高速公路隧道专项施工方案.doc

左权至黎城高速公路ZL3合同段 隧道专项施工方案
西井隧道专项施工方案
1、工程概况
1.1 地理位置
西井隧道隧址位于山西省黎城县西井镇南山村，设计速度为80km/h，左线全长800米（ZK48+960～ZK49+760），其中：削竹式洞门10m，明洞8米；右线全长826米（YK48+950～YK49+776）, 其中：削竹式洞门10m，明洞8米。西井隧道设计为一座标准间距分离式隧道，隧道进口线间距26.2米，出口线间距18.1米。最大埋深左线57米，右线55米。隧道左线平面线形依次为R-1400，A-550，R-∞；隧道右线平面线形依次为R-1350，A-530，R-∞。隧道左线纵坡为2%、-0.6%人字坡，右线纵坡为2%单向坡。
1.2 隧道地形、地质条件
⑴、气象
隧址区山西省东南部，地处太行山中南部及太行山主峰西侧，属温带大陆性气候，四季分明，夏季炎热多雨，冬季寒冷，昼夜温差较大，年平均气温10.3°C。最冷月份在一月，最低气温-22°C；日平均降水量为54.7mm，最大降水量为126.8mm；最大冻土深度为104cm。无霜期110～180天。
⑵、水文地质条件
隧址区水文地质条件比较简单，无常年性地表水，降水稀少而集中，蒸发量大，多以地表水排走，很少补给地下水。隧址区地下水受地形地貌、地层岩性、地质构造、气象、水文等多种因素控制。主要为孔隙潜水及基岩裂隙水，水量一般较小，地下水主要靠大气降水补给，地表、地下水经流排泄条件较好，地下水水量贫乏，对隧道施工的影响较小。
但雨季施工时，可能有少量的基岩裂隙水渗入。
⑶、工程地质条件
隧道洞口段及左线ZK49+050～ZK49+100、右线YK49+050～YK49+120洞身段，主要为强风化及中风化片麻岩组成，受区域断层F3的影响，岩体完整性差，呈碎裂状结构，节理裂隙发育，岩体破碎，自稳性较差。左线ZK49+100～ZK49+760、右线YK49+120～YK49+776洞身段，围岩主要为卵石及黄土组成，结构松散，成洞困难，Ⅳ级围岩占全隧的7.4%，Ⅴ级围岩占全隧的92.6%。
隧道围岩划分见表1.2.1
表1.2.1西井隧道围岩分级表
编号
隧道名称
起讫桩号
围岩级别长度（m）
Ⅴ
Ⅳ
Ⅲ
1
西井隧道左线
ZK48+958～ZK49+050
92

ZK49+050～ZK49+100

50

ZK49+100～ZK49+760
660

2
西井隧道右线
YK48+949～YK49+050
101

YK49+050～YK49+120

70

YK49+120～YK49+776
656

占总长度的百分比（%）
92.6
7.4

1.3 技术标准
公路等级：双向四车道高速公路；
隧道设计行车速度：80Km/h
隧道建筑限界：
单洞净宽：0.75+0.5+3.75×2+0.75+0.75=10.25 m
隧道净高：5.0m
隧道行人横洞净空：净宽2.0m，净高2.5m
1.4 工程特点
西井隧道是本标段的控制性工程，具有以下特点：
（1）受区域断层F3的影响，岩体完整性差，呈碎裂状结构，节理很发育，岩体破碎，自稳性较差。
（2）左线ZK49+100～ZK49+760、右线YK49+120～YK49+776洞身段，围岩主要是卵石及黄土组成，结构松散，埋深较浅，成洞困难，Ⅴ级围岩占全隧的92.6%。
1.5 工程难点
（1）地质超前预报，围岩监控量测，贯通控制测量技术。
（2）地质灾害预防与处理技术。
（3）环境保护和水土保持技术。
2、施工部署
2.1 劳务队编制及劳务队任务划分
⑴、为确保主体工程按期、优质、安全完成，根据工程总工期的要求，结合工程量情况，项目部计划在西井隧道左权方向（即：进口段）安排两个施工班组，以及机运队、砼拌合站、综合施工队，分别负责左右洞向大里程方向施工。
⑵、劳务队任务划分
表2.1.1 各队劳力及任务划分表
序号
施工队伍
劳力人数
施工任务划分
1
机运队
12
负责隧道出碴任务
2
隧道一队
155
负责隧道左洞掘进初支施工
3
隧道二队
155
负责隧道右洞掘进初支施工
4
综合施工队
45
负责防水系统、沟槽、二衬、路面施工
5
砼拌和站
20
负责隧道砼拌和、运输

2.2 机械设备配置
西井隧道作为ZL3标段重点工程和控制性工程，因而在机械设备的配置上，我部已调配进场足够数量的、先进的机械设备，以保证在复杂地质条件下优质、高效、安全地完成西井隧道施工任务，确保左权至黎城高速公路按时通车。
表2.2.1 机械设备配置表
序号
机械名称
规格型号
额定功率（kw）或容量（m3）或吨位（t）
单位
数量(台)
1
凿岩机
YT-28
Ф34～42
台
30
2
风镐

台
10
3
空压机
22 m3/min

台
5
4
空压机
10 m3/min　

台
1
5
挖掘机
现代210

台
2
6
侧卸式装载机
柳工50

台
4
7
开挖简易台车

台
2
8
轴流通风机
SDF(C)-NO11
2×110kw
台
2
9
衬砌台车
9m

台
2
10
人行横洞台车
6m

台
1
11
防水板台车

台
2
12
喷涂台车

台
2
13
砼喷射机
TK700
7m3/h
台
8
14
注浆泵
KBY-50/70
11kw
台
3
15
发电机
250GF
250kw
台
2
16
变压器
S9-1000
1000KVA
台
1
17
变压器
S9-200
200KVA
台
1
18
电焊机

500
台
12
19
制弯机

台
1
20
钢筋切割机

台
2
21
出渣车

20
部
6
22
强制式搅拌机
750L

套
3
23
砼运输车

6m3
部
6
24
砼输送泵

60m3/h
台
2
25
管棚机

台
4

2.3 工期安排
⑴、计划开工日期为2013年4月10日，竣工日期为2014年11月10日，总工期17个月。具体工期安排，见表2.3.1：
表2.3.1 西井隧道施工进度表
隧道名称
正洞开挖
衬砌及水沟电缆槽
路面及装饰
备注
左洞(800m)
2013.4.10~2014.8.10
2013.6.10~2014.9.10
2014.8.10~2014.11.10

右洞(826m)
2013.4.10~2014.8.10
2013.6.10~2014.9.10
2014.8.10~2014.11.10

3、总体施工方案
西井隧道除明洞段采用明挖法施工外，其余均按照新奥法原理组织施工。软弱围岩地段坚持“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的施工原则。在施工中积极推广应用国内外隧道施工新技术、新工艺，投入大型机械设备，形成挖、装、运、锚、衬等多条机械化作业线。Ⅳ级围岩采用三台阶七步开挖法施工。Ⅴ级围岩采用CRD法施工。
隧道开挖采用单向掘进，分为左、右线两个工作面。掘进采用YT-28凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统、毫秒微差起爆。出碴为无轨运输，挖掘机扒碴，装载机装碴，自卸汽车运输；软弱破碎围岩采用预裂爆破或人工配合机械开挖，以达到控制超挖和减少对围岩的扰动及破坏；初期支护紧跟开挖面及时施作；仰拱及时跟进掌子面；施工通风采用压入式通风，二次衬砌砼采用全断面液压钢模衬砌台车机械化施工，砼全部在自动计量拌合站集中生产，砼输送车运输。以量测资料为基础及时修正支护参数，使支护参数与地层相适应并充分发挥围岩的自承能力，围岩与支护体系达到最佳受力状态，并在施工中进行信息化动态管理。
4、施工方法及技术措施
4.1 洞口施工
在洞口排水系统施工完毕后，分台阶机械开挖洞口段。根据洞口及明洞段不同土质设置合理的边坡开挖坡率，从上至下分层依次分段开挖，边坡防护紧跟；进口开挖到明洞与暗洞交界处后，施作超前管棚支护，提前加固开挖轮廓周边岩体，为暗洞开挖提供预支护。然后采用三台阶七步开挖法进洞。洞门在进洞施工正常后，在洞口二衬施工完成后及早施工，施工工序图见图4-1-1。

主便道修至洞口
截水沟的开挖和修筑
施工场地平整
修建洞口临时生产设施
洞口及明洞土石方开挖
边、仰坡防护
洞门排水沟的修筑
边坡修整
明洞及洞门施工
明洞回填
洞门装饰

挖至路基
设计高程

图4-1-1 洞口施工程序框图
1、洞顶截水沟施工
在进行洞口及明洞施工前，应先将边、仰坡顶处的截水沟施工好，防止地表水对边坡的冲刷、侵泡、造成边坡坍塌等现象，影响进洞施工。
截水沟采用人工开挖。天沟线型应圆顺，排水顺畅并与自然沟谷或路基排水系统顺接，截水沟的砌筑采用M7.5浆砌片石错缝座浆砌筑，采用10#砂浆勾缝。
2、洞口段施工
(1) 洞口、明洞开挖
开挖前先对设计单位的控制桩进行复核，然后按设计边坡线对边仰坡进行放样，明洞采用明挖法施工，采用挖掘机分段、分层开挖，必要时辅以微震动控制爆破开挖，人工配合挖掘机刷边仰坡，分段长度3～5m，分层高度1～2m。装载机配合挖掘机进行装碴作业，自卸汽车运输弃碴；开挖完成后及时进行喷锚作业，封闭岩面。
隧道洞口工程临时边坡高度不超过20m，设两级边坡，临时坡面采用喷锚网防护，基坑开挖顺做，喷锚网防护逆做。临时边坡开挖根据岩土体风化程度不同，分别采取1：0.5和1：0.15的边坡坡率。
（2）仰、边坡加固
洞口段围岩稳定性差，必须进行处理后，再进行下部明洞及洞门的开挖。拟采用以下方法施工：由顶部向下分层、分段刷坡，锚喷支护，分层高度不大于2米，分段长度不大于10米，确保上层锚喷支护稳定后，才能进行下层土方开挖。土方由挖掘机开挖，人工修整边坡。
坡面支护参数与洞口边仰坡支护参数相同即：采用Φ22砂浆锚杆边坡防护，锚杆间距为1.2×1.2m，长度为3.5m，喷射混凝土厚度为10cm，钢筋网为φ6钢筋，网格为20×20 cm。在土方开挖及坡面锚喷支护施工完成，确保施工安全后方可进行洞口、明洞土石方施工及边仰坡锚喷支护施工。
砂浆锚杆施工工序是：先钻孔→吹净孔内砂土、碎石→注浆管灌普通水泥砂浆→垂直插入锚杆体→孔口固定锚杆。
（３）施工技术措施
①　施工过程中经常检查断面，及时施作锚喷支护以策安全。
②　施工过程中加强对山坡稳定情况的观测和监测、检查，坡顶设置观测断面，埋设观测点，定时观测，发现问题及时采取措施。
③　洞门开挖前，必须对滑坡体进行加固处理，且保证土体稳定后方可进行。
④　开挖时做到预留保护层，以减少对岩体的扰动。
⑤　设置安全警示标志、保护栏，避免飞石伤人。
3、明洞施工
（1）施工方法
明洞衬砌在仰拱填充完成后，由洞内向洞口方向先仰拱后拱墙的顺序施工。明洞衬砌均采用模板台车作内模，组合钢模作外模，拱墙衬砌混凝土由自动拌合站生产，罐车运输，泵送入模一次性灌注，插入式配合附着式振捣器振捣。洞口衬砌与隧道洞门整体灌筑后进行洞顶回填施工
明洞回填采用两侧对称法，由人工分层夯实，每层厚度不得大于0.3m，回填至拱顶齐平后，立即分层满铺填筑至要求高度，机械回填应待拱圈砼强度达到设计强度且由人工夯实填至拱顶1m后方可进行。拱背回填按设计要求做好洞顶铺砌层，应与边仰坡搭接良好。
（2）施工技术措施
① 经常检查洞口边、仰坡稳定性，根据量测结果及时采取措施进行防护，确保施工安全。
② 严格自动计量拌合站质量控制，保证砼的生产质量符合设计要求。砼质量的关键在于计量准确，所以在生产前和生产中经常检查调试计量部分和自动控制部分，使其处于正常范围。
③ 模板台车要加工精确，安装就位准确，锁定牢固。
④ 混凝土要分层灌注分层振捣，振捣时要掌握好时间，基本无气泡冒出，把气体完全排出，振捣棒做到快插慢拨，振捣后将砼表面浮浆去掉，保证混凝土无麻面。
⑤ 防水层严格按设计规范施工，止水带安装固定牢靠，使之与暗洞有效连接。
⑥ 拱背回填时间严格按规范执行，回填每层厚度、压实度符合规范要求。
⑦ 严格执行砂浆配合比，片石材质符合设计要求，确保浆砌质量。
4.2 洞身开挖施工方法及施工要点
西井隧道，IV级围岩采用三台阶七步开挖法。洞身开挖采用风动凿岩机钻孔，塑料导爆管微差毫秒雷管起爆，光面爆破施工。V级围岩采用CRD法施工。
1、进洞施工
1）设计要求
洞口第一环超前支护采用大管棚施工，洞口段套拱纵向设置长度为2m,厚60 cm，套拱内预埋Φ127×4导向钢管；管棚采用Φ108壁厚6mm的无缝钢管，每根长40m；大管棚环向间距中至中50 cm。
2）施工方法:
（1）施工准备
①沿明暗洞交界里程，从上到下逐层开挖，开挖至拱顶下1m后预留核心土做为工作平台，必要时辅以脚手架搭设施工作业平台，平台必须牢固，稳定；防止钻进时钻机摆动、倾斜等而影响钻孔质量。
②用全站仪精确放线、测出各大管棚孔眼位置，并进行Φ127导向管钻孔，长度2m。
（2）套拱施工：
①安装套拱钢拱架，钢架间距50cm，Φ127导向管入孔2m，部分焊接在拱架上，纵向采用Φ22钢筋连接，环向间距为1.0 m，并焊接与钢架翼缘内侧；施工时应考虑预留变形量确保隧道开挖断面；安装好后，喷射C20早强混凝土，密闭坡面钻孔部位，避免注浆过程中产生漏浆现象。
②重新核实导向管位置及方向，经现场监理工程师检查合格后，安装拱架模板，浇筑套拱混凝土。
③在安装好的导向管处进行编号，编号为1#、2#～33#。
（3）钻孔
先施工单号钢管，从1#开始施工。
①钻机就位：钻机距工作面距离一般以不小于2m为宜，钻机摆设钻杆方向应与导向管方向一致，以确保钻孔准确性。
19
②钻孔从拱顶中央部位开钻，依次向两侧先施工奇数孔位，后施工偶数孔位。钻孔施工开始速度不宜过快，在钻进30cm后转入正常速度。当第一节钻杆进入岩层尾部剩余20~30cm时停止钻进，用两把管钳人工卡紧钻杆，但不应卡丝口，钻机低速反转，脱开钻杆，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端装好连接套，钻机低速把第二根钻杆送第一根钻杆尾部，方向对准后把两杆钻杆接成一体。换接钻杆时应检查其是否弯曲，连接丝口有无损伤，中心水孔是否畅通等，不合要求的应及时更换。
③根据地质情况选择不同的钻头，当遇坚硬孤石不能钻进时，采用冲击钻头，把岩石击碎，用高压风将石屑吹出，为普通软岩或土质时可采用合金钻头进行钻进。
④钻进过程中岩土对管壁的阻力较大，在钻孔过程中前段开孔可采用φ125mm钻头，后段根据钻进需要使用φ110mm钻头钻孔，以便钢管容易顶入。
⑤在钻进过程中常遇到一些特殊情况，如遇到不能钻进，难以成孔等，应分析原因，是软岩土时，土层不能成孔或塌孔时，采用预注浆加固办法或采用加长岩心管的办法。
⑥钻进过程中地质情况判断： 根据钻孔的速度、施钻压力表等情况判断所钻孔管段的地质情况，并及时作好施工记录，为开挖施工提供参考。
（4）清孔
钻孔完成后，经过扫孔并退出钻杆，立即进行清孔。清孔采用φ40mm的钢管，焊接成长度大于钻孔深度的长管，同高压风管连接，边将钢管顶入孔内，边用高压风将孔内的碎石和泥土吹出，直至孔底为止。这样反复几次，直至清理干净为止。孔深要大于管长0.5m以上。
（5）安装管棚钢管
在钢筋棚进行加工、加工时按单、双号进行编号，单号的钢管为有孔钢管，采用6m×6+4m连接，编号为双号的钢管为无孔钢管，采用4m+6m×6连接。保证相临钢管接头错开不小于1米，钢管端头应做成为30cm的车丝扣。
①施工单号管棚，每钻完一孔便顶进一根钢管。
②安装钢管时先用人工顶进，人工不易顶进时采用钻机顶进，顶进困难时用锤击钢管或用卡钳转动钢管，以取得较好的顶进效果。
③钢管顶进如遇故障，顶不进时，查清原因，有的须重新扫孔后再将钢顶进。
④单号管棚顶进完成后，用棉丝和塑料腻子封闭导向管与管棚钢管间空隙填塞长度不少于20cm，后用快硬水泥砂浆抹死孔口空隙，填塞深度5cm。进行注浆。
⑤施工双号钢管棚，按第②⑤步方法进行，施工并验证单号钢管注浆质量，发现有不密实的问题，及时在双号钢管中注浆填实处理。
（6）管棚注浆
①水泥浆水灰比为1:1,注浆压力：初压0.5-1.0MPa，终压2.0MPa。
②注浆前应进行现场注浆试验，根据实际情况调整注浆参数。
③当注浆压力逐渐升高、达到设计终压力并继续注浆10min以上，或者进浆量一般为20-30L/min时，即可完成注浆。
3）超前大管棚施工顺序和工艺
（1）施工顺序
洞口上半断面开挖→测量定位→施作套拱和套管→搭设作业平台→钻孔→扫孔→安装管棚→管棚注浆
（2）管棚施工工艺框图见下图所示。
准备工作，施作导向墙，制作钢花管
钻 孔
清 孔
顶进钢管棚
清 孔
结 束
注浆管路检查
注 浆
拌 浆
压力、流量达到要求
是
否

管棚注浆施工工艺框图
注：管棚支护包括封面、布孔、钻孔安管、注浆四道工序。
封面：注浆前喷射砼封闭掌子面，防止漏浆。
布孔：按设计图纸，将注浆管孔位正确测放在工作面上。
钻孔安管：管棚采用钻机将钢管分节套钻进，管棚要尽可能水平钻进。最后注入水泥浆，并封端。
2、三台阶七部开挖法施工
三台阶七部开挖法施工使用于本合同段隧道IV级围岩。在开挖过程中，分三个台阶七个开挖面，以前后七个不同的位置相互交错同时开挖，然后分部支护 ，形成支护整体，缩小作业循环时间。三台阶七部开挖法循环时间见表4.2.1、4.2.2。
Ⅳ级围岩分部开挖法掘进循环时间图 表4.2.1.
工 序
时间
min
循环时间（min）
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
超前地
质预报
30

测量放样及
围岩量测
30

超前支护
60

导坑开挖
出碴
150

导坑支护
120

说明：超前地质预报、超前支护为摊销时间；上导、下导、左、右侧各工作面里程不同，平行作业，循环时间只计列其中一个占用时间较大的工作。

Ⅴ级围岩分部开挖法掘进循环时间图 表4.2.2
工 序
时间
min
循环时间（min）
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
超前地
质预报

30

测量放样及围岩量测
30

超前支护
90

导坑开挖出碴
150

导坑支护
150

说明：超前地质预报、超前支护为摊销时间；上导、下导、左、右侧各工作面里程不同，平行作业，循环时间只计列其中一个占用时间较大的工作。

施工要点：
①施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”的施工原则，紧凑施工工序，精心组织。
②做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，妥善处理好陷穴、裂缝。
③台阶长度控制在3~5m，及时施作初期支护，配合锁脚锚杆封闭成环，初期支护钢架背后严禁出现空洞。
④施工中若发现围岩有失稳现象，应及时用喷射砼封闭，加设锚杆、架立钢支撑等加强支护。
⑤应及早施作仰拱和二次衬砌，防止隧道边墙向内位移。

图4-2-1 三台阶七部开挖法施工顺序

拱部超前支护
施工准备
超前地质预报
测量放线
上部弧形导坑开挖支护
左右侧中台阶错位开挖支护
左右侧下台阶错位开挖支护
核心土开挖
底板开挖初支封闭
下循环施工
监控量测
加强支护

调整开挖参数

图4-2-2 三台阶七步开挖施工工序流程图
4.3 钻爆设计
4.3.1 一般规定
⑴、开挖轮廓形状和断面尺寸应符合设计要求，尽量减小开挖轮廓线的放样误差，应采用隧道激光断面仪等确定开挖轮廓线和炮眼位置。
⑵、通过爆破试验，选择合理的钻爆参数，并根据地质条件的变化和对振动波的监测，不断优化钻爆参数，实现光面爆破，把对围岩、支护及衬砌的扰动减到最低程度。
⑶、隧道开挖断面应以二次衬砌设计轮廓线为基准，考虑预留变形量、测量贯通误差和施工误差等因素适当放大，并应满足下列要求：
①预留变形量应符合设计规定，或根据围岩级别、隧道宽度、埋置深度、施工方法和支护情况等条件，采用工程类比法确定。
②测量贯通误差应符合现行交通部《公路隧道勘测规程》（JTJ 064-98）中的规定。
③施工中应根据量测结果进行分析，及时调整预留变形量（设计Ⅳ级7cm， Ⅴ级10cm）。
爆破作业时，所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点；在有可能发生涌水、突发地段应加强开挖工作面与洞内后部工作点的联系。安全地点至爆破工作面的距离，在独头坑道内不应小于200m，当采用全断面开挖时，应根据爆破方法与装药量计算确定安全距离。
隧道开挖中所使用爆破器材的运输、贮存、检验、再加工、使用和退库、销毁应符合国家有关法律、法规和现行国家标准《 爆破安全规程 》（GB 6722）的规定。
4.3.2 钻爆设计
根据本隧道洞身围岩的特点，Ⅳ、Ⅴ级围岩一般采用控制爆破，减轻对围岩的震动破坏，采用微震控制爆破技术。总体设计思想是拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，核心采用控制爆破。严格控制超、欠挖，尽量减小围岩扰动。
根据围岩情况，台阶长度满足机具正常作业要求，每次开挖进尺根据围岩情况而定。开挖主要采用光面水压爆破掘进作业，严格控制超欠挖，尽量减小围岩扰动。施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，达到最优爆破效果，开挖后及时完成初期支护。光面爆破施工工艺见图4-3-1。
测定围岩参数
爆破参数预设计
试爆破
确定爆破参数

爆破效果评判
结合围岩具体特征调整参数
调整爆破参数
不理想
钻爆作业
理想

图4-3-1 光面爆破施工工艺流程图

⑴、爆破特点及要求
水压光面爆破即采用与光面爆破相同的设计、药量计算、起爆方法和起爆技术，仅在装药结构、孔口封堵环节有所区别：
爆破机理：向炮眼中一定位置注入一定量的水，炮口用专业设备加工成的炮泥填塞。由于炮眼中有水，在水中传播的冲击波对水不可压缩，爆炸能量无损失地经过水传递到炮眼周边围岩中，这种无能量损失的力波十分有利于岩体破碎，此外，还会产生“水楔”效，更有利于岩体破碎，同时水又会大大降低粉尘对环境的污染。
测定围岩参数
爆破参数预设计
试爆破
确定爆破参数
爆破效果评判
结合围岩具体特征调整参数
调整爆破参数
不理想
钻爆作业
理想
装药结构及封堵：周边眼采用孔径不耦合装药法，利用空气达到间隔装药，导爆索连接，使光爆层内岩石被拉断形成贯穿裂缝及光爆面。掏槽眼及辅助眼内采用孔底或孔口注水，连续装药的装药方法，孔口采用炮泥填塞紧密。
⑵、钻爆设计原则
根据工程地质及现场施工条件，按照全断面法轮廓控制爆破设计。在炮眼深度3.3～3.5m不变的情况下，采用理论计算法、工程类比法与现场试爆相结合，确定各部位炮眼钻爆参数、注水长度与封口炮泥之比，分配各个炮眼装药量及装药结构，通过合理布孔、控制装药量和起爆爆炸力、起爆顺序等，得到设计要求的开挖轮廓面，从而减少超欠挖，减轻对围岩的破坏作用，达到爆后壁面圆顺、平整，缩短排查清除危岩的时间。同时节省炸药，控制单循环进尺在3.0m及以上，确保施工安全和加快施工进度，同时又能提高工程质量和降低成本。
⑶、钻爆设计
①、周边眼间距E、最小抵抗线W
周边眼间距E是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素，借助于经验公式E＝Ki×d，一般情况下E=(8～12)d（d为炮眼直径）；抵抗线W＝（1.0～1.5）E。本设计炮眼间距E为500mm，炮眼直径D为35mm，满足对E、W值的要求，施工过程根据爆破效果和具体岩层适当调整。
②、周边眼每米装药长度L、装药集中度q
I：L=2m2.8[δ]c/(V0×ρ0)1.4—L1.4
满足条件：每米装药长度L的精度达到0.005m即可
m——不耦合系数 m＝D/d＝35/25＝1.4
ρ0——炸药密度，采用2＃岩石炸药，ρ0＝0.95g/cm3
[δ]c——岩石抗压强度，弱风化灰岩，[δ]c＝140MPa=1400Kg/ cm3
V0——标准状态下，每克炸药生成气体的体积，查表取8000 cm3/g
Ⅱ：q＝（πd2/4）ρ0•L
＝π×3.22/4×0.95×0.0261＝0.2Kg/m
由于采用全断面一次爆破，符合2＃岩石炸药对装药集中度q值的经验值范围。
③、炮眼数量N的确定
炮眼数量计算根据下列公式计算：
N=S0/E+CS
=34.4/0.5+1.4×82.89=185(个)
S0——开挖面周长（m）
E——周边眼间距（m）
C——掏槽眼和扩大眼系数，中硬岩取1.4（m）
S——开挖隧道断面积（m2）
实践证明，该公式求得炮眼数量偏小，N取值在160～190个。
④、每循环装药量Q
Q=q•V
q——单位岩石炸药用量，由修正的普氏公式q=1.1K0(f/S)0.5计算求得q=1.1Kg/m3由于采用水压爆破，从而减少了炸药用量，通过现场实际爆破效果做对比分析结果节省炸药，q在此取0.9-1.2kg/m3为宜。
V——单循环爆破岩石体积（m3）
按此公式计算，Q=259.8Kg
⑷、各炮眼药量分配
围绕水压爆破关键技术，遵循药包对殉爆距离的要求，通过多个循环爆破效果对比分析，优化炮眼中上部注水长度与炮泥回填堵塞长度的最佳比例后，对各部位炮眼进行药量分配，掏槽眼及底眼采用大直径药卷，连续装药；辅助眼及内圈眼采用大直径药卷，连续装药，其装药量按照递减的原则进行分配；周边眼采用小直径药卷。
⑸、水袋安装
往炮眼中注水的方法采取普通塑料袋灌注水工艺，即利用自动灌水、自动封口的水袋封口机现场加工水袋，长度20cm/个，调整封口温度，以130～150℃为宜，要求水袋封口后不泄不漏、灌填饱满。
⑹、炮眼堵塞
每个作业面配1台炮泥机，现场加工炮泥，最小堵塞长度不小于30cm，要求堵塞密实，不能有空隙或间断。
⑺、爆破器材
炸药：采用2＃岩石销铵炸药，周边眼采用φ25mm小药卷，其它采用20cm长，直径φ32mm标准药卷，每卷0.15Kg炸药。
雷管：孔外采用火雷管引爆，连接件及孔内均采用非电毫秒雷管（1、3、5、7、9、11、13、15、17、19段），共10种段别。
导爆索：周边眼采用导爆索不耦合装药。
⑻、装药结构
掏槽眼和底眼连续装药。周边眼采用间隔不耦合装药结构，炮泥封口，装药结构见图4-3-2。

图4-3-2 爆破装药结构示意图

⑼、装药连线网路
装药时，每2人一组，分片按照钻爆设计图确定的装药量自上而下进行装药，起爆网路采用复式联结网路，每一簇即“一把握”，导爆管在自由端15cm以上处，安装2个引爆雷管，各簇导爆管在自由端10cm以上处安装2个引爆雷管，各联结均采用黑胶布包扎，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数相同；网路连接好后，要有专人负责检查。
⑽、炮眼布置原则
①、掏槽炮眼布置在开挖断面的中部采用直眼掏槽，炮眼方向在岩层层理或节理明显时，不得与其平行，呈一定角度并尽量与其垂直。
②、周边炮眼沿设计开挖轮廓线布置，以保证爆出的断面符合设计要求。
③、辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆下的石渣块度适合装渣的需要。
④、周边眼与辅助眼的眼底在同一垂直面上，以保证开挖面平整，但掏槽炮眼加深10-20cm。
⑤、炮眼布置数量视隧道开挖断面的大小和围岩情况而定。
⑾、钻 眼
钻眼作业应符合下列要求：
①、炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计。
②、当采用手持凿岩机钻眼时，掏槽眼眼口间距和眼底间距的允许误差为±5cm；辅助眼眼口间距允许误差为±10cm；周边眼眼口位置允许误差为±5cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。
③、当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度及装药量，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。
④、钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，对不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药。
⑤、采用手持凿岩机凿眼，当凿眼高度超过2.5m时应配备与开挖断面相适应的作业台架进行凿眼；钻孔作业应定人定岗，尤其是左右侧周边眼司钻工不宜变动。
⑥、当采用凿岩台车开挖时,对钻眼的要求,可根据台车的构造性能结合实际情况另行规定。
⑿、控制要点
①、采用光面爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于挖堀装载机装碴。
②、隧道开挖每个循环都要进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。并采用激光准直仪来控制开挖方向。
③、钻眼必须按设计指定的位置进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5cm，以便钻孔时的岩粉自然流出，周边眼外插角控制在3～4°以内。掏槽眼严禁互相打穿相交，眼底比其它炮眼深20cm。
④、装药前炮眼用高压风吹干净，检查炮眼数量。装药时专人分好段别，按爆破设计顺序装药，装药作业分组分片进行，定人定位，确保装药作业有序进行，防止雷管段别混乱，影响爆破效果。每眼装药后用炮泥堵塞。
⑤、起爆采用复式网络、非电起爆系统，联接时，每组控制在12根以内；联接雷管使用相同的段别，且使用低段别的雷管。雷管联接好后有专人检查，检查雷管的连接质量及是否有漏联的雷管，检查无误后起爆。
⑥、开挖中注意观察石质的变化情况及爆破效果，及时调整钻爆设计。
⑦、控制隧道底超欠挖，保证底面平顺。保持临时排水系统畅通，防止积水浸泡围岩。
⒀、光面爆破技术措施
为了取得理想的爆破效果，施工时，必须严格按照下列措施进行操作：
严密组织：光爆钻孔时，应由专人统一指挥协调，认真实行定人、定位、定机、定标准、定数量的岗位责任制。
测量定位：先由测量班在掌子面测出炮孔位置，并用十字线标定，钻孔过程中严格控制炮眼方向。
掏槽：全断面开挖时采用大直径中空直眼掏槽，台阶法开挖时采用复式楔形掏槽。掏槽眼炮孔超钻200～300mm，并加强装药。
钻孔：分区按顺序钻孔，刷帮压顶钻孔时，固定技术熟练的司机施钻，提高钻孔的速度和准确性。开口时慢慢推进，特别是要控制好周边炮眼的钻孔精度和外插角，达到定位准确，开挖轮廓平顺，炮孔末端齐整的要求。
清孔验孔：钻完一孔后及时进行清孔验孔，炮眼检查的标准为:“准、直、平、齐”；炮眼深度符合设计要求，各炮眼相互平行，孔底要落在同一平面上。炮眼验收合格后，清除孔内的碴粉，准备装药；对不合格的炮孔要坚持重钻。
装药联线：选用低爆速、低猛度、传爆性好、威力大的炸药，并与岩石的波阻抗相匹配的炸药。各类炮眼采用合理的装药系数，周边眼选用小直径药卷不耦合装药，事先将药卷按照设计间距固定在小竹片上，然后轻轻地送入孔内；掘进炮眼连续装药，掏槽眼药量要加强。炮孔采用机制炮泥堵塞，炮孔最小堵塞长度不得小于200mm，联线应确保内圈眼的爆破效果和周边眼同时或分段起爆。
爆破网络检查：装药联线完成后要对整个爆破网络进行全面检查，在确认整个网络无误后方可起爆。
不断优化爆破设计：每次钻爆完成后，技术人员与爆破人员一起检验爆破效果，主要检验石碴块度是否均匀、周边眼炮痕保留情况、炮眼利用率等，根据爆破效果及围岩实际情况，调整钻爆参数，以求取得更好光爆效果。Ⅳ级围岩光爆开挖炮眼布置见图4-3-4。
图4-3-4 Ⅳ级围岩光爆开挖炮眼布置图

Ⅴ级围岩采用微振动爆破技术以台阶方式钻爆掘进。
采用气腿凿岩机钻孔。为减小爆破对围岩的扰动，上部采用斜眼掏槽法，具体见图4-3-5。

图4-3-5 Ⅴ级围岩上半断面钻爆设计图

上部的顶板眼和下部的帮眼按光面爆破进行设计。目的是减少对围岩的爆破扰动，保持岩体的稳定性。
4.4 超前支护
西井隧道超前支护主要为φ42超前小导管支护及φ22砂浆锚杆支护和φ25超前自进式注浆锚杆支护，
⑴超前小导管支护
在开挖面画出开挖轮廓线，在轮廓线外，标出小导管的各个孔位。然后采用风动凿岩机按照设计外插角打孔，成孔后打入已加工好的小导管，并编号、孔口安装止浆塞。
注浆材料采用水泥砂浆，水泥浆的水灰比为1:1，注浆终压为0.5～1.0Mpa。注浆时，按照小导管编号的奇偶数由下而上间隔注浆。
以达到设计注浆压力或设计浆液数量作为终孔的标准。在小导管注浆施工前需进行压浆试验，以取得适合现场情况的注浆参数。
①钢花管制作
选用节长4.0m规格的钢管，加工成钢花管，即在管壁四周钻φ6mm的压浆孔，端部留1.0m不钻孔，钢管头均加工成锥形，以防管头顶弯或劈裂。
②施工步骤
设置中线和水平控制点，画出开挖廓线。用红油漆标出钻孔位，调试钻机位置。
施作小导管：用YT-28型风动钻机钻孔，钻进过程中随时测定钢管的偏斜度。注浆时将孔位编号，奇、偶数间隔注浆，以隧道中线为分界，从下至上为顺序。
施工准备
钻 孔
清 孔
安装小导管
工作面封闭
联结管路
压水试验
系统检查
注 浆
效果检查
结 束
管路泄露
工作面泄露
补 孔
小导管制作

管路紧固 工作面复喷

不满足

满足
图4-4-1 超前小导管预注浆施工工艺框图
⑵超前自进式注浆锚杆支护
自进式注浆钻进锚杆是将钻进，注浆，锚固功能合而为一的锚杆，能够保证在复杂地层条件下的锚固效果，具有可靠，高效，简便的特点。
(1)钻杆及锚杆合而为一，在风化岩，碎岩层，卵石层等不需套管护壁，即能形成锚孔，保证锚固与注浆效果。
(2)高效能的注浆，充填裂隙，固结岩体和土层，控制地下水，具有良好的注浆扩散半径及可靠的锚固质量。
(3)连续的螺纹使注浆钻进锚杆比光滑的钢管具有更强的粘结阻力。
1.