高速铁路隧道开挖专项施工方案

新建贵阳枢纽西南环铁路站前工程 4 标 目目 录录 第一章编制依据 1 第二章 编制范围 1 第三章 工程概况 1 第四章 主要施工方案及施工方法 2 4 1 施工方案 2 4 2 施工方法 2 4 2 1 明洞段开挖方法 2 4 2 2 台阶法 2 4 2 3 隧道围岩分级 开挖方法及衬砌支护形式 4 第五章 施工进度安排 5 第六章 爆破设计 6 6 1 爆破方案 6 6 2 钻爆设计 6 6 2 1 光爆基本参数 6 6 2 2 掏槽方式 7 6 2 3 周边眼 7 6 2 4 掘进眼 8 6 2 5 装药结构及堵塞方式 8 6 2 6 炮眼布置 9 6 3 爆破设计的优化及爆孔布置 12 第七章 劳动力和机械设备配置 12 7 1 劳动力配置 12 7 2 机械配置 13 精品文档 1欢迎下载 第八章 质量保证措施 14 第九章 安全 文明施工 15 精品文档 1欢迎下载 第一章第一章编制依据编制依据 1 新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线 摆龙村一号隧道设计图 2 新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线 第三册 隧道附图 洞门 及洞口工程 3 高速铁路隧道工程施工技术指南 铁建设 2010 241 号 4 高速铁路隧道工程施工质量验收标准 TB10753 2010 5 铁路混凝土工程施工质量验收标准 TB10424 2010 6 铁路工程基本作业施工安全技术规程 TB10301 2009 7 铁路隧道工程施工安全技术规程 TB10304 2009 8 爆破安全规程 GB6722 2011 9 新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线站前 4 标 实施性施工组 织设计 第二章第二章 编制范围编制范围 新建贵阳枢纽小碧经镇东至白云联络线站前 标 D1K64 770 D1K65 275 摆龙一号隧道 第三章第三章 工程概况工程概况 摆龙村一号隧道位于贵阳市金华新区金华镇摆龙村境内 全长 505 米 隧道进出口里程分别为 D1K64 770 D1K65 275 该隧道为时速 200km 级 铁路双线隧道 隧道内线间距为 4 6m 洞内采用重型轨道碎石道床 铺设 型轨枕 2 6m 及 60kg m 钢轨 轨道结构高度 766mm 隧区岩溶中等至强烈发育 隧道进出口右侧边坡顺层且洞身右侧围岩 顺层偏压 洞身与梨木山断层平行 相距 30 80m 洞身位于地下水垂直渗流 带内 地下水对混凝土无侵蚀性 精品文档 2欢迎下载 第四章第四章 主要施工方案主要施工方案及施工方法及施工方法 4 14 1 施工方案施工方案 根据设计要求 隧道除明洞段为明挖之外 隧道暗挖段采用锚喷构筑 法施工 光面爆破开挖 暗挖段根据围岩类别的不同分别采用 IV 级围岩采 用台阶法 V 级围岩采用台阶法 临时横撑 4 24 2 施工方法施工方法 4 2 1 明洞段开挖方法 摆龙村 1 号隧道明洞段进出口各 15m 共 30 米 明洞段均采用明挖法施 工 摆龙村 1 号隧道明洞基本处于强风化灰岩层 施工时采用挖机施工 每施工一个台阶立即进行喷锚支护 遇到有不易破除岩石的部位采用控制 爆破开挖 4 2 2 台阶法 隧道开挖分上下台阶施工 除仰拱开挖外 上下台阶长度可以根据实 际施工做适当调整 微台阶长度宜控制在 5 米左右 长台阶不宜超过 14 米 本隧道施工段台阶法施工适用于 级围岩 1 施工工序 1 先开挖 部 然后进行 部台阶周边的支护及临时支护 即初喷 4cm 厚混凝土 铺设钢筋网 架立钢拱架和 I18 临时横撑 I18 临时横撑仅 在 级围岩浅埋段或软质岩地段设置 并设置锁脚锚杆 待打入径向锚杆 后复喷混凝土至设计厚度 2 在滞后 部一段距离之后 可根据施工机械配置 人员安排等情 况适当调整 开挖 部 待 部开挖完后进行台阶周边部分初喷 4cm 厚混 凝土 铺设钢筋网 接长钢拱架 打入径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度 3 在滞后 部一段距离后 开挖 部 待碴土清除干净后 施作隧 底混凝土 精品文档 3欢迎下载 2 施工注意事项 1 2 3 1 工序变化处钢架应设锁脚锚杆 以确保钢架基础稳定 在 级围 岩偏压地段也应注意下台阶安全 防止塌方 2 台阶高度 长度可根据施工机具 人员等安排进行适当调整 3 钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固 4 各部台阶开挖长度一般不宜超过 14m 围岩条件变化时可酌情缩短 或延长台阶长度 5 复合衬砌段在施工时 需按有关规范及标准图的要求进行监控量 测 根据监控量测的结果进行分析 确定灌注二次衬砌的时机及调整支护 参数 必要时可喷混凝土封闭掌子面 必要时可在上台阶底部设 10cm 厚的 喷混凝土临时仰拱 6 I18 横撑连接处或与钢架连接处均设置钢垫板 240 500 16mm 精品文档 4欢迎下载 7 大拱脚采用钢垫板 240 500 16mm 与斜撑焊接连成整体 8 I18 横撑为临时支护 施工中应尽量倒换使用 4 2 3 隧道围岩分级 开挖方法及衬砌支护形式 1 隧道围岩分级及开挖方法 摆龙村一号隧道围岩分级及开挖方法见表 2 1 表表 2 2 1 1 隧隧道道围围岩岩分分级级及及开开挖挖方方法法 序号起讫里程长度 m 衬砌类型开挖工法备注 1D1K64 770 D1K64 78515单压式明洞衬砌明挖 2D1K64 785 D1K64 80015 c 型衬砌台阶法 临时横撑 3D1K64 800 D1K64 82020 c 型衬砌台阶法 临时横撑 4D1K64 820 D1K65 220400IVay 型衬砌台阶法 5D1K65 220 D1K65 23515 c 型衬砌台阶法 临时横撑 6D1K65 235 D1K65 26025 c 型衬砌台阶法 临时横撑 7D1K65 260 D1K65 27515偏压式明洞衬砌明挖 2 衬砌支护形式 隧道 D1K64 770 785 D1K65 260 275 明洞衬砌 隧道洞身采用喷锚支护 复合式衬砌结构 级围岩采用曲墙带仰拱衬砌断面形式 复合式衬 砌支护参数见表 2 2 表表 2 2 2 2 双双线线隧隧道道复复合合式式衬衬砌砌支支护护参参数数表表 衬砌形式 c ay 拱墙55 C35 钢筋砼45 C35 钢筋砼 二次衬砌 仰拱 底板 60 C35 钢筋砼50 C35 钢筋砼 拱墙 27拱墙 23 C25 喷砼设置部位 厚度 仰拱 25仰拱 0 规格 8 6 设置部位拱墙拱墙钢筋网 网格间距20 2020 20 初期支护 锚杆设置部位拱墙拱墙 精品文档 5欢迎下载 衬砌形式 c ay 长度4 03 5 间距 环向 m 纵向 m 拱墙 1 2 1 0拱墙 1 2 1 2 规格I20b 型钢160 格栅 设置部位拱墙 仰拱拱墙钢架 纵向间距 m 0 61 2 注 1 拱部锚杆采用 22 组合中空锚杆 边墙锚杆采用普通砂浆锚杆 2 级围岩地段拱部系统锚杆根据地层岩性 风化程度 覆盖层厚度 等情况进行设置 第五章第五章 施工进度安排施工进度安排 坚持经济 合理与实用相结合的原则 采用先进的施工技术和管理技 术 应用科学的组织方法 合理安排施工顺序 下表为洞身开挖作业循环 时间表 开挖支护作业循环时间表开挖支护作业循环时间表 围岩 项目 时间 h 级 级备注 超前地质预报11 测量放线0 50 5 开挖及出碴75 找顶0 50 5 初喷0 50 5 初期支护97 合 计18 514 5 1 级围岩进度指标为 单个工作口 720 小时 月 18 5 小时 循环 2 0m 循环 78m 月 精品文档 6欢迎下载 考虑工序衔接 其它等因素的影响 计划进度指标采用 75m 月 2 级围岩进度指标为 单个工作口 720 小时 月 14 5 小时 循环 0 8 循环 40m 月 考虑工序衔接 其它等因素的影响 计划进度指标采用 38m 月 总体计划 2014 年 3 月 10 日 5 月 10 日边仰坡开挖 2014 年 5 月 11 日 6 月 10 日导向墙及进口大管棚施工 2014 年 6 月 11 日 2015 年 4 月 31 日初支 2014 年 7 月 15 日 2015 年 5 月 25 日衬砌 2015 年 3 月 10 日 2015 年 6 月 20 日附属 第六章第六章 爆破设计爆破设计 6 16 1 爆破方案爆破方案 爆破方案的选择以如何提高炮眼的利用率和如何控制开挖轮廓和爆破 振动对地层的扰动为指导思想 本施工段隧道洞口浅埋段土质围岩采用人工配合机械明挖法施工 遇 个别孤石进行松动爆破 挖机配合开挖 本施工段隧道洞身 级围岩采用台阶法施工 台阶法开挖采用光 面爆破 人工手持风钻配合多功能台架钻孔 2 岩石乳化炸药 32mm 240mm 电雷管起爆 非电毫秒管微差光面爆破 6 26 2 钻爆设计钻爆设计 6 2 1 光爆基本参数 隧道初步开挖时 炸药单耗量和光面爆破参数参照下表 巷道掘进单 位炸药耗药量 光面爆破参数表 实际施工时根据对应各级围岩爆破效 果对本参数进行适当调整 精品文档 7欢迎下载 巷道掘进单位炸药耗药量 巷道掘进单位炸药耗药量 2 2 岩石硝铵炸药 岩石硝铵炸药 kg m3kg m3 岩石坚固性系数 f 掘进断面 m2 34 68 1012 1415 20 41 231 772 482 963 36 4 61 051 502 152 642 93 6 80 891 281 892 332 59 8 100 781 121 692 041 32 10 120 721 011 511 902 10 12 151 660 921 361 781 97 15 200 640 901 311 671 85 200 600 861 261 621 80 光面爆破参数标准表光面爆破参数标准表 岩石 种类 周边眼间距 E cm 周边眼最小抵抗线 W cm 相对距离 E W 装药集中度 q kg m 极硬岩50 6055 750 8 0 850 25 0 3 硬岩40 5050 600 8 0 850 15 0 25 软质岩35 4545 600 75 0 80 07 0 12 6 2 2 掏槽方式 采用中空直眼或斜眼掏槽 直眼掏槽操作较简单 钻孔方向易掌握 被广泛采用 洞身开挖采用直眼掏槽 因本工程隧道断面大 采用人工手持风钻钻孔 采用三级复合楔形掏 槽方式 各级围岩掏槽眼深度如下 1 级围岩第一级掏槽眼深 1 9m 第二级掏槽眼深 2 5m 第三级掏 槽眼深 2 3m 2 级围岩第一级掏槽眼深 1 3m 第二级掏槽眼深 2 1m 第三级掏 槽眼深 1 7m 6 2 3 周边眼 周边眼尽可能靠帮布置 眼距适当缩小 并减少炮眼内的装药量 确 保爆破后岩壁平直 成型规整 减少对围岩的扰动 精品文档 8欢迎下载 因在施工现场周边眼钻孔时机械位置的限制 钻孔方向可适当外插 眼底可偏出轮廓线 5 10cm 岩性较软时 周边眼眼位可在设计开挖轮廓线 以内 5cm 左右 爆破后采用风镐修整洞壁 根据隧道围岩情况 周边眼间距选取如下 级围岩 45cm 级围岩 40cm 6 2 4 掘进眼 掘进眼介于掏槽眼和周边眼之间 它的作用是扩槽和破碎岩石 掘进 眼根据隧道围岩与岩石性质 均匀排列 深度跟每循环进尺相同 最外一圈掘进眼与周边眼间距的圈距按下式计算 D E M 式中 E 按光面爆破要求确定的周边眼孔间距 M 光面爆破炮眼密集系数 选取 M 0 8 其余掘进眼的圈距大体可按 80 100cm 均匀布置 平均为 90cm 6 2 5 装药结构及堵塞方式 周边眼装药结构 采用不偶合和间隔装药结构 不偶合系数为 1 8 详 见下图 光面爆破周边眼装药示意图 其它眼 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 25cm 22药卷 炮孔堵塞物 空气间隔 孔底起爆药 导爆索 40炮孔 光面爆破周边眼装药示意图光面爆破周边眼装药示意图 炸药非电毫 秒雷管 导爆管 泡泥 堵塞长度 30cm 一般炮孔装药结构示意图一般炮孔装药结构示意图 精品文档 9欢迎下载 6 2 6 炮眼布置 未开挖部分已开挖部分 上台阶掌子面炮眼布置图掏槽眼平剖面图 下台阶后挖侧炮眼布置图下台阶先挖侧炮眼布置图 级围岩台阶法开挖炮眼布置图级围岩台阶法开挖炮眼布置图 未开挖部分已开挖部分 上台阶掌子面炮眼布置图掏槽眼平剖面图 下台阶后挖侧炮眼布置图下台阶先挖侧炮眼布置图 级围岩台阶法开挖炮眼布置图级围岩台阶法开挖炮眼布置图 精品文档 10欢迎下载 火雷管起爆 毫秒管传爆 毫秒管传爆 毫秒管传爆毫秒管传爆 左下区毫秒雷管 左上区毫秒雷管右上区毫秒雷管 右下区毫秒雷管 起爆网络联结示意图起爆网络联结示意图 所有炮孔按要求装入炸药和非电毫秒雷管 确保段数正确 做好炮孔 堵塞 然后按区域将雷管脚线理顺 集中在一起用传爆雷管联结 传爆雷 管尽量选用低段的非电毫秒雷管 其延时误差相对较小 并确保段数相同 最后所有传爆雷管用火雷管联结 6 2 9 用药量计算 级围岩上台阶开挖药量计算表级围岩上台阶开挖药量计算表 炮孔深度间距炮孔个数单孔药条数单孔药量同段药量 炮孔类型 cmcm个条kgkg 掏槽眼 1190 67 51 59 掏槽眼 2250 610212 辅助掏槽230 68 51 710 2 掘进眼200904061 248 内圈眼200603261 238 4 周边眼200405830 3620 88 底板眼200801981 630 4 合计167 每循环装药量 kg 168 88 炸药单耗指标 kg m3 1 09 精品文档 11欢迎下载 级围岩下台阶开挖药量计算表级围岩下台阶开挖药量计算表 炮孔深度间距炮孔个数单孔药条数单孔药量同段药量 雷管段别 cmcm个条kgkg 1200907517 3200907517 5200907517 7200904514 9200907517 周边 1120040830 362 88 中线 1120050930 65 4 1320080981 614 4 合计58 每循环装药量 kg 54 68 炸药单耗指标 kg m3 0 91 V V 级围岩上台阶开挖药量计算表级围岩上台阶开挖药量计算表 炮孔深度间距炮孔个数单孔药条数单孔药量同段药量 炮孔类型 cmcm个条kgkg 掏槽眼 1130 430 62 4 掏槽眼 2210 640 84 8 辅助掏槽170 43 50 72 8 掘进眼16090502 50 525 内圈眼16060212 50 510 5 周边眼160454820 419 2 底板眼160802330 613 8 合计156 每循环装药量 kg 78 5 炸药单耗指标 kg m3 1 07 V V 级围岩下台阶开挖药量计算表级围岩下台阶开挖药量计算表 炮孔深度间距炮孔个数单孔药条数单孔药量同段药量 雷管段别 cmcm个条kgkg 11601201240 89 6 31601201140 88 8 51601201040 88 7160120940 87 2 9160501620 46 4 11160602520 410 合计83 每循环装药量 kg 50 炸药单耗指标 kg m3 0 7 精品文档 12欢迎下载 6 36 3 爆破设计的优化及爆孔布置爆破设计的优化及爆孔布置 爆破效果检查项目主要有 断面周边超欠挖检查 开挖轮廓圆顺度 开挖面平整检查 爆破进尺是否达到爆破设计要求 爆出石碴块是否适合 装碴要求 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 两次爆破衔接台阶不大于 10cm 爆破设计优化 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 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 爆孔布置优化 根据爆破后石碴的块度大小修正爆孔及装药参数 若 爆破后石碴块度较大则曾密炮眼数量 并相应减少每炮孔用量量 根据开 挖面凹凸情况修正钻眼深度 使爆破眼底基本落在同一断面上 第七章第七章 劳动力和机械设备配置劳动力和机械设备配置 7 1 劳动力配置 工班名称人数担负主要任务 管理及技术人员10工程的各种管理协调 技术工作 测量等 掘进工班15钻眼 装药 爆破和人工开挖等 支护工班15超前小导管 锚杆 钢筋网 钢架安设 喷射混凝土作业等 钢筋组10衬砌钢筋安装和绑扎 防水组6防排水管 止水带的安装 无纺布的挂设 防水板焊接 吊挂 衬 砌 工 班 混凝土组8 衬砌台车就位 混凝土浇筑 拆模 仰拱 填充 底板混凝土 施工 水沟电缆槽的施工等 运输队8出碴 运输 调度 维修 保养等 综合保障队4风 水 电及其设备维修 保养 道路养护 钢结构加工工班8各种钢结构加工及预制 小计84根据工作面的具体情况 人员可作机动调整 精品文档 13欢迎下载 7 2 机械配置 序号序号设备名称设备名称规格型号规格型号台数台数备备 注注 1电动空压机20m3 min5 2小型拌和机JS7501洞口喷射混凝土材料拌和站 3管棚钻机KQG1652 4挖掘机PC2001备用 1 台 5自卸汽车ND32603 6侧卸装载机ZLC50C1备用 1 台 7混凝土湿喷机YSP4 8SA2 8多功能作业台架自制1 9防水板作业台车自制1 10液压衬砌台车12m1 11仰拱栈桥12m1 12轴流通风机110X11备用 1 台 13柴油发电机组75kw1 14混凝土输送泵HBT601备用 1 台 15水平钻机PD 50A1 16双液注浆泵GZJB1备用 1 台 17地质预报探测仪TSP2031 18风动凿岩机YT 284 19地质雷达CU 21 20污水泵250JQC1403 21型钢冷弯机HD251 第八章第八章 质量保证措施质量保证措施 精品文档 14欢迎下载 1 技术交底 工程开工前 在认真熟悉设计图纸和规范标准的基础上 由各工点技 术负责人向全体施工人员进行技术交底 讲清该项工程的设计要求 技术 标准 以及各种爆破参数等 2 测量 量测 测量资料必须经换手复核无误 再报监理工程师审查认可 方可用于 施工 并对中线桩 水准点建立定期复测检查制度 测量与施工应建立联 系制度 做好隧道预留沉降量控制 根据现场实际监控量测资料对预留沉 降变形可以进行适当调整 3 各级围岩施工段施工前 组织作业班组人员 现场管理人员 工程 技术人员召开专项施工交底会议 详细准确做好交底工作 4 当前方地质出现变化迹象或接近围岩分界线时 必须用地质雷达 超前探孔等方法先探明隧道的工程地质和水文地质情况 才能进行开挖 5 应严格控制超欠挖 当石质坚硬完整且岩石抗压强度大于 30MPa 并 确认不影响衬砌结构稳定和强度时 允许岩石个别凸出部分 每 1m2 不大于 O 1m2 凸入衬砌断面 锚喷支护时凸入不大于 30mm 衬砌时不大于 50mm 拱脚 墙脚以上 lm 内严禁欠挖 超挖值应符合表 8 1 表中允许超挖值的要 求 6 开挖轮廓要预留支撑沉落量及变形量 并利用量测反馈信息进行及 时调整 7 做好钻爆设计分析总结 及时调整优化钻爆设计 严格控制隧道成 形质量 8 洞身开挖在清除浮石后应及时进行初喷支护 隧道洞身允许超挖值隧道洞身允许超挖值 精品文档 15欢迎下载 围岩级别 开挖部位 平均线形超挖 cm 101510 拱部 最大超挖 cm 202515 边墙线形超挖 cm 101010 平均线形超挖 cm 10 仰拱 隧底 最大超挖 cm 25 9 硬岩无剥落 中硬岩基本无剥落 软弱围岩无大的剥落或坍塌 开 挖面平整 第九章第九章 安全 文明施工安全 文明施工 1 贯彻 安全第一 预防为主 指导方针 正确处理好进度 质量 安全三者之间关系 做好开挖面施工安全保证措施 杜绝塌方 2 断层破碎带及其它不良地质段 施工前制定详细的切实可行的技术 交底和作业指导书 3 加强监控量测的管理 严格按设计及规范要求进行布点 每天及时 进行量测的分析 反馈 及时调整围岩支护参数 正确安全指导施工 4 做好超前地质预报工作 采用超前水平钻 地质雷达等综合预报手 段对开挖面前方的地质情况作出详细的预报 每个工点配一名工程师跟班 确保各种措施 技术交底的落实 保证标准化作业 开挖过程中 配备有 经验的地质