海峽西岸經濟區高速公路網隧道級圍巖全斷面開挖鉆爆施工方案25頁.doc
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上傳人:職z****i
編號:1022480
2024-09-04
25頁
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1、正本海峽西岸經濟區高速公路網隧道級圍巖全斷面開挖鉆爆施工方案編 制: 審 核: 批 準: 版 本 號: ESZAQDGF001 編制單位: 編 制: 審 核: 批 準: 一、編制依據1、海峽西岸經濟區高速公路XX州至XX聯絡線相關施工圖紙。2、現場實際地形、地貌調查資料。3、我公司的質量手冊及程序文件及集團公司的科技成果、工法成果、管理水平、現有技術裝備力量和多年來積累的公路隧道施工經驗。4、國家、交通部現行的有關施工驗收規范、強制性標準,福建省標準化施工指南。二、編制原則1、貫徹“早進洞,晚出洞”的原則,避免洞口大挖大刷,保證隧道洞口邊坡及仰坡的穩定,確保原有自然生態景觀不被破壞。2、隧道貫2、徹國家有關經濟政策,積極慎重的采用新技術,新材料,新設備,新工藝。3、認真執行國家有關土地管理、環境保護、水土保持等法規的要求。注意節約土地,保護農田及水利設施,盡量保護原有植被,妥善處理棄渣和污水。三、工程概況(1)地形地貌隧道區屬構造剝丘陵地貌。該隧道穿越于XX村和XX村交界的山體中,進口處地面高程240-250米,出口處地面高程310米-320米,隧道軸線最高點高程876米,相對高差540米-570米,地形陡峭,山脊較渾圓,進口側山坡自然坡度3545度,出口側山坡自然坡度3540度,植被較發育。(2)工程地質隧址位于戴云山山地區,地殼整體相對穩定。受地區地質構造的影響,隧址區根據現場地質3、測繪,隧址區斷裂結構發育。區內有F41、F41A斷裂帶通過。隧址區上覆殘破積粘性土,下伏基巖為三疊系溪口組泥質粉砂巖、粉砂巖、隧道走向與巖層走向小角度相交,影響圍巖級別。(3)水位地質隧址區洞身地下水主要為下伏風化基巖中的裂隙-空隙水,其巖性泥質粉砂巖、粉砂巖為主,未見有透水較好的斷裂發育,一般富水性差。 隧道位于當地侵蝕基準面之上,地表水較貧乏。地下水蘊藏較深,水量貧乏,受降雨影響明顯,對隧道影響較小。(4)設計概況XX三號隧道位于福建省漳平市境內,進口里程ZK109+178,YK109+194;出口里程ZK109+612,YK109+624;隧道全長左洞434m,右洞430米。人行橫洞ZK4、109+430,YK109+433.776。隧道路面設計時速80公里每小時,洞內縱坡為單面上坡,最大縱坡3.0%,最小縱坡0.03%。設計荷載:公路-I級。路面設計標準軸載BZZ-100。隧道建筑限界項目凈寬(m)凈高(m)行車道(m)側向寬度(m)檢修道(m)主洞10.255.03.750.5+0.750.752人行橫道2.02.5/四、人員、機械進場情況人員配備情況崗位人員數量備注施工負責人1吳志華質檢負責人1嚴如國安全負責人1張運發開挖工班5支護工班25鋼筋工班10砼工班10主要機械設備情況機械名稱型號數量狀態挖掘機PC2002臺良好裝載機ZLC50C2臺良好自卸汽車EQ3408m32輛5、良好空壓機20m35臺良好壓風機SD-1002臺良好鑿巖臺車自制2臺良好氣腿式鑿巖機YT-2818臺良好抽水機3DA894臺良好注漿泵GZJB型4臺良好濕式砼噴射機HSP-7型2臺良好砼攪拌站HZS75型1座良好發電機60KW1良好電焊機BXI-35010臺良好鋼筋切斷機QJ-401臺良好主要試驗、測量檢測儀器設備儀器名稱規格型號進場日期數量萬能機(數顯一級精度)WE-600B1壓力機(數顯一級精度)TSY-20001電動抗折機DKZ-50001觸探儀1錨環拉力計ML-201拉拔儀1恒加載水泥壓力機TSY-3001回彈儀1切石機SCQ-A1全站儀尼康1斷面儀南方1水準儀拓普康1五、施工方案1、6、由于隧道施工地質條件復雜、不可預見性多的特點,該隧道的施工是本合同段的關鍵、控制工程。施工時充分利用我單位以往公路隧道快速施工的成功經驗,優化資源配置,實現主要工序機械化作業。2、進洞按“早進洞,晚出洞”的原則,先護后挖,嚴格按“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、快封閉、勤量測”十八字方針組織施工,穩扎穩打,步步為營,確保施工進度、質量及施工安全。3、用新奧法精神貫穿整個施工過程,根據不同圍巖變化情況,確定不同的掘進(炮孔布置、用藥量、進尺)、支護(類型、數量)、襯砌(布筋、砼標號、厚度)參數,充分利用圍巖自身承載力,減少爆破沖擊波對巖體的擾動,嚴格控制光面爆破,取得最佳的光爆效果,主要抓欠超挖7、量及表面圓順程度和炮眼殘留率。4、隧道掘進級圍巖,采用全斷面開挖一次開挖成型,采用自制鑿巖臺車并輔以YT28風動鑿巖機鉆眼,光面爆破采用非電塑料導爆管起爆系統,毫秒微差有序起爆。每循環進尺控制在錨桿縱向間距的1.5倍,每天2個循環,開挖一環后立即施作初期支護,封閉開挖基巖面。出碴采用無軌運輸,側卸式裝載機配自卸車出碴。施工中合理調整工序,實行“鉆爆、裝碴、運輸”機械化一條龍作業。5、監控量測。本隧道必測項目有隧道內地質和支護狀況觀察、周邊位移、拱頂下沉、地表下沉、錨桿抗拔力,選測項目有圍巖壓力及支護壓力、鋼拱架支撐內力、噴射砼及二襯應力。監控量測信息反饋是新奧法施工修正參數的核心內容,是新奧法8、精髓發揮的依據。6、實施大風機、大風筒管通風,嚴格按“隧道降塵凈毒工法”(鐵路一級工法),搞好洞內降塵,做好文明施工。六、施工工藝流程1、施工準備工作施工用電本項目隧道施工用電均以地方供電為主,備用發電機組為輔。即在掘進端口外搭接地方高壓線,并在隧道掘進端口外安裝2臺分別分630KW和400KW的變壓器,施工前分別各配250KW發電機過渡,同時作為備用電源,洞外低壓供電線路采用三相四線制架空線,洞內采用電纜線供電,備用2臺變壓器以作為洞內增壓。施工用水施工用水修建蓄水池,抽水蓄積供隧道使用。高壓供風在隧道掘進口處,建高壓風站一座,每個掘進口安裝1臺SD-100型壓風機,給洞內送風,保證空氣質量9、。隧道內通風三管兩路設置隧道內采用軟質風管懸掛于邊墻一側,進行壓入式通風(詳見圖1-1、1-2)。隧道動力線、照明線分開安裝在另一側的邊墻頂部邊緣上。高壓水管和高壓風管安裝在風管同側臨時水溝上方。隧道底部設置施工道路,順縱坡段兩側分別設置排水溝自流排水,反向縱坡段每隔60m設集水坑一個,自吸水泵排水總管集中排出洞外,并做好道路橫向排水坡,確保道路平順、不積水。高壓風管150mmSD-100說明:1、 隧道施工通風,擬選用SD-100型壓風機,每個掘進口安裝1臺,用大直徑風管進行管道壓入式通風;2、 風機離洞口20m安設,風管口距工作面20-30m為宜。圖1-2 隧道施工通風方案圖1-1 隧道三10、管兩路布置圖圖1-2 隧道施工通風方案圖 隧道通訊采用有線和無線對講機相結合的聯絡方式。隧道施工生產、生活用房生產、生活用房均為自建,生產房屋1000,生活房屋600m。結構形式二層彩鋼板房。隧道進口洞口外擋護及排水工程本合同隧道在施工前均需做好進、出口外引水、排水和擋護設施,防止水害及山體滑坡、滾石危及安全。2、級圍巖開挖級圍巖覆蓋層較厚,巖性為花崗巖,自穩能力強,整體性較好。采用全斷面光面爆破一次成型。全斷面爆破開挖:采用光面爆破,每循環進尺控制在錨桿縱向間距的1.5倍,石方由自卸車運至棄碴場;初期支護:爆破開挖完成后,排除危石,初噴4cm厚混凝土,安裝22水泥藥卷錨桿掛鋼筋網,復噴混凝土11、至設計厚度;鋪設環向盲溝及防水板,整體灌注二襯砼3、級圍巖全斷面開挖控制要點:開挖應采用光面(預裂)爆破技術,爆破后殘眼率應大于90%。初噴砼應緊跟開挖面,復噴與開挖面的距離不應大于20m.隧道兩側的溝槽及鋪底部分應一并開挖成型。開挖應嚴格按規范做好監控量測工作,隨時掌握圍巖及支護的變形情況,以便及時修正支護參數,改變施工方法;同時,應有較準確的超前地質預報。開挖時的排水工作要認真做好,在保證排水暢通的同時,重點要對兩側臨時排水溝鋪砌抹面,防止鋼支撐基底軟化。4、開挖作業工序流程測量畫線臺車(鉆孔平臺)就位鉆 孔裝 藥爆 破通風排煙找頂刷邦隧道初支下一循環5、鉆爆設計爆破方法級圍巖采用全斷面開12、挖方法,爆破設計見圖主要爆破參數的初步設計爆破試驗確定爆破參數施工前首先要根據地質調查結果,選擇有代表性的位置,采用利文斯頓爆破漏斗理論,進行現場爆破試驗,提出爆破參數。周邊眼:周邊眼光爆參數的選擇:包括周邊眼間距E,炮眼密集系數m,最小抵抗線W,不耦合系數D,周邊眼裝藥集中度q。根據設計提供地質資料,結合我單位以往施工經驗,本隧道初步設計周邊眼光爆參數可按表選取。周邊眼光爆參數表圍巖級別裝藥不耦合系數D周邊眼間距E(cm)周邊眼最小抵抗線W相對距E/W周邊眼裝藥集中度(kg/m)1.21.50456060800.801.000.250.40、1.502.00355050700.801.00013、.150.252.002.50204040600.500.800.070.12注:表中Q系按2號巖石硝銨炸藥計算,采用其他炸藥時換算系數K按下式計算:K=1/2(2號巖石炸藥猛度/換算炸藥猛度+2號巖石炸藥爆力/換算炸藥爆力)周邊眼裝藥結構:本隧道周邊眼爆破均采用不耦合裝藥結構。級圍巖采用雙傳爆線裝藥結構,破碎地段,周邊眼采用鉆密眼,人為切開一條縫不裝藥或隔孔裝藥措施。掏槽眼宜選用復式楔型掏槽,單側掏槽眼的行間距及列間距應控制在30cm內,并采用分段起爆方式。炮眼布置方式:周邊眼、內圈眼環形布孔,掘進眼采用線性布孔方式。裝藥量計算:先根據周邊眼的裝藥集中度和掏槽眼的裝藥長度進行周邊眼和掏槽眼的14、藥量計算,其他炮眼按式(2-1)計算,按式(2-2)復核,科學進行藥量分配。單眼裝藥量計算公式q=kawL 式(2-1)總裝藥量計算公式Q=kLS 式(2-2)式中K一單位炸藥消耗量,0.721.27kg/m3a一炮眼間距,m; w一炮眼爆破方向的抵抗線,m;L一炮眼深度,m; S開挖斷面積,m2;炮眼部位系數,按表、4.5.3選取。軟弱圍巖炮眼部位系數表炮眼部位掏槽炮眼擴槽炮眼掘進槽下掘進槽側掘進槽上內圈炮眼二臺炮眼底板炮眼231.5211.210.810.81預0.50.8光1.21.51.52起爆順序安排:預裂爆破時先預裂后掏槽,然后擴槽、掘進眼、二臺眼、內圈眼;光面爆破從掏槽眼開始,由15、內向外,最后是周邊光面爆破。光面爆破施工程序及作業標準為保證光爆施工實行程序化、標準化作業,我們制定了以下光爆作業程序及作業標準。炮眼眼痕率在90%以上。放樣布眼鉆眼前,用全站儀定向,水平儀、鋼尺相配合,測量人員用紅油漆準確給出開挖斷面的中線和輪廓線,標出炮眼位置,其誤差不超過5cm(距開挖面每50米埋設一個中線樁,每100米設一個臨時水準點)。定位開眼采用風動鑿巖機鉆眼,其軸線與隧道軸線要保持平行。就位后按炮眼布置圖正對鉆孔。對于掏槽眼和周邊邊眼的鉆眼精度要求比其它眼要高,開眼誤差控制在5cm以內。鉆眼按照不同孔位,將鉆工定點定位。鉆工要熟悉炮眼布置圖,要能熟練的操作鑿巖機械,特別是鉆周邊眼16、,一定要由有較豐富經驗的老鉆工司鉆,有專人指揮,確保周邊眼有準確的外插角(眼深3m時,外插角3度;眼深5m時,外插角2度),使兩茬炮交界處臺階不大于10cm。同時,根據眼口位置巖石的凹凸程度調整炮眼深度,保證炮眼底落在同一平面上。清孔裝藥前,用炮鉤和高壓風將炮眼內石屑刮出吹凈。裝藥裝藥需分片分組,按炮眼設計圖確定的裝藥量自上而下進行,雷管要“對號入座”,要定人、定位、定段別,不得亂裝藥。所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞長度不小于20cm。聯結起爆網路按設計的聯接網絡實施。起爆網路為復式網路,以保證起爆的可靠性和準確性。聯結時要注意:導爆索的連接方向和連接點的牢固性;導爆管不能打結和拉細;各炮眼雷管連17、接次數應相同;引爆雷管用黑膠布包扎在離一簇導爆管自由端10cm以上處,網路聯好后,要有專人負責檢查。非點炮人員撤離安全區后才能引爆。爆破后,如有瞎炮,要進行專門處理,并及時檢查光爆效果,分析原因,調整爆破設計。爆破完成后采用裝載機配合挖掘機挖、裝,自卸車運的方式,將洞身土石方運至指定棄土場。6、開挖預留沉降量與光面爆破控制標準開挖輪廓線預留變形量圍巖級別預留變形量(cm)7105735光面爆破炮眼痕跡保存率序號項目硬巖中硬巖軟巖1平均線怕超挖量(cm)1015102最大線怕超挖量(cm)2020153兩炮銜接臺階最大尺寸(cm)1010104殘眼率(%)9075555局部欠挖量(cm)555618、炮眼利用率(%)90951007、基本要求洞身開挖實測項目項次檢查項目規定值或允許偏差檢查方法和頻率權值1拱部超挖(mm)破碎巖、土(、級圍巖)平均100,最大150水準儀或斷面儀:每20一個斷面3中硬巖、軟巖(、級圍巖)平均150,最大200硬巖(級圍巖)平均100,最大2002邊墻超挖(mm)每側+100,-0尺量:每20m檢查一處2全寬+200,-03仰拱、隧底超挖(mm)平均100,最大250水準儀:每20m檢查3處1外觀鑒定:洞頂無浮石。8、隧道控制測量為保證隧道貫通精度,擬定如下測量控制方案:地表平面控制為保證洞口投點的相對精度,平面控制網根據設計提供的控制點和實地地形情況布設精密19、控制網,并保證洞口附近有二個或二個以上的精密控制網點。地表控制網經過多次復測,復測無誤后方可引線進洞的測量工作。洞口聯系測量為保證地面控制測量精度很好地傳遞到洞內,采用如下洞口控制測量方案:在洞口仰坡完成及洞口施工至設計標高后,在洞口埋設二個穩固的導線控制點。洞口附近在基礎穩定處埋設24個水準點,與地表水準控制網聯網觀測及平差計算,以便于隧道進洞水準測量。測量方法及措施地表平面控制測量選用全站儀施測,建立四等導線控制網,并把隧道中線和橫向軸線納入控制網內以保證放樣精度。高程控制按四等網施測,用自動安平水準儀施測,精度至毫米。開挖斷面檢測及初支斷面檢測采用斷面儀施測。洞內控制測量與地表控制測量按20、同等精度建網,施工中線測量使用全站儀。具體要點:A、項目部測量組負責地表平面控制測量、高程控制測量和洞內引線控制測量,提供正確的進洞方位和高程點。施工隊對提供的測量成果和樁位經復核無誤后方可使用,并負責中線、高程測量。中線測量在隧道每掘進20米,襯砌每10米時各進行一次,隧道每延伸100時建導線網一次。B、測量作業需按測規要求,原始記錄齊全,測量資料整潔無誤,各種計算工作必須兩人獨立進行,對照無誤后方可進行下一步工作。C、所使用儀器,鋼卷尺按規定定期送檢。D、測量組需保管好各種測量樁,訂樁時注明樁號,以防人為毀壞或用錯樁。隧道貫通誤差的調整為保證隧道準確貫通,根據測量規則制定允許誤差標準:橫向21、允許誤差100mm,高程允許50mm。隧道測量除在測量設計中對貫通誤差限差進行設計外,還應在施工測量中認真仔細,加強復核,并經常與出口聯測,確保隧道施工的貫通精度。當貫通誤差較小時,可按原設計資料進行襯砌,并在未襯砌的100m地段內調整,消除貫通誤差的影響,保證襯砌斷面圓順過渡。9、施工通風風量計算(以施工最長的工區計算)按洞內同時工作的最多人數及采用內燃機作業計算需要風量;Q=KMQ+Ni.A(m3/min);式中K:風量備用系數,取1.10-1.15;M:洞內同時工作的最多人數,此處取100人;Q:洞內按1人每分供給新鮮空氣3 m3計算;Ni:洞內同時使用內燃機械作業的KW數,此處取為2022、0kw;A:洞內使用內燃機每1KW的需風量應不小于3 m3/min。經計算Q需=945 m3/min;按同時爆破的最多炸藥量計算需風Q:壓入式通風工作需要量Q壓=7.8A(sl)2/t3式中t:爆破后通風時間(min),取為25min;A:工作面同時爆破最多炸藥量(kg),取為263kg;s: 隧道最大裝藥量凈橫斷面面積(m2),取為82.25 m2;l:需要通風的巷道長度(m)取為750m;經計算Q=517.62 m3/min。由以上計算結果,洞內同時工作的最多人數及采用內燃機作業需要風量是個控制指標。選擇風機和風管:經計算工作面所需風量為945m3/min,故選擇風機為SD-100型軸流式23、風機,額定風量1000m3/min,電功率為110KW,為有效提高供風距離和考濾風機和風管的配備,選用直徑1200的雙抗塑膠帆布柔性風管,軟管要求:膠質風管掛在拱腳部位,距地面5米左右,風管出口距工作面40米左右。吊掛風管的纜索要拉平、拉緊錨桿要打牢、標直,風管上的吊環間距為30004000mm,風管要掛穩調直。通風方案:在左右洞工區各配備1臺SD-100型軸流式風機,足可滿足工作面所需風量,能使工作面空氣新鮮。通風系統的布置與使用根據選定的風機安裝位置,平整場地,設置安裝風機的基礎和支架。根據軟風管的安裝位置,確定錨桿位置,施工吊裝錨桿用以安裝軟風管。安裝風機,將風機水平安放在預制好的支架上24、,調平,調整方向,用螺栓固定。風機安裝要符合使用說明。安裝風管:A、檢查軟風管及接頭的質量,發現缺陷者要立即進行修補;B、風管要折疊起來搬運,嚴禁將風管在地面上拖拉、滾動;C、連接風管接頭,套接時,進風管在內,出風管在外,接頭必須綁扎牢固,嚴密平整,每層至少綁兩道軟鋼絲,并通過絲口調緊;D、通風管全部安裝好后,要從風機出口處開始,重新調整一遍。試送風。將各臺風機(包括配用風機)分別啟動運轉,檢查電機、風機、風管有無異常,發現問題及時處理。送風。停風爆破。洞內進行爆破前,對風機采取保護措施,避免爆破沖擊波對風管的沖撞,調整好軟風管出風口與作業面之間的距離,該距離以不大于風流的有效射程為宜。送風排25、煙。洞內起爆后開啟風機,排出煙塵,當隧道內的煙塵濃度下降到允許濃度時,排煙過程即告結束。通風維持作業。洞內作業時,要連續通風,強制排出洞內各類施工機械設備排放出的廢氣,保證洞內的空氣新鮮。10、施工過程中防排水措施在施工過程中水是影響正常作業的重要因素,地下水不僅降低圍巖穩定性,尤其對軟弱破碎圍巖影響更為嚴重,使待開挖土方困難,且增加了支護難度和費用,如處理不當可能會造成更大的危害。洞口排水系統:在洞頂設置天溝(環洞口的截排水溝),使地表水不能流入到洞口范圍,同時在開挖過程中注意保護開挖線至截水溝部分的地表植被不被破壞,使雨水等不能滲入到圍巖。洞內排水系統:西嶺隧道由出口端進洞,開始階段為上坡26、,洞內滲水通過隧道兩側開挖的臨時排水溝排水洞口,進入下坡段時采用反坡排水將洞內滲水排水洞口,在開挖掌子面附近施作聚水坑,由小水泵將水匯集到集水坑中,再由主水泵將水抽到洞外排水溝,抽水泵隨掌子面的開挖而拆遷前移水管接長。同時配用一套抽水設備,以防隧道發生涌水事故危及生產及設備安全。反坡排水示意圖11、綜合超前地質預測預報針對西嶺隧道地質特點,擬采用地質素描法(常規地質法)、超前水平鉆孔法、TSP地震探測法相結合的預報方法。并進行地下水的超前預報、監測及試驗。綜合監測結果,即時提出對不良地質的處理措施,以降低施工風險,確保工程質量和運營安全。地質素描開挖面圍巖級別、巖性、圍巖風化變質情況、節理裂隙27、產狀、地下水等情況進行觀察和測定后,繪制地質素描圖,通過開挖后利用羅盤儀、地質錘、放大鏡、皮尺等簡單工具對開對洞內圍巖地質特征變化分析來推測開挖面前方的地質情況,據以指導施工。超前水平鉆孔采用超前水平鉆機鉆進過程中鉆速和鉆碴的變化對開挖面前方較短距離內的地質情況進行判斷,為提高其預報的準確度,與地質素描配套使用。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。TSP地震探測TSP地震探測屬于長期地質超前預報(大于100 m),有著探測距離遠,分辨率高,抗干擾能力強,對施工影響小等優點,可以檢測出掌子面前方巖性的變化,如:不規則體、不連續面、斷層和破碎帶。24個炮孔布置在隧道的一邊墻,28、在隧道兩側壁鉆制兩傳感器孔(43 mm),把環氧樹脂放置其中,之后將套管推進,并使之與圍巖緊密耦合。傳感器置入套管中,依次激發各炮,從掌子面前方任一波阻抗差異界面反射回來的信號及直達波信號將被這高靈敏的三軸傳感器接受下來。接收器孔設置兩個,位于隧道左、右邊墻,鉆孔直徑為50mm,深度2m,垂直隧道軸向,上傾510;炮孔共用24個,位于隧道的左(或右)邊墻,鉆孔直徑為40mm,深度1.5m,垂直隧道軸向,下傾1020,每個爆破使用防水乳化炸藥2.1Kg,瞬發電雷管30發/次。炮孔與接收器間不能有大型洞室。若測定的孔位無法鉆孔,可在以測點為中心左右20cm的范圍內鉆孔。(要求炮孔和檢波器在同一直線上)。要注意選擇檢波器孔的位置,不能在松散圍巖中,可以以設計接收點為中心左右1.0m的范圍內鉆孔,檢波器孔身要直,孔內巖屑和泥漿要用水沖出孔外。對易垮孔的應安放柱狀物(如錨桿等)留在孔中防止圍巖掉塊。炮孔S24距離掌子面的距離為0.20.3m。