山东龙烟铁路某隧道台阶法开挖施工方案

'新建铁路龙口至烟台线蓬莱隧道台阶法开挖施工方案中铁航空港建设集团有限公司龙烟铁路站前Ⅱ标段项目经理部2014年09月01日 一、编制依据1、《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008。2、《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003。3、《铁路隧道监控量测技术规程》TB10121-2007。4、龙烟铁路站前Ⅱ标施工组织设计。5、《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设2010241号。6、《铁路工程测量规范》TB10101-2009。7、建铁路龙烟线站前工程施工招标技术设计文件、图纸。8、工程所涉及的地方和国家有关政策和法规，特别是环境保护、水土保持方面的政策和法规。二、工程概况本隧道为单线既有隧道，主体结构已基本完成。既有隧道进口里程为DK42+650，出口里程为DK46+056，全长3406m。由于本隧道进口轨面高程较低，在距隧道洞口约50米处，有一排洪沟，经详细调查，建成后在夏季汛期，曾有洪水倒灌隧道的现象，为彻底整治洪水倒灌隧道问题，配合进口排洪而抬高线路路肩标高，本隧道进口向大里程560m进行挑顶改造。改建后本隧道进口设计里程为DK42+660，进口轨面设计标高79.039m；改建段终点里程设计里程DK43+210，轨面设计标高78.352m。本隧道DK42+710～965段设计为Ⅳ级围岩（中间有37m的Ⅲ级围岩），围岩以花岗闪长岩为主，石质较硬，稳定性较好，预采用两台阶开挖法进行掘进施工。三、施工方案开挖支护按新奥法原理组织施工。开挖施工采用YT28型气腿式凿岩机配合自制简易台车进行围岩光面爆破,之后采用简易台架配合人工进行钢架安装、锚杆及喷射混凝土施工。1、施工准备1.1、导线控制点、水平基点已布设，轴线放样和标高测量满足施工要求。1.2、YT28型凿岩机、出渣运输车辆等各项机械设备性能良好可靠，可满足施工需要。15 1.3、供电、供水、供风及排水等辅助作业能满足施工需要。1.4、对施工队伍进行技术交底。2、钻爆设计2.1、爆破材料采用非电毫秒雷管（1～11段），炸药采用2号岩石硝铵炸药和2号乳化炸药，规格为φ32×20cm药卷。周边眼用2号乳化炸药，间隔装药，其它眼均用2号岩石硝铵炸药，连续装药。起爆系统采用导爆管传爆，以集束为主的混合联接引爆网络。2.2、非电微差起爆网络设计爆破震动与同段起爆的炸药量密切相关，采用非电微差起爆技术，不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效地控制每段雷管间的起爆时间，使爆破震动波形不叠加。这样既能保证岩石破碎达到理想爆破效果，又能消除爆破震动的有害效应。网络起爆采用孔内微差的方式，选用1～11段非电毫秒雷管，段差控制在50～80ms。2.3、掏槽形式及装药结构设计2.3.1由于该隧道已经贯通，仅是采用爆破方式拆除既有隧道衬砌、初期支护及扩挖，拱部扩挖采用楔形掏槽、辅助眼、周边眼，边墙拆除、扩挖仅采用辅助眼和周边眼布置炮孔。2.3.2、装药结构设计：为更好地达到爆破效果，周边眼采用不耦合间隔装药结构。其余炮眼采用连续装药。如下图所示：炮泥导爆索药卷雷管导爆索炮泥药卷雷管竹片15 2.3、钻爆参数2.3.1、炮眼深度L，孔径d根据原铁道部120号文件，四级围岩上台阶每循环支护不得大于2榀，该隧道四级围岩钢架间距为1.20m/榀，故上台阶掘进深度定为为2.4米，炮眼深度2.7米，下台阶掘进深度为2.4米，炮眼深度2.7米。孔径d使用钻头为42mm，确定d=42mm。2.3.2、炮眼布置炮眼布置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。根据公式及经验Ⅳ级围岩正台阶法爆破，取E=60cm，W=75cm；各炮眼参数如下：周边眼间距60cm；掏槽眼间距60cm，辅助眼间距60cm；排距均为90cm，围岩整体性较好段可取65cm，炮眼布置图按60cm布置，可根据情况调整。由于该隧道需要拆除既有隧道衬砌及初期支护，根据“多打眼，少装药”原则，炮眼间距采用40cm间距，排距采用50cm，根据实际爆破效果可适当调整爆破参数。炮眼布置图如下。15 2.3.3、炮眼布置图及爆破参表如下爆破参数表部位炮眼分类炮眼数炮眼深度炮眼装药量每孔药卷数每孔装药量合计药量个cm卷/孔Kg/孔Kg上台阶掏槽眼10270112.222辅助眼6427091.8115.2周边眼3427081.654.4下台阶辅助眼3627091.864.8周边眼1227081.619.23、钻爆施工3.1、测量放样布眼中线、水平控制点布设：为便于检查开挖断面的尺寸及形状，在施工中设置控制点。中线施工控制点在直线地段每10米设一个，曲线地段每5米设一个，中线控制点应设在拱顶处，水平施工控制点每10米设一个。中线、水平基点布设：距开挖面每50米埋设一个中线桩，每100米设一个临时水准点。钻眼前定出开挖断面中线、水平线，用红油漆准确绘出开挖断面轮廓线，并标出炮眼位置，经检查合格后方可钻眼。3.2、定位开眼采用简易开挖台架配多台风动凿岩机钻眼，其轴线与隧道要保持平行。就位后按炮眼布置图正对钻孔。对于周边边眼的钻眼精度要求比辅助眼要高，开眼误差控制在5cm内。3.3、钻眼按照不同孔位，将钻工定点定位。钻工需熟悉炮眼布置图，能熟练的操作凿岩机械，特别是钻周边眼，要由有较丰富经验的老钻工开钻，有专人指挥，确保周边眼有准确的外插角，使两茬炮交界处台阶不大于15cm。同时，根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，保证炮眼底在同一平面上。施工时控制好炮眼的角度、深度、密度，使之符合设计要求，是保证光爆质量的关键之一，为此，需符合下列精度要求：15 ①掏槽眼：眼口间距误差和眼底间距误差不大于5cm。②辅助眼：眼口排距、行距误差均不大于5cm。③周边眼：沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不大于5cm；眼底不超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超过15cm；眼深误差不宜大于100mm。④内圈炮眼至周边眼的排距误差不大于5cm，炮眼深度超过2.5m时，内圈炮眼与周边眼宜采用相同的斜率。⑤当开挖面凹凸较大时，按实际情况调整炮眼深度，并相应调整药量，力求除掏槽眼外的所有炮眼底在同一垂直面上。3.4、清孔及成孔检查钻眼完成后，严格成孔检查。按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后才能装药爆破；装药前，用高压风、水将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。3.5、装药装药需分片分组，按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”，要定人、定位、定段别，不得乱装药。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。3.6、联结起爆网路按设计的联结网络实施。起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆索的连接方向和联结点的牢固性；导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数相同；引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处，网路联好后，要有专人负责检查。3.7、引爆非点炮人员撤离安全区后才能引爆。爆破后，如有瞎炮，进行专门处理，并及时检查厚度光爆效果，分析原因，调整爆破设计。3.8、出碴隧道出碴采用无轨运输方式,根据现场施工条件及弃渣场距离，本工程配柳工侧翻装载机1台装碴,挖机清底，10吨自卸汽车2台运输。4、爆破施工控制要点4.1、采用光面爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于装载机装碴。15 4.2、隧道开挖每个循环都进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。并采用激光准直仪控制开挖方向。4.3、钻眼按设计方案进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底5cm，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制3°～4°以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深20cm。4.4、装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时，专人分好段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装药后用炮泥堵塞。4.5、起爆采用复式网络、非电起爆系统，联接时，每组控制在12根以内；联接雷管使用相同的段别，且使用低段别的雷管。雷管联接好后有专人检查，检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管，检查无误后起爆。4.6、开挖过程中注意观察围岩的变化情况及爆破效果，及时调整钻爆设计参数。4.7、控制隧道底超欠挖，保证隧道开挖轮廓圆顺。及时排除隧道内的积水，减少积水浸泡围岩。5、通风由于本隧道为改建隧道，原有隧道已经贯通，所以不需单独设置通风设备，采用洞内自然过堂风进行通风。四、施工质量要求标准1、隧道洞身开挖时严格控制爆破震动；开挖轮廓要预留支撑沉落量，并利用量测反馈信息及时调整。2、严格控制欠挖，当石质坚硬完整并确认不影响衬砌结构和强度时，允许岩石个别凸出部分（1m2不大于0.1m2）凸入衬砌断面；拱脚、墙脚以上1米内严禁欠挖。3、实测项目项次检查项目规定值或允许差检查方法和频率1拱部超挖（mm）中硬岩平均150，最大250激光断面仪：15 （Ⅲ级围岩）每20米抽一个断面，测点间距≤1米。2边墙超挖（mm）每侧+100，-0全宽+200，-03边墙、仰拱、隧底超挖（mm）平均100，最大250水准仪：每20米检查3处五、机械设备及人员配备机械设备及人员配备见下表：项目型号单位数量备注开挖作业班人12熟练工人支护作业班人20熟练工人开挖台车自制台1空压机32m3台2性能良好凿岩机YZ-28台12全新风镐台4全新挖掘机日立ZX-220台1性能良好装载机ZL50型侧翻台1性能良好自卸汽车10t辆2性能良好六、质量、安全、环保和职业健康保证措施1、质量保证措施1.1、建立完善的质量管理体系及质量保证体系项目成立以项目经理和总工程师为核心的TQC领导小组，建立严格的质量承包责任制，同经济挂钩，加强对工程质量的全面管理的指导。建立质量检查机构，制定严格的工程质量内部监理制度，严格执行自检、互检与专业检查相结合的质量“三检”制度和工前试验、工中检查、工后检测的试验工作制度。质量工程师行使质量一票否决权，项目经理、总工程师对质量工作全权负责。1.2、严格实行质量责任制实行项目经理、总工15 、各级技术人员及工班负责人对工程质量负相应责任，层层签订质量终身责任书，做到责任落实到位、责任落实到人，从而提高全员的质量意识。坚决做到奖优罚劣，规范化施工，实行持证上岗。使各级参建人员在实施组织指挥施工中始终坚持“质量第一”的方针，确保工程质量。1.2.1、实行施工质量责任挂牌制，注明管理者、操作者，谁施工谁负责。1.2.2、严格材料采购，检验制度，无检验材料严禁进入全体工程。1.2.3、坚持施工过程的三检制度，做到“检查上道工序，做好未班工序，服务下道工序”。1.2.4、工序间实行质量否决制，确保每道工序100%合格。1.3、施工控制中的技术保证1.3.1、施工前，施工技术负责人组织技术人员和施工管理人员仔细阅读设计文件，了解设计意图，明确施工技术重点、难点，进行技术交底。1.3.2、严格测量放线工作，测量要求准确，放线及时，做到正确指导施工。1.3.3、严格按设计边线布置周边线，控制一次起爆药量，控制开挖深度，减小超挖量和炸药对围岩的挠动破坏。2．安全保证措施2.1、建立安全保证体系项目设立安全管理机构，建立现场安全监督、检查小组，针对工序特点，进行安全交底，严格执行项目经理部安全保证体系的有关规定，经理部与每个作业人员签订安全生产责任书。2.2、安全教育和培训2.2.1、对新进场的工人进行安全生产的教育和培训，考核合格后，方准许其进入操作岗位。2.2.2、对爆破等特殊工种的工人，进行专门的安全操作培训。持证上岗。2.2.3、在采用新工艺、新方法、新设备或调换工作岗位时，对工人进行新操作方法和新工作岗位的安全教育。2.2.4、设立每周一次的安全活动日，在班前班后会上检查安全生产的活动情况，并对职工进行经常性的安全教育和安全宣传活动。2.3、落实安全责任制，制定安全管理的各项规章制度建立健全各项安全生产的规章和管理制度，体现“全员管理、安全第一”15 的基本思想，明确安全生产责任，做到职责分明，各负其责。施工中除操作人员本身加强各种安全措施外，经理部也将加大检查力度，搞好各方面的协调工作，坚决杜绝各种事故的发生。严格执行施工安全操作规程。2.4、各项安全技术措施2.4.1、施工操作人员进入现场时必须佩戴安全帽，电工、电焊工必须穿绝缘鞋。电源接线连接必须规范。2.4.2、现场施工配置专职安全员，负责现场的安全管理工作，并建立安全保证体系。2.4.3、对各种施工机具要定期进行检查和维修保养，以保证使用的安全，所有施工机械由专人负责，其他人不得擅自操作。2.4.4、在设备显著位置悬挂操作规程牌，规程牌上标明机械名称、型号种类、操作方法、保养要求、安全注意事项及特殊要求等。2.4.5、装药与钻孔不得平行作业；爆破作业和爆破器材加工人员严禁穿着化纤衣物。进行爆破时，所有人员撤离现场。2.4.6、装药前应检查爆破工作面附近的支护是否牢固；炮眼内的泥浆，石粉应吹洗干净；刚打好的炮眼热度过高，不得立即装药。发现流砂、流泥未经妥善处理，或可能有大量溶洞涌水时，严禁装药爆破。2.4.7、装炮时应使用木质炮棍装药，严禁火种。无关人员与机具等均应撤至安全地点。2.4.8、为防止炮烟中毒和药包迟爆事故，爆破后，爆破员按规定的等待时间进入爆破地点。当发现“盲炮”时，必须由原爆破人员按规定处理。3、环保和职业健康保证措施3.1、建立健全管理组织机构。工地成立以项目经理为组长，各业务部室和生产班组为成员的文明施工和环保管理组织机构。3.2、加强教育宣传工作，提高全体职工的文明施工和环保意识。3.3、制定各项规章制度，并加强检查和监督。3.4、加强文明施工管理，合理布置施工场地，合理放置各种施工设施。3.5、建立通风岗位责任制和奖惩制度，制定施工通风管理细则，明确岗位职责、技术标准和安全操作规程，实施与通风质量挂钩并定期兑现的奖惩办法，增强管路班组的责任心。3.6、加强机械废气净化，减少污染源。尽可能使用低污染的机械设备，3.7、15 在施工区和生活区设置污水处理系统，不将有害物质和未经处理的施工废水直接排放。3.8、对空压机、柴油机等安装防漏油设施，对机壳进行覆盖围护，对油料库、库房地、墙面做防渗漏处理，避免漏油污染。七、施工进度计划及保证措施1、工期目标实际施工时间视围岩水文、地质情况变化而确定。2、工期保证措施2.1、实行动态网络管理，及时调整劳力、机械、确保工程按时完工。2.2、做好材料、机械设备的各项保障工作，它们是完成工期的物质保证；同时狠抓施工管理，做到文明、科学、安全施工，这是保证工期的软件措施。2.3、根据施工计划，下达日计划、旬施工进度计划、月施工进度计划，以日进度保旬进度，以旬进度保月进度，一旦发现滞后现象，及时、果断地采取弥补措施。2.4、加强施工生产调度，合理地安排各项目、各工种、各工序，排除一切干扰，合理安排机械设备、施工材料、人力，最大限度地发挥各职能部门的作用。2.5、积极开展劳动竞赛，挖掘施工人员内部潜力，高效完成自己的工作。2.6、通过教育、学习，以提高工人的技术及操作水平，进而加快工程进度，确保工期。2.7、搞好内部经济责任制，提高工作效率。完善奖惩制度，落实好按劳分配的原则。实行不同形式的计件工资、计时工资、承包工资，以经济为杠杆，充分发挥施工人员积极性和主动性，提高生产效率，提前工期有奖，延误工期受罚。附图1：15 正台阶法施工工艺流程图测量放线上台阶开挖一定长度后开挖下台阶锚杆准备爆破参数设计上台阶开挖上台阶支护锚杆准备喷砼准备下台阶支护喷砼准备爆破效果检查，下一环调整药量下道工序施工爆破效果检查，下一环调整药量15 质量保证体系图总工程师：xxx项目经理：xxx内部监理：xxx生产副经理：xxx副总工程师：xxx工程部：xxx质检部：xxx测量组：xxx试验室：xxx工区：xxx工区：xxx经营部：xxx机材部：xxx15 附图3安全保证体系图项目经理：xxx项目书记：xxx安保部长：xxxxxxzhanzhangzhangzhiming总工程师：xxx副总工程师：xxx生产副经理：xxx工程部：xxx质检部：xxx测量组：xxx试验室：xxx安保部：xxx工区：xxx工区：xxx办公室：xxx隧道安全员隧道安全员15 附图4环境保证体系图项目经理xxx书记xxx总工：xxx生产副经理：xxx副总工：xxx经营部：xxx机材部：xxx试验室：xxx综合办：xxx工区：xxx工程部：xxx工区：xxx15 15'