隧道开挖安全专项施工方案.docx

1、隧道开挖安全专项施工方案 隧道开挖安全专项施工方案1、工程概况龙家岩隧道位于“S”型曲线上，进口右线K12+670K12+763.99段位于R=900m的左转圆曲线上，出口端K13+063.919K13+240段位于R=1200m的右转圆曲线上，中间采用A=367.423m和A=424.264m的两条缓和曲线和曲线连接。进口左线ZK12+665ZK12+736.014段位于R=960m的左转圆曲线上，出口端ZK+12.976.014ZK13+235.8段位于R=1380m的右转圆曲线上，中间段采用A=339.411m和A=406.94m的两条缓和曲线上。龙家岩隧道左洞长570.8m，右洞长57

2、0m，隧道按规定的远期交通量设计，进口采用分离式结构，出口150m采用小净距结构，设置人行横洞一处；隧道洞门为削竹式；采用鼓风机送风形式。隧道建筑限界净宽：10.25m；净高：5.0m；隧道内净空面积为64.085m2 。本隧道由分离式和小净距隧道组成，隧道围岩条件较差，围岩主要为级，因此隧道主要采用台阶开挖法。根据隧道所处的工程地质条件，按新奥法原理进行施工，采用复合式衬砌，其支护衬砌参数按工程类比确定。隧道初期支护以喷射混凝土、锚杆、钢筋网为主支护手段，局部辅以型钢拱或格栅钢架为加劲措施，二次衬砌根据围岩条件和隧道结构形式的不同，采用C25整体式现浇钢筋混凝土。隧道以超前小导管和超前锚杆为

3、预支护手段，隧道进口段以108超前大管棚作为超前支护措施。2、编制依据 （1）公司类似项目施工经验。（2）实施性施工组织设计。（3）两阶段施工图。（4）公路隧道施工及技术规范（JTG F60-2009）。（5）公路工程施工安全技术规程（JTJ07695）。（6）危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质200987号。（7）建设工程安全生产管理条例国务院令（第393号）。3、施工计划结合本项目工程实际，以及工期要求，龙家岩隧道采取两个工作面同时施工，右洞先行，左洞跟进，由进口向出口掘进。及时进行出口洞脸处理，在进口端掘进距离出口约80m处是应停止掘进，在完成锁口后再双向掘进，出口采用30m长管棚

4、进行超前支护，当双向开挖面剩余20m后，改为由进口端单行开挖贯通。本隧道围岩为级，根据设计和地勘资料以及以往施工经验，初步确定月进尺60m。根据设计要求，隧道除明洞段采用明挖之外，隧道暗挖段采用锚喷钢拱架支护、光面爆破、台阶法开挖施工。4、施工工艺4.1明洞段开挖方法 （1）洞口开挖原则：尽量减少洞口刷坡，争取早进洞的原则，进行因地制宜开挖。（2）在明洞拉槽开挖前结合路基情况做好排水工作，洞口环形截水沟先期完成。（3）当明洞结构基础一侧在岩石上，一侧在土层上时，为防止不均匀沉降，土层区段的明洞基础、路基床均应挖至基岩面，且岩面应完成台阶形，再填浆砌片石后，方可做明洞结构及路基基层。（4）明洞工

5、程应和洞口土方、暗洞及边仰坡的临时支护等综合考虑，统筹安排；洞挖完成20m衬砌后再进行明洞施工，既确保边坡稳定、施工安全，又减少干扰、利于施工。（5）边坡开挖要及时防护，排水系统应提前完善，避免雨季致边坡垮塌。（6）仰拱开挖至设计标高后，地质情况及允许承载力与设计要求不符时，应及时处理。砼浇筑前必须排除坑内积水，超挖部分采用同级回填。4.2洞身开挖方法4.2.1开挖施工工艺流程施工工艺流程 图1.4.2.2台阶法开挖主要施工工序（1）施作超前锚杆，上部台阶开挖，架立钢支撑、打设锁脚锚杆和系统锚杆、挂钢筋网、喷C20混凝土至设计厚度。（2）中台阶左右半幅错开开挖，接长钢拱架、打设锁脚锚杆，锚喷初

6、期支护；中台阶施工控制开挖进尺，单次循环长度不大于4m。（3）隧底仰拱开挖，施作隧底初期支护；铺设栈桥通道；（4）仰拱钢筋制安，浇筑仰拱混凝土和填充；（5）拱墙挂复合防水板，浇筑边墙及拱部二次衬砌。 .图1 开挖施工工艺流程超前锚杆 上部开挖掌子面 砂浆锚杆 钢拱架支撑 中台阶半幅开挖 侧墙钢支架 下部仰拱开挖图2 台阶开挖法施工步序断面图图3 台阶开挖法施工步序纵断面图4.3小净距隧道段开挖方法本隧道出口段为小净距隧道，根据设计要求对小净距隧道开挖采取先行洞二次衬砌超前后行洞掌子面不小于20m的方法，并进行变形位移量测控制，同时控制爆破药量，避免先行洞二次衬砌出现大面积开裂。4.4隧道出口施

7、工龙家岩隧道出口位于一自然斜坡下部，主要由残坡积层组成。出口属浅埋偏压段，最大埋深15m，最浅埋深8m。在隧道由进口方向掘进至距离出口80m左右时，先施工出口端的套拱和管棚，然后双向逐榀进尺完成隧道贯通。在双向掌子面距离40m左右时两端应加强联系，任意一端掌子面爆破时，另一端都必须撤离人员。当双向开挖面剩余20m后，停止双向掘进，改由进口端单行开挖贯通。洞口施工前，先完善洞顶截水沟施工，建立洞口地表水排水系统，然后进行边仰坡施工，确保洞口及其周围边坡不受雨水冲刷和浸湿。洞口截排水沟设于边仰坡口5m以外，并与路基排水系统相连；边仰坡的开挖必须在截排水沟施工完成后进行，从上而下开挖，锚喷支护及时实

8、施，明洞拉槽范围采用土石回填，顶上设置50cm的粘土隔水层。隧道洞口边坡施工工艺流程如图4所示。洞顶截排水沟开挖浆砌洞顶截排水沟洞口边仰坡放样边仰坡分层防护洞口段仰拱及填充洞口段防排水施作洞顶回填洞门施工 图4 隧道洞口边坡施工工艺流程为确保施工安全，出口采用先护拱后暗挖法施工。具体施工工序见图5。 图5 长管棚示意图（一）施工顺序施工顺序为：测量放线截水天沟施工边坡和仰坡的开挖与支护护拱架立立模型并浇筑套拱钢筋砼养护回填洞身暗挖和支护仰拱、填充砼施工拱墙砼施工。（二）施工方法首先根据设计资料对截水天沟和边仰坡开挖轮廓进行测量放线，施做地表截水天沟，防止雨水冲刷边仰坡。按设计坡度向下逐级开挖边

9、仰坡。土方开挖采用挖掘机，自卸式汽车运至弃碴场，石方采用弱爆破开挖，石方松动后挖掘机装碴；坡面2030cm用人工进行处理，避免出现扰动围岩。明洞开挖到距成洞面10m左右时预留核心土，开挖至成洞面后，处理套拱基础，采用2.0m长厚55cm C25混凝土套拱做管棚固定端。套拱在明洞外轮廓线以外，紧贴掌子面施作。套拱内埋设四榀20b工字钢，工字钢与管棚导向管焊成整体。采用管棚钻机钻进，钻到设计深度，泵送砼浇筑护拱钢架。（三）108管棚超前支护施工 钢管规格:外径108mm、壁厚5mm的，节长3m,6m无缝钢管管距：环向中心间距40cm倾角：朝隧道轮廓线外发散1注浆材料：M30水泥砂浆设置范围：拱部1

10、49148”范围长度：左洞24m,右洞30m隧道纵向同一横断面接头数量不大于50，相邻钢管接头至少错开1m。注浆液为水泥浆，注浆压力为0.5Mpa0.8 Mpa。配备XY-28-300电动水平钻机，钻进并顶进长管棚钢管，钻头采用离心式钻头，钻头可自由伸缩进出钢管，以有效防止坍孔。钻孔顺序由高孔位向低孔位跳孔进行。采用C25钢筋混凝土套拱作长管棚导向墙，套拱在明洞外轮廓线以外施作，施工方法同明洞的施工，施工时重点注意埋设钢拱架位置的准确，以保证钢套管（导向管）的正确方向。施工时先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管，无孔钢管作为检查管，检查注浆质量。钻机工作平台利用未挖的土石方，经平整后码放方木，自

11、下而上间隔进行钻孔，钻机立轴方向必须准确控制，每钻完一孔便顶进一根钢管，钻进中用测斜仪经常测量钢管钻进的偏斜度，发现超标时及时予以纠正。钢管接头采用厚壁管箍丝扣连接，丝扣长15cm，上满丝扣。为使钢管接头错开，奇数编号的第一节采用3米钢管，偶数编号的第一节采用6米钢管，以后每节均为6米钢管。注浆采用分段注浆方法，浆液扩散半径不小于0.5m。注浆结束后即使清除浆液。用M30水泥砂浆紧密充填。注浆前对开挖面及坑道周边5m范围内喷射厚50100mm砼封闭。管棚施工完毕后按中隔壁法开挖。（四）小导管施工 小导管施工采用风动凿岩机按设计的外插角钻孔，人工安装小导管，利用注浆泵注浆，将水泥浆通过小导管压入

12、围岩的孔隙中，达到固结围岩的作用。小导管施工工艺见图6所示。图6 超前小导管施工工艺流程图施工要求：（1）小导管支护参数小导管采用直径42mm，壁厚4mm的热轧无缝钢管制成，长4.5m，钢管前段加工成锥型，尾部焊接6.5钢筋加劲箍，管壁四周钻四排6mm压浆孔，外插角13度。洞身加强段小导管间距0.4（环）1.8m，洞身段小导管间距0.4（环）2.4m。 （2）注浆施工顺序管位定位钻孔打入钢管开挖面做止浆墙拌合水泥浆注浆（3）注浆前的准备为保证管孔内的水泥浆压力，注浆前要对孔口导管周围的间隙用速凝水泥砂浆填塞，并在工作面上喷射1015cm的止浆墙。然后联接小导管与注浆管，进行注浆，注浆时以510

13、根小导管直接并连在一起，同时注浆。（4）注浆注浆参数：注浆采用水泥-水玻璃双液浆，注浆压力不小于0.51.0MPa。水泥浆的水灰比采用1:1，水泥标号42.5，水玻璃波美度为30，模数为2.4，水泥浆与水玻璃的体积比为1:0.5。（5）注浆控制要点 采用手持风钻钻孔，并将小导管打入孔内，如地层松软也可用铁锤或手持风钻将导管直接打入。如出现堵孔，用20mm钢管制作吹风管，将吹风管缓缓插入孔中，用高压风吹孔，成孔后将小导管插入，并用胶泥将管口密封。 首先将掌子面用喷射砼封闭，以防漏浆，并对小导管内的积物用高压风进行清理。 注浆按由下而上，先无水孔后有水孔的顺序进行；可以单管也可以多管并联注浆。多管

14、并联注浆需加工一个分浆器。见小导管单液注浆见示意图5-6所示。 浆液由稀到浓逐级变换，先稀后浓。 注浆完后，立即堵塞孔口，防止浆液外流。图7 小导管注浆示意图5、爆破设计5.1爆破方案爆破方案的选择以如何提高炮眼的利用率和如何控制开挖轮廓和爆破振动对地层的扰动为指导思想。隧道洞口浅埋段土质围岩采用人工配合挖掘机进行施工，遇孤石进行松动爆破，对于洞口围岩差地段，可采取先掏槽支立工字钢，然后进行挖机配合开挖。隧道洞身级围岩采用台阶开挖法施工，人工钻孔，2#岩石乳化炸药（32mm240mm，单个药卷重0.2kg），电雷管起爆，非电毫秒管微差光面爆破。5.2钻爆设计5.2.1光爆基本参数钻爆参数：炮眼

15、深度L,孔径d。 孔径d使用钻头为42mm，按d=45mm计。上台阶掘进深度为2.5m，炮眼深度为2.8m；掏槽眼加深10%。中下台阶掘进深度为3.5m，炮眼深度为3.7m；中台阶半幅爆破施工；5.2.2掏槽方式采用中空斜眼掏槽，深度2.7m，角度75。5.2.3周边眼周边眼尽可能靠帮布置，眼距适当缩小，并减少炮眼内的装药量。确保爆破后岩壁平直、成型规整，减少对围岩的扰动。因在施工现场周边眼钻孔时机械位置的限制，钻孔方向可适当外插，眼底可偏出轮廓线510cm。岩性较软时，周边眼眼位可在设计开挖轮廓线以内5cm左右，爆破后采用风镐修整洞壁。根据隧道围岩情况，周边眼间距选取如下：、级围岩5540c

16、m；实际爆破施工时取4060cm。5.2.4掘进眼掘进眼介于掏槽眼和周边眼之间。它的作用是扩槽和破碎岩石。掘进眼根据隧道围岩与岩石性质，均匀排列，深度与每循环进尺相同。最外一圈掘进眼与周边眼间距的圈距按下式计算：D=E/M式中：E按光面爆破要求确定的周边眼孔间距；M光面爆破炮眼密集系数，选取M=0.8。其余掘进眼的圈距大体可按80100cm均匀布置，平均为90cm。实际爆破施工时取90100cm。隧道底板仰拱周边孔布置距开挖边线4550cm，欠挖部分采用风镐修整。5.2.5装药结构及堵塞方式周边眼装药结构：采用不偶合和间隔装药结构、不偶合系数为1.4。详见下图“光面爆破周边眼装药示意图”；其它

17、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。图8 光面爆破周边眼装药示意图图9 一般炮孔装药结构示意图5.2.6炮眼布置图10 台阶爆破炮孔布置图5.2.7起爆起爆网路及方法起爆网络：采用簇并联网络，每组雷管数量不超过25发；起爆方法：采用2发瞬发电雷管起爆。图11 起爆网络联结示意图所有炮孔按要求装入炸药和非电毫秒雷管，确保段数正确，做好炮孔堵塞，然后按区域将雷管脚线理顺，集中在一起用传爆雷管联结，传爆雷管尽量选用低段的非电毫秒雷管（其延时误差相对较小），并确保段数相同，最后所有传爆雷管用火雷管联结。5.2.8用药量计算部位段数炮眼名称炮眼个数炮眼深度m单孔

18、药卷（个）单孔装药量（kg）合计装药量（kg）上台阶1掏槽眼82.781.6012.83二次掏槽眼102.781.60165掘进眼122.661.20127掘进眼142.661.2016.89掘进眼182.861.201811底板眼122.861.2014.415周边眼362.830.621.6合计11092中台阶1崩落眼123.7122.428.83掘进眼123.7122.428.85底板眼123.771.416.87周边眼63.730.63.6合计4278下台阶1崩落眼73.7122.416.83周边眼163.730.69.6合计6526.4总计217196.4上台阶开挖量：67.22m2

19、2.8m=188.22m3 装药量92kg，单耗0.85kg/m3；中下台阶开挖量：35.58m23.7m=131.65m3 装药量104.4kg，单耗0.79kg/m3；中台阶分两半幅开挖。总单耗：196.4kg/319.87m3=0.64kg/m3。5.2.9爆破设计的优化及爆孔布置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

20、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。爆孔布置优化：根据爆破后石碴的块度大小修正爆孔及装药参数。若爆破后石碴块度较大则曾密炮眼数量、并相应减少每炮孔用量量。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。6、施工安全保证措施6.1组织保障6.2技术措施（1）贯彻“不坍就是进度”的指导思想，“安全第一，预防为主”指导方针，正确处理好进度、质量、安全三者之间关系，做好开挖面施工安全保证措施，杜绝塌方。（2）断层破碎带及其它不良地质段，施工前制定详细的切实可行的技术交底和作业指导书。（3）加强监控量测的管理，严格按设计及规范要求进行布点，每天

21、及时进行量测的分析、反馈，及时调整围岩支护参数，正确安全指导施工。（4）做好超前地质预报工作，采用超前水平钻、地质雷达等综合预报手段对开挖面前方的地质情况作出详细的预报。每个工点配一名工程师跟班，确保各种措施、技术交底的落实，保证标准化作业。开挖过程中，配备有经验的地质工程师，24小时轮流值班，及时掌握地质变化，监控指导现场施工。（5）根据设计图纸的要求做好超前导管注浆加固围岩或起到注浆堵水的作用。（6）不良地质段隧道施工时，严格遵循“先治水，短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的施工原则保证不坍方。（7）施钻人员到达工作面后，应首先检查工作面是否处于安全状态。支护、拱顶是否稳定，如有松动

22、危石应清除并加以支护。（8）操作人员必须互相配合，并保持必要的安全操作距离。（9）司钻工钻孔前，对风钻和工具作如下检查：不符合要求的应立即修理或更换，机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管路是否良好，连接是否牢固。钻杆是否弯曲、带伤，防止作业时断钎伤人。湿式凿岩的供水装置是否良好。（10）风钻钻孔时，将支架安置稳妥。在钻孔台架上打眼时，先检查平台架及斜撑是否稳定，平台上是否铺满板，外侧的防护栏杆是否牢固，防止高处坠落。（11）不得在工作面折卸、修理风钻。手持风钻打眼，开孔时应用较短的钻杆，其长度不超过0.81m。钻头未入岩壁前，风门不宜开大。操作时做到退钎子与凿岩机一条线，司钻工要在风钻

23、的左侧方，严禁骑着气腿操作风钻，钻眼时先开水后开风，停钻时先关风后关水。（12）用风镐开挖时工作前检查气压及风镐的连接。工作中，要防止空打，卡钎时不可猛摇风镐，要及时更换磨钝的镐钎，发现滤风网被污物堵塞，需及时排除。（13）钻孔施工完毕后，炸药雷管的安设必须有专业人员操作，严禁非专业人员施工炸药雷管等爆破物品。爆破物品专业人员必须持证上岗，无证人员不得上岗施工爆破工作。（14）严禁在残眼中继续钻孔，严禁在打眼的同时装药。遇到盲炮，必须有爆破人员进行处理，待盲炮、瞎炮处理完毕后才能正常进行钻爆施工。（15）加强火工品的领用、退库管理，严格按程序签字。（16）隧道开挖过程中采用加深炮孔对隧道掌子面

24、围岩进行探测。采用5米长钻杆钻进，3米左右为一个循环。炮孔布置原则为上台阶为3个孔、下台阶为2个孔。6.3加强施工人员的教育和操作技能的培训隧道开挖前，应根据现场施工实际需要，从提高现场管理人员与作业人员的安全意识和操作技能出发，组织好施工人员做好岗前安全教育和操作技能的培训，未经培训或培训不合格者一律不得上岗。6.4建立健全和完善安全管理制度安全生产责任制。为了强化安全管理，增强全员安全意识，实行综合治理，做到横向到边、纵向到底，开挖作业过程中，严格落实安全生产责任制。安全生产奖惩制度。为了增强管理人员和现场施工人员的自我安全行为控制意识，避免和减少事故的发生，在开挖作业过程中，认真落实安全

25、生产奖惩制度，对事故责任人和违规违章操作行为进行惩戒，对安全生产管理成绩显著、在施工过程中提出行之有效的合理化建议或在施工中有技术革新的人进行奖励。安全技术交底制度。开挖施工前必须严格落实安全技术交底制度，由项目部工程部负责，向项目部技术员、现场施工人员和有关职能人员，通过会议口头形式与书面交底形式相结合，将安全技术内容认真交底到现场全体职工，并填写安全技术交底卡。安全检查制度。开挖作业过程中，必须认真落实安全检查制度，将专项检查小组与安保部日常巡查有机结合，了解工程安全状况，及时发现不安全因素，获取安全信息，消除安全隐患，推动安全工作，促进安全生产。7、应急预案（1）成立应急与响应领导小组组

26、 长：汪少雄副组长：向天斌 黄国防成 员：赖庆萍 杜丽 张帆 任玉勇 吴尚春 王世斌 唐词金 莫晓军（2）应急与响应领导小组成员的职责、权限、和义务项目经理：负责整个安全事故营救总指挥，并负责向上一级安全部门汇报事件的具体情况。主管安全副经理：负责现场安全营救指挥，协调各部门的关系并向项目经理汇报事件的最新进展。项目总工：对事故进行技术分析。办公室主任：负责以最快速度联系车辆，并与宣威市中心医院联系，做好营救病人的准备。总会计师：负责为事故处理和伤员治疗垫付资金。总经济师：协助总工师对事故造成的损失进行估算。安全部部长：负责维持现场秩序，拉好警戒线，疏导交通，保证事故现场与外界交通正常通行。并

27、观察是否会有新的危险出现。工程部部长：组成安全抢救突击队，并在平时进行模拟训练。（3）应急措施一旦发生事故，办公室立刻通知医疗部门到事故现场进行救护伤员。安质环部密切观察是否会有新的危险出现，并疏散人群，保证交通畅通无阻，拉好警戒线。工管部组成安全事故抢险突击队立刻抢救伤员，并通知物机部将所需机械，如吊车、钢丝绳等物资运往事故地点。办公室通知宣威市中心医院做好抢救准备，并要求医院派出120急救车，对于伤势较轻人员现场救治，对于重伤人员立刻送市医院。项目部安全主管领导骆军成组成事故调查小组勘察现场，分析事故原因，并对事故进行鉴定，提交事故分析报告。，清理现场，恢复正常生产。（4）联络步骤事故一旦

28、出现施工员立刻通知项目经理或主管安全副经理。项目经理通知公司安质环部或安质环部部长、总监办等。施工员通知办公室，由办公室通知消防部门（119）、项目总工、工程部部长、安全部部长赶往事故现场。办公室联络救护车、宝山卫生院和宣威市中心医院。（5）疏散程序拉警戒线，疏散人群，保证交通畅通无阻。要求所有劳务人员离开工地，回住所休息，并安排兼职安全员维持现场秩序。（6）与外部应急机构的接触及相邻部门的交流与宝山卫生院和宣威市中心医院应急部门交流，要求宝山卫生院和宣威市中心医院启动群伤群亡应急预案。（7）重要记录的保护由安全主管领导担任组长，项目总工担任副组长，安全部部长、工程部部长、办公室主任、物资部部长、现场值班施工员参加组成事故调查小组，对事故责任进行调查，并写出调查报告上报项目经理审批，审批后报五公司安质环部、云南普宣高速指挥部、宣威市劳动局。在发生突发安全事故时，组长立即布置救援、抢险工作。安全负责人按洞挖工程施工事故伤害应急预案中制订的方案调动抢险救援队、应急抢救设备和物资（吊车、钢丝绳、撬棍等）迅速赶往事故现场进行抢险。（8）劳动力计划劳动力计划表工种人数工种人数安全员2操作手3技术员2驾驶员6电工2钻爆工30焊工2机修工1