隧道洞口开挖专项施工方案

老鹰山隧道洞口工程专项施工方案

一、工程概况

老鹰山隧道工程为本标段的控制工程和关键工程之一。老鹰山隧道进口桩号为K25+466，出口桩号为K26+814，全长1348m；进出口各设24m长的遮阳棚，隧道正洞进口桩号为K25+490，出口桩号为K26+790，正洞长进1300m；其中进口端明洞长15m，出口端明洞长40m，隧道暗洞长1245m（S5-I 63m；S5-II 155m；S4 244m；S3-J 84.8m；S3-J0 50m；S3 648.2m）。

隧道位于直线上,纵坡为人字坡,变坡点设在K26+704.053,前半段纵坡为0.9％，长1238.053m；后半段纵坡为-2.8％，长109.947m。本隧道分别在K25+983.8左侧,K26+166.2右侧,各设置一处长40m的紧急停车带。

洞口开挖的主要工程量

二、地形地貌

老鹰山隧道进口段表层为⑧1层含碎石亚粘土、碎石，松散状，VP=600-900m/s,厚4~8m；以下为⑨层凝灰岩,强风化层厚3~6m，VP=1400-1900m/s,岩体破碎；中分化层厚5~8m，VP=1900-2800m/s,岩体呈碎裂状；以下为微风化层，该段隧道围岩完整性与稳定性差，地下水以松散岩类孔隙潜水为主，主要受大气降水补给控制，地下水动态明显，该段蓄水层较厚，水量较丰富，开挖时滴水，渗水严重，雨季时局部可能出现涌水。

隧道出口段，地面坡度较缓，约10~150。表层为⑧1层坡残积含砾、碎石亚粘土，碎石层，松散状，VP=600-900m/s,厚3~15m；以下为⑨层凝灰岩,强风化层厚2~5m，VP=1400-1900m/s,岩体破碎；中分化层厚较大，约6~20m，VP=1900-2800m/s,岩体完整性较差，呈碎裂状；以下为微风化层，VP=2800-3200m/ s,岩体较完整。该段隧道浅埋，洞顶覆盖层以粘性土、碎石土及强风化基岩为主，围岩完整性与稳定性差。地下水以松散岩类孔隙潜水为主，主要受大气降水补给控制，地下水动态明显，该段蓄水层较厚，水量较丰富，开

挖时滴水，渗水严重，雨季时局部可能出现涌水。

由于隧道进洞口有桐照大桥及有座山头开挖，无任何通道。若要修便道距离远，且费用昂贵。因此老鹰山隧道只能由出口端一端施工掘进。

三、主要工序的施工方法及工艺

3.1、洞口开挖土石方施工方法

3.1.1、进洞前尽早完成洞口排水系统。做好边、仰坡的截水沟，将地表水、边、仰坡积水引离洞口，以防冲刷造成边、仰坡失稳，确保施工安全。

3.1.2、按设计要求进行边、仰坡放线，自上而下逐段开挖，不得掏底开挖或上下重叠开挖。

3.1.3、洞口土石方及明洞路堑开挖前，清除洞口上方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石等，不留后患。

3.1.4、开挖中应随时检查边、仰坡，如有滑动、开裂等现象，应适当放缓坡度，保证边、仰坡稳定和施工安全。

3.1.5开挖的土石方,应堆放在指定的弃土场地,不得弃在危害边、仰坡及其他建筑物稳定的地点，并不得影响运输安全。

3.1.6、石质地层拉槽爆破后，应及时清除松动石块；土质地层开挖后及时整平边、仰坡。

3.1.7、土方和强风化岩采用反铲挖掘机挖装，石方采用浅孔台阶钻爆法开挖，不得采用深眼大爆破开挖。

3.1.8、开挖边坡、仰坡时,宜随挖随支护,洞口支挡工程应结合土石方开挖一并完成。

3.2、爆破施工方法

3.2.1、开挖爆破方法采用浅孔小台阶爆破法。边坡采用光面爆破。钻孔形式可为垂直孔，也可倾斜孔，施工中灵活运用。

3.2.2、钻孔作业以浅孔钻为主；手风钻选用钻头φ50～φ42,不宜小于φ42。

3.2.3、台阶开挖布孔形式以梅花形为主。

3.2.4、炸药以2#岩石炸药为主，有水孔用乳化炸药。

3.2.5、炸药用非电毫秒雷管孔内微差延期起爆。

3.2.6、施工过程流程图

3.2.7、爆破参数

1)、孔网参数

a、炮孔直径（d）：

根椐选用钻头直径，炮孔直径d选用42mm。

b、孔深（L）：

孔深为台阶高差H与超深（h）之和。本工程最大下挖深度30.57m，孔深按边坡台阶高差控制（设计台阶高差为5米）。下挖深度H因点而易，需经测量确定，以确保爆破后底板平整。超深可按下式确定：

H=（0.15—0.35）W底

W底-----底盘抵抗线，m。

经计算:H＝0.3～0.7m

c、最小抵抗线(w)

从孔深、孔径及利于钻孔等多方面因素综合考虑,结合以往经验，深孔爆破w取2.0m左右；

d、药孔间距(a)和排距(b)

潜孔钻钻孔时药孔间距a取（1.25—2.0）w；.药孔排距b在（1.0—2.0）a 范围内选取。

经计算：a=2.5~4m，b=4~8m

2)、炸药单耗K

综合考虑岩石坚固性系数、爆破破碎程度、周围环境及以往实践经验，炸药单耗K值在（0.3-0.5）公斤/立方米的范围内选取。环境差、石质松软时，取小值；环境好、石质硬时，取大值。?易飞散的部位取小值，下部不易飞散的地方取大值。具体在实爆中调整。

3 )、单孔药量Q计算

单排孔爆破或多排孔爆破的第一排孔的每孔装药量按下式计算：

?

Q?

?

=

q

W

H

a

底

式中：q------炸药单耗（kg/m3）

a------孔距（m）

b------排距（m）

H------台阶高度（m）

W底----底盘抵抗线，m。

多排孔爆破时，第二排孔起，以后各排孔的每孔装药量按下式计算：

?

?

=

?

Q?

a

H

K

b

q

式中：K------考虑受前排各排孔的矿岩的阻力作用的增加系数，一般取1.1～1.2；

b------排距（m）

4)、装药结构

视具体情况采用单一装药结构或组合装药结构以及连续装药结构或间断装药结构

5)、填塞长度

中深孔爆破的填塞长度在20-40倍孔径范围内选取；对于孔深4m以内的浅孔，其堵塞长度必须保证在0.8m以上，并且采用密度较大的粘土进行密实堵塞。

6)、微差间隔时间

△t＝K p·W(24-F) 式中K p－岩石裂隙系数；F－岩石硬度系数；

3.2.8、光面爆破参数的选定

1)、孔网参数

1、最小抵抗线W根据边坡预留岩体的情况取值1．0m～2．0m，边坡顶留层不宜过大，否则正常的药量无法克服岩石阻力，容易造成欠挖。

2、炮孔直径D取35～45mm，光爆炮眼间距取50cm～70cm。

3、不偶合系数M

M为炮孔直径D径与装药直径之比。现场拟使用直径为Φ32mm药卷，不偶合系数M为1.1～1.4。

4、光爆炮孔采用同段毫秒雷管传爆，保证各药包同时起爆，以减少飞石和爆破震动。

2)、线装药密度Q l。

光面爆破单位体积耗药量q＝0．2kg/m3～0．3kg/m3，每个炮孔装药量Q1＝q×a×W×H（kg），最大每孔装药量为4．8kg，线装药密度为0．24kg／m～0．60kg ／m，线装药密度应该进行严格控制，以防药量过大而损伤边坡。

3）线装药结构

装药时将炸药按线密度间隔捆装在竹片上，再装入炮孔。

4）、填塞长度

炮孔堵塞长度一般1．5m。

3.2.9、起爆网络

1）、装药用双雷管起爆

为确保爆破装药可靠起爆,每个装药装入两发雷管.

2）、一般采用孔内毫秒延期延期形式

3）、起爆网络用四通连接.

4）、起爆网络采用电雷管（或击发枪）起爆。

3.3、锚喷支护施工方法

3.3.1、钻锚杆孔前，应根据设计要求和围岩情况，定出孔位，做出标记。

3.3.2锚杆孔距的允许偏差为150mm ，水泥砂浆锚杆的孔深允许偏差为50mm，锚杆孔径不大于杆体直径15mm。

3.3.3、锚杆安装前做好锚杆原材料的各项试验，检查孔位、孔深、孔径及布设形式应符合设计要求，孔内积水和岩粉应吹洗干净。

3.3.4、水泥砂浆锚杆的锚杆使用前应平直、除锈、除油；砂浆配合比水泥比砂宜为1：1~1：2（重量比），水灰比宜为0.38~0.45，砂采用中细沙，粒径不大于2.5mm。

3.3.5、注浆时，注浆管应插至距孔底50~100mm，随砂浆的注入缓慢均匀拔出；杆体插入后，若孔口无砂浆溢出，应及时补注。

3.3.6、杆体插入孔内长度应不小于设计规定的95%，锚杆安装后，不得随意敲击。

3.3.7、喷射混凝土原材料应符合规范设计要求，干法喷射时，砂的含水率宜控制在5%。

3.3.8、干法喷射混凝土机的密封性能良好，输料连续均匀，生产能力为3~5m3/h;允许输送的骨料最大粒径为25mm。

3.3.9、选用的空压机应满足喷射机工作风和耗风量的要求；当需要选用单台空压机工作时，其排风量不应小于9m3/min.

3.3.10、干法喷射混凝土施工供水设施应保证喷头处水压为0.15~0.20Mpa。

3.3.11、喷射施工现场应用高压风清扫；清除开挖面的浮石和墙脚的岩渣、堆积物。

3.3.12、埋设控制喷射混凝土厚度的标志。

3.3.13、受喷面有滴水、淋水时，喷射前应做好治水工作。

3.3.14、喷射混凝土中的钢筋网的铺设宜在喷射一层混凝土后铺设，钢筋与壁面的间隙宜为30mm,钢筋网应与锚杆或其他锚定装置联结牢固。

3.3.15、喷射作业应分段分片依次进行，喷射顺序应自下而上。干法喷射时，喷射手应控制好水灰比，保持混凝土表面平整。呈湿润光泽，无干斑或湿滑流淌现象。

3.3.16、喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护，养护时间不得小于7天。

3.4、明洞工程施工方法

3.4.1、明洞衬砌施工当边坡能稳定时，可采用先墙后拱法；当边坡稳定性差，但拱脚承载力较好，能保证拱圈稳定时，可采用先拱后墙法；如明洞拱脚地层松软，不能采用先拱后墙法施工时，可待起拱线以上挖成后，采用跳槽挖井法先灌筑两侧部分边墙，再做拱圈，最后做其余边墙。

3.4.2、明洞衬砌边墙基础和遮阳棚支柱基础等应设置在稳固地基上，基础混凝土灌注前必须排除基坑内积水，并对基底进行固化，边墙基础应采用与边墙同等级混凝土一次浇筑而成。

3.4.3、明洞衬砌施工灌注混凝土前应复测中线和标高，衬砌不得侵入设计轮廓线。

3.4.4、拱圈应按断面要求制作定型挡头板、外模和骨架，并应采取防止走模的措施。

3.4.5、浇筑拱圈的混凝土强度达到设计强度70%以上时，方可拆除内外支模拱架。

3.4.6、在拱圈外模拆除后应立即做好防水层及拱脚处的纵向盲沟，保证排水顺畅。

3.4.7、墙背回填应两侧同时进行。墙底部应铺填0.5~1.0m厚碎石并夯实，然后向上回填，墙背与岩壁空隙采用片石混凝土回填夯实。

3.4.7、拱背回填应对称分层夯实，每层厚度不得大于0.3m，两侧回填土的土面高差不得大于0.5m，回填至拱顶齐平后，应立即分层满铺填筑至要求高度。

3.4.8、使用机械回填应待拱圈混凝土强度达到设计强度且由人工夯实填至拱顶以上1.0m后方可进行。

3.4.9、明洞与暗洞衔接施工宜采用先拱后墙法。在仰坡暂时能稳定时，宜由内向外进行施工，如仰坡易坍塌，宜先将明洞拱圈灌筑到仰坡脚，再由内向外做洞内拱圈，并确保仰坡稳定。

3.5、遮阳棚施工

3.5.1隧道遮阳棚断面与明洞一致，遮阳棚断面与明洞设置2cm伸缩缝，遮阳棚每间隔6m设置一道2cm伸缩缝。

3.5.2、遮阳棚两侧边坡采用植草防护。

3.5.3、遮阳棚两拱肋间净距2.4m，共长24m.

3.5.4、遮阳棚棚盖从距离起拱线2.0m开始，搭接30cm在洞门上。

3.6、施工防排水

3.6.1、进洞前尽早完成洞口排水系统。做好边、仰坡的截水沟，将地表水、边、仰坡积水引离洞口。

3.6.2、清理洞口附近杂草和树丛，开沟疏导封闭积水洼地，不得积水。

3.6.3、边坡底部边缘开挖一排水沟，将水排出洞口。

3.6.4、当洞口内积水不能通过边沟排出时应开挖集水坑，使水流至坑内，再用水泵将水抽出，排出洞外。

3.7超前管棚注浆施工

本隧道的洞口设计有大管棚注双液浆超前支护，使用钢管为Φ108×6的热扎无缝钢管。

3.7.1、施工工艺：

制作管棚钢架—测设中线及水平基点—检查开挖断面尺寸及形状—安设管棚钢架—钻管棚钢管孔眼—打设管棚钢管—开挖断面—喷射混凝土—安设初期支护拱架—锚喷。

3.7.2、管棚施工要求：

①、开挖到设计桩号后，按设计架立18#工字钢和Φ127导向管及护拱施做（进洞管棚）；进洞后进行管棚工作室开挖，按设计程序施工，护拱内导向管架立时应严格控制好其仰角，仰角控制在1-2度。

②、采用潜孔钻机（HQJ-100型）钻孔并顶进钢管。施工时，钻杆自套拱的导向管伸入。施工时钢管沿周边以1度的外插角打入围岩。

③、首先，每隔一孔位钻一孔，利用钻机顶进钢花管，顶进到位后，先清理孔内杂物，再进行注浆。注浆完成后，清除管内浆液并用30#水泥砂浆填塞紧密，并封闭管口。

④、在钢花管间隔设置并注浆完成后，进行剩余孔位的钻孔。剩余孔的钻孔，注浆工艺回前。

⑤、大管棚施工质量保证措施

A、钻孔时为保证孔位正确，孔口管以1-2°的仰角安设，钻进过程中随时

用测斜仪测定钻杆偏斜度，及时纠正钻孔方向。

B、在设计注浆参数的基础上通过试验确定最佳注浆参数。管棚注浆配合比为水泥浆：水玻璃=1：0.5（体积比），水灰比0.9-1.0。水玻璃50波美度，模数2.4。注浆初压力0.5-1Mpa，注浆压力达到2-2.5Mpa，并稳定10-15分钟后，终止注浆，以保证钻孔四周均注满浆液。

C、施工时，通过现场注浆试验，对比调整水泥浆与水玻璃的配合比。注浆采用BW—250/50注浆泵。

D、注浆由钢管内向外分段进行。钢花管注浆完成后，及时清除管内浆液，并用30号水泥砂浆紧密充填，以增强钢管的刚度和强度。

E、钢管节间以无缝钢管丝扣联接，丝扣长15cm，相邻钢管可通过调整管节长度，使钢管节头相互错开1米，在同一断面上接头数不大于50%。比如，孔位编号为奇数的孔，第一节管采用3m管，此后无论哪种孔位接头钢管都采用6m管。

3.7.3、工艺流程图（附图）：

（一）供高压风

施工用高压风采用洞外集中式空压机站供给，出口处设一座空压机站，根据施工中风动凿岩机及砼喷射机所需高压风量，配备1台20m3/min电动空压机。1台10m3/min电动空压机。集中送风管均采用φ150mm的无缝钢管，主管路每隔50m设分装闸阀，在管路最低处调协油水分离器。

（二）施工用水

在出口端洞口山坡上设一座高位水池，水池容量为20m3。安装两台DA1-250×6型高扬程水泵，一用一备，配φ100钢管为输水管，泵送至高位水池。（三）施工用电

采用高压电力引入供电方式，在隧道出口洞口附近设配电所一处，作为本隧道施工用电电源，其变压器容量均为500KVA。

五、工期安排

本隧道计划自2009年7月25日主体正式开工，2011年12月31日全部完工，工期29个月。

六、质量、安全保证

6.1、所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带安全防护用品。

6.2、隧道施工的各班组间，应建立完善的交接班制度，并将施工、安全等情况记载于交接记录本内。

6.3、隧道施工严禁无关人员进入隧道内。

6.4、开挖人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于安全状态，并检查支护是否牢固。

6.5、边、仰坡开挖前应先做好边、仰坡的截排水天沟，将地表水、边仰坡积水引离洞口，以防冲刷造成边、仰坡失稳，确保施工安全。

6.6、松软地层开挖边坡、仰坡时,宜随挖随支护,加强防护,随时监测,检查山坡稳定情况。

6.7、风钻钻眼时,应先检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常完好；管子接头是否牢固，有无漏风；钻杆有无不直、捕尘设施是否良好，不合要求者应予以修理或更换。

6.8带支架的风钻钻眼时,必须将支架安置稳妥,风钻卡钻时应用板钳松动拔

出,不可敲打,未关风前不得拆除钻杆。

6.9、电钻钻眼应检查把手胶套的绝缘和防止电缆脱落的装置是否良好,电钻工必须手戴绝缘手套,脚穿绝缘胶鞋,并不得用手导引回转钢钎,不得用电钻处理被夹住的钎子。

6.10、严禁在残眼中继续钻眼。

6.11、钻孔完成后，必须逐孔检查孔深、孔距、钻孔完好状态，并作好记录；

6.12、钻孔施工过程应有专人负责检查钻孔角度，并对孔内地质变化作好记录；

6.13、正式爆破前应对所用炸药进行性能检查，严禁使用过期变质炸药；

6.14、必须安排专人负责堵塞、联结工作；

6.15、每一个部位作施工爆破设计前，应在现场认真检查裂隙产状，应充分考虑开挖线与裂隙交角的关系及对预裂可能产生的影响；

6.16、爆破材料的运输、储存、加工、现场装药、联线、起爆及瞎炮处理，必须遵守《爆破安全规程》（GB6722-1986）的有关规定。

6.17、进行爆破时，人员应撤至受爆破影响范围之外，一般距爆破工作面的距离应不少于200米。

6.18、爆破期间,除引爆电路外,所有动力及照明电路均应断开或改移到距爆破点不小于50米的地点。

6.19、爆破后必须立即进行安全检查,查出有未起爆的瞎炮,应按《爆破安全规程》（GB6722-1986）的有关规定进行处理，确认无误后才能出渣。

6.20、在大雾、黄昏和夜晚严禁爆破作业，施工现场禁止烟火，作业人员不得携带打火机等火种进入施工现场。

6.21、各类运输车辆必须处于完好状态,制动有效,不准超载，严禁人料混载。

6.22、所有进入隧道施工的车辆，严禁违章作业，现场应有专人负责指挥。

七、环保措施

1、设专人与业主及政府环保部门联系，结合施工的实际情况及国家和政府有关环境保护方面的法令法规制定环保与文明施工措施，不断提高全体参工人员

的环保意识。

2、保护原有植被。对规定的施工界限内、外的植被、树木等尽量维持原状。砍除树木和其它经济植物时，应事先征得林业部门、环保部门、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植被加以覆盖。

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、施工场地应尽量不靠近居民，特别是水泥料场、砼搅拌点不能靠近居民点，运输道路及施工区应定时洒水，以减少粉尘污染。

6、选用效率高、噪声低的机械，禁止噪声超标的机械设备进场。正确使用机械设备并进行维修、保养，确保设备在良好的条件下运行，减少废气排放量，减少运行噪声。

7、高噪声的设备如砼搅拌机等应尽量放在有声屏的地方，避免靠近和直接邻近居民点。

8、及早施作防护工程、排水工程和裸露地表的植被覆盖，防止水土流失。

9、施工废水，建沉淀过滤池处理合格后进行排放，防止对河流的污染。施工机械的废油废水，采用隔油池等有效措施加以处理，避免超标排放。施工营地建设临时的污水排水设施和临时化粪池。

10、营造良好的施工和生活环境。在施工现场和生活区设置足够的临时卫生设施，经常进行卫生清理和卫生检查，使全体施工人员树立起良好的卫生习惯，厕所、洗澡间污水经处理后有计划排放；垃圾定点倾倒，统一深埋处理。同时在生活区周围种植花草、树木，美化生活环境。