架间距0.6m，开挖断面拱部以22%坡度向上爬升，交叉口按斜井断面施作，并在交叉口处门架中心向两边2.5m处增加竖向支撑作为矩形导洞门架，矩形门架安装完成后斜井掌子面进行喷砼封闭（预留矩形导洞部位）。

（2）矩形导洞施作（1-5榀）

斜井交叉口初支以及导洞矩形门架安装喷砼封闭施做完毕后以5m宽

矩形导洞垂直于正线方向上挑进入正洞，施作第1至5榀。

矩形门架上横梁按正洞拱顶弧形施作（预留30cm沉降量），钢架高程逐榀递增至到正洞拱顶中线位置后拱顶钢架高程递减，且递增递减坡度与正洞拱顶曲率增减吻合形成正洞拱部弧形。矩形导洞支护采用I18工字钢，

间距1.0m/榀；连接筋采用Φ22钢筋环向间距1.0m；顶部挂设φ8钢筋网，网格间距20×20cm；每榀钢架中部、下部各施做一组锁脚锚管，锚管采用Φ42无缝钢管t=5mm，L=3m，在竖向支撑拆除割口部位采用编织袋进行包裹，其余部位进行喷射混凝土封闭，喷层厚25cm。矩形导洞钢架门架见图3-4，矩型导洞钢架侧面图见图3-5，矩形导洞钢架横梁高程见表3-1。

图3-4 矩形导洞钢架示意图

图3-5 矩形导洞钢架侧面图

表3-1 矩形导洞钢架横梁高程表

矩形导洞第1-5榀钢架完成并喷混凝土封闭后，进行斜井抬高段（1斜0+08.4～1斜0+03.4）下台阶开挖，斜井初支钢架以及加强环落底，全环封闭。

（4）矩形导洞施作（6-10榀）

斜井与正洞交叉段初支全环闭合后，继续施工矩形导洞，施工方法及支护形式同第（2）步骤。

（5）斜井二次衬砌

斜井进入正洞位置20m范围内围岩为Ⅳ级，衬砌方式采用双车道Ⅴ级模筑衬砌。

斜井1斜0+04～1斜0+20段拱墙采用C30混凝土，厚度40cm；铺底表层铺设φ8钢筋网，浇筑C30混凝土，厚度50cm。靠近正洞边墙1m范围内底板暂不施作。

斜井段衬砌在挑顶开始前施做完毕，确保挑顶期间斜井交叉口稳定。

（6）交叉口加强门架施作

斜井交叉口因为正洞工字钢无法落底，成为薄弱口，应力较集中，靠斜井一侧的初期支护拱架必须落在加强环支撑横梁上，焊接连接。因此在斜井段1斜0+03.4～1斜0+04段架加强环，加强环采用3榀I22a型钢钢架并排设置，间距0.3m，采用4m长Φ42锁脚锚管进行加固，每侧4根，分布于加强环中、下两个部位；钢架各单元由240×290×14mm连接钢板焊接成型，连接螺栓采用M27；连接筋采用Φ22钢筋，环向间距1m，与钢架满焊；钢架两侧底角设置纵向贯通的[32a槽钢；喷混凝土厚度29cm。施作交叉口处剩余1m范围底板混凝土，使加强环生根。

支撑横梁采用I22a型钢，长8.18m；竖向支撑采用I25a型钢，间距80cm，长度分别为16cm、46cm、99cm、169cm，见图3-6。横梁与竖向支撑之间采用连接钢板焊接成型，连接螺栓采用M27。

图3-6 加强环支撑示意图

（7）体系转换施工

当交叉口加强环安装完成后，在导洞内进行正洞拱架安装。正洞采用I20a型钢钢架，间距60cm，在矩形导洞中共安装钢架9榀。在靠斜井一侧

正洞钢架落于斜井交叉口横梁之上，并焊接牢固，另一侧落于基岩上拱脚用高强度工程塑料锲紧，加设两根6m长φ76锁脚锚管，锁脚锚管与钢架通过Φ25钢筋焊接牢靠，确保钢架脚部稳定。及时泵灌C35混凝土封闭并回填超挖部分。完成体系转换。

（8）正洞开挖

正洞开挖前，做好第一循环超前支护，采用φ42钢花管，壁厚3.5mm，长3.5m，环向间距40cm，施作范围拱部120°，采用1：1水泥浆注浆加固。

斜井断面范围以外的正洞40m范围内（DK244+980～DK245+020段）采用Ⅴ级围岩支护类型，Ⅴa型复合式衬砌，支护参数如下：钢架采用H150型格栅钢架，间距1m，纵向连接筋采用Φ22钢筋，环向间距1m，拱脚处加设两根4m长φ42锁脚锚管，与钢架用Φ25钢筋焊接，全环喷混凝土厚度23cm。

导洞及导洞内正洞上导初期支护施工完成后，在矩形导洞竖向钢架预留处，采用氧焊逐榀拆除大里程方向临时支撑，破除喷射混凝土，并向大里程方向施工10m上导初支，临时支撑封闭成环；以相同方式施工小里程方向10m上导初支，临时支撑封闭成环。

沿隧道正洞小里程方向单向掘进中导5m后，喷射混凝土封闭掌子面，暂停该方向开挖，并及时开挖下台阶，对钢架接长落底；然后以相同的方法开挖支护大里程方向。施工顺序见图3-7。

（9）交叉口处二次衬砌

大里程方向施工至距离交叉口39m时（两循环衬砌24m、三个台阶各5m），停止掌子面作业，然后小里程方向进行掘进，大里程方向在交叉口处施作仰拱及两循环衬砌；施作完成后，小里程方向施作仰拱及两循环衬砌，再浇筑交叉口仰拱，组装栈桥。转入正常工序施工。

正洞40m范围内采用Ⅴa型复合式衬砌，环向采用Φ18钢筋、纵向采用Φ12钢筋、箍筋采用φ8钢筋，浇筑C35钢筋混凝土。

图3-7 交叉口正洞开挖施工工序示意图

3.3施工注意事项

（1）斜井进入正洞前，必须先完成交叉段斜井二次衬砌。

（2）在斜井往正洞转换的施工过程中，加强监控量测工作，并及时根据监控量测数据分析并调整施工支护参数。

（3）正洞交叉口段开挖支护后及时进行仰拱、衬砌的施工，以便初期支护与仰拱尽早形成封闭环，确保施工安全。

（4）施工斜井交叉段的加强环深入到正洞的初期支护断面，保证为正洞的支护提供有力的支撑。

（5）斜井进正洞的挑顶施工，始终保持逃生通道的畅通。

（6）机械开挖时，为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰撞，造成钢架损坏，开挖时，指派专人对开挖作业进行指挥，严格限制机械作业界限，以防止碰撞钢架。

（7）构件支撑的立柱不得置于虚碴和松动围岩黄土上。在软弱围岩地段，立柱底面需加设垫板或垫梁。

（8）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。

（9）正洞仰拱初支钢架与斜井加强环最外侧的仰拱钢架焊接；正洞仰拱衬砌钢筋与斜井铺底预埋钢筋连接，确保正洞与斜井交叉口处的紧密连接，共同受力。

（10）做好应急材料、物资的储备。

4.质量保证措施

（1）按照ISO9000系列标准和铁路工程质量管理的特点，要求从思想保证、组织保证、技术保证、施工保证、经济保证五个方面严格入手，建立有效的质量保证体系，制定完善的质量管理制度，在施工工序技术上严格把关，确定质量目标的实现。

（2）树立质量品牌意识。使全员明确质量方针和创优目标，树立“质量在我心中，创优在我心中”的思想，将“要我创优”改为“我要创优”。

（3）教育各级工程技术和工程质量管理人员，正确处理好质量、进度和效益之间的关系。

（4）召开现场会，抓样板、树典型，及时总结施工经验，推广先进经验，鼓励先进，鞭策后进，不断提高工程质量的水平。

（5）从项目经理到各工程队实行领导工程质量责任终身制，层层分解，终身负责，一级包一级，一级保一级。

（6）安全质量部对整个工程进行全方位施工质量检查，同时设质检员，严格执行“三检”制，并做好交接班记录，保证工程在施工过程中全程受控。

（7）严格按监理程序施工，上一道工序没有合格通过，下一道工序不得进行。

（8）严格把好材料关、技术关、工艺关。

5.安全保证措施

（1）牢固树立“安全第一，预防为主”的思想，建立严格的安全保证体系，形成全员抓安全，全员保安全的良好氛围，确保安全生产目标的实现。

（2）建立健全安全生产责任制。以项目经理为首的安全领导小组，配备专职的安全工程师，负责全面的安全管理工作；施工队配备专职安全员，负责各项安全工作的落实。

（3）加强全员的安全教育，组织职工有针对性的学习有关安全方面的规章制度和安全生产知识，做到思想上重视，生产上严格执行操作规程。各类机械设备的操作工、电工、架子工、焊工等工种，必须经专门安全操作培训考试合格后，方可持证上岗。严禁酒后上岗。

（4）坚持定期安全检查，及时发现安全隐患，及时消除，把隐患扼杀在萌芽状态。

（5）对施工场地做出详细部署，风、水、电、路等设施统一安排。加强洞内拱顶下沉的监控量测，发现位移等不良情况及时进行处理。施工中严格坚持“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的原则。

（6）开挖必须自上而下，不得掏底和上下重叠开挖。

（7）施工过程中安排专人观测，发现围岩有异动情况，及时组织人员撤离。

（8）及时实施监控量测，监控量测必须准确真实。

（9）所有作业人员必须佩带安全帽，工班长必须戴工班长安全帽。

（10）洞内设置应急照明设备，人车进行分流行使并采用标示牌进行标识。

（11）开挖人员到达作业面，首先检查拱顶和拱腰是否稳定，如有松动的石、土或裂缝先予以清除或支护。

（12）开挖过程中，严格控制循环进尺，及时施作支护体系。同时加强围岩监控量测，关注围岩变形情况，使所有不安全因素处于受控状态。

（13）隧道开挖后，及时进行支护施工，加强监控量测，若围岩量测数据有突变或喷混凝土表面开裂、地表出现裂缝时，视为危险警告信号，立即通知施工人员撤离现场，待加固处理后再行施工。

6.进度保证措施

（1）加强人员配置，发挥人才优势。

施工技术、管理人员全部具有铁路隧道施工、管理五年以上施工经验。采用专业施工队伍，作业人员全部具有三年以上铁路隧道施工经验。

（2）做好人员培训，保证人员施工生产。

开工后，工区将根据各专业工序的开工进度，提前组织和安排员工进行技术培训，确保每一个参与施工的技术人员和工人具备熟练的操作技能，做到持证上岗。

（3）全方位做好机械设备保障

合理配置施工机械，充分发挥机械性能，主要施工机械设备上场前就会同有关厂家进行协商，做到上场即可投入使用。

（4）确保物资供应

主要物资（钢材、混凝土、设备等）由项目部物资供应部同一供应，做到提前进场、场内存放。

7.安全应急措施

（1）结合本工程工程特点，成立安全应急救援小组。

组长全面负责救援指挥，负责向上级、建设单位、监理、当地政府汇报，负责执行当地政府、建设单位、上级的指示；副组长在安全事故发生时配合项目经理做好现场总体指挥协调，负责制定救援应急方案以及工程抢修技术方案制定；各组员分别负责抢救和疏散人员以及重要物资、组织

卫生所现场抢救伤员、平时对施工人员防灾自救常识的培训、对救援物资的储备情况进行检查。

（2）救援设备、物资

主要救援设备、物资有：吊车、装载机、大功率抽水机、车辆、移动电话、对讲机、发电机、手电、矿灯、食品、药品、灭火器、型钢、电焊机、氧炔焊等。

（3）应急救援预案启动程序

根据事故应急救援系统的应急响应程序要求，分为：接事故报告、响应级别确定、应急启动、救援行动、应急恢复和应急结束等六个过程。

施工中一旦发生安全事故，汇报程序如下：责任区负责人→工区经理→项目经理→本单位上级、建指、监理、地方相关部门。汇报要及时准确，使相关部门能随时掌握事故的动态变化，以给予帮助指导。在特殊情况下联系不上时可越级汇报。

安全事故报告内容包括：①事故发生单位、时间、地点；②事故单位的行业类型、经济类型、企业规模；③事故的简要经过、伤亡人数、直接经济损失初步估算；④事故的原因、性质的初步判断；⑤事故抢救处理的情况和采取的措施，需要协助事故抢救和处理的有关事项；⑥事故报告单位、签发人和报告时间。

（4）安全事故应急措施

有下述现象发生时，撤出工作面施工人员和机械设备：围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快；围岩面不断掉块剥落；支护喷混凝土表面龟裂、裂缝或脱皮掉块，钢架严重变形；掌子面节理裂隙中渗水量或涌水量明显加大。

发生安全事故后，由隧道及地质工程师对塌方处进行观察、记录，在确保安全的前提下，在后方起拱线、边墙设置横向支撑，必要时在拱部设

伞形支撑以防坍塌向后方蔓延。经综合分析后制定相对安全、保守的处理方案和加固措施。在加固处理完成后经综合检测处理措施达到预期的作用和目的，确认险情排除后方可恢复工作面施工。

8.文明施工保证措施

（1）对施工现场做好规划，做到场地平整，施工道路畅通，材料堆码有序，同时做好排水工作。

（2）对所有施工材料进行分类堆放，并挂上标识牌。搭设材料储存棚，并按有关规定进行存放。

（3）所使用的机械设备按指定地点进行停放，并标明设备完好状态。

（4）标准化施工，合理安排施工工序，保证现场施工同一有序。

（5）隧道内管线布置线条整齐、清洁、废弃物定时处理。

（6）施工路面要达到整洁、干净、洞内排水畅通。

9.环境保护措施

（1）成立环保小组，指定环保措施，明确各级、各部门在环境保护工作中的职责分工，实施项目部、劳务队分级管理，并配备专职管理人员，负责检查、监督各项环保工作的落实。

（2）对职工进行《环境保护法》知识教育，使人人心中都明确保护环境工作的重大意义，积极主动的参与环境保护工作，自觉遵守各项规章制度，树立人与自然和谐共处的思想。

（3）严格按照设计图纸位置弃土，不得擅自弃土，破坏植被。弃渣场设置挡墙、护坡等防护工程，防止遇水冲刷，给当地环境造成严重影响。做好排水系统。

（4）在工地生活区设置污水处理系统，并备有临时的污水汇集设施，防止污水直接排入河流和灌溉系统。

（5）将生活垃圾运至当地环保部门制定的地点堆放，不准焚烧，不准倒入河流等水域内，避免污染水体，淤积河流、水道和排灌系统。

（6）对施工便道定期洒水、压实，减少灰尘对周围环境的污染。装卸有粉尘的材料时采取洒水湿润或遮盖，防止沿途撒漏和扬尘。

（7）做好隧道施工内的通风、排烟设施。