隧道开挖作业指导书

贵阳市轨道交通2号线一期土建10标（ZCK25+206.974～ZCK26+075.312）(YCK25+206.974～YCK26+075.312）马王庙站～北京西路站区间开挖作业指导书编制：复核：审核：中铁十二局集团有限公司贵阳市轨道交通2号线一期土建10标项目经理部2016年7月中铁十二局集团有限公司贵阳市轨道交通2号线一期土建10标项目经理部马王庙站～北京西路站区间开挖作业指导书目录一、工程概况：...........................................................1二、区间隧道洞身开挖方法.................................................6三、区间隧道洞身开挖钻爆设计............................................15四、区间隧道光面爆破施工工艺............................................17五、区间隧道钻爆安全措施................................................20六、光爆钻孔的技术要求..................................................20七、预裂爆破技术要求....................................................21八、隧道光面爆破及预裂爆破施工质量要求..................................21九、装碴运输............................................................24中铁十二局集团有限公司贵阳市轨道交通2号线一期土建10标项目经理部马王庙站～北京西路站区间开挖作业指导书第1页共24页马王庙站～北京西路站区间开挖作业指导书一、工程概况1.概述马王庙站～北京西路站区间为矿山法暗挖隧道，全区间为双洞单线结构，全线长868.338m。线路出马王庙站后，左偏下穿地势较高山地，直行进入北京西路站。其中YCK25+300～YCK25+430段下穿房屋。区间设置一处联络通道；由于与区间相接北京西路站埋深较大，为暗挖车站，车站端部设置通风井，通风井兼作车站及区间的施工竖井。2.地质概况2.1气象、水文工程区气候具有明显的高原性季风气候特点，系亚热带湿润温和型气候。温和湿润，雨量充沛，一般年均降雨量1200mm左右，历史上以阴雨天气多而著称，近年来受全球变暖影响，雨量减少，大雨集中在每年六、七月份。降雨量随年份分布不均，据1960~1983年统计资料，年降雨量最大值为1435.2mm（1967年），最小为718.6mm（1981年），最大一日降雨量最大为113.5mm(1970年)，最小为40.4mm（1975年）。年平均温度15.3℃，最热月（7月）平均温度24℃，最冷月（1月）平均温度4.6℃，历史上最低温度为-9.5℃；极端高温39.5℃。春秋气温、晴雨多变，相对湿度大，无霜期270天左右。冬季主导风向北偏东，夏季主导风向南偏东，晴天多南风，雨天多北风，年均风速2.2m/s，瞬时最大风速20m/s。年平均气压8935毫帕。冬季气压较高，夏季气压较低。主要灾害有倒春寒、秋雨低温、冰雹、暴雨、大风和酸雨，历史上凝冻也是灾害之一，现已常见。2.2地形地貌拟建区间隧道属低中山地貌类型，沿线地面高程1201～1221m，自然坡度5～15°，软质岩形成负地形，硬质岩形成陡坡、山脊，地貌上沟脊相连，波浪起伏，该区段植被较发育，主要为灌木及松林。2.3地层岩性2.3.1第四系覆盖层（Q）（1）、1-4单元：填砼，杂色，质硬，主要线路敷设段道路路面，层厚0.5m～中铁十二局集团有限公司贵阳市轨道交通2号线一期土建10标项目经理部马王庙站～北京西路站区间开挖作业指导书第2页共24页1.0m；（2）、1-2单元：杂填土，主要为建筑垃圾、生活垃圾及矿渣堆积体，结构松散至稍密，物质成分不均一，力学性能不稳定，厚度1m～20m，主要分布于麦架车辆段以及白云行政中线站~金岭路站区间。（3）、4-1-4单元：残积硬塑状红黏土层，褐黄色、砖红色，遇水易软化崩解，该层主要分布于场区地表附近，厚度1.0m～8.0m，力学性能相对较稳定。（4）、4-1-3单元：残积可塑状红黏土层，呈褐黄色、砖红色，稍湿，遇水易软化，钻孔揭露该层厚度2.0m～15.0m，分布于场区硬塑红黏土下部，场区大部分均有分布。2.3.2基岩12-1-b单元：三叠系中统杨柳井组（T2yl）强风化泥质白云岩夹页岩，裂隙极发育，完整性差，钻孔岩芯多呈砂状、碎块状，少量短柱状；12-1-c单元：三叠系中统杨柳井组（T2yl）中风化泥质白云岩夹页岩，岩石组织结构少部分破坏，矿物成分基本未变化，裂隙较发育，裂面主要由方解石及岩屑充填，少量泥质，完整性较好，钻孔岩芯呈柱状、短柱状，少量碎块石，锤击声较脆，轻击不易碎。13-1-b单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）强风化泥质白云岩夹泥岩、页岩，裂隙极发育，完整性差，钻孔岩芯多呈碎块状；13-1-c单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）中风化泥质白云岩夹泥岩、页岩，岩石组织结构少部分破坏，矿物成分基本未变化，裂隙较发育，裂面主要由方解石及岩屑充填，少量泥质，完整性较好，钻孔岩芯呈块碎块状、少量短柱状。13-1-d单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）微风化泥质白云岩夹泥岩、页岩，结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙，岩体完整，钻孔岩芯呈柱状，少量短柱状。13-2-b单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）强风化泥质灰岩，溶蚀裂隙及风化裂隙很发育，岩体破碎，岩芯破碎，多呈土夹碎块状，局部夹中风化岩块，岩质较硬，钻孔岩芯多呈碎块状。13-2-c单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）中风化泥质灰岩，岩石组织结构少部分破坏，矿物成分基本未变化，裂隙较发育，裂面主要由方解石及岩屑充中铁十二局集团有限公司贵阳市轨道交通2号线一期土建10标项目经理部马王庙站～北京西路站区间开挖作业指导书第3页共24页填，少量泥质，完整性较好，钻孔岩芯呈柱状、短柱状及少量碎块状。13-2-d单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）微风化泥质灰岩，结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙，岩体完整，钻孔岩芯呈柱状、长柱状，少量短柱状。13-4-b单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）强风化溶塌角砾岩，岩石溶蚀严重，多呈碎块夹土状，裂隙发育，钻孔岩芯多呈砂状、碎块状。13-4-c单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）中风化溶塌角砾岩，岩石表面多呈蜂窝状，裂隙较发育，钻孔岩芯多呈短柱状。13-4-d单元：三叠系中统松子坎组（T2sz）微风化溶塌角砾岩，节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙，岩体完整，钻孔岩芯呈柱状、长柱状，少量短柱状。14-1-b单元：三叠系下统安顺组（T1a）强风化页泥质白云岩夹页岩，多呈灰白色、紫红色，岩石强烈风化或溶蚀，多呈碎块夹土状，局部夹中风化岩块，裂隙极发育，完整性差，钻孔岩芯多呈砂状、碎块状，少量短柱状；14-1-c单元：三叠系下统安顺组（T1a）中风化泥质白云岩夹页岩，岩石组织结构少部分破坏，矿物成分基本未变化，裂隙较发育，裂面主要由方解石及岩屑充填，少量泥质，完整性较好，钻孔岩芯呈柱状、短柱状，少量碎块石，锤击声较脆，轻击不易碎。14-1-d单元：三叠系下统安顺组（T1a）微风化泥质白云岩夹页岩，节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙，岩体完整，钻孔岩芯呈短柱状、柱状，少量碎块状。2.4地质构造及地震烈度2.4.1地质构造区域地质构造单元属扬子准地台（一级构造单元）、黔北台隆（二级构造单元）、遵义断拱（三级构造单元）、贵阳复杂构造变形区（四级构造单元），以南北向构造为主。2.4.2地震烈度工程区区域构造单元属扬子准地台黔北台隆遵义断拱之贵阳复杂构造变形区。无强震发生的地质背景，历史上无中、强地震记录，其地震效应主要受工程区外围地震带波及影响。中铁十二局集团有限公司贵阳市轨道交通2号线一期土建10标项目经理部马王庙站～北京西路站区间开挖作业指导书第4页共24页据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001图A1），场区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度，地震分组为一组地区,其特征周期为0.35s。2.5水文地质条件2.5.1地表水本区间隧道勘察期间未见大面积地表积水。2.5.2地下水工程区分水岭高原台地，出露地层以三叠系大冶组、安顺组灰岩、白云岩、泥质白云岩为主，线路区发育区域性断裂构造有F2，岩溶发育，储水条件好，以岩溶水为主，属强富水区。地下水类型为第四系孔隙水及岩溶裂隙水，隧道开挖及基坑开挖过程中，存在基坑、隧道涌水的可能，需加强预测并做好引排措施。2.6不良地质现象（1）岩溶及岩溶水属于观山湖台地向贵阳溶蚀盆地倾斜的斜坡地带，出露地层以三叠系安顺组、松子坎组、杨柳井组等白云岩、泥质白云岩、溶塌角砾岩夹页岩、泥岩、灰岩，属中等～弱岩溶层组；地表溶蚀现象以溶蚀残丘、溶蚀洼地为主，受较高临空面控制，区内地下水位埋深相对较深。（2）强风化岩砂岩、页岩、泥岩、泥质白云岩、泥质灰岩等岩石抗风化能力较弱，基岩上部多分布强风化层，厚薄不均，力学性质较差；灰岩、白云岩分布强风化溶蚀带，力学性质较差。（3）软土工程区沿线局部穿过岩溶洼地、水塘或河流，地表或基覆分界面附近分布淤泥质土，强度低，压缩性强，对轨道基础或隧道围岩稳定性影响较大。（4）软弱夹层工程区分布的岩层多为薄至中厚层结构，发育有少量软弱泥化夹层，特别是软硬相间分布的地层内软弱夹层分布较多，其结合差，力学性质差，对地下线进出口、基坑开挖过程形成的顺层边坡稳定性不利。（5）红黏土：场区广泛分布的残积红黏土层，具明显的失水收缩及遇水膨中铁十二局集团有限公司贵阳市轨道交通2号线一期土建10标项目经理部马王庙站～北京西路站区间开挖作业指导书第5页共24页胀的特征。2.7工程地质条件评价及注意事项YCK25+170～YCK25+320段隧道顶板埋深11m～20m，隧道围岩为三叠系中统杨柳井组（T2yl）~松子坎组（T2sz）强风化至中风化白云岩、泥质白云岩、泥质灰岩夹页岩，岩层产状：N60°W/SW，倾角50°，隧道穿越F4断层破碎带及其影响带段，岩体破碎，围岩稳定性极差，处理不当极易产生坍塌，并导致地表变形甚至塌陷。隧道位于地下水位以下，存在顺岩溶裂隙带渗水及线状涌水的可能。YCK25+320～YCK26+090段隧道顶板埋深20m~57m，隧道围岩为三叠系中统杨柳井组（T2yl）、松子坎组（T2sz）中风化~微风化白云岩、泥质白云岩、泥质灰岩夹页岩及溶塌角砾岩，岩层产状：N8°～16°E/NW,倾角55°～68°，围岩总体呈软岩夹硬岩，稳定性较差，顶拱支护不及时可能产生较大坍塌。隧道位于地下水位以下，存在顺岩溶裂隙带渗水及线状涌水的可能。3.设计参数马王庙站～北京西路站区间暗挖矿山法隧道设计起讫里程为右线YCK25+206.974～YCK26+075.312，全长868.338m；ZCK25+206.974～ZCK26+075.312，全长838.713m（其中ZCK25+870.375=ZCK25+900.000短链29.625m）左右线间距为14m，最小曲线半径R=360m，本隧道轨面最小埋深约为16m，最大埋深约为62m，全区间段采用矿山施工。本区间隧道右线平面：从区间起点至终点依次为603.791m（R=360m）左偏曲线和264.633m直线;左线平面从起点至终点依次为581.775m（R=360m）左偏曲线和257.024m直线（短链29.625m）。本区间隧道线路纵断面线型设计综合考虑了地域环境、及隧道两端车站的接线条件，轨面最小埋深约为16m，最大埋深约为62m。