闵鹏飞毕业设计.docx

1、闵鹏飞毕业设计毕业设计(论文)题目：凤凰山隧道施工组织设计系 别： 轨 道 工 程 系 专 业： 地下工程与隧道工程技术 班 级： 隧 道3 1 1 4 学 号： 0 3 3 0 3 1 1 0 4 0 9 学生姓名： 闵 鹏 飞 指导教师： 庞 旭 卿 完成日期： 陕 铁 院 教 务 处 制 凤凰山隧道施工组织设计1、工程概况1.1、工程简介凤凰山隧道全长495m，隧道进出口里程分别为：DK600+240、DK600+735；隧道分界里程分别为:DK600+240、DK600+735。1.2、地貌特征 剥蚀低山，地势起伏较大，自然边坡15o25o,局部35o，植被发育，为杉木林及杂木从。区域

2、交通不便。隧道进口地势起伏较缓，为杉木林所覆盖。隧道出口植被茂盛，自然坡度约为25o，为小竹林及杉苗林。为偏压隧道。13、地层岩性 1.3.1、表层为Qel+dl粉质黏土，棕黄红紫红色，硬塑，厚度约为3m。 1.32、下伏基岩（Pt2s）云母石英片岩，全风化，紫红色、黄褐色，厚15m，呈沙土状，夹有碎块状，易遇水软化；强风化，黄褐色，厚10-12m，节理发育，岩体破碎；弱风化，青褐色，节理较发育，岩体较破碎，产状91o29o。14、地质构造 未见大的不良地质构造。15、水文地质低山丘陵区地表水为孔隙潜水，地下水为基岩裂缝水，较发育。环境水有二氧化碳侵蚀，酸性侵蚀，化学环境作用等级为H1，根据氯

3、离子含量判断，无氯盐侵蚀性。16、物理地质地震动峰值加速值0.05g，地震动反应谱特征周期值为0.35s。17、岩体施工工程分级机地基基本承载力（2）2、粉质黏土（Qel+dl），硬塑，III，0=180kPa (7)1、云母石英片（Pt2s），全风化，III，0=250kPa(7)2、云母石英片（Pt2s），强风化，IV，0=400kPa(7)3、云母石英片（Pt2s），弱风化， V，0=800kPa18、工程措施建议1.8.1、隧道为浅埋隧道，覆盖层和全风化层较大，工程性质差，隧道开挖时应及时支护，并加强支护和防排水措施。1.8.2、隧道进出口及浅埋段，地下水为空袭潜水，受地表水下渗影响，

4、云母片岩全风化易遇水软化。1.8.3、加强施工阶段的工程地质工作，如变形监控、地质描述等，以检查开挖后的工程地质情况，修正施工图件中的地质资料，及时解决施工中遇到的工程地质问题，便于施工顺利进行。1.8.4、砂岩透镜体附近，须做好超前地质预报工作。19、隧道超前地质预测预报 1.10、工程数量表主要工程数量表序号名称单位工程数量1暗洞洞身开挖m31163022C25防水砼（拱墙仰拱）m3177583C15砼仰拱填充m395954C40砼m322565C20喷射砼m3104486中空锚杆m463917型钢钢架（I20）t7168型钢钢架（I18）t264.62、施工准备2.1、临时工程及施工平面

5、布置2.2、临时房屋修建2.3、办公及生活区办公及生活房屋位于隧道出口左侧50m处，采用双层彩钢板房结构搭设，新建三栋房屋，每栋分上、下两层，共36间（洗漱、厕所除外），新建生活、办公房屋共约1000平方米。2.4、空压机房空压机房设置在右洞右侧，房内摆放4台23m3电动式空压机，占地60平方米，由于空压机采用的是螺杆式的，所以不需要设置循环水池。2.5、配电房隧道施工用电采用地方电力供电，高压电缆沿线路右线外侧引入，配电房设置于隧道右洞右侧12米处。配电房占地60平方米，周围用砖墙围挡封闭，建设、使用必须符合有关规定。2.6、钢材加工棚钢筋加工棚面积为800m2，设置于线路右侧，顶棚及架构采

6、用钢结构搭设。钢筋加工场应根据工程实际情况集中布置，宜采用封闭式管理，材料堆放区、成品区、作业区应分开或隔离。2.6.1、钢筋加工场应做硬化处理并做好排水。棚内地面积必须使用不小于15cm厚片、碎石垫层，不小于10cm厚（场地内的道路不小于15cm厚）的C20混凝土作为面层。棚内按照其使用功能分为：原材料堆放区、钢筋下料区、加工制作区、半成品堆放区。2.6.2、场地硬化按照四周低、中心高的原则进行，面层排水坡度不应小于1.5%，场地四周应设置排水沟。 2.7、高位水池在隧道左右线之间半山腰处设置高位储水池，高差离进口顶高差约20m，蓄水池容积为60m3，蓄水池采用钢板焊接，供水管采用100钢管

7、，共需铺设管路200m左右。2.8、施工供电本隧道施工用电以地方供电为主，在凤凰山隧道进口 DK600+200右侧20米左右安设800KVA变电器一台。洞外低压供电线路采用三相五线制架空线，隧道内采用电缆线供电，不考虑变电器进洞增压。现场还备用200KVA柴油发电机一台作为施工应急使用。2.9、工供水在隧道左侧打深水井一口，该水可做生活和生产用水。 2.10、施工供风隧道采取从进口进洞。在隧道左右线进口洞口各安装一台255KW轴流通风机进行施工通风。2.11、施工通讯设置专人负责信息化系统的管理和维护，接受业主的指导和领导，通过信息化管理系统提交工程实施、管理过程中的相关资料。分部与工班及现场

8、施工人员之间利用移动电话进行联络，确保工程信息的实时性、完整性和全面性。3.隧道施工方案选择3.1、隧道总体施工方案根据本隧道地形，地质条件，结合我公司多年隧道施工经验及设计文件要求，本着（管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭）的原则，采用新奥法进行指导施工，隧道从出口掘进施工。施工中先进行超前地质预报工作,建立以地质工作为先导,以量测工作为依据的信息化施工管理体系。根据预报结果采取相应的处理措施,制定可靠的处理方案和技术措施,发现围岩级别与地下水状态与设计不符时,及时提出变更设计,确保施工安全和不留隐患。隧道洞门及明洞衬砌在隧道衬砌开始后适时施工。1）洞口段地质条件较差，隧道浅埋、

9、偏压，洞口段的V级围岩采用明挖法，支护采用喷射混凝土、钢筋网、钢架和锚杆联合支护，并辅以管棚、超前支护；洞身V级围岩、IV级围岩较差地段采用环向预留核心土开挖，支护采用喷射混凝土、钢筋网、钢架和锚杆联合支护，并辅以小导管等超前支护；IV级围岩一般地段采用台阶法开挖，施工支护采用喷射混凝土、钢筋网、格栅和锚杆联合支护。2）装碴运输：采用无轨运输，装碴采用装载机，自卸车运输出碴。3）初期支护：采用自制多功能综合作业台车进行锚杆、格栅钢架，挂网、防水板等的安装，喷射砼采用湿喷机作业。4）洞身衬砌：在砼搅拌站集中拌制混凝土，砼运输车运送，砼泵送入模灌注。正洞二次衬砌仰拱超前，采用模板台车立模灌注混凝土

10、。5）水电供应：在隧道进出口洞顶设水池，洞口设变压器及配电所，通过高压水管和电力线向洞内供应水电。6）隧道通风：采用压入式通风，配备轴流式通风机。7）隧道降尘：采用综合防尘措施，采有湿式凿岩、喷雾洒水，加强机械通风，加强劳动者个人防护，掌子面增设降尘设施。8）排水：利用顺坡排水。9）隧道开挖安全距离：V级围岩浅埋段开挖掌子面距拱墙衬砌的安全距离控制在36m内，IV级围岩软弱地段开挖掌子面距拱墙衬砌的安全距离控制在50m内，IV级围岩一般地段开挖掌子面距拱墙衬砌的安全距离控制在80m内。32洞口工程隧道进口位于斜坡地带，植被较发育，多以杉木林及杂木林为主，边仰坡较缓，出口周边有滑坡等迹象分布。施

11、工隧道口时采取明挖法施工。长管棚预加固后采用双侧壁导坑法进暗洞掘进施工。左、右线进口洞门均为端墙式洞门。洞门及洞口段施工顺序为：测量放线洞口开挖（地表处理截水天沟洞口土石方开挖）边仰坡刷坡与防护超前大管棚施工暗洞进洞施工洞口段基底处理洞门施工回填。3.2.1、洞口开挖施工顺序：测量放线地表处理边仰坡截、排水沟施工洞口土石方开挖边仰坡支护。3.2.1.1、地表处理及截水天沟施工前先进行测量放线，根据测量放线做好边坡开挖轮廓线和截水天沟，以利于截、排水，对危石进行清理，确保边仰坡稳定。3.2.1.2、洞口土石方开挖洞口土石方用挖掘机挖装，开挖方法采用自上而下分层分台阶进行，台阶高度34米，石方采用

12、弱爆破，挖掘机、装载机装碴，自卸汽车运碴。3.2.1.3、边仰坡刷坡与支护边仰坡刷坡自上而下分层进行，每层高度23m，随开挖及时进行锚网喷等支护。做好坡面喷砼防护层与原坡面衔接，防止坡面风化，引起水土流失、导致边仰坡防护受到损坏。3.2、洞身开挖3.2.1、洞口浅埋偏压地段V级围岩洞口浅埋偏压地段V级围岩洞身开挖采用三台阶七步开挖法施工。台阶长度根据围岩情况确定，一般为开挖洞径的1.5倍，约20m左右，洞口段及不良地质段落台阶长度最短可压缩至5m以满足施工作业为主。下台阶开挖落底时，跳间挖马口，马口长度控制在2.5m以内，并严禁单侧落底，台阶高度以保证安全、兼顾施工方便为主确定，一般台阶高度2

13、3米。上台阶开挖进尺控制在12.0m以内，中、下台阶开挖进尺控制在2.03.0m以内.上、中台阶采用小型挖掘机扒渣至下台阶，再由装载机配合大型载重自卸车运输至弃渣场。施工以“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”为遵循原则，超前支护一段，开挖一段，衬砌一段，逐段推进，稳中求快。开挖施工中严格控制开挖断面，严格控制超欠挖。上台阶开挖前，先进行超前支护，拱部采用超前小导管注浆措施。开挖严格控制循环进尺，采用短进尺、多循环的方案，上台阶支护结构钢架两侧视围岩情况必要时拱脚增设锁脚锚管，并与钢架焊接，防止在下台阶开挖时下沉。支护施工紧跟开挖，拱部及边墙在开挖后及时进行。下台阶开挖时，留设边墙

14、马口，开挖分侧进行，单侧超前根据台阶长度而定，开挖后及时完成边墙支护结构，使全断面支护结构及早成环必要时增设临时仰拱。上中下台阶开挖支护完成后，根据监测情况，及时安排衬砌施工，确保安全。工作人员进入掌子面，应先检查安全状态，并将危石清除、支护完成后，方可进行其他作业。三台阶七步开挖法施工工艺流程3.2.2、洞身级围岩和IV级软弱围岩采用环形预留核心土开挖洞身V级围岩、IV级围岩较差地段采取环形开挖预留核心土法，其中上弧导坑采取人工铁锹结合风镐开挖，核心土及下部采用小型挖掘机开挖，装载机协助装车，自卸汽车运碴出洞。开挖顺序如下：主要施工工序如下：（左右洞施工距离应错开30m以上）施作42*3.5

15、超前小导管；上弧形导坑开挖；上断面初期支护施作；开挖上断面核心土施作；跳槽开挖左侧下断面；左侧下断面初期支护施作；跳槽开挖右侧下断面；右侧下断面初期支护施作；仰拱施作仰拱回填整体模筑二次衬砌级围岩开挖施工工序图 3.2.3、级围岩小间距段开挖IV级围岩开挖每循环进尺控制在1.01.2米。保证左右洞施工距离应错开30m以上。IV级围岩一般地段采取台阶法开挖，采用YT-28凿岩机配合凿岩台车钻孔，光面爆破，装载机装碴，自卸汽车运碴出洞。开挖顺序如下：施作42*4超前小导管；上弧形导坑开挖；上断面初期支护施作；跳槽开挖左侧下断面；左侧下断面初期支护施作；跳槽开挖右侧下断面；右侧下断面初期支护施作；仰

16、拱施作仰拱回填级围岩段施工工序图3.2.4、作业组织开挖实行四班制作业（六小时工作制），连续作业，以充分利用工作时间。劳动力组织（每班）钻眼15人（含打锚杆眼），装药爆破5人，装碴机司机2人，自卸汽车司机4人，综合工（接道、找顶、牵电缆线等）4人。共计：洞内直接生产工人30人。每个工作面主要机械设备配置空压机2台（20m3/min），风钻9台，装载机1台，自卸汽车2台。4、开挖4.1、隧道开挖施工方法隧道开挖采用人工钻爆施工方案,隧道部分级围岩及级围岩段采用台阶法进行开挖，预裂爆破技术,上台阶开挖进尺控制在12.0m以内，下台阶开挖进尺控制在2.03.0m以内.上台阶采用小型挖掘机扒渣至下台阶

17、，再由装载机配合大型载重自卸车运输至弃渣场。4.2、爆破方案选择4.2.1、根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深20cm。 4.2.2、严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布，导爆索起爆。 4.2.3、根据施工中常用爆破器材，选用以下火工品作为隧道施工的爆破器材。爆破器材名称规 格用 途雷管导爆索雷管起爆非电毫秒雷管115段掘进和传爆炸药二号岩石硝铵炸药直径32mm掘 进炸药乳化炸药直径32mm(0.4kg/卷)掘 进2#岩石小药卷直径20mm起爆、预裂导爆索6600m/s起爆、预裂

18、4.3、工程爆破等级隧道开挖爆破等级属D级。4.4、爆破参数选择与装药量计算4.4.1、参数选择孔深确定：、级围岩取12m。周边光爆孔或预裂孔孔网确定：根据a/w=0.71.0原则确定，一般a=4560cm，取50cm；w=5080cm，取60cm。 周边眼线装药密度确定：q线在硬岩段一般取200350g/m；本段岩石属、级，q线=250g/m。 掘进孔孔网参数确定： 掘进孔孔网根据单孔装药量负担面积确定： a.w=S=Q单/q.l 。Q单一单孔装药量 q一单耗 l一孔深 a一孔距 w 一抵抗线 S一炮孔负担面积。单耗确定：单耗根据类似经验确定，、级围岩周边眼取0.25kg/m、断面开挖取0.

19、71kg/m3。 掏槽孔确定：楔形掏槽采用九孔掏槽,其中间孔为空孔，一般不装药，为确保掏槽抛碴，可在底部少量装药，最后起爆抛槽渣。 4.4.2、装药布置、钻孔设计根据本合同段工程地质状况和围岩级别划分情况,爆破设计按级和级围岩有仰拱台阶法开挖法进行设计, 本次设计台阶开挖法是按级围岩开挖断面外轮廓线进行设计的,可根据级围岩的岩性和断面外轮廓线作适当调整,用于级围岩开挖。、级围岩(有仰拱)钻爆详见图： 台阶法爆破装药参数表开挖部位炮 眼 类 别循环进尺1.0m循环进尺2.0m炮眼深度炮眼数量单 孔装药量小 计装药量雷 管段 位炮 眼深 度炮 眼 数 量单 孔装药量小 计装药量雷 管 段 位上台阶

20、开挖掏槽眼1.280.64.81#2.281.29.61#扩槽眼1.260.42.43#2.26163#辅助眼160.42.45#260.84.85#辅助眼140.31.27#240.62.47#辅助眼1150.34.59#2150.699#辅助眼1110.33.311#2110.66.611#底板眼1130.45.215#2130.810.415#周边眼1330.26.613#2330.413.213#合计9630.49662开挖方量(m3)3774台阶法爆破装药参数表开挖部位炮 眼 类 别循环进尺2.0m循环进尺3.0m炮眼深度炮眼数量单孔装药量小计装药量雷 管段 位炮 眼深 度炮 眼 数

21、 量单 孔装药量小 计装药量雷 管 段 位下台阶辅助眼291.210.81#392181#辅助眼281.29.63#382163#辅助眼291.210.85#392185#辅助眼241.24.87#34287#辅助眼260.659#361.27.29#辅助眼2121.214.411#31222411#底板眼2191.426.615#3192.241.815#周边眼2140.45.613#3140.68.413#合计8187.6141.4开挖方量(m3)1492244.5、装药、填塞和起爆网路设计4.5.1、装药方法、装药结构采用人工用木制炮棍装药，起爆体均在火工品加工房进行加工，起爆体必须专人

22、加工，分段存放。 周边眼采用光面或预裂爆破，装药结构为间隔装药；掏槽孔和掘进孔、底板孔采用连续装药结构。 装药作业应由爆破员或由爆破员带领经过培训的人员进行。安装、联接起爆体的作业，应由爆破员进行，安装前应再次确认起爆体的雷管段别是否正确。周边眼采用小直径药卷（20）空气间隔装药结构。如下图：雷管其余炮眼采用特制药卷（32）连续装药结构。如下图：雷管 4.5.2、炮孔堵塞炮孔采用人工堵塞，堵塞材料为粘性土卷(需提前加工)，用木制炮棍压紧。堵塞长度一般不小于2530厘米；严禁不堵孔爆破。4.5.3、网络设计及起爆方法起爆网络采用并簇连法，按如下顺序连接： 孔内雷管分组周边孔导爆索并接同段非电雷管

23、双发簇连双导爆索雷管起爆。起爆网路的联接，应在工作面的全部炮孔装填完毕，无关人员全部撤至安全地点之后，由工作面向起爆站依次进行。切割导爆索应使用锋利刀具，不应用剪刀剪断导爆索。导爆索起爆网路应采用搭接、水手结等方法联接；搭接时两根导爆索搭接长度不应小于15cm，捆扎应牢固，支线与主线传爆方向的夹角应小于90。连接导爆索中间不应出现打结或打圈；交叉敷设时，应在两根交叉导爆索之间设置厚度不小于10cm的木质垫块。起爆导爆索的雷管与导爆索捆扎端端头的距离应不小于15cm，雷管的聚能穴应朝向导爆索的传爆方向。起爆网络连接图导爆索起爆网路应检查：有无漏接或中断、破损；有无打结或打圈，支路拐角是否符合规定

24、；雷管捆扎是否符合要求；线路连接方式是否正确、雷管段数是否与设计相符；网路保护措施是否可靠。起爆器材： 孔内采用非电毫秒雷管和导爆索(周边孔)起爆，孔外采用非电毫秒雷管传爆，起爆采用双发导爆索雷管起爆。 起爆方法： 警戒完成后，人工在200m以外安全地点使用起爆器，激发导爆索雷管传爆炸药。在完成爆破后30min后进入爆区检查，确认无盲炮后方可解除警戒。4.5.4、爆破安全距离计算由于爆破过程中部分炸药能量转化为地震波，同时产生一定飞石、冲击波、爆破毒气和噪声，影响相邻洞室、建筑物、机械设备及生命财产的安全，务必对其安全情况进行校验，采取严格的防范措施加以保护确定爆破安全。 爆破振动计算： 隧道

25、控制最大段装药量为，Qmax=41.8kg。 V=k(Q1/3/R)a 取 k=50 a=1.3 R=350M时。 V=50(41.8/3/350)1.3=2.6cm/s2.8cm/s 。 爆破冲击波超压的影响： 由于隧道施工方向为水平，而隧道洞室爆破均在地下，因此超压冲击波对洞口周围建筑不会造成影响。 爆破安全距离： 隧道爆破时，个别飞石对人员安全距离设定为150m，巷道内对设备安全距离设定为100m(指非机动设备)。4.6、施工技术措施4.6.1、炸药与岩石的阻抗匹配炸药特性阻抗与岩石特性阻抗之比，称为匹配系数KK=0D/V0炸药密度；D炸药爆速；岩石密度；V岩体中的纵波速度；对同种炸药、

26、不同的岩石，或者是同种岩石、采用不同的炸药进行爆破漏斗试验，其结果是随匹配系数值的增加，爆破效果随之提高。从上式可以看出，为更好地爆出槽腔以及适宜的破碎度要求，在坚硬、脆性的岩体中爆破，宜选用爆速高、密度大的炸药。根据以往施工经验，宜采用爆速为45005200m/s、密度为0.951.18g/cm3的乳化炸药。46.2、掏槽眼装药量及装药结构根据施工经验，采用大面积深孔楔形掏槽技术，掏槽眼装药系数选择在75%80%左右。眼底加强装药，堵塞炮泥不宜小于40 cm。控制好药卷之间的殉爆距离，最小不能小于20 cm。起爆采用32乳化炸药、毫秒间隔非电雷管。起爆方式采用双雷管反向起爆，以防瞎爆。现场将

27、根据实际爆破效果对各参数进行调整。4.6.3、钻眼（1）为了保证良好的爆破效果，现场施工过程中，应要求技术人员在掌子面准确定出掏槽位置和尺寸，每列掏槽眼和扩槽眼应尽量布置在同一直线上，形成平面药包作用，增强破碎和抛掷效果。（2）第一段掏槽眼起松动爆破作用，以减小岩石夹制作用，为掏槽成功创造条件。（3）掏槽眼要控制好方向和装药量，开口的倾斜度可以通过用卷尺测量钻臂尾部到托架中心的水平距离确定钻杆的开口角度。（4）严格堵塞炮泥。炮泥与孔壁之间的粘结力和磨擦阻力的存在使炮孔内爆炸产生的高压气体作用时间相对延长，使得早先由应力波作用生成的裂缝在受到高压气体的楔裂作用后加速发展，高压气体向裂缝中楔入，不

28、仅提高了破岩效果，而且增加了岩石的抛掷作用。另外还增加了炸药化学反应的完全程度，从而得到更充分的爆炸能，减少有毒有害气体生成量，并降低炸药单耗。（5）钻眼应符合下列要求：a）掏槽眼：深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不得大于5cm。b）辅助眼：深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不得大于10cm。c）周边眼：开眼位置在设计断面轮廓线上，允许轮廓线调整，其误差不得大于5cm；炮眼方向可以2斜率外插，眼底不超出开挖断面轮廓线10cm，最大不超过15cm。d）内圈炮眼至周边眼的排距误差不大于5cm，炮眼深度超过2.5m时，内圈炮眼与周边眼用相同的斜率钻眼。e）钻眼完毕，按炮眼布置图进行

29、检查并作好记录，如发现有不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后才可装药起爆。装药前应将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净。所有装药的炮眼均应堵塞炮泥，周边眼的堵塞长度不宜小于20cm。4.6.4、光面爆破质量保证措施1）、实行“定人、定位、定机、定质、定量”的五岗位责任制，分区按顺序钻孔。不钻残孔、不钻石缝、不钻软夹层、不钻破碎带的四不钻制度。2）、严格控制周边眼间距及最小抵抗线厚度，并使周边眼尽可能打在轮廓线上。3）、周边眼严格控制“准、直、平、齐”，利用长钻杆控制钻眼角度及错台。4）、装药必须在技术人员的指导下由专人进行装药，装药前应将炮孔内泥浆、石屑吹洗干净，并严格堵塞炮泥。5）、工人在钻眼时，应及时将前方围岩的变化反馈给技术人员，以便技术人员及时调整炮