三台阶七步开挖法施工专项方案.docx

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三台阶七步开挖法施工专项方案

三台阶七步开挖法施工专项方案

XXX隧道三台阶七步开挖法

施工专项方案

1.编制依据

1）XXX至XXX公路扩建工程工程招标文件、两阶段施工图设计；

2）交通部现行相关的技术规范及质量评定标准；

3）同类工程施工资料及相关工法；

4）国家、行业及青海省有关工程建设的法律、法规、标准、条例等；

5）我公司进行的施工调查；

6）公司拥有的施工工艺、施工方法成果、机械设备、管理水平、技术装备及多年积累的类似工程施工经验。

2.编制原则

1）严格遵守招标文件明确的设计规范，遵循工程建设规律和技术规律，围绕质量目标，合理安排工艺流程和施工顺序。

2）技术先进性，科学合理性，经济适用性，安全可靠性、实事求是相结合。

3）对现场坚持全员、全方位、全过程严密监控，动态控制，科学管理的原则。

4）充分利用现有设备，做到配套、实用，合理安排冬、雨季施工。

尽量减少临时工程及物资运输量，科学布置施工平面图，统筹安排各单项工程进度。

3.工程概况

XXX隧道位于果洛州玛沁县下XXX乡，隧道穿越XXX山，进口处位于XXX垭口西北侧山体斜坡坡脚处，出口位于XXX垭口东南侧斜坡坡脚。

隧道右线全长4495m，起讫里程为K58+505-K63+000，本标段施工右线起讫里程为K60+750-K63+000，全长2250m，其中有V级围岩段250m，IV级围岩段2000m。

主要围岩、衬砌分级长度如下表所示：

类别

V级

IV级

合计

SJ-Vb

SJ-Vd

SJ-IVa

SJ-IVb

围岩

250

2000

2250

衬砌

200

40

1015

975

2230

明洞

20

隧道左线全长4570m，起讫里程XXX58+440-XXX63+010，本标段施工左线起讫里程为XXX60+750-XXX63+010，全长2260m,其中有V级围岩段260m，IV级围岩段2000m。

主要围岩、衬砌分级长度如下表所示：

类别

V级

IV级

合计

SJ-Vb

SJ-Vd

SJ-IVa

SJ-IVb

围岩

260

2000

2260

衬砌

205

50

1063

927

2245

明洞

15

隧址区地貌类型属冰缘水流构造侵蚀中高山地貌，山体呈西北-东南向展布，地形起伏较大。

山体坡麓处主要为冰渍堆积物，自然坡面植被发育，向上植被逐渐减少，基岩出露，岩体较破碎，坡面多见寒冻碎屑流。

隧道轴线通过路段地面标高4808.05-4401.83m，相对高差约为407m，最大埋深约346m。

隧址区地处青藏高原腹地，属高原亚寒带半干旱-半湿润气候区。

高原空气稀薄缺氧、气压低、日温差变化大、降水量受海拔高程影响明显，四季不分明为其特点。

根据工程地质调绘及钻探揭示，隧址区进出口表层覆盖薄层高原草甸土，其下为第四系全新统蹦坡积层、第四系晚更新统冰水堆积层以及三叠系中下统池塘群上岩组地层。

隧址区区域构造稳定性较差，新构造活动强烈，地震频发，地震动锋值加速度为0.30g，对应地震基本烈度为Ⅷ度，地震动反应谱特征周期为0.40s。

地下水较为发育，水文地质条件较复杂，基岩裂隙水主要接受大气降水及冰雪融水补给。

4.三台阶七步开挖法施工方法

4.1总体原则

隧道开挖施工本着先护后挖、短进尺、弱爆破的原则，减少对围岩的扰动，确保开挖工作安全、顺利的进行。

三台阶七步开挖法施工应符合以下要求：

1）以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破；

  2）弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时支护；

  3）其他分步平行开挖，平行施做初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环；

  4）仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；

  5）施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全；

 6）完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。

4.2施工工艺

三台阶七步开挖法的施工工艺流程如下：

七步三台阶开挖法施工工艺流程

隧道洞口段V级围岩浅埋段采用三台阶七步开挖法施工，施工步骤见图2，开挖透视图见3，施工工序见图4。

第1步上部弧形导坑开挖:

拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度为5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3。

开挖循环进尺1.2m，开挖后立即初喷3～5㎝混凝土。

及时架设钢架、锚网系统，在钢架拱脚以上30㎝高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

第2、3步左、右侧台阶开挖:

开挖进尺1.2m，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5㎝混凝土，及时接长钢架并进行喷、锚、网系统支护，在钢架墙脚以上30㎝高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

第4、5步左、右侧台阶开挖:

开挖进尺1.2m，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5㎝混凝土，及时接长钢架并进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30㎝高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

第6步上、中下台阶预留核心土开挖：

各台阶分别开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。

第7步隧底开挖：

每循环开挖长度宜为2～3m，开挖后及时施做仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施做仰拱，仰拱分段长度为6m。

4.3施工控制要点

1）隧道进洞前要做好洞顶及洞口防排水系统。

防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全。

2）三台阶七步开挖法施工应做好工序衔接。

工序安排应当紧凑，尽量减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳；

3）初期支护应及时封闭成环，全断面初期支护闭合时间宜控制在15d左右，有条件时应尽量缩短闭合时间；

4）仰拱应超前施做，仰拱距上台阶开挖工作面控制在35m，铺设防水板、二次衬砌等后续工作应及时进行；

5）二次衬砌距仰拱宜保持2倍以上衬砌循环作业长度，但不得大于50m。

6）在满足作业空间和台阶稳定的前提下，尽量缩短台阶长度，核心土长度应控制在5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3。

7）三台阶七步开挖法施工应控制开挖长度，根据围岩地质情况，合理确定循环进尺，每次开挖长度不得超过1.5m；开挖后立即初喷3～5m混凝土，以减少围岩暴露时间。

8）严格按设计要求施做超前支护，控制好超前支护外插角，严格注浆工艺加固地层，保证隧道开挖在超前支护的保护下施工。

9）隧道周边部位应预留30cm人工开挖，其余部位宜采用机械开挖，局部需要爆破时，必须采用弱爆破，不得超挖。

施工时应严格控制装药量，减少对围岩的扰动。

10）中、下台阶左、右侧开挖应错开，严禁对开，左右侧错开距离宜为2～3m。

11）钢架应严格按设计及规范要求加工制作和架设。

钢架应架设在坚实基面上，严禁拱（墙）脚悬空或采用虚渣回填。

钢架应与锁脚锚杆焊接牢固。

12）隧道超挖部位必须回填密实，严禁初期支护背后存在空洞。

必要时初期支护背后应进行充填注浆，保证初期支护与围岩密贴。

12）加强监控量测工作，根据量测结果，及时调整支护参数，确定二次衬砌施做时间，进行信息化施工管理。

14）完善洞内临时防排水系统，严禁积水浸泡拱（墙）脚及施工现场漫流，防止基底承载力降低。

当底层含水量大时，上台阶开挖工作面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部或两侧排水沟排出洞外。

出口为反坡施工，应设置密集集水箱将水集中抽排。

15）加强洞内通风，作业环境应符合职业健康标准。

5.劳动力和机械设备配置

5.1劳动力配置

单工作面主要劳动力配置表

序号

部门、工班

作业班组名称

人数

备注

1

管理人员

5

2

测量组

技术员

3

3

机械班

机械司机

4

4

运输班

汽车司机

8

5

电工班

电工

2

8

综合班

普工

6

9

钻爆班

钻爆

12

5.2主要施工机械设备配置

主要机械配置计划表

序号

机械名称

规格

数量

备注

1

挖掘机

2台

2

风钻

12台

3

混凝土搅拌机

2台

4

砼运输车

2台

5

自卸汽车

3台

6

柴油发电机

2台

7

电动空压机

4台

8

变压器

3台

6.安全保证措施

1）贯彻“不坍就是进度”的指导思想，“安全第一，预防为主”指导方针，正确处理好进度、质量、安全三者之间关系，做好开挖面施工安全保证措施，杜绝塌方。

2）断层破碎带及其它不良地质段，施工前制定详细的切实可行的技术交底和作业指导书。

3）加强监控量测的管理，严格按设计及规范要求进行布点，每天及时进行量测的分析、反馈，及时调整围岩支护参数，正确安全指导施工。

4）做好超前地质预报工作，采用超前水平钻、地质雷达等综合预报手段对开挖面前方的地质情况作出详细的预报。

每个工点配一名工程师跟班，确保各种措施、技术交底的落实，保证标准化作业。

开挖过程中，配备有经验的地质工程师，24小时轮流值班，及时掌握地质变化，监控指导现场施工。

5）根设计图纸的要求做好超前导管注浆加固围岩或起到注浆堵水的作用。

6）不良地质段隧道施工时，严格遵循“先治水，短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则，保证不坍方。

7）施钻人员到达工作面后，应首先检查工作面是否处于安全状态。

支护、拱顶是否稳定，如有松动危石应清除并加以支护。

8）操作人员必须互相配合，并保持必要的安全操作距离。

9）钻工钻孔前，对风钻和工具作如下检查，不符合要求的应立即修理或更换，机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管路是否良好，连接是否牢固。

钻杆是否弯曲、带伤，防止作业时断钎伤人。

湿式凿岩的供水装置是否良好。

10）风钻钻孔时，将支架安置稳妥。

在钻孔台架上打眼时，先检查平台架及斜撑是否稳定，平台上是否铺满板，外侧的防护栏杆是否牢固，防止高处坠落。

11）不得在工作面折卸、修理风钻。

手持风钻打眼，开孔时应用较短的钻杆，其长度不超过0.8～1m。

钻头未入岩壁前，风门不宜开大。

操作时做到退钎子与凿岩机一条线，司钻工要在风钻的左侧方，严禁骑着气腿操作风钻，钻眼时先开水后开风，停钻时先关风后关水。

12）用风镐开挖时工作前检查气压及风镐的连接。

工作中，要防止空打，卡钎时不可猛摇风镐，要及时更换磨钝的镐钎，发现滤风网被污物堵塞，需及时排除。

13）钻孔施工完毕后，炸药雷管的安设必须有专业人员操作，严禁非专业人员施工炸药雷管等爆破物品。

爆破物品专业人员必须持证上岗，无证人员不得上岗施工爆破工作。

14）严禁在残眼中继续钻孔，严禁在打眼的同时装药。

遇到盲炮，必须有爆破人员进行处理，待盲炮、瞎炮处理完毕后方才能正常进行钻爆施工。

15）加强火工品的领用、退库管理，严格按程序签字。

16）隧道围岩破碎时，开挖过程中可采用加深炮孔对隧道掌子面围岩进行探测。

采用5米长钻杆钻进，3米左右为一个循环。

炮孔布置原则为上台阶为3个孔、下台阶为2个孔。

7.质量保证措施

1）技术交底

工程开工前，在认真熟悉设计图纸和规范标准的基础上，由各工点急速负责人向全体施工人员进行技术交底，讲清该项工程的设计要求、技术标准、以及各种爆破参数等。

2）测量、监控量测

测量资料必须经换手复核无误，再报监理工程师审查认可，方可用于施工，并对中线桩、水准点建立定期复测检查制度，测量与施工应建立联系制度。

做好隧道预留沉降量控制，根据现场实际监控量测资料对预留沉降变形可以进行适当调整。

3）施工前，组织作业班组人员、现场管理人员、工程技术人员召开专项施工交底会议，详细准确做好交底工作。

4）当前方地质出现变化迹象或接近围岩分界线时，必须用地质雷达、超前探孔等方法先探明隧道的工程地质和水文地质情况，才能进行开挖。

5）应严格控制超欠挖，当石质坚硬完整且岩石抗压强度大于30MPa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别凸出部分（每1m2不大于O.1m2）凸入衬砌断面，锚喷支护时凸入不大于30mm，衬砌时不大于50mm，拱脚、墙脚以上lm内严禁欠挖。

6）开挖轮廓要预留支撑沉落量及变形量，并利用量测反馈信息进行及时调整。

7）做好钻爆设计分析总结，及时调整优化钻爆设计，严格控制隧道成形质量。

8）洞身开挖在清除浮石后应及时进行初喷支护，硬岩无剥落，中硬岩基本无剥落，软弱围岩无大的剥落或坍塌，开挖面平整。

8.文明施工保证措施

1）主要管理人员佩戴岗位证，各工区设立施工标志牌。

标段起、终点设立明显标志牌。

2）设立标牌，标明工程项目名称、范围、开竣工期限、工地负责人。

3）对进场施工的施工队伍签订文明施工协议书，建立健全岗位责任制，把文明施工责任落到实处，提高全体施工人员文明施工自觉性。

4）采用有效措施处理生产、生活废水不得超标排放，并确保施工现场无积水现象。

在多雨季节配备应急的抗洪抢险器材与突击人。

5）现场布局合理，材料、物品、机具存放符合要求。

6）组建近10人的文明施工小分队、排除场内积水及路障，确保平整、畅通、清洁。

7）办公室内安要求布置各类图表，及时反映现场状况及工程进度状况。

8）加强夜间的安全保卫工作，设夜间巡逻值班人员。

9）创建美好环境。

在工地现场和生活区设置足够的临时卫生措施，每天清扫处理，同时，在生活区周围种植花草、树木、美化生活环境。

10）生活垃圾要集中堆放，统一运至指定地点废弃。

11）施工期间，经常对施工机械车辆道路进行维修，确保晴雨畅通，方便沿线居民的生产、生活。

12）车辆在运料工程中，对易飞扬的物料用篷布覆盖严密，装料适中，不得超限。

13）合理安排施工作业时间，夜间不安排噪音大的机械施工。

14）开展多种便民、爱民活动，搞好与驻地政府、群众之间的关系。

9.环保措施

9.1.防止水土流失措施

1）做好边仰坡、弃碴场地的植被恢复与绿化、临时施工场地的复耕还田工作。

2）在洞口段施工时要及时清运，不能对河流、水道、灌溉渠或排水系统产生淤积或堵塞。

3）采取有效预防措施，防止施工场所占用的土地或临时使用的土地受到冲刷。

4）施工中的临时排水系统，能最大限度地减少水土流失及对水文状态的改变。

9.2.废料废方的处理措施

1）按图纸规定或工程师的指示在适当地点设置弃土场，有条件时，力求少占土地，并结合改地造田。

2）弃渣场坡脚采用浆砌片石防护，以防止水土流失。

及时对弃方进行压实，并在其表面进行植被覆盖，可以种植草皮、灌木或树木，即可防止水土流失，又能美化环境。

9.3.水环境保护措施

1）靠近自然水源的施工，用壕沟或堤坝同其隔开，避免污染生活水源。

施工废水、生活污水经污水池处理后，达到规范设计标准后方排入附近山谷。

2）本标段施工需大量的机械设备，其清洗、维修产生的废水、废油等有害物质，要按有关规定集中存放、统一处理。

3）施工废水、泥浆经预先处理（如沉淀池）后排放，采用专用运输车辆进行废水的运输；生活污水要进行集中处理，达标后排放入指定的受纳水体。

严禁流入河内或水库污染水源。

9.4.保护绿色植被措施

1）尽量保护公路用地范围之外的现有绿色植被。

若因修临时工程破坏了现有的绿色植被，将草皮整齐堆码，并用遮阳膜覆盖，在拆除临时工程时予以恢复。

2）施工期间工程破坏植被的面积严格控制，除了不可避免的工程占地、砍伐以外，不发生其它形式的人为破坏。

3）对施工人员加强保护自然资源及野生动物的教育，在雇用合同中规定严禁偷猎。