全断面法洞身开挖技术交底.docx
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全断面法洞身开挖技术交底
附表29：
技术交底书（1311）
技术交底书
表格编号
1311
项目名称
交底编号
工程名称
设计文件图号
施工部位
全断面法洞身开挖
交底日期
技术交底内容：
1.适用范围
本技术交底为隧道全断面法洞身开挖。
2.作业准备
2.1内业技术准备
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，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交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
超前地质预报、全断面开挖、监控量测等严格执行铁建设[2010]120号文件和铁建设[2008]160号文规定。
2.2外业技术准备
（1）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。
配套的生产能力应大于均衡施工能力，均衡施工能力应大于施工进度指标。
（2）隧道单口施工，根据开挖方法配置1台大型挖掘机，另配备1台装载机进行装碴施工，大型自卸汽车不宜少于4辆，空压机一般不应少于3台。
（3）掌握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、规范隧道开挖施工，尽可能地减少超挖，保证隧道的开挖作业安全、保证开挖质量。
3.技术要求
（1）隧道施工方法应根据地质、覆盖层厚度、结构断面和地面环境条件等，经过经济、技术比较后确定。
（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、量测贯通误差和施工误差等因素作适当加大。
（3）隧道开挖预留变形量应根据围岩级别、隧道宽度、隧道埋深、施工方法和支护情况采用工程类比法确定。
（4）隧道开挖过程中，应对隧道围岩进行观察和监测，拟定监控量测方案。
监测围岩变形，反馈量测信息指导设计和施工。
量测项目和量测频率应符合设计要求。
（5）隧道施工采用钻爆法开挖时，应采用光面爆破或预裂爆破，并根据地质条件、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，并根据爆破效果调整爆破参数。
钻爆开挖不得危和衬砌、初期支护，减少对围岩的扰动。
（6）隧道开挖过程中，应加强开挖面的地质素描和地质预报工作；
（7）隧道开挖后应和时进行初期支护。
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%和以上时，方可进行下一分部的开挖。
（8）隧道开挖断面中线、高程必须符合设计要求。
（9）隧道不应欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时，方允许岩石个别部分侵入衬砌，整体式衬砌应小于10cm，其他衬砌不应大于5cm。
拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
隧底开挖底部高程应符合设计要求。
隧底范围岩石局部突出每平方米不应大于0.1㎡，侵入断面不应大于5cm，同时要求基底内无积水和浮渣。
4.施工程序与工艺流程
4.1新奥法施工原理
（1）按新奥法原理组织施工，根据不同围岩级别和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。
（2）按照“先探测、管超前、弱爆破、严控水、短进尺、强支护、早闭合、勤量测、紧衬砌”的原则进行组织施工。
（3）开挖根据围岩情况，按设计要求GSSG-5标隧道Ⅱ级围岩采用全断面法施工，每循环进尺控制在2.5m以内。
施工通风采用管道压入式通风。
（4）在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。
加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。
根据量测结果，和时调整预留变形量和支护参数，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。
4.2全断面法施工
4.2.1施工工艺流程
全断面法施工工艺流程详见图4.2.1-1。
图4.2-1全断面法施工工艺流程图
4.2.2施工示意图
全断面法施工步骤详见表4.2.2-1。
表4.2.2全断面法施工步骤示意
开挖方法
横断面示意
纵断面示意
全断面法
注：
1-全断面开挖；II-初期支护；3-隧道底部开挖（捡底）；IV-底板（仰拱）浇筑；V-拱墙二次衬砌。
4.2.3工序时间控制
以单线隧道Ⅱ级围岩全断面法为例每循环作业时间如下：
表4.2.3Ⅱ级围岩全断面法掘进循环时间表
工序
时间（min）
循环时间（min）
60
120
180
240
300
360
420
480
测量放样
30
钻爆
200
通风排烟
30
喷射混凝土
40
出碴
150
4.3爆破施工
（1）石质隧道的爆破作业，应采用光面爆破或预裂爆破。
爆破作业应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、循环进尺和爆炸材料进行钻爆设计。
钻爆设计应根据爆破效果不断优化爆破参数。
（2）钻爆设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼、底板眼）的布置、深度、斜率和数目，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，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、主要经济指标和必要的说明。
（3）掏槽炮眼可采用直眼掏槽或斜眼掏槽。
凿孔应根据工程规模、工期和施工质量要求选用凿岩设备，有条件时优先采用凿岩台车，以提高凿孔精度（包括炮眼的开孔位置、角度、深度）。
（4）爆破参数应通过试验确定。
当无试验条件时，可参照表4.3-1、表4.3-2选用。
表4.3-1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
50～60
55～75
0.8～0.85
0.25～0.40
硬岩
40～55
50～60
0.8～0.85
0.15～0.25
软质岩
30～45
45～60
0.75～0.8
0.04～0.15
表4.3-2预裂爆破参数
岩石类别
周边眼间距
E（cm）
至内排崩落眼间距
（cm）
装药集中度q
（kg/m）
极硬岩
40～50
40
0.3～0.4
硬岩
40～50
40
0.2～0.25
软质岩
35～40
35
0.07～0.12
注：
a.表中所列参数适用于炮眼深度1.0～3.5m,炮眼直径40～50mm,药卷直径20～35mm。
b.当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E应取较小值。
c.周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。
软岩在取较小E值时，W值应适当增大。
d.E/W：
软岩取小值，硬岩和断面小时取大值。
e.表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药，选用其它类型炸药时，应修正。
（5）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，硬岩开眼位置在轮廓线上，软岩可向内偏5～10cm。
底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破，Ⅱ级围岩段的中心水沟应与隧底光爆层同时爆破成形。
辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆破出的石度适合装碴需要。
周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼加深10～20cm。
当开挖面凹凸较大时，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。
（6）炸药可选用岩石硝铵炸药和乳化炸药。
常用的周边眼装药结构有小直径连续装药、间隔装药、导爆索装药和空气柱状装药。
一般情况下宜选用小直径连续装药或间隔装药结构；当岩石很软时，可采用导爆索装药结构；当眼深不大于2m时，可采用空气柱状装药结构。
爆破装药方式详见图4.3-1所示。
图4.3-1爆破装药示意图
4.4初期支护施工
Ⅱ级围岩隧道初期支护一般由钢筋网、C25喷射混凝土、φ22砂浆锚杆组成。
初期支护施工程序见下图。
4.4.1砂浆锚杆施工
每循环开挖完后和时按设计进行初期支护施工，包括全长粘结砂浆锚杆。
先进行孔位测量放样，孔位测量做到位置准确，采用锚杆台车和人工手持风枪按放样进行钻孔，标志杆做控制钻孔方位，使孔位角度符合设计要求，钻孔完毕打入锚杆后，随即在钻杆尾部安设垫板，上紧螺帽，然后连接注浆管，再用高压注浆设备注浆，注浆顺序自两侧起拱线向拱顶逐根进行。
砂浆锚杆孔采用倒退式注浆，人工打入锚杆。
砂浆锚杆施工工艺见下图。
施工工艺方法：
钻孔：
根据受喷面情况和设计要求布置孔位，并作标记。
施工时采用锚杆台车或风枪钻孔，孔深偏差大于锚杆长10cm，锚杆孔距偏差为±15cm，采用“先灌注砂浆，后安装锚杆”的程序施工，钻头直径大于锚杆直径16mm。
系统锚杆在围岩开挖和初喷混凝土后打设，钻孔时确保孔口岩面整平，使岩面与钻孔方向垂直。
锚杆锚固：
锚杆埋设前，对锚孔进行检查，孔位、孔深、孔径、方向等必须合格。
同时用高压风、水清孔，使孔干净无积水残碴。
锚杆加工前检查锚杆钢材、直径等符合要求，锚杆端头加工螺纹长度不小短于10cm。
锚杆埋设采取先灌注砂浆后插杆施工，砂浆强度和配比由设计和试验选定，注浆时注浆管插至距孔底50～100mm，随砂浆的注入缓慢拔出，并插入锚杆，然后用半干硬砂浆封实孔口，用楔子固定锚杆，并安设垫板，上好螺帽。
锚杆埋设后24h以内不许碰撞，不许悬挂重物，锚杆砂浆参膨胀和早强剂，以提高其早期强度，砂浆强度达到10MPa后，拧紧螺母，使垫板紧贴初喷砼面。
4.4.2钢筋网施工
钢筋网加工：
钢筋网按照设计要求加工成方格网片，纵横钢筋相交处可点焊成块。
工艺流程：
钢筋网一般在初喷砼、锚杆完工之后安设，施工时运至工作面进行敷设，网片要紧贴初喷面，砼保护层厚度必须满足设计要求。
网片与网片间、网片与锚杆间要焊接牢固。
技术要点：
钢筋必须经试验检测性能合格；使用前要作钢筋除锈和去污处理；钢筋网节点与锚杆间采用电焊焊接牢固，网片间用铁丝扎紧或焊接，在喷射作业时不得移动；钢筋网搭接长度不小于一个网格；钢筋网铺设随砼初喷面起伏，并与壁面接触密实；复喷砼后，将钢筋网完全覆盖，钢筋网不得外露，而且要有3～5cm厚保护层。
复喷后喷砼面应平整。
4.4.3喷射混凝土施工
喷射砼施工采用湿喷砼工艺，详见图。
在作业时，砼由砼拌合站拌好，通过砼输送车向洞内送料，空压机供风，采用湿喷机喷射。
施工工艺：
砼喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔16mm），以避免超粒径骨料进入喷射机；用高压水冲洗干净受喷围岩面，而后即可开始喷射砼。
送风之前先打开计量泵（此时喷嘴朝下，以免速凝剂流入输送管内），以免高压砼拌合物堵塞速凝剂喷射孔；送风后调整风压，使之控制在0.45～0.7MPa之间，若风压过小，粗骨料则冲不进砂浆层而脱落，风压过大将导致回弹量增大。
因此，按砼回弹量大小，表面湿润易粘着力度来掌握。
喷射压力与喷射机机械手调配适当，根据喷射仪表反馈的信息和时调整风压和计量泵，控制好速凝剂掺量。
喷嘴与岩面的距离按规范执行，喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以直径方向喷射。
一次喷射厚度不宜超过10cm，采用凿孔法检查厚度。
若需喷第二层，两层喷射的时间间隔为15～20min。
为提高工效和保证质量，喷射作业分片进行，可按照先边墙后拱脚，最后喷射拱顶的顺序施喷。
喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，力求喷出的砼层面平顺光滑。
按规定留置喷射混凝土试块。
5.施工要求
（1）洞身开挖中，应在每一次开挖后和时观察、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。
（2）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眼底间距允许偏差为±5cm。
辅助眼口间距允许误差为±10cm。
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。
（3）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）侵入衬砌应不大于5cm，拱脚和墙角以上1m范围内严禁欠挖。
（4）隧底开挖后应和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。
（5）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。
（6）水沟开挖位置、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。
（7）按照铁建设[2008]160号文件要求，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩地段仰拱距离掌子面不宜大于90m，Ⅰ、Ⅱ级围岩地段二衬距离掌子面不大于200m，Ⅲ级围岩地段二衬距离掌子面不宜大于120m。
（8）加强对技术和施工人员的培训，提高全体人员的安全、质量意识。
（9）严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工，如需改变开挖方法应按照变更程序申请改变施工方案。
（10）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、不均匀变形和人工或机械碰撞等原因对控制点造成损害。
（11）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。
（12）隧道开挖中，应在每次开挖后和时观察、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，判断围岩的稳定性。
（13）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。
（14）制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。
（15）隧道施工应做好洞顶、洞门和洞口防排水系统。
洞门和洞内排水沟应进行铺砌，砂浆抹面，防止地表水和施工用水下渗，影响结构安全。
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.质量控制和检验
6.1严格控制爆破参数，避免欠挖和大面积超挖。
6.2定期对已开挖段进行断面复测，分析超欠挖。
6.3钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、网路接线和起爆。
并加强装药和起爆联网的监控和检查，严格执行钻爆设计，经检查合格后方可起爆。
6.4钻眼作业应符合下列规定：
（1）炮眼的深度和斜率应符合钻爆设计。
掏槽眼眼口间距误差不大于3cm，眼底间距误差不得大于5cm；辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于5cm；周边眼眼口位置误差不得大于3cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线3～5cm/m（深眼取大值，浅眼取小值）。
（2）当采用凿岩机钻眼时，掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于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15cm。
（3）当开挖面凹凸较大时，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。
（4）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。
（5）当采用凿岩机钻孔，当凿孔高度超过2.0m，都应配备与开挖断面相适应的作业台架进行凿孔，钻孔作业应定人定岗，尤其是左右侧周边眼司钻不宜变动。
6.5所有装药的炮眼应采用炮泥堵塞，炮泥宜采用炮泥机制作的粘土炮泥，堵塞前应事先将炮泥制成比炮孔直径稍小一点的炮泥条备用，堵塞长度应通过计算确定；浅孔应将余孔全部堵塞。
不得采用炸药的包装材料等代替炮泥堵塞。
6.6爆破作业时，所有人员应撤至不受有害气体、振动和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。
6.7提高光面爆破效果，除注意地质条件的影响外，应在爆破设计、钻爆作业等方面采取以下技术措施：
6.7.1周边眼间距与抵抗线的相对距离要合理，通常减小周边眼间距和抵抗线，爆破后轮廓成形好。
6.7.2周边眼装药集中度太大易造成超挖，而太小易造成欠挖。
装药结构应均匀分布，眼底可相对加强一些。
软岩周边眼装药宜采用导爆索或导爆索束。
6.7.3周边轮廓线和炮眼的放样宜采用隧道激光断面仪、全站仪或其他类似的仪器，尽量减少人工操作。
周边轮廓线的放样误差应不大于±2cm。
6.7.4减少周边眼开眼误差，硬岩开眼位置在轮廓线上，软岩可向内偏5～10cm。
6.7.5应减小外插角的误差，一般小于3m时外插角的斜率宜为0.05，大于3m时外插角的斜率宜为0.05～0.03；外插角的方向应与该点轮廓线的法线方向一致。
6.7.6爆破后应检查爆破效果，并符合下列要求：
（1）爆破后围岩的稳定情况应符合：
硬岩无剥落；中硬岩基本无剥落；软弱围岩无大的剥落或坍塌。
（2）检查并记录超欠挖情况，并应符合要求。
（3）开挖轮廓圆顺，开挖面平整。
（4）爆破进尺达到设计要求，爆出的石块度满足装碴要求。
（5）炮眼痕迹保存率应符合规定并在开挖轮廓面上均匀分布。
对地质条件好的隧道，光面爆破炮眼残留率要求硬岩达到80％以上、中硬岩达到60％以上。
（6）两次爆破的衔接台阶尺寸应符合规定。
（7）当在浅埋、软岩、邻近有建筑物等特殊情况地段爆破时，应采用仪器检测围岩爆破扰动范围和垂直振速，并采取措施控制爆破对围岩的扰动程度。
（8）爆破作业实施前应进行爆破震动监测、噪声监测、空气污染和粉尘监测。
爆破振动监测的对象有：
a对洞口附近的建筑物和构筑物的振动。
b对浅埋隧道地表的建筑物和构筑物的振动。
c对相邻隧道或地下构筑物的振动。
d每一新的爆破设计实施时对新喷混凝土、刚脱模的二次衬砌混凝土的振动等。
（9）测得的质点振动速度应符合《爆破安全规程》（GB6722）的规定，若振速超过规定时应调整爆破设计参数。
7.安全和环保要求
7.1从事爆破、电力、高处作业和起重作业等特殊作业人员，各种机械的操作人员和机动车辆驾驶人员，必须经过劳动安全管理部门专业培训并考试取得《安全操作合格证》后，方准持证独立操作。
7.2爆破作业时，所有人员应撤离至不受有害气体、振动和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。
7.3隧道爆破作业按《爆破安全规程》操作施工，洞内爆破时，必须统一指挥，所有人员应撤至不受有害气体、振动和飞石伤害的地点，安全距离大于200米。
7.4设置放炮前的专职安全检查员，和时检查现场的安全情况，以确定是否可以起爆，爆破后必须经过通风排烟，且至少相距15分钟以上，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。
。
7.5瞎炮处理必须设立警戒区，瞎炮必须由原爆破手按规定处理。
视情况确定具体处理方法：
将引线或电线重新接好，再行起爆，严禁打残眼；在距瞎炮0.6m处打一平行炮眼诱爆，但必须注意岩层节理情况，在打眼地点不得有连通瞎炮的裂缝；安全妥善地取出堵塞物，重装药起爆。
7.6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。
当相对开挖工作面相距10～15m时，应从一端开挖贯通。
7.7开挖达到一定距离后，必须跟进仰拱和二衬施工，仰拱距离掌子面距离规定：
Ⅱ、Ⅲ级围岩不超过90m，二衬距离掌子面距离的规定：
Ⅱ级围岩不超过200m，Ⅲ级围岩不超过120。
7.8爆破器材运输和爆破施工安全保证措施
（1）严格爆破器材的管理，火工材料运到工地的炸药若当天未使用完，必须如数交回，不得在工地留存过夜。
火工品使用、运输过程中必须有公安人员负责押运。
（2）在进行爆破作业之前，要取得当地公安部门的批准，并提前14天以书面形式通知监理，提出相应的安全防护措施，经监理同意后实施。
遵守各项规章制度，向公安局申请购买、运输、储存和使用爆炸物品的许可证，定期或不定期地接受当地公安部门的检查。
（3）加强火工品的管理。
爆破物资由爆破工程师提前2～3天上报用料计划。
建立火工品领用、发放登记制度，将雷管编号落实到每一个爆破作业人员，有关管理信息按照公安部的统一标准和时报送所在地县级人民政府公安机关备案。
（4）爆破工要持证上岗，装药过程中不能抽烟，放炮前要对炮眼连线进行逐孔检查，点炮前要由专职安全员检查其他人员和所有机械设备是否撤至安全地带。
对哑炮要严格按《爆破作业规程》进行处理。
附件和附图：
1、Ⅱ级围岩Ⅱa型复合式衬砌断面图
2、Ⅱ级围岩Ⅱb型复合式衬砌断面图
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