隧道开挖作业指导书.docx

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隧道开挖作业指导书

衡茶吉铁路HCJ-2工程指挥部

隧道开挖作业指导书

中铁五局衡茶吉铁路工程指挥部

2009年6月

目录

1、适用范围2

2、目的2

3、隧道开挖施工方法及工艺2

4、质量控制标准8

5、主要机具设备9

6、劳动力组织9

7、安全、质量、环保措施10

隧道开挖作业指导书

1、适用范围

适用于新建衡茶吉铁路HCJ-2标隧道正洞及其辅助坑道的开挖施工。

2、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。

3、隧道开挖施工方法及工艺

3.1方案设计

要求本线隧道按新奥法原理组织施工，根据地质条件、断面开挖宽度的不同，可以采用全断面法、二台阶法、环形开挖预留核心土法进行施工。

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。

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（台阶）防护一段（台阶）。

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。

暗洞开挖根据围岩情况Ⅳ、Ⅴ级地段采用环形预留核心土法施工，Ⅲ、Ⅳ级采用二台阶法施工，每循环进尺控制在2.5m以内；Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面法施工。

3.2.施工工艺

3.2.1全断面法开挖

　　　全断面开挖法是按照设计断面将隧道一次性开挖成型，在施作衬砌的方法。

施工工艺流程图（见下图）

3.2.1.1施工方法

施工隧道时分为一个台阶开挖，采用光面爆破后，施作洞身初期支护，即初喷4cm厚混凝土，然后钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

光面爆破时拱底宜一次性开挖至标高，避免第二次爆破扰动围岩稳定性；开挖完成后及时灌筑该段仰拱及仰拱回填砼。

最后利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。

全段面法施工工序示意图见下图：

3.2.2两台阶法开挖

两台阶法开挖是将隧道设计断面分成两次开挖。

施工工艺流程图（见下图）

3.2.2.1施工方法

施工时将隧道分为上下两个台阶进行开挖。

先开挖上部台阶，上部开挖完成后施作上部洞身结构的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，然后钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度，底部视开挖后围岩具体情况喷10cm混凝土作为临时仰拱封闭。

上台阶施工至10～20m后，开挖下部台阶，及时封闭初期支护。

下台阶开挖完成后及时灌筑该段仰拱及仰拱回填砼。

最后利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。

预留核心土施工工序示意图如下：

根据围岩条件，合理确定台阶长度，一般不超过１倍洞径，以确保开挖、支护质量及施工安全。

上台阶施工钢架时采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施控制围岩和初期支护变形。

下台阶在上台阶喷射混凝达到设计强度70%以上时开挖。

当围岩不稳定时，采用缩短进尺，必要时上下台阶分左、右两侧错开开挖，及时施作初期支护和仰拱。

施工中解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。

在上台阶开挖超前一个循环后，上下台阶可同时开挖。

3.2.3环形开挖预留核心土法

环形开挖预留核心土法是在上部断面以弧形导坑领先，其次开挖下半部两侧，在开挖中部核心土的方法。

施工流程图如下：

在施工时环形开挖预留核心土每部开挖进尺应为0.5～1.0m（按设计钢架间距为一榀，根据地质情况可进尺两榀钢架）；开挖完成后及时施作喷锚支护、安装钢架支撑或格栅支撑，每两榀钢架之间采用钢筋连接，并加锁脚锚杆。

上部弧形，左、右侧墙部，中部核心土开挖各错开3～5m进行平行作业。

4、质量控制标准

隧道开挖断面允许超挖值（单位：

cm）

围岩条件类别

开挖部位

Ⅰ

ⅡⅣ

ⅤⅥ

拱部

平均线性超挖10

平均线性超挖15

平均线性超挖10

最大值超挖20

最大值超挖25

最大值超挖15

边墙

平均10

平均10

平均10

4.1.质量检测

4.1.1.中线及高程应符合设计要求，使用全站仪和水准仪进行检测，技术人员每一开挖循环检查一次。

4.1.2.隧道不应欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，方允许岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌，整体式衬砌小于10cm。

拱脚和墙脚以上1m内严禁断面欠挖。

隧底开挖底部高程应符合设计要求，隧底范围岩石局部突出每平方米内不应大于0.1m2，侵入断面不大于5cm。

4.1.3.洞身开挖中，地质工程师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，核对地质情况，判断围岩稳定性。

要求地质工程师每开挖一环，应立即对对工程地质进行素描。

4.1.5.光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩应不大于等于80%，中硬岩应大于等于60%，并在开挖轮廓线上均匀分布。

要求技术人员每一开挖循环检查一次炮眼痕迹保存率。

4.2.质量保证措施

4.2.1.隧道开挖质量保证措施

隧道不良地质地段施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。

开挖前，做好超前地质预报，根据预测结果采取合理的开挖方法和支护措施。

成立超欠挖管理领导小组，编制超欠挖管理办法，制订详细的奖罚措施，并严格执行。

派专人负责超欠挖控制，每次爆破由专业工程师值班检查监督爆破全过程，以保证钻爆作业按设计进行。

采用光面爆破，减少对周边围岩的扰动，保证开挖成型质量。

每循环用断面仪对开挖面进行检查，并根据检查结果进行分析，及时将分析的信息反馈到施工中，不断优化设计，以进一步改进光面爆破质量。

施工时设备操作人员相对固定，以利于提高钻眼质量。

仰拱距掌子面距离：

Ⅲ围岩不超过90m，Ⅳ围岩不超过50m，Ⅴ级及以上不超过40m。

二次衬砌距掌子面距离：

Ⅰ、Ⅱ级围岩不超过过200m，Ⅲ级不超过120m，Ⅳ级及以上围岩不超过90m。

5、主要机具设备

机械：

挖掘机1台、装载机1台、自卸车3台、湿喷机2台、YT28风钻15台、压浆机1台。

6、劳动力组织

管理人员：

作业队长1人，技术主管1人，副队长1人，施工员3人，技术员1人，试验员2，安质员1人。

作业人员：

开挖班25人、喷锚班14人、运输班10人、综合班8人四个班组共57人。

7、安全、质量、环保措施

7.1.安全措施

7.1.1.施工前对全体作业人员进行培训，增强施工人员安全意识；

7.1.2.施工时必须选用经检验合格的料具，防止机械事故的发生；

7.1.3.施工作业平台必须搭设牢固，平整；

7.1.4.注浆作业人员必须按要求配带防护用品，不得直接接触浆液；

7.1.5.施工的各班组间，应建立完善的交接班制度，并将施工、安全等情况记载于交接班的记录簿内。

工地值班负责人应认真检查交接班情况；

7.1.6.所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带安全帽等安全防护用品，遵章守纪，现场有专人指挥；

7.1.7.无关人员严禁入场；

7.1.8.在钻孔作业中，要采取措施防止孔口喷水突泥，如有发生应及时处理；

7.1.9.爆破后及时撬帮、找顶，对有垮帮、掉块迹象的要及时清理；

7.1.10.架立钢架时，防止倾覆伤人。

7.2质量措施

7.2.1大力推行光面爆破，严格控制隧道超挖，杜绝欠挖。

7.2.2钻眼人员必须严格按工程部技术交底要求规范布眼，各层钻眼人员不能随意交换，必须定人、定眼、定钻。

7.2.3钻眼必须坚持“平、直、齐、准”的原则，特别是周边眼要控制好方向和装药量，以提高光爆效果，减少超欠挖。

7.2.4坚持“石变我变”的原则，根据施工现场的实际情况灵活调整炸药的用量及合理的进尺。

7.2.5周边眼采用小直径药卷间隔装药，导爆索传爆,其它炮眼采用φ32药卷连续装药。

隧底必须一次开挖到位，而且要平顺以利于施工排水。

7.2.6掏槽眼要控制好方向和装药量，眼底加强装药，第一级掏槽眼的深度大于其它部位的眼深约30cm，眼口炮泥堵塞长度必须大于30cm。

7.2.7装药时要控制好药卷之间的殉爆距离，一般为10~15cm，最大不能大于20cm。

7.2.8掏槽眼和底眼采用双雷管引爆，导爆管不能对折，以防瞎爆。

7.2.9钻爆作业必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。

7.2.10钻眼前应绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓，并根据爆破设计标出炮眼位置，经检查符合设计要求后方可钻眼。

7.2.11钻眼应符合下列要求：

1）掏槽眼：

深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不得大于5cm。

2）辅助眼：

深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不得大于10cm。

3）周边眼：

开眼位置在设计断面轮廓线上，允许轮廓线调整，其误差不得大于5cm；炮眼方向可以3~5°斜率外插，眼底不超出开挖断面轮廓线10cm，最大不超过15cm。

4）内圈炮眼至周边眼的排距误差不大于5cm。

5）钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并作好记录，有不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后才可装药起爆。

6）装药前应将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净。

所有装药的炮眼均应堵塞炮泥，周边眼的堵塞长度不宜小于20cm。

7.2.12装药结构

周边眼采用小直径药卷（φ25mm）空气间隔装药结构，其余炮眼采用标准药卷（φ32mm）连续装药结构。

7.2.13开挖采用光面爆破，炮眼痕迹率，在砂质页岩段必须大于80%并且在开挖轮廓线上均匀分布。

7.2.14开挖须严格控制超挖。

在砂质页岩段要求平均线性超挖小于10cm，最大超挖小于25；在炭质页岩段要求平均线性超挖小于15cm（钢架外），最大超挖20cm。

7.2.15开挖不应存在欠挖，在灰岩段石质完整、石质坚硬时允许个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌小于10cm，拱脚和墙脚以上1m以内严禁欠挖。

7.2.环保保证措施

隧道内、搅拌站以及其他施工区产生的施工污水经治理净化处理后排放，不直接排入河道。

生活污水采取二级生化或化粪池等措施进行净化处理，生活废水必须经沉淀处理，经检查符合标准后方可排放。

注意保护自然水流形态，做到不淤、不堵、不留施工隐患，不阻塞河道。