福建某高速公路合同段隧道开挖施工方案(附示意图).doc
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1、目 录一工程概况11.1隧道工程概况11.2隧道水文地质1二总体施工方案2三隧道开挖施工方案23.1CD法开挖23.1.1工艺流程23.1.2施工方法23.2台阶法开挖53.2.1工艺流程53.2.2施工方法53.3全断面法开挖63.3.1工艺流程63.3.2施工方法63.4正洞洞身开挖钻爆设计93.4.1爆破参数93.4.2爆破器材选择93.4.3装药结构与堵塞103.4.4起爆方法及注意事项103.4.5起爆顺序103.4.6装药量计算113.4.7炮眼布置原则113.4.8钻爆施工工艺流程113.5隧道通风降尘143.6隧道出碴方案143.6.1出碴运输143.6.2正洞单词爆破最大出碴
2、量确定153.6.3出碴运输设备配套计算153.6.4出碴运输设备数量计算153.6.5出碴运输技术和安全措施153.7弃碴场163.7.1弃碴场设计布置163.7.2弃碴场防护措施163.8超前地质预报163.8.1预测预报的工作内容17四机械设备与劳动力组织174.1机械设备174.2劳动力组织17五施工技术措施17七安全保证措施19八质量保证措施21八安全环保事件应急措施24某某县山隧道开挖施工方案一工程概况1.1隧道工程概况某某县山隧道位于福建省泉三高速公路南安至安溪连接线A2合同段,左线里程桩号ZK13+320ZK14+113,全长793米;右线里程桩号YK13+305YK14+13
3、0,全长825米。为分离式隧道,进口位于直线段,出口位于R=3000m、Ls=220m的圆曲线上。洞内纵坡为-1.35%和-2.8%的组合坡。隧道采用曲墙单心圆拱的内轮廓净空,洞内设置2条人行横洞和1条变电横洞。洞门为端墙式洞门,复合式衬砌。其中左、右线围岩类别具体情况见下表:建筑限界为净宽:10.75m,净高5.0m。表1 隧道工程情况一览表隧道名称隧道长度(延米)围岩级别(延米)IIIIIIVV某某县山隧道左线793311184145153某某县山隧道右线825340203192901.2隧道水文地质隧道区属剥蚀丘陵地貌,地表植被发育,地形起伏变化大,下缓上陡,天然山坡坡度约1040,山脊
4、陡峭。进、出口段自然坡度1525。隧道最大埋深为86m。隧址区地表上覆第四系残坡积层,下卧燕山早期侵入凝灰岩熔及其风化层。隧道洞身围岩为微风化凝灰熔岩,属坚硬岩,岩体较破碎完整;进出口段附近为中风化凝灰熔岩岩,为较坚硬岩,岩体破碎较完整,对隧道洞身围岩的稳定较有利。隧道地表水总体较贫乏。未见规模较大、透水性较好的断裂发育。根据埋藏条件及赋存介质不同主要有:基岩风化网状裂隙水和基岩裂隙水。二总体施工方案隧道开挖按照新奥法原理施工,根据不同的围岩选择不同的开挖方法,对于洞口软弱破碎及浅埋地段,严格按照“先预报、管超前、短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、快封闭”的原则,施工则由人工配合机械开挖或弱爆破
5、进行开挖,稳扎稳打。围岩较好的地段,采用凿岩台车或风动凿岩机钻孔,水压爆破,实现快速施工。洞口段地质条件较差的级围岩地段,采用CD法开挖,级围岩地段采用上下台阶法开挖,、级围岩采用全断面开挖。三隧道开挖施工方案3.1 CD法开挖3.1 .1 工艺流程CD法施工工艺见下图13.1.2施工方法为保证隧道洞口段稳定性,隧道洞口加强段和浅埋偏压级围岩段采用“CD”进行开挖。开挖在管棚注浆达到强度后进行。监监控量测加工制作管棚钢管清理掌子面,画开挖断面施作超前支护、注浆开挖部,进尺同钢架间距喷射4cm砼封闭掌子面施作洞身锚杆架立支护拱架、临时钢架及临时仰拱拱架开挖部位,进尺同钢架间距一次拆除侧壁56米
6、施工仰拱混凝土及填充56米施作防水层浇注二次衬砌施作锚喷支护,闭合成环监控量测加工钢拱架、钢筋 网控监控量测开挖部,进尺同钢架间距喷射4cm砼封闭掌子面施作洞身锚杆架立支护拱架、临时钢架及仰拱拱架开挖部位,进尺同钢架间距施作锚喷支护,闭合成环加工钢拱架、钢筋 网施作仰拱锚喷支护,闭合成环 图1 CD法施工工艺流程图1、开挖左侧导坑上台阶。、施作左侧导坑上台阶初期支护(包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱),施工上台阶锁脚锚杆,锁脚锚杆斜向下45打入围岩内。3、开挖左侧导坑下台阶(包括临时仰拱)。滞后于1部35m。、左侧导坑下台阶初期支护(包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱),必要时边
7、墙脚设置锁脚锚杆。5、开挖右侧导坑上台阶。滞后于2部10m。、右侧导坑上台阶初期支护(包括拱墙初期支护及临时仰拱),施工上台阶锁脚锚杆,锁脚锚杆斜向下45打入围岩内。7、开挖右侧导坑下台阶(包括临时仰拱)。滞后于3部35m。、施工下台阶初期支护(包括仰拱初期支护),必要时边墙脚设置锁脚锚杆。、分段拆除中隔壁临时支护,每次拆除长度5m。在CD法施工中的一个关键问题是拆除中隔壁,根据以往经验,中隔壁拆除时间应在全断面成环后,各部位位移充分稳定后,才能拆除,其要求如下。拆除位移量见表21) 中壁拆除参数(1)拱顶下沉量:7d的增量小于2mm;(2)净空收敛值:7d的增量小于4mm(拱顶下沉的2倍)2
8、)安全管理参数 表2 中隔壁拆除位移变化管理水平管理阶段中隔壁拆除中位移量(mm)中隔壁拆除后位移量(mm)1安全362注意6123危险 1224、分步施工防排水系统和仰拱、边墙、拱部二次衬砌。3.2台阶法开挖3.2.1施工工艺流程台阶法施工工艺见下图2。3.1.2施工方法台阶法开挖,每循环进尺不得大于2榀拱架间距,采用锚、网、喷初期支护,并辅以格栅钢架支护+22砂浆锚杆支护。台阶法施工作业程序:上台阶开挖,在拱部超前支护施工后,沿隧道开挖轮廓线环向开挖上台阶,开挖进尺控制在每循环12榀钢拱架,开挖后立即初喷4cm混凝土封闭,并架设钢支撑,按设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆后喷射混凝土;下台阶同
9、样开挖进尺控制在每循环12榀钢拱架,开挖后立即初喷4cm混凝土封闭,并架设钢支撑,按设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆后喷射混凝土。3.3全断面法开挖3.3.1施工工艺流程全断面法施工工艺见下图3。3.3.2施工方法、级围岩双线地段采用全断面法施工,按设计断面将隧道一次开挖成型, 上、下台阶测量放线上台阶钻眼装药爆破通 风初期支护监控量测断面检查、爆破效果分析按规定处理并反馈信息超前地质预报初喷后出渣装渣运输爆破设计下一循环施工差良好下台阶钻眼施工准备图2 台阶法施工工艺流程图施工准备测量放线钻 眼装药爆破通 风完成初期支护监控量测断面检查、爆破效果分析按规定处理并反馈信息超前地质预报初喷支护装渣
10、运输爆破设计下一循环施工差良好图3 全断面施工工艺流程图再施作衬砌。施工工艺流程见图3。采用风动凿岩机YT28钻孔,液压凿岩台车配合,为提高爆破效率,缩短循环时间,各工序尽量平行交叉作业,大直径中空直眼掏槽,中空眼直径为102mm,超钻深度200300mm。选用2#岩石硝铵炸药(有水时改用水胶炸药或乳化炸药),塑料导爆管非电毫秒雷管微差起爆。周边采用光面爆破,空气柱间隔装药,其余炮眼采用连续装药和水压爆破技术,提高施工效率,保护施工环境。3.4正洞洞身开挖钻爆设计隧道开挖掘进采用光面爆破,减少超挖,避免欠挖和减弱对围岩扰动,提高开挖质量,确保施工安全。工程地质状况对光面爆破的效果影响极大,在施
11、工过程中,认真研究工程地质情况,合理确定出爆破参数,并根据实际情况,不断合理优化。光爆药卷有水地段采用20光爆专用药卷。掏槽布置以直眼掏槽为主。单位炸药消耗量的确定以满足较高的炮眼利用率和降低大块率,便于机械装碴为原则。起爆采用非电导爆管起爆,起爆的时差间隔5075ms。3.4.1爆破参数为控制超欠挖,降低洞壁粗糙率,减少隧道通风阻力,对、级围岩尽量采用光面控制爆破技术。决定光面爆破效果的主要因素是周边眼的光爆参数,上场后试验确定光面爆破参数,现拟定光面爆破参数见表3。表3 围岩光面爆破参数序号围岩级别抵抗线W(cm)孔距(cm)E/W线装药集中度kg/m堵塞长度cm170600.860.32
12、30260500.830.2830360450.750.25303.4.2爆破器材选择钻爆施工的爆破器材选用,见表4。表4 爆破器材选择表序号爆破器材名称规格备注12号岩硝铵20200mm无水地段22号岩硝铵32200mm无水地段3RJ-2乳胶炸药20200mm有水地段4RJ-2乳胶炸药32200mm有水地段5火雷管6#、8#工业雷管6非电毫秒雷管115段7导火索5.76.2mm8导爆索5.76.2mm3.4.3装药结构与堵塞周边眼采用20小直径药卷间隔装药,采用导爆索装药结构,用竹片和导爆索连接,在炮孔底装半卷或1卷32药卷做加强药包。其它炮孔均采用32药卷,连续装药。装药过程中保护好雷管脚
13、线、导火线或导爆管;专人检查记录装药情况,剩余的起爆器材交回炸药库;装药时无烟火;照明采用36V安全电压。装药后用黄泥对炮孔进行堵塞,炮眼堵塞长度不少于30cm,炮泥采用炮泥机生产。3.4.4起爆方法及注意事项起爆采用非电毫秒雷管起爆,周边眼采用导爆索装药结构时,采用导爆索起爆。起爆网路由有经验的爆破员组成,不少于两人,敷设线路与交底核对,对起爆材料进行全面检查,起爆前进行警戒,所有人员撤离至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点,起爆后,经原装药爆破人员检查确认无瞎炮或其他险情后,方可解除安全警戒。3.4.5起爆顺序掏槽眼辅助眼侧壁周边眼拱部周边眼底板眼。爆破后,经通风吹散炮烟,检查确认空气
14、合格后,等待15min后由原装药爆破员进入作业现场查看,检查有无瞎炮,有无残存的爆破器材及围岩稳定情况,发现险情,及时妥善处理。3.4.6装药量计算装药量:光面爆破周边眼装药量严格控制,以求达到光爆效果。单孔光面爆破经验装药量计算公式: g=(E+W)L10 式中:g单孔装药量; E孔距; W抵抗线; Rb岩石抗压强度Mpa。装药集中度:q=g/L=(E+W)10(g/m)计算后与“隧道施工规范”中光爆装药集中度(q)参考值进行对比选取。3.4.7炮眼布置原则掏槽眼:隧道爆破采用中空直眼掏槽形式,为保证掏槽钻眼精度,掏槽位置选择在隧道中线偏下的位置。周边眼:根据光面爆破选定的周边眼间距,严格控
15、制外插角以减少超挖。内圈眼:内圈眼所在位置在周边眼抵抗线的边缘,内圈眼的孔距稍大于周边眼抵抗线(w)。扩大眼:掘进炮眼,其炮孔间距,视岩石坚硬程度、装运手段、岩石破碎程度的要求等因素而定,一般取0.651.2m,岩石坚硬取小值,反之取大值。底板眼:底板眼沿开挖轮廓线布置,并适当增加药量起翻碴作用,使爆落的岩碴翻松,便于装载设备装碴。3.4.8钻爆施工工艺流程3.4.8.1光面爆破质量标准周边轮廓基本符合设计要求,岩石壁面平整。爆破后岩面保留有半眼孔痕,半眼率符合规范要求。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。危石、浮石较少。3.4.8.2钻孔作业采用钻孔台车作业前,根据
16、钻爆设计划定台车臂作业区域,各臂钻孔的顺序,规定作业时间和周边眼、底眼、掏槽眼开孔偏角及插入角,使钻孔不发生相互干扰而有序进行。钻孔时严格按照钻孔台车操作规程作业,力求钻孔方向、位置满足设计要求,准确控制周边眼外插角。激光定向:用BJSZC激光断面仪检测及炮眼定位,按不同的围岩断面尺寸,炮眼布置图输入仪器,台车钻臂以投射激光及孔位为依据,按孔位钻进并控制好钻孔角度,确保钻孔质量。爆破后输入相应的里程、断面,仪器通过光束自动检测断面超欠挖,用油漆按投影布点。钻孔作业控制要点:炮眼位置事先捣平才能开钻,防止打滑或炮眼移位。周边孔一定由有丰富经验的老钻工司钻。开孔时如确实有困难,可以适当调整,调整范
17、围不超过5倍的炮眼直径。底板孔下部炮孔钻完后立即用木棍、纸团或编织物将其填塞。不能打干眼,操作时先开水,后开风,停钻时先关风,后关水。开眼时先低速运转,待钻进一定深度后再全速钻进。钻孔中发现不正常声音,排粉出水不正常时停机检查,找出原因并消除后,才能继续钻进。不在残眼处、裂缝处钻孔。3.4.8.3钻孔标准准:钻孔按设计布眼钻孔,当受节理、裂隙影响时稍稍移动孔位,但顶眼只能左右移动,帮眼只能上下移动,周边眼轮廓的放线误差控制在1cm,眼口开眼误差:级围岩可从轮廓线偏内3cm,周边眼外插角的角度以0.03的斜度外插,方向与轮廓线法线方向一致。直:直线段上,炮眼先钻上方标准孔,插上炮杆,使边墙孔在同
18、一条垂线上。平:周边炮眼相互平行。齐:各炮眼底落在垂直隧道轴线的同一平面上,掏槽眼加深1020cm,钻孔深度根据掌子面的起伏“凸”加,“凹”减。3.4.8.4装药作业清孔:装药前用高压风清孔,吹干净孔内积水及碴粒。装药:装药前核对雷管段数,使之与设计相符,同时按钻爆设计的装药结构及药卷规格药量装药。装药时,药装到孔底,起爆药包用炮棍缓慢送入,防止拉雷管或破损导爆管。装药检查:装药时,将雷管段数标于孔外导爆管上,由检查人员对雷管段数进行复核,确保准确无误,同时核对药卷规格及装药长度,使每孔装药符合设计要求,检查后做好记录。堵塞:所有炮眼装药后,用炮泥进行堵塞,其长度为30cm。炮泥用机械加工,用
19、炮棍顶进,堵塞做到封孔严密。堵塞过程中防止导线、导爆管被砸断、砸破。3.4.8.5爆破作业连结网络:在所有非必须的机具、设备撤离爆破面之后,开始连结网路。连结时尽可能靠近眼孔,孔外网路尽量短,连结整齐,便于直观检查网路。连结系统尽量短,但不拉细、打结,避免导爆管、连结块受损坏等。网路连结好后,认真检查连结是否正确,保证每个眼孔的起爆药卷都包括进去,每个簇联或连结块内都有引爆雷管。爆破完成后检查人员带防毒器材进入检查。发现瞎炮时,先查明原因,因孔外导爆管损坏引起的瞎炮,切去损坏部分,重新连接导爆管,再行起爆。此时,接头尽量靠近孔眼位置。因孔内导爆管损坏或是导爆管本身问题引起的瞎炮处理办法按照国家
20、标准爆破安全规定中有关规定进行。3.4.8.6钻爆效果检验每次爆破通风排烟后,值班技术和质检员即进入对钻爆效果进行检查记录。检查记录光爆效果,炮孔利用率,平均掘进长度,碴体的破碎程度,抛掷距离,围岩的损坏程度等,作为不断优化钻爆设计的依据。3.4.8.7控制超欠挖措施根据不同地段情况,选择合理的钻爆参数:采用一炮一分析制度,每次钻爆循环后,根据爆破震动速度,炮痕保存率、装药量、残眼深度及数量、抛碴距离、堆碴高度、岩碴块度等多方面的测量和数据对比分析,选择合理的钻爆参数,不断优化钻爆设计。3.5隧道通风降尘隧道爆破后,立即开启通风设备,对洞内进行通风。在全断面爆破作业中,采用水幕降尘,确保作业面
21、粉尘含量达到标准。施工中采用“W”型水幕降尘器喷雾降尘。每个爆破作业面共设两道水幕降尘,距离掌子面分别为20m和40m;每道共设4个水幕降尘器,左右边墙各1个,基底2个;在爆破工点炮后离开时逐组启动喷水系统,开始水幕降尘作业。装碴作业面和倒运碴场,人工配合专用洒水器洒水降尘,确保施工环境良好。装载机装碴时,人工配合专用洒水器洒水降尘,确保作业面环境良好。3.6隧道出碴方案3.6.1出碴运输隧道进出口出碴均采用无轨运输方式。3.6.2正洞单次爆破最大出碴量确定根据总体安排,各级围岩一次循环最大出碴量为级围岩全断面施工一次钻爆循环的出碴量最大,出碴量为约90m3。3.6.3出碴运输设备配套计算设洞
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