隧洞开挖支护施工方案

隧洞开挖支护施工方案一、总则1.1编制目的为规范隧洞开挖与支护作业流程，确保施工安全、质量、进度与环保目标全面受控，特制定本方案，作为现场施工、监理、监测、管理的统一技术依据。1.2编制依据《水工隧洞设计规范》SL279《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB/T50086《爆破安全规程》GB6722《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086设计图纸、地勘报告、风险评估报告及合同文件1.3适用范围适用于本工程桩号K0+000～K5+300段钻爆法施工隧洞，断面型式为5.2m×5.8m城门洞形，穿越Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩及断层破碎带。1.4工作原则“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测、早成环”，坚持”安全第一、预防为主、综合治理”，实行信息化动态设计。二、工程概况与地质条件2.1工程概况隧洞全长5300m，设计纵坡1.5‰，进口高程785.4m，出口高程777.5m。采用双车道无轨运输，二次衬砌厚度35cm，C30防水混凝土。2.2水文地质最大涌水量3200m³/d，渗透系数0.8m/d地下水类型为基岩裂隙水，局部具承压性雨季最大水头18m，需采用超前注浆堵水2.3工程地质围岩级别长度占比主要岩性岩体质量指标BQⅢ42%中厚层灰岩451～550Ⅳ38%页岩夹砂岩351～450Ⅴ20%断层角砾岩<3502.4不良地质F6、F9两条区域性断层，宽度25～45m，带内为角砾岩、糜棱岩岩溶发育段3处，最大溶洞高度12m，半充填黏土瓦斯含量0.12%，属低瓦斯工区，但需按防爆要求管理三、总体施工部署3.1施工目标安全：零死亡、零重伤、零塌方质量：衬砌无渗漏、无错台，一次验收合格率100%进度：单工作面月进尺Ⅲ类围岩不低于120m，Ⅴ类围岩不低于60m环保：施工噪声昼间≤70dB，夜间≤55dB；污水排放达标率100%3.2施工区段划分区段桩号长度围岩级别施工方法支护等级AK0+000～K1+2001200mⅢ全断面法A级BK1+200～K2+8001600mⅣ台阶法B级CK2+800～K3+600800mⅤCD法C级DK3+600～K5+3001700mⅢ、Ⅳ全断面/台阶法A/B级3.3总体施工顺序进口明挖及边坡支护超前地质预报（TSP+地质雷达+超前水平钻）洞身开挖与支护循环推进仰拱及填充一次成型二次衬砌滞后掌子面80～120m沟槽、路面、机电安装同步交叉3.4施工平面布置进口设置800kVA箱变、空压机房、拌和站、钢构件加工棚洞内采用24kg/m轻轨，牵引8t电瓶车，每列编组3辆6m³梭式矿车通风采用2×132kW轴流风机，φ1.6m拉链式风管，压入式通风，出口风量≥2250m³/min四、开挖方法与工艺4.1全断面法（Ⅲ类围岩）循环进尺3.0m，采用楔形复式掏槽炮孔直径φ42mm，药卷φ32mm，2号岩石乳化炸药单耗0.95kg/m³，最大段药量≤25kg光爆孔间距45cm，线装药密度120g/m，残眼率≥90%4.2台阶法（Ⅳ类围岩）上台阶高3.5m，超前下台阶5m上台阶预留核心土，环形开挖进尺1.2m下台阶左右错进，马口长度3m，及时喷混凝土封闭4.3CD法（Ⅴ类围岩）左、右导洞间距≥8m，错距15m每部采用0.6m小进尺，人工配合小型机械开挖核心土及中隔壁拆除长度≤6m，滞后仰拱20m4.4爆破设计炮孔类型孔数孔深单孔药量段别起爆顺序掏槽孔83.3m1.8kgMS11辅助孔243.1m1.4kgMS32周边孔383.1m0.35kgMS53底板孔133.1m1.5kgMS744.5出渣运输采用CAT320D挖掘机配8t自卸汽车洞内限速15km/h，设置自动喷淋降尘每循环出渣时间≤2.5h五、超前支护5.1管棚（洞口及断层段）φ108mm×6mm热轧无缝钢管，节长6m，丝扣连接环向间距40cm，外插角1°～3°，搭接长度≥1.5m注浆浆液1:1水泥浆，注浆压力0.5～1.0MPa，终压1.2MPa注浆量达到设计值80%且压力稳定10min方可结束5.2超前小导管（Ⅳ、Ⅴ类围岩）φ42mm×3.5mm热轧无缝管，长4.5m，搭接1.5m环向间距30cm，纵向间距1.2m（与循环进尺同步）前端30cm加工成锥形，管身布设φ8mm溢浆孔，间距20cm梅花形注浆浆液0.8:1水泥浆，注浆压力0.3～0.5MPa，扩散半径≥0.6m5.3超前注浆堵水采用φ89mm一次性注浆管，TGRM超细水泥注浆段长30m，开挖24m，预留6m止浆盘单孔注浆结束条件：注浆量≥设计值80%且压力≥1.5MPa稳定10min注浆后钻孔取芯，岩芯RQD≥70%方可掘进六、初期支护6.1喷射混凝土采用湿喷工艺，喷射机械手HBSP-3015初喷4cm，复喷至设计厚度：Ⅲ类12cm，Ⅳ类18cm，Ⅴ类25cm材料：硅酸盐水泥≥42.5，速凝剂掺量3%，初凝≤5min，终凝≤10min回弹率控制：拱部≤15%，边墙≤10%，强度等级C256.2锚杆围岩级别锚杆类型长度间距布置形式Ⅲ砂浆锚杆2.5m1.2m×1.2m梅花形Ⅳ中空注浆锚杆3.0m1.0m×1.0m梅花形Ⅴ自进式锚杆3.5m0.8m×0.8m梅花形锚杆钻孔直径φ52mm，注浆饱满度≥80%抗拔力：Ⅲ类≥80kN，Ⅳ类≥100kN，Ⅴ类≥120kN锚杆垫板150mm×150mm×8mm，螺母扭矩≥100N·m6.3钢筋网φ8mmHPB300，网格20cm×20cm，搭接长度≥20cm网片与受喷面间隙≥3cm，保证混凝土握裹Ⅴ类围岩双层挂网，层距10cm6.4钢架Ⅳ类围岩采用I16工字钢架，间距1.0mⅤ类围岩采用I18工字钢架，间距0.5m钢架基脚设锁脚锚管φ42mm×3.5mm，L=3.5m，每榀4根，注浆压力0.5MPa钢架纵向连接筋φ22mm，环距1.0m，焊接长度≥5d（双面焊）七、监控量测与信息化施工7.1必测项目项目仪器断面间距频率净空收敛JSS30A收敛计Ⅲ类30m，Ⅳ类20m，Ⅴ类10m1～15d1次/d，16～30d1次/2d拱顶下沉NA2水准仪同上同上地表沉降水准仪浅埋段20m同上7.2选测项目围岩内部位移：多点位移计，孔深6m锚杆轴力：钢筋计，每断面6根钢架应力：表面应变计，每断面2榀二衬接触压力：土压力盒，每断面8个7.3预警标准管理等级净空收敛速率累计值处理措施Ⅲ（正常）<0.2mm/d<50mm正常施工Ⅱ（警戒）0.2～0.5mm/d50～75mm加强观测，局部加固Ⅰ（危险）>0.5mm/d>75mm停工，增设临时支撑，启动应急预案7.4数据处理采用隧道管家软件实时采集，云端共享每次量测后4h内提交日报，异常30min内短信推送周例会进行回归分析，修正支护参数八、防排水与通风防尘8.1防排水原则“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”，达到衬砌背后无渗漏水、路面无积水。8.2防水系统1.5mm厚EVA防水板，幅宽2m，搭接10cm，双焊缝焊缝充气检查：0.25MPa，15min下降值≤20%无纺布400g/m²，与防水板点粘，缓冲层搭接5cm施工缝设钢边橡胶止水带，变形缝设中埋式钢边止水带+外贴式止水带8.3排水系统环向φ50mmHDPE透水盲沟，间距5m纵向φ100mmHDPE双壁波纹管，设于边墙脚横向φ100mm波纹管，每8m一道，与中心排水沟连通中心排水沟40cm×50cm预制钢筋混凝土，壁厚8cm8.4通风计算洞内同时作业人数60人，需风量3m³/min·人，小计180m³/min柴油设备总功率480kW，需风量4m³/min·kW，小计1920m³/min最低风速0.15m/s，断面30m²，小计270m³/min取最大值1920m³/min，考虑1.2漏风系数，设计风量2304m³/min选用SDF(c)-No12.5型轴流风机，风量2500m³/min，全压3500Pa，功率2×132kW8.5防尘措施湿式凿岩，水压0.3MPa爆破后喷雾降尘10min，喷头射程≥5m出渣前向渣堆洒水，含水率8%～10%作业人员佩戴KN95防尘口罩九、施工进度计划9.1关键节点节点时间备注进口明挖完成2025-03-15含边坡支护主洞开挖至K1+2002025-08-31Ⅲ类围岩主洞开挖至K3+6002026-06-30穿越断层主洞贯通2027-01-31误差≤20mm二次衬砌完成2027-06-30含注浆9.2循环作业时间（Ⅲ类围岩）工序时间累计测量放样0.5h0.5h钻孔2.5h3.0h装药连线1.0h4.0h爆破通风0.5h4.5h出渣2.0h6.5h支护2.5h9.0h收尾0.5h9.5h月循环数：24×30/9.5≈76循环，进尺76×3.0=228m，考虑85%利用率，月进尺194m，目标120m可控。十、资源配置10.1劳动力工种单工作面人数职责开挖班18钻孔、爆破、出渣支护班20喷混凝土、锚杆、钢架衬砌班16防水板、钢筋、混凝土机电班8风水电、设备维保运输班12电瓶车司机、调车员合计74三班倒10.2主要设备设备名称型号数量用途三臂凿岩台车Boomer2812台钻孔湿喷机械手HBSP-30152台喷射混凝土装载机ZL503台装渣自卸汽车8t6辆出渣空压机20m³/min4台供风注浆机KBY-50/702台注浆搅拌站JS7501套混凝土10.3主要材料月耗量材料单位数量备注炸药t28乳化炸药雷管发5500毫秒延期水泥t460P·O42.5速凝剂t14液体防水板m²12000EVA1.5mm钢筋t180HRB400十一、质量管理体系11.1质量目标分项工程一次验收合格率100%，衬砌无渗漏、无错台，观感质量达优良标准。11.2质量保证措施原材料进场查验：水泥、防水板、锚杆等需提供合格证并复检喷射混凝土厚度：钻孔检测，每10m一个断面，每断面5点，允许偏差-10mm锚杆抗拔力：每300根抽检3根，不足300根按300根计钢架安装：间距允许偏差±20mm，垂直度2°防水板焊缝：充气抽检率100%，不合格补焊复验11.3质量责任制项目经理：质量第一责任人总工：技术质量直接责任人质检部长：日常检查、验收组织班组长：工序自检、互检实行”三检制”：自检、互检、专检，记录齐全十二、安全管理体系12.1安全目标零死亡、零重伤、零塌方、零火灾、零爆炸、零中毒。12.2危险源清单序号危险源风险等级控制措施1塌方重大超前支护、短进尺、勤量测2爆破重大警戒、起爆器、瞎炮处理3瓦斯较大检测、防爆电器、通风4触电一般三级配电、漏电保护5机械伤害一般防护罩、操作规程12.3瓦斯监测配备KJ90NB瓦斯监控系统，传感器距掌子面≤5m报警浓度≥0.5%，断电浓度≥1.0%，复电浓度<0.5%每班人工检测3次，记录签字防爆电器设备MA标志，电缆不接头12.4应急逃生洞内设置φ600mm应急钢管，每100m一处安装声光报警器、应急照明、反光逃生标识每季度组织一次逃生演练，时间≤5min十三、环境保护与文明施工13.1污水治理洞口设三级沉淀池15m×4m×2m，达标排放pH值6～9，悬浮物≤70mg/L，石油类≤5mg/L设自动在线监测，数据实时上传监管部门13.2噪声控制空压机、发电机加隔音罩，降噪≥15dB爆破时间限定7:00～19:00，提前公示夜间禁止高噪声作业，确需作业办理夜间施工许可13.3弃渣管理弃渣场先挡后弃，挡渣墙高3m，M10浆砌石坡面植草绿化，覆盖率≥90%渣场顶面复垦，恢复耕地4.2亩、林地6.8亩十四、季节性施工措施14.1雨季施工洞口截水沟提前施作，断面60cm×60cm洞内排水沟随开挖同步，设3‰坡度水泥库地面抬高30cm，覆盖防雨布喷射混凝土添加速凝剂掺量提高至5%14.2冬季施工洞口挂保温门帘，洞内温度保持≥5℃拌和用水加热至60℃，材料无冻块混凝土掺早强防冻剂，养护覆盖保温被喷射混凝土强度低于5MPa不得受冻十五、应急预案15.1应急组织成立应急领导小组，项目经理任组长，下设抢险、医疗、