戶外鉆山洞施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景本工程為戶外山體隧道開挖項(xiàng)目，隧道設(shè)計(jì)全長850米，凈斷面尺寸為4.5m（寬）×5.0m（高）的城門洞型結(jié)構(gòu)，最大埋深120m，穿越地層主要為中風(fēng)化砂巖夾頁巖，巖體完整性系數(shù)0.65-0.75，地下水位位于洞底以下3m。項(xiàng)目建成后將作為區(qū)域人行通道及管線綜合走廊，設(shè)計(jì)使用年限50年。1.2主要工程量項(xiàng)目名稱單位工程量備注隧道開挖m319125含超挖量噴射混凝土m3850C25早強(qiáng)混凝土錨桿支護(hù)根12750Φ22藥卷錨桿，L=3.5m鋼拱架安裝榀425I18工字鋼，間距0.8m防水工程m24250EVA防水板+土工布二次襯砌m32550C30模筑混凝土1.3地質(zhì)條件根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，隧道穿越地層分為三段：K0+000~K0+300：中風(fēng)化砂巖，單軸抗壓強(qiáng)度35-45MPa，節(jié)理裂隙較發(fā)育K0+300~K0+600：砂頁巖互層，巖體呈薄層狀結(jié)構(gòu)，局部夾軟弱夾層K0+600~K0+850：中風(fēng)化灰?guī)r，局部存在小型溶洞發(fā)育區(qū)二、施工總體部署2.1施工平面布置在隧道進(jìn)口側(cè)設(shè)置施工營地及材料加工區(qū)，具體劃分：材料堆放區(qū)：劃分鋼材區(qū)（20m×15m）、水泥罐區(qū)（3個(gè)100t罐）、砂石料倉（30m×20m）加工車間：鋼筋加工棚（30m×12m）、鋼拱架加工區(qū)（25m×15m）機(jī)械設(shè)備區(qū)：空壓機(jī)站（布置4臺(tái)20m3/min空壓機(jī)）、拌合站（HZS50型混凝土拌合站）辦公生活區(qū)：集裝箱式臨建（占地800m2），配備消防及污水處理設(shè)施2.2施工順序采用"新奧法"施工，遵循"管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測"的原則，具體流程：洞口截排水系統(tǒng)施工→洞口邊仰坡防護(hù)→超前管棚施工正洞開挖：進(jìn)口端單頭掘進(jìn)，Ⅲ級圍巖段采用全斷面法，Ⅳ級段采用臺(tái)階法初期支護(hù)緊跟開挖面，距離≤30m二次襯砌滯后開挖面50-80m，分段澆筑施工完成后進(jìn)行洞內(nèi)裝飾及附屬設(shè)施安裝2.3施工進(jìn)度計(jì)劃總工期控制在18個(gè)月，關(guān)鍵線路節(jié)點(diǎn)：施工準(zhǔn)備：第1個(gè)月洞口工程：第2個(gè)月隧道開挖及初期支護(hù)：第3-14個(gè)月（平均月進(jìn)尺65m）二次襯砌：第8-16個(gè)月（與開挖平行作業(yè)）收尾工程：第17-18個(gè)月三、主要施工方法3.1洞口工程施工3.1.1截排水系統(tǒng)在洞口仰坡外5m設(shè)置環(huán)形截水溝，采用M7.5漿砌片石砌筑，斷面尺寸0.6m×0.8m，溝底縱坡不小于2%。洞口兩側(cè)設(shè)置排水溝與截水溝連接，引入下游自然溝渠。3.1.2管棚施工采用Φ108mm×6mm熱軋無縫鋼管管棚，長度20m，環(huán)向間距40cm，外插角1-3°。施工步驟：洞口開挖至管棚作業(yè)面，搭設(shè)鉆孔平臺(tái)采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，孔徑120mm，每循環(huán)施工5根鋼管安裝后進(jìn)行注漿，采用水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，注漿壓力0.5-1.0MPa3.2隧道開挖作業(yè)3.2.1Ⅲ級圍巖全斷面開挖適用于K0+000~K0+300段，循環(huán)進(jìn)尺2.5m，施工工序：測量放線→周邊眼、輔助眼、掏槽眼布孔鉆孔作業(yè)：采用YT-28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，掏槽形式為楔形掏槽，孔深2.8m裝藥爆破：周邊眼采用Φ25乳化炸藥，間隔裝藥；輔助眼采用Φ32炸藥，連續(xù)裝藥；總裝藥量控制在35kg/循環(huán)通風(fēng)排煙：采用2×11kW軸流風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)，排煙時(shí)間不少于15分鐘出碴作業(yè)：ZL50裝載機(jī)配合15t自卸汽車，每循環(huán)出碴約65m33.2.2Ⅳ級圍巖臺(tái)階法開挖適用于K0+300~K0+850段，分為上臺(tái)階（高度3.0m）和下臺(tái)階（高度2.0m），循環(huán)進(jìn)尺1.5m：上臺(tái)階開挖：超前小導(dǎo)管支護(hù)（Φ42mm×4mm，L=3.5m，環(huán)向間距30cm）→鉆孔爆破→出碴初期支護(hù)：立即施作上臺(tái)階噴射混凝土（厚度10cm）→安裝鋼拱架→打設(shè)系統(tǒng)錨桿下臺(tái)階開挖：滯后上臺(tái)階5-8m，左右側(cè)錯(cuò)開開挖，避免全斷面開挖仰拱施工：每3-5m為一循環(huán)，及時(shí)封閉成環(huán)3.3支護(hù)體系施工3.3.1噴射混凝土施工采用潮噴工藝，配合比為水泥:砂:碎石:水=1:2:2:0.45，添加速凝劑（摻量3%）：作業(yè)前檢查：清理巖面雜物，檢查機(jī)械設(shè)備風(fēng)壓（≥0.5MPa）分層噴射：初噴厚度4-5cm，復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度，每層間隔時(shí)間≥15分鐘質(zhì)量控制：表面平整度≤5cm/2m，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值85%后方可進(jìn)行下道工序3.3.2錨桿施工系統(tǒng)錨桿采用Φ22mm螺紋鋼藥卷錨桿，施工工藝：鉆孔：采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，孔徑42mm，孔深3.5m（外露10cm）清孔：高壓風(fēng)清除孔內(nèi)巖粉裝藥卷：采用樹脂藥卷，每孔2卷，用錨桿體送至孔底安裝錨桿：采用風(fēng)動(dòng)扳手?jǐn)Q緊，施加預(yù)緊力≥150N·m3.3.3鋼拱架安裝I18工字鋼拱架加工制作：加工精度：拱架弧度偏差≤2cm，連接孔位偏差≤1mm安裝工藝：測量定位→安裝底腳錨桿（Φ25mm，L=2.0m）拱架拼接：采用螺栓連接（M20高強(qiáng)度螺栓），每節(jié)連接不少于4個(gè)螺栓固定：拱架與錨桿焊接固定，設(shè)置Φ22mm縱向連接筋（間距1.0m）保護(hù)層：拱架與巖面間隙采用混凝土墊塊填充，確保保護(hù)層厚度≥5cm3.4防水及二次襯砌施工3.4.1防水層施工采用"無釘鋪設(shè)"工藝，EVA防水板（厚度1.5mm）+土工布（300g/m2）：基面處理：噴射混凝土表面平整度≤5cm/2m，尖銳物打磨處理土工布鋪設(shè)：采用環(huán)向鋪設(shè)，搭接寬度≥10cm，熱熔焊接防水板施工：從下向上鋪設(shè)，搭接寬度15cm，雙縫焊接（寬度10mm），焊后進(jìn)行充氣檢測（壓力0.2MPa，保持15分鐘）3.4.2二次襯砌施工C30模筑混凝土，抗?jié)B等級P6，采用12m整體鋼模臺(tái)車：鋼筋施工：雙層鋼筋網(wǎng)（外層Φ16@20cm，內(nèi)層Φ12@20cm），保護(hù)層厚度5cm模板安裝：臺(tái)車定位→調(diào)整標(biāo)高→檢查凈空尺寸→緊固支撐混凝土澆筑：采用輸送泵連續(xù)澆筑，分層厚度≤50cm，振搗采用插入式振搗棒（Φ50mm），振搗時(shí)間20-30秒/點(diǎn)養(yǎng)護(hù)：澆筑完成后12小時(shí)內(nèi)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不少于14天四、施工機(jī)械設(shè)備配置4.1主要施工機(jī)械設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量功率/能力用途空壓機(jī)VY-20/84臺(tái)20m3/min供風(fēng)系統(tǒng)鑿巖機(jī)YT-2812臺(tái)2.8kW鉆孔作業(yè)裝載機(jī)ZL502臺(tái)3m3出碴裝載自卸汽車東風(fēng)15t5輛15t渣土運(yùn)輸混凝土噴射機(jī)PZ-5B2臺(tái)5m3/h噴射混凝土鋼模臺(tái)車12m液壓1臺(tái)4.5m×5.0m二次襯砌混凝土輸送泵HBT601臺(tái)60m3/h混凝土澆筑軸流風(fēng)機(jī)SDF-NO6.32臺(tái)2×11kW隧道通風(fēng)4.2測量監(jiān)測設(shè)備配置全站儀（徠卡TS60）、水準(zhǔn)儀（DSZ2）、隧道凈空變化儀、圍巖收斂計(jì)等監(jiān)測設(shè)備，建立三級測量復(fù)核制度，確保隧道開挖軸線偏差≤50mm，高程偏差≤30mm。五、質(zhì)量保證措施5.1原材料質(zhì)量控制鋼材：每批進(jìn)場鋼材需提供出廠合格證，按規(guī)定進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率），不合格材料嚴(yán)禁使用水泥：采用P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，進(jìn)場時(shí)檢查安定性及強(qiáng)度報(bào)告，每200t為一檢驗(yàn)批砂石料：嚴(yán)格控制含泥量（砂≤3%，石≤1%），級配符合設(shè)計(jì)要求，每500m3檢測一次外加劑：使用前進(jìn)行相容性試驗(yàn)，確定最佳摻量5.2關(guān)鍵工序質(zhì)量控制5.2.1光面爆破控制周邊眼間距控制在45-50cm，抵抗線60-70cm裝藥集中度控制在0.15-0.2kg/m爆破后巖面平整度≤15cm，半孔率≥85%（Ⅲ級圍巖）5.2.2鋼拱架安裝質(zhì)量拱架間距偏差≤5cm，垂直度偏差≤2°連接螺栓扭矩達(dá)到350N·m，每榀檢查不少于3個(gè)點(diǎn)拱頂高程偏差≤3cm，中線偏差≤5cm5.3質(zhì)量檢測制度日常檢查：施工班組自檢→技術(shù)員復(fù)檢→質(zhì)檢員專檢的"三檢制"隱蔽工程驗(yàn)收：支護(hù)前、防水層施工前、襯砌前必須經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收試驗(yàn)檢測：混凝土試塊每50m3留置1組，錨桿抗拔力每300根檢測1組（每組3根）六、安全生產(chǎn)管理6.1安全防護(hù)體系建立"項(xiàng)目經(jīng)理-安全總監(jiān)-專職安全員-班組安全員"四級管理體系，配置專職安全員3名，特種作業(yè)人員持證上崗率100%。6.2專項(xiàng)安全措施6.2.1爆破作業(yè)安全爆破器材管理：建立"雙人雙鎖"管理制度，領(lǐng)用、退庫登記臺(tái)賬爆破警戒：設(shè)置三級警戒區(qū)（300m、200m、100m），爆破前30分鐘清場啞炮處理：爆破后15分鐘方可進(jìn)入，發(fā)現(xiàn)啞炮采用注水法處理，嚴(yán)禁掏挖6.2.2隧道施工安全通風(fēng)防塵：風(fēng)量保證每人每分鐘≥3m3，作業(yè)面粉塵濃度≤2mg/m3用電安全：采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，洞內(nèi)每隔50m設(shè)置應(yīng)急照明防坍塌措施：監(jiān)控量測數(shù)據(jù)超限時(shí)立即停止作業(yè)，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案防火措施：洞內(nèi)嚴(yán)禁吸煙，每50m設(shè)置消防水桶（2個(gè)）及滅火器（4具）6.3監(jiān)控量測按《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》要求進(jìn)行必測項(xiàng)目監(jiān)測：洞內(nèi)外觀察：每日1次周邊位移：每1-2天1次（開挖后15天內(nèi)）拱頂下沉：與周邊位移同步進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)警值：位移速率≥5mm/d或累計(jì)位移≥100mm時(shí)啟動(dòng)預(yù)警七、文明施工與環(huán)境保護(hù)7.1文明施工措施施工現(xiàn)場標(biāo)牌：設(shè)置工程概況牌、安全紀(jì)律牌、施工總平面圖等"六牌一圖"材料管理：各類材料堆放有序，設(shè)置標(biāo)識(shí)牌（名稱、規(guī)格、產(chǎn)地、檢驗(yàn)狀態(tài)）施工便道：硬化處理（20cm厚C20混凝土），兩側(cè)設(shè)置排水溝，晴雨暢通7.2環(huán)境保護(hù)措施噪聲控制：破碎機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備設(shè)置隔音棚，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB粉塵控制：拌合站設(shè)置霧炮機(jī)，出碴車輛必須覆蓋篷布，出場前沖洗輪胎污水處理：設(shè)置三級沉淀池（容積50m3），經(jīng)處理后排放（pH值6-9）棄碴管理：指定棄碴場（距離洞口1.5km），分層碾壓（每層厚度≤50cm），頂面覆蓋種植土（厚度≥50cm）八、施工進(jìn)度計(jì)劃保障8.1進(jìn)度控制措施資源保障：每月材料儲(chǔ)備量滿足2倍計(jì)劃用量，機(jī)械設(shè)備備用率≥20%工序銜接：建立工序交接單制度，下道工序提前24小時(shí)準(zhǔn)備進(jìn)度考核：實(shí)行周計(jì)劃考核，完成率<85%時(shí)分析原因并調(diào)整8.2應(yīng)急預(yù)案塌方處理：儲(chǔ)備200m3應(yīng)急砂袋，50根Φ200mm鋼管，成立20人應(yīng)急突擊隊(duì)涌水處理：配備2臺(tái)22kW污水泵，預(yù)備Φ100mm排水管500m停電應(yīng)急：自備120kW柴油發(fā)電機(jī)1臺(tái)，確保通風(fēng)、排水系統(tǒng)不間斷運(yùn)行九、成本控制措施材料節(jié)約：鋼材利用率≥95%，混凝土損耗率控制在3%以內(nèi)機(jī)械效率：設(shè)備利用率≥75%，燃油消耗控制在0.25L/m3·碴優(yōu)化施工：Ⅲ級圍巖段采用液壓鑿巖臺(tái)車替代人工鉆孔，提高效率20%循環(huán)管理：建立施工廢料回收制度，鋼筋頭、鋼模板回收率≥90%十、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程10.1分部分項(xiàng)驗(yàn)收檢驗(yàn)批驗(yàn)收：由監(jiān)理工程師組織，施工單位質(zhì)檢員參加分項(xiàng)工程驗(yàn)收：每個(gè)分項(xiàng)工程完成后進(jìn)行，主要檢查主控項(xiàng)目和一般項(xiàng)目分部工程驗(yàn)收：隧道開挖、支護(hù)、襯砌等分部工程，邀請?jiān)O(shè)計(jì)單位參加