高风险、地质构造复杂五级软岩隧道开挖支护方法

高风险、地质构造复杂五级软岩隧道开挖支护方法标段名称：LYS-3 工程名称：***隧道左右线作业队名称：******斜井开挖作业队工区：二工区编号： LY4- 工程名称***隧道左、右线交底日期 2012年3月25日交底名称Ⅴ级软岩开挖、初期支护交底里程DyK181+866～DyK181+820******斜井开挖作业队、测量组、调度室、机械队：***隧道右线根据***隧道设计图纸为依据，现对DyK181+866～DyK181+820段开挖和初期支护做如下交底，作业队及各班组接到交底后严格按交底执行。

一、人员及设备、工具的安排1、操作人员安排操作人员须持有有关部门培训考核后颁发的上岗证，方能操作，在操作前进行资格认证。

人员配备：开挖班14人、立拱班12人、喷浆班12人、安全员3人、实验员2人、质检员1人、施工负责人与技术负责人各1名。

2、设备、工具钻机15把、装载机一台、挖掘机一台、自卸车2辆等机具就位并进行调试。

二、施工技术参数1、本段设计为Ⅴ级软岩，开挖采用上下台阶法开挖，上台阶开挖高度为625.1cm，下台阶开挖尺寸为431.33cm。

2、拱墙采用I20b钢拱架支护，拱架间距0.5m/榀，拱架纵向连接采用Φ22螺纹钢连接，连接钢筋环向间距1.0m。

3、拱部和边墙采用R32N自进式锚杆，锚杆长4.5m,锚杆环纵间距1.2×1.0m。

每组连接板或脚板位置应施工1组锁脚锚杆，围岩破碎时，在原有基础上增设1~2组，锁脚锚杆采用砂浆锚杆。

4、拱墙设置φ8圆钢单层钢筋网片，网格间距20X20cm。

5、洞身开挖完成后先初喷C30混凝土4cm，拱架、网片、锚杆施作完成后复喷混凝土至设计厚度33cm。

6、拱部120°范围内采用φ42小导管进行超前支护，小导管每根长3.5m。

环向间距0.4m(每环22根),纵向2.0m/环，并注单液浆。

支护参数详表围岩级别喷射C30混凝土R32N自进式锚杆φ8钢筋网I20b钢拱架位置等级厚度(cm)位置长度(cm)间距(m)间距(cm)位置间距(m)Ⅴ全断面C30 33 拱墙 4.5 1.2×1.0 20×20 拱墙0.5m/榀详见附图1-***隧道V级围岩一般段开挖、支护图。

三、施工方法施工顺序：测量放线——钻孔——装药——爆破——通风——找帮找顶——扒渣——出渣——初喷——拱架架设——锚杆——网片挂设——复喷至设计厚度——测量放线1、正洞的开挖与爆破（1）、Ⅴ级围岩段采用上中下台阶法开挖，开挖立拱断面见后附拱架加工图，开挖进尺控制在1.0m以内，上台阶长度控制在4－6m、下台阶采用左、右错开施工，严禁下断面左、右同步施工，上台阶一次一榀，中下台阶左右错进2榀。

；开挖方法采用多功能台架人工配合风动凿岩机进行钻眼，电雷管起爆，光面爆破。

（2）、钻眼布局严格按钻爆设计技术交底进行，严格控制装药量，炮口用炮泥堵塞，长度不小于30cm，隧道施工过程中应遵循“先治水，管超前，段进尺，弱爆破，强支护，早封闭，勤测量”的21字方针。

（3）、在钻孔过程中，设专人负责指挥钻孔位置和角度，提高钻孔质量。

炮眼的深度和角度应符合设计，掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；辅助眼眼口排行，行距误差不得大于10cm；周边眼眼口位置误差不大于5cm，眼底不超过开挖断面轮廓线15cm。

当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。

周边眼在断面轮廓上开孔，要严格控制外插角，外斜率不得大于5mm/cm，以尽可能使前后两排炮接茬处台阶减小。

（4）、装药必须保证安全，做到隔孔装药。

（5）、上部弧形开挖超前中部5m，采用风钻钻孔，弱爆破，翻碴至两侧导坑内，装载机端碴；中部左侧超前右侧5m，左右交错进行开挖与支护，采用装载机端碴，自卸汽车运输，中部采用风钻钻孔，弱爆破；下部左侧超前右侧5m，左右交错进行开挖与支护，采用装载机端碴，自卸汽车运输，中部采用风钻钻孔，弱爆破。

上部核心土跟中部左侧同时开挖，中部核心土和下部左侧同时开挖，下部核心土在下部右侧开挖只护后开挖。

施工过程中上部弧形拉开距离后各作业面可同步作业。

底部仰拱开挖后进行支护及时封闭成环。

（6）、开挖过程采用弱爆破时，严格按照爆破设计进行，并不断进行优化。

特别注意断面交界处的超欠挖和成形控制是重点。

量测必须及时紧跟，及时分析反馈，指导安全施工。

（7）、附图：三台阶七步法开挖示意图表1 光面爆破参数岩石类别周边眼间距E（cm）周边眼抵抗线W（cm）相对距离E/W装药集中度q（kg/m）极硬岩50～60 55～75 0.8～0.85 0.25～0.30 硬岩40～50 50～60 0.8～0.85 0.15～0.25 软质岩35～45 45～60 0.75～0.8 0.07～0.12表2 预裂爆破参数岩石类别周边眼间距E（cm）至内排崩落眼间距（cm）装药集中度q（kg/m）极硬岩40～50 40 0.3～0.4硬岩40～50 40 0.2～0.25软质岩35～40 35 0.07～0.12 注：①.表中所列参数适用于炮眼深度1.0～4.0m,炮眼直径40～50mm,药卷直径20～25mm。

②.当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E应取较小值。

③.周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。

软岩在取较小E值时，W值应适当增大。

④.E/W：软岩取小值，硬岩及断面小时取大值。

⑤.表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药，选用其它类型炸药时，应修正。

（7）、爆破完成后，随即对掌子面进行找顶清危工作，确保人身安全。

（8）、爆破完成后，应检查爆破结果，爆破结果应符合施工规范要求。

隧道开挖不应欠挖，开挖轮廓圆顺，开挖面平整。

并根据爆破结果分析原因及时修正爆破参数，及时修正眼距、用药量。

2、扒碴（1）、响炮通风15分钟后，爆破负责人进入掌子面查看爆破情况，巡查是否有瞎炮哑炮，是否有大块危石等其他异常情况，确定安全后方能调度挖掘机开始扒渣。

（2）、采用挖掘机进行上断面扒碴工作，挖掘机前后必须有专人负责指挥，扒碴深度应欠20~30cm人工清理。

（3）、扒碴完成后，挖机将开挖台架吊到掌子面，开挖作业队指定专人进行找顶。

（4）、日常注重挖掘机的保养与维修工作，备足常用配件，保证设备的完好，同时制定挖掘机洞内出现故障的应急措施。

3、出碴采用装载机装碴，自卸汽车倒运至弃碴转运槽。

4、初喷拱部喷射C30砼，厚度4cm，采用湿喷。

5、立拱挂网（1）、***隧道右线DyK181+866～DyK181+820段采用喷、锚、网、喷＋I20b钢拱架组合支护技术，喷砼采用湿喷技术；每一循环严格按先进行初喷，后进行锚、网、拱、喷支护施工的工艺。

（2）、开挖后，先初喷C30混凝土4cm，然后架立钢架、打锚杆、挂钢筋网，随即喷混凝土至设计厚度33cm，钢架处加厚喷层以包裹钢架，确保钢架稳定。

（3）、钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。

根据测设的位置，各节钢架在掌子面以螺栓连接，连接板应密贴。

为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上，安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。

同时每侧安设4根锁脚锚杆将其锁定，底部开挖完成后，底部初期支护及时跟进，将钢架全环封闭。

（4）、钢架之间需用Φ22纵向拉杆焊接连接一起，连接钢筋环向间距1m，纵向搭接22cm，连接筋与拱架、连接筋与连接筋牢固焊接；钢架各段间的连接采用钢板与钢架端部焊接后，再用螺栓连接，钢架应与锚杆头固定在一起；两侧拱脚垂直于岩壁打入各1组锁脚锚杆，以防止拱脚收缩和掉拱。

钢筋网采用φ8钢筋加工，网格大小20×20cm；钢筋网铺设在拱架外侧，钢筋网与拱架、钢筋网与连接钢筋牢固焊接。

（5）、钢架采用加工房预制，加工允许误差沿隧道周边轮廓误差不大于3cm，平面翘曲应小于2cm，接头连接要求同类之间可以互换。

钢架各单元必须明确标准类型和单元号，并分单元堆放于地面干燥的防雨蓬内。

（6）、立拱时拱脚及部脚要求无虚碴、杂物、淤泥和积水；拱架架设垂直度允许误差上断面2cm，下断面3cm，高度允许误差＋5cm，净空允许误差+10cm（单边5cm），拱架间距及法线允许误差+10cm。

（7）、网片在洞外加工，保证焊接牢固，网格间距误差为1cm。

洞内安装时，放置在拱架外侧，与连接钢筋和钢拱架点焊联结。

连接钢筋与拱架，连接钢筋与钢筋网焊接牢固，严禁虚焊、漏焊现象。

（8）、附图：型钢钢架施工工艺流程图6、锁脚锚杆（1）、钻孔方向尽可能垂直结构面或初喷砼表面；锚杆孔比杆径大15㎜，深度误差不得大于±50mm ；成孔后采用高压风清孔。

药包锚杆就是利用早期凝结速度快、承载强度大为特征的水泥制成的锚固剂将锚杆固定在锚固位置的一种支护方法。

锚固剂应符合以下几项要求：初凝时间应大于3分钟，终凝时间应小于10分钟；必须具有足够的小时抗压强度，一般在半小时到一小时的抗压强度应在0.2MPa 以上；硬化后体积不缩小，且有微膨胀性。

（2）、药卷包在浸水前上端扎3～5个小孔（孔径1mm ），浸水1～1.5分钟小孔不冒泡即浸水结束，这时即可将浸好水的药卷包装入孔眼。

药包装入采用比较坚硬顺直木棍或相似的物体送至眼底。

药卷包装入后，将锚杆用TJ-9型风动搅拌机（电钻改装也可）带动锚杆快速旋转，边旋转边徐徐推进，锚头在旋转与推进中强烈搅拌浸水后的水泥包，使水泥浆获得良好的和易性，连续搅拌水泥卷的时间宜为30～60s 。

水泥浆如沿孔壁下滑，孔口用纸堵塞。

7、系统锚杆拱墙设置R32自进式锚杆，长4.5m ，环纵间距为1.2m ×1.0m 。

梅花型布置，环向在同一断面内，纵向交错，施工时将锚杆组装完成，风钻驱动，采用风钻将锚杆顶入，然后加上垫板，垫板尺寸15×15cm,垫板螺栓牢固。

8、超前小导管（1）、围岩破碎时，在破碎部位加设小导管，小导管的长度为3.5m ，小导管环向间距为40cm ，外插角5-10°。

（2）、将钢管前端加工成锥状，尾部焊一圈φ6加强钢筋；除尾部1m 外，管壁四周钻φ8孔，孔间距15cm 的压浆孔初 喷定位锚杆施工 中线标高测量清除底脚浮碴钢架加工、质量验收钢架预拼 分部安装钢架与定位锚杆焊连定位设锁脚锚管锁定加设鞍形垫块 安装纵向连接筋挂钢筋网复喷混凝土围岩监控量测眼，以便浆液向围岩内扩散。

（3）、采用手持风钻孔,孔深为3.7m，完成后用高压风清孔。

（4）、钢管尾部套入特殊的钎尾，采用凿岩机冲击的方法将钢管贯入孔内。

为防止注浆漏浆，在小导管的尾部用胶泥麻筋缠箍成楔形，以便钢管顶进孔内后其外壁与岩壁间隙堵塞严密。

9、注浆（1）、采用水泥单液浆，水灰比1：1，注浆终压1Mpa。