赣龙铁路扩能改造工程GL-5标隧道三项目部
编 号： S3-YMS--ZYZDS-18
阳明山隧道洞身开挖
作业指导书
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中铁五局赣龙铁路GL-5标隧道三项目部 洞身开挖施工作业指导书
赣龙铁路扩能改造工程GL-5标隧道三项目部
二O一二年二月二十日
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中铁五局赣龙铁路GL-5标隧道三项目部 洞身开挖施工作业指导书
阳明山隧道洞身开挖施工作业指导书
1、适用范围及编制依据
本作业指导书适用于中铁五局赣龙铁路扩能改造工程GL-5标隧道三项目部阳明山隧道〔DK237+402~DK239+335段〕洞身开挖的作业指导及施工注意事项。
〔1〕合同文件
〔2〕设计图纸及相关参考通用图 〔3〕国家和铁道部相关标准、标准：
《铁路隧道工程施工技术指南》〔TZ204-2008〕
《铁路隧道工程施工安全技术标准》〔TB10304-2009/J946-2009〕 《铁路隧道工程施工质量验收标准》〔TB10417-2003/J287-2004〕 〔4〕《总体施工组织设计》 2、作业准备
2.1、作业指导书编制完成后，应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，熟悉标准和技术标准。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，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后上岗，其中爆破作业人员应持有爆破员证。
2.2、技术人员应仔细核对设计图纸平面图，纵断面图以及隧道洞身标准断面图，并根据设计要素编写隧道开挖测量程序。
3、隧道开挖施工方法及工艺 3.1、方案设计
根据设计要求隧道按新奥法原理组织施工，根据地质条件、断面开挖宽度的不同，采用台阶法、三台阶法、三台阶临时仰拱法。并要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。
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(台阶)防护一段(台阶)。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
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达设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。暗洞开挖根据围岩情况，Ⅴ级地段采用三台阶临时仰拱法施工。Ⅳ级采用三台阶法施工，Ⅲ级围岩可以采用台阶法施工。
施工准备超前地质预报、测量、量测钻爆设计台架（台车）就位布置炮眼调整钻爆参数上部部断面钻眼下部断面钻眼装药、爆破通风排烟、排险初喷混凝土、锚杆、出渣开挖质量检查地质素描初期支护超前支护仰拱、拱墙复合衬砌施工结束台阶法施工工艺流程图
3.2、施工工艺 〔1〕台阶法开挖
台阶法开挖是将隧道设计断面分成两次开挖。施工时将隧道分为上下两个台阶进行
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开挖。先开挖上部台阶，上部开挖完成后施作上部洞身结构的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，然后布设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。上台阶施工至10～20m后，开挖下部台阶，及时封闭初期支护。下台阶开挖完成后及时灌筑该段仰拱及仰拱回填砼。最后利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
根据围岩条件，合理确定台阶长度，一般不超过1倍洞径，以确保开挖、支护质量及施工安全。上台阶施工钢架时采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施控制围岩和初期支护变形。下台阶在上台阶喷射混凝到达设计强度70%以上时开挖。当围岩不稳定时，采用缩短进尺，上下台阶分左、右两侧错开开挖，及时施作初期支护和仰拱。施工中解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。在上台阶开挖超前一个循环后，上下台阶可同时开挖。
〔2〕三台阶法开挖
三台阶法用于Ⅳ级围岩弱风化岩层，分上、中、下三个台阶，每个台阶一次开挖长度宜控制在2-3m之间。开挖上台阶后，应及时施作初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，施作系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。上台阶开挖适当距离以后，开挖中台阶，架立中台阶钢架，施作初期支护。最后开挖下台阶和仰拱，并施作初期支护。
三台阶法施工工艺流程图如下：
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施工准备超前地质预报、测量分部钻爆设计拱部超前支护上部弧形导坑开挖两侧错位开挖中台阶两侧错位开挖下台阶地质素描、轮廓检查地质素描、轮廓检查地质素描、轮廓检查初期支护初期支护初期支护仰拱开挖、初期支护、仰拱、侧壁、拱部初期支护闭合成环监控量测判定围岩稳定性变形超过规范要求下一循环开挖、支护调整开挖及支护参数施作混凝土仰拱、填充混凝土施作复合衬砌结束三台阶开挖法施工工艺流程图
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〔3〕三台阶临时仰拱法
A、利用上一循环架立的钢架施做隧道超前支护。〔2〕弱爆破开挖①部。〔3〕施作①部导
坑周边的初期支护，即粗喷4cm厚混凝土，架立钢架，并设锁脚锚杆。〔4〕导坑底部铺设I18铺设轻型工字钢，喷10cm厚混凝土，施作①部临时仰拱，必要时封闭掌子面。〔5〕钻设系数锚杆后复喷混凝土至设计厚度。必要时在①部中间设置竖向支撑。
B、在滞后于①部一段距离后，弱爆破开挖②部。〔2〕导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，架立钢架，并设锁脚锚管。〔3〕导坑底部喷10cm厚混凝土，施作②部临时仰拱。〔4〕钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
C、在滞后于②部一段距离后，弱爆破开挖③部。〔2〕初喷4cm厚混凝土，架立型钢。〔3〕隧底周边部分喷混凝土至设计厚度。 D、灌注该段内Ⅳ部仰拱。 E、灌注该段内Ⅴ部隧底填充。
F、根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性浇筑Ⅵ不衬砌〔拱墙衬砌一次施作〕。
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4．施工技术要求
4.1、隧道施工原则：“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”
1〕钻爆设计应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出碴能力等因素综合考虑。
2〕爆破开挖一次进尺应根据围岩条件确定，开挖软弱围岩时应控制在1—2m之内，开挖坚硬完整的围岩时应根据周边眼的外插角及允许超挖量确定。
3〕根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼最小抵抗线。围岩软弱、破碎时，周边眼间距取小值，E/W取小值。
4〕严格控制周边眼装药量，并使药量沿炮孔长度合理分布。周边眼宜用小直径药卷和低爆速炸药，可借助传爆线实现空气间隔装药。周边眼雷管应与内圈眼雷管跳段使用。 5〕周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，保证开挖面平整，但掏槽炮眼应比辅助炮眼眼底深10cm。当开挖面凸凹较大时，应根据实际情况调整炮眼深度，并相应调整装药量。
6〕周边眼宜一次同时起爆，软弱围岩段或断层处须对爆破震动加以控制时，可分段起爆。 7〕对内圈眼的爆破参数应严格控制，防止围岩过度龟裂。
8〕斜眼掏槽的炮眼方向，在岩层层理或节理发育时，不得与其平行，应呈一定角度，并尽量与其垂直。
9〕开挖断面底板两隅处，应合理布置辅助眼，适当增加药量和导向空眼，消除爆破死角。 10〕在地下水较多地段，所用爆破材料应能防水。
11〕开挖过程中应监测围岩爆破扰动深度以及爆破对围岩的影响，及时调整钻爆方案。 4.2、光面爆破质量保证措施
1〕钻眼人员必须严格按技术交底要求标准布眼，各层钻眼人员不能随意交换，实行“定人、定位、定机、定质、定量”的五岗位责任制，分区按顺序钻孔。不钻残孔、不钻石缝、不钻软夹层、不钻破碎带的四不钻制度。
2〕隧底〔包括水沟电缆槽〕必须一次开挖到位，而且要平顺。
3〕钻眼必须坚持“准、直、齐、平”的原则，特别是周边眼要控制好方向和装药量，利用长钻杆控制钻眼角度，以提高光爆效果，减少超欠挖。严格控制周边眼间距及最小抵抗线厚度，并使周边眼尽可能打在轮廓线上。
4〕钻眼时不能减少炮眼数，也不能随意增大装药量。装药必须专人负责，并严格堵塞炮
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泥。
5〕工人在钻眼时，应及时将前方围岩的变化反馈给技术人员，以便技术人员及时调整炮眼间距及装药量。
6〕钻眼完成后，应按炮眼布置图进行检查并作好记录，有不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后才能装药爆破。
7〕装药前应将炮孔内泥浆、石屑吹洗干净。已装药的炮孔及时用炮泥堵塞，堵塞长度周边眼不小于20 cm，其它眼不小于30 cm。周边眼采用小直径药卷连续装药或φ32药卷间隔装药，其它炮眼采用φ32药卷连续装药。掏槽眼要控制好方向和装药量，眼底加强装药，第一级掏槽眼的深度大于其它部位的眼深约30cm，眼口炮泥堵塞长度必须大于30cm。掏槽眼和底眼采用双雷管引爆，导爆管不能对折，以防瞎爆。
8〕判断拱部钻进方向的上挑角度是否适中，可通过观察钻中岩浆外流的情况来确定，在钻眼用水量合适的情况下：
a、如果岩浆顺钎杆直接流到岩机前落下时，说明上挑角度太大。 b、如果岩浆顺钎杆流出10 cm左右落下时，说明上挑角度合适。 c、如果岩浆一出孔口就流下时，说明上挑角度不足。
9〕应努力做到“石变我变”，及时准确地修正钻爆设计和调整钻爆参数，并保证光爆设计的实施，确保光爆质量，保证隧道不坍塌。
a、光爆装药参数由技术人员、领工员、工班长及施工作业人员集体研究确定，在装药前由领工员、领班人员对工班进行集中布置并组织实施。
b、光爆参数交底包括周边眼间距、最小抵抗线、炮眼密集系数、周边眼装药集中度、二圈眼装药集中度、总装药量等。
c、领工员必须对自己值班范围的实际操作进行记录，包括：炮眼布置图，装药参数，钻眼速度、围岩自稳程度。并对值班范围光爆效果及进尺进行评定，此记录和掌子面的围岩情况将作为下一茬炮光爆参数调整的依据。
5、劳动组织
5.1、劳动组织方式：采用架子队组织模式
5.2、根据工期和设计要求，对施工人员劳动力组织关系进行合理配置，如下表所示：
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阳明山隧道进口洞身开挖施工管理人员配置表： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
6、设备机具要求
主要设备机具表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 机械名称 开挖台车 气腿式风钻 空压机 发电机 湿喷机 挖掘机 装载机 自卸汽车 型 号 YT-28 28m³ 400KW TK-500 ³ GL50C 15T 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 数量 1 28 3 1 3 2 2 5 备注 自制 自有 自有 自有 自有 自有 自有 自有 职务 队长 技术主管 质量员 安全员 工班长 开挖班 爆破员 支护班 出碴班 人数 1 1 1 2 3 22 2 15 12 职责 负责现场协调工作 施工现场技术负责人 开挖质量验收 巡查安全隐患 领用材料，安排现场施工 按照要求进行施工 炸药领用、退库 初期支护作业 出碴、找顶、平整
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7、质量控制标准
隧道开挖断面允许超挖值(单位：cm)
围岩条件类别 开挖部位 拱部 边墙 7.1、质量检测
〔1〕中线及高程应符合设计要求，使用全站仪和水准仪进行检测，技术人员每一开挖循环检查一次。
〔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)侵入衬砌，整体式衬砌小于10cm。拱脚和墙脚以上1m内严禁断面欠挖。隧底开挖底部高程应符合设计要求，隧底范围岩石局部突出每平方米内不应大于，侵入断面不大于5cm。
〔3〕洞身开挖中，地质工程师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，核对地质情况，判断围岩稳定性。要求地质工程师每开挖一环，应立即对对工程地质进行素描。
〔4〕光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率，硬岩应不大于等于80%，中硬岩应大于等于60%，并在开挖轮廓线上均匀分布。要求技术人员每一开挖循环检查一次炮眼痕迹保存率。
7.2、质量保证措施
〔1〕 隧道不良地质地段施工坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。做好超前地质预报，根据预测结果采取合理的开挖方法和支护措施。
〔2〕成立超欠挖管理领导小组，编制超欠挖管理方法，制订详细的奖罚措施，并严格执行。
〔3〕派专人负责超欠挖控制，每次爆破由专业工程师值班检查监督爆破全过程，以保证钻爆作业按设计进行
〔4〕每循环用断面仪对开挖面进行检查，并根据检查结果进行分析，及时将分析的信息反馈到施工中，不断优化设计，以进一步改良光面爆破质量。
〔5〕仰拱距掌子面距离：Ⅲ围岩不超过90m，Ⅳ围岩不超过50m，Ⅴ级及以上不超过
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Ⅰ Ⅱ、Ⅳ Ⅴ、Ⅵ 平均线性超挖10 平均线性超挖15 平均线性超挖10 最大值超挖20 平均10 最大值超挖25 平均10 最大值超挖15 平均10 中铁五局赣龙铁路GL-5标隧道三项目部 洞身开挖施工作业指导书
40m。二次衬砌距掌子面距离：Ⅰ、Ⅱ级围岩不超过200m，Ⅲ级不超过120m，Ⅳ级及以上围岩不超过90m。
8、安全、质量、环保措施 8.1、安全措施
〔1〕施工前对全体作业人员进行培训，增强施工人员安全意识； 〔2〕施工时必须选用经检验合格的料具，防止机械事故的发生； 〔3〕施工作业平台必须搭设牢固，平整；
〔4〕注浆作业人员必须按要求配带防护用品，不得直接接触浆液；
〔5〕施工的各班组间，应建立完善的交接班制度，并将施工、安全等情况记载于交接班的记录簿内。工地值班负责人应认真检查交接班情况；
〔6〕所有进入隧道工地的人员，必须按规定配带安全帽等安全防护用品，遵章守纪，现场有专人指挥；
〔7〕与施工无关人员严禁入场；
〔8〕在钻孔作业中，要采取措施防止孔口喷水突泥，如有发生应及时处理； 〔9〕爆破后及时撬帮、找顶，对有垮帮、掉块迹象的要及时清理； 〔10〕架立钢架时，防止倾覆伤人。
〔11〕隧道双向开挖接近贯穿面时，两端施工应加强联系与统一指挥，当隧道两个工作面接近15m时，必须采取一端掘进。
〔12〕隧道找顶必须在通风后进行，并有专人指挥，照明应有充足的光照度。 〔13〕采用全断面开挖是，应控制一次同时起爆的炸药量，减少爆破振动对魏延的影响。
〔14〕台阶下部断面一次开挖长度应与上部断面相同，不得超过。
〔15〕下部开挖后，必须及时喷射混凝土进行封闭；当设有钢架时，必须及时安装下部钢架并喷射混凝土，严禁拱脚长时间悬空。
〔16〕爆破作业除应符合现行国家标准《爆破安全规程》〔GB6722〕 8.2、质量措施
〔1〕大力推行光面爆破，严格控制隧道超挖，杜绝欠挖。
〔2〕钻眼人员必须严格按工程部技术交底要求标准布眼，各层钻眼人员不能随意交换，必须定人、定眼、定钻。
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〔3〕钻眼必须坚持“平、直、齐、准”的原则，特别是周边眼要控制好方向和装药量，以提高光爆效果，减少超欠挖。
〔4〕坚持“石变我变”的原则，根据施工现场的实际情况灵活调整炸药的用量及合理的进尺。
〔5〕周边眼采用小直径药卷间隔装药，导爆索传爆,其它炮眼采用φ32药卷连续装药结构。
〔6〕掏槽眼要控制好方向和装药量，眼底加强装药，第一级掏槽眼的深度大于其它部位的眼深约30cm，眼口炮泥堵塞长度必须大于30cm。
〔7〕装药时要控制好药卷之间的殉爆距离，一般为10～15cm，最大不能大于20cm。 〔8〕掏槽眼和底眼采用双雷管引爆，导爆管不能对折，以防瞎爆。 〔9〕 钻爆作业必须按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
〔10〕钻眼前应绘出开挖断面中线、水平和断面轮廓，并根据爆破设计标出炮眼位置，经检查符合设计要求后方可钻眼。
〔11〕钻眼应符合以下要求：
A、掏槽眼：深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不得大于5cm。 B、辅助眼：深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不得大于10cm。 C、周边眼：开眼位置在设计断面轮廓线上，允许轮廓线调整，其误差不得大于5cm；炮眼方向为3～5°斜率外插，眼底不超出开挖断面轮廓线10cm，最大不超过15cm。
D、内圈炮眼至周边眼的排距误差不大于5cm。钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查并作好记录，有不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后才可装药起爆。装药前应将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净。所有装药的炮眼均应堵塞炮泥，周边眼的堵塞长度不宜小于20cm。
8.3、环保措施
隧道内、搅拌站以及其他施工区产生的施工污水经治理净化处理后排放，不直接排入河道。生活污水采取二级生化或化粪池等措施进行净化处理，生活废水必须经沉淀处理，经检查符合标准后方可排放。注意保护自然水流形态，做到不淤、不堵、不留施工隐患，不阻塞河道。
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