隧道施工洞身开挖施工工艺作业指导书

1、隧道施工洞身开挖施工工艺作业指导书洞身开挖方法根据地质条件和周围环境等因素确定，开挖可采用全断面法、台阶法等方法，洞身开挖在洞口护拱或大管棚施作完成后开始施工。隧道洞身开挖施工工艺流程见图2-4。（1）每循环开挖前必须测量施线，并采用红油漆标出开挖轮廓线及钻孔位置点。开挖作业必须保证安全，开挖时应减少对围岩的扰动，开挖面及未衬砌地段应随时检查，险情应及时处理。开挖工作面与衬砌的距离应在确保施工安全并力求减少施工干扰的原则下合理选定，并必须满足铁道部质量信誉评价相关要求。 （2）隧道开挖断面应以衬砌设计轮廓线为基准，考虑预留变形量、施工误差等因素适当放大。开挖施工不得危及衬砌、初期支护及施工设备

2、的安全。预留变形量见表2-1。表2-1 预留变形量见序号围岩类别双线隧道150802801003100150（3）隧道洞身钻爆开挖采用光面爆破，施工前必须编制爆破设计，施工中应根据每循环爆破效果及量测报告调整爆破参数，不断优化爆破设计。（4） 隧道开挖必须严格控制超欠挖，开挖后每循环采用全站仪测量检测开挖断面，绘制实际开挖断面与设计开挖断面核对，初期支护完成后每5m测量检查1个断面，采用断面仪量测，绘制实测断面与设计断面核对。隧道开挖超挖应满足下表2-2规定。表2-2 隧道允许超挖值 围岩级别 开挖部位级围岩级围岩拱 部线性超挖（cm）1510最大超挖（cm）2515边墙线性开挖 （cm）10

3、仰拱、隧底线性超挖（cm）10最大超挖（cm）25隧道欠挖控制，隧道开挖严禁欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm；拱脚和墙脚1m内断面禁止欠挖，隧底围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。（5） 隧道爆破、通风后，应立即对工作面暴露围岩进行初喷混凝土。采用分部开挖时，应在初期支护喷射混凝土强度达到设计强度的70及以上时进行下一部分的开挖。隧道通过膨胀性围岩或破碎围岩时，支护应紧跟开挖工作面，尽快封闭。（6）施工时，按规定做好围岩量测，地质核对和描述及地质超前预报，所有隧道采用SWS地震波物

4、探法进行地质超前预报，地质断层地段增设红外探水及108超前探孔，每循环设5孔，单孔长度为30m左右，相邻探测孔之间的搭接长度为5m。在孔口设置孔口管和闸阀，以便采取适当处理措施。及时整理相关信息，以指导开挖施工。（7）当两相对开挖工作面接近贯通时，两端施工应加强联系，统一指挥。当两开挖工作面间的距离剩下20m时，从一端开挖贯通。（8）岩爆地段隧道施工应遵循以防为主，防治结合的原则，对开挖面前方的围岩特性，水文地质情况等进行预测、预报，当发现有较强烈岩爆存在的可能性时，应及时研究施工对策措施，作好施工前的必要准备。施工时应采用光面爆破技术，使隧道周边圆顺，降低岩爆发生的强度。微弱岩爆地段，可直接

5、在开挖面上洒水，软化表层，促使应力释放和调整。施工准备风水电就绪测量、布孔台车、台架就位钻 孔装药连线爆 破通 风清危、初喷混凝土断面检查、爆破效果分析支 护下一循环按规定处理并反馈信息出 渣图2-4隧道开挖作业施工流程图2.2.1明洞施工明洞施工前应完成堑顶排水设施，开挖坡度及高度根据地形、地质条件等因素确定，明洞路堑底标高在明暗交界处开挖至上半断面标高。 其施工流程见图2-5。图2-5 明洞施工流程图2.2.1.1 明洞施工前按设计要求，对地层进行预加固，然后分层开挖和支护，边、仰坡分层施做锚喷支护、框架梁、植草等方法保持其稳定。2.2.1.2明洞侧壁基础应设在稳固的地基上，基础埋设宽度和

6、深度应符合设计要求；当两侧侧壁地基松软或软硬不均匀时，应采取措施加以处理，采用挖井或拉槽施工时，应加强支护，随挖随支。2.2.1.3明洞衬砌采用衬砌台车，混凝土浇筑前应复核中线、高程和模板的外轮廓尺寸（考虑预留沉降），确保衬砌不侵入设计轮廓线，墙、拱混凝土应整体浇注。当拱圈混凝土强度达到混凝土设计强度等级的100%时，方可拆除明洞拱架。2.2.1.4安装衬砌台车时应预留施工误差，以保证衬砌不侵入建筑限界。衬砌台车端头按设计要求加工定型挡头板和外模，挡头板和外横采用木模，浇筑砼时随着灌筑逐步向上安设，为使外模不因捣固及混凝土挤压而移动变形，外模应与内模及衬砌钢筋连接固定，砼浇筑时控制浇筑速度，并

7、安排专人监控，如有变形及时处理。2.2.1.5明洞基底，基底必须置于稳定的基础上，基础挖到设计标高后，应核对地基承载力是否与设计要求相符。遇有地下水时，须将地下水引离基础范围。 2.2.1.6明洞外模拆除后及时施作防水层及排水盲管，且应和隧道的排水侧沟、中心水沟及洞顶的截排水设施统筹考虑，墙后的排水设施应与填土同时完成，保证出水口畅通。2.2.1.7明洞回填应在明洞外防水层施作完成且混凝土强度达到设计强度后进行。侧墙回填应两侧对称进行。土质地层，应将墙背坡面挖成台阶状，用片石分层码砌，缝隙用碎石填塞密实。拱部回填应两侧分层夯实，每层厚度不大于0.3米，两侧回填土面的高差不得大于0.5米。回填与

8、拱顶齐平后，再分层满铺填筑至设计高程。采用机械回填时，应在人工夯填超过拱顶1.0米以上后进行。拱顶需做黏土隔水层时，隔水层应与边仰坡搭界平顺、封闭紧密，防止地表水下渗。持力层，基底不得受到雨水浸泡。2.2.2正洞施工2.2.2.1全断面法开挖施工全断面法为全断面一次开挖，仰拱填充紧跟施工，开挖采用凿岩机钻孔，光面爆破，每循环进尺34m。开挖形式见图2-6。施工工艺：2.2.2.1.1测量放样，根据测放的隧道中线桩，测放掌子面标高及中线，在掌子面上划出开挖轮廓线及钻孔位置。（1）钻孔采用自制钻孔台车，采用光面爆破，严格按照钻爆设计装药，掏槽眼间距和深度误差不大于5cm，周边眼间距偏差不大于5cm

9、，外插角应符合钻爆设计，循环间错台不大于15cm以内。（2）爆破通风后，挖掘机检查找顶，人工配合，排除盲炮，碴堆洒水防尘。装载机、自卸汽车装运出碴，挖掘机找底清理掌子面。（3）、每循环采用全站仪或断面仪测量实际开挖轮廓线与设计进行核对，检查超欠挖。并跟据检查情况进行处理满足要求后施作初期支护。（4）初期支护完成后，按围岩量测设计布设量测断面，埋设检查点后，转入下一循环施工。图2-6全断面法施工步序图2.2.2.2台阶法开挖施工台阶法开挖施工适用于与III级、V级各级围岩，台阶法施工工序见台阶法施工示意图图2-7。图2-7 台阶法施工工序示意图台阶法施工程序：开挖1 部，施作拱部初期支护；开挖3

10、，施作曲墙部分初期支护；施作及步仰拱及填充；适时进行步施工，施作防排水系统及二次衬砌。开挖顺序图见2-72.2.2.2.1 开挖施工（1）台阶法施工，上台阶高度采用5.5m，上下台阶之间距离，应能满足机具正常作业，并减少翻碴工作量。（2）下台阶开挖掘进紧跟上台阶，仰拱开挖可采用全幅或半幅开挖，应符合下列要求：挖至设计要求深度，底面平顺，清除渣物，排净积水，做好排水设施，隧道底角隅侧墙连接处应平顺。仰拱部开挖时，采取临时栈桥保证洞内临时交通畅通。（3）出碴后及时施作上下台阶初期支护。（4）隧道仰拱砼全断面一次浇筑施工, 填充混凝土以中间水沟为界左右分两次施作，施工时采取临时栈桥,保证洞内车辆通行

11、。2.2.2.2.2断层破碎围岩地段下断面开挖施工破碎围岩地段下断面开挖施工采取开挖中槽跳挖马口法。开挖施工顺序见图2-8。 图2-8下断面拉中槽跳挖马口开挖顺序图拉中槽开挖施工顺序： 第一步，开挖中槽；要求宽度5米左右，保证车辆通行即可； 下半断面开挖距离隧道上断面掘进掌子面50米左右，保证上断面出碴空间需求；且下断面中槽和上断面之间挖成斜坡道，以满足车辆通行。 第二步，开挖单侧马口，要求开挖后立即进行边墙初期支护；两侧马口可交错开挖，但两侧马口严禁同时开挖；单侧马口开挖也可分多个作业面。第三步，开挖支护完成10m后，立即进行仰拱及回填施工。仰拱及仰拱回填应超前二次衬砌距离保持3倍以上衬砌循

12、环作业长度，避免爆破冲击影响衬砌作业。马口开挖宽度2米左右，一次开挖支立接长2榀钢架，隧道两侧马口交错开挖。施工如图2-9所示。图2-9 隧道下断面马口开挖示意图马口施工工艺要点：（1）开挖后及时清理上断面钢架，露出接头钢板；凿除上断面混凝土面呈斜形接口，如图2-10所示；图2-10上下半断面钢架接口图（2）上下断面钢架安装可能存在由于连接板的误差，调整到位困难；为保证下断面钢架安装垂直，上下断面钢架连接板之间存在的空隙楔入钢筋等并焊接牢固。（3）上下断面的钢筋网应焊接连接成整体，单面焊接长度不小于10d。（4）下断面钢架脚部一定要落在围岩上，将拱脚浮碴清理干净当出现拱脚超挖现象，应采用干硬性

13、混凝土回填，严禁将钢架架立在浮碴上。2.2.2.3大拱脚台阶法开挖施工大拱脚台阶法施工工序同台阶法施工工序。大拱脚台阶法开挖，为了避免上断面沉降超过设计预留限值侵入二次衬砌净空之内，切实保证下断面开挖时，上断面支护结构稳定。除每榀格栅钢架的连接点和拱脚设置锁脚锚杆外，隧道的V级围岩上断面设加大拱脚，大拱脚高2.5m，宽1m。大拱脚台阶法详见图2-11。图2-11大拱脚台阶法示意图隧道开挖采用风动凿岩机钻孔，光面爆破，围岩较好地段采用非电毫秒雷管起爆、严格控制超欠挖，软弱围岩地段采用微震光面爆破技术或非爆破开挖，以减轻对围岩的扰动和破坏。上半断面出碴后，采用风镐人工修凿扩大拱脚，满足大拱脚尺寸后

14、，支立加工好的拱架，施作初期支护。2.2.2.4分部台阶法开挖施工当围岩破碎，台阶法施工不能保证安全，开挖掘进可采用分部台阶法，台阶分步法施工程序：施工拱部超前管棚，开挖上台阶弧形导坑1，施工上台阶拱部支护部，开挖核心土3，左右交错开挖下台阶4，边墙、底部支护，开挖6，施工边墙、底部支护，施工仰拱和填充，施工边墙拱部衬砌。开挖顺序图见2-12 图2-12 IV、V级围岩微台阶法施工工序示意图2.2.2.5CRD法开挖施工若隧道开挖掘进采用台阶分步法不能保证顺利组织施工，且安全无保证，易造成隧道坍塌事故发生，隧道开挖掘进应采用 CRD法。详见图2-13 CRD法施工工序示意图。2.2.2.5.1

15、临时支护方式横向和竖向采用I18型钢临时支撑，临时支撑与钢架之间通过法兰盘采用螺栓连接，临时支撑之间采用螺栓连接。要进行临时喷射砼。横向临时型钢支撑在底部挖槽，埋设横撑。临时支撑设置局部锚杆，并喷射混凝土，底部有必要时设置临时喷射混凝土仰拱。2.2.2.5.2施工工序施作隧道拱部超前大管棚（或42超前小导管）然后开挖先行导坑部，再施作部导坑周边的初期支护及临时支护。开挖 部35m后，开挖先行导坑部，施作部周边初期支护及底部临时支护；施作部一定距离后，及时开挖部，施作部的初期支护及临时支护；图2-13 V级围岩中壁(CRD)法施工工序示意图开挖部35m后，开挖部，施作部初期支护；当初期支护形成支

16、护闭合环，部开挖支护1015m后，及时进行全断面仰拱及填充砼施工，拆除临时型钢支撑，并对拆除节点补喷砼加强。2.2.2.5.3施工工艺要点隧道V级围岩开挖采用CRD法施工除应遵循前述开挖方法规定外。尚应遵循以下规定：（1）超前支护砂浆强度达到设计要求后，方可进行爆破掘进开挖；（2）应加强对超前支护的质量效果进行评估，确认隧道开挖后短时间具有自稳能力，不易发生坍塌事故，方可进行爆破掘进；否则，应加强超前支护；（3）隧道爆破开挖后应初喷3cm混凝土封闭开挖面拱部后，方可进行出碴作业；（4） 隧道开挖后应在6h内完成初期支护及临时支护；（5）采用CRD法法施工，各部开挖底部钢架（或临时钢架）应设置锁

17、脚锚杆，以确保钢架体系的整体稳定。2.2.2.6光面爆破2.2.2.6.1隧道开挖采用光面爆破技术，施工前应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计，并应根据爆破效果不断调整和优化。 钻爆设计的内容应包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、数目、深度和角度，钻爆器材、装药量和装药结构，起爆方法和起爆顺序，钻眼机具和钻眼要求等。钻爆设计图应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明。2.2.2.6.2炮眼布置应符合下列规定：1)掏槽炮眼可采用直眼掏槽或斜眼掏槽；2)周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求

18、；3)辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，力求爆破出石块块度适合装碴的需要；4)周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼应加深10cm；2.2.2.6.4光面爆破参数应通过试验确定。设计时可参照下表2-3选用。表2-3 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506055750.80.850.250.30硬岩405050600.80.850.150.25软质岩354545600.750.80.070.122.2.2.6.5爆破起爆应采用导爆管起爆。2.2.2.6.6掘进眼、内圈眼、底板眼采用连续装药结构，周边眼采

19、用小直径连续装药或空气柱状间隔装药结构；当岩石很软时，可采用导爆索装药结构。2.2.2.6.7钻爆作业必须按照钻爆设计进行测量放线、钻眼、装药、接线和起爆，其施工工艺如下：（1）测量放线测量人员测放出隧道中线和开挖轮廓线，用红油漆按钻爆设计图画出炮眼位置，经检查符合设计要求后方可钻眼。（2）钻眼1）钻眼施工采用自制的钻爆台车，风动凿岩机钻孔，在钻孔过程中，设专人负责指挥钻孔，确保钻孔位置和角度正确，提高钻孔质量；2）炮眼的深度和角度应符合设计，掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；3）辅助眼眼口排距、行距误差不大于10cm；周边眼眼口位置误差不得大于5cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线

20、15cm；4）当开挖面凸凹较大时，应按实际情况调整炮眼深度，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。5）钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并做好记录，对不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后方可装药。6）周边眼在断面轮廓线上开孔，要严格控制外插角，外斜率不得大于5cm/m，以尽可能使前后两排炮接茬处台阶减小。（3）清孔装药清孔采用25钢管输入高压风吹出孔内残渣和泥浆。装药按自上而下顺序装填，雷管要分段对号入座。炮孔按规定药量装药后，炮口用炮泥堵塞，长度不小于20cm。周边孔装药量较小，采用小直径药卷间隔装药，用竹片固定药卷，用导爆索、非电毫秒雷管起爆；辅助孔和掏槽孔采用连续装药，用非电毫秒雷管起爆，当裂隙水较多时采用防水乳化