隧道工程总施工方案.doc

隧道工程第一节总体施工方案隧道施工按照新奥法原理组织。软岩地段施工始终坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则。在施工中积极推广应用国内外隧道施工新技术、新工艺，投入大型施工机械设备，组成钻、爆、挖、装、运、锚、衬等机械化作业线；喷砼采用湿喷机，降低回弹量和粉尘；砼衬砌全部采用液压钢模衬砌台车和泵送砼作业，施工中进行超前地质预报，采用先进的量测、探测技术取得围岩状态参数，通过对数据的分析和处理，及时反馈信息指导施工。新奥法施工程序见流程图1．1。I、II类围岩地段采用短台阶法施工。上台阶在钻进式注浆锚杆超前预支护下，采用弧形导坑预留核心土法施工，中、下台阶实行左右侧槽相错式开挖，喷锚网、钢架初期支护。III类围岩地段采用正台阶法开挖，喷锚网、钢架初期支护；对弱水、贫水、围岩整体性较好地段采用全断面法开挖。IV、V类围岩地段采用全断面法开挖，一般地段设局部钢筋网喷锚支护，富水地带拱部设钢筋网喷锚支护。钻爆采用两或三臂液压钻孔台车，塑料导爆管毫秒雷管微差爆破开挖，周边轮廓采用光面爆破技术。有轨运输采用ITC312H挖装机装碴，大吨位内燃机车或电瓶车牵引梭式矿车出碴；无轨运输采用ITC312H挖装机装碴，VOLOVA20自卸车出碴。喷砼采用TK－961湿喷机配机械手作业；全断面液压钢模衬砌台车、泵送砼灌注二次衬砌砼。砼全部采用自动计量拌合站生产，输送罐车运输。通风采用大功率风机、大管径软管压入式通风，独头掘进距离超过1000m的长隧道采用压入式和压出式混合通风方式。第二节洞口开挖一、开挖洞口段采用分层开挖，施工机械以CAT320L挖掘机为主；洞口场地用装载机辅以推土机整平压实；遇坚硬石质地层人工钻眼爆破，运输采用自卸车，挖方弃往指定的弃土场。洞口段开挖将充分考虑洞内施工需要，合理布置供风、供水、供电设施、材料存放及加工场地、机械停放场地。洞口施工程序见流程图1.2。84/84 洞口段为Ⅳ类及以上围岩时，在洞口边仰坡及支护施作完毕后，即可直接进洞。为确保施工安全，一般采用正台阶法或超短台阶法进洞，上部开挖超前3～5m，掘进10～20m后，先在洞口段全断面衬砌8～10m，然后采用全断面施工方法。如围岩整体性好则可直接采用全断面施工方法。洞口段为Ⅲ类及以下围岩时，采用“套拱法”进洞。所谓“套拱法”就是在洞口段隧道洞身上下衬砌轮廓线以外，立模架灌注厚30～50cm的砼（或者钢筋混凝土），长度3～5m，嵌进山体0.5～1.0m，外露0.5～4.5m，以确保洞口段山体稳定，防止坍塌和洞顶危石伤人，确保施工安全，然后采用台阶法施工。施工时，配合超前支护（锚杆、小导管及大小管棚）和钢架支护。然后按设计要求进行洞身开挖支护。洞口浅埋地段避开雨季施工，施工中采用人工开挖（必要时放小炮），短开挖，强支护，衬砌紧跟，步步为营，稳扎稳打，以策安全。二、边仰坡施工截水沟施作完毕后进行边仰坡开挖，按设计坡度一次整修到位，并分层进行边仰坡防护，以防围岩风化，雨水渗透而坍塌。围岩破碎部位增设网喷，以稳定边仰坡。刷坡防护到路基面标高。三、洞门修筑隧道洞门在进洞施工正常后，结合地形地质及考虑洞口美化等条件，安排在雨季前施工。洞门施工应与不少于5m的洞内拱墙衬砌同时灌注施工，连成整体。84/84 监控量测施工准备实施性施工组织设计开挖初期支护是否符合“施规”要求二次衬砌光面爆破减少扰动锚喷支护减少围岩变形结束修改施工方案修改支护参数洞内观测,位移量测指导施工与设计否是安设防排水系统图1.1新奥法施工程序框图84/84 主便道修至洞口截水沟的开挖和修筑施工场地的平整修建洞口临时生产设施洞口土石方分层开挖边坡临时防护洞门排水沟的修筑边坡修整洞门施工护面墙施工洞门装饰（如设计有要求）挖至路基设计高程图1.2洞口施工程序框图第三节洞身开挖与支护一、上部弧形导坑预留核心法施工84/84 ㈠施工工序I类围岩、Ⅱ类围岩和洞口Ⅲ类围岩地段，采用上部弧形导坑预留核心法施工。上部弧形导坑预留核心法施工程序见图1.3,施工工序见图1.4a、1.4b。相距15-20m相距4m至6m超前支护上部弧形导坑开挖左右侧槽交错开挖弧形导坑喷锚支护边墙喷锚支护每循环进尺0.6-1.2m每循环进尺1-1.2m仰拱开挖仰拱砼灌注安设防排水系统拱墙钢支撑连接全断面砼衬砌图1.3上部弧形导坑预留核心法施工程序框图㈡施工方法I类围岩地段采用超短台阶法施工，台阶长度控制在5m以内。在钻进式注浆锚杆超前预支护下，上台阶采用弧形导坑预留核心土法开挖，以人工风镐开挖为主。开挖后及时喷砼封闭岩面及核心土，及早施作拱部喷锚网、钢架初期支护，喷砼采用湿喷工艺。84/84 图1.4a单线隧道上弧导预留核心法施工示意图84/84 图1.4b双线隧道上弧导预留核心法施工示意图84/84 开挖上部弧形导坑时，同时开挖中台阶或中、下台阶，循环进尺相同。开挖后立即喷砼封闭岩面，及时施作边墙喷锚网、钢架初期支护。左右侧槽不能对称开挖，须错开2~3m。每循环进尺0.6~1.2m。为提高工效，上台阶开挖出碴采用CAT320挖掘机扒碴到下台阶，由ITC-312H隧道挖装机装碴。施工中认真进行围岩量测工作，根据围岩变化，及时调整初期支护参数。Ⅱ、Ⅲ类围岩均采用短台阶法施工，首先施作拱墙初期支护，然后施作砼仰拱，最后全断面施作模筑砼二次衬砌；台阶长度5m。Ⅱ类围岩地段在钻进式注浆锚杆超前预支护下，上台阶采用弧形导坑预留核心土法开挖，以人工风镐开挖为主。开挖后及时喷砼封闭岩面，及早施作拱部喷锚网、钢架初期支护，喷砼采用湿喷工艺。为提高工效，上台阶开挖出碴利用CAT320挖掘机将碴扒到下台阶，由ITC-312H挖装机出碴。上部弧形导坑预留核心掘进喷锚作业循环时间见图1.5。上部弧形导坑预留核心喷锚作业循环时间图(单线)图1.5工序作业时间（min）循环时间（min）60120180240300360420480540600660测量放线30超前支护90开挖120初喷60出碴90架钢架、挂网、打锚杆120喷砼12084/84 上部弧形导坑预留核心喷锚作业循环时间图（双线）图1.5工序作业时间(min)循环时间(min)60120180240300360420480540600660720测量放线30超前支护90开挖120初喷60出碴120架格栅、挂网、打锚杆150喷砼150二、正台阶法施工洞身Ⅲ类围岩地段采用正台阶法施工，上台阶开挖采用YT-24凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。每循环进尺1.2～2.4m。上下台阶由CAT320挖掘机和ITC-312H挖装机装碴，施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。隧道开挖后及时施作喷锚支护，下半断面开挖后仰拱施工紧跟。正台阶法掘进喷锚作业循环时间见图1.6。三、全断面法施工Ⅳ、Ⅴ类围岩地段采用全断面法光面爆破施工，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。每循环进尺2.8～4.6m。Ⅳ类围岩开挖采用H－178两臂或三臂液压钻孔台车钻眼，初期支护采用芬兰产H530锚杆台车施作锚杆，湿喷机进行喷砼作业。洞内作业供电采用630KVA可移动变压器、10KV高压进洞。砼衬砌采用全断面液压钢模衬砌台车、泵送砼作业。全断面法掘进作业循环时间见图1.7。施工程序见图1.8。84/84 III类围岩台阶法施工循环作业时间图（单线）图1。6工序作业时间(min)循环时间(min)60120180240300360420480540600660720测量放线30开挖180初喷60出碴120架格栅、挂网、打锚杆180喷砼150正台阶法掘进喷锚作业循环时间图（双线）图1.6工序作业时间（min）循环时间（min）60120180240300360420480540600660720780测量放线60开挖150初喷90出碴150架钢架、挂网、打锚杆180喷砼15084/84 全断面法掘进作业循环时间图（单线）图1.7工序作业时间（min）循环时间（min）60120180240300360420480540测量放线30钻眼180装药60水幕降尘通风60清危喷砼60出碴150全断面掘进施工作业循环时间图（双线）图1。7工序作业时间(min)循环时间(min)60120180240300360420480540600660测量放线30钻眼180装药90通风60清危初喷60出碴180复喷砼60在全断面爆破作业中，采用水幕降尘，确保作业面粉尘含量达到标准。施工中采用“W”型水幕降尘器喷雾降尘。每个爆破作业面共设两道水幕降尘，距离掌子面分别为20m和40m；每道共设4个水幕降尘器，左右边墙各1个，基底284/84 个；在爆破工点炮后离开时逐组启动喷水系统，开始水幕降尘作业。装碴作业面和倒运碴场，人工配合专用洒水器洒水降尘，确保施工环境良好。装载机装碴时，人工配合专用洒水器洒水降尘，确保作业面环境良好。图1.8全断面开挖法施工程序图模筑混凝土钻炮眼装药爆破砼仰拱或铺底出碴水幕降尘、通风清危排险打锚杆挂网稳定性安全检查湿喷混凝土台车就位测量布眼施工准备挂设防水板及背后盲沟四、光面爆破根据围岩走向、层厚、石质等地质情况及支护施工方法，设定爆破方法如下：㈠Ⅲ类围岩采用正台阶法掘进。爆破器材选用2#岩石硝铵炸药、塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。正台阶炮孔布置、雷管段别布置、爆破网络布置见正台阶炮眼布置图1.9、1.9a；Ⅲ类围岩断面开挖药量分配表见表1.1；Ⅲ类围岩断面主要技术经济指标见表1.2。㈡Ⅳ、Ⅴ类围岩采用全断面法掘进，坚硬岩石施工加强掏槽爆破，控制周边光爆孔，确保无超欠挖。爆破器材选用2#84/84 岩石硝铵炸药，塑料导爆管非电起爆系统毫秒微差有序起爆。全断面炮孔布置、雷管段别布置、爆破网络布置见全断面炮眼布置图1.10、1.10a、1.10b。Ⅲ类围岩正台阶光面爆破炮眼药量分配表（单线）表1.1序号上下台阶炮眼分类炮眼数雷管段数炮眼长度炮眼装药量每孔药卷数单孔装药量合计药量个段cm卷/孔Kg/孔Kg1上台阶掏槽眼4116571.104.40243285132.038.123扩槽眼9525011.51.8016.204内圈眼10725011.51.8018.005周边眼23926011×∮251.2127.836底板眼61126012.51.9011.407合计5685.958下半断面掘进眼5225011.51.809.0094425011.51.807.20106625011.51.8010.8011周边眼10826011×∮251.2112.1012底眼51026012.01.909.5013合计3048.60合计134.55III类围岩全断面光面爆破炮眼药量分配表（双线）表1.1序号炮眼分类炮眼数(个)雷管段数(段)炮眼深度(cm)炮眼装药量每孔药卷数(卷/孔)单孔装药量(Kg/孔)合计药量(Kg)1中空眼13102掏槽眼2131073.507.0032331073.507.0044531073.5014.006扩槽眼6730073.5021.007辅助眼12930063.0036.008181030063.0054.009111130063.0033.0010111230063.0033.0011101330063.0030.0012内圈眼401430013.00120.0013周边眼53153009.25×12小药卷1.3269.9614底板眼251532073.5087.5015合计195512.4684/84 Ⅲ类围岩正台阶光面爆破主要经济技术指标（单线）表1.2序号项目单位数量1开挖断面积m252.122预计每循环进尺m2.503每循环爆破石方m3130.304炮眼总数个86.005钻孔总数m217.406雷管用量发100.007炸药用量Kg134.558比钻眼数个/m21.659比钻眼量m/m31.6710比装药量Kg/m31.0311单位体积岩体耗雷管量发/m30.7712预计炮眼利用率%96%III类围岩全断面光面爆破主要经济技术指标（双线）表1。2序号项目单位数量1开挖断面积m297.942预计每循环进尺m2.903每循环爆破石方m3284.004炮眼总数个194.005钻孔总数m639.706雷管用量发226.007炸药用量Kg512.468比钻眼数个/m21.989比钻眼量m/m32.2510比装药量Kg/m31.8011单位体积岩体耗雷管量发/m30.8012预计炮眼利用率%97%Ⅳ、Ⅴ类围岩采用两臂或三臂钻孔台车钻孔时，其光面爆破设计如下：钻爆采用平行直眼掏槽方法，中部设大直径中空孔，中空孔直径为102mm。2#岩石硝铵炸药；遇水采用乳胶炸药，不偶合系数为1.14～1.20。1、爆破参数选择⑴掏槽眼型式选择及其装药参数84/84 ⑵周边眼孔距E的选择周边孔间距一般为0.3～0.65m，本设计取E=0.6m。⑶抵抗线W的选择W=E/MM为周边孔密集系数，一般取0.7～0.9，本设计M取0.8，W=0.6/0.8=0.75。⑷炮孔深度L的选择初步设计循环进尺不低于3.5m，故周边孔L=3.6m，掘进主炮孔L=3.6m，掏槽孔底板眼采用L＝3.6m。2、爆破材料采用15段系列塑料导爆管毫秒雷管。周边孔采用传爆线竹片。小直径间隔装药，孔外网路采用复式网路联接，全断面一次起爆。3、爆破药量分配全断面开挖药量分配见表1.3。4、各断面光爆主要技术经济指标表全断面光爆主要技术经济指标见表1.4。IV类围岩全断面光面爆破炮眼药量分配表（单线）表1.3序号炮眼分类炮眼数(个)雷管段数(段)炮眼深度(cm)炮眼装药量每孔药卷数(卷/孔)单孔装药量(Kg/孔)合计药量(Kg)1掏槽眼4236016．52.6010.4024436016．52.6010.403扩槽眼86350162.5020.004辅助眼108350162.5025.005610350162.5015.006内圈眼2012350162.5050.007周边眼331436081.2541.258底板眼91436016．52.6023.409合计94195.4584/84 IV-V类围岩全断面光面爆破炮眼药量分配表(双线)表1.3序号炮眼分类炮眼数(个)雷管段数(段)炮眼深度(cm)炮眼装药量每孔药卷数(卷/孔)单孔装药量(Kg/孔)合计药量(Kg)1中空眼35152掏槽眼61515126.036.0363515126.036.0545515126.024.08扩槽眼47500115.522.09辅助眼99500115.549.510811500115.544.011912500115.549.5121913500115.5104.513内圈眼3914500105.0195.014周边眼391550011×∮321.166.315底板眼1715520126.0102.016合计165728.8IV类围岩全断面光面爆破主要经济技术指标（单线）表1.4序号项目单位数量1开挖断面积m241.522预计每循环进尺m3.503每循环爆破石方m3145.324炮眼总数个94.005钻孔总数m334.006雷管用量发112.007炸药用量Kg195.458比钻眼数个/m22.269比钻眼量m/m32.3010比装药量Kg/m31.3411单位体积岩体耗雷管量发/m30.7712预计炮眼利用率%96%84/84 IV-V类围岩全断面光面爆破主要经济技术指标（双线）表1.4序号项目单位数量1开挖断面积m283.032预计每循环进尺m4.803每循环爆破石方m3398.504炮眼总数个165.005钻孔总数m830.956雷管用量发180.007炸药用量Kg728.808比钻眼数个/m22.029比钻眼量m/m30.99710比装药量Kg/m31.8311单位体积岩体耗雷管量发/m30.21612预计炮眼利用率%96%5、光爆钻孔的技术与技巧要求⑴严密组织光爆钻孔时，应统一指挥协调行动，认真实行定人、定位、定机、定质、定量的“五定”岗位责任制。分区按顺序钻孔，避免相互干扰、碰撞、拥挤和窝工。刷帮压顶钻孔时，最好固定钻孔班，以便熟练技术，掌握规律，提高钻孔的速度和准确性。⑵钻孔方法步骤整个钻孔过程中，可分为准备、定位、开口、拔杆、移位五步。①准备开工前准备工作做到“四查”。即：查钻机及两个钻臂的运转及钻机油管各部件；查风水电及管路连接部位是否牢固；查钻头钻杆等配件是否备全；查消耗较多的器材是否有充分的余量。②定位先由测量班在掌子面画出各炮孔位置及在隧道掌子面画出中线十字线，作业班将钻机范围定下来，并将钻孔先后次序分配明确。③开口开口时慢慢推进，并特别注意钻臂的方向与隧道中线的夹角是否符合设计外插角。④拔杆遇整体性好的石质可中速慢慢拔出，如遇破碎岩石卡钎时，应慢慢来回推进，使之拔出，如拔不出，再靠近钻孔重新打眼，使之拔出。84/84 图1.9单线Ⅲ类围岩正台阶开挖炮眼布置及起爆顺序图84/84 图1.9a双线Ⅲ类围岩全断面光面爆破炮眼布置及起爆顺序图84/84 图1.10单线Ⅳ类围岩全断面开挖炮眼布置及起爆顺序图84/84 图1.10a双线Ⅳ、Ⅴ类围岩全断面光面爆破炮孔布置及起爆顺序图84/84 图1.10bⅢⅣⅤ类围岩全断面光面爆破起爆网络图84/84 ⑤移位钻好一个炮孔进行第二个炮孔钻进时，要做到“准、直、平、齐”。准：按周边孔参数要求，孔位要选准；直：侧墙孔孔口要开在同一垂线上，孔底要落在同一垂面上；平：各炮眼相互平行(孔口和孔底距相等)；齐：孔底要落在同一平面上，爆出的断面要整齐，便于下一循环作业。⑶保证钻孔质量措施①找准中线腰线，标出孔位；②首先钻正顶孔；③预量钻杆长度做好标记，保证孔深符合设计深度。④作业中的“七快、四勤、四不钻”钻孔作业要做到“七快”，即：拉风水管快、安钻快、开钻快、换钻杆快、移动钻杆快、交换位置快、排除故障快；“四勤”，即：保养钻机勤、维修风水电路勤、检查钻孔质量勤、检查险情勤；“四不钻”，即：不钻残孔、不钻石缝、不钻软夹层、不钻破碎层，只有这样才能有效地提高钻孔速度和质量。光面爆破施工程序见流程图1.11。五、装碴运输铁路隧道施工出碴方案分无轨运输和有轨运输两种，无轨运输方案宜用于断面较大的双线隧道工程；有轨运输宜用于单线铁路隧道施工。但在特长隧道施工中，由于通风排烟困难，多采用有轨运输方案。㈠有轨运输及施工行车调度（单线）1、有轨运输⑴运输轨道采用43kg/m钢轨，轨距900mm，间隔使用木枕和钢枕，道床槽内采用碎石碴填满，防止轨道左右摆动。⑵洞内铺设双轨单线，相距300m设一处会车线。⑶围岩软弱地段，为确保施工安全和道床稳固，采用仰拱超前方案。仰拱及部分填充施作时，预留道床槽及排水沟，洞内要求有轨和无轨设备兼行。2、行车调度注意事项⑴在洞外设调度车场、检修线和存车场。⑵牵引电瓶车调头在洞外车场进行；倒运碴场设八字形渡线完成调车编组作业。84/84 定位开眼台车与隧道中线平行，就位后正确钻孔，注意沟槽倾斜度，周边眼外插角开眼误差在3—5cm钻眼钻工熟悉布置图熟练操作，台下专人指挥及时调整深度。周边眼外插角〈2°,交界处台阶〈1°。清孔炮钩及小直径高压水管清炮孔，不漏渣，不留石屑。装药分片分组按药量自上而下进行，雷管对号入孔，炮泥堵口。堵塞长度不小于20cm。联起爆网络导爆管不能打结和拉细，注意连结次数，专人检查。引爆，管距一簇导爆管自由面〉10cm。瞎炮处理查明原因，迅速果断按规定处理。以确保安全为准则。工艺流程注意事项技术标准施工布眼红铅油准确绘出开挖断面轮廓线，炮眼位置误差不得超过5cm检查炮眼痕迹保存率＞80%，围岩破碎，炮眼利用率〉90%。图1.11光面爆破施工工艺流程图84/84 ⑶出碴和其它各种轨行车辆必须严格按照在施工过程中编制的运行图运行，保证行车安全。⑷在进入弃碴场或工作面及侧向通过道岔时，减速行驶。⑸经常检查车辆的制动系统，保证车辆制动有效。行驶中司机应加强了望，发现危及行车安全的情况，应及时制动停车。⑹在运行过程中，统一规定，向内行驶的车辆，避让向外行驶的车辆。⑺每月定期进行线路养护。无轨车辆或设备进洞必须由总调度统一安排。洞内外轨道布置见图1.12。图1.12洞内外轨道布置图㈡有轨运输及施工行车调度（双线）1、采用有轨双线，由ITC-312H挖装机同时装两台14m3梭式矿车，通过两组八字形渡线调度车辆行驶；2、在倒运碴场设调度车场、检修线和存车场。3、铺设双线段，空车、重车分道行驶。4、装碴时，空车从单开道岔进入左线等侯，掌子面两台14m3梭式矿车装满碴时从右线重车线路运输，左线上等侯空车直接进入装碴线装碴。5、机车必须顶推空的梭式矿车进洞，洞内机车不再前后调头，电瓶车调头全部在洞外车场进行；倒运碴场也设八字形渡线完成调车编组作业。84/84 6、出碴和其它各种轨行车辆必须严格按照在施工过程中编制的运行图运行，保证行车安全。7、在施工高峰期，出碴数量大，各车之间严格按间隔时间保持一定距离。8、在出洞口、进入工作面和侧向通过道岔时，减速行驶。9、道岔由专人负责按行车组织方式扳动。统一服从行车调度指挥。10、经常检查车辆的制动系统，保证车辆制动有效。行驶中司机应加强了望，发现危及行车安全的情况，应及时制动停车。11、在运行过程中，统一规定，向内行驶的车辆，避让向外行驶的车辆。12、统一行车标志和信号。㈢无轨运输⑴施工机具、机械设备配置正台阶法开挖，上半断面出碴采用ITC-312H隧道挖装机装碴，15T自卸汽车运碴。全断面及下半断面开挖，采用CAT320反铲挖掘机或隧道挖装机装碴，20T沃尔沃自卸汽车或15T太脱拉自卸汽车运碴。⑵出碴调度安排(单线隧道)出碴运输过程中，开挖在300m以内时，在洞内安排1台车装碴，洞外1台驶往弃碴场，1台在洞口等待，空车倒行入洞内；开挖在300m以上时，隧道大避车洞位置处设错车道一处，洞内安排2台车，1台装碴，1台在错车道等待，洞外1台驶往弃碴场，1台在洞口等待，循环有序进行，形成快速装运出碴线。六、初期支护隧道初期支护包括系统锚杆、工字钢架、格栅钢架、钢筋网、喷射砼，依据地质情况分别设置。喷锚支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变位，防止围岩在短期内松弛。喷锚支护施工程序见图1.13。㈠系统锚杆施工系统锚杆施工工艺流程为：钻孔→清孔→注浆→插入杆体。钻孔采用YT-24凿岩机；注浆采用UB6型水泥注浆泵；锚杆预先在洞外按设计要求加工制作，施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，锚杆要除去油污、铁锈和杂质。先用YT-24凿岩机按设计要求钻锚杆孔眼，达到标准后，用高压风清除孔内岩屑，然后用UB6型注浆泵将配制合格的砂浆压入孔内，后将加工好的杆体插入孔内，并将锚杆与钢筋网焊为整体。待砂浆终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验。施工中应注意以下事项：84/84 施工准备是调整是否符合标准改进初喷砼厚10cm复喷砼到设计厚度围岩量测信息反馈、调整支护参数焊连结筋、定位系筋初喷3cm砼厚施作系统锚杆挂钢筋网检查断面超欠挖超挖是否>10cm安装工字钢架或格栅测量放样有无质量问题有否是否有无图1.13喷锚支护施工程序框图1、锚杆孔位与孔深必须精确，与设计及规范要求相符；2、杆体在使用前必须除去油污和铁锈，以保证锚杆施工质量；3、锚杆孔注浆压力通过试验确定，施工中根据实际情况可作适当调整。㈡钢筋网安设挂钢筋网在系统锚杆施作后安设，钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋网根据岩面的实际起伏状铺设，并在初喷砼后进行，与岩面间隙约3cm，钢筋网连接处、与锚杆连接用细铁丝绑扎或点焊在一起，使钢筋网在喷射时不易晃动。钢筋网安设时应注意：84/84 1、施作前，初喷3cm厚砼形成钢筋保护层；2、制作前进行校直、除锈及油污等，确保施工质量。㈢工字钢架施工软弱围岩地段或断层破碎带，采用16#B型工字钢架支护。工字钢架在洞外按设计加工成型，洞内安装在初喷砼之后进行，与定位系筋焊接。钢拱架间设纵向连接筋，钢架间以喷砼填平。钢架拱脚必须放在牢固的基础上，架立时垂直隧道中线，当钢架和围岩之间间隙过大时设置垫块，用喷砼喷填。1、现场制作加工⑴工字钢架按设计要求预先在洞外结构件厂加工成型。先将加工场地用150#砼硬化，按设计放出加工大样。⑵放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割、刨边的加工余量。将工字钢冷弯成形，要求尺寸准确，弧形圆顺。⑶钢拱架加工后进行试拼，允许误差：①沿隧道周边轮廓误差不大于3cm。②钢拱架由拱部，边墙各单元钢构件拼装而成。各单元用螺栓连接。螺栓孔眼中心间误差不超过±0.5cm。③钢拱架平放时，平面翘曲应小于±2cm。2、钢拱架架设工艺要求：⑴为保证钢拱架置于稳固的地基上，施工中在钢拱架基脚部位预留0.15-0.2m原地基；架立钢拱架时挖槽就位，并在钢拱架基脚处设槽钢以增加基底承载力。⑵钢拱架平面垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2O。钢拱架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。⑶为保证钢拱架位置安设准确，隧道开挖时在工字钢架的各连接板处预留工字钢架连接板凹槽；两拱脚处和两边墙脚处预留安装钢拱架槽钢凹槽。初喷混凝土时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（或槽钢）位置。⑷钢拱架按设计位置安设，在安设过程中当钢拱架和初喷层之间有较大间隙应设骑马垫块，钢拱架与围岩（或垫块）接触间距不应大于50mm。⑸为增强钢拱架的整体稳定性，将钢拱架与锚杆焊接在一起。沿钢拱架设直径为Ф22mm本质区别的纵向连接钢筋，并按环向间距1.2m设置。84/84 ⑹为使钢拱架准确定位，钢拱架架设前均需预先打设定位系筋。系筋一端与钢拱架焊接在一起，另一端锚入围岩中0.5～1m并用砂浆锚固，当钢拱架架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。⑺钢拱架架立后尽快喷砼作业，并将钢拱架全部覆盖，使钢拱架与喷砼共同受力，喷射砼分层进行，每层厚度5～6cm左右，先从拱脚或墙脚处向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚（墙脚）不密实，造成强度不够，拱脚（墙脚）失稳。㈣格栅钢架施工格栅钢架是用钢筋焊制而成，俗称“花骨架”。与型钢钢架相比，具有重量小、安装方便、加工容易、能与砼形成钢筋砼结构体系等优点。1、格栅加工格栅在洞外结构件厂加工成型，先将加工场地用150#砼硬化，按设计放出加工大样。2、加工工艺⑴将各种型号的钢筋按设计尺寸下料；⑵将主筋在模具上弯成规定的弧度；⑶在模具上将联结筋焊于主筋之上，再焊成格栅单片；⑷在模具的凹槽内安设活动横轴，在两个单片格栅之间焊接侧面连接筋。⑸将焊好的格栅单元移到大样平台上进行检验，合格后在其两端做好合格标记，然后将角钢焊在格栅上。⑹使用前，将格栅单元在大样平台上拼装，在接头处外贴角钢，拧上螺栓，然后将角钢焊在格栅上。3、架设工艺格栅架设前，需测定隧道中线，并按需要设定水准基点，据之检查隧道断面。隧道断面检查合格后，进行格栅架设。⑴在开挖时预留的拱脚原地基处挖槽，安设垫梁。⑵在拱顶处标示接头位置。⑶在安设格栅的位置打设定位钢筋。⑷利用洞内的工作平台拼装格栅，接头上好螺栓，将格栅焊在定位筋上。⑸将格栅与围岩的间隙用砼垫块塞紧。84/84 ⑹格栅之间每隔1m焊一根纵向连接筋。4、格栅架设要求⑴格栅基脚必须密实，以防基脚失稳。⑵格栅位置必须准确，包括标高、前后及左右。⑶立好的格栅平面应垂直与隧道中线，倾斜不得超过2。，且格栅顶偏离铅垂面的距离不得超过5cm。㈤喷射砼施工喷射砼骨料用强制式拌合机分次投料拌合，为减少回弹量，降低粉尘，提高一次喷层厚度，喷射砼采用瑞典产机械手配合铁科院成都分院研制成功的新型TK-961型砼湿喷机，湿式喷射作业。喷锚支护喷射砼，一般分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖(或分部开挖)完成后立即进行，以尽早封闭岩面，防止表层风化剥落。复喷砼在锚杆、挂网和钢架安装后进行，尽快形成喷锚支护，以抑制围岩变位。钢架间用砼喷平，保护层不得小于4cm，喷射砼施工程序见图1.14。喷射砼分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超过6m，一次喷射厚度控制在6cm以下，喷射时插入长度比设计厚度大5cm铁丝，每1～2m设一根，作为施工控制用，后一层喷射在前层砼终凝后先用高压水冲洗再进行，新喷射的砼按规定洒水养护。㈥喷射钢纤维砼在混凝土的混合料中，加入一定数量、分布均匀的离散的钢纤维，用喷混凝土的工艺施工，即为钢纤维混凝土。施工工艺及程序：①钢纤维砼的拌合a.用清水浸泡钢纤维束（水溶性胶合剂粘结成束），直到钢纤维束分解成单根。b.按照设计配合比配料，按粗骨料、细骨料、水泥、钢纤维投料顺序投料拌合，直到分解成单根的钢纤维均匀分散到拌合料中。②喷射砼a.喷嘴垂直对着受喷面，开启湿喷机；84/84 0.8m~1.2m第一次投料水泥100kg砂(按干料)×100粘稠剂CXX%粉剂与水泥一起加液剂加入拌合水中投料搅拌拌合时间(分)第一次投料水W/C=0.22第二次投料21-2第二次投料石子(以干料)×100速凝剂100%强制式拌合机风压喷拱部0.12-0.15MPa喷边墙0.15-0.18Mpa进料量喷拱部2-3m3/h喷边墙3-4m3/h喷射机水水压稳定在比风压大0.1MPa围岩面图1.14喷射混凝土施工程序框图b.上料：上料要连续，应保持料斗内料满，并在料斗口上设一活动的15mm孔径筛网，避免超料径骨料进入机内。c.喷射部位顺序：应分段、分部、分块、自下而上进行，喷射前个别受喷面凹洼处，应先喷找平。84/84 d.喷射操作时，喷嘴与受喷面的距离应保持在1.5-2.0m，此时回弹量最低，压实性最好。喷头与受喷面距离太近时，压缩空气会将刚粘在受喷面上的砼拌合料吹走，使粗骨料的回弹量增加，同时喷头与受喷面的距离还取决于拌合料的骨料粒径、颗粒级配、气压和配料的输送距离，操作手操作时可根据实际情况调节两者间的距离，直到达到最低的回弹量。e.喷射角度喷嘴保证与受喷面垂直，若受喷面被格栅、钢筋网覆盖时，可将喷头稍加偏斜，但不宜小于70。。d.喷头运动方式喷头应作连续不断的圆圈运动，并形成螺旋形转动，旋转直径约为20-30cm；后一圈压前一圈三分之一，喷射路线应分段、分部、分块按先墙后拱、自下而上地进行，呈“S”形运动。e.喷射厚度湿喷砼墙部一次喷层厚可达10cm，拱部一次喷层厚可达7cm，影响喷层厚度的主要因素是坍落度、速凝剂的作用效果和气温。一般8cm的坍落度可获得较厚的喷层，能保证使砼在2min内凝结的效果较好，作业面的气温在15℃以上为宜。f.特殊部位的喷射拱顶光滑面的喷射：按水泥砂浆配合比拌合砂浆，并适当加大速凝剂掺量，在受喷面喷一层厚约2.0cm砂浆，初凝后按常规方法继续喷射砼。施工工艺流程见图1.15。①质量控制a.厚度控制：洞身锚杆施工时，先在锚杆外露端头量出所需喷射砼的厚度，并作出标记，喷射完毕后，检查标记是否外露便可控制喷射砼厚度。b.掺入钢纤维均匀性：用一容器量出一定体积拌合好的砼，用磁铁吸出砼中的钢纤维，查看钢纤维数量与标准拌合条件下的同体积砼中的钢纤维数量是否相符。七、辅助施工措施㈠钻进式注浆锚杆施工84/84 1、拌合料质量检查2、拌合砼集料准备工作起动湿喷机喷射砼向料斗加料结束清洗关机喷射质量检查1、检查受喷面2、检查液态速凝剂的用量。3、调整速凝剂掺量。4、检查压力控制器。5、连接喷砼管路。6、启动速凝剂计量泵。泵送速凝剂到喷嘴图1.15喷射钢纤维砼工艺流程图不符合要求钻进式注浆锚杆集钻、注、锚于一体，其在抗弯、抗剪强度和表面粘结等方面的优越性能，以及方便的操作性能够保证复杂地质下的锚固质量。㈡施工工艺流程开挖前沿拱部开挖轮廓线纵向施作一循环钻进式注浆锚杆，然后注水泥～水玻璃双液浆，在隧道的拱部形成整体支护结构，然后在其支护下进行开挖。其施工工艺流程见图1.16。84/84 标出锚杆位置锚杆钻进检查孔眼是否畅通并装止浆塞备料注CS双液浆制备CS双液浆封口清洗整理检查锚杆锚杆连接图1.16钻进式注浆锚杆施工工艺流程图㈢钻进式注浆锚杆安装工艺1、锚杆的安装⑴检查锚杆中孔，钻头水孔是否有异物堵塞，若有，应清除干净。⑵连接钻头和锚杆。⑶连接凿岩机和钎尾。⑷连接钻机连接套和钎尾。⑸连接锚杆和钻机连接套。⑹锚杆对准设计的锚孔位置，凿岩机应先给风和水，然后钻进。①在较完整的岩石中钻进时，钻头的水孔不易堵塞，可按正常钻进程序钻进至设计深度；②在软岩和土中钻进时，钻头的水孔易堵塞，因此在钻进过程时，应放慢钻进速度，多回转，少冲击，操作者注意水从钻孔中流出的状况，若有水孔堵塞的迹象，应后撤锚杆50cm，并反复扫孔，使水孔畅通，然后慢慢进尺，直至设计深度。⑺钻进至设计深度后，应用水或高压风洗孔，检查钻头水孔是否畅通，确认畅通后将钻机连接套从锚杆上卸下；锚杆外露孔口长度以10cm～15cm为宜。⑻84/84 若锚杆需加长，应用锚杆连接套连接已施作锚杆和另一根锚杆，然后重复上述步骤，钻进至设计深度。⑼用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右。⑽安装垫板及螺母，但此时不宜上紧。2、锚杆的注浆⑴检查M400迈式注浆泵及其零件是否齐备和正常，有关泵的操作程序应遵守M400迈式泵操作手册。⑵检查水泥和砂的粒径、比例、温度等是否符合规定，通常用筛子控制它们的粒径，推荐砂的粒径为1.0mm，水泥与砂的比例为1:0至1:1。⑶用水或风检查锚孔是否畅通，孔口返水或风即可。⑷调节水流量计使砂浆水灰比至设计值为止，并记下流量计刻度，从泵出口出来的砂浆，必须要均匀，不能有断续不均现象。⑸迅速将锚杆和注浆管及泵用快速接头连接好。⑹开动泵注浆，整个过程应连续灌注，不停顿，必须一次完成，观察到浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值，即可停泵。若注浆过程中，出现堵管现象，应及时清理锚杆、注浆软管及泵，此时若泵的压力表显示有压，应反转电机1～2秒卸压，方可卸下各接头，电机反转时间必须短暂。⑺当完成一根锚杆的注浆后，应迅速卸下注浆软管与锚杆的接头，清洗并安装至另一根锚杆，然后注浆；若停泵时间较长，在对下根锚杆注浆前应放掉前段不均匀的灰浆，以免堵孔。注意：整个注浆过程中，操作人员应密切配合，动作迅速。⑻注浆过程中，应及时清洗接头，保证注浆过程的连续性。⑼完成整个注浆后，应及时清洗及保养泵。⑽在灰浆达到初始设计强度后，方可上紧垫板及螺母。作业循环时间见表1.5。钻进式注浆锚杆作业循环时间表表1.5序号工序名称时间(min)备注1钻进锚杆1202喷砼止浆墙60墙厚10cm3注CS双液浆904合计2703、施工注意事项⑴84/84 在软岩和土层中施作钻进式注浆锚杆时，需环向隔开一定距离隔孔钻进，否则会因向岩体注水太多可能导致岩面坍滑。⑵CS双液浆应严格按配合比配制，并随配随用，以免浆液在注浆管、泵中凝结。⑶为保证注浆效果，止浆塞打入孔口不应小于10cm，而且待排完气后应立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的钻孔，这样才可保证在1.0Mpa的压力下浆液不致窜出。⑷在泥岩受水软化地段，钻进和注浆困难，钻进改用迈式冲击钻头，利用凿岩机的冲击力将锚杆安装到位。注浆改用MC型超细水泥注浆材料，MC型超细水泥d90≤20µm，d50≤6µm，表面积为800～1200m2/kg，胶砂强度超过60Mpa，可灌入宽度仅为50µm的缝隙。八、衬砌防排水隧道模筑砼衬砌前，先做好各种防排水设施的布置，复合防水板在洞外按一次衬砌长度制作成型，洞内由防水层吊挂台车铺设，防水层铺设时做好环向及纵向排水盲沟的施作。㈠防水板铺设1、施工准备⑴　防水板的洞外拼接。防水板须在洞外宽敞平整的场地上，将幅面较窄的防水卷材拼接成大幅面防水板。防水板搭接宽为10cm。可胶粘也可热焊粘结。防水板须进行检查是否有变色、波纹(厚薄不均)、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果存在质量疑虑，应进行张拉试验、防水试验和焊缝抗拉强度试验。⑵吊挂防水板的台车就位后，应用电焊或氧焊将初期支护外露的锚杆头、钢筋网头等铁件齐根切除，并抹砂浆遮盖，以防刺破防水板。对于开挖面严重凹凸不平的部位事先须进行修凿和找平。2、防水板铺设和锚固⑴用射钉枪将吊挂肋条锚固在喷锚支护上。⑵将防水板利用小型卷扬机提升到台车上，以防水板的全幅中部对准隧道中线，根据防水板幅面大小，将防水板托起贴着喷锚支护表面铺设，松紧适度并用热焊机将防水板焊在吊挂肋条上，拱部固定点间距0.5m左右，边墙固定点间距1m左右。⑶焊接防水板搭接缝上下循环两幅大幅面的防水板接头处留10cm搭接幅面，用热焊机将搭接缝焊好，焊缝宽度不小于2cm。84/84 ⑷质量检查对搭接焊缝及吊挂点焊缝进行检查，如有不符合质量要求者，应及时进行补焊处理，以满足质量要求。⑸附属洞室处铺设防水板时，先按照附属洞室的大小和形状加工防水板，将其焊在洞室内壁的喷锚支护上，并与边墙防水板焊接成一个整体。防水板铺设施工工艺流程见图1.17。3、施工要点⑴固定防水板时，应视喷锚支护面的平整度将防水板预留一定的富余量，以防过紧而被混凝土挤破。⑵为使防水板接头焊接良好，防水板每环铺设长度应比衬砌长度长0.5~1m，以利接头焊接施工。⑶防水板接缝和衬砌施工缝应错开0.5~1m为宜。⑷防水板铺设好后，尽快灌注砼。⑸软岩地段砼衬砌紧跟开挖面时，衬砌端部预留防水板接头须采取防护措施，防止掌子面爆破时，飞石砸破防水板。⑹衬砌加强钢筋安装、各种预埋件设置、挡头模板安装，以及泵送砼等工序作业中要防止破坏防水板。84/84 1、台车就位2、切除外露铁件头3、砂浆找平合格不合格用热焊机将防水板焊在肋条上，松紧适度结束焊接防水板搭接缝移走吊挂台车质量检查防水板固定复合防水板就位1、拼大幅防水板2、防水板质量检查准备工作用射钉枪固定防水板肋条补强图1.17防水板铺设施工工艺流程图㈡富水地段防水处理富水地段光面爆破效果差，环向排水管安设困难，喷射砼附着困难，防水板无法铺设，可采取以下方法进行处理，确保防水板能够正常铺设。1、对成股向外涌水地段，根据水流量的大小，采取埋设多根大直径塑料管来取代软式透水管，采取模喷砼来代替施作喷锚支护。2、在淋水地段，防水板打湿后，焊缝质量难以保证，因此，预铺一层防水板引水，然后再按设计铺设防水板。㈢软式透水管盲沟隧道边墙设∮5cm软式透水管盲沟，墙脚纵向设∮10cm软式透水管盲沟，与环向盲沟、墙脚泄水孔三通连接。1、用防水板条(宽30~50cm)和塑料胀栓将软式透水管固定在喷锚支护面上(环向每隔40cm固定一处)。2、用快凝水泥砂浆将塑料胀栓包住。84/84 3、软式透水盲沟铺设要求：⑴要求沿岩面布设，要松，以适应起伏不平的岩面。⑵纵向盲沟要求控制好标高，与隧道的纵向坡度一致，上下不能有起伏现象，以保证排水的畅通。⑶纵向排水管最下一层最好设在衬砌边墙脚下，防水板向内上卷，将弹簧管托起。⑷连接处采用直通、三通接头连接，但施工时要注意纵向拉力适中。㈣橡胶止水带隧道富水地段及断层破碎带Ⅱ类围岩砼衬砌施工缝处设橡胶止水带。1、根据衬砌厚度及衬砌形式自制拼装式钢模和木模接挡头板，每块钢模宽度为衬砌厚度的一半，同时将钢模根据安装顺序编号，衬砌内侧采用钢模，外侧采用木模予以调整。2、全断面液压钢模衬砌台车就位后，按照钢模挡头板编号安装钢模挡头板，同时将橡胶止水条沿隧道环向夹在挡头板中间，两块挡头板用U形卡固定。3、预留一半橡胶止水带浇筑在下一循环砼衬砌中。九、洞身二次衬砌㈠施工方法一般断面二次砼衬砌，采用自行式全断面液压钢模衬砌台车、泵送砼灌注，衬砌台车长14m；非绝缘锚段衬砌和悬挂风机地段衬砌等特殊断面二次砼衬砌，采用自制式组合钢模衬砌台车，挡头模采用自制式钢模和木模，泵送砼灌注，台车长度7m。砼衬砌施工时，采用两台输送泵左右同时对称灌注，既缩短衬砌时间，又防止钢模台车偏移。无轨施工地段采用6m3轮式罐车进行砼输送作业；有轨施工地段，采用6m3轨行式罐车进行砼输送作业。砼衬砌泵送灌注施工中辅以插入式振动棒捣固。挡头模板采用制式钢模，确保施工缝处砼质量。砼生产全部采用在洞外设的自动计量拌合站拌合。砼拌合站设置满足冬季施工要求，场地采用C15砼硬化。在粗骨料生产场设立粗骨料破碎筛分处理系统，保证粗骨料粒径符合泵送砼要求。㈡.施工程序1、二次衬砌施工作业前，要求围岩和初期支护变形基本稳定，量测监控数据表明位移率明显减缓、收敛值拱脚附近小于0.2mm/d和拱顶下沉小于0.1mm/84/84 d、位移值已达到总位移的80%时，方可施作二次砼衬砌；I、II类围岩地段应尽快施作二次衬砌。2、测量工程师和隧道工程师共同进行水平、高程测量放样。3、根据交底中线和标高铺设衬砌台车轨道，要求使用标准枕木和鱼尾板；轨距与台车轮距一致，左右轨面高差＜10mm。起动电动机使衬砌台车就位。涂刷脱模剂。4、起动衬砌台车液压系统，根据测量资料使钢模定位，保证钢模衬砌台车中线与隧道中线一致，拱墙模板成型后固定，测量复核无误。5、清理基底杂物、积水和浮碴；装设钢制挡头模板，按设计要求装设橡胶止水带，并自检防水系统设置情况.。6、自检合格后报请监理工程师隐蔽检查，经监理工程师签证同意后灌注砼。7、当砼衬砌强度达到设计强度70%时，方可拆模；若二次衬砌处于受力状态时，砼强度须达到设计强度100％时方可拆模。拆模后须进行砼养生。二次砼衬砌施工作业程序详见图1.18。㈢.注意事项1、衬砌施工缝端头必须进行凿毛处理，用高压水冲冼干净。2、按设计要求预留沟、槽、管、线及预埋件，并同时施作附属洞室砼衬砌。3、砼衬砌灌注过程中，要杜绝破坏防水板现象发生。4、灌注砼自下而上，先墙后拱，对称浇筑。在施工过程中，如发生停电应立即起动备用电源，确保砼浇筑作业连续进行。5、施工缝接头处要严防漏浆，确保接缝处质量。十、附属设施㈠附属洞室所有大小避车洞、中继器、电力变压器等附属洞室均采用钢制整体式模板与洞身砼衬砌同时灌注，并按设计要求挂设防水板和埋设预埋构件。㈡仰拱施工依据隧道施工要求，砼仰拱应及时施作，尽早使衬砌闭合成环，整体受力，确保支护结构的稳定性。当采用有轨运输时，由于有轨运输与底部施工总是存在干扰，无法正常作业。为了保证安全，有时不得不停止掘进而进行砼仰拱作业，这又延长了施工工期。解决有轨运输与仰拱作业的干扰，及时施作砼仰拱，保证隧道底部结构施工质量，加快隧道施工进度，保证运营安全，至关重要。84/84 监控量测确定施作二衬时间施工准备台车移位台车定位施作止水带隐蔽检查灌筑混凝土台车脱模退出养护1.敷设防水板及盲沟2.中线水平放样3.铺设衬砌台车轨道1.水平定位立模2.拱部中心线定位3.边墙模板净空定位1.清理基底2.装设钢制挡头模板3.装设止水带1.自检2.监理工程师隐检洞外混凝土拌合混凝土运输混凝土泵送捣固涂刷脱模剂图1.18二次衬砌作业程序图施工中，待喷锚支护全断面施作完成后，紧跟开挖工作面超前砼衬砌，及时开挖并灌注砼仰拱及部分填充或铺底，使支护尽早闭合成环，并为施工运输提供良好的条件。在掌子面施作钻爆时，在距掌子面20～30m处开始清理底碴，用四个千斤顶起道，逐步在每个千斤顶下铺设预制砼块，砼块下用砼找平，确保预制砼表面为灌注仰拱表面。清理一段后，即可灌注砼。灌注仰拱长度视钻爆时间确定，以仰拱施工不影响出碴为好。84/84 ㈢施工程序：1、测量放样，确定内轨顶标高，用于反算仰拱基坑底标高；2、全断面开挖爆破一次到位，ITC-312H挖装机装碴；人工辅助清理仰拱底部；3、将上循环砼仰拱接头凿毛处理，按设计要求安装仰拱钢筋笼，并设与边墙衬砌连接筋；4、自检合格后，报监理工程师做隐蔽工程检查签证，砼输送车运输浇筑，插入式振动棒捣固。为能尽早便于轨道通行，按配合比掺入早强减水剂。设槽形挡头模测量开挖清浮碴隐检浇注砼捣固抽排水接缝处理砼生产、运输养护砼仰拱施工流程见图1.19。图1.19砼仰拱施工流程图当采用无轨运输时，待初期支护全断面施作完成后，及时开挖并灌注砼仰拱及部分填充或铺底，使支护尽早闭合成环，并为施工运输提供良好的条件。仰拱施工采用仰拱大模板，由中心向两侧对称进行，仰拱与边墙衔接处捣固密实。仰拱一次施工长度控制在4～6m，仰拱施工采用过梁形式，以保证掌子面开挖、支护正常进行。过梁采用型钢结构件，上覆1.0cm厚钢板，过梁可以移动，反复使用。仰拱与填充连续施工，做好仰拱大样，保证填充砼不侵入仰拱断面。施工程序同有轨运输。十一、通风与排水㈠通风方案长大隧道施工通风采用压入式通风，通风机采用2DT65-10型动叶可调通风机（风量1140m3/min，风压4.2kpa，电机功率2×55kw）；通风管采用φ184/84 200mm高强软风管。或采用TZ-10型子午加速式轴流通风机（风量1040m3/min，风压2.4kpa，电机功率55kw），φ1000mm高强软风管。㈡排水方案洞内排水为反坡排水时，采用集水坑分段收集，逐级抽排的方式排出。掌子面排水采用潜水泵抽到集水坑，集水坑设置污水泵。顺坡施工时，沿洞内两侧排水沟顺坡排出。排往污水站沉淀处理后排入自然沟渠。洞内管线布置示意图见图1.20。图1.20洞内管线布置示意图第四节现场监控量测一、现场监控量测目的现场监控量测，是在隧道施工过程中，对围岩和支护系统的稳定状态进行监测，为喷锚支护和模筑砼衬砌的参数调整提供依据，把量测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计和施工中，进一步优化设计和施工方案，以达到安全、经济、快速施工的目的，围岩量测是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。通过现场监控量测：1、了解围岩、支护变形情况，以便及时调整和修正支护参数，保证围岩稳定和施工安全；2、提供判断围岩和支护系统基本稳定的依据，确定模筑砼衬砌施作时间；3、依据量测资料采取相应措施，在保证施工安全的前提下加快施工进度；84/84 4、积累量测数据资料，提高施工技术水平。二、现场监测项目、仪器及要求㈠量测项目及内容量测项目及内容表1.6序号量测主要项目类别量测仪器主要内容1地质和支护状况观察A目测1.开挖面围岩自稳性；2.岩质破碎带、褶皱节理等情况；3.核对围岩类别及风化变质情况；4.地下水情况；5.支护变形开裂情况；6.洞口浅埋地表下沉情况。2周边收敛位移AWPm-3收敛计根据收敛情况判断：1.围岩稳定性；2.支护设计和施工方法的合理性；3.模筑二次衬砌。3拱顶下沉ANA28水平仪挂钩式钢尺水准尺监视拱顶下沉值，了解断面变化情况，判断拱顶的稳定性，防止坍方。4洞口地表沉陷BNA28水平仪、水准尺判断隧道开挖对地表产生的影响及防止沉降措施的效果。㈡现场量测要求1、喷锚支护施作2h后即埋设测点，进行第一次量测数据采集。2、测试前检查仪表设备是否完好，如发现故障应及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，只有测点状态良好时方可进行测试工作。3、测试中按各项量测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次；三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，若读数相差过大则应检查仪器仪表安装是否正确、测点是否松动，当确认无误后再按前述监控量测要求进行复测。每次测试都要认真做好原始数据记录，并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。量测数据应在现场进行粗略计算，若发现变位较大时，应及时通知现场施工负责人。4、测试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作。及时进行资料整理，监控量测资料须认真整理和审核。三、量测断面间距、测点布置量测间距将严格按设计资料执行。测点布置：全断面开挖时水平收敛基线布置3条，起拱线处水平布1条，起拱线下2m处布置1条，轨面以上1m处布置1条；正台阶开挖时水平收敛基线亦布置384/84 条，起拱线上1m处布置1条，起拱线下1m处布置1条，轨面以上1m处水平布置1条。拱顶下沉测点的位置在每个断面内布置3点，各测点布置如图1.21和图1.22所示。四、施工监测㈠周边水平位移量测测点埋设：喷锚支护施作后，用风钻凿Æ40mm、深200mm的孔，先用1：1水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆，尽量使同一基线两测点的固定方向在同一直线上，等砂浆凝固后，即可进行量测工作。量测方法：采用WPm-3收敛仪监测。即用一根在弹簧作用下被拉紧的带状钢尺作为传递位移的媒介，通过百分表测读隧道周边两点相对位置的变化，从而计算出该两点基线方向上的相对位移。㈡拱顶下沉量测拱顶位移量测的测点用风枪打眼埋设好固定杆，并在外露杆头设挂钩。测点的大小要适中，如过小，测量时不易找到；如过大，爆破时易被打坏。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被掩埋，要尽快重新设置，以保证数据不中断。图1.21全断面测点布置图1.22正台阶测点布置采用水平仪、水准尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉，精度可达1～2mm。量测时用一把2～4m长的挂钩式钢尺挂上即可。拱顶下沉量测见图1.23。㈢地表下沉量测测点布置：与洞内收敛、拱顶下沉量测断面里程对应，地表下沉量测点集中设在隧道中线附近，并在开挖面前方H+h1处设测点，(H为隧道埋深，h1为上半断面净高)84/84 ，直到开挖面后方约3～5B处。测量方法：采用水平仪、水准尺配合测量地表沉降，精度可达2～4mm。用经纬仪将所有测点布设于同一直线上。测点钢筋安设就位后，表面磨平，并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。地表沉降量测区间及测点布置见图1.24，图1.25。㈣量测频率量测频率表表1.7类别量测项目每段相隔距离每段安设量测频率0-15天16-30天31天以后A隧道内地质和支护状况的观察全隧道各掌子面1次/每天1次/每天1次/每天隧道净空变位测定每5-20m水平收敛3对测点1-2次/每天1次/每2天1次/每周拱顶下沉量测定每5-20m3点1-2次/每天1次/每2天1次/每周B地表下沉测定每5m洞口段35m1次/每天1次/每2天图1.23拱顶下沉量测示意图图1.24地表沉降量测区间图84/84 图1.25地表沉降量测测点布置图五、量测数据分析和信息反馈将量测数据进行处理和分析，绘制时间--位移曲线。一般情况会出现如下两种时间──位移特征曲线见图1.26。ttμ(min)位移μ(min)位移(a)正常曲线(b)反常曲线图1.26时间—位移特征曲线(a）图表示绝对位移值逐渐减小，支护结构趋于稳定，可施作模筑砼衬砌。84/84 (b）图表示位移变化异常，反弯点喷锚支护出现严重变形，这时应及时通知施工管理人员，该段支护须采取加强措施，确保隧道不坍方；严重时施工人员须迅速撤离施工现场，保证施工人员安全。第五节不良地质地段施工方法一、超前地质预报隧道施工中的地质预报方法，主要是根据地表和已开挖的隧道地段的地质调查和各种探测方法取得的资料，以及地质推断法预测开挖工作面前方一定长度范围内(一般每次预测长度为10~20m)围岩的工程地质和水文地质条件。㈠地质预报内容超前地质预报内容如下：1、隧道穿越不稳定岩层较大断层预测；2、出现岩溶地段预测；3、出现涌水地段预测；4、软岩出现内鼓、片劈掉块地段预测；5、岩体突然开裂或原裂隙逐渐增宽等危害性预测；6、位移变形加快影响围岩稳定预测；7、可能出现塌方、滑动影响预测；8、浅埋段下沉裂缝对隧道稳定预测；9、地质条件变化对施工影响程度预测；㈡超前地质探测和预测方法1、根据开挖工作面前推法预测；2、用相似比拟法对隧道涌水预测；3、根据超前炮眼钻孔对涌水量预测；4、开挖工作面浅孔钻探预测；5、必需时采用声波探测进行地质预报。㈢在接近设计提供不良地质地段时，加强地质预报。采用开挖工作面进行浅孔钻探(每工作面两个钻孔)，用于探明前方地质，发现地下水较大时，则进一步钻孔放水，防止涌水发生。断层破碎带及溶洞地段采用钻进式注浆锚杆超前预支护、钢架、84/84 喷锚网防护，缩短循环进尺，尽量采用人工开挖或机械开挖，减少对围岩的扰动，及时支护，做到随挖随护。并进行隧道开挖面地质素描图和隧道地质展示图记录。㈣施工中充分利用超前预报作用。根据施工中记录的地质素描图和地质展示图组织施工，及时调整支护参数。工作面上采用两个钻探孔辅助地质预报。钻探孔长度一般为20m。采用浅孔钻探方法，主要是在钻进过程中，从钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色、成分以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情况掌握地质条件。例如，在遇到断层泥时，钻进时间短、钻进速度快，钻孔冲洗液浑浊、呈白色；遇卡钻时，说明岩体破碎；遇跳钻时，则可能有空洞或溶洞等等。浅孔钻探时，采用安装在钻孔台车上的钻进测速装置，记录钻进一定深度所需要的时间，得出钻进时间随深度的变化曲线。根据钻进时间变化曲线，可推断预测断层在钻进中的位置和宽度。综合开挖工作面上不同位置钻孔的钻进时间变化曲线，便可大致确定断层的规模和产状。㈤　围岩坍方前兆预测围岩的变形破坏、失稳坍方，是从量变到质变的过程，在量变的过程中，必然会在围岩的工程地质和水文地质特征及岩石力学上反应出一些征兆。因此，根据这些征兆来预测围岩的稳定性，进行地质预报，从而保证施工的安全，防止隧道坍方。围岩的变形破坏、失稳坍方，有以下一些征兆：1、遇特殊和不良地质条件，如断层及其破碎带、溶洞、涌水、松散地层等稳定性差的围岩；2、水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、涌水量增大、水质由清变浊(地下水将断层泥带走)等都是即将发生坍方的前兆；3、开挖面上有不稳定块体出露处，往往是局部围岩坍方的部位；4、拱部不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生坍方；5、岩石裂缝旁出现岩粉或洞内无故发现有岩粉飞扬时，可能即将发生坍方；6、围岩发生裂缝，并逐步扩大，很可能要发生坍方；7、支护受力(敲击发声清脆有力，拱架接头挤偏或压劈等)变形甚至发出声响时，说明围岩压力增大，有坍塌的可能；8、喷射砼出现大量的明显裂纹，亦说明围岩压力增大，有可能出现失稳坍方；84/84 9、围岩或隧道支护，拱脚附近的水平收敛率大于0.2mm/d，或拱项下沉量大于0.1mm/d，并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定的状态。10、在软弱围岩采用台阶施工时，开挖马口过程中不断掉下小石块，拱部初期支护开裂，预示将发生塌方。㈥加强施工监控量测，及时反馈信息指导施工。㈦从技术管理上配备专职地质工程师进行地质预报、分析，及时提出预报资料，做好施工应急预案，保证施工安全、顺利进行。㈧加强施工组织管理，严格施工工序，并组织好物资供应工作。地质预报探测程序详见图1.27。84/84 现场地质状况调查超前探测预报方案的研究地质资料的研究采取相应措施保证开挖安全采取相应措施预防坍方资料整理与经验积累地质雷达声波探测根据开挖及支护情况发现坍方征兆根据比拟法预测前方地质超前钻孔探明涌水根据开挖面前推法预测图1.27超前地质预报探测施工程序图二、松散地层地段施工松散地层的特点是稳定性差，结构松散，若有地下水时施工中极易发生坍塌。在这类地层施工时，首先对围岩进行超前预加固，施工采用手段：先固后挖，密闭支撑，边挖边封闭的办法。支护方式主要有超前管棚注双液浆加固岩体，钢架支撑，超前锚杆，悬吊式超前锚杆和钢架支撑超前锚杆等。详见超前锚杆、悬吊式超前锚杆施工示意图（图1.28）和格栅支撑超前锚杆施工示意图（图1.29）。84/84 图1.28悬吊式超前锚杆布置图图1.29格栅拱超前锚杆或小导管布置示意图84/84 三、断层破碎带施工㈠断层对隧道施工的影响断层的断裂面处，有较大的剪应力和残余应力，断层带的岩体破碎，一般有碎石、角砾及断层泥糜棱岩等，岩体强度低、围岩压力大。断层对隧道施工的影响程度主要决定于断裂破碎带的宽度及破碎带胶结情况：1、隧道通过断层带，极易发生坍塌和涌水，直接影响隧道的稳定，施工时应加强支护，缩短各工序间的距离，尽快衬砌；2、断层带中，由于充填物处于压缩状态，开挖后潜在应力释放，发生较大膨胀压力使隧道变形；3、断层面倾向隧道，且倾角大于10°者，对隧道产生偏压，当隧道轴线与断裂线平行或交角甚小，则侧压力更大；4、在软、硬不同岩层中，断裂面的柔性岩石，往往形成不透水层，而在脆性岩的破碎角砾带，极易储存大量地下水，开挖时常常发生承压、涌水，危害较大。㈡施工方法1、按设计要求采用钻进式注浆锚杆、管棚及小导管注浆、超前支护固结止水，超短台阶法施工。上部弧形导坑预留核心土法开挖，及时施作喷锚网、钢架初期支护；边墙开挖及初期支护按两台阶施工。左右作业面错开3~4m，及时施作砼仰拱闭合成环整体受力。2、加强围岩监控量测，及时反馈信息指导施工，科学调整支护参数，合理确定二次砼衬砌时间。3、精心施作复合防水板；采用全断面液压钢模衬砌台车、泵送砼灌注砼衬砌，装设钢模挡头板，安设橡胶止水带。㈢施工注意事项1、各施工工序之间距离尽量缩短，并尽快使衬砌全断面闭合，以减少岩层的暴露松动和地压增大。2、开挖有水流出时，凿眼安置套管集中引排，使其不漫流。3、开挖面向隧道前进方向钻凿不少于2个超前钻孔，以探明前方地质。4、下台阶分部开挖时，先在拱脚增打2～3排锁脚锚杆。如遇两侧软硬不同时，应用偏槽法开挖，按先软后硬顺序进行。84/84 四、浅埋强风化地段施工隧道处于浅埋地段，经常伴有偏压。洞口施工一般采用10～20米长管棚，其余采用超前小导管。㈠超前长管棚长管棚采用Φ108×6热扎无缝钢管，管节长3m、6m，注浆采用水泥—水玻璃浆液。管距环向间距50cm，钢管轴线与衬砌外缘线夹角1°。1、施工程序见超前长管棚施工程序框图（图1.30）。2、施工方法长管棚施工工作面钻孔采用两台XY-28-300D电动钻机，注浆采用BW-250/50型注浆泵。3、施工要点施工时运用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，保证钻孔方向准确。为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节钢管采用3m长钢管，编号为偶数的第一节钢管采用6m长钢管，以后每节均采用6m长钢管，避免钢管接头在同一断面。注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上方可结束注浆。㈡超前小导管图1.31水泥浆液注浆工艺流程图搅拌机水泥浆池注浆泵水泥水高压阀孔口阀止浆塞注浆管注浆孔≥1.5m15cmφ42无缝钢管钢花管示意图超前小导管采用φ42热轧无缝钢管，长4m。注浆花管的外露端支撑于开挖面后方的格栅钢架上，与格栅钢架共同组成预支护体系。采用1：1水泥浆液注浆，注浆工艺见图1.31。84/84 钻机退回原位套管内注水清洗分节装入钢花管接长钻杆及套管一节钻孔结束继续钻进开挖周边放样布孔套拱施工管棚钻机就位安装内钻杆及套管取出钻杆取出套管顶驱双作用冲击回转下一根管棚钻进双液注浆隧道开挖钻至设计长度钻进结束达到注浆压力图1.30超前长管棚施工程序框图㈢水平旋喷预支护施工84/84 沿开挖线外缘钻设水平旋喷孔，旋喷桩直径为60cm，每孔深13m，旋喷11.5m，每孔向隧道半径方向倾斜6°，以便旋喷孔搭接，并留出钻机的活动空间。拱部各孔用加有速凝剂的水泥浆液旋喷，以加快固结。每孔孔口段1.5m长度不喷，以保护工作面，减少漏浆。拱部各孔旋喷完毕，旋喷机退至后部进行边墙外侧倾斜旋喷，钻机一次定位，边墙采用水泥单浆液，旋喷桩可以根据实际的量测结果决定取舍。待钻机退出后即进行拱部开挖，每次推进2.0m，开挖完毕后即架立两榀钢拱架，按设计厚度喷射混凝土，并与旋喷拱连成一体。边墙倾斜旋喷完毕后，钻孔移至前方拱部旋喷后，即可进行下部断面开挖。每推进1m，随即接长边墙钢拱架，并进行底部封闭，喷射混凝土紧跟，待喷射混凝土封闭环完成后，即可自下而上灌注二次衬砌。五、瓦斯地段施工㈠煤层探测及煤与瓦斯突出预测煤层探测及煤与瓦斯突出的研究表明，煤层畸变、分岔、煤厚突变处是最易发生突出现象的部位，而施工中若误揭煤层则会诱发灾难性事故。因此，了解煤层的赋存形态，通过标志层判定煤层就尤为重要。在开挖工作面距预测煤层位置10m以外，于上部导坑打3孔超前钻孔，详细记录岩芯，寻找标志层，确定煤层编号，及记录煤层空间位置及煤层厚度。根据“煤规”规定，超前钻孔必须穿透煤层全厚并进入底板岩层（底板标志层）不小于0.5m，其终孔位置应控制在开挖轮廓外5m左右。为掌握煤层变化情况，隧道下部导坑也需打1～2孔超前钻孔，与上部导坑之钻孔相互印证。开挖面掘进至已定位煤层净距为5m时，首次揭煤前作2个预测孔，对煤与瓦斯赋存条件、突出程度进行预测，以确定防突措施。通常首次预测确定煤层具有突出性后，该层煤即为突出煤层。由于煤与瓦斯突出的机理十分复杂，因此，在其它部位施工时，仍应进行检验性预测孔预测。对煤与瓦斯突出的预测方法多种多样，而又各有局限性，除常用的钻屑指标法外，还有“钻孔瓦斯涌出初速度法”、“综合指标R值法”以及近年发展的“声发射预测”、“红外测温预测”、“氦、氩同位素预测”等等。施工中，经常采用多种预测方式，以期全面地、多角度地进行煤与瓦斯突出预测，提高预测准确率。但预测仍以常用的钻屑指标法为主，以钻屑解析指标作为判定是否突出及突出程度的基本参数列于表1.8。84/84 钻屑指标法临界值表1.8最大钻屑量SK钻屑解析指标突出危险性Kg/mL/m△hzk（Pa）CkK1.K(Ml/g*min1/2)f>0.35f<0.35>6>5.4>200>2.3>0.8>0.6突出危险<6<5.4<200<2.3<0.8<0.6突出威胁此外，在钻孔时利用所测瓦斯涌出初速度gh•k及利用每米钻孔最大钻屑量、最大瓦斯涌出初速度确定的R值，也可作为预测突出的指标。㈡防止煤与瓦斯突出的措施1、抽放与排放的选择对于突出煤层，降低煤层瓦斯压力是至关重要的措施。一般对于局部防突多采用抽放或排放。采用抽放时，由于负压可使钻孔数量大为减少，按技术要求抽放负压应不小于13kpa，抽放率应达到25%才能有效地止住突出。然而，由于突出煤层多具有透气性系数低，往往远小于0.001MD（达西），故抽放效果难以保证。另据美国洛杉机地铁在粉细砂层内进行的抽、排放试验资料，抽放与自然排放对相邻监测井中的有害气体浓度，由此而论，隧道抽放瓦斯效果还需设一套空气注入系统方可快速有效，这显然会增加工程投资。排放范围为隧道开挖轮廓以外5m。排放步骤与隧道开挖步骤相适应，由距煤层净距5m处掌子面施作排放钻孔。实际上，考虑先揭煤之施工部分开挖面的排放钻孔，则排放钻孔可减少10%以上。排放至瓦斯压力小于本矿区最小突出瓦斯压力值后，即可揭煤。2、揭煤工程措施84/84 揭煤采用金属骨架支护，震动放炮揭开石门，争取一次揭开煤层。在煤与瓦斯突出事故中，揭开石门导致突出所占比例虽不高，但其强度却很大，因此，首次揭煤应引起高度重视。而在煤层中掘进，煤与瓦斯的动力现象多为小型突出或压出、倾出为主。由于掘进过程中破坏了原有应力场，二次应力的产生及集中作用，岩体受爆破影响后的弱化作用，都为煤层弹性储能的释放提供了条件，煤与瓦斯的突出多发生于开挖爆破后。因此，安全揭煤首先要对周边煤体进行适当加固，限制开挖后应力场的变化范围，结合防突采用的金属骨架，采用不同外插角的自进式锚杆。其中，大外插角者，以超前加固岩（煤）体、封闭开挖范围以外煤体裂隙，以缩小岩体松弛区，防止大变形的发生，减少瓦斯涌入坑道的数量。小外插角者，作为揭煤之金属骨架防止煤与瓦斯的突出，同时也是作为保证施工安全的超前小管棚。3、防止煤与瓦斯突出的备用措施布设较密集的排放钻孔本已起到了煤体的卸压作用，若排放效果不理想时，还可利用这些排放孔进行水力冲孔，诱导煤层喷孔现象，形成有控制的连续的小型突出，通过煤与瓦斯的大量喷出，使排放范围内具有突出危险性的煤体失去突出能力，同时水能加强煤体的可塑性，降低其弹性储能，减缓释放速度，达到防止突出的目的。瓦斯排放、检测作业流程详见图1.32、图1.33。采用抽放或水力冲孔对每层煤均应实施超前钻孔预测孔煤与瓦斯突出危险性预测进行实施性防突设计震动放炮揭煤防突效果检验施作金属骨架、超前锚杆、注浆加固岩体等安全措施钻孔排放瓦斯无效效果尚不理想有突出危险效果理想图1.32首次揭煤作业流程对每层煤均应实施84/84 图1.33扩大揭煤作业流程超前钻孔检验性预测孔进行瓦斯突出危险性预测震动放炮揭煤防突效果检测施作金属骨架、超前锚杆、注浆加固岩体等安全措施采用抽放或水力冲孔无效效果尚不明显有突出危险无突出危险钻孔排放瓦斯效果理想对每层煤均应实施㈢加强通风为保证施工安全，施工通风十分重要。根据“煤规”，洞内风速要保证不小于0.25m/s，风流中瓦斯浓度不得超过1%。如每个通风工区共安装主风机2台（BK40—6—No.18型，一台备用），局扇5台（DXB88—1型，另备用5台），供电为双回路制。值得研究的是，设计按煤矿的做法，主风机为全能力备用，然而，当主风机出现故障时，应首先保证的是洞内瓦斯不得超限，按炸药用量确定的主风机排放瓦斯的能力过剩。因此，建议在瓦斯隧道施工通风设计中，应按一次最大炸药消耗确定主风机，而按排放瓦斯要求能力配置主风机的备用风机，可节省工程投资。㈣　含裂隙瓦斯、油气及硫化氢气体地层的施工防灾措施1、加强地质预测、预报工作，采用超前钻探、TSP202地震波超前地质预报袭用及综合物探，超前查明小型储气构造、裂隙发育带、溶蚀发育带等瓦斯易于储集的地质条件，防止误揭。84/84 2、对异常点采用钻探验证，对气囊采用抽放、排放或注浆封闭等措施，防止有害气体的大量涌入。待瓦斯被封闭或排放枯竭后，再行掘进。3、加强施工通风，是保证施工安全的有力措施。除按瓦斯允许浓度要求进行通风外，还需保证坑道内硫化氢浓度不大于66ppm的要求。4、由于赋存裂隙瓦斯的岩体相对较坚硬，钻进时产生热量较大，因此必须坚持采用水钻，以防不测。利用硫化氢溶于水的特性，在坑道内喷雾洒水可有效降低硫化氢浓度。㈤瓦斯隧道防爆施工机械配套及供配电设备A．设备配套原则及技术要求⒈施工机械及电气设备⑴鉴于以内燃机为主动力的机具目前还难以解决防爆问题，故瓦斯隧道应采用以电力为动力的有轨运输及与其配套的施工机械；⑵机械设备的工作效率应能保证所要求的隧道施工进度；⑶进入隧道的施工机械及电气设备应具有防爆或隔爆性能，机具外表应有明显的“KA”“KB”“KH”“EX”或“MA”等标志；⒉供配电系统⑴对瓦斯隧道的施工用电，根据“煤规”第481条规定，应设有两回路电源线路，当一路电源发生故障停止供电时，另一回路仍能负担隧道用电的全部负荷。但根据铁路隧道的具体情况，架设两回路线路有困难时，亦可就近建设发电站作为备用电源。⑵瓦斯隧道内供电系统，应作到“三专”“两闭锁”，即专用变压器、专用开关、专用供电线路和瓦斯浓度超标时与供电的闭锁、局扇通风与供电的闭锁，以保证瓦斯隧道安全施工；⑶瓦斯隧道内供电配电电压应符合“煤规”及“铁路瓦斯隧道技术暂行规定”的要求；⑷电压波动范围，高压为额定值的±5%，低压为额定值的±10%；⑸频率波动范围为50Hz±1Hz；⑹隧道内敷设的电缆应符合“煤规”第444条规定：高压电缆应使用有屏蔽的监视型橡套电缆，低压电缆应使用不延燃橡套电缆，各种电缆的分支连接，必须使用与电缆配套的防爆连接器、接线器和插销。B．瓦斯隧道挖、装、运及施工通风的机械配套84/84 机械配套模式适合普通机械化水平的施工单位，当然，如果有防爆型的小断面（导坑）钻孔台车，也可以代替7655气腿式凿岩机或YT-28凿岩机，但我国铁路施工单位一般不具备此种条件。从施工速度的要求来看，由于煤系地层不允许大断面深孔大药量爆破，为防止煤层突出以及从保持巷道稳定出发，应采用“小断面、短进尺、弱爆破”方式，因此采用钻孔台车的优越性并不突出。施工通风使用主扇时，应在通风机房内安装一套有同等能力的备用风机。S8D梭式矿车装碴及卸碴操作方便，受到工人欢迎，长隧道当运距大于1km以上时单口配置数量宜增加到10台以上。C．供配电⒈外部电源“煤规”418条及“铁路瓦斯隧道技术暂行规定”10.2.1条规定，瓦斯隧道施工必须要求具备双回路外部电源，但一般铁路隧道建设工期短，又地处荒山僻野，要具备互相独立的两套外部电源，在工期和投资上都是不现实的。通过经济技术比较，决定在隧道的洞口瓦斯工区各建一座柴油机发电站，每座电站容量480kw（四台120kw机组），当外部电源发生故障，要求电站在10min内可开动供电。备用电站的供电范围可仅限于通风主扇及局扇、瓦斯抽放泵站、抽水泵站、照明系统这几个重要部位。⒉电压瓦斯隧道洞内各级配电和机电设备额定电压，限制如下：高压不大于10000V；低压不大于380V；照明、手持用电设备、电话、信号供电不大于127V；远距离控制线路不大于36V。⒊照明供电铁路瓦斯隧道施工时，由于施工机械工作引起电压降及“漏电保护”、“风电”、“瓦电闭锁”动作时，均会间断性地引起洞内停电，影响正常的照明。为保证正常工作照明及险情时人员的安全撤出和险情处理，采用了单独的照明系统。其设置是：在洞外设照明专用变压器降压后经矿用防爆主电缆送入洞内，在各相应地段设置照明及信号专用ZXZ8—2.5Ⅱ型综合保护装置，将380V三相中性点不接地电源降压为127V，用分支电缆、防爆接线盒接入KBY—84/84 20防爆防尘荧光灯灯具及防爆投光灯、防爆白炽灯，满足了道路和施工照明需要。该“综合保护器”除常规保护外，另有高灵敏度可调漏电保护装置，当照明灯具、电缆等因绝缘变低超限或受损破坏漏电等情况时，能可靠地动作，停止供电，以保证防爆要求和人身安全。⒋供电设备的“三专”“两闭制”⑴“三专”—专用变压器、专用开关、专用线路根据“煤规”要求，对瓦斯隧道施工的重要机电设备，必须实行“三专”措施，以确保安全施工。其措施是：“由10kV电力T接干线10/6kV洞口专用变压器，由配电室KYGG—6型矿用开关柜经VGSP6kV矿用监屏橡套电缆送电至洞内KBSGZY隔爆动力专用移动变电站，降压为380V后，再由各防爆馈电开关及防爆电缆完成向各工点的供配电。”⑵“两闭锁”—指“瓦电闭锁”与“风电闭锁”。“瓦电闭锁”（图1.34）：瓦斯隧道施工中，在煤系地段因为通风不良或其它原因，会在短时间内大量瓦斯集聚超限，此时如操作电气或机械设备，可能会因漏电、短路、操作电弧等原因产生火花、引燃、引爆瓦斯，故采取在区域供电主开关处设置AXJ—2型瓦斯断电仪，将其探头设在有瓦斯突出及工作面适当地方。当瓦斯超限时，该探头能发出报警信号，同时经断电仪控制迅速切断供电主开关；瓦斯浓度未降到要求标准时，断电仪能控制主开关不会合闸送电，从而保证了施工和人身安全，也即是实现瓦斯超限时与供电主开关的闭锁功能。“风电闭锁”（图1.35）：瓦斯隧道施工中，因停电、放炮等原因各局扇及机电设备要停止使用，这时，可能某些部位瓦斯会聚集超限，当恢复供电后，如同时启动机电设备和局扇，或在局扇之前启动机电设备，均可能会因机电设备、电缆线路的漏电、短路、操作产生火花电弧、引燃、引爆瓦斯。因此，必须是局扇先行启动供风，稀释瓦斯达到标准后，动力设备才能启动操作。在局部和动力设备主开关间设有电气闭锁线路，即“风电闭锁”。任何下，局扇停止，则动力设备即停止工作；风扇启动时，其它动力设备不会同时启动，以保证安全。此一安全措施，也即“风动闭锁”。84/84 检测瓦斯浓度1%以下时通知供电电源馈电开关瓦斯达1.5%时动作瓦斯断电仪工作面瓦斯探头工作面施工用电设备控制闭锁线路图1.34“瓦电闭锁”原理动力电源检测瓦斯指标通知馈电开关开、停瓦斯员工作面施工用电设备馈电开关局扇电源风电闭锁线路局扇局扇开关图1.35“风电闭锁”原理瓦斯员⒌其它安全措施⑴洞外电力变压器由RW4—10跌落式熔断器作常规保护；⑵洞内6kv开关柜对6kv电缆作漏电时的断电保护；⑶洞内移动式变电站为中性不接地矿用专变，设有高灵敏度漏电保护，并实施“瓦电”、“风电”闭锁；⑷所有供电装置均为中性接地供电，能将漏电电流限制为最小引燃电流，消除跨步电压及杂散电流；⑸设置独立的接地保护网，所有机电设备外壳与保护网都采用大于16mm2的软铜线连接；⑹为防止洞外杂散电流经钢轨进入洞内，洞口位置的钢轨连接处设置绝缘接头，并将洞外轨端接地。84/84 D．瓦斯隧道安全施工与综合管理⒈隧道一旦发生瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出事故，损失必然巨大，不但延误工期，而且机具设备和人员生命的安全都将付出重大代价。而防止灾害的发生，一是需要切实可行的技术措施；二是应有科学而严密的管理制度，“技术”和“制度”二者不可偏废。瓦斯隧道施工管理，要坚决贯彻“安全第一、预防为主、依靠科学、综合治理”的方针，施工中的各项管理工作必须在此方针的基础上做到科学、简便、严密、系统。为保证瓦斯隧道的施工作业的安全性，在管理上要突出以下几点：⑴组织机构的建立与队伍的设置要服从安全的需要；⑵当安全与作业安排发生矛盾时要做到安全第一；⑶当安全与施工进度发生矛盾时要做到安全第一；⑷当施工受到自然灾害威胁时，要做到安全第一；⑸洞内生产设备要根据安全需要进行设置；⑹各项管理制度、各种责任制要突出安全；⑺施工的投入首先要考虑安全的需要。⒉瓦斯隧道管理机构⑴施工管理机构集团公司领导小组→处工程指挥组→按长隧短打施工方案及平导、正洞上下断面分别揭煤施工的需要，设置作业工程队。⑵瓦斯管理机构集团公司瓦斯监测中心（进行煤层突出危险性预测及防突措施效果检验，对通风、瓦斯进行定期与不定期的检测和仪器校正，对瓦斯自动遥测系统进行安装、管理等）→处防爆科→各工程队防爆室→下设三个组（洞口检查组、瓦斯通风检测组、电器防爆组）。对瓦斯的管理实行三级管理制：①建立集团公司瓦斯检测中心，负责检查监督瓦斯检测、煤层突出危险性预测和防突措施效果检验以及瓦斯仪的定期鉴定工作；②建立处通风防爆科，组织各施工单位的瓦斯检测工作；③建立队通风防爆室，设专人日夜实施瓦斯检测和通风防爆工作。⒊进行职工安全教育及上岗培训⑴84/84 凡从事瓦斯隧道工作的干部、工人，都必须进行防治瓦斯的安全技术培训，并经考试合格后发给《安全工作合格证》。未经培训或经培训未取得合格证的人员，干部不许指挥生产，工人不许上岗作业。⑵安全技术培训①干部、工人都必须学习有关安全方针、政策、法规和有关安全规定，学习掌握防治瓦斯自救、互救的基本知识。②干部必须学习安全技术理论知识，掌握瓦斯灾害事故发生规律、预防措施和处理方法。③工人必须学习安全基础知识，了解有关事故发生的预兆，掌握事故预防和应急措施，熟悉本工种操作规程及有关设备的操作和排除故障的方法。④电工、爆破工、瓦检员、电器设备防爆监察员及仪器、仪表校正人员和防突措施效果检验人员等特种作业人员，必须经地方劳动局等有关部门的培训，取得合格证后，方准上岗作业。⑤调换工种人员及参与技术革新的有关人员，必须重新进行安全技术培训。⑥结合揭煤施工和安全检查进行职工的安全教育，每揭一道突出煤层前，必须对干部工人进行防突防爆教育，工程队每周结合安全检查进行周安全教育，组织学习事故案例，分析事故发生原因及预防措施，提高预防事故的能力。⒋建立安全施工的各项管理制度⑴揭煤施工管理方面，有“防突措施编制审批制度”、“揭煤防突安全规则”、“煤与瓦斯突出预测中的K1值测定技术”、“煤层瓦斯压力测定方法”、“钻孔瓦斯涌出初速度、瞬间解析压力及钻粉量的测定方法”、“揭石震动放炮安全技术措施”、“揭穿突出煤层行政组织管理措施”等。⑵在瓦斯监控和通风系统管理方面，有“瓦斯浓度测试要求”、“瓦斯隧道通风管理方法”、“管道风风量、风压及风速测定方法”、“瓦斯隧道洞口遥测系统管理方法”等。⑶在设备管理方面，有“瓦斯检定仪的检测质量实验室控制”、“高瓦斯隧道主要电气设备安装使用前的技术检测标准”、“瓦斯隧道机电设备防爆检查制度”、“电气设备维修保养制度”、“通风设备检查维修制度”等。⑷在安全教育方面，有“职工安全培训与考核制度”等。⑸对各层管理机构规定工作职责，有“集团公司瓦检中心工作职责”、“处通风防爆科工作职责”、“工程队通风防爆室工作职责”等。84/84 ⑹订立和制定各工种操作须知，这些工种包括：开挖工、瓦斯检查员、爆破工、木工、通风工以及主风扇、电瓶车、装碴机司机和电工等。六、溶洞地段施工当隧道施工遇到溶洞时，应根据设计文件有关资料，超前地质预报、现场实际查明溶洞分布范围、类型情况(大小、有无水、溶洞是否在发育中以及其充填物)，岩层的稳定程度和地下水流情况(有无长期补给来源，雨季水量有无增长)等，分别以引、填、越、绕等措施进行处理。㈠引排水1、当暗河和溶洞有水流时，宜排不宜堵。在查明水源流向及其与隧道位置的关系后，用暗管、涵洞、小桥设施，宣泄水流或开凿泄水洞，将水排出洞外。2、当水流的位置在隧道上部或高于隧道时，应在适当距离外，开凿引水斜洞(或引水槽)将水位降低到隧道底部位置以下，再行引排。㈡堵填1、对已停止发育，径跨较小，无水的溶洞，可根据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭，根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。2、拱以上空溶洞，可视溶洞的岩石破碎程度采用喷锚支护加固，或设护拱及拱顶回填的办法处理。㈢跨越当溶洞较大较深，可采用梁、拱跨越。但梁端或拱座应置于稳固可靠的基础上，必要时用圬工加固。隧道在不同部位遇到溶洞的跨越措施：1、当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞，可加深该侧的边墙基础通过。2、当隧道底部遇到有较大溶洞并有流水时，可在隧底以下砌筑浆砌片石支墙，支承隧道结构，并在支墙内套设涵管引排溶洞水。3、当隧道边墙部位遇到较大、较深的溶洞，不宜加深边墙基础时，可在边墙部位或隧底以下筑拱跨过。4、当隧道中部及底部遇有深狭的溶洞时，可加强两边墙基础，并根据情况设置桥台架梁通过。84/84 5、溶洞上大下小，且有部分充填物时，可将隧道顶部的充填物清除，然后在隧道底部标高以下设置钢筋混凝土横梁及纵梁，横梁两端嵌入岩层。6、隧道穿过大溶洞，情况较为复杂时，可根据情况，以边墙梁及行车梁通过。㈣绕行施工施工中遇到一时难以处理的溶洞时，可采用迂回导坑绕过溶洞区，继续进行隧道施工，再进行溶洞处理。㈤溶洞地段施工注意事项1、施工前对地表进行详细勘察，注意研究岩溶状态，估计可能遇到溶洞的地段。2、了解地表水、出水地点的情况，并对地表进行必要的处理，以防止地表水下渗。3、当施工达到溶洞边缘，各工序应紧密衔接。同时设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况，据以制定施工处理方案及安全措施。4、注意检查溶洞顶板，及时处理危石。当溶洞较大较高时，应设置施工护架或钢筋护网。5、在溶蚀地段的爆破作业，应尽量做到多打眼，打浅眼，并控制药量。6、在溶洞充填体中掘进，如充填物松软，可用超前支护法施工。如充填物为极松散的砾、块石堆积或有水，可于开挖前采取预注浆加固。7、溶洞未做出处理方案前，不得将弃碴随意倾填于溶洞中。8、处理情况复杂的溶洞，要根据现场情况制定安全措施，以确保施工安全。七、富水地段施工隧道的富水断层带，由于围岩软弱破碎，稳定性差，加之水的影响，采用一般的方法，施工极其困难，作业不安全，掘进速度慢，工程质量难以保证。施工中，根据设计采用钻进式注浆锚杆进行预注浆加固地层止水或深孔超前预注浆全封闭固结止水。㈠钻进式注浆锚杆预注浆加固地层止水。按设计或边墙设φ5cm软管透水管盲沟，间距10m布置一环，并在隧道喷混凝土与模筑衬砌之间设复合防水板，施工缝设橡胶止水条。其它围岩地段及特殊附属洞室、设置悬挂风机等地段在初期支护与二次开挖衬砌之间设复合防水板，边墙设φ5cm软式透水管盲沟，间距10m布置一环，施工缝设橡胶止水条。喷混凝土中掺加BR防水剂。84/84 ㈡深孔超前预注浆全封闭固结止水。为了防止开挖面涌水，沿隧道开挖轮廓线（含底部）按轴向辐射状布孔，同时在开挖面中心也布孔注浆，注入水泥—水玻璃双液浆。对钻孔过程中未涌水的，一钻到底，全孔一次压入注浆；在钻孔过程中如发现有水，即停止钻孔，采取注一段钻一段的前进式注浆，直至达到设计段长位置。在水压、水量较大的情况下，可采用分层泄水减压、分层注浆方式，即下层管注浆，中层管放水；中层管注浆，上层管放水。这样逐层抬水把水排挤到拱顶以上规定的止水固结圈以外。八、涌水股水地段㈠涌水预测方法选择选用相似比拟法对隧道涌水预测。相似比拟法是通过导坑开挖时的实测涌水量来推算正洞涌水量，或用正洞已开挖地段实测涌水量来推断未开挖地段的涌水量。它建立在岩层裂隙比较均匀，比拟段的水文地质条件相似，涌水量与坑道体积成正比的基础上。实际施工中用喷距代替射速进行预报，施作程序如下：暂时封闭水量较小的探孔，只留一个喷距最远的测量其喷距离(如完全封闭有困难，可尽量堵塞，减小其流量)；把实测喷距换算成标准条件下的喷距。即高出水平面1m(y=1)时的喷距；根据换算后的喷距，对涌水量进行预报。一般喷距小于5m，流量小于100～400m3/h为小型突水，可加大探孔长度，试挖前进；喷距9～12m，流量400m3/h以上为中型突水，应停止施工，查明情况；喷距12m以上，为大型突水，立即停止施工，查明情况，从速处理。此方法要求在探孔揭露之前，岩体能承受管道水的压力而保持稳定。因此在临近突水地段，最好多打一些超前探孔，并改放小炮，避免工作面出现冲溃现象；喷距应比较稳定。若探孔水喷距逐渐缩短，说明遇到储量不大的静储量水，危害不大。喷距大于5m时，可加补几个探孔加速施工，查清水情。若探孔水喷距突然缩小，或时大时小，说明管道中有较多的泥砂堵塞，应以初喷距为准。对于大量涌砂和时喷时停的情况应特别慎重，必要时须进行洞内超前钻探，探明所遇溶洞的规模和充填情况；探孔水喷距和隧道涌水量之间的关系还受到其它一些因素的影响，特别是炮眼直径、炮眼流水段长度和含水层静水压力。对于隧道的每一出水段，建立单独的预报标准。㈡施工方案以排水为主，排堵结合，较常用的有注浆堵水法。其施工方法为：84/84 1、对于超前探水孔中单孔流量大于2L/S，或总流量大于10L/S的溶洞，预留5～10m岩盘进行注浆堵水。对于富水的岩溶，凡与上部岩层或地表水有水力联系的，则溶洞水无法在衬砌之前排干的，均采用全封闭衬砌；而与地表及溶洞外部岩层无水力联系的干溶洞或溶洞水囊，采用半封闭衬砌，并在衬砌背后设置弹簧排水管，引水入纵向排水沟。为防止岩溶水突然袭击，施工中采取超前钻孔预测，预备足够的抽水设备，以策施工安全。对岩溶水的整治，以采取截、堵、排、防综合措施。排水设施结合涌水水量、水压等具体情况选用排水沟、涵洞、泄水洞等建筑设施。并对由于施工可能引起水资源漏失的程度作出评价，同时应对当地生产、生活用水采取适当的保证措施。2、全断面超前预注浆堵水。当灰岩地段超前探水孔中2/3孔出水且总出水量大于100m3/h时，采用全断面超前预注浆堵水。3、局部超前预注浆堵水。当灰岩地段超前探水孔中总出水量小于10m3/h时但个别探水孔孔出水量大于2m3/h时，采用局部超前预注浆堵水。九、流泥涌水在断层泥较厚的场合往往导致流泥，造成坍方，而且使隧道周围岩体产生空隙以至大体积的空洞，危害更大。出现流泥，必须尽快将口堵住。堵塞的材料以钢筋、钢管和型钢为骨架，填塞草袋、劈柴和木板。堵口后，用喷混凝土将其封闭，并作周围加固。然后施作开挖面边的超前支护。超前支护必须加强，使用Æ40mm、Æ50mm以至Æ80mm的无缝钢管，长度增至7～10m，必要时两层、三层重叠，形成“套管”以增大其抵抗松散地层压力的能力，再压注水泥～水玻璃浆液。处理流泥，首先沿开挖面周边设超前钢管支撑、钢管直径Æ40mm、Æ50mm和Æ80mm，长6～8m的无缝钢管。在此过程中，暂保留掌子面附近的泥夹石碴堆，以利用其反压作用，稳定开挖面，然后封闭缺口。封闭材料，开始只用喷混凝土，若未获得成功，则再可使用木板、草袋支挡，再加喷混凝土。清除流出的泥夹石，再次加厚喷层，将开挖面及其附近全部封闭。之后，在超前方向安装6m长的注浆管，压注水泥~水玻璃浆液，同时在此断面附近设置监控量测站，量测上半断面施工中的收敛变形情况。十、岩爆地段施工84/84 1、岩爆的一般情况岩爆多发生在埋藏很深、整体、干燥和质地坚硬的岩层中。产生岩爆的时间一般在开挖后几小时内，但也有的是在较长时间后发生。隧道中常遇到的岩爆以顶部或拱腰部位为多。2、隧道内岩爆的特点⑴岩爆在未发生前并无明显的预兆，虽然经过仔细找顶，并无空响声。一般认为不会掉落石块的地方，也会突然发生岩石爆裂声响，石块有时应声而下，有时暂不坠下。在没有支撑的情况下，对施工安全威胁甚大。它与隧道施工中的一般掉块落石，在现象上有明显的不同。⑵岩爆时，石块由母岩弹出，常呈中间厚，周边薄，不规则的片状。⑶岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其附近，岩爆发生的时间多在爆破后2-3h。3、岩爆地段施工注意事项⑴采用光面爆破，并严格控制用药量，以尽可能减少爆破对围岩的影响。⑵可选用预先释放部分能量的方法，如松动爆破法，超前钻孔预爆法，或喷射高压水冲洗法，先期将岩层的原始应力释放一些，以减少岩爆的发生。⑶加强支护工作，支护的方法是在爆破后立即向拱部及侧壁进行喷射砼，再加设锚杆及钢筋网。衬砌工作要紧跟开挖工序进行，以尽可能减少岩层暴露时间，减少岩爆发生和确保人身安全。十一、隧道坍方预防措施㈠做好超前地质预报工作。尤其是施工开挖接近设计探明的Ⅰ类围岩、断层破碎带和岩溶地层时，要认真及时地分析和观察开挖工作面岩性变化，遇有探孔突水、涌泥、渗水增大和整体性变差等现象，及时改变施工方案。㈡加强围岩量测工作。通过对量测数据分析处理，按照时间—位移曲线规律，及时调整和加强初期支护，同时重视二次衬砌及时施作。㈢严格控制爆破装药量，尽量减小对软弱破碎围岩的扰动。㈣保证施工质量，超前预注浆固结止水，钢架制作、初期支护和二次衬砌砼质量必须符合设计及《验标》要求。㈤严格控制开挖工序，尤其是一次开挖进尺，杜绝各种违章施工。84/84 ㈥施工期间，洞口应常备一定数量的坍方抢险材料，如方木、型钢钢架等，以备急用。㈦有下述现象发生时，应先撤出工作面上的施工人员和机械设备，指定专人观察和进行加固处理。1、围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快。2、围岩面不断掉块剥落。3、初期支护喷砼表面龟裂、裂缝或脱皮掉块，钢架严重变形。第六节施工通风方案一、隧道施工通风环境卫生标准㈠粉尘浓度国务院颁布的《关于防止厂矿企业中矽尘危害的决定》中规定：含游离二氧化硅大于10％时，不得超过2mg/m3；含游离二氧化硅10％以下时，不得超过10mg/m3。㈡一氧化碳(CO)浓度我国矿山安全规程和《铁路隧道施工技术规范》规定：空气中一氧化碳(CO)浓度不得超过0.0024%(按体积计算，即24PPM)，按重量计算不得超过30mg/m3。施工人员进入开挖后30分钟环境，浓度应降至30mg/m3以下。㈢氮氧化物(换算成NO2)浓度我国矿山安全规程及《铁路隧道施工技术规范》规定：氮氧化合物不得超过0.00025％，质量浓度不超过5mg/m3。㈣洞内空气成份(按体积计)我国矿山安全规程及《铁路隧道施工技术规范》规定：凡有人工作的地点，氧气(O2)的含量不低于20％，二氧化碳(CO2)的含量不得大于0.5％。㈤洞内温度隧道内最适宜施工人员作业的温度15～20℃，开挖工作面的温度不宜超过28℃。㈥洞内风量要求洞内施工作业每人每分钟供应新鲜空气不应少于3m3，柴油设备每千瓦／分钟需要新鲜空气不小于3m3。㈦噪声标准84/84 我国《工业企业噪声卫生标准》规定为：若工作时间为8小时，噪声不超过85分贝；若噪声超过88分贝，工作时间只能在4小时内，听力才能得到保护。㈧洞内风速要求《铁路隧道施工技术规范》规定：全断面开挖时洞内风速不小于0.15m/s，坑道内不应小于0.25m/s，但均不应大于6m/s。二、设计参数通风管全部使用国产新型DSR系列涤纶／PVC复合高强度软管，该成果1999年5月铁道部组织技术鉴定，综合技术性能居国内领先水平。根据西康线秦岭、朔黄线长梁山、四川华蓥山等长大隧道应用和实测结果，平均百米漏风率1％，设计取值β＝1.5%，摩擦阻力系数α取值1.6×10－3Kg/m3。三、工作面需风量计算按正洞内允许最低风速要求风量最大，设计Q需取各项最大值。第七节混凝土衬砌一、砼原材料所有工程材料、成品或半成品必须经工地试验检测站按规定进行试验检验后方可使用。(一)骨料：细骨料采用河砂或机制砂，粗骨料在石料场加工。在石料场建立粗骨料加工系统，保证粗骨料生产质量满足砼对级配与粒径的要求。到工地后，按砼原材料试验规范进行质检。1、石料取样方法⑴从料堆上取样，一般以400m3或600t为一个取样单位，不足上述数量者，亦可作为一个取样单位。不同规格、不同产地、不同批的石料应分别取样。⑵取样前先将取样部位的表层石料铲除10～15cm，然后从料堆的顶部、中部和底部三个不同高度处取样，每处取均匀分布的五个不同部位，各取大致相等试样共15份，组成一组试样。⑶将所取试样置于平整洁净的混凝土地面或拌钣上均匀拌合，并摊铺成8～15cm高的圆堆。然后沿圆堆互相垂直的两条直径把圆堆分成大致相等的四份，取其对角的两份重新拌匀，再摊成圆堆。如此重复，直至剩下的试样重量稍多于试验所需要的试样重量为止。2、84/84 质检项目：颗粒级配、最大粒径以及密度试验、泥块含量、坚固性、压碎值、针片状颗粒含量、有害物含量试验。另外，砂子还检验细度模数。(二)水泥砼生产采用散装水泥，在水泥库备用。水泥进场必须有出厂合格证。水泥库设置于碴场旁，筑四周围墙，设顶棚，四周设置良好的防排水系统。设专人看守水泥库及整修防排水系统。1、水泥的保管与受潮后的处理⑴水泥进库后应注意保管，防止受潮。水泥在运输途中也要防止雨淋受潮。⑵存放水泥的仓库要干燥通风、不漏雨。水泥堆放时要按规定架空堆放，以免受潮。⑶各种不同品种、标号的水泥应分别堆放，堆放时要考虑到先进先用的顺序，以免储存时期过长而失效。⑷水泥出厂超过三个月有效期，或发现水泥有受潮结块现象时，均应经过鉴定后视情况使用。2、水泥的物理性能的检验⑴水泥的取样以同一生产厂、同一品种及同一标号的水泥不超过400t为一取样单位，不足者也按一个取样单位。从20个以上不同部位取等量样品，总量至少10kg，取得的水泥试样充分后，再分四分法先取需要的试样重量。⑵水泥细度的检验用干筛法进行检测。采用方孔边长为0.08mm的铜丝网筛布，筛框有效直径150mm，高度50mm。筛布绷紧在筛孔上，接缝密封，并附有筛盖。①水泥试样充分拌匀，通过0.9mm方孔筛，并记录筛余物。②称取烘干试样50g倒入筛内，用人工或机械筛动，接近筛完时，必须一手执筛往复摇动，一手拍打，摇动速度每分钟120次，其间，筛子应向一定方向旋转数次，使试样分散在筛布上，直至每分钟不通过0.05g时为止。称量筛余物，以其克数乘2即为筛余百分数。③干筛法的筛子必须经常保持干燥清洁，定期检验校正。3、水泥标准稠度用水量的测定、水泥凝结时间的检验。分别采用水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪。4、水泥安定性检验。主要仪器为沸煮箱、雷氏夹膨胀值测定仪。84/84 5、水泥胶砂强度检验，主要仪器为胶砂搅拌机、振实台、抗折试验机、抗压试验机和抗压夹具。(三)水施工前，试验中心对水要进行化学分析，符合国家卫生标准的水，可用于拌制砼。污水、废水、PH值小于4的酸性水及大于9的碱性水及硫酸盐含量超过水重的1%均不得作为砼拌合用水。二、砼搅拌(一)搅拌站的布置1、搅拌机标高应满足砼运输车料斗高度的要求，搅拌机出料口不得低于1.5m，在楼板下部的砼出料口不得低于2.5m。2、搅拌机的布置考虑操作、检修和安装的方便，搅拌机之间的净距离不小于1.5m，搅拌机与墙的净距离不小于0.8m。3、贮料斗上部皮带机旁设大于0.8m宽的人行便道。4、水泥、砂、石骨料贮料场地要满足砼不间断施工需要。(二)水泥采用散装筒仓与袋装水泥相结合贮备，以及砂石料堆放。储备周期5-10天，堆放场靠近搅拌站，并处于其下风向，采用电子自动计量系统计量。(三)周围设置防排水系统，并按国家环保规定设沉淀池等污水处理系统。同时砼搅拌站的设置必须满足冬季施工要求，搅拌站外层用石棉瓦搭建，内层铺以土工布，并在搅拌站内设立式常压热水锅炉，加热砼拌合用水。同时可以提高搅拌站内的温度，使该温度保持在5℃以上。砂子与碎石堆放在长20m，宽10m由厚20mm钢板制成的平台上，钢钣下中空处设三道炉火，在二次衬砌砼施工前点火，通过钢钣加热砂子和石子，使其温度保持在10℃以上。(四)砼配合比在满足设计的强度、耐久性、和易性的要求和合理使用材料和经济的原则下，计算与试验相结合。进行配合比设计，其设计步骤：1.计算砼施工配制强度。2.确定水灰比。3.确定用水量。4.计算水泥用量。84/84 5.确定砂率。6.计算每立方砼的砂石用量。7.确定配合比。8.试拌调整初步理论配合比。9.用插入法确定理论配合比。10.根据现场砂、石情况计算施工配合比。三、砼运输采用JC6、JCGY6C砼输送罐车运输。运输施工要点：1、砼在运输中应保持其匀质性，做到不分层、不离析、不漏浆。运到灌注点时，要满足坍落度的要求。2、砼运输车使用前须湿润，运输过程中要清除容器内粘着的残渣，装料要适当，防止过满溢出。3、从搅拌机卸出到浇灌完毕的延续时间不超过120分钟。因意外砼灌注作业受阻，不得超过2个小时，否则浇注物间按接缝处理。4、运输轨道及道路保持平坦，以免造成砼分层离析，并根据浇灌结构情况，合理调度车辆，保持道路畅通。四、砼灌筑及捣固衬砌作业采用HBT60C砼输送泵。最大排量62.5m3/h，垂直输送距离为180m，水平输送距离1000m。采用自行式全断面液压钢模衬砌台车施工。衬砌砼接缝处必须进行凿毛处理。砼自模板窗口灌入，由下至上，对称分层，先墙后拱灌筑，倾落自由高度不超过2.0m。在砼浇筑过程中，观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，当发现变形、移位时，及时采取措施进行处理，因意外砼灌筑作业受阻不得超过2个小时，否则浇注物间按接缝处理。采用插入式振动棒辅助捣固，必须符合下列规定：1.每一振点的捣固延续时间，应使砼表面呈现浮浆和不再沉落。2.振捣时的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍。3.振捣器与模板的距离不大于其作用半径的0.5倍，并避免碰撞钢筋、模板、预埋件等。84/84 4.振捣器插入下层砼内的深度不小于50mm。5.按规定要求在灌筑砼现场做试件，并详细填写施工记录。五、砼养护及整修二次衬砌砼灌筑后，砼在自重情况下，强度达到设计强度70%时；衬砌在受外力状态下，砼强度达到设计强度100%时，即可拆模，并进行养护。六、泵送混凝土(一)配合比的技术要求：1、骨料最大粒径与输送管内径之比，碎石不大于1:3；通过0.315mm筛孔的砂不小于15%；2、最小水泥用量为300kg/m3；3、砼的坍落度为180~220mm。(二)技术措施及操作要点1、管道安装原则管线宜直、转弯宜缓，以减少压力损失；接头压密，防止漏水漏浆，避免下斜，防止泵孔空管。灌筑点先远后近。⑴管道合理固定，不影响交通运输，无损已绑扎好的钢筋，不影响模板振动。⑵管道、弯头、配件存有备品，可随时更换。⑶垂直管道的下端，安装断流阀，防止砼倒流。2、泵送工序保证⑴操作人员持证上岗，并能及时处理操作过程出现的故障。⑵泵机与浇筑点要设联络工具，信号明确。⑶泵送前要先有水灰比为0.7的水泥砂浆湿润导管，需要量约为0.1m3/m。新换节管，应先湿润后接。⑷泵送过程严禁加水、严禁泵空。⑸开泵后中途不停歇，并有备用泵机。⑹有专人巡视管道，发现漏浆、漏水及时修理。3.浇筑作业⑴模板牢固，能承受泵送砼的侧压力，如有模板外胀，及时加固或降低泵送速度或转移浇筑点。84/84 ⑵捣固工具与捣固能力适量增大，与泵送砼的来料量相适应。4.管道清洗⑴泵送砼结束时，应考虑管内砼数量，掌握泵送量，避免管内的浆过多。⑵洗管前先行反吸，以降低管内压力。⑶洗管时，可从进料口塞入海绵球或橡胶球，用水将存浆推出。⑷洗管时，布料杆出口方向前方严禁站人。⑸预先准备好排浆沟、管。不得将洗管残浆灌入已浇筑好的砼上。⑹冬季施工下班前，应将全部水排清，并将泵机活塞洗擦干净，防止冻坏活塞。第八节宽轨枕轨道道床铺设一、宽轨枕轨道铺设工艺㈠施工准备1、设定控制点把轨面标高按直线10m、曲线5m的间隔标在隧道边墙上并弹上墨线。2、技术准备在隧道内作底碴碾压试验。方法是：人工铺设50m底碴于道碴槽内，整平后测出其顶面标高，然后用12t振动压路机反复碾压，每碾压一个往返一次顶面标高并记录，根据测量结果绘制底碴顶面标高—碾压次数关系曲线，分析其变化速度，确定最佳碾压遍数。㈡上底碴1、确定底碴铺设厚度。2、人工配合ZL40B装载机铺平底碴。㈢压实底碴1、用12t振动压路机压实底碴。为防止挤裂墙身，水沟，电缆槽旁边20cm范围内不得使用压路机碾压，必须人工压实。振动压实4-6遍后，如底碴面标高不再下降即可。2、用工程线连接边墙上的内轨顶面水平点，用靠尺检测碴面高度。填写检查记录，把误差写在边墙上，便于以后整平。㈣铺面碴84/84 1、用钢尺根据中线控制点确定左线的中心线位置，再根据中线定出面碴带的边缘线。2、用靠尺确定控制框架的高度，并将框架连接好。3、人工挑运石碴倒入框架，摊铺平整后，用平板振动器振实，以人站上去无明显沉陷为合格。4、用靠尺检查面碴顶面高度，填写检查记录，如误差超过5mm，则需修补直至合格。㈤铺设宽轨枕排1、备好起道机、撬棍、方尺、轨缝尺等，长度误差不得超过1mm，角度误差不得超过5，，榫接要牢固。2、质量控制主要控制轨缝和中线，轨缝选用下式计算α=0.00118（tmax-tp）+C式中：tma——当地最高气温；tp————铺轨时的钢轨温度；C——洞口段取4mm，洞身段取0。轨温由铺架队每隔2h测一次，实际轨缝应比计算轨缝大1～2mm。轨缝相错量控制在40mm以内。中线铺设误差应控制在±5mm以内，若5点中有1点超过允许值，则该轨排需重新吊起，用起道机、撬棍校正，直到符合要求为止。3、整道铺轨结束后，对中线、水平、轨缝等进行检查。拨正轨道方向，方正宽枕位置，拧紧扣件，整治空吊板，垫碴起道，使线路达到质量标准。4、拨道拨道时采用15t手压起道机。首先按直线段每10m、曲线段每5m检查轨道中线，拨正偏差超限部位；然后由有经验的线路工指挥，大致拨正轨道方向。重点整修时，直线段用10m弦线检查方向，对误差超过允许值的予以拨正；曲线段用20m弦线量测正矢，根据计算的拨道量进行拨道。84/84 5、垫砂起道先将轨枕板头掏空，用起道机直接抬轨枕板端头；按每块宽枕端头标明的垫砂厚度量砂，倒入垫砂铲内并均匀铺平，投入枕下扒平。先垫钢轨内侧，后垫外侧。垫砂抬道量为50mm，一次可起轨枕板5～7块，垫砂3～5块。操作中，垫砂要均匀，不宜过高；起落要平，量砂要准，铺垫要平；铲要端稳，进铲要慢，铲位要准，抽铲要快，砂要撒匀。84/84 主要施工机械设备配备表序号项目设备名称型号规格单机功率KW产地主要技术性能1开挖液压凿岩台车H-178150瑞典3+1工作臂，钻孔范围11x12.9m，钻孔深度5.3m，轮式自行速度15km/h。2液压凿岩台车H-169瑞典2+1工作臂。3风动凿岩机YT-24沈阳耗气量3m3/min，气压0.5~0.7MPa，最大钻孔深度5m。4支护砼拌合机JS-50030济南双卧轴强制式，生产能力25~30m3/h。5湿喷机TK-9618.7成都最大输送距离：水平30m，垂直20m，生产能力5m3/h，耗风量9m3/min。6机械手ROBOT757.4瑞典湿式喷射，自行式，75-1型平台，机械手在平台最大移动距离4.5m，电动液压。7砼三联机阿利瓦28518.5瑞典干湿两用，耗气量20m3/min，气压0.4~0.6MPa，输送距离40m，生产能力9~21m3/h。8锚杆台车H53045芬兰轮式自行，工作范围：高13m，宽11m，锚杆长度3~6m可调，不移动可打2排。9迈式注浆泵M4006奥地利生产率400~2400L/h，最大输送距离60m，输送压力6MPa。10注浆器自制11装碴挖掘装载机ITC-312H75德国履带、轨道两用，生产能力200m3/h，输送最大粒径<0.7m.12挖斗装载机WZ-16045贵州轨道式，轨距900mm，装碴宽度7.06m，扒取高度3.3m，深度0.25m，生产能力160m3/h。13挖掘机CAT330166美国履带式反铲，斗容量1.5~1.9m3，最大挖掘高10.36m，深7.36m，挖掘半径10.21m。14侧卸式装载机WA380-3146日本轮式，铲斗容积2.5m3，最大卸载高度2.9m。15侧卸式装载机ZLC40B114柳州轮式，铲斗容积1.7m3，最大卸载高度2.7m。16运输梭式矿车S1418.5萍乡容积14m3，轨距900mm。17自卸汽车VOLVO-A20148瑞典铰结式，双向，载重20t，最大行驶速度34km/h。18自卸汽车北方奔驰3229k188包头载重20t，6x4驱动，最大行驶速度86km/h。19电瓶车XG12-9/25660湘潭轨距900mm，电压256V，电流520A，最高速度20km/h，牵引力18.93KN。20内燃机车DHD25136瑞典轨距900mm，F8L413FW发动机，最高速度38km/h。21轨道交通车30座宝鸡轨距900mm，定制。22轨道材料车MLC3-9鹤壁轨距900mm，载重量3T，外型尺寸3450x1326x1300(mm)。23衬砌拌合站JS-500+PL80030济南双卧轴强制式，电子自动计量，生产率25～30m3/h。24输送车JC6220海城日本五十龄底盘V10发动机，罐容量6.5m3。84/84 主要施工机械设备配备表序号项目设备名称型号规格单机功率KW产地主要技术性能25衬砌输送车JCGY6C22贵州轨距900mm，容量6m3，塌落度5~12mm。26输送泵HBT60C75长沙最大排量62.5m3/h，垂直输送距离为180m，水平1000m，输送压力9.5MPa。27模板台车14m28太原全液压，轨道自行28模板台车7m28太原全液压，轨道自行29通风通风机2DT64-12.522030供排水高压水泵100D45x355长沙扬程135m，流量85m3/h，管径100mm。31污水泵2PWL13石家庄扬程26m，流量90m3/h，管径80mm。32管道泵JD150-25030石家庄扬程34m，流量120m3/h，管径150mm。33动力设备发电机GF92-300300太原康明斯发动机，西门子电机，无基础。34变压器S9-1250-35/0.4太原35变压器S9-1600-10/0.4太原36变压器S9-630-10/0.4太原37变压器S9-400-10/0.4太原38变压器S9-2000-35/10太原39内燃空压机XAS-16087无锡排气压力0.8MPa，排气量9~11.2m3/min，轮式拖行。40电动空压机EP200138上海英格索兰螺杆式，排量20m3/min，排气压力0.86Mpa。41其它冷弯机LW-22022太原液压冷弯，电动，最大弯曲工字钢220mm。42钢筋弯曲机WG-404太原最大弯筋直径40mm，最小6mm。43钢筋切断机QJ-407.5太原最大切筋直径40mm。44电焊机BX2-50028KVA太原45电焊机BX2-30021KVA太原46推土机TY-140103宣化生产能力：40m运距每小时174m3。47吊车QY-16154常德汽车吊，最大起重量16t。48钻床ZQ41253湖北49车床C61405.5沈阳50筛分处理系统SZZ21500x3000西安PE400x600，PE250x1000锷式破碎机各1台84/84 84/84 主要防爆施工机械设备表序号机械名称规格型号额定功率或容量产地1防爆风枪Y-26≥1600次/min沈阳2风镐03-111100次/min沈阳3风枪平台自制4防爆电瓶车XK8-7/140KB715KW湖南5防爆梭式矿车S-88M3江西6平板车YP5-75T自制7电动铲斗装碴机Z-30B45-60M3/h浙江8防爆立爪装碴机L2-120B30KW120M3/h9防爆砼喷射机转子Ⅱ型5-7M3/h10砼输送车防爆11砼输送泵HB30C12挖掘装载机ITC-312H200M3/h西德13衬砌台车自制14拌合站JS50025-30M3/h山东15发电机组200GF7200KW16内燃空压机郑州17锻钎机GK-5018碎石机P2400*25017KW韶关19钻机MY2-20087-115cm(直径)15KW20组合式瓦斯警报断电仪西安21瓦斯检定仪AGG-2西安84/84 瓦斯检测仪器表序号名称型号检测范围生产厂家1光干涉甲烷测定器AQG-20-10%CH4抚顺煤矿安全仪器厂2数字式瓦斯指示警报器AQG-101-5%CH4抚顺煤矿安全仪器厂3煤层瓦斯压力测定仪ACW-10-7．84Mpa镇江煤矿专用设备厂4瓦斯报警矿灯KSW-8A0-3%CH4镇江煤矿专用设备厂5气压式瓦斯计较准管AWJ-20-10%CH4抚顺煤矿安全仪器厂6多种气体检测器AQG-50CO.CO2.H2S.SO2重庆煤矿安全仪器厂7组合瓦斯断电仪AZD-120-4%CH4抚顺煤矿安全仪器厂8车载式瓦斯报警断电仪ACD-30-2.5%CH4重庆煤矿安全仪器厂9瓦斯遥测报警仪AYJ-20-4%CH4重庆煤矿安全仪器厂10粉尘采样器AQF-115-20L/min镇江煤矿专用设备厂11氧气呼吸器AHG-1400L重庆煤矿安全仪器厂12氧气呼吸器检验器AJ-3压力±1Kpa抚顺煤矿安全仪器厂13氧气充填泵ABD-20022Mpa抚顺煤矿安全仪器厂14隔绝式化学氧自报器AZG-10B150-180min重庆煤矿安全仪器厂15自报器气密检查仪ZJ-215-20S瓦房店市矿山仪器厂16甲烷传输器WZJ-1C0-4%CH4抚顺煤矿安全仪器厂返回施组模块主目录前往路基主目录前往桥梁主目录84/84