平凉至绵阳国家高速公路隧道洞身开挖施工方案

目目 录录 第一章 编制依据 1 1 1 编制说明 1 1 2 编制依据 1 1 3 编制范围 1 第二章 工程概况 2 2 1 工程简介 2 2 2 地形 地貌及水文 2 2 3 地层岩性及围岩分级说明 3 2 4 隧道进出口端工程地质评价 5 2 4 1 隧道进口段工程地质评价 5 2 4 2 隧道出口段工程地质评价 5 2 5 隧道洞身工程地质评价 6 2 6 隧道所处区域地震及稳定性 7 第三章 主要工程量 8 3 1 隧道主要开挖工程量 8 3 2 隧道主要超前支护工程量 10 第四章 隧道开挖施工 12 4 1 隧道总体施工方案 12 4 2 洞身开挖施工工艺 12 4 3 洞身开挖施工流程 15 4 4 爆破施工设计 19 第五章 安全生产管理体系及保障措施 23 5 1 组建安全生产管理体系 23 5 2 安全生产保证措施 23 第六章 质量保证措施 25 6 1 建立完善的质量管理体系及质量保证体系 25 6 2 严格实行质量责任制 25 6 3 施工控制中的技术保证 25 第七章 环境保护 水土保持体系及保障措施 26 7 1 环境保护目标和指标 26 7 2 环境保护 水土保持实施要求 27 7 3 地形环境保护措施 27 7 4 生态保护措施 28 7 5 大气环境及粉尘的防治措施 28 7 6 降低噪音措施 28 第八章 文明施工管理体系及保障措施 29 8 1 文明施工保证体系 29 8 2 文明施工具体内容 29 8 3 文明施工保证措施 29 第九章 综合应急救援管理方案 32 9 1 编制依据和目的 32 9 2 应急救援响应程序和流程 32 9 3 各种应急救援保障措施 32 9 4 各种安全应对措施 33 9 5 工地安全用电防范措施 33 9 6 电气防火技术措施 35 9 7 预防高处坠落 物体打击伤害的应对措施 35 第十章 人员 设备计划 37 10 1 人员计划 37 10 2 主要机械设备 仪器配置计划 37 第十一章 施工进度计划及保证措施 39 11 1 工期目标 39 11 2 工期保证措施 39 第 0 页 共 39 页 第一章第一章 编制依据编制依据 1 11 1 编制说明编制说明 为加强本隧道洞身开挖施工过程的安全技术管理 实现施工安全总体管理目标 预 防施工安全事故 保障人身和财产安全 根据甘肃省标准化实施要点编制完成此施工方 案 用于指导石窑村 2 号隧道超前支护及洞身开挖施工 1 21 2 编制依据编制依据 1 平凉至绵阳国家高速公路 G8513 平凉 华亭 至天水 PT11 标施工招标文 件 2 平凉至绵阳高速公路 G8513 平凉 华亭 至天水段 PT11 合同段 两 阶段施工图设计 3 公路工程技术标准 JTG B01 2014 4 公路隧道施工技术规范 JTJ024 2009 5 公路工程质量检验评定标准 JTG F8016 2012 6 公路工程施工安全技术规程 JTG F90 2015 7 甘肃省高速公路施工标准化管理指南 隧道 8 锚杆喷射混凝土支护技术规范 GB50086 2015 9 业主对本合同段工程的质量和工期要求 10 本项目部编制的 实施性施工组织设计 项目策划书 11 施工现场考察及调查周边环境所了解的情况和收集的信息 以及我局现有的 技术装备 管理水平和类似工程的施工经验 12 我国的法律 法规及当地政府有关施工安全 文明施工 劳动保护 土地使 用与管理 环境保护等方面的具体规定 1 31 3 编制范围编制范围 本施工方案适用于平凉 华亭 至天水高速公路项目 PT11 标项目经理部石窑村 2 号隧道洞身开挖工程施工 第 1 页 共 39 页 第二章第二章 工程概况工程概况 2 12 1 工程简介工程简介 石窑湾 2 号隧道位于甘肃省秦安县叶堡镇石窑村南侧 穿行于葫芦河左岸山体 进 口布设于 G207 国道东侧山坡上 出口布设于 G207 国道东侧约 20m 的山坡上 隧道进出 口均与 G207 毗邻 交通较便利 左线隧道长 1488m ZK171 295 ZK172 783 右线隧 道长 1505m YK171 275 YK172 780 为长隧道 本隧道左线桩号 ZK171 295 ZK172 783 长 1488m 右线桩号 YK171 275 YK172 780 长 1505m 隧道最大埋深约 230m 隧道左洞进口高程约 1280 25m 左洞出口高程约 1271 21m 隧道右洞进口高程约 1278 07m 左洞出口高程 约 1262 71m 2 22 2 地形 地貌及水文地形 地貌及水文 1 地形地貌特征 地形地貌 石窑村 2 号隧道地处低中山地貌 山体走向总体呈东西走向 隧道路线 经过最大高程约为 1445 28m 隧道进口山体较缓 自然坡度为 20 25 隧道出口山 体较陡 自然坡度为 40 45 中部山顶及山凹山坡坡度较缓 约 15 20 山体 植被较少 主要为杂草 局部开垦为旱地 地表水主要分布进出口附近各 1 条小溪 隧 道洞顶地表水不发育 2 地质构造 隧址区大地构造位置与舟曲 武都复背斜核部北翼 地层呈单斜状 该褶皱构造线 密集 褶皱紧密 走向断层发育 褶皱自西向东 由北西渐转为北东 呈向南凸出的弧 形 两翼北陡南缓 倾角 40 70 据现场调查隧址区未发现断层构造发育 3 水文地质 隧道洞身范围内地表水 地下水不发育 隧道通过区地表沟谷均为季节性流水沟 无长流水 受大气降水影响较大 山坡汇水面积小 降雨时地表径流消散很快 钻探未 见到地下水 结合水文地质边界条件分析 本隧道无地下水 降雨渗入隧道内的水极少 毋庸考虑隧道涌水量 其次为隧道进出口段各一条小溪 多为上游山峪沟流水 第 2 页 共 39 页 在隧址区地下水主要为第四系孔隙性潜水 基岩裂隙水 2 32 3 地层岩性地层岩性及围岩及围岩分级说明分级说明 根据本次地质调绘 钻探揭露并结合室内岩土土工试验 隧址区地层按其时代及成 因分类 在勘察深度范围内上覆地层为第四系上更新统风积新黄土 Q3eol 下伏震旦 系下统兴隆山群上火山岩组片理化安山岩 Z1xn3 及侵入花岗岩 其工程地质特征 详细描述如下 第一层 新黄土 Q3eol 灰黄 黄褐色 最大揭露厚度约 49 9m 稍密 密实 主要以粉土为主 具大孔隙 含少量的钙质结核 表层大量虫孔 湿陷等级为 II 级 中等 第二层 泥岩 N1 棕红色 泥质结构 层状构造 节理 裂隙较发育 岩芯 呈块状 柱状 节长 2 30cm 锤击易碎 TCR 93 节长 10cm 的岩芯累计长度约 9 7m RQD 87 主要分布于隧道洞口段及隧道洞身上方 第三层 强风化片理化安山岩 Z1xn3 灰褐色 斑状结构 裂隙极发育 裂隙 面可见铁锰渲染 岩芯呈碎块状 属软岩 碎石状散体结构围岩 第四层 中风化片理化安山岩 Z1xn3 灰褐色 气孔块状构造 斑状结构 成 分以石英 长石 角闪石 辉石为主 节理 裂隙较发育 岩芯呈块状 柱状 块径 2 9cm 锤击振手 TCR 70 RQD 0 岩芯呈块状 柱状 属较软岩 岩体破碎 较破碎 呈碎块状镶嵌结构围岩 为洞身通过的主要底层之一 第五层 强风化花岗岩 肉红色 花钢结构 块状结构 岩体分化强烈 节理 裂隙极发育 岩芯多呈碎块状 属较软质 极破碎 碎石状镶嵌结构围岩 第六层 中风化花岗岩 灰白色 浅肉红色 花钢结构 块状结构 成分以长 石 石英 云母及暗色矿物组成 裂隙发育 裂隙面可见铁锰质渲染 岩芯呈块状 柱 状 属较硬岩 破碎 家破碎状围岩 为洞身通过的主要底层之一 地层成因及岩性特征见表 3 3 1 表表 3 3 13 3 1 地层成因及岩性特征地层成因及岩性特征 时代 成因 土层 编号 土石 名称 厚度 m 土石 类别 土石 等级 动探 击数 均值 N63 5 密实 度 状态 粘聚 力 C MPa 内摩 察角 承载 力容 许值 kPa Q3eol 黄土 29 1 41 5 普通 土 稍密 11 5 20 75 150 第 3 页 共 39 页 Q3al 卵石 1 0 2 0 普通 土 2 中密 500 Q3al 粉质 粘土 10 70 普通 土 2 硬塑 350 本隧道围岩划分为 6 个围岩段 围岩级别为 IV 根 级 隧道左幅围岩岩级别划分 表见表 3 2 2 表表 3 2 23 2 2 石窑村石窑村 1 1 号隧道左幅围岩岩级别划分表号隧道左幅围岩岩级别划分表 考虑影响因素 修正系数 起讫里程 分段 长度 m 围岩名 称 饱 和 抗 压 强 度 MPa 岩体 完整 系数 Kv 围 岩 基 本 质 量 指 标 QB 地 下 水 K1 主 要 软 弱 结 构 面 K2 初 始 应 力 状 态 K3 确 定 围 岩 级 别 围岩 基本 质量 指标 修正 值 BQ 岩 体 纵 波 VP m s 考虑 影响 因素 状态 或关 系说 明 ZK171 295 Z K171 370 75 黄土 泥岩 V 250 ZK171 370 Z K172 040 670 强风化 片理化 安山岩 28 08 0 22240 10 1V204 ZK172 040 Z K172 220 180 中风化 片理化 安山岩 28 08 0 42740 10 1IV254 ZK172 220 Z K172 320 100 岩性接 触带 28 08 0 182190 10 2V189 ZK172 320 Z K172 720 400 中风化 花岗岩 30 07 0 42800 10 1IV260 ZK172 720 Z K172 783 63 强 中风 化花岗 岩 30 07 0 152170 10 1V197 石窑村石窑村 2 2 号隧道右幅围岩岩级别划分表号隧道右幅围岩岩级别划分表 考虑影响因素 修正系数 起讫里程 分段 长度 m 围岩名 称 饱 和 抗 压 强 度 MPa 岩体 完整 系数 Kv 围 岩 基 本 质 量 指 标 QB 地 下 水 K1 主 要 软 弱 结 构 面 K2 初 始 应 力 状 态 K3 确 定 围 岩 级 别 围岩 基本 质量 指标 修正 值 BQ 岩 体 纵 波 VP m s 考虑 影响 因素 状态 或关 系说 明 第 4 页 共 39 页 YK171 275 Y K171 360 85 黄土 泥岩 V 250 YK171 360 Y K171 980 620 强风化 片理化 安山岩 28 08 0 22240 10 1V204 YK171 980 Y K172 230 250 中风化 片理化 安山岩 28 08 0 42740 10 1IV254 YK172 230 Y K172 310 80 岩性接 触带 28 08 0 182190 10 2V189 YK172 310 Y K172 600 290 中风化 花岗岩 30 07 0 42800 10 1IV260 YK172 600 Y K172 780 180 强 中风 化花岗岩 30 07 0 152170 10 1V197 2 42 4 隧道进出口端工程地质评价隧道进出口端工程地质评价 2 4 12 4 1 隧道进口段工程地质评价隧道进口段工程地质评价 隧道进口段发育黄土滑坡 该滑坡位于山间冲沟左岸山体 主滑方向约 4 滑坡产 生于第四系上更新统风积黄土 Q3eol斜坡 以向下滑移 前缘位于冲沟中 后缘形成 10 15m 陡砍 斜坡坡度约 20 30 呈折线型斜坡 地形线混乱 见明显错台状台阶 错台约 1 2m 滑坡体整体呈圈椅状 横宽约 160 240m 纵长约 160m 厚度约 8 10m 方量约 32 万方 属中型中层牵引式黄土滑坡 根据对该滑坡体的稳定性验算结果显示 滑坡在工况一 天然状态 工况二 暴雨或连续降雨 下稳定系数 1 923 3 063 工 况三 地震 下稳定系数为 1 525 1 882 均处于稳定状态 与滑坡目前的状态是相符 的 通过滑坡体不同区段的综合分析 结果显示滑坡整体处于稳定状态 滑坡体残留体 呈多级平台状 整体向下的趋势已衰减 前缘堆积体座于平坦稳定的阶地上 无滑动势 能 阻滑力大 滑坡整体处于基本稳定状态 因其规模较大 结构复杂 在异常气候 地震等自然条件下 不排除局部滑体变形 失稳的可能 开挖过程中应对滑坡体做好防 排水措施 并加强坡面防护 可适当接长明洞的形式进洞 2 4 22 4 2 隧道出口段工程地质评价隧道出口段工程地质评价 隧道出口隧道轴线与地形线大角度相交 边坡坡度在 50 60 出洞口段地形条件 较陡 隧道出口处出露侵入的强 中风化花岗岩 出口上方出现 NS3 泥石流堆积物 主 要由黄土加大量的碎石顺冲沟坡向堆积而成 该底层较为松散 自然性差 开挖极易坍 塌并可能引起坡体的变形 开挖前应先清除正线路处堆积物 做好坡面防护 避免大面 积开挖 尽量避免扰动左侧堆积物 出洞口除 NS3 泥石流堆积物外 未见其他不良地质 第 5 页 共 39 页 适宜工程建设 边坡坡度在 35 40 洞口段地形条件一般 未发现滑坡等不良现象 根据工程 地质调绘 出口山体陡峻 自然坡度为 50 60 基岩裸露 为肉红色花岗岩 裂隙 发育 岩体较坚硬 为较硬岩 对围岩稳定性较好 但出口段中风化岩埋深厚度不均 围岩顶部中风化岩厚度薄 对施工开挖影响较大 应加强衬砌 可采用适当接长明洞超 前支护形式进洞 表部基岩裸露处采取防风化措施 施工时应严格控制爆破强度 并加 强支护措施 山体整现状稳定 适宜隧道施工 2 52 5 隧道洞身工程地质评价隧道洞身工程地质评价 ZK171 295 ZK171 370 YK171 275 YK171 360 该段围岩埋深 0 30m 为黄土 滑坡体 厚度约 8 10m 属中型中层牵引式黄土滑坡 下伏基岩为泥岩 属极软 较 破碎 厚层状结构围岩 强化化片理化安山岩 属软质 极破碎 碎石状散体结构围岩 无地下水 雨季地下水以渗水或点滴状出水为主 拱部及两侧壁易发生坍塌 围岩稳定 性差 围岩级别为 级为主 建议台阶法开挖 拱部及侧壁需锚固 辅助施工采用双层 小导管 长管棚支护 施工中根据围岩自稳及变化情况调整支护参数 先防护后进洞 采用抗滑桩进行处理 对坡体做好防排水措施 并加强坡面防护 ZK171 370 ZK172 040 YK171 360 YK171 980 该段围岩埋深 30 140m 围岩 地层岩性为中风化片理化安山岩 属较软质 极破碎 破碎 碎石状镶嵌结构围岩 节 理裂隙发育 地下水以渗水或点滴状出水为主 拱部及两侧壁易产生坍塌 围岩稳定性 较差 围岩级别为 级为主 建议台阶法开挖 拱部宜锚固 辅助施工采用双层小导管 施工中根据围岩自稳及变化情况调整支护参数 ZK172 040 ZK172 220 YK171 980 YK172 230 该段围岩埋深 130 180m 围岩 地层岩性为中风化片理化安山岩 属较软质 破碎 较破碎 碎块状镶嵌结构围岩 节 理裂隙较发育 地下水以渗水或点滴状出水为主 拱部及两侧壁易产生坍塌 围岩稳定 性较差 围岩级别 级为主 建议采用台阶分步法施工 加强施工阶段地质观察 根据 开挖层理裂隙等结构面组合状况 加强锚喷等初期支护 及时封闭 防止因封闭及支护 不及时引起围岩松动破坏的扩大而引起大面积滑塌破坏 加强监控量测并合理设置预留 变形量 并严格控制欠挖 避免超挖及过大变形 ZK172 220 ZK172 320 YK172 230 YK172 310 该段围岩埋深 190 210m 为岩 性接触带 岩性分别为强风化片理化安山岩与强风化花岗岩 属软质 破碎 极破碎 第 6 页 共 39 页 碎石状镶嵌结构围岩 地下水以淋雨状出水为主 掘进时拱部易坍塌掉块 围岩稳定 性差 围岩级别为 级为主 建议台阶法开挖 拱部需锚固 辅助施工采用双层小导管 施工中根据围岩自稳及变化情况调整支护参数 ZK172 320 ZK172 720 YK172 310 YK172 600 该段围岩埋深 50 230m 围岩 地层岩性为中风化花岗岩 属较硬 破碎 较破碎 碎块状镶嵌结构围岩 节理裂隙发 育 地下水以渗水或点滴状出水为主 拱部及两侧壁易产生坍塌 围岩稳定性较差 一 般 围岩级别 级为主 建议台阶法开挖 拱部宜锚固 辅助施工采用超前锚杆 施工 中根据围岩自稳及变化情况调整支护参数 ZK172 720 ZK172 783 YK172 600 YK172 780 该段该段隧道出口及浅埋段 围岩 为强 中风化花岗岩 属较硬 极破碎 碎石状镶嵌结构围岩 地下水以渗水或点滴状 出水为主 受浅埋影响 拱部及两侧壁局部易产生坍塌和掉块 围岩稳定性差 围岩级 别为 级为主 台阶法开挖 辅助施工采用双层小导管 长管棚支护 建议端墙式洞门 仰坡加强支护 2 2 6 6 隧道所处区域地震及稳定性隧道所处区域地震及稳定性 根据国家地震局颁布的 中国地震动峰值加速度区划图 中国地震动反应谱特 征周期区划图 并结合 甘肃省地震灾后恢复重建工作陇南 甘南地区地震动峰值加 速度区划图 和 甘肃省地震灾后恢复重建工作陇南 甘南地区地震动反映谱特征周期 区划图 隧址区地震动峰加速度为 0 20 0 3 g 地震反应谱特征周期 s 为 0 40 相当于地震基本烈度 度区 第 7 页 共 39 页 第三章第三章 主要工程量主要工程量 3 13 1 隧道主要开挖工程量隧道主要开挖工程量 隧道主要开挖工程量见表 3 1 表表 3 13 1 隧道主要开挖工程量隧道主要开挖工程量 桩号 每延米开挖工程数量 m 长度 m 开挖数量 m 围岩级别超前支护方式 ZK171 303 ZK171 380 ZK172 210 ZK172 330 103 719720428 9 SVc 管棚 超前小导管 ZK171 380 ZK171 703 5 ZK171 711 5 ZK172 131 ZK172 1 93 ZK172 210 ZK172 710 ZK172 740 101 179079869SVb 超前小导管 ZK171 703 5 ZK171 711 5 1038824SRJV 超前小导管 ZK172 131 ZK172 143 103121236SCJV 超前小导管 ZK172 143 ZK172 193 148 29507414 5SJV 超前小导管 ZK172 330 ZK172 405 8 ZK172 413 8 ZK172 710 96 5737235924 04SIVb 超前锚杆 ZK172 405 8 ZK172 413 8 98 88790 4SRJIV 超前小导管 ZK172 740 ZK172 762 101 1222224 2XSVb 管棚 超前小导管 ZK172 762 ZK172 780 103181854XSVa 管棚 超前小导管 YK171 283 YK171 370 YK172 220 YK172 320 103 718719391 9SVc 管棚 超前小导管 YK171 370 YK171 696 YK171 704 YK171 990 YK172 590 YK172 710 101 173274005 2SVb 超前小导管 YK171 696 YK171 704 1038824SRJV 超前小导管 YK172 095 YK172 107 98 8121185 6SCJIV 超前小导管 第 8 页 共 39 页 YK172 045 YK172 095 142 08507104SJIV 超前小导管 YK171 990 YK172 045 YK172 107 YK172 220 YK172 320 YK172 396 YK172 404 YK172 590 96 5743041525 1SIVb 超前锚杆 YK172 396 YK172 404 98 88790 4SRJIV 超前小导管 YK172 710 YK172 752 103424326XSVa 超前小导管 YK172 752 YK172 775 106 13232440 99SPV 管棚 超前小导管 103 738439820 8SVc 管棚 超前小导管 101 11522153874 2SVb 超前小导管 103161648SRJV 超前小导管 103121236SCJV 超前小导管 148 29507414 5SJV 超前小导管 142 08507104SJIV 超前小导管 96 5780277449 14SIVb 超前锚杆 98 8161580 8SRJIV 超前小导管 101 1222224 2XSVb 管棚 超前小导管 98 8121185 6SCJIV 超前小导管 103606180XSVa 超前小导管 小计 106 13232440 99SPV 管棚 超前小导管 合计 2969302158 23 第 9 页 共 39 页 3 23 2 隧道主要超前支护工程量隧道主要超前支护工程量 隧道主要超前支护工程量见表 3 2 表表 3 23 2 隧道主要超前支护工程量隧道主要超前支护工程量 桩号 超前支护方式材料规格 每延米 支护工 程数量 m kg 长度 m 数量 m 总重 kg 注浆水 泥 m 围岩级 别 ZK171 303 ZK171 380 ZK172 210 ZK172 330管棚 超前小导管 42 4 钢管 213 5 197 42059 5157596 95468 42SVc ZK171 380 ZK171 703 5 ZK171 711 5 ZK172 131 ZK172 193 ZK172 210 ZK172 710 ZK172 740 超前小导管 42 4 钢管 122 5 790 96775362615 931208 7 SVb ZK171 703 5 ZK171 711 5超前小导管 42 4 钢管 70 8 5602098 3214 03 SRJV ZK172 131 ZK172 143超前小导管 42 4 钢管 57 75 12 6932596 6717 34 SCJV ZK172 143 ZK172 193超前小导管 42 4 钢管 78 50 390014613 397 67 SJV ZK172 330 ZK172 405 8 ZK172 413 8 ZK172 710超前锚杆 22 超前锚杆 344 19 372128038 68SIVb ZK172 405 8 ZK172 413 8超前小导管 42 4 钢管 57 75 8 4621731 1123 12 SRJIV ZK172 740 ZK172 762管棚 超前小导管 42 4 钢管 122 5 22 269510098 1733 66 XSVb ZK172 762 ZK172 780管棚 超前小导管 42 4 钢管 122 5 18 22058262 1436 72 XSVa YK171 283 YK171 370 YK172 220 YK172 320管棚 超前小导管 42 4 钢管 213 5 187 22907 585834 40444 64 SVc YK171 370 YK171 696 YK171 704 YK171 990 YK172 590 YK172 710 超前小导管 42 4 钢管 122 5 732 89670335993 491119 96 SVb YK171 696 YK171 704超前小导管 42 4 钢管 70 8 5602098 3214 03 SRJV YK172 095 YK172 107超前小导管 42 4 钢管 57 75 12 6932596 6717 34 SCJIV YK172 045 YK172 095超前小导管 42 4 钢管 78 50390014613 397 67SJIV 第 10 页 共 39 页 YK171 990 YK172 045 YK172 107 YK172 220 YK172 320 YK172 396 YK172 404 YK172 590 超前锚杆 22 超前锚杆 344 19 430148001 7SIVb YK172 396 YK172 404超前小导管 42 4 钢管 57 75 84621731 1123 12SRJIV YK172 710 YK172 752超前小导管 42 4 钢管 122 5 42514519278 3218 36XSVa YK172 752 YK172 775管棚 超前小导管 42 4 钢管 122 5 232817 510557 1735 19SPV 管棚 超前小导管 42 4 钢管 213 5 38481984307194 05913 06SVc 超前小导管 42 4 钢管 122 5 1522186445698609 422328 66SVb 超前小导管 42 4 钢管 70 1611204196 6414 03SRJV 超前小导管 42 4 钢管 57 75 126932596 6717 34SCJV 超前小导管 42 4 钢管 78 50390014613 397 67SJV 超前小导管 42 4 钢管 78 50390014613 397 67SJIV 超前锚杆 22 超前锚杆 344 19 802276040 38SIVb 超前小导管 42 4 钢管 57 75 169243462 2323 12SRJIV 管棚 超前小导管 42 4 钢管 122 5 22269510098 1733 66XSVb 超前小导管 42 4 钢管 57 75 126932596 6717 34SCJIV 超前小导管 42 4 钢管 122 5 60735027540 4555 08XSVa 小 计 管棚 超前小导管 42 4 钢管 122 5 232817 510557 1735 19SPV 合 计 296929252210960783632 82 第 11 页 共 39 页 第四章第四章 隧道开挖施工隧道开挖施工 4 14 1 隧道总体施工方案隧道总体施工方案 石窑村 2 号隧道为分离式隧道 复合式衬砌设计 按新奥法施工 拟安排隧道队伍 从进 出口双向掘进 严格按照 管超前 严注浆 弱爆破 短进尺 强支护 勤测量 早封闭 快衬砌 的原则组织施工 施工过程中采用超前预报系统进行超前地质勘探 对不同围岩类别采用不同钻爆设计施工 总体实施掘进 钻爆 无轨运输出碴 支护 超前导管 拌 运 锚 喷 衬砌 拌 运 灌 振捣 三条机械化作业线 IV 级围岩采用台阶分步法开挖施工 级围岩采用台阶法开挖 超前支护采用液压钻孔台 车及注浆机施作超前小导管预注浆 初期支护采用锚杆钻孔机打注浆锚杆 湿式混凝土 喷射机喷射混凝土 人工架立钢支撑 出碴运输采用装载机装碴 自卸式汽车完成无轨 运输施工 衬砌混凝土采用混凝土自动计量拌和楼 混凝土搅拌运输车 混凝土输送泵 大模板整体液压衬砌台车完成全断面衬砌一次成型 仰拱采用跳槽开挖 施工时采用自 制的仰拱作业防干扰平台 减少出碴与仰拱的工序干扰 洞内路面采用小型机具作业 混凝土采用输送车运输 泵送入模 施工通风采用大功率通风机 大口径软管 压入式 长大隧道供风技术 施工用电采用洞口变电的方式 施工用水采用现场打井供水方式 施工用高压风采用空压机供风方式 路面混凝土和其它附属工程采用集中时间 机械化 流水作业 一次施工成型 4 24 2 洞身开挖洞身开挖施工工艺施工工艺 本隧道 ZK172 040 ZK172 220 ZK172 320 ZK172 720 580m YK171 980 YK172 230 YK172 310 YK172 600 540m 为 IV 级围岩 开挖方法选择台阶法分步开挖 ZK171 295 ZK172 040 ZK172 220 ZK172 320 ZK172 720 ZK172 783 段 908m YK171 275 YK171 360 YK171 360 YK171 980 YK172 230 YK172 310 YK172 600 YK172 780 段 965m 为 级围岩开挖 开挖方法选择台阶法 级围岩紧急停车带施 工采用 CD 中隔壁法 法开挖 台阶法分步开挖施工 台阶法开挖施工 紧急停车带开 挖施工工艺流程见图 4 2 1 4 2 2 4 2 3 4 2 4 第 12 页 共 39 页 图图 4 2 14 2 1 台阶法开挖施工工艺流程图台阶法开挖施工工艺流程图 图图 4 2 24 2 2 IVIV 级围岩级围岩台阶法施工步骤示意图台阶法施工步骤示意图 第 13 页 共 39 页 图图 4 2 4 2 2 2 IVIV 级围岩台阶法施工开挖示意图级围岩台阶法施工开挖示意图 2 2 图图 4 2 34 2 3 V V 级围岩级围岩台阶法施工步骤示意图台阶法施工步骤示意图 第 14 页 共 39 页 图图 4 2 34 2 3 V V 级围岩级围岩台阶法施工开挖示意图台阶法施工开挖示意图 2 2 图图 4 2 44 2 4 紧急停车带开挖示意图紧急停车带开挖示意图 4 4 3 3 洞身开挖施工流程洞身开挖施工流程 1 测量放样 测量前对测量仪器及各控制基准点进行复核检查 满足施工规范要求后使用 开挖前测放上台阶开挖轮廓线 开挖后测放拱架位置控制点 测放下台阶左 右侧壁开挖轮廓线 开挖后测放拱架位置控制点 第 15 页 共 39 页 开挖核心土测放仰拱开挖深度控制点 测量标示出隧道顶部的超前注浆小导管的位置及孔位布置和隧道轮廓线上超前小 导管的位置 2 监控量测及超前地质预报 拱顶下沉及上台阶第一条水平收敛测线在上台阶开挖支护完成后及时布设 拱腰部 位第二条测线在侧壁开挖支护完成及核心土挖除后及时埋设 超前地质预报的浅孔钻探 在作业循环完成后的合理时机及时进行 深孔钻探参照设计图纸并结合现场地质情况合 理布置 3 上台阶开挖 上台阶开挖以机械开挖辅以钻爆法 采用底部中空聚能孔 以超前地质探孔兼做 配合大楔形掏槽 炮孔以拱衬中心线对称布置 周边采用预裂爆破或光面爆破控制开挖 轮廓线 尽量杜绝欠挖 避免过大超挖 局部欠挖辅以人工使用风镐修整找顶 钻爆 锚杆施工作业平台采用自制台架 当上台阶开挖一定距离后 改用上断面开挖专用台架 进行施工 上台阶爆破所产生的石渣 前两循环直接采用挖掘机扒渣 将石渣扒出上台阶 在 下台阶核心土部位修筑机械爬坡道 以满足上台阶的施工材料与弃渣的清运 爬坡道的 修筑避开左右侧壁开挖施工范围 以后各施工循环产生的炮渣 均采用挖掘机扒渣出上 台阶 再用装载机装车 适宜于路基填筑的石料运至填方地段予以利用 余料运至弃渣 场 上断面开挖过程中 每一循环掌子面垂直平整严禁出现反坡 在下台阶开挖前一个 循环 可将掌子面做成斜面 以保证在下断面施工过程中掌子面稳定 确保施工安全 掌子面倾斜度控制在仅使一榀拱架悬空 最后一榀型钢拱架尽量落底支垫坚实 若悬空 过高不能支垫时 左右侧各增设一组 两根 锁脚锚杆 锚杆规格及施作方法同图纸锁 脚锚杆设计 当上台阶向前开挖延伸至 8 10m 后 监控量测数据分析显示 拱部围岩无变形异 常时 及可进行下台阶左 右 侧壁的开挖与支护 上台阶开挖时 配备一套专用作业台架 YT28 风钻 10 12 台 专业风钻工 12 人 辅助人员 10 人 专业爆破人员 5 人 警戒人员 2 人 爆破产生的石渣采用 1 台反铲扒渣找顶 一台装载机配合装车 8 辆 15T 自卸载重 汽车直接出渣 第 16 页 共 39 页 4 下台阶开挖 左右侧壁开挖分两部分进行 首先进行上部分的开挖 上部开挖底高程控制在拱架 地板高程以上 10cm 拱架基础部位采用人工风镐修整至设计高程 以保证拱架基底坚 实不被爆破破坏 以下部分的开挖在完成核心土开挖后并入仰拱开挖一次完成 左右侧壁开挖支护 在上台阶开挖延伸 8 10m 后进行 开挖采用爆破法 开挖轮 廓线布设光面爆破孔 爆破采用双掏槽设计 顶部临空面采用水平钻孔向上 V 字形掏槽 在拱下腰部以下采用楔形掏槽 尽量增加临空面 减小核心土与侧壁围岩对爆破的夹持 影响 与核心土分界线上采用 32mm 药卷 装药结构与周边光爆孔相同 以保持核心 土的稳定性 给上台阶开挖提供稳定的施工平台 一侧开挖时采用一套专用自制作业平台 配备 YT28 钻机 6 8 台 专业风钻工 8 人 辅助人员 10 人 专业爆破人员 3 人 警戒人员 2 人 爆破产生的石渣采用 1 台反铲扒渣找顶 一台装载机配合装车 5 辆 15T 自卸载重 汽车直接出渣 5 CD 法开挖施工主要步骤 内侧上导坑开挖 I 施作内侧上导坑初期支护与侧导坑初期支护 内侧下导坑开挖 II 施作下导坑初期支护 侧导坑初期支护 仰拱初期支护 尽快使得导坑初期支 护闭合 外侧上导坑开挖 III 施作外侧上导坑初期支护 外侧下导坑开挖 IV 施作外侧下导坑初期支护 仰拱初期支护 尽快使得全断面初期支护闭合 完成隧道开挖及初期支护后 拆除中间临时支护 拆除长度为一个二衬浇注区段 立即进行仰拱二次衬砌的浇注 根据监控量测结果确定边墙 拱部二次模注砼的浇筑 浇注二衬时顶部预埋 32 钢管 纵向间距 5m 待二衬达到设计强度后对二衬与初衬间 空隙进行注浆填充 浆液采用与二衬等强的无收缩浆液 注浆压力控制在 0 2MPa 其他注意事项 开挖外侧导坑时如需爆破 应注意控制爆破震动速度 避免破坏已 施作完成的中隔壁 如中隔壁被破坏 应采取加强措施或重新施作 若施工过程中围岩 侧压力较大 应增加横向支撑 第 17 页 共 39 页 6 仰拱部位开挖 当根据现场情况将仰拱部分岩体保留 待核心土开挖一段距离后一次性挖出时采用 以下方式进行施工 将仰拱部位岩体预留出来单独开挖 以方便隧道施工 增强隧道开挖施工的连续性 预留长度以满足设计隧道仰拱施作的安全距离为准 并尽量紧跟掌子面 仰拱预留岩体的最大开挖深度位于拱衬中心线位置 为 1 95m 左右 该部分岩体的 挖除采用水平光面爆破与立面钻孔相结合方式进行爆破 当一次开挖距离在 3m 以下时 采用水平光面爆破予以爆除 当一次开挖范围长度超过 3m 时采用竖向钻孔爆破开挖 级围岩仰拱钻爆设计示意图见图 4 3 1 示意图1 拱 仰 衬 线 中 拱 中 线 图4 级围岩仰拱钻爆设计示意图 7 275 示意图2 拱衬中线 仰拱中线 仰拱开挖钻孔平面布置示意图2仰拱开挖钻孔纵剖面示意图2 说明 1 本图为示意图 2 图中标注均为m 3 示意图1适用于开挖段长度小 于3m时 示意图2适用于仰拱开挖段 长度大于3m的情况 4 图中标注爆破孔的间排距 可 通过现场爆破试验结合开挖揭露地质 情况作适当调整 合理布置 0 5 1 0 1 95 1 0 1 00 50 5 1 0 拱衬中线 60 1 95 1 0 大于3m 小于等于3m 仰拱开挖钻孔立面布置示意图1 仰拱开挖钻孔纵剖面示意图1 拱衬中线 0 05 3段 7段 9段 3段5段7段 9段 11段 5段 图图 4 3 14 3 1 IVIV 级围岩仰拱钻爆设计示意图级围岩仰拱钻爆设计示意图 仰拱开挖的两种钻爆设计形式均遵循多打孔 少装药的理念 通过增加爆破分段数 达到同样的爆破效果前提下 实现减少单孔装药量和降低单响药量的目的 对靠近拱架 底板位置少钻孔 避免导致拱脚失稳 拱架移位 由此产生的局部欠挖 采用人工持风 镐予以清除干净 爆破钻孔 仰拱部位施工采用一次性挖出 水平钻孔时 配备 5 把 YT28 手风钻 专业钻工 5 人 辅助人员 6 人 两套空压机 采用竖向钻孔时 配备 10 把 YT28 手风钻 专业钻工 10 人 辅助人员 12 人 三套空压机 控制开挖深度 以不超过 3 榀拱架为准 光面爆破孔按照测量放样的开挖轮廓线均匀布置 间距不大于 60cm 钻孔方向向下倾 第 18 页 共 39 页 斜 倾斜度以孔底超挖不大于 5cm 为准 施工时根据拟开挖深度经计算确定 孔底适当 超钻 一般不超过 10cm 现场参考岩体可暴性与钻机排渣情况适当调整 以保证每循 环进尺 每循环各部位的钻孔深度应统一均匀 以使下一循环开挖掌子面平整 采用竖 直钻孔时 水平面纵横向间排距采用 1 0m 1 0m 梅花形布置 钻孔深度由测量放样 控制 首先测量队在隧道初期支护左右侧 每间隔不大于 10m 在同一里程断面上 测 放水准三角点 再采用拉线控制钻孔深度 钻孔时与水平面纵向呈 60 角 以尽量减 少底面形成的岩坎 超钻深度不大于 5cm 尽量减小超欠挖 同时亦可降低爆渣大块率 提高出渣效率 药量控制 水平钻孔时 一般爆破孔采用 32 药卷 均匀装药 装药集中度 单 耗药量结合岩石揭露状况确定 周边光爆孔采用 25 药卷 均匀不偶合装药 线装药 密度 单孔药量结合岩石揭露状况确定 采用竖向钻孔时 中部炮孔采用 32 药卷底 部集中装药 减少爆破岩埂 两侧采用 25 药卷底部集中装药 减小对拱架基础及侧 壁的扰动 单耗药量结合岩石揭露状况确定 爆破组网 采用水平预裂爆破时 以拱衬中心线对称 从中部布置水平 V 字形掏槽 增加两侧岩体临空面 减小对两侧岩体的夹持影响 采用竖向钻孔时 采用纵向 V 字形 掏槽 增加两侧岩体临空面 减小对两侧岩体的夹持影响 提高爆破效果 4 44 4 爆破施工设计爆破施工设计 该部设计适用于将隧道直接分成上台阶 下台阶左侧壁 下台阶右侧壁和下台阶核 心土 含仰拱部位 的情况 设计原则 V 级围岩开挖采用光面爆破或预裂爆破等控制爆破技术 爆破法施工时 根据工程地质条件 开挖断面 开挖进尺 爆破器材等条件编制爆破设计 严格坚持 弱爆破 短进尺 强支撑 勤量测 的原则 合理确定施工开挖步骤和循环进尺 严 格爆破设计 采用中空孔聚能孔 结合岩石产状合理选择掏槽方式 严禁盲目冒进 大 开挖放大炮 钻爆参数的为动态参数 根据围岩变化和爆破效果及时调整爆破参数 进 行动态管理 根据围岩特点合理选择周边孔间距及周边孔的最小抵抗线 辅助炮孔交错均匀布置 周边炮孔与辅助炮孔孔底在同一垂直面上 掏槽炮孔适当加深 严格控制周边孔的装药量 采用间隔装药 使药量沿炮孔全长均匀分布 选用低密度低爆速 低猛度炸药 本工程采用乳化炸药 塑料导爆管非电毫秒雷管 第 19 页 共 39 页 起爆 采用毫秒微差 跳段使用 有序起爆 周边孔采用导爆索起爆 以减小起爆时差 组网时每起爆分段采用环状闭合组网 避免出现哑炮 威胁施工安全 爆破的参数设计如下 钻爆参数的选择 通过爆破试验确定爆破参数 光面爆破参数见表 4 4 1 表表 4 4 14 4 1 光面爆破参数表光面爆破参数表 周边孔 间距 E cm 周边孔最小抵抗 W cm 相对距 E W单耗 kg m3周边孔装药参数 kg m 50600 830 8350 165 孔径 炮孔直径 d 取 42mm 孔深 炮孔深度 L 2 1m 循环进尺 10cm 超钻深度 掏槽孔比其它孔适当加 深 20cm 装药结构 根据经验周边孔不偶合系数在 1 5 2 0 范围爆破效果最好 据此周边 孔选用 25mm 药卷 长 0 85mm 40g 卷 加工时每卷分成两截后均匀间隔装药 药包间形成空气柱 其它部位炮孔选用 32mm 药卷 长 100mm 重 75g 卷 集中装 药 其它孔单孔装药量 按公式 q k a w L 计算 其它孔孔距 a 取 a 18 25d 以上参数在实际施工中 根据现场揭露掌子面地质产状情况 经现场爆破试验作局 部调整 逐渐加以修正 以完善爆破设计 掏槽方式 采用中空聚能孔 以超前地质探孔兼做 大楔形掏槽 具体掏槽方式可 根据掌子面围岩产状及裂隙发育情况现场确定 装药结构 周边孔采用空气柱间隔不耦合装药 光爆药卷每隔一定距离绑扎在定位 竹片上 具体间距根据现场爆破试验确定 并结合实际开挖掌子面揭露围岩情况做适当 调整 导爆索连接 装药结构见图 4 4 2 其它孔采用 32mm 大药卷连续装药方式 底部加强 图图 4 4 24 4 2 装药结构装药结构 第 20 页 共 39 页 堵塞方式 所有装药炮孔用炮泥堵塞 周边孔堵塞长度不小于 20cm 起爆网路 雷管跳段使用 孔内微差延时控制爆破 火雷管激发起爆 微差时差用 1 21 段非电毫秒雷管控制 起爆顺序为 掏槽孔 主爆孔 辅助孔 周边孔 V 级围 岩钻爆设计示意图见图 4 4 3 45 35 84 42 图5 5 3 级围岩钻爆设计示意图 下台阶 核心土 上台阶 仰 拱 衬 砌 中 心 线 拱 部 衬 砌 中 心 线 57 59 55 53 51 49 47 43 41 37 3 5 7 23 21 25 27 29 31 33 39 17 15 13 11 9 75 73 19 61 63 65 67 69 71 610482 1260 630 1010 图图 4 4 34 4 3 V V 级围岩钻爆设计示意图级围岩钻爆设计示意图 V 级围岩钻爆参数及技术指标见表 4 4 4 表表 4 4 44 4 4 V V 级围岩钻爆参数及技术指表级围岩钻爆参数及技术指表 第 21 页 共 39 页 0 93 47 8 51 48 2 0 25 74 左 右 下台阶 19 19 19 19 172 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 核心土 下台阶 75底板眼150 69 00 63 00 970主爆眼 断面部位 炮眼 名称 炮眼编号 炮眼 数目 炮眼 深度 单孔装药量 kg 小计装药量 kg 起爆段别 上台阶 掏槽眼 辅助眼 光爆眼 底板眼 底板眼 光爆眼 主爆眼 左 右 下台阶 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 37 57 39 59 8 54 35 9 41 17 4 2 4 2 2 1 6 0 8 0 5 0 6 0 9 0 5 0 6 12 8 43 2 17 5 5 4 36 9 8 5 2 4 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 断面部分 开挖面积 m2 预计循环进尺 m 爆破方量 m3 每循环耗药量 kg 炸药单耗 kg m3 上台阶 41 87 2 0 83 74 78 9 0 940 76 72 0 95 0 2 0 47 5 核心土下台阶 说明 1 本图尺寸以厘米计 2 本图只适用于 级围岩地段 现场视断面尺寸 地质变化及爆破效果对钻爆系数进行相应调整 3 用小型挖掘机配合YT28凿岩机钻孔 主炮眼 42mm 使用卷装乳化炸药 周边孔用 25mm药卷不偶合装 药 其它炮孔用 32mm药卷密实装药 4 用非电导爆管微差起爆网络 严格控制装药量 级围岩钻爆参数及主要技术指标 隧道开挖严格按爆破设计施工 必须由专职爆破员装药 组网 引爆及进行爆后安 全检查 严格控制单孔装药量和单响药量 洞内爆破作业 必须统一指挥 进行爆破时 所有人员撤至不受有害气体 振动及飞石伤害的地点 爆破后必须经过通风排烟 才准 进入工作面且其相距时间不得少于 5 分钟 经过安全员安全检查后确定无危险后 其它 工 作人员才能进入工作面 第 22 页 共 39 页 第五章第五章 安全生产管理体系安全生产管理体系及保障措施及保障措施 5 15 1 组建安全生产管理体系组建安全生产管理体系 项目部成立以项目经理为组长 项目书记 常务副经理 总工为副组长