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。