500.3.1西嶺隧道洞身開挖.doc

500 隧道工程500.3 洞身開挖500.3.1 西嶺隧道洞身開挖洞身開挖施工按從出口到進口的順序進行，左洞出口段洞頂覆蓋層較薄，屬于典型的偏壓淺埋類型，地質(zhì)條件較差，應(yīng)首先進洞，左右洞進度相差2530m。本隧道圍巖分、級四種圍巖，洞口段為淺埋亞粘土層，洞內(nèi)洞頂及側(cè)壁以全風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r、砂土狀強風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r和碎塊狀強風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r為主，外履坡積亞粘土，擬洞口級圍巖段采用CRD法單側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖，開挖方式采用人工開挖或弱爆破開挖，級采用上下臺階法施工，、級圍巖采用全斷面施工，鉆爆全部采用光面爆破。500.3.1.1 施工前提條件現(xiàn)場已經(jīng)進行了詳細(xì)的調(diào)查研究，對設(shè)計圖紙進行了會審和核對，隧道總體施工組織設(shè)計已經(jīng)編制完畢。洞身施工人員、設(shè)備機械已進場。施工現(xiàn)場便道和臨時設(shè)施、臨時排水等已經(jīng)完成。水電風(fēng)設(shè)施已經(jīng)組織完成。工程用有關(guān)建筑材料、爆破材料已經(jīng)進場并進行了相關(guān)實驗。導(dǎo)線復(fù)測和水準(zhǔn)測量已經(jīng)完成并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師核對完畢。500.3.1.2 級圍巖CRD單側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖500.3.1.2.1 施工工藝 圖500-3-1：單側(cè)壁導(dǎo)坑開挖施工工序橫斷面示意圖圖500-3-2：單側(cè)壁導(dǎo)坑開挖施工工序平面示意圖開挖側(cè)壁導(dǎo)坑左上斷面：洞口施工輔助措施施作完成并經(jīng)檢驗合格后，進行左上斷面的開挖，以風(fēng)鎬、挖掘機為主，人工配合整修，盡量不采用爆破，破碎圍巖及軟弱圍巖地段采用弱爆破開挖，土石方由自卸車運至棄碴場。開挖進尺控制在2榀鋼拱架之內(nèi)，以確保圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及施工安全。初期支護：開挖完成后應(yīng)立即進行導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，安裝22組合式錨桿掛鋼筋網(wǎng)，架立型鋼鋼架和I18臨時鋼架，并設(shè)鎖腳鋼管，同時施作臨時仰拱，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度，必要時掌子面噴射5cm厚砼進行封閉；開挖側(cè)壁導(dǎo)坑左下部分：左上斷面開挖進尺約3m之后開挖側(cè)壁導(dǎo)坑左下部分，方法同，同時拆除臨時仰拱。左側(cè)導(dǎo)坑下半斷面初期支護：開挖完成后應(yīng)立即對導(dǎo)坑周邊部分初噴4cm厚混凝土，安裝22組合式錨桿掛鋼筋網(wǎng)，接長型鋼鋼架和I18臨時鋼架，安設(shè)仰拱鋼支撐并在拱腳位置鉆設(shè)鎖腳鋼管，必要時可安設(shè)I18橫撐（或施作卡口梁），復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度，必要時噴5cm厚混凝土封閉掌子面。開挖右側(cè)導(dǎo)坑上半斷面：滯后于左下斷面一段距離后進行右側(cè)導(dǎo)坑上半斷面的開挖，方法同。右側(cè)導(dǎo)坑上半斷面初期支護：開挖完成后應(yīng)立即進行導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，方法同。開挖剩余部分；方法同。剩余部分初期支護：方法同。拆除側(cè)壁臨時支護。灌注仰拱砼。鋪設(shè)環(huán)向盲溝及防水板，整體灌注二襯砼。500.3.1.2.2 控制要點為確保施工安全，上導(dǎo)坑、部的開挖循環(huán)進尺控制為2榀鋼架間距，下部、部的開挖可依據(jù)地質(zhì)情況適當(dāng)加大。中間支護系統(tǒng)的拆除：中間支護系統(tǒng)的拆除時間應(yīng)考慮其對后續(xù)工序的影響，通過圍巖監(jiān)控量測進行確定。當(dāng)圍巖變形達(dá)到設(shè)計允許的范圍之內(nèi)，并在嚴(yán)格考證拆除的安全性之后，方可拆除。同時要注意后續(xù)作業(yè)的及時跟進。如圍巖穩(wěn)定條件滿足設(shè)計要求，臨時支撐可在仰拱混凝土澆筑前一次性拆除，一次拆除長度依據(jù)仰拱澆筑長度確定（一般為46m）。中隔壁混凝土拆除時，要防止對初期支護系統(tǒng)形成大的振動和擾動。可采用風(fēng)鎬由上至下逐榀拆除鋼支撐之間的噴射混凝土，以及臨時支護與初期支護連接部位附著在鋼架上的噴射混凝土，臨時鋼構(gòu)件采用氣焊燒斷。500.3.1.3 級圍巖臺階法開挖采用臺階法開挖，上臺階采用自制鉆孔臺車鉆眼，下臺階采用掘進臺車開挖。圖500-3-3：臺階法施工工序橫斷面示意圖施工超前錨桿：使用氣腿式鑿巖機沿拱頂150范圍鉆孔，安裝22水泥藥卷錨桿，錨桿長為4m，環(huán)向間距60cm，縱向間距2m，外插角15。開挖上斷面：超前輔助措施施作完成并經(jīng)檢驗合格后，進行上斷面的開挖，采用光面爆破，每循環(huán)進度控制在2.22.5m之間，土石方由自卸車運至棄碴場。上斷面初期支護：開挖完成后應(yīng)立即對開挖斷面進行初期支護，即初噴4cm厚混凝土，安裝22水泥藥卷錨桿掛鋼筋網(wǎng)，架立鋼格柵，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。開挖下半斷面：上半斷面開挖進行一段距離后可進行下半斷面的開挖，方法同。下部開挖：開挖完成后應(yīng)立即對開挖斷面進行初期支護，即初噴4cm厚混凝土，掛鋼筋網(wǎng)，架立鋼格柵，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。灌注仰拱砼。鋪設(shè)環(huán)向盲溝及防水板，整體灌注二襯砼。500.3.1.4 、級圍巖全斷面開挖、級圍巖，大部分處于隧道中部，覆蓋層較厚，巖性為花崗巖，自穩(wěn)能力強，整體性較好。采用全斷面光面爆破一次成型。500-3-4：全斷面施工工序橫斷面示意圖全斷面爆破開挖：采用光面爆破，每循環(huán)進度控制在3.23.5m之間，土石方由自卸車運至棄碴場。初期支護：爆破開挖完成后，排除危石，初噴4cm厚混凝土，安裝22水泥藥卷錨桿掛鋼筋網(wǎng)，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。鋪設(shè)環(huán)向盲溝及防水板，整體灌注二襯砼。500.3.1.5 鉆爆方法鉆爆作業(yè)采用光面爆破，鉆爆設(shè)計按光面爆破法進行設(shè)計。級圍巖爆破方法針對不同的圍巖級別，具體實施的爆破方法為：圖500-3-5：級圍巖鉆爆開挖地眼布置圖級圍巖巖層風(fēng)化破碎程度嚴(yán)重，自穩(wěn)能力很差，采用CRD單側(cè)壁導(dǎo)坑掘進，出口淺埋段為殘坡積土以風(fēng)鎬、挖掘機為主，人工配合整修，遇孤石采用弱爆破進行挖除；破碎圍巖及軟弱圍巖地段采用弱爆破開挖。由于圍巖軟弱，易于鉆孔，光爆設(shè)計時沿開挖輪廓線布置一排緊密的空孔，隔23孔裝藥，相鄰孔距取孔徑的812倍，即孔徑為30-50cm。根據(jù)圍巖情況，取保護層厚度4050cm為宜，厚度過大，保護層不易剝落，厚度過小，則起不到對設(shè)計輪廓的保護作用。由于圍巖強度較低，為保證施工安全，每循環(huán)進尺控制在2榀鋼拱架（0.81.4m）之內(nèi)，鉆眼深度比開挖深度0.2m。周邊眼采用雙導(dǎo)爆索裝藥結(jié)構(gòu)，隔孔裝藥，眼間距E=0.3m，q=0.1Kg/m。炸藥單耗按0.30.4Kg/m3。圖示中1-5為爆破起爆順序。施工過程中做好地質(zhì)預(yù)報告監(jiān)控量測，以便及時調(diào)整參數(shù)。級圍巖爆破方法級圍巖上下臺階開挖，拱部采用減輕地震動光爆；當(dāng)圍巖條件允許，下部可一次性挖完時，采用邊墻部位預(yù)裂爆破方法。圖500-3-6：級圍巖炮眼布置圖級圍巖拱部采用光面爆破，邊墻采用預(yù)裂爆破設(shè)計。拱部采用斜眼復(fù)式掏槽，周邊眼采用不耦合間隔裝藥結(jié)構(gòu)。圖中數(shù)字表示雷管起爆段數(shù)。施工中，應(yīng)根據(jù)爆破效果及時修改爆破參數(shù)。、級圍巖爆破方法、級圍巖采用全斷面開挖方法，爆破設(shè)計見圖圖500-3-7：、級圍巖全斷面爆破設(shè)計圖 主要爆破參數(shù)的初步設(shè)計爆破試驗確定爆破參數(shù)施工前首先要根據(jù)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，選擇有代表性的位置，采用利文斯頓爆破漏斗理論，進行現(xiàn)場爆破試驗，提出爆破參數(shù)。周邊眼:周邊眼光爆參數(shù)的選擇：包括周邊眼間距E，炮眼密集系數(shù)m，最小抵抗線W，不耦合系數(shù)D，周邊眼裝藥集中度q。根據(jù)設(shè)計提供地質(zhì)資料，結(jié)合我單位以往施工經(jīng)驗，本隧道初步設(shè)計周邊眼光爆參數(shù)可按表選取。 周邊眼光爆參數(shù)表 表500-3-1圍巖級別裝藥不耦合系數(shù)D周邊眼間距E（cm）周邊眼最小抵抗線W相對距E/W周邊眼裝藥集中度（kg/m）1.21.50456060800.801.000.250.40、1.502.00355050700.801.000.150.252.002.50204040600.500.800.070.12注:表中Q系按2號巖石硝銨炸藥計算,采用其他炸藥時換算系數(shù)K按下式計算:K=1/2(2號巖石炸藥猛度/換算炸藥猛度+2號巖石炸藥爆力/換算炸藥爆力)。周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)：本隧道周邊眼爆破均采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。其中級圍巖采用雙傳爆線裝藥結(jié)構(gòu)，、類圍巖采用竹片、傳爆線、小直徑藥卷間隔裝藥結(jié)構(gòu)。破碎地段，周邊眼采用鉆密眼，人為切開一條縫不裝藥或隔孔裝藥措施。掏槽眼宜選用復(fù)式楔型掏槽，單側(cè)掏槽眼的行間距及列間距應(yīng)控制在30cm內(nèi)，并采用分段起爆方式。炮眼布置方式：周邊眼、內(nèi)圈眼環(huán)形布孔，掘進眼采用線性布孔方式。裝藥量計算：先根據(jù)周邊眼的裝藥集中度和掏槽眼的裝藥長度進行周邊眼和掏槽眼的藥量計算，其他炮眼按式（2-1）計算，按式（2-2）復(fù)核，科學(xué)進行藥量分配。單眼裝藥量計算公式q=kawL 式（2-1）總裝藥量計算公式Q=kLS 式（2-2）式中K一單位炸藥消耗量，0.721.27kg/m3a一炮眼間距，m； w一炮眼爆破方向的抵抗線，m；L一炮眼深度，m； S開挖斷面積，m2。炮眼部位系數(shù)，按表500-3-2、表500-3-3選取。 軟弱圍巖炮眼部位系數(shù)表 表500-3-2炮眼部位掏槽炮眼擴槽炮眼掘進槽下掘進槽側(cè)掘進槽上內(nèi)圈炮眼二臺炮眼底板炮眼231.5211.210.810.81預(yù)0.50.8光1.21.51.52 硬巖、中硬巖炮眼部位系數(shù)表 表500-3-3炮眼部位掏槽炮眼擴槽炮眼掘進槽下掘進槽側(cè)掘進槽上內(nèi)圈炮眼二臺炮眼底板炮眼10201. 210950.90.851.0506起爆順序安排：預(yù)裂爆破時先預(yù)裂后掏槽，然后擴槽、掘進眼、二臺眼、內(nèi)圈眼；光面爆破從掏槽眼開始，由內(nèi)向外，最后是周邊光面爆破。減輕地震動爆破措施采用微震光面爆破，減輕地震動影響，減小對圍巖的擾動，是保證本隧道軟弱圍巖施工安全的重要措施，其施做要點是：密打眼，少裝藥，并根據(jù)爆破震動衰減規(guī)律公式反算控制最大單響起爆藥量。計算式為：Qmax=R3（Vkp/K）3/a式中：Qmax最大一段爆破藥量，kg；Vkp安全速度，cm/s；取=5cm/s；R爆破安全距離，m；K地形、地質(zhì)影響系數(shù)；a一衰減系數(shù)。K、a值是針對隧道的具體情況，通過多次試爆基礎(chǔ)上進行K、a值回歸后確定。根據(jù)爆破物距爆心的安全距離要求，并由此推出的每段的最大裝藥量。加強爆破震動地震波測試。合理安排段間隔時差：為避免爆破震動波形疊加，降低爆破震動強度，毫秒雷管跳段使用，段間隔時差控帶在100ms左右。根據(jù)以往施工經(jīng)驗，爆破產(chǎn)生大振速部位通常為：掏槽爆破、底板或底角爆破、周邊光面（預(yù)裂）爆破，為此，采用的手段一是采用楔形復(fù)式掏槽技術(shù)；二是根據(jù)計算單響起爆藥量，將底板眼、周邊眼等，分段進行起爆。光面爆破施工程序及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為保證光爆施工實行程序化、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，我們制定了以下光爆作業(yè)程序及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，施工工藝流程詳見表5。炮眼、眼痕率在85%90%以上。放樣布眼鉆眼前，用激光準(zhǔn)直儀定向，經(jīng)緯儀、水平儀、鋼尺相配合，測量人員用紅油漆準(zhǔn)確給出開挖斷面的中線和輪廓線，標(biāo)出炮眼位置，其誤差不超過5cm（距開挖面每50米埋設(shè)一個中線樁，每100米設(shè)一個臨時水準(zhǔn)點）。定位開眼采用風(fēng)動鑿巖機鉆眼，其軸線與隧道軸線要保持平行。就位后按炮眼布置圖正對鉆孔。對于掏槽眼和周邊邊眼的鉆眼精度要求比其它眼要高，開眼誤差控制在5cm以內(nèi)。鉆眼按照不同孔位，將鉆工定點定位。鉆工要熟悉炮眼布置圖，要能熟練的操作鑿巖機械，特別是鉆周邊眼，一定要由有較豐富經(jīng)驗的老鉆工司鉆，有專人指揮，確保周邊眼有準(zhǔn)確的外插角（眼深3m時，外插角3度；眼深5m時，外插角2度），使兩茬炮交界處臺階不大于10cm。同時，根據(jù)眼口位置巖石的凹凸程度調(diào)整炮眼深度，保證炮眼底落在同一平面上。清孔裝藥前，用炮鉤和高壓風(fēng)將炮眼內(nèi)石屑刮出吹凈。裝藥裝藥需分片分組，按炮眼設(shè)計圖確定的裝藥量自上而下進行，雷管要“對號入座”，要定人、定位、定段別，不得亂裝藥。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞長度不小于20cm。聯(lián)結(jié)起爆網(wǎng)路按設(shè)計的聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)實施。起爆網(wǎng)路為復(fù)式網(wǎng)路，以保證起爆的可靠性和準(zhǔn)確性。聯(lián)結(jié)時要注意：導(dǎo)爆索的連接方向和連接點的牢固性；導(dǎo)爆管不能打結(jié)和拉細(xì)；各炮眼雷管連接次數(shù)應(yīng)相同；引爆雷管用黑膠布包扎在離一簇導(dǎo)爆管自由端10cm以上處，網(wǎng)路聯(lián)好后，要有專人負(fù)責(zé)檢查。非點炮人員撤離安全區(qū)后才能引爆。爆破后，如有瞎炮，要進行專門處理，并及時檢查光爆效果，分析原因，調(diào)整爆破設(shè)計。爆破完成后采用裝載機配合挖掘機挖、裝，自卸車運的方式，將洞身土石方運至指定棄土場。500.3.1.6 質(zhì)量要求500.3.1.6.1 開挖預(yù)留沉降量與光面爆破控制標(biāo)準(zhǔn) 開挖輪廓線預(yù)留變形量 表500-3-4圍巖級別預(yù)留變形量(cm)7105735序號項目硬巖中硬巖軟巖1平均線怕超挖量(cm)1015102最大線怕超挖量(cm)2020153兩炮銜接臺階最大尺寸(cm)1010104殘眼率(%)9075555局部欠挖量(cm)5556炮眼利用率(%)9095100 光面爆破炮眼痕跡保存率 表500-3-5500.3.1.6.2洞身開挖實測項目表500-3-6項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率權(quán)值1拱部超挖(mm)破碎巖、土（、級圍巖）平均100，最大150水準(zhǔn)儀或斷面儀：每20一個斷面3中硬巖、軟巖（、級圍巖）平均150，最大200硬巖（級圍巖）平均100，最大2002邊墻超挖(mm)每側(cè)+100，-0尺量：每20m檢查一處2全寬+200，-03仰拱、隧底超挖(mm)平均100，最大250水準(zhǔn)儀：每20m檢查3處1外觀鑒定：洞頂無浮石。鋼筋網(wǎng)支護實測項目 表500-3-7項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法或頻率權(quán)值1網(wǎng)格尺寸(mm)10尺量：每50m2檢查2個網(wǎng)眼32鋼筋保護層厚(mm)10鑿孔檢查：每20m檢查5點23與受噴巖面的間隙(mm)30尺量：每20m檢查10點24網(wǎng)的長、寬(mm)10尺量1外觀鑒定：鋼筋網(wǎng)與錨桿或其它固定裝置連接牢固，噴射混凝土?xí)r不得晃動。噴射混凝土支護實測項目 表500-3-8項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法或頻率權(quán)值1噴射混凝土強度（Mpa）在合格標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)按附錄E檢查32噴層厚度（mm）平均厚度設(shè)計厚度；檢查點的60%設(shè)計厚度；最小厚度0.5設(shè)計厚度且大于50鑿孔法或雷達(dá)檢測儀：每10m檢查一個斷面，每3m檢查一個點33空洞檢測無空洞、無雜物鑿孔法或雷達(dá)檢測儀：每10m檢查一個斷面，每3m檢查一個點3外觀鑒定：無漏噴、離鼓、裂縫、鋼筋網(wǎng)外露現(xiàn)象 錨桿支護實測項目 表500-3-9項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法或頻率權(quán)值1錨桿數(shù)量（根）不小于設(shè)計按分項工程統(tǒng)計32錨桿拔力(KN)28d拔力平均值設(shè)計值，最小拔力0.9設(shè)計值按錨桿數(shù)1%且不小于3根做拔力試驗23孔位50尺量：檢查錨桿數(shù)的10%24鉆孔深度(mm)50尺量：檢查錨桿數(shù)的10%25孔徑(mm)符合設(shè)計要求尺量：檢查錨桿數(shù)的10%2外觀鑒定：鉆孔方向應(yīng)盡量與圍巖和巖層主要結(jié)構(gòu)垂直，錨桿墊板與巖面緊貼。 鋼支撐支護實測項目 表500-3-10項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差檢查方法或頻率權(quán)值1安裝間距(mm)50尺量：每榀檢查32保護層厚度(mm)20鑿孔檢查：每榀自拱頂每3m檢查一點23傾斜度(mm)2測量儀器檢查每榀斜度14安裝偏差(mm)橫向50尺量：每榀檢查1豎向不低于設(shè)計標(biāo)高5拼裝偏差(mm)3尺量：每榀檢查1外觀鑒定：無污穢、無銹蝕和假焊，安裝時基底無虛渣及雜物。接頭連接牢固。500.3.1.7 安全文明隧道施工中必須密切注意圍巖及地下水等的變化情況，當(dāng)施工方法或支護結(jié)構(gòu)不適應(yīng)于實際圍巖狀態(tài)時，必須采取應(yīng)急措施，并經(jīng)批準(zhǔn)后及時采用合適的施工方法或支護結(jié)構(gòu)。洞內(nèi)作業(yè)應(yīng)做到工序銜接，工區(qū)分明，各作業(yè)工序無相互干撓，通道暢通。隧道開挖作業(yè)應(yīng)合理安排支護等其他工序的順序。軟弱圍巖施工必須先護后挖，初期支護緊跟開挖面；鋪底作業(yè)應(yīng)及時跟進，保證道路情況良好。應(yīng)保持洞內(nèi)平整，鋪底工序應(yīng)盡可能先行，做到排水通暢，洞內(nèi)、洞外無積水，不泥濘。鉆眼鉆眼前，應(yīng)首先檢查工作面是否處于安全狀態(tài)，燈光照明是否良好，支護、頂板及兩幫是否牢固，有無松動的巖石，如有松動的巖石應(yīng)及時支護或清除；檢查加固操作平臺，確保鉆眼作業(yè)平臺不變形不垮塌。 鑿巖機鉆眼時，必須采取濕式鑿巖機或帶有捕塵器的鑿巖機。使用支架的風(fēng)鉆鉆眼時，應(yīng)將支架安置穩(wěn)妥。鉆鑿各類眼時，應(yīng)精心注意不同眼的超深量，即掏槽眼深、輔助眼深、二圈眼深、周邊眼深，超深量應(yīng)由爆破斷面大小、巖性等確定，均應(yīng)在爆破設(shè)計說明書中注明，嚴(yán)禁在殘眼中繼續(xù)鉆眼。進洞施工人員必須戴安全帽、防護手套、穿工作服；電工和電鉆工還應(yīng)絕緣鞋和戴絕緣手套。大型鉆孔臺車進出洞經(jīng)過的路段和臨時臺架，要認(rèn)真檢查安全限界，并派專人指揮，就位后不得傾斜。爆破每日放炮時間和次數(shù)，應(yīng)據(jù)施工條件明確規(guī)定，裝藥離