隧道台阶法开挖施工方案.docx
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隧道台阶法开挖施工方案
新建铁路
龙口至烟台线
蓬莱隧道台阶法开挖施工方案
一、编制依据
1、《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008。
2、《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003。
3、《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-2007。
4、龙烟铁路站前Ⅱ标施工组织设计。
5、《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设2010241号。
6、《铁路工程测量规范》TB10101-2009。
7、建铁路龙烟线站前工程施工招标技术设计文件、图纸。
8、工程所涉及的地方和国家有关政策和法规，特别是环境保护、水土保持方面的政策和法规。
二、工程概况
本隧道为单线既有隧道，主体结构已基本完成。
既有隧道进口里程为DK42+650，出口里程为DK46+056，全长3406m。
由于本隧道进口轨面高程较低，在距隧道洞口约50米处，有一排洪沟，经详细调查，建成后在夏季汛期，曾有洪水倒灌隧道的现象，为彻底整治洪水倒灌隧道问题，配合进口排洪而抬高线路路肩标高，本隧道进口向大里程560m进行挑顶改造。
改建后本隧道进口设计里程为DK42+660，进口轨面设计标高79.039m；改建段终点里程设计里程DK43+210，轨面设计标高78.352m。
本隧道DK42+710～965段设计为Ⅳ级围岩（中间有37m的Ⅲ级围岩），围岩以花岗闪长岩为主，石质较硬，稳定性较好，预采用两台阶开挖法进行掘进施工。
三、施工方案
开挖支护按新奥法原理组织施工。
开挖施工采用YT28型气腿式凿岩机配合自制简易台车进行围岩光面爆破,之后采用简易台架配合人工进行钢架安装、锚杆及喷射混凝土施工。
1、施工准备
1.1、导线控制点、水平基点已布设，轴线放样和标高测量满足施工要求。
1.2、YT28型凿岩机、出渣运输车辆等各项机械设备性能良好可靠，可满足施工需要。
1.3、供电、供水、供风及排水等辅助作业能满足施工需要。
1.4、对施工队伍进行技术交底。
2、钻爆设计
2.1、爆破材料
采用非电毫秒雷管（1～11段），炸药采用2号岩石硝铵炸药和2号乳化炸药，规格为φ32×20cm药卷。
周边眼用2号乳化炸药，间隔装药，其它眼均用2号岩石硝铵炸药，连续装药。
起爆系统采用导爆管传爆，以集束为主的混合联接引爆网络。
2.2、非电微差起爆网络设计
爆破震动与同段起爆的炸药量密切相关，采用非电微差起爆技术，不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效地控制每段雷管间的起爆时间，使爆破震动波形不叠加。
这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果，又能消除爆破震动的有害效应。
网络起爆采用孔内微差的方式，选用1～11段非电毫秒雷管，段差控制在50～80ms。
2.3、掏槽形式及装药结构设计
2.3.1由于该隧道已经贯通，仅是采用爆破方式拆除既有隧道衬砌、初期支护及扩挖，拱部扩挖采用楔形掏槽、辅助眼、周边眼，边墙拆除、扩挖仅采用辅助眼和周边眼布置炮孔。
2.3.2、装药结构设计：
为更好地达到爆破效果，周边眼采用不耦合间隔装药结构。
其余炮眼采用连续装药。
如下图所示：
炮泥
导爆索
药卷
雷管
导爆索
炮泥
药卷
雷管
竹片
2.3、钻爆参数
2.3.1、炮眼深度L，孔径d
根据原铁道部120号文件，四级围岩上台阶每循环支护不得大于2榀，该隧道四级围岩钢架间距为1.20m/榀，故上台阶掘进深度定为为2.4米，炮眼深度2.7米，下台阶掘进深度为2.4米，炮眼深度2.7米。
孔径d使用钻头为42mm，确定d=42mm。
2.3.2、炮眼布置
炮眼布置根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上。
根据公式及经验Ⅳ级围岩正台阶法爆破，取E=60cm，W=75cm；各炮眼参数如下：
周边眼间距60cm；掏槽眼间距60cm，辅助眼间距60cm；排距均为90cm，围岩整体性较好段可取65cm，炮眼布置图按60cm布置，可根据情况调整。
由于该隧道需要拆除既有隧道衬砌及初期支护，根据“多打眼，少装药”原则，炮眼间距采用40cm间距，排距采用50cm，根据实际爆破效果可适当调整爆破参数。
炮眼布置图如下。
2.3.3、炮眼布置图及爆破参表如下
爆破参数表
部位
炮眼
分类
炮眼数
炮眼
深度
炮眼装药量
每孔
药卷数
每孔
装药量
合计
药量
个
cm
卷/孔
Kg/孔
Kg
上台阶
掏槽眼
10
270
11
2.2
22
辅助眼
64
270
9
1.8
115.2
周边眼
34
270
8
1.6
54.4
下台阶
辅助眼
36
270
9
1.8
64.8
周边眼
12
270
8
1.6
19.2
3、钻爆施工
3.1、测量放样布眼
中线、水平控制点布设：
为便于检查开挖断面的尺寸及形状，在施工中设置控制点。
中线施工控制点在直线地段每10米设一个，曲线地段每5米设一个，中线控制点应设在拱顶处，水平施工控制点每10米设一个。
中线、水平基点布设：
距开挖面每50米埋设一个中线桩，每100米设一个临时水准点。
钻眼前定出开挖断面中线、水平线，用红油漆准确绘出开挖断面轮廓线，并标出炮眼位置，经检查合格后方可钻眼。
3.2、定位开眼
采用简易开挖台架配多台风动凿岩机钻眼，其轴线与隧道要保持平行。
就位后按炮眼布置图正对钻孔。
对于周边边眼的钻眼精度要求比辅助眼要高，开眼误差控制在5cm内。
3.3、钻眼
按照不同孔位，将钻工定点定位。
钻工需熟悉炮眼布置图，能熟练的操作凿岩机械，特别是钻周边眼，要由有较丰富经验的老钻工开钻，有专人指挥，确保周边眼有准确的外插角，使两茬炮交界处台阶不大于15cm。
同时，根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，保证炮眼底在同一平面上。
施工时控制好炮眼的角度、深度、密度，使之符合设计要求，是保证光爆质量的关键之一，为此，需符合下列精度要求：
①掏槽眼：
眼口间距误差和眼底间距误差不大于5cm。
②辅助眼：
眼口排距、行距误差均不大于5cm。
③周边眼：
沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不大于5cm；眼底不超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超过15cm；眼深误差不宜大于100mm。
④内圈炮眼至周边眼的排距误差不大于5cm，炮眼深度超过2.5m时，内圈炮眼与周边眼宜采用相同的斜率。
⑤当开挖面凹凸较大时，按实际情况调整炮眼深度，并相应调整药量，力求除掏槽眼外的所有炮眼底在同一垂直面上。
3.4、清孔及成孔检查
钻眼完成后，严格成孔检查。
按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后才能装药爆破；装药前，用高压风、水将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。
3.5、装药
装药需分片分组，按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”，要定人、定位、定段别，不得乱装药。
所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。
3.6、联结起爆网路
按设计的联结网络实施。
起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。
联结时要注意：
导爆索的连接方向和联结点的牢固性；导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数相同；引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处，网路联好后，要有专人负责检查。
3.7、引爆
非点炮人员撤离安全区后才能引爆。
爆破后，如有瞎炮，进行专门处理，并及时检查厚度光爆效果，分析原因，调整爆破设计。
3.8、出碴
隧道出碴采用无轨运输方式,根据现场施工条件及弃渣场距离，本工程配柳工侧翻装载机1台装碴,挖机清底，10吨自卸汽车2台运输。
4、爆破施工控制要点
4.1、采用光面爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于装载机装碴。
4.2、隧道开挖每个循环都进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。
并采用激光准直仪控制开挖方向。
4.3、钻眼按设计方案进行。
钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底5cm，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制3°～4°以内。
掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深20cm。
4.4、装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。
装药时，专人分好段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。
每眼装药后用炮泥堵塞。
4.5、起爆采用复式网络、非电起爆系统，联接时，每组控制在12根以内；联接雷管使用相同的段别，且使用低段别的雷管。
雷管联接好后有专人检查，检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管，检查无误后起爆。
4.6、开挖过程中注意观察围岩的变化情况及爆破效果，及时调整钻爆设计参数。
4.7、控制隧道底超欠挖，保证隧道开挖轮廓圆顺。
及时排除隧道内的积水，减少积水浸泡围岩。
5、通风
由于本隧道为改建隧道，原有隧道已经贯通，所以不需单独设置通风设备，采用洞内自然过堂风进行通风。
四、施工质量要求标准
1、隧道洞身开挖时严格控制爆破震动；开挖轮廓要预留支撑沉落量，并利用量测反馈信息及时调整。
2、严格控制欠挖，当石质坚硬完整并确认不影响衬砌结构和强度时，允许岩石个别凸出部分（1m2不大于0.1m2）凸入衬砌断面；拱脚、墙脚以上1米内严禁欠挖。
3、实测项目
项次
检查项目
规定值或允许差
检查方法和频率
1
拱部超挖（mm）
中硬岩
（Ⅲ级围岩）
平均150，最大250
激光断面仪：
每20米抽一个断面，测点间距≤1米。
2
边墙超挖（mm）
每侧
+100，-0
全宽
+200，-0
3
边墙、仰拱、隧底超挖（mm）
平均100，最大250
水准仪：
每20米检查3处
五、机械设备及人员配备
机械设备及人员配备见下表：
项目
型号
单位
数量
备注
开挖作业班
人
12
熟练工人
支护作业班
人
20
熟练工人
开挖台车
自制
台
1
空压机
32m3
台
2
性能良好
凿岩机
YZ-28
台
12
全新
风镐
台
4
全新
挖掘机
日立ZX-220
台
1
性能良好
装载机
ZL50型侧翻
台
1
性能良好
自卸汽车
10t
辆
2
性能良好
六、质量、安全、环保和职业健康保证措施
1、质量保证措施
1.1、建立完善的质量管理体系及质量保证体系
项目成立以项目经理和总工程师为核心的TQC领导小组，建立严格的质量承包责任制，同经济挂钩，加强对工程质量的全面管理的指导。
建立质量检查机构，制定严格的工程质量内部监理制度，严格执行自检、互检与专业检查相结合的质量“三检”制度和工前试验、工中检查、工后检测的试验工作制度。
质量工程师行使质量一票否决权，项目经理、总工程师对质量工作全权负责。
1.2、严格实行质量责任制
实行项目经理、总工、各级技术人员及工班负责人对工程质量负相应责任，层层签订质量终身责任书，做到责任落实到位、责任落实到人，从而提高全员的质量意识。
坚决做到奖优罚劣，规范化施工，实行持证上岗。
使各级参建人员在实施组织指挥施工中始终坚持“质量第一”的方针，确保工程质量。
1.2.1、实行施工质量责任挂牌制，注明管理者、操作者，谁施工谁负责。
1.2.2、严格材料采购，检验制度，无检验材料严禁进入全体工程。
1.2.3、坚持施工过程的三检制度，做到“检查上道工序，做好未班工序，服务下道工序”。
1.2.4、工序间实行质量否决制，确保每道工序100%合格。
1.3、施工控制中的技术保证
1.3.1、施工前，施工技术负责人组织技术人员和施工管理人员仔细阅读设计文件，了解设计意图，明确施工技术重点、难点，进行技术交底。
1.3.2、严格测量放线工作，测量要求准确，放线及时，做到正确指导施工。
1.3.3、严格按设计边线布置周边线，控制一次起爆药量，控制开挖深度，减小超挖量和炸药对围岩的挠动破坏。
2．安全保证措施
2.1、建立安全保证体系
项目设立安全管理机构，建立现场安全监督、检查小组，针对工序特点，进行安全交底，严格执行项目经理部安全保证体系的有关规定，经理部与每个作业人员签订安全生产责任书。
2.2、安全教育和培训
2.2.1、对新进场的工人进行安全生产的教育和培训，考核合格后，方准许其进入操作岗位。
2.2.2、对爆破等特殊工种的工人，进行专门的安全操作培训。
持证上岗。
2.2.3、在采用新工艺、新方法、新设备或调换工作岗位时，对工人进行新操作方法和新工作岗位的安全教育。
2.2.4、设立每周一次的安全活动日，在班前班后会上检查安全生产的活动情况，并对职工进行经常性的安全教育和安全宣传活动。
2.3、落实安全责任制，制定安全管理的各项规章制度
建立健全各项安全生产的规章和管理制度，体现“全员管理、安全第一”的基本思想，明确安全生产责任，做到职责分明，各负其责。
施工中除操作人员本身加强各种安全措施外，经理部也将加大检查力度，搞好各方面的协调工作，坚决杜绝各种事故的发生。
严格执行施工安全操作规程。
2.4、各项安全技术措施
2.4.1、施工操作人员进入现场时必须佩戴安全帽，电工、电焊工必须穿绝缘鞋。
电源接线连接必须规范。
2.4.2、现场施工配置专职安全员，负责现场的安全管理工作，并建立安全保证体系。
2.4.3、对各种施工机具要定期进行检查和维修保养，以保证使用的安全，所有施工机械由专人负责，其他人不得擅自操作。
2.4.4、在设备显著位置悬挂操作规程牌，规程牌上标明机械名称、型号种类、操作方法、保养要求、安全注意事项及特殊要求等。
2.4.5、装药与钻孔不得平行作业；爆破作业和爆破器材加工人员严禁穿着化纤衣物。
进行爆破时，所有人员撤离现场。
2.4.6、装药前应检查爆破工作面附近的支护是否牢固；炮眼内的泥浆，石粉应吹洗干净；刚打好的炮眼热度过高，不得立即装药。
发现流砂、流泥未经妥善处理，或可能有大量溶洞涌水时，严禁装药爆破。
2.4.7、装炮时应使用木质炮棍装药，严禁火种。
无关人员与机具等均应撤至安全地点。
2.4.8、为防止炮烟中毒和药包迟爆事故，爆破后，爆破员按规定的等待时间进入爆破地点。
当发现“盲炮”时，必须由原爆破人员按规定处理。
3、环保和职业健康保证措施
3.1、建立健全管理组织机构。
工地成立以项目经理为组长，各业务部室和生产班组为成员的文明施工和环保管理组织机构。
3.2、加强教育宣传工作，提高全体职工的文明施工和环保意识。
3.3、制定各项规章制度，并加强检查和监督。
3.4、加强文明施工管理，合理布置施工场地，合理放置各种施工设施。
3.5、建立通风岗位责任制和奖惩制度，制定施工通风管理细则，明确岗位职责、技术标准和安全操作规程，实施与通风质量挂钩并定期兑现的奖惩办法，增强管路班组的责任心。
3.6、加强机械废气净化，减少污染源。
尽可能使用低污染的机械设备，
3.7、在施工区和生活区设置污水处理系统，不将有害物质和未经处理的施工废水直接排放。
3.8、对空压机、柴油机等安装防漏油设施，对机壳进行覆盖围护，对油料库、库房地、墙面做防渗漏处理，避免漏油污染。
七、施工进度计划及保证措施
1、工期目标
实际施工时间视围岩水文、地质情况变化而确定。
2、工期保证措施
2.1、实行动态网络管理，及时调整劳力、机械、确保工程按时完工。
2.2、做好材料、机械设备的各项保障工作，它们是完成工期的物质保证；同时狠抓施工管理，做到文明、科学、安全施工，这是保证工期的软件措施。
2.3、根据施工计划，下达日计划、旬施工进度计划、月施工进度计划，以日进度保旬进度，以旬进度保月进度，一旦发现滞后现象，及时、果断地采取弥补措施。
2.4、加强施工生产调度，合理地安排各项目、各工种、各工序，排除一切干扰，合理安排机械设备、施工材料、人力，最大限度地发挥各职能部门的作用。
2.5、积极开展劳动竞赛，挖掘施工人员内部潜力，高效完成自己的工作。
2.6、通过教育、学习，以提高工人的技术及操作水平，进而加快工程进度，确保工期。
2.7、搞好内部经济责任制，提高工作效率。
完善奖惩制度，落实好按劳分配的原则。
实行不同形式的计件工资、计时工资、承包工资，以经济为杠杆，充分发挥施工人员积极性和主动性，提高生产效率，提前工期有奖，延误工期受罚。
附图1：
正台阶法施工工艺流程图
测量放线
上台阶开挖一定长度后开挖下台阶
锚杆准备
爆破参数设计
上台阶开挖
上台阶支护
锚杆准备
喷砼准备
下台阶支护
喷砼准备
爆破效果检查，
下一环调整药量
下道工序施工
爆破效果检查，
下一环调整药量
质量保证体系图
总工程师：
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项目经理：
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内部监理：
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生产副经理：
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副总工程师：
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工程部：
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质检部：
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测量组：
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试验室：
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工区：
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工区：
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经营部：
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机材部：
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附图3
安全保证体系图
项目经理：
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项目书记：
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安保部长：
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总工程师：
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副总工程师：
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生产副经理：
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工程部：
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质检部：
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测量组：
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试验室：
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安保部：
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工区：
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工区：
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办公室：
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隧道安全员
隧道安全员
附图4
环境保证体系图
项目经理xxx
书记xxx
总工：
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生产副经理：
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副总工：
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经营部：
xxx
机材部：
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试验室：
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综合办：
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工区：
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工程部：
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工区：
xxx
升级会员 