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1、三台阶七步开挖法施工作业指导书1目的明确隧道三台阶七步开挖法施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、标准隧道开挖施工，尽可能地减少超挖，保证隧道的开挖作业平安、保证开挖质量。2 编制依据?客运专线铁路隧道工程施工指南?TZ214-2005?客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准?铁建设2005160号(3)?铁路隧道工程施工质量验收标准?TB10417-20034?铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工作业指南?经规标准 2007119号(5)?贵广铁路设计图?及其他相关资料3 适用范围适用于贵广铁路双线隧道正洞开挖三台阶七步开挖法施工。4 隧道开挖施工4.1 方案设计本线隧道按新奥法原
2、理组织施工，根据不同围岩级别及周边环境选择相应工法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。三台阶七步开挖法适用于开挖断面为100180m2,具备一定自稳条件的、级围岩地段隧道的施工。隧道破碎带按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测的原那么进行组织施工。隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口土方及边仰坡防护施工。洞口土方采用挖掘机配合装载机自上而下分层施工，大型自卸汽车运输，并及时做好坡面防护，开挖一段防护一段。洞口明洞采用明挖法施工，开挖至明暗分界线后，先施做护拱混凝土，然后施做暗洞超前大管棚，随后立即做好明洞衬砌，随后进入暗洞施工，待明洞混凝土到达设计规定的强度后及时进行明洞洞顶
3、回填。隧道采用钻爆法开挖，出碴采用装载机配合大型或中型自卸汽车无轨运输。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。加强超前地质预测、预报，加强围岩监控量测管理。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，确保隧道平安。开挖方法的改变，要严格按程序申请设计变更。三台阶七步开挖法 三台阶七步开挖法是以弧形导坑开挖留核心土为根本模式，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、平行推进的隧道施工方法。.1三台阶七步开挖法施工工艺施工工艺流程见图1。.2三台阶七步开挖法施工工序施工工序见图2、图3。1第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支
4、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，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。2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,开挖高度一般为3,左、右侧台阶错开23m，开挖后立即初喷35cm混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙角以上30cm高度处
5、，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。3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,开挖高度一般为3,左、右侧台阶错开23m，开挖后立即初喷35cm混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙角以上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。4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，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。5第7步，隧底开挖：每循环开挖长度宜为23m，开挖后及时施做仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，
6、及时施做仰拱，仰拱分段长度宜为46m。图1图2图35 综合超前地质预测预报本线隧道地质情况复杂，根据实地调查，存在坡麓堆积体，堆积体主要由碎石土、粉质黏土夹砂页岩块石组成，厚约522米，隧道洞身穿越坡麓堆积体，对隧道稳定性有一定影响。为此，针对本线大断面隧道与辅助坑道设置的具体情况，开展综合超前地质预测预报，并将综合超前地质预测预报纳入施工工序。地质预测预报方法针对本线隧道地质特点，拟采用地质素描法(常规地质法)、超前水平钻孔法、地质雷达探测法相结合的预报方法。并进行地下水的超前预报、监测及试验。综合监测结果，即时提出对不良地质的处理措施，以降低施工风险，确保工程质量和运营平安。地质素描开挖面
7、围岩级别、岩性、围岩风化变质情况、节理裂隙、产状、地下水等情况进行观察和测定后，绘制地质素描图，通过开挖后利用罗盘仪、地质锤、放大镜、皮尺等简单工具对开对洞内围岩地质特征变化分析来推测开挖面前方的地质情况，据以指导施工。超前水平钻孔采用超前水平钻机钻进过程中钻速和钻碴的变化对开挖面前方较短距离内的地质情况进行判断，为提高其预报的准确度，与地质素描配套使用。通过超前钻探取芯测定含水率为主要手段确定下一步施工方案。LDS1A陆地声纳仪LDS1A陆地声纳仪具有轻便、操作智能化、工作时间短、操作简单、震源用锤击、工作人员少等优点，预报时在掌子面上布置水平和铅垂方向各一条测线，标出测点位置，然后一人在激
8、震点上用812磅锤敲击岩面，另一人用手按住检波器，用黄油耦合剂使它贴在岩面的测点位置上施测，检波器接受的震动信号记录在仪器中。各测点施测完毕后，进行内业数据处理分析和判断资料，施测时间在3050min之间。通过打印出来的时间剖面图及显示图可作地质判断及计算不良地质体的空间位置。地质雷达为提高地质预报的准确性，除采用常规地质法和陆地声纳以进行地质预报外，同时利用SIR10B型地质雷达进行地质超前预报，其探测范围在40m范围内，是一种非破坏型的探测技术，具有抗电磁干扰能力强，分辨率高，可现场直接提供实时剖面记录图，图象清晰直观。地质预测预报措施针对隧道具体的工程特点，拟采用地貌、地质调查与地质推理
9、相结合的方法，进行定性预测。具体采取的措施有：对开挖全过程进行综合预测、预报，方法有超前导洞预报、TSP长期预测预报、红外线探水、地质雷达中短期预报、超前探孔近距离预报及前兆法预报等。6 爆破施工隧道的爆破作业，主要以光面爆破为主。爆破作业应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、循环进尺和爆炸材料进行钻爆设计。钻爆设计应根据爆破效果不断优化爆破参数。钻爆设计的内容包括炮眼掏槽眼、辅助眼、周边眼的布置、深度、斜率和数目，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等。钻爆设计土应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要经济指标和必要的说明。爆破参数应通过试验确定。
10、当无试验条件时，可参照表1选用。表1 光面爆破参数岩石类别周边眼间距Ecm周边眼抵抗线Wcm相对距离E/W装药集中度qkg/m极硬岩50605575硬岩40505060软质岩35454560周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求，硬岩开眼位置在轮廓线上，软岩可向内偏510cm。底板和仰拱底面采用预留光爆层爆破，级围岩段的中心水沟应与隧底光爆层同时爆破成形。辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装碴需要。周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼加深1020cm。当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。炸
11、药可选用岩石硝铵炸药和乳化炸药。7 劳力、机械设备的配置1.5倍。隧道单口施工，根据开挖方法配置1台大型挖掘机或2台小型挖掘机平行作业，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空压机不应少于3台。根据高速铁路大断面的特点，每工班开挖作业人员不宜少于20人。8 质量要求8.1 验收标准?铁路隧道工程施工质量验收标准?客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准?8.2 分项验收标准 主控工程隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。 检验数量：每一开挖循环检查一次检验方法：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，岩石个别突出局部每1m22侵入衬砌
12、应小于5cm。拱脚和墙脚以上内断面严禁欠挖。检验数量：每一开挖循环检查一次。检验方法：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。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：每一开挖循环检查一次。检验方法：进行工程地质观察和描述。 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15
13、cm。检验数量：每一开挖循环检查全部掏槽眼和10个周边眼。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，岩石个别突出局部每1m22侵入衬砌应小于5cm。检验数量：每一开挖循环检查一次。检验方法：用仪器测量底部高程，绘断面图与设计断面核对。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：每处检查一次。检验方法：进行地质描述。 一般工程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：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
14、置、基底高程应符合设计要求，靠边墙的水沟应与边墙根底同时开挖、一次成型。检验数量：每一开挖循环检查一次。检验方法：观察、仪器测量。9 平安、质量控制措施 加强对技术及施工人员的培训，提高全体参建人员的平安、质量意识。坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测的原那么。严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工，否那么应按照变更程序申请改变施工方案。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，尤其是隧道下穿高速公路等大型构筑物地段，施工中应加强监控量测工作，严格按设计方案施工，确保隧道平安、顺利通过。每循
15、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，防止由于隧底下沉、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。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。隧底开挖前应进行施工工艺设计。开挖后应按设计要求的量测工程及频率进行围岩量测，及时反应量测信息。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。土质隧道在开挖过程中，尽量减少挖掘机对隧道边沿的开挖，应采用人工风镐对隧道周边进行修整，减少对围岩的扰动，防止侧壁或拱顶掉块现象。拱脚、墙角应预留30cm人工开挖，严禁超挖。土质隧道拱墙脚严禁被水浸泡。开挖完毕后，应尽早对围岩进行支护封闭，减少围岩暴露的时间。制定平安施工应急预
