924m分離式隧道開挖鉆爆設計施工方案(16頁).doc
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2023-07-03
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1、1 隧道總體概述本合同段隧道共兩座:xx隧道、xx隧道.下面主要以xx隧道為主進行介紹:1.1工程概況:xx隧道設計為分離式隧道,里程為ZK172+136ZK173+060(YK172+136YK173+100)處,全長924m(964m),最大埋深110米。隧道走向NS。隧道左幅位于交點號ZJD7左偏圓曲線上,曲線半徑R=2100m,右幅位于交點號YJD7的左偏圓曲線上,曲線半徑R=2025m。隧道,縱面線型:左線2。096%;右線2。211%的單向坡。斷面凈寬8.12+0。32+0.56=9m,凈高5。7+1.113=6。813m。設計圍巖級別為、級圍巖,其分布情況見表6-1表1 xx隧道2、xx隧道圍巖及襯砌型式隧道名稱進出口樁號圍巖級別明洞xx隧道(長左、右)ZK172+136ZK173+060468418929YK172+136K173+1005023984420xx隧道(長左、右)ZK173+388ZK174+1001552924803847YK173+398YK174+1401502972014846隧道襯砌采用曲墻式復合襯砌。隧道進、出口采用臺階式洞門和削竹式洞門,邊仰坡開挖采取錨、噴、網支護加固措施。洞門仰坡永久防護采用人字骨架護坡種草。xx隧道構造上位于蒙山復背斜的南翼,地層單斜向南西傾 ,產狀2150260左右。同時位于區域性構造-萍鄉新建大斷裂的斷裂帶內。該斷3、裂帶在本隧道內有兩條平行的逆沖斷層,傾向1900左右,傾角500-600,地形上形成長達數百米、高數十米的陡崖(斷層坎),大致與隧道相交于K172+290及K172+350處。隧道巖層除進口段被巖層覆蓋,基巖出露較好外,其余地段表層多為殘坡積層覆蓋,基巖零星出露,為石炭系上統船山組及二疊系下統棲霞組地層。隧道的不良地質條件主要表現為巖溶和裂隙發育。圍巖級別見表2、3表2 隧道圍巖級別分段一覽表(左洞)里程樁號圍巖級別長度(m)工程地質條件水文地質Z172+136ZK172+16024洞口淺埋段為厚層狀灰巖,弱風化,節理裂隙發育,淺層溶蝕較強烈。滲水,雨季順裂隙小規模涌水Z172+160ZK174、2+20444圍巖為厚層狀灰巖,節理、裂隙發育,充填方解石脈,局部有溶蝕現象。滲水,雨季順裂隙小規模涌水Z172+204ZK172+27066圍巖為厚層狀灰巖,發育一逆斷層;巖溶、裂隙發育,巖體破碎。滲水,雨季順寬大裂隙涌水Z172+270ZK172+32050圍巖為厚層狀灰巖,節理、裂隙發育,一般充填方解石脈。滲水Z172+320ZK172+33616圍巖為厚層狀灰巖,發育一小規模逆沖斷層,巖體受擠壓較為破碎.滲水,雨季順寬大裂隙涌水Z172+336ZK172+436100圍巖為厚層狀灰巖,受本區區域性斷裂影響節理裂隙發育,充填方解石脈。無水或輕微滲水Z172+436ZK172+5881525、圍巖為灰巖與鈣質頁巖互層,局部含碳質灰巖及煤線,另受本區區域性斷裂影響巖體較為破碎。無水或輕微滲水Z172+588ZK172+862274圍巖為中厚層狀灰巖,局部夾頁巖,節理裂隙發育,方解石脈充填成網狀.無水或輕微滲水Z172+862ZK173+022160圍巖為鈣質頁巖、碳質灰巖,推測為巖溶、裂隙發育區,局部發育小規模溶洞。滲水,雨季順寬大裂隙或融蝕裂隙小規模涌水Z173+022ZK173+06038圍巖為殘、坡積碎石土,松散稍密,碎石成分主要為灰巖、頁巖,亞粘土充填。表3 隧道圍巖級別分段一覽表(右洞)里程樁號圍巖級別長度(m)工程地質條件水文地質Y172+140YK172+16020洞口6、淺埋段為厚層狀灰巖,強、弱風化,節理裂隙發育,淺層溶蝕較強烈。滲水,雨季順裂隙小規模涌水Y172+160YK172+20242圍巖為厚層狀灰巖,節理、裂隙發育,充填方解石脈,局部有溶蝕現象。滲水,雨季順裂隙小規模涌水Y172+202YK172+26866圍巖為厚層狀灰巖,發育一逆沖斷層;巖溶、裂隙發育,巖體破碎。滲水,雨季順寬大裂隙涌水Y172+268YK172+31850圍巖為厚層狀灰巖,節理、裂隙發育,一般充填方解石脈。滲水Y172+318YK172+33416圍巖為厚層狀灰巖,發育一小規模逆沖斷層,巖體受擠壓較為破碎。滲水,雨季順寬大裂隙涌水Y172+334YK172+442108圍巖為7、厚層狀灰巖,受本區區域性斷裂影響節理裂隙發育,充填方解石脈.無水或輕微滲水Y172+442YK172+592150圍巖為灰巖與鈣質頁巖互層,局部含碳質灰巖及煤線,另受本區區域性斷裂影響巖體較為破碎。無水或輕微滲水Y172+592YK172+894302圍巖為中-厚層狀灰巖,局部夾頁巖,節理裂隙發育,方解石脈充填成網狀。無水或輕微滲水Y172+894YK173+036142圍巖為鈣質頁巖、碳質灰巖,推測為巖溶、裂隙發育區,局部發育小規模溶洞。滲水,雨季順寬大裂隙或融蝕裂隙小規模涌水Y173+036YK172+10064圍巖為殘、坡積碎石土,松散稍密,碎石成分主要為灰巖、頁巖,亞粘土充填。隧道除明8、洞外,均采用復合式襯砌結構,襯砌斷面采用三心圓內輪廓。隧道明洞按明挖施工,暗洞均按新奧法原理進行設計及施工。2 隧道工程總體施工方案方案一(主體方案):利用既有上高至新余的省級公路在南港鎮員山經村道將施工便道引到xx隧道進口、出口和xx隧道出口處,單洞單向掘進,進口從左洞開始掘進,出口從右洞開始掘進。洞身貫通剩余200m時,開始進口右洞和出口左洞的洞口開挖和支護。明洞襯砌完成后及時進行回填,并進行洞門修筑。方案二(備用方案):施工過程中遇到較差的地質情況,正常掘進速度已經無法滿足計劃工期要求時,立即進行進口右洞洞口和出口左洞口的開挖支護,改為雙洞雙向掘進。進口設計為級圍巖,完成開挖和邊仰坡支護9、后,可以直接進行洞身掘進,上拱部采用超前錨桿作為輔助措施;出口設計為級圍巖,為保證進洞的安全,上拱部采用超前大管棚的輔助措施.級圍巖地段采用超短臺階(上臺階超前長度不超過5m),上臺階采用環形預留核心土開挖法施工,環形開挖長度11。5m,開挖周邊寬度1。52。5m,下半斷面拉中槽、馬口開挖逐步成型;級地段采取中長臺階法分步開挖,上臺階長度超前不宜超過40m,下半斷面圍巖情況較差時可以考慮拉中槽、馬口開挖逐步成型;級圍巖地段采用長臺階法或全斷面法施工,根據開挖的圍巖具體情況確定,以全斷面開挖為主導方案;級圍巖采用全斷面法施工。施工中,對于洞口段和除采用錨網噴初期支護外,輔以小導管超前小導管注漿(10、超前錨桿)及格柵鋼架(型鋼)支護。初期支護采用錨、網、噴聯合支護。隧道支護參數見“表4隧道圍巖支護參數表4 隧道圍巖支護參數 襯砌類型初期支護超前支護錨桿噴射砼鋼筋網鋼拱架明洞S0-S2局部錨桿22單根長2.5m1。41.4m6cmC20砼局部單層2525cmS3錨桿22,單根長2。5m1。21.2m10cmC20砼單層2525cmS4-1砂漿錨桿,單根長3.0m0.751.0m 20cmC20砼單層2020cm鋼格柵縱距0。75。單層42超前錨桿(導管注漿),縱向間距2m(1。5m),環距S4砂漿錨桿,單根長3。0m1。01。0m20cmC20砼單層2525cm鋼格柵縱距1.03.5單層2211、超前錨桿(42導管注漿),縱距2m(1。5m),環距S5-1中空注漿錨桿25,單根長3。0m0.51.0m25cmC20砼雙層2020cm8工字鋼縱距. 53。5單層423.5cm超前導管(108x6cm管棚),環距40cmS5中空注漿錨桿25,單根長3。0m0。751.0m25cmC20砼雙層2020cm8工字鋼縱距.53.5單層423。5cm超前導管(108x6cm管棚),環距40cm出口段分別設置108X6MM大管棚;進、出口段采用水平鉆機、地質雷達、超前平行導洞實施超前地質預報。級圍巖段采用風鎬和人工、長臂挖掘機輔以小爆破開挖,圍巖強度和整體性允許的地段,采用風動鑿巖機鉆孔開挖,光面爆12、破;、級圍巖段采用自制鉆孔臺車輔以風動鑿巖機鉆孔開挖;出碴采用挖掘機、側卸式裝載機配合運輸汽車無軌方式出碴;初期支護的噴混凝土采用濕噴機;防水層施工采用移動支架或作業臺架、無釘鋪設雙焊縫工藝;仰拱混凝土澆筑采用無干擾仰拱作業平臺;二次襯砌采用12 m長的液壓襯砌臺車,攪拌輸送車運送混凝土,HBT60型輸送泵泵送灌筑工藝。 正洞各類圍巖施工方案如下: 2。1 級圍巖段設計上采用超前支護(42熱扎小導管)、網(8網20*20cm)、錨(22砂漿錨桿)、噴(25cm厚C20)、架(I18型鋼支架)組成柔性初期支護.施工過程中嚴格遵循“管超前、嚴注漿、強支護、勤量測、早封閉”的原則進行施工。正洞開挖前13、,先根據設計施作長管棚注漿超前預支護,然后進行正洞開挖。根據地質情況,級圍巖采用超短臺階、環形留核心土開挖方法,具體詳見“圖6-1分離式隧道級圍巖開挖方案”。開挖完成后,先初噴4cm厚混凝土封閉圍巖,及時沿徑向打入系統錨桿,鋪設鋼筋網,架立格柵(型鋼)鋼架支撐,然后噴射C20砼直至設計厚度且表面圓順;二次襯砌前仰拱及C15片石砼回填層先行,防止基底及初期支護拱腳軟化,二次襯砌采用整體式襯砌臺車配合混凝土輸送泵施工。級圍巖地段,施工時堅持“短進尺、弱爆破”的原則進行施工,開挖進尺宜控制在2。0m2。5m/循環,進洞段根據圍巖的實際情況,可以控制在1m左右。施工時盡量采取人工輔以小型機具(風鎬等)14、配合長臂挖掘機直接進行開挖,若必須采用爆破開挖時,在征得監理工程師批準后采取微振控制爆破技術,嚴格控制爆破規模,把對周邊圍巖的擾動減小到最低限度(見分離式隧道級圍巖開挖方案圖)。施工時,根據隧道圍巖斷面和機具配備情況,綜合分析施工中各道工序先后順序及所需時間,繪制掘進循環圖表以指導施工.初步計劃循環進尺見“表5 級圍巖地段分步開挖掘進循環圖表”。表5 級圍巖地段分步開挖掘進循環圖表序號作業項目循環時間(h)48121620242832364044481拱部超前支護452上弧導開挖支護183核心土開挖74左邊墻開挖支護85右邊墻開挖支護8合 計45注:1、開挖下邊墻的的同時,可以穿插進行拱部超前15、支護的施工。2、仰拱開挖、支護、澆筑及回填混凝土,二次襯砌施工,在掘進完成50m后,同開挖掘進同步作業,不占掘進直線工期.3、根據監控量測方案隨時做好拱頂下沉和兩側收斂觀測,必要時仰拱、襯砌緊跟。遇到緊急情況可以施做臨時仰拱,使支護封閉成環。表6 級圍巖地段上弧導開挖掘進循環圖表序號作業項目循環時間(h)246810121416182022241測 量 放 樣12拱部超前支護3.53上弧導人工、機械開挖64輔助松動爆破1。55通風排煙0。56排 除 危 石0。57出 碴48初噴砼19打錨桿、掛網2。510架 立 鋼 架1.511復 噴 砼312下個循環合計182.2 級圍巖段級圍巖地段開挖前,16、按設計要求施作小導管或超前錨桿注漿支護。級圍巖開挖采取短臺階法進行施工,上臺階采用簡易鉆架、鑿巖機鉆眼,非電毫秒微差光面爆破開挖,下臺階采用簡易鉆架人工鑿巖機鉆眼,光面爆破開挖,無軌運輸出碴。仰拱采取半邊開挖,和掌子面的距離控制在4050m,一次開挖的長度控制在810m,及時施做初期支護。開挖進尺宜控制在1。5m2。5m/循環,進洞段根據圍巖的實際情況,可以控制在0.8m1m以內。開挖后及時進行系統錨桿、格柵支架及噴砼支護,人工清底,二襯前立模澆筑仰拱及回填層.初步計劃循環進尺見“表7 級圍巖地段分步開挖掘進循環圖表”。表7 級圍巖地段分步開挖掘進循環圖表序號作業項目循環時間(h)24681017、121416182022241測量放線12拱部超前支護1.53上臺階鉆孔24下臺階鉆孔15上下臺階爆破16上下臺階排煙0.57上下臺階排除危石、平整道路0。58上下臺階初噴砼19上臺階出渣2.510上臺階錨桿掛網211上臺階架立鋼架112上臺階復噴砼2.513下臺階出渣、支護7.514進入下個循環合 計24注:1、開挖下邊墻的的同時,可以穿插進行拱部超前支護的施工。 2、仰拱開挖、支護、澆筑及回填混凝土,二次襯砌施工,在掘進完成50m后,同開挖掘進同步作業,不占掘進直線工期。爆破設計見圖“隧道級圍巖臺階開挖爆破圖”。2。3 、級圍巖段級圍巖地段局部采用22砂漿錨桿(長2。5m)及8cm厚C2018、噴射混凝土。級圍巖地段全斷面一次開挖成型,采用自制鉆孔臺車并輔以YT28風動鑿巖機鉆眼,光面爆破采用非電塑料導爆管起爆系統,毫秒微差有序起爆。開挖進尺宜控制在3.5m/循環,進洞段根據圍巖的實際情況,出碴無軌運輸。初步計劃循環進尺見“表8 、級圍巖地段分步開挖掘進循環圖表.表8 、級圍巖地段分步開挖掘進循環圖表序號作業項目循環時間(h)123456789101112141測量放線12鉆孔33裝藥爆破14通風排煙0.55排除危石0.56局部打錨桿、掛網0。57出渣48噴砼259進入下個循環合 計16注:1、開挖下邊墻的的同時,可以穿插進行拱部超前支護的施工。 2、仰拱開挖、支護、澆筑及回填混凝土19、,二次襯砌施工,在掘進完成50m后,同開挖掘進同步作業,不占掘進直線工期.爆破設計詳見 “隧道級圍巖全斷面開挖爆破圖。2.4勞動力組織勞動力組織見下 表9勞動力組合表表9 一個洞口勞動力組合表序號班組名稱總人數主要工種及人員數工 序1隊長1全面管理2副隊長1現場全面施工組織3技術負責人1隧道施工全面技術指導4掘進班30鉆機司機18人,輔助6人,爆破工6人鉆孔、裝藥爆破、安裝錨桿5運輸班12司機10人,修理工2人出碴6噴錨班20噴射手4人,混凝土工6人,鋼筋工4人,注漿5人,其他6人噴射砼、安裝鋼架、掛鋼筋網7砼襯砌班39砼工6人,木工4人,鋼筋工8人,臺車操作6人,其他9人立模、襯砌砼8仰拱鋪20、底班30平臺操作4人,木工8人,混凝土工6人,鋼筋工4人,其他6人,爆破工2人。清底、仰拱鋪底,小邊墻、水溝電纜溝等施工9通風班3通風管道安裝維修10電工班3電線安裝、跟班值日11養護保證組8供風、供水管接長、道路養護、洞內排水12測量量測組4技術員1,測量工3。中線水平測量及監控合計1523 隧道工程施工方法3。1洞口段施工方法洞口段土石方洞口段施工前做好洞頂截、排水系統,按照設計位置準確測放邊、仰坡眉線,并灑白灰線。路塹開挖采用挖掘機自上而下逐層開挖,石質地段采用人工鑿巖機鉆爆開挖。施工工藝流程見附表8-8。施工時隨開挖隨清理坡面浮土、危石,按設計進行噴錨或砌石防護,坡面防護嚴格按設計要求21、施工規范進行施工,做到表面平整,線條順暢美觀,與自然景觀相協調。進洞方案根據設計圖紙,隧道進口埋深淺,設計洞口段采用108大管棚超前注漿預支護。在洞口開挖及邊、仰坡防護均完成之后施做超前大管棚。洞口開挖至設計洞底標高后,先在洞口掌子面噴710cm厚砼(設計無),然后按圖紙施做片石砼護拱拱腳,立摸澆筑砼護拱,套拱內埋設18#工字鋼拱架,在鋼拱架焊接孔口管,環向間距40cm,根據以往施工的經驗,管棚的前端由于自重易產生“栽頭”的現象,其傾角基本平行與線路縱坡并向上預留1020的傾角。沿孔口管施作長管棚超前注漿支護,管棚采用兩臺鉆機將鉆桿穿過導向管進行鉆孔并一次性頂進管節,方向基本平行于線路中線,管22、棚尾部與導向鋼管焊接牢固.管棚施工時先打有孔鋼花管,注漿完成后再打無孔鋼管,無孔鋼管作為檢查管,檢查注漿質量。注漿采用分段注漿,從下到上,先邊墻后拱部,注漿前要進行注漿現場試驗,按試驗來確定合適的注漿參數,以利施工并取得良好的支護效果。明洞工程為確保安全,明洞施工采取在正洞進洞20m左右,洞口穩定后進行明洞施工。明洞拱圈由內向外施作,施工時注意作好明、暗洞的銜接工作。明洞完成后即可施作洞門墻,并按設計要求進行防水層施工。3。2 洞身開挖光面爆破設計鉆爆設計:鉆爆設計根據經驗及工程類比進行,施工中通過觀察石質情況并通過試炮修正確定。 參數選擇:表10周邊眼參數表圍巖類別裝藥不偶合系數周邊眼間距E23、(cm)周邊眼最小抵抗線W(cm)相對距E/W周邊眼裝藥集中度(kg/m)硬巖1.251。50557070850。801。000.300。35中硬巖1。502。00456060750。801.000.200.30軟巖2。002.50305040600。500.800。070.15周邊炮眼裝藥結構:周邊炮眼采用25mm小藥卷間隔裝藥,導爆索連接,導爆索用竹片和電工膠布與炸藥卷綁在一起。施工要求如下:放樣布眼:在掌子面上用紅油漆畫出隧道開挖輪廓線,標出炮眼位置,誤差不超過5厘米.定位鉆孔:鉆眼按設計指定的位置進行。鉆眼時掘進眼保持與隧道軸線平行,除底眼外,其它炮眼口比眼底低5厘米,以便鉆孔時的巖粉24、自然流出,周邊眼外插角控制在2度到3度以內。清孔裝藥:按雷管段別,按爆破設計順序裝藥,裝藥作業分組分片進行,定人定位,確保裝藥作業有序進行,防止雷管段別混亂,影響爆破效果。每眼裝好藥后用炮泥堵塞。網絡連接:起爆網采用復式網絡,聯接時每組控制在12根以內;聯接雷管使用相同的段別,且使用低段別的雷管。調整控制:開挖過程中經常觀察石質的變化情況及爆破效果,及時調整鉆爆設計。嚴格控制周邊眼的裝藥量,減少對圍巖的擾動,控制超欠挖。排水:控制隧底超欠挖,保證底面平整。保持臨時排水系統暢通不積水,防止浸泡圍巖。3。3 出碴運輸隧道出碴采用無軌運輸。上臺階由人工配小車出碴至下臺階,下臺階用反鏟挖掘機扒碴,裝載25、機裝碴,自卸車運輸出碴至洞外指定棄碴場.3.4 洞內風、水、管、線布置洞內風、水、管、線布置如下圖:本隧道采用獨頭管道壓入式通風施工方案,隧道內通風、供水、供電及高壓供風設計情況詳見臨時工程部分。洞內風、水、管、線布置如上圖所示,施工時根據洞外壓風機站及變電站的位置再做適當調整.隧道通風防塵隧道降塵凈毒是隧道施工期間重要一環,做的好壞,直接關系到施工進度施工人員人身健康,因此必須高度重視,認真搞好。采用濕式鑿巖、水幕降塵和個人防護相結合的辦法防塵.水幕降塵就是在距掌子面30m處兩側邊墻上各設一臺水幕降塵器,放炮前人員撤離的同時打開閥門,放炮后半小時關閉。水幕降塵器打開后,高壓水在高壓風的作用下,霧化程度高,射程遠,水霧將隧道面封閉,充分降塵。