隧道開挖施工作業(yè)指導書

隧道開挖施工作業(yè)指導書1.1.施工方法本段工程各隧道洞身段開挖，II、Ⅲ級圍巖采用全斷面法，Ⅳ、Ⅴ級圍巖采用臺階法或CRD法，Ⅴ級圍巖加強帶臨時仰拱的臺階法施工。1.2.開挖工藝隧道斷面開挖施工工藝見圖3-1。超前地質(zhì)預報超前地質(zhì)預報判定圍巖級別鉆爆設(shè)計鉆爆作業(yè)超前預支護通風、排危開挖斷面檢測是否需要超前預支護初期支護是否進入下一循環(huán)出碴運輸圖3-1隧道斷面開挖施工工藝流程圖1.1.開挖方法1.1.1.全斷面開挖法全斷面法開挖施工程序見圖3-2。圖3-2全斷面法開挖順序圖1.1.2.臺階開挖法臺階法開挖施工程序見圖3-3。（一）Ⅳ級圍巖開挖施工步驟圖（二）Ⅴ級圍巖開挖施工步驟圖圖3-3臺階法開挖順序圖1.1.1.三臺階七步開挖作業(yè)法開挖法施工程序及步驟見圖3-4。1、上部環(huán)形土開挖，進行初期支護；2、左側(cè)導坑開挖，進行初期支護；3、右側(cè)導坑開挖，進行初期支護；4、左側(cè)導坑開挖，進行初期支護；5、右側(cè)導坑開挖，進行初期支護；6、預留核心土開挖；7、仰拱開挖；Ⅷ、仰拱部支護；Ⅸ、仰拱回填澆筑；Ⅹ、拱墻防水板及二次襯砌。圖3-4三臺階七步開挖法施工程序及步驟圖1.1.4.大拱腳臺階開挖法大拱腳臺階開挖法施工程序及步驟見圖3-5。1、上部左側(cè)開挖，回填大拱腳、進行初期支護；2、上部右側(cè)開挖，回填大拱腳、進行初期支護；3、下部左側(cè)開挖，進行初期支護；4、下部右側(cè)開挖，進行初期支護；5、仰拱開挖；Ⅵ、仰拱部支護襯砌；Ⅶ、仰拱回填澆筑；Ⅷ、拱墻防水板及二次襯砌。圖3-5大拱腳臺階開挖法施工程序及步驟圖1.1.5.CRD開挖法（1）CRD法開挖工法施工程序CRD法開挖工法施工程序詳見圖3-6。圖3-6CRD法施工程序示意圖（2）CRD法開挖施工工藝CRD法開挖施工工藝見圖3-7。監(jiān)控量測監(jiān)控量測施工準備施作超前支護、注漿開挖1、2部，進尺同鋼架間距噴射8cm砼封閉掌子面施作洞身錨桿架立拱部、中壁、臨時仰拱鋼架開挖5部施工仰拱混凝土5～6米拆除中隔壁5～6米施作防水層澆注二次襯砌施作錨噴支護,閉合成環(huán)監(jiān)控量測開挖3、4部，進尺同鋼架間距噴射8cm砼封閉掌子面施作洞身錨桿架立拱部、中壁、臨時仰拱鋼架開挖6部施作錨噴支護,閉合成環(huán)仰拱填充5～6米圖3-7CRD法施工工藝框圖（3）CRD法開挖施工方法步驟一：利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道拱部超前小導管、超前錨桿支護及導坑側(cè)壁超前錨桿支護。弱爆破或人工風鎬開挖1部，每循環(huán)進尺一次，進尺為鋼架間距。噴8cm厚混凝土封閉掌子面。施作1部導坑周邊的初期支護和臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，架立鋼架和導坑臨時鋼架，并設(shè)鎖腳錨桿。鉆設(shè)洞身徑向錨桿、鋼筋網(wǎng)后復噴混凝土至設(shè)計厚度。步驟二：弱爆破或人工風鎬開挖2部。每循環(huán)進尺一次，進尺為鋼架間距。噴8cm厚混凝土封閉掌子面，施作2部導坑周邊的初期支護和臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，接長鋼架和導坑周邊臨時鋼架，并設(shè)鎖腳錨桿。鉆設(shè)洞身徑向錨桿、鋼筋網(wǎng)后復噴混凝土至設(shè)計厚度。步驟三：在滯后于1部一段距離后，開挖3部并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同步驟二。步驟四：在滯后于3部一段距離后，開挖4部并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同步驟二。步驟五：弱爆破或人工風鎬開挖5部，并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護。隧底周邊部分初噴4cm厚混凝土。接長周邊鋼架和施作仰拱鋼架，施工洞身錨桿、鋼筋網(wǎng)后復噴混凝土至設(shè)計厚度。步驟六：弱爆破或人工風鎬開挖6部，并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護。隧底周邊部分初噴4cm厚混凝土。接長周邊鋼架和施作仰拱鋼架，施工洞身錨桿、鋼筋網(wǎng)后復噴混凝土至設(shè)計厚度。步驟七：逐段拆除靠近二次襯砌6～8m仰拱范圍內(nèi)的中隔壁底部鋼架單元，灌筑該段Ⅶ部仰拱。步驟八：澆注該段內(nèi)Ⅷ部隧底填充，并接長中隔壁臨時鋼架，使鋼架底支撐于仰拱填充頂面。步驟九：根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果分析，待初期支護收斂穩(wěn)定后，逐段拆除多余的臨時鋼架。利用襯砌模板臺車一次性灌筑Ⅸ部二次襯砌（拱墻襯砌一次施作）（4）施工注意事項隧道施工應堅持“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則，做到步步為營、穩(wěn)扎穩(wěn)打，保證施工安全。開挖方式均采用弱爆破或人工開挖，爆破時嚴格控制炮眼深度及裝藥量，盡量減小對圍巖的擾動。鋼架之間縱向連接鋼筋及時施作并連接牢固。第3、4部開挖應滯后于1、2部一段距離，第5、6部開挖應滯后于3、4部一段距離。開挖循環(huán)進尺不得大于10m。臨時鋼架的拆除等洞身主體結(jié)構(gòu)初期支護施工完畢并穩(wěn)定后，方可進行。施工時嚴格按照規(guī)范及標準圖的要求，進行監(jiān)控量測，及時反饋結(jié)果，分析洞身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，為支護參數(shù)的調(diào)整、灌注二次襯砌的時機提供依據(jù)。1.4.開挖施工按光面爆破設(shè)計布眼，采用鑿巖臺車或YT28型鑿巖機鉆孔，塑料導爆管非電起爆、毫秒微差爆破。（1）測量放線鉆孔前測量放樣，準確繪出開挖輪廓線及周邊眼、掏槽眼和輔助眼的位置，用激光鉛直儀控制邊線。距開挖面50m處埋設(shè)中線樁，每100m設(shè)置臨時水準點。每次測量放線的同時，要對上次爆破斷面進行檢查，利用隧道開挖斷面量測系統(tǒng)對測量數(shù)據(jù)進行處理，及時調(diào)整爆破參數(shù)，以達到最佳開挖斷面效果。（2）鉆孔作業(yè)鉆眼前，鉆工要熟悉炮眼布置圖，嚴格按鉆爆設(shè)計實施。特別是周邊眼和掏槽眼的位置、間距及數(shù)量，未經(jīng)主管工程師同意不得隨意改動。定人定位，周邊眼、掏槽眼由經(jīng)驗豐富的司鉆工司鉆。準確定位鑿巖機鉆桿，使鉆孔位置誤差不大于5cm，保持鉆孔方向平行，嚴禁相互交錯。周邊眼鉆孔外插角度控制：眼深3m時外插角<3°，眼深5cm時外插角<2°，使兩茬炮接口處臺階不大于15cm。同類炮眼鉆孔深度要達到鉆爆設(shè)計要求，眼底保持在一個鉛垂面上。（3）周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)光面爆破的重要條件，嚴格控制周邊眼裝藥量，采用合理的裝藥結(jié)構(gòu)，盡量使炸藥沿孔深均勻分布。施工時采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，不耦合裝藥系數(shù)一般控制在1.4～2.0范圍內(nèi)。（4）裝藥及起爆根據(jù)巖石強度選用不同猛度爆速的炸藥，有水地段及周邊眼選用乳化炸藥，其余均用2號巖石硝銨炸藥。周邊眼用φ25×200小藥卷，不耦合裝藥；其余炮眼用φ40×200藥卷，連續(xù)裝藥。采用塑料導爆管復式起爆網(wǎng)路非電起爆。裝藥按鉆爆設(shè)計圖確定的裝藥量定人、定位、定段別，自上而下順序進行，導爆管要“對號入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞長度不小于20cm。（5）爆破作業(yè)管理控制按“一標準、二要求、三控制、四保證”的原則進行光面爆破施工?！耙粯藴省奔匆粋€控制標準?！岸蟆奔淬@眼作業(yè)要求和裝藥聯(lián)線作業(yè)要求?！叭刂啤奔纯刂沏@眼角度、深度、密度；控制裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)；控制測量放線精度。“四保證”即搞好思想保證，端正態(tài)度，糾正“寧超勿欠”等錯誤思想；搞好技術(shù)保證，及時根據(jù)爆破實際情況調(diào)整鉆爆設(shè)計參數(shù)；搞好施工保證，落實崗位責任制，組織QC小組活動，嚴格工序自檢、互檢、交接檢；搞好經(jīng)濟保證，落實經(jīng)濟責任制。裝藥前，所有炮眼全部用高壓風吹洗；嚴格按爆破設(shè)計的裝藥結(jié)構(gòu)和藥量施作。嚴格按設(shè)計的聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)實施，控制導爆索連接方向和連接點牢固性。（6）微震爆破隧道周邊采用光面爆破，不良地質(zhì)、淺埋地段采用微震控制光面爆破。（7）鉆爆設(shè)計鉆爆設(shè)計以Ⅲ、Ⅳ級圍巖施工為例，見圖3-8。（一）全斷面鉆爆設(shè)計圖（二）臺階法爆破法圖圖3-8Ⅲ、Ⅳ級圍巖臺階法開挖爆破設(shè)計圖其它各級圍巖參照其設(shè)計進行適當調(diào)整，并在實際施工中不斷優(yōu)化爆破參數(shù)，以取得最佳爆破效果。采用CD開挖法開挖的Ⅳ級圍巖、CRD法或大拱腳臺階法開挖的Ⅴ級圍巖，采用微震爆破及機械式開挖，以減小對圍巖的擾動。（8）施工注意事項隧道施工堅持“管超前、弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測、速反饋”的原則。在隧道開挖時，根據(jù)超前地質(zhì)預測預報結(jié)果，及時反饋信息，核對圍巖級別及地下水狀態(tài)，及時調(diào)整施工方案、施工方法，調(diào)整超前支護，確保施工安全。1.5.光面爆破（1）光面爆破工藝鉆爆作業(yè)按照鉆爆設(shè)計進行。當開挖條件出現(xiàn)變化時，爆破參數(shù)隨圍巖條件的變化而作相應改變。隧道光面爆破施工工藝流程見圖3-9。光面爆破設(shè)計光面爆破設(shè)計測量放線清理鉆孔鉆孔鉆孔質(zhì)量檢查設(shè)置警戒網(wǎng)絡(luò)檢查爆破材料準備裝藥計算裝藥與堵塞連接起爆網(wǎng)絡(luò)起爆通風光爆效果與質(zhì)量準備堵塞材料圖3-9光面爆破施工工藝流程（2）爆破參數(shù)選擇Ⅱ級、Ⅲ級圍巖全斷面爆破參數(shù)可參見表3-8。表3-8Ⅱ級、Ⅲ級類圍巖全斷面法鉆爆參數(shù)開挖方案周邊眼間距（cm）周邊眼至內(nèi)圈眼間距（cm）周邊眼裝藥集中度（kg/m）裝藥不耦合系數(shù)每循環(huán)進尺(m)單位耗藥(kg/m3)Ⅱ、Ⅲ級圍巖50600.281.431.4Ⅳ級和Ⅴ級類圍巖正臺階法爆破參數(shù)參見表3-9。表3-9Ⅳ級和Ⅴ級類圍巖正臺階法鉆爆參數(shù)開挖方案周邊眼間距（cm）周邊眼至內(nèi)圈眼間距（cm）周邊眼裝藥集中度（kg/m）裝藥不耦合系數(shù)每循環(huán)進尺(m)單位耗藥(kg/m3)Ⅳ級圍巖40500.122.01.20.6Ⅴ級圍巖35350.142.50.850.4（3）周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)光面爆破的重要條件，要嚴格控制周邊眼裝藥量，采用合理的裝藥結(jié)構(gòu)，盡量使炸藥沿孔深均勻分布。施工時采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，不耦合裝藥系數(shù)一般控制在1.4～2.0范圍內(nèi)。藥卷選用φ25×200mm的小直徑藥卷間隔捆綁在竹片上，藥卷有20～40cm的空氣柱間隔，在炮孔內(nèi)與巖壁間有很大空隙，能減輕爆炸猛度，使炮眼內(nèi)壁受力均勻，使隧道輪廓分明，成型美觀。見圖3-10。圖3-10周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)（4）爆破作業(yè)的實施測量布眼：鉆眼前先繪出開挖斷面的中線、水平和斷面輪廓，并根據(jù)爆破設(shè)計標出炮眼位置，經(jīng)檢查符合設(shè)計要求后，方可鉆眼。施工測量采用全站儀配合激光定位儀。用經(jīng)緯儀、鋼卷尺等準確繪出開挖輪廓線及周邊眼、輔助眼和掏槽眼的位置，并用紅油漆標出炮眼，嚴格控制開挖邊線。距開挖面50m處埋設(shè)中線樁，每100m設(shè)臨時水準點。每次放線時，對上次爆破效果進行檢查，并及時將結(jié)果告知技術(shù)主管和爆破人員，技術(shù)人員對測量數(shù)據(jù)進行計算分析，修正爆破參數(shù)，以達到最佳爆破效果。測量作業(yè)由測量班專業(yè)人員實施，每半月進行一次測量檢查、復測，確保測量控制工序質(zhì)量。鉆孔作業(yè)：炮眼的深度、角度、間距按爆破設(shè)計要求確定，并符合精度要求。鉆孔由專業(yè)鉆孔工班承擔，司鉆工嚴格按照鉆爆設(shè)計進行鉆孔作業(yè)，特別是周邊眼和掏槽眼位置、間距和數(shù)量，未經(jīng)主管技術(shù)工程師許可不得隨意改動。各司鉆手分區(qū)、分部位定人定位進行施鉆，實行嚴格的鉆孔作業(yè)質(zhì)量經(jīng)濟責任制，周邊眼、掏槽眼由經(jīng)驗豐富的司鉆工司鉆。臺車操作手及風槍手實行二定三保，即定人、定位，保質(zhì)、保量、保安全。炮眼要“準、平、齊”：“準”是指炮眼位置要準，周邊眼口全部在設(shè)計輪廓線內(nèi)5cm的連線上，眼底全部在設(shè)計輪廓線外5cm的連線上終止，其余炮眼定位誤差不能超過10cm。只有這樣才能達到兩排炮之間錯臺不大于10cm；“平”是要求炮眼方向和隧道中線平行，兩側(cè)邊墻要順幫水平打眼，各排炮相同位置的炮眼平行，爆破后各排同位炮眼連成一條線；“齊”，主要是眼底要齊，要在一個垂面上，才能保證良好的爆破效果。周邊眼鉆孔外插角度控制在2°以內(nèi)。鉆眼完畢，按炮眼布置圖進行檢查，并做好記錄，經(jīng)檢查合格后，方可裝藥。清孔：裝藥前用鋼筋彎制的炮鉤、高壓風將炮眼內(nèi)的泥漿、存水、石粉吹洗干凈。炸藥：選用乳化炸藥，適用于光面爆破，具有低爆速、低密度、高爆力、小直徑、傳爆性能良等優(yōu)點。起爆器材：采用塑料導爆管和非電毫秒雷管起爆。試驗證明毫秒雷管和塑料導爆管結(jié)合使用，能獲得更節(jié)約炸藥、減小振動的效果。裝藥與堵塞：分片分組按炮眼設(shè)計圖確定的裝藥量自上而下裝藥，雷管“對號入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞長度不小于20cm。聯(lián)結(jié)起爆網(wǎng)絡(luò)：采用復式起爆網(wǎng)絡(luò)，以保證起爆的可靠性和準確性。聯(lián)結(jié)時注意：導爆管不能打結(jié)和拉細；各炮眼雷管連接次數(shù)相同；引爆雷管用黑膠布包扎在離一簇導爆管自由端10cm以上處。網(wǎng)路聯(lián)好后，專人負責檢查。（5）微震爆破不良地質(zhì)、圍巖軟弱地段采用微震控制爆破技術(shù)。微震爆破作業(yè)段最大一段允許裝藥量Qmax＝R3×(Vkp/K)3/a式中：Qmax—最大一段爆破藥量，kg；Vkp—安全速度，cm/s；取V=5cm/s；R—爆破安全距離，m；K—地形、地質(zhì)影響系數(shù)，a—衰減系數(shù)，K、a值是針對隧道的具體情況，通過多次試爆基礎(chǔ)上進行K、a值回歸后確定。根據(jù)爆破