隧道开挖基础知识.pptx

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1、会计学1隧道开挖基础知识隧道开挖基础知识n n、类围岩偏好地段开挖n n引水隧洞工程围岩以类为主，岩石完整性较好。施工时采取全断面一次爆破开挖成型，爆破后视围岩具体情况，采取随机锚喷支护。n n类围岩偏好地段，拟采用全断面一次爆破开挖成型，爆破后视具体情况进行相应的支护。n n此两种情况下开挖作业流程如图4-1隧洞隧洞、类围岩开类围岩开挖作业流程挖作业流程所示。第1页/共23页n n相应的施工作业循环时间：相应的施工作业循环时间：n n项目名称项目名称（/）持续时间）持续时间（/）累计）累计时间时间n n测量放样测量放样 60/60min60/60min 60/60min 60/60minn

2、n钻孔钻孔 300/240min300/240min 360/300min360/300minn n装药爆破装药爆破60/60min60/60min 420/360min 420/360minn n通风散烟通风散烟60/60min60/60min 480/420min 480/420minn n安全处理及支护安全处理及支护120/180min120/180min 600/600min600/600minn n出碴出碴 120/120min 720/720min120/120min 720/720min 测 量 放 线 钻 孔 装 药 爆 破 通 风 散烟安全处理 装 碴 运 输 下 一 循 环

3、安全支护第2页/共23页n n、类围岩采用类围岩采用2.5m2.5m长钻杆造孔，平均钻孔深长钻杆造孔，平均钻孔深度分别为度分别为2.3m2.3m、2m2m每排炮进尺分别为每排炮进尺分别为2m2m、1.7m1.7m；从上表看出每天完成；从上表看出每天完成2 2个循环，则每天进尺分个循环，则每天进尺分别为别为4m4m、3.4m3.4m，综合不可预见因素对施工的影响，综合不可预见因素对施工的影响，拟计划安排每月进尺，拟计划安排每月进尺100m100m。n n2 2 类破碎地段、类破碎地段、类围岩开挖施工类围岩开挖施工n n本标段本标段类围岩出现在过紫马沟地段和表浅类围岩出现在过紫马沟地段和表浅部围岩

4、，开挖时一般地段采用全断面法开挖，但部围岩，开挖时一般地段采用全断面法开挖，但在施工时严格遵循在施工时严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、及时封闭勤量测、及时封闭”的施工原则，开挖后及时进的施工原则，开挖后及时进行系统锚喷支护。在遇到结构及稳定性差、成洞行系统锚喷支护。在遇到结构及稳定性差、成洞条件困难的特殊地段时，开挖采条件困难的特殊地段时，开挖采 第3页/共23页n n用上下断面台阶法施工；首先进行上半断面开挖，开挖后立即进行支护，支护完成后，再进行下半断面开挖。必要时采用本部分4.6节不良地质地段的不良地质地段的施工方法施工方法（见后述）。其作业流程如图4-

5、2隧洞隧洞类破碎地类破碎地段、段、类围岩开挖作业流程类围岩开挖作业流程（全断面）所示。测 量 放 线 钻 孔 装 药 爆 破 通 风 降 尘 清 除 危 石 装 碴 运 输 下 一 循 环系统锚喷支护 测 量 放 线 钻 孔 装 药 爆 破 通 风 降 尘 清 除 危 石 装 碴 运 输 下 一 循 环系统锚喷支护第4页/共23页n n、类围岩一般地段开挖作业循环时间见下表：n n项目名称持续时间 累计时间n n测量放样60min 60minn n钻孔 300min 360minn n装药爆破60min 420minn n通风散烟60min 480minn n安全处理及支护180min 660

6、minn n出碴 120min 780min第5页/共23页n n、类围岩采用平均钻孔1.5m，每排炮平均进尺1.2m；每天约完成2个循环，则每天进尺2.4m，综合涌水等不可预见因素对施工的影响，拟计划安排每月进尺6070m。n n3光面爆破施工工艺流程n n在隧道洞挖施工中，均采用光面爆破施工技术。它是一种主要控制周边孔的间距和装药量来有效控制超欠挖的施工技术。施工中，周边孔间距按40cm设置、采用竹片间隔装药。第6页/共23页n n在隧洞开挖时，除每隔2050m设置中心桩及水准基点外，每排炮钻孔前，按设计断面尺寸进行施工放样，采用红铅油划出开挖轮廓线并按钻爆设计图布设炮孔，同时在两侧边墙及

7、拱顶标注腰线（水平线）和中心线作为指导开挖的依据。n n二、工艺要点n n1、施工控制测量、施工控制测量n n（1）洞内控制测量采用以下两种导线：n n 施工导线：在开挖面向前推进时，用以放样指导开挖的导线（中心线），每个2050m设一砼固定桩。第7页/共23页n n 复合导线：当隧道掘进复合导线：当隧道掘进100100300m300m时，为了检时，为了检查隧洞的方向是否与设计相符，设置边长查隧洞的方向是否与设计相符，设置边长5050300m300m精度较高的复合导线，与施工导线进行闭精度较高的复合导线，与施工导线进行闭合测量。合测量。n n（2 2）测量作业实施计划）测量作业实施计划n n

8、选派具有丰富测量经验的测量工程师负责隧选派具有丰富测量经验的测量工程师负责隧洞测量。洞测量。n n 洞内联测选在无风、无烟尘、无干扰视线良洞内联测选在无风、无烟尘、无干扰视线良好的情况下进行。好的情况下进行。n n 洞外三角网或导线测量采用闭合环精密平差洞外三角网或导线测量采用闭合环精密平差法测量并计算测量成果，高程按二级标准测量、法测量并计算测量成果，高程按二级标准测量、测量时选择无风及气压稳定的天气进行。测量时选择无风及气压稳定的天气进行。第8页/共23页n n 测量成果坚持换手复测制，洞内控制测量采测量成果坚持换手复测制，洞内控制测量采用闭合环方式。用闭合环方式。n n（3 3）贯通测量

9、）贯通测量n n隧洞贯通后，组织同一标段及其它不同标段测量隧洞贯通后，组织同一标段及其它不同标段测量人员一起到现场进行贯通测量，进行平差后，按人员一起到现场进行贯通测量，进行平差后，按监理工程师指示，共同协商误差调整方案。监理工程师指示，共同协商误差调整方案。n n2 2、钻爆工艺、钻爆工艺、钻爆工艺、钻爆工艺n n采用全断面光面爆破法开挖，施工的关键工艺是采用全断面光面爆破法开挖，施工的关键工艺是光面爆破。光面爆破按照我公司光面爆破。光面爆破按照我公司“隧洞全断面开隧洞全断面开挖光面爆破工法挖光面爆破工法”作业，此工法能够有效地控制作业，此工法能够有效地控制周边开挖轮廓，减少对围岩的扰动，保

10、持围岩稳周边开挖轮廓，减少对围岩的扰动，保持围岩稳定，有效控制超欠挖，提高工程质量和进度，确定，有效控制超欠挖，提高工程质量和进度，确保施工安全。保施工安全。第9页/共23页n n（1 1）钻爆设计）钻爆设计n n类围岩拟采用全断面预留光爆层光面爆破法开类围岩拟采用全断面预留光爆层光面爆破法开挖，挖，类围岩一般采用类围岩一般采用“短进尺、弱爆破，短进尺、弱爆破，全断面开挖全断面开挖”的方法，特殊地质地段采用上下断的方法，特殊地质地段采用上下断面短台阶法开挖，上、下断面间隔面短台阶法开挖，上、下断面间隔3 34m4m，示意，示意图见图图见图4-44-4短台阶法开挖侧面示意图短台阶法开挖侧面示意图

11、短台阶法开挖侧面示意图短台阶法开挖侧面示意图。软弱。软弱围岩段开挖坚持围岩段开挖坚持“短进尺、弱爆破、强支护、勤短进尺、弱爆破、强支护、勤量测，稳妥前进，不留隐患，确保安全量测，稳妥前进，不留隐患，确保安全”的施工的施工原则。原则。n n 钻爆设计的原则钻爆设计的原则n na.a.炮孔布置适合钻孔台架钻孔。炮孔布置适合钻孔台架钻孔。n nb.b.减少炸药用量，提高炸药的爆破效果。减少炸药用量，提高炸药的爆破效果。第10页/共23页n n c.采用光面爆破，尽量减小对围岩的扰动，控制好开挖轮廓。n nd.在保证安全的情况下，提高隧洞掘进速度，缩短施工工期。第11页/共23页n n 爆破器材的选定

12、n n炸药：根据岩石强度不同选用不同爆速的炸药，有水地段用乳化炸药，其余均用2号岩石硝铵炸药。n n雷管：采用毫秒雷管、塑料导爆管非电起爆。n n 炮眼布置及装药结构n n根据开挖断面大小，为施工方便，均采用楔形掏槽，类围岩及类围岩偏好地段拟钻孔深22.3m，类地质破碎地段及类围岩拟钻孔深1.7m；周边光爆、孔距40cm。第12页/共23页n n周边眼的装药结构采用两种形式：掏槽孔、掘进孔采用偶合装药，周边孔采用不偶合装药结构，使用25200小直径炸药间隔绑扎装药结构，炮眼直径为40mm，不偶合系数一般在1.42.0范围内，在比较破碎的围岩地段，采用双传爆线。另一种装药结构为间隔装药结构，装药

13、后将炮泥堵塞在与炸药相接的部位。n n根据本标段的地质及断面类型的划分情况，拟采用的钻爆设计请见图4-57A1A3型断面型断面开挖钻爆设计图开挖钻爆设计图，图4-8B2型断面开挖钻爆设计图型断面开挖钻爆设计图所示。第13页/共23页n n（2 2）爆破作业）爆破作业n n 钻孔钻孔n n钻孔严格按照测量点出的炮眼位置及数量进行施钻孔严格按照测量点出的炮眼位置及数量进行施工，特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及个数，工，特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及个数，未经主管工程师的许可不得随意改动。准确定位未经主管工程师的许可不得随意改动。准确定位凿岩机钻杆，确保钻孔位置及孔向，其中孔位偏凿岩机钻杆，确

14、保钻孔位置及孔向，其中孔位偏差不大于差不大于5cm5cm，孔向偏差不大于，孔向偏差不大于33。同类炮眼钻。同类炮眼钻进深度要达到设计要求，眼底保持在一个铅垂面进深度要达到设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。同时认真进行清孔，将所有炮孔中的残碴积上。同时认真进行清孔，将所有炮孔中的残碴积水排除干净，用高压风吹净尘沫。钻孔完成后由水排除干净，用高压风吹净尘沫。钻孔完成后由质检人员对孔数、孔位、孔向及孔的清洗情况进质检人员对孔数、孔位、孔向及孔的清洗情况进行检查，不满足要求的重新钻孔。确保两排炮错行检查，不满足要求的重新钻孔。确保两排炮错台控制在台控制在10cm10cm以内，超挖控制在以内，超挖控制在

15、15cm15cm以内，无以内，无欠挖。为控制底板超挖，对于欠挖。为控制底板超挖，对于类围岩拟采类围岩拟采取预留取预留30cm30cm左右的保护层，在底板砼施工时处理。左右的保护层，在底板砼施工时处理。第14页/共23页n n 装药爆破装药爆破n na.a.成立光面爆破小组，实行定人、定位、定标准、成立光面爆破小组，实行定人、定位、定标准、定段别的岗位责任制，不准乱装药。定段别的岗位责任制，不准乱装药。n nb.b.装药时严格按照设计的装药结构和装药量施作。装药时严格按照设计的装药结构和装药量施作。n nc.c.掏槽眼和辅助眼采用连续装药，周边眼采用间掏槽眼和辅助眼采用连续装药，周边眼采用间隔装

16、药或不偶合装药，底部装加强药卷。隔装药或不偶合装药，底部装加强药卷。n nd.d.炮眼均采用炮泥堵塞密实，堵塞长度不小于最炮眼均采用炮泥堵塞密实，堵塞长度不小于最小抵抗线。小抵抗线。n ne.e.严格按设计的联接网络实施起爆，注意导爆索严格按设计的联接网络实施起爆，注意导爆索的连接方向和联接点的牢固性。的连接方向和联接点的牢固性。n n 1.1.洞内地质超前预测预报程序洞内地质超前预测预报程序第15页/共23页n n2.2.地质和支护状态观察地质和支护状态观察n n每次爆破后，由地质工程师对开挖工作面进行观每次爆破后，由地质工程师对开挖工作面进行观察、调查并做好地质素描记录。调查项目包括掌察、

17、调查并做好地质素描记录。调查项目包括掌子面正面及侧面稳定状态、岩性风化程度、裂隙子面正面及侧面稳定状态、岩性风化程度、裂隙间距、形状、涌水情况、水的影响等等。素描记间距、形状、涌水情况、水的影响等等。素描记录工作面的岩层产状、构造及特殊地质现象，同录工作面的岩层产状、构造及特殊地质现象，同时对靠近工作面的初期支护进行观察，喷射砼是时对靠近工作面的初期支护进行观察，喷射砼是否开裂、是否有掉块现象等。否开裂、是否有掉块现象等。地质方法原始资料掌子面素描洞体展现地质超前预报隧道围岩物探方法第16页/共23页n n3.3.地质预测预报内容地质预测预报内容n n （1 1）对照勘测阶段的地质资料，预测地

18、质条件的变化）对照勘测阶段的地质资料，预测地质条件的变化情况及对施工的影响程度。随工作面素描地质结构状态。情况及对施工的影响程度。随工作面素描地质结构状态。n n （2 2）可能出现坍方、滑动影响施工时，预报其部位、）可能出现坍方、滑动影响施工时，预报其部位、形式、规模及发展趋势，并提出处理措施。形式、规模及发展趋势，并提出处理措施。n n （3 3）隧洞将穿越不稳定岩层、较大断层等特殊地段需）隧洞将穿越不稳定岩层、较大断层等特殊地段需改变施工方法或作应急措施时的预报。改变施工方法或作应急措施时的预报。n n （4 4）预报可能出现突发涌水地点，涌水量大小，地下）预报可能出现突发涌水地点，涌水

19、量大小，地下水、泥砂含量及对施工的影响。水、泥砂含量及对施工的影响。n n （5 5）软岩出现内鼓、掉块地段，预报对施工的影响程）软岩出现内鼓、掉块地段，预报对施工的影响程序。岩体突然开裂或原有裂隙逐渐加宽时，预报其危害序。岩体突然开裂或原有裂隙逐渐加宽时，预报其危害程度。程度。n n （6 6）在位移量测中发现围岩变形速度加快时，预报对）在位移量测中发现围岩变形速度加快时，预报对围岩稳定性的影响程度。围岩稳定性的影响程度。第17页/共23页n n（7 7）预报可能造成围岩失稳的施工方法及改进）预报可能造成围岩失稳的施工方法及改进施工方案的措施。施工方案的措施。n n4.4.地质预报预测方法地

20、质预报预测方法n n （1 1）.隧洞开挖面地质素描；隧洞开挖面地质素描；n n （2 2）.岩体结构面调查；岩体结构面调查；n n （3 3）.涌水量观测；涌水量观测；n n （4 4）.超前钻探（超前钻探（XY-1XY-1、YO100AYO100A型）；型）；n n （5 5）.地质雷达法（地质雷达法（SIR-10SIR-10）；）；n n （6 6）.调查地表及地下水的情况；调查地表及地下水的情况；n n 根据地质预报方法得出的数据进行施工地质预根据地质预报方法得出的数据进行施工地质预测，及时调整施工方法，采取积极措施保证施工测，及时调整施工方法，采取积极措施保证施工安全。安全。n n5

21、.5.施工检测管理施工检测管理第18页/共23页（1 1）.施工检测管理流程施工检测管理流程施工检测管理流程施工检测管理流程施工检测的结果应尽快地反馈到施工和设计施工检测的结果应尽快地反馈到施工和设计施工检测的结果应尽快地反馈到施工和设计施工检测的结果应尽快地反馈到施工和设计中去中去中去中去.n n（2）.注意事项n n施工检测采用的机械和电子仪器，必须确保具有良好的使用状态。n n 测试前检查仪表设备是否完好，如发现问题及时修理或更换。检查测点是否松动或人为损坏，确认测点状态良好时可进行测试工作。第19页/共23页n n围岩量测围岩量测n n a a按各项量测的操作规程安装好仪器仪表，按各项

22、量测的操作规程安装好仪器仪表，每个测点一般测读三次，三次读数相差不大时，每个测点一般测读三次，三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，读数相差过大时，检取算术平均值作为观测值，读数相差过大时，检查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，确查仪器、仪表安装是否正确，测点是否松动，确认无误后再进行测试。认无误后再进行测试。n n b.b.每次量测时认真做好记录，并保持原始记录每次量测时认真做好记录，并保持原始记录的准确性。的准确性。n n c.c.在现场进行粗略计算，若发现围岩变形较大在现场进行粗略计算，若发现围岩变形较大时，及时通知现场施工负责人。时，及时通知现场施工负责人。n n6.6.位移

23、速率标准位移速率标准n n 1.1.当每天净空变化大于当每天净空变化大于1mm1mm时，则认为围岩处时，则认为围岩处于急剧变形阶段，应加强支护，加强观测；于急剧变形阶段，应加强支护，加强观测；n n 第20页/共23页n n2.2.当每天净空变化值在当每天净空变化值在0.2-1.0mm0.2-1.0mm之间时，则认为之间时，则认为围岩处于缓慢变形阶段，表示围岩向稳定方向发围岩处于缓慢变形阶段，表示围岩向稳定方向发展；展；n n 3.3.当每天净空变化值小于当每天净空变化值小于0.2mm0.2mm时，则认为围岩时，则认为围岩基本稳定。基本稳定。n n7.7.监测资料的整理监测资料的整理n n1.1.对监测资料应认真检查、审核和计算，每次量对监测资料应认真检查、审核和计算，每次量测结束后，在二小时内进行资料整理工作。测结束后，在二小时内进行资料整理工作。n n 2.2.及时将资料填入有关图表，以了解数据反映的及时将资料填入有关图表，以了解数据反映的变化规律，便于各断面和不同量测手段之间的对变化规律，便于各断面和不同量测手段之间的对比。比。n n安全支护措施安全支护措施安全支护措施安全支护措施第21页/共23页第22页/共23页