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1、蔡家段明挖配线段开挖方案改改重庆市轨道交通六号线二期复合式TBM试验段工程蔡家段蔡家站后明挖配线段施工方案编制：复核：审核：中铁隧道集团有限公司重庆市轨道交通六号线二期复合式TBM试验段工程项目经理部 2010 年 4 月1 工程概况1.1工程地址拟建重庆地铁六号线二期复合式TBM试验段蔡家站后明挖配线段工程位于蔡家镇灯塔街西侧的规划用地内，里程桩号为：AK43+529AK43+785.8，长度为256.8米。1.2工程概述该段表层有一定厚度的人工填土和粉质粘土，下部基岩为完整性较好，分别为砂岩、泥岩。施工方法为两侧放坡分阶开挖，放坡坡度为1：0.5，分阶高度为8米左右，边开挖基坑，同时对基坑

2、两侧土（岩）体壁面设钢筋网，喷混凝土，施作锚杆进行边坡支护，锚杆通过滑裂面将基坑周围土（岩）体加固，约束土（岩）体变形，保持基坑稳定。施工断面为倒梯形，底部宽20.9米，顶板宽42.06米，基坑深10.65/16.46米，断面面积为517m2。明挖基坑内设双层框形混凝土结构，主体结构为C30 S8钢筋混凝土。结构底部为200mm厚C20素混凝土垫层，施工方法为明挖顺作法。1.3方针和目标1.3.1 方针目标确保质量优良，保证按期完工，满足地铁及国家有关施工质量验收规范要求，并一次性验收合格，达到优良等级。工地安全检查达标，符合国家与相关部门、重庆市、重庆轨道交通有限单位颁布的有关安全生产的法律

3、、法规和相关规定，1.3.2 目标实现措施组织强有力的管理班子与精干的施工队队伍，调集有经验的技术人员，制定有效的技术措施，投入好的施工设备，健全各种管理体系及制度，调动社会力量，学习有关经验，提高施工效率及施工质量。2 编制依据1）重庆市轨道交通六号线二期复合式TBM试验段工程地质勘察报告；2）重庆市轨道交通六号线二期复合式TBM试验段工程施工图。3）相关规范、标准及文件。4）适用于本工程的合同文件及有关的国家及重庆市技术规范、规程、标准、法规文件等。5）现有的技术水平、管理水平和机械设备装备能力及施工经验。3 施工筹划3.1 施工工期3.1.1 总工期计划开工日期为2010年5月1日，计划

4、竣工日期为2011年12月18日，总工期597日历天。3.1.2 施工进度安排明挖段土石开挖及混凝土垫层施工：2010年5月1日2010年7月1日，工期60天。复合式TBM完成转场时间：2011年3月20日。砼主体结构：2011年3月25日2010年6月25日，工期90天。3.2 资源配置3.2.1 劳动力计划根据施工进度要求，工区按不同工序成立六个专业班组，各专业班组情况见表3-1。表3-1 劳动力需用量表班组名称主 要 工 作人 数开挖/爆破班土方开挖及石方打眼、爆破30初支班石方挂网、喷锚支护20防水班铺防水板15架子班脚手架搭设、拆除25钢筋班钢筋绑扎、制作40模板班模板安装及拆除、打

5、模30砼 班砼浇注及养护30合 计1903.2.2 材料需求量根据分段工期安排，确定工程量大小，制定材料需求量见表3-2。表3-2 主要材料需求量表序号材料名称规格型号单位总用量备注1C25喷砼m31030.69222砂浆锚杆m400783钢 筋t20964衬砌（C40防水钢筋砼）抗渗等级S8m3234525侧墙及顶拱防水卷材m344356底板防水卷材m317473.2.3 机械设备计划根据工序施工方法，每个工区提前安排表3-3所列设备进场，确保各工序按时施工。表3-3 机械设备配备表 序号设备名称规格及型号单 位数 量备 注1风钻YT28台302地质钻机台63风稿G20台54空压机YV-3/

6、8台25砂浆机UB-3台26小型运输车辆台27喷浆机台48混凝土搅拌机台29挖掘机小松300型台310装载机50型 台111平板振动器台312捣鼓棒根1013自卸运输车红岩自卸车台2014抽水机IS65-50-125台201525吨吊车25t台216弯曲机GW32台217切割机GQ40A台218对焊机UNI-100台119电焊机BX3-500台520千斤顶200T套221手电锯MT300-7台222手电钻把223木工刨床台224直螺纹冷挤压机台125电渣压力焊机台23.3 施工总体部署总体施工顺序：考虑到复合式TBM始发必须由明挖配线段基坑内始发，因此为保证项目总体施工进度，明挖段开挖完成后暂

7、不施工主体结构。待复合式TBM始发、转场至出碴进料井后再施工明挖配线段主体结构。区段命名规则为施工区段+对应施工排号+对应施工列号，如：I（、）-A（B、C）-1、2、3。，I、代表按线路前进方向顺序编区名称，A代表坡顶往下第一层施工，B代表第二层施工，1、2、3。代表每层中横向列序号，依此类推。具体施工部署步骤详见附图一蔡家站施工步骤示意图4 施工准备及平面布置4.1施工准备针对工程特点，编制详细的挖土施工方案，合理安排挖土/爆破顺序和机械布置，明确挖土/爆破、初期支护等各工况参数，优化施工方案，并制定有效的质量、安全、文明措施和应急抢险预案，并应通过各方审批。施工前，组织项目部管理人员及现

8、场施工人员学习、熟悉有关地质资料和图纸、施工规范及施工方案，明确技术要求和各工况参数。开工前办理有关施工手续及申报工作，召开由交巡警、路政等管理部门参加的挖土协调会，确保土方运输的畅通。施工前做好设备安装、调试检查工作；做好供水供电、夜间照明准备工作；做好机械设备等报审工作。各类挖土机械设备进行保养，并逐步进入现场。4.2施工平面布置挖土阶段平面布置主要考虑挖土机械、钻机、空压房及土方车辆的布置及场内交通组织，另需考虑复合式TBM始发组装的场地条件等。具体布置详见附图二蔡家站后明挖配线段场地平面布置具体布置详见附图三蔡家站围护结构典型横断面图5 开挖施工方案蔡家站后明挖段土石方开挖采用大型机械

9、化施工，土方及强风化岩石开挖采用挖掘机自上而下进行分层分段开挖，挖掘机无法实现开挖时采用松动爆破，边坡处根据实际地质及施工条件采用光面爆破。在施工中严格控制装药量，并加强防护和警戒。开挖后的土石方由挖掘机或装载机装入自卸汽车运至指定弃碴场。5.1 土石方开挖原则土石方开挖时采用“竖向分层、横向分块、从上到下”的施工原则进行施工。开挖顺序为先开挖基坑中部，后开挖基坑周边。5.2 施工顺序测量清除植被及表层土施作截水沟及截水设施临时排水设施分层开挖土石方运至弃渣场修整边坡边坡支护检查台阶标高下一循环。5.3 施工方法蔡家站后明挖配线段土石方开挖工程量较大，在土质及全强风化岩石采用挖掘机、推土机开挖

10、，表层的孤石和挖掘机挖不动的石方地段，编制石方爆破作业指导书，风钻打眼，边坡处根据工程地质及施工条件采用光面或预裂爆破，以保证边坡稳定和成型良好。挖掘机或装载机装渣，自卸汽车运到指定弃渣场。5.3.1 开挖前准备1) 施工前，要对明挖地段进行精测，确定水准桩点并做好护桩，画出挖方段横断面图，精确算出土石方量，报监理工程师审核。根据边桩及用地范围，固定开挖边坡坡顶线，并放出边坡坡度大样。2) 地表清理。机械挖除地表植被和杂质土，运至弃渣场。5.3.2 土方开挖土方开挖采用挖掘机自上而下分层进行，严格控制超挖和欠挖。边坡坡度适当留有修坡余量，再用人工修整，以满足施工图纸要求的坡度和平整度，同时控制

11、好变坡点和台阶位置及标高。开挖中遇有出露地层工程地质条件变差时，及时调整施工方案，并及时报监理工程师批准。边坡有渗水时，及时进行挖沟排水，降低地下水位。每个台阶在开挖过程中或开挖完成后及时进行边坡防护，避免防护不及时造成边坡坍塌。5.3.3 石方开挖石方开挖方法为：能用挖掘机开挖的软石和强风化岩石，不需爆破，直接由挖掘机配合自卸汽车挖装运。机械难以开挖的石方地段，按多布眼、少装药的原则进行小药量浅孔松动爆破，避免产生共振现象。为了确保边坡的稳定性及坡面平整，每级开挖时注意须留边坡保护层(23m)，最后对靠近边坡线和每级边坡的坡脚处开挖采用光面爆破，保证爆破后坡面岩石的完整性和平顺。按设计变坡点

12、或台阶位置进行分台阶爆破，以利于台阶位置和标高控制。爆破时加强防护并监测，以控制飞石和震动波符合安全要求。边坡总体采用自上而下分层开挖，逐级开挖逐级进行支护，防止边坡受雨水影响降低强度和稳定性。每个分层厚度为2层锚杆的高度，即为2.4m，对于边坡地质情况较差的地段，严格按信息法施工，发现岩土开挖变形异常时，及时采取有效措施处理。爆破后产生的碴土采用挖掘机挖装，自卸汽车运至填方区或弃土场。爆破规定：爆破引起的岩石质点振动速度，当边坡稳定性差时应不大于2228cm/s，稳定性中等时为2835cm/s，稳定性好时为3542cm/s；应考虑节理系统的方位影响，减少爆破的不利影响。1）爆破法开挖石方程序

13、爆破区情况调查爆破设计、设计审批配备专业人员用机械或人工清除施爆区覆盖层和强风化岩石风钻钻孔爆破器材检查检查炮孔、清除废碴装药堵塞炮眼布置安全岗和施爆区安全防护员疏散警戒区域的人、牲畜、车辆和设备邻近建筑物防护暂时中断交通爆破瞎炮处理（如有）解除警戒爆破效果评定。施工时应不断优化爆破设计，根据实际地质及施工条件合理选择爆破参数，使爆破石块粒径符合装运的粒径要求，减少二次解爆，利于装运。钻孔作业时要保证炮眼位置准确，根据孔距、孔深计算装药量。爆破后及时清理孤石、危石，对边坡进行整修。2）光面爆破参数的确定炮眼深度：在施工中，根据岩石的坚硬程度，同时考虑边坡设计台阶的位置，来决定炮眼深度。按下式计

14、算：L=CH式中：L炮眼深度（m）； H爆破岩石的厚度或设计台阶高度（m）； C系数(坚石为1.01.5，次坚石为0.850.95，软石为0.70.9）炮眼间距：根据岩石的类别、节理发育程度，周边炮眼间距按下式计算a=bW式中：a炮眼间距（m）； W最小抵抗线（m）； b系数，采用火雷管为1.22.0。装药量：炮眼的装药高度一般为炮眼深度的1/31/2，为减少对边坡的扰动和破坏，最大不超过2/3。结合本工程具体情况，各爆破参数初步拟定如表5-1。施工时，通过爆破试验调整爆破参数，保证边坡成型良好，同时控制爆破后石块粒径。表5-1 钻爆设计参数表项目单位计算方法浅眼法(风钻钻眼)最小抵抗线Wm1

15、.36(q2)0.5K1K20.6-0.8孔 距am40d0.8-1.0排 距bm30d0.6-0.8超 钻Hm0.3W0.3-0.5孔 深Lm1.05(H+h1)2.4-2.9堵塞长度Ldmw(1-1.2)W装药长度Lemh2+h1L-Ld装药密度qkg/md2/4d2/4每孔装药量Qkgq2h2+q3h3qLe总装药量QkgnQ1nQ13）爆破基本作业方法爆破基本作业方法如下：爆破环境调查：详细调查与复查石方爆破段空中、地面、地下构筑物类型、结构及其距开挖地点的距离。重要地段施工前，实测与地质、地形有关的爆破震动参数。施工中发现问题时及时处理并提出修改意见。爆破设计及审批：根据现场收集到的

16、情况、核实的工程数量，按施工工期要求和人员、设备、材料准备等情况，由地形的开挖标高，以及钻眼和挖装机械的情况确定梯段分层厚度、钻孔直径，由岩石性质、临空面等情况，确定爆破参数、起爆顺序和网络设计，编制实施性施工方案。放样布孔：根据设计要求，放出开挖轮廓线，根据轮廓线，放出各炮眼位置，并插上木牌编号，逐孔写明孔深、孔径、倾斜角方向及大小, 确保孔位偏差不超过相应规范的允许范围。钻孔：控制爆破采用直眼掏槽，六眼掏槽，掏槽眼间距为80cm。掘进眼间距为1m。均匀交错布置。光爆层周边轮廓炮眼间距为50cm。按照测量放线标记点钻孔，采用风钻钻孔，成孔过程中严格按设计的角度、深度进行钻孔。掏槽炮眼的眼口、

17、眼底间距允许偏差为5cm。掘进炮眼眼口排距、行距允许偏差均为10cm，周边眼眼间距允许偏差为5cm，外斜率不大于孔深3%5%，眼底不超过开挖轮廓线10cm，周边眼至内圈眼的排距允许偏差为5cm，钻孔完毕经检查合格并做好记录后方可装药。石方开挖时，先进行中心炮眼布置，为下步爆破创造临空面。中心炮眼布置详见图5-1 炮眼布置图所示。成孔后的孔眼应堵塞加盖，避免钻机移位时杂物进入炮眼。验孔、清孔：装药前必须检查各炮眼孔位、深度、倾角是否符合设计要求，孔内有无堵塞、孔壁是否有掉块以及孔内有无积水。如发现孔位和深度不符合设计要求时，及时处理，严禁少打眼，多装药。清孔采用高压风进行吹孔， 孔口周围的碎石、

18、杂物清除干净，钻孔结束后应封盖孔口或设立标志。图5-1 炮眼布置图图爆破器材检查、装药：装药前对药卷、雷管、导爆索的完好性作一一检查，发现报废的及时更换，装药时严格按设计的炸药品种、规格及数量进行装药，不欠装、超装而影响爆破效果，并按设计安装起爆装置。爆破石方开挖完成后再装药爆破光爆层，光爆层周边眼间距为50cm，装药时严格控制装药量，采用间隔装药，光爆炮孔堵塞长度一般为口部1m左右，堵塞材料采用粘土堵塞。堵塞后爆破网路按设计要求敷设。网路敷设前应检验起爆器材和质量、数量、段别并编号、分类，严格按设计敷设网路。网路敷设严格遵守爆破安全规程中有关起爆方法的规定，网路经检查确认完好，具备安全起爆条

19、件时方可起爆。掏槽眼装4节0.15kg的药卷，其它辅助眼及周边眼装3节0.15kg的药卷。孔网参数详见钻爆设计表5-2 孔网钻爆设计参数。表5-2 孔网钻爆设计参数序号炮眼名称眼深(m)炮眼数量(个)单孔药卷(个)单孔药量(kg)雷管段号单段最大起爆药量(kg)1掏槽眼1.3640.617、12、13段起爆药量最大为10.8kg2扩槽眼1.3640.633掘进眼1.21630.4554掘进眼1.22430.4575掘进眼1.23230.458、96掘进眼1.24030.4510、117掘进眼1.24830.4512、138掘进眼1.25630.4514、15、16起爆：在网路检测无误，防护工程

20、检查无误，各方警戒正常情况下，由指挥员下达命令起爆。起爆采用非电方式。通风除尘：爆破过后自然通风，通风时间为20分钟，待基坑内气体经检检测符合作业标准之后， 由持证爆破工检查是否存在瞎炮，若存在瞎炮，由持证爆破工按规定程序进行瞎炮处理，确认安全之后才允许洒水降尘。检查爆破效果和影响：估算爆破方量，计算每方用药量，总结经验为下次爆破服务，此外还要调查爆破对周围环境的影响，包括飞石、地震波有无对周围的人、建筑物和管线造成损伤及损失。出碴：爆破后，先将堆积在坡面上的危石清理掉，炸松的大块石进行二次爆破解小，然后再进行挖装作业。挖装作业采用反铲装碴和反铲接力在基坑内装碴，自卸汽车利用基坑内的便道和地面

21、出碴便道运土至指定弃土场。 5.3.4 边坡光面爆破为合理控制边坡的超挖、欠挖现象，石质边坡采用光面爆破技术。光面爆破设计爆破参数5.3.3，施工工艺流程详见图5-2。石质边坡开挖后应顺直，大面平整，边坡上不得有危石及松石，严格控制超爆超挖、欠挖。挖方边坡从开挖面向下分级刷坡，刷坡后的边坡不得陡于设计坡率，刷坡符合设计坡率，及时进行坡面防护。5.3.4 最大爆破设计药量安全验算1）爆破震速爆破震速：隧道爆破作业时，在离爆破点最近的房屋基础上和管线上设置爆破震动监测点，爆破震动速度不得大于以下值：建筑物的峰值振动速度安全控制标准： 较坚固的建筑物砖混2.5cm/s； 一般建筑物1.5cm/s；陈

22、旧房屋0.8cm/s；隧道级围岩3cm/s，级围岩56cm/s；对于临近居民的浅埋基坑，为避免爆破振动和噪声而扰民，一般振动速度应控制在1.5cm/s，在白天规定时间内进行爆破。2）最大单段允许药量确定根据上述爆破设计参数表可得单段最大装药量为1.35kg，从设计资料得知，明挖结构开挖埋深约16m，得工作面爆破中心距建筑物的最小垂直距离取24.2m，结合国内外类似工程相关经验，中风化泥岩中K=180、=1.9及一般爆破震动速率取V=1.5cm/s，根据萨道夫斯基公式Qm=R3(Vkp/k)3/，可计算出最大单段允许药量。计算过程如下：Qm=24.23（1.5200）3/1.8=7.38（kg）

23、即对具有一个临空面的掏槽区爆破时最大单段允许药量确定7.38kg。本爆破设计中，最大单段药量为3.6kg，故设计最大单段药量小于允许最大单段药量。除掏槽眼之外的其他爆破岩因掏槽后重新增加了一个水平向临空面，根据我单位及国内外以往类似工程减震爆破施工监测得知，每增加一个临空面，单段最大允许药量可增加35%-50%，即掘进眼单段装药量可达到11kg。按上述爆破设计施工时，爆破对地表环境的影响应该较少，地表管线及建筑物是安全的。图5-2 边坡开挖光面爆破施工工艺框图5.3.5 土石方开挖技术及安全措施1）技术控制措施 合理选定钻爆参数，不断优化爆破设计，实现爆破的最佳效果。 控制超欠挖：用先进的测量

24、手段，准确放出开挖轮廓线，标出炮眼位置，严格控制周边眼外插角，控制装药量。 基坑开挖距基底还剩30cm时，杜绝使用机械开挖，余下的30cm采用人工手持风镐开挖清底，以保证基底的平整度和避免基坑超挖。人工无法消除时，采用浅眼松动爆破。 开挖时严格控制超欠挖（允许岩石个别突出部分侵入衬砌，侵入值不大于5cm，每1m2不大于0.1 m2）,当出现欠挖需补炮时，在下一循环开挖前进行。超挖部分在清碴后初喷时喷平。 局部小于50cm超挖部分采用喷混凝土喷平，超挖量较大时，采用二次衬砌同标号混凝土回填。 严格周边眼小药卷间隔装药结构，防止药卷集中孔底造成超挖。 严格控制周边眼起爆顺序，在满足爆破震动速度要求

25、的前提下，周边眼尽可能安排少段次起爆，以减少由于起爆不同步引的超挖。 提高装药质量，杜绝施工中不按设计装药，堵塞等不良现象。 作好超前地质预报工作和爆破效果检查工作，以便及时快速地调整爆破参数，达到控制超挖的目的。2）安全保护措施： 开工前，应详细查明空中电缆、光缆的平面位置、高度，据此进行爆破设计及制定各种安全防护措施。 主要爆破人员必须持有爆破资格证书，在爆破作业以前，对参加爆破的所有人员进行爆破技术培训及安全教育。 每次爆破施工前须界定安全警戒区，并采取有效措施防止人、牲畜和各种车辆、设备进入爆破危险区；在危险区的边界、路口设立警戒线，设置明显标志牌，显示爆破时间等警戒信号。 爆破施工要

26、严格控制飞石距离，采取切实可行的措施，确保人员和建筑物的安全。对靠近道路地段的石方，为防止石块飞到道路上，爆破时要采取切实可行的安全措施，一要选择好临空面，使最小抵抗线背向道路方向，减少飞石滚落；二要采取设安全网、盖炮被、压土袋等措施，防止飞石滚落；三要对个别滚落到道路上的石块派专人及时进行清理，以保持道路行车安全、畅通。 装药前要布置好警戒，选择好通行道路，认真检查炮孔，吹净残渣，排除积水，作好爆破器材的保护工作，雨季或有地下水时，可考虑采用乳化防水炸药。 严格按照国家爆破物品管理条例和安全生产法规定，加强对临时火工品仓库及爆破器材的保管。6 边坡初期支护及辅助施工措施为保证高边坡的稳定，土

27、质边坡利用机械分层开挖，依设计分层施作防护。石质边坡采用风钻钻孔，光面或预裂爆破开挖。控制好边坡超欠挖，提高边坡成型质量。为防止风化碎落和在自然条件下的风化和渐进破坏，开挖边坡的支护在分层开挖过程中逐层进行,上层的支护保证下一层的开挖安全顺利进行,未完成上一层的支护,严禁进行下一层的开挖。边坡支护依设计网喷100mm厚C25混凝土，按梅花形施作22，L=8.0m，M30的水泥砂浆锚杆，设置好排水孔（孔径90，间距3m，孔深3m，仰角6），排水孔的数量可根据现场实际渗水情况适当加密。施工时采取开挖一层防护一层的办法边挖边防护。施工顺序：修整边坡坡面制作安装排水设施第一次喷射混凝土布置锚杆孔位锚杆

28、成孔、安装、注浆安放钢筋网第二次喷射混凝土砼养生。施工前先清理岩面杂物。边坡都必须采用光面爆破，对于破碎、不平整的边坡，必须清除浮石及松动的岩石,用高压水冲洗坡面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面，使岩面保持干净。制作安装排水设施。喷射作业前对机械设备，风、水管路进行全面检查及试运转。喷射混凝土应分片分段自上而下进行，必须先喷射第一层混凝土后才可施工锚杆及挂设钢筋网，第一层混凝土的厚度为34cm。在岩面上确定锚杆孔位并进行钻孔，孔深及孔径应符合图纸要求，钻孔完毕并清孔后，安装锚杆，同时在钻孔内灌注水泥砂浆。埋设控制喷射砼厚度的标志。第二层混凝土应在第一层喷射混凝土和锚杆接头终凝后进行。第

29、二层喷射混凝土前应该清洗坡面，保证喷射混凝土厚度和光洁度。混凝土喷射24小时后浇水养护。锚杆布置为梅花形布置，主要是根据岩层情况、是否需要嵌补、挂网需要等设置。锚杆注浆浆液比符合设计要求，锚杆杆体露出岩面长度不大于喷层厚度。确保孔内浆液饱满。喷射砼采用潮喷机，原材料计量要准确，杂质含量不超标，砂、石料2%，水泥、水的计量误差1%，速凝剂、减水剂等外加剂的计量0.5%。采用强制式搅拌机拌制砼，骨料、水泥、外加剂加入搅拌机，加水搅拌3分钟。6.1 喷射混凝土6.1.1 集料要求a.粗集料：粒径不大于15mm。b.细集料：中砂或粗砂，细度模数大于2.5，含水率57。6.1.2 喷砼方法及工艺流程采用大容量潮喷机喷砼技术，以达到支护及时快速、保证安全、保证质量、加快进度的目的。喷浆料由拌合站集中生产，自卸车运至现场，人工喷浆。喷射混凝土施工工艺见图6-1 喷砼施工工艺框图。6.1.3 主要