1、1（附件二）集团公司优秀工法申报表填报单位（章）：中铁十八局集团第五工程有限公司工法名称 浅埋软弱围岩隧道下 穿构筑物施工工法 工法编号类 别 编 写 人 刘亚斌、董值伟、蒋世杰工法开发或推广单位 中铁十八局集团五公司襄渝二线一项目部科技成果鉴定（评审）单位及时间科技成果获奖等级及时间工法推广应用情况及经济效益本工法技术可靠，施工安全稳妥，在紫阳隧道出口仅一月就穿过街道，减少了安全费用，确保了工期。申报单位意见本工法针对埋深浅，地层差，周围建筑物多等特点，采用相应的组合措施施工，有效的控制了地表沉降，安全快速的下穿通过重要的构筑物。工法对软弱围岩浅埋隧道或下穿构筑物隧道等类似工程施工具有参考和
2、指导作用。同意申报集团公司优秀工法。集团公司评审意见单位负责人： 蒋世杰 制表人：刘亚斌 日期：2008.11.242浅埋软弱围岩隧道下穿构筑物施工工法1. 前言在浅埋软弱围岩的隧道施工中，由于开挖过程中地层应力逐步释放，隧道围岩和地表变形也会增大，若预加固措施和开挖方法不当，围岩和地表产生较大的塑性变形，甚至出现裂缝、坍塌，将引起隧道施工安全和邻近构筑物的安全。本工法针对埋深浅，地层差，周围建筑物多等特点，采用相应的组合措施施工，有效的控制了地表沉降，安全快速的下穿通过重要的构筑物。2. 工法特点1采用锚固桩和隧道洞顶一定范围的竖向钢花桩注浆加固组合措施，解决了洞口回填土的滑坡和松散岩层的加
3、固。2正洞采用管棚施工进行预加固，解决了地表沉降、裂缝和易坍塌的难题，使施工安全得到保证。3通过预留核心土，微台阶不放炮开挖，有效解决了隧道变形、坍塌等问题，保证施工和下穿街道及其他构筑物安全。3. 适用范围本工法适用于软弱围岩浅埋隧道下穿构筑物或其他类似工程施工。4. 工艺原理隧道出口洞口两侧施作两根锚固桩，防止洞口回填松散土体向下滑移。街道与洞口之间 5 米，隧道两侧各 7 米，采用直径 75mm 钢花管注浆加固，固结松散体增强自稳能力。过街道 25 米采用直径 89mm 大管棚加强支护，防止开挖后隧道坍塌和地表及周围下沉，开裂，保证施工个街道及周围居民建筑物安全。3见下图一。图一 隧道位
4、置平立面图5. 施工工艺流程及操作要点5.2 施工工艺流程见图二。5.3 工艺要点5.3.1 清理洞顶及边、仰坡上方应拆迁的建筑物，运走废渣，为隧道减轻荷载；按图纸标注复测洞口中线、高程，放出开挖边、仰坡边缘、坡脚、边沟、护坡道等具体位置进行施工。5.3.2 同时施作锚固桩和 75 钢花管注浆、图 二 施 工 工 艺 流 程 图4预加固。桩身开挖做好护壁和锁扣，尽量采用人工开挖，以免对土体扰动，桩身进入微风化岩一半以上，浇筑混凝土严格按规范施工，保证混凝土质量。竖向 75 钢化桩用潜孔钻钻孔，第一排桩紧贴街道下边墙，洞身线路中线两侧各 7m，钢管桩间距 1.0m，梅花型布置。钢管桩长度：在隧道
5、开挖范围内，以初期支护外边缘控制钢管桩深度；在隧道开挖范围外，钢管桩嵌入基岩深度1m 控制，并压注水泥砂浆（1：1）注浆压力不小于 1.2-2Mpa。5.3.3 管棚施工见图三管棚布置图。由于隧道要下穿县城街道，周围房屋较多，且覆盖层仅 4-5 米人工填土，较松散因此，洞口段 25 米采用超前大管棚对隧道洞口段拱部予以加固，以增强其稳定性。1. 管棚设计参数：无缝钢管89mm，壁厚 5mm，管棚长度为25m，环向间距 50cm，每环 20 根，倾角：仰角 1，导向管127*5mm，20 根，每根 2.0 米。2. 导向墙施工：施工管棚前先施工管棚护拱，导向管采用 127mm，外倾角为 1与大管
6、棚的 89mm 钢管的外倾角度一致。在开挖工作后面约 2.0m 范围内,安设 4 榀钢拱架紧抵掌子面，在钢拱架上固定导向管，浇筑护拱，在靠近锚固桩侧护拱砼适当加宽，使护拱砼与锚固桩紧贴密实，重叠 0.4-0.5 米。3. 管棚施工：采用潜孔钻钻孔，钻进过程中要始终注意钻杆角度的变化，并保证钻机不移位，以确保钻孔方向。下管用 10t 倒链牵引，保证相邻两根管棚的接头不在同一断面上，保证将钢管送到孔底。4. 钢管桩完后，进行注浆，施工前做注浆试验，以确定合理的注浆参数；管棚注浆采用水泥浆，体积比 1:1；具体在施工中可根据实际地质情况、裂隙水发育情况决定注浆类型，注浆压力 0.52Mpa。注浆结束
7、后，并用 M30 水泥砂浆紧密充填，以增强管棚的刚度和强度。5. 管棚施工工艺流程如下图四：图 三 管 棚 布 置 图衬 砌 50隧道中线管 棚 位 置开 挖 轮 廓 线上 部 拱 架55.3.4 洞身开挖洞身开挖施工组织原则：严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、快封闭” 的十八字方针组织施工。1 开挖顺序1-上导坑开挖立拱架喷锚支护；2-左下侧壁开挖拱架喷锚支护；3-右下侧壁开挖拱架喷锚支护；4-核心土开挖施工仰拱全环封闭。2 开挖方法第一步人工开挖开挖上导坑，开挖高度在 1.8 米左右以人能够站立工作为界限，长度 1m，然后立两榀拱架装锚杆，用小导管对拱架锁脚，最后喷锚。第二
8、步开挖下侧壁开挖，宽度不超过 1m，长度 1m，中间预留核心土，挖至边墙脚，将上导坑初支拱架自底部接出，用小导管对拱架锁脚，后用混凝土浇筑作为初期支护。第三步对称开挖右下侧壁，其余同第二步。第四步开挖仰拱，接拱架，浇筑砼，形成全环初支。钢管加工施工准备进入下一循环 管棚注浆 管棚钢管清洗扩孔顶入钢管 导向钻孔钻机就位浆液配置砂浆泵就位图四 管棚管棚施作工艺流程 、 、6按照以上步骤，向前开挖，待开挖进洞 6m 后，施作全环衬砌砼，每次4m，衬砌紧跟开挖面。开挖至街道边缘 2m，增设拱部小导管加强支护，防止路面沉降量。5.3.5 注意事项开挖严禁放炮，采用人工开挖，如果岩石变硬，可采用裂法掏槽开
9、挖上弧导，下导坑及仰拱震动锤开挖。隧道开挖后，及时进行钢架、锚、网、喷初期支护，仰拱先行及时进行封闭，二次衬砌采用自制衬砌台车，拱墙一次全断面衬砌。隧道下穿街道时，须增设拱部小导管加强支护，防止路面沉降量。且及时与当地相关部门沟通，封闭半幅街道，减少重车对隧道开挖的扰动。自开挖之日起，必须按照设计要求进行围岩量测，并要对施工范围内及外15 米范围（含街道）进行地表沉降和位移观测，如发现围岩位移超标和地表裂纹或沉降现象，及时汇报解决处理。开挖前必须编制施工危险应急预案，并进行实际演练。6. 材料与设备（见表一）表一 主要材料与设备表序号 材料/设备名称 规格型号 单位 数量 用 途1 无缝钢管钢
10、管 89mm m 250 管棚2 潜孔钻 QKZ-100 台 2 管棚钻孔3 注浆机 KBY50/70 台 1 注浆4 挖掘机带震动锤 PC220 台 1 开挖5 达尔达液压分裂机 台 2 胀裂岩石6 凿岩机 YT28 台 6 开挖 7 钢架 I16 工字钢 吨 30 支护8 拌合站 HZS750 台 1 拌合混凝土9 空压机 12m3 台 1 开挖7. 质量控制1. 开挖循环严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、快封7闭”的原则施工。2. 支护施工，以铁路隧道施工规范 、 铁路隧道工程施工质量验收标准、 铁路隧道喷锚构筑法技术规范等规范为标准，严格进行质量控制。3、提高注浆工艺水
11、平，严格控制浆液配比.注浆压力，确保浆液的有效扩散半径，确保注浆质量达到效果。4、隧道开挖后，应及时对地质和支护状态进行观察，围岩、初期支护的周边位移量测、拱顶下沉量测和下穿街道路面的下沉量、位移监测，及时调整支护参数，保证施工安全。8. 安全措施1成立安全领导小组，建立健全安全保障体系，配备专职的安全员，加强施工安全的监控。2施工前进行技术交底和安全交底，应急预案的编制和演练。3施工前街道防护到位，施工标识清晰齐全。4围岩量测观测，水平收敛、沉降、位移观测及时，信息反馈及时。5隧道开挖后，及时进行钢架、锚、网、喷初期支护，仰拱先行及时进行封闭，二次衬砌紧跟。9. 环保措施1设置污水处理系统，
12、不将有害物质和施工废水直接排放。2保护施工区和生活区的环境卫生，定期清除垃圾，集运至当地环保部门指定的地点掩埋或焚烧处理。3施工中采取措施，使施工噪音、振动达到施工场界环境标准。10.效益分析本工法技术可靠，预加固增强了围岩的自稳能力，施工安全稳妥，在施工中没有发生坍塌、人员伤亡事故，减少了安全费用。竖向钢花桩、管棚加固和分部开挖，有效地控制了围岩变形和地表沉降，从而保证了街道和邻近建筑物的安全。8由于施工中未出现异常情况，快速的通过了下穿构筑物段的施工，缩短施工工期，解决了费用。11.应用实例襄渝二线安康至重庆段，新紫阳隧道全长 490 米，进出口分别穿过紫阳县的主干街道，最大埋深 4 米且为人工填土。由于周围房屋较多，为了安全不准放炮开挖，工期相当紧迫。由于进出口一进洞就要穿过街道，因此，能否顺利安全穿过该段显得尤为重要。由于方案正确，措施得当，仅用 1 个多月就安全通过，为该隧道按期完工创造了条件。
