洞身开挖专项施工方案2.docx

第一章 编制依据、编制原则
一、编制依据
1、铁路隧道工程施工技术指南（TZ204～2008）；
2、铁路隧道工程施工质量验收标准（TB-10417-2003）；
3、《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）；
4、设计文件、图纸和现场调查的相关地质资料。
二、编制原则
铁路隧道洞身开挖施工方案根据各隧道的设计图纸、洞内围岩级别，选择适宜的方法进行施工；采用新技术、新设备、新方案，做到适用性和先进性相结合，进行技术经济方案的比选，选择最优方案施工；提高施工机械化水平，提高劳动生产率，加快施工进度，确保工程质量。总结经验教训，不断的提高隧道工程洞身开挖施工质量，为隧道工程施工安全保驾护航。
洞身开挖施工方案除应符合《铁路隧道工程施工技术指南》外，尚应符合环境保护和劳动卫生有关法律、法规的要求。
第二章 工程概况
第一节 工程概况
许村隧道位于山东省沂源县许村北侧低山区，工点起讫里程为DK1092+264～DK1093+044 ，全长780m。设计为时速120km/h双线电化有砟轨道铁路隧道。隧道洞身最大埋深约84米。隧道内为４.5‰的单面下坡。隧道岩层以灰岩为主，围岩级别有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级。Ⅲ、Ⅳ级围岩采用复合式衬砌，Ⅴ级围岩采用加强复合式衬砌。Ⅲ～Ⅴ级围岩采用曲墙加仰拱结构形式。Ⅲ级围岩568m，Ⅳ级围岩132m，Ⅴ级围岩80m。该隧道位于直线段，从进口单口掘进。洞门型式采用双侧挡墙式洞门。
第二节 工程地质特征
本隧道穿越花岗岩、灰岩和灰岩夹页岩。灰岩区岩溶具有不发育至发育，对工程的影响程度较大，特别是隧道应考虑岩溶水突水问题。部分地段存在岩溶问题。
第三节 水文地质
隧道进口北侧230m及出口东侧50m附近为田庄水库常年有水。DK1092+400右141m有泉水出露，常年有水，水量较小。地下水主要为基岩裂隙水和岩溶水。基岩裂隙水：受各类风化及地质作用的影响，局部节理裂隙较发育，基岩破碎，地下水富集，含裂隙水，受大气降水补给。岩溶水：岩溶不发育，岩溶地下水贫乏。
第三章 机械设备及人员配备
一、劳动力安排
隧道施工队伍管理人员1人，负责全队的现场管理、技术管理及日常事务，下设4个工班，施工高峰期可适当增加劳动力。
劳动力安排表
序号
工班名称
劳动力安排
承担任务
1
开挖工班
8
负责洞身上台阶开挖，配合挖掘机扒碴，修整壁面及工作面钻孔爆破工作。
2
风水电保障工班
2
负责洞内外水电的保障维修与检查、洞内排水工作
3
运输工班
4
出碴、卸碴、配合挖掘机或装载机装碴以及材料运输
4
测量工班
3
负责开挖炮眼的布置、围岩量测
5
安全员
1
负责洞内外安全
6
管理人员
1
负责全队的现场管理

合计
19

二 机械设备配置
机械设备配套从隧道工程特点出发，本着既要与施工方法相匹配，又能满足施工需要的原则，结合质量工期要求，做到既先进，又经济，合理配备。同时，还充分考虑设备的完好率和出勤率，拟投入本隧道洞身开挖施工的主要机械设备见下表。
每座隧道洞身开挖主要施工机械设备配置表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
挖掘机
922LC
台
1
2
装载机
LG855
台
1
3
风动凿岩机
YZ-28
台
12
4
风镐
G10A
台
8
5
多功能台架
轨行式
台
2
6
自卸汽车
5T
台
4
7
电动空压机
WC-0.9/1.6
台
3
8
砼运输翻斗车
FD2.0
台
2
9
发电机
300kw
台
1

第四章 洞身开挖施工
采用凿岩台车或风动凿岩机YT28钻孔，采用水压光面爆破，实现快速施工。对于软弱围岩及断层破碎带地段，严格按照“先预报、管超前、短开挖、弱爆破、强支护、勤量测、快封闭”的原则，施工则由人工配合机械开挖或弱爆破进行开挖，稳扎稳打。
第一节 技术要求
1、隧道按新奥法原理组织施工。施工中坚持监控检测，开挖采用光面爆破技术。洞内出渣均采用无轨运输。
2、围岩较好地段采用非电毫秒雷管起爆、光面爆破技术，严格控制超欠挖；软弱围岩地段采用微震光面爆破技术或非爆破开挖，以减轻对围岩的扰动和破坏。
第二节 施工要求
本隧道施工通风主要采用独头压入式进行通风。该隧道在进口配备3台20m3空压机供风，管道为直径20厘米的钢管，沿掘进方向接至掌子面。隧道洞内三管两线（为高压水管、高压风管、通风管、高压线以及低压照明线路）按照安全、合理、方便施工的原则布置。风、水管与电缆分别布设在隧道两侧，高压电缆、动力电缆与地面间保持规定的安全距离。洞内电缆全部采用绝缘电缆，采用支架固定在隧道边墙上。反坡排水采用水泵通过排水管将施工用水或隧道流水排到洞外。
第三节 施工工艺
Ⅲ级、Ⅳ级围岩采用两台阶法施工。即将设计断面分两次开挖，其中上台阶超前一定距离后，上下台阶同时并进。台阶法开挖，循环进尺以2～3m为宜；Ⅲ、Ⅳ级围岩采用锚、网、喷初期支护，Ⅲ级围岩不设钢支撑。施工中，应根据围岩情况，采用合理的施工顺序和确定上、下台阶间的距离。Ⅴ级及Ⅴ级加强围岩采用三台阶同步开挖，围岩软弱破碎时上台阶预留核心土，及时施工仰拱和填充。三台阶法开挖，每循环进尺控制在1～1.5m，采用锚、网、喷初期支护，并辅以格栅或工字钢钢架支护以及Ф108长管棚或Ф42小导管注浆超前支护。开挖后，先初喷混凝土封闭岩面，及时施做初期支护和临时支护。钢支撑安装后，要及时打设锁脚锚杆。尽早施工仰拱，使隧道断面形成一个封闭环，增加隧道的稳定性。
隧道断面开挖施工工艺流程见4-1；隧道开挖方法见表4-2。

超前地质预报
判定围岩级别
钻爆设计
钻爆作业
超前预支护
通风、排危
开挖断面检测
是否需要超前预支护
初期支护
是
否
进入下一循环
出碴运输

图4-1 隧道断面开挖施工工艺流程图
表4-2 主要隧道开挖方法表
Ⅴ级
三台阶法
Ⅳ级
台阶法
III级
台阶法
一、台阶法
（一）施工工艺
Ⅲ级、Ⅳ级围岩采用两台阶法施工。即将设计断面分两次开挖，其中上台阶超前一定距离后，上下台阶同时并进。台阶法开挖，循环进尺以2～3m为宜；Ⅲ、Ⅳ级围岩采用锚、网、喷初期支护，Ⅲ级围岩不设钢支撑。施工中，应根据围岩情况，采用合理的施工顺序和确定上、下台阶间的距离。开挖后，先初喷混凝土封闭岩面，及时施做初期支护和临时支护。钢支撑安装后，要及时打设锁脚锚杆。尽早施工仰拱，使隧道断面形成一个封闭环，增加隧道的稳定性。
施工工艺流程见下图4-3。二台阶法施工工艺见图4-4。
（二）施工要点
1、根据围岩条件，合理确定台阶长度，一般不超过1倍孔径，以确保开挖、支护质量及施工安全。
2、台阶高度根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定，其中上台阶高度确定为5～6m。
3、上台阶施工钢架时，施做锁脚锚管控制围岩和初期支护变形。
4、下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。当岩体不稳定时，采取缩短进尺，必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。
5、施工中解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工减少对上部围岩、支护的扰动。
6、台阶开挖超前一个循环后，上下台阶可同时开挖。
施工准备
上、下台阶测量放线

上台阶钻眼

装药爆破

通 风
初期支护

监控量测

断面检查、爆破效果分析

按
规
定
处
理
并
反
馈
信
息

超前地质预报
初喷后出渣

装渣运输
爆破设计

下一循环施工

差
良好
下台阶钻眼

图4-3 台阶法施工工艺流程图

二、三台阶法
（一）工艺流程 三台阶法施工工艺流程见图4-5。
施工准备
上、中、下台阶测量放线

上台阶钻眼

装药爆破

通 风
初期支护

监控量测

断面检查、爆破效果分析

按
规
定
处
理
并
反
馈
信
息

超前地质预报
初喷后出渣

装渣运输
爆破设计

下一循环施工

差
良好
下台阶钻眼

中台阶钻眼

图4-5 三台阶法施工工艺流程图
（二）施工方法
三台阶法施工作业程序：上台阶开挖，在拱部超前支护施工后，沿隧道开挖轮廓线环向开挖上台阶，开挖进尺控制在每循环1～2榀钢拱架，开挖后立即初喷3～5cm混凝土封闭，并架设钢支撑，按设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆后喷射混凝土；中、下台阶同样开挖进尺控制在每循环1～2榀钢拱架，开挖后立即初喷3～5cm混凝土封闭，并架设钢支撑，按设计要求施作锁脚锚杆和系统锚杆后喷射混凝土；围岩较好时，下台阶与仰拱同时开挖，围岩软弱破碎时，仰拱单独开挖。三台阶法施工见图4-6。
（三）施工要点
1、严格控制开挖进尺，每循环开挖进尺不能超过1.5m（开挖进尺为最后一榀钢架到炮眼眼底的距离），并及时施工初期支护。中、下台阶及仰拱开挖必须紧跟，并及时支护封闭成环。
2、台阶设置：上台阶开挖高度为3～4m，围岩软弱破碎时预留核心土（核心土高度为1.75m，上口宽4m）；中台阶高度3～4m，开挖滞后上台阶3～4m，两侧同时开挖，每次开挖进尺与上台阶相同；下台阶高度3～4m，开挖滞后中台阶3～5m，两侧同时开挖，每次开挖进尺与中台阶相同。
3、下部在上部喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖。施工中解决好上、下台阶的施工干扰问题，下部施工减少对上部围岩、支护的扰动。
1、隧道开挖断面的中线、高程必须符合设计要求。
检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次，监理单位抽查。
检验方法：激光断面仪、全站仪、经纬仪、水准仪测量。
2、隧道开挖方法应符合监理单位（建设单位）批复的施工组织设计。
检验数量：工法转换时施工单位、监理单位全部检查。
检验方法：查对施工组织设计、观察。
3、隧道不应欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，方允许岩石个别突出部分（每1 m2 不大于0.1 m2）侵入衬砌，整体式衬砌应小于10 cm，其它衬砌不应大于5 cm。拱脚和墙脚以上1 m内断面严禁欠挖。
检验数量：施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：施工单位采用激光断面仪、全站仪、经纬仪量测周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对。监理单位现场核对开挖断面，必要时采用仪器测量。
二、一般项目
1、光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩应大于等于80%，中硬岩应大于等于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。
检验数量：每一爆破开挖循环检查一次。
检验方法：查钻爆设计方案，观察、目测炮眼痕迹保存率。
2、隧道开挖断面允许超挖值应符合下表的规定。
隧道开挖断面允许超挖值 （cm）
围岩级别

开挖部位
II～IV
V、VI
检 验 数 量
检 验 方 法
拱部
平均线性超挖15
平均线性超挖10
每一开挖循环检查一个断面
激光断面仪、全站仪测量周边轮廓线，绘断面图与设计断面核对
最大超挖值25
最大超挖值15
边墙
平均10
平均10
注：① 平均线性超挖值=超挖横断面积/爆破设计开挖断面周长（不包括隧底）；
② 最大超挖值：指最大超挖处至设计开挖轮廓切线距离；
③ 炮眼深度大于3 m时，允许超挖值可根据实际情况另行规定。第六章 质量保证措施
严格执行招标文件及合同规定的施工验收规范，建立和健全各级质量检查制度。工程开工前组织全体员工学习有关技术标准、质量标准，预先向参与施工的人员进行施工工艺过程的技术交底、说明工艺质量要求以及技术规程，同时加强质量意识教育、树立高度的质量意识，确保工程的施工质量。编制质量计划，并严格贯彻执行。
施工前做好导线复测和施工放线工作，认真阅读图纸，做好逐级技术交底工作。吃透设计意图，认真审查施工图设计及说明，绘制分部分项工程施工草图，严格照图纸施工、按规范执行，不出差错。
加强工序质量保证措施。选择对下道工序的施工有重大影响的工质量
第九章 环境保护
1、洞口场地布置尽量少占耕地，保护植被，尽力使山体林木、植被等保持原貌，同时不能随意改河改道，以防水土流失。
2、边、仰坡施工时，采用控制爆破开挖，及时进行坡面防护；雨季前完成洞门修筑，以美化洞口环境和增强洞口稳固，避免滑坍引起的水土流失。
3、施工废（污）水经洞口沉淀过滤池、隔油池或采用其它方法处理合格后方可允许排放。
4、对地下水资源的保护，主要是根据工程地质特点，做好各种防水设施，确保隧道不渗漏。若地下水丰富时，严格注浆程序，做到浆材无毒性，不污染环境。
5、加强原材料如水泥、砂石料、油料、钢材等现场保管工作，
6、隧道弃碴运至指定的弃碴场内，不得随意乱弃。
7、降低材料损耗，节约能源。