隧道洞身开挖施工工艺设计

施工步序见下页“三台阶法施工工序示意图”。
三台阶法施工工序示意图
4、三台阶预留核心土法施工
施工顺序：超前支护→上台阶开挖→上台阶初期支护→上台阶核心土开挖、中台阶左侧开挖→中台阶左侧初期支护→中台阶右侧开挖→中台阶右侧初期支护→中台阶核心土开挖、下台阶左侧开挖→下台阶左侧初期支护→下台阶右侧开挖→下台阶右侧初期支护→下台阶核心土开挖→仰拱开挖、初期支护→仰拱、填充→拱墙衬砌。
装药不偶合系数D
周边眼间距
E(cm)
周边眼最小抵抗线
W(cm)
相对距
E/W
周边眼药集中度q(kg/m)
4）弱爆破开挖③部；施作隧底喷混凝土（仅适用于仰拱底部设计有喷混凝土时），必要时在墙脚处设置临时横撑（图中未示）。
3、三台阶法施工
施工顺序：超前支护→上台阶开挖→上台阶初期支护→中台阶开挖→中台阶初期支护→下台阶开挖→下台阶初期支护→仰拱开挖→仰拱、填充→拱墙衬砌。
开挖方法：岩石地段采用多功能作业台架风动凿岩机钻眼；黄土地段采用人工辅以铣挖设备开挖，必要时风钻钻孔弱爆破。施工时先开挖上台阶，待开挖达到一定长度后再开挖中台阶及下台阶，形成上中下三个台阶同时并进施工，及时进行支护，封闭成环。
8）在滞后⑦部一段距离后，弱爆破开挖⑧部。
9）在滞后⑧部一段距离后，弱爆破开挖⑨部；隧底周边部分初喷4cm厚混凝土，架设仰拱型钢钢架，使整个衬砌钢架封闭成环。
7、正洞钻爆设计
1）参数选择
隧道采用光面爆破。光面爆破综合地质条件、开挖断面、开挖进尺及合理选择爆破器材等方面进行设计，选用乳化炸药，塑料导爆管非电起爆，毫秒微差有序起爆，激发针引爆。钻爆设计根据光面爆破效果不断优化爆破参数。
隧道洞身开挖施工工艺
本标段隧道根据地质情况洞门、明洞段采用明挖法。暗挖段按新奥法原理组织施工，施工方法根据工程地质和水文地质条件，开挖断面大小、衬砌类型、埋深、隧道长度、工期要求及环境制约等因素综合研究确定。
本标段隧道为双线隧道，正洞洞身段Ⅱ级围岩采用全断面法，Ⅲ级围岩采用台阶法施工，Ⅳ级围岩采用三台阶法施工（土质地段采用三台阶临时仰拱法），Ⅴ级围岩深埋地段采用三台阶临时横撑（临时仰拱）法施工，Ⅴ级围岩土质地层、断层破碎带、偏压带、浅埋段采用三台阶临时仰拱法施工。
施工工序:
1）弱爆破开挖①部；施作①部周边的初期支护：初喷混凝土，铺钢筋网，架立钢架（设锁脚锚杆），钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度；施作下一循环超前支护（仅用于有超前支护情况）；
2）架设①底部临时横撑（此步仅适用于台阶法加临时横撑）；
3）弱爆破开挖②部；施作边墙初期支护：初喷混凝土，铺钢筋网，架立钢架（设锁脚锚管或锚杆），钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度；
4）自滞后于③部一段距离后，弱爆破开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同2。
5）弱爆破开挖⑤部；喷8cm厚混凝土封闭掌子面；导坑周边初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架设拱部型钢钢架，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
6）在滞后⑤部一段距离后，弱爆破开挖⑥部。
7）在滞后⑥部一段距离后，弱爆破开挖⑦部。
台阶临时仰拱法施工工序示意图
6、双侧壁导坑法施工
双侧壁导坑法开挖，坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则进行施工。
双侧壁导坑法施工示意见下页图。
双侧壁导坑施工工序示意图
施工工序:
1）弱爆破开挖①部；喷8cm厚混凝土封闭掌子面（必要时）；施作①部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立初支型钢钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚管；安装I18横撑；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度；施作①部导坑周边下一循环的超前支护。
全断面法施工示Байду номын сангаас图
2、台阶法施工
台阶法（或加临时仰拱）开挖采用多功能作业台车配合风钻钻眼，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。上台阶由挖掘机扒碴，下台阶用装载机装碴，出碴采用无轨运输，装载机装碴，自卸车运碴；隧道开挖后及时施作初期支护，仰拱施工紧跟。
台阶法（或加临时仰拱）施工示意见下页图。
台阶法（或加临时仰拱）施工工序示意图
2）在滞后于①部一段距离后，弱爆破开挖②部；喷8cm厚混凝土封闭掌子面（必要时）；导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网；接长型钢钢架和I18临时钢架，设锁脚锚管；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度，侧壁导坑封闭成环。
3）在滞后②部一段距离后，弱爆破开挖③部并施作导坑周边的初期支护、临时支护及下一循环超前支护，步骤及工序同1。
施工时加强地质超前预报，提前采取各项开挖方法和支护措施。Ⅱ、Ⅲ级围岩开挖采用光面爆破，Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖采用预裂爆破法或光面爆破，人工配合机械开挖，严格控制超欠挖。
1、全断面法施工
全断面法利用多功能作业台车配合手持风钻钻孔，楔形掏槽，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆，应用光面爆破技术。全断面开挖法施工流程示意图见下图：
各光面爆破参数如周边眼间距(E)、最小抵抗线(W)、相对距(E/W)和装药集中度(q)等，采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定，在无条件试验时，可选用下表参数。洞口附近爆破施工严格控制单段装药量，降低震速，确保周边民房及其他构筑物的安全。
光面爆破参数
参数
岩石类型
饱和单轴抗压限强度Rb(MPaa)
5、三台阶临时仰拱法施工
施工顺序：超前支护→上台阶开挖→上台阶支护、临时仰拱→中台阶开挖→拆除临时仰拱、中台阶支护→下台阶开挖→下台阶支护、临时仰拱→仰拱开挖、支护→拆除临时仰拱→仰拱、填充→拱墙衬砌。
开挖方法：采用人工辅以铣挖设备开挖，必要时风钻钻孔弱爆破，台阶长度3～5m；各台阶开挖后及时封闭掌子面，喷、网、锚及钢架联合支护作业，施作临时钢架横撑；量测要及时紧跟，及时分析反馈，指导施工。施工步序见下“三台阶临时仰拱法施工工序示意图”。
开挖方法：岩石地段采用多功能作业台架风动凿岩机钻眼；黄土地段采用人工辅以铣挖设备开挖，必要时风钻钻孔弱爆破。施工时先开挖上台阶，待开挖达到一定长度后再开挖中台阶及下台阶，形成上中下三个台阶同时并进施工，及时进行支护，封闭成环。
施工步序见“三台阶预留核心土法施工工序示意图”。
三台阶预留核心土法施工工序示意图