隧道紧急停车带专项施工方案样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。
目 录
一、 编制依据与原则 1
1.1 编制依据 1
1.2 编制原则 1
二、 工程概况 2
2.1 工程概述 2
2.2 主要技术指标 2
2.3 地形、 地貌 3
2.4 气象、 水文 3
2.5 地质情况 4
2.6 紧急停车带地质描述 4
2.7 施工准备工作 5
2.8 隧道结构设计 7
2.9 施工计划 8
三、 施工工艺流程及工艺要点 8
3.1 施工工艺 8
3.2 施工注意事项 24
3.3 监控量测 25
3.4 通风照明设施 29
3.5 质量控制标准 30
四、 质量保证体系与措施 32
4.1 质量方针、 目标及创优规划 32
4.2 质量保证体系 33
4.3 质量保证措施 38
五、 安全保证体系与措施 39
5.1 安全保证体系 39
5.2 隧道施工安全措施 43
5.3 技术保证措施 51
5.4 危险因素分析及对策措施 57
5.5 应急预案 61
六、 环境保护与水土保持措施 62
6.1 环境保护措施 62
6.2 噪声、 光污染控制 63
6.3 大气环境保护 63
6.4 固体废弃物处理 63
6.5 生态环境保护 63
6.6 污水处理 64
6.7 便道施工 64
七、 重庆市强制性要求 64
7.1 重庆市公路工程质量控制强制性要求( 隧道工程专用) 64
7.2 重庆市公路水运工程安全强制性要求( 隧道施工作业要求) 65

缙云山隧道( 进口端) 紧急停车带专项施工方案

一、 编制依据与原则
1.1 编制依据
本方案在符合中国国家相关法律、 法规、 条例, 重庆市相关规定的基础上, 主要以下列文件和资料为依据进行编制:
( 1) 《重庆九龙坡至永川高速公路两阶段施工设计图》及相关文件;
( 2) 《公路工程技术标准》( JTG B01- ) ;
( 3) 《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》( GB 50086- ) ;
( 4) 《公路隧道施工技术规范》( JTG/T F60- ) ;
( 5) 《建设工程安全管理条例》;
( 6) 《施工现场临时用电安全技术规范》( JGJ46- ) ;
( 7) 《爆破安全规程》GB6722- ;
( 8) 《爆破工程专项施工安全方案》;
( 9) 《公路水运工程安全生产监督管理办法》;
( 10) 《重庆市公路工程质量控制强制性要求》( 渝交委〔 〕79号) ;
( 11) 《重庆市公路水运工程安全生产强制性要求》( 渝交委〔 〕81号) ;
( 12) 《重庆市高速公路施工标准化指南》;
( 13) 我部《实施性施工组织设计》;
( 14) 我部对本项目现场和周围环境调查掌握的有关资料。
1.2 编制原则
( 1) 在充分理解设计文件的基础上, 以设计图纸为依据, 采用先进、 合理、 经济、 可行的施工方案。
( 2) 整个工程全过程对环境破坏最小, 采取必要环境保护措施, 避免周围环境的破坏。
( 3) 充分应用先进的科学技术和施工设备, 做到机械化作业、 标准化作业、 流水作业, 坚持技术先进性、 科学合理性、 经济适用性、 安全可靠性相结合原则, 施工遵循信息化和动态化施工的思想。
( 4) 强化质量管理, 树立优良工程观念, 创一流施工水平, 创精品工程。
( 5) 实施项目法管理, 经过对劳务、 设备、 材料、 资金、 方案、 信息、 时间与空间条件的优化处理, 实现成本、 工期、 质量及社会效益的预期目标。
二、 工程概况
2.1 工程概述
缙云山隧道进口位于江津区双福新区三界村冒水湖水库南侧, 线路自东向西穿越缙云山中段, 出口位于重庆市璧山县来凤镇安乐村境内。隧道进口距离双福镇约3.6km, 出口距离来凤镇约2.4km, 进口附近有村级水泥公路通达, 出口有村级碎石公路通达, 交通较为方便。
缙云山隧道长2729.5m(取左右洞平均值), 为长隧道。其起止桩号为左洞ZK4+915～ZK7+629, 长2714m; 右洞K4+895～K7+640, 长2745m, 总长5459m。隧道最大埋深约276m, 线间距14.77～30m, 为分离式+小净距组合式隧道, 暗洞段线间距均大于15m,其中本分部隧道隧道左线起讫桩号ZK4+915～ZK6+117.5, 长1202.5m, 隧道右线起讫桩号K4+895～K6+120, 长1225m, 总长2427.5m。
本标段紧急停车带有一处, 隧道左线紧急停车带里程ZK5+453～ZK5+503段III级围岩( 50m) , 右线紧急停车带里程K5+390.5～K5+440.5段III级围岩(50m), III级围岩紧急停车带开挖断面宽×高=20.23×10.52m, 图号SV-1-28。
2.2 主要技术指标
( 1) 公路等级: 双向六车道高速公路;
( 2) 隧道设计速度: 100Km/h;
( 3) 隧道建筑限界:
表1 隧道紧急停车带建筑限界及车、 人行通道建筑限界
名称
净宽( m)
净高( m)
加宽带( m)
紧急停车带
17.25
5.0
3.5( 含侧向宽度1m)
车行横通道
6.5
5.0
/
人行横通道
2.0
2.5
/
( 4) 隧道路面横坡: 单向坡2%( 直线段) , 超高不大于±3%;
( 5) 隧道内允许最大纵坡: ±3%; 允许最小纵坡: ±0.5%;
( 6) 设计荷载: 公路—I级;
( 7) 隧道防水等级: 二级; 一般段二次衬砌混凝土抗渗等级不小于P8。
2.3 地形、 地貌
缙云山隧道呈近东西向横穿缙云山南段。缙云山为北碚东向条形山, 山体狭长。工程布设段宽约2.9Km。侵蚀构造低山呈单面山及列峰脊状低山形态, 分布于山体两侧, 东翼岭脊地势较低, 最高点标高654.50m, 西翼岭脊地势较高, 最高点标高676.20m。溶蚀岩溶地形主要为岩溶槽谷地形, 在隧址区地貌上形成了南、 北两个相对完整的岩溶槽谷。南北槽谷总长约6Km, 北槽谷地形分布高程在480～558m, 槽谷宽350～460m。南槽谷地形分布高程在511～575m, 槽谷宽50～530m, 槽谷形态, 宽度不一、 多宽平、 延伸远、 落水洞较发育, 并有溶蚀槽丘, 槽洼等岩溶地貌形态。岩溶槽谷段为干谷, 而两侧山体横向冲沟发育, 冲沟发育密度约0.5～1.0 条/Km, 且常年有水。隧道穿过地带相对高差达319m, 隧道最大埋深约276m。进洞口位于一斜坡中下部, 斜坡坡向约85°, 地形坡角约5-15°, 局部形成基岩陡坎。左线出洞口位于一冲沟右岸斜坡中下部, 冲沟走向约242°, 斜坡坡向345～356°, 坡角22～33°, 局部形成基岩陡坎。右线出洞口位于一冲沟中下部, 冲沟走向约241°, 斜坡坡向213～282°, 坡角22～31°, 局部形成基岩陡坎。
2.4 气象、 水文
隧址区属亚热带温暖湿润区, 气温高、 湿度大、 雨量充沛。廊道区多年平均气温17.8℃, 七月最高, 一月最低, 极端最高气温41.1℃, 极端最低气温-3.3℃。年平均降水量1000～1200mm, 最大日降雨量为255.7mm, 降雨集中在5～9月, 占全年降水量的65%以上。相对温度多年平均值为81%。据气象资料, 公路廊道区冬季有雾、 霜, 一般雾日为18～31 天, 霜日5～7 天, 主要出现在1～2月份。
隧址区大型地表水体主要为分布东侧的梁滩河、 西侧的璧南河及测区周边的水库。东侧的常年性河流为梁滩河, 由南向北发育, 为嘉陵江的一级支流。梁滩河发育于沙坪坝区白市驿一带的缙云山东麓和中梁山西坡, 由南向北流经西永镇、 陈家桥镇, 最后于北碚汇入嘉陵江。梁滩河全长80.24km, 流域面积380km2, 河口高程约242.78m。璧南河发育于西侧璧山县境内河边镇一带的缙云山西麓和云雾山东麓, 由北向南流经璧山县城、 狮子镇、 广普镇, 最后于江津区油溪镇汇入长江, 该河为长江的一级支流。璧南河在调查区附近延伸32.87Km, 流域面积750Km2。
隧址区地下水类型为松散岩类孔隙水、 基岩(红层)裂隙水、 碎屑岩孔隙裂隙层间承压水、 碳酸盐岩岩溶水, 其中以碎屑岩孔隙裂隙层间承压水和碳酸盐岩岩溶水为主。
2.5 地质情况
缙云山隧道横穿温塘峡背斜, 该背斜走向北15°东, 北段为并报华夏构造系, 南至江津长江南岸的油溪镇, 长48Km, 褶曲宽3.00～6.00Km, 为典型的线形褶曲。轴部地层为三叠系下统嘉陵江组( T1j) 和三叠系中统雷口坡组( T2l) 的可溶性碳酸盐岩类, 两翼岩层由老至新依次出露三叠系上统须家河组( T3xj) 和侏罗系下统的珍珠冲组( J1z) 、 中－下统自流井组( J1－2z) 、 中统新田沟组( J2x) 和沙溪庙组( J2s) 的泥岩夹砂岩、 页岩等。隧址一带温塘峡背斜岩层产状较陡, 西翼岩层走向北10～20°东, 倾北西, 倾角42～50°; 东翼岩层产状走向北10～20°东, 倾南东, 倾角50～62°。
2.6 紧急停车带地质描述
表2隧道紧急停车带设计图纸纵断面地质描述
序号
起讫桩号
设计图纸纵断面地质描述
1
ZK5+453～ZK5+503
隧道穿越三叠系上统须家河组第4段( T3xj4) 地层, 主要为厚~巨厚层状中粒石英岩屑砂岩, 属较坚硬岩,岩层层间结合一般, 节理较发育, 岩体较完整, 围岩为块状砌体和块状镶嵌结构, 为含水岩组, 隧道出水形式以股状或滴状出水为主。
2
K5+390.5～K5+440.5
隧道穿越三叠系上统须家河组第4段( T3xj4) 地层, 埋深较大, 约87-162m, 主要为厚~巨厚层状中粒石英岩屑砂岩, 属较坚硬岩,岩层层间结合一般, 节理较发育, 岩体较完整, 围岩为块状砌体和块状镶嵌结构, 为含水岩组, 隧道出水形式以股状或滴状出水为主。

图1 ZK5+453～ZK5+503( 地质) 纵断面图

图2 K5+390.5～K5+440.5( 地质) 纵断面图
2.7 施工准备工作
1、 技术准备
( 1) 施工技术设计文件的复核及技术资料的准备
在技术负责人的主持下, 召集全体技术人员审核图纸, 领会设计意图, 根据设计针对工程项目的特点, 编制本施工方案; 全面分析, 统筹安排, 科学分解工序, 合理确定作业循环时间, 绘制施工网络图; 制定技术和质量管理制度, 以及质量目标责任制; 做好施工前施工和安全技术交底工作和各种记录簿和工程检查表格的编制工作。
( 2) 交接桩的复测工作
为确保复测精度, 组建一支隧道测量队, 负责隧道工程的测量工作。交桩工后, 测量队及时对所交平面及高程控制成果进行复测。施工过程中, 对测量成果定期复测, 确保成果精度。在征得监理工程师的认可后, 对前期开工的分项工程进行细部测量放样。
2、 劳动力组织、 机械配置及调配
( 1) 劳动力及作业组织方式
本隧道由2个隧道作业队担负施工任务。每个作业面设掘进、 支护、 衬砌、 机修、 综合五个班。掘进支护班负责隧道开挖、 支护及洞内出碴; 衬砌工班负责隧道衬砌, 机修班负责风、 水、 电及设备维修保养; 洞外的出碴运输, 场外材料的二次倒运等工作由综合工班负责。各工班劳力安排如下。
表3 单个作业队开挖支护劳力组织及分工表
序号
名称
人数
职责
1
工班长
1
负责施工组织指挥工作
2
安全员
2
负责安全工作, 发现和排除事故
3
电工
2
负责洞内外电线路、 机械线路连接及维修
4
钻孔、 爆破
22
负责钻孔、 运送炸药、 装药、 联线、 起爆
5
装碴
8
负责洞碴装车
6
支护
12
负责安拱架、 锚杆、 挂网、 喷砼、 注浆堵水加固地层等
7
守库员
1
看守雷管、 炸药库、 保管发放火工材料
8
司机
6
负责洞内挖碴、 出碴运输
9
修理工
1
负责洞内外机械设备检查维修
10
辅助工
2
负责洞内外文明施工及配合

表4 单个作业队砼工班劳力安排表
序号
名称
人数
职责
1
工班长
1
负责组织指挥
2
拌合站司机
1
负责砼拌合
3
装载机司机
4
装载机装碴
4
砼罐车司机
3
负责混凝土运输
5
电工
1
负责拌合站供电
6
维修工
1
负责机械保养、 维修
2、 机械设备配置及调配
根据本隧道的工程量配备适宜的施工机械, 配置主要施工机械设备根据理论计算与实际相结合, 确保生产能力大于进度指标, 即设备数量充裕, 性能优良, 配套齐全, 保证施工机械数量满足工程进度和工程质量的需要。机械设备由项目部统一调配使用, 充分发挥机械设备的能力。
根据施工进度计划, 提前安排机械设备进场、 调试, 根据各施工队施工进度, 进场机械设备在各施工队之间进行合理调配, 确保施工连续、 顺利进行。
表5 主要设备配置表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
电动空压机
4L-22/7
台
10
断面开挖
2
风动凿岩机
YT28
台
30
断面开挖
3
管棚钻机
KR50412-3
台
2
隧道支护
4
挖掘机
小松PC-120
台
4
断面开挖
5
装载机
夏工XG951
台
8
断面开挖
6
自卸汽车
红岩金刚
辆
8
运输
7
多功能作业台架
自制
台
2
隧道开挖
8
湿喷机
CHP25B( A3)
台
2
断面湿喷
9
砼输送车
JC8
辆
8
混凝土运输
10
压入式轴流风机
SDF-№12.5
台
2
隧道通风
11
锚杆机
YT28
台
2
隧道钻孔
12
加宽衬砌台车
定制
台
2
6m
13
仰拱栈桥
-
台
2
左右洞各1台
14
注浆泵
-
台
2

2.8 隧道结构设计
1、 结构形式及稳定分析
结构形式: 本隧道结构按新奥法原理进行设计, 采用复合支护, 以锚杆、 钢拱架、 湿喷混凝土( 挂钢筋网) 等为初期支护, 必要时辅以大管棚、 注浆小导管等施工辅助措施, 充分调动和发挥围岩的自承能力, 在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。
2、 隧道复合式围岩参数
在设计中, 以工程类比为基础, 针对隧道的地质情况对设计围岩参数进行进一步优化, 确定支护如下:
表6 缙云山隧道紧急停车带围岩级别概况表
序号
中心桩号
长度
衬砌类型
围岩级别
施工方案
超前支护类型
1
K5+478
50
ST3
Ⅲ
环形导坑预留核心土法
/
2
ZK5+515.5
50
ST3
Ⅲ
环形导坑预留核心土法
/

表7 III级围岩洞身开挖技术指标
序号
围岩
衬砌类型
开挖面积( m3)
预留变形量( cm)
喷射混凝土
( cm)
模筑钢筋混凝土( cm)
备注
1
Ⅲ
ST3
174.05
8
24
50

2.9 施工计划
根据施工各因素考虑, 隧道紧急停车带施工方法采用环形导坑预留核心土法, 施工功效为: III级围岩2.3m/循环。
加宽段二衬施工待正常段落掘进70m满足施工正常段落二衬的长度后将正常段落二衬台车移动越过加宽段, 正常段落照常施工。加宽段落开始拼装台车, 台车拼装计划工期为15天, 拼装完成经过验收后开始浇筑加宽段二衬混凝土。计划3天一模, 整个浇筑周期为25天时间。台车拆除计划工期为12天。其中加宽段全部开挖完成初支后搁置时间为45天。加宽段落开挖完成后加强需初期支护稳定性的监控量测工作。
三、 施工工艺流程及工艺要点
3.1 施工工艺
3.1.1 施工工艺流程
本隧道紧急停车带的洞身施工遵循”短进尺、 弱爆破、 少扰动、 早喷锚、 勤量测、 紧封闭”的施工原则。施工应体现动态设计与信息化施工的思想, 制定地质观察和监控量测的总体方案; 地质条件复杂的隧道, 应制定地质预测方案, 以及时评判设计的合理性, 调整支护参数和施工方案。经过动态设计使支护结构适应于围岩实际情况, 更加安全、 经济。本隧道设计强调了动态设计, 动态施工的隧道施工理念, 施工中可根据开挖后实际地质情况进行合理调整, 开挖工法在经各单位( 业主、 设计、 监理、 施工) 同意的情况下可进行合理调整。紧急停车带同隧道标准段一样采用人工钻爆法开挖施工, 开挖时采用环形导坑预留核心土法左右分部爆破法。其施工顺序为: 测量放线→标注炮眼位置→钻孔及清孔→检查→装药→连接起爆网路→爆破→排险→出渣→二次排险→测量放线→初喷→立工字钢→钻孔→打锚杆→挂钢筋网→复喷→挂防水板→二衬→进入下一循环。
3.1.2 洞身开挖
隧道紧急停车带围岩级为Ⅲ级; 围岩情况主要为砂岩, 属较坚硬岩, 岩层层间结合一般, 节理较发育, 岩体较完整。台阶长度控制在1.5倍洞身跨径以内。其施工工艺流程如下图所示:

图3 洞身开挖流程图
紧急停车带采用风动凿岩机钻孔, 爆破开挖, 以机械开挖辅助爆破施工。先针对不同地质情况、 不同断面形式进行钻爆设计, 并经过爆破试验确定爆破参数, 实施中不断修正其钻爆参数。
严守”短进尺、 弱爆破、 少扰动、 早喷锚、 勤量测、 紧封闭”原则, 在施工中加强监控量测, 根据量测结果, 及时调整开挖方式和修正支护参数。爆破时要严格控制装药量, 具体见爆破方案炮眼布置及钻爆参数图。及时有效地做好初期支护工作, 严禁盲目掘进。同时注意如下几点:
①开工前, 对围岩状况进行充分的研究分析, 准确预测围岩类别, 特别对工程力学特性进行研究, 进而制定周密、 可靠的施工方案, 并决定是否采取相应的辅助措施, 并严格要求按设计图纸施作钢架, 保证安全。
②对洞身的水文地质情况进行认真研究, 对地下水情况做到心中有数, 并制定详细的防排水措施, 避免造成危害。不良地质段, 开挖前在掌子面超前探孔, 孔长30m, 设3孔, 防止突然涌水造成危害。
③随时注意观察岩性的变化情况, 根据围岩的完整性、 岩石坚硬程度、 地下水情况综合判定围岩级别, 并据此及时调整施工方法。
④为保证衬砌厚度及衬砌结构不侵限, 开挖轮廓按设计要求预留8cm变形量。施工时, 结合测量结果及时予以修正。
⑤初期支护必须紧跟掌子面。仰拱、 二衬施工一定要及时。
3.1.2.1 环形导坑预留核心土法
1、 环形导坑预留核心土法施工概述
环形导坑预留核心土法施工顺序如下:
1.上断面开挖; 2.上断面初期支护; 3.下断面左侧导坑开挖; 4.下断面左侧导坑初期支护; 5.下断面右侧导坑开挖; 6.下断面左侧导坑初期支护; 7.下断面核心土开挖; 8.二次衬砌浇注。

图4 环形导坑预留核心土法开挖施工横断面图

图5 环形导坑预留核心土法施工纵断面示意图
2、 环形导坑预留核心土法施工方法
( 1) 施工步骤
①环形导坑预留核心土法: 先开挖上半断面, 每循环开挖进尺详见下表。开挖完毕, 即喷射混凝土封闭开挖面, 进行立拱架、 喷锚、 挂网及锁脚锚杆施工。上、 下半断面同步并进时要注意控制上台阶的步距, 上台阶长度应不大于26.6m( 1.5倍隧道开挖宽度) 。
表8 每循环开挖进尺控制表
围岩等级
III级围岩
IV级围岩
段落
紧急停车带
紧急停车带
开挖进尺
<2.3m
<1.5m

图6 环形导坑预留核心土法施工工艺流程图
( 2) 施工要点
根据围岩条件, 合理确定台阶长度, 当顶部围岩破碎, 施工支护须紧跟时, 可适当延长台阶长度, 减少施工干扰, 以确保开挖、 支护质量及施工安全。
环形导坑预留核心土法开挖: Ⅲ级围岩采用18工字钢作为初期支护的加劲措施, 其纵向间距为1.0m, 拱墙定位、 锁脚利用系统锚杆, 两侧墙脚各增加2根长3.5m的C20药卷锁脚锚杆; 上台阶采用弱爆破及人工配合机械开挖, 施做拱部初期支护, 下台阶左右导坑错位开挖及施做边墙初期支护; 二衬砌及时紧跟。
台阶高度应根据地质情况、 隧道断面大小和施工机械设备情况确定, 并在开挖掘进过程中根据实际情况进行调整。
上台阶施工钢架时, 应采用扩大拱脚或施做锁脚锚杆等措施, 控制围岩和初期支护变形。
下台阶导坑应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。当岩体不稳定时, 应采取缩短进尺及掌子面喷射混凝土, 必要时上台阶可分左、 右两部错开开挖, 并及时施做初期支护。
施工中认真进行围岩量测, 实行信息化施工, 动态化管理, 及时反馈信息, 调整支护参数, 确定仰拱模板拆除时间, 确保施工安全。
上台阶采用简易钻架、 人工YT-28凿岩机钻眼, 非电毫秒微差爆破开挖, 下台阶人工风枪钻眼, 爆破开挖, 无轨运输出渣。施工中合理调整工序, 实行”钻爆、 装渣、 运输”机械化一条龙作业。开挖后及时进行系统锚杆、 格栅钢架支撑及喷混凝土支护, 人工清底。
施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题, 下部施工应减少对上部围岩、 支护的扰动。
3、 爆破设计概述
隧道爆破设计参数的确定采用理论计算法、 工程类比法与现场试爆相结合, 在保证爆破震动速度符合安全规定的前提下, 提高隧道开挖成型质量和施工进度。
( 1) 炮孔深度L
隧道爆破循环进尺根据隧道围岩情况情况作相应调整, 爆破设计的炮孔深度根据爆破部位不同而确定。
( 2) 炮孔数目N
本爆破设计炮孔直径采用Φ42mm, 单位面积钻孔数为1.5～2.5个(未包括光面爆破炮孔)。
采用计算公式N=k
式中N —炮孔数目个数( 光面爆破适当增加6～12%) ;
k —参数。1个自由面k=3～3.3; 2个自由面k=2.9; 三个自由面k=2.4;
f —岩石坚固系数, 8～10;
s —隧道爆破断面面积, 本标段隧道开挖面积为分部多断面开挖, 根据各自分部断面大小进行计算;
隧道周边采取光面爆破, 因此, 根据布孔原则, 可适当增加10%～15%炮孔数目。
( 3) 炮孔布置
类似工程地质的装药集中度: q=0.1～0.15kg/m, 由于本设计周边炮孔间距为50cm, 因此设计装药集中度取最小值(q=0.15kg/m)。
①掏槽炮孔的布置原则
掏槽炮孔主要针对工人习惯以及便于作业, 一般选择在断面的中下部位, 并尽量考虑掏槽以上的炮孔为压顶炮。掏槽设为一、 二级、 三级楔形掏槽形式( 根据循环进尺而定) , 掏槽位置置于断面的下部位置, 距开挖底面0.6m～0.8m; 采用连续延期段位雷管均可, 掏槽延期段别间隔时差必须保证35ms, 其抛碴距离控制在15～20m范围内, 可满足各项施工作业要求, 同时可减小爆破振动。
②周边炮孔的布置原则
周边炮孔是控制隧道开挖轮廓的关键炮孔, 它既能够控制围岩超欠挖, 又能够达到减小爆破对围岩的扰动的目的。根据岩质和围岩类别, 周边炮孔孔距E取( 10～15) d( d为炮孔直径) , 最小抵抗线Ｗ=E/。炮孔间距为50cm, 炮孔直径为42mm, 能满足E值要求。
③扩槽、 内圈、 二台、 底板炮孔的布置原则
扩槽、 内圈、 底板炮孔的布置原则均比掏槽、 周边炮孔稀, 而与掘进炮孔相比, 又要适当加密。为了控制爆破引起对围岩的破坏, 内圈炮孔设计间距为0.6～0.7m, 使炸药量能在内圈炮孔带均匀分布, 底板炮孔由于积压碴的原因, 也必须适当加密, 间距或抵抗线一般为掘进炮孔的80%左右, 设计为0.60～0.70m。
④掘进炮孔的布置原则
掘进炮孔一般均匀布置即可, 采用线形布置和环形布置相结合的形式。抵抗线均为同排( 或同一环形) 炮孔间距的80%～100%。
⑤单每茬炮循环进尺控制根据围岩及地表建筑物情况作相应调整。上半断面和下部左中右三部分断面开挖钻爆设计具体布孔示意图见下图, 具体开挖爆破参数根据围岩情况进行适当调整。

图7 III级围岩上半断面炮眼布置示意图

图8 III级围岩下部左、 中、 右炮眼布置示意图
4、 一次爆破总装药量计算与炸药的分配
装药量的计算及分配
炮眼装药量的多少是影响爆破效果的重要因素。当前多采取先用体积公
式计算出一个循环的总药量, 然后按各种类型炮眼的爆破特征性进行分
配, 在再爆破实践中加以检验和修正, 直到取的良好的爆破效果的方法
。计算总药量的公式为:
Q=q×V
式中:
Q---一个爆破循环的总用药量( kg/m³) ;
q---爆破每立方米岩石所需炸药的消耗量( kg/m³) , 一般取 q=1.0～1.2kg/m³, 查表;
V---一个循环进尺所爆落的岩石总体积( m³)
在距离建筑物较远时, 可根据爆破震动监测数据结果, 适当调整循环进尺、 参数及装药量, 但必须应依照国家规定, 根据对周围建筑物的允许最大震动速度要求进行控制调整。在进入含有瓦斯的隧道爆破段, 必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管, 采用电力起爆, 并严格按照瓦斯隧道施工安全技术规范进行爆破作业。
( 3) 单孔装药量校核的计算
周边炮孔装药参数在上面已确定, 其它炮孔的装药量均可按下列公式计算:
公式: q=k×a×w×L×λ(kg)
式中: q——单孔装药量(kg);
k——炸药单耗(kg/m3);
a——炮孔间距(m);
w——炮孔爆破方向的抵抗线(m);
L——炮孔深度(m);
λ——炮孔部位系数(参照下表选取)。
表9 中硬岩隧道炮孔部位系数
炮孔
部位
掏槽
炮孔
扩槽
炮孔
掘进
槽下
掘进
槽侧
掘进槽上
内圈炮孔
二台炮孔
底板炮孔
λ值
1.5～2
1.0～1.2
1.0～1.2
1.0
0.8～1.0
0.5～0.8
1.2～1.5
1.5～2.0
( 4) 爆破参数
为了严格控制隧道周边超、 欠挖, 减少浪费, 控制成本, 保持围岩的自身稳定性, 隧道周边宜采取光面爆破, 合理选择周边炮孔间距、 最小抵抗线、 装药结构、 不偶合系数、 装药集中度等。光面爆破参数如下表所示:
表10 光面爆破参数表
岩石类别
周边眼
间距E(cm)
周边眼抵抗线
W(cm)
相对距离
E/W
装药集中度q(kg/m)
硬岩
40～50
50～60
0.8～0.85
0.15～0.25
软质岩
35～45
45～60
0.75～0.8
0.07～0.12
( 5) 爆破炮孔装药量校核计算
Q=B·K·m·K1·W (g/m)
式中, Q——1米深光面爆破炮孔装药量( g/m) ;
B——光面爆破炮孔孔口填塞系数取B=1.0;
K——在光爆中, 软岩取0.5～0.7, 中硬岩取0.75～0.95, 坚硬岩取1.0～1.5;
m——炮孔密集系数, m=a/W;
K1——根据炮孔密度而定的系数, 取K1=0.5, 但每加深1m增加0.2;
W——保护层( 光爆层) 厚度或最小抵抗线m。
5、 炮孔堵塞
堵塞作用是使炸药在受约束条件下能充分爆炸以提高能量利用率, 堵塞的目的是防止个别飞石和冲炮, 保证爆破效果。因此, 堵塞要求必须认真严格的堵塞, 长度不小于20cm, 要求堵塞密实, 不能有空隙或间断。堵塞材料采用粘泥或软泥, 要求不能过稀, 可搓成条即可; 也可采用自制炮泥堵塞(砂∶粘土∶水=3∶1∶1)。
6、 爆破器材的选择
炸药: 选用乳化炸药, 周边炮孔选用Φ25mm小药卷, 其它炮孔采用Φ32mm标准药卷。瓦斯隧道段采用煤矿许用炸药。
雷管: ①选用普通非电毫秒延期雷管, 段位为1~20段; ②选用瞬发电雷管( 击发起爆用) 。
导爆索: 周边炮孔间隔装药, 采用导爆索单孔加工药串传爆。( 瓦斯隧道段禁止使用导爆索) 。
7、 装药结构
本隧道装药结构分为两种装药形式, 一种是连续装药, 另一种是间断捆绑药串装药。连续装药结构用于隧道开挖掏槽、 扩槽、 掘进、 二台、 底板、 内圈炮孔装药结构, 就是将计算炸药量φ32 mm的药卷逐节不间断装入孔内, 在药柱的适当位置放入起爆雷管, 孔口部位采取炮泥填塞即可; 间断捆绑药串装药专用于周边炮孔或光面炮孔装药, 选用并加工成药串, 将计算炸药量φ25 mm的药卷分割成每段50～75g(孔底药包药量适当加强), 均匀间隔地捆绑在导爆索上, 在导爆索的孔底部位捆上起爆雷管(应注意传爆方向), 并采用竹片引带。见下面示意图。

8、 爆破网络及连接
本标段隧道爆破采用1～20段非电毫秒延期雷管, 根据单段允许最大装药量进行分段微差爆破, 实行孔内延期。每段延时雷管递增时间必须大于30ms, 以保证爆破效果, 同时不产生叠加现象。
网络采用簇连法连接, 连接时将导爆管分片区捆成15根一束, 每束中心捆绑两发加工好少量炸药1段雷管( 要加工少量炸药) 击发, 所有击发雷管均采用并联法并网, 最后收拢合并, 采用2发电雷管击发起爆。见爆破网络示意图。

9、 出渣
出碴是影响进度的主要工序, 合理地配备机械设备是提高效率的关键。
出碴作业流程:爆破后进行通风排烟、 排险、 洒水降尘→装载机、 自卸汽车就位→装碴→运碴→在专人指挥下在弃土场或碎石场进行卸碴。隧道开挖出渣采用经过挖掘机、 装载机和自卸汽车共同完成, 最后弃之指定弃土场。弃土场派专人指挥卸渣。保证车辆卸渣作业安全。同时为保证运输道路畅通, 派设专人养护维修运输线路。
爆破后, 及时进行通风排烟排险和洒水降尘, 炮响至少15min后, 且掌子面的能见度达到要求时, 方可安排人员进入排险。排险主要清除施工作业段松散危石, 清除完毕后方可出碴。挖掘机装卸作业时施工范围内严禁站人。严格遵守洞内行车速度规定, 限速20km/小时, 不得超速行驶, 装卸渣土必须有专人指挥。
通风采用压入式排风方式, 距开挖掌子面不宜大于15米, 采用内燃机作业时, 全断面开挖时风速不应小于0.15m/s, 降尘采用洒水降尘的方法, 在距掌子面约20m和30m左右各设1道水幕降尘器, 当点炮后人员撤离时打开阀门, 炮响15min后关闭, 以清除爆破等作业所产生的粉尘和溶解部分有害气体。水幕降尘见图所示。
当通风排烟、 洒水除尘及排险结束, 安排装载机、 自卸汽车、 挖掘机就位, 进行出碴作业。

图9 水幕降尘装置示意图
洞身开挖每个工作面各采用1台简易开挖台车, 1台挖掘机, 2台装载机, 3辆自卸汽车, 出碴采用装载机出碴, 挖掘机配合, 自卸汽车运碴的方案。作业见所示。
图10 洞内出渣、 运输作业图
3.1.3 初期支护
1、 锚杆支护
根据设计要求紧急停车带Ⅲ级围岩深埋段采用Ф20药卷锚杆进行支护, 锚杆深度ST3型衬砌3.5m, 环向间距1.0m, 纵向间距1.0m梅花型布置。具体详见下图:
药卷锚杆的施工工艺流程为: 测量放线→布孔→钻孔→清孔→送锚固剂→推进锚杆、 搅拌锚固剂→锚固剂达到强度→检查验收
( 1) 测量放线、 布孔
按设计位置将钻孔位置标出
( 2) 钻孔
根据标出的钻孔位置, 采用YT-28风钻成孔, 根据设计要求钻孔直径42～50mm, 钻孔直径大于锚杆直径22～30mm, 钻孔深度不小于杆体有效长度且不大于有效长度30mm, 钻孔达到设计深度后, 采用高压风清孔, 将孔内松散岩粒、 粉尘等杂物清理干净。
( 3) 安装锚杆
在安装前, 先将”药卷”浸泡在水中, 保证吸足水化作用的水分, 但不能过久, 保证在水泥初凝前使用完毕, 一般控制在2～3分钟, 待药卷软化后立即用特制木杆将其依次送入孔内, 保证药卷均匀密实后, 立即用铁锤将杆体边旋转边打入孔内并搅拌, 保证”药卷”水泥在杆体周围均匀密实, 但不可过搅, 锚杆杆体插入孔内长度不得短于设计长度的95％, 然后采用特制木屑将锚杆临时固定, 待杆体的锚固力大于10KN( 约30min) 后, 锚杆末端戴上垫板, 然后拧紧螺母。
将安装好锚头的中空注浆锚杆插入孔底, 安装止浆塞、 垫板、 螺母, 然后连接注浆管, 用注浆泵经过尾部向孔内注浆, 浆液采用水泥净浆, 注浆压力控制在0.6～1.0MPa。注浆顺序自下而上逐根进行。
( 4) 锚杆的质量保证措施
锚杆按照设计要求尺寸截取, 并进行整直、 除锈和除油, 外端不用垫板的锚杆先弯制弯头。
钻孔应符合下列要求: 孔径应与管径配合好。按照设计要求孔径比管径大22～30mm, 孔位允许偏差为±15mm; 孔深允许偏差为﹢30mm。孔钻好后用高压风将孔眼冲洗干净。
浸泡药卷采用温水控制, 要保证在终凝之前将锚杆插入, 并要保证锚杆药卷均匀密实, 孔内不能出现漏空现象。
开挖后及时喷射砼, 并尽快封闭初期支护, 开挖过程中应密切注意观察锚杆的变形、 及喷射砼层的开裂、 起鼓等情况, 以掌握围岩动态, 及时调整开挖及支护参数。
2、 钢筋网
本段隧道紧急停车中的Ⅲ级围岩采用φ6.5mm单层钢筋网, 间距25cm×25cm, 钢筋网在开挖面初喷2cm混凝土后紧贴喷砼面挂设。施工时, 先在洞外点焊加工成网片, 然后运至洞内拼装、 焊接成为整体, 搭接长度不小于35d, 即22.8cm, 并不得小于一个网格长边尺寸。并与锚杆之间进行连接牢固, 使其在喷射混凝土时不致晃动。
钢筋网的相关工艺及技术要求见下表所示:
表11 钢筋网施工质量标准
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
网格尺寸( mm)
±10
尺量: 每50㎡检查2个网眼
2
钢筋保护层厚度( mm)
≥10
凿孔检查: 每20M检查5点
3
与受喷岩面的间隙( mm)
≤30
尺量: 每20M检查10点
4
网的长, 宽( mm)
±10
尺量:
3、 钢拱架架立
钢拱架安装过程主要可分为: 加工厂制作→现场拼装→测量定位→洞内架立→固定连接。
( 1) Ⅲ级围岩工字钢分5段, 工字钢拱架在钢筋加工厂用自制冷弯机加工, 分段根据开挖施工分开块情况合理调整, 保持工字钢钢架分段于开挖分块相适应, 段与段质检经过2块厚连接钢板M22螺栓连接, 点焊加固。由于其需要较高的加工条件和严格的工艺要求,因此加工时必须做到尺寸准确, 弧形圆顺, 节点焊接规范; 先加工一榀到现场进行试拼, 检查其尺寸、 焊接、 平面翘曲和横断面误差等符合要求后才能批量加工。钢架堆放和运输时不得损坏和变形。钢架要事先制作加工, 并在大样台上试拼, 直至符合设计要求。
( 2) 按设计位置现场测量定位。首先测定出隧道中线, 确定高程, 然后再测定钢拱架的纵向位置, 确保钢拱架平面与隧道中线垂直; 安设钢拱架时, 必须准确定位, 保证其安装精度, 每榀拱架组合时, 其间的连接板要对齐密贴。为确保钢架的整体受力和稳定, 并防止拱架下沉, 在施工时, 除使用纵向连接钢筋将各榀钢架连成一体外, 同时在钢架分节之间以连接板用螺栓连接。架立钢构件时, 要使其与砼喷射面密贴, 必要时在拱脚底部设托板, 以增大其受力面积, 才能有效控制拱架下沉量。
表12 紧急停车带衬砌钢