铁路隧道工程洞身开挖作业指导书.doc

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1、铁路隧道工程洞身开挖作业指导书1、适用范围适用于新建 标段站前工程双线隧道洞身开挖的施工。2、作业准备2.1 内业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。对施工人员进行交底，对参加施工人员进行上岗前培训，考核合格后持证上岗。2.2 外业准备施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。进场原材料检验合格。3、斜井开挖施工流程斜井施工进洞前对洞口俩侧进行刷坡，坡比1:0.25，刷坡后采用C40砼重力式挡墙支护，挡墙墙高7米，并做好仰坡防护及洞口边仰坡周围的截排水设施，避免洞顶排水对洞门基础形成冲刷

2、，在洞顶边仰坡刷坡线10m外施作截水天沟。对暗挖段施作20m超前管棚进洞。斜井进洞后采用三台阶法、台阶法施工，遵循短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、早成环的原则。斜井施工至与正洞左侧边墙与横洞交界处施工步骤：1、采用台阶法施作5m长辅助坑道末端加强段，采用I20a工字钢，间距1m，纵向连接筋间距采用单侧1m，钢架在台阶脚部打设4根42锁脚锚管，并与钢架焊接牢靠。2、施作辅助坑道末端锁口圈钢架，锁口钢架采用并排两榀I20a工字钢，锁口钢架以台阶法施工，上台阶钢架脚部每处打设8根42小导管作为锁脚锚管，锚管与钢架焊接牢靠。3、施作上导洞，上导洞门式钢架采用I20a工字钢，钢架间距0.5m，拱部4m范

3、围打设42超前小导管，间距30，顶部打设系统锚杆，采用22组合中空注浆锚杆，环向间距1.2m，锚杆与钢架焊接牢靠并预留30长度与下部正洞交叉范围环向钢架焊接牢靠。顶部挂钢筋网，钢筋网与系统锚杆焊接牢靠。4、在辅助坑道末端锁口钢架顶部掏槽布设加强横梁，以作为交叉口范围正洞钢架的脚步支撑，加强横梁采用两榀I20a工字钢，中间与辅助坑道末端锁口圈焊接牢靠，其余采用42小导管固定牢靠。5、架设上导洞与正洞交叉范围环向钢架，采用I22a工字钢架并与上导洞系统锚杆焊接牢靠，保证上导洞钢架立柱拆除后上导洞顶部钢架与环向钢架成为一个整体共同承受上部荷载。钢架用纵向连接钢筋焊接牢靠，纵向钢筋间距一侧1.0m。钢

4、架一端支撑在基岩上，脚部与基岩之间的空隙用混凝土楔块订紧，并每处打设4根42小导管作为锁脚锚管，锁脚锚管与钢架焊接牢靠，确保钢架脚部稳定。钢架另一端与辅助坑道末端锁口圈钢架顶部加强横梁焊接牢靠，脚部加设4道纵向连接钢筋与各榀钢架焊接牢靠，防止钢架局部失稳。6、拆除一侧上导洞钢架立柱，沿环向开挖正洞上导坑，每次开挖0.5m，并立即架设钢架，打设超前小导管与系统锚杆。42超前注浆小导管，环向140范围内布设，搭接长度不小于1m。系统锚管采用22组合中空注浆锚杆，环向间距1.2m，系统锚杆与钢筋网及钢架焊接牢靠。钢架用纵向连接钢筋焊接牢靠，纵向钢筋间距一侧1.0m。钢架一端支撑于基岩上，脚部与基岩之

5、间的空隙应用混凝土楔块顶紧，并于每处打设不少于4根42小导管作为锁脚锚管，锁脚锚管与钢架焊接牢靠，确保钢架脚部稳定。接长辅助坑道末端锁口圈钢架顶加强横梁。钢架另一端与加强横梁焊接牢靠，并设4道纵向连接钢筋与各榀钢架焊接牢靠，防止钢架局部失稳。7、施作正洞锁口加强梁钢架，锁口钢架采用I20a工字钢，并排两榀20短钢筋焊接成整体。打设超前锚杆与系统锚杆，超前锚杆采用42注浆小导管，环向140范围内布设，间距30，搭接长度不小于1m。系统锚杆采用22组合中空注浆锚杆，环向间距1.2m，系统锚杆与钢筋网及钢架焊接牢靠。锁口钢架以台阶法施工，钢架脚部支撑于基岩上，脚部与基岩之间的空隙应用混凝土楔块顶紧，

6、上台阶钢架脚部每处打设8根锁脚锚管，锁脚锚管采用42小导管，锚管与钢架焊接牢靠。8、施作正洞加强段钢架，打设42超前注浆小导管，环向140范围内布设，搭接长度不小于1m。9、拆除另一次上导洞钢架立柱，重复第6步措施施作另一侧正洞上导坑,沿环向开挖上导坑，每次开挖0.5m,并立即架立钢架，打设超前小导管与系统锚杆。42超前注浆导管，环向140范围内布设，搭接长度不小于1m。系统锚杆采用22组合中空注浆锚杆，环向140。范围布设，搭接长度不小于1m。系统锚杆与钢筋网及钢架焊接牢靠。钢架用纵向连接钢筋焊接牢靠，纵向钢筋间距一侧1.0m,钢架一端支撑于基岩上，脚部与基岩之间的空隙应用混凝土锲块顶紧，并

7、于末端处打设不少于4根42小导管作为锁脚锚管，锁脚锚管与钢架焊接牢靠，确保钢架脚部稳定。接长辅助坑道末端锁口圈钢架顶加强横梁。钢架另一端与加强横梁焊接牢靠，并设4道纵向连接个钢筋与各榀钢架焊接牢靠，防止钢架局部失稳。10、重复第7步措施，施作另一侧正洞锁口加强梁钢架。锁口钢架采用I20a工字钢，并排两榀以20短钢筋焊接成整体。打设超前锚杆与系统锚杆，超前锚杆采用42注浆小导管，环向140范围内布设，间距30，搭接长度不小于1m。系统锚杆采用22组合中空注浆锚杆，环向间距1.2m，系统锚杆与钢筋网及钢架焊接牢靠。锁口钢架以台阶法施工，钢架脚部支撑于基岩上，脚部与基岩之间的空隙应用混凝土楔块顶紧，

8、上台阶钢架脚部每处打设8根锁脚锚管，锁脚锚管采用42小导管，锚管与钢架焊接牢靠。11、重复第8步措施，施作正洞加强段钢架，打设42超前注浆小导管，环向140范围内布设，搭接长度不小于1m.12、开挖辅助坑道下台阶，并接长钢架，钢架接长应单侧进行，每次施作不应超过2榀，严禁双侧同时接长，严禁同时接长榀数超过3榀。辅助坑道末端锁口加强钢架应成环，均应以20短钢筋焊接成整体。钢架脚部与基岩之间的空隙应用混凝土楔块顶紧，并每处打设不少于4根22锁脚锚管（锁口加强钢架每处应打设8根42小导管作为锁脚锚管）锁脚锚管与钢架焊接牢靠。13、依次开挖交叉范围正洞中台阶、下台阶，接长钢架，钢架脚部与基岩之间的空隙

9、应用混凝土楔块顶紧，并每处打设不少于4分42小导管作为锁脚锚管，锁脚锚管与钢架焊接牢靠。仰拱钢架靠辅助坑道一侧应与辅助坑道锁口加强梁钢架底部焊接牢靠，并设4道纵向连接钢筋与各榀钢架焊接牢靠，防止钢架局部失稳。其余措施同第5步。14、依次开挖正洞加强段中台阶、下台阶，并接长钢架，钢架接长应单侧进行，每次施作不超过2榀，严禁双侧同时接长，严禁同时接长榀数超过3榀。正洞锁口加强应以20短钢筋焊接成整体。钢架脚部与基岩之间的空隙应用混凝根土楔块顶紧，并每处打设不少于4根22锁脚锚管（锁口加强钢架每处应打设8根42小导管作为锁脚锚管）锁脚锚管与钢架焊接牢靠。其余措施同第7步。4、洞身开挖施工工艺4.1台

10、阶法开挖施工工艺台阶法施工工序见“台阶法施工工序示意图”，台阶法施工工艺流程见“台阶法施工工艺流程图”： 台阶法施工方法：1、挖1部；施做部台阶周边的初期支护，初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，并设锁脚锚管；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。2、在滞后于1部58m后，左右分部开挖2部；施做部台阶周边的初期支护，初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立钢架，并设锁脚锚杆；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。3、在滞后于2部2030m距离后，开挖3部；施做部隧底喷混凝土。4、施做部仰拱衬砌与矮边墙。5、施工拱墙防水层和钢筋。6、灌注仰拱填充部至设计高度。7、利用衬砌模板台车一次性浇筑部衬砌混

11、凝土（拱墙衬砌一次施作）。4.2三台阶法开挖施工工艺台阶法施工工序见“台阶法施工工序示意图”，台阶法施工工艺流程见“台阶法施工工艺流程图”：三台阶法施工工艺流程三台阶施工方法：1、开挖部；施做部台阶周边的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立钢架并设锁脚锚杆或锚管；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。2、在滞后于部一段距离后，开挖部，部左右错开35m；施做部周边的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网；接长钢架；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。3、在滞后于部一段距离后，开挖部，部左右错开35m；施做部周边的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网；接长钢架；钻设径向锚杆后复

12、喷混凝土至设计厚度。4、在滞后于部一段距离后，开挖部，施做隧底喷射混凝土。5、施做部仰拱衬砌与矮边墙。6、施工防水层和钢筋。7、灌注仰拱填充部至设计高度。8、利用衬砌模板台车一次性浇筑部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。9、三台阶法施工要求（1）隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。（2）如有超前支护等辅助施工措施，应首先利用上一循环架立的钢架施作完毕，再开挖。（3）开挖方式采用弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。（4）锁脚锚管根据设计图纸设置，以确保下台阶施工的安全。（5）各步台阶一次开挖长度不宜过大，符合设计要求，下台阶开挖后仰拱应紧跟。（6）施工中，应按有关规范及标

13、准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。钢架作业指导书4.3三台阶临时仰拱法开挖施工工艺三台阶临时仰拱法施工工序见“台阶法施工工序示意图”，三台阶临时仰拱法施工工艺流程见“台阶法施工工艺流程图”：三台阶法临时仰拱法施工工艺流程图三台阶法临时仰拱法施工方法：1、开挖1部台阶（上部导坑），施做1部洞身结构的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架。钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度，底部喷10cm混凝土封闭（必要时底部可设临时钢架）。临时钢架均采用热轧轻型工字钢，临时支护钢架与洞身钢架以螺栓连接，洞身钢架架设后在相应位置焊接预置钢板

14、并预置螺栓，以便临时钢架连接，连接钢板尺寸根据各接头相应填整，接头处焊缝高度应严格按照结构的有关要求进行，焊缝高度不小于6mm。临时钢架均采用I18钢架，每榀钢架间距与主洞身钢架一致，喷混凝土采用C25，临时封底厚10cm。相邻钢架采用HRB22钢筋连接，环向间距1.2m。钢架与初喷混凝土间要求密切接触。2、上台阶施工到适当距离后，开挖2部（中台阶）台阶，接长钢架，施做洞身结构的初期支护及封底钢架和喷混凝土，可参照1）所述进行。3、开挖3部（下台阶）台阶，及时封闭初期支护，可参见2）所述进行，灌注该段内仰拱，并进行仰拱填充。4、利用衬砌模板台车一次性灌注二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。5、施工注

15、意事项:(1)隧道施工必须坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。(2)如有超前支护等辅助施工措施，应首先利用上一循环架立的钢架施作完毕，再开挖。(3)开挖方式均采用弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。(4)各部台阶一次开挖长度宜在23m之间，第3部分开挖后仰拱应紧跟。(5)施工中，必须按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、灌注二次衬砌的时机提供依据。6.4三台阶临时横撑法隧道V级围岩地段采用三台阶横撑法开挖施工，主要目的是针对V级围岩较为破碎，自稳性较差，增加临时横撑，以便抵抗基底反力。三台阶横撑法施工工序见“三台阶横撑

16、法施工工序示意图”，三台阶横撑法施工工艺流程见“三台阶横撑法施工工艺流程图”：三台阶临时横撑法施工工序横断面示意图良好上断面检查稳定性良好开挖方案案设计中台阶开挖上中下台阶测量放线上台阶下一循环上中下三断面支护与施作临时仰拱阶开挖下台阶开挖综合信息反馈中断面检查稳定性息清理下断面检查稳定初喷后出渣初喷后出渣上中下三断面支护与施作临时钢支撑施作临时仰拱上断面检查稳定性中断面检查稳定性下断初喷后出渣下一循环中断面检查稳定性施工准备超前地质预报三台阶临时横撑法施工工艺流程框图1、三台阶法临时横撑法施工方法：(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护，弱爆破开挖部,每循环进尺一次。施作部导坑周边的初

17、期支护，即初喷4cm混凝土，架立钢架，并设锁脚锚管。架设临时横撑钢架，与初期支护钢架连接，上导坑初期支护封闭成环。(2)在滞后于部段距离后，弱爆破开挖部，导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，架立钢架，并设锁脚锚管。架设临时横撑钢架，与初期支护钢架连接，中导坑初期支护封闭成环。(3)在滞后于部一段距离后，弱爆破开挖部。初喷混凝土，钻设锚秆，挂网，架立格栅钢架。并设锁脚钢管。(4)在部台阶后段，弱爆破开挖部，周边部分初喷4cm厚混凝土，埋设仰拱下中心排水管，间距30m设置一处检查井，仰拱下方、排水管两侧采用混凝土回填密实。(5)开挖部，隧底周边部分喷4cm厚混凝土，施作钢架，复喷混凝土至设计厚度。(6

18、)灌注I部仰拱、墙底及隧底填充。(7)根据监控量测结果分析，待初支收敛后，利用衬砌模板台车一次性浇筑II部衬砌。2、施工注意事项(1)隧道施工应坚持“弱爆破，短进尺，强支护、早封闭、勤量测”的原则。(2)开挖方式以机械开挖为主，辅以弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。(3)导坑开挖孔径及台阶高度根据施工机具，人员安排等进行适当调整。(4)各部开挖预留核心土长度在35m为宜。(5)级围岩地段：上台阶每循环开挖进尺不得大于1榀钢架间距，边墙每循环开挖进尺不得大于2榀钢架间距，仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚管，每循环开挖进尺不得大于3m。隧道开挖后初期支护应及时施做并封闭成环，围岩封闭位置距离掌子

19、面不得大于35m。临时钢支撑以每2榀初支钢架设一处。4.5三台阶七步法施工工艺三台阶七步开挖法以弧形导坑开挖预留核心土为基本模式,分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进，其施工立体效果图见图“三台阶七步法施工立体效果图”， 施工工序见图“ 预留核心土法施工工序图”、工艺流程见图“ 三台阶七步法工艺流程图”：三台阶七步法施工立体效果图三台阶七步法施工工序图上部弧形导坑开挖，施作初支开挖上、中、下台阶预留核心土左右错开开挖中台阶，施作初支左右错开开挖下台阶，施作初支超前支护测量放样施作仰拱施作仰拱填充围岩稳定性评判、修正支护参数分段开挖隧底，施做初支断面检查否三

20、台阶七步法工艺流程图三台阶七步法施工方法：1、留核心土法施工步骤第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为35m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/31/2。开挖循环进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖后立即初喷35cm混凝土。 上台阶开挖矢跨比应大于0.3，开挖后应及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上30cm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2、3步，左、右侧中台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为33

21、.5m，左、右侧台阶错开23m，开挖后立即初喷35混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm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、右侧下台阶开挖：开挖进尺应根据初期支护钢架间距确定，最大不得超过1.5m，开挖高度一般为33.5m，左、右侧台阶错开23m，开挖后立即初喷35混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm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，上、中、下台阶预留核心土：各台阶分别开挖预留的核心土，开

22、挖进尺与各台阶循环进尺相一致。第7步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为23m，开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度宜为46m。2、预留核心土法施工注意事项1）施工中应注意做好超前地质预报，根据工程水文地质变化情况，及时调整各部台阶长度或施工方法，采取相应的技术措施，及早封闭成环，保证施工安全。根据工程水文地质条件，按设计要求做好超前支护，防止围岩松弛，保证隧道开挖安全。在断层、破碎带、浅埋段等自稳性较差或富水地层中，超前支护应按设计要求进行加强。2）开挖以挖掘机开挖为主，配以人工修整轮廓，当遇硬土时，适当采用风镐破松后再行人工开挖，必要时辅以弱爆破。

23、3）弧形导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时支护； 其他分步平行开挖，平行施作初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环；仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系。4）施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全；完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。4.6 CRD法开挖施工工艺1、 施工工艺流程施工工艺流程见“CRD法施工工艺流程图”CRD施工工艺流程图2、CRD法施工工序说明：（1）a.利用上一循环架立的钢架施做隧道超前支护。b.弱爆破分部开挖部，同时每循环进尺一次，掌子面喷5cm厚混凝土封闭。c.分部施做部导坑

24、周边的初期支护和临时中隔壁，即初喷厚混凝土，架设钢架（钢筋网），施做锁脚锚管。d.导坑底部初喷2cm厚混凝土，架设临时仰拱钢架，与初期支护钢架及临时中隔壁钢架连接，复喷混凝土至设计厚度，上导坑初期支护与临时支护封闭成环，打设系统锚杆。e.施做超前小导管。（2）在滞于部一段距离后。b.弱爆破分部开挖部，同时每循环进尺一次，掌子面喷5cm厚混凝土封闭。c.参照工序 进行。d. 参照工序 进行。（3）在滞于部一段距离后。b.弱爆破分部开挖部，同时每循环进尺一次，掌子面喷5cm厚混凝土封闭。c.分部施做部导坑周边的初期支护和临时中隔壁，即初喷厚混凝土。架设钢架（钢筋网），施做锁脚锚管。d.导坑底部初喷

25、4cm厚混凝土，架设仰拱钢架，与初期支护钢架连接，复喷混凝土至设计厚度，下导坑封闭成环，打设系统锚杆。（4）开挖部并施做导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同（1）。（5）开挖部并施做导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同（2）。（6）开挖部并施做导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同（3）。（7）逐段拆除靠近已完成二次衬砌部分612m的范围内中隔墙底部工字钢单元。（8）灌筑部仰拱、墙底及隧底填充（仰拱及隧底填充应分次施做）。（9）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性浇筑II部衬砌（拱墙衬砌一次施做）。3、CRD法施工要求：（1）隧道施工应坚持“弱爆破、短

26、进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。（2）开挖方式以机械开挖为主，辅以弱爆破，爆破时严格控制炮眼深度及装药量。导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。下部开挖后钢架应及时接长，严禁钢架底脚悬空以及两侧同时开挖接长。（3）工序变化处之钢架应设锁脚锚管，以确保钢架基础稳定。钢架之间纵向连接钢筋应及时施做并连接牢固。（4）临时支护应根据监测结果逐段拆除，每段拆除长度不得大于15m。复合式衬砌段在施工时，须按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，根据监控量测的结果进行分析，确定灌筑二次衬砌的时机及调整支护参数。（5）级围岩地段：a.上台阶每循环开挖支护进尺不应大于1榀钢架间距，

27、边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀，仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚管，每循环开挖进尺不得大于3m。b.隧道开挖后初期支护应及时施做并封闭成环，封闭位置距离掌子面不得大于35m。5、人员配置配备开挖指挥调度1人，挖掘机司机1人，装载机司机1人，弃渣车司机3人。6、机械配置挖掘机1台，装载机1台，弃渣车3辆。7、安全环保措施7.1安全措施1、开挖前必须依照超前地质预报相关内容对掌子面围岩进行观察，稳定后方可施工。2、开挖过程中人员严禁站立于掌子面前或者大型开挖机械下。3、出渣运输过程中必须调度有序，车辆限速不超过5km/h，注意避让。7.2.环保措施开挖过程中因灰尘较大，必要时加大通风或做好水幕降尘工作。