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隧道开挖安全专项施工方案培训讲义

6
2020年4月19日
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新建怀化至邵阳至衡阳铁路站前工程HSHZQ-5标

孙家屋隧道 开挖安全专项施工方案

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中铁五局怀邵衡铁路项目经理部
二○一四年十二月

孙家屋隧道出口开挖安全专项施工方案

1编制依据、编制范围及设计概况
1.1编制依据
(1)新建怀邵衡铁路指导性施工组织设计。
(2)新建怀化至邵阳至衡阳铁路站前工程施工总价承包招标文件及中铁五局(集团)有限公司怀邵衡铁路站前5标投标文件。
(3)新建怀化至邵阳至衡阳铁路孙家屋隧道设计施工图、怀邵衡隧道参考图。
(4)现行铁路工程设计、施工规范、验收评定标准、国家有关法律、法规及有关规定。
(5)现行铁路施工、材料、机具设备等定额。
(6)公司的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、劳动力及类似工程施工经验。
(7)中铁五局怀邵衡铁路项目经理部施工调查报告。
1.2编制范围
新建怀化至邵阳至衡阳铁路站前工程5标孙家屋隧道(DK122+785～DK123+005)。
1.3设计概况
(1本隧道由中铁第四勘察设计院集团有限公司负责勘察设计。
(2) 10月,国家发展改革委员委会<国家发展改革委关于新建怀化至邵阳至衡阳铁路项目建议书的批复>(发改基础〔 〕2574号),批复了项目建议书。
(3) 12月,国家发展和改革委员会<关于新建怀化至邵阳至衡阳铁路可行性研究报告的批复>(发改基础〔 〕2613号),批复了项目可研报告。
(4) 4月,中国铁路总公司、湖南省人民政府<关于新建怀化至邵阳至衡阳铁路初步设计的批复>(铁总办函〔 〕486号),联合批复了初步设计。
(5)中国铁路总公司、湖南省人民政府批复初步设计总概算。批复总工期54个月。
2工程概况
2.1线路概况
孙家屋隧道位于湖南省邵阳市隆回县境内,总体沿西东走向。
2.2主要技术标准
(1)铁路等级:Ⅰ级;
(2)正线数目:双线;
(3)路段旅客列车设计行车最高速度:200km/h;
(4)标准线间距:4.4m;
(5)建筑限界:新建时速200公里客货共线铁路建筑限界。
2.3主要工程数量
孙家屋隧道工程主要数量见下表:
孙家屋隧道工程主要数量表
序号
名称
长度(m)
Ⅲ级围岩
Ⅳ级围岩
Ⅴ级围岩
明洞
洞门
1
孙家屋隧道
220
0
0
163
21
36
2
合计
220
0
0
163
21
36
2.4主要征地拆迁内容和数量
(1)临时用地:24亩;
(2)永久用地:3.89亩。
2.5工程特点
孙家屋隧道总体埋深较浅,围岩风化破碎,施工时易发生塌顶、掉块等地质问题。
3工程所在地区特征
3.1自然特征
3.1.1地形地貌
孙家屋隧道山脉受区域构造影响总体呈西东走向,隧道穿越区属剥蚀残丘,总体地形较为平缓,相对高差不大,隧道进出口地形平缓。山体自然坡度20°～35°,相对高差80m,山坡植被较发育,交通不便,仅有简易道路通行。
3.1.2工程地质
3.1.2.1地层岩性
由新到老出露地层为:1、第四系粉质黏土;2、石碳系大浦组灰岩、泥晶灰岩、泥质灰岩,大浦组白云岩、白云质灰岩夹泥晶灰岩。
3.1.2.2地质构造
隧址区下伏基岩主要为石炭系大浦组Cd灰岩,主要岩层产状为:250°＜50°。
3.1.3水文地质特征
(1)地下水的类型:松散岩层土体孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水。
(2)地下水化学特征:隧址段地下水无侵蚀性。
3.1.4地震动参数
隧区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。
3.1.5沿线气象条件
邵阳地区属亚热带季风湿润气候区,气候温暖、湿润、雨量充沛,四季分明,严寒期短,无霜期长。年平均气温17.1℃,极端最高气温39.5℃。多年平均降水天数162天,无霜期278;多年平均降水1388.9毫米,最大年降雨量 .5mm,最小年降雨量910.3mm,雨水大多集中在5~7月间。
3.2交通运输情况
(1)铁路:武广高铁在衡阳有车站,既有铁路洛湛线在邵阳有车站,经过铁路可到达长沙、衡阳、成都、重庆、广州、武汉等大中型城市,铁路交通较为方便。
(2)公路:公路运输主要可利用沪昆高速公路(邵怀高速)和G320国道,沪昆高速公路在隆回县城有出口。
3.3 沿线水源、电源、燃料等可利用资源情况
3.3.1施工用水
隧道出口附近有小河流过,可直接利用附近河流作为施工用水水源。
3.3.2施工用电
采用沿线的高压电力线路提供的集结点就近接入变压器,布设供电线路至施工场地;并配备1台800KVA和1台200KW发电机作为备用电源。
3.3.3燃料
本段线路沿线燃料供应比较充分,施工机械使用的燃料可就近购买。
3.4当地建筑材料的分布情况
3.4.1砂
隆回县的砂较为匮乏,主要从衡阳及周边县市远运而来。
3.4.1石料
沿线均有石场分布,且供应量充分,石质基本为砂岩和灰岩,能够满足施工要求。
3.5其它与施工有关的情况
3.5.1医疗卫生
沿线医疗设施健全,一般疾病伤害可就进医治,重特大疾病可去邵阳市或长沙市医治。
3.5.2民俗民风
隆回县有24个民族,本地人民风纯朴。
4施工组织安排
4.1建设总体目标
按照建设优质铁路、平安铁路、绿色铁路、和谐铁路的要求,加强组织领导和协调配合,加强质量管理,强化施工安全,注重技术创新,把孙家屋隧道建设成为质量上的精品工程、安全上的样板工程、管理上的示范工程。
4.1.1 安全生产目标
(1)杜绝较大及以上施工安全事故。
(2)杜绝较大及以上火灾爆炸事故。
(3)遏制一般生产安全事故。
4.1.2 质量目标
工程实体质量满足国家有关标准、规范、规定及设计文件要求,其施工过程或实体工程质量满足如下要求:
(1)各检验批、分项、分部工程质量检验合格率达到100%;单位工程一次验收合格率100%。
(2)实车最高检测速度实现设计速度110%,开通速度达到设计速度目标值。
(3)在合理使用和正常维护条件下,工程结构的施工质量,满足设计使用寿命期内正常运营要求。
(4)杜绝工程质量等级事故。
4.1.3工期目标
确保孙家屋隧道满足业主工期目标,总工期10个月。
4.1.4环境保护目标
沿线水体功能、耕地资源得到有效保护,水土流失得到有效防止,噪声、振动的环境影响得到有效控制,铁路设施、建筑与沿线环境、自然景观和谐相容,做到环境保护、水土保持设施与主体工程”同时施工、同时投入使用”,努力建设资源节约型、环境友好型的铁路隧道工程。
4.1.5职业健康目标
注重职工的职业健康,保证文明施工,保障劳动保护,杜绝职业病发生;加强卫生监控,确保无大的疫情,无传染病流行。
4.2施工组织机构、队伍部署和任务划分
4.2.1管理模式
成立中铁五局怀邵衡铁路项目经理部,项目经理部下设中铁五局怀邵衡铁路项目经理部一分部,分部设六部三室,即工程管理部、安全质量部、工程经济部、财务部、物机部、协调部,综合办公室、劳务资源室和第一工地试验室,成立架子三队负责孙家屋隧道施工。
4.2.2施工组织机构
中铁五局怀邵衡铁路项目经理部
一分部经理
书记

副经理
总工程师
财务部
工程部
工经部
办公室
架子三队

总经济师

协调部
劳资室
试验室
物机部

安质部

4.2.3队伍部署
架子三队设队长1人、党支部书记1人、技术负责人1人、副队长1人、技术员4人、安全员1人、材料员1人、施工员2人,下设专业作业工班。
4.3施工准备和建设协调方案
4.3.1施工准备
以 11月30日为节点工期,完成施工准备工作。
4.3.2建设协调方案
征地拆迁方面:项目部成立协调部,建立征地拆迁工作机制,并与地方政府负责征地拆迁部门积极配合,全面完成征地拆迁工作。
建设环境方面:积极向政府有关部门汇报沟通,争取各方支持,项目部成立对外协调工作小组,与地方政府建立协调机制,加强与交通、环保、水利、建设、国土等部门协调,及时解决建设过程中的问题。
4.4分项工程进度计划
隧道开挖及支护主要进度指标详见下表:

隧道开挖及支护进度指标表
名称
围岩级别
施工方法
循环
进尺
日循
环数
日进
尺米
月进度米
备注
孙家屋 隧道
Ⅴ
三台阶法临时仰拱法
1.2
1.25
1.5
40～45

Ⅴ
四步CD法
0.6
1.25
0.75
20～25
4.5施工总平面布置示意图
祥见附图
5临时工程
5.1大型临时工程
5.1.1钢结构加工厂
孙家屋隧道所需的钢材由1号钢结构加工厂供应。
5.1.2混凝土集中拌和站
孙家屋隧道混凝土由1号混凝土集中拌和站供应。
5.1.3汽车运输便道
新建便道400m。
5.1.4临时通信
隧道外采用移动电话和移动有线网络进行联系。隧道内采用对讲机进行联系,确保通讯畅通。
5.1.5临时电力线路
施工用电采用沿线的高压电力线路提供的集结点就近接入变压器,布设临时电力线路100m至施工场地。
5.1.6临时给水干管
利用附近河流作为施工用水水源,埋设临时给水干管500m至施工现场。
5.1.7弃碴场
弃碴场位于线路里程DK122+600线路左侧约130m,占地24亩,运距约300m,弃碴容量4.5万方(松方)。
5.1.8炸药库
孙家屋隧道施工炸药由1号炸药库供应。
5.2小型临时工程
5.2.1施工驻地
架子三队施工驻地为租用民房,位于隆回县南岳庙镇蓄鱼塘村,距离孙家屋隧道线右250m。
5.2.2值班房建设(含值班室、监控室、工地会议室)
值班房位于孙家屋场隧道线路右侧。1间值班室,面积3m×4m活动板房。
5.2.3沉淀池
沉淀池位于DK123+030线右路基红线内,采用三级沉淀池,占地面积4m×10m=40m2,高1.5m。
5.2.4物资存放室
物资存放室空压机棚对面,占地面积4m×6m=24㎡。
5.2.5空压机房
空压机房位于线路右侧,距离洞口20米,占地12m×6m=72㎡。
6施工方案
6.1施工准备
(1)全面熟悉设计标准、技术条件及要求,对施工图进行核对,核对无误后用于施工;
(2)进行交接桩及桩点复测工作。交接桩包括设计技术交底和现场桩位点交,交接桩按有关规定办理书面交接手续。桩点复测做好复测记录,并根据复测成果形成复测报告,将复测成果报建设单位;
(3)组织施工调查,在施工调查的基础上,根据工程特点、实际工程数量、工期要求编写孙家屋隧道出口实施性施工组织设计;
(4)征地拆迁
1.根据指导性施工组织设计的工期安排,制定详实的征地拆迁计划;
2.按照征地拆迁计划,明确征拆工期、责任部门及责任人,及时办理各种征拆手续,并确保手续齐全,征拆合法;
(5)物资准备
1.依据设计资料、工程承包合同,结合建设单位物资管理规定,分别确定甲供物资的品种、规格、数量及相应质量技术标准;
2.按照工程施工进度计划,确定主要物资的使用时间和进场批量,编制主要物资总需求计划和分期供应计划;
3.依据主要物资分期供应计划及相应采购权限,及时将甲供物资分期供应计划和自购物资招标计划上报建设单位,并做好自采物资的采购组织;
4.物资部门组织开展采购前市场调查,分析当地资源分布和供求态势,做好采购前准备和市场信息收集工作;对水泥、粉煤灰、混凝土外加剂、砂石料等材料要取样送检,确保主要材料质量合格;
5.根据建设单位批复的物资招标计划,在规定时间组织完成招标和评标工作,保证工程物资及时进场满足施工需要。 根据自采物资的市场资源状况,分别采用招标、议标或竞争性谈判等方式实施采购;
6.结合主要物资供求状况、交通运输条件等因素,做好重点物资储备、仓储计划和临时工程的建设工作;做好炸药库的规划及上报隆回县公安部门审批、验收工作;
7.根据工程开工计划和储备要求,组织好物资催运和发货工作;
8.做好物资验收和仓储保管工作,保证物资供应满足施工需求;
(6)按试验、检测及中国铁路总公司关于<铁路工地试验室标准化管理实施意见>(工管办函【 】284号)等相关文件要求设置工地试验室,试验室必须认证合格,试验人员、检测仪器设备、信息化管理系统等应满足质量检测项目及相关文件要求;
(7)做好人员的培训及技术交底工作。对相关施工管理、作业人员要进行集中的岗前技术培训工作,特殊工种必须持证上岗。
(8)做好开工前的各项准备工作,相关条件满足要求,及时办理开工报告。
(9)快速推进大小临工程的建设,为正式工程开工尽早创造充分的条件。
6.2工程概况
新建怀化至邵阳至衡阳铁路站前5标孙家屋隧道,全长220米,隧道进出口里程分别为:DK122+785、DK123+005。该隧道按设计时速200Km/h客货共线标准设计,隧道内线间距为4.5～4.6m,衬砌加宽为0.1 m～0.2m。
孙家屋隧道位于湖南省邵阳市境内,总体延西东走向,隧道整体埋深较浅,围岩风化破碎。隧道施工中,遵循”先预报、管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的方针,衬砌紧跟,将超前地质预报和监控量测纳入施工工序,安全稳妥地组织施工。
6.3工程数量
孙家屋隧道主要工程数量见下表:
基本参数
单位
数量
暗洞
正洞开挖
m3
21355
初期支护
喷射混凝土
网喷混凝土
C25喷混凝土
m3
1221
钢筋网
Kg
17822
素喷混凝土
C25素喷混凝土
m3
507
拱部锚杆 (Φ22组合中空锚杆)
L=4.0m
根
499
m
1996
边墙锚杆 (Φ22砂浆锚杆)
L=4.0m
根
163
m
652
钢架
I20a工字钢
Kg
212795
180格栅钢架
Kg
121894
混凝土垫块
m3
21
橡胶垫板
m2
154
螺栓
套
11913
螺母
套
11913
二次衬砌
模筑钢筋混凝土
拱、墙
C35钢筋混凝土
m3
2151
仰拱
C35钢筋混凝土
m3
828
钢筋
HRB400
Kg
219044
HPB300
Kg
24391
钢筋连接套筒
个
815
仰拱填充
C20混凝土
m3
1327
拱顶压浆
纵向注浆管
Φ20PVC管
m
326
预留孔压浆
1:1水泥浆
m3
41
超前支护
Ⅱ型超前小导管
Φ42mm,壁厚3.5mm无缝钢管
总根数
根
936
总长度
m
4212
1:1水泥浆
m3
40
Φ108超前管棚
钢(花)管
Φ108×6mm热轧无缝钢管
根
123
Kg
49495
钢管 (车丝扣)
Φ114×6mm热轧无缝钢管
Kg
1572
钻(清)孔
Φ127mm
m
328
封孔
M7.5水泥砂浆
m3
27
注浆量
1:1水泥浆
m3
207
导向墙
C20混凝土
m3
49
I18工字钢
Kg
2570
Φ140×5mm热轧无缝钢管
Kg
2048
临时支护
喷混凝土
C25喷射混凝土
m3
472
拆除C25混凝土
m3
472
锚杆
Φ22,L=4.5m砂浆锚杆
m
96
临时钢架
I18轻型工字钢(实耗量,包括连接件)
Kg
81608
橡胶垫板
m2
78
拆除工字钢架
Kg
89690
锁角钢管
Φ42mm,壁厚3.5mm无缝钢管
Kg
16044

螺栓
套
480

螺母
套
480
洞内防排水
水沟及电缆槽
沟槽身
C30混凝土
m3
282
HPB300
Kg
3097
盖板
C35钢筋混凝土
m3
21
HPB300
Kg
1692
中心沟
C30钢筋混凝土
m3
112
钢筋
Kg
10641
盖板C35钢筋混凝土
m3
7
电缆槽填砂
粗砂
m3
54
防排水
排水管
Φ20PVC管
m
16
纵向排水管
HDPE107/96双壁打孔波纹管
m
390
接头
个
65
环向排水板
高密度聚乙烯凹凸型排水板
m
1043
排水体
C15无砂砼
m3
13
铆钉
长30mm
个
2608
压条
50mm宽×1mm厚
m
326
水沟电缆槽槽身施工缝
中埋式橡胶止水带
幅宽30cm
m
13
EVA防水板(厚度≥1.5mm)
m2
4091
Φ100PVC隧底横向排水管
m
59
Φ100PVC管配套异形弯头
个
11
土工布(重量≥350g/m2)
m2
4091
环向施工缝
中埋式橡胶止水带
m
753
背贴式橡胶止水带
m
768
纵向施工缝
中埋式橡胶止水带
m
326
混凝土界面剂
m2
242
变形缝
钢边橡胶止水带
m
75
背贴式橡胶止水带
m
78
钢筋
Kg
863
沥青木丝板塞缝料
m3
1
镀锌钢板接水盒
m
54
聚疏密封胶
m3
0
监控量测
水平收敛测点
个
96
拱顶下沉测点
个
24
明洞
开挖
土方
m3
1093
石方
m3
4157
衬砌
拱、墙
C35钢筋混凝土
m3
590
仰拱
C35钢筋混凝土
m3
157
仰拱填充
C20砼
m3
171
钢筋
HRB400
Kg
36941
HPB300
Kg
4891
钢筋接驳器
个
672
垫层
C20混凝土
m3
30
回填
C20或C30、C35混凝土
m3
23
M10浆砌片石
m3

夯填土石
m3
2188
C15无砂混凝土排水体
m3
26
防排水
EVA防水板
m2
556
土工布
m2
556
砖砌保护层(厚6cm)
m2
379
Φ100PVC隧底横向排水管
m
8
Φ100PVC管配套异形弯头
个
1
M10水泥砂浆找平层(厚3cm)
m2
375
粘土隔水层
m3
315
Φ50打孔波纹管
m
112
HDPE107/96双壁打孔波纹管
m
56
三通接头
个
11
环向施工缝
中埋式橡胶止水带
m
78
背贴式橡胶止水带
m
80
纵向施工缝
中埋式橡胶止水带
m
42
变形缝
钢边橡胶止水带
m
39
背贴式橡胶止水带
m
41
钢筋
Kg
339
沥青木丝板塞缝料
m3
1
镀锌钢板接水盒
m
27
聚疏密封胶
m3
0
水沟电缆槽槽身施工缝
中埋式橡胶止水带
m
2
水沟及电缆槽
沟槽身
C30混凝土
m3
36
HRB400
Kg
399
盖板
C35钢筋混凝土
m3
3
HPB300
Kg
218
中心沟
C30砼(沟身)
m3
14
HRB400钢筋(沟身)
Kg
1211
C35钢筋砼(盖板)
m3
1
HPB300钢筋(盖板)
Kg
160
电缆槽填砂
粗砂
m3
7
临时边坡防护
锚喷网防护
Φ22砂浆锚杆
m
728
C20喷混凝土
m3
55
Φ8钢筋网
Kg
1725
永久边坡防护
框架锚杆
Φ20mm砂浆锚杆
Φ=70mm钻孔
孔
4
m
48
C30钢筋砼锚头
m3
0
Φ70mm钢管
m
2
Φ20mm螺纹钢筋
Kg
1186
Φ20mm螺纹钢筋(对中支架)
Kg
483
M30水泥砂浆锚杆孔灌浆
m3
48
锚梁
挖石
m3
59
M30水泥砂浆锚杆孔灌浆
m3
4
C30混凝土
m3
23
HPB300钢筋
Kg
78
HRB400钢筋
Kg
360
C20混凝土骨架护坡
挖方
明挖土
m3
33
骨架
C20混凝土
m3
36
喷混植生
m2
30
综合接地及预埋
综合接地
HRB400钢筋
Kg
152
HPB300钢筋
Kg
1
焊接点数
个
29
过轨预埋
Φ100镀锌钢管(壁厚7mm)
m
106
Φ100高强度PVC管
m
121
洞 口 工 程
开挖
土方
m3
2424
石方
m3
5657
斜切类洞门
衬砌
拱墙及顶帽
C35钢筋混凝土
m3
457
仰拱
C35钢筋混凝土
m3
477
仰拱填充
C20混凝土
m3
288
钢筋
HRB400
Kg
56415
HPB300
Kg
7329
钢筋接驳器
个
809
铺砌
M10浆砌片石
m3
7
C20混凝土垫层
m3
51
防排水
防水板
m2
267
土工布
m2
267
水泥基渗透结晶防水涂料
m2
695
水泥砂浆抹面(厚30mm)
m2
695
Φ110可维护塑纤排水滤管
m
95
Φ100PVC隧底横向排水管
m
13
Φ100管配套异形弯头
个
3
侧沟
沟槽身
C30混凝土
m3
62
HPB300
Kg
684
盖板
C35钢筋混凝土
m3
5
HPB300
Kg
374
中心沟
沟槽身
C30混凝土
m3
25
HRB400
Kg
2076
盖板
C35钢筋混凝土
m3
1
HPB300
Kg
274

电缆槽填砂
粗砂
m3
12
临时边坡防护
锚喷网防护
Φ22砂浆锚杆
m
953
C20喷混凝土
m3
71
Φ6钢筋网
Kg
2258
永久边坡防护
C20混凝土骨架护坡
挖方
明挖土
m3
36
骨架
C20混凝土
m3
39
喷混植生
m2
326
护脚
C20混凝土
m3
8
边坡铺砌
M10浆砌片石铺砌
m3
2
洞口基底加固
Φ42小导管注浆
Φ42钢花管
m
821
注浆
1:1水泥浆
m3
774
洞口回填
土石
夯填土石
m3
4997
地表水沟
洞顶截排水沟
C25混凝土
m3
205
隧道名牌与号标
C25混凝土
m3
3
钢材
Kg
510
弃碴防护
隧道出碴量(紧方)
m3
34139
弃碴量(紧方)
m3
34139
弃碴运距
Km
3
占地
经济林
亩
6
水田
亩
17
挡护工程
C20片石混凝土
m3
1791
坡面防护
干砌片石
m3
464
M10浆砌片石
m3
339
HDPE打孔波纹管
Φ200
m
248
水泥砂浆
m3
159
土工布
m2
311
碴顶水沟
C20混凝土
m3
511
截水天沟
圬工
C25混凝土
m3
415
钢筋
Φ8
Kg
5792
种植土面层
粘土
m3
7671
植草
m2
15341
被动防护网
m2
18
6.4施工方法
6.4.1洞身开挖
6.4.1.1开挖方法
采用采用三台阶临时仰拱法或四步CD法施工。施工工艺详见下图”隧道断面开挖施工工艺流程图”。

超前地质预报
判定围岩级别
钻爆设计
钻爆作业
超前预支护
通风、排危
开挖断面检测
是否需要超前预支护
初期支护
是
否
进入下一循环
出渣运输

隧道开挖施工工艺流程图
6.4.1.1.1三台阶临时仰拱法
(1)施工顺序:超前支护→弱爆破①部台阶→施作①部导坑周边的初期支护,即初喷4cm厚混凝土,架立钢架,并设锁脚钢管→施作①部导坑底部临时仰供,必要时封闭掌子面→钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度,必要时在①部中间设置竖向支撑→弱爆破开挖②部→导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,架立钢架,并设锁脚钢管→导坑底部喷10cm厚混凝土,施作②部临时仰供→钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度→弱爆破③部→初喷4cm厚混凝土,架立钢架→隧底周边部分喷混凝土至设计厚度→灌溉该段内Ⅳ部仰供→灌溉该段内Ⅴ部隧底填充→待初期支护收敛后,利用衬砌台车一次性浇筑拱墙衬砌。
(2)开挖方法:采用多功能作业台架风动凿岩机钻眼,弱爆破。

(3)施工注意事项
(3)施工注意事项
1、施工坚持”弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则,爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
2、上台阶每循环开挖支护进尺:Ⅴ级围岩不应大于1榀钢架间距,Ⅳ级围岩不得大于2榀钢架间距,上台阶长度不得大于15m;边墙每循环开挖支护进尺不得大于两榀钢架间距;中台阶长度不得大于15m;隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环,封闭位置距离掌子面不得大于35m;仰拱施作应紧跟,仰拱每循环开挖进尺不得大于3m;仰拱掌子面的距离:Ⅳ级围岩不得大于50m,Ⅴ级围岩不得大于40m;二次衬砌距掌子面的距离:Ⅳ级围岩不得大于70m,Ⅴ级围岩不得大于50m。
3、钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。
4、施工中,按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整、灌注二次衬砌的时机提供依据。
6.4.1.1.2四步CD法
(1)施工顺序:利用上一循环架立的钢架施作隧道结构超前支护→分台阶开挖①、②部。同时逐步施作导坑周边的主体结构的初期支护和中隔壁临时支护,即初喷混凝土,架立隧道钢架和接长临时钢架,钻设径向系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。同时,1部掌子面及时喷射10cm混凝土封闭台阶底部,并设锁脚钢管→分台阶开挖③、④部。除中隔壁部分临时钢架已施工完毕外,其余步骤均参见第1步工序→拆除开挖尾部靠近二次衬砌仰拱6～8m范围内临时中隔壁钢架,灌溉该段内Ⅴ部仰拱→灌溉该段内Ⅵ部仰拱填充。接长中隔壁临时钢架,使得钢架底支撑于仰拱填充顶面→上述步骤逐步循环。并根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,逐段拆除临时钢架,利用衬砌模板台车一次性灌溉二次衬砌。
(2)开挖方法:采用弱爆破或人工开挖。

(3)施工注意事项:
1、施工坚持”弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则,爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
2、主体结构初期支护钢架应根据工法的设置情况对其分节进行适当调整。
3、工序变化处的钢架(或临时钢架)应设置锁脚钢管,且必须对锁脚钢管进行注浆,以确保钢架基础稳定。
4、钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置,及时施作并连接牢固。
5、右部导洞开挖,应滞后于左边导洞,距离为15m左右。
6、临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后,方可进行。
7、施工中,应按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整、灌注二次衬砌的时机提供依据。
6.4.2孙家屋隧道出口钻爆设计
6.4.2.1设计原则
根据地质条件,开挖断面、开挖进尺,爆破器材等编制光面爆破设计方案。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,掏槽眼加深20cm。严格控制周边眼装药量,间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。
钻爆参数:经过爆破试验确定爆破参数,试验时参照下表。
光面爆破参数表
岩石
种类
周边眼间距E(cm)
周边眼最小抵抗线W(cm)
相对距E/W
周边眼装药参数
(kg/m)
硬岩
50～65
70～85
0.8～1.0
0.3～0.35
中硬岩
40～60
60～75
0.8～1.0
0.2～0.3
软岩
35～50
40～60
0.5～0.8
0.07～0.15
爆破设计周边眼按照V级45cm间距布置。掏槽方式:开挖采用斜眼掏槽。
6.4.2.2钻爆设计
(1)爆破用品选择
孙家屋隧道出口使用乳化炸药,规格为φ32mm(200g);雷管选用毫秒延期电雷管(1、2、3、4、5段),防爆起爆器起爆。
(2)装药结构
爆破装药全部采用连续装药。

6.4.2.3钻爆作业技术要求
1)采用光面爆破,减少岩面坑洼不平。
2)装药与爆破作业应符合下列规定:
①起爆时,爆破地点20m内,风流中二氧化碳浓度必须小于0.3%。
②爆破地点20m内,碎石、矿碴等物体阻塞开挖断面不得大于1/3;
③通风应风量足,风向稳,局扇无循环风;
④炮眼内岩粉应清除干净;
⑤炮眼封泥不足或不严不应进行爆破。
3)装药与起爆前,应测定工作面及其20m以内的瓦斯浓度。 4)爆破网路和连线,必须符合下列要求:
①必须采用串联连接方式。线路所有连结接头应相互扭紧,明线部分应包覆绝缘层并悬空。母线和连线不得与轨道、金属管等接触。
②母线与电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧,若必须在同一侧时,母线必须挂在电缆下方,并应保持0.3m以上间距。
③母线应采用具有良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆,并随用随挂,严禁将其固定。母线的长度必须大于规定的爆破安全距离。
④必须采用绝缘母线单回路爆破。
⑤严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一串联网路中使用。
5)开挖工作面不得同时使用两台及以上起爆器起爆。
6)爆破作业现场应有专人监护。
6.4.2.4爆破效果检查及优化
超欠挖检查;开挖轮廓圆顺,开挖面平整检查;爆破进尺是否达到爆破设计要求;爆出石碴块是否适合装碴要求;炮眼痕迹保存率,硬岩≥80％,中硬岩≥60％,并在开挖轮廓面上均匀分布;两次爆破衔接台阶不大于10cm。
每次爆破后检查爆破效果,及时修正爆破参数,提高爆破效果,改进技术经济指标;根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,修正眼距,用药量,特别是周边眼;根据爆破后石碴的块度修正参数。根据爆破振速监测,调整单响起爆炸药量及雷管段数;根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,爆破眼眼底基本上落在同一断面上。
6.4.2.5爆破施工安全注意事项
爆破15min后应巡视爆破地点,检查通风、瞎炮、残炮等情况,遇有危险必须立即处理。在二氧化碳浓度小于1.5%,解除警戒后,工作人员方可进入开挖工作面工作。
做好超前探孔工作,分析岩层岩性,掌握并收集探孔施工过程中的动力现象。
6.4.3隧道初期支护及超前支护
6.4.3.1喷射混凝土
(1)施工工艺
喷射混凝土施工工艺见下图。

喷射砼施工工艺框图
(2)工艺要求
1、采用湿喷工艺施工,人工配合混凝土喷设机施工,拌合站生产喷砼料。
2、喷射前先处理危石,采用测量仪器进行开挖断面净空尺寸检查。在不良地质地段,设专人随时观察围岩变化情况,当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时,先进行引排水处理。设置控制喷砼厚度的标志。用高压水冲洗受喷面,当受喷面遇水易泥化时,用高压风吹净岩面。
3、喷射作业分段、分片、分层,由下而上顺序进行,有较大凹洼处,先喷射填平。速凝剂掺量准确,添加均匀。喷嘴与岩面垂直,距受喷面0.8～1.2m。掌握好风压,减少回弹和粉尘,喷射压力0.15～0.2MPa。施工中经常检查出料弯头、输料管和管路接头,处理故障时先断电、后停风。开挖后及时初喷,出碴后及时复喷。喷砼时,减小喷头至受喷面距离和风压以减少钢筋振动,降低回弹。钢筋网喷砼保护层厚度不小于2cm。
6.4.3.2钢架
钢架采用在钢结构厂加工,洞内拼装的方式。
每榀钢架安装时,先准确测量定位,放控制桩点,保证其安装的精度符合设计轮廓的要求。钢拱架纵向间距满足设计及规范要求,纵向钢架按设计环向间距的纵向连接筋焊接固定连接。钢架脚放在牢固的基础上,钢架与初喷混凝土面应尽量靠近,当钢架和初喷混凝土面之间的间隙过大时,设砼垫块塞紧。
6.4.3.3钢筋网铺设
钢筋网在钢结构厂加工,洞内人工安装。
安装过程中采用钢钎或木柱将网片顶至密贴岩面,然后将网片绑扎在锚杆上固定,安装时搭接长度不小于1～2个网格,搭接方式采用焊接。
6.4.3.4锚杆
1、砂浆锚杆
砂浆锚杆采用风钻钻锚杆孔, 锚杆钻孔利用台架施钻,按照设计排间距,垂直结构面打入,高压风吹孔。用注浆泵将孔内注满早强砂浆,再用风枪将锚杆送入孔内,使杆体位于孔位中央,然后安装垫板,垫板必须用螺帽紧固在岩面上,增强锚杆与喷砼的综合支护作用。锚杆尾端尽量焊接在拱架上,以便共同受力。砂浆锚杆施工工艺框图见下图。

否
孔口处理
验 收
固定锚杆
插入锚杆杆体

加工锚杆杆体

注浆准备
补孔
不合格
合格
测量定锚杆孔位
钻 孔
清 孔
验 孔

填塞砂浆

进行下道工序

砂浆锚杆施工工艺图
2、组合中空锚杆
首先按设计要求,在开挖面上准确画出需施设的锚杆孔位。钻孔方式同砂浆锚杆施工。检查钻孔达到标准后,安装锚杆并按设计比例配浆,采用注浆机注浆,注浆压力符合设计要求;一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压力达到设计终压不少于20分钟,进浆量仍达不到注浆终量时,亦可结束注浆,并保证锚杆孔浆液注满。最后在综合检查判定注浆质量合格后,用专用螺帽将锚杆头封堵,以防浆液倒流管外。组合中空锚杆施工工艺框图见下图。

施工准备
锚杆孔位布置
钻孔、插入杆体
注 浆
戴杆头封堵帽
进入下道工序
浆液配制

不
合
格
合格
注浆质量综合检查

组合中空锚杆施工工艺流程图
6.4.3.5超前小导管
(1)施工工艺
配制浆液
测量放线、标注孔位
否
是
钻检查孔检查注浆效果
确定钻孔方向并钻孔
钻机就位固定
是否符合注浆
结束标准
补孔注浆
注浆结束
全孔一次性注浆施工
安装小导管

小导管施工工艺框图
(2)施工注意事项
1、止浆塞止浆,浆塞胶圈尺寸应与注浆孔径相配;
2、钻孔速度应保持匀速,特别是钻头遇到夹泥夹沙层时,控制钻进速度,避免夹钻现象;
3、单液注水泥浆