高速路工程隧道洞身开挖施工技术交底#广东#多图.docx
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1、一、工程概况位于佛山高明区,起于杨和镇三尽园村,止于杨和镇大坑,所处地区山峦叠嶂,沟谷发育,多呈“V”字形,山坡坡度1535,山区植被茂盛,隧址区高程27.00244.00m,相对高差约217.00m,属侵蚀低山地貌。隧道最大埋深约198.77m。左右线分离,左线隧道进口桩号K41+700,出口桩号K43+900,长2200m。右线隧道进口隧道桩号K41+725,出口桩号K43+884,长2159m,均属长隧道。根据工程地质调绘及钻探结果,隧址区大部分地段上部分布第四系全新统坡积物(Q4d1)亚粘土,局部地段分布碎石;冲沟底部分布第四系全新统坡洪积物(Q4d1+p1)亚粘土;基岩为泥盆系砂岩(
2、D) 、寒武系砂岩()。左、右线合计级围岩长1945m,级围岩长1525m,级围岩全长889m。、级围岩占总数的56%。工 程 数 量 表序号起讫桩号项目名称单位数量备注1K41+716K43+887K41+741K43+872次坚石m2981382软石m2563123硬土m170232二、施工工艺隧道洞身开挖施工顺序为:测量画开挖轮廓线布炮眼钻炮眼装药爆破通风排险洒水出碴初期支护监控量测。1、开挖方案(1)V级围岩段施工方案a、V级围岩浅埋加强段施工方案由于隧道V级围岩浅埋加强段地质条件较差,开挖采用双侧壁导坑法开挖,(见图1,图中阿拉伯数字表示开挖顺序)初期支护紧跟在每一步的开挖之后。两侧
3、导坑均采用正台阶法施工,上台阶每循环进尺控制在70cm左右,内侧导洞开挖后,通过中空注浆锚杆加固中间岩柱部分。隧道开挖工序应安排合理,左右两隧道工作面应错开一定距离,为减少各断面的相互影响,需要严格控制断面间的距离:开挖侧导坑时,为满足机具正常作业,下断面待上断面开挖510m后开始开挖;一侧导坑滞后另一侧导坑510m;拱部核心土开挖,应视两侧导坑初期支护的变形情况,一般滞后侧导坑1020m开挖,其中中台阶滞后上台阶35m,下台阶滞后中台阶35m;一侧主洞的侧导坑应滞后另一侧主洞的侧导洞,滞后距离约3040m;导坑部位仰拱衬砌及时施作,与导坑下断面的距离控制在510m。(见施工步骤示意图2)级围
4、岩浅埋加强段施工步序设计图1V级围岩浅埋加强段各分步开挖断面尺寸说明: 编号1、5和3、7断面宽度约6m,高度约6m,面积约28m。 编号2、6和4、8断面宽度约6m,高度约4m,面积约20m。 编号9和12断面宽度约6m,高度约2.5m,面积约20m。 编号10和13断面宽度约5m,高度约4.8m,面积约28m。 编号11和14断面宽度约6m,高度约5m,面积约28m。级围岩浅埋加强段施工步骤示意图2V级围岩浅埋加强段段开挖、支护顺序说明:1(3)、内侧壁导坑上台阶开挖初支及临时支护2(4)、内侧壁导坑下台阶开挖初支及临时支护5(7)、外侧壁导坑上台阶开挖初支及临时支护6(8)、外侧壁导坑下
5、台阶开挖初支临时支护9(12)、核心土上台阶开挖初支10(13)、核心土中台阶开挖11(14)、核心土下台阶开挖初支15(17)、浇注主洞仰拱及回填16(18)、模筑二次衬砌混凝土。b、V级围岩浅埋(深埋)一般段施工方案V级围岩浅埋(深埋)一般段采用双侧壁导坑法开挖(如图3,图中阿拉伯数字代表开挖步序,罗马数字代表支护施工顺序),初期支护紧跟在每一步的开挖之后。隧道开挖工序应安排合理,锚杆安装或初喷后4小时内邻近工作面不得放炮。为减少各断面的相互影响,需要严格控制断面间的距离:侧壁导坑下断面要待上断面开挖510m后开始开挖,并且内外侧导坑掌子面不能在同一断面上,必须错开10m以上;核心土滞后侧
6、导坑2050m开挖,其中中台阶滞后上台阶35m,下台阶滞后中台阶35m;一侧主洞的侧导坑应滞后另一侧主洞的侧导洞,滞后距离约3040m;导坑部位仰拱衬砌及时施作,与导坑下断面的距离控制在510m。(见施工步骤示意图4)。V级围岩浅埋(深埋)一般段开挖步序示意图3级围岩浅埋(深埋)一般段施工步骤示意图4V级围岩浅埋(深埋)一般段各分步开挖断面尺寸说明: 编号3断面宽度约6m,高度约6m,面积约28m。 编号5断面宽度约6m,高度约4m,面积约20m。 编号7断面宽度约6m,高度约2.5m,面积约20m。 编号9断面宽度约5m,高度约4.8m,面积约28m。 编号10断面宽度约6m,高度约5m,面
7、积约28m。V级围岩浅埋(深埋)一般段开挖、支护顺序说明:、主洞拱部超前管棚或小导管注浆预支护、侧导洞超前小导管注浆预支护3、侧导洞上半断面开挖、侧导洞上半断面初期支护(安装钢拱架、挂钢筋网、安装锚杆、喷混凝土)5.侧导洞下半断面开挖、侧导洞下半断面初期支护(安装钢拱架、挂钢筋网、安装锚杆、喷混凝土)7、主洞上部开挖、主洞拱部初期支护(安装钢拱、挂钢筋网、安装锚杆、喷混凝土)9、主洞中部开挖10、主洞下部开挖、主洞下部初期支护(安装钢拱、喷混凝土).浇注主洞仰拱及回填、模筑二次衬砌混凝土。注意:锚杆安装或初喷后4小时内邻近工作面不得放炮。(2)IV级围岩段施工方案a、IV级围岩浅埋(深埋)加强
8、段施工方案IV级围岩浅埋(深埋)加强段采用单侧壁导坑法开挖(见图5,图中阿拉伯数字表示开挖顺序,罗马字母表示支护施工顺序),初期支护应紧跟在每一步的开挖之后。两侧导坑均采用正台阶法施工,上台阶每循环进尺控制在1.01.2m左右,内侧导洞开挖后,通过中空注浆锚杆加固中间岩柱部分。隧道开挖工序应安排合理,锚杆安装或初喷后4小时内邻近工作面不得放炮且左右两隧道工作面应错开一定距离:开挖时,内外侧导坑上下断面的距离均控制在510m,外侧导坑滞后内侧导坑510m;一侧主洞的侧导坑应滞后另一侧主洞的侧导洞,滞后距离约3040m。(见施工步骤示意图6) IV级围岩浅埋(深埋)加强段开挖步序示意图5IV级围岩
9、浅埋(深埋)加强段各分步开挖断面尺寸说明: 编号1和3断面宽度约8m,高度约6m,面积约35m。 编号2和4断面宽度约8m,高度约5.5m,面积约38m。 编号5和7断面宽度约8m,高度约6m,面积约40m。 编号6和8断面宽度约8m,高度约5.5m,面积约45m。IV级围岩浅埋(深埋)加强段施工步骤示意图6IV级围岩浅埋(深埋)加强段开挖、支护顺序说明:1(3)、内侧导洞上半断面开挖()、内侧导洞上半断面初期支护及临时支护2(4)、内侧导洞下半断面开挖()、内侧导洞下半断面初期支护及临时支护()、浇注主洞内侧仰拱5(7)、外侧导洞上半断面开挖()、外侧导洞上半断面初期支护6(8)、外侧导洞上
10、半断面开挖()、外侧导洞下半断面初期支护()、浇注外侧主洞仰拱及回填()、模筑二次衬砌混凝土b、(见图7,图中阿拉伯数字代表开挖步序,罗马数字代表支护施工顺序)。 IV级围岩深埋段开挖步序示意图7IV级围岩深埋段各分步开挖断面尺寸说明: 编号2断面宽度约5m,高度约3m,面积约22m。 编号4和6断面宽度约4.5m,高度约3m,面积约14m。 编号8断面宽度约7m,高度约2m,面积约13m。 编号9断面宽度约6m,高度约5m,面积约45m。 编号10和12断面宽度约4m,高度约5m,面积约26mIV级围岩深埋段施工顺序方案是:、拱部超前小导管注浆预支护2.中拱部开挖、拱部初期支护(安装钢拱架、
11、挂钢筋网、安装锚杆、喷混凝土)4(6)、左(右)拱部开挖()、左(右)拱部开挖支护8、核心土开挖9、下半断面开挖10(12)、下半断面左(右)侧开挖()、下半断面左(右)侧初期支护(安装工字钢、挂钢筋网、安装锚杆、喷混凝土)、浇注主洞仰拱及回填、全断面模筑二次衬砌混凝土(3)级围岩段施工方案a、级围岩一般段施工方案级围岩一般段采用上下台阶分步开挖法,每循环进尺控制在3.0m左右(见图8,图中阿拉伯数字代表开挖步序,罗马数字代表支护施工顺序)。 级围岩一般段开挖步序示意图8级围岩一般段各分步开挖断面尺寸说明: 编号1断面宽度约6m,高度约4.5m,面积约38m。 编号3断面宽度约4.5m,高度约
12、3m,面积约12m。 编号5和7断面宽度约7m,高度约6m,面积约45m。级围岩一般段开挖支护顺序说明:1、上半断面拱部开挖、上半断面初期支护(挂钢筋网、安装锚杆、喷混凝土)3、上半断面两侧开挖、上半断面两侧初期支护(挂钢筋网、安装锚杆、喷混凝土)5、下半断面左侧开挖、下半断面左侧初期支护7、下半断面右侧开挖、下半断面右侧初期支护、浇注仰拱及回填、全断面模筑二次衬砌混凝土 b、级围岩加强段施工方案级围岩加强段采用上下台阶与反向单侧壁导坑组合的方法,每循环进尺控制在3.04.0m,先进行远离中间岩的一侧半幅上下断面开挖,后进行靠近中间岩一侧的岩体开挖(见图9,图中阿拉伯数字代表开挖顺序)。级围岩
13、加强段开挖步序示意图9级围岩加强段施工顺序方案是:1(5)、外侧壁导坑上台阶开挖初支2(6)、外侧壁导坑下台阶开挖初支3(7)、内侧壁导坑上台阶开挖初支4(8)、内侧壁导坑下台阶开挖初支9(11)、浇注主洞仰拱及回填10(12)、全断面模筑二次衬砌混凝土。 (4)紧急停车带施工方案a、级围岩一般段紧急停车带施工方案采用上下台阶分布开挖法(如图10所示)。级围岩一般段紧急停车带开挖步序示意图10级围岩一般段紧急停车带开挖、支护顺序说明:1、上半断面拱部开挖、上半断面初期支护(挂钢筋网、安装锚杆、喷混凝土)3、上半断面两侧开挖、上半断面两侧初期支护(挂钢筋网、安装锚杆、喷混凝土)5、下半断面左侧开
14、挖、下半断面左侧初期支护7、下半断面右侧开挖下半断面右侧初期支护、浇注主洞仰拱及回填、全断面模筑二次衬砌混凝土。b 、级围岩加强段紧急停车带施工方案级围岩加强段紧急停车带采用上下台阶与反向单侧壁导坑组合的方法,先进行远离中间岩的一侧半幅上下断面开挖,后进行靠近中间岩一侧的岩体开挖,内侧开挖后及时加固中间岩体。(见图11,图中阿拉伯数字代表开挖顺序)。级围岩加强段紧急停车带开挖步序示意图11级围岩加强段停车带施工顺序方案是:1(5)、外侧壁导坑上台阶开挖初支2(6)、外侧壁导坑下台阶开挖初支3(7)、内侧壁导坑上台阶开挖初支4(8)、内侧壁导坑下台阶开挖初支9(11)、浇注主洞仰拱及回填10(1
15、2)、全断面模筑二次衬砌混凝土。 (5)横洞施工方案a、人行横洞施工方案隧道共设4处人行横洞,位于、级围岩中,净宽2.0m,净高2.5m,设计采用直墙拱形断面(见图12),由于断面较小且与行车方向基本垂直,开挖采用全断面光面爆破(原则上一端开挖,另一端只须把洞口加固好,进两循环就停止,每循环进尺控制在1.01.5m)。人行横洞与主洞交叉处空间受力复杂,施工中应加强围岩监控量测,并及时根据围岩监控量测结果,及时调整开挖方式和修正支护参数。人行横洞断面图12b、车行横洞施工方案隧道共设2处行车横洞,与右洞轴线分别成61054和601249夹角,位于、级围岩地段,净宽4.5m,净高5.0m。级围岩采
16、用曲墙拱形断面,级围岩采用直墙拱形断面见图13。开挖采用全断面光面爆破(原则上一端开挖,另一端只须把洞口加固好,进两循环就停止,每循环进尺控制在1.01.5m)待与隧道正洞开挖掌子面拉开一定距离后(该距离视实际施工情况确定,以不影响正洞施工为准)开挖进洞,进洞前做好超前支护,以保证安全进横洞。车行横洞与主洞交叉处因受力复杂,故施工时应加大现场监控量测力度,根据现场监测结果修正支护参数,确保隧道安全。 车行横洞断面图13(6)隧道变断面段施工大王顶隧道设紧急停车带两处,均设置在III级围岩地段。隧道标准断面与紧急停车带处存在突变断面,断面尺寸相差大,需采取技术措施才能实现突变。将这些断面突变分为
17、两类:一类是由大断面突变到小断面,突变比较容易;另一类是由小断面突变到大断面,突变难度比较大一些。大断面突变到小断面,常规的作法是将大断面全部施作到设计位置后,再破口进入小断面施工。小断面突变到大断面突变技术措施:在硬质围岩中可直接采用错台方式实现突变。关键在于挑高,只要突变到大断面的上部,下部就容易施工了。A、小断面突变到大断面突变施工方案:隧道开挖到设计大断面桩号时,通知测量班测的大断面起点处准确位置。开挖方法采用环向扩挖,即沿隧道走向按标准断面开挖35米(开挖完后初喷刷面),然后按设计大断面尺寸打径向炮孔(孔深由技术人员按断面弧线计算),炮孔排距、间距为50cm。爆破后通知测量班用断面仪
18、测量,有欠挖部采用风镐钻除。扩挖完这35米范围的断面以后,剩下的按正常开挖办法开挖,顺邦打眼,光面爆破,每循环进尺控制在3.0m左右。施工注意要点:破孔深度控制好,严格控制超挖,加强监控量测。见下图b大断面突变到小断面突变施工方案:爆破采用预裂爆破,既大断面施作到设计位置后,先由测量班测的标准断面,并在掌子面上用红漆画出断面轮廓线。开挖班按设计炮眼布置沿轮廓线打设周边眼(间距为50cm)及辅助眼和掏槽眼,掏槽眼可适当加密。爆破时,先起爆周边眼,以形成一条环向贯通的裂缝,次法可有效的减少超挖,获得较好的破口效果。破口进入后就可以按设计开挖办法进行施工。施工注意要点:破口进尺,以1米左右为宜。周边
19、眼控制好外插角,外斜率不得大于5cm/m,且不超过设计轮廓线10cm。爆破前检查起爆网络。见下图2、爆破设计及爆破作业(1)爆破设计的原则掏槽及底板眼按抛掷爆破设计。其它炮眼采用浅孔微振动控制爆破,在保证爆破效果的前提下,尽量减少炮眼的炸药用量。本隧道级围岩土质地段采用人工配合机械开挖,石质地段采用预裂爆破开挖,机械出渣。级围岩采用预裂爆破(浅埋)和光面爆破(深埋)开挖,局部地区采用人工配合机械开挖。级围岩地段采用光面爆破开挖。如下钻爆设计参数在实际施工时需进行试验、总结、修改、取的最佳效果的钻爆设计,提高爆破效率和爆破质量,控制超欠挖,节约成本。(2)爆破参数的选定在进行钻爆参数设计前,先用
20、工程模拟法初选爆破参数,再在洞外路堑边坡上做单眼爆破漏斗试验及三眼爆破成缝试验,通过现场的试验确定有关爆破参数。(3)选用爆破器材的性能与规格2#岩石硝铵炸药:密度0.951.10g/cm3,猛度12mm,爆力320cm3,殉爆距离5cm,爆速3600m/s,氧平衡3 .38%, 爆温2514。药卷使用规格:周边眼25200mm; 其他眼:32200mm。导爆管毫秒雷管:115段脚线长:3.0m,4.0 m,5.0 m。火雷管:8#工业纸雷管,火花起爆。导爆索:红色,外径5.76.2mm,爆速6500m/sec,每米折合装药量11g,严禁用钝器砸断。导火索:配合8#工业火雷管使用,火花燃点,燃
21、速每米80100sec左右,进货后,每批进行燃速试验。(4)装药结构周边眼的装药结构采用导爆索连接25200小直径药卷空气间隔装药,不偶合系数一般在1.42.0范围内。其他炮眼均采用连续装药结构,装药后将炮泥堵塞在与炸药相接的部位。(5)炮眼布置与钻爆参数表本隧道级围岩:由于围岩软弱,破碎,从安全质量出发,采用预裂爆破。级围岩:加强段采用预裂爆破,一般段采用光面爆破。级围岩采用光面爆破。掏槽方式均采用斜眼掏槽,周边眼间距:级围岩及级围岩加强段按40cm设置;级围岩一般段按40cm设置,抵抗线V为50cm,相对距为E/V=0.8;级围岩按50cm设置,抵抗线V为60cm,相对距为E/V=0.83
22、;周边眼采用导爆索连接小药卷空气间隔装药。炮孔布置见图(15、16、17、18、19)所示,装药结构见图15装药结构图14(第一个为周边眼,第二个为一般眼) 级围岩浅埋段炮眼布置图15级围岩深埋段炮眼布置图15级围岩浅埋加强段炮眼布置图16级围岩深埋加强段炮眼布置图16级围岩深埋一般段炮眼布置图17级围岩一般段炮眼布置图18级围岩加强段炮眼布置图19(6)循环进尺级围岩循环进尺控制在0.70.9m左右。每循环进尺时间为17.5h。日平均进尺0.961.23m,级围岩循环作业时间见表1。级围岩循环作业时间表1围岩地段循环进尺控制在1.01.2m左右,每循环进尺时间为18h。日平均进尺1.331.
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