隧洞开挖工程施工方案.docx
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隧洞开挖工程施工方案
第八章隧洞开挖工程施工
8.1主要对策及措施
8.1.1施工组织和管理措施:
(1)充分认识本标工程施工的特点和难点,严格按招标文件要求的施工程序,技术要求组织施工。
(2)选派责任心强,施工经验丰富的施工管理人员和施工队伍,配备足够的与本工程特点相匹配的施工机械。
(3)根据不同的地质条件和工程特性,有针对性的采取不同的施工方法。
(4)科学合理地制订施工程序和严密的网络计划,精心组织、精心施工,确保工程按期完工。
(5)严格按业主、监理工程师指令施工,确保质量安全一流。
8.1.2施工技术措施:
(1)根据本工程隧洞开挖强度大,是本工程关键工序的情况,采用从隧洞两端同时进占作业的方法,施工高度机械化,确保日进尺2*(4~5)m,月进尺2*120m以上,确保安全而快速地掘进施工。
(2)合理安排隧洞开挖工序施工:
即在整个合同总工期中,加大衬砌施工强度。
(3)合理利用光面爆破、预裂爆破技术,针对不同地质情况,选用合理的爆破参数,确保开挖轮廓,减少爆破对围岩的不良振动及扰动,加强爆破块径的控制。
使爆破掘进快速施工,并使爆破质量达到优良标准。
(4)对断层破碎带、节理密集带等不良地质带,采取超前预测,超前支护、短进尺、弱爆破、少扰动、早封闭,及时加强支护,并严格进行变形监测,以确保围岩稳定,安全地通过不良地质带施工。
(5)规范布置洞内的供水,供电、排水及照明,供风系统,做到标准统一、整齐美观、文明规范并安全可靠。
8.2施工技术要求
8.2.1洞口开挖处理
(1)在洞口掘进前,应仔细勘察山坡岩石的稳定性,并按监理工程师指示,对危险部位进行处理和支护。
(2)洞口削坡开挖应自上而下进行,严禁上下垂直交叉作业。
应做好危石清理及加固、马道开挖及排水等工作。
(3)洞口的边坡开挖完成后,在进行洞脸岩石和起始洞段开挖时,采取有效的控制爆破措施,防止爆破震动造成洞顶山坡和洞口岩石发生震裂、松动和塌方。
8.2.2弃碴处理
按监理工程师的要求进行场地清理和必要的平整处理,碴料堆筑应分层进行,并保证能顺利取用这些碴料。
开挖出的碴料,除安排直接运往使用地点的碴料外,其余弃碴,均按本合同要求分类堆放在指定的存、弃碴场。
堆碴范围和高程严格按施工图纸和监理工程师指示实施。
注意保持碴料堆体周边的边坡稳定,并作好堆碴体的边坡保护和排水工作。
8.2.3开挖面清撬与冲洗
(1)在爆破后和出碴前,清撬所有开挖面上残留的危石碎块,以确保进入洞内的人员和设备的安全。
在施工过程中,经常检查已开挖洞侧面的围岩稳定情况,清撬可能塌落的松动岩块。
(2)对地下开挖爆破后的岩石开挖面,在进行支护或混凝土衬砌前用高压水冲洗,或用高压风冲干净,清除岩石碎片、尘埃、碎屑和爆破泥粉,以便查清围岩中的软弱结构面,并供地质编录及采取支护措施。
冲洗作业紧随开挖进度进行,但冲洗面离工作面应不小于10m。
8.2.4照明、通风与排水
(1)按监理工程师指示,配置监测气体浓度所必须的仪器仪表,
以及报警信号系统,这些设备及仪表由具有鉴定资质的单位进行鉴定和校正。
(2)严禁地下开挖中使用烧汽油或液化石油气(丙烷、丁烷、乙烯、丁烯)的内燃机。
(3)采取适当的防护措施,防止地表水倒灌进入地下洞室。
若在施工过程中出现地下水涌水等异常情况时,立即采取紧急措施,控制涌水。
地下水排泄到不会重新流入地下工作面的地区,并防止排出的水流导致地表冲刷。
(4)在地下开挖期间,按监理工程师批准的排水系统,负责安排足够的排水配套设备,以满足地下工程施工排水的需要,地下工程施工完工后,除合同规定或监理工程师指示应予以保留的外,全部拆除。
8.2.5钻孔及爆破
(1)钻孔测定的开孔质量应符合下列要求:
①钻孔孔位应依据测量定出的中线、腰线及开挖轮廓线确定;
②周边孔应在断面轮廓线上开孔,沿轮廓线调整范围和掏槽孔的孔位偏差不应大于5cm,其它炮孔孔位的偏差不得大于10cm;
③炮孔的孔底应落在爆破图规定的平面;
④炮孔经检查合格后,方可装药爆破。
(2)炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结,应由经考核合格的炮工负责并严格按爆破图的规定进行;掏槽孔、崩落孔爆破应采用塑料导爆管或电雷管引爆,周边爆破应采用导爆索引爆。
(3)所有地下开挖应严格按照施工图纸所标明的设计开挖线进行放线,不允许任何型式的欠挖。
8.3施工方法
8.3.1洞口明挖
根据体单位隧洞施工的经验及隧洞进出口位置的具体情况,使用挖掘
机开挖,人工工辅助修坡,用木支撑、砂袋等完成隧洞洞脸以外的支护,即沿隧洞进出口轮廓线进行隧洞锁口。
8.3.2洞内布置
8.3.2.1洞内施工供风
施工供风采取在洞口附近安装6m3电动空压机,通过φ120mm的钢管接至各施工部位,再由高压橡胶风管连接到凿岩机进行施工。
8.3.2.2洞内施工通风排烟
采用压入式通风,选用轴流式通风机及φ500mm通风软管,悬挂于隧洞顶部,通风软管延至工作面。
施工中做好风管维护工作,减少风管接头漏风,从而保证良好的通风环境。
8.3.2.3施工防尘
粉尘和有害气体危及工人身体健康,影响施工进度,排烟降尘在隧洞中非常重要。
施工中除了做好通风工作外,将采取如下措施:
(1)保证机械通风经常化,通风是降尘的主要手段,所以在主要施工作业时,始终保持通风。
(2)执行喷雾洒水正规化,喷雾洒水和冲刷岩壁,不但可以清除围岩上的粉尘,还可以溶解少量有害气体,并能降低坑道温度,使空气明净清爽。
(3)个人防护制度化,洞内作业的个人防护主要是指戴防尘口罩,施工时加强防尘安全教育,没有采取防护措施的人员严禁进洞作业。
8.3.2.4隧洞施工排水
以排为主,联席会防、截、排、堵相结合,因地制宜综合治理的原则,即选择经济、合理、切实可靠的治水措施,确保围岩稳定,便于初期支护的施工,又保证二次衬砌施工前,现场具有防水层的施工条件。
8.3.3隧洞开挖
开挖采用爆破全断面开挖。
施工中应严格掌握周边眼的方向,减小超欠挖,采用微差起爆,雷管微差时间要大些,集中在每段药量越少,震动效应就越小,避免影响围岩较差地段的稳定。
开挖施工工艺图
8.3.3.1钻孔爆破
隧洞掘进采用YT-28气腿式风钻造孔,周边眼孔径ф42mm,孔深视地质条件而定,一般控制在2-2.5m,根据地质条件炮孔设计本着密集型,小药量弱爆破多循环的原则,残孔率>80%,错台<15cm。
掏槽孔采用有空孔斜孔掏槽,且掏槽孔较其它孔深10-20cm,周边孔根据施工的初期几次爆破实践总结出合理经济的孔网参数。
调整周边眼孔距时应考虑:
M=e/w=0.7-1.0之间
式中:
M:
密集系数
e:
周边眼间距
W:
最小抵抗线
本工程考虑M=0.70,根据实验再作调整。
D(孔眼直径)
不偶合值考虑在=1.2~1.5之间调整
d(药卷直径)
设计爆破效率P=90%
拟采用的爆破参数
孔名
孔深
(m)
孔距
(cm)
线装药
密度kg/m
W(cm)
药卷
直径
起爆
顺序
周边孔
2-2.5
42
0.25
60~80
Ф25
3
崩落眼
3
48
0.25
-
Ф25
2
掏槽眼
3.5
30
0.3
-
Ф25
1
采取全断面光面爆破开挖、中心中空直孔掏槽。
爆破孔从内向外依次为:
掏槽孔、主爆孔、辅助孔、光爆孔,采用风钻钻孔,施工方法是沿设计开挖线布置小孔径,密间距的周边炮孔,采用空隙装药;进行弱震爆破,炸除松动炮孔和周边孔间保护层的岩石形成光面。
其施工的主要技术措施如下:
(1)、边孔直径d宜在50mm以内,孔距与最小抵抗线之比a/w宜在0.75—0.95内,岩石的牢固系数越小取值越大,反之,取值越小。
但W以不超过0.8m为宜,
(2)、边孔装药量较一般爆破装药量少一半以上,以保证弱震效果。
既可连续装药,也间隔装药,形成空隙药包结构。
前者先在孔底装一筒标准药卷,其余用25mm的细药卷;后者装一节0.25kg的药
卷,再每隔0~20厘米装0.1kg的细药卷,可将药卷绑在竹片上减少炸药威力,可在2号岩石炸药内掺入15%的锯木屑,这时可连续装药。
(3)、曲线段的周边孔孔距应加密到0.2m,并采用间孔装药,以控制曲线轮廓。
为保证爆后洞壁平整,光面爆破对周边孔的钻孔精度要求甚高,施钻时采取措施,防止钻孔偏离。
(4)、光面爆破的起爆程序是先掏槽,次崩落,后周边,段内同时起爆,段与段间分段延期起爆。
钻孔前先进行测量放样并根据断面型式布孔,一般参数为:
孔径φ45mm和φ50mm、孔深2.5m~3.2m,孔向垂直于工作面,光爆孔向外倾斜5cm以便留出下一循环光爆孔钻孔部位。
装药前对炮孔位置、角度、深度等参数进行检查,合格后再根据爆破设计进行装药施工,炸药选用φ38及φ32乳化炸药,周边孔选用φ25乳化炸药。
采用非电起爆,非电毫秒雷管分段,起爆顺序依次为掏槽孔、主爆孔、辅助孔、光爆孔。
8.3.3.2主要开挖工序施工工艺
(1)开挖准备:
洞内风、水、电就绪,施工人员、机具准备就位。
并提前进行爆破参数试验,以确定适宜的爆破参数,爆破参数在实际施工中,还要不断通过生产爆破的具体情况予以优化、调整,以达到良好爆破效果。
(2)测量放线:
洞内导线控制网测量采用索佳201全站仪进行。
施工测量采用光电测距仪配水准仪进行。
测量作业由专业人员实施,每排炮后进行设计规格线测放,断面测量滞后开挖面10~15m,按5m间距进行,每个月进行一次洞轴线及坡度的全面检查、复测,确保测量控制工序质量。
同时,随洞室开挖、支护进度,每隔20m在两侧洞壁及洞顶设一桩号标志。
放样内容为:
隧洞中心线和顶拱中心线、底板高程、掌子面桩号
(每隔5m在隧洞内侧打一条桩号线)、设计轮廓线、两侧腰线或腰线平行线、并按钻爆图的设计要求在掌子面放出炮孔孔位。
(3)钻孔作业:
主要采用H178钻爆台车造孔。
由熟练的凿岩台车技工严格按照测量定出的中线、腰线、开挖轮廓线和钻爆设计参数进行钻孔作业。
各钻手分区、分部位定人定位施钻,实行严格的钻手作业质量经济责任制。
钻孔时,采用先下后上的顺序,底部两排孔在造孔过程中均需要保护,每造好一个孔即采用编织袋等柔性物对孔口进行封堵,以备孔被上面掉块覆盖后易找孔。
每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查。
周边孔及掏槽孔的偏差不得大于5cm,其它炮孔孔位偏差不得大于10cm。
(4)装药爆破:
A、洞内装药作业采用可移动作业平台车配合。
B、在钻孔工序开始时,按照爆破设计要求提前进行光爆药卷的加工,将炮孔堵塞物加工成型(把沙灌入塑料袋并绑扎好),准备好各种规格药卷以及各种段别雷管。
C、炮孔经检查合格后,进行装药爆破;炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联接,由经考核合格的炮工,严格按监理工程师批准的钻爆设计成果进行施作。
D、装药严格遵守安全爆破操作规程,装药前用风水冲洗钻孔,掏槽孔由熟练的炮工负责装药,爆破孔采取柱状连续装药,周边孔采取空气间隔装药,将小药卷绑扎于竹片上,导爆索串接。
E、装药严格按照爆破施工设计图(爆破参数在实施过程中不断调整优化)进行,掏槽孔、扩槽孔和其它爆破孔装药要密实,堵塞良好,洞内采用非电起爆网络,洞外采用电力起爆网络。
F、炸药装完后,由炮工和值班技术员复核检查,确认无误后,撤离人员和设备并放好警戒,炮工负责引爆。
G、炮响20分钟后炮工先进入洞内检查是否有瞎炮,若有则迅
速排除,然后才能进入下一道工序。
H、光面爆破要求
a.残留炮孔在开挖轮廓面上均匀分布;
b.完整岩石炮孔痕迹保存率在80%以上,较完整和完整性差的岩石炮孔痕迹保存率不少于50%,较破碎和破碎岩石炮孔痕迹保存率不少于20%;
c.相邻两孔间的岩面平整,孔壁没有明显的爆震裂隙。
(5)通风散烟及除尘:
整个施工过程中一直启动通风设备通风,出碴前和出碴过程中对开挖面爆破碴堆洒水除尘,所有进洞车辆均安装尾气净化器,使洞内有害气体和粉尘含量在规范允许范围内。
(6)安全处理:
爆破后,用反铲清除掌子面及边顶拱上残留的危石及碎块,保证进入人员及设备的安全,岩面破碎洞段在进行安全处理后,先喷一层5cm厚钢纤维混凝土,出碴后再次进行安全检查及处理。
在整个施工过程中,设专职安全员每天进行安全检查,发现问题及时处理。
(7)出碴及清底:
采用3m3侧卸装载机配15t自卸汽车运输至弃碴场。
(8)围岩支护:
每排炮开挖结束后,对稳定差的岩体及时进行随机砂浆锚杆支护,预应力锚杆、挂钢筋网及喷钢纤维混凝土支护滞后开挖作业面不大于20m。
(9)安全监测:
开挖5~10m后,随开挖进度设置围岩收敛监测断面,Ⅲ类围岩观测断面间距50m,观测频次按规范要求进行,观测成果及时整理分析,发现异常情况,及时上报业主、设计及监理工程师研究处理。
对特控爆破的区域,设置动态观测点,对爆破振动情况进行监测,每次爆破后及时整理观测成果,以指导爆破施工。
8.3.3.3开挖支护施工和安全控制措施
一、施工质量控制措施
(1)严格按设计图纸、设计修改通知及相关技术规范进行施工。
(2)开挖前认真做好爆破方案设计,做好光面和预裂爆破参数设计,并先进行爆破试验,以选择和确定合理的爆破参数,获得比较满意的爆破面和形成光滑的最终开挖断面,使在最小开挖线外的超挖量最小。
(3)采用先进的测量仪器和先进的测量控制手段,提高观测效率、观测质量;每次爆破后均进行开挖掘进细部放样,掌子面上用红油漆画出开挖轮廓线,并标定顶拱中心线和两侧腰线。
(4)开挖中及时测绘开挖断面,进行测量导线复测,每循环进行测量放样时,均对上一循环开挖断面进行规格检查,并将超挖情况及时通知钻孔人员,以便对钻孔角度进行调整,减小超挖,对欠挖的部位及时进行处理,确保隧洞的开挖尽寸和规格满足设计要求。
(5)在开挖过程中,根据岩石变化情况,经监理工程师批准后及时修正爆破参数,以便尽量减少超挖和不欠挖。
在不良地质洞段的开挖和洞身交叉口段的开挖严格控制爆破参数,采用小药量爆破,以确保围岩的稳定。
(6)钻孔严格按照设计钻爆图施工,各钻机操作手分区、分部位定人定位施钻,每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查。
(7)对全部施工过程,进行严格的全面质量管理,质检部门随时对洞内的施工质量进行检查,杜绝质量事故的发生。
二、施工质量控制措施
(1)一般情况
a所有进入地下洞室工地的人员,必须按规定配带安全防护用品,遵章守纪,听从指挥。
b洞室施工放炮由取得“安全技术合格证”的爆破工担任,按国家有关地下工程安全施工规范要求进行爆破作业,须用非电起爆系统,
严格防护距离和爆破警界,确保爆破安全。
c为防止洞室坍塌,开挖不良地质段时,按照“短进尽、弱爆破、先护顶、及时强支护”的原则进行。
d搞好洞内通风,保证洞内施工时的能见度,在洞室施工中配备有害气体监测、报警装置和安全防护用具,加强洞内有害气体浓度监测,一旦发现毒气,立即停止工作并疏散人员,避免机械事故和人员伤亡事故的发生。
e施工期间,现场施工负责人会同有关人员对各部分支护进行定期检查,在不良地质段,每班责成专人检查,当发现支护变异或损坏时,则立即修整加固。
(2)通风与防尘安全措施
a隧道骨的空气成份,每月取样分析一次,风速、含尘量每月至少检测一次。
b隧道施工时的通风,设专人管理。
c无论通风机运转与否,严禁人员在风管的进出口附近停留。
d无论通风机是否运转,任何人员不得靠近通风软管旁边行走和在软管旁边停留,不得将任何物品放在通风管口附近。
e隧道施工必须采用综合性防范措施定期检查测定粉尘浓度。