隧道开挖指导书.doc
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新建贵广铁路GGTJ-1标四项目部施工作业指导书
隧道开挖作业指导书
1、工程概况
中铁二局贵广铁路工程指挥部四项目部管段内隧道有四座。
其中胡家寨隧道全长2591米，我部施工一半即1295.5米，团寨隧道全长2004米，翁档隧道全长1246米，斗篷山隧道全长7369米，合计隧道11914.5米。
重点隧道工程是斗篷山隧道，为极高风险隧道，其中下穿在建厦蓉高速木垴山隧道和贵新高速公路，主要不良地质为岩溶、断层破碎带、古崩塌堆积体、浅埋和软质岩大变形，洞身地质主要以灰岩、白云岩为主，节理较发育，地表溶蚀发育程度强烈，洞内岩溶强烈发育，地下水为岩溶管道水，含水量丰富。
团寨隧道穿越刘家正庄断层为Ⅰ级风险隧道。
2、施工方法及工艺
本管段隧道施工开挖方法有：
①Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，②Ⅴ级围岩采用大拱脚台阶法或CRD法开挖，③特殊地质如软土、松软土、红黏土、古崩塌堆积体等采用人工风镐开挖。
2.1Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩台阶法开挖施工工艺
台阶法施工工艺流程图
台阶法施工工艺横断面图
台阶法施工工艺纵断面图
1、开挖①部，施作①部台阶周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立钢架和工18临时钢架（横撑）（工18临时钢架仅在Ⅳ级围岩浅埋及软质岩地段设置），并设锁脚锚杆。
钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
2、在滞后①部一段距离后，开挖②部。
台阶周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网。
钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
3、在滞后②部一段距离后，开挖③部。
施作隧底混凝土。
4、灌注Ⅳ部仰拱衬砌与矮边墙。
5、施工防水板。
6、灌注仰拱填充Ⅴ部至设计高度。
7、利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅳ部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。
2.2Ⅴ级围岩大拱脚台阶法施工工艺
大拱脚台阶法施工工艺横断面图
大拱脚台阶法施工工艺纵断面图
1、利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部Φ42超前锚管。
开挖①部。
施作①部初期支护，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立钢架和工18临时钢架（横撑）（工18临时钢架仅在Ⅳ级围岩偏压及软质岩地段设置），施作大拱脚，必要时设置工18斜撑，并设锁脚锚杆。
钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
2、在滞后①部一段距离后，开挖②部。
台阶周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网。
接长钢架。
钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
3、在滞后②部一段距离后，弱爆破开挖③部。
施作隧底喷混凝土。
4、根据监测量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除工18临时钢架。
灌注Ⅳ部仰拱衬砌与矮边墙。
5、灌注仰拱填充Ⅴ部至设计高度。
6、利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅵ部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。
2.3Ⅴ级围岩CRD法施工工艺
施工准备
超前地质预报、测量放线
超前支护、围岩加固
先行侧开挖，初期支护、中隔壁、临时仰拱施工
后行侧开挖，初期支护、临时仰拱
初期支护成环、地质素描
拆除临时仰拱、中隔壁
仰拱、拱墙复合式衬砌施作
结束
监控量测
采取措施
各分部开挖面相距3～4m，每次开挖后掌子面必须封闭
各分部开挖面相距3～4m，每次开挖后掌子面必须封闭
超限
CRD法施工工艺流程图
CRD法施工工艺横断面图
CRD法施工工艺纵断面图
1、利用上一循环架立的钢架作隧道侧壁及导坑侧壁Φ42小导管超前支护。
开挖①部。
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，铺设钢筋网，架立工20b型钢钢架和工18临时钢架，并设锁脚锚杆，安设工18横撑。
2、在滞后于①部一段距离后，开挖②部。
喷混凝土封闭掌子面。
导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。
接长型钢和工18临时钢架，并设锁脚锚杆，根据实际地质情况，必要时安设工18横撑。
钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
3、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㈠。
4、开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同㈠。
5、在滞后于④部一段距离后，开挖⑤部。
隧底周边部分初喷4cm厚混凝土。
接长工18临时钢架，复喷混凝土至设计厚度。
安设型钢钢架及仰拱单元。
6、开挖⑥部并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同㈤。
并使型钢钢架之封闭成环。
7、根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除工18临时钢架及上部临时横撑。
灌注Ⅶ部仰拱及矮边墙。
8、灌注仰拱填充Ⅷ部至设计高度。
9、利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅸ部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。
3.爆破作业
3.1一般规定
1、隧道开挖方法应根据地质条件、断面大小、结构形式、机械配备、周围环境等因素综合确定，开挖方法应有利于保护围岩的自承能力。
2、钻爆作业应符合以下规定：
①开挖轮廓形状和断面尺寸应符合设计要求，尽量减小开挖轮廓线的放样误差，应采用激光指向仪、隧道激光断面仪等确定开挖轮廓线和炮眼位置。
②通过爆破试验，选择合理的钻爆参数，并根据地质条件的变化和对振动波的监测，不断优化钻爆参数，实现光面爆破，把对围岩、支护及衬砌的扰动减到最小程度。
③隧道开挖断面应以二次衬砌设计轮廓线为基准，考虑预留变形量、测量贯通误差和施工误差等因素适当放大，并应满足下列要求：
a预留变形量应符合设计规定，或根据围岩级别、隧道宽度、埋置深度、施工方法和支护情况等条件，采用工程类比法确定。
b测量贯通误差应符合现行铁道部现行《新建铁路工程测量规范》（TB10101）的规定。
c施工中应根据量测结果进行分析，及时调整预留变形量。
d当两相对开挖工作面相距40m时，两端施工应加强联系统一指挥，当两开挖工作面间的距离剩下10～15m时，应从一端开挖贯通。
e爆破作业时，所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点；在有可能发生涌水、突水地段应加强开挖工作面与洞内后部工作点的联系。
安全地点至爆破工作面的距离，在独头坑道内不应小于200m，其他开挖方法应根据爆破方法与装药量计算确定安全距离。
f隧道开挖中所使用爆破器材的运输、贮存、检验、再加工、使用和退库、销毁应符合国家有关法律、法规和现行国家标准《爆破安全规程》（GB6722）的规定。
施工中对爆破器材必须统一管理、发放，不符合要求的一律不准使用。
3.2隧道超欠挖
1、隧道的允许超挖值应符合下表的规定。
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
10
最大超挖
20
25
15
边墙线形超挖
10
10
10
仰拱、隧底
平均线形超挖
10
最大超挖
25
注：
1、本表适用于炮眼深度不大于3.0m隧道的开挖。
炮眼深度大于3.0m时，可根据实际情况另作规定。
2、。
3、最大超挖值是指最大超挖处至设计开挖轮廓切线的垂直距离。
4、表列数值不包括测量贯通误差、施工误差。
5、测量方法可选用表5.2.2列出的办法进行。
6、超过表5.2.1所列数值的部分按局部坍塌处理。
2、隧道超欠挖的测定方法
隧道超欠挖的测定方法
测定方法及采用的仪器
方法简述
利用激光束测定
用激光指向仪或激光经纬仪射在开挖工作面上的光束测定特定部位的超欠挖的线性值。
用全站仪测定
在要测的点位粘贴反光片，用全站仪测定各点的三维坐标，通过计算绘制开挖断面，与设计断面进行比较
用激光隧道限界
测量仪测定
由免棱镜测距全站仪和手提电脑组成，对开挖工作面（或任一断面）测量，直接打印出设计断面与实际断面，并标出设定点的超欠挖值。
用二次衬砌轮廓刚架
作基准测定
当防水板铺设专用台车移动时，用直尺量取需测定点至轮廓刚架的最小距离，并考虑喷混凝土的厚度，以确定超欠挖值。
3、隧道开挖应严格控制欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌不大于5cm（每1m2不大于0.1m2）；拱脚和墙脚以上1m范围内严禁欠挖。
4、隧道周边炮眼痕迹保存率是衡量开挖面平整度的一个指标，炮眼痕迹保存率应满足下表的规定：
各种围岩周边炮眼痕迹保存率
围岩性质
硬岩
中硬岩
炮眼痕迹保存率
≥80％
≥60％
注：
炮眼痕迹保存率＝（残留有痕迹的炮眼数/周边眼总数）×100％
3.3测量放样
测量班严格按钻爆设计图进行测量放样，准确定出炮眼的位置。
放线采用“五寸台”法（绘制施工图）。
3.4钻孔及清孔
1、炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计。
钻孔采用YT-28气腿式风动凿岩机，采用座式空压机或者移动式空压机供风，严格按放样位置施钻，钻孔时的外插角应控制在3°～5°以内，成孔后用高压风进行清孔。
2、掏槽眼眼口间距和眼底间距的允许误差为±5cm；辅助眼眼口间距允许误差为±10cm；周边眼眼口位置允许误差为±5cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。
3、当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度及装药量，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。
4、钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，对不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药。
5、当凿眼高度超过2.5m时应配备与开挖断面相适应的作业台架进行凿眼；钻孔作业应定人定岗，尤其是左右侧周边眼钻工不宜变动。
6、采用凿岩台车开挖时，对钻眼的要求，可根据台车的构造性能结合实际情况另行规定。
3.5装药及起爆网络连接
1、装药
①装药作业应符合下列要求：
a爆破工装药前，应与班组长、领工员对装药开挖工作面附近及炮眼等进行全面检查，对检查出的问题及时处理。
b炮眼内岩粉应清理干净。
c炮眼缩孔、坍塌或有裂缝时不得装药。
d装药作业与钻孔作业不能在同一开挖工作面进行。
②装药结构应符合下列规定：
a常用的周边眼装药结构有小直径连续装药、间隔装药、导爆索装药和空气柱状装药，见下图。
一般情况下宜选用小直径连续装药或间隔装药结构；软岩可采用导爆索装药结构；当眼深不大于2m时，可采用空气柱状装药结构。
小直径药卷连续装药结构示意
间隔装药结构示意
导爆索装药结构示意
专用光爆药卷装药结构示意
b为提高炸药的能量和爆破效果，应采用反向装药结构；在有瓦斯、煤尘爆炸危险的开挖工作面应采用正向装药结构。
c周边眼按药卷直径不同应采用连续装药或间隔装药结构，其他眼应采用连续装药结构。
③装药作业应符合下列规定：
a尽量采用装药机（有乳化炸药装药机、粉状炸药装药机）装药，以提高装药效率，减少不安全因素。
b清孔：
装药前，采用掏勺或压缩空气吹眼器清除炮眼内的岩粉、积水，防止堵塞，使用压缩空气吹眼器时应避免炮眼内飞出的岩粉、岩块等杂物伤人。
c验孔：
炮眼清理完成后，应采用炮棍检查炮眼深度、角度、方向和炮眼内部情况。
发现炮眼不符合要求的，及时处理。
d装药方法：
验孔完成后，爆破工必须按作业规程、爆破设计规定的炮眼装药量、起爆段位进行装药。
装药时要一手抓住雷管的脚线，另一手用木质或竹质炮棍将放在眼口处的药卷轻轻的推入炮眼底，使炮眼内各药卷间彼此密接，推入时，用力要均匀。
e正向装药的起爆药卷最后装入，起爆药卷和所有的药卷的聚能穴朝向眼底；反向装药起爆药卷首先装入，起爆药卷和所有的药卷的聚能穴朝向眼外。
f堵孔炮泥应满足下列要求：
所有装药的炮眼应采用炮泥堵塞，不得用炸药的包装材料等代替炮泥堵塞。
宜用炮泥机制作炮泥，炮泥配合比一般为1：
3的粘土和沙子，加含有2％～3％食盐的水制成，炮泥应干湿适度。
g封孔应满足下列要求：
1）最初填塞的炮泥应慢慢用力，轻捣压实，以后各段炮泥应依次用力一一捣实。
2）浅孔宜将余孔全部堵塞。
3）炮眼深度小于1m时，封泥长度不宜小于炮眼深度的1/2。
4）炮眼深度超过1m时，封泥长度不宜小于0.5m。
5）炮眼深度超过2.5m时，封泥长度不宜小于1m。
6）光面爆破周边眼封泥长度不宜小于0.3m。
2、连线、起爆
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