隧道暗挖总体施工方案

广州市轨道交通四号线车陂南站土建工程 北端盾构吊出井围护结构施工方案 隧道暗挖总体施工方案一、编制依据1、招标设计车陂南站结构附图2、招标设计车陂南站建筑附图；3、国标GB/T19000族标准；4、有关施工规范、质量技术标准；5、本单位类似工程施工经验、施工水平、资源情况及其它有关规定。二、工程概况4号线车站站前区间隧道为线间距15.0m的两个单洞结构，位于车陂路下，埋深25m左右，处于强风化、中风化、微风化岩层中，属于、类围岩。起止里程为：YCK11+500.00YCK11+644.00，共计144双线米，隧道采用暗挖喷锚构筑法施工。本段暗挖隧道共有A、B型2种断面，隧道开挖跨度分别为6.7m和6.4m，隧道断面情况见图2-1,隧道主要设计参数见表2-1。图2-1 区间暗挖隧道A型断面图区间暗挖隧道主要支护参数 表2-1断面类型AB里 程YCK11+500.000YCK11+579.880ZCK11+500.000ZCK11+644.0YCK11+579.880YCK11+644.000长度（m）223.8860.12开挖跨度（m）6.46.1超前支护拱顶150范围内超前小导管预注浆初期支护300mm的C20（S6）喷混凝，钢筋网与格栅拱架联合支护，格栅钢架间距0.8m。150mm的C20（S6）喷混凝，拱顶120范围内砂浆锚杆，锚杆和钢筋网等联合支护。二次衬砌300mmC30 （S10）模筑钢筋混凝土组成。300mmC30 （S10）模筑钢筋混凝土组成。三、施工部署1、施工准备（1）抓紧完工北端吊出井主体结构施工；（2）调度暗挖施工队伍、施工机械设备进场及材料准备工作；（3）进场人员进行安区教育，施工技术进行交底；（4）确定白天施工的临时堆土点，确定并办理夜间土方运输的车辆行走路线、弃渣场地和各种手续，征求有关部门的意见，根据广州市的有关规定办理白天出土运输的有关事宜。2、主要施工机械设备 主要施工机械设备表 表3-1序号设备名称规格型号数量备注1凿岩机76556台钻孔打管2挖掘机PC602台开挖3电动葫芦15t2个4吊桶4m33个5平板运输车2辆出渣6装载机502台出渣7注浆泵UB-32台注浆8自卸车东风1台外运9电焊机BX5005台钢格栅焊接10气焊（隔）设备2台11切割机1台钢筋加工12湿喷机TK-9612台喷混凝土13搅拌机JS3501台搅拌混凝土14空压机26m3/min1台压缩空气15小型机动车斗容量0.756台运输混凝土16全站仪经纬仪1台测量定位17经纬仪1台测量定位3、施工进度及工期 隧道施工进度指标及工期表 表3-1 序号项 目数量效率工期（天）区间隧道右线开挖初支144m40m/月110右线防水、二衬144m90m/月50左线开挖初支144m40m/月110左线防水、二衬144m90m/月50四、隧道施工车陂南站4号线暗挖区间隧道采用台阶法施工，结构采用复合衬砌，初衬采用喷砼、钢筋网、格栅钢架和连接筋支护，开挖前辅以小导管超前支护，以小导管预注浆加固围岩，二衬采用模筑钢筋砼。隧道开挖采用人工手持风镐开挖，遇到较硬岩层难以开挖时采用微振动爆破开挖，小型挖掘机装碴，机动车载料斗运至竖井（盾构吊出井），提出井外倒至临时堆碴场。二衬采用衬砌台车施工，使用商品混凝土以混凝土输送泵泵送入模。通风采用压入式通风，以大功率风机、大直径软管进行通风。1.隧道施工方法及程序隧道施工主要是利用四号线北端预留的盾构吊出井做为施工竖井，单方向向明挖车站方向开挖施工。施工时要严格按信息化组织施工，在需要采用爆破方式开挖时，应实施微震控制爆破技术，确保施工安全，并加强监控量测。施工方法根据围岩类别、断面大小等因素采用台阶法施工。其主要施工作业程序为：（1）开挖：尽量采用人工辅以小型机具开挖，必要时用爆破法施工。（2）出碴运输：作业面处采用小型挖掘机装碴，小型机动车运碴，采用无轨运输，经竖井提升到洞外临时碴场，待夜间采用装载机与自卸汽车外运。（3）初期支护：初衬A型断面采用喷砼，钢筋网，格栅钢架。连接筋等组成联合支护体系，B型断面采用喷砼,拱部钢筋网,砂浆锚杆等组成综合支护体系。（4）监控量测：在隧道施工全过程中，及时进行地表及洞内围岩变形监控量测，以便对围岩和初支变化、地表变形等情况进行动态跟踪，反馈指导施工。（5）防水层施工采取无钉孔铺设工艺，即垫块焊铺法，用热合焊接防水板，在门式施工平台上用带有与防水板同材质垫块的射钉安装无纺布（缓冲、透水层），然后覆盖防水卷材（防水层），再用热合焊机将防水层焊接固定在射钉上的防水层垫块上，底部仰拱部位在防水板外铺设一层无纺布作为保护层，再敷设50mm厚水泥砂浆。（6）二次混凝土衬砌采用液压式衬砌台车。（7）搅拌输送车运送商品砼至竖井口，通过竖管输送到井下的输送泵内，再由输送泵进行灌注。为化解底部仰拱施工与运输的矛盾，施工中采用仰拱防干扰施工平台。2.隧道主体结构施工2.1凿除井壁左右线隧道开挖掘进前，对隧道开挖轮廓位置的井壁进行凿除，井壁围护结构为800mm厚连续墙，井壁连续墙凿除采用上下台阶进行，先进行上台阶的凿除，进尺为0.5m，架设格栅钢架，连续墙主筋与格栅焊牢，喷射混凝土至设计厚度，再凿除下半断面，架设格栅封闭成环，凿除时搭设钢制脚手架工作台；第一榀格栅支护好后再掘进0.5m，架设第二榀格栅钢架，连续墙主筋与格栅焊接牢固，喷射混凝土至设计厚度，同样方法开挖支护下台阶。井壁破除采用人工手持风镐配合进行。整个作业过程中，由专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故隐患，确保人身安全。凿除的碴人工装入料斗，通过井架吊至临时存土场。2.2台阶法隧道施工本暗挖隧道为单线马蹄形隧道，采用短台阶法开挖，开挖采用人工或爆破开挖。隧道位于中风化层和微风化层地段，施工爆破中采用微振爆破技术，减少爆破振动对地层的扰动。暗挖隧道施工前,先打超前水文地质钻孔,判断强风化岩层的地下水渗透情况,然后决定是否要采取周边超前小导管注浆。（1）A型断面隧道台阶法施工流程见图4-1。序号图 示施工步骤及技术措施1（1）测量、放线；（2）拱顶150范围内超前小导管预注浆；（3）做止浆墙；（4）注浆。2（1）开挖保留核心土；（2）初喷5cm砼，埋设拱部测点及初支背后注浆管；（3）立格栅钢架、挂网、打设锁脚锚杆、喷砼。3（1）开挖下台阶，施工中分左右两侧交错开挖；（2）喷砼5cm，埋设边墙测点及初支背后注浆管；（3）立格栅拱架、挂网、打设锁脚锚管、喷砼。4（1）仰拱基面处理；（2）施作仰拱保护层，铺设仰拱防水层；（3）钢筋绑扎；（4）安装纵向钢板止水带；（5）仰拱砼衬砌；（6）仰拱回填。5（1）边墙、拱部基面处理；（2）边墙、拱部无纺布、防水层铺设；（3）钢筋绑扎，安装环向钢板止水带；（4）埋设测点及预埋件；（5）边墙、拱部砼衬砌。图4-1 A型断面隧道施工工艺流程图（2）A型断面隧道施工作业程序超前支护隧道开挖前根据超前水文地质钻孔情况，在采用超前小导管进行注浆时，先沿拱部开挖轮廓线打入一排42超前小导管，进行拱部注浆加固，小导管单根长3.5m，环向间距0.35m，纵向搭接长度1.0m，布于拱部150范围内，外插角10左右，注入水泥单液浆。隧道开挖方法A、当超前支护达到一定强度后，以风镐配合松动控制爆破进行上台阶开挖，每循环进尺0.8m。上半断面保留核心土长2m。开挖后立即喷射5cm早强混凝土封闭掌子面，并初喷5cm初支混凝土，然后架格栅，安装网片，埋设拱部测点和注浆管，复喷混凝土至设计厚度（初衬每次喷砼拱部不得超过60厚, 边墙及仰拱不得超过100厚。）。B、为防止拱脚下沉，在拱脚处设置42锁脚锚管，每榀格栅钢架4根,两侧各2根，L=2.5m。C、上台阶掘进2.53.5m后，开始下台阶交错开挖，初喷后立即下接格栅钢架，挂网喷混凝土，形成初支闭合。D、初期支护施作35天后，进行拱背回填注浆，以固结拱背围岩松散土体及填充可能存在的空隙，尽可能封堵地下水和控制地表沉降。注浆管长0.5m，纵向间距2.0m，分别布于拱顶和两侧拱脚45处，在喷射初期支护混凝土时预埋，喷砼时外露端用棉纱封堵加以保护;注浆液用425水泥拌制,水灰比为1:0.51:0.8，注浆压力0.5Mpa。衬砌施工二次钢筋砼衬砌在初支稳定、防水板敷设后施作，仰拱超前，仰拱滞后下台阶开挖面约50m，边墙拱部一次浇筑长度9m，采用液压式衬砌台车施工，边墙拱部整体浇注。A施工准备首先检查隧道中线、高程、断面净空尺寸，各项尺寸必须全部满足设计要求；其次进行基面检查，确保基面平顺无尖锐物，对基面滴水要进行注浆封堵；基面检查合格后，按要求采用垫块热焊法敷设防水卷材。B钢筋施工采用符合设计、检验合格、监理批准的钢筋在地面加工成半成品，然后运至洞内衬砌浇筑地段按规定焊接绑扎，构成二次衬砌钢筋骨架，在仰拱与边墙施工缝预留钢筋搭接焊接长度，设置排迷流条和拱部二衬背后注浆管。C模板施工单线隧道采用液压式衬砌台车施工，其结构稳定，移动方便，一次就位，模板表面光滑平整、固定牢靠，衬砌施工质量较高，砼输送泵、振捣器就位并试运行。D混凝土浇筑混凝土采用强度C30，抗渗等级S10的商品混凝土，砼输送泵分层、水平、两边对称浇筑，插入式振捣器（侧面开孔）振捣器进行密实振捣。在拱顶处密封施工缝端头模板，并在顶部安装1m长外露管，通过砼输送泵加压灌注直至外露管溢出混凝土后停止。爆破施工设计单线马蹄形隧道在较硬地段必须采用爆破开挖时，爆破采用微振预裂爆破设计。掘进0.8m时台阶法炮眼布置见图4-2，钻爆参数见表4-1。 4501200图4-2 A形断面台阶法炮眼布置图 A型断面台阶法钻爆参数表（每次掘进0.8m） 表4-1开挖顺序炮眼名称段别炮眼深度（m）每孔装药量（kg）炮孔个数小计装药量掏槽眼11.00.3562.1掘进眼30.90.392.750.90.351.560.90.351.5周边眼70.90.12151.880.90.12140.68底眼90.90.3541.4100.90.3551.65掘进眼20.90.392.740.90.392.760.90.382.470.90.3551.65周边眼80.90.11161.76底眼90.90.3572.45合计26.99单耗0.90kg/m3（3）B型断面隧道台阶法施工流程见图4-3序号图 示施工步骤及技术措施1（1）测量、放开挖轮廓线。 2（1） 开挖上台阶，初喷5cm砼，埋设拱部测点及初支背后注浆管；（2）拱部120范围内打砂浆锚杆，喷射初支混凝土至设计厚度。3（1）开挖下台阶，初喷5cm砼，埋设边墙及仰拱测点及初支背后注浆管；（2）喷射初支混凝土至设计厚度。4（1）仰拱基面处理；（2）施作仰拱保护层，铺设仰拱防水层；（3）钢筋绑扎；（4）安装纵向钢板止水带；（5）仰拱砼衬砌；（6）仰拱回填。5（1）边墙、拱部基面处理；（2）边墙、拱部无纺布、防水层铺设；（3）钢筋绑扎，安装环向钢板止水带；（4）埋设测点及预埋件；（5）边墙、拱部砼衬砌。图4-3 B型断面隧道台阶法施工流程（4）B型断面隧道施工作业程序隧道开挖方法A、测量放线：根据隧道中线、高程、在掌子面上定出开挖轮廓线，并检查开挖轮廓线。B、采用光面、微振爆破开挖拱部，每循环进尺1.0m。开挖后立即喷射5cm早强混凝土封闭掌子面，拱部120范围内打砂浆锚杆，预埋拱部测点和注浆管，喷设初支混凝土至设计厚度； C、上台阶掘进2.53.5m后，开始下台阶开挖，初喷后挂网喷混凝土，形成初支闭合。D、初期支护施作35天后，进行拱背回填注浆，以固结拱背围岩松散土体及填充可能存在的空隙，尽可能封堵地下水和控制地表沉降。注浆管长0.5m，纵向间距2.0m，分别布于拱顶和两侧拱脚45处，在喷射初期支护混凝土时预埋，喷砼外露端用棉纱封堵加以保护;注浆液用425水泥拌制,水灰比为1:0.51:0.8,注浆0.5Mpa。衬砌施工B型断面衬砌施工与A型断面相同，其施工方法和技术措施见本节相关内容。爆破施工设计单线马蹄形隧道在较硬地段必须采用爆破开挖时，爆破采用微振预裂爆破设计。掘进1.0m时台阶法炮眼布置见图4-4，钻爆参数见表4-2。 4501200 图4-4 B型断面台阶法炮眼布置图 B型断面台阶法钻爆参数表（每次掘进1.0m） 表4-2开挖顺序炮眼名称段别炮眼深度（m）每孔装药量（kg）炮孔个数小计装药量掏槽眼11.20.462.4掘进眼31.10.3593.1551.10.3551.7561.10.3551.75周边眼71.10.15152.2581.10.15142.1底眼91.10.542.0101.10.552.5掘进眼21.10.3593.1541.10.3593.1561.10.3582.871.10.452.0周边眼81.10.13162.08底眼91.10.472.8合计33.16单耗0.95kg/m33.运输出碴及外运弃土3.1竖井提升本站前区间暗挖隧道利用四号线北端盾构吊出井为施工竖井，作为人员设备进出、出碴下料的施工通道，隧道内弃碴通过提升系统运至洞外临时存碴场运走。3.2洞内装碴及运输本暗挖隧道由于长度较短，隧道洞内出碴采用无轨运输方式，作业面处采用小型挖掘机装碴，小型机动车运碴，经竖井提升到洞外临时碴场3.3外运弃土本车站隧道地处市区，土方外运将严格按照广州市市区弃土外运有关规定办理。弃土车辆选用广州市市政指定的清运公司所配置的加盖弃土外运专用车辆，弃土场地选择广州市府指定的地点。运土车辆配以装载机装碴，装土量适中，驶出施工场地或弃土场时由专人负责冲洗干净，并经检查符合广州市有关文明施工要求后才能上路。考虑到市区施工将影响市容和增加道路交通压力，外运弃土原则上安排在夜间22：00至凌晨7：00期间进行，如有特殊情况需白天外运弃土时，将严格按有关规定办理准运手续。4.洞内供电、压风、供水及通风降尘4.1洞内供电洞内施工用电采用三级漏电保护和系统接地。发电机、变压器输出为第一级漏电保护，切换箱输出为第二级漏电保护，各配电箱为第三级漏电保护，并且井下各交接箱均用漏电保护输出，形成段段漏电保护；PE线至所有用电设备外壳，从而达到施工用电的安全。掌子面采用36V安全电压照明，成洞部分为220V电压照明，横担间距6m，线间距10cm，架空线高度2.5m，穿管埋敷线深度50cm。电源切箱、交接箱、配电箱均有一处重复接地。变电站接地极的电阻在设计时充分考虑了工作面的情况，在安全的基础上合理确定了变压器、发电机、配电箱、用电设备等电气的安装位置以及线路的架设方式与定向，确保工人施工安全和日常用电的安全，隧道内用电线路布置见图4-5。图4-5 隧道内用电线路布置图4.2洞内压风（1）洞内压风量计算Q总=QKKm式中： K空压机磨损而引起效率降低，修正系数取1.08。Km海拔高度增加耗风量修正系数，取1.0。Q风动机具同时工作耗风量总和。Q=qqn式中： qn漏风系数取1.1。q=NqK同K磨式中： N台数q每台耗风量，风镐1.5m3/min，凿岩机3.2m3/min，砼喷射机10m3/minK同同时工作系数。K磨风动机具磨损系数，凿岩机取1.15，其他取1.1根据以上公式计算为:最高峰时考虑2台砼喷射机、4台凿岩机同时作业q=21011.1+43.211.15=36.72m3Q总=1.136.721.08=43.62m3在本竖井施工场地选用2台SA-5200W型螺杆式空压机总风量约52 m3可满足施工需要。（2）洞内压风管线布置管径选择为保证工作风压不小于0.5Mp，根据计算耗风总量查阅相应表格，确定钢管直径为200mm。管道安装管道安装前，清除管内残积物，各种阀门在安装前拆开洗净，并进行水压强度试验，敷设时尽量保持管道平顺，接头密封，防止漏风，在靠近空压机150m以内，风管法兰盘接头采用石棉衬垫。压风管道在总输出管道上安装总闸阀以便控制和维修管道，主管上在竖井刚转入左右线隧道处分别设一个分装闸阀，每隔60m加设三通接头和50mm闸阀各一个备用， 前端距开挖面距离保持约30m，并用高压软管接分风器，确保通往各掌子面的软管长度不大于50m。风管布置详见图3-5-11洞内管线布置图。4.3洞内供水洞内供水主管线选用直径100mm供水管，以便与业主提供管线直径一致，管线敷设尽量平顺，减少弯头接头保证严密不漏水，接水点输出管设总阀，主管道在竖井刚转入左右线隧道处分别安装闸阀一个，管道前端至开挖面保持约30m距离，用直径50mm高压软管接分水器，中间预留异径三通，至其他掌子面，并确保软管长度不超过50m，洞内管线布置如图3-5-11所示。4.4通风与降尘（1）通风机设置本暗挖隧道场地共设2台供风机供风，同时满足2个工作面的通风需要，洞内通风采用压入式通风。(2)风量计算按洞内同一时间内一个工作面工作最多人数计算：Q=3km式中： k风量备用系数，取1.11.25；m同一时间内同一洞内最多工作人数，取20人。Q=31.220=72.m3/min按压入式通风稀释CO至许可最高浓度计算Q=7.8（AS2L2）1/3/t式中： A同一时间最大爆破药量，最大药量26.99kgS开挖断面面积，取A断面为34.83m2L通风口至掌子面距离，25mt爆破最大通风时间，20min。Q=7.8（26.9934.832252）1/3/20=106.67m3/min最大风量106.67m3/min漏风计算按百米漏风系数为0.01计算：=P=0.01（Q风机Q末）100Q风机L式中：Q末取106.67m3/min，L=200m，则：Q风机=108.8m3/min。洞内使用内燃机械的通风量由于内燃机的制造型号、结构、燃料、负荷等因素的不同而有很大差别，当得出需风量后，应按规定的风速俗和单位风量进行核算。根据本隧道实际情况，结合我们所使用的内燃机械类型及数量，我们可以知道：稀释有害气体风量计算的公式为Q=q*c*/y （m3/min）其中q为柴油机废气排量（m3/min），它有如下两种计算方法，（根据我们所使用的“铁武林”型出碴车参数计算）我们取两种方法计算结果的最大值：a：q=V*n*/2=2.5*10-3* 500*1/2=0.625b：q=n*k*/60=8*0.3*20.83/60=0.83所以我们取q=0.83所以Q=q*c*/y=0.83*3.2*2.0/30=0.18（m3/min）我们洞内同时使用4台内燃机设备，所以Q=0.18*4=0.72（m3/min），由此我们可知，内燃机械对通风机选择影响不大。（3）风压计算沿程摩擦阻力h摩=6.5LQ2g/d5=6.50.000132009.8（108.8/60）2/0.605=38.6Pa局部阻力h摩=2 /2g式中：由洞口进入成洞取0.60，端口扩大取1.0；为空气比重取1.2kg/m3， g=9.81m/s，=112.3/60/（0.6023.14）=1.66m/s。则：h摩=（0.703+1.0）1.6621.2/（29.81）=0.52PaC总阻力 h=39.12Pa（4）通风机及风管的选择每个正洞内按Q1.1Q风机=123.5m3/min，h机1.2h=156.4Pa，各选择一台JBT51-2型轴流风机进行通风，该风机风量145225m3/min，额定功率5.5KW，风压0.251.20Kpa，可满足供风要求。风管选择直径600mm的PVC软式风管，节长20m，百米漏风系数0.01，可满足供风需求。（5）通风管路布置吊出井洞口设置2台JBT51-2型轴流式通风机进行压入式通风，为减小通风机的噪音，在通风机前后加设消音装置，在大拐角处采用金属接头，风管悬挂于洞顶尽量平直，拉紧吊稳，避免出现褶皱增加阻力，洞内管线布置如图3-5-11所示。（6）降尘洞内进行凿岩、爆破、喷砼和装碴的同时，伴有大量粉尘产生，其中含硅粉尘进入肺泡将引起矽肺病，危害人体健康，必须对粉尘进行处理。采取措施如下：钻眼、爆破、出碴的降尘措施A钻眼时采用湿式凿岩；B试验用水封爆破；C爆破后洒水喷雾降尘；D出碴前洒水喷雾。喷射砼阶段降尘措施A适当增加砂石含水率；B采用潮喷或湿喷作业；C严格控制喷射机风压；D采用喷射机械手操作；EF作业人员穿戴防护用品。5.主要施工工艺及说明5.1小导管注浆施工5.1.1适用范围（1）本区间所有隧道A型断面，在隧道顶部采用小导管注浆作为超前预支护。小导管注浆超前预支护对保证开挖面的稳定，控制地表下沉起很重要的作用。同时又能堵住一些地下水渗流通道，具有一定的防水作用。（2）整个区间初支、二衬均进行背后小导管注浆。5.1.2施工程序与参数施工工艺程序见图4-6小导管施工工艺程序图。施工准备注 浆喷砼封闭开挖面 钻孔与打入小导管 测量、放线、定位小导管制作图4-6 小导管施工工艺程序图设计参数：(1)小导管采用42mm热轧无缝钢管制作；长度：超前注浆管L=3.5m，初支背后注浆管L=0.5m，二衬背后注浆管L=0.5m。(2)小导管间距：超前注浆管沿拱部轮廓线150范围布置，间距为350mm，纵向每隔2.5m布设一环，一般为单排小导管注水泥浆，见图4-7。二衬背后注浆拱部环向等间隔布置3根,内外共6根，纵向间距2.0m。1.0m350图4-7 小导管布置示意图(3)外倾角与搭接长度：超前注浆管注浆外倾角为10，搭接长度1.5m。背后注浆管垂直开挖面设置。(4)注浆压力：超前预注浆压力为0.51.0Mpa，初支背后注浆压力为0.5Mpa,二衬背后注浆压力0.30.5Mpa，同时认真注意对初支、二衬、地表及建筑物的观察。(5)注浆浆液：采用水泥浆，超前预注浆根据地质情况浆液水灰比为1.5：1.0，1.0：1.0，0.8：1.0三个等级，浆液先稀后浓逐级化，初支和二衬背后注浆浆液水灰比为1：0.51：0.8。5.1.3施工工艺（1）施工准备熟悉设计图纸。调查分析地质情况，按可灌比或渗透系数确定注浆类型。通过试验确定注浆半径、注浆压力、间距及浆液配比。加工导管，小导管加工按图4-8进行，准备及检修施工设备及器材。3.5m1.2m 图4-8 小导管加工示意图施工人员培训。工作面测量、放线、定孔位。（2）钻孔打入小导管采用凿岩机钻孔，然后将小导管打入孔内，如地层松软也可用游锤或手持风钻将导管直接打入。（3）注浆注浆前首先在掌子面喷射砼，设5cm止浆墙，并对小导管内的积物用高压风进行清理。注浆顺序由下而上，注浆可以单管也可以多管并联注浆。多管并联注浆需加工一个分浆器即可。图4-9为“小导管单液注浆示意图”。4-9 小导管单液注浆示意图浆液水灰比可为1.5：1.0，1.0：1.0，0.8：1.0三个等级，浆液由稀到浓逐级变换，即先稀后浓。注浆完后，立即堵塞孔口，防止浆液外流。5.1.4机具设备每个作业面主要机具设备如表4-3。主要机具设备表 表4-3序号机具名称规 格单位用 途数量1凿岩机7655台钻孔打管32吹风管20钢管条吹风13注浆泵UB-3台注浆24水泥浆搅拌桶500L台拌水泥浆25注浆咀自加工个注浆46浆液桶（含水玻璃桶）自加工个注浆47胶管高压管m注浆1004UB-3型注浆泵性能：排浆量50L/min，最大压力1.5Mpa，动力4.0KW，重量250kg，济南山泉机械厂生产。5.1.5 劳动力组织表（如表4-4） 劳动力组织表 表4-4序 号工 班人 员职 责1加工班35制作小导管、运输2电工及机械司机34空压机、注浆泵、搅拌机3钻孔、打管工班2（其他由加工班补充）钻孔、打管4注浆工班46浆液拌和与注浆5.1.6质量标准及安全措施（1）质量标准打管误差2，孔位误差5cm。（2）单孔注浆量不得少于平均每孔注浆量的80%。（3）要严格检查机具、管路、接头情况，防止伤人。（4）认真做好注浆记录。5.2微振爆破控制技术措施本暗挖隧道位于强风化、中风化和微风化岩层中，隧道埋深25m左右，其上为车陂路，隧道开挖过程中需采用爆破法开挖，为避免振动对地面建筑物造成不良影响，采用微振、光面爆破开挖。左右线隧道同时施工时，右线隧道先行，左线隧道爆破开挖时，严格控制光爆层的厚度、炮眼间距和装药量，使其做到尽可能的减少对右线已完成结构的扰动。5.2.1钻爆开挖的技术要点、难点（1）钻爆开挖时，要防止爆破震动引起上方软弱地层的坍塌，危及施工安全和地面安全。（2）由于本暗挖隧道左、右线间距较小,隧道之间岩墙体厚度最小间距为8.6m，因此，先行开挖的隧道易受后开挖隧道爆破震动的影响，甚至破坏。（3）减震与开挖进度的矛盾突出。5.2.2减震爆破设计技术措施爆破震动强度主要与爆破器材、岩石波阻抗、地形地貌条件、爆破方式及爆心与震动测点的间距等因素有关，因此，降低爆破震动将从以下几个方面入手：（1）选择合理的炸药品种炸药品种与炸药的爆破震动速度有直接影响，根据工程地质和水文地质条件，本工程施工中采用：在掏槽眼和辅助眼部位选用防水效果好的乳化炸药，在周边眼部位选用小直径低爆速的光爆炸药。（2）选择合理的雷管起爆时差爆破震动速度的大小与同时起爆的炸药量有关，设计中要使每段雷管的起爆时差适当加大，防止前后段震动波的叠加，并严格控制单段爆破的装药量，以达到降震的目的。本工程拟采用国产系列非电毫秒雷管爆破，低段跳段使用，并在实际施工中，根据爆破试验效果逐步调整段别，以保证合理的起爆时差。（3）选择合理的掏槽形式掏槽是隧道爆破成败的关键，也是产生最大爆破振动速度的主要震源，本工程拟采用楔形掏槽形式。（4）选择合理的钻爆参数根据开挖断面的大小、部位、工程地质情况、周边环境条件等，选择合理的炮眼深度、间距、掏槽形式、装药量、起爆顺序等钻爆参数，炮眼采用线形布孔、线形起爆，注意提高装药质量和炮口堵塞质量，达到减震、提效的预期目的。（1） 炮孔直径（d）d =3842mm。（2） 最小抵抗线（w）w =（720）d根据经验，系数取16，则：w = 1638 = 608mm，掘进眼取w = 600700mm。（3）周边眼间距（）=mw其中：m光爆系数，取0.60.8，根据本工程实际地质情况取0.8。w光爆层厚度，根据本工程实际情况取560。则周边眼间距E=0.8560=450mm（4）炮孔深度（L）依据循环进尺，炮孔利用率按0.9计，取L = L0/0.9，L0循环进尺0.8m，（实际施工中应根据围岩条件和格栅间距等因素确定循环进尺）。L = 0.89m。（5）炮孔布置采用梅花型布置。见“隧道不同断面和不同开挖方法的炮孔布置图”。（6）单孔装药量（g）g = kwL式中：g单孔装药量（kg/孔）k单位用药量（kg/m3），由于本工程采用微震、控制爆破，取k =1.3kg其它符号同上，g = 1.30.40.60.89 = 0.28kg（7）装药结构装药结构采用空气间隔装药，孔底140g，孔口140g，见下图4-10。图4-10 炮眼装药示意图（8）起爆顺序先爆掏槽眼，后掘进眼，最后周边眼。（9）起爆网络采用并串联联合起爆，见下图4-11。图4-11 并串联联合起爆网络示意图5.2.3起爆方式选用非电雷管起爆。5.2.4爆破安全检算（1）单段最大装药量根据爆破震速的大小确定。控制基准根据规范要求对地面建筑爆破垂直震速允许值控制：砼或钢筋砼结构：2.5cm/s一般砖石结构：1.5cm/s砖砌平房：0.81.0cm/s。针对本暗挖隧道的实际情况，我们制定的爆破震速基准为:2.5cm/s。后开挖隧道爆破引起的先开挖隧道衬砌和保护地面建筑物的爆破震速：1.0cm/s。（2）单段最大装药量计算Qmax=R（V/K）1/3式中：V 震速控制值cm/sR 爆源中心到震速控制点的距离mQ 最大装药量kgK 爆破震动传播途径介质系数150250 爆破震动衰减系数 1.51.8 防护先开挖隧道支护所允许最大段发药量计算：V 2.5cm/sR 11.6mK 150 1.8计算得：Q =1.70kg。防护本隧道地面建筑物允许最大段发药量计算：V 1.0cm/sR 45mK 150 1.8计算得：Q = 21.5kg 。根据计算的值和我公司施工经验确定：防护本隧道地面建筑物允许最大段发药量为21.5kg，后施工隧道防护已开挖施工结构允许最大段发药量为1.70kg。验算可知：各项爆破参数符合GB6722-86爆破安全规程规定和业主提出的安全标准。5.2.5钻爆作业（1）作业程序如图3-5-18。（2）钻孔：采用人工配合凿岩机钻孔，凿岩机采用YT28型。掏槽眼，眼口眼底间距误差不大于5cm；周边光面爆破眼，间距允许误差为5cm；辅助眼眼口排距、行距误差不大于10cm；外斜率不大于孔深35%，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm；周边眼至内圈孔的排距误差5cm；除掏槽眼外，所有炮眼眼底需在同一垂直面上。（3）装药起爆：钻眼完毕经检查合格后，方可装药。炮眼装药量要严格按设计要求进行，特别是起爆毫秒雷管段别不能弄混。周边眼采用小药卷连续装药或间隔装药结构。考虑到眼数较多，一次起爆，规模较大，为了减少爆破震动，应采取分段间隔起爆。所有炮眼在装药后均要进行堵塞，堵塞长度不得小于200mm。起爆前要对网路进行检查，每束塑料导爆管要捆扎结实，一切就序后方能起爆。测量划中心线及周边轮廓线钻 孔装 药起 爆网 路 连 接图4-12 钻爆作业程序图 （4）爆破安全注意事项。爆破作业要严格执行爆破安全规程及有关安全规定。爆破作业必须由经专门培训并经考试合格的人员进行。 5.2.6施工工艺要点（1）由于本暗挖隧道左、右线间距较小,先行开挖的隧道易受后开挖隧道爆破震动的影响，特别是两隧之间的岩墙体容易受到破坏，为保护该岩墙，后开挖隧道在靠近先开挖隧道的一侧采用预留光爆层的光面爆破。（2）炮眼布置必须符合下列规定：炮眼深度控制在0.81.2m；周边眼沿设计开挖轮廓线布置。（3）钻爆炮眼前必须根据线路中线测放开挖轮廓线和炮眼位置，经检验合格后方可施工，并符合下列规定：掏槽炮眼眼口、眼底间距允许偏差为5cm；周边眼间距允许偏差为5cm，外斜率不大于3%5%，眼底不超过开挖轮廓线10cm；周边眼至内圈眼的排距允许偏差为5cm；炮眼布在同一垂直面上；钻眼完毕检验合格并做好记录后方可装药。（4）装药施工必须符合下列规定：装药前炮眼清理干净；炮眼堵塞长度不小于30cm。（5）爆破后开挖断面检查结果须符合下列规定，如不符合，则必须调整爆破参数：两炮眼衔接台阶最大尺寸不大于15cm；爆破岩石最大块度控制在30cm左右。（6）加强钻爆现场管理，严格钻爆作业纪律，确保炮眼间距、周边眼装药结构、掏槽形式、起爆顺序、单段最大起爆药量及堵塞长度和质量等，满足设计和爆破安全规程（GB6722-86）的要求。（7）加强爆破震动监测，及时调整爆破参数。在城市爆破工程中，震动速度的监测和控制是指导爆破参数的重要手段之一，因此，要在爆破中进行全过程的爆破震动跟踪监测，根据监测信息，及时调整爆破参数。（8）始终贯彻“短进尺，弱爆破 ”的原则，以确保施工及建筑物的安全。5.2.7超欠挖控制技术措施（1）严格执行周边眼小药卷不耦合装药结构，减少对围岩的扰动，达到缩减超挖量的目的。（2）严格控制周边眼起爆顺序，在满足爆破震动速度要求的前提下，周边眼尽可能安排少段次起爆，以减少由于起爆不同步引起的超欠挖。（3）严格控制周边眼的施工精度，施钻前必须在工作面按设计开挖轮廓放线，误差不得大于5cm并按爆破设计标出周边孔位置，检查合格后方可施钻，钻孔中要严格控制周边孔外插角度，防止由于外插失控而引起的超欠挖。（4）提高装药质量，杜绝施工中不按设计装药、不按要求堵塞等不良现象。（5）做好超前地质预报工作和爆破效果检查工作，以便及时快速地调整爆破参数，达到控制超欠挖的目的。（6）格栅拱架应考虑施工误差适当放大，成品要放样检查，务必全面合格后方可使用，架设时必须按给定中线、水平线进行，严防偏斜扭曲。5.3初期支护本暗挖隧道结构采用复合式衬砌，初期支护A断面采用300mm的C20（S6）喷混凝，钢筋网与格栅拱架联合支护，格栅钢架间距0.8m ；B断面采用150mm的C20（S6）喷混凝，拱顶120范围内砂浆锚杆，锚杆和钢筋网等联合支护5.3.1初期支护施工作业程序如图4-13。施工准备初喷砼封闭架格栅钢架挂钢筋网施作锚管测试元件埋设及测试（在设计的量测断面）补喷砼至设计厚度监控量测、稳定安全判别及反馈定位打眼锚管与钢架焊接图4-13 初期支护施工作业程序图5.3.2初期支护施工工艺及要点根据“新奥法”施工原理，为了保护围岩，调动和发挥围岩的自承能力，在掌子面开挖后，应立即进行封闭支护，使支护与围岩共同作用，保持掌子面的安全和稳定。因此一般地段开挖后应立即进行初喷砼封闭，喷层厚约5cm，打锚杆，再补喷砼至设计厚度；在有格栅地段开挖后先进行初喷砼封闭，喷层厚5cm，架设格栅拱架、打锚杆，再补喷砼至设计厚度将钢格栅喷满，喷砼采用早强砼。（1）喷射砼施工在本隧道施工中将采用湿喷砼工艺，在特殊情况下采用潮喷砼施工技术，因此本设计对该两项技术均进行了设计，以供施工选用。湿喷砼施工工艺采用湿喷砼技术，可以解决以往喷砼特别是干喷工艺难以解决的难题，如粉尘大，回弹量大，混凝土品质不稳定等，具有很好的推广和应用前景。所谓湿喷砼工艺就是将拌合好的湿润砼送入湿喷机料斗中，通过湿喷机喂料系统送至气料混合仓，依靠高压风送至喷头，同时由随机配备的液体速凝剂计量添加系统将液体速凝剂送至喷头，在喷头处与砼混合均匀后喷射至受喷面上，具有一次喷层厚，喷射速度快的特点。A、原材料的选择水泥：采用425普硅水泥，符合普通硅酸盐水泥的各项指标标准。砂：中砂，细度模数：2.5；最大粒径5mm；其它指标符合普通混凝土用砂质量标准。碎石：粒径小于15mm的连续级配，其它指标符合普通混凝土用碎石或卵石质量标准。B、配合比选择 水泥：砂：碎石=1:1.98:2.02 水灰比：0.45 水泥用量每立方440kg 外加剂掺量 早强减水剂：掺量为水泥用量的0.4-1.0%,一般取0.7% 。 液体速凝剂：选用河南巩义特种建材厂生产的8604型速凝剂，掺量水泥用量的5%，一般取4%为宜。C、混凝土坍落度严格按配合比进行砼生产，砼的坍落度控制在815cm。D、湿喷工艺流程（如图4-14所示）8604型液体速凝剂 湿喷式混凝土喷射机风压控制在0.450.7Mpa水外加剂混凝土拌合水泥骨料 图4-14 湿喷工艺流程图E、湿喷混凝土施工注意事项喷砼前应首先检查机具设备的完好情况，确保机具完好。施喷过程中，喷射机的风压保持在0.3Mpa0.5MPa输料管宜顺直放置或尽可能以大半径弯曲。上料应均匀连续，经常保持喷射机料斗满料。喷头与受喷面的距离应保持在1.5m范围内。喷射混凝土时，喷射的角度最好保持与受喷面垂直，若因支护钢架的影响不能保持垂直时，也不应小于70度。喷头操作应连续不断地做圆周运动，并形成螺旋状，喷射的路线应自下而上，呈“S”形运动，隧道内的喷混凝土应先边墙后拱部。一次喷射混凝土的厚度以边墙710cm，拱部56cm为宜。喷混凝土结束时，应待喷射机内的料喷完后再停风。整个施工过程应严格依据有关操作规程进行作业，保证施工安全。F、劳动力组织及机械配备（如表4-5和表4-6） 劳动力组织表 表4-5序号职 务人 数备 注1喷射手3含助手一人2喷射机司机2操作湿喷机3上料工6湿喷机上料（含管路工、电工）4搅拌机司机2操作搅拌机5上料工6搅拌机上料 机 具 设 备 表 表4-6序号机具名称规模型号数 量备 注1湿喷机TK-9612喷混凝土2搅拌机JS3501搅拌混凝土3空压机26m3/min1压缩空气4小型机动车斗容量0.756运输混凝土掺STC粘稠剂半湿（潮）喷砼施工工艺该法采取添加STC粘稠剂，采用二次拌合使回弹率减少到边墙6%9%；拱部1318%。粉尘浓度为58mg/m3，低于国家标准。该项技术在我公司以往隧道及地下工程施工中已普遍采用。 STC型粘稠剂是一种新型喷射砼外加剂，掺入砼后，采用分次投料搅拌工艺拌制的低水灰比的砂浆包裹在骨料表面，组成并无粘性和半干半湿状砼，但到喷咀再加水后，半干砼水灰比增大，产生粘聚反应使喷出的砼具有较大的粘性，砂石聚集，达到降低粉尘和减少回弹的目的，并且可增加一次喷射厚度。一次最大喷射厚度：拱部50mm，边墙和仰拱80mm。A、原材料的选择水泥：普通硅酸盐水泥，标号425号；砂子：细度模数2.53.0的中砂，清洗干净；碎（卵）石：粒径510mm，石质坚硬；速凝剂：选用与水泥相溶性好的江山牌速凝剂，掺量一般为4%，掺有速凝剂的水泥浆（包括其他外加剂，水灰比0.4），初凝时间5min；终凝时间10min；早强减水剂：掺量水泥用量的0.41.0%，一般为0.7%；STC粘稠剂：掺量12%（水泥重量）。B、配合比：灰骨比：1:4砂率按下式计算：a=50MKD-0.3320式中:a砼砂率（%）MK砂的细度模数D粗骨料最大粒径（mm）水泥：砂：石 = 1:4a:4（1-a）根据客村联络线岔口段工程的施工经验，结合本工程实际，选用配合比为： 水泥 : 水 : 砂 : 石 = 1 : 0.43 : 2.2 : 2.38。C、施工工艺半湿喷混凝土施工作业程序（见图4-15）喷射机风量、风压控制喷射面水量控制配合比设计骨料选择配料选择加粘稠剂和速凝剂图4-15 半湿喷混凝土作业程序图a.分次投料及喷射工艺流程：见图4-16。图4-16 分次投料及喷射工艺流程b.投料拌合工艺采用改进的分次投料半湿式搅拌。第一次投料水泥：100kg中砂（以干料计）：S100kg钢纤维：98.0kg水：按W/C=0.22计算，但要扣除砂中水份。粘稠剂：用液剂时取1kg与拌合水混匀，加入拌合料内搅拌；用粉剂时取2kg与水泥同时加入搅拌。将以上料混合搅拌2分钟。第二次投料石子：G100（kg）速凝剂：C 掺量系数（kg）投入后搅拌12分钟，出料后迅速运至喷射机进料斗旁。c.喷射工艺喷射机安好调试后，先注水再通风，清通风筒及管路，同时用高压水（或高压风）洗（吹）受喷表面。连续上料，经常保持机筒内料满，在料斗上口设一12mm孔径筛网，避免超径骨料进入机内。操作顺序：喷射时先注水（注意，喷嘴要朝下，避免水流入管内）后送风，然后上料。根据受喷面和喷出的混凝土情况，调整注水量，以喷后易粘着、回弹小和表面呈湿润光泽为度。喷射部位顺序，应分段、分片进行。隧道内按纵向每一循环为一段，根据台阶法分部进行，自下部起水平方向旋转移动往返一次喷射，然后向上移动。喷射前个别受喷面凹洼处，应先喷找平。最佳喷射距离与角度，喷嘴口至受喷面以0.61.0m为宜。喷射料束以垂直受喷面为最佳。喷射料束运动轨迹，环形旋转水平移动并一圈压半圈，环形旋转直径约为0.3m。喷射第二行时，依顺序由第一行起点上方开始，行间搭接约23cm。喷射料束旋转速度及一次喷厚，以2秒左右转动一圈为宜，一次喷厚以不坠落时的临界状态或所需厚度时，才向前方移动，一般不应少于5cm。风压和喂料量，应根据喷射部位的不同进行调整，具体数据见表4-6。不同喷射部位工作风压与喷射机喂料量 表4-6喷射机型号喷 射 部 位拱 部边 墙TK-961型（转子式）工作风压控制在0.120.15Mpa,喂料量2m3/h工作风压控制在0.170.20Mpa,喂料量4m3/hd.喷射混凝土的养护喷射混凝土层一般较薄，外表面系数大。当空气中水分不足时， 极易发生早期干缩裂纹，同时所掺入的速凝剂在一定程度上抑制了水泥的水化反应，影响了混凝土强度发展，所以要加强养生。在终凝12h内喷水（土质地段的受喷面应喷雾）并经常保持潮湿状态，养生时间不应少于14天。e.施工注意事项STC型粘稠剂运输、保管和使用液剂：冬季运输、保管和使用应有保温措施，负温下成品易凝聚或冻结，但用80水即溶解，恢复原状质量不变。在正温条件下与拌合水必须搅拌均匀方可使用。粉剂：负温下可运输和保管，但必须在正温下使用。应在干燥条件下运输和保管，堆码高度不应超过五层。液剂和粉剂的有效期均为2年。喷射前应仔细检查危石并处理。喷射机应布置在安全地带，并尽量靠近喷射部位，便于司机与喷射手联系，随时调整工作风压。经常检查喷射机出料弯头、输料管和管路接头，发现问题及时处理。开始喷射时，先注水后送风，再开机上料；调整喷头注水量时，应避免干料喷出。喷射作业结束时，应将机内和管路中的拌合料用完后，再停机、关水和断风。经常测定作业区内粉尘浓度，如超过标准应找出原因，采取相应措施。拌合地点距喷射地段如较远，速凝剂应在喷射机喂料时加入；若在拌合时加入，则应自加入速凝剂时起，拌合料在15分钟内喷完，否则会影响质量。按配合比投料，计量要准确。定时校验计量器具。施工时风、水压要稳定，运输道路应畅通、电源、照明应保证。喷射人员要穿戴防护用品。D、劳动组织及机械设备每班组机械设备：机械设备及风、水压要求见表4-7。 机械设备及风、水压要求 表4-7序号设备名称型 号数 量1滚筒式混凝土搅拌机JS3501台2混凝土喷射机TK-961型1台3小型机动车0.75m3台4风压站