泰和隧道洞身开挖Word文件下载.docx
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钢筋网￠8
钢架
K640+790~K640+800
明洞
K640+800~K640+862
Ⅱ
103.7
10
22
L300
@80×
80
20×
20
I16钢架
0.8m/榀
￠108管棚+
￠42小导管
K640+862~K640+908
Ⅲ
102.4
7
@100×
100
格栅钢架
1.0m/榀
Φ22砂浆
锚杆
K640+908~K640+997
K640+997~K641+010
地质地貌概况
小庄隧道地处由侵蚀丘陵及山间谷地组成的相对复杂的地形中，洞身穿越了海拔255米的丘顶，隧道底板与丘顶高差58米，东侧山坡坡脚云亭河由东向西迳流，隧道左侧原319国道坡陡弯急，沿山丘边呈蛇形弯曲延伸，隧道区植被较发育，属通视条件差的复杂类地形地貌。
隧道区揭露的主要地层岩性为第四系上更新统称----全新统残坡积土、寒武系下统牛角河群变余中细粒长石石英砂岩夹薄层状板岩。
岩层总体走向SW，倾向NE，倾角50~75°
.围岩由表层向下依次为残坡积层及基岩全风化带,强风化变余长石石英砂岩夹板岩,弱风化变余长石石英砂岩夹板岩.洞身开挖范围均属于Ⅱ、Ⅲ类围岩,开挖后可能有Ⅰ类围岩地段.进口K640+800~820，出口K640+970~997段为浅埋段。
区内断裂构造发育，但规模一般不大，主要受北东向主断裂F2和近东西向断裂F1两组断裂控制。
地下水水量较小，主要类型为基岩裂隙水，其水量<
0.1升/秒，但发育的张性节理一般是贯通性，很容易将地表水（丰水季节）、地下水导入施工的隧道内，给隧道施工、防护造成不利影响。
其它不良地质现象主要为：
1.风化，2.软弱夹层。
主要工程数量：
支付项名称
单位
数量
503-1
洞身开挖
a
土方
m3
6314
b
石方
14054
c
弃方超运
m3·
Km
二主要施工方法及技术要求
（一）拟采用的主要机械设备
序号
名称
规格
数量
备注
空压机
4L-20/8
台
1
气腿式凿岩机
YT-28
30
自卸车
4
6
锚喷机
科明
3
注浆泵
UBJ3
装载机
ZLC50-GV
碎石破碎机
变压器
315KVA
搅拌机
350
配料机
HPD-1200
风机
JFD-90-4
（二）各不同类型地段施工方法
●洞口段及明洞施工
洞口段施工前，根据设计要求测设边仰坡边线，开挖前，先施作边仰坡截排水沟。
边仰坡开挖应自上而下作业，开挖完后及时施作洞口路基段排水沟工程，使仰坡顶排水设施与路堑排水系统相通。
洞口段表层为第四系上更新统----全新统残坡积土，松散~稍密状，具蠕动状松散结构，自身稳定性差，覆盖层薄，属浅埋。
围岩难以自成拱，需对地表进行加固，确保山体稳定。
本着洞口施工尽早进洞的原则，采取“拉槽，预留土，拱顶加固，侧壁导坑，留核心土，及时支护，半断面进洞”的施工方法，预留沉落量10cm。
具体施工方法如下（以出口施工为例）：
参见仰坡加固立面图、侧面图。
K641+010处开始拉槽，坡度采用1:
0.5,底高度为设计圆心标高上0.62米,宽度12.18米,拉槽至K640+997,开挖仰坡（预留核心土进行开挖），仰坡开挖后及时支护,初喷砼厚5cm,然后成洞面附近约2倍洞径区域内，打设地表砂浆锚杆，参数为:
22,L：
3.0米,梅花形布置,排距1.01.0米,并挂设φ8@2525钢筋网,然后复喷砼C25至10cm;
边坡喷C25砼10cm进行支护。
边仰坡加固完成后，及时画出开挖轮廓线，在轮廓线外30cm钻眼。
布置环向间距40cm超前管棚，并注浆加固成洞面周围岩体。
●Ⅱ类围岩及浅埋段施工
Ⅱ类围岩采取微台阶法施工，进洞高度为5.5m,洞口段20米上半断面采取留核心土的施工方法，坚持先护后挖的原则。
主要施工流程示意：
测量放线（绘出开挖轮廓线）超前支护（管棚钻眼、安装）注浆钻爆通风找顶第一次初喷出渣断面净空修整第二次喷浆锚杆孔眼放样钻孔清孔塞药包杆体安装挂网、立钢支架复喷至设计厚度下一个循环
据计算，进口K640+800~820，出口K640+970~997段为浅埋段。
采取如下技术措施：
1采用风镐开挖，减少对围岩的扰动；
采用爆破开挖时，应短进尺、弱爆破。
2加强对拱脚的处理，打设拱脚锚杆，提高拱脚处围岩的承载力。
3及时施作仰拱。
4采用地表预注浆结合洞内换形注浆固结。
5加强对地表沉降、拱顶下沉的量测及反馈，以指导施工，量测频率为深埋段时的2倍。
●Ⅲ类围岩段施工
Ⅲ类围岩地段同样采取微台阶法施工，坚持先护后挖的原则。
测量放线（绘出开挖轮廓线）超前支护（锚杆钻眼、注浆、安装）钻爆通风找顶第一次初喷出渣断面净空修整，第二次喷浆锚杆孔眼放样钻孔清孔塞药包
杆体安装，挂网、立钢支架复喷至设计厚度下一个循环
●F2断层地段施工
据工程地质报告，K640+910~920处有一北东向主断裂F2，处Ⅱ类围岩地段，除按Ⅱ类围岩地段施工要求执行外，采取以下施工措施：
1采取洞内超前深孔帷幕注浆措施，形成有相当深度和较长区段的筒状加固区。
2注浆结束后，做一定数量的钻孔检查或用超声波探测仪检查注浆效果，如未达到要求应进行补注浆。
3及时调整炮眼的深度、数量及装药量。
4适当加密锚杆间距、钢架间距。
●边墙马口、仰拱部位开挖
1边墙马口跳槽的开挖，一般应错开施工，围岩状态较好处可采取对开施工，并符合下列要求：
采取长短马口结合，减少跳槽次数。
首轮马口长度，Ⅲ类围岩不宜大于4m，Ⅱ类围岩不宜大于2m。
回头马口开挖必须待相邻边墙封口24h后进行；
有侧压力时，应在封口3d后进行。
2仰拱部位开挖，可采取整幅或半幅开挖，并应符合下列要求：
挖至设计要求深度，底面平顺，清除渣物；
排除积水，做好排水设施；
隧道底两隅与侧墙联结处应平顺开挖，避免引起应力集中；
应采取措施保证洞内临时交通畅通。
（三）弃渣方案
隧道全长220m，洞身开挖主要穿越强、弱风化变余长石石英砂岩夹板岩。
围岩类别为Ⅱ、Ⅲ类。
除23m明洞外，B-2型衬砌151m，B-3型衬砌46m。
●碴量计算
出碴量为开挖后的虚碴体积，计算公式：
Z=R×
Δ×
L×
S
式中：
Z—单循环爆破后石碴量
R—岩体松胀系数，Ⅱ类取1.3、Ⅲ类取1.6。
Δ—超挖系数，视爆破质量而定，取小值1.15
L—设计循环进尺
S—开挖断面积
据设计图纸，B-2型衬砌断面开挖量为98.03+5.67=103.7m³
，B-3型衬砌断面开挖量为96.79+5.61=102.4m³
。
据此，总出碴量为：
∑Z=1.3×
1.15×
151×
103.7+1.6×
46×
=32076m³
●装碴及运输
采用机械装碴，装碴机械为ZLC-50GV装载机，配合自卸汽车无轨运输。
装载机平均5分钟装满一台自卸车，Ⅱ、Ⅲ类均采用微台阶法施工，进尺时，Ⅱ类取0.8m、Ⅲ类取1.4m，产生的虚碴最大量100m³
，按每车每次运输3m³
计，以及受上下导坑的影响，每次出碴时间应控制在2.5小时左右。
●弃碴场
在原319国道路侧山坳设立一处弃碴场初步估计容纳方量为25000m3，并拟设置碎石机，如石质许可，用来加工碎石，以供应本标段圬工用料。
（四）塌方预防及处理措施
●预防塌方的施工措施
1加强塌方的预测。
及时发现塌方的可能性及征兆，并根据不同情况采用不同的施工方法及控制塌方的措施，需要在施工阶段进行塌方预测。
⑴观察法
在掘进工作面采用探孔对地质水文情况进行观察同时对掘进工作面进行地质素描，分析判断掘进前方有无发生塌方的超前预测。
定期和不定期地观察洞内围岩的受力及变形状态；
检查支护结构是否发生了较大的变形；
观察是否岩层的层理、节理裂隙变大，坑顶或坑壁松动掉块；
喷射混凝土是否发生脱落；
以及地表是否下沉等。
⑵一般量测法
按时量测观测地点的位移、应力，测得数据进行分析研究，及时发现不正常的受力、位移状态及有可能导致坍方的情况。
通过上述预测坍方的方法，发现征兆应高度重视及时分析，采取有力措施处理隐患，防患于未然。
2加强初期支护，控制坍方：
当开挖出工作面后，应及时有效的完成喷锚支护或喷锚网联合支护，并应考虑采用早强喷射混凝土、早强锚杆和钢支撑支护措施等。
这对防止局部坍塌，提高隧道整体稳定性具有重要的作用。
●塌方的处理措施
1隧道发生坍方，应及时迅速处理。
处理时必须详细观测坍方范围、形状、坍穴的地质构造，查明坍方发生的原因和地下水活动情况，经认真分析，制定处理方案。
2处理坍方应先加固未坍塌地段，防止继续发展。
并可按下列方法进行处理：
⑴小坍方，纵向延伸不长、坍穴不高，首先加固坍体两端洞身，并抓紧喷射混凝土或采用锚喷联合支护封闭坍穴顶部和侧部，在进行清渣。
在确保安全的前提下，也可在坍渣上架设临时支架，稳定顶部，然后清渣。
临时支架待灌筑衬砌混凝土达到要求强度后方可拆除。
⑵大坍方，坍穴高、坍渣数量大，坍渣体完全堵住洞身时，宜采取先护后挖的方法。
在查清坍穴规模大小和穴顶位置后，可采用管棚法和注浆固结法稳固围岩体和渣体，待其基本稳定后，按先上部后下部的顺序清除渣体，采取短进尺、弱爆破、早封闭的原则挖坍体，并尽快完成衬砌。
3处理坍方的同时，应加强防排水工作。
坍方往往与地下水活动有关，治坍应先治水。
防止地表水渗入坍体或地下，引截地下水防止渗入坍方地段，以免坍方扩大。
具体措施：
⑴地表沉陷和裂缝，用不透水土壤夯填紧密，开挖截水沟，防止地表水渗入坍体。
⑵坍方通顶时，应在陷穴口地表四周挖沟排水，并设雨棚遮盖穴顶。
陷穴口回填应高出地面并用粘土或圬工封口，做好排水。
⑶坍体内有地下水活动时，应用管槽引至排水沟排出。
防止坍方扩大。
4坍方地段的衬砌，视坍穴大小和地质情况予以加强。
衬砌背后与坍穴洞孔周壁间必须紧密支撑。
当坍穴较小时，可用浆砌片石或干砌片石将坍穴填满；
当坍穴较大时，可先用浆砌片石回填一定厚度，其以上空间应采用钢支撑等顶住稳定围岩；
特大坍穴应作特殊处理。
5坍方后要加设量测点，增加量测频率，根据量测信息及时研究对策。
浅埋地段进行地表下沉量测。
（五）超欠挖控制
1严格控制欠挖。
当岩层完整、岩石抗压强度大于30MPa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别突出部分（每1m2内不大于0.1m2）欠挖，但其隆起量不得大于5cm。
拱、墙脚以上1m内段面严禁欠挖。
2尽量减少超挖，不同围岩地质条件下的允许超挖值规定见下表。
硬岩，一般相当于Ⅵ类围岩
中硬岩、软岩相当于Ⅴ~Ⅲ类围岩
破碎松散岩石及土质，
相当于Ⅱ~Ⅰ类围岩
（一般不需爆破开挖）
拱部
平均10
最大20
平均15
最大25
最大15
边墙、仰拱隧底
3采用光面爆破、提高钻眼精度、控制药量等措施，并提高作业人员的技术水平，将超欠挖控制在允许值以内。
4钻爆作业具体要求如下：
（1）钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、接线及引爆。
（2）钻眼前定出开挖断面中线、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）掏槽眼、辅助眼、周边眼等炮眼的深度、角度、间距应符合相应的精度要求。
5钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查.并做好记录,有不符合要求的炮眼,后予重钻,经检查合格后方可进行吹孔装药工作.
6装药前将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。
已装药的炮眼及时用炮泥堵塞密封，周边眼的堵塞长度不小于20cm。
7周边眼宜一次同时起爆。
必须对爆破振动加以控制时，可分组起爆。
（六）监控量测
●量测项目
根据设计文件，本隧道量测项目为：
工程地质及支护状态；
周边收敛位移；
拱顶下沉；
地表沉降；
锚杆试验。
●量测方法
1工程地质及支护状态：
直观或取样试验，对围岩和支护作以下观察：
①开挖后及时观察岩性，结构面产状等，核对围岩分类，并测绘地质素描图；
②经常检查喷层有无裂缝，锚杆有无松动，并作好观察或描述记录；
③按规定取样，并测试围岩的物理力学性质；
④采用钢卷尺、地质罗盘。
2位移量测和地表沉降量测
按设计要求布置测点，按频率进行数据分析.采用铁科院监控量测微机管理系统，进行数据分析处理，应用现场量测结果修正设计和指导施工。
位移量测（周边收敛位移和拱顶下沉）测点布置：
K640+810，+820，+840，+870，+900，+930，+950，+970，周边收敛位移按6条测线布置，主要测试拱腰、拱脚两条水平测线。
周边收敛位移：
采用DJ—85坑道周边收敛杆件，并进行统一编号以方便记录。
拱顶下沉：
精密水平仪、水准尺、钢尺和测杆。
地表沉降测点布置：
K640+810，+820，+840，+930，+950，+970，每断面11个测点。
采用精密水平仪、水准尺、钢尺和测杆。
3锚杆拉拔试验：
各类电测锚杆、锚杆测力计及拉拔器。
每20～40m一个断面,每个断面试拉3根或以上,以了解锚杆与围岩共同工作状况.
●制定措施
在监测过程中，若发现位移量过大或初期支护开裂变形，收敛速度无稳定趋势时，对初期支护应采取如下加强措施：
加长加密锚杆，加挂更密更粗的钢筋网，增加喷混凝土的厚度。
通过反分析校核二次衬砌强度，提前施作二次衬砌，提前施作仰拱。
三质量保证措施
1.严格按照设计文件、图纸，以及国家、交通部现行技术标准、规范进行施工，整个隧道工程质量验收要求，一次验收合格率100%，优良率90%以上，达到省级优质工程。
2.组建专业班组。
调遣施工经验丰富、具有隧道专业施工能力的人员参加施工。
3.认真执行经理部、项目队、作业班组三级完备的质量保证体系、加强全员质量教育。
4.认真做好现场布置和施工准备，对关键工序制定出针对性技术措施，健全岗位责任制，强化现场施工管理，按标准化作业组织施工。
5.层层开展QC小组活动，根据隧道通病和难题开展攻关，拟订对策，督促实施。
6.在开挖过程中，认真搞好光面爆破，以减少超欠挖和对周边围岩的扰动：
根据围岩介质等因素、合理选用爆破参数，不断完善爆破设计。
7.锚喷支护要求紧跟爆破进行。
8.加强测量工作。
从人员和仪器两个方面满足测量工作的需要，保证中线水平无误，结构尺寸正确，提高开挖的质量。
9.采用合理的支护手段（包括大管棚、锚杆、喷射混凝土等），真正发挥围岩和支护系统的共同作用，使隧道的内在质量达到新的水平。
对不良地质地段要采取超前预报。
四安全保证措施
●现场管理
1.加强通风、照明、防尘、降温和治理有害气体工作，注意环境卫生，保证施工人员的身体健康。
2.各种机械电力设备、安全防护装置与用品，按规定进行定期检验、试验和日常检查，不符合要求者严禁使用。
3.施工各工班间，建立完善的交接班制度。
交班人将本班组工作情况及有关安全问题，向接班人详细交代，并记载于交接班记录薄内，工地负责人、领工员应认真检查交接班情况。
4.施工中发现隧道内有险情，工班（组）长，领工员应立即在危险地段设立明显标志或派专人看守，并迅速报告施工领导人员，及时采取处理措施。
若情况严重，应立即将工作人员全部撤离危险地段。
5.在洞口或适当处所，设置急救材料储备库，储备防水、防火、防毒器材、支撑用料、各种实用工具等。
●钻眼爆破
1.钻眼人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于安全状态，如支护、顶板及两帮是否牢固，如有松动的岩石应立即加以支护或清除。
2.凿岩机钻眼时，必须采用湿式凿岩机。
3.使用带支架的风钻钻眼时，应将支架安置稳妥。
4.风钻卡钻时应用扳钳松动扳出，不可敲打，未关风前不得拆除钻杆。
5.严禁在残眼中继续钻眼。
6.爆破作业人员严禁穿化纤衣服。
7.爆破时所有人员应撤至受飞石、有害气体和爆破冲击波的影响范围之外，一般爆破工作面的距离应不少于200m。
8.火花起爆时严禁明火点炮，导火索长度应保证点完导火索后，人员能撤至安全地点，但不得短于1.2m。
9.爆破后必须经过15分钟通风排烟后，检查人员方可进入工作面，检查有无“盲炮”及可疑现象。
10爆破器材的运输、储存、加工、现场装药、连线、起爆及瞎炮处理，必须遵守GB6722-1986《爆破安全规程》的有关规定。
●出渣运输及行车作业
1.运输道路要铺简易路面，并做好排水及路面维修工作。
2.自卸车运输时，要求单车道不得小于车宽加2m。
3.行车速度，在施工作业地段不大于10Km/h，成洞地段不大于20Km/h.
4.用来装运弃碴的所有车辆，应性能良好并在运输途中不允许散落，当某一车辆在运行中有漏失或不宜使用时，必须立即更换。
5运输道路设专人维修和养护，使道路经常处于平整、畅通状态，道路上的废碴及余料随时清除。
五必要图表、工艺流程图
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