隧道斜井施工作业指导书

1 总则

1.1 编制目的

为规范隧道斜井开挖、初期支护、防排水、二次衬砌、井身附属结构及转主洞交叉口施工作业,统一测量放样、钻爆开挖、出渣运输、支护施工、排水、模板混凝土施工、交叉口加固、通风、提升运输、监测全过程作业标准,解决斜井超欠挖、围岩掉块坍塌、喷射混凝土开裂脱落、钢拱架变形、排水不畅积水、衬砌开裂、交叉口应力集中失稳、提升系统安全管控不到位等质量安全通病,保障斜井井身结构稳定、运输通道安全可靠,满足主洞施工通风、出渣、材料运输功能需求,特编制本原创作业指导书。本指导书适用于公路新建、改扩建工程隧道斜井工程施工。

1.2 编制依据

《公路隧道施工技术规范》、《公路隧道施工质量检验评定标准》、《混凝土结构工程施工质量验收规范》、项目施工图设计、斜井专项施工方案、试验段总结报告及安全文明施工相关管理规定。

1.3 适用范围

本指导书适用于隧道斜井洞口开挖、边坡防护、井身钻爆开挖、出渣提升运输、初期支护、防排水施工、二次衬砌、交叉口加固、井身附属设施、排水系统、安全监测、成品保护及验收。本指导书不适用于地质条件不清、未完成洞口边仰坡加固、提升系统未验收、监测预警未处置段落开挖作业;涌水、断层破碎带未采取预加固措施不得进行开挖;提升系统、通风系统未调试合格禁止井下作业。正式施工前必须开展试验段施工,验证钻爆参数、出渣运输、支护工艺、监测方案,指导全线标准化施工。

1.4 施工原则

严格遵循“先加固、后开挖,短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测;洞口边仰坡先行防护,锁脚加固到位;爆破严控装药量,减少围岩扰动;井身开挖、支护紧跟作业面;斜井排水系统优先施作,保证排水通畅;提升运输系统专项验收合格后方可投入使用;交叉口位置提前进行预支护及加固;全过程动态监测围岩变形,出现预警立即停工处置;施工通风持续保障井下作业环境;结构成型后及时施作衬砌及附属工程” 的施工原则。严禁超前地质预报未开展盲目开挖;严禁支护滞后开挖掌子面;严禁提升设备未经验收投入运行;严禁交叉口未加固直接开挖进主洞;严禁井下积水长时间浸泡基底围岩。

2 工程概况及主要施工参数

2.1 工程概况

斜井作为隧道主洞施工辅助通道,承担出渣、材料运输、通风、排水功能。施工顺序为洞口边仰坡开挖防护、锁脚锚杆及截排水系统施工,自上而下施作洞口工程;井身采用钻爆法分段开挖,采用有轨或无轨提升运输系统出渣;开挖完成后及时施作初喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢拱架等初期支护;围岩条件较差段落实施超前支护;同步施作井身防排水系统;井身围岩变形稳定后施作二次衬砌;斜井与主洞交叉口位置实施超前预支护、加强支护及应力释放处理;同步布设永久排水、通风、安全逃生等附属设施,待斜井结构及附属工程验收合格后,投入主洞施工,后期按设计要求完成斜井封堵或永久结构施工。

2.2 主要施工参数

2.2.1 洞口及边仰坡参数

边仰坡坡率按设计执行,坡面防护、截排水设施先行施工;洞口锁脚锚杆、管棚或小导管超前支护参数符合图纸;洞口基底承载力满足设计要求。

2.2.2 井身开挖爆破参数

循环进尺根据围岩等级确定,破碎围岩减小进尺;炮孔布置、单段装药量严格控制,降低爆破振动;控制超欠挖,轮廓线符合设计断面。

2.2.3 初期支护参数

锚杆长度、间距、倾角符合设计;钢筋网片搭接牢靠;钢拱架间距、锁脚构件布设到位;喷射混凝土厚度、强度满足要求,支护紧跟掌子面。

2.2.4 防排水参数

环向、纵向盲管按设计布设,防水板铺设预留松弛量;施工缝止水带居中设置;井身排水沟坡度满足斜井排水要求,无倒坡。

2.2.5 衬砌及交叉口参数

二次衬砌钢筋、混凝土强度、厚度满足设计;交叉口范围加密支护,增设钢拱架、锁脚构件;交叉口开挖顺序遵循“先加固、后挑顶” 原则。

2.2.6 提升、通风及监测参数

提升设备额定荷载、制动、限位保护装置完好;轨道铺设平顺,轨距、枕木间距达标;通风风量、风速满足井下作业要求;拱顶下沉、周边收敛监测断面布设间距符合设计,预警阈值提前确定。

3 施工准备

3.1 技术准备

组织技术人员熟悉图纸,明确斜井坡度、断面尺寸、支护参数、交叉口加固方案、提升运输系统布置、排水走向、监测布设。开展超前地质预报方案编制,提前探明围岩、地下水情况。完成原材料进场取样复检,混凝土配合比报批。开展工艺试验段,确定爆破参数、支护施工流程、出渣运输组织,形成试验段总结,审批后作为施工依据。采用全站仪、水准仪完成洞口、井身中线、高程放样,标记开挖轮廓、支护控制线。编制斜井专项施工方案、提升系统专项方案及应急预案,对开挖、支护、提升、机电、监测班组开展技术安全交底,交底签字归档。

3.2 现场准备

洞口截排水系统先行施工,防止地表水冲刷边仰坡;洞口边仰坡危石清理完成,边坡防护施工到位。井外提升设备基础、绞车房、配电房、沉淀池、弃渣场、材料堆放场地按规划完成建设。井下临时排水、临时供电、通风管路、逃生通道提前布设。洞口设置门禁、人员定位、视频监控、警示标识,建立进出井人员登记制度。

3.3 机械设备准备

配备凿岩台车或风钻、装药设备、喷射混凝土设备、锚杆钻机、钢筋加工设备;提升绞车、矿车、钢丝绳、轨道、装载机、自卸车;混凝土拌合站、罐车、输送泵;通风机、风管、排水泵;监测仪器、全站仪、水准仪、断面检测仪。所有特种设备、提升设备进场检验,完成安装、检测、验收,制动、限位、过载保护装置校验合格;计量设备标定有效。

3.4 人员准备

配置技术负责人、专职安全员、质量员、试验员、测量员、机电管理员、监测人员;配备钻爆工、喷射工、钢筋工、模板工、混凝土工、绞车司机、信号工、电工、管道工;特种作业人员全部持证上岗,绞车司机、信号指挥人员专职定岗,设置井下专职安全盯控人员。

4 施工工艺流程

施工准备→洞口边仰坡开挖、危石清理→洞口截排水系统施工→边仰坡防护及锁脚加固→洞口超前支护施工→井身测量放样→钻爆钻孔→装药爆破→通风排烟→排险找顶→出渣运输→掌子面初喷混凝土→锚杆、钢筋网、钢拱架安装→复喷混凝土至设计厚度→初支背后空洞处理→围岩变形监测→井身基面修整→盲管、防水板、止水带防排水施工→钢筋及模板施工→二次衬砌混凝土浇筑→养护→斜井与主洞交叉口超前预支护→交叉口开挖、挑顶及加强支护→交叉口衬砌施工→井身附属排水、通风设施施工→监测及结构检测→分项工程验收→按设计实施封堵或移交。

核心管控要点:洞口先排水再开挖,边仰坡防护先行;短进尺弱爆破,爆破后充分通风找顶;支护紧跟掌子面;提升系统验收合格方可使用;井下排水不间断;监测动态预警;交叉口超前加固,控制开挖顺序;井下通风、逃生通道持续有效;特种设备定期检查维保。

5 主要工序作业要点

5.1 洞口工程施工

5.1.1 先施工洞口外围截排水设施,拦截地表水,防止雨水渗入边仰坡及井身。清理坡面危石,对松动岩体进行锚固防护。 

5.1.2 洞口开挖分层分段进行,自上而下开挖,不得掏底开挖。开挖完成及时施作坡面喷射混凝土、锚杆、框架等防护结构,施作洞口锁脚构件,必要时施作洞口超前支护。 

5.1.3 洞口基底清理至密实地层,验收合格后方可进入井身开挖作业。

5.2 井身钻爆开挖

5.2.1 每次开挖前复核中线、高程、开挖轮廓线;根据围岩等级确定循环进尺,破碎围岩缩短开挖步距。 

5.2.2 钻孔按照爆破设计布孔,控制炮孔深度、角度;装药严格按照设计药量,周边孔采用光面爆破,降低对围岩扰动。 

5.2.3 爆破前撤离井下人员,设置警戒;爆破后开启通风系统,充分排烟,待有害气体检测达标后,人员方可进入作业面。 

5.2.4 进入掌子面首先进行找顶排险,清除松动岩块,检查围岩稳定情况,发现掉块、裂隙发育立即停工加固。

5.3 出渣与提升运输

5.3.1 提升系统投入使用前,完成安装检测、荷载试验,制动、限位、防脱轨、缓冲装置全部完好,制定专项操作规程。 

5.3.2 井下装渣作业专人指挥,矿车装载不得超宽超高超载;绞车司机、信号工严格执行联络信号,信号不清严禁启动设备。 

5.3.3 轨道铺设保持平顺,轨枕固定牢固;定期检查钢丝绳、连接装置、制动系统,发现磨损、锈蚀、变形立即停机检修。井下作业区域设置躲避硐室,车辆运行期间人员不得在轨道内停留。

5.4 井身初期支护施工

5.4.1 掌子面找顶完成后立即初喷混凝土封闭围岩,防止岩块剥落。 

5.4.2 锚杆钻孔角度、深度满足设计要求,注浆饱满;钢筋网紧贴岩面,搭接牢固;钢拱架安装顺直,底部落在坚实基底,锁脚锚杆或钢管施工到位,拱架间连接筋焊接牢固。 

5.4.3 复喷混凝土至设计厚度,喷射顺序自下而上,减少回弹;喷射完成检查有无空鼓、开裂,缺陷部位及时返工处理。

5.5 斜井防排水施工

5.5.1 井身排水系统优先施作,设置双侧排水沟,保证坡度,井下积水及时抽排,严禁基底长期积水。 

5.5.2 盲管沿井身布设,固定牢靠,滤布完整;防水板铺设平顺,预留松弛量,焊缝检漏合格;施工缝止水带居中安装,不得扭曲破损。 

5.5.3 集中涌水位置提前引排或注浆封堵,控制渗漏水对井身围岩的软化。

5.6 井身二次衬砌施工

5.6.1 围岩变形监测稳定,初支及防水隐蔽验收合格后方可施作二次衬砌。基底虚渣、积水清理干净。 

5.6.2 钢筋加工安装控制间距、保护层厚度,做好防水板保护;模板台车或定型模板加固牢靠,控制断面尺寸,防止跑模。 

5.6.3 混凝土对称分层浇筑,振捣密实,控制入模温度;达到规定强度后方可脱模,脱模后持续保湿养护;衬砌背后按设计要求回填注浆。

5.7 斜井与主洞交叉口施工

5.7.1 交叉口施工前开展超前地质预报,施作超前预支护,范围覆盖交叉口应力集中区域。提前编制开挖专项方案,严格控制开挖顺序。 

5.7.2 交叉口开挖遵循分步开挖、逐步挑顶原则,减小围岩扰动;开挖后立即施作加强支护,加密钢拱架、增设锁脚构件,及时封闭围岩。 

5.7.3 全过程加密监测断面,提高监测频率,出现变形速率超标立即停工,采取加固措施。支护稳定后再施作交叉口二次衬砌。

5.8 通风、排水及附属设施

5.8.1 通风机持续运行,定期检查风管密封性,保证掌子面风量、风速满足规范,有害气体浓度控制在限值以内。 

5.8.2 井下排水泵设置备用泵,管路定期清理,防止泥沙淤积堵塞;井身排水沟定期清淤。 

5.8.3 按设计布设逃生通道、应急物资、照明、人员定位、监控等安全附属设施,定期检查维护。

6 质量控制要点

6.1 洞口边仰坡开挖防护、截排水先行,危石清理到位,防止边坡失稳;超前地质预报常态化,地质异常段落及时调整开挖及支护参数。 

6.2 爆破严格控制药量,做好光面爆破,控制超欠挖;爆破后必须通风、有害气体检测、找顶排险,方可开展后续作业。 

6.3 初期支护紧跟掌子面,锚杆注浆饱满,钢拱架底部不得悬空,喷射混凝土厚度、强度达标,杜绝空鼓开裂。 

6.4 防排水系统坡度准确,盲管、防水板、止水带施工及隐蔽验收到位,井下排水持续通畅。 

6.5 二次衬砌在围岩稳定后施工,钢筋、模板、混凝土质量可控,衬砌背后回填注浆消除空洞。 

6.6 交叉口超前加固到位,分步开挖,加密监测,严控应力集中造成围岩失稳。 

6.7 提升、通风、排水等机电设备定期维保检验;落实三检制度,开挖记录、支护隐蔽记录、监测数据、设备检测资料齐全可追溯。

7 安全施工管控

7.1 建立进出井人员登记、定位管理,井下作业人员必须佩戴安全帽、矿灯、自救器;洞口设置警戒,无关人员禁止入内。 

7.2 提升绞车、钢丝绳、连接装置定期专项检查,严禁设备带病运行;信号、通讯系统保持畅通,信号不清晰禁止启动提升设备。 

7.3 爆破作业严格执行爆破安全规程,炸药雷管分开存放、专人管理;爆破警戒范围设置警示,爆破后等待规定时间方可进入工作面。 

7.4 井下通风持续运行,定期检测瓦斯、一氧化碳等有害气体,超标立即停工撤离人员。 

7.5 洞内临时用电采用标准化配电,潮湿环境使用安全电压照明;所有金属设备做好接地保护。 

7.6 监测数据预警时,立即停止井下作业,撤离人员,组织处置,隐患消除后方可复工;配备应急物资、逃生通道,定期组织应急演练。

8 文明施工及环保水保

8.1 洞口场地分区布置,材料分类堆放,设备摆放整齐;弃渣有序堆存,做好边坡防护、排水。 

8.2 出渣车辆密闭运输,洞口设置冲洗设施,减少扬尘;洞内定期喷雾降尘。 

8.3 施工废水、井内涌水经沉淀池处理达标后外排,不得直接排放污染周边水系。 

8.4 施工废渣、废钢材、包装材料分类收集外运,不得随意丢弃在洞口及井下。

9 成品保护

9.1 初支喷射混凝土未达到强度前,避免机械撞击、扰动;防水板、止水带施工完成后,严禁穿刺、灼烧破坏。 

9.2 衬砌养护期内,提升运输车辆、机具不得撞击衬砌结构;预埋管路、监测测点做好防护,防止堵塞损坏。 

9.3 轨道、风管、电缆、排水管路安装完成后,避免爆破飞石、机械碰撞损坏。 

9.4 交叉口加强支护结构成型后,不得随意切割、拆除支护构件。

10 质量验收标准

执行现行国家及行业规范、公路工程质量检验评定标准及项目设计要求,主要验收指标如下:

10.1 洞口工程:边仰坡稳定,坡面防护、截排水系统完整,洞口超前支护验收合格。 

10.2 井身开挖:断面尺寸、中线高程、超欠挖控制在允许范围,爆破围岩扰动小。 

10.3 初期支护:锚杆、钢筋网、钢拱架、喷射混凝土强度厚度满足设计,支护无空鼓、开裂、脱落。 

10.4 防排水工程:盲管、防水板、止水带施工合格,排水系统无倒坡、堵塞,通水试验合格。 

10.5 二次衬砌:混凝土强度、厚度、线形满足设计,无结构性裂缝,背后回填注浆密实。 

10.6 交叉口工程:超前支护、加强支护到位,变形监测稳定,结构无开裂、失稳。 

10.7 附属设施:提升、通风、排水、应急逃生设施安装到位,设备检测验收合格,运行正常。 

10.8 资料验收:超前地质预报资料、监测记录、隐蔽验收记录、设备检测报告、混凝土试验报告、安全技术交底齐全完整、可追溯。

11 附则

本作业指导书未尽事宜执行现行国家、行业规范及项目专项施工方案;本指导书由项目技术部负责解释、修订。