机械开挖试验方案

1、目 录一、编制依据1二、工程概况1三、试验目的1四、施工组织2五、试验段施工方案3六、施工质量安全保证措施6七、环境保护措施9八、文明施工9九、应急预案10莞惠城际GZH-7标9#竖井隧道正洞预裂开挖试验段施工方案一、编制依据1、业主珠三角公司2012年1月13日下发的研究莞惠城际GZH-7标9#竖井隧道正洞施工工法变更工作会议纪要；2、莞惠施SD-07-05【GDZK45+176施工竖井及横通道结构设计图】；3、莞惠施SD-07-10【GDK44+809.00GDK51+339.000矿山法主体结构施工图】；4、类似工程的施工经验。二、工程概况DK44+809DK45+500隧道区间起始于东

2、莞市常平镇霞坑村常平大道，沿常平大道向东延伸,本区间线路单一，为单线单洞隧道，轨面以上净空均采用6.75m，净空横断面面积为42.5m2。隧道最大线路纵坡为30.0，最小纵坡为2.0，竖曲线半径10000m，隧道拱顶埋深为1233m。隧道主要穿越粉质粘土、全风化、强风化、微风化混合片麻岩、花岗岩、泥质粉砂岩、炭质页岩，局部穿越砂层及断裂层。本区间设计时速160Km/h，采用半段面注浆及浅埋暗挖法喷锚构筑法施工。三、试验目的GDK45+007GDK45+426范围内下穿建筑物，本段地面建筑物密集，设计方案为房屋临迁，由于地方村民阻工，造成9#竖井从2011年4月17日至今无法施工。根据业主下发的

3、研究莞惠城际GZH-7标9#竖井隧道正洞施工工法变更工作会议纪要要求，拟在9号竖井小里程方向选取单线100m为试验段，采用机械开挖进行施工。通过试验，检验机械预裂开挖的安全性、经济性及功效指标。四、施工组织1、试验段里程范围为最大限度达到对机械预裂开挖方法的安全性、经济性及功效指标检验的目的，我项目部经过认真研究业主下发文件精神，充分研究设计图纸文件及现场现有的施工条件，拟确定以下施工里程为本次试验段范围。（1）9#竖井右线横通道（17.1m）（2）GDZK45+172.002GDZK45+102.002(70m)（3）GDK45+164.915GDK45+152.015(12.9m)2、试验

4、段攻关小组试验段由业主、设计、质询、监理、莞惠7标项目部共同组成技术攻关小组，小组成员如下：组长：范军祥组员：孙兰泉、常红英、蒋小锐、王俊生、孟涛、李建成、王晓磊、龙希哲、李建华技术攻关小组职责：主要提供技术保障和施工中的安全质量管控。3、施工人员配置每班人员具体安排如下：挖掘机司机2人；铣挖机司机2人；预裂施工8人；出碴2人；每个班组14人。根据试验段的施工任务的要求，拟在左右线各组织1个开挖班组。4、机械配置每个班组配备机械如下：艾卡特ER250L铣挖机1台，PC120挖掘机1台（带炮机，用于W4地层），风钻4台，风镐4把，QL-P40劈裂机1台，自卸汽车一台（用于地面出碴）。5、工期计划

5、2012.3.12012.3.15 组织施工队伍进场，做好施工准备；2012.3.162012.6.30 隧道左线开挖完成（每天开挖约0.7m）；2012.3.162012.5.15 竖井右线横通道开挖完成（每天开挖约0.6m）；2012.5.202012.6.10 隧道右线开挖完成（每天开挖约0.7m）。五、试验段施工方案1、工程数量开挖土石方7270方，其中W2：2752方，W3：3004方，W4：1515方。2、施工总体方案根据超前地质预报和已开挖面揭示的岩层软硬程度，采用劈裂机、铣挖机、炮机三种机械配合的方法，以提高开挖功效。其中，W2弱风化岩层使用劈裂机预裂，风镐配合开挖，W3强风化

6、岩层使用劈裂机和铣挖机配合开挖；W4全风化岩层使用炮机配合人工开挖。1、劈裂机施工工艺（1）劈裂机工作原理利用风钻在开挖面上凿岩钻孔，钻孔完成后，插入劈裂机的楔形块组件，启动液压泵站，液压泵站工作产生高压，驱动劈裂机楔形块组的中间楔块向前运动，将反向楔块两边撑开，产生巨大分裂力（达500600吨）此分裂力由岩石内部向外，破坏岩石内部结构（此力是拉应力，岩石的拉应力远远小于抗压应力，只有其抗压应力的10%左右）；岩石在分裂力作用下，沿设定的位置分裂开来，最后将碎石运出施工现场。（2）施工工艺（W2地层）钻孔：采用风钻在掌子面上钻孔，间距约30cm，梅花形布置。孔深100cm，孔径采用42cm的钻

7、头。如下图所示： 图1 钻孔施工过程及钻孔完毕后图片预裂：插入劈裂枪，将岩石分裂，破坏岩层结构后采用风镐配合清碴。施工时，风镐打孔和一台劈裂机同时进行。 图2 插入劈裂机清碴：用挖机等机械设备快速清碴，如部分岩石经分裂机分裂后分裂效果不好，挖机无法装运时，人工使用风镐或钢钎（捣松岩层）配合清理。 图3 人工配合撬松、剥落、清除2、铣挖机施工工艺（1）铣挖机工作原理铣挖机作业以研磨为主，产生的岩碴呈碎块及粉末，螺旋状截齿旋转磨损岩石，主要适用于脆性岩地层及岩石强度低、节理裂隙发育的地层施工。（2）施工工艺（W3地层）施工准备：铣挖机就位调试，做好辅助措施（通水消尘）。铣挖：铣挖头旋转沿着四周开挖

8、外轮廓线磨损岩石，为劈裂施工制造临空面。图4 铣挖机沿着四周开挖外轮廓线劈裂：风钻钻眼（也可以用铣挖机直接铣挖掌子面），用劈裂机进行预裂开挖。修整开挖面：使用铣挖机修整隧道轮廓面，处理欠挖。出碴：挖掘机出碴，人工使用风镐或钢钎（捣松岩石）配合清理。六、施工质量安全保证措施1、质量保证措施（1）建立、健全质量保证体系，加强全体作业人员质量意识教育，严格按ISO9002质量保证体系规范施工生产，确保安全质量目标的实现。质量管理体系详见“质量管理组织机构框图”。质量管理组织机构框图工程队项目经理副经理总工程师工程队专职质检、试验员班组兼职质检、试验员经理部质检工程师经理部试验室各业务部门工程队队长试

9、验段攻关小组（2）严格技术交底制度。开工前，项目经理部技术部门根据设计文件、图纸编制“施工手册”，向施工管理人员进行工程内容交底，使施工管理和作业人员了解掌握施工方案、工艺要求、工程内容、技术标准、施工程序、质量标准、工期要求、安全措施等,做到心中有数,施工有据；施工阶段由经理部技术人员对分项、分部、单位工程进行工程结构、工艺标准、技术标准及安全措施的交底；现场技术交底由作业层技术人员向领工员、工班长交底；认真贯彻执行测量复核制度，外业测量资料必须经过第二人复核，内业测量成果必须二人独立计算，相互校对。（3）设备进场、材料进场、立架喷锚、喷浆料配制开盘鉴定等工序严格执行报验制度，在监理验收合格

10、后方可进行施工。（4）建立健全岗位责任制，对相关人员定岗定责，将每项工作落实到具体人员。（5）加强全体作业人员的教育和培训工作，使全体施工操作人员能够认识到质量是生命，质量是企业和个人能力和实力的体现，强化质量意识，强化建筑精品意识，对作业人员进行岗前培训和专业施工技术及操作培训，考核合格者方可上岗。（6）严格执行每道工序的报检制度，开挖中做到开挖后及时支护。（7）在开挖前画出开挖轮廓线，按照布设的点进行预裂施工。（8）加强隧道内测量控制，确保工程质量。（9）雨季施工，严格执行施工技术规范的各项规定，制定详细的施工组织技术措施，确保工程质量。2、安全保证措施（1）建立、健全安全管理制度和保证体

11、系。经理部选配懂业务、事业心强的同志担任安全监督,工班设安全员,责任到人,挂牌作业,及时发现工地不安全隐患,并有权制止不符合安全规范的各种操作。安全保证体系详见“安全保证体系框图”。安全保证体系框图综合管理部计划财务部项目经理安质部物资设备部工程管理部工程队安全员工程队队长班组兼职安全员安全总监总工程师试验段攻关小组（2）对所有参建人员进行安全教育培训考核、人身安全投保；严格按照安全技术交底的规定进行作业，由项目经理部质安员监督检查；对特种作业人员进行专业培训，考核复验按特种作业人员安全技术考核管理规则（GB5306-85）执行，持证上岗。（3）施工现场的临时用电，严格按照施工现场临时用电安全

12、技术规范（JGJ4688）的规定执行。现场配电线路采用绝缘电缆线架空明线敷设，沿围挡墙壁或电杆设置，杜绝用金属裸线作绑线。电缆线路采用“三相五线接电方式”。（4）隧道施工前，检查掌子面岩石是否有松动，先处理完危石后方可进行掌子面开挖。（5）加强隧道内和地面建筑物的监控量测，确保施工安全进行。（7）施工时做好临边防护和隧道内的车辆通行。七、环境保护措施施工期间按东莞市建设委员会及业主文件要求组织施工，做到：组织健全、目标明确、措施齐全、执行有力；施工场地布局合理、井然有序，材料堆码整齐、各类标志齐全；施工人员遵纪守法、文明用语；受政府部门通报批评率为零。争创东莞市“文明工地”称号。建立文明施工保

13、证体系，实行项目经理负责制，项目经理对施工期间的文明施工负全面责任。把文明施工的每一项具体要求，切实纳入施工生产的每一环节和具体过程当中。认真贯彻执行国家、地方政府环境保护的法律法规和环保标准，采用清洁工艺，坚持清洁生产，不断提高全体参建员工的环保意识，综合利用各种资源，最大限度地降低各种原材料的消耗，节能、节水、节约原材料，废气、废水、各种废弃物达标排放，从严把握噪声标准，控制施工噪声污染。严格执行设计文件和有关法律规定，保护施工周边资源环境。八、文明施工1、加强学习和宣传，增强文明施工的自觉性，严格执行东莞市和业主的相关文件规定。2、遵守国家现行劳动保护法和有关法律法规，配备足够的劳保用品

14、，保证施工现场清洁及操作工人的身体健康。3、建立施工排水系统，达到洞内无明水作业。4、所有施工人员都应穿戴整齐，行为文明。5、与周边居民搞好关系，树立良好企业形象。九、应急预案本试验段施工主要为隧道暗挖施工，隧道内的坍塌和突水突泥为本试验段的重大风险源，主要风险因素为：隧道施工控制不当有可能引起隧道坍塌；地质超前预报方式不当或准确程度不满足指导施工要求可能造成隧道突水突泥；由于隧道失水严重引起的地面建筑物的不均匀沉降等因素。1、应急行动组织机构组织机构框图:应急领导组长副组长（现场）副组长(方案)：现场技术支持及监测组安全检查巡视督导组应急物资供应组抢险机械调配组青年突击抢险组应急资金保障组后

15、勤及协调组图5 应急组织机构框图具体职责：组 长：项目经理（负责安全抢险和事后恢复生产等全面工作）副组长：项目部书记(负责抢险现场指挥工作)副组长：总工程师（负责抢险方案的制定并组织实施，组织技术人员做好各方面的数据采集、分析并反馈指导现场工作）抢险指挥办公室：设在经理部综合办公室，电话部主要联系电话：火警：119 急救：120 常平公安分局：110 常平医院设以下几个方面的小组：（1）现场技术支持及监测小组负责人：孟涛组员：梁 攀、李 凌、王忠钊、刘俊苗、柳 楠、杨金龙主要工作：负责现场准确定位、收集现场监测数据、及时根据不同需要做

16、出技术服务和支持。（2）安全检查巡视督导小组 负责人：牛洪强组员：刘昌相、王忠钊主要工作：负责日夜值班巡视、检查可能发生的安全隐患，并评定安全隐患等级，及时上报处理。（3）应急物资采购供应小组负责人：侯国安组员：时海波、柳楠主要工作：负责应急抢险物质储备、采购、保管等应急保障。（4）抢险机械调配小组负责人：赵永霞组员：刘俊苗主要工作：紧急调配应急抢险施工机械设备、并组织投入使用，加快抢险速度，保障在对短时间内消除隐患和事故。（5）青年突击抢险小组负责人：刘士波组员：经理部及架子队全体青年，协作队伍全体青年主要工作：重点突出应急救援，现场事故突击处理。对事故人员及无关人员进行紧急引导疏散等。（6

17、）应急资金保障小组负责人：王峰组员：吴洋、玉鹏飞主要工作：保障应急抢险资金到位，确保抢险的顺利完成。（7）后勤保障及协调小组负责人：高举阳组员：张娣、吴海艳等后勤主要工作：事故发生后、第一时间按照编制好的应急抢险预案上报给抢险领导组长，并按照事故大小逐级上报事故，负责联系医疗、保险、交通、公安等请求支援的单位，负责对事故文件处理的上传下达等。负责抢险期间的所有参与人员的饮食起居等后勤保障工作。2、应急物资储备 为保证施工中突发事件，施工现场配备以下应急物资。应急物质设备表序号名称数量现储备地区备注1棉被80条施工现场2对讲机6台值班室常备3口哨8个值班室常备4消防斧16把竖井旁常备5灭火器10

18、个施工现场常备6工字钢50米竖井旁I20a7千斤顶8个施工现场8方木200米竖井旁100mmx100mm9水泵5台施工现场7.5KW/H10双液注浆机2台竖井旁待命11地质钻机1台竖井旁待命12十字敲5把竖井旁待命13编织袋800个施工现场待命9医疗设备8套施工现场10小车1台队部待命3、 预案启动当地质预报不准确和超前处理措施不当等原因，造成开挖工作面突泥、突水时，立即启动突泥、突水处理应急预案：工作面出现突泥、突水时（不属于暗河），首先撤出工作面施工人员及机械设备，待突泥、突水情况稳定后，方可进行处理，不可冒进；其次进行洞内降水和排水，由洞外向洞内清理、疏通排水设施，降低洞内水位，尽快满足施工条件；进行钻孔卸压施作，对涌水处钻孔分流，钻孔数目根据水量而定。当涌水口被分流且由集中流变为细流时即行封堵，钻孔深度根据现场围岩和实际情况而定，一般为10m15m；而后进行突水口引排、封堵，钻分流孔后，突水口水量相对变小，利用大直径带开关的钢管引排突水，同时在其旁边设置带开关的注浆管，接通注浆泵进行双液注浆封堵钢管周围部分，使突水只从钢管流出；最后进行注浆作业，关闭导水钢管开关，致使突水全部从分流孔排出，进一步在突水处压注水泥浆加固，使突水处趋于安全，然后由近及远逐次向分流孔内压注水泥单液浆，逐个封闭分流孔。涌水、突泥