整理隧道开挖作业指导书.docx
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整理隧道开挖作业指导书
新建向莆铁路工程
隧道开挖作业指导书
编制:
审核:
审批:
中铁二十三局四公司向莆铁路FJ-10标项目部
二00八年八月
隧道开挖作业指导书
1目的
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。
2编制依据
⑴《铁路隧道施工规范》(TB10204-2002)
⑵《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417-2003)
⑶《向莆铁路青云山隧道正洞及辅助坑道、城峰1、2、3号隧道施工图设计文件》
《向莆铁路青云山隧道正洞及辅助坑道、城峰1、2、3号隧道实施性施工组织设计》
3适用范围
适用于向莆铁路青云山隧道正洞及辅助坑道、城峰1、2、3号隧道的的开挖施工。
4隧道开挖施工
4.1方案设计
按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。
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,开挖一段防护一段。
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。
隧道采用钻爆法开挖,出碴采用装载机配合大型或中型自卸汽车无轨运输。
施工通风采用管道压入式通风。
4.2全断面开挖法
全断面开挖法是一次开挖成形的施工工艺,适用于Ⅰ~Ⅲ级围岩单线隧道。
4.2.1全断面开挖法施工工艺
全断面开挖法施工工艺流程图
4.2.2全断面开挖法施工工序说明
2、施工测量:
开挖前必须经过作业队测量人员对掌子面进行测量放样,放样出开挖轮廓线,并标出周边眼的位置,项目部测量人员对隧道开挖轮廓的中线、高程及平面位置进行复核,确保开挖符合设计及验标要求。
3、洞身开挖:
采用全断面法开挖,多功能作业台车钻眼,采用多功能台车装药联线,侧卸式轮式装载机配合自卸汽车装运出碴,找顶和清除危石人工和挖掘机相结合。
开挖后按设计要求打设系统锚杆,并喷砼至设计厚度进行初期支护。
钻爆作业前应画出开挖断面中线、水平和断面轮廓,并根据钻爆设计图标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻爆作业。
炮眼布置:
1)掏槽眼采用直眼或斜眼掏槽;2)周边眼应沿着隧道开挖轮廓线布置,保证开挖断面符合设计要求,3)辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间,力求爆破出的石块适合装渣的需要;4)周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上。
钻爆作业:
1)炮眼的深度应控制在3.5~4.0m,角度控制应符合设计要求,掏槽眼眼口排距、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15cm;2)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;3)钻眼完毕后按炮眼布置进行检查做好记录,对不符合要求的炮眼重钻,经检查合格后方可装药,钻爆设计见钻爆设计图。
装药前将炮眼内的泥浆、岩屑清除干净,所有装药的炮眼应堵塞炮泥,周边眼的堵塞长度不小于20cm。
起爆采用非电毫秒雷管起爆,装药前电灯及电缆撤离工作面,留探照灯或矿灯照明;起爆主导线应敷设在电缆和管道对侧,若在同一侧与导电体间距大于1m,应悬空架设;爆炸材料应能防水或采取防水措施,连接线采用塑料导线。
爆破作业时所有人员撤离到不会受有毒气体、振动及飞石伤害的安全地点,且不小于200m。
4、出碴运输
斜井出碴采用挖装机装碴,采用自卸汽车运输至洞外指定的碴场位置。
5、监控量测:
项目部测量人员进行观测分析拱顶、水平收敛是否符合验标要求。
4.2.3全断面开挖法施工控制要点
㈠、开挖轮廓圆顺、开挖面平整。
㈡、爆破作业时所有人员撤离到不会受有毒气体、振动及飞石伤害的安全地点,且不小于200m,所有进洞人员必须戴安全帽。
㈢、隧道开挖应严格控制欠挖,拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
4.3双侧壁导坑法
先开挖隧道两侧的导坑,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的方法。
该方法主要应用于Ⅴ级围岩浅埋、偏压及洞口地段。
4.3.1双侧壁导坑法施工工艺
施工工艺流程见图2。
4.3.2双侧壁导坑法施工工序
双侧壁导坑施工工序横断图
㈠、⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。
⑵弱爆破开挖①部。
⑶喷8cm厚混凝土封闭掌子面。
⑷施作①部导坑周边的初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,架立型钢钢架和I18临时钢架,并设锁脚钢管。
⑸钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
㈡、⑴在滞后于①部一段距离后,弱爆破开挖②部。
⑵喷8cm厚混凝土封闭掌子面。
⑶导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。
⑷接长型钢钢架和I18临时钢架。
⑸钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
㈢、⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。
⑵弱爆破开挖③部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同①。
㈣、弱爆破开挖④部并施作导坑周边的初期支护,步骤及工序同②。
㈤、⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。
⑵弱爆破开挖⑤部。
⑶喷8cm厚混凝土封闭掌子面。
⑷导坑周边初喷4cm厚混凝土,架立拱部型钢钢架。
⑸钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
㈥、⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。
⑵弱爆破⑥部并施作导坑周边的初期支护和临时支护,步骤及工序同⑤。
㈦、⑴弱爆破开挖⑦部。
⑵喷8cm厚混凝土封闭掌子面。
⑶安设I18横撑。
㈧、⑴弱爆破开挖⑧部。
⑵喷8cm厚混凝土封闭掌子面。
⑶导坑底部初喷4cm厚混凝土,安设型钢钢架封闭成环,复喷混凝土至设计厚度。
㈨、逐段拆除靠近已完成二次衬砌6~8m范围内两侧壁底部钢架单元。
㈩、灌筑
部仰拱及隧底填充(仰拱与隧底填充应分次施作)。
(十一)⑴根据监控量测结果分析,拆除I18临时钢架及临时横撑。
⑵利用衬砌模板台车尽早一次性灌注
部衬砌(拱墙衬砌同时施作)。
4.3.3双侧壁导坑法施工控制要点
㈠、隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
㈡、小炮开挖或人工开挖,严格控制装药量。
㈢、工序变化处之钢架(或临时钢架)应设锁脚钢管,以确保钢架基础稳定。
㈣、导坑开挖宽度及台阶高度可根据施工机具,人员安排等进行适当调整。
㈤、钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。
㈥、施工过程中每次拆除临时钢架的长度不能超过10m,以确保施工安全。
㈦、施工中,应按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整提供依据。
4.4三台阶七步开挖法
先开挖上部导坑成环形,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的施工方法。
主要应用于Ⅳ级围岩、岩质较好地段的施工。
4.4.1三台阶七步开挖法施工工艺流程
工艺流程见图4。
图4三台阶七步开挖法施工工艺流程图
4.4.2三台阶七步开挖法施工工序说明
施工工序见图5。
㈠、⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。
⑵弱爆破开挖①部。
同时,每循环进尺一次,掌子面喷5cm厚混凝土封闭。
⑶
分部施作①部导坑周边的初期支护,即初喷4cm厚混凝土,架立钢架。
⑷施作锁脚钢管。
⑸钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
㈡、⑴在滞后于①部一段距离后,弱爆破开挖②、③部。
⑵喷5cm厚混凝土封闭掌子面。
⑶导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,施作钢架,并设锁脚钢管。
⑷钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
㈢、⑴在滞后于③部一段距离后,弱爆破左右交错开挖④、⑤部。
⑵导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,施作钢架。
⑶钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
㈣、分台阶开挖⑥部。
㈤、⑴开挖⑦部。
⑵隧底周边部分喷4cm厚混凝土,施作钢架。
⑶复喷混凝土至设计厚度。
㈥、灌筑
部仰拱及隧底填充(仰拱与隧底填充应分次施作)。
㈦、根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,利用衬砌模板台车一次性灌注
部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
4.4.3三台阶七步开挖法施工控制要点
㈠、隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
㈡、开挖方式均采用弱爆破或人工开挖。
爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
㈢、导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具,人员等安排进行适当调整。
㈣、工序变化处之钢架应设锁脚钢管,以确保钢架基础稳定。
㈤、钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。
㈥、各步开挖循环进尺0.8~1m。
预留核心土的长度在3~5m为宜。
㈦、应注意开挖过程中初期支护结构及核心土的稳定性,必要时应利用核心土体加设全断面环形临时支撑。
㈧、复合式衬砌段在施工时,须按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,根据监控量测的结果进行分析,确定灌注二次衬砌的时机及调整支护参数。
4.5台阶法
台阶开挖是先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖开挖下半断面,上、下断面同时并进的施工工艺。
4.5.1台阶法施工工艺流程
工艺流程见图6。
图6台阶法施工工艺流程图
4.5.2台阶法施工工序说明
施工工序见图7。
4.5.3台阶法施工控制要点
㈠、隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
㈡、开挖方式均采用弱爆破或人工开挖。
爆破时严格控制炮眼深度及装药量。
㈢、导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具,人员等安排进行适当调整。
㈣、工序变化处之钢架应设锁脚钢管,以确保钢架基础稳定。
㈤、钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。
㈥、各步开挖循环进尺0.8~1m。
㈦、复合式衬砌段在施工时,须按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,根据监控量测的结果进行分析,确定灌注二次衬砌的时机及调整支护参数。
5爆破施工
主要以光面爆破为主。
爆破作业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。
钻爆设计的内容包括炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)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。
钻爆设计土应包括炮眼布置图、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。
爆破参数应通过试验确定。
当无试验条件时,可参照表1选用。
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
50~60
55~75
0.8~0.85
0.25~0.30
硬岩
40~50
50~60
0.8~0.85
0.15~0.25
软质岩
35~45
45~60
0.75~0.8
0.07~0.12
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5~10cm。
底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破,Ⅱ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,力求爆破出的石块块度适合装碴需要。
周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上,掏槽炮眼加深10~20cm。
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。
炸药可选用岩石硝铵炸药和乳化炸药。
6劳力、机械设备的配置
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。
配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2~1.5倍。
隧道单口施工,根据开挖方法配置1台大型挖掘机或2台小型挖掘机平行作业,另备1台装载机进行装碴施工,大型自卸汽车不宜少于4辆,20m3/min空压机不应少于3台。
7质量要求
(3)总经济价值的组成。
我们可以用下式表示环境总经济价值的组成:
7.1验收规范
(7)环境影响评价的结论。
《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417-2003)
7.2分项验收标准
7.2.1主控项目
●隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
检验数量:
施工单位每一开挖循环检查一次;监理单位按施工单位检查数量的10%平行检验。
检验方法:
采用仪器测量。
一、环境影响评价的基础●隧道开挖应严格控制欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时,岩石个别突出部分(每1m2不大于0.1m2)侵入衬砌应小于5cm。
拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
一、环境影响评价的基础隧道的允许超挖值:
三、规划环境影响评价II-IV级围岩,拱部超挖平均超挖15cm,最大超挖25cm,边墙、隧底超挖:
平均超挖10cm。
V级围岩,拱部超挖平均超挖10cm,最大超挖15cm,边墙、隧底超挖:
平均超挖10cm。
市场价格在有些情况下(如对市场物品)可以近似地衡量物品的价值,但不能准确度量一个物品的价值。
三者的关系为:
检验数量:
施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。
(1)建设项目概况。
检验方法:
施工单位采用自动断面仪测量等仪器测量周边轮廓断面,绘断面图与设计断面核对;监理单位见证测量,现场核对开挖断面。
●洞身开挖中,应在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。
检验数量:
施工、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法:
施工单位进行工程地质观察和描述;监理单位见证检查。
根据工程、系统生命周期和评价的目的,安全评价分为三类:
安全预评价、安全验收评价、安全现状评价。
●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深度允许偏差为5cm。
周边眼的间距允许偏差为5cm,外插角应符合钻爆设计要求,眼底不应超出开挖轮廓线15cm。
3.评估环境影响的价值(最重要的一步):
采用环境经济学的环境经济损益分析方法,对量化后的环境功能损害后果进行货币化估价,即对建设项目的环境费用或环境效益进行估价。
检验数量:
施工单位每一开挖循环检查全部掏槽眼和10个周边眼;监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。
检查方法:
测量。
●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)侵入衬砌应小于5cm。
检验数量:
施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法:
施工单位用仪器测量底部高程,绘断面图与设计断面核对;监理单位见证测量,核对开挖断面。
●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。
检验数量:
施工单位、监理单位每处检查一次。
环境总经济价值=环境使用价值+环境非使用价值检验方法:
施工单位进行地质描述;监理单位见证检查。
7.2.2一般项目
●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。
检验数量:
施工单位每一开挖循环检查一次。
检验方法:
对照钻爆设计资料,观察、计数检验炮眼痕迹保存率。
●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。
检验数量:
施工单位每一开挖循环检查一次。
检验方法:
观察、仪器测量。
8安全、质量控制措施
⑴加强对技术及施工人员的培训,提高全体参建人员的安全、质量意识。
⑵坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
⑶严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工,否则应按照变更程序申请改变施工方案。
⑷在隧道开挖前,对隧道地表中线附近范围进行勘察,对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统计,并按里程桩号逐一登记、拍照,施工中应加强监控量测工作,严格按设计方案施工,确保隧道安全、顺利通过。
⑸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的损害。
⑹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。
隧底开挖前应进行施工工艺设计。
⑺开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测,及时反馈量测信息。
⑻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。
⑼制定安全施工应急预案,日常做好应急材料、物资的储备。
9其他注意事项
⑴分部开挖时,在满足设计规范及安全质量要求的前提下,应尽量采用适合机械化作业的施工工艺,分部尺寸划分合理,各分部尽量平行作业,从而达到快速施工的目的。
⑵仰拱开挖长度应考虑拱墙二次衬砌分节长度,沉降缝、施工缝应设于同一竖直面上。
⑶弃碴时要由专人指挥、堆放整齐、边坡平整,弃碴场需设置挡墙。
施工过程中杜绝随意倾倒弃碴和弃土。
施工完毕后,对弃碴场及时平整,并做好绿化、防护,避免水土流失。
⑷施工中应加强通风,保持洞内空气质量。
⑸便道及施工现场要注意撒水防尘,减少对周围环境的破坏。