隧道开挖施工技术交底.docx
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隧道开挖施工技术交底
光面爆破施工作业指导书
1.适用范围
2.施工准备
2.1内业技术准备
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，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。
对施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
2.2外业技术准备
进行线路复测及导线网加密布设的测量，进行现场地形地貌的踏勘，施工作业层中所涉及的各种外部技术数据搜集，为施工技术方案的比选提供依据。
3.技术要求
洞身段开挖
超前地质预报：
采用地质超前预测预报系统对前方围岩进行超前探测，分析围岩的各种性能指标，以确定合理的施工方案。
施工测量放样：
开挖前将控制开挖的中线、水平引至开挖部位掌子面，确定开挖轮廓。
根据钻爆设计布置好炮眼。
钻爆设计：
岩石隧道开挖前，根据工程地质条件、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。
其内容为：
炮眼的布置、深度、斜率和数目，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方式和爆破顺序，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、主要经济技术指标及必要的说明。
开挖作业照明安装，钻眼机具到位，高压风、水管的连接。
做好洞内、外排水系统，保证排水畅通。
规划弃碴位置，布置出碴路线，出碴设备准备。
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
钻孔
装药
爆破
开挖
洞身支护
4.2工艺流程
5.施工要求
5.1施工准备
开挖前应先进行测量放样，控制开挖的中线、水平引至开挖部位掌子面，确定开挖轮廓。
测量人员定出隧道中线和开挖轮廓线，用红油漆按钻爆布置画出炮眼位置，经检测合格后方可施工。
开挖作业照明安装，钻眼机具到位，高压风水管的连接，做好洞内、外排水系统，保证排水畅通，规划弃碴场位置，布设出碴路线，出碴设备准备。
5.2施工工艺
正洞洞身主要开挖方法
根据设计要求，Ⅳ级围岩宜采用三台阶开挖法，Ⅴ级围岩宜采用三台阶预留核心土开挖法。
5.3洞身开挖方法工艺及施工工序
V级围岩：
上台阶环形开挖
上台阶拱部初期支护
上台阶核心土开挖
下台阶开挖
下台阶边墙初期支护
隧道捡底及初期支护
仰拱浇筑
二次衬砌整体浇筑
Ⅳ级围岩：
上台阶开挖
上台阶拱部初期支护
下台阶开挖
下台阶边墙初期支护
隧道捡底及初期支护
仰拱浇筑
二次衬砌整体浇筑
施工工艺流程及施工工序见下图。
台阶法开挖施工工艺及流程图
隧道开挖允许超挖值（cm）
围岩级别
开挖部位
Ⅴ、Ⅵ
Ⅱ～Ⅳ
Ⅰ
拱部
线性超挖
10
15
10
最大超挖
15
25
200
边墙线性超挖
10
10
10
仰拱、
隧底
线性超挖
10
最大超挖
20
注：
①本表适用于炮眼深度不大于3.0m的隧道。
炮眼深度大于3.0m时，可根据实际情况另定。
②
。
③最大超挖值是指最大超挖处至设计开挖轮廓切线的垂直距离。
④表列数值不包括测量贯通误差、施工误差。
如采用预留支撑沉落量时，不再计超挖值。
⑤超过表中所列数值的部分按局部坍塌或塌落处理。
隧道开挖应少欠少超，当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌（每1m2不大于0.1m2、高度不大于5cm）。
拱脚和墙脚以上1m范围内严禁欠挖。
（1）隧道开挖轮廓线应以衬砌设计轮廓线为基准，考虑围岩变形量、施工误差和测量贯通误差等因素适当加大。
施工中应严格控制超欠挖。
（2）洞身开挖轮廓线预留围岩变形量，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设计及工程类比法确定。
如设计没有提出明确要求，可按下表选取。
（3）隧道开挖预留变形量
围岩级别
Ⅱ
Ⅲ
Ⅲ偏
Ⅳ
Ⅳ加、偏
Ⅴ
Ⅴ加、偏
预留变形量（cm）
3～5
5～8
5～8
8～10
8～10
10～15
10～15
（4）开挖前应进行超前地质预报，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，做好施工方法的调整预报以指导施工。
超前地质预报和围岩监控均纳入开挖工序。
1）隧道洞身应采用光面爆破或预裂爆破。
拱部宜采用光面爆破，墙部宜采用预裂爆破，底板（仰拱）应预留光爆层进行光面爆破。
爆破前应根据地质条件、断面尺寸、开挖方法、循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计，施工中应根据爆破效果及时调整爆破参数，以达到最佳爆破效果。
2）在浅埋条件下有邻近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振速，并采取措施减小爆破对围岩和临近建筑物的扰动程度。
3）边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须符合设计要求。
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。
4）隧道开挖后应及时进行初期支护。
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等级的70%及以上时进行下一部分的开挖。
隧道通过膨胀性围岩时，支护应紧跟开挖，尽快封闭对围岩施加约束。
分部开挖施工过程中应加强对临时支护的保护。
5）隧道开挖误差控制：
中线±5cm；高程±5cm。
6）洞内开挖土石方的弃置，应符合设计要求和环境保护、水土保持的有关规定，不得影响既有建筑物的安全，并应采取挡护措施防止弃碴流失对自然环境造成不良影响。
7）不良地质地段（断层、岩溶、浅埋富水等）隧道开挖应根据实际情况采取先预报、管超前、短进尺、控爆破、早支护、快封闭、勤量测的施工方法。
8）隧道弃碴不得随意在桥涵、构造物附近堆放，以免影响桥涵结构受力或破坏。
5.2.3爆破设计
1）一般规定
（1）隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆炸材料等进行钻爆设计。
钻爆设计应根据爆破效果调整爆破参数。
（2）钻爆设计的内容应包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）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、主要技术经济指标及必要的说明。
（3）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）掏槽炮眼可采用直眼掏槽或斜眼掏槽。
2）炮眼布置应符合下列规定：
（1）周边眼根据围岩情况合理布置，保证开挖断面符合设计要求。
（2）辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间，力求爆破出的石块度适合装碴的需要。
（3）周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼应加深10～20cm。
3）爆破参数选择
（1）岩石隧道的爆破作业，应采用光面爆破或预裂爆破。
光面爆破和预裂爆破参数应通过试验确定。
当无试验条件时，有关参数可参照下表选用。
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）
硬岩
55～70
60～80
0.7～1.0
0.30～0.35
较硬岩
45～65
60～80
0.7～1.0
0.20～0.30
软质岩
35～50
45～60
0.5～0.8
0.07～0.12
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）
硬岩
40～50
40
0.30～0.40
较硬岩
40～45
40
0.20～0.25
软质岩
35～40
35
0.07～0.12
注：
①表3－7、3－8所列参数适用于炮眼深度1.0～4.0m，炮眼直径40～50mm，药卷直径20～25mm。
②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。
③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。
④E/W：
软岩取小值，硬岩及断面小时取大值。
⑤表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药，选用其他类型炸药时，应修正。
（2）隧道爆破应根据地质、水文条件选择适当的炸药品种和型号；宜采用导爆管毫秒雷管起爆，光面爆破宜选用低密度、低爆速、低猛度或高爆力的炸药。
常用炸药、雷管参见《公路工程隧道工程施工技术指南》。
（3）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。
4）工艺控制
（1）Ⅲ级深埋段和Ⅳ级围岩段上、下半断面采用台阶法光面爆破开挖，严格控制装药量及按照光面爆破设计施工，减少炮轰波对围岩的扰动，达到保护围岩的目的。
（2）周边眼采用φ25mm小直径药卷不耦合装药方式，其余炮眼采用连续装药，富水地段采用乳化防水炸药，掏槽眼采用复式楔形掏槽。
爆破材料采用1～15段非电毫秒雷管和塑料导爆管起爆，周边眼采用低爆速（3000-3200m/s）、低密度（0.85-1.05g/cm3）、高爆力、传爆性好的小直径2号岩石硝铵炸药（φ25mm直径），富水地段采用乳化炸药，炮泥堵塞，导爆管复式网路联接，各部一次起爆。
光面爆破受多种因素影响，包括围岩强度、整体性、节理、层理等地质因素，爆破参数进行现场设计动态调整。
同一类围岩经试爆取得的技术参数，做为初步依据，每一循环爆破作业都要根据上一循环爆破效果，以及本循环围岩特征进行适当调整，选择一组最佳技术参数。
上一循环是下一循环的预设计和试爆破。
光面爆破工艺流程见下图
（3）施工顺序：
测量放样→标出孔位→钻孔→装药连线→起爆。
（4）钻爆作业整个钻孔过程，可分为准备、定位、开口、拔杆、移位五步。
准备：
开工前准备工作做到“四查”，即：
查风动凿岩机水管路连接部位是否牢固；查钻头钻杆等配件是否齐全；查易耗材料、器材是否有充分的备用量。
定位：
利用自制钻爆台车在掌子面画出各炮孔位置及中线和高程十字线，确定钻孔范围，并明确钻孔先后次序。
开口：
风动凿岩机开口时缓慢推进，并特别注意钻杆方向与隧道中线的夹角是否符合设计外插角。
拔杆：
在整体性较好的石质中缓慢拔出钻杆；如遇破碎岩石卡钻时，应慢慢来回推进，使之拔出；如拔杆困难，在靠近该钻位重新钻眼，使之拔出。
移位钻孔：
钻好一个炮孔进行下一炮孔钻进时，要做到“准、顺、平、齐”。
准：
按周边孔参数要求，孔位要选准；顺：
侧墙孔孔口要顺开挖轮廓线布置，使孔底均位于开挖允许的超欠范围内；平：
各炮眼相互平行（孔口和孔底距相等）；齐：
孔底要落在同一平面上，爆出的断面要整齐，便于下一循环作业。
（5）按各断面炮孔爆破设计装药量装药联线，塑料导爆管起爆网络联接采用复式联接网路。
炮孔孔口采用炮泥堵塞。
（6）根据公路隧道施工经验，围岩光面爆破周边眼间距宜控制在45～60cm、底板眼间距控制在50～60cm之间、抵抗线控制在60cm左右；上台阶内圈眼间距为70～90cm，每环间距控制在75～100cm之间，中、下台阶内圈眼间距可根据出碴能力灵活控制，一般为110～130cm之间，每层之间为70～110cm。
（7）Ⅲ、Ⅳ级围岩台阶法施工典型断面爆破设计、装药结构见下图：
《V级围岩正台阶法施工典型断面爆破设计图》、《Ⅳ级围岩正台阶法施工典型断面爆破设计图》、《装药结构图》。
Ⅳ级围岩正台阶法施工典型断面爆破设计图
V级围岩正台阶法施工典型断面爆破设计图
V级围岩周边孔装药结构图V级围岩周边孔装药结构图
V级围岩正台阶法爆破参数表
序号
上、中下台阶
炮眼分类
炮眼数（个）
雷管段数（段）
炮眼长度（m）
炮眼装药量
每孔药卷数（卷/孔）
单孔装药量（Kg/孔）
合计药量（Kg）
1
上
台
阶
掏槽眼
6
1
1
3.5
0.525
3.15
2
6
3
1.4
5.5
0.825
4.95
3
6
5
2
8.5
1.275
7.65
4
辅助眼
8
7
1.6
5
0.75
6
5
15
9
1.6
5
0.75
11.25
6
内圈眼
19
10
1.6
4
0.6
11.4
7
周边眼
42
11
1.6
1+1.5
0.3
12.6
8
底板眼
17
12
1.7
6
0.9
15.3
9
合计
119
72.3
10
中
台
阶
掘进眼
15
2
1.6
4
0.6
9
11
15
4
1.6
4
0.6
9
12
15
6
1.6
4
0.6
9
13
周边眼
20
8
1.6
1+1.5
0.3
6
14
底眼
17
10
1.7
5
0.75
12.75
15
合计
82
45.75
16
下
台
阶
掘进眼
15
1
1.6
4
0.6
9
17
9
3
1.6
4
0.6
5.4
18
12
5
1.6
4
0.6
7.2
19
周边眼
10
7
1.6
1+1.5
0.3
3
20
底眼
20
9
1.7
5
0.75
15
21
合计
66
39.6
22
总计
267
157.65
Ⅳ级围岩正台阶爆破主要经济技术指标
序号
项目
单位
数量
1
开挖断面积
m2
149.6
2
预计每循环进尺
m
1.5
3
每循环爆破石方
m3
224.4
4
炮眼总数
个
267
5
炸药用量
Kg
157.65
6
比钻眼数
个/m2
1.78
7
比装药量
Kg/m3
0.7
8
预计炮眼利用率
%
94
8.质量控制及检验
8.1质量控制
8.1.1隧道开挖质量控制
1）采用激光导向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。
8.1.2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。
1）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。
8.1.3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。
8.2质量检验
8.2.1开挖质量检验
1）采用台阶法、三台阶法开挖，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，将隧道断面分成二或三部，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。
8.2.2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：
（1）对洞口附近的建筑物和构筑物的振动。
（2）对浅埋隧道地表的建筑物和构筑物的振动。
（3）对相邻隧道或地下构筑物的振动。
（4）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.安全及环保要求
9.1安全要求
9.1.1施工区域设置警示标准，严禁非工作人员出入。
9.1.2如果洞内有害气体超标，施工人员禁止入洞。
9.1.3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。
9.1.4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。
9.1.5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。
9.1.6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。
9.1.7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。
9.1.8要保证工作区的照明亮度满足施工规范要求。
9.1.9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。
9.2.环保水保措施
9.2.1加强设备养护，减少设备漏油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。
9.2.2弃土场要先挡护后弃碴，防止泥沙冲刷污染农田、河流。
9.2.3洞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。
9.2.4洞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。
9.2.5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危害，必要时对运输道路进行洒水。
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