隧道开挖施工工艺手册.doc

隧道开挖施工工艺手册隧道开挖施工工艺手册 版本号 版本号 ZGZT1J NGZQ6 SD 04ZGZT1J NGZQ6 SD 04 编编 制 制 复复 核 核 审审 核 核 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 1 目目 录录 第一章 隧道设计概况 2 第二章 开挖工艺流程框图 2 第三章 施工工艺 2 1 施工准备 2 1 1 技术准备 2 1 2 原材料准备 2 1 3 机具准备 2 2 双侧壁导坑法施工工艺 3 3 正台阶法施工工艺 5 4 全断面开挖法 5 5 三台阶七步开挖法 6 第三章 隧道开挖施工要点 6 第四章 质量检验 13 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 2 第一章第一章 隧道设计概况隧道设计概况 本标段新建双线隧道 20 座 隧道总延长米为 7 km 占线路总长 49 2Km 的 14 3 500m 以下隧道 15 座 500m 以上至 1km 长隧道 4 座 1km 以上隧道 1 座 总长 1042m 为本标段最长隧道 大邮村隧道 为满足整孔箱梁通过隧道净空要求 本标段 共有 16 座隧道需要扩孔处理 断面扩大 40cm 本标段主要为低山丘陵区 地表冲沟水系发育 隧道主要穿越砂岩 砾岩 含砾 砂岩以及砂砾岩互层等 分为钙质胶结和泥质交接两种 局部地段为燕山期花岗岩 浅埋 偏压 地质条件差以及短路基 桥梁与短隧道群交错分布是本标段隧道施工的 特点和难点 第二章第二章 开挖工艺流程框图开挖工艺流程框图 第三章第三章 施工工艺施工工艺 1 1 施工准备 施工准备 1 11 1 技术准备技术准备 开工前组织施工人员认真学习规范 技术标准 施工图纸 制定隧道施工安全措 施 提出隧道施工应急预案 对参加施工人员进行岗前技术培训 考核合格后持证上 岗 每项工序施工前 应由专业工程师向现场技术人员 作业人员进行技术交底 并 确认人员 设备 材料 机具 作业环境满足正常作业的要求 1 21 2 原材料准备原材料准备 原材料应符合设计要求 设计未明确时应符合以下要求 雷管 宜选用非电毫秒雷管 炸药 宜选用低密度 低爆速 低猛度或高爆力的炸药 常用的炸药有 2 号岩石 炸药 乳胶炸药 1 31 3 机具准备机具准备 隧道单口施工 设备机具配置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 2 1 5 倍 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 3 主要机械设备配置表 每班 主要机械设备配置表 每班 序号机械设备名称数量 1 挖掘机1 2 台 2 装载机2 台 3 自卸汽车4 6 台 4 空压机2 4 台 5 手持风钻10 20 台 6 风镐5 10 台 7 轴流通风机1 台 2 台 8 开挖作业平台1 台 2 2 双侧壁导坑法施工工艺双侧壁导坑法施工工艺 2 1 部开挖支护 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 架和临时钢架 并设锁脚锚杆 管 安设横撑 安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度 2 2 部开挖支护 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 接长型钢钢架和临时钢架 安装锁脚锚杆 管 根据实际地质情况 必要时安 设横撑 钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度 2 3 部开挖支护 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 2 4 部开挖支护 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 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 2 5 部开挖支护 利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁 50 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 2 6 部开挖支护 在滞后于 部一段距离后 机械开挖 部 人工配合整修 喷 5cm 厚混凝土封闭掌子面 2 7 部开挖支护 在滞后于 部一段距离后 机械开挖 部 人工配合整修 喷 5cm 厚混凝土封闭掌子面 2 8 部开挖支护 在滞后于 部一段距离后 机械开挖 部 人工配合整修 隧底周边部分初喷 4cm 厚混凝土 接长临时钢架 复喷混凝土至设计厚度 拆除下部横撑 安设型钢钢架仰拱单元 使之封闭成环 2 9 拆除临时支撑 根据监控量测结果分析 待初期支护收敛后 拆除临时钢架及上部临时横撑 2 10 施做仰拱混凝土 具体见 仰拱 仰拱填充混凝土作业指导书 2 11 施做仰拱填充混凝土 具体见 仰拱 仰拱填充混凝土施工手册 2 12 施做防水层 利用简易操作平台 挂设拱墙防水板 安装纵 环向防排水管 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 5 2 13 施做二衬钢筋 具体见 二次衬砌混凝土作业指导书 3 3 正台阶法施工工艺 正台阶法施工工艺 先开挖上半断面 待开挖至一定长度后同时开挖下半断面 上下半断面同时并进的 施工方法 主要应用于正洞 级围岩的施工 3 1 超前地质预报 具体见 超前地质预报实施细则 3 2 测量放线 利用测量仪器测出上 下台阶开挖轮廓线及掏槽眼 辅助眼 周边眼位置 并用 红油漆标识清楚 3 3 上台阶开挖 支护 出碴 开挖 部后及时进行上台阶喷 锚 网系统支护 架设钢架并复喷砼至设计厚度 形成较稳定的承载拱 利用挖掘机将上台阶洞碴翻挖至下台阶后 与下台阶洞碴一起 运至弃碴场 3 4 下台阶开挖 支护 出碴 在滞后 部 3 6m 后开挖 部 并进行下导坑初期支护 上 下台阶洞碴采用挖 掘机翻碴 装碴机装碴 自卸汽车运输至弃碴场卸碴方式 3 5 仰拱 填充混凝土 及时施作仰拱砼 填充混凝土 及早封闭成环 3 6 二衬混凝土施工 根据围岩量测结果 适时施作二次衬砌 4 4 全断面开挖法 全断面开挖法 采用全断面一次开挖成形的施工方法 主要应用于双线隧道 级围岩 4 1 超前地质预报 具体见 超前地质预报实施细则 4 2 测量放线 利用测量仪器测出全断面开挖轮廓线及掏槽眼 辅助眼 周边眼位置 并用红油 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 6 漆标识清楚 具体操作见第 6 条 爆破施工 4 3 全断面开挖 支护 出碴 全断面开挖后及时进行拱墙喷 锚 网系统支护 洞碴采用装碴机装碴 自卸运 碴 4 4 铺底混凝土施工 及时施作铺底混凝土 及早封闭 4 5 施做防水层 二衬混凝土 根据围岩量测结果 适时防水层和二次衬砌 5 5 三台阶七步开挖法 三台阶七步开挖法 三台阶七步开挖法主要应用于 级围岩偏压段 级围岩一般地段 三台阶七步开挖法是以弧形导坑预留核心土法为基本模式 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 平行推进的施工方法 三台阶七步开挖法应符合下列规定 三台阶七步开挖法应以机械开挖为主 必要时辅以弱爆破 各分布平行作业 平行施作初期支护 各分部初期支护应细节紧密 及时封闭成环 仰拱应紧跟下台阶施作 及时闭合构成稳定的支护体系 施工过程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 保证安全施工 应完善洞内临时防排水系统 防止地下水浸泡拱墙脚基础 拱部超前支护完成后 环向开挖上台阶弧形导坑 预留核心土长度 为 3 到 5 米 宽度宜为隧道开挖宽度的 1 3 到 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 上台阶开挖矢跨闭应大于 0 3 中台阶及下台阶左 右侧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 开挖高度宜为 3 3 5m 左 右侧台阶错开 2 3m 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 仰拱循环开挖长度宜为 2 3 米 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 到 6m 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 7 第三章第三章 隧道开挖施工要点隧道开挖施工要点 1 要求本标段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 2 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对隧道的影响 要加强调查和处理 土质隧道在开挖过程中 尽 量减少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 30cm 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 3 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 4 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 5 洞口明洞采用明挖法施工 开挖至明暗分界线后 先施做护拱混凝土 然后施 做暗洞超前大管棚 随后立即做好明洞衬砌 随后进入暗洞施工 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 6 洞口浅埋 偏压段采用双侧壁导坑法施工 每循环进尺控制在 0 6 0 8m 以内 级围岩偏压段和 级围岩一般地段 采用三台阶七步开挖法 每循环进尺控制在 0 6 1 5m 以内 级采用台阶法施工 每循环进尺控制在 1 3m 以内 级围岩 采用全断面法施工 每循环进尺控制在 3 1 3 4m 以内 7 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 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 8 架立周边钢架 必要时设底部横撑 施作锚喷支护 依次开挖 部 喷砼封闭掌子面 施作锚喷支护 闭合成 环 开挖 部 接长临时钢架 拆除下部横 撑 拆除临时钢架 5 6m 浇筑仰拱 浇筑填充混凝土 浇筑二次衬砌 施作防水层 监控量测 开挖 部 进尺同钢架间距 图图 1 1 双侧壁导坑施工工艺流程图双侧壁导坑施工工艺流程图 清理掌子面 测量放线 开挖 部 进尺同钢架间距开挖 部 进尺同钢架间距 喷砼封闭岩面 喷砼封闭岩面 施作洞身锚杆施作洞身锚杆 架立钢架 临时钢架及横撑 架立钢架 临时钢架及横撑 锚喷支护 闭合成环 施作超前支护 注浆 监 控 量 测 监 控 量 测 锚喷支护 闭合成环 开挖 部 进尺同钢架间距 超前地质预报 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 9 25a 18 18 22 18 22 360 360 550 550 450 450 300 300 300300 mm cm 300 5cm 0 6m 300 60 300 5cm C20 40cm 1 2 3 4 8 7 6 5 40cm L 5m 300 图6 双侧壁导坑法施工工序图 图 2 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 10 图图 4 4 全断面施工工艺流程全断面施工工艺流程 测量放线 拱部超前支护 修 工方案 确定 二次衬砌施作时间 护 上导坑开挖 下导坑开挖 出碴 下部初期支护 超前地质预报 上部初期支护围岩监控量测 围岩监控量测 围岩监控量测 围岩 稳定 性评 判 修正 施工 方案 确定 二次 衬砌 施作 时间 仰拱填充施工 下一工序 仰拱 图图 3 3 正台阶法施工工艺流程正台阶法施工工艺流程 铺底混凝土施工 测量放线 围岩 稳定 性评 判 修正 施工 方案 确定 二次 衬砌 施作 时间 下一工序 全断面开挖 支护 出碴 超前地质预报 围岩监控量测 围岩监控量测 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 11 施工准备 超前地质预报 测量 分部钻爆设计 需要时 拱部超前支护 两侧错位开挖中台阶 地质素描 轮廓检查 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 调整开挖及支护参数 下一循环开挖 支护 施作钢筋混凝土仰拱 填充混凝土施工复合衬砌结束 上弧形导坑开挖 地质素描 轮廓检 查 初期支护 两侧错位开挖下台 阶 地质素描 轮廓检 查 初期支护 图图 5 5 三台阶七步开挖法施工工艺流程图三台阶七步开挖法施工工艺流程图 8 施工通风采用自然通风与管道压入式通风 9 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 开挖方法的改变 要严格按程序申请设计变更 各级围岩预留变 形量见表 9 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 12 表 1 各级围岩预留变形量 围岩类别预留变形量 3 5 5 8 8 10 10 15 注 表列数值为参考预留变形量值 施工中应根据施工图设计要求 设置预留沉 变形量 10 施工期间应加强施工地质工作 并实施全隧超前地质预测预报 将其纳入正 常施工工序管理 施工期间应开展监控量测工作 将监控量测作为关键工序列入现场 组织 具体见 监控量测施工作业指导书 11 弃碴坡脚采用 M10 浆砌片石挡墙挡护 碴顶设截水天沟 碴场坡面及顶面均 予以绿化 12 施工误差 施工误差取 5cm 级围岩隧底不考虑施工误差 隧道开挖断面除考虑设计断面尺 寸外 还应考虑预留变形量 施工误差对开挖断面的影响 13 爆破施工 石质隧道的爆破作业 应采用光面爆破或预裂爆破 爆破作业应根据工程地质条 件 开挖断面 开挖方法 循环进尺和爆炸材料进行钻爆设计 钻爆设计应根据爆破 效果不断优化爆破参数 钻爆设计的内容包括炮眼 掏槽眼 辅助眼 周边眼 的布置 深度 斜率和数 目 爆破器材 装药量和装药结构 起爆方法和爆破顺序 钻眼机具和钻眼要求等 钻爆设计土应包括炮眼布置图 周边眼装药结构图 钻爆参数表 主要经济指标和必 要的说明 爆破参数应通过试验确定 当无试验条件时 可参照表 1 表 2 选用 表表 2 2 光面爆破参数光面爆破参数 岩石类别 周边眼间距 E cm 周边眼抵抗线 W cm 相对距离 E W 装药集中度 q kg m 极硬岩50 6055 750 8 0 850 25 0 30 硬岩40 5050 600 8 0 850 15 0 25 软质岩35 4545 600 75 0 80 07 0 12 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 13 新建南广铁路新建南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6 标段隧道开挖施工工艺手册标段隧道开挖施工工艺手册 中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路中铁一局南广铁路 NGZQ 6NGZQ 6NGZQ 6 项目部项目部项目部项目部 地地址址 广广西西梧梧州州市市苍苍梧梧县县龙龙圩圩镇镇预预备备役役工工兵兵团团 14 表表 3 3 预裂爆破参数预裂爆破参数 岩石类别 周边眼间距 E cm 至内排崩落眼间距 cm 装药集中度 q kg m 极硬岩40 50400 3 0 4 硬岩40 50400 2 0 25 软质岩35 40350 07 0 12 注 1 表中所列参数适用于炮眼深度1 0 4 0m 炮眼直径40 50mm 药卷直径 20 25mm 2 当断面较小或围岩软弱 破碎或对曲线 折线开挖成形要求较高时 周边眼 间距E应取较小值 3 周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值 软岩在取较小E值 时 W值应适当增大 4 E W 软岩取小值 硬岩及断面小时取大值 5 表中装药集中度q为2号岩石硝铵炸药 选用其它类型炸药时 应修正 周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置 保证开挖断面符合设计要求 硬岩开眼位置在 轮廓线上 软岩可向内偏 5 10cm 底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破 级围岩段 的中心水沟应与隧底光爆层同时爆破成形 辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之 间 力求爆破出的石块块度适合装碴需要 周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直 面上 掏槽炮眼加深 10 20cm 当开挖面凹凸较大时 应按实际情况调整炮眼深度 使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上 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