高黎贡山隧道进口软岩大变形专项施工方案Word格式.doc
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项目监理机构意见:
项目监理机构(章):
总监理工程师:
日期:
建设单位意见:
建设单位(章):
负责人:
新建大理至瑞丽铁路保瑞段
怒江至龙陵段站前工程土建1标
高黎贡山隧道
软质岩大变形施工方案
编制:
审核:
审批:
中铁十八局集团有限公司
大瑞铁路怒江至龙陵段项目经理部
二〇一四年十月
目录
1.编制依据 1
1.1编制依据 1
1.2编制范围 1
2.工程概况 1
3.设计中软质岩大变形段以及相关设计参数 2
3.1软质岩大变形段 2
3.2.软质岩大变形段衬砌类型及支护措施 3
4.综合分析 3
5.施工方法及处理方案 4
5.1施工方案 4
5.2超前地质预报 6
5.3开挖施工 7
5.4支护结构确定 8
5.5仰拱施工 8
5.6二次衬砌 9
5.7软质岩大变形风险控制 9
6施工领导小组的分工及领导干部带班制度 10
6.1成立领导小组 10
6.2领导小组成员分工 12
6.3施工期间领导干部带班制度 12
6.4项目部分部巡查制度 12
6.5险情上报制度 13
7.隧道工程软质岩大变形应急预案 13
7.1应急物资与装备保障 13
7.2应急预案 13
7.3应急逃生预案 14
高黎贡山隧道进口软质岩大变形专项施工方案
1.编制依据
1.1编制依据
1.国家法律、法规和原铁道部规章制度;
2.国家对本项目的批复文件;
3.本项目采用的标准、规范、规程等;
4.科学研究及试验成果;
5.云桂公司编制的指导性施工组织设计、招标文件以及本单位的投标文件等。
6.怒江至龙陵段DRBRTJ-1标实施性组织设计,高黎贡山隧道实施性施工组织设计;
7.高黎贡山隧道施工图及相关参考标准图;
8.云桂公司隧道风险管理相关文件;
9.新建大瑞铁路怒江至龙岭段DRBRTJ-1标段风险管理实施细则;
10.我单位实地核对资料、施工能力、类似工程施工工法及为完成本工程拟投入的管理、专业技术人员、机械设备等资源。
1.2编制范围
编制范围为高黎贡山隧道进口正洞、平导,正洞起止里程D1K192+302~D1K198+193,平导PDK192+245~PDK197+840。
软质岩大变形高风险施工段。
2.工程概况
高黎贡山隧道全长34586.468米,其中进口正洞全长5891m,全隧道均位于直线上。
D1K192+302~D1K198+337为三线隧道,D1K192+337~D1K192+800为双线隧道,D1K192+800~D1K198+193为单线隧道。
高黎贡山隧道位于怒江车站与龙陵车站之间,隧道最大埋深约1155m,隧道纵坡设计为人字坡,最大线路纵坡坡度为23.5‰。
洞身主要穿越地层岩性为:
勐戛上段(J2m2)玄武岩夹泥岩、砂岩,下段(J2m1)砂岩、砂岩夹泥灰岩、白云质灰岩,三叠系中统河湾街组(T2H)白云岩、白云质灰岩,奥陶系下统老尖山组(O1L)砂岩、粉砂岩,曼塘组(O1rn)长石英砂岩、石英夹砂岩,寒武系上统沙河厂组上段(C3s2)板岩、粉砂岩夹灰岩、泥灰岩。
隧道地下水主要为基岩裂隙水、岩溶水和断层水。
洞身穿越三叠系中统河湾街组(T2H)白云岩、灰岩段岩溶弱~中等发育。
穿越董别断层、大山头断层、下腊勐断层、大坪山断层、田头寨-腊勐街断层、推测断层、上马头-帮别断层等7条断层。
高黎贡山隧道穿越腊勐断层(F1-5-6)、田头寨-腊勐街断层(F5-1)、大坪山断层(F1-5-7)区域性断层,易发生结构区域控制软质岩大变形。
3.设计中软质岩大变形段以及相关设计参数
3.1软质岩大变形段
(1)D1K193+970~D1K194+020为隧道穿越下腊勐断层段,断层与隧道交角为86º
,为正断层,断层破碎带宽22m,NE盘为T2h白云岩,SW盘为J2m1泥岩、砂岩夹泥灰岩、灰岩。
地下水位较高,推测最大涌水量850m3/d,采用软岩变形预案(大变形Ⅱ型衬砌)设计。
(2)D1K194+110~D1K194+240为隧道穿越田头寨-腊勐街断层段,断层属怒江断裂带,断层与隧道79º
相交,为逆断层,断层破碎带宽90m,NE盘为T2h白云岩,SW盘为S2灰岩、白云岩。
地下水位较高,推测最大涌水量3453m3/d,采用软岩变形预案(大变形Ⅰ型衬砌)设计。
(3)D1K194+460~D1K194+520采用软岩变形预案(大变形Ⅰ型衬砌)设计。
(4)D1K196+890~D1K196+940采用软岩变形预案(大变形Ⅰ型衬砌)设计。
(5)D1K197+070~D1K197+120采用软岩变形预案(大变形Ⅰ型衬砌)设计。
(5)D1K197+190~D1K197+265用软岩变形预案(大变形Ⅰ型衬砌)
3.2.软质岩大变形段衬砌类型及支护措施
表3-1-1软质岩大变形段洞身衬砌及支护表
起讫里程
衬砌类型
施工方法
超前支护
加强支护
长度
备注
D1K193+970~D1K194+020
VC复合
台阶法
拱部超前φ60中管棚,每环20根,9.0m/根,6.0m/环
全环I18型钢钢架,间距0.6m
50
D1K194+110~D1K194+240
Vb复合
拱部超前φ42小导管,每环20根,4.5m/根,3.2m/环
全环I18型钢钢架,间距0.8m
130
D1K194+460~D1K194+520
60
D1K196+890~D1K196+940
D1K197+070~D1K197+120
D1K197+190~D1K197+265
75
4.综合分析
(1)软质岩大变形影响因素
隧道软质岩大变形主要影响因素主要包括:
地应力条件、岩体强度、地质构造影响程度、地下水发育特征、围岩分级、岩石膨胀性。
其中地应力条件、岩体强度、地质构造影响程度为主要控制因素。
(2)软质岩大变形判定标准
高黎贡山隧道地质条件复杂,断层发育,穿越地层为泥岩板岩及断层角砾岩等软岩,易发生软质岩大变形。
5.施工方法及处理方案
5.1施工方案
针对高黎贡山隧道软质岩大变形的特点,我部制定了“加固围岩、改善洞形、支护加强、变形留够、底部加强、”的整治原则和总体方案。
开挖后采取及时施做长锚杆、加大锚杆密度、注浆等措施,加固围岩使加固圈形成的自然拱整体强度提高;
监控面急早封闭,必要时施做掌子面纤维锚杆,预制纵向岩体变形;
调整预留变形量,达到允许变形、控制变形、利用变形的目的。
(1)采用超前小导管、超前中管棚支护,开挖后及时封闭围岩;
加强初期支护的刚度,采用型钢拱架封闭成环;
为达到稳固围岩的目的,系统锚杆采用中空注浆锚杆加固地层,锚杆长度应稍大于塑性区的厚度。
初期支护措施如下:
①、喷射砼采用早高强纤维混凝土,采用湿喷工艺。
②系统锚杆拱部采用中空注浆锚杆,锚杆设置排气装置,边墙采用全长粘结型砂浆锚杆,各种锚杆设置托(垫)板。
③、钢筋网用HPB300钢筋,网格间距20cm,钢筋网喷射混凝土保护层不小于3cm。
④、据岩性及地应力选用型钢钢架,钢架与围岩之间喷射混凝土保护层厚度不小于4cm,钢架临空面喷射混凝土保护层厚度不小于3cm,大变形Ⅰ型复合衬砌段采用I18型钢钢架加强支护,大变形Ⅱ型衬砌采用I20b型钢钢架加强支护。
⑤临时加强支护,采用锁脚锚管固定钢架,掌子面施作φ25纤维锚杆,预制岩体纵向变形。
(2)加大预留变形量。
为了防止喷层变形后侵入二次衬砌的净空,开挖时即加大预留变形量,另外采取了不均衡预留变形量技术。
(3)施工支护采用“先柔后刚,先放后抗、刚柔并济”原则,使初期支护能适应大变形的特点。
(4)及时封闭仰拱、特别是仰拱初支,是减小变形、提高围岩稳定性的措施之一;
另外加大仰拱厚度,增大仰拱曲率,也有利于改善受力状况。
(5)改善隧道结构形状,加大边墙曲率,根据围岩实际和监控量测数据,采用受力结构最为合理的“蛋形”断面;
改善结构另一措施是提高二次衬砌的刚度,即加大二次衬砌厚度,增加受力钢筋数量,提高衬砌材料的强度和弹性模量。
(6)根据隧道始终存在顺层偏压的特点和顺层岩层施工力学行为分析,确定地质顺层情况下岩石倾角对隧道稳定性的影响,采取了不均衡预留变形量技术,不对称支护措施,间隔空眼、微差爆破技术,以及左右侧不均衡装药爆破技术,尽量减少对围岩的扰动。
(7)全过程实施施工地质超前预报工作。
5.2超前地质预报
由于本风险段地质复杂,施工可能存在软质岩变形。
对地质进行超前探测,作出准确的预报是施工的重点及关键。
隧道施工过程的地质超前预报预测,主要是根据地表和已经开挖的隧道的地质调查和各种探测方法取得的资料,以及地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内围岩的工程地质条件,本风险段采取物探和钻探两大类预测方法,物探采用WT-1、WT-2、WT-3,具体方法为:
地震波反射波法、地质雷达探测法、红外探测法和时域瞬变电磁法;
钻探打孔用ZT-2超前钻孔1孔和加深炮眼5孔;
ZT-4超前钻孔1孔和加深炮眼5孔;
ZT-5超前钻孔1孔和加深炮眼3孔;
ZT-6超前钻孔1孔和加深炮眼5孔;
ZT-7超前钻孔3孔和加深炮眼5孔;
各种主要预报方法如下:
地质素描:
高黎贡山隧道进口平导采用全断面地质素描,填写施工地质围岩级别判定卡,建立地质素描管理台帐。
地质素描过程中发现地质出现异常情况,可能影响施工安全时,立即采用相应的施工技术措施。
物探法
(1)地震波反射法
高黎贡山隧道采用地震波反射法,每次预报距离不大于120m,搭接不小于20m。
(2)地质雷达探测法
主要对岩溶探测,每25m施作一次,一次范围为30m,两次重叠长度在5m以上。
(3)红外探测法
判定探测点前方有无水体存在及其方位,每25m施作一次,一次范围为30m,两次重叠长度在5m以上。
(4)时域瞬变电磁法
探测地层中存在的地下水体,断层破
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