某隧道开挖爆破专项施工技术方案-secret.doc
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1、半山隧道开挖爆破专项施工技术方案1 工程概况1.1 工程简况1、XX市XX路XX路快速路(简称XX快速路)是XX市城市总体规划明确的市区城市快速路系统中非常重要的南北向交通快速要道。XX市XX快速路南起XX路立交,北至XX国道绕城公路收费 口,全长约17公里。2、半山隧道设计为上下行分离式双向六车道,时速80km/h,隧道单洞断面净宽15.25m,高8m。左线隧道(AK16930AK19130)长2200m,右线隧道(BK16927BK 19118),长2191m,两洞在平面上接近平行,两洞净间距850m。3、本标段隧道工程左线隧道(AK18+020AK19+130)长1100m,右线隧道(B
2、K18+000BK19+118)长1118m, 两洞净间距1650m,隧道总长2228m,其中明洞32m(单幅),开挖断面最大169m2。其中左线级围岩215m,级围岩571m,级围岩324m;右线级围岩125m,级围岩470m,级围岩523m,隧道开挖爆破方量约为368500m3。 4、隧道左线AK18+185AK18+246、右线BK18+048BK18+085洞段与输油管线隧道相交,相交处输油管线隧道底部高程约为6668m,距离半山隧道拱顶约3032m,是隧道开挖施工的重点保护对象。1.2 工程地质条件1.2.1围岩岩土层的构成与特征1、沿线及附近出露地层主要有古生界志留系地层及第四系残
3、坡积层、冲洪积层,下伏基岩为志留系上统唐家坞组沉积岩,岩性差异较大,主要为含泥石英砂岩。2、本标段隧道洞口段山坡自然状态下稳定性较好,地表第四系覆盖,成分为残坡积的亚粘土夹碎石,层厚0.51.6m。洞顶围岩以覆盖层、全风化及强风化基岩为主,为级围岩。两侧洞壁为弱风化基岩,岩屑石英砂岩中夹薄层粉砂质泥岩,泥岩软化系数低,遇水易崩解,为级围岩。3、左线隧道AK19+130AK19+036段:围岩岩性为唐家坞(S3t)岩屑石英砂岩夹粉砂质泥岩,表层为含碎石亚粘土残坡积层,厚0.82.5m,Vp=7301000m/s;强风化砂岩,厚2.55.7m,Vp=7401500m/s;弱风化砂岩,层厚13.41
4、7.8m,Vp=15002600m/s。隧道穿越强风化、弱风化层,岩石节理裂隙发育。围岩稳定性差,为级围岩。4、AK19+036AK18+670段:围岩岩性为志留系唐家坞组砂岩夹粉砂质泥岩。隧道穿越弱风化、微风化砂岩层Vp=27003500m/s。岩石节理裂隙较发育,稳定性一般,为级围岩。5、AK19+670AK18+530段:围岩岩性为西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩,断层F3影响带约110m,破碎带Vp=9003400m/s,岩石节理裂隙发育,稳定性差。隧道穿越F3断层,破碎带宽约20余米,影响带宽约110m。断层内岩石挤压破碎,以强风化为主,断层带及附近岩石节理裂隙十分发育。围岩稳定
5、性差,为级围岩,断层破碎带导水性好。6、AK19+530AK18+410段:围岩岩性为泥盆系西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道围岩主要穿越微风化砂岩和石英砂岩,Vp=27003500m/s。稳定性一般,为级围岩。7、AK19+410AK18+XX段:围岩岩性为西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩,表层含碎石亚粘土残坡积层,厚1.53.8m,Vp=730850m/s;断层F2,破碎带Vp=9003500m/s,岩石节理裂隙十分发育,稳定性差。隧道穿越F2断层,断层内岩石挤压破碎,以强风化为主,断层带及附近岩石节理裂隙十分发育,围岩稳定性差,为级围岩,断层破碎带导水性好。8、AK19+XX
6、AK18+235段:岩性为泥盆系西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道围岩主要穿越微风化砂岩和石英砂岩,为级围岩。本段AK18+185AK18+246m隧道上方与已建输油线隧道斜交,隧道顶板至输油管线隧道底板净距约为32m,两隧道间弱微风化的石英砂岩裂缝隙较发育。9、AK19+235AK18+020段:岩性为志留系唐家坞组(S3t)岩屑和英砂岩和泥盆系西湖组(D3x)石英砂岩、含夹粉砂质泥岩。隧道围岩主要穿越微风化砂岩和石英砂岩,岩石较完整,Vp=28003800m/s。稳定性较好,为级围岩。10、右线隧道BK19+118BK19+010段:围岩岩性为唐家坞(S3t)岩屑石英砂岩夹粉砂质泥
7、岩,表层为含碎石亚粘土残破积层,厚0.02.3m,Vp=7301000m/s;强风化砂岩,厚2.68.5m,Vp=7401500m/s;弱风化砂岩,层厚15.026.5m,Vp=15002600m/s,上覆岩体厚531m为强风化弱风化砂岩。隧道穿越强风化、弱风化层,岩石节理裂隙发育,围岩稳定性差,为级围岩。11、BK19+010BK18+700段:围岩岩性为志留系唐家坞(S3t)砂岩夹粉砂质泥岩。隧道穿越弱微风化砂岩层Vp=26003500m/s。岩石节理裂隙较发育,稳定性一般。为级围岩。12、BK18+700BK18+570段:围岩岩性为西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩,表层含破碎亚粘土
8、残破积层,厚02.9m,Vp=750940m/s;断层F3破碎带Vp=9003400m/s,岩石节理裂隙发育,稳定性较差,为级围岩。断层破碎带导水性好。13、BK18+570BK18+530段:围岩岩性为泥盆系西湖组石英砂岩,含砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道穿越微风化石英砂岩、含砾砂岩Vp=23003300m/s。稳定性一般,为级围岩。14、BK18+530BK18+365段:围岩岩性为泥盆系西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道穿越微风化层,微风化石英砂岩、含砾砂岩Vp=26003500m/s。围岩稳定性较好,为级围岩。15、BK18+365BK18+XX段:围岩岩性为泥盆系西湖组石英砂岩、含
9、砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道围岩主要穿越微风化砂岩和石英砂岩,Vp=27003500m/s。稳定性一般,为级围岩。16、BK18+XXBK18+200段:围岩岩性为西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩,表层含碎石亚粘土残破积层,厚1.53.8m,Vp=730850m/s;断层F2破碎带Vp=9003500m/s,岩石节理裂隙发育,稳定性差。F2断层内岩石挤压破碎,以强风化为主,断层带及附近岩石节理裂隙十分发育,岩体破碎较破碎,围岩稳定性差,为级围岩。围岩岩性为西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩,表层含碎石亚粘土残破积层,厚1.53.8m,Vp=730850m/s;断层F2破碎带Vp=900350
10、0m/s,岩石节理裂隙发育,稳定性差。F2断层内岩石挤压破碎,以强风化为主,断层带及附近岩石节理裂隙十分发育,岩体破碎较破碎,围岩稳定性差,为级围岩。17、BK18+200BK18+125段:围岩岩性为泥盆系西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道围岩主要穿越微风化砂岩和石英砂岩,Vp=2600XX0m/s。稳定性一般,为级围岩。18、BK18+125BK18+000段:围岩岩性为志留系唐家坞组砂岩和泥盆系西湖组石英砂岩、含砾砂岩夹粉砂质泥岩。隧道围岩主要穿越微风化砂岩和石英砂岩,岩石较完整,Vp=28003800m/s。稳定性较好,为级围岩。BK18+048BK18+085处隧道上方与已建
11、输油管线隧道斜交,隧道顶板至输油管线隧道底板净距约为32m,两隧道间弱微风化的石英砂岩裂隙较发育。1.2.2水文地质条件根据地下水赋存条件、水理性质及水动力特征,隧道区的地下水为松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙水两大类型。1.2.3不良地质作用标段内场地未见影响场地稳定的全新活动断裂通过,也未发现滑坡、泥石流、岩溶、地面沉降等不良地质作用。隧道区内围岩主要的不良地质作用为F1、F2、F3三条大断层。其中F1宽约2030m,影响带宽为100m,F2宽约1020m,影响带宽为70m,F3宽约2030m,影响带宽为110m。本标段隧道分别穿越F2、F3断层,断层内岩石挤压破碎,局部泥化,以强风化为主,断层
12、带及附近岩石节理裂隙十分发育,岩体破碎,围岩稳定性差,断层破碎带渗水量较大。施工开挖时可能会出现围岩洞顶坍塌现象以及沿断层带产生渗水现象。1.3 隧道开挖施工方法隧道级围岩出口段、级围岩及级围岩加强段采用双侧壁导坑法施工,开挖进尺控制在0.75m以内;级围岩及级围岩加强段采用单侧壁导坑加分台阶法施工,开挖进尺控制在1.0m以内;级围岩采用单侧壁导坑法施工,开挖进尺控制在1.5m以内;均采用弱爆破技术。级围岩整体性较好地段采用台阶开挖法进行,爆破进尺控制在2米以内,光面控制爆破及减震爆破技术。采用小型挖掘机扒渣,再由装载机配合大型载重自卸车运输至弃渣场。1.4施工条件1、本标段区域交通路网发达,
13、进入施工场地交通方便,沿XX国道施工人员、材料、设备都可直接进入施工现场,另根据施工需要修筑场内施工便道。2、施工区域全部为有线和无线覆盖,施工通讯采用有线和无线通讯结合的方式。3、本标段生活用水均采用自来水,就近从指定接驳口引入,在场内布设水管路满足生活用水需要。在高架桥右侧30m有一常年流水溪沟,施工生产用水从此处抽至高压蓄水池,再经水管接至施工场地满足生产需要。4、生产、生活用电就近从指定接驳口引入,并加强与各方联系,保证容量满足生产生活需要。5、燃油供应充足,可就近购买满足需要。2 前期施工准备2.1测量放样项目经理部已按业主提供的施工设计资料,对设计单位提供的线路中线、水准点和中桩高
14、程桩进行了复测。增设了导线点和水准点,并完成了隧道的定位放样工作2.2临时工程准备1、项目经理部驻地及生产生活设施均已完成。临时弃渣场已租地完成。2、生活用水采用自来水,在线路AK19080处修建1座100m3高压水池已完成,供水管路布设完成,已能满足生产需要。3、拟在线路左侧(AK19140)距10米处修建1座变电房,临时租地30m2,配置2台400KVA变压器。目前空压机、风水管全部安装完毕,因业主提供变压器尚未安装,项目部备用2台200KW的发电机可作临时发电用,功率可满足施工生产需要。4、洞口边仰坡已开挖成形,并完成洞顶截水沟浆砌和洞口边仰坡喷锚支护。洞口明暗交接处的长管棚施工注浆完成
15、。2.3机械设备准备按照要求保证工程所需设备及时全部到位,以全面满足施工需要。现进场主要机械设备见如表。序号机械或设备名称型号规格数量国别产地制造年份额定功率(KW)生产 能力1侧卸装载机ZL50C4柳州154kW3.0 m32凿岩机YT2860沈阳34-42mm3通风机88-12天津110kW4砼湿喷机TK96-14成都7.5kW5m3/h5压浆机UB-34江苏7.5kW6挖掘机PC-2002日本1.2 m37拌合站1XX8对焊机UN1-1002华东100kW9钢筋切断机GQ-404陕西3kW640mm10钢筋弯曲机GW-404陕西3kW640mm11钢筋调直机GTJ-144陕西4kW614
16、mm12摇臂钻床Z3050*16A2沈阳50mm13内燃发电机组TZS200-42兰州200KVA14空压机Y-206柳州137kW20m3/min15自卸汽车FM7646瑞典19t16载重汽车EQ1141G13二汽118kW8t2.4劳动力准备项目部管理人员和隧道施工作业人员均全部到位,为了加快进度,项目部对该分项工程非常重视,安排有丰富隧道施工经验专家和专业技术人员负责管理,并配备熟练的开挖爆破员及水电工和机修工施工,人员安排表如下:管理人员职务分工项目经理总负责总工程师技术总负责隧道队长分项负责副总工程师分项技术负责经理助理现场管理隧道副队长现场管理项目测量主管控制测量及监测隧道技术主管
17、放样测量实验室主任现场试验安质部长负责施工安全隧道工程师现场技术及质检领工员兼质检负责工序安排兼质检物设部长材料供应材料员材料供应开挖爆破员40人水电工8人机修工12人普工802.5材料准备业主组织供应甲供料已按计划运至工地,施工单位自购料均按施工组织设计的计划安排全部采购到位,目前材料已能满足分项工程施工生产需要。3 施工时间安排1、左线隧道开挖计划497个工作日。2、右线隧道开挖计划501个工作日。3、车行道横通道及人行道横通道开挖计划77个工作日。4隧道开挖施工方案4.1 隧道总体施工方案根据设计地质情况,隧道施工的重点、难点在隧道出口级段、洞身级围岩、级围岩及级围岩加强段地段。尤其是隧
18、道洞身断层较发育,断层附近岩体破碎,次生小断裂与褶曲较发育,地下水主要为基岩裂隙水,汛期对围岩强度有负面影响,易形成坍塌,故是隧道开挖施工的重中之重。在隧道软弱岩层施工中本着“重地质超前预报、管注浆超前、弱爆破、短进尺、少扰动、强支护、早成环、二次衬砌紧跟”的原则进行施工作业。级围岩出口段、级围岩及级围岩加强段采用大管棚(小导管)超前支护,双侧壁导坑法施工,级围岩及级围岩加强段采用单侧壁导坑加分台阶法施工,级围岩采用单侧壁导坑法施工,以少产生干扰为原则。支护面紧跟开挖面,衬砌面与开挖面距离不大于100m,根据监控量测反馈结果,初期支护围岩收敛趋于稳定后施作二次衬砌。左右线均从出口向进口方向掘进
19、。隧道洞身开挖时,先让其中的一幅先超前掘进60m后,左右洞平行作业,隧道施工中采用地质雷达、超前钻孔、红外线探水仪并结合地质分析等方法进行超前地质预报,施工过程中加强监控量测,及时分析处理数据,调整支护参数,以便指导施工。隧道开挖时,采用凿岩台架结合YT28气脚式凿岩机钻孔,光面爆破,ZL50C装载机装碴,19t自卸汽车运输。隧道衬砌配备9米整体式液压衬砌台车进行二次衬砌,喷射砼采用TK-961湿喷机。砼采用商品砼,砼罐车运输,砼输送泵泵送入模。隧道左右线各配备1台功率为255kw的通风设备进行压入式通风。4.2 隧道开挖施工方法隧道洞身开挖是在超前地质预报的基础上,逐段核实围岩类别,若与设计
20、不符,及时变更开挖支护方法。因隧道开挖断面较大,所穿围岩级别级、级、级,且频繁交替出现,导致隧道开挖工序转换频繁,开挖后的支护又有临时中隔壁存在,所以,在围岩频繁交替出现的洞身开挖地段不选择采用大型配套凿岩机械设备,主要采用灵活适用的多功能钻爆台架做作业平台实施洞身钻爆法开挖,手持多台风钻钻孔,光面爆破。级围岩地段采用凿岩台车开挖。待初期支护达到设计要求的强度后,洞内临时支撑所用的型钢,在不变形和未受到损坏的情况下可重复利用,以降低施工成本。4.2.1 级围岩及级围岩加强段开挖级围岩及级围岩加强段开挖采用双侧壁导坑法,开挖断面分四步进行,施工遵循“管超前,严注浆,短进尺,弱爆破,强支护,早封闭
21、,勤量测”的原则。开挖时,先开挖左侧导洞,左侧导洞开挖完成后,立即进行初期支护,再开挖右侧导洞,支护完毕后开挖上半断面,最后开挖下半断面。明暗洞交界处设有超前大管棚支护,大管棚设在拱部120范围,环向间距30cm。进洞前先采用C30砼套拱做管棚固定端,套拱在明洞外轮廓外,紧贴掌子面施作,套拱内埋设三榀20号的工字钢,工字钢外侧周边按管棚环向间距预留157mm的导向孔,便于管棚施工。管棚施工前先打钢花管并注浆,注浆采用分段注浆。各分部开挖循环进尺为50cm,光面爆破技术,开挖预留变形量12cm,分部开挖后,先喷5cm厚砼,再打25mm自进式中空注浆锚杆,挂钢筋网,架立中隔壁、周边型钢钢架和钢架纵
22、连,喷射25cm厚砼。25mm自进式中空注浆锚杆长4.5m,锚杆环向间距0.75m,纵向间距0.50m,梅花形布置。型钢钢架按分片组装,采用钢板、螺栓连接;左右侧隔壁墙设I20A工字钢临时支撑,支撑环设25的钢筋锚杆,锚杆环向间距为1.0m,侧隔壁墙I20A工字钢支撑应与主洞身的拱顶及仰拱处的工字钢支撑焊接牢固,安装前先初喷5.0cm厚砼。分部开挖底部,设初期支护型钢仰拱,设钢筋网,喷30cm厚砼;相邻两分部开挖台阶距离始终保持在2.4m。根据监控量测情况,一次拆除中隔墙长度不超过6.0m,浇筑仰拱及填充砼,最后一次性浇注拱墙砼衬砌。洞身开挖后,及时施作初期支护形成闭合圈,确保围岩稳定。进入暗
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