铁路隧道台阶法作业指导书.docx
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铁路隧道台阶法作业指导书
台阶法开挖施工作业指导书
1、概述
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下半断面，上、下半断面同时并进的施工工艺。
适用条件：
在Ⅲ～Ⅳ级围岩铁路双线隧道施工时采用台阶法。
台阶长度必须根据隧道断面跨度、围岩地质条件、初期支护形成闭合断面的时间要求、上部施工所需空间大小等因素来确定，如围岩较差，台阶长度可缩短宜为5m左右。
如采用三级台阶法，第一个台阶高度可采用2.5m。
2、作业内容
1施工测量；2多功能施工作业台架就位；3钻孔；，4装药；5起爆；6通风；7出渣。
3、施工准备
3.1编制施工工艺设计、工序质量控制设计；
3.2确定卸渣场的位置和范围，汽车运输道路的引入和其他运输设施的布置；
3.3施工用风、用水和用电设施布置。
3.3.1施工用风
3.3.1.1空压机功率要求
隧道施工用风采用固定空压机供风，空压机最大功率应能满足同时工作的各种风动机具的最大用风量和足够风压的要求。
3.3.1.2空压机位置要求
固定式空压机站应设在洞口附近，并靠近变电站，当有多个洞口需集中供风时，可选在适中位置，但应靠近用风量较大的洞口。
空压机站应有具体的防水、降温和保温措施。
3.3.1.3工作风压
隧道工作面风动凿岩机风压应不小于0.5Mpa，高压风管的直径应根据最大送风量、风管长度、闸阀等条件计算确定。
3.3.1.4风管的安装和使用
①高压风管及接头装置的材质必须符合相关标准规定；
②高压风管应敷设平顺，接头严密，不漏风；
③在洞外地段，当风管长度大于100m以内和温度变化较大时宜安装伸缩器，靠近空压机150m以内，风管的法兰盘接头宜用石棉衬垫；
④长度大于1000m时，应在高压风管最低处设置油水分离器，定时放出管中的积油和水；
⑤洞内高压风管应敷设在电缆电线相对的一侧，风管的前端至开挖面距离宜保持30～40cm，并用分风器（可自制）连接高压软风管；
⑥供风管每200m应装一处闸阀，各种闸阀在安装前应拆开清洗，阀门应进行水压强度试验，合格后方可使用；
⑦高压风管在安装前应进行检查，当有裂纹、创伤、凹陷等现象不得使用，管内不得保留有残余物和其他脏物；
⑧高压风管使用应有专人负责检查、养护，空压机房应配有一定数量的灭火器。
3.3.2施工用水
3.3.2.1隧道施工供水方案的选择及设备的配置
①水源的水量应能满足工程和生活用水的需要。
有高山自然水源时，应蓄水利用。
水池高度应通过计算，并能满足洞内最大水压的要求；
2水池的容量应计算并有一定的储备量，满足洞内外集中用水的需要；
3采用机械抽水站供水时，应有备用的抽水机；
4工程和生活用水使用前必须经过水质鉴定。
3.3.2.2工作面水压
隧道工作面的水压不应小于0.3MPa，水管的直径应根据最大供水量、管路长度、弯头、闸阀等条件计算确定。
3.3.2.3高压水管的安装和使用
①管路应敷设平顺，接头严密，不漏水；
②水池的总输出管路上必须安装总闸阀；主管路上每隔300～500m应分装闸阀；
③洞内水管前端至开挖面宜保持30m距离，并用高压软管连接分水器。
洞内软管的长度，一般情况下不宜大于50m；
④洞内水管管路应敷设在电缆、电线相对的一侧，不得妨碍运输；当与水沟同侧时，不得影响排水；
⑤钢管在安装前应进行检查，有裂纹、创伤、凹陷等现象时不得使用，管内不得保留有残余物和其他脏物；
⑥管路使用中应有专人负责、养护。
冬期应注意管道保温。
3.3.3施工用电
3.3.3.1施工用电方案
施工用电应进行施工用电量设计，并采用三级配电二级保护方式。
3.3.3.2隧道供电电压应符合下列要求:
①长大隧道施工，电源采用10KV供电，经过变压后对用电设备供电；
②低压供电采用380V/220V三相五线系统；
③照明电压，作业地段宜36V，成洞和不作业地段可采用220V；
④低压线路末端的电压降不得大于10％。
3.3.3.3变压器容量
变压器容量应按电气设备用电总容量确定。
当单台电动设备容量超过变压器容量1/3时，应适当考虑增加起动附加容量。
3.3.3.4变压器位置
洞外变电站宜设在靠近负荷集中地点和设在电源来线一侧。
变电站电源线当需跨越施工地区时，其最低点距人行道和运输线路的最小高度应满足：
电压35KV时7.0m，10KV时7.0m，400V时6.0m。
3.3.3.5洞内供电线路布置和安装
①成洞地段固定的电线路，应用绝缘良好的塑料导线架设。
施工地段的临时电线路宜采用橡套电缆。
竖井、斜井宜使用铠装电缆；
②照明和动力电线路安装在同一侧时，必须分层架设。
电线悬挂高度应满足：
400V以下不小于2.5m，10KV不小于3.5m；
③涌水隧道的电动排水设备，瓦斯隧道的通风设备以及斜井、竖井内的电气装置应采用双回路输电，并有可靠的切换装置和防暴措施；
④36V低压变压器应设在安全、干燥处，机壳接地，输电线路长度不得大于100m；
⑤动力干线上的每一份支线，必须装设开关及保险装置。
严禁在动力线路上加挂照明设施。
四、施工工艺及质量控制流程
台阶法开挖施工工艺及质量控制流程图见图1。
图1台阶法开挖施工工艺及质量控制流程框图
五、工艺步序说明
当拱部围岩条件发生较大变化时，可适当延长或缩短台阶长度，确保开挖、支护质量及施工安全。
上台阶的底部位置应根据地质情况确定，一般情况下，可在起拱线及以下。
上台阶使用钢架时，可采用扩大拱脚和施作锁脚锚杆等措施，防止拱部下沉变形。
下台阶应在喷射混凝土达到施工图标示强度70％以上时开挖。
当岩体不稳定时，，应合理缩短进尺，先施工边墙初期支护，后开挖中间土体，左右错开或先拉中槽后挖边墙，并及时施工仰拱。
应解决好上下部的施工干扰问题。
下部施工应减少对上部围岩、支护及衬砌的扰动和破坏。
Ⅲ级围岩台阶法钻爆设计参数
炮眼名称
炮眼深度（m）
个数（个）
非电段位
装药类型
装药类型
单孔药量（Kg）
总药量（Kg）
上半断面
周边眼
3.25
36
13
Φ32
间隔
1.04
37.44
辅助眼
3.25
18
357
Φ32
集中
1.90
34.2
掏槽眼
3.45
8
1
Φ32
集中
2.15
17.2
底板眼
3.25
10
9
Φ32
集中
1.90
19
小计
72
107.84
下半断面
周边眼
3.25
22
11
Φ32
间隔
1.04
22.88
辅助眼
3.25
65
357
Φ32
集中
1.90
123.5
底板眼
3.25
22
9
Φ32
集中
1.90
45.9
小计
112
192.28
合计
184
300.12
开挖断面
约90m2
炮眼密度
2.0个/m2
单位用药量
3.33Kg/m3
预计进尺
2.8m
工艺改进：
对于软弱围岩中采用台阶法，可以考虑与预留核心土、挖中槽等方法相结合。
在上台阶开挖时，预留核心土，以便快速完成拱部开挖，及时施作初期支护。
在下部台阶开挖时，先拉中槽，扩大作业面，为两侧快速开挖和支护创造条件。
六、施工质量标准及检验方法
隧道开挖断面的中线和高程必须符合施工图要求。
隧道开挖必须严格控制欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部位（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌必须小于5cm。
拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
洞身开挖必须核对地质。
在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙的结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对施工图地质情况，判断围岩稳定性。
光面爆破或预裂爆破钻孔眼，必须根据钻爆设计图准确标示出钻孔位置。
钻孔时必须按钻爆设计要求严格控制钻孔的间距、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，外插角必需符合钻爆设计要求，孔底不得超过开挖断面轮廓线15cm。
光面爆破的钻孔痕迹保存率。
硬岩不得小于80％，中硬岩不得小于60％，并在开挖轮廓面上均匀分布。
七、作业组织
7.1劳动力组织表。
表1台阶开挖每班劳动力组织表
工种名称
工序名称
找顶工
测量工
修钻工
钻爆工
电工
司机
班长
合计
台阶开挖
2
5
2
25
2
10
1
47
7.2生产效率及材料损耗
①生产效率见表2。
表2台阶法开挖施工工艺作业循环时间表
序号
工序
时间（min）
循环时间（min）
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
720
1
测量放线
30
2
超前支护
150
3
开挖
360
5
出渣
180
从表3可知，每次循环的时间是720min，每次循环进尺按2.5～3.0m计算，每个月的生产效率为150～180m。
②材料消耗
根据现场围岩及岩性确定各种材料消耗。
7.3施工机械及工艺装备
机械设备配置见表3。
表3台阶法开挖机械设备配置
序号
名称
技术条件
数量（台/套）
1
气腿式凿岩机
YT—28
25
2
轴流式通风机
根据隧道长度
1
3
装载机
侧卸式
2
4
挖掘机
PC200—3
2
5
电动空压机
4L—20/8
2
6
自卸汽车
10～15m3
6
八、施工安全及环境保护
8.1施工安全
8.1.1开始施工前，必须对施工工艺中存在的危险源进行辨识和安全风险评估，编制安全管理实施方案，并制定相应的应急措施方案；
8.1.2施工机械使用、操作人员条件、检修保养、各种专用施工机具和料具、
施工用电、特殊环境中作业等应严格执行《铁路工程施工安全技术规程》（TB10401）；
8.1.3施工过程中必须对施工人员加强安全技术交底，特殊工种必须经考试合格后方能上岗在推广新技术和使用新型机械设备时，应对员工进行再培训和安全教育；
8.1.4进洞人员必须戴好安全帽，洞内作业人员应佩戴防尘面具，禁止无关人员进洞；
8.1.5开挖作业必须保证安全。
开挖时必须减少对围岩的扰动；
8.1.6爆破后应检查爆破和开挖面情况，清除瞎炮、残炮和危石；
8.1.7开挖面及未衬砌地段应随时检查，险情应及时处理；
8.1.8开挖工作面与衬砌的距离必须在确保施工安全并力求减少施工干扰的原则下合理选定；
8.1.9开挖不得危及衬砌、初期支护及施工设备的安全；
8.1.10施工作业地段的出渣车辆行车速度不得大于10km/h，成洞地段不得大于15km/h；在衬砌模板台车等狭窄地段必须设置减速和警示标识；
8.1.11出渣时间洞内必须加强通风，保证洞内清晰，并且使洞内环境必须符合职业健康标准。
8.2环境保护
8.2.1施工现场坚持工完料清，垃圾杂物集中整齐堆放，及时处理。
施工废水严禁任意排放，严格按照招标文件要求经处理后达标排放。
8.2.2弃土不得随意堆放，须运至指定的弃土场。
8.2.3施工中采取有效措施，保护环境，爆破时采用控制爆破，不影响临近建筑物及其它设施正常安全使用。
8.2.4对弃碴场基层清除的土层和基坑开挖的土石方集中堆放，避免被水冲刷，污染河流。
8.2.5自卸汽车在运输过程中，必须保持平稳行驶，严禁在便道上随意抛洒；
8.2.6便道须经常保持湿润，避免车辆行驶时粉尘较大，影响周边环境。
九、质量记录
9.1洞身开挖检验批质量验收记录表04010201
9.2洞身开挖分部工程质量验收记录表
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