作业指导书(隧道篇）标准化

隧 道 篇 1 目 录 第一章 隧道洞口工程施工作业指导书 . 2 第二章 隧道洞身开挖施工作业指导书 . 8 第三章 喷射混 凝土施工作业指导书 . 34 第四章 锚杆施工作业指导书 . 42 第五章 钢筋网施工作业指导书 . 46 第六章 钢架施工作业指导书 . 49 第七章 管棚施工作业指导书 . 54 第八章 超前小导管施工作业指导书 . 59 第九章 衬砌施工作业指导书 . 63 第十章 隧道防排水施工作业指导书 . 74 第十一章 围岩监控量测施工作业指导书 . 84 第十二章 超前地质预报作业指导书 . 91 第十三章 横洞进正洞挑顶施工作业指导书 . 94 第十四章 隧道内管线过轨、综合接地及电气化接地施工 作业指导书 . 101 2 第一章 隧道 洞口工程施工 作业指导书 1 目的 明确隧道洞口工程作业的工艺流程 、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范隧道洞口工程施工，保证隧道的洞口工程作业安全、质量。 2 编制依据 客运专线铁路隧道工程施工指南（ TZ214-2005） 客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准铁建设 2005160 号 高速铁路设计规范 (试行 ) (TB 10621-2009) 3 适用范围 适用于杭长客专江西段站前工程 双线 隧道 及辅助坑道 洞口工程施工。 4 隧道洞门段施工工艺 4.1 施工工艺流程图 图 4-1 洞口段施工工艺流程图 图 4-2 明洞施工工艺流程图 施工准备处理危石、地表清理洞口截排水系统施工按设计进行地表预加固分层开挖锚喷支护边、仰坡面支护质量检查不合格处理合格预支护 安装进洞钢架或套拱按正常工序进洞施工结束施工准备洞口段及基槽开挖支护基底物探及承载力试验符合设计仰拱混凝土填充混凝土模板台车就位模板检查钢筋绑扎合格立外模板浇筑二次衬砌混凝土施做防水板、连接排水管道拱顶回填结束与设计不符处理不合格处理 3 施工准备开挖（挡墙基础）套拱边仰坡土石方并支护浇筑（挡墙）套拱混凝土模板台车脱模结束立 钢 架 （ 立 挡 墙 模 板 ） 、 施 做 套 拱 内 衬在套拱护顶下开挖土石、支护基底物探及承载力试验与设计不符处理浇筑仰拱钢筋混凝土及填充混凝土排水板安装、防水层铺设绑扎钢筋、模板台车就位浇筑墙拱钢筋混凝土图 4-3 明洞暗做法施工工艺流程图 施工准备截排水沟施工结束洞口段及洞门基础开挖基底物探及承载力试验与设计不符处理浇筑钢筋混凝土绑扎钢筋、支立模板满足设计要求预留孔洞检查与设计不符拆模衔接排水设施施做洞门铭牌图 4-4 端墙式洞门施工工艺流程图 4 施工准备截排水沟施工地表加固基底物探及承载力试验与设计不符地基处理满足设计要求洞口超前支护开挖、初期支护浇筑仰拱钢筋混凝土施做防水板设施与洞内外衔接立洞口模板、与洞口衬砌段整体浇筑混凝土与浇筑混凝土同步分层安装坡面模板拆模拱墙背后超挖部分回填结束施作洞口排水设施、坡面绿化图 4-5 斜切式洞门施工工艺流程图 4.2 施工工序及控制重点 洞口段工程应结合洞口相邻工程及场地布置统筹规划、及早完成，施工宜避开雨季及严寒季节。 4.2.1 洞口施工测量 洞口施工测 量的要点是：确定洞口开挖轮廓线、线路中线；边、仰坡开挖边线及洞口截排水沟位置等。 4.2.2 洞顶地表水处理施工 1.洞口边、仰坡周围的排水系统宜在雨季及边、仰坡开挖前完成。 2.洞顶截排水沟应按设计要求并结合地形进行施作，水沟应用浆砌片石或混凝土铺砌沟底，采用浆砌石时应用砂浆抹面，防止下沉；此外排水沟还应与路基顺接，防止冲刷路基坡面、桥涵锥体、农田、房舍；截排水沟还应加强维护确保畅通。 3.洞口顶部地表的凹坑须填平并进行地表防渗水处理。 4.2.3 洞口坡面处理 洞口坡面处理主要为清除坡面植被及危石。 4.2.4 边仰坡开挖及加固 1.洞口土方采用机械施工时，边、仰坡应预留 30cm 的整修层，用人工刷坡并及时夯实整平成型，防止超挖，保证边、仰坡平顺，坡率符合设计要求。 5 2.洞口土石方应自上而下分层开挖，严禁掏底开挖或上下重叠开挖，结合正洞开挖方法，预留进洞台阶，形成进洞面及边、仰坡，边、仰坡防护和处理措施应同时考虑防止洞口段产生整体滑动。 边仰坡开挖时尽量减少原坡面的破坏和对周围环境的影响，涮坡到位后应采用植草或喷射混凝土进行防护。当洞口位于软弱、松散地层时应根据地质条件和地下水情况进行地表加固。洞口段位于软弱土 层地带，如冲（洪）积层、残积层及人工填土时，可采用高压旋喷桩、深层搅拌桩、抗滑桩、钢管桩对开挖的边仰坡进行加固。地层位于堆积层、断层破碎带、沙砾（卵）土，砂土时采用地表注浆进行预加固。有地下水地段，临时止水可采用水泥 水玻璃浆液。 3.开挖后坡面应稳定、平整、美观。 4.2.5 洞口段超前支护 洞口浅埋、软弱破碎段应考虑采用管棚、小导管、锚杆等超前支护措施，洞口段超前支护严格按照设计要求施工。 4.2.6 土石方开挖进洞 1.一般规定 (1)隧道洞口地段一般地质条件差，且地表水汇集，施工难度较大，施工时要结合洞 外场地和相邻工程的情况、全面考虑、妥善安排及早施工，为隧道洞身施工创造条件。 (2)隧道洞口应按照“早进晚出”的原则优化方案。 (3)洞门在施工前按设计要求并结合地形条件作好截、排水沟和施工场地、便道的规划，应尽量减少对原坡面的破坏和对周围环境的影响，开挖后的坡面应达到稳定、平整、美观的要求。 (4)洞口工程施工前，应进行工艺设计，对施工的各工序进行必要的力学分析，以确定隧道洞口边仰坡土石方开挖及防护、防排水工程，隧道洞门及洞口段衬砌、背后回填的施工方法、施工顺序。 (5)隧道洞口和洞口段施工时要制定完善的 进洞方案，洞门端墙处的土石方，应视地层稳定程度、施工季节和隧道施工方法等选择合理的施工方法。 (6)洞口施工宜避开降雨期和融雪期。在严寒地区施工，应按冬期施工的有关规定办理。 2.洞口开挖 洞口段开挖方法的确定取决于工程地质、水文地质和地形条件、隧道自身构造特点、施工机具设备情况、洞外相邻建筑的影响等诸多因素。施工中应根据实际，综合选定洞口段开挖进洞方案。 (1)洞口段地层条件良好，洞口段围岩为级以上，宜采用台阶法进洞 (台阶长度以 1 5 倍洞径为宜 )，其爆破进尺控制在 1 5 2 5 m，并严格按照设计及 时做好支护。 (2)洞口段围岩为 V 级及以下时，可采用环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法 (CD法 )、交叉中隔壁法 (CRD 法 )等分部开挖法进洞，开挖前应按设计对围岩进行预加固。 (3)对于浅埋和偏压隧道，应采用地表预加固和围岩超前支护方法，做到“先护后挖”。 (4)当地层条件差，可采用套拱法施工进洞。 4.2.7 洞口段衬砌（明洞） 明洞结构施工中，明洞衬砌宜采用模板台车，混凝土浇筑前应复核中线、高程和模板的外轮廓 6 尺寸 (考虑预留沉降 )，确保衬砌不侵入设计轮廓线。明洞墙、拱混凝土应整体浇筑。当拱圈混凝土强 度达到混凝土设计强度等级的 70以上，且拱顶回填土高度达到 0.7 m 时，方可拆除明洞内模板。 4.2.8 洞门施工 洞门施工应符合以下要求： (1)土质地基应整平夯实，土层松软时，应核实地基承载力。 (2)基础处的渣体杂物、风化软层和积水应清除干净。 (3)洞门衬砌拱墙应与洞内相联的拱墙同时施工连成整体。如系接长明洞，则应按设汁要求采取加强连接措施，确保与已成的拱墙连接良好。 (4)端墙施工放样时，应保证位置准确和墙面坡度平顺。 (5)灌注混凝上应保证模板不移动。 (6)洞门端墙的砌筑与墙背回填应 两侧同时进行，防止对衬砌边墙产生偏压。 (7)洞门衬砌完成后，及时加固洞门上方仰坡脚；当边 (仰 )坡地层松软、破碎时，应采取坡面防护措施。 (8)洞门的排水沟砌筑在填土上时，填土必须夯实。 (9)隧道洞口衬砌应采用模板台车或衬砌台架一次性整体灌注。 (10)洞口段拱墙衬砌模板执行洞内二次衬砌标准，洞口端墙、翼墙混凝土模板应选用大块整体钢模，模板表面平整度、错台符合验标的要求；支 (拱 )架及脚手架的采用和检算应进行论证、审查。 (11)为保证洞门美观，应确保测量放线精确。施工前应做好大样板并挂线，以使墙体棱角分明 ，坡度顺直符合设计。端墙混凝土应一次灌注。 (12)回填应在洞门施工完毕且混凝土强度达设计强度后进行，两侧先回填浆砌片石，然后回填碎石土，从下至下，按设计对称分层进行。回填土采用手扶压路机及蛙式打夯机分层夯实 ,最后回填50 cm 厚黏土隔水层。施工过程中确保防水层不被破坏。当回填完成后，及时进行洞口及洞顶的绿化及防护工作，避免雨水冲刷。 5 洞口工程质量控制要点及检测方法 5.1 洞口工程质量控制要点及检测方法 见表 5-1-1 表 5-1-1 洞口工程质量控制要点及检测方法 序号 质量控制项目 质量标准和要求 检验 方法 1 洞口防 排水 1、隧道覆盖层较薄和渗透性强的地层。对地表水应及早处理； 2、地表坑洼、钻孔、深坑等处应填不透水土，井分层夯实； 3、洞顶响流水的沟槽应予整治，确保水流畅通，必要时沟床应进行铺砌； 4、洞顶设有高压水池或遇有水塘、水库等时，应有防渗漏措施，对水池溢水应有疏导设施； 5、洞内排水系统与洞外排水系统的连接必须符合设计要求。 观察 2 洞外 截水 1、边坡、仰坡坡顶的天沟、截水沟应结合永久排水系统及早修建，出水口必须防止顺坡散流。洞门水沟应与路基边沟组成洞口排水系统，其水流应防止冲刷弃渣 和危害农田水利； 2、截水天沟巾线距边、仰坡开挖线边缘不小于 5 m，其坡度根据地形设置，但不应小于 3%，以免淤积； 3、洞外路堑向隧道内为下坡时，应将路基边沟挖成反坡，向路堑处排水，必要时应在洞口外适当位置设横向截水观察、测量 7 序号 质量控制项目 质量标准和要求 检验 方法 沟。 3 开挖 1、隧道洞口的边、仰坡开挖形式和坡度符合设计要求； 2、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。 观察、测量 4 洞门 1、端墙和翼墙、挡土墙厚度不得小于设计要求，墙面坡度符合设计要求。 2、预埋件和预留孔洞的数量应符合设 计要求。 观察、测量 5.2 施工注意事项 (1)洞口的边坡、仰坡断面应自上而下开挖，一次做完，开挖人员不得上下重叠作业。在高于2m 时应符合高处作业的有关规定。 (2)边、仰坡以上山坡松动危石应在开工前清除干净；施工中应经常检查，特别是在雨雪之后，发现松动危石必须立即清除。 (3)爆破作业应符合爆破作业的有关规定。爆破后应在清除边坡仰坡上的松动石块后，方可继续施工。地质不良时，边、仰坡应采取加固措施。 (4)端墙处的土石方开挖后，对松动岩层应进行支护。 (5)对采取支护加固措施的边仰坡稳定性应进行监测，发 现锚喷支护开裂等不稳定情况应及时采取补强加固措施。 (6)隧道洞门及端墙工程施工应符合下列规定： 砌体工程脚手架、工作平台应搭设牢固，并设有扶手、栏杆。脚手架不得妨碍车辆通行。 起拱线以上的端墙施工时应设安全网，防止人员、工具和材料坠落。 起吊作业应符合施工机械的有关规定，起吊材料时机下严禁车辆 8 第 二 章 隧道 洞身开挖施工 作业指导书 1 目的 明确隧道开挖作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范隧道开挖施 工，尽可能地减少超欠挖，保证隧道的开挖质量及作业安全。 2 编制依据 客运专线铁路隧道工程施工指南（ TZ214-2005） 客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准铁建设 2005160 号 高速铁路设计规范 (试行 ) (TB 10621-2009) 3 适用范围 适用于杭长客专江西段站前工程双线隧道洞身开挖施工作业。 4 隧道开挖施工 4.1 方案设计 要求 本线隧道按新奥法原理组织施工，并 要 根据不同围岩级别及周边环境 选择相应 工法 ，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌 。 土质隧道施工严格按照“严控 水、强支护、短进尺、勤量测”的原则组织施工，应特别注意地表冲沟、陷穴对隧道的影响，要加强调查和处理。 石质隧道破碎带按照“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，先施做导向墙，然后施做暗洞超前大管棚，随后进入暗洞施工。及时施做明洞衬砌，待明洞衬砌混凝土达到设计规 定的强度后及时进行明洞洞顶回填。开挖方法以设计为主导，暗洞开挖级地段采用 CD 法、三台阶七步法或三台阶法施工，级采用三台阶临时仰拱法或三台阶法施工，每循环进尺控制在规范及设计允许范围之内，级采用台阶法或全断面法施工，横洞、级围岩采用台阶法施工，每循环进尺控制在规范及设计允许范围之内。 土质隧道开挖采用人工配合挖掘机进行，出碴采用装载机配合大型 或中型自卸汽车无轨运输。石质隧道采用钻 爆法开挖，出碴采用装载机配合大型或中型自卸汽车无轨运输。 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。开挖 工法 的改变，要严格按程序申请设计变更。 4.2 隧道开挖方法的优缺点 4.2.1 全断面法 9 全断面开挖法：全断面开挖法是按设计开挖断面一次开挖成型。 其有缺点主要有： (1)全断面开挖有较大的工作空间，适应于大型配套机械化施工，施工速度较快，且因单工作面作业，便于施工组织和管理。但开挖面大，围岩相对稳定性降低，且每循环工作量相对较大，因此要求具有较强的开挖、出碴能力和相应的支护能力 。 (2)采用全断面开挖，则有较大的断面进尺比，可获得较好的爆破效果，且爆破对围岩的震动次数较少，但每次爆破震动强度却较大，因此要求进行严格的控制爆破设计，尤其是对于稳定性较差的围岩。 4.2.2 台阶法 台阶法：台阶开挖法一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖或分上、中、下三台阶分级开挖成型。 其优缺点主要有：（ 1）台阶法开挖可以有足够的工作空间和相当的施工速度，但上下部作业有一定的干扰。（ 2）台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数，但台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后，下部作业就较为安全。 4.2.3 分部开挖法 分部开挖法：分部开挖法是将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖，故也可称为导坑超前开挖法。常用的有上下导坑超前开挖法 、 上导坑超前开挖法 、双 侧壁导法，中 隔壁 法 （ CD法）、交叉中隔壁法（ CRD） 等。 分部开挖的优缺点： (1)分部开挖因减少了每个隧洞的一次开挖跨度，能显著增强 隧道 围岩的相对稳定性，且易于进行局部支护，因此它主要适应于围岩软弱破碎严重或设计断面较大的隧道中。分部开挖由于作业面较多，各工序相互干扰大，且增加了对围岩的扰动次数， 施工组织和管理的难度亦较大。 (2)导坑超前开挖， 有利于提前探明地质情况，并予以及时处理。但采用断面小， 则施工速度较慢。 (3)由于开挖步骤多，临时支护工作量较大，且拆除困难，较费工时。 4.3 隧道开挖工法 4.3.1 全断面法 全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型，再施做支护和衬砌的施工方法。 全断面开挖法有较大的作业空间，有利于采用配套机械化作业，提高施工速度，且工序少，干扰少，便于施工组织和管理。 1.施工工艺流程 隧道开挖全断面工法施工工艺流程见图 4-3-1 2.施工注意事项 (1)将超前地质预报纳入施工工序中，洞身开挖前必须施做超前地质预报 ； (2)配备高效率的装运设备，缩短循环作业时间，合理采用平行交叉作业工序，提高施工进度 ； (3)全断面法开挖量大，爆破引起的震动较大，应严格控制一次同时起爆的炸药量，按钻爆设计要求控制炮眼间距、深度和角度，钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，对不符合要求的 10 炮眼应重钻，经检查合格后方可装药； (4)钻眼时，周边眼及掏槽眼应定人定岗，并严格控制周边眼外插角。每循环爆破后，应认真查看爆破效果，并根据超欠挖及炮眼残留率不断优化钻爆参数，改善爆破效果，减少超欠挖。 (5)及时施做初期支护，围岩条件变化时及时调 整施工方法。 施工准备钻眼、装药、爆破超前地质预报测量与量测布置炮眼通风排烟找顶排险 装运机械就位出砟运输开挖质量检查地质素描初期支护表面处理隐蔽检查防排水系统施工合格隐蔽检查合格变形量满足要求后二衬施工结束不合格不合格台 车 ( 台 架 ） 就 位钻爆设计修正钻爆参数图 4-3-1 全断面法施工工艺流程图 4.3.2 台阶法 台阶法是按设计断面将隧道分成上、下台阶二部开挖成型，再施做支护和衬砌的施工方法。 1.施工工艺流程 台阶法施工施工工艺流程见图 4-3-2，施工工序示意图 4-3-3。 11 施工准备超前地质预报、测量、量测钻爆设计布置炮眼台 车 ( 台 架 ） 就 位调整钻爆参数下部断面钻眼上部断面钻眼装药、爆破通风排烟、排险初喷混凝土、锚杆、出砟开挖质量检查合格初期支护地质素描超前支护 仰拱、拱墙复合衬砌施工结束图 4-3-2 台阶 法施工工艺流程图 12台阶法施工横断面示意图 拱部25 中空系统锚杆边墙22 砂浆锚杆 1258 m拱部25 中空系统锚杆说明：1上台阶；2 下台阶；拱部初期支护；边墙初期支护；拱墙衬砌；仰拱台阶法施工纵断面示意图12台阶法施工横断面示意图 拱部25 中空系统锚杆边墙22 砂浆锚杆 1258 m拱部25 中空系统锚杆说明：1上台阶；2 下台阶；拱部初期支护；边墙初期支护；拱墙衬砌；仰拱台阶法施工纵断面示意图 12 图 4-3-3 台阶 法施工 工序示意 图 2.施工注意事项 (1)将超前地质预报纳入施工工序中，洞身开挖前必须施做超前地质预报； (2)根据围岩条件和施工机械配备情况合理确定台阶长度、台阶高度的及台阶数量，其各部形状应有利于保持围岩稳定的前提下尽量便于机械作业； (3)当围岩自稳能力较好，隧道开挖跨度不大时，为方便作业，台阶长度宜控制在 10 50m以内；围岩稳定性较差时，台阶长度宜控制在 3 10m； (4)当初期支护采用钢架施工时，可采用扩大拱脚和施作锁脚锚杆（管）等措施，防止拱部下沉变形； (5)仰拱应及时施作，使支护及早封闭成环；施工中及时进行围岩监控量测，准确掌握围岩状况，适时施作二次衬砌。 4.3.3 三台阶临时仰拱法 三台阶临时仰拱法就是将大断面划分成自上而下三个小单元进行开挖，缩小开挖断面；采用临时仰拱就是使每个小单元及时封闭成环，形成环向受力，有效地发挥初期支护整体受力效果，有效阻止支护结构变形。 1.施工工艺流程 三台阶临时仰拱法施工施工工艺流程见图 4-3-4，施工工序示意图 4-3-5。 图 4-3-4 三台阶临时仰拱 法施工工艺流程图 拱部超前支护 1 部 台阶开挖 施作 1部洞身体结构初支 1 部底板施作临时仰拱 2 部台阶开挖 接长钢架、边墙初支 3部底板施作临时仰 初期支护质量检查 施作仰拱 施作仰拱填充 二次衬砌 监控量 测 接长钢架、边墙初支 2 部底板施作临时仰拱 3 部台阶开挖 13 图 4-3-5 三台阶临时仰拱 法施工 工序示意图 2.施工注意事项 三台阶临时仰拱法施工工序 a、利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护； b、开挖 1 台阶； c、施作 1 部洞身结构的初期支护，即初喷 4cm 厚混凝土，架立钢架，并设锁脚钢管； d、如属级深埋软岩、浅埋硬岩或级浅埋及偏压段，导坑底部喷 10cm 厚混凝土； e、钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。 上台阶施工至适当距离后，开挖 2 部台阶，施作洞身结构的初期支护及封底，参照工序进行。 中台阶施工至适当距离后，开挖 3 部台阶，施作洞身结构的初期支护及封底，参照工序进行。 a、开挖 4 部台阶，及时封闭衬期支护。参照工序进行； b、灌注该段仰拱； c、灌注该段隧底填充。 根据量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。 (2)超前地质预报、围岩 量测工作应紧跟施工，及时反馈信息，以调整 开挖工法及 支护参数。 (3)开挖前 严格按照设计图纸要求 施 作 超前支护。 (4)开挖过程中坚持“管超前、短进尺、弱爆 破”的原则。 4.3.4 三台阶七步法 三台阶七步开挖法是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。 系统径向锚杆拱部超前支护边墙墙脚线6 8 m 1 0 2 0 m 3 0 5 0 m隧底填充仰 拱初期支护钢架未示全2 3 m 14 1.施工工艺流程 三台阶七步法施工施工工艺流程见图 4-3-6，施工工序示意图 4-3-7。 图 4-3-6 三台阶七步 法施工工艺流程图 施工准备超前地质预报、测量、量测分部钻爆设计（需要时）拱部超前支护上部弧形导坑开挖 两侧错位开挖中台阶 两侧错位开挖下台阶地质素描、轮廓检查 地质素描、轮廓检查 地质素描、轮廓检查初期支护 初期支护 初期支护仰拱开挖、初期支护，仰拱、侧壁、拱部初期支护闭合成环监控量测判定围岩稳定性下一循环开挖、支护施作钢筋混凝土仰拱，填充混凝土施作复合衬砌结束调整开挖及支护参数变形超过规范要求 15 图 4-3-7 三台阶七步 法施工工艺流程图 2.施工步骤 (1)第 1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为 3 5m，宽度宜为隧道开挖宽度的 1/3 1/2。开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过 1.5m，开挖后立即初喷 3 5cm混凝土。 上台阶开挖矢跨比应大于 0.3，开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上 30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角 30打设锁脚锚杆（管），锁脚锚杆（管）与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度 ； 1112 34 576 - 16 - 26 - 33 m 5 m2 3 m 2 3 m2 3 m 2 3 m4 m 6 m16662 34 57核心土7542116 - 234 m 6 m3 0 4 0 m2 3 m2 3 m2 3 m2 3 m3 m 5 m仰拱填充仰拱初期支护6 - 36 - 11 5 2 5 m栈桥h1h2h3H注：1 、 上 台 阶 开 挖 高 度 不 小 于 上 台 阶 开 挖 跨 度 的 0 . 3 倍 ，一 般 为 3 . 0 4 . 0 m 。2 、 中 、 下 台 阶 开 挖 高 度 为 隧 道 总 开 挖 高 度 ( 不 含 仰 拱 )减 去 上 台 阶 开 挖 高 度 后 平 均 分 配 ， 一 般 为 3 . 0 3 . 5 m 。3 、 上 台 阶 核 心 土 长 度 ( 隧 道 纵 向 ) 3 . 0 5 . 0 m , 高 度 1 . 5 2 . 5 m , 宽 度 为 上 台 阶 开 挖 跨 度 的 1 / 3 1 / 2 。小于 30m 1015m 超前支护 小于 30m 4 6m 7 1 1 1 2 3 4 5 6-1 6-2 6-3 衬砌 仰拱 栈桥 16 (2)第 2、 3 步，左、右侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为 3 3.5m，左、右侧台阶错开 2 3m，开挖后立即初喷 3 5cm 混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上 30cm 高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打设锁脚锚杆（管），锁脚锚杆（管）与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度 ； 。 (3)第 4、 5 步，左、右侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为 3 3.5m，左、右侧台阶错开 2 3m，开挖后立即初喷 3 5cm 混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上 30cm 高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30打设锁脚锚杆（管），锁脚锚杆（管）与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度 ； (4)第 6 步，上、中、下台阶预留核心土：各台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致 ； (5)第 7 步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为 2 3m，开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为 4 6m。 3.施工注意事项 (1)台阶七步开挖法施工应做好工序衔接。工序安排应紧凑 ，尽量减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。 仰拱紧跟下台阶，初期支护及时封闭成环，全断面初期支护闭合时间宜控制在 15d 左右，有条件的应尽量缩短闭合时间。 隧底开挖应采用全幅全段施工，每循环开挖长度宜控制在 2 3m，开挖后及时进行初期支护；仰拱施工每循环长度宜控制在 4 6m，其距上台阶开挖工作面宜控制在 30m 以内。铺设防水板、二次衬砌等后续工作应及时进行。 二次衬砌距仰拱保持 2 倍以上衬砌循环作业长度，但不得大于 30m。 (2)在满足作业空间和台阶稳定的前提下，尽量缩短台阶长度，核心土长度应控 制在 3 5m，宽度为隧道开挖宽度的 1/3 1/2。中、下台阶左、右侧开挖应错开，严禁对开，左右侧错开距离宜为 2 3m。 (3)施工应严格控制开挖长度，合理确定循环进尺，每次开挖长度不得超过 1.6m，开挖后立即初喷 3 5cm 混凝土，以减少围岩暴露时间。 (4)严格按设计要求施作超前支护，控制好超前支护外插角，严格按注浆工艺加固地层，保证隧道在超前支护的保护下安全施工。在断层、破碎带、浅埋段等自稳性较差或富水地层中，超前支护 17 应按设计要求加强。 (5)隧道周边部位预留 30cm 人工开挖，其余部位采用机械开挖。施 工中，各部底脚机械开挖时均留 20cm-30cm，采用人工开挖，保证钢架底脚密实。 (6)台阶七步开挖法的初期支护由喷射混凝土、锚杆（管）、钢筋网和钢架等组成，各部分联合受力。初喷混凝土应在开挖后立即进行，钢筋网随受喷面起伏铺设，并与锚杆（管）、钢架连接牢固；钢架应架设在坚实基面上或在其底部铺垫槽钢，严禁拱（墙）脚悬空或采用虚土回填，钢架应与锁脚锚杆（管）焊接牢固；钢架背后严禁出现空洞。 (7)隧道超挖部位必须回填密实，严禁初期支护背后存在空洞。必要时初期支护背后应进行充填注浆，保证初期支护与围岩密贴。 (8)施工过程中可采取增加拱（墙）脚锁脚锚杆（管）、增设钢架拱（墙）脚部位纵向连接筋、扩大拱（墙）脚初期支护基础及增设拱（墙）脚槽钢垫板等增强拱（墙）脚承载力措施来控制变形。 (9)完善洞内临时防排水系统，严禁积水浸泡拱（墙）脚及在施工现场漫流，防止基底承载力降低。当地层含水量大时，在上台阶开挖工作面附近开挖横向水沟，将水引至隧道两侧排水沟排出洞外。反坡施工时，应设置集水坑将水集中抽排。 4.3.5 中隔壁（ CD）法 中隔壁法（ CD法）是将 隧道分为左右两部分进行开挖，先在隧道一侧采用二部或三部分层开挖，施作初期 支护和中隔壁临时支护，再分台阶开挖隧道另一侧，并进行相应的初期支护的施工方法。 1.施工工艺流程 CD 法施工工艺流程见图 4-3-8，施工工序示意图 4-3-9。 18 图 4-3-8 CD 法施工工艺流程图 图 4-3-9 CD 法施工 工序示意 图 2.施工步骤 (1)a.利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁 50超前钢花管及导坑 侧壁 22水平锚杆超前支护。 b.人力配合机械开挖部 。 c.施作部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷 4cm厚混凝土，架立型钢钢架和 I18临时钢架，并设锁脚锚杆，安装径向锚杆及铺设钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度。 (2)a.在滞后于 部一段距离后，挖掘机开挖部，人工整修表面。 b.导坑周边部分初喷 4cm厚施工准备超前地质预报、测量、量测拱部超前支护结束先行侧导坑开挖，初期支护、中隔壁、临时仰拱后行侧导坑开挖，初期支护、临时仰拱施作初期支护成环地质素描、浇筑仰拱支护检验、监控量测拆除临时仰拱、中隔壁复合衬砌施工变形值满足规范要求超限采取措施 19 混凝土。 c.接长型钢钢架和 I18临时钢架，并设锁脚锚杆。钻设径向锚杆并铺设钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度。 (3)在滞后于 部一段距离后，挖掘机 开挖部，人工整修表面，施作导坑周边初期支护，步骤及工序同。 (4)在滞后于 部一段距离后，挖掘机开挖部，人工整修表面，施作导坑周边初期支护，步骤及工序同。 (5)在滞后于部一段距离后，挖掘机开挖部。接长 I18临时钢架至隧底，底部垫槽钢。 (6)a.根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除 I18临时钢架。 b.利用仰拱栈桥灌筑 部边墙基础与仰拱。 (7)利用仰拱栈桥灌筑仰拱填充部至设计高度。 (8)利用衬砌模板台车一次性灌注部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。 3. 施工注意事项 (1)CD法左右部的台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工设备确定。每侧按两部或三部分台阶开挖，开挖后应及时施作初期支护、中隔壁； (2)钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固； (3)先行侧的中隔壁应设置为向外鼓的弧形； (4)中隔壁在浇筑仰拱前逐段拆除；中隔壁一次拆除长度应根据量测结果确定，不宜大于 15m；临时支护拆除后应及时施做仰拱和二次衬砌。 4.3.6 交叉中隔壁（ CRD）法 交叉中隔壁法（ CRD法）是分部开挖、支护，分部闭合成小环，最后全断面闭合成大环。每开挖一部均及时施作 初期支护、中隔壁及临时仰拱。 1.施工工艺流程 CRD法施工工艺流程见图 4-3-10，施工工序示意图 4-3-11。 20 图 4-3-10 CRD 法施工工艺流程图 图 4-3-11 CRD 法施工 工序示意 图 左侧上部开挖、出碴 拆除底部临时横撑，底部开挖、出碴，接长临时钢架 基底 加固 仰拱初期支护 拆除临时钢架、仰拱衬砌 仰拱填充施工 下一工序 围岩监控量测 围岩监控量测 测量放线 左侧拱部超前支护 左侧上部、上部中隔壁初期支护、横支撑施工 同时进行左侧下部开挖、出碴 右侧拱部超前支护 右侧上部开挖、出碴 超前地质预报 围岩监控量测 右侧下部初期支护 ,必要时架设底部横撑 右侧上部、上部中隔壁初期支护 、横支撑施工 同时进行右侧下部开挖、出碴 左侧下部初期支护 ,必要时架设底部横撑 21 2. 施工注意事项 (1)根据地质条件，隧道断面分部，应以初期支护受力均匀，便于发挥人力、机械效率为原则，一般水平方向分两部、上下分二至三层开挖； (2)先行施工部位 的临时支撑（中隔壁、临时仰拱），均应有向外（下）鼓的弧度； (3)各部开挖及支护应自上而下，开挖后及时施做初期支护、中隔壁、临时仰拱，步步成环； (4)同一层左右两部开挖工作面相距不宜大于 15m，上下层开挖工作面相距宜保持 3 4m，且待喷射混凝土强度达到设计强度的 70%后开挖相邻部位； (5)缩短各部开挖工作面的间距，使初期支护尽早封闭成环。 4.3.7 双侧壁导坑法 双侧壁导坑法是先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期支护及临时支护，然后再根据地质条件、断面大小，对剩余部分采用二部或三部开挖的方法 。 1.施工工艺流程 双侧壁导坑 法施工工艺流程见图 4-3-12，施工工序示意图 4-3-13。 施工准备超前地质预报、测量、量测结束隐蔽工程检查、变形判定仰拱、拱墙复合衬砌施工合格拱部超前支护及注浆加固侧壁超前小导管支护左（右）导坑开挖出砟地质素描初喷混凝土仰拱侧壁拱部初支成环左（右）导坑初期支护中槽超前小导管支护核心土、中槽开挖出砟地质素描拱部喷混凝土拆除临时仰拱、内侧壁初期支护表面处理不合格图 4-3-12 双侧壁导坑 法施工工艺流程图 22 图 4-3-13 双侧壁导坑 法施工 工序示意 图 2.施工步骤 (1) 利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁 42小导管及导坑侧壁 22 水平锚杆超前支护 ；机械开挖部，人工配合整修 ； 必要时喷 5cm厚混 凝土封闭掌子面 ； 施作部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷 4cm厚混凝土，架立型钢钢架和 I18临时钢架，并设锁脚锚杆，安设 I18横撑。 安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。 (2) 在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修 ； 必要时喷 5cm厚混凝土封闭掌子面 ； 导坑周边部分初喷 4cm厚混凝土 ； 接长型钢钢架和 I18临时钢架，安装锁脚锚杆，根据实际地质情况，必要时安设 I18横撑 ； 钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。 (3)在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修，并施作导坑周边的初期 支护，步骤及工序同。 (4)在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同。 (5) 利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁 42小导管超前支护 ； 机械开挖部，人工配合整修 ； 喷 5cm厚混凝土封闭掌子面 ； 导坑周边初喷 4cm厚混凝土，架立拱部型钢钢架，安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。 3.施工注意事项 (1)侧壁导坑形状宜近于椭圆形断面，导坑断面宽度宜为整个断面宽度的 1/3； (2)侧壁导坑、中槽部位宜采用短台阶法开挖，各部距离应根据隧道埋深、断面大小、结构 类型等选取；各部开挖后应及时进行初期支护及临时支护，并尽早封闭成环； (3)两侧壁导坑超前中槽部位 10 15m，可独立同步开挖和支护；中槽部位采用台阶法开挖，并保持平行作业； (4)中槽开挖后，拱部钢架与两侧壁钢架的连接是难点，两侧壁导坑施工中，钢架的位置应准确定位，确保各部架设钢架连接后在同一个垂直面内，避免钢架发生扭曲； (5)根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除临时支护，一次拆除长度不得大于 15m，并加强监 23 控量测； (6)临时支护拆除完成后，应及时施作仰拱和二次衬砌。 5 钻爆法 本线隧道开挖均采用光 面爆破技术。光面爆破是新奥法的第一要素，实施光面爆破可减弱对围岩的扰动，减小松动范围，使开挖轮廓圆顺；是保证本标段隧道工程质量、安全和进度的一个关键技术。 5.1 钻爆法工艺流程 钻爆法工艺流程见图 5-1-1 图 5-1-1 钻爆法施工工艺流程 5.2 施工方法 5.2.1 放样布眼 台车或人工钻眼前，测量人员要用红油漆准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过 5cm。在直线段，可用 3 5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。 5.2.2 定位开眼 钻孔时，钻杆要与隧道轴线要保持平行。按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在 3cm和 5cm以内。 光面爆破设计 测量放线 台车或台架就位 钻 孔 钻孔质量验收 装药与堵塞 连接起爆网路 起 爆 通 风 危石处理 清理钻孔 装药计算与结构 爆破材料准备 网路检查 设置警戒 准备填筑材料 光面效果与质量检查 24 5.2.3 钻眼 台车钻眼：钻工要首先熟悉炮眼布置图，熟练地操纵凿岩机械，特别是钻周边眼，一定要有丰富经验的老钻工司钻，有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角，尽可能使两茬炮交界处台阶小于 15cm。同时，根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。 人工钻眼：利用自制的多功能操作平台施工，钻眼要点同台车钻孔。 5.2.4 清孔 装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。 5.2.5 装药 装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于 20cm。 5.2.6 联结起爆网路 起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端 10cm以上处。网路联好后，要有专人负责检查。 5.2.7 瞎炮的处理 发现瞎炮，首先查明原因。如 果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮，则切去损坏部分重新连接导爆管即可；但此时的接头尽量靠近炮眼。 5.2.8 爆破参数调整 根据检测的情况适时调整爆破参数，为下一循环光面爆破提供理想的参数。 5.3 钻爆设计 5.3.1 钻爆设计理论 在岩时报破机理研究中 ,一般认为造成岩石破坏的原因是冲击波和爆生气体膨胀压力共同作用的结果。但是关于爆炸冲击波和爆生气体准静态压力哪个其主要作用 ,目前仍存在着两种不同的观点。一种观点认为冲击波的作用只表现在对形成初始径向裂纹起先导作用 ,而大量破碎岩石则是依靠爆生气体膨胀压力作用。另 一种观点则认为爆破过程中哪种载荷起主要作用取决于岩石的波阻抗 ,即高波阻抗岩石应力 波起主要作用 ,低波阻抗岩石爆生气体起主要作用 ；对于均质岩体以应力波作用为主 ；而对于整体性不好 ,节理裂隙发育的岩体 ,以爆生气体为主。 炸药在炮孔中起爆后 ,岩石将发生如下破碎过程 :(1)强大的冲击波压应力使炮孔周围岩石受压破碎 ,在瞬间形成压缩破碎和初始裂隙 ；(2)环向拉应力及应力波反射拉应力使岩石中的裂隙扩展 ,引起岩石进一步破裂 ,包括初始裂隙的扩展和二次裂隙的形成 ；(3)爆生气体膨胀作用使岩石中的裂隙贯穿形成破碎块度 ,碎胀体积增加 ,岩石成块或成片运动 ,形成爆堆及爆破漏斗。 岩石爆破过程在炮孔周围的空间上可分为下列三个区域 : 1.爆破近区 ,即强烈冲击区 (流体力学区 ) 。 25 由于靠近炮孔周围的爆炸脉冲压力大大超过岩石的抗压强度 ,又因应力衰减速度很快 ,压力脉冲的能量消耗使得此区的岩石遭受粉碎性破坏。爆破近区的范围不大于 2-3倍的炮孔直径。 2.爆破中区 (非线性过渡区 ) 。 爆破中区是岩石破碎的主要区域。冲击波压力在该区靠近炮孔周围的部分超过岩石的强度 ,该处仍可发生岩 -石的进一步破坏 ,但比爆破近区的破坏程度要轻微。随着单位体积的能量密度降低 ,岩石破碎程度随应力波峰值的衰减而减弱。瞬态应力场的应力波作用可分解为径向压应力和切向拉应力 ； 切向拉应力虽然只有径向压应力的一半 ,但由于岩石的抗拉强度平均只有其抗压强度的 1/16,所以仍可产生拉伸破坏 ,形成径向裂纹。切向拉应力随着距炮孔距离的增加而迅速衰减 ,因此这样产生的径向裂纹仅限于炮孔直径的 2-6倍范围。当应力波传播到自由面时 , 径向压应力波反射成为拉应力波 ,在自由面附近产生片状剥落破坏。这种破坏根据应力波的强弱可重复多次 ,其破坏范围可与径向裂纹发展范围相连接。 由于整个爆破中区在破坏过程中处于爆生气 体准静态压力场，岩石大量裂纹尖端是应力集中最明显之处，且尖端的塑性是有限的，易于造成断裂破坏，爆生气体准静态膨胀作用使得该区的裂纹扩展在爆破全过程中占有重要作用。 3.爆破远区（线弹性区）。 在远离炮孔的位置应力已经衰减的很小，不足于形成裂隙，应力波呈线弹性波在介质中传播的很远，外部效应表现为地震波形式。地震波的能量仅占爆炸总能量的 2% 6%。 爆破漏斗理论认为，炸药在岩石内部爆炸时，作用于岩石上能量的多少和速度的快慢，取决于岩石性质、炸药性质、药包重量、炸药埋放深度和起爆方式等因素。在岩石性质一定条件下， 爆破能量的多少取决于炸药重量的多少，能量释放速度则与炸药爆速密切相关。假设有一定重量的药包在地表下某一深度的岩石中爆炸，所释放的大部分能量被岩石吸收。当岩石所获得能量达到饱和状态时，岩石内部破坏表面开始位移，隆起以至发生抛掷运动，如果能量没达到饱和状态，岩石只呈弹性变形，不发生破坏。 综合各学派的观点可以得到如下认识，即两种作用形式对爆破的不同阶段和不同的岩石所起的作用不同。爆炸冲击波（应力波）的作用在于使岩石中产生裂纹，将原始损伤裂纹进一步扩展；爆生气体的作用是楔入这些裂纹，使其贯通成为块度，并将这些块度 抛掷出去。所以爆炸冲击波的不仅关系着岩石中损伤裂纹的发展，还为爆破后续过程创造了条件。此外，爆炸冲击波的作用不仅对于爆破中区的岩石破碎质量，而且对于爆破远区的围岩稳定和震动安全均具有举足轻重的作用。 对于隧道的爆破 ,应在岩石隧道开挖前 ,根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破器材等做好爆破设计 ,合理的确定炮眼布置、数目、深度和角