贵广铁路隧道三台阶七步开挖法技术交底

隧道三台阶七步开挖施工技术交底编制单位:中交XX局贵广铁路工程指挥部第XX经理部工序名称隧道三台阶七步步开挖（适应于隧道正正洞Ⅴ级围岩的的开挖施工工）日期1隧道三台阶七步步开挖施工工1.1工艺原原理和特点点隧道开挖前，首首先完成洞洞口截水沟沟、洞口土土方及边仰仰坡防护施施工。洞口口土方采用用挖掘机配配合装载机机自上而下下分层施工工，大型自自卸汽车运运输，并及及时做好坡坡面防护，开开挖一段（台台阶）防护护一段（台台阶）。先先施做护拱拱混凝土，然然后施做暗暗洞超前大大管棚，随随后进入暗暗洞施工。铁路大断面隧道道三台阶七七步开挖法法(以下简称“三台阶七七步开挖法法”)是以弧形形导坑预留留核心土法为基本模模式，分上上、中、下下三个台阶阶七个开挖挖面，各部部位的开挖挖与支护沿沿隧道纵向向错开、平平行推进的的隧道施工工方法。1.1.1三台台阶七步开开挖法具有有下列技术术特点：⑴施工空间大，方方便机械化化施工，可可以多作业业面平行作作业。部分分软岩或土土质地段可可以采用挖挖掘机直接接开挖，工工效较高。⑵在地质条件发生生变化时，便便于灵活、及及时地转换换施工工序序，调整施施工方法。⑶适应不同跨度和和多种断面面形式，初初期支护工工序操作便便捷。⑷在台阶法开挖的的基础上，预预留核心土土，左右错错开开挖，利利于开挖工工作面稳定定。⑸当围岩变形较大大或突变时时，在保证证安全和满满足净空要要求的前提提下，可尽尽快调整闭闭合时间。1.1.2三台阶阶七步开挖挖法施工应应符合下列列要求：⑴以机械开挖为主主，必要时时辅以弱爆爆破，各分分步平行开开挖，平行行施做初期期支护，各各分部初期期支护衔接接紧密，及及时封闭成成环；⑵仰拱紧跟下台阶阶，及时闭闭合构成稳稳固的支护护体系；⑶施工过程通过监监控量测，掌掌握围岩和和支护的变变形情况，及及时调整支支护参数和和预留变形形量，保证证施工安全全；⑷完善洞内临时防防排水系统统，防止地地下水浸泡泡拱墙脚基基础。1.2开挖施工工艺1.2.1ⅤⅤ级围岩三三台阶七步步开挖方法法示意图，见见图1图1Ⅴ级围岩三三台阶七步步开挖施工方法示示意图V级围岩三台阶七步开挖施工方法示意图V级围岩三台阶七步开挖施工方法示意图11159371211-311-211-11314486101621616图示说明：第1步：施作超前支护后，开挖拱部弧形导坑，预留核心土，施作拱部初期支护；第2、3步：开挖左、右侧中台阶并施作初期支护；第4、5步：开挖左右侧下台阶并施作初期支护；第6步：分别开挖上中下台阶核心土；第7步：开挖隧底并施作隧底初期支护、仰拱及填充。15b．施工步骤及工工艺第1步：上部弧形导导坑开挖：：在拱部超超前支护后后进行，环环向开挖上上部弧形导导坑，预留留核心土，核核心土长度度为3～5m，宽度为为隧道开挖挖宽度的1/3～1/2。开挖循循环进尺应应根据初期期支护钢架架间距确定定，一般00.6m左左右，最大大不得超过过1.5mm，上台阶阶开挖矢跨跨比应大于于0.3，开挖后立立即初喷44cm混凝土土。开挖后应应及时进行行喷、锚、网网系统支护护，架设钢钢架，在钢钢架拱脚以以上30ccm高度处处，紧贴钢钢架两侧边边沿按下倾倾角45°和60°两边对称称打设四根锁脚锚锚杆，锁脚脚锚杆与钢钢架牢固焊焊接，复喷喷混凝土至至设计厚度度。见图11工序1、2。第2、3步：左、右侧中中台阶开挖挖：开挖进进尺根据初初期支护钢钢架间距确确定，一般般0.6mm左右，最大大不得超过过1.5mm，开挖高度度一般为3～3.5m，左、右右侧台阶错错开2～3m，开挖挖后立即初初喷4cm混凝土土，及时进进行喷、锚锚、网系统统支护，接接长钢架，在在钢架墙脚脚以上300cm高度度处，紧贴贴钢架两侧侧边沿按下下倾角455°和60°两边对称称打设四根锁脚锚锚杆，锁脚脚锚杆与钢钢架牢固焊焊接，复喷喷混凝土至至设计厚度度。见图11工序3、4、5、6；第4、5步：左、右侧下下台阶开挖挖：开挖进进尺根据初初期支护钢钢架间距确确定，一般般0.6mm左右，开开挖高度一一般为3～4m，左、右右侧台阶错错开2～3m，开挖挖后立即初初喷4cmm混凝土，及及时进行喷喷、锚、网网系统支护护，接长钢钢架，在钢钢架墙脚以以上30ccm高度处处，紧贴钢钢架两侧边边沿按下倾倾角45°和60°两边对称称打设四根锁脚锚锚杆，锁脚脚锚杆与钢钢架牢固焊焊接，复喷喷混凝土至至设计厚度度。见图11工序7、8、9、10；第6步：开挖上、中中、下台阶阶预留核心心土，各台台阶分别开开挖预留的的核心土，开开挖进尺与与各台阶循循环进尺相相一致。见见图1工序11-1、11-2、11-3。第7步：开挖隧底：：每循环开开挖长度宜宜为2～3m，开挖挖后及时施施作仰拱初初期支护，完完成隧底开开挖、初期期支护循环环后，及时时施作仰拱拱及仰拱回回填，仰拱拱分段长度度一般为4～6m。为了了不影响车车辆进出，采采用栈桥过过渡方案。见见图1工序12、13、14；1.2.2ⅤⅤ级围岩三三台阶开挖挖断面如图图2所示。图2Ⅴ级围岩三台阶开开挖断面示示意图Ⅴ级围岩三台阶开开挖施工工工序示意图图如图3所示图图图3Ⅴ级围岩三三台阶七步步开挖法施施工工序示示意图Ⅰ-超前支护；1--上部弧形形导坑开挖挖；Ⅱ-上部初期期支护；2、3-中部两侧开挖；；Ⅲ、Ⅳ-中部两侧侧初期支护护；4、5-下部两侧侧开挖；Ⅴ、Ⅵ-下部两侧侧初期支护护；6-1、6-2、6-3-上、中、下下部核心土土开挖；7-仰拱开挖挖；Ⅶ-仰拱初期期支护；Ⅷ-仰拱及填填充混凝土土；Ⅸ-拱墙二次衬砌1.2.3三台台阶七步开开挖法施工工流程见“图4”。三台阶七步开挖挖法控制要要点Ⅰ、根据隧道的水水文地质条条件，严格格按设计要要求做好超超前支护，控控制好超前前支护外插插角，严格格按注浆工工艺加固地地层，防止止围岩松弛弛，保证隧隧道开挖在在超前支护护的保护下下施工，确确保隧道施施工安全。在在断层、破破碎带、浅浅埋段等自自稳性较差差或富水地地层中，超超前支护应应按设计要要求进行加加强，以确确保安全。Ⅱ、弧形导坑应沿沿开挖轮廓廓线环向开开挖，预留留核心土，以以人工开挖挖为主，机机械开挖为为辅，人工工配合挖掘掘机从台阶阶上向下刨刨土。开挖挖后应及时时支护；其其他各分部部平行开挖挖，平行施施作初期支支护，各分分部初期支支护衔接紧紧密，及时时封闭成环环；临时仰仰拱紧跟下下台阶，及及时闭合构构成稳固的的支护体系系。Ⅲ、施工过程通过过变形监控控量测，掌掌握围岩和和支护的变变形情况，及及时指导调调整支护参参数和预留留变形量，保保证施工安安全；Ⅳ、三台阶大拱脚脚七步开挖挖法施工应应做好工序序衔接。工工序安排应应紧凑，尽尽量减少围围岩暴露时时间，避免免因长时间间暴露引起起围岩失稳稳。Ⅴ、仰拱超前施作作，仰拱距距上台阶开开挖工作面面宜控制在在40m左右右。铺设防防水板、二二次衬砌等等后续工作作应及时进进行。Ⅵ、二次衬砌距仰仰拱保持2倍以上衬衬砌循环作作业长度，但但不得大于于40m。Ⅶ、在满足作业空空间和台阶阶稳定的前前提下，尽尽量缩短台台阶长度，核核心土长度度应控制在在3～5m，宽度度为隧道开开挖宽度的的1/3～1/2。Ⅷ、三台阶大拱脚脚七步开挖挖法施工应应严格控制制开挖长度度，根据隧隧道围岩地地质情况，合合理确定循循环进尺，每每次开挖长长度一般为为0.6mm；开挖后后立即初喷喷3～5cm混凝凝土，以减减少围岩暴暴露时间。Ⅸ、隧道周边部位位预留300cm人工工开挖，其其余部位采采用机械开开挖，中、下下台阶左、右右侧开挖应应错开，严严禁对开，左左右侧错开开距离宜为为2～3m。Ⅹ、钢架严格按设设计及规范范要求加工工制作和架架设。钢架架应架设在在坚实基面面上，并加加垫槽钢，严严禁拱（墙墙）脚悬空空或采用虚虚土回填。钢钢架应与锁锁脚锚杆焊焊接牢固。Ⅺ、隧道超挖部位位必须回填填密实，严严禁初期支支护背后存存在空洞。必必要时初期期支护背后后应进行充充填注浆，保保证初期支支护与围岩岩密贴。Ⅻ、完善洞内临时时防排水系系统，严禁禁积水浸泡泡拱（墙）脚脚及在施工工现场漫流流，防止基基底承载力力降低。当当地层含水水量大时，在在上台阶开开挖工作面面附近开挖挖横向水沟沟，将水引引至隧道两两侧排水沟沟排出洞外外。反坡施施工时，设设置集水坑坑将水集中中抽排。ⅫⅠ、确保隧道施工工的洞内通通风，保证证作业环境境符合职业业健康及安安全标准。图4三台阶七步步开挖法施施工流程图图2综合超前地地质预测预预报本线隧道地质情况复复杂，存在在偏压、围围岩质软、断断层等不良地质质，需结合合施工地质质工作予以以查明。为为此，要求求针对本线线大断面隧隧道的具体体情况，开开展综合超超前地质预预测预报，尤尤其存在破破碎带时，必必须提前做做好超前地地质预报工工作，确保保隧道安全全通过。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，及时提出对对不良地质质的处理措措施，以降降低施工风风险，确保保工程质量量和运营安安全。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。3爆破施工我管段隧道的爆爆破作业，均均采用光面面爆破。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.表中所列参数适适用于炮眼眼深度1.0～4.0m,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。4E/W：软软岩取小值值，硬岩及及断面小时时取大值。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。辅助助眼交错均均匀布置在在周边眼和和掏槽眼之之间，力求求爆破出的的石块块度度适合装碴碴需要。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，炸药可可选用岩石石硝铵炸药药。4安全、质量控制制措施⑴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。⑵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”的原则组织织施工。⑶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。⑷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，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。⑸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。⑹边墙、仰拱等的的地基承载载力必须满满足设计要要求。软弱弱地基处理理方法和施施工质量应应符合设计计要求。隧隧底开挖前前应进行施施工工艺设设计。⑺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。⑻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。⑼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。⑽制定安全施工应应急预案，日日常做好应应急物资储储备。⑾洞口工程施工，宜宜避开雨季季和严寒季季节。⑿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。地层含水量大时时，上台阶阶掌子面附附近宜开挖挖横向水沟沟，将水引引至隧道中中部纵向排排水沟排出出洞外，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。⒀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。当相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，应从从一端开挖挖贯通。设置放炮前的安安全检查员员，及时检检查现场的的安全情况况，以确定定是否可以以起爆，爆爆破后经专专职安全员员检查，排排除瞎炮等等安全隐患患后，其他他人员方可可进入施工工现场。5其他注意事项⑴暗洞分部开挖时时，在满足足设计规