阿永隧道开挖施工方案.docx

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阿永隧道开挖施工方案

普洱市澜沧至孟连至勐阿公路3合同段

阿永隧道

洞身开挖施工方案

编制：

复核：

审核：

普洱市澜沧至孟连至勐阿二级公路3合同段项目经理部

日期：

2013年10月

澜阿二级公路3合同段隧道工程

阿永隧道洞身开挖技术方案

一、编制依据

1、施工设计图纸和招投标相关文件

2、隧道施工和整体施工安排需要

3、普洱市公路经营养护有限责任公司对相关质量、安全要求

4、我项目部相关资源配制和管理需要

5、《公路隧道施工技术规范》、《公路工程质量检验评定标准》和其他有关法律法规和规范等。

二、编制原则

1、在充分理解设计意图的基础上，制定合理、操作性强的施工方案。

2、组织机械化、专业化施工，力求施工组织科学、严密，施工进度快速、均衡、高效。

3、加强过程监控，执行验标及有关规范、规程，确保工程质量。

三、工程概况

1、工程概述

阿永隧道起始点桩号为K15+016～K15+265全长249米，隧道位于R=487.432m，i=4%的右转圆曲线上，高程：

起点为1069.45，终点为1076.04，坡度为2.650%。

2、主要技术标准

公路等级：

两车道二级公路

设计荷载：

公路—Ⅱ级

设计速度：

60km/h

路基宽度：

整体式路基宽12m。

隧道净宽：

10.00m

隧道净高：

5.0m

设计洪水频率：

路基、大、中、小桥及涵洞均为1/100

3、地形地貌

隧道区域内山体走向南东～北西向，标高1070～1140m，相对高差较大，切割较深，地形坡度30°～40°，局部大于45°，地表植被发育，基岩出露一般，属构造剥蚀低中山地貌。

隧址处地层泥质砂岩、泥质页岩为主。

四、隧道开挖施工

1、方案设计

本线隧道按新奥法原理组织施工，并要根据不同围岩级别及周边环境选择相应工法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。

隧道破碎带按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。

隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。

洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。

洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，随后立即做好明洞衬砌，随后进入暗洞施工，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。

暗洞开挖根据围岩情况：

隧道采用留核心土的台阶法开挖，每循环进尺控制在一榀拱架。

隧道采用钻爆法开挖，出碴采用挖机、装载机配合自卸汽车无轨运输。

施工通风采用管道压入式通风。

在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。

加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。

根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道施工安全。

开挖方法的改变，要严格按程序申请设计变更。

洞身开挖中，记录开挖的地质情况，并绘制地质描述图（描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等），核对设计地质情况，判别围岩类别及稳定性。

当发现围岩地质情况发生变化时通知设计单位及时现场核实。

若实际地质情况与设计地质情况出入较大时，请设计单位进行补充勘察。

2、留核心土台阶开挖法

先开挖上部导坑成环形，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的施工方法。

2.1隧道留核心土台阶开挖法

施工工序见图1，工艺流程见图2。

图1预留核心土施工序图

预留核心土台阶开挖法施工工序说明:

预留核心土台阶开挖法，将开挖断面分为上、中、下及底部四个部分逐级掘进施工。

上部宜超前中部3～5m，中部超前下部3～5m，下部超前底部10m左右。

为方便机械作业，上部开挖高度控制在3.5m左右，中部台阶高度也控制在3.5m左右。

⑴开挖前拱部施作φ42超前小导管对拟开挖岩体进行注浆预加固，待浆液达到一定强度后，采用小型挖掘机开挖，预留一定厚度由人工持风镐修边到位。

⑵每一台阶开挖完成后，及时喷射4cm厚混凝土对围岩进行封闭，设立型钢钢架及锁脚锚杆，施作系统锚杆，最后铺设钢筋网，分层复喷混凝土到设计厚度，必要时各台阶设临时仰拱加强支护，完成一个开挖循环。

图2预留核心土施工工艺流程图

五、综合超前地质预测预报

本项目隧址区地质条件较复杂，需结合施工地质工作予以查明。

为保证隧道施工安全，开展综合超前地质预测预报，由第三方专业检测公司检测，并将综合超前地质预测预报纳入施工工序。

尤其是隧道存在破碎带时，必须提前做好超前地质预报工作，确保隧道安全通过。

针对隧道具体的工程特点，采用地貌、地质调查与地质推理相结合的方法，进行定性预测。

具体采取的措施有：

对开挖全过程进行综合预测、预报，方法有地质素描法（常规地质法）、超前探孔近距离预报、超前导洞预报、红外线探水及前兆法预报等。

施工中应该将几种预报手段综合运用，取长补短，相互补充和印证。

综合监测结果，及时提出对不良地质的处理措施，以降低施工风险，确保工程质量和运营安全。

超前地质预报若发现前方地质情况与设计不符时要及时通知设计单位到现场核实，以便及时采取有效的设计变更方案。

1、常规地质法

常规地质法适用于为近期开挖、支护提供预报（设平导时视超前正洞的长度）。

开挖面围岩级别、岩性、围岩风化变质情况、节理裂隙、产状、地下水等情况进行观察和测定后，绘制地质素描图，通过开挖后利用罗盘仪、地质锤、放大镜、皮尺等简单工具对开对洞内围岩地质特征变化分析来推测开挖面前方的地质情况，据以指导施工。

2、超前水平钻孔

采用超前水平钻机钻进过程中钻速和钻碴的变化对开挖面前方较短距离内的地质情况进行判断，为提高其预报的准确度，与地质素描配套使用。

通过超前钻探取芯测定含水率为主要手段确定下一步施工方案。

对富水隧道应及时探明地下水的储量及分布，探水的方法主要采用钻探法。

六、爆破施工

隧道的爆破作业，应采用光面爆破或预裂爆破。

爆破作业应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、循环进尺和爆炸材料进行钻爆设计。

钻爆设计应根据爆破效果不断优化爆破参数。

钻爆设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、深度、斜率和数目，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等。

钻爆设计土应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要经济指标和必要的说明。

爆破参数应通过试验确定。

当无试验条件时，可参照表1、表2选用。

表1光面爆破参数

岩石类别

周边眼间距

E（cm）

周边眼抵抗线

W（cm）

相对距离

E/W

装药集中度q

（kg/m）

极硬岩

50～60

55～75

0.8～0.85

0.25～0.30

硬岩

40～50

50～60

0.8～0.85

0.15～0.25

软质岩

35～45

45～60

0.75～0.8

0.07～0.12

表2预裂爆破参数

岩石类别

周边眼间距

E（cm）

至内排崩落眼间距

（cm）

装药集中度q

（kg/m）

极硬岩

40～50

40

0.3～0.4

硬岩

40～50

40

0.2～0.25

软质岩

35～40

35

0.07～0.12

注：

1.表中所列参数适用于炮眼深度1.0～4.0m,炮眼直径40～50mm,药卷直径20～45mm。

2当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E应取较小值。

3周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。

软岩在取较小E值时，W值应适当增大。

4E/W：

软岩取小值，硬岩及断面小时取大值。

5表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药，选用其它类型炸药时，应修正。

周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求，硬岩开眼位置在轮廓线上，软岩可向内偏5～10cm。

底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破，辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装碴需要。

周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼加深10～20cm。

当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。

七、劳动组织及机具配置

1、劳动力组织方式：

采用架子队组织模式。

2、施工人员应结合确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。

作业工班人员配备表

工作

数量

备注

负责人

1人

技术员、安全员

2人

工班长

2人

技术、质检、测量及试验人员

4～6人

爆破员

2人

押运员

2人

普工

12～15人

3、设备机具配置满足施工要求。

主要施工机械设备配置表

名称

数量

备注

空压机

2～3台

气腿钻

24～30台

通风机

1～2台

挖掘机

1台

装载机

1台

自卸车

3～5台

发电机

1台

八、质量要求

1分项验收标准

1.1主控项目

①隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。

检验数量：

施工单位每一开挖循环检查一次。

检验方法：

采用仪器测量。

②隧道开挖应严格控制欠挖。

当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。

拱脚和墙脚以上１ｍ内断面严禁欠挖。

检验数量：

施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。

检验方法：

施工单位采用自动断面仪测量等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，现场核对开挖断面。

③洞身开挖中，应在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。

检验数量：

施工单位每一开挖循环检查一次。

检验方法：

施工单位进行工程地质观察和描述。

④光面爆破或预裂爆破钻眼前，应根据钻爆设计图准确标出炮眼位置，钻孔时应按钻爆设计要求严格控制炮眼的间距、深度和角度。

掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为5cm。

周边眼的间距允许偏差为5cm，外插角应符合钻爆设计要求，眼底不应超出开挖轮廓线15cm。

检验数量：

施工单位每一开挖循环检查全部掏槽眼和10个周边眼。

检查方法：

测量。

⑤隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求。

隧底范围石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。

检验数量：

施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。

检验方法：

施工单位用仪器测量底部高程，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，核对开挖断面。

⑥隧底开挖后应及时核对隧底地质情况。

当需要进行加固处理时，应符合设计要求。

检验数量：

施工单位每处检查一次。

检验方法：

施工单位进行地质描述。

1.2一般项目

①光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩不应小于80%，中硬岩不应小于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。

检验数量：

施工单位每一开挖循环检查一次。

检验方法：

对照钻爆设计资料，观察、计数检验炮眼痕迹保存率。

②水沟开挖位置、基底高程应符合设计要求，靠边墙的水沟应与边墙基础同时开挖、一次成型。

检验数量：

施工单位每一开挖循环检查一次。

检验方法：

观察、仪器测量。

九、安全、质量控制措施

1、加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的安全、质量意识。

2、岩石隧道坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，隧道施工严格按照“先探测、管超前、非爆破、严控水、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工。

3、严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工，否则应按照变更程序申请改变施工方案。

4、在隧道开挖前，对隧道地表中线附近范围进行勘察，对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统计，并按里程桩号逐一登记、拍照，尤其是隧道下穿高速公路等大型构筑物地段，施工中应加强监控量测工作，严格按设计方案施工，确保隧道安全、顺利通过。

5、每循环进行测量放样，严格控制超欠挖。

定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。

6、边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求。

软弱地基处理方法和施工质量应符合设计要求。

隧底开挖前应进行施工工艺设计。

7、开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息。

8、隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小，核对设计情况，判断围岩的稳定性。

9、制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。

10、洞口工程施工，宜避开雨季和严寒季节。

11、洞口施工前，应先检查边、仰坡以上山坡稳定情况，清除悬石，处理危石，施工期间实施不间断监测和防护。

12、地层含水量大时，上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外，以免浸泡拱脚。

必要时应配合井点降水等措施将地下水位降至隧道二次衬砌底部以下，确保施工顺利进行。

13、隧道明洞段施工时，边仰坡应分层分段开挖，并按设计及时做好防护。

临时边仰坡应进行适当放坡。

14、明洞段因地基加固等施工的振动可能造成边坡失稳时，应预先在边坡上设置观测桩进行监测，并派专人检查边坡的稳定情况。

发现边坡有开裂、变形现象时，应立即对边坡体进行加固处理，确保安全后方可继续进行施工。

15、爆破作业时，所有人员应撤离至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点。

安全地点至爆破工作面的距离，在独头坑道内不应小于200m，当采用全断面开挖时，应根据爆破方法与装药量计算确定安全距离。

当相对开挖工作面相距40m时，两端施工应加强联系，统一指挥。

当两开挖工作面相距10～15m时，应从一端开挖贯通。

设置放炮前的安全检查员，及时检查现场的安全情况，以确定是否可以起爆，爆破后经专职安全员检查，排除瞎炮等安全隐患后，其他人员方可进入施工现场。

十、其他注意事项

1、暗洞分部开挖时，在满足设计规范及安全质量要求的前提下，应尽量采用适合机械化作业的施工工艺，分部尺寸划分合理，各分部尽量平行作业，从而达到快速施工的目的。

2、弃碴时要由专人指挥、堆放整齐、边坡平整，弃碴场需设置挡墙。

施工过程中杜绝随意倾倒弃碴和弃土。

施工完毕后，对弃碴场及时平整，并做好绿化、防护，避免水土流失。

3、隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：

①空气中氧气含量，按体积计不得小于20%；

②粉尘永许浓度，每立方空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg，每立方空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg；

③有害气体最高允许浓度：

a一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m3，在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；

b二氧化碳按体积计不得大于0.5%；

c氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下；

d隧道内气温不得高于28℃；

e隧道内噪声不得大于90Db。

4、施工独头掘进长度超过150m时，应采取机械通风，确保洞内每人供应3m3/min的新鲜空气。

5、便道及施工现场要注意撒水防尘，减少对周围环境的破坏。

6、隧道施工作业地段必须保证足够的照明。

不安全因素较大的地段应加大照度。

在主要交通道路、洞内抽水机站应设置安全照明，漏电地段照明应采用防水灯头和灯罩。