矿山法隧道工程施工方案

矿山法隧道工程施工方案1总则1.1适用范围本方案适用于采用矿山法（钻爆法）施工、单洞双线、时速120km、Ⅳ级围岩为主的山岭隧道，断面为马蹄形，开挖跨度12.6m，埋深30～280m，全长3.84km。1.2编制依据（1）《铁路隧道设计规范》TB100032016（2）《公路隧道施工技术规范》JTG/T36602020（3）《爆破安全规程》GB67222014（4）《生产安全事故应急预案管理办法》应急管理部令第2号（5）××省生态环境厅《关于加强隧道施工扬尘噪声管控的通告》202314号（6）××公司《隧道施工标准化手册》2022版1.3管理目标隧道贯通工期：合同工期913d，提前30d完成；质量：分部工程一次验收合格率100%，衬砌无渗漏、无错台；安全：零死亡、零重伤、瓦斯零超限；环保：施工期TSP日均值≤0.25mg/m³，施工废水SS≤70mg/L，弃渣综合利用率≥75%。2工程概况与重难点2.1地质Ⅳ级片麻岩占72%，节理发育，最大线裂隙率8条/m；F7断层与洞身交角42°，断层带影响宽度45m，富含裂隙水，最大涌水量预测420m³/h；局部夹石英岩脉，单轴抗压强度165MPa，爆破性指数BI=62，属难爆岩体。2.2重难点（1）断层带突水涌泥；（2）硬岩大断面光爆成型；（3）下穿县道X203，埋深仅30m，振速控制≤1.5cm/s；（4）出口段反坡排水，最大涌水高差68m。3施工准备3.1现场“四通一平”便道：双车道混凝土路面，宽6.5m，每300m设会车台；电力：洞口设800kVA箱变，双回路10kV，井下电压1140V→380V→36V三级降压；给水：在洞口上游200m筑坝取水，扬程80m，水池200m³；通风：压入式，φ1.6m拉链风筒，备用1台2×110kW射流风机；场地硬化：洞口30m范围C20混凝土厚20cm，设5‰排水坡。3.2弃渣场选址于K3+920右侧沟谷，容量28×10⁴m³，挡渣墙高8m，采用M10浆砌片石，设DN400HDPE泄水孔，间距2m×2m。3.3超前地质预报采用“长中短”结合：长：TSP303每120m一次；中：水平钻φ76mm，孔深30m，搭接5m；短：地质雷达+3m长炮眼，每循环必做。预报成果由项目经理、总工、监理、第三方专家四方会签，24h内上传至“隧道地质云”平台。4开挖支护设计4.1断面分块采用“上弧导+核心土+下台阶”三步法，上弧导高7.2m，宽12.6m，预留核心土宽5m，高3m；下台阶分左、右两部，每部高3.4m。4.2爆破设计（1）炸药：φ32mm乳化炸药，单耗q=1.45kg/m³；（2）雷管：1～15段非电毫秒雷管，最大单响药量≤25kg；（3）掏槽形式：楔形+空孔直眼复合，空孔φ102mm，深3.5m；（4）光爆层厚：0.6m，线装药密度150g/m，不耦合系数1.8；（5）振速校核：下县道段最大单响15kg，萨道夫斯基公式计算振速1.32cm/s＜1.5cm/s，满足要求。4.3出碴采用CAT336挖机+侧卸式装载机+20t自卸车，上弧导用1.8m³小挖翻碴至核心土平台，再装车；循环进尺1.2m，日出碴量约520m³。4.4初支（1）系统锚杆：φ25中空注浆锚杆，L=3.5m，间距1.2m×1.2m，梅花形；（2）钢筋网：φ8HRB400，20cm×20cm，搭接15cm，每节点绑扎；（3）喷射混凝土：C25，厚24cm，分两层喷射，初喷4cm封闭，复喷至设计厚；（4）钢架：Ⅳ级围岩设I18工字钢，间距0.8m，拱脚设φ42锁脚锚管L=4m，注浆压力0.5MPa；（5）超前支护：洞顶120°范围设φ108大管棚，L=20m，环向间距0.4m，外插角8°，注浆浆液1∶1水泥浆，终压1.2MPa。5防排水5.1反坡排水在K3+200、K3+500、K3+800设三级泵站，单站配流量150m³/h潜水泵2台（1用1备），排水管φ219×6mm无缝钢管，法兰连接，每50m设止回阀。5.2正坡排水采用半边沟+中心沟，半边沟30cm×30cmC25混凝土预制，纵向坡度与隧道纵坡一致，每30m设沉砂池。5.3防水板1.5mm厚EVA，搭接10cm，双焊缝，充气0.25MPa保压5min不漏气；无纺布400g/m²，提前用垫圈热熔焊固定，每㎡不少于4点。5.4施工缝纵向中埋式钢边橡胶止水带+外贴式止水带，环向设φ20注浆管，注浆液超细水泥，水灰比0.6:1，终压1MPa。6二次衬砌6.1台车采用12m液压钢模台车，面板厚12mm，行走速度6m/min，设8组油缸，收模量≥300mm；台车前端设1m封堵模，后端设止浆带，混凝土灌注窗分层布置，每层≤1m。6.2混凝土C30P10，配合比经试配确定：水泥∶砂∶石∶水∶外加剂=1∶1.68∶2.45∶0.38∶0.025（聚羧酸减水剂）；坍落度180mm，含气量4%，56d电通量＜1000C。6.3浇筑顺序“先墙后拱、对称分层”，每层厚度≤40cm，插入式振捣+附着式振捣联合，拱顶设φ20注浆钢管，回填注浆压力0.3MPa。6.4养护拆模后立即喷雾+保水膜覆盖，养护时间≥14d，拱顶设测温片，内外温差≤20℃。7监控量测7.1必测项目（1）拱顶下沉：每10m一个断面，0～15d每天1次，16～30d隔日1次；（2）周边收敛：采用数显收敛仪，测线3条，精度0.01mm；（3）地表沉降：县道下每5m一个点，用徕卡DNA03电子水准仪。7.2选测项目围岩压力盒、钢架应力、锚杆轴力、二衬接触压力。7.3预警值拱顶下沉累计≥30mm，日变量≥5mm；收敛累计≥40mm，日变量≥6mm；任一指标触发即启动Ⅲ级预警：加强支护、缩短台阶、限速通行。8通风防尘8.1风量计算按洞内最多作业人数60人、柴油设备功率650kW计算：Q=Max(3m³/min·人×60，4m³/min·kW×650×0.7)=Max(180,1820)=1820m³/min；选用2×132kW轴流风机，φ1.6m风筒，百米漏风率≤2%，有效风量1890m³/min。8.2防尘（1）湿式凿岩：YT28风钻全部改配FY200自动注水阀，水压0.3MPa；（2）爆后喷雾：在台车、拱部设自动旋转喷头，喷雾10min；（3）碴堆洒水：装载机铲斗装设雾化喷嘴，含水率控制8～10%；（4）个人防护：KN95防尘口罩+防尘面罩，每班发放，旧口罩集中回收。9爆破物品管理9.1库房设洞口800m外山凹，经公安验收：炸药库20t，雷管库5万发，两库间距≥30m，设双层门、红外报警、视频存储≥30d；库管员双人双锁，24h值守，每班2人，持《爆破作业人员许可证》。9.2领退“一炮一领”，当班爆破员、安全员、押运员三人签字，使用防爆手持机扫码，剩余当班退库，严禁井下留存；盲炮处理：30min内由当班爆破员重新连线补爆；无法补爆时，设警戒、钻孔灌水浸泡24h后挖除。10风险源管控10.1突水涌泥（1）超前探孔单孔出水量≥10m³/h，立即停钻，注浆封堵；（2）注浆材料：水泥水玻璃双液浆，体积比1∶0.6，凝胶时间30s～3min可调；（3）注浆终压：静水压力+2MPa，稳压10min；（4）效果检查：钻检查孔，每断面3个，总出水量＜0.2L/min·m。10.2瓦斯设KJ90X瓦斯监测系统，T0≥0.5%报警、≥1.0%断电、≥1.5%撤人；每班瓦检员巡检3次，使用CJG10光干涉瓦检仪；防爆措施：所有电气设备ExdⅠ级，电缆不接头，使用防爆插销。10.3县道下沉（1）控制单响药量≤15kg；（2）县道路面预埋φ108钢管注浆，形成0.8m厚注浆加固板；（3）每日监测，累计沉降≥20mm时，夜间封闭道路，采用型钢便桥+钢板满铺，限速20km/h。11应急预案11.1应急组织成立“隧道应急救援队”，队长由项目经理担任，下设抢险、医疗、警戒、后勤4组，共60人；与县医院签订“绿色救治通道”，救护车15min到场；储备：注浆机3台、潜水泵10台、φ600mm钢支撑50榀、速凝剂5t、编织袋2000条。11.2响应流程事故→第一发现人→现场负责人→项目经理→启动Ⅰ级响应→上报集团公司、应急管理局→同时拨打119、120→现场警戒→抢险→恢复。11.3演练每季度一次综合演练，每月一次专项演练（突水、瓦斯、火灾），演练后24h内完成评估，问题7d内整改闭合。12质量通病防治12.1衬砌背后脱空采用地质雷达检测，脱空＞0.1m²必须注浆，注浆孔间距1m，注浆压力0.3MPa，注浆量≥理论空隙1.2倍；12.2衬砌裂缝（1）混凝土入模温度≤28℃，采用夜间浇筑+冰水拌和；（2）台车对位误差≤5mm，设限位卡；（3）养护14d内禁止任何堆载。13信息化管理13.1平台采用“××隧道云”系统，集成门禁、视频监控、瓦斯监测、人员定位、步距管理；门禁采用人脸识别+酒精检测，未通过自动锁闸；人员定位卡与工资挂钩，洞内信号每50m设基站，定位精度≤1m。13.2步距预警上弧导距二衬≤90m，系统黄灯预警；≥120m红灯报警并短信推送至项目经理、监理、业主。14绿色施工14.1弃渣利用与××建材公司签订协议，洞碴破碎后用于混凝土骨料、路基填筑，综合利用率目标75%，每季度结算一次，不足部分按10元/m³缴纳生态补偿金；14.2废水回用设三级沉淀+絮凝+压滤，清水用于喷雾降尘、车辆冲洗，回用率≥60%；14.3光伏节能洞口布置120kW光伏棚，年发电量14×10⁴kWh，供空压机、照明使用，减排CO₂120t/年。15验收与移交15.1分部验收开挖、初支、防水、衬砌、沟槽五分部，每完成100m由监理组织验收，资料同步上传“××省工程建设监管平台”；15.2专项检测（1）衬砌厚度：地质雷达连续检测，每20m一个断面，合格率≥90%；（2）净空断面：激光扫