洗挖机开挖施工方案

杭州地铁1号线湘湖停车场I标2#、3#暗挖隧道铣挖机开挖施工方案第1页暗挖隧道铣挖机开挖施工方案一、编制依据1．《铁路隧道设计规范》（TBJ1003-2005）。2．地铁施工相关规范和标准。3．杭州地铁1号线工程施工设计图（HD1/S/TSY/23/J2/05/SD/01/C）。4．施工现场地质、水文等勘察资料。5．拟投入本工程的施工人员、机械设备和我公司类似工程施工经验。二、工程概况湘湖停车场I标标段总长1820.28m，工程包括出入场线隧道和停车场站场两部分。隧道主要分为暗挖矿山法隧道和明挖暗埋隧道，2#、3#隧道平行设置，两个隧道间距最小仅10米，距离湖头陈村民房也较近，只有50米。2#暗挖矿山法隧道DK1+582～DK1+675，长度93m；3#暗挖矿山法隧道QDK0+154～QDK0+212，长度58m。2#、3#暗挖隧道围岩类型主要为强风化、中等风化与微风化含泥质石英砂岩，岩体较破碎-较完整，山体表部为第四系残坡积层，隧道埋置浅，围岩稳定性差。地下水为类型主要为潜水和基岩裂隙水，隧道开挖后可能会有线状出水、滴水及坍塌现象。矿山法隧道主要工程数量和工程概况表表2.1隧道名称起迄里程隧道长度（m）围岩级别(m)围岩方量(m3)ⅣⅤⅣⅤ2#矿山法隧道DK1+582～DK1+6759309309076.83#矿山法隧道QDK0+154～QDK0+2125848101554344.3杭州地铁1号线湘湖停车场I标2#、3#暗挖隧道铣挖机开挖施工方案第2页三、2#、3#矿山法隧道总体施工安排及组织（一）总体施工安排根据隧道平面布置及2#、3#隧道平行设置的具体情况，施工时需先行开挖2#隧道，待2#隧道贯通后方可进行3#隧道的开挖，以免两个隧道同时掘进时互相影响，对施工安全造成较大隐患。由于隧道距离村民房屋较近，2#暗挖隧道出口附近民房没有进行拆迁，公安机关不允许进行隧道爆破开挖施工。如进行爆破施工则2#暗挖隧道出口200m范围40多户民房必须进行拆迁，此拆迁工作业主在短期内难以进行。即使2#暗挖隧道出口200m范围民房最终得以拆迁，公安机关批准进行爆破，在2#、3#隧道将采用小药量三台阶法施工，每个台阶再分2～3次爆破的施工方法，每次施工进尺控制在1m，每次爆破最大药量大约在25kg左右，施工效率将大幅度降低。同时根据进行1#暗挖隧道爆破的经历可知，无论我部采取何种减小爆破振动的措施，2#暗挖隧道出口200m范围以外当地居民仍将以爆破振动对其造成影响为由阻挠爆破施工，以期望业主对其也进行拆迁，虽然爆破振动对其的影响在设计爆破振速范围内。因此在当前情况下采用爆破方案对2#暗挖隧道进行开挖施工不可行。按照业主总体施工计划我部隧道为关键卡控工程，工期压力大。通过对国内隧道不采用爆破进行开挖掘进施工方法的调查，结合我部隧道现场围岩情况，为确保隧道工程按期完成，现拟对2#暗挖隧道、牵出线隧道采用铣挖法进行洞身开挖施工。先期开挖2#暗挖隧道，2#暗挖隧道开挖结束后开挖3#暗挖隧道。2011年4月19日中午，德国艾卡特公司总经理克劳斯艾特玛等一行4人及杭州地铁集团公司工程部，上海天佑监理，中铁七局项目部人员至2#暗挖隧道进行现场考察。现场考察结束后全体人员对现场围岩采用铣挖机施工的方案杭州地铁1号线湘湖停车场I标2#、3#暗挖隧道铣挖机开挖施工方案第3页及工艺等进行了详细讨论。结论如下：2#暗挖隧道围岩可以采用铣挖机施工；机械选型采用ER2000-3铣挖机配40-50T挖掘机，铣挖刀采用ER19/75/70/30Q型（应用范围：混凝土，中等硬度岩石，坚硬岩石）；德国艾卡特公司保证100MPA岩石铣挖机掘进效率5-7m3/小时。根据铣挖法施工效率，2#隧道施工需100天完成，3#隧道施工需45天完成，为了确保杭州地铁一号线2012年通车的总体工期目标实现，也为了我单位2011年底完成隧道开挖，2012年4月底完工的工期目标，2#、3#隧道最迟需在2011年8月初开工建设。（二）洞身开挖进度计划安排按照现场围岩情况及铣挖机开挖实际进度情况，制定洞身开挖施工计划如下：本2#暗挖隧道洞身开挖计划2011年8月1日开工，2011年12月10日完工。3#暗挖隧道洞身开挖计划2011年12月11日开工，2012年1月25日完工四、铣挖机开挖施工方案及施工工艺(一)总体施工方案和工艺概述隧道铣挖法开挖采用1台凯斯CX470B型挖掘机配1台艾卡特ER2000-3型铣挖头、1台ZL50C型装载机装，4辆自卸汽车。铣挖机开挖方法进行根据隧道C版图中要求结合开挖后围岩地质条件，根据我单位类似施工经验考虑铣挖机的施工工艺并经与各方研究确定,采用三台阶法开挖。隧道断面开挖分为3台阶，先开挖高度3.3m的上台阶,再进行拉槽开挖，然后开挖两侧边墙，最后进行下台阶开挖。上台阶开挖2~5m后进行中台阶拉槽及两侧边墙开挖，中台阶开挖2~5m后开挖下台阶。最后形成各台阶同时并进的施工工艺。台阶长度可根据施工开挖及监控量测情况进行适当调整。(二)作业内容杭州地铁1号线湘湖停车场I标2#、3#暗挖隧道铣挖机开挖施工方案第4页1、施工测量，2、铣挖机开挖，3、出渣，4、修整轮廓面，5、支护。铣挖过程介绍，以上台阶为例开挖断面为隧道上台阶，面积为25㎡。铣挖作业时先在开挖掌子面中央位置由上而下开一宽3m，深2.8m的槽，然后先右侧（线路前进方向），后左侧分块切割开挖，边开挖边装碴运输，保证工作面平坦无堆碴，便于挖掘机工作。开挖顺序示意图见下图。隧道铣挖开挖顺序示意图说明：1、图中2～9开挖顺序仅为示意，具体分部由现场实际情况及开挖断面大小决定。2、隧道右半断面开挖顺序同左半断面，图中未显示。(三)铣挖作业施工工艺图见下页一、断面中央开槽二、断面左部分部开挖三、轮廓修整杭州地铁1号线湘湖停车场I标2#、3#暗挖隧道铣挖机开挖施工方案第5页铣挖法施工工艺图铣挖头安装挖掘机选型、油路系统检查、调试挖掘机进掌子面核定断面尺寸按预先设计好的断面铣挖修整轮廓线退出保养喷水装碴记录参数杭州地铁1号线湘湖停车场I标2#、3#暗挖隧道铣挖机开挖施工方案第6页铣挖机开挖施工图片杭州地铁1号线湘湖停车场I标2#、3#暗挖隧道铣挖机开挖施工方案第7页杭州地铁1号线湘湖停车场I标2#、3#暗挖隧道铣挖机开挖施工方案第8页（四）生产效率按照2#、3#暗挖隧道围岩强度及我部采用的铣挖机械确定铣挖机开挖围岩效率为5m3/小时，2#暗挖隧道开挖断面为97.6m3/延米，3#暗挖隧道开挖断面为34.43m3/延米、32.37m3/延米，由此可知，铣挖机械每天3班倒连续施工2#暗挖隧道可以开挖1m，3#暗挖隧道因断面小每天可开挖1.5m，每个月的生产效率2#暗挖隧道为30m，牵出线暗挖隧道为45m。（五）人员培训铣挖机至施工现场时，厂家将派遣1-2名德国熟练铣挖机操作手至我部工地对我方的4名铣挖机操作手进行详细的铣挖机操作、维护培训和开挖示范，以使我方操作手尽快熟练掌握铣挖机操作工艺，维修和保养方法等。（六）工艺改进在铣挖施工过程中，根据铣挖效果及现场围岩情况，逐步确定合理的施工参数和开挖顺序，及时对铣挖施工方案、工艺进行改进，最终总结出一套成熟的施工工艺。五、质量检验标准1、隧道开挖断面的中线和高程必须符合施工图要求。检查数量：每一开挖循环检查一次。检查方法：采用仪器测量。2、隧道开挖必须严格控制欠挖。当围岩完整，石质坚硬时，岩石个别突出部位（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌必须小于5cm。拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。检查数量：每一开挖循环检查一次。检查方法：采用免棱镜全站仪测量周边轮廓断面。绘断面图与施工图断面核对。杭州地铁1号线湘湖停车场I标2#、3#暗挖隧道铣挖机开挖施工方案第9页3、洞身开挖必须核对地质，在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙的结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等。核对施工图地质情况，判断围岩稳定性。六、工艺步序说明1、当拱部围岩条件发生较大变化时，可适当延长台阶长度，确保开挖、支护质量及施工安全。2、上台阶施作钢拱架时必须按照要求施作锁脚锚杆，防止拱部下沉变形。拱脚与围岩有空隙处必须采用混凝土块或钢板将其垫起。3、下台阶应在喷射混凝土达到施工图标示强度70%以上时开挖，当岩体不稳定时应合理缩短进尺，并及时施工仰拱。4、应解决好上下部的施工干扰问题。下部施工应减少对上部围岩、支护及衬砌的扰动和破坏。5、格栅钢架安装误差应满足下表允许偏差要求：序号项目允许偏差（mm）备注1钢架间距±1002横向偏差±503高程偏差±504垂直度偏差±2°5保护层厚度-5七、施工安全和环境保护措施1、施工安全（1）开始施工前，对施工工艺中存在的危险源进行辨识和安全风险评估，编制安全管理实施方案，并制定相应的应急预案；（2）施工机械使用、操作人员条件、检修保养、各种专用施工机具和料具、杭州地铁1号线湘湖停车场I标2#、3#暗挖隧道铣挖机开挖施工方案第10页施工用电、特殊环境中作业等严格执行相关施工安全技术规程；（3）施工过程中对施工人员加强安全技术交底，特殊工种必须经考试合格以后方能上岗。（4）铣挖机进行隧道开挖为推广新技术和使用新型机械设备，对员工必须进行再培训和安全教育；（5）针对铣挖机的特点制定可行的操作规程。（6）加强施工机械的维护和保养工作。（7）进洞人员必须戴好安全帽，洞内作业人员佩戴防尘面具，禁止无关人员进洞；（8）开挖作业必须保证安全，开挖时必须减少对围岩的扰动；（9）开挖面及未衬砌地段应随时检查，险情应及时处理；（10）开挖工作面与衬砌的距离必须在确保施工安全并力求减少施工干扰的原则下合理选定；（11）开挖不得危及衬砌、初期支护及施工设备的安全；（12）施工作业地段的出渣车辆行车速度不得大于15km/h，成洞地段不得大于25km/h;在衬砌模板台车等狭窄地段必须设置减速和警示标识；（13）出渣时间洞内必须加强通风，保证洞内清晰，并且使洞内环境必须符合职业健康标准。2、环境保护（1）开始施工前，必须进行环境因素识别，确定重要环境因素，制定相应的管理方案；（2）临时工程及场地布置应采取措施保护自然环境；（3）施工废水、生活污水和生活垃圾不得随意丢弃，并在生活区、生产区及洞门口设置污水处理池，生活污水或生产及洞内废水必须经过污水处理池处杭州地铁1号线湘湖停车场I标2#、3#暗挖隧道铣挖机开挖施工方案第11页理后排放到或倒置指定地点。（4）施工场地出入口设置洗车流槽，对施工便道经常洒水和清理，保持施工场地的清洁。