双线隧道台阶法施工作业指导书secret.docx
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双线隧道台阶法施工作业指导书secret
台阶法施工作业指导书
一、适用条件及范围
双线隧道部分Ⅲ、Ⅳ级围岩开挖由于隧道本身地质条件较好，围岩整体性较好，开挖后自稳性能好，且自稳时间较长，而双线隧道本身断面比较大，从设备配备、工序安排、施工可能性、安全、进度及成本上考虑，因而使用台阶开挖；Ⅴ级围地段由于地质条件较差，在提高循环进尺的同时考虑施工安全的问题，因此，在采用台阶法施工的同时加设临时仰拱。
二、施工准备
1）施工测量放样。
开挖前应将控制开挖的中线、水平引至开挖部位掌子面，确定开挖轮廓。
应根据钻爆设计布置好炮眼。
2）钻爆设计。
岩石隧道开挖前，应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计。
其内容为：
炮眼的布置、数目、深度和角度，装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，凿岩机的台数安排等。
设计图应包括：
炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明（见爆破设计）。
3）根据施工设计图及定型图绘制开挖施工草图。
施工草图上的中线、水平控制桩应与现场放样桩点相对应。
隧道施工为避免侵限，一般需将净空放大5cm，所以在绘制开挖草图时也应将开挖轮廓尺寸放大5cm（底部不再放大）。
而且还要根据实际，结合规范要求，预留初期支护变形量5~8cm，即开挖轮廓线还要放大5~8cm。
4）开挖作业照明安装，钻眼机具到位，高压风水管的连接。
5）做好洞内、外排水系统，保证排水畅通。
6）规划弃碴场位置，布设出碴路线，出碴设备准备。
三、施工工艺
（一）施工作业流程
1、上台阶开挖II、上台阶初期支护3、下台阶开挖IV、下台阶初期支护V、全断面二次衬砌。
（二）施工工艺及方法
1、施工示意图
横断面纵断面
2、工艺原理
将隧道断面分上下台阶开挖，爆破施工分两次进行，可以将集中爆破划分为分散爆破，可以减小爆破对围岩的扰动，保护围岩，上半断面开挖后为下半断面的开挖创造临空面，降低炸药消耗，同时两台阶开挖可减小隧道开挖后的空间效应，初期支护能尽早施工，可充分发挥围岩的自稳、自承能力，从而有效抑制围岩变形，获得稳定、安全的地下空间。
3、台阶法开挖方法
Ⅲ、Ⅳ级围岩一般地段（围岩条件较好）采用两台阶短台阶法开挖，
上台阶开挖采用风钻钻眼，二级楔型掏槽；下台阶采用凿岩台车钻眼（或多功能作业台架、风钻钻眼），塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆，光面爆破。
上台阶由PC200挖掘机翻碴，下台阶由挖装机装碴，自卸汽车运碴。
形成挖—装—运作业线。
施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。
开挖进尺一般3米左右，台阶长度4米左右，隧道开挖后及时施作初期支护，下半断面开挖后初期支护尽快完成，尽早闭合，仰拱（或铺底）紧跟。
1）爆破设计
Ⅲ、Ⅳ级围岩爆破开挖每循环设计进尺3.5m（见下页图）。
此爆破设计是结合以往施工经验进行的预设计，施工过程中根据试爆效果，不断调整爆破设计参数，提高爆破效率。
爆破开挖使用RJ-2型乳化炸药，爆破网络采用非电毫秒雷管起爆、孔内微差爆破。
周边眼间距采用60cm，抵抗线80cm，E/W取为0.75。
上台阶采取三级复式楔形掏槽，掏槽眼钻孔相对循环进尺加深0.2m，连续装药；底板眼向外斜3度，孔深较进尺加深20cm。
周边眼采用φ25mm药卷间隔装药结构，其它炮眼采用φ32mm药卷连续装药结构。
72º
三级复式楔形掏槽孔详图
Ⅲ、Ⅳ级围岩光面爆破参数表
序号
炮眼分类
炮眼数
雷管段数
炮眼深度
炮眼装药量
药卷量
装药量
合计药量
个
段
cm
卷/孔
Kg/孔
Kg
1
上台阶
掏槽眼
4
1
390
14
2.8
11.2
2
4
2
290
9
1.8
7.2
3
4
3
195
5.5
1.1
4.4
4
扩槽眼
8
5
360
14
2.8
22.4
5
内圈眼
41
7、8
360
11
2.2
90.2
6
周边眼
29
10
360
3.5
0.7
20.3
7
底板眼
19
12
380
12.5
2.5
47.5
小计
109
203.2
8
下台阶
掘进眼
98
1-7
360
11
2.2
215.6
9
周边眼
35
9
360
3.5
0.7
24.5
小计
133
240.1
合计
242
443.3
循环设计进尺：
3.5m总钻孔量:
866.8m开挖量:
473.8m3炸药单耗:
0.8kg/m3
2）钻孔
钻眼前先检查开挖断面中线、水平和断面轮廓以及炮眼布置与设计相符后再进行钻眼。
钻眼采用人工作业台架上用气腿式风钻钻眼或者采用作业台车上钻眼。
钻眼应从上往下进行，避免在钻眼过程中掉下的石碴堵塞已钻好的孔眼。
炮眼钻好后用高压风进行清孔以及按炮眼布置图进行检查并作好记录。
不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药爆破。
3）装药爆破
药卷在洞外专用加工房进行加工好后再进洞使用，按照爆破设计图正确装药及连接，装药及连接完后检查一遍确认与设计相符后进行爆破。
特别是采用导爆素连线的，连线方向一定要与设计相符，为了保证连线的质量，可采用双向连线。
爆破前将钻眼机具设备、风水软管、作业照明电灯及电线撤离工作面（电力起爆的电灯、电线在装药前撤离改用矿灯作业）。
进行爆破时所有人员应撤至安全地点。
4）装碴运输
上台阶用PC200挖掘机翻碴，中、下台阶用挖装机装碴，自卸汽车运碴。
形成挖—装—运作业线。
施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。
5）支护
隧道各部开挖到位后，要及时施工初期支护。
支护参数要根据设计围岩支护类型确定。
开挖及支护工序组织要合理，当围岩较完整时，可先采取对开挖面进行初喷3~5cm厚混凝土，再继续开挖，让开挖和支护拉开一定距离，然后开挖支护同时进行，加快了施工进度，保证了工期。
5）监控量测
隧道开挖成型后要及时埋设监控量测点，进行监控量测工作。
监控量测点的初始读书要在12小时内获取，最迟不超过24小时（下一循环开挖爆破前）。
监控量测数据要及时分析整理，根据监控量测反馈信息，合理指导施工。
为预留变形量、支护参数的调整，施工方法的改变提供技术依据。
监控量测方案见“监控量测施工作业指导书”。
6）超前地质预测预报
要对隧道开挖面前方进行必要的超前地质预测预报。
根据超前地质预报反馈的结果正确指导施工。
地质预报方案详见“超前地质预测预报作业指导书”。
4、施工技术要点
1）台阶长度可以根据设备情况、围岩情况灵活调整，台阶长度在围岩、设备允许情况下适当加长，在台阶上实现大型设备的挖、装、运，可以充分发挥大型设备施工的优势，但鉴于双线隧道开挖断面较大、地质情况大都不是很理想的情况下，不宜采用台阶超前太多的做法，因为开挖断面加大后，采用台阶开挖，开挖后上半断面高、跨比很小，导坑变得扁平，降低了隧道成拱效应，加上初期支护均为格栅钢架且间距较大，部份地段为网、锚、喷，相对较弱，在围岩不好时容易造成拱顶整体下沉，且下沉后施工处理的反应措施由于导坑加长也变得困难，因此施工风险很大。
2）台阶的高度根据地质、设备等综合考虑，一般可以考虑高度在4米左右。
四、质量验收及控制标准
1、隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求，每一开挖循环检查一次。
2、严格控制超欠挖。
隧道开挖不应欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌（每1m2不大于0.1m2、高度不大于5cm）。
拱脚和墙脚以上1m范围内严禁欠挖。
开挖断面的检查验收主要采用测量仪器对隧道开挖断面进行测量并描绘实际的隧道开挖轮廓，通过隧道设计轮廓线与实际开挖轮廓线相比较按比例计算出相应部位的超欠挖
值。
3、搞好光面爆破，使开挖轮廓尽量与设计吻合，保持轮廓线圆顺，避免因开挖的不圆顺造成应力集中而产生坍塌。
钻孔时应按钻爆设计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，外插角应符合设计要求，眼底不应超出开挖断面轮廓15cm。
对爆破效果标准规定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。
4、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。
5、隧道开挖后及时施作初期支护并达到一定的强度后，方允许下一工序的开挖以保证围岩的稳定和施工安全。
五、设备配备
设备备配必须根据工程地质情况、开挖方案、工期进度等综合考虑，下表配备了隧道在一个口掘进、正常施工状态下使用本施工方案施工所需的设备。
双线隧道台阶开挖开挖设备配备
设备名称
型号
配备数量
备注
多功能作业台架
2
挖掘机
PC200
2
装碴机
ZLC50
2
风钻
YT—28
40
自卸汽车
15T
6
空压机
20m3
6
砼喷射机械
PM500
4
备用一台
六、劳动力组织
现场管理2人，技术3人；安全1人，质量1人；开挖作业人员：
40人，支护25人，钢筋网及钢拱架加工10人，司机6人，其他人员5人。
七、安全质量环保措施
1、坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
2、将超前地质预报与监控量测紧密结合，随时掌握围岩动态，以便指导施工工艺，为支护参数的调整提拱依据。
3、严格控制炮眼深度及装药量，搞好光面爆破，严格控制超欠挖，以便达到开挖轮廓圆顺，开挖面平整。
4、分部开挖时，钢架应设锁脚钢管或锁脚锚杆，以确保钢架基础稳定，钢架纵向连接钢筋应按要求设置，及时施作并连接牢固。
5、隧道初期支护严格按照设计要求进行，并紧跟开挖，及早封闭成环，喷射混凝土采用湿喷工艺。
6、应随时注意开挖过程中初期支护结构的稳定性，必要时进行初期支护加固，以策安全。
7、隧道内施工污水必须经治理净化处理后排放，不得直接排入河道，做好排水系统，保证排水通畅。
8、加强设备养护，减少设备漏油施工机械的废油废水，采用隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。
9、弃碴场先挡后护，并预先严格按设计做好防排水系统。
弃碴场使用完毕后，及时平整、复耕和绿化。
10、隧道内加强通风和照明，在有粉尘的作业环境中作业，除洒水和通风外，作业人员还必须配备劳保防护用品。
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