煤窑采空区专项施工方案设计施工方案设计.pdf
复核：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 200250 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、铁路隧道设计根本规 X、铁路隧道施工规 X.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 为更好的进展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 X 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 1#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.本区地下水补给来源主要为大气降水,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.地表水聚集.2 *隧 道 DK290+295 DK290+850、DK291+650 DK292+650、DK293+400DKK294+050,右线隧道 YDK290+325YDK290+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 1、3段以紫褐、灰黑色等泥页岩为主,夹薄层状砂岩、炭质页岩与薄煤层、煤线,煤层厚约 0.10.4m,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拟小,其上限值多在 0.20.4m3/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 施工方案与技术要求 1对隧道拱部 X 围坍塌体进展小导管注浆固结,于 YDK290+784处拱部位置施作42 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89 大管棚,管棚长度 20m,环向间距 0.4m,外插角 35,并注 1:1 水泥浆.3 YDK290+780+800 段采用级 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 X 围内拱顶预留 3 根108 钢管.4待采空区 X 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89 大管棚进展超前支护,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89 大管棚进展超前支护,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 为方便小导管与管棚作业施工,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,防止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 1规格：42,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.超前小导管施工工艺流程图 小导管前端做成尖锥形,尾部焊接8mm 钢筋加劲箍,管壁上每隔1020cm 梅花型钻眼,眼孔直径为 68mm,尾部长度不小于 30cm 作为不钻孔的止浆段.小导管构造见如下图.注浆小导管结构图 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 20 mm 以上.地质调查 现场试验 效果检查 制定施工方案进展施工 施工准备 设备准备 管材加工 材料准备 喷砼封闭掌子面 机具准备 拱部放样布孔 8mm 加劲箍 小钢管普通焊 30cm 1520cm.2成孔后,将小导管按设计要求插入孔中.采用 KBY-50/70 注浆泵压注 1:1 水泥浆.注浆前先喷射混凝土 510cm 厚封闭掌子面,形成止浆盘.注浆前先冲洗管内沉积物,由下至上顺序进展.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%与以上时注浆方可完毕.注浆施工中认真填写注浆记录,随时分析和改良作业,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与现场情况调整.注浆参数可参照以下数据进展选择：注浆压力：一般为 0.51.0Mpa 浆液初凝时间：12min 水泥：P.O42.5 普通硅酸盐水泥 砂：中细砂 1串浆时与时堵塞串浆孔.2泵压突然时,可能发生堵管,应停机检查.3进浆量很大,压力长时间不,应重新调整砂浓度与配合比,缩短胶凝时间.5.3 大管棚施工 1规格：89,壁厚 6mm；.2长度：20m；3环向间距：40cm；5倾角：外插角 35,可根据实际情况调整；6注浆材料：1:1 水泥浆.管棚制作 管棚采用89mm 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 1016mm,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.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,钻机钻速与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 0.20.3m 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,不合格时与时更换,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.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 1820Mpa,风压控制在 4.06.0Mpa.当第一根管推进孔内外露 3040cm 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,人工持钳进展钢管联接,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.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,同时检查管路与止浆塞效果.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,浆液配合比需进展现场注浆试验,根据实际情况确定注浆参数.3注浆施工操作要求与须知事项 检查各种机具,进展试运转.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 0.61.0MPa,注浆终压为注浆压力的 23 倍,注浆压力应逐步,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展洞身开挖.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.5.4YDK290+780YDK290+800 段支护 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 级型围岩采用台阶法开挖,即上下台阶与仰拱开挖.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 后与时开挖下台阶,下台阶采用左右交织开挖,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与高程,按设计中线高程开挖.开挖前应对掌子面进展断面放样,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.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 X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结实,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与时架设.5 钢架安装前应去除底脚下的虚渣与杂物,钢架底脚应置于结实的根底上.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结实,钢架之间采用22 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 23 组每组 2 根,下断面开挖后钢架应与时落底.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.16 钢筋盘条焊接成 2020cm 网格,网格尺寸允许偏差10mm,.搭接为 12 个网格,允许偏差5cm.钢筋网片焊接要结实,外表无油污锈蚀.2钢筋网应在初喷混凝土后安装,应与锚杆连接结实.3砂层地段应先铺挂钢筋网,沿环向压紧后再喷混凝土.4钢筋网应随受喷面的起伏铺设,与受喷面保持一定距离,并与锚杆或其他固定装置连接结实.1 拱部采用 L-3.0m 的25 组合中空注浆锚杆,边墙采用 L-3.0m22 砂浆锚杆.中空注浆锚杆每延米 11.5 根,边墙锚杆每延米 9 根,间距 1.21.0m环纵.锚杆孔深要求大于 10cm,锚杆孔距允许偏差15cm,锚杆插入深度允许偏差满足设计长度的 95%以上.2 锚杆施工应在初喷混凝土后进展,以保证锚杆垫板有较平整的基面.3锚杆必须加锚垫板,垫板应用螺帽上紧并与喷层面紧贴.4锚杆插入长度不得小于设计长度的 95%.锚杆安装后不得随意敲击.5 用于边墙或俯角下倾的锚孔内,锚孔灌浆采用杆体中空通孔进浆,锚孔内排气的注浆工艺.6 用于锚孔上倾的仰角时,锚孔灌浆必须采用锚孔口进浆、中空锚杆体的中空通孔作排气回浆管的注浆工艺.7中空注浆锚杆工艺流程见如下图.1初期支护混凝土采用 C25 喷射混凝土,喷射厚度为 23cm,最小厚度不小于 2/3 设计厚度,平整度允许误差 100mm.2喷射混凝土采用洞外自动计量拌合站拌合,湿喷工艺.喷射混凝土的回弹量：墙部不应大于 15%,拱部不应大于 25%.3喷射混凝土的拌合要严格按照试验室开据的试验配合比施作.4喷射混凝土作业应连续进展,要分层、分段、分片,按照自下而上的喷射顺序施工,分段长度不应大于 6m.5初喷混凝土在开挖后与时进展.6分层喷射时,一次喷混凝土的厚度不小于 40mm,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进展,假如终凝后1小时后再喷射,应先用清洗喷射外表.清洗整理 标出锚杆位置 钻 孔 检查锚杆 安装锚杆体、止浆塞和垫板 注 浆 封 口 制 浆 备 料 中空注浆锚杆工艺流程图.7 复喷混凝土的一次喷射厚度：拱部为 50100mm,边墙为 70150mm.8喷射混凝土终凝后 3 小时内不得进展爆破作业.9喷射完成后要专人进展洒水养护,时间不小于 14d,确保混凝土的强度.10湿喷混凝土施工工艺流程见如下图.5.5 泵送 C20 混凝土回填施工工艺 YDK290+780YDK290+800段开挖支护过程中,于采空区X围内拱筛网10mm 滤出超径石子 混凝土喷射机 混混凝土拌合 水泥 砂 石子 水 拌 合 时 间 1min 混凝土运输车运送 风压控制在 0.45-0.7MPa 液体速凝剂 80-150cm 受 喷 围岩面 30cm 减水剂 湿喷混凝土施工工艺流程图.顶预留 3 根108 钢管,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.5.5.1 原材料选择与其控制 水泥的使用与保管 水泥进场必须有出厂合格证,并经检验合格后方可使用.水泥进库后要注意保管,防止受潮.各种不同品种、标号的水泥应分别堆放,堆放时要考虑到先进先用的顺序,以免储存时期过长而失效.水泥出厂超过三个月有效期,或发现水泥有受潮结块现象时,均应经过鉴定后按情况使用.粗骨料 粗骨料粒径应控制在 0.30.4D D 为管径 X 围之内,D=100mm 时最大粒径不能超过 25mm；D=125mm 时,最大粒径不能超过 30mm；D=150mm 时,最大粒径不能超过 40mm,且应采用连续级配,针片状颗粒含量不宜大于 10%.细骨料 细骨料宜采用中砂,通过 0.315mm 筛孔的砂不应少于 15%.外加剂与掺合料的作用 减水剂：改善砼的和易性与抹光性,增加抗渗性,减少泌水,防止离.析.粉煤灰：提高砼和易性,增加抗渗性,减少泌水与离析,防止砼开裂,可节约水泥,利于泵送.5.5.2 配合比设计 泵送混凝土配合比,除必须满足混凝土设计强度和耐久性的要求外,尚应使混凝土满足可泵性要求.混凝土的可泵性,可用压力泌水试验结合施工经验进展控制.一般 10s 的相对压力泌水率 S10 不宜超过 50%.泵送混凝土的水胶比宜为 0.380.50.水胶比过小,和易性差,流动阻力大,容易引发堵塞；水胶比过大,容易产生离析,影响泵送性能.泵送混凝土的砂率宜为 38%45%.砂率过大,砼流动性差,泵送性能差,砂率过小,容易影响砼粘聚性、保水性,容易脱水,造成堵塞.采用高效减水剂时,泵送混凝土的坍落度宜控制在 150180mmX围之内.泵送混凝土的最小水泥用量含掺合料不宜小于 300kg/m3,水泥用量过小,影响管壁润滑膜的形成与质量.5.5.3 砼搅拌 混凝土各种原材料的质量应符合配合比设计要求,并应根据原材料情况的变化与时调整配合比.一般情况下每班抽测 2 次,雨天应随时抽测.严格按照经批准的施工配合比准确称量混凝土原材料,其最大允许偏.差应符合如下规定按重量计：胶凝材料水泥、矿物掺合料为1%；外加剂1%,粗细骨料为2%,拌合用水为1%.混凝土原材料计量后,宜先向搅拌机投放细骨料、水泥和矿物掺和料,搅拌均匀后加水并将其搅拌成砂浆,再向搅拌机投入粗骨料,充分搅拌后再投入外加剂,并搅拌均匀.水泥、砂、石储藏要满足砼不连续施工需要.泵送混凝土搅拌的最短时间,不应小于 3.0min.每种配合比的泵送混凝土全部拌制完毕后,应将混凝土搅拌装置清洗干净,并排尽积水.5.5.4 砼运输 砼在运输中应保持其匀质性,做到不分层、不离析、不漏浆.运到灌注点时,要满足坍落度的要求.混凝土宜在搅拌后 60min 内泵送完毕,且在 1/2 初凝时间内入泵,并在初凝前浇筑完毕.混凝土搅拌运输车装料前,必须将拌筒内积水倒净.当运至现场的混凝土发生离析现象时,应在浇筑前对混凝土进展二次搅拌,但不得再次加水.混凝土搅拌运输车在运输途中,拌筒应保持 24r/min 的慢速转动.当搅拌运输车到达浇筑现场时,应高速旋转2030s后再将混凝土拌和物.喂入泵车受料斗.混凝土搅拌运输车给混凝土泵喂料时,应符合如下要求：喂料前,中、高速旋转拌筒,使混凝土拌合均匀,假如大石子夹着水泥浆先流出,说明发生沉淀,应立即停止出料,再顺转搅拌 23min,方可出料.喂料时,反转卸料应配合泵送均匀进展,且应使混凝土保持在集料斗内高度标志线以上.中断喂料作业时,应使拌筒低速搅拌混凝土.严禁将质量不符合泵送要求的混凝土入泵.混凝土搅拌运输车喂料完毕后,应与时清洗拌筒并排尽积水.5.5.5 泵送砼操作规程与其须知事项 混凝土泵的操作人员必须经过专门培训合格后,方可上岗操作.混凝土泵与输送管连通后,应按所用混凝土泵使用说明书的规定进展全面检查,符合要求后方能开机进展空运转.混凝土泵启动后,应先泵送适量水以湿润混凝土泵的料斗、活塞与输送管的内壁等直接与混凝土接触部位.方法之一润滑混凝土泵和输送管内壁.泵送水泥浆；泵送与施工混凝土一样配合比但粗骨料减少 50%的混凝土通过管道.开始泵送时,混凝土泵应处于慢速、匀速并随时可反泵的状态.泵送速度应先慢后快,逐步加速.同时,应观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况,待各系统运转顺利后,方可以正常速度进展泵送.泵送混凝土时,如输送管内吸入了空气,应立即反泵吸出混凝土至料斗中重新搅拌,排出空气后再泵送.泵送混凝土时,料斗内应保持足够的混凝土.当混凝土泵出现压力且不稳定、油温、输送管明显振动等现象而泵送困难时,不得强行泵送,并应立即查明原因,采取措施排除.可先用木槌敲击输送管弯管、锥形管等部位,并进展慢带泵送或反泵,防止堵塞.当输送管被堵塞时,应采取如下方法排除：重复进展反泵和正泵,逐步吸出混凝土至料斗中,重新搅拌后泵送.用木槌敲击等方法,查明堵塞部位,将混凝土击松后,重复进展反泵和正泵,排除堵塞.当上述两种方法无效时,应在混凝土卸压后,拆除堵塞部位的输送管,排出混凝土堵塞物后,方可接收.重新泵送前,应先排除管内空气后,方可拧紧接头.泵送混凝土有计划中断时,应预先确定中断浇筑的部位,且中断时间不宜超过1h.管道清洗.洗管前先进展反吸,以降低管内压力.洗管时,料管出口方向前方严禁站人.预先准备好排浆沟、管,不得将洗管残浆灌入已浇筑好的砼上.排除堵塞,重新泵送或清洗混凝土泵时,布料设备的出口应朝安全方向,以防堵塞物或废浆高速飞出伤人.管道安装原如此 管线宜直、转弯宜缓,以减少压力损失；接头严密,防止漏水漏浆,防止下斜,防止泵孔空管,灌筑点应先远后近,并符合如下要求：管道合理固定,不影响交通运输,不影响已绑扎好的钢筋,不影响模板振动.管道、弯头、配件存有备品,可随时更换.如遇混凝土泵运转不正常或混凝土供给脱节,可放慢泵送速度,或每隔 45min 使泵正、反转两个冲程,防止管路中混凝土阻塞.同时开动料斗中搅拌器,搅拌 34 转,防止混凝土离析.严禁向混凝土料斗内加水.6、安全与环保 1施工现场要做好防火工作,按规定配备灭火器、消防砂箱、水池等完好有效消防设施和器材,安全标牌齐全且符合规定,禁止在施工现场抽烟.2焊接操作时应戴防护眼镜和手套,并站在橡胶板或木板上.工作棚要用防火材料搭设,棚内严禁堆放易燃易爆物品,并备有灭火器材.乙炔瓶与氧气瓶不得同放一处,气瓶存放和使用间距必须大于 5m,距易燃、易爆物品和明火的距离,不得少于 10m.3搅拌机进料斗升起时,严禁任何人在料斗下通过或停留.工作完毕后应将料斗固定好.运转时,严禁将工具伸进滚筒内.4施工人员要戴安全帽,使用震动棒、平板震动器应穿绝缘胶鞋,湿手不得接触开关,电线不得有破皮漏电现象,用电设备必须要有漏电开关.5施工垃圾不能随意丢弃,要有固定的垃圾存放点,定期清理；施工时尽量少破坏树木植被.6洞内抽水和洞外水沟相结合,以保证不对森林环境造成破坏.7开挖土石弃至指定弃碴场,严禁乱到.8隧道爆破完后必须立即去除危石.
