某隧道瓦斯专项施工方案

某某 隧隧 道道 瓦瓦 斯斯 专专 项项 施施 工工 方方 案案 目 录 概 述 2 第一章 某隧道瓦斯专项施工编制依据 3 第二章 某隧道瓦斯专项施工方案的目的及意义 3 1 某隧道瓦斯专项施工方案的意义和依据 3 2 某隧道瓦斯专项施工方案的目的 4 第三章 某隧道瓦斯专项施工方案的管理内容 4 第一节 某隧道成立瓦斯专项施工方案小组 4 第二节 某隧道瓦斯专项施工方案的主要内容 6 第四章 不同地质 不同级别 无煤层 有煤层的超前预报及预防瓦斯的施工方法 6 第一节进口段 D1K23 520 550 段 6 第二节进口段 D1K23 550 748 段 7 第三节进口段 D1K23 748 858 段 8 第四节出口段 D1K23 858 888 段 8 第五章 不同地质情况下采用的不同施工工法 9 第一节钻爆 出碴 初期支护 超前小导管注浆 9 第二节帷幕注浆 19 第三节断层破碎带 22 第四节 防水板铺设 22 第五节 二次衬砌 24 第六节 仰拱及填充 24 第七节 围岩量测 25 第六章技术措施 28 第一节 瓦斯隧道施工措施 28 第二节其它技术措施 5 第七章 施工安全保证措施 10 第一节 施工组织安全保证 10 第二节 保证洞口施工安全 10 第三节 加强险段险情处理 10 第四节 做好不良地段围岩支护 11 第五节 搞好洞内爆破作业 11 第六节 改善洞内施工环境 11 第七节 加强洞内用电管理 11 第八章 职业健康保护措施 11 概概 述述 归连铁路某标段的某隧道为 I 级单线铁路隧道 隧道选址位于某附近 进口 DK23 520 550 和出口 DK23 858 888 段为 V 级围岩 根据隧道进口路堑开挖揭示地层看 地表覆盖层为腐殖土厚度 0 3m 0 8m 不等 下伏黏土 厚度在 2 6 米 其下为强风化 砂岩呈灰色泥状 厚度在 3 4 米 其下岩层为灰色风化砂岩和褐黄色砂岩互层 局部 有强风化泥岩锲入 设计隧道穿越地层为三叠系上统须家河组砂岩 泥岩 含煤线 根据纵断面图可以看出 在 D1K23 778 888 出口段隧道穿越煤线 其余段隧道底板下 部砂岩 泥岩下有煤层下伏 同时设计说明提示含煤层可能有采空区 故本瓦斯隧道 控制重点应在穿越煤层和地质预报采空区的有无上 隧道设计为低瓦斯隧道 由已经 揭示的地质断面来看褶皱构造极其发育 裂隙以水平层面裂隙和垂直层面 与隧道中 线呈 30 60 度交角 的高陡倾角构造节理裂隙为主 隧道施工范围内地质情况设计无 详细说明 断层分布不清楚 地表无明显断层分布 需要采用地质超前探孔及隧道地 质素描随隧道掘进补充揭示隧道地质情况 隧道进 出口均存在浅埋 超浅埋 和偏 压等不利于隧道稳定的不良地质 水文地质及施工要求都有其自身的特色 为及时提 供施工所需的地下瓦斯及煤层 采空区的具体位置 提出相关施工措施 保证施工安 全 提高施工效率 参考设计图纸及本合同段地质资料编制本方案 第一章第一章 某隧道瓦斯专项施工编制依据某隧道瓦斯专项施工编制依据 1 1 隧道工程地质勘察报告 1 2 铁路瓦斯隧道技术规范 TB10120 2002 1 3 防治煤与瓦斯突出细则 1 4 煤矿安全规程 1 5 铁道通部 铁路隧道施工规范 TB10204 2002 1 6 铁道部 铁路隧道设计规范 10003 2005 1 7 归连铁路某标段某隧道施工设计图纸 1 8 某标段实施性施工组织设计 第二章第二章 某隧道瓦斯专项施工方案的目的及意义某隧道瓦斯专项施工方案的目的及意义 1 1 某隧道瓦斯专项施工方案的意义和依据某隧道瓦斯专项施工方案的意义和依据 归连铁路某标段某隧道 为按内燃牵引标准设计的隧道 设计行车速度为 80km h 单洞开挖净宽达 6 6m 因隧道开挖断面大 结构受力复杂 对结构设计和施 工都提出了很高的要求 现场瓦斯专项施工方案是监视隧道瓦斯含量 防止发生瓦斯 安全事故 勘察煤层有否具有瓦斯与煤突出及有否采空区 保证施工安全 同时检查 初期支护及二次衬砌能否有效防止瓦斯外溢 保证施工方法是否正确的一种有效的手 段 也是保证某隧道工程新奥法安全施工 提高经济效益的重要条件 同时施工中可 以为工程变更提供科学依据 为按时 优质 高效完成该工程 防止因施工工艺不当 支护体系不合理等造成瓦斯及煤突出形成安全事故 给工程带来不可弥补的经济和工 期损失 有必要对某隧道施工进行全过程瓦斯监控 特制定本瓦斯专项施工方案 2 2 某隧道瓦斯专项施工方案的目的某隧道瓦斯专项施工方案的目的 2 1 通过对施工过程中的瓦斯监控和地质超前探孔 地质素描等超前地质预报 优化施工组织设计 指导现场施工 确保隧道施工安全与质量 工程项目的社会 经 济 环境效益 防止重大安全事故 2 2 采用现场实测瓦斯及煤的数据 确定瓦斯工区的分级 以便采用相适应的施 工方法 2 3 通过瓦斯专项施工方案进行隧道日常的施工管理 第三章第三章 某隧道瓦斯专项施工方案的管理内容某隧道瓦斯专项施工方案的管理内容 1 隧道现场瓦斯专项施工方案应成立专门瓦斯监控小组 由项目部隧道队承 担监测任务 2 现场监测组负责日常监测 数据处理和仪器保养维修工作 并及时将监测 信息反馈给工程部 工程部应根据实测瓦斯 煤层 及地质突变情况 如断层等 数 据 及时上报设计进行设计变更 3 现场瓦斯监测应认真组织实施 并与其它施工环节紧密配合 随时通报瓦 斯含量 做到超标立即不得中断工作 第一节第一节 某隧道成立瓦斯专项施工方案小组某隧道成立瓦斯专项施工方案小组 1 1 某隧道现场瓦斯专项施工方案组织管理职能图 某隧道现场瓦斯专项施工方案组织管理职能图 某隧道为单线浅埋铁路隧道 根据本标段实施性施工组织设计和隧道施工方案的 工作要求 结合某隧道的测点的布置情况 我项目部设立以项目总工为组长的某隧道 现场瓦斯专项施工方案管理组 组织机构管理职能如下图示 2 2 瓦斯专项施工方案组的分工 瓦斯专项施工方案组的分工 根据本项目部所承建的某隧道现场瓦斯专项施工方案具体工作任务的需要 建立 了明确的瓦斯专项施工方案岗位 将任务细化分解层层落实 所组建的隧道现场瓦斯 专项施工方案组成员如下图示 具体人员配置见下表二 项目总工 组长 工程部长 副组长 隧道队长 组员 质安部长 组员 工地实验室主任 组员 助理人员 两名 助理人员 两名 助理人员 两名 郑瑞永 组员 监控组 安质部 工地实验室 完成隧道瓦斯 检查巡视对瓦斯超 标地段进行警戒检 查进出隧道人员 完成掌子面围岩观 测及初期支护裂缝观察 和收集整理地质素描资 料整理超前探孔资料 配合完成煤层 瓦斯含量涌出速度 等并收集整理相关 数据资料 项目总工办 工程部 旁站员 表二表二 监测组人员列表监测组人员列表 序号姓名性别职务工作内容备注 1 男组长宏观控制总工办 2 男副组长现场负责工程部 3 男组员现场组织监测全过程隧道工程师 4 男组员 瓦斯现场巡视 对超标地段警戒 通知人员撤 出 隧道队长 5 男组员地质素描 瓦斯自裂缝泄出情况观察安质部部长 6 女组员煤层瓦斯含量 放散速度等试验室主任 第二节第二节 某隧道瓦斯专项施工方案的主要内容某隧道瓦斯专项施工方案的主要内容 瓦斯专项施工方案的内容主要根据瓦斯及煤赋存的地质条件 围岩级别 通过实 际测量瓦斯含量 超前探孔预先检查是否穿越断层 煤线或者煤层及将要穿越煤线或 者煤层的埋藏深度 厚度 来确定开挖方法和支护类型 瓦斯防治的原则是以防为主 以排为辅 以堵保安全 防排堵相结合的方针 来保证安全 快速 高效 优质完成 隧道工程 本隧道不仅是瓦斯隧道 地下水对砼也具有弱硫酸性侵蚀及弱溶出性侵蚀 防是通过砼添加气密剂使耐腐蚀气密性砼的透气系数不应大于 10 11cm s 防止瓦斯通 过砼直接散逸到隧道中并经过聚集 发生瓦斯燃烧 爆炸等危险 同时耐腐蚀气密性 砼抗渗等级不小于 P8 耐腐蚀系数不小于 0 9 防止瓦斯经过地下水侵蚀后的砼散逸 到隧道中 通过砼自身的防气防水 将瓦斯阻挡在隧道之外 另外 隧道采用的复合 防水板本身也具有一定的防瓦斯作用 对于二次衬砌完成地段 砼的瓦斯自防能力是 主要的 对于断层地段 穿越煤线 煤层地段 如果经瓦斯排放及注浆封堵后 瓦斯 含量仍然超标 影响并制约现场施工 可以考虑在这些地段先行浇筑二次衬砌 通过 衬砌砼的瓦斯自防能力 来解决瓦斯超标问题 因此 要求以防为主 排主要是指施 工阶段 通过压入式风机 对隧道内进行通风 将瓦斯随风带出洞外 以降低瓦斯浓 度 使瓦斯浓度始终小于 0 5 在煤层防突排放时 风机应一直开启 如果遇突然停 机或者断电 另一套风机应在 15min 内开启或者备用发电机开启 本隧道考虑到瓦斯 及爆破作业风量要求较大 故现场使用 55KW 轴流风机作为通风设备 另外考虑瓦斯隧 道通风要求 另外准备一台同型号的风机备用 堵是指在遇到大的断层或者破碎带 大的裂隙贯通煤层 底板距煤层太近或者直接坐落在煤层上时 要求对该段地层进行 注浆 厚度以现场实际情况确定 对煤层及断层等要求不小于 3 5 米 对裂隙要求不 小于 3 米 注浆后要求检验效果 如封堵强度不够 应进行补注浆 第四章第四章 不同地质 不同级别 无煤层 有煤层的超前预报及预防瓦斯的不同地质 不同级别 无煤层 有煤层的超前预报及预防瓦斯的 施工方法施工方法 第一节第一节 进口段进口段 D1K23 520 550D1K23 520 550 段段 本段为 V 级围岩段 拱顶为强风化砂岩 底板为砂岩弱风化 根据现场隧道前路 堑开挖揭示地层看 底板距煤层应有一定距离 本段如果没有断层错动 带动煤层上 移 应该没有煤层侵入隧道轮廓内 因此本段超前地质预报至少采用 1 个 108 超前 钻孔配合掌子面地质素描 来验证前方是否有断层 煤层及裂隙带走向 验证孔没 25m 一循环 每孔 30m 如探测出前方有断层无煤层 断层大于 1m 时 且瓦斯压力大于 0 74MPa 即瓦斯隧道分级为 1 级时见后述瓦斯隧道分级 除按照断层加固方法加固拱 墙部分外 本加固方法可参见某隧道进洞专项施工方案 一般采用小导管注浆 应在 底板及墙底脚向上 3 米范围内环向采用 42 小导管 4 5 5 米长 环向 0 5 米一根 纵 向 0 5 米 1 环 梅花型布置 进行注浆封堵 注浆后要求检验注浆效果 如果不合格 需要补注浆 对于小于 1 米的未见煤层的断层 则使用 3 5 米 42 小导管 按照上述 间距进行注浆 对于见到煤层的断层 则按照后述煤层防治瓦斯措施对煤层进行检验 如果有突出可能 按照防突措施进行瓦斯排放 合格后按照正常施工方法揭煤施工 如果长时间排放仍不能够正常揭煤的 按照后述帷幕注浆后 揭煤通过 本段岩层水 平分层较薄 在 0 15 0 4m 且由于地质应力影响呈穹隆状 为煤的形成及瓦斯赋存提 供了地质条件 因为瓦斯通常是循裂隙散逸的 而本段水平岩石裂隙主要为 V 形 开 裂仅限于本层 且从地质纵断面图看 砂岩下部尚有泥岩层 因泥岩透气透水性较差 所以底板如果横向无断层或大的裂隙 瓦斯放散应该不多 可以在开挖仰拱后 立即 施作喷射砼 应能较好的防止瓦斯进入隧道 本段瓦斯监控重点应放在纵向裂隙上 因从路堑开挖后看地层情况 其纵向裂隙与隧道中线呈 20 30 度角相交 且裂隙带较 深 已经深入泥岩 并且有几条 按照其分布特点 可能会贯穿隧道左右侧 故在瓦 斯监控过程中 要重点监控该裂隙附近拱顶瓦斯浓度 如有异常 应先加强通风 而 后对裂隙表面采用人工风镐开凿 使表面到开凿底面深度达到 30cm 以上 宽度不小于 5cm 然后 采用气密性耐腐蚀喷射砼满喷 该处喷射砼边缘应距离裂隙边缘不小于 0 8m 要求此处喷射砼应该与相接砼连接紧密 无缝隙 本段由于采用正台阶施工 施工上台阶时 要保证爆破后立即排险 并在碴堆上即开始初喷砼 5cm 并封闭掌子面 防止塌方 然后迅速将碴堆耙至下台阶 进行初期支护施工作业 要求障碍物不能挡 住上台阶 1 3 防止发生瓦斯爆炸 第二节第二节 进口段进口段 D1K23 550 748D1K23 550 748 段段 本段为 IV 级围岩段 地表有起伏 但无明显断层 在里程到 D1K23 748 处 隧道 底板距煤线顶板高度大约 2 米本段应该注意的是除第一节叙述的外 要应在距离 D1K23 748 前面 20 米处就应该增加 1 个 108 超前探测孔 其位置应该设置在隧道仰 拱中心 防止有小的构造断层使煤线或者煤层侵入隧道轮廓而因为探测孔设置位置较 高没有发现而误入煤层 发生瓦斯或者煤突出 应对此探测孔进行瓦斯检测 以验证 有否瓦斯和煤突出可能 如验证有煤层出现 应及时跟设计取得联系 另行设计 并 按照后附煤层瓦斯防治措施 增加探测孔 以确定煤层各种产状及赋存特征 本段底 板应该进入泥岩 为防止设置因煤层瓦斯压力导致隧底出现反拱 应在隧底每 3 5m 设 置监控量测点 随时对其进行观测 当发现隧底异常 出现大的上凸或者隆起时 应 及时与设计取得联系 另行设计或者变更 本方案根据多年隧道施工经验 出现反拱 现象时 应该立即采用 42 小导管长 3 5 4m 长 按照 1 0m 1 0m 梅花型布置 应该 从反拱点到洞口方向 3 5m 开始向反拱点注浆加固 加固长度应超过反拱点向掌子面方 向不小于 5m 浆液宜加入早强剂 要求终凝时间不超过 20min 隧底左右应该从墙底 脚向上 2m 范围内 均需注浆 注浆压力不应小于瓦斯压力 并且不得小于 3MPa 注浆 结束后应检查效果 同时增加监控量测频率 密切观察隧底动态 经观测一周后再无 反拱出现 可以视作加固已经完成 隧底变形得到控制 如果在此期间仍有变形存在 则按照上述间距对该段底板进行补注浆 直到变形得到控制为止 在施作小导管钻孔 时 要密切注意底板应力变化情况 如出现顶钻 卡钻 瓦斯逆向喷出 空气带煤粉 喷出或者出现闷雷声等 应该视做有瓦斯和煤突出的可能性 应立即撤出所有工作人 员 并将照明及动力电等关闭 但不得停止通风 应立刻上报设计 进行防突设计 因隧道地质情况设计未采用超前地质预报查明 所以设计未对本段隧道隧底加固进行 说明 在发现反拱现象后应立即上报设计 并附本段施工方法供设计参考 本段瓦斯 监控重点在底板纵 横向裂隙 靠近煤线处顶板 掌子面等 随时对上述部位进行检 查 并在瓦斯检查记录牌上写明瓦斯浓度等 发现有瓦斯及煤突出预兆的异常现象要 在第一时间通知撤出所有施工人员 然后停电 不能停止通风 并立即上报项目部和 设计 以便争取时间制定应急方案 本段采用全断面开挖 通风条件完全能够满足瓦 斯隧道要求 因此时掌子面离进口已经达到 200 米以上 为保证瓦斯隧道要求的风速 要求 如果将风机功率调至最大 风速仍不能满足要求 可以考虑在 D1K23 720 处加 设中继风机 以保证风速 第三节第三节 进口段进口段 D1K23 748 858D1K23 748 858 段段 本段为 IV 级围岩段 在本段隧道已经开始穿越煤线或者煤层 本段所有施工均应 按照煤层瓦斯防治措施 增加探测孔 以确定煤层各种产状及赋存特征 经上报设计 后进行揭煤设计 经勘察 煤线或者煤层较薄的 不大于 2 米厚 可以直接采用石门 揭煤 经验证满足煤和瓦斯突出条件的 采用瓦斯排放 经检查达到排放标准的 可 以采用石门揭煤 对于长时间排放仍不达标的 可以采用帷幕注浆 然后采用石门揭 煤快速通过煤层 对于未经帷幕注浆的煤层 因其底板强度难以达到设计要求 故应 与设计取得联系 在设计允许的情况下可以采用第二节所述小导管注浆加固底板煤层 本段瓦斯监控应该以掌子面 拱顶 煤层出露点为重点 同时着重爆破前掌子面 20m 范围内瓦斯浓度 严防瓦斯超标照成瓦斯爆炸 在瓦斯超过 2 0 应立刻撤出所有施工 人员 加强通风 在瓦斯浓度降低到 0 5 后 方可由专职瓦斯检查员 进洞检查合格 后方可进入隧道进行爆破 爆破以震动法 药量不允许超过平时药量的 1 3 第四节第四节 出口段出口段 D1K23 858 888D1K23 858 888 段段 本段为 V 级围岩 采用正台阶开挖 根据地质纵断面图 本段隧道应该已经穿过 设计煤线或者煤层 为防止设计煤层下部仍有煤层下伏 应在隧道底部及拱顶设置 2 个 108 超前探测孔 经勘察无煤层也无瓦斯 按照普通隧道 V 级围岩施工方法爆破 开挖 如勘察在顶部或者底部仍有部分煤层 需要按照设计进行煤和瓦斯突出检验 在无突出可能的情况下 可按照石门揭煤 见后述 本段瓦斯监控重点为检查探测控 瓦斯 顶板 掌子面及其 20m 范围内瓦斯浓度 对底板煤层仍需要联系设计按照第二 节小导管注浆加固 第五章第五章 不同地质情况下采用的不同施工工法不同地质情况下采用的不同施工工法 第一节钻爆 出碴 初期支护 超前小导管注浆第一节钻爆 出碴 初期支护 超前小导管注浆 1 设计原则 根据地质条件 开挖断面 开挖进尺 爆破器材等编制光面爆破设计 1 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 2 严格控制周边眼装药量 间隔装药 使药量沿炮眼全长均匀分布 3 周边眼选用低密度低爆速 低猛度的炸药 本工程采用硝胺炸药 塑料导爆管 非电毫秒雷管起爆 对于有瓦斯地段采用煤矿专用毫秒电雷管起爆 对于周边眼要求 与辅助眼雷管段别延时不小于 50ms 给周边眼爆破足够临空面以保证光爆效果 4 采用毫秒微差有序起爆 一般周边眼采用导爆索起爆 以减小起爆时差 2 钻爆参数的选择 通过爆破试验确定爆破参数 试验时参照下表 光面爆破参数表 光面爆破参数表 岩石种类 周边眼间距 E cm 周边眼最小抵抗线 W cm 相对距 E W 周边眼装药参数 kg m 硬岩55 7060 800 8 1 00 25 0 3 中硬岩45 6560 800 8 1 00 2 0 25 软岩35 5060 800 5 0 80 07 0 12 3 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 当石质较硬 断面较大时 采用斜眼掏槽 以便减少钻眼数量 4 装药结构及堵塞方式 1 装药结构 周边眼 用小直径药卷间隔装药 岩石很软时采用导爆索 2 堵塞方式 所有装药炮眼用炮泥堵塞 周边眼堵塞长度不小于 25cm 5 爆破效果监测及爆破设计优化 1 爆破效果检查 检查项目主要有 断面周边超欠挖检查 开挖轮廓圆顺 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 软岩炮眼痕迹保存率不做要求 但 要求轮廓线平顺 超挖不允许大于 15cm 欠挖按要求不大于 10cm 两次爆破衔接台阶不 大于 10cm 2 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 根据爆破后石碴的块度修正参数 如石碴块度小 说明辅助眼布置偏密 块度大 说明炮眼偏疏 用药量过大 根据爆破振速监测 调整单段起爆炸药量及雷管段数 根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度 使爆破眼眼底基本落在同一断面上 6 瓦斯隧道的钻爆 在煤层与距煤层 10m 内的开挖工作面 以及在瓦斯浓度大于 0 3 的石质隧道中爆 破时 钻孔作业严格按 铁路瓦斯隧道技术规范 煤矿安全规程 的规定进行施工 1 爆破器材选用 炸药选用煤矿允许用炸药 3 炸药 规格 32 25 两种 其中 25 为周边眼使用的光爆药卷 雷管选用煤矿许用电毫秒雷管且最后一段的延期 时间不大于 130ms 2 爆破网络和连线 爆破网络采用串并联线方式 采用绝缘母线单回路爆破 母 线采用具有良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆 3 装药结构 掏心眼采用正向连续装药结构 雷管以外不得装药卷 周边眼采用 正向空气间隔不连续装药结构 其他炮眼均采用向空气间隔不连续装药结构 4 堵塞 采用水袋炮泥和粘土炮泥堵塞 水袋炮泥外剩余的炮眼部分 用粘土填 满封实 5 雷管电阻测量和网路的导通检查 采用爆破电桥检查 爆破电桥的工作输出电 流小于 30mA 6 起爆 一个工作面采用一台防爆型起爆器起爆 7 钻爆作业注意事项 施钻前 测定工作面附近 20m 内风流中瓦斯浓度 小于 1 时 允许开钻 施钻过 程中 随时检测瓦斯浓度 采用湿式钻孔 爆破网路所有连线接头相互扭紧 明线部分包覆绝缘胶布并悬空 母线和连线不 得与轨道 金属管等接触 遇到下列情况之一 未经妥善处理 不得装药或爆破 爆破地点 20m 内风流中 瓦斯浓度达到 1 爆破地点 20m 内有未清理的碎石 煤 碴或其他物体阻塞坑道断面 1 3 以上 风量不足 风向不稳 局扇有循环风 炮眼内 有异状 温度骤高骤低 煤岩松散或有显著瓦斯涌出 炮眼内煤 岩粉末清除干净 炮泥 炮眼封泥不足或不严 光面爆破工艺流程图见下页 光面爆破施工工艺框图 8 8 钻爆爆破参数表及炮眼布置 钻爆爆破参数表及炮眼布置 1 某隧道进口 级围岩浅埋段上台阶光面爆破参数表 单位 部 位 起爆 顺序 炮孔名称炮孔深度孔数单孔装药量小计装药量备注 1 掏槽眼 1 411 81 8 中空眼 1 44 2 掏槽眼 1 440 853 6 3 掏槽眼 1 480 856 8 4 扩槽眼 1 220 51 0 上 台 阶 4 扩槽眼 1 220 51 0 断面面积 25 06 周边眼间距 0 35 m 1 204 m3 单孔装药量集中度 0 12 m 周边眼数 38 个 总装药量 光面爆破设计 台车就位 钻 孔 钻孔质量验收 装药与堵塞 连接起爆网络 起 爆 测量放线 通 风 危石处理 光面效果与质量检查 装药计算与结构设计 爆破材料准备 网 路 检 查 清 理 钻 孔 掌子面人员撤离 机械出渣 5 掘进眼 1 240 351 4 5 掘进眼 1 2110 353 85 6 辅助眼 1 2120 354 2 7 底板眼 1 4100 88 8 周边眼 1 2380 124 56 小计 9636 21 26 21 炮眼总数 96 个 炮眼利用率 91 7 8 6 5 5 4 4 3 2 1 466 79 80 60 60 某隧道进口 级围岩浅埋段上台阶光面爆破炮眼布置图 2 某隧道进口 级围岩浅埋段上台阶光面爆破参数表 部 位 起爆 顺序 炮孔名称炮孔深度孔数单孔装药量小计装药量备注 1 掏槽眼 1 412 02 0 中空眼 1 44 2 掏槽眼 1 441 04 0 3 掏槽眼 1 481 08 0 4 扩槽眼 1 220 751 5 4 扩槽眼 1 220 751 5 5 掘进眼 1 240 62 4 5 掘进眼 1 2110 66 6 6 辅助眼 1 215 0 69 0 7 底板眼 1 261 06 8 周边眼 1 2330 39 9 上 台 阶 小计 9050 9 断面面积 24 31 周边眼间距 0 40 m 1 744 m3 单孔装药量集中度 0 30 m 周边眼数 33 个 总装药量 50 90 炮眼总数 90 个 炮眼利用率 92 6 80 40 80 76 8060 60 65 708080 80 80 1 2 3 4 4 5 6 8 5 7 1 2 3 4 4 5 6 8 5 7 468 0 2515 28 151328 2515151540 110 110 3 某隧道进口 级围岩全断面光面爆破参数表 部 位 起爆顺 序 炮孔名 称 炮孔深 度 孔 数 单孔装药 量 小计装药 量 备注 1 掏槽眼 2 412 22 2 中空眼 2 44 2 掏槽眼 2 481 814 4 3 掏槽眼 2 481 814 4 4 扩槽眼 2 241 56 4 扩槽眼 2 251 57 5 5 掘进眼 2 251 26 6 掘进眼 2 241 24 8 7 掘进眼 2 231 23 6 8 掘进眼 2 2221 226 4 9 辅助眼 2 2211 225 2 10 辅助眼 2 261 59 11 底板眼 2 261 810 8 全 断 面 12 周边眼 2 2530 631 8 小计 150162 1 断面面积 49 93 周边眼间距 0 40 m 1 475 m3 单孔装药量集中度 0 30 m 周边眼 数 53 个 总装药量 162 1 炮眼总数 150 个 炮眼利用率 96 7 7 出渣运输出渣运输 爆破完成后 进行通风除尘检测瓦斯浓度 小 于 1 方可进入 恢复照明 并立即进行清危排险 利用简易台车或爆出来的渣堆 进行锚喷封闭 然 后进行出渣作业 为提高运输效率 加快车辆周转 保证施工连续不间断 隧道的出渣运输采用机械化 无轨运输方案 每个掘进洞口设 1 台 ZL 50C 侧卸式 装载机装渣 3 辆 15T 以上自卸汽车运输 施工中 某隧道进口 级围岩浅埋段上台阶 光面爆破炮眼布置图 某隧道进口 级围岩浅埋段 上台阶光面爆破掏心炮眼布置图 某隧道进口 级围岩光面爆破 掏心炮眼布置图 2515151525 251515151525 110 110 60 加强车辆调度 避免相互干扰 8 8 初期支护初期支护 初期支护能迅速控制或限制围岩松驰变形 充分发挥围岩自身承载能力 是 新 奥法 施工的重要环节 必须严格按照有关规范和设计要求进行施工 以保证隧道施 工和运营安全 锚喷支护 为保证喷射砼的质量 减少粉尘和回弹量 施工采用湿喷法 即首先将骨料预加 水 浸润成潮湿状 再加水泥和水拌合机拌合 喷射前 将受喷面的粉尘和杂物用水 或风清理干净 粗骨料选用质地坚硬的豆粒石 最大粒径不大于 15mm 根据我局多年 施工经验 粗骨料砾径不大于 10mm 将减少回弹量 要求级配良好 细骨料选用坚硬 耐久的粗砂 细度模数不小于 2 5 外加剂选用专用粘稠剂速凝剂 掺量根据试验结果 给出 配制的砼初凝时间不大于 5 分钟 终凝时间不大于 10 分钟 喷射砼施工时 喷 头与受喷面基本垂直 距离保持 0 6 0 8m 左右 并呈螺旋状自下而上画圆施喷 顺 序为先下后上 先墙后拱 最后拱顶闭合 每次喷射宽度控制在 1m 左右 喷射完成 2h 后 对其表面喷水养护 使其表面保持湿润 锚喷支护施工工艺见 锚喷支护施工工艺框图 Y 施工准备 通 风 排 烟 清 理 危 岩 处 理 欠 挖 冲 洗 岩 面 检 查 断 面 超 欠 挖是否大于 10cm 初喷混凝土 3cm 打结构锚杆挂网 安装钢架 是否符合标准 打超前锚杆并焊接 是否打挂板混凝土 喷混凝土到设计厚度 围 岩 量 测 反馈 确定支护参数 改 进 初喷砼 10cm 挂板 灌注 调 整 Y N Y 锚喷支护施工工艺框图 隧道初期支护采用湿喷砼施工工艺 设备选用 TK961 型湿喷机 在作业时 喷射 砼采用 TK961 湿喷机进行作业 砼由洞外搅拌好后通过砼输送车向洞内送料 空压机 供风 原料采用 32 5 号普通硅酸盐水泥 细度模数为 2 5 3 0 中砂 洁净质硬 粒径 为 5 10mm 的碎石 要求级配良好 液体速凝剂 湿喷砼配合比 水泥 砂 碎石 水 1 2 47 1 53 0 4 速凝剂的掺量为水泥用 量的 4 砼喷射机安装调试好后 在料斗上安装振动筛 筛孔 10mm 以避免超粒径骨料进 入喷射机 用高压水冲洗干净受喷围岩面 而后即可开始喷射砼 喷射时 送风之前先打开计量泵 此时喷嘴朝下 以免速凝剂流入输送管内 以 免高压砼拌合物堵塞速凝剂环喷射孔 送风后调整风压 使之控制在 0 45 0 7MPa 之 间 若风压过小 粗骨料则冲不进砂浆层而脱落 风压过大或过小都将导致回弹量增 大 因此 按砼回弹量小 表面湿润易粘着两掌握 喷射压力与喷射手要配合好 根 据喷射仪表反馈的信息及时调整风压和计量泵 控制好速凝剂掺量 喷嘴与岩面的距离为 60 100cm 太近太远都会增加回弹量 喷射方向尽量与受喷 面垂直 拱部尽可能以径向喷射 一次喷射厚度不超过 10cm 若需喷第二层 两层喷射的时间间隔为 15 20min 为提高工效和保证质量 喷射作业分片进行 按照先拱脚后边墙 最后喷射拱顶 的顺序施工喷 喷前先找平受喷面的凹处 再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动 每圈压 前面半圈 绕圈直径约 30cm 力求喷出的砼层面平顺光滑 初期支护格栅时 先喷格栅钢架与围岩间的空隙 再将两格栅之间喷平 格栅钢 架需被喷射砼覆盖 保护层不小于 4cm 湿喷砼施工工艺详见 湿喷砼施工工艺框图 湿喷砼施工工艺框图 9 超前小导管注浆施工 钻孔 采用 YT28 钻机钻孔 钻孔按 12 外插角钻进 钻孔直径 50mm 清孔 检孔 钻孔达到设计深度后钻机退出 用高压水 高压风冲洗钻孔 并 对孔深 外插角等成孔质量进行检验 检测是否有坍孔现象 小导管安装 将预先加工好的并检验合格的小导管用 YT28 风枪打入 注浆 导管打入后孔口用早强高强砂浆填塞 长度 30cm 与已喷砼形成整体 待全部小导管安装完成后 封口砂浆达到设计强度后 开始向孔内注浆 超前小导管注浆施工见超前小导管注浆施工工艺框图 细骨料 粗骨料 喷 头 水 外加剂 湿式喷 射机 搅拌机 水 泥 受 喷 面 液态速凝剂 压缩空气流 地质调查 注浆设计 开挖 注浆 钻孔打小导管 喷混凝土封闭掌子面 注浆参数 配比试验 浆液选择 制定施工方案进入施工 效果检查 管材加工 设备准备 施工准备 机具准备 材料准备 现场试验 洞内超前小导管注浆施工工艺框图 第二节帷幕注浆第二节帷幕注浆 某隧道为低瓦斯隧道 地质断面显示夹煤岩层下伏于隧道底板以下三叠系上统须家 河组砂岩中 由于地质断面主要根据钻孔揭示的岩芯推断岩石分布情况而来 相对于隧 道长度而言 地质情况反映并不充分 故不排除地质构造运动影响造成煤层横穿隧道及 断层破碎带涌水等现象存在 对于薄层的煤层和小的破碎带 可以通过通常的排除瓦斯 和排水等技术措施排除瓦斯和涌水后采用一般支护后开挖通过 对于煤层较厚经长时间 排放瓦斯含量仍然无法达到规范要求的以及大的破碎带 涌水量大 无法短时间排水施 工的 为了保证工期 应采用帷幕注浆预支护工艺 以达到防瓦斯和防水的效果 超前注浆每一循环长度根据实际情况而定 但不宜小于 10 米 开挖以保留 3 米止 浆岩盘为原则 施工机具 注浆钻孔采用 JCZ 150型地质钻机 注浆机采用 2TGZ 60 210 双液注浆泵 帷幕注浆施工工艺见 帷幕注浆施工工艺流程图 注浆孔布置见 超前帷幕平面布置图 及 超前帷幕预注浆示意图 地质参数测定 定 隧道开挖钻孔安注浆管 现场试验确定配比及压力 浆液配制及拌合 喷掌子面混凝土封闭 掌子面布置孔位 实施注浆 注浆设备安装 调 试 结束 安止浆管 注浆效果检验 400 400 300300300210210 300300300 2220 118118 2500 1700 1100 500 500 中心注浆孔 第六环注浆孔 第五环注浆孔 第四环注浆孔 第三环注浆孔 第二环注浆孔 第一环注浆孔 注浆固结圈 开挖轮廓线 5 805 80 隧 道 止浆岩盘 隧 道 中 心 线 检查孔 注浆孔 395 395 400 400 注浆固结圈 开挖轮廓线 超前帷幕预注浆加固工艺如下 注浆用 89 6mm 无缝钢管 梅花型布置花孔 间距 50cm 花孔直径 8mm 注浆开孔 直径不小于 108 终孔直径不不于 90 施作止浆墙 第一段注浆前先施作 20cm 厚砼止浆墙 根据水压调整止浆墙厚度 以后每一注浆循 环预留 3m 止浆岩盘 钻注浆孔 采用水平地质钻机 JCZ 150 按设计要求钻孔 安装钢管 利用地质钻机顶进钢管 两节钢管之间用丝扣接头连接 注浆施工 注浆材料 采用计规定的材料 采用 2TGZ 60 120 型液压注浆泵注浆 注浆终压力为 测试水及瓦斯压力的 2 3 倍 注浆配合比由现场试验确定 注浆工艺流程及注意事项 注浆系统试运转 准备工作完成之后 连接好注浆管路系统 接通水 电管线等 进 行试运转 用 3 5MPa 的压力对系统进行压水试验 以检查管路系统是否漏水和管路 连接是否正确 设备状况是否正常 试运转时间一般为 20min 制浆 按现场试验所得的配比 将水泥 水或其他注浆材料 分别放在搅拌机内拌合 和稀释 然后放在各自的贮浆筒内待用 压力注浆 按规定的压力注浆 注浆顺序按先外圈后内圈 先近的远 同一圈孔间隔 施工 岩层破碎容易造成坍孔时采用前进式注浆 否则采用后退式注浆 注浆参数 单孔有效扩散半径 2m 终孔间距 3m 注浆范围大于开挖轮廓线外 3m 注浆结束标准 注浆终压为测试水压力的 2 3 倍 注浆效果检查 检查方法 瓦斯浓度检测 泄水试验 超声波探测 检查内容 堵水率 浆液扩散范围及帷幕厚度 第三节断层破碎带第三节断层破碎带 本隧道因地质情况设计未给出详细说明 纵断面位给出具体断层破碎带位置 故这里 仅简要说明如超前地质探孔发现断层破碎带的处理方法 如果超前地质探孔发现断层破碎带较小不大于 2 米 且充填为硅质胶结 水含 量较少 岩层分布为水平状 则在离断层 3 米处即开始加强拱顶围岩加固 具体采用 22 超前锚杆 4 5 米长 成 20 30 度角打入拱顶 环向 40cm 一根布置 纵向 1 米一环 布置 在距离断层 1 米处 要求采用 4 5 米 42 小导管 纵向 1 0 米与 22 锚杆交 替布置 要求小导管注浆 同时喷射砼厚度增大为 20cm 并且埋设透水管导流断层散 水入排水沟 在喷射砼达到设计强度 80 后 立即进行中空锚杆施工并注浆 以加固外 部围岩 如果超前地质探孔发现断层破碎带较大 且大于 2 米 且充填为泥质胶结 水 含量较大 岩层分布为倾斜状 则在离断层 5 米处即开始加强拱顶围岩加固 具体采 用 4 5 米 42 小导管 成 20 30 度角打入拱顶 环向间距 0 4 米 纵向 1 0 米 要求 小导管注浆 同时喷射砼厚度增大为 20cm 力求将断层水封闭在隧道外 在喷射砼达 到设计强度 80 后 立即进行中空锚杆施工并注浆 以加固外部围岩 必须埋设透水管 将断层渗透水导入排水沟 第四节第四节 防水板铺设防水板铺设 防水板铺设 在初期支护与二次衬砌间全断面铺设防水材料作为防排水隔离层 采用无纺布与 塑料防水板配合使用 铺装自拱顶向两侧铺放 如喷面起伏较大无法使防水层与砼表 面密贴时 进行修凿补喷 若有锚杆头 钢管头 钢筋头 铁丝等外露时 事先切除 或用锤打扁 然后用砂浆素灰抹平 对于基面上锐利棱角 附着大颗粒石子及突出的 岩石 将其敲掉或凿除 然后抹平 防水层铺设时 先铺无纺布再铺防水板 首先用 专用热熔衬垫与射钉把无纺布固定在喷射砼表面 固定时从上而下进行 间距拱部 55cm 左右 边墙 80 100cm 然后把防水卷材按规定用手动熔接器加热 焊接在专用 塑料固定片上 注意不要绷得太紧 以防砼衬砌时挤推撕裂 工作缝连接处预留 30cm 搭接 两幅之间搭接宽度为 10cm 搭接处用自动熔接机热熔焊接 不得出现漏焊 使 用前焊缝处必须用气压检查 防水卷材如有破损可用小块卷材熔接 见 防水板铺设 施工工艺框图 拼接防水板成大块 固定防水板肋条 焊防水板于肋条上 台 车 就 位 复合防水板就位 防水板固定 焊接防水板搭接缝 质 量 检 查 移走吊挂台车 结 束 去除锐头 砂浆找 平 设渗水盲沟 加密焊接点 防水板铺设施工工艺框图 橡胶止水带 施工缝 沉降缝处均设置橡胶止水带 施工程序为 衬砌台车就位 在邻近施工缝或沉降缝处的拱架外侧按一定间距安装止水带固定 装置 由拱顶向两侧逐段将止水带放入固定装置的安装槽内并固定 安装挡头板 在安装过程中止水带的长度保持有一定的余量 不能绷紧 灌注衬砌砼时 随时 注意止水带位置的变化 不能被砼横向压弯变形 止水带周围砼必须振捣密实 环向 纵向透水软管施工 洞身设有环向透水软管 沿两边墙底设纵向排水管 防水板铺设前 将环 纵向 排水管固定在喷射砼面上或岩壁上 在边墙底 将环 纵向排水管用铸铁三通联结 形成排水系统 浇筑二次衬砌砼时 注意振捣棒不能将排水软管破坏 以防影响排水 效果 第五节第五节 二次衬砌二次衬砌 为了保证隧道质量 隧道的二次衬砌全部采用全断面整体式衬砌 施工时间根据 现场监控量测结果确定 在初期支护基本稳定 围岩及初期支护变形速率趋于减缓时 是进行隧道二次衬砌的最好时机 为了最大限度地减少开挖与衬砌工作间的相互干扰 保证衬砌质量 加快衬砌进度 计划将掘进和衬砌工作面间拉开一定距离 采用全断 面液压衬砌台车配合砼输送泵灌注的方法进行 全断面液压衬砌台车如下图所示 液压千斤顶 衬砌台架 轨道 隧 道 中 线 拱架 全断面液压衬砌台车示意图 首先测量定位 通过轨道将台车移至衬砌部位 调好标高 按隧道衬砌内轮廓线 尺寸调整好支撑千斤顶 将其底部基坑内杂物和积水清除干净 基底修凿成水平或台 阶状 砼采用自动计量拌合系统洞外集中拌和 砼搅拌运输车运输 砼输送泵灌注 插入式振捣器捣实 运输过程中 必须保证砼不发生离析 自进入搅拌车至卸料时间 不得超过初凝时间 二次衬砌每循环灌注 10m 砼分层连续对称一次灌注至拱顶 为防 止拱圈砼收缩开裂 施工中做好封口工作 灌注施工时 严密观察防水层情况 防止 防水层撕裂 当有超挖现象时 必须用与衬砌同级别的砼回填 要求衬砌背后密实无 空洞 段间接缝处 注意安设止水带 并保证其位置正确 拱墙背后的排水设施同时 施作 本隧道设有大量的设备 电器等安装的预埋构件 施工中按设计要求预留 保 证其位置 尺寸 数量准确无误 砼脱模强度必须达到 5Mpa 拆模后按规范要求进行 养护 隧道二次衬砌见 隧道二次衬砌施工工艺框图 测量放线 拆模 台车就位 台车调整 顶升液压模板 监理检查签证 泵送浇注混凝土 整修模板 上脱模剂 净空尺寸检查 装堵头板 台车移到下一板衬砌混凝土位置 铺设环向透水软管 安装防水板 待混凝土浇至侧沟泄水孔标高时 铺设纵向透水软管 混凝土拌制 混凝土运输 衬砌厚度检查 养护 隧道二次衬砌施工工艺框图 第六节第六节 仰拱及填充仰拱及填充 仰拱 围岩条件较差地段 在施工中要仰拱先行 及早封闭 以利于衬砌结构的整体受 力 仰拱开挖采用弱爆破 推土机配合人工清底 尽量减少开挖对边墙底围岩的扰动 仰拱浇筑前 清除松散材料 排除积水 浇筑砼由仰拱中心向两侧对称进行 仰 拱与边墙衔接处应捣固密实 仰拱施工为能实现与掘进 衬砌平行作业 在仰拱工作 面上搭设可移动式作业平台 工作平台上可以行驶运输车辆及机械 隧底充填 在施作填充砼前 清除仰拱面的碎渣 粉尘 并冲洗干净 不得有积水 仰拱砼 达到设计强度 75 后 方可浇筑隧底填充砼 第七节第七节 围岩量测围岩量测 现场监控量测目的 现场监控量测 是在隧道施工过程中 对围岩和支护系统的稳定状态进行监测 为喷锚支护和二次衬砌砼的参数调整提供依据 把量测的数据经整理和分析得到信息 及时反馈到设计和施工中 进一步优化设计和施工方案 以达到安全 经济 快速施 工的目的 围岩量测是施工管理中的一个重要环节 是施工安全和质量的保障 监控量测按下页图所示程序进行 现场监控量测的作用 了解围岩 支护变形情况 以便及时调整和修正支护参数 保证围岩稳定和施 工安全 提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据 确定二次砼衬砌施作时间 依据量测资料采取相应措施 在保证施工安全的前提下加快施工进度 积累量测数据数据 提高施工技术水平 监控量测程序 现场监测项目 地质及初期支护状况观察 每次爆破后和初喷砼后通过肉眼观察 地质罗盘测量和锤击检查 描述和记录围 岩的地质情况 岩层产状 裂隙 溶洞 地下水以及支护效果 对围岩稳定性作出评 价 判断围岩类别是否与设计相符 必要时应拍照 测量地下水流量 每一量测断面 要有一张记录表并填图 周边位移量测 在预测点的断面 隧道开挖爆破以后 尽可能早地沿着隧道周边的拱顶 拱腰和 边墙部位分别埋设球头测桩 测桩埋设深度 30cm 左右 钻孔直径同锚杆 用快凝水泥 或早强锚固剂固定 测桩球头需设保护罩 采用周边收敛计 SWJ 型 量测周边周 边收敛变形 进出口洞门及洞身各设若干个量测断面 断面之间间距 10 50m 拱顶下沉量测 拱顶下沉量测是周边位移量的补充 在周边位移量测的同一断面的拱顶中轴线处 设 1 个带钩的锚桩 锚桩的埋设要求与周边收敛计测桩相同 用水准仪 钢尺 测杆 施工 围岩支护结构状态地质预测预报围岩支护结构位 移 应变量 应急措施 综合判断分析指标体系 地表监测预报 调整施工程序 修正支护参数 进行量测 断面之间间距 20m 围岩内部位移量测 围岩内部位移量测采用多点位移计进行 每个量测断面设 4 个测点 根据量测数 据分析围岩内部的位移 地表下沉观测 在隧道洞身埋层较浅处设置量测断面 在选定的量测断面区域内 首先设一个通 视条件较好 测量方便 牢固的基准点 测点沿地面布置在隧道轴线及其两侧 5 个点 测点采用如下方式制作 在 20cm 20cm 20cm 的土坑中打入直径 20mm 长 50cm 的钢 筋 外露 5cm 并用砼填实 测量放线定位后 用水准仪量测 隧道开挖至距测点 30m 处时开始量测 隧道开挖超过 30m 处时开始量测 隧道开挖超过测点 30m 并沉降稳定 以后停止量测 作为必测项目 可视施工所需要加密沉降观测点 锚杆拉拔试验 采用锚杆拉拔仪 ML 150B 进行试验 每 30m 一个断面 每断面至少 5 根锚杆 现场量测要求 喷锚支护施作 2h 后即埋设测点 进行第一次量测数据采集 测试前检查仪表设备是否完好 如发现故障及时修理或更换 确认测点是否松 动或人为损坏 只有测点状态良好时方可进行测试工作 测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表 每测点一般测读三次 三次读数 相差不大时 取算术平均值作为观测值 若读数相差过大则要检查仪器表安装是否正 确 测点是否松动 当确认无误后再按前述监控量测要求进行复测 每次测试都要认 真作好原始数据记录 并记录掘进里程 支护施工情况以及环境温度等 保持原始记 录的准确性 量测数据在现场进行粗略计算 若发现变位较大时 要及时通知现场施 工负责人 以便采取相应的处理措施 测试完毕后检查仪器 仪表 做好养护 保管工作 及时进行数据整理 监控 量测数据须认真整理和审核 量测断面间距 测点布置 量测断面间距 测点布置将严格按设计数据执行 量测数据分析和信息反馈 将量测量数据进行处理和分析 绘制周边位移时程曲线 拱顶下沉时程曲线 地 表下沉时程曲线 横坐标单位为 d 纵坐标单位为 mm 并进行非线性回归计算 观察 其收敛的趋势和最大收敛值 对于拱顶及周边位移涵数 求出对时间的导数 观察其 日变化速率 当水平收敛位移速率在 0 1 0 2mm d 之间进 拱顶位移速度为 0 1mm d 时 可认为围岩处于缓慢变形阶段 表示围岩向稳定方向发展 则认为围岩达到基本 稳定 此时可进行二次衬砌 将量测数据进行处理和分析 绘制时间 位移曲线 一般情况会出现如下两种时间 位移特征曲线见下图 位 移 特 征 曲 线 图 a 图表示绝对位移值逐渐减小 支护结构趋于稳定 可施作二次砼衬砌 b 图表示位移变化异常 出现反弯点喷锚支护出现严重变形 这时应及时通知施 工管理人员 该段支护采取加强措施 确保隧道