高速铁路隧道开挖专项工程施工设计方案.pdf

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1、目目录录第一章编制依据 1第二章编制范围 1第三章工程概况 1第四章主要施工方案及施工方法 14.1 施工方案 14.2 施工方法 2明洞段开挖方法 2台阶法 24.2.3.隧道围岩分级、开挖方法及衬砌支护形式 3第五章施工进度安排 4第六章爆破设计 56.1 爆破方案 56.2 钻爆设计 5光爆基本参数 5掏槽方式 6周边眼 6掘进眼 7装药结构及堵塞方式 7炮眼布置 76.3 爆破设计的优化及爆孔布置 10第七章劳动力和机械设备配置 107.1 劳动力配置 10word 格式整理7.2 机械配置 10第八章质量保证措施 11第九章安全、文明施工 12.第一章第一章编制依据编制依据1、新建*

2、枢纽小碧经清镇东至白云联络线 摆龙村一号隧道设计图；2、新建*枢纽小碧经清镇东至白云联络线 第三册 隧道附图 洞门及洞口工程；3、高速铁路隧道工程施工技术指南铁建设241 号；4、高速铁路隧道工程施工质量验收标准；5、铁路混凝土工程施工质量验收标准；6、铁路工程基本作业施工安全技术规程TB10301-2009；7、铁路隧道工程施工安全技术规程TB10304-2009；8、爆破安全规程GB6722-2011；9、新建*枢纽小碧经清镇东至白云联络线站前 4 标 实施性施工组织设计第二章第二章编制范围编制范围新建*枢纽小碧经镇东至白云联络线站前标 摆龙一号隧道.第三章工程概况第三章工程概况摆龙村一号

3、隧道位于*市*新区*镇摆龙村境内,全长 505 米,隧道进出口里程分别为 D1K64+770、D1K65+275.该隧道为时速 200km级铁路双线隧道,隧道内线间距为 4.6m.洞内采用重型轨道碎石道床,铺设型轨枕及 60kg/m 钢轨,轨道结构高度 766mm.隧区岩溶中等至强烈发育,隧道进出口右侧边坡顺层且洞身右侧围岩顺层偏压.洞身与梨木山断层平行,相距 3080m,洞身位于地下水垂直渗流带内,地下水对混凝土无侵蚀性.第四章第四章主要施工方案及施工方法主要施工方案及施工方法4.14.1 施工方案施工方案根据设计要求,隧道除明洞段为明挖之外,隧道暗挖段采用锚喷构筑法施工、光面爆破开挖.暗挖

4、段根据围岩类别的不同分别采用 IV 级围岩采用.台阶法,V 级围岩采用台阶法+临时横撑.4.24.2 施工方法施工方法明洞段开挖方法摆龙村 1 号隧道明洞段进出口各 15m 共 30 米.明洞段均采用明挖法施工.摆龙村 1 号隧道明洞基本处于强风化灰岩层,施工时采用挖机施工,每施工一个台阶立即进行喷锚支护.遇到有不易破除岩石的部位采用控制爆破开挖.4.2.2 台阶法隧道开挖分上下台阶施工,上下台阶长度可以根据实际施工做适当调整.微台阶长度宜控制在 5 米左右,长台阶不宜超过 14 米.本隧道施工段台阶法施工适用于、级围岩.1、施工工序先开挖部,然后进行部台阶周边的支护及临时支护,即初喷4cm

5、厚混凝土,铺设钢筋网,架立钢拱架和 I18 临时横撑,并设置锁脚锚杆.待打入径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度.在滞后部一段距离之后,开挖部,待部开挖完后进行台阶周边部分初喷 4cm 厚混凝土,铺设钢筋网,接长钢拱架,打入径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度.在滞后部一段距离后,开挖部,待碴土清除干净后,施作隧底混凝土.2、施工须知工序变化处钢架应设锁脚锚杆,以确保钢架基础稳定.在级围岩偏压地段也应注意下台阶安全,防止塌方.台阶高度、长度可根据施工机具,人员等安排进行适当调整.钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固.各部台阶开挖长度一般不宜超过 14m,围岩条件变化时可酌情缩短.或延长台阶长度.复合衬

6、砌段在施工时,需按有关规范及标准图的要求进行监控量测,根据监控量测的结果进行分析,确定灌注二次衬砌的时机及调整支护参数,必要时可喷混凝土封闭掌子面.必要时可在上台阶底部设 10cm 厚的喷混凝土临时仰拱.I18 横撑连接处或与钢架连接处均设置钢垫板.大拱脚采用钢垫板与斜撑焊接连成整体.I18 横撑为临时支护,施工中应尽量倒换使用.4.2.3.隧道围岩分级、开挖方法及衬砌支护形式1、隧道围岩分级及开挖方法摆龙村一号隧道围岩分级及开挖方法见表2-1.表表 2-12-1 隧道围岩分级及开挖方法隧道围岩分级及开挖方法长度m序号起讫里程1234567D1K64+770D1K64+785D1K64+785

7、D1K64+800D1K64+800D1K64+820D1K64+820D1K65+220D1K65+220D1K65+235D1K65+235D1K65+260D1K65+260D1K65+275151520400152515单压式明洞衬砌c 型衬砌c 型衬砌IVay 型衬砌c 型衬砌c 型衬砌偏压式明洞衬砌明挖台阶法+临时横撑台阶法+临时横撑台阶法台阶法+临时横撑台阶法+临时横撑明挖衬砌类型开挖工法备注2、衬砌支护形式隧道 D1K64+770785,D1K65+260275 明洞衬砌,隧道洞身采用喷锚支护、复合式衬砌结构.,级围岩采用曲墙带仰拱衬砌断面形式.复合式衬砌支护参数见表 2-2.

8、表表 2-22-2双线隧道复合式衬砌支护参数表双线隧道复合式衬砌支护参数表衬砌形式二次衬砌拱墙仰拱C25 喷砼设置部位/厚度规格设置部位网格间距设置部位长度间距规格设置部位纵向间距c55,C35 钢筋砼60,C35 钢筋砼拱墙：27仰拱：258拱墙2020拱墙4.0拱墙：1.21.0I20b 型钢拱墙、仰拱0.6ay45,C35 钢筋砼50,C35 钢筋砼拱墙：23仰拱：06拱墙2020拱墙3.5拱墙：1.21.2160 格栅拱墙1.2钢筋网初期支护锚杆注：1.拱部锚杆采用22 组合中空锚杆,边墙锚杆采用普通砂浆锚杆；2.、级围岩地段拱部系统锚杆根据地层岩性、风化程度、覆盖层厚度等情况进行设置

9、.第五章第五章施工进度安排施工进度安排坚持经济、合理与实用相结合的原则.采用先进的施工技术和管理技术,应用科学的组织方法,合理安排施工顺序.下表为洞身开挖作业循环时间表.开挖支护作业循环时间表开挖支护作业循环时间表围岩级项目时间h超前地质预报测量放线开挖及出碴找顶初喷初期支护10.570.50.59.钢架级备注10.550.50.57合计18.514.5级围岩进度指标为:720 小时/月2.0m/循环78m/月18.5 小时/循环考虑工序衔接、其它等因素的影响,计划进度指标采用 75m/月.级围岩进度指标为：720 小时/月0.8/循环40m/月14.5 小时/循环考虑工序衔接、其它等因素的影

10、响,计划进度指标采用 38m/月.总体计划：2014 年 3 月 10 日-5 月 10 日边仰坡开挖 2014 年 5 月 11 日-6 月 10 日导向墙及进口大管棚施工 2014 年 6 月 11 日-2015 年 4 月 31 日初支 2014 年 7 月 15 日-2015 年 5 月 25 日衬砌 2015 年 3 月 10 日-2015 年 6 月 20 日附属第六章第六章爆破设计爆破设计6.16.1 爆破方案爆破方案爆破方案的选择以如何提高炮眼的利用率和如何控制开挖轮廓和爆破振动对地层的扰动为指导思想.本施工段隧道洞口浅埋段土质围岩采用人工配合机械明挖法施工,遇个别孤石进行松动

11、爆破,挖机配合开挖.本施工段隧道洞身、级围岩采用台阶法施工,台阶法开挖采用光面爆 破.人 工 手 持 风 钻 配 合 多 功 能 台 架 钻 孔,2#岩 石 乳 化 炸 药,电雷管起爆,非电毫秒管微差光面爆破.6.26.2 钻爆设计钻爆设计光爆基本参数隧道初步开挖时,炸药单耗量和光面爆破参数参照下表巷道掘进单位炸药耗药量光面爆破参数表,实际施工时根据对应各级围岩爆破效果对.本参数进行适当调整.巷道掘进单位炸药耗药量巷道掘进单位炸药耗药量2,kg/m3掘进断面4466881010121215152020岩石坚固性系数31.231.050.890.780.721.660.640.60461.771

12、.501.281.121.010.920.900.868102.482.151.891.691.511.361.311.2612142.962.642.332.041.901.781.671.6215203.362.932.591.322.101.971.851.80光面爆破参数标准表光面爆破参数标准表岩石种类极硬岩硬岩软质岩周边眼间距Ecm506040503545周边眼最小抵抗线Wcm557550604560相对距离E/W0.80.850.80.850.750.8装药集中度 qkg/m0.250.30.150.250.070.12掏槽方式采用中空直眼或斜眼掏槽.直眼掏槽操作较简单,钻孔方向易

13、掌握,被广泛采用,洞身开挖采用直眼掏槽.因本工程隧道断面大,采用人工手持风钻钻孔,采用三级复合楔形掏槽方式.各级围岩掏槽眼深度如下1、级围岩第一级掏槽眼深 1.9m,第二级掏槽眼深 2.5m,第三级掏槽眼深 2.3m.2、级围岩第一级掏槽眼深 1.3m,第二级掏槽眼深 2.1m,第三级掏槽眼深 1.7m.周边眼周边眼尽可能靠帮布置,眼距适当缩小,并减少炮眼内的装药量.确保爆破后岩壁平直、成型规整,减少对围岩的扰动.因在施工现场周边眼钻孔时机械位置的限制,钻孔方向可适当外插,眼.底可偏出轮廓线 510cm.岩性较软时,周边眼眼位可在设计开挖轮廓线以内 5cm 左右,爆破后采用风镐修整洞壁.根据隧

14、道围岩情况,周边眼间距选取如下：级围岩 45cm、级围岩40cm.掘进眼掘进眼介于掏槽眼和周边眼之间.它的作用是扩槽和破碎岩石.掘进眼根据隧道围岩与岩石性质,均匀排列,深度跟每循环进尺相同.最外一圈掘进眼与周边眼间距的圈距按下式计算：D=E/M式中：E按光面爆破要求确定的周边眼孔间距；M光面爆破炮眼密集系数,选取 M=0.8.其余掘进眼的圈距大体可按 80100cm 均匀布置,平均为 90cm.装药结构及堵塞方式周边眼装药结构：采用不偶合和间隔装药结构、不偶合系数为1.8.详见下图光面爆破周边眼装药示意图其它眼：均采用连续装药结构.所有装药炮眼用炮泥堵塞,周边眼堵塞长度不小于 25cm.光面爆

15、破周边眼装药示意图光面爆破周边眼装药示意图一般炮孔装药结构示意图一般炮孔装药结构示意图炮眼布置.上台阶掌子面炮眼布置图掏槽眼平剖面图未开挖部分已开挖部分下台阶先挖侧炮眼布置图下台阶后挖侧炮眼布置图级围岩台阶法开挖炮眼布置图级围岩台阶法开挖炮眼布置图级围岩台阶法开挖炮眼布置图级围岩台阶法开挖炮眼布置图起爆网络联结示意图起爆网络联结示意图所有炮孔按要求装入炸药和非电毫秒雷管,确保段数正确,做好炮孔堵塞,然后按区域将雷管脚线理顺,集中在一起用传爆雷管联结,传爆雷管尽量选用低段的非电毫秒雷管,并确保段数相同,最后所有传爆雷管用火雷管联结.用药量计算级围岩上台阶开挖药量计算表级围岩上台阶开挖药量计算表炮

16、孔类型掏槽眼 1掏槽眼 2辅助掏槽掘进眼内圈眼周边眼底板眼炮孔深度cm19025023020020020020090604080间距cm炮孔个数个66640325819.单孔药条数条7.5108.56638单孔药量同段药量kg1.521.71.21.20.361.6kg91210.24838.420.8830.4合计每循环装药量kg炸药单耗指标kg/m3167168.881.09级围岩下台阶开挖药量计算表级围岩下台阶开挖药量计算表雷管段别炮孔深度间距cmcm120090320090520090720090920090周边 1120040中线 11200501320080合计每循环装药量kg炸药

17、单耗指标kg/m3炮孔个数个7774789958单孔药条数条55555338单孔药量同段药量kgkg17171714170.362.880.65.41.614.454.680.91V V 级围岩上台阶开挖药量计算表级围岩上台阶开挖药量计算表炮孔深度间距cmcm掏槽眼 1130掏槽眼 2210辅助掏槽170掘进眼16090内圈眼16060周边眼16045底板眼16080合计每循环装药量kg炸药单耗指标kg/m3炮孔类型炮孔个数个46450214823156单孔药条数条343.52.52.523单孔药量同段药量kgkg0.62.40.84.80.72.80.5250.510.50.419.20.6

18、13.878.51.07V V 级围岩下台阶开挖药量计算表级围岩下台阶开挖药量计算表雷管段别炮孔深度间距cmcm11601203160120516012071601209160501116060合计每循环装药量kg炸药单耗指标kg/m3炮孔个数个1211109162583.单孔药条数条444422单孔药量同段药量kgkg0.89.60.88.80.880.87.20.46.40.410500.76.36.3 爆破设计的优化及爆孔布置爆破设计的优化及爆孔布置爆破效果检查项目主要有：断面周边超欠挖检查；开挖轮廓圆顺度,开挖面平整检查；爆破进尺是否达到爆破设计要求；爆出石碴块是否适合装碴要求；炮眼痕

19、迹保存率,硬岩80,中硬岩60,并在开挖轮廓面上均匀分布；两次爆破衔接台阶不大于 10cm.爆破设计优化：每次爆破后检查爆破效果,分析原因及时修正爆破参数,提高爆破效果,改善技术经济指标.根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,修正眼距,用药量,特别是周边眼.爆孔布置优化：根据爆破后石碴的块度大小修正爆孔及装药参数.若爆破后石碴块度较大则曾密炮眼数量、并相应减少每炮孔用量量.根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,使爆破眼底基本落在同一断面上.第七章第七章劳动力和机械设备配置劳动力和机械设备配置7.1 劳动力配置工班名称管理及技术人员掘进工班支护工班衬砌工班钢筋组防水组混凝土组运输队综合保障队钢结构加工工

20、班小计人数101515106884884担负主要任务工程的各种管理协调、技术工作,测量等钻眼、装药、爆破和人工开挖等超前小导管、锚杆、钢筋网、钢架安设,喷射混凝土作业等衬砌钢筋安装和绑扎防排水管、止水带的安装,无纺布的挂设,防水板焊接、吊挂衬砌台车就位、混凝土浇筑、拆模；仰拱、填充、底板混凝土施工；水沟电缆槽的施工等出碴、运输、调度、维修、保养等风、水、电及其设备维修、保养,道路养护各种钢结构加工及预制根据工作面的具体情况,人员可作机动调整7.2 机械配置序号序号1234设备名称设备名称电动空压机小型拌和机管棚钻机挖掘机规格型号规格型号台数台数20m3/minJS750KQG165PC2005

21、121.备备 注注洞口喷射混凝土材料拌和站备用 1 台56789101112131415161718192021自卸汽车侧卸装载机混凝土湿喷机多功能作业台架防水板作业台车液压衬砌台车仰拱栈桥轴流通风机柴油发电机组混凝土输送泵水平钻机双液注浆泵地质预报探测仪风动凿岩机地质雷达污水泵型钢冷弯机ND3260ZLC50CYSP4-8SA自制自制12m12m110X175kwHBT60PD-50AGZTSP203YT-28CU-2250JQC140HD2531211111111114131备用 1 台备用 1 台备用 1 台备用 1 台第八章第八章质量保证措施质量保证措施1、技术交底工程开工前,在认真熟

22、悉设计图纸和规范标准的基础上,由各工点技术负责人向全体施工人员进行技术交底,讲清该项工程的设计要求、技术标准、以及各种爆破参数等.2、测量、量测测量资料必须经换手复核无误,再报监理工程师审查认可,方可用于施工,并对中线桩、水准点建立定期复测检查制度,测量与施工应建立联系制度.做好隧道预留沉降量控制,根据现场实际监控量测资料对预留沉降变形可以进行适当调整.3、各级围岩施工段施工前,组织作业班组人员、现场管理人员、工程技术人员召开专项施工交底会议,详细准确做好交底工作.4、当前方地质出现变化迹象或接近围岩分界线时,必须用地质雷达、超前探孔等方法先探明隧道的工程地质和水文地质情况,才能进行开挖.5、

23、应严格控制超欠挖,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,允许岩石个别凸出部分每 1m2 不大于O.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 lm 内严禁欠挖,超挖值应符合表 8-1 表中允许超挖值的要求.6、开挖轮廓要预留支撑沉落量及变形量,并利用量测反馈信息进行及时调整.7、做好钻爆设计分析总结,及时调整优化钻爆设计,严格控制隧道成形质量.8、洞身开挖在清除浮石后应及时进行初喷支护.隧道洞身允许超挖值隧道洞身允许超挖值围岩级别开挖部位平均线形超挖拱部最大超挖边墙线形超挖平均线形超挖仰拱、隧底最大超挖25

24、201025101015101015109、硬岩无剥落,中硬岩基本无剥落,软弱围岩无大的剥落或坍塌,开挖面平整.第九章第九章安全、文明施工安全、文明施工1、贯彻 安全第一,预防为主指导方针,正确处理好进度、质量、安全三者之间关系,做好开挖面施工安全保证措施,杜绝塌方.2、断层破碎带及其它不良地质段,施工前制定详细的切实可行的技术交底和作业指导书.3、加强监控量测的管理,严格按设计及规范要求进行布点,每天及时进行量测的分析、反馈,及时调整围岩支护参数,正确安全指导施工.4、做好超前地质预报工作,采用超前水平钻、地质雷达等综合预报手段对开挖面前方的地质情况作出详细的预报.每个工点配一名工程师跟班,

25、确保各种措施、技术交底的落实,保证标准化作业.开挖过程中,配备有经验的地质工程师,24 小时轮流值班,及时掌握地质变化,监控指导现场施工.5、根设计图纸的要求做好超前导管注浆加固围岩或起到注浆堵水的作用.6、不良地质段隧道施工时,严格遵循先治水,短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭的施工原则保证不坍方.7、施钻人员到达工作面后,应首先检查工作面是否处于安全状态.支护、拱顶是否稳定,如有松动危石应清除并加以支护.8、操作人员必须互相配合,并保持必要的安全操作距离.9、司钻工钻孔前,对风钻和工具作如下检查,不符合要求的应立即修理或更换,机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管路是否良好,连接

26、是否牢固.钻杆是否弯曲、带伤,防止作业时断钎伤人.湿式凿岩的供水装置是否良好.10、风钻钻孔时,将支架安置稳妥.在钻孔台架上打眼时,先检查平台架及斜撑是否稳定,平台上是否铺满板,外侧的防护栏杆是否牢固,防止高处坠落.11、不得在工作面折卸、修理风钻.手持风钻打眼,开孔时应用较短的钻杆,其长度不超过 0.81m.钻头未入岩壁前,风门不宜开大.操作时做到退钎子与凿岩机一条线,司钻工要在风钻的左侧方,严禁骑着气腿操作风钻,钻眼时先开水后开风,停钻时先关风后关水.12、用风镐开挖时工作前检查气压及风镐的连接.工作中,要防止空打,.卡钎时不可猛摇风镐,要及时更换磨钝的镐钎,发现滤风网被污物堵塞,需及时排除.13、钻孔施工完毕后,炸药雷管的安设必须有专业人员操作,严禁非专业人员施工炸药雷管等爆破物品.爆破物品专业人员必须持证上岗,无证人员不得上岗施工爆破工作.14、严禁在残眼中继续钻孔,严禁在打眼的同时装药.遇到盲炮,必须有爆破人员进行处理,待盲炮、瞎炮处理完毕后方才能正常进行钻爆施工.15、加强火工品的领用、退库管理,严格按程序签字.16、隧道开挖过程中采用加深炮孔对隧道掌子面围岩进行探测.采用 5米长钻杆钻进,3 米左右为一个循环.炮孔布置原则为上台阶为 3 个孔、下台阶为 2 个孔.