黄土隧道弧形导坑快速组织

1、郑西客运专线 ZXZQ09 标段函谷关隧道黄土隧道弧形导坑快速组织施工方案中铁三局郑西客运专线函谷关项目经理部2006年11月4日黄土隧道弧形导坑快速组织方案1、施工概况函谷关隧道VI级围岩设计为单心圆断面，开挖宽度为 15m，高度13m， 横断面面积157m2;喷砼15m3/m ;锚杆27根，锚杆长度拱部2.5m，边墙 3m ;锁脚锚管24根，锚管长3.0m ;超前小导管5.0m，拱部46根，每3m环。隧道穿越地层为第四系上更新统砂质新黄土和中更新统黏质新黄土， 土 质均匀，局部较疏松，层理和柱状节理发育，含水量为 10% -11%。隧道洞 身土体含水量随季节有较大变化。根据隧道地质特征，选

2、用弧形导坑法施工，工作面多，进度快，保留核 心土便于支撑，能保证围岩稳定，避免塌方，施工安全。2、施工工序弧形导坑施工工序示意图弧形导坑施工照片3、施工步骤施工流程：3.1管棚超前支护黄土隧道土质比较松散，开挖后易形成分层坍塌，故需较强的初期支护， 采用超前小导管支护，支护参数为© 50钢管，长5m，每3.2打设一次（四 环钢架），每环46根。先用煤电钻沿开挖轮廓线在掌子面上打眼（孔眼间 距40cm，深度5m），然后用大锤将钢管沿孔眼打入前方土体中，钢管外 倾角约13°。3.2环形开挖拱部用挖掘机沿开挖轮廓线开挖，配合人工修边，每次掘进0.8m。挖掘机斗侧缘焊接异形刀刃，方

3、便挖掘机环向开挖拱部弧形。预留环状核心土，核心土距离拱顶高度宜为 1.31.5m （这个高度为人 工立设钢架操作高度），核心土宽度11.5m。核心土边缘距台阶边缘0.5m , 作业工人安全通过即可。3.3 开挖中部、下部台阶 拱部开挖完毕后，立即开挖中部台阶，考虑挖掘机作业宽度和黄土台阶 的稳定，中部台阶分左右侧进行。每次开挖边墙 2 个钢架宽度。中部台阶长度定为 6m ，以方便挖掘机施工长度为准。 下部台阶开挖，分左右侧进行，挖掘机在中部台阶进行作业，这样可缩 短装碴距离，保证仰拱施工跟进的距离。3.4 钢架支撑IV级围岩设计为120钢架，间距0.8m，环向每隔1m设1根©25纵向

4、 连接筋。考虑施工方便拱部钢架分3节，中部、下部台阶各1节，长度在34m 之间（钢架不宜过长，人工搬运立设困难），通过钢垫板用高强螺栓和焊接 将3段连成整体。钢架之间每隔 1m 设1 根©25纵向连接筋。拱部、中部、下部钢架立设完毕后，在钢架地脚打设 4根3.0 长锁脚导 管，以控制钢架的下沉和收敛。3.5 网锚喷支护钢架立设完毕后，及时打设锚杆和安置钢筋网。安置完毕现场监理检查 合格后，进行喷砼作业。喷砼作业采用湿喷机进行。由于隧道断面大，喷砼时间较长，喷砼工序在施工工序流程中占时间最 多的一个工序，所以喷砼作业，最好是多台湿喷机同时作业。考虑每个洞口 工区的空压机的配置，所以喷砼

5、作业每个工作面至少为 2 台湿喷机同时作 业。湿喷机安置在下部台阶末端的两侧，湿喷机旁设置铁盘，存放喷砼料。3.6 仰拱施工 为保证仰拱施工不影响前方隧道开挖支护的施工， 仰拱施作距离要保证下台阶长度为 1 2 1 5 m （汽车出碴和喷砼作业距离） ，但是仰拱距掌子面 距离不得超过30m。仰拱施工采用栈桥保证隧道洞内交通的通畅。仰拱开挖采用挖掘机开挖（挖掘机从中部台阶下来时，在中部台阶的中 部垫设坡道，严禁拉槽）。每次开挖 12榀钢架位置，开挖后，立即立设 钢架，喷砼。仰拱开挖支护达到一环衬砌距离时，绑扎钢筋，立设仰拱堵头模板，灌 注仰拱砼，仰拱砼初凝后，灌注填充砼。特殊地段，仰拱封闭要求跟

6、进时， 仰拱一环衬砌施工可以分两段施作。仰拱填充施作时，止水带安置要牢固，位置准确，防止在灌注过程中移 位。填充水沟立设要严格按中线水平立设，水沟缘要顺直美观。填充顶面要 抹平收面，保证填充面的平顺。3.7 二次衬砌施工 在仰拱填充施工完毕后，立即施作拱墙防水和钢筋绑扎，防水与钢筋采 用移动平台进行，平台长度 69m。钢筋绑扎完毕，驻地监理检查后，台车就位，立设堵头模板，灌注砼。二次衬砌台车距离掌子面距离不得超过 50m 。4、现场组织及资源配置4.1 每个弧形导坑作业面洞内最低设备配置：挖掘机 1 台；自卸汽车 3 台（两个作业面可共用 4 台）；麻花钻 4 台； 湿喷机 2 台（两个作业面

7、不得考虑共用）； 喷砼运输车 1 2 台； 搅拌站 1 座； 仰拱栈桥： 1 副； 简易作业平台： 1 个； 砼泵车： 1 台（2 个作业面共用 ）； 砼运输车 2 台（与其他洞口共用）； 空压机 2 台（两个作业面 4 台）；通风机 1 台（两个作业面 2 台）； 变压器2 MOOkvA ;（个洞口）4.2 每个弧形导坑作业面洞内作业人员最低配置 :（90 人，双作业面 160 人）钢架、锚杆以及钢筋网安装、喷砼：每班 1O 人，拱部 1 个班，中下部 台阶、仰拱 1 个班。两班倒，共 4 个班防水、钢筋班：每班 15 人，两班倒，共 2 个班，30 人。（两个作业面 共用时，考虑 50 人

8、）。衬砌班：每班 10 人，两班倒，共 2 个班 20 人。（两个作业面共用时， 考虑 30 人）。5、工序循环时间表见“弧形导坑工序循环作业时间表” 工序时间根据目前情况考虑，今后工法熟悉后，应进行调整。6、主要技术要点 黄土隧道施工弧形导坑开挖遵循“短开挖，强支护，勤量测，紧封闭”的 原则。6.1 拱部沉降和拱脚收敛的控制 黄土隧道与石质隧道的最大不同点就是拱部沉降和拱脚收敛较大，针对 这种情况我们采取了以下措施。6.1.1 监控量测在隧道施工过程中， 从第一组衬砌开始， 一个断面内在拱顶和 2 个拱脚 处埋设 3 个观测点，用全站仪观测拱脚水平收敛值和拱顶下沉值 （收敛仪因 断面过大操作

9、需要平台）。随着隧道施工的前进，每隔 30m 作一个观测断 面，最前端的一个断面紧跟掌子面。变形正常时前 7d 每天观测 1 次，1 个月内 3d 观测 1 次，之后每月观测 1次。当变形值较大时，日变形超过 5mm时，每天3次，日变形25mm 时，每天2次，日变形12mm时，每天1次；日变形0.5mm1.0mm时, 每 3 天一次，日变形小于 0.5mm ，每周 1 次；小于 0.2mm 时，每月 1 次。6.1.2 及时封闭仰拱 据量测，在仰拱初期支护封闭前，隧道变形在台阶施工是变形较大，台阶完成后每天变形在 1mm 左右，为避免变形的加大，应及时封闭仰拱混凝 土。仰拱与掌子面之间的距离保

10、持 25m 为宜，不能偏大。6.1.3 及时封闭二次衬砌永久支护黄土含水量的变化对隧道初期支护体系受力影响较大， 为确保隧道的施 工与结构安全，及时施作二次衬砌尤为重要。要求掌子面距离衬砌台车距离 不大于 50m 。6.1.4 加设锁脚锚杆在拱脚处每侧加设4根锁脚锚杆，锚杆为© 50钢管，长2.5m（锁脚锚管 过长角度不易控制），垂直于拱脚外侧面打入土中2.2m。剩余0.3m与钢架 焊接在一起。6.1.5 加强纵向联接环向每米布置© 25纵向联系钢筋，使钢架纵向形成一个整体。6.2 预防塌方 在开挖过程中，应遵循短开挖、强支护的原则，随时观察土质情况，发 现土质疏松、节理发

11、育时，缩短循环进尺，封闭掌子面，打设超前支护，及 时跟进二次衬砌，缩短开挖与衬砌之间距离等措施。7、加快进度组织措施7.1 落实资源配置： 确保每个工作面两台空压机、两台湿喷机同时作业，减少喷砼时间；重视施工通风，减少通风对施工的影响。7.2 保证施工人员数量，落实工序承包制： 保证每个作业面的施工人数，把开挖、喷砼、刚架立设、出碴运输、钢筋绑扎、防水板铺设等工序按工作量承包，调动工人积极性，不宜采用月工 资制，造成民工“混时间”。7.3 严格工序作业时间，缩短衔接时间长： 统计每个工序的作业时间，根据工序时间制定奖罚措施，以提高每个工序的作业时间。现场领工员工资与进度挂钩。领工员在各工序安排时，根据实际