狮过山隧道三级围岩全断面开挖施工方案.doc

目录一、工程概况2二、施工组织22.1施工准备22、技术准备33、施工部署3三、计划安排4四、施工工艺54.1光面爆破设计原则64.2爆破参数74.3炮眼布置74.4光面爆破施工顺序104.5 雷管及起爆顺序134.6爆破网络134.7爆破器材的选择144.8装药结构144.9光面爆破施工14五、出渣运输16六、质量保证措施17七、安全保证措施18八、环境保护措施22狮过山隧道级围岩洞身开挖方案一、工程概况狮过山隧道设计为一座上、下行分离的双向四车道高速公路隧道，位于安溪县福田乡。隧道总体走向呈北东-南西向北曲线形展布。隧道采用分离式，其中：左洞起讫桩号ZK52+985ZK56+487，总长3502.3米，净空为（宽高）10.255.0 m;右洞起讫桩号YK52+978YK56+480，总长3502米，净空为（宽高）10.255.0 m。设计时速80Km/h，采用灯光照明，机械通风，隧道最大埋深约380m，属分离式特长隧道，隧道进口及洞身段属分离式隧道。隧道进出口均采用端墙式洞门。本隧道进、出口方向分别由A8、A9合同段施工，合同段分段桩号为左线ZK55+040.506、右线YK55+050。狮过山隧道左洞级围岩起止里程为ZK53+080ZK54+045，ZK54+155ZK55+040.506，共计1850.506m，右洞级围岩起止里程为K53+100K54+050，K54+160K55+050，总计1840m。级围岩采用复合式衬砌，初期支护由系统锚杆、钢筋网、湿喷混凝土组成，模筑混凝土作为二次衬砌，级围岩洞身开挖采用全断面法，采用光面钻爆法施工。二、施工组织2.1施工准备施工便道：便道已修好，施工便道路基宽度不小于4.5m，路面宽度不小于3.5m， 便道土质路基地段基层为不小于20cm厚的碎石垫层，其面层为5cm的泥结碎石面层，并已按规范进行了硬化。施工临时用电：狮过山隧道口已接通施工用电，并配备400KW发电机一台，供电、照明线路布置符合有关规范要求。施工供水：已按施工需要寻找到水源，并已建立水箱，保证施工供水充足。施工供风：空压机房设在狮过山隧道右洞进口附近，已设置8台22m3空压机，现已经安装完毕，供风能力可满足隧道的正常施工需要。隧道施工场地及生活区已布置完毕，并且已完成场地平整压实工作，所有清表、弃方已按规范堆砌，没有对周围环境造成影响并做好防洪防台措施。各项机械设备性能良好可靠，配置合理。施工出渣运输线路布置合理，弃渣场地明确，道路状况良好。2、技术准备核对图纸和补充调查。组织技术、测量、试验等人员对设计文件、图纸、资料进行了复核。中线、水平基点布设完毕，轴线放样和标高测量均满足施工要求。围岩周边收敛计、精密水准仪等监控量测仪器齐全，测点布置及时合理，量测方法可靠，量测数据反馈信息满足开挖正常作业要求；软岩地段能够准确地超前地质预报。3、施工部署(1)施工人员组织机构。我标段由生产副经理及总工对工程部、安质部、以及施工队进行领导和协调，工程部、安质部对施工队伍、班组进行管理和监督。(2)机械设备及劳动力配备投入的主要机械设备表序号机械或设备名称型号单位数量备注1挖掘机PC320台22装载机ZLC50辆43自卸车解放辆64风枪YT-28把245湿喷机TK961台2 6钢筋切割机G40台1 7钢筋弯曲机GW40-1台1 8钢筋调直机GJ4-14台1 9钢筋对焊机MH30台1 10电焊机BX-500台4 11砼搅拌机JS750台2 12空压机L22台8 13发电机400KW台114通风机/台2施工人员配置状况序号工 种数 量姓名1施工负责人1胡鹏2现场负责人1王桂峰3技术员1王华伟4质检工程师1李明武5安全员1张凯 6实验员1马志刚三、计划安排根据级围岩施工工艺特点及现场实际生产能力，围岩开挖工期计划详见狮过山隧道工期安排横道图。四、施工工艺狮过山隧道级围岩地段开挖依据新奥法原理采用全断面法开挖。开挖时，每次循环开挖进尺控制在3.0左右，并根据实际情况确定进尺量。其方法如下：级围岩全断面法施工开挖示意图开挖流程为：全断面开挖全断面初期支护调平层或铺地施工铺设环向盲沟及防水板，整体灌注二次衬砌混凝土循环施工。预留变形沉落量按设计或根据现场监测进行确定。工艺流程详见下图：调平层或铺底施工铺设环向盲沟及防水板全断面开挖初期支护施作二次衬砌全断面法开挖施工工序框图隧道全断面开挖采用光面爆破方案，即采取微振动控制爆破技术。为控制超挖，周边采用光面爆破方法。影响光面爆破效果的因素有很多，主要有围岩地质条件、炸药特性、断面形状和大小、钻孔质量等。其中岩地质条件和钻孔质量是最主要的影响因素。实践表明，通常的光面爆破参数取值范围如下：炮眼间距E=(815)d、炮眼密集系数m=0.71.0、最小抵抗线W=(1020)d或者W=E/m、不耦合系数D=1.52.0、装药集中度q=(0.040.4)kg/m。4.1光面爆破设计原则炮孔布置要适合机械钻孔，提高炸药能量利用率，以减少炸药用量。减少对围岩的破坏，周边采用光面爆破，控制好开挖轮廓。控制好起爆顺序，提高爆破效果。在保证安全前提下，尽可能提高掘进速度，缩短工期。按爆破设计施工，控制炸药量，减少对初期支护及临时支护影响。有效减少超欠挖，保证施工质量，加快施工进度，降低施工成本。4.2爆破参数炮眼直径d：选用42mm的钻孔直径。炮眼深度L：级围岩炮眼深度取3.0m。抵抗线W：当炮眼直径在3542mm的范围内时，抵抗线W与炮眼深度有如下关系W=(1525)d或W=(0.30.6)L。据此级围岩取60cm。炮眼间距E：同一排两炮眼之间的距离与抵抗线之间的关系式为： W =(1.11.8)E。根据以往的施工经验取W=1.5E，级围岩取E=40cm。不耦合系数K=d/ d0。周边眼药卷采用25mm，不耦合系数K=1.68，其他采用32mm药卷，不耦合系数K=1.31。K1，表示炮孔直径与药卷直径不耦合，药卷与孔壁之间有空隙。K越大，则空隙也越大。线装药密度：线装药密度又叫装药集中度，它是指单位长度炮眼中装药量的多少（g/m）。为了控制裂隙的发育，保持新壁面的完整稳固，在保证沿炮眼连心线破裂的前提下，尽可能少装药。软岩中一般可用70g/m-120g/m，中硬岩中为20 g/m -300g/m，硬岩中为300g/m -350g/m。本方案采用330g/m。4.3炮眼布置 (1)参数确定炮眼布置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，掘进眼交错均匀布置，周边炮眼与掘进眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深10%20%。周边眼参数经验计算式：周边眼间距 E=（818）d（d为炮眼直径），cm。抵抗线 W=（1.01.5）E,cm; 不耦合系数D D=1.252.0根据公式及经验：E=40cm；W=60cm；周边眼间距40cm左右；底板眼间距60cm;掏槽眼间距60cm;掘进眼80cm左右；掘进眼一般均匀布置，采用环形布置形式，一般情况下，抵抗线均小于同排炮眼间距，常为炮眼间距的80%100%，根据经验也可采用大孔距小抵抗线的线形布置形式，炮眼间距为抵抗线的1.52倍。 (2)、炸药消耗量 爆破采用2号岩石硝铵炸药，由公式：Q=qSl式中:Q每循环应使用的炸药量，kgq单位炸药消耗量，kg/ m3S开挖断面积，m2l平均炮眼深度，m炮眼利用率，取95%III类围岩的炸药消耗量 q取0.90 kg/ m3，S为82.63 m2，l设计为3.0m. 故Q=0.9082.633.095%=211.94 kg。 (3)、级围岩炮眼布置详见炮眼布置图。级围岩全断面开挖光面爆破主要技术指标序号项 目单 位数 量1开挖断面积m282.632预计每循环进尺m3.03每循环爆破石方m3247.94炮眼总数个1895钻孔总长度m5706雷管用量发2037炸药用量Kg211.948比钻眼数个/m22.39比钻眼量m/m32.310比装药量Kg/m30.8511单位体积岩体耗雷管量发/m30.8212预计炮眼利用率%95级围岩光面爆破参数炮眼名称孔深（m）孔数（个）装药量装药结构药卷直径（mm）单孔装药量（g）小计（g）掏槽眼3.21432112015680连续底板眼3.0203299019800连续掘进眼3.0983299097020连续周边眼3.0572590049590间隔共计1891820904.4光面爆破施工顺序1）光面爆破施工顺序见下图爆破施工工艺流程图光面爆破设计测量放线台架就位钻 孔钻孔质量验收装药与堵塞连接起爆网络起 爆通 风危石处理清理钻孔装药计算与结构爆破材料准备网路检查设置警戒炮泥制作光爆效果与质量检查2）光面爆破的技术措施适当加密周边眼：周边眼孔距适当缩小，可控制爆破轮廓，避免超欠挖，又不致过大地增加钻眼工作量，一般取 E=(812)d，E为孔距，d为炮眼直径。合理确定光面爆破层厚度：光面爆破层厚度即最小抵抗线，由于周边眼的间距E与光面爆破层厚W有着密切关系，通常以周边眼密集系数K表示为K=E/W。根据施工经验，一般取K=0.61.0，能达到最佳光爆效果。合理用药：根据本隧工程地质特征，炸药选用低猛度、低爆速、传爆性能好的炸药，周边眼选用2#岩石光爆药卷，其他炮眼选用2#岩石乳化炸药。施工中根据孔距、光面爆破层厚度、石质及炸药种类等综合考虑确定装药量。3）光面爆破施工技术要求、施工测量：开挖作业前，用测量仪器按设计断面放出隧道开挖轮廓线，并使用醒目标志（一般采用红色油漆线）显示在隧道的开挖断面上。、钻爆作业：施钻根据钻爆设计图中所示的炮眼个数、眼距、炮眼深度及要求的外插角度、眼底误差进行作业，为防止人为原因引起超欠挖，司钻工或台车司机必须严格按技术要求进行作业。、钻机就位：台车、风钻按规定就位，接通风、水、电路，开钻时先送水，后送风。手风钻开孔时，宜用1m以内的短钻杆，待钻孔定位并钻进0.5m以上后再换长钻杆。、炮眼间距偏差：掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于50mm，掘进眼眼口排距、行距误差不得大于50mm，周边眼沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于50mm，周边眼外斜率不得大于50mm/m，眼底不超出开挖断面轮廓线100mm，最大不超过150mm。 、炮眼方向：司钻中随时观察每臂（台）钻进情况，利用已打好的孔眼作标志，掌握好钻眼方向，以达到“准、直、平、齐”的要求。、掏槽眼：掏槽眼位置可根据掌子面围岩结构特征适当调整，掏槽眼较掘进眼深20cm，以取到较好的开挖进尺。、清孔：装药前，采用高压风，使用特制钢管清洗眼中的石碴、石粉及泥浆。、装药：装药需专人操作，并制定相应的安全规程。严格按技术交底中规定的装药量及装药结构操作，同时根据不同的围岩状况灵活调装药量，以达到更好的爆破效果。、炮孔口堵塞：炮孔口用炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm，炮泥用炮泥机制作，成分为泥土、砂和水。、爆破：爆破工从药库领出的药卷和导爆管确认并保存好段数标记。起爆网络按钻爆设计的形式连接，主爆网络采用双管双索，以确保可靠起爆。网络连接好后由爆破工再次检查确认，无误后施爆。4.5 雷管及起爆顺序隧道内爆破选用非电毫秒雷管，分多段起爆。起爆顺序：先掏槽后扩槽从低段到高段逐段起爆，周边眼最后起爆。4.6爆破网络爆破振动与同段起爆的炸药量密切相关，采用非电微差起爆技术不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效控制每段雷管间的起爆时间，使爆破震动波减少叠加。消除爆破震动的有害效应。在施工中采用孔外同段，孔内微差的网络起爆。另外，为了确保周边眼同时起爆，保证光爆效果，还将各孔内的导爆索延长至孔外，用一长主干导爆索顺拱部周边眼进行串联，使每个周边眼孔内有二套独立的起爆系统，确保同时起爆。4.7爆破器材的选择采用塑料导爆管、毫秒雷管起爆系统，毫秒雷管采用15段别毫秒雷管，引爆采用电雷管。炸药采用2#岩石铵锑炸药或乳化炸药(有水地段)，选用32、25两种规格，周边眼采用导爆索绑小药卷的空气间隔不连续装药结构。其中25为周边眼使用的光爆药卷，其余用32药卷。4.8装药结构装药结构见“装药结构示意图”图中药卷数量为示意。施工中钻爆参数将根据实际情况进行调整。装药结构示意4.9光面爆破施工1）钻眼钻孔采用YT-28气腿式风动凿岩机钻孔，为保证开挖轮廓圆顺，充分利用围岩自承能力，减小围岩振动，确保良好的爆破效果，施钻前由专门人员根据设计布孔图现场布孔，标出掏槽眼和周边眼的位置，严格按照炮眼的设计位置、深度和眼径进行钻眼，如出现偏差，由现场施工技术人员确定其取舍，必要时废弃重钻，周边眼的外插斜率不应大于50mm/m，使前后两排炮前后衔接高度最小，此高度一般要求为8cm，最大不应大于10cm。2）装药在炸药装入炮眼前，应将炮眼内的残碴、积水排除干净并仔细检查炮眼的位置、深度、角度是否满足设计要求，装药时应严格按照设计的炸药量进行装药。3）堵塞所有炮装药结束后必须进行堵塞，炮孔堵塞的目的是保证炸药充分反应，使之产生最大热量，防止炸药不完全爆炸，防止高温高压的气体过早地从炮眼中溢出，使爆炸产生的能量更多地转换成破碎岩体的机械功，提高炸药利用率，堵塞材料为砂子和黏土的混合物，堵塞长度不能小于20cm。4）联网起爆起爆网络是隧爆破成败的关键，它直接影响爆破效果和爆破质量，爆破前细检查连接网络是否正确。5）爆后检查爆破后，掌子面要加强通风，及时清除危石，并对爆破效果进行检查，及时调整爆破参数。检查项目主要有：断面周边超欠挖检查；开挖轮廓园顺度，开挖面平整检查；爆破进尺是否达到爆破设计要求；炮眼痕迹保存率；两次爆破衔接台阶大小。具体要求见下表：光面爆破控制标准顺序项目硬岩中硬岩软岩1平均线性超挖量（cm）1015152最大线性超挖量（cm）2025253两炮衔接台阶最大尺寸(cm)1010104残眼率（%）9075555局部欠挖量（cm）5556炮眼利用率（%）9095100五、出渣运输起爆后，所有施工人员不得立即进入洞内，需等待1015分钟，在确认所有炮眼均已起爆，且炮烟排净后，施工人员方可进入。首先由有经验的爆破技师进入，对开挖面进行清邦问顶，对危石进行清理。当确认掌子面处于安全状态时，装载机与汽车司机方可进入掌子面进行出碴与运输作业的施工。装渣采用ZLC50型侧卸式装载机进行，8t以上汽车运输。出碴时，掌子面与弃土场均安排一名指挥员，指导机械的作业。并保证施工的安全。洞内道路要平坦，坑洼不平地段可铺设碎石进行修整，洞内施工机具、材料要摆放整齐妥当，不得影响运输车辆的通行。出碴时，通风机要开起，及时排出洞内机械产生的废烟废气。出碴时，掌子面不得有其他人员。洞内其他作业场地，均需设置一名安全员，管理施工现场的安全。六、质量保证措施质量方针：以人为本、守法诚信、关爱环境建造精品建立健全质量保证体系，项目部成立质量管理领导小组（见【质量领导小组机构图】），由项目经理任组长，项目总工任副组长，负责全项目质量领导工作，项目部设专职质检工程师，队设专职质检员，负责质量监督检查和各项检验工作。建立健全质检机构，由项目质量检查工程师及各队专职质检员，专门负责质量监督检查工作，质量检查人员享有质量否决权和验工计价签证权。质量检查做到四个结合：重点检查和全面检查相结合；内部检查与外部检查相结合；定期检查与经常检查相结合；专职检查与职工检查相结合。建立各项质量管理制度：实行“三工三查”制度，每个分项工程都要进行工前交底、工中检查指导、工后总结评比，并做到自查互查、交接检查。坚持施工过程中的“五不施工”和“三不交接”制度，使各项工作处于受控状态。“五不施工”即未进行技术交底不施工，材料无合格证或试验不合格不施工，建筑物未经复测不施工，隐蔽工程未经监理工程师检查签证不施工；图纸和技术要求不清不施工。“三不交接”是无自检记录不交接；未经质检人员验收不交接；施工记录不全不交接。严格执行各种技术管理制度如：“技术岗位责任制”、“图纸会审制”、“技术交底制”、“技术复核制”、“技术档案制”、“测量工作复测制”，使技术管理标准化、规范化。施工前认真核对设计文件，领会设计意图，制定科学合理的施工方案。加强技术培训，推行标准化作业，把工程质量建立在科学可靠的基础上，做到工序有标准有结论。实行质量全优抵押金制，推行质量经济承包，奖优罚劣。树立样板工程，样板先行，以点带面，创全优工程。我单位已通过ISO9000标准认证，施工中严格按质量手册和程序文件要求，进行全过程控制，确保工程质量。七、安全保证措施1、施工作业应注意的安全事项隧道施工中必须密切注意围岩及地下水等的变化情况，当施工方法或支护结构不适应于实际围岩状态时，必须采取应急措施，并经批准后及时采用合适的施工方法或支护结构。洞内作业应做到工序衔接，工区分明，各作业工序无相互干挠，通道畅通。隧道开挖作业应合理安排支护等其他工序的顺序。软弱围岩施工必须先超前支护后开挖，初期支护紧跟开挖面；铺底作业应及时跟进，保证道路情况良好。应保持洞内平整，铺底工序应尽可能先行，做到排水通畅，洞内、洞外无积水，不泥泞。提前制定切实可行的施工安全措施。爆炸作业及火药物品的管理，必须遵守现行的国家标准爆破安全规程的有关规定。对有瓦斯溢出的隧道，应根据工点的地质情况、瓦斯溢出程度和设备条件，制定适宜的施工方案。钻眼A钻眼前，应首先检查工作面是否处于安全状态，灯光照明是否良好，支护、顶板及两帮是否牢固，有无松动的岩石，如有松动的岩石应及时支护或清除；检查加固操作平台,确保钻眼作业平台不变形不垮塌。B凿岩机钻眼时，必须采取湿式凿岩机或带有捕尘器的凿岩机。C使用支架的风钻钻眼时，应将支架安置稳妥。D钻凿各类眼时，应精心注意不同眼的超深量，即掏槽眼深、辅助眼深、二圈眼深、周边眼深，超深量应由爆破断面大小、岩性等确定，均应在爆破设计说明书中注明，严禁在残眼中继续钻眼。E进洞施工人员必须戴安全帽、防护手套、穿工作服；电工和电钻工还应绝缘鞋和戴绝缘手套。爆破A每日放炮时间和次数，应据施工条件明确规定，装药离放炮时间不大于30min。B遇有下列情况时严禁装药爆破：照明不足；工作面岩石破碎尚未支护；发现流沙、洗泥未经妥善处理；可能有大量溶洞及高压水涌出的地段。C火花起爆时，一个爆破工一次点煤不宜超过5个。有水地段内不得使用火花爆破，药卷应有防水套管或作用防水炸药。D洞内爆破不得使用TNT、苦味酸、黑色火药等产生大量有害气体的炸药。E爆破后必须经过通风排烟，且其相距时间不得少于15min，并经过以下各项检查和妥善处理后，其他作业人员才准进入工作面。一是检查有无瞎炮及可疑现象；二是检查有无残余炸药或雷管；三是检查顶板、两邦有无松动石块；四是检查支护有无损坏与变形。F有瞎炮时必须由原爆破人员按规定处理。G装炮时严禁火种，严禁装药打眼同时进行，无关人员与机具等均撤至安全地点。H严禁明火点炮。J爆破器材的加工，应在远离洞口50m外的加工房中进行。装渣与运输A运输车辆不得人、料混装。洞内运输车辆必须限速行驶。洞内倒车与转向，必须开灯、鸣笛；洞口、平交道口和狭窄的施工场地，应设置“缓行”标志，必要时宜安排人员指挥交通。B机械装渣作业应设专人指挥，严格按操作规程进行。装渣不得高于车厢，装渣时，装渣机与运渣车之间不得有人并不得损坏已有的支护及临时设备。C洞外卸渣线应妥善布置，卸渣点路面应保持4的上坡，在渣堆边缘内80cm处必须设置挡木及标志；卸渣时有专人指挥卸渣、平整；卸渣场地应修筑永久排水设施和其他防护工程，确保地表径流不致冲蚀弃渣堆。D洞内路面应加强养护，保证车辆安全运行。通风与防尘A隧道施工应采取通风、洒水等防尘措施，施工人员应佩戴防尘口罩，搞好个人防护，并定期测试粉尘和有害气体的浓度。B隧道施工必须实施管道通风。宜采用大功率风机、大直径风筒压入式通风，长隧道应考虑混合通风方式。通风应能满足洞内各项作业所需最大风量，保证有足够的新鲜空气。通风管路方面，围绕“防漏降阻”加强管理。风管安装除了做到平、直、稳、紧外，风管节长选用3050m一节，减少接头漏风；在衬砌台车地段，台车上部设1.6m的硬管，以便软风管穿越，避免或减少风管缩径和弯曲变形降低风阻。加强对进洞机械车辆的维修保养，定期检查空气滤清器是否堵塞，进、排气是否畅通，喷油效果不好的喷油嘴及时更换，使喷油效果好，雾化程度高，柴油充分燃烧。部分机械进行机外净化，主要对装载机配上带有催化剂的附属箱，连接在尾气排放管上，把发动机排出的尾气用催化剂和水洗的办法降低其有害气体。采用湿式凿岩、水幕降尘和个人防护相结合的办法防尘。水幕降尘就是采用湿式喷雾法除尘降尘。每个隧道工班距开挖面30米处设一台水幕降尘器，炮前10分钟开阀，炮后半小时关闭。另外，专门成立尘毒测试站，定期测试粉尘和有害气体浓度。C隧道通风应设专人管理定期维护通风系统。通风机运转时，严禁人员在风管的进出口附近停留；通风机停止运转时，任何人员不得靠近通风软管行走和在软管旁边停留，不得将任何物品放在通风管或管口上。2、项目部成立安全领导小组，组长由项目经理担任。安全领导小组负责施工过程中的安全管理和检查。（【安全领导小组机构图】附后）。八、环境保护措施1、制定环境保护计划遵照环境保护政策和本标段环境保护的要求，制定本项目环境保护计划贯彻到整个施工过程中。2、教育和学习环境保护法规施工前对全体员工进行环境保护法规教育和学习，成立领导小组专人负责环保计划的落实。3、落实责任施工现场划分责任区，明确每