隧道洞身开挖施工控制要点

隧道洞身开挖施工控制要点1施工准备控制要点1.1现场与设备准备（1）清理作业区域，排查洞口及掌子面安全隐患，确保无松动石块、危岩等；洞口段居民区周边做好防护，避免施工扰民及安全事故。（2）施工机具（气腿式凿岩机、装载机、挖掘机、自卸汽车、注浆设备、开挖台车等）进场前检修调试，确保性能完好，满足施工需求；逃生管道、起爆设备等专项设备提前准备到位并验收合格。（3）开挖台车按设计加工拼装，检查其强度、刚度及各部件连接可靠性，验收合格后方可投入使用；风水管道、照明设备布设到位，照明采用安全电压，保证作业面光线充足。1.2材料与技术准备（1）爆破材料：选用爆速低、防水性好、有害气体少的乳化炸药，非电毫秒雷管，进场前严格检验，按规定存放、运输，严禁违规堆放。（2）支护材料：钢拱架、钢筋网、锚杆、喷射混凝土等材料符合设计要求，提前进场检验，确保质量合格；逃生管道选用Φ800mm、壁厚不小于10mm的钢管，管节长度控制在1500~2000mm，经试验室试验确认承压能力达标。（3）技术准备：编制钻爆设计、各开挖工法专项方案及贯通方案，针对不同围岩级别、衬砌类型明确开挖参数；进行技术交底，确保施工人员熟悉工法流程、操作要点及质量标准；核对围岩级别，确认开挖方法及支护参数适配前方围岩。1.3人员准备（1）施工人员经专业培训，爆破工、焊工等特种作业人员必须持证上岗；钻工需熟悉炮眼布置图，周边眼钻孔由经验丰富的钻工操作，专人指挥。（2）组建监控量测小组，配备专业人员，明确量测频率及控制标准，确保施工过程中及时监测围岩变形及初期支护稳定性。2开挖总体控制要点2.1开挖方式控制（1）常规段采用钻爆法施工，严格执行光面爆破，减少对围岩扰动，控制超欠挖；洞口居民区段采用人工配合机械开挖，严禁爆破作业。（2）长隧道采用双向开挖，进口端左洞（四车道）按右洞先行、左洞后行，左右洞掌子面间距不小于50m，合理确定开挖时间差和距离差，防止后行洞扰动先行洞周壁；一洞爆破时，另一洞严禁装药，人员、设备撤离至安全区域。（3）开挖工法转换：严格遵循转换规定，转换前核对围岩级别、进行技术交底，在较好围岩段完成分部断面变大、支护变弱的转换，转换过程逐渐过渡，及时支护闭合。2.2超欠挖控制（1）钻爆施工前精确测量放线，标出开挖断面轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm；根据围岩情况调整炮眼深度、装药量，除掏槽眼外，所有炮眼底尽量在同一垂直面上。（2）光面爆破严格控制炮眼布置、装药量及起爆顺序，周边眼保证准确外插角，两茬炮交界处台阶不大于10cm；爆破后及时检查超欠挖情况，超挖部分及时处理，欠挖不得超过规范要求。2.3监控量测控制（1）施工全过程进行监控量测，重点监测拱顶下沉、围岩收敛等指标，及时反馈数据，调整预留变形量、开挖方式及支护参数。（2）临时支护拆除、工法转换、爆破作业后，加密量测频率，发现变形异常立即暂停施工，采取加固措施。2.4逃生管道布置控制（1）逃生管道连续敷设，从掌子面延伸至已施作二次衬砌段，且向二次衬砌内延伸不小于5m，与风管布置在同一侧。（2）每节钢管距端头1.5m处设吊环，纵向采用链条、法兰等可靠连接，防止坍塌时冲脱；管道内预留工作绳、急救箱及应急物品，临时拆移时逐节拆除，严禁一次拆除到位。3各专项开挖工法控制要点3.1双侧壁导坑法控制要点（1）适用范围：进口端左洞四车道Ⅴ级、IV级围岩，出口端浅埋段V级围岩（SA5JQ-1、SA5JQ-2），施工前必须完成超前大管棚及超前小导管支护并达到设计强度。（2）三车道施工步骤控制：严格按“左右导坑开挖→侧墙及导坑支护→主洞拱部预留核心土开挖→拱部初期支护→主洞上、下半断面开挖→仰拱支护及二衬→防排水及边墙二衬”的顺序施工，每步工序完成后及时支护。（3）四车道施工步骤控制：按“左侧导洞上、下半断面开挖及支护→右侧导洞上、下半断面开挖及支护→正洞上、中、下台阶开挖及支护→仰拱二衬→拱部及边墙二衬”施工，左右导坑前后拉开15~20m，台阶长度控制在3~5m。（4）关键控制：导坑采用人工开挖或微振爆破（洞口段人工配合破碎头开挖），掌子面及时喷射混凝土封闭；导坑跨度宜为隧道跨度的三分之一，与中间土体施工时导坑超前30～50m；拱部弧形开挖每循环进尺≤1.0m，必要时设置扇形支撑；侧导坑横向收敛过大时，设置底部横撑或临时仰拱；做好排水工作，防止钢支撑基底软化。3.2环形开挖预留核心土法控制要点（1）适用范围：Ⅴ级围岩严重偏压、富水破碎带（SA5JQ-2），强风化洞口段、洞身破碎段（SA5a），一般埋深段（SA5b），施工前完成超前支护并达到强度。（2）施工步骤控制：按“拱部超前预支护→拱部扇形开挖→拱部初期支护→左右边墙落底开挖及支护→核心土开挖→仰拱开挖及支护→仰拱二衬→防排水及边墙二衬→沟槽、路面施工”顺序进行，各步骤衔接顺畅，及时支护。（3）关键控制：暗洞采用控制爆破，洞口段人工配合破碎头开挖；拱部超前支护完成后再开挖上台阶环形导坑，V级围岩每循环进尺≤1榀钢架间距，IV级围岩≤2榀钢架间距，下台阶≤2榀钢架间距；核心土面积不小于断面面积的50%，核心土与下台阶开挖需在上台阶喷射混凝土强度达到70%后进行，左右侧下台阶开挖错开3～5m；每台阶开挖后及时喷射4cm厚混凝土封闭，设立型钢钢架及锁脚锚杆，仰拱紧跟下台阶施工，及时闭合成环。3.3台阶法控制要点（1）适用范围：三车道Ⅳ级围岩各段落（SA4a、SA4b、SA4j）及四车道Ⅲ级围岩一般段（SB3），施工前完成超前支护并达到强度。（2）三车道施工步骤：按“拱部超前预支护→上半断面开挖→上半断面初期支护→下半断面开挖→下半断面初期支护→仰拱二衬→防排水及边墙二衬→沟槽、路面施工”顺序施工。（3）四车道施工步骤：按“上半断面正洞及左右侧开挖及支护→下半断面左右侧开挖及支护→防排水及边墙二衬”顺序施工。（4）关键控制：台阶分界线不超过起拱线，上台阶长度控制在10~15m，尽快施工仰拱封闭成环；Ⅲ级围岩上台阶每循环进尺≤3m，IV级围岩≤2榀钢架间距，V级围岩≤1榀钢架间距，下台阶≤2榀钢架间距；上台阶钢架底脚设锁脚锚杆，下台阶在上台阶喷射混凝土强度达到70%后开挖，左右侧开挖错开3～5m；隧道两侧沟槽及铺底与下台阶一次开挖成型，减少对上部围岩及支护的干扰。3.4全断面法控制要点（1）适用范围：三车道Ⅲ级围岩各段落（SA3a、SA3b、SA3q、SA3g）。（2）施工步骤：按“全断面开挖→全断面初期支护→防排水及边墙二衬→沟槽、路面施工”顺序施工，工序衔接紧凑。（3）关键控制：控制一次起爆单段最大爆破药量；Ⅲ级围岩循环进尺宜控制在3m；全断面开挖后立即施工喷射混凝土及初期支护；根据监控量测结果确定二次衬砌浇筑时间，必要时设置拱部超前锚杆。4临时支护拆除控制要点4.1拆除前提（1）侧导洞初期支护临时钢拱架，必须在主洞初期支护钢拱架闭合且变形稳定后方可拆除；拆除前布置变形观测点，进行监控量测，取得初始数据。（2）拆除前选取洞口大管棚段6m进行拆除试验，验证初期支护稳定性，严禁未经试验直接大面积拆除。4.2拆除步骤控制（1）试验阶段：先隔3拆1，切开侧壁钢架顶部2～3cm，观测变形；变形正常后隔1拆1，继续观测，严禁连续切开钢架。（2）凿除作业：采用风镐凿除喷砼，电气焊切断钢筋网，搭设脚手架作业平台，逐榀自上而下凿除，作业区前后设专人防护，下方严禁行人、机械通过。（3）钢架拆除：逐环拆除，顺序为“左导坑临时仰拱钢架→右导坑临时仰拱钢架→上部侧壁钢架→下部侧壁钢架”；采用绳索或装载机配合固定，切断连接筋及焊接处，缓慢下放，严禁自由落体。4.3拆除注意事项控制（1）拆除过程中不间断监测拱顶下沉，发现异常立即暂停拆除，采取加固措施，严重时组织人员撤离。（2）严禁数榀钢架同时拆除，严禁用挖掘机、装载机直接破坏拆除；拆除后及时清理残留在初期支护上的钢筋头、型钢头，清理废渣并分类堆放。5钻爆施工控制要点5.1钻爆设计与测量放线（1）针对不同围岩级别和施工方法编制钻爆设计，明确炮眼布置、数目、深度、角度、装药量、装药结构及起爆顺序，必要时进行爆破试验，根据爆破效果优化参数。（2）钻眼前定出开挖面中线、水平线，用红油漆绘出开挖断面轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm，检查合格后方可钻眼；开挖面凹凸较大时，调整炮眼深度及装药量。5.2开挖台车使用控制（1）台车投入使用前经建设单位、监理验收合格；使用前检查行走轮、连接部位及防护装置，牢固定位并设置支撑，保证车辆通行净空，设安全警示灯。（2）严禁台车有人时移动，移动时下方严禁站人；爆破时台车远离掌子面60m以上；工法变更时，按规范进行台车改装及拆卸，配备吊车、气切割设备，操作人员佩戴安全带。5.3钻孔与装药控制（1）采用人工手持气腿式凿岩机钻孔，同一开挖作业面不超过9人；周边眼钻孔保证准确外插角，根据眼口位置和岩石凹凸调整炮眼深度，确保炮眼底在同一平面。（2）装药前用高压风水吹洗炮眼，清除泥浆、存水及石粉；分片分组自上而下装药，雷管对号入眼，采用不耦合及反向装药结构，围岩破碎时采用导爆索加小直径药卷；眼深小于2m时采用空气柱装药，硬岩或深炮眼眼底可加一节加强药包；炮孔口用炮泥堵塞，长度根据岩石性质确定（软岩40%炮孔间距、中硬岩60%、坚硬岩80%），严禁用块状或可燃性材料堵塞。5.4起爆与爆破后处理控制（1）起爆站设置：隧道长度＜300m时，设于洞口外侧50m以上；长度＞300m时，在隧道内紧急避险硐室设置，每300m设一个；爆破时无关人员全部撤出至洞口外侧50m以上。（2）起爆网络采用导爆管簇连，不得打结拉伸，按设计分段装填雷管，引爆雷管用绝缘胶布包扎，聚能穴背向传爆方向，网络连接后专人检查方可引爆。（3）爆破后及时通风排除有害气体，检测合格后进行安全检查，瞎炮由原爆破人员按规范处理；通风不少于30min且气体检测合格后，进行找顶排险，详细记录于施工日志，排险后立即初喷3~5cm厚混凝土封闭围岩。6装渣与运输控制要点6.1装渣控制（1）装渣设备选用与开挖方式、土石方量及运输车辆容量匹配的机械，具备移动、装卸方便、污染小的特点；环形开挖及双侧壁导坑法采用机械为主、人力风镐整修，大块孤石采用小药量短炮孔爆破。（2）台阶法和全断面法施工时，配挖掘机找顶排险，装渣采用侧卸式装载机，运输采用自卸汽车，数量根据进尺及运距调整；装渣前确保掌子面安全，排险及初喷完成后再进行装渣。6.2运输及卸渣控制（1）建立运输调度系统，统一指挥；洞内路面平整密实、排水通畅，设置会车、转向场所及行人安全通路，关键位置设警示标志及专人指挥。（2）车道宽度符合要求（单车道≥车宽+2m，双车道≥2倍车宽+2.5m），会车视距≥40m；行车速度：施工作业地段及错车时≤10km/h，成洞地段≤25km/h，严禁超车，倒车与转向专人指挥；二次衬砌完成后实行人车分流。（3）洞渣运至指定弃渣场，分层卸渣、及时平整，卸渣时车辆停稳制动，严禁人员站在斗车内扒渣；弃渣场修筑永久排水及防护设施；车辆通过仰拱栈桥时，下方人员躲避，速度≤5km/h；道