新建云南国际铁路通道蒙河至河口段二标 田房二号隧道车站段专项施工方案
田房二号隧道车站段专项施工方案
1.编制范围
新建云南国际铁路通道蒙河至河口铁路，田房二号隧道出口位于莲花滩车站进站端，DK83+035～DK84+133段为三线车站隧道，长98m，衬砌类型分别为车站段Ⅴ级抗震衬砌B段20m、C段54m、D段24m。
2.工程概况 2.1．地理位置
田房二号隧道位于云南省河口县莲花滩乡，起讫里程DK80+922～DK83+133，全长2211m。隧道出口地形陡峭，为解决出口施工场地及减少车站三线大跨施工影响，于隧道端DK83+000与线路前进方向右侧设置一横洞，横洞中线与正线中线河口方向夹角40°，横洞长163m。
2.2．地质说明
属云南高原南缘构造剥蚀，侵蚀中山地貌，高山峡谷相间分布，交通不便，隧道最大埋深约420m，浅埋段埋深约为75m。基岩岩性主要为花岗岩和片麻岩，受区域构造影响，区内岩层节理、裂隙较发育，岩体较破碎。隧道出口端莲花滩三线中桥沟槽内发育有田房断层（F6断层）。
地表无大的径流，地下水主要为基岩裂隙水、断层裂隙水，水中PH值对混凝土结构腐蚀等级为H1。预计本隧最大涌水量为7000m3/d。
2.3．工程特点
田房二号隧道DK83+035～DK83+133车站段三线隧道，最大施工开挖断面净空达到宽19.48m，高14.40m。此段地质条件差，出口发育田房断层。出口位置山体较陡，施工场地狭窄，且桥隧相连，施工难度大。车站段施工为本隧施工的重、难点地段。
3.主要施工技术方案
田房二号隧道前期采用从出口端横洞掘进，施工至DK83+000之后，往进口端开挖。进口端开挖掘进一段距离后，从横洞口往出口端施工车站段；待出洞口预加固桩及锚杆框架梁边仰坡防护、洞口超前大管棚支护完成后，具备良好施工条件时改从出洞口施工车站段。
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隧道出洞口施工应避开雨季，及时施作洞口截水沟。采用预加固桩对山体进行加固，边、仰坡采用锚杆框架梁加固防护，并及时施作洞口截水沟。进洞采用φ108超前大管棚等加强支护措施。
洞身开挖采用以浅眼小炮弱爆破为主，辅以机械开挖，人工配合整修。DK83+018～DK83+035 A段Ⅴ级复合衬砌开挖采用台阶法，DK83+035～DK83+133Ⅴ级抗震衬砌段根据现场情况采用双侧壁导坑法。
仰拱及仰拱填充采取仰拱栈桥平台全幅超前，二次衬砌采用模板衬砌台车拱墙一次性整体灌注施工，泵送混凝土。
4. 主要施工方法 4.1．洞口施工
4.1.1．预加固桩及锚杆框架梁
出口地形陡峭，桥隧相连，地表全风化层较厚，为确保施工安全，洞口段采用锚杆框架梁及预加固桩加固。于DK83+127.95Ⅱ道线路中线左侧11.35m(桩心位置)，右侧11.45m（桩心位置）处各施做1根预加固桩，桩长分别为31.5m和28.5m，截面面积为2.5m（横向）×3.0m（纵向）；于DK83+114～+129段，Ⅱ道线路中线左侧14m，右侧22m范围内，仰坡采用锚杆框架梁防护，衬砌范围内锚杆至开挖轮廓线外，两侧锚杆长12m。
待预加固桩及锚杆框架梁施做完毕并达到设计强度后，方可进行洞口开挖。 4.1.2．超前大管棚及导向墙
导向墙采用C20混凝土，截面尺寸为1m×1m，其环向长度以保证导向墙两侧基础稳定为原则，根据现场地形、地质条件确定，导向墙内按管棚设置参数预留导向孔。
大管棚采用Φ108×6mm热轧无缝钢管，环向间距50cm。钢管设置于衬砌拱部，管心与设计开挖外轮廓线间距为45cm，平行线路中线布置，外插角1～3°。钢管周壁钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距15～20cm，呈梅花形布置。前端加工成锥形，尾部止浆板不小于30cm。
大管棚注浆材料采用水泥浆，注浆压力一般为0.5～1.0MPa，其浆液配合比、注浆压力应根据现场试验调整。
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4.2. 洞身开挖 4.2.1．双侧壁导坑法
田房二号隧道洞身DK83+035～DK83+133 D段Ⅴ级抗震衬砌开挖采用双侧壁导坑法，其中，洞口段（DK83+109～DK83+133）采用φ10管棚超前支护，全环I25b型钢钢架加强支护，0.5m/榀；其余段采用小导管超前支护，环I20b型钢钢架加强支护，0.6m/榀。
1）施工工艺
双侧壁导坑法施工工艺流程图见下图。
左（右）导坑初期支护 左（右）导坑开挖出碴 侧壁超前小导管支护 左右侧相错约10m 施工准备 超前地质预报、测量、量测 拱部超前支护及注浆加固 中槽滞后侧壁约10m 中槽超前小导管支护 核心土、中槽开挖出碴 地质素描初喷混凝土 地质素描拱部喷混凝土 仰拱侧壁拱部初支成环 拆除临时钢架及横撑 初期支护表面处理 隐蔽工程检查、变形判断 合格 仰拱、拱墙复合衬砌施工 不合格 结 束 中铁五局蒙河铁路工程（二标）第一项目经理部 第3页共11页
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2）施工工序
双侧壁导坑法是先开挖隧道两侧的导坑，及时施作导坑四周初期支护及临时支护，然后再根据地质条件、断面大小，对剩余部分采用二部或三部开挖的方法。
双侧壁导坑法施工工序见其横、纵断面示意图。具体说明如下：
㈠、 ⑴利用上一循环架立的钢架施作超前支护，弱爆破开挖①部；⑵施作①部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷混凝土，铺设钢筋网，架立边墙钢架和侧壁临时钢架，并设锁脚锚管和定位锚杆；⑶设径向系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
㈡、 ⑴弱爆破开挖②部；⑵施作②部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷混凝土，铺设钢筋网，接长边墙钢架和侧壁临时钢架、架立仰拱钢架，并设锁脚锚管和定位锚杆；⑶钻设径向系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
㈢、⑴在滞后于②部一段距离后，利用上一循环架立的钢架施作超前支护，弱爆破开挖③部；⑵施作③部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷混凝土，铺设钢筋网，架立边墙钢架和侧壁临时钢架，并设锁脚锚管和定位锚杆；⑶设径向系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
㈣、⑴弱爆破开挖④部；⑵施作④部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷混凝土，铺设钢筋网，接长边墙钢架和侧壁临时钢架、架立仰拱钢架，并设锁脚锚管和定位锚杆；⑶钻设径向系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
㈤、⑴在滞后于④部一段距离后，利用上一循环架立的钢架施作超前支护，弱爆破开挖⑤部；⑵施作⑤部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷混凝土，架立拱部钢架，铺设钢筋网；⑶钻设径向系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
㈥、 按台阶法依次开挖⑥部、⑦部，施作仰拱初期支护，即初喷混凝土，架立仰拱钢架，铺设钢筋网，复喷混凝土至设计厚度。
㈦、在滞后于⑦部一段距离后，拆除临时钢架，灌注Ⅸ部仰拱及边墙基础。 ㈧、待仰拱砼初凝后，灌注仰拱填充Ⅹ部至设计标高。
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约4.5m拱部Φ10管棚，L=30m一环57根，环向间距50cm系统径向锚杆Ⅺ⑤Φ22定位砂浆锚杆 L=3.0mI25b工字钢钢架
①Φ22水平超前锚杆L=4.5m，环向间距0.4m侧壁喷砼厚18cmφ8钢筋网间距25cm×25cm③⑥隧道中心线Φ22水平超前锚杆L=4.5m，环向间距0.4m侧壁喷砼厚18cmφ8钢筋网间距25cm×25cm约6.5m约6.5m约6.5mI18临时竖撑约4.2m
Ⅺ②I18临时竖撑⑦ⅩⅨ④Ⅺ双侧壁导坑法施工工序横断面示意图中铁五局蒙河铁路工程（二标）第一项目经理部 第5页共11页
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初期支护喷混凝土系统径向锚杆 导坑拱部Φ10管棚超前支护，L=30m，环向间50cm 导坑拱部Φ10管棚超前支护，L=30m，环向间50cm 导坑拱部靠隧道中线侧采用Φ22水平锚杆超前支护，L=4.5m，环向间距40cmⅪ此段未示初期支护之型钢钢架、锚索及临时支护约3m约3m约3m约3mⅩⅨ隧底填充仰拱不大于8m型钢钢架Φ22纵向连接筋 环向间距1.0m
不大于8m 双侧壁导坑法施工工序纵断面示意图中铁五局蒙河铁路工程（二标）第一项目经理部 第6页共11页
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3）施工要求
⑴ 隧道施工应严格执行《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》，坚持“弱开挖、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，避免对围岩产生较大扰动，及时支护和量测，适时衬砌。
⑵ 小炮或机械开挖，严格控制装药量；施工时严格操作规程，隧道内的作业，严禁超限和违规操作，确保施工安全。
⑶ 施工中须按《铁路隧道设计规范》、《铁路隧道施工规范》、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》、相关参考图及设计图有关要求，进行监控量测和反馈分析，并据其成果，确定灌注二次衬砌的时机，判定支护参数的合理性并进行相应的调整。
⑷ 侧壁导坑、中槽部位宜采用短台阶法开挖，各部距离应根据隧道断面大小、施工机具、人员等选取。各步台阶开挖长度一般控制在3m左右。各部开挖后应及时进行初期支护及临时支护，并尽早封闭成环。
⑸ 两侧壁导坑超前中槽部位距离不大于10m，可同步开挖和支护；中槽部位采用台阶法开挖，并保持平行作业。
⑹ 中槽开挖后，拱部钢架与两侧壁钢架的连接是难点，在两侧壁导坑施工中，钢架的位置应准确定位，确保各部架设钢架连接后在同一个垂直面内，避免钢架发生扭曲。
⑺ 临时钢架应在主体结构的初期支护成环并稳定后拆除，拆除前应加强拱顶下沉量及周边变形量的观测，每次拆除长度不得大于10m。
⑻ 临时支护拆除完成后，应及时施作仰拱及二次衬砌。
4.2.2．三台阶七步开挖法
田房二号隧道洞身DK83+018～DK83+035A段Ⅴ级复合衬砌开挖采用三台阶七步开挖法，φ42小导管超前支护，全环I18b型钢钢架加强支护，1.0m/榀。
三台阶七步开挖法是在隧道开挖过程中，在三个台阶上分七个开挖面，以前后七个不同的位置相互错开同时开挖，然后分步同时支护，形成支护整体，缩小作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。
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1）施工工艺
三台阶七步开挖法施工工艺流程图见下图。
施作仰拱填充 施作钢筋混凝土仰拱 施作初支仰拱使初期支护闭合成环 围岩稳定性评判、 修正施工方案、确 定二衬施作时间 拱部超前支护 上部弧形导坑开挖，并施作初期支护 测量放样 左右错位开挖中台阶，并施作初期支护 左右错位开挖下台阶，并施作初期支 围岩监控量测
2）施工工序
三台阶七步开挖法分部平行开挖，平行施作初期支护，混凝土仰拱紧跟下台阶及时闭合构成稳固的初期支护体系。施工工序见其示意图，具体说明如下：
第Ⅰ步：拱部进行超前支护后，采取上弧导预留核心土开挖，开挖循环进尺根据实际情况为0.6～1.2m。开挖后及时进行喷、锚、网系统支护，架设型钢钢架并复喷至设计厚度，形成较稳定的承载拱。
第Ⅱ、Ⅲ步：在承载拱的支护下，交错开挖左右中台阶边墙，开挖进循环进尺根据实际情况为0.6～1.2m，后按同样方法进行支护，使同一断面处暴露开挖面仅限于一侧。保持左右错开2～3m，同时开挖上台阶中部预留核心土；
第Ⅳ、Ⅴ步：左右交错开挖下台阶边墙，开挖循环进尺根据实际情况为0.6～1.2m。保持左右错开2～3m，同时开挖中台阶中部预留核心土；
第Ⅵ步：开挖各台阶中部预留核心土；
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第Ⅶ步：分段开挖仰拱，施作初期支护及仰拱混凝土。 拱部φ42小导管，L=4.5m 3m/环，每环32-48根系统径向锚杆 约4.5mⅠ Ⅰ 约4.5mⅥ-1Ⅰ ⅡⅥ-2Ⅲ约6.0m约7.5m约6.0m 约4.5m ⅣⅥ-3ⅤI20b工字钢钢架Ⅶ 3）施工要求
三台阶七步开挖法施工工序示意图⑴ 隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。 ⑵ 根据围岩条件和施工机械配备情况合理确定台阶长度、台阶高度及台阶数量，其各部形状应有利于保持围岩稳定的前提下尽量便于机械作业。
⑶ 钢架之间纵向连接筋应及时施作并连接牢固，工序变化处之钢架应设锁脚锚管或锚杆，各台阶之间钢架连接应平顺，螺栓连接应牢固，以确保钢架基础稳定。
⑷ 施工中应采取措施减少下部开挖时对上部围岩和支护的扰动，下部断面开挖应两侧交错进行，下部断面应在上部断面喷混凝土达到一定强度后开挖。
⑸ 施工时，按有关规范要求进行监控量测，根据监控量测的结果进行分析，确定灌注二次衬砌的时机及调整支护参数，必要时可增加临时竖撑，并进行系统支护补强，以确保施工安全。
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⑹ 仰拱及时施作，应确保仰拱至开挖面距离不大于40m，以保证及时封闭成环。
4.3. 洞身衬砌 4.3.1. 仰拱衬砌
仰拱及仰拱填充利用栈桥平台进行混凝土施工。仰拱应及时施工，施工前必须清除隧底虚碴、淤泥和杂物，超挖部分应采用同级混凝土回填。仰拱砼应整体浇注一次成型，填充砼应在仰拱砼终凝后浇注，填充砼强度达到5Mpa后允许行人通过，达到设计强度的100%后允许车辆通行。
4.3.2. 拱墙二次衬砌
1）衬砌模板台车选用及要求
本隧道三线车站段DK83+035～DK83+133衬砌类型分别为B段、C段、D段Ⅴ级抗震衬砌，衬砌断面净空尺寸呈由小到大渐变形式。DK83+035～DK83+109B段、C段Ⅴ级抗震衬砌采用自制拼装式月牙带、支架台车、小模板模架施工；DK83+109～DK83+133 D段Ⅴ级抗震衬砌采用整体式衬砌模板台车施工（此衬砌模板台车和石板寨1#隧道车站段衬砌共用）。
整体式衬砌模板台车长度为9m，小模板支架台车长度为6m。衬砌模板台车（或小模板支架台车）加工应满足以下要求：
⑴ 模板台车的外轮廓在灌注混凝土后应保证隧道净空，门架结构的净空应满足洞内车辆和人员的安全通行。
⑵ 模板台车应具有足够的动载荷刚度和强度，安全系数应大于动荷载的1.6倍以上，行走系统应具有足够的牵引力和牢固的结构。
⑶ 模板面板厚度不宜小于10mm。
⑷ 模板的横纵接缝、铰接缝、工作窗口应严密，铰接轴应灵活，能达到伸缩自如与开启的要求。
⑸ 模板台车应设置足够的支撑螺杆和模板径向支撑螺杆。 ⑹ 模板台车上应有模板微调机构和锁定机构。
⑺ 侧模单侧应具有较高的整体性，各丝杆支点具有较高的承压强度。
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2）泵送混凝土施工要求
⑴ 混凝土各种原材料及外加剂应满足设计配合比及规范要求，并经检验合格后方可使用。
⑵ 砼自模板窗口灌入，应由下向上，对称分层，倾落自由高度不超过2.0m。在砼浇筑过程中，观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现有变形、移位时，应及时采取加固措施。
⑶ 混凝土浇筑应连续进行。当因故间歇时，其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。当超过允许间歇时间时，按接缝处理，衬砌砼接缝处必须进行凿毛处理。
⑷ 混凝土浇筑分层厚度（指捣实后厚度）宜为振捣器作用部分长度的1.25倍，但最大摊铺厚度不宜大于600mm。
⑸ 在新浇筑完成的下层混凝土上再浇筑新混凝土时，应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。
⑹ 采用插入式振动棒捣固，每一振点的捣固延续时间宜为20～30s，以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。
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