成渝客专某隧道开挖施工方案中隔壁cd法 ⅴ级围岩.docx

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成渝客专某隧道开挖施工方案中隔壁cd法ⅴ级围岩

XX隧道开挖施工工艺工法

1.XX隧道概况

XX隧道位于四川省XX县XX镇XX村，出口位于XX湾XX村附近。

隧道进口里程为DK125+991、出口里程为DK127+335，全长1344m。

隧道最大埋深位约57m。

隧道地形起伏较大，属丘陵地貌，线路通过地段海拔最高高度401m，相对高差达70m，植被发育，多辟为竹林及少量松树林，杂草灌木丛生，山坡自然坡度5～27°。

隧道不良地质为：

①DK126+180～DK126+380、DK126+650～DK126+800段地面为水塘，为中等富水区。

②本隧道地下水对混凝土具有酸性侵蚀作用，化学侵蚀环境作用等级为H1及L1。

③本隧道泥岩具有一定膨胀性；且可能出现天然气随裂隙溢出现象。

2.资源配置安排

1、施工机械：

管棚机1台、挖掘机2台、装载机2台、混凝土拌合站、混凝土运输车、混凝土湿喷机4台、空压机3台、YT-27风动凿岩机18台、出碴车5辆。

2、检测仪器：

水准仪、全站仪、钢卷尺。

3、试验人员：

测量员4人、试验员2人、技术员2人、施工员30人、机械手6人、辅助工人6人。

3.施工工艺

3.1施工准备

复核图纸，准确定出洞口位置，按设计位置放出边、仰坡及洞口开挖边线。

坡面清表：

对边仰坡施工防护范围内坡体上的林木、杂草及危石进行清除。

刷坡：

刷坡从上至下施工，边仰坡的开挖坡度随原地面的坡度改变而改变，确保坡面平顺并与原地面形成为一体。

采用挖掘机开挖，自卸车运土，人工配合刷坡。

洞口位置有滑坡体时先清除滑坡体再进行边仰坡开挖。

3.2边仰坡刷坡和防护

⑴截水天沟施工

在进行隧道洞口边、仰坡施工防护前，做好洞顶截水天沟，防止地表水冲涮坡体及流入边仰坡面，影响洞口安全；截水天沟距边仰坡开挖线边缘投影距离不小于5m，采用M10浆砌片石梯形水沟。

截水天沟的砌筑严格按照路基排水边沟的施工工艺要求及砌体工程施工规范操作，线型、坡度根据现场实际情况可适当调整，同时与洞口永久排水系统顺接。

⑵边仰坡防护

坡面防护：

隧道边、仰坡的防护紧跟开挖从上而下施工，开挖完成一段后及时施工锚杆、框架梁。

具体工序为：

放样→施工洞顶截水沟→刷坡清表→刷坡→清除坡面浮土、危石→施工锚杆、框架梁。

洞口边仰坡防护参数：

框架梁节点处长锚杆采用φ32、φ38、φ51自进式中空注浆锚杆或中空锚杆。

锚杆间距3m，与水平面倾角15º～35º，具体倾角根据工点具体情况确定。

3.3隧道边仰坡施工注意事项

⑴隧道洞口边、仰坡土石方开挖及防护工程施工，要符合设计要求和环境保护、水土保持的有关规定；

⑵边、仰坡要自上往下开挖，不得采用洞室爆破，开挖后要及时进行防护工程施工；

⑶边、仰坡周围的截水沟要在边、仰坡开挖前修建完成；

⑷边、仰坡防护的型式要符合设计要求。

3.4隧道洞身开挖

隧道由于跨度大、埋深浅、地质条件差，在开挖进洞前或在洞内，都要进行超前支护。

为确保工期及施工安全，遵循“早进洞、少扰动、强支护”的方针，先进行洞口防排水处理，边仰坡尽量不扰动，既要保护环境又要确保施工安全。

进洞为Ⅴ级加强段衬砌。

开挖前先进行Φ108mm×30m大管棚超前支护，再进行开挖作业。

3.4.1隧道洞口大管棚施工方法

⑴施作导向墙

为保证洞口稳定和准确施打大管棚，在明洞衬砌范围外施作套拱，一方面支挡仰坡防止坍塌，另一方面作为大管棚钻孔导向。

洞口边仰坡加固稳定后，测量放样开挖出导向墙施作位置，然后按以下步骤施作导向墙：

①支立I18工字钢拱架，其几何尺寸按设计加工，用Φ22纵向连接筋焊接固定，纵向连接筋沿钢拱架环向间距1.0m，钢拱架拱脚须落在实处。

②安装导向管：

在钢架上安装导向管，导向管采用Φ146mm热轧无缝钢管，长1.0m，沿钢架环向间距40cm（中对中），共46根，从中线两侧各23根。

导向管与钢拱架焊接牢固。

③浇筑导向墙混凝土。

导向墙采用C20混凝土，长度与厚度均为100cm。

⑵施工大管棚

导向墙浇筑完毕，平整场地或搭设钻孔平台，施工大管棚。

管棚施工工艺方法：

①钻孔：

利用管棚钻机钻到设计深度，每钻入一节续接下一节钻杆。

管棚采用节长6m、Φ108×6.0mm热轧无缝钢管，以长15cm的丝扣连接，钢管前端呈锥形，管壁四周钻φ10～16mm压浆孔，梅花形布置，管棚环向间距40cm（中对中），共布置46根。

采用管棚钻机沿开挖外轮廓周边以1°外插角钻设管棚孔，将钢管打入围岩。

钻孔时钻机的立轴方向必须准确控制，以保证孔向正确，并经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正；

②清孔：

利用高压风将孔内余碴清理干净，以防塞管时卡管；

③装入钢管：

管棚分钢管和钢花管，交错布置，先打设钢花管

并注浆，然后打设钢管，钢管连接注意接头质量；

④高压注浆：

管棚钢管钻进以后，注浆前注浆系统要试运转“热身”，一般为20分钟。

利用注浆泵先压水检查管路是否漏水，设备状态是否正常，而后再做压水试验，以冲洗岩石裂隙，扩大浆液通路，增加浆液充塞的密实性。

压水试验结束以后，用高压泵压注水泥浆，压力控制在0.5～2.0Mpa，注浆前进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数，利用注浆泵将浆液压入孔内，通过钢管壁注浆孔来加固地层。

⑤堵孔止浆：

堵孔质量的好坏，直接关系到注浆效果。

堵孔包括钢管自身的封堵和钢管与孔壁之间空隙的封堵：

钢管自身的封堵一般在钢管最外端1.0m～2.0m范围内不设置注浆孔，孔口用厚3～5mm钢板凿孔焊接注浆管来封堵；钢管与孔壁间空隙的封堵利用自制工具将早强水泥砂浆塞入孔口封堵，封堵材料装入孔内不小于1m长度，确保封堵质量。

⑶注浆异常现象处理：

①发生串浆现象，即液浆从其他孔中流出时，采用多台泵同时注浆或堵塞串浆隔孔注浆；

②水泥浆压力突然升高，可能发生了堵管，停机检查；

③注浆迸浆量很大，压力长时间不升高，则要调整浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的初凝时间，才能避免产生注浆不饱满。

⑷注浆时注意事项：

①浆液配制：

水泥浆采用卧式搅拌机拌和。

水灰比W/C=1.0。

在注浆前试验合理确定浆液配比、注浆压力等注浆参数。

浆液配比选择要考虑岩石裂隙情况及浆液扩散半径，现场通过试验确定；

配制浆液时，要注意加料顺序和速度，防止浆液结块。

浆液随配随用，用多少配多少，以免造成浪费。

配制好的浆液，需经过滤后方可进入泵体，以防杂物堵塞管路或泵体；

②注浆施工：

采用2台BW-250/50型注浆泵注浆。

清孔后，按由下孔至上孔的顺序施工，浆液先稀后浓、注浆量先大后小程序注浆，如遇串孔或跑浆则隔孔灌压；

③注浆压力控制：

注浆压力按分级升压法控制，由注浆泵油压控制调节。

具体调法是：

启动注浆泵，正常运转后关闭泵口阀门，泵停止运转后，旋转压力调解旋钮，将油压调在要求的油压刻度值上。

随着注浆阻力的增大，泵压随之增高，当达到调定值时，自动停泵。

应防止由于压注速度过快，造成上压过快返浆、漏浆等异常现象，影响注浆质量；

④结束标准：

采用终压和注浆量双控制。

一般以单管设计注浆量为标准，当注浆压力达到设计终压不小于20min，进浆量仍达不到设计标准时，也可结束注浆；

⑤清洗注浆系统：

达到结束标准后，停止注浆，随即卸下注浆混合器及注浆系统，并用清水清洗干净。

以保证下次注浆顺利进行。

施工中要加强劳动保护，防止浆液沾染人体；

⑥效果检查：

先打钢花管，再打钢管。

钢花管注浆完成以后再进行钢管钻孔，通过钻孔钻出的钻渣是否含有水泥浆来判断注浆的质量。

⑸施工注意事项

①导向墙内的I20b型钢拱架其几何尺寸、加工精度和连接质量要满足设计及规范要求；拱脚必须落在基岩上，为了增加其稳定性，可沿其径向方向在套拱两侧壁土体上施作4根L=4m的φ42锁脚锚管并与钢架焊接牢固。

②导向墙内的导向管在与型钢拱架焊接前，准确算出各管孔口位置，利用测量仪器定出导向管的位置和倾角，以保证管棚施工、安装精度。

在浇筑套拱C20混凝土时，导向管孔口用麻袋片等物堵塞，以防混凝土进入孔口。

③管棚所用钢管进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求；管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。

④钻孔时钻机的立轴方向必须准确控制，以保证孔向正确，并经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。

管棚钻孔的允许偏差要符合表3-4-1的规定：

表3-4-1管棚钻孔允许偏差表

序号

项目

允许偏差

1

方向角

1o

2

孔口距

±50mm

3

孔深

±50mm

⑤在安装管棚时，管棚钢管的连接要牢固，其接头要错开布置，同一断面内接头数量不得超过钢管总数的50％。

⑥管棚要从下向上注浆，即从两侧最低处的管棚开始向拱顶方向逐孔注浆。

⑦水泥浆的配合比要满足设计要求，注浆浆液要充满钢管及其周围的空隙，注浆参数如下：

A、水泥浆液水灰比W/C=1：

1；

B、注浆压力：

0.5～2.0Pa。

⑧在钻孔、安装钢管和注浆过程中，要做好施工记录。

3.4.2中壁（CD）法施工工艺流程

施工工艺流程见图3-4-2

中壁（CD）法施工工序横断面见图3-4-3

图3-4-2中壁（CD）法施工工艺流程图

图3-4-3中壁（CD）法施工工序横断面

3.4.3钻爆施工工艺

⑴钻爆施工工艺流程

图3-4-4隧道钻爆施工工艺框图

⑵施工工艺说明

①光面爆破质量标准

周边轮廓基本符合设计要求，岩石壁面平整。

爆破后岩面保留有半眼孔痕，半眼率符合规范要求。

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。

危石、浮石较少。

②爆破试验

对于不同的围岩地段，在开始施工前，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，作为正式钻爆的开挖依据，同时检验机械配备、劳力、组织循环作业安排是否合理，对施组进行优化。

③钻孔作业

采用钻孔台车作业前，根据钻爆设计划定台车臂作业区域，各臂钻孔的顺序，规定作业时间和周边眼、底眼、掏槽眼开孔偏角及插入角，使钻孔不发生相互干扰而有序进行。

钻孔时严格按照钻孔台车操作规程作业，力求钻孔方向、位置满足设计要求，准确控制周边眼外插角。

激光定向：

用BJS－ZC激光断面仪检测及炮眼定位，按不同的围岩断面尺寸，炮眼布置图输入仪器，台车钻臂以投射激光及孔位为依据，按孔位钻进并控制好钻孔角度，确保钻孔质量。

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，用油漆按投影布点。

钻孔标准：

准、平、直、齐。

准：

钻孔按设计布眼钻孔，当受节理、裂隙影响时稍稍移动孔位，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：

Ⅳ级围岩可从轮廓线偏内3cm，周边眼外插角的角度以1°～3°的斜度外插，方向与轮廓线法线方向一致。

直：

直线段上，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道轴线的同一平面上，掏槽眼加深10～20cm，钻孔深度根据掌子面的起伏“凸”加，“凹”减。

④装药作业

清孔：

装药前用高压风清孔，吹干净孔内积水及碴粒。

装药：

装药前核对雷管段数，使之与设计相符，同时按钻爆设计的装药结构及药卷规格药量装药。

装药时，药装到孔底，起爆药包用炮棍缓慢送入，防止拉雷管或破损导爆管。

装药检查：

装药时，将雷管段数标于孔外导爆管上，由检查人员对雷管段数进行复核，确保准确无误，同时核对药卷规格及装药长度，使每孔装药符合设计要求，检查后做好记录。

堵塞：

所有炮眼装药后，用炮泥进行堵塞，其长度为30cm。

炮泥用机械加工，用炮棍顶进，堵塞做到封孔严密。

⑤爆破作业

连结网络：

在所有非必须的机具、设备撤离爆破面之后，开始连结网路。

连结时尽可能靠近眼孔，孔外网路尽量短，连结整齐，便于直观检查网路。

连结系统尽量短，但不拉细、打结，避免导爆管、连结块受损坏等。

网路连结好后，认真检查连结是否正确，保证每个眼孔的起爆药卷都包括进去，每个簇联或连结块内都有引爆雷管。

爆破完成后检查人员带防毒器材进入检查。

发现瞎炮时，先查明原因，因孔外导爆管损坏引起的瞎炮，切去损坏部分，重新连接导爆管，再行起爆。

此时，接头尽量靠近孔眼位置。

因孔内导爆管损坏或是导爆管本身问题引起的瞎炮处理办法按照国家标准《爆破安全规定》中有关规定进行。

⑥钻爆效果检验

每次爆破通风排烟后，值班技术和质检员即进入对钻爆效果进行检查记录。

检查记录光爆效果，炮孔利用率，平均掘进长度，碴体的破碎程度，抛掷距离，围岩的损坏程度等，作为不断优化钻爆设计的依据。

⑦控制超欠挖措施

根据不同地段情况，选择合理的钻爆参数：

采用一炮一分析制度，每次钻爆循环后，根据爆破震动速度，炮痕保存率、装药量、残眼深度及数量、抛碴距离、堆碴高度、岩碴块度等多方面的测量和数据对比分析，选择合理的钻爆参数，不断优化钻爆设计。

3.4.4出碴运输

本隧道进口弃碴场位于线路右侧约300m处，出口弃碴场位于出口线路左侧约400m处；隧道出渣运输采用无轨运输方式。

（1）正洞单次爆破最大出碴量确定

（2）出碴装运设备选型

出碴选用侧翻式型装载机装碴，大吨位自卸车运输（按20T考虑）。

（3）出碴运输设备配套计算

设洞内运输最大长度为L1，洞外运输长度为L2，洞内平均速度为V1，洞外平均速度为V2，一台自卸车每次调车及装碴时间为T，每循环连续装碴需要正常运行的自卸车的数量为N，则N等于某台自卸车装满碴离开工作面至弃碴场并原路返回工作面的时间内，ZL50C连续装载自卸车数量加1，即根据《隧道施工技术安全规则》规定：

自卸车最大行车速度车速在成洞地段不超过20km/h，施工地段不超过10km/h。

因此，计算时综合考虑平均速度，洞内取V＝15km/h。

自卸车从洞口至弃碴场，在弃碴场调车并弃碴后原路返回洞口，考虑自卸车在弃碴场的调车及弃碴时间，洞外行车速度取V＝25km/h

根据现场测试资料，XG953ⅡC配合20吨自卸车在双线铁路隧道中的平均每次调车及装碴时间T＝5Min。

（4）出碴运输设备数量计算

若洞内运输最长距离约为2000m，洞外弃碴距离平均按200m考虑，根据设备数量计算公式，L1＝2.0km，L2＝0.2km，V1＝15km/h，V2＝25km/h，T＝5Min。

【N】=【（2×L1/V1+2×L2/V2）×60】/T+1=4.39

进口在洞内最远端隧道施工最多需要5台20吨自卸车满足连续出碴运输要求。

（5）出碴运输技术措施及安全措施

行车速度限制：

无轨运输在施工作业地段不大于10Km/h，成洞地段不大于20Km/h。

与仰拱混凝土灌注施工互不干扰的技术措施：

当仰拱铺底混凝土的灌

注作业工序在路面下实施时，为运碴、铺底两不误，采取抗干扰仰拱栈桥施工措施，如图3-4-5所示。

图3-4-5抗干扰仰拱栈桥施工措施示意图

碴运输队负责运输后勤保障工作，备足司机，备足机械设备及维修人员和线路养护人员，并对其工人进行安全培训。

运输道路安排专人按标准进行维修和养护，使道路经常处于平整、畅通状态，道路两侧的废碴和余料随时清除。

每日对司机进行安全教育，按班换人换岗，避免司机疲劳驾驶；并配备备用车辆。

隧道弃碴场安排专人指挥倒碴，并保证场地整齐、规范，防止水土流失。

3.4.5注意事项

⑴采用短进尺、弱爆破的施工原则，进洞时进尺不大于1米。

⑵定位准确：

测量人员用红油漆准确标出炮眼位置，其误差应符合规范要求。

⑶定位钻孔：

利用自制钻孔台架，按炮眼布置图准确钻孔。

风枪工必须熟悉炮眼布置图，能够准确定位；确保炮眼钻深及外插角符合规范要求，尽可能使爆破后的掌子面齐平，岩面错台小。

⑷清孔：

装药前，用钢筋弯制的炮钩和高压风将孔内石屑刮出吹净。

⑸装药：

炮眼装药时按炮眼位置或分类由数名爆破工分组进行，按设计图装药量自上而下装药、堵炮孔，最后由1名爆破工负责检查、联结起爆网络。

起爆网络采用起爆器起爆。

⑹哑炮处理：

发现哑炮后，首先查明原因，再由经验丰富的爆破工按有关爆破操作规程进行排除。

⑺爆破设计参数修正：

开挖施工中根据爆破设计，结合现场地质条件进行代表性围岩类别的爆破试验，修正爆破设计参数，以取得最佳爆破效果。

⑻施工防尘：

孔时采用湿式钻孔，爆破后采用喷洒水幕的方法以取得良好的降尘效果。

⑼现场监控测量：

在仰坡顶处埋设水准点一组三个，开挖期间勤量测其高程，计算地表下沉速率，只有下沉速率小于规范要求时，才能继续进行洞身开挖。

4.质量保证措施

为保证施工质量，项目部安排测量人员2人、试验人员2人及专职质检工程师负责进洞开工程的质量检测控制，确保洞室开挖分项工程达到合格率100%。

⑴建立健全工程质量保证体系

项目部根据ISO9001标准为主线，建立健全以项目经理为第一责任人的工程质量管理领导小组，建立项目部、架子队、工班三级质量管理体系，从组织保证、思想保证、制度保证、施工质量保证、质量检查保证、经济保证、质量信息诸方面建立完善的质量保证体系。

⑵提高全员质量意识

队伍进场后，按施工放样、钢筋加工、钻孔、爆破、砼拌和、喷射砼、挂网、锚杆制安、机械操作等工序的有关要求，对质量、试验、钢筋工、砼工、风枪工、爆破工、砼喷射手、机械操作手及司机、工区管理人员等实施了专项质量意识教育，做到有的放矢，使人人明白质量要求，个个清楚质量标准和目标要求。

⑶狠抓工序质量，确保隧道整体质量

确立以班组自检为基础，自检、互检和专业检查相结合的质量三检制度和工前试验、工后检验的试验工作制度。

坚持“三服从，一票否决”的制度，即进度、工作量、计量服从工程质量；质量问题一票否决。

⑷通过项目部工地试验室加强对施工过程质量的检查和监控，严禁不合格产品进入任何工序，确保各项工序一次成优。

⑸加强职工上岗技能的培训，特殊岗位持证上岗作业。

⑹进洞施工前制定详细的质量保证目标及技术措施，并按照正规化、标准化、规范化组织施工。

⑺坚持图纸审核、技术交底、换手复测制度，确保隧道施工技术指令及测量成果准确无误。

5.冬季施工安全措施

建立健全安全生产的管理体系，成立施工安全领导小组。

逐级签定安全承包合同，充分体现“安全生产，人人有责“的原则，贯彻执行”安全第一，预防为主“的方针。

现场要严防火灾、严防触电；钻孔、挂网、制安锚杆等高空作业要严格按照操作规程标准化、正规化施工，设置防护安全网，施工人员佩带安全帽、安全绳、安全带等，严防高空坠落；严格遵守安全操作规程，确保机械设备安全；严格按照公安部治安局及当地公安局的有关法律、规定进行火工品的运输、储存和管理使用。

炸药库、雷管库除按规定设于远离住宅区外，还安排专人看守，并签定了安全责任合同书。

严格招执行安全检查制度，把安全事故消灭在萌芽状态。

工地丰将严格领取手续，做到所使用火工品的数量、型号必须技术负责人签认后才能领取，并做到用多少领多少，当班未用完的火工品的立即归还工地火工品库，严防爆炸物品流失到社会上。

火工品的使用由爆破工专人负责。

爆破作业时，设置爆破安全范围警戒线，并安排安全员断绝交通，控制装药量，实行松动爆破，严防飞石伤人、损害设备。

同时，由经验丰富的爆破员按照爆破作业规程中有关排除哑炮的规定负责哑炮的处理。

对特殊技术工人进行岗前技术培训，对各工种工人进行岗前安全教育，施工期间实行交接班制度，并实行安全与经济挂钩。

6.环保措施

施工中根据现场的地理环境条件和本工程施工特点，主要采取以下措施进行环保：

⑴认真学习、贯彻执行“预防为主，防治结合，综合防治好的原则“和国家关于环境保护法规；成立环保工作领导小组，并把植被保护、水土保持与流失、防止水源污染、洞内烟尘污染及防尘、洞外河沟的弃碴作业环境保护的重点工作。

⑵临时住房、材料堆放场、材料库房等有计划地做好雨水、废水排泄工作；场地清除的垃圾、废土及明洞开挖石碴按要求运往弃碴场弃放，定期清运至弃土场深埋。

生活废水按一定标准处理后才进行排放，禁止向河、沟内排放超标废水等。

⑶隧道工程建筑材料拉运过程中必要时采用棚布遮盖，本标段所负责养护的施工便道坚持经常洒水，以防尘土飞扬，做到文明施工。

⑷对隧道施工噪声采取一定措施控制，如发电机、空压机、通风机等固定式有声源设备充分利用地形屏障作用进行布置，明洞及洞门开挖的爆破采用微差分段松动爆破，以减小震动。

⑸认真贯彻执行《文物法》，施工中若发现文物，及时向业主和文物管理部门报告，并做好保护工作。