钱坂三号隧道Ⅲ级围岩施工方案.doc

1、漳州至永安高速公路A7合同段 级围岩开挖施工方案海峡西岸经济区高速公路网漳州至永安联络线-龙岩漳平段A7合同段（K104+970.000K110+993.487）钱坂三号隧道仰拱开工报告中铁二十三局集团第一工程有限公司龙岩漳永高速公路A7合同段项目经理部二一二年九月二十五日目 录一、编制依据3二、编制原则3三、工程概况3(1）地形地貌3(2）工程地质3（3)水位地质4（4）设计概况4四、人员、机械进场情况5五、施工方案7六、施工工艺流程71、施工准备工作82、级围岩开挖103、级围岩全断面开挖控制要点：114、开挖作业工序流程115、钻爆设计126、开挖预留沉降量与光面爆破控制标准177、基本

2、要求178、隧道控制测量189、施工通风2010、施工过程中防排水措施2211、综合超前地质预测预报23钱坂三号隧道级围岩开挖施工方案一、编制依据1、海峡西岸经济区高速公路网漳州至永安联络线相关施工图纸。2、现场实际地形、地貌调查资料。3、我公司的质量手册及程序文件及集团公司的科技成果、工法成果、管理水平、现有技术装备力量和多年来积累的公路隧道施工经验。4、国家、交通部现行的有关施工验收规范、强制性标准，福建省标准化施工指南。二、编制原则1、贯彻“早进洞，晚出洞的原则，避免洞口大挖大刷，保证隧道洞口边坡及仰坡的稳定，确保原有自然生态景观不被破坏。2、隧道贯彻国家有关经济政策，积极慎重的采用新技

3、术，新材料,新设备，新工艺。3、认真执行国家有关土地管理、环境保护、水土保持等法规的要求。注意节约土地，保护农田及水利设施，尽量保护原有植被，妥善处理弃渣和污水。三、工程概况（1）地形地貌隧道区属构造剥丘陵地貌.该隧道穿越于钱坂村和车碑村交界的山体中，进口处地面高程240-250米，出口处地面高程310米-320米，隧道轴线最高点高程876米,相对高差540米570米，地形陡峭，山脊较浑圆,进口侧山坡自然坡度3545度，出口侧山坡自然坡度3540度，植被较发育。（2)工程地质隧址位于戴云山山地区，地壳整体相对稳定。受地区地质构造的影响,隧址区根据现场地质测绘，隧址区断裂结构发育。区内有F41、

4、F41A断裂带通过。隧址区上覆残破积粘性土，下伏基岩为三叠系溪口组泥质粉砂岩、粉砂岩、隧道走向与岩层走向小角度相交，影响围岩级别。（3)水位地质隧址区洞身地下水主要为下伏风化基岩中的裂隙空隙水，其岩性泥质粉砂岩、粉砂岩为主，未见有透水较好的断裂发育，一般富水性差。 隧道位于当地侵蚀基准面之上,地表水较贫乏。地下水蕴藏较深，水量贫乏，受降雨影响明显，对隧道影响较小。（4）设计概况钱坂三号隧道位于福建省漳平市境内，进口里程ZK109+178，YK109+194;出口里程ZK109+612，YK109+624；隧道全长左洞434m，右洞430米。人行横洞ZK109+430，YK109+433.776

5、。隧道路面设计时速80公里每小时，洞内纵坡为单面上坡,最大纵坡3.0，最小纵坡0。03%。设计荷载：公路I级。路面设计标准轴载BZZ100。隧道建筑限界项目净宽(m）净高（m）行车道（m）侧向宽度（m)检修道（m）主洞10。255.03.750.5+0。750.752人行横道2.02.5/四、人员、机械进场情况人员配备情况岗位人员数量备注施工负责人1吴志华质检负责人1严如国安全负责人1张运发开挖工班5支护工班25钢筋工班10砼工班10主要机械设备情况机械名称型号数量状态挖掘机PC2002台良好装载机ZLC50C2台良好自卸汽车EQ3408m32辆良好空压机20m35台良好压风机SD1002台良

6、好凿岩台车自制2台良好气腿式凿岩机YT-2818台良好抽水机3DA894台良好注浆泵GZJB型4台良好湿式砼喷射机HSP-7型2台良好砼搅拌站HZS75型1座良好发电机60KW1良好电焊机BXI-35010台良好钢筋切断机QJ401台良好主要试验、测量检测仪器设备仪器名称规格型号进场日期数量万能机（数显一级精度）WE-600B2012.8.11压力机(数显一级精度）TSY20002012。8。11电动抗折机DKZ50002012.8.11触探仪2012。8.11锚环拉力计ML202012.8.11拉拔仪2012。8。11恒加载水泥压力机TSY3002012。8.11回弹仪2012。8。11切石

7、机SCQA2012.8.11全站仪尼康2012。8。11断面仪南方2012。8。11水准仪拓普康2012.8.11五、施工方案1、由于隧道施工地质条件复杂、不可预见性多的特点，该隧道的施工是本合同段的关键、控制工程。施工时充分利用我单位以往公路隧道快速施工的成功经验，优化资源配置，实现主要工序机械化作业。2、进洞按“早进洞，晚出洞”的原则，先护后挖，严格按“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针组织施工，稳扎稳打，步步为营,确保施工进度、质量及施工安全。3、用新奥法精神贯穿整个施工过程，根据不同围岩变化情况，确定不同的掘进（炮孔布置、用药量、进尺)、支护（类型、数量）、衬砌

8、(布筋、砼标号、厚度)参数,充分利用围岩自身承载力,减少爆破冲击波对岩体的扰动，严格控制光面爆破，取得最佳的光爆效果,主要抓欠超挖量及表面圆顺程度和炮眼残留率。4、隧道掘进级围岩，采用全断面开挖一次开挖成型，采用自制凿岩台车并辅以YT28风动凿岩机钻眼，光面爆破采用非电塑料导爆管起爆系统，毫秒微差有序起爆。每循环进尺控制在锚杆纵向间距的1.5倍,每天2个循环,开挖一环后立即施作初期支护,封闭开挖基岩面。出碴采用无轨运输,侧卸式装载机配自卸车出碴。施工中合理调整工序,实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。5、监控量测.本隧道必测项目有隧道内地质和支护状况观察、周边位移、拱顶下沉、地表下沉、锚

9、杆抗拔力,选测项目有围岩压力及支护压力、钢拱架支撑内力、喷射砼及二衬应力。监控量测信息反馈是新奥法施工修正参数的核心内容，是新奥法精髓发挥的依据。6、实施大风机、大风筒管通风，严格按“隧道降尘净毒工法”（铁路一级工法)，搞好洞内降尘,做好文明施工。六、施工工艺流程1、施工准备工作施工用电本项目隧道施工用电均以地方供电为主,备用发电机组为辅。即在掘进端口外搭接地方高压线，并在隧道掘进端口外安装2台分别分630KW和400KW的变压器，施工前分别各配250KW发电机过渡，同时作为备用电源,洞外低压供电线路采用三相四线制架空线，洞内采用电缆线供电，备用2台变压器以作为洞内增压。施工用水施工用水修建蓄

10、水池，抽水蓄积供隧道使用。高压供风在隧道掘进口处,建高压风站一座,每个掘进口安装1台SD-100型压风机，给洞内送风,保证空气质量。隧道内通风三管两路设置隧道内采用软质风管悬挂于边墙一侧,进行压入式通风(详见图11、1-2）。隧道动力线、照明线分开安装在另一侧的边墙顶部边缘上.高压水管和高压风管安装在风管同侧临时水沟上方。隧道底部设置施工道路，顺纵坡段两侧分别设置排水沟自流排水，反向纵坡段每隔60m设集水坑一个,自吸水泵排水总管集中排出洞外，并做好道路横向排水坡,确保道路平顺、不积水.高压风管150mmSD-100说明：1、 隧道施工通风，拟选用SD-100型压风机，每个掘进口安装1台，用大直

11、径风管进行管道压入式通风；2、 风机离洞口20m安设，风管口距工作面20-30m为宜。图1-2 隧道施工通风方案图1-1 隧道三管两路布置图图1-2 隧道施工通风方案图 隧道通讯采用有线和无线对讲机相结合的联络方式.隧道施工生产、生活用房生产、生活用房均为自建,生产房屋1000，生活房屋600m.结构形式二层彩钢板房。隧道进口洞口外挡护及排水工程本合同隧道在施工前均需做好进、出口外引水、排水和挡护设施，防止水害及山体滑坡、滚石危及安全。2、级围岩开挖级围岩覆盖层较厚，岩性为花岗岩,自稳能力强，整体性较好。采用全断面光面爆破一次成型。全断面爆破开挖：采用光面爆破，每循环进尺控制在锚杆纵向间距的1

12、。5倍，石方由自卸车运至弃碴场；初期支护：爆破开挖完成后,排除危石，初喷4cm厚混凝土，安装22水泥药卷锚杆挂钢筋网，复喷混凝土至设计厚度；铺设环向盲沟及防水板，整体灌注二衬砼3、级围岩全断面开挖控制要点：开挖应采用光面(预裂）爆破技术，爆破后残眼率应大于90%。初喷砼应紧跟开挖面，复喷与开挖面的距离不应大于20m。隧道两侧的沟槽及铺底部分应一并开挖成型。开挖应严格按规范做好监控量测工作，随时掌握围岩及支护的变形情况，以便及时修正支护参数，改变施工方法；同时，应有较准确的超前地质预报。开挖时的排水工作要认真做好，在保证排水畅通的同时，重点要对两侧临时排水沟铺砌抹面，防止钢支撑基底软化。4、开挖

13、作业工序流程测量画线台车（钻孔平台）就位钻 孔装 药爆 破通风排烟找顶刷邦隧道初支下一循环5、钻爆设计爆破方法级围岩采用全断面开挖方法,爆破设计见图主要爆破参数的初步设计爆破试验确定爆破参数施工前首先要根据地质调查结果，选择有代表性的位置，采用利文斯顿爆破漏斗理论，进行现场爆破试验,提出爆破参数。周边眼：周边眼光爆参数的选择:包括周边眼间距E,炮眼密集系数m，最小抵抗线W,不耦合系数D，周边眼装药集中度q。根据设计提供地质资料,结合我单位以往施工经验，本隧道初步设计周边眼光爆参数可按表选取。周边眼光爆参数表围岩级别装药不耦合系数D周边眼间距E（cm）周边眼最小抵抗线W相对距E/W周边眼装药集中

14、度（kg/m）1.21.50456060800.801.000。250.40、1。502。00355050700。801.000。150.252.002。50204040600.500。800.070.12注：表中Q系按2号岩石硝铵炸药计算,采用其他炸药时换算系数K按下式计算：K=1/2（2号岩石炸药猛度/换算炸药猛度+2号岩石炸药爆力/换算炸药爆力)周边眼装药结构:本隧道周边眼爆破均采用不耦合装药结构。级围岩采用双传爆线装药结构，破碎地段，周边眼采用钻密眼,人为切开一条缝不装药或隔孔装药措施。掏槽眼宜选用复式楔型掏槽,单侧掏槽眼的行间距及列间距应控制在30cm内，并采用分段起爆方式.炮眼布置

15、方式:周边眼、内圈眼环形布孔，掘进眼采用线性布孔方式。装药量计算：先根据周边眼的装药集中度和掏槽眼的装药长度进行周边眼和掏槽眼的药量计算，其他炮眼按式（2-1)计算，按式（2-2）复核,科学进行药量分配。单眼装药量计算公式q=kawL 式（21）总装药量计算公式Q=kLS 式（22）式中K一单位炸药消耗量，0.721.27kg/m3a一炮眼间距,m； w一炮眼爆破方向的抵抗线，m；L一炮眼深度，m； S开挖断面积，m2；炮眼部位系数，按表4。5.2、4.5.3选取.软弱围岩炮眼部位系数表炮眼部位掏槽炮眼扩槽炮眼掘进槽下掘进槽侧掘进槽上内圈炮眼二台炮眼底板炮眼231.5211.210.810。8

16、1预0.50。8光1。21.51。52起爆顺序安排：预裂爆破时先预裂后掏槽，然后扩槽、掘进眼、二台眼、内圈眼；光面爆破从掏槽眼开始,由内向外，最后是周边光面爆破。光面爆破施工程序及作业标准为保证光爆施工实行程序化、标准化作业，我们制定了以下光爆作业程序及作业标准.炮眼眼痕率在90以上.放样布眼钻眼前，用全站仪定向,水平仪、钢尺相配合，测量人员用红油漆准确给出开挖断面的中线和轮廓线,标出炮眼位置，其误差不超过5cm（距开挖面每50米埋设一个中线桩，每100米设一个临时水准点）。定位开眼采用风动凿岩机钻眼,其轴线与隧道轴线要保持平行。就位后按炮眼布置图正对钻孔。对于掏槽眼和周边边眼的钻眼精度要求比

17、其它眼要高，开眼误差控制在5cm以内。钻眼按照不同孔位，将钻工定点定位.钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练的操作凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要由有较丰富经验的老钻工司钻，有专人指挥，确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时,外插角3度；眼深5m时，外插角2度），使两茬炮交界处台阶不大于10cm。同时，根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，保证炮眼底落在同一平面上。清孔装药前，用炮钩和高压风将炮眼内石屑刮出吹净。装药装药需分片分组，按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行,雷管要“对号入座”，要定人、定位、定段别，不得乱装药。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。联结起爆网路按设计的联接网络实施

18、。起爆网路为复式网路,以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆索的连接方向和连接点的牢固性；导爆管不能打结和拉细;各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处，网路联好后，要有专人负责检查。非点炮人员撤离安全区后才能引爆。爆破后，如有瞎炮,要进行专门处理,并及时检查光爆效果，分析原因，调整爆破设计。爆破完成后采用装载机配合挖掘机挖、装,自卸车运的方式，将洞身土石方运至指定弃土场。6、开挖预留沉降量与光面爆破控制标准开挖轮廓线预留变形量围岩级别预留变形量(cm）7105735光面爆破炮眼痕迹保存率序号项目硬岩中硬岩软岩1平均线怕超挖量（cm)101510

19、2最大线怕超挖量（cm)2020153两炮衔接台阶最大尺寸（cm）1010104残眼率（）9075555局部欠挖量(cm）5556炮眼利用率（%）90951007、基本要求洞身开挖实测项目项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1拱部超挖(mm)破碎岩、土(、级围岩）平均100，最大150水准仪或断面仪：每20一个断面3中硬岩、软岩（、级围岩）平均150，最大200硬岩（级围岩）平均100，最大2002边墙超挖(mm)每侧+100，0尺量:每20m检查一处2全宽+200，03仰拱、隧底超挖（mm)平均100，最大250水准仪：每20m检查3处1外观鉴定:洞顶无浮石。8、隧道控制测量为保证

20、隧道贯通精度,拟定如下测量控制方案：地表平面控制为保证洞口投点的相对精度，平面控制网根据设计提供的控制点和实地地形情况布设精密控制网,并保证洞口附近有二个或二个以上的精密控制网点。地表控制网经过多次复测，复测无误后方可引线进洞的测量工作。洞口联系测量为保证地面控制测量精度很好地传递到洞内，采用如下洞口控制测量方案：在洞口仰坡完成及洞口施工至设计标高后，在洞口埋设二个稳固的导线控制点。洞口附近在基础稳定处埋设24个水准点,与地表水准控制网联网观测及平差计算，以便于隧道进洞水准测量。测量方法及措施地表平面控制测量选用全站仪施测，建立四等导线控制网,并把隧道中线和横向轴线纳入控制网内以保证放样精度.

21、高程控制按四等网施测,用自动安平水准仪施测，精度至毫米。开挖断面检测及初支断面检测采用断面仪施测。洞内控制测量与地表控制测量按同等精度建网，施工中线测量使用全站仪.具体要点:A、项目部测量组负责地表平面控制测量、高程控制测量和洞内引线控制测量，提供正确的进洞方位和高程点.施工队对提供的测量成果和桩位经复核无误后方可使用，并负责中线、高程测量。中线测量在隧道每掘进20米，衬砌每10米时各进行一次，隧道每延伸100时建导线网一次。B、测量作业需按测规要求，原始记录齐全，测量资料整洁无误，各种计算工作必须两人独立进行，对照无误后方可进行下一步工作.C、所使用仪器,钢卷尺按规定定期送检。D、测量组需保

22、管好各种测量桩,订桩时注明桩号，以防人为毁坏或用错桩。隧道贯通误差的调整为保证隧道准确贯通，根据测量规则制定允许误差标准:横向允许误差100mm，高程允许50mm。隧道测量除在测量设计中对贯通误差限差进行设计外，还应在施工测量中认真仔细，加强复核，并经常与出口联测，确保隧道施工的贯通精度。当贯通误差较小时,可按原设计资料进行衬砌,并在未衬砌的100m地段内调整,消除贯通误差的影响,保证衬砌断面圆顺过渡。9、施工通风风量计算(以施工最长的工区计算）按洞内同时工作的最多人数及采用内燃机作业计算需要风量；Q=KMQ+Ni.A（m3/min);式中K:风量备用系数，取1。101。15；M:洞内同时工作

23、的最多人数，此处取100人；Q：洞内按1人每分供给新鲜空气3 m3计算；Ni：洞内同时使用内燃机械作业的KW数，此处取为200kw；A：洞内使用内燃机每1KW的需风量应不小于3 m3/min。经计算Q需=945 m3/min；按同时爆破的最多炸药量计算需风Q:压入式通风工作需要量Q压=7.8A（sl）2/t3式中t:爆破后通风时间(min）,取为25min；A：工作面同时爆破最多炸药量（kg），取为263kg;s： 隧道最大装药量净横断面面积(m2），取为82.25 m2；l:需要通风的巷道长度(m）取为750m;经计算Q=517.62 m3/min。由以上计算结果，洞内同时工作的最多人数及采

24、用内燃机作业需要风量是个控制指标.选择风机和风管:经计算工作面所需风量为945m3/min，故选择风机为SD100型轴流式风机,额定风量1000m3/min,电功率为110KW,为有效提高供风距离和考滤风机和风管的配备，选用直径1200的双抗塑胶帆布柔性风管，软管要求:胶质风管挂在拱脚部位，距地面5米左右,风管出口距工作面40米左右。吊挂风管的缆索要拉平、拉紧锚杆要打牢、标直,风管上的吊环间距为30004000mm,风管要挂稳调直。通风方案:在左右洞工区各配备1台SD-100型轴流式风机，足可满足工作面所需风量，能使工作面空气新鲜。通风系统的布置与使用根据选定的风机安装位置，平整场地,设置安装

25、风机的基础和支架。根据软风管的安装位置，确定锚杆位置，施工吊装锚杆用以安装软风管.安装风机，将风机水平安放在预制好的支架上,调平，调整方向,用螺栓固定.风机安装要符合使用说明.安装风管:A、检查软风管及接头的质量,发现缺陷者要立即进行修补；B、风管要折叠起来搬运，严禁将风管在地面上拖拉、滚动；C、连接风管接头，套接时，进风管在内,出风管在外，接头必须绑扎牢固，严密平整,每层至少绑两道软钢丝，并通过丝口调紧；D、通风管全部安装好后,要从风机出口处开始,重新调整一遍。试送风。将各台风机（包括配用风机)分别启动运转,检查电机、风机、风管有无异常，发现问题及时处理。送风。停风爆破。洞内进行爆破前,对风

26、机采取保护措施,避免爆破冲击波对风管的冲撞，调整好软风管出风口与作业面之间的距离,该距离以不大于风流的有效射程为宜。送风排烟。洞内起爆后开启风机，排出烟尘,当隧道内的烟尘浓度下降到允许浓度时，排烟过程即告结束。通风维持作业。洞内作业时，要连续通风,强制排出洞内各类施工机械设备排放出的废气,保证洞内的空气新鲜.10、施工过程中防排水措施在施工过程中水是影响正常作业的重要因素，地下水不仅降低围岩稳定性，尤其对软弱破碎围岩影响更为严重，使待开挖土方困难,且增加了支护难度和费用，如处理不当可能会造成更大的危害。洞口排水系统：在洞顶设置天沟(环洞口的截排水沟），使地表水不能流入到洞口范围，同时在开挖过程

27、中注意保护开挖线至截水沟部分的地表植被不被破坏，使雨水等不能渗入到围岩。洞内排水系统：西岭隧道由出口端进洞，开始阶段为上坡，洞内渗水通过隧道两侧开挖的临时排水沟排水洞口，进入下坡段时采用反坡排水将洞内渗水排水洞口，在开挖掌子面附近施作聚水坑，由小水泵将水汇集到集水坑中，再由主水泵将水抽到洞外排水沟,抽水泵随掌子面的开挖而拆迁前移水管接长.同时配用一套抽水设备，以防隧道发生涌水事故危及生产及设备安全。反坡排水示意图11、综合超前地质预测预报针对西岭隧道地质特点，拟采用地质素描法（常规地质法)、超前水平钻孔法、TSP地震探测法相结合的预报方法。并进行地下水的超前预报、监测及试验.综合监测结果，即时

28、提出对不良地质的处理措施，以降低施工风险，确保工程质量和运营安全。地质素描开挖面围岩级别、岩性、围岩风化变质情况、节理裂隙、产状、地下水等情况进行观察和测定后，绘制地质素描图，通过开挖后利用罗盘仪、地质锤、放大镜、皮尺等简单工具对开对洞内围岩地质特征变化分析来推测开挖面前方的地质情况，据以指导施工。超前水平钻孔采用超前水平钻机钻进过程中钻速和钻碴的变化对开挖面前方较短距离内的地质情况进行判断，为提高其预报的准确度，与地质素描配套使用。通过超前钻探取芯测定含水率为主要手段确定下一步施工方案。TSP地震探测TSP地震探测属于长期地质超前预报(大于100 m)，有着探测距离远,分辨率高,抗干扰能力强

29、，对施工影响小等优点,可以检测出掌子面前方岩性的变化，如：不规则体、不连续面、断层和破碎带。24个炮孔布置在隧道的一边墙，在隧道两侧壁钻制两传感器孔(43 mm）,把环氧树脂放置其中，之后将套管推进，并使之与围岩紧密耦合.传感器置入套管中,依次激发各炮，从掌子面前方任一波阻抗差异界面反射回来的信号及直达波信号将被这高灵敏的三轴传感器接受下来。接收器孔设置两个，位于隧道左、右边墙,钻孔直径为50mm，深度2m,垂直隧道轴向，上倾510；炮孔共用24个,位于隧道的左（或右）边墙，钻孔直径为40mm，深度1。5m，垂直隧道轴向,下倾1020，每个爆破使用防水乳化炸药2。1Kg，瞬发电雷管30发/次.炮孔与接收器间不能有大型洞室.若测定的孔位无法钻孔,可在以测点为中心左右20cm的范围内钻孔。（要求炮孔和检波器在同一直线上）。要注意选择检波器孔的位置，不能在松散围岩中,可以以设计接收点为中心左右1.0m的范围内钻孔，检波器孔身要直，孔内岩屑和泥浆要用水冲出孔外。对易垮孔的应安放柱状物（如锚杆等）留在孔中防止围岩掉块。炮孔S24距离掌子面的距离为0.20。3m。21