铁路隧道全断面开挖施工作业指导书

1、XX铁路XX标段隧道工程编号：隧-(2016) 02铁路隧道全断面开挖施工作业指导书编制单位:编制人:审核人:年 月 日发布月 日实施铁路隧道全断面开挖施工作业指导书1 .适用范围1.1 适用于XX铁路XX标段双线隧道I、n级围岩，单线隧道n、 田级围岩开挖，地下水状态：干燥或潮湿。2 .作业准备2.1 内业技术准备作业指导书编制后，应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，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后 持证上岗。超前地质预报、全断面开挖、监控量测

2、等严格执行铁建 设2010120号文件及铁建设2008160号文规定。2.2 外业技术准备(1)人员、机械设备应结合隧道开挖方法、工期要求进行合理配 置。配套的生产能力应大于均衡施工能力，均衡施工能力应大于施 工进度指标。(2)隧道单口施工，根据开挖方法配置 1台大型挖掘机，另配备 1台装载机进行装殖施工，大型自卸汽车不宜少于 4辆，空压机一 般不应少于3台。(3)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，尽可能地减少超挖，保证隧道的开挖作 业安全、保证开挖质量。3 .技术要求(1)隧道施工方法应根据地质、覆盖层厚度、结构断面及地面环 境条件等，经过经济、

3、技术比较后确定。(2)隧道开挖断面应以衬砌设计轮廓线为基准，考虑预留变形量、 量测贯通误差和施工误差等因素作适当加大。(3)隧道开挖预留变形量应根据围岩级别、隧道宽度、隧道埋深、施工方法和支护情况采用工程类比法确定。(4)隧道开挖过程中，应对隧道围岩进行观察和监测，拟定监控 量测方案。监测围岩变形，反馈量测信息指导设计和施工。量测项 目和量测频率应符合设计要求。(5)隧道施工采用钻爆法开挖时，应采用光面爆破或预裂爆破， 并根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具 和爆破材料等进行钻爆设计，并根据爆破效果调整爆破参数。钻爆 开挖不得危及衬砌、初期支护，减少对围岩的扰动。(6)隧道

4、开挖过程中，应加强开挖面的地质素描和地质预报工作；(7)隧道开挖后应及时进行初期支护。采用分部开挖时，应在初 期支护喷射混凝土强度达到设计强度的70%t以上时，方可进行下一分部的开挖。(8)隧道开挖断面中线、高程必须符合设计要求。(9)隧道不应欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，方允许岩石个别部分侵入衬砌，整体式衬砌应小于 10cm*!,其他衬砌不应大于 5cmi 拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。隧底开挖底部高程应符合设计 要求。隧底范围岩石局部突出每平方米不应大于0.1肝，侵入断面不应大于5cm,同时要求基底内无积水和浮渣。4 .施工程序与工艺流程4.1 新奥法施工原理(1)按新奥法原理组织施工

5、，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)按照“先探测、管超前、弱爆破、严控水、短进尺、强支护、 早闭合、勤量测、紧衬砌”的原则进行组织施工。(3)开挖根据围岩情况，隧道I、n、田级围岩采用全断面法施工，每循环进尺控制在 2.5m以内。施工通风采用管道压入式通风。(4)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。4.2 全断面法施工4.2.1 施工工艺流程全断面法施工工艺流程详见图4.2.

6、1-1图4.2-1全断面法施工工艺流程图4.2.2 施工示意图全断面法施工步骤详见表4.2.2-1表4.2.2全断面法施工步骤示意开挖方法横断面示意纵断面示意注：1-全断面开挖；II-初期支护；3-隧道底部开挖（捡底）；IV- 底板（仰拱）浇筑；V-拱墙二次衬砌。4.2.3 工序时间控制以单线隧道n级围岩全断面法为例每循环作业时间如下：表4.2.3 II级围岩全断面法掘进循环时间表工序时间(min)循环时间(min)60120180240300360420480测量放样30钻爆200通风排烟30喷射混凝土40出硝1504.3爆破施工(1)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

7、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。(2)钻爆设计的内容包括炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼、底板 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。钻爆设计图应包括 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。(3)掏槽炮眼可采用直眼掏槽或斜眼掏槽。 凿孔应根据工程规模、 工期和施工质量要求选用凿岩设备，有条件时优先采用凿岩台车， 以提高凿孔精度(包括炮眼的开孔位置、角度、深度) 。(4)爆破参数应通过试验确定。当无试验条件时，可参照表4.3

8、 -1、表 4.3-2 选用。表4.3-1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506055 750.8 0.850.25 0.30硬岩405550 600.8 0.850.15 0.25软质岩304545 600.75 0.80.07 0.12表4.3-2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：a.表中所列参数适用于炮眼深度1.03.5m,炮眼直径4050mm药

9、卷直径2035mmb.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。c.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。d. E/W :软岩取小值，硬岩及断面小时取大值。e.表列装药集中度q为2号岩石硝俊炸药，选用其它类型炸药 时，应修正。(5)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510cmo底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破，n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 求爆破出的石度适合装殖需要。周边炮眼与辅

10、助炮眼的眼底应在同 一垂直面上，掏槽炮眼加深 1020cmo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。(6)炸药可选用岩石硝俊炸药和乳化炸药。常用的周边眼装药结构有小直径连续装药、间隔装药、导爆索装药和空气柱状装药。一般情况下宜选用小直径连续装药或间隔装药结构；当岩石很软时，可采用导爆索装药结构；当眼深不大于2m时，可采用空气柱状装药 结构。爆破装药方式详见图 4.3-1所示。掏槽眼、底眼图4.3-1爆破装药示意图4.4 初期支护施工II、田级围岩隧道初期支护一般由钢筋网、C25喷射混凝土、小22砂浆锚杆组成。初期支护施工程序见下图。4.4.1 砂浆锚

11、杆施工每循环开挖完后及时按设计进行初期支护施工，包括全长粘结砂 浆锚杆。先进行孔位测量放样，孔位测量做到位置准确，采用锚杆 台车和人工手持风枪按放样进行钻孔，标志杆做控制钻孔方位，使 孔位角度符合设计要求，钻孔完毕打入锚杆后，随即在钻杆尾部安 设垫板，上紧螺帽，然后连接注浆管，再用高压注浆设备注浆，注 浆顺序自两侧起拱线向拱顶逐根进行。 砂浆锚杆孔采用倒退式注浆， 人工打入锚杆。砂浆锚杆施工工艺见下图。施工工艺方法：钻孔：根据受喷面情况及设计要求布置孔位， 弁作标记。施工时 采用锚杆台车或风枪钻孔，孔深偏差不大于土 50mm,采用“先灌注 砂浆，后安装锚杆”的程序施工，钻头直径大于锚杆直径 1

12、5mm系统锚杆在围岩开挖和初喷混凝土后打设，钻孔时确保孔口岩面整平，使岩面与钻孔方向垂直。锚杆锚固：锚杆埋设前，对锚孔进行检查，孔位、孔深、孔径、 方向等必须合格。同时用高压风、水清孔，使孔干净无积水残硝。 锚杆加工前检查锚杆钢材、直径等符合要求，锚杆端头加工螺纹长 度不小短于10cm锚杆埋设采取先灌注砂浆后插杆施工，砂浆强度及配比由设计和试验选定，注浆时注浆管插至距孔底50100mm随砂浆的注入缓慢拔出，弁插入锚杆，然后用半干硬砂浆封实孔口，用楔子固定锚 杆，弁安设垫板，上好螺帽。锚杆埋设后24h以内不许碰撞，不许悬挂重物，锚杆砂浆参膨胀及早强剂，以提高其早期强度，砂浆强 度达到10MP诟，

13、拧紧螺母，使垫板紧贴初喷砂面。4.4.2 钢筋网施工钢筋网加工：钢筋网按照设计要求加工成方格网片，纵横钢筋相交处可点焊成块。工艺流程：钢筋网一般在初喷砂、 锚杆完工之后安设，施工时运 至工作面进行敷设，网片要紧贴初喷面，碎保护层厚度必须满足设 计要求。网片与网片间、网片与锚杆间要焊接牢固。检测钢筋下料一网制信初啧、锚杆安装 q挂一筋网1_ 架安装复喷至计厚度技术要点：钢筋必须经试验检测性能合格；使用前要作钢筋除锈 和去污处理；钢筋网节点与锚杆间采用电焊焊接牢固，网片间用铁 丝扎紧或焊接，在喷射作业时不得移动；钢筋网搭接长度不小于一 个网格；钢筋网铺设随秋初喷面起伏，弁与壁面接触密实；复喷砂 后

14、，将钢筋网完全覆盖，钢筋网不得外露，而且要有35cm厚保护 层。复喷后喷砂面应平整。4.4.3 喷射混凝土施工喷射砂施工采用湿喷砂工艺，详见图。在作业时，彼由彼拌合站拌好，通过彼输送车向洞内送料， 空压 机供风，采用湿喷机喷射。施工工艺：碎喷射机安装调试好后， 在料斗上安装振动筛（筛孔 16mrm,以避免超粒径骨料进入喷射机； 用高压水冲洗干净受喷围岩 面，而后即可开始喷射彼。送风之前先打开件5-18制触程物免速凝剂流入输送管 内），以免高压硅拌合物堵塞速凝剂喷射孔；送风后调整风压，使之控制在0.450.7MPa之间，若风压过小，粗骨料则冲不进砂浆层而 脱落，风压过大将导致回弹量增大。因此，按

15、硅回弹量大小，表面 湿润易粘着力度来掌握。喷射压力与喷射机机械手调配适当，根据 喷射仪表反馈的信息及时调整风压和计量泵，控制好速凝剂掺量。喷嘴与岩面的距离按规范执行， 喷射方向尽量与受喷面垂直， 拱 部尽可能以直径方向喷射。一次喷射厚度不宜超过 10cm,采用凿孔法检查厚度。若需喷第 二层，两层喷射的时间间隔为 1520min。为提高工效和保证质量，喷射作业分片进行，可按照先边墙后拱 脚，最后喷射拱顶的顺序施喷。喷前先找平受喷面的凹处，再将喷 头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约 30cm,力 求喷出的彼层面平顺光滑。按规定留置喷射混凝土试块。5 .施工要求(1)洞身开挖中，应在

16、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。(2)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眼底间距允许偏差为± 5c m,辅助眼口间距 允许误差为± 10cn%周边眼的间距允许偏差为土 5cm,外插角应符合 钻爆设计要求，眼底不应超出开挖轮廓线15cn%(3)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)侵入衬砌应不大 于5cm,拱脚

17、和墙角以上1m范围内严禁欠挖。(4)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。(5)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。(6)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。(7)按照铁建设2008160 号文件要求，I、II、田级围岩地段 仰拱距离掌子面不宜大于 90m, I、II级围岩地段二衬距离掌子面 不大于200m,田级围岩地段二衬距离掌子面不宜大于 120m(8)加强对技术及施工人员的培训，提高全体人员的安全、质量 意识。(9)严格按照设计文件规定的开挖

18、方法进行施工，如需改变开挖 方法应按照变更程序申请改变施工方案。(10)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造成损害。(11)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。(12)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。(13)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

19、 30cm人工开挖，严禁超挖。土 质隧道拱墙脚严禁被水浸泡。(14)制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。(15)隧道施工应做好洞顶、洞门及洞口防排水系统。洞门及洞内 排水沟应进行铺砌，砂浆抹面，防止地表水及施工用水下渗，影响 结构安全。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。6 .劳动组织(1)劳动力组织方式：采用架子队组织方式。(2)单个掌子面开挖班设置 24人，每个循环16人上班，保证每 班始终有8人休息，开挖作业劳动力配置详见表6-1 o表6-1开挖作业劳动力配置表(单个掌子面)工种/职务数量备注管理层队长1技术负责人1专职安全员1专职质

20、量员1开挖班长1作业层装载机司机1挖掘机司机1出行查车司机4爆破员6风枪手18测量人员2合计36其中负责人、技术人员、专兼职安全员必须由施工企业正式职 工担任，弁可根据工程情况适当配备若干劳务工人。7 .材料要求爆破材料应符合设计要求。8 .设备机具配置表8-1开挖作业设备机具配置表（单个掌子面）序号仪器设备名称规格型号数量功率、容量或吨位用途备注1装载机12挖掘机13自卸出殖车44气腿式凿岩机205全站仪19 .质量控制及检验9.1 严格控制爆破参数，避免欠挖和大面积超挖9.2 定期对已开挖段进行断面复测，分析超欠挖。9.3 钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、网路接线和起爆。并加强装药

21、和起爆联网的监控和检查，严格执行钻爆设计，经 检查合格后方可起爆。9.4 钻眼作业应符合下列规定：(1)炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计。掏槽眼眼口间距误差不 大于3cm,眼底间距误差不得大于 5cm；辅助眼眼口排距、行距误差 均不得大于5cm；周边眼眼口位置误差不得大于 3cm,眼底不得超出 开挖断面轮廓线35cm/m (深眼取大值，浅眼取小值)。(2)当采用凿岩机钻眼时，掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于 10cm；周边 眼眼口位置误差不得大于 5cm,眼底不得超出开挖断面轮廓线 15cmi(3)当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度，使

22、周边 眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。(4)钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，对不符合要 求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药。(5)当采用凿岩机钻孔，当凿孔高度超过2.0m,都应配备与开挖 断面相适应的作业台架进行凿孔，钻孔作业应定人定岗，尤其是左 右侧周边眼司钻不宜变动。9.5 所有装药的炮眼应采用炮泥堵塞， 炮泥宜采用炮泥机制作的 粘土炮泥，堵塞前应事先将炮泥制成比炮孔直径稍小一点的炮泥条 备用，堵塞长度应通过计算确定；浅孔应将余孔全部堵塞。不得采 用炸药的包装材料等代替炮泥堵塞。9.6 爆破作业时，所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤 害的安全地点。安全地点至爆破工作面的距离

23、，在独头坑道内不应 小于200m当采用全断面开挖时，应根据爆破方法与装药量计算确 定安全距离。9.7 提高光面爆破效果，除注意地质条件的影响外， 应在爆破设计、钻爆作业等方面采取以下技术措施：9.7.1 周边眼间距与抵抗线的相对距离要合理，通常减小周边眼间距和抵抗线，爆破后轮廓成形好。9.7.2 周边眼装药集中度太大易造成超挖，而太小易造成欠挖。 装药结构应均匀分布，眼底可相对加强一些。软岩周边眼装药宜采 用导爆索或导爆索束。9.7.3 周边轮廓线和炮眼的放样宜采用隧道激光断面仪、全站仪或其他类似的仪器，尽量减少人工操作。周边轮廓线的放样误差应 不大于± 2cm9.7.4 减少周边眼

24、开眼误差，硬岩开眼位置在轮廓线上， 软岩可 向内偏510CR19.7.5 应减小外插角的误差，一般小于 3m时外插角的斜率宜为 0.05,大于3m时外插角的斜率宜为 0.050.03;外插角的方向应 与该点轮廓线的法线方向一致。9.7.6 爆破后应检查爆破效果，并符合下列要求：(1)爆破后围岩的稳定情况应符合：硬岩无剥落；中硬岩基本无 剥落；软弱围岩无大的剥落或坍塌。(2)检查并记录超欠挖情况，并应符合要求。(3)开挖轮廓圆顺，开挖面平整。(4)爆破进尺达到设计要求，爆出的石块度满足装殖要求。(5)炮眼痕迹保存率应符合规定并在开挖轮廓面上均匀分布。对 地质条件好的隧道，光面爆破炮眼残留率要求硬

25、岩达到80%以上、中硬岩达到60%以上。(6)两次爆破的衔接台阶尺寸应符合规定。(7)当在浅埋、软岩、邻近有建筑物等特殊情况地段爆破时，应 采用仪器检测围岩爆破扰动范围和垂直振速，并采取措施控制爆破 对围岩的扰动程度。(8)爆破作业实施前应进行爆破震动监测、噪声监测、空气污染和粉尘监测。爆破振动监测的对象有：a对洞口附近的建筑物和构筑物的振动。b对浅埋隧道地表的建筑物和构筑物的振动。c对相邻隧道或地下构筑物的振动。d每一新的爆破设计实施时对新喷混凝土、刚脱模的二次衬砌混凝土的振动等。(9)测得的质点振动速度应符合爆破安全规程(GB6722的规 定，若振速超过规定时应调整爆破设计参数。10 .安

26、全及环保要求10.1 从事爆破、电力、高处作业及起重作业等特殊作业人员， 各种机械的操作人员及机动车辆驾驶人员，必须经过劳动安全管理 部门专业培训并考试取得安全操作合格证后，方准持证独立操 作。10.2 爆破作业时，所有人员应撤离至不受有害气体、振动及飞 石伤害的安全地点。安全地点至爆破工作面的距离，在独头坑道内 不应小于200ml当采用全断面开挖时，应根据爆破方法与装药量计 算确定安全距离。10.3 隧道爆破作业按爆破安全规程操作施工，洞内爆破时， 必须统一指挥，所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的 地点，安全距离大于200米。10.4 设置放炮前的专职安全检查员，及时检查现场的安全

27、情况， 以确定是否可以起爆，爆破后必须经过通风排烟，且至少相距15分钟以上，爆破后经专职安全员检查，排除瞎炮等安全隐患后，其 他人员方可进入施工现场。10.5 瞎炮处理必须设立警戒区，瞎炮必须由原爆破手按规定处 理。视情况确定具体处理方法： 将引线或电线重新接好，再行起爆， 严禁打残眼；在距日S炮0.6m处打一平行炮眼诱爆，但必须注意岩层 节理情况，在打眼地点不得有连通瞎炮的裂缝；安全妥善地取出堵塞物，重装药起爆。10.6 当相对开挖工作面相距 40m时，两端施工应加强联系，统 一指挥。当相对开挖工作面相距 1015m时，应从一端开挖贯通。10.7 开挖达到一定距离后，必须跟进仰拱及二衬施工，仰拱距 离掌子面距离规定：II、田级围岩不超过90m,二衬距离掌子面距离的规定：II级围岩不超过 200nlm级围岩不超过120。10.8 爆破器材运输及爆破施工安全保证措施(1)严格爆破器材的管理，火工材料运到工地的炸药若当天未使 用完，必须如数交回，不得在工地留存过夜。火工品使用、运输过 程中必须有公安人员负责押运。(2)在进行爆破作业之前，要取得当地公安部门的批准，并提前 14天以书面形式通知监理，提出相应的安全防护措施，经监理同意 后实施。遵守各项规章