洞身开挖施工专项方案1.docx
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洞身开挖施工专项方案1
中交第一公路工程局有限公司
兰渝铁路LYS-12标段项目经理部
隧道洞身开挖
专项施工方案
中国交通建设
CHINACONMMUNICTIONSCONSTRUCTION
二〇〇九年十二月
中交第一公路工程局有限公司
兰渝铁路LYS-12标段项目经理部
隧道洞身开挖
专项施工方案
批准：
审 核：
校核：
编 制：
付连宁
二〇一〇年三月
目录
一、编制依据
二、编制原则
三、工程概况
四、机械设备及人员配备
五、施工工艺
六、质量检验
七、质量保证措施
八、安全保证措施
九、文明施工
十、环水保措施
一、编制依据
1、新建兰渝铁路广元至重庆段LYS-12标段隧道施工设计图纸；
2、《新建时速200～250公里客运专线铁路设计暂行规定》（铁建设[2005]140号）；
3、《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）；
4、《铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号
5、《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ104-2008）；
6、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108-2002）
二、编制原则
铁路隧道洞身开挖施工方案根据各隧道的设计图纸、洞内围岩级别，选择适宜的方法进行施工；采用新技术、新设备、新方案，做到适用性和先进性相结合，进行技术经济方案的比选，选择最优方案施工；提高施工机械化水平，提高劳动生产率，加快施工进度，确保工程质量。
总结经验教训，不断的提高隧道工程洞身开挖施工质量，为隧道工程施工安全保驾护航。
洞身开挖施工方案除应符合《铁路隧道工程施工技术指南》外，尚应符合环境保护和劳动卫生有关法律、法规的要求。
三、工程概况
3．1工程简介
新建兰渝铁路广元至重庆段LYS-12标段第二分部隧道工程主要位于四川南充市嘉陵区、顺庆区境内，属四川盆地丘陵区及局部陡崖斜坡地段山区。
地形高程为320～450m，相对高差40～130m，纵向起伏较大，深埋隧道多。
全线的隧道地质构造复杂，不良地质和特殊地质多，各隧道Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩占比例大。
二分部隧道共10座，根据招标图纸统计共长8130m.
隧道穿越山体部分为浅埋层易塌方，深埋处岩体中含有毒气体。
围岩较差给施工方法带来局限性，施工难度大，增加了循环时间，工期较为紧张。
3．2主要设计技术指标
铁路等级：
I级；正线数目：
双线；限制坡度：
6‰；
旅客列车速度目标值：
200km/h；
最小曲线半径：
一般5500m,困难4500m；
标准线间距：
4.6m；牵引种类：
电力；闭塞方式：
自动闭塞；
机车类型：
客机SS7E、货SS7、动车组；到发线有效长度：
850m。
四、机械设备及人员配备
6．1劳动力安排
每个隧道施工队伍管理人员1人，负责全队的现场管理、技术管理及日常事务，下设4个工班，施工高峰期可适当增加劳动力。
注：
下表所提供劳动为每个隧道单侧开挖施工所需劳动力，洞身开挖施工所需人员和机械均在下表中列出。
劳动力安排表
序号
工班名称
劳动力安排
承担任务
1
开挖工班
8
负责洞身上台阶开挖，配合挖掘机扒碴，修整壁面及工作面钻孔爆破工作。
风水电保障工班
2
负责洞内外水电的保障维修与检查、洞内排水工作
4
运输工班
5
出碴、卸碴、配合挖掘机或装载机装碴以及材料运输
5
测量工班
3
负责开挖炮眼的布置、围岩量测
8
安全员
1
负责洞内外安全
９
管理人员
1
负责全队的现场管理
合计
20
2.2.3机械设备配置
机械设备配套从隧道工程特点出发，本着既要与施工方法相匹配，又能满足施工需要的原则，结合质量工期要求，做到既先进，又经济，合理配备。
同时，还充分考虑设备的完好率和出勤率，拟投入本标段每座隧道洞身开挖施工的主要机械设备见下表。
每座隧道洞身开挖主要施工机械设备配置表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
挖掘机
PC200
台
2
2
装载机
ZL-50C
台
2
3
风动凿岩机
YT-28
台
30
4
风镐
G10A
台
16
5
多功能台架
轨行式
台
2
6
自卸汽车
东风5T
台
4
7
电动空压机
4L-20/8
台
3
8
砼运输翻斗车
FD2.0
台
3
9
发电机
120kw
台
1
五、施工工艺
图3-39隧道断面开挖施工工艺流程图
⑵洞身开挖方法及作业程序
①洞身开挖方法
详见表3-20“隧道开挖方法表”。
表3-20主要隧道开挖方法表
围岩级别
开挖方法
Ⅴ级
明挖法
大拱脚台阶法
Ⅳ级
台阶法
III级
台阶法
特殊地段
CRD法
②洞身开挖作业程序
隧道Ⅴ级围岩采用CRD法或大拱脚台阶法施工；Ⅳ级围岩采用台阶法施工，III级围岩采用台阶法施工。
详见图“隧道CRD法施工作业程序图”、“隧道大拱脚台阶法施工作业程序图”、“隧道台阶法施工作业程序图”。
③隧道开挖钻爆设计
V级、IV级围岩隧道开挖施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，采用微震爆破、小炮、机械或人工开挖，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，工序变化处支钢架（临时钢架）设锁脚锚杆，以确保钢架基础稳定；导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员安排进行适当调整；钢架之间纵向连接钢筋及时施作并连接牢固。
III级围岩台阶法按光面爆破和预裂控制爆破布眼，三臂液压钻孔台车钻眼，塑料导爆管非电起爆、毫秒微差爆破，全面采用水压环保型爆破新技术，即在孔底及孔口分别装上水袋，中间装药，孔口堵塞机制炮泥的装药结构形式，达到降低炸药消耗量，降低粉尘，增加开挖进尺的目的。
通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照表3-21“光面爆破参数表”，并根据地质情况及时修正其钻爆参数。
表3-21光面爆破参数表
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）
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
掏槽方式：
开挖采用单式、复式楔形掏槽或中空直眼掏槽。
爆破器材：
爆破器材一般地段选用2#岩石硝铵炸药，遇水采用乳胶炸药，塑料导爆管毫秒雷管微差起爆。
本标段内所有隧道钻爆均采用“节能环保水压爆破”新技术，水压爆破工艺流程见图3-41“水压爆破工艺流程图”。
装药结构见示意图3-40“水袋炮泥回填堵塞法爆破图”，即先把水灌入到特制的塑料袋中，然后把水袋填入炮眼所设计的位置中，使爆炸能量无损失地经过水传递到炮眼围岩上，与无回填堵塞相比充分地利用了炸药能量，有利于岩石破碎，水的雾化还能起到降尘作用。
图3-40水袋炮泥回填堵塞法爆破图
由专门的技术人员根据隧道围岩的实际情况制定相应合理可行的爆破设计。
测量技术人员按爆破设计图，准确地测量出开挖断面，画出炮眼位置，为钻孔做好准备。
炮泥由土、砂、水按一定比例（0.75:
0.1:
0.15）制成，不软不硬，可取得更好效果。
水袋（即装水的塑料袋）须有一定的壁厚，一般以0.8~1.0mm为宜，长为30cm，直径35~37mm，保证塞满钻孔而又不磨破水袋。
对制作水袋、炮泥的工人在上岗前要进行专门的技术培训，以保证操作的熟练及加工出合格的产品。
由专门的技术人员监督、检查炮破工按正确的方法安装炸药、水袋及用炮泥堵塞炮孔。
做好相关数据的记录，并及时进行爆破效果分析，总结经验。
所需机具设备主要为制作炮泥的专用炮泥机和水袋封装所用的专用封装机。
水袋要求充水饱满，封口严密，不漏水；炮泥要严格按照土、砂、水三者的比例加工制作，要求成品表面光滑，搬运过程中不弄破碎，直径满足堵塞炮孔要求。
钻孔时要根据设计要求，确保孔位、方向、倾斜角和孔深，在一般情况下要求钻孔开口误差不超过炮孔直径，钻孔深度误差为5cm。
钻孔完后，要将岩石粉吹尽，孔内有水时，应尽量排除干净，水排不尽时要用防水炸药。
严格按设计装药，水袋及炮泥。
在装水袋时小心，不要将水袋弄破，炮泥要堵塞到炮眼口，并保证填塞严实。
与水袋相邻的第一节炮泥要顺势轻放，不要捣实以免将水袋弄破，从第二节起要捣实直至炮眼口。
图3-41水压爆破工艺流程图
装药及爆破：
周边眼采用小直径药卷按空气柱状装药结构方式进行装药，为加快装药速度，其余炮眼采用散装炸药由专用装药机械装药。
并采用机制炮泥堵塞，孔外网路采用复式网路联接，一次性起爆开挖部分断面。
爆破后由专职安全员对危石清理后，方可进行下一道工序。
在施工中要根据光面爆破设计结合现场地质变化情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，实行定人、定岗、定标准的岗位责任制，以达到最优爆破效果。
确保硬岩炮眼残留率达到80％以上；中硬岩炮眼残留率达到60％以上。
施工过程中采用激光断面仪对开挖轮廓线进行跟踪检测，并根据检测结果修正钻爆设计。
④开挖施工
全断面法和台阶法开挖采用三臂液压凿岩台车钻孔，其它地段采用钻孔台架配合风动凿岩机钻孔，非电毫秒雷管光面爆破技术。
Ⅰ测量放线
钻孔前测量放样，准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置，用激光铅直仪控制边线。
距开挖面50m处埋设中线桩，每100m设置临时水准点。
每次测量放线的同时，要对上次爆破断面进行检查，利用隧道开挖断面量测系统对测量数据进行处理，及时调整爆破参数，以达最佳爆破效果。
Ⅱ钻孔作业
钻眼前，钻工要熟悉炮眼布置图，严格按钻爆设计实施。
特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及数量，未经主管工程师同意不得随意改动。
定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。
准确定位凿岩机钻杆，使钻孔位置误差不大于5cm，保持钻孔方向平行，严禁相互交错。
同类炮眼钻孔深度要达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。
Ⅲ周边眼的装药结构
周边眼的装药结构是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采用合理的装药结构，尽量使炸药沿孔深均匀分布。
施工时采用不偶合装药结构，不偶合装药系数一般控制在1.4~2.0范围内，详见图3-42“周边眼空气柱状装药结构图”。
Ⅳ围岩爆破
根据岩石强度选用不同猛度爆速的炸药，有水地段选用乳化炸药，其余均用2号岩石硝铵炸药。
周边眼采用φ22×270小药卷，空气柱状装药结构，其余炮眼采用φ32×200药卷。
采用塑料导爆管非电起爆。
Ⅴ爆破作业管理控制
按“一标准、两要求、三控制、四保证”的原则进行光面爆破施工。
“一标准”即一个控制标准。
“两要求”即钻眼作业要求和装药联线作业要求。
“三控制”即控制钻眼角度、深度、密度；控制装药量和装药结构；控制测量放线精度。
“四保证”即搞好思想保证，端正态度，纠正“宁超勿欠”等错误思想；搞好技术保证，及时根据爆破实际情况调整钻爆设计参数；搞好施工保证，落实岗位责任制，组织QC小组活动，严格工序自检、互检、交接检；搞好经济保证，落实经济责任制。
装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；装药前，所有炮眼全部用高压风吹洗；严格按爆破设计的装药结构和药量施作。
严格按设计的联接网络实施，控制导爆索连接方向和连接点牢固性。
Ⅵ微震爆破
隧道周边采用光面爆破，不良地质、浅埋地段采用微震控制光面爆破。
微震爆破作业段最大一段允许装药量：
Qmax＝R3×（Vkp/K）3／a式中：
Qmax—最大一段爆破药量，kg；Vkp—安全速度，cm/s；取Vkp＝2cm/s；R—爆破安全距离，m；K—地形、地质影响系数；a—衰减系数。
K、a值是针对隧道的具体情况，通过多次试爆进行K、a值回归分析后确定。
根据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出的每段的最大装药量。
⑤隧道出碴
本标段所有隧道除芭蕉湾隧道斜井外均采用无轨运输方式出碴，采用PC220液压挖掘机、CAT320液压挖掘机配合ZLC50侧卸式装载机装碴，自卸汽车运碴至洞外指定弃碴场。
六、质量检验
主控项目
1．隧道开挖断面的中线、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，监理单位抽查。
检验方法：
激光断面仪、全站仪、经纬仪、水准仪测量。
2．隧道开挖方法应符合监理单位（建设单位）批复的施工组织设计。
检验数量：
工法转换时施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：
查对施工组织设计、观察。
3．隧道不应欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时，方允许岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌，整体式衬砌应小于10cm，其它衬砌不应大于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：
施工单位采用激光断面仪、全站仪、经纬仪量测周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对。
监理单位现场核对开挖断面，必要时采用仪器测量。
一般项目
1．光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩应大于等于80%，中硬岩应大于等于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。
检验数量：
每一爆破开挖循环检查一次。
检验方法：
查钻爆设计方案，观察、目测炮眼痕迹保存率。
2．隧道开挖断面允许超挖值应符合下表的规定。
隧道开挖断面允许超挖值（cm）
围岩级别
开挖部位
I
II～IV
V、VI
检验数量
检验方法
拱部
平均线性超挖10
平均线性超挖15
平均线性超挖10
每一开挖循环检查一个断面
激光断面仪、全站仪测量周边轮廓线，绘断面图与设计断面核对
最大超挖值20
最大超挖值25
最大超挖值15
边墙
平均10
平均10
平均10
注：
①平均线性超挖值=超挖横断面积/爆破设计开挖断面周长（不包括隧底）；
②最大超挖值：
指最大超挖处至设计开挖轮廓切线距离；
③炮眼深度大于3m时，允许超挖值可根据实际情况另行规定。
七、质量保证措施
7．1、质量保证措施
严格执行招标文件及合同规定的施工验收规范，建立和健全各级质量检查制度。
工程开工前组织全体员工学习有关技术标准、质量标准，预先向参与施工的人员进行施工工艺过程的技术交底、说明工艺质量要求以及技术规程，同时加强质量意识教育、树立高度的质量意识，确保工程的施工质量。
编制质量计划，并严格贯彻执行。
施工前做好导线复测和施工放线工作，认真阅读图纸，做好逐级技术交底工作。
吃透设计意图，认真审查施工图设计及说明，绘制分部分项工程施工草图，严格照图纸施工、按规范执行，不出差错。
加强工序质量保证措施。
选择对下道工序的施工有重大影响的工质量
不稳定的工序等作为控制点，如隧道洞身质量控制选择钻眼爆破和支护工序作为控制点，隧道洞身开挖选择爆破参数、爆破施工为控制点。
7．2、洞挖工程质量控制
岩石隧道石方洞挖质量控制程序见框图（附后）
根据设计文件、合同文件和监理工程师的指示，根据规范规定，进行必要的爆破试验，确定爆破参数，指导爆破设计，建立钻孔、装药及联网记录，报监理工程师审查。
对火工品进行检查，合格后才能使用。
严格控制开挖断面，不欠挖，超挖值符合施工规范要求。
炮眼痕迹保存率：
硬岩大于85%，中硬岩大于80%，软岩大于70%。
工作面清理
测量开挖边线
爆破设计
测量放孔
报监理审批
钻孔清孔
验孔
火工品领取运输
火工品质量检查
有问题
质检员现场监督
分段装药
销毁
三级质检
起爆网络连接
震动波测试
现场安全检查
爆破
爆后检查
处理
有问题
出碴
岩石隧道开挖质量控制程序框图
八、保证安全的主要措施
8．1⑴加强宣传教育工作，强化全员安全意识，建立安全保证体系，使安全管理制度化，教育经常化。
⑵在安排、检查、落实施工任务的同时，必须兼顾和保证安全工作，把安全工作贯穿于施工全过程。
⑶坚持定期的安全教育和检查制度，设立安全监督岗，支持和发挥群专结合的作用。
⑷施工中临时结构必须向员工进行安全技术交底，对大型临时结构须进行安全设计和技术鉴定，合格后方可使用。
⑸从事高空作业的技术工人，上岗前要进行身体检查和技术考核，合格后方可操作。
并按有关的安全操作要求进行作业。
⑹用电线路架设应符合规定要求，配电箱和闸刀盒应上锁，室外配电箱和闸刀盒应有良好的防护措施。
⑺加强运输及施工车辆的管理，经常检查其车辆，严格禁止车辆带病作业。
⑻强化防洪措施，储备好防洪物资，组织防洪抢险班子及人员，设专人值班，同当地政府部门联系协调好，及时掌握洪情，以便及早采取措施。
⑼开工前，组织广大干部职工认真学习《安全生产法》，并定期进行安全考试，使大家熟悉和掌握安全生产的各项规定，各专业工种作业人员，必须经专业培训和考试，合格后方准独立操作。
⑽隧道施工人员到达工作地点后，负责人应首先组织大家分头检查工作面、机具设施是否处于安全状态，详细检查围岩及初期支护是否有变化，顶板和两帮是否稳定，如有松动和裂纹，应及时加固处理。
⑾爆破器材的管理和使用应遵守《爆破安全操作规程》，进行爆破器材加工和爆破作业的人员，严禁穿化纤衣物。
⑿爆破后立即进行通风排烟，距爆破时间15min后，检查人员再进入工作面，进行以下各项检查并妥善处理后，其他工作人员才准进入工作面：
有无瞎炮及可疑现象；有无残余炸药或雷管；有无松动的石块.
⒀当发现量测数据有突变或异变时，及时通知现场负责人，并采取应急措施，保证施工作业安全。
⒁工地修建的临房，架设的动力照明线路，设置的配电箱等，都必须符合防火、防水、防触电、防雷击、防爆的要求，并配备足够的消防设施，安装避雷设备。
8.2防火、防盗、危爆物品管理措施
⑴清除一切可能造成火灾、爆炸事故的根源，严格控制火源、易燃、易爆和助燃物。
⑵生活区及施工现场配备足够的灭火器材，并同当地消防部门联系，加强安全防范工作。
⑶施工期间要特别做好防火灾工作，密切配合当地护林部门做好周围山区林木的防火工作，配备护林人员，在林区设置防火标志，加强平时警戒巡逻。
⑷对职工进行防火安全教育，杜绝职工烧电炉，乱扔烟头的不良习俗。
⑸在生活区及工地重要电器设施周围，要设置接地或避雷装置，防止雷击起火，造成安全事故。
⑹对工地及生活区的照明系统要派人随时检查维修养护，防止漏电失火引起火灾。
⑺在生活区、工地现场、料场，派专人24h轮班看守，防止生活物品、材料被盗及其它事故的发生。
九、文明施工
严格按照“集中施工、快速施工、文明施工”的十二字方针，精心组织，合理安排，实现文明工地建设活动。
9．1全面开展创建文明工地活动，做到“两通三无五必须”，即：
施工现场通道畅通；施工工地附近单位和居民出入口畅通；施工中无管线高放，施工现场排水畅通无积水，施工工地道路平整无坑塘；施工区域与非施工区域必须分隔，施工现场必须挂牌施工，管理人员必须佩卡上岗；工地现场施工材料必须堆放整齐，工地生活设施必须文明，工地现场必须开展以创文明工地为主要内容的思想政治工作。
加强施工人员文明施工意识，组织学习文明施工条例及有关常识，进行上岗教育，讲职业道德、扬行业新风。
9．2文明施工保证措施
⑴对进场施工的队伍签订文明施工、保护地下管线协议书，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与责任心。
⑵工程项目挂牌施工，标明工程项目名称、范围、开竣工期限、工地负责人，建设、设计、监理单位名称，安全质量及环保目标，设立监督电话，接受社会监督。
⑶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。
多雨季节要配备应急抽水设备与突击人员。
⑷现场布局合理，材料、物品、机具、土方堆放符合要求。
⑸施工内业资料齐全、整洁、数据可靠，办公室内按要求布置各类图表，及时反映现场状况及工程进度状况。
⑹加强夜间的安全保卫工作，设夜间巡逻队。
⑺创建美好环境。
在工地现场和生活区设置足够的临时卫生设施，每天清扫处理，同时，在生活区周围种植花草、美化生活环境。
⑻生活垃圾要集中堆放，统一搬运至指定地点处理。
⑼施工期间，经常对施工道路进行维修，确保晴雨畅通，并方便沿线居民的生产、生活。
⑽车辆在运料过程中，对易飞扬的物料用篷布覆盖严密，且装料适中，不得超限；车辆轮胎及车外表用水冲洗干净，保证清洁。
⑾混凝土拌合站、空压机等高噪音设备尽量避开村、镇居民居住区。
当在居民区施工时，较大噪音施工应避开居民休息时间。
十、.环境保护
⑴洞口场地布置尽量少占耕地，保护植被，尽力使山体林木、植被等保持原貌，同时不能随意改河改道，以防水土流失。
⑵边、仰坡施工时，采用控制爆破开挖，及时进行坡面防护；雨季前完成洞门修筑，以美化洞口环境和增强洞口稳固，避免滑坍引起的水土流失。
⑶施工废（污）水经洞口沉淀过滤池、隔油池或采用其它方法处理合格后方可允许排放。
⑷对地下水资源的保护，主要是根据工程地质特点，做好各种防水设施，确保隧道不渗漏。
若地下水丰富时，严格注浆程序，做到浆材无毒性，不污染环境。
⑸加强原材料如水泥、砂石料、油料、钢材等现场保管工作，
⑹隧道弃碴运至指定的弃碴场内，不得随意乱弃。
⑺降低材料损耗，节约能源。
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