三臂凿岩台车作业指导书之欧阳法创编.docx
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三臂凿岩台车作业指导书之欧阳法创编
京沈客运专线（辽宁段）TJ-1标隧道工程
时间：
2021.03.09
创作：
欧阳法
编号：
05031001
三臂凿岩台车
洞身开挖施工作业指导书
编制:
审核:
审批:
中国路桥工程有限责任公司
京沈客运专线辽宁段TJ-1标项目经理部2015年3月10日发布
1.适用范围
本作业指导书适用于京沈客运专线辽宁段TJ-1标三棱山隧道进出口Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级正洞暗挖地段施工。
2.作业准备
2.1熟悉图纸，编制施工工艺设计和作业指导书，做好各项技术交底；组织技术培训、考核；
2.2根据工艺特点，做好现场劳动力组织，准备好各种施工机械，并检查其性能和完好率，使其能满足施工要求；
2.3组织好施工所需的各项材料，并在数量和质量上满足施工要求。
2.4清理场地，清除洞门范围内边坡、仰坡以上可能滑塌的表土、危石，不留后患；
2.5场地布置
（1）遵循“安全、经济、合理、文明、合法”的原则，尽量减少施工用地，少占农田，使布局紧凑合理。
（2）合理布置施工所需设施，各种生活设施便于职工生产、生活；生产设施尽量靠近施工现场，避免材料、设备二次倒运。
所有生活区、生产区以及隧道洞门口周围均应设置排水系统，并满足安全防火、防电和劳动保护要求。
（3）修建施工便道。
施工便道必须满足重车通过能力，宽度不小于4m，并设置汇车道，两侧设排水沟，局部地表横坡较大填土较高处，在便道下方设置挡土墙。
（4）弃碴场布置在指定范围内，并在下游按设计要求做好防止水土流失的挡护工程。
炸药库按国家有关规定建设。
3.技术要求
3.1三棱山隧道正洞不同地层条件三臂凿岩台车暗洞洞身开挖施工方法如下：
（1）Ⅳ级围岩：
台阶法。
支护采用喷混凝土+径向锚杆（砂浆锚杆和中空组合锚杆）+格栅钢架+钢筋网联合支护体系。
辅助施工措施为DK493+970～DK494+030浅埋暗挖地段设置超前中管棚，其他地段设置超前小导管。
（2）Ⅲ围岩：
台阶法。
支护采用喷混凝土+径向锚杆（砂浆锚杆和中空注浆锚杆）+钢筋网联合支护体系。
（3）Ⅱ级围岩：
全断面法。
支护采用喷混凝土+径向锚杆。
4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
施工准备
围岩处理
测量放线
三臂凿岩台车钻孔
装药
爆破
通风出碴支护。
4.2工艺流程
5施工要求
5.1台阶法
5.1.1施工工序
三臂凿岩台车台阶法施工工序见图1、图2。
横断面示意图
纵断面示意图
图1Ⅲ级围岩台阶法施工工序示意
横断面示意图
纵断面示意图
图2IV级围岩台阶法施工工序示意图
5.2工作内容
IV级围岩：
（1）超前小导管（中管棚）
（2）上台阶开挖；（3）上台阶初期支护。
Ⅲ级围岩：
（1）上台阶开挖；
（2）上台阶初期支护。
5.3施工工艺流程
台阶法施工工艺流程见图3、图4。
5.3.1施工工艺
（1）IV围岩地段
a、利用上一循环架立钢架施作隧道上台阶拱部超前小导管（拱部140°范围内），并对开挖轮廓周边地层进行注浆。
b、在超前小导管防护下，弱爆破弧形开挖上台阶①部，上下台阶分界线设置在开挖断面圆心点位置，每循环进尺长度为设计2榀钢架间距，人工配合整修。
施作①部导坑周边的初期支护：
即初喷混凝土（必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面），钻设径向系统锚杆，铺设钢筋网，架立型钢或格栅钢架，并设纵向连接钢筋和锁脚锚管，将钢筋网、钢架与径向锚杆尾部焊接成为一个整体后，复喷混凝土至设计厚度。
测量放线
超前地质预报
三臂凿岩台车就位
拱部超前支护
上台阶弧形开挖
上台阶初期支护
围岩监控量测
下一循环
图3IV级围岩台阶法施工工艺流程图
（2）Ⅲ级围岩地段
（3）
测量放线
超前地质预报
三臂凿岩台车就位
上台阶弧形开挖
上台阶初期支护
围岩监控量测
下一循环
图4Ⅲ级围岩台阶法施工工艺流程图
a、弱爆破弧形开挖上台阶①部，上下台阶分界线设置在开挖断面圆心点位置（围岩结构完整，自稳能力好时，适当加大上断面高度约1～2m，充分发挥三臂凿岩台车的功效，加快施工进度），人工配合整修。
施作①部导坑周边的初期支护：
即初喷混凝土（必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面），钻设径向系统锚杆，铺设钢筋网，将钢筋网与径向锚杆尾部焊接成为一个整体后，复喷混凝土至设计厚度。
上台阶开挖时根据围岩状况和光面爆破的效果将进尺控制在3～5m。
5.4全断面法
全断面法施工工序见图5。
5.4.1施工工序
横断面图
纵断面示意图
图5全断面法施工工序示意图
5.4.2作业内容
（1）全断面开挖；
（2）施作初期支护；
Ⅱ级围岩全断面施工，进尺为5m；根据施工需要，增加一台三臂凿岩台车，利用两台三臂凿岩台车同时钻孔，缩短循环时间，加快进度，保障工期。
6.劳动力组织
6.1劳动力组织见表1。
表1I型机械化施工劳动力组织（每班，考虑一台三臂）
序号
工序名称
施工人数
备注
1
开挖
上台阶
10
其中三臂凿岩台车3人，装药7人
全断面
10
其中三臂凿岩台车3人，装药9人
Ⅳ级围岩施工时，每循环进行时间较长，配置一个班组即可。
Ⅱ、Ⅲ级围岩施工，每天至少进行2个循环，配置两个班长。
6.2三臂凿岩台车操作手（司钻工）的技能要求
（1）掌子面上突出一个中心，五个基本点
隧道开挖成形的好坏取决于司钻工钻眼成孔质量的好坏，针对钻爆设计，在隧道开挖轮廓线上，突出一个中心，即隧道中心大楔形掏槽，精心设计，合理组织，从钻眼的角度、深度高标准施钻，确保掏槽成功；五个基本点，即一个拱顶点、二个起拱点、二个边脚点的施钻，确保隧道开挖轮廓环向曲线圆滑。
（2）台车推进梁定位方面，强化一条平行线，二个基本点
钻眼成孔质量的好坏取决于推进梁定位的精度，为此，在施钻周边眼时，推进梁定位时，要求司钻工在不影响钻机运行的条件下，必须尽可能维持梁定位与隧道中心线平行，为控制超欠挖，要求司钻工重点关注推进梁顶端和末端两个基本点。
（3）强化两只眼的管理
两眼指的是周边眼、掏槽眼，实施定人定位定岗责任制，周边眼、掏槽眼的钻孔质量是我们管理的重中之重，是一场戏中的两个主角，它将直接影响隧道开挖质量和进度，是全面突显台车优势的关键所在，开挖队的队长或班长必须对上一个循环的两眼质量作出评估记录，并交给单位主管或工区主任，根据项目部制订的《超欠挖控制奖罚办法》，对司钻工作出正确的奖罚决定。
7.材料要求
毫秒非电雷管、岩石乳化粉状炸药、岩石乳化乳状炸药应能满足使用要求。
8.设备机具配置
8.1机械设备配置见表3。
表3I型机械化施工设备配置表
作业内容
设备名称
规格
数量
备注
开挖
三臂凿岩台车
XL3D1838
1
风镐
ST-25
4
气腿式凿岩机
YT-28
10
多功能台架
1
挖掘机
220
2
支护
湿喷砼机械手
西卡
1
混凝土运输车
8M3
3
电焊机
500A
2
8.2阿特拉斯科普柯XL3D1838三臂凿岩台车主要性能
（1）三臂凿岩台车外形尺寸见图6
图6三臂凿岩台车外形尺寸图
三臂凿岩台车车身净长17.5m，高度约3.8m，车身净宽2.5m。
（2）三臂凿岩台车主要性能
三臂凿岩台车主要性能见表4
表4三臂凿岩台车主要性能表
机械型号
阿特拉斯科普柯XL3D1838
整机质量（kg）
39000
发动机额定功率（kw）
175
最大作业宽度（mm）
14340
最大作业高度（mm）
12030
最大行车速度（km/h）
18
最大摆动角
45度（左、右）
8.3阿特拉斯科普柯XL3D1838三臂凿岩台车保养要求
（1）每班必须在台车出洞之前保养工到达修理间，提前做好准备工作。
（2）加强对台车的检查工作，对可预见的问题做好提前检查，特别做好对发动机，底盘行走的检查；对钻机的牵引，回位钢丝绳的检查[因为洞内钢丝绳的更换时间长，影响正常开挖循环时间].
（3）日常保养工作要做到位，钻机---推进梁----小臂----大臂如果出现螺栓松动，及时拧紧。
（4）及时处理司钻工提出的问题。
9质量控制及检验
9.1质量控制
（1）隧道开挖质量控制
①采用全站仪配合测量人员准确放样，根据围岩情况合理调整钻爆参数，采用每一开挖循环一分析，及时调整钻爆参数,对出现超欠挖部位在下一循环进行修补，达到设计要求标准。
②开挖前，采用地质超前预测预报对前方围岩进行超前探测，分析围岩的各种物理化学性能指标，以确定合理的施工方案。
③开挖时根据工程地质条件以及开挖方法，采用合理的开挖机具，严格管制欠挖，并根据围岩级别，确定合理的循环进尺过长，造成围岩失稳。
同时按照设计要求及时施作永久性支护体系和临时支撑体系。
在上一循环支护达到一定强度后，再进行下一循环的开挖。
④双线隧道属大断面隧道开挖，施工严格控制进尺，每次开挖一榀钢架间距并尽快施作初期支护。
做到“管超前、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”。
⑤开挖后按照设计要求加强围岩变形量测监控，根据量测反馈数据及时调整开挖方案，防止围岩坍塌。
（2）钻爆作业施工质量控制
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。
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。
⑦爆破作业时，所有人员应撤至不受有害气体、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。
（3）光面爆破质量控制
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。
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。
③周边轮廓线和炮眼的放样宜采用隧道激光断面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。
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。
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。
9.2质量检验
（1）开挖质量检验
①采用台阶法开挖，由于开挖步骤比较多，工序较复杂，因此必须合理安排工序，才能保证施工规范、有序进行，从而保证施工进度。
②施工时，每开挖一步均及时施作喷锚支护、安设钢架。
各部分开挖时，钢架设计加工与开挖轮廓吻合，支护尽量圆顺，从而减小应力集中。
③每一分部的开挖高度，台阶长度要根据设备、地质等情况适当调整。
④施工中特别注意施工用水和隧道渗水的排放。
由于工序多，施工用水和隧道渗水容易在边墙处汇集，浸泡拱脚基础，使其变软，从而造成初期支护和围岩的整体下沉。
⑤台阶法开挖，将隧道断面分成二部，从而“减小”开挖断面，减小隧道断面效应，同时减小爆破对围岩的扰动，因此在施工中爆破必须注意药量控制，不能影响围岩的稳定造成很大破坏，同时注意加强初期的支护质量，确保其支撑强度，从而保证使用本工艺施工成功。
（2）爆破质量检验
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：
对洞口附近的建筑物和构筑物的振动。
对浅埋隧道地表的建筑物和构筑物的振动。
对相邻隧道或地下构筑物的振动。
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。
10安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1有害气体的检测
（1）各隧道架子队成立以架子队长为组长的有害气体管理小组，指定专人负责现场有害气体管理工作，强化对施工现场的监管。
（2）有害气体监测的对象有：
瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢。
本隧道为非瓦斯隧道，监测频率较瓦斯隧道少，在围岩变化时必须监测，每班组不少于2次。
（3）重点监测的风流和场地：
开挖面回流、放炮地点附近20米以内的风流、局部塌方冒顶处、各种作业台车和机械附近20m处以及隧道顶部有凹陷有害气体易于聚集处。
（4）有害气体检测仪设专人保管、充电，随时保证检测准确性。
10.1.2盲炮和残余炸药的处理
（1）爆破完20分钟后，爆破员、安全员、技术员和领工员亲临掌子面检查爆破情况，有无大石块，周边轮廓情况，有无盲炮等。
（2）盲炮应在当班处理，当班不能处理或未及时处理完毕，应将盲炮情况在现场交接清楚，由下一班继续处理。
处理前由专职安全员设立警戒区域，进行值班，无关人员不得进入该区域。
（3）处理盲炮的方法，要依据检查情况而定，主要有重新连接起爆法、水洗法。
重新连接起爆法：
如孔外线路良好，经爆破员检查确认后，重新连接起爆。
水洗法：
用水冲洗孔内药卷，冲洗稀释炸药，然后清出雷管。
10.1.3其他施工安全要求
（1）施工区域设置警示标准，严禁非工作人员出入。
（2）如果洞内有害气体超标，施工人员禁止入洞。
（3）爆破作业时，要有专人指挥。
所有人员撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点。
（4）掌子面开挖台架的照明电压应为36V，设置专用照面配电箱及照明灯具。
（5）对软弱破碎，不稳定围岩实施多钻眼，少装药，短进尺，多循环，强支护，早封闭的原则，以减少对围岩的扰动。
（6）开挖成型后要及时进行初喷混凝土封闭开挖面，防止围岩风化。
初期支护和临时支护要及时施作，控制围岩的初期变形量，提高隧道围岩的自稳能力。
（7）严格按照机械设备的操作规程合理使用施工机械。
对各种机械设备要定期进行检查，保证机械设备在正常状况下工作。
（8）规范施工用电管理。
要做到“一机、一闸、一保护”，进洞电缆都要采用绝缘电缆线架空进洞。
（9）要保证工作区的照明亮度满足施工规范要求。
（10）隧道内加强通风，在有粉尘的作业环境中作业，除洒水和通风外，作业人员还必须配备劳保防护用品。
10.2环保要求
（1）加强设备养护，减少设备漏油及施工机械的废油废水，采用隔油池等有效措施加以处理，不得超标排放。
（2）弃土场要先挡护后弃碴，防止泥沙冲刷污染农田、河流。
（3）洞内外施工场地修筑临时排水设施保证排水畅通。
工地废水排放前先经沉淀池沉淀，并采取必要的净化措施处理达标后方可排放。
有害物质定点存放并按照有关规定处理。
（4）洞内爆破后要进行洒水除尘或采取必要的设备除尘，严格控制洞内空气中微小颗粒的含量符合有关规定要求。
（5）运输可能产生粉尘的车辆配备挡板及棚布，防止粉尘飞扬，减少对生产人员和当地居民造成的危害，必要时对运输道路进行洒水。
时间：
2021.03.09
创作：
欧阳法
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