隧道开挖施工方案.docx
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隧道开挖施工方案
夯吉隧道洞身开挖首件工程施工方案
一、工程概况
S253、S262保靖夯沙至吉首公路改建工程项目起点段位于保靖县，K0+000位于保靖县夯沙乡乡政府处，与湖南省规划的新增省道S253线对接；本项目终点接于在建永顺至吉首北互通连接线K3+700处，终点桩号为K13+653.117。
此连接线为路基宽度8.5米的二级公路，全线共设置2处断链，累计断链长32.461，
（1）K0+622.967＝原K0+540，断链长82.697m；
（2）K5+203.604＝原K5+253.84，断链短50.256m，路线总长度为13.685km，其中保靖段4.082m（K0+000~K4+000），吉首段9.603km（K4+000~K13+653.117）。
吉首段路基土石方49.737万m3，路面67.478km2，隧道810m/1座，桥梁236m/5座：
均为中桥，涵洞36道，其中盖板涵12道，圆管涵23道，金属波纹管涵1道，均为新建。
本次夯吉隧道洞身开挖首件工程拟选取的桩号位置是K4+985～K4+989，本段岩层为Ⅴ、Ⅳ类，分别采用上下台阶弧形导坑法和上下台阶法开挖施工；本段洞身开挖主要工程量：
开挖石方376.16m3。
二、施工方法及主要工艺
2.1钻爆施工方案
本隧道施工时，为了减小对围岩的扰动，采用微震光面爆破技术，并根据不同的围岩级别采取不同的爆破施工技术方法。
具体详见后述隧道各级围岩的爆破设计。
2.1.1、设计原则
根据开挖地质条件、开挖断面、开挖进尺、爆破器材等条件编制爆破设计；
2.1.2、钻爆参数的选择
通过爆破试验确定爆破参数，试验时参数选择如下：
（1）、光面爆破设计参数：
选择参照下表：
光面爆破参数表
岩石种类
周边眼间距
E（cm）
周边眼最小抵抗线W（cm）
相对距离E/W（cm）
周边眼装药集中度q（kg/m）
周边眼装药不耦合系数D
硬岩
55～70
55～70
0.8～1.0
0.30～0.35
1.25～1.5
中硬岩
45～60
60～75
0.8～1.0
0.20～0.30
1.50～2.0
软岩
35～50
40～80
0.5～0.8
0.07～0.12
2.0～2.5
注：
硬岩：
P＞60MPa，中硬岩：
30MPa＜P≤60MPa，软岩：
P≤30MPa。
P为岩石饱和单轴极限抗压强度。
（2）、洞内爆破技术参数为：
①炮眼深度：
Ⅴ级围岩：
1.0m，Ⅳ级围岩：
2.5m，Ⅲ级围岩：
3.0m
②炮孔直径：
Φ42mm
③炸药类型：
2#岩石硝铵炸药（乳化炸药）
药卷规格：
Φ32mm、Φ25mm
④雷管类型：
非毫秒雷管，间隔大于30ms
（3）、装药参数
①每米装药量：
r=0.78kg/m
②单眼装药系数：
掏槽眼：
n取0.85；掘进眼：
Ⅲ、Ⅳ级n取0.75，Ⅴ级n取0.7；辅助眼及底板眼：
Ⅲ、Ⅳ级n取0.8，Ⅴ级n取0.70，周边眼：
n取0.5
2.1.3、爆破器材
（1）、采用塑料导爆管和毫秒雷管起爆，毫秒雷管采用15个段位的等差毫秒雷管，引爆采用起爆器引爆电雷管，周边眼采用导爆索起爆；
（2）、炸药采用2#岩石硝铵炸药和乳化炸药（有水地段使用），选用药卷Φ32mm、Φ25mm两种规格，其中Φ25mm为周边眼使用的光爆药卷。
2.1.4、掏槽形式
采用锲形掏槽或中空直眼掏槽。
2.1.5、爆破方法
采用光面爆破控制技术。
2.1.6、装药结构
周边眼采用直径Φ25mm的光爆药卷不耦合间隔装药，导爆索连接，采用竹片与电工胶布控制药卷间隔距离。
其他眼孔采用不耦合连续装药结构，炮孔使用专制炮泥堵塞，所有堵塞长度均不小于40cm。
2.1.7、爆破顺序
掏槽眼扩槽眼辅助眼周边眼底板眼
2.2、钻爆设计
2.2.1、Ⅴ级围岩钻爆设计
Ⅴ级围岩的开挖方案为上下台阶预留核心土开挖法，围岩较好的地段采用弱震动爆破控制开挖，按照“管超前、强支护、弱爆破、短开挖、勤量测、早封闭”的原则进行，为减少爆破队围岩的扰动，周边孔设在距开挖轮廓线15cm范围内，爆破后利用人工配合机械清除预留量或找平周边轮廓，掏槽眼采用双斜形，装药系数n=0.8，眼深1.2m，周边眼间距E=50cm，W=60cm，眼深1.0m，辅助眼一般横向间距80cm，纵向间距100cm，眼深1.0m，炮眼堵塞长度不小于40cm。
Ⅴ级围岩炮眼布置图和爆破参数表如下：
Ⅴ级围岩炮眼布置示意图（含仰拱）
Ⅴ级围岩爆破参数表1
爆破部位
雷管段别
炮眼名称
炮眼个数
孔深（m）
炮眼装药
备注
装药系数
线装药密度（kg/m）
总装药量（kg）
弧形导坑部分
1
掏槽眼
36
1.2
0.8
23.04
3
辅助眼
38
1.0
0.70
15.96
5
底部眼
20
1.0
0.75
9.00
7
周边眼
35
1.0
0.25
5.25
小计
128
53.25
核心土部分
1
掘进眼
3
1.0
0.7
1.26
2
掘进眼
5
1.0
0.7
2.10
3
辅助眼
7
1.0
0.7
2.94
5
底板眼
7
1.0
0.75
3.15
小计
22
9.45
下半断面部分
1
掘进眼
5
1.0
0.7
2.10
2
掘进眼
7
1.0
0.7
2.94
3
掘进眼
9
1.0
0.7
3.78
5
辅助眼
10
1.0
0.7
4.20
7
辅助眼
22
1.0
0.7
9.24
9
周边眼
16
1.0
0.25
2.40
11
底板眼
20
1.0
0.7
8.40
小计
89
21.42
开挖面积m2
102.4
炮眼总数（个）
239
炮眼比（个/m2）
2.33
总装药量（Kg）
84.12
比耗药量（Kg/m3）
0.82
ⅴ级围岩开挖爆破参数表2
项目
爆破参数
周边眼间距E（cm）
50
周边眼抵抗线W（cm）
60
相对距E/W
0.83
装药集中度（kg/m）
0.25
堵塞长度（cm）
40
装药结构（周边眼）
间隔装药
起爆方式
电起爆
2.2.2、Ⅳ级围岩钻爆设计
Ⅳ级围岩采用短台阶上下分部开挖，掏槽眼采用双楔形，周边眼布置按经验公式E=16d计算（d为炮眼直径）周边眼间距取E=50cm，最小抵抗线W=1.25E，取值W=60cm，炮眼密集系数E/W=0.83，要求炮眼距离准确，眼与眼平行，眼深2.5m，掏槽眼比其他眼超深20cm，辅助眼一般横向间距100cm，纵向间距100cm，各炮眼层距保持一致，装药系数取0.85。
周边眼按隧道开挖轮廓线布置，装药集中度取q=0.25kg/m，底板眼与底部开挖轮廓布置，炮眼间距65cm，角度外插，外插深度不大于20cm。
炮眼布置图与爆破参数见下表：
Ⅳ级围岩爆破参数表1（含仰拱）
爆破部位
雷管段别
炮眼名称
炮眼个数
孔深（m）
炮眼装药
备注
装药系数
线装药密度（kg/m）
总装药量（kg）
上台阶部分
1
掏槽眼
8
2.7
0.85
15.64
3
扩槽眼
10
2.5
0.80
16.80
4
扩槽眼
6
2.5
0.80
10.08
5
辅助眼
8
2.5
0.75
12.60
7
辅助眼
13
2.5
0.75
20.48
9
辅助眼
19
2.5
0.75
29.92
11
辅助眼
27
2.5
0.75
42.52
13
周边眼
35
2.5
0.25
20.13
小计
126
168.17
下台阶部分
1
掘进眼
7
2.5
0.8
11.76
3
掘进眼
11
2.5
0.8
18.48
5
辅助眼
15
2.5
0.75
23.62
7
辅助眼
8
2.5
0.75
12.60
7
周边眼
10
2.5
0.25
5.75
9
底板眼
19
2.5
0.70
27.93
小计
70
100.15
开挖面积m2
94.21
炮眼总数（个）
196
炮眼比（个/m2）
2.08
总装药量（Kg）
268.32
比耗药量（Kg/m3）
1.14
Ⅳ级围岩爆破参数表2（无仰拱）
爆破部位
雷管段别
炮眼名称
炮眼个数
孔深（m）
炮眼装药
备注
装药系数
线装药密度（kg/m）
总装药量（kg）
上台阶部分
1
掏槽眼
8
2.7
0.85
15.64
3
扩槽眼
10
2.5
0.80
16.80
4
扩槽眼
6
2.5
0.80
10.08
5
辅助眼
8
2.5
0.75
12.60
7
辅助眼
13
2.5
0.75
20.48
9
辅助眼
19
2.5
0.75
29.92
11
辅助眼
27
2.5
0.75
42.52
13
周边眼
35
2.5
0.25
20.13
小计
126
168.17
下台阶部分
1
掘进眼
9
2.5
0.8
15.12
3
掘进眼
13
2.5
0.8
21.84
5
辅助眼
6
2.5
0.75
19.45
7
周边眼
10
2.5
0.25
5.25
9
底板眼
19
2.5
0.70
27.93
小计
57
80.22
开挖面积m2
83.02
炮眼总数（个）
183
炮眼比（个/m2）
2.20
总装药量（Kg）
248.39
比耗药量（Kg/m3）
1.19
Ⅳ级围岩开挖爆破参数表3
项目
爆破参数
周边眼间距E（cm）
50
周边眼抵抗线W（cm）
60
相对距E/W
0.83
装药集中度（kg/m）
0.25
堵塞长度（cm）
40
装药结构（周边眼）
间隔装药
起爆方式
电起爆
2.3、钻爆施工
2.3.1、光面爆破施工工艺流程
光面爆破施工工艺流程见下图：
光面爆破工艺框图
2.3.2、钻爆施工方法
（1）、定位布眼：
清理掌子面，利用全站仪测量放样开挖轮廓线，标出主要炮眼位置（周边眼、掏槽眼、辅助眼、底板眼）并做好标记，控制好各炮眼间距和排距，每循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。
对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，布眼误差要控制在3～5cm以内。
（2）、钻孔开眼：
采用钻孔台车钻眼，台车与隧道走线保持平行，台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。
钻孔时严格按照炮孔布置图正确对孔，以确保爆破质量。
周边孔外插角1°～2°，炮孔相互平行，周边孔在断面轮廓线上开孔（在Ⅴ类围岩地段，周边孔在断面轮廓线内5～10cm处开孔），周边孔对孔误差环向不大于5cm。
掏槽孔对孔误差不大于3cm，其它炮孔开眼误差不大于10cm。
在钻眼过程中，应根据岩孔位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。
（3）、钻完孔后，先用高压风吹孔，经检查合格后装药。
装药分片分组负责，自上而下严格按照钻爆设计的装药量和装药结构组织、雷管段号组织装药，确保炮孔装药作业按爆破设计有序的进行；装药完毕后，所有炮眼均按规定捣实堵塞炮泥，堵塞长度不小于40cm。
（4）、连接起爆：
起爆网络为复式网络，以保证起爆的准确性和可靠性，导爆管不能打结、拉细和破损漏气，各炮眼雷管段数应和爆破设计相同，引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。
网路连好后，由专人负责检查。
检查无误后进行起爆，并严格按照爆破设计要求和GB6722-86《爆破安全规程》执行。
（5）、瞎炮处理：
发现瞎炮，应首先查明原因，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，但此时的接头应尽量靠近炮眼，如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮，则应参照《爆破安全规程》有关条款处理。
（6）、超欠挖控制：
钻爆法开挖是否经济、高效，关键是控制好超欠挖，钻爆施工中将采取如下措施：
①根据不同地质情况，选择合理的钻爆参数，选配多种爆破器材，完善爆破工艺，提高爆破效果。
②提高画线、钻眼精度，尤其是周边眼的精度，是直接影响超欠挖的主要因素，因此要认真测画中线高程，准确画出开挖轮廓线。
③提高装药质量,杜绝随意性,防止雷管混装。
④断面轮廓检查及信息反馈：
了解开挖后断面各点的超欠挖情况，分析超欠挖原因，及时更改爆破设计，减少误差，配专职测量工检查开挖断面，超挖量（平均线性超挖）应控制在10cm（眼深3m）和13cm（眼深5m）以内。
⑤建立严格的施工管理：
在解决好超欠挖技术问题的同时，必须有一套严格的施工管理制度来保证技术的实施，为此，从进洞前，制定严格的奖罚制度，用经济杠杆来调动施工人员的积极性。
2.4、装渣运输
本隧道洞内出碴采用无轨运输方式，侧卸式装载机装碴，自卸汽车运碴至指定弃碴位置。
配置侧卸式装载机2台，红岩20T自卸车4台，以加快出碴速度。
为了提高出碴效率，缩短循环时间，保证安全，采取如下措施：
1、加强装运碴设备的维护保养，备足易损配件，发现故障及时排除。
2、设专人养护道路，保持道路平整、无积水，定期铺碴维修。
尤其雨季，设专人及时排除不安全隐患。
3、加强洞内排水与照明，保持洞内有良好照明和路况。
4、加强通风，保证洞内空气新鲜。
5、弃碴场采用装载机平整，专人指挥倒碴。
6、教育驾驶员遵守交通规则，礼貌行车，严禁带故障行车和酒后驾车。
7、施工便道经常洒水，防止尘土飞扬。
三、施工进度计划
隧道开挖首件工程进度计划
每个时间段的工作内容表
日期
工作内容
工作量
设备
材料
人员
5月6日
施工准备
准备开挖台车、测量放出开挖边线及爆破孔点
全站仪一套
红油漆
5人
5月7日上午
钻孔
按测量放出的开挖边线及布置的孔点进行钻孔施工
台车、钻枪5台、空压机3台
10人
5月7日下午
爆破及清危
装填炸药爆破，爆破后检查并用挖机清理危岩
挖机一台
3人
5月7日下午
出渣
装运洞渣，差运至弃渣场丢弃
侧卸式装载机2台、后扒轮运输车3台
6人
5月7日
检查、总结
检查开挖断面，并总结
2人
四、质量保证体系
确立“百年大计，质量第一”的质量管理方针；提高各参与人员业务素质，使全体员工树立“工程在我心中，质量在我手中”的观念，增强质量意识，调动参与人员积极性，人人各司其职，用人员的工作质量来确保工程质量；确立创优质工程目标，开展争创优质工程活动。
质量保证体系框图
五、质量控制目标及检测项目、频率和方法
5.1、质量控制目标
隧道洞身开挖首件工程施工的目的是为了我段的后续洞身开挖工程有一个准确、有效的施工控制参数，所以我段在施工过程中的质量目标是“确保优良”，保证本工程一次验收合格。
在施工过程中，总结现拟定的《施工工艺》是否符合本工程实际，对现拟定的《施工工艺》进行优化调整。
在施工过程中，总结现拟定的管理模式是否符合本工程实际，并对其进行优化调整。
总结管理经验，为以后的类似工艺工程提供实用的管理模式提供依据。
5.2、检测项目、频率和方法
以《公路工程质量检验评定标准》－JTG-2004为依据，对隧道洞身开挖质量进行相应检测，具体检测项目及频率见下表：
洞身开挖实测项目
开挖后应对洞顶的浮石进行外观检查，若有浮石应作减分和清除处理。
六、材料、机械设备等进场情况
6.1、材料
洞身开挖主要是炸材与机械油料的供应，在施工之前，材料部门联系供货商保证材料的供应。
6.2、机械设备
挖掘机：
KATO300 1台
自卸车15m³自卸式汽车 3台
装载机50型侧卸式2台
以上机械设备已进驻施工现场。
6.3、检测设备
设备名称
单位
数量
设备名称
单位
数量
钢尺
个
2
全站仪
台
1
水准仪
台
1
电脑
台
1
以上检测设备已进行工区项目部及现场。
七、施工组织、管理人员及施工人员配备
7.1、施工组织
我合同段自进场开始，就对设计导线点进行了复测、加密和水准点的加密工作，并根据设计图纸对原地面进行了复测和计算，对合同段路基、结构物等进行了施工放样。
拟定隧道开挖首件工程位置后，工区项目部积极组织了上述设备进驻现场，待监理现场核实后，进行开挖施工作业。
7.2、管理人员
组长：
李家渝
测量组：
张冀斌
试验组：
钟发麟
开挖班组：
向志刚
汽车运输班：
杨双平
机械班：
陈海洋
小组由工区项目负责人李家渝任组长，负责组织协调隧道洞身开挖首件工程的实施；杨武林负责开挖首件工程的标高测量与平面放线；向志刚负责钻孔、爆破等现场作业施工；陈益飞负责本段开挖首件工程的现场数据收集、整理、结果分析，由组长李家渝对各类数据及资料进行总结，形成总结报告。
机械班配备KATO300挖掘机操作机手1人、自卸车司机3人、装载机司机2人，钻孔及爆破10人。
八、测量放线成果
详见附后的放线记录表。
九、批准的标准试验报告
详见附后的各试验报告。
十、安全环保方案
10.1、安全方案
10.1.1、现场安全和文明生产要求
（1）进入施工现场必须戴安全帽。
（2）不得酒后上岗、作业。
（3）不得穿拖鞋、高跟鞋及赤膊上班。
（4）不得高空坠物。
（5）不得在施工现场玩水。
（6）不准带小孩进入施工场地。
（7）必须参加工地开展的安全活动。
（8）施工人员及管理者不得违章作业。
（9）严禁在禁烟区吸烟。
（10）不得无证上岗作业。
10.1.2、安全注意事项
（1）场内交通及水电设施
①场内道路应经常维护，保持畅通。
载重车辆通过较多的道路，其弯道半径一般不于小15m，特殊情况不得小于10m。
手推车道路的宽度不小于1.5m。
弯道及陡坡地段应设置明显交通标志。
②靠近河流和陡壁处的道路，应设置护栏和明显警告标志。
③生产生活用水应进行鉴定，其水质必须符合国家现场标准。
水源应采取保护措施，防止水质污染。
④施工现场的临时照明
⑤室内照明线路应用瓷夹固定。
⑥电线接头应牢固，并用绝缘胶带包扎。
⑦保险丝应按用电负荷量装设。
（2）施工机械
①操作人员在工作中不得擅离岗位，不得操作与操作证不相符合的机械，不得将机械设备交给无本机种操作证的人员操作。
②操作人员必须按照本机说明书规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度。
③工作前应检查：
工作场地周围有无妨碍工作的障碍物；油、水、电及其他保证机械工设备正常运转的条件是否完备；安全、操作机构是否灵活可靠；指示仪表、指示灯显示是否正常温度；油温、水温是否达到正常使用温度。
④工作中应观察：
指示灯和仪表、工作和操作机构有无异常；工作场地有无异常变化。
⑤工作后应进行检查保养：
工作机构有无过热、松动或其他故障；参照例行保养规定进行例保作业；做好下一班的准备工作；填写好机械操作履历表。
⑥驾驶室或操作室内应保持整洁，严禁存放易燃、易爆物品，严禁酒后操作机械，严禁机械故障运转或超负荷运转。
⑦机械设备在施工现场停放时，应选择安全的停放地点，关闭好驾驶室（操作室），要拉上驻车制动闸。
坡道上停车时，要用三角木或石块抵住车轮。
夜间应有专人看管。
⑧用手柄启动的机械应注意手柄倒转伤人，向机械内加油时附近应严禁烟火。
⑨柴、汽油机的正常工作温度应保持在60～90℃之间，温度在40℃以下时不得带负荷工作。
⑩放置电动机的地点必须保持干燥，周围不得堆放杂物和易燃物。
启动高压电开关及高压电机时，应戴绝缘手套，穿绝缘胶鞋。
10.2、环保方案
10.2.1、文物保护
施工中，如发现历史文物、古墓葬、古生物化石及矿藏等，就立即停工，及时向监理工程师、当地政府、文物及有关管理部门报告，并采取相应措施加以保护，待文物管理部门作出处理后，才继续施工。
10.2.2、水土及生态环境的保护措施
（1）路基挖方地段，选择对地形、地貌和植被影响最小的施工方法。
边坡挖成后，即进行全面防护，采用铺设三维植草、人字型骨架植草、自钻锚杆格子梁、锚杆格子梁等防护工程，防止水土流失，减少植被破坏。
（2）山地、台塬切坡时采用机械作业，滑坡地区不放炮，筑好挡土墙后再切坡；禁止顺坡弃渣毁坏河道、农田和造成水土流失。
（3）路堑和高路堤边坡、筑路开挖形成的裸露土地及集中弃土、渣的地区及时种植花草、树木、岩质边坡栽植蔓生植物。
（4）在沟壑地弃土、渣时，按规范的有关要求，修建挡土墙或排水涵管，防止形成新的水土流失源。
借土、弃土区完工后进行平整或复耕或种草绿化。
10.2.3、水环境保护措施
（1）生产含油废水区别不同情况，分别采用隔油池、气浮设备和二级生化处理设施进行处理。
冲洗骨料水或施工废水，经过过滤沉淀或其他方法处理后方可排入河中。
（2）靠近生活水源的施工，用沟壕或堤坝同生活水源隔开，并避免污染生活水源。
对于钻孔施工中排放出的泥浆、清洗拌合设备及工具的水泥浆、油垢等在排放前，本承包人将采取过滤、沉淀妥善处理，不污染环境和影响附近居民生活。
10.2.4、大气环境及粉尘的防治
（1）施工期间经常对施工机械车辆道路进行维修，进行一日两次洒水，防止施工引起灰尘对乡村和农作物的污染，防止对生产人员和其他人造成危害。
（2）石灰、土和砂等材料在运输中易飞扬用篷布履盖严，且装料适中，严禁超限，防止材料沿途洒落；车辆轮胎及车外用水冲洗干净，防止污染道路。
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