隧道洞身开挖及出渣运输施工方法.doc

隧道洞身开挖及出渣运送施工方法
（一）、Ⅴ类加强段类围岩开挖与支护
施工顺序：超前管棚→侧壁导坑上部打眼→装药爆破→通风、找顶→初喷混凝土封闭岩面→出碴→测量→立拱架、挂钢筋网→施做系统锚杆→复喷至设计厚度→进入下一循环→（待超前2.5—3m后）→侧壁导坑下部打眼→装药爆破→通风、找顶→初喷混凝土封闭岩面→出碴→测量→立拱架、挂钢筋网→施做系统锚杆→复喷至设计厚度→进入下一循环
施工方法：
Ⅴ级围岩地质软弱破碎，自稳及成洞性差。采用双侧壁导坑法进行开挖，开挖尽量采用机械直接开挖，人工配合，开挖不动的采用微振光面爆破，以减少爆破对围岩的扰动。锚网喷混凝土支护及时跟进。开挖、支护过程中量测紧跟及时反馈，以调整支护参数，衬砌前拆除临时支护，为保证施工安全量测及时进行。双侧壁导坑法施工工序如下图所示。

1、左侧壁导坑上台阶开挖
Ⅱ、左侧壁导坑上台阶支护
3、左侧壁导坑下台阶开挖
Ⅳ、左侧壁导坑下台阶支护
5、右侧壁导坑上台阶开挖
Ⅵ、左侧壁导坑上台阶支护
7、左侧壁导坑下台阶开挖
Ⅷ、左侧壁导坑下台阶支护
9、中央部分上台阶开挖
Ⅹ、中央部分拱部支护
11、中央部分下台阶开挖
12、仰拱部分开挖
13仰拱部分支护
A 侧壁导坑开挖
先行导坑采用微正台阶法开挖，上半断面超前2.5～3.0米，使用3～4台气脚式凿岩机钻眼，光面爆破，每循环进尺1.5米，配备正铲侧卸式装载机装碴，自卸汽车运送，为保证施工安全，每循环需作初期支护，侧壁和临时壁墙同时支护，根据地质条件采用喷锚网+钢拱架支护，锚杆采用φ25中空注浆锚杆，长度4.5米/根，间距1×0.75（加强段1×0.5）米。钢拱架支撑按设计规定制作，间距0.75m/榀（加强段0.5m/榀），每榀间以φ25钢筋纵向连接。喷砼封闭围岩及钢拱架，采用多次喷射，总厚度达 25厘米。复喷砼要适当推迟，以不影响循环时间。当先行导坑超前3-5米后，两侧导坑可同时开挖，后行导坑开挖、支护方式与先行导坑相同。

作业现场
B 中央部分开挖
在不影响两侧壁导坑道开挖时可进行中央开挖，中央开挖也采用正台阶法，上下台阶间距5-8米，上部台阶高2.5米，采用5台气脚式凿岩机钻眼，短进尺弱爆破，开挖成形后及时检查断面尺寸，防止超欠挖，及时施作上部初期支护，然后喷射砼封闭。下部开挖可运用自制台架钻眼，假如中部开挖高度太大，仰拱部份可留下以后开挖。

中央部分开挖作业现场
开挖、支护过程中量测紧跟及时反馈，以调整支护参数，衬砌前拆除临时支护，为保证施工安全量测及时进行。隧道在暗洞施工时要加强地表监控量测，发现异常情况应立即封闭掌子面停止施工，及时告知业主及设计单位，根据现场具体情况变更设计方案，保证隧道施工安全。
（二）、Ⅳ类围岩开挖
Ⅳ级围岩段施工方案选用上下台阶预留核心土法施工，如下图所示。施工中严格执行“杆超前，短开挖，强支护，勤量测，早封闭”的基本原则。上台阶开挖超前30m后，下部马口跳槽跟进

施工顺序
Ⅰ——拱部开挖及初期支护
Ⅱ——左侧开挖及初期支护
Ⅲ——右侧开挖及初期支护
左右侧开挖选用马口跳槽法
开挖支护方法
一方面施工φ22全长粘结式早强砂浆超前锚杆（必要时），长5.0m。使用3～4台气脚式凿岩机对拱部扇形钻眼，光面爆破，每循环进尺1.5米。通风找顶后对拱部进行初喷，封闭围岩。采用装载机装碴，自卸汽车运送。完毕后立即对拱部进行初期支护，采用喷锚网+钢拱架支护，锚杆采用φ25中空注浆锚杆，长度4.0米/根，间距1×1米。钢拱架支撑按设计规定制作，间距1m/榀，每榀间以φ22钢筋纵向连接。喷砼封闭围岩及钢拱架，采用多次喷射，总厚度达 20厘米。复喷砼要适当推迟，以不影响循环时间。当上部扇形超前30米后，左侧台阶可同时开挖落底，开挖、支护方式与先行导坑相同。左侧台阶超前10—15m后，右侧台阶开挖支护，其方法与左侧相同。
（三）、Ⅲ、级围岩地段开挖与支护
Ⅲ级围岩地段采用短台阶法开挖。凿岩机钻眼，光面爆破，挖掘机配合装载机装碴，自卸汽车运送。台阶长度控制在30m，上、下台阶循环进尺均控制在2.3m以内。
开挖支护方法
使用8～10台气脚式凿岩机钻眼，光面爆破，每循环进尺2.3米。通风找顶后对拱部进行初喷，封闭围岩。采用装载机装碴，自卸汽车运送。完毕后立即对上台阶进行初期支护，采用喷锚网+钢拱架支护，锚杆采用φ25中空注浆锚杆，长度3.5米/根，间距1.2×1.2米。钢拱架支撑按设计规定制作，间距1m/榀，每榀间以φ22钢筋纵向连接。喷砼封闭围岩及钢拱架，采用多次喷射，总厚度达 15厘米。复喷砼要适当推迟，以不影响循环时间。当上台阶超前30米后，进行下台阶开挖。开挖、支护方式采用单侧超前的形式，严禁左右两侧保持在同一截面上。
（四）、Ⅱ级围岩地段开挖与支护
Ⅱ级围岩段施工方案选用上下台阶施工，如下图所示。

施工顺序
Ⅰ——拱部开挖及初期支护
Ⅱ——下部开挖及初期支护
Ⅱ级围岩节理裂隙不发育，岩体较完整，稳定性较好。但由于隧道跨度较大，其开挖支护同样采用台阶法施工。方法使用8～10台气脚式凿岩机钻眼，光面爆破，每循环进尺2.3米。通风找顶后对拱部进行初喷，封闭围岩。采用装载机装碴，自卸汽车运送。完毕后立即对上台阶进行初期支护，采用喷锚网支护，锚杆采用φ25中空注浆锚杆，长度3.5米/根（必要时），间距1.5×1.5米。喷砼一次完毕，厚度10厘米。当上台阶超前30米后，进行下台阶开挖。

（五）、开挖钻爆设计
1、隧道爆破设计（Ⅱ、Ⅲ级）
1.1、设计原则：因开挖断面较大，考虑到对围岩少扰动，维护围岩的稳定，爆破分上、下台阶分部爆破。
1.2、设计方案：采用楔形掏槽，直眼浅孔爆破，眼孔直径为Ф42mm，药卷直径为周边眼Ф20mm，其他眼为Ф32mm，起爆采用非电毫秒雷管一次起爆。
1.3、爆破参数计算：
上台阶：
单位炸药消耗量q = 1.1kg（根据岩石坚固系数查表得）
上台阶炮眼数目N=q.s.η.m/a.G
q-单位炸药消耗量，kg/m3为1.1kg/m3
s-上台阶掘进断面m2为95 m2
η-炮眼运用率；取0.85
m-每个药包长度为0.25m
G-每个药包质量，为0.2 kg
a-炮眼平均装药系数，取0.7。
上台阶数目为N=(1.1×95×0.85×0.25)/(0.6×0.2) =185个
1.4、爆破设计参数
表 上台阶爆破设计参数表
炮眼名称
孔深（m）
段数
个数
单孔装药量（Kg）
单段装药量（Kg）
备注
掏槽眼
2.8
1
6
2
12

扩槽眼
2.75
3
6
2
12

辅助眼
2.5
5
4
1.6
6.4

辅助眼
2.5
7
13
1.2
15.6

辅助眼
2.5
9
25
1.2
30

辅助眼
2.5
11
19
1.2
22.8

辅助眼
2.5
13
23
1.2
27.6

辅助眼
2.5
15
25
1.2
30

周边眼
2.5
17
39
0.8
31.2

底板眼
2.5
19
19
1.6
30.4

合计

179

218

单位耗药量：1.05kg/m3
表 下台阶爆破设计参数表
炮眼名称
孔深（m）
段数
个数
单孔装药量（Kg）
单段装药量（Kg）
备注
第一排眼
3
1
15
1.6
24

第二排眼
3
3
15
1.6
24

第三排眼
3
5
15
1.6
24

第四排眼
3
7
7
1.6
11.2

周边眼
3
9
8
0.8
6.4

底板眼
3
11
15
1.8
27

合计

75

116.6

单位耗药量：0.64kg/m3
说明：
（1）、机具采和YT—28凿岩机，钻孔直径为Ф42mm。
（2）、起爆采用非电毫秒雷管一次间隔起爆。
（3）、爆破参数根据实际情况可用适当调整。
1.5、炮眼布置图。

爆破施工爆眼布置图（Ⅲ级）
1.6、施工注意事项
（1）、炮眼的深度，角度按设计，眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；
（2）、周边眼应在设计轮廓线内5cm，避免产生超挖；
（3）、周边炮眼可以3%的斜率外插，眼底不得超过开挖断面轮廓线10cm；
（4）、开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度力求所有炮眼底落在同一垂直面上；
（5）、钻眼完毕按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合规定的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药爆破。
2、洞口路基爆破
洞口路基爆破采用露天浅孔松动爆破，控制抛掷距离。
2.1、露天浅孔爆破设计
（1）、最小抵抗线W
W=（0.5～0.9）H 式中H—台阶高度，m本方案中选3m。
本方案取W=1.5m
（2）、孔深L
L=1.0H =3m 中档坚硬岩石
（3）、炮孔间距
a=（0.8～2.0）W （导爆管雷管起爆）
本方案取a=1.5 m
（4）、炮孔排距
b=（0.8～1.2）W
本方案取b =1.5 m
（5）、单孔装药量Q
Q=eqW3
式中 Q—单孔装药量，kg；
W—最小抵抗线，m；
q—单位用药量，kg/m3；按岩石坚固系数查表取0.4
e—炸药量换算系数，本方案取1。
Q=1.0×0.4×1.53=1.35kg
3、爆破效果监测及爆破设计优化
3.1、爆破效果检查
每次爆破后，对爆破效果进行仔细检查，分析爆破参数的合理性，以拟定出符合本岩层最佳爆破参数，从以下各方面进行检查，核定及分析：
（1）、超欠挖情况；②、爆破进尺是否达成爆破设计规定； ③、爆出石碴是否适合装碴规定； ④、开挖轮廓圆顺、开挖面平整；⑤、炮眼痕迹保存率不小于85%，并在开挖轮廓面上均匀分布； ⑥、两次爆破台阶衔接不大于15cm。
3.2、爆破设计优化
根据每次爆破后检查情况，分析因素及时修正爆破参数，提高爆破效果、改善技术经济指标。
（1）、根据岩层节理裂隙发育岩性软硬情况，修正眼距、装药量，特别是周边眼的有关参数；
（2）、根据爆破后石碴的块度修正参数、石碴块度偏小，说明炮眼布置偏密，块度过大说明炮眼偏疏，单孔用药量偏大；
（3）、根据爆破振速监测，调整同段起爆最大药量及雷管段数；
（4）、根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，爆破眼底基本上落在同一断面上。
4、安全措施
4.1、本隧道爆破作业在地下进行，其炸药的运送、加工、装药、起爆整个全过程必须严格按《爆破安全规程》和《安全操作细则》进行，重要对爆破震动和噪声进行严格控制施工，采用减震降噪控制爆破技术并进行爆破震动监测。
4.2、为了保证施工所产生的振动不影响周边环境，施工期间特别是钻爆初期，每炮进行爆破震动监测，及时调整钻爆参数减轻振动、保证结构的安全稳定。
4.3、开挖爆破后，在清理过程中如发现瞎炮、残药、拒爆等立即报告、由爆破人员解决。
4.4、装药必须由施工负责人指定有爆破作业证的爆破工完毕，装炮区内严禁吸烟点火，非装炮人员在装炮开始前必须撤出装炮地点，装炮完毕必须检查并记录装药个数、地点，以便爆破后核对有无瞎炮以便及时解决。
4.5、解决瞎炮必须设立警戒区，解决方法视具体情况决定，可采用下列几种办法。
（1）、经检查确认炮孔起爆线路完好时，可重新起爆，严禁打残眼；
（2）、在距瞎炮药壶边沿不小于0.5m处打一平等炮眼进行诱爆，为拟定平等炮眼的方向，允许从盲炮孔口提限长度不超过20 的填塞物，注意岩层节理情况，在打眼地点不得有连续瞎炮的裂缝；
（3）、盲炮应在当班解决，当班不能解决或未解决完毕应将盲炮数目，炮眼方向、装药数量和起爆药包位置，解决方法、意见等在现场交接清楚，由下一班继续解决。
4.6、严格按设计进行布孔，钻孔并对成孔进行验收，装药前检查孔位、深度、倾角是否符合设计规定，孔内有无堵塞，孔壁是否有掉块以及孔内有无积水，积水深度如何，放线孔位和深度不符合设计规定期及时进行解决，进行补孔和透孔。
4.7、严格按设计装药，填塞时保护好起爆网络，非电雷管脚线不能有打结和损伤，否则必须更换，导爆索切割必须用快刀一次切断，不得揉磨或撞击，导爆索联接必须顺传爆方向，接点位于导爆索端不小于20cm。
4.8、装药结束后进行检查验收，未经检查验收不得进行堵塞作业，从炸药运入现场开始，距爆破器材50m范围内严禁烟火做好装药的原始记录。
4.9、严禁无堵塞爆破，不得使用石块或易燃材料堵塞炮孔，堵塞长度达成规定，不得自行增长药量或改变堵塞长度。
4.10、爆破网络敷设应按设计网路进行，防止漏接、错接等。
4.11、设立警戒、起爆：
（1）、爆破作业前，隧道内必须拟定危险区边界在距爆破作业面100m范围内，并设立明显的标志，爆破员应非常清楚警戒信号（音响信号）的意义，警戒范围的大小和警点颁，并认真做好警戒工作，任何台阶进行爆破时，洞内施工人员必须所有 撤出至洞外；
（2）、在洞口设立的警点应使所有的通路经常处在监视之下，每个警戒点应处在相邻警戒点视线范围内；
（3）、只有爆破工作领导人员发出起爆信号后，爆破人员才干进行下面起爆工作。
4.12、对炮孔周边要认真、仔细检查，如发现不良地质或软弱夹层，抵抗线发生变化时，根据现场情况调整药量、防止冲孔。
4.13、炮烟中毒的防止：
（1）、加强炸药的质量管理，定期检查炸药的质量；
（2）、不要使用过期变质的炸药；
（3）、加强炸药防水防潮保证堵塞质量，避免炸药产生不完整爆炸反映；
（4）、爆破后加强通风，所有人员必须等到有毒气体稀释至爆破安全规程中允许的浓度以下时才准返回工作面。
5、爆破事故防止及应急措施
5.1、精心设计、精心施工、加强管理
（1）、在设计之前必须对爆破影响区地面、原始地形、地质资料及管线情况进行仔细勘定和核算，根据衩保护物的情况，拟定最大允许药量，选择合理爆破参数和延发时间，进行装药，做出切实可行的爆破方案；
（2）、设计人员参与施工并针对施工中出现的新情况及时调整，修改设计各级人员应持证上岗，组成严格的管理体制；
（3）、根据本工程的特点分别制定相关安全制度，岗位责任及关键技术操作细则；
（4）、做好对炮孔的检查、验收工作，涉及位置、积水、最小抵抗线方向和大小、间排距，并做好地质素描或岩性记录；按规程规定做好爆破器材检查，涉及炸药、雷管、连接器材（导爆管、电线）、起爆器等；
（5）、保证装药、堵塞、连线三个关键工序的施工质量；
（6）、做好防护工作，特别是洞内的电缆、机具设备等，拟定警戒范围，做好清退工作，严格岗哨制度；做好爆破后安全检查和解决，安检内容涉及：拒爆半炮、爆破效果、事故隐患及已发生各类事故的解决。
（7）、按规程规定报管理部门审批备案；做好对爆破器材的运、存、用等各项管理工作；
（8）、建立质量保证体系，制定质量保证大纲和各工序质保程序；
（9）、公司领导把爆破安全应列为最重要管理内容，及时总结经验教训进行检查评选，提高安全管理水平；
（10）、建立爆破安全管理组织机构，以项目经理为安全管理领导核心，严格执行《爆破安全规程》。
5.2、严格贯彻执行《民用爆炸物品管理条例》，防止爆炸物品丢失被盗和防止爆炸事故发生，保证施工生产，职工生活及生命财产的安全。
（1）、建立爆炸物品验收、领发、回收、清退、销毁、防失、看守安全检查制度，在各个涉爆岗位衽安全责任制，制定发生爆炸、火灾、水灾、盗窃及意外性自然灾害事故的事件的解决方案；
（2）、各涉爆单位和个人需要完善相关证件，爆炸物品购买证爆炸物品运送证、爆炸物品储存许可证，爆炸物品使用许可证，爆破人员安全作业证及爆破操作证；
（3）、物资部门在采购爆破物品前，要会同爆破技术人员认真测算工程用量，并根据测算结果编制采购计划，防止超量采购；
（4）、汽车运送爆炸物品，事先要向公安部门说明爆炸物品数量及线路。
（5）、建立健全爆破记录制度，每个班组都要具体记录爆炸物品领取人，加工人及爆破员签字。
5.3、加强早爆（涉及意外爆炸）、拒爆、爆炸效应等的控制、积极且严格采用防止措施。
（1）、在爆破过程中防止飞石规定做到：
①、堵塞长度不小于最小抵抗线，采用良好的堵塞材料，合理布孔、合理的起爆顺序，以免因夹制而冲孔，为防止冲孔携带大量飞石，应将台阶顶面浮石清理干净；
②、找出软弱带和空隙，采用间隔堵塞或弱装药的方法，特别支第一排不许装散炸药，以免在空气中形成聚集。
（2）、为防止空气中冲击及危害，延迟时间不宜长，以防因“带炮”将个别炮孔抵抗线缩小。
（3）、对于早爆事故的防止措施
①、严禁在爆破施工区域使用明火；严禁将爆炸物品置于碘钨灯附近。
②、规范施工用电，起爆器及各类仪表在使用前必须严禁检查防止漏电；
③、不允许打残眼，应急处置措施：如出现早爆，则立即由现场管理人员组织封锁现场迅速对爆区人员进行疏解，同时上报项目经理，并安排爆破技术人员仔细勘定现场，查找事故发生的因素，并排除事故隐患。
（4）、为防止拒爆事故发生，应注意加强以下措施：
①、购买优质、合格的雷管、导爆管及炸药，受潮结块的炸药应严禁使用；
②、起爆前应仔细检查连接器质量及连接情况，发现异常应立即解决；
③、杜绝漏接现象；
④、杜绝装药过密、炸药感度降底；
⑤、装药堵塞时，应规范操作，防止损坏线路；
⑥、应急处置措施：如出孔拒爆立即由现场管理人员组织封锁施工现场，迅速对爆区人员进行疏解，立即上报爆破技术负责人，并协同技术人员进行现场勘定和查明因素，针对不同因素采对不同措施排除事故隐患。
6、爆破组织机构及人员职责
为保证本工程的爆破安全为保证本工程爆破项目管理到位，实行定岗、定人、定责三定原则，具体如下：
项目经理：负责对本工程技术、安全、质量、人员组织等监督以及该工程的对外协调和人员调配。
爆破设计工程师：负责本工地的爆破项目设计及指导工作，对本工地的爆破负设计责任。
安全员：具体负责本工地工作，监督和指导爆破员，仓库管理员完毕自己的职责，纠正违章行为，并对工地的爆破施工安全负责；
爆破员：具体负责本工地的爆破工作，按批准的爆破交底书及作业指导书完毕钻眼，装药，堵塞，连线和起炮工作，并对覆盖和钻眼工作进行指导和监督。
保管员：具体负责本工地爆破物品的领发，保管和登记，并监督使用情况。
警戒员：具体负责本工地爆破警戒工作，清走逗留在爆破区的人员，查看机械设备的保护等情况。
7、爆破物品的管理措施
为保证民用爆破物品合理使用，防止犯罪分子运用民爆物品进行爆破犯罪活动、保障社会安定和人民生命财产安全，根据中华人民共和国《爆破安全规程》特制定本措施。使用爆破物品严格执行。
7.1、民爆物品本工程指：炸药、雷管、导火索。
7.2、民爆器材必须由火工品保管员进行保管。
7.3、火工品的使用必须经有关部门批准的爆破设计方案进行操作，严格招待有关的规范、操作规范进行爆破施工，做到分工明确，实行定人、定岗、定责三定原则。
7.4、爆破器材运送必须由公安局指定车辆运送，其他车辆不准运送火工品，炸药与雷管不得混装，沿途不准搭载乘客，火工品管理员进行火工品管理，做到帐物相符。
7.5、火工品领用必须建立领退台帐和流水帐，由火工品管理员进行火工品管理，做到帐物相符。
7.6、火工品实验由火工品测试工作，不合格的火工品退回化纤公司。
7.7、火工品使用由专职爆破员使用，其别人员不准进行火工品加工，装药、连线和起炮作业。
7.8、爆堆现场检查由火工品安全员和爆破员进行检查，其别人员不准到爆破现场进行检查。
7.9、盲炮解决由爆破工程技术人员进行解决，回收爆破器材并如数退库登记，不清楚的爆破器材要及时送交民爆公司。
7.10、火工品安全管理由火工品安全员监督进行管理，其别人员必须听从指挥。
7.11、爆破警戒工作由火工品安全员负责。
7.12、起爆命令、解除警戒命令均由爆破负责人发布，爆破安全员监督执行，不得随意更改设计规定内容。
7.13、火工品使用和操作，严格按《爆破安全规程》各专用爆破设计执行，不得随意更改设计规定内容。
7.14、火工品的使用必须建立审批制度。
（五）、特殊地段开挖施工方法
本工程特殊地段重要指断层带地段和浅埋地段。
1、施工原则：早预报、先治水、管（锚杆）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、加强超前地质预报工作,进一步判明地质情况,获取施工中掌握的参数,采用相应的处治措施。
3、施工前切实掌握断层破碎带的情况，涉及断层破碎带的宽度、填充物、地下水以及隧道轴线与断层构造线方向的组合关系，以便采用相应措施。
4、施工方法：隧道断层破碎带及浅埋偏压地段，尽量采用风镐开挖,掘进循环进尺控制在０.5～1.0m。采用爆破法掘进时，应严格掌握炮眼数量、深度、和装药量，尽量减少爆破对围岩的震动。
5、通过断层地段的各施工工序之间的距离尽量缩短，尽快地使全断面衬砌封闭，减少岩层暴露、松动和地压增大。
6、通过软弱破碎富水地段时，施工前必须先治水，治水采用排堵结合的治理措施。
7、辅助施工措施：采用超前锚杆或小导管预注浆加固围岩,及时施作喷、锚支护,并辅以工字型钢架加强措施,构成强支护体系，及时形成封闭结构。
8、仰拱和二次衬砌紧跟开挖，以使永久支护体系尽早发挥作用。
9、加强监控量测, 根据位移量测结果，评价支护的可靠性和围岩的稳定状态，当量测结果显示围岩和支护体系变形异常时, 及时调整支护参数，保证施工安全。