八斗坡隧道左线洞身开挖施工方案.docx
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八斗坡隧道左线洞身开挖施工方案
八斗坡隧道左线洞身开挖
1工程概况
1.1工程概况
1.1.1工程概述
八斗坡隧道位于怀通高速公路第35合同段内，设计为左右分离式隧道，是本标段的控制性工程之一。
其中左线隧道起讫K186+470～K187+755，长1285米。
隧道左线净空为10.25×5m，本隧道属长隧道，隧道最大埋深处位于YK187+040，埋深约173m。
2本工程主要劳动力配置及主要机械设备
根据八斗坡隧道工程数量以及工期进度安排，计划调遣1支专业队投入施工，平均上场人数300人，高峰期上场人数355人，并根据工程进度情况实行劳力动态调整，各施工队专业技工人数比例控制在75%以上。
各种劳力安排详见表2-1
工种
数量（人）
隧道队
综合队
砼拌合站
1
爆破工
14
12
2
2
风枪手
18
16
2
3
喷锚工
14
10
4
4
钢筋工
16
12
4
5
电焊工
14
10
3
1
6
砼工
22
14
4
4
7
架子工
16
16
10
8
模板工
26
14
8
4
9
砌石工
23
8
15
10
修理工
8
4
2
2
11
电工
4
2
1
1
12
钳工
9
6
2
1
13
管道工
7
6
1
14
其它工种
34
12
17
5
15
各种台车司机
10
10
16
装载机司机
10
8
2
17
挖掘机司机
8
6
2
18
各种汽车司机
26
16
6
4
20
推土机司机
8
2
21
空压机司机
8
8
22
拌合机司机
4
4
23
砼输送泵司机
4
4
24
起重机司机
10
2
4
4
25
配料机司机
4
4
26
压纹人员
8
8
27
测量人员
7
4
3
28
试验员
5
2
2
1
29
安全员
4
2
1
1
30
质检人员
5
2
2
1
31
管理人员
18
7
6
5
合计
355
210
100
45
1
砼喷射机（湿喷）
TK-961
2
2009-9-25
良好
隧道工程
2
混凝土运输车
SDX5263G
1
2009-9-25
良好
隧道工程
3
混凝土运输车
JBJC6A
2
2009-9-25
良好
隧道工程
4
整体式液压模板衬砌台车
自制
2
2009-9-25
良好
隧道工程
5
装载机
ZL50柳州
2
2009-9-25
良好
隧道工程
6
5000L以上洒水车
CG8100南京
2
2009-9-25
良好
隧道工程
7
50m3/h砼搅拌站
HZS60山东
1
2009-9-25
良好
隧道工程
8
60m3/h砼输送泵
HBT60湖南
2
2009-9-25
良好
隧道工程
9
凿岩机
YYG150ME
4
2009-9-25
良好
隧道工程
10
潜孔钻
2
2009-9-25
良好
隧道工程
11
弯曲机
1
2009-9-25
良好
隧道工程
12
电焊机
4
2009-9-25
良好
隧道工程
3工期目标、施工进度安排及工期保证措施
3.1工期目标
3.2施工顺序安排
3.2.1左线隧道施工进度横道图
3.2.2隧道工程施工顺序
1）隧道开挖、支护作业施工顺序
①V级围岩开挖、支护作业施工顺序
施工掌子面超前管棚→开挖上导坑（留核心土弧型开挖）→施作上导坑初期支护→开挖上导坑核心土体→左侧下导坑开挖→施作左侧下导坑初期支护→右侧下导坑开挖→施作右侧下导坑初期支护→施作型钢仰拱闭合，及时跟进二衬仰拱及仰拱回填→二衬施工
②IV级围岩开挖、支护作业施工顺序
超前小导管注浆加固围岩→上部断面台阶法开挖→施作上台阶初期支护→左侧下台阶开挖→施作左侧下台阶初期支护→右侧下台阶开挖→施作右侧下台阶初期支护→施作型钢仰拱闭合，及时跟进二衬仰拱及仰拱回填→二衬施工
③III级围岩开挖、支护作业施工顺序
全断面开挖→及时施作初期支护→施作路面整平层→二衬施工
2）隧道衬砌施工顺序
①V级、IV级围岩有仰拱断面施工顺序
仰拱开挖→仰拱初期支护→仰拱砼施工→隧底填充→墙基以上衬砌断面施工→电缆槽、水沟施工
②III级围岩无仰拱断面施工顺序
衬砌台车就位→防水层施工→安装模板→浇筑砼→拆模→养生→电缆槽、水沟施工
3）洞内路面施工顺序
现场清理→砼整平层施工→养生→水泥砼面板施工→养生
3.3隧道工程施工技术方法
3.3.1.1控制测量
1、尼康DTM-452C2、洞内控制测量
洞内平面控制点利用洞外五等导线投3～4个基准点，洞内设主、副导线，形成角度闭合条件，洞内观测角采用J2级经纬仪，观测2个测回，导线边丈量采用尼康DTM-452C全站仪，要求精度1/10000以上。
3、高程控制测量
采用五等高程控制测量，洞口设2～3个水准点。
3.3.33.3.3.1开挖作业采用小导管超前支护，环向开挖保留核心土法开挖，上下阶距离5～10米。
开挖后立即喷射C20砼，然后打锚杆、架立钢架、复喷至设计厚度。
人工配合风镐开挖。
施工顺序：
先超前支护，后开挖并及时初期支护；开挖由上而下，衬砌由下而上的原则；开挖时应短进尺，弱爆破，每循环进尺不得超过1米；初期支护及砼施工应及时封闭仰供。
环向开挖保留核心土开挖法作业示意图详V级围岩环向开挖保留核心土开挖示意图掘进作业循环时间:
V级围岩段围岩软弱，自稳性差，本着稳步开挖的原则，折合全断面月掘进安排60m。
A上断面
作业项目
时间（h）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
测量
超前支护
开挖及出碴
初期支护
共计作业循环时间:
12h
B下断面
作业项目
时间（h）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
测量
左半部开挖出碴
左半部初期支护
右半部开挖出碴
右半部初期支护
共计作业循环时间：
12h
采用小导管超前支护，带格栅钢架。
其它同开挖时要短进尺、弱爆破，以减轻爆破振动对围岩的破坏，确保围岩的稳定，循环进尺设计为2.0m。
洞身开挖后，立即施作锚喷网格栅拱架初期支护，及时封闭围岩。
围岩施工程序见图2-2。
掘进作业循环时间:
段月掘进安排80m，其作业循环时间见下
作业项目
时间（h）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
测量划线
超前支护
钻孔
装药起爆
通风排险
出碴
初期支护
共计作业循环时间：
12h
采用全断面光面爆破开挖，锚喷网初期支护，待围岩变形基本稳定后，全断面施作二次衬砌，采用凿岩机钻孔，侧卸式装载机装碴，自卸汽车出碴，全断面液压衬砌台车衬砌。
围岩比较稳定，开挖时可提高循环进尺，每循环设计进尺3m，喷锚与掘进平行作业，月掘进150m-180m左右。
围岩施工程序见
掘进作业循环时间:
作业项目
时间（h）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
测量放线
钻孔
装药起爆
通风排险
出碴
共计循环作业时间12h
3.3.3.2钻爆
1）钻爆设计
钻爆作业是隧道施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。
为了充分发挥围岩的自承能力，减轻对围岩的振动破坏，八斗坡隧道采用微振控制爆破技术，实施全断面光面爆破，并根据围岩情况及时修正爆破参数，达到最佳爆破效果，形成整齐圆顺的开挖断面，减少超欠挖。
（1）设计原则
本隧道爆破设计遵守以下原则：
A、炮孔布置要适合机械钻孔。
B、提高炸药能量利用率，以减少炸药用量。
C、减少对围岩的破坏，周边采用光面爆破，控制好开挖轮廓。
对于V、IV级围岩，考虑开挖线内的预留量，爆破后，机械凿除至开挖轮廓线。
D、控制好起爆顺序，提高爆破效果。
E、在保证安全前提下，尽可能提高掘进速度，缩短工期。
（2）爆破器材选用
采用塑料导爆管、毫秒雷管起爆系统，毫秒雷管采用15段别毫秒雷管，引爆采用火雷管。
炸药采用2#岩石铵锑炸药或乳化炸药（有水地段），选用φ25、φ32、φ40三种规格，其中φ25为周边眼使用的光爆药卷，φ40为掏槽眼使用药卷，φ32为掘进眼使用药卷。
（3）炮眼布置
（4）爆破参数
《围岩钻爆炸药分配表》、表2-7《围岩钻爆炸药分配表》、表2-9达到最佳爆破效果。
Ⅲ级围岩钻爆炸药分配表表2-6
起爆
顺序
雷管
段别
炮眼
名称
炮眼
个数
孔深（m）
装药（kg）
备注
装药系数
单孔药量
装药量
中空眼
1
2.7
2号岩石硝铵炸药
1
1
掏槽眼
4
2.7
0.88
2.02
8.08
2
3
扩槽眼
4
2.7
0.85
1.96
7.84
3
4
辅助眼
6
2.5
0.75
1.58
9.48
4
5
辅助眼
19
2.5
0.75
1.58
30.02
5
6
辅助眼
17
2.5
0.75
1.58
26.86
6
7
辅助眼
19
2.5
0.75
1.58
30.02
7
8
辅助眼
23
2.5
0.75
1.58
36.34
8
9
周边眼
56
2.5
0.25
0.53
29.68
合计
149
178.32
Ⅲ级围岩全断面开挖爆破参数表表2-7
项目
爆破参数
周边眼间距E（cm）
65
周边眼抵抗线W（cm）
80
相对距E/W
0.8
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
非电起爆
Ⅳ级围岩钻爆炸药分配表表2-8
起爆
顺序
雷管
段别
炮眼
名称
炮眼
个数
孔深（m）
装药（kg）
备注
装药
系数
单孔
药量
装药量
中空眼
1
1.5
2号岩石硝铵炸药,遇水变为乳化防水炸药。
1
1
掏槽眼
4
1.5
0.80
0.88
3.52
2
3
扩槽眼
4
1.5
0.75
0.83
3.32
3
4
辅助眼
4
1.3
0.65
0.59
2.36
4
5
辅助眼
8
1.3
0.65
0.59
4.72
5
6
辅助眼
13
1.3
0.65
0.59
7.67
6
7
辅助眼
17
1.3
0.65
0.59
10.03
7
8
辅助眼
19
1.3
0.65
0.59
11.21
8
9
辅助眼
21
1.3
0.65
0.59
12.39
9
12
周边眼
39
1.3
0.20
0.18
7.02
10
13
内圈眼
13
1.3
0.60
0.54
7.02
1
1
周边眼
39
1.3
0.20
0.18
7.02
2
2
辅助眼
11
1.3
0.65
0.59
6.49
3
3
辅助眼
11
1.3
0.65
0.59
6.49
4
4
辅助眼
11
1.3
0.65
0.59
6.49
5
5
辅助眼
8
1.3
0.65
0.59
4.72
6
6
辅助眼
6
1.3
0.65
0.59
3.54
合计
221
104.01
Ⅳ级围岩台阶法开挖爆破参数表表2-9
项目
爆破参数
周边眼间距E（cm）
45
周边眼抵抗线W（cm）
60
相对距E/W
0.8
装药集中度（kg/m3）
0.2
堵塞长度（cm）
40
装药结构（周边眼）
间隔装药
起爆方式
非电起爆
Ⅴ级围岩的钻爆根据Ⅳ级围岩围钻爆设计再进行爆破参数的修正。
2）钻爆作业
采用钻孔台架配YTP-28手持式风动凿岩机钻孔，人工装药起爆。
钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
如围岩出现变化需要变更爆破设计时，由主管工程师确定。
炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接，均由考核合格的爆炮工负责。
①测量
测量是控制开挖轮廓精确度的关键。
采用隧道断面激光测量仪进行断面和炮孔划线。
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。
②定位开眼
采用钻孔台车钻眼时，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。
对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3～5cm以内。
③钻孔
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，一定要丰富经验。
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、IV级围岩地段，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程度，以保证炮眼底在同一平面上。
④装药
钻完孔后，用高压风吹孔，经检查合格后装药。
装药分片分组负责，自上而下严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。
爆破网路连接、检查及起爆，按照爆破设计要求和GB6722-86《爆破安全规程》执行。
⑤堵塞
所有装药的炮眼均堵塞炮泥，堵塞长度不小于40cm。
⑥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。
3）光面爆破施工工艺流程
4）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。
对于V、IV级围岩，考虑开挖线内的预留量，爆破后机械凿到设计开挖轮廓线。
实践证明此法对于光面爆破十分有效，可起到事半功倍的效果。
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，造成人人关心超欠挖，人人为控制超挖去努力。
3.3.3.3装碴运输
八斗坡隧道洞内出碴采用无轨运输方式，侧卸式装载机装碴，自卸汽车运碴至弃碴场。
配置侧卸式装载机4台，沃尔沃20T双向行驶自卸车10台、太脱拉自卸车8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）弃碴场采用推土机平整，专人指挥倒碴。
6）教育司机遵守交通规则，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。
3.3.3.4弃碴方案
本合同段弃碴场设置一处，位于K186+280右侧的山坳里面，该弃土场面积约为28亩，离主线距离300m左右。
本隧道弃碴可以利用作为路基填料的填筑路基，不能作为路基填料的运至弃碴场。
隧道怀化端出碴能作为路基填料的运至停车区-八斗坡隧道入口（K185+500-K186+470）填筑路基；隧道通道端能作为路基填料的运至八斗坡隧道出口-终点（K187+755-K188+080）填筑路基。
3.3.4衬砌施工方法
3.3.4.1小导管预注浆超前支护
小导管采用外径φ42mm、壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，前端加工成尖锥状，尾部焊φ6加劲箍，管壁四周按15cm间距梅花形钻设Φ10mm压浆孔。
超前小导管加工示意图见《图2-7超前小导管加工示意图》
图2-7超前小导管加工示意图
小导管纵向每开挖3.5m施作一环，搭接1.0m。
注浆材料采用掺BR水泥砂浆及净浆，其配合比根据试验确定，
注浆参数如下：
水泥与BR外掺防水剂质量比为：
1:
0.12
水泥浆水灰比（质量比）为：
1:
1
水泥与外掺剂专用粉质量比为：
1:
0.04
注浆压力P=0.5～1.0Mpa注浆后至开挖前的时间间隔，视浆液种类宜为4～8h。
开挖时应保留1.5～2.0m的止浆墙，防止下一次注浆时孔口跑浆。
3.3.4.2初期支护
初期支护能迅速控制或限制围岩松驰变形，充分发挥围岩自身承载能力，是隧道施工的重要环节。
严格按照有关规范和设计要求进行施工，做好初期支护，保证隧道施工和运营安全，八斗坡隧道初期支护参数见
围岩级别
喷砼
厚度（cm）
锚杆
钢筋网
拱架、格栅支撑
布置形式
长度（m）
间距（cm）
纵×环
设置部位
网格间距（cm）
间距（cm）
V级浅埋（S5a、XS5a）
24
梅花形布置
3.0
75×100
拱墙
20×20
75
V级深埋（S5b）
24
梅花形布置
3.0
75×100
拱墙
20×20
75
V级浅埋（S5c）
26
梅花形布置
3.5
75×100
拱墙
20×20
75
Ⅳ级（S4a）
22
梅花形布置
3.0
100×120
拱墙
20×20
100
Ⅳ级（S4b）
22
梅花形布置
3.0
120×120
拱墙
20×20
120
Ⅳ级（S4c）
22
梅花形布置
3.0
100×120
拱墙
20×20
100
Ⅲ级（S3）
10
梅花形布置
2.5
120×120
拱墙
25×25
-
Ⅲ级（ST3）
20
梅花形布置
3.0
120×120
拱墙
25×25
120
1）喷射砼
为了降低粉尘，减少回弹量，提高喷射砼的质量，本隧道喷射砼均采用湿喷法，喷射机型号为TK-961。
砼由洞外拌合站拌合，砼罐车运输至洞内卸入TK-961湿喷机料斗，人工抱喷嘴湿喷。
①喷射砼材料如下：
水泥：
32.5普通硅酸盐水泥
砂：
河砂，细度模数＞2.5
石子：
粒径≯15mm
速凝剂：
TX-1型液体，掺量4～7％
参考施工配合比
水泥：
砂：
石子：
水：
硅粉：
高效减水剂＝1∶2.47∶1.53∶0.43：
0.1:
0.007
施工过程:
先将水泥、砂、石子、水、硅粉和高效减水剂按配合比投入强制式搅拌机进行拌合，然后由搅拌运输车运至洞内，卸至喷射机进料口，在喷嘴处再加入液态速凝剂4～7％后，喷射岩面上,
②工艺要点：
选用普通硅酸盐水泥，细度模数大于2.5的硬质洁净砂或粗砂，粒径5～12mm连续级配碎（卵）石，化验合格的拌合用水。
喷射砼严格按设计配合比拌和，配合比及搅拌的均匀性每班检查不少于两次。
喷射前认真检查隧道断面尺寸，对欠挖部分及所有开裂、破碎、出水点、崩解的破损岩石进行清理和处理，清除浮石和墙角虚碴，并用高压水或风冲洗岩面。
喷头距岩面距离以1.5m～2.0m为宜，喷头应垂直受喷面，喷初支钢架时，可将喷头稍加偏斜，角度大于70°。
喷射砼作业采取分段、分块，先墙后拱、自下而上的顺序进行。
喷射时，喷嘴做反复缓慢的螺旋形运动，螺旋直径约20～30cm，以保证砼喷射密实。
同时掌握风压、水压及喷射距离，减少回弹量。
筛网Ф10mm（滤出超径石子）
隧道喷射砼厚度＞5cm时分两层作业。
初次喷射先找平岩面，第二次喷射砼如在第一层砼终凝1h后进行，需冲洗第一层砼面。
喷射砼终凝2小时后，进行喷水养护，养护时间不少于7天。
喷射砼开挖时，下次爆破距喷射砼完成时间的间隔，不小于4小时。
有水地段喷射砼采取如下措施:
当水点不多时，可设导管引排水后再喷射砼；当涌水量范围较大时，可设树枝状导管后再喷砼；当涌水严重时可设置泄水孔，边排水边喷砼。
增加水泥用量，改变配合比，喷砼由远而近逐渐向涌水点逼近，然后在涌水处安设导管，将水引出，再向导管附近喷砼。
当岩面普遍渗水时，可先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，保证初喷后，再按原配比施工。
当局部出水量较大时采用埋管、凿槽，树枝状排水盲沟措施，将水引导疏出后，再喷砼。
①中空注浆锚杆
采用风动凿岩机钻孔，专用注浆泵或2TGZ-60/120注浆泵注浆施工。
中空注浆锚杆注浆压力：
一般为地下水静水压的2～3倍，同时应考虑岩层的裂隙阻力，根据现场情况试验后确定。
但瞬间最高压力值不应超过0.5MPa。
扩散半径r的确定：
根据已有资料进行工程类比及现场碴体注浆试验情况选定注浆压力范围，确定浆液扩散半径r的大小。
注浆孔距D与排距L的计算：
L=Dsin60°
D=2rcos30°
单孔注浆量
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