某隧道开挖爆破专项施工技术方案-secret.doc

半山隧道开挖爆破专项施工技术方案
1 工程概况
1.1 工程简况
1、XX市XX路～XX路快速路（简称XX快速路）是XX市城市总体规划明
确的市区城市快速路系统中非常重要的南北向交通快速要道。XX市XX快速路南起XX路立交，北至XX国道绕城公路收费 口，全长约17公里。
2、半山隧道设计为上下行分离式双向六车道，时速80km/h，隧道单洞断面净宽15.25m，高8m。左线隧道（AK16＋930～AK19＋130）长2200m，右线隧道（BK16＋927～BK 19＋118），长2191m，两洞在平面上接近平行，两洞净间距8～50m。
3、本标段隧道工程左线隧道（AK18+020～AK19+130）长1100m，右线隧道（BK18+000～BK19+118）长1118m, 两洞净间距16～50m，隧道总长2228m,其中明洞32m(单幅)，开挖断面最大169m2。其中左线Ⅲ级围岩215m，Ⅳ级围岩
571m，Ⅴ级围岩324m；右线Ⅲ级围岩125m，Ⅳ级围岩470m，Ⅴ级围岩523m，隧道开挖爆破方量约为368500m3。
4、隧道左线AK18+185～AK18+246、右线BK18+048～BK18+085洞段与输油管线隧道相交，相交处输油管线隧道底部高程约为66～68m，距离半山隧道拱顶约30～32m，是隧道开挖施工的重点保护对象。
1.2 工程地质条件
1.2.1围岩岩土层的构成与特征
1、沿线及附近出露地层主要有古生界志留系地层及第四系残坡积层、冲洪积层，下伏基岩为志留系上统唐家坞组沉积岩，岩性差异较大，主要为含泥石英砂岩。
2、本标段隧道洞口段山坡自然状态下稳定性较好，地表第四系覆盖，成分为残坡积的亚粘土夹碎石，层厚0.5～1.6m。洞顶围岩以覆盖层、全风化及强风化基岩为主，为Ⅴ级围岩。两侧洞壁为弱风化基岩，岩屑石英砂岩中夹薄层粉砂质泥岩，泥岩软化系数低，遇水易崩解，为Ⅴ级围岩。
3、左线隧道AK19+130～AK19+036段：围岩岩性为唐家坞（S3t）岩屑石英砂岩夹粉砂质泥岩，表层为含碎石亚粘土残坡积层，厚0.8～2.5m,Vp=730～1000m/s；强风化砂岩，厚2.5～5.7m,Vp=740～1500m/s；弱风化砂岩，层厚13.4～17.8m,Vp=1500～2600m/s。隧道穿越强风化、弱风化层，岩石节理裂隙
发育。围岩稳定性差，为Ⅴ级围岩。
4、AK19+036～AK18+670段：围岩岩性为志留系唐家坞组砂岩夹粉砂质泥岩。隧道穿越弱风化、微风化砂岩层Vp=2700～3500m/s。岩石节理裂隙较发育，稳定性一般，为Ⅳ级围岩。
5、AK19+670～AK18+530段：围岩岩性为西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩，断层F3影响带约110m，破碎带Vp=900～3400m/s,岩石节理裂隙发育，稳定性差。隧道穿越F3断层，破碎带宽约20余米，影响带宽约110m。断层内岩石挤压破碎，以强风化为主，断层带及附近岩石节理裂隙十分发育。围岩稳定性差，为Ⅴ级围岩，断层破碎带导水性好。
6、AK19+530～AK18+410段：围岩岩性为泥盆系西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道围岩主要穿越微风化砂岩和石英砂岩，Vp=2700～3500m/s。稳定性一般，为Ⅳ级围岩。
7、AK19+410～AK18+XX段：围岩岩性为西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩，表层含碎石亚粘土残坡积层，厚1.5～3.8m，Vp=730～850m/s；断层F2，破碎带Vp=900～3500m/s，岩石节理裂隙十分发育，稳定性差。隧道穿越F2断层，断层内岩石挤压破碎，以强风化为主，断层带及附近岩石节理裂隙十分发育，围岩稳定性差，为Ⅴ级围岩，断层破碎带导水性好。
8、AK19+XX～AK18+235段：岩性为泥盆系西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道围岩主要穿越微风化砂岩和石英砂岩，为Ⅳ级围岩。本段AK18+185～AK18+246m隧道上方与已建输油线隧道斜交，隧道顶板至输油管线隧道底板净距约为32m，两隧道间弱～微风化的石英砂岩裂缝隙较发育。
9、AK19+235～AK18+020段：岩性为志留系唐家坞组（S3t）岩屑和英砂岩和泥盆系西湖组（D3x）石英砂岩、含夹粉砂质泥岩。隧道围岩主要穿越微风化砂岩和石英砂岩，岩石较完整，Vp=2800～3800m/s。稳定性较好，为Ⅲ级围岩。
10、右线隧道BK19+118～BK19+010段：围岩岩性为唐家坞（S3t）岩屑石英砂岩夹粉砂质泥岩，表层为含碎石亚粘土残破积层，厚0.0～2.3m,Vp=730～1000m/s；强风化砂岩，厚2.6～8.5m,Vp=740～1500m/s;弱风化砂岩，层厚15.0～26.5m，Vp=1500～2600m/s,上覆岩体厚5～31m为强风化～弱风化砂岩。隧道穿越强风化、弱风化层，岩石节理裂隙发育，围岩稳定性差，为Ⅴ级围岩。
11、BK19+010～BK18+700段：围岩岩性为志留系唐家坞（S3t）砂岩夹粉砂质泥岩。隧道穿越弱～微风化砂岩层Vp=2600～3500m/s。岩石节理裂隙较发育，稳定性一般。为Ⅳ级围岩。
12、BK18+700～BK18+570段：围岩岩性为西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩，表层含破碎亚粘土残破积层，厚0～2.9m,Vp=750～940m/s；断层
F3破碎带Vp=900～3400m/s，岩石节理裂隙发育，稳定性较差，为Ⅴ级围岩。断层破碎带导水性好。
13、BK18+570～BK18+530段：围岩岩性为泥盆系西湖组石英砂岩，含砾砂
岩夹粉砂质泥岩。隧道穿越微风化石英砂岩、含砾砂岩Vp=2300～3300m/s。稳定性一般，为Ⅳ级围岩。
14、BK18+530～BK18+365段：围岩岩性为泥盆系西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道穿越微风化层，微风化石英砂岩、含砾砂岩Vp=2600～3500m/s。围岩稳定性较好，为Ⅲ级围岩。
15、BK18+365～BK18+XX段：围岩岩性为泥盆系西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道围岩主要穿越微风化砂岩和石英砂岩，Vp=2700～3500m/s。稳定性一般，为Ⅳ级围岩。
16、BK18+XX～BK18+200段：围岩岩性为西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩，表层含碎石亚粘土残破积层，厚1.5～3.8m,Vp=730～850m/s；断层F2破碎带Vp=900～3500m/s，岩石节理裂隙发育，稳定性差。F2断层内岩石挤压破碎，以强风化为主，断层带及附近岩石节理裂隙十分发育，岩体破碎～较破碎，围岩稳定性差，为Ⅳ级围岩。围岩岩性为西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹
粉砂质泥岩，表层含碎石亚粘土残破积层，厚1.5～3.8m,Vp=730～850m/s；断层F2破碎带Vp=900～3500m/s，岩石节理裂隙发育，稳定性差。F2断层内岩石挤压破碎，以强风化为主，断层带及附近岩石节理裂隙十分发育，岩体破碎～较破碎，围岩稳定性差，为Ⅳ级围岩。
17、BK18+200～BK18+125段：围岩岩性为泥盆系西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道围岩主要穿越微风化砂岩和石英砂岩，Vp=2600～XX0m/s。稳定性一般，为Ⅳ级围岩。
18、BK18+125～BK18+000段：围岩岩性为志留系唐家坞组砂岩和泥盆系西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道围岩主要穿越微风化砂岩和石英砂岩，岩石较完整，Vp=2800～3800m/s。稳定性较好，为Ⅲ级围岩。BK18+048～BK18+085处隧道上方与已建输油管线隧道斜交，隧道顶板至输油管线隧道底板净距约为32m，两隧道间弱～微风化的石英砂岩裂隙较发育。
1.2.2水文地质条件
根据地下水赋存条件、水理性质及水动力特征，隧道区的地下水为松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙水两大类型。
1.2.3不良地质作用
标段内场地未见影响场地稳定的全新活动断裂通过，也未发现滑坡、泥石流、岩溶、地面沉降等不良地质作用。
隧道区内围岩主要的不良地质作用为F1、F2、F3三条大断层。其中F1宽约20～30m，影响带宽为100m，F2宽约10～20m，影响带宽为70m，F3宽约20～30m，影响带宽为110m。本标段隧道分别穿越F2、F3断层，断层内岩石挤压破碎，局部泥化，以强风化为主，断层带及附近岩石节理裂隙十分发育，岩体破碎，围岩稳定性差，断层破碎带渗水量较大。施工开挖时可能会出现围岩洞顶坍塌现象以及沿断层带产生渗水现象。
1.3 隧道开挖施工方法
隧道Ⅴ级围岩出口段、Ⅴ级围岩及Ⅳ级围岩加强段采用双侧壁导坑法施工，开挖进尺控制在0.75m以内；Ⅳ级围岩及Ⅲ级围岩加强段采用单侧壁导坑加分台阶法施工，开挖进尺控制在1.0m以内；Ⅲ级围岩采用单侧壁导坑法施工，开挖进尺控制在1.5m以内；均采用弱爆破技术。Ⅲ级围岩整体性较好地段采用台阶开挖法进行，爆破进尺控制在2米以内，光面控制爆破及减震爆破技术。采用小型挖掘机扒渣，再由装载机配合大型载重自卸车运输至弃渣场。
1.4施工条件
1、本标段区域交通路网发达，进入施工场地交通方便，沿XX国道施工人员、材料、设备都可直接进入施工现场，另根据施工需要修筑场内施工便道。
2、施工区域全部为有线和无线覆盖，施工通讯采用有线和无线通讯结合的方式。
3、本标段生活用水均采用自来水，就近从指定接驳口引入，在场内布设水管路满足生活用水需要。在高架桥右侧30m有一常年流水溪沟，施工生产用水从此处抽至高压蓄水池，再经水管接至施工场地满足生产需要。
4、生产、生活用电就近从指定接驳口引入，并加强与各方联系，保证容量满足生产生活需要。
5、燃油供应充足，可就近购买满足需要。
2 前期施工准备
2.1测量放样
项目经理部已按业主提供的施工设计资料，对设计单位提供的线路中线、水准点和中桩高程桩进行了复测。增设了导线点和水准点，并完成了隧道的定位放样工作
2.2临时工程准备
1、项目经理部驻地及生产生活设施均已完成。临时弃渣场已租地完成。
2、生活用水采用自来水，在线路AK19＋080处修建1座100m3高压水池已完成，供水管路布设完成，已能满足生产需要。
3、拟在线路左侧（AK19＋140）距10米处修建1座变电房，临时租地30m2，配置2台400KVA变压器。目前空压机、风水管全部安装完毕，因业主提供变压器尚未安装，项目部备用2台200KW的发电机可作临时发电用，功率可满足施工生产需要。
4、洞口边仰坡已开挖成形，并完成洞顶截水沟浆砌和洞口边仰坡喷锚支护。洞口明暗交接处的长管棚施工注浆完成。
2.3机械设备准备
按照要求保证工程所需设备及时全部到位，以全面满足施工需要。现进场主要机械设备见如表。
序号
机械或设备名称
型号规格
数量
国别产地
制造年份
额定功率(KW)
生产
能力
1
侧卸装载机
ZL50C
4
柳州

154kW
3.0 m3
2
凿岩机
YT28
60
沈阳

34-42mm
3
通风机
88-1
2
天津

110kW

4
砼湿喷机
TK96-1
4
成都

7.5kW
5m3/h
5
压浆机
UB-3
4
江苏

7.5kW

6
挖掘机
PC-200
2
日本

1.2 m3
7
拌合站

1
XX

8
对焊机
UN1-100
2
华东

100kW

9
钢筋切断机
GQ-40
4
陕西

3kW
φ6～40mm
10
钢筋弯曲机
GW-40
4
陕西

3kW
φ6～40mm
11
钢筋调直机
GTJ-14
4
陕西

4kW
φ6～14mm
12
摇臂钻床
Z3050*16A
2
沈阳

φ50mm

13
内燃发电机组
TZS200-4
2
兰州

200KVA

14
空压机
Y-20
6
柳州

137kW
20m3/min
15
自卸汽车
FM76×4
6
瑞典

19t

16
载重汽车
EQ1141G1
3
二汽

118kW
8t
2.4劳动力准备
项目部管理人员和隧道施工作业人员均全部到位，为了加快进度，项目部对该分项工程非常重视，安排有丰富隧道施工经验专家和专业技术人员负责管理，并配备熟练的开挖爆破员及水电工和机修工施工，人员安排表如下：
管理人员
职务
分工

项目经理
总负责

总工程师
技术总负责

隧道队长
分项负责

副总工程师
分项技术负责

经理助理
现场管理

隧道副队长
现场管理

项目测量主管
控制测量及监测

隧道技术主管
放样测量

实验室主任
现场试验

安质部长
负责施工安全

隧道工程师
现场技术及质检

领工员兼质检
负责工序安排兼质检

物设部长
材料供应

材料员
材料供应
开挖爆破员
40人

水电工
8人

机修工
12人

普工
80

2.5材料准备
业主组织供应甲供料已按计划运至工地，施工单位自购料均按施工组织设计的计划安排全部采购到位，目前材料已能满足分项工程施工生产需要。
3 施工时间安排
1、左线隧道开挖计划497个工作日。
2、右线隧道开挖计划501个工作日。
3、车行道横通道及人行道横通道开挖计划77个工作日。
4隧道开挖施工方案
4.1 隧道总体施工方案
根据设计地质情况，隧道施工的重点、难点在隧道出口Ⅴ级段、洞身Ⅴ级
围岩、Ⅳ级围岩及Ⅲ级围岩加强段地段。尤其是隧道洞身断层较发育，断层附近岩体破碎，次生小断裂与褶曲较发育，地下水主要为基岩裂隙水，汛期对围岩强度有负面影响，易形成坍塌，故是隧道开挖施工的重中之重。在隧道软弱岩层施工中本着“重地质超前预报、管注浆超前、弱爆破、短进尺、少扰动、强支护、早成环、二次衬砌紧跟”的原则进行施工作业。
Ⅴ级围岩出口段、Ⅴ级围岩及Ⅳ级围岩加强段采用大管棚（小导管）超前支护，双侧壁导坑法施工，Ⅳ级围岩及Ⅲ级围岩加强段采用单侧壁导坑加分台阶法施工，Ⅲ级围岩采用单侧壁导坑法施工，以少产生干扰为原则。支护面紧跟开挖面，衬砌面与开挖面距离不大于100m，根据监控量测反馈结果，初期支护围岩收敛趋于稳定后施作二次衬砌。
左右线均从出口向进口方向掘进。隧道洞身开挖时，先让其中的一幅先超前掘进60m后，左右洞平行作业，隧道施工中采用地质雷达、超前钻孔、红外线探水仪并结合地质分析等方法进行超前地质预报，施工过程中加强监控量测，及时分析处理数据，调整支护参数，以便指导施工。
隧道开挖时，采用凿岩台架结合YT28气脚式凿岩机钻孔，光面爆破，ZL50C装载机装碴，19t自卸汽车运输。隧道衬砌配备9米整体式液压衬砌台车进行二次衬砌，喷射砼采用TK-961湿喷机。砼采用商品砼，砼罐车运输，砼输送泵泵送入模。隧道左右线各配备1台功率为2×55kw的通风设备进行压入式通风。
4.2 隧道开挖施工方法
隧道洞身开挖是在超前地质预报的基础上，逐段核实围岩类别，若与设计不符，及时变更开挖支护方法。因隧道开挖断面较大，所穿围岩级别Ⅴ级、Ⅳ级、Ⅲ级，且频繁交替出现，导致隧道开挖工序转换频繁，开挖后的支护又有临时中隔壁存在，所以，在围岩频繁交替出现的洞身开挖地段不选择采用大型配套凿岩机械设备，主要采用灵活适用的多功能钻爆台架做作业平台实施洞身钻爆法开挖，手持多台风钻钻孔，光面爆破。Ⅲ级围岩地段采用凿岩台车开挖。待初期支护达到设计要求的强度后，洞内临时支撑所用的型钢，在不变形和未
受到损坏的情况下可重复利用，以降低施工成本。
4.2.1 Ⅴ级围岩及Ⅳ级围岩加强段开挖
Ⅴ级围岩及Ⅳ级围岩加强段开挖采用双侧壁导坑法，开挖断面分四步进行，施工遵循“管超前，严注浆，短进尺，弱爆破，强支护，早封闭，勤量测”的原则。开挖时,先开挖左侧导洞，左侧导洞开挖完成后，立即进行初期支护，再开挖右侧导洞，支护完毕后开挖上半断面，最后开挖下半断面。
明暗洞交界处设有超前大管棚支护，大管棚设在拱部120°范围,环向间距
30cm。进洞前先采用C30砼套拱做管棚固定端，套拱在明洞外轮廓外，紧贴掌子面施作，套拱内埋设三榀20号的工字钢，工字钢外侧周边按管棚环向间距预留φ157mm的导向孔,便于管棚施工。管棚施工前先打钢花管并注浆，注浆采用分段注浆。各分部开挖循环进尺为50cm，光面爆破技术,开挖预留变形量12cm，分部开挖后，先喷5cm厚砼，再打φ25mm自进式中空注浆锚杆，挂钢筋
网，架立中隔壁、周边型钢钢架和钢架纵连，喷射25cm厚砼。φ25mm自进式中空注浆锚杆长4.5m，锚杆环向间距0.75m，纵向间距0.50m,梅花形布置。型钢钢架按分片组装，采用钢板、螺栓连接；左右侧隔壁墙设I20A工字钢临时支撑，支撑环设φ25的钢筋锚杆，锚杆环向间距为1.0m，侧隔壁墙I20A工字钢支撑应与主洞身的拱顶及仰拱处的工字钢支撑焊接牢固，安装前先初喷5.0cm厚砼。分部开挖底部，设初期支护型钢仰拱，设钢筋网，喷30cm厚砼；相邻两分部开挖台阶距离始终保持在2.4m。根据监控量测情况，一次拆除中隔墙长度不超过6.0m，浇筑仰拱及填充砼，最后一次性浇注拱墙砼衬砌。洞身开挖后，及时施作初期支护形成闭合圈，确保围岩稳定。
进入暗洞后，Ⅴ级围岩在拱部120°范围设φ42超前注浆小导管，小导管环向间距30cm，长4.5m，外插角20°，每进尺3m（每隔6榀型钢钢架，其间
距为50cm）打设一循环。各分部开挖循环进尺为75cm，分部开挖后先喷5cm厚砼，再打φ25mm自进式中空注浆锚杆，挂钢筋网，架立侧隔壁墙、周边型钢，钢架和钢架纵向连接，连接筋环向间距80cm，喷射25cm厚砼。φ25mm自进式中空注浆锚杆长4.5m，锚杆环向间距1.0m，纵向间距0.50m。
Ⅳ级围岩加强段，在拱部120°范围设φ25超前中空注浆锚杆，环向间距50cm，长4.5m，外插角15°，每进尺3m（每隔5榀型钢钢架，其间距为75cm）打设一循环。各分部开挖循环进尺为75cm，分部开挖后先喷5cm厚砼，再打φ25mm自进式中空注浆锚杆，挂钢筋网，架立侧隔壁墙、周边型钢，钢架和钢架纵向连接，连接筋环向间距80cm，喷射20cm厚砼。φ25mm自进式中空注浆锚杆长4m，锚杆环向间距1.0m，纵向间距0.75m。
型钢钢架按分片组装，采用钢板、螺栓连接；左右侧隔壁墙设锚杆。相邻两分部开挖台阶距离始终保持在2.4m。根据监控量测情况，一次拆除中隔墙的长度不超过6.0m，浇筑仰拱及填充砼，最后一次性浇注拱墙砼衬砌。Ⅴ级围岩及Ⅳ级围岩加强段施工工序见附图。
4.2.2 Ⅳ级围岩及Ⅲ级围岩加强段
开挖采用单侧壁导坑法，开挖断面分四步进行。施工遵循严格“管超前，严注浆，短进尺，强支护，早封闭，勤量测”的原则。
Ⅳ级围岩拱部在拱部120°范围设φ25超前中空注浆锚杆，环向间距50cm，长4.5m，外插角15°，每进尺3m（每隔3榀型钢钢架，其间距为100cm）打设一循环。各分部开挖循环进尺为100cm，光面爆破技术,开挖预留变形量10cm，分部开挖后先初喷5.0cm厚砼，再打φ25mm自进式中空注浆锚杆，挂钢筋网，架立周边、中隔壁钢架和钢架纵连，喷射20cm厚砼。φ25mm自进式中空注浆锚杆长4m，锚杆环向间距1.0m，纵向间距1.0m。
Ⅲ级围岩加强段,各分部开挖循环进尺为100cm，光面爆破技术,开挖预留变形量8cm，分部开挖后先初喷5.0cm厚砼，再打φ25mm自进式中空注浆锚杆，挂钢筋网，架立周边、中隔壁钢架和钢架纵连，喷射砼。φ25mm自进式中空注浆锚杆长3.5m，锚杆环向间距1.0m，纵向间距1.0m。
中隔壁设临时钢支撑，喷射20cm厚C20砼，相龄两榀间的中隔壁墙钢支撑用环向间距1m的φ25钢筋焊接以增加其整体性；型钢钢架按分片组装，采用钢板、螺栓连接；因开挖断面较大，上半断面左、右侧壁导坑的底部都沿弧形施作临时仰拱，临时仰拱喷射20cm厚C20砼；左、右导坑下半断面分部开挖后底部设初期支护仰拱，相邻两分部开挖台阶距离始终保持在3.2m。根据监控量测情况，一次拆除中隔墙的长度不超过6.0m，浇筑仰拱及填充砼，最后一次性浇注拱墙砼衬砌。Ⅳ级围岩及Ⅲ级围岩加强段施工工序见附图。
4.2.3 Ⅲ级围岩开挖
Ⅲ级围岩较好,开挖采用采用单侧壁导坑法，开挖断面分两步进行。施工
遵循严格“强支护，早封闭，勤量测”的原则。
开挖时，先开挖左侧导洞，光面爆破技术,开挖预留变形量8.0cm，开挖完后随即进行左侧导洞初期支护及中隔壁墙施工，先喷5cm厚砼，再打φ25mm自进式中空注浆锚杆，挂钢筋网，架立周边、中隔壁格栅钢架和格栅钢架纵连，喷射20cm厚砼。φ25mm自进式中空注浆锚杆长3.5m，锚杆环向间距1.2m，纵向间距1.2m。
若岩层较完整，则可采用上、下两台阶法开挖。上下两台阶距离不大于5m。根据监控量测情况，先浇筑底板铺底砼，后一次性浇注拱墙砼衬砌。
Ⅲ级围岩施工工序见附图。
4.2.4 隧道出口Ⅴ级围岩地段开挖
出口Ⅴ级软弱围岩地段的施工，采用双侧壁导坑法，必须严格按照“管超前，严注浆，短进尺，弱爆破，强支护，早封闭，勤量测”的原则。开挖时,先开挖左侧导洞，左侧导洞开挖完成后，立即进行初期支护，再开挖右侧导洞，支护完毕后开挖上半断面，最后开挖下半断面，每个循环的开挖进尺严格控制在50cm。
出口Ⅴ级软弱围岩地段在拱部设置超前大管棚注浆，大管棚在拱部环向间距30cm。各分部开挖循环进尺为50cm，光面爆破技术,开挖预留变形量12cm，分部开挖后，先喷5cm厚砼，再打φ25mm自进式中空注浆锚杆，挂钢筋网，架立中隔壁、周边型钢钢架和钢架纵连，喷射25cm厚砼。φ25mm自进式中空注浆锚杆长4.5m，锚杆环向间距0.75m，纵向间距0.50m,梅花形布置。
Ⅴ级围岩小净距段在拱部120°范围设φ42超前小导管注浆，小导管环向间距30cm，长4.5m，外插角20°，每进尺3m（每隔6榀型钢钢架，其间距为50cm）打设一循环。各分部开挖循环进尺为50cm，分部开挖后先喷5cm厚砼，再打φ25mm自进式中空注浆锚杆，挂钢筋网，架立侧隔壁墙、周边型钢，钢架和钢架纵向连接，连接筋环向间距80cm，喷射25cm厚砼。φ25mm自进式中空注浆锚杆长4.5m，锚杆环向间距0.8m，纵向间距0.50m。
型钢钢架按分片组装，采用钢板、螺栓连接；左右侧隔壁墙设I20A工字钢临时支撑，支撑环设φ25的钢筋锚杆，锚杆环向间距为1.0m，侧隔壁墙I20A工字钢支撑应与主洞身的拱顶及仰拱处的工字钢支撑焊接牢固，安装前先初喷5.0cm厚砼。分部开挖底部，设初期支护型钢仰拱，设钢筋网，喷30cm厚砼；
相邻两分部开挖台阶距离始终保持在2m。根据监控量测情况，一次拆除中隔墙长度不超过4.0m，浇筑仰拱及填充砼，最后一次性浇注拱墙砼衬砌。洞身开挖后，及时施作初期支护形成闭合圈，确保围岩稳定。施工工序图见Ⅴ级围岩及Ⅳ级围岩加强段施工工序图。
4.2.5 与输油管线相交处的施工
隧道左线AK18+185～AK18+246、右线BK18+048～BK18+085洞段与输油管线隧道相交，输油管线隧道断面为2.0×2.5m，输油管线材料为φ273mm的无逢钢管，相交处油管隧道底部高程约为66～68m，距离隧道拱顶约30～33m，因此必须加强措施。
应用光面爆破技术严格控制爆破，施工时根据《爆破安全规程》（GB6722-2003）实施，并根据该段隧道围岩情况、埋深大小，结合隧道开挖断面大小及爆源方向，确定该输油管线隧道的最大安全允许震动速度，采取弱震动爆破方式进行开挖作业。
开挖采用单侧壁导坑法加分台阶法施工。开挖断面分四步进行，先开挖左侧导洞上半断面，左侧导洞上半断面开挖完成后，立即进行初期支护，再开挖
左侧导洞下半断面，支护完毕后。开挖右侧导洞上半断面，最后开挖右侧导洞下半断面，每个循环的开挖进尺严格控制在75cm。严格遵循 “管超前，严注浆，短进尺，强支护，早封闭，勤量测”的原则进行施工。
在该段隧道开挖拱部120°范围设φ42超前小导管注浆，小导管环向间距30cm，长4.5m，外插角20°，每进尺3m（每隔3榀型钢钢架，其间距为100cm）打设一循环。各分部开挖循环进尺为75cm，光面爆破技术,开挖预留变形量8cm，分部开挖后先初喷5.0cm厚砼，再打φ25mm自进式中空注浆锚杆，挂钢筋网，架立周边、中隔壁钢架和钢架纵连，喷射20cm厚砼。φ25mm自进式中空注浆锚杆长4m，锚杆环向间距1.0m，纵向间距1.0m。中隔壁设临时钢支撑，喷射
20cm厚C20砼，相龄两榀间的中隔壁墙钢支撑用环向间距1m的φ25钢筋焊接以增加其整体性；型钢钢架按分片组装，采用钢板、螺栓连接；因开挖断面较大，上半断面左、右侧壁导坑的底部都沿弧形施作临时仰拱，临时仰拱喷射20cm厚C20砼；左、右导坑下半断面分部开挖后底部设初期支护仰拱，相邻两分部开挖台阶距离始终保持在3.2m。根据监控量测情况，一次拆除中隔墙的长度不超过6.0m，浇筑仰拱及填充砼，最后一次性浇注拱墙砼衬砌。施工工序图见Ⅳ级围岩及Ⅲ级围岩加强段施工工序图。
加强该段隧道施工的监控量测，对输油管线隧道和施工隧道均进行隧道拱顶下沉、洞内周边位移、围岩体内位移等项目进行量测，根据量测数据，反馈分析结果，及时调整支护参数和施工方法，保证施工安全与结构稳定。
4.2.6 断层破碎带的施工
断层破碎带地段采用双侧壁导坑法施工，并采取大管棚超前支护、超前小
导管注浆预加固围岩等加强措施，施工方法与Ⅴ级围岩小净距段、出口Ⅴ级软弱围岩地段相同。同时加强该段隧道施工的监控量测，及时反馈量测数据，并根据分析结果，及时进行施工方法和支护参数的调整。
1、断层破碎带且有强透水洞段时，在施工前必须采取局部注浆止水或全断面注浆止水措施，在按照上述方法施工，注浆止水措施如下：
当初期支护喷射砼表面出现明显集中渗漏水情况时，采取φ42×4小导管，导管长6m，进行局部注浆止水措施。
在明显集中渗漏水布置注浆孔；按布置的注浆眼位置钻孔，孔径为50mm，
孔深4.5m（按设计），用钻机将小导管顶入岩层，用高压风将钢管内的砂石吹出；压注浆液。注浆压力控制在0.5～1.0Mpa，注浆过程中随时观察注浆压力，分析注浆情况，防止堵塞、跑浆，做好注浆记录，以便分析注浆效果。注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上可结束注浆，注浆量达到设计注浆量，结束单孔注浆量小于10L/min可结束。注浆材料采用水泥～水玻璃双浆液，水泥浆水灰比0.8:1～1:1,水泥：水玻璃=1:0.6～1:1.0,水玻璃模数2.6～2.8，水玻璃浓度35Be´，浆液浓度根据围岩情况适当进行调整。当围岩裂隙较小同时地下水压较大时可采用水溶性聚氨酯浆液，浆液的凝胶时间根据现场情况用催化剂用量来调节。
2、根据设计图纸和超前地质预报成果，探明断层发育及地下水丰富时，采用全断面预注浆堵水措施。
施作止浆墙，预注浆起始工作面应选择在预测涌突水、裂隙水点5～10m的距离位置，以保证足够的止浆盘，终点应超过预测涌突水、裂隙水段5m。注浆范围为隧道开挖周边线外6m，注浆段长度为30m，分三环实施，第一环12m，第二环20m，第三环30m，全断面共布置4环75个钻孔，一个注浆段完成后留6m不开挖作为注浆段的止浆岩盘。注浆孔自掌子面沿开挖方向以水道中轴为中
心呈伞状布置，浆液扩散半径为2m，孔间距不大于3m。注浆前在止浆墙内埋设φ108×8热轧无逢钢管作为孔口管，孔口管长3m,孔口外露20～30cm，钻孔开孔直径φ115，终孔直径φ75。注浆管采用φ108×8热轧无逢钢花管，加工制作方法与管棚相同。注浆材料与局部注浆止水相同，注浆压力控制在0.5～1.0Mpa。单孔注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上可结束本孔注浆，单孔注浆量与设计注浆量基本相同，结束时的进浆量在20～40L/min以下时可结束本孔注浆。一个注浆段的全部注浆孔注浆完成后，在主要出点附近设置至
少5个检查孔，测孔内涌水量，全断面用水量必须小于1.0m3/d.m；或进行压水试验，在0.75MPa的压力下，汲水量小于2L/min，否则应进行补孔注浆。
4.2.7 穿越输油管线地段控制爆破措施
爆破技术方案：第一方面是运用最新的爆破理论和爆破技术，采取干扰减震的方法进行弱振动控制爆破设计，尽可能采用综合减震措施。先通过试爆及监测结果，进行科学分析，选取最佳爆破干扰设计参数，并根据隧道设计和现场条件分台阶开挖爆破。选用高精度毫秒延期雷管，分次分段延期爆破。严格控制单段装药量。第二方面使用FD-E24浮点地震仪对爆破周围地表进行安全监测，以便准确地掌握爆破振动数据，合理进行爆破分析，为下次爆破设计提供准确地调整依据。
爆破安全振动速度检算：以管道基础底部到爆破中心的距离R为安全控制半径，借助于国家标准爆破安全震动速度计算公式V=K（Q1/3/R）ª进行计算，并以质点振动速度限值作为控制标准，也可通过公式进行反算隧道开挖爆破时单段允许的最大齐爆用药量。
控制爆破规模：根据现场的施工条件以及地质情况，采用分台阶开挖,光面爆破，并在每次爆破中又分段延期爆破，尽可能降低单段用药量。超前掘进断面开挖循环进尺控制在0.8m，次后扩大或下半断面开挖循环进尺控制在
0.8m，严格控制爆破规模以达到控制质点振动速度的目的。
炮眼及药量控制：多打眼、控制装药量，并采取“干扰减振法”进行爆破。炮孔基本按浅密原则布置，严格控制单段的装药量，使有限装药量均匀分布在爆破体中。起爆采用高精度非电毫秒延期雷管,利用同段合理间隔时间差进行干扰爆破，即当延期间隔时间Δt等于岩石振动周期T的一半（Δt=T/2），爆破振动波产生倒相或互相交叉干扰，以达到有效地削减或降低爆破地震强度的目的。
准确地掌握控制爆破振动速度值：每次爆破对保护对象使用振动信号自动记录仪进行安全监测。
爆破设计概况：隧道采用分部分台阶开挖，采取光面弱振动控制爆破设计，
爆破设计参数为：炮孔直径为φ42mm。循环进尺为0.8m。炸药采用2#岩石乳化炸药，药卷直径φ25mm、φ32mm。起爆雷管为1～20段高精度非电毫秒雷管。光面爆破施工工艺流程图及穿越输油管线隧道地段爆破设计图附后。
4.2.8 不同地质过渡带施工方法转换措施
由于隧道洞身地质变化更替较多，施工方法转换频繁，因此必须加强施工管理，采取切实可行的措施，做到围岩一旦发生变化，施工现场马上就改变相应的施工方法。
1、信息化施工，加强超前地质预报工作，建立地质信息系统，通过各种方法收集地质信息，输入信息处理系统，进行综合分析、判断，并将处理结果反馈给施工现场，及时调整施工方法和参数
2、加强监控量测，加快信息反馈速度，并向驻地监理、设计单位及时提交监测日报，一旦监测数据发生突变，及时作出决策，施工现场马上调整施工方法和支护参数。
3、加强监控量测的管理工作，监控量测小组及时向施工负责人汇报洞内围岩稳定状态，并定期提出围岩稳定性和支护可靠性的书面报告。
5隧道爆破设计方案
5.1爆破要求

1、根据爆破安全规程，隧洞内安全震动速度：岩石不稳定有良好支护时一般为10cm/s，岩石中等稳定有良好支护时一般为20cm/s，岩石坚硬稳定无支护时一般为30cm/s。但半山隧道穿越输油管线隧道对输油管线保护要求较高，因此在爆破开挖时，对输油管线隧道砼的影响允许控制值取1.5cm/s。
2、隧道出口与某空军部队的弹药库及驻地相邻距离约350m，因此洞口段爆破振动安全标准值取为2.0cm/s。
5.2爆破设计依据
1、XX市XX快速路二期项目（杭玻路-XX国道段）半山隧道工程施工图设计隧道土建分册（第一册）
2、中华人民共和国爆破安全规程(GB6722-2003)
3、公安部《爆破作业人员安全技术考核标准》
4、中铁二局在以往施工的类似本工程的成功经验和资料。
5.3 爆破方案选择
1、根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深30cm。
2、严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布，导爆索起爆。
5.4 爆破器材选用
根据施工中常用爆破器材，选用以下火工品作为半山隧道施工的爆破器材，爆破器材名称规格用途如下：
1、导爆管：导爆管起爆器，起爆。
2、1～20段非电毫秒雷管，掘进和传爆。
3、炸药：乳化炸药爆速3800～4000m/s直径φ32mm，掏槽、掘进 ；2#岩石小药卷，直径25mm，光面爆破。
4、导爆索：6600m/s导爆索，起爆、预裂。
5.5 爆破参数的选择
1、孔深确定：Ⅴ级、Ⅳ级、Ⅲ级围岩分别取0.75m、1m、1.5，Ⅲ级围岩完整性好地段取2m。
2、周边光爆孔孔网确定：Ⅴ级围岩周边光爆孔间距取40cm，Ⅳ级围岩周边光爆孔间距取50cm，Ⅲ级围岩周边光爆孔间距取60cm。
3、周边内圈孔孔网确定：Ⅲ级围岩内圈孔间距60cm，Ⅳ级围岩内圈孔间距70cm，Ⅴ级围岩内圈孔间距80cm。
5、掘进孔孔网确定：Ⅲ级围岩掘进孔间距80cm，Ⅳ、Ⅴ级围岩掘进孔间距90cm。
6、底板孔孔网确定：均按80cm孔距布置。
7、周边眼线装药密度确定： q线在硬岩段一般取250～350g/m，在中硬
岩段一般取100～150g/m，在软岩段一般取70～120g/m，本隧道段岩石属Ⅲ-
Ⅴ级，取值为Ⅴ级围岩q=80(g/m)，Ⅳ级围岩q=110 (g/m)，Ⅲ级围岩q=200(g/m)。
8、单耗确定： 单耗根据类似经验确定，断面开挖取0.5～0.8kg/m3。
9、掏槽孔确定：直眼掏槽采用九孔掏槽，其中四孔为空孔，一般不装药，为确保掏槽抛碴，可在底部少量装药，最后起爆抛槽渣。
5.6 钻爆设计
半山隧道钻爆设计图
5.7 药量计算
1、半山隧道穿越输油管线隧道时爆破设计药量计算
该段隧道爆破各段位装药量如下表:
序号
雷管段位
上台阶药量小计（Kg）
下台阶药量小计（Kg）
1
1段
0.45
0
2
3段
1.8
0
3
5段
1.2
1.5
4
7段
0.9
3.0
5
9段
1.8
2.4
6
11段
2.7
3.0
7
13段
3.42
2.4
8
15段
2.34
2.4
9
17段
4.56
1.92
10
19段
2.97
4.17
该段隧道爆破控制最大段装药量为上台阶底板孔和内卷孔17段，控制最大段装药量为Qmax=4.56kg
爆破装药参数及爆破设计见半山隧道爆破设计图。
2、半山隧道出口洞口段爆破设计药量计算
该段隧道爆破各段位装药量如下表:
序号
雷管段位
药量小计（Kg）
备注
1
1段
0.45

2
3段
1.8

3
5段
1.2

4
7段
0.9

5
8段
2.1

6
9段
2.7

7
10段
1.5

8
11段
2.7

9
12段
1.5

10
13段
3.3

11
14段
2.4

12
15段
1.26

13
16段
1.05

14
17段
0.84

15
18段
1.95

16
19段
1.5

17
19段
1.5

合计
28.65

该段隧道爆破控制最大段装药量为掘进孔13段，控制最大段装药量为Qmax=3.3kg
爆破装药参数及爆破设计见半山隧道爆破设计图。
5.8爆破安全振动计算
由于爆破过程中部分炸药能量转化为地震波，同时产