右线曹源隧道工程施工组织设计方案培训资料全Word格式.docx

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套拱在明洞外轮廓线以外，紧贴掌子面施作，在成洞面按均匀距架立四榀U25型钢拱架。

④用电动钻机，钻进并顶进长管棚，管棚钢管与工字钢焊成一整体。

管棚施工时，先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管。

管棚注浆按固结管棚周围有限围土体设计，采用分段注浆，浆液扩散半径不小于0.5m。

注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数通过现场试验按实际情况确定，以利施工。

无孔钢管在填充水泥浆后再打入，以增加钢管强度。

⑤在套拱、超前管棚保护下，按循环进尺0.5m～1.0m进行洞口上台阶施工。

采用暗洞拱部留核心土开挖，做初期支护。

⑥上台阶开挖完成5m后，开挖左侧边墙部位，续接拱架下部分单元，进行左侧下部锚喷支护。

⑦开挖右侧边墙部分，续接钢架下部节段，施工右侧下部锚喷支护。

⑧捡底，安装钢架剩余单元节段，连接成整体，喷砼覆盖，完成全圆封闭结构。

⑨施工仰拱C25钢筋砼及其上的C15片石砼回填。

（3）关键工艺要求：

洞口均处于围岩软弱地段，故而施工中方法是否正确，对隧道能否顺利进洞起着决定作用。

为此，除认真按设计要求对有关工序进行施作外，一是在分部开挖中要“分部”策划科学，程序安排得当，以稳为重，利于初支；

并要千方百计减少对围岩扰动，能用非爆破手段进行的就决不采用爆破方法，非采用爆破手段不可的也要按微震控制爆破技术进行，分层剥离。

二是进一步加强对洞外地质观测，增设测点数量，做到及时准确，以对施工过程中围岩及支护结构的稳定状态进行动态跟踪，为制定正确方案提供可靠依据。

三是坚决做到二衬紧跟，尽快形成封闭结构，免除后患，保证顺利通过。

总之，决不能因施工方法不当引起开挖断面坍塌，从而改变了围岩相对稳定性而人为造成应力集中，加剧隧道偏压。

（三）Ⅴ级围岩地段施工方案

Ⅴ级围岩施工采用超短台阶法，先护后挖，上台阶预留核心土环形开挖，微震光面爆破，机械出碴。

施工时严格遵守软弱围岩不良地段“早预报、勤量测、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、紧衬砌”的原则，做到稳扎稳打，步步为营。

（1）具体施工步骤（图***）如下：

①根据设计Ⅴ级围岩采用大管棚注浆预支护施工，采用超前锚杆预支护施工；

②拱部环形开挖；

③立拱部钢架，锚喷支护（初喷→施工径向Φ25中空注浆锚杆→组拼架立各节段钢拱架、安装钢筋网→复喷C25砼至设计度）；

④核心土开挖

⑤左侧边墙部位落底；

待初喷4cm砼厚立该节段钢拱架，锚喷支护；

⑥下部剩余部分开挖；

初喷4cm后架设剩余节段单元钢拱架，单元间以螺栓连接，并焊接牢固，然后锚喷支护，至此，初支闭合完成；

⑦灌注仰拱，施工C15片石砼回填层；

⑧铺设环向盲沟及隧道专用复合防水卷材；

⑨整体灌注二次衬砌。

（2）掘进施工作业循环：

Ⅴ级围岩开挖与支护相互协调配合，合理安排各工序施工时间，进行交叉、平行作业，每循环时间为12h，其掘进作业循环如图5-4-03所示。

（3）步骤说明及关键工艺要求：

①大管棚施工施工注意保持环与环间的设计搭接长度。

②开挖采用弱爆破，“震松法”施工，局部辅以挖掘机和人工配合，以尽量减少对地层的扰动。

爆破要密打眼、少装药，“震松法”药量按松动爆破计算，初选参数为：

周边眼间距E=0.3m，装药集中度q=0.1kg/m，炸药单耗=0.3～0.4kg/m3。

③核心土及下台阶开挖，视前步工序稳定情况进行。

台阶分界以侧墙钢拱架单元顶部为参考点，为防止上台阶初期支护下沉、变形，其底部应加设槽钢托梁，托梁与钢支撑连为一体。

④仰拱及填充层在初期支护完成后尽快施作，先于二衬进行施工，采用搭设防干扰通行平台技术进行混凝土全断面灌注。

必要时，钢支撑脚部设临时水平支撑，以策安全。

⑤Ⅴ级围岩台阶长度控制在5～10m，初期支护紧跟掌子面，及时施作仰拱，使整个断面尽快形成封闭式初支。

⑥二次衬砌紧跟初期支护，尽快施做，发挥二次衬砌承载能力，增大支护刚度，是保证初期支护和施工安全的关键措施。

一般二次衬砌在初期支护后1～2倍洞径处浇筑。

⑦施工时的排水工作要认真做好，在保证排水畅通的同时，重点要对两侧临时排水沟铺砌末面，防止基底软化。

（四）Ⅳ级固岩地段施工方案

Ⅳ级围岩地段采用采用短台阶法施工方案（框图见表5），台阶长5m，先护后挖，微震光面爆破，装载机和自卸车出碴。

具体施工步骤（参见图***）及关键说明如下：

1、超前支护施工采用超前锚杆、小导管等辅助措施；

2、上台阶开挖：

采用简易台架人工风枪钻眼，楔形复式减震掏槽，微震光面爆破开挖，循环进尺1.5～2.0m。

3、拱部初期支护：

施工顺序为初喷→径向Φ25中空注浆锚杆→组拼架立钢拱架→复喷C20砼至设计厚度，要注意拱脚锁脚锚杆和纵向槽钢托梁施工质量。

4、拉下台阶中槽：

中槽开挖坡度以实际地质情况进行控制，侧帮留2.0m左右宽的护台。

5、开挖左侧马口，续接左边墙钢架，锚喷支护；

6、同左侧马口开挖铣干，开挖右侧马口，进行右侧边墙初期支护施工；

7、分左、右半幅进行调平层施工；

8、铺设环向盲沟及隧道专用复合防水卷材；

9、在初期支护基本稳定后施做整体模筑二次衬砌。

二衬段与台阶距离不大于20m。

Ⅳ级围岩地段掘进支护施工，施工作业循环如图***所示。

（五）Ⅲ、Ⅱ级围岩地段施工方案

采用导坑超前，随之二次扩挖的方法开挖（框图见表5）。

施工步骤（参见图***）及关键说明如下：

1、开挖超前导坑：

导坑一般超前不超过10m，以便有较好的通风条件；

其宽、高尺寸选3.0～4.0m，；

满足机械装碴需要；

导坑底标高同隧底设计标高。

2、二次扩挖；

3、初期支护；

4、调平层施工；

5、铺设环向盲沟及隧道专用复合防水卷材；

6、整体灌注二衬砼。

Ⅲ、Ⅱ级围岩地段掘进施工作业循环如图5-4-07所示。

（六）紧急停车带的施工

本隧道紧急停车带设置1处里程为YK244+260，为Ⅲ级围岩区段，宽3.5m（含路缘带0.75m）,长30m，过渡段2×

5m。

支护方案为：

扩大断面两端墙采用C20喷砼厚10cm，锚杆φ22长3.5m，锚杆间距1.2×

1.2m，现浇砼厚40cm。

两者之间设置防水卷材及土工布。

其施工采用中壁法施工,分成左右幅上下台阶开挖。

具体施工步骤示意参见图5-4-08，工艺见框图5-4-09所示：

洞室开挖完成后，先进行跳段拆除中隔壁，拆除长度是6m，然后先墙后拱进行二衬。

再拆除其它中壁支护，完成砼二衬施工。

（七）汽车通道口过渡段施工方案

本隧道设有1处行车横道，横道与主隧道夹角700，呈马蹄形断面，断面结构采用长2.5m的φ25先锚后灌式砂浆锚杆,加强段采用20cm厚喷钢纤维混凝土（普通段为8cm）,25cm模注砼二次衬砌，两者间设置隧道专用防水卷材。

所有横道地处

图5-4-09Ⅲ级围岩紧急停车带施工程序图

Ⅳ类围岩地段，横洞开口处是围岩受力的薄弱环节，为确保施工安全，特做如下方案：

主洞与横道间设扩大段、加强段及过渡段，具体围如图5-4-10所示：

扩大段、加强段及过渡段围，主洞初期支护、二次衬砌按照设计图纸进行，其中扩大、加强段Ⅲ级围岩施工按图5-4-11施做。

扩大段及加强段开挖支护方法按上下台阶法施工，门架横梁地段施工做法如图5-4-12所示：

通道口门架承受正洞钢架支撑的垂直力和水平推力，钢横梁安装前准确放样，底部用素砼找平、垫牢；

门架立柱底加砼垫块，再浇筑基坑砼，以防止钢立柱锈蚀。

为保证钢门架的稳定性，施工期间加强临时支撑，钢横梁与钢拱架之间，钢门架立柱与横梁之间及与垂直锚杆、斜锚杆间焊接牢固，及时浇筑通道门墙砼。

待墙体达到设计强度时方可开挖。

汽车通道区段受力复杂，为确保安全，拟采用分部开挖法，并及时做好锚喷支护，初期支护完成后及时浇筑20cm厚砼底板。

横洞开口处8m围采用上下台阶法开挖，坚持小炮、短进尺的原则。

上下台阶相距3～5m，每循环进尺1m，采用人工配合侧式装碴机，自卸车出碴，钻爆作业及支护参照Ⅳ类围岩设计图施作。

通道施工即将贯通时，另一端掌子面停止作业，并安排值班人员看守，防止爆破穿透造成伤人死故；

铺设防水卷材时，在横洞处向横洞方向施作4～5m，保持其防水卷材的连续性；

主洞衬砌到交叉地段时，也向横洞方向延伸2～3m，以保证砼的整体性。

图***Ⅲ级围岩横通道口施工程序图

施工程序

简图

说明

①开挖上台阶；

按主洞做法，留出门架横梁平台

②上台阶初期支护；

安设钢横梁（为避免施工操作困难，I50C横梁可不同时就位，并可将接头的部分螺母焊在正洞钢拱的连接板上）

③下台阶开挖支护；

④开挖马口；

⑤架立2I50C门架立柱；

分别开挖

⑥开挖剩余马口，及时浇注通道门混凝土墙，待墙体达到设计强度时，采用分部开挖法施工汽车通道。

分段开挖，

弱爆破

第六节几项关键技术

一、超前地质预报技术

隧道地质超前预报是防止隧道开挖突发性灾害、保证施工工期，保证施工质量和评判围岩稳定的有效措施。

在施工阶段我们采用两种方法进行地质预报：

一是短时间对岩体进行物理探测，通过各种信息来判断岩体特征，即物理探测方法。

选用的仪器主要是瑞典RAMAC/GPR地质雷达探测仪和瑞士TSP-202地质超前预报仪。

做法是用该仪器按不同角度进行偏角扫描，分析扫描结果，判断前方地质变化情况；

二是随着隧道的掘进，熟悉、修正设计资料，通过掌子面地质素描和洞体展现对岩体的特征观察分析作出地质判断，即传统地质方法。

把这两种方法结合起来，可相互补充。

多年来我们就是使用这种方法、这种模式作地质超前预报的，效果很好。

我们将把这种“结合法”继续用于本隧道。

二、超前支护施工

本隧道洞口及洞断层破碎带地段施工采用φ108*6mm长管棚注浆支护，隧道开挖，严格遵循先护后挖的原则。

先施工管棚，通过导管注浆改善围岩力学性能，加固围岩，封堵地下水，并结合钢架支护，形成棚架式支护体系，是确保本隧道软弱围岩施工安全的一个重要技术手段。

（一）施工方法

长管棚与小钢管现场加工，注浆眼按设计要求布设。

打设管棚时取1-30（或按设计要求）的仰角，待注浆凝固后，方可开挖。

长管棚采用管棚钻机跟管钻进，顶入加工好的φ108长管棚，再进行注浆。

（二）设计参数

1、长管棚为外径Φ108mm，壁厚6mm的热轧无缝钢花管，长度按设计要求下料，管壁四周按设计间距梅花形、钻设Φ7mm压浆孔，管口预留40cm止浆段。

前端加工成锥形，尾部设加劲箍。

2、拱部布设围、环向间距、洞口段纵向间距及洞软弱围岩段纵向间距、外插角严格按设计图纸要求。

隧道纵向同一横断面的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m。

3、注浆采用分段注浆,浆液选用水泥玻璃浆（体积比1：

0.5,水玻璃浓度50玻美度，模数2.4）或水泥浆（水灰比1:

1），注浆初压力0.5～1.0Mpa，终压2.0Mpa。

4、大管棚或超前小导管均以紧靠开挖面的钢架为支点，打入钢管后注浆，形成管栅支护环。

（三）施工工艺

施工工艺流程见表5，其施工工艺要点为：

1、布孔：

钻孔前先喷砼封闭掌子面，以防漏浆，而后测量布孔，在设计孔位点上标记。

2、钻眼：

长管棚采用采用管棚钻机跟管钻进，顶入加工好的φ108长管棚；

小导管采用风动凿岩机钻孔。

成孔后，用吹管或掏勺将孔砂石吹（掏）出，以免堵塞。

3、封口、试泵：

人工推送钢管入孔，管口用麻丝和锚固剂封堵。

然后旋上孔口阀，连接注浆管路。

注浆前注浆系统要试运转“热身”，一般为20分钟。

利用注浆泵先压水检查管路是否漏水，设备状态是否正常，尔后再做压水试验，以冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液充塞的密实性，核实岩石的渗透性。

4、浆液配制：

水泥浆采用卧式搅拌机拌和。

水灰比W/C=0.5～1.0，同时，加入5%的水玻璃，以改善浆液性能。

在注浆前试验合理确定浆液配比、注浆压力等注浆参数。

浆液配比选择要考虑岩石裂隙情况及浆液扩散半径，现场通过试验确定。

配制浆液时，要注意加料顺序和速度，防止浆液结块。

浆液应随配随用，用多少配多少，以免造成浪费。

配制好的浆液，需经过滤后方可进入泵体，以防杂物堵塞管路或泵体。

5、注浆施工：

采用BW-250型双液注浆泵注浆。

清孔后，按由下至上的顺序施工，浆液先稀后浓、注浆量先大后小、先压单液水泥浆，再压CS双液浆程序注浆，如遇串或跑浆则隔孔灌压。

6、注浆压力控制：

注浆压力按分级升压法控制，由注浆泵油压控制调节。

具体调法是：

启动注浆泵，正常运转后关闭泵口阀门，泵停止运转后，旋转压力调解旋钮，将油压调在要求的油压刻度值上。

随着注浆阻力的增大，泵压随之增高，当达到调定值时，自动停泵。

为防止由于压注速度过大，造成上压过快返浆、漏浆等异常现象，影响注浆质量，在注浆前先压注三分钟的单液水泥浆，检查止浆情况，确定合适的压入速度，再行确定双液压入速度进行双液注浆。

7、结束标准：

采用终压和注浆量双控制。

一般以单管设计注浆量为标准，当注浆压力达到设计终压不小于20min，进浆量仍达不到设计标准时，也可结束注浆。

8、清洗注浆系统：

达到结束标准后，停止注浆，随即卸下注浆混合器及注浆系统，并用清水清洗干净。

以保证下次注浆顺利进行。

施工中要加强劳动保护，防止浆液沾染人体。

9、效果检查：

开挖检查浆液渗透及固结状况；

据压力浆量曲线分析判断；

没达到设计要求时，须补注处理。

（四）注浆异常现象处理

1、发生串浆现象，即液浆从其它孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆。

2、注水泥浆压力突然升高时，即可能发生了堵管时，立即停机检查。

3、水泥浆单液进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。

三、光面爆破技术

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，减小松动围，使开挖轮廓圆顺；

是保证本隧道工程质量、安全和进度的一个关键技术。

（一）爆破方法

针对本隧不同的围岩类别，具体实施的爆破方法为：

1、Ⅴ级围岩岩层风化破碎程度严重，自稳能力很差，采用预留核心土，环型爆破开挖的施工方法。

爆破设计见图***。

该方法的优点：

环型开挖周边眼间距较小，一次装药量少，对周边围岩震动较小，同时先开挖出的环型槽，在后序主体部分爆破起到较好的减震作用。

2、Ⅲ类围岩短台阶开挖，拱部采用减轻地震动光爆；

当围岩条件允许，下部可一次性挖完时，采用边墙部位预裂爆破方法。

爆破设计见图5-5-02。

3、Ⅱ、Ⅲ级围岩结合超前导坑，采用预留光爆层扩挖、深孔光面爆破方法。

爆破设计见图***，该方法的优点是：

下导坑超前，不但探明了地质情况，而且解决了硬岩深孔爆破掏槽难度大，炮眼利用率低的难题；

将一次扩挖（预留光爆层）的爆破方式由全断面一次爆破的抛掷式爆破改变为崩解式爆破，装药量可大大减少，显著的减小了爆破震动。

以往实践证明爆破效果极为理想，炮眼利用率接近100%，周边轮廓半眼率普遍提高。

（二）主要爆破参数的初步设计

1、爆破试验确定爆破参数

施工前首先要根据地质调查结果，选择有代表性的位置，采用利文斯顿爆破漏斗理论，进行现场爆破试验，提出爆破参数。

2、周边眼

（1）周边眼光爆参数的选择：

包括周边眼间距E，炮眼密集系数m，最小抵抗线W，不耦合系数D，周边眼装药集中度q。

根据设计提供地质资料，结合我单位以往施工经验，本隧道初步设计周边眼光爆参数可按表5-5-01选取。

（2）周边眼装药结构：

本隧道周边眼爆破均采用不耦合装药结构。

其中Ⅴ级围岩采用双传爆线装药结构，Ⅲ、Ⅳ类围岩采用竹片、传爆线、小直径药卷间隔装药结构。

（3）破碎地段，周边眼采用钻密眼，人为切开一条缝不装药或隔孔装药措施。

周边眼光爆参数表表5-5-01

围岩级别

装药不耦合系数D

周边眼间距E（cm）

周边眼最小抵抗线W

相对距E/W

周边眼装药集中度（kg/m）

Ⅱ

12545～1.50

45～60

60～80

0.80～1.00

0.25～0.40

Ⅲ、Ⅳ

1.50～2.00

35～50

50～70

0.15～0.25

Ⅴ

2.00～2.50

20～40

40～60

0.50～0.80

0.07～0.12

注:

表中Q系按2号岩石硝铵炸药计算,采用其他炸药时换算系数K按下式计算:

K=1/2（2号岩石炸药猛度/换算炸药猛度+2号岩石炸药爆力/换算炸药爆力）

3、掏槽眼

宜选用复式楔型掏槽，单侧掏槽眼的行间距及列间距应控制在30cm，并采用分段起爆方式。

4、炮眼布置方式：

周边眼、圈眼环形布孔，掘进眼采用线性布孔方式。

5、装药量计算：

先根据周边眼的装药集中度和掏槽眼的装药长度进行周边眼和掏槽眼的药量计算，其他炮眼按式（2-1）计算，按式（2-2）复核，科学进行药量分配。

单眼装药量计算公式q=k·

a·

w·

L·

λ式（2-1）

总装药量计算公式Q=k·

S式（2-2）

式中K一单位炸药消耗量，0.72～1.27kg/m3

a一炮眼间距，m；

w一炮眼爆破方向的抵抗线，m；

L一炮眼深度，m；

S—开挖断面积，m2；

—炮眼部位系数，按表5-5-02，表5-5-03选取。

软弱围岩炮眼部位系数表表5-5-02

炮眼

部位

掏槽

扩槽

掘进

槽下

槽侧

槽上

圈

二台

底板

λ

2～3

1.5～2

1～1.2

1

0.8～1

0.8～1预0.5～0.8光

1.2～1.5

硬岩、中硬岩炮眼部位系数表表5-5-03

10～20

1.2

0．95

0.9

0.85

1.05

0．6

6、起爆顺序安排：

预裂爆破时先预裂后掏槽，然后扩槽、掘进眼、二台眼、圈眼；

光面爆破从掏槽眼开始，由向外，最后是周边光面爆破。

（三）减轻地震动爆破措施

采用微震光面爆破，减轻地震动影响，减小对围岩的扰动，是保证本隧道软弱围岩施工安全的重要措施，其施做要点是：

1、密打眼，少装药，并根据爆破震动衰减规律公式反算控制最大单响起爆药量；

计算式为：

Qmax=R3（Vkp/K）3/a

式中：

Qmax—最大一段爆破药量，kg；

Vkp—安全速度，cm/s；

取Ⅴ=5cm/s；

R—爆破安全距离，m；

K—地形、地质影响系数；

a一衰减系数。

K、a值是针对隧道的具体情况，通过多次试爆基础上进行K、a值回归后确定。

根据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出的每段的最大装药量。

2、加强爆破震动地震波测试；

3、合理安排段间隔时差：

为避免爆破震动波形叠加，降低爆破震动强度，毫秒雷管跳段使用，段间隔时差控带在100ms左右。

4、根据以往施工经验，爆破产生大振速部位通常为：

掏槽爆破、底板或底角爆破、周边光面（预裂）爆破，为此，采用的手段一是采用楔形复式掏槽技术；

二是根据计算单响起爆药量，将底板眼、周边眼等，分段进行起爆。

（四）光面爆破施工程序及作业标准

为保证光爆施工实行程序化、标准化作业，我们制定了以下光爆作业程序及作业标准，施工工艺流程详见表5。

1、放样布眼

钻眼前，用激光准直仪定向，经纬仪、水平仪、钢尺相配合，测量人员用红油漆准确给出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不超过5cm（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）。

2、定位开眼

采用钻孔台车或风动凿岩机钻眼，其轴线与隧道轴线要保持平行。

就位后按炮眼布置图正对钻孔。

对于掏槽眼和周边边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差控制在5cm以。

3、钻眼

按照不同孔位，将钻工定点定位。

钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练的操作凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要由有较丰富经验的老钻工司钻，有专人指挥，确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角＜3度；

眼深5cm时，外插角2度），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。

4、清孔

装药前，用炮钩和高压风将炮眼石屑刮出吹净。

5、装药

装药需分片分组，按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”，要定人、定位、定段别，不得乱装药。

所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。

6、联结起爆网路

按设计的联接网络实施。

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连接点的牢固性；

导爆管不能打结和拉细；

各炮眼雷管连接次数应相同；

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。

7、非点炮人员撤离安全区后才能引爆。

爆破后，如有瞎炮，要进行专门处理，并及时检查光爆效果，分析原因，调整爆破设计。

（五）光面爆破全面质量管理措施

为切实搞好本隧道的光