下山口隧道开挖作业指导书6.docx
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下山口隧道开挖作业指导书6
国家高速公路网横12杭州至瑞丽公路
大理--丽江联络线
洞身开挖施工作业指导书
编制：
赵文要
复核：
何开斌
批准：
杨明亮
中铁十一局集团大丽高速12-1合同段项目部
2010年07月10日
洞身开挖施工作业指导书
1.适用范围
适用于下山口隧道进口段K81+640～K82+997范围内隧道洞身开挖施工。
2．作业准备
2.1内业技术准备
开挖施工前，组织技术人员认真学习、领会实施性施工组织设计，阅读、审核、施工图纸，澄清有关技术问题，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、安全交底，告知安全风险以及在过程中需采取的应急措施。
对参加施工人员进行上岗前技术、安全培训，考核合格后持证上岗。
2.2外业技术准备
2.2.1对隧道开挖的中线、高程、方向进行复核，确保测量精度。
2.2.2对开挖的洞身围岩进行地质超前预报，探测前方围岩的性质，地质状况和不良地质状况，宏观掌握隧道段落围岩状况；同时采用地质钻机对隧道围岩进行直观探测，结合围岩、支护的变形监测，对围岩状况进行分析，其结果与施工图、施工组织设计进行比较，及时修正开挖、支护参数。
2.2.3检查高压风、水、电管路畅通，接头完好，施工机具性能符合施工要求，机械性能良好。
隧道内排水系统完好。
应急材料、物资准备妥当，安全设施功能良好。
3．技术要求
（1）隧道开挖中线、高程，开挖轮廓满足设计和规范要求，严格控制超欠挖。
（2）炮眼痕迹保存率符合规范要求。
（3）Ⅰ级围岩拱部平均线性超挖不大于10cm，最大超挖不大于20cm；Ⅱ～Ⅳ级围岩拱部平均线性超挖不大于15cm，最大超挖不大于25cm；Ⅴ级围岩拱部平均线性超挖不大于10cm，最大超挖不大于15cm；边墙平均线性超挖不大于10cm；拱脚和底脚以上1m范围严禁欠挖。
4．施工程序与工艺流程
根据隧道围岩状况，隧道的开挖方法有全断面法、台阶法、三台阶法、根据开挖方法的不同，每一循环隧道开挖的程序有所不同。
全断面开挖是按隧道的设计轮廓一次开挖完成，；台阶法开挖分为两步，即上台阶开挖支护后进行下台阶开挖支护，完成一个开挖循环，适用于隧道内Ⅳ、Ⅴ级围岩地段；三台阶法将隧道一个断面分为七个小的断面进行开挖，即上断面开挖支护、中左断面开挖支护、中右断面开挖支护、下左断面开挖支护、下右断面开挖支护、核心土开挖、仰拱开挖支护，适用于适用于黄土隧道和Ⅴ级围岩地段；CD法和CRD法都用于比较软弱地层而且是大断面隧道的场合，
4.1.每分部开挖循环施工程序
施工准备→施工放样→钻孔台车（架）就位→钻孔→清孔、钻孔质量验收→装药、连接起爆网络→爆破→通风→排危→初喷→出碴→支护
4.1.1台阶法开挖施工程序
施工准备→上台阶开挖→下台阶开挖
4.1.2三台阶七步开挖法开挖施工程序
施工准备→上断面开挖→中左断面开挖支护→中右断面开挖支护→下左断面开挖支护→下右断面开挖支护→核心土开挖→仰拱开挖支护
4.2工艺流程
洞身开挖施工作业流程详见图1
5．施工要求
5.1施工准备
隧道开挖前，利用超前预报、超前钻孔、监控量测等探测结果，分析研究围岩的性质，探明前方围岩的完整性、涌水、不良地质等情况，对洞身实际的围岩性质与设计图进行核对，确定开挖、支护参数。
5.1.1开挖方法、钻爆参数
根据围岩的软弱状况和隧道断面，选择合理的开挖方法，以少扰动为宗旨，把开挖对围岩的损伤程度控制在最小限度，最大限度的发挥围岩的自支护能力，确保隧道的施工和隧道主体安全。
根据开挖方法，确定每开挖循环进尺，炮眼深度，选择合理的开槽方法，确定使用直眼掏槽或斜眼掏槽，开挖周边眼间距、开口位置选择合理，周边眼与辅助眼间距、布设方法选择合理，确定周边眼、辅助眼、掏槽眼、底板眼的装药方法、装药量，爆破的先后顺序，雷管的段别，炮眼间的起爆网络，引爆雷管使用电雷管。
在开挖过程中，根据爆破效果和围岩的监测数据，不断修正爆破参数。
洞身开挖施工作业流程
5.1.2支护参数
根据围岩的实际情况与设计图纸进行复核，如实际情况与设计不符时，应及时申请变更，选择合理的支护型式，并在施工过程中通过对支护的观察和收敛变形数据不断的修正支护参数，确保支护与围岩实际相符合。
5.2施工工艺
5.2.1施工放样
放样时将隧道断面、隧道中线用红油漆精确地画在掌子面上，并作出明显的高程标识点。
精确定位炮眼位置。
5.2.2钻孔
钻孔的精度是保证爆破成功的首要因素，同时选择合理的炮眼直径，控制与药卷之间的不耦合系数（一般控制在1.1～1.4之间）。
精确控制钻孔位置、方向和深度，钻眼完毕，应按炮眼布置图进行检查，并做好记录，经检查合格后，方可按设计装药结构进行装药和炮泥堵塞。
钻孔时选用经验丰富的钻工司钻周边眼，尽量的减少钻孔偏差，减小开口偏差和钻孔孔底偏差以及方向偏差。
根据目前一般隧道施工的实际情况，采用气腿式风动凿岩机钻孔，炮眼长度根据围岩状况，最大长度不超过4m，并视围岩的不同情况，合理选择进尺，外插角不大于5°，钻孔实际操作做到“准、平、直、齐”四个字，并采用“炮棍瞄准法”控制炮孔间的平行，并由经验丰富的老钻工精心指挥来确保钻孔的精度，其钻孔方向偏差控制在3cm/m～5cm/m以内。
同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。
5.2.3装药
装药量的多少和装药的方式是隧道光面爆破的关键，必须严格控制周边眼的装药量，应使药量沿炮眼全长合理分布，并合理选择炸药的品种和装药结构。
合理控制周边眼的线装药密度，根据周边眼孔距、爆破层厚度、石质及炸药种类等综合考虑装药量，一般线装药密度控制在0.04～0.4kg/m之间。
在装药结构上，宜采用比炮眼直径小的小直径药卷连续或间隔装药，把药卷与钻孔间的不耦合系数控制在1.25～2.0之间，但药卷直径不应小于该炸药的临界直径，以保证稳定起爆。
起爆雷管的段别选择合理，其安装位置精确，确保起爆的先后顺序。
5.2.4爆破
爆破前所有人员应撤在安全距离外。
独头巷道安全距离不少于200m；相邻的上下坑道内不少于100m；相邻的平行坑道，横通道及横洞间不少于50m；全断面开挖进行深孔爆破（孔深3-4m）时，不少于500m。
采用电雷管一次起爆。
5.2.5光面爆破参数
为减轻爆破对围岩的扰动，周边眼采用φ25小直径光爆药卷，其爆破参数见下表：
周边眼间距不得大于40cm。
围岩类别
孔间距离E（cm）
最小抵抗线W（cm）
E/W值
孔径D（cm）
药卷直径d（cm）
不偶合系数m=D/d
线装药密度（kg/m）
Ⅴ、Ⅳ类围岩
40
75
0.69
42
25
1.68
0.24
3、装药结构
周边光面爆破孔采用导爆索、竹片把φ25药卷绑扎成炸药串装入孔中，孔口用炮泥堵塞长度不小于20cm。
实践证明这种装药结构比单用φ25药卷光爆效果好。
其装药结构见《光面爆破孔装药结构示意图》。
光面爆破孔装药结构示意图
4、光面爆破质量标准
爆破后的围岩面应圆顺平整，无欠挖，超挖量控制在设计要求范围内。
围岩为整体性好的坚硬岩石时，半眼痕迹率应大于85%，中硬岩石应大于80%，软岩应大于60%。
围岩面上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应有浮石（岩性不好时应无大浮石）。
上半断面采用光面控制爆破，下半断面采用预裂控制爆破，采用非电毫秒雷管，隔段使用，炸药采用2号岩石硝铵炸药，有水地段采用乳化炸药。
周边光面孔和预裂孔使用φ22mm药卷间隔装药，其余炮孔采用φ35mm药卷连续装药、密集堵塞。
放样开挖断面中线、水平和断面轮廓线、根据现场情况决定爆破设
计，根据钻爆设计标出炮眼位置，符合要求后进行钻孔。
钻孔后再按炮眼布置图进行检查，合格后装药连线爆破。
爆破后进行清邦找顶、检查，对险情或隐患采取措施及时处理，并采用激光断面仪检查爆破效果和超欠挖情况，根据检查结果修正爆破参数。
5.2.5通风
爆破后应及时向隧道掌子面通风，排出和减低隧道内灰尘和炸药残留气体、风尘浓度，然后洒水降尘，使隧道内的环境符合职业健康标准，保护施工人员身心健康。
5.2.6初喷
通风后，应在清除开挖段危石后，对开挖断面轮廓初喷3～5cm混凝土，封闭开挖岩面。
喷射混凝土作业应分段分片进行。
喷射作业自下而上，应保持供料均匀，喷射连续，喷射时喷嘴应作偏心划圆或鱼摆等复合运动。
喷嘴在沿隧道纵向作前后移动时应保持与受喷面等距，使受喷面均匀、密实。
5.2.7出碴
出碴时需专人统一指挥车辆，车辆在隧道内的行驶速度，已衬砌地段不大于20km/h，未衬砌地段不大于15km/h，有施工作业地段不大于5km/h。
弃碴弃于指定位置，应符合环保要求。
出碴作业应做到及时、快速，以便及时封闭围岩施做初期支护。
5.2.8开挖断面检查
开挖出碴完毕后，对隧道开挖断面的轮廓尺寸、中线、高程进行检查，需符合设计及规范要求，再报监理工程师检查合格后，进行下道工序施工。
5.2.9支护
在每一次开挖后必须立即进行永久支护和临时支护。
支护参数须满足设计和规范要求，钢架支立与隧道走向垂直，间距满足设计和规范要求，喷混凝土厚度满足设计要求。
须进行钢架接长时，接头部位必须由垫板、螺栓结构连接，连接处凿除回弹混凝土和杂质，露出新鲜混凝土后洒水湿润，保证连接牢固。
临时支撑必须在永久支护已全部封闭、成环，且混凝土强度达到设计强度的70%后逐步拆除，避免应力集中。
喷射混凝土终凝2h后开始洒水养护，洒水次数应以能保证混凝土具有足够的湿润状态为度；养护时间不得少于14d。
喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象，不平整度允许偏差为±2cm；为确保喷射混凝土达到快速凝结效果，在施工中，要经过多次试验，确定最佳早强剂等外加剂类型和掺量。
6．劳动组织
劳动力组织方式：
采用工班组织模式。
根据隧道开挖的施工方案、机械、人员组合要求，隧道开挖施工班组分为开挖工班、喷混凝土工班、出碴工班和支护工班。
每个开挖面人员配备表
负责人
1人
技术主管
1人
专职安全员
3人
开挖工班
20～26人
喷混凝土工班
4～12人
支护工班
10～15人
出碴工班
6人
技术、质检、测量及试验人员
4人
机械工、普工
6人
指挥出碴、弃碴人员
4人
其中，负责人、工班长、技术人员、专职安全员必须由公司正式员工担任，并可根据工程实际情况适当配备若干劳力。
7．材料要求
原材料符合设计和规范要求：
钢材的力学性能和公称直径、尺寸，其指标应达到合格要求。
水泥标号、用量符合设计要求。
骨料粒径不宜大于10mm。
施工用水的水质应符合工程用水标准。
8．设备机具配置
隧道开挖施工机械设备配置分为四大部分，即隧道开挖、喷混凝土、支护、出碴等工序使用机具及其配属机具。
作业面主要施工机械设备配置表
开挖
喷混凝土
支护
出碴
20m3空压机2～4台
挖掘机1台
风动凿岩机18台
喷锚机2～4台
风镐6～8台
装载机2～3台
开挖台车（架）1部
HZS75型拌合楼1座
运输车辆2台
自卸载重车6台
材料运输车
运输车辆2台
注浆泵1台、电焊2台
洒水车1台
9．质量控制及检验
9.1基本要求
9.1.1不良地质段开挖前应做好预加固、预支护。
9.1.2当前方地质出现变化迹象或接近围岩分界线时，必须用地质雷达、超前小导坑、超前探孔等方法先探明隧道的工程地质和水文地质情况，才能进行开挖。
9.1.3应严格控制欠挖。
当石质坚硬完整且岩石抗压强度大于30MPa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别凸出部分（每1m2不大于0.1m2）凸入衬砌断面，锚喷支护时凸入不大于30mm，衬砌时不大于50mm，拱脚、墙脚以上1m内严禁欠挖。
9.1.4开挖轮廓要预留支撑沉落量及变形量，并利用量测反馈信息进行及时调整。
9.1.5隧道爆破开挖时应严格控制爆破震动。
9.1.6洞身开挖在清除浮石后应及时进行初喷支护。
9.2检查项目
9.2.1隧道中线的贯通要求的允许偏差要满足规范要求。
9.2.2隧道结构与净空，必须满足设计建筑限界的要求。
9.2.3超挖：
应按开挖轮廓线作业，尽量减少超挖，洞身开挖的允许偏差见下表。
洞身开挖检查项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
拱部超挖（mm）
Ⅴ级围岩
平均100，最大150
水准仪或断面仪：
每20m1个断面
Ⅱ～Ⅳ级围岩
平均150，最大250
2
边墙宽度（mm）
每侧
+100，-0
尺量：
每20m检查1处
全宽
+200，-0
3
边墙、仰拱、隧底超挖（mm）
平均100
水准仪：
每20m检查3处
9.2.4外观检查
洞顶无浮石，松碴等。
10.安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1严禁非工作人员进入隧道。
10.1.2施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。
10.1.3施工前主管工程师应对施工班组、人员进行安全交底和安全教育，同时告知安全风险和应对措施。
10.1.4严禁带明火和火种进入隧道，隧道内禁止吸烟。
10.1.5施工人员到达工作地点后，领工员、工班长应首先组织大家分头检查工作面，检查机具设备是否处于安全状态，详细检查支护是否牢固，拱部和是否是否稳定，如有松动或裂纹，应及时加固处理。
同时在施工过程中要经常检查支护的稳定状况，特别是爆破后的工作面和附近要加强检查，发现异常应随时处理，如发现可能有险情时，应立即撤离工作人员并报告上级处理。
10.1.6台阶法和导坑开挖：
（1）台阶控制一定的距离，以适应机具作业，并尽量减少翻碴工作量；
（2）支护和临时支护必须紧跟，支护及时成环；
（3）台阶宜少分层，使装碴机械紧靠开挖面，以减少扒碴距离；
（4）下断面开挖的落底拱脚边沿应留平台，以保证拱圈稳定。
落底采用分层或一次拉槽。
10.1.7司钻中不得将胸部、腹部紧贴风钻手柄，腿部不得抵住风钻卡套弹簧。
钻眼过程中，钻杆与钻孔应保持一条直线，防止钻杆弯曲、掉头、或折断，卡钻时，应用扳钳松动拔出，不可敲打，未送风前不可撤出钻杆。
风钻使用每使用两小时应加一次油；风钻拆卸、修理、保养维修，不得在工作面进行。
严禁在残眼处钻眼。
使用带支架的风钻钻孔时，应将支架安置稳妥。
当站在碴堆上钻孔时，应注意石碴是否稳定，以防操作中石碴滑塌伤人。
在拱部扩大及马口部位钻挑顶眼、爬眼、斜插眼及吊眼时要注意有无松动石块，以防落石伤人。
10.1.8领取爆破物品时应指定由有爆破资质的人员和工班负责人一道领取，必须严格履行出库审批和出库登记手续，并专人押送，雷管和炸药不得同车运输。
10.1.9爆破物品进入现场雷管、炸药必须距离15m以上放置，使用木质炮棍装药。
监炮人员要做好爆破物品使用记录，防止爆破物品丢失，用剩炸药、雷管必须及时退库。
瞎炮、哑炮须原装药人员进行处理。
10.1.10进入隧道的内燃机械与车辆，必须选用带净化装置的柴油机。
有瓦斯等有害气体的隧道，汽油机械与车辆不得进洞。
10.1.11机械装碴时，小型装碴机的电缆或高压胶管，应有专人收放，装载工作场地，应设车辆机械调度与指挥人员。
10.2环保要求
10.2.1隧道内必须连续通风，有粉尘或不良气体时应加强通风。
10.2.2在掌子面装碴时，应先洒水，以减少粉尘，施工场地要时常洒水湿润，粉尘大时要采取降尘措施。
10.2.3弃碴应运至指定位置，隧道内污水应集中净化处理后方可排放。
10.2.4施工机械在夜间施工禁止鸣号，防止打扰附近居民。
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