隧道三台阶开挖施工方案.docx
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隧道三台阶开挖施工方案
新建漳州港尾铁路站前工程
亭仔岭隧道三台阶开挖
施工专项方案
编制：
审核:
审批：
中铁电气化局集团有限公司新建漳州港尾铁路工程指挥部
二〇一四年六月
一、概述
为保证隧道施工安全、提高施工质量，在隧道施工中，对工程水文地质复杂，可变性大的隧道采用了三台阶七步开挖法施工，该开挖工法特点如下：
1.1施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业。
部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工效较高；
1.2在地质条件发生变化时，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工方法；
1.3适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷；
1.4在台阶法开挖的基础上，预留核心土，左右侧错开开挖，利于开挖面稳定；
1.5当围岩变形较大或突变时,在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间。
二、编制依据
2.1漳州港尾铁路工程招投标文件；
2.2港尾施隧参02；
2.3铁路隧道工程施工质量验收标准TB10415-2003；
2.4铁路隧道工程施工技术指南（铁建设[2010]241号）；
2.5铁建设120号文；
2.6现行有关法规、标准、技术规范及环保方面的政策和法规。
三、施工设备投入情况
3.1机械设备
机械设备应结合隧道施工工期要求进行合理配置。
序号
名称
规格型号
数量
使用周期
备注
1
挖掘机
CAT150
1台
洞身施工期
2
挖掘机
PC150
1台
洞身施工期
3
装载机
ZL50
1台
全施工期
侧卸
1台
全施工期
正铲
4
自卸汽车
15T
3台
全施工期
5
轻型汽车
工具车
1台
全施工期
临时运输
6
变压器
630KVA
1台
全施工期
7
抽水机
13KW
4台
全施工期
11
风动凿岩机
YT-28
20台
全施工期
3.2测量仪器
序号
仪器设备名称
规格型号
单位
数量
检定状态
1
全站仪
莱卡TCR802
套
1
合格
2
水准仪
苏州一光DSZ2
台
1
合格
四、施工方案
4.1施工工艺
开挖按三台阶预留核心土法进行开挖。
施工工艺流程图（图1）
图1三台阶开挖法施工工艺流程
4.2施工方法及步骤
三台阶开挖法施工步骤见图2，施工工序见图3，开挖透视图见图4。
图4开挖透视图
第1步上部弧形导坑开挖:
拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度为3～5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3；开挖循环进尺不得超过0.8m，开挖后立即初喷4㎝混凝土。
及时架设钢架、锚网系统，在钢架拱脚以上30㎝高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角20°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
第2、3步左、右侧台阶开挖:
左、右侧台阶错开2～3m，开挖循环进尺不得超过0.8m,开挖后立即初喷4㎝混凝土，及时接长钢架并进行喷、锚、网系统支护，在钢架墙脚以上30㎝高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
第4、5步左、右侧台阶开挖:
左、右侧台阶错开2～3m，开挖循环进尺不得超过0.8m,开挖后立即初喷4㎝混凝土，及时接长钢架并进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30㎝高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。
第6步预留核心土开挖：
预留核心土开挖进尺阶与循环进尺相一致。
第7步隧底开挖：
每循环开挖长度宜为2～3m，开挖后及时施做仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施做仰拱，仰拱分段长度为6m。
五、施工要求
1、隧道进洞前要做好洞顶及洞口防排水系统。
防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全。
2、三台阶七步开挖法施工应做好工序衔接。
工序安排应当紧凑，尽量减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。
3.初期支护应及时封闭成环，全断面初期支护闭合时间宜控制在15d左右，有条件时应尽量缩短闭合时间
4.仰拱应超前施做，仰拱距上台阶开挖工作面控制在35m，铺设防水板、二次衬砌等后续工作应及时进行；
5、在满足作业空间和台阶稳定的前提下，尽量缩短台阶长度，核心土长度应控制在5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3。
6、三台阶七步开挖法施工应控制开挖长度，根据围岩地质情况，合理确定循环进尺，开挖后立即初喷4m混凝土，以减少围岩暴露时间。
7、严格按设计要求施做超前支护，控制好超前支护外插角，严格注浆工艺加固地层，保证隧道开挖在超前支护的保护下施工。
8、中、下台阶左、右侧开挖应错开，严禁对开，左右侧错开距离宜为2～3m。
9、钢架应严格按设计及规范要求加工制作和架设。
钢架应架设在坚实基面上，严禁拱（墙）脚悬空或采用虚渣回填。
钢架应与锁脚锚杆焊接牢固。
10、隧道超挖部位必须回填密实，严禁初期支护背后存在空洞。
必要时初期支护背后应进行充填注浆，保证初期支护与围岩密贴。
11、加强监控量测工作，根据量测结果，及时调整支护参数，确定二次衬砌施做时间，进行信息化施工管理。
12、完善洞内临时防排水系统，严禁积水浸泡拱（墙）脚及施工现场漫流，防止基底承载力降低。
当底层含水量大时，上台阶开挖工作面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部或两侧排水沟排出洞外。
出口为反坡施工，应设置密集集水箱将水集中抽排。
13、隧道开挖应严格控制欠挖，拱脚和墙脚1m范围内严禁欠挖，拱部平均线性超挖不得大于10cm，最大超挖不得大于15cm，拱墙平均线性超挖不得大于10cm，仰拱和隧底最大超挖不得大于25cm。
14、当围岩不稳定时，施工中应减少下部开挖时对上部围岩和支护的扰动，下部断面应在上部断面喷射混凝土强度到达70%以上时开挖。
15.隧道开挖进尺必须严格依据铁建设120号文件进行施工：
①Ⅴ级围岩每循环开挖进尺长度上台阶不应大于1榀钢架间距，Ⅳ级围岩每循环开挖进尺长度上台阶不应大于2榀钢架间距；②边墙每循环开挖支护不得大于2榀钢架间距；③仰拱每循环开挖进尺不得大于3m；④隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环。
16.严格控制安全步距：
仰拱距掌子面距离不得大于35米；二衬距掌子面距离不得大于70米。
六、质量控制
1、每一步支护前，都应进行围岩量测，确定围岩的稳定性并指导下一循环施工。
2、隧道开挖时严禁欠挖，当围岩完整、石质坚硬时，方允许岩石个别突出部分（每1m²不大于0.1m²）侵入衬砌，整体式衬砌应小于10cm，其他衬砌不应大于5cm，拱脚和墙角以上1m内断面严禁欠挖。
3.允许超挖值如下表（单位cm）：
围岩级别
开挖部位
Ⅱ～Ⅳ
Ⅴ
拱部
平均线性超挖
15
10
最大超挖
25
15
边墙线性超挖
10
10
仰拱、隧底
平均线性超挖
10
最大超挖
25
七、安全及环保要求
1、专人指挥机械装渣出渣保证安全。
2、洞内施工人员必须佩带好安全帽，洞口应有专人进行进洞人员登记。
3、爆破作业时，安全地点至爆破工作面的距离不应小于200m。
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3m³/min的新鲜空气。
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。
6、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。
八、质量、安全、文明生产措施
8.1质量的保证措施
⑴坚持技术交底制度
每项工程开工前，由该项工程的主管工程师对各个工艺环节的操作人员进行技术交底。
讲清设计要求、技术标准、定位方法、功能作用、施工参数、操作要点和注意事项，使所有操作人员心中有数。
⑵坚持工艺过程“三检”制度
每道工序均严格进行自检、互检和交接检；上道工序不合格，下道工序不接受。
⑶坚持隐蔽工程检查签证制度
凡隐蔽工程项目，在内部“三检”合格后，按规定报请监理工程师复检，检查结果填写表格，双方签字。
⑷坚持“四不施工”“三不交接”“四不施工”即：
未进行技术交底不施工；图纸及技术要求不清楚不施工；测量控制标志和资料未经换手复核不施工；上道工序未进行“三检”
⑸坚持“自检”、“报检”制度
分项工程自检合格后，报监理工程师检查，经检查合格后方可进行下一道分项工程。
8.2安全保证措施
⑴专职安全员上岗必须佩戴安全帽、袖标，施工人员进入施工现场必须佩戴安全帽。
严禁非作业人员进入施工现场。
⑵加强洞口段稳定性防范措施的落实，做好截水沟、排水沟及临时排水，经常观察、检查洞顶边坡稳定状况，适时发出预警警报，做到防范于未然，确保施工安全。
⑶加强持证上岗的管理，未经岗前培训和安全教育或考试不合格不得上岗工作。
⑷若出现突发事件，依据已批复的安全预案执行。
8.3文明施工措施
⑴施工现场按章作业，布置井然，施工有序，重要或特殊位置安装设置护栏、警告标志。
⑵设备机具：
择优选购，按需配备，登记造册，定期检修，坏的封修，缺件补齐，妥善保管，正确使用，规矩摆置，标识清楚。
⑶材料堆放场所：
设备机具整洁，材料分类摆放，危险品按国家现行法律、法规规定要求存放并且专人登记管理。
8.4环境保护措施
⑴便道提前修好，经常洒水，避免扬尘，挖掘、运输机械设备不能随意行走，以免破坏耕地、损害作物。
对拌和场通往施工现场的道路进行硬化，并及时洒水，保持湿润，减少扬尘。
⑵机械设备、车辆等冲洗产生的含油废水，进入隔油池隔油和沉淀达到合格标准后排放。
⑶食堂含油污水，进入隔油池经生化处理达到合格标准后排放。
⑷在规定范围内进行经理部建设，不乱挖一寸土，不乱砍一棵树，努力保护自然生态环境。
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