东风隧道4#横洞反坡排水爆破通风施工方案

东风隧道（4#横洞）正洞反坡施工方案工期对比东风隧道3#横洞承担正洞施工任务2700米，里程为：DK646+000～DK648+700，其中Ⅱ级围岩115米，Ⅲ级围岩815米，Ⅳ级围岩1395米，Ⅴ级围岩375米。到2012年10月7号，已完成135米DK646+000～DK646+135，其中Ⅱ级围岩55米，Ⅲ级围岩60米，Ⅳ级围岩20米。剩余的任务：2565米，里程为：DK646+135～DK648+700，其中Ⅱ级围岩60米，Ⅲ级围岩755米，Ⅳ级围岩1375米，Ⅴ级围岩375米。施工进度指标为Ⅱ级围岩160米/月，Ⅲ级围岩120米/月，Ⅳ级围岩80米/月，Ⅴ级围岩40米/月。从一端掘进工期为：60/160+755/120+1375/80+375/40=33.2月=996天。从两端掘进，以DK647+574为交汇里程从3#口向出口方向掘进的任务为1439米，其中Ⅱ级围岩60米，Ⅲ级围岩575米，Ⅳ级围岩655米，Ⅴ级围岩149米。掘进时间为：60/160+575/120+655/80+149/40=17.1月=513天从4#口向进口方向掘进的任务为1126米，其中Ⅲ级围岩180米，Ⅳ级围岩720米，Ⅴ级围岩226米。掘进时间为：180/120+720/80+226/40=16.2月=486天从两端掘进总工期为17.1月（513天）。反坡施工较一端施工工期节省483天，大大提高了施工进度和效率。东风隧道（4#横洞）正洞反坡排水施工方案一、工程概况东风隧道位于弥勒～石林区间，隧道进口里程DK638+769，出口里程DK650+065，全长11296m，双线隧道，左右线线间距4.793～4.6m，设计为15.5‰的单面上坡，隧道进出口均接路基工程，最大埋深169m，洞身共穿过3段浅埋段。二、自然地理概况1、地形地貌测区属滇东南高原石林期剥夷面岩溶地貌。隧道处于岩溶高原面向弥勒盆地过度的岩溶斜坡地段，高程1506～1769m，相对高差约260m,自然坡度约15°～40°，局部较陡。地表植被发育，以杂木、灌木丛为主，缓坡地带少量辟为耕地，基岩零星出露。地表峰丘洼地、落水洞及孤峰平原等岩溶形态较丰富。2、地层岩性上覆第四系全新统坡洪积层及坡残积层粉质黏土、红黏土，细、粗角砾土。下伏基岩为二叠系下统梁山组灰岩夹炭质页岩、砂岩；石炭系上统马平组白云质灰岩；石炭系中统威宁组灰岩；下元古界侵入岩辉绿岩及断层角砾。3、水文地质测区地下水的主要来源为大气降水，在大平地断层处分水岭一带地势较高处接受降雨补给，区内基本无地表支流发育，只有在东风隧道的出口段才发育开口型的支沟，洞身段属地下水垂直渗流带和季节变动带。4、涌水量根据设计资料预测，隧道估算涌水量为Q=6.9×104m3/d。三、方案设计与实施东风隧道（4#横洞）正洞反坡施工按1100m设计，采用机械排水，由于正洞坡度较小，排水方案为正洞施工时开挖掌子面的积水通过小水泵抽到最近的聚水坑，再由主水泵由聚水坑通过水管将水抽至上级聚水坑，最终经横洞排水沟排放至洞外（见下图）。在隧道中线两侧设置聚水坑，设于综合洞室处（DK647+874/DK648+374），聚水坑采用片石砌筑，坑内采用水泥砂浆抹面。LK-集水坑间距is-线路坡度集水坑接力式反坡排水方式东风隧道估算涌水量为6.9×104m3/d，本设计排水能力按4.2×104m3/d考虑，同时考虑一定的备用水泵，两个集水坑容量按照10min涌水量设计。其中，最大涌水量暂时不予考虑，根据超前地质预报等预报手段，适时增加水泵数量。临时聚水坑根据汇水段水量大小而定。工作水泵按使用1台、备用1台，并设专业排水人员管理和操作。四、设备选型配套表1水泵配置表名称水泵型号流量m3/h扬程m功率kw出水管径mm数量台备注东风隧道（4#横洞）GMZ100-18-170渣浆泵170162215020掌子面GMZ250-32-1220渣浆泵7303722030048集水坑五、排水系统1、管路根据洞内最大水量情况，结合选配的抽水设备，正常施工采用一套为φ300mm管路，管材为无缝钢管。2、集水坑正洞内集水坑设在洞内左右两侧，设于综合洞室处（DK647+874/DK648+374）。积水坑尺寸为：5m（长）×4m（宽）×3m（深），容量60m3。3、排水供电为确保洞内排水正常进行，设置两条供电系统，一路运行，一路备用。4、其它⑴掌子面排水采用移动式水泵，管路为φ150mm消防软管，抽排至就近的泵站或临时积水坑内。⑵为保证洞内道路无水干爽，必须修建好两侧排水沟，确保洞内渗水通过侧沟引入积水坑内，不至于洞内道路上漫流。六、排水管理和实施1、人员安排队长1人、副队长1人、设备检修1人、排水工班2个班。每班组成：工班长1人，集水坑管理员1人/每坑、掌子面操作人员4人。图1反坡排水人员组织机构图2、运行和检修⑴确保电路确保电路安装的正确，检查转向是否正确；设置接地装置及标志。⑵电泵的冷却，采用下一个泵站抽上来的水直接浇至电泵上进行冷却。⑶施工中采用在水泵与管路的接口处安一+20mm出水口，利用高压水不断对进水口处进行冲搅；同时，利用高压风进行冲吹，防止污泥的淤积。⑷施工人员及时对坑内污泥杂物进行清理。⑸在进水口仓裹铁窗纱，同时把水泵(工作面移动式)或进水口施在竹筐内，可以防止污泥及杂物的进入而发生堵塞。⑹当水位下降超过底座，间歇出水时，应立即停机进行检查；运行一副队长王炎一工班长潘洪玉技术保证二工班长杨硕每个集水坑管理员1人，掌子面操作4人。每个集水坑管理员1人，掌子面操作4人。队长陈涛设备检修曾茂荣人定时间后，须进行维护保养。及时地进行保养和维修是确保设备正常运转的必要措施。3、队长、副队长轮流24h值班制，并制定抽水记录表进行统一管理，发现问题及时处理，汇总问题进行总结分析。东风隧道（4#横洞）正洞反坡爆破施工方案1.工程自然条件1.1自然地理概况1.1.1地形地貌东风隧道区段属滇东南高原石林期剥夷面岩溶地貌。隧道处于岩溶高原面向弥勒盆地过度的岩溶斜坡地段，高程1506～1769m,相对高差约260m，自然坡度约15°～40°，局部较陡。地表植被发育，以杂木、灌木丛为主，缓坡地带少量辟为耕地，基岩零星出露。地表峰丘洼地、落水洞及孤峰平原等岩溶形态较丰富。隧道进、出口有便道通过，交通较方便，洞身公路及便道稀少，相通条件较差。1.1.2气象水文属亚热带湿润季风气候区，直接承受印度洋及太平洋水汽补给。其气候特点是温暖湿润，雨量充沛，夏季长而炎热，冬季短偶有奇寒，有明显的干湿两季之分。弥勒县年平均气温为17.2℃，极端最高气温为36.1℃（1969年5月15日）；极端最低气温为－4.1℃（1999年12月27日）；年平均风速为2.6m/s，最大风速为17.0m/s，风向为南南西。年平均降雨量为956.7mm，历史最大年降雨量为1326.4mm（1961年），最小为724.9mm（1963年）；最大一日降雨量为144.7mm（1995年6月1日）；雨季为5～10月，占全年降雨量的85.6%。年平均日照时数为2083.8小时。年平均蒸发量为1906.9mm。年平均雷暴日数为70天。最大积雪深为7cm（1980年），年平均霜冻期为20天。相对湿度为73％。1.1.3地震动参数根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001），测区地震动峰值加速度为0.15g。1.2工程地质特征1.2.1地层岩性上覆第四系全新统坡洪积层（Q4dl+pl）及坡残积层（Q4dl+el）粉质黏土、红黏土，粗角砾土。下伏基岩为二叠系下统梁山组（P1l）页岩、砂岩夹灰岩；石炭系上统马平组（C3m）白云质灰岩；石炭系中统威宁组（C2w）灰岩；下元古界侵入岩（βμ）辉绿岩及断层角砾（Fbr）。1.2.2地质构造本区跨越“扬子准地台”和“南华后加里东准地台”两个一级大地构造单元，测区地处昆明山字型构造体系东翼，隧道通过区经向构造体系为主发育，另有规模较小的纬向构造与其交汇错移。主要断层为妈平断层、大额衣断层及啊基邑向斜。1.3水文地质特征1.3.1地表水发育特征测区处于云贵高原向弥勒盆地过度的岩溶斜坡地段，隧道洞身地表无大的地表水系及迳流，局部岩溶洼地内有少量积水。地表水主要为线路右侧1.0～2.0Km附近在弥勒盆地边缘分布的以岩溶泉为主补给的水库（塘）水。1.3.2地下水赋存条件主要以岩溶水为主，岩溶发育，含水充沛。次之为啊基邑向斜核部岩溶水储水构造及各断层破碎带断层水。泉点多，流量丰沛。1.4不良地质隧道主要存在的不良地质有：岩溶、蚀变带、构造破碎带、高地应力高地温、红黏土、潜在不稳定斜坡。2.设计依据爆破工艺试验的依据为：《爆破安全规程》（GB6722-2003）、《铁路工程施工安全技术规范》（TB10401.1-2003）、《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）、《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》(TZ231-2007)、《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10753-2010、J1149-2011)、爆破相关施工经验。3.爆破设计方案围岩钻爆采用台阶法施工；即将隧道断面分为上下两个台阶分别实施爆破。首先开挖上台阶，上台阶完成一定进尺并进行支护后再开挖下台阶。由于上台阶的开挖为下台阶开挖增加了临空面，且为出渣、通行安全需要下台阶分左右两部交错开挖，即左边开挖时右边为通行车道，右边开挖时左边为通行车道，确保上台阶正常施工。为加快进度，上下台阶可同时作业，爆破时分开爆破。3.1爆破方案选择东风隧道正洞段，施工中严格按新奥法原理组织，遵循“管超前，严注浆，短进尺，弱爆破，强支护，早封闭，勤量测”的施工原则。根据隧道施工规范对开挖轮廓的要求，选择台阶法开挖、光面爆破方案，出渣采用装载机装渣、自卸汽车运输。上台阶开挖循环进尺Ⅴ级围岩不得大于一榀钢架间距，Ⅳ级围岩不得大于两品钢架间距，周边采用光面爆破，均采用手风钻钻孔。3.2爆破器材选用根据施工中常用爆破器材，选用以下火工品隧道的爆破器材。爆破器材名称规格用途雷管瞬发电雷管（8#）起爆1~17段非电毫秒雷管掘进和传爆炸药乳化炸药爆速3800~4000m/s直径32mm掘进传爆线6600m/s导爆索起爆、预裂3.3炮孔布设及爆破参数的选择与装药量的计算3.3.1炮孔布孔采用梅花形布设，周边眼延开挖轮廓线均匀布设，围岩较软时可向内偏移5-10cm。内圈眼布设满足周边眼抵抗要求，其余辅助眼交错布置在光爆层内圈眼与掏槽眼之间，周边炮眼与辅助炮眼眼底应在同一垂直面上，掏槽眼应加深10-20cm。《隧洞爆破台阶法孔位布置图》。3.3.2参数选择参看附后参数表3.3.3装药量的计算参看附后参数表3.4装药方法、装药结构及炮孔堵塞3.4.1装药方法采用人工用木制（或者PVC管）炮棍装药，起爆体均在火工品加工房进行加工，起爆体必须专人加工，分段存放。3.4.2、装药结构周边眼采用光面爆破，装药结构为间隔装药；掏槽孔和掘进孔、底板孔采用连续装药结构。3.4.3、炮孔堵塞炮孔采用炮泥堵塞，炮泥采用黏土和砂会和制作，炮泥应干湿适度。光面爆破周边眼堵塞长度不小于30厘米，其它炮眼深度小于1米堵塞长度不宜小于炮眼深度的1/2，深度1~2.5堵塞长度不小于0.5米，深度超过2.5米的堵塞长度不小于1米。3.5网络设计及起爆方法3.5.1起爆网络采用并簇连法，按如下顺序连接：孔内雷管分组→周边孔导爆索并接→同段非电雷管双发簇连→双发瞬发电雷管起爆。3.5.2、起爆器材：孔内采用非电毫秒雷管和导爆索（周边孔）起爆，孔外采用非电毫秒雷管传爆，起爆采用双发瞬发电雷管起爆。3.5.3、起爆方法：警戒完成后，利用起爆器起爆。在完成爆破后30min炮烟吹净后进入爆区检查，确认无盲炮后方可解除警戒。3.6爆破顺序光面爆破：掏槽眼→辅助眼→周边眼→底板眼4.安全技术与防护措施1、火工品管理必须有火工品管理人员进行管理，现场火工品使用由爆破员使用，安全员现场监督。爆破完成后，剩余火工品必须全部退库，做到帐账相符，账物相符。2、工程现场100m范围内进行实地调查，记录可能影响的构筑物或其