曾家坪1、2号隧道施工技术总结(内昆经理部A).doc

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曾家坪一号（出口端）
二号隧道（进口端）
施工技术总结
1、工程概况
1.1设计概况
曾家坪一号、曾家坪二号隧道位于云南省大关县青龙乡境内，全长分别为2563m、2477m。全隧道按单线电气化I级铁路设计，采用50kg/m次重型轨道、预留重型标准，单层碎石道床。建筑限界均采用隧限-2A。我公司承担曾家坪一号隧道出口、曾家坪二号隧道进口的施工任务。
线路平面：曾家坪一号隧道出口端和曾家坪二号隧道进口端位于曲线段，曲线半径R=1000m，缓和曲线长120m，曲线偏角,其余均为直线段。
线路纵断面：线路纵断面为一字坡，自进口至出口为上坡，曲线段设计坡度20.5‰，直线段设计坡度21.1‰。
围岩类别：曾家坪一号（出口端）单线段III类围岩695m，占隧道全长32%；Ⅳ类围岩1455m，占隧道全长68%。曾家坪二号隧道（进口端）Ⅱ类围岩250m，占隧道全长10%；Ⅲ类围岩547m，占隧道全长22%；Ⅳ类围岩1670m，占隧道全长67%。
1.2工程地质特征及岩体稳定性分析：
隧址范围内下伏地层为志留系中统大路寨组（s2s）砂页岩夹灰岩，嘶风崖组（s2s）砂页岩夹灰岩及断层角砾岩有较大的岩石裂隙水涌出,水质较好,对污工无侵蚀性
砂页岩遇水易风化，岩石强度降低，自稳能力差，但在无地下水侵蚀地段，～40Mpa，地质条件较好。
2、工程特点与难点：
1）隧道位于中、高山峡谷区地段，洞门高悬在峡谷两侧的陡悬崖上，距沟底30m，两隧道仅相距40m，施工场地狭窄。
2）隧道处于沉积岩地区，且大多为水平状层理，岩石遇水易风化，自稳能力较差。围岩开挖暴露时间不宜太长。
3）坡度大，加力坡为21‰，不利于隧道施工有轨运输。
4）气候恶劣，雨季长，通常为6～9月，雨季经常坍方堵道，施工十分困难。
3、施工准备：
3.1临时工程
3.1.1施工场地布置
施工场地置在曾家坪一号隧道出口和曾家坪二号隧道进口之间由于施工场地狭窄先施工两隧道间86m1-5.0m砼拱涵，利用隧道弃碴填出施工场地。曾家坪一号隧道出口采用横洞进洞，并从横洞引出一条支洞作为施工材料及机械进场的施工通道。
3.1.2、生产和生活房屋
指标:综合13m2/人，其中住房5 m2/人，公用生活服务设施2 m2/人，办公5m m2/人。
根据地形情况，将生产加工车间布置在横洞进口便道一侧，生产房屋布置在两隧道间填出的场地上。生产房屋中石棉瓦房1000m2，砖房40 m2。共1040 m2；生活区设于青龙乡打瓦村小毛坡社下方，其中活动纸板房300m2，石棉瓦房1400m2，砖房80 m2，共1780 m2 。
3.1.3施工便道
便道从彝良—宜宾公路DK17+900处引入，沿山坡修筑。便道全长1km，末端与曾家坪一号隧道出口横洞衔接。由于地势较陡，便道平均宽度5m，最大坡度9%，根据地形每300m修会车道一处。便道路面用30cm干砌片石硬化，上铺10cm厚米石。在施工过程中，安排二人养道，保证便道畅通。横洞全长420m，宽5m，高4.5m，坡度2%，每50m设会车道一处。
3.1.4高压风：
空压机房设于曾家坪一号隧道出口与曾家坪二号隧道进口之间，共设4台20m3电动空压机，两隧道均使用φ150钢管供风，供风系统相联通，以互相支援。
3.1.5生产用水：
高压水池建于曾家坪一、二号隧道之间峡谷上游自然河流一侧，与洞口高差70m，河水可直接流入水池。用φ100高压水管从水池接至洞口，供应曾家坪一号隧道出口及曾家坪二号隧道进口施工用水。另接钢管至生活区，供生活饮用水。
3.1.6电力供应：
从曾家坪变电站T接10kv专用高压线路至工地,长约1Km。工地设500KVA、250KVA变压器各1台，经变压后分送至洞内、砂石场及生活区。
施工前期采用250KW内燃发电机过渡，网电接通后两台柴油发电机作准备用。
3.1.7临时通讯
经理部设两部程控电话、一部大功率无绳电话对外联系，同时设内部通讯电话统一指挥协调生产。
3.2技术准备
3.2.1设计图纸复核
认真复核设计图纸，作好图纸汇审记录，对存在问题积极与处经理部和设计单位联系解决。
3.2.2线路复测
测量桩点经局、处测量组复核并放出支导线点供施工之用。及时将测设成果上报监理工程师。
每个隧道均配备测量仪器并设测量组，负责日常施工测量。
3.2.3编制实施性施组及技术交底
在认真阅读、分析设计资料和原始调查资料后，结合工地实际情况编制实性施工组织设计。并组织技术人员及时向施工人员进行技术交底。
3.2.4实验室建设
处经理部设中心实验室，施现场设工地实验室。
4、施工方法与工艺
隧道施工各主辅作业线的合理配套，使单线隧道实现了连续快速施工的关键。下面，详细介绍家坪一号隧道出口和曾坪二号隧道进口有轨运输条件下各作业线的合理配套技术。
4．1主工序作业线的施工方法及设备配套
4.1.1开挖作业线
开挖作业线包括钻爆、装运作业内容。
１）钻爆
Ⅲ类围岩、IV类围岩采用全断面开挖，Ⅲ类（弱）围岩采用微台阶法开挖，Ⅱ类围岩采用三层台阶开挖法或大半断面蘑菇型开挖法。爆破采用乳化炸药、非电毫秒雷管起爆，进行光面爆破。
开挖采用多功能台架、人工手持 YT28风钻钻孔。多功能台架分上、中、下三层同时作业，风钻14台,上中下分别为3、5、6、台风钻，最多时达16台，为合理控制超欠挖，实行定人、定位、定站，大大提高了工人的责任感，为减少开挖循环时间，在多功能台架后加设一平台，钻爆与锚网喷平行作业，并能及时封闭不稳定岩层，保证施工安全
在IV类围岩中，我们采取短进尺多循环的作业方式，钻眼深度3.0m,钻爆作业循环时间控制在5.0h以内,实践证明,这是一套加快开挖速度行之有效的方法。
２）装运
装运采用了无轨装碴、有轨运输的施工方法。采用ZLC50装载机装碴，12T 电瓶车牵引两台6m3侧卸式矿车有轨运输。洞内运输铺设单线，掌子面至铺底段铺设单线轨道，距掌子面之后60m铺设一条会车线。其它地段每300m设一会车道。在洞口设一卸碴码头，用自卸汽车做二次倒运至弃碴场。
用于出碴运输的12T电瓶车共配备4台， 6m3斗车共配备10台。
4.1.2初期支护作业线
锚喷等初期支护均在多功能作业台架上进行。
喷浆料在洞外用JS500型双卧轴强制式拌合机拌制，12T电瓶车牵引6m3斗车运至喷砼作业面，利用PZ-5型潮喷机喷射砼。
锚杆采用药卷锚固，用人工手持风钻钻孔，锚杆施工在多功能作业台架上进行。
4.1.3防水及衬砌作业线
衬彻作业线包括边墙基础、仰拱铺底、防水及砼衬砌等作业内容。
衬砌作业遵循边墙基础先行，铺底超前，拱墙衬砌紧跟的原则。边墙基础超前铺底30～50m，铺底超前拱墙衬砌60m～100m。
１）边墙基础
人工立模,单边分别灌注。
2）仰拱铺底
铺底分侧施工，并采用左右平行作业。一侧超前60m。捡底采用装载机装碴，人工手风镐配合，12T电瓶车牵引6m3斗车出碴。铺底用12T电瓶车牵引5m3轨行式砼输送车由洞外运送成品砼，人工立模，用梭槽接砼溜放入槽，人工插入式捣固棒振捣砼。为解决出碴和铺底的矛盾，自制过轨梁，使可其平行作业。
3）防水及砼衬砌
①防水作业
加工制作4.5m长轨行式防水作业平台，利用防水作业平台进行防水板铺设前喷锚表面的平整处理、安装泄水盲沟和铺设防水板。采用无钉铺设技术铺设防水板。在衬砌端头模板拆除后，在砼衬砌厚度的中部安装止水带。
②砼衬砌
在洞外自动计量砼拌合站。拌合站配备3台HPD1200型自动配料机配料，3台JS500型双卧轴强制式拌合机（实际拌料能力50m3/h），砂石料仓各1座，堆料200m3，ZL40B装载机1台，完全能够满足施工的需要。砼运输采用12T电瓶车牵引5m3轨行式砼输送车，砼输送车，拱墙衬砌保证用2台，基础铺底1台。输送泵采用“三一”重工生产的HBT60A型输送泵1台，将砼泵送入12m长钢模台车，人工插入式捣固棒振捣砼。
4.2主作业线的布置与协调配合
4.2.1主作业线的布置
开挖、初期支护与防水衬砌三条主作业线划分为三个作业区，第一作业区进行钻爆、装运、初支作业；第二个作业区进行仰拱铺底、边墙基础作业；第三个作业区进行防水及砼衬砌作业。三个作业区兼顾并重，相互配合，协调一致，平行前进。如下页图所示。
4.2.2主作业线的时间安排和防干扰措施
１）主作业线的时间安排
三个作业区平行作业，互不干扰。隧道开挖300m后，即进行边墙基础、铺底仰拱、衬砌作业的施作。
２）防干扰措施
①道岔的前移
模板台车之后衬砌使用的道岔、掌子面附近的会车线道岔，在前移时势必给运输与车辆通行造成影响，为了将损失减小到最小程度，具体做法是：
a、钢模台车衬砌用道岔的前移，衬砌每前进200m进行一次，选择在掌子面进行钻爆喷锚、钢模台车定位时进行。
b、道岔在移动前，前方作业面要备齐火工品、喷浆料等材料，提前备齐钢轨、轨枕等轨料。集中人力、物力，突击拆安道岔。
②铺底左右平行作业。轨道在超前铺底端头转向另一侧。一次捡铺底长度60m，每铺底60m进行一次平行向前拨轨，拨轨选择在掌子面钻爆、锚喷时进行。
4.3各辅助作业线的合理配套
辅助作业线主要包括通风和排水作业。辅助作业钱的合理配套改善了隧道内施工环境，为主作业线快速施工创造了有利条件。
4.1.1通风
通风在洞口安装MFA100P-SCHS型110KW轴流式通风机1台，采用压入式通风，以保证掌子面有足够的风量、风压。风管采用拉链式Φ1200软风管，前端距掌子面15～20m。在开挖距离超过1500m后，在模板台车后100m处串联74kw轴流式通风机。
4.1.2排水
掌子面积水以3kw潜水泵抽排至移动的铁皮箱中，再用22kw污水泵、Φ100钢管排至洞外集水井中经沉淀后用排走。
5、特殊地质情况施工工艺
DK294+870～DK295+055段原设计为IV类围岩，开挖后实际为II类断层压碎粉砂岩，自稳能力极差。开挖方法采用大半断面蘑菇型开挖。上半断面开挖高度4.5m,可满足装载机装碴的要求。上半断面与下半断面间衔接坡度小于10‰。
支护参数：格栅钢架1.5～2.0榀/ m,22+2500～3000mm药卷锚杆拱部喷射砼厚15cm、边墙8cm,20cm×20cm钢筋网。
施工方法及步骤如下：
1)按测量划线断面钻眼爆破
2)清理拱脚部分石碴，架立格栅钢架
3)拱脚锚杆交叉布设三根，L2.5m。环向锚杆1.5m/根
4)挂钢筋网,喷射砼支护
5)上半断面钻孔(循环进尺控制在2m以下)
6)装载机装碴，电瓶车牵引6m3矿车出碴
7)下半断面钻孔，装药爆破
8)进入下一个循环

采用以上此种开挖方法的优点是：架立钢格栅挂网，喷砼均在碴堆上进行，便于现场操作，又能及时封闭岩层。预留了拱脚，使格栅钢架支撑在基岩上，并交叉设置锚脚锚杆三根保证了稳定，上半断面总高度，可以满足装载机出碴需要，大大减轻了微台阶法开挖人工出碴的强度，缩短了循环时间，达到了4.0m/d的平均速度；施工中未发生塌方。
6、爆破技术
6.1超欠挖控制
隧道开挖中出现的超欠挖是受光爆设计、施工精度、施工组织管理、使用机械设备和爆破材料以及地层条件等多种因素综合作用的结果。因此，必须采取综合措施实施钻爆作业全过程的质量控制。
１）采用光面爆破技术，并根据工程类比和现场优化光爆设计参数。
２）配备性能良好的机具器材。扩挖部分采用性能良好的YT-28风钻钻孔，测量放线用高精密度的T2经纬仪和S4自动安平水准仪，爆破器材为防水乳化炸药和非电毫秒雷管。
３）严格控制断面的测量放样精度，选取较合理的开挖断面，避免随意放大或缩小断面的现象。
４）严格控制钻孔精度，重点应控制周边眼的外插角度、开口径向误差，以及炮孔深度和炮孔在断面分布上的均匀性。
５）严格控制爆破作业质量，特别应严格控制装药量，并保证正确的起爆顺序。
６）及时检测及时反馈，检测内容应包括：作业精度和质量、开挖面地质状况、开挖效果，还应进行围岩变形量测。反馈包括效果评价分析和信息反馈。
７）强化施工组织管理，执行标准化作业，经常对作业人员进行作业技能和责任心教育，并制定超欠挖奖惩措施，严格执行。
8）开挖作业实行工料机内部承包，提高工人的积极性。
9）钻孔作业实行定人、定位、定钻、定责，每个循环后进行超欠挖检查，并与工资挂钩
10）工程技术人员根据围岩的情况，及时调整爆破参数，掌握工区的实际开挖水平，调整周边眼与断面轮廓线距离，保证开挖质量。
6.2光爆技术
在本隧道Ⅲ、Ⅳ类围岩施工中，采用全断面开挖，非电毫秒雷管起爆，为光面爆破，平均每天开挖4.2m月掘进最高记录170.9m，日开挖最高进尺7.2m。
6.2.1光面爆破参数的确定：
钻孔直径（d炮）42mm，药卷直径（d炸药）：周边眼采用ф22药卷；其余采用ф32。
炮眼深度：掏槽眼3.3m，其它眼3.0m。
根据以往的经验及有关资料，通过工程类比，经调整后，确定参数如下：
拱部：E=50cm W=70cm q=0.3kg/m
边墙: E=60
6.2.2施工工艺:
1） 炸药加工
(1) 炸药的种类:周边眼采用ф22×250mm小药卷。其它炮眼采用ф32×200mm药卷，均为乳化炸药。
（2）装药结构：周边眼采用间隔不隅合装药，炸药（间距30cm）及导爆索固定在竹片上。其它炮眼集中装药。
2）钻眼
(1) 掏槽形式:采用二次楔形掏槽（见图1）
(2) 眼深度: 掏槽眼3.3m,其它眼3.0m。
（3）走行多功能台架、画出断面轮廓线。采用YT28风钻钻孔。

图1 掏槽形式（单位：厘米）
3）将眼内的泥浆，石粉吹净，装药时严格按设计药量进行，装药后所有炮泥均用炮泥堵塞。
4）联线：20～30根导爆管，一发非电毫秒雷管用电工胶布缠饶在一起，全断面饶成4小捆，最后用火雷管联接，导火索引爆，同组连线，必须采用同段导爆管。
6．2．3 全断面开挖爆破设计
1）爆破设计
采用了二次楔形掏槽的方式。炮眼布置见图2，爆破参数和主要技术经济指标见表1表2。
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爆 破 参 数 表
表1

序号
炮眼名称
数量（个）
装药密度(kg/m)
哏深(cm)
单孔药量
总装药量
非电毫秒雷管
卷数(个)
重量(kg)
卷数(个)
重量(kg)
秒段
卷数(个)
1
掏槽眼
4
0.6
120
4
0.8
16
3.2
1″
4
2
掏槽眼
4
0.65
220
7
1.4
28
5.6
2″
4
3
掏槽眼
4
0.65
350
11
2.2
44
8.8
3″
4

4
辅助眼
8
0.65
300
10
2.0
80
16.0
4″
8
5
掘进眼
12
0.6
300
9
1.8
108
21.6
5″
12
6
掘进眼
10
0.5
300
8
1.6
80
16.0
6″
10
7
掘进眼
6
0.5
300
8
1.6
48
9.6
7″
6
8
掘进眼
4
0.5
300
8
1.6
32
6.4
8″
4
9
内圈眼
9
0.5
300
8
1.6
72
14.4
9″
9
10
掘进眼
2
0.65
300
10
2
20
4
10″
2
11
周边眼
35
0.18
300
4
0.5
140
17.5
11″
35
12
底板眼
9
0.6
300
9
1.8
81
16.2
13″
9
合 计
107

139.3

107

主要参考经济技术指标
表2

项目
炮眼利用率
每循环进尺
开挖方量
炸药消耗量
指标
90%
2.7
129.6
1.08

说明：
1． 本设计周边眼采用小直径药卷不偶合间隔装药，其它炮眼采用集中装药，反向起爆；
2． 掏槽眼为楔形复式掏槽;
3． 全断面非电毫秒雷管，联接成4束，火雷管起爆。
2）爆破效果:
(1) 爆破后围岩稳定,危石较少,无大的剥落现象。
(2) 平均线性超挖量小于12cm。
(3) 最大超挖量18cm，最大欠挖量5cm。
(4) 两茬炮衔接台阶最大尺寸15cm。
(5) 炮眼痕迹保存率达80%左右。
(6) 炮眼利用率达90%左右。
(7) 碴堆较集中，最大抛掷距离25cm。
7、机械设备配套与管理
机械设备管理贯彻谁使用，谁保养，谁负责的原则。所有械设备均承包给专人负责，实行单机核算。机械设备配套见下表3、表4。

曾家坪1#隧道施工主要机械设备表
表3
序 号
机械名称
规格型号
台数
开

挖

机

械
钻孔
手持式风钻
YT28
20
供风
电动空压机
L3.5-20/8-1
1
电动空压机
4L-20/8
2
供电
电力变压器
S7-500/10
1
电力变压器
S7-250/10
1
装碴
轮式装载机
ZLC-50C
1
支护
混凝土喷射机
PZ-5
2
运输
电瓶车
XK12-7/192
4
充电机
KCA01-90/300
4
矿斗车
6m3
8
电动葫芦
CD-5
2
通风
轴流式风机
MFA100P-SCHS
1
轴流式风机
SDF-60
1
排水
污水泵
2-1/2
2
备用
电瓶车
XG12-7/256
1
矿斗车
6m3
2
内燃发电机
250GF
1
衬

砌
砼运输
电瓶车
XK8-7/132
2
电瓶车
XG12-7/144
1
轮轨式混凝土输送泵
GTS-5
3
充电机
GWZCVA-140
3
灌注
托式混凝土输送泵
HBT60A
1
生产
强制式搅拌机
JS500
2
配料机
HPD1200A
2
装载机
ZL40B
1
碎 石
生 产
鄂式破碎机
PE-250
1
皮带输送机
KY80
1

曾家坪2#隧道施工主要机械设备表
表4
序 号
机械名称
规格型号
台数
开

挖

机

械
钻孔
手持式风钻
YT28
23
供风
电动空压机
L-22/8
1
电动空压机
4L-20/8
1
供电
电力变压器
S7-500/10
1
电力变压器
S7-250/10
1
装碴
轮式装载机
ZLC-50C
1
支护
混凝土喷射机
PZ-5
2
运输
电瓶车
XK12-7/192
2
电瓶车
XG12-7/256
1
充电机
KCA01-90/300
3
矿斗车
6m3
8
电动葫芦
CD-5
2
通风
轴流式风机
MFA100P-SCHS
1
排水
污水泵

备用
电瓶车
XG12-7/256
1
矿斗车
6m3
1
内燃发电机
250GF
1
衬

砌
砼运输
电瓶车
XK8-7/132
1
电瓶车
XG12-7/256
1
轮轨式混凝土输送泵
GTS-5
3
充电机
KCA01-90/300
1
充电机
GWZCVA-140
1
灌注
托式混凝土输送泵
HBT60A
1
生产
强制式搅拌机
JS500
2
配料机
HPD1200A
2
装载机
ZL40B
1
碎 石
生 产
鄂式破碎机
PE-250
1
皮带输送机
KY80
1
8、 施工管理机构与劳力组织
公司各设四部一室，进出口均设三个作业区（开挖工区、衬砌工区、机修工区）实行项目法施工，项目经理负责制。工班实行流水作业。对工区实行内部承包，并建立了一套内部核算机制，施工高峰期两隧共投入劳动力410人。
9、施工绩效
曾家坪一号隧道出口于1998年10月１日开始横洞施工，1999年1月进正洞施工， 2000年5月21日建成主体工程，共完成2150m成洞。
曾家坪二号隧道进口于1999年1月正式进洞， 2000年3月15日建成主体工程，共完成1265m成洞。平均月成洞81.6m。在99年月11月份取得了开挖170.90m,拱墙衬砌201.9m,铺底197m,计成洞171.61m的好成绩。两个隧道在99年度均达到了月月百米成洞。
10、主要经验及教训
1、模板台车衬砌，超欠挖对快速施工、成本影响很大。因此，如何控制超欠挖是关健。开挖工班应分清责任区，实行定人、定位、定钻、定责，管理人员应及时掌握工人的技能水平，使开挖断面在一个合理的尺寸下。
2、铺底超前，有利于轨道铺设，出碴运输，能保证完好的通风管路，并保证测量桩点的稳固，更有益于文明施工。所以铺底应及早展开。
3、轨道的铺设对隧道的快速施工影响很大，所以轨道的铺设必须严格按规范施作固定，才有利于提高施工进度
4、模板台车前加工一简易平台，作为检查处理欠挖之用。还可进行防水板的敷设。
5、由于开挖水平所限，势必造成一些超挖，成立一个专门进行超挖浆砌的工班对控制成本至关重要。隧道衬砌好后，及时进行补修以减少后期的投入。
6、在施工组织上：实行流水制作业，对内进行单工序承包,发挥工人的主观能动性；并制定严格的作业循环时间，缩短时间则奖，反之则罚，极大提高了工人的积极性；加强轨道的养护，保证运输道路的畅通；机械维修人员吃、住在工地，机械随坏随修,保证机械的正常运行。
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