泄洪洞洞身开挖施工组织设计方案.docx
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泄洪洞洞身开挖施工组织设计方案
泄洪洞洞身开挖施工方案
一、隧洞开挖主要工程量
平洞石方开挖:
21600m3;
斜洞石方开挖:
7200m3;
二、隧洞开挖循环程序
隧洞开挖循环程序详见下图。
三、洞内石方开挖施工方案
1、施工方案
1、1平洞开挖方案
隧洞施工中,开挖方法是影响围岩稳定的重要因素之一。
因此,在选择开挖方法时,应对隧洞断面大小及形状、围岩的工程地质条件、支护条件、工期要求、工段长度、机械配备能力、经济等相关因素进行综合分析,采用恰当的开挖方法。
尤其应与支护条件相适应。
隧洞开挖方法实际上是指开挖成形方法。
按开挖隧洞的横断面分部情形来分,开挖方法可分为全断面开挖法、台阶开挖法,分部开挖法。
我项目部根据投入本工程的机械设备、劳动力和隧洞工程所处的地质条件隧洞断面较小等条件分析判断,决定采取分部开挖施工方法。
标准断面上部高度为4.3m,下部为4.2m,如图1;进口大断面分三层开挖,具体见图2。
用移动式排架(东风车上焊接排架操作平台)钻孔,非电毫秒导爆管雷管起爆,炸药选用2#岩石硝铵炸药或乳化炸药,出口ZL40装载机、进口用1m3液压挖掘机装车,5t自卸汽车运碴。
1.2、斜洞开挖方法
斜洞开挖方法的选择:
根据斜洞开挖断面尺寸大小、从方便施工等方面综合考虑,本工程斜洞开挖适合于采用先反井、后扩大开挖的方法。
斜洞井底与平洞相通,先反井、后扩大的开挖方法,正是利用井底的平洞作为出碴通道,工效高,速度快。
斜洞开挖方法示意图:
先反井、后扩大开挖斜洞的施工顺序如下图所示:
先导井、后扩大开挖调压井示意图
施工顺序:
①首先打通井底平洞,作为出碴通道。
②从平洞内自下而上地开挖导井,即反井。
③反井贯通后,再自上而下地扩挖成斜洞,此时,反井落碴,经平洞出碴。
从以上顺序可见,斜井开挖的关键是自下而上地开挖反井。
反井因反向独头开挖,作业条件差,为了使反井尽快贯通,反井的断面尺寸不宜太大,根据本工程的断面尺寸,适宜于采用直径3.0×2.5m的城门断面。
导井开挖断面详见下图所示。
1.3、隧洞钻爆参数设计
(1)掏槽眼布置
掏槽眼有直眼掏槽和楔形掏槽两种,我公司分析了两种掏槽方式,认为直眼掏槽较适合,即选择直眼掏槽方式。
槽口尺寸要与循环进尺、断面大小和掏槽方式相协调,本工程槽口尺寸选择1.2m2较为合适。
本工程采用单空孔掏槽钻孔布置。
掏槽孔布置详见下图。
(2)辅助孔及崩落孔的布置
辅助孔及崩落孔的作用是进一步扩大槽口体积和爆破量,并逐步接近开挖断面形状,为周边眼创造有利的爆破条件。
辅助眼的布置原则:
取E/W=0.6~0.8,并采用孔底连续装药。
辅助眼由内向外逐层布置,逐层起爆。
(3)光面爆破周边眼布置
光面爆破周边眼设计参数详见下表
(4)炮眼布置图
本工程标准开挖断面炮眼布置详见下图1;进口大断面炮眼布置详见下图2。
本工程标准开挖断面炮眼布置详见下表1;进口大断面炮眼布置详见下表2。
表1标准开挖断面每一循环爆破作业炮孔一览表
序号
炮孔
炸药用量
名称
数目
孔深(m)
单孔(kg)
合计(kg)
1
中空孔
1
2.3
2
掏槽孔
4
2.3
2.5
10
3
辅助孔
4
2.3
2.5
10
崩落孔
30
2
1.2
36
光爆孔
25
2
1.2
30
Ⅱ部扩挖孔
48
2
1.2
57.6
合计
112
143.6
表2进口大断面开挖每一循环爆破作业炮孔一览表
序号
炮孔
炸药用量
名称
数目
孔深(m)
单孔(kg)
合计(kg)
1
中空孔
1
2.3
2
掏槽孔
4
2.3
2.5
10
3
辅助孔
4
2.3
2.5
10
4
崩落孔
44
2
1.2
52.8
5
光爆孔
30
2
1.2
36
Ⅱ部扩挖孔
48
2
1.2
57.6
Ⅲ部扩挖孔
68
2
1.2
81.6
合计
180
248
本文仅以理论计算为依据,实际炮孔位置和炮孔装药量根据具体的岩石条件,经现场试验后确定。
1.4隧洞开挖钻孔作业
钻孔是隧洞开挖中的主要工序,钻孔的快慢直接影响工程进度。
本工程隧洞洞径较大,使用移动式操作平台(东风车上焊接排架)钻孔。
本工程配置移动式操作平台车1部。
每一钻孔深度以2m为宜。
根据钻孔数量和投入的机械设备,每一钻孔循环约为3~5小时。
标准断面钻孔所需时间为:
最大钻孔总长L=9×2.3+55×2=131m
风钻单班生产率取40m/台班,则钻孔所需时间为131/40=3.3台班,合1188min
配置6把风钻,则钻孔时间为200min。
进口大断面钻孔所需时间为:
最大钻孔总长L=9×2.3+74×2=169m
风钻单班生产率取40m/台班,则钻孔所需时间为169/40=7.5台班,合2700min
配置8把风钻,则钻孔时间为340min。
1.5、隧洞开挖爆破作业
⑴炸药品种选择
炸药品种很多,我项目部根据本工程岩石情况和长期的施工经验,最适宜于采用2#岩石硝铵炸药或乳化岩石炸药。
⑵起爆材料
塑料导爆管的抗电、抗火、抗冲击性能良好,起爆传爆性能稳定,已成为地下工程中广泛使用的起爆材料。
非电雷管是与塑料导爆管配合使用的起爆材料,同样是地下工程广泛使用的起爆材料。
本工程起爆材料即选择塑料导爆管与非电雷管。
⑶导爆管发爆
塑料导爆管采用8号火雷管起爆。
1.6隧洞开挖出碴作业
出碴是隧洞施工的基本作业之一。
出碴作业能力的强弱,决定了它在整个作业循环中所占时间的长短,因此,出碴作业能力的强弱在很大程度上影响施工速度。
本工程出碴工程量大,持续时间长,适宜于采用机械出碴方式。
根据本工程隧洞洞径大小以及我公司长期的隧洞施工经验,进口工作面决定采用1m3挖掘机1台配合5t自卸汽车出碴,出口工作面采用ZL40装载机配合5t自卸汽车出碴。
部位
标准断面
进口最大断面
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
断面积(m)
32
36
58
53
58
方量(m3)
51
58
93
85
93
本工程一循环最大出碴量为93m3(进口)
1m3单斗挖掘机小时生产率:
Ph===48m3/h
台班生产率:
P=8PhKb=8×48×0.6=230m3/台班
故装完最大出碴量为93m3需时间为:
×8×60=194min,取200min。
出口采用装载机出碴所需时间为:
每车装料时间取10min,则每小时出碴6×2m3/车=12m3。
则出碴所需时间为:
58/12=4.8,约合300min。
综合以上情况,配备5t自卸汽车5部足够出碴要求。
洞挖石方循环作业时间为12小时。
四、工期安排:
综合上述,每天隧洞上半部开挖可进行两个循环,每个循环进尺按1.8米计算,则每天的施工进度为3.6米,遂洞全长为360米,则完成其上半部的开挖需要120个工作日,遂洞下半部的开挖由于钻孔少,工作环境好,预计在90个工作日内完成,隧洞石方开挖于2004年3月1日开始开挖,2004年9月30日完成。
各工序所需时间如下表:
部位
工序
测量放样
(min)
准备
(min)
钻孔
(min)
爆破
(min)
危石处理
(min)
出碴
(min)
合计(min)
进口工作面
40
20
340
60
30
200
690
出口工作面
40
20
200
60
30
300
650
五、机械设备及人员配备:
根据工期安排,我项目部将配备足够的施工设备及人员,确保每个施工分段能按作业循环计划完工,最终如期完工。
机械设备配备见表1,劳动力配备见表2。
表1. 主要施工设备表
设备名称
型号及规格
数量
制造商
设备状况
进场时间
电动空压机
12m3/min
1台
南京空压机厂
良好
已进场
电动空压机
6m3/min
1台
南京空压机厂
良好
已进场
柴油空压机
12m3/min
1台
滁洲空压机厂
良好
已进场
柴油空压机
3m3/min
4台
滁洲空压机厂
良好
已进场
风 钻
YT26
8台
沈阳凿岩机械
股份有限公司
良好
2004.05
风 钻
气腿式
6台
沈阳凿岩机械
股份有限公司
良好
已进场
潜水泵
QY15-26-22
2台
(3台)
蚌埠潜水泵厂
良好
2004.03
(2004.04)
装载机
ZL40
1台
厦门工程机械厂
良好
2004.03
挖掘机
1m3
1台
合肥日立挖掘机厂
良好
已进场
自卸汽车
5t
8辆
第二汽车制造厂
良好
已进场
鼓风机
22KW
3台
良好
2004.03
砼喷射机
PH-30
1台(1台)
扬州建筑机械厂
良好
2004.03(05)
锥式搅拌机
1台(1台)
扬州建筑机械厂
良好
2004.03(06)
表2.劳动力计划表
工种
人数
月份
管理干部
技术干部
技术工人
后勤人员
普工
合计
人数
人工工日数
3月
6
20
50
12
70
158
4898
4月
6
20
50
12
70
158
4740
5月
6
20
80
12
80
198
6138
6月
6
20
80
12
80
198
5940
7月
6
20
50
12
70
158
4898
8月
6
20
50
12
70
158
4898
9月
6
20
50
12
70
158
4740
总计
36252
1.7隧洞临时支护和塌方处理措施
因隧洞局部地段经过Anz-Gn+w岩层,其抗风化能力差,对围岩稳定不利,施工过程中可能需要采取锚喷临时支护措施。
⑴临时锚喷支护
临时锚喷支护措施的具体做法是:
若洞室稳定性相对较好时,可以仅喷一层5cm厚的砼,作为临时支护措施;若洞室稳定性相对较差时,根据岩石的走向布置一定数量的锚杆,同时喷上砼,作为隧洞的临时支护措施;若洞室稳定性更差时,则采取锚杆支护与钢筋网喷砼支护的支护措施。
⑵临时锚杆支护施工方法
①砂浆锚杆安装的工艺流程
砂浆锚杆安装工艺流程详见下图。
钢筋在使用前需进行矫直和除锈等处理,并按所需长度截断。
水泥应新鲜无结块,砂子应过筛,粒径小于3mm。
钻孔要按锚杆的设计要求进行,保证锚杆的方向、深度和间距准确。
孔眼在注浆前必须清洗干净。
砂浆锚杆安装工艺流程
②砂浆锚杆施工方法
(1)钻孔
采用风钻钻孔。
孔径要与杆径配合好。
孔位偏差控制在15mm~50mm之间。
孔深偏差控制在50mm之内。
钻孔方向适当调整尽量与岩层主要结构面垂直。
锚孔钻好后用高压水将孔眼冲洗干净。
(2)注浆
粘结砂浆要拌和均匀,并调整其和易性,随拌随用,一次拌和的砂浆在初凝前用完。
注浆管插到孔底,开始注浆后,徐徐均匀地将注浆管往外抽出,并始终保持注浆管口埋在砂浆内,以免砂浆中出现空洞。
注浆体积略多于需要体积,将注浆管全部抽出后,立即迅速插入杆体,可用锤击或通过套筒用
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