南沟尧隧道洞身开挖施工方案

1、五五盂盂高高速速公公路路L LJ J2 2 合合同同段段 南南沟沟尧尧 隧隧道道工工程程 洞洞身身开开挖挖 施施工工方方案案 编制人： 审核人： 五五盂盂高高速速公公路路L LJ J2 2 合合同同段段 2 20 01 11 1 年年 4 4 月月 目目 录录 1、工程概况3 2、编制依据3 3、施工人员、机械设备配置3 3.1 洞身开挖工程量.3 3.2 施工人员配置.4 3.3 机械设备配置.4 4、施工工艺与流程5 4.1 洞身开挖施工工艺.5 4.2 洞身开挖施工流程.5 5、施工方法与技术措施6 5.1 测量放线.6 5.2 级围岩预留核心土开挖法.6 5.3 级围岩上、下台阶开挖法

2、.7 5.4 级围岩全断面开挖法.8 6、爆破施工8 6.1 爆破设计要求.8 6.2 钻爆施工.9 6.2.1 定位开眼 .9 6.2.2 钻眼 .9 6.2.3 清孔及成孔检查 .9 6.2.4 装药 .10 6.2.5 联结起爆网路 .10 6.2.6 引爆 .10 7、隧道通风、出渣10 7.1 通风.10 7.2 出渣.10 8、质量控制11 8.1 洞身开挖质量控制基本要求.11 8.2 测量放线与爆破质量控制.11 9、安全保证措施12 9.1 建立安全保证体系.12 9.2 安全教育和培训.12 9.3 落实安全责任制，制定安全管理的各项规章制度.12 9.4 洞身开挖针对性安

3、全技术措施.13 9.4.1 爆破作业安全技术措施 .13 9.4.2 出渣作业安全技术措施 .14 9.4.3 其他安全技术措施 .14 1、工程概况工程概况 概况：概况：本项目为五台至盂县高速公路工程，是山西省东纵主干线的重要组成部分。其中 南沟尧隧道起点位于南沟尧村南，终点位于国都殿村北，与石阳线大体平行，隧道全长 732 米。本合同段起止桩号为 K3+368K4+010。 地形地貌和气象条件地形地貌和气象条件 项目区地形地貌为侵蚀堆积溶蚀河谷及侵蚀低中山区，微地貌形态为河漫滩及阶 地、基岩山脊、冲沟、陡坡，山体陡峭，冲沟发育。 项目区地表水系为清水河，水流受季节性影响变化较大，冬季仅部

4、分河段有少量间 断流水，雨季流量较大。隧址区无地下水。 项目区属暖温带大陆性季风气候，受大陆性季风影响明显，日照充足，昼夜温差较 大，四季分明。春季干旱多风，夏季湿润，秋季凉爽多雨，冬季寒冷。 2、 、编编制依据制依据 （1）有关的工程地质勘察报告 （2）有关设计文件、图纸，中交公路规划设计院有限公司 （3）公路建设项目高危工程施工安全强制性要求，山西省交通运输厅 （4）公路隧道施工技术规范（JTG F60-2009） （5）公路隧道设计规范（JTG D70-2004） （6）公路工程质量检验评定标准（土建工程）（JTG F80/1-2004） （7）爆破安全规程（GB6722-2003） 3

5、、施工人、施工人员员、机械、机械设备设备配置配置 3.1 洞身开挖工程量洞身开挖工程量 依据南沟尧隧道两阶段设计图纸（2011 年 4 月版），南沟尧隧道洞身开挖工程量如 下表所示。 表 2 南沟尧隧道洞身开挖施工程数量一览表 名称单位 明洞 （m） 级衬 砌（m） 级衬 砌（m） 级衬 砌（m） 人行横通道 （m） 车行横通道 （m） 合计 隧道长度m592941021010001374 各级围岩洞开挖方量统计 级开挖方量 （m） 级开挖方量 （m） 60000级开挖方量（m）0 3.2 施工人施工人员员配置配置 根据实际洞身开挖的工程量及我公司施工经验，每个开挖作业面按照表 3 进行施 工

6、人员配置。 表 3 洞身开挖施工人员配置一览表（按每个开挖作业面配备） 人员类型数 量人员类型数 量 现场施工技术负责 人 1 人装载机司机1 人 测量负责人1 人挖掘机司机1 人 测量员2 人出渣车司机4 人 爆破工2 人电工1 人 司钻工12 人质量员1 人 空压机操作工2 人安全员1 人 合 计29 人 3.3 机械机械设备设备配置配置 根据南沟尧隧道洞身开挖施工方法，配置以下主要施工机械设备，见表 4。 表 4 主要施工机械设备配置一览表（按每个开挖作业面配备） 机械设备名称单 位数 量用 途 自制开挖台架台1钻孔、装药作业平台 YT28 风动凿岩 机 台13钻炮孔 22 m3 空压机

7、台2提供风压，钻孔、吹炮眼 PC200 挖掘机台1清理掌子面浮渣、出渣 XG 装载机（侧 翻） 台1出渣、辅助移动开挖台架 10 t 自卸汽车辆4出渣 4、施工工、施工工艺艺与流程与流程 4.1 洞身开挖施工工洞身开挖施工工艺艺 本隧道采用新奥法原理指导，钻爆法开挖，信息化组织施工。进洞时尽量避免或减 少对山体和植被的破坏，以确保施工及运营安全。软弱围岩、断层破碎带范围施工时坚 持、遵循“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、勤测量”的施工原则。严格 实行光面爆破、控制超欠挖是降低成本、保证施工质量的关键，也是本隧道施工的重点 控制工序。针对不同的围岩级别，采用不同开挖方法，具体如下

8、： （1）级围岩开挖时坚持稳扎稳打，地质预报超前，合理治水，严防坍塌；级围岩 段采用预留核心土法施工，级围岩采用上、下台阶法施工； （2）在级围岩开挖中，根据地层稳定情况，合理安排工序，组织快速施工；级围岩采 用全断面法施工； （3）车行、行人横洞采用反台阶法开挖，先单口掘进，开挖约一半长度后，改由另一端开 挖。 4.2 洞身开挖施工流程洞身开挖施工流程 根据围岩实际情况，采用合理的开挖方法，严格按照施工步序进行施工，洞身开挖 施 工流程如图 1 所示。 施工准备 超前支护 清理掌子面，确定轮廓 线 炮孔测量定位 开挖台架、风枪就位 钻 孔 清 孔装 药 机具、台架撤离掌子面 爆 破 通风排烟

9、 找顶排危 初喷混凝土 出 渣初期支护 监控量测 下一循环 图 1 洞身开挖施工流程图 5、施工方法与技、施工方法与技术术措施措施 5.1 测测量放量放线线 中线、水平控制点布设：为便于检查开挖断面的尺寸及形状，在施工中设置控制点。 中线施工控制点在直线地段每 10 米设一个，曲线地段每 5 米设一个，中线控制点应设 在拱顶处，水平施工控制点每 10 米设一个。中线、水平基点布设：距开挖面每 50 米埋设 一个中线桩，每 100 米设一个临时水准点。 洞身开挖前定出开挖断面中线、水平线，用红油漆准确绘出开挖断面轮廓线，并标 出炮眼位置，经检查合格后方可钻眼。、级围岩预留变形量分别为 4cm、8

10、cm、12cm。 5.2 级围级围岩岩预预留核心土开挖法留核心土开挖法 级围岩开挖前，先做好超前地质预报工作，根据超前地质预报结果进行超前支护， 然后按照下图（图 2）进行开挖。 76 5 4 3 1 2 开挖线 图 2 级围岩开挖立面示意图 级围岩洞身开挖步序： 拱部开挖上半断面左侧开挖上半断面右侧开挖核心土开挖下半断面中槽 开挖下半断面左侧开挖下半断面右侧开挖。在每完成一步开挖后，必须及时进行支 护，方可进行下一步开挖。 二衬与掌子面间距不宜大于60米 15-20米5-10米10-15米不大于10米 掌 子 面 二次衬砌 图 3 级围岩开挖平面示意图 级围岩洞身开挖注意事项： （1）施工时

11、应合理控制上断面弧形导洞开挖进度，并应采用分部开挖的方式，防止爆破 震动过大造成安全隐患，各开挖面间距参考图 3 进行施工； （2）施工时应根据拱顶下沉监测结果，必要时对拱顶设竖向临时支撑，临时支撑采用木 方，木方下设钢垫板； （3）开挖按架立两榀钢拱架为一循环进尺（控制在 1.0-1.5 米）； （4）预留核心土面积应不小于整个断面面积的 50%。 5.3 级围级围岩上、下台岩上、下台阶阶开挖法开挖法 级围岩开挖时，同样应根据超前地质预报结果进行超前支护，然后按照下图（图 4）进行开挖。 3 2 1 开挖线 图 4 级围岩开挖立面示意图 级围岩洞身开挖步序： 上台阶开挖下台阶左侧开挖下台阶右

12、侧开挖。 级围岩洞身开挖注意事项： （1）施工时应合理控制上台阶开挖进度，上、下台阶距离不宜过大，各开挖面间距参考 图 5 进行施工； （2）下台阶分左、右侧开挖，每侧开挖后及时进行支护，方可施工另一侧； （3）开挖按架立两榀格栅为一循环进尺（控制在 2-2.5 米），初期支护边开挖边支护。 下台阶左侧滞后长度15-20米上台阶正导洞长度15-20米 二次衬砌 掌 子 面 二衬与掌子面间距不宜大于80米 图 5 级围岩开挖平面示意图 5.4 级围级围岩全断面开挖法岩全断面开挖法 针对级围岩段，根据围岩实际情况，为加快施工进度，可采用全断面光面爆破施 工，开挖按 2.5-3 米为一循环进尺，开挖

13、完成后及时进行锚喷支护，保证施工安全。级 围岩段二衬与掌子面间距宜控制在 100 米内。 6、爆破施工、爆破施工 6.1 爆破爆破设计设计要求要求 爆破设计尽量提高炸药能量利用率，以减少炸药用量；减少对围岩的破坏，、级 围岩地段采用全断面光面爆破技术，、级围岩采用控制爆破技术，拱部采用光面爆 破，边墙采用预裂爆破，控制好开挖轮廓。严格控制起爆顺序，提高钻爆效果；在保证安 全的前提下，尽可能提高掘进速度，缩短工期。采用光面爆破时，应根据围岩特点合理 选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，严格控制周边眼的装药量，并使药量沿炮眼全 长合理分布。光面爆破参数详见表 5。 表 5 光面爆破参数表 参 数

14、岩石种类 饱和单轴抗 压极根强度 Rb(MPa) 装药 不耦合系数 D 周边眼 间距 E（cm） 周边眼 最小抵抗线 V（cm） 相对距 E/V 周边眼 装药集中度 q（kg/m） 硬岩601.251.50557070850.81.00.300.35 中硬岩30601.502.00456060750.81.00.200.30 软岩302.002.50305040600.50.80.070.15 6.2 钻钻爆施工爆施工 6.2.1 定位开眼定位开眼 采用自制开挖台架作业平台配多台风动凿岩机钻眼，台架轴线与隧道要保持平行。 钻机就位后按测量放线布置的炮眼位置进行钻孔。对于掏槽眼和周边边眼的钻眼精

15、度 要求比其它眼要高，开眼误差控制在 5cm 内。 6.2.2 钻钻眼眼 按照不同孔位，将钻工定点定位。钻工须熟悉炮眼布置图，能熟练的操作凿岩机械， 特别是钻周边眼，要由有较丰富经验的老钻工开钻，有专人指挥，确保周边眼有准确的 外插角，使两茬炮交界处台阶不大于 15cm。同时，根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮 眼深度，保证炮眼底在同一平面上。 施工时控制好炮眼的角度、深度、密度，使之符合设计要求，是保证光爆质量的关 键之一，为此，需符合下列精度要求： （1）掏槽眼：眼口间距误差和眼底间距误差不大于 5cm。 （2）辅助眼：眼口排距、行距误差均不大于 5cm，与周边眼宜采用相同的斜率。 （3）周

16、边眼：沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不大于 5cm；眼底不超出开挖断面轮廓 线 10cm，最大不得超过 15cm；眼深误差不宜大于 100mm。 （4）当开挖面凹凸较大时，按实际情况调整炮眼深度，并相应调整药量，力求除掏槽眼外 的所有炮眼底在同一垂直面上。 6.2.3 清孔及成孔清孔及成孔检查检查 钻眼完成后，严格进行成孔检查。按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要 求的炮眼重钻，经检查合格后才能装药爆破。装药前，用高压风、水将炮眼内泥浆、石屑 吹洗干净。 6.2.4 装装药药 装药须分片分组，按炮眼设计图确定的装药量及实际围岩情况自上而下进行，雷管 要“对号入座”，要定人、定位、定段别

17、，不得乱装药。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度 不小于 20cm。 6.2.5 联结联结起爆网路起爆网路 按设计的联结网络实施，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：导爆索的连接方向和联结点的牢固性；导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管 连接次数相同；引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端 10cm 以上处，网路联好 后，要有专人负责检查。 6.2.6 引爆引爆 非点炮人员撤离安全区后才能引爆。爆破后，如有瞎炮，进行专门处理，并及时检 查光爆效果，分析原因，并调整爆破设计。 7、隧道通、隧道通风风、出渣、出渣 7.1 通通风风 爆破前应通知洞口值班人员，关闭通风机，防止掌

18、子面爆破飞石损坏临近的风带。 爆破后应及时向隧道掌子面通风，排出和降低隧道内灰尘和炸药残留气体、粉尘浓度， 然后洒水降尘，使隧道内的环境符合职业健康标准，然后开始出渣。 7.2 出渣出渣 南沟尧隧道出渣采用无轨运输方式，根据现场施工条件及弃渣场距离，每个作业面 配可侧翻、斗容 3m3装载机 1 台装渣，挖机清底，10 吨自卸汽车 4 辆运输渣土。按照设 计院及业主指定，进口端弃渣场位于龙门垴西侧约 3 公里山沟处原远鑫煤矿弃土场；出 口端弃渣场位于 K5+200 北侧约 500 米的洼地，施工便道长约 1 公里。施工便道可对现 有农耕便道简单改造后采用，施工便道可根据地形及弃渣车辆的性能适当调

19、整。 8、 、质质量控制量控制 8.1 洞身开挖洞身开挖质质量控制基本要求量控制基本要求 （1）不良地质段开挖前应做好预加固、预支护。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、超前小导坑、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。 （2）应严格控制欠挖。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 0.1m2) 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 1m 内严禁 欠挖。 （3）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

20、进行及时调整。 （4）隧道爆破开挖时应严格控制爆破震动。洞身开挖在清除浮石后应及时进行初喷支护。 （5）洞身开挖超挖控制见下表（表 6） 表 6 隧道开挖断面允许超挖值 项次检 查 项 目规定值或允许偏差检 查 方 法 级围岩平均100，最大150 级围岩平均150，最大250 1 拱部超挖(mm) 级围岩平均100，最大200 每 侧+100，-0 2边墙超挖(mm) 全 宽+200，-0 采用激光断面仪每20m抽一 个断面，测点间距1m。 3仰拱、隧底超挖(mm)平均100，最大250水准仪：每 20m 检查 3 处 8.2 测测量放量放线线与爆破与爆破质质量控制量控制 保证洞身开挖质量的

21、前提就是对测量、爆破质量进行控制。在实际施工过程中，应 主要从以下几方面进行控制： （1）测量放线是隧道开挖的第一步，也是极为关键的一步，所以为保证洞身开挖的质量， 必须配备测量专业人员及专业设备；测量放线必须按照隧道施工相关规范进行， 力求精确，并及时进行复核，减小误差。 （2）提高爆破质量包括以下几项措施： 对围岩进行充分认识和判别，选择合理的爆破参数。 即使是同一级别围岩，每一循环围岩地质条件是不完全相同的，所以应根据实 际围岩情况不断调整、优化爆破参数。 南沟尧隧道围岩多为层状灰岩，且竖向剪节理较为发育，实施光面爆破可能存 在一定困难。在施工过程中，尽可能采用光面爆破，以加快施工进度。

22、 提前对洞身开挖作业人员进行技术交底，提高施工人员的操作水平。 严格控制炮眼位置、深度、倾斜度等各项参数；并且，严格控制装药量，尽可能 减小对围岩的扰动；合理设计起爆网络等。 9、安全保、安全保证证措施措施 9.1 建立安全保建立安全保证证体系体系 项目设立安全管理机构，建立现场安全监督、检查小组，针对本工序特点，进行安 全交底，严格执行项目经理部安全保证体系的有关规定，项目经理部与每个作业人员签 订安全生产责任书。 9.2 安全教育和培安全教育和培训训 （1）对新进场的工人进行安全生产的教育和培训，考核合格后，方准许其进入操作岗位。 （2）对爆破等特殊工种的工人，进行专门的安全操作培训，持证

23、上岗。 （3）在采用新工艺、新方法、新设备或调换工作岗位时，对工人进行新操作方法和新工作 岗位的安全教育。 （4）设立每周一次的安全活动日，在班前班后会上检查安全生产的活动情况，并对作业 人员进行经常性的安全教育和安全宣传活动。 9.3 落落实实安全安全责责任制，制定安全管理的各任制，制定安全管理的各项规项规章制度章制度 建立健全各项安全生产的规章和管理制度，体现“全员管理、安全第一”的基本思想， 明确安全生产责任，做到职责分明，各负其责。施工中除操作人员本身加强各种安全措 施外，项目经理部也将加大检查力度，搞好各方面的协调工作，坚决杜绝各种事故的发 生。严格执行施工安全操作规程。 9.4 洞

24、身开挖洞身开挖针对针对性安全技性安全技术术措施措施 9.4.1 爆破作爆破作业业安全技安全技术术措施措施 （1）工程开工前，施工单位必须详细学习设计图纸、施工规范，根据施工地段的地形、地 质、水文、气象等资料，制定相应的安全措施，施工场地应作出详细的施工部署， 爆破器材安置、材料堆放、出渣等应作出详细布置。 （2）参加施工的人员，必须接受爆破安全技术教育，熟知和遵守本工种的各项安全技术 操作规程。爆破员必须持有国家相关部门颁发的特种作业证，方可进行爆破作业。 （3）施工班组要建立健全爆破安全管理制度，设立专职爆破安全员。 （4）所有进入工地的人员，必须按规定穿戴好（安全帽、安全带、安全绳、安全

25、服）等安全 防护用品，遵章守纪，服从指挥。 （5）装药与钻孔不宜平行作业。 （6）爆破器材加工房应设在洞口 50m 以外的安全地点。严禁在加工房以外的地点改制和 加工爆破器材，必须在洞内加工爆破器材时，其加工室的设置应符合国家现行的 爆破安全规程（GB6722-2003）的有关规定。 （7）爆破作业人员和爆破器材加工人员严禁穿着化纤衣物。 （8）进行爆破时，所有人员应撤离现场，其安全距离为：独头巷道不少于 200m，全新面开 挖进行深孔爆破（孔深 3-5m）时，不少于 500m。 （9）洞内每天放炮次数应有明确的规定。装药离放炮时间间隔不得过久。 （10）装药前应检查爆破工作面附近的支护是否牢

26、固，炮眼内的泥浆、石粉应吹洗干净， 刚打好的炮眼热度过高，不得立即装药。如果遇有照明不足发现流沙、流泥未经 妥善处理，或可能大量溶洞涌水时，严禁装药爆破。 （11）洞内爆破不得使用黑色火药。严禁在残眼中继续钻进。 （12）防止点炮时发生照明中断，爆破工应随身携带手电筒。严禁用明火照明。 （13）采用电雷管爆破时，必须按照国家现行的爆破安全规程（GB6722-2003）的有关规 定进行，并应加强洞内电源的管理，防止漏电引爆。装药时可用投光灯、矿灯照 明。起爆主导线宜悬空架设，距各种导电体的间距必须大于 1m。 （14）破后必须经过 15min 通风排烟后，检查人员方可进入工作面，检查有无“盲炮”

27、及可 疑现象；有无残余炸药或雷管；顶板两帮有无松动石块；支护有无损坏与变形，在 妥善处理并确认无误后其他工作人员才可进入工作面。 （15）当发现“盲炮”时，必须由原爆破人员按规定处理。装炮时应使用木质炮棍装药，严 禁火种。无关人员与机具等均应撤至安全地点。两工作面接近贯通时，两端应加 强联系与统一指挥，两工作面接近余留 8 倍循环进尺时，停止一端掘进，将人员 和设备撤走，并在安全距离处设置警示，禁止人员入内，直至掌子面贯通。 （16）隧道爆破作业，严禁用火花起爆和裸露爆破。爆破时，宜使用瞬发电雷管，若采用 毫秒雷管时，其总的延期时间不得超过 130ms，严禁使用秒和半秒延期电雷管。 （17）施工过程中严格遵循“短进尺、弱爆破、二衬紧跟、勤测量”的原则，控制最大临界震 动速度 V15cm/s。 （18）隧道后行线掌子面与先行线掌子面应有一定距离，以减小爆破施工对临近洞室的 影响。 9.4