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隧道工程总施工方案
隧道工程总施工方案
第一节总体施工方案
隧道施工依照新奥法原理组织。
软岩地段施工一直坚持〝弱爆破、短进尺、强支护、早封锁、勤量测、紧衬砌〞的原那么。
在施工中积极推行运用国际外隧道施工新技术、新工艺,投入大型施工机械设备,组成钻、爆、挖、装、运、锚、衬等机械化作业线;喷砼采用湿喷机,降低回弹量和粉尘;砼衬砌全部采用液压钢模衬砌台车和泵送砼作业,施工中停止超前地质预告,采用先进的量测、探测技术取得围岩形状参数,经过对数据的剖析和处置,及时反应信息指点施工。
新奥法施工顺序见流程图1.1。
I、II类围岩地段采用短台阶法施工。
下台阶在钻进式注浆锚杆超前预支护下,采用弧形导坑预留中心土法施工,中、下台阶实行左右侧槽相错式开挖,喷锚网、钢架初期支护。
III类围岩地段采用正台阶法开挖,喷锚网、钢架初期支护;对弱水、贫水、围岩全体性较好地段采用全断面法开挖。
IV、V类围岩地段采用全断面法开挖,普通地段设局部钢筋网喷锚支护,富水地带拱部设钢筋网喷锚支护。
钻爆采用两或三臂液压钻孔台车,塑料导爆管毫秒雷管微差爆破开挖,周边轮廓采用光面爆破技术。
有轨运输采用ITC312H挖装机装碴,大吨位内燃机车或电瓶车牵引梭式矿车出碴;无轨运输采用ITC312H挖装机装碴,VOLOVA20自卸车出碴。
喷砼采用TK-961湿喷机配机械手作业;全断面液压钢模衬砌台车、泵送砼灌注二次衬砌砼。
砼全部采用自动计量拌合站消费,保送罐车运输。
通风采用大功率风机、大管径软管压入式通风,独头掘进距离超越1000m的长隧道采用压入式和压出式混合通风方式。
第二节洞口开挖
一、开挖
洞口段采用分层开挖,施工机械以CAT320L开掘机为主;洞口场地用装载机辅以推土机整平压实;遇稳固石质地层人工钻眼爆破,运输采用自卸车,挖方弃往指定的弃土场。
洞口段开挖将充沛思索洞内施工需求,合理布置供风、供水、供电设备、资料寄存及加工场地、机械停放场地。
洞口施工顺序见流程图1.2。
洞口段为Ⅳ类及以上围岩时,在洞口边仰坡及支护施作终了后,即可直接进洞。
为确保施工平安,普通采用正台阶法或超短台阶法进洞,上部开挖超前3~5m,掘进10~20m后,先在洞口段全断面衬砌8~10m,然后采用全断面施工方法。
如围岩全体性好那么可直接采用全断面施工方法。
洞口段为Ⅲ类及以下围岩时,采用〝套拱法〞进洞。
所谓〝套拱法〞就是在洞口段隧道洞身上下衬砌轮廓线以外,立模架灌注厚30~50cm的砼〔或许钢筋混凝土〕,长度3~5m,嵌进山体0.5~1.0m,外露0.5~4.5m,以确保洞口段山体动摇,防止坍塌和洞顶危石伤人,确保施工平安,然后采用台阶法施工。
施工时,配合超前支护〔锚杆、小导管及大小管棚〕和钢架支护。
然后按设计要求停止洞身开挖支护。
洞口浅埋地段避开雨季施工,施工中采用人工开挖〔必要时放小炮〕,短开挖,强支护,衬砌紧跟,步步为营,稳扎稳打,以策平安。
二、边仰坡施工
截水沟施作终了后停止边仰坡开挖,按设计坡度一次整修到位,并分层停止边仰坡防护,以防围岩风化,雨水浸透而坍塌。
围岩破碎部位增设网喷,以动摇边仰坡。
刷坡防护到路基面标高。
三、洞门修筑
隧道洞门在进洞施工正常后,结合地形地质及思索洞口美化等条件,布置在雨季前施工。
洞门施工应与不少于5m的洞内拱墙衬砌同时灌注施工,连成全体。
图1.1新奥法施工顺序框图
图1.2洞口施工顺序框图
第三节洞身开挖与支护
一、上部弧形导坑预留中心法施工
㈠施工工序
I类围岩、Ⅱ类围岩和洞口Ⅲ类围岩地段,采用上部弧形导坑预留中心法施工。
上部弧形导坑预留中心法施工顺序见图1.3,施工工序见图1.4a、1.4b。
图1.3上部弧形导坑预留中心法施工顺序框图
㈡施工方法
I类围岩地段采用超短台阶法施工,台阶长度控制在5m以内。
在钻进式注浆锚杆超前预支护下,下台阶采用弧形导坑预留中心土法开挖,以人工风镐开挖为主。
开挖后及时喷砼封锁岩面及中心土,及早施作拱部喷锚网、钢架初期支护,喷砼采用湿喷工艺。
图1.4a单线隧道上弧导预留中心法施工表示图
图1.4b双线隧道上弧导预留中心法施工表示图
开挖上部弧形导坑时,同时开挖中台阶或中、下台阶,循环进尺相反。
开挖后立刻喷砼封锁岩面,及时施作边墙喷锚网、钢架初期支护。
左右侧槽不能对称开挖,须错开2~3m。
每循环进尺0.6~1.2m。
为提高工效,下台阶开挖出碴采用CAT320开掘机扒碴到下台阶,由ITC-312H隧道挖装机装碴。
施工中仔细停止围岩量测任务,依据围岩变化,及时调整初期支护参数。
Ⅱ、Ⅲ类围岩均采用短台阶法施工,首先施作拱墙初期支护,然后施作砼仰拱,最后全断面施作模筑砼二次衬砌;台阶长度5m。
Ⅱ类围岩地段在钻进式注浆锚杆超前预支护下,下台阶采用弧形导坑预留中心土法开挖,以人工风镐开挖为主。
开挖后及时喷砼封锁岩面,及早施作拱部喷锚网、钢架初期支护,喷砼采用湿喷工艺。
为提高工效,下台阶开挖出碴应用CAT320开掘机将碴扒到下台阶,由ITC-312H挖装机出碴。
上部弧形导坑预留中心掘进喷锚作业循环时间见图1.5。
上部弧形导坑预留中心喷锚作业循环时间图(单线)
图1.5
工序
作业时间〔min〕
循环时间〔min〕
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
测量放线
30
超前支护
90
开挖
120
初喷
60
出碴
90
架钢架、挂网、打锚杆
120
喷砼
120
上部弧形导坑预留中心喷锚作业循环时间图〔双线〕
图1.5
工序
作业时间
(min)
循环时间(min)
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
720
测量放线
30
超前支护
90
开挖
120
初喷
60
出碴
120
架格栅、挂网、打锚杆
150
喷砼
150
二、正台阶法施工
洞身Ⅲ类围岩地段采用正台阶法施工,下台阶开挖采用YT-24凿岩机钻眼,塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆。
每循环进尺1.2~2.4m。
上下台阶由CAT320开掘机和ITC-312H挖装机装碴,施工中合理调整工序,实行〝钻爆、装碴、运输〞机械化一条龙作业。
隧道开挖后及时施作喷锚支护,下半断面开挖后仰拱施工紧跟。
正台阶法掘进喷锚作业循环时间见图1.6。
三、全断面法施工
Ⅳ、Ⅴ类围岩地段采用全断面法光面爆破施工,塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆。
每循环进尺2.8~4.6m。
Ⅳ类围岩开挖采用H-178两臂或三臂液压钻孔台车钻眼,初期支护采用芬兰产H530锚杆台车施作锚杆,湿喷机停止喷砼作业。
洞内作业供电采用630KVA可移动变压器、10KV高压进洞。
砼衬砌采用全断面液压钢模衬砌台车、泵送砼作业。
全断面法掘进作业循环时间见图1.7。
施工顺序见图1.8。
III类围岩台阶法施工循环作业时间图〔单线〕
图1。
6
工序
作业时间
(min)
循环时间(min)
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
720
测量放线
30
开挖
180
初喷
60
出碴
120
架格栅、挂网、打锚杆
180
喷砼
150
正台阶法掘进喷锚作业循环时间图〔双线〕
图1.6
工序
作业时间〔min〕
循环时间〔min〕
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
720
780
测量放线
60
开挖
150
初喷
90
出碴
150
架钢架、挂网、打锚杆
180
喷砼
150
全断面法掘进作业循环时间图〔单线〕
图1.7
工序
作业时间〔min〕
循环时间〔min〕
60
120
180
240
300
360
420
480
540
测量放线
30
钻眼
180
装药
60
水幕降尘通风
60
清危喷砼
60
出碴
150
全断面掘进施任务业循环时间图〔双线〕
图1。
7
工序
作业时间(min)
循环时间(min)
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
测量放线
30
钻眼
180
装药
90
通风
60
清危初喷
60
出碴
180
复喷砼
60
在全断面爆破作业中,采用水幕降尘,确保作业面粉尘含量到达规范。
施工中采用〝W〞型水幕降尘器喷雾降尘。
每个爆破作业面共设两道水幕降尘,距离掌子面区分为20m和40m;每道共设4个水幕降尘器,左左边墙各1个,基底2个;在爆破工点炮后分开时逐组启动喷水系统,末尾水幕降尘作业。
装碴作业面和倒运碴场,人工配合公用洒水器洒水降尘,确保施工环境良好。
装载机装碴时,人工配合公用洒水器洒水降尘,确保作业面环境良好。
四、光面爆破
依据围岩走向、层厚、石质等地质状况及支护施工方法,设定爆破方法如下:
㈠Ⅲ类围岩采用正台阶法掘进。
爆破器材选用2#岩石硝铵炸药、塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆。
正台阶炮孔布置、雷管段别布置、爆破网络布置见正台阶炮眼布置图1.9、1.9a;Ⅲ类围岩断面开挖药量分配表见表1.1;Ⅲ类围岩断面主要技术经济目的见表1.2。
㈡Ⅳ、Ⅴ类围岩采用全断面法掘进,稳固岩石施工增强掏槽爆破,控制周边光爆孔,确保无超欠挖。
爆破器材选用2#岩石硝铵炸药,塑料导爆管非电起爆系统毫秒微差有序起爆。
全断面炮孔布置、雷管段别布置、爆破网络布置见全断面炮眼布置图1.10、1.10a、1.10b。
Ⅲ类围岩正台阶光面爆破炮眼药量分配表〔单线〕
表1.1
序号
上下台阶
炮眼
分类
炮眼数
雷管
段数
炮眼
长度
炮眼装药量
每孔
药卷数
单孔
装药量
算计
药量
个
段
cm
卷/孔
Kg/孔
Kg
1
上
台
阶
掏槽眼
4
1
165
7
1.10
4.40
2
4
3
285
13
2.03
8.12
3
扩槽眼
9
5
250
11.5
1.80
16.20
4
内圈眼
10
7
250
11.5
1.80
18.00
5
周边眼
23
9
260
11×∮25
1.21
27.83
6
底板眼
6
11
260
12.5
1.90
11.40
7
算计
56
85.95
8
下
半
断
面
掘进眼
5
2
250
11.5
1.80
9.00
9
4
4
250
11.5
1.80
7.20
10
6
6
250
11.5
1.80
10.80
11
周边眼
10
8
260
11×∮25
1.21
12.10
12
底眼
5
10
260
12.0
1.90
9.50
13
算计
30
48.60
合计
134.55
III类围岩全断面光面爆破炮眼药量分配表〔双线〕
表1.1
序号
炮眼分类
炮眼数
(个)
雷管段数
(段)
炮眼深度
(cm)
炮眼装药量
每孔药卷数
(卷/孔)
单孔装药量
(Kg/孔)
算计药量
(Kg)
1
中空眼
1
310
2
掏槽眼
2
1
310
7
3.50
7.00
3
2
3
310
7
3.50
7.00
4
4
5
310
7
3.50
14.00
6
扩槽眼
6
7
300
7
3.50
21.00
7
辅佐眼
12
9
300
6
3.00
36.00
8
18
10
300
6
3.00
54.00
9
11
11
300
6
3.00
33.00
10
11
12
300
6
3.00
33.00
11
10
13
300
6
3.00
30.00
12
内圈眼
40
14
300
1
3.00
120.00
13
周边眼
53
15
300
9.25×12
小药卷
1.32
69.96
14
底板眼
25
15
320
7
3.50
87.50
15
算计
195
512.46
Ⅲ类围岩正台阶光面爆破主要经济技术目的〔单线〕
表1.2
序号
项目
单位
数量
1
开挖断面积
m2
52.12
2
估量每循环进尺
m
2.50
3
每循环爆破石方
m3
130.30
4
炮眼总数
个
86.00
5
钻孔总数
m
217.40
6
雷管用量
发
100.00
7
炸药用量
Kg
134.55
8
比钻眼数
个/m2
1.65
9
比钻眼量
m/m3
1.67
10
比装药量
Kg/m3
1.03
11
单位体积岩体耗雷管量
发/m3
0.77
12
估量炮眼应用率
%
96%
III类围岩全断面光面爆破主要经济技术目的〔双线〕
表1。
2
序号
项目
单位
数量
1
开挖断面积
m2
97.94
2
估量每循环进尺
m
2.90
3
每循环爆破石方
m3
284.00
4
炮眼总数
个
194.00
5
钻孔总数
m
639.70
6
雷管用量
发
226.00
7
炸药用量
Kg
512.46
8
比钻眼数
个/m2
1.98
9
比钻眼量
m/m3
2.25
10
比装药量
Kg/m3
1.80
11
单位体积岩体耗雷管量
发/m3
0.80
12
估量炮眼应用率
%
97%
Ⅳ、Ⅴ类围岩采用两臂或三臂钻孔台车钻孔时,其光面爆破设计如下:
钻爆采用平行直眼掏槽方法,中部设大直径中空孔,中空孔直径为102mm。
2#岩石硝铵炸药;遇水采用乳胶炸药,不巧合系数为1.14~1.20。
1、爆破参数选择
⑴掏槽眼型式选择及其装药参数
⑵周边眼孔距E的选择
周边孔间距普通为0.3~0.65m,本设计取E=0.6m。
⑶抵抗线W的选择
W=E/MM为周边孔密集系数,普通取0.7~0.9,本设计M取0.8,
W=0.6/0.8=0.75。
⑷炮孔深度L的选择
初步设计循环进尺不低于3.5m,故周边孔L=3.6m,掘进主炮孔L=3.6m,掏槽孔底板眼采用L=3.6m。
2、爆破资料采用15段系列塑料导爆管毫秒雷管。
周边孔采用传爆线竹片。
小直径距离装药,孔外网路采用复式网路联接,全断面一次起爆。
3、爆破药量分配
全断面开挖药量分配见表1.3。
4、各断面光爆主要技术经济目的表
全断面光爆主要技术经济目的见表1.4。
IV类围岩全断面光面爆破炮眼药量分配表〔单线〕
表1.3
序号
炮眼分类
炮眼数
(个)
雷管
段数
(段)
炮眼深度
(cm)
炮眼装药量
每孔
药卷数
(卷/孔)
单孔
装药量
(Kg/孔)
算计
药量
(Kg)
1
掏槽眼
4
2
360
16.5
2.60
10.40
2
4
4
360
16.5
2.60
10.40
3
扩槽眼
8
6
350
16
2.50
20.00
4
辅佐眼
10
8
350
16
2.50
25.00
5
6
10
350
16
2.50
15.00
6
内圈眼
20
12
350
16
2.50
50.00
7
周边眼
33
14
360
8
1.25
41.25
8
底板眼
9
14
360
16.5
2.60
23.40
9
算计
94
195.45
IV-V类围岩全断面光面爆破炮眼药量分配表(双线)
表1.3
序号
炮眼分类
炮眼数
(个)
雷管段数
(段)
炮眼深度
(cm)
炮眼装药量
每孔药卷数
(卷/孔)
单孔装
药量
(Kg/孔)
算计
药量
(Kg)
1
中空眼
3
515
2
掏槽眼
6
1
515
12
6.0
36.0
3
6
3
515
12
6.0
36.0
5
4
5
515
12
6.0
24.0
8
扩槽眼
4
7
500
11
5.5
22.0
9
辅佐眼
9
9
500
11
5.5
49.5
10
8
11
500
11
5.5
44.0
11
9
12
500
11
5.5
49.5
12
19
13
500
11
5.5
104.5
13
内圈眼
39
14
500
10
5.0
195.0
14
周边眼
39
15
500
11×∮32
1.1
66.3
15
底板眼
17
15
520
12
6.0
102.0
16
算计
165
728.8
IV类围岩全断面光面爆破主要经济技术目的〔单线〕
表1.4
序号
项目
单位
数量
1
开挖断面积
m2
41.52
2
估量每循环进尺
m
3.50
3
每循环爆破石方
m3
145.32
4
炮眼总数
个
94.00
5
钻孔总数
m
334.00
6
雷管用量
发
112.00
7
炸药用量
Kg
195.45
8
比钻眼数
个/m2
2.26
9
比钻眼量
m/m3
2.30
10
比装药量
Kg/m3
1.34
11
单位体积岩体耗雷管量
发/m3
0.77
12
估量炮眼应用率
%
96%
IV-V类围岩全断面光面爆破主要经济技术目的〔双线〕
表1.4
序号
项目
单位
数量
1
开挖断面积
m2
83.03
2
估量每循环进尺
m
4.80
3
每循环爆破石方
m3
398.50
4
炮眼总数
个
165.00
5
钻孔总数
m
830.95
6
雷管用量
发
180.00
7
炸药用量
Kg
728.80
8
比钻眼数
个/m2
2.02
9
比钻眼量
m/m3
0.997
10
比装药量
Kg/m3
1.83
11
单位体积岩体耗雷管量
发/m3
0.216
12
估量炮眼应用率
%
96%
5、光爆钻孔的技术与技巧要求
⑴严密组织
光爆钻孔时,应一致指挥协调举动,仔细实行定人、定位、定机、定质、定量的〝五定〞岗位责任制。
分区按顺序钻孔,防止相互关扰、碰撞、拥堵和窝工。
刷帮压顶钻孔时,最好固定钻孔班,以便熟练技术,掌握规律,提高钻孔的速度和准确性。
⑵钻孔方法步骤
整个钻孔进程中,可分为预备、定位、启齿、拔杆、移位五步。
①预备
开工前预备任务做到〝四查〞。
即:
查钻机及两个钻臂的运转及钻机油管各部件;查风水电及管路衔接部位能否结实;查钻头钻杆等配件能否备全;查消耗较多的器材能否有充沛的余量。
②定位
先由测量班在掌子面画出各炮孔位置及在隧道掌子面画出中线十字线,作业班将钻机范围定上去,并将钻孔先后次第分配明白。
③启齿
启齿时渐渐推进,并特别留意钻臂的方向与隧道中线的夹角能否契合设计外插角。
④拔杆
遇全体性好的石质可中速渐渐拔出,如遇破碎岩石卡钎时,应渐渐来回推进,使之拔出,如拔不出,再接近钻孔重新打眼,使之拔出。
图1.9单线Ⅲ类围岩正台阶开挖炮眼布置及起爆顺序图
图1.9a双线Ⅲ类围岩全断面光面爆破炮眼布置及起爆顺序图
图1.10单线Ⅳ类围岩全断面开挖炮眼布置及起爆顺序图
图1.10a双线Ⅳ、Ⅴ类围岩全断面光面爆破炮孔布置及起爆顺序图
图1.10bⅢⅣⅤ类围岩全断面光面爆破起爆网络图
⑤移位
钻好一个炮
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