软岩隧道部分开挖作业指导书.docx

1、软岩隧道部分开挖作业指导书目 录1 适用范围 12 作业准备 13 技术要求 14 施工工艺流程及操作要点 14.1 中隔壁法（CD法） 14.2 交叉中隔壁法（CRD法） 44.2.1 CRD法施工工艺流程 44.2.2 CRD法施工工序说明 44.2.3 CRD法施工控制要点 54.3 双侧壁导坑法 74.3.1 双侧壁导坑法施工工艺 74.3.2 双侧壁导坑法施工工序 74.4 弧形导坑预留核心土法 74.5 CD、CRD等施工方法的相互转换 145 质量控制及检验 145.1 主控项目 145.2 一般项目 156 安全要求和措施、 157 环境保护及文明施工 16软岩隧道部分开挖作业

2、指导书1 适用范围适用于软弱围岩、大跨度，采用三台阶法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法等分部开挖方法施工的隧道。2 作业准备2.1 隧道按新奥法原理组织施工，并根据不同围岩级别及周边环境选择相应工法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。黄土隧道施工严格按照“严控水、强支护、短进尺、勤量测”的原则组织施工，应特别注意地表冲沟、陷穴对隧道的影响，要加强调查和处理。石质隧道破碎带按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一

3、段（台阶）防护一段（台阶）。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，随后立即做好明洞衬砌，随后进入暗洞施工，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。2.2 劳力、机械设备的配置人员、机械设备应结合隧道开挖方法、工期要求进行合理配置。配套的生产能力应为均衡施工能力的1.21.5倍。隧道单口施工，根据开挖方法配置1台大型挖掘机或2台小型挖掘机平行作业，另备1台装载机进行装碴施工，大型自卸汽车不宜少于4辆， 20m/min空压机一般不应少于3台（黄土隧道不宜少于2台）。每工班开挖作业人员不宜少于20人。3 技术要求在施工过程中应不断总结经验

4、，优化工艺。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道安全。开挖方法的改变，要严格按程序申请设计变更。4 施工工艺流程及操作要点4.1 中隔壁法（CD法） CD法是在软弱围岩大跨度隧道中，先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法，主要应用于双线隧道级围岩深埋硬质岩地段以及老黄土隧道（级围岩）地段。4.1.1 CD法施工工艺CD法施工工艺流程如图1所示。4.1.2 CD法施工工序说明图1 CD法施工工艺流程图CD法施工工序如图2所示。（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁50超前钢花管及导坑侧壁22水平锚杆超前支护。（2）人力配合机械开挖部，高约为

5、6.0m，宽约为7.5m；施作部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土；架立型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆（管），安装径向锚杆及铺设钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度。（3）在滞后于部一段距离后，挖掘机开挖部，人工整修表面；导坑周边部分初喷4cm厚混凝土；接长型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆（管）；钻设径向锚杆并铺设钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度。（4）在滞后于部一段距离后，挖掘机开挖部，人工整修表面，施作导坑周边初期支护，步骤及工序同部。图2 CD法施工工序图（5）在滞后于部一段距离后，挖掘机开挖部，人工整修表面，施作导坑周边初期支护，步骤及工序同部。（6）在滞后于部一

6、段距离后，挖掘机开挖部；接长I18临时钢架至隧底，底部垫槽钢。（7）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架。（8）利用仰拱栈桥灌筑部边墙基础与仰拱。（9）利用仰拱栈桥灌筑仰拱填充部至设计高度。（10）利用衬砌模板台车一次性灌注部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。4.1.3 CD法施工控制要点（1）上导坑、部的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距（0.750.8m），下导坑、部的开挖可依据地质情况适当加大。（2）导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。（3）钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。4.2 交叉中隔壁法（CRD法）CRD法是在软弱围岩大跨度隧道中，先开

7、挖隧道一侧的一或二部分，施作部分中隔壁和横隔板，再开挖隧道另一侧的一或二部分，完成横隔板施工的施工方法，主要应用于级围岩深埋软质岩、浅埋、偏压地段以及级围岩深埋地段的施工。4.2.1 CRD法施工工艺流程CRD法施工工艺流程如图3所示。4.2.2 CRD法施工工序说明CRD法施工工序如图4所示。（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁50小导管及导坑侧壁22水平锚杆超前支护。（2）机械开挖部，人工配合整修；必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面；施作部导坑周边的初期支护和临时支护，即初 喷4cm厚混凝土，架立型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆（管），安设I18横撑；安装径向锚杆后复喷混凝土至设计

8、厚度。（3）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修，必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面，导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，接长型钢钢架和I18临时钢架，安装锁脚锚杆（管），安设I18横撑，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（4）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同部。（5）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同部。（6）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修；隧底周边部分初喷4cm厚混凝土；接长18临时钢架，复喷混凝土至设计厚度。拆除下部横撑，安设型钢钢架仰拱单元，使之封闭成环。（7

9、）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架及上部临时横撑。（8）利用仰拱栈桥灌筑部边墙基础与仰拱混凝土。（9）灌筑仰拱填充部至设计高度。（10）利用衬砌模板台车一次性灌注部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。图3 CRD法施工工艺流程图4.2.3 CRD法施工控制要点（1） 为确保施工安全，上导坑、部的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距（0.60.75m），下部、部的开挖可依据地质情况适当加大，部仰拱一次开挖长度依据监控量测结果、地质情况综合确定，一般不宜大于6m。（2）中间支护系统的拆除中间支护系统的拆除时间应考虑其对后续工序的影响，通过围岩监控量测进行确定。当围岩变形达到设计允许的范围

10、之内，并在严格考证拆除的安全性之后，方可拆除。同时要注意后续作业的及时跟进。如围岩稳定条件满足设计要求，临时支撑可在仰拱混凝土浇筑前一次性拆除，一次拆除长度依据仰拱浇筑长度确定（一般为46m）。图4 CRD法施工工序图中隔壁混凝土拆除时，要防止对初期支护系统形成大的振动和扰动。可采用风镐由上至下逐榀拆除钢支撑之间的喷射混凝土，以及临时支护与初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土，临时钢构件采用气焊烧断。 4.3 双侧壁导坑法先开挖隧道两侧的导坑，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的方法。该方法主要应用于级围岩浅埋、偏压及洞口地段。4.3.1 双侧壁导坑法施工工艺双侧壁导坑法施工工艺流程如图5

11、所示。4.3.2 双侧壁导坑法施工工序双侧壁导坑法施工工序如图6所示。（1）利用上一循环架立的钢架施作侧壁50小导管及导坑侧壁22水平锚杆超前支护。（2）机械开挖部，人工配合整修；必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面；施作部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆（管），安设I18横撑；安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（3）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修；必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面；导坑周边部分初喷4cm厚混凝土；接长型钢钢架和I18临时钢架，安装锁脚锚杆（管），根据实际地质情况，必要时安设I18横撑；钻设径向锚杆后复

12、喷混凝土至设计厚度。（4）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同部。（5）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同部。（6）利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁50小导管超前支护；机械开挖部，人工配合整修；喷5cm厚混凝土封闭掌子面；导坑周边初喷4cm厚混凝土，架立拱部型钢钢架，安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（7）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修；喷5cm厚砼封闭掌子面。（8）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修；喷5cm厚砼封闭掌子面。（9）在滞后于部一段距离后，机械开挖

13、部，人工配合整修；隧底周边部分初喷4cm厚混凝土；接长18临时钢架，复喷混凝土至设计厚度。（10）拆除下部横撑，安设型钢钢架仰拱单元，使之封闭成环。（11）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架及上部临时横撑。（12）利用仰拱栈桥灌筑部边墙基础与仰拱混凝土。（13）灌筑仰拱填充部至设计高度。（14）利用衬砌模板台车一次性灌注部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。4.4 弧形导坑预留核心土法先开挖上部导坑成环形，并进行初期支护，再分部开挖剩余部分的施工方法。主要应用于级围岩、岩质较好地段的施工。4.4.1岩石隧道弧形导坑预留核心土法施工工艺流程如图7所示。4.4.2岩石隧道弧形导坑预留

14、核心土法施工工序如图8所示。弧形导坑预留核心土法，将开挖断面分为上、中、下及底部四个部分逐级掘进施工。上部宜超前中部35m，中部超前下部35m，下部超前底部10m左右。为方便机械作业，上部开挖高图5 双侧壁导坑法施工工艺流程图图6 双侧壁导坑法施工工序图图7 岩石隧道弧形导坑预留核心土法施工工艺流程图图8 岩石隧道弧形导坑预留核心土法施工工序图度控制在4.5m左右，中部台阶高度也控制在4.5m左右，下部台阶控制在3.5m左右。（1）开挖前拱部施作42或50超前小导管对拟开挖岩体进行注浆预加固，待浆液达到一定强度后，采用小型挖掘机开挖，预留一定厚度由人工持风镐修边到位。（2）每一台阶开挖完成后，

15、及时喷射4cm厚微纤维混凝土对围岩进行封闭，设立型钢钢架及锁脚锚杆，施作系统锚杆，最后铺设钢筋网，分层复喷微纤维混凝土到设计厚度，必要时各台阶设临时仰拱加强支护，完成一个开挖循环。4.4.3黄土隧道弧形导坑预留核心土法施工工艺流程如图9所示。4.4.4黄土隧道弧形导坑预留核心土法施工工序如图10所示。图9 黄土隧道弧形导坑预留核心土法施工工艺流程图（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁50小导管；机械开挖部，人工配合整修；施作部初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架和18临时竖撑；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（2）机械开挖部，人工配合整修；初喷4cm厚混凝土；接长型钢钢架

16、，并设锁脚锚杆；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。图10 黄土隧道弧形导坑预留核心土法施工工序图（3）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修；初喷4cm厚混凝土；接长型钢钢架，钢架基础垫设槽钢并设锁脚锚杆；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。（4）开挖部，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同部。（5）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修。步骤及工序同部。（6）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，逐步拆除I18临时竖撑；开挖部。（7）在滞后于部一段距离后，机械开挖部，人工配合整修。（8）开挖隧底剩余部分部。（9）利用仰拱栈桥灌筑部边墙基础与仰拱及隧底填充砼（仰拱与填充应

17、分次施作）。（10）利用衬砌模板台车一次性灌注部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。4.5 CD、CRD等施工方法的相互转换隧道开挖方法的合理转换，是隧道开挖作业安全的一个重要因素，在接近开挖方法变换里程时，应提前计划，确定合理的临时支撑参数。转换时应不减弱设计支撑参数。CD法与CRD法转换：CD法一般应用于黄土隧道级围岩地段，CRD法一般应用于黄土隧道级围岩地段，采用CRD法施工的开挖断面较CD法施工断面大，CRD法施工时设置临时横撑。由CD法转入CRD法施工时，中部增设临时横撑，同时CRD法临时竖撑应较CD法对应竖撑长些，以使临时钢架拱脚置于同一水平面上，便于拱脚的稳定。由CRD法转入CD法施工时，

18、取消临时横撑，根据围岩量测结果尽早拆除CRD法施工时所设横撑，以免影响CD法施工进度。CRD法与双侧壁导坑施工转换：CRD法转为双侧壁导坑施工时，应提前调整CRD法临时横撑安装高度，使其与双侧壁导坑上部横撑位于同一高度上，从而利于后续双侧壁导坑上部的开挖作业。由双侧壁导坑转为CRD法施工时，待施工至设计里程后，继续向前按双侧壁导坑施工，同时将中部竖向临时支撑逐渐靠拢，直到过渡至CRD法。根据监控量测结果，尽早拆除双侧壁导坑施工的竖横向支撑，以免影响开挖进度。5 质量控制及检验5.1 主控项目5.1.1隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求（1）检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次；监理单位

19、按施工单位检查数量的10%平行检验。（2）检验方法：采用仪器测量。5.1.2隧道开挖应严格控制欠挖。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。拱脚和墙脚以上内断面严禁欠挖。（1）检验数量：施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。（2）检验方法：施工单位采用自动断面仪测量等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，现场核对开挖断面。5.1.3洞身开挖中，应在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。（1）检验数量：施工、监理单位每一开挖循环检

20、查一次。（2）检验方法：施工单位进行工程地质观察和描述；监理单位见证检查。 5.1.4光面爆破或预裂爆破钻眼前，应根据钻爆设计图准确标出炮眼位置，钻孔时应按钻爆设计要求严格控制炮眼的间距、深度和角度。掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为5cm。周边眼的间距允许偏差为5cm，外插角应符合钻爆设计要求，眼底不应超出开挖轮廓线15cm。（1）检验数量：施工单位每一开挖循环检查全部掏槽眼和10个周边眼；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。（2）检查方法：测量。5.1.5隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求。隧底范围石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。（1）

21、检验数量：施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。（2）检验方法：施工单位用仪器测量底部高程，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，核对开挖断面。5.1.6隧底开挖后应及时核对隧底地质情况。当需要进行加固处理时，应符合设计要求。（1）检验数量：施工单位、监理单位每处检查一次。（2）检验方法：施工单位进行地质描述；监理单位见证检查。5.2 一般项目5.2.1光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩不应小于80%，中硬岩不应小于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。（1）检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次。（2）检验方法：对照钻爆设计资料，观察、计数检验炮眼痕迹保存率。5.1.2水沟开挖位置、

22、基底高程应符合设计要求，靠边墙的水沟应与边墙基础同时开挖、一次成型。（1）检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次。（2）检验方法：观察、仪器测量。6 安全要求和措施、6.1 加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的安全、质量意识。6.2岩石隧道坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，黄土隧道施工严格按照“先探测、管超前、非爆破、严控水、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工。6.3严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工，否则应按照变更程序申请改变施工方案。6.4在隧道开挖前，对隧道地表中线附近范围进行勘察，对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统

23、计，并按里程桩号逐一登记、拍照，尤其是隧道下穿高速公路等大型构筑物地段，施工中应加强监控量测工作，严格按设计方案施工，确保隧道安全、顺利通过。6.5每循环进行测量放样，严格控制超欠挖。定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。6.6边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求。软弱地基处理方法和施工质量应符合设计要求。隧底开挖前应进行施工工艺设计。6.7开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息。6.8隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小，核对设计情况，判断围岩的

24、稳定性。6.9土质隧道在开挖过程中，尽量减少挖掘机对隧道边沿的开挖，应采用人工风镐对隧道周边进行修整，减少对围岩的扰动，避免侧壁或拱顶掉块现象。拱脚、墙角应预留30cm人工开挖，严禁超挖。土质隧道拱墙脚严禁被水浸泡。开挖完毕后，应尽早对围岩进行支护封闭，减少围岩暴露的时间。6.10制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。6.11洞口工程施工，宜避开雨季和严寒季节。6.12洞口施工前，应先检查边、仰坡以上山坡稳定情况，清除悬石，处理危石，施工期间实施不间断监测和防护。6.13黄土隧道施工应做好洞顶、洞门及洞口防排水系统。洞门及洞内排水沟应进行铺砌，砂浆抹面，防止地表水及施工用水下渗，影响结构

25、安全。地层含水量大时，上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外，以免浸泡拱脚。必要时应配合井点降水等措施将地下水位降至隧道二次衬砌底部以下，确保施工顺利进行。6.14隧道明洞段施工时，边仰坡应分层分段开挖，并按设计及时做好防护。临时边仰坡应进行适当放坡。6.15明洞段因地基加固等施工的振动可能造成边坡失稳时，应预先在边坡上设置观测桩进行监测，并派专人检查边坡的稳定情况。发现边坡有开裂、变形现象时，应立即对边坡体进行加固处理，确保安全后方可继续进行施工。6.16爆破作业时，所有人员应撤离至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点。安全地点至爆破工作面的距离，在独头坑道内不

26、应小于200m，当采用全断面开挖时，应根据爆破方法与装药量计算确定安全距离。当相对开挖工作面相距40m时，两端施工应加强联系，统一指挥。当两开挖工作面相距1015m时，应从一端开挖贯通。设置放炮前的安全检查员，及时检查现场的安全情况，以确定是否可以起爆，爆破后经专职安全员检查，排除瞎炮等安全隐患后，其他人员方可进入施工现场。6.17隧道施工作业地段必须保证足够的照明。不安全因素较大的地段应加大照度。在主要交通道路、洞内抽水机站应设置安全照明，漏电地段照明应采用防水灯头和灯罩。7 环境保护及文明施工7.1暗洞分部开挖时，在满足设计规范及安全质量要求的前提下，应尽量采用适合机械化作业的施工工艺，分

27、部尺寸划分合理，各分部尽量平行作业，从而达到快速施工的目的。7.2弃碴时要由专人指挥、堆放整齐、边坡平整，弃碴场需设置挡墙。施工过程中杜绝随意倾倒弃碴和弃土。施工完毕后，对弃碴场及时平整，并做好绿化、防护，避免水土流失。7.3隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：7.3.1空气中氧气含量，按体积计不得小于20%；7.3.2粉尘永许浓度，每立方空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg，每立方空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg；7.3.3有害气体最高允许浓度：7.3.4一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m3，在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；7.3.5二氧化碳按体积计不得大于0.5%；7.3.6氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下；7.3.7隧道内气温不得高于28；7.3.8隧道内噪声不得大于90Db。7.4施工独头掘进长度超过150m时，应采取机械通风，确保洞内每人供应3 m3/min的新鲜空气。7.5便道及施工现场要注意撒水防尘，减少对周围环境的破坏。