2.开挖施工作业指导书

隧道开挖施工作业指导书

编制：

审核：

批准：

中铁十七局集团沪昆客专长昆湖南段项目经理部

2010年10月 怀化

沪昆客专长昆湖南段CKTJ-Ⅶ标隧道作业指导书

隧道开挖施工作业指导书

编制目的：

规范本标段隧道工程的各种级别围岩段的开挖施工，保证工程质量和施工安全。 适用范围：

本标段隧道Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ围岩段开挖工序。 职责分工：

由试验人员进行检测原材料、成品质量，并作出合格和不合格成果报告书，指导施工。

由工程部进行施工方法控制，并根据试验结果对施工方案进行改进。

由安质部进行施工质量和安全控制。 编制依据-技术标准／质量标准

《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）；

《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行规定》（铁建设［2005］160号）；

《宁杭隧参04》图； 各隧道工点施工设计图。 一、开挖工法

开挖施工时及时采用物探技术对围岩地质情况进行超前探测，坚持“光面爆破、喷锚紧跟、监控量测、及时反馈和修正”的原则。

Ⅱ级围岩采用全断面法开挖；Ⅲ级围岩采用台阶法开挖；Ⅳ级硬质岩采用三台阶七步法；Ⅴ级围岩采用三台阶七步开挖法或三台阶临时仰拱法。

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Ⅱ、Ⅲ级围岩施工时，加强掏槽爆破，控制周边光爆，合理进尺，控制超挖，杜绝欠挖，Ⅳ、Ⅴ级围岩坚持“短进尺、弱（不）爆破、强支护、勤量测、紧衬砌、快封闭”的原则。隧道开挖爆破炮眼残留率硬岩达到80%以上，中硬岩达到60%以上。

(1)全断面开挖

Ⅱ级围岩采用全断面法施工，每循环进尺3m，道开挖后及时施作初期支护。全断面法施工工艺流程见图1。

(2)台阶法开挖

Ⅲ级围岩地段采用台阶法开挖、预裂爆破，锚喷支护施工方法。 每循环进尺2.4m，隧道开挖后及时施作初期支护。其施工工艺流程为：超前地质预报→开挖上台阶→初期支护拱部→开挖下台阶→初期支护边墙→完成仰拱混凝土→衬砌。

Ⅲ级围岩台阶法开挖顺序见图2。 (3)弧形导坑预留核心土法开挖

IV级围岩段采用弧形导坑预留核心土法开挖，开挖顺序见图3。 (4)三台阶七步法开挖

三台阶七步开挖法施工工序见图4，施工工艺见图5。 (5)三台阶临时仰拱法开挖

三台阶临时仰拱法施工工序见图6。

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资料、图纸审核 施工准备 钻爆设计、超前地质预报 施工准备测量中线、水平 钻孔台车就位 画轮廓线 爆眼布置 钻 孔 装 药 联结起爆网络 起 爆 警 戒 通风、降尘 不超限 找顶、处理瞎炮 出 碴 初期支护、监控量测 图1 全断面法开挖施工工艺框图

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步 骤 示 意 图 说 明 第一步 初期支护1超前小导管2钻眼爆破，台阶法开挖。根据地质情况，先开挖1部土石方，及时施作初喷3cm厚混凝土，再在拱部1800范围内打眼施作带排气装置中空注浆锚杆并按要求完成其注浆；再在拱部挂钢筋网；最后复喷混凝土至设计厚度，上断面每循环进尺为2.4m 1第二步 初期支护2钻眼爆破，台阶法开挖。待1部进尺6-10m后，及时开挖2部土石方，并及时施作初喷3cm厚混凝土，然后在边墙按设计间距梅花布置打眼安装Ф22砂浆锚杆；再在拱墙、仰拱挂钢筋网；最后复喷混凝土至设计厚度，下断面开挖距上断面掌子面保持在6-10m。 第三步 仰拱、仰拱填充、结构防水及二次衬砌：初期支护完成后，可根据实际情况安排施工仰拱和仰拱填充，完成后按要求施作结构防水设施，主要是铺设可粘结防水板、土工布、横纵软式透水盲管、安装施工缝止水带，待结构防水设施安装完成后就位全液压衬砌台车，进行二衬 混凝土浇筑至设计厚度。 第四步 2%2%水沟电缆槽：待洞内其他土建工程完成后，及时施作水沟电缆槽，采用隧道全长连续施作，以利控制其线型和几何尺寸。 图2 台阶法开挖施工顺序步骤图

图3 弧形导坑预留核心土挖法施工工序流程图 系统径向锚杆I超前支护Ⅲ初期支护2XⅢ22459710XIIXI仰拱初期支护Ⅷ两侧初期支护弧形导坑预留核心土法施工工序正面示意图IXⅢ24XII10仰拱栈桥920～30m6～12m≤50m弧形导坑预留核心土法施工工序纵断面图沪昆客专长昆湖南段CKTJ-Ⅶ标隧道作业指导书

20～30m一倍的洞径2～3m说明: 一、本图尺寸除注明者外，其余均以厘米计。 二、本图适用于IV级围岩地段施工。 三、施工工序： 利用上一循环架立的钢架施作隧道洞身超前支护；I-施作超前支护；2-上部弧形导坑开挖；Ⅲ-上部初期支护；4-上部核心土开挖；5、7-两侧开挖；Ⅵ、Ⅷ-施作两侧初期支护；9-下部核心土开挖；10-仰拱开挖（捡底）；XI-仰拱初期支护；XII-施作仰拱及填充混凝土；XIII-施作拱墙二次衬砌。 四、施工注意事项：图中台阶长度根据施工机械、人员安排，围岩稳定等情况适当调整，在监控量测结果分析能保证结构稳定的情况下，应控制掌子面至仰拱封闭距离不大于50m，以使初期支护尽早封闭成环。 五、说明未详尽处按相关规范、规定及设计办理。

程流序工工施挖开步七阶图4 三图图 程序流工施工法开挖步法七台阶 三13 -5-图3台系统径向锚杆系统径向锚杆超前支护喷混凝土拱部超前支护拱部超前支护①①①二次衬砌③③②纵向连接钢筋型钢钢架①⑥-1３～５ｍ②⑥-2④⑤④⑥-3⑤2～3m2～3m⑦⑦15～25ｍ２～３ｍ２～３ｍ三台阶七步开挖法施工工序纵断面示意图三台阶七步开挖法施工工序正面示意图隧底填充仰拱初期支护仰拱初期支护④②①⑦⑥-3⑥-2⑥-1①施工工序说明:第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3～1/2。开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土。上台阶开挖矢跨比应大于0.3，开挖后及时进行喷、锚、网系统支护，打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。第2、3步，左右侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为3～3.5m，左右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。第4、5步，左右侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为3～3.5m，左右侧台阶错开2～3m，开挖后立即初喷3～5cm混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。第6步，上、中、下台阶预留核心土：个台阶分别开挖预留的核心土，开挖进尺与各台阶循环进尺一致。第7步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为2～3m，开挖后及时施做仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施做仰拱，仰拱分段长度宜为4～6m。4～6m15～25m⑤③2～3m2～3m2～3m2～3m3～5m①施工要求：1、以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破。2、弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时支护。3、其他分步平行开挖，平行施做初期支护，各分步初期支护衔接紧密，及时封闭成环。4、仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系。5、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。6、完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。7、做好超前支护，防止围岩松弛，保证隧道开挖按安全。仰拱填充初期支护沪昆客专长昆湖南段CKTJ-Ⅶ标隧道作业指导书

三台阶七步开挖法开挖步骤图

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施工准备 施作拱部超前支护 施作径向锚杆、复喷混凝土 开挖①部 开挖④、⑤部 ①部导坑周边初喷4cm， 架立钢架 施作径向锚杆、复喷混凝土 ④、⑤部导坑周边初喷4cm，接长钢架 施作径向锚杆、复喷混凝土 开挖②、③部 ⑥部开挖 ②、③部导坑周边初喷4cm，接长钢架 开挖⑦部 隧底初支 灌筑Ⅵ部边墙基础及仰拱 灌筑Ⅶ部仰拱 灌筑Ⅷ部拱墙衬砌 图5 三台阶七步开挖法施工工艺流程图

图6 三台阶临时仰拱开挖法施工工序流程图 施工支护(喷砼)防水层二次衬砌开挖界线①I18轻型工字钢喷18cm厚C20砼道中①②Ⅵ350～4002Φ50mm锁脚钢管L=5m壁厚3.5mm2Φ50mm锁脚钢管L=5m壁厚3.5mm350～400隧纵向间距同洞身主钢架②线封底混凝土喷8cm厚C20砼Ⅵ开挖界线③2Φ50mm锁脚钢管L=5m壁厚3.5mmⅤⅣ2Φ50mm锁脚钢管L=5m壁厚3.5mm内轨顶面③Ⅴ6～8m2～3m10～15mIV2Φ50mm锁脚钢管L=5m壁厚3.5mm10～15m2Φ50mm锁脚钢管L=5m壁厚3.5mm三台阶临时仰拱法施工工序断面图隧底填充仰 拱初期支护≤40m拱墙二次衬砌初期支护之喷混凝土Ⅵ③②①ⅤIV沪昆客专长昆湖南段CKTJ-Ⅶ标隧道作业指导书

6～8m10～15m10～15m2～3m说明：一、本图适用于IV级围岩浅埋及断层破碎带地段、V级围岩深埋地段施工；当用于V级围岩深埋、III级围岩浅埋及偏压地段时，取消第一台阶的I18轻型工字钢钢架，喷厚8cmC20混凝土封底。二、、施工工序：1、（1）开挖1部台阶。 （2）施作1部分临时仰拱和洞身结构的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架。 （3）钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。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，可参见工序1进行。3、（1）开挖3部台阶，及时封闭初期支护，可参见工序2进行。 （2）灌筑该段内IV部仰拱。 （3）灌筑该段内V部隧底填充。4、利用衬砌模板台车一次性灌筑VI部二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。三、施工注意事项：1、隧道施工应坚持\"弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量\"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、开挖方式均采用弱爆破。爆破时严格控制炮眼深度及装药量。4、锁脚钢管应及时设置，且必须对锁脚钢管进行注浆，以确保钢架基础稳定。5、各步台阶一次开挖长度宜在2～3m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、灌注二次衬砌的时机提供依据。四、本图尺寸除注明者外，其余均以cm计。五、本图未详尽处，按有关规范、规定及相关设计图办理。

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二、施工注意事项

1、本作业指导书涉及的施工方法是把隧道断面分部施工，作业面相对狭小，故需特别注意施工安全，洞内应设值班人员统一调度指挥。

2、三台阶临时仰拱法开挖钢架支撑可回收重复利用。

3、如到达各种预留洞室位置，根据实际情况可以不预留，待初期支护在本断面范围内完成后或在二次衬砌前另行开挖。

4、工序变化之处钢架（或临时钢架）应设锁脚锚杆，钢架基底应牢固可靠以确保钢架基础稳定。

5、钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。

6、对导坑底部用枕木进行支垫必须高于底横撑面，并留足可能的空隙，减少行车对钢支撑扰动。 三、留变形量的控制

复合式衬砌的开挖断面除满足隧道净空的要求外，应预留变形量，设计时可下表选用，预留变形量数值在浅埋，硬岩隧道取最小值，深埋、软岩隧道取大值。

隧道周边围岩变形量与隧道跨度，施工方法、施工质量等多种因素有关，在施工中应根据量测结果进行分析，及时调整下一段同级围岩的预留变形量，以防止围岩的实际变形量超过预留变形量造成二次衬砌侵限，同时也可以避免因预留变形量过大而造成二次衬砌厚度过大或增加回填。

预留变形量（cm）

围堰级别 预留变形量

Ⅱ 3～5 Ⅲ 5～8 Ⅳ 8～10 Ⅴ 10～15 沪昆客专长昆湖南段CKTJ-Ⅶ标隧道作业指导书

四、质量检查标准

1、隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求；

2、严格控制超欠挖，拱脚和墙脚以上1米范围内严禁欠挖； 3、每一次开挖完成后，应做地质素描；

4、光面爆破和预裂爆破在钻孔时应严格控制炮眼的间距、深度、角度，掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为5cm，周边眼的间距允许误差为5cm，外插角应符合爆破设计要求，眼底不超过开挖轮廓15cm； 5、炮痕保存率硬岩不小于80%，中硬岩不小于60%。 五、资料收集

洞身开挖检验批质量验收记录表04010201 隧底开挖检验批质量验收记录表04101202 开挖断面图 底部高程测量记录 地质观察和描述 超前地预报资料