隧道开挖作业指导书(范本)

中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部1第一章 隧道开挖施工作业指导书1. 适用范围（要求：明确施工作业指导书适用工程类别、地质、环境等作业条件。对特殊地质等条件有不适合情况时，应予说明。）适用于中水路桥京沈客专 JSLNTJ-9 标段隧道工程开挖施工。意见：适用范围应分为：洞口工程开挖和洞身开挖。扣摸明洞除外应说明2. 作业准备（要求：说明作业开始应具备的条件和应完成的工作，包括技术准备（主要指技术交底和设计文件）、人员配备（架子队、工班组）、机械设备及工器具配备、材料、试验等。）意见：应参照施工技术指南、施工安全技术规程、设计文件、施工要求。2.1 内业技术准备在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工作业人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。2.2 外业技术准备配备足够数量的挖掘机、轮式装载机、自卸汽车、空压机等施工机械，安装电缆、风水管等管线，完善施工设施。配备足够数量的作业人员。根据客运专线大断面的特点，每工班开挖作业人员不宜少于 20 人。修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足施工人员进场生活、办公需要。3. 技术要求（要求：明确工程类别和项目应达到的技术指标、相应的技术标准。）意见：应参照设计文件和施工技术指南。按照“新奥法”原理组织施工，隧道开挖施工方法应根据工程地质和水文地质条件，开挖断面大小、衬砌类型、隧道长度、围岩埋深、工期要求及环境制约等因素综合研究确定。对地质条件变化比较大的隧道选用的施工方法应有较大的适应性，当需要变换施中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部2工方法时，以工序转换简单和较小影响施工进度为原则，一般不宜频繁变换施工工法。京沈客专 JSLNTJ-9 标所采用的开挖方法主要有三台阶七步开挖法、三台阶临时横撑法、三台阶法。按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工,大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶） 。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施作护拱混凝土，然后施作暗洞超前大管棚，随后立即做好明洞衬砌，再进入暗洞施工，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。暗洞开挖根据围岩情况采取相应的施工方法；施工通风采用管道压入式通风。在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道安全。4施工方法及工艺流程（要求：说明分部工程、分项工程的内部施工段落划分，各组成部分的作业程序和先后顺序。）意见：应参照设计文件和施工技术指南。4.1 三台阶法三台阶法施工工艺流程见图 1-1、图 1-2、图 1-3。中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部3图 1-1 三台阶法施工流程图满足不满足施工准备超前地质预报上中下台阶测量放线上台阶开挖、出渣、清理开挖面上台阶初期支护中台阶开挖、出渣、清理开挖面中台阶初期支护下台阶开挖、出渣、清理开挖面下台阶初期支护监控测量加 强 防 护下循环开挖中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部4图1-2 三台阶法横断面 拱 部 超 前 支 护 初 期 支 护仰 拱隧 底 填 充VI喷 混 凝 土二 次 衬 砌 321钢 架钢 架 未 示 全边 墙 墙 角 线 534612中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部5图 1-3 三台阶开挖纵断面图三台阶法施工工序说明（1）开挖 1 部台阶，同时每循环进尺一次，均应做好超前支护。（2）施作 1 部洞身的初期支护，即初喷 4cm 后混凝土，架立钢架，并设置锁角锚杆（管） 。（3）钻设系统锚杆后复喷至混凝土设计厚度。（4）上台阶施工至适当距离后，开挖 2 部台阶，接长钢架，施作洞身结构的初期支护。（5）中台阶施工至适当距离后，开挖 3 部台阶，接长钢架，施作洞身结构的初期支护。（6）开挖仰拱，及时封闭初期支护，浇筑仰拱及填充。（7）利用衬砌模板台车一次性浇筑拱墙衬砌。三台阶法施工要求（1）隧道施工应坚持“弱爆破或不爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。（2）如有超前支护等辅助施工措施，应首先利用上一循环架立的钢架施作完毕，再开挖。（3）各步台阶一次开挖长度宜根据围岩条件和初期支护钢架间距确定，不得超过1.5m。（4）隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环，IV、V 级围岩仰拱封闭位置不大于 35m，且黄土地段不大于 25m；中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部6（5）二衬需及时施作，二衬距掌子面距离：IV 级围岩不大于 90m，V 级围岩不大于70m；（6）2 部和 3 部开挖和初支施作，左右两侧应分部进行，避免后续开挖导致初支落空。（7）施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。4.2 三台阶七步法三台阶七步法施工工艺流程见图 1-8、图 1-9、图 1-10、图 1-11。测 量 放 样上 部 弧 形 导 坑 开 挖 ， 施 做 初 期 支 护超 前 支 护断 面 检 查左 右 错 开 开 挖 中 台 阶 ， 施 做 初 期 支 护分 段 开 挖 隧 底 ， 施 做 初 期 支 护施 做 仰 拱施 做 仰 拱 填 充左 右 错 开 开 挖 下 台 阶 ， 施 做 初 期 支 护开 挖 上 、 中 、 下 台 阶 ， 预 留 核 心 土否 围 岩 稳 定 性 评 判修 正 支 护 参 数三 台 阶 七 步 开 挖 法 施 工 工 艺 流 程 图图 1-8 三台阶七步法施工流程图中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部7图 1-9 三台阶七步法横断面图中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部8中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部91-10 三台阶七步开挖法工序纵断面图中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部10中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部111-11 三台阶七步开挖法工序平面图中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部12三台阶七步开挖工法工序说明第一步：a.利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护；b.开挖部，同时，每循环进尺一次，掌子面喷 5cm 厚砼封闭；c.分部施作部导坑周边的初期支护，即初喷 4cm 厚砼，架立钢架；d.施作锁脚钢管；e.钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。第二步：a.在滞后于部 35m，左右交错开挖、部；开挖长度为 23m。b.喷 5cm 厚砼封闭掌子面；c.导坑周边部分初喷 4cm 厚砼，施作钢架，并设锁脚钢管；d.钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。第三步：a.在滞后于部 23m，左右交错开挖、部；b.导坑周边部分初喷 4cm厚砼，施作钢架；c.钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度；第四步：分台阶开挖部。第五步：a.开挖部；b.隧底周边部分初喷 4cm 厚砼，施作钢架；c.复喷砼至设计厚度。第六步：灌筑部仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充应分次施作)。第七步：根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性浇筑部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。三台阶七步法施工注意事项中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部13（1）开挖应以机械加人工开挖，预留保护层采用人工开挖，保护层的厚度必要时辅以弱爆破，各分部平行作业，平行施作初期支护，各分部初期支护应衔接紧密，及时封闭成环。（2）仰拱应紧跟下台阶施作，及时闭合成稳固的支护体系（3）施工过程中应通过监控量测掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。（4）应完善洞内的临时防排水措施，防止地下水侵泡拱脚基础。（5）上、中、下台阶预留核心土开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。（6）各分部开挖宽度台阶高度可根据施工工具、人员等安排适当调整。（7）钢架临时墙角应设锁脚钢管，以确保钢架基础稳定。（8）开挖进尺应根据初支钢架间距确定，V 级围岩不超过 1 榀钢架间距，预留核心土的长度在 35m 为宜。（9）喷射砼达到设计强度的 70%后再进行下一步的开挖。4.3 三台阶临时横撑法施工工艺流程见图 1-12、图 1-13、图 1-14、图 1-15。三台阶临时横撑法施工工序说明：开挖 1 部台阶，同时每循环进尺一次，每次一榀钢架，开挖前做好超前支护。施作 1 部洞身的初期支护，即初喷 4cm 后混凝土，架立钢架，并设置锁角锚杆（管） 。钻设系统锚杆后复喷至混凝土设计厚度，同时施做第一道临时横撑。上台阶施工 3-5 米后，开挖 2 部台阶，接长钢架，施作洞身结构的初期中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部14支护，及时施做第二道临时横撑。开挖方案设计中台阶开挖上中下台阶测量放线上台阶开挖 下台阶开挖反馈综合信息清理开挖面初喷后出渣上中下三断面支护与施作临时横撑上断面检查稳定性 中断面检查稳定性 下断面检查稳定性下一循环良好良好施工准备超前地质预报图 1-12 三台阶临时横撑法施工工序说明中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部15图 1-13 三台阶临时横撑法横断面图拱 部 超 前 支 护 初 期 支 护仰 拱隧 底 填 充VI喷 混 凝 土二 次 衬 砌 321系 统 径 向 锚 杆钢 架钢 架 未 示 全边 墙 墙 角 线 534612中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部16图 1-14 三台阶临时横撑法工序纵断面图中台阶施工 3-5 米后，开挖 3 部台阶，接长钢架，施作洞身结构的初期支护。下台阶开挖 3-5 米后，开挖仰拱，并及时封闭初期支护，浇筑仰拱及填充，然后拆除临时横撑。图 1-15 三台阶临时横撑法工序平面图待填充施工约 30 米后，根据围岩变形稳定情况，利用衬砌模板台车一次性浇筑拱墙衬砌。6 3 5 3 5 421拱 墙 一次 衬 砌 隧 底填 充 边 墙 基 座 初 期 支 护 之 喷 混 凝 土V3I中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部17三台阶临时横撑施工注意事项：隧道施工应坚持“弱爆破或不爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。 结合上一循环的钢架施作超前支护等辅助施工措施，施作完毕后，再开挖。 图中台阶长度，各部之间距离可根据现场施工组织安排，在满足相关规范要求且监控量测能保证结构稳定的前提下适当调整。上台阶每循环开挖进尺 V 级围岩不大于 1 榀钢架间距，IV 级围岩不大于2 榀型钢间距；边墙每循环进尺不大于 2 榀型钢间距；仰拱开挖前必须完成钢架锁角锚杆，每循环开挖进尺不大于 3m。 隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环，IV、V 级围岩仰拱封闭位置距掌子面距离不大于 30m，黄土地段不大于 25m；二衬需及时施作，二衬距掌子面距离：IV 级围岩不大于 90m，V 级围岩不大于 70m； 2 部和 3 部开挖和初支施作时，左右两侧应分部进行，避免后续开挖后导致初支落空。 施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。 临时支撑钢架采用 I18 轻型工字钢，钢架间距结合主洞身钢架间距，每2 榀设置 1 处。临时钢架与洞身钢架以螺栓连接，洞身钢架架设后在相应位置焊接连接钢板并预置螺栓，以便临时钢架的连接，连接钢板尺寸根据各接头相应调整，接头处焊缝高度应严格按照钢结构要求进行，焊缝高度不小于 6mm。4.4 施工要求洞口工程尽量避免在雨季施工，隧道进洞前做好地表的排水系统，应按设中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部18计要求完成洞口防护及超前支护措施的前提下，方可开始正洞的施工，严禁“大开大挖”进洞，严防形成不稳定的高陡边坡；洞口边仰坡应自上而下分层开挖、分层防护，打不过洞口在高陡边坡或不良地质时，应采取稳定边仰坡的措施后方可进行下一步的开挖；软弱围岩隧道应严格控制进尺，上台阶每循环开挖进尺 V 级围岩不得大于1 榀型钢间距，IV 级不得大于 2 榀型钢的间距；IV、V 级围岩边墙每循环开挖进尺不大于 2 榀型钢间距；中、下台阶应左右错开施工，且下部断面应在上部断面喷射混凝土达到一定强度后进行；隧道开挖后应首先进行初喷，并及时复喷混凝土至设计厚度，强度满足设计要求；钢架在初喷后及时架设，并按设计要求进行连接；隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环，IV、V 级围岩仰拱封闭位置不大于 35m，且黄土地段不大于 25m；二衬需及时施作，二衬距掌子面距离：IV 级围岩不大于 90m，V 级围岩不大于 70m；土质隧道在开挖过程中，尽量减少使用挖掘机对隧道边沿的开挖，应采用人工风镐对隧道周边进行修整，减少对围岩的扰动，避免侧壁或拱顶掉块现象。拱脚、墙角应预留 6070cm 人工开挖，严禁超挖。土质隧道拱墙脚严禁被水浸泡。开挖完毕后，应尽早对围岩进行支护封闭，减少围岩暴露的时间。5. 未编制，施工要求（要求：分解说明作业方法、采取的相关措施，需要控制的内容和参数。 ）意见：应参照施工技术指南、施工质量验收标准、施工安全规程、设计文件中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部196劳动组织（要求：说明建设项目的劳动力组织方式，完成施工项目需要的人员构成、数量、使用安排和作业指标。 ）意见：应根据设计工期、相应的工程量、工序安排等组织。劳动力组织方式：采用架子队组织模式。每个隧道开挖工班配备开挖和出碴工人各 1 人，技术员 2 人，爆破员 2 名，专职质量员 1 名、专职安全员 1 名，均为施工企业正式职工,其他根据需要配备劳务工, 配备比例不大于 1（正式职工）：10（劳务工） 。7材料要求（要求：说明完成施工项目的材料种类、型号、数量和使用计划、相关技术要求。）意见：应根据试验要求、施工质量验收标准、设计要求编制。施工用水的水质应符合工程用水标准。根据设计要求加工合格的临时钢支撑。8.设备机具配置（要求：说明施工项目需要的设备、机具的型号、性能和数量。）意见：应根据设计工期、实际地质情况、工序要求等配置。机械设备应结合隧道开挖方法、工期要求进行合理配置。配套的生产能力应为均衡施工能力的 1.21.5 倍。隧道单口施工，根据开挖方法配置 1 台大型挖掘机或 2 台小型挖掘机平行作业，另备 1 台装载机进行装碴施工，大型自卸汽车不宜少于 4 辆， 20m3/min空压机一般不应少于 3 台（黄土隧道不宜少于 2 台） 。中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部209质量控制及检验（要求：明确施工项目的质量标准、控制要点、检查方法、验收程序及指标。）意见：应参照设计文件、施工质量验收标准。8.1 质量控制加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的安全、质量意识。岩石隧道坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，黄土隧道施工严格按照“先探测、管超前、非爆破、严控水、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工。严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工，否则应按照变更程序申请改变施工方案。在隧道开挖前，对隧道地表中线附近范围进行勘察，对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统计，并按里程桩号逐一登记、拍照，尤其是隧道下穿高速公路等大型构筑物地段，施工中应加强监控量测工作，严格按设计方案施工，确保隧道安全、顺利通过。每循环进行测量放样，严格控制超欠挖。定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求。软弱地基处理方法和施工质量应符合设计要求。开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息。隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小，核对设计情况，判断围岩的稳定性。中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部21地层含水量大时，上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外，以免浸泡拱脚。必要时应配合井点降水等措施将地下水位降至隧道二次衬砌底部以下，确保施工顺利进行。隧道明洞段施工时，边仰坡应分层分段开挖，并按设计及时做好防护。临时边仰坡应进行适当放坡。8.2 质量检验8.2.1 质量验收规范铁路混凝土工程施工质量验收标准 （TB10424-2010）客运专线铁路隧道工程质量验收标准 （TB10753-2010）8.2.2 分项验收标准a 主控项目隧道洞口的边、仰坡开挖形式和坡度应符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：观察、仪器测量。隧道门端墙和翼墙、挡土墙的基坑开挖范围、高程应符合设计要求。台阶形基底的台阶应完整、平顺。检验数量：施工单位、监理单位全部检查。检验方法：观察、测量。隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次；监理单位按施工单位检查数量的 10%平行检验。检验方法：施工单位采用仪器测量；监理单位平行检验。中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部22隧道开挖应严格控制欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部分（每 1m2 不大于 0.1m2）侵入衬砌应小于 5cm。拱脚和墙脚以上 1内断面严禁欠挖。检验数量：施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。检验方法：施工单位采用全站仪测量等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，现场核对开挖断面。洞身开挖中，应在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。检验数量：施工、监理单位每一开挖循环检查一次。检验方法：施工单位进行工程地质观察和描述；监理单位见证检查。 光面爆破或预裂爆破钻眼前，应根据钻爆设计图准确标出炮眼位置。钻孔时应按钻爆设计要求严格控制炮眼的间距、深度和角度。掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为 5cm。周边眼的间距允许偏差为 5cm，外插角应符合钻爆设计要求，眼底不应超出开挖断面轮廓线 15cm。检验数量：施工单位每一开挖循环检查全部掏槽眼和 10 个周边眼；监理单位按施工单位检查数量的 20%见证检查。检查方法：测量。隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求。隧底范围石质坚硬时，岩石个别突出部分（每 1m2 不大于 0.1m2）侵入衬砌应小于 5cm。检验数量：施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。检验方法：施工单位用仪器测量底部高程，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，核对开挖断面。中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部23隧底开挖后应及时核对隧底地质情况。当需要进行加固处理时，应符合设计要求。检验数量：施工单位、监理单位每处检查一次。检验方法：施工单位进行地质描述；监理单位见证检查。b 一般项目光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩不应小于 80%，中硬岩不应小于 60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次。检验方法：对照钻爆设计资料，观察、计数检验炮眼痕迹保存率。水沟开挖位置、基底高程应符合设计要求，靠边墙的水沟应与边墙基础同时开挖、一次成型。检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次。检验方法：观察、仪器测量。10安全及环保要求（要求：对危险源进行识别并按照级别进行分级管理，明确施工项目安全方面的注意事项和卡控措施；按照文明施工要求，对施工现场和作业环节进行分析，提出控制要点，制定具体的环境保护措施和要求。对涉及既有线、公路、航道、高空作业等安全重点工程，根据具体情况制定相应的安全措施。）意见：应参照施工安全技术规程、设计文件编制。9.1 安全要求施工区域应设警示标志，严禁非工作人员出入。施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。中国水利水电第四工程局京沈客专辽宁段 TJ-9 标项目经理部24制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。洞口工程施工，宜避开雨季和严寒季节。洞口施工前，应先检查边、仰坡以上山坡稳定情况，清除悬石，处理危石，施工期间实施不间断监测和防护。明洞段因地基加固等施工的振动可能造成边坡失稳时，应预先在边坡上设置观测桩进行监测，并派专人检查边坡的稳定情况。发现边坡有开裂、变形现象时，应立即对边坡体进行加固处理，确保安全后方可继续进行施工。隧道施工作业地段必须保证足够的照明。不安全因素较大的地段应加大照度。在主要交通道路、洞内抽水机站应设置安全照明，漏水地段照明应采用防水灯头和灯罩。9.2 环保要求隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：A、空气中氧气含量，按体积计不得小于 20%；B、粉尘允许浓度，