车道峪隧道洞身开挖专项施工方案

中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标0新建张唐铁路ZTSG-6标段（DK351+500～DK356+000）车道峪隧道洞身开挖专项施工方案编制：复核：审核：中铁四局张唐铁路ZTSG-6标第一项目队2011年3月中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标1目录1编制依据2工程概况2.1工程简介2.2地形地貌特征2.3地质与水文2.4主要材料、工程设备的使用计划和供应3洞身开挖主要施工方案及施工方法3.1洞身开挖施工方案3.2洞身开挖施工方法3.3装碴运输3.4施工监控量测4洞身开挖质量通病预防及纠正措施5风水电作业和通风防尘6施工安全技术保证措施7环境保护的技术保证措施中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标2车道峪隧道洞身开挖专项施工方案1编制依据1)设计图纸及资料；2)车道峪隧道施工组织设计；3)拥有的技术装备力量、机械设备状态、管理水平、工法科技成果及积累的施工经验；4)国家及相关部委颁布的法律、法规和铁道部颁布的现行设计规范、施工规范、质量验收标准及其他有关文件资料。2工程概况2.1工程简介车道峪隧道位于张唐铁路ZTSG-6标第一项目队管段，设计为双线隧道，是本项目队管段的控制性工程。隧道起讫里程为DK352+266—DK352+584，本隧道属于短隧道，最大埋深约52m。本隧道围岩主要由Ⅳ级和Ⅴ级围岩组成，其中进、出口均设置12延长米的明洞段，进、出口均采用直切式洞门；本隧设计采用明洞衬砌、Ⅳ级围岩复合式衬砌及V级加强复合式衬砌形式；辅助施工措施为大管棚及超前小导管支护，施工方法除进、出口明洞段为明挖法，其余均采用台阶法施工。开挖总量：34688.34m³2.2地形地貌特征隧道区以低山区及剥蚀残丘地貌为主，地形起伏较大，相对高差5～60m，植被发育。,洞口处经济林木繁茂，距G112国道线约260m。洞口段岩体为页岩、泥质结构，页理构造，岩体破碎，呈散体状结构。洞口段无地下水，深埋段雨季有少量裂隙水。2.3地质与水文隧道岩层单一，均为为页岩、泥质结构，页理构造。表3.3-1洞身围岩级别段落表序号里程范围长度（m）围岩分级1DK352+266～DK352+27812Ⅴ2DK352+278～DK352+30325Ⅴ3DK352+303～DK352+38582IV4DK352+385～DK352+41126Ⅴ5DK352+411～DK352+47261IV中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标36DK352+472～DK352+55179IV7DK352+551～DK352+57221Ⅴ5DK352+572～DK352+58412Ⅴ2.4主要材料、工程设备的使用计划和供应工程所在地区原材丰富，隧道施工所用主要材料均经过招标，订立购销合同，优先选用附近优质原材，保证及时供应；机械设备具体见下表主要机械设备表机械名称规格型号额定功率（KW）容量（m3）或吨位数量备注空压机KT-132110kw，20m32砼喷射机GWSP-94kw2气腿式凿岩机YT-2810装载机ZL50，W470185kw1风镐G102挖掘机CAT320CPPPPPPPPPPPPC2201.2m31发电机250kw1轴流式通风机3.3KW1钢筋弯曲机WJ-408kw1钢筋切断机QJ40-115kw1电焊机DN2525KVA23洞身开挖主要施工方案及施工方法3.1洞身开挖施工方案车道峪隧道为复合式衬砌设计，按新奥法施工，拟安排隧道队单口掘进。Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖施工，其中Ⅳ级围岩采用上下台阶法施工，Ⅴ级围岩采用三台阶法施工，具体如下：①IV级围岩采用上下台阶法施工，施工顺序如下：超前小导管注浆加固围岩→上部断面台阶法开挖→施作上台阶初期支护→左侧下台阶开挖→施作左侧下台阶初期支护→右侧下台阶开挖中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标4IV级围岩开挖施工示意图②IV级围岩地段施工工序图③④①②V级围岩采用三台阶法施工，施工顺序如下：三台阶施工采用三台阶同步开挖，围岩软弱破碎时上台阶预留核心土，中、下台阶左右侧错开2米开挖，及时施工仰拱和填充。施工过程中，严格执行“管超前、严注浆、强支护、勤量测、早封闭、弱爆破”十八字方针，每循环进尺为一榀格栅间距。V级围岩开挖、支护作业施工示意图横断面中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标5纵断面三台阶法爆破示意图中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标6三台阶法施工工艺流程见图3.2洞身开挖施工方法3.2.1隧道开挖1)V级围岩段施工：洞口部分均采用管棚超前支护，洞身段采用φ25中空锚杆、边墙采用φ22砂浆锚杆；全环采用纵向间距为0.75m的格栅支撑，临时横撑采用工字钢I16。弧形导坑预留核心土法开挖，上下阶距离3～10米。开挖后立即初喷C25砼，然后打锚杆、挂钢筋网片、架立格栅、复喷至设计厚度。施工顺序：先超前支护，后开挖并及时初期支护；开挖由上而下，衬砌由下而上的满足不满足施工准备超前地质预报上中下台阶测量放线上台阶开挖、出渣、清理开挖面上台阶初期支护中台阶开挖、出渣、清理开挖面中台阶初期支护下台阶开挖、出渣、清理开挖面下台阶初期支护监控测量加强防护下循环开挖中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标7原则；开挖时应短进尺，强支护，快封闭，每循环进尺上台阶不得超过1榀间距，中下台阶不超过2榀间距；初期支护及砼施工应及时封闭仰供。V级围岩掘进作业循环时间:V级围岩段围岩软弱，自稳性差，本着稳步开挖的原则，折合全断面月掘进安排35m。断面掘进作业循环时间表（循环进尺0.75m）作业项目时间(H)12345678910111213141516测量超前支护开挖及出碴初期支护共计作业循环时间:16h2)Ⅳ级围岩施工：防护采用拱部φ25中空锚杆、边墙φ22砂浆锚杆，拱部、边墙采用纵向间距为1.2m的格栅支撑。开挖时要短进尺、弱爆破，以减轻爆破振动对围岩的破坏，确保围岩的稳定，循环进尺设计为1.2m。洞身开挖后，立即施作锚喷网格栅拱架初期支护，及时封闭围岩。Ⅳ级围岩施工程序见下图Ⅳ级围岩施工程序框图报检报检报检报检报检Ⅳ级围岩掘进作业循环时间:Ⅳ级围岩段月掘进安排70m，其作业循环时间见下表Ⅳ级围岩掘进作业循环时间表（循环进尺1.2m）作业项目时间（H）123456789101112测量划线测量划线上断面开挖支护沟槽及路面施作下断面开挖支护施作防排水设施浇筑衬砌砼施作仰拱砼及填充砼中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标8超前支护钻孔装药起爆通风排险出碴初期支护共计作业循环时间：12h3.2.2钻爆设计（1）设计原则A、炮孔布置要适合机械钻孔。B、提高炸药能量利用率，以减少炸药用量。C、减少对围岩的破坏，周边采用光面爆破，控制好开挖轮廓。对于V级围岩，考虑开挖线内的预留量，爆破后，机械凿除至开挖轮廓线。D、控制好起爆顺序，提高爆破效果。E、在保证安全前提下，尽可能提高掘进速度，缩短工期。（2）爆破器材选用采用非电毫秒雷管起爆系统，毫秒雷管采用15段别毫秒雷管，引爆采用电雷管。炸药选用φ25和φ32两种规格，其中φ25为周边眼使用的光爆药卷，φ32为掏槽眼和掘进眼使用药卷。(3)炮眼布置V、IV级围岩开挖采用斜眼楔形掏槽。IV级围岩台阶法开挖光面爆破炮眼布置见《分部开挖炮眼布置图》。（4）爆破参数为减轻爆破时对围岩的扰动，周边眼采用φ25小直径光爆药卷，并采用导爆索串装药结构，孔口堵塞长度不小于40cm。Ⅳ级围岩钻爆炸药分配表起爆顺序雷管段别炮眼名称炮眼个数孔深(m)装药（kg）备注装药系数单孔药量装药量中空眼11.5上台阶11掏槽眼41.50.800.883.52中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标923扩槽眼41.50.750.833.3235辅助眼41.30.650.592.3647辅助眼81.30.650.594.7259辅助眼131.30.650.597.7769辅助眼171.30.650.5910.03711辅助眼191.30.650.5911.21811辅助眼211.30.650.5912.39913周边眼391.30.200.187.021011内圈眼131.30.600.547.02113周边眼391.30.200.187.02下台阶211辅助眼111.30.650.596.4939辅助眼111.30.650.596.4947辅助眼111.30.650.596.4955辅助眼81.30.650.594.7263辅助眼61.30.650.593.54合计221104.01Ⅳ级围岩台阶法开挖爆破参数表项目爆破参数周边眼间距E(cm)45周边眼抵抗线W(cm)60相对距E/W0.8装药集中度(kg/m3)0.2堵塞长度(cm)40装药结构（周边眼）间隔装药起爆方式非电起爆Ⅴ级围岩的钻爆根据Ⅳ级围岩围钻爆设计基础上再进行爆破参数的修正。Ⅳ级围岩钻爆设计图中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标10（5）钻爆作业采用钻孔台架配YTP-28手持式风动凿岩机钻孔，人工装药起爆。钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。如围岩出现变化需要变更爆破设计时，由主管工程师确定。炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接，均由考核合格的爆炮工负责。①测量测量是控制开挖轮廓精确度的关键。采用隧道断面激光测量仪进行断面和炮孔划线。每循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。②定位开眼采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道走线保持平行，台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3～5cm以内。③钻孔钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要丰富经验。钻孔时严格按照炮孔布置图正确对孔，以确保爆破质量。周边孔外插角1°～2°，中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标11炮孔相互平行，周边孔在断面轮廓线上开孔（在V、IV级围岩地段，周边孔在断面轮廓线内5～10cm处开孔），周边孔对孔误差环向不大于5cm。掏槽孔对孔误差不大于3cm，其它炮孔开眼误差不大于10cm。在钻眼过程中，应根据岩孔位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼程度，以保证炮眼底在同一平面上。④装药钻完孔后，用高压风吹孔，经检查合格后装药。装药分片分组负责，自上而下严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。爆破网路连接、检查及起爆，按照爆破设计要求和GB6722-86《爆破安全规程》执行。⑤堵塞所有装药的炮眼均堵塞炮泥，堵塞长度不小于40cm。⑥瞎炮处理发现瞎炮，应首先查明原因，如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，但此时的接头应尽量靠近炮眼，如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照《爆破安全规程》有关条款处理。（6）光面爆破施工工艺流程光面爆破施工工艺流程见下图：光面爆破工艺流程图（7）超欠挖控制钻爆法开挖是否经济、高效，关键是控制好超欠挖，钻爆施工中将采取如下措施：①根据不同地质情况，选择合理的钻爆参数，选配多种爆破器材，完善爆破工艺，提高爆破效果。对于IV、V级围岩，考虑开挖线内的预留量，爆破后机械凿到设计开挖轮廓线。实践证明此法对于光面爆破十分有效，可起到事半功倍的效果。②提高画线、钻眼精度，尤其是周边眼的精度，是直接影响超欠挖的主要因素，因此要认真测画中线高程，准确画出开挖轮廓线。③提高装药质量,杜绝随意性,防止雷管混装。放样布眼定位开眼钻孔清孔联结起爆网络起爆洒水降尘埃瞎炮处理爆破效果检查通风中铁四局新建张唐铁路ZTSG-6标12④断面轮廓检查及信息反馈：了解开挖后断面各点的超欠挖情况，分析超欠挖原因，及时更改爆破设计，减少误差，配专职测量工检查开挖断面，超挖量（平均线性超挖）应控制在10cm（眼深3m）和13cm（眼深5m）以内。⑤建立严格的施工管理：在解决好超欠挖技术问题的同时，必须有一套严格的施工管理制度来保证技术的实施，为此，从进洞前，制定严格的奖罚制度，用经济杠杆来调动施工人员的积极性，造成人人关心超欠挖，人人为控制超挖去努力。3.3装碴运输车道峪隧道洞内出碴采用侧卸式装载机装碴，自卸汽车运碴至弃碴场。出口配置侧卸式装载机各1台，20T双向行驶自卸车3台，以加快出碴速度。为了提高出碴效率，缩短