1、隧道開挖施工中,堅持“巖變我變,因地制宜”的原則,采取合理的施工方案,確保施工進(jìn)度及安全施工。采用簡易鑿巖臺架風(fēng)槍鉆爆作業(yè)。開挖后必須及時支護(hù), 避免圍巖長時間暴露, 根據(jù)量測結(jié)果適時施作二次襯砌。隧道圍巖大部分、級,洞口段、斷層破碎帶地段及部分洞身淺埋地段為級, 巖性主要為風(fēng)化巖。 隧道開挖根據(jù)不同的圍巖級別和隧道斷面大小分別采用不同的開挖方法。隧道按照新奧法原理組織施工,級圍巖、停段采用臺階法施工;級、加強(qiáng)偏、加強(qiáng)圍巖、 停采用環(huán)形預(yù)留核心土法開挖,級圍巖采用全斷面開挖,風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔,非電毫秒雷管微差起爆,側(cè)卸式裝載機(jī)裝碴,自卸車運(yùn)送至棄碴場。待隧道出口方向掘進(jìn)施工20 天左右,再向進(jìn)口
2、方向開挖掘進(jìn),統(tǒng)一指揮,同步施工,進(jìn)、出口距離在100 米內(nèi)時,采取淺眼低藥量控制爆破;以保證安全及避免雙向?qū)鷰r的影響。( 1)臺階法級圍巖及 停段采用臺階法開挖,即將設(shè)計斷面分兩次開挖,其中上臺階超前一定距離后,上下臺階同時并進(jìn)。施工工序見圖11;施工工藝流程見圖12。初期支護(hù)13仰拱二次襯砌說明:臺階法適用于主洞所有級圍巖主洞段、三級圍巖主洞和緊急停車帶段;施工順序: a. 上臺階開挖 1;b. 上臺階初期支護(hù); c. 下臺階開挖 3;d. 下臺階初期支護(hù); e. 澆筑仰拱 .f. 拱墻二次襯砌澆筑。圖 11臺階法施工工序圖超前地質(zhì)預(yù)報爆破設(shè)計上、下臺階測量放線拱部超前支護(hù)上臺階鉆眼下臺
3、階鉆眼裝藥爆破通風(fēng)初噴后出碴裝碴運(yùn)輸斷面檢查、爆破效果分析初期支護(hù)監(jiān)控量測下一循環(huán)施工按規(guī)定處理并反饋信息圖 12 臺階法施工工藝流程圖施工要點:根據(jù)圍巖條件,合理確定臺階長度, 當(dāng)頂部圍巖破碎,施工支護(hù)須緊跟時,可適當(dāng)延長臺階長度,減少施工干擾,以確保開挖、支護(hù)質(zhì)量及施工安全。臺階高度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、 隧道斷面大小和施工機(jī)械設(shè)備情況確定,其中上臺階高度暫定為 4.5m,并在開挖掘進(jìn)過程中根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。上臺階施工鋼架時, 應(yīng)采用擴(kuò)大拱腳或施做鎖腳錨桿等措施,控制圍巖和初期支護(hù)變形。下臺階應(yīng)在上臺階噴射混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度70%以上時開挖。當(dāng)巖體不穩(wěn)定時,應(yīng)采取縮短進(jìn)尺,必要時上下臺階可分
4、左、右兩部錯開開挖,并及時施做初期支護(hù)和仰拱。施工中應(yīng)解決好上下臺階的施工干擾問題,下部施工應(yīng)減少對上部圍巖、支護(hù)的擾動。上臺階開挖超前一個循環(huán)后,上下臺階可同時開挖。( 2)環(huán)形預(yù)留核心土法環(huán)形預(yù)留核心土適用于級、加強(qiáng)偏、加強(qiáng)圍巖、 停。施工工序見圖 13;施工流程見圖14。初期支護(hù)二次襯砌說明:環(huán)形預(yù)留核心土法施工適用與級圍巖、級圍巖緊急停車帶施工。施工順序: 1. 上I 部弧形開挖 1;b. 上II 部開挖; 3. 上III 部開挖; 4. 上部初期支護(hù)及施工支護(hù) ;5. 左側(cè)下部開挖及初期支護(hù); 6.V右側(cè)開挖及初期支護(hù); 7. 仰拱開挖及初期支護(hù) ;8. 仰拱及仰拱回填施做; 9.
5、施作防水仰拱及二次襯砌。仰拱初期支護(hù)圖 13環(huán)形預(yù)留核心土施工工序圖超前地質(zhì)預(yù)報測量放樣超前支護(hù)上臺階部開挖上臺階部開挖上臺階部開挖上臺階初期支護(hù)開挖 IV 核心土及中槽下臺階左側(cè)開挖及支護(hù)下臺階 右側(cè)開挖及支護(hù)仰拱開挖及支護(hù)仰拱回填施作防水及二襯下一循環(huán)圖 14 環(huán)形預(yù)留核心土法施工流程施工時,先對隧道拱部采用超前加固,然后分部開挖。開挖時,為減輕對周邊圍巖的擾動, 盡可能采用風(fēng)鎬或機(jī)械法開挖, 確需爆破時,應(yīng)控制好裝藥量,采用弱震動爆破法開挖。各部位開挖后,及時按設(shè)計要求完成初期支護(hù)結(jié)構(gòu), 使各部位能及時封閉, 提高其受力性能。開挖時,下臺階前后錯開不少于 20m 的距離,當(dāng)開挖形成整體斷
6、面后,要及時完成仰拱施工, 并根據(jù)圍巖量測結(jié)果盡早施作二次襯砌結(jié)構(gòu)。施工要點: 各部開挖時, 周邊輪廓應(yīng)盡量圓順, 減小應(yīng)力集中。各部的底部高程應(yīng)與鋼架接頭處一致。 每一步的開挖高度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況確定。 開挖形成全斷面時, 應(yīng)及時完成全斷面初期支護(hù)閉合。下臺階左、右兩側(cè)施工時,縱向間距應(yīng)拉開不小于 15m 的距離。必須及時灌注二次襯砌。( 3)鉆爆設(shè)計級圍巖、 停段采用上下正臺階法鉆爆及機(jī)械配合施工。根據(jù)圍巖情況,臺階長度滿足機(jī)具正常作業(yè)要求, 臺階法和環(huán)形預(yù)留核心土法采用風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔。 每次開挖進(jìn)尺根據(jù)圍巖情況而定。 開挖主要采用爆破掘進(jìn)作業(yè),嚴(yán)格控制超欠挖,盡量減小擾動圍巖。在施工中根據(jù)
7、爆破設(shè)計結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)情況進(jìn)行爆破試驗,不斷修正爆破參數(shù),達(dá)到最優(yōu)爆破效果,開挖后及時完成初期支護(hù)。本隧道采用光面爆破, 爆破機(jī)理:向炮眼中一定位臵注入一定量的水,炮口用專業(yè)設(shè)備加工成的炮泥填塞。由于炮眼中有水,在水中傳播的沖擊波對水不可壓縮, 爆炸能量無損失地經(jīng)過水傳遞到炮眼周邊圍巖中,這種無能量損失的應(yīng)力波十分有利于巖體破碎,此外,還會產(chǎn)生“水楔”效應(yīng),更有利于巖體破碎,同時水又會大大降低粉塵對環(huán)境的污染。裝藥結(jié)構(gòu)及封堵: 周邊眼采用孔徑不偶合裝藥法,利用空氣達(dá)到間隔裝藥,導(dǎo)爆索連接, 確保周邊眼炸藥起爆后衍生的切線方向的拉應(yīng)力大于兩個炮眼連線方向上圍巖的抗拉強(qiáng)度, 使光爆層內(nèi)巖石被拉斷形成
8、貫穿裂縫及光爆面。掏槽眼及輔助眼內(nèi)采用孔底或孔口注水,連續(xù)裝藥的裝藥方法,孔口采用炮泥填塞緊密。爆破要求:結(jié)合設(shè)計文件及施工規(guī)范的要求,爆破效果需滿足:炮眼利用率大于 90;半眼痕保存率大于 80(整體性良好的堅硬巖石);爆破后圍巖面應(yīng)圓順平整,無欠挖,平均線性超挖面不超過20cm,且圍巖面上無粉碎巖石和明顯裂隙,以減少對圍巖的施工擾動。周邊眼間距E、最小抵抗線 W周邊眼間距 E 是直接控制開挖輪廓面平整度的主要因素, 借助于經(jīng)驗公式 EKi d,一般情況下 E=(812)d(d 為炮眼直徑);根據(jù)經(jīng)驗抵抗線 W (1.01.5)E。初步設(shè)計炮眼間距 E=500mm,炮眼直徑 d=35mm,最
9、小抵抗線 W=65mm,滿足對 E、 W 值的要求,施工過程根據(jù)爆破效果和具體巖層適當(dāng)調(diào)整。周邊眼每米裝藥長度L 、裝藥集中度 qL=2m 2.8 c/(V00)1.4L 1.4滿足條件:每米裝藥長度L 的精度達(dá)到 0.005m;m:不耦合系數(shù) ,mD/d35/251.4; 0:炸藥密度,采用2巖石炸藥, 00.95g/cm3; c:巖石抗壓強(qiáng)度,弱風(fēng)化砂巖, c140MPa=1400kg/cm3;V 0:標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,每克炸藥生成氣體的體積,查表取8000cm3/g;q( d2/4) 0?L 3.22/40.950.02610.2kg/m;符合 2巖石炸藥對裝藥集中度q 值的經(jīng)驗值范圍。炮眼數(shù)
10、量 N 的確定炮眼數(shù)量計算根據(jù)下列公式計算:N=S0/E+CSS0:開挖面周長( m);E:周邊眼間距( m);C:掏槽眼和擴(kuò)大眼系數(shù),中硬巖取 1.5(m);S:開挖隧道斷面積( m2);每循環(huán)裝藥量QQ=q?Vq:單位巖石炸藥用量,根據(jù)經(jīng)驗0.91.2kg/m3。V :單循環(huán)爆破巖石體積(m3)。按此公式計算, Q=289.2kg。各炮眼藥量分配 :圍繞光面爆破關(guān)鍵技術(shù),遵循藥包對殉爆距離的要求,通過多個循環(huán)爆破效果對比分析, 優(yōu)化炮眼中炮泥回填堵塞長度的最佳比例, 后對各部位炮眼進(jìn)行藥量分配, 掏槽眼及底眼采用大直徑藥卷,連續(xù)裝藥;輔助眼及內(nèi)圈眼采用大直徑藥卷, 連續(xù)裝藥,其裝藥量按照遞
11、減的原則進(jìn)行分配; 周邊眼采用小直徑藥卷, 各炮眼裝藥量詳見鉆爆設(shè)計圖。炮眼堵塞 :堵塞作用是使炸藥在受約束條件下能充分爆炸,以提高能量利用率,堵塞長度因炮眼不同而不同。最小堵塞長度不小于20cm。采用炮泥機(jī)現(xiàn)場加工炮泥,要求堵塞密實,不能有空隙或間斷。爆破器材 :炸藥采用 2巖石銷銨炸藥, 周邊眼采用 ? 25mm 小藥卷,其它采用 20cm 長,直徑 ? 32mm 標(biāo)準(zhǔn)藥卷,每卷 0.15kg 炸藥 ; 雷管采用火非電毫秒雷管,共 10 種段別。周邊眼采用導(dǎo)爆索不耦合裝藥。裝藥連線網(wǎng)路 :裝藥時,每2 人一組,分片按照鉆爆設(shè)計圖確定的裝藥量自上而下進(jìn)行裝藥, 起爆網(wǎng)路采用復(fù)式聯(lián)結(jié)網(wǎng)路, 每
12、一簇即“一把握”,導(dǎo)爆管在自由端 15cm 以上處,安裝 2 個引爆雷管,各簇導(dǎo)爆管在自由端 10cm 以上處安裝 2 各引爆火雷管,各聯(lián)結(jié)均采用黑膠布包扎,以保證起爆的可靠性和準(zhǔn)確性。聯(lián)結(jié)時應(yīng)注意:導(dǎo)爆管不能打結(jié)和拉細(xì);各炮眼雷管連接次數(shù)應(yīng)相同;網(wǎng)路連接好后,要有專人負(fù)責(zé)檢查。炮眼布臵原則 : 掏槽炮眼布臵在開挖斷面的中部采用直眼掏槽,炮眼方向在巖層層理或節(jié)理明顯時,不得與其平行,應(yīng)呈一定角度并盡量與其垂直。 周邊炮眼沿設(shè)計開挖輪廓線布臵, 以保證爆出的斷面符合設(shè)計要求。輔助眼交錯均勻布臵在周邊眼和掏槽眼之間,力求爆下的石碴塊度適合裝碴的需要。周邊眼與輔助眼的眼底應(yīng)在同一垂直面上,以保證開挖
13、面平整,但掏槽炮眼應(yīng) s 加深10-20cm。炮眼布臵數(shù)量視隧道開挖斷面的大小和圍巖情況而定。控制要點 :采用光面爆破技術(shù)和微震控制爆破技術(shù),嚴(yán)格控制裝藥量,以減小對圍巖的擾動,控制超欠挖,控制洞碴粒徑以利于挖堀裝載機(jī)裝碴。 隧道開挖每個循環(huán)都要進(jìn)行施工測量, 控制開挖斷面,在掌子面上用紅油漆畫出隧道開挖輪廓線及炮眼位臵, 誤差不超過 5cm。并采用激光準(zhǔn)直儀來控制開挖方向。 鉆眼必須按設(shè)計指定的位臵進(jìn)行。鉆眼時掘進(jìn)眼保持與隧道軸線平行,除底眼外,其它炮眼口比眼底低 5cm,以便鉆孔時的巖粉自然流出, 周邊眼外插角控制在 34以內(nèi)。掏槽眼嚴(yán)禁互相打穿相交, 眼底比其它炮眼深 20cm。裝藥前炮
14、眼用高壓風(fēng)吹干凈,檢查炮眼數(shù)量。裝藥時,專人分好段別,按爆破設(shè)計順序裝藥,裝藥作業(yè)分組分片進(jìn)行,定人定位,確保裝藥作業(yè)有序進(jìn)行,防止雷管段別混亂,影響爆破效果。每眼裝藥后用炮泥堵塞。起爆采用復(fù)式網(wǎng)絡(luò)、非電起爆系統(tǒng),聯(lián)接時,每組控制在 12 根以內(nèi);聯(lián)接雷管使用相同的段別,且使用低段別的雷管。雷管聯(lián)接好后有專人檢查,檢查雷管的連接質(zhì)量及是否有漏聯(lián)的雷管,檢查無誤后起爆。 開挖過程中注意觀察石質(zhì)的變化情況及爆破效果,及時調(diào)整鉆爆設(shè)計。控制隧道底超欠挖,保證底面平順。保持臨時排水系統(tǒng)暢通,防止積水浸泡圍巖。不同圍巖鉆爆設(shè)計:根據(jù)地質(zhì)情況,不同圍巖采用不同的爆破方法,在施工中根據(jù)光面爆破設(shè)計結(jié)合現(xiàn)場地
15、質(zhì)情況進(jìn)行爆破試驗,不斷修正爆破參數(shù),達(dá)到最優(yōu)爆破效果,開挖后及時完成初期支護(hù)。級圍巖臺階法開挖見爆破見圖15,級圍巖臺階法開發(fā)見圖16,級圍巖臺階法開挖見圖17。藥 )裝 gk總 (段 量數(shù)單參量爆藥 )裝 gk鉆孔 (單面度 )斷中 m集 /g半藥 k(裝上426522627.32.5986 .2 . .11883384434444443444. . . . . .00000004443444. . . . . . .000000052.16藥 )85554245裝 g3368k92348681總 (.024 . . . . . .數(shù) 段 量.43 3 6419134514參單爆量6555
16、55 5534藥 )g6000055537鉆裝 k .6666 . . . . .孔(0. . . .00000面0000單斷度 )655555 5535中 m7/.5555. . .6半集 g.藥k000000 000 .下(0裝圖計挖數(shù) )8895589215管 個33125開11雷(部數(shù) )88955892眼個4分33121)(階m2111111(深. . . . . .臺眼1111111巖別15791351段111圍級眼 眼 眼 眼 眼 眼 眼管 管V別雷 雷 計槽 槽 助 邊 助 助 板眼接 爆合掏 擴(kuò) 輔 周 輔 輔 底連 引挖 數(shù) )2468 15管 個 3 5 7 9 8 6
17、6開1119雷 (部數(shù) )2466分個 3 5 7 9 8 6 61118階眼 ()m1 1 1 1 1 1 1111(臺深. . . . . . . . . .1111111111眼超別1 2 3 4 5 6 79011巖 段11圍眼 眼 眼 眼 眼 眼 眼管 管級眼 眼 眼別 排 排 排 排 排 排 排雷 雷 計圈 邊 板V眼一 二 三 四 五 六 七接 爆 合內(nèi) 周 底第 第 第 第 第 第 第連 引設(shè)破爆巖圍級V019957451351521311117010070702535804605607567111001001000676;工施破爆面光挖開法土心核 ; 。留 索 數(shù)保 爆 參挖
18、 導(dǎo) 破開 含 爆階 量 改臺 藥 修巖 眼 整圍 邊 調(diào)級 周 斷V 中 不于 表 況用 , 情適 藥 化計 裝 變設(shè) 隔 巖本 間 圍。 索 據(jù)計 爆 根米 導(dǎo) 應(yīng)厘 和 中以 卷 工寸 藥 施尺 細(xì) ,m中 m 計5圖 2設(shè)=, D步意 用 初示 采 為為 眼 計: 圖 邊 設(shè)本 周 本明說 、 、 、123圖計設(shè)破爆巖圍級藥 )6651藥 )5 798869裝 g22757裝 g60 02k15.k.總(. . .11.總(. . . . . . .15577753 5 7986 614數(shù)段 量617數(shù)段 量28單單參量參量爆4422 065爆2 1 1110 0065藥 )藥 )g5
19、3g3鉆裝 k. . . . . .鉆裝 k. . . . . . . . . .孔(1111101孔(11 1111 1101面單面單度5度55555斷中 )斷中 )/7766 537/65 5555 5537mm集 g. . . . . .6集 g. . . . . . .6半k0 000 00 .半k00 0000 000 .藥 (0藥 (0上裝下裝數(shù) )數(shù) )75332634挖 管 個 4 4667 1挖 管 個 3 5 7986 68112181119開雷(開 雷(法 數(shù) )4 4667535法 數(shù) )986 6286階眼個1217階眼個 3 5 711(臺)2臺)(m.222 22
20、2m2 2 22 22 2222深深正2正眼眼巖別15789011巖別12345679011圍段11圍段11級管 管級眼 眼 眼 眼 眼 眼 眼管 管V別眼 眼 眼 眼 眼 眼 眼雷雷計V別排 排 排 排 排 排 排眼 眼 眼雷雷計I眼槽 槽 助 助 圈 邊 板I圈 邊 板掏 擴(kuò) 輔 輔 內(nèi) 周 底接 爆 合眼 一 二 三 四 五 六 七內(nèi) 周 底接 爆 合連 引第 第 第 第 第 第 第連 引01091;56工7施破41爆面01光;。813挖索數(shù)開爆參9導(dǎo)法破含712階爆量1臺改藥55正修眼巖整11邊圍調(diào)周級斷中V71I表不于況,用情藥11適化裝計變55隔設(shè)巖間本圍72索。據(jù)爆計導(dǎo)根米應(yīng)3和
21、厘中卷8以工0藥寸施1細(xì)4尺 m,中m計5圖2設(shè)7=5, D步6意 用 初示采 為9為眼 計:圖 邊 設(shè)本 周 本明0、 、說1231圖計設(shè)破爆巖圍級藥 )88826884648裝 gk619 .4 .3 .總(. . .6.5999 .148695段 量722234332單量5522222666數(shù)藥 )裝 kg449999993. . . . . . . . .參孔(2211111102單爆度 )7766666535鉆中 m7集 g/. . . . . . . .6藥k000000000 .挖(0裝開數(shù) )4447359915319面管 個6111124111斷雷(數(shù) )0全1399379個
22、 4 4 4112313巖眼 (1)m5522222225(圍深. . . . . . . . . .3 333333333級眼I別 1 5 791357911II段111112眼眼 眼眼眼 眼眼 眼眼 眼管管別雷雷 計眼槽槽 助助助 助助 圈邊 板接爆 合掏擴(kuò) 輔輔輔 輔輔 內(nèi)周 底連引55117711155921131517191,眼 裝打 隔車 間臺 卷。巖 藥數(shù)鑿 徑參用 直破采 小爆。 用改挖 采修開 眼整面 邊調(diào)斷 周斷全 。不巖 工況圍 施情級破化 。II爆變 計I于 面 。 巖 米用 光 爆 圍 厘適 管 引 據(jù) 以數(shù) 雷 索 根 均參 秒 爆 應(yīng) 寸計 毫 導(dǎo) 中 尺:設(shè) 電 , 工 中本非 藥 施 圖明、 、說12 3