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隧道扩建爆破安全专项方案

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2020年4月19日
文档仅供参考
芜湖至合肥国家高速公路安徽省林头至陇西段改扩建工程HW-01标工程
试刀山隧道扩建爆破安全专项方案 方案报审表
监-01-3
合同号:HW-01 承包人:中交第二航务工程局有限公司 编号:
致: 皖芜合改一办
我单位根据施工合同的有关规定已编制完成 试刀山隧道扩建爆破开挖施工专项方案 ,特此上报,请予审查。
附件: 试刀山隧道扩建爆破开挖施工专项方案 方案。

项目技术负责人: 日期:
驻地办审核意见及签名:

年 月 日
总监办审核意见及签名:

年 月 日

芜湖至合肥国家高速公路安徽省林头至陇西段改扩建工程HW-01标工程

试刀山隧道扩建爆破安全施工专项方案

编 制:
审 核:
审 批:
编制单位:中交第二航务工程局有限公司
芜合高速改扩建一标项目部
编制日期: 二〇一七年六月二十八日
目 录
第一章 编制依据 1
1.1编制依据 1
1.2 编制原则 1
第二章 工程概况 2
2.1 总体概述 2
2.2 工程概况 2
2.3 自然条件 4
2.4 既有隧道原设计概况 4
2.5 既有隧道现状 5
第三章 施工资源配置 8
3.1 施工组织机构和人员配备 8
3.2 设备配置的原则 10
3.3 主要材料配置及调配计划 10
第四章 施工进度计划安排 11
4.1 施工目标 11
4.2 开挖进度计划 11
第五章 紧急停车带扩挖方案 12
5.1 隧道开挖方式 12
5.2 设计IV级围岩衬砌与车行横洞交接处施工 22
5.3爆破施工方案 23
5.5 现场监控量测 35
第六章 质量保证措施 37
6.1 组织措施 37
6.2 管理措施 37
6.3 技术措施 38
第七章 安全保证措施 39
7.1 组织措施 39
7.2 技术措施 40
7.3 管理措施 46
第八章 应急预案 47
8.1 爆破作业事故应急预案 47
8.2 隧道塌方事故 51
8.3 隧道机械伤害事故 52
8.4 隧道电、水、火、气体事故 52
第九章 专家建议完善章节 56

第一章 编制依据
1.1编制依据
1、芜合高速公路改扩建工程第一合同段招标文件、<公路工程国内招标文件范本>和补遗书。
2、<中华人民共和国民用爆炸物品管理条例>
3、<爆破人员安全技术考核标准>(GA53-93)
4、<爆破作业项目管理要求>(GA991- )
5、<爆破作业单位资质条件和管理要求>(GA990- )
6、爆破地质/地形资料和现场勘查所得资料等。
7、<公路隧道施工技术细则>(JTG /T F60— )
8、<岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范>(GB50086- )
9、<爆破安全规程>(GB6722— )
10、<公路工程抗震规范>(JTG B02— )
11、<公路隧道施工技术规范>(JTG F60— )
12、<公路工程质量检验评定标准>(JTGF801- )
13、<公路工程施工安全技术规范>(JTGF90- )
14、经过项目部现场踏察以及对现场周围环境的调查资料。
15、建设同类及类似工程的施工经验、科技成果及用于本合同段施工队伍的施工设备和技术力量情况。
16、安徽省人民政府、地方人民政府及其所属有关部门在施工安全、工地治安、人员健康、环境保护及土地租用等方面的具体规定与技术标准。
1.2 编制原则
以我公司现有的技术力量和历年来在工程建设项目中有关公路工程、隧道工程施工的经验作为基点,根据芜合高速改建总体工期安排,以满足招标文件及合同条款的要求为指导思想,以确保本工程的质量、安全、工期、环保目标为出发点,本着优质、高效、经济、合理的原则,按照质量、环境和职业健康安全三个管理体系要求运作,以总工期4.5个月,即 6月30日正式开工, 11月15日前完工作为控制工期目标,根据各分项工程的施工方法和工艺技术方案,统筹考虑施工总体布署。

第二章 工程概况
2.1 总体概述
芜湖至合肥国家高速公路安徽省林头至陇西段改扩建工程项目起自芜合高速公路与北沿江高速交叉处的林头立交以北,起点桩号K61+425,路线向北经林头镇、半汤镇(巢湖经开区)、试刀山隧道、夏阁镇、柘皋镇、庙岗乡、王铁至店埠镇,终于与合徐南高速交叉处的陇西立交以南,终点桩号K115+501.553,路线全长54.088km。该项目地理位置图如下所示。

图2.1-1 芜湖至合肥国家高速公路安徽省林头至陇西段改扩建工程示意图
本标段为HW-01标段,对应主线桩号K61+425～1YK76+673,长度15.032km,工作内容包括主线桥梁及分离式立交桥、主线路基路面、巢湖互通、试刀山隧道、巢湖互通房建、巢湖管理处改建等。
全线采用八车道高速公路标准改扩建,设计速度120km/h,路基宽度42m,分离路基4×13.25m。新建及加宽桥涵设计汽车荷载等级采用公路-I级,其它技术指标按<公路工程技术标准>(JTG B01- )执行。
2.2 工程概况
既有线路上设置一处隧道及试刀山隧道,隧道长度分别为左线1101m,右线1130m,最大埋深190m。该隧道开工时间为1993年11月,左、右线隧道分别于1996年6月和1995年12月竣工通车。
原隧道标准断面如下:

图2.2-1 既有隧道建筑限界及净空断面

建筑限界净宽:0.75+0.25+0.5+2*3.75+0.5+0.25+0.75=10.5m
净高:5.0m
全隧道位于直线上,纵坡采用人字坡,左线为上坡1.2%,下坡0.75%;右线为上坡1.0%,下坡0.84%,隧道左线路面设计高程为70.66-69.99,右线设计高程为70.26-71.12.隧道左、右线中心间距为50m。隧道合肥端采用整体柱式洞门,洞门端墙采用花岗岩镶面,芜湖端采用分离式端墙式门洞,采用花岗岩镶面。
本次试刀山隧道施工为既有试刀山隧道改造和加固,改造主要有隧道建筑限界及净空断面改造、隧道路面及管沟改造、隧道车行横洞、人行横洞及紧急停车带改建等;加固主要为隧道病害整治,含裂缝治理、渗漏水治理、衬砌脱空处理等。本方案针对隧道车行横洞、人行横洞及紧急停车带改建进行编制。
图2.2-2 既有隧道扩建平面图
2.3 自然条件
2.3.1 地形地貌
本项目位于沿江丘陵平原区、江淮波状平原区,表现为中部低,西、东两端高,总体特征是北高南低,地势起伏较大,地面标高为6.1～280m,最低点位于K62+500处,地面标高为6.1m,最高点位于勘测区K72+580附近,地面标高为280.0m。区域地貌属沿江丘陵平原区、江淮波状平原区,地势起伏较大,微地貌类型由河漫滩、岗地、低丘、中丘组成。
2.3.2 地质条件
隧址区地层岩性主要为粉砂质泥岩、泥质砂岩、灰岩、泥灰岩及页岩,洞口主要为第四系坡残积层,隧道所穿部分地段还存在膨胀土、断层破碎带、岩溶、岩溶破碎体等不良地质。
本次试刀山隧道扩建段落均属于Ⅳ级围岩。
2.4 既有隧道原设计概况
2.4.1 结构设计
隧道结构按新奥法原理进行设计,采用复合式衬砌。以锚杆、喷射混凝土、钢拱架等为初期支护,并辅以大管棚、小导管以及超前锚杆等支护措施,充分调动和发挥围岩的自承能力,在监控量测信息的指导下施作初期支护和二次模筑衬砌。
2.4.2 隧道防排水设计
防水层:初期支护与二次衬砌间铺设1mm厚聚乙烯薄膜和400g/m2无纺布。
止水条:施工中的工作缝采用2×3cmBW止水条堵水。
洞内设双侧排水沟。
洞顶设截水天沟、洞顶水沟。
芜湖端洞顶设排洪渠。
2.4.3 横洞
既有试刀山隧道左右线之间设置2条人行横洞,间距471m。
2.4.4 路面
洞内及洞口路面采用水泥砼路面,面层为C35水泥混凝土板,洞内厚25cm,洞口厚24cm,基层洞内有仰拱地段为C15砼,隧底填充、无仰拱地段为10-18cm的C15砼铺底,洞口为8cm厚水泥稳定碎石,特殊段为C15砼填充。
2.5 既有隧道现状
2.5.1洞口现状
洞口主要构造物现状较好,未发现明显病害,仅位于右洞进口洞顶处截水沟遭植被覆盖,造成排水不畅。隧道上部山体经现场踏勘,未发现有人工引水渠及天然积水坑。
2.5.2洞门现状
洞门端墙总体状况较好,未发现严重病害,局部构造物表面存在渗水痕迹,洞门表面起皮,裂缝等轻微病害。
2.5.3洞身衬砌现状
隧道采用复合式衬砌,初期支护采用锚喷支护,二次衬砌为整体式混凝土衬砌。洞身截面尺寸量测数据与设计基本一致,其主要病害主要表现在衬砌裂缝,隧道沉降缝或施工缝处渗水,具体分述如下:
1)裂缝:裂缝的破坏形式主要竖向裂缝,斜向裂缝及水平向裂缝三种,其中竖向裂缝左洞洞身共 19 条,最大缝宽为 0.6mm。
2)渗水:本次检测左洞身共发现 18 处渗水,局部泛有白色流膏,渗水面积最大达 39.6m2。经分析认为,隧道围岩不良工程地质和水文地质条件是导致隧道存在渗漏水等病害的主要原因。
2.5.4洞身混凝土强度检测
选取隧道洞身为检测对象,按照规范要求,采用回弹法测定强度。
检测结果表明洞身混凝土强度满足设计要求。
2.5.5内部装饰检测
隧道内部装饰为:隧道内壁即由路面算起,2.2m 高度范围内采用白色瓷砖铺装,2.2m以上及洞顶采用 HFC-1 防火涂料涂刷。本次检测未发现存有重大病害,仅内装瓷砖局部碎落,局部有裂缝,防火涂料局部剥落,局部有划痕。
2.5.6路面现状
本次检测未发现隧道路面存有重大病害,局部存有轻微破损、坑槽、裂缝等缺陷。
2.5.7检修道及排水系统
隧道排水系统主要构造物为排水边沟和沉沙井,本次检测过程中发现检修道及路面排水系统盖板破损、开裂、缺失数量较多,可能会危及行人或行车安全。具体分述如下:
1)检修道:左洞右侧 62 块盖板破损开裂严重,左洞左侧 11 块盖板破损开裂严重,右洞右侧 47 块盖板破损开裂严重,右洞左侧 178 块盖板破损开裂严重。
2)路面排水系统:左洞右侧 138 块盖板破损开裂严重,左洞左侧 172 块盖板破损开裂严重,右洞右侧 259 块盖板破损开裂严重,2 处盖板缺失,右洞左侧 328 块盖板破损开裂严重。
3)路缘石破损、垮塌:共发现处 14 处破损。
2.5.8人行横洞
隧道 ZK72+247 人行横洞衬砌表面裂缝较多,共发现 23 条竖向裂缝,裂缝最大宽度为0.8mm。
ZK72+714 人行横洞衬砌表面裂缝较少,共发现 12 条竖向裂缝,裂缝最大宽度为0.8mm。
2.5.9其它附属设施
照明设施洞外亮度,洞内亮度满足规范要求;左幅隧道左侧 328 个灯具,损坏 58 个,右侧 272 个灯具,损坏 50 个;右幅隧道左侧 330 个灯具,损坏 67 个,右侧 267 个,损坏 48个。
通风情况,风机运行正常。
监控情况,传输系统正常,设备完好。
供电情况,容量够用,设备正常。
消防情况,左幅隧道左侧,右幅隧道右侧每隔 50m 一个消防栓,现状基本正常。
2.5.10隧道净空断面检测
经过实测断面与设计断面比较分析后,本隧道净空基本满足原设计要求。
2.5.11衬砌外观及厚度
(1)外观检测情况
本次检测共发现 281 条裂缝:其中竖向裂缝共 196 条,最大缝宽为 0.6mm,斜向裂缝共46 条,最大缝宽为 0.6mm,水平向裂缝共 39 条,最大缝宽为 0.4mm,局部裂缝伴有渗水、白色流膏等现象。
隧道渗漏水痕迹较多,共发现 93 处,局部在遇雨季时会出现较大面积渗漏水,渗漏水主要集中在洞身,部分施工缝(沉降缝)渗水也比较严重,渗漏水基本对行车不会造成影响。
(2)衬砌厚度检测
隧道应用地质雷达检测隧道左、右幅共 10 条纵断面,经雷达扫描图像分析,检测结论如下:
①经检测分析本次所检位置衬砌厚度大部分在 45-65cm 之间,最大厚度为 75cm,最小厚度为 27cm。分析认为,厚度薄处为空洞位置,是由于病害(缺陷)所产生,未发现穿孔现象,衬砌厚度可达到要求。
②衬砌整体完整性较好,未发现大的崩裂、坍塌、孔洞等现象,认为衬砌整体结构尚属完整,除个别出水点外,衬砌强度较好,未发现隧道衬砌存在结构性破坏情况,整体安全性较好。
③从雷达检测结果分析,隧道衬砌主要缺陷为欠实和脱空,从缺陷分布上看,隧道衬砌大部分均有不同程度的欠实、脱空现像。

第三章 施工资源配置
我项目部于 12月进场,当前各项准备工作已基本完成,并做了较长时间的现场调查工作,可随时投入到芜合高速改扩建一标段试刀山隧道工程施工中来。
3.1 施工组织机构和人员配备
3.1.1施工组织机构
加强项目管理、全面履行合同,确保工程建设工期、质量、安全、保护生态环境,全面实现建设目标,项目部共设六部二室即工程部、质检部、合约部、安保部、物资设备部、财务部和工地试验室、综合办公室,统一管理试刀山隧道工程进度、质量、安全、环保等工作,见图3.1-1施工组织机构图。针对试刀山隧道的意义和特点,经过全面工地现场考察,确定成立芜合高速改扩建一标项目部隧道施工工区。

各专业作业队
质检部
项目总工程师
项目经理
常务副经理
项目副经理
工地试验室
综合办公室
工程部
物资设备部
安保部
财务部
合同部
路面班组
开挖班组
运输班组
支护班组
立架班组
衬砌班组
注浆班组

图3.1-1 施工组织机构图

3.1.2人员配备
表3.1-2 隧道施工主要管理人员
序号
姓名
职务
分工
联系电话
1
周传富
项目总工
主管质量、进度

2
王 光
项目副经理
现场生产

3
姜 兵
实验室主任
试验相关工作

4
王 璟
测量部长
现场测量

5
王 月
安全部长
现场安全文明施工

6
方 亮
现场技术员
现场技术负责

7
林述香
现场总指挥
现场指挥

8
陈端炎
现场负责人
现场施工负责

9
王松
现场负责人
现场施工负责

9
林茂兴
现场协调
各方面协调工作

3.1.3劳动力使用计划
根据本合同段的工程数量和工期要求,结合企业自身的劳动定额,隧道扩挖施工安排上场的各施工班组共计为43人。
表3.1-3 现场施工队伍劳动力配备
班组名称
计划人数(个)
备注
开挖班组
8

支护班组
12

衬砌班组
8

钢筋班组
6

机械班组
4

技术管理
5

合计
43

3.2 设备配置的原则
以能够满足本合同工程的内容、数量和工期要求为原则,在机械类型上搭配合理,数量充分并留有余地,性能上能满足质量要求。
表3.2-1机械设备配置表
序号
设备名称
型号
数量
新旧程度
备注
1
装载机
柳工ZL50CN
1
80%

2
装载机
山工SEM650B
1
80%

3
挖掘机
小松200
1
80%
带破碎锤
4
挖掘机
924C
1
80%

5
螺杆式空压机
L20/8型
2
80%

6
喷浆料运输车
南骏
2
70%

7
砼输送泵
HBT60
1
90%

8
喷浆机
耿力
2
80%

9
注浆机
耿力
2
100%

10
电焊机
500型
10
90%

11
凿岩机
YT28
10
95%
射水降尘型
12
管棚机
/
1
95%

13
冷弯机
/
1
95%

14
断筋机
/
1
95%

15
台车
/
4
95%

16
测量仪器
中纬ZT20
1
100%

17
自卸汽车
红岩金刚20T
2
80%
租赁
3.3 主要材料配置及调配计划
根据施工形象进度计划的安排,按每月所拟完成的工程量,做好主要材料的调配计划,并根据现场的实际进度,随时调整材料的进场计划,以确保施工的正常进行。
表3.3-1主要材料数量表
序号
材料名称
单位
数量
备注
1
钢筋
kg
589601

2
混凝土
m3
15879
含喷射混凝土
3
工字钢
kg
261542

4
锚杆
m
64608
含注浆钢管
第四章 施工进度计划安排
4.1 施工目标
4.1.1 开挖工期目标
表4.1-1工期目标
总工期
计划开工日期
计划竣工日期
4.5个月
6月30日
11月15日
4.1.2 主要工程量
试刀山维修改造工程主要工程量如下:
表4.1-2 主要工程量表
项目名称
材 料
数 量
单 位
备 注
隧道紧急停车带、车行横洞
钢支撑
钢材
309051.1
kg

二次衬砌
C30混凝土
3695
m3

隧道人行横洞
开挖
石方
318
m3

4.2 开挖进度计划
本次试刀山隧道扩建开挖工程拟安排于 6月30日开工,至 11月15日完工,总工期为138天。具体计划如下:
序号
位置
工作内容
时间
工作内容
时间
1
人行横洞
开挖
6月30日~8月30日
二衬施工
7月10 日~11月15日
3
应急车道
7月10日~10月1日
8月10日~11月15日
4
车行横洞
8月10日~10月20日
9月1日~11月15日

第五章 紧急停车带扩挖方案
5.1 隧道开挖方式
按照现行标准和设计限界图,紧急停车带+右侧宽度为3.75m,断面横向组合为0.75m+0.75m+2×3.75m+0.75m+3.75m=13.50m,较原隧道限界宽10.50m增宽3.0m,考虑初支和二衬,对应的开挖线宽度为3.84m(0.24m+0.10m+ 0.50m+3.0m),相当于在老隧道的右侧扩挖一个单洞80m的车道;同时,由于原隧道初支+二衬为0.50m(0.15m+0.35m),衬砌破除后不能满足新初支+二衬0.84m的空间要求(0.34m+0.50m),环断面径向还需再破除0.34m。
具体施工方案为:
1、先施做径向锚杆预加固(破除既有隧道左侧衬砌结构,施做左侧初期支护及中隔支撑,中隔支撑与初期支护钢支撑焊接)。
2、破除既有隧道左侧衬砌结构并开挖(施做右侧初期支护)。
3、破除既有隧道右侧上台阶衬砌结构并开挖(施做右侧上台阶初期支护)。
4、破除既有隧道右侧下台阶衬砌结构并开挖(施做右侧下台阶初期支护)。
5、既有隧道管沟、路面拆除,仰拱开挖。
6、仰拱浇筑及回填。
7、整体浇筑二衬衬砌。
老隧道扩挖注意事项:
1、扩挖前,应现在既有隧道二衬周边施工径向玻纤锚杆预加固。
2、扩挖从车行横洞位置处的二衬施工缝开始,从一端向另一端开挖。
3、扩挖段在施工前,在扩挖段前后各架立5m临时钢套衬。钢套衬考虑循环使用,也可根据现场实际情况增加。
4、二衬浇筑滞后初期支护不得大于10m,扩挖段临时中隔撑待浇筑二衬时再拆除。
5、先扩挖,再施工车行横洞。车行横洞两侧各预留2m段落不浇筑二衬。待车行横洞贯通后,再浇筑扩挖段二衬。
6、车行横洞施工时要做好爆破控制,减小爆破对扩挖段结构影响。车行横洞施工时老隧道两侧新建隧道仍在运营,在新建隧道侧的车行横洞处做好防护措施,必要时进行临时交通管制。
7、老隧道结构拆除分为二衬和初期支护:二衬拆除能够采用微振动的控制爆破技术,并辅以人工凿除、机械切除和机械清理等措施;初期支护以人工凿除为主。
8、加强监控量测,根据监控量测数据及时反馈分析,动态调整扩挖方案。
图5.1-1 试刀山隧道扩挖顺序示意图
一、老隧道扩挖预加固方案
在隧道扩挖前需对既有隧道进行预加固,以确保开挖时的安全稳定。预加固主要采用玻纤锚杆,紧急停车带一测锚杆长度L=为600cm,另一侧锚杆长度L=450cm。锚杆梅花形布置,纵环向间距75(纵)*100(环)。预加锚杆后期可代替紧急停车带衬砌系统锚杆。

图5.1-2 既有隧道扩挖预加固方案图

二、老隧道扩挖临时支护方案
既有隧道扩挖采用上下台阶法进行开挖,上台阶开挖完成后设置临时竖撑,临时竖撑采用Ⅰ18工字钢工字钢,间距0.75m,纵向采用φ22钢筋相连,钢筋环向间距1.0m。临时竖撑重复利用,长度暂定为1.0m。临时竖撑上端与已施做的初期支护钢拱架焊接,下端与钢垫板焊接经过螺栓固定于路面结构上。二衬内表面与临时钢支撑不密贴处应塞入木楔。
图5.1-3 临时钢支撑设计图

图5.1-4 临时钢支撑布置图

三、老隧道扩挖施工方案
既有隧道扩挖采用上下台阶法进行开挖,上台阶开挖完成后设置临时竖撑,临时竖撑采用Ⅰ18工字钢工字钢,间距0.75m,纵向采用φ22钢筋相连,钢筋环向间距1.0m。临时竖撑重复利用,长度暂定为1.0m。临时竖撑上端与已施做的初期支护钢拱架焊接,下端与钢垫板焊接经过螺栓固定于路面结构上。
上一个扩挖段施工完成后,再施工下一个扩挖段。二衬施做滞后扩挖段掌子面长度不大于10m。 施工过程中应加强监控量测,根据量测信息指导隧道施工。必要时能够增加临时支撑以保证结构和围岩的稳定。

图5.1-5 既有隧道扩挖施工顺序表

1、破除既有隧道环向断面结构混凝土,左侧开挖,施作初期支护及中隔钢支撑。初期支护钢拱架与临时钢支撑焊接接。在拱顶与拱脚处分别设置2根长度350cm的D25中空锁脚锚杆,将初期支护钢拱架固定在锁脚锚杆上。

2、待左侧断面初期支护施做完成后,开挖右侧侧上半断面,施做初期支护,初期支护钢拱架与拱腰处的D25中空注浆锚杆(2根)进行连接,锁脚锚杆长度L=300cm。

3、待右侧上半断面初期支护施做完成后,架立临时竖撑。拆除既有隧道下半断面右侧结构砼,开挖右侧下半断面,施做初期支护,初期支护钢拱架与拱脚处的D25中空注浆锚杆(2根)进行连接,锁脚锚杆长度L=300cm。

4、拆除临时支撑,既有隧道管沟、路面拆除,仰拱开挖。

5、仰拱浇筑及回填,整体浇筑二衬。

1、初期支护锚喷工艺
⑴锚杆钻孔 
①钻孔前在初喷面上根据设计图纸标出每根锚杆的位置,孔位偏差±150mm。
②钻孔的直径采用40 mm,钻孔沿隧道径向打入,同时要考虑方向与岩层的结构面垂直。
③钻孔过程要保证孔的圆、直,钻孔应始终保持钻杆的前进方向为一个方向,防止钻杆前后左右摆动。
④钻孔的孔深不小于锚杆杆体有效长度,深度超长值≤100mm。
⑤孔钻好后用高压风吹净孔内的钻渣及岩粉。

施工准备

锚杆钻孔定位
注浆材料试验、进场
中空注浆锚杆订购

钻机就位
浆液配合比设计

钻 孔

浆液拌制
高压风清孔

组装锚杆杆体
安装锚杆杆体

浆液运输
安装止浆塞

长度检测管
锚杆检测

注浆站布置
注 浆
注浆

不
合
格
注浆检查

合格

待复喷后安装垫板、螺母

图5.1-6 中空注浆锚杆施工工艺流程
⑵中空注浆锚杆装杆质量控制
①孔深达到要求后,即进行装杆,装杆前对锚杆调直、除锈、除油等工作。
②锚杆用专用顶头顶入。
③锚杆插入的长度不小于设计长度的95%,锚杆安装后不得随意敲击。
④为了保证后部钢筋网铺设跟锚杆焊在一起,安装锚杆时,预留50mm的锚杆头,锚杆端部用垫板及螺母将锚杆固定,保证锚杆的牢固。
⑤安装锚杆时3%锚杆进行抽样抗拔试验,锚杆头预留40cm长,以备后安装拉。
⑶中空注浆锚杆注浆质量控制
①注浆采用净水泥浆,注浆前先经过试验确定浆液的配合比,水灰比按试验配合比施工。
②注浆压力大于0.35Mpa。
③注浆采用液压注浆泵,注浆开始前或中途注浆停止超过30min后,用水湿润注浆管和注浆泵,以防止堵管。
④注浆时,按照先稀后浓的原则,分级注浆。
⑤注浆时,发现了止浆塞周围存在漏浆现象,采用锚固剂等措施进行封堵,以保证注浆效果。

图5.1-7玻璃纤维锚杆施工工艺流程
钻孔
检查
清孔
送锚固卷
推进锚杆、搅拌锚固卷
锚固剂达到强度
结束
施工准备
锚杆加工
检查
电钻
高压风
浸药包
风动搅拌机

图5.1-8 药卷锚杆施工工艺流程图
④喷射混凝土
①喷射混凝土作业分片依次进行,喷射作业自下而上,先喷钢架支撑与拱墙壁间混凝土,后喷两拱架之间的混凝土。
②混凝土喷射采取分层喷射,后一层喷射在前一次喷射混凝土终凝后进行。 
③喷射混凝土时,喷头垂直于受喷面,喷头离受喷面的距离保持在0.6～1.2m之间。
④喷射混凝土的表面确保密实、平整、无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓、渗漏水等现象。
2、混凝土二次衬砌
(1)、衬砌施做前,做好以下准备工作
衬砌部位的隧道中线、标高、断面尺寸经过水准仪、全站仪、激光断面仪量测后尺寸准确无误,隧道无欠挖,二次衬砌内轮廓符合设计要求。
需要衬砌的部位初期支护已达到设计要求,防水板及环、纵、横向排水管设置完毕,预留孔及预埋件按设计及时施做。
隧道采用1台全断面液压钢模衬砌台车+木模,隧道混凝土采用混凝土输送车运输,输送泵泵送入模。
(2)、临时支护的拆除
二次衬砌前进行临时支护的拆除,采用风镐开挖或弱爆破进行拆除。
(3)、防排水布置
隧道二次衬砌前,做好防排水设施的布置,防水板在洞内由简易台车挂吊铺设,防水层铺设时施做环向及纵向排水管,并与中心排水管连接通顺。
(4)、隧道二次衬砌模板台车组装就位
隧道二次衬砌模具采用自行式液压台车,在厂家制作现场拼装完成,台车尺寸与既有隧道净空尺寸相同。模板台车在洞口采用25T汽车进行试拼装。进入紧急停车带二次衬砌断面后,按既有隧道净空尺寸对模板台车进行拼装定位;右侧加宽处钢模采用与加宽带净空弧度相同的18工字钢作为背衬骨架,并辅以钢支撑与模具台车焊接固定。左线二次衬砌完成后退出洞外,由洞外联通带转入右侧隧道衬砌断面。
车行横洞二次衬砌采用拼装钢拱架覆钢模模浇筑,且与紧急停车带交接处的二次衬砌一次性整体支模浇筑成型,模板施工顺序如下:
(1)自行式模板台车行走至二次衬砌位置;
(2)自行式模板台车测量定位至既有隧道净空尺寸位置;
(3)支设右侧模板背衬,采用与加宽带净空弧度相同带18工字作为钢背衬骨架,上部与模板台车搭接部位焊接固定;
(4)架设背衬骨架,采用18工字钢支撑竖向、横向间距1000mm与模板台车焊接形成整体,纵向采用与模板台车同长工字钢焊接形成固定拉杆(车行横洞处支撑与紧急停车带整体支设);
(5)靠工字钢背衬外侧安装 *500*50mm定型钢模;
(6)在定型钢模表面覆着3mm饰面板;

图5.1-8二次衬砌走行式液压模板台车模型图

5.2 设计IV级围岩衬砌与车行横洞交接处施工
紧急停车带扩挖至车行横洞范围时,爆破开挖,横洞轮廓范围内局部向横洞方向扩挖,初期支护钢架架立后,横洞轮廓范围内的钢架只对拱脚及以上30cm喷射混凝土,其余部分不喷射混凝土,便于后期车行横洞开挖时方便拆除。
图5.2-1 紧急停车带与横洞交接处横剖图

图5.2-2 紧急停车带与横洞交接处纵剖图

设计IV级围岩衬砌与车行横洞交接处钢架拆除开挖顺序:
1、采用18工字钢对车行横洞轮廓范围内的钢架进行临时支撑;
2、采用18工字钢临时支撑对与横洞交接处的钢架进行支撑加固;
3、逐榀拆除车行横洞截面范围内的钢架;
4、在紧急停车带横洞二衬轮廓线外绑扎主筋为4根22钢筋的喷射砼暗梁;
5、待暗梁砼强度≥20MPa时,拆除紧急停车带内的18工字钢临时支撑;
6、进行车行横洞爆破开挖;
5.3爆破施工方案
5.3.1爆破对营运隧道行车安全影响分析
爆破振速影响按照<爆破安全规程>GB6722— 规定,改造隧道爆破施工应控制爆炸导致营运隧道衬砌与围岩的质点振动速度<15cm／s。对于行人来说,振动速度>1cm／s时,就会有明显振感,并可能造成恐慌。对于行车来说,人们对于路面的振动敏感性降低,一般快速行驶的汽车对振动速度<10cm／s时基本无影响。 根据现有的施工设计方案,爆破作业尽量安排在夜间或凌晨进行,此时间段通行车辆较少,同时,为保证隧道结构不影响行车安全,对隧道交通进行临时管制,在确保隧道结构安全的条件下,方可允许车辆通行。
爆破噪声影响爆破作业除了导致围岩产生振动外,爆破的爆音对周围环境也有一定影响。从本工程来看,爆破噪声影响主要发生在紧急停车带。
根据<爆破安全规程>GB6722—20ll要求,按制要求进行爆破作业,一般其噪爆破噪声影响范围在200m。在改建道紧急停车段,爆破点距既有隧道距离较近,因此爆破噪声将对隧道的车辆造成影响。车辆在行驶过程中,由于地面摩擦以及隧道效应,隧道内的噪声声强一般较高,因此爆破噪声的影响不是明显。施工第一炮时对既有隧道进行现场试验。
5.3.2爆破方案的选择和设计
根据隧道掘进爆破的地质概况和岩层赋存条件,参考前期主隧洞掘进爆破施工的特点以及施工机械设备的现有条件,拟确定采用如下的掘进爆破工艺和方法步骤进行施工,即:
5.3.2.1设计和施工原则
依据隧洞围岩的赋存条件科学地进行设计与施工,施工遵循”弱爆破、短开挖、强支护、早闭合、勤量测、衬砌紧跟”的原则,根据钻爆施工效果及时优化调整设计参数。
5.3.2.2紧急停车带爆破方案
(1)人工切割和机械拆除原有的隧道衬砌,然后进行爆破扩挖;每次拆除的纵向长度不得超过1.5m,分步拆除并扩挖必须及时进行临时支护。
(2)根据岩层赋存稳定性条件,确定爆破工艺、循环进尺和爆破参数。①如果围岩较为稳定,无地质构造和破碎带等,可进行1.5m及其以上的大循环开挖施工,采用松动爆破和周边的光面(或预裂)爆破技术,全断面一次爆破。②如果遇到软岩及断层破碎带抑或是岩溶等,则根据围岩的软弱实际情况,酌情采用减弱松动爆破,或分台阶、分步骤地进行”多循环、短进尺”的爆破施工;循环进尺≯1.0m。
5.3.2.3行车、行人横洞爆破方案
(1)对于东侧1#人行横洞和中部行车横洞的掘进爆破,围岩赋存条件相对较好,Ⅲ级围岩可采用全断面一次爆破法进行施工,炮孔深度1.5m,掏槽眼深度1.8m,循环进尺L≤1.5m;周边孔采用光面爆破法进行施工。
(2)对于Ⅳ级围岩段和西侧2#人行横洞,则采用”多循环、短进尺” 减弱松动爆破法进行施工。炮孔深度为1.0 ～1.5m;循环进尺约为:0.8 ～1.2m;周边孔采用光面爆破法进行施工。
5.3.2.4施工注意事项
既有隧道在改造、加固和治理施工期间,应做好对既有老隧道和新建隧道的监测工作,发现问题应及时上报,及时处理。
5.3.3爆破技术及参数设计
根据岩层赋存稳定性条件,分别确定爆破工艺、循环进尺和爆破技术参数等。下面分别设计为:
5.3.3.1紧急停车带爆破设计
破除原隧道衬砌后进行爆破扩挖。开始时垂直隧道轮廓面挖缺口,然后平行于主隧道轴线方向打眼,以主隧道的侧边轮廓作为爆破的自由面,由里向外依次顺序起爆。爆破技术及参数设计为:
(1)钻眼直径和适用药卷直径:采用YT27或ZY24型风动凿岩机钻眼,钻孔直径为D=42mm;适用的炸药卷直径为Ф32mm。
(2)钻眼间距和排(圈)距:①崩落眼间距:Ⅲ级围岩a = 0.8～1.0m;Ⅳ级围岩a = 1.0～1.5m。②周边眼间距:Ⅲ级围岩E = 0.5～0.8m;Ⅳ级围岩E = 0.4～0.6m。③炮孔排距(圈间距):Ⅲ级围岩:b = 0.6～0.8m;Ⅳ级围岩:b = 0.7～0.9m。
(3)周边眼距E与光爆层厚度W的比值为E∕W = 0.65～0.8 。
(4)炮眼深度:Ⅲ级围岩隧道采用中深孔掘进,炮孔深度L = 1.5m,Ⅳ级围岩或破碎带:炮孔深度为L = 1.0m。
(5)装药系数、炸药单耗和装药量:
①装药系数ξ:临近自由面炮眼ξ= 0.3～0.5;其它崩落眼和底眼ξ= 0.4～0.6;周边眼ξ= 0.15～0.35。
②炸药单耗q:Ⅲ级围岩q = (0.5～0.75)kg∕m³;
Ⅳ级围岩q = (0.4～0.6)kg∕m³ 。
单孔装药量计算:Q单= ξ× L 或Q单= q*a*b*L
(6)炮眼布置图和爆破作业图表:紧急停车带掘进爆破的炮眼布置图详见下图。
图5.3–1:紧急停车带掘进爆破的炮眼布置示意图

紧急停车带掘进爆破参数如下表所示。
表5.3-1紧急停车带掘进爆破参数设计表
炮眼序号
炮眼名称
孔数(个)
孔深
(m)
总孔深
(m)
段别
HS
装药长度
(m)
装药量
(kg)
导爆管长度(m)
1-7
临自由面炮眼
7
1.5
10.5
1
0.6
7*0.6
5.0
8-17
二排崩落眼
10
1.5
15.0
3
0.8
10*0.8
5.0
18-25
拱顶周边眼
8
1.5
12.0
5
0.4
8*0.4
7.0
26-31
帮眼
6
1.5
9.0
6
0.6
6*0.6
7.0
32-34
底眼
3
1.5
4.5
7
0.8
3*0.8
7.0
合计

34

51.0

21.4

说明
1、掘进断面规格S掘=21.3m²,光面爆破,循环进尺按1.4m计;
2、起爆网络非电导爆MS雷管,簇联网路,导爆管+起爆针起爆;
3、掘进单耗:炸药0.72kg/m3;(含起爆网络)雷管1.27发/m³。
4、爆破器材:岩石乳化炸药,Ф32mm;非电导爆管雷管,1、3、5、6、7段。
5、炮眼利用率:93.33%
(7)起爆网路:采用先簇联后串联的起爆网路,每簇捆扎16～18根导爆管,共分2簇;两个捆扎点用4发雷管,然后用”四通连接元件”接母线导爆管通往起爆站;激发采用起爆针连接发爆器。
(8)循环进尺和爆破效率:循环进尺为:平均按1.4m计,爆破效率为93.33%;每循环爆破量29.8m³,每循环炸药使用量为21.4kg∕循环,则紧急停车带爆破的炸药单耗为0.72kg∕m³,雷管单耗为(含起爆网)1.27发∕m³。
图5.3–2:紧急停车带掘进爆破周边眼装药结构示意图

5.3.3.2行车横洞掘进爆破设计
对于行车横洞掘进爆破而言,同样根据围岩的稳定性和岩石硬度条件进行设计。这里主要对岩石赋存稳定的石灰岩或泥质灰岩(Ⅲ级围岩)洞挖设计如下:
1、掏槽方式
掏槽方式采用4～6眼的复式楔形掏槽,掏槽方式详见下图4-3所示:
图4-3:行车横洞掘进爆破掏槽方式示意图

2、爆破技术及参数
(1)钻眼直径和适用药卷直径:采用YT24型气腿式风动凿岩机