1、隧道洞身开挖工程施工方案 编 制： 审 核： 批 准: 目 录1.编制依据42.编制原则43.工程概况53.1工程简介53.2工程地形、气候、地质条件5 3.3主要设计技术指标.74施工计划75机械设备及人员配备75.1劳动力安排75.2机械设备配制86施工工艺96.1洞身开挖方法及作业程序106.2洞身开挖作业程序106.3隧道开挖钻爆226.4开挖施工256.5微震爆破266.6浅埋段开挖施工277.隧道出碴278.质量检验288.1主控项目288.2一般项目289.质量保证措施299.1质量保证措施299.2洞挖工程质量控制2910.保证安全的主要措施3111.防火、危爆物品管理措施33
2、12.文明施工3313.环境保护3413.1城市生态3413.2水体保护3413.3噪声3513.4振动3513.5大气污染361. 编制依据1、重庆渝北至长寿高速公路（渝长高速公路扩能）YCTJ3合同段施工合同。2、重庆渝北至长寿高速公路（渝长高速公路扩能）YCTJ3合同段两阶段施工设计图纸。3、重庆渝北至长寿高速公路（渝长高速公路扩能）YCTJ3合同段隧道总体施工方案。4、国家和交通部现行有关标准、规范、规程、办法等，主要有：（1）公路工程质量检验评定标准（土建工程）（JTG F80/1-2004）（2）公路工程施工安全技术规程（JTG F90-2015）（3）公路隧道施工技术规范（JTG
3、 F60-2009） （4）公路隧道施工技术细则（JTG/T F60-2009）（5）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB 50086-2015）5、重庆北新渝长高速公路建设有限公司北新渝长高速公路施工标准化指南。2.编制原则隧道洞口开挖施工方案根据隧道所处地理位置、地形条件，选择适宜的方法进行施工；采用新技术、新设备、新方案，做到适用性和先进性相结合，进行技术经济方案的比选，选择最优方案施工；提高施工机械化水平，提高劳动生产率，加快施工进度，确保工程质量。总结经验教训，不断的提高隧道工程洞口开挖的施工质量。洞口施工方案除应符合相关施工规范外，尚应符合环境保护和劳动卫生有关法律、法规的要求。3.工
4、程概况3.1工程简介明月山隧道左线长2313m，右线长2292m，为长隧道。其中，本合同段施工左线长度为1420m，施工右线长度为1404.4m，以IV、V级围岩为主，有瓦斯、采空区和岩溶等不良地质，地质较差。隧道建筑限界：主洞14.755m，紧急停车带17.755m，车行横通道6.55m，人行横通道2.02.5m。3.2工程地形、气候、地质条件1、 地形地貌及气象条件明月山隧道属构造剥蚀丘陵低山地貌及溶蚀峰丛洼地地貌，区内植被发育，纵向坡度较大，陡坎林立，坡体上部为薄层残坡积粉质粘土覆盖。进口段属构造剥蚀丘陵低山地貌，处于剥蚀山前沟侧斜坡地带，自然坡角约2030，坡向约250，基岩零星出露，
5、地表覆盖粉质粘土，灌木发育，高程为298.00536.00m，地层为泥岩、页岩、砂岩。洞身段为属溶蚀峰丛洼地地貌，隧道横穿明月峡背斜形成的背斜山，背斜核部由三叠系下统嘉陵江组碳酸盐岩组成，标高一般在300550m，最高标高565m；近轴部由三叠系下统嘉陵江组、中统雷口坡组碳酸盐岩构成岩溶槽谷，标高一般在260510m；翼部由须家河组碎屑岩构成“屏障式”列峰山岭顺向斜坡，标高一般在300550m，坡角2068。调查区整体上呈“一山三岭夹两槽”或“一山两岭夹一槽”的地貌景观，溶槽平面形态呈“Y”字形，槽谷宽约90280m，多以丘包、洼地地貌为主，沿背斜呈南北向分布，高差大多在100m左右，高程为4
6、35.00536.00m，地层为白云岩、灰岩。出口段属构造剥蚀丘陵低山地貌，位于剥蚀山前沟侧斜坡地带，自然坡角约2030，坡向约115，地表覆盖粉质粘土，杂木、灌木发育，高程为253.00621.00m，地层为泥岩、页岩、砂岩。2、 工程地质条件1、褶皱隧道穿越的构造为明月峡背斜，该背斜南起巴县永兴场以南，北经方斗山、许家槽。轴向北1030东，南端由于南北向构造的局部归并为南北轴向，并向南倾伏，倾伏角约510。为一扭转狭长之不对称背斜，以中部老张关至拣青场一带较明显，西翼5570，东翼3055，南部永兴场、隆兴场一带两翼近对称。拟建隧道于NK5+356附近穿越背斜核部，西翼产状28966，东翼
7、产状13270。2、裂隙隧道进口主要发育两组裂隙：21652，裂面平直，张开13mm，间距0.52.0m，延伸25m；3580，裂面平直，张开15mm，间距1.02.0m，延伸14m。隧道洞身段植被较发育，在背斜两翼T3xj 砂岩中测得两组裂隙：34105985，裂面平直，张开13mm，局部有少量粘性土充填，间距0.52.0m，可见长25m。1802146087，裂面平直，张开15mm，局部有少量粘性土充填，间距1.02.0m，可见长14m。在T2l白云岩中量得两组裂隙：35082，裂面起伏，张开520mm，局部有泥钙质物充填，间距0.51.5m，可见长14m；26080，裂面平整，宽315m
8、m，局部有泥钙质物充填，间距0.52.0m，可见长24m。岩溶多沿这两组裂隙面发育，与层面交汇处岩溶较发育。隧道出口段主要发育两组裂隙：29652，裂面平整，张开13mm，发育间距0.51.0m，可见长13m，局部泥质充填；3779，裂面平整，张开15mm，发育间距1.02.0m，可见长13m，局部泥质充填。3.3主要设计技术指标公路等级：高速公路；设计车速：100km/h；行车道数：公路为双向6车道； 净空标准：5.0m；4施工计划明月山隧道右侧开挖施工计划：2017年6月至2018年9月明月山隧道左侧开挖施工计划：2017年7月至2018年10月5机械设备及人员配备5.1劳动力安排每个隧道
9、洞身开挖设专职管理人员2人，负责全队的现场管理、技术管理及日常事务，下设2个工班，施工高峰期可适当增加劳动力。注：下表所提供劳动力为每个隧道洞身开挖每个工班施工所需劳动力，所需人员和机械均在下表中列出。劳动力安排表序号工班名称劳动力安排承担任务1开挖工班10人负责洞身开挖，配合挖掘机扒碴，修整壁面及工作面钻孔爆破工作。2风水电保障工2人负责洞内外水电的保障维修与检查、洞内排水工作3运输工班6人出碴、卸碴、配合挖掘机或装载机装碴以及材料运输4测量工班2人负责开挖炮眼的布置、围岩量测5安全员1人负责洞内外安全6管理人员1人负责全队的现场管理合计225.2机械设备配制机械设备配套从隧道工程特点出发，
10、本着既要与施工方法相匹配，又能满足施工需要的原则，结合质量工期要求，做到既先进，又经济，合理配备。同时，还充分考虑设备的完好率和出勤率，拟投入本标段每座隧道洞身开挖施工的主要机械设备见下表。隧道单洞洞身开挖主要施工机械设备配置表序号设备名称规格型号单位数量1挖掘机小松220-8台12装载机工ZL50CN台13风动凿岩机YT-28台14风镐G10A台85整体式隧道衬砌台车12米液压台16自卸汽车红岩台27空压机康普斯24m3/min台28发电机飞鸿500GF/400kw台19锚杆钻机永煤MQT130台56施工工艺隧道断面开挖施工工艺流程图超前地质预报判定围岩级别钻爆设计钻爆作业超前预支护通风、排
11、危开挖断面检测是否需要超前预支护初期支护是否 进入下一循环出碴运输6.1洞身开挖方法及作业程序洞身开挖方法详见表 “隧道开挖方法表”。主要隧道开挖方法表围岩级别开挖方法III级深埋段上、下台阶法IV级小净距深埋段先行洞、分离式深埋段、车行横通道交叉口段环形导坑留核心土法V级紧急停车带段双侧壁导坑法V级深埋段、瓦斯段中隔壁法（C D法)V级浅埋段双侧壁导坑法6.2洞身开挖作业程序1、 隧道V级围岩紧急停车带段、V级围岩浅埋段采用双侧壁导坑法施工；即左线K6+426K6+492、K7+040K7+155；右线K6+334K6+400、K7+040K7+139.4，见“双侧壁导坑法施工工艺流程框图及
12、施工工序图”双侧壁导坑法施工工艺流程框图双侧壁导坑法施工工序图1） 中夹岩侧导坑上台阶开挖；2）中夹岩侧导坑上台阶初期（临时）支护，安装钢架；3）中夹岩侧导坑下台阶开挖；4）中夹岩侧导坑下台阶初期（临时）支护，接长钢架。仰拱初期支护，导坑钢架形成封闭圈；5）另侧导坑上台阶开挖；6）另侧导坑上台阶初期（临时）支护，安装钢架；7）另侧导坑下台阶开挖；8）另侧导坑下台阶初期（临时）支护，接长钢架。仰拱初期支护，导坑钢架形成封闭圈；9）中隔墙上台阶开挖；10）中隔墙拱部初期支护，拱部钢架形成封闭；11）中隔墙下台阶开挖；12）仰拱初期支护，钢架封闭成环，拆除中隔墙临时支护；13）仰拱二次衬砌浇筑；14
13、）拱墙混凝土全周浇筑。2、 隧道V级围岩深埋段、瓦斯段采用中隔壁法施工；即左线：K5+875K5+930、K6+180K6+215、K6+280K6+330、K6+400K6+426、K6+492K7+040，右线：K5+825K5+880、K6+135K6+175、K6+245K6+280、K6+400K7+040，详细见下“中隔壁法施工工艺流程框图及施工工序图”中隔壁法施工工艺流程框图1）中夹岩侧导坑上台阶开挖；2）中夹岩侧上台阶初期（临时）支护，安装钢架；3）中夹岩侧导坑下台阶开挖；4）中夹岩侧导坑下台阶初期（临时）支护，接长钢架；5）中夹岩侧导坑仰拱初期支护，导坑钢架形成封闭圈；6）中
14、夹岩侧导坑仰拱浇筑；7）另侧导坑上台阶开挖；8）另侧上台阶初期（临时）支护，安装钢架；9）另侧导坑下台阶开挖；10）另侧导坑下台阶初期（临时）支护，接长钢架；11）另侧导坑仰拱初期支护，导坑钢架形成封闭圈；12）另侧导坑仰拱浇筑；13）拱墙混凝土全周浇筑。CD法施工控制要点上导坑、部的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距,下导坑、部的开挖可依据地质情况适当加大。导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。3、三台阶七步开挖法本标段适应此工法段为级围岩车行横通道交叉口段、级围岩分离式隧道深埋段、级围岩瓦斯段、围岩小净距隧道深埋段先行洞。左线K
15、5+785K5+875、K5+930K6+180、K6+215K6+280、K6+330K6+400；右线K5+735K5+825、K5+880K6+135、K6+175K6+245、K6+280K6+334段为级围岩深埋段，采用三台阶七步开挖法。详细见下“三台阶七步法施工工艺流程框图及施工工序图”三台阶七步开挖法施工工艺流程图三台阶七步开挖法施工序图1） 施工准备；2）超前地质预报；3）拱部超前支护；4）弧形导坑开挖；5）施作弧形导坑初期支护；6）中台阶错开开挖；7）施作中台阶初期支护；8）下台阶错开开挖；9）施作下台阶初期支护；10）上中下预留核心土开挖；11）分布施作上中下预留核心土初期
16、支护；12）浇筑该段内部仰拱及隧底填充；13）浇筑部二次衬砌；14）监控量测；15）下一循环施工。三台阶七步法施工要点1）开挖方式均采用弱爆破或人工开挖。爆破时严格控制炮眼深度及装药量。2）导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排等适当调整。3）工序变化处之钢架应设锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。4）钢架之间纵向链接钢筋应及时施作并连接牢固。5）各步开挖循环进尺控制在1.01.5m，预留核心土的长度在35m为宜。6）每循环开挖进尺一次，当掌子面不稳定时喷10cm厚C20混凝土封闭。7）应注意开挖过程中初期支护结构及核心土的稳定，必要时利用核心土体加设全断面环形临时支撑。8）喷射混凝土强度
17、达到设计值的70%以上时再进行下一步开挖。9）复合式衬砌段在施工时，须按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，根据监控量测的结果进行分析，确定浇筑二次衬砌的时机及调整支护参数。11）对于左右洞净距小于30m的段落，应分超前洞和后续洞施工，超前洞可采用本工法，两洞开挖掌子面距离不小于50m，严禁两洞平行爆破作业。4、上下台阶法（1）使用范围 本标段适应此工法段为III级围岩分离式隧道段和III级围岩车行横通道交叉口段。左线K5+735K5+785为III级围岩深埋段，采用上下台阶法开挖。详细见下“上下台阶法施工工序图” 上下台阶法施工序图上下台阶法施工工艺上导坑开挖、初期支护洞口及明洞工程完工后
18、，即可进行暗洞上导坑的开挖和初期支护。由于洞口段为级围岩，所以开挖方法采用“弧形导坑预留核心土法”进行开挖掘进，沿上部开挖轮廓线，采用人工辅以小炮开挖拱顶环形土，每开挖一个循环后，先素喷5cm厚20号混凝土，然后打径向锚杆铺挂钢筋网立钢拱架喷射混凝土至设计厚度。隧道开挖后，立即对岩面进行喷射混凝土施工，防止岩体发生松动。喷射砼顺序应先墙后拱，岩面不平时，应先喷凹处找平。在边墙部分应自下而上，从左到右或从右到左，并注意呈螺旋轨迹运动，一圈压半圈，纵向按顺序进行，旋转半径一般为15cm，每次蛇行长度为34m。在拱部拱脚至拱腰处,自下而上。拱腰至拱顶由里向外喷射砼进行，喷射砼时，其喷射砼速度不宜太慢
19、或大快，适时加以调整。首次喷射混凝土厚度不小于设计厚度。喷射砼施工结束后应按规范检查喷射表面，是否有松动、开裂、下坠、滑动等现象，如有及时清除重喷。喷混凝土达到一定强度后可用锤击听声，对空鼓脱壳处及时进行处理；钻眼量测，厚度不够处补喷;及时测定回弹率和实际配合比，以指导下步施工；对喷混凝土试件进行力学试验。下部开挖下部开挖时钢拱架的锁脚锚杆必须施工完毕，确保施工安全及控制钢拱架下沉量控制在允许的范围内。开挖进尺控制在0.81.6m之间，采用松动爆破。开挖成形后及时支护，并要保证钢支撑垫板能落到稳定基岩上。6.3隧道开挖钻爆隧道开挖施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，采用微
20、震爆破、小炮、机械或人工开挖，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，工序变化处支钢架(临时钢架)设脚锚杆，以确保钢架基础稳定；钢架之间纵向连接钢筋及时施作并连接牢固。围岩开挖按光面爆破和预裂控制爆破布眼，三臂液压钻孔台车钻眼，塑料导爆管非电起爆、毫秒微差爆破，全面采用水压环保型爆破新技术，即在孔底及孔口分别装上水袋，中间装药，孔口堵塞机制炮泥的装药结构形式，达到降低炸药消耗量，降低粉尘，增加开挖进尺的目的。通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照表 “光面爆破参数表”，并根据地质情况及时修正其钻爆参数。光面爆破参数表岩石类别周边眼间距E(cm)周边眼抵抗线W(cm)相对距离E/W装药集中度q(kg/
21、m)硬岩40-5050-600.8-0.850.15-0.25软质岩35-4545-600.75-0.80.07-0.12掏槽方式：开挖根据具体情况采用单式、复式楔形掏槽或中空直眼掏槽。爆破器材：爆破器材一般地段选用2#岩石硝铵炸药，遇水采用乳胶炸药，塑料导爆管毫秒雷管微差起爆。本标段内所有隧道钻爆均采用“节能环保水压爆破”新技术，水压爆破工艺流程见图 “水压爆破工艺流程图”。水压爆破工艺流程图施工准备炮泥制作水袋加工爆破设计钻孔台车就位测画断面炮眼定位炮泥、水袋及火工品就位钻 孔清 孔安装炸药、水袋和炮泥连 线起 爆出 碴1)装药结构见示意图 “水袋炮泥回填堵塞法爆破图”，即先把水灌入到特制
22、的塑料袋中，然后把水袋填入炮眼所设计的位置中，使爆炸能量无损失地经过水传递到炮眼围岩上，与无回填堵塞相比充分地利用了炸药能量，有利于岩石破碎，水的雾化还能起到降尘作用, 由专门的技术人员根据隧道围岩的实际情况制定相应合理可行的爆破设计。测量技术人员按爆破设计图，准确地测量出开挖断面，画出炮眼位置，为钻孔做好准备。 水袋炮泥回填堵塞法爆破图炮泥由土、砂、水按一定比例(0.75:0.1:0.15)制成，不软不硬，可取得更好效果。水袋(即装水的塑料袋)须有一定的壁厚，一般以0.8-1.0mm为宜，长为30cm，直径35-37mm，保证塞满钻孔而又不磨破水袋。对制作水袋、炮泥的工人在上岗前要进行专门的
23、技术培训，以保证操作的熟练及加工出合格的产品。由专门的技术人员监督、检查炮破工按正确的方法安装炸药、水袋及用炮泥堵塞炮孔。做好相关数据的记录，并及时进行爆破效果分析，总结经验。2)所需机具设备主要为制作炮泥的专用炮泥机和水袋封装所用的专用封装机。3)水袋要求充水饱满，封口严密，不漏水；炮泥要严格按照土、砂、水三者的比例加工制作，要求成品表面光滑，搬运过程中不弄破碎，直径满足堵塞炮孔要求。4)钻孔时要根据设计要求，确保孔位、方向、倾斜角和孔深，在一般情况下要求钻孔开口误差不超过炮孔直径，钻孔深度误差为5cm。钻孔完后，要将岩石粉吹尽，孔内有水时，应尽量排除干净，水排不尽时要用防水炸药。5)严格按
24、设计装药，水袋及炮泥。在装水袋时小心，不要将水袋弄破，炮泥要堵塞到炮眼口，并保证填塞严实。与水袋相邻的第一节炮泥要顺势轻放，不要捣实以免将水袋弄破，从第二节起要捣实直至炮眼口。6)装药及爆破：周边眼采用小直径药卷按空气柱状装药结构方式进行装药，为加快装药速度，其余炮眼采用散装炸药由专用装药机械装药。并采用机制炮泥堵塞，孔外网路采用复式网路联接，一次性起爆开挖部分断面。爆破后由专职安全员对危石清理后，方可进行下一道工序。7)在施工中要根据光面爆破设计结合现场地质变化情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，实行定人、定岗、定标准的岗位责任制，以达到最优爆破效果。确保硬岩炮眼残留率达到80以上；中硬岩炮
25、眼残留率达到60以上。施工过程中采用激光断面仪对开挖轮廓线进行跟踪检测，并根据检测结果修正钻爆设计。6.4开挖施工1)测量放线:钻孔前测量放样，准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置，用激光铅直仪控制边线。距开挖面50m处埋设中线桩，每100m设置临时水准点。每次测量放线的同时，要对上次爆破断面进行检查，利用隧道开挖断面量测系统对测量数据进行处理，及时调整爆破参数，以达最佳爆破效果。2)钻孔作业:钻眼前，钻工要熟悉炮眼布置图，严格按钻爆设计实施。特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及数量，未经主管工程师同意不得随意改动。定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。准确定位凿岩机钻杆，
26、使钻孔位置误差不大于5cm，保持钻孔方向平行，严禁相互交错。同类炮眼钻孔深度要达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。3)周边眼的装药结构:周边眼的装药结构是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采用合理的装药结构，尽量使炸药沿孔深均匀分布。施工时采用不偶合装药结构，不偶合装药系数一般控制在1.4-2.0范围内，详见图 “周边眼空气柱状装药结构图”。周边眼空气柱状装药结构图4)围岩爆破:根据岩石强度选用不同猛度爆速的炸药，有水地段选用乳化炸药，其余均用2号岩石硝铵炸药。周边眼采用22270小药卷，空气柱状装药结构，其余炮眼采用32200药卷。采用塑料导爆管非电起爆。爆破作业管理控制:
27、按“一标准、两要求、三控制、四保证”的原则进行光面爆破施工。“一标准”即一个控制标准。“两要求”即钻眼作业要求和装药联线作业要求。“三控制”即控制钻眼角度、深度、密度；控制装药量和装药结构；控制测量放线精度。“四保证”即搞好思想保证，端正态度，纠正“宁超勿欠”等错误思想；搞好技术保证，及时根据爆破实际情况调整钻爆设计参数；搞好施工保证，落实岗位责任制，组织QC小组活动，严格工序自检、互检、交接检；搞好经济保证，落实经济责任制。装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；装药前，所有炮眼全部用高压风吹洗；严格按爆破设计的装药结构和药量施作。严格按设计的联接网络实施，控制导爆索连接方向和连
28、接点牢固性。6.5微震爆破隧道周边采用光面爆破，不良地质、浅埋地段采用微震控制光面爆破。微震爆破作业段最大一段允许装药量：QmaxR3(Vkp/K)3a 式中：Qmax最大一段爆破药量，kg；Vkp安全速度，cm/s；取Vkp2cm/s；R爆破安全距离，m；K地形、地质影响系数；a衰减系数。K、a值是针对隧道的具体情况，通过多次试爆进行K、a值回归分析后确定。根据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出的每段的最大装药量。6.6浅埋段开挖施工浅埋段地处级围岩,除了要求按上在几点的开挖要求外,还有其特殊的施工要求:先将钢管打入地层，然后注入水泥或化学浆液，使地层加固。开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法
29、的基本条件。地层加固后，按照“管超前、严注浆、短开挖”进行开挖。一般每循环在0.5-1.0米左右。见图“浅埋暗挖施工工艺流程”浅埋暗挖施工工艺流程7.隧道出碴本标段所有隧道采用小松220-8液压挖掘机配合工ZL50CN侧卸式装载机装碴，自卸汽车运碴至洞外指定地点。8.质量检验8.1主控项目1)隧道开挖断面的中线、高程必须符合设计要求。检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次，监理单位抽查。检验方法：激光断面仪、全站仪、水准仪测量。2)隧道开挖方法应符合监理单位（建设单位）批复的施工组织设计。检验数量：工法转换时施工单位、监理单位全部检查。检验方法：查对施工组织设计、观察。隧道不应欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，方允许岩石个别突出部分（每1 m2 不大于0.1 m2）侵入衬砌，整体式衬砌应小于10 cm，其它衬砌不应大于5 cm。拱脚和墙脚以上1 m内断面严禁欠挖。检验数量：施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。检验方法：施工
