隧道开挖支护培训教材

铁路隧道开挖、支护培训中铁二十一局集团第三工程有限公司2017年6月至精、至诚；更优、更新。

目录一、隧道开挖方法选择二、隧道开挖辅助措施三、隧道开挖机械配套四、隧道开挖作业工序五、隧道钢架安装工序六、隧道锚杆安装工序七、隧道网片安装工序八、隧道喷浆作业工序九、“三检制”介绍

一、隧道开挖方法选择1.1隧道开挖方法隧道钻爆法开挖方法是多样的，在当前的施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法台阶法台阶法含临时仰拱法中隔壁法（CD法)交叉中壁法（CRD法）双侧壁导坑法（眼睛法）；从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。如何正确选择，应根据地质条件、断面大小、结构形式、机械配备等因素综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环保的要求，达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。（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，

一、隧道开挖方法选择再施做初支和二次衬砌的隧道开挖方法，一般适用于Ⅰ～Ⅱ级围岩，也可用在单线铁路隧道Ⅲ级围岩地段。全断面法可采用大型机械作业，施工进度快，一般在150～180m/月。全断面施工成型效果图

一、隧道开挖方法选择（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Ⅲ级围岩，也可用在单线铁路隧道Ⅳ级围岩地段。两台阶施工成型效果图两台阶开挖示意图

一、隧道开挖方法选择（3）临时仰拱法适用条件：软岩段，一般用于Ⅳ级围岩，采用台阶法开挖基本可行，但为了更好的控制围岩变形时采用。优点：施工安全度较高、控制地层变形较好；缺点：施工进度较台阶法慢、但较“CD”工法快、三台阶开挖示意图三台阶施工成型效果图

一、隧道开挖方法选择临时工程量大和造价较台阶法大，但较“CD”工法小。

施工控制要点：刚支撑连接、锁脚锚杆（管）、仰拱的及时封闭，上下台阶的高度和纵向长度。临时仰拱法施工照片断面大小Ⅳ级Ⅴ级Ⅴ级特殊Ⅵ级超大断面≥150m2CD工法CRD工法双侧壁导坑法双侧壁导坑法大断面100~150m2正台阶CD工法CRD工法双侧壁导坑法普通断面50~100m2正台阶正台阶CD工法CD工法小断面＜50m2正台阶正台阶正台阶CD工法根据围岩、断面等情况适宜施工方法见表1：

一、隧道开挖方法选择断面大小Ⅳ级Ⅴ级Ⅴ级特殊注明超大断面≥150m21~2d且≤1.2m1d且≤0.6m1d且≤0.5md为初期支护钢支撑间距大断面100~150m21~2d且且≤1.5m1~2d且≤0.8m1d且≤0.6m普通断面50~100m21~2d且≤2.0m1~2d且≤1.5m1d且≤1.0m小断面＜50m22~3d且≤3.0m1~2d且≤2.0m1d且≤1.0m正台阶法上断面一次开挖长度（见表2）

一、隧道开挖方法选择（1）注浆加固

常用的注浆方式主要有全断面帷幕注浆、周边半封闭帷幕注浆、径向注浆、小导管注浆、局部注浆等，施工时应根据注浆目的和工程地质条件等因素综合选择。

二、隧道施工辅助措施帷幕注浆施工照片1帷幕注浆施工照片2

二、隧道施工辅助措施径向注浆施工照片1（2）超前小导管超前小导管是在隧道开挖前，沿隧道拱部开挖轮廓线按一定外插角度安设直径32～60mm、长度2.5～6m的钢管，与钢架连成一体、联合使用，必要时利用径向注浆施工照片2小导管注浆对围岩超前加固的支护方式。

施工要点：

①超前小导管沿隧道拱部周边布设，环向间距不宜大于40cm，外插角控制在10～15°。两环小导管间搭接不宜小于1m。②根据地质情况可选择单液浆、双液浆。

二、隧道施工辅助措施径向注浆施工照片孔口止浆阀照片

（3）长管棚长管棚是在隧道开挖前，沿隧道开挖轮廓线外纵向近水平方向设置直径大于70mm、长度大于10m的钢管，并将钢管内采用水泥砂浆充填密实，必要时通过长管棚注浆预加固隧道前方拱部土体，以减少开挖时土体沉降、坍塌的超前支护方式。长管棚适用于浅埋、地表沉降控制严格的地段，如堆积体、砂土质地层、断层破碎带及下穿公路、铁路、地表建筑物等。

二、隧道施工辅助措施

二、隧道施工辅助措施洞内大管棚施工洞内大管棚施工完照片洞口大管棚施工洞口大管棚施工完照片⑴开挖作业线设备选型：人工开挖一般采用多功能开挖台架+手持钻机+电动空压机的组合形式，手持钻机一般选用YT28型气腿式凿岩机，依据单双隧道断面钻孔工程量，双线隧道钻孔作业时间控制在240min/循环，需配置25台YT28型气腿式凿岩机，采用20m3/min的电动空压机，则需要5台，采用27m3/min电空压机刚采用4台。在隧道人工开挖施工的过程中，应根据现场施工特性，合理选用开挖设备型号、规格及配用量，以实现最大经济效益为目的来进行人工开挖设备配套。

三、隧道开挖施工设备配套

三、隧道开挖施工设备配套YT-28风动式凿岩机螺杆空压机运输车装砟设备⑵喷锚支护作业线设备选型：目前，隧道施工砼喷射设备有砼湿喷机械手和普通湿喷机两种。湿喷机械手与普通湿喷机相比，拥有机动灵活自由、作业时间短、工作效率高、喷射量大、回弹小、作业劳动强度低、安全的优点。在喷射量大，工作面较多的隧道喷锚作业中通常采用砼湿喷机械手作业，但砼湿喷机械手单机价格高，配件需要进口。长大隧道施工喷射砼设备一般采用湿喷机械手。

三、隧道施工设备配套混凝土运输车湿喷机械手

三、隧道施工开挖设备配套⑶拱架安装设备选型：目前，国内隧道支护结构钢拱架安装一般采用人工安装，通过《隧道施工机械化配套技术与装备研究》科研研究，自主研发了拱架安装机，并已在贵广铁路得到试验应用，达到预期效果。

三、隧道施工开挖设备配套拱架前移就位拱架定位⑷仰三拱作三业线三设备三选型：仰拱三栈桥三作为三隧道三掌子三面设三备通三过仰三拱施三工段三的桥三梁，三必须三保证三掌子三面施三工的三设备三正常三通过三仰拱三栈桥三；保三证足三够的三仰拱三空间三，以三便进三行仰三拱开三挖、三仰拱三砼浇三注。三目前三，隧三道施三工通三常采三用简易三式仰拱三栈桥三和自行三式仰拱三栈桥三。

三、隧道施工开挖设备配套24米自三行式三仰拱三栈桥简易三式仰三拱栈三桥

三、隧道施工开挖设备配套（一三）工三序：超前三地质三预报→测量三放线→布孔→钻孔→清孔三、验三孔→装药三及爆三破→找顶→出碴→初期三支护→进行三下一三循环三。（二三）工序三说明三：⑴炮泥三加工三工艺：炮泥三采用三黏土三、砂三、水三按照0.三75三:0三.0三9:三0.三16的重三量比三例，三人工三拌匀三后装三入炮三泥机三的进三料仓三，开三动电三钮开三始生三产。三炮泥三按照20三cm～30三cm的长三度切三割。三炮泥三加工三效果三图，三见图5.三1。成三品炮三泥效三果图三，见三图5.三2。

四、隧道开挖作业工序

四、隧道开挖作业工序图5.三1炮泥三加工图5.三2成品三炮泥⑵水袋三加工三工艺：先打三开主三开关三，机三器运三转两三次，三使计三量泵三内吸三满水三，将三空气三排出三后，三然后三关闭三主开三关。三人工三用塑三料袋三套在三出水三管口三上，三按启三动开三关，三完成三自动三灌注三和封三口。三水袋三加工三效果三图，三见图5.三3。成三品水三袋效三果图三，见三图5.三4。

四、隧道开挖作业工序图5.三3水袋三加工三效果三图成品三水袋三效果三图，三见图5.三4⑶测量三放线三：现场三测量三应对三开挖三掌子三面用三仪器三进行三准确三放样三，并三用红三油漆三画出三掌子三面轮三廓线三。

四、隧道开挖作业工序⑷布孔三：工班三长根三据轮三廓线三进行三布孔三，炮三眼布三置按三照图5.三5进行三，并三在施三工过三程中三优化三、调三整。⑸钻孔三：采用YT三-2三8气腿三式风三钻湿三式钻三眼，三钻孔三采用φ4三2m三m长4m钻钎三。炮三眼位三置先三捣平三防止三打滑三或炮三眼移三位，三开眼三时先三低速三运转三，待三钻进三一定三深度三后再三全速三钻进三。不三能在三残眼三处、三裂缝三处钻三孔，三开孔三时如三确实三有困三难，三可以三适当三调整三，调三整范三围不三超过5倍的三炮孔三直径三。⑹清孔三、验三孔：用带三有阀三门专三用吹三管插三入孔三内，三利用三高压三风将三杂物三吹出三，检三查有三无堵三孔、三塌孔三、串

四、隧道开挖作业工序孔，检三验不三合格三的应三重钻三，检三验合三格方三可装三药。⑺装药三：装药三由持三证爆三破员三操作三，每2人一三组，三按照三钻爆三设计三图自三上而三下进三行装三药。三先在三眼底三装入三水袋三，然三后连三续装三药，三孔口三段装三入水三袋后三用炮三泥堵三塞密三实。三装药三示意三图，三见图5.三6。光三面爆三破参三数，三见表5.三1。图5.三6水压三爆破三装药三示意三图

四、隧道开挖作业工序连续三装药三结构三示意三（掏三槽眼三、辅三助眼三）间隔三装药三结构三示意三（周三边眼三）

四、隧道开挖作业工序参数岩石种类周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗线V(cm)相对距E/V周边眼药集中度q(kg/m)极硬岩55～7060～800.7～1.00.30～0.35硬岩45～6560～800.7～1.00.20～0.30表5.三1光面三爆破三参数⑻网路三连接三：网络三连接三按交三底将三规定三数目三导爆三管捆三成束三，由三工作三面向三爆点三逐段三进行三连接三。起三爆网三路采三用复三式联三结网三路，三每一三束导三爆管三在自三由端15三cm以上三处安三装2个引三爆雷三管，三各束三导爆三管在三自由三端10三cm以上三处安三装2个引三爆导三爆管三，各三联结三均采三用黑三胶布三包扎三，以三保证三起爆三的可三靠性三和准三确性三。

四、隧道开挖作业工序⑼起爆三：起爆三前进三行警三戒，三所有三人员三撤离三至距三离掌三子面三不小三于30三0m且不三受有三害气三体、三振动三及飞三石伤三害的三安全三地点三。起三爆员三由爆三破员三担任三，两三人负三责实三施，三一人三操作三，一三人监三督。⑽排炮三：爆破三后通三风15三mi三n，由三原装三药爆三破员三进入三作业三现场三查看三，检三查有三无盲三炮，三有无三残存三的爆三破器三材，三发现三盲炮三，必三须当三班处三理。

四、隧道开挖作业工序⑾找三顶：利用三挖机三对爆三破完三毕的三岩壁三进行三找顶三，将三松散三的岩三块全三部抖三落，三确保三后序三作业三的施三工安三全。三找顶三时应三先两三边、三后中三间，三若发三现非三撬挖三所能三排除三的险三情时三，就三果断三采取三措施三进行三处理三，必三要时三要采三用风三镐凿三除，三找顶三人员三必须三是有三经验三的、三熟练三的找三顶人三员，三找顶三时必三须有三专人三监护三。⑿出碴三：出碴三采用三无轨三运输三方式三，先三用挖三掘机三趴碴三，然三后装三载机三配合三自卸三汽车三装运三出洞三。掌三子面三出碴三挖机三装碴三时不三能超三出斗三车顶三面50三cm。机三动车三不得三超载三，车三辆运三行时三，必三须鸣三笛或三按喇三叭，三并注三意瞭三望。（三三）作三业标三准：（1）超三欠挖三允许三值：当围三岩完三整、三石质三坚硬三时，三岩石三个别三突出三部位三（每1㎡不大三于0.三1㎡）三侵入三衬砌三必须三小于5c三m。

四、隧道开挖作业工序（三三）作三业标三准：（四三）注三意事三项：⑴洞内三爆破三后必三须经三过15分钟三通风三排烟三后，三检查三人员三方可三进入三工作三面，三确认三无危三险后三其他三工作三人员三才可三进入三工作三面。

四、隧道开挖作业工序1孔位偏差掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为5cm周边眼的间距允许偏差为5cm外插角必须符合钻爆设计要求，孔底不得超出开挖断面轮廓线15cm2炮眼保存率硬岩不得小于80%，中硬岩不得小于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布3洞渣块径要求爆破出的洞渣最大块径不应大于100cm，挖装机装渣时不大于80cm⑵开挖三人员三到达三工作三地点三时，三首先三检查三开挖三工作三面是三否处三于安三全状三态，三然后三进行三找顶三。⑶开挖三爆破三时装三药与三钻孔三不得三平行三作业三。⑷钻眼三时扶三钎人三员不三准戴三手套三。⑸使用三电雷三管时三，装三药前三电灯三及电三线路三应撤三离开三挖工三作面三，装三药时三应用三投光三灯、三矿灯三照明三，开三挖工三作面三不得三有杂三散电三流。⑹装药三时应三使用三木质三炮棍三装药三，严三禁火三种；三无关三人员三与机三具等三应撤三至安三全地三点，三作业三人员三禁止三穿戴三化纤三衣物三；

四、隧道开挖作业工序⑺爆破三时，三爆破三工应三随身三携带三带有三绝缘三装置三的手三电筒三；⑻开挖三两工三作面三接近三贯通三时，三两端三应加三强联三系与三统一三指挥三，尤三其是三爆破三前，三严防三对方三人员三误入三危险三区。⑼坚决三落实三爆破三物品三登记三制度三，爆三破物三品及三各类三爆破三器材三领用三实行三专人三负责三制。三未使三用完三的爆三破物三品退三库处三理，三施工三人员三不得三私自三收藏三爆破三物品三。

四、隧道开挖作业工序（一三）工三序：测量三组测三放中三线点三、水三平线→安装三拱架→校正→验收→进行三下一三循环三。⑴安装三拱架三：作业三班组三按照三测量三组现三场放三样点三进行三初装三，构三件支三撑的三立柱三不得三置于三虚碴三和活三动石三块上三。⑵校正三定位三：测量三组对三拱架三安装三精度三进行三复核三，复三核无三误后三作业三班组三进行三拱架三纵向三连接三、挂三网、三施作三定位三锚杆三，V级围三岩拱三墙脚三采用三槽钢三纵向三贯通三连接三（具三体验三收标三准如三附图三）。

五、隧道钢架安装工序

五、隧道钢架安装工序格栅三拱架三纵向三连接三筋示三意图⑶连三接板：钢架三各单三元间三以连三接板三螺栓三连接三紧密三，当三不紧三密时三应采三用钢三筋进三行帮三条焊。⑷连接三筋：钢架三纵向三之间三通过三Φ22螺纹三钢进三行连三接，三环向三间距1.三0m。⑸锁脚三锚管三：锁脚三锚管三采用三Φ42热轧三无缝三钢管三，方三向为三隧道三法线三方向三，与三水平三交角三为30°～45°向三下倾三斜；三初期三支护三后及三时对三锁脚三锚管三进行三注浆三。

五、隧道钢架安装工序

五、隧道钢架安装工序锁脚三锚管三连接三示意三图钢架三连接三标准（二三）作三业标三准：⑴连接三筋纵三向之三间采三用焊三接，三采用三单面三焊，三焊缝三长度三不小三于22三cm，焊三缝高三度不三小于9m三m。⑵钢架三安装三允许三偏差三：间三距三±10三0三mm、横三向偏三差±50三m三m、高三程±50三m三m、垂三直度三±2°。⑶锁脚三锚管三与钢三架之三间通三过“L”形三连接三筋进三行连三接，三采用三双面三焊，三焊缝三长度三不小三于11三cm三,焊缝三高度三不小三于9m三m。

五、隧道钢架安装工序（三三）注三意事三项：⑴钢架三应在三初喷三混凝三土后三及时三安装三。⑵施工三期间三，应三对支三护的三工作三状态三进行三定期三和不三定期三检查三。⑶在软三弱围三岩地三段，三立柱三底面三应加三设垫三板或三垫梁三。⑷钢架三的安三装作三业时三，作三业人三员之三间应三协调三动作三，在三本排三钢架三未安三装完三毕，三并与三相邻三的钢三架和三锚杆三连接三稳妥三之前三，不三得擅三自取三消临三时支三撑。

五、隧道钢架安装工序（一三）施三工方三法：⑴钻孔三：钻三孔采三用风三动式YT三-2三8型凿三岩机三进行三钻孔三，锚三杆孔三与岩三面保三持垂三直。⑵清孔三：采三用吹三筒进三行清三孔。⑶注浆三：注三浆时三应按三照试三验室三的配三料通三知单三进行三配制三，砂三浆应三拌制三均匀三，随三拌随三用，三注浆三时注三浆管三应伸三至孔三底5～10三cm，随三砂浆三的注三入缓三慢均三匀拔三出，三杆体三插入三后若三孔口三无砂三浆溢三出应三进行三补注三浆。三注浆三压力三不得三大于0.三4M三Pa。

六、隧道锚杆安装工序⑷锚杆三安装三：顶三入锚三杆。⑸垫板三及紧三固螺三栓安三装：三安装三垫板三和紧三固螺三帽应三在砂三浆体三的强三度达三到10三MP三a后进三行安三装；三中空三组合三锚杆三应先三进行三安装三后进三行注三浆，三安装三时排三气孔三必须三伸至三孔底三。锚三杆安三装后三不得三随意三敲击三。⑹验收三：检三查锚三杆是三否与三岩面三或者三初喷三面密三贴，三如果三不密三贴应三继续三进行三紧固三。（二三）作三业标三准：⑴锚杆三钻孔三深度三应大三于锚三杆设三计长三度10三cm。

六、隧道锚杆安装工序⑵锚杆三孔距三允许三偏差三为±15三0m三m；⑶锚杆三插入三长度三不得三小于三设计三长度三的95三%，且三位于三孔中三心位三置。⑷锚杆三采用三的砂三浆强三度等三级、三配合三比应三符合三试验三室配三料单三要求三。⑸锚杆三孔内三灌注三砂浆三应饱三满密三实。⑹锚杆三孔应三保持三直线三，一三般情三况下三应保三持与三隧道三法线三方向三垂直三。当三隧道三内岩三层结三构面三出露三明显三时，三锚杆三孔宜三与岩三层主三要结三构面三垂直三，锚三杆垫三板应三与基三面密三切。

六、隧道锚杆安装工序⑺锚杆三用钢三筋应三平直三、无三损伤三表面三无裂三纹、三油污三、颗三粒状三或片三状老三锈

六、隧道锚杆安装工序锚杆三施作三方向三示意三图（三三）注三意事三项：⑴进入三施工三现场三必须三佩带三安全三帽等三防护三用品三方可三进入三施工三现场三，自三觉遵三守劳三动纪三律，三严格三执行三操作三规程三，不三得违三章指三挥和三违章三作业三，不三违反三劳动三纪律三。⑵钻眼三时扶三钎人三员不三准戴三手套三。⑶使用三气腿三钻眼三时，三要注三意站三立姿三势和三位置三，绝三不能三靠身三体加三压，三更不三能站三立在三凿岩三机前三方功三钎杆三下，三以防三断钎三伤人三。

六、隧道锚杆安装工序⑷凿岩三中发三现不三正常三声音三，排三粉出三水不三正常三时，三应停三机检三查，三找出三原因三并消三除后三，才三能继三续钻三进。

六、隧道锚杆安装工序（一三）施三工方三法：⑴安装三：钢筋三网应三随受三喷面三的起三伏铺三设，三与受三喷面三保持三一定三的距三离。三钢筋三网安三装过三程中三应进三行环三、纵三向搭三接，三网片三之间三采用三绑扎三，搭三接长三度为三１～三２个三网格三。①立三拱段三：网片三与锚三杆、三钢架三等其三他固三定装三置连三接牢三固。②光三爆段三：网片三与锚三杆等三其他三固定三装置三连接三牢固三，网三片不三能稳三定时三应补三打锚三钉（三锚钉三采用

七、隧道网片安装工序Φ12螺纹三钢，三钢筋三长度25三cm三,嵌入三岩层三不低三于10三cm，间三距0.三5m×0.三5m梅花三型布三设）三。(2)安装三验收三：验收三网格三环、三纵向三搭接三是否三为１三～２三网格三；网三片与三锚杆三和其三他固三定装三置是三否连三接牢三固；三环、三纵向三是否三预留三搭接三１～三２网三格。（二三）作三业标三准：(1三)网片三与锚三杆或三钢架三连接三牢固三。(2三)钢筋三网搭三接长三度应三为１三～２三个网三孔，三允许三偏差三为±50三mm。

七、隧道网片安装工序⑶网片三之间三必须三搭接三平顺三，与三围岩三之间三不得三留有三石块三或者三杂物三。

七、隧道网片安装工序网片三环向三搭接三示意三图（三三）注三意事三项：⑴施工三人员三应经三培训三合格三后上三岗。三焊工三应持三有特三种工三人作三业证三。⑵焊三工必三须穿三戴防三护衣三具。三施工三时焊三工应三站在三木垫三或其三它绝三缘垫三上。⑶焊三机必三须接三地，三对于三焊接三导线三及焊三钳接三导线三处，三都应三有可三靠的三绝缘三接地三。⑷大三量焊三接时三，焊三接变三压器三不得三超负三荷，三变压三器升三温不三得超三过60℃。

七、隧道网片安装工序（一三）施三工方三法：⑴喷射三混凝三土前三，为三减少三首层三粗骨三料的三回弹三量，三必要三时先三喷一三薄层三水泥三砂浆三，待三终凝三后再三喷射三混凝三土。⑵喷射三混凝三土作三业应三采用三分段三、分三片、三分层三依次三进行三。先三喷钢三架与三壁面三间混三凝土三，再三喷两三钢架三之间三混凝三土。三可按三照先三墙后三拱，三自下三而上三的喷三射顺三序施三喷。三岩面三凹凸三不平三时，三应先三喷凹三处后三找平三，喷三射时三喷嘴三料束三应呈三螺旋三轨迹三路线三缓慢均匀

八、隧道喷浆作业工序的移三动，三一圈三压半三圈，三喷射三的螺三旋圈三直径三约为30三cm。⑶喷射三混凝三土分三段施三工时三，每三次喷三混凝三土完三毕应三预留三斜面三，斜三面宽三度为20三0～30三0m三m，再三次喷三射混三凝土三时，三斜面三上应三用高三压水三冲洗三润湿三后再三行喷三射混三凝土三。⑷分层三喷射三时，三后一三层喷三射和三前一三层混三凝土三应间三隔至三少15～20三mi三n，若三终凝1h后再三进行