黑龙湾隧道施工方案

-1-207国道涞源插箭岭至走马驿段改建工程黑龙湾隧道专项施工方案编制：复核：审批黑龙湾隧道项目部2011年12月8日-2-黑龙湾隧道主体施工方案一、工程概况(1)黑龙湾隧道为整体式的双车道公路隧道，隧址位于涞源县黑龙湾村，隧道进口在K10+145处，出口在K10+460处，长度为315m。隧道穿越上体最高海拔为642.1m，隧道最大深埋为76.4m。隧道进、出口均采用端墙式洞门。(2)导流洞地质条件隧址区地形起伏较大，冲沟较发育，地面标高变化在582.00～637.00m之间，相对高差达55m。出露地层为太古界五台群黑云斜长片麻岩，节理、裂隙发育。该遂址区属构造剥蚀中低山地貌单元。(3)隧道围岩分级根据调查、物探、钻探、实验等资料，岩石隧道的围岩定性特征，围岩基本资料指标BQ，土体隧道中的土体类型、密实状态等定性特征，确定围岩级别。1).桩号K10+145～K10+218段，洞体深埋为3.0～51.1m，隧道围岩为太古界五台群黑云斜长片麻岩，强～弱风化，节理裂隙发育，Jv=10条/m3，岩体破碎,中薄层状结构：RQD=0-20%，Rc=20.9MPa,BQ=258,无地下水，岩体完整性较差，弹性波速为1816～2599m/s,围岩级别为IV级。2）．桩号K10+218～K10+391段，洞体埋深为76.4～44.4m,顶板基岩厚度为57.0～77.50m。围岩为隧道为太古界五台群黑云斜长片麻岩，强～弱风化，节理裂隙较发育，岩体较破碎，中薄层状结构；RQD=30-60%,Rc=31.3MPa,BQ=382,无地下水，岩体完整性较好，弹性波速为-3-2985～3452m/s，围岩级别为III级。3).桩号K10+391～K10+460段，洞体埋深为44.4～0.5m顶板基岩厚为49.70～25.80m，隧道围岩为太古界五台群黑云斜长片麻岩，强～弱风化，节理裂隙发育，Jv=9条/mз，岩体破碎，中薄层状结构；RQD=10-25%,Rc=21.3MPa,BQ=282,无地下水，岩体完整性较差，弹性波速为1808～2552m/s，围岩级别为IV。（4）洞身结构设计隧道衬砌结构按新奥法原理设计，采用柔性支护结构复合式衬砌。综合考虑了工程地质条件、隧道断面形状、支护衬砌结构受力特点、施工条件等，并充分利用围岩的自承能力。根据隧道的工程地质条件和围岩级别、埋置深度、地下水状况，针对隧道型式的特点对本段隧道进行了洞身结构设计。洞身初期支护和二次衬砌设置如下：Ⅲ类围岩深埋段及II级围岩浅埋段采用III级围岩普通段复合式衬砌。洞身IV级围岩深埋段及III级围岩浅埋段采用IV级围岩普通段复合式衬砌。洞身V级围岩深埋段及IV级围岩浅埋段采用V级围岩普通段复合式衬砌。1.1.1隧洞工作面划分本标段拟在隧道出口掘进，担负隧洞掘进开挖、砼衬砌施工任务，按-4-此要求，本工程划分为一个工作面，即一个掘进面进行施工。1.1.2隧道工程施工顺序隧洞工程施工顺序框图1.2对本工程重点、难点、特点的分析(1)本工程重点为隧道的洞挖和衬砌，前期施工中重点是进出口覆盖层明挖，此项工作直接影响隧洞施工进度；中后期施工中的重点是隧洞的掘进和衬砌。(2)本工程的难点是隧洞工程的开挖贯通，因隧洞的贯通关系着整个黑龙湾隧洞工程的进度，因此隧洞的工期紧，且施工项目多，因此工期为本工程的难点。隧洞支护工程也是本工程的难点，施工时我公司将派出在这方面具有丰富施工经验的专业技术人员完成。设备及资源准备测量定位放线施工准备洞口支护洞内衬砌及附属工程隧洞洞挖土石方明挖扫尾及验收工程-5-1.3土石方明挖①设计边坡开挖前，须做好开挖线外的危石清理，削坡、加固和排水的设施，切实作好施工期的截水、排水措施，防止边坡垮塌。②未注明的边坡开挖控制：覆盖层1：1.0～1：1.5，强风化岩石1.0.75～1：1.0，弱风化岩石永久边坡1：0.5、临时边坡1：0.3。开挖高度大于8m时，需考虑设开挖平台或加强边坡稳定处理措施。③土方开挖应从上到下分层分段进行，岩石采用分层阶梯开挖。④基础开挖完成后，应及时验收，验收合格后按设计要求封闭基础。1.3.1施工布置开挖出粘土、砂砾石及块石碎块可利用的部分，可连挖连运至利用位置利用或存放。不能利用的碴料，不得随意堆放，影响景观。必须运至在业主指定的弃碴场存放。1.3.2土方开挖根据本工程实际情况，采用机械开挖，配合自卸汽车弃土至指定位置，机械不能施工部位，配合人工进行开挖。(1)开挖前向施工人员进行详细的施工交底，内容包括开挖断面、堆土位置，地下情况、安全要求等。(2)按设计图纸要求，撒好灰线，标明开挖范围。(3)在测量人员标明的开挖范围内，由220型挖掘机挖土，人工配合清基。(4)机械开挖应严格控制标高，为防止超挖或扰动槽底面。(5)开挖从上至下分层分段依次进行，施工中随时作成一定的坡势，以-6-利排水，开挖过程中尽量保持开挖面平整，边坡按设计边坡随土层开挖形成，避免边坡稳定范围形成积水。机械开挖时，实际施工的边坡坡度保留一定的修坡余量，再用人工修整，使其满足施工图纸要求的坡度和平整度。(6)开挖过程中，按照监理工程师的要求保持必要的地面排水坡度，设置临时坑槽，使用机械排除地面积水，并开挖排水沟排除雨水和地面积水，并采取有效的疏导和保护措施排除边坡上的渗水。雨季采用相应技术措施，防止雨水冲刷边坡和侵蚀地基土壤，以保证基础工程质量和安全施工。(7)开挖料分耕植层和土层，在开挖时，应分层开挖，分层堆放。并采取可靠的保质措施保护该部分渣料免受污染和侵蚀。1.3.3石方明挖采用风钻钻孔，人工装药浅孔爆破，挖掘机挖运石渣，边坡和沟底岩面采用人工修整，清除树根、杂草和尖石。并在施工过程中设置临时排水设施及时排除坡底积水。根据工程的环境条件及施工特点，爆破施工主要是控制好个别飞石的飞散距离，同时控制和减少爆破震动的危害，尽量减少震动波对周边地质构造的影响。因此，石方破碎拟采取浅孔爆破法和减弱松动爆破类型。1、钻爆作业机具的选择(1)爆区选用电力起爆器.(2)减震孔采用2.5m深孔钻。2、火工材料的选择炸药类型为2＃岩石硝铵炸药，起爆药为瞬发雷管。3、浅孔爆破参数的确定(参见表7-1)-7-表7-1浅孔松动爆破参数表参数名称孔深孔径d孔距a排距b最小抵抗线W爆破近似体积V单方耗药量q松单孔装药量Q调整单孔装药量Q爆破作用函数fn单位mmmMMm3Kg/m3Kg/m3Kg/孔kg/孔计算依据A=0.7LV=Lab标准规程Q=q松W3Fn=Q/q松W3砂岩1.038～420.70.60.700.420.500.1720.2250.41.41.00.90.91.260.500.3630.450.41.81.31.11.102.570.500.6660.600.4页岩1.038～420.70.60.800.420.350.1790.150.31.41.00.90.951.260.350.3000.300.31.81.31.11.202.570.350.6050.5250.3表中药量计算是按2＃岩石硝铵炸药，药卷(一节)直径32毫米，每卷长20厘米，重0.15千克为依据。爆破岩石为砂岩时，岩石松动爆破单方耗量q松＝(0.5～0.6)kg／m3，属于减弱松动类型。爆破岩石为页岩时，该类岩石标准松动爆破作业单方耗药量q松＝(0.4－0.5)kg／m3范围内，属于减弱松动爆破类型。根据上表选定的爆破作业参数，对f(n)值进行检验计算：Q=q标W3f(n)F(n)=Q/q标W3式中Q：单孔装药量(kg)；q标：标准抛掷爆破单方耗药量(kg/m3)；页岩取1.1kg/m3，砂岩取-8-1.3kg/m3；W：炮孔最小抵抗线(m)；经分别验算出f(n)在0.3～0.4范围内属减弱松动爆破类型。上表浅孔松动爆破参数表，可作为该工程施爆操作中的依据，若遇到下列情况可对表中参数进行适当的调整。(1)在爆破实施过程中，若遇到表中没有表示出来的参数，可以采用插入法或中值法选定作为依据。(2)情况特殊或无把握时可在现场请示工程技术人员，通过计算和经验进行确定。(3)按照浅孔爆破法的函数和要求，以及通常的做法和一般经验，炮孔深度一般不宜小于1m和大于2m，本工程将控制在1～1.8m范围内，能够保证爆破质量。(4)在爆破全过程中，应随时根据岩体、岩性、地形位置等情况的变化，由技术人员和有经验的钻爆工通过对爆破质量和效果作出评定后，可对参数进行适当的调整。表中药包重量原指一个临空面情况，当有两个及三个临空面时，应分别乘以系数0.83及0.67。4、起爆方式及电爆网络起爆方式采用电力起爆。电爆网络采用30发以上的起爆器，为确保起爆的效果及电爆网络联接的合理性，其电爆网络联接方式可对照选用。一次起爆电雷管总数一般在5～7枚，在仔细检测各雷管电阻差值在允许范围内后，电爆网络可选用简单的串联方式。-9-当一次起爆电雷管总数为7～10枚时，电爆网络可选用并串联方式，在以各小组并联雷管数相等，其电阻平衡在允许范围内时，然后各小组串联在主线上。5、爆破施工安全措施(1)电雷管在使用前应检查其电阻(导电性)，断电的不用。(2)电爆网路应采用胶皮绝缘和塑料绝缘的导线，不得使用裸露线。接头应绞合牢固，并用胶布缠好。接地绝缘应用小木块支垫离开地面。(3)电力起爆前，应将每个电雷管的脚线连成短路，使用时方可解开，并严禁与电池放在一起或与电源线路相碰。主线的末端亦应连成短路，并用胶布包裹，以防误触电源发生爆炸。(4)起爆之前应对爆破网路进行一次检查，防止接头与地面、岩石接触，造成短路。(5)电源与雷管应分开放置，放炮箱闸刀要上锁，并设专人管理，得到放炮命令后方准开箱放爆。(6)起爆时，若发生拒爆，应立即将主线从电源解开，并将主线短路。如使用即发雷管时，应在短路后不少于5min，方可进入现场，如使用延期雷管时，应在短路后不少于15min，方可进入现场检查。(7)遇有暴风雨或闪电打雷时，禁止装药、安装电雷管和连接线等操作，同时应迅速将雷管的脚线、电源线的两端分别绝缘。1.4地下洞室开挖1.4.1施工测量为保证隧洞准确贯通，必须严格按隧道施工测量规范进行施测，控制-10-测量精度不低于：测角中误差mB=±5mm，方位角闭合差MF±n。贯通控制误差：纵向220mm，横向±100mm，坚向±50mm。(1)控制网点复测依据业主的成果对控制点、单向导线点进行复测，然后进行隧洞地面贯通测量。(2)水准高程复测拟用全站仪现有导线点高程为依据，采用S3水准仪，按四等水准测量进行复测，并在进口、出口布设水准点，开挖掘进一定程度后，将水准点引入洞中。(3)施工测量放线洞内轴线控制每50米设一固定座标桩点，开挖放线、即放中腰线测量进行班班放线测量。(4)施工员必须按测量的中腰线对开挖面进行划线布孔测量。1.4.2进、出口洞口开挖隧洞洞口段开挖前，应先完成边坡明挖、支护处理；应仔细勘察山坡岩石的稳定性，对危险部位进行处理，必要时对洞脸周边加密锚杆处理；在监理批复施工单位提交的导流隧洞施工技术方案后才允许进行洞脸岩体开挖。开挖边坡：覆盖层1：1.5，强风化1：1.0，弱风化1：0.5。隧洞出口段置于弱风化基岩中上部，基面较完整，地基承载力不低于650kPa。洞脸开挖应自上而下进行，并做好危石清理、坡面加固、马道开挖和-11-排水工程，施工期间应作好洞内通风、排水、防尘以及照明等措施，在进口设置必要的围堰避免洞身浸泡。洞口在进行洞脸岩石和起始洞段开挖时，应采取有效的控制爆破措施，防止爆破震动造成洞顶山坡和洞口岩石发生震裂、松动和塌方。(1)开挖前应清除障碍物、杂草等，测量开挖线。(2)采用台阶分层开挖，自外向内，自上而下进行开挖，层厚2～3M。采用覆带式单斗挖掘机(0.8m3)从上而下进行开挖，人工修整设计边坡。(3)钻孔参数：石方开挖采用台阶式分层钻爆，孔径38mm～42mm，孔距1.00m，排距0.8m孔深2～3m钻孔角度750，炸药单耗控制在0.4kg/m3，二号岩石炸药，火雷管，泥条堵孔，导火索人工点火起爆。设计边坡孔采取密孔，浅孔作业，少药量方法进