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溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 1 - 目目 录录 第一章第一章 工程概述工程概述.3 1.1 工程概况.3 1.2 地形地貌及水文工程地质条件.4 第二章第二章 施工施工组织组织及及计计划划.5 2.1 组织机构.5 2.2 施工任务安排.6 2.3 施工进度计划安排.6 2.4 劳动力计划安排.6 2.5 材料计划安排.7 2.6 设备计划安排.7 第三章第三章总总体施工部署体施工部署8 3.1 施工平面布置.8 3.1.1工区驻地.8 3.1.2施工便道.8 3.1.3施工用电.9 3.1.4施工用水.9 3.1.5排水系统.9 3.2 施工方案.9 3.2.1弃碴场位置选择.9 3.2.2开挖面数量确定.10 3.2.3洞身开挖方法选择.10 3.2.4施工排水.10 3.2.5施工供风、供水11 第四章第四章主要施工方法主要施工方法11 4.1 施工测量.11 4.1.1线路复测与地面控制测量.11 4.1.2洞内控制测量.14 4.2 C25 砼套拱及管棚施工14 4.2.1 C25砼套拱施工.14 4.2. 2 管棚施工.15 4.3 超前小导管施工.17 4.3.1超前小导管设计参数.17 4.3.2钻孔及插管.17 4.3.3注浆.17 4.3.4注浆异常现象的处理.18 4.3.5质量标准.18 4.4 SVA、SP 型复合式衬砌段洞身开挖施工 19 4.4.1施工方法.19 4.4.2技术措施.20 4.5 SVB、S型复合式衬砌段洞身开挖施工21 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 2 - 4.5.1施工方法.21 4.5.2技术措施.21 4.6 S及 SJ型复合式衬砌段洞身开挖施工22 4.6.1施工方法.22 4.6.2技术措施.22 4.7 横洞施工.23 4.8 钻爆设计.23 4.8.1钻爆设计原则.24 4.8.2爆破器材选用.24 4.8.3炮眼布置.24 4.8.4爆破参数.24 4.8.5光面爆破施工工艺.28 4.8.6质量检验标准.29 4.9 装碴运输 第五章第五章防坍塌施工措施防坍塌施工措施29 5.1 开工前准备工作.30 5.2 洞口明洞施工防坍塌措施.30 5.3 洞身施工防坍塌措施.30 5.3.1隧道施工掌子面防坍塌方措施.30 5.3.2隧道施工拱顶、边墙防坍塌方措施31 第六章第六章隧道施工隧道施工监监控量控量测测及超前地及超前地质预报质预报32 6.1 施工监测的目的.32 6.2 监测实施原则.32 6.3 施工监测的内容和方法.32 6.3.1地质编录和支护状况观察.32 6.3.2周边位移量测.33 6.3.3地表下沉和拱顶下沉量测.33 6.3.4施工量测项目方法及要求.35 6.4 数据处理和应用.35 6.5 监测管理.36 第七章第七章风风、水、水、电电、通、通风风、防、防尘尘措施措施.37 7.1 供风及供水.37 7.2 供电及照明.37 7.3 通风、防尘措施.38 7.3.1通风方式.38 7.3.2通风管理.38 7.3.3降尘方案.39 第八章第八章质质量、安全保量、安全保证证措施措施.40 8.1 质量保证措施.40 8.1.1质量保证组织机构 8.1.2质量保证基本措施.40 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 3 - 8.1.3 光面爆破施工技术措施40 8.1.4超欠挖控制措施.41 8.1.5洞身开挖质量控制要求.41 8.2 安全保证措施.42 8.2.1安全保证组织机构 8.2.2隧道施工一般安全措施.42 8.2.3隧道施工爆破作业安全技术措施.43 8.2.4洞内运输的安全技术措施.45 8.2.5 隧道高压水涌水、坍方、火灾应急预案46 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 4 - 溆浦至怀化高速公路第二合同段溆浦至怀化高速公路第二合同段溆浦至怀化高速公路第二合同段溆浦至怀化高速公路第二合同段溆浦至怀化高速公路第二合同段溆浦至怀化高速公路第二合同段 虎儿岩、油榨冲隧道洞身开挖施工方案虎儿岩、油榨冲隧道洞身开挖施工方案虎儿岩、油榨冲隧道洞身开挖施工方案虎儿岩、油榨冲隧道洞身开挖施工方案虎儿岩、油榨冲隧道洞身开挖施工方案虎儿岩、油榨冲隧道洞身开挖施工方案 第一章第一章 工程概述工程概述 1.1 工程概况工程概况 虎儿岩隧道为分离式隧道,其起止桩号为:左线 ZK101+195ZK101+530,全长 335m;右线 YK101+210YK101+530,全长 320m。 本隧道为双洞单向交通隧道,左右 洞测设线间距 1727 m,溆浦端属小净距,怀化端属分离式。隧道采用三心圆曲墙式断 面,净空断面积约为 64 m2,本隧道溆浦端及怀化端均采用削竹式洞门,边坡及明洞采 用植草绿化,洞口拱圈采用白色水泥乳胶漆美化。 本隧道洞身开挖有关参数本隧道洞身开挖有关参数见见下表:下表: 衬砌类型V 级IV 级III 级明洞含洞门结构 左线长度(m)282028025 右线长度(m)2516210627 开挖面积(m2)107.9102.389.4- 进尺控制(m)0.8 以下1.01.21.21.5- C20 喷射砼25cm22cm10cm- 锚杆 80100cm L=3.5m D25 中空注浆锚 杆 100120cm L=3m 22 药卷锚杆 120120cm L=2.5m 22 药卷锚杆 - 预留变形量12cm8cm5cm- 仰拱 45cm 钢筋砼 内有钢架 45cm 素砼,内 无钢格栅 -60cm 钢筋砼 内无钢架 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 5 - 超前支护 424 小导管 424 小导管 - 1086 长管棚 1.2 地形地貌地形地貌及水文工程地及水文工程地质质条件条件 隧道区穿越地层为第四系残坡积层和二叠系上统化学沉积岩夹碎屑岩,地貌条件 为峰从地貌,山顶最大高程为 322.9 米,最低高程为 230.6 米。隧道起点与终点均位与地 势较陡峭的山坡上,洞身顶布为山峰,分布两个采石场,为山体的分水岭。该隧道其主要 水文工程地质条件为: 地段围岩类别围岩特性 K101+190210V 岩体主要为硬塑亚粘土及硅质灰岩为、页 岩,局部为溶沟软塑亚粘土,岩体一般较破 碎. K101+210295IV 围岩为微风化薄中厚层状灰岩夹强、弱 风化硅质岩或页岩.岩体较完整较破碎. K101+295400III 围岩为微风化薄中厚层状灰岩,局部夹 强弱风化极薄层状硅质岩或页岩.岩体 一般较完整,局部较破碎. K101+400510IV 围岩为微风化薄中厚层状灰岩夹强、弱 风化硅质岩或页岩.岩体较完整较破碎. 左 线 K101+510K101+530V 岩体主要为硬塑亚粘土及硅质灰岩为、页 岩,局部为溶沟软塑亚粘土,岩体一般较破 碎. 右 YK101+200220V 岩体主要为硬塑亚粘土及硅质灰岩为、页 岩,局部为溶沟软塑亚粘土,岩体一般较破 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 6 - 碎. YK101+220295IV 围岩为微风化薄中厚层状灰岩夹强、弱 风化硅质岩或页岩.岩体较完整较破碎. YK101+295420III 围岩为微风化薄中厚层状灰岩,局部夹 强弱风化极薄层状硅质岩或页岩.岩体 一般较完整,局部较破碎. YK101+420510IV 围岩为微风化薄中厚层状灰岩夹强、弱 风化硅质岩或页岩.岩体较完整较破碎. 线 YK101+510530V 岩体主要为硬塑亚粘土及硅质灰岩为、页 岩,局部为溶沟软塑亚粘土,岩体一般较破 碎. 七七七施工施工组织组织及及计计划划 2.1 组织组织机构机构 虎儿岩隧道是本标的重点工程,而洞身开挖的施工进度将决定整座隧道的施工进度。 为确保隧道按期、优质、安全施工,该分项工程施工计划由隧道队负责实施。其其组织组织机构机构 为为: : 技术负责人:郭建 郭建 队长: 黄志勇 生产负责人: 游泉 物 料 组 陈 建 调 度 组 游 克 祥 技 术 组 郭 建 质 安 组 杨 萌 测 试 组 游 克 汉 开 挖 一 队 后 勤 组 游 琴 装 饰 队 开 挖 二 队 机 运 队 初 支 一 队 初 支 二 队 项目部 杨志杰 钢 构 件 队 二 衬 二 队 二 衬 一 队 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 7 - 2.2 施工任施工任务务安排安排 为确保施工工期和便于工地管理,根据项目部的相关施工部署,本分项工程施工计 划分两组同时进行掘进,其中掘进一队负责右洞的施工,掘进二队负责左洞的施工,出 碴由机运队负责完成。 2.3 施工施工进进度度计计划安排划安排 计划采用双洞单向掘进(先开挖右洞,从大里程往小里程方向),在洞身开挖至进洞 口端 Sva 衬砌段前(即 YK101+530、ZK101+530),应先在进洞口端施作超前大管棚,以 确保安全出洞。其施工时间安排为: 进洞前准备(包括套拱施工)2010 年 6 月 30 日至 7 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 8 - 月 15 日;右洞开挖计划于 2010 年 7 月 18 日进洞开挖,2010 年 12 月 20 日开挖结束,工 期 156 天;左洞开挖计划于 2010 年 8 月 28 日进洞,2011 年 1 月 30 日开挖结束,工期 155 天。 2.4 劳动劳动力力计计划安排划安排 根据工程特点,计划组织四个工种的专业队伍对其进行施工,两个作业队分别同 时进行左、右线作业。各施工队人数见下表: 劳动劳动力需求力需求计计划表划表 班组名称 人数 (人) 主要施工任务备 注 开挖一队12 负责左洞掘进施工(包括钻炮眼、爆破 等)。 开挖二队12 负责右洞掘进施工(包括钻炮眼、爆破 等)。 机运队6 负责隧道的出碴,机械的使用、维修、 保养。 后勤组5负责风、水、电的保障供应等。 劳动力按照其职 责及工程量进行配置, 并做到略有盈余,保证 每个班组至少有 10% 的机动人员,以随时满 足其它应急任务的需要。 2.5 材料材料计计划安排划安排 序号材料名称单位数量 1炸药Kg39000 2雷管个26000 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 9 - 2.6 设备计设备计划安排划安排 序号名称型号单位数量 1冷弯机-台1 2双液注浆泵YZB-50/70台1 3配料机HPD1200C 组 2 4砼搅拌机JS750台1 5砼搅拌机JS500台1 6喷砼机CP-5Z台8 7管棚钻机120 冲击器台2 8移动式空压机2.5m3台2 9移动式空压机10.5m3台2 10电动空压机20m3台4 11中兴皮卡车-台1 七七七总总体施工部署体施工部署 3.1 施工平面布置施工平面布置 3.1.1 工区工区驻驻地地 施工驻地地点选择以方便管理、满足施工需要及节约用地为原则。结合施工现场情 况,隧道工区驻地计划设于距右洞前方右侧约 100-200m 的空地上。工区办公室、宿舍、 食堂主要采用活动板房搭设,卫生间、洗澡房采用砖墙搭设,驻地内地面采用 15cm 厚 的 C20 砼硬化。 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 10 - 隧道右洞前 20-50m 左右考虑布置车间、材料库、工具房、空压机房、发电机房、拌 和站、钢筋加工棚、木工房等临时设施。 3.1.2 施工便道施工便道 隧道施工区域无临时便道,在此经过多方调查与研究发现,隧道上方约 1Km 处有 S308 线和一条村民常出入便道。故隧道施工便道的修建可借村民此便道连接一段路程 后根据就进原则开始修建,修建方案初步拟订为碎石铺底路面,必须能保证运输材料车 能顺利,安全通行。 3.1.3 施工用施工用电电 根据调查此处并无高压电缆线通过,故与业主联系在此沿线架设一条 10KV 施工 专线,分别在虎儿岩隧道出口及油榨冲隧道入口设置 2 个 830KVA 变压器,从变压器接 入各作业点,以保证施工用电。 3.1.4 施工用水施工用水 现场水资源较为丰富,施工用水计划采用抽取蓄集方法解决。施工前在隧道出口右 洞上方采取钢板焊接一坐约 20m3 的高山水池,并通过供水管道引至洞内用水点。高山 水池底与隧道洞顶高差大于 20-30m,以保证水头压力不小于 0.3MPa。蓄水池施工质量 应保证不因施工爆破而发生开裂、漏水、渗水等现象。 生活用水通过抽水泵抽入生活水池并且加设适量消毒液或明矾进行消毒以达到饮 用水标准。 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 11 - 3.1.5 排水系排水系统统 施工场地四周设排水沟,洞口路堑地段两侧排水沟与洞内临时排水沟相连,并汇集 引入既有排水系统内。施工污水经过处理达标后排放。 3.2 施工方案施工方案 3.2.1 弃弃碴碴场场位置位置选择选择 弃碴场一般应选择宽缓沟谷或开阔洼地,同时还应考虑运输、平碴方式。本隧道洞 身挖方约有 6 万立方,挖方均被作为路基填方使用,故弃碴场只考虑临时存放。因此计 划在隧道前面约 300m 处有一面积较大开阔的洼地进行处理。 3.2.2 开挖开挖工作安排工作安排 由于隧道跨径较大又采用预裂爆破开挖,对围岩扰动及围岩的稳定性具有一定的 影响,故而采取先开挖右洞约 50m 后再开挖左洞,根据设计图的要求及规定,对洞门的 一些不安全因素进行防护采取施作明洞和管棚进行防护。洞门开挖段根据设计图纸及地 质勘察属于破碎围岩段、自稳性极差,故而对洞门进行开挖前进行注浆预加固方可进行 爆破开挖。 3.2.3 洞身洞身开挖方法开挖方法选择选择 为确保开挖过程中围岩的稳定性,减小围岩变形、爆破震动等不利因素的影响,根 据以往类似工程的施工经验和设计建议:S5a 复合式衬砌段采用环形导坑法开挖(预留核 心土), S4a 型复合式衬砌段采用台阶法开挖,S3a 型复合式衬砌段根据工程地质条件采 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 12 - 用全断面法开挖或台阶法开挖。隧道掘进采用钻爆法,采用电动空压机+气腿式凿岩机 钻孔,预裂爆破,隧道出碴采用无轨运输。即装载机装车+自卸汽车外运至弃碴场。 施工中,坚持“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、紧封闭”的原则, 同时采用有效的监控量测技术对围岩地质进行超前探测,根据信息反馈拟定、调整相应 的施工方案。 为确保进、出洞安全,进、出洞前必须完善进、出口排水系统及洞口边、仰坡的加固 施工;同时为保证洞身开挖的顺利进行,在开挖 S5a 型复合式衬砌段洞身围岩前(或过程 中)应事先做好超前大管棚、超前小导管等辅助施工措施的施工。进洞口边、仰坡加固施 工的时间安排以不影响掘进施工为原则。 3.2.4 施工排水施工排水 隧道出口为上坡掘进,施工时采用自然排水,既利用洞内两侧排水沟排水。施工废 水通过洞口污水处理池,净化达标后排放。 3.2.5 施工供施工供风风、供水、供水 当隧道掘进至约 100m 时采用压入式通风,将新鲜空气送至工作面。在出洞口设四 座 20m3电动空气压缩站,以满足隧道开挖、支护等风动机械作业需求,隧道开挖面风压 应不小于 0.5MPa。 七七七主要施工方法主要施工方法 4.1 施工施工测测量量 4.1.1 线线路复路复测测与地面控制与地面控制测测量量 1) ) 测测量方法量方法 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 13 - 为保证施工的中线、水准正确。开工前必须进行线路贯通复测。隧道必须布设精密 控制网,以保证隧道纵向和高程的贯通精度。 测量方法采用:隧道平面控制网应优先采用 C 级以上 GPS 控制网(GPS 静态测量), 条件允许情况下(如通视条件良好、布点容易、人员上点测量不困难)可采用三等以上的 精密导线环。水准复测与线路贯通一同施测,采用平、高同测的方法(即三角高程与中线 复测同时进行),隧道高程控制测量应优先采用四等全站仪 EDM 三角高程测量,交通条 件好,相对高差较小且平缓条件下宜采用三等以上的水准测量,或者两种方法同时使用, 互相校核。 2) ) 选选点布网点布网 在隧道洞口布设成三角形,保证洞口控制点不少于 3 个,洞口点到后视控制点 的边长不小于 300m。 桩橛埋设应按测规要求办理,采用砼包钢筋,深度应在冻结线以下并且不少于 50cm。桩点周围的观测环境要清理干净,场地要平整。 用于测定曲线偏角的转点间距应尽量远,桩点稳固且易于保存,选取位置尽可 能靠近桥隧的直线转点。 导线点沿线中线设置于平坦、稳固处。导线点应视野开阔,通视良好,视线通过 地段距离障碍物应大于 1m,以防止旁折光的影响。 精密导线布设成双导线环,一条在线路上,另一条离开线路上选点,环个数超 过 3 个以上,每个导线环为 46 条边。 采用 GPS 静态测量方法进行隧道 GPS 控制点的测量,外业观测前对 GPS 接受机按 规程进行严格检查和编号,并编制卫星可见性预报表,按照 GPS 网相应等级精度技术要 求进行观测。 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 14 - 3) ) 精密精密导线测导线测量量 隧道平面控制测量 若采用精密导线环控制,则洞外高程控制测量可同时进行,采用平高同测的方法进 行洞外控制测量工作,当然洞外高程控制测量也可采用水准测量方法。隧道控制测量精 度等级按测定办理,具体如下: 隧道洞外外平面控制测量等级及相应精度 测量部位测量等级测角精度()适用长度(km)边长相对中误差 二1.06201/20000 三1.8461/20000 四2.5241/20000 洞 外 五4.021/20000 二1.0 直线 720 曲线 2.520 1/10000 三1.8 直线 3.57 曲线 2.53.5 1/10000 四2.5 直线 2.53.5 曲线 1.52.5 1/10000 洞 内 五4.0 直线2.5 曲线1.5 1/10000 隧道高程控制测量等级及相应精度表。 隧道高程控制测量等级及相应精度 测量部位测量等级 每千米水准测量高差 偶然中误差 M(mm) 两开挖洞口间 高程线路长度(km) 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 15 - 二1.036 三3.01336 四5.0513 洞外 五7.55 二1.032 三3.01132 四5.0511 洞内 五7.55 作业要求 a 外业观测按操作规程严格执行,做好测前、测中、测后三检查。 b 在成像清晰、气象条件稳定等有利观测时段进行外业工作,雨、雪、大风和气温超 过 40C 时不宜作业。 c 方向观测测回间要重新整置仪器,开启全站仪三轴补偿功能。 d 受地形、地貌等因素限制,隧道地面控制测量时,方向观测要注意旁折光的影响; 隧道三角高程测量时,应注意大气垂直折光影响。 e 导线环角度闭合差、测角中误差、测角相对中误差、三角高程对向观测较差和导线 环闭合差均应满足对应等级的限差要求。外业观测超限应及时补测或重测。 4)水平角方向)水平角方向观测观测技技术术要求表要求表 水平角方向观测技术要求 导线网等级测角中误差()仪器型号测回数 DJ169 二1.0 DJ2912 DJ14 三1.8 DJ26 DJ12 四2.5 DJ24 五4.0DJ22 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 16 - 5) ) 观观 测测数据数据预处预处理理 所测距离须经温度、气压改正和仪器加、乘常数改正。隧道控制网中要将距离投影 到隧道平均高程面上。 6)平差)平差计计算算 平差计算宜采用严密平差方法。 4.1.2 洞内控制洞内控制测测量量 1)因洞内外温度、温度、光线亮度等有较大差异,从洞外向洞内引测导线宜在阴天 进行。 2) 洞内控制测量导线布设成多边形闭合导线环。边长、测角精度、测距精度等同洞 外控制测量精度,洞内高程控制测量采用四等水准测量进行往返观测。 3) 导线点要布设在施工干扰小、稳固可靠之处。点间视线离开洞内设施至少 0.2m, 离开无关照明灯具 1m 以上。 4) 洞内测量时要充分通风,避开尘雾,仪器和反光镜面无水雾,觇标要有足够照明 亮度。 5) 当开挖延伸至设计导线边长两倍时,进行一次导线延伸测量,以检查和纠正开 挖、衬砌施工中线,每次放样至少 3 个中线点。 方向观测限差() 仪器型号 光学测微器 两次重合读 数之差 两半测回归 零差 各测回同方 向 2C 互差 各测回同方 向值互差 DJ11696 DJ2381310 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 17 - 6)每次导线向洞内延伸前要确定上次导线点是否发生位移。 7) 当洞内开挖较长时(超过 1km),要从洞外控制点沿着原洞内导线点重新复测。 8)隧道开挖贯通后,其平面实际贯通误差用中线或导线两种方法测定。中线、高程 贯通误差应及时调整,指导后期衬砌施工。 4.1.3 隧道隧道贯贯通通误误差的差的调调整整 1)为保证隧道准确贯通,根据测量规则制定允许误差标准:横向允许误差 100mm,高程允许50mm。 2)隧道测量除在测量设计中对贯通误差限差进行设计外,还应在施工测量中认真仔 细,加强复核,并经常与出口联测,确保隧道施工的贯通精度。 3)当贯通误差较小时,可按原设计资料进行衬砌,并在未衬砌的 100m 地段内调整, 消除贯通误差的影响,保证衬砌断面圆顺过渡。 4.2 S5a 型复合式型复合式衬衬砌段洞身开挖施工砌段洞身开挖施工 4.2.1 施工方法施工方法 根据施工现场及地质情况,S5a 型复合式衬砌段采用环形导坑法开挖。其施工工序 流程为:拱部超前支护施工拱部预留核心土环形开挖上部初期支护核心土开挖 下部开挖边墙至及仰拱初期支护。 环形导坑开挖法的主要特征:一是保留核心土,掌子面立面、拱部、底板自稳性得到 加强,能抵御掌子面外推移土体剪切力,更好地确保拱架和初喷过程的安全性,便于施 工展开,缩短围岩暴露时间,加快作业循环,同时能充分利用挖掘机等机械开挖,提高时 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 18 - 效。二是能简化平面布置,便于施工管理、平行作业,相互干扰少,适应性好,灵活性大, 在松散软弱围岩及地质条件复杂多变的开挖中,易于与其它开挖方法相结合和转化。 开挖前采用超前大管棚(S5a 型段)及超前小导管作超前支护,开挖采用挖掘机及风 镐,若需爆破,则采用预裂爆破技术,尽可能减少对围岩的扰动、破坏。 按照先超前支护、后开挖并及时初期支护,开挖由上而下、衬砌由下而上的顺序组 织施工。 上台阶环形导坑采用人工风镐开挖,并辅以弱爆破,上台阶碴体人工扒至下台阶由 自卸汽车运出;下台阶采用挖掘机+弱爆破方式开挖,人工配合修整周壁岩体。 开挖时上部台阶宜超前下部台阶 1015m,下部超前底部 1015m 左右。 4.2.2 技技术术措施措施 开挖时坚持短进尺、多循环的原则,掘进循环进尺根据现场地质条件及钢支撑间距 来确定。初期支护紧跟掌子面。在下台阶满足施作仰拱及填充时,必须尽快施作仰拱及 填充层,使支护结构尽快闭合。 在开挖过程中一方面严格按规范做好监控量测工作,另一方面适当加密量测布置点, 随时掌握围岩及支护的变化情况,以便及时调整支护参数。 在开挖过程中核心土及下台阶开挖必须在前步工序稳定后方可进行,为防止上台阶初 期支护在下部开挖过程中下沉、变形,必要时在台阶部位底部加设临时仰拱,与钢支撑 连为一体,。 洞身开挖过程中应认真做好排水工作,主要以引、排为主,能排出的地下水绝不允 许采用封堵。在确保排水畅通。为防止钢支撑基底软化,在环行导坑立架时,在拱脚位置 采用一层防水板覆盖后,进行喷射混凝土加强处理。 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 19 - 开挖后及时施作初期支护,封闭成环、仰拱超前施作,改善围岩受力条件,二次模筑 衬砌紧跟。开挖法见下图: 4.3 S4a 型复合式型复合式衬衬砌段洞身开挖施工砌段洞身开挖施工 4.3.1 施工方法施工方法 S4a 型复合式衬砌段计划采用上下台阶法开挖,为避免爆破震动波的叠加,必须采 用微差控制爆破,周边眼采用光面爆破或预裂爆破技术。 该围岩为弱-微风化岩,节理裂隙较发育,围岩较破碎呈碎裂结构,一次性开挖不能 太长,故对 S4a 型复合式衬砌段采用一般台阶法,台阶法长度可根据实际情况适当加长。 上半断面同时钻孔,周边眼采用隔孔间隔装药,非电毫秒管起爆,一次爆破,装载机装碴, 自卸汽车运输。 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 20 - 4.3.2 技技术术措施措施 上台阶长度 1015m,在 S4a 型复合式衬砌段每循环 1.0-1.2m。开挖完成后初喷砼, 测量检查断面,标定中线、标高。按设计及时架立钢格栅(S4a 型段间距 100cm),安设纵 向连接筋,钢格栅架立完成后,要进行中心、高程及净空尺寸检查(施工误差、预留变形 量为钢拱架加工及架立时均为所必考虑)。经检查合格后,复喷砼至设计厚度,进入下一 循环。 下半断面部分采用周边预裂爆破,龙工 50H-V 装载机装碴,自卸汽车运输。下部开 挖及时架立墙部钢格栅。 施工时必须注意,上半部开挖底部标高应控制在拱脚以上 20cm 左右,严禁拱脚悬 空,拱部钢格栅架立完后,及时施作锁脚锚杆,必要时将 22 超前锚杆锁定并与钢拱架 焊成一体,以防钢拱架悬空时间过长,影响施工安全。 开挖方法见下图: 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 21 - 4.4 S3a 型复合式型复合式衬衬砌段洞身开挖施工砌段洞身开挖施工 4.4.1 施工方法施工方法 级围岩整体性好,自稳能力强,可采用以全断面开挖为主、辅以局部的微台阶全 断面开挖法。全断面法的特点是开挖断面大,作业净空大,施工干扰小,能充分发挥机械 的使用效率。但每掘进一次,石碴数量较多,钻爆和出碴必须顺序作业,因此需配有高效 率的钻孔设备和装运机械,才能提高开挖速度。其缺点是爆破对围岩震动大,独头掘进 排烟困难。为此,全断面开挖采用钻爆法施工就必须解决好设置配套与排烟的问题。根 据工期、设备情况,拟采用多功能组合台架人工钻孔,2 号岩石乳化炸药及非电毫秒雷管 光面爆破,装载机装碴,自卸式汽车运碴。 4.4.2 技技术术措施措施 1)由于级围岩较硬,围岩整体结构好,自稳能力强。光面爆破效果好坏是级围 岩施工的关键。 2) 合理选择周边眼间距和掏槽效果。一般级围岩周边眼间距 4570cm,掏槽采 用中空对称掏槽,掏槽眼深度比掘进眼深 2040cm,周边眼装药系数 2040%,采用 25mm 小直径药圈,利用传爆线进行间隔装药,确保周边眼成形良好,并减少对围岩扰 动。 3) 其它掘进眼;间距 6090cm,装药系数 6080% 4) 计划级围岩每循环进尺 1.2-1.5m。 5) 严格控制断面开挖,不应欠挖,岩石个别突出部分(每平方米内不大于 0.1m2)可 以侵入衬砌,侵入量不大于 50mm,拱部、墙脚以上 1m 内断面严禁欠挖。 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 22 - 6) 开挖后及时进行初期支护,采用 22 药卷锚杆,再挂 6 钢筋网片,最后喷射 C20 砼作为初期支护。 全断面法立面、纵断面图 - 4.5 钻钻爆爆设计设计 根据洞身开挖方案,级围岩段采用全断面法进行爆破设计、级围岩段采用台阶 法进行爆破设计。 钻爆作业是隧道施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。为了充分发挥围岩的自承能 力,减轻对围岩的振动破坏,采用微振控制爆破技术,并根据围岩情况及时修正爆破参 数,达到最佳爆破效果,形成整齐圆顺的开挖断面,减少超欠挖。 4.5.1 钻钻爆爆设计设计原原则则 本隧道爆破设计遵守以下原则: 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 23 - 1)炮孔布置要适合机械钻孔。 2)提高炸药能量利用率,以减少炸药用量。 3)减少对围岩的破坏,控制好开挖轮廓。 4)控制好起爆顺序,提高爆破效果。 5)在保证安全前提下,尽可能提高掘进速度,缩短工期。 4.5.2 爆破器材爆破器材选选用用 采用塑料导爆管、毫秒雷管起爆系统。炸药采用 2#岩石乳化炸药,选用 25、32、40 三种规格,其中 25 为周边眼使用的光爆药卷,40 为掏槽眼使用药卷, 32 为掘进眼使用药卷。 4.5.3 炮眼布置炮眼布置 为提高爆破效率,在级围岩中当循环进尺为 1.5m 以下时采用单中空孔直眼掏槽; 级围岩开挖采用斜眼楔形掏槽。 4.5.4 爆破参数爆破参数 为减轻爆破时对围岩的扰动,周边眼采用 25 小直径光爆药卷,并采用导爆索串装 药结构,孔口堵塞长度不小于 40cm。级围岩周边眼间距 E=65cm,最小抵抗线 W=80cm,相对距离 E/W=0.80,周边眼装药集中度 0.30kg/m。级围岩周边间距 E=45cm,最小抵抗线 W=56cm,相对距离 E/W=0.80,周边眼装药集中度 0.30kg/m。爆破 参数分别见以下各表。钻爆作业时, 根据地质条件及时修正爆破参数, 以期达到最佳爆 破效果。 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 24 - 全断面开挖全断面开挖钻钻爆炸爆炸药药分配表分配表 装药(kg) 雷管 段别 炮眼 名称 炮眼 个数 孔深 (m)装药系数单孔药量装药量 备注 中空眼12.7 11掏槽眼42.70.882.028.08 23扩槽眼42.70.851.967.84 34辅助眼62.50.751.589.48 45辅助眼192.50.751.5830.02 56辅助眼172.50.751.5826.86 67辅助眼192.50.751.5830.02 78辅助眼232.50.751.5836.34 89周边眼562.50.250.5329.68 910辅助眼132.50.751.5820.54 2 号岩 石硝铵 炸药 合计162198.86 全断面开挖爆破参数表全断面开挖爆破参数表 项 目爆 破 参 数 周边眼间距 E(cm)65 周边眼抵抗线 W(cm)80 相对距 E/W0.8 装药集中度(kg/m)0.25 堵塞长度(cm)40 装药结构(周边眼)间隔装药 起爆方式非电起爆 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 25 - 台台阶阶法法钻钻爆炸爆炸药药分配表分配表 装药(kg) 起爆 顺序 雷管 段别 炮眼 名称 炮眼 个数 孔深(m)装药 系数 单孔 药量 装药量 备注 中空眼11.5 11掏槽眼41.50.800.883.52 23扩槽眼41.50.750.833.32 34辅助眼41.30.650.592.36 45辅助眼81.30.650.594.72 56辅助眼131.30.650.597.67 67辅助眼171.30.650.5910.03 78辅助眼211.30.650.5912.39 89辅助眼231.30.650.5912.98 912周边眼421.30.200.187.56 1013内圈眼151.30.600.548.1 11周边眼391.30.200.187.02 22辅助眼111.30.650.596.49 33辅助眼111.30.650.596.49 44辅助眼111.30.650.596.49 55辅助眼81.30.650.594.72 66辅助眼61.30.650.593.54 合 计249107.4 2 号岩 石乳化 炸药。 台台阶阶法开挖爆破参数表法开挖爆破参数表 项 目爆 破 参 数 周边眼间距 E(cm)45 周边眼抵抗线 W(cm)60 相对距 E/W0.8 装药集中度(kg/m3)0.2 堵塞长度(cm)40 装药结构(周边眼)间隔装药 起爆方式非电起爆 注:级围岩的钻爆根据类围岩围钻爆设计再进行爆破参数的修正。 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 26 - 台台阶阶法开挖炮眼布置法开挖炮眼布置图图 10 1 11 1 2 4 5 6 7 8 2 2 2 3 10 3 44 10 2 3 4 1 1 1 5 5 66 全断面开挖炮眼布置全断面开挖炮眼布置图图 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 27 - 6 4 5 7 8 10 1 11 1 2 33 4.5.5 光面爆破施工工光面爆破施工工艺艺 光面爆破施工工艺流程: 钻孔定位 钻孔 清孔 装药 联结起爆网络 起爆 洒水降尘 通风 瞎炮处理 爆破效果检查 1)放)放样样布眼布眼 (1)先布置掏槽眼,其方向在岩层层理明显时应尽量垂直于层理,掏槽眼应比其他眼 加深 20cm。 (2)周边眼严格按设计开挖轮廓线布置,在硬岩层中,周边眼的眼口在断面设计轮廓 线上,眼底超出轮廓线小于 10cm;在软岩中,周边眼的眼口在断面设计轮廓线内小于 8cm,眼底落在轮廓线上。 (3)辅助眼均匀分布的原则布置。 2) )钻钻 孔孔 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 28 - 采用钻孔台车钻眼时,台车与隧道轴线要保持平行。台车就位后按炮眼布置图正确 钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高,开眼误差要控制在 3cm 和 5cm 以内。 钻工要熟悉炮眼布置图,要能熟练地操纵凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要有丰 富经验的老钻工司钻,台车下面有专人指挥,以确保周边眼有准确的外插角(眼深 3m 时, 外插角小于 3;眼深 5m 时,外插角小于 2),尽可能使两茬炮交界处台阶小于 15cm。同 时,应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度,以保证炮眼底在同一平面 上。 3)清)清 孔孔 装药前,必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石 屑刮出和吹净。 4)装)装 药药 装药前用小直径高压风管将炮眼内石屑吹净,装药需分片,分组按炮眼设计图确定 的装药量自上而下进行,雷管要“对号入座”不得混装。所有炮孔均用炮泥堵塞,堵塞长 度周边眼不小于 20cm,其它眼不小于 35cm。周边眼采用小直径药卷配导爆索,以增加 不耦合系数和爆破时的缓冲作用,炮孔装药均采用反向装药结构。 周周边边眼装眼装药结药结构示意构示意图图 导爆管 竹片支架 1/232 起爆药卷25药卷 堵塞物 导爆索 5) )联结联结起爆网路起爆网路 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 29 - 起爆网络采用复式网络,以保证起爆的可靠性和准确性。导爆管采用四通管连接, 不能打结和拉伸,各类炮眼雷管连接段数相同。引爆雷管应用绝缘胶布包扎在离一根导 爆管自由端 15cm 处,聚能穴背向传爆方向,网络连好后要有专人负责检查后再起爆。 6)瞎炮的)瞎炮的处处理理 发现瞎炮,应首先查明原因。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;但此时的接头应尽量靠近炮眼。如因孔内导爆管损坏或其本身 存在问题造成瞎炮,则应参照公路隧道爆破安全规程有关条款处理。 4.5.6 质质量量检验标检验标准准 1)超欠挖)超欠挖 爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖,超挖量(平均线性超挖)应控制在 10cm(眼深 3m)和 13cm(眼深 5m)以内。 2)半眼痕保存率)半眼痕保存率 围岩为整体性好的坚硬岩石时,半眼痕保存率应大于 80%,中硬岩石应大于 70%, 软岩应大于 50%。 3) )对围对围岩的破坏程度岩的破坏程度 爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝,也不应有浮石(岩性不好时应无大浮石), 炮眼利用率应大于 90%。 4.6 装装碴碴运运输输 隧道洞内出碴采用无轨运输方式,侧卸式装载机装碴,自卸汽车运碴至弃碴场。配 置侧卸式装载机 2 台,自卸车 4 台,以加快出碴速度。为了提高出碴效率,缩短循环时间, 保证安全,采取如下措施: 1)加强装运碴设备的维护保养,备足易损配件,发现故障及时排除。 2)设专人养护道路,保持道路平整、无积水,定期铺碴维修。尤其雨季,设专人及时 排除不安全隐患。 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 30 - 3)加强洞内排水与照明,保持洞内有良好照明和路况。 4)加强通风,保证洞内空气新鲜。 5)弃碴场采用推土机平整,专人指挥倒碴。 6)教育司机遵守交通规则,礼貌行车,严禁带故障行车和酒后驾车。 7)施工便道经常洒水,防止尘土飞扬。 七七七防坍塌施工措施防坍塌施工措施 5.1 开工前准开工前准备备工作工作 1)制定周密的施工组织方案。施工方案应结合现场实际情况制定,充分考虑隧道开 挖工程施工的安全,制定合理的施工措施,防止隧道开挖坍塌方。 2)安全防护措施配置应齐全。隧道施工所需的各项安全防护材料、设备、机械器具 等应在开工前配置齐全,并定期检查,确保使用状态良好。 3)班前教育。开工前必须对作业人员进行班前教育,提高作业人员对防坍塌方等事 故的意识,作好施工安全技术交底等。 5.2 洞口明洞施工防坍塌措施洞口明洞施工防坍塌措施 作好洞口防护措施及防排水措施,避开雨季施工,预防洞口滑坡、坠石等造成坍塌 方事故。 5.3 洞身施工防坍塌措施洞身施工防坍塌措施 复杂地层一般遵循“先预报、多分部、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测”的 原则,洞身施工时,应根据实际地质情况,本着经济合理的原则,选择合理的施工措施, 严格按施工工艺、施工程序施工。 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建设(集团)有限公司溆浦至怀化高速公路工程第二合同段项目经理部 - 31 - 隧道施工应选择有隧道施工经验的人员带班,带班人员应随时观察洞内掌子面、仰 拱及侧墙围岩稳定情况,掌子面岩层变化情况等,为隧道地质预报人员及监控量测人员 提供第一手资料。如遇掌子面岩层变化或洞内围岩有异常变化、涌水、突泥等现象,应及 时上报,经专业技术人员确认,采取合理措施后,方能继续施工。 5.3.1 隧道施工掌子面防坍塌方措施隧道施工掌子面防坍塌方措施 掌子面的稳定是施工的前提条件,对于粘聚力小的土砂围岩,应选用辅助施工方法, 如超前支护、开挖面喷射混凝土和安设锚杆等。隧道施工掌子面防坍塌方,应根据隧道 地质预报情况,结合开挖断面前方掌子面实际地质情况,严格按照隧道施工方案,采取 有效合理的超前支护、预加固措施。本标段不良地质地段为断层破碎带,施工时容易发 生坍塌现象,因此要予以重视。施工中应根据实际地质情况,制定合理的施工措施,严格 控制各开挖分部循环进尺,开挖和支护工序必须衔接紧密,以减少围岩变形。 1)在接近断层及接触带时,加强地质预报,结合小导管、炮眼钻进及岩性情况进行 综合分析,判定开挖前方工程地质、水文地质、围岩松动情况及围岩类别,提出合理性施 工方案建议。 2)超前支护:施工方法主要有超前大管棚、超前小导管预注浆等几种施工方法,必 要时利用钢拱架和超前导管注浆防护等。 3)减少循环进尺,采用无爆开挖或松动放炮,尽量减少对围岩的扰动; 一旦发现围 岩有坍塌征兆,应采用人工配风镐开挖施工,减少对土体的扰动;洞内配备足够的装土 草袋、木料、方木,一旦发现掌子面坍塌,立即土封堵支顶,并喷射混凝土封闭掌子面, 插打压浆导管压浆防止坍塌和减少地面沉降。 4)及时支护,做到随挖随护。 溆浦至怀化高速公路工程第二合同段虎儿岩隧道洞身开挖施工方案 成都华川公路建

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