双侧壁开挖法作业指导书.docx
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双侧壁开挖法作业指导书
新建铁路武汉～广州客运专线乌龙泉至花都段SDIV标段
高岭隧道进口双侧壁导坑施工
作业指导书
编制：
冯鸿干2005年12月16日
审核：
年月日
批准：
年月日
受控状态：
文件编号：
发放编号：
持有人：
中铁十一局武广客运专线SDIV标项目经理部三分部
一、适用范围
本作业适用于高岭隧道DK2064+425～+600Ⅴ级浅埋段双侧壁导坑开挖段。
洞口DK2064+425～+460段设1环35m长φ89超前大管棚注浆预支护，全环设I20a型钢钢架加强支护。
二、设计参数
采用新奥法施工，锚、网、喷、型钢钢架组合支护。
具体设计参数见下表：
三、双侧壁导坑法施工特点
1、鉴于客运专线双线隧道断面大，且洞口段地质较差，又为浅埋段，采取双侧壁导坑法分部开法，受力较合理。
2、因增加了纵横向支撑，开挖后能尽快形成封闭环受力结构，有利于结构稳定。
但由于纵横向支撑的分隔，工作面较多且小，施工干扰较大，无法使用大型机械设备，进度较慢。
3、因分部开挖断面多，受施工误差及结构收敛变形等综合因素影响，中间部分钢架结构接头板难以与两侧接头板眼对中。
4、双侧壁导坑法能有效控制围岩变形，有利于保证施工安全。
四、施工方法及工艺
1、施工要点概述
1.1双侧壁法施工应遵循“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原测进行。
1.2本隧道双侧壁段以粉质粘土为主，含少量土夹石，土质地段人工用揪、镐开挖，遇少量土夹石，采用风镐开挖，中间部分地质相对较好时，采用小型挖掘机开挖。
1.3各台阶长度控制在3～5m，上导坑出碴采用人工翻碴入滑槽滑至下台阶，再采用ZL40C装碴入自卸汽车，运至指定弃碴场。
1.4在机械设备进入⑤、⑥部之前，先对底部临时横撑用枕木进行支垫，确保机械设备能在底部横撑上正常走行，不致于对封闭结构造成扰动。
1.5⑦、⑧部采用类似台阶法施工法，采用小型挖掘机开挖。
2、详细施工步骤
2.1人工开挖①、③部。
（1）①、③部开挖方法相同，按要求前后错开3～5m，考虑地表偏压，①部超前。
（2）开挖后首先喷8cm厚混凝土封闭掌子面，然后架立第一榀钢拱架。
（3）从钢架背后打入L＝4.5mφ42x3.5mm超前注浆小导管预支护（大管棚段无），导坑侧壁φ22水平砂浆锚杆超前支护。
（4）继续向前开挖0.6m，对内外侧壁初喷4cm砼，同时喷射8cm砼封闭掌子面，然后外侧施作4m径向锚杆，间距0.8（环）×1.0m（纵），内侧施作临时砂浆锚杆，长2.5m,间距同外侧锚杆，挂设20×20cm网格的φ8钢筋网片，架立第二榀钢拱架，在钢架与基岩面间空隙处每2m加一个砼预制楔形块。
两榀钢架每1.5m设一道连接筋，在内外侧拱脚处各施作四根φ22的锁脚砂浆锚杆，L＝4m，锁脚锚杆方向斜向下45度。
所有锚杆头应露出初喷面20cm左右，以利于第二层钢筋网铺设，不得超出初喷面24cm，以确保锚杆头不外露。
（5）分次复喷砼，首先喷射砼填充钢拱架与初喷面间空隙，再分次喷射钢架间的砼，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被砼覆盖及砼终凝后铺设，直至达到设计厚度，分次喷射砼厚度按4cm－10cm－10cm－4cm控制。
（6）设置控制喷射混凝土厚度的标志，一般采用埋设钢筋头做标志，网片间搭接不小于1～2个网孔。
（7）根据超前支护长度，确定开挖循环次数，确保超前支护搭接长度不短于1.0m。
（8）在架设内外侧钢架时，及时加设临时横撑，确保连接可靠，支撑有效。
（9）采用人工出碴，翻碴至下台阶，用侧卸式装载机装碴入自卸车弃至指定弃碴场。
2.2开挖②、④部
（1）当①、③部领先3－5m后，开始开挖②、④部。
（2）②、④部开挖方式与①、③部相同。
（3）凿除上部钢架腿接头板处砼，接长钢拱架，装入高强螺丝拧紧。
（4）其它喷锚支护方法与①、③部相同。
2.3开挖⑤、⑥部
（1）当②、④部领先3－5m后，开始开挖⑤、⑥部
（2）⑤、⑥部开挖方式与②、④部相同。
（3）凿除上部钢架腿接头板处砼，接长钢拱架，装入高强螺丝并拧紧。
（4）底部施作时无锁脚锚杆、临时锚杆，其它喷锚支护与②、④部相同。
2.4开挖⑦部
（1）开挖后首先喷8cm厚混凝土封闭掌子面，然后架立第一榀钢拱架。
（2）从钢架背后打入L＝4.5mφ42x3.5mm超前注浆小导管预支护（大管棚段无）。
（3）继续向前开挖0.6m，边开挖边割除开挖外露的时临时砂浆锚杆，然后环向初喷4cm砼，同时喷射8cm砼封闭掌子面，然后施作4m径向中空注浆锚杆，间距0.8×1.0m。
架立第二榀钢拱架，在钢架与基岩面间空隙处每2m加一个砼预制楔形块，两榀钢架每1.5m设一道连接筋，所有锚杆头应露出初喷面20cm左右，以利于第二层钢筋网铺设，不得超出初喷面24cm，以确保锚杆头不外露。
2.5开挖⑧、⑨
⑧、⑨部均采用台阶法，小型挖掘机开挖，台阶长度控制在3－5m。
开挖成形后及时施作底部支护，使初期支护成环。
初期开工部分工程暂时只进行开挖、支护施工，不施作仰拱及二次衬砌，为确保安全，暂不拆除临时支撑。
2.6开挖作业程序详见“双线隧道V级围岩双侧导坑法施工工序图”。
五、作业时间循环表
双侧壁导坑法其作业循环时间详见下“双线隧道双侧壁导坑法开挖作业循环时间表”。
双线隧道双侧壁导坑法开挖作业循环时间表
（循环进尺0.6m）
序号
工序名称
时间（h）
2
4
6
8
10
12
14
16
备注
1
超前地质探测
超前钻孔一次钻深30m，TGP-12一次探测距离100m，地质雷达、红外线探水一次探测距离30m，每月超前地质探测影响作业循环按5个循环计。
2
测量放线
0.5
3
台架就位
0.5
4
超前支护
1.0
其作业时间分摊到已每个循环里，6个循环一次，每施作一次6小时）
5
人工开挖
2.0
6
出碴
1.5
出碴和人工开挖可以同时进行
7
架设拱架
2.0
8
初期支护
5.0
初喷、挂网、锚杆、补喷
合计
12.5
每个作业循环留0.5h作机动时间，每月按30天计可完成55个循环，减去超前钻孔等地质探测影响的4个循环，实际完成51个循环，实际月进尺51×0.6=30.6m。
六、劳力组织
作业组织方式：
三班四倒作业制。
1、开挖班：
3×28人，负责土石开挖等。
2、支护工班：
3×24人，负责初喷、挂网、径向小导管、超前锚管、锚杆、型钢架架设、喷砼。
3、机械保障工班：
3×5人，出碴运输、砼生产运输,风水电保障工作。
七、材料设备配备
序号
名称
规格型号
产地
数量（台/套）
备注
1
装载机
ZL40c
成都
1
2
挖掘机
PC200－6
日本
1
3
自卸汽车
2632K
北方奔驰
2
4
锚杆注浆泵
NZ130A
天津
1
5
砼湿喷机
TK-500
成都
2
6
注浆机
KBY50/70
辽宁
2
7
浆液搅拌机
NJ-600
重庆
4
8
砼拌和站
75m3/h
山东
2
9
砼运输车
5290GJB
湖南
2
10
电动空压机
3L-20/8
柳空
3
11
超前水平地质钻机
GY-60
重庆
1
12
风镐
G10
沈阳
10
八、质量控制标准
1、开挖
1.1开挖主控项目
（1）隧道开挖断面的中线、高程必须符合设计要求,每次开挖后采用断面仪进行测量检查一次，并与设计轮廓线进行比较。
（2）隧道开挖应严格控制欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。
但拱脚和墙脚以上１ｍ内断面严禁欠挖。
采用自动断面仪测量周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对。
每一开挖循环检查一次。
（3）洞身开挖施工中，应在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的岩土成分、地下水情况、软弱夹层、地质构造、裂隙和破碎程度，核对设计地质情况，判断围岩稳定性，每一开挖循环检查一次，并填写围岩辨别卡。
（4）光面爆破或预裂爆破钻眼前，应根据钻爆设计图准确标出炮眼位置。
钻孔时应按设计要求严格控制炮眼深度和角度，眼底不应超出开挖断面轮廓线15cm。
掏槽眼间距的偏差不得大于5cm。
周边眼的外插角应符合钻爆设计要求，间距偏差不大于5cm。
每一开挖循环检查全部掏槽眼和10个周边眼。
（5）隧底开挖后底部高程应符合设计要求。
隧底范围石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm,每一开挖循环检查一次。
用仪器测量底部高程，用自动断面仪测量周边轮廓断面，与设计断面核对。
1.2开挖一般项目
（1）光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩不应小于80%，中硬岩不应小于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。
每一爆破开挖循环检查一次。
对照钻爆设计资料，观察、计数检验炮眼痕迹保存率。
（2）隧道开挖断面允许超挖值应符合下表的规定，每一开挖循环检查两个断面，用自动断面仪测量周边轮廓线，绘断面图与设计断面核对。
隧道开挖断面允许超挖值（cm）
允许超挖值 围岩级别
开挖部位
V
拱部
线性超挖
10
最大超挖
15
边墙线性超挖
10
注：
1线性超挖值=超挖横断面积/爆破设计开挖断面周长（不包括隧底）；
2最大超挖值：
指最大超挖处至设计开挖轮廓切线的垂直距离。
（3）水沟开挖位置、基底高程应符合设计要求，靠边墙水沟应与边墙基础同时开挖，且一次成型。
允许超挖值为10cm。
每一开挖循环检查一次。
采用仪器测量、观察。
（4）隧底轮廓符合设计要求，隧底允许线性超挖值为10cm，最大超挖值为25cm，每一开挖循环检查一次，采用自动断面仪测量。
2、喷射砼
2.1喷射砼主控项目
（1）喷射砼采用水泥应符合《铁路砼施工工程验收补充标准》（铁建设[2005]160号）第6.2.1条的规定。
（2）喷射砼采用细骨料应符合《铁路砼施工工程验收补充标准》（铁建设[2005]160号）附录D的规定。
（3）喷射砼采用细骨料应符合《铁路砼施工工程验收补充标准》（铁建设[2005]160号）附录E的规定。
（4）喷射混凝土掺加外加剂进场时，必须按批对减水率、凝结时间差、抗压强度比进行检验，其质量必须符合现行国家标准《砼外加剂》（GB8076）、《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119）和其它有关环境保护的规定和设计要求。
同一生产厂家、同一批号、同一品种、同一生产日期且连续进场的外加剂，每50t为一批，不足50t也按一批计。
每批抽检一次。
（5）喷射砼中总碱含量的检验应符合设计要求，设计无要求时，当骨料的碱－硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%～0.20%时，混凝土的碱含量应满足《铁路砼施工工程验收补充标准》（铁建设[2005]160号）；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%～0.30%时，除了砼的碱含量应满足表7.4.7的规定外，尚应在砼中掺加具有明显的抑制效能的矿物掺和料和外加剂，并经试验证明抑制有效，试验方法可采用《铁路砼工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）附录H的规定。
（6）喷射砼拌合用水水质应符合现行国家标准《混凝土拌合用水标准》（JGJ63）的规定。
（7）喷射混凝土的厚度和表面平整度应符合下列要求：
A、平均厚度大于设计厚度。
B、检查点数的80%及以上大于设计厚度。
C、最小厚度不小于设计厚度的2/3。
D、表面平整度的允许偏差：
边墙50mm，拱部70mm。
每一作业循环检查一个断面，每个断面应从拱顶起，每间隔２ｍ布设一个检查点检查喷射混凝土的厚度
（8）喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、露筋、空鼓和渗漏水，锚杆头钢筋无外露。
2.2喷射砼一般控制项目
（1）喷射混凝土分层喷射时，底层喷射厚度不应小于4cm。
每一作业循环检查一个断面。
观察、尺量。
（2）喷射混凝土拌合物的坍落度应符合设计配合比要求。
每工作班不少于一次,坍落度试验。
（3）喷射混凝土拌制前，应测定砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合比调整材料用量，提出施工配合比。
每工作班不应少于一次。
雨天或含水率有显著变化时，应增加含水率检测次数,砂、石含水率测试。
3、锚杆
3.1锚杆所用的钢筋原材料进场必须符合客运专线标准要求。
3.2自进式锚杆的规格、性能必须符合要求，安装前，锚杆体中孔和钻头的水孔应畅通，无异物堵塞。
。
3.3锚杆安装的数量需符合设计要求。
3.4砂浆锚杆的砂浆的强度等级、配合比应符合设计要求，锚杆孔内的砂浆必须饱满。
3.5锚杆安装允许偏差：
（1）孔径符合设计要求；
（2）锚杆孔的深度大于锚杆长度的10cm；
（3）锚杆孔距允许偏差±15cm；
（4）锚杆插入长度不得小于设计长度的95％，且位于孔的中心。
（5）锚杆孔的方向必须符合设计要求，必须设置垫板，锚杆垫板与基面密贴。
5、钢筋网
5.1钢筋网所使用的钢筋原材料进场必须检验，其质量必须符合验收标准的规定要求。
其品种、规格必须符合设计要求。
5.2钢筋网的制作应符合设计要求，钢筋应冷拉调直后使用，表面不得有裂纹、油污、颗粒状和片状锈蚀。
网格尺寸允许偏差为±10cm。
5.3钢筋网的安装应与锚杆或其他固定装置联结牢固。
混凝土保护层厚度不得小于3cm。
5.4钢筋网应在岩面喷射一层砼后再铺挂，底层喷射厚度不得小于4cm。
采用双侧钢筋网应在第一层钢筋网被砼覆盖及砼终凝后铺设。
6、钢架
6.1钢架所用的钢筋、型钢等原材料进场必须按验收标准进行检验，其质量必须符合要求。
品种和规格必须符合设计要求。
6.2采用型钢弯制钢架时，其分节长度应根据分部开挖方法确定，不应大于4m，钢架节点焊接长度应大于4cm，且对称焊接。
6.3钢架周边拼装允许偏差为3cm
6.4钢架安装不得侵入二次衬砌断面，底部不得有虚碴，相邻钢架及各节钢架的连接必须符合设计要求。
钢架的混凝土保护层厚度不得小于4cm，表面覆盖层厚度不得小于±3cm，平面翘曲小于2cm。
6.5钢架安装允许偏差应符合下表的规定：
钢架安装允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
间距
±100mm
2
横向
±50mm
3
高程
±50mm
4
垂直度
±2º
5
保护层和表面覆盖层厚度
－5mm
7、超前小导管
7.1超前小导管的钢管进场前必须按质量验收标准进行检验，其质量必须符合标准要求。
钢管的品种和规格必须符合设计要求。
7.2超前小导管的纵向搭接长度应符合设计要求。
7.3注浆的浆液配合比必须符合设计要求，注浆压力必须符合设计要求。
7.4超前小导管施工允许误差应符合下表的规定
超前小导管施工允许误差
序号
项目
允许误差
1
方向角
2º
2
孔口距
±50mm
3
孔深
＋50mm
0
九、质量安全环保措施
9.1严格按审批施工组织设计、施工图及验收规范标准施工，严格执行检验报批制度。
9.2派专职质检员、安全员进行跟班作业，确保施工安全、施工质量。
9.3严格执行按环保措施，确保整个环保目标的实现。
9.4严格执行对安全、质量、环保事故实行五不放过政策和一票否决权制度。
9.5加强对监控量测和地质素描工作，及时反馈以指导施工，确保结构安全。
9.6由于本施工方法把断面分为十个小部分施工，作业面相当狭小，故需特别注意施工安全，应设专人进行统一调度指挥。
9.7开挖支护至各种预埋洞室及预埋件安设位置时，可根据实际情况暂不施作，在挂防水板之前另行开挖或预埋。
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