隧道三台阶临时横撑法综合项目施工作业指导说明书优化.doc

新建蒙西至华中铁路煤运通道工程

编号：

隧道三台阶暂时横撑法
施工作业指引书

单位：中电建路桥集团有限公司蒙华铁路
MHTJ-18标段项目经理部

编制：

审核：

批准：

年 月 日发布 年 月 日实行

目录
1 合用范畴 1
2 作业准备 1
3 技术规定 1
4 施工程序与工艺流程 2
5 施工规定 3
6 劳动组织 4
7 材料规定 8
8 设备机具配备 8
9 质量控制及检查 8
10 安全及环保规定 10

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道土建工程MHTJ-18标
隧道三台阶暂时横撑法施工作业指引书
1合用范畴
合用于新建蒙西至华中地区铁路煤运通道土建工程MHTJ-18标段隧道三台阶暂时横撑法洞身段施工。
2作业准备
2.1内业技术准备
开挖施工前，组织技术人员认真学习、领略实行性施工组织设计，阅读、审核、施工图纸，澄清关于技术问题，熟悉规范和技术原则。制定施工安全保证办法，提出应急预案。对施工人员进行技术、安全交底，告知安全风险以及在过程中需采用应急办法。对参加施工人员进行上岗前技术、安全培训，考核合格后持证上岗。
2.2外业技术准备
（1）对隧道开挖中线、高程、方向进行复核，保证测量精度。
（2）对开挖洞身围岩进行地质超前预报，探测前方围岩性质，对围岩状况进行分析，及时修正开挖、支护参数。
（3）检查高压风、水、电管路畅通，接头完好，施工机具性能符合施工规定，机械性能良好。应急材料、物资准备妥当，安全设施功能良好。
3技术规定
（1）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，分析围岩各种性能指标，以拟定合理施工方案。
（2）依照监控量测成果,各台阶开挖进尺不超过2榀钢架;初支仰拱紧跟掌子面下台阶施工,迅速封闭成环,封闭位置距离掌子面不超过2倍洞泾(不不不大于22m)。所有已施工隧道洞口段必要全断面封闭成环，形成锁口圈，长度不不大于1倍洞泾。
（3）超前地质预报和监控量测纳入施工工序管理，隧道施工期间须开展掌子面地质素描。
（4）施工测量放样：开挖前将控制开挖中线、水平引至开挖部位掌子面，拟定开挖轮廓。
（5）钻爆设计：岩石隧道开挖前，依照工程地质条件、开挖断面、开挖办法、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：炮眼布置、深度、斜率和数目，爆破器材、装药量和装药构造，起爆方式和爆破顺序，钻眼机具和钻眼规定等。钻爆设计图应涉及炮眼布置图、周边眼装药构造图、钻爆参数表、重要经济技术指标及必要阐明。
（6）初支仰拱基底承载力不得低于200KPa，不满足规定期需加固解决。
4施工程序与工艺流程
4.1施工程序
施工准备→上台阶开挖→施做上台阶周边初期支护，即初喷4cm厚混凝土，钻设锚杆、挂网、架立钢架，并设锁脚钢管→上台阶底部铺设I18轻型工字钢，喷18cm厚混凝土，施做上台阶暂时横撑，封闭掌子面8cm。→复喷混凝土至设计厚度→中台阶开挖→中台阶周边某些初喷4cm厚混凝土，钻设锚杆、挂网、架立钢架，并设锁脚钢管→中台阶底部喷18cm厚混凝土，施作中台阶暂时横撑→复喷混凝土至设计厚度→下台阶开挖，初喷4cm厚混凝土，钻设锚杆、挂网、架立钢架，并设锁脚钢管→灌筑该段仰拱→灌筑该段隧底填充→运用衬砌台车灌注该段二次衬砌。
三台阶暂时横撑法施工合用于Ⅳ、Ⅴ级围岩及断层破碎带等较软弱围岩地段，开挖以机械爆破为主，人工辅助。
4.2工艺流程
清理掌子面、测量画轮廓线、炮眼
开挖台车（架）、风枪就位
钻 孔
清 孔
机具离开掌子面
爆 破
通风排烟
找顶排危
初喷混凝土
出 碴
支护和施作暂时横撑
监控量测
转 入 下 一 个 循 环

分析拟定支护强度
装 药
加工药卷、炮泥
施工准备

三台阶横撑法施工工艺流程图
5施工规定
5.1施工准备
（1）隧道开挖前，运用超前预报、超前钻孔、监控量测等探测成果，分析研究围岩性质，探明前方围岩完整性、涌水、不良地质等状况，对洞身实际围岩性质与设计图进行核对，拟定开挖、支护参数。
（2）确认人员、设备、材料、机具、作业环境满足施工规定。装药用炮泥、水袋等材料准备到位。机具设备、风水电管线路完好，满足施工需求。

5.2施工工艺
5.2.1台阶布置
上台阶高4 m，长3～5 m；中台阶高3.8 m，长10～17 m；下台阶（含仰拱）高3.6 m。施工时移动栈桥前引桥搭在中台阶上，长度不少于3 m，保证运送畅通，实现平行作业。

5.2.2施工工序阐明
隧道三台阶暂时横撑法采用风钻钻孔，光面爆破，非电毫秒雷管起爆，分次爆破开挖成型。

三台阶暂时横撑法施工工序示意图
（1）运用上一循环架立格栅钢架施作超前支护；弱爆破开挖①部；施作①部台阶周边初期支护，即初喷混凝土，架立格栅钢架、挂网，复喷，钻设锚杆，并设锁脚钢管；必要时施作①部暂时横撑，并喷8cm厚混凝土封闭掌子面；复喷混凝土至设计厚度。
（2）在滞后于①部开挖至恰当距离后，弱爆破开挖②部；台阶周边初喷混凝土，钻设锚杆、挂网、架立格栅钢架，并设锁脚钢管；施作②部暂时横撑，复喷混凝土至设计厚度。
（3）在滞后于②部开挖至恰当距离后，弱爆破开挖③部；初喷混凝土，钻设锚杆、挂网、架立格栅钢架，并设锁脚钢管。
（4）灌筑该段内Ⅳ部仰拱。
（5）灌筑该段内V部仰拱填充。
（6）依照监控量测成果分析，待初期支护收敛后，运用衬砌台车一次性浇筑Ⅵ部衬砌。
5.2.3施工工序规定
（1）隧道开挖施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”原则。
（2）如有超前支护等辅助办法，应一方面运用上一循环架立格栅钢架施作完毕后再开挖，超前支护应与格栅钢架焊接连接，形成棚架效应。
（3）暂时横撑普通采用I18工字钢，间隔1榀设立1榀，必要时可恰当加密，紧急状况下可用方木代替。
（4）暂时横撑布置应尽量垂直于岩面，并顶紧两侧格栅钢架。横撑长度较大，为增长横撑稳定性，必要时可在横撑中部设立固定砂浆锚杆，锚杆打入地面如下不不大于1m，锚杆上部与横撑连接。
（5）若揭示围岩自稳能力较差时，可在上台阶增设暂时竖向支撑，以加强围岩稳定性，防止拱架下沉。
（6）暂时横撑在施工作业期间可依照实际状况调节，当监控量测显示变形量小且收敛，表白围岩和支护稳定，可逐渐取消横撑；若观测到围岩不稳，监测断面不收敛，或达到警戒线时应增设横撑。前期监控量测数据和横撑设立状况可作为后续同类围岩横撑设立根据。钢架脚部软弱或地下水发育地段不适当取消横撑，取消横撑地段应加强监控量测。
（7）格栅钢架锁脚钢管应及时施作，且必要及时注浆，保证格栅钢架稳定防止拱架下沉。
（8）应依照围岩条件、施工机具和施工人员安排等状况，合理拟定台阶长度和高度，各部台阶长度不适当过长。普通状况下各部台阶一次开挖宜在1～1.5m之间，并不不不大于2榀格栅钢架间距。开挖后初期支护应及时施作并封闭成环，仰拱初支须紧跟下台阶，距掌子面极限距离按2倍洞径（22m）控制，洞口锁口圈按1倍洞径（11m）控制。
（9）当围岩整体性较差时，施工中应采用办法减少下部开挖时对上部围岩和支护扰动，下部开挖应在上部喷射混凝土达到设计强度70%以上时再进行。
5.2.4出碴工序
隧道出碴采用挖掘机配合装载机扒碴、装碴，由25t自卸汽车运至碴场弃碴。
5.3暂时横撑安装
（1）待初期支护完毕后，进行暂时仰拱施工，暂时仰拱钢拱架安装前，先试拼，平整场地，拟定洞身格栅钢架连接与暂时格栅钢架连接板高度。
（2）暂时横撑普通采用I18工字钢，间隔1榀设立1榀，必要时可恰当加密，紧急状况下可用方木代替。
(3）暂时支撑与洞身格栅钢架以螺栓连接，洞身格栅钢架架设后再相应位置焊接连接钢板并预留螺栓，以便暂时格栅钢架连接，连接螺栓需要扳手进行拧紧，连接板（角钢）应密贴。
(4）为考虑暂时横撑二次运用，在每一根钢板连接螺栓处，在喷射混凝土前用土工布将螺栓处进行包裹，保证其丝扣完整，以便拆除。（暂时横撑钢架如果在拆除中发生扭曲变形，就不得再次使用）。
5.4暂时横撑拆除
（1）暂时横撑拆除应依照台阶法施工环节上中下台阶进尺，逐个进行暂时横撑拆除。
（2）暂时横撑拆除前先采用洋镐和铁锹将洞身格栅钢架和暂时横撑连接处覆盖虚渣清除。用洋镐清除格栅钢架连接螺栓处覆盖虚渣。
（3）拆除原先包好土工布，再拆除螺栓。
（4）运用钢丝绳机械配合，逐个拆除钢架，拆除钢架时先拆除两侧钢架，然后再拆除中间钢架，以此循环推动。
（5）格栅钢架脚部软弱或地下水发育地段不适当拆除横撑，拆除横撑地段应加强监控量测。
5.5爆破设计
依照地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等编制光面爆破设计方案。依照围岩特点合理选取周边眼间距及周边眼最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽眼加深10～20cm，严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。掏槽形式采用三中空直孔和楔形孔掏槽。炸药选用2号乳化炸药，药卷直径为Ф25和Ф32药卷，周边孔采用不偶合间隔装药，采用光面控制爆破。引爆方式采用非电毫秒雷管。
6劳动组织
采用工班组织模式。依照隧道开挖施工方案、机械、人员组合规定，隧道开挖施工班组分为开挖工班、喷混凝土工班、出碴工班和支护工班。
每个开挖面人员配备表
现场负责人
1人
技术负责人
1人
专职安全员
2人
专职质检员
2人
开挖工班
26人
喷混凝土工班
4人
支护工班
20人
出碴工班
6人
技术、质检、测量及实验人员
4人
机械工、普工
6人
指挥出碴、弃碴人员
4人

7材料规定
（1）钢构造半成品
钢筋网、锁脚锚管、纵向连接筋、格栅钢架等出厂验收合格。
（2）混凝土
混凝土拌合物性能满足施工需要。
8设备机具配备
隧道开挖施工机械设备配备分为四大某些，即隧道开挖、喷混凝土、支护、出碴等工序使用机具及其配属机具。
每个作业面重要施工机械设备配备表
序号
名称
型号
数量
一、开挖
1
风动凿岩机
YT-28
20台
2
开挖台车（架）
自制
1部
3
材料运送车

2辆
4
空压机
20 m3

二、出碴
5
挖掘机
1.2m³
1台
6
装载机
3m³
2台
7
出碴车
15m³25t
6台
8
洒水车

1台
三、支护
9
湿喷机械手
15m³/h
1台
10
混凝土运送车
601C
2辆
11
注浆机
双缸双液
1台
12
电焊机
400型-500型
4台
13
风镐

6～8台

9质量控制及检查
9.1基本规定
（1）不良地质段开挖前应做好预加固、预支护。
（2）当前方地质浮现变化迹象或接近围岩分界线时，必要用地质雷达、超前小导坑、超前探孔等办法先探明隧道工程地质和水文地质状况，才干进行开挖。
（3）应严格控制欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，容许岩石个别凸出某些(每1m2不不不大于0.1m2)凸入衬砌断面，整体式衬砌应不大于10cm，其她衬砌不应不不大于5cm，拱脚、墙脚以上1m范畴内断面禁止欠挖。
（4）开挖轮廓要预留支撑沉落量及变形量，并运用量测反馈信息进行及时调节。
（5）隧道爆破开挖时应严格控制爆破震动。
（6）洞身开挖在清除浮石后应及时进行初喷支护。
9.2检查项目
（1）隧道中线贯通规定容许偏差要满足规范规定。
（2）隧道构造与净空，必要满足设计建筑限界规定。
（3）超挖：应按开挖轮廓线作业，尽量减少超挖，洞身开挖容许偏差见下表。
洞身开挖断面容许超挖值（cm）
围岩级别
开挖部位
Ⅲ、Ⅳ
Ⅴ
拱部
平均线性超挖15
平均线性超挖10
最大超挖值25
最大超挖值15
边墙
平均10
平均10
仰拱、隧底
平均线形超挖10
最大超挖25

隧道超欠挖测定办法
测定办法及采用仪器
办法简述
运用激光束测定
用激光指向仪或激光经纬仪射在开挖工作面上光束测定特定部位超欠挖线性值。
用全站仪测定
在要测点位粘贴反光片，用全站仪测定各点三维坐标，通过计算绘制开挖断面，与设计断面进行比较。
用激光隧道限界 
测量仪测定
由免棱镜测距全站仪和手提电脑构成，对开挖工作面（或任一断面）测量，直接打印出设计断面与实际断面，并标出设定点超欠挖值。
用二次衬砌轮廓刚架 
作基准测定
当防水板铺设专用台车移动时，用直尺量取需测定点至轮廓刚架最小距离，并考虑喷混凝土厚度，以拟定超欠挖值。
（4）炮眼痕迹保存率
隧道周边炮眼痕迹保存率是衡量开挖面平整度一种指标，炮眼痕迹保存率应满足下表规定：

各种围岩周边炮眼痕迹保存率
围岩性质
硬岩
中硬岩
炮眼痕迹保存率
≥80％
≥60％
注：炮眼痕迹保存率＝（残留有痕迹炮眼数/周边眼总数）×100％
10安全及环保规定
10.1安全规定
（1）禁止非工作人员进入隧道,进洞人员必要对的佩戴防护用品。
（2）施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。禁止带明火和火种进入隧道，隧道内禁止吸烟。
（3）施工人员到达工作地点后，应一方面检查工作面，检查机具设备与否处在安全状态，详细检查支护与否牢固，拱部与否稳定，如有松动或裂纹，应及时加固解决。同步在施工过程中要经常检查支护稳定状况，特别是爆破后工作面和附近要加强检查，发现异常应随时解决，如发现也许有险情时，应及时撤离工作人员并报告上级解决。
（4）使用带支架风钻钻孔时，应将支架安顿稳妥。当站在碴堆上钻孔时，应注意石碴与否稳定，以防操作中石碴滑塌伤人。
（5）爆破物品进入现场雷管、炸药必要距离15m以上放置，使用木质炮棍装药。监炮人员要做好爆破物品使用记录，防止爆破物品丢失，用剩炸药、雷管必要及时退库。瞎炮、哑炮须原装药人员进行解决。
10.2环保规定
（1）隧道内必要持续通风，有粉尘或不良气体时应加强通风。
（2）在掌子面装碴时，应先洒水，以减少粉尘，施工场地要时常洒水湿润，粉尘大时要采用降尘办法。
（3）弃碴应运至指定位置，隧道内污水应集中净化解决后方可排放。
（4）施工机械在夜间施工禁止鸣号，防止打扰附近居民。