隧道洞身开挖专项施工方案完整内容+排版.docx

1、隧道洞身开挖专项施工方案完整内容+排版YK8+600。00YK10+230.00金山隧道洞身开挖专项施工方案一、工程简介金山隧道位于*市*县*镇山，是海峡西岸经济区高速公路网*至*联络线泉州安溪段高速公路上的一座分离式隧道,设计荷载等级：公路I级。 金山隧道属于丘陵地貌，地形起伏大，进出口自然山坡坡度约2333，隧道洞身围岩为侏罗系南园组凝灰熔岩,属硬质岩，岩体一般较为完整,对隧道洞身围岩的稳定较有利，隧道洞口围岩稳定性较差，开挖时应加强支护和检测措施.金山隧道左线起止里程为：ZK8+708。04ZK10+688。00长1979。96m，其中级围岩196m，级围岩245m，级围岩546m,级围

2、岩993m,右线起止里程为:YK8+600。00YK10+230.00长1940m, 其中级围岩148m,级围岩247m，级围岩545m，级围岩1000m。二、施工组织安排2。1 工期安排金山隧道采用双洞单侧掘进，单侧开挖级围岩60m/月，级围岩90m/月，级围岩120m/月，级围岩150m/月，二衬砼130m/月。开挖进度计划详见表2.1.围岩级别合计备注金山隧道进度指标（m/月)1501209060单侧掘进右洞长度1000545247148时间6.74.52.72.516.4左洞长度992.964546224196时间6。64.62.53.317表2.1 开挖进度计划表表2.2 工期安排表

3、单位工程分部工程起始时间完成时间备注金山隧道左洞洞口边仰坡2014.10.092014.11。20开挖初支2014。11。212016。04。21仰拱2014。12。102016.06.01二衬2014。12.282016.06.25明洞、洞门及防护2015.01。152015.05。10电缆沟路面及洞内整修2015.02。052016。08。25右洞洞口边仰坡2014.10。092014.12。05开挖初支2014.12.052016。04。21仰拱2014.12.252016。06.10二衬2015.01。142016.06.24明洞、洞门及防护2015.02.012015。05.10电缆

4、沟路面及洞内整修2015。02.202016。08.252.2 施工准备2.2.1施工前准备工作施工前对图纸、资料等进行现场核对，并作补充调查，调查核对隧道所处的位置、地形、地貌、工程地质和水文地质、钻探图表、以及隧道进出口位置和其它相关工程的情况。对图纸中发现的问题，立即反馈监理工程师和设计单位更正或确认。施工前的平面复核和控制测量将由我单位精测队进行测量定位，施工中测量由隧道工程师、测量工程师组织测工操作，并由项目总工程师组织定期复测.2.2.2人员组织隧道施工计划从金山隧道出口向小里程单向掘进。计划安排2个隧道施工队，隧道施工队生活生产区均安排在隧道洞口附近，红线外侧,队伍生产区均设置一

5、处钢筋加工区和喷射混凝土拌和站。序号工种隧道1队隧道2队备注1开挖工30302立架工35353喷锚工25254钢筋工25255模板工17176爆破工447混凝土工20208机械工15159焊工121210电工2211杂工1515合计200200表2。3隧道施工队劳动力配置表2。2。3 机械设备配置序号机械设备名称单位数量备注1混凝土输送泵台22凿岩台车台23凿岩风枪台34另有4台备用4通风机台25侧卸装载机台66挖掘机台47混凝土湿喷机台4另有2台备用8空压机台109发电机组台210自卸汽车台1411加宽带衬砌台车台212激光断面仪台213锚杆机台6另有2台备用14爬焊机台415电焊机台10另

6、有2台备用16抽水泵台2另有2台备用表2。4 隧道施工机械、设备数量表2.3 隧道施工供电、供水、供风、通风排烟及施工排水2.3。1 供电金山隧道出口为路基,地势较，施工方案从出口单向掘进,出口安装2台800KVA变压器.隧道出口前期洞外安装800kVA变压器俩台，洞内低压电线截面积采用240mm2铝芯电线.供出 口至1200米处的施工用电，剩余740余米因低压供电线路铺设太长，洞外变压器所供电压产生电压降，电压线路损耗太大，若仍用现有的2402铝芯电线送电,按照相关供电规范及施工经验，2402三相线路供电半径不宜超过1。2 km，现阶开挖施工已超过1200 m，为避免施工到1。3 km以后，

7、由于末端电压已达不到用电设备额定电压，导致大型用电设备由于电压低不能正常工作，延误工期。为确厦沙公路施工工期,采用高压电进洞，在洞内架设10 kV高压电缆，专用洞室内安装变压器,以缩短低压供电距离,满足供电需求。为防止停电故障影响施工，隧道施工队自备250KW发电机2台供停电用。图2.1 金山隧道出口高压进洞挂钩安装示意图2。3。2 供水隧道掘进洞口山顶均设一个高位水池，供应施工用水,计划按200m3容积布置。另外每个掘进洞口各安排1台高压125D多级水泵。并配置备用抽水机.确保施工水压不小于0.3MPa。2。3。3 供风空压机配置：掘进工作面采用风枪钻孔,主要用风为风枪钻孔、喷砼、打锚杆等。

8、每个工作面安排5台空压机，能够满足供风要求。风管采用钢制可拆装的钢质管,主管上每隔300500m分装闸阀。2.3.4 通风根据隧道施工的实际情况，例如隧道何处设有紧急停车带,何处设有紧急通车道等,结合现有的实践经验，对隧道通风进行如下布局：图2。2 隧道通风方案图1隧道通风方案如上图2。2所示,在隧道1洞口处安装两台射流通风机将洞外新鲜空气压入隧道中，若隧道开挖时，将两台对旋式轴流通风机安装在靠近开挖掌子面最近的一个横冲通之间的所有横冲通1、横冲通2、横冲通n均进行封闭处理,不让空气相互流动，这样整条隧道通风就近似为下图2.3所示:图2。3 隧道通风方案图2若隧道过长,则在两台射流通风机及两台

9、对旋式轴流通风机间安装一台引风机，以增加通风效果，具体的空气流动可分解为隧道撑子面一段，另外可分解为横冲通一段，隧道横冲道一段空气流动具体方式如下图2。4：图2.4 隧道空气流动图根据动量守恒定律：m1v1+m2v2=m3v3 ， m3v3+m4v4=m5v5而依据能量守恒定律:1/2m1v12+1/2m2v22=1/2m3v32，1/2m3v32+1/2m4v42=1/2m5v52即m1v12+m2v22=m3v32 , m3v32+m4v42=m5v52所以此种通风方式的最终结果为两条隧道开挖撑子面到离撑子面最近一条横冲道段的空气都得到净化,其中一条隧道如上所述的隧道1,其空气一直保持新鲜

10、干净,而另外一条隧道如上所述的隧道2，其空气一直较差，在隧道施工中，引风机的位置应当常移动(往撑子面前移动)，为了加大空气的流动，提高空气的质量，在隧道2衬砌台车，靠撑子面一端前约为10m处安装一台对旋式轴流通风机，加大空气流动，将有毒气体迅速排出隧道2。2.3。5 排水金山隧道属于顺坡施工，其顺坡积水由两侧水沟自然排出；施工作业面临时仰拱排水利用水泵将仰拱内积水排至排水沟处自然排出。同时掌子面配备2台污水泵，防止掌子面出现涌水。隧道反坡排水如图2。5所示.图2.5 隧道临时仰拱排水示意图2。3.6 洞内三管两线布置图2。6 三管两线布置示意图三、施工方案及工艺3。1 施工方法隧道按照“新奥法

11、”原理组织施工，并根据工程地质、水文地质和不同围岩级别及周边环境选择相应施工工法，按全标段重点控制工期点，合理划分作业段，科学统筹,采取平行流水作业法施工.暗洞段根据围岩情况，正洞级围岩段采用全断面法施工，级围岩施工方法以台阶法为主，级围岩施工方法以台阶法和弧形导坑预留核心土法为主,级围岩一般段以三台阶七步作业法为主。隧道开挖采用光面爆破，严格控制超欠挖，初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺。隧道开挖采用多功能作业台架配合风动凿岩机钻眼，实施光面爆破，光面爆破参数通过试验确定,并根据现场爆破效果不断进行调整，严格控制超欠挖。隧道出碴采用挖掘机配合装载机装碴，大吨位自卸汽车运输。隧道初期支护紧跟开挖及

12、时施作，锚喷支护采用超前小导管和中空锚杆配合挂网喷砼施做;锚杆钻孔完毕后，要先进行清孔、注浆,再人工安装锚杆。隧道喷射混凝土采用湿喷工艺施工，混凝土由混凝土拌和站集中拌和罐车运输，泵送入模。施工将超前地质预报和监控量测纳入工序管理，施工过程中加强监控量测，仰拱超前、二次衬砌紧跟，以保证施工安全。不良地质段坚持“早预报、预加固、弱爆破、强支护、紧封闭、快成环、勤量测、早衬砌、稳扎稳打、确保安全的施工原则，组织施工。浅埋及浅埋偏压地段除加强洞内监控外，同时加强地表监测，施工时遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的原则，注意对监控量测的数据进行分析、整理，发现异常情况及时反馈以便尽

13、早提出处理方案。3.2 洞身施工隧道施工遵循“弱爆破、短进尺、少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”的原则施工。3。2。1 洞身及附属洞室开挖方法A。 全断面法施工隧道级围岩地段采用全断面开挖法施工，配备多功能台架配合风钻进行钻孔作业，非电毫秒雷管、二号岩石乳化炸药光面爆破,全断面一次成型。全断面开挖支护作业流程为：超前地质预报台架（车）、机具就位全断面测量画线布眼钻炮眼装药爆破清危排险出渣打锚杆喷混凝土稳定安全检查及监控量测下一循环。全断面法施工工艺流程图采用挖掘机配合侧翻装载机装碴，自卸汽车运碴.出碴完成后，先进行初喷砼，然后进行喷锚支护，支护紧跟开挖，以确保施工安全.B. 台阶法施工隧道级围岩

14、地段采用台阶法开挖，见下施工工艺流程图.上台阶采用多功能台架配合风钻打眼，下台阶采用风钻钻眼，实施光面爆破.爆破后，上断面挖掘机扒碴，下断面采用挖掘机配合侧翻式装载机装碴，自卸汽车运输。隧道开挖后及时施做锚、喷、网联合支护，下半断面开挖完仰拱施工紧跟。台阶法施工工艺流程图C。弧形导坑预留核心土法施工隧道级围岩地段采用，弧形导坑预留核心土法开挖。弧形导坑预留核心土法施工的上下台阶均采用人工风钻打眼,光面爆破，每循环开挖进尺不得超过两榀钢架。爆破后，上断面采用挖掘机扒碴、下断面挖掘机配合侧翻式装载机装碴，自卸汽车运输。隧道开挖后及时安装拱架施做锚、喷、网联合支护。下半断面开挖后仰拱施工紧跟。弧形导

15、坑预留核心土法开挖示意图D.三台阶七步法开挖双线隧道级围岩深埋段及级围岩偏压段和浅埋段采用三台阶七步开挖法施工,尽量采用人工风镐配合长臂挖掘机开挖，侧翻式装载机装碴，自卸汽车运输。必要时采用微振动爆破，YT28风钻钻眼，非电毫秒雷管起爆，每循环进尺不的超过0。6m.E。双侧壁导坑法开挖双侧壁导坑法开挖双线隧道级围岩浅埋段均采用双侧壁导坑法施工.双侧壁导坑施工时，将隧道分成六部，左右导坑间隔68m。两侧壁导坑采用微台阶法开挖,剩余部分分四步开挖.开挖中以人工配合挖掘机开挖为主，辅以控制爆破。每个工序开挖循环进尺控制在0.6m,一般为一榀钢架间距，台阶长度35m。采用PC78US6型挖掘机配合小型

16、装载机装碴，自卸汽车出碴。双侧壁导坑法施工工序纵断面图双侧壁导坑法施工工艺流程图3。2。2隧道钻爆作业当隧道围岩用风镐难以开挖时，为减少对围岩的扰动及降低振动强度,隧道、级围岩采用预裂爆破结合光面爆破进行施工，V、IV级围岩松动控制爆破进行施工。A. 准备作业1)根据围岩类别构造及现有的爆破器材，并依本施工队钻爆效果的分析资料,作出某一里程段的钻爆设计。内容为炮眼（掏槽眼、临空眼、扩槽眼、掘进眼、内圈眼、周边眼、底板眼)布置深度、角度、装药量和装药结构，爆破顺序、导爆网路等。a.爆破器材主爆药采用爆炸性能、抗水性能、安全性能较好及环境污染小的2号岩石乳化炸药，规格为32mm250mm。周边眼采

17、用直径25mm250mm低爆速的光爆药卷。装药结构为间隔装药，用竹片绑扎,导爆索传爆，根据围岩情况,对间隔距离和药量进行调整。起爆材料采用1-20段的非电毫秒雷管起爆,塑料导爆管引爆，其中火雷管作为网络起爆用。b.钻眼深度钻眼深度综合考虑施工进度要求、钻机的效率、爆破有效进尺等因素确定。掏槽眼比其它眼超深0。2m。c。掏槽方式根据洞内围岩的地质特性,、级围岩选用斜眼楔形掏槽法,、级围岩段采用浅孔微振动直眼掏槽法。d.光面爆破的主要参数隧道开挖采用光面爆破，以减轻爆破对周边的扰动，控制超欠挖.光面爆破的主要参数有周边眼的间距、光爆层的厚度、周边眼密集系数、周边眼的线装药密度等。光面爆破参数通过试

18、验确定,并根据现场爆破效果不断进行调整。e.光面爆破的技术措施适当加密周边眼。周边眼孔距适当缩小，可控制爆破轮廓，避免超欠挖，又不致过大地增加钻眼工作量，一般取E(812）d,E为孔距，d为炮眼直径。2）按风钻台数明确分工每台风钻的工作范围和钻眼顺序，以上两项由技术员向领工员及爆破工进行技术交底。3）用经纬仪、水平仪定出开挖的中线、水平。用“五寸台法画出拱部轮廓线，墙部开挖边线各点确定的周边眼的连线就是开挖轮廓线，必须淮确，画线偏差不得大于2CM。4）根据画出的开挖轮廓线由技术员检查前一循环的超欠挖值，超欠挖超过5cm者,除在围岩面上用红油漆标明外，还应填写里程段的开挖断面检查记录,交领工员、

19、开挖班长签认并追究超欠挖原因，注明处理意见.并根据掌子面的情况标出掏槽眼、周边眼的位置。B钻眼作业1)风钻进出掌子面前电、风、水管路必须准确就绪，风钻按规定就位,接通风、水、电路。开钻时，先送水后送风。风钻开眼时，宜用1m内的短钻杆，等钻孔定位并钻进0.5m以上后再换长钻杆。2)炮眼距离偏差: 掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不大于5cm; 辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于10cm； 周边眼开眼位置在设计断面轮廓线上,允许沿轮廓线调整，其误差不得大 5cm，炮眼方向可以35%的斜率外插，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm. 内圈炮眼至周边眼的排距误差不得大于5cm，炮眼深度大于2。5m时,内

20、圈炮眼与周边眼应采用相同的斜率外插。 当开挖面凹凸较大时，应按照实际情况调整炮眼深度（相应调整药量)，力求所有炮眼(除掏槽眼外）眼底在同一平面上.领工员必须随时观察每台钻进入情况。保持多眼轴线平行是关系到爆破效果的重要因素，应在已打好的眼中插炮棍作标志，掌握好钻眼方向.坚持顺帮打眼，风钻紧贴岩壁，最大限度地减少超欠挖.周边眼外插角不大于34（每米cm）；底板眼方向与隧道坡率方向相同。掏槽眼比掘进眼深20CM，为保证掏槽成功，每茬炮可按掌子面实际情况调整掏槽位置。钻眼作业完毕，由领工员或班长进行检查并作好记录，有不符合要求的炮眼应重新钻眼，经检查合格后方可装药爆破。C爆破作业1。 装药前必须对炮

21、眼用高压风管吹孔或用手风钻扫孔，对坍孔内石碴要用掏勺仔细清理，无法装药的应补眼。2。 爆破工从药库领出的药卷的导爆管必须确认并保存好段数标记.根据装药作业的分工固定的炮眼和段位。3. 向孔内装药时应细心操作，防止导爆管损坏、打结。周边眼采用的间隔装药药串，每个药卷都必须紧贴导爆索。装药作业由上而下进行防止落石打破导爆管,炮孔口应用炮泥堵塞。工作不用的机具材料撤离后按设计进行网路的连接，连接尽量远一点，连接要整齐，以便直观检查。4。 装药作业完成后，由领工员或爆破班长全面检查装药情况及网路连接，看网路连接是否正确，每个炮眼的起爆药卷是否连好,每簇联内部是否有引爆雷管，各簇引爆雷管的起爆线是否都连

22、到起爆点上，检查无误后方能撤离人员按排警戒起爆。D。 出渣运输：隧道出碴采用无轨运输的出碴方式,自卸汽车运输。1）爆破二十分钟后，经炮工、找顶工处理完现场并确认安全的前提下，通风后开始出碴.运输洞渣时,应指定行车路线，防止因交通混乱造成拥挤，影响出渣。2）洞外的运输路线必须修筑排水系统，专人维护，行车速度不超过15km/h。洞内行车速度不超过5km/h钻爆质量控制流程图如下图所示：3。2.3 隧道洞身超前支护超前支护包括超前小导管、中空注浆锚杆及普通砂浆锚杆.级围岩超前小导管每隔4榀钢架打设一环，环向间距0。3m，IV级围岩纵向每隔2榀钢架打设一环，环向间距0.4m。a。超前小导管1）超前小导

23、管使用外径42mm,壁厚3。5mm的热轧无缝钢管制作，管长4.0m/3.5m,环向间距30cm/40cm，外插角510.2）超前小导管钢管前端呈尖锥状，尾部焊上6mm的加劲箍，管壁四周钻68mm压浆孔，但尾部有1m不设压浆孔。超前小导管施工时，用凿岩机成孔,孔径比设计导管管径大20mm以上。孔与衬砌中线平行以规定仰角打入拱部围岩。3）成孔后将小导管按设计要求插入孔中,或用凿岩机直接将小导管从型钢钢架上部打入，外露20cm支撑于开挖面后方的钢架上,与钢架共同组成预支护体系.4）每打完一排钢管后开始注浆,注浆采用水泥浆，注浆后开挖拱部及第一次喷射砼、架设钢架。超前小导管施工工艺流程图b。超前锚杆1

24、）超前锚杆采用风钻钻孔，锚杆施钻利用开挖台阶的简易台架施钻，施钻时按照设计间距布孔.2)钻孔时钻杆尽可能垂直结构面，锚杆孔比钻杆直径大15mm，深度误差不大于50mm，成孔后采用高压风清孔。3)钻孔清理干净后，然后将砂浆从孔底缓缓的注入空内，为防止空内出现空洞，注浆管拔出后,立即将锚杆放入空内。4）注浆采用水泥注浆机,注浆配合比按实验室出具的配合比进行施工。5)砂浆应随拌随用，在初凝前必须用完,一次拌合的砂浆数量不应多与3个孔，以免时间过长,使砂浆在泵、管中凝结。6)砂浆锚杆固定好后，将锚杆与钢筋网焊为整体。待砂浆终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验.普通砂浆锚杆施工工艺流程图中空注浆锚杆采用

25、257mm中空锚杆，使用高压风吹净钻孔，将锚头与锚杆端头组合，戴上垫片与螺母；把组装好的锚杆打入钻孔，锚杆要尽量打在钻孔的中央位置,将止浆塞穿入锚杆末端与孔口齐平并与杆体固紧,锚杆末端戴上垫板，然后拧紧螺母。注浆压力取0。20.5Mpa，孔口溢出浆液时，停止注浆，砂浆随拌随用.注浆开始或中途停止超过30min时，用水润滑注浆罐及其管路。注浆孔口的压力不得大于0。4MPa。中空注浆锚杆施工工艺流程图3.2。4 钢筋网、钢架及锁脚锚杆施工钢筋网片、格栅钢架及型钢钢架的钢材种类、型号等应符合设计要求。钢筋网片由钢结构加工厂统一加工制作，运至现场后人工安装，网片大小按1.5m1。0m加工.网片间搭接长

26、度不小于20cm（即至少1个网格长度)，洞身开挖完成后，首先在围岩表面进行初喷砼，厚度一般为4cm，然后再铺设钢筋网片,安装时用电焊点焊固定在锚杆外露头上，以防喷射砼时晃动.根据设计要求，格栅和型钢钢架在钢结构加工厂加工制作成型,经检查加工拱度满足要求后存放于构件场内备用。钢架利用装载机运到洞内，现场机械配合人工架设。钢架在钢筋网片铺设完成后架设，与定位钢筋焊接,架设完毕后须再喷混凝土，并保证不少于3cm的覆盖厚度.钢拱架间纵向用22钢筋联接为一体，纵向连接筋长度为80cm，按照环向间距1。0m的长度内外层交错布置.钢架拱脚必须放在牢固坚硬的基础上，架立时垂直隧道中线,架设时中线、高程和垂直度

27、及法线方向由测量技术人员严格控制，并将砂浆锚杆或中空锚杆与钢架焊接连为整体。a。安设钢拱架1）钢拱架按设计分节预先加工，现场拼装安装设置，位置应垂直隧道中线，拱架之间用22纵向连接钢筋焊接牢固。2) 隧道钢架支护分为型钢钢架和格栅钢架两种,型钢钢架采用I22型I18型工字钢弯制而成，主要用于IV级、V级围岩段。3）格栅钢架主要由四根22主筋和其他钢筋制成，成正方形截面，用钢板连接而成，主要用于IV级围岩段，钢架是初期支护对软弱围岩的主要加固体，设计在V级围岩和IV级围岩型钢钢架有60cm和100cm两种安装间距。在IV级围岩格栅钢架也有100cm和120cm两种安装间距。钢架之间采用22钢筋连

28、接,单层钢筋网片靠钢架内侧焊接于锚杆上。4）型钢钢架采用型钢弯制机按照隧道断面曲率分节进行弯制,弯制完成后，先在加工场地上进行试拼，各节钢架拼装，要求尺寸准确，弧形圆顺，沿隧道周边轮廓误差不大于3cm;平放时平面翘曲小于2cm。5）钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。安装钢架前要准确吊中线，定拱部标高，控制钢架中心及半宽尺寸、高度,对拱脚支垫填实，每节之间采用4个螺栓进行连接，连接板应密贴.同时每榀钢架拱脚处必须打设4根锁脚锚杆将其锁定。6）钢架安装完成后，及时进行喷射砼,喷射砼时分层、分段进行，以确保钢架被覆盖，满足保护层厚度要求。钢架施工工艺流程图为保证钢架置于稳固地基上,施工中在钢架

29、基脚部位预留0。150。2m的原地基，架立钢架时挖槽就位，需要时可在钢架基脚处设置刚性垫板，以增加其承载力；安设时钢架垂直隧道中线，其倾斜度不大于2,钢架的任何部位偏离铅垂面不大于10cm；当钢架和初喷面之间有较大间隙时设置同强度的混凝土垫块；为增强钢架的整体稳定性,将钢架与锚杆焊接在一起，钢架间设置22mm的纵向连接钢筋，并按环向间距1.0m内外层交错设置.钢架安设好后尽快施喷混凝土，并将其全部覆盖，使钢架与喷混凝土共同受力；喷射混凝土分层进行，每层厚度510cm左右,先从拱（墙)脚处向上喷射,以防止上部喷射混凝土虚掩拱(墙)脚，造成拱（墙)脚喷射不密实,强度不够而失稳。每榀钢架安装,均在其底部设一块“托板”，并施打锁脚锚管，以防止钢架下沉。下半部开挖后钢架应及时落底接长，封闭成环。b.挂设钢筋网1)钢筋网片采用级8/6钢筋焊制而成，钢筋网片的间距为2020cm。钢筋网按设计图纸的要求在钢筋加工厂集中加工.2）先用钢筋调直机把钢筋调直，在截成钢筋条，钢筋网尺寸根据拱架间距和网片之间的搭接长度综合考虑。3)钢筋网在初喷混凝土4cm以后铺挂，且保护层不小于3cm，钢筋网可固定在锚杆外端，也可用勾头钉固定于围岩上。4）安设钢筋网时，钢筋网随受喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙不小于30