隧道工程作业指导书

-1-一、隧道开挖作业指导书1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，尽可能地减少超欠挖，保证隧道的开挖作业安全、保证开挖质量。2编制依据1）、杭瑞高速毕都10标段施工图；3适用范围适用于杭瑞高速毕都10标段内隧道施工。4隧道开挖施工4.1方案设计要求本线隧道按新奥法原理组织施工，并要根据不同围岩级别及周边环境选择相应工法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。隧道开挖采取钻爆法施工,洞口段采用明挖法施工，洞身段Ⅱ级围岩采用全断面法施工，3级围岩地段采用台阶法施工，Ⅳ级围岩地段采用三台阶临时仰拱法或三台阶法开挖，Ⅴ级围岩地段采用四步CD法或三台阶临时仰拱法开挖。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（台阶）防护一段（台阶）。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做护拱混凝土，然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。弱围岩隧道开挖采用人工配合挖掘机进行，出碴采用装载机配合大型或中型自卸汽车无轨运输。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-2-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。4.2中隔壁法（CD法）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进出口Ⅴ级围岩浅埋地段。4.2.1CD法施工工艺CD法施工工艺流程见图1。4.2.2CD法施工工序说明CD法施工工序见图2。㈠、⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁Ф42超前钢花管及导坑侧壁Ф22水平锚杆超前支护。⑵人力配合机械开挖①部，高约为6.0m，宽约为7.5m。⑶施作①部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆（管），安装径向锚杆及铺设钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度。㈡、⑴在滞后于①部一段距离后，挖掘机开挖②部，人工整修表面。⑵导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。⑶接长型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆（管）。⑷钻设径向锚杆并铺设钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度。-3-㈢、在滞后于②部一段距离后，挖掘机开挖③部，人工整修表面，施作导坑周边初期支护，步骤及工序同①。㈣、在滞后于③部一段距离后，挖掘机开挖④部，人工整修表面，施作导坑周边初期支护，步骤及工序同②。基底加固图1CD法施工工艺流程图测量放线左侧拱部超前支护左侧上部开挖、出碴左侧上部、上部中隔壁初期支护、同时进行左侧下部开挖、出碴右侧拱部超前支护右侧上部开挖、出碴超前地质预报围岩监控量测围岩监控量测右侧上部、上部中隔壁初期支护、同时进行右侧下部开挖、出碴左侧下部初期支护右侧下部初期支护底部开挖、出碴，接长临时钢架仰拱初期支护拆除临时钢架、仰拱衬砌仰拱填充施工下一工序围岩监控量测-4-ⅧⅥ⑤④③二次衬砌喷混凝土系统径向锚杆拱部超前支护①②隧底填充仰拱初期支护ф22纵向连接钢筋（图中未示临时钢架）钢架约300约300中壁（CD）法施工工序纵断面示意图Ⅷ2431Ⅵ5钢架约750约450约600Φ22砂浆锚杆(L=2.5m)隧道中线I18临时钢架③④ⅥⅧ②①　　　　约300临时支护之喷混凝土边墙基座初期支护之喷混凝土隧底填充拱墙二次衬砌中壁（CD）法施工工序平面示意图说明：本图尺寸除钢筋尺寸以mm计外，余均以cm计。中壁（CD）法施工工序横断面示意图环向间距1.0mⅥ⑤超前支护图2CD法施工工序图ⅦⅧⅧⅧⅦ约300ⅥⅥⅦ仰拱-5-㈤、⑴在滞后于④部一段距离后，挖掘机开挖⑤部。⑵接长I18临时钢架至隧底，底部垫槽钢。㈥、⑴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。⑵利用仰拱栈桥灌筑○Ⅵ部边墙基础与仰拱。㈦、利用仰拱栈桥灌筑仰拱填充○Ⅶ部至设计高度。㈧、利用衬砌模板台车一次性灌注○Ⅷ部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。4.2.3CD法施工控制要点⑴上导坑①、③部的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距（0.75～0.8m），下导坑②、④部的开挖可依据地质情况适当加大。⑵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。⑶钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。4.3台阶法台阶法主要适用于隧道3C类围岩施工作业。4.3.1台阶法施工工艺台阶法施工工艺流程见图3。图3台阶法施工工艺流程图-6-4.3.2台阶法施工工序说明台阶法工序见附图。超挖欠挖不满足施工准备爆破效果装碴运输上下台阶初支护监控量测初喷混凝土上台阶钻眼通风排烟测量放线装药爆破超前地质预报下循环开挖爆破设计处理欠挖加强支护调整爆破参数①②-7-（1）开挖1部台阶,施作1部洞身结构的初期支护。（2）上台阶施工至适当距离后，开挖2部台阶，施作洞身结构的初期支护。（3）灌筑该段内3部底板（或仰拱）。（4）利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅳ部二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。4.3.3台阶法施工要求（1）隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。（2）开挖方式采用弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。（3）台阶长度宜控制在10m~50m之内；围岩稳定较差时，控制在3~10m。（4）下台阶断面开挖应两侧交错进行，下台阶开挖后仰拱应紧跟。施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部应减少对上部围岩、支护的拢动。（5）施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。（6）上台阶施作钢拱架时，采用扩大拱脚和锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形，必要时施作临时仰拱。（7）下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖，当岩体不稳定时需缩短进尺，必要时分下台阶左右两部开挖，并及时施作初期支护和仰拱。（8）下台阶施工时要保证初支钢架整体顺接平直，螺栓连接牢靠。4.4三台阶法4.4.1三台阶法施工工艺流程-8-三台阶法施工工艺流程见图满足不满足施工准备超前地质预报上中下台阶测量放线上台阶开挖、出渣、清理开挖面上台阶初期支护中台阶开挖、出渣、清理开挖面中台阶初期支护下台阶开挖、出渣、清理开挖面下台阶初期支护监控测量加强防护下循环开挖-9-4.4.2三台阶法施工工序说明三台阶法工序见附图。（1）上台阶开挖：在拱部超前支护施工后，沿隧道开挖轮廓线环向开挖上台阶。开挖进尺控制在每循环2~3m拱架。开挖后立即出喷3~5cm砼封闭，并架设Ⅰ20a钢架。按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射砼。（2）中台阶开挖：开挖进尺控制在每循环2~3m，开挖后立即出喷3~5cm砼封闭，并架设Ⅰ20a钢架。按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射砼。（3）下台阶开挖：开挖进尺控制在每循环2~3m，开挖后立即出喷3~5cm砼封闭，并架设Ⅰ20a钢架。按照设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆，喷射砼。（4）隧道仰拱开挖：围岩较好时，仰拱与下台阶同时开挖；围岩软弱破碎时，仰拱单独开挖。仰拱按每循环5m组织施工。采用人工配合机械开挖，人工清底，并及时施工仰拱衬砌和填充。4.4.3三台阶法施工要求（1）隧道施工应坚持“若爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。（2）如有超前支护等辅助施工措施，应首先利用上一循环架立的钢架施作完毕，再开挖。（3）开挖方式采用若爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。③①②-10-（4）锁脚小导管可根据需要设置，以确保下台阶施工的安全。（5）各步台阶一次开挖长度宜控制在2m~3m之间，第3部台阶开挖后仰拱应紧跟。（6）施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。（7）施工时根据现场情况，必要时在临时仰拱中增设钢架。4.5三台阶临时仰拱法4.5.1三台阶临时仰拱法施工工艺流程三台阶临时仰拱法施工工艺流程附图开挖方案设计中台阶开挖上中下台阶测量放线上台阶开挖下台阶开挖反馈综合信息清理开挖面初喷后出渣上中下三断面支护与施作临时仰拱上断面检查稳定性中断面检查稳定性下断面检查稳定性下一循环良好良好施工准备超前地质预报-11-4.5.2三台阶临时仰拱法施工工序说明三台阶临时仰拱法施工工序见附图①③②拱部超前支护初期支护仰拱隧底填充Ⅻ11Ⅻ喷混凝土二次衬砌321系统径向锚杆钢架钢架未示全边墙墙角线6~810~155~105~10三台阶临时仰拱工法工序纵断面40隧底填充-12-三台阶临时仰拱法施工工序说明：（1）a、利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护；b、开挖1台阶阶；c、施作1部洞身结构的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，并设锁脚锚（管）杆；d、钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度，底部架立临时钢架封闭，则在掌子面喷10cm混凝土封闭。（2）上台阶施工至适当距离后，开挖2部台阶，接长钢架，施作洞身结构的初期支护及封底，参照工序①进行。（3）a、开挖3部台阶，及时封闭衬期支护。参照工序②进行；b、灌注该段仰拱；c、灌注该段隧底填充。（4）根据量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。4.3.3三台阶临时仰拱法施工要求（1）隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。（2）如有超前支护等辅助施工措施，应首先利用上一循环架立的钢架施作6～８10～15　10～15　10～15　321三台阶临时仰拱工法工序平面拱墙一次衬砌隧底填充边墙基座初期支护之喷混凝土ⅣⅣⅣ-13-施工准备地质预报测量与量测布置炮眼钻眼、装药、爆破全断面开挖施工工艺流程通风排烟开挖质量检查地质素描台车（台架）就位出渣运输找顶排险装运机械就位初期支护表面处理隐蔽检查防排水系统施工隐蔽检查变形量满足要求后二衬施工结束布置炮眼修正钻爆参数不合格不合格完毕，再开挖。（3）开挖方式采用弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。（4）锁脚小导管可根据需要设置，以确保下台阶施工的安全。（5）各步台阶一次开挖长度宜控制在2m~3m之间，第3部台阶开挖后仰拱应紧跟。（6）施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。4.6全断面法4.6.1全断面法施工流程全断面开挖每一循环为一个完整的作业流程，主要包括：钻孔、装药爆破、通风、出渣。4.6.2施工工艺-14-4.6.3施工要求4.6.3.1测量放线在测量放线确定隧道开挖轮廓线时，须预留围岩变形量，3级围岩全断面开挖一般预留3～5cm。4.6.3.2钻爆开挖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。钻爆设计土应包括炮眼布置图、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50～6055～750.8～0.850.25～0.30硬岩40～5050～600.8～0.850.15～0.25软质岩35～4545～600.75～0.80.07～0.12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