xx铁路隧道初期支护专项方案设计(隧道施工组织专项施工方案)

第一章总体概况说明222222222222222222222 3第一节编制依据222222222222222222222 3第二节工程简介222222222222222222222 3第三节地层岩性、地质、水文条件2222222222222 3第四节围岩级别及工程数量2222222222222222 4第二章洞口段施工2222222222222222222222 6第一节地表水拦截和预加固2222222222222222 6第二节斜井、进、出口超前支护进洞222222222222 6第三章初期支护施工22222222222222222222213第一节砂浆锚杆22222222222222222222215第二节组合中空锚杆222222222222222222216第三节钢筋网222222222222222222222219第四节钢架、钢架格栅22222222222222222220第五节喷射混凝土2222222222222222222223第六节隧道内通风及排水2222222222222222226第七节不良地质段施工22222222222222222229第八节施工测量22222222222222222222231第四章应急救援组织机构及其职责22222222222222234第五章质量保证措施22222222222222222222235第一节质量目标22222222222222222222235第二节质量保证措施222222222222222222235第六章安全保证措施22222222222222222222239第一节安全目标22222222222222222222239第二节初期支护安全要点2222222222222222239第三节安全保证体系222222222222222222242

第四节安全管理体系222222222222222222242第七章施工环保、水土保持措施222222222222222245

第一章总体概况说明

第一节编制依据

1、本标段施工合同文件及已到位的设计图纸，包括线路平面图，线路纵断面图，地质平面图、隧道施工设计图等。

2、我标段对现场地质、地形、水文条件、交通条件的调查。

3、我单位的施工经验及施工力量。

4、国家有关标准、规范，建设方下发的文件及实施细则等。

5、《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）;

6、《铁路隧道施工技术指南》（TZ204-2008）；

7、《铁路隧道工程质量验收标准》(TB10417-2003);

8、《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）;

9、《铁路混凝土与砌体工程施工规范》（TB10210-2001）；

10、《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》(TB10424-2003)。

第二节工程简介

xxx隧道穿越xx等悬崖陡坡及山间河谷区，隧道起讫里程为xx，全长xxm。进、出口线路设计标高分别为xxm、xxm，洞身最大埋深约234m，最小埋深约27m，隧道内为单面坡，隧道进口段xxm位于r=4000m的曲线上，隧道出口段xxm位于r=3500m的曲线上，其余段落位于直线上，隧道穿越低山丘陵地区、冲沟发育，相对高差最大约269m，自然坡度较陡。

为加快施工进度隧道在DK1xx+xx处设有一斜井，平面交角为89°，斜井起讫里程为DKXJ0+000~DKXJ0+xx，全长xxxm。位于xx市xx县xx村北侧高大山坡中。洞内采用无轨运输，双车道断面。

第三节地层岩性、地质、水文条件

一、地层岩性

根据现场调绘及工程地质勘查揭示，隧址区地层的主要岩性如下：

第四系全新统坡积层

第四系全新统冲积层

寒武系中统张夏组

寒武系中统

寒武系下统毛庄组

寒武系下统馒头组第二段

太古界泰山群太平顶组花岗岩

二、地质条件

整个隧址区在大地构造单元上属鲁西台背斜，其基底由泰山群花岗岩构成，寒武系盖层发育，大部分呈倾角平缓的单斜构造覆于基底，寒武系地层较连续，局部以断层接触，寒武系地层与太古界花岗岩基底呈角度不整合接触，且穿越花岗岩、灰岩和灰岩夹页岩。灰岩区岩溶具有不发育至发育，对工程的影响程度较大，特别是隧道应考虑岩溶水突水问题。部分地段存在岩溶问题。

三、水文地质

本隧道进口有xx的冲沟，向北汇入xx水库；出口xx河，水深1.2~1.5m 水面宽20~30m左右；斜井位于隧道中部，其浅埋段有发源于xx峪的冲沟，雨季水量较大。

隧道部分地段断裂构造较发育，且规模大，延伸远，断裂构造带水文地质条件复杂，补给源远、水量大，对隧道工程有一定影响。隧道洞身穿越地层地下水较发育，部分隧道洞身沿断裂带岩溶发育，地下水富集，施工存在突水突泥、围岩坍塌等风险。

第四节围岩级别及工程数量

一、围岩级别

隧道围岩等级包括Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级。Ⅱ级围岩采用全断面法施工，Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖施工，深埋Ⅴ级围岩采用采用三台阶法施工，断层破碎带Ⅴ级围岩段采用三台阶临时仰拱法施工。斜井Ⅲ级围岩采用全断面法施工，Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖施工。

全隧道均采用复合式衬砌。复合式衬砌由初期支护，防水隔离层与二次衬砌组成，Ⅲ～Ⅴ级围岩采用曲墙加仰拱结构形式。

xxx隧道Ⅱ级围岩长xxm,Ⅲ级围岩长xxm，Ⅳ级围岩长xxm，Ⅴ级围岩长xxm。

二、重难点工程

本隧道在DKxxxxx…….580附近处分别存在F1~F7断层，隧道埋深浅，隧道施工可能引起地下水位下降或地下水位流失，为本隧道的重难点工程。此外隧道出口DKxx~DK1xx段下穿公路，施工情况复杂，施工难度较大。

隧道穿越灰岩，溶蚀现象较发育，局部可能发育有中小型溶洞。施工时应根据超前地质预报结果做好相应的措施，避免出现突水、突泥的事故。

第二章洞口段施工

洞口段施工时避开雨季，施工前先做好洞顶截水沟，然后自上而下分层逐段拉槽开挖，并按照设计逐层进行边仰坡防护。施工时根据现场实际地质、水文、地形等诸多因素，遵循早进洞原则，综合选定洞口端开挖进洞方法和边仰坡防护措施，严禁对山体大刷大挖，开挖过程中应加强坡面稳定监测,保证边坡稳定和施工安全。

第一节地表水拦截和预加固

洞口开挖前，先施作洞顶截、排水沟，完善临时排水系统，使开挖面不积水、排水顺畅。对于围岩稳定性差、滑坡、浅埋或偏压地段应先采取预加固措施进行加固处理。

根据测量放线，采用挖掘机进行自上而下分层逐段拉槽施工，局部岩石采用钻孔松动爆破，装载机装碴，自卸车配合运输。开挖时，边、仰坡要一次开挖到位，边挖边刷，为边、仰坡及时防护创造好条件。仰坡开挖采用上半断面小切口开挖，确保安全进洞及仰坡的稳定，施工时遵循“少刷坡、少扰动、强支护”的原则。

根据设计及现场地质情况，每开挖一个台阶要及时对边、仰坡进行防护处理，以防坍塌或滑坡。在施工过程中在边坡顶部设置监测点，监测点布置必须符合要求，及时反馈边坡稳定信息，根据反馈信息必要时要加强边坡支护措施。

根据设计和具体围岩情况，当仰坡开挖至拱架安装位置时，测量放线，开挖改为人工开挖风镐辅助的方式进行，开挖完成后进行暗洞超前支护

第二节斜井、进、出口超前支护进洞

待边仰坡防护、洞外截水沟及其他施工准备完成后，xxx隧道进口拟从DKxx处施工大管棚并由此处进洞，管棚长20米，覆盖DKxx～DKxx处15米围岩破碎地带，并完成注浆。采用φ108大管棚，壁厚6mm,间距40cm。斜井口采用10m双排超前小导管进洞。xxx隧道出口拟从DKxx处施做大管棚并由此处进洞，管棚采用φ108大管棚，壁厚6mm,间距40cm，长40米，覆盖DKxx～DKxx处37米围岩破碎地带，降低风险。

一、斜井超前双排注浆小导管

xxx隧道斜井口XJDK0+000～XJDK0xxx段设计为Ⅴ级围岩，斜井口超前

支护拟采用双排小导管注浆，进洞后采用单排小导管注浆超前支护。

主要设计参数如下：

钢材规格：φ4233.5mm；管长：4.5m；管距及根数：单双排小导管环向间距均为40cm；双排小导管梅花形布置，竖向间距为40cm；注浆采用单液浆，水泥水灰比1:1；注浆压力：0.5~2.0MPa。

将钢管加工成钢花管，钢管顶部切割加工成尖梭状，使钢管更容易插入孔内，顶管完成后尾段焊接闸阀，闸阀口与注浆管连接。

在钻好的孔内插入加工合格的钢花管，开动钻机，利用钻机的冲击力将钢花管顶入围岩中，然后检查导管内有无充填物，用高压风吹出，用塑胶泥（525水泥+水玻璃拌合）封堵导管周围，导管外露20cm，用以连接注将管路。小导管延隧道开挖轮廓线布置，施工时外插角5~10°，钢管顶进钻孔长度≥95%管长。小导管在钢拱架拱部120°范围内施设，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于1m。

顶管至设计孔深后，将孔口用水泥+水玻璃胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口在安装钢拱架后与拱架焊接在一起。

注浆采用UB-3注浆机，加工拌和水泥浆后注浆，注浆压力应达到1.0MPa 且注浆量也达到设计时，即可停止注浆。

发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口,也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵,直至不再串浆时再继续注浆。

小导管超前支护施工工艺流程图3，双排小导管布置如图2-2-2。

（一）超前大管棚支护

xxx隧道进出口拟采用超前大管棚进洞施工，进口管棚施作长度为20m （DKxx～DKxx），出口管棚施作长度为40m（DK1xx～DK1xx），管棚设置要求如图2-2-4，洞口大管棚施工工艺如图2-2-5。

在隧道仰坡开挖至拱顶位置时，先标出隧道中心线及拱顶标高，开挖

预留核心土，作为施工套拱和管棚施钻的工作平台。工作平台宽度宜为2.5m，高度宜为2.0m，平台两侧宽度宜为1.5m。

（三）钻孔和安装管棚

配备管棚跟管钻机，以保证成孔率，防止塌孔。钻孔前先检查钻机各部位运转是否正常。洞口土体钻孔时最好采用干钻，防止影响边破稳定。

管棚应按设计位置施工，钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔便顶进一根长钢管。拱部管棚施工前必须架设拱部管棚施工平台，管棚施作时应先钻设有孔钢花管，注浆后再钻设无孔钢管，无孔钢管可用来检查注浆质量。

为保证钻孔方向准确，应运用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度。钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm，钢管接头错开不小于1m。各钻孔应做好施工记录。

（四）注浆

注浆机械：每个管棚工作面配备UB-3型高压双液注浆泵1台、UB-3水泥注浆泵2台。灌注浆液：注浆前应进行现场注浆实验，根据实际情况调整注浆参数，取得钢管棚注浆施工经验。

注浆前先检查管路和机械状况, 确认正常后做压浆试验, 确定合理的注浆参数,据以施工。

注浆压力初压宜控制在0.5～1.0MPa为宜，终压宜控制在2.0MPa。

注浆过程中随时检查孔口、邻孔、河沟、覆盖较薄部位有无串浆现象,如发现串浆,立即停止注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口,也可采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵,直至不再串浆时再继续注浆。

如水泥浆压力突然升高,可能发生堵管,应停机检查;如水泥浆压力长时间不升高，应调整为双浆液注浆,缩短凝胶时间或进行小量低压力注浆或间歇式注浆, 使浆液在裂隙中有相对停留时间,以便凝结,但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间,才能避免产生注浆不饱满。

第三章初期支护施工

初期支护是新奥法施工的核心和关键，初期支护施做应及时可靠，以避免坍塌，确保施工安全。

本隧道围岩等级包括Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，隧道正洞各级围岩的支护参数见表3-0-1。

隧道开挖后，首先立即初喷3～5cm厚的混凝土，以尽早封闭岩面，防止表层剥落。待出碴完毕再按设计要求施作锚、网、钢拱架联合支护，并喷射混凝土至设计厚度。

初期支护工艺流程如图3-0-1。

第一节砂浆锚杆

（一）控制要点及验收标准

控制要点：

1．锚杆用钢筋进场时，必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验。

2．半成品、成品锚杆的类型、规格、性能等应符合设计要求和国家、行业有关技术标准的规定。

3．锚杆安装的数量必须符合设计要求。

4．砂浆锚杆采用的砂浆强度等级、配合比应符合设计要求。

验收标准：

1．锚杆孔应保持直线，一般情况下应保持与隧道衬砌法线方向垂直。当隧道内岩层结构面出露明显时，锚杆孔宜与岩层主要结构面垂直，锚杆垫板应与基面密贴。

2．锚杆安装允许偏差应符合下列规定：

（1）锚杆孔距允许偏差为±150 mm；

（2）锚杆孔深允许偏差为±50 mm。

3．锚杆用钢筋应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。

（二）工艺流程

本隧道边墙系统锚杆采用Ф22全长粘结型砂浆锚杆，砂浆锚杆施工工艺流程见图3-1-1。

（三）施工方法

①钻孔,清孔

利用风动凿岩机钻孔，锚杆孔位与岩面垂直，与设计孔位偏差不大于150mm，钻孔应圆而直，锚杆的钻孔直径应大于杆体直径15mm，钻孔深度应大于锚杆设计长度10mm。成孔后用高压风清除孔内石屑。

②锚杆安设

清孔后安装锚杆（杆体安装前应平直,除锈，除油），锚杆插入长度不小于设计长度的95%。先将内径4～5mm，壁厚1～1.5mm的软塑料排气管同锚杆一起送入钻孔至孔底，并在孔外留0.5m左右的富余长度，然后将注浆

管固定在孔口位置，并将锚杆孔口堵塞，确认排气管畅通后，采用双管排气法注强度不低于M20的砂浆，直到排管气不排气或溢出稀浆时停止，拔出排气管，待砂浆达到强度后安必须加垫板，垫板应与螺帽上紧并与喷层面紧贴。

（一）控制要点及验收标准

控制要点：

1．锚杆用钢筋进场时，必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验。

2．半成品、成品锚杆的类型、规格、性能等应符合设计要求和国家、行业有关技术标准的规定。

3．锚杆安装的数量必须符合设计要求。

4．锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实。

验收标准：

1．锚杆孔应保持直线，一般情况下应保持与隧道衬砌法线方向垂直。当隧道内岩层结构面出露明显时，锚杆孔宜与岩层主要结构面垂直，锚杆垫板应与基面密贴。

2．锚杆安装允许偏差应符合下列规定：

（1）锚杆孔距允许偏差为±150 mm；

（2）锚杆孔深允许偏差为±50 mm。

3．锚杆用钢筋应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。

（二）工艺流程

根据设计，隧道加强衬砌段拱部采用Ф22长2.5～3.5m的中空注浆锚杆，洞口加强段、浅埋、偏压段及断层段采用加强衬砌。中空注浆锚杆施工工艺流程见图3-2-1

（三）施工方法

①钻孔

中空锚杆钻孔方法同砂浆锚杆钻孔方法。施工中应按设计要求并结合围岩实际情况定出位置，孔位准确，深度符合设计要求。

②锚杆安设

钻孔完毕，安装锚杆前，先用高压风清洗锚杆孔内石屑，再将Ф25中空锚杆插入锚杆孔，锚杆插入深度应符合设计规定，锚杆外露10～20cm，以便于与压浆机出浆管连接。

③压浆

压浆时，锚杆头与注浆机出浆管连接，开始压浆。当孔内水泥浆压满后，立即顶紧止浆塞，防止浆液流出。

④垫板安装

压浆完毕，待达到额定强度后，开始安装锚杆专用垫板，拧紧螺帽。垫板应保证与支护面岩面密贴。

第三节钢筋网

本隧道II级围岩拱部、III级围岩及Ⅳ级围岩拱部、边墙设钢筋网，网格25cm325cm，钢筋直径Ф6mm、Ф8mm；Ⅴ级围岩及加强段拱部、边墙及仰拱加设钢筋网，网格20cm320cm，钢筋直径Ф6mm、Ф8mm。

钢筋网事先在洞外加工成232m的方片，施工时运至工作面进行安装。钢筋网加工制作及安装时应注意：除锈、去油污、确保钢筋质量符合要求。钢筋网铺设时，应随混凝土初喷面起伏敷设，并与壁面接触紧密，每片钢筋网搭接长度不小于1～2个网格，搭接方式为焊接。钢筋网的节点与锚杆和钢架接头采用点焊的办法焊接牢固，防止喷射混凝土时晃动。其控制要点如下：

①钢筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。

②网格间距应符合设计要求，网格尺寸允许偏差为±10mm

③钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺挂。采用双层网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖及混凝土终凝后进行铺设

④钢筋网应与隧道断面形状相适应并与锚杆或其他固定装置连接牢固。

验收标准：

1．钢筋网应与隧道断面形状相适应并与锚杆或其他固定装置联结牢固。

2．钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺挂。采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖及混凝土终凝后进行铺设。

3．筋应冷拉调直后使用，钢筋表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。

4．钢筋网的网格间距应符合设计要求，网格尺寸允许偏差为±10 mm。

5．钢筋网搭接长度应为1～2个网孔，允许偏差为±50 mm。

检验数量：施工单位每批检验一次，随机抽样5片。

第四节钢架、钢架格栅

xxx隧道在Ⅳ级、V级围岩段采用钢架组成初期支护，与相应围岩段的衬砌结构配套使用。

Ⅳ级围岩拱墙采用130格栅钢架，1.2m/榀；

Ⅴ级围岩一般地段拱墙、仰拱采用170格栅钢架，1.0m/榀；

Ⅴ级围岩加强段拱墙、仰拱采用工20a型钢钢架，0.75m/榀。

钢格栅严格按照设计要求在洞外加工场分单元加工，汽车运至洞内分段拼装。钢格栅安装前先初喷一层混凝土，照设计间距固定在稳固的地基上，当基底强度不足时，采用加设槽钢的办法增强基脚的承载力。拱架安装后在拱脚处打锁脚锚杆。钢格栅平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2°，钢格栅的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。钢格栅与系统锚杆焊接成整体，钢格栅间设纵向连接筋。采用分部开挖时，应及时将拱架连接成为整体，以提高格栅钢架受力的整体性能。架立钢格栅后尽快进行复喷混凝土至设计厚度。

（一）钢架架设

钢架架设工艺要求：

1、钢架应置于稳固的地基上，施工中应在钢架基脚部位预留0.15~0.20m原地基，架立钢架时挖槽就位。

2、钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2度。钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。

3、为保证钢架位置安设准确，在隧道开挖时，在钢架的各连接板处预留安装钢架连接板凹槽，在初喷混凝土时在凹槽处打入木楔留出连接板位置。

4、钢架应按设计位置安设，当钢架和初喷层之间有较大间隙时应设骑马垫块。

5、为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起。并在钢架间