隧道三台阶核心土法施工作业指导书Word格式.docx
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明洞开挖
DK627+767-DK628+030
263
Ⅴ级围岩，双侧壁导洞法
DK628+030-DK628+330
300
Ⅳ级围岩，三台阶预留核心土法
DK628+330-DK628+618
288
DK628+618-DK628+650
32
缓冲结构
2.2编制依据
2.2.1《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设[2010]241号
2.2.2《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）
2.2.3《小村隧道设计图》（西宝客专施遂1）
2.2.4《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）
3验收标准
3.1动身开挖前必须进行超前地质预报。
3.2应根据监控量测数据及最终位移的预测，判定隧道围岩及初期支护的稳定状态，并动态调整开挖是围岩预留变形量。
3.3洞身开挖应减少对围岩的扰动，并应严格控制超挖。
3.4开挖步距应严格控制：
3.4.1上台阶每循环开挖支护进尺V级围岩不应大于1榀钢架间距，IV级围岩不得大于2榀钢架间距。
3.4.2边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀钢架间距。
3.4.3仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不得大于3m。
3.4.4隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环，IV、V级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m。
3.5隧道必须在每一次开挖后及时观察、描述开挖面底层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度等，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。
3.6隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
3.7隧道开挖净空必须符合设计要求。
拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
3.8隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求。
3.9边墙基础及隧道底地质情况应满足设计要求，基底无积水、浮渣。
4作业准备
4.1施工调查
施工调查前应查阅设计文件和资料，制定调查提纲。
施工调查内容应包括工程概况、施工条件、地形地质及其他与工程相关内容。
调查结束后应编写施工调查报告。
4.2技术准备
4.2.1岗前培训组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。
对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
对施工及操作人员进行岗前培训。
4.2.2技术交底施工前必须进行技术交底，实行三级交底制度。
4.2.3制定应急预案针对突发状况及紧急情况下的应急预案。
4.2.4监控量测结果分析对已开挖段落进行监控量测数据结果分析，消除可能产生的不利因素。
利用分析结果指导施工。
4.2.5对开挖段面进行检查和复核（中线、高程、断面尺寸、净空等）
4.3开工之后首先修筑临时施工便道，架设施工供电线路，铺设供水管道，砌筑洞顶截水沟，开挖洞口段土方，洞口场地进行平整。
4.4针对隧道大断面、分部开挖的特点，施工机械配置应满足正常施工要求。
备齐发电机、移动栈桥、防水板台车、二衬台车、喷锚机、自卸车，挖掘机、装载机等设施。
4.5对工程上的材料（砂石料、钢材，水泥，速凝剂等原材料）抽样检测，报监理验收，并确定喷混凝土的配合比。
4.6做好开挖前平面控制网复测，根据本工程隧道设计图，精确计算结构相关尺寸和标高，编制隧道标高表。
4.7超前地质预报及成果分析
采用超前地质预测预报系统，对前方围岩进行超前探测，分析围岩的各种性能指标，确定合理的施工方案。
4.8布置监控量测点及测量放样。
4.9监控量测及成果分析。
4.10机具及设备验收。
4.11超前支护验收。
4.12初期支护型钢钢架、锚杆、钢筋网片等支护材料、机具的检查验收。
5技术要求
5.1施工中根据设计文件预留变形量，并根据监控量测结果及时调整。
5.2施工采用机械开挖，墙脚、拱脚等隅角处预留60～70cm采用人工开挖修边。
5.3开挖循环进尺上台阶每循环开挖支护进尺V级围岩不应大于1榀钢架间距，IV级围岩不得大于2榀钢架间距。
边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀钢架间距。
仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不得大于3m。
5.4施工中如发现变形异常等不安全因素时，应暂停开挖，加强支护，调整施工方案。
5.5开挖各工序步距应严格控制，长度宜为5m左右。
开挖工作面距离仰拱不应大于30m，仰拱距离拱墙衬砌不宜大于30m。
5.6隧道开挖的允许超挖值应符合表5.6要求。
表5.6隧道允许超挖值（cm）
围岩级别
开挖部位
Ⅰ
Ⅱ～Ⅳ
Ⅴ、Ⅵ
拱部
平均线形超挖
10
15
最大超挖
25
边墙平均线形超挖
仰拱、隧底
6施工程序与工艺流程
6.1施工工序
三台阶预留核心土法开挖以机械为主，人工辅助修边。
见图6.1、图6.2。
图6.1三台阶预留核心土开挖法开挖工序示意图
图6.2三台阶预留核心土法施工工艺示意图
6.1.1上台阶施工
1在拱部140°
范围打设φ42超前小导管，再利用挖掘机开挖，人工修整至设计轮廓线，开挖高度为3.8m,中间预留核心土，台阶长度控制在3—5m，核心土距拱顶1．5—2．0m，核心土两侧距开挖面约2.4m。
根据地质情况每循环开挖进尺为1～2榀钢架距离（0.6～1.2m）。
2开挖完后初喷4cm厚混凝土，掌子面有必要时，喷5cm混凝土封闭作业面。
3初喷后打设系统锚杆和挂设钢筋网片，系统锚杆为φ22药包锚杆，间距1m×
1m梅花形布置；
钢筋网用φ8钢筋，网格间距为20cm×
20cm；
4然后架设型钢钢架，上台阶分3节安装，环向为钢板螺栓连接，纵向为φ42钢管连接，环向间距1m，超前小导管尾端焊接在钢架上；
钢架安装完毕后立即施做锁脚锚管，与钢架之间采用U型钢筋连接；
5最后复喷C25混凝土至设计厚度，完成上台阶施工，形成承载拱。
6.1.2中台阶边墙施工
1待上台阶超前中台阶3—5m后，交错开挖中台阶两侧边墙，即图中所示2、3部，每次开挖控制在2榀，使左右两侧暴露的初期支护不同时处于悬空状态。
中台阶的高度也是控制在3.8m左右，机械开挖，人工用风镐进行修整；
2待中台阶修边结束后及时初喷4cm厚混凝土；
初喷后及时打设系统锚杆、铺设钢筋网、架设钢架，在钢架墙腰以上50cm处，紧贴钢架两侧按斜向下倾角30°
打设锁脚锚管，锁脚锚管与钢架采用U形钢筋牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
中台阶长度控制在3-4m。
6.1.3下台阶两侧边墙开挖支护。
施工方法参照中台阶边墙开挖支护。
6.1.4开挖中部预留核心土。
6.1.5仰拱施工
1仰拱应根据情况及时施作，与掌子面的距离尽量控制在30m。
仰拱分两次开挖，每次开挖长度为3m，紧跟施做仰拱初期支护，循环上步，及时浇筑6m长仰拱混凝土，为减少仰拱填充混凝土施工缝，仰拱衬砌和填充混凝土分次整体浇筑，长度控制在一幅栈桥长度范围内。
2为了解决开挖、出碴、进料运输与仰拱施工之间的干扰问题，保证仰拱施工质量，加快施工进度，在施工过程中在已开挖仰拱上铺设栈桥，开挖、出碴运输车辆在栈桥上行驶，栈桥下进行仰拱以及仰拱填充施工。
6.1.6二衬施工
二衬时间根据围岩监控数据确定，应在初期支护变形稳定后进行。
6.2工艺流程
6.2.1三台阶预留核心土开挖法施工工艺流程示意图
6.2.2三台阶预留核心土开挖法施工工序图
否
断面检查
满足
6.2.3三台阶预留核心土开挖法施工工艺流程图
7施工要求
7.1开挖
7.1.1每次开挖长度应经量测结果决定，一般情况不得大于以下长度：
上台阶为—榀钢架间距；
中、下台阶为两榀钢架间距，仰拱为3m。
7.1.2上台阶采用环形开挖留核心的开挖方法，核心长1.5～2.0m，核心的大小以工人在环形上操作方便为度。
7.1.3开挖断面应较设计外扩以下尺寸：
考虑施工误差衬砌内轮廓线外扩（一般为5cm）；
予预留围岩变形量（一般为10～15cm，可根据量测结果进行调整）。
7.1.4每层台阶每次开挖前均应进行测量放线，上—层台阶的初期支护未完成（如未打锚杆）不能进行下一层台阶的开挖。
7.1.5中、下台阶均分左、右侧开挖，开挖完一侧后再挖另一侧，开挖面应前后错开3～5m。
7.1.6待上台阶超前中台阶3～5m后，交错开挖中台阶两侧边墙，错开距离控制在2~3m，使左右两侧暴露的初期支护不同时处于悬空状态。
根据围岩地质情况调整循环进尺，1.2~2.4m为宜，中台阶的高度控制在4m左右作业。
7.1.7仰拱开挖亦分左，右侧进行。
仰拱与掌子面的最大距离不能超过安全距离即35m以内。
仰拱分两次开挖，每次开挖长度为3m，紧跟着施做仰拱初期支护，循环上步，随后搭设仰拱栈桥，及时浇筑6m长仰拱混凝土，继续前方掌子面开挖。
。
7.1.8严格控制超欠挖，机械开挖时，拱、墙脚要预留0.6m-0.6m（至少不小于0.3m）供人工修整。
严禁拱、墙脚低于设计标高而采用回填土。
机械开挖人工修边
7.1.9机械开挖时，防止机械扰动钢架和碰伤初期支护。
7.2初喷混凝土封闭岩面
7.2.1初喷混凝土应在开挖后立即进行。
7.2.2用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制混凝土厚度的标志钉。
7.2.3工作面滴水或淋水时，宜采用钻孔埋管做好排水。
大面积潮湿的岩面宜采用粘结性强的混凝土，通过添加外加剂、掺合剂改善混凝土性能，也可以采用干喷形式快速封闭渗水岩面。
7.2.4喷射混凝土必须满足设计强度、厚度及其与岩面粘结力要求。
7.2.5喷射作业应分段分片依次进行，喷射作业从拱脚或墙脚自下而上进行，作业时应避免上部喷射回弹料虚掩拱（墙）脚；
先找平凹洼部分，后喷射突出部分，个部平顺连接。
喷头应与受喷面垂直，喷嘴口至受喷面距离宜保持在1.0～2.0m，沿水平方向以螺旋形画圈移动。
7.3系统锚杆、钢筋网施做
7.3.1初喷混凝土后应及时施做锚杆，锚杆必须设置垫板。
7.3.2钢筋网搭接长度为1～2个网格，网片见采用焊接方式连接。
7.3.3钢筋网随受喷面起伏铺设，其间距不应大于3cm，钢筋网应与锚杆、钢架连接牢固，且钢筋保护层厚度不应小于4cm。
7.4钢架安装
7.4.1拱部单元安装工序：
放样确定钢架基脚位置→施做定位锚杆→架设钢架→布设纵向连接筋。
7.4.2墙部单元安装工序：
墙脚部位铺设槽钢垫板→施做定位锚杆→对应拱部单元架设墙部钢架单元→布设纵向连接筋。
拱、墙部单元宜采用栓接的方式连接。
7.4.3钢架安装允许偏差：
钢架间距、横向位置和高程与设计位置的偏差不超过±
5cm，垂直度允许偏差为±
2°
7.4.4钢架和初喷混凝土间有较大间隙时，每隔2m应采用骑马或楔形垫块顶紧；
钢架与围岩间隙不应大于5cm。
7.4.5钢架混凝土厚度应符合设计要求，二次复喷混凝土应分层喷射，每层厚度宜为5～6cm。
喷射混凝土表面应平顺、无空鼓、裂缝、酥松，平整度宜采用2m靠尺检查，允许偏差为侧壁5cm、拱部7cm。
7.5仰拱施工
遂底开挖应采用全幅分段施工，上面铺设仰拱栈桥，每循环开挖长度宜控制在2～3m。
当仰拱施工滞后下部台阶开挖面30～40m时，应停止前方工作面开挖或短距离跳槽进行遂底开挖。
短距离跳槽次数不得多于3次，每次跳槽间隔不得大于10m。
7.5.1遂底开挖后，应及时清除虚渣、杂物、泥浆、积水，立即初喷3～5cm厚混凝土封闭岩面，按照设计要求安装仰拱钢架，复喷混凝土至设计厚度，是初期支护及时闭合成环。
7.5.2仰拱应超前拱墙衬砌，每循环浇筑长度宜为4～6m，仰拱应采用浮放模板支架成型。
仰拱混凝土应分段全幅浇筑，一次成型，不留纵向施工缝，仰拱施工缝和变形缝应设置止水带。
仰拱表面应平顺，不积水。
7.5.3仰拱填充混凝土应在仰拱混凝土终凝后浇筑，浇筑前应清除仰拱表面的杂物和积水，连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。
填充混凝土强度达到5MPa后允许行人通行，达到设计强度的100%后允许车辆通行。
仰拱填充表面坡度应符合设计要求，应平顺、排水通畅、不积水。
8劳动组织
根据本隧道的隧道长、工期紧张的工程特点和实际情况，为确保工期要求，现场设进出口2个施工队。
每个施工队下设开挖工班、运输工班、综合工班、钢筋工班、喷砼工班、拱架支护工班、衬砌工班负责隧道的施工。
隧道实行24小时不间断作业。
主要施工工班配置如下：
开挖工班设置2个班组，每个班组12人；
运输工班设置2个班组，每个班组9人；
拱架支护工班设置2个班组，每个班组12人；
小导管工班设置2个班组，每个班组7人；
喷射混凝土工班设置2个班组，每个班组12人；
钢筋工班按2个班组，每个班组9人；
衬砌混凝土受开挖进度限制，按1个班组设置，仰拱4人，防水板挂设4人，拱墙衬砌12人，共计20人；
综合工班设两个工班，每个工班6人。
表8.1一个洞口劳动力人员配置
序号
工种
人数
主要施工任务
1
作业队队长
负责全面施工组织协调工作
2
副队长
负责施工现场施工组织协调工作
3
技术主管
负责施工技术管理工作
4
技术员
施工现场技术管理
5
测量人员
负责施工测量、监控量测工作
6
实验员
负责试验工作
7
安全员
负责施工安全管理
8
材料员
施工设备的采购
9
仓库保管员
物资接收、保管及发放
电工
洞内电线架设，用电设备安装、检查及维修
11
开挖工班
24
负责隧道开挖掘进
12
运输工班
18
负责隧道出碴、衬砌运输
13
综合工班
负责隧道风、水、电等
14
钢筋工班
负责隧道钢筋、钢架加工，及洞内钢筋绑扎
拱架工班
负责隧道拱架安装
16
超前小导管工班
锚杆、小导管安装及注浆
17
衬砌工班
负责隧道衬砌、铺底、仰拱
喷锚工班
负责喷射混凝土施工
19
后勤
负责生活保障、生活区环境卫生
合计
180
9材料要求
9.1材料采购前对供货方进行评定，选择合格的供货厂家购料。
9.2进入工地的主要材料严格按规定和设计要求把关。
所购材料必须附有说明书、合格证、技术检验证等质量证件。
材料进场后，按批次进行抽检，质量检验合格，方可使用。
工地存放的材料应按已检材料和待检材料分开放置，严禁混放。
9.3物资设备管理人员根据施工进度，分阶段编制材料用量计划，按不同阶段所需材料品种、规格、数量、质量要求做好材料供应计划，确定供货时间，确保地材主材品种、数量、质量满足施工计划需求。
9.4材料储存管理制度
9.4.1钢筋、钢管、型钢等金属材料
1存料场区硬化处理，四周做好排水明沟，以利于存料区内雨水顺畅排出。
2材料进场后根据工区划分的存放区域按品种、型号、长度分别堆放，堆放时做到上盖下垫，并保证下部通风。
3有色金属、薄钢板、小口径薄壁管应存在仓库或料棚内，不得露天存放。
4堆放好的材料按规定做好标示。
9.4.2砂、石料
1存料区硬化处理，四周做排水沟，并搭建材料大棚。
2砂、石料进场后，存放在待检区，经洗砂机及洗石机清洗合格后，方能进料棚堆放。
3经验收合格的砂、石料进棚堆放，堆放时料堆坡脚不能超过分隔墙，以免不同规格的材料混杂。
4料场区四周保持洁净、无扬尘。
9.4.3胶凝材料
1胶凝材料包括水泥。
2散装水泥检验合格后直接打入拌和站储存筒仓，筒仓入口上锁，由收料员保管，每次来料时都由收料员带领运输车司机到指定的筒仓打料，打料完成后及时上锁，避免不同材料打错筒仓的现象发生。
9.4.6木材
1在干燥、平坦、坚实的场地堆放，垛基不低于40cm，垛高不超过3m，以便防腐防潮。
2按树种及材种等级、规格分别一头齐码放，板方材顺垛留有斜坡；
方垛密排留坡封顶，含水量较大的木材留空隙；
有含水率要求的应放在料库或料棚内。
3选择堆放点时，远离危险口仓库及明火（锅炉/烟囱/厨房等）的地方，并严禁烟火的标志和消防设备，防止火灾。
4拆除的木模板、支撑料随时整理码放，模板与支撑料分开码放。
9.4.7材料储备
1随拆、随整、随保养、码放整齐。
2钢支撑、钢跳板分层颠倒码放成方，高度不超过1.8米；
各种扣件、配件应集中堆放，并设有围栏。
3对钢、铁制的材料均采用下垫上盖的方法，防止材料受雨潮而锈蚀、损坏。
4按照现场材料管理要求，结合现场实际情况实行分工负责制和日常检查、定期检查制度，发现问题及时整改，保证现场材料管理达标。
减少人为和自然消耗，降低生产成本。
真正做好增产节约，增效节支。
10机械设备配置
10.1小村隧道进、出口主要施工机械设备配置如表10.1：
表10.1机械设备配置
机械名称
数量
挖掘机
2台
钢筋调直机
装载机
电焊机
10台
自卸汽车
8台
工具车
空压机
6台
砼输送泵
衬砌台车
通风机
喷锚机
风镐
12台
风动凿岩机
插入式振捣器
煤电钻
21
平板式振动器
型钢冷弯机
22
注浆泵
变压器
23
全站仪
发电机
水准仪
钢筋弯曲机
混凝土搅拌机
钢筋切割机
26
混凝土运输车
4台
10.2设备维修保养及验收制度
10.2.1设备保修要求
1为满足生产需要减少设备运行磨损，延长设备使用寿命，确保设备施工安全，设备管理必须贯彻“养修并举，以养为主”的方针，强化设备的日常保养、定期维护和预防性维修制度，在制订施工生产计划时必须考虑安排设备的日常保养、定期维护和预防维修计划，并按计划组织实施，未经设备部门同意不得随意改变或取消。
2对重点设备的关键部位应按说明书规定要求由操作人员进行定期检查，并作好详细记录（相关设备保养可参照使用说明书要求进行）。
定期维护和预防性维修，分为施工生产中维护修理和停产维护修理，均由设备操作人员为主进行，维修人员配合进行。
3设备部要认真组织定期检查，指导并督促操作及维修人员做好设备定期维护和预防维修工作。
对维护保养差、保管不良、严重失修造成设备不能正常运行的，要追究有关人员的责任，并作出严肃处理。
4机械设备修理应本着先内后外的原则，提倡自修。
5根据国家和上级的有关规定，定期进行特种设备的监测和预防性试验等工作。
6维修保养过程中的主要数据要有记录，所有原始资料要整理成册归档。
7对于新购设备质保期内的维修和新修设备保修期内的维修要做好索赔工作。
10.2.2设备验收要求
新购置设备进场交接时，按设备的购置合同，对新购置的设备要进行各个方面的验收，并填写《设备采购验收记录》。
具体如下：
1设备规格型号、配置的验收；
2设备的数量，外观，工属具、各种备用零部件数量的验收；
3设备技术性能参数的验收；
4新车空车试运行的验收；
5各相关技术资料的验收。
11质量控制及检验
11.1质量控制要点
11.1.1开挖时严格控制超欠挖，机械开挖时预留30cm由人工开挖，减少对围岩的扰动。
11.1.2工序安排应紧凑，开挖后立即初喷3～5cm混凝土，以减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。
在开挖后初期支护应及时封闭成环，在必要时设置临时横向支撑或临时仰拱。
11.1.3仰拱紧跟是确保初期支护安全的根本措施，仰拱及填充混凝土要及时浇筑，与掌子面间的距离不得大于规定的安全距离，一般距离控制在30m以内，以利于形成完整的初期受力体系。
11.1.4在满足作业空间和台阶稳定的前提下，尽量缩短台阶长度，核心土长度应控制在3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～1/2。
11.1.5严格控制开挖进尺及步长，根据围岩地质情况，合理确定循环进尺，上台阶每次开挖1～2榀，仰拱开挖每次控制在3～5m；
上台阶步
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