下穿贵广长昆铁路段施工专项方案11 修订Word文档下载推荐.docx
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劳动力计划表
序号
施工班组
人数
1
开挖班
24
2
初支班
18
3
运输班
8
4
二衬班
36
3.2、施工机器及设备表
主要设备见《拟投入本工程的主要施工机械及设备表》。
机械设备名称
规格型号
数量
备注
自动注浆机
SNC-150/3.5
自制多功能凿岩台架
混凝土湿喷机
TK961
挖掘机
CAT320C
5
正装侧倾式装载机
ZL-50
6
压入式通风机
150kw
7
凿岩机
YT-28
14
风镐
G10
9
电动空压机
10m3
10
重型自卸车
19.5t
11
柴油发电机组
250GF
12
变压器
630KVA
其它设备
钢筋弯曲机
GW-40
钢筋切断机
GQ40
钢筋调直机
GT-12
电焊机
BX1-315F
潜水泵
BAH=50
多级扬水泵
BAH=100
泥浆泵
L250
全站仪
SET230
水准仪
C32Ⅱ
收敛仪
四、施工总体安排
4.1、施工总体思路
因本工程隧道下穿贵广、长昆铁路段静态爆破左右隧共计开挖长度为120.798m，左隧施工里程为ZK0+640～ZK0+700，该段为S-IVb型；
右隧施工里程为YK0+554.202～YK0+615，该段为SC-IVA和S-IVb型。
右隧交叉口施工严格按照《横洞进正洞施工专项方案》施工，参照暗挖隧道新奥法施工工艺，分段分区开挖作业方案，上下台阶施工静态爆破，欠挖部分采用炮碎机辅助开挖至标准断面。
隧道上部在超前中管棚注浆加固围岩的措施下，首先完成上半断面开挖，并将工作面推进到预计位置。
完成上断面开挖和支护工作后，采用相同方法进行下半断面开挖。
如果不影响上断面施工，在保持一定距离情况下，上下断面可同时推进。
静态爆破的基本原理：
静力爆破剂是以特殊硅酸盐、氧化钙为主要原料，配合其他有机、无机添加剂而制成的粉状物质，典型的化学反应式为：
CaO＋H2O→Ca（OH）2＋6.5×
104J
式中CaO——————氧化钙
H2O——————水
Ca（OH）2————氢氧化钙
J———————焦（热量单位）
当氧化钙变成氢氧化钙时，其晶体由立方晶体转变为复三方偏三角面体，这种晶体的转化，会引起晶体体积的膨胀。
根据测定，在自由膨胀的前提下，反应后的体积可增长3～4倍，其表面积也增大近100倍，同时每mol还释放出6.5×
104J的热量。
如果将它注入炮孔内，这种膨胀受到孔壁的约束，压力可上升到50Mpa,介质在这种压力作用下会产生径向压缩应力和切向的拉伸应力。
破碎剂执行建材行业标准JC506-92：
型号
适用温度
膨胀压（MPa）
8小时
24小时
48小时
HSCA-I
35±
≥30
≥55
≥90
HSCA-II
25±
≥20
≥45
≥60
HSCA-III
10±
≥10
≥25
≥35
本隧道适用HSCA-II型（春秋型）静态破碎剂。
4.2、施工总体目标
4.2.1工期目标
贵阳金阳建设（集团）有限公司根据2014年4月17日贵阳市政府组织市发改委、财政、审计、规划、建设等单位召开的专题会议精神，已全面启动贵阳市1.5环黔春大道项目前期工作。
其中黔春大道至火车北站联络线为连接1.5环黔春大道与火车北站站西路的重要通道，联络线3号隧道下穿在建贵广铁路大沣1号隧道、长昆铁路当面山隧道，西北面与站西路贯通，东南面与黔春大道主线连接。
根据在建的贵广铁路施工进展情况，现该段贵广铁路已进入铺轨阶段，预计在2014年8月进入联调联试。
按相关要求及现场施工情况，为保证联络线施工不对贵广铁路的联合调试和开通造成安全及工期影响，下穿段采用静态爆破施工，预计左右隧静态爆破段施工工期为8月1日～10月20日.
4.2.2质量目标
符合国家和行业有关标准、规定及设计文件要求，检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率100%，单位工程一次验收合格率100%，主体工程质量零缺陷。
4.2.3安全目标
坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，建立健全安全管理组织机构，完善安全生产保证体系。
“三消灭”：
消灭违章指挥、消灭违章操作、消灭惯性事故。
4.2.4环水保目标
确保因施工期间产生的气体排放、地面排水及排污等，不超过业主要求规定数值，同时满足国家及贵阳市是政府主管部门颁布的法律规定的数值。
4.2.5文明施工目标
组织健全、目标明确、措施齐全、执行有力；
施工平面布局合理，施工组织有条不紊；
材料堆码整齐、标准有序，各类标志齐全；
施工人员遵纪守法、文明用语、尊重民风、民俗；
施工现场管理和施工作业标准化、规范化。
4.3、施工组织管理机构
五、施工工艺及施工方法
在下穿贵广铁路位置时埋深仅18.1m，属于浅埋范畴，施工风险较大。
在浅埋段隧道施工中，由于开挖过程中地层应力逐步释放，隧道围岩变形增大，若开挖方法不当，围岩将产生较大的塑性变形，甚至出现裂缝、坍塌，发生隧道施工安全事故。
5.1、工艺流程
5.2、施工方法
5.2.1、超前支护
下穿贵广和长昆铁路影响段施工范围为：
左隧ZK0+640~ZK0+700，长60m，该段围岩衬砌类型为S-IVb型模筑衬砌；
右隧YK0+554.202~YK0+615，长60.798m，该段围岩衬砌类型为SC-IVA和S-IVb型模筑衬砌。
超前支护采用φ76超前中管棚，环向间距为0.4m，纵向间距为2.4m，单根长6m，每环有45根，均匀分部在拱部120°
范围内（见下图）。
图5.2.1超前支护设计图
超前中管棚施工工艺
1）、中管棚采用无缝钢花管，壁厚5mm、单根长度6m，环向间距0.4m，纵向间距2.4m，每环45根。
中管棚的前端做成尖锥状，管壁钻眼间距为40cm，采用梅花形布置，眼孔直径80mm，最后一排眼孔至管口端的距离为1.05m作为预留止浆段（中管棚加工和布置见下图）
2）、采用JY-28手风钻钻孔，钻孔孔直径φ80，沿开挖轮廓线向外以7°
～12°
的外插角钻孔，完成后以紧靠开挖面的型钢钢架为支点将小导管打入孔内。
打入钢管后注浆，形成管型钢支护环。
注浆施工：
超前中管棚采用单液水泥浆，水泥浆水灰比为1～1，水泥采用标号为42.5，注浆压力在0.5~1.0MPa。
3）、注意事项
（1）、超前中管棚布置于拱部120°
范围，端部焊于型钢钢架上。
（2）、发生串浆现象，即液浆从其它孔中流出时，采用堵塞串浆孔隔孔注浆。
水泥浆压力突然升高，即可能发生了堵管时，停机检查。
（3）、中管棚注浆采用编号的形式进行记录，做好注浆记录表。
（4）、钻孔施工的高压风，高压水的各种连接部件采用符合要求的高压配件，管路连接安设牢固，并经常检查，防止管接头脱落，管理爆裂高压风，水伤人；
高压线路由专业电工操作。
（5）、施工台架应牢固稳定，台架上应满铺底板，周边应设置栏杆，台架上的人、料不得超过承载能力，作业时应设警示标志或专人防护。
5.2.2、开挖方式
1）、静态爆破施工方法
为保证施工安全，实现信息化施工，在开挖前，引入第三方检测单位进行超前地质预报。
静态破碎工作面开展与炮孔定位受岩石风化情况影响，开挖时容易在风化或岩石破碎带找到突破口，在掌子面上用风镐或炮机在上台阶中部和下台阶中部扩大形成一个槽，槽的长宽深均为1m，这样每个断面增加一个自由面，以利静态破碎剂胀裂破岩施工。
当开槽困难时，也可用大孔径钻孔法形成自由面，以大炮孔为中心向周边逐步扩展，俗称掏洞法。
上断面一般采用浅眼法，向下倾斜孔，孔径42mm，水平进尺0.8～1.2m；
下断面采用深孔法，向下垂直孔，孔径76mm，台阶高度3～5m。
2）、静态爆破参数
2.1
上断面开挖
（1）水平进尺LL
：
L＝0.8～1.2m。
（2）钻孔直径D
采用手风钻钻孔取D＝42mm
（3）底盘抵抗线W：
W＝30cm
（4）孔距和排距：
布孔方式如图5.2.2.1所示：
图5.2.2.1静态爆破平面布孔示意图
图5.2.2.2静态爆破段面布孔示意图（单位：
cm）
1为上台阶，②为下台阶，③为仰拱台阶
孔距a
孔距越小，开裂越容易，破碎时间也短。
但是孔距越密，孔数增
多，必然加大施工成本，影响施工进度，根据下列公式计算出可行的最大孔距：
a=（P/β×
R1+1）d
式中：
P——破碎剂膨胀压力30兆帕；
R1——岩体的抗拉强度为6兆帕；
β——膨胀系数，β≈0.5；
d——孔径，d=0.042m。
由此可计算出孔距为30.2cm，取a=30cm。
排距b：
排距b一般小于孔距a，可采取b=（0.6～0.9）×
a；
这里取b=30cm。
（5）炮孔长度L1：
L1=L＋0.5b
（6）灌浆长度L2
L2＝b
（7）用药量：
静态爆破与炸药爆破不同，装药需基本填满空孔，用药量可按照空孔总长度计算，并随孔径、孔距而异，单位体积用药量表10所列。
表10
单位体积装药量
破碎岩石类别
单位体积用药量（Kg/m3）
软质岩石
8～10
中硬岩石
10～15
硬质岩石
12～20
破碎剂总用药量也按被破碎岩石体积乘以单位体积耗药量经验数据按下式计算：
Q=V×
q
V——破碎岩石体积（m3）；
q——单位体积耗破碎剂量（kg/m3）。
2.2
下断面开挖
施工顺序
（1）台阶高度选取：
上台阶约4.6m，下台阶约6m，仰拱台阶88cm，预计施工台阶3个。
为加快施工进度，当上面一个台阶向内静态破碎开挖完成5～6米时，开始进行下一个台阶的施工，形成梯步式工作面。
（2）布孔形式
为提高破碎效果，提高装车能力，满足进度需要，根据自由面较多的特点，
本工程采用对数形布孔方式，即离自由面越远，孔的间距越密。
（3）钻孔孔径
根据以往的施工经验，结合本工程特点，采用钻孔直径选择d=76mm，当边
缘钻机摆位空间不足时，先选手风钻钻孔，降低高度后再用大钻。
（4）孔距
根据上述公式计算出可行的最大孔距：
a=80cm。
（5）排距
排距b=60cm。
3）、
静态爆破调浆、灌浆、养生保护
（1）施工前准备：
跟据工地气温、药剂温度、拌水温度、被破碎体温度、是否与要求相符合；
检查药剂包装是否破损。
操作前请确定已准备好以下材料物品：
药剂、洁净水、水桶、拌和盆、捅棍、防护眼镜、橡胶手套、备用洁净水和毛巾。
（2）布眼前首先要确定至少有一个以上自由面（临空面），钻孔方向应尽可能做到与自由面平行；
切割岩石或混凝土时同一排钻孔应尽可能保持在一个平面上。
自由面越多，单位破石量就越大，经济效益也更高。
破碎方案确定后，首先使用钻机钻孔。
关于孔径、孔距、孔深和破碎设计，应根据被破碎物的具体情况而定。
（3）钻孔后用吹风管吹净孔内岩屑、干粉。
（4）采用HSCA－2型（春秋型）静态破碎剂，使用气温20°
C左右，加水水温20°
C以上。
30分钟初凝，4小时终凝。
24小时膨胀压力达到45Mpa，48小时达到60Mpa以上，24小时即可满足爆破需求，进入下一工序施工。
（5）采用塑料桶盛装一定数量的破碎剂，再加入清水，水与破碎剂比例0.22～0.32（重量比），戴上橡皮手套，用手迅速搅拌、和匀、拌熟，不得夹有生粉，以防冲炮。
浆液调成能流动的糊状，不能过稀或过干，调好后迅速向孔内灌浆。
调浆灌浆工序需连续进行,不得超过10分钟.每次不能调浆太多,要小量多次调浆。
灌浆顺序应从台阶坡面炮孔始灌，再依次往后排孔灌浆，每排孔灌浆延期时间20分钟，不得颠倒顺序。
（6）养生保护：
灌浆后，破碎剂会发热，岩体会吸收破碎剂水份，岩体裂隙也会流失一些浆液和水份，使破碎剂干燥，降低破碎剂强度，影响破碎效果，灌浆8小时左右，如发现破碎剂出现这些现象，要向岩面适当喷淋注水，补水降温。
（7）药剂反应的快慢与温度有直接的关系，温度越高，反应时间越快，反之则慢。
实际操作中，控制药剂反应时间太快的方法有两种，一种是在拌合水中加入抑制剂。
另一种方法是严格控制拌和水、干粉药剂和岩石（或混凝土）的温度。
夏季气温较高，破碎前应对被破碎物遮挡，药剂存放低温处，避免曝晒。
将拌合水温度控制在15℃以下。
（8）采用油炮机从台阶坡面逐步向内破碎岩体，使龟裂的岩块从岩体脱离。
局部部位油炮机不便于施工时，采用人工手持风镐破碎。
4）、静态破碎施工安全措施
（1）无关人员不得进入施工现场。
（2）使用必须配戴防护眼镜。
施工人员未戴防护眼镜操作属安全违章。
由于HSCA主要成分为生石灰，因此具有腐蚀性、不得接触皮肤，更不得误入眼睛，所以必须戴好眼罩，使用橡皮手套，穿好防护工作服。
特别是灌浆后可能发生冲炮，要严加防范。
（3）在药剂灌入钻孔到岩石或混凝土开裂前，不可将面部直接近距离面对已装药的钻孔。
药剂灌装完成后，盖上麻袋或草席，远离装灌点。
观察裂隙发展情况时应更加小心。
此外施工现场应专门备好清水和毛巾，冲孔时如药剂进入眼内和皮肤上，应立即用清水冲洗。
情况严重者立即送医院清洗治疗。
（4）刚钻完孔和刚冲孔的钻孔，孔壁温度较高，应确定温度正常符合要求
并清洗干净后才能继续装药。
（5）膨胀剂运输和存放中应注意防潮。
开封后请立即使用。
如一次未使用完，应立即紧扎袋口，需用时再开封。
5.2.3、支护方式
开挖结束后，应立即进行支护措施，见下图。
图5.2.3.1衬砌断面示意图
支护参数如下：
1、采用I20b型钢支撑，钢架间距为0.6m；
2、初期支护采用C25砼喷射，喷射厚度为28cm；
3、超前支护采用Ф76的超前中管棚，小导管长6.0m，每环25根，环与环之间搭接长度为2.1m。
4、拱部采用Ф25的中空锚杆，注入M20砂浆，边墙采用Ф22的砂浆锚杆，单根长度为4m，环×
纵=1.0×
0.6m。
5、钢架之间采用φ22纵向连接钢筋，环向间距1.0m，钢架与纵向连接钢筋采用焊接，单面焊接长度10d。
6、工字钢端头焊接在厚16mm的钢板上，焊缝高度hf=10mm。
7、安装钢拱架时，应在钢架墙脚、拱脚位置设置φ22锁脚锚杆，每根锚杆使用锚固剂15条，填满锚眼，每处两根，每根长4.0m；
钢架脚必须置于牢固的地基上，钢架脚设置28a垫槽钢，间距60cm/榀。
六、监控量测
在联调联试区间的台阶法（静态爆破）部位施工期间开展监控量测，将监控量测作为关键工序列入现场组织，并对支护体系的稳定性进行判别。
监控量测必测项目包括左正洞ZK0+640-ZK0+700和右正洞YK0+554.202-ZK0+615段净空收敛、超前地质预报和既有隧道沉降观测，保证联调联试区间施工期间的安全。
大沣1号隧道和当面山隧道属于铁路隧道，两条隧道均已完成主体结构的施工，其中大沣1号隧道铁轨已经铺设完毕，进入试车阶段，考虑到两条隧道的具体实际情况，大沣1号隧道和当面山隧道的监控内容见表6.0（对既有隧道监测方案见专项方案）。
表6.0大沣1号隧道和当面山隧道监控内容
隧道名称
监控内容
大沣1号隧道
裂缝开裂监测、轨道沉降观测、结构物下沉观测、爆破震动监测
当面山隧道
裂缝开裂监测、结构物下沉观测、爆破震动监测
6.1、监控量测方法
6.1.1监控量测工作流程
图6.1.1工作流程图
6.1.2监控量测的内容
1.洞内、外观察
（1）观测内容
1）对开挖后没有支护的围岩：
a.岩质各类和分布状态，近界面位置的状态；
b.岩性特征：
岩石的颜色、成分、结构、构造；
c.地层年代归属及产状；
d.节理性质、组数、间距、规模、节理裂隙的发育程度和方向性，断面状态特征，充填物的类型和产状等；
e.断层的性质，产状，破碎带宽度、特征；
f.煤层情况；
g.溶洞的情况；
h.地下水类型，涌水量大小，涌水压力、水的化学成分，湿度等；
i.开挖工作面的稳定状态，顶板有无剥落现象。
2）开挖后已支护段：
a.初期支护完成后对喷层表面的观测及裂缝状况的描述和记录；
b.有无锚杆被拉脱或垫板陷入围岩内部的现象；
c.喷混凝土是否产生裂隙或剥离，要特别注意混凝土是否发生剪切破坏；
d.钢拱架有无被压曲现象；
e.是否有底鼓现象。
（2）量测目的
a.预测开挖面前方的地质条件及围岩级别；
b.为判断围岩、隧道的稳定性提供地质依据；
c.根据喷层表面状态及锚杆的工作状态，分析支护结构的可靠程度。
（3）量测方法
根据不良地质、突水等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，利用地质素描、照相或摄像技术将观测到的有关情况和现象进行详细记录，观测中，如发现异常现象，要详细记录发现的时间、距开挖工作面的距离以及附近测点的各项量测数据。
（4）测试仪器
地质罗盘、地质锤、钢卷尺、放大镜、秒表、手电、照相机或摄像机。
（5）量测频率
目测应在隧道开挖工作面爆破后及初期支护后立即进行，每个监测断面应绘制隧道
2.隧道周边收敛监测
（1）量测内容
量测隧道内壁两点连线方向的相对位移。
（2）量测目的
a.周边收敛是隧道围岩应力状态变化的最直观反映，测量周边收敛可为判断隧道空间的稳定性提供可靠的信息；
b.根据变位速度判断隧道围岩的稳定程度，为二次衬砌提供合理的支护时机；
c.判断初期支护设计与施工方法的合理性，用以指导设计和施工。
（3）量测方法
根据不良地质、突水、洞口浅埋等及有特殊要求的停车、通道交叉地段或业主及监
理认为有必要监控的地段，设置监控量测断面，每个断面分别在侧墙设置测点，采用收敛计，通过百分表量测隧道周边某两点相对位置的变化。
测点应距开挖面2m的范围内尽快安设，并应保证爆破后24h内或下一次爆破前测取初次读数。
（4）监测仪器：
收敛计。
（5）测点布置
当采用台阶法开挖时，上台阶开挖完毕，在每个监测断面的隧道拱腰处埋设1号、2号两个测桩，用冲击钻在拱腰处打孔，然后安装直径为8mm的膨胀螺丝钩，布置上测线；
当下台阶开挖完毕后，在边墙处埋设3号、4号两个测桩，布置下测线。
（6）量测频度
根据位移速度和距工作面距离选取，见下表。
表6.1.2隧道收敛位移和拱项下沉量测频度表
位移速度（mm/d）
距工作面距离
频度
>
（1~2）D
1~4次/1天
1.D为隧道宽度
2.当位移速度>
5mm/d
时，应视为出现险情，及时发出警报。
1~5
（2~5）D
1次/2天
0.2~1
5D
1次/1周
<
0.2
不监测
注：
（1）从不同的测点得到的位移速度不同，量测频率应按速度高的取值；
（2）若根据位移速度和据工作面距离两项指标分别选取的频率不同，则从中取高值；
（3）后期量测时，间隔时间可加大到几个月或半年量测一次。
6.2、拱顶下沉、净空变化
隧道内壁面两点连线方向的相对位移称为周边收敛。
收敛值为两次量测的距离之差，它能反映洞室的工作状态和受力性状。
隧道拱顶内壁的绝对下沉量称为拱顶下沉值。
对于埋深较浅、固结程度低的地层，水平成层的隧道，这项量测比收敛量测更为重要，其量测数据是确认围岩的稳定性、判断支护效果、指导施工工序、预防拱顶坍塌、保证施工质量和安全的最基本资料。
拱顶下沉、水平收敛量测起始读数宜每次开挖后12h内取得起始读数，最迟不得大于24h，且在下一循环开挖前必须完成。
测点应牢固可靠、易于识别，并注意保护，严禁静态爆破损坏。
拱顶下沉测点和净空变化测点布置在同一断面上，监控量测断面按2-3m一个布置。
拱顶下沉量测测点布置在拱顶。
本隧道段按台阶法施工，净空变化量测测线
数，按下表布置：
净空变化、拱顶下沉、拱脚沉降均采用全站仪按非接触法进行观测，预埋测点由钢筋加工而成，采用冲击电锤或风钻钻孔，埋入钢筋采用直径不小于20mm的螺纹钢，前端外露钢筋与埋入钢筋焊接，直径不小于6mm，加工成三角形钩。
测点用快凝水泥
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