留核心土臺階法(隧道開挖施工方案)

重慶三環(huán)銅永段土建三標(biāo)工程經(jīng)理部隧道開挖施工方案復(fù)核：20232隧道開挖施工方案目標(biāo)明確隧道開挖作業(yè)的工藝流程、操作要點(diǎn)和相應(yīng)的工藝標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)隧道開挖施工，盡可能地削減超挖，保證隧道的開挖作業(yè)安全、保證開挖質(zhì)量。編制依據(jù)適用范圍適用于重慶三環(huán)銅永段土建三標(biāo)工程經(jīng)理部玉龍山隧道開挖。隧道開挖施工方案設(shè)計本線隧道按奧法原理組織施工，并要依據(jù)不同圍巖級別及周邊環(huán)境選擇相應(yīng)工法，應(yīng)依據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果，適時施作二次襯砌。石質(zhì)隧道裂開帶依據(jù)“先支護(hù)、后開挖、短進(jìn)尺、弱爆破、快封閉、勤量測”的原則進(jìn)展組織施工。隧道開挖前，首先完成洞口截水溝、洞口土方及邊仰坡防護(hù)施工。洞口土方承受挖掘機(jī)協(xié)作裝載機(jī)自上而下分層施工，大型自卸汽車運(yùn)輸，并準(zhǔn)時做好坡面防護(hù)，開挖一段〔臺階〕防護(hù)一段〔臺階。洞口明洞承受明挖法施工，開挖至明暗分界限后，先施做護(hù)拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，隨后馬上做好明洞襯砌，隨后進(jìn)入暗洞施工，待明洞混凝土到達(dá)設(shè)計規(guī)定的強(qiáng)度后準(zhǔn)時進(jìn)展明洞洞頂回填。暗洞開挖依據(jù)圍巖狀況：隧道挖，Ⅲ級圍巖地段承受上下臺階法或全斷面開挖，每循環(huán)進(jìn)尺掌握在2.5m以內(nèi)。石質(zhì)隧道承受鉆爆法開挖，出碴承受裝載機(jī)協(xié)作大型或中型自卸汽車無軌運(yùn)輸。施工通風(fēng)承受管道壓入式通風(fēng)。在施工過程中應(yīng)不斷總結(jié)閱歷，優(yōu)化工藝。加強(qiáng)超前地質(zhì)推測、預(yù)報，加強(qiáng)圍巖監(jiān)控量測治理。依據(jù)量測結(jié)果，準(zhǔn)時調(diào)整預(yù)留變形量及支護(hù)參數(shù)，適時施作二次襯砌，確保隧道施工安全。開挖方法的轉(zhuǎn)變，要嚴(yán)格按程序申請設(shè)計變更。洞身開挖中，記錄開挖的地質(zhì)狀況，并繪制地質(zhì)描述圖〔描述開挖面地層的層理、節(jié)理、裂隙構(gòu)造狀況、巖體的軟硬程度、出水量大小等對設(shè)計地質(zhì)狀況，判別圍巖類別及穩(wěn)定性。當(dāng)覺察圍巖地質(zhì)狀況發(fā)生變化時通知設(shè)計單位準(zhǔn)時現(xiàn)場核實(shí)。假設(shè)實(shí)際地質(zhì)狀況與設(shè)計地質(zhì)狀況出入較大時，設(shè)計單位應(yīng)進(jìn)展補(bǔ)充勘察。留核心土臺階開挖法先開挖上部導(dǎo)坑成環(huán)形，并進(jìn)展初期支護(hù)，再分部開挖剩余局部的施工方法。此方法主要應(yīng)用于隧道V級圍巖的開挖。工藝流程見圖1,施工工序見圖2。超前地質(zhì)預(yù)報超前地質(zhì)預(yù)報測量放線拱部超前支護(hù)圖1巖石隧道弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土施工工藝流程圖巖石隧道預(yù)留核心土臺階開挖法施工工序說明:預(yù)留核心土臺階開挖法，將開挖斷面分為上、中、下及底部四個局部逐級掘進(jìn)施工。上部宜超前中部3～5m，中部超前下部3～5m，下部超前底部10m4.5m左右，中部臺階高度也掌握在4.5m左右，下部臺階掌握在3.5m左右。⑴開挖前拱部施作φ42φ50固，待漿液到達(dá)肯定強(qiáng)度后，承受小型挖掘機(jī)開挖，預(yù)留肯定厚度由人工持風(fēng)鎬修邊到位。4cm閉，設(shè)立型鋼鋼架及鎖腳錨桿，施作系統(tǒng)錨桿，最終鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，分層復(fù)噴微纖維混凝土到設(shè)計厚度，必要時各臺階設(shè)臨時仰拱加強(qiáng)支護(hù)，完成一個開挖循環(huán)。正臺階法先開挖上半斷面,待開挖至肯定長度后同時開挖下半斷面,上下半斷面同時并進(jìn)的施工方法。主要應(yīng)用于正洞Ⅳ級圍巖的施工。34。超前地質(zhì)預(yù)報超前地質(zhì)預(yù)報測量放線拱部超前支護(hù)上導(dǎo)坑開挖、出碴上部初期支護(hù)圍巖監(jiān)控量測下導(dǎo)坑開挖、出碴下部初期支護(hù)圍巖監(jiān)控量測仰拱仰拱填充施工圍巖監(jiān)控量測穩(wěn)定性評判、修正施工方案，確定二次下一工序圖3 臺階法施工工藝流程21圖意示面斷縱21圖序工工施法挖開階臺正圖圖意示Ⅰ 面斷1 2 橫臺階法施工工序說明：1并復(fù)噴砼至設(shè)計厚度，形成較穩(wěn)定的承載拱。23～6m第3、4部：準(zhǔn)時施作仰拱砼、填充混凝土，及早封閉成環(huán)。第5全斷面開挖法承受全斷面一次開挖成形的施工方法。主要應(yīng)用于Ⅲ級圍巖的施工。3～4.0m。綜合超前地質(zhì)推測預(yù)報本工程隧址區(qū)地質(zhì)條件較簡單，隧道區(qū)內(nèi)存在的主要不良地質(zhì)為巖溶、煤層、瓦斯、采空區(qū)及地下水的腐蝕性等問題，需結(jié)合施工地質(zhì)工作予以查明。為保證隧道施工安全，開展綜合超前地質(zhì)推測預(yù)報，成立專業(yè)的超前地質(zhì)預(yù)報室，由總工程師負(fù)責(zé)，配置物探、水文、地質(zhì)、試驗(yàn)專業(yè)工程師并配備先進(jìn)的推測、預(yù)報設(shè)備和儀器，并將綜合超前地質(zhì)推測預(yù)報納入施工工序。尤其是巖石隧道存在裂開帶時，必需提前做好超前地質(zhì)預(yù)報工作，確保隧道安全通過。針對隧道具體的工程特點(diǎn)，承受地貌、地質(zhì)調(diào)查與地質(zhì)推理相結(jié)合的方法，進(jìn)展定性推測。具體實(shí)行的措施有：對開挖全過程進(jìn)展綜合推測、預(yù)報，方法有地質(zhì)素描法(常規(guī)地質(zhì)法)、超前探孔近距離預(yù)報、超前導(dǎo)洞預(yù)報、紅外線探水及前兆法預(yù)報等。施工中應(yīng)當(dāng)將幾種預(yù)報手段綜合運(yùn)用，取長補(bǔ)短，相互補(bǔ)充和印證。綜合監(jiān)測結(jié)果，準(zhǔn)時提出對不良地質(zhì)的處理措施，以降低施工風(fēng)險，確保工程質(zhì)量和運(yùn)營安全。超前地質(zhì)預(yù)報假設(shè)覺察前方地質(zhì)狀況與設(shè)計不符時要準(zhǔn)時通知設(shè)計單位到現(xiàn)場核實(shí)，以便準(zhǔn)時實(shí)行有效的設(shè)計變更方案。①常規(guī)地質(zhì)法常規(guī)地質(zhì)法適用于為近期開挖、支護(hù)供給預(yù)報〔設(shè)平導(dǎo)時視超前正洞的長度。開挖面圍巖級別、巖性、圍巖風(fēng)化變質(zhì)狀況、節(jié)理裂隙、產(chǎn)狀、地下水等狀況進(jìn)展觀看和測定后，繪制地質(zhì)素描圖，通過開挖后利用羅盤儀、地質(zhì)錘、放大鏡、皮尺等簡潔工具對開對洞內(nèi)圍巖地質(zhì)特征變化分析來推想開挖面前方的地質(zhì)狀況，據(jù)以指導(dǎo)施工。②超前水平鉆孔承受超前水平鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中鉆速和鉆碴的變化對開挖面前方較短距離內(nèi)的地質(zhì)狀況進(jìn)展推斷，為提高其預(yù)報的準(zhǔn)確度，與地質(zhì)素描配套使用。通過超前鉆探取芯測定含水率為主要手段確定下一步施工方案。對富水隧道應(yīng)準(zhǔn)時探明地下水的儲量及分布，探水的方法主要承受鉆探法。爆破施工石質(zhì)隧道的爆破作業(yè)，應(yīng)承受光面爆破或預(yù)裂爆破。爆破作業(yè)應(yīng)依據(jù)工程地質(zhì)條件、開挖斷面、開挖方法、循環(huán)進(jìn)尺和爆炸材料進(jìn)展鉆爆設(shè)計。鉆爆設(shè)計應(yīng)依據(jù)爆破效果不斷優(yōu)化爆破參數(shù)。鉆爆設(shè)計的內(nèi)容包括炮眼〔掏槽眼、關(guān)心眼、周邊眼〕的布置、深度、斜率和數(shù)目，爆破器材、裝藥量和裝藥構(gòu)造，起爆方法和爆破挨次，鉆眼機(jī)具和鉆眼要求等。鉆爆設(shè)計土應(yīng)包括炮眼布置圖、周邊眼裝藥構(gòu)造圖、鉆爆參數(shù)表、主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和必要的說明。巖爆破參數(shù)應(yīng)通過試驗(yàn)確定。當(dāng)無試驗(yàn)條件時，可參照表1、表2選用。表1光面爆破參數(shù)巖周邊眼間距 周邊眼抵抗線 相對距離 裝藥集中度q石類別 E〔cm〕 W〔cm〕 E/W 〔kg/m〕極硬巖50～6055～750.8～0.850.25～0.30硬巖40～5050～600.8～0.850.15～0.25軟質(zhì)巖35～4545～60 0.75～0.8表2預(yù)裂爆破參數(shù)0.07～0.12周邊眼間距 至內(nèi)排崩落眼間距 裝藥集中度q石類別 E〔cm〕 〔cm〕 〔kg/m〕極硬巖40～50400.3～0.4硬巖40～50400.2～0.25軟質(zhì)巖35～40350.07～0.12巖注：1.表中所列參數(shù)適用于炮眼深度1.0～4.0m,炮眼直徑40～50mm,藥卷直徑20～25mm。巖E應(yīng)取較小值。周邊眼抵抗線W值在一般狀況下均應(yīng)大于周邊眼間距E值。軟巖在取較小E值時，W值應(yīng)適當(dāng)增大。E/W：軟巖取小值，硬巖及斷面小時取大值。表列裝藥集中度q為2號巖石硝銨炸藥，選用其它類型炸藥時，應(yīng)修正。周邊眼應(yīng)沿隧道開挖輪廓線布置，保證開挖斷面符合設(shè)計要求，硬巖可向內(nèi)偏5～10cm。底板和仰拱底面承受預(yù)留光爆層爆破，Ⅲ級圍巖段的中心水溝應(yīng)與隧底光爆層同時爆破成形。關(guān)心眼穿插均勻布置在周邊眼和掏槽眼之間，力求爆破出的石塊塊度適合裝碴需要。周邊炮眼與關(guān)心炮眼的眼底應(yīng)在同一垂直面上，掏槽炮眼加深 10～20cm。當(dāng)開挖面凹凸較大時，應(yīng)按實(shí)際狀況調(diào)整炮眼深度，使周邊眼和關(guān)心眼眼底在同一垂直面上。炸藥可選用巖石硝銨炸藥和。7.勞力、機(jī)械設(shè)備的配置人員、機(jī)械設(shè)備應(yīng)結(jié)合隧道開挖方法、工期要求進(jìn)展合理配置。配套1.2～1.5121臺裝載機(jī)進(jìn)展裝碴施工，大型自卸汽車不宜少于420m3/min320質(zhì)量要求分項(xiàng)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)主控工程隧道開挖斷面的中線和高程必需符合設(shè)計要求。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位每一開挖循環(huán)檢查一次；監(jiān)理單位按施工單位檢10%平行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法：承受儀器測量。隧道開挖應(yīng)嚴(yán)格掌握欠挖。當(dāng)圍巖完整、石質(zhì)堅硬時，巖石個別突出１ｍ內(nèi)斷面嚴(yán)禁欠挖。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位、監(jiān)理單位每一開挖循環(huán)檢查一次。檢驗(yàn)方法：施工單位承受自動斷面儀測量等儀器測量周邊輪廓斷面，繪斷面圖與設(shè)計斷面核對；監(jiān)理單位見證測量，現(xiàn)場核對開挖斷面。洞身開挖中，應(yīng)在每一次開挖后準(zhǔn)時觀看、描述開挖面地層的層理、節(jié)理、裂隙構(gòu)造狀況、巖體的軟硬程度、出水量大小等，核對設(shè)計地質(zhì)狀況，推斷圍巖穩(wěn)定性。檢驗(yàn)數(shù)量：施工、監(jiān)理單位每一開挖循環(huán)檢查一次。檢驗(yàn)方法：施工單位進(jìn)展工程地質(zhì)觀看和描述；監(jiān)理單位見證檢查。光面爆破或預(yù)裂爆破鉆眼前，應(yīng)依據(jù)鉆爆設(shè)計圖準(zhǔn)確標(biāo)出炮眼位置，鉆孔時應(yīng)按鉆爆設(shè)計要求嚴(yán)格掌握炮眼的間距、深度和角度。掏槽眼的眼口間距和深度允許偏差為5cm。周邊眼的間距允許偏差為5cm，外插角應(yīng)符合鉆爆設(shè)計要求，眼底不應(yīng)超出開挖輪廓線15cm。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位每一開挖循環(huán)檢查全部掏槽眼和10個周邊眼；監(jiān)理單位按施工單位檢查數(shù)量的20%見證檢查。檢查方法：測量。隧底開挖輪廓和底部高程應(yīng)符合設(shè)計要求。隧底范圍石質(zhì)堅硬時，巖石個別突出局部〔每1m2不大于0.1m2〕侵入襯砌應(yīng)小于5cm。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位、監(jiān)理單位每一開挖循環(huán)檢查一次。檢驗(yàn)方法：施工單位用儀器測量底部高程，繪斷面圖與設(shè)計斷面核對；監(jiān)理單位見證測量，核對開挖斷面。隧底開挖后應(yīng)準(zhǔn)時核對隧底地質(zhì)狀況。當(dāng)需要進(jìn)展加固處理時，應(yīng)符合設(shè)計要求。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位、監(jiān)理單位每處檢查一次。檢驗(yàn)方法：施工單位進(jìn)展地質(zhì)描述；監(jiān)理單位見證檢查。一般工程光面爆破或預(yù)裂爆破的炮眼痕跡保存率，硬巖不應(yīng)小于80%，中硬巖不應(yīng)小于60%，并在開挖輪廓面上均勻分布。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位每一開挖循環(huán)檢查一次。檢驗(yàn)方法：比照鉆爆設(shè)計資料，觀看、計數(shù)檢驗(yàn)炮眼痕跡保存率。水溝開挖位置、基底高程應(yīng)符合設(shè)計要求，靠邊墻的水溝應(yīng)與邊墻根底同時開挖、一次成型。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位每一開挖循環(huán)檢查一次。檢驗(yàn)方法：觀看、儀器測量。9安全、質(zhì)量掌握措施⑴加強(qiáng)對技術(shù)及施工人員的培訓(xùn)，提高全體參建人員的安全、質(zhì)量意識。⑵巖石隧道堅持“弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”的原則，黃土隧道施工嚴(yán)格依據(jù)“先探測、管超前、非爆破、嚴(yán)控水、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、勤量測、早襯砌”的原則組織施工。⑶嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計文件規(guī)定的開挖方法進(jìn)展施工，否則應(yīng)依據(jù)變更程序申請轉(zhuǎn)變施工方案。⑷在隧道開挖前，對隧道地表中線四周范圍進(jìn)展勘察，對地表沖溝、深井、滑塌、陷穴、地表附著物等不良地質(zhì)狀況進(jìn)展統(tǒng)計，并按里程樁號逐一登記、拍照，尤其是隧道下穿高速大路等大型構(gòu)筑物地段，施工中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測工作，嚴(yán)格按設(shè)計方案施工，確保隧道安全、順當(dāng)通過。⑸每循環(huán)進(jìn)展測量放樣，嚴(yán)格掌握超欠挖。定期對測量掌握點(diǎn)進(jìn)展檢查、復(fù)核，避開由于隧底下沉、上鼓、不均勻變形及人工或機(jī)械碰撞等緣由對掌握點(diǎn)的損害。⑹邊墻、仰拱或底板等的地基承載力必需滿足設(shè)計要求。脆弱地基處理方法和施工質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計要求。隧底開挖前應(yīng)進(jìn)展施工工藝設(shè)計。⑺開挖后應(yīng)按設(shè)計要求的量測工程及頻率進(jìn)展圍巖量測，準(zhǔn)時反響量測信息。⑻隧道開挖中，應(yīng)在每次開挖后準(zhǔn)時觀看、描述圍巖裂隙構(gòu)造狀況、巖體軟硬程度、出水量大小，核對設(shè)計狀況，推斷圍巖的穩(wěn)定性。⑽制定安全施工應(yīng)急預(yù)案，日常做好應(yīng)急物資儲藏。⑾洞口工程施工，宜避開雨季和嚴(yán)寒季節(jié)。⑿洞口施工前，應(yīng)先檢查邊、仰坡以上山坡穩(wěn)定狀況，去除懸石，處理危石，施工期間實(shí)施不連續(xù)監(jiān)測和防護(hù)。地層含水量大時，上臺階掌子面四周宜開挖橫向水溝，將水引至隧道中部縱向排水溝排出洞外，以免浸泡拱腳。必要時應(yīng)協(xié)作井點(diǎn)降水等措施將地下水位降至隧道二次襯砌底部以下，確保施工順當(dāng)進(jìn)展。⒁隧道明洞段施工時，邊仰坡應(yīng)分層分段開挖，并按設(shè)計準(zhǔn)時做好防護(hù)。臨時邊仰坡應(yīng)進(jìn)展適當(dāng)放坡。⒂明洞段因地基加固等施工的振動可能造成邊坡失穩(wěn)時，應(yīng)預(yù)先在邊坡上設(shè)置觀測樁進(jìn)展監(jiān)測，并派專人檢查邊坡的穩(wěn)定狀況。覺察邊坡有開裂、變形現(xiàn)象時，應(yīng)馬上對邊坡體進(jìn)展加固處理，確保安全前方可連續(xù)進(jìn)展施工。⒃爆破作業(yè)時，全部人員應(yīng)撤離至不受有害氣體、振動及飛石損害的安全地點(diǎn)。安全地點(diǎn)至爆破工作面的距離，在獨(dú)頭坑道內(nèi)不應(yīng)小于200m，當(dāng)承受全斷面開挖時，應(yīng)依據(jù)爆破方法與裝藥量計算確定安全距離。40m10～15m設(shè)置放炮前的安全檢查員，準(zhǔn)時檢查現(xiàn)場的安全狀況，以確定是否可以起爆，爆破后經(jīng)專職安全員檢查，排解瞎炮等安全隱患后，其他人員方可進(jìn)入施工現(xiàn)場。10其他留意事項(xiàng)⑴暗洞分部開挖時，在滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及安全質(zhì)量要求的前提下，應(yīng)盡量承受適合機(jī)械化作業(yè)的施工工藝，分部尺寸劃分合理，各分部盡量平行作業(yè)，從而到達(dá)快速施工的目的。⑵棄碴時要由專人指揮、堆放整齊、邊坡平坦，棄碴場需設(shè)置擋墻。施工過程中杜絕隨便傾倒棄碴和棄土。施工完畢后，對棄碴場準(zhǔn)時平坦，并做好綠化、防護(hù)，避開水土流失。⑶隧道在整個施工過程中，作業(yè)環(huán)境應(yīng)符合以下職業(yè)安康及安全標(biāo)準(zhǔn)：A．空氣中氧氣含量，按體積計不得小于