隧道洞身开挖及出渣运输施工方法

隧道洞身开挖及出渣运输施工方法（一）、Ⅴ类加强段类围岩开挖与支护施工顺序：超前管棚→侧壁导坑上部打眼→装药爆破→通风、找顶→初喷混凝土封闭岩面→出碴→测量→立拱架、挂钢筋网→施做系统锚杆→复喷至设计厚度→进入下一循环→（待超前2.5—3m后）→侧壁导坑下部打眼→装药爆破→通风、找顶→初喷混凝土封闭岩面→出碴→测量→立拱架、挂钢筋网→施做系统锚杆→复喷至设计厚度→进入下一循环施工方法：Ⅴ级围岩地质软弱破碎，自稳及成洞性差。采用双侧壁导坑法进行开挖，开挖尽量采用机械直接开挖，人工配合，开挖不动的采用微振光面爆破，以减少爆破对围岩的扰动。锚网喷混凝土支护及时跟进。开挖、支护过程中量测紧跟及时反馈，以调整支护参数，衬砌前拆除临时支护，为确保施工安全量测及时进行。双侧壁导坑法施工工序如下图所示。1、左侧壁导坑上台阶开挖Ⅱ、左侧壁导坑上台阶支护3、左侧壁导坑下台阶开挖Ⅳ、左侧壁导坑下台阶支护5、右侧壁导坑上台阶开挖Ⅵ、左侧壁导坑上台阶支护7、左侧壁导坑下台阶开挖Ⅷ、左侧壁导坑下台阶支护9、中央部分上台阶开挖Ⅹ、中央部分拱部支护11、中央部分下台阶开挖12、仰拱部分开挖13仰拱部分支护A侧壁导坑开挖先行导坑采用微正台阶法开挖，上半断面超前2.5～3.0米，使用3～4台气脚式凿岩机钻眼，光面爆破，每循环进尺1.5米，配备正铲侧卸式装载机装碴，自卸汽车运输，为保证施工安全，每循环需作初期支护，侧壁和临时壁墙同时支护，根据地质条件采用喷锚网+钢拱架支护，锚杆采用φ25中空注浆锚杆，长度4.5米/根，间距1×0.75（加强段1×0.5）米。钢拱架支撑按设计要求制作，间距0.75m/榀（加强段0.5m/榀），每榀间以φ25钢筋纵向连接。喷砼封闭围岩及钢拱架，采用多次喷射，总厚度达25厘米。复喷砼要适当推迟，以不影响循环时间。当先行导坑超前3-5米后，两侧导坑可同时开挖，后行导坑开挖、支护方式与先行导坑相同。作业现场B中央部分开挖在不影响两侧壁导坑道开挖时可进行中央开挖，中央开挖也采用正台阶法，上下台阶间距5-8米，上部台阶高2.5米，采用5台气脚式凿岩机钻眼，短进尺弱爆破，开挖成形后及时检查断面尺寸，防止超欠挖，及时施作上部初期支护，然后喷射砼封闭。下部开挖可利用自制台架钻眼，如果中部开挖高度太大，仰拱部份可留下以后开挖。中央部分开挖作业现场开挖、支护过程中量测紧跟及时反馈，以调整支护参数，衬砌前拆除临时支护，为确保施工安全量测及时进行。隧道在暗洞施工时要加强地表监控量测，发现异常情况应立即封闭掌子面停止施工，及时通知业主及设计单位，根据现场具体情况变更设计方案，确保隧道施工安全。（二）、Ⅳ类围岩开挖Ⅳ级围岩段施工方案选用上下台阶预留核心土法施工，如下图所示。施工中严格执行“杆超前，短开挖，强支护，勤量测，早封闭”的基本原则。上台阶开挖超前30m后，下部马口跳槽跟进施工顺序Ⅰ——拱部开挖及初期支护Ⅱ——左侧开挖及初期支护Ⅲ——右侧开挖及初期支护左右侧开挖选用马口跳槽法开挖支护方法首先施工φ22全长粘结式早强砂浆超前锚杆（必要时），长5.0m。使用3～4台气脚式凿岩机对拱部扇形钻眼，光面爆破，每循环进尺1.5米。通风找顶后对拱部进行初喷，封闭围岩。采用装载机装碴，自卸汽车运输。完成后立即对拱部进行初期支护，采用喷锚网+钢拱架支护，锚杆采用φ25中空注浆锚杆，长度4.0米/根，间距1×1米。钢拱架支撑按设计要求制作，间距1m/榀，每榀间以φ22钢筋纵向连接。喷砼封闭围岩及钢拱架，采用多次喷射，总厚度达20厘米。复喷砼要适当推迟，以不影响循环时间。当上部扇形超前30米后，左侧台阶可同时开挖落底，开挖、支护方式与先行导坑相同。左侧台阶超前10—15m后，右侧台阶开挖支护，其方法与左侧相同。（三）、Ⅲ、级围岩地段开挖与支护Ⅲ级围岩地段采用短台阶法开挖。凿岩机钻眼，光面爆破，挖掘机配合装载机装碴，自卸汽车运输。台阶长度控制在30m，上、下台阶循环进尺均控制在2.3m以内。、上台阶开挖；Ⅱ、上台阶初期支护；、下台阶开挖；Ⅳ、下台阶初期支护Ⅴ、仰拱施工；Ⅵ、全断面二次衬砌。ⅡⅣⅥⅤⅣⅥ开挖支护方法使用8～10台气脚式凿岩机钻眼，光面爆破，每循环进尺2.3米。通风找顶后对拱部进行初喷，封闭围岩。采用装载机装碴，自卸汽车运输。完成后立即对上台阶进行初期支护，采用喷锚网+钢拱架支护，锚杆采用φ25中空注浆锚杆，长度3.5米/根，间距1.2×1.2米。钢拱架支撑按设计要求制作，间距1m/榀，每榀间以φ22钢筋纵向连接。喷砼封闭围岩及钢拱架，采用多次喷射，总厚度达15厘米。复喷砼要适当推迟，以不影响循环时间。当上台阶超前30米后，进行下台阶开挖。开挖、支护方式采用单侧超前的形式，禁止左右两侧保持在同一截面上。（四）、Ⅱ级围岩地段开挖与支护Ⅱ级围岩段施工方案选用上下台阶施工，如下图所示。ⅠⅡ施工顺序Ⅰ——拱部开挖及初期支护Ⅱ——下部开挖及初期支护Ⅱ级围岩节理裂隙不发育，岩体较完整，稳定性较好。但由于隧道跨度较大，其开挖支护同样采用台阶法施工。方法使用8～10台气脚式凿岩机钻眼，光面爆破，每循环进尺2.3米。通风找顶后对拱部进行初喷，封闭围岩。采用装载机装碴，自卸汽车运输。完成后立即对上台阶进行初期支护，采用喷锚网支护，锚杆采用φ25中空注浆锚杆，长度3.5米/根（必要时），间距1.5×1.5米。喷砼一次完成，厚度10厘米。当上台阶超前30米后，进行下台阶开挖。（五）、开挖钻爆设计1、隧道爆破设计（Ⅱ、Ⅲ级）1.1、设计原则：因开挖断面较大，考虑到对围岩少扰动，维护围岩的稳定，爆破分上、下台阶分部爆破。1.2、设计方案：采用楔形掏槽，直眼浅孔爆破，眼孔直径为Ф42mm，药卷直径为周边眼Ф20mm，其他眼为Ф32mm，起爆采用非电毫秒雷管一次起爆。1.3、爆破参数计算：上台阶：单位炸药消耗量q=1.1kg（根据岩石坚固系数查表得）上台阶炮眼数目N=q.s.η.m/a.Gq-单位炸药消耗量，kg/m3为1.1kg/m3s-上台阶掘进断面m2为95m2η-炮眼利用率；取0.85m-每个药包长度为0.25mG-每个药包质量，为0.2kga-炮眼平均装药系数，取0.7。上台阶数目为N=(1.1×95×0.85×0.25)/(0.6×0.2)=185个1.4、爆破设计参数表上台阶爆破设计参数表炮眼名称孔深（m）段数个数单孔装药量（Kg）单段装药量（Kg）备注掏槽眼2.816212扩槽眼2.7536212辅助眼2.5541.66.4辅助眼2.57131.215.6辅助眼2.59251.230辅助眼2.511191.222.8辅助眼2.513231.227.6辅助眼2.515251.230周边眼2.517390.831.2底板眼2.519191.630.4合计179218单位耗药量：1.05kg/m3表下台阶爆破设计参数表炮眼名称孔深（m）段数个数单孔装药量（Kg）单段装药量（Kg）备注第一排眼31151.624第二排眼33151.624第三排眼35151.624第四排眼3771.611.2周边眼3980.86.4底板眼311151.827合计75116.6单位耗药量：0.64kg/m3说明：（1）、机具采和YT—28凿岩机，钻孔直径为Ф42mm。（2）、起爆采用非电毫秒雷管一次间隔起爆。（3）、爆破参数根据实际情况可用适当调整。1.5、炮眼布置图。爆破施工爆眼布置图（Ⅲ级）1.6、施工注意事项（1）、炮眼的深度，角度按设计，眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；（2）、周边眼应在设计轮廓线内5cm，避免产生超挖；（3）、周边炮眼可以3%的斜率外插，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm；（4）、开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度力求所有炮眼底落在同一垂直面上；（5）、钻眼完毕按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药爆破。2、洞口路基爆破洞口路基爆破采用露天浅孔松动爆破，控制抛掷距离。2.1、露天浅孔爆破设计（1）、最小抵抗线WW=（0.5～0.9）H式中H—台阶高度，m本方案中选3m。本方案取W=1.5m（2）、孔深LL=1.0H=3m中等坚硬岩石（3）、炮孔间距a=（0.8～2.0）W（导爆管雷管起爆）本方案取a=1.5m（4）、炮孔排距b=（0.8～1.2）W本方案取b=1.5m（5）、单孔装药量QQ=eqW3式中Q—单孔装药量，kg；W—最小抵抗线，m；q—单位用药量，kg/m3；按岩石坚固系数查表取0.4e—炸药量换算系数，本方案取1。Q=1.0×0.4×1.53=1.35kg3、爆破效果监测及爆破设计优化3.1、爆破效果检查每次爆破后，对爆破效果进行仔细检查，分析爆破参数的合理性，以确定出符合本岩层最佳爆破参数，从以下各方面进行检查，核定及分析：（1）、超欠挖情况；②、爆破进尺是否达到爆破设计要求；③、爆出石碴是否适合装碴要求；④、开挖轮廓圆顺、开挖面平整；⑤、炮眼痕迹保存率不小于85%，并在开挖轮廓面上均匀分布；⑥、两次爆破台阶衔接不大于15cm。3.2、爆破设计优化根据每次爆破后检查情况，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果、改善技术经济指标。（1）、根据岩层节理裂隙发育岩性软硬情况，修正眼距、装药量，特别是周边眼的有关参数；（2）、根据爆破后石碴的块度修正参数、石碴块度偏小，说明炮眼布置偏密，块度过大说明炮眼偏疏，单孔用药量偏大；（3）、根据爆破振速监测，调整同段起爆最大药量及雷管段数；（4）、根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，爆破眼底基本上落在同一断面上。4、安全措施4.1、本隧道爆破作业在地下进行，其炸药的运输、加工、装药、起爆整个全过程必须严格按《爆破安全规程》和《安全操作细则》进行，主要对爆破震动和噪声进行严格控制施工，采用减震降噪控制爆破技术并进行爆破震动监测。4.2、为了确保施工所产生的振动不影响周围环境，施工期间尤其是钻爆初期，每炮进行爆破震动监测，及时调整钻爆参数减轻振动、确保结构的安全稳定。4.3、开挖爆破后，在清理过程中如发现瞎炮、残药、拒爆等立即报告、由爆破人员处理。4.4、装药必须由施工负责人指定有爆破作业证的爆破工完成，装炮区内严禁吸烟点火，非装炮人员在装炮开始前必须撤出装炮地点，装炮完毕必须检查并记录装药个数、地点，以便爆破后核对有无瞎炮以便及时处理。4.5、处理瞎炮必须设立警戒区，处理方法视具体情况决定，可采用下列几种办法。（1）、经检查确认炮孔起爆线路完好时，可重新起爆，严禁打残眼；（2）、在距瞎炮药壶边缘不小于0.5m处打一平等炮眼进行诱爆，为确定平等炮眼的方向，允许从盲炮孔口提限长度不超过20的填塞物，注意岩层节理情况，在打眼地点不得有连续瞎炮的裂缝；（3）、盲炮应在当班处理，当班不能处理或未处理完毕应将盲炮数目，炮眼方向、装药数量和起爆药包位置，处理方法、意见等在现场交接清楚，由下一班继续处理。4.6、严格按设计进行布孔，钻孔并对成孔进行验收，装药前检查孔位、深度、倾角是否符合设计要求，孔内有无堵塞，孔壁是否有掉块以及孔内有无积水，积水深度如何，放线孔位和深度不符合设计要求时及时进行处理，进行补孔和透孔。4.7、严格按设计装药，填塞时保护好起爆网络，非电雷管脚线不能有打结和损伤，否则必须更换，导爆索切割必须用快刀一次切断，不得揉磨或撞击，导爆索联接必须顺传爆方向，接点位于导爆索端不小于20cm。4.8、装药结束后进行检查验收，未经检查验收不得进行堵塞作业，从炸药运入现场开始，距爆破器材50m范围内严禁烟火做好装药的原始记录。4.9、严禁无堵塞爆破，不得使用石块或易燃材料堵塞炮孔，堵塞长度达到要求，不得自行增加药量或改变堵塞长度。4.10、爆破网络敷设应按设计网路进行，防止漏接、错接等。4.11、设置警戒、起爆：（1）、爆破作业前，隧道内必须确定危险区边界在距爆破作业面100m范围内，并设置明显的标志，爆破员应非常清楚警戒信号（音响信号）的意义，警戒范围的大小和警点颁，并认真做好警戒工作，任何台阶进行爆破时，洞内施工人员必须全部撤出至洞外；（2）、在洞口设置的警点应使所有的通路经