四川某铁路客运专线隧道控制爆破CD法施工方案.doc

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1、成都至绵阳至乐山铁路客运专线CMLZQ-1标【DK0+000.0DK35+310】千佛山隧道CD段施工方案【DK32+737DK32+950】编制： 复核： 审核： xxxx集团xxxx铁路工程指挥部四工区项目部2010.09目 录一、编制依据1二、编制范围1三、工程概况13.1 工程概况13.1.1 工程简介13.1.2 地形地貌、地质情况23.1.3 水文地质情况23.2 工程数量2四、工程施工方案44.1 施工组织机构及施工队伍的分布44.1.1 施工组织机构44.1.2 工班任务及劳动力配置44.1.3 机械设备配置54.2 CD段施工程序6五 施工方法、关键技术、工艺要点、工艺要求6

2、5.1、施工方案65.2、CD段控制爆破施工75.2.1 爆破振动要求75.2.2 爆破振动控制措施85.2.3爆破设计85.3 监控量测95.3.1 围岩变形观测95.3.2爆破震动监测11六 工期及进度计划安排12七 主要材料、设备使用计划和供应方案及措施127.1主要材料使用计划127.2机械设备进场计划及使用安排12八 质量保证措施13九 安全保证措施13千佛山隧道CD段施工方案一、编制依据1、新建铁路成都至绵阳至乐山客运专线施工图DK32+973千佛山隧道设计图；2、中华人民共和国爆破安全规程(GB6722-2003)；3、公安部爆破作业人员安全技术考核标准；4、千佛山隧道施工组织设

3、计；5、国家、铁路现行新建时速200250公里客运专线铁路设计暂行规定、铁路隧道设计基本规范、客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准、铁路隧道施工规范；6、xxxx集团在以往施工中类似本工程的成功经验和资料；7、专家评审意见。二、编制范围千佛山隧道DK32+737DK32+950段施工作业，包括超前地质预报、开挖、爆破震动监测、初期支护、临时支护、监控量测、仰拱、二衬施作。三、工程概况3.1 工程概况3.1.1 工程简介千佛山隧道位于四川省绵阳市涪城区城郊乡下龙溪村,起讫里程为DK32+719DK33+227,全长508m,中心里程为DK32+973。隧道位于曲线段上，左线中心线圆曲线半径为

4、3500m，右线中心线圆曲线半径为3505m；隧道断面于DK32+719DK32+880段加宽20cm，DK32+880DK33+227段加宽10cm；DK32+719DK32+800段纵坡i=-4.7，DK32+800DK33+227段纵坡i=-1。隧道进口毗邻长虹大道上方，DK32+700处存在一清墓群；采用从出口独头掘进施工。其中DK32+850DK32+950段洞顶有中科院应用电子学研究所2号（六层楼），3号（五层楼）观测站，该段围岩全部为V级，施工中此段采用控制爆破施工。初期支护采用锚喷构筑法施工，喷射混凝土采用C25混凝土，初期支护与二次衬砌之间拱部及边墙部位铺设防水板及无纺布（分

5、离式）防水，并在环向、纵向施工缝处设中埋式橡胶止水带及外贴式橡胶止水带。隧道拱墙、仰拱采用C35钢筋混凝土，仰拱填充采用C20混凝土。3.1.2 地形地貌、地质情况DK32+737DK32+950段地表地势平坦，地面高程503540m。该段洞顶建筑物较为密集，隧道线路正上方有一鱼塘及民房，线路左侧距左线中心线20m、108m处分别有2号、3号军事观测站。该段隧道埋深643m。地表上覆为6-1粉质粘土，含卵石约10%，150200mm，厚58m；粉质粘土层之下为6-11粗圆砾土，含粗圆砾5070%，4060mm，含卵石1020%，60200mm，其余为粘土充填，该地层厚48m；下伏为7-1泥岩夹

6、砂岩，为中厚层薄层结构，该岩质较软，易分化剥落，暴晒易龟裂、遇水易软化崩解。3.1.3 水文地质情况隧道穿越区岩性为泥岩夹砂岩，属弱含水地层，且隧道洞身为椭圆形孤丘，地表水、地下水排泄条件较好，隧道洞身地下水不发育。取附近沟水和地下水作水质分析，在环境作用类别为化学侵蚀环境及氯盐环境时，对混凝土结构无侵蚀性。DK32+900线路正上方鱼塘为大气补水及涪江送水，水系不发育。3.2 工程数量控制爆破段开挖支护主要工程量见表3-1。表3-1 千佛山控制爆破段主要工程量项目及建筑材料规格单位工程数量控制爆破开挖/m314620临时支护喷射混凝土C20钢纤维混凝土m3686钢筋网HPB235kg1084

7、2定位锚杆22砂浆根1116m2232小导管超前支护42钢花管根892m3122临时钢架连接用钢kg13456I18型钢kg75238系统支护喷素混凝土C25混凝土m31235钢筋网HPB235kg11453锚杆22组合中空根1550m620022砂浆根710m2840格栅钢架用钢架HRB335和HPB235kg6287922纵向连接筋HRB335kg12943接头连接用钢kg32122锁脚锚杆22砂浆根1001.6m4006.4螺栓、螺母M24套6770.4垫块C20混凝土m321.6小导管超前支护42钢花管m4921kg16485注水泥砂浆m3133.6衬砌圬工仰拱填充C20混凝土m395

8、7.6踏步板C20混凝土m32拱墙仰拱C35钢筋混凝土m32106.8衬砌钢筋HRB335kg113431HPB235kg46009防排水防水板m22699.4无纺布m22699.4施工缝中埋式橡胶止水带m598.4外贴式橡胶止水带m612.4单壁打孔波纹管（外裹无纺布）50m289.480m239无纺布m292.8踏步内过水孔（PVC管）160m16衬砌背后压浆水泥砂浆m3150四、工程施工方案4.1 施工组织机构及施工队伍的分布4.1.1 施工组织机构为保障DK32+737DK32+950段施工的安全，需加强各部门需协调配合，使施工过程处于可控状态，对本段工程进行施工组织机构的设定，并确定

9、各职能部门的职责。根据我单位管段总体施工安排，本段工程由四工区项目经理部下设隧道施工一队架子队负责施工，具体组织机构见图4-1。xxxxxxxx铁路工程指挥部指挥部各职能部门四工区经理：牛建新四工区副经理：甘荣华四工区总工：马晓强综合部工程部掘进工班钢架加工工班辅助工班地质预报爆破监测支护工班衬砌工班运输工班监控量测安质环保部设备物资部图4-1 施工管理组织机构图4.1.2 工班任务及劳动力配置工班任务及劳动力配置见表4-1。表4-1 工班任务分配及劳动力配置表工班名称人数担负主要任务掘进工班20钻孔、爆破支护工班20超前小导管、锚杆、钢筋网、钢架安设，喷射混凝土作业衬砌工班防水板工8防水板焊

10、接、吊挂钢筋工10衬砌钢筋加工及绑扎模板工6模板安装、拆除混凝土11衬砌台车就位、混凝土灌筑、拆模；仰拱、填充、运输工班10出碴、运输、调度、维修、保养等辅助工班5风、水、电及其设备维修、保养，道路养护钢结构加工工班5各种钢结构加工及预制监控量测组3隧道围岩变形量测，包括现场测量及数据处理分析。爆破振动监测2洞顶军事观测站振动监测，包括现场测量及数据处理分析。地质预报组2隧道超前地质预报，包括现场测量及数据处理分析。4.1.3 机械设备配置机械设备配置见表4-2。表4-2 机械设备配置表序号机械设备名称规格及型号数量1空压机LWJ-10/542发电机TZH-250L4-TH13发电机TZH-1

11、20L4-TH14出碴车红岩双桥45挖掘机神钢320/1.216装载机龙工LG73717拌合机75018钢筋弯曲机GW4019钢筋调直机GT3-12110钢筋切断机GQ50-1111交流弧焊机BX1-500612切割机J3G-400113通风机SDF-N6.5314全站仪R-202N115潜孔钻YQ100E316潜水泵QY40517凿岩机ZV-281518冷弯机LWGJ-2501续表序号机械设备名称规格及型号数量19湿喷机TK500120干湿两用机GSP-B221衬砌台车组合（9.0m）122注浆机GYZB223爆破测振仪TC-4737124收敛仪JSS30A24.2 CD段施工程序施工方案审

12、批施工准备按照爆破施工方案分步爆破开挖（同时爆破振动监测）根据爆破震动监测结果调整爆破参数或采用其它减振措施仰拱（填充）施作二衬。五 施工方法、关键技术、工艺要点、工艺要求5.1、施工方案DK32+737DK32+950 CD段施工存在的主要风险源为：DK32+850DK32+950来自于洞顶军事观测站的第三方风险；DK32+727DK32+950 塌方风险。在确保观测站、隧道施工安全，及保证支护质量、保证进度和节约投资的原则下进行施工。施工主要分为6步，如图5-1所示，施工顺序为：。各步施工工序为：步施工顺序：步开挖出碴，导坑周边初喷5cm厚纤维混凝土，架设永久拱架及钢筋网，拱架拱脚处安设2

13、根42长4m锁脚锚管，拱架拱部连接处径向设置4根长4m22砂浆锚杆并与拱架焊接牢固，按设计钻设径向锚杆并复喷砼至设计厚度。步施工顺序：在滞后于步35m距离后，开挖步，喷4cm厚砼进行围岩临时封闭，铺设钢筋网，与步先施工拱架连接并设锁脚锚杆，钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。图5-1 施工工序断面图步施工顺序：在滞后于步27m距离后，开挖步，边墙初喷4cm厚砼后铺设钢筋网片，接长拱架并设锁脚锚杆，钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。步施工顺序：在滞后步23m左右距离后，开挖步，边墙初喷4cm厚砼后铺设钢筋网片，接长拱架并设锁脚锚杆，钻设径向锚杆后复喷砼至设计厚度。步施工顺序：在滞后步5m左右距离后开挖

14、仰拱，并施作隧底初支后，浇筑仰拱及仰拱填充。步施工顺序：在滞后于步一段距离后，同时满足二衬距上导掌子面不大于70m的范围内及时利用衬砌模板台车一次性灌注拱墙衬砌。施工部拱架时施作的4根长4m的22砂浆锚杆采用锚固剂锚固，拱脚处的2根4m长的42锁脚锚管均进行注M20水泥砂浆。对中隔壁的临时岩层采用喷5cm厚的C25纤维砼进行封闭。5.2、CD段控制爆破施工5.2.1 爆破振动要求DK32+850DK32+950段地表有中科院应用电子学研究所2号观测站（六层楼）和3号观测站（五层楼），该观测站属军事设施，施工中要求观测站基础处振幅在X,Y,Z方向均小于2mm，振动速度要求小于2cm/s。5.2.

15、2 爆破振动控制措施为减轻爆破时对围岩的扰动，每次爆破前在拱部180范围内施作2排50钻孔，钻孔长4m，环向间距0.2m，上下两排交错布置；采用高精度毫秒雷管，适当增加低段位之间的延时差，增加雷管段数，利用高段位（17段）的交叉干扰削弱振动强度；严格控制装药量；使用精密振动监测仪对观测站基础处震动参数（振幅、振速、震动频率、周期、加速度）进行跟踪监测，及时反馈信息修正爆破参数，优化爆破设计。5.2.3爆破设计（1）炮眼布置根据爆破震动要求、工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材选用等确定炮眼的布置。千佛山隧道类围岩控制爆破开挖炮眼布置见图5-2。图5-2 级围岩控制

16、爆破炮眼布置图（2）爆破参数为减轻爆破对军事观测站的震动影响及围岩扰动，每次爆破前在拱部180范围内施作2排50钻孔，钻孔长4m，环向间距0.2m，上下两排交错布置，采用控制爆破进行开挖。采用高精度毫秒雷管，适当增加低段位之间的延时差，增加雷管段数，雷管总段数大于13段。同时根据爆破震动监控数据及时修正爆破参数, 以期满足爆破震动要求。爆破一循环装药量分配表见表5-1。表5-1 爆破一循环装药量分配表（掘进0.8m）起爆部位起爆顺序段别炮眼名称炮眼个数孔深单孔装药量合计装药量111掏槽眼610.60 3.623掘进眼70.90.45 3.1535掘进眼100.90.45 4.547掘进眼130

17、90.45 5.8559掘进眼60.90.45 2.7611掘进眼20.90.45 0.9713周边眼210.90.15 3.15小计6523.8511掏槽眼610.60 3.6223掘进眼70.90.45 3.1535掘进眼100.90.45 4.547掘进眼140.90.45 6.359掘进眼70.90.45 3.15611掘进眼50.90.45 2.25713掘进眼30.90.45 1.35815掘进眼30.90.45 1.35917周边眼270.90.15 4.05小计8229.7总计14753.555.3 监控量测DK32+737DK32+950段监控量测包括围岩变形观测和爆破震动

18、监测。5.3.1 围岩变形观测DK32+737DK32+950段地表建筑物四周布置沉降点；拱顶沉降、水平收敛每5m布置一个断面。各量测点布置见图5-3。水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率。量测频率见表5-2，实际量测频率从表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。图5-3 拱顶下沉、净空收敛测点布置示意图表5-2 监控量测频率表量测频率变形速度(mm/d)量测断面距开挖工作面距离2次/d5 1B1次/d15(12)B1次/23d0.51(25)B1次/3d0.20.51次/周 5B注：B为隧道开挖宽度。取得监测数据后，由专业监测人员整理分析监测数据，将实测值与允许值进

19、行比较，及时绘制各种变形或应力时间关系曲线，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况，及时向项目总工程师及监理工程师汇报。测量数据必须当天进行分析，判定位移管理等级及时指导施工。位移管理等级及应对措施见表5-3。表5-3 位移管理等级及应对措施管理等级距开挖断面1B距开挖断面2B应对措施uu1B/3uu2B/3正常施工u1B/3u2u1B/3U2B/3u2u2B/3综合评价设计施工措施，加强监测，必要时采取相应工程措施u2u1B/3u2u2B/3暂停施工、采取相应工程措施（注：u实测位移值；u1B =65%u0，U2B=90%u0。u0为极限相对位移值，在缺乏实测资料时，可先按施工图预留变形

20、量作为u0控制，在施工中加以调整。）5.3.2爆破震动监测DK32+737DK32+950段每次爆破作业均进行爆破震动监测，爆破震动监测时，传感器与地面保持密贴布置于两座观测站四周，并通过数据线与接收器连接，爆破时传感器自动采集数据并保存于仪器内；数据应及时进行析、处理，并向项目总工程师及监理工程师汇报，如图5-4所示为爆破振动监测处理结果；根据监测结果进行爆破设计优化或制定其它减震措施。图5-4 爆破振动监测处理结果六 工期及进度计划安排隧道掘进过程中提前做好控制爆破段施工的各项准备事宜，包括人员、机械设备、材料和爆破震动数据采集并分析掌握规律，为施工创造有利条件。2010年9月24日开始优

21、化方案控制爆破段施工，每循环开挖支护时间按0.8m/天计算，DK32+737DK32+950段施工预计于2011年1月24日前完成。七 主要材料、设备使用计划和供应方案及措施7.1主要材料使用计划本段施工所使用的材料由指挥部物资设备部“统一管理，集中采购”，工区负责按月上报材料计划，对进场材料进行保管。并严格按照“原材料进场报检检验与试验记录试验报告”流程控制原材质量。DK32+737DK32+950段主要材料使用计划见表7-1。表7-1 主要材料使用计划表所需材料规格型号单位2010年7月8月9月10月11月月12月钢 筋HRB335kg671856718567185671856718567

22、185HPB235kg242252422524225242252422524225盲管50m620/80m510/止水带中埋式m1275/背贴式m1305/防水板/5750/土工布/5750/钢管42kg6961696169616961696169617.2机械设备进场计划及使用安排DK32+737DK32+950段施工所需机械设备在前期隧道施工中已全部进场，在后续施工中需加强维修保养，保证所有机械设备能够正常运行即可。八 质量保证措施在工区质量管理中，将以实现设计质量目标为目的，采用先进的质量控制理念，制定科学的质量管理规章，严格执行国家的规范标准，确保工程质量达到设计要求。保证工程质量措施

23、框图见图8-1。图8-1 保证工程质量措施框图九 安全保证措施DK32+737DK32+950段隧道埋深643m，洞身穿越处围岩全部为级的泥岩夹砂岩，地下水不发育；该段洞顶有中科院应用电子学研究所2号（六层楼），3号（五层楼）军事观测站。设计DK32+737DK32+950段采用CD法控制爆破施工。该段主要风险源为来自军事观测站的第三方风险及隧道塌方。为确保该段施工安全，我们将采取以下多种手段。严格按设计开挖方式施工，控制每一开挖循环进尺，并结合超前地质预报及监控量测结果，根据情况缩短每一循环进尺且不得大于1.5m。同时加快仰拱、二衬施工，保证仰拱、二衬距掌子面安全距离满足要求。严格按照爆破设

24、计施工，同时加强爆破震动监测（每一爆破作业施工都必须进行监测），并及时反馈监测结果。通过监测结果进一步优化爆破设计或采取其它减震措施。加强施工过程质量控制，特别是超前支护、初期支护、临时支护施工质量。严格工序报检程序，报检不合格不得进入下道工序施工。在隧道施工过程中，超前地质预报便于摸清掌子面前方围岩结构和富水情况，有利于提前制定相应的对策。在以后施工中需进一步加强超前地质预报工作，坚持先探测后施工，不探测不施工；同时为了提高预报的准确性，我们将采取物探、地质钻探、掌子面地质调查等多种手段来相互印证。加强围岩变形监控量测工作。包括地表沉降、拱顶沉降、水平收敛等。通过对量测数据分析处理，按照时间-位移曲线规律，及时调整和加强初期支护。加强与中科院应用电子学研究所之间的沟通。爆破作业尽量在军事观测站非观测时间段进行；无法避开时，爆破作业推迟进行。施工期间，常备应急抢险物资、设备、抢险人员。施工过程中若发现围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快，围岩面不断掉块剥落，初期支护喷混凝土表面龟裂、裂缝或脱皮掉块，钢架严重变形。应先撤出工作面上的施工人员和机械设备，指定专人观察和进行加固处理。