隧道工程洞身开挖施工作业指导书

隧道工程洞身开挖施工作业指导书

2.1 洞身开挖施工方案

本工程为200km/h客货共线铁路，隧道净空92m2。各级围岩衬砌均采用曲墙断面形式，大于6km隧道洞内采用双块式无渣轨道，洞口段铺设25m无渣轨道过渡段。隧道穿越的围岩地质主要为III、IV、V级，围岩结构主要为砂岩、页岩，洞口段及洞身断层带节理裂隙发育，围岩破碎，易坍塌，隧道埋深大于400m地段易出现弱岩爆，长大隧道内有可能出现突涌水、泥地质灾害，高天隧道出口段隧底有暗河危害，为全线重点工程之一。部分隧道地下水具有硫酸盐侵蚀性，砼采用耐久性砼。隧道开挖掘进按照新奥法原理，应遵循“短开挖、弱爆破、强支护、勤量测”的原则进行施工。根据地质条件本隧道工程施工可采用全断面法、台阶法、大拱脚台阶法、环形开挖预留核心土法及交叉中隔壁法（CRD法）等方法。

2.1.1全断面法

Ⅲ级围岩地段施工可采用全断面法开挖，施工时应配备钻孔台车及高效率装运机械设备，尽量缩短循环时间，各道工序应尽可能平行交叉作业，提高施工进度。其施工工艺流程见图2-1。

图2- 1 全断面法开挖施工流程图

2.1.2台阶法(大拱脚台阶法)

Ⅲ级、Ⅳ级及V级围岩地段采用台阶法施工，台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定，本工程上半断面台阶高5.5m。台阶长度根据围岩条件及施工机械合理确定，其施工工艺流程见图2-2。

图2-2台阶法开挖施工流程图

2.1.3 CRD法

V级围岩浅埋地段，隧道开挖掘进采用台阶法不能保证顺利组织

施工，且安全无保证，易造成隧道坍塌事故发生，隧道开挖掘进应采用 CRD法。其施工工艺流程见图2-3。

图2-3 交叉中隔壁法施工流程图

2.2洞身开挖施工工艺

洞身开挖方法根据地质条件和周围环境等因素确定，开挖可采用全断面法、台阶法等方法，洞身开挖在洞口护拱或大管棚施作完成后开始施工。隧道洞身开挖施工工艺流程见图2-4。

（1）每循环开挖前必须测量施线，并采用红油漆标出开挖轮廓线及钻孔位置点。开挖作业必须保证安全，开挖时应减少对围岩的扰动，开挖面及未衬砌地段应随时检查，险情应及时处理。开挖工作面与衬砌的距离应在确保施工安全并力求减少施工干扰的原则下合理选定，并必须满足铁道部质量信誉评价相关要求。

（2）隧道开挖断面应以衬砌设计轮廓线为基准，考虑预留变形

量、施工误差等因素适当放大。开挖施工不得危及衬砌、初期支护及施工设备的安全。预留变形量见表2-1。

表2-1 预留变形量见

序号围岩类别双线隧道

1 Ⅲ50~80

2 Ⅳ80~100

3 Ⅴ100~150

（3）隧道洞身钻爆开挖采用光面爆破，施工前必须编制爆破设计，施工中应根据每循环爆破效果及量测报告调整爆破参数，不断优化爆破设计。

（4）隧道开挖必须严格控制超欠挖，开挖后每循环采用全站仪测量检测开挖断面，绘制实际开挖断面与设计开挖断面核对，初期支护完成后每5m测量检查1个断面，采用断面仪量测，绘制实测断面与设计断面核对。隧道开挖超挖应满足下表2-2规定。

表2-2 隧道允许超挖值

隧道欠挖控制，隧道开挖严禁欠挖，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1m内断面禁止欠挖，隧底围岩完整、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。

（5）隧道爆破、通风后，应立即对工作面暴露围岩进行初喷混凝土。采用分部开挖时，应在初期支护喷射混凝土强度达到设计强度的70％及以上时进行下一部分的开挖。隧道通过膨胀性围岩或破碎围岩时，支护应紧跟开挖工作面，尽快封闭。

（6）施工时，按规定做好围岩量测，地质核对和描述及地质超前预报，所有隧道采用SWS地震波物探法进行地质超前预报，地质断层地段增设红外探水及￠108超前探孔，每循环设5孔，单孔长度为

30m左右，相邻探测孔之间的搭接长度为5m。在孔口设置孔口管和闸阀，以便采取适当处理措施。及时整理相关信息，以指导开挖施工。

（7）当两相对开挖工作面接近贯通时，两端施工应加强联系，统一指挥。当两开挖工作面间的距离剩下20m时，从一端开挖贯通。

（8）岩爆地段隧道施工应遵循以防为主，防治结合的原则，对开挖面前方的围岩特性，水文地质情况等进行预测、预报，当发现有较强烈岩爆存在的可能性时，应及时研究施工对策措施，作好施工前的必要准备。施工时应采用光面爆破技术，使隧道周边圆顺，降低岩爆发生的强度。微弱岩爆地段，可直接在开挖面上洒水，软化表层，促使应力释放和调整。

图2-4隧道开挖作业施工流程图

2.2.1明洞施工

明洞施工前应完成堑顶排水设施，开挖坡度及高度根据地形、地质条件等因素确定，明洞路堑底标高在明暗交界处开挖至上半断面标高。其施工流程见图2-5。

图2-5 明洞施工流程图

2.2.1.1 明洞施工前按设计要求，对地层进行预加固，然后分层开挖和支护，边、仰坡分层施做锚喷支护、框架梁、植草等方法保持其稳定。

2.2.1.2明洞侧壁基础应设在稳固的地基上，基础埋设宽度和深度应符合设计要求；当两侧侧壁地基松软或软硬不均匀时，应采取措施加以处理，采用挖井或拉槽施工时，应加强支护，随挖随支。

2.2.1.3明洞衬砌采用衬砌台车，混凝土浇筑前应复核中线、高程和模板的外轮廓尺寸（考虑预留沉降），确保衬砌不侵入设计轮廓线，墙、拱混凝土应整体浇注。当拱圈混凝土强度达到混凝土设计强度等级的100%时，方可拆除明洞拱架。

2.2.1.4安装衬砌台车时应预留施工误差，以保证衬砌不侵入建筑限界。衬砌台车端头按设计要求加工定型挡头板和外模，挡头板和外横采用木模，浇筑砼时随着灌筑逐步向上安设，为使外模不因捣固及混凝土挤压而移动变形，外模应与内模及衬砌钢筋连接固定，砼浇筑时控制浇筑速度，并安排专人监控，如有变形及时处理。

2.2.1.5明洞基底，基底必须置于稳定的基础上，基础挖到设计标高后，应核对地基承载力是否与设计要求相符。遇有地下水时，须将地下水引离基础范围。

2.2.1.6明洞外模拆除后及时施作防水层及排水盲管，且应和隧道的排水侧沟、中心水沟及洞顶的截排水设施统筹考虑，墙后的排水