隧道洞身开挖施工方案

下窝铺隧道洞身开挖施工方案

目录

一、编制依据 (2)

二、施工准备工作 (2)

三、工程概况 (2)

四、人员安排 (3)

五、施工进度计划 (4)

六、施工方案及施工工艺 (4)

6.1 方案设计 (4)

6.2 暗洞开挖 (5)

6.2.1Ⅴ级围岩开挖 (5)

6.2.2Ⅳ级围岩段 (8)

6.2.3Ⅲ级围岩开挖采用全断面法开挖 (14)

七、光面爆破设计 (16)

7.1编制钻爆设计 (16)

7.2钻爆参数的选择 (16)

7.3掏槽方式 (16)

7.4装药结构及堵塞方式 (16)

八、质量要求及验收标准 (17)

九、安全、环境保证措施 (18)

下窝铺隧道洞身开挖施工方案

一、编制依据

（1）张承高速公路崇礼至张承界段两阶段施工图设计。

（2）现行公路钢筋混凝土工程施工质量检验评定标准，《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）和《公路工程质量检验评定标准》（土建工程）（JTG F80/1-2004）。

（3）施工现场的实际调查情况及我单位的现有施工管理水平、施工机械设备及以往类似工程的施工经验。`

二、施工准备工作

（1）对图纸进行了认真的会审，全面了解各部位的尺寸与高程。

（2）生产与生活临建设施已施工完毕。

（3）场地平整及临时道路。

①为保证正常施工，所有工作场地及住房用地均已平整。

②临时道路采用修建临时便道。

（4）供水、供电

①为保证施工连续性，施工用电已建好两台总负荷1435KW变压器，

临时供电已接至隧道洞口，隧道洞口准备两台200KW发电机做备用电源。

②为解决施工生产用水、生活用水，正在临时占地内打井，目前已进场5m3洒水车一台，以保证正常施工用水。隧道洞口准备好一个20m3的水箱，高压供水管道已安装完成，可保证掌子面施工用水的需要。

（5）机械设备、人员、材料均已进场。

（6）已向施工人员进行技术交底和安全、质量培训

三、工程概况

下窝铺隧道位于下窝铺村东北，为分离式中隧道，隧道右幅长714m，左幅长692m。隧道围岩地质如下：

下窝铺隧道进出口位于低山斜坡下部，地形呈斜坡小坎状，洞口地形

坡度稍缓，总体坡度约30-40度，隧道走向与坡向近一致，冲沟较发育，

无地下水出露，坡面为坡积土堆积物，多小于7米。隧道穿越区地层两端

为强风化及中风化片麻岩，局部见安山岩、石英斑岩，岩石风化较严重。

隧道中部为中-微风化片麻岩，岩石较完整，裂隙较发育，围岩较好。下

窝铺隧道进口段Ⅴ级围岩：左洞198米，右洞170米；Ⅳ级围岩左洞60

米，右洞70米，下窝铺隧道出口段Ⅴ级围岩：左洞146米，右洞150米；

Ⅳ级围岩左洞60米，右洞60米，隧道中部Ⅲ级围岩左洞210米，右洞250

米。

,四、人员安排

本隧道由我公司最优秀的隧道专业施工队负责施工。项目负责人：白

洪江；技术负责人：赵贺东；施工负责人：杨志国；隧道工程师：王卫；

质检工程师：李宣民；试验工程师：祝钦芳；测量工程师：蔡杏凯；安全

工程师：丁保安；班组长：何海斌施工人员：60人。

五、施工进度计划

隧道洞身工程所需设备、人员已在2013年5月1日前进场。目前已完成各项施工准备工作，具备洞身开挖作业及后续施工作业条件。根据工程特点、工程量情况和我单位施工技术力量、机械设备实力情况，安排本工程下窝铺隧道本年度于2013年6月10日施工，下窝铺隧道从进口开始施工，Ⅴ级围岩采用中隔壁法分部开挖，每昼夜开挖2米，计划2013年9月10日完成进口段Ⅴ级围岩开挖及支护，Ⅳ级围岩采用台阶法分部开挖，每昼夜开挖2.5米，计划2013年10月10日完成进口段Ⅳ级围岩开挖及支护，Ⅲ级围岩采用全断面法开挖，每昼夜开挖5米，计划2013年12月1日完成Ⅲ级围岩开挖及支护，计划2014年4月20日至2014年5月15日完成出口段Ⅳ级围岩开挖及支护，计划2014年5月15日至2014年8月15日完成出口段Ⅳ级围岩开挖及支护。

六、施工方案与施工工艺

6.1、方案设计

本合同段隧道按新奥法原理组织施工，并根据不同围岩级别及周边环境选择相应施工方法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。隧道施工严格按照“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早成环、勤量测”的原则进行组织施工。

隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，局部人工钻孔爆破，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先做护拱

混凝土，然后做暗洞超前大管棚，随后进入暗洞施工。

6.2、暗洞开挖

6.2.1Ⅴ级围岩开挖

1．Ⅴ级浅埋段围岩采用中隔壁法分部开挖

Ⅴ级围岩属于软弱围岩，施工中严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、弱爆破、快封闭、勤量测”的施工原则。

Ⅴ级围岩开挖后及时进行初期支护，且初期支护尽早封闭成环。开挖采用人工配合机械进行，确需爆破的地段采用弱爆破方法，每循环进尺控制在1.0－1.5m范围内。隧道出口端穿越Ⅳ级围岩段，采用中隔壁法开挖施工。将大跨度断面分成“C”、“D”两个分部，以临时中壁的支撑作用改善大跨度洞室的受力，减少支护应力，降低围岩变形和地表沉降，为减少“C”、“D”洞室施工，相邻洞室间相互干扰，隧道左右两洞室应错开距离施工，根据洞室跨度、洞群洞室效应理论及已有经验，将两洞室错开距离定为30m。其施工工序如下图6-2。

Ⅲ

Ⅰ

ⅡⅣ

Ⅴ级浅埋段围岩中隔壁法分部开挖施工工序图6—2

ⅠⅢ

ⅡⅣ

Ⅴ级浅埋段围岩钻爆设计

钻爆参数设计

采用自制台车钻孔，光面控制爆破，每次开挖1.2米，爆破排烟除危石后，轮式装碴机装碴，自卸汽车运输至洞外弃碴场；立型钢支架、施作锚杆、挂网、喷混凝土支护。

2.Ⅴ级深埋段围岩石台阶分部开挖法

（1）分部开挖法施工步骤

施工工艺流程：超前小导管（大管棚）注浆→开挖上部弧形导坑→初喷砼→安设锚杆、钢筋网→安装上部弧形工字钢拱→复喷砼→分左右侧开挖两拱脚→分侧初期支护两拱脚（挂钢筋网、安装锚杆、安装钢拱架、喷混凝土）→完成仰拱砼→施做防水层→二次模筑衬砌。

Ⅴ级深埋段围岩施工工程序示意图如下图：

A、上部开挖

首先开挖环形拱部，以人工风镐开挖为主，必要时铺以弱爆破，开挖进尺以1.0m为宜。核心土留台阶宽度为2m左右，以便于拱顶开挖和支撑拱架安装的施工和调整。

喷射砼前，进行开挖面轮廓线检查，并做好检查记录，绘制轮廓线图，合格后施喷砼。否则，要修整合格。在开挖过程中，防止超挖以设计轮廓线为标准制作样板，随挖随量，确保不出现超欠挖。如因其他原因造成超挖，及时提出处理方案，并通知监理工程师，经认可后进行超挖处理。

预留核心土的开挖，利用松动爆破，挖掘机运输。装碴采用轮式正装侧翻装载机配合自卸汽车出碴。

B、下部开挖

Ⅴ级深埋段围岩下台阶开挖，先用挖掘机拉中槽至仰拱底部，然后在两侧跳槽开挖马口，每次开挖马口长度2.5-3米。

马口开挖后，立刻支立工字钢钢拱架、喷射砼，完成初期支护，马口跳槽开挖长度不大于3米。在开挖中槽时，需特别注意的是两侧拱脚要留足够的平台，以保持拱圈的稳定。在开挖下部边墙时，尽量减少对围岩的扰动，接近外轮廓的部分采用人工开挖修整，对于不能直接使用机械开挖机械开挖的部分，使用凿岩机钻孔，进行松动爆破，机械挖装，自卸汽车运出。

（2）施工安排

根据围岩类别，设计断面及机械配套情况，综合分析施工中每道工序的先后顺序及所需时间，计划Ⅴ级深埋段围岩每循环进尺1.0m ,每天2个循环，开挖及支护进度1.0-2.0m。

6.2.2 Ⅳ级围岩段

先开挖上半断面,待开挖至满足要求后同时开挖下半断面,上下半断面同时并进的施工方法。主要应用于Ⅳ级围岩的施工。

施工工序说明：

1）开挖①部后及时进行上台阶喷、锚、网系统支护，架设格栅钢架并复喷砼至设计厚度，形成较稳定的承载拱。

2）在滞后①部50m后开挖②部再进行③部，并分别对②部、③部进行初期支护。

3）及时施作仰拱砼、填充混凝土，及早封闭成环。

4）根据围岩量测结果，适时施作二次衬砌。

5)施工工艺流程

台阶法施工工艺流程

6)施工方法：复核洞内导线点、水准点，在掌子面定出隧道中心线，定出拱部位置，沿中线从上而下每隔0.5米向两侧垂直量出支距，至轨顶面高程为止，各支距端点的连线为断面开挖轮廓线。上台阶拱部进行超前砂浆锚杆预支护，然后进行上台阶开挖，按照钻爆设计布设炮孔，开挖采用凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统、毫秒微差有序起爆，预留光爆层爆破。设置通风设备，采用机械通风。再由有经验的找顶工将初喷不能稳定的危石排除，对开挖面进行初喷混凝土，按湿喷法施工。然后进行上断面初期支护（安装钢格栅、挂钢筋网、安装锚杆、喷射混

凝土）。上台阶出渣采用挖掘机、装载机装渣，自卸汽车出渣方式。再进行下段面开挖，下半断面采用凿岩机钻眼，光面爆破，然后进行下段面初期支护。最后埋设中心排水管，浇注仰拱，敷设防水板，采用模板台车全断面一次模筑二次衬砌混凝土。下台阶由侧卸式装载机装渣，自卸车运渣。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装渣、运输”机械化一条龙作业。

爆破设计见下图：

6.2.3、Ⅲ级围岩开挖采用全断面法开挖（见全断面施工工艺框图）

Ⅲ级围岩全断面施工工艺流程图

Ⅲ级围岩采用全断面光面爆破法施工,首先按设计要求复核洞内导线点、水准点，定出开挖轮廓线。按照钻孔参数布设炮孔，炮眼布置的顺序为：掏槽眼、扩槽眼、掘进、内圈眼、底板眼、最后是周边眼。使用光面爆破技术，爆破后，检查断面尺寸，严禁超欠，洞内使用机械通风，洞内作业环境满足要求时，再清除洞顶浮石，及时施工喷射混凝土，安装初期支护内排水系统，出渣用挖掘机和装载机配合自卸汽车出渣，安装锚杆、挂钢筋网。

坚硬岩石采取加强掏槽爆破,严格控制周边眼爆孔,确保无超欠挖器材选用2#岩石硝铵炸药,塑料导爆管非电起爆系统,毫秒微差有序起爆.。Ⅲ级围岩爆破设计见下图:

Ⅲ级围岩全断面光面爆破药量分配表

七、光面爆破设计

7.1根据地质条件，开挖断面、开挖进尺、钻爆器材等条件编制钻爆设计。

1）根据围岩特点，合理选择周边眼间距和周边眼的最小抵抗线，辅助眼交错均匀布置，周边眼与辅助炮眼的眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深10～30cm。

2）严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。

3）选用2#岩石硝铵炸药。塑料导爆管非电毫秒雷管导爆管起爆。7.2钻爆参数的选择

通过爆破试验确定爆破参数，试验时能照下表

7.3掏槽方式

采用中空直眼或斜眼掏槽。直眼掏槽操作简单，钻眼方向容易掌握；当围岩石质较坚硬时，采用斜眼掏槽，以减少钻眼数量。

7.4装药结构及堵塞方式

A、装药结构

周边眼：采用小直径药卷间隔装药，大段位导爆管起爆。

辅助眼：采用中直径药卷间隔装药，中段位导爆管起爆。

掏槽眼：采用大直径药卷眼底装药，小段位导爆管起爆，

B、堵塞方式

所有装药炮眼均用炮泥堵塞，堵塞长度均不小于26cm

八、质量要求及验收标准

1）隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。

2）隧道开挖应严格控制欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1㎡不大于0.1㎡）侵入衬砌应小于5cm。拱脚和墙脚以上１ｍ内断面严禁欠挖。

3）严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工，否则应按照变更程序申请改变施工方案。

4）每循环进行测量放样，严格控制超欠挖。定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。

5）边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求。软弱地基处理方法和施工质量应符合设计要求。隧底开挖前应进行施工工艺设计。

6）隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小，核对设计情况，判断围岩的稳定性。

7）洞口施工前，应先检查边、仰坡以上山坡稳定情况，清除悬石，处理危石，施工期间实施不间断监测和防护。

8）隧道明洞段施工时，边仰坡应分层分段开挖，并按设计及时做好防护。临时边仰坡应进行适当放坡。

9）坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则组织施工

10）光面爆破钻眼前，应根据钻爆设计图准确标出炮眼位置，钻孔时应按钻爆设计要求严格控制炮眼的间距、深度和角度。掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为5cm。周边眼的间距允许偏差为5cm，外插角应符合钻爆设计要求，眼底不应超出开挖轮廓线15cm。

11）隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求。隧底范围石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1㎡不大于0.1㎡）侵入衬砌应小于5cm。

12）光面爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩不应小于80%，中硬岩不应小于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。

九、安全、环境保证措施

1、安全保护：

1）加强对施工人员的培训，提高全体参建人员的安全、质量意识。

2）明洞段因地基加固等施工的振动可能造成边坡失稳时，应预先在边坡上设置观测桩进行监测，并派专人检查边坡的稳定情况。发现边坡有开裂、变形现象时，应立即对边坡体进行加固处理，确保安全后方可继续进行施工

3）爆破作业时，所有人员应撤离至不受有害气体、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。当相对开挖工作面相距40m时，两端施工应加强联系，统一指挥。当两开挖工作面相距10～15m时，应从一端开挖贯通。设置放炮前的安全检查员，及时检查现场的安全情况，以确定是否可以起爆，爆破后经专职安全员检查，排除瞎炮等安全隐患后，其他人员方可进入施工现场。

4）炮孔装药，应使用木质或竹制炮棍，不应投掷起爆药包和敏感度

高的炸药，起爆药包装入后应采用有效措施，防止后续药卷直接冲击起爆药包。

5）装药发生卡塞时，若在雷管和起爆药包放入之前，可用非金属长杆处理。装入起爆药包之后，不应用任何工具冲击、挤压。

6）在装药过程中，不应拔出或硬拉起爆药包中的导火索、导爆管、导爆索和电雷管导线。

7）装药填塞期间，禁止与爆破作业无关的人员进入现场。在爆破危险区边界上应设立明显的警戒标志。起爆前30分钟，进入爆破危险区域内的所有通道必须派专人警戒，及时发出预警信号、起爆信号，解除信号，各种信号应使境界区域及附近人员能清楚的听到或看到。执行警戒任务的人员应按指令到达指定地点并坚守工作岗位。

8) 放炮后必须通风排烟，15min后检查人员方可进入开挖面检查，检查内容：有无瞎炮、残炮；有无残余炸药或雷管；顶板及两帮有无松动的围岩；支撑有无变形。

2、施工紧急预案

根据以往的经验教训，当隧道内掌子面后方发生塌方等事故时容易造成施工人员被困洞内的情况；为了保证被困人员的安全，快速、有效的实施救援，最大限度的减小事故损失，在隧道施工阶段应考虑相关工程措施及准备相关救援设施、设备。相关措施如下：(1)上半断面开挖距上半部掌子面4-6米，下半断面开挖距下半部掌子面2-4米放置紧急救援包；（2）靠近掌子面采用Φ800钢管，在隧道内塌方时可做为被困人员的逃生通道；（3）洞内设置无线电话，施工照明采用UPS供电照明；（4）掌子面附近准备食品、紧急医用药物及相关设备；（5）洞外准备

临时钢架、木材、钻机、抽水机具等设施；（6）施工单位应根据实际情况进行必要的防灾、救援演练，以有效应对突发情况。

3、环境保护：

1)编写详细的施工期间环境保护方案，包括施工现场所必须的排泄系统、照明灯光、护板、围墙、栅栏、警示信号标志和环保措施等，并使业主和监理工程师满意。

2)加强学习环保知识、法律法规，开展环保知识宣传，提高全体员工的环保素质。

3)以墙报、简报、宣传标语的宣传形式开展环保宣传工作。

4)根据本合同各单位工程的施工特点，严格执行《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）的具体规定。

5)在施工中，严格遵守国家环境保护部门的有关规定，采取有效措施以预防和消除因施工造成的环境污染，对工程范围以外的工地及植被注意保护，并严禁乱倒污泥、垃圾等。

6)在施工期间加强环境保护意识，保持工地清洁，控制扬尘，杜绝漏洒材料。为此使施工场地砂石化或保持经常洒水，使得施工场地旁的农田作物无扬尘污染。

张承高速公路崇礼至张承界A合同段

河北燕峰路桥建设集团有限公司

2013-5-1