隧道施工洞身開挖施工工藝作業(yè)指導(dǎo)書

1、隧道施工洞身開挖施工工藝作業(yè)指導(dǎo)書洞身開挖方法根據(jù)地質(zhì)條件和周圍環(huán)境等因素確定，開挖可采用全斷面法、臺階法等方法，洞身開挖在洞口護拱或大管棚施作完成后開始施工。隧道洞身開挖施工工藝流程見圖2-4。（1）每循環(huán)開挖前必須測量施線，并采用紅油漆標出開挖輪廓線及鉆孔位置點。開挖作業(yè)必須保證安全，開挖時應(yīng)減少對圍巖的擾動，開挖面及未襯砌地段應(yīng)隨時檢查，險情應(yīng)及時處理。開挖工作面與襯砌的距離應(yīng)在確保施工安全并力求減少施工干擾的原則下合理選定，并必須滿足鐵道部質(zhì)量信譽評價相關(guān)要求。 （2）隧道開挖斷面應(yīng)以襯砌設(shè)計輪廓線為基準，考慮預(yù)留變形量、施工誤差等因素適當(dāng)放大。開挖施工不得危及襯砌、初期支護及施工設(shè)備

2、的安全。預(yù)留變形量見表2-1。表2-1 預(yù)留變形量見序號圍巖類別雙線隧道150802801003100150（3）隧道洞身鉆爆開挖采用光面爆破，施工前必須編制爆破設(shè)計，施工中應(yīng)根據(jù)每循環(huán)爆破效果及量測報告調(diào)整爆破參數(shù)，不斷優(yōu)化爆破設(shè)計。（4） 隧道開挖必須嚴格控制超欠挖，開挖后每循環(huán)采用全站儀測量檢測開挖斷面，繪制實際開挖斷面與設(shè)計開挖斷面核對，初期支護完成后每5m測量檢查1個斷面，采用斷面儀量測，繪制實測斷面與設(shè)計斷面核對。隧道開挖超挖應(yīng)滿足下表2-2規(guī)定。表2-2 隧道允許超挖值 圍巖級別 開挖部位級圍巖級圍巖拱 部線性超挖（cm）1510最大超挖（cm）2515邊墻線性開挖 （cm）10

3、仰拱、隧底線性超挖（cm）10最大超挖（cm）25隧道欠挖控制，隧道開挖嚴禁欠挖，當(dāng)圍巖完整、石質(zhì)堅硬時，巖石個別突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入襯砌應(yīng)小于5cm；拱腳和墻腳1m內(nèi)斷面禁止欠挖，隧底圍巖完整、石質(zhì)堅硬時，巖石個別突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入襯砌應(yīng)小于5cm。（5） 隧道爆破、通風(fēng)后，應(yīng)立即對工作面暴露圍巖進行初噴混凝土。采用分部開挖時，應(yīng)在初期支護噴射混凝土強度達到設(shè)計強度的70及以上時進行下一部分的開挖。隧道通過膨脹性圍巖或破碎圍巖時，支護應(yīng)緊跟開挖工作面，盡快封閉。（6）施工時，按規(guī)定做好圍巖量測，地質(zhì)核對和描述及地質(zhì)超前預(yù)報，所有隧道采用SWS地震波物

4、探法進行地質(zhì)超前預(yù)報，地質(zhì)斷層地段增設(shè)紅外探水及108超前探孔，每循環(huán)設(shè)5孔，單孔長度為30m左右，相鄰探測孔之間的搭接長度為5m。在孔口設(shè)置孔口管和閘閥，以便采取適當(dāng)處理措施。及時整理相關(guān)信息，以指導(dǎo)開挖施工。（7）當(dāng)兩相對開挖工作面接近貫通時，兩端施工應(yīng)加強聯(lián)系，統(tǒng)一指揮。當(dāng)兩開挖工作面間的距離剩下20m時，從一端開挖貫通。（8）巖爆地段隧道施工應(yīng)遵循以防為主，防治結(jié)合的原則，對開挖面前方的圍巖特性，水文地質(zhì)情況等進行預(yù)測、預(yù)報，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有較強烈?guī)r爆存在的可能性時，應(yīng)及時研究施工對策措施，作好施工前的必要準備。施工時應(yīng)采用光面爆破技術(shù)，使隧道周邊圓順，降低巖爆發(fā)生的強度。微弱巖爆地段，可直接

5、在開挖面上灑水，軟化表層，促使應(yīng)力釋放和調(diào)整。施工準備風(fēng)水電就緒測量、布孔臺車、臺架就位鉆 孔裝藥連線爆 破通 風(fēng)清危、初噴混凝土斷面檢查、爆破效果分析支 護下一循環(huán)按規(guī)定處理并反饋信息出 渣圖2-4隧道開挖作業(yè)施工流程圖2.2.1明洞施工明洞施工前應(yīng)完成塹頂排水設(shè)施，開挖坡度及高度根據(jù)地形、地質(zhì)條件等因素確定，明洞路塹底標高在明暗交界處開挖至上半斷面標高。 其施工流程見圖2-5。圖2-5 明洞施工流程圖2.2.1.1 明洞施工前按設(shè)計要求，對地層進行預(yù)加固，然后分層開挖和支護，邊、仰坡分層施做錨噴支護、框架梁、植草等方法保持其穩(wěn)定。2.2.1.2明洞側(cè)壁基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)在穩(wěn)固的地基上，基礎(chǔ)埋設(shè)寬度和

6、深度應(yīng)符合設(shè)計要求；當(dāng)兩側(cè)側(cè)壁地基松軟或軟硬不均勻時，應(yīng)采取措施加以處理，采用挖井或拉槽施工時，應(yīng)加強支護，隨挖隨支。2.2.1.3明洞襯砌采用襯砌臺車，混凝土澆筑前應(yīng)復(fù)核中線、高程和模板的外輪廓尺寸（考慮預(yù)留沉降），確保襯砌不侵入設(shè)計輪廓線，墻、拱混凝土應(yīng)整體澆注。當(dāng)拱圈混凝土強度達到混凝土設(shè)計強度等級的100%時，方可拆除明洞拱架。2.2.1.4安裝襯砌臺車時應(yīng)預(yù)留施工誤差，以保證襯砌不侵入建筑限界。襯砌臺車端頭按設(shè)計要求加工定型擋頭板和外模，擋頭板和外橫采用木模，澆筑砼時隨著灌筑逐步向上安設(shè)，為使外模不因搗固及混凝土擠壓而移動變形，外模應(yīng)與內(nèi)模及襯砌鋼筋連接固定，砼澆筑時控制澆筑速度，并

7、安排專人監(jiān)控，如有變形及時處理。2.2.1.5明洞基底，基底必須置于穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)挖到設(shè)計標高后，應(yīng)核對地基承載力是否與設(shè)計要求相符。遇有地下水時，須將地下水引離基礎(chǔ)范圍。 2.2.1.6明洞外模拆除后及時施作防水層及排水盲管，且應(yīng)和隧道的排水側(cè)溝、中心水溝及洞頂?shù)慕嘏潘O(shè)施統(tǒng)籌考慮，墻后的排水設(shè)施應(yīng)與填土同時完成，保證出水口暢通。2.2.1.7明洞回填應(yīng)在明洞外防水層施作完成且混凝土強度達到設(shè)計強度后進行。側(cè)墻回填應(yīng)兩側(cè)對稱進行。土質(zhì)地層，應(yīng)將墻背坡面挖成臺階狀，用片石分層碼砌，縫隙用碎石填塞密實。拱部回填應(yīng)兩側(cè)分層夯實，每層厚度不大于0.3米，兩側(cè)回填土面的高差不得大于0.5米?；靥钆c

8、拱頂齊平后，再分層滿鋪填筑至設(shè)計高程。采用機械回填時，應(yīng)在人工夯填超過拱頂1.0米以上后進行。拱頂需做黏土隔水層時，隔水層應(yīng)與邊仰坡搭界平順、封閉緊密，防止地表水下滲。持力層，基底不得受到雨水浸泡。2.2.2正洞施工2.2.2.1全斷面法開挖施工全斷面法為全斷面一次開挖，仰拱填充緊跟施工，開挖采用鑿巖機鉆孔，光面爆破，每循環(huán)進尺34m。開挖形式見圖2-6。施工工藝：2.2.2.1.1測量放樣，根據(jù)測放的隧道中線樁，測放掌子面標高及中線，在掌子面上劃出開挖輪廓線及鉆孔位置。（1）鉆孔采用自制鉆孔臺車，采用光面爆破，嚴格按照鉆爆設(shè)計裝藥，掏槽眼間距和深度誤差不大于5cm，周邊眼間距偏差不大于5cm

9、，外插角應(yīng)符合鉆爆設(shè)計，循環(huán)間錯臺不大于15cm以內(nèi)。（2）爆破通風(fēng)后，挖掘機檢查找頂，人工配合，排除盲炮，碴堆灑水防塵。裝載機、自卸汽車裝運出碴，挖掘機找底清理掌子面。（3）、每循環(huán)采用全站儀或斷面儀測量實際開挖輪廓線與設(shè)計進行核對，檢查超欠挖。并跟據(jù)檢查情況進行處理滿足要求后施作初期支護。（4）初期支護完成后，按圍巖量測設(shè)計布設(shè)量測斷面，埋設(shè)檢查點后，轉(zhuǎn)入下一循環(huán)施工。圖2-6全斷面法施工步序圖2.2.2.2臺階法開挖施工臺階法開挖施工適用于與III級、V級各級圍巖，臺階法施工工序見臺階法施工示意圖圖2-7。圖2-7 臺階法施工工序示意圖臺階法施工程序：開挖1 部，施作拱部初期支護；開挖3

10、，施作曲墻部分初期支護；施作及步仰拱及填充；適時進行步施工，施作防排水系統(tǒng)及二次襯砌。開挖順序圖見2-72.2.2.2.1 開挖施工（1）臺階法施工，上臺階高度采用5.5m，上下臺階之間距離，應(yīng)能滿足機具正常作業(yè)，并減少翻碴工作量。（2）下臺階開挖掘進緊跟上臺階，仰拱開挖可采用全幅或半幅開挖，應(yīng)符合下列要求：挖至設(shè)計要求深度，底面平順，清除渣物，排凈積水，做好排水設(shè)施，隧道底角隅側(cè)墻連接處應(yīng)平順。仰拱部開挖時，采取臨時棧橋保證洞內(nèi)臨時交通暢通。（3）出碴后及時施作上下臺階初期支護。（4）隧道仰拱砼全斷面一次澆筑施工, 填充混凝土以中間水溝為界左右分兩次施作，施工時采取臨時棧橋,保證洞內(nèi)車輛通行

11、。2.2.2.2.2斷層破碎圍巖地段下斷面開挖施工破碎圍巖地段下斷面開挖施工采取開挖中槽跳挖馬口法。開挖施工順序見圖2-8。 圖2-8下斷面拉中槽跳挖馬口開挖順序圖拉中槽開挖施工順序： 第一步，開挖中槽；要求寬度5米左右，保證車輛通行即可； 下半斷面開挖距離隧道上斷面掘進掌子面50米左右，保證上斷面出碴空間需求；且下斷面中槽和上斷面之間挖成斜坡道，以滿足車輛通行。 第二步，開挖單側(cè)馬口，要求開挖后立即進行邊墻初期支護；兩側(cè)馬口可交錯開挖，但兩側(cè)馬口嚴禁同時開挖；單側(cè)馬口開挖也可分多個作業(yè)面。第三步，開挖支護完成10m后，立即進行仰拱及回填施工。仰拱及仰拱回填應(yīng)超前二次襯砌距離保持3倍以上襯砌循

12、環(huán)作業(yè)長度，避免爆破沖擊影響襯砌作業(yè)。馬口開挖寬度2米左右，一次開挖支立接長2榀鋼架，隧道兩側(cè)馬口交錯開挖。施工如圖2-9所示。圖2-9 隧道下斷面馬口開挖示意圖馬口施工工藝要點：（1）開挖后及時清理上斷面鋼架，露出接頭鋼板；鑿除上斷面混凝土面呈斜形接口，如圖2-10所示；圖2-10上下半斷面鋼架接口圖（2）上下斷面鋼架安裝可能存在由于連接板的誤差，調(diào)整到位困難；為保證下斷面鋼架安裝垂直，上下斷面鋼架連接板之間存在的空隙楔入鋼筋等并焊接牢固。（3）上下斷面的鋼筋網(wǎng)應(yīng)焊接連接成整體，單面焊接長度不小于10d。（4）下斷面鋼架腳部一定要落在圍巖上，將拱腳浮碴清理干凈當(dāng)出現(xiàn)拱腳超挖現(xiàn)象，應(yīng)采用干硬性

13、混凝土回填，嚴禁將鋼架架立在浮碴上。2.2.2.3大拱腳臺階法開挖施工大拱腳臺階法施工工序同臺階法施工工序。大拱腳臺階法開挖，為了避免上斷面沉降超過設(shè)計預(yù)留限值侵入二次襯砌凈空之內(nèi)，切實保證下斷面開挖時，上斷面支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。除每榀格柵鋼架的連接點和拱腳設(shè)置鎖腳錨桿外，隧道的V級圍巖上斷面設(shè)加大拱腳，大拱腳高2.5m，寬1m。大拱腳臺階法詳見圖2-11。圖2-11大拱腳臺階法示意圖隧道開挖采用風(fēng)動鑿巖機鉆孔，光面爆破，圍巖較好地段采用非電毫秒雷管起爆、嚴格控制超欠挖，軟弱圍巖地段采用微震光面爆破技術(shù)或非爆破開挖，以減輕對圍巖的擾動和破壞。上半斷面出碴后，采用風(fēng)鎬人工修鑿擴大拱腳，滿足大拱腳尺寸后

14、，支立加工好的拱架，施作初期支護。2.2.2.4分部臺階法開挖施工當(dāng)圍巖破碎，臺階法施工不能保證安全，開挖掘進可采用分部臺階法，臺階分步法施工程序：施工拱部超前管棚，開挖上臺階弧形導(dǎo)坑1，施工上臺階拱部支護部，開挖核心土3，左右交錯開挖下臺階4，邊墻、底部支護，開挖6，施工邊墻、底部支護，施工仰拱和填充，施工邊墻拱部襯砌。開挖順序圖見2-12 圖2-12 IV、V級圍巖微臺階法施工工序示意圖2.2.2.5CRD法開挖施工若隧道開挖掘進采用臺階分步法不能保證順利組織施工，且安全無保證，易造成隧道坍塌事故發(fā)生，隧道開挖掘進應(yīng)采用 CRD法。詳見圖2-13 CRD法施工工序示意圖。2.2.2.5.1

15、臨時支護方式橫向和豎向采用I18型鋼臨時支撐，臨時支撐與鋼架之間通過法蘭盤采用螺栓連接，臨時支撐之間采用螺栓連接。要進行臨時噴射砼。橫向臨時型鋼支撐在底部挖槽，埋設(shè)橫撐。臨時支撐設(shè)置局部錨桿，并噴射混凝土，底部有必要時設(shè)置臨時噴射混凝土仰拱。2.2.2.5.2施工工序施作隧道拱部超前大管棚（或42超前小導(dǎo)管）然后開挖先行導(dǎo)坑部，再施作部導(dǎo)坑周邊的初期支護及臨時支護。開挖 部35m后，開挖先行導(dǎo)坑部，施作部周邊初期支護及底部臨時支護；施作部一定距離后，及時開挖部，施作部的初期支護及臨時支護；圖2-13 V級圍巖中壁(CRD)法施工工序示意圖開挖部35m后，開挖部，施作部初期支護；當(dāng)初期支護形成支

16、護閉合環(huán)，部開挖支護1015m后，及時進行全斷面仰拱及填充砼施工，拆除臨時型鋼支撐，并對拆除節(jié)點補噴砼加強。2.2.2.5.3施工工藝要點隧道V級圍巖開挖采用CRD法施工除應(yīng)遵循前述開挖方法規(guī)定外。尚應(yīng)遵循以下規(guī)定：（1）超前支護砂漿強度達到設(shè)計要求后，方可進行爆破掘進開挖；（2）應(yīng)加強對超前支護的質(zhì)量效果進行評估，確認隧道開挖后短時間具有自穩(wěn)能力，不易發(fā)生坍塌事故，方可進行爆破掘進；否則，應(yīng)加強超前支護；（3）隧道爆破開挖后應(yīng)初噴3cm混凝土封閉開挖面拱部后，方可進行出碴作業(yè)；（4） 隧道開挖后應(yīng)在6h內(nèi)完成初期支護及臨時支護；（5）采用CRD法法施工，各部開挖底部鋼架（或臨時鋼架）應(yīng)設(shè)置鎖

17、腳錨桿，以確保鋼架體系的整體穩(wěn)定。2.2.2.6光面爆破2.2.2.6.1隧道開挖采用光面爆破技術(shù)，施工前應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、開挖斷面、開挖方法、掘進循環(huán)進尺、鉆眼機具和爆破材料等進行鉆爆設(shè)計，并應(yīng)根據(jù)爆破效果不斷調(diào)整和優(yōu)化。 鉆爆設(shè)計的內(nèi)容應(yīng)包括炮眼（掏槽眼、輔助眼、周邊眼）的布置、數(shù)目、深度和角度，鉆爆器材、裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)，起爆方法和起爆順序，鉆眼機具和鉆眼要求等。鉆爆設(shè)計圖應(yīng)包括炮眼布置圖、周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)圖、鉆爆參數(shù)表、主要技術(shù)經(jīng)濟指標及必要的說明。2.2.2.6.2炮眼布置應(yīng)符合下列規(guī)定：1)掏槽炮眼可采用直眼掏槽或斜眼掏槽；2)周邊眼應(yīng)沿隧道開挖輪廓線布置，保證開挖斷面符合設(shè)計要求

18、；3)輔助炮眼交錯均勻布置在周邊眼與掏槽眼之間，力求爆破出石塊塊度適合裝碴的需要；4)周邊炮眼與輔助炮眼的眼底應(yīng)在同一垂直面上，掏槽炮眼應(yīng)加深10cm；2.2.2.6.4光面爆破參數(shù)應(yīng)通過試驗確定。設(shè)計時可參照下表2-3選用。表2-3 光面爆破參數(shù)巖石類別周邊眼間距E（cm）周邊眼抵抗線W（cm）相對距離E/W裝藥集中度q(kg/m)極硬巖506055750.80.850.250.30硬巖405050600.80.850.150.25軟質(zhì)巖354545600.750.80.070.122.2.2.6.5爆破起爆應(yīng)采用導(dǎo)爆管起爆。2.2.2.6.6掘進眼、內(nèi)圈眼、底板眼采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，周邊眼采

19、用小直徑連續(xù)裝藥或空氣柱狀間隔裝藥結(jié)構(gòu)；當(dāng)巖石很軟時，可采用導(dǎo)爆索裝藥結(jié)構(gòu)。2.2.2.6.7鉆爆作業(yè)必須按照鉆爆設(shè)計進行測量放線、鉆眼、裝藥、接線和起爆，其施工工藝如下：（1）測量放線測量人員測放出隧道中線和開挖輪廓線，用紅油漆按鉆爆設(shè)計圖畫出炮眼位置，經(jīng)檢查符合設(shè)計要求后方可鉆眼。（2）鉆眼1）鉆眼施工采用自制的鉆爆臺車，風(fēng)動鑿巖機鉆孔，在鉆孔過程中，設(shè)專人負責(zé)指揮鉆孔，確保鉆孔位置和角度正確，提高鉆孔質(zhì)量；2）炮眼的深度和角度應(yīng)符合設(shè)計，掏槽眼眼口間距誤差和眼底間距誤差不得大于5cm；3）輔助眼眼口排距、行距誤差不大于10cm；周邊眼眼口位置誤差不得大于5cm，眼底不得超出開挖斷面輪廓線

20、15cm；4）當(dāng)開挖面凸凹較大時，應(yīng)按實際情況調(diào)整炮眼深度，使周邊眼和輔助眼眼底在同一垂直面上。5）鉆眼完畢，按炮眼布置圖進行檢查并做好記錄，對不符合要求的炮眼應(yīng)重鉆，經(jīng)檢查合格后方可裝藥。6）周邊眼在斷面輪廓線上開孔，要嚴格控制外插角，外斜率不得大于5cm/m，以盡可能使前后兩排炮接茬處臺階減小。（3）清孔裝藥清孔采用25鋼管輸入高壓風(fēng)吹出孔內(nèi)殘渣和泥漿。裝藥按自上而下順序裝填，雷管要分段對號入座。炮孔按規(guī)定藥量裝藥后，炮口用炮泥堵塞，長度不小于20cm。周邊孔裝藥量較小，采用小直徑藥卷間隔裝藥，用竹片固定藥卷，用導(dǎo)爆索、非電毫秒雷管起爆；輔助孔和掏槽孔采用連續(xù)裝藥，用非電毫秒雷管起爆，當(dāng)裂隙水較多時采用防水乳化