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1、隧道開挖施工工藝手冊版本號：ZGZT1J-NGZQ6-SD-04編 制：復 核：審 核：目錄第一章 隧道設計概況2第二章 開挖工藝流程框圖2第三章施工工藝21、施工準備21.1技術準備21.2原材料準備21.3機具準備22、 雙側壁導坑法施工工藝33、正臺階法施工工藝54、全斷面開挖法55、三臺階七步開挖法6第三章 隧道開挖施工要點6第四章 質量檢查13第一章 隧道設計概況本標段新建雙線隧道20座，隧道總延長米為7 km，占線路總長49.2Km的14.3%，500m以下隧道15座， 500m以上至1km長隧道4座1km以上隧道1座，總長1042m，為本標段最長隧道-大郵村隧道。為滿足整孔箱梁通2、過隧道凈空規定，本標段共有16座隧道需要擴孔解決，斷面擴大40cm。本標段重要為低山丘陵區，地表沖溝水系發育。隧道重要穿越砂巖、礫巖、含礫砂巖以及砂礫巖互層等，分為鈣質膠結和泥質交接兩種，局部地段為燕山期花崗巖。淺埋、偏壓、地質條件差以及短路基、橋梁與短隧道群交錯分布是本標段隧道施工的特點和難點。第二章 開挖工藝流程框圖第三章施工工藝1、施工準備1.1技術準備開工前組織施工人員認真學習規范、技術標準、施工圖紙，制定隧道施工安全措施，提出隧道施工應急預案。對參與施工人員進行崗前技術培訓，考核合格后持證上崗。每項工序施工前，應由專業工程師向現場技術人員、作業人員進行技術交底，并確認人員、設備、材料3、機具、作業環境滿足正常作業的規定。1.2原材料準備原材料應符合設計規定，設計未明確時應符合以下規定：雷管：宜選用非電毫秒雷管。炸藥：宜選用低密度、低爆速、低猛度或高爆力的炸藥。常用的炸藥有：2號巖石炸藥、乳膠炸藥。1.3機具準備隧道單口施工，設備機具配置應結合隧道開挖方法、工期規定進行合理配置，配套的生產能力應為均衡施工能力的1.21.5倍。重要機械設備配置表（每班）序號機械設備名稱數量1挖掘機12臺2裝載機2臺3自卸汽車46臺4空壓機24臺5手持風鉆1020臺6風鎬510臺7軸流通風機1臺2臺8開挖作業平臺1臺2、 雙側壁導坑法施工工藝2.1、 部開挖支護運用上一循環架立的鋼架施作隧道側壁4、42小導管及導坑側壁超前支護。機械開挖部，人工配合整修。必要時噴5cm厚混凝土封閉掌子面。施作部導坑周邊的初期支護和臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，架立型鋼鋼架和臨時鋼架，并設鎖腳錨桿（管），安設橫撐。安裝徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。2.2 、部開挖支護在滯后于部一段距離后，機械開挖部，人工配合整修。必要時噴5cm厚混凝土封閉掌子面。導坑周邊部分初噴4cm厚混凝土。接長型鋼鋼架和臨時鋼架，安裝鎖腳錨桿（管），根據實際地質情況，必要時安設橫撐。鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。2.3 、部開挖支護在滯后于部一段距離后，機械開挖部，人工配合整修，并施作導坑周邊的初期支護，環節及工序同。2.45、部開挖支護在滯后于部一段距離后，機械開挖部，人工配合整修，并施作導坑周邊的初期支護，環節及工序同。2.5、部開挖支護運用上一循環架立的鋼架施作隧道側壁50小導管超前支護。機械開挖部，人工配合整修。噴5cm厚混凝土封閉掌子面。導坑周邊初噴4cm厚混凝土，架立拱部型鋼鋼架，安裝徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。2.6、部開挖支護在滯后于部一段距離后，機械開挖部，人工配合整修。噴5cm厚混凝土封閉掌子面。2.7 部開挖支護在滯后于部一段距離后，機械開挖部，人工配合整修。噴5cm厚混凝土封閉掌子面。2.8、部開挖支護在滯后于部一段距離后，機械開挖部，人工配合整修。隧底周邊部分初噴4cm厚混凝土。接長臨6、時鋼架，復噴混凝土至設計厚度。拆除下部橫撐，安設型鋼鋼架仰拱單元，使之封閉成環。2.9、拆除臨時支撐根據監控量測結果分析，待初期支護收斂后，拆除臨時鋼架及上部臨時橫撐。2.10、 施做仰拱混凝土具體見仰拱、仰拱填充混凝土作業指導書。2.11 、施做仰拱填充混凝土具體見仰拱、仰拱填充混凝土施工手冊。2.12、 施做防水層運用簡易操作平臺，掛設拱墻防水板、安裝縱、環向防排水管。2.13、 施做二襯鋼筋具體見二次襯砌混凝土作業指導書。3、正臺階法施工工藝 先開挖上半斷面,待開挖至一定長度后同時開挖下半斷面,上下半斷面同時并進的施工方法。重要應用于正洞、級圍巖的施工。3.1、超前地質預報具體見超前地質7、預報實行細則。3.2、測量放線運用測量儀器測出上、下臺階開挖輪廓線及掏槽眼、輔助眼、周邊眼位置，并用紅油漆標記清楚。3.3、上臺階開挖、支護、出碴開挖部后及時進行上臺階噴、錨、網系統支護，架設鋼架并復噴砼至設計厚度，形成較穩定的承載拱。運用挖掘機將上臺階洞碴翻挖至下臺階后，與下臺階洞碴一起運至棄碴場。3.4、下臺階開挖、支護、出碴在滯后部36m后開挖部，并進行下導坑初期支護。上、下臺階洞碴采用挖掘機翻碴，裝碴機裝碴，自卸汽車運送至棄碴場卸碴方式。3.5、仰拱、填充混凝土及時施作仰拱砼、填充混凝土，及早封閉成環。3.6、二襯混凝土施工根據圍巖量測結果，適時施作二次襯砌。4、全斷面開挖法采用全斷面8、一次開挖成形的施工方法。重要應用于雙線隧道級圍巖。4.1、 超前地質預報具體見超前地質預報實行細則。4.2、測量放線運用測量儀器測出全斷面開挖輪廓線及掏槽眼、輔助眼、周邊眼位置，并用紅油漆標記清楚。具體操作見第6條“爆破施工”。4.3、全斷面開挖、支護、出碴全斷面開挖后及時進行拱墻噴、錨、網系統支護，洞碴采用裝碴機裝碴，自卸運碴。4.4、鋪底混凝土施工及時施作鋪底混凝土，及早封閉。4.5、施做防水層、二襯混凝土根據圍巖量測結果，適時防水層和二次襯砌。5、三臺階七步開挖法三臺階七步開挖法重要應用于級圍巖偏壓段、級圍巖一般地段。三臺階七步開挖法是以弧形導坑預留核心土法為基本模式，分上中下三個臺階七9、個開挖面，各部位的開挖與支護沿隧道縱向錯開，平行推動的施工方法。三臺階七步開挖法應符合下列規定：三臺階七步開挖法應以機械開挖為主，必要時輔以弱爆破，各分布平行作業，平行施作初期支護，各分部初期支護應細節緊密，及時封閉成環。仰拱應緊跟下臺階施作，及時閉合構成穩定的支護體系。施工過程應通過監控量測掌握圍巖和支護的變形情況，及時調整支護參數和預留變形量，保證安全施工。應完善洞內臨時防排水系統，防止地下水浸泡拱墻腳基礎。拱部超前支護完畢后，環向開挖上臺階弧形導坑，預留核心土長度 為3到5米，寬度宜為隧道開挖寬度的 1/3到 1/2，開挖循環進尺應根據初期支護鋼架間距擬定，最大不得超過1.5m，上臺階開10、挖矢跨閉應大于 0.3。中臺階及下臺階左、右側開挖進尺應根據初期支護鋼架間距擬定，最大不得超過1.5m，開挖高度宜為3-3.5m，左、右側臺階錯開2-3m。上、中、下臺階預留核心土開挖進尺與各臺階循環進尺相一致。仰拱循環開挖長度宜為2-3米，開挖后及時施作仰拱初期支護，完畢兩個隧底開挖、支護循環后，及時施作仰拱，仰拱分段長度宜為4到 6m。第三章 隧道開挖施工要點1、規定本標段隧道按新奧法原理組織施工，并要根據不同圍巖級別及周邊環境選擇相應工法，應根據監控量測結果，適時施作二次襯砌。2、土質隧道施工嚴格按照“嚴控水、強支護、短進尺、勤量測”的原則組織施工，應特別注意地表沖溝對隧道的影響，要加強11、調查和解決。土質隧道在開挖過程中，盡量減少挖掘機對隧道邊沿的開挖，應采用人工風鎬對隧道周邊進行修整，減少對圍巖的擾動，避免側壁或拱頂掉塊現象。拱腳、墻角應預留30cm人工開挖，嚴禁超挖。土質隧道拱墻腳嚴禁被水浸泡。開挖完畢后，應盡早對圍巖進行支護封閉，減少圍巖暴露的時間。3、石質隧道破碎帶按照“先支護、后開挖、短進尺、弱爆破、快封閉、勤量測”的原則進行組織施工。4、隧道開挖前，一方面完畢洞口截水溝、洞口土方及邊仰坡防護施工。洞口土方采用挖掘機配合裝載機自上而下分層施工，大型自卸汽車運送，并及時做好坡面防護，開挖一段（臺階）防護一段（臺階）。5、洞口明洞采用明挖法施工，開挖至明暗分界線后，先施做12、護拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，隨后立即做好明洞襯砌，隨后進入暗洞施工，待明洞混凝土達成設計規定的強度后及時進行明洞洞頂回填。6、洞口淺埋、偏壓段采用雙側壁導坑法施工，每循環進尺控制在0.60.8m以內；級圍巖偏壓段和級圍巖一般地段，采用三臺階七步開挖法，每循環進尺控制在0.61.5m以內；、級采用臺階法施工，每循環進尺控制在13m以內；級圍巖采用全斷面法施工，每循環進尺控制在3.13.4m以內。7、土質隧道開挖采用人工配合挖掘機進行，出碴采用裝載機配合大型或中型自卸汽車無軌運送。石質隧道采用鉆爆法開挖，出碴采用裝載機配合大型或中型自卸汽車無軌運送。架立周邊鋼架，必要時設底部橫撐施作錨噴支13、護依次開挖部噴砼封閉掌子面，施作錨噴支護，閉合成環開挖部，接長臨時鋼架，拆除下部橫撐拆除臨時鋼架（56m），澆筑仰拱澆筑填充混凝土澆筑二次襯砌施作防水層監控量測開挖部，進尺同鋼架間距圖1 雙側壁導坑施工工藝流程圖清理掌子面，測量放線開挖部，進尺同鋼架間距開挖部，進尺同鋼架間距噴砼封閉巖面噴砼封閉巖面施作洞身錨桿施作洞身錨桿架立鋼架、臨時鋼架及橫撐架立鋼架、臨時鋼架及橫撐錨噴支護，閉合成環施作超前支護、注漿監控量測監控量測錨噴支護，閉合成環開挖部，進尺同鋼架間距超前地質預報圖2測量放線拱部超前支護修工方案，擬定二次襯砌施作時間護上導坑開挖下導坑開挖、出碴下部初期支護超前地質預報上部初期支護圍巖監14、控量測圍巖監控量測圍巖監控量測圍巖穩定性評判、修正施工方案，擬定二次襯砌施作時間仰拱填充施工下一工序仰拱圖3 正臺階法施工工藝流程鋪底混凝土施工測量放線圍巖穩定性評判、修正施工方案，擬定二次襯砌施作時間下一工序全斷面開挖、支護、出碴超前地質預報圍巖監控量測圍巖監控量測圖4 全斷面施工工藝流程施工準備超前地質預報、測量分部鉆爆設計（需要時）拱部超前支護兩側錯位開挖中臺階地質素描、輪廓檢查初期支護仰拱開挖、初期支護，仰拱、側壁、拱部初期支護閉合成環監控量測鑒定圍巖穩定性調整開挖及支護參數下一循環開挖、支護施作鋼筋混凝土仰拱、填充混凝土施工復合襯砌結束上弧形導坑開挖地質素描、輪廓檢查初期支護兩側錯位15、開挖下臺階地質素描、輪廓檢查初期支護圖5 三臺階七步開挖法施工工藝流程圖8、施工通風采用自然通風與管道壓入式通風。9、在施工過程中應不斷總結經驗，優化工藝。加強超前地質預測、預報，加強圍巖監控量測管理。根據量測結果，及時調整預留變形量及支護參數，適時施作二次襯砌，保證隧道安全。開挖方法的改變，要嚴格按程序申請設計變更。各級圍巖預留變形量見表9表1 各級圍巖預留變形量（）圍巖類別預留變形量35588101015注：表列數值為參考預留變形量值，施工中應根據施工圖設計規定，設立預留沉變形量。10、施工期間應加強施工地質工作，并實行全隧超前地質預測預報，將其納入正常施工工序管理。施工期間應開展監控量測16、工作，將監控量測作為關鍵工序列入現場組織。具體見監控量測施工作業指導書。11、棄碴坡腳采用M10漿砌片石擋墻擋護，碴頂設截水天溝，碴場坡面及頂面均予以綠化。12、施工誤差施工誤差取5cm，級圍巖隧底不考慮施工誤差。隧道開挖斷面除考慮設計斷面尺寸外，還應考慮預留變形量、施工誤差對開挖斷面的影響。13、爆破施工石質隧道的爆破作業，應采用光面爆破或預裂爆破。爆破作業應根據工程地質條件、開挖斷面、開挖方法、循環進尺和爆炸材料進行鉆爆設計。鉆爆設計應根據爆破效果不斷優化爆破參數。鉆爆設計的內容涉及炮眼（掏槽眼、輔助眼、周邊眼）的布置、深度、斜率和數目；爆破器材、裝藥量和裝藥結構；起爆方法和爆破順序；鉆眼17、機具和鉆眼規定等。鉆爆設計土應涉及炮眼布置圖、周邊眼裝藥結構圖、鉆爆參數表、重要經濟指標和必要的說明。爆破參數應通過實驗擬定。當無實驗條件時，可參照表1、表2選用。表2 光面爆破參數巖石類別周邊眼間距E（cm）周邊眼抵抗線W（cm）相對距離E/W裝藥集中度q（kg/m）極硬巖506055750.80.850.250.30硬巖405050600.80.850.150.25軟質巖354545600.750.80.070.12表3 預裂爆破參數巖石類別周邊眼間距E（cm）至內排崩落眼間距（cm）裝藥集中度q（kg/m）極硬巖4050400.30.4硬巖4050400.20.25軟質巖3540350.18、070.12注：1表中所列參數合用于炮眼深度1.04.0m,炮眼直徑4050mm,藥卷直徑2025mm。2當斷面較小或圍巖軟弱、破碎或對曲線、折線開挖成形規定較高時，周邊眼間距E應取較小值。3周邊眼抵抗線W值在一般情況下均應大于周邊眼間距E值。軟巖在取較小E值時，W值應適當增大。4E/W：軟巖取小值，硬巖及斷面小時取大值。5表中裝藥集中度q為2號巖石硝銨炸藥，選用其它類型炸藥時，應修正。周邊眼應沿隧道開挖輪廓線布置，保證開挖斷面符合設計規定，硬巖開眼位置在輪廓線上，軟巖可向內偏510cm。底板和仰拱底面采用預留光爆層爆破，級圍巖段的中心水溝應與隧底光爆層同時爆破成形。輔助眼交錯均勻布置在周邊眼19、和掏槽眼之間，力求爆破出的石塊塊度適合裝碴需要。周邊炮眼與輔助炮眼的眼底應在同一垂直面上，掏槽炮眼加深1020cm。當開挖面凹凸較大時，應按實際情況調整炮眼深度，使周邊眼和輔助眼眼底在同一垂直面上。光面爆破或預裂爆破的炮眼痕跡保存率，硬巖不應小于80%，中硬巖不應小于60%，并在開挖輪廓線上均勻分布。炸藥可選用巖石硝銨炸藥和乳化炸藥。第四章 質量檢查驗收標準：客運專線鐵路隧道工程施工質量驗收暫行標準（鐵建設2023160號）。隧道開挖斷面的中線和高程必須符合設計規定。 檢查數量：施工單位每一開挖循環檢查一次，監理單位按施工單位檢查數量的10%平行檢查。檢查方法：施工單位采用儀器測量。監理單位平20、行檢查。隧道開挖應嚴格控制欠挖。當圍巖完整、石質堅硬時，巖石個別突出部分（每1m2 不大于0.1m2）侵入襯砌應小于5cm。拱腳和墻腳以上內斷面嚴禁欠挖。檢查數量：施工單位、監理單位每一開挖循環檢查一次。檢查方法：施工單位采用自動斷面儀等儀器測量周邊輪廓斷面，繪斷面圖與設計斷面核對。監理單位見證測量，現場核對開挖斷面。光面爆破或預裂爆破鉆眼前，應根據鉆爆設計圖準確標出炮眼位置。鉆孔時應按鉆爆設計規定嚴格控制炮眼的間距、深度和角度。掏槽眼的眼口間距和深度允許偏差為5cm。周邊眼的間距允許偏差為5cm，外插角應符合鉆爆設計規定，眼底不應超過開挖斷面輪廓線15cm。檢查數量：施工單位每一開挖循環檢查所有掏槽眼和10個周邊眼，監理單位按施工單位檢查數量的20%見證檢查。檢查方法：測量。光面爆破或預裂爆破的炮眼痕跡保存率，硬巖不應小于80%，中硬巖不應小于60%，并在開挖輪廓面上均勻分布。檢查數量：施工單位每一爆破開挖循環檢查一次。檢查方法：對照鉆爆設計資料，觀測、計數檢查炮眼痕跡保存率。隧底開挖輪廓和底部高程應符合設計規定。隧底范圍石質堅硬時，巖石個別突出部分（每1m2 不大于0.1m2）侵入襯砌應小于5cm。檢查數量：施工單位、監理單位每一開挖循環檢查一次。檢查方法：施工單位用儀器測量底部高程，用自動斷面儀測量周邊輪廓斷面，繪斷面圖與設計斷面核對。監理單位見證測量，核對開挖斷面。