洞身开挖作业指导书.doc

宁杭客运专线卧龙一 二号隧道 隧道开挖施工作业指导书隧道开挖施工作业指导书 编 号 受控号 编 制 复 核 审 核 批 准 有效状态 有效 中铁四局宁杭客运专线第七分项目部 二 九年五月 目目 录录 1 编制目的 1 2 编制依据 1 3 适用范围 1 4 技术要求 1 5 人员设备配置 3 6 隧道开挖施工程序与工艺流程 3 7 施工方法 4 7 2 双侧壁导坑法 5 7 2 1 施工工序说明 5 7 2 2 施工注意事项 6 8 爆破设计 8 8 1 钻爆参数计算与选定 8 8 2 起爆网路 9 8 3 超欠挖控制 10 9 隧道通风 装碴及运输 11 10 质量要求 11 10 1 主控项目 11 10 2 一般项目 12 11 安全质量控制措施 13 12 其他注意事项 15 1 编制目的编制目的 明确隧道开挖作业的工艺流程 操作要点和相应的工艺标准 指导及 规范隧道开挖施工 尽可能地减少超挖 保证隧道的开挖质量及施工作业 安全 2 2 编制依据编制依据 客运专线铁路隧道工程施工指南 TZ214 2005 客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准 铁建设 2005 160 号 3 宁杭铁路客运专线卧龙一号 卧龙二号隧道施工图 3 3 适用范围适用范围 适用于宁杭客运专线站前 I 标卧龙卧龙一 二号隧道正洞的开挖施工 4 4 技术要求技术要求 4 1 要求按新奥法原理组织施工 根据龙卧龙一 二号隧道浅埋及围 岩破碎的实际地质情况 要严格遵照 先支护 后开挖 短进尺 弱爆破 快封闭 勤量测 的原则进行组织施工 并要根据不同围岩地质情况和结 合监控量测结果 适时施作二次衬砌 4 2 必须在完成洞口边仰坡加固防护 截排水系统和洞口超前支护施 工任务后 方准进行隧道爆破开挖施工 根据卧龙卧龙一 二号隧道洞口 为强风化和全风化的地质情况 洞口边仰坡刷坡施工采用人工配合挖掘机 刷坡按照自上而下的顺序分层施工 必做到开挖一段防护一段 尽量较少 坡面暴露时间 洞口明洞采用明挖法施工 开挖至明暗分界线后 先施做 暗洞超前大管棚 根据现场地质情况及时做好明洞衬砌及明洞洞顶回填 4 3 卧龙一号隧道 卧龙二号隧道暗洞为 级围岩 主要采用双侧壁 导坑法施工并辅助长管棚 进出洞口 和双层小导管超前支护技术措施 具体设计要求见下表 卧龙一号隧道开挖设计及辅助施工措施表 序号里程段落 长度 m 围岩级别 开挖方法 宁杭隧参 04 19 超前支护设计 宁杭隧参 04 1 DK40 702 715 13 明挖法 2 DK40 715 752 37 双侧壁导坑法 108 长管棚 长 40m 3 DK40 752 838 86 双侧壁导坑法 50 双层小导管 4 DK40 838 875 37 双侧壁导坑法 108 长管棚 长 40m 5 DK40 875 885 10 明挖法 卧龙二号隧道开挖设计及辅助施工措施表 序号里程段落 长度 m 围岩 级别 开挖方法 宁杭隧参 04 19 超前支护设计 宁杭隧参 04 1 DK40 956 974 18 明挖法 2 DK40 974 DK41 011 37 双侧壁导坑法 108 长管棚 长 40m 3 DK40 752 838 83 双侧壁导坑法 50 双层小导管 4 DK40 838 875 37 双侧壁导坑法 108 长管棚 长 40m 5 DK40 875 885 18 明挖法 本作业指导书采用的开挖方案为弱爆破或机械开挖法 硬岩采用光面 爆破法 爆破参数实行动态管理 在施工过程中根据围岩地质情况的变化 不断调整爆破参数和总结施工经验 并开展技术攻关和优化爆破工艺 提 高光面爆破开挖质量 4 4 出碴采用无轨运输方式 主要是装载机配合自卸汽车出碴 4 5 开挖施工前 必须做好超前地质预测预报工作 探明掌子面前方 围岩的地质情况和不良地质体 为及时调整开挖方法 超前 支护措施 和提前采取措施避免安全风险确保施工安全等提供科学依据 4 6 开挖后及时进行围岩监控量测 收集围岩变形数据 根据量测结 果 及时调整开挖预留变形量 支护参数和开挖方法提供依据 并可适时 施作二次衬砌 确保隧道安全 开挖方法的改变 要严格按程序申请设计 变更 4 7 洞身开挖中 指定专人记录开挖的地质情况 并绘制地质描述图 描述开挖面地层的层理 节理 裂隙结构状况 岩体的软硬程度 出水 量大小等 核对设计地质情况 判别围岩类别及稳定性 当发现围岩地 质情况发生变化时通知设计单位及时现场核实 若实际地质情况与设计地 质情况出入较大时 设计单位应进行设计变更 5 5 人员设备配置人员设备配置 人员 机械设备应结合隧道开挖方法 工期要求进行合理配置 施工 人员配置见表 5 1 主要施工机械配置见表 5 2 表 5 1 人员配置表 序号 人员工种名称单 位人员数量 1 汽车司机人 8 2 装载机司机人 2 3 挖掘机司机人 1 4 钻眼开挖人员人 26 5 爆破员人 4 表表表 5 25 25 2 主要施工机械设备配置表主要施工机械设备配置表主要施工机械设备配置表 序号设备名称规格型号单 位数 量备注备注备注 1 挖掘机 0 8m3 台 1 2 装载机 ZLC50 台 1 3 电动空压机 20m3 min 台 3 4 自卸汽车辆 5 5 风 镐把 5 6 气腿式凿岩机 Yt28 台 30 6 6 隧道开挖施工程序与工艺流程隧道开挖施工程序与工艺流程 双侧壁导坑法施工要点 1 隧道施工前对洞口段先施作超前大管棚支护 2 隧道施工循环进尺控制在 1 2m 以内 两侧壁导洞及中间洞室超前 预支护 开挖 初期支护施工程序采用超短台阶法开挖 3 上台阶施工时钢架拱脚每侧打设两根 50 锁脚钢管 壁厚 3 5mm 长 5m 按宁杭隧参 04 19 图设置 钢架定位锚杆也与钢架焊接 4 同一导洞的上下台阶错开距离控制在 3 5m 左右侧壁开挖工作面 之间错开距离控制在 15m 左右 中间洞待左右侧壁导洞全部施工完成后才 开始施工 5 初期支护要尽快封闭成环 并及时施工仰拱 6 加强监控量测工作 根据监测反馈信息 指导施工 双侧壁导坑法施工工艺流程 详见图 6 1 双侧壁导坑法开挖工艺框图 图 6 1 双侧壁导坑法开挖工艺框图 型钢 喷锚网初支 架立 仰拱临时型钢支撑 型钢 喷锚网初支 架立 仰拱临时型钢支撑 型钢 喷锚网初支 架立 仰拱临时型钢支撑 下一循环 施工准备 图3 3 3 9 双侧壁导坑法开挖工艺框图 级围岩 型钢 喷锚网初支 架立 侧导临时型钢支撑 左侧下部开挖 至充填顶面位置 测量放线 超前支护施作 中上部开挖左侧中上部开挖 中部仰拱开挖右侧仰拱开挖 型钢 喷锚网初支 架立 侧导临时型钢支撑 型钢 喷锚网初支 架立 临时侧壁型钢支撑 临时横向型钢支撑 左侧仰拱开挖 左右错开9 15m 中部滞后侧导9 15m 拱部钢 喷锚网初支 型钢 喷锚网初支 架立 临时侧壁型钢支撑 下部开挖至仰拱充 填顶面位置 右侧下部开挖 至充填顶面位置 右侧中上部开挖 7 7 施工方法施工方法 7 27 2 双侧壁导坑法双侧壁导坑法 本隧道 级围岩洞口浅埋或围岩破碎自稳性差段采用双侧壁导坑法施 工 施工工序见图 7 1 7 2 17 2 1 施工工序说明施工工序说明 第一步 A 利用洞口导向措施或洞身上一循环架立的钢架施作隧道双层小导 管超前支护 B 弱爆破或人工分部开挖 1 部 每进尺 1 0 1 2m 掌子面喷 8cm 厚 混凝土封闭 C 施作 1 部导坑周边的初期支护和临时支护 架立钢架 并设置锁 脚钢管 D 钻设径向锚杆厚复喷混凝土至设计厚度 第二步 A 弱爆破开挖 2 部 每进尺 1 0 1 2m 掌子面喷 8cm 厚混凝土封闭 B 施作 1 部导坑周边的初期支护和临时支护 架立钢架 并设置锁 脚钢管 C 钻设径向锚杆厚复喷混凝土至设计厚度 第三步 开挖 3 部并施作导坑周边的初期支护和临时支护 步骤及工 序同 1 第四步 开挖 4 部并施作导坑周边的初期支护和临时支护 步骤及工 序同 2 第五步 A 开挖 5 部 掌子面喷 8cm 厚混凝土封闭 B 拱部施作钢架 钻设径向锚杆厚复喷混凝土至设计厚度 第六步 A 开挖 6 部 掌子面喷 8cm 厚混凝土封闭 B 拱部施作钢架 钻设径向锚杆厚复喷混凝土至设计厚度 第七步 A 两台阶法施工 7 8 部 掌子面喷 8cm 厚混凝土封闭 B 导坑底部安设钢架封闭成环 复喷混凝土至设计厚度 第八步 逐步拆除临时钢架 灌注 部仰拱 第九步 灌注仰拱混凝土填充 第十步 根据监控量测结果分析 待初期支护收敛后 利用衬砌模板 台车一次性浇筑拱墙衬砌 7 2 27 2 2 施工注意事项施工注意事项 1 隧道施工应坚持 弱爆破 短进尺 强支护 早封闭 勤量测 的原则 2 开挖方式均采用弱爆破或机械开挖 爆破时严格控制炮眼深度 及装药量 3 导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具 人员等安排进行适 当调整 调整时 应保证临时支护与主体洞身支护钢架连接牢固 4 工序变化之处钢架应设锁脚钢管 且必须对锁脚钢管进行注浆 以确保下台阶施工的安全 5 钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固 6 临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后 方可进行 7 施工中 严格按有关规范及标准图的要求 进行监控量测 及 时反馈结果 分析洞身结构的稳定 为支护参数的调整 灌筑二次衬砌的 时机提供依据 图 7 1 双侧壁导坑法施工方法示意图 8 8爆破设计爆破设计 本隧道均为 V 级围岩 隧道土质地段采用小型挖掘机及风镐进行开挖 石质地段采用光面爆破 并根据地质条件 开挖断面 开挖进尺等条件编 制爆破设计技术交底书 根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线 辅助炮眼 交错均匀布置 周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上 掏槽炮眼加深 20cm 钻孔直径均为 40mm 炮眼深度随围岩类别而不同 级围岩 0 8 1 0m 左右 掏槽眼 掘进眼 周边眼分段起爆 8 18 1 钻爆参数计算与选定钻爆参数计算与选定 炮眼孔径 d 42mm 采用直径 42mm 钻头 光爆不偶合系数 D D dk di 1 0 c 1 r 取 D 1 5 周边眼间距 E E 54 2976kp di 级围岩 E 取 40cm 光爆眼抵抗线 W 根据经验 m E W 0 6 1 0 效果最佳 本隧道地质 情况决定 E W 0 8 即可 类围岩 w 取 50cm 单孔装药量 q 周边眼 q 1 4 di2 L 0 其它眼 q k a w L 辅助眼孔距 a 满足 a 12 20d 取 a 80cm 选择爆破参数采用公式法与工程类比法结合考虑 具体数据参见钻爆 设计图与装药参数表 各参数应在实际施工中进行调整优化 8 28 2 起爆网路起爆网路 采用孔内微差控制爆破 火雷管起爆 导爆索网路 微差时间用 1 15 段非电毫秒雷管控制 起爆顺序为 掏槽眼 扩槽眼 掘进眼 内 圈眼 周边眼 表 8 1 光面爆破参数表 供参考 岩石种类 周边眼间距 E cm 周边眼最小抵抗线 W cm 相对距 E W 周边眼装药参数 kg m 中硬岩45 6560 800 7 1 00 20 0 30 软岩35 5045 600 5 0 80 07 0 12 A 掏槽方式 开挖采用斜眼掏槽方式 B 装药结构及堵塞方式 周边眼用小直径药卷间隔装药 辅助眼和掏槽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 50cm C 爆破效果监测及爆破设计优化 爆破效果检查内容包括 a 超欠挖检查 b 开挖轮廓是否圆顺 开挖 面是否平整检查 c 爆破进尺是否达到爆破设计要求 d 爆出石碴块是否 适合装碴要求 e 炮眼痕迹保存率 硬岩 80 中硬岩 60 并在开 挖轮廓面上均匀分布 f 两次爆破衔接台阶不大于 15cm 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 爆破设计优化内容 a 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 b 根据爆破后石碴的 块度修正参数 c 根据爆破振速监测 调整单段起爆炸药量及雷管段数 d 根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度 爆破眼眼底基本上落在同一断面上 8 3 超欠挖控制超欠挖控制 1 严格控制欠挖 当岩层完整 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 允许岩石个别突出部分 每 1m2内不大于 0 1m2 欠挖 但其隆起量不得大于 5cm 拱 墙脚以上 1m 内段面严禁欠 挖 2 尽量减少超挖 本隧道设计为 V 级围岩 平均线性超挖为 10cm 拱部最大超挖为 15cm 3 采用光面爆破 提高钻眼精度 控制药量等措施 并提高作业人 员的技术水平 将超欠挖控制在允许值以内 4 钻爆作业具体要求如下 1 钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼 装药 接线及引爆 2 钻眼前定出开挖断面中线 水平线和断面轮廓 标出炮眼位置 经检查符合设计要求后方可钻眼 3 掏槽眼 辅助眼 周边眼等炮眼的深度 角度 间距应符合相 应的精度要求 5 钻眼完毕 按炮眼布置图进行检查 并做好记录 有不符合要求的炮眼 后 予重钻 经检查合格后方可进行装药作业 6 装药前将炮眼内泥浆 石屑吹洗干净 已装药的炮眼及时用炮泥 堵塞密封 周边眼的堵塞长度不小于 20cm 7 周边眼宜一次同时起爆 必须对爆破振动加以控制时 可分组起 爆 8 施工中根据围岩实际地质情况不断调整优化爆破方案 找到最佳 的爆破参数 以达到最佳的爆破效果 9 9 隧道通风 装碴及运输隧道通风 装碴及运输 卧龙一 二号隧道长度短 暗洞部分最长的为 160 米 施工过程中隧 道通风以自然通风为主 隧道洞碴采用机械装碴 装碴机械为 ZLC 50GV 装载机 配合 15t 自 卸汽车无轨运输 按装载机平均 5 分钟 车装载速度和每次爆破开挖洞碴产 生的虚碴量 100 m 计 并结合运输距离安排出碴车辆的数量 5 6 台 含 备用 1 台 每次出碴时间应控制在 2 5 3 小时左右 1010 质量要求质量要求 10 110 1 主控项目主控项目 隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求 检验数量 施工单位每一开挖循环检查一次 监理单位按施工单位检 查数量的 10 平行检验 检验方法 采用仪器测量 隧道开挖应严格控制欠挖 当围岩完整 石质坚硬时 岩石个别突 出部分 每 1m2不大于 0 1m2 侵入衬砌应小于 5cm 拱脚和墙脚以上 内断面严禁欠挖 检验数量 施工单位 监理单位每一开挖循环检查一次 检验方法 施工单位采用自动断面仪测量等仪器测量周边轮廓断面 绘断面图与设计断面核对 监理单位见证测量 现场核对开挖断面 洞身开挖中 应在每一次开挖后及时观察 描述开挖面地层的层理 节理 裂隙结构状况 岩体的软硬程度 出水量大小等 核对设计地质情 况 判断围岩稳定性 检验数量 施工 监理单位每一开挖循环检查一次 检验方法 施工单位进行工程地质观察和描述 监理单位见证检查 光面爆破或预裂爆破钻眼前 应根据钻爆设计图准确由测量技术人 员标出炮眼位置 钻孔时应按钻爆设计要求严格控制炮眼的间距 深度和 角度 掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为 5cm 周边眼的间距允许偏差 为 5cm 外插角应符合钻爆设计要求 眼底不应超出开挖轮廓线 15cm 检验数量 施工单位每一开挖循环检查全部掏槽眼和 10 个周边眼 监理单位按施工单位检查数量的 20 见证检查 检查方法 测量 隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求 隧底范围石质坚硬时 岩石个别突出部分 每 1m2不大于 0 1m2 侵入衬砌应小于 5cm 检验数量 施工单位 监理单位每一开挖循环检查一次 检验方法 施工单位用仪器测量底部高程 绘断面图与设计断面核对 监理单位见证测量 核对开挖断面 隧底开挖后应及时核对隧底地质情况 当需要进行加固处理时 应 符合设计要求 检验数量 施工单位 监理单位每处检查一次 检验方法 施工单位进行地质描述 监理单位见证检查 10 210 2 一般项目一般项目 光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率 硬岩不应小于 80 中硬 岩不应小于 60 并在开挖轮廓面上均匀分布 检验数量 施工单位每一开挖循环检查一次 检验方法 对照钻爆设计资料 观察 计数检验炮眼痕迹保存率 水沟开挖位置 基底高程应符合设计要求 靠边墙的水沟应与边墙 基础同时开挖 一次成型 检验数量 施工单位每一开挖循环检查一次 检验方法 观察 仪器测量 1111 安全质量控制措施安全质量控制措施 加强对技术及施工人员的培训 提高全体参建人员的安全 质量 意识 岩石隧道坚持 弱爆破 短进尺 强支护 早封闭 勤量测 的原 则 严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工 否则应按照变更程序 申请改变施工方案 在隧道开挖前 对隧道地表中线附近范围进行勘察 对地表冲沟 滑塌 陷穴 地表附着物等不良地质情况进行统计 确保隧道开挖施工安 全 顺利通过 每循环进行测量放样 严格控制超欠挖 定期对测量控制点进行检 查 复核 避免由于隧底下沉 上鼓 不均匀变形及人工或机械碰撞等原 因对控制点的损害 边墙 仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求 软弱地基处 理方法和施工质量应符合设计要求 隧底开挖前应进行施工工艺设计 开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测 及时反馈量 测信息 隧道开挖中 应在每次开挖后及时观察 描述围岩裂隙结构状况 岩体软硬程度 出水量大小 核对设计情况 判断围岩的稳定性 土质隧道在开挖过程中 尽量减少挖掘机对隧道边沿的开挖 应采 用人工风镐对隧道周边进行修整 减少对围岩的扰动 避免侧壁或拱顶掉 块现象 用挖掘机开挖时拱脚 墙角应预留 30cm 人工开挖 严禁超挖 土质隧道拱墙脚严禁被水浸泡 开挖完毕后 应尽早对围岩进行支护封闭 减少围岩暴露的时间 制定安全施工应急预案 日常做好应急物资储备 洞口工程施工 宜避开雨季和严寒季节 洞口施工前 应先检查边 仰坡以上山坡稳定情况 清除悬石 处 理危石 施工期间实施不间断监测和防护 地层含水量大时 上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟 将水引至隧 道中部纵向排水沟排出洞外 以免浸泡拱脚 必要时应配合井点降水等措 施将地下水位降至隧道二次衬砌底部以下 确保施工顺利进行 隧道明洞段施工时 边仰坡应分层分段开挖 并按设计及时做好防 护 临时边仰坡应进行适当放坡 明洞段因地基加固等施工的振动可能造成边坡失稳时 应预先在边 坡上设置观测桩进行监测 并派专人检查边坡的稳定情况 发现边坡有开 裂 变形现象时 应立即对边坡体进行加固处理 确保安全后方可继续进 行施工 爆破作业时 所有人员应撤离至不受有害气体 振动及飞石伤害的 安全地点 安全地点至爆破工作面的距离 在独头坑道内不应小于 200m 当采用全断面开挖时 应根据