第九章洞室开挖与支护施工文档格式.docx
《第九章洞室开挖与支护施工文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第九章洞室开挖与支护施工文档格式.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
3.0m(宽×
Ⅴ类围岩采取系统锚杆+钢筋格栅+混凝土衬砌的复合支护型式。
洞内车行道路宽2.75m,排水沟宽0.25m。
本标段施工支洞特性见下表。
表9.1-1施工支洞特性表
支洞名称
断面型式
断面
净尺寸
(宽×
高m)
支洞
长度
(m)
最大
纵坡
(%)
起止高程
施工项目
交通洞
城门洞型
8.5×
7.5
1510
7
330.8/419
开挖支护及混凝土工程
通风洞
7.5×
6.5
1216.539
8
421/346.15
自流排水洞
3.0×
2.9
3593.886
1.25
293.5/298
9.1.3主要工程量概述
主要工程量见下表。
表9.1-2主要工程量表
序号
项目名称
单位
工程量
一、交通洞
1
石方洞挖
m3
110141
2
锚杆(Φ16,L=1.5m)
根
3322
3
锚杆(Φ22,L=2.5m、3m、4m)
11357
4
锚杆(Φ25,L=4.5m、6m)
7141
5
锚杆(Φ28,L=6m、8m、9m、12m)
358
6
钢支撑
t
47.9
挂网钢筋
36.7
喷混凝土C25
6136
9
混凝土C30(二级配)
8937
二、通风洞
67386
894
锚杆(Φ22,L=4m)
16449
1206
锚杆(Φ28,L=4.5m、6m、8m)
203
58
3431
3169
10
混凝土C20
868
三、自流排水洞
32965
锚杆(Φ20,L=2.0m、2.5m)
17114
锚杆(Φ22,L=3m、3.5m)
1162
锚杆(Φ25,L=2.0m、6m)
298
96
12
1967
1570
618
混凝土C25
1715
四、7#施工支洞
6122
3540
锚杆(Φ22,L=3m)
41
锚杆(Φ25,L=4.5m)
15
锚杆(Φ28,L=6m)
37
2.5
0.4
496
557
9.2施工原则
9.2.1施工技术原则
一、各隧洞开口前先进行锁口支护,进口段1.5倍洞径范围内短进尺、弱爆破开挖,确保洞室开口处稳定;
二、不良地质段开挖遵循“短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤测量”的原则进行;
三、开挖过程中,要随时观察围岩类别、地质条件、节理裂隙、地下水渗漏等情况,进行必要的监测,及时记录并整理,以备查。
四、地下渗水、涌水等主要采用引、排、堵结合的方案,将积水集中至低处,由排水系统集中抽排至洞外;
五、开挖过程中,要根据地质条件的变化及时调整爆破参数和支护形式,确保施工安全和质量要求。
9.3.2施工重点、难点及对策
一、施工重点、难点
(一)为增加施工进度,洞室开挖长度在100m以后的爆破烟尘和施工设备废气排放量制约施工时间,特别是7#施工支洞位置距离自流排水洞洞口较长,通风散烟是本工程施工的重点和难点。
(二)在各隧洞间相交部位间应力集中,围岩稳定及施工安全问题突出,应采取措施确保施工安全和围岩的稳定,这也是本工程施工的重点和难点。
(三)防止隧洞断层、裂隙及地下水等都对施工产生不利的影响。
做好洞内地下水引排和处理是本工程施工的重点和难点。
(四)如何优化爆破参数,控制爆破单响药量,特别是在不良地质洞段,控制爆破质点振动速度,确保围岩稳定、确保施工安全是本工程施工的重点和难点。
(五)支护和开挖在不同围岩中的施工方法控制,是保证施工支洞安全,使施工正常进行的关键,也是本工程施工的重点和难点。
二、施工技术对策
针对上述重点、难点,根据施工技术总体规划,施工中主要采取以下对策:
(一)严格按招标文件《技术条款》要求,合理设计在不同围岩时的开挖方案,施工生产由专人进行协调,确保洞室的整体稳定,减小围岩塑性变形。
合理安排开挖与支护,保证各类围岩开挖后按要求得到及时支护,确保洞室的安全。
(二)采用妥善的排烟措施。
交通洞、通风洞、自流排水洞和7#施工支洞均采用压入式机械通风方法,改善施工条件。
(三)对于断层和结构面影响带、不良地质段,以及经分析可能存在潜在的不稳定块体和掉块,在开挖前采取超前支护,先导洞兼探洞开挖,后扩挖成形,开挖完成后及时进行喷锚支护;
对特殊(不可预见)的不稳定围岩,可根据设计及监理的要求及时进行加强支护。
(四)地下水防治措施
地下水活动较严重地段,加强地质预报,采用截、堵、引、排的综合措施。
(1)一般地下水压力下的地下水处理
施工中采用超前排水的方法。
一种方法为在地下水丰富区先开开挖导洞兼探洞,使地下水超前在导洞中排出,这样掌子面附近的地下水就会迅速减少。
另一种方法是在掌子面上,沿洞轴线方向,使用水平大口径钻机超前造孔,使大部分地下水沿造孔集中排出,改善掌子面前后的恶劣环境。
(2)高地下水压力下的地下水处理
对于一般排水方法无法满足要求的高地下水压力下的地下水,结合本工程特点,根据地质超前预报成果,主要采取超前注浆封堵的方法,争取在开挖前封闭地下水通道。
(3)涌水时的安全措施
在施工过程中应有专职的安全员对施工现场进行查看,一旦出现涌水情况应及时撤离现场,关掉高压电源;
并及时处理涌水后的现场。
(4)涌水处理预案
超前预注浆处理地下水是建立在超前地质预报基础上的。
但是,隧洞工程地质复杂多样,单靠目前的技术手段和方法,并不能对施工期所有地质情况做到精确预报,特别是对施工影响最大的地下水的预报,因此,对超前探测未探知的涌水、涌泥等地质灾害性给予足够重视,应事先准备好遭遇突发性涌水的施工预案。
(5)在7#施工支洞与自流排水洞交叉部位开挖时,采取合理的施工程序,保证洞室围岩的稳定。
具体程序如下:
1)排水系统超前完成,降低围岩裂隙水压力,提高主体洞室围岩稳定性。
2)相交的洞室间的开挖进度安排应合理,并视交叉口围岩情况做好锁口锚喷支护、径向预裂和洞室支护等工作。
3)除在开口前按设计要求做好锁口和超前支护外,还要在交叉口二倍洞径洞段内采取浅孔多循环、从小到大扩挖的方式开挖,以确保安全。
(6)为减小爆破对稳定性较差洞壁围岩影响,保证边墙的成型质量,采取措施针对围岩的开挖方式,并采用控制爆破技术,经过爆破试验确定合理的开挖方案,严格控制装药量,使爆破对岩石的影响减少到最低限度,确保岩壁不欠挖,超挖不大于招标文件要求。
岩壁开挖后,清除爆破产生的裂隙及松动岩石,清洁岩壁面,及时进行下一工序施工。
(7)洞口开挖及时进行相应的支护施工,确保洞口成形稳定。
9.3开挖及支护施工
9.3.1施工简述
本标段共需开挖的施工隧洞4条,由于围岩多以Ⅱ~Ⅲ类围岩,开挖支护可采用大体相似的开挖方式。
开挖支护严格遵循“短进尺、多循环、强支护、勤观测”的原则进行施工。
9.3.2开挖支护施工方案
一、Ⅱ~Ⅲ类围岩由于结构完整,采用YT28手风钻造孔,全断面掘进的方式进行开挖。
毫秒微差起爆,开挖边线周边光面爆破的方式,每循环进尺2.5m。
爆破孔连接详见附图9.3-01~03。
(一)Ⅱ类围岩主要为锚杆(随机)+喷素混凝土支护形式:
交通洞喷100mm厚C25混凝土;
顶拱系统锚杆Ф22,L=4000mm,外露50mm,@1500×
3000mm;
通风洞喷50mm厚C25混凝土;
自流排水洞喷50mm厚C25混凝土;
顶拱随机锚杆Ф20,L=2000mm,外露30mm;
7#施工支洞喷50mm厚C25混凝土;
顶拱随机锚杆Ф20,L=2000mm,外露50mm;
(二)Ⅲ类围岩主要为锚杆+喷素混凝土支护形式:
交通洞挂网喷100mm厚C25混凝土;
系统锚杆Ф22,L=4000mm,外露100mm,@1500×
通风洞挂网喷100mm厚C25混凝土;
系统锚杆Ф22,L=4000mm,外露50mm,@1500×
系统锚杆Ф20,L=2000mm,外露30mm;
@1500×
1500mm;
7#施工支洞挂网喷100mm厚C25混凝土,钢筋网Ф6,@200×
200mm;
系统锚杆Ф20,L=2000mm,外露100mm;
@1000×
(三)IV类围岩主要为喷素混凝土+钢筋网+衬砌混凝土支护形式:
交通洞挂网喷150mm厚C25混凝土;
钢筋网Ф6,@200×
排水带排距3000;
系统锚杆Ф25,L=4000mm,外露100mm,@1200×
2400mm;
C30钢筋混凝土衬砌厚500mm;
通风洞挂网喷150mm厚C25混凝土;
系统锚杆Ф22,L=4000mm,外露50mm,@1200×
自流排水洞挂网喷100mm厚C25混凝土,钢筋网Ф6,@200×
系统锚杆Ф20,L=2500mm,外露300mm;
@1200×
1200mm;
C25钢筋混凝土衬砌厚300mm;
C25钢筋混凝土衬砌厚400mm。
(四)Ⅴ类围岩、洞口段采取系统锚杆+钢筋格栅+混凝土衬砌的复合支护型式:
交通洞预喷C25素混凝土厚50mm,挂钢格栅纵距800mm,挂网喷250mm厚C25混凝土;
钢筋网Ф8,@150×
150mm;
系统锚杆Ф25,L=4500mm,外露100mm,@1200×
通风洞洞口段20m预喷C25素混凝土厚50mm,挂钢格栅纵距800mm,挂网喷250mm厚C25混凝土;
钢筋网Ф8,@200×
系统锚杆Ф25,L=4500mm,外露300mm,@1200×
自流排水洞预喷C25素混凝土厚20mm,挂钢格栅纵距800mm,挂网喷180mm厚C25混凝土;
系统锚杆Ф20,L=2500mm,外露200mm,@1200×
C30钢筋混凝土衬砌厚400mm;
开挖支护施工方案见表9.3-1。
表9.3-1开挖支护方案一览表
围岩类别
/部位
施工方案
洞挖方法
支护程序及方法
I、Ⅱ类围岩
采用YT28手风钻全断面开挖,循环进尺2.2~2.7m,周边光面爆破,毫秒微差起爆。
3m3侧卸装载机装12.4t自卸车出渣
手风钻(通过喷锚台车)造孔安装随机锚杆;
人工或湿喷机边墙及顶拱系统喷混凝土。
Ⅲ类围岩
IV类围岩
采用YT28手风钻全断面开挖,循环进尺1.0~1.5m,周边光面爆破,毫秒微差起爆。
3m3侧卸装载机装20t自卸车出渣
手风钻(通过喷锚台车)造孔安装超前锚杆,挂钢筋网,人工或湿喷机边墙及顶拱系统喷混凝土,安装钢格栅,衬砌钢筋混凝土。
V类围岩
采用YT28手风钻开挖,循环进尺1.0~1.5m;
采用小药量、弱爆破、多循环的方法,周边密孔小药量光爆,毫秒微差起爆。
3m3侧卸装载机,装12.4t自卸车出渣
隧洞平面
交叉口
3m3侧卸装载机,装12.4t自卸车出渣。
施工前,先进行锁口锚杆(或超前锚杆)支护,喷锚支护紧跟掌子面。
9.3.3开挖支护工艺流程
隧洞均采用YT28手风钻造孔,开挖边线光面爆破,采用全断面掘进的施工方法施工,先进行掌子面安全处理,而后由装载机将石渣装入20t自卸车运输至弃渣场。
出渣完毕后进行施工测量,再转入下一个循环。
开挖采用空孔、直孔、掏槽的型式,根据隧洞开挖的断面结构尺寸和地质条件,及时调整布孔和装药量。
掏槽孔、辅助孔以及周边孔造孔孔径均为ф50mm。
周边孔间距约60cm,装ф25mm药卷、乳化炸药,采用非电导爆雷管起爆。
其它孔装ф35mm药卷,采用非电毫秒导爆雷管联网起爆。
交通洞、通风洞开挖石渣采用装载机、20t自卸车运至弃渣场,自流排水洞、7#施工支洞开挖石渣采用LWL-80型电动全液压扒渣机(功率45Kw)装矿用四轮车四不像(整车尺寸长5550mm*宽2100mm*高1320mm,货箱容积4m3,
发动机功率48Kw)出渣。
运至渣场并按要求堆放。
全断面开挖支护施工工艺流程见图9.3-1。
图9.3-1全断面开挖支护工艺流程图
9.3.4开挖支护施工措施
一、开挖施工措施
(一)施工准备
为满足设计断面要求,每个循环造孔前必须采用全站仪对开挖掌子面进行全断面测量放样,测出断面开挖轮廓线,用红油漆标在开挖面上,并测出洞顶中心线、两侧起拱点(腰线)及造孔方向点等施工控制点,测量人员向施工人员进行交底,并在断面上标出,同时将上个循环断面的超欠挖情况说明,欠挖立即处理,严格控制超挖。
测量完成后,将手风钻就位,接好电源,做好施工支架等准备后准备开钻。
出渣完后,立即采用装载机对工作面进行清理,人工清理底孔炮位,清理距离满足凿岩台车工作要求,同时布置好排水设施等。
采用装载机人工配合修路。
(二)测量放线
洞内导线控制网测量采用全站仪进行。
施工测量一般采用全站仪配水准仪进行。
测量作业由专业人员实施,每排炮后进行洞室中心线、设计规格线测放,并根据爆破设计参数点布孔位。
开挖断面测量在喷混凝土前进行,测量间距3m。
定期进行洞轴线的全面检查、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。
洞内测量控制点埋设牢固隐蔽,作好保护,防止机械设备破坏。
(三)造孔作业
爆破工程师根据揭露的岩石情况、测量交底、原爆破参数以及爆破监测成果,填写爆破参数表,交底至现场技术员、钻爆班组,并组织布孔。
炮孔孔位用红油漆在开挖面上标出,一切交底确认无误后进行开钻。
由合格钻工严格按照测量定出的中线、腰线、开挖轮廓线和测量布孔进行造孔作业。
实行严格的钻工作业质量经济责任制。
技术人员现场旁站,便于及时发现和解决现场技术问题。
每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查,做到炮孔的孔底落在爆破规定的同一个铅直断面上;
为了减少超挖,周边孔的外偏角控制在设备所能达到的最小角度。
光爆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。
采用光面爆破是控制洞室开挖质量的重要手段,光爆的好坏将直接决定洞室开挖规格的优劣,因此合理选用优良的造孔设备、挑选熟练的钻工,严格造孔精度是保证开挖质量的前提。
造孔过程中,施工人员要逐一检查每个造孔角度、深度及间排距等控制要求,经检查不符合要求的造孔,需要进行处理或重新造孔。
造孔完成后,由质检人员抽检炮孔孔深、间排距、角度等,查看与设计是否相符,填写炮孔检查记录,上报爆破工程师。
(四)装药、联线、起爆
装药前用高压风冲扫孔内,炮孔经检查合格后,方可进行装药爆破;
炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结,由考核合格的炮工严格按批准的钻爆设计进行施作,装药严格遵守爆破安全操作规程。
掏槽孔由熟练的炮工负责装药,光爆孔用小药卷捆绑于竹片上间隔装药。
掏槽孔、扩槽孔和其它爆破孔装药要密实,堵塞良好,严格按照爆破设计图(爆破参数实施过程不断调整优化)进行装药、用非电雷管联结起爆网络,爆破网络要处于松弛状态,不要拉得太紧,要有一定的拉伸余地。
联网结束后,要检查复核整个网络,避免漏装漏联,最后由炮工和值班技术员复核检查,确认无误,撤离人员和可移动设备,其它机械设备做好安全防护。
爆破前进行清场警戒,施工人员撤离洞口,并预警三次,第三次预警结束,确认一切准备工作完毕后,由爆破员负责起爆。
光面爆破须达到以下要求:
(1)残留炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布;
(2)孔眼残痕率:
对微风化岩体达到80%;
对弱风化中、下限岩体不小于50%,对弱风化上限岩体不少于10%;
(3)相邻两孔间的岩面不平整度,不得大于15cm,孔壁没有明显的爆震裂隙;
(4)相邻两排炮之间的台阶最大外斜值不应大于10cm。
(5)通风散烟及除尘
洞室开挖施工过程中一直启动通风设备通风,利用已形成的通风系统进行排烟除尘,保证在放炮后规定时间内将有害气体浓度降到允许范围内。
爆破散烟结束后,对开挖面爆破渣堆洒水除尘。
(6)爆破后安全检查及处理
待烟尘消散后,爆破员进入作业面进行检查,发现瞎炮、拒爆及时处理。
用反铲(或人工)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,可先喷一层5cm厚混凝土,出渣后再次进行安全检查及处理。
在施工过程中,经常检查已开挖洞段的围岩稳定情况,清撬可能塌落的松动岩块。
待安全后解除警报、警戒,进行安全处理,最后出渣。
(7)出渣及清底
爆破的石料采用侧翻装载机装12.4t自卸车运至渣场,出渣完毕后,用反铲或人工清出工作面积渣,为下一循环钻爆作业做好准备。
(8)其他
爆破技术参数见表9.3-2。
表9.3-2爆破技术参数表
隧洞名称
孔深(m)
爆破效率
循环进尺(m)
单位消耗(kg/m3)
I~III
2.6
92%
2.2
0.82
2.7
93%
0.84
0.89
7#施工支洞
单工作面开挖循环作业时间见表9.3-3。
表9.3-3开挖循环作业时间表
类型
时间单位
测量放线
超前支护
造孔
装药爆破
通风散烟
安全处理
围岩支护
出渣
其它
循环时间
全断面
h
1.0
3.0
滞后
11
备注
支护与开挖平行作业,支护尽量不占直线时间。
二、支护施工措施
(一)砂浆锚杆施工
砂浆锚杆形式主要用于系统锚杆和锁口锚杆的施工,采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工。
(1)材料
锚杆:
选用HRB400级高强度的螺纹钢筋或变形钢筋;
水泥:
采用标号不低于42.5级的普通硅酸盐水泥,并按规范检验;
水:
取自发包人的施工供水系统;
砂:
采用中、细砂,最大粒径不大于2.5mm;
外加剂:
采用符合施工图纸和质量要求的外加剂。
所用外加剂必须通过经发包人认可的检测单位试验或检验合格,生产厂家应具有一定生产规模和完善的质量保证体系,产品质量稳定,保