2 开挖作业指导书.docx

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2开挖作业指导书

合福铁路客运专线闽赣段Ⅶ标

隧道开挖作业指导书

Ⅶ标隧ZYS-002

中铁十七局集团京福客专闽赣Ⅶ标项目经理部

隧道开挖作业指导书

一编制目的

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。

二编制依据

（1）《客运专线铁路隧道工程施工指南》（TZ214-2005）

（2）《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》铁建设[2005]160号

（3）《铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南》（TZ231-2007）

（4）合福隧参04

三适用范围

适用于合福铁路客运专线闽赣Ⅶ标管段隧道的开挖施工。

四工作职责

1、分部经理

（1）主持制定分部的施工计划和年、季、月施工进度计划。

（2）制定质量保证措施，开展质量教育；抓好施工现场的工程质量。

（3）制定安全保证措施，搞好安全生产；确保机械设备和职工安全。

（4）组织施工人员工前安全技术培训，确保人人持证上岗。

2、架子队长

（1）组织现施工，对施工发生现场的问题进行处理及上报。

（2）及时掌握施工、监控量测、试验、测量等各方面的第一手资料，及时进行信息反馈

（3）落实各种质量措施，落实施工中的“三检制”；协调施工现场的测量、施工、检测（观测）等方面的关系，协调好各工序的衔接。

（4）搞好施工现场安全和文明施工管理，建设安全文明样板工地。

3、主管工程师

（1）负责施工方案的制定和报批，负责现场施工技术交底。

（2）负责施工过程中试验、测量、量测等技术问题的处理及报告。

（3）及时掌握围岩变化情况，特别要掌握硬质岩向软质岩、整体性好围岩向整体性差的围岩的变化情况，及时调整初期支护方案。

（4）负责技术资料的搜集与存挡。

4、试验员

（1）负责原材料（钢材、钢筋、水泥、添加剂、砂石、地下水、外加剂、防水材料及其它特殊材料等）的取样报送，负责施工现场各种试验检测（焊接件、混凝土试件、防水材料焊接件等）和取样送检。

（2）参与混凝土及砂浆的配比选择，提供现场配料单；负责施工现场混凝土及砂浆试件制作。

（3）负责搅拌设备的标定。

（4）负责基底承载力和各级围岩的测试。

5、测量及量测人员

（1）做好控制桩点的记录、复测和保护工作。

（2）根据设计图纸和测量队的控制点进行施工放样，并请分部测量队进行定期复测。

（3）观测前，对所有仪器设备按有关规定进行检验和校核，确保观测的稳定可靠性和观测的精度；

（4）制定各点位的保护措施。

定期对使用的基准点或工作基点进行稳定性检测，有怀疑立即进行复核，有问题时及时恢复，监测时采用相同观测路径及方法；

（5）每个工程项目的监测资料必须保持完整、清晰的监测记录、图、表、曲线及文字报告；

（6）建立监测成果反馈制度，采用回归分析进行数据处理。

对大量的信息使用计算机绘图和分析。

求出变形回归曲线以推算最终位移和位移变化规律，及时将监测信息及监测成果反馈给监理和施工现场，及时调整施工方案和施工参数。

6、专职安全员

（1）参与各项安全措施的制定，负责施工安全交底书的编写。

做好“三级”安全教育，抓好日常安全教育。

（2）负责检查施工中各项安全措施的执行情况，做好记录并及时上报；及时发现事故苗头，消除事故隐患。

（3）检查施工过程中的安全防护措施是否到位，特别加强针对深坑作业的防护措施检查，同时监督护墙混凝土的施工过程和施工质量。

（4）根据施工队年度工程任务、施工状况、工艺流程、施工方法、所用机械性能及自然环境特征等，组织编制安全生产、劳动保护措施及计划。

（5）跟班作业，监督检查施工现场，做好《安全台帐》记录。

7、施工人员

（1）服从施工负责人指挥，自觉接受技术、质检人员的检查监督。

（2）熟悉安全技术交底文件，熟悉掌握本工种施工机械和辅助设备的构造性能、操作技术、施工工艺和施工方法，认真完成施工任务。

（3）遵守安全制度，熟悉安全规程，不违章作业。

（4）参与工前培训及考核，持证上岗。

五隧道开挖施工方法及工艺

（一）隧道开挖方法

合福铁路客专闽赣Ⅶ标隧道围岩级别主要为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级。

明洞均采用明挖法施工，暗洞根据围岩级别和稳定程度，洞口段Ⅴ级围岩采用六步CD法或三台阶临时仰拱法开挖，洞口V级浅埋、偏压段及黄土段等极易产生坍塌的地段采用双侧壁导坑法开挖。

正洞Ⅴ级围岩采用三台阶临时仰拱法或四步CD法开挖，Ⅳ级围岩采用三台阶法或三台阶临时仰拱法开挖，Ⅲ级围岩采用台阶法或三台阶法开挖，Ⅱ级围岩采用全断面开挖。

在Ⅴ级土质围岩的洞口地段（30m~50m），实际边墙及拱顶开挖轮廓线比设计的边墙及拱顶开挖轮廓线至少增大45cm，这一点要特别注意。

1明挖法

隧道洞口及明洞段采用明挖法施工，施工应尽量避开雨季。

首先应先检查边、仰坡以上的山坡稳定情况，清除悬石、处理危石。

完成边、仰坡坡口线的测量放样后，在边、仰坡开挖前完成洞口开挖线5m外的截水沟施工，为利于排水，防止淤积，截水沟设置不小于3%的纵坡。

然后根据设计提供的坡度进行洞口边、仰坡的开挖。

洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，分层高度宜为2～3米，大型自卸汽车运输。

洞口石方严禁采用洞室大爆破开挖，宜采用浅孔小台阶爆破，预留光爆层法或预裂爆破法。

开挖过程中及时检查开挖尺寸和坡度，及时修整边坡，做到开挖一层修整一层。

明洞及洞口边仰坡开挖的同时按设计做好坡面锚喷网防护，开挖一段（台阶）防护一段（台阶）。

开挖至明暗分界线后，暗洞洞口应预留核心土，作为导向墙和超前大管棚的工作平台。

完成超前大管棚施工后挖除预留的洞口核心土，随后进入暗洞开挖施工以及明洞仰拱和衬砌作业。

2全断面法

全断面法主要应用于隧道Ⅰ、Ⅱ级围岩的施工。

循环进尺宜控制在3～4.0m。

全断面法施工工序流程见图1。

3台阶法

Ⅱ、Ⅲ级围岩采用微震动控制爆破和光面爆破工艺台阶法开挖，形成开挖、支护均衡生产、整体推进的施工格局。

台阶法施工工序流程见图2。

4三台阶法

隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩地段采用三台阶法开挖，三台阶法施工工序见图3。

图2台阶法施工工序流程图

图3三台阶法施工工序图

5三台阶临时仰拱法

隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩采用三台阶临时仰拱法开挖，施工工序流程见图4；如果围岩较差或者是浅埋地段，在第一台阶开挖中先开挖周边预留核心土，拱部初支完成后再开挖核心土。

6四步CD法

四步CD法是在软弱围岩大跨度隧道中，先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法，主要应用于双线隧道Ⅴ级围岩岩体破碎地段以及土质隧道易产生拱顶下沉的地段。

（1）四步CD法施工工艺

四步CD法施工工艺流程见图5。

（2）四步CD法施工工序说明

四步CD法施工工序见图6。

1）a利用上一循环架立的钢架施作隧道主体结构超前支护。

b分台阶开挖1、2部。

同时，逐步施作导坑周边的主体结构的初期支护和中隔壁临时支护，即初喷混凝土，架立隧道钢架和接长临时钢架，钻设径向系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

同时，1部掌子面及时喷射8cm混凝土封闭台阶底部及时喷射10cm混凝土封闭，并设锁脚锚杆。

2）分台阶开挖3、4部。

除中隔壁部分临时钢架已施工完成外，其余步骤均参见第1步工序。

3）拆除开挖尾部靠近二次衬砌仰拱6~8m范围内的临时中隔壁钢架，灌筑该段内Ⅴ部仰拱。

4）灌筑该段Ⅳ部隧底填充。

接长中隔壁临时钢架，使得钢架底支撑于仰拱填充顶面。

5）上述步骤逐步循环。

并根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，逐段拆除临时钢架，利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅶ部二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。

（3）四步CD法施工控制要点

1）上导坑①、③部的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距（0.6～0.8m），下导坑②、④部的开挖可依据地质情况适当加大。

图5四步CD法施工工艺流程图

2）导坑开挖台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。

3）钢架之间纵向连接钢筋以及锁脚钢管应及时施作并焊接牢固。

图6四步CD法施工工序图

7六步CD法施工

隧道洞口Ⅴ级围岩破碎带可采用六步CD法施工，施工工艺流程与四步CD法基本相同，将隧道左右侧各分成三个台阶进行开挖，先完成一侧三台阶的开挖支护级临时支护，然后进行中隔壁另一侧三台阶的开挖支护作业。

六步CD法施工工序见图7。

8双侧壁导坑法

（1）洞口浅埋、偏压段及黄土V级采用双侧壁导坑法开挖。

按“管超前、严注浆、短开挖、不（弱）爆破、强支护、快封闭、勤测量、速反馈”的施工原则掘进，循环进尺1.2m。

（2）双侧壁导坑施工方法

双侧壁导坑法施工步骤见图8。

（3）施工注意事项：

隧道施工应坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则；

均采用非爆破开挖；

工序变化之钢架（或临钢架）应设锁脚锚杆，以确保钢架钢架基础稳定。

导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具，人员等安排进行适当调整；

钢架之间纵向连接牢固；

在施工时，须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，确定灌筑二次衬砌的时机及调整支护参数；

拱部超前支护及初期支护钢架参照相关设计图，钢架接头位置和单位长度根据施工情况可做适当调整。

图8Ⅴ级围岩双侧壁导坑法施工步骤图

图8双侧壁导坑法施工步骤图

六爆破施工

1钻爆设计内容

石质隧道的爆破作业，应采用光面爆破或预裂爆破。

爆破作业应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、循环进尺和爆炸材料进行钻爆设计。

钻爆设计应根据爆破效果不断优化爆破参数。

钻爆设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、深度、斜率和数目，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等。

钻爆设计图应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要经济指标和必要的说明。

爆破参数应通过试验确定。

当无试验条件时，可参照表1、表2选用。

表1光面爆破参数

岩石类别

周边眼间距

E（cm）

周边眼抵抗线

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

0.25～0.30

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

表2预裂爆破参数

岩石类别

周边眼间距

E（cm）

至内排崩落眼间距

（cm）

装药集中度q

（kg/m）

极硬岩

40～50

40

0.3～0.4

硬岩

40～45

40

0.2～0.25

软质岩

35～40

35

0.07～0.12

注：

1.表中所列参数适用于炮眼深度1.0～4.0m,炮眼直径40～50mm,药卷直径20～25mm。

2当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E应取较小值。

3周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。

软岩在取较小E值时，W值应适当增大。

4E/W：

软岩取小值，硬岩及断面小时取大值。

5表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药，选用其它类型炸药时，应修正。

周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求，硬岩开眼位置在轮廓线上，软岩可向内偏5～10cm。

底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破，Ⅱ级围岩段的中心水沟应与隧底光爆层同时爆破成形。

辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装碴需要。

周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼加深10～20cm。

当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。

炸药可选用岩石硝铵炸药和乳化炸药。

2钻爆作业要求

⑴钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、网路接线和起爆。

并加强装药和起爆联网的监控和检查，严格执行钻爆设计，经检查合格后方可起爆。

⑵当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。

⑶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。

⑷当采用凿岩机钻孔，当凿孔高度超过2.0m，都应配备与开挖断面相适应的作业台架进行凿孔，钻孔作业应定人定岗，尤其是左右侧周边眼司钻不宜变动。

⑸所有装药的炮眼应采用炮泥堵塞，炮泥宜采用炮泥机制作的粘土炮泥，堵塞前应事先将炮泥制成比炮孔直径稍小一点的炮泥条备用，堵塞长度应通过计算确定；浅孔应将余孔全部堵塞。

不得采用炸药的包装材料等代替炮泥堵塞。

⑹当在浅埋、软岩、邻近有建筑物等特殊情况地段爆破时，应采用仪器检测围岩爆破扰动范围和垂直振速，并采取措施控制爆破对围岩的扰动程度。

⑺爆破作业实施前应进行爆破震动监测、噪声监测、空气污染和粉尘监测。

爆破振动监测的对象有：

①对洞口附近的建筑物和构筑物的振动。

②对浅埋隧道地表的建筑物和构筑物的振动。

③对相邻隧道或地下构筑物的振动。

④每一新的爆破设计实施时对新喷混凝土、刚脱模的二次衬砌混凝土的振动等。

测得的质点振动速度应符合《爆破安全规程》（GB6722）的规定，若振速超过规定时应调整爆破设计参数。

七质量要求

1验收规范

《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》

2分项验收标准

（1）主控项目

1）隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。

检验数量：

施工单位每一开挖循环检查一次；监理单位按施工单位检查数量的10%平行检验。

检验方法：

采用仪器测量。

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。

拱脚和墙脚以上１ｍ内断面严禁欠挖。

检验数量：

施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。

检验方法：

施工单位采用自动断面仪测量等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，现场核对开挖断面。

3）洞身开挖中，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，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。

检验数量：

施工、监理单位每一开挖循环检查一次。

检验方法：

施工单位进行工程地质观察和描述；监理单位见证检查。

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，钻孔时应按钻爆设计要求严格控制炮眼的间距、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，外插角应符合钻爆设计要求，眼底不应超出开挖轮廓线15cm。

检验数量：

施工单位每一开挖循环检查全部掏槽眼和10个周边眼；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。

检查方法：

测量。

5）隧底开挖轮廓和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。

检验数量：

施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。

检验方法：

施工单位用仪器测量底部高程，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，核对开挖断面。

6）隧底开挖后应及时核对隧底地质情况。

当需要进行加固处理时，应符合设计要求。

检验数量：

施工单位、监理单位每处检查一次。

检验方法：

施工单位进行地质描述；监理单位见证检查。

（2）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。

检验数量：

施工单位每一开挖循环检查一次。

检验方法：

对照钻爆设计资料，观察、计数检验炮眼痕迹保存率。

2）水沟开挖位置、基底高程应符合设计要求，靠边墙的水沟应与边墙基础同时开挖、一次成型。

检验数量：

施工单位每一开挖循环检查一次。

检验方法：

观察、仪器测量。

八其他注意事项

1、暗洞分部开挖时，在满足设计规范及安全质量要求的前提下，应尽量采用适合机械化作业的施工工艺，分部尺寸划分合理，各分部尽量平行作业，从而达到快速施工的目的。

2、弃碴时要由专人指挥、堆放整齐、边坡平整，弃碴场需设置挡墙。

施工过程中杜绝随意倾倒弃碴和弃土。

施工完毕后，对弃碴场及时平整，并做好绿化、防护，避免水土流失。

3、隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：

①空气中氧气含量，按体积计不得小于20%；

②粉尘永许浓度，每立方空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg，每立方空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg；

③有害气体最高允许浓度：

A、一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m3，在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；

B、二氧化碳按体积计不得大于0.5%；

C、氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下；

④隧道内气温不得高于28℃；

⑤隧道内噪声不得大于90Db。

⑷施工独头掘进长度超过150m时，应采取机械通风，确保洞内每人供应3m3/min的新鲜空气。

⑸便道及施工现场要注意撒水防尘，减少对周围环境的破坏。

⑹隧道施工作业地段必须保证足够的照明。

不安全因素较大的地段应加大照度。

在主要交通道路、洞内抽水机站应设置安全照明，漏水地段照明应采用防水灯头和灯罩。