高速铁路隧道开挖专项施工方案知识讲解.docx
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高速铁路隧道开挖专项施工方案知识讲解
高速铁路隧道开挖专项施工方案
第一章编制依据
1、新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线《摆龙村一号隧道设计图》；
2、新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线第三册《隧道附图洞门及洞口工程》；
3、《高速铁路隧道工程施工技术指南》铁建设（2010）241号；
4、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）；
5、《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）；
6、《铁路工程基本作业施工安全技术规程》TB10301-2009；
7、《铁路隧道工程施工安全技术规程》TB10304-2009；
8、《爆破安全规程》GB6722-2011；
9、新建贵阳枢纽小碧经清镇东至白云联络线站前4标《实施性施工组织设计》
第二章编制范围
新建贵阳枢纽小碧经镇东至白云联络线站前Ⅳ标（D1K64+770～D1K65+275）摆龙一号隧道。
第三章工程概况
摆龙村一号隧道位于贵阳市金华新区金华镇摆龙村境内，全长505米，隧道进出口里程分别为D1K64+770、D1K65+275。
该隧道为时速200kmⅠ级铁路双线隧道，隧道内线间距为4.6m。
洞内采用重型轨道碎石道床，铺设Ⅲ型轨枕（2.6m）及60kg/m钢轨，轨道结构高度766mm。
隧区岩溶中等至强烈发育，隧道进出口右侧边坡顺层且洞身右侧围岩顺层偏压。
洞身与梨木山断层平行，相距30~80m,洞身位于地下水垂直渗流带内，地下水对混凝土无侵蚀性。
第四章主要施工方案及施工方法
4.1施工方案
根据设计要求，隧道除明洞段为明挖之外，隧道暗挖段采用锚喷构筑法施工、光面爆破开挖。
暗挖段根据围岩类别的不同分别采用IV级围岩采用台阶法，V级围岩采用台阶法+临时横撑。
4.2施工方法
4.2.1明洞段开挖方法
摆龙村1号隧道明洞段进出口各15m共30米。
明洞段均采用明挖法施工。
摆龙村1号隧道明洞基本处于强风化灰岩层，施工时采用挖机施工，每施工一个台阶立即进行喷锚支护。
遇到有不易破除岩石的部位采用控制爆破开挖。
4.2.2台阶法
隧道开挖分上下台阶施工（除仰拱开挖外），上下台阶长度可以根据实际施工做适当调整。
微台阶长度宜控制在5米左右，长台阶不宜超过14米。
本隧道施工段台阶法施工适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩。
1、施工工序
（1）先开挖①部，然后进行①部台阶周边的支护及临时支护，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立钢拱架和I18临时横撑（I18临时横撑仅在Ⅴ级围岩浅埋段或软质岩地段设置），并设置锁脚锚杆。
待打入径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
（2）在滞后①部一段距离之后（可根据施工机械配置、人员安排等情况适当调整），开挖②部，待②部开挖完后进行台阶周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，接长钢拱架，打入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，待碴土清除干净后，施作隧底混凝土。
2、施工注意事项
（1）工序变化处钢架应设锁脚锚杆，以确保钢架基础稳定。
在Ⅳ级围岩偏压地段也应注意下台阶安全，防止塌方。
（2）台阶高度、长度可根据施工机具，人员等安排进行适当调整。
（3）钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。
（4）各部台阶开挖长度一般不宜超过14m，围岩条件变化时可酌情缩短或延长台阶长度。
（5）复合衬砌段在施工时，需按有关规范及标准图的要求进行监控量测，根据监控量测的结果进行分析，确定灌注二次衬砌的时机及调整支护参数，必要时可喷混凝土封闭掌子面。
必要时可在上台阶底部设10cm厚的喷混凝土临时仰拱。
（6）I18横撑连接处或与钢架连接处均设置钢垫板（240×500×16mm）。
（7）大拱脚采用钢垫板（240×500×16mm）与斜撑焊接连成整体。
（8）I18横撑为临时支护,施工中应尽量倒换使用。
4.2.3.隧道围岩分级、开挖方法及衬砌支护形式
1、隧道围岩分级及开挖方法
摆龙村一号隧道围岩分级及开挖方法见表2-1。
表2-1隧道围岩分级及开挖方法
序号
起讫里程
长度（m）
衬砌类型
开挖工法
备注
1
D1K64+770～D1K64+785
15
单压式明洞衬砌
明挖
2
D1K64+785～D1K64+800
15
Ⅴc型衬砌
台阶法+临时横撑
3
D1K64+800～D1K64+820
20
Ⅴc型衬砌
台阶法+临时横撑
4
D1K64+820～D1K65+220
400
IVay型衬砌
台阶法
5
D1K65+220～D1K65+235
15
Ⅴc型衬砌
台阶法+临时横撑
6
D1K65+235～D1K65+260
25
Ⅴc型衬砌
台阶法+临时横撑
7
D1K65+260～D1K65+275
15
偏压式明洞衬砌
明挖
2、衬砌支护形式
隧道D1K64+770~785，D1K65+260~275明洞衬砌，隧道洞身采用喷锚支护、复合式衬砌结构。
Ⅴ，Ⅳ级围岩采用曲墙带仰拱衬砌断面形式。
复合式衬砌支护参数见表2-2。
表2-2双线隧道复合式衬砌支护参数表
衬砌形式
Ⅴc
Ⅳay
二次衬砌
拱墙
55，C35钢筋砼
45，C35钢筋砼
仰拱（底板）
60，C35钢筋砼
50，C35钢筋砼
初期支护
C25喷砼
设置部位/厚度
拱墙：
27
拱墙：
23
仰拱：
25
仰拱：
0
钢筋网
规格
φ8
φ6
设置部位
拱墙
拱墙
网格间距
20×20
20×20
锚杆
设置部位
拱墙
拱墙
长度
4.0
3.5
间距
（环向m×纵向，m）
拱墙：
1.2×1.0
拱墙：
1.2×1.2
钢架
规格
I20b型钢
160格栅
设置部位
拱墙、仰拱
拱墙
纵向间距（m）
0.6
1.2
注：
1.拱部锚杆采用φ22组合中空锚杆，边墙锚杆采用普通砂浆锚杆；
2.Ⅳ、Ⅴ级围岩地段拱部系统锚杆根据地层岩性、风化程度、覆盖层厚度等情况进行设置。
第五章施工进度安排
坚持经济、合理与实用相结合的原则。
采用先进的施工技术和管理技术，应用科学的组织方法，合理安排施工顺序。
下表为洞身开挖作业循环时间表。
开挖支护作业循环时间表
围岩
项目时间（h）
Ⅳ级
Ⅴ级
备注
超前地质预报
1
1
测量放线
0.5
0.5
开挖及出碴
7
5
找顶
0.5
0.5
初喷
0.5
0.5
初期支护
9
7
合计
18.5
14.5
（1）Ⅳ级围岩进度指标为（单个工作口）:
720小时/月
×2.0m/循环≈78m/月
18.5小时/循环
考虑工序衔接、其它等因素的影响，计划进度指标采用75m/月。
（2）Ⅴ级围岩进度指标为（单个工作口）：
720小时/月
×0.8/循环≈40m/月
14.5小时/循环
考虑工序衔接、其它等因素的影响，计划进度指标采用38m/月。
总体计划：
2014年3月10日-5月10日边仰坡开挖
2014年5月11日-6月10日导向墙及进口大管棚施工
2014年6月11日-2015年4月31日初支
2014年7月15日-2015年5月25日衬砌
2015年3月10日-2015年6月20日附属
第六章爆破设计
6.1爆破方案
爆破方案的选择以如何提高炮眼的利用率和如何控制开挖轮廓和爆破振动对地层的扰动为指导思想。
本施工段隧道洞口浅埋段土质围岩采用人工配合机械明挖法施工，遇个别孤石进行松动爆破，挖机配合开挖。
本施工段隧道洞身Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法施工，台阶法开挖采用光面爆破。
人工手持风钻配合多功能台架钻孔，2#岩石乳化炸药（Φ32mm×240mm），电雷管起爆，非电毫秒管微差光面爆破。
6.2钻爆设计
6.2.1光爆基本参数
隧道初步开挖时，炸药单耗量和光面爆破参数参照下表“巷道掘进单位炸药耗药量”“光面爆破参数表”，实际施工时根据对应各级围岩爆破效果对本参数进行适当调整。
巷道掘进单位炸药耗药量（2＃岩石硝铵炸药，kg/m3）
掘进断面（m2）
岩石坚固性系数（f）
～3
4～6
8～10
12～14
15～20
＜4
1.23
1.77
2.48
2.96
3.36
4～6
1.05
1.50
2.15
2.64
2.93
6～8
0.89
1.28
1.89
2.33
2.59
8～10
0.78
1.12
1.69
2.04
1.32
10～12
0.72
1.01
1.51
1.90
2.10
12～15
1.66
0.92
1.36
1.78
1.97
15～20
0.64
0.90
1.31
1.67
1.85
＞20
0.60
0.86
1.26
1.62
1.80
光面爆破参数标准表
岩石
种类
周边眼间距
E（cm）
周边眼最小抵抗线
W（cm）
相对距离
E/W
装药集中度q
（kg/m）
极硬岩
50～60
55～75
0.8～0.85
0.25～0.3
硬岩
40～50
50～60
0.8～0.85
0.15～0.25
软质岩
35～45
45～60
0.75～0.8
0.07～0.12
6.2.2掏槽方式
采用中空直眼或斜眼掏槽。
直眼掏槽操作较简单，钻孔方向易掌握，被广泛采用，洞身开挖采用直眼掏槽。
因本工程隧道断面大，采用人工手持风钻钻孔，采用三级复合楔形掏槽方式。
各级围岩掏槽眼深度如下
1、Ⅳ级围岩第一级掏槽眼深1.9m，第二级掏槽眼深2.5m，第三级掏槽眼深2.3m。
2、Ⅴ级围岩第一级掏槽眼深1.3m，第二级掏槽眼深2.1m，第三级掏槽眼深1.7m。
6.2.3周边眼
周边眼尽可能靠帮布置，眼距适当缩小，并减少炮眼内的装药量。
确保爆破后岩壁平直、成型规整，减少对围岩的扰动。
因在施工现场周边眼钻孔时机械位置的限制，钻孔方向可适当外插，眼底可偏出轮廓线5～10cm。
岩性较软时，周边眼眼位可在设计开挖轮廓线以内5cm左右，爆破后采用风镐修整洞壁。
根据隧道围岩情况，周边眼间距选取如下：
Ⅳ级围岩45cm、Ⅴ级围岩40cm。
6.2.4掘进眼
掘进眼介于掏槽眼和周边眼之间。
它的作用是扩槽和破碎岩石。
掘进眼根据隧道围岩与岩石性质，均匀排列，深度跟每循环进尺相同。
最外一圈掘进眼与周边眼间距的圈距按下式计算：
D=E/M
式中：
E——按光面爆破要求确定的周边眼孔间距；
M——光面爆破炮眼密集系数，选取M=0.8。
其余掘进眼的圈距大体可按80～100cm均匀布置，平均为90cm。
6.2.5装药结构及堵塞方式
周边眼装药结构：
采用不偶合和间隔装药结构、不偶合系数为1.8。
详见下图“光面爆破周边眼装药示意图”其它眼：
均采用连续装药结构。
所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于25cm。
光面爆破周边眼装药示意图
一般炮孔装药结构示意图
6.2.6炮眼布置
Ⅳ级围岩台阶法开挖炮眼布置图
Ⅴ级围岩台阶法开挖炮眼布置图
起爆网络联结示意图
所有炮孔按要求装入炸药和非电毫秒雷管，确保段数正确，做好炮孔堵塞，然后按区域将雷管脚线理顺，集中在一起用传爆雷管联结，传爆雷管尽量选用低段的非电毫秒雷管（其延时误差相对较小），并确保段数相同，最后所有传爆雷管用火雷管联结。
6.2.9用药量计算
Ⅳ级围岩上台阶开挖药量计算表
炮孔类型
炮孔深度
间距
炮孔个数
单
升级会员 