开挖施工作业指导书

沪昆客专贵州段CKGZTJ-9标段隧道工程编号：洞身开挖施工作业指导书单位：编制：审核：批准：2010年11月15日发布2010年11月16日实施1洞身开挖施工作业指导书1．适用范围适用于沪昆客专贵州段CKGZTJ-9标段隧道洞身开挖施工。2．作业准备2.1内业技术准备开挖施工前，组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，熟悉、审核施工图纸，复核设计坐标及高程，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。2.2外业技术准备⑴对隧道开挖的中线、高程、方向进行复核，确保测量精度。⑵对开挖的洞身围岩进行地质超前预报，探测前方围岩的性质，地质状况和不良地质状况，宏观掌握隧道段落围岩状况；同时采用地质钻机对隧道围岩进行直观探测，结合围岩、支护的变形监测，对围岩状况进行分析，其结果与施工图、施工组织设计进行比较，及时修正开挖、支护参数。⑶检查高压风、水、电管路畅通，接头完好，施工机具性能符合施工要求，机械性能良好。隧道内排水系统完好。应急材料、物资准备妥当，安全设施功能良好。3．技术要求3.1隧道开挖的中线、高程，开挖轮廓满足设计和规范要求。3.2炮眼痕迹保存率符合规范要求。3.3遵循“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，爆破2时严格控制炮眼深度及装药量，并按规范要求进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、二次衬砌的时机提供依据。3.4隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩、隧道浅埋地段下穿施工开挖应按照《爆破安全规程》采用控制爆破，或采用非爆破方法。3.5软弱围岩隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级地段采用台阶法施工时，应符合以下规定：⑴上台阶每循环开挖支护进尺Ⅴ、Ⅵ级围岩不应大于1榀钢架间距，Ⅳ级围岩不得大于2榀钢架间距。⑵边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀。⑶仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不得大于3m。⑷隧道开挖后初期支护应及时施做并封闭成环，Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m。3.6双线Ⅳ、Ⅴ围岩隧道采用台阶法施工时，必须设置锁脚锚杆（管）等控制拱（墙）脚位移的措施。双线Ⅴ围岩隧道采用台阶法施工时应设置横向临时支撑或临时仰拱，临时支撑采用型钢，纵向每2榀设1处。3.7软弱围岩及不良地质铁路隧道的二次衬砌应及时施作，二次衬砌距掌子面的距离：Ⅳ级围岩不得大于90m，Ⅴ、Ⅵ级围岩不得大于70m。4．施工程序与工艺流程根据隧道围岩状况，隧道的开挖方法分为全断面法、台阶法、台阶法加临时支撑、台阶法加临时仰拱、CRD法、和三步七台阶法。根据开挖方法的不同，每一循环开挖的程序有所不同。全断面开挖是按隧道的设计轮廓一次开挖完成，适用于Ⅱ、Ⅲ级围岩地段；台阶法开挖分为两步，即上台3阶开挖支护后进行下台阶开挖支护，完成一个开挖循环，适用于Ⅳ、Ⅴ围岩深埋硬质岩地段；台阶法加临时支撑是台阶法分部开挖后在底部设临时钢支撑，适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩浅埋硬质岩地段；台阶法加临时仰拱是台阶法分部开挖后在底部增设临时仰拱，适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩深埋软质岩地段；CRD法是用隔壁和仰拱把断面上下、左右分割进行开挖，并在施工过程中每一步都用临时仰拱封闭断面，适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩浅埋、偏压、断层、接触带、破碎带；三台阶七步法是将隧道一个断面分为七个小断面进行开挖，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的施工方法，适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩地下水不发育的全、强风化地段。4.1每分部开挖循环施工程序施工准备→施工放样→钻孔台车（架）就位→钻孔→清孔→钻孔质量验收→装药、连接起爆网络→爆破→通风→排危→初喷→出渣→支护⑴全断面法施工程序施工准备→全断面开挖支护图1全断面法施工工序示意图⑵台阶法开挖施工程序施工准备→上部开挖支护→下部开挖支护→底部开挖支护4图2台阶法施工工序示意图⑶台阶法加临时支撑施工程序施工准备→上部开挖支护→下部开挖支护→底部开挖支护图3台阶法加临时支撑施工工序示意图⑷台阶法加临时仰拱施工程序施工准备→上部开挖支护→下部开挖支护→底部开挖支护⑸CRD法开挖施工程序施工准备→左侧上部开挖支护→左侧中部开挖支护→左侧下部开挖支护→右侧上部开挖支护→右侧中部开挖支护→右侧下部开挖支护→拆除中ⅢⅠ掘进方向型钢钢架②5～7m施工顺序说明：上部断面开挖Ⅰ→施作上部初期支护②→中部断面开挖Ⅲ→施作中部初期支护④→下部断面开挖Ⅴ→施作下边墙部初期支护⑥。④Ⅴ④5～7m⑥⑥ⅠⅢⅤⅢⅠ掘进方向型钢钢架②5～7m施工顺序说明：上部断面开挖Ⅰ→施作上部初期支护②→中部断面开挖Ⅲ→施作中部初期支护④→下部断面开挖Ⅴ→施作下边墙部初期支护⑥。④Ⅴ④5～7m⑥⑥ⅠⅢⅤ5隔墙及临时仰拱。图5CRD法施工工序示意图⑹三台阶七步法施工程序施工准备→上部弧形导坑开挖支护→中部两侧开挖支护→下部两侧开挖支护→核心土开挖→仰拱开挖支护图6三台阶七步法施工工序示意图64.2工艺流程⑴全断面法施工工艺流程结束施工准备地质预报变形量满足要求后二衬施工监控量测合格测量与量测布置炮眼钻眼、装药、爆破通风排烟装运机械就位出渣运输找顶排险地质素描表面处理隐藏检查防排水系统施工隐藏检查初期支护合格不合格不合格台车（台架）就位修正钻爆参数钻爆设计7⑵台阶法施工工艺流程⑶台阶法加临时支撑施工工艺流程结束施工准备超前地质预报、测量、量测钻爆设计布置炮眼下部断面钻眼装药、爆破上部断面钻眼修正钻爆参数台车（台架）就位通风排烟、排险初喷混凝土、锚杆、出渣开挖质量检查合格初期支护仰拱、拱墙复合衬砌施工超前支护地质素描结束施工准备超前地质预报、测量放样超前支护、围岩加固拆除下部临时横撑仰拱、拱墙复合衬砌施作监控量测采取措施超限上部开挖，初期支护、临时横撑下部开挖，初期支护、临时横撑底部开挖，初期支护变形值满足规范要求拆除上部临时横撑8⑷台阶法加临时仰拱施工工艺流程⑸CRD法施工工艺流程结束施工准备超前地质预报、测量放样超前支护、围岩加固拆除临时仰拱、中隔墙仰拱、拱墙复合衬砌施作监控量测采取措施超限先行侧开挖、初期支护、中隔壁、临时仰拱施做后行侧开挖、初期支护、临时仰拱初期支护成环、地质素描变形值满足规范要求各分部开挖面相距3~4m各分部开挖面相距3~4m结束施工准备超前地质预报、测量放样超前支护、围岩加固拆除下部临时仰拱仰拱、拱墙复合衬砌施作监控量测采取措施超限上部开挖，初期支护、临时仰拱下部开挖，初期支护、临时仰拱底部开挖，初期支护变形值满足规范要求拆除上部临时仰拱9⑹三台阶七步法施工程序5．施工要求5.1施工准备隧道开挖前，利用超前预报、超前钻孔、监控量测等探测结果，分析研究围岩的性质，探明前方围岩的完整性、涌水、不良地质等情况，对洞身实际的围岩与设计图进行核对，确定开挖、支护参数。5.1.1开挖方法、钻爆参数根据围岩的软弱状况和隧道断面，选择合理的开挖方法，以少扰动为施工准备超前地质预报、测量分部钻爆设计（需要时）下一循环开挖、支护施作钢筋混凝土仰拱、填充混凝土判定围岩稳定性调整开挖及支护参数变形超过规范要求拱部超前支护上部弧形导坑开挖仰拱开挖、初期支护，仰拱、侧壁、拱部初期支护闭合成环地质素描、轮廓检查初期支护两侧错位开挖中台阶地质素描、轮廓检查两侧错位开挖下台阶地质素描、轮廓检查初期支护初期支护监控量测结束施作复合衬砌10宗旨，把开挖对围岩的损伤程度控制在最小限度，最大限度的发挥围岩的自稳性，确保隧道的施工和隧道主体安全。一般情况下，根据隧道段面大小，全断面开挖循环进尺控制在2.5~4m之间，二台阶、三台阶、CRD法开挖循环进尺根据围岩情况、超前支护长度和分部开挖断面大小进行确定，台阶长度可根据施工机械人员安排等情况适当调整，各部工序间距距离可根据现场施组安排拟定，但不宜过长，必须保证各工序能平行流水作业和二衬的及时跟进。开工前要根据施工图和围岩的实际情况，进行科学合理的钻爆设计，根据开挖方法，确定每开挖循环进尺，炮眼深度，选择合理的开槽方法，确定使用直眼掏槽或斜眼掏槽，开挖周边眼间距、开口位置选择合理，周边眼与辅助眼间距、布设方法选择合理，确定周边眼、辅助眼、掏槽眼、底板眼的装药方法、装药量，爆破的先后顺序，雷管的段别，炮眼间的起爆网络，引爆雷管使用电雷管。在开挖过程中，根据爆破效果和围岩的监测数据，不断修正爆破参数。5.1.2支护参数根据围岩的实际情况与设计图纸进行复核，如实际情况与设计不符时，应及时申请变更，选择合理的支护方式，并在施工过程中通过对支护的观察和收敛变形数据不断地修正支护参数，确保支护与围岩实际相符合。5.2施工工艺5.2.1施工放样放样时将隧道断面、隧道中线用红铅油精确地标在掌子面上，并作出明显的高程标识点，精确定位炮眼位置。115.2.2钻孔精确控制钻孔位置、方向和深度，钻眼完毕，应按炮眼布置图进行检查，并做好记录，经检查合格后，方可按设计装药结构进行装药和炮泥堵塞。减少开口偏差和钻孔孔底偏差以及方向偏差。采用气腿式风动凿岩机钻孔，炮眼长度根据围岩状况，最大长度不超过4m，合理选择进尺，外插角不大于5°，钻孔实际操作做到“准、平、直、齐”，并采用“炮棍瞄准法”控制炮孔的平行，其钻孔方向偏差控制在3cm/m~5cm/m以内。同时，应根据眼口位置及掌子面岩石凸凹程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。5.2.3装药装药量的多少和装药的方式是深度光明爆破的关键，必须严格控制周边眼的装药量，应使药量眼沿炮眼全长合理分布，并合理选择炸药的品种和装药结构。合理控制周边眼的装药密度，根据周边眼孔距、爆破层厚度、石质及炸药种类等综合考虑装药量。在装药结构上，宜采用比炮眼直径小的药卷连续或间隔装药，把药卷与钻孔间的不耦合系数控制在1.25~2.0之间，但药卷直径不应小于该炸药的临界直径，以保证稳定起爆。起爆雷管的段别选择合理，其安装位置精确，确保起爆的先后顺序。主要光爆参数入下：各类围岩断面钻爆参数围岩类别周边眼间距E（cm）周边眼至内圈眼间距W（cm）相对距离（E/W）周边眼装药集中度a（kg/m）极硬岩50～6055～750.8～0.850.25～0.30硬岩40～5550～600.8～0.850.15～0.25软质岩30～4545～600.75～0.80.07～0.12125.2.4爆破爆破前所有人员应撤在安全距离外。独头巷道安全距离不小于200m；相邻的上下坑道内不小于100m；相邻的平行坑道，横通道及横洞间不小于50m；全断面开挖进行深孔爆破（孔深3~5m）时，不小于500m。采用电雷管一次起爆。5.2.5通风爆破前应关闭通风机，爆破后应及时向隧道掌子面通风，排出和降低隧道内灰尘、炸药残留气体，然后洒水降尘，使隧道内的环境符合职业健康标准。5.2.6初喷通风后，应在清除开挖段危石后，对开挖断面轮廓初喷3~5cm混凝土，封闭开挖岩面。喷射混凝土作业应分段分片进行。喷射作业自下而上，应保持供料均匀，喷射连续，喷射时喷嘴应作偏心划圆或鱼摆等复合运动。喷嘴在沿隧道纵向作前后移动时应保持与受喷面等距，使受喷面均匀、密实。5.2.7出碴出碴时需专人统一指挥车辆，车辆在隧道内的行驶速度，已衬砌地段不大于20km/h，未衬砌地段不大于10km/h，有施工作业地段不大于5km/h。弃碴弃于指定位置，应符合环保要求。5.2.8开挖断面检查开挖出碴完毕后，对隧道开挖断面的轮廓尺寸、中线、高程进行检查，需符合设计及规范要求，报监理工程师检查合格后，进行下道工序施工。135.2.9支护在每一次开挖后必须立即进行永久支护和临时支护。支护参数须满足设计和规范要求。6．劳动组织6.1劳动力组织方式：采用工班组织模式。6.2根据隧道开挖的施工方案、机械、人员组合要求，隧道开挖施工工班分为开挖工班、喷混凝土工班、出碴工班和支护工班。每个开挖工作面人员配备表负责人1技术主管1专职安全员3钻孔工班20爆破工班6喷混凝土工班4~12支护工班10~15出碴工班6技术、质检、测量及实验人员4机械工、普工6指挥出碴、弃碴人员47．材料要求原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：炸药选用岩石硝铵炸药或乳化