隧道开挖与出渣运输方案.docx

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隧道开挖与出渣运输方案

隧道开挖与出渣运输方案

施工方法

钻爆法是隧道工程中通过钻眼、爆破、出砟而形成结构空间的一种开挖方法，是目前修建山岭隧道的最通行的方法。

按开挖分部情况分为全断面法、台阶法、环行开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法、交叉中隔壁开挖法。

钻爆法开挖的施工要点：

在有可能的条件下，应尽量采用全断面或大断面分部的开挖方法。

应尽量采用先修筑仰拱（或临时仰拱）或铺底的施工方法。

为保证二次衬砌的施工质量和整体性，在任何情况下，都应该采用先墙后拱的施工顺序。

钻爆法优点

1.适用于各种地质条件和地下水条件。

2.具有适合各种断面形式（单线、双线及多线、车站等）和变化断面（过渡段、多断面等）的高度灵活性。

3.通过分部开挖和辅助工法，可以有效地控制地表下沉和坍塌。

4.与盾构法比较，在较短的开挖地段使用，也很经济。

5.与掘进机法比较，对围岩匀质性质无要求。

6.与明挖法比较，可以极大地减少对地面交通和商业活动的影响，避免大量的拆迁。

7.从综合效益观点看，是较经济的一种方法。

施工原则

1.务必保护围岩原有特性，减少破坏和扰动。

2.为了充分发挥围岩的承载作用，应容许围岩有控制的变形。

3.合理决定支护结构的类型、支护结构参与工作的时间、底部封闭时间、一次掘进长度等。

4.进行实地测量监控，及时提出可靠数量的量测信息，以指导施工和设计。

5.建立设计→施工检验→地质预测→量测反馈→修正设计的一体化施工管理系统，以不断提高和完善施工技术。

6.在选择支护手段时，应选择能大面积牢固与围岩紧密接触的、能及时施设和应变能力强的支护手段。

一．开挖、凿孔及爆破

1.1开挖及凿孔

一、隧道开挖

常用的隧道掘进方式有钻眼爆破掘进、单臂掘进机掘进、人工掘进三种掘进方式。

一般在山岭隧道工程中最常用的是钻眼爆破掘进单臂掘进机掘进法。

1、单臂掘进机

在软质岩石及土质隧道中，为减少对围岩的扰动，避免爆破震动对围岩的破坏，可以采用单臂掘进机掘进。

常用的单臂掘进机是铣盘式采矿机。

挖斗式挖掘机及铲斗式装渣机亦可以用于隧道掘进。

2、人工掘进

在不能采用爆破掘进的软弱破碎围岩和土质隧道中，若隧道工程量不大，工期要求不太紧，又无机械或不宜采用机械掘进时，则可以采用人工掘进。

1.1.1开挖人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于安全状态,并检查支护是否牢固，顶板和两帮是否稳定,如有松动的石、土块或裂缝应先予以清除或支护。

1.1.2人工开挖土质隧道时，操作人员必须互相配合，并保持必要的安全操作距离。

1.1.3机械凿岩时,宜采用湿式凿岩机或带有捕尘器的凿岩机。

1.1.4站在碴堆上作业时，应注意碴堆的稳定，防止滑坍伤人。

1.1.5风钻钻眼时，应先检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管子接头是否牢固，有无漏风；钻杆有无不直、带伤以及钻孔堵塞现象；湿式凿岩机的供水是否正常；干式凿岩机的捕尘设施是否良好。

不合要求者应予修理或更换。

1.1.6带支架的风钻钻眼时，必须将支架安置稳妥。

风钻卡钻时应用板钳松动拔出，不可敲打，未关风前不得拆除钻杆。

1.1.7在工作面内不得拆卸、修理风、电钻。

1.1.8严禁在残眼中继续钻眼。

1.2爆破钻眼爆破掘进

钻眼爆破掘进即是用凿岩机钻孔，钻孔内装填炸药使坑道设计范围内的岩体爆破破碎的过程。

当用钻爆开挖坑道时，应采用光面爆破，预裂爆破技术，能使开挖轮廓符合技术要求、减少超欠挖量，并能减少对围岩的扰动破坏等。

一般适用于坚石、次坚石质隧道。

（1）爆破方法

隧道施工常用的爆破方法是炮眼爆破法。

爆破方法要研究的问题主要是掏槽爆破技术、炮眼布置、炮眼参数以及装药起爆等。

1）预留变形量

因为坑道开挖后围岩由于失去约束而产生向坑道方向的收缩变形，所以施工开挖轮廓线应在设计开挖轮廓线的基础上适当加大，称为预留变形量。

2）炮眼布置

炮眼布置应先确定施工开挖线，然后进行炮眼布置隧道爆破通常将开挖断面上的炮眼分区布置和分区顺序起爆，逐步扩大完成一次爆破开挖。

分区的情况是：

掏槽眼、辅助眼、周边眼。

a掏槽眼布置

根据坑道断面、岩石性质和地质构造等条件，掏槽眼排列形式有很多种，总的可分成斜眼掏槽（如图）和直眼掏槽（如图）两大类。

b辅助眼布置

辅助眼的作用是进一步扩大掏槽体积和增大爆破量，并为周边眼创造有利的爆破条件。

c周边眼布置

周边眼的作用是爆破后使坑道断面达到设计的形状和规格。

3）光面爆破和预裂爆破技术

a光面爆破

光面爆破是通过调整周边眼的各爆破参数，使爆炸先沿各孔的中心连线形成贯通的破裂缝，然后内围岩体裂解，并向临空面方向抛掷。

这种爆破在围岩中产生的裂缝较少，使爆破后的岩石表面能按设计轮廓线成型，表面较平顺，超欠挖少。

b预裂爆破法

在光面爆破法的基础上发展起来的预裂爆破法。

预裂爆破法的分区起爆顺序为：

周边眼、掏槽眼、辅助眼、底板眼。

它是以预先爆破周边炮的办法，沿设计轮廓线炸出一个贯通预裂缝，即预留光面层，从而把开挖部分的主体岩石与其外部围岩分隔开，使紧随其后爆炸的掏槽炮和辅助炮爆炸时，其主体爆破产生的冲击波的破坏作用被预裂面所隔断而受到大量衰减，因而更有效的减少了对围岩的扰动，所以预裂爆破更适合用于稳定性较差的软岩或破碎岩层中。

（2）影响爆破效果的因素

1）岩石介质的爆破特性对爆破效果的影响

2）爆破参数与工艺对爆破效果的影响

3）自由面的大小与数量

4）最小抵抗线和炮孔密集系数的大小对爆破效果至关重要

5）装药结构

6）炮孔堵塞质量

7）起爆顺序

8）提高炸药能量利用率

9）地质条件对爆破作用的影响

钻眼爆破方法施工注意事项：

1施工前应进行钻爆设计，并根据实际爆破效果及时对爆破设计参数进行调整。

2爆破器材必须具备相关的检验合格证、技术指标及说明书。

3钻爆作业应按照钻爆设计进行。

4炮眼的深度、角度、间距应按爆破设计要求确定，并符合下列精度规定：

（1）掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于50mm。

（2）辅助眼眼口排距、行距误差不得大于50mm。

（3）周边眼沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于50mm，周边眼外斜率不得大于50mm，眼底不超出开挖断面轮廓线100mm，最大不得超过150mm。

（4）内圈炮眼至周边眼的排距误差不得大于50mm，炮眼深度超过2.5m时内圈炮眼与周边眼宜采用相同斜率。

1.2.1装药与钻孔不宜平行作业。

1.2.2爆破器材加工房应设在洞口50m以外的安全地点。

严禁在加工房以外的地点改制和加工爆破器材。

长隧道施工必须在洞内加工爆破器材时，其加工硐室的设置应符合国家现行的《爆破安全规程》（GB6722-86）的有关规定。

1.2.3爆破作业和爆破器材加工人员严禁穿着化纤衣物。

1.2.4进行爆破时，所有人员应撤离现场，其安全距离为：

⑴独头巷道不少于200m；

⑵相邻的上下坑道内不少于100m；

⑶相邻的平行坑道，横通道及横洞间不少于50m；  

⑷全断面开挖进行深孔爆破（孔深3—5m）时，不少于500m。

1.2.5洞内每天放炮次数应有明确的规定，装药离放炮时间不得过久。

1.2.6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。

如果遇有照明不足，发现流砂、泥流未经妥善处理，或可能有大量溶洞涌水时，严禁装药爆破。

1.2.7洞内爆破不得使用黑色火药。

1.2.8火花起爆时严禁明火点炮，其导火索的长度应保证点完导火索后，人员能撤至安全地点，但不得短于1.2m。

一个爆破工一次点燃的根数不宜超过5根。

如一个点炮超过5根或多人点炮时，应先点燃计时导火索，计时导火索的长度不得超过该次被点导火索中最短导火索长度的1/3。

当计时导火索燃烧完毕，无论导火索点完与否，所有爆破工必须撤离工作面。

1.2.9为防止点炮时发生照明中断，爆破工应随身携带手电筒，严禁用明火照明。

1.2.10采用电雷管爆破时，必须按国家现行的《爆破安全规程》（GB6722-86）的有关规定进行，并应加强洞内电源的管理，防止漏电引爆。

装药时可用投光灯、矿灯照明。

起爆主导线宜悬空架设，距各种导电体的间距必须大于1m。

1.2.11爆破后必须经过15min通风排烟后，检查人员方可进入工作面，检查有无“盲炮”及可疑现象；有无残余炸药或雷管；顶板两帮有无松动石块；支护有无损坏与变形。

在妥善处理并确认无误后，其他工作人员才可进入工作面。

1.2.12当发现“盲炮”时，必须由原爆破人员按规定处理。

1.2.13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。

1.2.14两工作面接近贯通时，两端应加强联系与统一指挥。

岩石隧道两工作面距离接近15m（软岩为20m），一端装药放炮时，另一端人员应协调放炮时间。

放炮前要加强联系和警戒，严防对方人员误入危险区。

土质或岩石破碎隧道接的贯通时，应根据岩性适当加大预留贯通的安全距离，此时只准一端掘进，另一端人员和机具应撤离至安全地点。

贯通后的导坑应设专人看管，严禁非施工作业人员通行。

隧道开挖工艺流程图

二.装渣运输

2.1运输方式分有轨式和无轨式，应根据隧道长度、开挖方法、机具设备、运量大小等选用。

2.2长隧道施工时，应根据施工安排编制运输计划，统一调确保车辆运输安全，提高运输效率。

2.3采用有轨式运输时，洞外应根据需要设置调车、编组、出渣、进料、设备整修等作业线路。

洞内应铺设双道；在单道地段，错车线的有效长度应符合最长列车运行的要求。

2.4有轨式运输的线路铺设标准和要求如下：

（1）钢轨人力推运时，单位长度钢轨质量不应小于8kg/m；机动车牵行时不宜小于24kg/m。

钢轨配件、夹板、螺栓必须按标准配齐。

（2）道贫型号，应与钢轨类型相配合。

机动车牵引宜选用较的型号，并安装转辙器。

（3）轨枕间距不宜大于70cm，长度为轨距加60cm。

轨枕的上下面应平整。

在道岔处应铺设长轨枕。

（4）平曲线半径洞内不应小于机动车或车辆柚距的7倍，洞外不应小于10倍。

（5）道床可利用洞内不易风化的石碴作为道碴，厚度不宜于15cm.

（6）线间距双道的线间距应保持两列车间净距大于20cm，错车线外应大于40cm。

（7）车辆距坑道壁或支撑边缘的净距应不小于20cm，单道一侧的人行道宽度不宜小于70cm。

（8）纵坡洞内人力推车时不宜大于1.5%；机动车牵引时不宜大于2.5%；皮带运输机输送时不宜大于25%。

洞卸潭线未端应设10.5%～1.0%的土坡段。

（9）线路铺设轨距允许误差为：

+6mm、-4mm，曲线地段应按规定加宽和设超高，必要时加设轨距拉杆；直线地段应两轨平整。

钢轨接头处应并排铺设两根枕木，保持平顺，连接配件应齐全牢固。

（10）当采用新型轨式机械设备时，线路铺设标准应符合机械规格、性能的要求，保证运输安全。

2.5有轨运输作业应遵守下列规定：

（1）机动车牵引不得超载。

（2）车辆装载的高度不超过斗车顶面40cm，宽度不超过车宽。

（3）列车连接必须良好，利用机车进行车辆的调车、编组和停留或人力推动车辆时，必须有可靠的制动装置，严禁溜放。

（4）车辆在同方向行驶时，两组列车间的距离不得小于60m；人力推斗车时，间距不得小于20m。

（5）在洞内施工地段、视线不良的弯道上或通过道岔和洞口平交道等处，机动车牵引的列车运行速度不宜超过5km/h；其他地段在采取有效的安全措施后，最大速度不应超过15km/h。

（6）轨道旁的料堆，距钢轨外缘不应小于50m，高度不大于100m。

（7）长隧道施工应有载人列车供施工人员上下班使用，并应制定保证安全的措施。

2.6洞内采用无轨式自卸卡车运输时，运输道路宜铺设简易路面。

道路的宽度及行车速度应符合下列要求：

（1）单车道净宽不得小于车宽加2m，并应隔适当距离设置错车道；双车净宽不得小于2倍车宽加2.5m；会车视距宜为40m。

（2）行车速度，在施工作业地段和错车时不应大于10km/h；成洞地段不宜大于20km/h。

2.7运输线路或道路应设专人按标准要求时行维修和养护，使其经常处于平整、畅通。

线路或道路两侧的废渣和余料应随时清除。

2.8运输车辆的性能必须良好，操作时应符合有关的安全管理规定。

2.9先拱后墙法施工中，如采用卡口梁作运输栈道时，在卡口梁下应加设立柱支顶，以保证栈道上运输安全。