洞身开挖施工技术指导1、施工工序 2、施工方法 3、施工注意事项
4、质检工艺流程、检查项目及标准 5、工程质量通病防治
洞身开挖施工技术指导(台阶法)
1、施工工序
台阶法:开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上、下半断面同时并进的施工方法。适用于Ⅳ级围岩的中小跨度隧道和III级围岩的大跨度隧道;对于Ⅳ级围岩的大跨度隧道可采用上下台阶留核心土法开挖。
(2)(5)(1)(1)(4)(3)(3)
a)横断面 b)纵断面 台阶法施工工序横断面及纵断面示意图
施工顺序:
1、上台阶开挖;2、上台阶初期支护;3、下台阶开挖;4、下台阶初期支护;5、全断面二次衬砌。
2、施工方法
施工前做好相关准备工作,施工人员、机械设备、施工材料均已到位,除了凿岩机、钻机、挖掘机、装载机和自卸汽车等开挖出渣设备,还应将支护所需喷锚设备和材料准备好,确保开挖后及时支护;设计图纸有超前支护的,应先施工超前支护加固围岩,再进行洞身开
挖。开挖前,根据设计图纸,复核地质资料(由专业监
控量测单位采集数据并出具超前地质报告),判断围岩
级别是否与设计相符,并拍照留存;出现与设计不符的
情况,应立即上报监理工程师,申请变更修改设计。向作业班组进行书面交底,包括安全技术交底和施工技术交底,明确安全注意事项以及施工工序、规范标准等;
测量放样出隧道中线、开挖轮廓线和高程,将数据书面交底给作业班组。
隧道洞身开挖前,应进行专门钻爆设计。设计的内容应包括:炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法和爆破顺序等。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。钻爆设计还应根据工程地质、地形环境、开挖断面、开挖方法、循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出渣能力等因
素综合考虑,并根据实际爆破效果及围岩变化情况分析各相关影响因素,及时调整爆破设计参数,确保爆破效果符合规范要求。
钻爆作业应按照钻爆设计进行,工艺流程图如下:
爆破设计 测量放线 钻孔 装药计算 钻孔质量检查 清理钻孔 爆破材料准备 装药与堵塞 准备填充材料 网络检查 连接起爆网络 设备警戒 起爆 调整爆 通风 破参数 爆破效果检验 钻爆作业工艺流程框图
测量放样布眼:(1)钻眼前应定出开挖断面中线、水平线,用红油漆准确绘出开挖断面轮廓线,并标出炮眼位置(误差不超过5cm),经检查符合设计要求后方可
钻眼;(2)当开挖面凸凹较大时,应按实际情况调整炮眼深度,并相应调整装药量,除掏槽眼外的所有炮眼眼底宜在同一垂直面上。
钻眼:按照不同孔位,将钻工定点定位。钻工应熟悉炮眼布置图,能熟练地操作凿岩机械。特别是钻周边眼,一定要由有较丰富经验的老钻工司钻,有专人指挥,确保周边眼有准确的外插角,使两茬炮交界处台阶不大于15cm。同时,根据眼口位置和岩石的凹凸程度调整炮眼深度,保证炮眼底在同一平面上。
装药:1)根据不同炸药的性能,合理选择爆破炸药。对硬岩、长大隧道可选择爆速高、爆后炮烟少、有害气体含量低的水胶炸药;2)加强炮眼堵塞,提高爆破效果。宜配备专用炮泥机加工炮泥,保证装药堵塞质量。周边
眼的堵塞长度不宜小于400mm;3)装药需分片分组,按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行,雷管要“对号入座”,要定人、定位、定段别,不得乱装药。
联结起爆网路施工:按设计的联接网络实施。起爆网路为复式网路,以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意:导爆索的连接方向和连接点的牢固性;导爆管不能打结和拉细;各炮眼雷管连接次数应相同;引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处,网路联好后,要有专人负责检查。
引爆:非点炮人员撤至安全地点后才能引爆。爆破后必须经过通风排烟,且其相距时间不得少于15min,而且洞内空气质量符合规范要求,并经过以下各项检查和妥善处理后,其他工作人员才准进入工作面。爆破后
必须立即进行安全检查,如有瞎炮,必须由原爆破人员按《爆破安全规程》(GB 6722—2011)的有关规定进行处理,确认无误后才能出渣。
出渣运输:出渣采用挖掘机、装载机装渣,自卸汽车运输的无轨运输方式。出渣设专人进行维修和养护出渣道路,使其处于平整、畅通状态。道路两侧的废渣和余料应随时清除。出装大体积或超长料具时,应有专人指挥,专车运输,并设置显示界限的红灯。
台阶长度一般不大于隧道开挖宽度的1.5倍,上台阶开挖到一定长度后,进行下台阶开挖,根据围岩情况可采用爆破开挖或机械开挖,并用挖掘机、装载机配合自卸汽车出渣。
3、施工注意事项
(1)上下台阶之间的距离尽可能满足机具正常作业,并减少翻渣工作量;当顶部围岩破碎,需支护紧跟时,可适当延长台阶长度。
(2)施工亦应先护后挖,根据设计图纸采用超前锚杆或超前小钢管辅助施工措施。开挖应尽量采用微震光面爆破技术。
(3)初期支护应紧跟开挖面;上台阶施工时,钢架底脚宜设锁脚锚杆和纵向槽钢托梁以利下台阶开挖安全。下台阶在上台阶喷射混凝土强度达到设计强度的70%后开挖。
(4)隧道两侧的沟槽及铺底部分应和下台阶一次开挖成型。
(5)台阶分界线不得超过起拱线,上台阶长度不得大于30m,下台阶马口落底长度不大于2榀钢拱架的长度;应一次落底,并尽快封闭成环。
(6)开挖后应及时支护,封闭开挖面。
(7)二次衬砌应及时跟上,确保步距满足规范要求。 (8)应严格控制超挖和欠挖,拱脚、墙脚以上1m范围内断面严禁欠挖;超挖部分采用与支护相同的材料回填。
(9)隧道双向掘进时,当掌子面距离15~30m时,应改为单向掘进。
(10)应做好超前地质预报和监控量测,用以指导施工和调整支护参数。
(11)开挖断面应预留沉降量,避免二衬厚度不足。
4、质检工艺流程、检查项目及标准
(1)钻眼装药前,应检查炮眼的深度、角度和间距是否符合钻爆设计要求,其精度应符合下列规定:
A.掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于50mm;
B.辅助眼眼口排距、行距误差不得大于50mm; C.周边眼沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于50mm,周边眼外斜率不得大于50mm/m,眼底不超出开挖断面轮廓线100mm,最大不得超过150mm;
D.内圈炮眼至周边眼的排距误差不得大于50mm,炮眼深度超过2.5m时,内圈炮眼与周边眼宜采用相同的斜率。
(2)洞身开挖后,应报监理工程师检验,检验内容主要为开挖轮廓线是否符合设计图纸要求。应严格控制欠挖:当石质坚硬完整且岩石抗压强度大于30MPa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时,允许岩石个别凸出部分(每1m2不大于O.1m2)凸入衬砌断面,锚喷支护时凸入不大于30mm,衬砌时不大于50mm,拱脚、墙脚以上lm内严禁欠挖。平均和最大超挖允许值见下表:
5、工程质量通病防治
(1)光爆效果差,超欠挖严重
A.根据围岩情况进行爆破设计,并根据围岩变化及时调整爆破参数。
B.钻孔孔位依据测量定出的开挖轮廓线确定。 C.周边眼定位要准确,炮眼应平直、平行,炮眼间距严格按照钻爆设计要求布置。炮孔钻完后要及时清孔并用木楔封堵,防止落入石块等杂物,炮孔检查合格后,方可装药爆破。
D.软弱围岩边墙宜采用预裂爆破,拱部宜采用光面爆破,并预留沉落量。
E.加强爆破工的责任心,提高业务水平。施工中严
格按照钻爆设计的装药结构、装药量和雷管段数进行装
药。周边眼采用直径φ25mm 的小药卷进行装药。连线必须认真细致,仔细清点数量并复核,对联接块上的上下级导爆管必须捆扎牢固,严禁产生漏爆现象。
F.测工应每循环对开挖断面进行准确测量。测量实行双检制,每开挖 10米,对中线、标高和轮廓线进行一次复查。
G.控制超欠挖,欠挖应凿除,超挖部分在允许范围内,应按照同级混凝土回填。超出允许范围,应根据相关规范做出方案报批后实施回填作业。
(2)断层、破碎带隧道局部坍塌
A.提高围岩自身支护能力是控制围岩的松弛和坍塌的基本方法,其原则是:稳定掌子面,及时封闭断面和加固底层等。
B.采取短进尺、弱爆破的方式开挖。
C.加强超前地质预报,及时分析塌方地段地质的特征。
D.根据地质特征,及时调整开挖方法、开挖进度、支护方法。调整爆破参数。
E.增加管棚、超前小导管或超前锚杆等超前预支护措施,防止坍塌。
(3) 沉降量过大,支护侵入二衬
A.严格检查初期支护质量,必要时调整支护参数。B.根据监控量测数据,调整预留沉降量。
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