1、化马隧道施工组织设计1、编制依据本工程施工组织设计按以下依据编制：1、兰州至重庆铁路夏官营（不含）至广元段（不含）土建工程 LYS-4 标合同段施工图纸；2、企业自身实力，施工队伍、机械设备能力实际情况；3、施工现场实际施工条件和环境；4、工程建设规模；工程施工工期；5、 TB10204-2002 铁路隧道施工规范 ；6、 TB10417-2003 铁路隧道工程施工质量验收标准 。2、工程概况2.1 工程简介2.1.1 工程范围化马隧道位于甘肃省宕昌县境内，属秦岭高中山区，隧道进出口高程分别为 1424.858m 和 1261.710m，隧道洞身最大埋深约 1300m，最小埋深约 122m。隧
2、道起讫里程为 DK301+282DK313+862，进口位于秦峪羊古堆沟，隧道出口位于董家庄沟内，全长 12580m，为双线隧道。隧道进口左线 105.22m、右线3504.588m 分别位于 R=3500m、R=3504.588m 的左偏曲线上，洞身左线1243.42m、右线 1262.29m 分别位于 R=3504.588m、R=3500m 的右偏曲线上外，其余地段位于直线地段；隧道内线路分别为 12.8、13、的单面下坡。隧道围岩级别一览表围岩分级计算长度(m)隧道名称 长度(m) 正线 12580 0 1930 4964 2600 3086 0化马沟斜井 1329.2 0 0 1269
3、.2 30 30 0化马隧道石家院斜井 1988.7 0 0 428.7 680 880 0隧道洞身通过的地层主要为第四系全新统坡积砂质黄土、碎石土，二叠系下统灰岩夹砂岩、石炭系中上统灰岩、泥盆系中统灰岩、泥盆系上统灰岩夹板岩、志留系中上统硅质岩夹板岩。隧道通过区位于秦岭褶皱系，地质构造复杂，褶皱发育。受构在影响岩层产状较乱，层面多闭合张开，节理以近垂直岩层走向的节理为主，多为张节理，节理面微张张开。并发育有两处背斜、两处向斜， 7 断层条。其中 F4 断层为区域性断层。隧道区地下水主要为灰岩溶蚀裂隙水、断层带破碎带断层裂隙水以及长大节理裂隙水。预测隧道正常涌水量为 5230m3/d、最大总涌
4、水量为 15690m3/d。2.1.2 主要技术标准铁路等级：国铁 I 级。正线数目：兰州至重庆双线。限制坡度：兰州至广元段双机 13（不进行隧道折减） 。路段旅客列车设计行车速度与最小曲线半径：兰州至重庆速度目标值200km/h，对应的最小曲线半径一般 3500 米（困难 2800 米） 。牵引种类：电力。牵引质量：4000 吨。到发线有效长度：880 米。闭塞类型：自动闭塞。建筑限界：满足双层集装箱运输的要求。2.1.3 地形地貌、地质、水文、气象特征线路由北向南经过黄秦岭高中山区地貌。本段地层岩性变化较大，并与构造作用密切相关。沿线通过甘肃省南部地质构造十分复杂，从北向南，经过秦岭褶皱系
5、大地构造单元。沿线地表水主要为江河水、溪水、沟水，地表水系发育，较大的地表水系主要有白龙江、岷江均为常年流水，河水位受季节性降雨变化，雨季河水汹涌。测区山间溪沟及次级小河流不发育，一般流程较短，流量受大气降雨控制，因季节变化而变化，以蒸发、下渗和径流等形式排泄。地下水类型主要为第四系孔隙潜水、基岩裂隙水及岩溶裂隙水。本工区位于甘肃省东南部，属北亚热带湿润向暖温半湿润过渡的季风气候，受境内高山深谷地形的影响，在气候上有明显的区域特征，气候差异悬殊，垂直分带的差异性明显，河谷炎热，山地寒冷。年平均气温 5.816.1。最高温度 38.6，最低温度-27.9，年平均降雨量 440.9941.8mm，
6、相对湿度5878%。2.1.4 交通情况本工区主要利用的公路为 G212 国道，大部分线路基本与 G212 并行，由公路通往工点的道路比较困难，需要新建便桥 2 座及大量施工便道。2.1.5 施工用水本工区所经地区分布有岷江、白龙江常年流水河，同时分布有二三级支流，多为季节性河流。天然水质大多较好，适宜作多种用途的水源，对混凝土无侵蚀性。2.1.6 施工用电沿线电源分属甘肃省陇南市，根据地方电源分布情况，以及本工区实际情况，采用部分地段贯通 10KV 电力线路或 35KV 电力线路，部分地段就近从地方10KV 线路“T”接供电方式。施工前期，采用 200Kw 柴油发电机进行供电。2.1.7 油
7、燃料本工区沿线燃料供应相对比较充足，施工用的燃料可就近购买。2.1.8 洞内管线布设洞内布置管线主要有：动力线、照明线、高压水管、通风管、高压风管。为方便施工，且不影响运输和行人，管线布置按通风管及排水管布置在隧道线路前进方向的一侧，其他管线布置在线路前进方向的另一侧为原则进行布置。洞内管线布置示意图通风管的布设通风管设在左侧，根据通风设计，采用压入式通风。通过衬砌台车处用铁皮风筒过渡，避免在此处断开或形成瓶颈。风管采用接头为拉链式 1500mm 的塑布软管和钢风管。高压供风管的布设高压风管设于左侧边墙上，主管道每隔 200m 分装闸阀，高度位于轨面高度，不影响仰拱及铺底施工。用角钢做支架,管
8、道前段距开挖面 30m 距离，用高压软管接分风器。给水管路的布设给水管路与高压供风管设于同一角钢支架上，管道距开挖面 40m，用直径50mm 软管接分水器。供电线路的布设设于右侧边墙上，施工用电采用三相五线制，供电电压为 380/220V，作业地段照明采用 36V 低压。380/220V 供电线路采用 95mm2 塑料绝缘铝绞线。电线悬挂高度距人行地面 380V 以下不小于 2m。供电线路分层架设，干线在上、支线在下，动力线在上，照明线在下。排水管路的布设本标段隧道反坡施工段，每 100m150m 设一个积水仓，采用多级泵接力排水至洞外。同时掌子面配备 23 台污水泵，防止掌子面出现涌水。2.
9、2 化马隧道斜井各项参数2.2.1 化马沟斜井化马沟斜井长度 1329.200 米（斜距 1330.882） ，斜井洞口开挖底板高程：1434.700m；坐标为 N=3735131.065，E=484983.725；斜井与主洞交点里程：DK305+700，坐标为 N=3734231.419,E=485962.198；交点底板高程：1367.810；斜井为 5.03%下坡。斜井按照每 250300m 修建一个 30m 长的平坡段，平坡段修建后斜井的整体坡度为 5.4%。2.2.2 石家院斜井石家院斜井长度 1988.743 米，斜井洞口开挖底板高程：1518.298m；坐标为 N=3731776
10、.658，E=484262.970；斜井与主洞交点里程：DK309+700，坐标为N=3730253.575，E=484541.765；交点底板高程：1315.793m；斜井为 10.18%下坡。斜井按照每 250300m 修建一个 30m 长的平坡段，平坡段修建后斜井的整体坡度为 11.2%。断面尺寸见附图：单车道斜井模筑衬砌断面设计图、双车道斜井模筑衬砌断面设计图3.施工部署3.1 施工准备3.1.1 技术准备设计图纸已经确定。项目部试验室已按要求成立，具备了对进场原材料、半成品、成品进行检验和试验的能力。已经进场的工程材料均经检验合格。完成了控制桩点复测，导线点加密，以及工程位置的测量和
11、放样工作。3.1.2 现场准备施工便道已经贯通，可保证施工运输。施工现场三通一平准备就绪。出碴道路、场地已齐备。制定了施工安全、质量、进度、环境保护和文明施工措施，能够保证施工安全、质量、进度。3.1.3 风水电供应供风各工作面洞口设置空气压缩机房，设高压风管至开挖面。施工先采用 1台 12m3 内燃空气压缩机供风，紧接将建成 7 台电动 20 m3 空气压缩机供风。供水施工用水及生活用水自山坡水沟引到现场供现场施工或从 G212 国道旁江河附近打井抽水引至施工现场。供电各工作面临时采用 2 台 200kw 发电机供电，之后设立 2 台 630-800kw 变压器供电。洞内采用三相四线制供电线
12、路进洞（动力用电 380V，照明电用 220V） ，在作业面附近设变压器 220/36，使作业面照明电压为 36V，电线悬挂高度距人行道 2m，成洞和不作业地段 220V，一般 15m 布置一盏。施工用电采用永临结合方式，以接入供电为主，自备发电机为辅。在隧道进出口设一座 800KVA 变压器，两斜井各设立 2 台 630 KVA 变压器，隧道出口设2 台 800 KVA 变压器；动力设备采用三相 380V，隧道内照明采用三相四线制供电线路进洞（动力用电 380V，照明电用 220V） ，在作业面附近设变压器220/36，使作业面照明电压为 36V，电线悬挂高度距人行道 2m，成洞和不作业地段
13、 220V，一般 15m 布置一盏。为保证施工正常进行，每个隧道口配备发电机若干。3.1.4 隧道通风3.1.4.1 通风方案拟定条件.隧道主要采用钻爆法施工；.独头掘进最远送风距离为 3600m；.因工期紧张，要求快速掘进，通风排烟不能占有循环时间过长，按30min 考虑(平时送风不占用循环时间)；.污染主要是爆破作业产生的有害气体和粉尘；.用可提供足够风量、风压的风机及漏风小、阻力小的风管；3.1.4.2 通风方案制定的考虑和依据能够供给足够的新鲜空气，并冲淡、排除有害气体和降低粉尘浓度，以改善劳动条件、保障作业人员的身体健康。3.1.4.3 通风方案的确定考虑化马隧洞各工作面的施工特点，
14、选择压入式通风方式，进入正洞后根据实际情况采用混合式通风的方式。.风机的选型考虑综合因素，选用压入式 132kw2 通风机。.考虑正洞开挖断面大的特点选 150PVC 增强维纶布管。.通风管的布置管道通风与风管掌子面有 50 米距离。风管吊挂平直，拉紧吊稳，避免出现褶皱增加阻力，在交接处避免死弯。3.1.5 砼拌和3.1.5.1 拌和系统化马隧道各工作面洞口临时设立一台 JS500 强制式搅拌机、混凝土湿喷机，供喷射砼用。另外在化马隧道各工作面洞口建设一台 HZS60 混凝土搅拌站供衬砌混凝土和喷射混凝土。3.1.5.2 水泥库房水泥库房邻近搅拌站设置。库房采用整体板房、防雨篷布围护，底部以砖
15、石支垫并铺设油毡隔潮，保持通风。房址设在地势较高的位置，并完善排水系统。3.1.5.3 砂石料仓砂石料仓邻近搅拌站设置。各料仓用浆砌片石挡墙间隔，并设置防雨、雪及防冻设施。3.1.6 锚杆、拱架加工化马隧道各工作面洞口设钢加工棚，在钢筋加工棚加工锚杆、格栅钢拱架和管棚。3.2 资源配备3.2.1 机械设备主要施工设备 表-1序号 设 备 名 称 规格型号 数量 功率 进场日期1 钻爆台车 8 2009.3.142 混凝土湿喷射机 16 18kw 2009.3.143 注浆机 8 7.5kw 2009.3.144 挖掘机 日立 8 2009.3.35 侧卸式装载机 ZL-50c 8 2009.3
16、.36 装载机 ZL-50c 5 2009.3.37 自卸汽车 40 2009.3.38 小型空压机 3m3 16 18kw 2009.3.149 空压机 20m3 35 2009.3.1410 搅拌机 自落式 s300 16 18kw 2009.3.1411 发电机 16 200kw 2009.3.1412 通风机 132*2 8 264kw 2009.3.1413 风动凿岩机 TY-28 80 2009.3.1514 风镐 G10 30 2009.3.1515 变压器 630KVA+800KVA 6+2 2009.3.1516 冷弯机 8 22kw 2009.3.1417 冲击钻 30 2
17、009.3.1418 电动砂轮机 8 2009.3.1519 交流电焊机 BX500 32 2009.3.1420 混凝土运输车 8m3 20 2009.7.1021 搅拌站 HZS60 5 2009.5.1022 混凝土输送泵 HBT60 8 2009.7.1023 衬砌台车 8 2009.7.103.2.2 人员准备劳动力安排表 表-2序 号 工 种 工 作 内 容 人数 备 注1 队长 指挥全队作业 82 副队长 协助队长指挥全队作业 163 技术员 洞挖的施工技术 164 测量员 洞挖放线定位，控制高程 165 凿岩工 钻孔 2406 爆破工 装药、连接网络起爆 327 力工 临建 8
18、09 管道工 保证风水供应 1610 司机 11211 混凝土工 混凝土浇筑 20012 支护工 喷锚支护 20013 电 工 保证施工和照明用电 1614 保管员 物质入库及出库 1615 安全员 负责洞内作业安全检查 16合 计 9684.施工方案化马隧道掘进按钻爆法组织施工。主体隧道开挖采用进口工作面、出口工作面和二个斜井工作面掘进，无轨运输出碴。从两端洞口工作面、斜井工作面施工正洞时，原则上尽量利用大型机械施工。级围岩地段，采用凿岩台车进行全断面开挖，、级围岩及时进行工序转换，采用人工钻爆法台阶开挖或环形开挖预留核心土法施工。大跨度隧道施工严格控制进尺，每次开挖一榀钢架间距并尽快施作初
19、期支护。做到“管超前、短开挖、强支护、勤量测、早封闭” 。隧道开挖均采用光面爆破技术，严格控制超挖和减少对围岩的扰动，保证开挖成形质量，以充分发挥围岩的自承能力。各工作面依据洞口控制点放样出洞口开挖边线，再进行洞口开挖、防护。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。4.1 洞口开挖4.1.1 土方开挖洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段防护一段。开挖时测量跟班作业，控制开挖轮廓。采用人工配合挖掘机清除地表植被，再沿着洞口分层开挖，每层控制开挖厚度 2m，剥离土方用自卸汽车运至指定弃碴场。开挖过程中发现土层变化时，及时报监
20、理工程师同意后修改挖方坡度，准备石方开挖工作。4.1.2 石方开挖采用人工钻孔预裂爆破，挖掘机装碴，修边坡，自卸汽车运碴。预裂爆破参数选择：抵抗线长度 W=HDD/150（硬度系数 D 取 0.52，爆破深度 H 取2.5m 高度影响系数 取 1.0）炮眼间距 a=(0.7-1.4)w炮眼排距 b=a超深深度 h=0.15H 炮眼深度 L=H+h单孔装药量 Q=0.33q.a.b.H(kg)单位体积耗药量取 1.5kg/m3起爆网络 多排微差毫秒网络4.1.3 排水措施为避免雨天冲刷，在开挖前将洞口距边、仰坡开挖线 35处修建排水沟，能够将雨水顺利排除，避免雨水冲刷边坡。4.1.4 洞口边坡加
21、固保护措施洞口边坡符合设计要求后，采用小导管并挂钢筋网喷砼防护。.钢管型号为 40，长 3.0m,间距 1.5m1.5m 梅花型布设,方向垂直于坡面。.钢筋网片为 8 钢筋编制，网眼尺寸 20cm20cm 与小导管相邻处用电焊机焊牢固。.在坡面埋设长 1m 50 钢管（埋入 80cm） ，并与网片固定，做排水管。.在小导管、钢筋网、排水管安装完成后，进行喷砼防护。.在喷浆工作完成后对小导管进行注浆。4.2 洞口加固化马隧道各工作面洞口均为级围岩，岩性主要为泥岩，因此进洞之前对洞口环向采取加固措施，确保安全进洞。隧道进、出口采用超前大管棚进行超前支护，两斜井采用超前注浆小导管超前支护，洞口 5m
22、 范围内环设 I18（斜井口） 、I20b(进口、出口)工字钢拱架喷砼加强措施，间距 1 榀/0.5m。两侧边坡采用小导管挂网喷 C25 混凝土，小导管长 3.0m，间排距1.5m1.5m 梅花型布设，喷砼厚度为 15cm；钢筋网采用为 8 钢筋，网孔间距20cm20cm。排水孔采用 50 钢管（埋入 80cm） ，梅花型布置，间排距 3.53.5米。超前导管采用 40 钢管，长 3.5m，间排距 0.4m0.3m 梅花型布设。其施工工艺如下：测量放线：按设计开挖轮廓线，外放 30cm，为施做小导管位置。小导管环向间距 40cm，外插角 510 度。小导管制作尾部宜采用套丝并与注浆器相配套，方
23、便注浆。注浆浆液采用 1：0.8 水泥浆，注浆压力不大于0.3MPa，注浆压力达到 0.3MPa 关闭注浆器阀门，停止注浆。洞外管棚施工，采用脚手钢管搭设管棚钻孔作业平台，见洞外管棚施工示意图。洞外管棚施工示意图管棚采用 1086mm 热轧无缝钢管制作，采用常规先钻孔、后插入的安设方法，其施工工艺如下： 不不 不不不不管棚施工工艺流程图套拱部位开挖应现场地质条件确定，采用预留核心土开挖；当地质条件允许时，可一次落到底，须及时做好开挖面的防护工作，要做到钢架底脚坚实、孔口管位置准确、套拱混凝土成型美观。套拱施工工艺流程见下图：测量放样开挖套拱环形槽套拱基础开挖按设计安装固定套拱内拱架将孔口管定位
24、固定在钢架上立套拱砼施工支撑拱架安装套拱模板浇注套拱砼养生、拆模加工套拱模板施工拱架加工孔口管加工套拱内拱架加工砼生产、运输套拱施工工艺流程图管棚定位：以套拱内预埋的孔口管定向、定位，严格控制其上抬量和角度。打试验孔：为保证长管棚施工质量，在拱脚部位，选 2 个孔作为试验孔，找出地层特点，并进行注浆和砂浆充填试验。钻孔及清孔：选用地质钻机或管棚钻机风动干钻法钻进成L。风动冲击回转钻头直径、钻压、转速、风量、风压等钻进参数应满足施工要求。顶管：钻孔检查合格后，将钢管连续接长，由钻机旋转顶进将其装入孔内。管棚节间用丝扣连接，要求隧道纵向同一截面处钢管接头数不大于 50。堵孔：为确保注浆质量，在钢花
25、管安装后，管口用麻丝和锚固剂封堵钢管与孔壁间空隙，钢管自身利用孔口安装的封头将密封圈压紧，压浆管口上安装三通接头。注浆作业(以双液浆为例)：用双液注浆泵按先下后上，先单液浆、再双液浆，先稀后浓原则注浆。注浆量由压力控制初压 0.51.0Mpa，终压为2.0MPa。达到结束标准后，停止注浆。充填砂浆：注浆后，扫排管内胶凝浆液，用水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度，对于非压浆孔，直接充填即可。注浆浆液的配合比应符合设计要求。注浆压力应符合设计要求，注浆浆液应充满钢管及其周围的空隙。4.3 隧洞开挖4.3.1 斜井开挖两斜井洞口段位均于坡积体范围内，全部为土质或土夹石，地质情况非常差，属于浅埋暗
26、挖施工。根据这种地质情况采取以下施工方案：为了确保进洞口的安全，化马沟斜井采用环形开挖留核心土法施工，石家院斜井采用短台阶法施工。上导开挖面与下导开挖面保留不大于 3m 的台阶。而且在进行下导开挖时采用的是半幅开挖，在半幅支护完成后再进行另外半幅的开挖。由于地质情况很差，在支护方式上进行了加强，所采用的支护方式为I18 工字钢拱架，拱架间距为 0.5m。同时，保证每榀拱架形成闭合的环，即在仰拱混凝土施工时做横向的工字钢支撑。为了确保施工安全，及时进行了仰拱施工，仰拱与掌子面的间距控制在20m 以内。在制定了详细的施工方案的同时也加强了对隧道的监控量测。详细的监控措施及方案详见4.5.9 监控量
27、测 。4.3.2 主洞开挖隧道进、出口段为级围岩，采用上下导钻爆法开挖进洞，围岩特差时采用弱爆破辅助人工开挖、修边。其施工工艺流程见开挖爆破作业施工工艺流程框图。连接网络、起爆找 顶 排 险初 期 支 护下断面开挖准备出 碴施 工 准 备清孔、装药风动凿岩机就 位 、 钻 孔开挖爆破作业施工工艺流程框图4.3.3 施工措施 施工准备:进行钻爆设计,并选取与隧道石质情况相似的围岩进行爆破试验。进行机械设备和机具的维修和保养，准备火工品等材料。测量画线：用经纬仪确定方向，水准仪控制标高，用红油漆准确绘出开挖面的中心线和轮廓线，按钻爆设计标出各类炮孔的位置，其误差不超过 5；风动凿岩机就位：将风动凿
28、岩机移到开挖面，接好风水管道；钻孔：按爆破设计炮眼位置准确定出钻孔位置，周边眼和掏槽眼的精度要比其它眼精度高，钻眼误差不大于 5。周边眼钻孔时，要保证钻杆平行于隧道轴线，钻杆外插角不大于 30，确保开挖台阶不大于 3。掏槽眼严格控制眼间距、深度和角度，严禁炮眼打穿或相交，掏槽眼要比其他眼深 20；清孔装药：装药前用高压风将孔内的石碴和水清净。底眼用木塞堵塞，防止淤孔；药串和起爆药卷按设计事先加工好，盘好脚线，分段、分号装在箱内备用，确保装药作业有序进行，装药作业按钻爆设计药量分片、分组进行，实行定人、定位、定量，并按规定捣实、堵塞炮眼。装药过程中不能损坏导爆管，防止造成瞎炮； 连结网络、起爆：
29、起爆采用复式网络，以确保起爆的可靠性。连结时注意导爆管不能打折或拉细。引爆雷管用胶布包扎在一簇导爆管自由端 10处，网络连接好后由专人负责检查有无遗漏，确保准确无误，设备人员撤至安全距离后，方可点火起爆；找顶、排险：待爆破掌子面没有烟尘后，由专人进行找顶作业，用钢钎排除爆破面的危石险石，并向碴体喷水降尘；找顶排险必须到位，不能遗留危石；找顶作业时专职安全员必须在场观察指挥，并检查找顶排险是否达到要求，找顶作业时必须保证足够的光线强度。 爆破试验与爆破监控根据掌握的地质资料和初步钻爆设计，结合拟采取的施工方法，将采用的爆破材料和钻孔机械条件，对本工程的爆破工作先进行试验，以确定爆破需要用的各种技
30、术参数，以便为准确的钻爆设计提供依据，我单位以支洞口向内20m 作为试验段。同时对爆破进行监控量测。爆破质量标准A.残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布，且残留炮根深度不大于炮眼深的 15%（炮眼利用率大于 85%） ；B.周边炮眼半痕率（痕迹保存率）：、类较完整或完整性较差岩石不小于 50%;类较破碎或破碎岩石不小于 20%；C.相邻两孔间岩面完整、孔壁不应有明显的爆震隙；D.相邻两炮接茬台阶不大于 3。爆破安全控制A.钻爆作业过程中，安全员始终坚守岗位，观察岩石变化情况，发现异常情况及时采取有效措施；B.确保地下砼衬砌灌浆和支护结构不受破坏，并经试验确定现场安全距离；C.掘进中如岩石发生较
31、大变化，必须报工程师，所采取的处理方案必须经工程师批准后，方可继续进行钻爆施工；D.炸药、雷管等火工品必须按火工品安全管理规定进行发放、使用和回收。4.3.4 光面爆破设计各工作面、级围岩段采用光面爆破开挖，严格控制装药量及按照光面爆破设计施工，减少炮轰波对围岩的扰动，达到爱护围岩的目的。采用钻孔台车为主，辅以人工风动凿岩机钻眼，非电毫秒雷管微差起爆。下面以级围岩光面爆破为例进行介绍。 工艺流程光面爆破受多种因素影响，包括围岩强度、整体性、节理、层理等地质因素，现场围岩地质结构千变万化，爆破参数进行现场设计动态调整。同一类围岩经试爆取得的技术参数，做为初步依据，每一循环爆破作业都由有经验的爆破
32、工程师根据上一循环爆破效果，以及本循环围岩特征进行适当调整，选择一组最佳技术参数。上一循环是下一循环的预设计和试爆破。光面爆破设计工艺流程见光面爆破设计流程图。 工艺要点钻爆采用凿岩台车。凿岩台车钻孔作业：固定人员司钻，固定部位孔眼，凿岩台车 1#臂进行拱部周边眼及辅助眼钻孔，严格控制外插角和周边眼间距；2#臂司钻中部炮眼；3#臂司钻下部炮眼。在拱部周边眼钻孔完毕后，利用装药平台进行装药联线作业。整个钻孔过程，分为准备、定位、开口、拔杆、移位五步。准备：开工前准备工作做到“四查” 。即：查钻机、钻臂的运转及钻机油管各部件；查水电及管路连接部位是否牢固；查钻头钻杆等配件是否备全；查易耗材料、器材
33、是否有充分的备用量。定位：在掌子面画出各炮孔位置及中线和高程十字线，确定钻孔范围，并明确钻孔先后次序。光面爆破设计流程图测定围岩参数爆破参数预设计试爆破确定爆破参数爆破效果评判结合围岩具体特征调整参数调整爆破参数不理想钻爆作业理想开口：凿岩台车开口时缓慢推进，并特别注意钻臂方向与隧道中线的夹角是否符合设计外插角。拔杆：在整体性好的石质中速较慢拔出；如遇破碎岩石卡钎时，慢慢来回推进，使之拔出；如拔杆困难，再靠近该钻位重新钻眼，使之拔出。移位钻孔：钻好一个炮孔进行下一炮孔钻进时，做到“准、顺、平、齐” 。准：按周边孔参数要求，孔位选准；顺：侧墙孔孔口顺开挖轮廓线布置，使孔底均位于开挖允许的超欠范围
34、内；平：各炮眼相互平行（孔口和孔底距相等） ；齐：孔底落在同一平面上，爆出的断面整齐，便于下一循环作业。保证钻孔质量措施：光爆钻孔时，由爆破设计技术员统一指挥协调行动，认真实行定人、定位、定机、定质、定量的“五定”岗位责任制；分区按顺序钻孔，避免相互干扰、碰撞、拥挤；固定钻孔班，以便熟练技术，掌握规律，提高钻孔的速度和准确性。按各断面炮孔爆破设计装药量装药联线，周边眼采用 25mm 小直径药卷不隅合装药方式，其余炮眼采用连续装药，富水地段采用乳化防水炸药，掏槽眼采用 V 形掏槽。爆破材料采用 119 段非电毫秒雷管和塑料导爆管起爆，周边眼采用低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的小直径 2 号岩石
35、硝铵炸药（25mm 直径） ，富水地段采用乳化炸药，厂制炮泥堵塞，导爆管复式网路联接，各部一次起爆。 光面爆破设计光面爆破炮设计参见光面爆破炮眼布置图；双线级围岩光面爆破主要经济技术指标见级围岩台阶法光面爆破主要经济技术指标表，双线级围岩光面爆破炮眼药量分配见级围岩台阶法光面爆破炮眼药量分配表。级围岩台阶法光面爆破主要经济技术指标表序号 项 目 单 位 数 量1 开挖断面积 m2 123.262 预计每循环进尺 m 33 每循环爆破石方 m3 369.784 炮眼总数 个 2685 钻孔总数 m 8516 雷管用量 发 2967 炸药用量 Kg 485.85级围岩台阶法光面爆破主要经济技术指标
36、表序号 项 目 单 位 数 量8 比钻眼数 个/m3 0.739 比钻眼量 m/m3 2.310 比装药量 Kg/m3 1.0811 单位体积岩体耗雷管量 发/m3 0.8级围岩台阶法光面爆破炮眼药量分配表炮眼装药量炮眼数 雷管段数 炮眼长度 每孔药卷数单孔装药量合计药量序号上下台阶炮眼分类个 段 m 卷/孔 Kg/孔 Kg1 6 1 2.11 9 1.35 8.12 6 3 2.81 12 1.8 10.83掏槽眼6 5 3.5 16 2.4 14.44 4 7 3.2 14 2.1 8.45 9 9 3.2 14 2.1 18.96 13 11 3.2 14 2.1 27.37辅助眼19
37、13 3.2 14 2.1 39.98 内圈眼 26 15 3.2 12 1.8 46.89 周边 42 17 3.2 10 0.9 37.810 底板眼 30 19 3.2 15 2.25 67.511上台阶合计 161 3.2 14 2.1 279.912 16 2 3.2 14 2.1 33.613 16 4 3.2 14 2.1 33.614 15 6 3.2 14 2.1 31.515掘进眼14 8 3.2 14 2.1 29.416 周边眼 19 10 3.2 6 0.9 17.117 底眼 27 12 3.2 15 2.25 60.7518下台阶合计 107 205.9519 总
38、 计 268 485.85注 :掏槽眼、辅助眼、底板眼、采用 32200mm 药卷，周边眼采用 25200mm 药卷间隔装药。 级 V形 掏 槽 眼 布 置 图 27030216703192461087135说 明 ： 、 本 图 尺 寸 以 厘 米 计 。2、 起 爆 方 式 为 孔 内 微 差 起 爆 。505087573光面爆破炮眼布置图作业循环时间安排A.、级围岩：a.施工准备、测量划线：用时 40 分钟；b.钻孔：用时 150 分钟；c.装药、起爆：用时 20 分钟；d.通风排烟：用时 30 分钟；e.找顶排险：用时 20 分钟；f.出碴：用时 160 分钟；g.支护：用时 60 分
39、钟。详见、类围岩洞身开挖爆破作业循环时间安排横道图及网路图B.、级围岩：a.施工准备、测量划线：用时 40 分钟；b.钻孔：用时 120 分钟；c.装药、起爆：用时 20 分钟；d.通风排烟：用时 30 分钟；e.找顶排险：用时 30 分钟；f.出碴：用时 120 分钟；g.支护：用时 120 分钟。详见、类围岩洞身开挖爆破作业循环时间安排横道图及网路图4.4 出碴各工作面出碴，无轨运输方式进行；自卸汽车配合 ZL50 装载机出碴、挖掘机扒碴。出碴运输作业流程出碴作业流程：人工清理工作面装载机就位装碴倒运至弃碴场。装碴采用装载机装碴。出碴运输采用自卸汽车运输。4.5 隧洞支护由于洞口上部为 5
40、10m 厚的坡土，围岩级别为级，结构松散，无胶结，为防止产生崩塌堵塞洞口，采取加强支护措施。即在开挖后及时进行施工支护，安装 22 系统锚杆，长 3m，间距 1.01.0m 梅花型布置，架立 I16（斜井口） 、I20b(进口、出口)字钢拱架，间距为 0.5m/榀，锁脚锚杆为 22 螺纹钢，连接筋为 22 螺纹钢，间距为 1m，挂 8 钢筋网，尺寸为 2020cm，并及时喷满C25 砼。洞口加强支护范围为 15m。4.5.1 超前支护不良地质洞段的施工，包括自稳时间较短的软弱破碎岩体、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段采用超前支护加固措施。超前支护主要采用超前锚杆支护、超前小导管注浆和大管棚等
41、支护方法。4.5.2 注浆超前锚杆支护超前锚杆选用 22 锚杆，外插角度为 10左右，环向设置间距依据设计图纸施工，具体的施工方法参照支护锚杆施工。超前锚杆钢支撑焊接牢固。4.5.3 超前小导管注浆对自稳时间很短的、级围岩，断层破碎带、软弱围岩等地段采用超前小导管注浆。小导管外径可根据钻孔直径选择，选用 42mm 的热轧无缝钢管，长度为 3.5m 或 4.2m；管壁交错钻眼（呈梅花形布置） 。小导管注浆前，须对开挖面及 5m 范围内的洞壁喷射厚为 50100mm 的混凝土封闭。注浆的浆液采用水泥单液浆，水泥浆的水灰比 WC=11，掺和剂具体参数通过现场试验确定，注浆压力选用 0.50.8MPa
42、。必要时可在孔口处设置能承受规定的最大注浆压力和水压的止浆塞。注浆后至开挖前的时间间隔，视浆液种类宜为 48h。开挖时保留 2.0m 的止浆墙，防止下一次注浆时跑浆。施工工艺流程超前小导管注浆施工流程见超前小导管注浆施工工艺框图。孔位检查测量导管孔位钻 孔注浆设备就位调试注 浆 配 置注浆参数试验注 浆 设 计安 设 导 管喷射砼封闭注浆面效果检查导 管 注 浆导管预制加工合格不合格超前小导管注浆施工工艺框图施工工艺说明钻孔、插小导管：导管孔钻打前，进行孔位测量放样，孔位测量做到位置准确，钻孔按放样进行，并设方向架控制钻孔方位，使孔位外插角符合设计要求。钻孔完成后，用高压风、水清洗，吹冲干净孔
43、内砂尘及积水，所有钻孔完成均进行检验。导管加工：由现场专业车间进行，其注浆孔用钻床成孔，尾部加焊 6 管箍，并经质检人员检验合格后交付使用。注浆：注浆前先喷砼封闭掌子面以放漏浆，对于强行打入的钢管先冲洗管内的积物，然后再注浆。注浆顺序由下向上进行，浆液用拌合机搅拌或人工搅拌。为充分发挥机械效能，加快注浆进度，在小导管前安设分浆器，一次可注入 35 根小导管。单液注浆：水泥浆水灰比分为 1.5:1，1:1，0.8:1 三个等级，浆液由稀到浓逐级变换，即先注稀浆，然后逐步变浓直到 0.8:1 为止，考虑到注浆后尽快开挖，注浆选用普通水泥加早强剂或用早强水泥，掺减水剂。双液注浆：在地下水丰富地段，采
44、用双液注浆。注浆时将两种不同的浆液分放在两个容器内，使用双液注浆泵或两台注浆泵按配合比分别吸入两种浆液，两种浆液在混合器混合后注入注浆管。4.5.4 超前管棚施工管棚超前支护对本标段隧洞通过软弱破碎岩体、流塑状粘土、流沙等不良地质地段开挖时进行超前支护，隧道级围岩、浅埋破碎段及进出口段。沿隧洞衬砌外缘一定距离打入一排或数排排列有序的纵向钢管，开挖后架设拱形钢架支撑，形成牢固的棚状支护结构。插入管棚钢管之前，可根据地质情况，在一定范围内进行预注浆，固结软弱围岩。插入管棚钢管之后，再往管内注浆以提高钢管强度，充填钢管与孔壁之间的空隙，使管棚与围岩固结紧密。施工工艺流程大管棚注浆施工工艺流程见大管棚
45、注浆施工工艺框图。施工工艺说明钻机安装安装钻机前先搭设钻机平台，合理安排钻孔顺序，缩短移动钻机与搭设平台的时间，同时便于钻机定位。钻机安装平稳、牢固，防止施钻时钻机不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。另钻机机身与线路中线方向保持平行。管棚定位上抬量：在实际施工中，水平钻孔弯曲不可避免，在孔弯曲中最成问题的是向隧道设计断面内弯曲。因此，除提高管棚定位精度外，给以适当的上抬量（2530cm）和上抬角度是防止侵入断面的一种有效办法。上抬角度：上抬角度的设置除考虑防止管棚侵入设计断面外，还必须充分考虑到管棚钻机工作平台的高度，以及钻孔长度而定。放线定位：充分考虑到上抬量和上抬角度后，正确算出各钻孔孔
46、口位置，利用测量仪器定出钻孔的位置和倾角。为保证管棚施工质量，我们采取如下措施：在拱脚部位，首先试钻 23 个试验孔，从而找出适合本地层特点的可能孔深及其调正系数，并通过试验孔进行施工组织调整。进行必要的测试，借助光源和水平仪、经纬仪，找出该地层的套管下坠规律，以此作为调整钻进中各种操作参数的依据。管棚施工钻孔：利用管棚钻机液压旋转推进钻孔到设计深度，每钻入一节续接下一节钻杆，直至钻孔到设计深度。钻机开孔时要低速，待成孔 1.0 米以上，可升高到正常压力，遇软岩或流塑软粘土，改用低压钻进。钻进时产生塌孔、卡钻者，必须补浆后再钻进。清孔：成孔后用高压水将孔内余碴清洗干净，防止插管时卡管，必须做到
47、随钻随清孔随插管。校孔：测定时拔出钻杆及钻头，在钢管内安光源装置并将钢管插入孔内，用仪器测定其偏移量。弯孔的修正：造成钻孔弯曲的原因有两个。地质因素造成。措施如弯孔修正措施表所示。弯孔修正措施表地层状态 弯曲方向 原因 措施软弱层 前端向下 钢管自重 使用小直径或薄壁管从钻进开始即把管靠上定位硬层 前端向上 受到钻进时碴粉的妨碍及钢管挠度影响 加大钢管的刚性，降低回转速度，控制推力砾石土 前端向上 碴粉影响 降低回转速，慢速推进大块孤石 避开孤石方向 孤石影响 降低回转速度，慢速推进B、由施工原因造成的弯曲。可通过提高现场技术人员，工人的操作熟练程度，加强责任性，奖优罚劣的措施来提高钻孔定位精
48、度，并根据地质情况及时修正钻孔参数等措施。C、弯孔的修正，在弯曲部分填充比周围强度大的砂浆，等其凝固后，从开始弯曲的起点重新钻孔。装入钢管：钻孔检查合格后，将钢管接长装入孔内，注意保持质量，防止开挖过程中接头断裂，引起坍塌。钢管连接用小径钢管插入大径钢管内后再焊接牢固。堵孔止浆堵孔质量的好坏，直接关系到注浆效果。堵孔包括钢管自身的封堵和钢管与孔壁之间空隙的封堵。一般在钢管最外端 1.5m2.0m 范围内不设置注浆孔，孔口用厚 35mm 钢板凿孔焊接注浆管等直径小导管来封堵。钢管与孔壁间空隙的封堵:利用自制工具将早强水泥砂浆塞入孔口封堵，封堵材料装入孔内不小于1m 长度，确保封堵质量。钢管与孔壁
49、之间封堵见钢管与孔壁间封堵示意图。质量控制与要求高压注浆：利用注浆泵将配比浆液压入孔内，通过钢管壁注浆孔来加固地层。注浆压力据经验采用 P=KH。式中：H注浆深度（m） ，K压力系数。在注浆深度小于 200 m 时，取 K=0.023。注浆时插到孔底的塑料排气管冒出纯浆不1不不 不不不 不不6-432 不不钢管与孔壁间封堵示意图液后，用螺帽封堵排气口。注浆终压 PMAX1.0Mpa，并维持注浆稳压510min。钻孔开口设导向管或导向架，严格测量，保证开口方向、方位的准确。钻进过程中，严格按操作要点施钻，控制好转速及进度，同时随钻进注意钻机的平稳状态及钻杆的铅直到现在稳定状态。发生异样而停机检查，及时对产生的钻孔偏差予以纠正，防止废孔。每孔均要进行终孔检查
