铁路隧道施工作业要点手册

1、向莆铁路隧道施工作业要点手册一、超前地质预报11 、预报内容12 、预报方法13 、预报分级24 、预报流程35 、预报要点4二、超前支护41、超前小导管注浆42、大管棚6三、隧道开挖方法81、全断面法82、台阶法93、环形开挖预留核心土法114、中隔壁法（CD 法）135、三台阶七步开挖法156、双侧壁导坑法17四、初期支护191、喷射混凝土192、锚杆213、钢架234、钢筋网24五、防排水251、洞口及地表防排水252 、洞内排水253、结构防排水26六、仰拱及二次衬砌281、仰拱282、二次衬砌29七、监控量测31- 34 -一、超前地质预报1 、预报内容（1）地层岩性，特别是对软弱夹

2、层、破碎地层、煤层及特殊土的预测预报。（2）地质构造，特别是对断层、节理密集带、褶皱轴等影响体完整性的构造发育情况的预测预报。（3）不良地质，特别是溶洞、暗河、人为坑洞、放射性、有气体及高地应力等发育情况的预测预报。（4）地下水，特别是对岩溶管道水、富水断层、富水褶皱轴富水地层等的预测预报。2 、预报方法（1）超前地质预报方法按预报原理可分为地质分析法、钻探法物探法和超前导坑法。地质分析法，包括地层分界线、构造线，地下和地表相关全分析、地质作图等。钻探法，包括深孔水平钻探、5m 加深炮孔探测及孔内摄影。物探法，包括地震波反射法、声波反射法、电磁波反射法红外探测法等。超前导坑法，包括平行超前导坑

3、法、正洞超前导坑法。（）超前地质预报按预报长度可分为长距离预报（大于200m ) 中长距离预报（30200m ）和短距离预报（小于30m ）。（）超前地质预报按采用的预报手段数量可分为单一方法地质预报和综合超前地质预报。3 、预报分级（1）根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度，分为以下四级A级：存在重大地质灾害隐患的地段，如大型暗河系统，可溶岩与非可溶岩接触带，软弱、破碎、富水、导水性良好的地层和大型断层破碎带，特殊地质地段，重大物探异常地段，可能产生大型、特大型突水突泥地段，诱发重大环境地质灾害的地段，高地应力、瓦斯、天然气、放射性问题严重的地段以及人为坑洞等。B级：中、小型突水突泥地段，较

4、大物探异常地段，断裂带等。C级：水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段、小型断层破碎带，发生突水突泥的可能性较小。D级：非可溶岩地段，发生突水突泥的可能性极小。（2）不同地质风险地段的预报方式为：A级预报：采用地质分析法、地震波反射法或声波反射法、地质雷达、红外探测、超前水平钻探等手段进行综合预报。首先以地质分析法进行长距离预报，然后采用中长距离地震波反射法或声波反射法和一种或几种短距离物探方法相结合进行预报，同时进行多孔超前钻探探查。B级预报：采用地质分析法、地震波反射法或声波反射法，辅以红外探测、地质雷达，进行必要的超前水平钻孔。当发现局部地段工程地质条件复杂时，按A 级要求实施。C级预报

5、：以地质分析法为主。对重要的地质（层）界面、断层或物探异常地段可采用地震波反射法或声波反射法进行探测，必要时采用红外探测和超前水平钻孔。D级预报：采用地质分析法。4 、预报流程超前地质预报工序流程图见下图施工准备制定预报方案研究地质资料预报分级物 探 法深孔水平钻探法长距离预报地质预报报告中长距离预报短距离预报施工建议施工方案建议项目技术决策隧道施工地质素描预报验证反馈5 、预报要点（1）研究区域地质、工程地质资料，必要时进行地表补充测绘和勘探，对整个地区地质情况做到比较全面和深刻的认识，分析主要工程地质问题、主要地质灾害隐患及其分布范围、在隧道内揭示的大致里程，制定预报方案。（2）根据地质灾

6、害对隧道施工安全的危害程度和工程设计资料，对不同地段地质预报分级，不同类型和级别的地段采取不同的预报手段。（3）隧道施工前制定好不良地质地段应急预案，采用浅孔钻探发现地质突变或含水时，立即采取处理措施。（4）及时配备先进仪器，结合有丰富经验的地质、施工人员进行综合分析论证，并将结果及时反馈给相关技术部门，采取针对性措施。二、超前支护1、超前小导管注浆超前小导管注浆是在隧道开挖前，沿隧道开挖轮廓线外按一定角度打人直径为3270mm ，长度35m 的带孔钢管，利用钢管注浆，并与钢架连成一体进行围岩加固的超前支护方式。（1）施工工序流程图小导管超前支护施工工序流程见下图钻 孔施工准备清 孔安装小导管

7、工作面封闭联接管路压水实验系统检查管路泄漏工作面泄漏小导管制作注 浆效果检查补 孔结 束（2）施工要点超前小导管支护参数根据地质条件、隧道断面大小及支护结构型式选用。采用风钻或凿岩台车成孔，沿隧道周边布设，环向间距不大于40cm，外插角控制在1015 °。钻至设计孔深后，用吹管将碎碴吹出清孔，防止孔位坍塌。顶入加工好的注浆钢花管，小导管周圈缝隙用塑胶泥封堵，并用棉纱将孔口堵塞，喷射混凝土封闭工作面，孔口露出喷射混凝土面15cm 。连接注浆管路，硬质围岩应进行压水试验，注浆压力控制在1.0MPa 以内，观察管路漏浆情况，并及时封堵。根据地质情况选用单液水泥浆、超细水泥浆、水泥（超细水泥

8、）水玻璃浆、改性水玻璃浆或化学浆液。2、大管棚大管棚是在隧道开挖前，沿隧道开挖轮廓线外利用钻机或夯管按一定角度打人直径大于70mm ，长度大于20m 的钢管，通过钢管注浆预加固隧道拱部地层，并将钢管内采用砂桨充填密实以减少地层沉降的超前地层加固方式。( l ）施工工序流程图洞口大管棚超前支护工序流程见下图测量放线施工准备安装套拱支架钻机定位导向管布置孔周密封处理钻 孔导向控制丝扣联结钢管加工插入钢管大管棚注浆结 束( 2 ）施工要点小直径管棚通常用钻机成孔，大直径管棚可用夯管或顶管方式布设。管棚环向间距3050cm，超浅埋地带也可采用密排方式，一般沿隧道周边布设，外倾角l5°，管棚开

9、孔径向误差不应大于5cm 。控制钻机立轴方向，钻进中经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。管棚采用热轧无缝钢管，壁厚不小于6mm ，节长36m 。接头宜采用丝扣连接，丝扣长15cm ，隧道纵向同一截面内接头数不大于50% ，相邻钢管的接头至少应错开1米。开孔管棚压注单液水泥浆，无孔管棚压注水泥砂浆，注浆初压应控制在0.51.0MPa 以内，终压应控制在2.0MPa 以内。洞内施作大管棚时除采用特殊工艺外一般设置扩大洞室。三、隧道开挖方法1、全断面法全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型，再施做支护和衬砌的隧道开挖方法，一般适用于地质条件较好的级围岩，也可用在单

10、线铁路隧道级围岩地段。（1）施工工序流程图隧道全断面开挖施工工序流程见下图（2）施工要点配备钻孔台车或多功能台架及高效率装运机械设备，缩短循环作业时间，合理采用平行交叉作业工序，提高施工进度。利用深孔爆破增加循环进尺，控制周边眼间距及角度改善开挖面爆破效果，减少超欠挖。及时施做初期支护，围岩条件变化时及时调整施工方法。有条件时采用导洞超前的开挖方法，合理组织施工保证隧道施工安全。二次衬砌及时施作，、级围岩距掌子面距离200m，级围岩120m，、级及以下90m。仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑，仰拱距掌子面距离： 级围岩90m, 级围岩50m，级围岩40m。施工准备超前地质预报测量放线钻 眼

11、装药爆破通 风初喷混凝土爆破效果装碴运输初期支护监控量测下循环施工调整爆破参数爆破设计2、台阶法台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖，台阶间控制一定距离，采用同时并进的隧道开挖施工方法，一般用在级围岩，也可用在单线铁路隧道级围岩地段。（1）施工工序流程图隧道台阶法开挖施工工序流程见下图隧道台阶法开挖施工工序流程图（2）施工要点根据围岩条件合理确定台阶长度和台阶数量，台阶长度一般为35m，台阶高度根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定，上台阶高度宜为2.5m。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。下台阶在上台阶喷射混凝土达到

12、设计强度70 以上时开挖，当岩体不稳定时需缩短进尺，必要时下台阶分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。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。二次衬砌及时施作，、级围岩距掌子面距离200m，级围岩120m，、级及以下90m。仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑，仰拱距掌子面距离： 级围岩90m, 级围岩50m，级围岩40m。3、环形开挖预留核心土法环形开挖预留核心土法是先开挖上部导坑弧形断面留核心土平台，再开挖下部两侧边墙、中部核心土的隧道开挖方法。一般适用在单线隧道级围岩，也可用在双线隧道级围

13、岩地段。（1）施工工序流程图环形开挖预留核心土施工工序流程见下图（2）施工要点开挖前应在拱部进行超前支护，环形开挖每循环长度0.51m，开挖后及时施作喷锚支护、安装钢架支撑。每两榀钢架之间采用钢筋连接，并设置锁脚锚杆，全断面初期支护封闭距拱部开挖面不超过15m 。预留核心土面积大小根据围岩地质情况，便于施工和满足开挖面的稳定。上部弧形，左、右侧墙部，中部核心土开挖各错开35m 进行平行作业。二次衬砌及时施作，、级围岩距掌子面距离200m，级围岩120m，、级及以下90m。仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑，仰拱距掌子面距离： 级围岩90m, 级围岩50m，级围岩40m。4、中隔壁法（CD 法

14、）中隔壁法（CD 法）是将隧道分为左右两大部分进行开挖，先在隧道一侧采用二或三台阶分层开挖，施作初期支护和中隔墙临时支护，再分台阶开挖隧道另一侧，并进行相应的初期支护的施工方法。一般适用于地质条件为 级围岩，也适用于浅埋地层隧道暗挖。（1）施工工序流程图中隔壁法施工工序流程见下图（2）施工要点左右部的台阶开挖高度根据地质情况、隧道断面大小和施工设备而定。台阶开挖长度35m，及时施作初期支护和中隔壁临时支护，左、右两侧洞体施工纵向拉开间距不大于15m。后一侧开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。中隔壁设置为弧形临时支护，隧道左右开挖面初期支护连接平顺，确保钢架连接状态良好。初期支护稳定

15、后分段拆除中隔壁临时支护，一次拆除长度应根据变形监控量测信息确定，但不宜超过15m，并加强拆除过程监控量测。二次衬砌及时施作，、级围岩距掌子面距离200m，级围岩120m，、级及以下90m。仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑，仰拱距掌子面距离： 级围岩90m, 级围岩50m，级围岩40m。5、三台阶七步开挖法三台阶七步开挖法是以弧形导坑为基本模式，先上部弧形导坑环向开挖，施做拱部初期支护，再进行中、下台阶左右错开开挖，施做墙部初期支护，最后中心预留核心土开挖、隧底开挖，施做隧底初期支护，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。适用于开挖100-180m2，具备一定自稳条件的

16、、级围岩地段隧道的施工。（1）施工工序流程图三台阶七步开挖法施工工序见下图（2）施工要点施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”的施工原则，紧凑施工工序，精心组织。做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，妥善处理好陷穴、裂缝。在含有地下水的黄土层中施工时，洞内应施作良好的排水设施。上部弧形导坑开挖，预留核心土长度宜为35m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/31/2。左右侧中台阶及左右侧下台阶开挖高度控制在35m，左右台阶开挖应错开23m,严禁对开，并及时施作初期支护，配合锁脚锚杆封闭成环。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，。隧底开挖每循环开挖长度宜为23m

17、，仰拱分段长度宜为46m。工作面若有失稳现象，应及时用喷射混凝土封闭、加设锚杆、架立钢支撑等加强支护。二次衬砌及时施作，防止大断面隧道边墙向内位移。、级围岩距掌子面距离200m，级围岩120m，、级及以下90m。仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑，仰拱距掌子面距离： 级围岩90m, 级围岩50m，级围岩40m。6、双侧壁导坑法双侧壁导坑法是采用先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期支护及临时支护，然后再开挖中部剩余土体的隧道开挖施工方法，一般适用在级围岩，也可用于浅埋隧道施工。（1）施工工序流程图双侧壁导坑法施工工序见下图（2）施工要点侧壁导坑形状应近似椭圆形，导坑断面宽度一般为整个断面的

18、1/3。两侧侧壁导坑超前中部1020m，两侧壁导坑开挖错开距离不小于15m，中部采用台阶法开挖，保持平行作业。导坑开挖后应及时进行初期支护及临时支护，设置锁脚锚杆，并尽早封闭成环。根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除临时支护，一次拆除长度不超过15m，并加强监控量测。二次衬砌及时施作，、级围岩距掌子面距离200m，级围岩120m，、级及以下90m。仰拱及填充超前二次衬砌且分别全幅浇筑，仰拱距掌子面距离： 级围岩90m, 级围岩50m，级围岩40m。四、初期支护1、喷射混凝土喷射混凝土是在地下工程施工中，为尽快使开挖工作面稳定的一种支护措施。它是借助喷射机械，将水泥、砂、石子、水按比例配合成拌合

19、料（并掺加速凝剂），以高速喷射到受喷面上，依靠高速喷射时集料的反复连续撞击压密混凝土硬化而成的支护方式，其喷射的混凝土能够在几分钟内终凝，且强度增长快，并与其它支护措施如锚杆、钢筋网联合形成支护整体，抑制围岩变形，达到围岩快速稳定。（1）施工工序流程图喷射混凝土施工工序见下图 （2）施工要点喷射机具应具有良好的密封性能，输料连续、均匀，满足喷射作业要求。确定合理的水胶比、用水量、胶凝材料用量以及砂率，保证和易性和早期强度。分段分片自下而上顺序喷射，一次喷射厚度拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm，喷嘴与岩面保持垂直，距受喷面0.81.2m。喷射压力宜控制在0.150.2MPa ，混凝土喷

20、射终凝2h后，应进行湿润养护，养护时间不得少于14d。喷射作业人员应带防尘口罩、防护帽、防护眼镜、防尘面具等防护用具，作业人员应避免直接接触碱性液体速凝剂，不慎接触后应立即用清水冲洗，喷射混凝土作业完成后应及时对机具进行清洗。喷射混凝土表面应平整，无空鼓、裂缝、松酥，并用喷混凝土（或砂浆）对基面进行找平处理，平整度用2m靠尺检查，表面平整度允许偏差满足验标相关要求。2、锚杆锚杆是在围岩开挖时，为避免岩体松散塌陷，在岩体中打入实心或空心的钢材加工的杆体，起到对土体的加筋和联结成整体的作用，锚杆与围岩间采用砂浆或其它材料固结，并设置钢垫板固定。（1）施工工序流程图锚杆施工工序流程见下图（2）施工要

21、点 锚杆采用专用机械成孔打入，用一般风动凿岩机时应配备专用冲击器。 按设计要求定出位置，孔位允许偏差不大于±100mm ，杆体插人长度不得短于设计长度的95。 杆体插人锚杆孔时，应保持位置居中，插人深度应满足设计要求。 砂浆锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实，砂浆或水泥浆内可添加适量的微膨胀剂和速凝剂。 药包型锚杆在杆体插入过程中应注意旋转，使粘结剂充分搅拌。锚杆安设后不得随意敲击，其端部在填充砂浆终凝前不得悬挂重物。 锚杆安设后其填充砂浆终凝后应立即安装托板，拧紧螺帽。3、钢架钢架是在隧道开挖初期支护期间，为使围岩保持稳定而按照隧道开挖轮廓线布设的钢格栅或型钢、钢轨等制成的支护骨架结构，钢

22、架安装后可达到支撑围岩稳定，限制围岩变形的目的，它通常与钢筋网、喷射混凝土等结合在一起共同受力。（1）施工工序流程图钢架施工工序流程见下图（2）施工要点 钢架应在初喷混凝土后及时架设。 钢架不宜在受力较大的拱顶及其它受力较大的部位分节，格栅钢架的主筋直径不宜小于18mm ，钢筋间焊接牢靠。 每节钢架间应以螺栓连接，连接板应密贴，缝隙不超过2mm 。 钢架外缘应用钢楔或混凝土预制块楔紧，钢架应全部被喷射混凝土覆盖，保护层厚度不得小于40mm ，钢架与围岩间的间隙必须喷混凝土密实。 钢架加工后必须进行试拼检查，架立位置准确，安装后利用锁脚锚杆定位；两排钢架间用中22钢筋拉杆纵向连接牢固，环向间距l

23、m ，以便形成整体受力结构。 钢架安装时，应严格控制其内轮廓尺寸，且予留沉降、变形量，防止侵人衬砌净空。4、钢筋网在喷射混凝土中增设钢筋网，可以防止受喷面由于承受喷射力而塌落，减少回弹量、喷射混凝土层的开裂，增强初期支护的整体作用，通常与锚杆或钢架焊接成一体。其施工要点： 钢筋网采用直径8mm 圆钢，网格间距200250mm。 纵横向钢筋采用点焊联结，适用前要除锈和擦去油迹和浮土。 钢筋网要被喷射混凝土包裹，混凝土保护层不小于30mm。 与钢架、锚杆共同作用时，采用焊接联结方式固定。 受力要求较高时，可采用双层钢筋网。五、防排水1、洞口及地表防排水隧道施工前应对地表及隧道附近的井泉、池沼、水库

24、、河流进行调查，并应进行观测与试验，分析其对隧道渗漏水的影响，并按设计要求进行处理。隧道覆盖层较薄或地表水有可能渗入隧道时，施工前应对地表积水、坑、洼等进行处理。其施工要点： 洞口段及早修建天沟、截水沟，并防止水流顺坡散流，隧道排水沟应与路基排水系统结合，防止排水冲刷边仰坡和破坏环境。 洞口附近和浅埋隧道应整平洞顶地表，不得积水。 地表坑洼、钻孔、沉坑、裂缝等处应填土分层夯实，防止渗漏。 隧顶有流水的沟槽应予整治，确保水流畅通防止渗漏，必要时应对沟床进行铺砌。 隧道上方附近避免设高压水池，防止水土软化。 洞口标高较低时应在洞口外适当位置设横向截水沟。2 、洞内排水隧道施工期间要加强洞内排水工作

25、，减小地下水对施工、运输及结构的影响，其施工要点： 洞内顺坡排水水沟断面及坡度应能满足隧道中渗漏水和施工废水的排出需要。在膨胀岩、土质地层、围岩松软地段，可根据需要加强水沟铺砌或用管槽代替。排水沟应经常清理，防止淤塞。 洞内反坡排水，或在膨胀性、湿陷性地层中施工时，可根据坡度、水量和设备情况布置管路和泵站，一次或分段接力排出洞外。集水坑的容积应按实际排水量确定，其位置确定应考虑减少施工干扰。配备抽水机的能力应大于排水量20以上，并应有备用台数。 单侧水沟施工时，不应阻塞隧底水流，应设横向截水沟并汇人侧沟。3、结构防排水结构防排水施工作业是在隧道初期支护完成，且隧道净空经检查满足设计要求后进行的

26、有关结构防排水施工作业，一般包含基面检查处理、排水盲管（沟）安装、防水板铺设、施工缝、变形缝处理、混凝土灌注等工序。（1）施工工序流程图结构防排水施工工序流程见下图（2）施工要点 基面处理：围岩渗漏水采用引排措施，清除基面外露钢管及钢筋头，用水泥砂浆抹平，初期支护表面平整度用2m 直尺进行检查。 排水盲管：纵环向排水盲管采用三通联接，用锚钉和防水板窄条固定在岩面上，锚固间距50cm，防止扭曲移位。 缓冲层铺设：缓冲层材料采用无纺布垫层，用塑料焊圈射钉固定，拱部间距0.50.8m，边墙间距0.81.0m，底部11.5m，呈梅花形排列。 防水板铺设防水板应超前二次衬砌一个模板台车长度铺设，采用环向

27、从拱部向两侧边墙展铺，按1.11.21 留松弛量，用热合器使防水板融化与塑料垫圈粘结牢固。 防水板焊接：防水板接缝采用自动爬行式热合机热熔焊接成双焊缝，焊接前将接缝处擦洗干净，搭接宽度15cm ，避免漏焊、假焊、烤焦、焊穿现象，现场配备灭火装置，并对防水板临时覆盖保护，焊接完按规定采用充气式检查，绑扎钢筋和立模时避免损坏防水板，浇筑混凝土时采用档板防止冲击防水板。 止水带固定中埋式止水带固定在挡头模板上，先安装一端，浇筑混凝土时另一端应用箱型模板保护，防止止水带偏移，固定时不得损坏止水带本体部分。不得使橡胶止水带翻滚、扭结，止水带连接应采用热硫化连接的方法，搭接长度不得小于10cm，焊接缝宽不

28、小于50Cm，施工缝附近混凝土振捣时，避免推压和碰撞止水带。止水条采用预留槽嵌入方式并固定。六、仰拱及二次衬砌1、仰拱仰拱应超前拱墙衬砌，紧跟开挖工作面，仰拱、填充应分开浇筑，且应全幅灌注，仰拱和底板混凝土强度达到5MPa 后行人方可通行，达到设计强度的100后车辆方可通行。为解决仰拱施工和运输作业的干扰，应采用仰拱栈桥。（1）施工工序流程图仰拱施工工序流程见下图（2）施工要点 仰拱应紧跟开挖面施作，尽快形成封闭环。、 级软弱不稳定围岩施工时，仰拱距开挖面应不超过40m ；仰拱应超前拱墙二次衬砌施作，其超前距离宜保持2倍以上衬砌循环作业长度。 仰拱施作应一次成型，保证仰拱整体稳定，仰拱施工缝和

29、变形缝处应做防水处理。 仰拱施工前应清除虚碴、杂物和积水，坡面应平顺，确保排水畅通，应采用一次灌注混凝土成型工艺。 仰拱填充严禁与仰拱同时施工，宜在仰拱混凝土终凝后施作。 为减少其与出碴运输的干扰，采用仰拱栈桥跨过施工地段，以保证隧道底部的施工质量，消除隧底结构施工质量隐患。仰拱栈桥的长度和结构形式可根据施工需要来确定。2、二次衬砌二次衬砌是隧道的永久支护结构，一般在围岩和初期支护变形基本稳定后施作，在仰拱超前情况下，采用模板台车进行拱墙一次衬砌，竣工后的隧道内轮廓线不得侵人设计轮廓线。（1）施工工序流程图二次衬砌施工工序流程见下图（2）施工要点 钢筋表面必须除锈和油渍，采用混凝土垫块，模板固定支撑牢靠，浇筑混凝土前应刷脱模剂，清理干净内部杂物。 衬砌混凝土搅拌时间不应小于3min ，振捣时间宜为1030s , 振捣优先使用插入式振捣器，可用附着式振捣器配合，避免漏振、欠振、超振。 二次衬砌混凝土应连续灌筑，隧道边墙应分层浇筑混凝土，混凝土入模高度超过2m 时应采用溜放方式。 混凝