客运专线铁路隧道开挖施工技术交底

技术交底书编制单位：贵广铁路GGTJ-11标段第一项目部主送单位一项目部各架子队编号QDKW项目名称隧道开挖技术交底日期交底内容：一、双侧壁导坑开挖法先开挖隧道两侧的导坑，及时施作导坑四周初期支护，必要时施作边墙衬砌，然后再根据地质条件、断面大小，对剩余部分采用两台阶或三台阶开挖。该方法主要应用于Ⅴ级围岩浅埋、偏压地段及IV级围岩片压段。1．双侧壁导坑法施工工艺施工工艺流程见图1。2．双侧壁导坑法施工工序施工工序见下图。 架立周边钢架，必要时设底部横撑施作锚喷支护依次开挖⑤⑥⑦部喷砼封闭掌子面，施作锚喷支护，闭合成环开挖⑧部，接长临时钢架，拆除下部横撑拆除临时钢架（5～6m），浇筑仰拱浇筑填充混凝土浇筑二次衬砌施作防水层监控量测开挖②部，进尺同钢架间距清理掌子面，测量放线开挖①部，进尺同钢架间距开挖③部，进尺同钢架间距喷砼封闭岩面喷砼封闭岩面施作洞身锚杆施作洞身锚杆架立钢架、临时钢架及横撑架立钢架、临时钢架及横撑锚喷支护，闭合成环施作超前支护、注浆监控量测监控量测锚喷支护，闭合成环开挖④部，进尺同钢架间距超前地质预报图1双侧壁导坑施工工艺流程图 2.1．⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。⑵机械开挖①部，人工配合整修，必要时采用弱爆破开挖。⑶喷8cm厚C25混凝土封闭掌子面。⑷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，架立型钢钢架和I18临时钢架，并设φ50mm锁脚锚杆（管），安设I18横撑。⑸安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。2.2．⑴在滞后于①部2~3m后，机械开挖②部，人工配合整修，必要时采用弱爆破。⑵喷8cm厚C25混凝土封闭掌子面。⑶导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。⑷接长型钢钢架和I18临时钢架，根据实际地质情况，必要时安设I18横撑。⑸钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。2.3.在滞后于②部2~3m后，机械开挖③部，人工配合整修，必要时采用弱爆破，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同①。2.4.在滞后于③部2~3m后，机械开挖④部，人工配合整修，必要时采用弱爆破，并施作导坑周边的初期支护，步骤及工序同②。2.5.⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。⑵机械开挖⑤部，人工配合整修,必要时采用弱爆破。⑶喷8cm厚C25混凝土封闭掌子面。⑷导坑周边初喷4cm厚混凝土，架立拱部型钢钢架，安装径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。2.6.⑴在滞后于⑤部≯1m距离后，机械开挖⑥部，人工配合整修，必要时采用弱爆破，⑵喷8cm厚C25混凝土封闭掌子面。2.7.⑴在滞后于⑤部2~3m后，机械开挖⑦部，人工配合整修，必要时采用弱爆破。⑵喷8cm厚C25混凝土封闭掌子面。（3）安设I18横撑。2.8.⑴在滞后于⑦部2~3m后，机械开挖⑧部，人工配合整修，必要时采用弱爆破。⑵隧底周边部分初喷4cm厚混凝土，安设I20a钢架使钢架封闭成环，复喷混凝土至设计厚度。⑷逐段拆除靠近已完成二次衬砌6~8m范围内两侧壁底部钢架单元。2.9．灌筑IX部仰拱及隧底填充（仰拱与隧底填充应分次施作）。2.10.⑴根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除I18临时钢架及上部临时横撑。⑵利用衬砌模板台车尽早一次性灌筑部衬砌（拱墙衬砌同时施作）。 3.施工要点（1）侧壁导坑形状应近似椭圆形，导坑断面宽度一般为整个断面的1/3；（2）两侧壁导坑超前中部10~20m，可独立同步开挖支护，中部采用台阶法开挖，保持平行作业；（3）导坑开挖后应及时进行初期支护及临时支护，工序变化处之钢架（或临时钢架）应设置锁脚锚杆，并尽早封闭成环。（4）中部开挖时由于开挖跨度大，断面形状扁平，应在拱部支护完成后设临时竖向支撑，以减少拱顶下沉；（5）根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除临时支护，一次拆除长度不超过10m，并注意加强监控量测；（6）临时支护拆除后应及时施作仰拱和二次衬砌；4.施工注意事项（1）隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则；（2）小炮开挖或人工开挖，严格控制装药量；（3）工序变化处之钢架（或临时钢架）应设置锁脚钢管，以确保钢架基础稳定；（4）导坑开挖宽度及台阶高度可根据施工机具、人员安排等进行适当调整；（5）钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固；（6）施工过程中每次拆除临时钢架的长度不能超过10m，以确保施工安全；（7）软弱及不良地质隧道仰拱应紧跟、仰拱距开挖面距离宜控制在40m内；（8）施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整提供依据。5.施工安全和环境保护（1） 开始施工前，必须对施工工艺中存在的危险源进行辨识和安全危险评估，编制安全管理实施方案，并制定相应的应急预案；（2）施工过程中必须对施工人员加强安全技术交底，在推广新技术和使用新型机械设备时，应对员工进行再培训和安全教育；（3）进洞人员必须戴好安全帽，进洞作业人员应佩戴防尘面具。禁止无关人员进洞；（4）开挖作业必须保证安全。开挖时必须减少对围岩的扰动；（5）爆破后应检查爆破和开挖面情况，清楚瞎炮、残炮和危石；（6）开挖面和未衬砌地段应随时检查，险情应及时处理；（7）开挖工作面与衬砌的距离必须在保证施工安全并力求减少施工干扰的原则下合理选定；（8）开挖不得危及衬砌、初期支护及施工设备的安全；（9）施工作业地段的出碴车辆行车速度不得大于15Km/h，成洞地段不得大于25Km/h；在衬砌模板台车等狭窄地段必须设置减速和警示标志；（10）出碴时间洞内必须加强通风，保证洞内清晰，并且使洞内环境符合职业健康标准。二、台阶开挖法先开挖上半断面,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。主要应用于正洞Ⅲ、Ⅳ级围岩施工。1.1．施工工艺流程施工工艺流程图见图1。1.2．台阶法施工工序说明施工工序见图2。第1部：开挖①部后及时进行上台阶喷、锚、网系统支护，架设钢架并复喷砼至设计厚度，形成较稳定的承载拱。第2部：在滞后①部15～20m后开挖②部，并进行下导初期支护。第3、4部：及时施作仰拱砼、填充混凝土，及早封闭成环。第5部：根据围岩量测结果，适时施作二次衬砌。 测量放线拱部超前支护上导坑开挖、出碴下导坑开挖、出碴下部初期支护超前地质预报上部初期支护围岩监控量测围岩监控量测围岩监控量测围岩稳定性评判、修正施工方案，确定二次衬砌施作时间仰拱填充施工下一工序仰拱图1台阶法施工工艺流程图2上、下台阶法施工开挖工序示意图 3.台阶法施工要点：（1）台阶高度根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定，上台阶高度2.5m，台阶长度为一倍洞径；（2）上台阶施作钢拱架时，采用扩大拱脚和锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形，必要时施作临时仰拱；（3）下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70%以上时开挖，当岩体不稳定时需缩短进尺，必要时下台阶分左右两部错开开挖，并及时施作初期支护和仰拱，形成闭合结构；（4）施工中要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；（5）下台阶施作时要保证初支钢架整体顺接平直，螺栓连接牢固；（6）仰拱及填充应超前二次衬砌且全幅浇筑，仰拱距掌子面距离：III级围岩≤90m，IV级围岩≤50m，V级≤40m围岩二次衬砌及时跟进。（7）工艺改进：对于软弱围岩中采用台阶法，可以考虑与预留核心土、挖中槽等方法结合。在上台阶开挖时，预留核心土，以便迅速完成拱部开挖，及时施作初期支护。在下部台阶开挖时，先拉中槽，扩大作业面，为两侧快速开挖和支护创造条件。4.施工安全和环境保护（1）开始施工前，必须对施工工艺中存在的危险源进行辨识和安全危险评估，编制安全管理实施方案，并制定相应的应急预案；（2）施工过程中必须对施工人员加强安全技术交底，在推广新技术和使用新型机械设备时，应对员工进行再培训和安全教育；（3）进洞人员必须戴好安全帽，进洞作业人员应佩戴防尘面具。禁止无关人员进洞；（4）开挖作业必须保证安全。开挖时必须减少对围岩的扰动；（5）爆破后应检查爆破和开挖面情况，清楚瞎炮、残炮和危石；（6）开挖面和未衬砌地段应随时检查，险情应及时处理； （7）开挖工作面与衬砌的距离必须在保证施工安全并力求减少施工干扰的原则下合理选定；（8）开挖不得危及衬砌、初期支护及施工设备的安全；（9）施工作业地段的出碴车辆行车速度不得大于15Km/h，成洞地段不得大于25Km/h；在衬砌模板台车等狭窄地段必须设置减速和警示标志；（10）出碴时间洞内必须加强通风，保证洞内清晰，并且使洞内环境符合职业健康标准。三、隧道全断面开挖法采用全断面一次开挖成形的施工方法。主要应用于双线隧道正洞Ⅱ级围岩围岩的施工。循环进尺宜控制在3～4.0m。1．施工工艺流程施工工艺流程见下图。风枪钻孔装药联网起爆初喷出碴测量放线布孔通风排烟简易台车退出下一工序其他人员撤离处理危石图隧道全断面法开挖工艺流程图2．全断面法施工工序说明第1部.测量放样：测放中线、水平及炮眼位置； 第2部.钻孔：上部、下部同时人工风枪钻孔，全断面开挖，光面爆破。第3部.通风排烟、出碴：通风排烟后，出碴用装载机装碴，自卸汽车运输至弃碴场。第4部.初期支护：初期支护喷射混凝土采用喷射机湿喷。初期支护结束后，进入下一开挖循环施工。3.施工控制要点3.1应配备钻孔台车或多功能台架及高效率装运设备，合理安排工序的平行交叉作业，缩短循环作业时间，提高施工进度。3.2利用深孔爆破增加循环进尺，控制周边眼间距及角度，改善光面爆破效果，减少超欠挖。3.3全断面法开挖应优先考虑锚杆和锚喷砼、挂网、撑梁等支护形式，初期支护应及时施作，围岩条件变化时及时调整施工方法。3.4有条件时可采用导洞超前的开挖方法，合理组施工，保证作业安全。3.5加强对开挖面前方工程地质和水文地质的探测，对不良地质情况要及时预测预报，有针对性地采取应急措施（包括改变施工方法），保证施工安全。四、隧道三台阶临时仰拱法开挖三台阶临时仰拱法就是将大断面划分成自上而下三个小单元进行开挖，缩小开挖断面；采用临时仰拱就是使每个小单元及时封闭成环，形成环向受力，有效地发挥初期支护整体受力效果，有效阻止支护结构变形。适用于IV级围岩、V级围岩地段，与初期支护钢架配合使用，施工时根据围岩完整性、地层风化程度、地下水发育情况等选用。1.三台阶临时仰拱法施工工艺流程详见下图。 超前地质预报测量放线拱部超前支护上部开挖、出碴上中下部进行五个循环围岩监控量测上部初期支护中部开挖、出碴围岩监控量测中部初期支护围岩稳定性评判、修正施工方案，确定二次衬砌施作时间下部开挖、出碴围岩监控量测下部初期支护底部开挖围岩监控量测底部初期支护仰拱仰拱填充施工下一工序图三台阶法临时仰拱法施工工艺流程图2.施工工序2.1.（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。（2）弱爆破①部。（3）施作①部导坑周边的初期支护，即初喷4cm后砼，架立格栅钢架、并设锁脚钢管。（4）导坑底部铺设I18轻型工字钢，喷20cm厚砼，施作①部临时仰拱，必要时封闭掌子面。（5）钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。2.2（1）在滞后①部3~5m后，弱爆破② 部。（2）导坑周边部分初喷4cm砼，架立格栅钢架，并设锁脚钢管。（3）导坑底部喷8cm厚砼，施作②部临时仰拱。（4）钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。2.3（1）在滞后于②部3~5m后，弱爆破开挖③部。（2）初喷4cm厚砼，架立格栅钢架。（3）隧底周边部分喷砼至设计厚度。2.4灌筑Ⅳ部仰拱及隧底填充（仰拱及隧底填充应分次施作）。2.5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V部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。2.6量测工作应紧跟施工，及时反馈信息，以调整支护参数。2.7开挖前应根据施工图纸施做超前支护，一般多采用小导管超前注浆加固。2.8开挖过程中坚持“管超前、短进尺、弱爆破”的原则。3.三台阶临时仰拱法施工工序示意图 4.施工注意事项（1）隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则；（2）小炮开挖或人工开挖，严格控制装药量；（3）导坑开挖宽度及台阶高度可根据施工机具、人员安排等进行适当调整；（4）钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固；（5）施工中，应按有关规范及标准图的要求，进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整提供依据；（6）当地层稳定性较好时，在确保施工安全前提下可取消临时仰拱；（7）软弱及不良地质隧道仰拱应紧跟、仰拱距开挖面距离宜控制在40m以内。五、隧道三台阶开挖法1、三台阶开挖法主要步骤1.1上部弧形导坑环向开挖，施做拱部初期支护，每循环进尺为1榀拱架间距，核心土顶至拱顶开挖线高度不大于1.5m，以人工开挖为主；1.2中台阶左右错开开挖，施作墙部初期支护，每开挖循环进尺为2榀拱架间距，左侧距掌子面距离为6榀拱架距离，右侧滞后于左侧开挖，保持4榀拱架距离，同时保留核心土，以挖掘机配合人工开挖；1.3下台阶开挖同中台阶；1.4 每循环核心土开挖时，弃土用于临时机械作业平台的构筑，并修整出作业通道。1.5开挖时中、下台阶核心土位置修整为作业通道，通道修整时，台阶核心土严禁全部除去，右侧壁未开挖支护侧距开挖线边缘不小于3.5m。滞后于下台阶12m开挖隧底，施做隧底初期支护并及时浇施作仰拱钢筋混凝土及填充混凝土。2、施工注意事项2.1当现场地质有变化时，现场施工负责应及时通知技术人员，调整各部台阶长度或施工方法，采取相应的技术措施，及早封闭成环，保证施工安全。2.2根据地质条件，按设计要求做好超前支护，防止围岩松弛，保证隧道开挖安全。2.3各部平行开挖，平行施做初期支护，各分部初期支护衔接紧密，开挖后及时封闭，初期支护及早成环。仰拱紧跟下台阶，下台阶距仰拱不得超过16m，及时闭合构成稳固的支护体系。2.4测量人员要注意拱顶沉降观测，及时向技术负责人反馈围岩及支护的变形情况，以调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。2.6二次衬砌要及时施作跟进，二衬滞后仰拱施工24m，距掌子面距离不超过72m。1、三台阶七步开挖法白石岭隧道DK704+361～+690、DK705+560～+595段围岩级别为Ⅴ级，衬砌类型为Ⅴb与Ⅴc，隧道开挖方法采用三台阶七步开挖法施工。⑴隧道三台阶七步开挖法施工工艺原理和特点隧道三台阶七步开挖法是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式，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。三台阶七步开挖法具有下列技术特点：①施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业。部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工效较高。②在地质条件发生变化时，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工方法。 ③适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。④在台阶法开挖的基础上，预留核心土，左右错开开挖，利于开挖工作面稳定。⑤当围岩变形较大或突变时，在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间。⑵三台阶七步开挖法施工要求  ①以机械开挖为主，必要时辅以弱爆破；  ②弧形导坑沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，开挖后及时支护；  ③其他分步平行开挖，平行施做初期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环；  ④仰拱紧跟下台阶，及时闭合构成稳固的支护体系；⑤施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全；⑥完善洞内临时防排水系统，防止地下水浸泡拱墙脚基础。⑶施工工艺说明三台阶七步法施工效果图见附图1～3。三台阶七步开挖法施工步骤如下：第一步：a.利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护；b.弱爆破开挖①部，同时，每循环进尺一次，掌子面喷5cm厚砼封闭；c.分部施作①部导坑周边的初期支护，即初喷4cm厚砼，架立钢架；d.施作锁脚钢管；e.钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。第二步：a.在滞后于①部一段距离后，弱爆破左右交错开挖②、③部；b.喷5cm厚砼封闭掌子面；c.导坑周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架，并设锁脚钢管；d.钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。第三步：a.在滞后于③部一段距离后，弱爆破左右交错开挖④、⑤部； b.导坑周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架；c.钻设系统锚杆后复喷砼至设计厚度。第四步：分台阶开挖⑥部。第五步：a.开挖⑦部；b.隧底周边部分初喷4cm厚砼，施作钢架；c.复喷砼至设计厚度。第六步：灌筑Ⅷ部仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充分次施作)。第七步：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Ⅸ部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。附图1 附图2 附图3编制人复核人签收人见后附签到表 施工技术交底接收人名单序号接收人姓名接收人职务（工种）接收日期备注