褚家营隧道开挖专项方案

西宁站改及相关工程施工QZXNZG-2标褚家营隧道洞身开挖专项方案西宁站改及相关工程施工QZXNZG-2标

褚家营隧道洞身开挖专项施工方案1、 编制依据、编制目的及编制范围1.1编制依据（1） 合同文件（2） 设计图纸及相关参考通用图（3） 国家和铁道部相关规范、标准（4） 《总体施工组织设计》1.2编制目的（1） 通过编制隧道开挖方案，针对隧道不同围岩的开挖方法进行布置，指导现场施工，确保施工安全。（2） 通过编制隧道开挖施工方案，保证隧道开挖质量，控制隧道超欠挖。3编制范围本专项施工方案适用范围为中铁五局西宁站改造及相关工程指挥部隧道二项目部承担的褚家营隧道洞身开挖工程。2、 工程概述2.1工程概况褚家营隧道工程为单洞双线隧道，设计时速 120km/h。起讫里程为HDK172+650〜HDK175+780，总长3130m。其中洞身围岩全部为W级和V级。该隧道位于西宁站北面，货线自西宁货站引出后，先后下穿联络线、走行线左线、兰新第二双线、走行线右线，隧道下穿湟水河二阶地基北山低中山区，地面高程在2211〜2394m之间，相对高差约180m。二阶地，地势平缓，部分地段民宅密集，并辟为林区；低中山区，地形起伏，冲沟发育，冲沟两侧及陡壁大多基岩裸露，山顶覆盖有风积砂质黄土，植被较差，山前坡麓地带分布有滑坡、岩堆、防空洞等,多辟为林区。隧道HDK172+650〜HDK172+972.26段位于半径500m的曲线上；HDK173+030.75〜HDK175+305.20段位于半径1400m的曲线上，余均位于直线上；线路坡度依次为3%。、6.5%。、6%。的单面上坡。隧道穿行湟水河阶地和北山山体，埋深约0〜160m，隧道进、出口有高速公路、水渠，出口段洞顶为居民房（大部分已拆除）、水渠等建筑物，工程设置条件复杂。本隧道工程地质条件复杂，进、出口洞身为第四系地层，出口约400m通过岩堆，浅埋段落较长（约1400m），且进、出口下穿高速公路，施工时存在一定的干扰因素。2.2地区地形、地质、水文特征2.2.1地层岩性隧道及斜井洞身地层主要为第四系全新统杂填土、填筑土，冲积砂质黄土、粉砂、细砂、砾砂、细圆砾土、粗圆砾土、卵石土；坡积、砂质黄土；洪积及崩积细角砾土，上第三系中新统泥岩、石膏岩及泥岩夹石膏岩。2.2.2地质构造本区位于祁连地槽褶皱系和松（松潘）甘（甘孜）地槽褶皱系两个构造单元间的结合地带，为祁连山“中间隆起带”、拉脊山加里东地向斜褶皱单元的一部分。地史上各期构造运动对本区均有影响，其中加里东期和燕山期运动较为明显。工点范围内地质构造不发育，未发现明显地质构造痕迹。2.2.3水文地质特征隧道部分地段为林区，并有灌溉水渠通过，附近冲沟发育，雨季有地表水通过，在地表水下渗的作用下，部分地段存在土的含水量或地下水位较高的现象。隧道进、出口端二级阶地中发育有第四系孔隙潜水，主要含水层为粉、细砂，卵、砾石土及细角砾土，地下水位埋深6〜24.5m，主要受大气降水、地表水及基岩裂隙水补给，年变化幅度0.5〜lm。斜井进口端山前斜坡地带，发育有第四系孔隙潜水，主要含水层为砂质黄土，地下水位埋深3.5〜6.6m，主要受大气降水、树木灌溉及基岩裂隙水补给。根据涌水量计算，预测隧道稳定涌水量为1017.76m3/d；最大涌水量为4412.53m3/d。在部分冲沟及山坡上的泥岩夹石膏岩中发育有基岩裂隙水。隧道及斜井洞身局部有渗水或小股涌水。地下水对混凝土具有硫酸盐和氯盐侵蚀性，环境作用等级分别为H1〜H3和L1〜L2。2.2.4不良地质及特殊地质对本工程有影响的不良地质主要为岩堆。（1）HDK173+390〜+600、HDK175+015〜+270段的坡麓上，为泥岩夹石膏岩崩积形成的岩堆，成分为角砾土和砂质黄土，厚1〜45m，隧道以浅埋穿岩堆通过，易出现坍塌、变形现象。（2）HDK174+195〜+430（斜井X0+287〜+315段）段的坡麓上，为泥岩夹石膏岩崩积形成的岩堆，成分为角砾土，厚1〜15m，隧道在岩堆体下部的基岩中穿过，对工程无影响，但斜井在岩堆体下部穿过，对工程有一定影响，易出现坍塌、坡面溜塌现象。本隧道特殊岩土主要有杂填土、湿陷性黄土、膨胀岩、石膏岩等。褚家营围岩情况一览表序号分段里程长度(m)围岩级别施工工法备注起始里程终止里程1HDK172+650HDK172+935285V明洞明挖法、矩形明洞明挖320m2HDK172+935HDK172+97035V明洞明挖法、拱形明洞3HDK172+970HDK173+100130V下穿双侧壁导坑法130m4HDK173+100HDK173+320220V明洞明挖法、拱形明洞明挖220m5HDK173+320HDK173+456136V土质三台阶临时仰拱法180m6HDK173+456HDK173+50044V石质7HDK173+500HDK173+700200W加强三台阶法1570m；斜井从HDK174+650进入正洞8HDK173+700HDK174+589889W9HDK174+589HDK174+720131W加强10HDK174+720HDK174+950230W11HDK174+950HDK175+070120W加强12HDK175+070HDK175+09525V石质三台阶临时仰拱法307m13HDK175+095HDK175+377282V土质三台阶临时仰拱法14HDK175+377HDK175+590213V明洞明挖法、拱形明洞明挖403m15HDK175+590HDK175+780190V明洞明挖法、矩形明洞褚家营隧道：W围岩共计1570m(50.2%),V围岩共计1560m(49.8%)。按施工工法统计,明挖943m(30.1%),暗挖2187m(69.9%),其中暗挖双侧壁导坑法130m(4.1%),三台阶临时仰拱法487m(15.6%),三台阶法1570m(50.2%)。V土质、V下穿围岩共计548m(17.5%)需要打设大管棚。3、不同围岩的开挖方法隧道施工的方法应根据地质条件、断面大小、结构形式、机械配备、周围环境的需要、综合经济效益等因素而确定。本隧道开挖全部采用新奥法原理组织施工，隧道开挖采用光面爆破。针对不同的围岩、不同的地段，开挖按下述施工方法进行：隧道V级围岩段采用三台阶临时仰拱法或双侧壁导坑法施工；隧道内W级围岩地段采用三台阶法。3.1W级围岩开挖：本隧道W级围岩采用三台阶法开挖，采用人工风镐铲凿岩或弱爆破，分台阶开挖成型。根据断面情况采用机械出砟，由自卸车运弃至洞外弃砟场。上台阶超前中台阶5m〜8m；中台阶左右两侧错开3m〜5m，中台阶超前下台阶5〜10,下台阶左右错开3〜5m以上。开挖采用风钻钻孔，微振松动爆破，周边全部采取光面爆破控制成形。上、中台阶出碴利用挖掘机扒碴至下台阶，下台阶利用装载机装碴，自卸汽车运碴至指定的弃碴场地。喷砼采用湿喷机作业，风钻或台车钻锚杆孔，机械配合人工安装锚杆、拱架和钢筋网。施工工序在开挖上部台阶之前施工超前小导管。西宁站改及相关工程施工QZXNZG-2标褚家营隧道洞身开挖专项方案2） 开挖上部台阶：施作上部台阶洞身结构的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架。钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度，底部喷10cm混凝土封闭。3） 上台阶施工至适当距离（一般为5〜8m）后，开挖中部台阶，接长钢架，施作洞身结构的初期支护及封底，可参照工序1）进行。4） 中台阶施工至适当距离（一般为5〜10m）后，开挖下部台阶，及时封闭初期支护。灌注该段内仰拱，灌注该段内仰拱填充。5） 利用衬砌模板台车一次性灌注⑷部二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。（2）施工注意事项1） 隧道施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。2） 如有超前支护等施工辅助措施，首先利用上一循环架立的钢架施作完毕，再开挖。3） 开挖方式均采用弱爆破。爆破时严格控制炮眼深度及装药量。4） 设置锁脚小导管，以确保下台阶施工的安全。5） 各步台阶一次开挖长度宜在2榀钢架间距，下台阶开挖后仰拱紧跟。6） 施工中，按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌注二次衬砌的时机提供依据。3・2・V级围岩开挖：3.2.1.三台阶临时仰拱法本隧道V级围岩一般段采用三台阶临时仰拱法开挖，采用人工风镐铲凿岩或弱爆破，分台阶开挖成型。根据断面情况采用机械出砟，由自卸车运弃至洞外弃砟场。上台阶超前中台阶5m〜8m；中台阶左右两侧错开3m〜5m，中台阶超前下台阶5〜10，下台阶左右错开3〜5m以上。开挖采用风钻钻孔，微振松动爆破，周边全部采取光面爆破控制成形。上、中台阶出碴利用挖掘机扒碴至下台阶，下台阶利用装载机装碴，自卸汽车运碴至指定的弃碴场地。喷砼采用湿喷机作业，风钻或台车钻锚杆孔，机械配合人工安装锚杆、拱架和钢筋网，为确保施工安全量测及时进行，具体工艺流程见“三台阶临时仰拱法施工工艺流程图”。施工工序：（1）开挖施工上台阶：1） 施做拱部超前支护，注浆加固拱部周围地层。2） 先开挖上台阶1部土体，施做上台阶初期支护，施作钢架锁脚锚管。（2）开挖施工中台阶：1）上台阶施工至适当距离后，开挖中台阶2部土体，施作初期支护，施做钢架锁脚锚杆,以控制拱部沉降变形。2）架设中台阶临时横撑。HLlR.liU'HE'1.Ju（3） 开挖施工下台阶：中台阶施工至适当距离后，开挖下台阶3部土体，施做下部边墙初期支护，施做钢架锁脚锚杆。（4） 开挖仰拱、施工仰拱、仰拱填充、二次衬砌：中国中铁・1）开挖仰拱4部土体，施做仰拱初期支护。2） 初期支护封闭后，施做该段仰拱及灌筑该段隧底填充。3） 拆除中台阶临时横撑。4） 利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌（拱墙衬砌一次施做）。施工注意事项：（1） 隧道施工应坚持"短进尺、强支护、早封闭、勤量测"的原则。（2） 超前支护等辅助施工措施，应首先利用上一循环架立的钢架施作完毕，再开挖。（3） 各台阶的钢架架立施作完毕后，应及时施做锁脚锚管。（4） 上台阶每循环开挖支护进尺不应大于1榀钢架间距，边墙进尺不得大于2榀钢架间距，仰拱一次开挖长度不得大于3m,仰拱开挖后应及时封闭初期支护和施做仰拱。（5）施工中，应按有关规范和规定的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。3.2.2.双侧壁导坑法下穿高速公路采用双侧壁导坑法施工，人工配合机械开挖，不进行爆破作业。本隧道V级围岩下穿高速公路段采用双侧壁施工，采用人工开挖。隧道施工坚持"管超前、短开挖、强支护、早封闭、勤量测,的原则。各部每次开挖支护的长度控制在0.5m,二次支护一个循环为2.5m，开挖支护达到一个衬砌循环后，应停止掘进，待施做完衬砌后再开始下一循环施工。二衬按照6m为一个循环，距离掌子面距离50m,具体情况根据监控量测确定。（1）施工工艺流程图

to1［厂I•用=1厂州lirriUiA'il!riLF浜端林脱/to1［厂I•用=1厂州lirriUiA'il!riLF浜端林脱/「ii-HHIirh冷Lll讨叫2崔我朮、C25»：^<(2)施工步骤第一步：利用上一循环架立的钢架施作隧道超前管棚支护及导坑侧壁水平锚杆超前支护f人工开挖先开挖①部f喷混凝土封闭掌子面f施作①部导坑周边的初期支护和临时支护，架设钢架和临时钢架，并设锁脚锚杆，安设I20a横撑f导坑内侧钻径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。当初期支护达到2.5m时，施作二次支护。第二步：人工开挖②部f喷混凝土封闭掌子面f导坑周边部分初喷4cm厚混凝土f接长钢架和临时钢架，并设锁脚锚杆，复喷混凝土至设计厚度。当初期支护达到2.5m时，施作二次支护第三步：人工开挖③部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及施工工序同第二步。

i-1'ini~IIII①想斑制滋1yI'liHLi：：1I-1IU.IH-丨讯砒y-WMc~T~nr啪W粋燉工ii0切圍临11mi心mil'iil.i川細山nr丄ii-卅:虏IIII€心歸I-1lL 沾“捋(「闍门亍11■■rLr>尸41-IIIVAii••丄■~r~117TI'rJUM1卄mi冋加阳iu111,||-({1ii1「协」丨润汀注咏」浪第四步：人工开挖④部。第五步：利用上一循环架立的钢架施作隧道自进式锚杆超前支护，人工开挖⑤部f喷8cm厚混凝土封闭掌子面f施作⑤部导坑周边的初期支护，架设钢架和临时钢架。第六步：人工开挖⑥部。第七步：人工开挖⑦部。第八步：仰拱超前浇注。第九步：拱墙一次衬砌。4、围岩爆破方案设计围岩钻爆设计资料附后。5、仰拱开挖在正洞施工中，仰拱应超前，并一次灌注成型，仰拱距离掌子面宜控制在30米以内（能保证出渣设备有足够的停放装渣位置即可）。仰拱开挖采用全幅施工，为防止边墙拱脚处变形过大,造成喷射砼面开裂等病害，开挖长度控制在每次3〜5榀拱架最为安全，仰拱开挖后，立即初喷4〜6cm喷射砼封闭围岩（如基底渗水严重，可喷厚至15〜20cm）后安装仰拱拱架并喷射砼达到设计厚度，使初期支护及时封闭成环，当仰拱初期支护连续有4~6米长时，开始在仰拱初期支护上安装仰拱钢筋，施作隧道结构防排水，浇注仰拱混凝土。待仰拱混凝土初凝后浇注仰拱填充。6、现场监控量测监控量测是信息化设计与施工的重要内容。本隧道严格按照《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）的有关要求进行监控量测。通过施工现场的监控量测，为判断围岩稳定性，支护、衬砌可靠性，二次衬砌合理施作时间，以及修改施工方法、调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据，指导日常施工管理，确保施工安全和质量。隧道监控量测主要包括隧道洞口段、浅埋和偏压段地表沉降监测、围岩及支护状态观察、拱顶下沉、周边位移及收敛、锚杆抗拔力、隧道内分段涌水量和水压、涌水含砂量与含泥量观察、地表水水位观察等监测项目。施工中的监控量测是施工安全的保障，在施工过程中按要求进行此项工作，并将结果做系统处理后及时反馈指导施工。监控量测工艺流程见下面“隧道监控量测工艺流程图”6.1监测量测内容、方法和仪器6.1.1地质和支护状况信息的观察观察记录工作面的工程地质与水文地质情况，作地质素描。观察开挖面附近初期支护状况，判断围岩、隧道的稳定性和初期支护的可靠性。由工区地质组进行，其它技术人员协助。范围：工作面及初期支护后的地段进行观察。监测仪器：地质罗盘仪等。6.1.2隧道洞口段、浅埋和偏压段地表沉降监测洞口段覆盖层薄，开挖后围岩难以自稳成拱，地表易沉陷，为了确保洞口浅埋段的施工安全，进行地表沉降监测。HDK175+125〜+377、HDK173+320〜+447段洞口浅埋段地表下沉为必须进行的量测项目。布点原则为：地表沉降观测点横向间距为5m,在隧道中线附近测点应适当加密，隧道中线量测范围不应小于H0+B，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围因适当加宽。明挖段监测点纵向间距5m。其测点布置示意图如下所示。监测仪器为：精密水准仪，全站仪等。6.1.3拱顶下沉及收敛量测拱顶下沉及净空变位收敛量测，根据围岩类别、隧道尺寸和埋深等，沿隧道纵向在拱顶和墙

中国中铁・中国中铁・中布设测点，测点间距一般V级围岩为5m,W级围岩为10m。净空变位量测在开挖后尽早进行，初读数在开挖12小时内且在下一循环开挖前读取，采用无尺量测法。浅埋地段洞内外量测点布设在同一横断面内。6.1.4仰拱底部的监测V级围岩开挖地段在底部设测点，每10m设一点与拱顶下沉量测点同断面布设、水准仪测量。6.1.5锚杆抗拔力量测锚杆拉拔是锚杆施工过程控制中质量检验的常规项目，可检验锚杆锚固效果和锚杆强度，每300根检查一组,每组做3根锚杆拉拔力检验；或根据实际情况及监理指令加设检验项目。监测仪器：电测锚杆、锚杆抗拔器等。6.1.6锚杆轴力量测锚杆轴力主要是量测锚杆的在不同时期的受力状况。方法:在软岩变形段及断层破碎带变形段各设置1〜2组进行测试,每组设5根锚杆进行轴力测试。监测仪器：电测锚杆、锚杆轴力计等。6.1.7围岩压力及支护拱架应力量测主要量测围岩与初期支护结构之间的相互作用力及初支结构拱架主力筋受力情况，以此评价支护结构的受力状况及合理性。方法：在断层破碎带及其影响带（V级围岩中进行）5〜10m各设置断面，每断面上测点对称布置24个。同时初期支护的格栅主筋应力量测点与围岩与初期支护的接触应力点设置在同一断面上，对称布置，每断面布设15〜20测点。监测仪器：采用土压力盒、钢筋应力计及频率接收仪量测。6.1.8隧道涌水量及涌水含泥量与含砂量观察内容在隧道排水沟内每50〜200米设置一个涌水量监测点，对隧道涌水量进行测试和评估，以此指导隧道结构防水堵排对策，从而达到隧道结构防水的“限量排放”的目的。同时为了保证隧道排水系统的畅通，不定期的对隧道初期支护段涌水进行取样分析测试其含泥量和含砂量，根据其水质状况采取必要的堵排措施，防止排水导致隧道排水系统的堵塞和淤积现象发生。方法：涌水量采用三角形围堰法或浮标进行测试，而含泥量与含砂量则采用烘干后秤取重量法进行测试。6.1.9地表水力联系观察项目为确切了解隧道涌水排水对地表水系的影响，进一步弄清隧道排水与地表水的水力联系，为制定隧道堵排水方案提供依据，在隧道内发生大的涌水和突水时，则有必要对地表水系进行观察。主要设置的项目有相关区域内的井泉水位状况的观察。6.2量测频率与结束标准6.2.1量测频率量测频率根据监测数据的变化情况定，一般按“量测频率表”进行。6.2.2监测结束标准中国中铁・根据收敛速度判别:一般地段：收敛速度〉5mm/d时，围岩处于急剧变化状态，加强初期支护系统；收敛速度V0.2mm/d时，围岩基本达到稳定。特殊地质地段：加强初期支护强度和刚度，严格控制过大变形。各量测项目持续到变形基本稳定后2周结束，断层破碎带地段位移长时间不能稳定时，延长量测时间并采取加强措施。量测频率表项目量测仪器设备量测时间间隔1〜15天16〜30天1〜3月3月以上围岩及支护状态观察目测、数码相机、地质罗盘等开挖面每次开挖后进行已施工地段喷混凝土、锚杆、钢架1次/天地表沉降精密水准仪，铟钢尺开挖面离量测面〈2B时，2次/天开挖面离量测面〈5B,1次/2天开挖面离量测面＞5B时，1次/周拱顶下沉水准仪，挂尺2次/天1次/2天1〜2次/周2次/月周边收敛坑道收敛计同上围岩与支护间压力压力盒，频率接收仪1次/天1次/2天1〜2次/周2次/月格栅主筋内力钢筋应力计，频率接收仪1次/天1次/2天1〜2次/周2次/月结构混凝土裂缝观察读数显微镜，钢尺根据需要进行锚杆轴力锚杆轴力计根据需要进行其它根据实际情况和要求进行623监测数据的统计分析与信息反馈工程监控量测作为施工组织的核心内容之一，置于动态管理体系之中，具体包括监测、数据的整理分析和信息反馈等几个主要方面。量测数据的整理、分析数据整理：把原始数据通过一定的方法，如大小顺序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征计算以及离群数据的取舍。回归分析和曲线拟合：绘制量测数据的时态变化曲线图(即“时态散点图”所示)和距开挖面关系图。在取得足够的数据后，根据散点图的数据分布状况，选择合适的函数，对监测结果进行回归分析，以预测该测点可能出现的最大位移值或应力值，预测结构和建筑物的安全状况，防患于未然。还可通过插值法，在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求得符合测量规律而又未实测到的数据。

中国中铁・时间(t中国中铁・时间(t)建立监测管理等级基准建立监测变形管理等级标准，管理等级分三等，其等级划分及相应基准值见“变形管理等级标准表”通过对监测结果的比较和分析来判定支护结构的稳定性和安全性，并指导施工。变形管理等级标准表管理等级管理位移施工状态IUOVUn/3正常施工IIUn/3WU0W2Un/3加强支护IIIU0>2Un/3采取特殊措施注：U0为实测变形值，Un允许变形值见“结构允许相对位移表”Un的确定：Un的确定考虑围岩类别、隧道埋置深度等因素并结合现场条件选择。建立快速信息反馈渠道为确保监测结果的质量，加快信息反馈速度，建立快速信息反馈平台。监控量测设置洞内和地表两个监测小组，每个小组的监测数据均由计算机管理，并与项目总工计算机通过局域网进行内部快速传递，从而作到每日监测结果的及时上报。如有变形超过管理标准，则由总工根据相关要求制定对策，通过调度命令直接传达到工区执行，并同时通过电话及其它方式通知监理及设计单位。周报、月报则通过书面形式上报项目总工，由项目部按期向施工监理、设计单位和业主单位提交监测报告，并附上相对应的测点位移或应力时态曲线图，和对施工情况进行评价并提出施工建议。监测信息反馈程序监控量测与信息反馈程序见“监控量测与信息反馈程序图”。信息反馈设计的主要内容施工方法变更的建议；施工工序的更改；预留变形量的修改或确认；设计参数的修改或确认；辅助施工措施的选择与变更；周边环境的影响评估及辅助施工措施建议。结构允许相对位移表(%)埋深围岩级别一〈50m50〜300m300m〜500m拱脚水平相对静空变化值V0.29〜0.720.58〜2.882.59〜4.320.14〜0.430.29〜1.151.00〜1.73III0.04〜0.140.12〜0.580.43〜0.86II0.01〜0.040.01〜0.12拱脚水平相对静空变化值V0.12〜0.230.20〜1.581.15〜2.02W0.09〜0.140.06〜0.120.43〜1.15III0.04〜0.090.06〜0.220.17〜0.43II0.04〜0.090.07〜0.17注：硬岩取下限，软岩取上限。拱脚水平相对净空变化指两侧点间净空水平变化值与其距离之比；拱顶相对下沉指拱顶下沉值减去隧道下沉值后与原拱顶至隧底高度之比。墙腰水平相对净空变化极限值可按拱脚水平相对净空变化值乘以1.2〜1.3后采用。7、特殊围岩地段处置方法7.1超前地质预报隧道施工中的地质预报方法，主要是根据地表和已开挖的隧道地段的地质调查和各种探测方法取得的资料，以及地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内(一般每次预测长度为10〜20m)围岩的工程地质和水文地质条件。7.1.1地质预报内容超前地质预报内容如下：隧道穿越不稳定岩层较大断层预测；出现岩溶地段预测；出现涌水地段预测；软岩出现内鼓、片劈掉块地段预测；岩体突然开裂或原裂隙逐渐增宽等危害性预测；位移变形加快影响围岩稳定预测；可能出现塌方、滑动影响预测；浅埋段下沉裂缝对隧道稳定预测；地质条件变化对施工影响程度预测；7.1.2超前地质探测和预测方法根据开挖工作面前推法预测；用相似比拟法对隧道涌水预测；根据超前炮眼钻孔对涌水量预测；开挖工作面浅孔钻探预测；西宁站改及相关工程施工QZXNZG-2标褚家营隧道洞身开挖专项方案(5)必需时采用声波探测进行地质预报。7.1.3在接近设计提供不良地质地段时，加强地质预报。采用开挖工作面进行浅孔钻探(每工作面两个钻孔)，用于探明前方地质，发现地下水较大时，则进一步钻孔放水，防止涌水发生。断层破碎带及溶洞地段采用钻进式注浆锚杆超前预支护、钢架、喷锚网防护，缩短循环进尺，尽量采用人工开挖或机械开挖，减少对围岩的扰动，及时支护，做到随挖随护。并进行隧道开挖面地质素描图和隧道地质展示图记录。7.1.4施工中充分利用超前预报作用。根据施工中记录的地质素描图和地质展示图组织施工，及时调整支护参数。工作面上采用两个钻探孔辅助地质预报。钻探孔长度一般为20m。采用浅孔钻探方法，主要是在钻进过程中，从钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色、成分以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情况掌握地质条件。例如，在遇到断层泥时，钻进时间短、钻进速度快，钻孔冲洗液浑浊、呈白色；遇卡钻时，说明岩体破碎；遇跳钻时，则可能有空洞或溶洞等等。浅孔钻探时，采用安装在钻孔台车上的钻进测速装置，记录钻进一定深度所需要的时间，得出钻进时间随深度的变化曲线。根据钻进时间变化曲线，可推断预测断层在钻进中的位置和宽度。综合开挖工作面上不同位置钻孔的钻进时间变化曲线，便可大致确定断层的规模和产状。7.1.5围岩坍方前兆预测围岩的变形破坏、失稳坍方，是从量变到质变的过程，在量变的过程中，必然会在围岩的工程地质和水文地质特征及岩石力学上反应出一些征兆。因此，根据这些征兆来预测围岩的稳定性，进行地质预报，从而保证施工的安全，防止隧道坍方。围岩的变形破坏、失稳坍方，有以下一些征兆：遇特殊和不良地质条件，如断层及其破碎带、溶洞、涌水、松散地层等稳定性差的围岩；水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、涌水量增大、水质由清变浊(地下水将断层泥带走)等都是即将发生坍方的前兆；开挖面上有不稳定块体出露处，往往是局部围岩坍方的部位；拱部不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生坍方；岩石裂缝旁出现岩粉或洞内无故发现有岩粉飞扬时，可能即将发生坍方；围岩发生裂缝，并逐步扩大，很可能要发生坍方；支护受力(敲击发声清脆有力，拱架接头挤偏或压劈等)变形甚至发出声响时，说明围岩压力增大，有坍塌的可能；喷射砼出现大量的明显裂纹，亦说明围岩压力增大，有可能出现失稳坍方；(9)围岩或隧道支护，拱脚附近的水平收敛率大于0.2mm/d，或拱项下沉量大于O.lmm/d,并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定的状态。在软弱围岩采用台阶施工时，开挖马口过程中不断掉下小石块，拱部初期支护开裂,预示将发生塌方。7.1.6加强施工监控量测，及时反馈信息指导施工。7.1.7从技术管理上配备专职地质工程师进行地质预报、分析，及时提出预报资料，做好施工应急预案，保证施工安全、顺利进行。地质预报探测程序详见图如下页所示:7・2•隧道坍方预防措施7.2.1做好超前地质预报工作。尤其是施工开挖接近设计探明的I类围岩、断层破碎带和岩溶地层时，要认真及时地分析和观察开挖工作面岩性变化，遇有探孔突水、涌泥、渗水增大和整体性变差等现象，及时改变施工方案。7.2.2加强围岩量测工作。通过对量测数据分析处理，按照时间一位移曲线规律，及时调整和加强初期支护，同时重视二次衬砌及时施作。7.2.3严格控制爆破装药量，尽量减小对软弱破碎围岩的扰动。7.2.4保证施工质量，超前预注浆固结止水，钢架制作、初期支护和二次衬砌砼质量必须符合设计及《验标》要求。7.2.5严格控制开挖工序，尤其是一次开挖进尺，杜绝各种违章施工。7.2.6施工期间，洞口应常备一定数量的坍方抢险材料，如方木、型钢钢架等，以备急用。7.2.7有下述现象发生时，应先撤出工作面上的施工人员和机械设备，指定专人观察和进行加固处理。、围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快。、围岩面不断掉块剥落。、初期支护喷砼表面龟裂、裂缝或脱皮掉块，钢架严重变形。8、钻爆开挖保证措施8・1•技术控制隧道施工原则：“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”8.1.1钻爆设计应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出碴能力等因素综合考虑。中国中铁・地质资料的研究中国中铁・地质资料的研究现场地质状况调查超前探测预报方案的研究地质雷达声波探测根据开挖及支护情况发现坍方征兆地质雷达声波探测根据开挖及支护情况发现坍方征兆采取相应措施保证开挖安全采取相应措施预防坍方资料整理与经验积累超前地质预报探测施工程序图8.1.2爆破开挖一次进尺应根据围岩条件确定，开挖软弱围岩时应控制在1—2m之内，开挖坚硬完整的围岩时应根据周边眼的外插角及允许超挖量确定。8.1.3根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼最小抵抗线。围岩软弱、破碎时，周边眼间距取小值，E/W取小值。8.1.4严格控制周边眼装药量，并使药量沿炮孔长度合理分布。周边眼宜用小直径药卷和低爆速炸药，可借助传爆线实现空气间隔装药。周边眼雷管应与内圈眼雷管跳段使用。8.1.5周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，保证开挖面平整，但掏槽炮眼应比辅西宁站改及相关工程施工QZXNZG-2标褚家营隧道洞身开挖专项方案助炮眼眼底深10cm。当开挖面凸凹较大时，应根据实际情况调整炮眼深度，并相应调整装药量。8.1.6周边眼宜一次同时起爆，软弱围岩段或断层处须对爆破震动加以控制时，可分段起爆。8.1.7对内圈眼的爆破参数应严格控制，防止围岩过度龟裂。8.1.8斜眼掏槽的炮眼方向，在岩层层理或节理发育时，不得与其平行，应呈一定角度，并尽量与其垂直。8.1.9开挖断面底板两隅处，应合理布置辅助眼，适当增加药量和导向空眼，消除爆破死角。8.1.10在地下水较多地段，所用爆破材料应能防水。8.1.11开挖过程中应监测围岩爆破扰动深度以及爆破对围岩的影响，及时调整钻爆方案。&2•光面爆破质量保证措施8.2.1钻眼人员必须严格按技术交底要求规范布眼，各层钻眼人员不能随意交换，实行“定人、定位、定机、定质、定量”的五岗位责任制，分区按顺序钻孔。不钻残孔、不钻石缝、不钻软夹层、不钻破碎带的四不钻制度。8.2.2隧底（包括水沟电缆槽）必须一次开挖到位，而且要平顺。8.2.3钻眼必须坚持“准、直、齐、平”的原则，特别是周边眼要控制好方向和装药量，利用长钻杆控制钻眼角度，以提高光爆效果，减少超欠挖。严格控制周边眼间距及最小抵抗线厚度，并使周边眼尽可能打在轮廓线上。8.2.4钻眼时不能减少炮眼数，也不能随意增大装药量。装药必须专人负责，并严格堵塞炮泥。8.2.5工人在钻眼时，应及时将前方围岩的变化反馈给技术人员，以便技术人员及时调整炮眼间距及装药量。8.2.6钻眼完成后，应按炮眼布置图进行检查并作好记录，有不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后才能装药爆破。8.2.7装药前应将炮孔内泥浆、石屑吹洗干净。已装药的炮孔及时用炮泥堵塞，堵塞长度周边眼不小于20cm，其它眼不小于30cm。周边眼采用小直径药卷连续装药或屮32药卷间隔装药,其它炮眼采用屮32药卷连续装药。掏槽眼要控制好方向和装药量，眼底加强装药，第一级掏槽眼的深度大于其它部位的眼深约30cm，眼口炮泥堵塞长度必须大于30cm。掏槽眼和底眼采用双雷管引爆，导爆管不能对折，以防瞎爆。8.2.8判断拱部钻进方向的上挑角度是否适中，可通过观察钻中岩浆外流的情况来确定，在钻眼用水量合适的情况下:如果岩浆顺钎杆直接流到岩机前落下时，说明上挑角度太大。如果岩浆顺钎杆流出10cm左右落下时，说明上挑角度合适。(3)如果岩浆一出孔口就流下时，说明上挑角度不足。829应努力做到“石变我变”及时准确地修正钻爆设计和调整钻爆参数，并保证光爆设计的实施，确保光爆质量，保证隧道不坍塌。光爆装药参数由技术人员、领工员、承包队领班人员集体研究确定，在装药前由领工员、领班人员对工班进行集中布置并组织实施。光爆参数交底包括周边眼间距、最小抵抗线、炮眼密集系数、周边眼装药集中度、二圈眼装药集中度、总装药量等。领工员必须对自己值班范围的实际操作进行记录，包括：炮眼布置图，装药参数，钻眼速度、围岩自稳程度。并对值班范围光爆效果及进尺进行评定，此记录和掌子面的围岩情况将作为下一茬炮光爆参数调整的依据。8.2.10隧道光面爆破施工有关标准如下:(1)超欠挖：爆破后的围岩应圆顺平整，无欠挖，超挖量(平均线性超挖)应控制在7cm以内。具体数据如下表：隧道开挖断面允许超挖值(cm)和检验方法岩级别开挖部位、、III—IVV、VI检验数量检验方法拱部平均线性超挖10平均线性超挖15平均线性超挖10每一开挖循环检杳一个断面激光断面仪、全站仪测量周边轮廓线，绘断面图与设计断面核对最大超挖值20最大超挖值25最大超挖值15边墙平均10平均10平均10(2)半眼痕迹保存率：爆破后半眼率在整体性好的坚硬岩石中必须大于90%，在中硬岩石中应大于80%对围岩的破坏程度：爆破后，围岩面上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应该有浮石。炮眼利用率应大于85%。8.3•光爆常见质量事故的预防与处理在隧道及地下工程掘进中,常见的光爆质量事故有哑炮、带炮、冲天炮、“戴眼镜”、“挂门帘”等。其中有的事故虽然对安全无威胁，但对施工质量与工程进度的影响不容忽视。8.3.1哑炮中国中铁・哑炮又称瞎炮、拒爆或盲炮，是指炮眼中的起爆药包经点火或通电后，雷管与炸药全未起爆或雷管爆了而炸药未爆的现象。如果雷管与部分炸药爆了，但孔底尚有剩留未爆药包，则称

为半爆或残炮。哑炮与残炮是掘进中最经常发生的一种爆破事故，必须采取措施竭力避免。这

种事故一旦发生，应严格遵照安全规程仔细分析，找清原因，采取有效方法予以处理，否则不

得在工作面进行其他工序的工作。哑炮或残炮产生的可能原因、处理方法及预防措施，可参考下表分析。处理哑炮时，禁止用压缩空气吹出炮泥、炸药和雷管，禁止从拒爆的炮眼上拔出雷管。哑炮或残炮的产生、处理与预防现象产生原因处理方法预防措施眼底剩药炸药受潮有岩粉相隔，影响传爆管道效应影响，传爆中断用水冲洗出炸药；取出炸药包有水或潮湿炮眼采取防水措施；装药前，吹扫干净炮眼采取措施消减管道效应的影响雷管爆了，而炸药全未爆炸药变质或变潮；雷管起爆力不足或半爆；雷管与药包脱离掏出炮泥，重新装入起爆药包起爆；散装药时，用水冲洗炮泥和炸药，重新装药起爆严格检验炸药与雷管，保证质量；有水或渐湿炮眼采取防水措施；雷管与起爆药包绑紧雷管与炸药全未爆雷管起爆方面导火索与火雷管质量不合格；火线雷管加工质量不合格，如导火索切得不整齐，使火焰传不到雷管的起爆药，或雷管与导火索脱离；装药时导火索受潮；点火遗漏电雷管方面：电雷管质量不合格；电爆网路不符准爆条件掏出炮泥，重新装入起爆药包起爆；装入聚能药包进行殉爆起爆；由于联线错误或不良的电爆网路，可重新联线起爆；距哑炮至少0.3米处另钻平行炮眼装药起爆；1.严格检验起爆材料，保证质量。2•火雷管起爆时：保证火线雷管加工质量；装药时将导火索靠向眼壁禁止用炮棍猛冲；①点火时沉着认真避免遗漏；3.电雷管起爆时：保证电爆网路符合准爆条件；联线时认真仔细非电爆破雷管拒爆卡口环固定不合格；导爆管两头药粉脱落；③导爆管壁破裂距哑炮至少0.3米处另钻平行炮眼装药起爆；卡扣环固定不能过紧或过松，过松容易被喷掉；过紧不容易传火；作炮时，应及时将剪下的导爆管一段封口，另一端采取防止药粉脱落的措施；不使用管壁破裂的导爆管8.3.2带炮工作面上先起爆的炮眼爆破后，把邻近炮眼的导火索、雷管或药包带出炮眼，叫做带炮。带炮现象可能仅眼口部分的装药被抛出，而眼内留有残药；也可能出现整个炮眼装药因先爆炮眼的爆破而崩坏。产生带炮的原因是：炮眼布置过密，眼距过小；需要堵塞的炮眼堵塞不严实。此外，当延发间隔时间较长、采用正向起爆（尤其起爆药包放在眼口第一个药包位置时）及岩石节理裂隙发育等情况下，均会增加产生带炮的可能性。带炮的出现除对工作质量有影响外，更重要的是被带出的爆破材料（尤其雷管）混杂在岩渣中，给爆破后清理工作面、装岩工作等的安全带来很大威胁。因此，当发现有带炮现象时，应对工作面进行严格检查，清除掉未爆炸的爆破材料，对于可能压在岩渣堆底下的雷管、炸药等，应在装岩过程中留心发现，决不能粗心大意。带炮的预防措施，主要是合理确定眼距和提高堵塞质量，采用反向起爆可减少带炮现象。8.3.3冲天炮炮眼中装药起爆后，未能将周围岩石崩落，而仅仅将堵塞物推出眼外，这种现象叫做冲天炮（或空枪）。冲天炮的产生原因可能是：需要堵塞的炮眼堵塞不严实，炮眼布置过稀，抵抗线过大，斜眼掏槽眼与工作面夹角过大，掏槽失败造成其它炮眼工作条件恶化，如直眼掏槽时炮眼被“挤死”，装药量过少，点火顺序不对，或因导火索燃速不稳定，造成起爆顺序混乱等。产生冲天炮后，一般都根据具体情况适当进行补炮。如果原炮眼未崩坏，可重新装药爆破之，如由于掏槽失败致使其他炮眼产生冲天炮时，在掏槽眼补炮后，仍可利用原辅助眼，周边眼进行装药爆破。产生冲天炮不仅浪费了大量爆破材料，而且还将增加钻眼工作量，降低掘进速度。因此，应针对上述原因，采取相应预防措施，主要是合理布置炮眼、正确确定爆破参数和提高堵塞质量等。8.3.4“带眼镜”掏槽眼爆破后，工作面表层岩石未崩落，仅在内部造成破碎槽洞（即爆里不爆外），这种现象叫做“带眼镜”主要是炮眼装药长度不够和眼距不当造成的。因为掏槽眼（指装药眼）的爆破作用方向主要是指向空心眼，则炮眼装药部分易于爆开岩石，而堵塞部分过长后，爆炸应力波强度不足使岩石破碎未发展到工作面。因此，避免“带眼镜”现象的发生，主要是根据工作面岩石性质的不同，正确确定好装药长度和炮眼间距。在产生“带眼镜”后，一般采用补钻炮眼进行爆破，以便把未爆开部分崩落。8.3.5“挂门帘”挂门帘是指在光面爆破中，周边眼眼口部位的抵抗线岩石未爆掉，而形成的一种现象。主要原因是周边眼的炸药过于集中在眼底，没有装药的炮孔段太长、光爆层太薄、节理裂隙影响或岩石过于破碎等等。产生这一现象后，一般可另装药将其爆掉。预防“挂门帘”的措施，可根据石质选择合适的抵抗线；尽量采用小直径连续装药等等。8.3.6岩壁留有半边孔的超、欠挖岩壁留有半边孔痕，但又有超欠挖现象。这主要是周边眼没有开在轮廓线上或眼孔与轮廓线的夹角过大。应严格按要求穿孔，才可避免。8.3.7口部欠挖、底部超挖炮孔口部欠挖，底部超挖，主要原因是周边眼离轮廓线太远，孔角过大或底部药量过多。预防措施：除严格按要求钻孔外，还应控制装药量。8.3.8未留半边眼孔的超欠挖岩壁未留半边眼孔的超欠挖现象，主要是周边眼、二圈眼的装药量过大、光面层太薄或石质太碎等等。预防时，应严格控制装药量，合理选择抵抗线厚度。8.3.9两相邻半边孔中间的超欠挖当两相邻半边孔中间有岩壁欠挖现象时，主要是周边眼间距过大或周边眼抵抗线过小。只要将眼距及抵抗线这两个光爆参数选择合理，这种现象就可以避免。9、安全保证措施9.1凡进洞人员须经过安全教育，各工种人员必持证上岗，对身体不适或存在缺陷者要认真落实其工作岗位。9.1进洞人员须佩戴安全帽，严禁酒后上班。9.2各位职工认真贯彻落实岗位责任制。9.3带病作业的机具、设备等均停止使用，并进行及时修理或更换。9.4坚持每周一次安全大检查，坚持安质人员每日巡检，每日交班会安全汇报工作；各领工员及承包人在交接班中要认真记录当日当班安全情况，安质人员要进行检查，并向相关领导汇报。9.5凡存在安全隐患的地方要及时进行处理，安全部门要认真落实处理结果是否达到要求。9.6工程部要及时进行收敛量测，如发现异常情况要及时向领导汇报。9.7开挖9.7.1钻眼人员到达掌子面时，应首先检查工作面是否处于安全状态，如支护有无表观变形、裂纹；拱部、两帮岩面有无松动现象或岩层面与层面间有无夹薄泥层现象，在风钻水喷洒后是否软化剥落、掉块、坍方，若存在应在开钻前及时处理，承包人、领工员或班长要现场指挥,专人负责。处理措施诸如打锚杆、找顶、找帮、补炮、挂网等。9.7.2掌子面各用电设备严禁出现漏电伤人，尤其是台车上的各用电设备和掌子面抽水设备,避免漏电造成高空坠落伤人。9.7.3风钻支架应放在妥当位置，以免支架弹出伤人；同时各风管节头的连接以及各风管在不用时要保证绑扎好；在开关风时要认真清理被开关风管头对象，以免风管头摆动伤人。9.7.4严禁套钻残眼，在除碴中严禁立爪硬挖有瞎炮的炮眼，以防撞出雷管伤人。9.7.5在进退台车时，要预防台车跳道后倾斜伤人，尤其在台车两侧的工作人员。9.7.6严禁边钻眼边装药的习惯性施工方法。9.7.7严禁装药时携带烟火，尤其禁止抽烟、明火等。9.7.8领用火工品、装药、连线工序须有专人负责，并经培训合格的员工操作，装药时严禁用铁器（铁捧、①22锚杆、钻杆）装填，最好用竹杆。9.7.9工作面岩石破碎局部未及时进行处理严禁爆破，以免给除碴带来安全隐患。9.7.10在起爆前各工班长、领工员要认真检查雷管联线。9.7.11火工品在洞内临时存放要专人看管，以免遗漏在工作面或被运输车辆及人员碰掉落