4.5.3 工艺流程及其措施

洞挖单循环作业工艺流程为：测量放样→钻孔→装药连线→爆破→通风排烟→清危→出渣→下一循环。 （1）测量放样

洞内导线控制网测量采用全站仪进行。施工测量采用光电测距仪配水准仪进行。测量作业由专业人员实施，每排炮后进行洞室中心线、设计规格线测放，并根据爆破设计参数点布孔位。开挖断面测量在喷砼前进行，测量间距5～10m。定期进行洞轴线的全面检查、复测，确保测量控制工序质量。同时，随洞室开挖、支护进度，每隔20m在两侧洞壁及洞顶设一桩号标志。洞内测量控制点埋设牢固隐蔽，作好保护，防止机械设备破坏。 （2）钻孔

由熟练的凿岩台车技工、熟练风钻工严格按照测量定出的中线、腰线、开挖轮廓线和测量布孔进行钻孔作业。各钻工分区、分部位定人定位施钻，实行严格的钻工作业质量经济责任制。每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查，做到炮孔的孔底落在爆破规定的同一个铅直断面上；为了减少超挖，周边孔的外偏角控制在设备所能达到的最小角度。光爆孔及掏槽孔的偏差不得大于5cm，其它炮孔孔位偏差不得大于10cm。 （3）装药连线

装药前用高压风冲扫孔内，炮孔经检查合格后，方可进行装药爆破；炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结，由考核合格的炮工严格按批准的钻爆设计进行施作，装药严格遵守爆破安全操作规程。

掏槽孔由熟练的炮工负责装药，光爆孔、预裂孔用小药卷捆绑于竹片上间隔装药。利用液压升降平台车作为登高设备装药，掏槽孔、扩槽孔和其它爆破孔装药要密实,堵塞良好，严格按照爆破设计图(爆破参数实施过程不断调整优化) 进行装药、用非电雷管联结起爆网络，最后由炮工和值班技术员复核检查，确认无误，撤离人员和设备，炮工负责引爆。 （4）爆破

爆破网络采用非电毫秒延期雷管进行分段，火雷管引爆非电毫秒延期雷管的微差爆破网络，分段经从内（中部掏槽孔）向外（爆破孔）按由低到高的段径顺序进行。 （5）通风散烟

开挖施工过程中一直启动通风设备通风，同时距开挖工作面40m左右处，两侧各布置一台水幕降尘器，在爆破后通过爆轰波自动启动工作、压尘，保证在放炮后1h内将有害气体浓度降到允许范围内，爆破散烟结束后，开挖面爆破渣堆洒水除尘。 （6）清危

爆破后，用反铲（人工辅助）清除掌子面及边顶拱上残留的危石及碎块，保证进入人员及设备的安全，岩面破碎洞段在进行安全处理后，可先喷一层5cm厚C20砼，出渣后再次进行安全检查及处理。在施工过程中，经常检查已开挖洞段的围岩稳定情况，清撬可能塌落的松动岩块。 （7）出渣

全断面开挖时，为加快出渣速度，工作面布置2台3.1m3装载机装渣，15～20t自卸汽车运输至渣场。

4.5.4 爆破设计

隧洞开挖钻孔爆破设计主要分Ⅱ、Ⅲ类围岩洞段，Ⅳ、Ⅴ类围岩洞段，其炮孔布置及其爆破参数见附图JPIC-G200503-T-06、07。 （1）掏槽爆破

根据岩石类别，断面大小，开挖进尺等因素采用不同的掏槽形式。

中铁十四局集团集团有限公司 — 29 — ① 开挖Ⅱ、Ⅲ类围岩采用大中空孔直眼掏槽，Ⅳ、Ⅴ类围岩桶形直孔掏槽。

② 为克服掏槽部位掌子面岩石压缩破坏严重，不易成孔的问题，直眼掏槽在掌子面中心线两侧对称掏槽。

③ 掏槽爆破是炸药量较集中的部位，为降低震动波或爆轰波对周壁围岩的损害，尽量将掏槽位置远离周边轮廓。

④ 掏槽爆破是爆破成功与否的关键，要求钻孔位置、方向、深度准确。 （2）崩落孔爆破

为充分利用炸药爆能，提高破碎效果，降低大块率便于清渣和装运，崩落孔采用宽孔距、小排距、环形布孔技术，确保前排孔爆破后，后排的每个孔均处于多面临空状态。

（3）周边控制爆破

为了获得较完整平顺的开挖轮廓，降低爆轰波对周壁围岩的损害，所有周边炮孔均采用光面爆破，其参数如下： ① 光爆孔孔距

光爆孔孔距视开挖轮廊线曲率、岩石类别等确定，Ⅱ~Ⅲ类围岩55~65cm，Ⅳ、Ⅴ类围岩45~50cm。

② 光爆孔底抗线依孔距确定，炮孔密集系数为0.75-0.85，初拟Ⅱ~Ⅲ类围岩周边光爆孔抵抗线65~75cm。

③ 线装药密度

Ⅱ~Ⅲ类围岩周边孔线装药密度，暂定为220~250g/m，Ⅳ、Ⅴ类围岩150~200g/m，具体根据现场实际情况作适当调整。

④ 周边孔钻孔要求间距均匀符合规定值，外插角相等，炮孔相互平行，深度一致。

⑤ 周边孔使用低爆速炸药，采用导爆索串联间隔装药，不耦合系数不小于2.0，确保爆破效果。

（4）降低爆破震动危害措施

① 周边孔按光面爆破设计和实施，保证了开挖轮廓的完整，平顺，降低了爆轰波对周壁岩的损害。

② 采用远离周壁围岩的低位掏槽，能有效降低掏槽震波对周壁围岩的危害。 ③ 崩落孔采用宽孔距、小排距，环型布孔实施逐排微差起爆，能降低爆破震动。

④ 隧洞底板采用光面爆破，保证了建基面的完整、平顺，降低了爆破震动对建基面的损害。

⑤ 每次炮后及时总结经验，根据爆破效果调整爆破参数，使参数更趋完善。

4.5.5 爆破施工

（1）隧洞开挖前，编制详细的爆破设计，周边全部按光面爆破方法形成，控制开挖断面和洞壁的平整度。单响药量应严格控制，以尽量减少对围岩的扰动。

（2）爆破试验。工程开工后根据岩石出覆情况，进行初步爆破设计并报监理工程师审批后，进行爆破试验。根据爆破效果选择合理的爆破参数，并随岩石性质与级别的变化进行

中铁十四局集团集团有限公司 — 30 — 调整。 （3）施工过程中针对各类围岩及开挖断面，分别进行爆破设计，钻孔直径为38~42mm，炮孔深度随钻孔设备、围岩类别确定。炸药使用防水乳化炸药。孔内采用非电导爆管起爆，为防止杂散电流引爆电雷管，导爆管由雷管引爆。

（4）为减少爆破震动等对围岩的振动和保证周边光面爆破效果，周边孔采用不耦合装药，炸药沿周边孔为线性布置，并将炸药、雷管、传爆线和导爆管加减周边药串，同时起爆。周边孔与内圈炮孔的起爆采用毫秒微差起爆控制。

（5）钻孔作业严格按操作规程，炮孔的深度、角度、间距应按设计满足精度要求，力求除掏槽孔外的所有炮孔孔底在同一垂直面上。

4.5.6 防尘措施

为控制粉尘的产生，钻孔作业必须采用湿钻法。凿岩机在钻孔时，先送水后送风；每次放炮后，进行喷雾，洒水；施工人员佩带防尘面罩。

4.6 地质预报与不良地质洞段处理

4.6.1 地质预报

本标段隧洞洞身较长，洞挖工程埋深较大，实际开挖中的地质条件往往与前期勘探有一定出入，在开挖过程可能会遇到各种各样的不良地质情况，作好处理不良地质洞段的准备，在开挖过程中必不可少。为了确保隧洞开挖安全，拟在开挖中进行必要的地质预报，以指导洞挖施工。

地质预报分长期地质预报和短期地质预报，我公司拟采用长期和短期相结合的方法进行预报。

（1）长期超前地质预报

长期超前地质预报的预报距离为掌子面前方100m~300m以上。我公司决定采用TSP-202探测解译技术结合断层参数预测法进行必要的超前勘探，预报断层破碎带、溶洞、暗河、岩溶陷落柱和淤泥带等不良地质体的位置和规模。

（2）短期超前地质预报

短期超前地质预报在长期超前地质预报的基础上进行，本公司拟综合采用下面几种手段进行预报。

① 常规地质预报

在洞挖过程中及时对围岩进行地质编录、测绘、取样与试验，根据已掌握的已开挖洞段的地质资料加以分析，推断未开挖地段的地质情况、可能出现的地质问题及围岩类别。

② 经常观察开挖渣料的变化情况，及时分析可能出现的地质变化，结合长期预报的成果，尽可能准确地掌握前方的地质情况，用于指导施工。

③ 超前勘探钻孔地质预报

为了详细了解掌子面前短距离内地质情况，在长期地质预报的不良地质洞段提前10m左右进行超前勘探钻孔，以确定开挖面前方的岩石类别、松散程度，或判断是否存在含水或含有害气体的裂隙或地层。

中铁十四局集团集团有限公司 — 31 — 4.6.2 不良地质洞段处理

不良地质洞段掘进安全措施主要在于超前地质预报，包括长期预报和短期预报，在长期超前预报的基础上提前做好不良地质洞段详细的短期地质预报，通过短期详细的地质勘探判断出前方岩石情况并制定确实可行的支护措施以及急措施，配备足够的支护及应急材料。对于本工程，不良地质洞段主要是指松散地层、断层、岩爆、涌水等。

（1）松散地层处理

松散地层的特点是：结构松散，稳定性差，若有地下水时则更甚。在施工中极易发生坍塌。处理方法如下：

① 爆破前，将超前锚杆（中空锚杆）或小钢管打入掘进前方稳定的岩层内，末端支承在格栅拱支撑上；

② 对于极易坍孔的部位，可采用超前管棚法进行超前支护。管棚由钢管和钢格栅构成，管棚钢管内径为80mm，壁厚5mm，钢管中心间距为管径的2~3倍，每节钢管长度为4~6m，接头采用厚壁管箍，丝扣长度不小于150mm，且相邻两管棚接头错开，纵向两组管棚之间塔接长度大于2m；

③ 对于空隙较大的松散地层，可超前小导管注浆法通过。钢管选用42mm的热扎钢管，长度3.5m，前端做成尖楔状，管壁每隔10~20cm交错钻眼，眼孔直径6~8mm，纵向两组小导管间搭接长度不小于100cm，小导管环向间距200~500mm，将钢管顶入后，再对围岩空隙注浆，使松散体固结；

④ 遵循“短进尺、弱爆破、少扰动、及时支护”的原则；

⑤ 无论采用哪一种超前支护方法，都必须及时进行喷锚支护，必要时进行衬砌。

（2）断层处理

隧道穿过断层地段，施工难度取决于断层的性质、断层破碎带的宽度、填充物、含水性和断层本身的活动性以及隧道轴线和断层构造线方向的组合关系，此外，于施工过程中对围岩的破坏程度、工序衔接的快慢、施工技术措施是否得当等，均有很大关系。处理方法如下：

① 施工前在长期地质预报的基础上，提前利用钻探法详细勘探所遇断层带的所有情况，包括破碎带的宽度、填充物、地下水以及隧洞轴线与断层构造线的关系，作出正确的支护方案，配备足够的支护材料；

② 当断层规模不大、渗水量不大的情况下，如前面所述采用超前锚杆、超前小钢管支护、超前小导管注浆、管棚等超前支护的方法；

③ 当断层规模较大，开挖前先进行超前固结灌浆，再结合超前锚杆、超前小钢管等超前支护措施进行处理；

④ 及时进行系统喷锚支护，必要时进行衬砌，确保围岩稳定； ⑤ 开挖时遵循“短进尺、弱爆破、少扰动、及时支护”的原则。 （3）地下水处理

对可能涌水洞段，在掌子面打超前勘探孔，根据水柱喷射距离预测涌水级别，

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