隧道洞身开挖专项施工方案[优秀工程方案]

1、中铁十一局集团有限公司 新屋隧道洞身开挖施工专项方案目 录1编制依据、编制原则及编制范围11.1编制依据11.2 编制原则11.3 编制范围22 工程概况22.1新屋隧道简介22.2工程技术标准72.3工程地质条件72.3.1地形地貌72.3.2 地质构造72.3.3 地层岩性72.3.4 水文地质103施工组织部署103.1人员配备103.2机械配备123.3材料准备133.4隧道施工辅助作业144 开挖工期安排165 隧道洞身开挖施工方案 165.1开挖方案 概述165.2主要开挖工法175.2.1三台阶留核心土法175.2.2单侧壁导坑法205.2.3双侧壁导坑法225.2.4环形导坑留

2、核心土法245.2.5上下断面正台阶法266钻爆施工276.1 钻爆设计276.2炮眼布置316.3钻爆作业346.3.1测 量346.3.2定位开眼356.3.3钻 孔356.3.4装药356.3.5堵塞356.3.6瞎炮处理356.4隧道光面爆破366.4.1工艺控制要点366.4.2施工操作要求366.4.3超欠挖控制386.5出碴运输386.5.1装渣作业386.5.2运输作业386.5.3卸渣作业397 超前及初期支护407.1超前小 导管407.2锚杆407.3钢筋网417.4钢支撑417.5锁脚锚杆417.6喷射砼428洞口浅埋段、小 净距段及洞身浅埋段施工428.1洞口浅埋段4

3、28.2小 净距隧道施工438.3洞内浅埋段458.3.1设计情况458.3.2现场调查情况及施工组织安排478.3.3施工方案 479 超前地质预报549.1指导思想及工作流程549.2超前地质预报分级及方式559.3超前地质预报施工工序5710监控量测5710.1监控量测的 目的 5710.2监控量测项目5810.3监控量测方案 5810.3.1洞内外观察5810.3.2拱顶下沉及周边位移5910.3.3地表下沉6110.4量测方法及数据处理6210.4.1水平收敛量测方法6210.4.2水平收敛数据处理6310.4.3拱顶下沉量测方法6410.4.4拱顶下沉量测数据的 处理6410.4.

4、5量测数据的 处理与应用6410.5监控量测与信息反馈程序图6510.6隧道监控量测保证措施6610.7监控量测注意事项6711安全管理及保证体系6811.1安全管理组织机构6811.2 安全生产保证体系6811.3 危险源辨识及预防6911.3.1重大 危险源辨识、评价、监控、管理制度 6911.3.2危险源辨识及预防控制措施7011.4 安全保证措施7311.4.1安全生产教育与培训7311.4.2安全生产检查7311.4.3隐患整改7411.5 隧道施工安全措施7411.5.1 用电作业安全措施7411.5.2 机械作业安全措施7511.5.3钻孔安全保证措施7511.5.4装渣与运输安

5、全保证措施7611.5.5支护施工安全保证措施7611.5.6 通风与防尘安全技术措施7711.5.7 防止隧道坍塌的 安全措施7711.5.8不良地质段施工安全技术措施7711.6 应急预案及处置7811.6.1 对应急事件的 预测7811.6.2 处理应急事件的 组织机构7811.6.3 应急事件的 应对措施7911.6.4应急预案处置8012工期保证措施8212.1组织管理保证措施8212.2资源配置保证措施8312.3技术管理保证措施8312.4制度 保证措施8312.5资金投入保证措施8313环境保护措施8413.1环境保护目标8413.2环境保护的 主要措施8414 文明施工841

6、4.1 总体措施8414.2制定责任明确、操作性强的 管理制度 854新屋隧道洞身开挖施工方案 1编制依据、编制原则及编制范围1.1编制依据 (1)新屋隧道两阶段施工图设计;(2)本合同段实施性施工组织设计;(3)广东省高速公路建设标准化管理规定;(4)施工现场实际及施工准备情况;(5)云浮罗定至茂名信宜(粤桂界)高速公路工程建设标准化管理手册;(6)公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004);(7)公路隧道施工技术规范(JTG F60-2009);(8)公路隧道技术细则(JTG/T F-60-2009);(9)爆破安全规程(GB6722-2014);(10)爆破作业项目管理要求

7、(GA991-2012);(11)民用爆炸物品安全管理条例;(12)广东省高速公路建设标准化管理指南;(13)广东省高速公路建设标准化管理指南;(14)岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范(GB50086-2015)(15)我单位拥有的 科技工法成果和现有的 企业管理水平,劳力、设备技术能力,以及在同类高速公路施工中所积累的 丰富的 施工经验.1.2 编制原则(1)施工方案 遵循技术先进、经济可行、安全可靠的 原则;(2)充分考虑现场地质条件,做到施工与自然环境相协调;(3)施工组织力求科学合理;（4） 树立安全第一的 思想,在保证安全和工程质量的 前提下最大 力度 加快施工进度 ,确保计划工

8、期;（5） 高度 重视环保、水保,保证环境不受到污染;(6)加强文明施工;(7)洞身开挖减少对围岩的 扰动,采用光面爆破,控制好开挖轮廓;(8)除非围岩破碎,节理发育等不良地质外,开挖断面周边一律进行光面爆破.1.3 编制范围中铁十一局集团有限公司云茂高速TJ11标新屋隧道洞身开挖及初期支护.2 工程概况2.1新屋隧道简介新屋隧道穿构造剥蚀丘陵,左线隧道起迄里程ZK83+926ZK86+427,长2501米,进口端洞门采用削竹式,洞口设计标高 354.471,出口端洞门采用削竹式,洞口设计标高296.948米,坡度 -2.3,隧道最大 埋深约 226.3米;右线隧道起迄里程 K83+938K8

9、6+390,长2452米,进口端洞门采用削竹式,洞口设计标高354.196米,出口端洞门采用削竹式,洞口设计标高297.8米,坡度 -2.3,隧道最大 埋深约 218.4米.隧道围岩级别分级情况如下表：隧道纵断面布置如下图所示：新屋隧道左线洞身衬砌类型统计表序号分段里程长度 (米)衬砌类型备注起始里程终止里程1ZK83+944ZK84+00258 XS-Va小 净距2ZK84+002ZK84+01513XS-Vc小 净距3ZK84+015ZK84+241226S-d(无仰拱)分离式4ZK84+241ZK84+2498级硬岩人行横洞交叉口段分离式5ZK84+249ZK84+365116S-d(无

10、仰拱)分离式6ZK84+365ZK84+38823S-Vd分离式7ZK84+388ZK84+450162S-Va分离式8ZK84+450ZK84+47626S-Va分离式9ZK84+476ZK84+54165S-Va分离式10ZK84+541ZK84+5498级软岩人行横洞交叉口段分离式11ZK84+549ZK84+57930S-Vc分离式12ZK84+579ZK84+859280S-Va分离式13ZK84+859ZK84+86910级车行横洞主洞加强段分离式14ZK84+869ZK84+87910级车行横洞交叉口贯通段分离式15ZK84+879ZK84+92950JS-分离式16ZK84+9

11、29ZK84+97445S-Vd分离式17ZK84+974ZK85+111137S-d(无仰拱)分离式18ZK85+111ZK85+1198级硬岩人行横洞交叉口段分离式19ZK85+119ZK85+13718S-d(无仰拱)分离式20ZK85+137ZK85+374237S-分离式21ZK85+374ZK85+3828级人行横洞交叉口段分离式22ZK85+382ZK85+646264S-分离式23ZK85+646ZK85+65610级车行横洞主洞加强段分离式24ZK85+656ZK85+66610级车行横洞交叉口贯通段分离式25ZK85+666ZK85+71650JS-分离式26ZK85+71

12、6ZK85+902186S-分离式27ZK85+902ZK85+9108级人行横洞交叉口段分离式28ZK85+910ZK86+155245S-分离式29ZK86+155ZK86+1638级人行横洞交叉口段分离式30ZK86+163ZK86+338175S-分离式31ZK86+338ZK86+36224S-b分离式32ZK86+362ZK86+40947XS-Va小 净距新屋隧道右线洞身衬砌类型统计表序号分段里程长度 (米)衬砌类型备注起始里程终止里程1K83+956K84+01054 XS-Va小 净距2K84+010K84+04131XS-Vd小 净距3K84+041K84+236195S-

13、d(无仰拱)分离式4K84+236K84+2448级硬岩人行横洞交叉口段分离式5K84+244K84+364120S-d(无仰拱)分离式6K84+364K84+39733S-Vd分离式7K84+397K84+45356S-Va分离式8K84+453K84+47522分离式9K84+475K84+53661S-Vc分离式10K84+536K84+5448级软岩人行横洞交叉口段分离式11K84+544K84+60662S-Vc分离式12K84+606K84+795189S-Va分离式13K84+795K84+84550JS-分离式14K84+845K84+85510级车行横洞交叉口贯通段分离式15

14、K84+855K84+86510级车行横洞主洞加强段分离式16K84+865K85+029164S-d(无仰拱)分离式17K85+029K85+05930S-c分离式18K85+059K85+10647S-d(无仰拱)分离式19K85+106K85+1148级硬岩人行横洞交叉口段分离式20K85+114K85+19985S-d(无仰拱)分离式21K85+199K85+366167S-分离式22K85+366K85+3748级人行横洞交叉口段分离式23K85+374K85+575201S-分离式24K85+575K85+62550JS-分离式25K85+625K85+63510级车行横洞交叉口贯

15、通段分离式26K85+635K85+64510级车行横洞主洞加强段分离式27K85+645K85+886241S-分离式28K85+886K85+8948级人行横洞交叉口段分离式29K85+894K86+136242S-分离式30K86+136K86+1448级人行横洞交叉口段分离式31K86+144K86+319175S-分离式32K86+319K86+33718S-d(无仰拱)分离式33K86+337K86+37235XS-Va小 净距2.2工程技术标准(1)、公路等级：高速公路双向四车道;(2)、设计速度 ：100千米/h;(3)、双向四车道：建筑限界净宽：0.75(左侧检修道)+0.7

16、5(左侧向宽度 )+23.75(车道宽度 )+1.0(右侧向宽度 )+1.0(右侧检修道)=11.0米;(4)、隧道建筑限界净高：5.0米;(5)、两侧设路缘带及检修道;隧道内轮廓能满足3%超高要求;(6)、隧道防水：二次衬砌抗渗等级不小 于P8.2.3工程地质条件2.3.1地形地貌隧道穿过构造剥蚀丘陵区,地形起伏大 ,地面标高 300517.3米,最大 相对高差约 217.3米.山 体 植 被 茂 密 . K84+447K84+474 、 K84+645 K84+830 经 过 山 间 洼 地 浅 埋 段 .2.3.2 地质构造 根据工程地质调绘成果,隧址区未发现区域性断裂,为稳定地块,适合

17、隧道工程建设.根据工程地质调绘成果,隧道第四系覆盖层及全强风化层较厚,植被较发育,隧道进出口一带测得部分节理结构面产.2.3.3 地层岩性根据钻探及调绘成果,隧址区地层岩性为第四系坡残积粉质粘土、 元古代云开岩群变质砂岩、加里东期花岗岩及其风化层. 云开岩群变质砂岩地层产状总体走向北西,倾向西南,倾角一般 35. 坡残积土层、全强风化岩岩质极软,遇水易软化崩解,中风化层破碎,岩质较软较硬,微风化层岩质较硬坚硬,节理裂隙较发育,较破碎较完整.根据浅层地震折射波,隧道区间覆盖层层厚在 7.464.6米 之间,纵波波速在 550米/s1000米/s 之间,较松散,稳定性较差.地震折射法将波速差异界面

18、以下归并为基岩,基岩由中、微风化变质砂岩组成,测线隧道区间纵波波速3120米/s5310米/s,根据波速推断,基岩岩体比较完整. 根据钻孔资料,各岩土分层叙述如下： (1)、耕植土( Q米l)：黄褐色,湿,主要由粉质粘土组成,含植物根茎.零星分布,厚度 0.500.50米,地层编号为 1_3. (2)、粉质粘土( Q4al)：褐黄色,湿,可塑. 1.802.20米 为泥炭土, 2.202.50米 为碎石.局部分布,厚度 0.807.40米,地层编号为 2. (3)、淤泥质粉质粘土( Q4al)：灰黑色,饱和,流塑,具腥臭味.零星分布,厚度 2.103.10米,地层编号为 2_0. (4)、粉质

19、粘土( Q4al)：褐黄色,湿,软塑, 1.601.90米 为淤泥质粉质粘土.零星分布,厚度 0.700.80米,地层编号为 2r. (5)、细砂( Q4al)：褐黄色,饱和,稍密.零星分布,厚度 0.702.40米,地层编号为 3_4. (6)、碎石( Q4al)：灰黄色,湿-饱和,稍密,含量约为 50-60%之间,大 小 时多在 4-8厘米 之间,成分以变质砂岩、花岗岩为主,尖棱状为主,间夹充填为粗砂.零星分布,厚度 0.701.00米,地层编号为 3_9. (7)、泥炭土( Q4米c)：灰黑色,饱和,软塑,含大 量未完全分解腐植质,污手.零星分布,厚度 为 0.70米.地层编号为 4.

20、(8)、粉质粘土( Q4al)：褐黄、灰黄色,湿,可塑.零星分布,厚度 为 2.20米.地层编号为 5. (9)、粉质粘土( Qdl)：棕黄色、褐黄色,稍湿,可塑,局部含中、微风化变质砂岩碎块石,含 515%不等的 砂粒.局部分布,厚度 0.503.80米,地层编号为10.(10)、粉质粘土( Qel)：灰褐色,湿,硬塑,粘性较差,可见母岩结构.零星分布,厚度 1.502.10米,地层编号为 11_1_1y. (11)、粉质粘土( Qel)：褐红色,棕黄色,稍湿,硬塑,粘性较差,可见母岩结构.零星分布,厚度 为 2.00米.地层编号为 11_2_1y. (12)、全风化花岗岩( 3)：褐黄色,

21、岩石风化完全,岩芯呈坚硬土状,手捏易散,遇水软化.零星分布,厚度 为 1.50米.地层编号为 14a_47. (13)、全风化变质砂岩( Pt2)：褐黄色,灰褐色,岩石风化完全,岩芯呈坚硬土状,手捏易散,遇水软化.零星分布,厚度 2.508.90米,地层编号为 17a_32. (14)、强风化花岗岩( 3)：褐红色,褐黄色,岩石风化较剧烈,裂隙极发育,岩石破碎,岩芯碎石、碎块状为主,局部半岩半土状,岩质软,大 多用手可折断.零星分布,厚度 6.2021.10米,地层编号为 14b_47s. (15)、强风化变质砂岩( Pt2)：褐红色,褐黄色,灰黄色,岩石风化剧烈,风化裂隙非常发育,岩石破碎,

22、岩质软,岩芯大 多呈碎石、碎块状,局部半岩半土状,岩芯大 多用手可折断.大 部分布,厚度 1.1052.50米,地层编号为 17b_32s. (16)、强风化花岗岩( 3)：褐黄色,灰褐色,岩石风化强烈,岩芯呈半岩半土状,局部风化不均匀夹零星碎块状.零星分布,厚度 2.305.00米,地层编号为 14b_47t. (17)、强风化变质砂岩( Pt2)：褐黄色,棕黄色,岩石风化强烈,岩芯呈半岩半土状,岩质极软,手可折断,遇水软化.局部分布,厚度 1.1025.90米,地层编号为 17b_32t. (18)、强风化夹中风化变质砂岩( Pt2)：黄褐、灰褐色,岩石风化强烈,岩芯呈块状,碎块状,岩质软

23、,锤击易碎, 风化不均匀夹中风化岩块.零星分布,厚度 3.004.50米,地层编号为 17b_32j. (19)、中风化夹强风化变质砂岩( Pt2)：灰褐色,褐黄色,变晶结构,块状构造.裂隙极发育,岩石破碎,多间夹强风化岩块,岩芯碎块状、短柱状,节长大 于 10厘米 的 岩芯小 于 10%.零星分布,厚度 2.007.40米,地层编号为 17c_32j. (20)、中风化花岗岩( 3)：黄褐、青灰色,花岗结构,块状构造,裂隙发育,岩芯多呈碎块及块状,长 1020厘米 岩芯约占 15%,裂面多有变色,岩质较硬.零星分布,厚度 为 7.90米.地层编号为 14c_47. (21)、中风化变质砂岩(

24、 Pt2)：灰褐色,变余砂质结构,层状构造,岩芯较破碎,多呈块状,碎块状,少量柱状,节长 8-20厘米,节长不小 于 10厘米 岩芯约占 40%,岩质硬,锤击声脆,节理裂隙发育,见铁锰质浸染.局部分布,厚度 2.3011.20米,地层编号为 17c_32. (22)、微风化花岗岩( 3)：青灰色,花岗结构,块状构造,岩芯较完整,多呈短,长柱状,少量块状,节长 10-20厘米,节长不小 于 10厘米 岩芯约占 85%,岩芯坚硬,锤击声清脆,节理裂隙较发育,局部裂隙面见铁锰质浸染.零星分布,厚度 39.2058.30米,地层编号为 14d_47. (23)、微风化变质砂岩( Pt2)：青灰色,变余

25、结构,层状构造,岩质较硬坚硬,节理裂隙不发育,岩芯较完整,发育一组裂隙面与轴心夹角约 30 度 ,岩芯以长柱状为主,节长 530厘米 不等,长者达 60厘米,少量块短柱状,节长不小 于 10厘米 的 约占 85%.局部分布,厚度 4.10108.90米,地层编号为 17d_32. 2.3.4 水文地质隧道位于构造剥蚀丘陵区,地表水不发育,主要为大 气降雨形成地表水沿山谷汇流,为季节性地表水.隧址区地下水类型为第四系松散层孔隙水及基岩裂隙水,分别赋存于坡残积层、基岩岩层中,水位埋深随季节变化,水量受基岩裂隙发育程度 影响,局部可能富集.地下水受大 气降雨补给为主,以蒸发、侧向径流为主要排泄方式.

26、总体而言,隧址区地下水量较贫乏.隧址区地下水类型为第四系松散层孔隙水及基岩裂隙水,分别赋存于坡残积层、基岩岩层中,水位埋深随季节变化,水量受基岩裂隙发育程度 影响,局部可能富集.地下水以大 气降雨及侧向径流补给为主,以蒸发、侧向径流为主要排泄方式.总体而言,隧址区地下水量一般.地表水对混凝土具微腐蚀性,对砼结构中的 钢筋腐蚀作用等级为微腐蚀.2.3.5气象条件项目区属南亚热带季风气候,但具有复杂多变的 山区气候特点,夏长无严冬,气温偏高,多年平均气温22.1,常年最冷为1-2月,平均气温11.3,常年最热是7月,平均气温32.9,无霜期205347天.多年平均降雨量1841.7米米,平均蒸发量

27、1500米米.季风长,风力弱.夏秋季为南风,冬春季为北风,秋季偶受台风影响,最大 风速16米/s.3施工组织部署3.1人员配备新屋隧道为长隧道,根据设计情况及工程工期,分为隧道进、出口两个施工队伍同时施工,并配备足够的 施工和管理人员,做好施工准备.项目部主要人员配备序号姓名性别任职职务工作职责备注1罗建军男项目经理2史南京男项目书记3金国良男生产副经理4黄礼柱男总工程师技术总负责5陈中超男现场副经理现场总负责6韩龙辉男安全总监安全总负责7闫文斌男工程部长技术负责人8白兰天男实验室主任试验负责人9赵帅兵男测量队长测量负责人10周新超男测量员现场测量放样11陈 勇男测量员现场测量放样12向寿明男

28、技术员现场技术指导13王彦军男技术员现场技术指导施工队主要人员配备序号隧道一队隧道二队工种人数工种人数1班组长2班组长22电工3电工33安全员4安全员44开挖40开挖405喷锚8喷锚86钢筋工32钢筋工307混凝土工20混凝土工208杂工10杂工109司机15司机1510后勤人员6后勤人员6合计140合计1403.2机械配备新屋隧道进口端机械配备序号机械名称型号或规格单位数量备注1风动凿岩机YT-28台422潜孔钻机米GJ-50台43风镐GJ-7台84砼湿喷机TK-961台25自动配料机PL-800台26锚杆注浆机NZ130A台47制浆机ZJ-200台18隧道激光断面仪/台19水准仪苏光台21

29、0全站仪莱卡台211砼输送泵三一HBT-80C台212锚杆钻机成都路辉台2013装载机小 松 WA380-3台314挖掘机日立EX-200台215自卸车斯太尔3251DFL台1216污水泵QW型台417空压机阿特拉斯 20米台818钢筋切割机/台319电焊机BX1400台420注浆机/台321轴流式通风机/台2序号机械名称型号或规格单位数量备注1风动凿岩机YT-28台422潜孔钻机米GJ-50台43风镐GJ-7台84砼湿喷机TK-961台25自动配料机PL-800台26锚杆注浆机NZ130A台47制浆机ZJ-200台18隧道激光断面仪/台19水准仪苏光台210全站仪莱卡台211砼输送泵三一HB

30、T-80C台212锚杆钻机成都路辉台2013装载机小 松 WA380-3台314挖掘机日立EX-200台215自卸车斯太尔3251DFL台1216污水泵QW型台217空压机阿特拉斯 20米台618钢筋切割机/台319电焊机BX1400台420注浆机/台321轴流式通风机/台2新屋隧道出口端机械配备3.3材料准备所需各类工程材料必须提前准备,并检验合格,不合格的 材料禁止入场.(1)开挖台车及仰拱栈桥：隧道进出口各两台,用型钢、钢筋等钢材现场组装;(2)超前小 导管：42米米无缝钢管,壁厚4米米;(3)超前钢插管：42米米钢花管,壁厚4米米;(4)型钢钢架：I20a工字钢、I18工字钢;(5)格

31、栅钢架：HRB40022钢筋、HRB40014钢筋、HRB40012钢筋;(6)钢筋网：HPB6钢筋;(7)锚杆：25中空注浆锚杆、22药卷式锚杆;(8)钢架连接钢筋：HRB22钢筋.3.4隧道施工辅助作业(1)洞内管线布置见“洞内管线布置图”.洞内管线布置图(2)施工用水在隧道进出口洞口上方各建一座100立方米的 高山水池,水池至洞口的 高程落差不小 于40米.供水管线上水采用150米米钢管,下水采用100米米钢管.(3)施工排水新屋隧道左右洞纵坡为单向坡,坡度 为-2.3%.施工采取两端向中间掘进,洞内顺坡排水采用两侧边沟自然排出洞外.新屋隧道进口为反坡排水,在掌子面设移动泵站,在洞内每隔

32、100150米设一集水坑,洞内涌水和施工废水由水泵逐级抽排到洞外.洞内施工反坡排水示意图(4)通风设备为加快施工进度 ,保证洞内作业环境满足要求,隧道进出口左、右洞采用轴流风机压入式通风方式,每个掘进洞口各设一台轴流式通风机,2*110KW,管径1.5米.风机通风示意图(5)施工用电供电采用从隧道进出、口附近高压电网“T”接引人,现场各洞口设800KVA变压器2台,供隧道施工用电,同时备用250KW发电机一台,以防突然断电时的 需要.隧道内照明成洞段和不作业段采用220V,一般作业地段用低压电源不大 于36V.当隧道单向掘进大 于1千米时,采取高压进洞,洞内设移动变压器.(6)施工用风在隧道洞

33、进出、口附近各建一座高压风站,供风站内均设8台20米3/米in电动空压机,负责洞内施工用风的 供应.(7) 逃生救援通道隧道掌子面后方发生塌方时容易造成施工人员被困洞内的 情况,为保证被困人员安全、快速、有效的 实施救援,最大 限度 减小 事故损失,在开挖掌子面至二衬之间设置逃生救援通道,随着开挖进尺不断前移,逃生救援通道距离掌子面距离不大 于20米.规格：内径为80厘米逃生管道,每5米一节,在每节端头1.5米处各设一个吊环,焊接在同一断面上,在吊环锤子方向位于钢管1/2高度 处的 管端焊接连接钢板,中间设连接孔,用U型插销将两节钢管连接.施工过程中要注意对钢管的 保护,防止爆破落石砸坏钢管.

34、4 开挖工期安排新屋隧道左、右洞洞身开按开工计算,施工进度 指标按照围岩100米/月、围岩80米/月、一般围岩45米/月,浅埋25米/月计算,完成隧道主体工程须20个月.隧道贯通预计在2019年8月内贯通.5 隧道洞身开挖施工方案 5.1开挖方案 概述新屋隧道开挖支护按新奥法原理组织施工,坚持“管超前、严注浆、短进尺、少扰动、强支护、早成环、勤量测、”的 原则.隧道硬质岩段落采用光面爆破开挖,软质岩采用弱爆破开挖,对于不宜爆破的 软弱围岩采用小 型挖掘机直接开挖或采用人工风镐开挖.本隧道相关段落拟定采用的 施工工法如下表(施工过程中根据围岩开挖揭示情况,按变更程序对开挖工法进行动态调整)：新屋

35、隧道左线开挖工法一览表序号分段里程长度 (米)围岩级别施工方法备注1ZK83+944ZK84+01571级三台阶留核心土法2ZK84+015ZK84+365350级上下台阶法3ZK84+365ZK84+45085级环形导坑留核心土法4ZK84+450ZK84+47626级单侧壁导坑法浅埋段5ZK84+476ZK84+879403级环形导坑留核心土法6ZK84+879ZK84+92950级双侧壁导坑法紧急停车带7ZK84+929ZK84+97445级环形导坑留核心土法8ZK84+974ZK85+137163级上下台阶法9ZK85+137ZK86+3381201级上下台阶法10ZK86+338ZK

36、86+36224级上下台阶法11ZK86+362ZK86+40947级三台阶留核心土法 新屋隧道右线开挖工法一览表序号分段里程长度 (米)围岩级别施工方法备注1K83+956K84+04185级三台阶留核心土法2K84+041K84+364323级上下台阶法3K84+364K84+45389级环形导坑留核心土法4K84+453K84+47522级单侧壁导坑法浅埋段5K84+475K84+795320级环形导坑留核心土法6K84+795K84+84550级双侧壁导坑法紧急停车带7K84+845K84+86520级环形导坑留核心土法8K84+865K85+199334级上下台阶法9K85+199K

37、86+3191120级上下台阶法10K86+319K86+33718级上下台阶法11K86+337K86+37235级三台阶留核心土法 5.2主要开挖工法5.2.1三台阶留核心土法三台阶开挖法是将隧道分成上、中、下三个断面进行开挖.新屋隧道浅埋段级围岩监控量测数据显示下沉量很小 时,可采用三台阶法开挖.施工时上台阶应预留核心土,其意义在于,当掌子面发生滑塌时,其停止滑塌的 条件就是掌子面形成坡面,所以,预留核心土有助于尽快稳定滑塌.(1)施工工序三台阶法施工工序示意图超前小 导管上台阶开挖;上台阶初期支护; 上台阶核心土开挖;中台阶左侧开挖;中台阶左侧初期支护;4-中台阶右侧开挖;中台阶右侧初

38、期支护;5下台阶左侧开挖;下台阶左侧初支;6-下台阶右侧开挖;下台阶右侧初期支护;7-仰拱开挖;仰拱初支-仰拱及混凝土填充-拱墙二衬衬砌(2)施工控制要点1)上台阶矢跨比不得小 于1/5,且台阶高度 在满足人工作业空间需求的 前提下尽量降低.2)土质围岩采用机械开挖,石质围岩开挖采用弱爆破,爆破时严格控制炮眼深度 和装药量.3)每循环开挖进尺控制在1-2榀钢架间距,下台阶开挖后仰拱应紧跟.4)在满足作业空间和台阶稳定的 前提下,应尽量缩短台阶长度 ,上台阶预留核心土长度 为3-5米,宽度 为隧道开挖宽度 的 1/3-1/2,中下台阶开挖高度 为隧道总开挖高度 (不含仰拱)减去上台阶开挖高度 后

39、平均分配,一般为3.03.5米.5)各台阶开挖后立即进行初期支护,在钢架拱脚以上60厘米高度 处,紧贴钢架两侧边沿按下倾角45打设锁脚锚杆,锁脚锚杆必须与钢架焊接牢固.6)隧底每循环开挖长度 宜为2-3米,开挖后及时施做仰拱初期支护,完成两个隧底开挖循环后,及时施做仰拱,仰拱分段长度 为4-6米.7)严格按设计要求做超前支护,控制好超前支护外插角,严格按注浆工艺加固地层,保证隧道在超前支护的 保护下施工.8)钢架应严格按照设计及规范要求加工制作和架设,钢架架设在坚实基础上,严禁拱(墙)脚悬空或用虚渣回填,钢架与锁脚锚杆焊接牢固.9)隧道超挖部位必须回填密实,严禁初期支护背后存在空洞.10)加强

40、监控量测工作,根据量测结果及时调整支护参数,确定二衬施做时间,进行信息化施工管理.11)完善洞内排水系统,严禁积水浸泡拱(墙)脚及在施工现场漫流,防止基底承载力降低,当地层含水量大 时,上台阶开挖工作面附近宜开挖横向排水沟,将水引至隧道两侧排水沟排出洞外,必要时配合井点降水等措施,降低地下水位至仰拱以下,确保施工顺利进行.新屋隧道进口端为-2.3%的 反坡施工,采用集水坑接力式排水方式,即在在隧道施工过程中分段开挖反坡排水沟,在第一段的 终点开挖集水坑,设抽水设备把集水坑内积水抽至上一集水坑内,如此循环,最后一组抽水设备将水抽至洞外污水沉淀池内.12)仰拱距上台阶开挖工作面控制在3040米,二

41、衬距仰拱宜保持2030米,具体根据监控量测确定.13)安全步距控制在之间.5.2.2单侧壁导坑法单侧壁导坑法是将隧道分为左右两大 部分进行开挖,先在隧道一侧采用台阶法自上而下分层开挖,待该侧初期支护和中隔墙临时支护完成,且喷射混凝土强度 达到设计强度 70%以上时再分层开挖隧道的 另一侧,其分部次数及支护形式与先开挖的 一侧相同.(1)施工工序 单侧壁导坑法施工工序示意图超前小 导管左侧壁上导坑开挖;左侧壁上导坑初支及临时支护; 左侧壁下导坑开挖; 左侧壁下导坑初支及临时支护;右侧壁上导坑开挖;右侧壁上导坑初支;右侧壁下导坑开挖;右侧壁下导坑初支;仰拱及仰拱填充拱墙二次衬砌(2)施工控制要点1

42、)各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺,减小 应力集中.2)各部的 底部高程应与钢架接头处一致.3)各部开挖后及时施作中隔壁、初期支护.4)后一侧开挖形成全断面时,应及时完成全断面初期支护闭合.5)开挖时,同层左右两侧纵向错开不小 于,上导坑长度 35米,每循环开挖进尺控制在榀钢架间距.6)先行侧的 中隔壁应设置成向外鼓的 弧形,并应向后行侧偏斜个钢拱架宽度 .7)各部开挖时,相邻部位的 喷射混凝土强度 应达到设计强度 的 以上.8)在浇筑二衬混凝土前,应逐段拆除中隔壁临时支护,拆除时应加强两侧,一次拆除长度 根据量测结果确定,一般不宜超过,临时支护拆除后应及时施作仰拱和二次衬砌.9)左右线掌子面错

43、开倍洞径以上距离,洞口段尽量采用机械开挖,如果要爆破时必须采用微震爆破,后行洞对先行洞最大 爆破震动速度 .10)仰拱距上导坑开挖工作面控制在3040米,二衬距仰拱宜保持2030米,具体根据监控量测确定.11)安全步距控制在之间.5.2.3双侧壁导坑法双侧壁导坑法是采用先开挖隧道两侧导坑,及时施作导坑四周初期支护及临时支护,然后再根据地质条件、断面大 小 ,对剩余部分采用二台阶或三台阶开挖的 方法.新屋隧道级围岩紧急停车带采用双侧壁导坑法开挖.(1)施工工序双侧壁导坑法施工工序示意图-两侧超前小 导管;1-两侧上部开挖;-两侧上部初期支护;2-两侧下部开挖;-两侧下部初期支护;-拱部超前小 导

44、管;3-主洞上部开挖;-主洞上部初期支护;4-主洞中部开挖;5-主洞下部开挖;-主洞下部初期支护;-仰拱及混凝土填充;-二次衬砌(2)施工控制要点1)侧壁导坑形状应近似椭圆形,导坑断面宽度 宜为整个断面宽度 的 1/3.2)双侧壁导坑错开一定距离平行作业.3)导坑开挖后应及时进行临时支护及初期支护,并尽早封闭成环.4)双侧壁导坑采用短台阶法开挖,台阶长度 为35米,必要时留核心土,左右侧导坑可同步施工,但应超前中部15米.5)拱部与两侧壁间的 钢架应定为准确,连接牢固,确保架设钢架连接后在同一个垂直面内.6)当全断面初期支护封闭成环后,监控量测显示支护体系稳定,变形很小 时,方可拆除临时支护,

45、一次拆除长度 不得大 于15米,并加强监控量测.7)仰拱距上台阶开挖工作面控制在3040米,二衬距仰拱宜保持2030米,具体根据监控量测确定.8)二次衬砌距离掌子面距离应不超过5080米.5.2.4环形导坑留核心土法环形导坑留核心土法适用于级深埋段软(硬)质围岩及级浅埋软质围岩.(1)施工工序上下台阶留核心土法施工工序示意图-超前小 导管1-上台阶弧形导坑开挖-上台阶初期支护2-上台阶核心土开挖3-下台阶左侧开挖-下台阶左侧初期支护4-下台阶右侧开挖-下台阶右侧初期支护-仰拱-二次衬砌(2)施工控制要点1)施工开挖采用短台阶留核心土法,台阶总长度 815米,核心土面积不宜小 于上台阶断面面积的

46、 50%,并根据围岩情况灵活调整,开挖循环间距控制在12榀钢拱架间距,初期支护紧跟开挖面.2)在上半断面初期支护基本稳定后才能进行下半断面开挖.3)要认真加固拱脚、施作锁脚锚杆,若拱脚处围岩软弱破碎时,可采取增加锁脚锚杆、扩大 拱脚、增加垫板等措施,确保钢拱架稳定.4)上台阶核心土开挖完成后,如拱顶、两侧拱墙收敛变形较大 ,可施作临时仰拱.5)当地下水量较大 时,先喷射混凝土封闭开挖面,然后打孔,插PVC管引排,超前注浆采用水泥-水玻璃双浆液,注浆结束后待凝期间,上台阶应暂停开挖.6)级围岩施工安全距离不超过5080米,级围岩段不超过80100米.5.2.5上下断面正台阶法新屋隧道级浅埋段硬质

47、围岩和深埋段软(硬)岩、级围岩采用上下断面正台阶法开挖.(1)施工工序上下断面正台阶法施工工序示意图-超前钢插管1-上台阶开挖-上台阶初期支护2-下台阶左侧开挖-下台阶左侧初期支护4-下台阶右侧开挖-下台阶右侧初期支护拱墙二次衬砌(2)施工控制要点1)上台阶长度 1015米,并根据围岩情况灵活调整,开挖循环进尺控制在13个钢拱架间距,初期支护紧跟开挖面,严格控制装药量,严禁深孔爆破.2)上台阶初期支护基本稳定后才能进行下台阶开挖,开挖采用光面爆破,尽量减少对围岩的 扰动.3)拱脚施作锁脚锚杆.4)二衬距掌子面距离不大 于80100米.6钻爆施工新屋隧道钻爆开挖采用硬质岩采用光面爆破技术,软质岩

48、采用弱爆破开挖.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.6.1 钻爆设计(1) 钻爆设计理论在岩石爆破机理研究中,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起主要作用,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

49、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:.爆破近区,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2-3倍的 炮孔直径.爆破中区(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-石的 进一步破坏,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