1、 隧洞工程施工方案及施工方法一、隧洞施工方案1. 在施工中，由于竖井深度较深，针对不同的地质情况，采用不同的施工方法：类围岩采用井圈背板常规施工法，设临时锁口，风镐开挖，短进尺，弱爆破，先护后挖，支撑紧跟等综合治理措施，稳扎稳打，步步为营，安全开挖。类围岩采用全断面分层向下钻爆法开挖。喷射砼支护，人工安设大块可拆卸式（拼装式）钢模板衬砌井壁。采用人工配合 0.565m3 长绳悬吊式抓岩机装碴，井口利用塔架安设卷扬机提升 3m3 双钩底部自卸式吊桶出碴。ZLC-40 装载机配合 5t 自卸汽车运至弃碴场。1.洞口开挖石方开挖采用 YT28 型手风钻钻孔，梯段爆破开挖，预裂爆破。在开挖之前首先把面
2、层积水引向开挖区之外。开挖施工自上而下分层开挖。2.隧洞洞挖施工分上下两个台阶进行开挖，先开挖上台阶，待贯通后由内向外开挖下台阶，并由内向外施作衬砌。隧洞开挖采用微振控制爆破技术，减少对围岩的扰动，利用 YT28 手风钻钻孔，人工装药。出渣方式为无轨运输，扒渣机装渣，自卸汽车运渣。3.支护工程(1)明挖边坡锚杆施工方法洞脸边坡锚杆施工作业，采用搭设钢管脚手架和简易操作平台的方法进行。钻孔采用 TY-28 型气腿钻，按设计孔位及角度钻进，孔径 42mm，达到设计孔深后，用高压风清孔；锚杆采用“先注浆后安插锚杆”的方法施工。(2)洞口锁口支护洞口岩体卸荷松弛，完整性差，按类围岩进行支护，进洞开挖前
3、洞口进行锁口支护。支护方案如下：对洞口段拱部外侧面进行双排超前 22 锚杆支护，锚杆长 4 米，间距0.5m。洞内 20m 段必要时设钢支撑加强支护。(3)洞内锚喷施工采用 22 锚杆，采用 TY-28 风钻钻孔。喷砼施工采用湿喷工艺，根据围岩及设计要求进行挂网及系统锚杆喷砼支护。喷砼支护施工所有喷砼料，由拌和站供料。4.混凝土工程本工程混凝土均在拌和站集中搅拌，水平运输采用汽车罐。混凝土衬砌采用定制钢模台车，用 I18 的槽钢焊成主体架，模板采用多块铰接。砼采用泵送入模。5.灌浆工程灌浆孔穿过砼衬砌部分采用预埋管，灌浆孔钻孔机械选用 YT28 手风钻，制浆设备选用高速搅拌槽，灌浆设备选用 B
4、W250/50 灌浆泵。砼衬砌达到 70%设计强度时开始回填灌浆，回填灌浆完成 7 天后开始固结灌浆。三、施工工艺及方法1.施工准备1.1技术准备(1)组织有关人员进行图纸会审，学习施工技术规范、验评标准及安全质量等保证措施，对施工人员进行技术交底。(2)根据导线控制网布设隧洞施工控制网，并对隧洞开挖断面进行定位。1.2资源准备(1)组织施工机械设备进场，并对施工机械设备进行安装、调试。(2)向业主提出材料需用量计划，组织水泥、钢材、砂石料等材料的进场，并做好原材料的试验检验工作。1.3现场准备(1)将施工用水、用电及施工便道引至洞口。(2)平整施工场地，搭建驻地房屋、空压机房、变配电房、水泥
5、库、钢筋加工棚、木材加工棚、砼拌合站、高位水池、炸药库等临时设施。(3)在施工现场设置宣传牌、标语牌、警示牌等，并根据要求做好安全防护。2.施工测量2.1测量基准(1)进场后，及时和监理取得联系，由监理提供测量基准点、基准线和水准点及其基本资料和数据。(2)接收监理提供的测量基准点后，与监理共同校测其基准点(线)的测量精度，并复核其资料和数据的准确性。(3)以监理提供的测量基准点(线)为基准，按国家测绘标准和本工程的施工精度要求，测设用于工程施工的控制网并报临理工程师审批。2.2施工测量(1)对工程施工所需的全部施工测量放线工作。(2)将每次测量的资料报送监理审核，按监理要求自行组织施工控制网
6、的放样测量及检查，或在监理的监督下进行复核对照测量。(3)保护好测量基准点、基准线和水准点及自行增设的控制网点。3.隧洞洞身开挖4.1洞身开挖工艺洞身开挖工艺流程见下页图。4.2洞身开挖方法采用爆破法开挖，利用 YT28 手风钻钻孔，人工装药。类围岩循环进尺2.2m，类围岩循环进尺 1.5m，类围岩循环进尺 1.0m。出渣方式为扒渣机装渣、自卸汽车运输，TK-961 湿喷机跟进喷砼支护。隧洞开挖工艺流程图4.3钻爆设计4.3.1 周边炮眼装药结构施工准备钻孔设备就位风水电接通通风设施完备测量放样钻孔装药 机械设备撤退安全警戒爆破拟定洞挖爆破作业施工方案通风、除尘、抽水安全检查和处理确定是否采取
7、超前支护机械出渣工作面清理超前支护施工初期支护施工报工程师审批YNNY机械设备保养下一循环下一循环下一循环布孔周边炮眼采用非连续不偶合装药结构，采用 25 小直径药卷间隔装药，具体装药结构示意图如下图。4.3.2 光面爆破炮眼起爆顺序4.3.3 光面爆破技术措施提高测量放样精度，确保测量对周边眼的定位误差在 3cm 以内。周边眼钻孔误差在 2cm 以内；钻孔外插角控制在 2以内，采用自制 1.5楔型钻孔导向架进行钻孔控制；同时控制每循环爆破进尺，确保眼底和孔口之间最大偏距不超过 10cm。根据本工程地质资料，进行论证和爆破试验，选择与本工程地质特性、围岩岩性相匹配的炸药品种，提高爆破效果。通过
8、爆破试验，选择合理的爆破参数。根据围岩岩性，选择确定光面爆破和预裂爆破周边眼间距、抵抗线、不偶合装药结构、起爆顺序、堵塞长度等爆破参数，确定各主爆孔特别是掏槽眼的爆破参数，确保光爆破效果。4.3.4 爆破施工控制要点爆破装药前进行设岗警戒，布设岗哨。采用光面爆破，严格控制周边眼装药量，最大限度地减小爆破对周边围岩的扰动和破坏。采用微振控制爆破技术，严格控制段装药量和段间延期时差，达到控制爆破振速的目的，最大限度地减小对周边围岩的扰动和破坏。每个开挖循环都要进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画掏槽眼 辅助眼 掘进眼 底炮眼 周边眼20cm卷卷卷卷出隧洞开挖轮廓线及标定周边炮眼位置，误
9、差不超过 1cm。并采用激光准直仪控制开挖方向，并定期复核激光准直仪方向。钻眼必须按设计方案进行。钻眼时掘进眼保持与隧洞轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比孔底低 5cm，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制在02以内，掏槽眼严禁互相打穿相交，孔底比其它炮眼深 20cm。装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时，由爆破员分好毫秒雷管段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。装药后每孔用炮泥堵塞，堵塞长度 40cm。起爆采用塑料导爆管非电起爆网络，雷管联接好后爆破员进行检查，检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管，检查无
10、误后发出起爆信号。开挖过程中观察石质的变化情况及爆破效果，及时调整钻爆设计。控制隧洞超欠挖，保证开挖轮廓平顺。每次爆破后和出碴前清撬残留的危石碎块，并经常检查已开挖段围岩的稳定情况，清除可能塌落的松动岩块。洞内作业期间，专职安全员昼夜检查洞内的安全情况，施工作业面设专职排险人员。4.3.5 降低施工爆破振动的技术措施实际施工中，由于以上的爆破设计参数和楼房现有质量与实际情况可能存在一些差异，因此实际建筑物对施工爆破振动的要求可能更高。为了确保安全，还可以采取其它减震措施，主要有减小爆破进尺、减小炮眼装药量、光面爆破和预裂(预切割)爆破等。而隔振措施则主要有预切槽、隔断桩技术等。预切割(或预裂)
11、减震爆破技术在隧洞周边，采用密集钻孔间隔装药(两个装药孔中间的孔不装药，为空孔，主要起切缝导向的作用)预先爆破形成切割缝的控制爆破技术。由于导向空孔的存在，切割爆破时可以单孔起爆。根据工程实践，完整切割缝的存在，可以将缝内爆破振动速度降低 30%。孔内分段微差减震爆破技术装药孔可以采用间隔装药，分为两层，中间用砂土或炮泥隔开，孔内分段微差爆破，炮孔装药结构和分段起爆如下图所示。降低循环进尺减震爆破技术通过降低循环进尺来降低最大一段装药量，同时减小洞内围岩的夹制作用。从而降低爆破震动速度。5.不良地质地段施工在开挖过程中可能会出现破碎带、软弱夹层和岩爆等不良的地质条件，为了保证顺利施工，应提前做
12、好各项的预防措施,并根据实际情况及时进行锚喷支护和超前支护。围岩不良地段锚喷支护程序围岩类别 稳定情况 支护类型 施工程序 不稳定 喷砼、系统锚杆加钢筋网或系统锚杆喷钢纤维砼 开挖一个循环，紧跟工作面进行锚喷支护 极不稳定喷砼、系统锚杆、挂网、格栅(钢)支架联合支护或锚杆(索)、喷钢纤维砼，格栅支架联合支护短进尺，爆破后先对周边及掌子面喷一层 35cm 砼后再出渣，出渣后立即按设计要求打系统锚杆、挂网。架立格栅(钢)支架再喷砼。根据监测信息，及时调整支护参数。5.1破碎带和软弱夹层的处理(1)首先根据地质预报情况开挖到此段前应采用小爆破短进尺的施工方法以底 层 装 药 上 层 装 药 堵 塞
13、段 堵 塞段 一 段 毫 秒 雷 管 二 段 毫 秒 雷 管 炮孔装药结构和分段起爆示意图减少围岩的震动干扰，或采用台阶法进行开挖。(2)应严格按照设计图纸的要求进行喷锚支护。(3)应提前根据开挖的断面加工一定数量的钢支撑及加工一定数量的钢筋网。(4)一旦出现破碎带和软弱夹层及局部塌方情况应及时进行危石处理，处理时应先把松动的危岩撬掉，再进行喷一层砼，必要时进行锚杆、挂网及钢支撑施工，最后再进行二次砼喷射。5.2岩爆防治在施工时，仔细观察岩体的完整性及干湿情况，利用地震法及听音器查找与测定岩爆位置，主要采用以下防治岩爆措施：(1)采用短进尺，规范施工，削除和减轻岩爆灾害。(2)在听到爆裂响声后
14、，立即进行支护，并设钢筋网支护。(3)灌水，在岩爆区打风钻孔，向孔内压水，对岩爆灾害较重部位，可配合超前减压钻孔进行。a.根据初步勘测资料，本标段隧洞有发生岩爆的可能，施工中对本隧洞硬质脆性岩石地段岩爆进行超前预报，并预测岩爆等级。b.针对施工中发生岩爆，主要采取“以防为主、防治结合”的原则。根据岩爆等级采取相应措施，达到软化围岩释放应力、保护人员及设备、保证结构安全等目的，并结合调整隧洞施工工艺，尽量减小岩爆的危害。岩爆地段辅助施工措施见下表。岩爆地段辅助施工措施参照岩爆分级辅助施工措施 目的微弱岩爆 中等岩爆 强烈岩爆开挖超前导坑 超前释放部 分应力 超前钻孔爆破 破碎围岩释 放应力 超前
15、措施超前钻孔注水 软化围岩降 低脆性 开挖面喷雾射水软化围岩降低脆性 开挖后措施径向钻孔注水 软化围岩降 低脆性 施工工艺分部开挖、短进尺、光面爆破弱化岩爆程度 加强支护网喷砼、超前锚杆加长系统锚杆、钢架弱化岩爆程度增加支护强度 注：表中表示采用，表示根据实际情况部分采用或全部采用。另外准备防护网及机具外防护钢板，以备岩爆发生时保护人员及设备的安全。5.4涌水预防及处理措施施工中采用地质钻机施工探水孔，进行超前地质探水，每次探水段长度7.5m，开挖 5m，保留 2.5m 下次探水。探水孔详细记录出水点位置、水量、水压等。探水孔径 55mm，钻孔偏角 10。地下水处理以排为主，堵排结合。排水采用
16、排水沟，堵水采用注浆等措施。当超前探水孔中 2/3 孔出水且总量大于 10m 立方米/h 时，采用全断面注浆，注浆范围为平均开挖半径的 2 倍，单孔注浆有效扩散半径为 3.6m，注浆孔底中心距 5.4m，注浆最终压力为净水压力的 23 倍；当超前探水孔中总水量小于 10m立方米/h，但个别探水孔出水量大于 2m3/h 时，采用局部超前预注浆措施，注浆范围为在出水通道范围内，隧洞开挖轮廓线以外 56m， ，单孔注浆有效扩散半径为 3.6m，注浆最终压力为净水压力的 23 倍。注浆材料采用水泥-水玻璃双液注浆，水泥为 425R 普通硅酸盐水泥，水灰比为 0.61.1，水玻璃玻美度 3040Be，双
17、液体积比 0.71.4，凝胶时间根据现场实际情况确定。5.5坍塌预防措施要预防坍塌，首先做好地质预报，选择相应的安全合理的施工方法和措施。在施工中注意掌握下述要点：先排水、短开挖、弱爆破、强支护、快衬砌、勤检查勤量测。(1)先排水：在施工前和施工中均应采取相应的防排水措施，避免软化围岩。(2)短开挖：各部开挖工序间的距离要尽量缩短，以减少围岩暴露时间。(3)弱爆破：在爆破时，要用浅眼、密眼，并严格控制用药量，采用微差毫秒爆破。(4)强支护：针对地压情况，确保支护结构有足够的强度。(5)勤检查勤量测：对围岩发现有变形或异状，要立即采取支护或其它有效措施及时处理隐患。5.6坍塌处理措施(1)防止坍
18、塌扩大范围坍方发生后，首先应防止坍方继续扩大：在坍方范围顶部、侧壁上的危石及大裂缝，应先行清除或锚固；对坍方范围前后原有的支护进行加固，以防止坍方扩大；在坍塌范围内架设支撑或喷射混凝土，必要时加设锚杆；对坍方两侧应尽快作好局部衬砌，以保证坍塌方不再扩大。(2)处理坍塌措施：如坍塌体积较小，且坍方范围内已进行了喷锚，可由两端或一端先上后下地逐步清除坍渣，随挖随喷射混凝土，随架设临时构件支撑支顶；如坍塌体积较大，或地表已下沉，或因坍体堵塞，无法进入坍方范围进行支护时，则可注浆加固坍体，然后用“穿”的办法在坍体内进行开挖、衬砌；处理坍塌的同时，应加强排水，即“治坍先治水” 。6.洞身支护6.1砂浆锚杆的施工工艺及方法(1)工艺流程系统锚杆采用砂浆锚杆。锚杆在钢筋加工厂内制作，自卸汽车运至现场，人工在作业平台上安装锚杆。注浆采用 MZ-1 型锚杆注浆机注浆，按照先注浆后安装锚杆的施工顺序。砂浆锚杆施工工艺流程如下：
