铁路隧道开挖专项施工方案.docx

1、铁路隧道开挖专项施工方案渝黔铁路土建十标隧道工程隧道开挖专项施工方案1、编制依据与原则1.1相关标准、规范和施工图（1）相关的施工图及参图设计（2）已批复的实施性施工组织设计；（3）投标文件；（4）铁路隧道工程施工技术指南；（5）铁路隧道超前地质预报技术指南；（6）公司拥有的施工工艺、施工方法成果、机械设备、管理水平、技术装备及多年积累的类似工程施工经验；1.2编制原则（1）严格遵守招标文件明确的设计规范，施工规范和质量评定验收标准。（2）技术先进性，科学合理性，经济适用性，安全可靠性、实事求是相结合。（3）对现场坚持全员、全方位、全过程严密监控，动态控制，科学管理的原则。2、工程概况2.1工

2、程地质条件我部起讫里程DK000+000DK000+000，途径XXX县。正线长度10.751公里。其中包括7座隧道，隧道全长5384m。属于云贵高原黔中东缘，区内海拔800-1000m，属于属于喀斯特地貌区，多岩溶。覆盖层为第四系坡残积岩（Q4dl+el）红粘土，下伏三叠系中统松子坎组（T2s）白云岩。地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。2.2水文地质条件隧址区地表水不发育，主要以季节性水流为主，受大气影响。隧址区地下水类型主要为第四系松散土层孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水。隧道洞身以垂直发育的溶洞、溶缝、溶隙或垂直发育的岩溶管道为主。地下水主要为岩溶水、岩溶水较发

3、育，可能在暴雨季节发生涌水、突泥。3、主要施工方案及施工方法3.1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三台阶法、台阶法施工。3.2施工方法3.2.1明洞段开挖方法 明洞段采用明挖法施工，明洞段多为V级围岩。施工时采用挖机施工，每施工一个台阶立即进行喷锚支护。遇到有岩石的部位采用若爆破开挖。3.2.2三台阶开挖施工方法3.2.2.1开挖支护具体支护形式按照施工图纸要求进行施工。3.2.2.1三台阶七步开挖法施工应符合下列要求：以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破；弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及

4、时支护其他分步平行开挖，平行施做初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环；仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全；完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。4、主要施工方案隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段防护一段。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后施做暗洞超前大管棚，随后立即做好明洞衬砌，随后进入暗洞施工，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。暗

5、洞开挖根据围岩情况级地段采用CRD法、双侧壁导坑法、三台阶七步施工法或大拱脚台阶法施工；级级围岩采用大拱脚台阶法或台阶法加临时仰拱法施工。、级围岩采用台阶法施工。石质隧道采用钻爆法开挖，出碴采用装载机配合大型或中型自卸汽车无轨运输。施工通风采用管道压入式通风。在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道安全。开挖方法的改变，要严格按程序申请设计变更。4.1 CRD法适用于V级围岩偏压地段、断层破碎带地段、岩层接触带及 其他破碎地带。4.1.1CRD法施工工艺流程CRD法施工工艺流程见图

6、4-1。4.1.2CRD法施工工序说明 CRD法施工工序见图4-2。（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁42小导管及导坑侧壁22水平锚杆超前支护。机械开挖部，人工配合整修。必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面。施作部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆，安设I18横撑。安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（2）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，喷混凝土封闭掌子面，导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，接长型钢钢架和I18临时钢架，安装锁脚锚杆，安设I18横撑，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（3）在滞后于部一段距离

7、后，机械开挖部，隧底周边部分初喷4cm厚砼，接长I18临时钢架，复喷混凝土至设计厚度，安装钢架之仰拱单元。（4）开挖部并施做周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同（1）。（5）开挖部并施做周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同（2）。（6）开挖部并施做周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同（3），并使型钢钢架封闭成环。（7）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架及上部临时横撑。利用仰拱栈桥灌筑部边墙基础与仰拱混凝土。（8）灌筑仰拱填充部至设计高度。（9）利用衬砌模板台车一次性灌注部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。图4-1 CRD法施工工艺流程4.2 双侧壁导坑法 先开挖隧道两侧的

8、导坑，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的方法。该方法主要应用于级围岩全风化层、土层或地表对沉降有要求的地段。4.2.1 双侧壁导坑法施工工艺施工工艺流程见图4-3。4.2.2 双侧壁导坑法施工工序施工工序见图4-4。（1） 利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁42小导管及导坑侧壁22水平锚杆超前支护。机械开挖部，人工配合整修。必喷8cm厚混凝土封闭掌子面。施作部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆和定位锚杆，安设I18横撑。安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（2）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修。喷8cm厚混

9、凝土封闭掌子面。导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网。接长型钢钢架和I18临时钢架并安装侧导坑的仰拱单元使侧壁导坑钢架封闭成环，设锁脚锚杆和定位锚杆，安设I18横撑。钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（3）在滞后于部一段距离后，开挖部，并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同（1）。（4）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同（2）。（5）利用上一循环架立的钢架施作42小导管超前支护。机开挖部。喷8cm厚混凝土封闭掌子面。导坑周边初喷4cm厚混凝土，架立拱部型钢钢架，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（6）在滞后于部一段距离后，开挖部。（7）

10、在滞后于部一段距离后，开挖部。（8）在滞后于部一段距离后，开挖部。隧底周边部分初喷4cm厚混凝土。接长18临时钢架。安设最后一个单元仰拱钢架，使整个衬砌钢架封闭成环，复喷混凝土至设计厚度。（9）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架及临时横撑。利用仰拱栈桥灌筑部边墙基础与仰拱混凝土。（10）灌筑仰拱填充部至设计高度。（11）利用衬砌模板台车一次性灌注部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。 图4-34.3 三台阶七步作业法先开挖上部导坑成环形，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的施工方法。主要应用于V级围岩围岩浅埋地段。4.3.1三台阶七步作业法施工工艺流程图4-5 三台阶七步施工法施

11、工工艺流程图4.3.2 三台阶七步施工法施工工序说明施工工序见图4-6三台阶七步法施工工序纵断面图。（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部超前支护，开挖部；施作部周边的初期支护：初喷混凝土、铺纲纪网、架立钢架、设锁脚锚杆、钻设径向锚杆、复喷混凝土至设计厚度。（2）左右侧中台阶开挖；在滞后于一段距离后，开挖、部（左右台阶错开2-3m）；施作、部初期支护：初喷混凝土、铺纲纪网、架立钢架、设锁脚锚杆、钻设径向锚杆、复喷混凝土至设计厚度。（3）在滞后于、一段距离后，开挖、部（左右台阶错开2-3m）；施作、部初期支护：初喷混凝土、铺纲纪网、架立钢架、设锁脚锚杆、钻设径向锚杆、复喷混凝土至设计厚度。（4

12、）开挖-1、-2、-3部，各台阶分别开挖预留核心土，开挖进尺于各循环进尺相一致。（5）隧底开挖部，及时施作仰拱初期支护：喷射混凝土、安装仰拱钢架、复喷混凝土至设计厚度，使初期支护及时封闭成环。（6）灌注仰拱及边墙基础，待仰拱混凝土初凝后，灌注仰拱填充混凝土。(7)利用衬砌台车一次性灌注二次衬砌混凝土。4.4大拱脚台阶法主要适用于IV级围岩偏压（包括构造偏压），V及围岩深埋存在构造偏压地段及V及围岩浅埋地段。详见大拱角台阶法纵断图4.4.1施工工序（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部超前支护，开挖部；施作部周边的初期支护和临时支护：初喷4cm厚混凝土、铺纲纪网、架立大拱脚钢架和I18临时横撑

13、、设锁脚锚杆、钻设径向锚杆、部复喷混凝土至设计厚度。（2）在滞后于一段距离后，开挖部；台阶周边部分初喷4cm厚砼，铺设钢筋网、接长钢架、并设锁脚锚杆，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（3）在滞后于一段距离后，开挖部，施作部初期支护，即初喷4cm厚混凝土、铺纲纪网、架立大拱脚钢架和I18临时横撑、设锁脚锚杆、钻设径向锚杆、复喷混凝土至设计厚度；在滞后部一段距离后，开挖部，施作隧底喷砼。（4）根据监控量测分析、待初期支护收敛后，拆除I18临时支撑，灌注仰拱于边墙基础。（5）灌注仰拱填充混凝土至设计高度。（6）利用衬砌模板台车一次性灌注二次衬砌。4.5台阶法加临时仰拱适用于IV及围岩浅埋段、V级

14、围岩深埋段。详见台阶法施工纵断图4.5.1施工工序（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部超前支护，开挖部；施作部周边的初期支护和临时支护：初喷4cm厚混凝土、铺纲纪网、架立大拱脚钢架和I18临时横撑、设锁脚锚杆、钻设径向锚杆、部复喷混凝土至设计厚度。（2）在滞后于一段距离后，开挖部，铺设钢筋网，接长钢架并设锁脚锚杆及定位锚杆，钻设定位锚杆后复喷混凝土至设计厚度；在滞后于一段距离后，开挖部；台阶周边部分初喷4cm厚砼，铺设钢筋网、接长钢架、并设锁脚锚杆，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（3）在滞后于一段距离后，开挖部，施作隧底喷砼。（4）根据监控量测分析、待初期支护收敛后，拆除I18临时支

15、撑，灌注仰拱于边墙基础。（5）灌注仰拱填充混凝土至设计高度。（6）利用衬砌模板台车一次性灌注二次衬砌。4.6台阶法先开挖上半断面,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方法。适用于II、III级围岩施工。4.6.1台阶法施工工艺图详见下图台阶法施工工艺流程图4.6.2台阶法施工工序（1）开挖部后及时进行上台阶喷、锚、网系统支护，架设钢架并复喷砼至设计厚度，形成较稳定的承载拱。（2）在滞后部36m后开挖部，并进行下导初期支护。（3）及时施作仰拱砼、填充混凝土，及早封闭成环（4）根据围岩量测结果，适时施作二次衬砌。5、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

16、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。本施工段隧道洞身级围岩采用三台阶法施工；开挖采用人工配合挖机开挖，遇个别孤石进行松动爆破；人工手持风钻配合多功能台架钻孔，2#岩石乳化炸药（32mm240mm），电雷管起爆，非电毫秒管微差光面爆破。5.2钻爆设计5.2.1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）

17、岩石坚固性系数（f）3468101214152041.231.772.482.963.36461.051.502.152.642.93680.891.281.892.332.598100.781.121.692.041.3210120.721.011.511.902.1012151.660.921.361.781.9715200.640.901.311.671.85200.600.861.261.621.80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506055750.80.850.250.3硬岩405050600.80

18、.850.150.25软质岩354545600.750.80.070.125.2.2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、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、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。5.2.3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

19、，钻孔方向可适当外插，眼底可偏出轮廓线510cm。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：级围岩50cm、级围岩45cm、级围岩40cm。5.2.4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，深度跟没循环进尺相同。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80100cm均匀布置，平均为90cm。5.2.5装药结构及堵塞方式周边眼装药结构：采用不

20、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5.2.6炮眼布置级围岩台阶法开挖炮眼布置图V级围岩大拱脚上台阶开挖炮眼布置图V级围岩大拱脚下台阶开挖炮眼布置图5.2.7起爆起爆网路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。5.2.8用药量计算级

21、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孔药条数单孔药量同段药量cmcm个条kgkg掏槽眼119067.51.59掏槽眼2250610212辅助掏槽23068.51.710.2掘进眼200904061.248内圈眼200603261.238.4周边眼200405830.3620.88底板眼200801981.630.4合计67每循环装药量(kg)168.88炸药单耗指标(kg/m3)1.09级围岩下台阶开挖药量计算表雷管段别炮孔深度间距炮孔个数单孔药条数单孔药量同段药量cmcm个条kgkg1200907517320090751752009075177200904514920090

22、7517周边1120040830.362.88中线1120050930.65.41320080981.614.4合计58每循环装药量(kg)54.68炸药单耗指标(kg/m3)0.91V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孔药条数单孔药量同段药量cmcm个条kgkg掏槽眼1130430.62.4掏槽眼2210640.84.8辅助掏槽17043.50.72.8掘进眼16090502.50.525内圈眼16060212.50.510.5周边眼160454820.419.2底板眼160802330.613.8合计156每循环装药量(kg)78.5炸药单耗指标(kg/m3)1.07

23、V级围岩下台阶开挖药量计算表雷管段别炮孔深度间距炮孔个数单孔药条数单孔药量同段药量cmcm个条kgkg11601201240.89.631601201140.88.851601201040.887160120940.87.29160501620.46.411160602520.410合计83每循环装药量(kg)50炸药单耗指标(kg/m3)0.75.3爆破设计的优化及爆孔布置爆破效果检查项目主要有：断面周边超欠挖检查；开挖轮廓圆顺度，开挖面平整检查；爆破进尺是否达到爆破设计要求；爆出石碴块是否适合装碴要求；炮眼痕迹保存率，硬岩80，中硬岩60，并在开挖轮廓面上均匀分布；两次爆破衔接台阶不大于1

24、0cm。爆破设计优化：每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼。爆孔布置优化：根据爆破后石碴的块度大小修正爆孔及装药参数。若爆破后石碴块度较大则曾密炮眼数量、并相应减少每炮孔用量量。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，使爆破眼底基本落在同一断面上。6、劳动力和机械设备配置6.1劳动力配置主要劳动力配置计划表序号部门、工班作业班组名称人数备注1管理人员5合计：104人。2测量组测工53机械班机械工44运输班自卸汽车司机8砼汽车司机45电工班电工26混凝土工班混凝土工67模板工班模板工68喷射混

25、凝土班喷射工309综合班普工410钻爆班钻爆306.2主要施工机械设备、质量监测设备的配置主要机械配置计划表序号械名称规格数量备注1挖掘机2台2风钻12台3混凝土搅拌机2台4砼运输车2台5自卸汽车3台6柴油发电机2台7电动空压机4台8变压器3台测量仪器设备表序号机械设备名称规格型号数量备注1全站仪RTS2382台2水准仪DSZ22台7、应急预案高效有序地做好突发公共事件应急防治工作，避免或最大程度地减轻灾害造成的损失，维护人民生命、财产安全和社会稳定。设立应急救援管理工作组织1）领导机构 成立由项目经理任组长，项目副经理、总工程师任副组长，经理部各部门负责人为组员的突发公共事件应急指挥组，负责

26、突发公共事件的应急管理工作；同时服从当地政府和业主的突发公共事件应急管理工作的行政领导机构的指挥和部署。 2）办事机构安全质量部设项目部应急管理办公室，履行值守应急、信息汇总和综合协调职责，发挥运转枢纽作用。3）工作机构经理部有关部门依据国家和地方政府有关法律、行政法规和各自职责，负责相关类别突发公共事件的应急管理工作。具体负责相关类别的突发公共事件专项和部门应急预案的起草与实施，贯彻落实经理部有关决定事项。有关部门包括：安全质量部、工程管理部、物资设备部、计划财务部、综合部等。项目部应急指挥组下设四个小架子队：（1）应急预案督导小架子队工程管理部部长任架子队长，负责应急预案的制定、检查及监督

27、，应急预案实施中协助项目经理进行现场指挥和协调。（2）机械物资供应小架子队物资设备部部长任架子队长，负责抢险机械、物资的供应。（3）后勤保障小架子队综合部部长为架子队长，成员为全体食堂人员及驻工地派出所干警、所有现场巡守人员。负责抢险期间抢险人员的饮食及现场保卫，引导、疏散无关人员。（4）现场抢救小架子队 主管生产项目副经理任架子队长，成员为医务人员、经过抢险培训的施工人员，负责积极处置和抢救人员、设备。 4）专家组建立各类专业人才库，项目部可以根据实际需要聘请有关专家组成专家组，为应急管理提供决策建议，必要时参加突发公共事件的应急处置工作。5）工作原则预防为主，以人为本。建立健全群策群防机制，最大程度地减少突发公共事件造成的损失，把保障人民群众的生命财产安全作为应急工作的出发点和落脚点。统一领导、分工负责。在应急指挥组统一领导下，有关部门各司其职，密切配合，共同做好应急防治工作。6）适用范围本隧道范围内发生的自然灾害、事故灾难应急处理、公共卫生事件、社会安全事件等。8、质量保证措施8.1主控项目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