隧洞开挖与衬砌施工程序及方法说明书

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4.2 隧洞开挖与衬砌施工程序及方法说明书
4.2.1 概述
隧洞总长2324m，共分6段，设计底面坡降1‰，属平洞。洞断面呈现拱门型，设计开挖总宽2.4m，总高2.6m，衬砌后内断面宽2m，高2.3m。
4.2.2 基本施工程序和施工方案
4.2.2.1 施工程序
（1）施工准备。主要包括以下内容：
1）修建交通道路，包括洞外运输路线及其他运输设施；
2）修建洞外供风、供水、供电和通讯系统，以及机械维修、修钎等设施；
3）修建砂石料加工、混凝土和砂浆搅拌系统及综合加工厂；
4）做好洞外排水设施；
5）选定堆、弃渣场。
（2）洞口开挖、锁口衬砌及施工安全设施。
（3）洞室开挖、支护、衬砌等。
（4）洞室清理及竣工验收。
4.2.2.2 施工方案
洞室开挖施工方案采用两端工作面同时向中间开挖的方案。
4.2.3 洞口施工
4.2.3.1 洞口施工技术要求
（1）自上而下进行开挖。
（2）为了保证洞口施工安全，洞脸边坡一般设置马道，在马道外侧设挡渣墙；根据地形条件，必要时设积石槽。
为保证洞口安全，洞口支护需伸出洞外B＋（2~3）m，并在支护两侧设置Z＋（1~2）m高的挡渣设施，符号B、Z含义参见图（略）。
注：①Z＞1m，洞口交通频繁时应设挡墙；
②若采用挡石墙，槽深可减到1.5m。
（3）边坡开挖要自上而下，边开挖、边支护、边验收；要防止危石坠落和岩面在外界环境影响下继续风化变质。
（4）在洞口接近设计边坡附近，选择预裂、光面等爆破方法，以保证洞口围岩不被破坏。
4.2.3.2 洞口进洞方法
（1）洞口防护
除对洞口进行加固外，还必须在洞口搭设明拱棚架（明拱棚架应伸出洞口5－7m，陡峻边坡的伸出距离还应适当加大）。
（2）进洞方法
隧洞进洞采用由外向内的方法。
4.2.4 平洞施工
4.2.4.1 平洞施工程序
平洞施工程序见下图（略）。
4.2.4.2平洞作业式
施工作业方式采用平行作业。其施工特点是一个工作面开挖先行，衬砌滞后一段施工：衬砌与开挖面间距按施工条件、混凝土强度及地质条件决定，一般不小于30m。
4.2.4.3 开挖方法
（1）开挖方法的选择
本工程主要采用全断面开挖方法，如下图（略）所示。围岩地质条件差的洞段采用台阶法。
（2）不同围岩洞段的开挖方法及注意事项
在不同围岩中所采用的开挖方法及注意事项见下表（略）。
4.2.5 爆破技术要点
4.2.5.1 平洞钻孔爆破
（1）钻孔机具
平洞钻孔采用气腿式风钻钻孔。
（2）炸药选择
一般选用4＃抗水岩石硝铵炸药。
（3）钻爆方法
通常采用孔深小于4m，孔径小于75mm的浅孔爆破。
（4）开挖断面钻孔数量
可按公式计算
qsl
N= +n1+n2
Ag
式中N——开挖断面钻孔数量；
q——岩石单位耗药量，kg/m3；
s——平洞断面积，m2；
l——一个药卷长度，m；
g——一个药卷重量，kg；
A——炮孔填充系数，A＝1-dx/d(1-a)；
n1——药径减少时周边孔增加数量，一般爆破时对小隧洞n1＝1～4；使用32mm药卷n1＝0；采用光面爆破时，应按光爆要求增加周边孔数量；
n2——掏槽孔数量；
a——药径为32mm的炮孔充填系数，一般为0.6－0.7，或按表选取；
dx，d——药卷相对直径、药卷直径，mm。
（5）每炮孔的炸药用量
通过试验确定或按下式计算
qd=(1/4) •π•d2•D•a•L
式中qd——每炮孔的炸药用量，kg；
d——药卷直径，m；
D——装药密度，kg/m3；
a——充填系数，按表选取；
L——炮孔平均深度，m。
4.2.5.2 预裂爆破
（1）质量要求
预裂缝要贯通且在地表有一定的开裂宽度；预裂面开挖后的不平整度不宜大于15cm；预裂面上的炮孔痕迹保留率应不低于80%。
（2）炮孔间距
a=(7～12)D
式中a——炮孔间距，mm。
D——钻孔直径，mm。
7～12——系数，当孔径小时，取大值，孔径大时，取小值；岩石均匀完整时，取大值；岩石破碎时，取小值。
（3）不偶合系数
Dd=D/d=2～5
式中Dd——不偶合系数，坚硬岩石选较小值，松软岩石选大值。
D、d——分别为钻孔、药卷直径，mm。
4.2.5.3 光面爆破
（1）周边孔间距a
周边孔间距a是控制开挖轮廓面平整程度的基本因素，为预裂爆破炮孔间距的1.33－1.89倍。
根据实践经验，光面爆破的炮孔间距a与炮孔直径d的关系为：
a＝（15－10）d
（2）密集系数m和最小抵抗线W
周边孔的密集系数m为间距a与最小抵抗线W的比值m＝a/W。
光面爆破参数应通过试验确定，施工中可按照选定的参数，总结每次爆破效果，测量半孔率和轮廓的不平整度，不断调整光爆参数。初次施工时可按下表初选光爆参数。
（3）装药结