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1、新建铁路昆明枢纽东南环线工程 呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段开挖试验方案 中铁七局昆明枢纽东南环线第六项目经理部 第 1 页呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段开挖试验方案一、编制依据1、 铁路隧道工程施工技术指南TZ 204-2008；2、 铁路隧道监控量测技术规程 （TB10121-2007） ；3、 铁路隧道工程施工质量验收标准TB10417-2003；4、 铁路工程基本作业施工安全技术规程TB10301-2009；5、 昆明枢纽东南环线工程呈贡隧道开挖施工工法研究会议纪要 ；6、我单位在类似工程中积累的经验。二、工程概况呈贡隧道进口里程为 DK77+2
2、75，出口里程 DK78+130，全长为855m。DK77+275DK77+415 段为进口明洞段，进口明暗分界里程为DK77+415。全隧位于直线上，设计坡度为 17（738m）和 2.5（117m）的单面下坡。本隧道穿越地层主要为（N2）黏土，为 V 级强膨胀土，隧道拱顶最大埋深约 28m，DK77+415DK77+440 段埋深 6.0m7.9m。二次衬砌采用强膨胀土复合式衬砌，设计采用 CRD 法为主的开挖工法。三、我部拟采用的开挖施工方案原设计 CRD 法具有各部开挖及支护自上而下、步步成环、及时封闭、各分部封闭成环时间短的特点，每部分开挖均形成钢支撑和喷混凝土结构的闭环支护体系。但
3、常规的 CRD 法存在施工工序繁多，施工组织复杂，施工进度缓慢，须配置小型施工机械来尽可能提高施工效率。新建铁路昆明枢纽东南环线工程 呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段开挖试验方案 中铁七局昆明枢纽东南环线第六项目经理部 第 2 页根据本隧道的特点，参照以往类似工程的施工经验，结合我部现有的人员、设备及施工水平等情况，在保证施工安全、进度及工程质量的前提下，参建各方同意将 DK77+415DK77+440 段作为开挖试验段，积累经验，便于后续施工。1、开挖试验段开挖方法根据呈贡隧道的特点和地质情况，参照石头山 1 号隧道类似工程的施工经验，结合施工单位现有的人员、设备及施工水平
4、等情况，在保证施工安全、进度及工程质量的前提下，经参建各研究讨论，决定在呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段 25 米采用三台阶七步法加临时竖撑和横撑的方法进行开挖工法试验，施工过程中及时收集相关技术参数和沉降收敛数据，同时积累施工经验，以便及时调整施工工法并有效指导后续施工。2、开挖试验段临时支护上部采用弧形导坑方式环向开挖，开挖高度 3.5m，预留核心土，施做拱部初期支护；初期支护完成后，即在核心土后，隧道中线处安设 I22b工字钢竖撑，I22b 竖撑顶部焊接钢板，支撑于初支喷射砼面上，通过连接钢板扩大与初支混凝土的受力面，I22b 工字钢下设连接钢板，采用螺栓与中、下部竖撑
5、进行接长，竖撑纵向间距 1m（按照最不利荷载考虑同时根据现场具体作业的操作方便程度，可将两根竖撑进行合并为 1 根竖撑使用，以增大竖撑间距方便现场施工） ，根据实际情况，必要时可在开挖后架设临时水平横撑。竖撑纵向连接采用 22 钢筋连接，间距 1m；中、下部分别左右错开开挖，并预留核心土，施做墙部初期支护，接长 I22b 竖撑；新建铁路昆明枢纽东南环线工程 呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段开挖试验方案 中铁七局昆明枢纽东南环线第六项目经理部 第 3 页隧底开挖后及时施做隧底初期支护，接长 I22b 竖撑至仰拱底，隧底初期支护后应及时施做仰拱，尽早封闭成环。竖撑底部采用长 2
6、米、宽 0.5 米、厚 15mm 的钢板进行铺垫（竖撑底部围岩较差基底承载力较小时钢板的长度、宽度可根据现场围岩实际情况以及可操作性进行灵活调整） ，钢板采用压七留三的方法进行布置，在开挖下导后钢板可自行脱落以便循环利用，目的是提高竖撑底部承载力，减小沉降，防止大的沉降出现。竖撑采用分段从拱顶一直接入仰拱底，竖撑底脚均采用钢板进行铺垫。2、开挖试验方案施工工序图DK77+415DK77+440 段试验开挖横断面新建铁路昆明枢纽东南环线工程 呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段开挖试验方案 中铁七局昆明枢纽东南环线第六项目经理部 第 4 页A 节点竖撑、横撑连接大样图B 节点初支钢
7、架与横撑连接大样图新建铁路昆明枢纽东南环线工程 呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段开挖试验方案 中铁七局昆明枢纽东南环线第六项目经理部 第 5 页3、开挖试验段施工步骤第 1 步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为 35 米，宽度为隧道开挖宽度的 1/31/2。开挖循环进尺 0.5m，开挖后立即初喷 4cm 砼。上台阶开挖开挖高度 3.5m，开挖后及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上 30cm 高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角 30搭设锁脚锚管，拱脚锚管和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。初期支护完成后，即在核
8、心土后，隧道中线处安设 I22b 工字钢竖撑，I22b 竖撑顶部焊接 24cm24cm 钢板，扩大与初支混凝土的受力面，I22b工字钢下设连接钢板并支承于支垫钢板上（连接钢板采用螺栓与中、下部竖撑进行接长），竖撑纵向间距 1m（按照最不利荷载考虑同时根据现场具体作业的操作方便程度，可将两根竖撑进行合并为 1 根竖撑使用，以增大竖撑间距方便现场施工），根据实际情况，必要时可在开挖后架设临时水平横撑。竖撑纵向连接采用 22 钢筋连接，间距 1m；第 2、3 步，左、右侧中台阶开挖：开挖循环进尺 1m，开挖高度 3m 左右，左、右侧台阶错开 23m，开挖后立即初喷 4cm 砼，及时进行喷、锚、网系统
9、支护，接长钢架，在钢架墙脚以上 30cm 高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角 30打设锁脚锚管，锁脚锚管和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。第 4、5 步，左、右侧下台阶开挖：开挖循环进尺 1m，开挖高度 3m 左右，左、右侧台阶错开 23m，开挖后立即初喷 4cm 砼，及时进行喷、锚、新建铁路昆明枢纽东南环线工程 呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段开挖试验方案 中铁七局昆明枢纽东南环线第六项目经理部 第 6 页网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上 30cm 高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角 30搭设锁脚锚管，锁脚锚管和钢架牢固焊接，复喷砼至设计厚度。第 6 步，上、中、下台阶预留
10、核心土：各台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。开挖核心土后及时接长 I22b 竖撑，必要时安装 I18 横撑，接长竖撑、横撑均采用连接钢板螺栓连接。竖撑下支垫 0.5m 宽，1.5mm 厚钢板，扩大受力面积，减小沉降。第 7 步，隧道开挖，每循环开挖长度为 3m，开挖后及时施做仰拱初期支护，及时闭合成环，同时将临时竖撑接至仰拱底，喷射初支砼，并及时施作仰拱及仰拱填充，仰拱及仰拱填充分开浇筑。第 8 步，根据监控量测结果，拆除临时竖撑支护，确定二次衬砌施作时机，利用衬砌模板台车一次性灌注二次衬砌。4、开挖试验段施工说明在开挖过程中，取消中隔壁墙的临时锚杆、网片、喷射砼等支护
11、，全部以型钢支撑替代，根据检算结果合理确定竖撑的间距，同时根据实际情况加设斜撑及横撑，保证施工安全。同时可根据呈贡隧道现场测试方案，还可进行竖撑钢架内力量测及竖撑与围岩间接触压力测试等，根据测试结果可进一步进行优化调整，保证施工安全。开挖试验段的特点：一是采用三台阶七步法加横、竖撑，竖撑钢架底脚采用钢板支垫，支垫钢板采用压七留三的方法，可保证基底受力均匀稳新建铁路昆明枢纽东南环线工程 呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段开挖试验方案 中铁七局昆明枢纽东南环线第六项目经理部 第 7 页固同时应力可以进行传递，使基础受力形成整体受力，从而抑制围岩变形。二是考虑围岩有一定的自稳能力，竖
12、撑可以确定合理的施工间距，这样有利用现场机械人员施工，可提高施工进度。三、横撑待隧道开挖后有一定空间后根据现场需要安装，以免机械施工时产生扰动。四是竖撑、支垫钢板等构件可根据实际情况在保证安全的前提下可进行灵活调整，方便施工、操作灵活、便捷。钢 板 压 七 留 三竖 撑钢 板 支 垫C节 点钢 板压 七 留 三 掌子面C节 点新建铁路昆明枢纽东南环线工程 呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段开挖试验方案 中铁七局昆明枢纽东南环线第六项目经理部 第 8 页B节 点 大 样 示 意 图钢 板 支 垫 连 接 板2424同时可根据隧道围岩变形情况及时加设斜撑及横撑，如隧道地表地形急速转
13、入上坡或下坡时、或隧道偏压时都可及时利用加设斜撑及横撑的方式及时予以调整，方便施工且安全有保证。 （如下图所示）新建铁路昆明枢纽东南环线工程 呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段开挖试验方案 中铁七局昆明枢纽东南环线第六项目经理部 第 9 页上 坡竖 撑 掌子面纵 梁 斜 撑示 意 图掌子面下 坡竖 撑纵 梁 斜 撑 示 意 图四、以往类似工程的施工情况根据我单位在石头山 1 号隧道、深圳地铁、重庆轻轨大坪车站、南京地铁、京九铁路等项目类似工程中总结的施工经验，在围岩产生较大变形新建铁路昆明枢纽东南环线工程 呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段开挖试验方案 中铁七局
14、昆明枢纽东南环线第六项目经理部 第 10 页时采用竖撑及斜撑能很快抑制围岩的变形，且施工快速方便，施工安全有保证。根据石头山 1 号隧道及深圳地铁隧道开挖围岩监控量测结果显示，当围岩变形加剧，及时加设竖撑及斜撑后，围岩变形量12mm/d，能有效控制围岩变形，有利于隧道施工安全。五、检算资料1、浅埋情况下强膨胀土围岩的松弛荷载 Bhqtg1式中 h1隧道顶部到地表的距离（ m） ，取隧道最大埋深 28m；B隧道宽度（ m） ，取隧道设计开挖宽度 15.2m；侧压力系数； tgtgt（1滑动破裂面的倾角；tg（ttg12为土壤似摩擦角；NCtg0 0土壤内摩擦角，根据设计施工图提供数据取 07.9；C土壤粘聚力，根据设计施工图提供数据取 C27.7KPa ；N确定土壤抗剪强度时的压应力，根据设计施工图提供数据取N 160KPa；新建铁路昆明枢纽东南环线工程 呈贡隧道进口 DK77+415DK77+440 段开挖试验方案 中铁七局昆明枢纽东南环线第六项目经理部
