隧道施工作业指导书

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（建筑工程管理）隧道施工

作业指导书（最终版）

2020年4月

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兰新铁路甘青段LXS-8标隧道工程

编号LXS-8-SSZZ

施工作业指导书

（隧道篇）

单位：中铁二局兰新铁路甘青段项目经理部

编制：___________张钧昱______________

审核：___________王平______________

批准：___________蔡钦好______________

2010年5月1日发布2010年5月2日实施

中国•甘肃•民乐

目录

工程简介1

隧道施工作业指导书3

1.适用范围3

2.作业准备3

2.1内业技术准备3

2.2外业技术准备3

3、施工用电3

4、环保、水保要求3

隧道洞口加固长管棚施工作业指导书5

1.作业准备5

2.材料及机具要求5

3.施工程序及工艺流程5

3.1施工程序5

3.2工艺流程6

4.质量标准6

4.1一般规定6

4.2主控项目7

4.3一般项目7

5.成品保护：7

6.注意事项8

7.管棚施工过程中的安全注意事项8

超前地质预报作业指导书10

1.适用范围10

2.作雌备10

2.1内业技术准备10

2.2外业技术准备10

3.技术要求10

4.施工程序与工艺流程10

4.1施工程序10

4.2工艺流程10

5.施工要求11

5.1工程地质预测法11

5.2超前地质预报系统12

5.3红外线探水14

5.4地质雷达15

5.4.1工作参数选择15

5.4.2数据采集中的注意事项16

5.4.3数据处理分析16

5.5超前钻孔探测16

6.劳动组织18

7.材料要求18

垂备机具配置18

9.质量控制及检验18

10.安全及环保要求18

隧道开挖作业指导书20

1.目的20

2.编制依据20

3.适用范围20

4.施工方法及工艺20

4.1隧道洞身开挖施工方法20

4.2隧道开挖施工工艺20

4.2.1隧道开把施工工艺流程图20

4.2.2V级围岩开挖21

4.2.3IV级围岩开挖23

4.2.4DI级围岩开挎27

4.2.5H级围岩开挖27

4.2.6光面爆破28

5.爆破作业流程34

5.1测量放样34

5.2钻孔及清孔34

5.3装药及起爆网络连接35

5.4排险35

5.5出S35

6.爆破设计35

6.1特殊地质35

6.2炸药选型36

6.3钻爆计算36

6.4起爆网络设计37

6.5掏槽形式37

6.6炮眼布置37

6.7光面爆破参数38

6.8光面爆破效果技术保证措施38

6.9安全防护措施38

6.10爆破振动控制38

7.爆破作业安全技术保证措施39

8、隧道开挖安全应急预案43

隧道支护作业指导书45

1.目的45

2.编制依据45

3.适用范围45

4.施工方法及工艺45

4.1.洞身初期支护施工方法45

4.1.1锚杆施工45

4.1.2型钢钢架施工46

4.1.3格栅钢架施工48

4.1.4型钢钢架及格栅钢架安装标准49

4.1.5喷射磴49

4.1.6钢筋网53

5.超前支护施工53

5.1超前小导管53

5.2超前锚杆55

5.3超前管棚56

6.施工注意事项58

隧道衬砌施工作业指导书59

1.目的59

2.编制依据59

3.适用范围59

4.施工工艺59

5.衬砌施工规定60

6.施工方法60

6.1仰拱、仰拱填充施工61

6.1.1仰拱施工步骤61

6.1.2具体操作61

6.1.3仰拱缸一般规定62

6.2拱墙二次衬砌63

6.2.1一般规定63

6.2.2模板台车设计加工要求64

6.2.3拱墙二次衬砌混凝土施工64

6.3钢筋工程66

6.3.1工艺解66

6.3.2施工准备67

6.3.3制配料凭证67

6.3.4钢筋加工68

6.3.5钢筋焊接69

6.3.670

6.3.7钢筋的安装71

6.3.8钢筋质量保证71

6.4二衬背后回填注浆72

6.4.172

6.4.2注浆浆液的配制72

6.4.372

6.4.4注浆施工注意事项72

6.4.5注浆管理73

7.衬砌质量的保证措施73

7.1立模正确73

7.2保证混凝土质量措施73

隧道防、米初（施工作业指导书75

1.目的75

2.编制依据75

3.适用范围75

4.施工原则75

5.隧道防、排水主要措施75

5.1洞口防排水76

5.2初支混凝土渗漏水的处理77

5.3洞内防排水施工78

5.3.1一般规定78

5.3.2施工工艺78

5.3.3排水盲沟设置79

5.3.4无纺布、防水板的施工80

5.3.5防水板的保护82

5.3.6施工缝、变形维防水处理措施82

5.3.7止水带施工规定84

5.3.8止水条施工规定84

5.4填充注浆85

5.5防、排水施工注意事项85

隧道监控量测作业指导书86

L目的86

2.编制依据86

3.适用范围86

4.监控量测的目的86

5.监控量测项目及布置原则86

5.1监控量测分为必测项目和选测项目两类86

5.1.1必测项目应包括下列项目86

5.1.2选测项目87

5.2测点和测线布置原则87

5.2.1浅埋隧道地表沉降监测87

5.2.2断面间距87

5.2.3净空变化量测测线和测点数的确定87

6.监控量测的频率86

7.监控量测的控制基准86

7.1极限相对位移86

7.2位移控制基准87

7.3位移管理等级87

7.4位移速率控制基准87

7.5一般情况下，二衬应在满足下列要求时进行87

7.6工程安全性评价流程88

8数据处理、分析及应用流程88

8.1数据分析及误差处理88

8.2回归分析89

8.3监控量测流程90

9.重点量测内容及方法91

9.1地质素描91

9.2地质和支护状况观察92

9.3洞外观察92

9.4周边位移量测92

9.5拱顶下沉94

9.6地表下沉94

10.隧道内线路沉降观测95

11.量测组织管理96

12.监控量测结果及月（周）报96

13.字体要求和编号96

隧道内综合接地施工作业指导书98

1目的98

2编制依据98

3综合接地98

4劳力、机具配置99

中铁二局兰新铁路甘青段LXS-8标施工作业指导书(隧

道篇)

工程简介

一、概况

本标段内正线范围内共计隧道5座，总延长18640m，隧道情况

如下表所示:

序号隧道名称中心里程进口里程出口里程隧道全长(m)

1小平羌隧道DK347+320.5DK345+329DK349+3123983

2大平羌沟隧道DK352+223DK349+680DK354+7905110

3金瑶岭隧道DK358+816.5DK355+056DK362+5777521

4双墩子隧道DK363+485DK362+930DK364+0401110

5元山隧道DK365+563DK365+105DK366+021916

二、工程地质

1、小平羌沟隧道

隧道范围内地表第四系地层主要为全新统坡积碎石土、下伏基岩

为石炭系灰岩、砂岩、页岩，泥盆系砂岩。

2、大平羌沟隧道

隧道范围内地表第四系地层主要为全新统坡积碎石土、块石土，

下伏基岩为石炭系砂岩夹页岩、灰岩、砂岩夹砾岩，泥盆系砂岩。

3、金瑶岭隧道

隧道范围内地表第四系地层主要为全新统坡积碎石土、块石土，

下伏基岩为石炭系砂岩夹页岩、灰岩，泥盆系砂岩。

4、双墩子隧道

隧道范围分布石炭系上统砂岩，断层带内分布有断层碎裂岩及断

层泥砾，山坡坡面公布有第四系粘土、粗角砾土、块石土。

5、元山隧道

隧道范围内本段分布石炭系上统砂岩，山坡坡面分布有第四系粘

土、细角砾石、粗角砾土等。

三、隧道洞口施工注意事项

1、尽量减少对地表的破坏、洞口边、仰坡不开挖或少开挖，受

地形限制必须开挖时应严格控制边、仰坡开挖高度。

2、洞口均接长明洞并采用斜切式洞门结构，明洞土方适当开口。

3、隧道进出口均采用一环管棚超前加固地层。

四、其它注意事项

施工时严格按照设计要求及规范进行施工，施工过程如有其它情

况，请及时与经理部工程部联系。

隧道施工作业指导书

1.适用范围

适用于新建兰新铁路双线甘青段LXS-8标所有隧道工程施工。

2.作业准备

2.1内业技术准备

作业指导书编制后，在开工前组织技术人员认真学习实施性施工

组织设计，阅读、审核施工图纸，解释有关技术问题，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技术培训，考核合格后持证上岗。

2.2外业技术准备

施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活房屋，

配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。

3、施工用电

施工前期暂时用电采用柴油发电机，后采用当地大电220Vo

洞口设置变压器主要供空压机、鼓风机和洞口段施工用电使用，

洞内施工主线选用240mm2四芯铜芯橡套电缆。设置依据如下：

供电方案为各自独立系统，配送高压电源分别进入洞内，当正常

电源因事故停电，另一路备用电源自动投入，中间设一处联络开关，

也可实现分段运行、分段计量的运行方式。同时配备300KW的柴油

发电机组（进口、斜井各一组）作为上场初期的临时电源，并作为备

用电源应急使用。

4、环保、水保要求

(1)逐级建立环境保护目标责任制度。

责任书的主要内容包括：环境保护工作的目标；环境保护计划中

的各主要指标；实施环境保护计划管理所采取的措施；落实责任书的

有关考核奖惩要求；并从沿线地表植被、野生动物、自然保护区、自

然景观、河流水质保护等方面量化具体环保要求。

环境保护目标责任书实行层层签订，将环保责任逐级分解落实到

施工队、班组以至个人。年终公布目标责任书考核结果，并兑现奖惩。

(2)施工中的环保、水保要求

施工场地应做出详细的部署，出渣、进料及材料堆放地应妥善布

置，弃渣场设在不堵塞河道、不污染河道、不污染环境、不毁坏农田

的地段。

进洞前先做好洞口工程，稳定好洞口的边坡和仰坡，做好天沟、

边坡等排水设施，确保地表水不致危及隧道的施工安全。

各班组间，应建立完善的交接班制度，并将环保情况记载于交接

班的记录薄内。工地值班人员应认真检查交接班情况。

机械凿岩时，采用湿式凿岩机或带有捕尘器的凿岩机。

洞口生活区设立围墙和护栏，防止垃圾四散；生活垃圾分类放入

垃圾筒中，集中处理，不得随意倒置，到处乱扔。

严禁在河道上游洗衣和随意排放施工和生活废水，必须经过沉淀

过滤处理达标后才可排放。

严禁乱挖山地林地，破坏植被；严禁砍伐树木；严禁捕猎野生动

物。

(3)实施定期检查制度

对照环保计划和要求，定期进行环保检查。检查的内容包括计划

中各主要指标的完成、环保法规的执行、目标责任书的落实等内容。

检查结果通报给所属各单位，并抄报上级计划和环保等有关部门。

隧道洞口加固长管棚施工作业指导书

1.作业准备

⑴洞口开挖至明暗洞分界处，预留土体，作为施工平台。

⑵施作导向墙，搭设作业平台或作业台架，制作钢花管，钢筋笼。

⑶检查机具设备和风、水、电等线路状态安全可靠，并试运转。

2.材料及机具要求

⑴材料要求：

①钢材：①108mm、壁厚6mm,热轧无缝钢管;①140mm、

壁厚5mm导向钢管;①18钢筋，120a工字钢成品钢架。所有钢材

进场必须按批抽取试件作力学性能和工艺性能试验，必须符合国家有

关规定及设计要求。

②水泥：P.O42.5Ro对其安定性、凝结时间、强度及其他必要的

性能指标进行检验，水泥质量应符合《铁路混凝土工程质量验收补充

标准》（铁建设[2005]160号）的6.2.1条规定。

③砂子：采用中细砂。砂的含泥量不大于3%,最大粒径不得大

于2.5mm。

⑵机具要求：

①钻机：XY-300-2、土星881、882专用钻、或MK-5D回

转钻机。

②注浆机具：KBY50/70液压注奖机或UB3-A190注浆泵，浆

液拌合机。

③空气压缩机：20m3电动空压机、12m3可移动电动空压机。

3.施工程序及工艺流程

3.1施工程序

⑴管棚制作：采用卬108mm壁厚6mm的热轧无缝钢管分节制

成，钢管周身梅花型钻卬10~(pl6mm出浆孔，孔距15cm,前端作

成锥体以便安装。管长按设计要求制作，管尾焊接法兰盘与注浆管联

接尾端。

⑵碎导向墙施工：按设计要求开挖仰坡，做好防护，开挖至洞顶

后预留核心土，按设计要求支立型钢钢架，施作磅导向墙，预埋导向

管。洞口、洞身应搭设作业平台。

⑶钻孔：钻孔选用比管棚直径大20~30mm合金钻头，在钢管

一端管口焊接。钻机采用地质钻机或跟管钻机，隔孔施钻。开孔时，

低速低压，待成孔L0米后，适当加压，在土质层中钻孔采用低压钻

进。钻进采用间隔钻孔一次成孔法，用异型接头把钻杆与钢管连接起

来，钢管前端安装合金钻头，钢管随进度连续接长，直到设计位置。

钻孔采用特制精密水平陀螺仪检测偏斜，随测随调整。

⑷注浆：钢管周围及孔口采用塑胶泥封堵，预留排气孔；成孔安

管后注浆前先进行压水试验，在施工中，根据设计参数和围岩情况试

验调整，以达到预期效果。注浆顺序：采取与钻孔流水作业，成孔一

根注浆一根。

⑸注浆质量检验：在检查孔内进行波速测试，与原围岩波速进行

比较，确定注浆效果。

⑹注水泥砂浆：管棚搭设并注浆完成后，在管内注M10水泥砂

浆充填钢管，并保证密实，以增强管棚强度。

3.2工艺流程

管棚施工工艺流程图

4.质量标准

导向孔。

⑷管棚钢管环向间距约为40cm,按拱部140。范围扇形布设，管

棚钢管设计采用钢花管和钢管两种，间隔布设，单号为钢花管，双号

为钢管。

⑸钢花钢上注浆孔按设计制作，孔径10~16mm,孔间距150mm,

呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段不小于100cmo

⑹管棚长度：洞口段一般为40m”同身段一般为10m或15m

一环；洞身管棚两环之间搭接长度不小于

3mo

⑺长管棚外插角：洞口段。；洞身段

0°〜36°~8°0

⑻长管棚注浆采用水泥浆液，水泥浆液水灰比：1：1（重量比）,

注浆压力0.5~2.0MPa。注浆结束后用M10水泥砂浆充填钢管，以

增强管棚强度。

4.2主控项目

⑴管棚所用钢管的品种和规格必须符合设计要求。

⑵管棚搭接长度应符合设计要求。

⑶注浆浆液的配合比应符合设计要求。

⑷注浆压力应符合设计要求。

4.3一般项目

⑴管棚钻孔的允许偏差符合下表的规定：

管棚钻孔允许偏差

序号项目允许偏差检验数量检验方法

1方向角<1°

2孑L口距±50mm全部检查仪器侧量、尺量

3孔深±50mm

5.成品保护：

管棚导向墙保护。在开挖下部时，导向墙底部必须预留大于导向

墙厚度不小于2.0米的支撑保护平台，同时对岩面进行锚喷支护，礁

保管棚导向墙的安全、稳定。开挖面防护不到位不允许进行暗洞施工。

6.注意事项

⑴严格按设计管棚打设方向，并做好每个钻孔地质记录。

⑵为保证长管棚支护效果，尽量减小管棚的外插角。

⑶管棚编号一般单号为钢花管，双号为钢管；施工时先打设钢花

管并注浆，然后打设钢管，以便检查钢花管的注浆质量。

⑷钢管及钢花管在同一截面内的接头数不超过钢管数的50%

⑸钻机要求平稳灵活，能在水平方向360度范围内钻孔，施钻应

有导向架；长管棚应与型钢或格栅钢架配合使用。

⑹施工过程中应遵守隧道施工技术安全规则和钻孔注浆作业操

作规程。

7.管棚施工过程中的安全注意事项

管棚施工期间严格遵守隧道施工技术安全规则，保证施工安全。

⑴钻孔施工

①钻孔之前应先检查洞口边仰坡是否稳定，导向墙是否稳定有无

危险，如有危险应先排除险情后再进行施工。

②钻杆1.5m~2m一节，相邻两节之间用丝扣相连，连接完成后

必须检查连接是否牢固，以防钻杆及钻头掉落造成堵孔卡钻现象。

③钻孔若采用干钻，相关施工人员应配戴防尘口罩，保证施工人

员的人身健康。

⑵管棚的安装

①洞口段管棚的安装采用与钻孔同步的施工工艺或采用先钻孔

后安装钢管的工艺：若采用同步跟进工艺时在钻孔的同时，用钻杆作

载体把管棚送到孔内，达到一步到位的目的，若采用钻孔先行的工艺,

可能会造成个别坍孔现象，这样在安装钢管时，可以采用外力把钢管

打入孔内。

②管棚每一节的长度为4.5~6m，相邻节与节之间采用丝扣相连

接，丝扣长度15cm,每次连接之后必须检查连接是否牢固。

③管棚安装过程中，如发现隧道拱部出现险情应立即停止施工，

撤离人员并报告相关负责人进行处理。

⑶注浆施工

管棚注浆施工严格遵守注浆施工作业规则和注浆机操作规程，严

格按使用说明书和设计要求进行操作，保证施工安全和施工质量。

①管棚安装完成后，必须进行清孔作业，以防管内杂物封堵注浆

孔，造成注浆不畅。

②清孔完成后，管棚口安插注浆管，注浆管采用钢板和钢管连接,

注浆管采用（p20镀锌钢管，焊接牢固。由于管棚注浆压力较大，注浆

过程中，必须经常检查注浆管有无软弱处及注浆管与管棚连接处的牢

固情况，避免浆液喷出伤人。

超前地质预报作业指导书

1.适用范围

适用于兰新铁路甘青段LXS-8标段隧道工程超前地质预报作业。

2.作业准备

2.1内业技术准备

组建地质超前预报专业小组，认真学习实施性施工组织设计，阅

读、审核施工图纸，掌握隧道工程地质情况，编制超前地质预报计划,

采用先进科技手段进行超前地质探测预报。预报手段主要包括以下几

种：地质超前探测预报系统、地质雷达、红外线探测仪、超前地质钻

孔等。

2.2外业技术准备

根据隧道地质情况，采用不同的超前地质预报方法，现场收集隧

道地质情况的各种技术数据，进行分析、解译、对比后得出结论，指

导隧道施工。

3.技术要求

⑴预报人员为地质专业工程师，有丰富的现场施工经验，吃苦耐

劳，有职业责任感。

⑵爆破人员必须为取得爆破作业资格证人员，责任心强，没有违

章作业行为。

4.施工程序与工艺流程

4.1施工程序

施工程序为：地质分析预测一判断地质情况-确定预报手段一收

集数据T分析、解译、对比数据一反馈设计—变更调整设计参数一根

据变更设计施工。

4.2工艺流程

综合超前地质预报系统流程图见下页。

5.施工要求

5.1工程地质预测法

工程地质预测法是工程地质技术人员根据设计地质图纸、现场地

质纪录，运用工程经验和地质知识进行分析、预报地质的一种方法。

施工前预报：根据设计给出的隧道地质条件说明资料，认真分析

隧道的地质断面图、平面图，掌握隧道的地质特点和水文特点。进行

长距离宏观预报各段隧道可能出现的不良地质情况。

施工常规地质法预报：主要完成开挖面的地质素描，地质展开图，

并利用超前地质系统预报资料、雷达检测资料、红外线探水资料、超

前钻孔资料进行地质分析预报，是综合地质预报的中枢。

施工阶段地质资料记录：首先对已开挖地段进行地质调查，调查

的主要依据为隧道开挖面地质素描、岩石结构面调杳和涌水观测记

录。

开挖面地质素描内容有：岩性、地质年代、岩层产状、软弱夹层、

岩脉穿插情况；断层及破碎带形态、产状、宽度、填充物特征；主要

节理裂隙的形态、产状、规模及相互切割关系。围岩岩体结构类型、

完整性、围岩的物理力学性能。

岩石结构面调查内容：围岩的岩石结构产状、物理力学属性、节

理的延伸性、粗糙起伏情况、张开程度；地下水出露情况、水量大小

等；岩溶的形态、大小、位置走向等；围岩节理内含水情况。

地质素描采用图表形式形象纪录。

施工阶段前推法预测：根据开挖面地质素描、岩石结构面调查记

录采用前推法预测前方地质情况，首先按I：100的比例作出开挖面

前方一定长度的展开图，逐一将开挖面地质素描和岩石结构面的记录

资料，按其产状、节理轨迹绘制到展示图上，最后按节理走向和轨迹

延伸，结合超前地质预报系统的预报成果、地质雷达预报成果和超前

钻孔的钻芯地质资料画出前方地质情况。

5.2超前地质预报系统

超前地质预报系统在围岩较好地段可测出前方100~200m范围

内的岩层分界面、岩层的物理性质、断层等，围岩完整性较差时，预

测范围在50~100m之间。

作业流程见"超前地质预报系统作业流程图”。

超前地质预报系统作业流程图

准备工作

I…g藐㈣C3堤勺用T5m的孔，布置传感器;

自工作面起，每隔1.5m车肾1.一个笈孔泽魔力1.5m,最后一个孔与

埋设传感器

传感器的距离大于20mo所有钻孑Lfe勺高度尽可能的在同一标高线上。

记录孔位

钻孔位置见图”超前地质预报系统年亚布置图"所示。钻孔完毕后，

连线检杳

逐个测量孔的深度和倾斜笈

埋设传感器杆：埋设八一…初三三一」清除孔底虚硝，放入环

爆破拾波I—恢复施工

成果分析

氧树脂药卷，插入传感器套杆，用钻带动其钻动，保证环氧树脂药卷

充分搅拌。待传感器杆固定后，插入传感器，注意传感器方向朝向掌

子面。

连线检查：把传感器、检波器（电脑）、起爆器、同步器连接起

来，并检查其是否正常工作，注意此时起爆器与雷管断开。

测量时间：测量时间选在施工交接班时间，要求工作面800米范

围内停止机械作业和作业人员作业，作业前与现场施工员联系，以确

定停工时间，此时准备好爆破药卷、电雷管等。

装药爆破：由最里边炮孔开始，逐个依次装药联线，起爆器起爆,

装药量根据围岩情况，一般控制在50~80g左右，围岩较差时，可

加大，但

不能超过

100go

恢复施工：爆破一结束，马上可以恢复施工，一般停工时间在

45min左右。

成果分析：采用超前地质预报系统自带的软件分析系统，剔除一

些明显的干扰波，软件自动分析，自动生成图表，反映前方围岩的物

理特性，岩层分界线、软弱带、断层的位置等信息。

超前地质预报系统作业布置图

5.3红外线探水

红外线探水仪可预测掌子面前方20~30米范围内的地下水情

况。

操作方法：进入探测地段时，首先沿隧道一个壁，以5米点距用

粉笔或油漆标好探测顺序号，一直标到终点，或者标到掘进面处。

在掘进面处，首先对断面前方探测，在返回的路径上，每遇到一

个顺序号，就站在隧道中央，分别用仪器的激光器打出红色光斑，使

之落在中线左壁位置、中线顶部位置、中线右壁位置、中线底板位置,

并扣动仪器扳机分别读取探测值，并作好纪录。然后转入下一序号点,

直至全部探完。

把探测数据输入计算机后，由专用软件绘成顶板探测曲线、底板

探测曲线、两壁探测曲线。根据探测曲线可以很明了的预报出前方地

下水的情况。红外线探水仪从探测到得出分析结果非常快，且探测仪

器轻便，方法简单。

5.4地质雷达

当超前地质预报系统预报前方有溶洞、断层、岩层破碎等不良地

质时，其规模、形态需要具体了解，采用地质雷达进行探测。

5.4.1工作参数选择

⑴天线中心频率

天线中心频率选择需要兼顾目标体最小尺寸和天线尺寸是否符

合场所需要。衬砌检测中，由于隧道内存在台车、机械等铁磁性物品,

需要采用屏蔽天线。

⑵时窗

时窗选择主要取决于最大探测深度d（单位：cm）与混凝土的电

磁波速度V（单位：cm/ns1时窗W（单位：ns）可由公式计算：

W=2d/V时窗的选择主要取决于最大探测深度与介质中电磁波速度，

在隧道质量检测中，介质主要是混凝土和岩石，若取电磁波的速度为

O.lm/ns,要求探测深度在1.5m以内，时窗可取为35ns（包含采集

背景噪音所需的时间1

⑶采样率、采样频率和采样点数

采样率是记录的反射波采样点之间的时间间隔。采样间隔的选择

直接影响到波形采集的质量。对于规模较小的空洞异常，采样间隔选

取太大时，波形将会发生削波现象，甚至严重畸变；而采样间隔太小,

数据采集的效率将会降低，一般情况下，天线频率越高，采样间隔选

取越小。在隧道检测中，若使用400MHz的天线，采样间隔一般选

取0.2ns;使用1200MHz的天线，采样间隔则选取0.1nso

⑷叠加次数

叠加次数也会影响到波形采集的质量和数据采集的效率。在隧道

检测中，探地雷达受外界电磁干扰较小，若采用点测的方式，叠加次

数常选为4次或8次即可。

⑸距离记录方式

隧道检测一般采用时间记录方式，手动打标记，5m做一个标记,

每隔100m进行一次距离校准。

5.4.2数据采集中的注意事项

⑴密切注意雷达图像的变化，对图像异常段做好记录，必要时进

行复检。

⑵控制天线耦合情况，保证天线密贴检测面，减少晃动。

⑶保证检测台车平稳匀速直线进行，中间尽量减少停顿，并记录

停顿位置。

5.4.3数据处理分析

探地雷达检测数据，需要专业人员来进行判读分析，并且需要一

定的数据处理经验。对采集的数据进行处理主要有以下步骤：采集文

件载入、文件测量方向掉转、添加距离信息、添加里程信息、水平刻

度调整、确定地面反射波信号位置，设置和修改介电常数，计算深度

信息、信号振幅自

动增益调整、水平相关分析、背景去除、一维频率滤波、反褶积、一

维频率滤波、偏移归位、希尔伯特变化、添加地面高程信息，并利用

高程归一化函数进行处理、文件拼接、绘制地质剖面图。利用电子表

格Excel或者抓图软件绘制地质图件。

5.5超前钻孔探测

当超前地质预报系统预报前方有断层、破碎带、岩层层理明显时,

采用液压钻机进行超前探孔。

用钻机探测钻孔，深度为30~100m,无异常情况，按正常程序

施工，出现异常按预案实施并测定水压和水量。100m以后的探测则

由下一循环钻孔探测完成。

日常的钻孔探测：在每次钻孔过程中，指定在拱顶、两侧拱腰、

两侧边墙脚及仰拱底部附近的1~2个辅助眼加深1〜5m,依靠对钻

孔速度变化的直觉，判断前方围岩的变化。

5.6隧道瓦斯气体检测

隧道施工中对瓦斯采用光干涉瓦斯检定器人工检测。

(1)瓦斯检测方法及措施

瓦检员每人配备一台光干涉瓦检仪，进洞随身携带。瓦检员跟班

监测，重点是学子面，每班配一名瓦检员。瓦斯检查员执行巡回检查

制度，指定时间、地点进行检查，做到检查的均衡性，严禁空班漏检,

并认真填写瓦斯循环图表和记录牌板。

便携式瓦检仪以及瓦斯监控系统探头必须定期经专职质检部门

校验，时间为一周一次；光干涉瓦斯检测仪每三个月校验一次。

严格执行"放炮员、工班长、瓦斯检查员"在场的"一炮三检制"

和"三人连锁放炮制"，并及时收回检测报表报经理部安质部及总工

程师审阅。

瓦检员发现瓦斯异常情况，应立即采取果断措施(先撤离人员，

立即断电停止作业，命令加强通风等)，并且马上把情况反映给工区

领导或其它值班领导。

瓦检员每天的瓦检记录交班时，均要及时交给安检员，并由安检

员签字签收后归档备查。同时安检员要将当日瓦斯最高浓度记录通知

工区主任和施工队长，并报告经理部调度。经理部调度对瓦斯浓度超

过0.5%以上的瓦检记录必须在2小时内报告工区领导。

(2)检查地点及范围

隧道瓦斯检查的主要地点：隧道所有开挖工作面、局部塌方地点,

使用中的机械电气设备的设置地点，有人员作业的地点，瓦斯浓度可

能超限或积聚的地点都应纳入检查范围。具体有：开挖工作面，横通

道，衬砌台车附近、防水板台车附近，局部通风机及其开关附近，回

风中机械电气设备附近，放炮地点附近20米内，瓦斯浓度特需检查

地点，如烧电焊地点，其他有人员作业的地点等。

每个检测断面检查五点或三点。即顶部、两侧拱脚处及两侧墙脚

处。

每炮检查三处：装药前、装药后、爆破后。

瓦检员每班必检地段为：掌子面和其它有人员作业地段及各种通

风死角。

6.劳动组织

人员配备表

小组组长1人

专业工程师2~4人

工班长1人

爆破工3~5人

7.材料要求

⑴预报仪器设备处于良好状态，无故障，无安全隐患。

⑵火工品在有效期内，材料规格、储存、运输和使用符合火工品

相关规定。

⑶钻孔设备性能良好，满足钻孔要求。

8.设备机具配置

超前地质探测预报仪器设备配备表

序号名称备注

1地质探测预报系统1套

2地质雷达1套

3红外线探水仪1台

4水平钻机1台

5数码照相机1台

6水量表2个

7水压表2个

8笔记本电脑2台

9光干涉瓦检仪4台

10越野汽车1辆选用

施工现场配合：凿岩机3~5台，提供高压风、水和电源，提供现场运输工具。

9.质量控制及检验

⑴收集数据时，要排除外界干扰源对信号的干扰；

⑵要将解译结果与开挖后实际地质情况比较，不断总结经验，提

高解译水平。

10.安全及环保要求

10.1安全要求

⑴设备技术状态良好，能确保正常、安全使用。

⑵操作人员必须熟知设备性能和操作规程，严格遵守设备操作、

使用和维护保养规定，按照设备使用说明书的有关规定操作使用。

⑶严禁设备带故障使用，防止拼设备和精机粗用，违规代用，使

用设备时不得任意改变其性能和用途，禁止随意拆卸零部件和附属设

备。

⑷设备的随机附件、备件、专用工具应专人保管，责任到人。

⑸设备使用后要按照出厂装箱位置装好设备，设备搬运要轻拿轻

放，做好防潮防雨工作。

⑹仪器运输时应机不离人，人不离机，保证仪器运输安全，按照

要求在指定时间内到达待测地点。

⑺按照"养维并重，预防为主”的原则，必须对设备有计划的进

行技术保养维护，使设备保持整洁、干净和安全，做好设备的保养维

护工作。

⑻设备发生故障，现场操作人员应及时向组长汇报，及时与厂家

联系维修事宜，操作人员不得私自拆卸、处理故障设备。

⑼设备操作地点要选择已支护、安全稳定的位置，确保操作者和

设备安全。

(10)震源使用的炸药、电雷管管理要严格按照火工品使用管理规定

执行，保证设备及现场作业人员的安全。

隧道开挖作业指导书

1.目的

明确隧道开挖作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指

导、规范开挖作业施工。

2.编制依据

⑴《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》；

⑵《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》；

⑶施工图及其他设计文件。

3.适用范围

适用于新建兰新铁路双线甘青段LXS-8标所有隧道工程施工。

4.施工方法及工艺

4.1隧道洞身开挖施工方法

斜切及延伸或洞口明洞段采用明挖法，暗挖段采用凿岩台车或台

架法施工，泥、砂岩光面爆破、黄土采用小型和长臂挖掘机施工。V

级围岩采用三台阶七步开挖法施工，IV级围岩采用三台阶七步法、短

台阶法施工，in级围岩采用台阶法、短台阶法，n级围岩采用全断面

法。

4.2隧道开挖施工工艺

4.2.1隧道开挖施工工艺流程图

4.2.2V级围岩开挖

V级围岩段洞身采用三台阶七步法，循环进尺控制为1.0m左右,

每天安排1.5个循环，计划月进度45m/月。开挖时三台阶七步法采

用长臂挖掘机开挖，遇到个别孤石或局部围岩需要爆破时，人工搭设

临时支架工作平台，采用风动凿岩机打眼，浅眼松动爆破。

装硝采用2台装载机，运硝采用15T以上自卸汽车5~12台运

输至路基填筑或弃硝场。

⑴三台阶七步法

施工顺序：地质超前预报一超前锚杆支护—上半部弧形导坑开

挖、初期支护一左右错位开挖中台阶、初期支护一左右错位开挖下台

阶、初期支护一施做混凝土仰拱使初期支护封闭成环―监控量测反

馈，施做防水层，灌注混凝土。施工工艺见《三台阶七步开挖法施工

工艺流程》。

开挖方法：采用多功能简易台架配QL-28凿岩机钻眼，光

面爆破。

施工工序见下图：

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5m,宽度宜为隧道开

挖宽度的开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，

1/3~1/2O

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,开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢

架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°

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，在钢架墙角以上30cm高度处，紧

贴钢架两侧边沿按下倾角30。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，在钢架墙角以上30cm高度处，紧

贴钢架两侧边沿按下倾角30。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：各台阶分别开挖预留的核

心土，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。

第7步，隧底开挖：每循环开挖长度不大于5m,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5m。

4.2.3W级围岩开挖

IV级围岩段洞身采用短台阶法留核心土法开挖，台阶长度控制在

10m以内。循环进尺安排：IV级围岩1.5m/循环，每天安排2.0个循

环，计划月进度100m/月。

开挖时，采用自制拼装式型钢台架作为工作平台，实施钻爆作业。

台架分两层,每层高度为2m,层面上铺设5cm厚木板，台架长

度采用3m。为便于安装和拆除，台架采用［12槽钢加工成定型构件,

构件最小跨度控制为1.5m,构件间以钢板螺栓连接成整体。

开挖前根据实际地质情况，认真作好钻爆设计，钻爆设计采用V

形掏槽、光面爆破，爆破后采用通风机通风排烟，自动喷雾撒水装置

降尘，采用人工配合长臂挖掘机翻硝至下部后，2台装载机装殖，5~

12台15T以上自卸汽车运输至路基填筑或弃殖场。

短台阶预留核心土法施工工序见下页图。

4.2.4m级围岩开挖

in级围岩采用台阶法施工，采用自制凿岩台架配合手持风钻钻

眼，光面爆破。

本标段隧道in级围岩段采用台阶法开挖，台阶长度10m以内。

采用光面或预裂爆破。施工顺序：地质超前预报T超前锚杆支护一上

半断面开挖一上半断面支护一下半断面开挖一下半断面支护。

施工工序流程如下图所示。

本标段隧道n级围岩段采用全断面法开挖，开挖方法：采用多功

能简易台车人工手持QL-28风钻配合钻眼成孔，光面爆破。施工中

钻爆作业与复喷碎作业拉开距离后安排平行作业。施工顺序：超前地

质预报~全断面开挖一全断面支护。

施工工艺见《全断面法施工工艺框图》

中，通过合理的炮眼

距、角度、装药方式,

尺的试验性爆破，不

参数；对周边眼的爆

根据现场围岩不同确

抗线。通过多次的试

会•旧工出如公姐g全断面法施工工艺框图

验爆破和参数的调整，最后确定科学

合理的光面爆破设计方案。

⑴工艺控制要点

①严格控制开挖轮廓线的划线精度

每次全断面爆破前，要精确测定出开挖轮廓线，并根据轮廓线画

出各类炮眼位置。炮眼的布置根据各类围岩不同而相对应的炮眼间距

不同，视现场围岩整体性和软硬程度而定。

②严格控制钻眼和清孔的质量

根据隧道的开挖断面尺寸，开眼的位置要求不偏离设计炮眼位，

周边眼不得偏离5cm,向外角度不大于1〜3。，钻眼过程技术人员必

须现场指导，对不符合要求的坚决不能使用，必须重新钻眼，以确保

钻眼的位置和角度符合爆破设计的要求。炮眼钻好后，用高压气体进

行清孔，将炮眼中的钻硝与小石殖清除干净，以确保装药顺利进行。

③严格控制装药质量

合理选用引爆器材，装药时分片分组，由专人负责，严格按设计

装药量装药和装雷管，自上而下，依次进行，注意雷管对号入座，周

边眼用导爆索引爆，导爆索从拱部向两边依次并联在一起，在两底边

各与一个毫秒雷管绑在一起。引爆起爆网络采用复式网络，保证起爆

准确性与可靠性，联结导爆管时，注意不能打结和拉细现象，联结好

后，技术人员负责检查，经检验合格后，尽快撤离人员和机械，最后

弓I爆。

⑵施工操作要求

①优化光面爆破设计是保证隧道质量的基本前提。通过对隧道现

场光面爆破的试验，不断调整爆破设计，使光面爆破设计更符合实际

情况，施工过程中要严格操作规程。

②周边眼采用导爆索引爆，实现周边眼空气间隔装药，提高围岩

自身的自稳能力。

③加强钻眼的现场管理。工程技术人员负责指导监督，保证钻眼

的深度、方向、角度、间距按光面爆破设计的要求实施，特别对周边

眼应严格控制，保证断面不欠挖，尽可能减少超挖。清硝时，准确控

制好标高，使下一循环放样、钻孔准确无误。

④对隧道光面爆破进行动态管理。预测掌子面前方的地质变化，

根据不同地段围岩的性质，随时调整光面爆破的各项设计参数,争取

最佳的爆破效果。

⑤光面爆破能节约工程成本，加快施工进度，保证施工安全，确

保隧道防水质量，提高经济效益。光面爆破断面严格按设计开挖断面

要求控制，能有效控制开挖断面的欠挖和超挖，减少隧道初期支护和

二次衬砌混凝土的用量，节约工程成本；圆滑、平顺的开挖断面，易

于铺设防水板，在二次衬砌施工时，能有效保证防水板的平整度，确

保隧道工程的防水质量。

台阶法施工工艺横断面图

台阶法施工工艺纵断面图

③V级围岩大拱脚台阶法施工工艺

㈠利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部①42超前锚管。开挖①

部。施作①部初期支护，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立

钢架和工18临时钢架（横撑）（T18临时钢架仅在IV级围岩偏压及

软质岩地段设置），施作大拱脚，必要时设置工18斜撑，并设锁脚

锚杆。钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

㈡在滞后①部一段距离后，开挖②部。台阶周边部分初喷4cm

厚混凝土，铺设钢筋网。接长钢架。钻设径向锚杆后复喷混凝土至设

计厚度。

㈢在滞后②部一段距离后，弱爆破开挖③部。施作隧底喷混凝土。

㈣根据监测量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除工18临时

钢架。灌注IV部仰拱衬砌与矮边墙。

㈤灌注仰拱填充V部至设计高度。

内利用衬砌模板台车一次性灌注VI部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。

大拱脚台阶法施工工艺横断面图

大拱脚台阶法施工工艺纵断面图

④V级围岩CRD法施工工艺

㈠利用上一循环架立的钢架作隧道侧壁及导坑侧壁①42小导管

超前支护。开挖①部。施作①部导坑周边的初期支护和临时支护，即

初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立工20a型钢钢架和工18临时

钢架，并设锁脚锚杆，安设工18横撑。

㈡在滞后于①部一段距离后，开挖②部。喷混凝土封闭学子面。

导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。接长型钢和工18临时钢架，并设

锁脚锚杆，根据实际地质情况，必要时安设工18横撑。钻设径向锚

杆后复喷混凝土至设计厚度。

㈢开挖③部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序

同㈠。

㈣开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序

同㈠。

㈤在滞后于④部一段距离后，开挖⑤部。隧底周边部分初喷4cm

厚混凝土。接长工18临时钢架，复喷混凝土至设计厚度。安设型钢

钢架及仰拱单元。

因开挖⑥部并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同㈤。并使

型钢钢架之封闭成环。

（七）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除工18临时

钢架及上部临时横撑。灌注vn部仰拱及矮边墙。

（八）灌注仰拱填充vm部至设计高度。

（九）利用衬砌模板台车一次性灌注IX部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。

CRD法施工工艺横断面图

CRD法施工工艺纵断面图

5.爆破作业流程

5.1测量放样

测量班严格按钻爆设计图进行测量放样，准确定出炮眼的位置。

放线采用"五寸台"法。

5.2钻孔及清孔

⑴炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计。钻孔采用YT-28气腿式风

动凿岩机，采用座式空压机或者移动式空压机供风，严格按放样位置

施钻，钻孔时的外插角应控制在3°~5。以内，成孔后用高压风进行清

孔。

⑵掏槽眼眼口间距和眼底间距的允许误差为±5cm;辅助眼眼口

间距允许误差为±10cm;周边眼眼口位置允许误差为±5cm,眼底不

得超出开挖断面轮廓线15cm。

⑶当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度及装药量，

使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。

⑷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。

⑸当凿眼高度超过2.5m时应配备与开挖断面相适应的作业台架

进行凿眼；钻孔作业应定人定岗，尤其是左右侧周边眼钻工不宜变动。

⑹采用凿岩台车开挖时，对钻眼的要求，可根据台车的构造性能

结合实际情况另行规定。

5.3装药及起爆网络连接

清孔后将连接好的炸药与毫秒非电雷管用竹杆或木杆送入孔底，

毫秒非电雷管要严格按爆破设计的段别使用，装药完毕，将导爆管连

接在一起，采用电雷管一次性引爆。

5.4排险

爆破后先进行通风，然后由专人负责进行排险，将开挖面内的所

有浮石及危石清除干净，仔细检查确定无危险时方可进行下道工序施

To

5.5出殖

出硝采用无轨运输出硝。

6.爆破设计

6.1特殊地质

元山隧道范围内分布石炭系统砂岩，山坡坡面分布有第四系粉

土、细角砾土、粗角砾土，隧道围岩岩性较差。因为隧道洞身通过的

围岩较差，为防止隧道上方软岩因振动引起的坍塌，防止洞内初期支

护的振动破坏，必须采用微振动爆破施工技术。

6.2炸药选型

理论和实践证明，炸药爆速对爆破质点振动速度有直接影响，爆

速越高，爆破产生的振动越大，因此本工程选用爆速低的乳化炸药，

特殊地段的周边眼采用小直径低爆速的光爆炸药。

6.3钻爆计算

①孔径d=40mm

②炮眼布置

工程类比发选定：a可根据工程姆破条件查表，确定炮眼数目。

b按经验公式计算：

N=K*S*L-Qg/n*r*L（个）

式中N-一—全断面炮眼数（不包括光面爆破的）个

K-----单位岩石体积耗药t,可查表，也可计算（kg/ms）

S--—开挖断面积（m2）

n-一—各类炮眼装药系数（取平均值）,可杳表

r一—一炸药的线装药密度（kg/m）,根据实际使用的炸药获得

L-一一炮眼深度（m）

Qg----周边光爆药量（kg）

③Qm=R3*（Vkp/K）3/a

式中Qm——-最大一段允许装药量（kg）

Vkp——振速安全控制标准（cm/s）

R-一—爆源中心到振速控制点的距离（m）

K---与爆破技术、地震波传播途径介质的性质有关的系数，一

般为30~200

a-一—爆破振动衰减指数，一般取1.5

④总药量

Q=k*S*L

式中Q——-一次爆破装药量（kg）

S--—开挖断面面积（m2）

L-一一炮眼深度（m）

K-—-软岩隧道爆破单耗（Kg/m3）,可查表

⑤单孔装药量q

周边眼、掏槽眼按规定选取药量，其它炮眼按下列公式计算。

其它眼：q=k-a-w-L-A

式中q—单眼装药量（kg）

k---爆破炸药单耗（kg/m3）

a---炮眼间距（m）

w---炮眼爆破方向抵抗线（m）

L--炮眼深度（m）

人一一炮眼所在部位系数，一般取0.8~2.0

选择爆破参数采用公式法与工程类比法结合考虑，具体数据参见

钻爆设计图与装药参数表，各参数应在实际施工中进行调整优化。

6.4起爆网络设计

爆破振动与同段起爆的炸药量密切相关，采用非电毫秒雷管微差

起爆技术，不但控制单段雷管的起爆药量，又能有效地控制每段雷管

间的起爆时间，使爆破振动波不叠加。这样既能保证岩石破碎达到理

想爆破效果，又能消除爆破振动的有害效应。