开挖作业指导书.docx
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开挖作业指导书
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隧道开挖作业指导书
1适用范围
适用于渝黔铁路土建5标隧道工程正洞的开挖施工。
2编制依据
⑴《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》（TZ231-2007）
⑵《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TBJ-2004）
⑶《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）
⑷《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）
⑸《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
⑹《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁建设〔2010〕120号）
⑺渝黔铁路土建5标隧道施工图
3施工准备
3.1技术准备
要求本线隧道按新奥法原理组织施工，并要根据不同围岩级别及周边环境选择相应工法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。
石质隧道破碎带按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、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，先施作护拱混凝土，然后施作暗洞超前大管棚，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。
暗洞开挖根据围岩情况采用三台阶七步开挖法或双侧壁导坑法施工，每循环进尺控制在一榀拱架间距以内。
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。
在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。
加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。
根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道安全。
开挖方法的改变，要严格按程序申请设计变更。
3.2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。
根据断面开挖的特点，每工班开挖作业人员不宜少于20人。
4技术要求
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，开挖方式采用弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量，严格控制超欠挖。
并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、灌筑二次衬砌的时机提供依据。
5施工程序与工艺流程
根据围岩级别及周边环境采取以下几种开挖方法：
洞身Ⅱ级围岩采用全断面法开挖，Ⅲ级、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，Ⅴ级围岩采用三台阶七步开挖法开挖。
5.1Ⅱ级围岩—全断面法
风动凿岩机钻孔，塑料导爆管微差毫秒雷管起爆；光面爆破全断面一次开挖成型。
采用挖掘机辅助装载机装碴，自卸车出碴。
混凝土湿喷机配机械手喷混凝土。
施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输、喷锚”机械化一条龙作业。
围岩稳定性较好时复喷混凝土作业与钻爆作业拉开一定距离实施平行作业。
Ⅱ级围岩全断面法施工工艺流程见图5-1-1。
Ⅱ级围岩全断面开挖循环进尺分别为3.0m，循环时间均为480min，每天3循环，日进尺分别为9.0m，月进度分别按240m（已考虑各种影向造成的折减）计。
Ⅱ级围岩采用全断面法施工循环作业时间见表5.1.1。
表5.1.1Ⅱ级围岩全断面法施工循环时间
工序
时间（min）
循环时间（min）
60
120
180
240
300
360
420
480
测量放样
30
围岩量测
30
钻眼
120
装药联线
30
通风
30
清危初喷砼
30
出碴
120
喷锚网支护
120
说明：
用TSP203地质预报系统一次预测150m范围，本表未列其作业时间。
5.2Ⅲ、Ⅳ级—台阶法
Ⅲ、Ⅳ级围岩段采用微震动控制爆破法开挖，上半断面开挖超前下半断面5～8m，开挖后及时施作喷锚网支护。
风枪钻孔，非电毫秒雷管微差起爆，GWSP-9湿喷机混凝土作业，上台阶洞碴用挖掘机扒至下台阶，柳工50装载机装碴，陕汽自卸汽车出碴运输。
开挖后施做初期支护及时成环，下半断面施工6～8m后施做仰拱，根据围岩量测信息确定合理的衬砌时间，衬砌后根据施工进度需要施做水沟电缆槽。
台阶法施工示意见图5-2-1，作业循环时间见表5.2.1。
表5.2.1台阶法掘进循环时间表
工序
时间min
循环时间（min）
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
施工测量
40
围岩量测
40
开挖
140
出碴
200
初期支护
220
说明：
1、用TSP203地质预报系统一次预测150m范围，本表未列其作业时间。
5.3三台阶七步流水作业法
先开挖上部导坑成环形，并进行初期支护，再分部开挖中下部分的施工方法。
5.3.1三台阶七步开挖法施工工艺
三台阶七步开挖法施工工艺流程见图5-3-1，三台阶七步开挖工序见图5-3-2、5-3-3、5-3-4。
5.3.2三台阶七步开挖法施工工序
第1步，上部弧形导坑开挖：
在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～1/2。
开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过设计一榀拱架间距，开挖后立即初喷3～5cm混凝土。
开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护。
第2、3步，左、右侧中台阶开挖：
开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过设计一榀拱架间距，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护。
第4、5步，左、右侧下台阶开挖：
开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过设计一榀拱架间距，开挖高度一般为3～3.5m，左、右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护。
第6步，上、中、下台阶开挖核心土：
各台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。
第7步，隧底开挖：
每循环开挖长度宜为2～3m，开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为4～6m。
图5-3-1三台阶七步开挖法施工工艺流程图
图5-3-2开挖步骤图
图5-3-3施工工序图
图5-3-4开挖透视图
5.4爆破施工
本标段Ⅱ级围岩采用全断面光面爆破开挖，严格控制装药量及按照光面爆破设计施工，减少炮轰波对围岩的扰动，达到保护围岩的目的。
周边眼采用φ25mm小直径药卷不隅合装药方式，其余炮眼采用间隔装药，富水地段采用乳化防水炸药，掏槽眼采用复式楔形掏槽。
爆破材料采用1～15段非电毫秒雷管和塑料导爆管起爆，周边眼采用低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的小直径2号岩石硝铵炸药（φ25mm直径），富水地段采用乳化炸药，厂制炮泥堵塞，导爆管复式网路联接，各部一次起爆。
光面爆破受多种因素影响,包括围岩强度、整体性、节理、层理等地质因素，现场围岩地质结构千变万化，爆破参数进行现场设计动态调整。
同一类围岩经试爆取得的技术参数，做为初步依据，每一循环爆破作业都要由有经验的爆破工程师根据上一循环爆破效果，以及本循环围岩特征进行适当调整，选择一组最佳技术参数。
上一循环是下一循环的预设计和试爆破。
光面爆破设计工艺流程见图5-4-1。
施工顺序：
测量放样→标出孔位→钻正顶孔→钻孔→装药连线→起爆。
钻孔作业：
固定人员钻孔，固定部位孔眼，整个钻孔过程，可分为准备、定位、开口、拔杆、移位五步。
准备：
开工前准备工作做到“四查”。
即：
查钻机的运转及钻机风管路各部件；查水及管路连接部位是否牢固；查钻头钻杆等配件是否备全；查易耗材料、器材是否有充分的备用量。
定位：
在掌子面画出各炮孔位置及中线和高程十字线，确定钻孔范围，并明确钻孔先后次序。
开口：
凿岩台车开口时缓慢推进，并特别注意钻进方向与隧道中线的夹角是否符合设计外插角。
拔杆：
在整体性好的石质中可速较慢拔出；如遇破碎岩石卡钎时，应慢慢来回推进，使之拔出；如拔杆困难，再靠近该钻位重新钻眼，使之拔出。
移位钻孔：
钻好一个炮孔进行下一炮孔钻进时，要做到“准、顺、平、齐”。
准：
按周边孔参数要求，孔位要选准；顺：
侧墙孔孔口要顺开挖轮廓线布置，使孔底均位于开挖允许的超欠范围内；平：
各炮眼相互平行（孔口和孔底距相等）；齐：
孔底要落在同一平面上，爆出的断面要整齐，便于下一循环作业。
保证钻孔质量措施：
光爆钻孔时，由爆破设计技术员统一指挥协调行动，认真实行定人、定位、定机、定质、定量的“五定”岗位责任制；分区按顺序钻孔，避免相互干扰、碰撞、拥挤；固定钻孔班，以便熟练技术，掌握规律，提高钻孔的速度和准确性。
按各断面炮孔爆破设计装药量装药联线，塑料导爆管起爆网络联接采用复式联接网路。
炮孔孔口采用炮泥堵塞，炮泥由炮泥机加工成型。
Ⅱ级围岩光面爆破炮眼布置图见图5-4-2；Ⅱ级围岩光面爆破药量分配见表5.4.1；Ⅱ级围岩光面爆主要技术经济指标见表5.4.2。
表5.4.1Ⅱ级围岩全断面光面爆破炮眼药量分配表
序号
炮眼分类
炮眼数
雷管
段数
炮眼
深度
炮眼装药量
每孔
药卷数
单孔
装药量
合计
药量
个
段
m
卷/孔
Kg/孔
Kg
1
掏槽眼
4
1
4.0
17
2.55
10.2
2
6
3
16
2.4
14.4
3
8
5
16
2.4
19.2
4
辅助眼
3
7
3.5
11
1.65
4.95
5
5
9
10
1.5
7.5
6
22
11
9
1.35
29.7
7
内圈眼
30
13
8
1.2
36
8
周边眼
51
15
4
0.60
30.6
9
底板眼
11
15
6
0.9
9.9
13
17
6
0.9
11.7
合计
表5.4.2Ⅱ级围岩全断面光面爆破主要经济技术指标表
序号
项目
单位
数量
1
开挖断面积
m2
81.34
2
预计每循环进尺
m
3.0
3
每循环爆破石方
m3
244.02
4
炮眼总数
个
153
5
钻孔总数
m
498.6
6
雷管用量
发
176
7
炸药用量
Kg
174.15
8
比钻眼数
个/m2
2.3
9
比钻眼量
m/
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