工程隧道開挖施工綜合技術(shù)方案一、洞口工程施工1.1洞口排水系統(tǒng)施工洞口施工前需完成截水溝、排水溝及邊仰坡排水設(shè)施建設(shè)，截水溝距邊仰坡開挖邊緣不小于5米，采用C20混凝土澆筑，斷面尺寸為40cm×50cm（寬×深），溝底縱坡不小于2%。排水系統(tǒng)施工完成后應(yīng)進行通水試驗，確保無滲漏、排水通暢。1.2邊仰坡開挖與防護采用自上而下分層開挖方式，每層開挖高度控制在2-3米，土質(zhì)地層使用CAT320挖掘機配合人工修整，石質(zhì)地層采用淺孔弱爆破施工。開挖輪廓線按設(shè)計坡率控制，Ⅲ級圍巖邊坡坡率1:0.5，Ⅳ級圍巖1:0.75，Ⅴ級圍巖1:1。開挖后立即進行防護施工：噴射混凝土：C25早強混凝土，厚度10cm，摻加8%速凝劑，初凝時間≤5min，終凝時間≤10min錨桿支護：φ22藥卷錨桿，長度3.5m，間距1.2m×1.2m梅花形布置鋼筋網(wǎng)：φ8鋼筋，網(wǎng)格間距20cm×20cm，與錨桿頭焊接固定1.3洞門施工洞門端墻采用C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)嵌入穩(wěn)定基巖深度不小于1m。施工順序為：基礎(chǔ)開挖至設(shè)計標(biāo)高，地質(zhì)不良時采用跳槽開挖，及時澆筑10cm厚C20混凝土墊層綁扎鋼筋，安裝模板，模板采用1.5cm厚竹膠板，背楞使用50×100mm方木，間距30cm混凝土澆筑采用泵送工藝，分層厚度50cm，振搗密實，養(yǎng)護時間不少于7d墻背回填采用透水性材料，兩側(cè)對稱回填，每層厚度≤30cm，壓實度≥90%1.4超前支護施工洞口段50m范圍采用管棚+小導(dǎo)管聯(lián)合支護：管棚：φ108mm×6mm熱軋無縫鋼管，長度30m，環(huán)向間距40cm，外插角1°-2°，采用潛孔錘跟管鉆進法施工小導(dǎo)管：φ42mm×3.5mm鋼管，長度4.5m，環(huán)向間距30cm，縱向每2.4m一循環(huán)，注漿材料為1:1水泥漿，注漿壓力0.8-1.2MPa二、洞身開挖施工2.1開挖方法選擇根據(jù)圍巖級別采用差異化開挖工法：圍巖級別開挖方法循環(huán)進尺核心土尺寸臺階長度Ⅲ級全斷面法3.0m--Ⅳ級臺階法2.5m-5-8mⅤ級三臺階臨時仰拱法1.5m3m×2m（寬×高）3-5m2.2全斷面開挖施工（Ⅲ級圍巖）測量放線：使用全站儀按設(shè)計輪廓線放樣，周邊眼標(biāo)記誤差≤5cm鉆爆作業(yè)：采用鑿巖臺車鉆孔，孔徑φ42mm，孔深3.2m，光面爆破參數(shù)：周邊眼間距55cm，抵抗線70cm，裝藥集中度0.15kg/m掏槽眼采用楔形掏槽，深度3.5m，裝藥量1.8kg/孔輔助眼間距80cm，裝藥量1.2kg/孔出碴運輸：側(cè)翻裝載機裝碴，20t自卸汽車運輸，循環(huán)出碴時間控制在3h內(nèi)初期支護：爆破后12h內(nèi)完成初噴（厚度4cm），24h內(nèi)完成錨桿、鋼筋網(wǎng)及鋼拱架安裝2.3臺階法開挖施工（Ⅳ級圍巖）上臺階開挖：高度5.5m，采用人工風(fēng)鎬配合弱爆破，進尺2.5m，立即施作臨時支護下臺階開挖：滯后上臺階5-8m，分左右兩部錯開開挖，每部進尺2.5m支護施工：上臺階初噴后安裝I18工字鋼拱架，間距1.0m，下臺階開挖后及時封閉仰拱，形成閉合環(huán)2.4三臺階臨時仰拱法施工（Ⅴ級圍巖）上部弧形導(dǎo)坑：開挖高度3.0m，寬度6.0m，預(yù)留核心土3m×2m中臺階開挖：分左右兩側(cè)開挖，每側(cè)寬度3.5m，高度3.0m下臺階開挖：分左右兩側(cè)開挖，每側(cè)寬度3.5m，高度2.5m臨時支護：設(shè)置I20b工字鋼臨時仰拱，間距0.6m，與主拱架采用螺栓連接，噴射C25混凝土厚25cm三、初期支護施工3.1噴射混凝土施工采用濕噴工藝，C25混凝土配合比為水泥:砂:碎石:水=1:2.0:2.5:0.45，摻加0.8%高效減水劑：初噴：開挖后立即噴射4cm厚混凝土封閉巖面復(fù)噴：錨桿、鋼拱架安裝完成后噴射至設(shè)計厚度（Ⅲ級10cm，Ⅳ級15cm，Ⅴ級25cm）施工參數(shù)：工作風(fēng)壓0.4-0.6MPa，噴頭距巖面1.0-1.5m，噴射角度75°-90°3.2錨桿施工根據(jù)圍巖條件選擇錨桿類型：藥卷錨桿：φ22mm螺紋鋼，長度3.5-4.5m，采用MQTB-80錨桿鉆機鉆孔，孔徑φ42mm，藥卷采用樹脂錨固劑，攪拌時間≥30s中空注漿錨桿：φ25mm，長度4.5-6.0m，注漿材料為水泥漿（水灰比1:1），注漿壓力1.0-1.5MPa，注漿飽滿度≥90%施工要求：錨桿墊板采用150×150×10mm鋼板，與巖面密貼，錨桿外露長度≤10cm3.3鋼拱架施工材料要求：工字鋼型號I18（Ⅳ級）、I20b（Ⅴ級），屈服強度≥345MPa，每榀拱架分5段加工，法蘭盤連接安裝工藝：測量放樣，設(shè)置鋼拱架定位樁，間距1.0m（Ⅳ級）、0.6m（Ⅴ級）拱架安裝偏差：徑向≤5cm，高程≤3cm，垂直度≤2°拱腳設(shè)置20cm×20cm×10cm鋼板墊塊，采用鎖腳錨桿固定（φ25mm，長度4.0m，每拱腳2根）拱架間采用φ22縱向連接筋焊接，間距1.0m，內(nèi)外側(cè)掛φ8鋼筋網(wǎng)3.4仰拱與臨時仰拱施工仰拱開挖：采用挖掘機配合人工清底，嚴(yán)禁超挖，欠挖≤5cm混凝土施工：C30混凝土，厚度50cm（Ⅳ級）、60cm（Ⅴ級），采用仰拱棧橋全幅澆筑，振搗密實臨時仰拱：Ⅴ級圍巖采用I20b工字鋼+噴射C25混凝土（厚20cm），與主拱架同步施工四、鉆爆施工設(shè)計4.1爆破參數(shù)設(shè)計（以Ⅲ級圍巖全斷面開挖為例）炮眼類型數(shù)量(個)孔徑(mm)孔深(m)裝藥量(kg/孔)裝藥結(jié)構(gòu)起爆順序掏槽眼16423.51.8連續(xù)裝藥1段輔助眼48423.21.2連續(xù)裝藥3-5段周邊眼52423.20.3間隔裝藥7段底板眼24423.21.5連續(xù)裝藥9段4.2裝藥與起爆網(wǎng)絡(luò)炸藥選擇：2#巖石乳化炸藥，直徑32mm，藥卷長20cm，重量0.15kg/卷裝藥要求：周邊眼采用空氣間隔裝藥，間隔距離20cm，堵塞長度≥50cm起爆系統(tǒng)：非電毫秒雷管起爆，孔內(nèi)延期，孔外接力，傳爆雷管采用高段位雷管安全距離：爆破振動速度控制在15cm/s以內(nèi)，警戒距離≥300m4.3爆破質(zhì)量控制超挖控制：周邊眼采用光面爆破，超挖量≤15cm（Ⅲ級）、20cm（Ⅳ級）半孔率：硬巖≥85%，中硬巖≥75%，軟巖≥60%塊度控制：最大塊度≤50cm，滿足裝載機裝碴要求爆破監(jiān)測：每循環(huán)進行爆破振動監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整爆破參數(shù)五、監(jiān)控量測5.1必測項目及頻率量測項目量測儀器斷面間距量測頻率控制指標(biāo)拱頂下沉水準(zhǔn)儀+銦鋼尺Ⅲ級30m，Ⅳ級15m，Ⅴ級5m1-15d:1次/d

16-30d:1次/2d

>30d:1次/周Ⅲ級≤100mm

Ⅳ級≤150mm

Ⅴ級≤200mm周邊位移收斂計同拱頂下沉同拱頂下沉Ⅲ級≤80mm

Ⅳ級≤120mm

Ⅴ級≤180mm地表下沉水準(zhǔn)儀+銦鋼尺淺埋段20m開挖面距量測斷面<2B:1次/d

2B-5B:1次/2d

>5B:1次/周≤30mm5.2選測項目圍巖內(nèi)部位移：多點位移計，深度5m、10m，量測頻率1次/2d錨桿軸力：錨桿測力計，每斷面3-5根，量測頻率1次/d鋼拱架應(yīng)力：鋼筋應(yīng)力計，每榀拱架布設(shè)4個測點爆破振動：振動測試儀，距爆源30m、50m、100m各設(shè)1個測點5.3數(shù)據(jù)處理與反饋量測數(shù)據(jù)及時整理，繪制位移-時間曲線、位移-距離曲線當(dāng)出現(xiàn)以下情況時立即停止開挖，采取加固措施：拱頂下沉速率>5mm/d（Ⅲ級）、10mm/d（Ⅳ級）、15mm/d（Ⅴ級）累計位移達到控制指標(biāo)的80%位移突然增大或出現(xiàn)突變量測數(shù)據(jù)每周形成報告，報送監(jiān)理和設(shè)計單位，作為調(diào)整支護參數(shù)的依據(jù)六、通風(fēng)與排水6.1通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計采用壓入式通風(fēng)方式，風(fēng)機選用SDF-NO11.5軸流風(fēng)機，功率55kW，風(fēng)量2000m3/min：風(fēng)管選擇：φ1.2m阻燃風(fēng)筒，百米漏風(fēng)率≤1%布置要求：風(fēng)筒距掌子面距離≤15m，吊掛高度≥2.5m，逢環(huán)必掛通風(fēng)時間：爆破后通風(fēng)≥30min，作業(yè)期間連續(xù)通風(fēng)，洞內(nèi)風(fēng)速≥0.25m/s6.2排水系統(tǒng)設(shè)計排水方式：順坡施工（坡度>3‰）：設(shè)置單側(cè)排水溝，斷面40cm×50cm反坡施工：每300m設(shè)置一集水井，配備2臺150m揚程污水泵（一用一備）排水管路：φ150mm鋼管，壁厚6mm，每10m設(shè)固定支架污水處理：洞口設(shè)置沉淀池（三級，總?cè)莘e50m3），處理后水質(zhì)達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996一級標(biāo)準(zhǔn)七、施工安全保障措施7.1超前地質(zhì)預(yù)報預(yù)報方法：地質(zhì)素描：每循環(huán)進行，繪制掌子面地質(zhì)斷面圖超前鉆探：采用水平地質(zhì)鉆機，鉆孔深度30m，每50m一循環(huán)物探方法：地質(zhì)雷達（探測距離20m）、地震波CT（探測距離100m）不良地質(zhì)處理：斷層破碎帶：超前小導(dǎo)管注漿+鋼拱架支護，注漿壓力1.5-2.0MPa涌水段：采用管棚注漿止水，必要時設(shè)置排水孔降壓7.2安全防護措施洞口防護：設(shè)置值班室，配備門禁系統(tǒng)，入洞人員實行實名制登記洞內(nèi)防護：掌子面至二襯段設(shè)置應(yīng)急通道，寬度≥1.2m施工平臺設(shè)置1.2m高防護欄桿，滿掛安全網(wǎng)爆破作業(yè)設(shè)置警戒崗，使用爆破警報器，提前15min預(yù)警用電安全：洞內(nèi)采用TN-S接零保護系統(tǒng)，每50m設(shè)置配電箱，配備漏電保護器（動作電流≤30mA）7.3應(yīng)急預(yù)案應(yīng)急組織：成立項目經(jīng)理為組長的應(yīng)急小組，配置專職安全員3名，兼職安全員10名應(yīng)急物資：醫(yī)療急救箱（含擔(dān)架、急救藥品）應(yīng)急照明（手電筒20臺，備用電池若干）通訊設(shè)備（對講機10臺，應(yīng)急電話2部）防汛物資（水泵5臺，水管1000m，沙袋2000個）應(yīng)急演練：每月組織1次防坍塌演練，每季度組織1次防突水演練，演練記錄存檔備查7.4監(jiān)控與監(jiān)測視頻監(jiān)控：洞口、掌子面、交叉口設(shè)置高清攝像頭，實時傳輸至監(jiān)控中心氣體監(jiān)測：配備四合一氣體檢測儀（CH?、CO、O?、H?S），每2h檢測1次，超標(biāo)立即停工通風(fēng)人員定位：采用UWB定位系統(tǒng)，實時掌握洞內(nèi)人員位置，定位精度≤1m八、施工進度計劃8.1循環(huán)作業(yè)時間（以Ⅴ級圍巖三臺階法為例，單位：h）工序上臺階中臺階下臺階備注測量放線0.50.50.5全站儀配合水準(zhǔn)儀鉆爆作業(yè)3.02.52.5含裝藥、連線通風(fēng)排煙0.50.50.5爆破后強制通風(fēng)出碴運輸2.01.51.5裝載機+自卸汽車初期支護4.03.03.0含噴砼、錨桿、鋼拱架監(jiān)控量測0.50.50.5收斂計+水準(zhǔn)儀循環(huán)時間10.58.58.5日循環(huán)數(shù)1.5個8.2進度指標(biāo)Ⅲ級圍巖：月進尺80-100mⅣ級圍巖：月進尺50-60mⅤ級圍巖：月進尺30-40m九、質(zhì)量保證措施原材料控制：鋼材、水泥、外加劑等主要材料進場需提供出廠合格證，并按規(guī)定進行抽樣送檢砂石料采用水洗機制砂，含泥量≤3%，針片狀顆粒含量≤15%工序控制：實行“三檢制”（自檢、互檢、交接檢），每道工序經(jīng)監(jiān)理驗收合格后方