04隧道开挖施工作业指导书课件.docx
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04隧道开挖施工作业指导书课件.docx
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04隧道开挖施工作业指导书课件
新建**至***州客运专线
**ZQ-**标段
隧道开挖施工作业
指导书
案
编制:
复核:
审核:
**客专项目经理部
二〇一五年十一月
目录
1适用范围1
2施工准备1
2.1内业技术准备1
2.2外业技术准备1
3技术要求1
4施工程序与工艺流程2
4.1施工程序2
4.2工艺流程2
5施工要求2
5.1施工准备2
5.2施工工艺3
6爆破设计8
7劳动组织11
7.1劳动力组织11
7.2劳动力配置11
8设备机具配置12
9质量控制及检验12
9.1质量控制12
9.2质量检验14
10安全及环保要求16
10.1安全要求16
10.2环保要求17
1适用范围
本作业指导书适用于新建**至**客运专线**ZQ-**标段隧道工程开挖施工作业。
2施工准备
2.1内业技术准备
在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计、阅读、审核施工图纸,澄清有关技术问题,熟悉规范和技术标准。
制定施工安全保证措施,提出应急预案。
对施工人员进行上岗前技术培训,考核合格后持证上岗。
2.2外业技术准备
进行线路复测及导线网加密布设的测量,进行现场地形地貌的踏勘,施工作业层中所涉及的各种外部技术数据搜集,为施工技术方案的比选提供依据。
3技术要求
超前地质预报:
采用地质超前预测预报系统对前方围岩进行超前探测,分析围岩的各种性能指标,以确定合理的施工方案。
施工测量放样:
开挖前将控制开挖的中线、水平引至开挖部位掌子面,确定开挖轮廓。
拟定采用机械开挖法,需要弱爆破的根据钻爆设计布置好炮眼。
钻爆设计:
岩石隧道开挖前,根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计。
其内容为:
炮眼的布置、深度、斜率和数目,爆破器材、装药量和装药结构,起爆方式和爆破顺序,钻眼机具和钻眼要求等。
钻爆设计图应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要经济技术指标及必要的说明。
开挖作业照明安装,钻眼机具到位,高压风、水管的连接。
做好洞内、外排水系统,保证排水畅通。
规划弃碴位置,布置出碴路线,出碴设备准备。
4施工程序与工艺流程
4.1施工程序
施工准备
围岩处理
测量放线
钻孔
装药
爆破
通风
出碴
支护。
4.2工艺流程
5施工要求
5.1施工准备
开挖前应先进行测量放样,控制开挖的中线、水平引至开挖部位掌子面,确定开挖轮廓。
测量人员定出隧道中线和开挖轮廓线,用红油漆按钻爆布置画出炮眼位置,经检测合格后方可施工。
开挖作业照明安装,钻眼机具到位,高压风水管的连接,做好洞内、外排水系统,保证排水畅通,规划弃碴场位置,布设出碴路线,出碴设备准备。
5.2施工工艺
(1)洞身开挖
①正洞洞身主要开挖方法
根据设计内容,洞塘隧道围岩类型为Ⅴ级,Ⅴ级围岩采用三台阶加临时仰拱法、六步CD法施工。
(2)正洞开挖方法及适用条件
开挖方法
适用围岩级别及说明
备注
明挖法
隧道明挖段段施工
三台阶加临时仰拱法
V级围岩(浅埋、偏压)
六步CD法
V级围岩
(3)洞身开挖方法工艺及施工工序
开挖后及时施做喷、锚、网联合支护。
台阶法施工工艺流程图
③三台阶加临时仰拱法
适用于V级围岩软质岩深埋段,采用YT28风钻钻眼,弱爆破开挖,人工装药,非电毫秒雷管微差控制爆破。
开挖后及时施做喷、锚、网联合支护,并按设计架设临时仰拱支撑并喷混凝土封闭临时仰拱。
④环形预留核心土法开挖
本标段Ⅴ级围岩一般地段采用环形预留核心土法开挖,其开挖示意图如图所示。
环形预留核心土开挖法示意图
三台阶临时仰拱法开挖法示意图
6爆破设计
(1)一般规定
①隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆炸材料等进行钻爆设计。
钻爆设计应根据爆破效果调整爆破参数。
②钻爆设计的内容应包括炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的布置、深度、斜率和数目,爆破器材、装药量和装药结构,起爆方法和爆破顺序,钻眼机具和钻眼要求等。
钻爆设计图应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明。
③凿孔应根据工程规模、工期和施工质量要求选用凿岩钻机设备,有条件时优先采用凿岩台车,以提高凿孔精度(包括炮眼的开孔位置、角度、深度)。
④掏槽炮眼可采用直眼掏槽或斜眼掏槽。
(2)炮眼布置应符合下列规定:
①周边眼根据围岩情况合理布置,保证开挖断面符合设计要求。
②辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间,力求爆破出的石块度适合装碴的需要。
③周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上,掏槽炮眼应加深10~20cm。
(3)爆破参数选择
①岩石隧道的爆破作业,应采用光面爆破或预裂爆破。
光面爆破和预裂爆破参数应通过试验确定。
当无试验条件时,有关参数可参照下表选用。
光面爆破参数
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/m)
硬岩
50~60
55~75
0.8~0.85
0.30~0.35
较硬岩
45~65
60~80
0.7~1.0
0.20~0.30
软质岩
30~45
45~60
0.75~0.8
0.07~0.12
预裂爆破参数
岩石类别
周边眼间距
E(cm)
至内排崩落眼间距
(cm)
装药集中度
q(kg/m)
硬岩
40~50
40
0.30~0.40
较硬岩
40~45
40
0.20~0.25
软质岩
35~40
35
0.07~0.12
注:
①表3-7、3-8所列参数适用于炮眼深度1.0~4.0m,炮眼直径40~50mm,药卷直径20~25mm。
②当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时,周边眼间距E应取较小值。
③周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。
软岩在取较小E值时,W值应适当增大。
④E/W:
软岩取小值,硬岩及断面小时取大值。
⑤表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药,选用其他类型炸药时,应修正。
②隧道爆破应根据地质、水文条件选择适当的炸药品种和型号;宜采用导爆管毫秒雷管起爆,光面爆破宜选用低密度、低爆速、低猛度或高爆力的炸药。
常用炸药、雷管参见《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》。
③常用的周边眼装药结构有小直径连续装药、间隔装药、导爆索装药和空气柱状装药。
一般情况下宜选用小直径连续装药或间隔装药结构;当岩石很软时,可采用导爆索装药结构;当眼深不大于2m时,可采用空气柱状装药结构。
(4)工艺控制
周边眼采用φ25mm小直径药卷不耦合装药方式,其余炮眼采用连续装药,富水地段采用乳化防水炸药,掏槽眼采用复式楔形掏槽。
爆破材料采用1~15段非电毫秒雷管和塑料导爆管起爆,周边眼采用低爆速(3000-3200m/s)、低密度(0.85-1.05g/cm3)、高爆力、传爆性好的小直径2号岩石硝铵炸药(φ25mm直径),富水地段采用乳化炸药,炮泥堵塞,导爆管复式网路联接,各部一次起爆。
光面爆破受多种因素影响,包括围岩强度、整体性、节理、层理等地质因素,爆破参数进行现场设计动态调整。
同一类围岩经试爆取得的技术参数,做为初步依据,每一循环爆破作业都要根据上一循环爆破效果,以及本循环围岩特征进行适当调整,选择一组最佳技术参数。
上一循环是下一循环的预设计和试爆破。
③施工顺序:
测量放样→标出孔位→钻孔→装药连线→起爆。
④钻爆作业整个钻孔过程,可分为准备、定位、开口、拔杆、移位五步。
准备:
开工前准备工作做到“四查”,即:
查风动凿岩机水管路连接部位是否牢固;查钻头钻杆等配件是否齐全;查易耗材料、器材是否有充分的备用量。
定位:
利用自制钻爆台车在掌子面画出各炮孔位置及中线和高程十字线,确定钻孔范围,并明确钻孔先后次序。
开口:
风动凿岩机开口时缓慢推进,并特别注意钻杆方向与隧道中线的夹角是否符合设计外插角。
拔杆:
在整体性较好的石质中缓慢拔出钻杆;如遇破碎岩石卡钻时,应慢慢来回推进,使之拔出;如拔杆困难,在靠近该钻位重新钻眼,使之拔出。
移位钻孔:
钻好一个炮孔进行下一炮孔钻进时,要做到“准、顺、平、齐”。
准:
按周边孔参数要求,孔位要选准;顺:
侧墙孔孔口要顺开挖轮廓线布置,使孔底均位于开挖允许的超欠范围内;平:
各炮眼相互平行(孔口和孔底距相等);齐:
孔底要落在同一平面上,爆出的断面要整齐,便于下一循环作业。
⑤按各断面炮孔爆破设计装药量装药联线,塑料导爆管起爆网络联接采用复式联接网路。
炮孔孔口采用炮泥堵塞。
⑥根据铁路施工经验,围岩光面爆破周边眼间距宜控制在45~60cm、底板眼间距控制在50~60cm之间、抵抗线控制在60cm左右;上台阶内圈眼间距为70~90cm,每环间距控制在75~100cm之间,中、下台阶内圈眼间距可根据出碴能力灵活控制,一般为110~130cm之间,每层之间为70~110cm。
7劳动组织
7.1劳动力组织
劳动力组织方式:
采用架子队组织模式。
7.2劳动力配置
施工人员应结合试验段确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配置。
每个作业工工地人员配置表
负责人
1人
技术主管
1人
专职安全员
1人
工班长
3~5
指挥卸出渣卸土人员
3~4
技术、质量、测量
4~6
钻爆工
10~15
机械工
8~10
普工
10~15
8设备机具配置
隧道开挖机械配置分为两大部分,即隧道开挖和隧道钻爆机械。
隧道开挖机械
隧道钻爆机械
序号
型号
数量
序号
型号
数量
1
挖掘机
1
1
空压机
4
2
装载机
1
2
风钻
5
3
自卸汽车
4
3
9质量控制及检验
9.1质量控制
(1)隧道开挖质量控制
①采用全站仪配合测量人员准确放样,根据围岩情况合理调整钻爆参数,采用每一开挖循环一分析,及时调整钻爆参数,对出现超欠挖部位在下一循环进行修补,达到设计要求标准。
②开挖前,采用地质超前预测预报对前方围岩进行超前探测,分析围岩的各种物理化学性能指标,以确定合理的施工方案。
③开挖时根据工程地质条件以及开挖方法,采用合理的开挖机具,严格管制欠挖,并根据围岩级别,确定合理的循环进尺过长,造成围岩失稳。
同时按照设计要求及时施作永久性支护体系和临时支撑体系。
在上一循环支护达到一定强度后,再进行下一循环的开挖。
④双线隧道属大断面隧道开挖,施工严格控制进尺,每次开挖一榀钢架间距并尽快施作初期支护。
做到“管超前、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”。
⑤开挖后按照设计要求加强围岩变形量测监控,根据量测反馈数据及时调整开挖方案,防止围岩坍塌。
(2)钻爆作业施工质量控制
钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、网路接线和起爆。
并加强装药和起爆联网的监控和检查,严格执行钻爆设计,经检查合格后方可起爆。
钻眼作业应符合下列规定:
①炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计。
掏槽眼眼口间距误差不大于3cm,眼底间距误差不得大于5cm;辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于5cm;周边眼眼口位置误差不得大于3cm,眼底不得超出开挖断面轮廓线3~5cm/m(深眼取大值,浅眼取小值)。
②当采用凿岩机钻眼时,掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm;辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于10cm;周边眼眼口位置误差不得大于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,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当采用凿岩机钻孔,当凿孔高度超过2.0m,都应配备与开挖断面相适应的作业台架进行凿孔,钻孔作业应定人定岗,尤其是左右侧周边眼司钻不宜变动。
⑥所有装药的炮眼应采用炮泥堵塞,炮泥宜采用炮泥机制作的粘土炮泥,堵塞前应事先将炮泥制成比炮孔直径稍小一点的炮泥条备用,堵塞长度应通过计算确定;浅孔应将余孔全部堵塞。
不得采用炸药的包装材料等代替炮泥堵塞。
⑦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。
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。
(3)光面爆破质量控制
①周边眼间距与抵抗线的相对距离要合理,通常减小周边眼间距和抵抗线,爆破后轮廓成形好。
②周边眼装药集中度太大易造成超挖,而太小易造成欠挖。
装药结构应均匀分布,眼底可相对加强一些。
软岩周边眼装药宜采用导爆索或导爆索束。
③周边轮廓线和炮眼的放样宜采用隧道激光断面仪或其他类似的仪器,尽量减少人工操作。
周边轮廓线的放样误差应不大于±2cm。
④减少周边眼开眼误差,硬岩开眼位置在轮廓线上,软岩可向内偏5~10cm。
⑤应减小外插角的误差,一般小于3m时外插角的斜率宜为0.05,大于3m时外插角的斜率宜为0.05~0.03;外插角的方向应与该点轮廓线的法线方向一致。
9.2质量检验
(1)开挖质量检验
①采用台阶法、三台阶法开挖,由于开挖步骤比较多,工序较复杂,因此必须合理安排工序,才能保证施工规范、有序进行,从而保证施工进度。
②施工时,每开挖一步均及时施作喷锚支护、安设钢架。
各部分开挖时,钢架设计加工与开挖轮廓吻合,支护尽量圆顺,从而减小应力集中。
③每一分部的开挖高度,台阶长度要根据设备、地质等情况适当调整。
④施工中特别注意施工用水和隧道渗水的排放。
由于工序多,施工用水和隧道渗水容易在边墙处汇集,浸泡拱脚基础,使其变软,从而造成初期支护和围岩的整体下沉。
⑤台阶法开挖,将隧道断面分成二或三部,从而“减小”开挖断面,减小隧道断面效应,同时减小爆破对围岩的扰动,因此在施工中爆破必须注意药量控制,不能影响围岩的稳定造成很大破坏,同时注意加强初期的支护质量,确保其支撑强度,从而保证使用本工艺施工成功。
(2)爆破质量检验
①爆破后围岩的稳定情况应符合:
硬岩无剥落;中硬岩基本无剥落;软弱围岩无大的剥落或坍塌。
②检查并记录超欠挖情况,并应符合要求。
③开挖轮廓圆顺,开挖面平整。
④爆破进尺达到设计要求,爆出的石块度满足装碴要求。
⑤炮眼痕迹保存率应符合规定并在开挖轮廓面上均匀分布。
对地质条件好的隧道,光面爆破炮眼残留率要求硬岩达到80%以上、中硬岩达到60%以上。
⑥两次爆破的衔接台阶尺寸应符合规定。
⑦当在浅埋、软岩、邻近有建筑物等特殊情况地段爆破时,应采用仪器检测围岩爆破扰动范围和垂直振速,并采取措施控制爆破对围岩的扰动程度。
⑧爆破作业实施前应进行爆破震动监测、噪声监测、空气污染和粉尘监测。
爆破振动监测的对象有:
对洞口附近的建筑物和构筑物的振动。
对浅埋隧道地表的建筑物和构筑物的振动。
对相邻隧道或地下构筑物的振动。
每一新的爆破设计实施时对新喷混凝土、刚脱模的二次衬砌混凝土的振动等。
10安全及环保要求
10.1安全要求
(1)施工区域设置警示标准,严禁非工作人员出入。
(2)如果洞内有害气体超标,施工人员禁止入洞。
(3)爆破作业时,要有专人指挥。
所有人员撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点。
(4)对软弱破碎,不稳定围岩实施多钻眼,少装药,短进尺,多循环,强支护,早封闭的原则,以减少对围岩的扰动。
(5)开挖成型后要及时进行初喷混凝土封闭开挖面,防止围岩风化。
初期支护和临时支护要及时施作,控制围岩的初期变形量,提高隧道围岩的自稳能力。
(6)严格按照机械设备的操作规程合理使用施工机械。
对各种机械设备要定期进行检查,保证机械设备在正常状况下工作。
(7)规范施工用电管理。
要做到“一机、一闸、一保护”,进洞电缆都要采用绝缘电缆线架空进洞。
(8)要保证工作区的照明亮度满足施工规范要求。
(9)隧道内加强通风,在有粉尘的作业环境中作业,除洒水和通风外,作业人员还必须配备劳保防护用品。
10.2环保要求
(1)加强设备养护,减少设备漏油施工机械的废油废水,采用隔油池等有效措施加以处理,不得超标排放。
(2)弃土场要先挡护后弃碴,防止泥沙冲刷污染农田、河流。
(3)洞内外施工场地修筑临时排水设施保证排水畅通。
工地废水排放前先经沉淀池沉淀,并采取必要的净化措施处理达标后方可排放。
有害物质定点存放并按照有关规定处理。
(4)洞内爆破后要进行洒水除尘或采取必要的设备除尘,严格控制洞内空气中微小颗粒的含量符合有关规定要求。
(5)运输可能产生粉尘的车辆配备挡板及棚布,防止粉尘飞扬,减少对生产人员和当地居民造成危害,必要时对运输道路进行洒水。
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