隧道开挖施工组织设计及对策

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1.目标12.编制依据13.适用围14.隧道开挖施工14.1案设计14.2全断面开挖法35.综合超前地质预测预报56.爆破案56.1钻作业66.2钻爆设计67.隧道超欠挖控制88.劳力、机械设备的配置89.质量要求99.1分项验收标准99.2平安、质量控制措施910.其他考前须知111.目标明确隧道开挖作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规隧道开挖施工，尽可能地减少超挖，保证隧道的开挖作业平安，保证开挖质量。2.编制依据1〕有关的法律法规；2〕海西天然气管网二期工程〔-福鼎段〕工程施工招标文件；3〕海西天然气管网二期工程〔-福鼎段〕隧道工程施工设计图；4〕?公路隧道工程施工技术规?JTJF60-2009；5)?锚杆喷射砼支护技术规?GB0086-2001；6〕?油气输送管道穿越工程施工规?GB50424-2007；7〕现场踏勘调查资料结合我公司现有的技术装备水平及类似工程的施工经历；3.适用围适用于海西天然气管网二期工程〔-福鼎段〕后湾里隧道开挖。4.隧道开挖施工4.1案设计本线隧道按新奥法原理组织施工，并要根据不同围岩级别及边环境选择相应工法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。隧道新奥法施工工艺流程见图4-1。图4-1新奥法施工工艺流程框图工程地质勘查工程地质勘查围岩分类及岩体计算参数的取值施工准备施工准备开挖程序与方法等实施性施工组织设计(修改施工方案)开挖程序与方法等实施性施工组织设计(修改施工方案)光面爆破减少扰动开挖光面爆破减少扰动开挖锚喷网支护减少围岩变形(修改支护参数)锚喷网支护减少围岩变形(修改支护参数)锚喷支护锚喷支护监控量测监控量测洞内观察,围岩位移测量,拱顶下沉量测，指导设计与施工是否符合设计要求否是否符合设计要求否是是砼衬砌砼衬砌墙后注浆墙后注浆结束结束质隧道破碎带按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测〞的原那么进展组织施工。隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土及边仰坡防护施工。洞口土采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段〔台阶〕防护一段〔台阶〕。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界限后，先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前管棚，随后进入暗洞施工，待明洞混凝土到达设计规定的强度后及时进展明洞洞顶回填。暗洞开挖采取全断面开挖，其中Ⅴ级围岩每循环进尺控制在2.0m以。质隧道采用钻爆法开挖，在人行道一侧每隔40m设置一处避人洞，出碴采用扒碴机配合小型农运车。由于隧道坡度大，所以要保证扒渣机自身及工作状态下的稳定和农运车出渣过程中的平安。扒渣机靠掌子面向采用卷扬机牵引，卷扬机固定于掌子面，扒渣机机身两侧用打入洞身的注浆导管或者钢丝绳固定拦挡。出渣用的农用车进出洞也由掌子面卷扬机牵引，自身的制动辅以配合，确保出渣过程中的平安。隧洞围岩较差、断面较小，采用全断面光面爆破法施工。钻机械选用物手持或气功腿岩机，单钻凿，人工装药，电动起爆，径向超挖值和开挖岩面的起伏差按不超过15cm控制。施工通风采用管道压入式通风。在施工过程中应不断总结经历，优化工艺。加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道施工平安。洞身开挖中，记录开挖的地质情况，核对设计地质情况，判别围岩类别及稳定性。当发现围岩地质情况发生变化时通知设计单位及时现场核实。4.2全断面开挖法本标段的隧道采用全断面一次开挖成形的施工法。循环进尺根据围岩类别控制在1.6m左右。其工艺流程见图4-2。监控量测、平安检查清危排险锚喷支护爆破效果检查及瞎炮处理起爆出碴通风洒水堵塞料准备检查装药孔口堵塞钻孔质量检查连接起爆网络清理钻孔钻孔测量放样施工准备图4-2钻爆法开挖施工工艺流程框图监控量测、平安检查清危排险锚喷支护爆破效果检查及瞎炮处理起爆出碴通风洒水堵塞料准备检查装药孔口堵塞钻孔质量检查连接起爆网络清理钻孔钻孔测量放样施工准备进入下一循环进入下一循环5．综合超前地质预测预报本工程隧址区地质条件较复杂，隧道区存在的主要不良地质为凝灰溶岩、地下水的腐蚀性等问题，需结合施工地质工作予以查明。为保证隧道施工平安，开展综合超前地质预测预报，成立专业的超前地质预报室，由总工程师负责，配置物探、水文、地质、试验专业工程师并配备相应的仪器，并将综合超前地质预测预报纳入施工工序。尤其是岩隧道存在破碎带时，必须提前做好超前地质预报工作，确保隧道平安通过。针对隧道具体的工程特点，采用地貌、地质调查与地质推理相结合的法，进展定性预测。具体采取的措施有：对开挖全过程进展综合预测、预报，法有地质素描法(常规地质法)、超前探近距离预报、红外线探水及前兆法预报等。施工中应该将几种预报手段综合运用，取长补短，相互补充和印证。综合监测结果，及时提出对不良地质的处理措施，以降低施工风险，确保工程质量和运营平安。超前地质预报假设发现前地质情况与设计不符时要及时通知设计单位到现场核实，以便及时采取有效的设计变更案。①常规地质法常规地质法适用于为近期开挖、支护提供预报。开挖面围岩级别、岩性、围岩风化变质情况、节理裂隙、产状、地下水等情况进展观察和测定后，绘制地质素描图，通过开挖后利用罗盘仪、地质锤、放大镜、皮尺等简单工具对开对洞围岩地质特征变化分析来推测开挖面前的地质情况，据以指导施工。②超前水平钻采用超前水平钻机钻进过程中钻速和钻碴的变化对开挖面前较短距离的地质情况进展判断，为提高其预报的准确度，与地质素描配套使用。通过超前钻探取芯测定含水率为主要手段确定下一步施工案。对富水隧道应及时探明地下水的储量及分布，探水的法主要采用钻探法。6．爆破案(1)隧道开挖按全断面光面爆破要求进展钻爆设计，边眼使用小药卷装药爆破，炮眼间距45-55cm(2)掏槽眼、辅助眼采用连续装药，毫秒延期导爆管雷管起爆，Φ32*2002#岩销铵炸药，装填系数0.7-0.85。(3)掏槽式考虑围岩的夹制力，每循环进尺控制在1.6米左右，掏槽型式采用直线式，确保掏槽效果。6.1钻作业(1)钻前准确测画开挖轮廓线，点出掏槽眼和边眼的位置。(2)炮眼钻采用YT-28型气腿式风动凿岩机〔耗风量约4m3/台〕，钻深度2.0m，每个工作面配6.2钻爆设计本工程根据不同类型围岩类别、断面形式分别进展钻爆设计。6.2.1炮眼数目炮眼数目的多少直接影响每一循环凿岩工作量、爆破效果、循环进尺、隧道成型的好坏以及爆碴块度的大小。暂按下式计算炮眼数目，在施工中，根据具体情况再作调整，以到达最正确爆破效果。炮眼数目N，按下式计算：N=q•s/rη式中：q——炸药单耗量，Ⅲ类取q=1.26kg/m3s——开挖面积r——每米长度炸药的重量，2号岩销铵炸药r=0.78η——炮眼装药系数，取η=0.76.(1)掏槽眼Q1=η•L•r式中：η——炮眼装药系数，取η=0.8L——眼深，L=2mr——每米长度炸药量，r=0.78经计算Q1=1.56取Q1=1.52kg〔不同岩层有调整〕(2)辅助眼Q2=η•L•r=0.7*2.3*0.78=1.25kg取Q2=16.2.3光面爆破参数初次选用如下爆破参数，在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果，测量半率和轮廓不平整度，不断调整光爆参数。边间距a=(15～10)d=(15～10)*43mm=645～430mm密集系数m=a/W=0.65～1.0，Ⅲ类可选为0.8～0.7。最小抵抗线W=600～400mm岩巩固系数f不偶合系数k装药量q(g/m)炮间距a(cm)最小抵抗线W(m)2～42～2.450～1250.4～0.30.4～0.34～61.6～1.8100～2000.45～0.350.45～0.356～101.4～1.6150～2500.5～0.40.55～0.456.2.4爆破网络连接本隧道爆破采用非电毫秒雷管起爆，通过塑料导爆管引爆非电毫秒雷管而到达引爆炸药的目的。非电毫秒导爆管连线采用“一把抓〞法，配两个非电毫秒雷管起爆，非电毫秒雷管塑料导爆管长5m〔伸入2.4~2.6m〕，在网络连接时，考虑在半径2m的导爆管捆绑在一起后〔大把抓〕加一小炸药〔目的是能保证所有导爆管均能导爆〕，并用非电毫秒雷管引爆。装药完毕经平安检查后起爆，各步骤按?塑料导爆管非电起爆操作原那么?进展。6.2.5装药起爆光面爆破宜采用小药卷，起爆时注意以下事项：(1)边应该延后起爆才能保证光面爆破效果；(3)底装一个粗药卷，以克制岩体挟制作用；(4)为了减少超挖和降低工程造价，开挖过程中，加强断面量测，并及时处理个别欠挖部位，修整开挖断面，获得良好的经济效果。隧道开挖作业循环图表序号项目作业时间(min)循环作业时间(h)12345671测量及准备302钻1503装药和爆破304通风排烟305危处理106出碴1507其它20说明：①每循环作业时间7h，每天3个循环。7.隧道超欠挖控制为保证隧道超欠挖控制在?技术规?允的围。(1)根据不同地质情况，选择合理的钻爆参数，选配各种爆破器材，完善爆破工艺，不断提高爆破质量。(2)提高画线打眼精度，尤其是边眼的精度(边眼精度直接影响超欠挖值)。因此，要认真准确测画轮廓线，测量误差控制在20mm(3)断面检查及信息反应：为了解开挖后断面各点的超欠挖情况，分析超欠挖原因，配专职测量工检查开挖断面，及时修正爆破设计，纠正误差。(4)建立格的施工管理制度：在解决好超欠挖技术问题的同时，必须有一套格的奖罚制度，用经济杠杆来调动施工人员的积极性，造成人人关心超欠挖，人人为控制超欠挖而努力。8.劳力、机械设备的配置人员、机械设备应结合隧道开挖法、工期要求进展合理配置。配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。根据开挖法配置1台扒碴机作业，农运车4辆，20m3/min空压机1根据施工特点，每工班开挖作业人员不宜少于5人。9.质量要求9.1分项验收标准9.1●隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次。检验法：采用仪器测量。●隧道开挖应格控制欠挖。当围岩完整、质坚硬时，岩个别突出局部〔每1m2不大于0.1m2〕侵入衬砌应小于5cm。拱脚和墙脚以上１ｍ断面禁欠挖。采用全站仪测量等仪器测量●洞身开挖中，应在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙构造状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。●光面爆破或预裂爆破钻眼前，应根据钻爆设计图准确标出炮眼位置，钻时应按钻爆设计要求格控制炮眼的间距、深度和角度。掏槽眼的眼口间距和深度允偏差为5cm。边眼的间距允偏差为5cm，外插角应符合钻爆设计要求，眼底不应超出开挖轮廓线15cm。●隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求。隧底围质坚硬时，岩个别突出局部〔每1m2不大于0.1m2〕侵入衬砌应小于●隧底开挖后应及时核对隧底地质情况。当需要进展加固处理时，应符合设计要求。9.1●光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩不应小于80%，中硬岩不应小于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。●水沟开挖位置、基底高程应符合设计要求，靠边墙的水沟应与边墙根底同时开挖、一次成型。9.2平安、质量控制措施⑴加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的平安、质量意识。⑵岩隧道坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测〞的原那么，黄土隧道施工格按照“先探测、管超前、非爆破、控水、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌〞的原那么组织施工。⑶格按照设计文件规定的开挖法进展施工，否那么应按照变更程序申请改变施工案。⑷在隧道开挖前，对隧道地表中线附近围进展勘察，对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进展统计，并按里程桩号逐一登记、拍照，尤其是隧道下穿高速公路等大型构筑物地段，施工中应加强监控量测工作，格按设计案施工，确保隧道平安、顺利通过。⑸每循环进展测量放样，格控制超欠挖。定期对测量控制点进展检查、复核，防止由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。⑹边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求。软弱地基处理法和施工质量应符合设计要求。隧底开挖前应进展施工工艺设计。⑺开挖后应按设计要求的量测工程及频率进展围岩量测，及时反应量测信息。⑻隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙构造状况、岩体软硬程度、出水量大小，核对设计情况，判断围岩的稳定性。⑼制定平安施工应急预案，日常做好应急物资储藏。⑽洞口工程施工，宜避开雨季和寒季节。⑾洞口施工前，应先检查边、仰坡以上山坡稳定情况，去除悬，处理危，施工期间实施不连续监测和防护。地层含水量大时，上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外，以免浸泡拱脚。必要时应配合井点降水等措施将地下水位降至隧道二次衬砌底部以下，确保施工顺利进展。⑿隧道明洞段施工时，边仰坡应分层分段开挖，并按设计及时做好防护。临时边仰坡应进展适当放坡。⒀明洞段因地基加固等施工的振动可能造成边坡失稳时，应预先在边坡上设置观测桩进展监测，并派专人检查边坡的稳定情况。发现边坡有开裂、变形现象时，应立即对边坡体进展加固处理，确保平安后可继续进展施工。⒁爆破作业时，所有人员应撤离至不受有害气体、振动及飞伤害的平安地点。平安地点至爆破工作面的距离，在独头坑道不应小于200m，当采用全断面开挖时，应根据爆破法与装药