隧道开挖施工方案1

'编制依据、范围、原则1.编制依据(1)招投标文件、设计文件；(2)设计施工图纸及隧道相关参考图；(3)《水工建筑地下开挖工程施工技术规范》(DL/T5099-2011)(4)《水电水利工程爆破施工技术规范》(DL/T5135-2001)(5)《水利水电工程施工质量检验与评定规程》(SL176-2007)2.编制范围**市区水源工程引水隧道工程(K0+000〜K1+776)3.编制原则(1)合理配置资源，满足工程需要的原则；以优质、高效、快速施工为目的，对机械设备、施工人员、工程材料等资源配置满足施工需要；(2)突出重点，统筹安排的原则；统筹安排，确保本隧道安全施工，科学合理地安排施工进度，组织连续均衡施工，做好工序衔接，确保按期和力争提前完成工程建设任务；(3)应用“四新”技术，提高施工水平的原则突出应用新技术、新设备、新材料、新工艺，提高施工的机械化作业水平，积极应用先进的科技成果，提高工程质量、加快工程进度、降低工程成本的目的，做到优质、快速、安全、高效按期完成本工程。(4)安全生产，预防为主的原则运用现代科学技术，采用先进可靠的安全预防措施，确保施工生产和人身安全。始终按照技术可靠、措施得力、以人为本、确保安全的原则确定施工方案，施工重点控制爆破作业安全及隧道特殊地质段的施工安全。(5)规范施工，确保工程质量的原则严格执行设计及规范要求，科学优化施工组织方案、施工工艺和施工方法，确保工程质量，并满足整体创优规划要求。(6)保护环境，文明施工的原则树立环保意识，严格按国家关于环境保护和水土保持的有关规定组织施工，保护好周围生态环境，做到文明施工。把环境保护、水土保持提高到一定政治高度来对待，确保施工区域所处生态环 境、沿线水域不受污染和破坏，确保施工过程屮做到“三同时”。(1)确保工期的原则根据业主对工期要求，编制科学、合理、周密的单位工程施工方案，合理安排进度，做好工序衔接，确保工期口标的实现。二、工程概况1.设计技术标准引水隧洞的有关特征参数如下：设计取水流量：8.Om3/S；设计最低运行水位：93m(水库死水位)；设计最高运行洪水位：123・6ni(水库校核洪水位)；设计正常运行水位:113.0m(水库正常蓄水位)；输水隧洞长度：1823m；输水隧洞进口底高程：86.5m；输水隧洞出口底高程：66.8m；输水隧洞纵坡:i=l.14%；输水隧洞过水面：圆形，直径3.0m；输水隧洞开挖面：直墙割圆拱型；隧洞开挖临时支护：根据围岩条件采用不同的支护型式；隧洞衬砌：采用C25混凝土；2.工程概述本工程位于**市源城区西南部，从**水库右岸通过隧洞引水出水库，然后通过输水管线送至源城区自来水厂。根据区域地质资料及钻孔资料，引水隧洞地层主要有第四系洪冲积层②层(Qpal)、坡积层③层(Qdl)及燕山三期黑云母花岗岩(¥52(3)).侏罗系下统蓝塘群粉砂岩(Jllnb)组成。按《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)岩体风化带划分方法，引水隧洞沿线岩体由上而下可划分为全风化带(V)、强风化带(IV)、弱风化带(III)、弱风化带(TT):全风化带(V)：K0+051.80〜K0+422段和K1+777.801〜K1+827.801段,共420.2m,全风化花岗岩，灰黄色，风化完全，呈砂质粘土状，含较多石英细颗粒，可塑〜硕塑状，局部夹强风化岩碎块，沿线均有分布，厚度不均，隧洞进口分布较厚，中部分布较薄，厚度约4. 10ni〜43.30m,层底高程约57.90ni〜14&90m,全风化粉砂岩，灰色及灰绿色，风化不均匀，常夹有强风化状砾，呈含砾粉质粘土状，硬塑状，局部呈碎石土状，密实,主要分布于出口处，厚度一般l・60m〜17.20m,层底高程约60.90m〜90.6m。强风化带(IV)：K0+556.094~K0+579・535段、Kl+332.890~Kl+352・708段和Kl+563.32~Kl+598・259段，共78.198m,强风化花岗岩，灰黄色，节理裂隙发育，裂面铁镒质渲染，岩质较软,岩石破碎，岩芯呈块状，RQD二0〜30%,厚度一般0.40in〜20.30m,沿线均有分布，层底高程约70.70m〜133.60m。强风化粉砂岩，青灰色，风化剧烈，节理裂隙极发育，裂而见泥质、铁质充填，岩石破碎，强度低，岩芯呈半岩半土状，局部夹全风化，仅见于隧洞出口一带,钻孔揭露厚约2.50m-16.50m,层底高程约62.50m〜88.10in。强风化花岗岩与弱风化花岗岩过度带(IlPlV):K0+96&131~K0+989・095段、KH352.70旷K1+375.842段和K1+598.2501+777.801段，共223.640m,弱风化带仃II)、(II)：K0+422~K0+556・094段、KO+579.535~K0+968.131段、K0+989.095〜K1+332.890段和Kl+375.842~Kl+563・32段，共1053.963m,弱风化花岗岩，灰白色，裂隙稍发育,岩石较完整，岩质坚硬，强度高，RQD值平均为85%,钻孔未钻穿，揭露厚度0.80m〜66.20m。弱风化粉砂岩，青灰色，裂隙稍发育，岩石较完整，强度较高，RQD值平均为40%〜50%,钻孔未钻穿，揭露厚度11.70m〜32.10m。引水隧洞位于**〜罗浮山大断裂(F1)以西约1000m,隧洞外围有人字石断裂(F29)、罗坑断层(F27),大水坑断层(F7)、鹤子顶断层(F22)从隧洞轴线垂直穿过，受断层影响，隧洞沿线地质构造极其复杂，岩体风化强烈，地表基本为全风化岩，强风化和弱风化岩出露少。1.隧洞设计结构型式引水隧洞结构型式表桩号围岩类别衬砌类型衬砌参数备注K0+000〜KO+35OK1+736〜K1+776V全风化隧洞4型超前锚杆©25@300,L=4m,排距2・0m；挂8钢筋网@200*200；I20a钢拱架@100()；系统锚杆①22,,3000@1000梅花形布弘喷射C25伦厚200；C25混凝土二次衬砌50cm厚；K0+350〜KO+5O5III类围岩隧道2型系统锚杆①22,L二2()()()@1()()()梅花形布曽；喷射C25磴厚5cm；C25混凝土二次衬砌40cm厚；K0+505〜K0+525K0+898〜K0+939K1+283〜K1+303K1+523〜K1+543K1+543〜K1+736IV类围岩隧洞3型挂4>8钢筋网@200*200；系统锚L=3000@1000梅花形布置；喷射C25W100；C25混凝土一次衬砌50cm厚K0+525〜K0+898K1+303〜K1+523K0+939〜K1+283II〜III类围岩隧洞1型喷射C25碗厚50；C25混凝土二次衬砌30cm厚三、施工方案 隧道采用新奥法施工，洞口采用超前注浆小导管加固，开挖采用全断面开挖法；隧道出渣采用无轨出渣方案；隧道施工通风采用轴流压入式通风。1.施工原则(1)隧道快速施工的原则(2)统筹兼顾，合理安排，均衡生产，突击重点的原则(3)坚持一体化、机械化、工厂化、专业化施工的原则(4)先变更后施工的原则(5)突出环保的原则(6)隧道洞内混凝土施工中做到喷射碇与岩面密贴，喷射碗密实，喷射殓与钢架、钢筋网之间要密实；2.施工顺序整个隧道施工顺序为：测量放线一截水沟施工一边仰坡施工一洞口施工一超前小导管一隧洞开挖一检测开挖断面初喷(1)对突发事件预防措施根据本隧道可能存在的地质灾害，除预测预报外，对不良地质先制定有针对性的施工预案，当预测数据及现场设计组织方案确定后；成立相应抢险组织，储备抢险材料和设备，进行应急演练，一旦发牛险情，立即启动应急预案投入抢险工作。(2)工程重难点及对策序号重点及难点简要情况施工技术对策1断裂破碎带隧K0-505-K0-525隧K0-898-K0-939隧Kl+283K1+303隧K1+523-K1+543为断层破碎带加强超前支护质量控制，严格按短进尺、弱爆破、强支护、勤量测原则进行施工；3•洞口开挖及地层预加固隧道洞口开挖先清除边仰坡上的浮土、危石，做好边仰坡的施工防排水设施，以防地表水冲刷而造成边仰坡失稳。洞口开挖工艺流程图测量放线 截水沟施工边仰坡土石方施工坡而加固、防护V准备洞门施工1.洞口地段施工测量放线〜截水沟施工〜边仰坡施工〜洞门施工仰坡开挖边线外3-5m处设置截水沟，防止雨水冲刷洞门；洞口边仰坡开挖完成后,进行边仰坡防护施工，再进行洞口开挖施工，洞门开挖完成后进行小导管钻孔、安装、注浆施工。2.软弱围岩及断层破碎带施工软弱围岩及断层破碎带地段施工过程中遵循“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”的原则施工。（1）在软弱围岩及断层破碎带先进行围岩深度注浆固结（2）拱部设超前小导管，进行超前预注浆；（3）该隧洞断面小，以全断面开挖方式进行掘进；（4）开挖后，先初喷妊，然后打锚杆、挂钢筋网，架立钢架，喷混凝土至设计厚度;3.其他围岩地段施工其他围岩地段按设计要求进行全断面光面爆破开挖掘进、支护；4.施工测量洞外控制：洞外采用三角控制测量，每个洞口设置三个平面控制点，将控制点设在能相互通视，稳固不动，而且便于引测进洞，能与开挖后的洞口通视之处。每个洞口布设两个高精度水准点。水准点布设在坚固、通视好、施工方便、便于保存且高程适宜之处。两个水准点的高差，以安置一次水准仪即可联测为宜。洞内控制：洞内控制采用以下两种导线施工导线：在开挖面向前推进时，用以进行放样来指导开挖的导线，其边长为5〜50m。基本导线：当掘进50〜200m吋，为了检查隧道的方向是否与设计相符，选择一部 分施工导线，敷设50〜lOOm精度较高的基本导线。1.洞口明挖施工(1)土方开挖根据地质资料及现场实察，洞口明挖段土方开挖量较少。开挖时根据设计坡比从上而下分层使用反铲挖掘机进行开挖、5t自卸汽车运至弃渣场，开挖过程中按设计要求及时做好坡面支护工作。(2)石方开挖石方开挖主要采用手风钻钻孔自上而下分层梯段爆破，反铲挖掘机配合开挖的方法，局部及岩基底面采用人工手风钻钻孔，“密孔、弱爆破”方式开挖。为保证边坡稳定，设计开挖轮廓线上的石方开挖采用预裂爆破技术，以保证安全施工和减少超挖。(3)爆破参数设计①分层厚度：石方开挖采用自上而下的原则分区分层进行梯段控制爆破，开挖厚度控制在6〜8m。②平面布置：主爆孔孔距为3・0m,排距2・5m,梅花型布置；预裂孔一般炮孔间距a=(7~12)d(d为钻孔直径)，取0.8m；3m主炮孔—o爆孔平面布置图 ③药量计算a主爆孔药量Q二qawl式屮：q为松动爆破单位炸药消耗量(0.4〜0.5),kg/m3；a为炮孔间距，m；w为抵抗线，m；I为分层高度，m。b预裂孔线装药密度：线装药密度是单位长度炮孔的平均装药量。影响预裂爆破参数的因素复杂，很难从理论上推导出严格的计算公式，以经验公式为主,目前国内较常用公式的基本形式为：式中,Qx—预裂爆破的线装药密度,kg/m；oc—岩石的极限抗压强度，MPa；a—炮孔间距，m；d一钻孔直径，mm；K、a、B和丫一经验系数。随岩性不同，预裂爆破的线装药密度一般为70〜400g/mo由于预裂爆破孔底岩石夹制作用很大，为确保预裂缝贯穿到底，在孔底的长度上适当增加装药量。当孔深<5m时，底部lm的装药量为1〜2倍QX；当孔深为5m—10m时，底部lm的装药量为2〜3倍QX；当孔深为^10m时，底部lm的装药量为3〜5倍QX。c.爆破参数设计爆破参数初设计如下表：施工中不断优化爆破参数，提高爆破质量。爆破类型钻孔机具孔径D(mm孔距a(m)排距b(m)孔深L(m)孔式药卷直径(mm)单位耗药量 )预裂爆破液压钻760.8—设计边坡高度沿轮廓线布置35线装药密度250g/m主爆孔液压钻7632.56梅花型600.45kg/m3④联网起爆为保证同时起爆，预裂爆破采用导爆索起爆，并通常分段并联法。预裂孔若与主爆区炮孔组成同一网路起爆，则预裂孔应超前第一排主爆孔75〜100ms起爆。(2)主要技术措施a.预裂爆破造孔采用液压钻钻孔，钻孔直径76mm；预裂爆破孔位偏差、钻孔角度都直接影响预裂爆破的爆破效果和外观质量；钻机就位时，采用样架尺对钻机、钻孔角度和定位点进行校对，开孔后进行中间过程的深度和角度校对，以便及时调整偏差。b.预裂爆破药卷选用＜l)35mm乳化炸药，不偶合系数2.2；装药采用间隔装药，药卷间用导爆索和竹片连接(详见预裂孔装药示意图)。c.梯段爆破采用网络爆破技术，控制爆破规模，以保证边坡安全和开挖质量。施工前期，结合施工生产进行爆破试验，使开挖料块度满足装渣要求。通过爆破试验对爆破孔网参数、起爆网络、单耗药量等钻爆参数进行优化，确定最佳钻爆参数。(1)石渣运输石渣采用反铲挖掘机装车，自卸汽车运输至弃磧场。1.洞室开挖施工(1)主要施工方法及工艺概述隧洞开挖以新奥法指导施工，主要采用全断面开挖的施工方法，采用全站仪量测，利用手风钻配合脚手架平台钻孔，采用光面爆破钻爆法进行开挖掘进。开挖过程中根据围岩的性质，按设计要求及时做好支护工作。隧洞出渣根据洞的特点采用小型扒渣机装渣，取水口采用小型翻斗车运输，利用安 装在沉沙池顶的卷扬机提升渣料，出水口采用有轨运输的方式出渣。15自卸车转运至弃渣场；喷混凝土与开挖、锚杆施工跟进平行交叉作业，除特殊地质段先喷后锚的程序外,其它部位均按先锚后喷的程序进行施工。为确保成功进洞安全掘进，进洞前先沿隧洞顶拱开挖轮廓线外，打设超前小导管，然后挂钢筋网、喷碗，使其连成整体，增强洞脸的稳定性。若洞脸揭露地质较差、无法自稳的情况下，则采用超前锚杆、钢拱架、径向锚杆、挂钢筋网和喷栓加强支护。(2)施工工艺流程测量放样一钻孔一装药、起爆一排烟、洒水一安全处理一出渣一初期支护(锚杆、钢拱架、挂网喷栓)一下一循环。隧道开挖施工工艺流程确定凿岩参数画轮廓线、布炮孔Ik凿岩台车凿岩不合格J检查I合格▼吹炮孔、装药联线、爆破、通风机械排险安全检查人工找顶排险检查爆破效果和断血尺寸转入下一个循环 根据“新奥法”施工原理，隧道开挖必须尽可能减轻对围岩的扰动，充分发挥围岩的自稳能力，所以在钻爆作业屮采用微振控制爆破技术，实施光面爆破，并根据围岩情况，及时修正爆破参数，达到最佳爆破效果，形成整齐准确的开挖断面,减少超欠挖。(3)钻爆设计爆破设计遵守以下原则：尽量提高炸药能量利用率，以减少炸药用量，减少对围岩的破坏。IV类围岩采用控制爆破技术，拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破;V类围岩地段以风镐人工开挖或反铲挖掘机机械开挖为主，需要爆破时，采用微震光面爆破技术，爆破器材：采用塑料导爆管、毫秒雷管起爆系统，毫秒雷管采用19段等差毫秒雷管，引爆采用火雷管。炸药采用2号岩石钱铢炸药和乳化炸药。爆破参数设计①断面特性及围岩条件分析本工程隧洞开挖断面为门型。围岩类别有II、IILIV、V类。②钻孔深度及孔径根据断面大小及设备情况，以及各种不同类型的围岩情况选取用不同的钻杆长度进行钻孔。炮孔直径42mm,掏槽区空孔直径50mmo③掏槽方式掏槽形式：开挖采用斜眼楔形掏槽。④装药参数及炮孔布置装药参数主要根据本工程的特点、结合类似工程施工经验及经验公式(爆破设计)来选取爆破孔药孔间距和装药量。因受周围岩石夹制作用较大，掏槽孔装药要加强；主爆孔在掏槽形成后按正常装药均可爆落；光面爆破可以减少隧洞的超欠挖量以及减少对围岩破坏。炮孔直径为42mm,用①=25mm、L=200mm乳胶或销镀炸药，用传爆线连接，非电毫秒雷管起爆。隧洞掘进采用锲形掏槽，钻孔孔径①40〜45mm,孔深为2.5〜3.0m,掏槽孔孔距0.6m,排距0.6m,掏槽孔单孔装药量为2.0〜2.5kgo扩挖孔孔距0.7〜1.0m,排距0.6〜0.9m,单孔装药量1・5〜2.0kg,周边釆用光面爆破，光爆孔孔距0.5〜0.6m,线装药密度为110〜170g/m。炮孔布置见炮孔布置图。 uuua47noann」一am丄arm掏槽眼、底板眼、辅助眼装药示意图单位：mm周边孔装药结构示意图XXXXYKooooooo00X00炮泥米用非电毫秒雷管微差起爆网络，起爆顺序见爆破参数表。起爆网络的联结釆用：“起爆电源一电雷管一导爆管一非电毫秒雷管一炸药”的起爆网络。联接时要注意，导爆管不能打结和拉细，各炮眼雷管连接次数应相同,引爆雷管应用黑胶布包扎在一簇导爆管自由端10cm以上处，网络连接好后，要有专人负责检查。 713-