平新场隧道工程施工作业指导书(隧道篇）标准化

贵州思南至剑河高速公路第 14合同段 平新场隧道施工作业指导用书 贵 州 省 思 南 至 剑 河 高 速 公 路 第 14 合同段 平新场隧道工程 施工作业指导用书 中交第二航务工程局有限公司思剑高速项目 第 14合同段项目经理部 二一一年五月 贵州省思南至剑河高速公路第 14 合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 1 目 录 第一章 隧道洞口工程施工作业指导书 . 2 第二章 隧道洞身开挖施工作业指导书 . 8 第三章 喷射混凝土施工作业指导书 . 24 第四章 锚杆施工作业指导书 . 32 第五章 钢筋网施工作业指导书 . 36 第六章 钢架施工作业指导书 . 39 第七章 管棚施工作业指导书 . 44 第八章 超前小导管施工作业指导书 . 48 第九章 衬砌施工作业指导书 . 52 第十章 隧道防排水施工作业指导书 . 63 第十一章 围岩监控量测施工作业指导书 . 73 贵州省思南至剑河高速公路第 14合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 2 第一章 隧道 洞口工程施工 作业指导书 1目的 明确隧道洞口工程作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范隧道洞口工程施工，保证隧道的洞口工程作业安全、质量。 2 编制依据 公路隧道设计规范（ 70 公路隧道施工技术规范（ 60 公路 隧道工程施工质量验收标准 公 建设 2005160号 3 适用范围 适用于 贵州思剑高速公路 第 14合同段平新场隧道工程 洞身开挖施工作业。 4 隧道洞门段施工工艺 图 4洞口段施工工艺流程图 图 4明洞施工工艺流程图 施工准备处理危石、地表清理洞口截排水系统施工按设计进行地表预加固分层开挖锚喷支护边、仰坡面支护质量检查不合格处理合格预支护 安装进洞钢架或套拱按正常工序进洞施工结束施工准备洞口段及基槽开挖支护基底物探及承载力试验符合设计仰拱混凝土填充混凝土模板台车就位模板检查钢筋绑扎合格立外模板浇筑二次衬砌混凝土施做防水板、连接排水管道拱顶回填结束与设计不符处理不合格处理贵州省思南至剑河高速公路第 14 合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 3 施工准备开挖（挡墙基础）套拱边仰坡土石方并支护浇筑（挡墙）套拱混凝土模板台车脱模结束立 钢 架 （ 立 挡 墙 模 板 ） 、 施 做 套 拱 内 衬在套拱护顶下开挖土石、支护基底物探及承载力试验与设计不符处理浇筑仰拱钢筋混凝土及填充混凝土排水板安装、防水层铺设绑扎钢筋、模板台车就位浇筑墙拱钢筋混凝土图 4明洞暗做法施工工艺流程图 施工准备截排水沟施工结束洞口段及洞门基础开挖基底物探及承载力试验与设计不符处理浇筑钢筋混凝土绑扎钢筋、支立模板满足设计要求预留孔洞检查与设计不符拆模衔接排水设施施做洞门铭牌图 4端墙式洞门施工工艺流程图 贵州省思南至剑河高速公路第 14合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 4 施工准备截排水沟施工地表加固基底物探及承载力试验与设计不符地基处理满足设计要求洞口超前支护开挖、初期支护浇筑仰拱钢筋混凝土施做防水板设施与洞内外衔接立洞口模板、与洞口衬砌段整体浇筑混凝土与浇筑混凝土同步分层安装坡面模板拆模拱墙背后超挖部分回填结束施作洞口排水设施、坡面绿化图 4削竹 式洞门施工工艺流程图 工工序及控制重点 洞口段工程应结合洞口相邻工程及场地布置统筹规划、及早完成，施工宜避开雨季及严寒季节。 口施工测量 洞口施工测量的要点是：确定洞口开挖轮廓线、线路中线；边、仰坡开挖边线及洞口截排水沟位置等。 顶地表水处理施工 坡周围的排水系统宜在雨季及边、仰坡开挖前完成。 沟应用浆砌片石或混凝土铺砌沟底，采用浆砌石时应用砂浆抹面，防止下沉；此外排水沟还应与路基顺接，防止冲刷 路基坡面、桥涵锥体、农田、房舍；截排水沟还应加强维护确保畅通。 洞口坡面处理主要为清除坡面植被及危石。 、仰坡应预留 30整修层，用人工刷坡并及时夯实整平贵州省思南至剑河高速公路第 14 合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 5 成型，防止超挖，保证边、仰坡平顺，坡率符合设计要求。 禁掏底开挖或上下重叠开挖，结合正洞开挖方法，预留进洞台阶，形成进洞面及边、仰坡，边、仰坡防护和处理措施应同时考虑防止洞口段产生整体滑动。 边仰坡开挖时尽量减少原坡面的破坏和对周围环境的影响，涮坡到位后应采用植草或喷射混凝土进行防护。当洞口位于软弱、松散地层时应根据地质条件和地下水情况进行地表加固。洞口段位于软弱土层地带，如冲（洪）积层、残积层及人工填土时，可采用高压旋喷桩、深层搅拌桩、抗滑桩、钢管桩对开挖的边仰坡进行加固。地层位于堆积层、断层破碎带、沙砾（卵）土，砂土时采用地表注浆进行预加固。有地下水地段，临时止水可采用水泥 水玻璃浆液。 整、美观。 洞口浅埋、软弱破碎段应考虑采用管棚 、小导管、锚杆等超前支护措施，洞口段超前支护严格按照设计要求施工。 (1)隧道洞口地段一般地质条件差，且地表水汇集，施工难度较大，施工时要结合洞外场地和相邻工程的情况、全面考虑、妥善安排及早施工，为隧道洞身施工创造条件。 (2)隧道洞口应按照“早进晚出”的原则优化方案。 (3)洞门在施工前按设计要求并结合地形条件作好截、排水沟和施工场地、便道的规划，应尽量减少对原坡面的破坏和对周围环境的影响，开挖后的坡面应达到稳定、平整、美观的要求。 (4)洞口工程施工前，应进行工艺 设计，对施工的各工序进行必要的力学分析，以确定隧道洞口边仰坡土石方开挖及防护、防排水工程，隧道洞门及洞口段衬砌、背后回填的施工方法、施工顺序。 (5)隧道洞口和洞口段施工时要制定完善的进洞方案，洞门端墙处的土石方，应视地层稳定程度、施工季节和隧道施工方法等选择合理的施工方法。 (6)洞口施工宜避开降雨期和融雪期。在严寒地区施工，应按冬期施工的有关规定办理。 洞口段开挖方法的确定取决于工程地质、水文地质和地形条件、隧道自身构造特点、施工机具设备情况、洞外相邻建筑的影响等诸多因素。施工中应根据实际 ，综合选定洞口段开挖进洞方案。 (1)洞口段地层条件良好，洞口段围岩为级以上，宜采用台阶法进洞 (台阶长度以 1 5倍洞径为宜 )，其爆破进尺控制在 1 5 2 5 m，并严格按照设计及时做好支护。 (2)洞口段围岩为 V 级及以下时，可采用环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法(、交叉中隔壁法 (等分部开挖法进洞，开挖前应按设计对围岩进行预加固。 贵州省思南至剑河高速公路第 14合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 6 (3)对于浅埋和偏压隧道，应采用地表预加固和围岩超前支护方法，做到“先护后挖”。 (4)当地层条件差，可采用套拱法施工进洞。 （明洞） 明洞结构施工中，明洞衬砌宜采用模板台车，混凝土浇筑前应复核中线、高程和模板的外轮廓尺寸 (考虑预留沉降 )，确保衬砌不侵入设计轮廓线。明洞墙、拱混凝土应整体浇筑。当拱圈混凝土强度达到混凝土设计强度等级的 70以上，且拱顶回填土高度达到 0.7 可拆除明洞内模板。 门施工 洞门施工应符合以下要求： (1)土质地基应整平夯实，土层松软时，应核实地基承载力。 (2)基础处的渣体杂物、风化软层和积水应清除干净。 (3)洞门衬砌拱墙应与洞内相联的拱墙同时施工连成整体。如系接长明洞，则应按设 汁要求采取加强连接措施，确保与已成的拱墙连接良好。 (4)端墙施工放样时，应保证位置准确和墙面坡度平顺。 (5)灌注混凝上应保证模板不移动。 (6)洞门端墙的砌筑与墙背回填应两侧同时进行，防止对衬砌边墙产生偏压。 (7)洞门衬砌完成后，及时加固洞门上方仰坡脚；当边 (仰 )坡地层松软、破碎时，应采取坡面防护措施。 (8)洞门的排水沟砌筑在填土上时，填土必须夯实。 (9)隧道洞口衬砌应采用模板台车或衬砌台架一次性整体灌注。 (10)洞口段拱墙衬砌模板执行洞内二次衬砌标准，洞口端墙、翼墙混凝土模板应选用大 块整体钢模，模板表面平整度、错台符合验标的要求；支 (拱 )架及脚手架的采用和检算应进行论证、审查。 (11)为保证洞门美观，应确保测量放线精确。施工前应做好大样板并挂线，以使墙体棱角分明，坡度顺直符合设计。端墙混凝土应一次灌注。 (12)回填应在洞门施工完毕且混凝土强度达设计强度后进行，两侧先回填浆砌片石，然后回填碎石土，从下至下，按设计对称分层进行。回填土采用手扶压路机及蛙式打夯机分层夯实 ,最后回填 50 工过程中确保防水层不被破坏。当回填完成后，及时进行洞口及洞顶的绿化及防护工作，避免雨 水冲刷。 5 洞口工程质量控制要点及检测方法 口工程质量控制要点及检测方法 见表 5 5洞口工程质量控制要点及检测方法 贵州省思南至剑河高速公路第 14 合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 7 序号 质量控制项目 质量标准和要求 检验 方法 1 洞口防 排水 1、隧道覆盖层较薄和渗透性强的地层。对地表水应及早处理； 2、地表坑洼、钻孔、深坑等处应填不透水土，井分层夯实； 3、洞顶响流水的沟槽应予整治，确保水流畅通，必要时沟床应进行铺砌； 4、洞顶设有高压水池或遇有水塘、水库等时，应有防渗漏措施，对水池溢水应有疏导设施； 5、洞内排水系统与洞外排水系统的连接必 须符合设计要求。 观察 2 洞外 截水 1、边坡、仰坡坡顶的天沟、截水沟应结合永久排水系统及早修建，出水口必须防止顺坡散流。洞门水沟应与路基边沟组成洞口排水系统，其水流应防止冲刷弃渣和危害农田水利； 2、截水天沟巾线距边、仰坡开挖线边缘不小于 5 m，其坡度根据地形设置，但不应小于 3%，以免淤积； 3、洞外路堑向隧道内为下坡时，应将路基边沟挖成反坡，向路堑处排水，必要时应在洞口外适当位置设横向截水沟。 观察、测量 3 开挖 1、隧道洞口的边、仰坡开挖形式和坡度符合设计要求； 2、隧道门端墙和翼墙、挡土墙的基坑开 挖范围、高程应符合设计要求，台阶形基底的台阶应完整、平顺。 观察、测量 4 洞门 1、端墙和翼墙、挡土墙厚度不得小于设计要求，墙面坡度符合设计要求。 2、预埋件和预留孔洞的数量应符合设计要求。 观察、测量 工注意事项 (1)洞口的边坡、仰坡断面应自上而下开挖，一次做完，开挖人员不得上下重叠作业。在高于 2 (2)边、仰坡以上山坡松动危石应在开工前清除干净；施工中应经常检查，特别是在雨雪之后，发现松动危石必须立即清除。 (3)爆破作业应符合爆破作业的有关规定。爆破后应在 清除边坡仰坡上的松动石块后，方可继续施工。地质不良时，边、仰坡应采取加固措施。 (4)端墙处的土石方开挖后，对松动岩层应进行支护。 (5)对采取支护加固措施的边仰坡稳定性应进行监测，发现锚喷支护开裂等不稳定情况应及时采取补强加固措施。 (6)隧道洞门及端墙工程施工应符合下列规定： 砌体工程脚手架、工作平台应搭设牢固，并设有扶手、栏杆。脚手架不得妨碍车辆通行。 起拱线以上的端墙施工时应设安全网，防止人员、工具和材料坠落。 起吊作业应符合施工机 械的有关规定，起吊材料时机下严禁车辆 贵州省思南至剑河高速公路第 14合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 8 第 二 章 隧道 洞身开挖施工 作业指导书 1 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、规范隧道开挖施工，尽可能地减少超欠挖，保证隧道的开挖质量及作业安全。 2 编制依据 贵州省思南至剑河高速公路招投标文件 交通部颁发的现行规范、规程及质量验收标准 贵州省思南至剑河高速公路第 14合同段实施性组织设计 3 适用范围 适用于 贵州思剑高速公路第 14合同段平新场隧道工程 洞身开挖施工作业。 4 隧道开挖施工 案设计 要求 本线隧道按 新奥法原理组织施工，并 要 根据不同围岩级别及周边环境 选择相应 工法 ，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌 。 土质隧道施工严格按照“严控水、强支护、短进尺、勤量测”的原则组织施工，应特别注意地表冲沟、陷穴对隧道的影响，要加强调查和处理。 石质隧道破碎带按照“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。 隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。洞口明洞采用明 挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做导向墙，然后施做暗洞超前大管棚，随后进入暗洞施工。及时施做明洞衬砌，待明洞衬砌混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。开挖方法以设计为主导，暗洞开挖级地段采用 环行开挖预留核心土 法施工，级采用 台 阶法施工，每循环进尺控制在规范及设计允许范围之内，级采用台阶法或全断面法施工，横洞、级围岩采用台阶法施工，每循环进尺控制在规范及设计允许范围之内。 土质隧道开挖采用人工配合挖掘机进行，出碴采用装载机配合大型 或中型自卸汽车无轨运输。石质隧道采用钻 爆法开挖，出碴采用装载 机配合大型或中型自卸汽车无轨运输。 施工通风采用管道压入式通风。 在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道安全。开挖 工法 的改变，要严格按程序申请设计变更。 道开挖方法的优缺点 断面法 全断面开挖法：全断面开挖法是按设计开挖断面一次开挖成型。 贵州省思南至剑河高速公路第 14 合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 9 其有缺点主要有： (1)全断面开挖有较大的工作空间，适应于大型配套机械化施工，施工速度较快，且因单工作面作业，便于施工组织和管理。但开 挖面大，围岩相对稳定性降低，且每循环工作量相对较大，因此要求具有较强的开挖、出碴能力和相应的支护能力。 (2)采用全断面开挖，则有较大的断面进尺比，可获得较好的爆破效果，且爆破对围岩的震动次数较少，但每次爆破震动强度却较大，因此要求进行严格的控制爆破设计，尤其是对于稳定性较差的围岩。 阶法 台阶法：台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖或分上、中、下三台阶分级开挖成型。 其优缺点主要有：（ 1）台阶法开挖可以有足够的工作空间和相当的施工速度，但上下部作业有一定的干扰。（ 2）台阶开挖 虽增加对围岩的扰动次数，但台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后，下部作业就较为安全。 道开挖工法 全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型，再施做支护和衬砌的施工方法。 全断面开挖法有较大的作业空间，有利于采用配套机械化作业，提高施工速度，且工序少，干扰少，便于施工组织和管理。 隧道开挖全断面工法施工工艺流程见图 4(1)将超前地质预报纳入施工工序中，洞身开挖前必须施做超前地质预报； (2)配备高效率的装运设备，缩短循环作 业时间，合理采用平行交叉作业工序，提高施工进度 ； (3)全断面法开挖量大，爆破引起的震动较大，应严格控制一次同时起爆的炸药量，按钻爆设计要求控制炮眼间距、深度和角度，钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，对不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药； (4)钻眼时，周边眼及掏槽眼应定人定岗，并严格控制周边眼外插角。每循环爆破后，应认真查看爆破效果，并根据超欠挖及炮眼残留率不断优化钻爆参数，改善爆破效果，减少超欠挖。 (5)及时施做初期支护，围岩条件变化时及时调整施工方法。 贵州省思南至剑河高速公路第 14合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 10 施工准备钻眼、装药、爆破超前地质预报测量与量测布置炮眼通风排烟找顶排险 装运机械就位出砟运输开挖质量检查地质素描初期支护表面处理隐蔽检查防排水系统施工合格隐蔽检查合格变形量满足要求后二衬施工结束不合格不合格台 车 ( 台 架 ） 就 位钻爆设计修正钻爆参数图 4全断面法施工工艺流程图 阶法 台阶法是按设计断面将隧道分成上、下台阶二部开挖成型，再施做支护和衬砌的施工方法。 台阶法施工施工工艺流程见图 4工工序示意图 4 贵州省思南至剑河高速公路第 14 合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 11 施工准备超前地质预报、测量、量测钻爆设计布置炮眼台 车 ( 台 架 ） 就 位调整钻爆参数下部断面钻眼上部断面钻眼装药、爆破通风排烟、排险初喷混凝土、锚杆、出砟开挖质量检查合格初期支护地质素描超前支护 仰拱、拱墙复合衬砌施工结束图 4台阶 法施工工艺流程图 12台阶法施工横断面示意图 拱部25 中空系统锚杆边墙22 砂浆锚杆 1258 5 中空系统锚杆说明：1上台阶；2 下台阶；拱部初期支护；边墙初期支护；拱墙衬砌；仰拱台阶法施工纵断面示意图12台阶法施工横断面示意图 拱部25 中空系统锚杆边墙22 砂浆锚杆 1258 5 中空系统锚杆说明：1上台阶；2 下台阶；拱部初期支护；边墙初期支护；拱墙衬砌；仰拱台阶法施工纵断面示意图贵州省思南至剑河高速公路第 14合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 12 图 4台阶 法施工 工序示意 图 (1)将超前地质预报纳入施工工序中，洞身开挖前必须施做超前地质预报； (2)根据围岩条件和施工机械配备情况合理确定台阶长度、台阶高度的及台阶数量，其各部形状应有利于保持围岩稳定的前提下尽量便于机械作业； (3)当围岩自稳能力较好，隧道开挖跨度不大时，为方便作业，台阶长度宜控制在 10 50岩稳定性较差时，台阶长度宜控制在 3 10m； (4)当初期支护采用钢架施工时，可采用扩大拱脚 和施作锁脚锚杆（管）等措施，防止拱部下沉变形； (5)仰拱应及时施作，使支护及早封闭成环；施工中及时进行围岩监控量测，准确掌握围岩状况，适时施作二次衬砌。 5 钻爆法 本线隧道开挖均采用光面爆破技术。光面爆破是新奥法的第一要素，实施光面爆破可减弱对围岩的扰动，减小松动范围，使开挖轮廓圆顺；是保证本标段隧道工程质量、安全和进度的一个关键技术。 爆法工艺流程 钻爆法工艺流程见图 5州省思南至剑河高速公路第 14 合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 13 图 5钻爆法施工 工艺流程 工方法 样布眼 台车或人工钻眼前，测量人员要用红油漆准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过 5直线段，可用 3 5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。 位开眼 钻孔时，钻杆要与隧道轴线要保持平行。按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在 3 眼 台车钻眼：钻工要首先熟悉炮眼布置图，熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要有丰富经验的老钻工司钻，有专人指挥，以确 保周边眼有准确的外插角，尽可能使两茬炮交界处台阶小于 15时，根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。 人工钻眼：利用自制的多功能操作平台施工，钻眼要点同台车钻孔。 孔 装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和光面爆破设计 测量放线 台车或台架就位 钻 孔 钻孔质量验收 装药与堵塞 连接起爆网路 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 准备填筑材料 光面效果与质量检查 贵州省思南至剑河高速公路第 14合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 14 吹净。 药 装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于 20 结起爆网路 起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠 性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端 10路联好后，要有专人负责检查。 炮的处理 发现瞎炮，首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可；但此时的接头尽量靠近炮眼。 破参数调整 根据检测的情况适时调整爆破参数，为下一循环光面爆破提供理想的参数。 爆设计 爆设计理论 在岩时报破机理研究中 ,一般认为造成岩石破坏的原因是冲击波和爆生气体膨 胀压力共同作用的结果。但是关于爆炸冲击波和爆生气体准静态压力哪个其主要作用 ,目前仍存在着两种不同的观点。一种观点认为冲击波的作用只表现在对形成初始径向裂纹起先导作用 ,而大量破碎岩石则是依靠爆生气体膨胀压力作用。另一种观点则认为爆破过程中哪种载荷起主要作用取决于岩石的波阻抗 ,即高波阻抗岩石应力 波起主要作用 ,低波阻抗岩石爆生气体起主要作用 ;对于均质岩体以应力波作用为主 ;而对于整体性不好 ,节理裂隙发育的岩体 ,以爆生气体为主。 炸药在炮孔中起爆后 ,岩石将发生如下破碎过程 :(1)强大的冲击波压应力使炮孔周围岩石受压破 碎 ,在瞬间形成压缩破碎和初始裂隙 ;(2)环向拉应力及应力波反射拉应力使岩石中的裂隙扩展 ,引起岩石进一步破裂 ,包括初始裂隙的扩展和二次裂隙的形成 ;(3)爆生气体膨胀作用使岩石中的裂隙贯穿形成破碎块度 ,碎胀体积增加 ,岩石成块或成片运动 ,形成爆堆及爆破漏斗。 岩石爆破过程在炮孔周围的空间上可分为下列三个区域 : 即强烈冲击区 (流体力学区 ) 。 由于靠近炮孔周围的爆炸脉冲压力大大超过岩石的抗压强度 ,又因应力衰减速度很快 ,压力脉冲的能量消耗使得此区的岩石遭受粉碎性破坏。爆破近区的范围不大于 2径。 非线性过渡区 ) 。 爆破中区是岩石破碎的主要区域。冲击波压力在该区靠近炮孔周围的部分超过岩石的强度 ,该处仍可发生岩 但比爆破近区的破坏程度要轻微。随着单位体积的能量密度降低 ,岩石破碎程度随应力波峰值的衰减而减弱。瞬态应力场的应力波作用可分解为径向压应力和切向拉应力 ; 切向拉应力虽然只有径向压应力的一半 ,但由于岩石的抗拉强度平均只有其抗压贵州省思南至剑河高速公路第 14 合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 15 强度的 1/16,所以仍可产生拉伸破坏 ,形成径向裂纹。切向拉应力随着距炮孔距离的增加而迅速衰减 ,因此这样产生的径向裂纹仅限于炮孔直径的 2应力波传播到自由面时 , 径向压应力波反射成为拉应力波 ,在自由面附近产生片状剥落破坏。这种破坏根据应力波的强弱可重复多次 ,其破坏范围可与径向裂纹发展范围相连接。 由于整个爆破中区在破坏过程中处于爆生气体准静态压力场，岩石大量裂纹尖端是应力集中最明显之处，且尖端的塑性是有限的，易于造成断裂破坏，爆生气体准静态膨胀作用使得该区的裂纹扩展在爆破全过程中占有重要作用。 弹性区）。 在远离炮孔的位置应力已经衰减的很小，不足于形成裂隙，应力波呈线弹性波在介质中传播的很远，外部效应表现为地震波 形式。地震波的能量仅占爆炸总能量的 2% 6%。 爆破漏斗理论认为，炸药在岩石内部爆炸时，作用于岩石上能量的多少和速度的快慢，取决于岩石性质、炸药性质、药包重量、炸药埋放深度和起爆方式等因素。在岩石性质一定条件下，爆破能量的多少取决于炸药重量的多少，能量释放速度则与炸药爆速密切相关。假设有一定重量的药包在地表下某一深度的岩石中爆炸，所释放的大部分能量被岩石吸收。当岩石所获得能量达到饱和状态时，岩石内部破坏表面开始位移，隆起以至发生抛掷运动，如果能量没达到饱和状态，岩石只呈弹性变形，不发生破坏。 综合各学派的观 点可以得到如下认识，即两种作用形式对爆破的不同阶段和不同的岩石所起的作用不同。爆炸冲击波（应力波）的作用在于使岩石中产生裂纹，将原始损伤裂纹进一步扩展；爆生气体的作用是楔入这些裂纹，使其贯通成为块度，并将这些块度抛掷出去。所以爆炸冲击波的不仅关系着岩石中损伤裂纹的发展，还为爆破后续过程创造了条件。此外，爆炸冲击波的作用不仅对于爆破中区的岩石破碎质量，而且对于爆破远区的围岩稳定和震动安全均具有举足轻重的作用。 对于隧道的爆破 ,应在岩石隧道开挖前 ,根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆 破器材等做好爆破设计 ,合理的确定炮眼布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法、起爆顺序 ,安排好循环作业等 ,以正确指导钻爆施工 ,达到预期的效果。 眼机具选择 本标段隧道爆破钻眼采用 结构简单，维修方便，使用安全等 。 破器材的选择 表 5 爆破器材选择表 序号 爆破器材名称 规格 备注 1 2 号岩硝铵炸药 20 200水地段 2 2 号岩硝铵炸药 32 200水地段 3 4 号抗水岩石硝铵炸药 25 200水地段 4 胶炸药 32 200水地段 贵州省思南至剑河高速公路第 14合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 16 序号 爆破器材名称 规格 备注 5 毫秒雷管 1 17 段 6 导爆索 边眼用 7 电雷管 8 塑料导爆管 要爆破参数选择 1 爆破试验确定爆破参数 施工前首先要根据地质调查结果，选择有代表性的位置，采用利文斯顿爆破漏斗理论，进行现场爆破试验，提出爆破参数。在施工时应根据实际围岩情况进行试验，根据爆破试验效果来优化初步确定的周边眼的爆破参数，使爆破达到最佳效果。 2 周 边眼 (1)周边眼光爆参数的选择：包括周边眼间距 E，炮眼密集系数 m，最小抵抗线 W，不耦合系数D，周边眼装药集中度 q。根据设计提供地质资料，结合我单位以往施工经验，本线隧道初步设计周边眼光爆参数可按表 2取。根据光面爆破选定的周边眼间距应严格控制外插角，以减少超挖。 (2)周边眼装药结构：本标段隧道周边眼爆破均采用不耦合装药结构。级围岩采用竹片、传爆线、小直径药卷间隔装药结构。 (3)破碎地段，周边眼采用钻密眼，人为切开一条缝不装药或隔孔装药措施。 表 5 周边眼光爆 参数表 围岩 级别 装药不耦合系数D 周边眼间距 E（ 周边眼最小抵抗线 W 相对距 E/W 周边眼装药集中度（ kg/m） 、 12545 5 60 60 80 :表中 号岩石硝铵炸药计算 ,采用其他炸药时换算系数 K=1/2(2号岩石炸药猛度 /换算炸药猛度 +2号岩石炸药爆力 /换算炸药爆力 ) 3掏槽眼 为保证掏槽钻眼精度，掏槽位置选择在爆破断面中偏下。 4辅助眼 (1)内圈眼：内圈眼所在位置在周边眼抵抗线的边缘，内圈眼孔距稍大 于周边眼的抵抗线 W。 (2)扩大眼：扩大炮眼其炮眼间距视岩石坚硬程度、装运手段对岩石破碎程度的要求等因素而定。一般取 石坚硬取小值，反之，取大值。 (3)底板眼：底板眼视开挖轮廓线布置，并适当增加药量，起翻碴作用，使爆落的岩碴翻松，便于装载设备装碴。 5装药量计算：先根据周边眼的装药集中度和掏槽眼的装药长度进行周边眼和掏槽眼的药量计算，其他炮眼按式（ 4算，按式（ 4核，科学进行药量分配。 贵州省思南至剑河高速公路第 14 合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 17 单眼装药量计算公式 q=k a w L 式（ 4 总装药量计算公 式 Q=k L S 式（ 4 式中 m3 m； m； m； S 开挖断面积， 炮眼部位系数，按表 3、表 4取。 表 5 软弱围岩炮眼部位系数表 炮眼 部位 掏槽 炮眼 扩槽 炮眼 掘进 槽下 掘进 槽侧 掘进 槽上 内圈 炮眼 二台 炮眼 底板 炮眼 2 3 2 1 1 1 2 表 5 硬岩、中硬岩炮眼部位系数表 炮眼 部位 掏槽 炮眼 扩槽 炮眼 掘进 槽下 掘进 槽侧 掘进 槽上 内圈 炮眼 二台 炮眼 底板 炮眼 10 20 1. 2 1 0 95 6 药结构与堵塞 根据不同炮眼直径和不偶合系数选择不同的药卷。各级围岩炮眼直径和药卷直径的选择应根据围岩的不同来具体确定。 周边眼采用间隔不偶合装药。岩石很软时，可采用导爆索起爆，为克服炮眼底部岩石夹制力， 40卷 32 在爆破时，所有装药的炮眼应采用炮泥堵塞，炮泥宜采用炮泥机制作的黏土炮泥，堵塞前应事先将炮泥制成比炮孔直径稍小一点的炮泥条备用，堵塞长度应通过计算确定，对于浅孔应将余孔全部堵塞。不得采用炸药的包装材料等代替炮泥堵塞，炮眼堵塞长度不少于 30 边眼起爆方法 采用导爆索或塑料导爆管加非电毫秒雷管起爆。 爆顺序 掏槽眼辅助眼扩大炮内圈眼周 边眼底板眼。间隔时间采用 25 100毫秒，周边眼宜一次起爆。 工要点 1 钻孔作业 钻孔标准：达到准、平、直、齐。 准：钻孔按设计布眼钻孔，当受节理、裂隙影响时稍稍移动孔位，但顶眼只能左右移动，帮眼只能上下移动，周边眼轮廓的放线误差控制在 1口开眼误差：可从轮廓线偏内 3边眼外插角的角度以 向与轮廓线法线方向一致。 直：直线段上，炮眼先钻上方标准孔，插上炮杆，使边墙孔在同一条垂线上。 平：周边炮眼要相互平行。 贵州省思南至剑河高速公路第 14合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 18 齐：各炮眼底落在垂直隧道轴线的同一平面上，掏槽眼 加深 10 20孔深度根据掌子面的起伏“凸”加，“凹”减。 2装药作业 清孔 :装药前用高压风清孔，吹干净孔内积水及碴粒。 装药 :装药前核对雷管段数，使之与设计相符，同时按钻爆设计的装药结构及药卷规格药量装药。装药时，药装到孔底，起爆药包用炮棍缓慢送入，防止拉雷管或破损导爆管。 装药检查 :装药时，由检查人员对雷管段数进行复核，确保准确无误，同时核对药卷规格及装药长度，使每孔装药符合设计要求，检查后做好记录。 堵塞 :所有炮眼装药后，用炮泥进行堵塞，其长度为 30泥用机械加工，用炮棍顶进，堵塞做到封 孔严密。 3爆破作业 连结网络 :连结时尽可能靠近眼孔，孔外网路尽量短，使连结整齐，便于直观检查网路。连结系统尽量短，但不拉细、打结，避免导爆管、连结块受损坏等。每个簇联或连结块内都有引爆雷管。 爆破及瞎炮处理 :网络连结检查合格后，撤离受爆破影响范围内所有设备和非爆破作业人员，设好防护哨后，爆破人员快速撤离进行爆破。对瞎炮的处理详见后面的安全措施。 4钻爆效果检验 每次掘进爆破通风排烟后，值班技术和质检员即进入对钻爆效果进行检查记录。检查记录光爆效果，炮孔利用率，平均掘进长度，碴体破碎程度，抛掷距离，围岩 的损坏程度等，作为不断优化钻爆设计的依据。 5控制超欠挖措施 根据不同地段情况，选择合理的钻爆参数：采用一炮一分析制度，每次钻爆循环后，根据爆破震动速度，炮痕保存率、装药量、残眼深度及数量、抛碴距离、堆碴高度、岩碴块度等多方面的测量和数据对比分析，选择合理的钻爆参数，不断优化钻爆设计。 轻地震动爆破措施 采用微震光面爆破，减轻地震动影响，减小对围岩的扰动，是保证本标段隧道软弱围岩施工安全的重要措施，其施做要点是： 打眼，少装药，并根据爆破震动衰减规律公式反算控制最大单响起爆药量； 计算式为： 3（ ） 3/a 式中： 最大一段爆破药量， 安全速度， cm/s；取 =5cm/s； R 爆破安全距离， m； K 地形、地质影响系数； 贵州省思南至剑河高速公路第 14 合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 19 K、 过多次试爆基础上进行 K、 据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出的每段的最大装药量。 强爆破震动地震波测试； 理安排段间隔时差：为避免爆破震动波形叠加，降低爆破震动强度，毫秒雷管跳段使用，段间隔时差控带在 100 据以往施工经验，爆破产生大振速部位通常为：掏槽爆破、底板或底角爆破、周边光面（预裂）爆破，为此，采用的手段一是采用楔形复式掏槽技术；二是根据计算单响起爆药量，将底板眼、周边眼等，分段进行起爆。 6 超前地质预报 本 线 隧道地质情况复杂， 部分隧道洞身位于岩石隧道破碎带 等不良地质，需结合施工地质工作予以查明。 超前地质预报要作为重要的一环纳入施工工序中。 要求 针对本线大断面隧道与辅助坑道设置的具体情况，开展综合超前地质预测预报 ， 成立专业的超前地质预报室，由总工程师负责，配置物探、水文、地质、试验专业工程师并配备先 进的预测、预报设备和仪器， 并将 综合超前地质预测预报 纳入施工工序。尤其是岩石隧道存在破碎带时，必须提前做好超前地质预报工作，确保隧道安全通过。 针对隧道具体的工程特点，采用地貌、地质调查与地质推理相结合的方法，进行定性预测。具体采取的措施有：对开挖全过程进行综合预测、预报，方法有地质素描法 (常规地质法 )、超前探孔近距离预报、超前导洞预报、地质雷达中短期预报、 期预测预报、红外线探水及前兆法预报等。 施工中应该将几种预报手段综合运用，取长补短，相互补充和印证。 综合监测结果， 及 时提出对不良地质的处理措施，以 降低施工风险，确保工程质量和运营安全。 超前地质预报若发现前方地质情况与设计不符时要及时通知设计单位到现场核实，以便及时采取有效的设计变更方案。 7 劳力、机械设备的配置 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。配套的生产能力应为均衡施工能力的 隧道单口施工，根据开挖方法配置 1台大型挖掘机或 2台小型挖掘机平行作业，另备 1台装载机进行装碴施工，大型自卸汽车不宜少于 4辆， 20m3/台。 根据客运专线大断面的特点，每工班开挖作业人员不宜少于 20 人。 8 质量要求 收规范 客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准（铁建设 2005 160号） 项验收标准 控项目 贵州省思南至剑河高速公路第 14合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 20 1 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。 2 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 入衬砌应小于 5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。 3 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。 4 光面爆破或预裂爆破钻眼前，应根据钻爆设计图准确标出炮眼位置，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 5边眼的间距允许偏差为 5插角应符合钻爆设计要求，眼底不应超出开挖轮廓线 15 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。 5 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1入衬砌应小于 5 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。 6 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。 般项目 1 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。 2 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。 贵州省思南至剑河高速公路第 14 合同段 平新场隧道工程施工作业指导用书 21 检验方法： 观察、仪器测量。 9 安全、质量控制措施 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。 石隧道坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，土质隧道施工严格按照“先探测、管超前、非爆破、严控水、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工。 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。 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、深井、滑塌、陷 穴、地表附着物等不良地质情况进行统计，并按里程桩号逐一登记、拍照，施工中应加强监控量测工作，严格按设计方案施工，确保隧道安全、顺利通过。 循环进行测量放样，严格控制超欠挖。