高速公路隧道工程洞身开挖技术交底#附示意图

内容：1. 主要项目施工方法、工艺流程及技术要求1.1. 地质超前预报隧道工程地质、水文地质情况较复杂，在施工中建立超前地质预测、预报系统，通过超前地质预报，结合掌子面围岩的变化，对前方工程地质和水文地质情况做出推断，为确定合理的施工方案提供依据。成立超前地质预测预报小组，由具有丰富施工经验的地质工程师组成，并配备TSP203地质超前预报仪、红外探水仪、超前水平地质钻机、数码相机、数码摄像机等先进仪器设备组成完善的超前地质预测预报体系，全面实施本隧道的超前地质预测预报工作。在设计地质资料和地质复勘的基础上，采用地质分析法、综合物探法、超前探孔相结合的方法进行地质超前预报。以TSP203作长距离地层探测，结合地质调查、地质素描进行综合判断；频率为1次/200m。红外探水仪作近距离探测，探测重点为岩溶分布、地下水存赋特征，频次1次/30m。在工程地质与水文地质较复杂地段，采用TPS与超前地质钻探(1孔)组合进行地质预报；对特殊的工程地质、水文地质复杂地段采用超前探孔(3孔)，确认围岩性质、不良地质构造、溶岩分布、地下水量、水压等情况。上述工作均辅以地质素描，数码成像分析等手段加以预测、验证。采用工前超前预报，工后验证的方法，逐步提高判断水平，不断提高预报精度。TSP超前预报及超前探孔布置详见图1-1及图1-2。图3-8地质预测预报体系图图1-1 TSP超前地质预报系统图1-2 超前探孔布置示意图1.2. 洞身开挖洞身开挖前，结合实际地质情况及设计图纸，做好超前支护工作。采用“新奥法”施工，洞身级围岩段采用短台阶预留核心土开挖方法，洞身级围岩采用台阶法开挖。由于本隧道为小净距隧道，左右线开挖面间距控制不小于30m，且先行洞仰拱超前后行洞掌子面至少5m。每次开挖进尺控制在一个支护循环范围。施工前作钻爆设计，并结合设计不断改进，施工工艺图见图1-3。钻爆设计放样布眼钻孔准备钻 孔清 孔装 药连接起爆网络、起爆通 风 排 烟检 查 排 险开 挖 出 渣其他工序图1-3 洞身开挖施工工艺图主要施工工序如下：(1) 施工布眼钻眼前，测量人员用红铅油准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不大于5cm。(2) 定位开眼采用钻孔台车钻眼，台车与隧道轴线保持平行。台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差分别控制在3cm和5cm以内。(3) 钻眼钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼。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。(4) 清孔装药前，用由钢筋弯制的炮钩和小直径高压风管输入高压风将炮眼内石屑刮出吹净。(5) 装药装药分片分组，按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。(6) 联结起爆网络起爆网络为复式网络，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时应注意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以上位置，网络联好后，要有专人负责检查。(7) 检查排险起爆后，由专业人员对爆破效果进行检查，如发现瞎炮，首先查明原因。如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可，此时的接头应尽量靠近炮眼。待排险完成后，方能安排下一步工序施工。1.3. 爆破设计1.3.1. 一般要求拱部爆破时先起爆主体开挖部分，然后再起爆布置在轮廓线上的周边孔药包；边墙爆破时先起爆设计在轮廓线上的预裂爆破孔药包，形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝，再在该裂缝的屏蔽下进行主体开挖的爆破。爆破时根据围岩状况调整爆破设计方案，循环进尺，控制爆破参数。利用微差起爆技术（孔内、孔外微差相结合的复合式起爆网络）和短进尺开挖，周边眼均采用间隔装药，并严格控制周边眼的装药量。选择合理的起爆段号雷管、控制好起爆顺序及装药结构，提高爆破效果，洞内爆破时二衬的震动速率不大于10cm/s，最大限度地减小地面的沉降及对围岩的扰动，确保隧道施工的安全。周边眼方向以35%的斜率外插，确保眼底不超出开挖断面轮廓线10cm，炮眼间距控制在40cm左右，保障开挖轮廓线圆顺。根据施工规范适当加大开挖断面，预留支撑沉降量，确保二次衬砌断面厚度符合设计。严格按钻爆设计的孔数、孔位坐标进行测量放样，用红色油漆划分出周边的开挖轮廓线，采用凿岩机进行钻孔。按钻爆设计进行准确装药，特别应控制好周边眼的装药量，尽量减少超挖量。装药时严禁施工人员吸烟和穿化纤衣服，严禁使用铁、钢钎捅炮眼，雷管在炸药安放好之前与炸药分开保存。严格按照国家关于民用爆破物品的管理条例进行爆破作业和瞎炮处理。爆破后立即进行通风排烟处理，采用“W”型水幕降尘器喷雾降尘，确保作业面粉尘含量达到标准。1.3.2. 爆破设计上、下断面交替爆破，爆破器材导爆管起爆。周边眼采用25mm小直径药卷。(1) 主要爆破器材炸药规格采用32mm200g。雷管采用非电毫秒雷管分为115段，脚线分3m、5m、7m三种，根据爆破循环进尺长度和炮眼间距分别选用。(2) 钻眼及装药为保证隧道光面爆破效果，周边眼间距在拱部控制在4050cm以内并均匀布置，边墙周边眼间距控制在5060cm以内并均匀布置；周边眼采用间隔装药结构，辅助眼采用连续装药结构，掏槽眼采用集中装药。掏槽眼采用斜眼掏槽，与线路方向夹角为30度，超深20cm。为保证掏槽效果，掏槽眼水平间距按2.44m进行控制，炮眼底间距不大于60cm，掏槽眼采用集中装药。炮眼布置根据现场围岩具体情况可进行个别调整，眼底必须在同一面上，为保证爆破效果炮眼必须采用炮泥进行堵塞且周边眼堵塞不低于30cm。起爆网路采用族联形式，眼内采用分段装药，眼外采用“一把抓”族联方式进行连接。连续装药及间距装药结构示意图如图1-4所示。图1-4 连续装药及间距装药结构示意图(3) 钻爆设计参数：台阶法光面爆破炮眼布置、雷管段别及人员分工见图1-5、图1-6所示。图1-5 上台阶光面爆破炮眼布置、雷管段别及人员分工示意图图1-6 下台阶光面爆破炮眼布置、雷管段别及人员分工示意图台阶法钻爆设计参数见表1-1。台阶法钻爆主要经济技术指标见表1-2。表1-1 台阶法钻爆设计参数表（进尺为2.7m）序号部位炮眼分类炮眼数雷管段数炮眼长度(米)炮眼装药量装药结构爆破方量(m3)单孔装药量合计药量(Kg)（个）（Kg）1上台阶掏槽眼613.41.37.8集中2052辅助眼1133.01.011.0连续31753.01.017.0连续41973.01.019.0连续52293.01.2527.5连续634113.01.2542.5连续7周边眼55133.00.738.5间隔8底板眼16153.01.320.8连续9下台阶一排眼1113.01.011.0连续12410二排眼1033.01.010.0连续11周边眼1253.00.78.4间隔12底板眼1173.01.314.3连续13仰拱辅助眼413.01.04.0连续2614周边眼1933.11.019.0间隔15合计214646.3250.8355表1-2 台阶法钻爆主要经济技术指标序号项目单位数量备注1开挖断面m2131.52预计每循环进尺m2.73每循环爆破方量m33554炮眼总数个2145钻孔总长度m646.36雷管用量发214未计连接管7炸药用量Kg250.88比钻眼数个/m21.6319比钻眼量m/m31.8210比装药量Kg/m30.70711单位体积岩体耗雷管量发/m30.612预计炮眼利用率%90%1.4. 出碴(1) 爆破后进行通风排烟，找顶、洒水降尘后方可出碴。采用ZL50C型侧卸式装载机装碴，自卸汽车运碴，在专人指挥下进行卸碴。台阶法开挖时，上台阶的石碴可由爆破抛掷一部分到下台阶，余下部分用挖掘机人工配合弃于下台阶后，采用机械装碴、自卸汽车运碴。本隧道洞碴全部弃至弃碴场。(2) 装渣作业应符合下列要求： 机械装渣作业应严格按操作规程进行，并不得损害已有的支护及临时设备； 在台阶上向下扒渣时，堆渣应稳定，防止滑塌伤人。(3) 卸渣作业应符合下列要求： 据弃渣场地形条件、弃渣利用情况、车辆类型，妥善布置卸渣线，卸渣应在布置的卸渣上依次进行； 卸渣时有专人指挥卸渣、平整； 场地应修筑永久排水设施和其他防护工程，确保地表径流不致冲蚀弃渣堆；(4) 洞内出渣采用自卸卡车运输时，运输道路应铺设简易路面。道路的宽度及行车速度应符合下列要求： 单车道净宽不得小于3.5m，并应隔适当距离设置错车道；会车视距宜为40m； 行车速度，在施工作业地段和错车时不应大于10km/h；成洞地段不宜大于20km/h。1.5. 围岩量测1.5.1. 岩量测项目及量测频率围岩量测是及时获得围岩动态和支护状态的信息数据，预报险情，确定合理、经济的初期支护参数和二衬施作时间的依据。监控量测项目及要求见表1-3、表1-4。测点布置如图1-7、图1-8、图1-9。表1-3 控制测量项目及方法一览表类别序号项目名称方法及工具布 置量测间隔时间1-15d16d-1m1-3m3m以上必测项目1地质和支护状态观察岩面、结构面产状及支护裂缝观察和描述，地质罗盘等全长度开挖后及初期支护后进行每次爆破后及初期支护前2周边位移各种类型收敛计或测杆每10-50m一个断面，每断面2-3个测点1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月3拱顶下沉水准仪、水准尺或测杆每10-50m一个断面，每断面2-3个测点1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月4地表下沉精密水平仪洞室中心线上，并与洞轴线正交平面的一定范围内布置必要数量的测点开挖面距量测面2B时，1-2次/天开挖面距量测面5B时，1次/2天开挖面距量测面5B时，1次/周5超前地质预报超前地质钻孔间隔10-30m一个断面(必要时)选测项目6围岩内部位移洞内钻孔安设单点或多点位移计每代表地段1-2个断面，每断面2-11个测点1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月7围岩压力各种类型压力每代表地段2-10个断面，每个断面15-20个测点1-2次/天1次/2d1-2次/周2次/月8锚杆轴力各种测力锚杆每代表地段2-10个断面，每个断面15-20个测点1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月9钢支撑内力及外力支柱压力计或其他测力计每10榀钢支撑1对测力计1-2次/天1次/2d1-2次/周2次/月表1-4 允许周边水平相对位移值 相对 位移围岩级别覆盖层厚度小于50m地段覆盖层厚度在50-300m之间覆盖层厚度大于300m地段级0.2-0.80.6-1.61.0-3.0级0.15-0.50.4-1.20.8-7.0图1-7 小净距隧道测点布置图图1-8 上下台阶施工法监控点布置图图1-9 全断面施工法监控点布置图1.5.2. 监控量测控制要点在施工初期阶段，或地质较差、位移下沉量及速度较大时，适当增加量测断面及量测频率；测点设置可靠，并妥善保护，测量仪器使用前进行严格标定；各项测量项目尽可能布置在同一断面，测量点尽可能选择有代表性的位置，以便测量数据的分析及为以后的工作提供经验；当位移出现反常急居增长或净空收敛速率10mm/d时，围碉和支护已呈不稳定状态，此时加强监视，并迅速采取加固措施；当隧道水平位移收敛速度小于0.2mm/天，或拱顶下沉位移速度小于0.1mm/天时，施作二次衬砌收敛量已达到总收缩量的80%-90%，初期支护表面无再发展的明显裂缝，可以认为围岩基本稳定，根据量测结果确定二次衬砌施作的适当时间。如果施作过早，可能使二次衬砌承受过大的荷载，施做过迟则可能使初期支护破坏。1.5.3. 量测资料的整理 制位移量随时间变化的曲线； 绘制位移速度随时间变化的曲线； 绘制位移量与开挖面距离关系曲线； 出位移时间回归曲线，求出最终净空位移量； 根据各类围岩量测数据求出围岩的E,c，等物性参数。1.5.4. 监控量测结果管理根据量测结果，按照表1-5的规定指导施工。表1-5 变形管理等级表管理等级管理位移施工状态IIIUoUo/3可正常施工IIUo/3Uo2Uo/3应采取特殊措施量测资料整理后立即反馈给设计和监理单位，以便及时研究修改设计和变更施工措施。以使施工经济、合理、安全。2. 质量控制2.1. 基本要求(1) 开挖作业面尺寸满足设计要求。(2) 爆破后，及时对开挖面和未衬砌地段进行检查；对可能出现的险情，采取措施及时处理。(3) 开挖作业不得危机初期支护、衬砌和设备的安全，并应保护好量测用的测点。(4) 开挖后，做好地质构造的核对和监控量测工作。(5) 开挖轮廓要预留支撑沉落量及变形量，并利用量测反馈信息进行及时调整。(6) 隧道爆破开挖时应严格控制爆破震动。(7) 洞身开挖在清除浮石后应及时进行初喷支护。(8) 隧道双向开挖接近贯通时，两端施工加强联系，统一指挥。当两个开挖面间距离剩下1530m时，改为单向开挖，并落实贯通面的安全措施，直至贯通。2.2. 开挖断面检查严格控制欠挖。拱脚、墙角以上1m范围内断面严禁欠挖。尽量减少超挖，超挖值需满足表2-1的规定。表2-1 超挖平均和最大允许超挖值项次检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1拱部(mm)中硬岩、软岩(、V级围岩)平均150，最大250水准仪或断面仪：每20m一个断面破碎岩、土(、级围岩)平均100，最大1502边墙(mm)每侧+100，一0尺量：每20m检查一处全宽+200，一03仰拱、隧底 (mm)平均100，最大250水准仪：每20m检查3处3. 质量保证措施(1) 组织保证A. 依据项目部制定的质量保证体系、质量管理制度、质量控制规程，强化部门管理，严格程序、环节管理，落实岗位责任，层层把关，确保隧道工程质量管理目标顺利实现。B. 定期开展质量安全教育，提高职工质量意识，完善激励机制，实行技术、质量风险抵压金制度，使责任、利益有机结合。C. 严格推行在技术、质量管理中的“一票否决权”，对不按规范施工，盲目蛮干，违反操作规程的行为进行处罚，确保本工程创优目标的实现。(2) 技术保证A. 施工前，组织技术人员认真审阅设计文件及图纸，了解掌握设计意图及施工控制重点。B. 编写详细的施工组织设计，制定施工计划，落实人员、机械设备，确定施工顺序，明确重点、关键工序，采取有效方法予以控制。C. 每道工序开工前，应进行技术交底，重点、关键工序进行书面交底、上技术课，明确设计要求和技术、质量标准，明确工序负责人。D. 坚持三检制度，严格执行隧道工程检查验收制度和隐蔽工程检查签证制度，未经验收或验收不合格工程不准进行下道工序。E. 坚持工程测量制度，所有测量记录和计算成果换手复测，交底签认。F. 隐蔽工程按有关规定和要求对隧道施工的过程留存图片和影像资料。G. 及时认真按规定填报各项检查记录等各种技术资料、质检表格，签名齐全，归档及时。(3) 原材料保证A. 对各主要材料，如钢材、水泥等采用业主建议使用的厂家并取得监理工程师的批准。B. 按规范要求进行原材料的试验检验，绝不采用不合格材料，进场材料检验不合格的限时清退。C. 洞身砼要采用干净的符合要求的碎石，如不符要求应用水冲洗除尘，并采用保持洁净的覆盖措施。D. 进场材料应统一标示，并用砌石挡墙分隔堆放。(4) 施工工艺保障A. 严格按照技术规范和经监理批准的施工方案、方法、工艺技术参数操作施工，认真技术交底进行施工，并加强监督力度和控制手段。B. 洞身开挖施工全过程要有工程技术部门和质检部门的现场指导和监督，按高于规范质量要求和施工方案工艺质量要求的标准组织施工，查缺补漏，及时调整工艺流程和技术参数，以此为样板，通过高标准、全方位的控制手段，确保每道工序全部合格。4. 安全保证措施(1) 施工安全措施A. 施工现场设安全标记。危险作业区要悬挂“危险”或者“禁止通行”、“严禁烟火”等标记，夜间设红灯示警。B. 工地布置符合防洪、防火、防雷击等有关安全规则及环境保护要求。炸药库的设置遵守国家有关安全规定，并且经过行业主管部门批准。C. 施工运输车辆必须严格执行当地城市和公路交通规则，文明行车，注意安全。D. 隧道工程施工过程中使用的爆破器材、安全设施、机电设备、电气材料、工具等，安全检测仪器及个人劳动防护用品必须符合国家标准或行业标准，并有产品合格证、检验证。E. 根据地质情况，制订切实可行的安全措施，并严格按照三项制度，进行审核。安全技术交底和现场验收后，在确保安全的情况下方可施工。F. 关键岗位、特殊工种的作业人员必须严格选择，并进行安全、技术培训考核，特殊工种必须持证上岗。G. 隧道作业人员必须遵守下列规定:a) 作业前应认真做好“敲帮问顶”等安全工作，发现不安全因素，必须采取措施处理，保证安全后方可施工。b) 必须正确使用个人劳动保护用品，如穿戴好工作服、防护鞋、安全帽、防尘口罩等。c) 危险地段，不准单人作业。d) 喝酒后不准上班，隧道内严禁抽烟。e) 进入施工现场应注意观察各种标志、信号和来往车辆等。f) 未经许可，非作业人员不得进入施工现场和机房。g) 避免带电作业，严禁在机械运转时进行检修。h) 开动机械前，必须对前后的情况进行检查，先打信号，以免伤人或压断各种管线、器材。i) 作业人员必须进行岗前培训，经考核合格后，方准上岗作业。(2) 爆破安全A. 必须持有爆破证的人员才能从事起爆药包加工、装药、点炮、盲炮处理等作业；持有爆破技术人员资格证的技术人员才能从事爆破设计、指挥工作。B. 不准在同一工作面使用不同批号、不同厂家的雷管及燃速不同的导火索，爆破器材必须符合国家标准，并经过严格检验，不合格者不得使用。C. 有下列情形之一者，严禁进行爆破工作a) 有冒顶或边坡滑落危险；b) 通道不安全或通道阻塞；c) 工作面有涌水危险或炮眼温度异常；d) 危及设备安全，无有效防护措施；e) 危险区边界未设定；f) 工作面无良好照明；g) 未做好准备工作；h) 有感应电流、射频电、杂散电（杂散电流值大于30MA）的作业场所，不得使用普通电雷管起爆。D. 爆破前必须以出音响和视觉信号，并在危险区边缘警戒。E. 放炮后，在确认无盲炮时，应不小于15分钟；不能确认无盲炮时，应不小于30分钟，爆破作业人员方准进入爆破作业地点。F. 放炮后进入工作面时要首先检查顶帮及支护是否安全，有无盲炮等状况，有不安全情况，应及时处理后方准继续工作。G. 盲炮处理规定a) 发现盲炮或怀疑有盲炮，应立即处理，若不能及时处理，应在附近设置明显标志。b) 处理盲炮应由当班爆破员进行，无关人员不准在场。并在危险区边缘警戒。当班来不及处理，应详细交班。c) 盲炮未处理好之前，禁止在工作面进行其它作业。d) 禁止用铁制掏勺掏出炮泥，掏炮泥时不得用力拉动起爆药包引线，严禁从炮眼中强力拔出雷管。e) 处理盲炮前应清理工作面的松石，准备好照明工具，收拾好在工作面的炸药和雷管，并注意检查拒爆原因。f) 处理盲炮的方法，采用向炮孔内冲压力水的方法，用水将炮孔内未爆的炸药慢慢冲出；或采用在盲炮旁边另打平行眼爆破时，与盲炮眼的平行距离不小于30厘米，方位、深度与盲炮相同。5. 水保环保措施(1) 对施工人员加强保护自然资源教育，严禁随意砍伐树木。(2) 营造良好环境。在施工现场和生活区设置足够的临时卫生设施，经常进行卫生清理，由项目部组织人员定期对施工场所进行专项检查。(3) 对汽油等易挥发品密闭存放，并尽量缩短开启时间。(4) 在有粉尘的作业环境中作业，除洒水外，作业人员须配备劳保防护用品。(5) 对使用的工程机械和运输车辆安装消声器并加强维修保养，降低噪音。(6) 机械车辆途经居住场所、行人较多地段时减速慢行。(7) 合理安排施工作业时间，尽量降低夜间车辆出入频率，夜间施工不安排噪音很大的机械，以免影响休息。(8) 所有工点和住区排水畅通，并建立必要的卫生设施。生活区内设置垃圾箱，每日专人清运至指定地点，工地范围内与当地卫生部门联系请防疫医生负责定期消毒。(9) 靠近生活水源的施工，用沟壕或堤坝同生活水源隔开，避免污染生活水源。(10) 施工机械的废油废水，采用隔油池等有效措施加以处理，不超标排放。(11) 生活污水采取二级生化或化粪池等措施进行净化处理，经检查符合标准后排放。(12) 施工弃渣场周边按要求实施防护，工程完工后进行种草绿化，防止水土流失。所有的临建场实行复耕，恢复原有的生态。6. 文明施工保证措施(1) 妥善处理当地关系，积极联系当地政府和群众，了解当地民风民俗，尊重民族的宗教信仰和生活习惯，处理好与当地政府和群众的关系，不与百姓发生冲突。(2) 教育职工，严格遵守法律、法规和当地的规章制度。杜绝偷盗、斗殴等违法现象发生。(3) 着装整齐，挂牌上岗；文明施工，杜绝野蛮作业。(4) 按施工总平面布置图实施定位管理，分管段、分片区进行场地规划，运输道路、材料场库、机械停放场、搅拌场、和生活区要按照总平面图合理布局，统一规划，布置整齐并在施工区域设醒目标牌。要求布置合理，秩序井然。(5) 施工现场设置的临时设施，做到生活区和施工区划分明确，按规定布置防火设施。建立住地文明、卫生、防火责任制，并落实到专人。(6) 合理布置施工现场给、排水系统。保证给水设施不渗漏，供水安全。排水系统顺畅，整齐大方。(7) 临时用电按施工组织设计布置，不乱接乱扯，供电设施良好，光照充足。(8) 材料堆码按文明施工管理办法要求分类堆放，并用标识牌标识清楚，严禁混堆乱放。交底人：接收人(可附表)：