隧道通风斜井洞身开挖方案

隧道通风斜井洞身开挖施工技术方案

一、编制依据

根据《公路工程技术规范》、《公路隧道设计规范》、《公路隧道通风照明技术规范》、《锚杆喷射砼支护技术规范》、《公路施工技术规范》、《公路隧道施工技术规范》、《公路工程质量检验评定标准》 以及设计文件要求，结合实际情况编制而成。

二、工程概况及地质情况

某某隧道斜井左线采用分段送排风纵向通风方案，右线采用全纵向通风方案。左线设置斜井一座，分别对左线进行送排风和对右线进行排烟。斜井底部位于ZK108+459右侧97.7m（洞室中心距离），斜井出口位于右线隧道YK109+187右侧181.65m。斜井倾角24.5度，起讫桩号：XJK0+000～+715，长度715m，考虑斜长长度为780.95m。洞身XJK0+655～+XJK0+589段主要为Ⅴ级围岩，岩体局部溶岩裂隙较发育,该段岩溶水丰富,水量较大，存在突水可能性大。

三、洞身开挖施工工艺

1、洞身开挖基本要求

开挖工作是隧道施工的第一流程，开挖工作的优越与否直接影响隧道的施工安全、质量和效益，因此隧道施工严格按照新奥法原理进行，控制超、欠挖主要是开挖轮廓线（或周边孔线）的精度要控制好，为此首先要保证中线和标高的准确，其次是要通过正确的方法来保证轮廓线位置的准确，中线和标高的偏移，将使断面轮廓线向一侧偏移，造成开挖断面一侧超挖、一侧欠挖，通常隧道掌子面都是倾斜的，会引起放线误差，放线精度不精确，就会引起断面的超欠挖，因此，我们在施工过程中要提高放线精确度，尽量避免出现超欠挖的情况，采用精准的全站仪控制隧道掘进方向，提高中线和标高的精度，提高轮廓线放线精度，同时配备责任心强、作业水平较好的技术人员，为顺利施工提供前提。开挖后，应做好地质构造的核对和监控量测工作。

2、洞身开挖方法

结合隧道所处地质情况，采用光面微震爆破技术开挖，施工过程中严格控制超、欠

挖。边墙采用预裂爆破，以最大限度地保护周边岩体的完整性，同时减少超挖量，提高初期支护的承载力。根据设计图纸，隧道洞口段为Ⅴ级围岩，且埋深较浅，设计采用对前方围岩超前管棚注浆预加固后预留核心土法开挖，拱部超前加固采用Φ108超前大管棚及Φ42超前小导管，施工过程中若洞口段浅埋Ⅴ级围岩埋深浅，岩石风化严重，结构松散，施工中必须严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的基本原则，保证初期支护及时可靠。

2.1上半断面开挖

（1）人工架设格栅钢拱架

（2）钻设超前锚杆，安装超前锚杆。

（3）光面弱爆破环形开挖，人工配合反铲扒碴。

（4）初喷混凝土后，施作钢筋网，布设中空注浆锚杆，立拱架，并将拱架与锚

杆焊接，复喷混凝土至设计厚度。

（5）每掘进5-6m开挖核心土，核心土一次开挖2-3m。 2.2下半断面开挖支护

下半断面分部开挖，开挖台架配合人工钻孔，光面爆破控制成型，左右错进，每次进尺2m。出碴结束后，尽早施作初期支护，及时施作仰拱，封闭初期支护，保持仰拱滞后开挖面20-30m距离。

施工工艺图框如下：

2.3爆破方法

结合隧道所处地质情况，隧道各级围岩均采用光面爆破和预裂爆破控制成型，根据围岩实际情况和开挖方法选用不同的爆破参数，其具体爆破方案设计如下：

2.3.1光面爆破

光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术，是通过一系列的措施对开挖工程周边部位实行正确的钻孔和爆破，调整周边孔的各爆破作业参数，使爆破先沿各孔的中心线连成贯通的破裂缝，然后内围岩体裂解，并向临空面方向抛掷。这种爆破在围岩中产生的裂缝较少，使爆裂后的岩石表面能按设计轮廓线成型，表面较平顺，超欠挖较小。具体施工方法如下：

① 炮孔布置：

先布置掏槽眼，其次周边眼，后辅助眼。掏槽眼布置于开挖面的下方，根据爆破效果，调整掏槽眼形式，且掏槽眼深度比其它眼深约20cm，各类围岩炮孔直径42mm；周边眼严格按设计开挖轮廓线均匀布置，在断面各拐角处各布置一个炮孔，周边眼的顶眼和帮眼底部Ⅳ、Ⅴ中超出边界10cm，所有围岩中底孔均都超出边界10cm；根据围岩特点合理选择周边眼间距E及周边眼的最小抵抗线W，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上。合理分布掘进眼，以达到炮眼数量最少、材料最省；同时碴块又不致过大，便于装卸。

②掏槽方式：

本隧道各类围岩的掏槽形式主要采用楔形掏槽。 ③装药结构及堵塞方式：

周边眼采用Φ25mm光面爆破专用药卷间隔装药，严格控制周边眼的装药量，借助导爆索进行间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布，以确保隧道周边成形良好，并减少对围岩的扰动，掘进眼和掏槽眼采用硝铵炸药连续装药，在施工中如炮孔内有水时采用防水乳胶炸药等效代换。

采用沙子和粘土按重量比3:1配制炮泥，加上20%的水混合均匀后揉成直径稍小于炮孔直径的炮泥段，所有装药炮眼用炮泥堵塞，堵塞时将炮泥段送入炮孔，用炮棍适当加压捣实。施工时要求周边眼堵塞长度不小于30cm，其它炮孔按装药长度余孔全部堵塞。

④起爆方法：

采用非电毫秒延雷管将孔间联接形成分段起爆网络，火雷管引爆非电毫秒管起爆。

⑥各类围岩主要爆破参数

隧道各类围岩地质情况，确定光面爆破参数见下表，施工过程中通过爆破效果反馈，进行调整，从而满足施工要求。

⑦表5-1各类围岩主要爆破参数表

⑧爆破设计修正与优化

为提高爆破效果，改善技术经济指标，控制超欠挖，施工中根据每次爆破后，通过超欠挖情况、开挖面圆顺平整度、爆破进尺、碴块大小、周边眼炮眼痕迹保存率等爆破效果检查，对爆破效果进行仔细分析爆破参数的合理性，根据以下原则分析原因及时修正爆破参数：

（1）根据超欠挖情况确定周边孔钻孔角度，根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距、装药量和光爆层厚度，特别是周边眼的有关参数。

（2）爆破石碴块度小，辅助眼布置偏密，用药量过大，需减少；块度大说明炮眼偏疏，应加密炮眼，增加药量。

（3）周边眼残孔率较小说明周边眼用药量过大，需减少药量，周边眼爆孔利用率过低，残孔率过高，周边眼用药量过低，需增加药量。

（4）根据开挖面凹凸和平整度情况修正钻眼深度，保证爆破眼眼底基本落在同一断面上。

（5）根据掘进进尺确定掏槽效果，进尺低，掏槽效果差，需选用较有效的掏槽方式。

⑨岩爆不良地质段开挖施工方法：

根据设计文件及地堪资料，隧道可能会遇到岩软岩段可能出现的塑性变形，崩塌等不良地质地段。针对上述可能存在的情况，施工时软岩变形段遵循“加固围岩、预留变形、先柔后刚、刚柔并举、分次支护、及早封闭、底部加强、信息化施工”的原则。并采取以下措施： （1）加强监控量测

加强监控观测和地质预报工作，及时收集动态信息，为调整施工支护参数提供依据。 （2）改变施工方法

及时调整施工方法，采用短台阶法开挖，必要时，采取预留核心土环形微台阶法开挖或侧壁导坑开挖法。遵循“勤量测、短进尺、管超前、弱爆破、强支护”的原则。 （3）对围岩进行加固

开挖前先打超前小导管，注浆固结后再开挖，及时施作初期支护，及早封闭开挖面。加固围岩可采取加长加密系统锚杆、进行径向注浆等措施，必要时设置预应力锚索。 （4）加强初衬和二衬支护参数

隧道开挖后及时施作初期支护，并尽快将边墙落底，闭合仰拱初期支护。初期支护采用钢结构型钢支架、锚杆、双层钢筋网、喷射混凝土整体支护，二衬采用防水钢筋混凝土，加大二衬的厚度。同时，根据监控量测提供的数据，放大开挖预留变形量。初衬闭合后，在最短时间内施作二衬，使整个隧道形成一个较强的支护闭合环。

隧道光面爆破施工工艺流程图

3、出碴运输

斜井井身及井口的出渣与进料均采用有轨运输，斜井底部联络风道在条件许可时可采用无轨运输，施工通风采用压入式通风，施工期间排水采用集水坑分级抽水，配备足够的备用抽水设施以防止突水事故的发生，并配备专人负责。斜井装渣采用铲斗式装岩机械，弃渣通过运输汽车转运至指定的弃渣场地。

4、开挖超欠挖处理及措施

施工过程中，由于地质情况的变化及爆破工人操作不规范，不按设计用药量作业等原因，造成超欠挖的现象时常出现。对于局部欠挖应及时处理修整断面周边，一般根据欠挖多少用相应办法，如再次放炮等。对于超挖应按超挖的大小进行处理，超过小于10cm时可直接衬砌同时灌注砼；大于10cm时用浆砌片填充，若超挖大于100cm时，用浆砌片石填充100cm厚，以外用干砌片石填充满超欠挖部分，隧道开挖超挖必须严格控制，超挖可使隧道施工成本增加，同时对围岩的稳定性造成严重破坏，给运营后的隧道带来隐患。因此，在施工过程中必须从各方面、全方位地控制超挖。控制超欠挖的最好方法是加强光面爆破和预裂爆破。

隧道断面开挖施工工艺流程图

四、施工过程质量控制及保证措施

5.1质量保证措施：

坚持“三服从、五不施工、一票否决”及“三不交接”的制度，即进度、工作量、计量三项服从工程质量；质量问题一票否决；在施工中做好到施工准备工作不充分不施工、未经监理工程师检查签字不施工、没有进行技术交底不施工、必须的试验达不到标准不施工、施工方案和质量保证措施未确定不施工、工程质量不合格的工序坚决返工。无自检记录不交接、未经质检员检查不交接、施工记录签证不全不交接。

5.2技术保证措施

为确保洞内施工支护能满足设计及规范要求，不仅要有良好的施工管理，还要采取相应的技术措施，施工技术组织保证措施如下：制定科学施工方案和详细施工工艺控制；加强和搞好隧道施工技术交底，推动使用及推广新技术、新工艺、新材料和新方法；选用先进高效的设备，提高装备技术水平；坚持换手复核制度，确保支护工程技术控制指标及测量成果的准确。

五、施工安全保证措施

1、施工用电的安全保证措施

①施工现场的布置应符合防火、防爆、防洪、防雷电等安全规定及文明施工的要求，施工现场的生产、生活办公用房、仓库、材料堆放场、停车场、修理场等应按批准的总平面布置图进行布置。

②现场道路应平整、坚实、保持畅通，危险地点应悬挂按照GB2893-82《安全色》和GB2893-82《安全标志》规定的标牌，施工现场设置大幅安全宣传标语。

③现场的生产、生活区要设足够的消防水源和消防设施网点，消防器材应有专人管理不得乱拿乱支。隧道工区组成一个由15～20人的义务消防队，所有施工人员要熟悉并掌握消防设备的性能和使用方法。

④各类房屋、库棚、料场等消防安全距离应符合公安部门的规定，室内不得堆放易燃品；严禁在木工加工场、料库等吸烟；现场的易燃杂物，应随时清理，严禁在有火种的场所或其近旁堆放。

⑤施工现场的临时用电，严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ6-88的规定执行。临时用电工程的安装、维修和拆除，均由经过培训并取得上岗证的电工完成，非专业电工不准进行电工作业。

电缆线路采用“三相五线”接线方式，电气设备和电气线路必须绝缘良好，场内架设的电力线路其悬挂高度及线距应符合安全规定，并应架在专用电杆上。

变压器必须设接地保护装置，其接地电阻不得大于4Ω，变压器设护栏，设门加锁，专人负责，近旁应悬挂“高压危险、请勿靠近”的警示牌。室内配电盘、配电柜要有绝缘垫，并要安装漏电保护装置。

各类电气开关和设备的金属外壳，均要设接地或接零保护。配电箱要能防火、防雨、箱内不得存入杂物并应设门加锁，专人管理。移动的电气设备的供电线，应使用橡套电缆，破损电缆不得使用。

检修电气设备时应停电作业，电源箱或开关握柄应挂“有人操作，严禁合闸”的警示牌或设专人看管。必须带电作业时应经有关部门批准。现场架设的电力线路，不得使用裸导线，临时敷设的电线路，不得挂在钢筋模板和脚手架上，必须挂设时要安设绝缘支承物。

施工现场用的手持照明灯应采用36V的安全电压。严禁个人乱拉、乱接照明灯或其他电器。

⑥洞内应保持相对干燥，对电源线路应经常检查，防止漏电伤人。

2、 施工机械的安全措施

①各种机械操作人员和车辆驾驶员，必须取得操作合格证，不准操作与证不相符的机械，不准将机械设备交给无本机操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案，专人管理。

②操作人员必须按照本机说明规定，严格执行工作前的检查制度和工作中注意观察及工作后的检查保养制度。

③驾驶室或操作室应保持整洁，严禁存放易燃、易爆物品。严禁酒后操作机械，严禁机械带病运转或超负荷运转。

④机械设备在施工现场停放时，应选择安全的停放地点，夜间应有专人看管。 ⑤严禁对运转中的机械设备进行维修、保养、调整等作业。

⑥指挥施工机械作业人员，必须站在可让人了望的安全地点，并应明确规定指挥联络信号。

⑦使用钢丝绳的机械，在运转中严禁用手套或其他物件接触钢丝绳，用钢丝绳拖、拉机械或重物时，人员应远离钢丝绳。

⑧定期组织机电设备、车辆安全大检查，对检查中查出的安全问题，按照“三不放过”的原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。

⑨洞内运输设备严禁搭人。

3、 洞内施工安全措施

为了确保施工安全，在施工过程中必须从施工组织上下足功夫，合理安排施工人员、严格施工工序管理，提高现场管理能力，不仅要抓工程质量，同时要从参建人的思想上着手，要求每个参建者时时讲安全、事事讲安全，当安全与进度发生矛盾时，我们必须以安全作为重心来考虑问题，让安全施工的理念贯穿在施工的每一个环节。

①在施工作业前做好有效的防护措施，做好通风、照明、防尘、防水和防治有害气体等措施。所有人员进入施工区必须戴好安全帽。

②清除洞口危石，加强防护。

③坚持“短开挖、勤支护”的原则，尽快封闭围岩，控制围岩初期变形，避免延误早期支护时间而导致的事故。洞内爆破作业，必须统一指挥，所有人员及大型机械设备撤至安全地点。

④遇有瞎炮，必须由原爆破人员按规定办理。

⑤洞内运输应按规定限速运行，洞内车速不得大于12km/h。车辆使用前应详细检查，不得带病运行。洞内轨道应加强保养，保证车辆安全运行。

⑥施工过程中，应按围岩类别不同设置不同密度的监控制测点，根据量测结果及时反馈信息，合理修正支护参数和开挖方法，指导和确保施工安全。加强找顶工作，及时进行锚喷作业。

⑦加强地质超前钻孔探测，对不良地质地段采取预防措施。

⑧爆破按光面爆破设计，严格控制药量以减少对围岩的扰动，对欠挖部位严禁爆破处理，以避免对围岩二次扰动引发坍方。

⑨建立完善的交班制度。洞内如发现有险情况，必须在危险地段设立明显标志或派专人看守，并迅速报告施工负责人及时处理措施，若情况严重时，应立即将工作人员全部撤离危险地段。

⑩出渣时，首先应清除危石，在保证安全前提下出渣。洞内行车设置专职调度，统一行车管理，洞内行车按规定限速行驶。

六、施工环保措施

1、生活废弃物

（1）靠近生活水源的施工，用沟壕或堤坝同生活水源隔开，避免污染生活水源。

（2）施工废水、生活污水按有关要求进行处理，不得直接排入农田和河道。

（3）对于钻孔施工排出的泥浆，清洗骨料的水和其它施工废水，采取过滤、沉淀或其它方法处理后方可排放，避免污染周围环境。

（4）施工机械的废油废水，采用隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。

（5）生活污水采取二级生化或化粪池等措施进行净化处理，经有关环保单位检查符合标准后方准排放。

（6）对既有的排灌系统加以保护，必要时修建临时水渠、水管等，保证排灌系统的完整性。

（7）临时设施待工程完工后进行彻底清理，恢复原状原貌。

2、大气环境及粉尘的防治

（1）在设备选用时尽量选择低污染设备。

（2）在运输水泥等易飞扬料时用篷布覆盖严密，并装量适中，不得超限运输。

（3）配备专用洒水车，对施工现场和运输道路经常进行洒水湿润，减少扬尘。

（4）对汽油等易挥发品的存放要密闭，并尽量缩短开启时间。

（5）在有粉尘的作业环境中作业，除洒水外，作业人员还必须配备劳保防护用品。

3、 固体废弃物

（1）施工营地和施工现场的生活垃圾，应集中堆放。

（2）施工和生活中的废弃物也可经当地环保部门同意后，运至指定地点，此外，工地厕所派专人清理打扫，并定期对周围喷药消毒，以防蚊蝇滋生，病毒传播。

（3）对于施工中废弃的零碎配件，边角料、水泥袋、包装箱等及时收集清理并搞好现场卫生，以保护自然环境不受破坏。

4、 噪声环境

（1）对使用的工程机械和运输车辆经过居住场所时应减速慢行，禁止鸣叫喇叭。

（2）在比较固定的机械设备附近，修建临时隔音屏障，减少噪音传播。

（3）合理安排施工作业时间，尽量降低夜间车辆出入频率，夜间施工不得安排噪音很大的机械。

（4）对钢筋加工、混凝土拌和等场地选择时，尽量远离居民区。

（5）合理安排施工人员在高噪音区和低噪音区的作业时间，并配备劳保用品。

（6）车辆装运土和袋装水泥时严禁太满，在两侧和尾部设置挡板，材料不得高于挡板，并用干净的防水布遮盖好，防水布要求盖严实并超出挡板30cm，并控制车速，防止洒落在外。

（7）现场设置封闭性水泥仓库，仓库设在工地主导风向的下方，尽可能减少对敏感物体的污染。水泥到现场即入库，仓库设置一活动帘，仓库排气口设置袋式过滤器。

（8）公司目前的施工机械设备，应配备降尘设施，本工程选用和新购施工机械时，采用有降尘设施的机械。

5、 其它环保措施

做好生活区的卫生管理工作，生活垃圾在指定地点堆放，生活废水排放入沟槽内，使其不遍地乱流，保持生活区的卫生和整洁。加强泥浆池的管理，不让泥浆外溢。泥浆循环槽用钢板焊制埋于地下加盖成为暗沟。桩基泥浆池采用钢板焊接，用长6.0米，宽

1.5米的铁箱盛泥浆，然后用泥浆泵抽入泥浆运输车运至指定排放点，避免污染。

6、水土保持措施

（1）对林木、植被及地下水资源的保护是施工中的环保重点。

（2）保护原有植被。对合同规定的施工界限内、外的植物、树木等尽力维持原状；砍伐树木和其它经济植物时，应事先征得所有者和业主的批示同意，严禁超范围砍伐。

（3）永久用地范围内的裸露地表的植被加以覆盖或执行业主的要求。

（4）临时用地范围内的耕地采取措施进行复耕，其它裸露地表植草或种树进行绿化。

（5）对路基工程的取、弃土场，按设计实施工程防护，在施工结束后，平整造田。挖方工程的大型弃方场地，采取以下水土保持措施：

a、废方堆放点应统筹安排，并应远离河道，尽量不要压盖植被，尽可能选择荒地； b、及时对弃方进行压实，并在表面进行植被覆盖，可以种植草皮，灌木或树木，即可防止水土流失，又能美化环境；

c、尽可能对弃土方整平用作耕地；

d、弃渣点应选择植被稀疏的荒地，弃渣的下部和边角宜砌筑拦渣坝或墙，以防止水土流失。

（6）营造良好环境。在施工现场和生活区设置足够的临时卫生设施，经常进行卫生清理，同时在生活区周围种植花草、树木，美化生活环境。

（7）保护野生动物。严禁施工人员猎杀野生动物。

（8）及早施作防护工程、排水工程防止水土流失。

（9）工程完工后，及时对现场进行彻底清理，并按设计要求采用植被覆盖或其它

处理措施。

（10）对有害物质（如燃料、废料、垃圾等）按照当地环保管理条例进行处置后，运至监理工程师指定地点进行掩埋，防止对动、植物造成损害。

（11）根据本地区的环境气候的特点我们将加强对水土流失的管理力度，将采取以下措施；