编制。复核。
审核。煤窑采空区专项施工方案。
1 编制依据。
国家、铁路现行《新建时速200~250公里客运专线铁路设计暂行规定》、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》、《铁路隧道设计基本规范》、《铁路隧道施工规范》。
设计变更文件:四方会议纪要。
新中梁山隧道现场调查资料。
2 编制目的。
为更好的进行新中梁山隧道进口煤窑采空区的施工,保证施工安全、指导施工生产,特编制此方案。
3 适用范围。
本方案适用于新建铁路成渝客运专线cysg-6标新中梁山隧道进口30段煤窑采空区的施工。
4 工程简介。
#####隧道采用双洞分修,长度分别为4124 m、4119m ,隧道位于中梁山中部,自西向东横穿观音峡背斜,背斜轴部为测区地下水的分水岭,其两侧形成两个独立的地下水体系。本区地下水补给**主要为大气降水,含水层多为易溶蚀的碳酸盐岩,地表多成槽谷凹地,岩溶发育,有利于地表水汇集。
2)**隧道dk290+295~dk290+850、dk291+650~dk292+650、dk293+400~dkk294+050,右线隧道ydk290+325~ydk290+850、ydk291+670~ydk292+600、ydk293+360~ydk294+010段穿越煤系地层,局部有瓦斯积聚的可能,属低瓦斯隧道,采取本瓦斯施工方案。
根据区域地质资料, 隧道穿越三叠系上统须家河组的含煤地层段以紫褐、灰黑色等泥页岩为主,夹薄层状砂岩、炭质页岩及薄煤层、煤线,煤层厚约0.1~0.4m,夹有数层煤层薄,瓦斯含量甚微,已有在观音峡背斜开挖的隧道,在穿越须家河组地层时实际瓦斯涌出量均比较小,其上限值多在0.
2~0.4m3/min之间,而开采须家河组煤层的矿井,其瓦斯涌出量也在0.3m3/min以下。
考虑到瓦斯涌出存在的不均衡性,这一地层的最大瓦斯涌出量应不大于0.5m3/min。因此隧道洞身穿须家河组,其瓦斯含量较小,属低瓦斯段,但不排除可能局部积聚瓦斯。
3)涌水量计算。
**左线隧道正常涌水量为12000m3/d,雨季最大涌水量为30000m3/d。
***右线隧道正常涌水量为8000m3/d,雨季最大涌水量为20000m3/d。
5 施工方案及技术要求。
1)对隧道拱部范围坍塌体进行小导管注浆固结,于ydk290+784处拱部位置施作φ42小导管注浆加固,浆液采用1:1水泥浆,小导管外插角45°,长6.0m,环向间距0.4m。
2)待塌体注浆固结之后,于ydk290+780处拱部施作φ89大管棚,管棚长度20m,环向间距0.4m,外插角3~5°,并注1:1水泥浆。
3)ydk290+780~+800段采用ⅴ级i型复合式衬砌,初期支护采用拱墙i18工字钢架加强支护,间距0.6m/榀设置,并于采空区范围内拱顶预留3根φ108钢管。
4)待采空区范围开挖支护完毕之后,二衬施作前对拱部空腔采用c20泵送混凝土回填,回填高度至拱顶以上2m。
5)采空区对应左线隧道d3k290+776~+796段拱部采用ф89大管棚进行超前支护,长度20m,环向间距0.4m。初期支护采用拱墙i18工字钢架加强支护,间距0.
6m/榀设置。
6)采空区对应左线隧道d3k290+776~+796段拱部采用φ89大管棚进行超前支护,长度20m,环向间距0.4m。初期支护采用拱墙i18工字钢架加强支护,间距0.
6m/榀设置。
5.1施工作业平台。
为方便小导管及管棚作业施工,采用隧道弃碴回填成作业平台。平台共分两个台阶,即小导管作业平台和管棚作业平台,小导管作业平台长6米,距离拱顶初支面垂直距离2米;管棚作业平台长8m,距离拱顶小导管作业平台垂直距离为2.5米,即距离拱顶初支面垂直距离4.
5米;管棚作业平台距离仰拱填充面垂直距离为4.7米,填筑长为15.77米的缓坡,便于机械设备运至作业平台。
弃碴回填过程中要用挖机分层碾压,避免机械设备使用过程由于平台不稳而失衡。详见附图1。
5.2小导管施工。
5.2.1小导管参数。
1)规格:φ42,壁厚3.5mm;
2)单根长度:6.0m;
3)环向间距:40cm;
5)倾角:外插角45°,可根据实际情况调整;
6)注浆材料:1:1水泥浆。
5.2.2施工工艺流程。
超前小导管施工工艺流程图。
5.2.3制作钢花管。
小导管前端做成尖锥形,尾部焊接φ8mm钢筋加劲箍,管壁上每隔10~20cm梅花型钻眼,眼孔直径为6~8mm,尾部长度不小于30cm作为不钻孔的止浆段。小导管构造见下图。
注浆小导管结构图。
5.2.4小导管安装。
1)测量放样,在设计孔位上做好标记,用凿岩机钻孔,孔径较设计导管管径大20mm以上。
2)成孔后,将小导管按设计要求插入孔中。
5.2.5注浆。
采用kby-50/70注浆泵压注1:1水泥浆。注浆前先喷射混凝土5~10cm厚封闭掌子面,形成止浆盘。
注浆前先冲洗管内沉积物,由下至上顺序进行。单孔注浆压力达到设计要求值,持续注浆10min且进浆速度为开始进浆速度的1/4或进浆量达到设计进浆量的80%及以上时注浆方可结束。
注浆施工中认真填写注浆记录,随时分析和改进作业,并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。
注浆参数可参照以下数据进行选择:
注浆压力:一般为0.5~1.0mpa
浆液初凝时间:1~2min
水泥:普通硅酸盐水泥。
砂:中细砂。
5.2.6注浆异常现象处理。
1)串浆时及时堵塞串浆孔。
2)泵压突然升高时,可能发生堵管,应停机检查。
3)进浆量很大,压力长时间不升高,应重新调整砂浓度及配合比,缩短胶凝时间。
5.3大管棚施工。
5.3.1大管棚参数。
1)规格:φ89,壁厚6mm;
2)长度:20m;
3)环向间距:40cm;
5)倾角:外插角3°~5°,可根据实际情况调整;
6)注浆材料:1:1水泥浆。
5.3.2大管棚制作。
管棚采用φ89mm热轧无缝钢管,壁厚6mm,长度为20m,在末端的钢管有一端加工成尖形;其它钢管的两端均加工成丝扣,丝口长度为15cm,采用外套丝扣连接。同一面上的接头不超过总管数的50%。钢花管上钻对穿钢管的注浆孔,孔径10~16mm,孔间距113mm,呈梅花型布置,尾部留不钻孔的止浆段150cm,相邻两对孔线成垂直状态。
5.3.3钻孔。
钻孔采用yq100-e管棚钻机。
施工时,钻机放在平台上,用四根斜撑固定在平台上,以减小钻机工作时偏斜,提高施钻精度。为保证钻孔方向,钻机钻速及顶推压力要调到较小位置。
钻孔时,将钻机的钻头接上孔口管,开始施钻。刚开始施工时要低速低压,钻深1m后转入正常转速。第一根钻杆外露0.
2~0.3m时,停止钻进,用两根管钳人工卡紧钻杆(注意不得卡丝扣),钻机低速反钻,脱开钻杆,大臂退回原位,人工装入第二根钻杆,钻机低速送到第一节钻杆尾部,方向对准后联成一体。按此安装第三根、第四根或更多根,直到钻到设计长度。
换杆时要注意检查钻杆是否弯曲,有无损伤,中心水孔是否畅通,不合格时及时更换,以保证正常作业。
钻孔过程中遇到软质围岩或流塑状黏土时,应改用低压钻进,或者采用套管跟管钻成孔。
5.3.4安装管棚钢管。
钻孔钻好后,将钻头退出,钻杆全部卸下,将预先加工好的钢管安装在大臂上,低速推进钢管,其冲击压力控制在18~20mpa,风压控制在4.0~6.0mpa。
当第一根管推进孔内外露30~40cm时,停止钻进,使顶进的联接套与钢管脱离,大臂退回原位,人工装上第二节钢管,大臂低速钻进,使其对准第一节钢管端部(严格控制角度),人工持钳进行钢管联接,使两节钢管在联接套处联成一体,钻机再以冲击压力和推进压力顶进钢管。按同样的方法继续加长钢管至设计长度。
5.3.5注浆。
1)压水试验。
压水试验的目的主要是测定岩层吸水性,核实围岩渗透性,为选择泵压、浆液配合比作参考,同时检查管路及止浆塞效果。开泵前应先将吸浆管伸入水桶,待泵吸水量正常时,关闭注浆球阀,观测泵压。
压力表正常时,持续5min不出故障即可。
2)水泥浆的配制。
浆液采用1:1水泥浆,浆液配合比需进行现场注浆试验,根据实际情况确定注浆参数。
3)注浆施工操作要求及注意事项。
检查各种机具,进行试运转。
注浆过程中根据地质情况等控制注浆压力,注浆压力一般为0.6~1.0mpa,注浆终压为注浆压力的2~3倍,注浆压力应逐步升高,达到终压并继续注浆10min以上。
注浆过程中由专人做好记录。浆液达到要求的强度后方可进行洞身开挖。
注浆过程中严格控制注浆压力,注浆顺序由拱脚向拱部逐管注浆。
5.4 ydk290+780~ydk290+800段支护。
5.4.1洞身开挖。
洞身开挖应按照《爆破安全规程》采用控制爆破或非爆破方法。
v级ⅰ型围岩采用台阶法开挖,即上**阶及仰拱开挖。开挖断面考虑预留变形量15cm。
v级围岩上断面开挖循环进尺不得大于60cm,下断面开挖循环进尺不得大于120cm,仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆,仰拱与掌子面的距离不得大于35m。
上台阶开挖10m后及时开挖**阶,**阶采用左右交错开挖,先开挖左半断面,开挖5m后开挖右半断面。
开挖时严格控制开挖断面中线及高程,按设计中线高程开挖。
开挖前应对掌子面进行断面放样,按放样开挖轮廓线开挖,不允许欠挖,拱部最大超挖值不超过15cm,边墙最大超挖值不超过10cm。
5.4.2型钢钢架。
1)设计参数:拱墙i18型钢钢架,钢架纵向间距0.6m,允许误差范围±10cm。
2)钢架应采用胎膜焊接,在加工场地内现场绘制1:1的大样,根据设计大样图加工。
3)钢架各焊接点要焊接牢固,不得出现脱焊、点焊、漏焊现象。
4)钢架应在开挖或初喷混凝土后及时架设。
5)钢架安装前应清除底脚下的虚渣及杂物,钢架底脚应置于牢固的基础上。钢架横向位置偏差±50mm,垂直度偏差±2°。
6)钢架应尽量密贴围岩与锚杆焊接牢固,钢架之间采用φ22钢筋连接,沿钢架外缘每隔2m用混凝土垫块楔紧。
7)钢筋拱脚打设锁脚锚杆(或锚管),锚杆长度不小于3.5m,每侧数量为2~3组(每组2根),下断面开挖后钢架应及时落底。
8)钢架应与喷射混凝土形成一体,钢架与围岩间的间隙用喷射混凝土充填密实,保护层厚度不得小于4cm。
5.4.3钢筋网片。
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