天山隧道施工方案 45页

中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程兰新线天山至盐湖段提速改造工程天山新三号隧道出口端施工方案１.工程概况兰新线天山至盐湖段提速改造工程天山新3号双线隧道为双线隧道，起讫里程为DK1789+246—DK1792+568，全长3320米。该隧道除洞身中部1333.62m位于半径3500的曲线上外，其余均位于在直线上。我单位承担天山新三号隧道出口端施工，起讫里程为DK1790+912—K1792+568，全段大部分位于R=3500m的曲线上，洞身纵坡为单面坡，坡度依次为4.6‰、4.8‰的上坡。２.工程地质天山新3号隧道位于低中山区，穿越天山，沟梁相间，坡面陡峻，地形起伏很大，地面高程1070～1380ｍ，相对高差30～200ｍ。隧道进出口基岩裸露，植被不发育。进口地形陡峭，自然坡度70°～80°；出口地形较为平缓，自然坡度30°～50°。2.1地层岩性隧道穿越地层为第四系全新统洪积角砾土及石炭系中统凝灰质粉砂岩，岩性特征详述如下：角砾土（Ｑ1ｐ16）：分布于隧道洞顶部分冲沟中，厚1～35ｍ不等。灰黑色，尖棱状，成分为凝灰质粉砂岩，粒径2～20ｍｍ的约占50%～60%，大于20ｍｍ的约占20%～30%，余为粉粘粒及杂砂填充。中密，稍湿-潮湿，σ0=400ｋｐａ。凝灰质粉砂岩（Ｃ2Ｓｓ）：灰绿杂紫红色、灰黑色，中薄层构造，粉砂状结构，节理发育，岩层被切割成碎块状，岩质较硬，岩体较破碎。强风化－弱风化，风化层厚3～8ｍ。风化层σ0=６00ｋｐａ，风化层以下σ0=１０00ｋｐａ。2.2水文地质45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程隧道洞身穿越地层主要为石炭系中统凝灰质粉砂岩。由于本区属于大陆性温带干旱气候区，气候干燥，降雨量很小（年最大降雨量99.1ｍｍ）、蒸发量很大，（年平均蒸发量4803.6ｍｍ）；隧道洞顶冲沟为季节性流水沟，除了在较大降雨时有地表流水外，平时干枯无水。因此，该隧道洞身除在穿越局部冲沟地段雨季有少量基岩裂隙水外，其余大部分地段洞身基岩裂隙水不发育。2.3不良地质主要为断层、崩塌、落石、地震、滑坡、不稳定边坡。2.4气象及地震最大季节冻土深度为144cｍ，地震基本烈度为七度。3.主要技术标准3.1线路等级：国铁线下Ⅰ级，线上Ⅰ级。3.2正线数目：双线。3.3牵引种类：内燃。3.4到发线有效长度：850ｍ。3.5路基宽度：路堤12.1ｍ，路堑12.1ｍ。3.6速度目标值160ｋｍ/ｈ，预留200ｋｍ/ｈ。4.天山新3号隧道出口段围岩分级隧道洞身穿越地层主要为石炭系中统凝灰质粉砂岩，岩质较硬，属硬质岩，节理较发育，岩体较破碎，隧道围岩基本分级为Ⅲ级；隧道进出口及部分穿越沟谷地段洞身埋藏较浅，风化裂隙较发育，围岩分级为Ⅳ级。局部沟谷地段穿越第四系全新统洪积角砾土，围岩分级为Ⅴ级。本标段内隧道围岩分级见表1。５.天山新3号隧道出口段施工方案本工程严格按项目法组织、标准化施工，科学配置。按照“四高”原则（高起点准备，高标准要求，高效率施工，高质量建成），确保单位工程一次验交合格率100%45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程；施工中突出重点，兼顾一般，坚持采用先进的配套机械、科学的施工方法、先进的施工工艺、合理的工序安排、科学的检测手段，实现安全、质量、环境、工期等目标。表1天山新3号隧道出口段围岩分级统计表序号起迄里程主要地层围岩分级长度（ｍ）备注1ＤＫ1790+912～ＤＫ1790+980凝灰质粉砂岩Ⅳ68沟谷，埋藏较浅2ＤＫ1790+980～ＤＫ1791+290角砾土Ⅴ310沟谷，埋藏较浅3ＤＫ1791+290～ＤＫ1791+370凝灰质粉砂岩Ⅳ80沟谷，埋藏较浅4ＤＫ1791+370～ＤＫ1792+430凝灰质粉砂岩Ⅲ10605ＤＫ1792+430～ＤＫ1792+568凝灰质粉砂岩Ⅳ138出口，埋藏较浅根据本标段的实际情况、工期要求和地质条件，结合本单位类似工程的施工经验，天山新3号隧道出口段作为本标段控制工期的关键、重难点工程,我单位采用合理组织平行、交叉、流水作业的方式，优化配置施工所需各项资源，做到统筹安排，均衡生产。隧道软弱围岩的施工，坚持“预报超前、治水先行、管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、速反馈、控变形”。针对隧道地质情况复杂，建立完善的超前地质预测预报系统，采用各种超前地质预报预测方法，确定合理的施工方案，实现安全生产、均衡生产的目的。在总体施工组织安排上，首先完成天山新3号隧道出口洞外的临时设施的建设，修建好临时供电、给水排水设施及场内施工便道，完成影响洞口施工场地布置范围内的土石方及路基排水边沟的施工。为天山新3号隧道出口段进洞施工创造有利条件。其次，保证天山新3号隧道出口段人员、机械设备、物资材料顺利按计划进场，在确保工期的前提下，采用平行流水作业方式，合理配置资源，按期完成施工任务45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程。（机械设备及实验、测量仪器见表2、表3）本标段隧道工程按钻爆法组织施工。Ⅲ级围岩采用全断面法、部分破碎地段及Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法。天山新3号隧道出口段施工出碴采用无轨运输方式，通风采用压入式通风，排水方式为反坡排水，采用多级泵站将水抽出洞外。表2拟投入本工程的施工机械及设备表序号机械或设备名称规格型号产地数量（台）已使用年限自有或租赁赁备注1凿岩台架自制洛阳11自有2风枪ＹＴ28甘肃302自有3挖装机ＣＡＴ320美国12自有4装载机ＺＬＣ-50Ｂ柳州11自有5自卸汽车Ｔ815捷克62自有6液压衬砌台车双线隧道9米四川广汉21自有7砼搅拌运输车ＪＣ6Ａ徐州21自有6m38混凝土输送泵ＨＢＴ60Ａ徐州22自有9混凝土拌和站ＨＺＳ60Ａ山东方圆11自有10混凝土拌合机ＪＳＹ500成都21自有12砼配料机ＨＰＬ1200成都11自有13湿喷机ＴＫ-961成都42自有14风镐Ｇ10天水251自有15注浆机ＺＴＧＺ-120/105温州11自有16电动空压机4Ｌ-20/7襄樊43自有17移动内燃空压机Ｐ375上海英索兰23自有18对旋轴流通风机2ＳＺ-93-1天津13自有19通风机2ＳＺ88-1天津15自有20变压器800ｋＶＡ太原1新购自有21变压器250ｋＶＡ重庆12自有22发电机组ＴＢＤ234Ｖ8/200ｋＷ洛阳22自有45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程23砂浆搅拌机350Ｌ成都12自有24直流弧焊机ＡＸ—320—1郑州43自有25对焊机ＵＮ1—100郑州12自有26钢筋切断机ＧＷ40—1郑州22自有27钢筋弯曲机ＧＷ6—40郑州23自有28离心式水泵100ＤＬ-10上海21自有29冷弯机ＬＷ-220杭州23自有30污水泵150ＱＷ上海31自有洞内排水31离心泵ＩＳＧ50-100Ａ上海21自有洞内增压32离心泵ＩＳＧ100-100上海21自有33洒水车ＣＡ141湖北13自有34锻钎机ＹＤＺ-1西安13自有35车床ＣＹ6140沈阳15自有36钻床Ｚ3032上海15自有37油罐15Ｔ新疆11自有38插入式震动棒ＺＸ50Ｃ新疆161自有表3拟投入本工程的主要试验设备和测量仪器序号设备、仪器名称型号单位数量备注1全站仪托普康GTS602台12电子经纬仪Ｊ2台23水准仪Ｓ1台34对讲机摩托罗拉台35锚杆拉力仪ＭＬ-150Ｂ台16位移收敛计台27砼回弹仪ＨＴ-225台38气压表101ｋｇ块19砂浆试模套910砼试模套4045 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程11数码照相机ＣＡＮＯＮ台112数码摄像机ＣＡＮＯＮ台15.1洞外控制测量根据《新建铁路工程测量规范》要求的隧道贯通精度要求进行平面、高程控制测量。施工前组织测量人员根据ＧＰＳ全球卫星定位系统测定的控制桩，利用拓普康GTS602全站仪进行线路复测及与进口的联测，达到规范要求后进行施工控制网布测,洞外高程控制测量采用水准仪实施三等几何水准精度控制。5.2地质预测预报方案在施工中要建立地质预测预报系统，加强地质预测预报工作。通过用地质分析法、综合物探法和水平钻孔法相结合的方式,探测或预测开挖工作面前方工程地质和水文地质情况，结合掌子面围岩的变化，对前方工程和水文地质情况做推断，为完善设计、确定合理的施工方案提供地质依据。5.3隧道洞口施工方案洞口土石方的开挖，待做好洞口范围的天沟、排水沟等之后再进行。一般采用人工配合挖掘机刷坡，清理边仰坡和坡顶的危石、浮土等，并根据设计进行边坡、仰坡的加固和防护。当需要进行爆破施工时，采用小药量控制爆破、微差爆破以减少对围岩的扰动，避免隧道洞口段施工时地表发生沉陷甚至发生塌方。洞口边、仰坡开挖后，立即按设计要求对边仰坡进行加固，封闭开挖面，防止地表水的进一步侵蚀，保持坡面稳定。5.3.1施工准备采用机械钻孔爆破、推土机、装载机、挖掘机配合自卸汽车对洞口外侧场地进行平整，建好供风、供电、供水等设施及材料存放和机械停放场。准确测设出洞口，边仰坡开挖线和截水天沟位置。5.3.2洞口开挖45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程施工前，清除洞口上方的危石，及早修建洞顶截水天沟及洞口排水系统，开挖时遵循自上而下、边开挖边支护的原则，不得破坏边仰坡开挖线以外的植被与表土，不能大挖大刷。5.3.2.1边仰坡防护洞口开挖后的边仰坡面按设计整修平整，并及时按设计进行喷、锚、挂网防护或浆砌石防护，以防围岩风化，雨水渗透而坍塌或滑坡。5.3.2.2洞口工程施工工艺流程审核图纸及设计资料→复测定位→技术交底→施工放线→开工报验→截、排水沟施工→洞口土石方开挖→边、仰坡防护→洞门施工→洞顶排水沟施工。5.3.3洞门施工工艺及方法5.3.3.1施工准备施工前，将洞门端墙基础部位的虚碴、杂物、积水和泥化的软层清除干净，使洞门基础置于稳定的地层上。5.3.3.2测量放样根据洞口里程中线桩放十字线，定出端墙在平面上的位置；洞口里程以端墙斜面与轨顶交点处算起，平面上，根据经纬仪所放十字线定位；在立面上，则根据端墙坡度立方木或用坡度尺控制。5.3.3.3钢筋绑扎按设计绑扎好洞门部位的钢筋。钢筋的种类、型号和直径需符合设计图纸的要求，进入现场的钢筋要进行验收检查。钢筋的直径及型号不得随意更换，钢筋表面的铁锈浮皮、油渍、漆污要除掉，在调直的同时除锈，钢筋的接头尽量错开布置，尽量避开弯曲处，下料时按设计长度加施工余量截断，再弯成设计形状。端墙钢筋绑扎时，要注意将隧道名牌及号标位置的钢筋向内做成凹状，凹槽深度为5～10ｃｍ，以便预留出隧道名45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程图1隧道洞门施工工艺框图不合格不合格测量放样挖洞门基础报验立模报验边墙基础砼施工砼制备合格模板台车就位立模绑扎钢筋报验测量复查拱墙砼施工拆模、养生防水层施作回填及坡面处理砼制备钢筋预制合格不合格45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程牌及号标的位置。5.3.3.4立模拱墙堵头板及端墙模板均采用覆塑木胶板为面板，木胶板背面加横纵向方木，以保证其有足够的强度、刚度。模板支撑体系采用钢管支架，支架间距不宜过大，以1ｍ为宜。5.3.3.5混凝土浇筑混凝土浇注时必须保证混凝土本身的均匀性，不产生离析，不使混凝土表面产生蜂窝麻面和孔洞现象，保证保护层的厚度。端墙混凝土浇注必须保证位置准确，墙面坡平顺，灌注混凝土时杜绝跑模。浇注时须注意：混凝土浇筑的自由倾落高度不超过1.5ｍ，否则采用滑槽、减速串筒等设备使混凝土在规定降落高度均匀降落。混凝土分层浇筑，振捣密实，浇注时保持连续性。为了尽可能减少混凝土硬化和干燥收缩引起的裂缝，按期达到设计要求，在浇筑完成12小时后，要开始对混凝土进行养护。达到设计强度的70%后才能拆模。5.3.3.6翼墙砌筑施工前在端墙面上画出翼墙与端墙接触面的设计尺寸，在地面上放出翼墙底部尺寸，翼墙横断面的坡度，除在端墙上绘出外，可在翼墙起点立方木控制。翼墙纵断面的坡度，根据起终点用细线控制。翼墙的砌筑方法，与一般圬工砌筑相同，翼墙墙顶纵坡可砌成台阶形，再按纵坡坡度立模型板，就地灌注混凝土。5.3.3.7洞门施工注意事项及质量要求a.基础必须置于稳固的地基上，虚碴、杂物、积水、软泥必须清除干净；b.隧道门端墙的浇筑与回填两侧必须对称进行，不得对衬砌产生偏压；c.端墙施工保持其位置准确和墙面坡平顺，灌注砼端墙杜绝漏浆、跑模；45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程d.隧道门完成后，其上方仰坡坡脚受破坏要及时处理，加固时宜用浆砌片石；e.隧道门的排水、截水设施应配合洞口施工，同步完成。f.洞口翼墙的施工程序按设计要求进行。5.4隧道洞身施工方案5.4.1全断面开挖施工工艺及方法隧道Ⅲ级围岩采用全断面开挖法施工，由气腿式凿眼机钻眼，严格控制钻眼位置及深度、角度。采用光面爆破，挖掘机、装载机配合自卸汽车出碴，每循环进尺3.5ｍ。（其施工工艺流程见图2）图2全断面开挖施工工艺流程图二次衬砌清理掌子面，准确画出开挖轮廓线和炮眼位置钻炮眼清炮孔量测观察出碴复喷砼初喷砼炸药安装装药爆破通风洒水清除危石稳定、安全性检查45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程5.4.2台阶法施工工艺及方法Ⅳ、Ⅴ级围岩均可采用台阶法开挖。开挖采用自制的钻孔台架钻眼，光面爆破，每循环进尺2～2.5ｍ。采用挖掘机及装载机装碴，自卸车运碴。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”一条龙作业。其施工工艺流程如下：测量中线、水平，划出轮廓线（超前支护）→钻眼→上台阶装药、爆破→通风除尘、清除危石→系统支护→出碴→下台阶钻眼→装药、爆破→通风除尘、清除危石→检查净空→系统支护→继续施工下一循环。（施工工艺框图见图3，台阶法分步开挖示意图见图4）图3台阶法施工工艺框图砼拌制、运输砼拌制、运输上台阶测量放样上台阶开挖拱部喷锚支护、格栅钢架或钢支撑支护上台阶出碴下台阶测量放样下台阶开挖下台阶出碴边墙喷锚支护、格栅钢架或钢支撑支护仰拱开挖仰拱出碴灌注仰拱、回填砼浇筑拱墙衬砌砼养生围岩量测围岩量测制试件制试件45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程5.4.3钻爆法施工的一般方法炸药采用2#岩石硝铵炸药，周边眼爆破采用专用光爆炸药，有水地段选用防水炸药，图4台阶法开挖分部示意图雷管采用非电毫秒雷管。掏槽方式采用单空孔菱形掏槽，楔形掏槽，复式楔形掏槽等方式，周边眼采用空气柱装药结构，辅助眼采用间隔装药结构，中空眼不装药，其他采用连续装药。起爆方式采用非电起爆方式，高段位微差控制爆破技术。5.4.4钻爆作业施工工艺流程（图5）5.4.4.1施工布眼：钻眼前，测量人员测设出开挖断面的中线、水平，用红漆准确绘出开挖断面的轮廓线，标出炮眼位置，其误差不超过5ｃｍ。断面钻孔采用风钻钻孔，对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差分别控制在3ｃｍ和5ｃｍ以内。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，由有丰富经验的老钻工司钻，确保周边眼有准确的外插角，尽可能使两茬炮交界处台阶小于10ｃｍ。同时，根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，保证炮眼底在同一平面上。图5钻爆作业施工工艺流程图严格装药操作按规定起爆装药前必须吹眼，严格按计划装药，严格按起爆顺序装雷管。正确连线，捣实药卷，必须堵炮泥。测量放线准确定出开挖轮廓线、周边眼和掏槽眼位置清理好掌子面、钻孔台架就位严格钻眼操作准确定位开钻，定期检查和更换钻杆、钻头，正确的钻杆倾斜度、钻眼深度，保证平行钻眼，正确掌握外插角。5.4.4.2清孔：装药前，用由钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出吹净。5.4.4.3装药：装药分片分组，按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20ｃｍ。5.4.4.4联结起爆网络：起爆网络为复式网络，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数相同；网络联好后要有专人负责检查。起爆网络采用非电起爆方式。5.4.4.5瞎炮的处理：发现瞎炮，首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，但此时的接头尽量靠近炮眼。5.4.4.6爆破的质量标准周边轮廓基本符合设计要求，岩石壁面平整，洞室壁面起伏在15ｃｍ以45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程内。隧道开挖采用光面预裂爆破。硬岩的炮眼残留率大于90%以上，中硬岩大于80%以上。爆破后，在保留的半壁面上无粉碎和明显新生裂隙，对围岩破坏轻微；大的危石、浮石较少。5.4.5隧道初期支护施工工艺及方法5.4.5.1普通药包锚杆施工手持式凿岩机钻孔，钻孔方向尽量与岩层面大角度相交，严禁打顺层锚杆。吹洗锚杆孔，清净孔内全部的杂物。钻孔清理干净后，把事先浸泡好的锚固剂用竹竿捣入孔内，然后插入锚杆，夯紧。施工中应该注意的是：在锚杆端头安装垫板，垫板必须用螺帽紧固在岩面上，增强锚杆与喷砼的综合支护作用。5.4.5.2喷射混凝土施工本隧道采用湿喷机进行湿喷法施工。喷射混凝土采用混凝土搅拌机拌合，混凝土输送车运输。喷射砼工艺流程见图6。图6湿喷混凝土工艺流程图粗骨料细骨料水泥掺加纤维水搅拌机砼输送车湿喷机速凝剂压缩空气喷头水掌子面喷砼的准备和喷射过程应注意如下问题：喷射砼之前，仔细检查开挖断面的净空尺寸，欠挖部分及时处理，并清除危石，然后用高压水（风）冲洗受喷断面，清除粉尘、杂物。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程喷射作业分段、分片、分层，由下而上，依次进行，如有较大凹洼时，先按规范要求填平，但不得回填异物，保证初期支护与岩面密贴。在拱墙部位埋设喷射砼厚度标志。喷砼紧跟开挖工作面，并在开挖后12小时内喷射完毕。钢筋网、钢架与岩面的间隙必须喷射砼填充密实，自下而上对称进行，先喷钢架与围岩间隙，后喷钢架之间，钢架喷面有不小于４ｃｍ的保护层。5.4.5.3钢筋网片及型钢钢架施工5.4.5.3.1钢筋网与钢架的制作a.钢筋网在洞外预制为网片后运到工作面架设，具体制作是：用φ6或φ8圆钢事先点焊加工成的片状网格，钢筋网片一般为1×2ｍ。b.钢架外轮廓线尺寸等于开挖外轮廓线尺寸减去钢架与围岩间预留的5ｃｍ空隙。c.按钢架设计尺寸下料，安不同断面尺寸分节制作。d.钢架在胎模内焊接时，要控制焊接变形。e.钢架制造好后要进行试拼。检查钢架尺寸、轮廓是否合格。5.4.5.3.2钢筋网的铺设及钢架安设钢筋网和喷混凝土、钢架组成联合支护，连续铺设。铺设时要注意：a.钢筋网必须与锚杆、钢架或其它锚固装置联结牢固；片状钢筋网的搭接长度不小于1～2个网格；钢筋必须用喷混凝土盖住，至少有2ｃｍ的保护层。b.钢架安设前检查掌子面开挖净空，并清除钢架底脚的虚碴，决不允许用虚碴填在超挖拱脚底部，可垫方木或型钢进行高差调整，软弱围岩地段，钢架脚底垫槽钢以避免钢架下沉。（钢架安装工艺流程见图7）c.分片钢架用人工在掌子面组装成整榀钢架，连接螺栓要拧紧。d.钢架安装后中线允许误差±5cm，高程允许误差±5cm，钢架垂直度允许误差±2°。e.钢架校正后，每隔2.0ｍ用预制砼对口楔子将钢架与岩层之间楔紧，然后打入锁脚锚杆，将钢架与锁脚锚杆焊接在一起。f.两排钢架之间沿钢架周边每隔1.0ｍ，用φ45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程22纵向联接筋联接，使其成为整体，改善钢架纵向受力状态，不至于发生倾覆。钢架纵向连接好后，按设计迅速进行挂网喷锚支护，让钢架背后用砼喷平补满，使其与围岩密贴。图7型钢钢架安装工艺流程图施工准备钢架单元放样钢架单元加工测量放样接头板加工分部安设钢架单元并用接头板连接,打锁脚锚杆固定检查是否与初喷砼密贴加砼垫块或钢板否纵向连接筋将钢架连成整体下一道工序g.钢架落底接长采用单边交错进行，每次单边接长钢架1～3排，在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射混凝土。接长钢架和原钢架的连接要牢固、准确。5.4.5.3.3复喷混凝土喷锚支护喷射砼，分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖（或分部开挖）完成后立即进行，以尽早封闭暴露岩面，防止表层风化剥落。复喷砼在锚杆、挂网和钢架安装后进行，尽快形成喷锚支护整体受力，以抑制围岩变位。钢架间用砼喷平，喷砼覆盖钢筋网，并保证保护层厚度不小于2ｃｍ。喷射砼施工程序同“初喷混凝土封闭围岩”。喷射时尽量垂直于岩面，喷嘴距岩面一般保持1.5～2.0ｍ为宜。喷射砼分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超过6ｍ，一次喷射厚度控制在6ｃｍ以下，喷射时插入长度比设计厚度大5ｃｍ的铁丝，每1～2ｍ设一根，作为施工喷层厚度控制用，后一层喷射在前层砼终凝后进行，喷射砼按规定洒水养护。5.4.5.4超前小导管超前注浆施工5.4.5.4.1超前小导管超前注浆施工工艺隧道通过严重风化的围岩或断层破碎带时，可采用超前小导管注浆支护。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程其施工工艺流程详见图8。图8　　小导管预注浆施工工艺封闭工作面准备工作制作小导管安设小导管机具设备检修钻孔连接管路及密封孔口空口密封是否达到要求结束拌浆压水检查是否达到要求否是是是注浆否5.4.5.4.2超前小导管注浆施工方法5.4.5.4.2.1小导管的加工制作小导管采用Φ42钢管加工，每根长4.0ｍ，导管的管口位置设加强环；钢管前段1.5ｍ范围内不设出浆孔，其余部分每隔15ｃｍ在环向钻孔，相邻两道孔口方向交错45°角；管尖长10ｃｍ，先用氧焊切除缺口，在加工成尖端，并进行焊接。5.4.5.4.2.2注浆设备的选择拌浆设备要求能够满足注浆设计能力需要、强制搅拌、高速度、高稳定性、拌合用水的掺量能够准确的自动计量；注浆泵能够满足小导管注浆施工的设计能力要求、配有电子流量流速记录仪、可变速调节注入速度；输浆管具有快速施工接头，满足快速施工与维护的要求；混合器具有单向止浆能力，注双液浆时能够保证浆液混合均匀；孔口管要求能够快速拆卸与安装，保证施工中快速安装和拆卸；流量计要求能够计量流量、流速、并具备电脑记录打印功能。为了加快注浆进度，在小导管前安设分浆器，一次可注入4根小导管。小导管预注浆施工机具配套如下表4。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程表4小导管预注浆施工机具表序号名称型号单位数量主要技术指标备注1风枪ＹＴ28台10天水2双液调速注浆泵2ＴＧＺ/120/105台310.5Ｍｐａ、120Ｌ/ｍｉｎ温州3叶片立式搅拌机ＪＺ350台4有效搅拌400Ｌ瑞典4交流电焊机台1购置5混合器个4自制6分浆器个4分四头自制5.4.5.4.2.3配制浆液a.注浆材料采用水泥单浆液，水泥浆液浓度为1：1.25～1：0.8；b.通过粘度计进行现场检测注浆浆液黏度是否满足设计要求；c.通过温度计进行现场检测，确定浆液的温度是否在可控范围内，并以此推断温度对注浆浆液凝胶时间的影响程度；d.通过现场进行注浆浆材凝胶时间试验测定，判断施工配比是否满足设计要求；e.最重要的是通过现场观察得到的压力变化数值、流量变化数值、流速变化数值等施工参数，现场进行注浆设计调整与优化。5.4.5.4.2.4注浆a.注浆工艺系统：双液注浆工艺系统如图9所示。b.注浆顺序注浆顺序原则上遵循着“先两侧后中间”、“跳孔注浆”、“由稀到浓”的原则。为防止串浆和跑浆，利用分浆器，同时灌注四个小导管。c.注浆施工要点注浆孔位要准确，定位偏差小于5ｃｍ，孔底偏差不大于孔深的1%。顶管施工作业过程中会使管内混入一些碎石和碎屑，在注浆施工前一定要用高压风水进行吹洗。拌浆时严禁纸屑等杂物混入浆液，拌好的浆液要经过筛网过滤，未经过过滤的浆液45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程图9　　双液注浆工艺系统图严禁进入泵体，以防堵塞。注浆过程中，要时刻注意泵口及孔口的压力变化情况，发现问题及时处理。做好钻孔、注浆纪录，为分析注浆效果提供依据。注浆结束后，要彻底的清洗泵体和管路，以保证下次注浆安全顺利进行。注浆施工过程中如发现掌子面漏浆，及时用麻布进行封堵。5.4.5.4.3止水条施工隧道施工缝、沉降缝中设计有中埋式止水条。采用缓膨型止水条，在使用前，避免遇水。为保证止水条安设位置正确，在待衬砌混凝土的挡头模内侧环向中部位置，钉设宽3ｃｍ，厚1ｃｍ的小木条。拆模后，取掉小木条，混凝土端头表面便呈现一条凹槽，用粘结剂将止水条粘在凹槽内即可。5.4.5.4.4防水板铺设施工工艺及方法5.4.5.4.4.1施工材料（1）复合防水板采用EVA板与土工无纺布缓冲层合成在一起的材料。（2）土工布规格300g/m2。（3）横向排水管：规格φ50弹簧盲沟。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程（1）纵向排水管：规格SH-φ50排水管。5.4.5.4.4.2施工准备：（1）对各种施工机具进行检查调试，配足各种所需材料。（2）基面检查和处理：净空要满足设计要求，基面突出的锚杆及钢筋头等要割掉，并用大锤凿平，基面喷砼要平整，对凹凸不平部位应修凿、补喷，使砼表面平顺。（3）施作环纵向排水盲沟：投设计要求施作，对于围岩有集中小股水时设无纺布、土工布盲沟，盲沟下端与纵向HS-φ50排水管相连；当围岩有集中大股水时设φ50弹簧盲沟通过φ3细格铁丝网和φ12膨胀螺钉固定，外层用速凝防水砂浆包裹。φ50弹簧盲沟通过三通管与纵向盲沟相连。纵向盲沟采用HS-φ50管，左右边墙基底外侧各1道。5.4.5.4.4.3防水板施工工艺：利用吊挂台架于隧道初期支护的拱、墙，按吊绳间距略小于吊绳间距10cm测定布点，而后使用冲击电钻按布点逐个打眼，并楔进木楔。孔直径2cm，深4～5cm，楔入木楔的外端与孔口齐平。将防水板的横幅中心线对准隧道中心，三至五人站于工作台架上，每人各持一段提起防水板，将吊绳捆绑于木楔的铁钉上，铁钉钉入木楔1/3直径位置处，随挂防水板随将铁钉向木楔2/3直径方向打弯，不得漏弯。否则，初砌砼时铁钉将刺破防水板。横向吊绳应从拱顶向两边边墙吊挂，一幅全部挂完后，同法吊挂下一幅，两幅之间用橡胶粘合剂胶接，以至该衬砌一个循环全部挂完。5.4.5.4.4.4施工要点（1）要求吊挂点紧贴初期支护面，而吊挂点之间应视初期支护面的凹凸情况，将防水板留一定的富余量。由于砼是从边墙向拱顶灌注，吊挂好的防水板在边墙与拱脚交界处应留有富余量，防止砼下坠而使防水板下沉，从而影响拱部防水板的富余量。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程（1）大片防水板接头缝必须和砼衬砌工作缝错开1m，不得重合在一起，以免防水板接缝不良，而造成该处漏水。（2）防水板必须超前铺挂，即按每衬砌循环，防水板铺挂长度至少要比衬砌长度长1m，以便大片防水板粘接接头。（3）为使吊挂点之间的防水板有富余时，手持冲击钻打眼时其间距应较防水板上吊绳间距少10cm。（4）两幅防水板搭接宽度不小于10cm，橡胶粘合缝5cm,防水板的搭接处不得有气泡，摺皱及空隙。5.4.5.4.4.5质量检查防水板铺设完后应做全面检查，检查防水板有无未修补的缺陷，检查防水板与基面是否密贴，检查接缝是否有漏粘现象等。检查合格报监理工程师批准签字后可进行砼浇注施工，并注意二次衬砌时，不得损坏防水板，如发现板面有刺破、断裂时应及时修补。5.4.6二次衬砌施工工艺及方法二次衬砌是隧道的永久支护，衬砌砼表面作为隧道施工后唯一外露部分，其表面的质量情况，直接体现隧道的美观程度，因此衬砌砼必须要达到内实外美，保证所有衬砌，不渗、不漏、不开裂。a.施工方法使用全液压衬砌台车，砼在拌合站集中拌合，砼输送车运输，砼输送泵整体灌注。衬砌作业机械化配套见图10。二次衬砌时间要与地质情况、围岩量测数据、进度安排相结合。在施工过程中，要始终把隧道的监控量测作为一项基本工作来抓，二次衬砌的施工时间主要由监控量测数据来决定，在初期支护和围岩变形基本稳定并具备以下条件时方可进行：位移速率有明显减缓趋势，水平收敛（拱脚附近）速度小于0.1～0.2ｍｍ/ｄ或拱顶下沉速度小于0.07～0.15ｍｍ/ｄ；衬砌前的位移值占总位移值的80%～90%以上；初期支护表面裂缝不再继续发展。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程图10衬砌作业机械化配套示意图工作面洞口多功能作业台车铺设防水板模板台车防干扰工作平台铺底作业区砼输送泵砼输送罐车已衬砌段初期支护当不能满足这些条件、支护变形无收敛趋势、初期支护的支护能力又难以增加时，也要及时进行二次衬砌。当地下水具有弱硫酸盐侵蚀性时，对该段的衬砌要采用抗硫酸盐水泥和掺抗侵蚀性的外加剂。a.材料的选择砂：采用硬质洁净的中粗砂，细度模度要大于2.5，含泥量要小于3%。碎石：采用坚硬耐久的碎石，级配良好，压碎指标大于18。水泥：采用32.5R普通硅酸盐水泥。外加剂：选用PQ型混凝土泵送剂，该外加剂具有减水、缓凝、保水、早强和增强等特性，能较好地适应本隧道对砼的要求。水：水中不含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质；不使用污水、ＰＨ值小于4的酸性水和含硫酸盐量按ＳＯ42-计算超过水重1%的水。b.施工作业程序——（衬砌施工作业程序见图11）c.施工工艺要求二次衬砌前，要对中线、水平、断面尺寸和净空大小进行检查和处理，在达到设计要求后才能衬砌。二次衬砌前，一定要把防水板和排水盲沟做好，并按要求安设止水带，45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程图11衬砌施工作业程序图中线水平检查施工准备衬砌台车就位衬砌厚度检查涂脱模剂灌注混凝土脱模养生拌制混凝土混凝土运输泵送入模制作试件避免衬砌完工后再去治水。衬砌时小心捣固，严防防水板脱落、破损，造成隐患。在衬砌过程中，要求模板就位准确、支撑牢固，严防跑模；对模板要及时整修，铲除表面砼碎屑和污物，并均匀涂刷脱模剂。砼的拌合要严格按照配合比施工，在输送过程中要不停地搅拌，并要控制输送时间不得超过砼初凝时间的一半，以防堵管。另外还要经常检测砼坍落度，保证砼的和易性，对砼要加强振捣，保证砼密实，防止与初期支护间产生空洞现象。二次衬砌砼的强度必须达到2.5Ｍｐａ时才可脱模，并注意加强砼养生确保砼强度。对衬砌完成地段，继续观察隧道稳定状态，及时做好记录。5.4.7仰拱与填充施工工艺及方法仰拱及仰拱填充超前衬砌施工，仰拱施工要求紧跟开挖工作面。仰拱超前衬砌施工，不仅能改善洞内道路行车条件，还能防止造成隧底围岩变形、鼓起、翻浆冒泥、失稳发生流变，并对隧底膨胀岩类能起到隔水作用。仰拱浇注施工与掘进工作平行进行，必将影响到隧道的出碴工作，为解决仰拱、铺底施工与洞内运输的干扰，采用自制防干扰作业平台，其上行车，其下可浇筑砼。仰拱防干扰平台长12ｍ，采用型钢钢架进行拼装，纵向主梁采用6根Ⅰ32ｂ号工字钢，间距50ｃｍ，45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程横向采用10号不等边角钢和螺栓连接。两端均有搭接板延伸至地面，其上铺设防滑面板，供运碴车辆通行。隧道掘进时，隧道仰拱与下断面一起开挖，出碴时，预留一定厚度的碴量，作为道床以抬高运输路面。用人工或挖掘机清理虚碴。采用挖掘机清理时，可能需要临时断道，采用人工清理时，不干扰车辆通行。仰拱混凝土外掺早强剂，保证3天内达至设计强度。仰拱浇注采用仰拱大样板由仰拱中心向两侧对称施工，一次浇注。仰拱充填施工前，先清除仰拱上的杂物，冲洗干净，排除积水。在仰拱混凝土强度达到设计的70%后，浇注仰拱填充。施工时，按设计准确预埋纵横向排水管。5.4.9水沟、电缆槽施工工艺及方法水沟、电缆槽施工时间在二次衬砌之后，整体道床施工之前。水沟、电缆槽盖板在现场预制厂集中进行预制，预制时严格控制盖板的几何尺寸，采用细粒径的混凝土，混凝土要求匀质、密实、和易性好，盖板表面平整、无凹凸现象，盖板四角棱角分明，无缺棱掉角。水沟、电缆槽采用整体定型模板，一次浇注成型，其施工要点是控制好模板的中线、水平，并要求模板支撑牢固，防止浇捣时模板位移和上浮。洞口端防寒水沟按设计要求施工。5.5天山新3号隧道出口段施工通风方案5.5.1施工通风方案天山新3号隧道出口段长1658ｍ，采用压入式通风即可满足施工通风要求。在洞口设置1台2ＳＺ-93-1、1台2ＳＺ-88-1轴流风机，Ф1500ｍｍ双抗软风管。5.5.2施工通风设计5.5.2.1施工通风计算原则钻爆法施工，循环进尺按3.5ｍ，炸药用量1.5ｋｇ/ｍ3，通风时间按30ｍｉｎ考虑。钻爆法施工时掌子面所需风量按洞内要求最小风速、洞内人员需风量、一次爆破后30ｍｉｎ排除掌子面炮烟所需的风量计算，取其中的最大值为设计风量。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程总阻力为风管段阻力和隧道段阻力相加。风管段阻力包括静压损失和动压损失；隧道段阻力包括沿程阻力损失、动压损失和局部阻力损失。隧道内摩阻系数为0.02。直径为1.5ｍ的风管，管节100ｍ，百米漏风率为1.3%，管道内摩阻系数为0.021。5.5.2.2风量计算根据洞内同时作业的最多人数计算：采用公式：Ｑ1=ｑｍｋ（ｍ3/ｍｉｎ）式中：ｑ——洞内每人每分钟所需新鲜空气，取3ｍ3/ｍｉｎｍ——洞内同时工作的最多人数。ｋ——风量备用系数，取1.15。按洞一次爆破使用的最大炸药量计算：采用压入式通风计算：式中：ｔ---通风时间取30ｍｉｎＡ---同一时间起爆总药量Ｓ---断面面积Ｌ---压风管口至工作面距离，取30ｍ。按洞内同时使用内燃机作业总功率（kw）数计算：采用公式：Ｑ3=ｎｉｋ（ｍ3/ｍｉｎ）式中：ｎｉ——洞内同时使用内燃机总kw数。A——洞内同时使用内燃机每kw风量，取3ｍ3/ｍｉｎ按洞内允许最小风速计算：采用公式：Ｑ4=60ＶＳ（ｍ3/ｍｉｎ）45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程式中：Ｖ——洞内最小允许风速ｍ/ｓ，最小允许风速为0.15ｍ/ｓ。Ｓ——洞室面积。取以上四种计算得到的最大通风量作为设计通风量。漏风量计算：Ｑ隧=Ｐ·Ｑ隧道供风量：Ｐ=（1-β）式中：P—漏风修整系数β—百米漏风率L—通风管长度根据通风量和风压计算结果，并考虑备用量，隧道通风设备选型如表5。表5天山新3号隧道出口段通风计算结果表设备名称型号技术参数数量对旋轴流通风机2ＳＺ-93-1量2000ｍ3/ｍｉｎ，风压4800Ｐａ，功率110ｋＷ×21台通风机2ＳＺ88-1风量1000ｍ3/ｍｉｎ，风压4800Ｐａ，功率55ｋＷ×21台双抗软风管Ф1500ｍｍβ100≤0.013,λ=0.023256ｍ5.5.3通风排烟管理措施a.设立通风排烟作业班组，作业人员实行通风排烟值班。b.风管安装必须做到平、直、稳、紧，且不漏风。风管必须随掘进而延伸。c.通风机安装牢固，通风方向与管道方向基本一致，尽量增大每节风管的长度以减少风管接头。d.出现问题，及时维修，保证通风效果。e.作业面爆破前，做好对风机及风管防护，爆破后由专职人员携带防毒面具进入拆除防护及延伸送风管，确保送风管出风口到掌子面距离少于30ｍ，同时尽快开启通风机，达到加速排烟的目的。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程f.当开挖与砼浇注或开挖与喷射砼平行作业时，通过浇注砼或喷射砼处的风管换接临时风管以保证向开挖面和砼工作面的顺利通风。5.6洞内施工防尘方案5.6.1防尘基本原则洞内防尘的基本原则采用湿式凿岩、湿喷砼工艺和个人防护相结合。5.6.2出碴防尘方案水洗岩帮：放炮后出碴前，用水枪在掘进工作面自里向外逐步洗刷隧道顶板及两帮。水枪距工作面15～20ｍ处，水压一般为0.3～0.5ＭＰa。装碴洒水：在装碴前及装碴时，向碴堆不断洒水，直到石碴湿透。对干燥的石碴，其洒水量可取4～8Ｌ/ｍ3；如果石碴湿度大，可以少洒水或不洒水。5.6.3喷砼防尘方案采用湿喷工艺，填加粘稠剂、速凝剂等外加剂，也可加入合成纤维降低回弹率。严格按照喷射砼操作规范控制风压，一般控制在0.1ＭＰa左右。5.6.4个人防护掘进、装碴及其他辅助作业工人佩带防尘口罩。喷射砼工作人员佩带附有净化器和呼吸器的防尘安全帽。5.7防排水方案隧道一般地段采用“防、排、堵、截”相结合，以排为主、因地制宜、综合治理。天山新3号隧道出口段，施工排水为反坡排水，利用多级泵站将水排出洞外，冬季施工出水口采用防寒泄水洞排水。所有施工用水及生活用水均经污水处理厂净化处理，达标后排放。5.8风、水、电布置方案在天山新3号隧道出口设2台40m3/min电动空压机，2台20m3/min电动空压机组成空气压缩站，两台20m3/min内燃空压机备用,接直径150ｍｍ钢管，提供洞内高压用风。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程在空压机旁摆放100m3水箱，采用加压泵加压。施工排水采用反坡排水，多级泵站设在线路左侧。洞口安装一台800ＫＶＡ变压器，提供洞口的施工用电，超过1000米后，洞内安装10ＫＶ电缆高压进洞，洞内施工工作面后方设一台250ＫＶＡ变压器随工作面延伸。同时配备2×200ＫＷ的柴油发电机组作为上场初期的临时电源，并作为备用电源应急使用。施工用电线路采用400Ｖ／230Ｖ三相四线系统，布置在线路左侧；通风管、高压水管、高压风管均布置在线路右侧。风水电布置见图12。400Ｖ/230Ｖ三相四线系统力线高压电缆高压风管通风管隧道开挖轮廓线内轨顶面隧道衬砌轮限界隧道中心线高压水管图12风水电布置图说明：高压电缆布置在线路左侧，施工用电线路采用400Ｖ／230Ｖ三相四线系统，布置在线路左侧；通风管、高压水管、高压风管均布置在线路右侧。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程5.9围岩及支护结构监控量测方案现场监控量测是新奥法复合衬砌设计、施工的核心技术之一。在施工前要制定详细的监控量测计划，设专职量测组，负责日常的测点埋设、监控量测、数据处理分析和仪器保养等工作，确保量测数据的可靠，为施工和设计提供准确的依据。5.9.1监控量测的目的监测围岩应力和变形情况，验证支护结构的设计效果，保证围岩稳定和施工安全。提供判断围岩和支护系统稳定的依据，确定二次衬砌的施作时间。通过对量测数据的分析处理，掌握地层稳定性的变化规律，预见事故和险情，作为调整和修正支护设计及施工方法的依据，提供土层和支护衬砌最终稳定的信息。监控量测是确保施工安全，指导施工程序，便利施工、信息动态管理的重要手段。5.9.2监控量测项目监控量测的项目主要有：洞内外观察；地表沉降观测；周边收敛量测；拱顶下沉量测。5.9.3监控量测实施方案5.9.3.1洞内外观察洞外观察包括洞口地表情况、沿线地表沉陷、洞顶冲沟、浅埋段、边坡及边坡的稳定、地表水渗透的观察。查看边坡有无开裂、起壳，地表有无裂缝。洞内观察分开挖面观察和已施工区段观察两部分，开挖面观察在开挖后进行一次。内容包括节理裂隙发育情况、工作面稳定状态、涌水情况及底扳是否隆起，检查喷砼有无开裂及发展，锚杆有无松动，钢架支护状态等，当地质情况基本无变化时，每天进行一次，观察后绘制开挖工作面地质情况素描。在观察过程中如发现地质条件恶化，初期支护发生异常现象，立即通知施工负责人采取紧急措施，并派专人进行不间断观察。5.9.3.2地表沉降观测45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程在隧道浅埋段洞顶布设沉降观测桩，采用精密测量仪器进行量测，以观测地表是否沉降，如果有沉降，则根据观测结果及时调整隧道开挖、支护施工方案，保证隧道施工在浅埋段顺利安全通过。5.9.3.3拱顶下沉及周边收敛量测拱顶下沉及周边收敛量测断面及量测频率见表6、表7。拱顶下沉及周边收量敛量测测点布置见图13。表6拱顶下沉及周边收敛量测间距表围岩级别量测断面间距（ｍ）Ⅴ10～20Ⅳ20～30Ⅲ40～50表7拱顶下沉及周边收敛量测频率表变形速度（ｍｍ/ｄ）量测断面距开挖面距离（ｍ）量测频率（次/天）>10<121～2次/天5～1012～241次/天1～524～501次/2天<1>501次/周5.9.3.4量测工具及测点布置拱顶下沉采用精密水准仪、收敛仪进行量测，在洞外设置一水准点供洞内拱项下沉量测使用。周边收敛采用收敛仪进行量测，开挖后迅速安装收敛桩并编号，初读数要在4ｈ内进行。收敛桩采用钢筋弯钩，用锚固剂把钢筋弯钩锚固在围岩上。5.9.3.5量测数据的处理45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程根据现场量测数据绘制位移---时间曲线，在位移---时间曲线趋向平缓时进行回归分析，以推算最终位移和支掌位移变化规律。图13拱顶下沉及周边收敛量测测点布置示意图当位移---时间曲线出现反弯点，即位移出现反常的急骤增加现象，表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时要及时加强支护，必要时停止掘进，采取必要的安全措施。根据位移变化速度判断围岩稳定状况，当变化速度大于10～20ｍｍ/天时，需加强支护系统;当变化速度小于0.2ｍｍ/天时，认为围岩达到基本稳定。5.10.混凝土冬季施工措施由于隧道要在冬季进行施工，必须采用保暖措施。混凝土拌和站、库房、空压机房等洞外房屋用石棉防寒板做墙身，油毡、石棉瓦做屋顶，屋内以纤维板吊顶。为保持洞内温度，在进出口洞门挂棉门帘，必要时在洞内配备取暖设施。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程冬季施工安排:冬季气温较低，冬季施工对质量有一定影响。因此，在安排工程进度时，除特殊情况外，避开冬季施工，混凝土和浆砌片石，在冬季确实要施工时，必须按规范要求，制定冬季施工方案和防冻措施，报请监理工程师批准。按规范规定掺加适量的防冻剂，施工完后立即进行覆盖保暖，确保混凝土、浆砌片石的质量。优先选用硅酸盐水泥、普通水泥，水泥标号不低于R32.5号，水灰比不大于0.6，水泥用量不少于300kg/m3。冬期搅拌时间比常温时延长50%。混凝土灌注时的温度在任何情况下，均不得低于5℃。冬季灌注的混凝土，在遭受冻结之前，其强度不应低于设计强度的30%，也不得低于5Mpa。在冻融条件下使用的混凝土，开始受冻时的强度不得低于设计标号的70%。冬季施工混凝土，砂、石、骨料和水泥应保持在0℃以上，拌合用水应在5℃以上，必要时建砂、石骨料加热仓，加热仓采用空心隔热墙且相对密闭，混凝土拌合用水加温，采用加热储水箱，用电热器加热并保持在5℃以上，计划使用的骨料提前24小时存入加温仓内，加温融化冰晶，水泥库房亦采取防冻措施，拌合处采取设防寒棚等措施。冬季拌和混凝土时，宜选用较小的水灰比和较低的坍落度，以减少拌和用水量。砂石骨料在进入冬季之前开采、筛选完毕，并保持干燥状态，骨料在存放中用棚布遮盖，不得夹有冻碴雪团。水、砂石骨料的加热温度可根据灌注温度和混凝土在拌合、运输、灌注时的热量散失综合考虑，通过热工计算和实际结果确定。但砂石骨料加热温度，不能高于60℃。水加热温度不高于80℃，如用温度高于80℃的水时，应先将水和砂石先拌匀，再加水泥，以免水泥与热水直接接触。注意水泥不能加热。对于混凝土工程，掺加引气型减水剂和防冻剂，水及骨料按热工计算要求拌制，施工时将水加热，然后投入骨料搅拌均匀后，最后投入水泥，施工时延长拌合时间，比常温状态下的拌合时间长50％。混凝土的配合比选用抗冻型配合比。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程混凝土冬季施工的热工计算搅拌所得混凝土温度：T＝((C×Tc十S×Ts十G×Tc)×0.836×103十5×0.836×103×W×Tw)／((C十S十G)×0.836×l03十5×0.836×l03×W)T—混凝土搅拌的绝对温度其中：C、S、G、W分别为水泥、砂、石子、水的质量；Tc、Ts、Tc、Tw分别为水泥、砂、石子、水的绝对温度；冬季混凝土施工运输中，对运输设备进行保温材料包裹、并且尽量缩短混凝土运输时间。在已硬化的混凝土上连续浇筑混凝土时，已硬化混凝土的接合面需有5℃以上的温度，必要时用蒸汽加热法提高温度。冬期施工的混凝土采用蓄热法养护，并覆盖草帘。根据与结构同条件养护试件的试验，证明混凝土已达到要求的抗冻强度及拆模强度后，模板方可拆除。加热养护的模板，在混凝土冷却至5℃以后，方可拆除。5.11.其它冬季及低温施工措施冬季施工，应健全气象、测温、工程试验、外加剂掺量等原始记录值备查。施工道路：施工现场及行车便道在冬季注意及时扫除积雪，避免施工场地积水结冰。必要时施工现场可针对施工便道防滑，采取铺洒粗砂或炉碴的措施。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程机械设备：进入冬季，施工用机械设备的油箱、水箱、冷却系统容易受冻，造成窝工影响工程施工进度和造成其他损失。施工中采取遮盖、添加防冻剂等有效防冻措施。并按照“机械管理规定”要求严格换季保养。冬季施工现场的各种管道容易冻裂，特别是高压水管、洞外排水管道等设施。原材料：在冬季严格控制受到冬季冻害的原材料进场，合格的材料进场后，须储存的及时覆盖保温，并存放在保温的料库中。容易受冻的材料，例如各种液态外加剂，存放到有保温措施的仓库内进行保管。操作规程：冬季施工前对员工进行冬季施工技术培训，使得员工对操作要求做到心中有数，并且进行考核，不合格者不得上岗。在施工过程中，经常检查施工组织设计及施工方案的落实情况，以确保施工生产正常进行。成品防护：对已完工工程，根据冬季施工的特点进行防护。对构筑物进行覆盖保温，对重要的构筑物建立防护日志，安排专人负责每日进行防护和检查。进入冬季混凝土施工，各施工工点指定一名技术人员专门负责工地冬季施工的检查指导工作。对混凝土施工时的室外气温、场地温度、砂石料温度、水温及混凝土的拌合温度、入模温度等进行跟踪量测、监控。杜绝违章操作，确保混凝土质量。施工时及时制作混凝土试件，并增制两组与结构同条件养护的试块，一组用以检验混凝土受冻前的强度；一组用以检验转入常温养护28天的强度，以检验混凝土在冬季施工的质量和采取措施后的施工效果。做好冬季混凝土施工的测量纪录，及时填写混凝土工程施工纪录和冬季混凝土施工记录等表格。6.质量目标，质量保证体系及措施6.1.质量目标45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程质量目标为：确保隧道工程达到优良工程，杜绝工程质量重大、大事故的发生。一次验收合格率达到100%，并满足创优规划要求。创优规划为：本工程质量确保达到优质工程标准，争创国优工程。隧道工程内实外美，各项净空尺寸满足设计要求，隧道中线顺直，衬砌外表光滑，美观。做到不渗、不漏、不裂。混凝土结构内实外美，表面平整，颜色均匀一致，整齐美观，棱角分明，无蜂窝、麻面、露筋等不良现象。6.2.保证工程质量的主要技术措施6.2.1.隧道工程质量保证措施6.2.1.1.保证隧道开挖工程质量的施工工艺技术措施严格控制隧道开挖断面。隧道开挖前根据工程地质条件，开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺进行严格控制。并根据实际施工情况进行适度调整。采用小导管超前支护保证隧道开挖安全。6.2.1.2.保证初期支护工程质量的施工工艺技术措施根据实际地质情况和设计对隧道进行初期支护。初期支护需要施作的锚杆、钢格栅、型钢支撑、钢筋网和喷射混凝土等必须按设计尺寸及施工规范要求进行施工，确保初期支护满足设计要求，并使初期支护完成后隧道大面平整圆顺。6.2.1.2.1.型钢钢架制安施工作业6.2.1.2.1.1.型钢钢架加工中注意事项：45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程对颗粒状或片状老锈必须清除。型钢除锈后仍留有麻点的，严禁按原有规格使用。钢筋及型钢调直采用调直机冷拉或人工方法调直。对严重弯曲的钢筋，尤其是曲折处圆弧半径较小的“硬弯”。调直后要检查有无裂纹。对矫正后仍不直的钢筋，不准用做受力筋。钢筋脆断问题中(包括钢筋冷加工中或运输装卸中脆断，以及电弧焊后脆断)要注意钢筋冷加工工艺应正确，冷加工的工艺参数应符合施工规范的规定；运输装卸方法不得造成钢筋剧烈碰撞和摔打。Ⅴ级和进口钢筋用电弧点焊固定钢筋必须经试验鉴定后方可使用。钢筋品种、规格、尺寸、形状、数量、间距符合设计要求和施工规范的规定。钢筋接头的连接方法、接头数量和布置符合设计要求和施工规范的规定。轴心受拉和小偏心受拉杆件中的钢筋接头、轴心受压和偏心受压杆件中受压钢筋直径大于32mm时的接头，均采用焊接。合理配料，防止接头集中。正确理解规范中规定的同一截面的含义，分不清钢筋是受压还是受拉时，按照受拉要求施工。钢筋网或骨架的堆放场地平整，标识、运输、安装方法正确。严格控制接头尺寸(包括绑条长度不足、纵向位置偏移、焊缝长度不足等)绑条长度符合施工规范的规定。保证焊接尺寸，按照设计图的规定进行检查。发现尺寸不足，立即清除焊碴后及时补焊。防止电弧烧伤钢筋表面，造成钢筋断面局部削弱，或对钢筋产生脆化作用。防止带电金属与钢筋接触产生电弧。不准在非焊区引弧。地线与钢筋接触要良好牢固。严禁焊缝中有气孔。焊条受潮、药皮开裂、剥落以及焊芯锈蚀的焊条均不准使用。焊接区洁净。适当加大焊接电流，降低焊接速度，使焊缝金属中气体完全外逸。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程闪光焊接施工中注意接头要焊透，接头处不能有横裂纹。选择适当的对焊工艺。焊机功率较小或钢筋级别较高，直径较大时不宜采用连续闪光焊。重视预热作用，掌握预热操作技术要点。扩大加热区域，减少温度梯度。选择合适的对焊参数和烧化留量，采取“慢—快—更快”的加速烧化速度。防止对焊接头脆断，采用“闪光—预热—闪光”的对焊工艺。对于难焊的II级钢筋，焊后进行热处理，处理中正确控制加热温度，并防止加热和冷却速度过快。6.2.1.2.1.2.保证网片及钢架的设计尺寸施工工艺措施加工钢筋网片时，用Φ8、Φ6圆钢事先点焊加工成150×150mm或200×200mm的片状网格，钢筋网片一般为l×2m。钢拱架在加工前，应认真审核设计图纸，确认各断面的施工尺寸。制作100％的施工放样平台，并在平台上进行加工。加工后的拱架应分批、分种类、分检验状态进行存放，以便正确使用。6.2.1.2.1.3.保证钢筋网片及钢拱架的安装架设质量的施工工艺措施钢筋网和喷混凝土、钢架组成联合支护，连续铺设。铺设时要注意：钢筋网必须与锚杆、钢架或其它锚固装置联结牢固。片状钢筋网的搭接长度不小于200mm。钢筋必须用喷混凝土盖住，至少有20mm的保护层。钢架安设前应检查掌子面开挖净空，并清除钢架底脚虚碴，决不允许用虚碴填在超挖拱脚底部，采取垫方木或型钢进行高差调整，开挖尺寸允许误差横向±5cm，高差±5cm。钢架安装后中线允许误差±3cm，高程允许误差±3cm，钢架垂直度允许误差±2度。钢架校正后，沿拱部每隔2.0m用对口楔子将钢架与岩层之间楔紧，打锁脚锚杆与钢架焊接。钢架落底接长采用单边交错进行，每次单边接长钢架l—45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程3排，在软弱地层可同时落底接长和仰拱相连并及时喷射混凝土。接长钢架和原钢架的连接要牢固、准确。两排钢架之间沿钢架周边每隔1.0m用特制的Φ22螺栓拉杆联接，使其成为整体，改善钢架纵向受力状态，不至于发生倾覆。钢架纵向连接好后，按设计迅速进行挂网喷锚支护，让钢架背后用混凝土喷平补满，使其与围岩密贴。6.2.1.2.2.保证喷射混凝土质量的施工工艺措施喷锚支护采用湿喷方式，采用配套的设备工艺保证混凝土喷射质量。喷射混凝土作业，紧跟开挖工作面，及时喷射混凝土，做好喷射机械的调试，选择最佳喷射距离及风量，以便达到最佳喷射质量。保证喷射混凝土质量的具体措施有：喷射混凝土配合比及速凝剂掺量，通过试验确定。施工中，对配合比每工班至少检查两次；经常检查速凝剂注入环的工作状况，发现问题及时处理。喷混凝土作业前，用压力水清洗受喷岩面，撬除空洞、裂隙岩石；若岩面滴水或渗水，采取凿孔埋管集中引流的办法处理；每作业班至少作一组混凝土试件，及时进行强度试验；若试件强度不合格，对相应喷混凝土部位采取凿除复喷等措施予以补强；施工时，喷枪在边墙部位正对岩面，在拱部沿隧道半径方向喷射；喷前先对凹处喷射找平，而后再大面喷射。为保证喷混凝土效果，喷射时分段分片，自下而上呈顺时针螺旋形均匀进行，每圈压前面半圈，线圈直径约30cm。喷嘴距受喷面的最佳距离为0.6～1.0m，45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程风压控制在0.45～0.7MPa；一次喷射混凝土厚度不宜超过10cm，两次喷射的间隔时间为10～20分钟；喷混凝土初凝后，及时进行养护，养护期为14天；用凿孔或事先在岩壁上设钢筋头的办法，检查喷混凝土厚度；用锤击法检查喷混凝土与围岩的粘结情况，如有空洞、裂隙、脱落等情况，凿除清洗后重喷；若喷层有露筋、凹凸太大等情况，采取补喷措施。在喷射结束4小时内避免进行爆破作业。6.2.1.2.3保证锚杆质量的施工工艺措施锚杆间距和锚杆长度符合设计要求。对石质不良地段，开挖后根据情况适当加设砂浆锚杆。喷射混凝土的强度和厚度满足规定要求，并检查喷层表面是否平顺，有无漏喷、离鼓、裂缝,尺寸是否正确等现象。确保锚杆和锚杆孔的施工质量：锚杆杆身必须无缺损；锚杆长度应大于孔深6～l0cm，每根加工长度误差不宜大于lcm，并除去锚杆上的油污、铁锈、杂质；锚杆的孔位误差不大于±l0cm；锚杆孔深度，误差不大于±l0cm；钻孔后，孔内的石粉必须用高压风冲干净。6.2.1.3.保证防排水设施工程质量的施工工艺技术措施隧道防排水是隧道施工的重点。隧道防排水采用防、排结合，预防为主，坚持防、排、截、堵四管齐下、因地制宜综合治理的原则进行根治渗、滴、淌质量顽症，确保隧道做到不渗不漏。根据设计和规范在二次衬砌背后布设防水板、无纺布，在衬砌施工缝安设止水带。防水板采用无钉铺设技术，搭接处采用焊接，搭接宽度为l0cm，两侧焊缝宽不小于2.5cm，焊接的温度和速度要经过现场实验进行确定之后方可应用。确保防水板无破裂、划伤现象；止水带的设置要保证嵌入每组衬砌混凝土设计位置。防排水设施工程施工隐蔽前，必须经过严格的防排水设施施工质量检验：环向、纵向排水管是否按照设计要求进行施工，是否达到隐蔽标准；防水板是否按照防排水设施施工工艺进行施工，有无破损，接缝焊接是否符合规范要求；围岩有集中渗漏水的地方是否采取了有效的“堵”、“排”45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程措施，措施落实是否到位；止水带的安装是否符合设计及施工规范的要求，固定是否牢固。6.2.1.4.保证二次衬砌工程质量的施工工艺技术措施隧道二次衬砌采用全断面液压衬砌台车、泵送混凝土施工技术进行施工。隧道衬砌完成后及时采用隧道净空检测仪对隧道净空进行检测，确保隧道净空符合设计和规范要求。对二次衬砌混凝土的施工用料及外加剂要经过严格的检验，以确保施工用料符合设计、施工规范的要求。由试验专业的工程师负责混凝土配合比的选配工作，确保混凝土的强度、可灌注性、保水性、和易性、抗渗性、耐腐蚀性等混凝土质量指标满足设计的要求。采用电子计量机具设备，保证混凝土施工的配合比精度。拌合站设置专门的工程技术人员监督检查指导混凝土的拌合工作质量。对混凝土的运输过程严格控制，控制混凝土的运输时间满足混凝土的施工要求。混凝土的灌注过程由专职质检员进行旁站监督，指导检查混凝土的作业施工满足规范要求。混凝土灌注施工前，衬砌台车须经过反复的检查，以确保衬砌台车的定位准确、加固牢固、模板平顺。保证衬砌台车堵头板严实牢固，确保施工缝平齐，不漏浆。混凝土的振捣工作选派有丰富施工经验、责任心强的技术干部和技术工人操作，确保施工严格按照混凝土施工规范和工艺执行，从施工过程上进行控制。二次衬砌工作中，封顶的工作尤为重要，在施工中采用高压间断泵送的操作方法进行施工。此方法可减少混凝土顶部由于设备工艺的限制而产生的不饱满的现象。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程隧道衬砌施工中，按隧道衬砌背后压浆工艺要求预留注浆孔和排气孔，并进行隧道衬砌背后压浆，确保衬砌拱部结构饱满密实。6.2.1.5.保证隧道不裂的施工工艺技术措施严格隧道开挖掘进施工过程控制，严把锚喷支护结构体系的施工质量，充分发挥围岩自稳能力；加强围岩量测监控，正确分析量测数据；严格测量施工放样，确保二次衬砌尺寸。采用补偿收缩混凝土。在混凝土中加入以补偿收缩为主要功能的膨胀剂，使混凝土产生适度膨胀，在结构中建立0.2～0.7Mpa压应力，这一预压应力一方面能抵消结构在收缩过程中产生的全部或大部分拉应力，另一方面，膨胀推迟了混凝土开始收缩的时间，使混凝土的抗拉强度有时间得到较大的增长，而增长后的抗拉力有利于抵抗收缩应力。膨胀混凝土这种预压应力和自身抗拉强度的增加，使钢筋混凝土结构不开裂，从而防止混凝土收缩开裂，并使混凝土致密化，提高了结构的抗裂性能。混凝土膨胀剂采用JM-3改进型混凝土高效增强剂，抗裂防渗效果好。混凝土生产采用双掺工艺。采用大掺量粉煤灰技术，使用高效泵送剂，使水灰比在0.4以下，提高混凝土早期强度，充分激发粉煤灰的火山灰活性，提高混凝土后期强度和混凝土耐久性。混凝土的灌注工作，提高机械化施工程度。混凝土生产采用搅拌楼，自动计量。隧道衬砌混凝土采用高压间断泵送的施工方法，增加混凝土密实度，减小沉降裂缝出现的可能性。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程隧道衬砌结束后，针对衬砌背后空隙进行注浆，填充拱部局部空隙，确保混凝土结构均匀受力。6.3．隧道工程质量通病治理微观控制措施6.3.1.进出口软弱地段引起隧道坍塌或滑坡6.3.1.1.施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、紧密贴、勤量测”的原则。6.3.1.2.确保初期支护质量，保证格栅与围岩之间混凝土填筑密实。6.3.2.水浸引起岩层湿陷、下沉、坍塌6.3.2.1.完善洞内排水设计，洞内排水沟进行铺砌，防止废水漫流，保持路面干燥。6.3.2.2.对于含水地段采取有效措施将水位降至隧道衬砌底部以下。6.3.2.3.局部软弱地段，使用早强混凝土及时封闭掌子面、架设格栅拱架或型钢拱架支护。6.3.2.4.加强现场监控量测，测定拱顶下沉量及周边收敛值指导施工。6.3.2.5.为了减少施工用水，在施工组织设计中采用人工配合挖掘装载机进行开挖，尽量减少爆破，不得不爆破时，利用电钻打炮孔，进行无水施工。6.3.3.拱部喷射混凝土层剥落，坍落6.3.3.1.保证材料合格，严格配合比，控制水灰比。6.3.3.2.喷射机风压严格按照规范执行。6.3.3.3.将钢筋网压紧在开挖面上，并利用锚杆加以固结。6.4.隧洞施工安全措施45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程本隧道，长1658m，隧道不良地质地段与现象较多，包括浅埋段、软弱围岩等，故在施工中主要采取如下措施：6.4.1隧道施工洞内设专人指挥调度，三管两线设专人管理，保证照明、通风、排水设施良好，道路平顺畅通、灯光明亮。设置好运输线路安全信号标志，洞内的设施按防爆型进行设置，严禁在隧道内吸烟，确保洞内人员、运输安全。6.4.2.专职安监人员上岗必须佩戴安全人员袖标，现场跟班作业，凡进洞人员必须戴安全帽。6.4.3.隧洞施工，应特别重视洞口的稳定和排水，经常检查洞顶边坡的稳定情况。在施工前要制定周密的安全措施，同时进洞前应先做好仰坡面的排水，防止雨天山坡水涌入洞内，安全员要经常检查洞顶边仰坡的稳定情况及洞顶是否有危石。6.4.4.把软弱围岩作为安全重点和防范对象，注意围岩监测和观察，对目测观察予以足够的重视，随时注意围岩的岩质和分布情况变化，节理裂隙发育程度和方向，掌子面填充物的性质、锚杆是否挖断，喷砼是否产生裂隙，钢架是否压弯，隧道有无冒顶现象，当围岩变形量无变缓趋势或喷射砼产生较大的剪切状态时立即停止开挖，采取辅助加固措施。做好隧洞监控测量，根据监测资料，判定围岩的稳定性，超前指导施工，保证安全。6.4.5.隧道开挖断面轮廓及时封闭，反坡开挖排水设置双电源和备用水泵。高压电线及风管通过衬砌台车时，设置绝缘活动装置和风管分节安装，防止挂断电缆和弄坏风管。6.4.6.在隧道施工过程中，应加强通风并配备有害气体的检测和报警装置，工人应配备防护工具，一旦发现有害气体超过规定的浓度，应立即停止施工和疏散作业人员。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程6.4.7.对不良地质地段，做好超前地质探明的工作，坚持短进尺，弱爆破，强支护，早衬砌的原则，及时做好初期支护和衬砌，确保安全施工。6.4.8.隧道爆破后必须经过通风排烟，且至少相距30分钟以上，安全检查员进入工作面，经检查确认洞内烟尘量达到规定范围后，排险专业人员进入掌子面，进行排险，之后，施工人员方可进入工作面。通风设备要有专人经常维护，以确保工作正常，工作面有足够的新鲜空气。6.5.爆破施工安全措施6.5.1.加强火工品的管理。爆破器材存储于干燥的仓库内，温度保持在18至30摄氏度，库内设消防设备，不同性质的炸药分开，雷管和炸药分库储存，运到工地的炸药若当天未使用完，必须如数交回，不得在工地留存过夜。火工产品领用运输过程中必须有押运员负责。6.5.2.严格遵守规定的爆破作业时间，并告知当地车站及施工人员，设置醒目的标志牌，放炮时派专人警戒。6.5.3.对哑炮要严格按《爆破作业规程》进行处理。6.5.4.爆破施工，爆破工要持证上岗，装药过程中不准抽烟，放炮前要对炮眼联线进行逐孔检查，点炮前要由专职安全员检查其它人员及所有机械设备是否撤至安全地带。炮响二十分钟后，才准许安全员进入工作面撬顶、清除危石，而后其他施工人员才能进入掌子面施工。6.5.5.爆破作业现场设专职技术人员现场技术指导，装好炸药的炮孔必须适当地加以覆盖和保护。在潮湿条件下爆破，药包及导火索表面涂防潮剂加以保护。45 中铁十五局集团公司兰新线天山至盐湖段提速改造工程45