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1、 焦莊隧道開挖工藝性試驗方案新建連云港至鹽城鐵路LYZQ-標焦莊隧道開挖工藝試驗方案中鐵十一局第二工程有限公司二一四年三月連云港至鹽城鐵路焦莊隧道開挖工藝試驗專項施工方案編制： 2014年 月 日審核： 2014年 月 日批準： 2014年 月 日文件編號：受控狀態：（蓋章受控）發放編號：持 有 人：中鐵十一局連鹽鐵路指揮部一分部目 錄一、試驗依據及范圍11.1試驗依據11.2試驗目的11.3試驗范圍1二、工程概況22.1 隧道概況22.2工程地質2三、人員組織23.1管理人員組織情況23.2工班人員組織情況3四、各項工序具體施工方案34.1試驗段設計參數34.2“三臺階法”施工工藝及方法342、.3爆破設計34.3.1爆破參數34.3.2 裝藥結構設計74.3.3 爆破網絡設計74.3.4爆破參數的調整74.4爆破施工組織和施工工藝84.4.1施工組織84.4.2施工工藝11五、工程質量、安全、環保保證措施145.1工程質量保證措施145.2施工安全、環保保證措施14焦莊隧道開挖工藝性試驗專項施工方案一、試驗依據及范圍1.1試驗依據（1）中鐵第五勘察設計院施工組織設計及焦莊隧道設計圖；（2）鐵路隧道工程施工技術指南（TZ204-2008）；（3）鐵路隧道工程施工質量驗收標準（TB10417-2003）；（4）爆破安全規程（GB6722-2011）；（5）關于公布上海鐵路局建設工程工藝3、試驗管理辦法的通知（上鐵建發201128號）；（6）關于進一步明確軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道設計施工有關技術規定的通知（鐵建設【2010】120號）（7）國家、總公司（原鐵道部）、下發的有關鐵路建設施工安全、質量、文明施工的有關標準、文件和通知等；（8）現場踏勘、調查獲得的相關資料。1.2試驗目的為了更科學的指導施工，通過焦莊隧道三臺階法開挖工藝性試驗，總結出三臺階開挖的工藝性參數，為本標段的開挖積累經驗，以指導本標段的爆破開挖，取得良好的爆破參數，達到良好的爆破效果，較少不必要的開挖，節省工程造價。需取得的爆破參數有各臺階高度，周邊眼、掏槽眼、輔助眼的裝藥量、裝藥結構、堵塞長度、炮眼間距和個4、數等。1.3試驗范圍焦莊隧道首段開挖工藝性試驗選在出口洞口處，試驗里程為XWD1K10+370XWD1K10+400，為級圍巖，包括開挖工法、爆破等施工內容。二、工程概況2.1 隧道概況焦莊隧道通過地區位于連云港經濟開發區前云臺山，屬云臺山脈，地勢陡峭，走向近南北，峰嵐疊嶂，山高坡陡，屬剝蝕丘陵低山區，隧道最大埋深約293m。隧道出口位于連云港云臺鄉朱麻村八組。交通較為便利。隧道起訖里程為XWD1K5+785XWD1K10+400，全長4615m，為單線隧道，屬于連鹽鐵路徐圩支線工程，我部負責XWD1K8+610XWD1K10+400段隧道的施工，管段內隧道長1790m。我部施工的洞身均位于直5、線上，洞內縱坡-3，這其中包括級圍巖325m，級圍巖175m，級圍巖990m，級圍巖300m。2.2工程地質所選開挖工藝性試驗位置，局部巖石裸露，植被較發育，洞頂有大約1m厚的坡積物碎石土，屬強、弱風化片麻巖夾強風化片巖，節理裂隙發育，巖體呈角礫碎石狀松散結構，穩定性差，易掉塊。工程地質較為復雜，無偏壓現象。三、人員組織3.1管理人員組織情況主要管理人員配置表序號姓名職稱職務備注1 陳紅兵高級工程師分部經理2胡先軍高級工程師分部總工3彭鈺淞工程師分部工程部長4楊 洋質檢工程師分部安質部長5袁學林 架子隊長6黃小星助理工程師技術主管7盧 相助理工程師隧道專業工程師8趙會軍試驗工程師試驗室副主任96、董德提 安全員10王士蘭 安全員11胡定榮物資部副部長3.2工班人員組織情況工藝性試驗工班人員配置表工班名稱人數（人）擔負主要任務掘進組20鉆眼、裝藥、爆破等運輸組12出碴、運輸、調度、維修、保養等綜合保障組5風、水、電及其設備維修、保養，道路養護鋼構件加工組8各種鋼構件加工小 計45四、各項工序具體施工方案4.1試驗段設計參數采用級圍巖加強復合式襯砌，三臺階法施工，預留變形量為7cm；開挖后斷面尺寸：寬為6.82m，高9.16m，開挖后斷面面積為57.03；拱部采用D25中空注漿錨桿，長3m，布置間距100100cm，梅花形布置；邊墻采用22砂漿錨桿，長3m，布置間距100100cm，梅花形7、布置；HPB3008鋼筋網，網格尺寸2020cm，單層布置；采用C25噴射混凝土，厚度為23cm。4.2“三臺階法”施工工藝及方法采用三臺階法進行開挖，三臺階法是將隧道斷面分成上、中、下三大部分開挖。（1）三臺階法施工方法上中下斷面先制作簡易臺架，均采用YT28鑿巖機濕式鑿眼。在下部臺階開挖在上部臺階錨噴支護基本穩定后進行，開挖前采取設置鎖腳錨桿等有效措施確保支護體系的穩定，下部開挖后立即噴射混凝土，并按規定做好初期支護。每循環進尺0.6m。上中下斷面采用塑料導爆管毫秒雷管微差起爆，爆破后上半斷面采用挖裝機扒碴入下半斷面,再用側卸式裝載機裝碴，自卸汽車運碴的無軌運輸方式運至指定棄砟場。施工工序8、：在上一循環的超前支護防護下，弱爆破開挖第1部分，施作第1部分周邊的初期支護：初噴混凝土，鋪鋼筋網，架立鋼架（設鎖腳錨管），鉆設徑向錨桿，復噴混凝土至設計厚度；該部分開挖高度約3.1m，寬6.44m，超前于第2部分5-10m；弱爆破開挖第2部分。施作第2部分周邊的初期支護：初噴混凝土，鋪鋼筋網，架立鋼架（設鎖腳錨管），鉆設徑向錨桿，復噴混凝土至設計厚度；該部分開挖高度約2.5m，寬6.8m，滯后于第2部分5-10m；弱爆破開挖第3部分，施作第3部分邊墻初期支護，即初噴混凝土，鋪鋼筋網，架立鋼架（設鎖腳錨管），鉆設徑向錨桿，復噴混凝土至設計厚度；該部分開挖高度約3.5m，寬6.42m，長度為109、-15m；灌注仰拱與邊墻基礎；待仰拱初凝后，灌注仰拱填充部至設計高度；仰拱一次澆注長度為6-8m。根據監控量測分析，確定二次襯砌施作時機，鋪設環+縱向透水盲溝、防水板+土工布，利用襯砌模板臺車一次性灌注部（拱墻）襯砌。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。盡可能減少洞口段的爆破，如不得已采用爆破應采用弱爆破。爆破時嚴格控制炮眼深度及裝藥量。工序變化處之鋼架（或臨時鋼架）應設鎖腳鋼管，且必須對鎖腳鋼管進行注漿，以確保鋼架基礎穩定，下臺階安全，防止塌方。鋼架之間縱向連接筋按要求設置，及時施作并連接牢固。復合式襯砌在施工時，須按有關規范及參考圖的要求，進行監控量測10、，根據監控量測的結果進行分析，確定灌注二次襯砌的時機及時調整支護參數，必要時可噴混凝土封閉掌子面。（2）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。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。工序變化處之鋼架（或臨時鋼架）應設鎖腳錨桿，且必須對鎖腳錨桿進行灌漿，以確保鋼架基礎穩定。監控量測加工制作管棚鋼管清理掌子面，畫開挖斷面施作超前支護、注漿開挖頂部，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、臨時鋼架及橫撐開挖部位，進尺同鋼架間距一次拆除側壁56米 施工仰拱混凝土及填充56米施作防水層澆注二次襯砌施作錨噴支護,閉合成環監控量11、測工鋼拱架、鋼筋網監控量測開挖側部，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、臨時鋼架及橫撐開挖部位，進尺同鋼架間距施作錨噴支護,閉合成環加工鋼拱架、鋼筋網開挖臺階，進尺同鋼架間距架立拱部鋼架施作錨噴支護開挖施作仰拱錨噴支護,閉合成環三臺階法施工工藝流程圖4.3爆破設計4.3.1爆破參數（1）炮孔直徑d主要考慮斷面大小、炸藥性能和鉆孔速度來確定炮孔直徑。目前我國多用3545 mm的炮孔直徑。在具體巖石、隧道斷面、炸藥、孔深、鉆孔設備條件下，存在最佳炮孔直徑，使掘進所需鉆爆和裝巖總工時為最小。本隧道使用的是乳化炸藥，光爆孔、輔助孔和掏槽孔炮孔直徑均為d=42mm。本項目采用YT-12、28鑿巖機。（2）裝藥直徑j根據炸藥性質，光爆孔藥卷直徑j=27 mm，重0.1kg，炮眼直徑j=42 mm；掏槽孔及輔助孔藥卷直徑j=32 mm，重0.15kg，炮眼直徑j=42 mm，采用光面爆破，維護圍巖穩定。（3）炮孔深度L炮孔深度是決定掘進進度的重要因素。采用淺孔多循環還是深孔少循環，要根據具體條件進行具體分析，特別是圍巖條件、爆破環境和允許裝藥量等。根據現場實際情況，遵循“短進尺、弱爆破”的施工原則，級圍巖炮眼深度掏槽眼為1.1米，輔助眼0.8米、周邊眼為0.8米，考慮爆破效率90%，每循環進尺為0.6m。（4）炮孔數目炮孔數目主要同隧道斷面面積、巖石性質及炸藥性能等因素有關，可按13、下式估算=3.3（45757）1/3=77.6本隧道級圍巖炮眼數目N取78個。式中，為炮孔數目；為巖石堅固性系數；為隧道斷面面積。焦莊隧道級圍巖炮孔數量表序號圍巖等級巖石堅固系數斷面面積炮眼數備注1級457.078 注：巖石堅固系數查表所得。（5）單位耗藥量根據普氏公式計算，即=1.1525（4/57）1/2/240=0.64 kg/m3。式中，為巖石堅固性系數；為隧道斷面；為修正系數，其中為爆力。（6）光面爆破設計光面爆破不耦合系數K：光面爆破的不耦合系數為K= 42/32=1.3。炮孔間距a：a=400 mm。最小抵抗線W：W=600 mm。表1 光面爆破參數參數數值巖石種類裝藥不耦合參數14、D周邊眼間距E（cm）最小抵抗線V（cm）相對距E/V周邊眼裝藥集中度q（/m）硬巖1.251.50557070850.81.00.300.35中硬巖1.502.00456060750.81.00.200.30軟巖2.002.50305040600.50.80.070.15注： 軟巖隧道光面爆破的相對距宜取小值。級圍巖炮孔布置圖焦莊隧道級圍巖開挖鉆爆參數設計表序號炮眼名稱眼深m眼數（個）裝藥量起爆雷管段別裝藥結構藥卷（mm）每孔裝藥量（kg）小計（kg）上臺階1掏槽眼1.14連續32150-2.50.3751.512輔助眼0.88連續32150-1.50.2251.83、53周邊眼0.816連15、續32150-1.50.2253.69、114底板眼0.85連續32150-20.31.5115總計338.4下臺階6輔助眼0.830連續32150-1.50.2256.751、3、5、7、9、117周邊眼0.89連續32150-10.151.3598底眼0.85連續32150-1.50.2252.125139總計4510.225開挖面積上臺階18.3m2 中臺階13.6 m2 下臺階25.23m2炮眼密度 (上臺階)1.37個/ m2單位用藥量 (上臺階)0.64Kg/ m3炮眼利用率 (上臺階)90%計劃進尺0.6m4.3.2 裝藥結構設計 掏槽眼和崩落眼采用連續裝藥反向起爆裝藥結構。周邊16、眼采用不耦合裝藥反向起爆裝藥結構，如圖所示。裝藥結構圖4.3.3 爆破網絡設計爆破采用簇并聯導爆管起爆網絡。起爆網絡由起爆器、導爆管、連接塊和導爆管雷管等組成，如圖所示。導爆管雷管導爆管起爆網絡圖4.3.4爆破參數的調整對于不同的圍巖地段，在開始施工前，根據初擬的鉆爆設計進行鉆爆試驗，通過試驗，一方面檢驗爆破設計是否合理，檢驗爆破振動對已支護段是否危害，二是對爆破效果進行檢驗，對達不到爆破效果的，對爆破參數進行優化，并將試驗形成總結報告，送監理工程師核批，作為正式鉆爆的開挖依據，同時檢驗機號配備、勞力、組織循環作業安排是否合理，對施組進行優化。隧道爆破參數現場記錄表工程名稱：焦莊隧道出口 施工17、單位：中鐵十一局連鹽鐵路項目經理部一分部序號裝藥結構周邊眼輔助眼掏槽眼間距（cm）最小抵抗線深度（cm）個數間距（cm）深度（cm）個數掏槽位置掏槽形式123456789101112134.4爆破施工組織和施工工藝4.4.1施工組織（1）管理組織機構設置根據本工程沿線交通環境、工程特點和工程量分布情況，經理部設工程部、物資設備部、安質部、計財部、綜合辦公室。項目經理部管理組織機構如下：（2）部門職能分部項目經理為經理部的總負責人，負責該項目的全面工作。工程部負責整個工程的生產、進度、質量計劃、試驗、施工方案的編制等技術工作，以及施工質量檢測、監督工作。物資部負責材料的采購、貯存、運輸、發放、機18、械設備的調度維修、保養等工作。安質部負責項目的施工生產安全環保等工作。計財部負責項目的成本預測、計量支付、工程變更資金管理控制、成本核算工作。辦公室負責項目的后勤管理及項目的規章制度的制定工作。為了安全、優質、按期完成本標段工程施工任務，保證安全落實到位，項目部組建安全領導小組機構。爆破施工組織如圖所示。組長：（分部經理）陳紅兵chchenhongbin副組長：（分部總工）胡先軍副組長：（分部副經理）滑喜平計劃部劉漢良計財部范廉喜物資部王鵬飛安質部楊洋工程部彭鈺淞安全員王士蘭爆破員劉配平爆破技術曲曉強開挖楊良湘二隊李孔明保管員周兆武開挖陳湘群一隊周而泉爆破施工工藝流程圖放樣布孔工藝流程圖定位開19、孔鉆 孔清 孔裝 藥瞎炮處理效果檢查注意事項技術要求紅漆準確繪出開挖斷面輪廓線及炮孔位置誤差5cm臺車與隧道中線平行，就位后嚴格把握鉆孔角度司鉆工熟練操作工藝、流程及鉆爆設計圖，專人指揮周邊孔外插角5交界臺階15cm高壓風將炮孔清理干凈不漏碴、不留石屑分片分區按設計藥量自上而下進行，雷管對號入座堵塞長度30cm導爆管不能打結，注意連接根數，專人檢查引爆雷管距自由段長度15cm查明原因，迅速果斷按規程處理確保施工安全炮痕保存率及圍巖破碎塊度炮孔利用率周邊孔開口誤差5cm起 爆聯起爆網路4.4.2施工工藝本項目爆破施工工藝如圖所示。工藝要求如上圖。4.4.2.1 鉆眼鉆眼作業應符合下列要求：（1）20、炮眼的深度和斜率應符合鉆爆設計。（2）當采用手持鑿巖機鉆眼時，掏槽眼眼口間距和眼底間距的允許誤差為5 cm；輔助眼眼口間距允許誤差為10 cm；周邊眼眼口位置允許誤差為5 cm，眼底不得超出開挖斷面輪廓線15 cm。（3）當開挖面凹凸較大時，應按實際情況調整炮眼深度及裝藥量，使周邊眼和輔助眼眼底在同一垂直面上。（4）鉆眼完畢，按炮眼布置圖進行檢查并做好記錄，對不符合要求的炮眼應重鉆，經檢查合格后方可裝藥。（5）采用手持鑿巖機鑿眼，當鑿眼高度超過2.5 m時應配備與開挖斷面相適應的作業臺架進行鑿眼；鉆孔作業應定人定崗，尤其是左右側周邊眼司鉆工不宜變動。提高光面爆破效果應采用下列技術措施：（1）周21、邊輪廓線和炮眼的放樣宜采用隧道激光斷面儀或其它類似的儀器，盡量減少人工操作。周邊輪廓線的放樣允許誤差應為2 cm。（2）周邊眼間距與抵抗線的相對距離要合理，通常減小周邊眼間距，爆破后輪廓成形好。（3）裝藥結構應均勻分布，眼底可相對加強一些。（4）周邊眼開眼位置視圍巖軟硬稍作調整：硬巖在輪廓線上；軟巖可向內偏移510cm。（5）盡量減小周邊眼外插角的角度，孔深小于3 m時外插角的允許斜率宜為孔深的5；孔深大于3 m時外插角斜率宜為孔深的3；外插角的方向應與該點輪廓線的法線方向相一致。并應根據不同的炮眼深度，適當調整斜率。（6）當隧道斷面較大或地表建筑物對振動要求較嚴時，可采用小導洞超前，隧道開挖22、以“層層剝皮”成形，既能減輕爆破振動，又可提高光面爆破效果。4.4.2 .2裝藥裝藥作業應符合下列要求：（1）爆破工裝藥前，應與班組長、領工員對裝藥開挖工作面附近及炮眼等進行全面檢查，對檢查出的問題及時處理。（2） 炮眼內巖粉應清理干凈。（3）炮眼縮孔、坍塌或有裂縫時不得裝藥。（4）裝藥作業與鉆孔作業不能在同一開挖工作面進行。裝藥結構應符合下列規定：（1）常用的周邊眼裝藥結構有小直徑連續裝藥、間隔裝藥、導爆索裝藥和空氣柱狀裝藥。一般情況下宜選用小直徑連續裝藥或間隔裝藥結構；軟巖可采用導爆索裝藥結構；當眼深不大于2 m時，可采用空氣柱狀裝藥結構。（2）為提高炸藥的能量和爆破效果，應采用反向裝藥結23、構；在有瓦斯、煤塵爆炸危險的開挖工作面應采用正向裝藥結構。（3）周邊眼按藥卷直徑不同應采用連續裝藥或間隔裝藥結構，其他眼應采用連續裝藥結構。裝藥作業應符合下列規定：（1）盡量采用裝藥機（有乳化炸藥裝藥機、粉狀炸藥裝藥機）裝藥，以提高裝藥效率，減少不安全因素。（2）清孔：裝藥前，采用掏勺或壓縮空氣吹眼器清除炮眼內的巖粉、積水，防止堵塞，使用壓縮空氣吹眼器時應避免炮眼內飛出的巖粉、巖塊等雜物傷人。（3）驗孔：炮眼清理完成后，應采用炮棍檢查炮眼深度、角度、方向和炮眼內部情況。發現炮眼不符合要求的，及時處理。（4）裝藥方法：驗孔完成后，爆破工必須按作業規程、爆破設計規定的炮眼裝藥量、起爆段位進行裝藥。24、裝藥時要一手抓住雷管的腳線，另一手用木質或竹質炮棍將放在眼口處的藥卷輕輕的推入炮眼底，使炮眼內各藥卷間彼此密接，推入時，用力要均勻。（5）正向裝藥的起爆藥卷最后裝入，起爆藥卷和所有的藥卷的聚能穴朝向眼底；反向裝藥起爆藥卷首先裝入，起爆藥卷和所有的藥卷的聚能穴朝向眼外。（6）堵孔炮泥應滿足下列要求：所有裝藥的炮眼應采用炮泥堵塞，不得用炸藥的包裝材料等代替炮泥堵塞。宜用炮泥機制作炮泥，炮泥配合比一般為1：3的粘土和沙子，加含有23食鹽的水制成，炮泥應干濕適度。（7）封孔應滿足下列要求：1）最初填塞的炮泥應慢慢用力，輕搗壓實，以后各段炮泥應依次用力一一搗實。2）淺孔宜將余孔全部堵塞。3）炮眼深度小于25、1.0 m時，封泥長度不宜小于炮眼深度的1/2。4）炮眼深度超過1.0 m時，封泥長度不宜小于0.5 m。5）炮眼深度超過2.5 m時，封泥長度不宜小于1.0 m。6）光面爆破周邊眼封泥長度不宜小于0.3 m。4.4.2.3 連線和起爆連線起爆作業應符合下列規定：（1）每次起爆前，爆破員必須仔細檢查起爆網絡。（2）在同一開挖斷面上，起爆順序應由內向外逐層起爆。（3）延發時間一般應采用孔內控制。（4）放炮員必須最后離開爆破地點，并必須在有掩護的安全地點進行起爆。（5）爆破前，確認無誤后，方準下達起爆命令。放炮員接到起爆命令后，必須先發出爆破警號，至少等5 s，方可起爆。五、工程質量、安全、環保保26、證措施5.1工程質量保證措施(1)在測量過程中必須進行三級復核制，確保測量放樣的準確。(2)嚴格進行原材料、構配件檢驗、試驗和工程試驗。用于施工的材料除必須具備產品質量保證書的要求外，還需進行抽樣試驗，試驗結果合格后才能用于工程施工。(3)實行工序質量監控。一是監控工序活動的條件，即“人員、機械、材料、方法、環境”必須符合質量要求；二是監控工序活動效果的質量。(4)加強工程質量的自檢、互檢、專業檢查，以確保工程過程質量控制。(5)嚴格監理報檢程序，質檢工程師自檢合格后報監理工程師檢查，合格簽認后方可進行下道工序的施工。(6)加強現場施工技術指導，及時進行技術交底；嚴格按設計圖紙和隧道施工規范進27、行施工。(7)組織現場施工人員進行全面質量意識教育，認真學習工程技術規范和質量檢驗標準，熟悉掌握設計、規范和質量驗收標準。5.2施工安全、環保保證措施(1)堅持每周一的安全活動日的安全學習活動，嚴格執行交接班制度；堅持工前講安全、工中檢查安全、工后評比安全的“三工制”活動。(2)安全員要加強現場的監控力度，發現安全隱患，必須堅決制止；同時組織管理人員進行定期和不定期安全生產檢查工作，對檢查出的不安全因素和隱患應立即整改。(3)加強生活區和生產區進出車輛管制及駕駛員的檢查，確保生活內和生產區的交通安全。(4)隧道初期支護、襯砌必須緊跟隧道開挖，以保證隧道自身穩定性，確?，F場施工安全。(5)開挖、28、支護及襯砌作業臺架或臺車空間有限，在施工過程中必須注意自己和他人的安全；同時按照安全規范要求安裝防護網、安全帶等防護措施；此外加強對臺架損壞部位的及時維修和加固，保證現場所有施工人員的人身安全。(6)必須嚴格控制爆破器材的運輸、入庫、發放等過程，每月不定期對執行情況進行檢查，對違規事件進行嚴肅處罰。(7)加強現場用電管理，照明、高壓電力線路的架設應順直、標準，保證絕緣良好；各種施工機械和電氣設備均設置漏電保護器，確保用電安全；在每個大型設施附近設置警示燈并加強照明；此外在各需供電的工點派備專職電工。(8)貫徹執行黨和國家的安全生產方針政策，嚴格執行有關施工規范和安全技術規則，對施工人員進行崗前安全教育培訓，樹立安全第一，預防為主的思想。(9)生產區和生活區的各項工作必須嚴格按環保要求進行操作，以確保證各項指標符合相關規范要求。生活、生產活動中產生的廢棄物、污水等嚴格按照當地相關文件進行處理。(10)加強檢查和監督，對發現的問題及時進行制止和整改。施工現場做到“人走場清”，現場施工井然有序，生活區、生產區場地堅持每日清掃工作，確?，F場文明施工符