标段区间矿山法施工作业指导书

1.编制依据...............................................................................1

2.编制的目的.............................................................................1

3.工程概况..............................................................................2

3.1工程范围...........................................................................2

3.2设计概况...........................................................................2

3.3地形地貌...........................................................................5

3.4管线情况...........................................................................5

3.5工程地质...........................................................................5

3.6水文地质..........................................................................6

3.7主要工程数量.....................................................................7

4.工程特点、重难点分析及施工对策........................................................7

4.1工程重难点分析....................................................................7

4.1.1矿山法区间大断血施工............................................................7

4.1.2矿山法区间下穿排水管............................................................7

4.2施工中的主要对策..................................................................8

4.2.1矿山法区间大断面施工...........................................................8

4.2.2矿山法区间下穿排水管...........................................................9

5.矿山法区间施工危险源的识别及应对措施.................................................10

6.危险源专项安全施工方案................................................................11

7.主要工程施工方案......................................................................11

7.1总体施工方案......................................................................11

7.2总体施工程序安排.................................................................12

7.3马头门进洞施工...................................................................12

7.4深孔注浆施工.....................................................................18

7.5矿山法隧道开挖及初期支护........................................................24

7.6防水施工.........................................................................35

7.7二衬施工.........................................................................43

7.8背后注浆.........................................................................51

7.9堵头墙施工.......................................................................52

7.10监控量测........................................................................54

8.安全施工保证措施.....................................................................61

8.1安全生产目标.....................................................................61

8.2三级管理.........................................................................62

8.3安全生产检查制度.................................................................62

8.4安全生产保证体系.................................................................63

9.应急预案...............................................................................70

9.1制定应急预案的目的...............................................................70

9.2应急救援系统的组成、职责及分工...................................................71

9.3应急抢修人员及材料设备..........................................................76

9.4工程安全风险识别及应对措施......................................................77

9.5应急救援措施.....................................................................78

1.编制依据

(1)国家、河北省及石家庄市现行有关设计规范、技术规范、施工及验收规范、

质量检验评定标准、技术标准、规程及相关法规、条例等；

(2)石家庄地铁工程招标文件；

(3)石家庄地铁工程施工图设计及《岩土工程勘察报告》(详细勘察阶段)；

(4)住房与城乡建设部关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的

通知(建质[2009]87号)

(5)石家庄地铁指挥部关于印发《中国中铁石家庄地铁一期土建及相关工程重大

危险源管理办法》的通知(中铁石指安发(2013)43号)

(6)《地铁暗挖隧道注浆施工技术规程》DBJ01-96-2004；

(7)《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012；

(8)《施工现场临时用电安全技术规程》JGJ46-2005；

(9)《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50205-2001；

(10)《建筑工程施工现场消防安全技术规范》GB50720-2011；

(11)《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012；

(12)《工程测量规范》GB50026-2007；

(13)《建筑变形测量规范》JGJ80-2007；

(14)《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008)；

(15)《地下防水工程质量验收规范》(GB50208-2011)；

(16)《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002(2011版)；

(17)《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》(GB50652-2011)；

(18)《石家庄桃道交通一期工程标段总体施组》；

(19)《长城桥站〜和平医院站区间实施性施工组织设计》；

(20)石家庄市轨道交通有限责任公司相关文件；

(21)施工调查报告；

(22)本单位其它类似工程相关经验。

2.编制的目的

为了及时、有序、有效地控制和减少过程中可能发生的事故及财产损失，保证矿

山法暗挖施工的自身安全和社会公共安全，督促生产健康有序的发展，根据国家、河北

省及石家庄市现行有关设计规范、技术规范、施工及验收规范、质量检验评定标准、技

术标准、规程及相关法规、条例，石家庄市轨道交通有限责任公司、住房与城乡建设部

关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知（建质[2009]87号）相

关发文要求，结合我项目的实际情况，特制订本施工危险源作业指导书。

本作业指导书对本工程项目施工中可能发生的紧急情况，进行了风险识别和评估，

制订了相应的应对方案、措施和应急预案，同时明确项目部应急救援组织机构、资源以

及应急响应的程序，实现规避施工风险及在发生重大安全生产事故时，能够调动一切可

能的力量（自救、社会救援等）立即进行救援工作，尽量减少事故的危害，保障项目施

工人员和周边居民的人身健康和安全及项目、周边单位和社会公共设备、设施财产的安

全。

3.工程概况

3.1工程范围

XX区间以长城桥站为起点，由西向东沿XXX路敷设，至XX站为终点。XXX站站前设

有单渡线和临时停车线。区间平面由多条直线、缓和曲线及圆曲线构成。区间线路起始里

程为K5+248.060,终止里程为K6+268.160,总长1020.1双延米。区间在里程K5+740,000

处设置联络通道兼排水泵，K5+944.000里程处设置区间盾构井兼工法转换井，区间右线设

计里程K6+250.900~K6+268.160范围为明挖法区间，区间右线设计里程

K5+951.800~K6+250.900范围采用矿山法施工，矿山法区间总长299.1米。区间其余范围

均采用盾构法施工。

图2.1-1矿山法区间线路走向总平面示意图

3.2设计概况

3.2.1矿山法区间概况

线路纵向坡度呈“V”字型坡，区间线路坡度为2%。〜3%。，轨顶标高57.79〜59.263m,

地面标局75.03〜75.97m。本区间位于中山路下，覆土厚度约8〜10m,断面宽度11.1m〜

13.6m,断面高度8.88m〜10.5m。为大断面马蹄形复合衬砌结构，采用双侧壁导坑法施工,

主要采取深孔注浆、超前地质探孔、掌子面注浆等工程措施以保证施工安全。本区间结构

平面图见下图2-2-1。

结

机

安

测

土

合

环计

构

械

全

量

同

建

保

量

工

工

负

工

工

工

工

工

责

程

程

程

程

程

程

人

师

程师

师

师

师

师

师

图2-2-1矿山法结构平面图

3.2.2结构形式、断面类型及支护参数

本区间衬砌类型采用马蹄形断面，复合式衬砌，共3种断面型式，A断面长度258.55m,

宽度11.1m,高度8.8m；B断面长度28.65m,宽度12.3m,高度9.676m；C断面长度11.3m,

宽度13.7m,高度10.485m,初期支护采用喷射混凝土+格栅钢架措施，二次衬砌采用模筑

钢筋混凝土，两次衬砌之间设柔性防水层。区间开挖循环进尺标准长度为0.5m。辅助工程

措施采用超前小导管、锁脚锚杆、深孔注浆、掌子面注浆、掌子面喷射混凝土封闭等。本

区间隧道结构横断面图见2-2-2o

图2-2-2矿山法结构横断面图

本区间主体结构参数详见下表2-2-1o

表2-2-1A、B、C型断面隧道结构参数表

断面类型项目材料规格结构尺寸

超前小导管4)42X3.25,L=2.5m隔相打设，环向间距：0.3m

每根格栅钢架拱脚节点处分别打设

锁脚锚管4)42X3.25,L=3m

一组，每组两根

A断面(258.55m)钢筋网6.5,150mmX150mm网格双层，搭接1〜2个网格

初期支护

(11.lm*8.8m)环向间距1叫L=0.5m,内外双层交错

纵向连接筋322

B断面(28.65m)布置

(12.3m*9.676m)喷射混凝土C25喷混凝土0.35m

C断面(11.9m)格栅钢架。25、(M4钢筋纵向间距0.5m

(13.7m*10.485m)格栅钢架由25、014钢筋纵向间距0.5m

喷混凝土C25喷混凝土0.3m

临时支护

钢筋网4>6.5,150X150mm单层，搭接1〜2个网格

纵向连接筋22环向间距1叫L=0.5m,背土侧设置

A断面无纺(400g/m2),1.5mm厚

B断面防水层全断而铺设ECB防水板,7cm厚细石混凝无纺布拱墙单层，底板双层

C断面土保护层

A断面C40模筑混凝土，0.5m

二衬

B断面P80.55m

C断面0.6m

3.3地形地貌

矿山法区间由西向东沿XXX路敷设，位于XXX路下方。xxxx规划红线宽53m,为城市

主干道，现状车流较大，且地面交通流量较大，对隧道拱顶会产生一定压力。

矿山法区间沿线主要建筑物有xxxxx3层、4层、5层办公楼及5层住宅楼等，距离矿

山法区间净距约20~30m。周边建、构筑物距离矿山法区间较近，施工过程中，通过加强监

测，确保建筑物安全。

3.4管线情况

本区间位于道路下方，隧道施工影响范围内(隧道中线向两侧各20~30m)存在上水管、

污水管、通信线等大量市政管线，大多数埋深约为2〜3m。区间沿中山西路顺向下穿埋深

约4m的2000X1000xxxx＞埋深约2.5m的DN800污水管等市政管线。管线渗漏会降低周围

土体的自稳性。

3.5工程地质

按地层沉积年代、成因类型，将本工程勘探范围内的土层划分为人工堆积层(Qml).

新近沉积层(Q4al)、第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)、第四系上更新统冲洪积层

(Q3al+pl)四大层。地层从上而下依次为：

人工填土层(Qml)：

杂填土①1层：杂色，松散〜稍密，稍湿，以黏性土、砂为主，含少量碎块、砖块、

碎石及建筑、生活垃圾等，连续分布；

素填土①2层：黄褐；松散-中密；稍湿；以粉土、粉质黏土为主，土质不均，含少量

砖屑。

第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl)：

黄土状粉质黏土③1层：褐黄色，可塑,Esl-2=12.3~18.3MPa,avl-2=0.10~

0.13MPa-l,中等压缩性，含铁、镒氧化物和少量姜石，局部夹粉土薄层，可见小孔隙，

具轻微湿陷性，断面粗糙，连续分布；

粉细砂④1层：黄褐色，N=22,中密，稍湿，Esl-2=15.OMPa,中等压缩性，以长石、

石英为主，颗粒均匀，级配一般，连续分布；

中粗砂④2层：褐黄-灰黄；中密；稍湿；砂质纯净，主要成分为石英、长石、云母，

含少量黏性土团块。局部顶部为细砂，向下粒径渐粗，层底可见砾砂薄层。

第四系上更新统冲洪积层(Q3al+pl)：

粉质黏土⑤1层：黄褐色,可塑,Esl-2=5.5〜9.9MPa,av1-2=0.16~0.33MPa-l,中

等压缩性，含姜石，局部富集，夹粉土薄层，断面粗糙，连续分布；

中粗砂⑤4层：褐黄;中密;稍湿-湿;砂质不纯，含少量砾石。

中粗砂（含卵石）⑥2层：灰黄色（局部灰白色），N63.5=44,密实，稍湿~湿，

Es1-2=28.OMPa,低压缩性，以中粗砂为主，砂质纯净，分选较好，含少量卵石，最大粒

径不小于100mm,一•般粒径为20〜70mm,卵石含量约占10〜20%亚圆形，连续分布；

中粗砂（含卵石）⑥3层：灰黄色（局部灰白色），N63.5=50,密实，稍湿~湿，

Es1-2=30.OMPa,低压缩性，以中粗砂为主，砂质纯净，分选较好，含少量卵石，最大粒

径不小于110mm,-一般粒径为20〜80mm,卵石含量约占20〜40%亚圆形，连续分布。

本段隧道结构顶板及边墙主要在粉细砂④1层、中粗砂④2层和粉质黏土⑤1层，局部

为粉细砂⑤3层及中粗砂⑤4层。以上土层围岩分级修正后为VI级，稳定性较差，很难形

成自然拱，且容易发生坍塌。

3.6水文地质

本次勘察钻孔最大深度41m,受施工工艺限制，在勘察深度范围内未能实测到地下水

位，根据对本车站周边水井的调查资料及区域水文地质资料，本段线路赋存一层地下水，

地下水类型为潜水。本次勘察未见上层滞水，但由于大气降水、管道渗漏等原因，拟建区

间场地内不排除局部存在上层滞水的可能性。

3.7主要工程数量

矿山法区间工程主要工程数量见下表2-7-1o

表2-7-1矿山法区间工程主要工程数量表

序号项目名称单位数量备注

1土方开挖m324812

2C25（初村喷射碎）n?3429

3C25（临时中隔墙喷射位）m32592

4临时中隔墙钢筋网片t30

5初村钢筋网片t56.4

6超前小导管m25128

7锁脚锚管m28713

8纵向连接件筋t64.6

9C40P8（二村结构研）m35632

10ECB防水板m29145

11格栅钢架t491.7

12二衬主体钢筋t687.8

13临时中隔墙碎凿除m32592

14端头碎凿除m3158

15深孔注浆m36096

4.工程特点、重难点分析及施工对策

4.1工程重难点分析

4.1.1矿山法区间大断面施工

本区间大断面矿山法隧道结构顶埋深8.4m〜10.4m,拱部穿越地层主要有5飞m厚④1

粉细砂层、④2中粗砂层。隧道下穿交通繁忙，人流较多的xxxx路施工，且右线大断面矿

山区间距左线盾构区间最小净距约4.5m。确保大断面隧道施工安全是本工程的控制重、难

点。

4.1.2矿山法区间下穿排水管

本区间周边地下管线较多，主要有雨水暗渠、给水管、污水管等，施工过程中做好未

知管线的查探及迁改后管线的监测、保护。确保大断面隧道施工中管线的安全亦是本工程

的控制重、难点。

4.2施工中的主要对策

4.2.1矿山法区间大断面施工

(1)施工时，对暗挖结构的初期支护进行加强设计，采用每桶设置中42X3.25小导

管，环向间距30cm,纵向间距1m,注浆加固地层，每根格栅钢架开挖墙角两侧各设一组

锁脚锚管，注浆压力为0.3~0.5MPa。初支及早封闭，每开挖一步，及时喷混凝土封闭稳定

掌子面。

(2)初衬封闭成环后及时进行初衬背后注浆，二衬混凝土达到设计强度后，及时在

二衬背后进行注浆。

(3)采用信息化施工，监控量测及时反馈信息，指导施工。

(4)暗挖隧道下穿中山西路施工

除采取上述措施外，在隧道上方的道路上平铺20mm厚钢板，尽量减小车辆对土层及

区间结构振动影响。

(5)除采取上述措施外，还应采取以下措施：

①采用深孔注浆工法，对暗挖结构的初期支护拱部及侧部土层进行加固，加固范围为

3米(初支外2.0米，初支内1.0米)。具体参见图3.2T所示。

图3.2-1暗挖隧道加固图

②二衬施工时，严格控制拆撑步距为3.0米。

③辅助施工措施

机动车限速：大型机动车通过本段施工区间时，需减速缓慢行驶，具体时速由公交公

司确定。

为防止道路出现较大下沉，需采取必要的预案：根据现场监控量测情况，可米用斜导

管注浆加固地层，这种方法简单易行，可以改善指定范围的地层，从而控制道路施工引起

的地层变形。

4.2.2矿山法区间下穿排水管

除采取上述措施外，还应采取以下措施：

①在开挖该区域前，提前对排水管底部施做防水层，防止其结构自身渗漏水，影响开

挖面土体稳定。

②暗挖区间下穿排水管前必须进行超前探测，发现地层含水量较大时应及时封闭掌子

面，采用深孔注浆进行堵水和地层加固。

③二衬施工时，严格控制拆撑步距为3.0米。

隧道排水管具体相对位置见图3.2-2所示。

雪

7i1

8

谶犍好题畔翻1

^5+95?.800~^6+250^00,

图3.2-2暗挖隧道加固图

5.矿山法区间施工危险源的识别及应对措施

对于本工程施工，其施工全过程均伴随危险因素，一旦发生事故其直接损失和社会影

响远大于一般的土建工程，因此在本工程施工中我们拟采用危险源管理的科学方法全过

程、全方位地分析、监督、控制、处置各种危险因素，确保工程安全。

表5-1危险源识别及应对措施表

序风险

风险工程名

号里程、位置风险基本状况描述工程主要风险处理措施

称

等级

自身风险工

1

程

1、在拱部及靠近盾构区间一侧采用深孔

矿山区间总长约298.1m,为双线注浆方式加固地层，加固范围根据地层情

单洞大断面复合衬砌结构。单洞况确定。暂定为初衬外2m,初衬内1m。

双线断面结构最大宽度13.6m,

右线2、掌子面开挖前打设超前地质探孔并分

初衬厚度350mm,二衬厚度析地层状况，若存在渗漏水严重、地层情

大断面矿山K5+951.800

1.1600mm,大断面区间结构顶埋深n级

法区间况与勘察报告不符、土层较差时应封闭掌

8.4m~10.4m,拱部穿越土层主

K6+250.900子面，通知设计并修正设计参数后方可继

要有④,粉细砂层、④2中粗砂层，续施工。掌子面若存在较厚不稳定砂层，

右线大断面矿山区间距左线盾应设置超前导管注浆加固地层，然后开

构区间最小净距约4.5m.挖。

3、加强监控量测。

环境风险工

2

程

矿山区间开挖宽度1、矿山法区间先行开挖，二衬施工完成

ll.2m~13.6m,开挖高度后，再掘进左线盾构区间。

矿山法区间9.5~10.85m,小角度斜向下穿

下穿2000X2000X1000砖砌雨水暗渠、2、对大断面区间上方的DN800污水管及

右线

1000mm雨水DN800污水管。雨水喑渠沟内底DN2000雨水管做套管内衬处理。

K5+951.800

暗渠、

2.1DN800埋深约4m；与矿山大断面区间结I级3、加强监控量测，切实做到洞内与地面

污水管，且构最小净距约4m；DN800污水管

K6+250.900监测同步，采用信息化设计。在施工过程

临近左线盾管内底埋深约2.3m,与矿山法区中应通过动态监测支护体系变位情况和

构区间间结构最小净距约5.7m：右线大支护结构力学状态，及时反馈设计，调整

断面矿山区间距左线盾构区间和修改设计参数，以确保施工安全可靠。

最小净距约3.2m。4、尽量避开雨季施工

中国电子科技集团公司第五十1、施工前期及施工期间，施工单位应对

中国电子科四研究所5层、4层办公楼，钢区间ri.5D（D为区间开挖洞径）范围内

技集团公司筋混凝土框架结构，基础形式不的构筑物及管线加强调查，落实其位置、

左线

第五十四研明，距右线矿山区间最小净距约标高、材质及使用情况等。若发现表格中

K5+960.000in

2.2究所5层、427.3m。中国电子科技集团公司的参数调整，或新增加建构筑物及管线，

级

层办公楼及第五十四研究所5层住宅楼，钢应及时书面通知设计单位修正风险工程

K6+170.958

5层住宅楼筋混凝上框架结构，基础形式不内容。

等明，距右线矿山区间最小净距约2、对施工中可能造成的建构筑物及管线

19.1m。沉降、变形、开裂做好应急预案。对于基

右线础形式较差或修建年代较早的建构筑物

右线小角度斜向下穿330x440通

330X440通CK5+248.86in在基底预埋注浆管。根据监测情况，必要

2.3信管线。管顶埋深约0.6m,距离

信管线0〜级时对建构筑物基底进行注浆加固。

矿山法区间最小净距约2.48m.

CK5+947.803、加强支护措施、通过控制结构及周边

土体变形来保证既有结构安全。

CK5+248.86管内底埋深2.60米，管内底埋

4、加强巡视，加强监测，发现问题及时

DN600污水0〜标高72.28,沿右线线路方向敷

2.4n级向业主和设计单位反馈，做到信息化施

管CK6+100.00设，距离矿山法区间最小净距约

工。

05.7m

DN150然气管线带巾600套管，

DN150然气右线

管线敷设方向与线路正交，埋深

2.5管线，带中CK5+953.50ii级

600套管0

约5.2m。

右线

右线南侧右线右侧沿线路敷设，距离矿山

K5+951.800in

2.6DN3000燃气法区间最小净距约10.67m.

级

管

K6+250.900

左线近左线盾构区间，沿线路方向小

右线北侧

K5+951.800角度敷设，距离矿山法区间最小

2.7DN3000给水n级

净距约1.41m.

管线

K6+250.900

左线近左线盾构区间，沿线路方向小

右线北侧

K5+951.800角度敷设，管顶埋深约1.2m,距in

2.8DN500给水

离矿山法区间坡小净距约级

管线

K6+250.9008.74m.

6.危险源专项安全施工方案

根据矿山法区间施工危险源分析，矿山法区间下穿2000X1000mm雨水暗渠、DN800

污水管，且临近左线盾构区间施工为I级危险源。

因此必须特别针对I级危险源制定专项施工方案，采取针对性控制措施，从而降

低施工安全风险。

7.主要工程施工方案

7.1总体施工方案

根据总体计划安排，由于xxxx处于邻标施工围挡内，施工场地小。计划先从xxxx向

大里程开挖，在盾构机从xxx盾构区间右线施工至xxxx时，停止暗挖向大里程施工，改

由xxxx向小里程(B、C断面，合计40.55m)。待施工至A、B断面接头处(K6+210)时，

改由xxx竖井向大里程施工剩余暗挖段。

隧道进洞后，采用双侧壁导坑法施工，待各个导洞开挖后，完成初期支护，形成封闭

环形初期支护，再分段施工二次衬砌。期间出渣进料利用xxx竖井龙门吊吊运，等矿山法

隧道施工完成后，再施工xxx号竖井剩余结构和附属部分。

E

8

Z

8S

8

C三O

oo0

昼.

一

发

囊+IZ3

主

安+

9

X

C鲫面

A型断面,258.55mB型断面,28.65m2号竖井

1号竖井11.9m

洸

K中

身6

+靠

22

052

00

-5

I3S99

.S

2-

52

一

图7.1-1暗挖隧道施工组织示意图

7.2总体施工程序安排

总体施工方案根据具体工序划分为以下儿个步骤进行：

第一步：马头门进洞施工。

超前支护施工一开马头门施工，进行洞身开挖

第二步：区间正线施工。

超前支护一初期支护一临时支撑拆除一防水施工一二衬施工

第三步：附属结构施工。

竖井与矿山法接口施工

隧道初期支护

隧道仰拱施工

7.3马头门进洞施工

本矿山法区间设计2处马头门，均位于矿山法区间两端明挖结构与区间正线接口处。

马头门施工时，首先施工马头门外轮廓位置双排超前导管，导管梅花型布置，单根长度

5.0m,导管完成后注浆（施工要求同超前支护）。马头门施工时应分上下台阶依次施工，

分段凿除明挖结构围护桩，分段架设正线隧道格栅钢架，并及时施作初期支护；马头门位

置处1m范围内联立格栅，格栅主筋同围护桩主筋焊接连接牢固。具体施工方案详见《长

和区间矿山法区间马头门专项安全施工方案》。

7.3.1工艺流程

操作架搭设一超前支护一左侧①洞室围护桩破除一左侧①洞室初期支护（向前施工3

米）一左侧②洞室围护桩破除一左侧②洞室初期支护（向前施工3米）一右侧①洞室围护

桩破除一右侧①洞室初期支护（向前施工3米）f右侧②洞室围护桩破除右侧②洞室初

期支护（向前施工3米）一③洞室围护桩破除一③洞室初期支护（向前施工3米）一④洞

室围护桩破除f④洞室初期支护

7.3.2超前小导管施工

马头门外轮廓位置双排超前导管，导管梅花型布置，单根长度5.0m,导管完成后注浆

（施工要求同超前支护）。

图7.3-1马头门超前小导管示意图

7.3.4围护桩破除

由于隧道分双侧壁导坑开挖，所以围护桩破除时应分六步进行，先破除左侧上导洞围

护桩，待左侧上导洞初衬完成夕5m后，封闭掌子面，再破除左侧下导洞的围护桩。再破

除右侧上导洞围护桩，待右侧上导洞初衬完成3、5m后，封闭掌子面，再破除右侧下导洞

的围护桩。围护桩应从上至下分段破除，在破除中上导洞的围护桩，待中上导洞初衬完成

3~5m后，在破除中下导洞围护桩。施工时采用水钻和风镐进行，需边破除边挂网喷射碎封

闭掌子面。用水钻主要是切除二衬范围之内的围护桩，最后用风镐凿除二衬和初衬结构，

施做初期支护。采用水钻钻孔时，孔与孔之间至少搭接10mm,以便于围护桩切除。

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2:第二步：左侧①洞室围护桩破除

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4夕X1第四步：左侧②洞室围护桩破除

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7第七步：右侧①洞室初期支护（向前施工3米）

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9第九步：右侧②洞室初期支护（向前施工3米）

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