瓦斯隧道开挖专项方案.docx

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瓦斯隧道开挖专项方案

瓦斯隧道开挖施工专项方案

1.编制依据

（1）国家有关方针政策，以及国家和铁道部有关规程、规范和验标等。

（2）铁道部、四川省人民政府铁计函〔2009〕1126号《关于新建巴中至达州铁路项目建议书的批复》。

（3）铁道部铁计函〔2010〕269号《关于新建巴中至达州铁路可行性研究的审查意见》。

（4）铁道部、四川省人民政府铁计函〔2009〕1331号《关于新建巴中至达州铁路可行性研究报告的批复》。

（5）铁道部工程鉴定中心铁鉴函〔2010〕577号《关于新建巴中至达州铁路初步设计的批复》。

（6）达州建设指挥部制定下发的相关管理办法。

（7）新建铁路广元至达州线巴中至达州段相关的设计资料。

（8）成都铁路局发布的《新建巴中至达州铁路站前工程施工总价承包招标》招标文件（招标编号：

JS2010-112）。

（9）成都铁路局发布的《新建铁路广元至达州线巴中至达州段工程》指导性施工组织设计。

（10）新建铁路广元至达州线巴中至达州段现场调查有关情况。

（11）中铁十六局集团《新建巴中至达州铁路站前工程施工总价承包招标》投标文件。

（12）铁建设（2007）88号文《关于印发《铁路隧道设计施工有关标准补充规定》的通知》

（13）铁建设[2010]120号《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》

（14）建技[2010]352号《关于进一步加强铁路隧道设计施工安全管理工作的通知》

2.工程概况

2.1隧道概况

杨家岩隧道全长3205m，为低瓦斯隧道。

低山剥蚀地貌，地面高程300～630m，自然横坡10°～30°，部分地段陡峭，陡坎下基岩出露。

斜坡地段植被茂密，地势较平坦及沟槽地带多垦为旱地少量水田，隧道范围内自然村较多，进出口均无道路相通，交通条件较差。

杨家岩隧道进口里程为LSD3K8+965，出口里程为LSD3K12+175。

隧道2845m处于11.6‰下坡，365m处于3‰下坡。

出口234.39m位于半径6000m的曲线上，其他地段处于直线段上。

李家山隧道全长2856m,为高瓦斯隧道。

里程LSD2K4+832～LSD2K7+688,最大埋深289m，3.5‰的单面下坡。

进口329m位于半径1600m曲线上，出口175.6m位于半径3000m曲线上。

隧道LSD2K5+000～LSD2K7+000为高瓦斯段，长2000m，其余段为低瓦斯段。

在LSD2K5+635线路右侧20m处设置直径1.5m通风竖井,竖井深188m,通过横通道与隧道相连,横通道中线与隧道大里程方向夹角为45o。

2.2工程地质及水文地质特征

杨家岩隧道穿越地层岩性有侏罗系中统下沙溪庙组（J2xs）泥岩夹砂岩；侏罗系中统新田沟组（J2x）泥岩夹砂岩；侏罗系中下统自流井组（J1-2z）泥岩夹砂岩。

隧道范围内未见断层及褶皱迹象，岩层单斜，垂直节理较发育，浅部基岩多发育风化卸荷裂隙，围岩自稳性较差，应加强临时支护，紧跟衬砌，防止坍塌。

隧道正常涌水量约为1480m3/d，雨季涌水量约为2960m3/d。

中厚层砂岩段或地层接触带可能会出现股状涌水现象，地表水对砼无侵蚀性。

李家山隧道穿越中下侏罗统泥页岩、砂岩及少量灰岩地层，构造部位位于华蓥山背斜北倾伏端轴部附近，未见断层构造，岩层单斜，产状N50°W/15°N，垂直节理裂隙较发育。

该区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s；对应地震基本烈度为Ⅵ度。

隧道主要工程地质问题为岩溶、有害气体、危岩落石。

2.3开挖工程数量

表2-1杨家岩隧道开挖工程数量表

名称

单位

工程数量

1.隧道

延长米

3205

（1）Ⅲ级围岩

延长米

2620

开挖

立方米

166434

（2）Ⅳ级围岩

延长米

1040

开挖

立方米

68588

（3）Ⅴ级围岩

延长米

198

开挖

立方米

16026

表2-2李家山隧道开挖工程数量表

名称

单位

工程数量

1.隧道

延长米

2856

（1）Ⅲ级围岩

延长米

2130

开挖

立方米

141875

（2）Ⅳ级围岩

延长米

362

开挖

立方米

24563

（3）Ⅴ级围岩

延长米

364

开挖

立方米

25915

3.隧道开挖

3.1.施工进洞

隧道施工采用超前小导管联合套拱进洞，见图3.1。

图3.1超前小导管联合套拱进洞施工示意图

洞口开挖边坡防护完成后，先划出进洞开挖轮廓线，然后沿开挖轮廓线打设Ф42超前小导管，管长3.5m，纵向间距2m，环向间距40cm，外插角10～20度，拱部144度范围布置。

套拱采用C25钢筋混凝土，拱脚打设长4m锁脚锚杆，套拱内钢筋与超前小导管、拱脚锁脚锚杆焊为一体。

洞口Ⅴ级围岩采用短台阶法开挖，施工支护采用喷砼、钢筋网、锚杆联合钢格栅支护，施工参数依设计图进行。

3.2洞身各级围岩开挖

3.2.1.洞身Ⅳ、Ⅴ级围岩地段

（1）开挖方案，洞身Ⅳ、Ⅴ级围岩均采用台阶法开挖。

Ⅴ级围岩采用台阶法结合超前小导管和格栅钢架、锚喷网联合支护；Ⅳ级围岩采用台阶法中空锚杆和拱部格栅钢架、锚喷网联合支护。

开挖采用光面爆破，严格控制超欠挖。

循环进尺根据围岩情况、格栅间距及有关文件要求确定：

Ⅴ级围岩0.8m-1m/循环、Ⅳ级围岩1.5m-3m/循环。

（2）施工步骤，Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖，施工步骤如“图3.2-1”所示。

图3.2-1台阶法施工开挖工序示意图

第一步：

打设超前小导管并注浆，进行上半断面光面爆破开挖，并格栅、锚喷网支护，作业利用多功能作业台架。

第二步：

下台阶待上台阶掘进35m后展开施工。

施工采用拉中槽预留斜坡道的形式，尽可能不影响上台阶施工，并注意预留拱脚平台不小于1m；然后按左右侧跳开3～5m实施光面爆破开挖边墙部位，并及时锚喷支护。

必要时Ⅳ、Ⅴ级围岩采用先护后挖，开挖采用微震光面爆破技术，初期支护紧跟开挖面。

每步开挖后及时进行喷锚支护，拱墙锚杆与钢筋网焊接为整体。

上台阶施工时，钢架底脚设锁脚锚杆和纵向槽钢托梁以确保下台阶开挖安全。

锚杆采用锚杆台车施作，喷射混凝土采用喷射机湿喷作业。

（3）台阶法掘进作业循环（超前地质预报时间另行安排）

Ⅴ级围岩上下台阶开挖，循环进尺0.8～1.0m,按每12h一个作业循环，其施工循环如图3.2-2，施工作业时，在不相互冲突的前提下，安排工序的相互衔接作业。

图3.2-2Ⅴ级围岩循环作业图（∑12h）

Ⅳ级围岩上下台阶开挖，循环进尺1.5～3m,按每16h一个作业循环，其施工循环如图3.2-3，施工作业时，在不相互冲突的前提下，安排工序的相互衔接作业。

图3.2-3Ⅳ级围岩循环作业图（∑16h）

4.3.2.洞身Ⅲ级围岩地段

（1）开挖方案，根据设计图纸要求Ⅲ级围岩亦采用台阶法开挖，光面爆破，以确保安全。

开挖采用凿岩机钻孔，装碴用装载机，出碴用自卸汽车。

依设计锚网喷联合支护。

（2）施工步骤，①测量放样：

测放中线、水平及炮眼位置；②台架就位、钻孔：

上、中、下和左、右分部位人工钻孔配合，台阶开挖，光面爆破。

③通风排烟、出碴：

通风排烟后，出碴用装载机装碴，自卸汽车运输。

④初期支护：

初期支护参数按设计进行。

初期支护结束后，进入下一开挖循环施工。

Ⅲ级围岩开挖，循环进尺3-3.5m,按每8h一个作业循环，其施工循环如图3.2-4。

图3.2-4Ⅲ级围岩掘进施工作业循环图（∑12h）

3.3洞身开挖钻爆设计

隧道开挖采用光面爆破，以减少超挖，避免欠挖和减弱对围岩扰动，提高开挖质量，确保施工安全。

其中Ⅲ级围岩每循环进尺为2.5m，Ⅳ级为2m，Ⅴ级为0.5—1m。

工程地质状况对光面爆破的效果影响极大，在施工过程中，认真研究工程地质情况，合理确定出爆破参数，并根据实际情况，不断合理优化。

光爆药卷有水地段采用φ20光爆专用药卷。

掏槽布置以直眼掏槽为主。

单位炸药消耗量的确定以满足较高的炮眼利用率和降低大块率，便于机械装碴为原则。

起爆采用MFBB系列型发爆器起爆，起爆的通电时间4ms。

（1）钻爆作业施工工艺框图

（2）、光面爆破质量标准

①周边轮廓基本符合设计要求，岩石壁面平整。

②隧道开挖爆破炮眼残留率要求硬岩达到85%以上、中硬岩达到65%以上。

软岩及节理发育的岩石大于55%。

③爆破后，在保留的半壁面上无粉碎和明显新生裂隙，对围岩破坏轻微。

④爆破后，危石、浮石较少。

（3）爆破试验

隧道爆破、开挖，对于不同的围岩地段，在开始施工前，都要根据初拟的钻爆设计进行钻爆试验，通过试验，一方面检验爆破设计是否合理，检验爆破振动对已支护段是否危害，二是对爆破效果进行检验，对达不到爆破效果的，对爆破参数进行优化，并将试验形成报告，送监理工程师核批，作为正式进行钻爆、开挖依据，同时检验机号配备、劳力、组织循环作业安拆是否合理，对施组进行优化，以取得最优的施工进度。

（4）钻爆作业要点

①钻孔作业

定位：

采用多功能台架钻孔，钻孔作业前，划定一台风枪作业区域，规定作业时间，规定周边眼、底眼、掏槽眼开孔偏角及插入角，钻孔时严格按规定作业，力求钻孔方向、位置满足设计要求，准确控制周边眼外插角。

必要时采用激光定向，用极坐标APS断面检测及炮眼定位，先按不同的围岩断面尺寸，炮眼布置图输入仪器，爆破后输入相应的里程、断面，仪器通过光束自动检测断面超欠挖，施工人员可用油漆按投影布点。

钻孔标准：

要达到准、平、直、齐。

准：

钻孔按设计布眼钻孔，当受节理、裂隙影响时可稍稍移动孔位，但顶眼只能左右移动，帮眼只能上下移动，周边眼轮廓的放线误差控制在±1cm，眼口开眼误差：

Ⅴ级围岩深眼可从轮廓线偏移5cm，Ⅳ级围岩可从轮廓线偏内3cm，周边眼外插角的角度误差浅眼以0.03的斜度外插方向度与轮廓线法线方向一致。

直：

边墙直线段炮眼先钻上方标准孔，插上炮杆，使边墙孔在同一条垂线上。

平：

周边炮眼要相互平行。

齐：

各炮眼底落在垂直隧洞轴线的同一平面上，掏槽眼应加深10～20cm，钻孔深度要根据掌子面的起伏“凸”加，“凹”减。

钻孔质量保证措施：

实行分区、定位、定量、定人的岗位责任制，使钻孔做到“准、直、平、齐”。

在拱顶1米处，定一临时中线，以保证炮眼沿隧道中线钻进；然后在标准孔内插上炮棍，作为其他炮孔的方向标志。

根据要求的钻孔深度在钻杆上做好标记，使孔底落在同一平面上，周边眼孔深不超过辅助眼孔深。

②装药作业

爆破器材的保护与使用：

开箱取出防爆型起爆器时，应小心不使防爆型起爆器受损伤，应尽可能保持防爆型起爆器的原包装和防爆型起爆器接头的封口，尽可能不要损坏。

起爆器的联线长度应根据眼孔深度、炮孔间距和网络分组连结方法确定，以便于装药、连接、控制和节省材料的消耗；起爆药卷的脚线应避免接头，在眼孔长度范围内，不能使用有接头。

使用前应对起爆器接头和联线进行直观检查。

放炮母线应采用标准的专用线，发现已破裂段的应切去；接头必须错开连接，并用防水胶布包实并严禁接地。

放炮雷管必须采用串联接法，始末两端接于发爆器两接线柱，各接线端必须连接牢靠，以杜绝火花；雷管线之间如需加长，必须用双条线连接。

加工起爆药卷时，应注意勿使雷管段数标签或标记失落，并注意不损伤雷管线，对破损的雷管线不许使用。

应将不同数的起爆药卷分开装箱，以便装药时按照起爆顺序“对号入座”。

装药工艺：

清孔，装药前要用高压风清孔，吹干净孔内积水及碴粒。

装药，装药要核对雷管段数，使与设计相符，同时按钻爆设计的装药结构及药卷规格药量装药，不许随意面编，装药时，药要装到孔底，起爆药包用炮棍缓慢送入，防止拉雷管或雷管线。

装药检查，装药时，应将雷管段数标于孔外雷管线上，由于人对雷管段数进行复核，确保绝对无误，同时核对药卷规格及装药长度，使每孔装药符合设计要求，