隧道洞身开挖首件方案(共46页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上平赞高速公路六分部隧道洞身开挖首件方案编 制: 审 核: 批 准: 中国建筑股份有限公司平赞高速公路项目经理部六分部二零一六年十二月十七日专心-专注-专业目录1 技术标准与设计规范1、平山至赞皇高速公路中建六分部:K23+305K31+613(全长8.308公里)两阶段施工图设计2、公路工程地质勘察规范(JTJ064-98)3、公路隧道设计规范(JTG D70-2004)4、公路隧道施工技术规范(JTG F60-2009)5、公路隧道施工技术细则(JTG/TF60-2009)6、爆破安全规程(GB6722-2014)7、爆破作业项目管理要求(GA991-2012)2
2、工程概况2.1 工程概况平山至赞皇高速第L-06标段北芦庄隧道为分离式隧道,左右幅进口明洞为端墙式明洞,右幅明洞长10米,管棚长30米,左幅明洞长10米,管棚长30米;左右幅出口明洞为削竹式明洞,右幅明洞长度30米,管棚长30米,左幅明洞长度30米,管棚长30米。隧道净空为12.255m,照明方式采用高压钠灯,通风方式为自然通风。左线桩号为ZK29+693ZK30+350,共长657m;右线桩号为K29+734K30+272,共长538m。地势总体由北西向南东抬高,隧道通过区最高点位于K30+080,高程为471m,该处隧道埋深为54m。隧道名称线位洞门桩号长度纵坡(%)平曲线北芦庄隧道左线Z
3、K29+693ZK30+350657m2.3860.5R-1000-缓和平曲线右线K29+734K30+272538m0.5R-1200-缓和平曲线北芦庄隧道围岩岩体受构造影响较重,岩体破碎较破碎,围岩稳定性较差。隧道岩体为强风化白云岩和弱风化白云岩。强风化白云岩,岩体较破碎,呈破碎状,局部呈碎石状,围岩稳定性差,易坍塌。弱风化白云岩,岩体呈破碎状,碎裂-裂隙块状结构,局部镶嵌解构,围岩较稳定,但有掉块现象。围岩级别IVV级。2.2 首件介绍项目部现拟定将北芦庄隧道出口左线洞身开挖作为隧道喷射混凝土施工首件工程。其出口段158m范围内为强风化白云岩,属于V级围岩;中间250m范围内为弱风化白云
4、岩,属于级围岩;进口段244m范围内为强风化白云岩,属于V级围岩。根据设计图要求,隧道按照“新奥法”原理设计与施工。根据沿线地形、地质情况、所处的地理位置和周边环境,硬岩采用光面爆破开挖。级、级围岩采用三台阶法施工。连续装药,非电起爆网路。最大一段药量控制在安全允许范围内。爆破器材采用非电导爆管雷管(MS1-MS15),炸药使用工业炸药32药卷。2.3 地质条件北芦庄隧道隧址区属构造剥蚀低山丘陵地貌,起伏较大。隧址区发育多条沟谷,走向与隧道大角度斜交。地势总体由北西向南东抬高,隧道通过区最高点位于K30+080,高程为471m,该处隧道埋深为54m。根据工程地质调绘结果,隧址区山坡分布第四系坡
5、洪积(Q3dl+pl)含碎石+粉质粘土外,其它地段大部分基岩裸露。基岩主要为元古界甘陶河群白云岩(Ptns3)。隧址区树技状侵蚀谷比较发育,坡度大,多处形成陡壁,沟谷无常年性水流。雨季时降雨以地表径流方式流入沟谷,较大沟谷会出现暂时性水流。隧道区域内地下水主要为基岩裂隙水,但水位远低于隧道的设计标高影响不大,雨季时可能有滴水及渗水现象。隧址区接受大气降水补给和储存条件差,地下水不会对隧道造成大的影响。根据隧道附近水样分析结果可知,地下水对水泥混凝土结构无腐蚀性。隧址区无不良地质。隧道进口段置于强风化白云岩(Ptns3)上,局部分布有少量粉质黏土及碎石土。岩体较破碎,多风化成碎块状,稳定性差,易
6、发生崩塌,在施工时应予以注意。3 施工准备3.1 技术准备1 本工程开工前,组织全体技术人员,包括测量、质检、试验、材料相关人员,熟悉施工图纸,了解施工内容。2 施工前,完成全线导线点、水准点测量数据的复测,并增设导线点与水准基点。3 施工前向施工班组及技术人员进行书面的技术、安全、环保交底。3.2 人员配置根据工期安排,施工所需的管理及施工人员已经到场。工程开工前一次性全部进齐。人员配置见Error! Reference source not found.。职责人员数量职责人员数量测量工程师2开挖班45试验工程师2爆破工程师2质检工程师2专职安全员1资料员1爆破队5施工负责人1机械队12地质
7、工程师1临时作业队15环保负责人1表 31 施工人员配置表3.3 设备配置每工作面主要配置施工机械见Error! Reference source not found.。表 32 主要机械设备(单洞)序号名称数量(台)用途性能1空压机满足需求风动力良好2挖掘机1良好3侧翻装载机1钻渣良好4装载机2拌合站良好5载重汽车不少于4出渣良好6HQ300GF备用发电机1临时供电良好7QEID型轴流通风机1通风良好8变压器2良好9发电机组1临时供电良好10钻孔风枪40钻孔良好12地质钻机4良好13钻爆台架1良好3.4 材料准备对本合同段所需各种材料的供应渠道及其供应能力作了详细调查了解,并与供料单位签订了
8、供货合同,同时作出详细的材料需求计划,保证在施工期间各种材料有计划的供给,做到不积压、不短缺。一切主材或地材均需经试验合格后方可使用。施工用配合比已报批,可按配比施工。3.5 水电准备施工用水外接北芦庄村内饮水管道通过消防软管引至该施工部位。施工用电采用柴油发电机供电。4 施工安排4.1 施工方法根据隧道各里程段的围岩级别及特点,隧道采用钻爆法施工,开挖采用光面爆破,尽量使隧道断面周边轮廓圆顺,避免棱角突变处应力集中,开挖过程中坚持“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、紧封闭”的十八字方针,加强围岩与支护动态的观察、监测,以有效控制围岩变形。隧道级围岩和级围岩都采用三台阶分步开挖法施工。开
9、挖采用钻爆台车钻眼,人工装药并连接起爆网络实施光面爆破,装载机装渣,侧翻装载机运输出洞。采用钻爆台车配合人工手持风钻进行钻眼,进尺控制在两榀钢架的距离。爆破后装载机装渣,自卸车运至弃渣场,然后进行锚喷支护,安装钢拱架和钢筋网,完成初期支护并进行超前支护。支护完成后进入下一循环钻爆。三台阶法整体工艺流程为:测量放线上部超前小导管注浆上台阶开挖上部架立钢支撑,进行锚喷支护中台阶开挖中台阶立钢拱架,进行锚喷支护下台阶开挖下部立钢拱架,进行混凝土喷射支护底部仰拱开挖支护跟进浇筑仰拱敷设防水板,采用模板台车全断面一次模筑二次衬砌混凝土。其中上台阶比中台阶先行45循环进尺,中台阶比下台阶先行45循环进尺,
10、为下台阶提供良好的自由面;上中台阶高度4m左右,底部高度约12m。4.2 施工工艺流程洞身开挖施工工艺流程图1)爆破试验本工程爆破施工以前,进行爆破试验,根据爆破试验结果,调整爆破参数,直至取得最佳爆破效果,且要根据地质条件的变化和对振动波的监测,不断优化钻爆参数,实现光面爆破,把对围岩、支护及衬砌的扰动减到最低程度。2)测量放线在开挖面上进行测量并绘出中线与水平线,以及爆破区域地形。然后对爆破工程师及钻孔队进行交底。3)布孔施工员根据测量交底、爆破参数表,在现场布孔,并对钻机队交底,同时填写爆破器材计划表,为爆破用爆破器材做准备。4)台车就位采用轨行式的多功能作业台架,其轨道按照隧道中线准确
11、铺设,使台车推进梁与隧道掘进方向相平行,使台车所钻的炮眼满足要求。5)钻凿炮眼和锚杆眼严格按照炮眼的位置、方向、深度钻眼,特别是掏槽眼和周边眼的成孔质量,不得在残眼及裂缝处钻孔。根据掌子面表面凹凸情况调整钻孔深度,保证炮眼底部处于同一竖直面。内圈炮眼至周边炮眼的排距误差不得大于50mm。开挖人员到达工作地点时,首先检查工作面是否处于安全状态,并检查支护是否牢固,顶板和两帮是否稳定,如有松动的石、土地或裂缝先予以清除或支护。风钻钻眼时,须先检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好;管子拉头是否牢固,有无漏风;钻杆有无不直、带伤以及钻孔堵塞现象;湿式凿岩机的供水是否正常;干式凿岩机的捕尘设施是
12、否良好。不合要求者须予修理或更换。在工作面内不得拆卸、修理风、电钻。钻孔操作时,应该先开水再开风,停钻时应先停风再停水。开眼时应低速运转,当钻进一定深度时再高速运转。风钻卡钻时须用板钳松动拔出,不可敲打,未关风前不得拆除钻杆。6)验孔施工员和质量安全部门质检员在钻孔完成后,检查炮孔孔深、孔距、排距、倾角等爆破参数是否与爆破参数设计表相符,并填写相关记录;如不符,须报爆破工程师、或返工补孔,直至相符、经爆破工程师同意修改爆破设计。待全部爆破孔合格后,由施工员对爆破队下达爆破指令。7)装药连线装药前用高风压将炮眼清孔,刚打好的炮孔由于温度过高不得立即装药。爆破工要仔细核对所装炮孔和所用炸药品种、数
13、量是否与要求符合,核对雷管段别和所装炮孔是否相符。正确按照钻爆设计装药连线,保证装药量、起爆顺序正确无误。用炮棍将炸药装到底,并记好每次炮棍插入的尺寸,保持装药的连续性。加强炮眼堵塞,提高爆破效率,周边眼的堵塞长度不得小于400mm。8)联网爆破队爆破员根据爆破设计要求联结起爆网路,由爆破工程师复核无误后,才能进行爆破警戒。9)警戒爆破警戒区必须设有明确标志;爆破警戒人员必须佩戴警戒标志(袖章、红旗、口哨);爆破警戒必须有整个警戒区内都能听到的警报后,所有的人员设备立即撤离警戒区;确认警戒区无人员,设备已进行有效保护后,拉第二次警报,第二次警报结束后由爆破队长发布起爆命令后起爆。10)起爆 爆
14、破队长在确认各项准备工作完毕、警戒区内人员、设备撤离到位,警戒完成后,发出起爆命令后起爆。11)爆后检查起爆后15分钟,隧道爆破在排烟消尘后,经测试确定安全后,由爆破工进入爆区进行爆后检查,确认爆区安全后拉解除警报,如发现拒爆现象及时上报处理。12)解除警戒确认爆破区域安全后,由爆破总指挥、发出解除警戒命令,警戒人员方能解除警戒。13)通风起爆后立即通风排烟,一刻钟后开启照明设备,驾驶侧翻装载机进洞,禁止单人徒步进洞。原爆破人员配合安全员进行安全检查,如有瞎炮,由原爆破人员按爆破安全规程的有关规定进行处理,排除安全隐患。14)岀碴根据开挖围岩状况,对开挖后的围岩进行找顶和围石处理,并利用台车或
15、碴堆作业进行混凝土初喷封闭。利用装载机、运输车立即进行出渣作业,运料车严禁人、料混载,不得超高超宽运输,保证道路平整畅通,同时加强车辆调度,避免相互干扰。15)初支喷射混凝土,安装锚杆、钢拱架及钢筋网。4.3 隧道开挖施工方法三台阶法开挖施工顺序为:1利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护;2开挖上台阶;3施作上台阶初期支护;4开挖中台阶;5施作两侧初期支护;6下台阶开挖;7施作下台阶两侧初期支护;三台阶法开挖作业应符合下列规定:1 开挖进尺为两榀钢架间距,台阶长度不宜超过隧道开挖宽度的1.5倍。2 开挖后应及时施工锚喷支护、安设钢架支撑,相邻钢架必须用钢筋连接,并应按设计要求施工锁脚锚杆。3
16、 围岩地质条件差,自稳时间短,开挖前应按设计要求进行超前支护。4 中、下两部分开挖应在上台阶支护完成后、喷射混凝土强度达到设计强度的70%后进行。三台阶法施工工序纵断面图施工要求:1) 三台阶法将开挖断面分为上、中、下三个部分逐级掘进施工,每循环开挖进尺为两榀钢拱架距离。上台阶比中台阶先行45循环进尺,中台阶比下台阶先行45循环进尺;上中台阶高度4m左右,底部高度约12m。2) 每一台阶开挖完成后,及时喷射厚混凝土对围岩进行封闭,打锚杆挂钢筋网,并安装钢拱架和锁脚锚杆,分层复喷混凝土到设计厚度。必要时,各台阶设临时仰拱加强支护,完成一个开挖循环。5)施工应先护后挖,宜采用超前锚杆或超前小导管辅
17、助施工措施。6)初期支护应紧跟开挖面。上台阶施工时,钢架底脚宜设锁脚锚杆纵向槽钢托架,控制其下沉和变形。下一级台阶在上一级台阶喷射混凝土强度达到设计强度标准值的70%后开挖。7)台阶长度不宜过长,应尽快安排仰拱闭合,以改善初期支护受力条件。4.4 钻爆施工1、 钻爆施工流程钻爆作业工艺流程图(1)针对隧道围岩特点进行爆破参数试验,选择合适的爆破参数。提高划线和钻孔精度,提高装药和炮孔堵塞质量,每个爆破循环进行断面轮廓线检查及爆破效果信息反馈,强化施工组织管理,推行开挖精细化作业。(2)开挖轮廓形状和断面尺寸应符合设计要求,尽量减小开挖轮廓线的放样误差,应采用激光指向仪、隧道激光断面仪等确定开挖
18、轮廓线和炮眼位置。隧道开挖断面应以二次衬砌设计轮廓线为基准,考虑预留变形量、测量贯通误差和施工误差等因素适当放大,并应满足下列要求:1)预留变形量应符合设计规定,或根据围岩级别、隧道宽度、埋置深度、施工方法和支护情况等条件,采用工程类比法确定。炮眼布置应以开挖设计轮廓线为基准,考虑预留变形量和施工隧道衬砌净空误差等因素适当放大5cm。钻眼前,应根据钻爆设计认真检查所标炮眼位置,经检查符合要求后,方可开钻,钻眼完毕,按炮眼布置图重新复核,对不符合要求的炮眼应重钻,经检查合格后方可装药。2)测量贯通误差应符合现行技术、规范要求规定。3)施工中应根据量测结果进行分析,及时调整预留变形量。(3)爆破作
19、业时,所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点;在有可能发生涌水、突发地段应加强开挖工作面与洞内后部工作点的联系。安全地点至爆破工作面的距离,在独头坑道内不应小于200m。(4)隧道开挖中所使用爆破器材的运输、贮存、检验、再加工、使用和退库、销毁应符合国家有关法律、法规和现行国家标准 爆破安全规程 (GB 6722)的规定。(5)在施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验,不断修正爆破参数,达到最优爆破效果,采取边开挖边初期支护。 (6)洞身开挖过程中,严格控制开挖断面精度,控制超欠挖。当石质坚硬完整且岩石抗压强度大于30MPa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时,允许岩石个
20、别凸出部分(每1m2不大于0.1m2)凸入衬砌断面,锚喷支护时凸入不大于30mm,衬砌时不大于50mm。拱脚、墙脚以上1m内断面严禁欠挖。为保持断面稳定和节约成本,施工中严格控制超挖量,使断面圆顺平整。2、钻爆设计:本隧道施工中将根据实际地质条件、开挖断面、开挖循环进尺、钻眼机具、爆破器材、振速要求编制爆破设计,采用光面爆破技术相结合,达到减少爆破振动、降低噪音、使围岩成形圆顺、平均线形超挖控制在510cm、达到充分发挥围岩自承能力的目的。(1)设计原则1)根据洞室围岩岩性、结构、构造特点合理选择周边眼间距E和最小抵抗线W,辅助眼交错均匀布置,周边炮眼和辅助炮眼眼底在同一垂直面上。2)合理选择
21、掏槽形式,采用楔形掏槽,保证达到最佳掏槽效果,掏槽眼比辅助眼深1020cm。3)严格控制周边眼(预裂眼)装药量,采用竹片上绑扎导爆索和光爆专用小药卷间隔装药,使药量沿炮眼均匀分布。4)合理分布掘进眼,以达到炮眼数量少,材料最省,同时石碴块度适中,便于装卸。5)合理选择循环进尺,根据围岩状况、施工部位、工期要求及机械能力等因素来综合考虑。7)合理选择起爆顺序和爆破网络联接方式,采用导爆管起爆网路,毫秒雷管分段起爆,时差50100ms,同时控制单段同时起爆装药量,确保临近洞室围岩中最大振速小于爆破安全规程允许要求。8)动态设计、动态施工。根据开挖后断面量测、围岩量测和爆破振动监控结果,采用计算机信
22、息化管理系统,不断优化爆破设计。(2)钻爆参数的选择 针对不同围岩通过爆破实验来确定爆破参数,爆破设计初选爆破参数见下表。光面爆破参数表(3)隧道爆破参数级围岩采用三台阶法施工,循环进尺不大于2.0m。级围岩采用三台阶法施工,循环进尺不大于1.0m。1)炮孔直径d=38mm,级围岩炮孔深度L=2.0m,级围岩炮孔深度L=1.0m。2)炮孔数目N的确定:根据公式N=3.3*(f*S2)1/3式中:N炮孔数目f岩石坚固性系数分别取10、6;S隧道开挖断面面积。(4)、级围岩炮孔布置方式:1)掏槽孔:每排掏槽孔间距为0.4m,孔底间距为0.10.2m。,超深0.3m,工作面夹角50-60;2)辅助孔
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