隧道洞身開挖施工工藝設計

1、 隧道體開挖施工技術根據地質條件采用明挖法。地下開挖段的施工是按照新奧法原理組織的。施工方法根據工程地質和水文地質條件、開挖斷面尺寸、襯砌類型、埋藏深度、隧道長度、工期要求和環(huán)境約束條件確定。本標段隧道為雙車道隧道。主洞主體二級圍巖采用全斷面法，三級圍巖采用階梯法施工，級圍巖采用三級法施工（土剖面采用三步臨時倒置法）。 ），V級圍巖深埋段施工采用三步臨時水平支撐（臨時倒拱）法，V級圍巖施工采用三步臨時倒拱法圍巖土層、斷層斷裂帶、偏斜帶、淺埋段。施工期間要加強地質超前預報，提前采取各種開挖方法和支護措施。 II、III級圍巖開挖采用光面爆破，IV、V級圍巖開挖采用預裂爆破法或光面爆破。人工開挖與

2、機械開挖相結合，嚴格控制超挖和欠挖。1、全斷面法構建全斷面法采用多功能工作臺車，手持風鉆鉆孔，楔形開槽，塑料雷管采用非電起爆系統(tǒng)。全斷面開挖法施工流程示意圖如下圖所示：施工步驟：1全斷面開挖 2初期支護 3全斷面二次襯砌全截面法施工圖2.階梯建設階梯法開挖（或加臨時倒拱）采用多功能操作臺車配合風鉆鉆孔。挖掘機用于清除上臺階上的道碴，裝載機用于將道碴裝載到臺階下，道碴采用無軌運輸方式運輸。分步法（或加臨時倒拱）施工建議見下一頁。階梯法施工過程示意圖（或加臨時倒拱）施工工藝：1）段采用弱爆破開挖； 段外圍初支：初噴混凝土，鋪設鋼筋網，架設鋼架（設置地腳螺栓），再噴混凝土至鉆出徑向螺栓的位置。設計厚

3、度；應用下一個高級支持周期（僅適用于高級支持的情況）；2）搭設底部臨時橫撐（此步驟僅適用于階梯法加臨時橫撐）；3）弱爆破開挖部分；邊墻初支：初噴混凝土，鋪設鋼筋網，架設鋼架（設置錨管或錨桿），徑向錨桿鉆孔至設計厚度后重新噴涂混凝土；4）弱爆破開挖段；隧道底部噴射混凝土（僅適用于在仰拱底部設計噴射混凝土時），必要時在墻腳設置臨時橫向支撐（圖中未顯示）。三、三步建設施工順序：前期支護上臺階開挖上臺階初支中臺階初支中臺階初支下臺階開挖下臺階初支倒拱開挖 倒拱和填充 拱墻內襯。開挖方法：巖石段用多功能工作臺風動鑿巖機鉆孔；黃土斷面采用人工開挖，輔以銑挖設備，必要時采用風鉆進行弱爆破。施工時先開挖上臺階

4、，開挖到一定長度后再開挖中臺階和下臺階，做到上、中、下臺階同時施工，及時進行支護并封閉成一個環(huán)。搭建步驟見下頁“三步法搭建流程圖”。-超前支護； 2-上臺階開挖； -上臺階初期支護； 4-中臺階開挖-中臺階初期支護； 6-下臺階開挖； -下臺階初期支護； 8-隧底開挖及支護；-仰拱混凝土； -填充混凝土； -拱墻襯砌混凝土246246仰拱棧橋58m612m58m三步法施工過程示意圖4、三步預留芯土施工施工順序：前期支護上臺階開挖上臺階初支上臺階芯土開挖、中臺階左側開挖中臺階左側初支上臺階開挖中間臺階右側中間臺階右側 側初支中臺心土開挖，下臺左開挖下臺左初支下臺右開挖下臺右初支下臺芯土開挖倒拱開

5、挖、初支倒拱、填筑拱墻襯砌。開挖方法：巖石段用多功能工作臺風動鑿巖機鉆孔；黃土斷面采用人工開挖，輔以銑挖設備，必要時采用風鉆進行弱爆破。施工時先開挖上臺階，開挖到一定長度后再開挖中臺階和下臺階，做到上、中、下臺階同時施工，及時進行支護并封閉成一個環(huán)。施工順序見三步保留巖心土法施工過程示意圖。三步預留芯土法施工過程示意圖5、三步臨時倒拱施工施工順序：先行支護上臺階開挖上臺階支護、臨時倒拱中臺階開挖臨時倒拱拆除、中臺階支護下臺階開挖下臺階支護、臨時倒拱倒拱開挖、支護拆除臨時倒拱倒拱、填筑拱墻襯砌。開挖方法：人工開挖，輔以銑挖設備，必要時用氣鉆進行弱爆破，臺階長度3-5m；作業(yè)時應使用臨時鋼架橫撐；

6、測量要及時跟進，及時分析反饋，指導施工。施工步驟見三步臨時倒拱法施工工藝示意圖 。-超前支護； 2-上臺階開挖； -支護、臨時鋼架； 4-中臺階開挖；-拆除臨時仰拱、支護； 6-下臺階開挖； -支護、臨時鋼架； 8-隧底開挖、支護-拆除臨時仰拱 -仰拱、填充； -拱墻襯砌246246仰拱棧橋35m610m35m88階梯式臨時倒拱法施工過程示意圖6、雙側壁導坑施工開挖采用雙側壁導坑法，按照“弱爆破、短進尺、強支撐、早封、勤測量”的原則進行施工。下頁顯示了雙側墻先導坑法的施工。雙側墻導坑施工過程示意圖施工工藝：1）弱爆破開挖第1部分；噴8cm厚的混凝土密封面（如有必要）；第1部分導坑周圍進行初支和

7、臨時支護，即先噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網，架設主支段鋼架和I18臨時鋼架，設置鎖緊錨管道;安裝I18橫撐；鉆徑向螺栓，然后將混凝土重新噴射到設計厚度；圍繞先導坑支撐的第一部分構建下一個周期的推進。2）在第一部分后方一段距離后，弱爆破開挖部分；噴8cm厚的混凝土密封面（如有必要）；先在試驗坑周圍噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網；延長鋼架和I18臨時鋼架，設置腳踏鎖緊錨管；徑向錨桿鉆孔后，重新噴涂混凝土至設計厚度，將側壁導坑封閉成環(huán)形。3 ）在部分后方一定距離后，弱爆破開挖部分，并在引坑周圍進行下一輪初支、臨時支護和高級支護。步驟和步驟同1 。4 ）在段后一段距離后，段進行弱爆破開挖，作為引坑周邊的

8、初始支護和臨時支護。步驟和步驟同2。5 ）弱爆破開挖；噴涂8cm厚混凝土封閉面；先在引坑周圍噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網，架設拱架鋼架，鉆孔徑向錨桿，再噴混凝土至設計厚度。6 ) 部分后一段距離后，弱爆破開挖部分。7 ）在部分后方一定距離后，對部分進行弱爆破開挖。8 ) 在段后面一定距離后，弱爆破開挖段。9 ）在部分后方一定距離后，弱爆破開挖部分；隧道底部周邊部分先噴4cm厚混凝土，架設倒拱鋼架，將整個襯砌鋼架密封成環(huán)。7、正孔鉆爆設計1) 參數(shù)選擇隧道表面光滑。光面爆破從綜合地質條件、開挖斷面、開挖進尺和爆破設備的合理選擇等方面進行設計。使用乳化炸藥，塑料起爆管非電起爆，毫秒微分起爆有序，激

9、振針起爆。鉆爆設計根據爆破效果，不斷優(yōu)化爆破參數(shù)。光面爆破的參數(shù)，如周邊眼距（E ） 、最小阻力線（W）、相對距離（ E/W ）和裝藥濃度（ q）等，通過工程類比或爆破漏斗確定。接縫成型測試。在無條件測試中，可以選擇以下參數(shù)。隧道入口附近爆破施工應嚴格控制單段裝藥量，降低振動速度，確保周邊房屋及其他構筑物安全。光面爆破參數(shù)范圍 巖石類型飽和單軸抗壓極限強度 R b ( MPa a )電荷解耦系數(shù) D周邊眼距E (厘米)周邊眼阻力最小線寬（厘米）相對距離E/ W外周眼藥水濃度q(kg/m)硬石 601.2到1.5。55至7070至850.8至1.00.30至0.35中等硬度的巖石30到601.5

10、0至2.0045至6060至750.8至1.00.20至0.30軟巖 302.00至2.5030到5040到600.5至0.80.07至0.15注：1）表中所列參數(shù)適用于炮孔深度1.04.0m，炮孔直徑4050mm，卷徑2025mm。2）斷面較小或圍巖軟弱或破碎，或曲線、折線開挖成型要求較高時，周邊眼距E取較小值。3）周邊眼阻力線的W值總則大于周邊眼距的E值。當軟巖取較小的 E 值時，W 值適當增大。4）E/W：軟巖取小值，硬巖小斷面取大值。(1) 切割孔Q1=L r式中： 炮孔裝藥系數(shù)，取= 0.9 ； L鉆孔深度，LIII=3.2m，LIV=2.2m，LV=1.1m； r每米長度的炸藥量，

11、r = 0.78 kg/m計算后QIII=2.24kg，取2.2kg QIV，V=1.54kg，取1.5kg QV=1.19kg，取1.1kg(2) 輔助孔QIII=L r=0.8 3.1 0.78= 1.93 kg取QIII=1.9 kgQIV, V=L r=0.8 2.1 0.78= 1.31 kg服用QIV，V=1.3kgQIV, V=L r=0 。 71.6 0.78= 0.87 kg取QIV，V=0.9kg(3) 爆光孔通常為輔助孔的1/31/4，取QIII=0.6，QIV，V=0.4kg，QV=0.3kg輔助眼裝藥從增加循環(huán)進尺、減少投擲量、降低炸藥單耗等方面采用氣柱裝藥。底部眼電

12、荷是指輔助眼電荷排列。收費安排如下圖所示。氣柱充電結構示意圖外圍眼裝藥量及裝藥布置：由于隧道使用1#巖石乳化炸藥，現(xiàn)場施工的裝藥情況應在中間分開。采用空氣間隔裝藥，裝藥排列如下圖所示?？諝忾g隔裝藥結構示意圖2）施工工藝與方法光面爆破施工工藝流程圖如下圖所示。(1) 測量測量是控制開挖剖面精度的關鍵。在每個循環(huán)中，測量技術人員在隧道工作面上標出開挖輪廓和爆破孔的位置，并在直段安裝激光導引器，以減少測量時間，保證開挖輪廓的準確性。( 2) 鉆孔使用YT28氣槍鉆孔，按以下要求鉆孔。a) 根據炮孔布置正確的孔對線和鉆孔；b) 下切眼比其他眼深10cm，睜眼距離和眼底距離誤差不大于5cm；c) 輔助眼

13、孔的行距和線距誤差不得超過10cm，周邊眼孔位置誤差不得超過5cm，眼底不得超過開挖斷面輪廓線15cm；d) 外眼位置在設計斷面輪廓線上，外插角度要嚴格控制，外斜度不大于5cm/m；e) 開挖面不平整度較大時，根據實際情況調整炮孔深度，力爭使所有炮孔（底切孔除外）底部在同一垂直平面上；f) 鉆孔完成后，根據炮孔布置圖進行檢查。如果有不符合要求的炮眼，重新鉆孔，檢查合格后才能引爆裝藥。光面爆破設計測量放線臺車或臺架就位鉆 孔鉆孔質量驗收裝藥與堵塞連接起爆網路起 爆通 風危石處理清理鉆孔裝藥計算與裝藥結構爆破器材準備爆破網路檢查設置警戒準備塞材料光面爆破效果與質量檢查光面爆破施工工藝流程圖( 3)

14、 清孔費清孔 25鋼管輸入高壓空氣，將孔內的殘渣、泥漿吹出，進行清孔。裝藥按從上到下的順序裝入，雷管應分段放置。外圍孔內裝藥量小，采用小直徑線圈分隔裝藥，線圈用竹片固定，用導爆索和非電毫秒雷管起爆；輔助孔和切割孔采用連續(xù)裝藥，采用非電毫秒雷管。起爆。( 4) 堵塞根據爆破設計裝藥，擋泥60厘米。在所有的爆破孔都充電后，引爆線。( 5)連接引爆網絡為保證起爆準確可靠，采用雙網塑料雷管助推雷管，即每個助推雷管使用2發(fā)。連接時雷管不打結或變??；每簇連接的雷管數(shù)量基本相同，不超過20個。助推雷管用黑色膠帶包裹。聯(lián)網后會由專人檢查驗收，無誤后才能引爆。網絡連接如下圖所示。ABA詳圖B詳圖激發(fā)針引爆導爆管

15、導爆管雷管爆破網絡連接圖3）光爆效果評價( 1) 光面爆破或預裂爆破中，硬巖不低于80%，中硬巖不低于60%，炮孔痕跡保存率應均勻分布在開挖等高面上。檢驗數(shù)量：施工單位每開挖周期檢驗一次。檢查方法：觀察和目測鉆爆設計資料上炮孔痕跡的保存率。( 2)隧道開挖斷面允許超挖值及檢驗方法如下表。各級圍巖允許過度挖掘圍巖水平挖掘現(xiàn)場五六檢測次數(shù)檢測方法拱平均線性過度挖掘 10平均線性過度挖掘 15平均線性過度挖掘 10每次挖掘循環(huán)檢查一節(jié)激光輪廓儀和全站儀測量周圍輪廓，繪制橫截面圖并檢查設計橫截面最大超采值 20最大超級挖礦價值 25最大超采值 15側壁平均 10平均 10平均 104) 平滑爆破設計（一）爆破