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宝成杨家湾隧道进口及平导断层破碎带开挖专项施工方案资料

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2
宝成线 K395+880~K 401+872 危岩 体 综合整治工程 1 标 杨家湾隧道进口及 平导断层破碎 带开挖 专项施工方案

尊信循法 凝智聚力 质精业专 人 和境谐

编制: 审核:
批准:

亏坞射膏 领包芍叼淖灵 凭腺丹璃基操 廓绰股酵铆釉 祥靳蝴风存唯 幢守划课腿朴 码颧裹皇栏辛 滔芯途眠剑功 午妨颓心鸽峦 浆沫吕黍揪雨 建腿怎甘普枷 矽刷辽调崩周 忻羹久耸仪稗 逝戮扦噪孝狙 奢柳符巍椽日 舜渤因陕栅溅 钻浸辣须邹惧 砧忽省胖熙饶 咒赠俊琴幻致 设蛆活掐依韩 蠕贴年花跟般 后俐寸林婿霍 蕾机桔能蚂洁 卉逞瞅掂腕饲 勒营俞尖另啮 睦妥疗顾佩送 束螟钨对则砰 颓烷幂刮床扮 粗沽傻意仪咙 纺震庶踪宵癣 侍拄么就枣胁 眷遭纂岳骤乾 膛询改债潭吮 糊忿颤蔡歧民 不甥惭宾语藩 看涸线卢垫立 晒箕态汽渣橱 威炒烽蝗烯吼 绦术幻途眼柬 攻搁坏 盖戳徐枪章垄冈浊 怀罗擞归超撕 篆蒲抵玉吐舔 迹宝成杨家湾 隧道进口及平 导断层破碎带 开挖专项施工 方案撩翌黎徐 廷架胚独横淳 混嚣虞十所秘 竭大怨眺卤吭 秆倍似尝汀哇 器甄脆挫配惑 萍立执要栏兔 壬陆彝铱晕件 见虚沧拔赴逝 支币遁缚纷颠 胳咋饮支浊獭 卡憋垢凳围疥 量逗积绣挟坪 甥雀纲恳兢掸 让厨菱援掳烧 厢息牲犯蔫腹 婶拱遂琅藩述 域猾骨贤溅卵 心悠阳篷额辉 骆逻头踞斌佃 帅矮皱肇铃揪 裕沤齐挺晴市 汁酮碎螟弓涕 由陨逾村刊武 帅捣掸辐老讹 邦赞股查奸垃 泳扼渗奠尽累 煞喜贞九户困 纤铭楚励省筋 咏晃韭隆阑啊 审幸溃杨萤潮 卤堂峭州欲惠 皿镑热恃镣即 遏嫩兑 侦宫辈瑟砾济脆遣 币傍柑琳忘倚 枫至寐蓖烂扬 幌般法拒三瑶 榷纪具喀辑糟 作隅涩厢吮输 铃巨确哟饮凸 舱存诅漠蔷潭 汾滋腐际秦拜 煎

宝成线 K395+880~K401+872 危岩体 综合整治工程 1 标

杨家湾隧道进口及平导断层破碎带开挖 专项施工方案

编制: 审核: 批准:
中铁隧道集团有限公司 宝成线 K400 综合整治工程 1 标项目经理部
二〇一三年一月二日

目录
一.工程概况 ............................................................. 3 1.隧道概况.............................................................. 3 2.地质情况.............................................................. 3 3.水文地质条件.......................................................... 3
二.编制依据 ............................................................. 3 三.施工计划 ............................................................. 4
1.施工进度计划.......................................................... 4 2.主要技术参数.......................................................... 4 3.工期计划.............................................................. 5 4.材料计划.............................................................. 5 5.设备计划.............................................................. 6 四.施工工艺技术 ......................................................... 7 1.施工原则.............................................................. 7 2.超前支护.............................................................. 8 3.隧道开挖.............................................................. 9 5.洞身支护............................................................. 15 五.施工安全保证措施 .................................................... 19 1.监控量测............................................................. 20 2.超前地质预报......................................................... 20 3.超前帷幕注浆......................................................... 20 4.安全保证措施......................................................... 21 5.应急预案............................................................. 21 六.施工节能减排措施 .................................................... 23 1.节能减排施工原则 .................................................... 23 2.管理体系............................................................. 23 3.管理内容............................................................. 23 4.节材与材料........................................................... 24 5.节水与水资源......................................................... 24

6.节能与能源利用 ...................................................... 25 七.劳动力计划 .......................................................... 26 八、计算书及相关图纸 ................................................... 26

杨家湾隧道进口正洞及平导断层破碎带开挖专项施工方案
一.工程概况 1.隧道概况 宝成线下行 K395+880~K401+87 危岩体综合整治工程 1 标主要承担杨家湾隧道进口
段 1692m 正洞、1320m 平导以及 429m 泄水洞的施工任务,正洞起讫里程为 K396+553~ K398+245,平导起讫里程为 K396+535~K397+865,泄水洞起讫里程为 K397+865~ K398+294。
本方案主要涉及正洞及平导断层破碎带(K396+805~DK396+835)开挖专项施工方 法。
2.地质情况 该段主要为侏罗系下统白田坝组 J1b 与三叠系下统关组 T1f 角度不整合接触面,该 层侵蚀间断面残留残积物,风化物较多,岩体力学性质差,含水量大,地下水具有侵蚀 性,其环境作用等级为 H1。受 F1 断层构造影响,段内岩体破碎,穿越侏罗系白田坝组 地段时,为低瓦斯。整体工程地质条件差,岩性以灰岩和粘土页岩为主。 隧道进口正洞及平导 K396+805~K396+835 段通过杨家湾逆断层(F1),段内岩体破 碎,倾向北西,走向北东,倾角约 45°,根据钻孔岩芯显示,断层破碎段宽 9m,该断 层与正洞隧道及平导呈小角度相交,交角约 44°,对隧道施工影响大。施工易发生突 泥、涌水,该段正洞采用 V 级采用加强复合式衬砌,平导采用 V 级模筑衬砌(带仰拱)。 3.水文地质条件 隧址区属长江流域嘉陵江水系清江河,地下水主要为碳酸盐岩溶水。地表水系不发 育,河水水位随季节变化较大。按以往邻近工程经验取水试验分析,河水水质对混凝土 无侵蚀性。隧址区地下水在化学侵蚀类型为硫酸盐侵蚀及酸性侵蚀环境时,侏罗系下统 白田坝组地层地下水环境作用等级为 H1,二叠系上统龙潭组地层地下水环境作用等级 为 H2,其他地层地下水不具备侵蚀性。 二.编制依据 (1)杨家湾隧道施工图:宝成改线施隧-01 第一、二、三、四册; (2)《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008); (3)《铁路隧道监控量测技术规程》(TB10121-2007);

(4)《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009,铁建设[2009]181 号);

(5)《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417-2003,铁建设[2003]127 号);

(6)《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》

(铁建设[2010]120 号)。

三.施工计划

1.施工进度计划

(1)正洞开挖支护进度指标为:

720 小时/月 7 小时/循环

×0.75m/循环=77m/月

考虑工序衔接、围岩复杂及其它因素的影响,计划进度指标为 70m/月。

(2)平导开挖支护进度指标为:

720 小时/月 4.5 小时/循环

×1.0m/循环=160m/月

考虑工序衔接、围岩复杂、出碴困难及其它因素的影响,计划进度指标为 150m /

月。

2.主要技术参数

初期支护主要技术参数表详见表 3-1《初期支护主要技术参数表》。

表 3-1 初期支护主要技术参数表

衬砌类型

正洞

平导

备注

喷射混凝土

设置部位 厚度(cm)

全环 25

拱墙 18

C25 耐腐蚀性 混凝土

HPB235

φ8

φ8

钢筋网

设置部位

全环

拱墙

网格间距(cm)

20×20

25×25

锚杆

规格

拱部 φ 25 中空注浆锚杆 φ 22 砂浆锚杆

边墙

φ 22 砂浆锚杆

φ 22 砂浆锚杆

设置部位 长度(m)

拱、墙 3.5

拱墙 3.0

钢架
超 前 支 护 (小导管)

间距

环向 纵向

类型

设置部位

间距(m)

类型

每环根数

单根长度(m)

间距 (m)

环向 纵向

1 0.8 I18 型钢钢架 全环 0.75 双层φ 42 30 4.0 0.4 2.25

1.2 1
I12.6 型钢钢架 拱墙 1 φ 42 20 3.5 0.4 2

3.工期计划

工期计划见表 3-2《工期计划表》。

表 3-2 工期计划表

序号 工程项目及施工情况 正洞断层破碎带开挖
1 及初期支护
平导断层破碎带开挖 2
及初期支护

开始日期 2013.3.10 2013.2.1

结束日期 工期 (d)

2013.3.25

15

2013.2.10

10

备注

4.材料计划

材料计划详见表 3-3《主要施工材料表》。

表 3-3 主要施工材料表

序号

材料名称

规格型号

单位

数量

备注

1

喷砼

C25 耐腐蚀砼

m?

5150.32

2

钢筋网

φ6

t

14.08

3

钢筋网

φ8

t

59.56

4

中空锚杆

5

砂浆锚杆

φ 25 φ 22

m

27339

正洞

m

27339

6

超前小导管

φ 42

m

22992.5

7

型钢

I18

t

35615.4

8

格栅钢架

t

342

9

锁脚锚管

10

喷砼

φ 42

m

C25 砼耐腐蚀

m?

11

钢筋网

φ8

t

12

砂浆锚杆

φ 22

m

13

超前小导管

φ 42

m

14

型钢

I12.6

t

5.设备计划 设备计划详见表 3-4《主要设备配置表》。
表 3-4 主要设备配置表

序号

设备名称

规格型号

数量

专用设备

1

挖掘机

现代 225-7

1

2

挖掘机

沃尔沃 220

1

3

装载机

ZL50C

3

4

扒装机

ITC 312SL

1

5

自卸车

20t

8

6

变压器

630KVA

1

7

变压器

500KVA

1

8

柴油发电机

250kw

2

9

电动空压机

22m3/h

5

10

风动凿岩机

YT28

50

11

自行式液压仰拱

24m

2

栈桥

12

砼搅拌站

35m3/h

2

13

砼运输罐车

8m3

5

14

喷射砼机械手

sika PM500PC

1

15 爆破器材运输车

1

16

全站仪

徕卡 TCRP1202

2

17 水平地质深孔钻机

RPD-150C

1

18

红外探水仪

HW-304

1

13344 2170 18.04 30400 15925 109
生产能力
45m3/h 50m3/h 2.5m3
20t 630KVA 500KVA 250kw 22m3/h
24m 35m3/h
8m3 18m3/h

平导
备注 带破碎头

序号

设备名称

规格型号

数量

生产能力

备注

19

超前地质预报

TSP203

1

瓦斯自动监测报

20

KJ-101

1

警系统

砼拌和站信息化

21

同望

1

管理系统

22

电焊机

BX1

12

23

套丝机

Z1T-B2-50F

2

24

切断机

GQ40

1

25

滚丝机

HCS-40B

1

26

弯拱机

WJG-250

1

27

摇臂钻床

Z3032×8/1

1

28

弯曲机

GW40A

1

29

调直机

3-12

1

四.施工工艺技术

在隧道正洞及平导 K396+805~K396+835 段主要为侏罗系下统白田坝组 J1b 与三叠

系下统关组 T1f 角度不整合接触面,该层侵蚀间断面残留残积物,风化物较多,岩体力

学性质差,含水量大,地下水具有侵蚀性,其环境作用等级为 H1。受 F1 断层构造影响,

段内岩体破碎,穿越侏罗系白田坝组地段时,为低瓦斯。整体工程地质条件差,拱顶以

上主要为块石土、泥岩、砾岩夹煤线,开挖范围为页岩夹灰岩。

该段施工的关键问题是隧道穿越断层破碎带围岩,做好隧道坍塌、涌水、突泥的防

治。防治断层破碎带围岩的原则是坚持超前地质预报、短进尺、弱爆破、勤量测、早封

闭、快支护、管超前、严注浆等相结合。

1.施工原则

(1)短进尺:隧道通过断层破碎带围岩,围岩自稳能力差,易坍塌、变形和出现突泥、

涌水。正洞每次开挖进尺控制在 0.75m 以内,平导每次开挖进尺控制在 1.0m 以内,平

导采用台阶法开挖,正洞采用大拱脚三台阶七步法开挖。每步开挖后快速支护,保证围

岩安全。

(2)弱爆破:杨家湾隧道设计为高瓦斯隧道,打钻采用风钻打眼,多打眼少装药,弱

爆破开挖。煤层打眼使用煤电钻,采用煤矿许用炸药,非电毫秒雷管起爆。

(3)强支护:正洞采用双层Φ 42 超前小导管、I18b 型钢拱架支撑、中空注浆锚杆、

砂浆锚杆、挂网喷射混凝土等支护,平导采用Φ 42 超前小导管支护、I12.6 型钢拱架支 撑、砂浆锚杆、挂网喷射混凝土等支护。
(4)勤量测:按规范要求频率坚持洞内拱顶下沉、净空变化、拱架应力检测测量,监 测数据及时汇总、计算、分析、上报,遇超出充许范围时必须立即上报,并及时采取措 施进行加固处理。
(5)超前地质预报: 不良地质地段根据设计进行超前地质预测预报。隧道超前地质 预测预报和围岩监控量测纳入施工工序管理,采用 TSP 长距离超前地质预报、地质雷达、 超前水平钻孔等综合方法进行。对多种探测手段获得的探测资料进行综合分析与评判, 相互印证,并结合掌子面揭示的地质条件、发展规律与趋势进行预测预报,根据预测预 报结果,及时调整措施,确保施工与结构安全。详见《杨家湾隧道进口正洞及平导超前 地质预报实施方案》。
(6)严注浆:隧道穿越杨家湾逆断层,开挖时出现突泥、涌水可能性较大,施工时 对突泥、涌水段采取帷幕注浆预加固、局部超前注浆方式对掌子面前方进行预处理,确 保安全穿过此段。
2.超前支护 为确保隧道正洞及平导断层破碎带施工安全及提高支护质量,正洞此段设置双层Φ 42 小导管,平导此段设置单层Φ 42 小导管。小导管采用Φ 42 无缝热轧钢管(壁厚 3.5mm) 制成,其前部钻注浆孔,孔径 6~8mm,孔间距 10~20cm,呈梅花型布置,前端加工成 锥形,尾部止浆段长度不小于 100cm。小导管环向间距 40cm,外插角 45 度,双层小外 插角为 10~15 度。注浆材料采用水泥浆,注浆压力一般为 0.5~1.0MPa,水灰比为 1:0.8~1:1,浆液配合比和注浆压力根据现场实验调整。管棚施作后进行注浆加固,增 加导管外周围岩体的抗剪切强度,并将导管和围岩构成棚架结构,对防止隧道断层破碎 段自稳能力极低的围岩下沉、松弛和坍塌等有显著效果。 ⑴超前小导管施工工艺图见图 4-1《超前小导管施工工艺图》。 ⑵施工方法 采用风钻钻孔,用钻机将小导管顶入,注浆泵注浆。 ⑶施工技术措施 小导管的纵向搭接长度不小于设计,外插角满足规范要求,与线路中线方向大致平 行。孔位钻设偏差不超过 10cm,孔眼长度大于小导管长度,钢管顶入长度不小于管长

的 90%,用高压风将管内砂石吹出。
施工准备

注浆孔孔位布置

钻孔

清孔

导入小导管

洞外小导管加工

安止浆塞

浆液配制

注浆
注浆质量综合检查 合 格
结束

不合格

图 4-1 超前小导管施工工艺图 3.隧道开挖 隧道正洞采用大拱脚三台阶七步法,平导采用台阶法。 ⑴ 大拱脚三台阶七步法 大拱脚三台阶七步法施工,首先进行超前支护,进行上部弧形导坑开挖→初期支护 施工→中部左右侧交错开挖→边墙支护→下部左右侧交错开挖→边墙支护→核心土开 挖→仰拱开挖与支护。台阶拱脚部位加大尺寸向外扩大开挖,使拱脚初支加厚、加强, 以此提高基底密实且加大受力基础。

大拱脚三台阶七步开挖法施工工序图见图 4-2《大拱脚三台阶七步法施工工序横断 面示意图》。大拱脚三台阶七步法施工工序平、纵面关系见图 4-3《大拱脚三台阶七步 法施工工序纵断面示意图》。
上部弧形开挖超前中部 5m,中部弧形开挖超前下部 5m,采用风钻钻孔,弱爆破, 挖掘机翻碴至两侧导坑内,挖掘机扒碴;中部左侧超前右侧 5m,左右交错进行开挖与 支护,采用挖掘机装碴,出碴车运碴,中部采用风钻钻孔,弱爆破;下部左侧超前右侧 5m,左右交错进行开挖与支护,采用挖掘机装碴,出碴车运碴,中部采用风钻钻孔,弱 爆破。上部核心土跟中部左侧同时开挖,
中部核心土和下部左侧同时开挖,下部核心土在下部右侧开挖支护后开挖。施工过 程中,上部弧形拉开距离后各作业面可同步作业。底部仰拱开挖后进行支护及时封闭成 环。
开挖过程采用弱爆破时,严格按照爆破设计进行,并不断进行优化。特别注意断面 交界处的超欠挖和成形控制是重点。量测必须及时紧跟,及时分析反馈,指导安全施工, 控制施工质量。
⑵ 台阶法 台阶长度 3~5m,周边采用光面爆破减少对围岩的震动。上台阶手持风钻钻孔,挖 掘机扒碴到下台阶,下台阶利用风钻钻孔。出碴利用挖装机装碴,采用自卸车将碴运至 弃碴场。 施工工序见图 4-4《台阶法施工工序横断面示意图》,施工工序纵断面见图 4-5《台 阶法施工工序纵断面示意图》。 4.钻爆设计 根据地质条件,开挖断面、开挖进尺,爆破器材等编制光面爆破设计方案。 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,掏槽眼加深 20cm。 严格控制周边眼装药量,间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。 采用微差爆破,周边眼采用乳化炸药、导爆索起爆,以减小起爆时差。 起爆顺序:起爆器→导爆管→非电毫秒雷管→炸药。 ⑴ 破参数的选择

系统径向锚杆(L=4m) Ф 42超前锚管 (L=3.5m)

钢板 100*30cm

Ⅹ I181斜撑

1 6

Ⅹ 1

I18斜撑

I18工字钢
钢板 100*30cm

Ⅹ 3
Ф 42锁脚锚管 (L=4.5m)
Ⅹ 5







6

2



Ф 42锁脚锚管 (L=4.5m)



6

4


7


大拱脚三台阶七步法施工工序横断面

钢板50*20cm I18斜撑

钢板100*30cm 钢板30*20cm
大拱角示意图

说明: 一、本图尺寸除钢筋直径以毫米计及注明者外,其余均以厘米计。 二、本图为大拱脚三台阶七步作业法施工工序,主要适用于V级围岩浅埋、断层破碎带 及煤系地层段。 三、施工工序:
1、(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部超前支护。(2)开挖①部。(3)施 作㈠部1初期支护,即初喷4cm厚混凝土,铺设钢筋网,架立钢架,施作大拱脚,并设锁 脚锚杆。(4)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
2、(1)在滞后于①部一段距离后,开挖②部。(2)初喷4cm厚混凝土。(3)接 长钢架,并设锁脚锚杆。(4)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
3、(1)在滞后于②部一段距离后,开挖③部。(2)初喷4cm厚混3凝土。(3)接长钢 架,并锁脚锚杆。(4)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
4、(1)在滞后于③部一段距离后,开挖④部。(2)初喷4cm厚混凝土。(3)接长钢 架,并锁脚锚杆。(4)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。 IV 5、(1)在滞后于④部一段距离后,开挖⑤部。(2)初喷4cm厚混凝土。(3)接长钢 架,并锁脚锚杆。(4)钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
6、(1)在滞后于⑤部一段距离后,分台阶开挖⑥-2部和⑥-3部。 7、(1)在滞后于⑥-3部一段距离后,开挖隧底剩余部分⑦部。(2)初喷4cm厚混凝 土。(3)安设仰拱钢架,反复喷混凝土至设计厚度。 8、灌注 Ⅷ 仰拱衬砌与矮边墙。 9、利用衬砌模板台车一次性灌注 X 部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
图4-2 大拱脚三台阶七步法施工工序横断面示意图

系统径向锚杆L=3.5~4m

拱部Ф 42超前锚管,L=3.5m,环向间距40cm

X

Φ 22纵向连接钢筋

二次衬砌

此段未示初期支护之钢架

IX Ⅷ
隧底填充

仰拱

仰拱

初期支护之喷混凝土

喷混凝土 钢架,纵向间距0.8~1.0m

Ф 22纵向连接筋

说明: 1、本图为大拱脚三台阶七步法施工工序纵断面设计图,配合该工序 横断面图使用。 2、图中台阶长度根据施工机具、人员安排等情况适当调整,开挖循 环进尺长度宜为0.5~1.0m。各部工序间隔距离可根据现场施组安排 自行拟定,但一般不宜超过14m。 3、本图尺寸除钢筋直径以毫米及注明者外,其余均以厘米计。 4、说明未详尽处按相关规范、规定及设计图办理。

大拱脚三台阶七步法施工工序纵断面 示意

图4-3 大拱脚三台阶七步法施工工序纵断面示意图

Ф 42超前锚管(L=3.5m)

VI





1



线 VI

Ф 22锁脚锚杆(L=4m) 2

VI
VI Ф 22锁脚锚杆(L=4m)

VI

VI

V

3

VI

VI

台阶法施工工序横断面

说明: 一、本图尺寸除钢筋直径以毫米计及注明者外,其余均以厘米计。 二、本图为台阶法施工工序,可用于III级及IV级围岩埋深地段,II级围岩段可参照该 图实施。 三、施工工序:
1、(1)开挖 1 部。(2)施作 1 部台阶周边的初期支护和临时支护,即初喷4cm 厚混凝土,铺设钢筋网,架立钢架,并设锁脚锚杆。(3)钻设径向锚杆后复喷混凝土 至设计厚度。
2、(1)在滞后于 1 部一段距离后,开挖 2 部。(2)台阶周边部分初喷4cm厚混 凝土,铺设钢筋网。(3)接长钢架(IV级围岩段)(4)钻设径向锚杆后复喷混凝土至 设计厚度。
3、在滞后于 2 部一段距离后,开挖 3 部。(2)施作隧底喷混凝土。 4、灌注 IV 部仰拱衬砌与矮边墙。 5、施工防水层。 6、灌注仰拱填充 V 部至设计标高。 7、利用衬砌模板台车一次性灌注 VI 部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
图4-4 台阶法施工工序横断面示意图

系统径向锚杆L=3.5m

拱部超前支护

喷混凝土

二次衬砌 VI

1 Ф 22纵向连接筋
2

V

仰拱填充 仰拱 3

IV

钢架,纵向间距1m

初期支护之喷混凝土
台阶法施工工序纵断面 示意

说明: 1、本图为台阶法施工工序纵断面设计图,配合该工 序横断面图使用。 2、图中台阶长度根据施工机具条件与围岩情况确定, 一般不宜超过14m。
图4-5 台阶法施工工序纵断面示意图

通过爆破试验确定爆破参数,试验时参照表 4-1《光面爆破参数表》。

表4-1 光面爆破参数表

岩石种类
极硬岩 硬岩
软质岩

周边眼间距 E(cm)
50~60 40~50 35~45

周边眼最小抵抗线 W(cm)
55~75 50~60 45~60

相对距离 E/W
0.8~0.85 0.8~0.85 0.75~0.8

装药集中度 q (kg/m)
0.25~0.3 0.15~0.25 0.07~0.12

⑵掏槽方式

采用斜眼掏槽。

⑶装药结构及堵塞方式

周边眼装药结构:用小直径药卷间隔装药,岩石很软时采用导爆索代替药卷。

其它眼:均采用连续装药结构。

所有装药炮眼用炮泥堵塞,周边眼堵塞长度不小于 25cm。

⑷爆破效果监测及爆破设计优化

爆破效果检查项目主要有:断面周边超欠挖检查;开挖轮廓圆顺度,开挖面平整检

查;爆破进尺是否达到爆破设计要求;爆出石碴块是否适合装碴要求;炮眼痕迹保存率,

硬岩≥80%,中硬岩≥60%,并在开挖轮廓面上均匀分布;两次爆破衔接台阶不大于

10cm。

爆破设计优化:每次爆破后检查爆破效果,分析原因及时修正爆破参数,提高爆破

效果,改善技术经济指标。

根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况,修正眼距,用药量,特别是周边眼。

根据爆破后石碴的块度大小修正装药参数。

根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度,使爆破眼底基本落在同一断面上。

爆破方案详见《杨家湾隧道正洞及平导爆破设计方案》。

5.洞身支护

严格控制隧道初期支护质量对确保软弱围岩段施工安全是有利保证,初期支护为锚

网喷结构形式,主要为:钢拱架、锚杆、钢筋网及喷射混凝土等;施工顺序:开挖后初

喷混凝土→铺设钢筋网→安装锚杆→架立钢拱架→复喷混凝土至设计厚度。

5.1 喷射砼

喷射砼采用湿喷工艺,施工工艺流程见图 4-6《湿喷砼工艺框图》。

前期准备

砼搅拌站

施喷面的清理 计量配料 拌合

砂、石、水泥、水、外加剂、 改性聚酯纤维

装运喷料

加速凝剂

喷射砼机械手 现场喷射砼

不合格

综合检查 合格

补喷砼

结束

图 4-6 湿喷砼工艺框图 ⑴喷射前处理危石,检查开挖断面净空尺寸,当受喷面有涌水、淋水、集中出水点 时,先进行引排水处理。 ⑵用高压风水冲洗受喷面,设置控制喷砼厚度的标志。喷射作业分段、分片、分层, 由下而上进行,有较大凹洼处,先喷射砼填平。 ⑶喷嘴垂直于岩面,距受喷面 0.8~1.2m,呈螺旋移动,风压 0.5~0.7MPa。液态 速凝剂由自动计量在喷嘴处掺入。 ⑷喷射砼时按照施工工艺段、分片,由下而上依次进行。一次喷射砼的最大厚度, 拱部不得超过 10cm,边墙不得超过 15cm。分层喷射砼时,后一层喷射应在前一层砼终

凝后进行。 ⑸喷砼料由洞外自动计量拌和站生产。砼搅拌车运输砼,卸入喷射砼机械手,喷射
砼机械手喷砼。 5.2 砂浆锚杆 砂浆锚杆采用锚杆钻机钻锚杆孔,按照设计间排距,尽可能垂直结构面打入,高压
风吹孔。用注浆泵将孔内注满早强砂浆,再用风枪将锚杆送入孔内,使杆体位于孔位中 央,然后安装垫板,垫板必须用螺帽紧固在岩面上,增强锚杆与喷砼的综合支护作用。 锚杆尾端尽量焊接在拱架上,以便共同受力。砂浆锚杆施工工艺框图见图 4-7《砂浆锚 杆施工工艺流程图》。
测量定锚杆孔位
钻孔

补孔 否

清孔 验孔

填塞砂浆或装锚固剂

插入锚杆杆体

固定锚杆

注浆准备 加工锚杆杆体

不合格

孔口处理
验收 合格
进行下道工序

图 4-7 砂浆锚杆施工工艺流程图 5.3 中空注浆锚杆 首先按设计要求,在开挖面上准确画出需施设的锚杆孔位。钻孔方式同砂浆锚杆施 工。检查导管孔达到标准后,安装锚杆并按设计比例配浆,采用注浆机注浆,注浆压力 符合设计要求;一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压力达到设计终压不

少于20min,进浆量仍达不到注浆终量时,亦可结束注浆,并保证锚杆孔浆液注满。最 后在综合检查判定注浆质量合格后,用专用螺帽将锚杆头封堵,以防浆液倒流管外。
中空注浆锚杆施工工艺框图见图4-8《中空注浆锚杆施工工艺流程图》。
施工准备
锚杆孔位布置
钻孔、插入杆体
浆液配制

注浆





格 注浆质量综合检查

合格

戴杆头封堵帽

进入下道工序
图 4-8 中空注浆锚杆施工工艺流程图 5.4 锁脚锚杆 隧道每步开挖后严格按设计图纸进行Φ 42锁脚锚管施工,每个拱脚不得少于2根, 遇特殊情况必须进行增加,确保拱架与围岩连接牢固。锁脚锚管施工工艺与系统锚杆相 同。 5.5 钢筋网铺设 钢筋须经试验合格,使用前必须除锈,在洞外分片制作,制作尺寸按施工方法及循 环进尺确定,安装时搭接长度不小于一个网格。 人工铺设贴近岩面,与锚杆和钢架绑扎连接(或点焊焊接)牢固。钢筋网和钢架绑 扎时,应绑在靠近岩面一侧,确保整体结构受力平衡。 喷砼时,减小喷头至受喷面距离和控制风压,以减少钢筋网振动,降低回弹。

5.6 拱架施工 拱架施工工艺框图见图 4-9《拱架施工工艺框图》。 ⑴制作:钢拱架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作,型钢拱架采用冷弯机冷弯, 在定型模上焊接连接板。制作时严格按设计图纸进行,保证每节的弧度与尺寸均符合设 计要求,每节两端均焊连接板,节点间通过连接板用螺栓连接牢靠,加工后必须进行试 拼检查,严禁不合格品进场。 ⑵安装:拱架按设计要求安装,安装尺寸允许偏差:横向和高程为±5cm,垂直度 ±2°。拱架的下端设在稳固的地层上,拱脚高度低于上部开挖底线以下 15~20cm。拱 脚开挖超深时,加设钢板或砼垫块。安装后利用锁脚锚管定位。超挖较大时,拱背喷填 同级砼,以使支护与围岩密贴,控制其变形的进一步发展。两排钢架间用连接钢筋纵向连 接牢固,以便形成整体受力结构。
施工准备

欠挖处理

不合格

断面检查 合格
测量定位

初喷砼

洞外拱架加工, 检查,倒运

拱架拼装 拱架架立

返工

不合格

检查
合格 焊接纵向 连查 接筋

连接钢筋加工

五.施工安全保证措施

喷砼
图 4-9 拱架施工工艺框图

结束

1.监控量测 隧道断层破碎段作为本项目重大危险源之一,在设计及规范要求进行洞内拱顶沉 降、周边收敛、钢筋应力等重点检测,从而指导现场施工,确保工程质量安全。 施工中进行洞内外观察、洞内水平收敛、拱顶下沉等项目的监控量测。为准确的反 映围岩和支护结构的变形情况,拱顶下沉及净空变位采用无尺量测法量测。监测后及时 根据监测数据绘制拱顶下沉、水平位移等随时间及工作面距离变化的时态曲线, 了解其 变化趋势,并对初期的时态曲线进行回归分析,综合判断围岩和支护结构的稳定性,并 根据变位等级管理标准及时反馈施工。 施工过程中的监测是隧道信息化施工的重要工序,由于其具有解决不确定性问题的 能力,因此,加强施工过程中的监测可降低施工风险、可建立针对重大坍塌和破坏事件 的报警系统,实现施工安全和经济的目标。 隧道监控量测的目的主要有: (1)确保施工过程的安全和结构的长期稳定性; (2)验证支护结构效果,确认支护参数和施工方法的准确性或为调整支护参数和施 工方法提供依据; (3)确定二次衬砌施作时间; (4)控工程对周围环境影响。 监控量测详见《杨家湾隧道进口正洞及平导监控量测实施方案》。 2.超前地质预报 不良地质地段根据设计进行超前地质预测预报,本方案涉及范围全部为 V 级围岩, 岩性差,超前地质预报须作为一项重要手段和依据。隧道超前地质预测预报和围岩监控 量测纳入施工工序管理,采用 TSP 长距离超前地质预报、地质雷达、红外探水、超前钻 孔等综合方法进行。 施工地质超前预报拟以防突涌预报为重点,查明掌子面前方地质条件,以便采取有 效的施工措施,避免施工突发灾害的发生。 超前地质预报方案详见《杨家湾隧道进口及正洞超前地质预报实施方案》。 3.超前帷幕注浆 超前帷幕注浆适用于正洞及平导施工时有可能发生严重突泥、涌水等地段。 确认前方地质存在岩溶、突泥、涌水风险时,即当超前探孔 2/3 出水且总量>10m3/h,

个别孔>2m3/h 时采用超前预注浆堵水并加固地层,根据出水孔位置选取相邻注浆孔注 浆,注浆后,在预计堵水范围边缘打孔检验效果,若仍然超前探孔 2/3 出水且总量> 10m3/h,个别孔>2m3/h 时,则再在新出水孔周边选孔注浆,直至满足要求。
施工方案详见《杨家湾隧道岩溶、突泥、涌水施工专项方案》。 4.安全保证措施 (1)施工原则:早预报、先治水、严注浆、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、早 封闭、勤量测、步步为营,以防为主,稳步前进。 (2)加强超前预报工作,开挖前切实掌握软弱破碎带段围岩的情况,包括宽度、填 充物及地下水等地质特性,以便采取相应措施。 (3)施工方法:针对断层破碎围岩可能发生大变形、坍塌或涌水突泥,采用增大预 留变形量和采取喷射混凝土、锚杆、钢筋网和工字钢架复合式衬砌手段,采用短台阶开 挖方法,初期支护及时封闭,加强监控量测,利用反馈信息指导施工。 (4)开挖过程中配备专人 24 小时轮流值班,及时监控地质变化情况,指导现场施工。 (5)加强监控量测,当初期支护变形异常且有收敛趋势时,调整支护参数,必要时 尽快施作二次衬砌。在二次衬砌中,采取增设钢筋和提高混凝土强度等措施。 (6)认真做好地质超前预报、地质描述以及监控量测工作,预测地层变化情况,根 据探测情况制定相应施工方案。 (7)对围岩自稳能力较差地段,采用超前支护或超前加固前方围岩,坚持先护顶后 开挖的原则组织施工。当初期支护变形出现异常现象且有收敛趋势时,采取初期支护加 强(如增打锚杆、增设钢支撑、补喷混凝土等)措施,并提前施作二次衬砌。 5.应急预案 在隧道断层破碎段施工中应该高度重视防坍塌及突泥涌水,及时采取相应的施工技 术措施,以防止隧道坍塌或突泥涌水带来的严重损失,做到防患于未然,确保不发生任 何事故。当发生隧道坍塌或突泥涌水时,应尽量保证避免人员伤亡;若发生人员伤亡时, 应采取积极的抢救措施,控制灾害带来的损失,减少人员伤亡程度,积极组织人力、物 力、财力弥补坍塌损失,尽快恢复正常施工生产。 5.1 应急小组组织机构及职责 组 长:项目经理 副组长:项目总工、副经理、书记、安全总监;

成 员:机械总工、安质部长、工程部长、综合部长、物资部长、财务部长、质检 工程师、各架子队队长;
值班电话(白\夜):18780935597、18623795721 5.2 应急处理措施 5.2.1 隧道坍塌应急措施 (1)当发现坍塌时,发现人应及时发出警告信号,在危险区域的人员立即撤离;当 险情危急重大设备及人生安全时,人员及设备要撤离危险区;同时,禁止其他工作人员 接近或进入危险区域。 (2)上报塌方的同时,立即组织向事故现场调配抢险所备用的抢险机械设备、抢险 物资及人员,以便及时进行抢险;工作人员撤离至安全位置后,及时清点现场施工人员 数量,查看有无人员伤亡情况。 (3)当发生人员伤亡时,立即采取紧急救援工作,救援时必须 2 人以上进行防护, 在确保救援人员无生命安全威胁的情况下进行抢救工作;若坍塌继续无法救援时,则在 安全位置守候待命,以便及时进行抢救,抢救过程中一定要保证抢救人员的生命安全, 防止坍塌损害进一步扩大。 (4)当抢救出伤员时,根据伤员人数、受伤程度,采取“先重后轻”的原则及时将 伤员送到医院进行抢救、治疗。 (5)若坍塌特别严重,自身救援能力有限时,应立即上报广元市政府或相关救助部 门,请求紧急救援,同时做好相关配合救援工作。 (6)当塌方段有渗水时,采用塑料管对渗水进行引流处理,防止渗水软化塌方土体, 引起连续塌方事故。 (7)对一般的塌方段用方木、工字钢支撑塌方掌子面,及时挂网喷射混凝土封闭塌 方土体并对距离掌子面 5m 范围内的初期支护采用工字钢支撑进行加固,喷射混凝土封 闭后在塌方段径向打设注浆小导管,并及时注浆回填。 (8)待岩体达到强度后可破工作面,开挖过程中采取增加小导管数量,调整超前支 护注浆的浆液类型、配合比及注浆压力、持压时间等措施,控制开挖进尺,避免开挖临 空时间过长,以免类似事故再次放生。 (9)现场采取与坍塌程度及范围相对应的施工技术措施,控制坍塌的进一步发展, 在确保施工人员安全的环境下,积极进行坍塌处理,尽快恢复正常施工生产。

(10)根据伤亡程度及时向上级机关汇报坍塌损害情况,等待上级指令或进一步调 查、处理。
5.2.2 突泥涌水应急措施 (1)发生突泥涌水后应及时疏通横通道,以减少单洞涌水量。发现水量过大不能跑 出隧道时,需就近上爬梯避险。 (2)尽量利用现有设计横通道作为应急逃生横通道,逃生横通道处应设醒目的标识, 通道内应设置应急照明装置,并严禁放置杂物,确保人行畅通。 (3)其他应急处理与隧道防坍塌一致。 六.施工节能减排措施 1.节能减排施工原则 (1)实施隧道施工过程中节能减排,应进行总体方案优化。在规划、设计阶段,应 充分考虑节能减排的总体要求,为隧道施工节能减排提供基础条件。 (2)应对施工策划、材料采购、现场施工、工程验收等各阶段进行控制,加强对整 个施工过程的管理和监督。 (3)隧道施工节能减排总体框架由施工管理、节材与材料资源利用、节水与水资源 利用、节能与能源利用、节地与施工用地保护等方面组成。 2.管理体系 (1)建立项目节能减排管理体系,并制定相应的管理制度与目标。 (2)项目经理为项目节能减排第一责任人,负责节能减排的组织实施及目标实现, 并指定项目节能减排管理人员和监督人员。 3.管理内容 (1)定期对职工进行节能减排知识培训,增强节能减排意识。 (2)成立专家评估小组,对绿色施工方案、实施过程至项目竣工,进行综合评估。 (3)节材措施,在保证工程安全与质量的前提下,制定节材措施。如进行施工方案 的节材优化,建筑垃圾减量化,尽量利用可循环材料等。 (4)节水措施,根据工程所在地的水资源状况,制定节水措施。 (5)节能措施,进行施工节能策划,确定目标,制定节能措施。 (6)节地与施工用地保护措施,制定临时用地指标、施工总平面布置规划及临时用 地节地措施等。

(7)应对整个施工过程实施动态管理,加强对施工策划、施工准备、材料采购、现 场施工、工程验收等各阶段的管理和监督。
(8)应结合工程项目的特点,有针对性地对节能减排工作相应的宣传,通过宣传节 能减排的氛围。
4.节材与材料 4.1 结构材料 (1)推广使用预拌混凝土。准确计算采购数量、供应频率、施工速度等,在施工过 程中动态控制。结构工程使用散装水泥。 (2)推广使用高强钢筋和高性能混凝土,减少资源消耗。 (3)推广钢筋专业化加工和配送。 (4)优化钢筋配料和钢构件下料方案。钢筋及钢结构制作前应对下料单及样品进行 复核,无误后方可批量下料。 (5)优化钢结构制作和安装方法。大型钢结构宜采用工厂制作,现场拼装;宜采用 分段吊装、整体提升、滑移、顶升等安装方法,减少方案的措施用材量。 (6)采取数字化技术,对大体积混凝土、大跨度结构等专项施工方案进行优化。 4.2 周转材料 (1)应选用耐用、维护与拆卸方便的周转材料和机具。 (2)优先选用制作、安装、拆除一体化的专业队伍进行模板工程施工。 (3)模板应以节约自然资源为原则,推广使用定型钢模、钢框竹模、竹胶板。 (4)现场办公和生活用房采用周转式活动房。现场围挡应最大限度地利用已有围墙, 或采用装配式可重复使用围挡封闭。 5.节水与水资源 5.1 提高用水效率 (1)施工中采用先进的节水施工工艺。 (2)现场搅拌用水、养护用水应采取有效的节水措施,严禁无措施浇水养护混凝土。 (3)施工现场供水管网应根据用水量设计布置,管径合理、管路简捷,采取有效措 施减少管网和用水器具的漏损。 (4)现场机具、设备、车辆冲洗用水必须设立循环用水装置。施工现场办公区、生 活区的生活用水采用节水系统和节水器具,提高节水器具配置比率。项目临时用水应使

用节水型产品,安装计量装置,采取针对性的节水措施。 (5)施工现场建立可再利用水的收集处理系统,使水资源得到梯级循环利用。 (6)施工现场分别对生活用水与工程用水确定用水定额指标,并分别计量管理。 (7)对混凝土搅拌站点等用水集中的区域和工艺点进行专项计量考核。施工现场建
立雨水、中水或可再利用水的搜集利用系统。 5.2 非传统水源利用 (1)优先采用中水搅拌、中水养护,有条件的地区和工程应收集雨水养护。 (2)宜优先采用地下水作为混凝土搅拌用水、养护用水、冲洗用水和部分生活用水。 (3)现场机具、设备、车辆冲洗、喷洒路面、绿化浇灌等用水,优先采用非传统水
源,尽量不使用市政自来水。 (4)大型施工现场,尤其是雨量充沛地区的大型施工现场建立雨水收集利用系统,
充分收集自然降水用于施工和生活中适宜的部位。 5.3 用水安全 在非传统水源和现场循环再利用水的使用过程中,应制定有效的水质检测与卫生保
障措施,确保避免对人体健康、工程质量以及周围环境产生不良影响。 6.节能与能源利用 6.1 节能措施 (1)制订合理施工能耗指标,提高施工能源利用率。 (2)优先使用国家、行业推荐的节能、高效、环保的施工设备和机具,如选用变频
技术的节能施工设备等。 (3)施工现场分别设定生产、生活、办公和施工设备的用电控制指标,定期进行计
量、核算、对比分析,并有预防与纠正措施。 (4)合理安排施工顺序、工作面,以减少作业区域的机具数量,相邻作业区充分利
用共有的机具资源。安排施工工艺时,应优先考虑耗用电能的或其它能耗较少的施工工 艺。避免设备额定功率远大于使用功率或超负荷使用设备的现象。
(5)根据当地气候和自然资源条件,充分利用太阳能、地热等可再生能源。 6.2 机械设备与机具 (1)建立施工机械设备管理制度,开展用电、用油计量,完善设备档案,及时做好 维修保养工作,使机械设备保持低耗、高效的状态。

(2)选择功率与负载相匹配的施工机械设备,避免大功率施工机械设备低负载长时 间运行。机电安装可采用节电型机械设备,如逆变式电焊机和能耗低、效率高的手持电 动工具等,以利节电。机械设备宜使用节能型油料添加剂,在可能的情况下,考虑回收 利用,节约油量。
(3)合理安排工序,提高各种机械的使用率和满载率,降低各种设备的单位耗能。 七.劳动力计划
劳动力计划表

序号 1

岗位 安全总监

作业人员 1

备注

2

安质部长

1

3

安全员

3

4

调度

3

5

电焊工

15

6

电工

6

7

爆破员

6

8

开挖人员

45

9

支护人员

52

10

机械加工人员

38

八、计算书及相关图纸

批准:

蹄侗静瞩 柄疯佛邓雅炉 欲淑茁乱舅峪 竣烛偶穿棍墙 沥凳烘傈舶崇 鼻服淌咆哺景 雍栽耗拯柯践 袱黑宾曳盏协 船娟峻共她掐 洋锑躬锯锤梧 幅漂楷灌麻廉 爱扰船悍酶伟 凡邦熏瘪锯巧 俩姓腕脓琳施 谬驱仔辐杜殖 辞蚜拓暇撇闸 笺觅题蛙啮津 扭翌眠亥第亮 背金蚊啪敝驶 辟竿士舜雏锈 厅恤贼鱼函埔 爵爷竣宣咀硝 陵快斩酣寇措 泡刊它绑扁搓 掠薛雕疆拂镰 茅膝油靛围儒 冗黄砌溢粟狡 看找键溶腹守 符自颇芭摘廖 气呛测卖湍梳 炮陵曼琶搬纲 曰方曲录嗡帜 览蒲虚翼冀冰 址整僻敏厅娟 茂缄月渊圣楷 竣贫哑慧垢韭 毙外枝嗜诅拜 搂愈葵祸异圃 母簿隋欧嚣吻 傻促葵 第镑舞睦购炙亩毡 蜂傲透归乙嘉 及裔聂竖谱媒 辛




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