隧道短台阶开挖法施工作业指导书.doc

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山西中南部铁路通道隧道工程
短台阶开挖法施工作业指导书
1、工法特点及适用范围
短台阶以分上、下两个台阶2个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的施工方法。适用于新建山西中南部铁路通道ZNTJ-10标DK416+250～DK447+200隧道Ⅳ级围岩洞身开挖施工。
2、作业准备
在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。对施工人员进行技术交底，对参加施工作业人员进行岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
配备足够数量的凿岩机、挖掘机、轮式装载机、自卸汽车、空压机，安装风管、水管，完善其它施工设施。
配备足够数量的作业人员。根据大断面的特点，每工班开挖作业人员不宜少于25人。
3、技术要求
按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、勤量测、快封闭”的原则进行组织施工。
施工通风采用管道压入式通风。
在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。加强超前地质预报，加强围岩监控量测。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道安全。
4、施工方法及工艺
4.1短台阶施工方法
先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上下半断面同时并进的施工方法。
4.2短台阶施工工艺流程图

5、施工步骤
1）超前地质预报、测量放样、监控量测
通过TSP203、地质雷达、红外探水、超前水平钻探、掌子面地质素描等多种手段探测掌子面前方地层岩性、地质构造，综合分析研究，及时调整和确定施工方法和参数。
通过监控量测数据分析可正常进行下道工序后，测量放线各部分开挖轮廓线、隧道中线、高程。
2）开挖
(1)开挖前施作超前支护（按设计要求或实际需要时），开挖台阶形成后施工顺序如下：
a、爆破开挖③部，爆破后暂不出渣，用挖机或装载机将炮渣沿上、下台阶处修整平缓坡，并将上台阶开挖台车移至下台阶。
b、爆破开挖①部，出渣。
c、上台阶出渣完毕后将开挖台车移至上台阶，下台阶开始出渣，上台阶同时施作周边的初期支护、既初喷4cm厚混凝土，架立工字钢架（如设计有），钻射系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
d、下台阶出渣完，施作周边的初期支护、既初喷4cm厚混凝土，架立工字钢架（如设计有），钻射系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
e、重复a、b、c、d四步，反复循环。
(2)开挖中各台阶长度、循环进尺、上、下台阶高度应严格控制：
开挖上台阶高度约6米，上台阶长度宜为10～12 m, 开挖下台阶高度约3米，下台阶长度宜为20～30 m。
(3)初期支护喷射混凝土强度达到设计强度的70%以上时进行下一部分的开挖。
3）开挖检查
(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)拱部允许最大超挖值Ⅲ、Ⅳ级围岩25 cm；拱墙、边墙允许平均超挖值12 cm；仰拱允许最大超挖值25 cm,允许平均超挖值15 cm。
(3)严格控制欠挖，当围岩完整、石质坚硬时允许个别岩石突出侵入衬砌不大于5cm（每1㎡不大于0.1 ㎡），拱脚和墙脚以上1 m内断面严禁欠挖。
4）支护
(1)每一分部开挖检查合格后及时初喷3~5cm混凝土封闭岩面，后施做锚杆、钢筋网、安装钢架支撑（如设计有），复喷至设计厚度，各部工序之间紧密衔接。
(2)初期支护先上后下，分步实施，及时封闭成环。

6、施工要点
1）上台阶长度控制在12~13m以内，便于上台阶作业和控制安全步距，
上台阶高度控制在6.0m~6.5m，下台阶4.0m，便于台车移位。
2）上台阶开挖台车要轻便、坚固，便于装载机移动。
3）下台阶需先爆破，爆破后整理爬坡道，装载机进入上台阶，开挖台车移位至下台阶安全距离。

短

短

6、劳动组织
架子队工班人员配置表（正洞)
序号
项　　　目
总人数
备　　　注
一
开挖作业班
54
两班倒
1
工班长
2
每工班配置1人
2
司钻工
52
24台风钻/每工班26人，
二
运输班
20

3
司机
20
挖机司机2人、装载机司机2人、渣车司机16人
三
支护班
40
两班倒
1
安装锚杆、挂网、型钢钢架
16
每工班配置8人
2
注浆
2

3
喷砼工
22
每工班配置11人

7、材料要求
开挖材料需用乳化炸药、非电雷管、导爆索，所有爆破用材料贮备于炸药库中，在每开挖循环时按量取用。
8、机械设备的配置
隧道单口施工，根据开挖方法配置1台大型挖掘机，另备1台装载机进行装碴施工，大型自卸汽车不宜少于4辆， 20m3/min空压机一般不应少于3台，T28型风钻30台。
9、质量控制及检验
9.1、验收规范
《铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》
9.2、分项验收标准
9.2.1、主控项目
●隧道开挖断面的中线和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；监理单位按施工单位检查数量的10%平行检验。
检验方法：采用仪器测量。
●隧道开挖应严格控制欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。拱脚和墙脚以上１ｍ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：施工单位采用自动断面仪测量等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，现场核对开挖断面。
●洞身开挖中，应在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。
检验数量：施工、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：施工单位进行工程地质观察和描述；监理单位见证检查。
●光面爆破或预裂爆破钻眼前，应根据钻爆设计图准确标出炮眼位置，钻孔时应按钻爆设计要求严格控制炮眼的间距、深度和角度。掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差为5cm。周边眼的间距允许偏差为5cm，外插角应符合钻爆设计要求，眼底不应超出开挖轮廓线15cm。
检验数量：施工单位每一开挖循环检查全部掏槽眼和10个周边眼；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。
检查方法：测量。
●隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求。隧底范围石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。
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：施工单位用仪器测量底部高程，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，核对开挖断面。
●隧底开挖后应及时核对隧底地质情况。当需要进行加固处理时，应符合设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位每处检查一次。
检验方法：施工单位进行地质描述；监理单位见证检查。
9.2.2 、一般项目
●光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩不应小于80%，中硬岩不应小于60%，并在开挖轮廓面上均匀分布。
检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：对照钻爆设计资料，观察、计数检验炮眼痕迹保存率。
●水沟开挖位置、基底高程应符合设计要求，靠边墙的水沟应与边墙基础同时开挖、一次成型。
检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：观察、仪器测量。
10、安全及环保要求
10.1 、安全要求
⑴ 加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的安全、质量意识。
⑵岩石隧道坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
⑶严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工，否则应按照变更程序申请改变施工方案。
⑷在隧道开挖前，对隧道地表中线附近范围进行勘察，对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统计，并按里程桩号逐一登记、拍照，严格按设计方案施工，确保隧道安全、顺利通过。
⑸每循环进行测量放样，严格控制超欠挖。定期对测量控制点进行检查、复核，避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。
⑹边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求。软弱地基处理方法和施工质量应符合设计要求。
⑺开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息。
⑻隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小，核对设计情况，判断围岩的稳定性。
⑼制定安全施工应急预案，日常做好应急物资储备。
⑽洞口施工前，应先检查边、仰坡以上山坡稳定情况，清除悬石，处理危石，施工期间实施不间断监测和防护。
⑾地层含水量大时，上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟，将水引至隧道中部纵向排水沟排出洞外，以免浸泡拱脚。必要时应配合井点降水等措施将地下水位降至隧道二次衬砌底部以下，确保施工顺利进行。
⑿隧道明洞段施工时，边仰坡应分层分段开挖，并按设计及时做好防护。临时边仰坡应进行适当放坡。
⒀爆破作业时，所有人员应撤离至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点。安全地点至爆破工作面的距离，在独头坑道内不应小于200m，当采用全断面开挖时，应根据爆破方法与装药量计算确定安全距离。
⒁设置放炮前的安全检查员，及时检查现场的安全情况，以确定是否可以起爆，爆破后经专职安全员检查，排除瞎炮等安全隐患后，其他人员方可进入施工现场。
10.2 、环保要求
⑴暗洞分部开挖时，在满足设计规范及安全质量要求的前提下，应尽量采用适合机械化作业的施工工艺，分部尺寸划分合理，各分部尽量平行作业，从而达到快速施工的目的。
⑵弃碴时要由专人指挥、堆放整齐、边坡平整，弃碴场需设置挡墙。施工过程中杜绝随意倾倒弃碴和弃土。施工完毕后，对弃碴场及时平整，并做好绿化、防护，避免水土流失。
⑶隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：
A．空气中氧气含量，按体积计不得小于20%；
B．粉尘永许浓度，每立方空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg，每立方空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg；
C．有害气体最高允许浓度：
a 一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m3，在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；
b 二氧化碳按体积计不得大于0.5%；
c 氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下；
C 隧道内气温不得高于28℃；
D 隧道内噪声不得大于90Db。
⑷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3 m3/min的新鲜空气。
⑷便道及施工现场要注意撒水防尘，减少对周围环境的破坏。
⑸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。

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中铁五局山西中南部铁路通道ZNTJ-10标项目经理部