洞身开挖施工方案

洞身开挖施工方案一､编制依据(1)京承高速公路(密云沙峪沟~市界段)第6合同《施工招标文件》及《补遗书》｡(2)京承高速公路(密云沙峪沟~市界段)第6合同《投标文件》｡(3)京承高速公路(密云沙峪沟~市界段)第6合同《施工图设计文件》｡(4)京承高速公路(密云沙峪沟~市界段)工程项目管理处下发的《项目管理文件》和总监办下发的《监理程序》(5)类似高速公路施工经验及我单位设备､物资资源和经济技术实力｡(6)本工程涉及的施工技术､安全､质量､环境保护等方面的国家标准和交通部颁发的规范､规程及相关法律､法规文件｡(7)我单位对施工现场和周边环境调查后所掌握的有关资料､本地区的公路施工经验和拟投入本工程的生产资源｡二､工程地质概况塔洼1#隧道穿越塔洼村旧址南侧的山体,清水河沿隧址南､西､北三侧环绕山体流过｡隧道进出口里程为左线6K96+638~6K96+875;右线1K96+652~1K96+863｡受构造影响,隧址区山体南坡较陡,NNE向沟坎发育,局部存在危岩体,山型极不完整,左线隧道进口位于陡崖之上,右线隧道进口位于沟槽之中;隧址区山体北坡较平缓,发育四条SN向浅沟,间距40~45m;两条隧道出口外侧为一构造侵蚀形成的沟槽,两侧为高10m左右的陡岩,施工难度较大｡隧道洞身围岩级别Ⅲ~Ⅳ级,进､出口围岩以Ⅴ级为主,岩石整体性稍差,各级别所占比例如下表围岩级别ⅢⅣⅤ明洞合计左洞401057517237右洞48727417211(2)隧址区土壤最大冻结深度1.2m｡(3)隧道进口处山体陡立,节理裂隙发育,危岩体较多,受内､外动力作用后容易产生岩体崩塌｡(4)隧道开挖不会出现地下涌水问题,但挤压破碎带附近可能出于饱水状态,要特别注意开挖的超前预报和加强支护工作｡三､施工准备1､技术准备(1)熟悉和分析施工现场的地质､水文资料,向班组进行书面的一级技术交底和安全交底｡(2)施工放样｡测定洞身里程､高程水准点,画出断面开挖轮廓线｡放样完毕后,办理驻地工程师复核､签认手续｡(3)开挖前对施工人员进行全面的技术､操作､安全二级交底,确保施工过程的工程质量和人身安全｡2､材料准备(1)原材料:水泥､石子､砂､钢筋等由持证材料员和试验员按规定进行检验,确保其原材料质量符合相应标准｡(2)砼配合比设计及试验:按砼设计强度要求,做喷射砼及各标号砂浆的试验室配合比､施工配合比,满足喷射砼的要求｡3､机具准备序号机械名称型号数量1电动空压机20M3/min22气腿式凿岩机YT-28203混凝土搅拌机JS75024侧翻装载机ZLC5015钢筋弯曲机GW-45016混凝土湿喷机ST-75027注浆泵28钢筋调直机GT419电焊机BXIC-400610钢筋截取机GTS/14714､作业条件(1)现场管理人员:熟悉施工工艺及施工方法,现场作业时专业工程师全过程旁站｡操作工人:由工长或现场技术人员对各工序施工人员进行培训､技术安全交底｡使操作手熟练掌握钻爆､投料､机械搅拌､运输､浇筑､振捣等技术,制订安全紧急救援措施,操作人员要保持稳定｡(2)设置排水沟､集水坑,及时将洞内的积水排走,确保洞内无积水｡5､施工用电用水(1)洞内动力用电等级为380V,照明用电成洞地段为220V,隧道成洞地段每隔10m安装220V/100W的普通照明灯一盏,掌子面和需要移动照明的地段,采用220V/1000W卤钨灯照明｡(2)施工用水:采用当地清水河流里的水取水｡四､施工计划安排确保不影响施工总体进度计划,实现阶段性工期的目标,并结合施工现场的实际情况,合理组织施工生产,我项目部隧道洞身开挖计划2007年12月2日~2008年3月31日完成｡见下图:五､人员安排技术负责人宋伟现场负责人李海明测量负责人梁春明试验负责人仲东洋技术员姚鹏飞安全员钱庆镇组织隧道专业施工队伍施工,(劳动力安排见后附表3);爆破队伍为汉威爆破公司｡六､施工方案隧道开挖严格按照“短进尺､强支护､早封闭､勤量测､紧衬砌”的原则进行施工｡隧道左洞进口有部分存在偏压,可采用跳槽口的方式,开挖顺序根据现场实际情况确定｡1､洞身Ⅴ､Ⅳ､Ⅲ级围岩开挖(1)Ⅴ级围岩开挖1)双侧壁导坑法开挖Ⅴ级围岩段采用双侧壁导坑法施工,开挖前并根据设计要求沿拱部开挖轮廓线外按设计打入一排长3.5m,环向间距为0.4m的φ42*3.5小导管,然后预注浆加固,作为洞口Ⅴ级围岩的超前支护,确保进洞施工顺利和安全;洞内围岩较差时,超前预支护可采Φ108*6mm大管棚进行支护｡先行右侧壁导坑Ⅰ进行开挖,开挖采用微弱爆破和松动爆破,以减少对围岩的扰动,配备正铲侧卸式装载机装渣,自卸汽车运输｡为保证施工安全,每循环中导壁墙以I20b工字钢做临时支护,然后侧壁按设计进行初期支护1｡再进行左侧壁导坑Ⅱ开挖,开挖和支护与右导坑相同｡接着进行中导坑上部Ⅲ开挖,后立即对中导坑上部进行初期支护3,然后进行中导坑下部Ⅳ开挖,再进行仰拱底初期支护4｡开挖同时对导坑进行量测,发现问题及时作加固处理｡当先行导坑超前20m后,两侧导坑可同时开挖｡临时支护在开挖中导洞时,边开挖边拆除｡双侧壁导坑法示意图2)双侧壁导坑法施工注意事项(a)因工作面多,作业面小,相互干扰大,应科学组织,统筹安排,确保工期｡(b)因多次开挖对围岩的扰动较大,不利于围岩的稳定,故应特别注意加强对爆破开挖的设计与控制｡(c)临时支护砂浆锚杆端部焊接于钢支撑上｡5)开挖循环时间见下图:注:每开挖平均3个循环超前预注浆一次,注浆时间为180分钟｡开挖炮眼深度1m,每循环990分钟,每循环进尺0.75m,一个月计44个循环,月最大进尺达33m｡(右导坑和中导上下分部开挖可交错同时进行施工,故此表反应最大耗用时间｡)Ⅴ级围岩钻爆设计图Ⅴ级围岩爆破设计参数a)炮眼数目的确定N=3.3·3√f·s2式中:f——岩石坚固系数,取f=4S——隧道左､右导坑断面面积,取s=40.4m2由上式计算,N=62,见炮孔布置图,具体布置炮孔数目根据现场试爆确定｡b)掏槽方式采用菱形掏槽爆破,炮眼倾角取55°｡c)单位炸药消耗量q=1.1·k0·√f/s式中:k0——考虑炸药爆力的校正系数,k0=525/p,p为爆力,2号岩石乳化炸药爆力230ml｡由上式计算,q=0.79kg/m3,d)循环使用总药量Q=qV=qSLη式中:V——每循环爆破岩体体积,m3S——隧道横断面面积,取40.4m2L——炮眼深度,取1mη——炮眼利用率,一般取0.8~0.95,设计取0.85由上式计算,Q=27kg,上下导坑依此公式确定｡序号围岩类别进尺m周边眼孔距E(cm)周边眼抵抗线V(cm)周边眼装药集中度(kg/m)炮眼直径d(mm)炸药单耗(kg/m3)爆破方式1V0.7540500.25420.79光面爆破(2)Ⅳ级围岩开挖及支护a)采用上下断面分部开挖,见下图:开挖前按设计要求进行超前支护｡先开挖上弧形导坑I并留核心土,然后开挖弧形导坑II并做初期支护｡上部台阶采用微动爆破环形开挖预留核心土,开挖后初喷砼,机械配合人工清渣至下导坑,随后初期支护紧跟;再开挖下台阶及支护,及时形成封闭环｡施工中严格遵循“重地质､注浆超前､短进尺､弱爆破､少扰动､强支护､早成环”的原则｡b)上弧形导坑开挖､支护环形开挖Ⅰ轮廓线往内约2m,以施工人员方便操作为宜,预留核心土作为工作平台,循环进尺1m,便于钢格栅拱架的安装施工;最后开挖核心土后,进入下一循环施工｡c)核心土Ⅱ开挖､下部Ⅲ开挖在先行环形导坑后10~15m后进行,台阶长度12~15m,以不影响先行导坑施工为宜｡d)左右侧边墙初期支护当下部土开挖完成后,立即对左右侧边墙进行初期支护､安装格栅拱架支撑,开挖同时对导坑进行量测,发现问题及时作加固处理｡Ⅳ级围岩开挖平均每循环进尺1m,月平均最大进尺数42m｡e)上部弧形导坑预留核心法施工程序见下图:预留核心法施工工艺图超前支护超前支护上部弧形导坑开挖上部弧形导坑开挖1.0m1.0m弧形导坑喷锚支护相距4m弧形导坑喷锚支护相距4m至6m每循环进尺1.0m核心土开挖每循环进尺1.0m核心土开挖下部开挖相距50下部开挖相距50m拱墙钢支撑连接仰拱开挖拱墙钢支撑连接仰拱开挖仰拱砼灌注仰拱砼灌注安设防排水系统安设防排水系统全断面砼衬砌全断面砼衬砌Ⅳ级围岩爆破设计参数a)炮眼数目的确定N=3.3·3√f·s2式中:f——岩石坚固系数,取f=10S——隧道上台阶横断面面积,取s=58.2m2由上式计算,N=107,见炮孔布置图,具体布置炮孔数目根据现场试爆确定｡b)掏槽方式采用菱形掏槽爆破,炮眼倾角取55°｡c)单位炸药消耗量q=1.1·k0·√f/s式中:k0——考虑炸药爆力的校正系数,k0=525/p,p为爆力,2号岩石乳化炸药爆力230ml｡由上式计算,q=1.04kg/m3,d)循环使用总药量Q=qV=qSLη式中:V——每循环爆破岩体体积,m3S——隧道横断面面积,取58.2m2L——炮眼深度,取1.2mη——炮眼利用率,一般取0.8~0.95,设计取0.85由上式计算,Q=61.7kg,序号围岩类别进尺m周边眼孔距E(cm)周边眼抵抗线V(cm)周边眼装药集中度(kg/m)炮眼直径d(mm)炸药单耗(kg/m3)爆破方式1Ⅳ150500.25421.04光面爆破Ⅳ级围岩钻爆设计图6)开挖循环时间注:超前锚杆每3个循环施工一次,开挖炮眼深度1.2m,每循环时间1040分钟,每循环进尺1m,一个月计42个循环,月最大进尺深度达42m｡(下断面开挖有与上断面相交错同时施工时间,故此表反应最大耗用时间｡)7)Ⅳ级围岩开挖若围岩状态较好,可将开挖方法变为上下半段面开挖,取消Ⅱ段开挖,支护方式不变｡(3)Ⅲ级围岩开挖及支护a)Ⅲ级围岩地段采用半断面法开挖(上部超前于下部1~3m利于翻渣),光面爆破施工｡III级围岩台阶法施工工艺见附图开挖前先布设炮眼,上､下部开挖均采用自制简易钻眼台架钻爆,初期支护紧跟,装载机配合自卸车进行装运作业;挖掘机清渣｡上断面开挖高度定在路面以上1.5m,利于机械施工｡先开挖上部,爆破作业采用斜眼掏槽方式,施作系统锚杆､拱部钢筋网和喷射砼｡然后开挖下部和施作下部初期支护,最后形成封闭环｡b)Ⅲ级围岩光面爆破施工(a)钻孔与爆破器材采用气腿式28风枪钻孔,人工装药,电雷管配合塑料毫秒导爆管网络起爆｡(b)爆破参数及炮眼布置钻爆设计主要依据工程地质条件､开挖断面､开挖方法､掘进循环进尺､钻眼机具､爆破材料和出渣能力等,根据施工经验,初步确定各级围岩光面爆破钻爆参数见下表:序号围岩类别进尺m周边眼孔距E(cm)周边眼抵抗线V(cm)周边眼装药集中度(kg/m)炮眼直径d(mm)炸药单耗(kg/m3)爆破方式1Ⅲ2.555600.25421.35光面爆破c)炮眼数目的确定N=3.3·3√f·s2式中:f——岩石坚固系数,取f=16S——隧道上台阶横断面面积,取s=68.89m2由上式计算,N=130,考虑地质条件,设计取N=134,见炮孔布置图,具体布置炮孔数目根据现场试爆确定｡d)掏槽方式采用菱形掏槽爆破,炮眼倾角取55°｡e)单位炸药消耗量q=1.1·k0·√f/s式中:k0——考虑炸药爆力的校正系数,k0=525/p,p为爆力,2号岩石乳化炸药爆力230ml｡由上式计算,q=1.27kg/m3,对于Ⅲ级围岩,设计取q=1.35kg/m3f)循环使用总药量Q=qV=qSLη式中:V——每循环爆破岩体体积,m3S——隧道横断面面积,取62.89m2L——炮眼深度,取3.0mη——炮眼利用率,一般取0.8~0.95,设计取0.85由上式计算,Q=144.3kg,实际总药量为149.4kgΔ起爆网路设计采用塑料毫秒导爆管电起爆网路｡网路具体模式依爆区地形､爆破方量､炮孔布置以及对爆破作业要求的不同需具体设计｡示意图如下:注:炮眼开挖深度3m,每循环耗用时间880分钟,每循环进尺2.5m,一个月49个循环,月最大进尺可达123m｡2､超前支护(1)Ⅴ级围岩超前支护采用长3.5m,φ42×3.5超前小导管,采用风动凿岩机钻孔,直接撞击法安装｡超前注浆小导管环向间距0.4m,施工时,沿隧道周边以外插角6º~10º打入围岩,注浆材料采用水泥浆(30MPa),浆液的水灰比为1:1,注浆泵注浆,注浆压力0.5~1.0MPa,注浆结束后应填充封堵｡每两排超前小导管间保持不小于1.0m的搭接长度,确保开挖在超前支护下进行｡注浆参数可根据现场试验按实际情况确定｡(2)Ⅳ级围岩超前支护采用长3.5m,φ22砂浆锚杆,环向间距0.4m,施工时,沿隧道周边以外插角6º~10º打入围岩,锚杆端部应焊于格栅钢架上,每两排超前锚杆间保持不小于1.0m的搭接长度(施工及注浆同初期支护φ22砂浆锚杆的施工)｡3､初期支护Ⅴ级围岩初期支护采用格栅钢架+R25中空注浆锚杆+φ6.5钢筋网+C25喷射砼组成联合支撑体系,围岩开挖临时支护采用I20b工字钢+φ22砂浆锚杆+φ6.5钢筋网+C25喷射砼组成联合支撑体系｡Ⅳ级围岩初期支护采用格栅钢架+中空注浆锚杆+φ6.5钢筋网+C25喷射砼组成联合支撑体系｡Ⅲ级围岩采用φ22砂浆锚杆+φ6.5钢筋网+C25喷射砼成联合支撑体系｡(1)系统锚杆施工1)画眼按设计图纸的要求进行锚杆孔位布置,用油漆做好标记｡2)钻孔采用28式风钻钻孔｡钻孔技术要求为:孔位偏差±15mm,孔径应大于杆体直径15mm,钻孔深度偏差为±50mm,钻孔应圆且钻孔方向与岩层主要结构面垂直,锚孔钻好后,应用高压风将孔洞清理干净｡3)锚孔注浆水泥砂浆配合比经过试验室试配确定,确保其质量｡注浆前注浆管要插至距孔底5~10cm处,随着水泥砂浆的注入,再缓慢匀速地拔出｡注浆过程中当发生堵管时,要敲打或滚动以便流通注浆管｡注浆途中若出现暂停施工且停工时间超过30min时,要先用水润滑注浆管｡注浆过程中,锚杆的注浆压力应控制在0.4Mpa,并注意随时排除孔中空气｡注浆前注浆管要插至距孔底5~10cm处,随着水泥砂浆的注入缓慢匀速地拔出,随即迅速插入锚杆,4)安装锚杆锚杆插入孔内的长度不得短于设计长度的95%｡若锚杆插入后孔口无砂浆流出时,应将杆体拔出重新注浆,锚杆安设后不得随意敲击,其端部3天内不得悬挂重物｡(2)钢筋网铺挂锚杆施作后先喷4cm混凝土,然后铺挂φ6.5钢筋网,钢筋类型及网格间距按设计要求施作｡钢筋网根据岩面的实际起伏状铺设,铺设时钢筋网片之间的搭接长度不小于15cm;并在初喷砼后进行,与岩面间隙<3cm,钢筋网连接处与锚杆连接用细铁丝绑扎或点焊在一起,使钢筋网在喷射时不易晃动｡(3)钢拱架施工Ⅴ级围岩采用格栅钢拱架,格栅钢拱架加工在现场根据需要段的设计断面来制作,保证加工弧度的正确,并在洞外进行试拼｡钢拱架的下端设在稳固的地层上,若拱脚开挖超深时,加设钢板或砼垫块;超挖较大时,拱背垫砼垫块,以便抵住围岩固定钢架｡两排钢拱架间用钢筋拉杆纵向连接牢固,环向间距符合设计要求,以便形成整体受力结构｡钢拱架安装好后,与系统锚杆焊接固定,防止其发生移位｡格栅架设工艺:格栅架设前,测定隧道中线,并按需要设定水准基点,据之检查隧道断面,隧道断面检查合格后,进行格栅架设｡1)在开挖时预留的拱脚原地基处挖槽,安设钢垫板｡2)在拱顶处标示接头位置｡3)在安设格栅的位置打设定位钢筋｡4)利用洞内的工作平台拼装格栅,接头上好螺栓,将格栅焊在定位筋上｡5)格栅之间每隔环向1m焊接纵向连接筋｡(4)格栅架设要求1)格栅基脚必须密实,以防基脚失稳｡2)格栅位置必须准确,包括标高､前后及左右｡3)钢拱架平面垂直于隧道中线,上下､左右允许偏差±5cm,钢架倾斜度不大于2°｡4)格栅钢架安装完毕后复喷C25混凝土至设计厚度｡(5)喷射砼施工喷射砼骨料用强制式拌合机分次投料拌合,为减少回弹量,降低粉尘,提高一次喷层厚度,喷射砼采用湿喷机湿式喷射作业｡喷锚支护施工程序框图施工准备调整初喷砼厚4～6cm施作系统锚杆挂钢筋网检查断面超欠挖否施工准备调整初喷砼厚4～6cm施作系统锚杆挂钢筋网检查断面超欠挖否是否符合标准是否符合标准是是超挖是否>10cm超挖是否>10cm是初喷4cm砼厚初喷4cm砼厚复喷砼到设计厚度焊连结筋、定位系筋否是有无质量问题围岩量测有有无质量问题围岩量测有无改进无改进测量放样测量放样安装工字钢架或格栅信息反馈、调整支护参数安装工字钢架或格栅信息反馈、调整支护参数(6)砼的拌合将骨料､水泥和水按设计比例拌均匀,用湿式喷射机压送拌合好的混凝土混合料压送到喷头处,再在喷头上添加液体速凝剂后喷射｡喷射砼:1)嘴垂直于受喷面,先送风再开启湿喷机,在机械运转正常后送料｡喷射机的工作气压控制在0.1~0.15MPa,可根据喷出的料束情况适当调整气压,喷头处的水压要大于气压0.05~0.1MPa｡2)上料:上料要连续,保持料斗内料满,并在料斗口上设一活动的10mm孔径筛网,避免超料径骨料进入机内｡3)喷射部位顺序:分段､分部､分块､自下而上进行,喷射前个别受喷面凹洼处,先喷找平｡4)喷射操作时,喷嘴与受喷面的距离应保持在0.6~1.2m,此时回弹量最低,压实性最好｡喷头与受喷面距离太近时,压缩空气会将刚粘在受喷面上的砼拌合料吹走,使粗骨料的回弹量增加,同时喷头与受喷面的距离还取决于拌合料的骨料粒径､颗粒级配､气压和配料的输送距离,操作手操作时可根据实际情况调节两者间的距离,直到达到最低的回弹量｡5)喷射角度喷嘴保证与受喷面垂直,若受喷面被格栅､钢筋网覆盖时,可将喷头稍加偏斜,但不宜小于70o｡6)喷头运动方式喷头应作连续不断的圆圈运动,并形成螺旋形转动,旋转直径约为20-30cm;后一圈压前一圈三分之一,喷射路线应分段､分部､分块按先墙后拱､自下而上地进行,呈“S”形运动｡7)喷射厚度湿喷砼墙部一次喷层厚可达10cm,拱部一次喷层厚可达7cm,影响喷层厚度的主要因素是坍落度､速凝剂的作用效果和气温｡保证砼的初凝时间为5min,终凝时间为10min｡8)厚度控制:洞身锚杆施工时,预埋φ8钢筋,并作标记量出喷射砼厚度｡喷射完毕后,检查标记是否外露便可控制喷射砼厚度｡喷射混凝土施工工艺流程图0.0.6m~1.2m第一次投料水泥100kg复喷砼到设计厚度砂（按干料）×100速凝剂粉剂与水泥一起加液剂加入湿喷机中投料搅拌拌合时间（分）第一次投料W/C=0.22第二次投料21-2第二次投料石子（以干料）×100速凝剂100%强制式拌合机风压喷拱部0.10-0.15MPa喷边墙0.15-0.18Mpa进料量喷拱部2-3m3/h喷边墙3-4m3/h喷射机水压稳定在比风压大0.1MPa围岩2､Ⅴ级围岩开挖临时支护Ⅴ级围岩开挖临时支护采用I20b工字钢+φ22砂浆锚杆+φ6.5钢筋网+C25喷射砼组成联合支撑体系(施工方法及工艺同初期支护)｡见下图:Ⅴ级围岩开挖临时支护图3､控制隧道超､欠挖1)根据不同围岩情况,采用光面爆破,选择合理的钻爆参数,选择最佳爆破器材,完善爆破工艺,提高爆破质量｡2)提高布孔､钻眼精度,特别是直接影响超欠挖的周边眼精度,必须按设计轮廓钻眼｡3)保证周边眼装药质量,严格控制炮孔装药量,炮口炮泥堵塞要好｡4)建立严格的施工管理制度,严格控制欠挖,尽量减少超挖,超欠挖控制符合技术规范要求｡4､控制初期支护质量1)严格操作初期支护,确保支护及时｡2)保证格栅的架设质量及拱脚处的地基有足够的承载能力,若拱脚处地基松软,加设垫板或混凝土垫块3)及时检查､量测,对有异状或变形较大处进行处理､加固｡5､控制混凝土施工质量1)明确分工,责任到人｡设专职工程师负责混凝土施工质量;试验室负责原材料质量把关､拌合质量的监控;班组长负责混凝土的运输､浇灌及振捣作业;设专人进行混凝土养生,使混凝土施工全过程均处于受控状态｡2)严格施工过程质量,采用自动电子计量装置准确配料,现场规范操作｡7､过不良地质地段施工方案及地质灾害预防措施1)断层破碎带地段施工措施(1)断层地段施工技术措施断层地段施工,由于石质破碎,围岩稳定性差,应采取“先支护､后开挖､短进尺､弱爆破､快封闭､勤量测”的原则进行施工｡断层地段开挖采取短台阶分部开挖施工,必要时采用小导管超前支护,开挖后及时架设钢拱架､锚网喷等支护｡同时,加强施工监测,根据地质情况的监测及时调整开挖方式和进尺指标,坚决保证施工安全｡当发现围岩变形量增大或变形量加快时,暂停开挖,分析原因并采取稳定围岩的有力措施｡(2)断层地段塌方处理措施a)防止塌方范围继续扩大在塌方范围的顶部与侧壁危石及大裂缝,应先行清除或锚固;对塌方范围前后未塌方地段原有的支护进行加固,以防止塌方扩大,同时应加强防排水工作;在塌方范围内打设锚杆,并喷射混凝土支护;对塌方两端应尽快作好局部衬砌,防止塌方扩大｡b)处理塌方如塌方体积较小,且塌方范围内已进行喷锚,可由两端或一端先上后下逐步清除塌渣,随挖随喷混凝土,随架设临时构件支撑支顶｡如塌方体积较大,或地表已下沉,或因塌体堵塞无法进入塌方范围进行支护时,则可采用管棚法或注浆加固塌体,然后用“穿”的方法在塌体内进行开挖､衬砌｡开挖方向开挖轮廓线开挖方向开挖轮廓线止浆墙混凝土衬砌拱管棚或小导管注浆塌方松散体开挖面若塌方冒顶,在清渣前应支护陷穴口,地层极差时,在陷穴口附近地面应打设地表锚杆,洞内采用管棚支护或钢架支撑｡若洞口塌方,一般易塌至地表,可采取暗洞明作的办法｡在处理塌方中有继续塌方的可能时,可在塌方范围内选择适当的位置做塌体护拱,护拱用型钢插入稳定岩层中,喷射混凝土,以掩护施工操作｡见下图:c)塌穴回填塌方地段的衬砌,应视塌穴大小和地质情况予以加强｡衬砌背后与塌穴洞孔周壁间必须紧密支撑｡塌方处采用多层挂钢筋网再喷射混凝土回填,其上空间应采用钢支撑等顶住稳定岩体｡特大塌穴将根据具体情况作特殊处理｡(3)防排水工作为避免塌方扩大,处理塌方的同时,应加强防排水工作｡具体措施:a)地表沉陷和裂缝,用不透水土壤夯填紧密,开挖截水沟防止地表水渗入塌体｡b)塌方通顶时,应在陷穴口地表四周挖沟排水,并设雨棚遮盖穴顶｡陷穴口回填应高出地面并用粘土或圬工封口,做好排水｡c)塌体内有地下水活动时,应用管槽引至排水沟排出,防止塌方扩大｡d)监控量测塌方后要加设量测点,增加量测频率,根据量测信息及时研究对策｡隧道埋深较浅时,要进行地表下沉测量｡2)涌水地段施工根据地质超前预报,准确判断掌子面前方岩溶水发育情况,防止突水事故的发生｡洞内涌水较大地段,施工治水应采取排堵结合的治水措施｡洞内出现较大涌水时,应立即报告甲方和设计单位,研究治水方案,必要时采用深孔注浆堵水｡注浆堵水施工措施如下:(1)喷砼或模筑砼封闭掌子面,形成止浆墙｡(2)浆墙打孔,进行深孔注浆｡注浆浆液采用水泥—水玻璃双液浆,双液比为1:0.6~1:1｡(3)利用R25中空注浆锚杆､φ42小导管或大管棚注水泥浆或水泥-水玻璃双液浆,进行超前支护｡8､隧道现场监控量1)量测布置图必测项目项目名称方法及工具布置测试时间1~15天16天~1个月1~3个月3个月以上地质及支护状态观察岩性､结构面产状及支护裂缝观察或描述,地质罗盘等全长开挖后及初期支护后进行每次爆破后及初期支护后进行水平收敛各种类型收敛计或测杆每20~50m一个断面,每断面2~3对测点1~2次/天1~2次/2天1~2次/周1~3次/月拱顶下沉水平仪､水准尺或测杆每10~50m一个断面,每断面2~3对测点1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月锚杆拉拔力各种测力锚杆及拉拔器每10m一个断面,每个断面至少做3根锚杆1~2次/天1次/2天1~2次/周1~3次/月选测项目地表下沉精度水平仪,水准尺洞口浅埋段,每10-15米1个断面,每个断面至少11个测点开挖面据测量断面<2B时,1~2次/天开挖面据测量断面<5B时,1次/2天开挖面据测量断面>5B时,1次/周2)地质和支护状态观察地质和支护状态观察,在每次爆破后立即进行地质调查,绘出地质素描图｡若遇特殊不稳定情况时,派专人进行不间断的观察｡在观察中如发现地质条件恶化,立即采取应急措施｡对各项监控量测结果进行动态管理,随时掌握地质情况和支护信息,根据整理的动态管理曲线,指导隧道施工｡量测资料全部纳入竣工资料备查｡3)拱顶下沉量测喷锚前,按纵向间距20m~50m一个断面,每断面3个测点,应及时埋设｡采用精密水准仪,挂钩式铟钢尺等仪器,按期定时量测,以便了解施工过程中围岩变化情况｡按每个测点分别绘制拱顶下沉回归曲线,将信息及时反馈｡4)洞内水平收敛量测洞内净空水平收敛测点,按隧道纵向间距每20m~50m布置一个断面,形成全面时每断面按两条水平测线布设测点｡测点布设断面与拱顶下沉测点断面相一致(二者处于同一断面上)｡对于分部开挖导坑施工时侧导洞拱顶下沉测点位置在断面尖顶部附近｡水平收敛按与拱顶下沉完全相同频率进行量测｡按每条测线绘制水平收敛-时间曲线,分析初期支护稳定情况,推算最终位移值,以便确定衬砌砼模筑时间｡5)锚杆抗拔监测锚杆抗拔力采用锚杆拉力计进行量测｡按纵向每10m一个断面｡测点布置在隧道拱顶､左右拱腰､左右墙中位置处,共设五个监测断面,对锚杆拉拔力进行测试｡在隧道锚杆施作并达到规定时间后,及时进行量测｡通过实测值与锚杆设计抗拔力的对比,掌握锚杆的施工质量,对锚杆施工起信息反馈和指导作用｡6)地表下沉量测位于洞口及浅埋段,且覆盖层厚度小于40m｡每10~15m测一个断面,每断面11个测点,地表下沉量测断面布置参见量测布置图｡拱顶下沉量测,采用精密水准仪,挂钩式铟钢尺等仪器,按期定时量测,以便了解施工过程中围岩变化情况｡7)量测结果的分析应用对各项监控量测结果进行动态管理,随时掌握地质情况和支护信息,根据整理的动态管理曲线,指导隧道施工｡量测资料全部纳入竣工资料备查｡9､超前地质预报超前地质预报对隧道工程施工意义重大,从超前地质预报中可靠的地质信息,如围岩级别,断层位置､性质､规模,涌水量的大小,突水突泥位置,溶洞分布,塌方掉块范围,有害气体等,进行信息反馈,为正确选择施工方法提供依据,指导施工｡1)超前地质预报整体方案采用TSP202/203隧道地震探测仪进行远距离(200m)较宏观长期预报;采用EKK0-IV型(SIR-2000)地质雷达进行近距离(40m)较微观近期预报;二者可以相互补充和印证｡根据以上综合结果确定是否需要打探孔以及探孔位置和数量(1~5个为宜);可探测预报溶洞(水)､断层(风化)破碎带及煤层等｡通过探测预报,起到补充勘探､提高勘探程度､防灾减灾的作用｡超前预报流程图2)超前钻探该方法利用钻机在掌子面钻孔,通过钻进速度以及所取得的岩芯,掌握前方的地质状况,然后针对不同情况采取不同的施工措施｡每次根据TSP与地质雷达预测预报结果确定是否需要打探孔及探孔位置和数量,探孔最大深度30m,探孔直径Φ90mm｡探1探1探4探3探5探2探孔位置布置图七､质量保证措施1､做好施工技术交底隧道工程开工前,项目总工对工程总体施工进行技术交底,交底时,对工程设计意图､各级围岩的地质特性和主要施工方法进行细致的介绍,并用书面形式发放到有关人员手中,使施工､管理人员对本工程的具体情况和施工要求有详细了解｡在施工的每一阶段,要针对各分项工程召开专题技术交底会,进行施工方法､施工工艺､质量控制要点等进行全面交底｡2､抓好施工测量控制为保证隧道工程的施工质量,由专业测量工程师主持隧道的施工测量工作｡隧道施工前,测量工程师对全线进行施工前测量,包括一级导线平面控制网和三､四等水准高程控制网的恢复性复测､加密和加固｡所有施工测量,都按照技术规范进行,并保证测量精度符合规范要求｡测量仪器在使用前,先送技术监督部门鉴定｡3､抓好施工原材料的质量控制(1)控制好料源(2)做好施工前的现场检验工作所有材料在进入施工现场和投入使用前,均按规定频率进行取样试验｡1)水泥:水泥必须具有出厂质量保证书｡同品牌､同标号的水泥每200吨为一批送检｡2)钢筋:钢筋必须具有出厂质量保证书,以60t为一批,不足者也为一批;每批应由同一牌号,同一炉号,同一规格,同一交货状态的钢筋组成,并编号送检｡3)砂､石､片石以每600吨为一批进行取样,取样时分别在砂､石堆的上､中､下三个部位抽取若干数量进行检验,砂的含泥量不大于2%,碎石最大粒径不大于40mm,含泥量不大于1%｡4､抓好施工试验控制针对本工程特点和实际情况,项目部工地试验室将对施工展开全过程试验控制｡试验项目可邀请监理进行旁站取样､试验｡对于使用不合格材料的工序,严格进行返工｡做好工程试验和检验设备的检测和鉴定工作,重要设备,必须经技术监督部门进行认证,一般检测设备,按有关检测程序进行鉴定和检验｡5､抓好施工工序的过程检测控制施工工序检测执行工班自检､施工队自检和项目部专职检验的三级检验制度｡施工过程中,积极主动配合业主､监理单位､质监部门的质量监督工作,虚心接受质量监督,对各部门提出的质量问题和改进要求,立即无条件地执行｡八､安全､环境保护措施1､安全措施1)隧道施工应做好施工前期准备工作,正确选用施工方法,并结合地形､地质等实际情况,编制施工组织设计,并向施工人员进行技术交底,合理安排施工｡2)隧道施工各班组间,建立完善的交接班制度｡在交接班时,交班人将本班组的施工情况及有关安全事宜及措施向接班人详细交待,并记载于交接班记录本上,工地值班负责人(领工员)应认真检查交接班情况｡每班开工前未认真检查工作面安全状况,不得施工｡3)在软岩或不良地质的隧道中,施工前必须制订切实可行的施工安全措施｡施工中对围岩加强检查与量测｡对不良地质段隧道施工,采取弱爆破､短开挖､强支护､早衬砌､先护顶等小循环的施工方法｡隧道施工要充分利用监测手段预测预报围岩位移与支护结构受力状况,量测要为生产安全服务｡4)如发现隧道内有险情,必须在危险地段设置明显标志或派专人看守,并迅速报告施工现场负责人,及时采取措施处理,情况危险时,将工作人员全部撤离危险区,并立即上报｡5)对各类事故均应严格按照“四不放过”的原则进行处理｡6)所有进入隧道工地的人员,必须按规定配带好安全防护用品,遵章守纪,听从指挥｡7)未刷好洞口仰坡或未做好洞顶防护和排水设施,不得开挖进洞｡8)隧道作业面钻眼(a)凿岩台车或钻眼人员到达工作地点时,首先检查工作面是否处于安全状态,如支护､顶板及两旁是否牢固,如有松动的岩石,立即加以支护或处理｡(b)严禁在残眼中继续钻眼｡(c)不在工作面拆卸修理凿岩设备｡9)爆破作业(a)爆破材料的运输､储存､加工､现场装药､联线､起爆及瞎炮处理,必须遵守《爆破安全规程》(GB6722-2003)的有关规定｡(b)进行爆破时,人员应撤至受爆破影响范围之外,一般距爆破工作面的距离不少于200m｡爆破期间,除引爆电路外,所有动力及照明电路均应断开或改移到距爆破点不小于50m的地点｡(c)当开挖面与衬砌面平行作业时,根据混凝土强度､围岩特性以及爆破规模等因素确定其距离,一般不宜小于30m｡(d)爆破后必须立即进行安全检查,查出有未起爆的瞎炮,应按《爆破安全规程》(GB6722-2003)的有关规定进行处理,确认无误后才能出渣｡(e)预裂爆破参数a)孔径

隧洞开挖为40~90mm｡b)孔距与岩石特性､炸药性质､装药情况､开挖壁面平整度要求和孔径大小有关,孔距一般为孔径的7~12倍｡爆破要求质量高岩质软弱､裂隙发育者取小值｡c)装药不偶合系数

不偶合系数指炮孔半径与药卷半径的比值,为防止炮孔壁的破坏,该值一般取2~5｡d)线装药密度

线装药密度是单位长度炮孔的平均装药量｡影响预裂爆破参数的因素复杂,很难从理论上推导出严格的计算公式,以经验公式为主,目前国内较常用公式的基本形式为

Qx=K[σC]α[a]β[d]γ式中,Qx

—预裂爆破的线装药密度,kg/m;

σC—岩石的极限抗压强度,MPa;

a—炮孔间距,m;

d—钻孔直径,mm;

K､α､β和γ—经验系数｡随岩性不同,预裂爆破的线装药密度一般为200~500g/m｡为克服岩石对孔底的夹制作用,孔底段应加大线装药密度到2~5倍｡本标段内爆破的岩石为中､微风化,单位用药系数K如下表:岩石种类岩石坚固性系数f单位用药量系数K备注强中风化岩4~61200~1600中风化岩6~71600~2000中微风化岩7~82000~2400微风化岩8~102400~3000(f)光面爆破参数a)光面爆破层厚度即最小抵抗线的大小,一般为炮孔直径的10~20倍,岩质软弱､裂隙发育者取小值｡b)孔距一般为光面爆破层厚度的0.75~0.90倍,岩质软弱､裂隙发育者取小值｡c)钻孔直径及装药不偶合系数

参照预裂爆破选用｡d)线装药密度Qx

一般按照松动爆破药量计算公式确定

Qx=qaW

式中q—松动爆破单耗,kg/m3;

a—光面爆破孔间距,m;W—光面爆破层厚度,m｡e)起爆为保证同时起爆,预裂爆破和光面爆破一般都用导爆索起爆,并通常采用分段并联法｡由于光面爆破孔是最后起爆,导爆索有可能遭受超前破坏｡为保证周边孔准爆,对光面爆破孔可采用高段延期雷管与导爆索的双重起爆法｡预裂孔若与主爆区炮孔组成同一网路起爆,则预裂孔应超前第一排主爆孔75~100ms起爆｡(g)爆破时防范技术措施a)工程现场100m范围内进行实地调查,记录可能影响的够造物或其它结构状态,记录资料包括文字和图片资料,现场可作观测标志｡b)必要时可进行地表震动观测,以优化设计｡c)爆堆检查时间:爆堆检查时间应在爆后30分且炮烟排出后,由熟练爆破员进行检查｡d)盲炮处理:由于采用的炸药均为乳化炸药,因此发生盲炮后,必须由专职爆破员进行处理｡e)爆破警戒:装药警戒范围有爆破工作负责人确定,装药时应在警戒边界设置警戒线等明显标志并派出岗哨,执行警戒任务的人员,按指令到达指定地点并监守工作岗位｡f)信号:预警信号,该信号发出后爆破警戒范围内开始清场工作;起爆信号,起爆信号应在确定人员､设备等全部撤离爆破警戒区,所有警戒人员到位,具备安全起爆条件时发出｡起爆信号发出后,准许负责起爆的人员起爆;解除信号,安全等待时间过后,检查人员进入爆破警戒范围内检查,确认安全后,方可解除爆破警戒信号｡在此之前,岗哨不得撤离,不允许非检查人员进入爆破警戒范围｡各类信号必须使爆破警戒区域及附近人员能清楚地听到或看到｡10)支护(1)隧道各部开挖后应根据围岩情况,选用有效的支护｡(2)施工期间,现场施工负责人应会同有关人员对各部支护进行定期检查｡在不良地质地段,每班应责成专人检查,当发现支护变异或损坏时,立即整修加固｡(3)当喷射砼尚未达到一定强度即趋失稳的围岩,或喷锚后变形量超过设计容许值以及发生突变的围岩,宜用钢架支撑进行支护｡(4)安装钢架支撑,应遵守起重和高处作业等有关安全规则,宜用小型机具进行吊装｡(5)对开挖后自稳程度很差的围岩,应采用超前锚杆和喷射钢纤维砼的办法进行临时支护｡(6)把喷层的异常裂缝作为主要安全检查内容之一,经常进行观察与检查,并作为施工危险信号引起警惕｡(7)喷砼及注浆作业,要按规定带好防护用品｡11)装渣与运输(1)各种运输设备不得人料混装,各种摘挂作业,均设立专职联络员｡(2)洞内成洞地段,运输车辆最大行车速度为15km/h,洞内施工地段,运输车辆最大行车速度为5km/h｡(3)机动车牵引运输遵守下列规定:a)非值班司机不得驾驶机动车｡b)除机动车､信号员､联络员外,不得搭乘其他人员｡c)司机不得擅离工作岗位,开车前发出信号,运行中不应将头､手伸出车外｡d)机动车的制动､灯､喇叭等,必须保持良好｡e)近或通过风门､会车道､较大坡度地段､洞口､施工作业地段及前面有障碍时,必须减速鸣笛｡12)通风与防尘(1)隧道施工中的通风应符合设计和施工规范的要求,并设专职人员管理｡隧道内的空气成份,每月至少取样分析一次｡风速､含尘量每月至少检测一次｡(2)无论通风机运转与否,严禁人员在风管的进出口附近停留｡(3)通风机停止运转时,任何人员不得靠近通风软管行走和在软管旁边停留,不得将任何物品放在通风管或管口上｡(4)隧道施工必须采用综合防尘措施,定期检查测定粉尘浓度｡(5)隧道施工在凿岩和装渣工作面,必须做好下列防尘工作｡a)坑道中如遇有害气体,所有人员应立即停止工作,并撤至洞外｡采取措施,在确认无危险后,方可继续进洞施工｡b)对有害气体定时检测､记录,并报监理工程师检查,隧道中有害气体不得超过标准｡c)为工作人员提供各种必要的安全工具､安全灯,在可能出现有害气体地区提供防毒面具｡13)供电与电气设备(1)施工机械､机具和电气设备,在安装前按照安全技术标准进行检测,经检测合格后方可安装,经验收确认状况良好后才可运行｡(2)所有电力设备设专人检查维护,并设警示标志｡(3)在操作洞内电气设备时,要符合以下规定:a)非专职电气操作人员,不得操作电气设备｡b)操作高压电气设备主回路时,必须戴绝缘手套,穿电工绝缘胶鞋并站在绝缘板上｡c)手持式电气设备的操作手柄和工作中必须接触的部位,要有良好的绝缘,使用前进行绝缘检查｡d)低压电气设备宜加装触电检查｡e)电气设备要有良好的接地保护,每班均由专职电工检查｡f)电气设备的检查､维修和调整工作,必须由专职的电气维修工进行｡g)洞内照明的灯光应保证亮度充足､均匀及不闪烁,凡易燃､易爆等危险品的库房或洞室,必须采用防爆型灯具或间接式照明｡14)必须进行监控测量,以掌握各施工部位的受力和变形,及时反馈信息,指导设计和施工｡2､环境保护1)噪声污染预防(1)在隧道开挖时,空压机的的设置要符合安全要求,并离居民的居住地较远､四周空阔､并无易燃杂物的地方｡(2)经常检查空压机运行情况及输送管道是否有破损和漏气,及时进行保养及维修,防止污染环境,确保机械设备正常运行｡(3)限定空压机的开关机时间,不影响周围民众的正常休息｡(4)对在施工当中发生的一些人员因噪声反应出现的病情,立即送往当地的就近医院医治｡(5)车辆晚22点——早6点进出施工现场严禁鸣笛｡(6)发电机使用排气筒必须安装消声装置,夜间施工时采用隔音材料搭隔音棚进行降噪｡(7)施工现场提倡文明施工,建立健全控制人为噪声的管理制度,尽量避免人为的大声喧哗｡现场所有强噪声机具均应避免夜间施工,如必须夜间浇筑混凝土时,应采用低频振捣棒,最大限度降低噪声｡(8)作好周围社区居民的工作,通过一定的沟通形式融洽与社区居民的关系,取得居民的谅解和支持,做到便民､利民､不扰民｡一旦发生因扰民造成的民扰事件,项目经理要立即亲自协调解决,并尽快求得当地环保主管部门的指导,按其要求,采取相应的管理措施和技术措施,消除噪声污染所带来的危害｡2)尘土污染预防(1)土方施工期间,运输车斗必须覆盖,同时将土方拍实,并派专人清理车辆槽帮和车轮上的散土,避免行驶过程中道路遗洒,运土沿途还需派专人对道路遗洒土方及时清理干净｡(2)施工便道和社会路交界处,派一至两名或以上人员及时对社会路面上的泥土进行清扫或清洗,保证社会路面的干净整洁｡(3)施工便道和社会路交界处,派专人指挥交通,保证施工期间社会路交通畅通无阻｡现场内施工道路及现场周围道路视天气情况,派专人专车定时或不定时洒水降尘｡(4)隧道施工过程中扬尘处理及时,降低悬浮扬尘浓度｡(5)土方和废渣的车辆运输过程必须覆盖严密,车厢关闭严禁,严禁沿路洒料｡3)水污染与水土保持(1)对于施工现场的积水及时排除,做到平时无积水,雨后退水快｡(2)隧道工程排水设置沉降池,做到二级沉降,待水质达到排放标准后进行排放｡(3)施工废渣严禁倾倒到河水中｡(4)职工生活区内食堂设简易隔油池,污水经过滤､沉淀､隔油后再处理,职工厕所设专人打扫,并注意排污｡(5)不在河流沿岸设置油料储存点,机械设备及车辆经常检查,严禁出现漏油现象,避免造成水土污染;因情况特殊而造成小范围内水污染应及时用净化剂进行净化｡(6)严禁随意开挖非施工区域内的土方,严禁毁坏河流附近和森林植被｡4)光污染预防夜间施工照明严禁影响居民正常生活和休息,避免影响社会道路上车辆行驶安全｡5)废弃物处理(1)现场及生活废弃物进行集中处理,严禁随手四处乱扔,设置生活垃圾回收点,避免造成环境污染｡(2)现场废渣､废料统一堆放和处理,进行循环利用,保证资源可持续发展｡九､文明施工保证措施1)在危险地段及容易出现事故处,设立指示灯和警告牌,提醒注意｡2)生活区整齐划一,室内外､食堂和宿舍干净,施工区建材､机具堆放整齐,有条不紊｡3)生活区内实行卫生包干制度,及时清扫,保证生活环境的干净｡4)施工现场设置封闭式垃圾桶,不随地乱扔垃圾｡5)生活区周围挖排水沟,保证生活废水的排放畅通｡6)施工现场挂牌施工,自觉接受社会监督｡7)施工便道定期派人维护,确保道路畅通｡根据施工环境,如天气干燥,灰尘较多,施工便道须洒水湿润,防止灰尘满天飞扬｡8)临时设施､料场､拌站的生活､生产污水,需设置集水坑,经过沉淀处理,才能排放｡9)做好施工现场人行道畅通｡10)做好施工工地沿线单位和居民出入通道畅通｡11)控制施工噪音,采用噪声测试仪进行测试｡12)施工中无重大伤亡事故｡13)施工现场周围道路平整无集水｡14)施工区域与非施工区域必须严格分隔｡15)施工现场必须做好挂牌施工管理人员佩卡上岗｡16)工地现场施工材料设备必须堆放整齐合理｡17)工地生活设施必须清洁文明｡18)作好文物保护工作,当施工过程中发现文物时立即停止施工,保护好现场,并及时上报｡19)施工区域内的植被需要保护的,按照要求进行保护,禁止乱砍乱伐｡20)对施工中文明施工重点部位和过程制定严格的交底措施:(1)对施工中土方､隧道废清渣等装卸运输做好交底工作,禁止造成环境污染｡(2)爆炸前做好安全施工交底工作,保证现场施工人员和周围居民安安全｡(3)对施工便道的养护工作做好交底工作,保证道路通畅,防止灰尘满天飞扬｡(4)对现场施工材料的堆放做好交底工作,保证施工现场整洁｡十､突发事故应急预案(1)由项目部成立以项目经理为组长的突发性事故领导小组,负责指挥及协调工作｡组长:郭振武组员:郭云杰李国华董兆生钱庆镇(2)具体职责分工如下:1)郭振武负责全面协调､指挥