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宁安铁路推荐作业指导书 隧道类

宁安铁路3标段隧道工程
编号：0001

隧道开挖施工作业指导书

单 位：中铁十七局宁安铁路工程指挥部
编 制：
审 核：
批 准：

2010年5月1日发布 2010年5月1日实施

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新建南京至安庆铁路隧道工程
隧道开挖施工作业指导书
1、适用范围
适用于新建南京至安庆铁路工程王府山隧道正洞开挖施工。
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、领会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，编制应急预案。对施工人员进行技术、安全交底，告知安全风险以及在施工过程中需采取的应急措施。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
2.2.1对隧道开挖的中线、高程进行复核，确保测量精度。
2.2.2对开挖的洞身围岩采用TSP/TGP法进行地质超前预报，探测围岩的地质状况，同时采用地质钻机对隧道围岩进行探测，结合围岩、支护的变形监测，对围岩状况进行分析，将结果与施工图、施工组织设计进行比较，及时修正开挖、支护参数。
2.2.3检查并确认风、水、电管路畅通、接头完好，施工机具性能符合施工要求，机械性能良好。
3、技术要求
3.1隧道开挖断面的中线、高程，开挖轮廓满足设计和规范要求。
3.2炮眼痕迹保存率符合规范要求。
4、施工程序与工艺流程
4.1施工程序
施工准备→上断面开挖→中左断面开挖支护→中右断面开挖支护→下左断面开挖支护→下右断面开挖支护→核心土开挖→仰拱开挖支护。
4.2 工艺流程如下图

施工准备

加工药卷、炮泥
装 药

分析确定支护强度
转 入 下 一 个 循 环
监控量测
支护和临时支护
出 碴
初喷混凝土
找顶排危
通风排烟
爆 破
机具离开掌子面
清 孔
钻 孔

开挖台车（架）、风枪就位
清理掌子面、确定轮廓线、炮眼位置

5、施工要求
5.1施工准备
隧道开挖前，利用超前预报、超前钻孔、监控量测等探测结果，分析研究围岩的性质，探明前方围岩的完整性、涌水、不良地质等情况，对洞身实际的围岩性质与设计图进行核对，确定开挖、支护参数。
5.1.1开挖方法、钻爆参数
根据围岩的软弱状况和隧道断面，选择合理的开挖方法，以少扰动为宗旨，把开挖对围岩的损伤程度控制在最小限度，最大限度的发挥围岩的自支护能力，确保隧道的施工和隧道主体安全。一般情况下，根据隧道断面大小，三台阶法开挖循环尺根据围岩情况、超前支护长度和分部开挖断面大小进行确定，台阶长度可根据施工机械、人员安排等情况适当调整，各部工序间距距离可根据现场施组安排自行拟定，但不宜过长，必须保证各工序能平行流水作业和二衬的及时跟进。
开工前，要结合施工图和围岩的实际情况，进行科学合理的钻爆设计，根据开挖方法，确定每开挖循环进尺，炮眼深度，选择合理的开槽方法，确定使用直眼掏槽或斜眼掏槽，开挖周边眼间距、开口位置选择合理，周边眼与辅助眼间距、布设方法选择合理，确定周边眼、辅助眼、掏槽眼、底板眼的装药方法、装药量，爆破的先后顺序，雷管的段别，炮眼间的起爆网络，引爆雷管使用电雷管。在开挖过程中，根据爆破效果和围岩的监测数据，不断修正爆破参数。
5.1.2支护参数
根据围岩的实际情况与设计图纸进行复核，如实际情况与设计不符时，应及时申请变更，选择合理的支护型式，并在施工过程中通过对支护的观察和收敛变形数据不断地修正支护参数，确保支护与围岩实际相符合。
5.2 施工工艺
5.2.1施工放样
放样时将隧道断面、隧道中线用红铅油精确地标在掌子面上，并作出明显的高程标识点，精确定位炮眼位置。
5.2.2钻孔
精确控制钻孔位置、方向和深度，钻眼完毕，应按炮眼布置图进行检查，并做好记录，经检查合格后，方可按设计装药结构进行装药和炮泥堵塞。减小开口偏差和钻孔孔底偏差以及方向偏差。采用气腿式风动凿岩机钻孔，炮眼长度根据围岩状况，最大长度不超过4m，合理选择进尺，外插角不大于5°，钻孔实际操作做到“准、平、直、齐”四个字，并采用“炮棍瞄准法”控制炮孔间的平行，其钻孔方向偏差控制在3cm/m～5cm/m以内。同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。
5.2.3装药
装药量的多少和装药的方式是隧道光面爆破的关键，必须严格控制周边眼的装药量，应使药量沿炮眼全长合理分布，并合理选择炸药的品种和装药结构。合理控制周边眼的线装药密度，根据周边眼孔距、爆破层厚度、石质及炸药种类等综合考虑装药量。在装药结构上，宜采用比炮眼直径小的药卷连续或间隔装药，把药卷与钻孔间的不耦合系数控制在1.25～2.0之间，但药卷直径不应小于该炸药的临界直径，以保证稳定起爆。起爆雷管的段别选择合理，其安装位置精确，确保起爆的先后顺序。主要光爆参数如下表：
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）
极硬岩
50～60
55～75
0.8～0.85
0.25～0.30
硬岩
40～50
50～60
0.8～0.85
0.15～0.25
软质岩
35～45
45～60
0.75～0.8
0.07～0.12
5.2.4爆破
爆破前所有人员应撤在安全距离外。独头巷道安全距离不少于200m；相邻的上下坑道内不少于100m；相邻的平行坑道，横通道及横洞间不少于50m；全断面开挖进行深孔爆破（孔深3～5m）时，不少于500m。采用电雷管一次起爆。
5.2.5通风
爆破前应关闭通风机，爆破后应及时向隧道掌子面通风，排出和降低隧道内灰尘和炸药残留气体、风尘浓度，然后洒水降尘，使隧道内的环境符合职业健康标准。
5.2.6初喷
通风后，应在清除开挖段危石后，对开挖断面轮廓初喷3～5cm混凝土，封闭开挖岩面。喷射混凝土作业应分段分片进行。喷射作业自下而上，应保持供料均匀，喷射连续，喷射时喷嘴应作偏心划圆或鱼摆等复合运动。喷嘴在沿隧道纵向作前后移动时应保持与受喷面等距，使受喷面均匀、密实。
5.2.7出碴
出碴时需专人统一指挥车辆，车辆在隧道内的行驶速度，已衬砌地段不大于20km/h，未衬砌地段不大于10km/h，有施工作业地段不大于5km/h。弃碴弃于指定位置，应符合环保要求。
5.2.8开挖断面检查
开挖出碴完毕后，对隧道开挖断面的轮廓尺寸、中线、高程进行检查，需符合设计及规范要求，报监理工程师检查合格后，进行下道工序施工。
5.2.9支护
在每一次开挖后必须立即进行永久支护和临时支护。支护参数须满足设计和规范要求。
6、劳动组织
6.1劳动力组织方式：采用工班组织模式。
6.2根据隧道开挖的施工方案、机械、人员组合要求，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
负责人
1人
技术主管
1人
专职安全员
3人
钻孔工班
20人
爆破工班
6人
喷混凝土工班
4～12人
支护工班
10～15人
出碴工班
6人
技术、质检、测量及试验人员
4人
机械工、普工
6人
指挥出碴、弃碴人员
4人
7、材料要求
原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：炸药选用岩石硝铵炸药或乳化炸药，其性能指标达到合格要求。起爆材料符合爆破设计要求。
8、设备机具配置
隧道开挖施工机械设备配置分为四大部分，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。
每个作业面主要施工机械设备配置表
开挖
喷混凝土
支护
出碴
20m3空压机2～4台
挖掘机1台
凿岩机30台
喷锚机2～4台
风镐6～8台
装载机2台
开挖台车（架）1部
500型拌合楼1座
运输车辆2台
自卸车6台
材料运输车2部
运输车辆2台
注浆泵1台、电焊2台
洒水车1台
9、质量控制及检验
9.1质量控制
9.1.1不良地质段开挖前应做好预加固、预支护。
9.1.2当前方地质出现变化迹象或接近围岩分界线时，必须用地质雷达、超前小导坑、超前探孔等方法先探明隧道的工程地质和水文地质情况，才能进行开挖。
9.1.3应严格控制欠挖。当石质坚硬完整时，允许岩石个别凸出部分(每1m2不大于0.1m2) 凸入衬砌断面，锚喷支护时凸入不大于30mm，衬砌时不大于50mm，拱脚、墙脚以上1m内严禁欠挖。
9.1.4开挖轮廓要预留支撑沉落量及变形量，并利用监控量测反馈信息进行及时调整。
9.1.5隧道爆破开挖时应严格控制爆破震动。
9.1.6洞身开挖在清除浮石后应及时进行初喷支护。
9.2质量检验
9.2.1隧道开挖断面的中线、高程必须符合设计要求。
检验方法：激光断面仪、全站仪、水准仪测量。
9.2.2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1m2不大于0.1 m2）侵入衬砌，整体式衬砌应小于10cm，其它衬砌不大于5cm；拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
检验方法：采用激光断面仪、全站仪测量周边轮廓线，绘制断面图与设计断面核对。
9.2.3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
项次
检 查 项 目
规定值或允许偏差
检 查 方 法
1
拱部超挖(mm)
Ⅴ～Ⅵ级围岩
平均100，最大150
采用激光断面仪、全站仪测量周边轮廓线，绘制断面图与设计断面核对。
Ⅱ～Ⅳ级围岩
平均150，最大250
Ⅰ级围岩
平均100，最大200
2
边墙宽度(mm)
每 侧
+100，-0
全 宽
+200，-0
3
边墙、仰拱、隧底超挖(mm)
平均100
9.2.4炮眼保存率，硬岩应大等于80%，中硬岩应大等于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。
10、安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1严禁非工作人员进入隧道。
10.1.2施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。
10.1.3施工前主管工程师应对施工班组、人员进行安全交底和安全教育，同时告知安全风险和应对措施。
10.1.4严禁带明火和火种进入隧道，隧道内禁止吸烟。
10.1.5施工人员到达工作地点后，领工员、工班长应首先组织大家分头检查工作面，检查机具设备是否处于安全状态，详细检查支护是否牢固，拱部是否稳定，如有松动或裂纹，应及时加固处理。同时在施工过程中要经常检查支护的稳定状况，特别是爆破后的工作面和附近要加强检查，发现异常应随时处理，如发现可能有险情时，应立即撤离工作人员并报告上级处理。
10.1.6台阶法和导坑开挖：a.台阶或导坑之间控制一定的距离，以适应机具作业，并尽量减少翻碴工作量；b.支护和临时支护必须紧跟，支护及时成环；c.台阶宜少分层，使装碴机械紧靠开挖面，以减少扒碴距离；d.下断面开挖的落底拱脚边沿应留平台，以保证拱圈稳定。落底采用分层或一次拉槽。
10.1.7司钻中不得将胸部、腹部紧贴风钻手柄，腿部不得抵住风钻卡套弹簧。钻眼过程中，钻杆与钻孔应保持一条直线，防止钻杆弯曲、掉头、或折断，卡钻时，应用扳钳松动拔出，不可敲打，未送风前不可撤出钻杆。风钻使用每使用两小时应加一次油；风钻拆卸、修理、保养维修，不得在工作面进行。严禁在残眼处钻眼。
使用带支架的风钻钻孔时，应将支架安置稳妥。当站在碴堆上钻孔时，应注意石碴是否稳定，以防操作中石碴滑塌伤人。在拱部扩大及马口部位钻挑顶眼、爬眼、斜插眼及吊眼时要注意有无松动石块，以防落石伤人。
10.1.8领取爆破物品时应指定由有爆破资质的人员和工班负责人一道领取，必须严格履行出库审批和出库登记手续，并专人押送，雷管和炸药不得同车运输。
10.1.9爆破物品进入现场雷管、炸药必须距离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、雷管必须及时退库。瞎炮、哑炮须原装药人员进行处理。
10.1.10进入隧道的内燃机械与车辆，必须选用带净化装置的柴油机。有瓦斯等有害气体的隧道，汽油机械与车辆不得进洞。
10.1.11机械装碴时，小型装碴机的电缆或高压胶管，应有专人收放，装载工作场地，应设车辆机械调度与指挥人员。
10.2环保要求
10.2.1隧道内必须连续通风。粉尘、有害气体含量低于规范要求值；风量、风速满足规范要求，人均新鲜空气≥3m3/min，内燃机械作业供风量≥3m3/min/（min*kW），风速0.15～6m/s。
10.2.2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，粉尘大时要采取降尘措施。
10.2.3弃碴应运至指定位置，并做好支挡防护。
10.2.4隧道内污水应集中处理后方可排放。
10.2.5附近有居民处禁止夜间爆破，机械噪音满足规范要求。