隧道开挖施工方案.docx
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隧道开挖施工方案
青潭隧道Ⅳ级加强段洞身施工技术方案
一、工程简介
青潭隧道为小净距隧道，左线里程为ZK58+790～ZK59+260，右线里程为YK58+770～YK59+235，其中出口段为20m明洞，进口段为22m明洞，ZK58+812～ZK58+862段为Ⅳ级加强复合式衬砌：
初期支护为20cm的C25喷射混凝土、14号工字钢钢架及中空锚杆组成的锚喷联合支护。
本段开挖断面岩性根据设计文件为变余粉砂岩，岩石破碎，地下水量小。
开挖断面面积为98.4m2，主要工程量为：
挖坚石3838m3，φ27预应力涨壳式中空锚杆1584m，φ25普通中空锚杆4160m，φ22砂浆锚杆3184Kg，I14工字钢17557Kg，C25喷射混凝土189.9m3，钢筋网4177Kg。
φ42超前小导管7046Kg。
二、施工人员配置计划
本项工程由隧道施工作业队完成，根据现场实际情况配置的施工人员如下表：
序号
职务或工种
人数
备注
1
施工负责人
1
2
现场管理人员
2
3
现场技术人员
2
4
爆破工
6
5
混凝土喷射手
4
6
电工
2
7
混凝土工
8
8
钢筋工
6
9
架子工
6
10
机械工
4
11
挖掘机操作手
2
12
装载机操作手
2
13
普工
4
合计
49
为便于现场施工管理，由以上人员成立以下几个班组：
1开挖组：
负责隧道有关掘进爆破及锚杆钻眼工作。
2喷浆组：
负责喷射混凝土的搅拌、喷射；小导管、锚杆注浆。
3立架组：
负责钢拱架制作及架设；钢筋网制作及安装；锚杆、小导管安装的施工。
4运输组：
负责隧道出渣。
三、机械机械设备配置计划
机械配置计划见下表
序号
机械名称
规格、型号
单位
数量
备注
1
搅拌站
30m3/h
座
1
带电子计量装置
2
柴油空压机
20m3/min
台
4
3
发电机
250KW
台
1
4
发电机
30KW
台
1
5
手持凿岩机
台
8
6
弯钢机
台
1
7
卷扬机
台
1
8
钢筋截断机
台
1
9
电焊机
BX400
台
3
10
风钻
把
2
11
通风机
台
2
12
挖掘机
PC200
台
1
13
装载机
ZL50
台
1
14
自卸汽车
15T
辆
4
15
混凝土湿喷机
台
1
16
注浆机
台
1
17
冷弯机
台
1
18
抽水机
台
2
50m扬程
四、施工方案
1、总体施工方案
根据设计文件的要求结合本隧道的实际情况，隧道由安庆段进洞，先进行左洞开挖，待进洞20m后再进行右洞施工。
本段由于围岩较差，采用新奥法施工施工中应严格遵循“短进尺，弱爆破，强支护，勤量测，紧封闭”的施工原则。
施工程序：
测量放线超前小导管施工钻眼爆破通风排烟出碴找顶初喷找平层锚杆及钢筋网施工钢拱架施工复喷至设计厚度下一循环。
施工机械配套方案：
气腿式风动凿岩台车钻孔——国产ZL50挖掘装载机装碴——国产解放后八轮自卸车运输。
2、各施工工序施工要点
①、测量放线：
选用瑞士莱卡TCR702全站仪及DS3型自动安平水准仪，利用洞外布置导线网及水准网测量出隧道开挖轮廓线，根据开挖轮廓线定出炮眼及小导管孔眼位置。
②、超前小导管施工：
a、测量放线，按设计布设小导管位置。
b、钻机就位、钻孔。
然后利用水平钻机的冲击和推力将小导管沿引导孔顶入至孔底。
c、超前注浆小导管打孔角度为5°～8°，环向间距为40cm，每环35根，布置在拱顶。
导管采用长4m的φ42×4mm花管，钢管上按间距15cm梅花形钻6mm的小孔，顶端做成锥型，以便顶进。
打设完毕后，注水泥浆，其浆液的水灰比为0.5：
1～1：
1，必要时采用水泥-水玻璃浆液。
注浆压力控制在0.6～1Mpa之间；注浆结束用水泥砂浆充填、封口。
③、开挖方法：
a、开挖方案的选择应根据围岩性质进行选择，根据明洞开挖围岩的实际情况，本段洞身开挖采用二级短台阶法开挖。
即上部钢拱架N2单元以上部分先行开挖，台阶分级考虑到施工的方便，以拱架安装位置来分级，台阶长度为5m，为保证稳定上台阶采用预留核心土的开挖方法，下台阶采用先开挖核心土两帮跳槽开挖的方法，循环进尺1.5m，钢拱架N2以下部分采用跳槽马口开挖方法，具体开挖时间可根据围岩稳定状况决定。
b、钻爆设计：
，由于围岩较差难以爆破出理想的隧道轮廓线，故采用预裂爆破技术
（1）选用2#岩石硝铵炸药，爆速大于3200m/s。
（2）广泛采用炮泥堵塞技术。
炮泥堵塞长度不小于20cm。
（3）采用专用激发枪引爆，塑料毫秒雷管起爆系统。
预裂周边眼间距30cm，最小抵抗线取50cm，辅助眼间距取60～75cm。
（4）周边眼装药量0.1Kg，辅助眼装药量0.2Kg。
（5）爆破设计是以往技术经验的总结，不同的爆破条件自然有所变化。
所以在实施过程中必须准确记录爆破有关参数，及时进行反馈，以便及时修正爆破参数，取得优良的爆破效果。
c、钻爆作业：
（1）、钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
（2）、钻眼前应定出开挖断面中线、水平线和断面轮廓，标出炮眼位置，经检查符合设计要求后方可钻眼。
（3）、炮眼的深度、角度、间距应按设计要求确定，并应符合下列精度要求：
掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。
辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于5cm。
周边眼沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm，周边眼外斜率不得大于5cm/m，眼底不超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超过15cm。
（4）、内圈炮眼至周边眼的排距误差不得大于5cm。
（5）、当开挖面凸凹较大时，应按实际情况调整炮眼深度，并相应调整装药量，力求除掏槽眼外的所有炮眼眼底在同一垂直面上。
（6）、装药前应将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。
已装药的炮眼应及时用炮泥堵塞密封。
周边眼的堵塞长度不宜小于20cm，采用预裂爆破爆破时，应从药卷顶端进行堵塞，不得只堵塞在眼口。
（7）、周边眼宜一次同时起爆。
当必须对爆破震动加以控制时，周边眼可根据地质条件分组起爆。
（8）、爆破后，开挖断面应进行检查并符合下列要求：
炮眼痕迹保存率可依岩质不同而有不同要求，即应满足：
硬岩≥80%，中硬岩≥70%，软岩≥50%。
周边炮眼痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布。
两茬炮眼衔接时出现的台阶误差不得大于15cm。
（9）、进行爆破时，所有人员应撤至安全地点，爆破后必须待有害气体排出后方可进至开挖面工作。
④、通风排烟：
由于Ⅴ级加强段离洞口近，采用自然通风的方式。
⑤、钢架施工
（1）钢架严格按照设计图纸要求的规格和尺寸进行加工，做到材质达标，尺寸准确，焊接质量可靠。
钢架采用自行研制的DW-3型电动弯制机进行加工制作。
（2）初喷砼4cm后迅速将钢架安起，各单元之间先采用螺栓连接，螺栓按设计数量全部拧紧，再焊接连接板，确保连接点的刚度。
（3）钢架与初喷砼之间应尽量密贴，对于凹凸不平并有较大间隙时，必须设置砼垫块或钢板，使钢架支撑迅速发挥支撑作用。
（4）钢架与钢架之间按设计要求采用纵向连接筋连接，连接筋与钢架之间焊接牢固，以便钢架发挥更好的整体支撑作用。
（5）径向锚杆、锁脚锚杆数量、规格、间距必须按设计施作，及时拧紧垫板，并和钢架支撑焊牢。
（6）复喷砼至设计厚度，并保证钢架处保护层不小于2cm。
⑥、喷砼施工
目前隧道与地下工程施工，锚喷支护是主要支护结构。
本标段隧道喷混凝土采用湿喷。
为保证锚喷支护的质量，使其对施工和结构安全起到应有的作用，必须严格控制施工工艺，严格按施工规范及技术要求施工。
（1）材料的选择
a、水泥：
通常采用42.5#普通硅酸盐水泥。
在软弱围岩中可选用早强水泥或通过试验选用其他新品种水泥，但水泥标号不得底于42.5#。
b、砂：
喷砼应采用硬质洁净的中砂或粗砂，细度模数大于2.5，含泥量小于3％。
c、碎石：
采用坚硬而耐久的碎石，粒径小于15mm，级配良好。
当使用碱性速凝剂时，不得用含活性二氧化硅的碎石。
d、水：
水中不应含有会影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，不得使用污水，PH值小于4的酸性水和含硫酸盐量按SO42-计超过水重1％的水。
e、速凝剂：
必须采用质量合格的产品，使用前做速凝效果试验。
要求初凝时间不大于5min，总凝时间不大于10min，使用时根据配合比准确计量。
（2）施工机具的配置
为保证喷砼拌和质量和运输，选用自动计量配料机、强制式搅拌机、和砼搅拌运输车。
为了保证喷砼的质量，同时减少回弹浪费和防止产生大量粉尘，选用砼湿喷机。
（3）施工准备
a、根据对原材料的要求购置材料，并运到施工现场。
b、根据设计喷砼的标号和材料，通过试验确定合适的配合比。
c、检查开挖断面净空尺寸，清除松动岩块和墙脚虚碴，并用风水冲洗受喷面。
d、检查机具设备和风、水、电等管线路，并试运转。
（4）施工工艺流程图见图所示
喷砼施工工艺流程图
喷混凝土配
合比选定
施工机具就位
检查开挖断面尺寸，清除松动岩块，风水冲洗受喷面
初喷混凝土3~5cm
钻孔、安装锚杆
清除初喷面粉尘
清理施工机具
混凝土拌合
混凝土运输
复喷至设计厚度
（4）、施工注意事项：
要确保隧道施工的安全，喷混凝土支护的质量非常重要。
必须使喷混凝土与岩面密贴，其间不得存在异物，喷混凝土的厚度和强度也必须达到设计的质量标准。
在操作上，应作到以下几点：
a、材料的选定必须严格按要求选择。
b、施工机具必须性能良好，保证作业连续进行。
c、喷砼作业应分段、分片由下而上的顺序进行，岩面有较大的凹洼时，应先喷凹洼处找平。
d、保证喷砼厚度，喷砼前可在适当位置设置标志，用其控制喷层厚度。
e、锚杆的布设严格按设计布设。
锚杆插入深度不小于设计的95％。
f、喷射机操作严格按先给风，再开机，后送料；结束时待料喷完后，先停机，后关风。
g、操作手使喷头垂直于受喷面，喷头距受喷面距离0.6~1.2m，喷头应不停地缓慢作横向环向移动，使喷层厚度均匀。
h、作业人员均须配戴防尘口罩、眼罩、雨衣裤、长筒胶靴和乳胶手套等。
⑦、锚杆施工：
由于本隧道为小净距隧道，中间岩柱的稳定至关重要，本隧道Ⅴ级加强段采用φ25普通中空注浆锚杆，中间岩柱采用φ27预应力涨壳式中空注浆锚杆。
设计数量每环：
φ25普通中空注浆锚杆24根，φ27预应力涨壳式中空注浆锚杆6根。
普通中空锚杆施工步骤如下：
（1）根据设计锚杆布设形式和间距标定锚杆位置。
（2）采用风枪打眼。
锚杆钻孔应圆而直，孔口岩面应整平，钻孔与岩面垂直。
（3）钻孔完毕，用高压风清孔，检查合格后将锚杆边旋转边送入眼孔。
（4）依次安装止浆塞，垫板和螺母，安装完毕后，注入水泥浆，注浆时应将眼孔中的气体排出，保证浆液饱满和注浆质量，注浆压力控制在0.5～1Mpa，终压控制在2.0～2.5Mpa。
（5）采用ML-20型锚杆拉力计按规范作锚杆抗拔力试验，其抗拔力≥50KN。
（6）做好现场施工记录，包括锚杆的长度、注浆压力、注浆数量、起止时间、抗拔力等。
φ27预应力涨壳式中空注浆锚杆施工和普通中空锚杆施工步骤基本相同，主要区别在于涨壳式锚杆在送入眼底前将涨壳结构装好，在送入孔底后用扭力扳手施加预应力至设计规定的值后再注浆。
五、临时工程布置
临时工程主要主要是“三管两路”及其配套设施的布置，所谓“三管两路”指的是：
高压风管、高压水管、通风管、电路及出渣运输道路。
1、在隧道顶30m以上修建一高压水池，体积不小于20m3。
2、在左洞左侧靠近洞口配置空压机站及配电房。
3、风管、水管、通风管布置在拱部靠近隧道两洞中间一侧，电路布置在隧道外测。
六、不良地质工程对策：
本段地质条件最有可能出现的地质灾害为：
冒顶坍方。
相应采取以下措施进行预防和处理：
①、采用超前小导管，预先探明掌子面前方5m范围内的围岩地质情况，针对不同的地质采取不同的支护和施工方法。
②、采取短进尺，弱爆破，紧支护的方法，预防坍方。
支护离掌子面的距离小于50cm，确保围岩稳定。
③、加强围岩观察量测，以量测数据指导隧道开挖。
④、坍方的处理：
a、加固未塌方地段，防止其继续发展。
b、小塌方段，利用坍塌间隙时间，加固塌方体两端洞身，并抓紧喷射混凝土或喷锚联合支护，封闭坍穴顶部。
也可在塌方上架设临时支撑，待支稳顶部，再边清渣边正式支撑。
c、大塌方段：
在加固两端洞身后暂不处理坍穴顶部，不清渣，可采用先护后挖法，于塌渣内挖小导坑穿过再根据围岩情况进行施工。
当塌方仍有发展，可采用复式导坑挖通至塌体上方，先将顶部情况摸清处理妥当再进行下部施工。
七、施工作业计划：
由于开挖与初期支护构成一个循环作业，各单项作业时间如下表：
工作项目
测量布眼
钻孔爆破
通风排烟
出碴找顶
喷锚作业
时间（h）
1.0
5
0.5
3
4.5
则一个循环进尺0.8米作业时间为14个小时，则一天按1.5个循环考虑富余3小时。
每天进尺2.0m。
由此可推断单洞单侧Ⅳ级加强段施工期为20天。
八、隧道开挖质量验收标准
1、洞身开挖
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
拱部超挖（mm）
破碎岩、软土等（Ⅰ、Ⅱ类围眼岩
平均100，最大150
激光断面仪：
每20m抽一个断面，测点间距≤1m
中硬岩、软岩
（Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩）
平均150，最大250
硬岩（Ⅵ类围岩）
平均150，最大200
2
边墙超挖（mm）
每侧
+100，-0
全宽
+200，-0
3
仰拱、隧底超挖（mm）
平均100，最大250
水准仪：
每20m检查3处
2、喷射混凝土支护
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
喷射混凝土强度（MPa）
在合格标准内
按JTGF80/1-2004附录E检查
2
喷射厚度（mm）
平均厚度≥设计厚度；检查点60%≥设计厚度；最小厚度≥0.5设计厚度，且≥50
凿孔法或雷达检测仪：
每10m检查一个断面，每个断面从拱顶中线起每3m检查1点
3
空洞检测
无空洞、无杂物
凿孔法或雷达检测仪：
每10m检查一个断面，每个断面从拱顶中线起每3m检查1点
3、锚杆支护
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
锚杆数量（根）
不少于设计
按分项工程统计
2
锚杆拔力（KN）
28d拔力平均值≥设计值，最小拔力≥0.9设计值
按锚杆数量的1%且不小于3根做拔力试验
3
孔位（mm）
±15
尺量：
检查锚杆数量的10%
4
钻孔深度（mm）
±50
尺量：
检查锚杆数量的10%
5
孔径
砂浆锚杆：
大于杆体直径+15；其他锚杆：
符合设计要求
尺量：
检查锚杆数量的10%
6
锚杆垫板
与岩面紧贴
检查锚杆数量的10%
4、钢筋网支护
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
网格尺寸（mm）
±10
尺量：
每50m2检查2个网眼
2
钢筋保护层厚度（mm）
≥10
凿孔检查：
每20m检查5点
3
与受喷岩面的间隙（mm）
≤30
尺量：
每20m检查10点
4
网的长、宽
±10
尺量
5、钢支撑支护
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
安装间距（mm）
±50
尺量：
每榀检查
2
保护层厚度（mm）
≥20
凿孔检查：
每榀自拱顶每3m检查一点
3
倾斜度（°）
±2
测量仪器检查每榀倾斜度
4
安装偏差（mm）
横向
±50
尺量：
每榀检查
竖向
不低于设计标高
5
拼装偏差（mm）
±3
尺量：
每榀检查
九、质量保证措施：
1、所有施工人员上岗前均需考核，合格后才能作业，特殊工种人员需持证上岗。
2、施工前，要召开施工现场技术交底会议，对一些关键岗位和人员必须有明确的技术交底记录，没有相互签认的技术交底，不得进行施工。
3、认真做好三级检测制度，施工队必须按要求完成自检，项目部采取复检制度，合格后，再向监理提出检查。
4、按质量控制责任制要求，明确各道工序的责任人。
5、建立质量责任制，并将质量责任制作为经济责任制的主要内容，进行考核和奖惩。
6、对工程检测及计量仪器实行规范化管理。
确保使用仪器符合规范要求。
7、建立质量控制流程，并严格执行。
（质量控制流程见质量流程控制图）
8、进入施工阶段后，质量控制的原始记录要准确无误，签认手续齐全，真实。
9、建立质量保证体系领导机构（如下图）
组长：
副组长：
工序：
施工：
试验：
测量：
技术：
生产合格的产品
十、安全保证体系及措施：
（一）、安全生产保证体系
项目部建立健全健全组织保证体系，贯彻国家有关安全生产和劳动保护方面的法律、法规，定期不定期地召开安全生产会议，研究项目安全生产工作，发现问题及时处理解决。
逐级签订安全承包合同，使各级明确自己的安全目标，制定好各自的安全规划，达到全员参加，全面管理的目的，充分体现“安全生产，人人有责”。
按“安全生产，预防为主”的原则组织施工生产，做到消除事故隐患，实现安全生产的目的。
（二）、安全管理组织机构
建立健全安全管理体系，成立以项目经理为首的安全领导小组，坚持管生产必须管安全的原则，健全岗位责任制，从组织上、制度上、防范措施上保证安全生产，做到规范施工，安全操作。
安全管理领导小组见下图。
（三）、安全管理制度及措施
1、建立并执行安全检查制度，专职安全员对项目施工进行日常巡查，并做好安全检查记录；各班组应经常进行自检、互检和交接检查；项目部每半月对工地进行一次安全大检查，由项目经理牵头，专职安全员组织各相关部门对工地进行隐患清查，各种检查中发现问题定人、定措施、定整改期限，整改后由相应安全部门复检验证。
2、详细制订各专业工种的安全技术操作规程，如机械工、电工、钢筋工、掘井工等工种的操作规程。
3、施工员、专职安全员在各分项工程施工前，要进行详细可靠的安全技术交底，交底内容要包括：
（1）常规操作要求、施工规范要求。
（2）本工程项目的施工作业特点和危险源、危险点；
（3）针对危险源、危险点的具体预防措施；
（4）按有关施工安全操作的要求，对关键工程实行的有针对性的安全技术交底。
如施工现场临时施工用电、施工机具安全使用等；
（5）应该注意的安全事项；
（6）发生事故后应该采取的避难和紧急救援措施。
4、严格执行特殊工种持证上岗制度，对特殊工种加强管理，特殊工种必须经培训考核合格，持证上岗。
（四）隧道施工安全注意事项
1、进入隧道工地人员，必须按规定佩带安全防护用品，戴好安全帽，穿好安全鞋、服。
2、作业人员到达工地作业时，首先检查工作面是否处于安全状态，并检查支护是否牢固，顶板和两帮是否稳定，如有松动的土、石或裂缝先予以清除。
3、爆破作业和爆破器材加工人员严禁穿着化纤衣物。
4、装药与钻孔不得同时进行，必须按钻爆设计进行钻孔、装药和起爆；起爆时应加强联系和警戒，严防人员进入危险区域。
5、爆破后必须经15分钟通风、排烟后，检查人员方可进入工作面进行检查，在妥善处理并确认无误后，其他人员方可进入工作面。
6、汽油车严禁入洞，进洞车辆必须处于完好状态，制动有效，严禁人料混装。
7、车辆在行驶中不得超载和超车，最大行车速度不得超过20km/h。
8、雷管和炸药不得由一人同时运送，在装药前，应至少保持10m以上距离。
9、支护开挖面的距离一般不得超过4m，如遇石质破碎、风化严重和土质情况地质，应尽量减少支护工作面。
10、当洞内或地面出现裂缝以及喷层出现异常裂缝时，均应视为危险信号，作业人员必须立即撤离现场，待处理后才能继续施工。
（五）、爆破安全措施
（1）爆破材料贮存
爆破材料的贮存仓库干燥、通风良好，库内应保持一定的温度和湿度。
库内有消防措施，炸药和雷管须分开贮存，不得将批号混乱，不同性质的炸药不能共库存放，对仓库设专人警卫，并应严格执行保管、消防等有关制度，严防破坏或发生意外事故。
爆破材料箱盒堆放必须平放，不得倒放，不准抛掷、拖拉、推送、敲打、碰撞，亦不得在仓库内开药箱。
仓库内严格出入制度，严禁穿钉鞋、带武器、持敞口灯、带火种及其他易燃品进入库内。
库房内严禁吸烟。
严格遵守爆破材料的领、退、用的制度，库内只准用安全照明设施，雷管库内只准用带绝缘外壳的手电筒。
炸药及雷管应在有效期内使用，过期的或对其质量有怀疑的爆破材料，经过检验定性符合质量要求后，方可出库或使用。
（2）爆破材料的运输
爆破材料的装卸均应轻拿轻放，不得有磨擦、振动、撞击、抛掷、转倒、坠落发生。
爆破材料应使用专车或专船运输，不得使用自卸汽车、拖车等不合要求的车辆运输。
（3）爆破的安全距离
爆破时应严格注意安全，严格控制装药量，要正确计算安全距离，当遇大风天，顺风方向安全距离还应加大。
爆破时还应对孔口及临近设施、设备进行防护、覆盖。
（4）爆破施工组织与管理
爆破施工应有严格的组织性和计划性，经报上级有关部门审批后方准执行。
对参加爆破的人员应进行专门的安全技术培训和考核，进行详细的安全技术交底，并履行严格的交底手续和填写交底记录，制定安全检查制度。
施爆前，应对要周边的环境进行严格的检查与了解，周围应有特别的警戒，不允许无关人员进入现场。
各种联络信号必须统一，不得与其他信号相干扰或混淆。
爆破时应严格确定危险区域和影响区域，必要时各通道口设置围栏，各交通路口要设警戒岗哨。
十一、施工环保控制要点：
1、对参加施工的所有人员做好环境保护技术交底。
2、对施工中的产生的固体废弃物进行妥善处理。
3、各类施工生产设备产生的排放物，要认真做好处理，严防排入自然排水沟，引起污染。
4、建立环境保护领导小组（如下）
组长：
副组长：
技术：
试验：
测量：
工序：
喷砼班：
立架班：
掘进班：
隧道开挖及支护工程质量检验控制流程图
隧道洞身放样
原材料试验
不合格
不合格
标准试验
合格
合格
超前小导管施工
不
合
格
合格
洞身爆破
否
否
是
锚喷支护施工
合格
下道工序
升级会员 