V级围岩开挖方案.docx

1、V级围岩开挖方案V级围岩开挖方案二广高速公路怀集至三水段第十一合同段（YK42+750YK44+820）马头塘隧道V级围岩开挖方案编 制：复 核：中铁四局集团第四工程有限公司二广高速公路怀集至三水段十一标段项目经理部日期：2007年5月30日附件：1、附图1：级围岩开挖施工进度计划横道图2、附图2：质量保证体系框图3、附图3：安全保证体系框图4、附图4：V级围岩钻爆孔位布置图一、编制依据1、公路隧道施工技术规范（JTJ042-94）；2、公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）；3、公路工程施工安全技术规程（JTJ076-95）；4、二广高速公路怀集至三水段第十一标段两阶段施工

2、图设计；5、二广高速公路怀集至三水段第十一合同段实施性施工组织设计；6、工地现场施工调查；7、我公司的施工能力和类似工程施工经验。二、工程概况马头塘隧道为上下行大跨度分离式隧道，进口位于四会市石狗镇田心屋村，出口位于石狗镇马头塘村，最大埋深约103m。隧道左线：ZK42+905ZK43+940，长1035m，为长隧道。隧道右线：YK42+915YK43+867，长952m，为中隧道，左右线间距30m。其左、右线进出口均为V级围岩，稳定性差，处理不当会发生坍塌，雨季有渗水或涌水。隧道区内分布有F2和F8两处断裂。马头塘隧道V级围岩段主要工程特点是受浅埋、断裂带影响，洞口段围岩以强风化变质砂岩为主

3、，断裂带围岩虽为微风化变质砂岩，但岩体较为破碎，不良地质引发的工程灾害主要有冒顶、塌方和涌水等现象。三、施工管理组织机构框图注：项目部隧道工程师刘云峰四、马头塘隧道V级围岩的分布1、V级围岩的分布如表1所示表1 超前地质预报断面位置表里程地质特征描述围岩等级支护类型备注隧道右线V级围岩172m，占18.1YK42+915YK42+972雨季沿裂隙有小规模涌水VS5a进口浅埋YK43+112YK43+140雨季渗水或沿宽大裂隙涌水VS5bF2断裂带YK43+708YK43+738雨季渗水或宽大裂隙涌水VS5bF8断裂带YK43+810YK43+867雨季沿裂隙有小规模涌水，渗水VS5a出口浅埋偏

4、压隧道左线V级围岩129m，占12.5ZK42+905ZK42+937雨季沿裂隙有小规模涌水VS5a进口浅埋ZK43+132ZK43+160雨季渗水或沿宽大裂隙涌水VS5bF2断裂带ZK43+700ZK43+728雨季渗水或宽大溶蚀裂隙涌水VS5bF8断裂带ZK43+899ZK43+940雨季沿裂隙有小规模涌水，渗水VS5a出口浅埋2、V级围岩每延米工作量表如表2所示表2 每延米工作量表衬砌类型每延米主要工作量备注开挖（硬土）C20喷砼（m3）8钢筋网（2020）KgD25中空注浆锚杆（m）仰拱砼（m3）填充（C15片石砼）m3S5a152.312.46220.171757.712.45S5b

5、150.5611.56219.38154.677.712.45五、施工进度计划安排马头塘隧道区域内经过F2、F8两条破碎带，围岩情况较为复杂，左右线各有四段级围岩段，现将各段工期安排如下：1、隧道左线：ZK43+899ZK43+940段：共长41m，计划开工日期：2007年6月10日，计划完工日期：2007年7月25日；ZK42+905ZK42+937段：共长32m，计划开工日期：2007年7月1日，计划完工日期：2007年8月5日；ZK43+700ZK43+728段：共长28m，计划开工日期：2007年11月1日，计划完工日期：2007年12月1日；ZK43+132ZK43+160段：共长2

6、8m，计划开工日期：2007年11月15日，计划完工日期：2007年12月15日。2、隧道右线：YK43+810YK43+867段：共长57m，计划开工日期：2007年7月1日，计划完工日期：2007年9月15日；YK42+915YK42+972段：共长57m，计划开工日期：2007年7月5日，计划完工日期：2007年9月10日；YK43+112YK43+140段：共长28m，计划开工日期：2007年10月5日，计划完工日期：2007年11月20日；YK43+708YK43+738段：共长30m，计划开工日期：2007年10月15日，计划完工日期：2007年11月20日；具体进度计划详见附图1

7、：级围岩开挖施工进度计划横道图。六、主要机械设备、仪器配置表4 主要机械设备、仪器表序号设备名称设备规格设备数量备 注1挖掘机PC2004台开挖、装车及找顶2装载机ZL-506台装车及上料3载重自卸汽车15T以上20辆运土4推土机140KW4台弃土平场5混凝土搅拌运输车6m38辆仰拱、填充和边基浇筑6空压机20m3/min6套供送高压风7混凝土喷射机HP4010套喷射混凝土8运输汽车5T8辆运输材料及喷砼料9作业台架自制12套钻孔及喷砼平台10轴流通风机110KW6套作业面通风11风镐24套开挖及修整12手持风钻YT2872把造孔（根据围岩情况调整）13全站仪索佳3套测量放样及检查14精密水准

8、仪苏光DSZE+FSE平板测微器1套量测拱顶下沉及地表下沉15收敛仪JSS30A型数显式1套量测水平收敛注：以上为单洞单循环所需仪器、机械设备。七、人员配置V级围岩开挖作业采用工序循环，一个开挖支护作业循环（开挖开始初支结束）的人员配置如表5所示表5 每作业循环施工人员配置表序号岗位数量（人）备注1施工员1施工组织2质检员1质量检查3试验员1试验控制4安全员1安全管理5旁站记录员1旁站记录6测量员4放样及量测7队 长1现场负责8班 长2现场管理9风钻工12（据围岩情况调整）10爆破工3（据围岩情况调整）一般不需要11砼喷射工1212电 工213焊 工214钢筋工615司 机1416杂 工15合

9、计78注：以上为单洞单循环所需施工人员。八、V级围岩开挖主要施工方法V级围岩地段采用双侧壁导坑法施工，保证初期支护落地封闭，以确保初期支护的承载能力。由于V级围岩是按照承载结构设计，因此当围岩基本趋于稳定，周边位移量和拱顶下沉量达到要求后，二次衬砌应按设计要求及时施作，二衬与掌子面不超过30m，注意在初期支护落底后及时施作C25钢筋混凝土仰拱和C10片石混凝土仰拱回填。主要工作包括左、右侧壁导坑开挖与支护、拱部开挖与支护、核心土开挖、仰拱开挖与支护、监控量测和超前地质预报等。1、洞口平面布置及风、水、电供应在进出口适当位置各设置5台20m3/min电动空压机，提供洞内施工的高压风，用150无缝

10、钢管送至掌子面；在左线洞口左侧、右线洞口右侧各10m处安设1台110KW轴流通风机，挂设1200mm通风筒，向洞内压入新鲜空气。在山坡高出进出口洞口55m左右，用浆砌片石各砌筑1个50m3的高山水池，用高压水泵抽取山底集水坑内水至水池；从水池至洞口用150钢管；从洞口至掌子面用100钢管。将10kV高压线路接至洞口，在隧道两端各设置1组500kVA+400kVA变压器组，采用三相五线制供电系统，在变压器输出端设总动力箱，施工点设分动力箱，另设2套250kW发电机组备用。洞内动力供电线路采用三相五线橡皮套电缆线，照明供电系统采用铝芯橡皮缘线。洞内每20m布置一盏200W照明灯，未衬砌地段采用36

11、V低压电。在进、出口端各租用一块耕地设置二套混凝土拌和站，各设1台HZS1000搅拌机，负责供应隧道喷射混凝土及衬砌混凝土等，并在拌和站附近适当位置设置材料库、临时堆料场、钢筋棚、木工房、防水卷材焊接场等。2、施工工序流程2.1、V级围岩施工工序如图1所示图1 V级围岩施工工序示意图2.2、施工工艺流程图（见图2）图2 V级围岩地段施工工艺流程图3、测量放样3.1、测量前对测量仪器及各控制点进行复核检查，满足设计及施工规范要求后方可使用。3.2、左侧导坑开挖前测放导坑开挖轮廓线，开挖后测放拱架位置控制点。3.3、右侧导坑开挖前测放导坑开挖轮廓线，开挖后测放拱架位置控制点。3.4、拱部开挖前测放

12、导坑开挖轮廓线，开挖后测放拱架位置控制点。3.5、测量标示出侧壁导坑顶部的内壁超前锚杆的位置，和隧道轮廓线上超前小导管的位置。4、监控量测及超前地质预报超前地质预报详见已上报的监控量测及超前地质预报方案。5、超前支护超前支护详见已上报的超前支护专项方案。6、侧壁导坑开挖导坑开挖必须在超前支护保护下进行，因此，施工左、右侧壁导坑前，首先施作内侧壁的7根（每侧导坑）超前锚杆（22药卷锚杆，长4.5m）和隧道轮廓线上的超前小导管（42mm，壁厚3.5mm，长4.5m钢花管），其中洞口地段先完成超前大管棚的施工。导坑开挖大面采用挖掘机直接开挖，边角采用人工持风镐修整。遇局部坚硬岩石，尽量不采用爆破；若

13、必须爆破时，应严格控制装药量，爆破施工详见本节第12点。开挖进尺以两榀钢拱架间距（S5a 65cm，S5b 75cm）为准，第一循环适当增加510cm。双侧壁导坑开挖，选择围岩地质条件较差的一侧首先开挖，开挖进尺以钢拱架间距为准，采用钢筋网喷射混凝土结合工字钢钢拱架组成支护体系，初支完成，先行开挖的侧壁导坑掘进达3m后，方可进行另侧导坑的开挖，以相同方式进行支护。7、拱部及核心土开挖完成两侧导坑初期支护后，待墙身基本趋于稳定，后开挖的侧壁导坑掘进深度达到3时，即可进行拱部及核心土的第一次开挖，每开挖进尺以钢拱架间距为准，拱部钢拱架及初期支护及时与两侧导坑连成整体，并完成下一排的拱顶超前支护，根

14、据监控量测的反馈数据，当拱顶下沉及周边位移基本稳定后，方可拆除侧壁导坑稳定段的临时支护。形成满足要求的马口后，即可每超前支护一段，开挖支护一段，左右导坑及核心土交错向前开挖。隧道两侧侧壁导坑拱部及核心土开挖时，必须从上部开始，逐层向下削土开挖，严禁从下部掏洞。沿隧道周边轮廓线采用风镐逐层开挖，以避免造成大的超挖。遇局部坚硬岩石，尽量不采用爆破；若必须爆破时，应严格控制装药量，爆破施工详见本节第12点。8、临时支护在V级围岩的左、右侧壁导坑开挖过程中，均须对导坑内壁采取临时支护措施，以保证隧道开挖施工的安全。主要临时支护措施有钢架、锚杆、钢筋网和喷射混凝土等。8.1、主要临时支护参数如下表6所示

15、表6 侧壁导坑临时支护参数表支护形式钢支撑系统锚杆超前锚杆钢筋网片喷砼S5aI16，65cm22系统锚杆L=2m,100100cm22系统锚杆L=4.5m,32540cm6.5，2020C20厚12cmS5bI16，75cm22系统锚杆L=2m,100100cm22系统锚杆L=4.5m,30040cm6.5，2020C20厚12cm8.2、钢支撑：8.2.1、加工形式：单心圆，内径781cm，圆心角709600，内弧总长922.9cm，圆心高度比线路设计高度高55cm（如图3所示）。图3 导坑示意图8.2.2、加工方法：钢支撑分成两段分别用冷弯机顶推加工成型。其上半段内弧长559.3cm，下半

16、段内弧长度363.6cm，上半段下端和下半段上端设A3连接钢板，钢支撑与钢板间满焊。连接钢板规格为1818cm1cm。钢板四角用电钻钻24mm螺栓孔，孔心间距12cm。钢支撑与连接板之间采用双面焊，焊缝厚度不小于4mm（如图4所示）。图4 侧壁导坑钢支撑示意图8.2.3、钢支撑安装：上半段与下半段间通过连接钢板采用四颗M22100GB30-66螺栓与AM221GB52-66螺母连接，钢支撑与主拱钢支撑间采用顶入连接。在连接处内侧，采用L型10151.0cmA3钢板双面焊连接。钢支撑纵向间距S5b型为75cm，S5a型为65cm。相邻两榀钢支撑间，采用22纵向钢筋双面焊连接，环向间距1.0m。8

17、.2.4、注意事项1）、连接钢板的焊接必须使用（结）J506结构钢焊条；2）、钢支撑加工时，注意控制局部产生过大的侧向变形；3）、钢支撑的安装垂直度不大于2%，纵向间距偏差不大于50mm；4）、钢支撑与系统锚杆尾部外露端用电焊焊接连接成整体。8.3、钢筋网片网片加工先对盘条钢筋进行机械校直和除锈，钢筋网片规格采用200110cm，纵、横向钢筋采用点焊连接。网片顺应岩面铺设，与系统锚杆外露端点焊固定。网片之间的纵、横向搭接长度不小于一个方格，即20cm。钢筋网片铺设于钢支撑背面，并与之焊接为整体。8.4、系统锚杆系统锚杆采用截断机加工。严重锈蚀的锚杆材料，严禁使用，少量锈蚀采用机械除锈方法予以清

18、理干净。锚杆规格为20MnSi22系统锚杆（药卷锚杆），L=2m，100100cm。锚杆采用YT28手持风钻钻孔，孔眼直径42mm，钻孔深度应与锚杆长度相适应。首先装入锚固剂，装入长度满足插入锚杆后锚固剂充满全孔，然后用YT28手持风钻顶推打入。锚杆的顶入长度不小于设计长度的95%，即外露段长度不超过10cm。一边顶入锚杆一边在钻机带动下旋转搅动，以使锚固剂与孔壁及锚杆充分胶结，保证侧壁导坑开挖期内不得失效。系统锚杆按法向打入，若施工中碰到硬岩层应根据实际岩层状况适当调整，锚杆尽可能多地穿透有利结构层。8.5、喷射混凝土因导坑内壁为临时支撑，故喷射混凝土在钢筋网施作完成后，一次性喷射完成。采用

19、湿喷工艺，喷浆料与速凝剂按设计配合比拌和均匀。喷枪口距离岩面60100cm，喷射与岩面垂直，稍微偏向刚喷的部位以减少回弹量。通过预埋钢筋头的方法，控制喷层厚度，确保施工安全。8.6、临时支护的拆除隧道两侧侧壁导坑的临时支护在拱部与侧壁导坑初期支护体系连成整体，并根据监控量测的反馈数据，当拱顶下沉及周边位移基本稳定后，方可拆除侧壁导坑稳定段的临时支护。9、初期支护初期支护详见隧道复合式衬砌专项方案。10、爆破施工在级围岩开挖过程中，局部遇到坚硬岩层，若必须用到爆破时，采用预裂爆破或光面爆破，爆破的参数设计如下：炮眼直径d取42mm。炮眼深度L=1.0m，掏槽孔比其它孔深0.30.5m。不偶合系数

20、：根据经验，周边眼不偶合系数在1.52.0范围爆破效果最好。据此周边眼选用25mm药卷（长0.85mm，40g卷）。其它部位炮眼选用32mm药卷（长100mm，重75g卷）。周边眼距E与抵抗线W:E取50cm。E/W一般为0.61.2，结合本隧道地质特征， W取65cm。线装药系数I：周边眼线装药系数取为160g/m。其它孔单孔装药量：按公式q=kawL计算其它孔孔距a：取a=1825d以上参数在实际施工中要根据具体地质作局部调整，完善爆破设计。掏槽方式：采用楔形掏槽。装药结构：周边眼采用空气间隔不耦合装药，光爆药卷每隔一定距离绑扎在定位竹片上，导爆索连接。其它眼采用连续装药方式。起爆网路：采

21、用孔内微差控制爆破，火雷管起爆。微差时间用111段非电毫秒雷管控制，起爆顺序为：掏槽眼主爆眼辅助眼周边眼。炮孔布置见附图4九、质量保证措施1、质量管理组织机构针对本项目工程特点和质量目标的要求，成立以项目经理刘俊为组长、总工程师张奎和副经理吕成志为副组长的质量管理领导小组，明确各级管理职责，管生产必须管质量，建立严格的考核制度，将经济效益与质量挂钩。质量管理组织机构见图5。质量保证体系见附图2。图5 质量管理组织机构框图2、施工技术保证措施2.1、开工前进行中线、水平基桩闭合复测，并随时校正测量仪器的误差，确保测量工作的准确性。2.2、隧道洞身施工采用新奥法技术，遵循“先预报、管超前、严注浆、

22、短进尺、强支护、快封闭、紧衬砌”的施工原则，减少超欠挖及对围岩的扰动。2.3、对隧道施工中可能出现的不良地质现象，采取超前地质预报措施，采用40m管棚钻机进行超前水平钻孔。制定针对性施工方案，备足相应的设备和材料，对围岩变形进行监测，作好原始记录，及时反馈，以便分析处理，采取补救措施。2.4、开挖进洞时，采取钢支撑紧贴洞口开挖面支护，并用水平钻孔探明前方地质，保证隧道掌子面施工安全。2.5、混凝土施工与质量控制2.5.1、对于混凝土原材料严格控制，有试验合格证方可进入现场，并由专人负责检验，拌制和养护混凝土用水检验合格后方可使用。2.5.2、混凝土配合比在开工前进行试配拌和设计，选择理论配合比

23、，施工时每次开配合比前先检测材料的含水量，调整混凝土施工配合比进行混合料的拌制，现场配制施工配合比。2.5.3、混凝土采用电脑自动计量拌合设备拌合，采用混凝土输送车运输。2.5.4、混凝土施工完毕后，做好养生工作，洒水养护。十、施工安全保证措施1、安全保证措施建立以项目经理为首的安全保证体系，见附图3。项目经理部和各作业队分级负责，以加强施工作业现场控制和职工的安全生产教育为重点，开展创建安全标准化工地活动，确保本标段工程的施工安全。2、施工安全技术措施2.1、进洞施工应完成对风、水、电路等设施的统一安排，各洞口设专职电工，洞内电线严禁乱扯乱挂或与钢制品搭接。同时，进洞前先做好洞口工程，稳定好

24、洞口的边坡和仰坡，做好天沟、边沟等排水设施，确保地表水不危及隧道的工程安全。2.2、加强隧道监控量测工作，严格按照规范要求进行，确保数据准确无误，为隧道实现动态设计与施工的提供依据，并及时发现和处理安全隐患。2.3、隧道施工应建立完善的交接班制度，并记录施工、安全等情况。进入隧道工地的人员，必须按规定配带安全帽及防护用品，遵章守纪，听从指挥。2.4、开挖作业时，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，顶板是否稳定，如有松动的土石或裂缝，应先予以清除或支护。2.5、采用风钻钻眼时，应先检查机身各部件和绝缘装置是否良好，工作面内不得拆卸、修理风钻，严禁在残眼中继续钻眼。2.6、各类进

25、洞车辆必须处于完好状态，制动有效，严禁人料混载。所有运载车辆均不准超载，超高运输。凡停放在接近车辆运行界限处的施工设备与机械，应在其边缘设置低压红色闪光灯，显示界限，以防止运输车辆撞碰。2.7、机械装碴时，坑道断面应满足装载机械的安全运转，装载的回转范围内不得有人通过。进出隧道的人员应走人行道，不得与机械或车辆抢道，严禁扒车或强行搭车。2.8、洞内喷锚支护，支护到开挖前面的距离一般不得超过3m；如遇石质破碎、风化严重和土质隧道时，支护工作面应紧贴掌子面。2.9、随着隧道各部开挖工作的推进，应及时进行衬砌或压浆，特别是洞口建筑的衬砌必须尽早施工，地质不良地段的洞口必须首先完成。衬砌用的脚手架、工

26、作平台、跳板、梯子等应安装牢固，不得有露头的钉子或尖角突出。靠近通道的一侧应有足够的净空，保证车辆行人能安全通过。2.10、结合安全管理目标，开展安全技术教育。教育职工确立“安全第一”的思想，开展定期安全技术学习，实现各工种、特别是特殊工种培训后持证上岗。认真建立安全教育台帐，实行“一人一卡”制度，使安全教育不留死角。2.11、建立定期和不定期的安全检查制度，定期检查制度项目经理部每周一次，作业班组每天班前、班中、班后各一次。每次检查均记录备查，检查中发现的事故隐患由检查人员填发整改通知单，做到定人、定措施、定时间进行整改，要害部位由检查人员现场蹲点督促整改，整改后用书面反馈。2.12、各种运

27、输车辆，必须限速行驶。转弯、陡坡及高路堤地段必须设立标识牌，对实际加以提醒。2.13、洞内施工必须备有充足的照明设施。十一、安全应急预案鉴于V级围岩特性，F2、F8两段破碎带的裂隙发育，雨季施工很可能出现突泥涌水等灾害性事故。在施工过程中，特别需要重视安全应急预案工作的开展。V级围岩施工过程中必须做好以下应急预案：1、爆破应急救援预案。2、坍塌事故应急救援预案。3、突泥突水应急救援预案。4、机械伤害应急救援预案。5、安全生产应急救援预案。6、施工现场始终保证有足够的应急物资储备，结合本合同段实际地质情况，必须储备高压力注浆设备、大马力抽水机、大直径通风管、200300焊接钢管、超细水泥、轻质填

28、充材料、方木、钢材、防水、防渗材料和编织袋，在任何情况下不得随意挪作它用，一旦发生险情，及时启动应急响应预案，及时控制事故现场，避免事故损失进一步扩大，并积极组织事故的善后处理。7、严格执行地面、洞内的监控量测，发现异常情况立即施作加强支护措施，如采用注浆加固、挂双层钢筋网片、复喷混凝土等措施，增加初期支护刚度，防止围岩局部突变引起坍方。十二、环境保护与文明施工1、洞内生产用水应挖临时排水沟集中引排，不得污水四溢，排除洞外的污水必须经沉淀和除油处理后方可排放，未经处理不得直接排放入溪沟或农田污染下游水源。2、施工机械的废气油料，不得随意倾倒于附近农田，污染土壤和水体。3、运输道路必须经常洒水降尘，避免扬尘污染空气。4、现场施工机械布置，运输车辆停放整齐有序，中间休息或工序完工，应做到场地彻底清理。5、施工中废碴除部分施工自用外，应统一调配，杜绝随意堆放。