隧道施工作业指导书

1、第一章 总说明1.1.编制依据.新建铁路温福线（福建段）站前工程已有设计文件。.国家和铁道部现行施工技术规范、规程及标准。.同类工程相应施工经验。1.2.编制说明.隧道施工应本着“技术可行，措施可靠，突出重点，均衡施工”的原则进行，做到“岩变我变”。.希望此作业书能为本工程隧道施工提供一些有益参考。 第二章 洞身开挖 2.1.山岭隧道开挖方法在本项目中拟采用的主要开挖方式有以下几种：#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

2、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。#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。#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

3、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，单（双）侧壁导坑超前开挖法，中壁墙法等。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，能仙居显著增强坑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。附注 CD工法：CD工法又叫中壁墙工法，最早源于德国，它

4、将开挖断面分成左右两部分，使开挖掌子面减小，变大跨度为小跨度，后日本将中壁法与台阶分步法综合起来发展为CRD工法，它适合于地质条件复杂的大断面隧道施工。2.2.钻爆法施工2.2.1.工艺流程 施工放样布眼定位钻眼清孔装药联网起爆2.2.2.施工方法 (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35台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。(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。(3)钻眼台车钻眼：钻工

5、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。(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)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。(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

6、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。(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。(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。2.2.2.主要施工机械 挖掘机、装载机、扒碴机、牵引电瓶车、矿车、自卸车、风枪、空压机、钻孔台车等2.2.3.质量检验标准超欠挖：爆破后的围岩面应圆顺平整，严格控制超、欠挖，除完整、坚硬岩石允许有少量突出(每平米不大于0.1m2，最大突

7、出不超过5cm)外，不应有欠挖，拱脚、墙脚以上1m范围内严禁欠挖。超挖量控制在设计和规范规定的范围以内。超欠挖检测可采用隧道断面测量仪进行。半眼痕保存率：围岩为整体性好的坚硬岩石时，半眼痕保存率应大于80%，中硬岩石应大于70%，软岩应大于50%。对围岩的破坏程度：爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应有浮石（岩性不好时应无大浮石），炮眼利用率应大于90%。2.3.爆破设计2.3.1.爆破设计理论 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

8、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

9、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) 。 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

10、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）。

11、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。

12、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、深度和角度、装药量和装药结

13、构、起爆方法、起爆顺序,安排好循环作业等,以正确指导钻爆施工,达到预期的效果。隧道爆破设计的各项参数如下:2.3.1.1.炮眼直径 炮眼直径对凿岩生产率，炮眼数目，单位耗药量和洞壁的平整程度均有影响。加大炮眼直径以及相应装药量可使炸药能量相对集中，爆炸效果得以改善。但炮眼直径过大将导致凿岩速度显著下降，并影响岩石破碎质量，洞壁平整程度和围岩稳定性。因此，必须根据岩性和工具，炸药性能等综合分析，合理选用孔径。一般隧道的炮眼直径在32-50mm之间，药卷与眼壁之间的间隙一般为炮眼直径的10%-15%。2.3.1.2 炮眼数量炮眼数量主要与开挖断面，炮眼直径，岩石性质和炸药性能有关，炮眼的多少直接影

14、响凿岩工作量。炮眼数量应能装入设计的炸药量，通常可根据各炮眼平均分配炸药量的原则来计算。其公式为:N=qS/r式中 N炮眼数量，不包括未装药的空眼数； q单位炸药消耗量， kg/m3; S开挖断面积，(m2); 装药系数，即装药长度与炮眼全长的比值。 r每米药卷的炸药质量，kg/m，2号岩石铵梯炸药的每米质量见下表。2号岩石铵梯炸药每米质量值药卷直径(mm)323538404445（kg.m）0.780.961.101.251.521.592.3.1.3. 炮眼深度和长度 炮眼深度是指炮眼底部至作业面的距离。 炮眼长度是指炮眼本身的长度。 通常爆破后，掌子面上不能按炮眼全部深度将岩石炸落，炮眼

15、的一部分未被炸下，而残留在作业面上，称为“残孔”，炮眼长度被炸下部分与炮眼全部长度的比值叫炮眼利用率。m=（L-n）/LL炮眼全部长度（米）n残留长度（米）m-炮眼利用率 每循环爆破作业中要求炮眼利用率不低于85%，掘进中实际的炮眼长度不等于炮眼深度，而应为炮眼深度和炮眼利用率的乘积。L=m.H（米）L爆破进尺 （米）H炮孔深度 （米）炮眼深度对爆破效果的影响:（1）炮眼深度对钻眼速度的影响 一般来说，钻眼速度随钻眼深度的增加而降低，因为眼深使炮眼初始直径加大，增加了钻爆岩石需要的破碎功能而使钻孔速度减小。眼深需要长钎，工作时产生纵向弯曲而有弹性变形，损失有效功；钎面上与眼圈岩壁的摩擦面积增大

16、，钎长则惯性大，需要用更多的能量来克服它；眼深时排除深眼内岩屑较困难，使钎转动阻力增加。（2）眼深对掘进循环时间的影响： 由于眼深增加，钻孔作业时间加长，辅助作业时间缩短。根据经验资料统计，炮眼深度在下列范围时，能使掘进平均1米所用循环时间最短。机械装渣，轻型钻机钻眼，适当眼深为2.0米-3.0米；机械装渣，重型钻机钻眼，适当眼深为2.25米-3.5米。（3）眼深对炮眼利用率和炸药消耗量的影响 在有层理、节理发育的岩层中，无论断面大小，眼深在1.5米左右时，炮孔利用率较高。加大或减小深度，炮眼利用率都将降低10%-20%，当眼深为1.5-2.5米时，装药量q与深度变化关系不大，但眼深在3-3.

17、5米时将增加10%-15%。（4）作业面大小对炮眼深度的影响 开挖断面小，岩石夹制作用大，炮眼不能很深。在作业面钻有角度的炮眼时，断面的高度和宽度，对钻眼操作有限制，也限制了钻眼的深度。2.3.1.2. 炮眼深度的确定（1）采用斜眼掏槽时，炮眼深度不宜过大，一般最大炮眼深度取断面宽度（或高度）B的0.5-0.7倍，即L=（0.5-0.7）B（2）利用每一掘进循环的进尺数及实际的炮眼利用率来确定，即L=Tm式中 L炮眼深度（米） T每掘进循环的计划进尺数 （米） m炮眼利用率，一般要求不低于0.85（3）按每一掘进循环中所占时间确定，即L=mvt/N式中 m钻机数量 v钻眼速度 （m/h） t每

18、一掘进循环中钻眼所占时间 （h） N炮眼数目 炮眼深度应该根据上述的三种情况综合考虑选定。对于掏槽眼还应加深1020cm,以保证其他炮眼能充分发挥效能。底眼也应加深510cm,且应多装药以达到翻渣的作用。不管工作表面凹凸程度如何，应该使所有炮眼的眼底均位于深部的同一断面上。 此外，所确定的炮眼深度还应与装渣运输能力相适应，使每个作业班能完成整数个循环，而且使掘进每米隧道消耗的时间最少，炮眼利用率最高。目前较多采用的炮眼深度为浅眼1.21.8m,中深眼2.53.5m,深眼3.55.15m。2.3.1.3. 炮眼方向和角度 炮眼轴线的方向称为炮眼方向，而其轴线与作业面的夹角称为炮眼角度。炮眼方向、

19、角度的选择，就是为了在岩石的薄弱部位突破，利用暴露的岩石自由面和构造特点，最大限度的发挥炸药的爆炸威力，以提高爆破效果。因此，在掘进时，炮眼必须有一定的方向和角度，而方向和角度的大小，则根据各种炮孔所起到的作用，岩石的坚硬程度和结构特点等具体情况而定。2.3.1.4. 炮眼布置 在破碎岩石的过程中存在着破碎岩石应力和岩石抵抗破坏的力。破碎岩石的力通过合理的确定各项钻爆参数，充分发挥它们的效能使其得到提高，抵抗破碎的力决定于岩石的物理力学性质和自由面的多少，也关系到破坏岩石力的有效发挥问题。它对爆破效果有决定性的影响。所以，炮眼布置是否合理，是钻爆方案中的决定性因素。5.1 掏槽眼的布置 掏槽眼

20、是断面中首先起爆的眼，其眼位应选在岩石的薄弱部位，亦要充分利用断面中岩石的结构面。如果岩石是均质的，采用锥形或楔形掏槽时，一般布置在断面中央或偏下部，以断面轴线上一点为圆心，以断面高度或高度的1/4为半径的圆内，因为这个部位岩石对爆破的夹制作用小，钻眼也方便。 掏槽眼的数目主要随岩石的坚硬程度而定，并依据断面大小，适当考虑，原则上是在保证掏槽效果的前提下，力求眼数最少，但一般不少于两对。掏槽眼与作业面的倾角是掏槽眼布置的关键，它依岩石的坚硬程度和采用的掏槽形式而定。一般变化在55°75°之间，也有采用直眼掏槽的。掏槽眼系数表岩石坚硬性系数f4681010151520楔形掏槽

21、与掘进面所成角度7570706565606055平行两对掏槽眼间距7060504040相对两掏槽眼眼底距30202015151010掏槽眼数目466668锥形掏槽与掘进面所成角度7065656055相邻两掏槽眼眼底距4030302020151510掏槽眼数目1.5 B（1.6-1.9）B(22.5) B（33.7）B说 明B开挖断面宽度或高度的最小值 掏槽眼的深度由循环进尺定，通常比其他炮眼深1020cm。 掏槽眼的眼距（一是指每对掏槽眼的眼口距离（在作业面上的距离），二是指平行两对掏槽眼的间隔距离）可由下式确定：B=2c+b式中 B两掏槽眼眼口的间距 b两掏槽眼眼底距离 c掏槽眼眼底与眼口的

22、直线距离斜孔掏槽装药量计算：Q=qV/n q-掏槽爆破岩石单位体积炸药消耗量（kg/m3）; V-槽腔体积（kg/m3）; n=斜眼掏槽炮眼数。2.3.1.5.  辅助眼的布置辅助眼的布置主要是解决炮眼间距和最小抵抗线的问题，这可以由施工经验决定，一般抵抗线W约为炮眼间距的60%80%，并在整个断面上均匀排列。当采用2号岩石铵锑炸药时，W值一般取0.60.8m.2.3.1.6   周边眼的布置周边眼应严格按照设计位置布置。断面拐角处应布置炮眼。为满足机械钻研需要和减少超欠挖，周边眼设计位置应考虑0.03-0.05的外插斜率，并应使前后两排炮眼的衔接台阶高

23、度（即锯齿行的齿高）最小。此高度一般要求为5-10cm。2.3.1.7 装药量的计算和分配炮眼装药量的多少是影响爆破效果的重要因素。药量不足，会出现炸不开，炮眼利用率低和石渣块度过大；装药量过多，则会破坏围岩稳定，崩坏支撑和机械设备，使抛渣过散，对装渣不利，且增加了洞内有害气体，相应地增加了排烟时间和供风量等。合理的药量应根据所使用的炸药的性能和质量，地质条件，开挖断面尺寸，临空面数量，炮眼直径和深度及循环的总用药量要求来确定。目前多采取以下方法计算装药量，即先用体积公式计算一个循环的总用药量，然后按各种类型的炮眼的爆破特性进行分配，再在爆破实践中加以检验和修正，直到取得良好的爆破效果为止。计

24、算药量Q的公式为 Q=qv式中 Q一个爆破循环的总用药量，Kg; q爆破1m3岩石炸药的消耗量，Kg/ m3, V一个循环进尺所爆落的岩石总体积，m3，其值为 V=L.S其中 L计划循环进尺，m； S开挖面积，m2。注：围岩类别根据铁路隧道围岩分类总的炸药量应分配到各个炮孔中去。由于各炮眼的夹制作用及受到岩石夹制情况不同，装药量也不同，通常按装药系数进行分配，值可参考下表取值装药系数值 炮眼名称岩石坚固系数f101085-63-41-2掏槽眼0.80.70.650.600.550.5辅助眼0.70.60.550.500.450.4周边眼0.70.650.600.550.450.42.3.2.

25、爆破设计（以II级围岩全断面为例）1) 基本概况 II级围岩采用全断面施工,开挖进尺为3m,炮眼直径50mm,炮眼利用率0.9,每月按30d计,用2号岩石铵梯炸药,药卷直径35mm.2) 根据地质情况决定采用楔形掏槽。3) 计算断面所需炮眼数N=N=qS/r,式中,开挖面积s=117.6m2,单位耗药量q=0.85kg/m3,装药系数=0.55,r=0.96kg/m ,则推算N约为1824)根据采用的垂直楔形掏槽及II级围岩:掏槽炮眼与开挖面间的夹角,上下两对炮眼间距离a=30cm,同一平面上内孔两炮眼间距离b=40cm,掏槽炮眼为12个。5) 计算每一循环炮眼深度因开挖进尺为3m,故炮眼深度

26、l=3/0.9=3.33m故掏槽眼及底眼深度=3.33+0.2=3.53m辅助眼深度=3.33m6) 计算各种炮眼的长度L：掏槽炮眼长度取3.5m同一平面上最外两对掏槽炮眼眼口间的距离B为,取1.6m辅助炮眼长度:取3.3m周边眼长度：取3.3m，为钻眼方便,根据围岩情况,各周边眼眼口均距开挖轮廓线5cm,其眼底超出开挖轮廓线5cm。底 眼长 度:取3.4m7) 炮眼布置如下图所示:II级围岩爆破参数表部位毫秒雷管段号炮孔名称孔深/m孔数单孔装药量/kg段装药量kg附注全断面1掏槽眼2.741.626.48主要指标：断面积117.6设计进尺3.0m单位耗药量0.93kg/m3炮眼个数197个总

27、装药量327.74kg2掏槽眼3.242.028.083掏槽眼3.542.429.685辅助眼3.3101.5815.807辅助眼3.3101.5815.809辅助眼3.3141.5822.1211辅助眼3.3251.5839.5013辅助眼3.3301.5847.4014辅助眼3.3311.5848.9814底板眼3.4161.7928.6415周边眼3.3491.7485.26合计197327.748) 每一循环装药量Q的计算及炮眼装药量的分配 根据炸药供应及围岩情况,使用2号岩石铵梯炸药,药卷直径为35cm,长度为200mm,每卷药卷为0.22kg因q=0.85kg/ m3 V=117.

28、6 m3， 故Q=q.V=0.85X117.6X3X1.1=330kg(估算)各种炮眼的装药系数:掏槽眼为0.60,辅助眼为0.50,底眼为0.55,周边眼为0.55。 每个掏槽眼装药量=0.60X3.5X0.96=2.02kg,折合为10卷每个辅助眼装药量=0.50X3.3X0.96=1.58kg,折合为8卷每个周边眼装药量=0.55X3.3X0.96=1.74kg,折合为8.5卷每个底眼装药量=0.55X3.4X0.96=1.79kg,折合为9卷各种炮眼用药量为：掏槽眼 12X2.02=24.24kg 共106卷辅助眼 120X1.58=189.6kg 共832卷周边眼 49X1.74 =

29、85.26kg 共374卷底眼 16X1.79 =28.64kg 共126 卷总共合计1438卷9)根据爆破器材情况,采用导爆管雷管孔内延期起爆法 起爆顺序按炮眼布置图的图标顺序起爆,共分10段。采用豪秒延期导爆管雷管。考虑爆区长度150m,首段12个掏槽眼选用1-3段导爆管雷管,其余依次为辅助眼10个5段,10个7段，14个9段,25个11段，31个14段,周边眼49个15段,底眼16个14段.可采用连续装药结构,反向起爆方式。由起爆药卷引出的导爆管在孔外通过反射四通连接件联成闭合起爆网路,由2发8号火雷管起爆导爆管网路。第三章 初期支护3.1.概述3.1.1.初期支护的基本概念隧道开挖后，

30、除围岩完全能够自稳而无须支护外，在围岩稳定能力不足时，则须加以支护才能使其进入稳定状态，称为初期支护。初期支护是为了解决隧道在施工期间的稳定和安全的工程措施；二次支护则是为了保证隧道永久稳定和安全，作为安全储备的工程措施。初期支护加二次支护构成复合式衬砌。初期支护主要采用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，它是现代隧道工程工程中最常见也是最基本的支护形式和方法。初期支护施作后即成为永久性承载结构的一部分，它与围岩共同构成了永久的隧道结构承载体系。3.1.2.锚喷支护的特点#灵活性。锚喷支护是由喷射混凝土、锚杆、钢筋网、拱架等支护部件进行适当的组合的支护形式，它们即可以单独使用，也可组合使用。#及时性。

31、锚喷支护能在施作后能迅速发挥其对围岩的约束作用。#密贴性。喷射混凝土能与坑道周围的围岩全面、紧密的粘结，因而可以抵抗岩块间沿节理的剪切和张裂。#深入性。锚杆能深入岩体内部一定深度，对围岩起约束作用。#柔性。锚喷支护属于柔性支护，它可以较便利的调节围岩变形，允许围岩作有限的变形，即允许在围岩塑性区有适度的发展，以发挥围岩的自承作用。#封闭性。喷射混凝土能全面及时的封闭围岩，这种封闭不仅阻止洞内潮气和水对围岩的侵蚀作用，而且能够及时有效地阻止围岩变形，使围岩较早地进入变形收敛状态。下面就针对本标段隧道工程支护措施的施工工艺作一介绍。3.2.锚杆施工工艺 本工程锚杆得主要种类有：中空注浆锚杆、砂浆锚

32、杆。3.2.1.中空注浆锚杆施工工艺 (1).施工工艺流程初喷后中空注浆施作锚杆，施工工艺流程:根据施工图放样定孔位钻孔清孔安装锚杆注浆效果检查(2)钻孔 锚杆对准设计的锚孔位置，凿岩机先给风和水，然后钻进。在较完整的岩石中施钻时，按正常钻进程序钻进至设计深度在破碎岩层中钻进时，钻头容易堵塞，因此在钻进过程时，应放慢钻进速度，多回转，少冲击，操作者注意水从钻孔中流出的状况，若有水孔堵塞的现象，应后撤锚杆50cm，并反复扫孔，使水孔畅通，然后慢慢进尺，直到设计深度。如果施钻过程中作业空间受限，锚杆打设角度不佳，可先用短钻再换用长钻钻进。钻时至设计深度后，应用水或高压风清孔。(3).锚杆安装工艺A

33、、检查锚杆孔是否有异物堵塞，若有，清除干净；B、安设锚杆，锚杆插入孔内时应小心防止孔内岩粉进入锚孔内；C、安装止浆塞，止浆塞上设注浆口与通气管，通气管应深入到锚孔底部。用钢筋将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10cm左右。D、安装垫板及螺母，但此时不宜上紧。(4).锚杆的注浆A、检查注浆泵及其零件是否齐备和正常；B、检查水泥和砂的粒径、比例、温度等是否符合规定；C、用水或风检查锚孔是否畅通，孔口返水或风即可；D、检查浆液稠度，水灰比或灰砂比是否达到设计要求；（如无设计要求可采用如下参考值：灰砂比： 1：0-1：1，宜选用直径小于1毫米的细砂。水灰比参考值：0.5左右）。E、迅速将锚杆和注浆管及泵用

34、快速接头连接好。F、开动泵注浆，整个过程应连续灌注，直到达到设计注浆压力并回浆后，封堵止浆阀，继续保持注浆20秒即可；G、当完成一根锚杆的注浆后，迅速卸下注浆软管与锚杆的接头，清洗并安装至另一根锚杆，然后注浆，若停泵时间较长，在对下根锚杆注浆前应放掉前段不均匀的灰浆，以免堵孔。H、注浆过程中，应及时清洗接头，保证注浆过程的连续性。I、完成整个注浆后，应及时清洗保养泵。J、上紧垫板螺母。(4).工艺要求水泥浆应严格按配合比配制，并随配随用，以免浆液在注浆管、注浆泵中凝结。钻孔前应根据设计要求定出孔位，作出标记，孔位允许偏差为±5cm。锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的95%。锚杆

35、安设后不得随意敲击，其端部3天内不得悬挂重物。锚杆安设后每300根至少选择3根作为一组进行抗拔力试验，围岩条件或原件材料变更时另作1组。同组锚杆28天的抗拔力平均值应满足设计要求；每根锚杆的抗拔力最低值不得小于设计值的90%。3.2.2.水泥砂浆锚杆施工砂浆锚杆施工工艺流程为：钻孔清孔 注浆 插入杆体。砂浆锚杆的施工，在初喷一层混凝土或架立钢拱架后进行，锚杆孔的位置和方向，按照设计文件要求定位，采用风钻钻孔，孔径较锚杆大15mm，钻好后用高压风或高压水将锚杆孔冲洗干净。锚杆使用前，必须进行矫直、除锈、除油。宜采用先灌后锚法施工，成孔后，先利用注浆机往孔内注入水泥砂浆，然后迅速插入锚杆，水泥砂浆

36、终凝后安设孔口垫板，且终凝前不得任意敲击锚杆。水泥砂浆采用425#以上的普通硅酸盐水泥，砂径不大于2.5mm，并掺加TZ或TZS早强剂。砂浆采用1:1水泥砂浆，水灰比采用0.380.45。待终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验。3.3.钢拱架施工工艺 钢拱架的整体刚度较大，可很好地与锚杆、钢筋网、喷射混凝土相结合，构成联合支护，为阻止破碎围岩过度变形提供较大的早期支护刚度。 3.3.1.钢架加工制作工艺要求（1）钢架采用在现场制作：A在放样平台上按设计图放大样，放样时应根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割、刨边的加工余量。将型钢冷弯成型，要求尺寸准确。B格栅钢架按设计图配置加强筋与主筋焊接。焊接

37、时，沿钢架两边对称焊接，防止变形。 （2）严格材料及焊缝检查：A焊接材料均应附有质量证明书，并应符合设计要求及国家标准规定。B钢筋、型钢应按照钢材质量证明书进行复检。C、有锈蚀、油污的钢材应清除干净后方可使用。D、焊接完毕后应清除溶碴，不允许出现漏焊和假焊等现象。（3）.钢架加工后进行试拼，平面翘曲应小于±2cm，钢垫板间螺栓孔位正确，连接紧密。3.3.2.钢架架设工艺要求（1）.为保证钢架置于稳固的地基上，施工中在钢架基脚部位预留15-20cm原地基，架立时挖除就位，如拱脚底面低于设计高度，可先浇筑早强混凝土至设计标高。（2）.钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2度。钢架的任

38、何部位偏离铅锤面不大于5cm。 （3）. 钢架与围岩应尽量靠近，但留4cm间隙作混凝土保护层。当钢架和围岩之间的间隙过大时应设垫块，垫块间距及数量应符合设计要求。（4）.为增强钢架的整体稳定性，将钢架与定位锚杆焊接，锚杆可采用22钢筋，深度不小于1.5m，外露20-25cm左右。各种钢架应根据设计要求设立纵向连接筋。（5）.采用分部开挖时，在不同分部间钢架接头处应根据设计要求设置锁脚锚杆。3.4.喷射混凝土施工工艺本工程喷射作业包括喷素混凝土、喷钢纤维混凝土、喷改性聚酯纤维（单丝长7-18mm，抗拉强度大于400MPa，直径40-50um）混凝土三种类型，均采用湿喷工艺，此处仅对喷钢纤维混凝土

39、的施工方法和施工工艺进行详细论述，素混凝土及改性聚酯纤维混凝土喷射作业可参照网喷钢纤维混凝土。（1）施工方法喷射混凝土混合料由强制式拌和机搅拌均匀后，经混凝土搅拌运输车运至工作面，再经湿喷机二次拌和，以高压风为动力，经喷头射至受喷面。该法具有粉尘少、回弹小的优点。喷混凝土分二次进行，第一次喷射厚度为5cm，按设计要求施作锚杆、架立钢支撑，再进行第二次喷射至设计厚度。考虑施工进度、安全等因素，结合本隧道工程的地质特点，喷射混凝土在开挖爆破出碴前或后(根据围岩开挖后自稳时间长短确定)立即施作一层，在围岩稳定能确保施工作业面安全的情况下，剩余部分待可与开挖断面拉开一段距离后(以不与开挖作业相干扰为度

40、)再行施作。（2）工艺流程混合料拌和运输上料第二次拌和送风加液态速凝剂喷射。流程图如下所示：细集料粗集料受喷面喷 嘴喷射机搅拌机钢纤维、聚丙烯采用稀薄流方式水 泥速凝剂空气压缩机水稠密流方式（3）材料要求选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥；细骨料选用细度模数大于2.5的硬质洁净中粗砂，使用时含水率不大于6%；粗骨料选用粒径不大于10mm的连续级配碎石或卵石，化验合格的拌和用水；外加剂的选用须经监理工程师批准，其初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10min。钢纤维选用盾铃型钢纤维，长度32mm，直径0.5mm，其抗拉强度不低于600MPa，掺量50kg/m3；钢纤维长度基本一致，不得含有其它杂

41、物，且不得有明显的锈蚀和油渍。（4）配合比钢纤维混凝土配合比通过室内试验和现场试验选定，在保证喷层性能指标的前提下，尽量减少水泥和水的用量，配合比试验结果报送监理人。钢纤维混凝土试验须提供的资料见下表。钢纤维混凝土试验应提供的资料表需要的试验特性拌和物钢纤维钢纤维混凝土素混凝土稠度粘聚度保水性抗压强度抗拉强度抗剪强度弯拉韧度抗冻抗渗（5）施工要点混合料在运输、存放过程中，严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入，装入喷射机前过筛。喷射前认真检查受喷面，做好以下几项工作：检查受喷面尺寸、几何形状是否符合设计要求；清除开挖面的浮石、坡脚的石渣和堆积物；对欠挖部分及所有开裂、破碎、出水点、崩解的破损岩石进行

42、清理和处理；用高压水或风冲洗、清扫岩面；埋设喷射厚度检查钎；对施工机械设备、风、水管路和电线等进行全面检查和试运行。喷射混凝土作业分段分片一次进行，按先墙后拱、自下而上的顺序进行。喷射时，喷嘴垂直受喷面做反复缓慢的螺旋形运动，螺旋直径约2030cm，若受喷面被钢筋网或钢支撑覆盖时，可将喷头稍加倾斜，但不小于70°，以保证混凝土喷射密实。20cm厚喷钢钎维混凝土分二次施喷完成，在第一次喷射4-5cm混凝土后，施作系统锚杆、钢支撑，再分复喷至设计厚度。后一层在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再喷射时，先用风水清洗喷层面。喷射作业紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下一循环放炮时间不小于3h。

43、严格执行喷射机操作规程：连续向喷射机供料；保持喷射机工作风压稳定；完成或因故中断喷射作业时，将喷射机和输料管内的积料清除干净。喷射混凝土的回弹率控制不大于15%。喷射混凝土终凝2小时后，进行喷水养护(气温低于5时，不得喷水养护)，养护时间不少于7天。当周围的空气湿度达到或超过85%时，经监理人同意，可自然养护。有水地段喷射混凝土采取下列措施洞壁设置泄水孔，边排水边喷混凝土。同时增加水泥用量，改变配合比，喷混凝土由远而近逐渐向涌水点逼近，然后在涌水点安设导管，将水引出，再向导管附近喷混凝土。当岩面普遍渗水，可先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，保证初喷后，再按原配比施工。当局部出水量较大时采用埋管、凿槽

44、、树枝状排水盲沟措施，将水引导疏出后，再喷混凝土。（6）钢纤维混凝土喷射注意事项钢纤维喷射混凝土中的钢纤维容易造成堵管、结团等，为了减少堵管和回弹、防止钢纤维结团，施工中除采取控制钢纤维的长径比和采用较小的集料(粒径小于10mm)等方法外，还采取如下措施：为了减少堵管，取消混凝土喷射机90°的弯头；在管路突变处，采用加长的锥形变径器；采用直径是钢纤维长度2倍以上的输料管。通过振动装置使纤维分散后加入搅拌机内，与该处正在搅拌的混合料混合；控制钢纤维的加入速度不要太快，以免纤维相互叠合。采用较低的空气压力或较少的空气。第四章 辅助施工措施4.1.超前大管棚 本标段工程部分隧道进出口采用打

45、设大管棚形成的棚架结构来对前方围岩进行预支护。大管棚具有整体刚度大、限制围岩变形能力强的特点。 4.1.1.本工程大管棚主要设计参数 钢材规格：108热轧无缝钢管，壁厚9mm；管 长：10-40m；管 距：环向间距中至中40cm；外 插 角： 1-3°；接头位置：同一环管棚接头位置相互错开不小于1m；管棚注浆：水泥浆水灰比1:1（重量比）;*注浆压力:0.5-2.0Mpa。 4.1.2.工艺流程准备工作（加工制作钢花管、钢筋笼、）施作导向墙钻孔清孔顶进管棚顶进钢筋笼（焊接牢固）焊接注浆孔、制作排气孔注浆管路检查压水试验浆液制作注浆堵口下一工序4.1.3.施工方法与要求4.1.3.1.

46、施工方法(1)、施工准备先开挖好洞口第一级钻孔平台，施作导向墙。施钻前先加工好部分钢花管及钢筋笼。（2）、钻孔采用潜孔钻机钻孔，施工前通过导向墙控制好孔位、立轴方向及打设角度。经检查合格后才能开钻，钻孔孔径以140mm为宜，施钻过程中随时记录好每一段的围岩情况。施钻完毕后用高压风清孔。检查钻孔、打管质量时，画出草图，对孔位编号、逐孔、逐根检查并认真填写记录。(3)、送管及钢筋笼安装钻孔完毕及清孔后，及时顶进钢管及钢筋笼。钢管及钢筋笼按设计要求加工制作，现场安装成型。施工次序为先安装好钢管再安装管内钢筋笼，钢筋笼的接长采用丝扣连接，同时安装过程中注意同一截面接头错开。(4)、管口注浆孔加工 管口

47、注浆孔采用30cm长20镀锌钢管，一头与大管棚堵头钢板焊接（钢板先加工一与镀锌管内径相同的圆孔），另一头接注浆管。排气孔亦采用镀锌管置于钢管内侧上方。(5)、压水试验 注浆前，先调试好注浆设备，检查管路是否畅通，并做压水试验，记录好用水量、压力、流量等参数。(6)、注浆注浆材料采用水泥砂浆，水泥浆液水灰比 1：1，最大注浆压力采用2Mpa。单根钢花管的注浆量按下式计算：取Q=R2kL式R为浆液扩散半径，取R2k=0.6Lo; Lo为注浆钢花管中至中的距离；L为钢花管长；为围岩空隙率，各种地层条件下围岩空隙率参考值：砂土40%，粘土20%，断层破碎带5%。注浆压力应逐步升高，达到设计终压后继续注

48、浆10min以上，并记录好每孔进浆量、注浆持续时间等数据。注完浆的钢管要立即堵塞孔口，防止浆液外流。4.1.3.1.工艺要求(1).工程材料控制措施水泥、钢材等材料必须三证（出厂证、合格证、检验证）齐全，进场后按规定抽检，合格后方可使用。施工前钢筋施工员必须对施工顺序、操作方法和要求向操作人员详细交底，施工过程中对钢筋规格、数量、位置随时进行复核检查。弯曲变形的钢筋须矫正后才能使用，同一截面钢筋的接头数量应符合规范的要求。 工程上的钢筋不得任意调换，根据实际情况确需调整时必须由技术部门与设计商量同意后方可施行，并办妥技术核定单。对钢筋施焊须在相同条件下制作二个抗拉试件。焊后的焊缝检验，主要进行

49、外观检查，要求焊缝表面平顺，不得有裂缝，没有明显咬边、凹陷、焊瘤、夹渣及气孔。(2).管棚加工及安装管棚钢管应按设计要求分节加工,现场组装时,应控制接头位置的准确及对接牢固,对不符合要求的重新加工安装。大管棚在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入。孔位误差不得大于5cm；角度误差不得大于2度。(3).注浆注浆前先进行压水试验,得出部分施工参数,用以指导施工。注浆压力应由小到大，先采用小压力注浆，待孔满后封闭排气孔加压至设计终压持续10min以上。必须保证孔眼浆液饱满密实，扩散范围达到设计要求。注浆过程中，要逐管填写记录，标明注浆压力、注浆量、发生情况及时处理。注浆效果检查在洞身开挖后进行，主要检查

50、注浆量偏少和有怀疑的钢管，认真填写检查记录。通过钻孔检查注浆范围及厚度，小于30cm时，补打小导管、注浆。4.1.超前小导管施工钻孔采用钻孔台车打眼、推进小导管，注浆采用注浆机注浆，灰浆机拌制浆液，注浆压力根据地层致密程度决定，一般为0.51.0Mpa，纵向前后相邻两排小导管搭接的水平投影长度一般不宜小于1.0m。（1）施工工艺施 工 准 备喷混凝土封闭开挖面钻孔打小导管注浆开挖（2）施工工艺要点施工准备熟悉设计图纸；调查分析地质情况，按可灌比或渗透系数确定注浆类型；渗入性注浆要通过实验确定注浆半径、注浆压力、单管注浆量，按设计加工导管，准备施工器材；准备施工队伍，培训施工人员。钻孔打小导管测

51、量放样，在设计孔位上作标记。14561、浆液桶 2、注浆泵 3、压力表 4、高压胶管5、注浆嘴 6、堵浆嘴 7、小导管 8、进浆管2378234567小导管注浆示意图用手持风钻钻孔后，将小导管沿孔推入，对砂土类，可用20钢管制作吹风管，将吹风管缓缓插入，用高压风射孔，成孔后将小导管插入。注浆采用单液注浆泵注浆。注浆前先喷混凝土封闭掌子面以防漏液，对于强行打入的钢管应先冲清管内积物，然后再注浆。注浆顺序由下而上，浆液用灰浆机搅拌，注浆示意见上图小导管注浆示意图。水泥浆水灰比为1.5:1、1:1、0.5:1三个等级，浆液由稀到浓逐级变换，即先注稀浆，然后逐步变浓直到0.5:1为止。考虑到注浆后需尽

52、快开挖，注浆宜用普通水泥或早强水泥，拌浆时可掺入减水剂，对于涌水量较大的松散破碎带，可采用有针对性的注浆材料。注完浆的钢管要立即堵塞孔口，防止浆液外流。预注浆的参数设计注浆压力：一般为地下水静水压的23倍，同时应考虑岩层的裂隙阻力，根据现场情况试验后确定。浆液的扩散半径r：根据已有资料进行工程类比及现场岩体注浆试验情况选定注浆压力范围，确定浆液扩散半径r的大小。单孔注浆量：Q注=r2h式中：r浆注扩散半径（m）h压浆段有效长度（m）岩石裂隙率浆液在裂隙内的有效充填系数洞内注浆结束的标准：一般情况下达到注浆压力达到1.0Mpa或单孔灌注量达1000kg两种情况之一者即可停止单孔注浆施工。注浆异常

53、现象的处理在注浆过程中，经常发生浆液从其他孔中流出的现象，这种现象称为串浆。发生串浆时，在有多台注浆机的条件下，同时注浆，否则将串浆孔及时堵塞，轮到该管注浆时，再拔下堵塞物，用铁丝或细钢筋将管内杂物清除并用高压风或水冲洗，然后再注浆。（4）质量标准导管在开挖轮廓线上按设计位置及角度打入。渗入性注浆施工时，孔位误差不得大于5cm；角度误差不得大于2度；压密注浆施工时，孔位误差不得大于10cm，角度误差不得大于3度（角度用地质罗盘仪检查）。超过允许误差时，在距离偏大的孔间补管、注浆。导管实际打入长度不得短于平均每根实际打入长度90%。检查钻孔、打管质量时，画出草图，对孔位编号、逐孔、逐根检查并认真填写记录。渗入性注浆单孔注浆量不得少于平均每孔注浆量的80%，压密注浆单孔浆量不得少于平均每孔注浆量的60%，超过偏差必须补管、注浆。注浆过程中，要逐管填写记录，标明注浆压力、注浆量、发生情况及处理过程。固结效果检查宜在搭接范围内进行，主要检查注浆量偏少和有怀疑的钢管，要认真填写检查记录。渗入性注浆通过钻孔检查厚度，小于30cm时，补管、注浆，压密注浆采用小撬棍或小锤轻轻敲打钢管附近，判断固结情况，并配合风钻钻速测试，检查注浆范围，固结不良或厚度不够时，要补管、注浆。开挖过程中，要随时观察注浆效果，分析测量数据，发现问题后停工处理。第