隧道工程环形开挖预留核心土法及台阶法施工作业指导书

隧道工程开挖施工作业指导书1.适应范围适用于新建铁路隧道正洞及其辅助坑道、附属洞室的开挖施工。2.作业准备2.1内业技术准备2.2外业技术准备施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活生产房屋、混凝土搅拌站及施工便道，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、生产、办公需要。3.技术要求隧道开挖前，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。Ⅴ级地段采用短台阶法施工，Ⅳ级采用台阶法施工，Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面法施工。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自卸汽车无轨运输。在施工过程中不断总结经验，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.施工程序与工艺流程根据不同的围岩选应合理的开挖方法及程序，提高模筑混凝土衬砌刚度等都对控制围岩变形有效。4.1环形开挖预留核心土法4.1.1工艺流程见图1，施工工序见图2。施工工序说明：（一）（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁。（2）机械开挖①部，人工配合整修。（3）施作①部初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架和Ⅰ18临时竖撑。（4）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（二）（1）机械开挖②部，人工配合整修。（2）初喷4cm厚混凝土。（3）接长型钢钢架，并设锁脚锚杆。（4）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（三）（1）在滞后于②部一段距离后，机械开挖③部，人工配合整修。（2）初喷4cm厚混凝土。（3）接长型钢钢架，钢架基础垫设槽钢并设锁脚锚杆。（4）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（四）开挖④部，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同②。（五）在滞后于④部一段距离后，机械开挖⑤部，人工配合整修。步骤及工序同③。（六）（1）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，逐步拆除I18临时竖撑。（2）开挖⑥部。（七）在滞后于⑥部一段距离后，机械开挖⑦部，人工配合整修。（八）开挖隧底剩余部分⑧部。（九）（十）利用衬砌模板台车一次性灌注衬砌（拱墙衬砌一次施作）。围岩监控量测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，确定竖撑拆除及二次衬砌施作时间测量放线拱部超前支护上部环行开挖、出碴下导两侧开挖、支护拆除临时竖撑、中部开挖、支护仰拱开挖下部初期支护超前地质预报仰拱填充施工上部初期支护、架立临时钢架仰拱围岩监控量测下一工序图1施工工艺流程图2施工工序图4.2台阶法IV级围岩先开挖上半断面，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。施工工艺流程见图3，施工工序见图4。超前地质预报超前地质预报测量放线测量放线拱部超前支护拱部超前支护上导坑开挖、出碴上导坑开挖、出碴围岩监控量测上部初期支护围岩监控量测上部初期支护围岩稳定性评判、修正施工方案，确定二次衬砌施作时间围岩稳定性评判、修正施工方案，确定二次衬砌施作时间下导坑开挖、出碴下导坑开挖、出碴围岩监控量测下部初期支护围岩监控量测下部初期支护仰拱仰拱仰拱填充施工仰拱填充施工围岩监控量测围岩监控量测下一工序下一工序图图3台阶法施工工艺流程图4正台阶开开挖法施工工工序图台阶法施工工序序说明：第1部：开挖①部后后及时进行行上台阶喷喷、锚、网网系统支护护，架设钢钢架并复喷喷砼至设计计厚度，形形成较稳定定的承载拱拱。第2部：在滞后①部部3～6m后开挖②部，并进进行下导初初期支护。第3、4部：及时施作仰仰拱砼、填填充混凝土土，及早封封闭成环。第5部：根据围岩量量测结果，适适时施作二二次衬砌。4.3全断面面开挖法Ⅱ级、Ⅲ级围岩采用全断断面一次开开挖成形的的施工方法法。循环进进尺控制在在3～4.0m。5.施工要求求施工前进行超前前地质预报报，探明前前方地质情情况。5.1综合超超前地质预预测预报隧道地质情况复复杂，存在在黄土地质质、大部分分隧道洞身身位于地下下水线以下下、岩石隧隧道破碎带带等不良地地质，需结结合施工地地质工作予予以查明。为为此，要求求针对隧道道与辅助坑坑道设置的的具体情况况，开展综综合超前地地质预测预预报，成立立专业的超超前地质预预报室，由由总工程师师负责，配配置物探、水水文、地质质、试验专专业工程师师并配备先先进的预测测、预报设设备和仪器器，并将综综合超前地地质预测预预报纳入施施工工序。尤尤其是岩石石隧道存在在破碎带时时，必须提提前做好超超前地质预预报工作，确确保隧道安安全通过。针对隧道具体的的工程特点点，采用地地貌、地质质调查与地地质推理相相结合的方方法，进行行定性预测测。具体采采取的措施施有：对开开挖全过程程进行综合合预测、预预报，方法法有地质素素描法（常规地质质法）、超前探探孔近距离离预报、超超前导洞预预报、地质质雷达中短短期预报、TSP长期预测测预报、红红外线探水水及前兆法法预报等。施工中应该将几几种预报手手段综合运运用，取长长补短，相相互补充和和印证。综综合监测结结果，及时时提出对不不良地质的的处理措施施，以降低低施工风险险，确保工工程质量和和运营安全全。超前地质预报若若发现前方方地质情况况与设计不不符时要及及时通知设设计单位到到现场核实实，以便及及时采取有有效的设计计变更方案案。①常规地质法常规地质法适用用于为近期期开挖、支支护提供预预报（设平平导时视超超前正洞的的长度）。开开挖面围岩岩级别、岩岩性、围岩岩风化变质质情况、节节理裂隙、产产状、地下下水等情况况进行观察察和测定后后，绘制地地质素描图图，通过开开挖后利用用罗盘仪、地地质锤、放放大镜、皮皮尺等简单单工具对开开对洞内围围岩地质特特征变化分分析来推测测开挖面前前方的地质质情况，据据以指导施施工。②超前水平钻孔采用超前水平钻钻机钻进过过程中钻速速和钻碴的的变化对开开挖面前方方较短距离离内的地质质情况进行行判断，为为提高其预预报的准确确度，与地地质素描配配套使用。通通过超前钻钻探取芯测测定含水率率为主要手手段确定下下一步施工工方案。对富水隧道应及及时探明地地下水的储储量及分布布，探水的的方法主要要采用钻探探法。③地质雷达为提高地质预报报的准确性性，除采用用常规地质质法和陆地地声纳以进进行地质预预报外，同同时利用地地质雷达进进行地质超超前预报，其其探测范围围在40mm范围内，是是一种非破破坏型的探探测技术，具具有抗电磁磁干扰能力力强，分辨辨率高，可可现场直接接提供实时时剖面记录录图，图象象清晰直观观。地质雷达主要应应用于探测测隐伏断层层、破碎带带，探测地地下岩溶、洞洞穴，探测测地层划分分。5.2爆破施施工石质隧道的爆破破作业，应应采用光面面爆破或预预裂爆破。爆爆破作业应应根据工程程地质条件件、开挖断断面、开挖挖方法、循循环进尺和和爆炸材料料进行钻爆爆设计。钻钻爆设计应应根据爆破破效果不断断优化爆破破参数。钻爆设计的内容容包括炮眼眼（掏槽眼眼、辅助眼眼、周边眼眼）的布置置、深度、斜斜率和数目目，爆破器器材、装药药量和装药药结构，起起爆方法和和爆破顺序序，钻眼机机具和钻眼眼要求等。钻钻爆设计土土应包括炮炮眼布置图图、周边眼眼装药结构构图、钻爆爆参数表、主主要经济指指标和必要要的说明。爆破参数应通过过试验确定定。当无试试验条件时时，可参照照表1、表2选用。表1光面爆破参数岩石类别周边眼间距E（cm）周边眼抵抗线WW（cm）相对距离E/WW装药集中度q（kg/m）极硬岩50～6055～750.8～0.8850.25～0..30硬岩40～5050～600.8～0.8850.15～0..25软质岩35～4545～600.75～0..80.07～0..12表2预裂爆破参数岩石类别周边眼间距E（cm）至内排崩落眼间间距（cm）装药集中度q（kg/m）极硬岩40～50400.3～0.44硬岩40～50400.2～0.225软质岩35～40350.07～0..12注：1.表中所列参数适适用于炮眼眼深度1.0～4.0mm，炮眼直径40～50mmm，药卷直径20～25mm。2.当断面较小或围围岩软弱、破破碎或对曲曲线、折线线开挖成形形要求较高高时，周边边眼间距E应取较小小值。3.周边眼抵抗线WW值在一般般情况下均均应大于周周边眼间距距E值。软岩岩在取较小小E值时，W值应适当当增大。4.E/W：软岩取取小值，硬硬岩及断面面小时取大大值。5.表列装药集中度度q为2号岩石硝硝铵炸药，选选用其它类类型炸药时时，应修正正。周边眼应沿隧道道开挖轮廓廓线布置，保保证开挖断断面符合设设计要求，硬硬岩开眼位位置在轮廓廓线上，软软岩可向内内偏5～10cm。底板和和仰拱底面面采用预留留光爆层爆爆破，Ⅱ级围岩段段的中心水水沟应与隧隧底光爆层层同时爆破破成形。辅辅助眼交错错均匀布置置在周边眼眼和掏槽眼眼之间，力力求爆破出出的石块块块度适合装装碴需要。周周边炮眼与与辅助炮眼眼的眼底应应在同一垂垂直面上，掏掏槽炮眼加加深10～20cm。当开挖挖面凹凸较较大时，应应按实际情情况调整炮炮眼深度，使使周边眼和和辅助眼眼眼底在同一一垂直面上上。炸药可选用岩石石硝铵炸药药和乳化炸炸药。6.劳动组织织6.1劳动力力组织方式式：采用架架子队组织织模式。6.2施工人人员应结合合试验段确确定的施工工方案、机机械、人员员组合、工工期要求进进行合理配配置。6.3人员、机机械设备应应结合隧道道开挖方法法、工期要要求进行合合理配置。配配套的生产产能力应为为均衡施工工能力的1.2～1.5倍。根据据客货共线线铁路单线线隧道断面面的特点，每每工班开挖挖作业人员员不宜少于于25人。7.材料要求求7.1启用有有相关证件件和手续的的有经验爆爆破施工员员，如《爆爆破物品储储存许可证证》、《爆爆破器材安安全员作业业证》等证证件。7.2坚决落落实爆破物物品用料登登记制度爆爆破物品及及各类爆破破器材领用用实行专人人负责制，指指定专职安安全员和材材料员进行行爆破材料料的领用，其其他人员不不得领用。7.3未使用用完的爆破破物品交给给材料人员员和安全员员进行处理理，施工人人员不私自自收藏爆破破物品。8.设备机具具配置隧道右线单口施施工，根据据开挖方法法配置1台大型挖挖掘机或1台小型挖挖掘机平行行作业，1台装载机机进行装碴碴施工（左左线采用1台扒碴机机装碴施工工），大型型自卸汽车车不宜少于于4辆，20mm3/min空压机一一般不应少少于3台。9.质量控制制及检验9.1验收规规范《铁路隧道工程程施工质量量验收标准准》TB100417--200339.2分项验验收标准9.2.1主主控项目（1）隧道开挖断面的的中线和高高程必须符符合设计要要求。检验数量：施工工单位每一一开挖循环环检查一次次；监理单单位按施工工单位检查查数量的10%平行检验验。检验方法：采用用仪器测量量。（2）隧道开挖应严格格控制欠挖挖。当围岩岩完整、石石质坚硬时时，岩石个个别突出部部分（每11m2不大于0..1m2）侵入衬衬砌应小于于5cm。拱拱脚和墙脚脚以上1ｍ内断面面严禁欠挖挖。检验数量：施工工单位、监监理单位每每一开挖循循环检查一一次。检验方法：施工工单位采用用自动断面面仪测量等等仪器测量量周边轮廓廓断面，绘绘断面图与与设计断面面核对；监监理单位见见证测量，现现场核对开开挖断面。（3）洞身开挖中，应应在每一次次开挖后及及时观察、描描述开挖面面地层的层层理、节理理、裂隙结结构状况、岩岩体的软硬硬程度、出出水量大小小等，核对对设计地质质情况，判判断围岩稳稳定性。检验数量：施工工、监理单单位每一开开挖循环检检查一次。检验方法：施工工单位进行行工程地质质观察和描描述；监理理单位见证证检查。（4）光面爆破或预裂裂爆破钻眼眼前，应根根据钻爆设设计图准确确标出炮眼眼位置，钻钻孔时应按按钻爆设计计要求严格格控制炮眼眼的间距、深深度和角度度。掏槽眼眼的眼口间间距和深度度允许偏差差为5cmm。周边眼眼的间距允允许偏差为为5cm，外外插角应符符合钻爆设设计要求，眼眼底不应超超出开挖轮轮廓线155cm。检验数量：施工工单位每一一开挖循环环检查全部部掏槽眼和和10个周边眼眼；监理单单位按施工工单位检查查数量的20%见证检查查。检查方法：测量量。（5）隧底开挖轮廓和和底部高程程应符合设设计要求。隧隧底范围石石质坚硬时时，岩石个个别突出部部分（每11m2不大于0..1m2）侵入衬衬砌应小于于5cm。检验数量：施工工单位、监监理单位每每一开挖循循环检查一一次。检验方法：施工工单位用仪仪器测量底底部高程，绘绘断面图与与设计断面面核对；监监理单位见见证测量，核核对开挖断断面。（6）隧底开挖后应及及时核对隧隧底地质情情况。当需需要进行加加固处理时时，应符合合设计要求求。检验数量：施工工单位、监监理单位每每处检查一一次。检验方法：施工工单位进行行地质描述述；监理单单位见证检检查。9.2.2一般般项目（1）光面爆破或预裂裂爆破的炮炮眼痕迹保保存率，硬硬岩不应小小于80%，中硬岩岩不应小于于60%，并在开开挖轮廓面面上均匀分分布。检验数量：施工工单位每一一开挖循环环检查一次次。检验方法：对照照钻爆设计计资料，观观察、计数数检验炮眼眼痕迹保存存率。（2）水沟开挖位置、基基底高程应应符合设计计要求，靠靠边墙的水水沟应与边边墙基础同同时开挖、一一次成型。检验数量：施工工单位每一一开挖循环环检查一次次。检验方法：观察察、仪器测测量。10.安全及及环保要求求（1）加强对技术及施施工人员的的培训，提提高全体参参建人员的的安全、质质量意识。（2）岩石隧道坚持“弱爆破、短短进尺、强强支护、早早封闭、勤勤量测”的原则，土土质隧道施施工严格按按照“先探测、管管超前、非非爆破、严严控水、短短进尺、强强支护、勤勤量测、早早衬砌”的原则组组织施工。（3）严格按照设计文文件规定的的开挖方法法进行施工工，否则应应按照变更更程序申请请改变施工工方案。（4）在隧道开挖前，对对隧道地表表中线附近近范围进行行勘察，对对地表冲沟沟、深井、滑滑塌、陷穴穴、地表附附着物等不不良地质情情况进行统统计，并按按里程桩号号逐一登记记、拍照，尤尤其是隧道道下穿高速速公路等大大型构筑物物地段，施施工中应加加强监控量量测工作，严严格按设计计方案施工工，确保隧隧道安全、顺顺利通过。（5）每循环进行测量量放样，严严格控制超超欠挖。定定期对测量量控制点进进行检查、复复核，避免免由于隧底底下沉、上上鼓、不均均匀变形及及人工或机机械碰撞等等原因对控控制点的损损害。（6）边墙、仰拱或底底板等的地地基承载力力必须满足足设计要求求。软弱地地基处理方方法和施工工质量应符符合设计要要求。隧底底开挖前应应进行施工工工艺设计计。（7）开挖后应按设计计要求的量量测项目及及频率进行行围岩量测测，及时反反馈量测信信息。（8）隧道开挖中，应应在每次开开挖后及时时观察、描描述围岩裂裂隙结构状状况、岩体体软硬程度度、出水量量大小，核核对设计情情况，判断断围岩的稳稳定性。（9）土质隧道在开挖挖过程中，尽尽量减少挖挖掘机对隧隧道边沿的的开挖，应应采用人工工风镐对隧隧道周边进进行修整，减减少对围岩岩的扰动，避避免侧壁或或拱顶掉块块现象。拱拱脚、墙角角应预留330cm人人工开挖，严严禁超挖。土土质隧道拱拱墙脚严禁禁被水浸泡泡。开挖完完毕后，应应尽早对围围岩进行支支护封闭，减减少围岩暴暴露的时间间。（10）制定安全施工应应急预案，日日常做好应应急物资储储备。（11）洞口工程施工，宜宜避开雨季季和严寒季季节。（12）洞口施工前，应应先检查边边、仰坡以以上山坡稳稳定情况，清清除悬石，处处理危石，施施工期间实实施不间断断监测和防防护。（13）泥质砂岩隧道施施工应做好好洞顶、洞洞门及洞口口防排水系系统。洞门门及洞内排排水沟应进进行铺砌，砂砂浆抹面，防防止地表水水及施工用用水下渗，影影响结构安安全。地层层含水量大大时，上台台阶掌子面面附近宜开开挖横向水水沟，将水水引至隧道道中部纵向向排水沟排排出洞外，以以免浸泡拱拱脚。必要要时应配合合井点降水水等措施将将地下水位位降至隧道道二次衬砌砌底部以下下，确保施施工顺利进进行。（14）隧道明洞段施工工时，边仰仰坡应分层层分段开挖挖，并按设设计及时做做好防护。临临时边仰坡坡应进行适适当放坡。（15）明洞段因地基加加固等施工工的振动可可能造成边边坡失稳时时，应预先先在边坡上上设置观测测桩进行监监测，并派派专人检查查边坡的稳稳定情况。发发现边坡有有开裂、变变形现象时时，应立即即对边坡体体进行加固固处理，确确保安全后后方可继续续进行施工工。（16）爆破作业时，所所有人员应应撤离至不不受有害气气体、振动动及飞石伤伤害的安全全地点。安安全地点至至爆破工作作面的距离离，在独头头坑道内不不应小于2200m，当当采用全断断面开挖时时，应根据据爆破方法法与装药量量计算确定定安全距离离。当相对对开挖工作作面相距440m时，两两端施工应应加强联系系，统一指指挥。当两两开挖工作作面相距10～15m时，应从