巧家县小海子水库崇溪分干渠一标段隧洞开挖专项施工方案.doc

巧家县小海子水库灌区工程崇溪分干渠第一标段隧洞开挖专项施工方案 编 制： 审 核： 批 准： 湖南水总水电建设集团有限公司崇溪分干渠一标段标项目部2017年9月7日改建铁路南平至龙岩线扩能改造工程站前标 隧道爆破安全专项方案一、编制依据1二、编制目的1三、编制范围1四、工程概况14.1工程概况14.2工程地质2五、隧洞施工工艺55.1、石方洞挖。65.2混凝土衬砌12隧洞专项施工方案一、编制依据1、国家法律、法规和水利部规章制度2、民爆物品管理条例（国务院令第466号）3、爆破安全规程(GB6722-2011)4、爆破作业人员安全技术考核标准（GB 53-93 ） 5、崇溪分干渠一标段招标文件、施工合同。6、设计图纸二、编制目的为确保安全生产和工期要求，使本标段隧洞工程施工处于受控状态，并使其符合技术规范及合同要求，特制定本项隧洞专项施工方案。三、编制范围本方案适用范围为：小火塘隧洞（K0+000K0+352）、核桃坪隧洞（K1+089K2+857）、大白路隧洞（K3+046K4+116）。四、工程概况4.1工程概况崇溪分干渠总长12.406km,从从小海子水库总干渠7+550处分水口取水，途径小火塘、核桃坪、水平子，通过卡鸡渡槽后引入已建的和花堰低沟，并在和花堰低沟渠首建荷花堰取水坝。分干渠包括明渠长6.504km、7座隧洞共长5.820km、1座渡槽长0.054km、陡坡长0.028km，其中，本标段包括小火塘隧洞(隧洞竣工净断面尺寸为1.5m1.8m);核桃坪隧洞（隧洞竣工净断面尺寸为1.7m2.2m）；大白路隧洞(隧洞竣工净断面尺寸为1.5m1.8m)。4.2工程地质(一）小火塘隧洞隧洞位于渠首里程0+0000+352m段，隧洞长352m，其工程地质分段说明如下：1、里程0+0000+050.2m，长50.2m。进口自然坡度1027,局部为小陡坎，坡面为第四系残坡积砂壤土夹碎石覆盖，进口前为残坡积砂壤土夹碎石，推测厚23.5m,在局部低洼处稍后约45m,胶结较差。下覆基岩为二迭系上统峨嵋山组（P2P)灰至深灰色玄武岩；洞段埋深316m,岩体强至弱风化，呈碎裂结构。进口段围岩稳定性差。易产生坍塌变形或冒顶，施工中应边挖边支护和衬砌。施工中可能遇地下水，须设排水措施。围岩类别VIV类，建议围岩物理力学参数：Y=2.352.45g/cm3 tg =0.350. 45E=(0.150.3) X104 MPafk=l.52ko=50 80kg/cm32、里程0+050.20+320m,长269. 8m。本段隧洞埋深1471m,围岩为弱风化灰至深灰色玄武岩，柱状节理较不发育，呈块状结构，围岩稳定性较差，易产生坍塌变形，建议作防渗和衬砌处理。岩层走向N5W,倾向NE,倾角18。隧洞施工中可能有滴点状或线状地下裂隙水，局部可能沿顶掉块或小坍塌，应及时支护,支护方案采取工“14#”钢支撑，断面尺寸祥见图纸。围岩类别III类，建议围岩物理力学参数：Y=2.452.55g/cm3 tg =0. 5 0. 55 E= (0.2 0.4) X 104 MPa fk=2 2. 5k0=70100 kg/cm3 。3、里程0+3200+352m,长32m。出口段坡度2139，平缓地段表层为第四系残坡积砂质粘土含碎石覆盖，厚03米， 陡崖段基岩裸露，岩层倾向山外,倾角较缓，坡体稳定。洞段埋深322米，围岩为二迭系上统 %蛾眉山组（P2e)灰至深灰色玄武岩，岩层走向N5 W,倾向NE，倾角18。围岩稳定性差， 易产生坍塌变形，施工中应边挖边支护，施工中须设排水措施。围岩类别III类，建议围岩物理力学参数：Y=2. 452. 55g/cm3 tg4=0.50.55 E二(0.20.4)X104 MPa fk=22.5k0=70100 kg/cm3 。(二）核桃坪隧洞隧洞位于渠道里程1+0892+870m段，其工程地质分段说明如下：第一段：平距041.8m,长41.8m。自然坡度3045，基岩裸露,为二叠系上统蛾嵋山组致密状玄武岩，岩体产状走向北30东，倾向南东，倾角28，节理裂隙较发育，强风化下限6.38.5m，洞段围岩强弱风化，进口边坡较稳定。洞段垂向埋深1230m，洞轴线与岩层走向角68，玄武岩岩体较破碎，掘进中局部可能会发生坍塌，需作支护或及时衬砌。建议进口明挖坡比1: 0.51: 0.75。围岩类别IV类，建议围岩物理力学参数：Y=2.352.45g/cm3 tg=0.350.45 E=(0.150.3)X104MPa fk=l.52 kD=5080kg/cm3 C=0. 08O.15MPa。第二段，洞身段：平距41.81737.6m,长1695.8m。洞段围岩为二叠系上统蛾嵋山组致密状玄武岩，岩体柱状节理较不发育，围岩微风化,围岩稳定。岩层走向N30 E,倾向NW，倾角2530。隧洞垂向最大埋深约200m, 般埋深100150米。地下水位高于洞身顶板， 掘进中局部可能遇裂隙水，需作好排水。在里程1417. 8处，为隧洞转弯段，该洞段较长，以 III类围岩为主，局部岩体柱状节理较发育，为IV类,建议局部支护衬砌处理。围岩类别III类，局部IV类，建议围岩物理力学参数：Y=2.62.7g/cm3 tg=0.60.7 E= (0.20.4) X 104 MPa fk=46k0=120150 kg/cm3 C=0.10. 2MPa。第三段，出口段：平距1737. 41781m,长43. 6m。自然坡度4348，进口洞脸边坡较稳定。地表基岩出露，为二叠系上统峨嵋山组致密状玄武岩，岩体走向N17W,倾向NE,倾角25,节理裂隙较发育，强风化下限45m。 洞段围岩强弱风化,洞轴线与岩层走向夹角55，玄武岩体较破碎，掘进中局部可能坍塌，需作支护或及时衬砌。建议进口明挖坡比1: 0.751:1。围岩类别IV类，建议围岩物理力学参数：Y=2.352.45g/cm3 tg=0.350.45 E= (0.150.3) X104 MPafk=l.52 ko=5080 kg/cm3 C=0.080.15MPa。 (三）大白路隧洞隧洞位于渠道里程3+4064+116m段，隧洞长719m,其工程地质分段说明如下：第一段：平距0103. 3m,长103. 3m。自然坡度1015，表层为第四系残坡积覆盖，厚0.51.5m，下伏基岩为二叠系上统 蛾嵋山组致密状玄武岩，岩体产状走向N30 E,倾向SE，倾角35，节理裂隙较发育，强风 化下限6. 38. 5m,洞段围岩强弱风化,进口边坡第四系较厚，开挖第四系易沿接触面进行 滑动，较不稳定，需清除第四系后做喷锚支护处理。洞段垂向埋深815m,洞轴线与岩层走 向夹角85 ,玄武岩岩体较破碎，掘进中局部可能会发生坍塌，需作支护或及时衬砌。洞脸 边坡开挖易失稳，需及时护坡处理,并洞脸锁口后再进洞。建议进口明挖坡比1:0. 51:0. 75。围岩类别IV类，建议围岩物理力学参数：Y=2.352.45g/cm3 tg=0.350.45 E= (0.150.3) X104 MPafk=l.52 ko=5080 kg/cm3 C=0.080.15MPa。第二段,洞身段：平距103. 3730. 9m,长527. 6m。洞段围岩为二叠系上统峨嵋山组致密状 玄武岩，岩体柱状节理较不发育，围岩微风化，围岩稳定。岩体走向N30 E,倾向SE,倾角 2530。隧洞垂向最大埋深约120m, 般埋深80100米。地下水位高于洞身顶板，掘进 中局部可能遇裂隙水,需作好排水。洞段岩体以III类围岩为主,局部柱状节理较发育,为IV类，建议局部支护衬砌处理。建议围岩物理力学参数：Y=2.62.7g/cm3 tg=0.60.7 E= (0.20.4) X 104 MPa fk=46k0=120150 kg/cm3 C=0.10. 2MPa。第三段，出口段：平距730. 9783. 8m,长52. 9m。自然坡度4045 ,出口洞脸自然边坡较稳定。据钻孔揭露:地表第四系覆盖层厚约 0.52.6ra，下伏基岩为二叠系下统茅口组(P1M)灰岩，岩层走向N30E,倾向SE，倾角25， 岩溶较发育，强风ft下限47m。洞段围岩强弱风化,洞轴线与岩层走向夹角85,岩体较 破碎，掘进中局部可能坍塌，需作支护或及时衬砌。建议出口明挖坡比1: 0.751: 1。围岩类别IV类，建议围岩物理力学参数：y=2.352.45g/cm3 tg=0.350.45 E= (0.150.3) X104 MPafk=l.52 ko=5080 kg/cm3 C=0.080.15MPa。五、隧洞施工工艺 本标段3个隧洞施工内容均包括石方洞挖，初期支护和衬砌混凝土。由于各隧洞进口段和出口段岩体破碎，节理裂隙较发育，为了保障安全，进口段、出口段采取边开挖边支护的方法掘进，掘进至围岩状况良好段，则先掘进贯通后，再做衬砌；在掘进过程中做好地质若碰到岩体破碎地段，则采取临时支护方案边支护边掘进。在三个隧洞的掘进过程中，我项目部遵循“短进尺，弱爆破，强支护，勤量测”的方针，既确保工程按业主工期要求完成，又保障安全生产。综上所述，隧洞施工工艺包括以下两个方面：5.1、石方洞挖。石方洞挖采用全段面开挖方法。爆破方法为光面爆破，凿孔采用YT-28手风钻钻孔，毫秒雷管微差分段起爆，每个工作面采用LWL-80型扒渣机装渣，出渣采用矿用三轮车运至洞口附件，再用自卸汽车运至渣场。为了充分发挥扒渣机效率，提高运渣速度，每个工作面配置2辆矿用三轮车，可进行交替运输，并沿隧洞每100m设置一个错车道，选取在地质围岩较好部位，按照3米宽、5米长度布置。每一开挖进尺严格按照以下工艺进行。1、施工测量（1）测量控制标准：导线控制网测量采用全站仪进行，控制点埋设牢固隐蔽，做好保护，防止机械设备破坏，建立定期复核制度。根据设计图纸，严格按照水利水电施工测量规范进行测量放样。（2）测量工作和程序1）、根据设计或业主提供的测量成果资料，进行复核，并将复核的结果报监理工程师批准。2）、根据扩大布置的测量控制网（点）进行工程的施工放样，放样前画施工放样图，经校核后进行实地放样，放样后，保存原始资料存档备查。（3）轴线控制：根据设计图纸，在AutoCAD软件上每隔20米计算出轴线坐标和高程，采用激光导向仪定位控制轴线，每隔20米校核激光导向仪，确保轴向位置准确。（4）洞口测量：根据设计图纸，在AutoCAD软件上计算出洞口开挖边线和高程，最后按图上标注的坡度，用全站仪放出实地的开挖线。（5）平台测量：根据地形和结合设计高程，沿着水流方向，用皮尺量出里程桩号，再用全站仪测出相应的高程，最后根据坡比放出开挖线。（6）测量工作的要点1）、熟识施工图纸，掌握设计意图，严格按照规范规定的程序要求和标准精心施测。每一部分的放样均必须先画放样图，由第二人校核，现场放样做到准确无误。2）、选用的仪器，并要经常保养和校验，保证测量仪器的完好。3）、要做到“勤”、“精”、“复”。4）、加强与相邻施工区的联系，互相交流，互相校核，统一协调，做到万无一失。2、布孔根据设计图纸和现场地质情况在设计轮廓边线上，按照爆破参数确定周边孔的距离和炮孔间距，合理布置周边孔。一般周边光爆孔间距0.5m，距周边孔0.8m布置辅助孔，辅助孔间距约0.8m，掏槽孔在隧洞中心采用桶形布置。3、装药辅助孔及掏槽孔采用32乳化炸药，光面爆破采用20药卷，空气间隔装药，下层主爆孔及缓冲孔采用60乳化炸药，光爆孔采用32乳化炸药，各孔装药参数现场试验后，施工过程中根据实际情况进行调整。布孔见下图：爆破参数表：围岩类别参数类别钻孔机械孔深（cm）孔径（mm）孔距（cm）排距（cm）药卷直径（mm）全断面掏槽孔YT-2825035204032辅助孔YT-2825035406032周边孔YT-282503570/32 循环进尺L=2m围岩类别参数类别钻孔机械孔深（cm）孔径（mm）孔距（cm）排距（cm）药卷直径（mm）IV全断面掏槽孔YT-2825035204032辅助孔YT-2825035456532周边孔YT-282503575/32 循环进尺L=2m围岩类别参数类别钻孔机械孔深（cm）孔径（mm）孔距（cm）排距（cm）药卷直径（mm）V全断面掏槽孔YT-2825035204032辅助孔YT-2825035507032周边孔YT-282503580/32 循环进尺L=2m备注：以上布孔方式和爆破参数待开工后视围岩类别适当调整。4、起爆采用磁电雷管和塑料导爆管起爆，起爆时按掏槽孔、辅助孔、周边孔、底孔的顺序进行。隧洞下层爆破按预裂孔、缓冲孔、主爆孔的顺序起爆。5、超欠挖控制洞挖是否经济、高效，关键是控制好超欠挖，钻爆施工中将采取如下措施：（1）根据不同地质情况，选择合理的钻爆参数，选配多种爆破器材，完善爆破工艺，提高爆破效果。（2）提高画线、钻眼精度、尤其是周边眼的精度，是直接影响超欠挖值的主要因素，因此要认真测画中线高程，准确画出开挖轮廓线。（3）提高装药质量，杜绝随意性，防止雷管混装。（4）断面轮廓检查及信息反馈：了解开挖后断面各点的超欠挖情况，分析超欠挖原因，及时更改爆破设计，减少误差，配专职测量工检查开挖断面。（5）建立严格的施工管理：在解决好超欠挖技术问题的同时，必须有一套严格的施工管理制度来保证技术的实施，为此，从进洞前，制定严格的奖罚制度，用经济杠杆来调动施工人员的积极性，造成人人关心超欠挖，人人为控制超欠挖去努力工作。6、洞内通风、排烟除尘（1）爆破工作结束后，迅速排烟，按照排烟方案迅速排出洞内污染空气，使空气中有害气体冲淡至允许浓度；（2）在爆破后采用喷水雾降尘措施，即在距掌子面1020m范围采用压力风水喷雾降尘。装渣前的渣堆洒水润湿。7、临时支护根据围岩情况，按设计及规范要求，做必要的临时支护。围岩地质不同洞段开挖7、类围岩洞段开挖（1）开挖施工方法采用全断面开挖，YT-28手风钻钻孔，中间采用桶型直眼掏槽，周边光爆孔距为50cm，内边辅助孔间距为80cm，实施光面爆破，毫秒微差雷管和磁电雷管起爆，开挖循环进尺按2.2m安排。1）、爆孔布置测量放出施工隧洞洞中线和开挖轮廊线，用油漆按钻爆设计图画出孔眼位置。准确控制周边孔外插角，确保光面爆破平整，杜绝欠挖，控制超挖。见爆破孔布置图。2）、钻孔：采用YT-28型手风钻钻孔，周边实施光面爆破，边孔深2.5m，掏槽钻孔深2.8m。3）、装药、连网、起爆：利用简易台车作为工作平台，人工装药、连网，毫秒微差起爆网络起爆。4）、散烟除尘：按照除烟排尘方式排除工作面烟尘。5）、安全处理：爆破开挖通风散烟后，人工进行危岩处理。6）、出渣：爆破石渣料运至指定弃渣场。7）、支护措施：采用随机锚杆挂网喷砼支护。（2）循环作业时间 表10-1 、III类围岩循环作业时间表作业名称测量钻孔装药、爆破通风排烟排险出渣支护时间（h）0.53.51.00.50.53.50合计9.5h2、IV、V类围岩洞段开挖（1）开挖施工方法采取多循环，短进尺，弱爆破，超前支护的原则进行开挖。YT-28型手风钻钻孔，周边光爆孔间距为3540cm，内边辅助空间距为70cm，中间采用V型直眼掏槽，掏槽孔间距10 cm，炸药按III类围岩80%药量装药，毫秒微差起爆网络，钻孔开挖循环进尺1.02.0 m，人工进行危岩排险处理；爆破渣料用5t电动自卸汽车配4m3梭式矿车运输至洞口后，卸入15t自卸车转运至渣场。 5.2混凝土衬砌（1）模板选型洞内底板浇筑施工采用普通钢模，顶拱采用定制钢模台车，以减小劳动强度和提高作业速度。钢模台车轴向长3米，断面尺寸祥见设计图纸；边墙采用定制组合钢模，运到工作面上进行安装，转弯及渐变段部位采用木模或小模板拼装；明渠段采用组合钢模及木模组装。（2）一般模板安装要求1）本工程隧洞主要采用定制组合钢模，竖井及明渠段采用普通组合钢模。2）组合模板组装工作在施工现场进行，按照图纸要求，每个9米设置好施工缝，安装好止水带，并确保按照位置符合规范要求。3）模板施工必须按照模板工艺要求进行操作，确保施工质量。4）在使用钢模板组合支模时（局部不规则时现场制作木模），为保证能承受混凝土浇灌时和捣固时的侧压力和振动力，模板采用对称支撑，按1.0m一道设置支撑稳固；竖井及明渠段采用满堂脚手架支撑。校正好模板，拼装时，涂少量脱模剂，以便拆模；按设计几何尺寸，认真复核轴线、标高等，偏差控制在允许范围内。（3）模板施工质量保证措施1）各种模板及其配件在出厂前必须严格检查制作质量及其精度，不合格的模板和配件（包括材质）不得出厂。2）严格按照规范要求检查组装模板的质量，对于堵头模的整体模板加工好后，还应做试拼工作。3）每个仓位在立模前，必须有足够的、满足精度要求的测量控制点和仓内高程点，对于结构、形体比较复杂的部位，应适当加密控制点。4）负责模板安装的班组长，必须熟悉设计图纸和有关规范要求，并严格按照设计图纸和规范要求施工。挑选有丰富施工经验的队伍，加强领导，以确保施工质量和安全。5）所有的模板的锚固埋件，必须预埋准确、牢固可靠。6）安装校对加固好后的模板，其位置必须准确，模板面严整、光洁，接缝严密、平顺。7）为保证模板的施工质量，加强模板的现场管理，做好模板的维修保养工作。（4）模板表面的保护涂料施工工艺1）钢模板在使用拆模后，应及时清洗干净，清除固结的灰浆等脏物。2）钢模板在混凝土浇筑前，采用小型风动设备对已立模板进行彻底吹扫，使模板清洁干净。3）钢模板吹扫干净后，为防锈和便于拆模，应立即在钢面板表面涂刷脱模剂，使模板光洁平整。4）对木模板，在制作完成后，应在面板的表面涂刷一层脱模剂，确保拆模后混凝土表面光洁平整。对过流面的木模板，外层均贴一层三合板，并刷模板漆。（5）混凝土运输做到连续、均衡、快速、及时地泵送至仓面。遵循水工混凝土施工规范DL/T5114-2001中的关于泵送混凝土的有关规定，保证泵送混凝土工作的连续性。因故中途中断时，及时将导管中的混凝土清除干净。泵送混凝土过程中，经常使混凝土泵转动运行，以免导管堵塞。在正常温度下，如间歇时间过长（超过60分钟），将留在泵管中的混凝土排除，并加以清洗。（6）混凝土下料平仓振捣1）主要为混凝土泵送入仓，因此要求仓面平仓振捣作业必须与泵送浇筑能力相匹配，其确保混凝土施工质量。2）混凝土浇筑仓面面积较小，仓面振捣按下料顺序进行，以免造成漏振，确保混凝土浇筑质量。浇筑时，在钢模台车上布置入料口和振捣孔，确保混凝土不出现漏振，并及时封堵预留孔口。3）根据上述混凝土浇筑能力、进度和质量的要求。浇筑采用平铺法施工，每个浇筑仓面配备34台50型手持式振捣棒进行振捣，在模板上安装附着式振动器进行混凝土的振捣。4）浇筑混凝土时，严禁在仓内加水。当混凝土和易性较差时，采取加强振振捣等措施。仓内的泌水必须及时排除，应避免外来水进入仓内，模板、钢筋和预埋件表面粘附的砂浆应随时清除。5）混凝土浇筑应保持连续性，因故超过混凝土间歇时间，但混凝土能重塑者，可继续浇筑；不能重塑者，按施工缝进行处理。6）混凝土振捣时应按以下要求施工： 振捣器插入混凝土的间距，应不超过振捣器作业半径的1.5倍； 振捣器应垂直按顺序插入混凝土，间距一致，防止漏振； 振捣器应插入下层混凝土5cm左右； 严禁振捣器直接碰撞模板，钢筋及预埋件； 预埋件特别是止水片，止浆片周围应细心振捣，必要时附以人工捣固密实； 浇筑块第一层、卸料接触带和台阶边坡的混凝土应加强振捣。（7）施工缝和沉降缝处理1）施工缝处理 施工缝缝面处理采用人工凿毛，把缝面上所有浮浆，松散物料及污染体清除干净，露出粗砂粒或小石，但不损伤内部骨料，并保持清洁、湿润。 已浇筑的混凝土强度未达到2.5MPa前，不进行下一层混凝土浇筑的准备工作。2）沉降缝处理混凝土浇筑允许间歇时间应经监理单位认可或批准。因故中止浇筑或超过允许间歇时间的缝面按冷缝处理，冷缝处理方法与施工缝处理相同。（8）、混凝土养护（1）在混凝土浇筑完毕后618h及时对混凝土表面进行湿润养护，养护时间不少于28d。需要持续养护的要延长时间。养护材料及养护方法先报监理单位批准后再使用。（2）养护方法：对于混凝土侧面可采用挂水管喷水等方法养护，确保混凝土表面经常湿润状态。六、隧洞施工危险源、安全隐患和应对措施 1、针对本工程和结合我公司以往施工经验，隧洞施工中的危险源主要有以下几类： （1）火工材料，包括炸药、雷管和导爆管 （2）施工临时用电 （3）焊接用的氧气瓶，乙炔瓶 （4）隧洞岩层破碎，引起塌方、冒顶 （5）出渣车辆翻车、撞伤洞内作业人员。 （6）机械伤害事故 2、针对以上危险源和安全隐患，我项目部制定以下应对措施 （1）爆破器材的运输、保管和使用严格遵守爆破安全规程：汽车运输速度不超过10km/h,雷管和炸药分开运输；不提前班次领取爆破器材，不携带爆破器材在人群聚集的地方停留；领到爆破器材后直接送到爆破地点，禁止乱丢乱放。 （2）施工临时用电严格遵守施工现场临时用电安全技术规范：采用三相四线制低压电力系统和二级漏电保护系统，一机一闸。 （3）氧气瓶和乙炔瓶安全管理：使用时不得靠近电器设备、热源和易燃易爆物品，要固定可靠，禁止暴晒，防止倾倒，禁止卧放使用；使用过程中禁止敲击、碰撞；搬运时必须两人一起搬运，采用手推车和专用器具搬运，禁止用肩和手直接搬运、滚动。 （4）隧洞岩层破碎引起塌方、冒顶：尽量做好超前预报，尽早支护和衬砌，碰到岩层破碎地段，支护完毕确保安全后再作业；作业过程中注意观察周边沉降情况，一有异常，立即撤出危险区域。 （5）出渣车辆翻车和撞伤洞内作业人员：夜间施工做好照明工作，通过安全培训和交底，提高驾驶员安全意识，禁止违章、冒险作业，出渣车辆倒渣时，临边安全距离不得超过少于3米；洞口设置信号标志，若出渣工作没有完成，其他作业人员不得入内。 （6）机械伤害事故：做好机械接地和接零，一机一闸，装好漏电保护器；机械运转前，必须检查机械设备，各项指标正常后方可运行，禁止机械“带病”运行，并定期保养、维护机械设备；挖掘机作业半径内禁止站人，搅拌机料斗下禁止站人；通过安全培训和交底，杜绝违章作业、冒险作业，杜绝人为安全隐患。七、隐蔽工程报验、原材料检验检测 （1）隐蔽工程完工后，须按监理单位要求的报验