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隧道进洞及软岩施工作业指导书

2021-12-14 来源:乌哈旅游
隧道进洞及软岩段施工

作业指导书

隧道进洞及软岩段施工作业指导书

一、进洞施工原则

1、避免对原地层扰动,加强边仰坡防护。

2、台阶推进,机械配合人工开挖,必要时采用弱爆破。 3 、开挖化大为小,支护宁强勿弱。 4、轮廓稍大勿小,及早封闭成环。 5、稳扎稳打,岩变我变。

二、进洞施工前内业计算及控制测量放样

1、内业计算:必须进行竖向、纵向、横向三个方向的计算, 确定隧道洞口上下、左右、前后六个方向的位置及其内外轮廓的 形状和大小,然后绘图交底。

⑴ 向位置计算,即计算拱顶、起拱线、上导底、边墙底等 各部标高。 ⑵ 向位置计算,即计算边仰坡坡顶、拱顶、起拱线、墙底 等各处里程。 ⑶ 向位置的计算,即计算隧道中心的位置(隧中线) 、拱部 及墙部横向五寸台计算(开挖轮廓) 。

⑷ 坡横向尺寸的计算。

⑸ 行开挖、边仰坡防护、初期支护等参数的交底。 2、控制测量

⑴ 施工前平面控制网复测 施工前由设计院和业主技术部门进行现场交接测

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量控制桩 橛点,办理相关手续。开工前组织测量人员对交接的导线网点和 水准基点进行反复复核测量, 复核导线点的坐标和水准基点高程 的准确性,测量结果经过平差后与所交的控制点结果进行对比, 完全无误后作为施工用控制点。隧道每掘进 1km 及雨季前后各 进行洞内外导线控制点联测一次。

⑵ 平面控制附合导线测设

洞内布置双导线 ,形成闭合导线, 利用全站仪、 精密水准仪等 测量仪器,精确控制隧道施工。

洞口导线点位使用钢筋(钢筋顶上刻十字线)埋于洞口附近 坚固稳定的地面上, 并用混凝土固定桩位, 点与点之间通视良好。 点位布置完毕后,利用设计院交接的导线网 GPS 点(已知)作 基准点,以三维坐标法,使用全站仪引测附合导线上各点的精确 坐标值(并经平差) ,使用精密水准仪从高等级的 2 个 BM 点测 定导线上各点的准确高程(并经平差) 。水平角的观测正倒镜六 个测回中误差<±2.5 〃,每条附合导线长度必须往返观测各三次读 数,在允许值内取均值,导线全长闭合差w±

1/30000。

⑶ 高程控制 高程控制点的布设利用平面控制点的埋石作为高程控制点, 如特殊需要时进行加密, 加密的水准点精度不低于高程控制点的 精度,其布置形式为附合水准线路。精密水准点的复测采用

S1

等级水准仪对所交精密水准点进行复测,往返测量。观测精度符 合偶然误差土 2mm,全中误差土 4mm,往返闭合差w±8、丄/2 (L 为往返测段路线段长,以 km计)。两次观测误差超限时重测。 当重测结果与原测成果比较不超过限值时,取三次成果的平均 值。

⑷洞口测量

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根据隧道洞口的设计结构和洞口地形标高, 仰坡开挖边线的坐标和各桩中心坐标。

详细计算洞口边

利用附合导线与以上计算

坐标的相对关系,使用全站仪在地面上放出洞口边仰坡开挖轮廓 线,十米桩中心坐标点位,以放出的坐标点为中心放出开挖边线 桩,控制洞口边仰坡的开挖。 三、进洞施工方法

1、施工准备

⑴首先要做好施工准备工作:人员、机械、材料到位;完 成便道、风、水、电四通工作;认真审核施工图纸,确保各项技 术指标。

⑵ 在进洞前,进行地表加固,并且本着排水先行的原则, 将洞顶截水天沟施作完毕。

⑶ 所测地形断面,确定明暗交接里程,洞顶覆盖层以3~4m 为宜。 2、边仰坡开挖及防护

⑴ 边坡开挖按设计开挖,土质边仰坡采用挖掘机配合人工 的方式,石质边仰坡采用微震动爆破方式开挖;仰坡开挖降低地 面线至隧道拱顶标高,机械配合人工刷坡,刷坡时能人工开挖不 采用机械开挖,能少挖不多挖,避免扰动地层。

⑵ 开挖后,及时进行喷、锚、网联合支护。支护参数:锚

杆采用①22螺纹钢,L=2.5m,间距2m,梅花形布置;钢筋网采 用①8圆钢,网格间距为

20cm X20cm ;喷砼采用 C20号,厚

8~10cm ;必要时采用 75# 浆砌片石对边仰坡进行加固。

3、小导管及套拱施工

⑴ 超前小导管支护,小导管采用巾42 X4mm热扎无缝钢管, 节长3.5〜5m,搭接长度 1.5m,环向间距 30m,打设夹角为 5~7 °。钢管上按50cm梅

3

花形间距钻 2〜4mm的小孔,打设后 并在钢管中注水泥、 水玻璃浆液, 配合比为水泥: 水玻璃 =1 :0.5, 水灰比为0.7〜0.9,水玻璃模数 m=3,波美度Be=35,注浆初 压 0.5 〜1mPa,终压 2 〜2.5mPa。

⑵ 进行套拱明挖,将开挖面降至洞身上导底脚标高,同时 预留核心土,施作套拱。套拱参数: I20 型钢钢架,间距 80〜 100cm,巾22连接筋,间距1.0m ;浇注C25砼厚40cm。不对 称地段,先进行洞碴反填,左右侧拱脚必要是增设托梁,每榀钢 架两拱脚增设4根巾22 , L=4.0m,下倾角8。锁脚锚杆,托梁采 用 C20 钢筋喷砼。

4、上导套拱施工结束后,上导在超前支护的保护下预留核心

土进行开挖,核心长度不小于 1.5m ,土质采用人工风镐开挖, 若遇石质采用微震爆破。一次开挖进尺

40〜60cm。必要时对开

挖面采用厚3〜5cm的C20喷砼及时封闭,。

5 、初期支护,上导拱部按设计打设锚杆,并增设定位锚杆, 型钢拱架在洞外按设计加工成型,在初喷砼之后进行安装,与定 位锚杆焊在一起,连成整体。拱架间设连接筋,安设钢架时将拱 脚放在牢固的基础上,并进行对中线、标高的测量,保证拱架按 设计尺寸架设到位。钢架间以湿喷纤维混凝土填充密实。

6、 上导开挖支护 5〜 8m 后,进行明洞中导坑拉槽, 开挖挖至 隧道明暗交接处,将开挖到位的边坡按设计要求进行喷、锚、网 联合支护。

7、 中导坑左右拱脚间隔开挖,注意不可同时开挖,使一个开 挖断面处围岩所暴露的面积减到最小。开挖后及时进行锚杆、拱 架、喷射纤维混凝土施工。

8、 开挖明洞下导,拉槽至明暗交接处,按设计要求对边坡进 行喷、锚、网联合支护。

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9、 进行暗洞下导边墙施工,间隔开挖,及时支护,并将套拱 接至下导,将套拱施工完毕。

10、 适时施工仰拱铺底,及时形成闭合环。 进洞施工作业程序框图见附图 1 。 四、施工注意事项

1、导坑开挖进行爆破作业时,要反复检查支护的安全可靠 性,然后进行弱爆破、布眼方式以楔形松动为主。

2 、边墙开挖必须前后错开施工,距离不小于 围岩很差时分两层开挖支护。

3、核心土开挖必须采用控制爆破,环形开挖空间较小时, 核心土开挖完毕补设锁脚锚杆。

4、施工中认真做好围岩量测工作,及时进行信息反馈,指 导修改施工参数。 五、软弱围岩段施工方法 采用上弧导预留核心土环形开挖,中下导侧壁导坑开挖,三 台阶流水作业法施工。 上导弧形导坑及侧壁导坑开挖以人工风镐 配合 CAT320 挖掘机开挖为主, 辅以弱爆破; 开挖后及时封闭掌 子面,并施做初期支护;上中导台阶长度要尽可能缩小,一般在 3〜5m,下导台阶长度15m左右;上导出碴由 320挖掘机扒碴 至下半断面后 ,装入自卸汽车运走 ,下半断面出碴人工配合 ,核心 土开挖采用控制爆破;仰拱开挖后及时施做仰拱及填充。

软弱围岩段施工程序框图图见图 2。

六、软岩地段控制爆破设计 软弱围岩控制爆破设计:拱部采用光面爆破,边墙采预裂爆 破,核心土及中槽采用控制爆破,掏槽采用抛掷爆破。尽可能地 减轻爆破对围岩的扰动, 减轻振动强度, 维护围岩自身的稳定性, 使隧道轮廓成形良好。

1.85m ,墙部

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1 、周边眼布置

软岩地段拱部采用光面爆破, 由于岩面的自重有助于周边眼

最后起爆时岩面沿周边眼开裂,不仅保证了爆破效果,而且对降 低周边眼的振动强度较为有利。中导及下导边墙采用预裂爆破, 即首先沿周边轮廓形成预裂缝,有利于保护围岩稳定。当围岩过 于软弱,自稳时间很短时,周边眼均应采用预裂爆破。

2、隧道爆破掏槽爆破的振动强度最大,因此在软弱围岩中爆 破开挖从减小掏槽眼爆破的振动强度,维护围岩稳定为出发点, 宜选楔型掏槽,在雷管段别数足够的条件下,掏槽部分的岩体应 分部地进行爆破,且使掏槽的单段药量减小,以确保掏槽、减振 效果。

3、爆破器材

⑴ 炸药 软弱围岩的抗拉强度,声阻抗系数较小,在周边眼爆破时, 为了充分发挥炸药的最大效率和减少对围岩的破坏, 应选用低爆 速炸药, 其它眼根据有无水的情况选用标准的硝铵炸药或乳化炸 药。

⑵ 雷管

为满足大断面爆破减振的要求(间隔时差的要求) ,雷管应 有足够的段数,必要时可进行进孔外延期。

4、段间隔差 由于在软弱围岩中爆破,振动频率较低,为避免振动强度的 叠加作

用,雷管跳段使用,段间隔时差控制在

75〜100ms范围

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内为宜。

5、循环进尺

根据地质状况,支护状况和进度安排,进尺控制在 左右。

6、底板眼爆破

根据有关试验数据(底板眼一次齐爆,其振动效应仅次于掏 槽眼,故底板眼应分成多段起爆,减少同时起爆的药量,从而减 小底板眼爆破产生的振动效应。

7、起爆顺序

光面爆破时, 从掏槽眼开始, 一层一层从截面中心往外进行, 最后是周边眼爆破。预裂爆破时,先周边预裂后掏槽,然后为扩 槽眼、掘进眼、 二台眼、内圈眼、 底眼。布置雷管段号时应注意:

① 合理的段间隔时间(75〜100ms范围内)。 ② 同一炮眼的装药量应小于最大单段的允许装药量。 ③

前一段的起爆要尽量为后段爆破创造良好的临空面。

0.6〜1m

8、爆破参数的选定

先根据经验拟定爆破参数,再通过现场试验修正确定 ⑴ 眼深 L 以循环进尺为眼深,掏槽眼加深

10〜20%

⑵ 炮眼数目 N 可根据下式计算: N=KS/ ( nr )

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式中: K—单位炸药消耗量 S—开挖段面积 R—炸药浅眼药密度

Kg/m3 (见表 1 ) m2 Kg/m

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表1软弱围岩爆破炸药单耗取值

地质条件 软弱围岩 开挖方法 拱部光爆 短台阶 炸药类型 岩石硝铵 岩石硝铵 ⑶ 炮眼布置,先布置掏槽眼、周边眼,然后底板眼、内圈 眼、二台眼,最后布置掘进眼,内圈眼密于掘进眼, 稀于周边眼, 间距为周边眼的1.5倍左右,抵抗线为间距的

周边眼参考经验计算式: 间

距:E= (8〜12) d

(d为炮眼直径)

0.7倍左右。

抵抗线:W= (1.0〜1.5 ) E 装药集中度:q=0.04〜0.19Kg/m ⑷一次齐爆总药量计算

Q=ksL

式中;L—炮眼深度(m) ⑸单眼装药量计算

A、 周边眼可参照光面爆破进行计算; B、 其它各部炮眼药量: q=kawl入

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式中:a —炮眼间距m;

w—炮眼爆破方向的抵抗线 m ; 入一炮眼所在部位系数(见表 2)

表2 炮眼部位系数

掘进 眼槽 侧 掏槽 炮 眼 炮眼 部 位 入 扩槽 掘进 眼槽 下 掘进 眼槽 上 内圈眼 二台 眼 底板 眼 2.0〜 3.0 1.5〜 2.0 1.0〜 1.2 1.0 0.8〜 1.0 1.2〜 1.5 1.5〜 2.0 O O 00 9 = o O 00 ⑹装药结构

A:周边眼装药结构采用 3种形式:比较破碎软弱的岩层采 用双导爆线;软弱岩层,采用竹片、传爆线,小直径药卷装药, 底药适当加强;较为完整的软弱围岩,采用专用小直径光爆炸药 的连续装结构。炮眼均堵塞炮泥。

B :其它均彩连续装药,炮泥堵在与装药相连的部位。

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形成七步开挖作业法 进洞施工作业程序框图(图 1)

软弱围岩段施工程序框图图(图 2)

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