洞身开挖作业指导书.docx
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洞身开挖作业指导书
中铁二十五局集团一公司
济晋高速项目部
洞身开挖作业指导书
(依据T2501ZLJH-B)
版号:
第一版
编号:
T2501ZYZD-06
执行日期:
2004年12月20日
持有人:
受控状态(盖章受控)
济晋高速公路仙神河隧道洞身开挖作业指导书
中铁二十五局第一工程有限公司项目部
济晋高速公路仙神河隧道作业指导书
编号:
T2501ZYZD-06
编制人:
王超军2004年12月20日
审核人:
皮振毅2004年12月20日
发布人:
俞伟2004年12月20日
密级:
企机密
版本号:
第一版
洞身开挖工作业指导书
受控状态(盖章受控):
持有人:
洞身开挖作业指导书
一、编制的依据
1、中铁二十五集团第一有限公司《质量手册》、《程序文件》
2、中铁二十五集团第一有限公司济晋高速公路项目部《工程项目质量计划》
3、现行《建筑施工规范》、《建筑安装工程质量检验评定标准》
二、本作业指导书适用于本项目所属各施工队
三、洞身开挖作业指导书
1、Ⅱ类围岩地段施工
Ⅱ类围岩设计采用ⅡB、ⅡC、ⅡS类复合支护型式,施工采用留核心土环行开挖法施工,施工时严格遵守软弱围岩不良地段“早预报、勤量测、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、紧衬砌”的原则,认真做到稳扎稳打,步步为营。
(1)具体施工步骤如下图:
①超前小导管注浆
②上弧形导坑开挖
③上弧形导坑初期支护(初喷砼、安装锚杆、挂网、架设钢拱架、复喷砼)
④核心土开挖
⑤下部开挖
⑥边墙及仰拱初期支护(初喷砼、安装锚杆、挂网、架设钢拱架、复喷砼)
⑦架设钢筋,现浇仰拱衬砌
⑧铺设防水层,模注二次衬砌
(2)关键工序要求
①超前小导管施工要注意保持环与环间的设计搭接长度。
②尽量减少对地层的扰动,爆破要密打眼,少装药。
③仰拱及填充层在初期支护完成后尽快施做,先于二衬进行施工,采用自制砼衬砌台车进行混凝土全断面灌注。
④Ⅱ类围岩每循环长度为1.0m,初期支护紧跟掌子面,及时施做仰拱,使整个断面尽快形成封闭环。
⑤二次衬砌根据围岩量测监控的信息情况,适时施做,以保证初期支护和施工安全的关键措施。
一般二次衬砌距初期支护30m处开始浇注。
⑥施工时认真做好洞内排水工作,保证排水畅通,防止基层软化。
两侧临时排水沟顺畅,在需要的位置设集水井,配备抽水机抽水。
2、Ⅲ类围岩段施工
Ⅲ类围岩地段采用Ⅲ型复合支护类型,采用短台阶施工方案,台阶长10~15m,先支护后开挖,微震光面爆破,装载机配合自卸车出碴。
(1)具体施工步骤如下图:
(2)关键工序要求
①先超前砂浆锚杆施工,然后上台阶开挖采用简易台架人工风枪钻眼,楔形复式减震掏槽,微震光面爆破开挖,循环进尺1.5~2.0m。
②拱部初期支护施工顺序为初喷、径向Φ22砂浆锚杆、铺设钢筋网、架立钢格栅、复喷C25砼至设计厚度。
③下部开挖后及时将钢格栅连接闭合,进行锚喷初期支护,灌注仰拱混凝土及C15片石砼仰拱回填。
3、Ⅳ类围岩施工
采用下导坑超前,随后二次扩挖的方法掘进。
(1)具体施工步骤如下图:
(2)关键工序要求
①超前导坑开挖:
导坑一般超前不超过8m,以便有较好的通风条件;宽、高尺寸选择2.4~3.2m,满足机械(小松PC290挖机弃碴需要。
导坑底标高同隧底设计标高。
②二次扩挖采用全断面光面爆破开挖,YT-28风钻机钻眼,挖掘机、装载机装碴,自卸汽车运碴。
③初期支护采用钢筋网砼和砂浆锚杆支护。
4、施工关键技术
(一)超前地质预报技术
隧道地质超前预报是防止隧道开挖突发性灾害(塌方、涌水、采空区等),保证施工安全,保证施工工期,确保工程施工质量,优化和调整支护参数,评判围岩稳定的有效措施。
采用传统探测方法进行地质预报。
随着隧道的掘进,完善、修正设计资料,通过掌子面地质素描和洞体展现对岩体的特征观察分析,做出地质判断,及时调整支护参数。
(二)隧道光面爆破技术
光面爆破是新澳法施工的第一要素,实施光面爆破可减弱对围岩的扰动,减小松动范围,使开挖轮廓圆顺,是保证隧道的工程质量,施工安全和进度的一个关键技术。
针对仙神河隧道洞身不同的围岩类别,具体采用相应的爆破方法:
A、Ⅱ类围岩施工
Ⅱ类围岩以松散残积层及砂土状强风化层为主,强度低,围岩自稳性差,易坍塌。
主要采用小炮松动爆破,充分减小对周边围岩的震动。
B、Ⅲ类围岩施工
Ⅲ类围岩短台阶法开挖,上部采用微震光面爆破,下部台阶采用一次性爆破施工。
施工过程中,根据爆破效果及时修改爆破参数。
(1)炸药及雷管选型
选用爆速低的炸药,采用Ф25mm和Φ32mm两种乳化炸药药卷。
为更好地实现微差爆破采用非电毫秒雷管。
(2)非电微差起爆网络设计
爆破震动与同段齐爆的炸药用量有极其密切的关系,采用非电微差起爆技术,可以有效控制单段雷管的起爆药量,又能有效地控制每段雷管的起爆时间,使爆破震动波形不形成叠加,既能保证岩石破碎达到理想的效果,又能消除爆破震动的有害效应。
在掏槽眼、掘进眼、底板眼或周边眼中,起爆药量较大的段别的雷管,间隔时差设计为200ms,即跳段设置。
这样可使爆破震动速度降低30%,达到更好的爆破效果。
①、孔深进尺设计:
上部台阶采用1.2m进尺,钻孔深度1.5m;下部台阶采用2m进尺,钻孔深度2.5m。
②、掏槽形式设计:
上台阶采用三角形三中孔眼直眼掏槽。
如下图:
项目
开挖
断面
(m2)
循环
进尺
(m)
炮眼
个数(个)
装药量(㎏)
比装
药量
(㎏/个)
比钻
眼量
(个/m2)
单位耗药
量
(㎏/m2)
上台阶
约43
1.2
113
79.2
0.7
2.83
1.65
下台阶
约51
2.0
75
75.68
1.01
1.75
0.8
主要经济技术指标表
(3)爆破参数及炮眼布置如下:
开挖爆破参数表
序号
上下
台阶
炮眼
分类
炮
眼
数
起爆
顺序
炮眼
深度
炮眼装药量
每孔
药卷数
每孔
装药量
合计
药量
个
cm
卷/孔
㎏/孔
㎏
1
上
台
阶
掏槽眼
3
130
2
3
1
130
5.2
0.876
2.628
3
辅助眼
4
2
120
4.6
0.776
3.102
4
掘进眼
63
3、4、5、6、7
120
4.5
0.768
48.38
5
周边眼
25
8
125
6.5
0.52
13.00
6
底板眼
13
9
120
4.8
0.806
10.478
7
底板眼
2
10
120
4.8
0.806
1.612
8
合计
113
79.2
1
下
台
阶
掘进眼
44
1、2、3、4
2.2
6.4
1.087
47.82
2
周边眼
12
5
2.25
6.1
0.485
5.82
3
底板眼
11
6
2.2
6.8
1.16
12.76
4
底板眼
8
7
2.2
6.8
1.16
9.28
5
合计
75
75.68
(4)循环时间
循环时间安排表(Ⅲ类围岩)
顺序
作业项目
需用时间(min)
备注
上台阶
下台阶
1
台架或台车就位
15
15
2
测量、布眼
20
20
3
钻爆破眼
60
60
4
装药、连线
20
30
5
机械人员撤离、爆破
15
15
6
通风、排烟
20
20
7
找顶
10
8
出碴
50
80
9
施工初期支护及钢支撑
200
120
合计
420
Ⅲ类围岩循环作业主要参数:
每环开挖按上台阶两环、下台阶一环,全断面进尺2.0m计,循环作业时间16h。
(5)作业组织
上台阶劳动力:
开挖工8人,挖掘机司机1人,汽车司机3人,装载机司机1人,其他人员2人。
共15人。
主要机械设备:
空压机1台,风钻8台,EC290挖掘机1台,装载机1台,8t自卸汽车4台,通风机1台。
下台阶劳动力:
开挖工14人,挖掘机司机1人,汽车司机4人,装载机司机1人,其他人员1人。
共21人。
主要机械设备:
PC200挖掘机1台,装载机1台,8t自卸汽车4台。
C、Ⅳ类围岩施工
Ⅳ类围岩施工采用超前下导坑、深孔光面爆破方法施工。
该方法导坑超前不仅可以探明地质情况,也解决了硬岩深孔爆破掏槽难度大,炮眼利用率低的问题,二次扩挖的爆破方式(预留光爆层)主要体现为崩解式爆破代替以前全断面一次爆破的抛掷式爆破,这样装药量大大减少,减小了爆破震动。
以往的实践证明:
超前导坑二次扩挖的方法爆破效果很好,炮眼利用率在98%以上,周边轮廓半眼率显著提高。
同时可以相对加快掘进速度。
(1)为了保护围岩,增强隧道光面效果,周边炮孔采用光面爆破技术施工。
下导坑开挖采用直眼掏槽方法,微差起爆控制掏槽时间,微差间隔50~100ms。
掘进孔采用微差起爆技术,微差时间25~300ms。
为了使每段起爆炸药量控制在容许范围内,采用区间孔外延时的装药结构。
掏槽设计:
采用五梅花小直径中空直眼掏槽:
如下图:
(2)循环时间
超前下导坑法开挖循环时间安排表
顺序
作业项目
需用时间(min)
备注
导坑
二次扩挖
1
台车就位
20
20
2
测量、布眼
20
20
3
钻爆破眼
40
90
4
装药、连线
20
30
5
机械人员撤离、爆破
15
15
6
通风、排烟
20
20
7
找顶
15
15
8
出碴
60
90
9
局部锚杆、喷砼
60
合计
210
360
超前导坑开挖循环时间3.5h,二次扩挖循环时间6h。
(3)爆破参数
掘进眼及底板眼的爆破参数及周边眼光面炮孔设计参数见下表:
掘进眼及底板眼爆破参数表
炮眼类别
炮眼直径(mm)
孔深(m)
孔距(m)
排距(m)
炮孔装填系数
掘进眼
42
3.0~3.2
0.8
0.8
0.9
底板眼
42
3.0~3.2
0.75
0.8
0.9
光面爆破设计参数表
炮眼直径(mm)
炮孔深度(m)
抵抗线(m)
炮孔间距(m)
线装药密度(㎏/m)
4.2
3.0~3.2
0.6
0.45
0.18
Ⅳ类围岩爆破设计装药参数表
炮眼名称
非电毫秒雷管
孔深
(m)
炮孔数(个)
装药量(㎏)
附注
段
个
超
前
导
坑
掏槽孔
1
1
3.0
1
1×2.25=2.25
1、每次开挖进尺为1.2m。
2、药卷规格掏槽孔:
Φ32×200mm(150g)掘进孔及底板孔:
Φ25×200mm(90g)
周边预裂孔:
Φ25×200mm(60g)
3、全断面扩大第1区间11~20段的装药量与1~10段的装药量相同。
掏槽孔
3
1
3.0
1
1×2.25=2.25
掏槽孔
5
1
3.0
1
1×2.25=2.25
掏槽孔
7
1
3.0
1
1×2.25=2.25
掏槽孔
8
1
3.0
1
1×2.25=2.25
辅助孔
9
4
3.0
4
4×1.35=5.4
掘进孔
10
4
3.0
4
4×1.35=5.4
掘进孔
11
6
3.0
6
6×1.35=8.10
底板孔
20
5
3.0
5
5×1.35=6.75
二
次
扩
挖
第
1
区
间
掘进孔
1
2
3.0
2
2×1.35=2.70
掘进孔
2
3
3.0
3
3×1.35=4.05
掘进孔
3
4
3.0
4
4×1.35=5.4
掘进孔
4
5
3.0
5
5×1.35=6.75
掘进孔
5
5
3.0
5
5×1.35=6.75
掘进孔
6
4
3.0
4
4×1.35=5.4
周边孔
7
5
3.0
5
5×0.54=2.7
周边孔
8
5
3.0
5
5×0.54=2.7
周边孔
9
8
3.0
8
8×0.54=4.32
底板孔
10
6
3.0
6
6×1.35=8.10
第
2
区
掘进孔
1~12
3
3.0
3
3×1.35=4.05
周边孔
12~14
2
3.0
2
2×0.54=1.08
周边孔
15~20
4
3.0
4
4×0.54=2.16
第
3
区
掘进孔
1~12
2
3.0
2
2×1.35=2.70
周边孔
13~17
2
3.0
1
1×0.54=0.54
周边孔
18~20
4
3.0
4
4×0.54=2.16
D、光面爆破施工程序及作业标准
为保证隧道光面爆破效果,我们坚持程序化、标准化作业,借以不断优化和调整爆破技术和具体参数。
(1)放样布眼:
钻眼前,用全站仪、水平仪、钢尺相配合,测量人员用红油漆准确绘出开挖断面的中线和轮廓线,标出炮眼位置,误差不超过5cm。
(2)定位开眼:
采用风动凿岩机钻眼,轴线与隧道轴线保持平行,就位后按钻眼布置图钻孔,掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求为控制在5cm以内。
(3)钻眼、清孔:
安排技术熟练的操作人员施做,严格按设计要求和具体情况、确定的设备进行施工。
装药前,用炮钩和高压风将炮眼内石屑刮出吹净。
(4)装药:
按照炮眼设计图确定的装药量自上而下分片组进行,雷管对号定设,要定人、定位、定段别,不得乱装药。
所有炮眼按要求用炮泥堵塞。
(5)联络起爆网络:
按设计连接网络操作,起爆网络为复式网路,充分保证起爆的可靠性和准确性。
导爆管不能打结,各炮眼雷管连接次数相同,导爆索的连接方向准确、连接点必须牢固,引爆雷管用黑胶布包扎在离一蔟导爆管自由端10cm以上处,连好后,专职监炮员认真检查验收。
(6)做好安全工作,非点炮人员撤离到安全区后方可引爆。
有瞎炮,要专门处理。
及时检查光爆效果,分析原因,调整爆破设计
E、光爆质保措施
为切实搞好隧道光爆施工,我们采取了以下措施:
(1)项目部成立光面爆破领导小组,开展TQC科技公关,明确质量目标,责任到人。
(2)严格技术交底制度,工前下发作业指导书,作到人人心中有数。
(3)坚持持证上岗制度,加强岗前培训,执行专业化施工。
(4)定人、定岗、定责、定标准,分工到位,各负其责,严格执行爆破制度。
(5)加强各道工序的过程控制,做好施工记录,坚持三检制度,确保标准化作业。
(6)根据情况和爆破效果,修正光爆设计参数,及时指导施工班组提高实施。
(7)引入激励机制,坚持质量一票否决制,落实目标责任制。
四、本作业指导书自发布之日起使用。
中铁二十五局集团第一工程有限公司
济晋高速公路项目部工程部
2004年12月20日
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