隧洞开挖作业指导书概述Word文档格式.docx

1、测量放线、钻孔爆破、排烟出碴、支护衬砌和其它辅助工作。地下工程开挖主要有如下几个特点：一 施工作业空间狭小，工序交叉多，施工干扰比较大。二工程主要采用钻孔爆破法进行开挖，因此钻孔、爆破、出碴等在同一工作面常表现为周期性循环。三 在地下工程施工中，岩石是开挖和支护的关键，这就需要在充分了解围岩性质和合理运用建筑物体型特征，以发挥围岩的自承稳定能力，即可保证施工安全，又可节省支护工程量。四 由于地质条件的不稳定性，施工过程中常需根据围岩情况的变化，相应调整设计，及时采取有效的支护措施。五 地下工程属隐蔽工程，因此工程的施工质量必须按规范和设计要求，一次达标。六 地下工程施工不受外界气候影响，但施工

2、劳动条件差，各种作业危险性大，环境污染严重，对作业人员的安全和健康危害大。遇到不良地质地段往往会发生塌方、逸出有害气体和涌冒地下水等突发事件，对此施工中必须备有充分的应急措施。本标地下工程的引水隧洞、5#支洞、6#支洞、7#支洞和蝶阀室交通洞、调压室交通洞、排风洞、进厂交通兼出线洞、两条尾水洞、压力管道、排水管、母线洞、电缆洞、主变室和主副厂房。岩体以III、类围岩为主，局部地区为类围岩，作业面多，施工困难大，工期短，任务重。第二部分 地质 引水隧洞地质情况引水隧洞垂直埋深一般200450m，岩性主要以角闪石英片岩绿泥石片岩（P23）、角闪岩、阳起石片岩夹石英片岩（P22），绿泥石片岩、炭质板

3、岩（P21），细晶大理石（P13）为主。引7+910.00引8+800.00段除局部洞段有层间挤压带和小断层发育，岩体破碎，地下水较丰，以类围岩为主。其余洞段围岩类别以类为主。引8800.00引9200.00m段岩层走向于洞线夹角较大。层间错动带较发育，并有宽40m左右大泥沟断裂通过。围岩以、类为主。引9200.00引9364.42m段岩层走向与洞轴线交角较大。该段因卸荷作用，岩体较破碎。岩体结构为层状镶嵌结构，围岩类别以岩、类为主，稳定性差。5#施工支洞围岩岩性为细晶大理石（P13），因卸荷作用，岩体较破碎。进口段（约100m）岩体卸荷裂隙发育，完整性较差，围岩类别为类围岩，进口边坡为反向坡

4、。其余洞段垂直埋深100450m，岩体结构为层状镶嵌结构，围岩类别以岩、类为主，稳定性差。调压室地质情况调压室及上室地段岩性为微新层细晶大理岩，无较大的断层，但小断层及顺层挤压带较发育，带宽0.31.0m，上室轴向与主要结构面交角较大，围岩以类为主。交通洞位于强、弱卸荷带内，前78m为类围岩。压力管道地质情况压力管道岩性为二叠系下统上段（P13）中厚层至块状细晶大理岩，中段（P123、P122）块状结晶白云岩夹千枚岩、厚层结晶灰岩夹千枚岩、板岩。压力管道沿线，无较大断层，但小断层和顺层挤压带较发育，带宽一般0.30.5m，主要由片状岩、碎裂岩、糜棱岩等组成。边坡无贯通性结构面不利组合存在，边坡

5、整体稳定。围岩以类为主，但岩层走向与管道夹角较小，对边墙稳定不利。地下厂房地质情况地下厂房水平埋深约185m，垂直埋深约140m，置于微风化新鲜的中厚层结晶灰岩夹板岩、千枚岩岩体中，无较大的断层通过，厂房轴线与主要结构面交角较大，总体成洞条件较好，以类围岩为主。地下厂房内氡浓度最高为43Bqm-3，但未超标。工程地质与水文地质资料是制定开挖方法的依据，是保证安全施工的重要资料。施工时要更多更详细地了解和掌握地质资料，以便做出符合地质条件的开挖方案。一 开挖过程中，在监理单位的组织下，应配合勘测单位做好施工地质勘察工作，并及时掌握地质条件的变化情况。二 施工过程中，出现与提供的地质资料有异常情况

6、时，如发生塌方、围岩变形量大、涌水、岩爆等情况，应及时通报监理单位共同商定处理措施，并对发生原因、发生时间、处理经过等做详细的记录。三 根据地质条件和设计要求制定开挖和支护方案；并根据开挖的实际地质情况，及时进行调整。四 开挖中围岩失稳或造成塌方的主要原因之一是对地质条件掌握不够。作业人员应认真分析、研究地质资料，根据地质条件，做出正确的施工对策、切实可行的和有效的工程措施，避免事故发生。第三部分 测量 在地下工程施工中，测量是关键性工作，所有的控制性工作都与测量有关。洞内放线、隧洞周边超挖控制、隧洞的贯通误差等，都与测量工作有直接性的关联，所以测量工作是整个隧洞施工的关键环节，重中之重。一

7、测量的基本任务是：1 负责地下洞室贯通测量的技术设计和贯通测量；2 根据贯通测量技术设计的要求，在地面和地下建立平面与高程控制网；3 对地下洞室的轴线、点位、高程和开挖断面进行放样；4 测绘洞室纵横断面，并计算工程量；5 对施工部位进行检查验收，并绘制竣工图；提供中间验收和竣工验收资料。二 贯通测量技术应开工前进行，其容许的误差如下表表一 贯通测量容许极限误差值三 工程开工前，根据设计轴线，拟定平面和高程控制略图，按所规定的精度指标，进行预期误差的估算，以确定洞外和洞内的控制等级和作业方法。四 洞外控制测量的各项技术要求：1 开挖轮廓放样误差不大于50mm。2 保证放样精度。3 测量断面的间距

8、和放线精度所要求的标准，根据工程实际需要确定。4 在工程施工中要采用简便实用的方法。5 收集和保存好工程结算所必须的测量资料。五 洞内导线直接与主网联接进洞，没有条件时洞口点可采用图形强度较好的插点图形与主网联接进洞。1. 洞内导线分为基本导线（贯通测量用）和施工导线（施工放样用）。2. 施工导线点的布设，主要是为满足开挖放样的需要，每50m左右埋设一点，并每隔数点与基本导线点附合，以资校核。3. 为避免洞内大型施工机械的干扰，光电基本导线宜沿洞壁两侧布成自由导线，并及时算出各导线点平行轴线的指向角和左右偏离值以指导施工；自由导线应组成闭合环，以资校核。4. 洞内的高程控制，一般用四等水准测量

9、，也可用同等精度的光电三角高程代替。不管用何种方法都应独立进行两组观测，以资校核。洞内的高程控制标尺应尽量与基本导线标尺合一。5. 隧洞贯通后，应及时进行贯通测量，并对贯通误差进行调整和分配。6. 地下工程的施工测量按下列要求进行：A. 开挖轮廓点的放样误差，相对于洞轴线应不大于50mm。B. 洞内断面测量的间距一般为5m，对断面变化较大的部位，可适当加测断面。断面测量各测点的误差相对于洞轴线50mm。C. 斜进的开挖放样，用经纬仪按真伪倾角法测定平行腰高时，除中线一点外，其余各点的垂直角按下式计算：=tg-1（tgcos）斜井的设计垂直角；斜进中线至照准点的水平角。D. 随着地下洞室工程的施

10、工进展，应及时测绘开挖竣工断面，计算开挖工程量，逐月向有关部门上报。7. 工程竣工后，应提交下列测量资料：A. 洞口点与地面控制网联测成果及进洞关系平面图；B. 洞内导线和高程计算成果及平面图；C. 开挖竣工纵横断面及总开挖工程量；D. 贯通误差的实测结果和说明。第四部分 开挖开挖是地下工程施工的首个工序，也是地下工程施工的主要组成部分，它是形成地下工程的首要条件，同时也影响着地下工程施工的后序工作。是地下工程施工的关键因素，对工期的影响极为重要，是施工控制的主要目标。一 开挖的施工程序为：1 施工准备：a 交通道路。包括洞外运输路线及其他运输设施。b 洞外风、水、电和通讯系统，以及机械维修、

11、修钎等设施。c 砂石料加工、混凝土和灰浆搅拌系统及综合加工厂。d 做好洞外排水设施。e 选定堆、弃碴场。2 洞口开挖、锁口衬砌及施工安全设施。3 隧洞开挖、支护、衬砌及灌浆。4 施工支洞封堵，洞室清理及竣工验收。洞口开挖洞口削坡采用自上而下分层进行，开挖前，做好开挖范围以外一定范围内的危石清理和坡顶排水工作。随着坡面开挖，按设计要求，做好坡面加固。洞口周围岩体应尽量减少扰动，一般采用喷锚支护，并调协防护棚或在洞脸上部加设挡石栏栅。进洞前，须对洞脸岩体进行鉴定，确认稳定后，方可开挖洞口。洞口段开挖大断面采用先导洞后扩挖的方法施工，中、小断面可采用全断面开挖及时支护的方法，但要采取浅孔弱爆破。当洞

12、口明挖量大或岩体稳定性差时，利用施工支洞或导洞自内向外开挖，并及时作好支护。在尾水洞出口位于河水位以下，按相应防洪标准设置挡水建筑物，挡水建筑物的型式根据实际地形定。平洞开挖本标的平洞断面尺寸都不大，开挖方法采用全断面开挖，在V类围岩中开挖平洞时，采用分台阶开挖，按不良工程地质地段施工的有关规定执行。平洞围岩在III类时，手风钻钻孔深度一般控制在3m左右，在IV、V类围岩中，一般控制在1.5m以内，根据实际情况适当减少循环进尺。开挖一般不得欠挖，尽量减少超挖。平均径向超挖值，平洞不大于20cm，斜井、坚井不大于25cm。因地质原因产生的额外超挖值，由监理工程师根据地质条件与施工单位商定。爆破后

13、，应及时撬除危石。竖井和斜井开挖锁好井口，确保井口稳定，采用措施，防止井台上杂物坠入井内，做好支护，必要时，应先好顶拱。涌水和淋水地段，应有防水、排水措施。井壁有不利的节理裂隙组合时，应加强支护。对于围岩较差的地段，根据实际情况采用开挖一段支护或衬砌一段或采用预灌浆的方法加固围岩后再开挖。采用铁板和木板挡住导井，防止石渣堵塞导井和发生人员坠落事故。坚进、斜井与平洞连接处，应将连接段加固后开挖。坚井采用反井钻机先打导洞，再采用手风钻自上而下进行扩挖。斜井采用爬罐法进行导洞开挖，再采用手风钻自上而下进行扩挖。地下厂房开挖采用自上而下分层进行开挖，顶部开挖采用先导洞后扩挖的方法进行，导洞的位置布置在

14、中部，断面为58m7.3m。中、下部岩体采用分层开挖，采用预裂梯段爆破或两侧预留保护层，中间梯段爆破开挖。厂房岩台吊车梁采用预留3.5m的保护层，保护层采用手风钻造孔，用小药径低爆速炸药及空气间隔不偶合装药，药卷捆在导爆索上再固定在竹片上送进孔内，非电毫秒雷管排间爆破。在周边光爆孔前再增加一排辅助光面爆破孔，上拐点孔不装药，作为导向孔；在岩台斜面下拐点与上下两孔之间各增打一个导向空孔，以避免应力波叠加而破坏成型，以确保岩台成型较好。第五部分 钻孔爆破一 钻爆设计1 地下建筑物开挖，采用直径小于100mm的钻头钻孔。2设计轮廓面的开挖，隧洞、坚井和斜井采用光面爆破，地下厂房采用预裂爆破技术。3根

15、据设计图纸、地质情况、爆破材料性能及钻孔机械等条件，进行钻爆设计。其主要内容如下：a 掏槽方式：根据开挖断面的大小、围岩类别、钻孔机具等因素。一般采用中空直眼掏槽和楔形掏槽，中空直眼掏槽要增加空眼直径和数目，楔形掏槽要严格控制钻孔角度。b 炮眼布置，深度及角度：炮眼均匀布置。孔深根据断面大小、地质情况、钻孔机具性能和循环进尺要求等因素确定。钻孔角度应一致，保持平行。c 装药量应根据围岩类别确定。任一炮眼装药量所引起的爆破裂隙伸入到岩体的破坏带不应超过周边孔爆破产生的破坏带。应选择合适的炸药，特别是周边孔应选用低爆速炸药或采用间隔装药、专用小直径药卷连续装药。d 炮孔堵塞应密实。e 起爆方式及顺

16、序：采用塑料导爆管非电毫秒雷管用火雷管或电引激发起爆。根据孔位布置内外分段爆破，其分段爆破时差，应使每段爆破独立作用。周边孔应同时起爆。f 应考虑地下相邻建筑物、浅埋隧洞的安全，按其抗震要求进行钻爆设计。g 绘制爆破图。 施工中，不断总结经验，随时修正钻爆设计。4光面爆破和预裂爆破的主要参数，应通过试验确定。试验参数可用工程类比法 或参照表十、表十一选取。施工中，根据爆破效果进行调整，以确定最优钻爆参数。 表十 光面爆破参数 表十一 浅孔预裂爆破参数（孔深5m以内）在地下厂房中下部开挖，采用深孔台阶爆破法时，周边轮廓先行预裂或预留保护层，采用非电毫秒雷管分段起爆，按围岩和建筑物的抗震要求，控制

17、最大一段的起爆药量，爆破石渣的块度和爆堆，要适合装渣机械作业。二 钻爆作业1 钻孔爆破作业，应按照爆破图进行；2 钻孔质量是取得爆破效果的关键，除孔位、开口准确，钻进深度一致外，主要是控制钻孔外插角。钻孔质量应符合下列要求。a 钻孔孔位应根据测量定出的中线、腰线及孔位轮廓线确定；b 周边孔在断面轮廓上开孔，沿轮廓线高程的范围和掏槽孔的孔位偏差不宜大于5cm，其它炮孔的炮位偏差不得大于10cm。c 炮孔的孔底应落在爆破图所规定的平面上；d 炮孔方向应一致，钻孔过程中，应经常进行检查，对周边孔和预裂爆破孔应特别控制好钻孔角度；e 炮孔经检查合格后，方可装药爆破。3 炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联接

18、，应由取得“爆破员”作业证的炮工按爆破图进行。4 引爆方法可按下列情况确定：洞井爆破宜优先采用塑料导爆管非电毫秒雷管，在杂散电流较大或用吊罐法、爬罐法施工时，则必须采用；预裂爆破宜采用导爆索引爆；5 光面爆破和预裂爆破的效果，用下列标准检验：a 残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布，炮孔痕迹保存率：完整岩石在80%以上，较完整和完整性差的岩石不小于50%，较破碎和破碎岩石不小于20%。b 相邻两孔间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆震裂隙；c 相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆破的最大外斜值，应小于20cm；d 预裂爆破后必须形成贯穿连续性的裂缝。三 爆破安全规定1 爆破材料的运输、储存、加工、现场装药

19、、起爆及瞎炮处理，应遵守GB672286的有关规定。爆破材料应符合施工使用条件和国家规定的技术标准，每批爆破材料使用前，必须进行有关的性能检验。2 进行爆破时，人员应撤至飞石、有害气体和冲击波的影响范围之外，且无落石威胁的安全地点。单向开挖隧洞，安全地点至爆破工作面的距离，应不小于200m。3 洞室群几个工作在同时放炮时，应有专人统一指挥，确保起爆人员的安全和相邻炮区的安全准爆。4 相向开挖的两个工作面相距30m或5倍洞径距离放炮时，双方人员均需撤离工作面；相距15m时，应停止一方工作，单向开挖贯通。竖向或斜井单向自下而上开挖，距离贯通面5m时，应自上而下贯通。5 爆破前应将施工机具撤离至爆破

20、工作面不少于100m的安全地点。钻爆作业对难以撤离的施工机具、设备、应加以妥善防护。6 开挖面与衬砌面平行作业时的距离，应根据围岩特性、混凝土强度的允许质点震动速度及开挖作业需要的工作空间确定。若因地质原因需要混凝土衬砌紧跟开挖面时，按混凝土龄期强度的允许质点震动速度确定最大单段装药量。7 采用电力引爆方法，装炮时距工作面30m以内，应断开电流，可在30m以外用投光灯照明。四 爆破试验1 对于地质条件比较复杂的地下工程，应进行爆破试验和爆破监测，其内容为：a 爆破参数试验；b 保留岩体质量检测；c 爆破震动规律测量；d 爆破对衬砌混凝土、喷锚区的影响；e 爆破对邻洞、高边墙厂房、岩壁梁等的影响

21、。2 做好爆破试验和爆破监测资料的记录、整理和分析，及时提出试验研究报告和测量报告。第六部分 出碴和运输一 按照确定的施工方法，选择出碴、运输方式及设备。二 石碴的堆放和利用，应综合考虑。弃渣场的布置应符合下列要求：1. 场地容量足够，施工中不宜变动。避免二次倒渣。2. 符合环保要求，不占或少占农田。3. 不得占用其它工程场地，不得影响附近各种设施的安全。4. 不得侵占主河道，抬高尾水位和恶化水流条件，弃渣场设拦渣措施。5. 弃渣场必须保持自身稳定。三 在交叉道口处，须有明显的安全标志和防护设施。四 在开挖断面容许时，采用装载机和反铲配自卸汽车出碴方式。五 卸渣场有专人指挥卸渣，并随时平渣。六

22、 机车在洞内行驶的时速不应超过10km；在调车或人员稠密地段行驶，时速应减至3km，通过弯道、道岔或视线不良地段，时速不得超过5km。倒退行驶时，应加强鸣号，响应号间隔时间不应大于15s。第七部分 临时支护需要支护的地段，应根据地质条件、洞室结构、断面尺寸、开挖方法、围岩暴露时间等因素，做出支护设计。支护型式要适应围岩的变形要求，除特殊地段外应优先采用锚喷支护。支护与开挖的间隔时间、施工顺序及相隔距离，应根据地质条件、爆破参数、支护类型等因素确定，一般应在围岩出现有害松驰变形之前支护完毕。稳定性差的围岩，应先支护后开挖或支护紧跟工作面。进行现场监测，掌握围岩动态，指导设计和施工。临时支护应尽可

23、能与永久支护相结合，成为永久支护的一部分。锚喷支护1 锚喷支护类型类型很多，包括喷混凝土或锚杆单一的支护以及喷混凝土、锚杆（索）、钢丝网、钢拱架等多种联合支护。锚喷支护类型及参数选择，应根据围岩特性、断面尺寸、施工方法、使用条件等通过工程类比或试验确定。施工时，在现场设置观测断面进行监测，根据变形量和变形速率判断围岩稳定性，并根据观测数据调整支护参数，以达到围岩稳定而又经济的支护效果。2 锚喷支护施工应遵守以下原则：a 隧洞开挖后，根据围岩类别，适时给予锚喷支护，限制围岩变形，以发挥围岩的自承能力，对于类围岩、或有水的破碎岩体，必要时进行二次支护；b 要保证围岩、喷层和锚杆之间有良好的黏结和锚

24、固，使锚喷支护与围岩形成共同受力体；c 根据围岩类别确定施工程序、掘进进尺、支护顺序与支护时机；d 对易风化、易崩解和具膨胀性等岩体，开挖后要及时封闭岩体，并采取防水、排水措施。构架支撑a 支撑应有足够的整体性，接头牢固可靠，各排之间应用剪力撑、水平撑和拉条连接。b 每排支撑保持在同一平面上，在平洞中该平面应与洞轴线相垂直。支撑构件各节点与围岩之间应楔紧。c 支撑柱基应放在平整的岩面上，柱基较软时应设垫梁或封闭底梁。在斜井中架设支撑时，应挖出柱脚平台或加设垫梁。d 支撑和围岩之间用板、楔块等背材塞紧。e 支撑应定期检查，发现杆件破裂、倾斜、扭曲、变形等情况应立即加固。f 在采用钢支撑时，其位置

25、应在衬砌断面以外，不得侵占衬砌断面。g 斜井支撑时，应加设纵梁或斜撑防止其下滑。支撑采用框架结构。h 当斜井倾角大于底板岩层和稳定坡角时，底板要加设底梁。i 斜井柱腿与基岩要结合牢固。第八部分 不良工程地质地段施工一 在不良工程地质地段中开挖洞室时，首先要做好地质预报，查清地层的岩性，地质构造，岩体的风化程度，岩体物理力学性能，岩溶发育程度及分布状况，地应力状况等地质条件，以判明围岩稳定性，遵循下列原则，稳步掘进，切忌盲目冒进，造成坍塌事故。1 调查地质条件，采用超前钻探、打导洞等方法进一步了解地质情况，做好地质预报；2 减少对围岩的扰动，采用浅钻孔、弱爆破、多循环；3 做好排水，锁好洞口，清

26、除危石，及时锚喷支护并尽早衬砌；4 分部开挖、分部支护；5 掌握不良工程地质问题的性质，及时采取有效的支护；6 加强监测，勤检查和巡视并及时分析监测成果和检查情况。二 开挖过程中，除遵照设计进行支护外，应根据围岩特性对局部不稳定部位增设随机锚杆。三 在松散、软弱破碎的岩体中开挖洞室，应尽量减少对围岩的扰动，宜采用先护后挖、边挖边护或先对岩体进行加固后再开挖等方法。或者采取一掘一支护，稳步前进，即开挖一循环先喷混凝土，然后打锚杆、挂网、再喷混凝土至设计厚度，如此循环掘进。围岩稳定特别差时，爆破后立即喷混凝土封闭岩面，出碴后，再打锚杆、挂网、喷混凝土，必要时安设钢支架（格栅支架）增加支护能力。四

27、当洞室围岩被不利结构面切割形成不稳定楔形体时，应根据楔形体所处的部位和规模，增设附加支护。五 在高应力地区开挖洞室，可采用下列措施：1 采用光面爆破，使开挖成型好，改善周边应力集中状况；2 超前钻孔，超前导坑，分部开挖，逐步卸荷；3 钻孔高压注水；4 开挖面清除浮石，喷雾洒水；5 及时进行喷锚挂网支护，设防护网；6 设备加防护设施。六 地下水活动较严重地段，宜采用排、堵、截、引的综合治理措施。1 采用超前孔探明地下水的活动规律，测定漏水量、压力，防止突然暴渗；2 截断补给水源，降低地下水位；3 对围岩进行灌浆，降低其渗透性或形成帷幕阻水；4 利用侧导洞、集水井、打探孔或平行支洞排除地下水。七

28、发生塌方时，施工单位应会同监理单位、设计单位及时查明塌方原因及其规模、规律，提出措施迅速处理，防止塌方范围的延伸和扩大。塌方段施工，应遵守以下原则：1 先加固好端部未破坏的支护或岩体。2 加固处理措施可与永久支护结合。3 塌落物未将洞室堵塞时，应先支护顶部再清除石碴。4 塌落物将洞室堵塞时，宜采用管棚，管棚加注浆或预注浆等方法加固，然后按边开挖边支护边衬砌的方法施工。5 冒顶塌方时，应先将地表陷落洞穴撑固或用不透水土壤夯实填紧密，陷穴四周应做好排水设施，防止继续坍塌，塌落物宜采用花管灌浆固结，其开挖方法应进行专项设计。6 有地下水活动时，宜先治水后治塌。第九部分 监测一 监测是在施工过程中，通

29、过量测围岩变形，掌握围岩变形动态，对围岩稳定作出判断；验证施工程序、支护体系的正确性和实际效果，以指导设计和施工。一 监测断面的数量和监测项目，根据围岩特性、工程规模、支护方式、设计要求等确定。二 观测仪器有收敛计、多点位移计、锚杆应力计、应力应变计等。三 量测断面上仪器（测点）的布置，依据断面形状、大小、围岩条件、开挖方式、支护类型等因素确定。四 监测仪器的安装要及时，紧跟开挖面，距掌子面不宜超过1.0m，安设后测取初读数。五 仪器安设后第一次爆破后一定要观测。以后随开挖推进而进行。观测频率视围岩特性、洞室尺寸、变形速度与距开挖面距离确定。六 监测资料要及时整理分析，绘制变形与时间、进尺关系曲线，及时反馈监测成果。七 围岩稳定标准以