隧道工程作业指导书云桂项目部

高铁隧道施工组织设计

新建云桂铁路云南段2标段隧道工程

编号：YGT2- ZYZDS隧-01

隧道开挖施工作业指导书

单 位：中铁二十五局集团有限公司

云桂铁路云南段项目经理部

编 制： 审 核： 批 准：

2010年7月30日发布 2010年8月1日实施

高铁隧道施工组织设计

隧道开挖施工作业指导书

一.编制依据

1.1根据云桂铁路云南段2标段设计图；

1.2根据铁道部和交通部现行的设计规范、施工规范、验收标准等有关文件。

1.3铁道部门已推行成熟的施工方法。

1.4有关现场踏勘调查资料，水文地质调查资料。

1.5从事类似铁路工程中积累的施工经验、技术总结及现有的施工力量和机械设备、装备情况。

二、适用范围

本作业指导书适用于中铁二十五局云桂铁路项目经理部隧道施工工程。

三、作业准备

3.1.开挖前，进行施工测量，作原地面记录，结合设计图纸，制定施工方案。

3.2.检查边、仰坡以上的山体稳定情况，清除悬石，处理危石，施工期间不间断监测与相应防护。

3.3.对设计有加固措施的进行加固处理。

四、技术要求

4.1.台阶法

4.1.1．超前地质预报：探测前方地质岩性、地质构造，综合分析研究，调整和确定施工方法和参数。

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4.1.2.测量放线：每一循环后及时放出开挖轮廓线，测定隧道中线、高程。

4.1.3.开挖台阶长度根据地质和开挖断面跨度及装渣等情况确定，一般采用3～5m。

4.1.4.下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70℅以上时开挖。仰拱开挖处以栈桥通过。

4.1.5.检查开挖断面超欠挖值，拱部控制在15cm左右，边墙控制在10cm；严格控制欠挖，拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。每次开挖完毕，应及时施作初期支护，及早成环。

4.2.三台阶七步开挖法

4.2.1.超前地质预报：探测地层岩性、地质构造，综合分析研究，及时调整和确定施工方法和参数。

4.2.2.测量放线：每一循环测量放线一次各部分开挖轮廓线、隧道中线、高程。

4.2.3.开挖前施作超前支护，施工顺序：上部弧形导坑开挖（1），左、右侧中台阶开挖（2、3），左、右侧下台阶开挖（4、5），上、中、下台阶核心土开挖（6-1、6-2、6-3），隧底开挖（7），数字代表部位，见附图。开挖中各台阶长度、循环进尺、左右台阶错开长度、上下台阶高度严格控制。

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4.2.4.初期支护喷射混凝土强度达到设计强度的70％以上时进行下一部分的开挖。每一步支护前，都进行围岩量测，确定围岩的稳定性并指导下一循环施工。

4.2.5.检测开挖断面超欠挖值，拱部控制在15cm左右，边墙控制在10cm；严格控制欠挖，拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。开挖后及时施作锚喷支护、安装钢架支撑，各部工序之间紧密衔接。

4.2.6.初期支护先上后下，分步实施，及时封闭成环。及早施作仰拱和二次衬砌，防止隧道边墙变形过大失稳。

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4.3.双侧壁导坑法

4.3.1.超前地质预报：每循环需要进行一次，探测地层岩性、地质构造，综合分析研究，及时修正或确定施工方法。

4.3.2.测量放线：每一循环放一次开挖轮廓线，测定隧道中线、高程。 4.3.3.开挖施工顺序：中部左侧开挖（1），下部左侧开挖（2），中部右侧开挖（3），下部右侧开挖（4），隧底左侧开挖（5），隧底右侧开挖（6），上部拱顶开挖（7），中间中部开挖（8），中间下部开挖（9），隧底中部开挖（10）,数字代表部位见附图。

4.3.4.侧壁导坑超前中部10～20m，开挖中各台阶长度、循环进尺、左右台阶错开长度、上下台阶高度严格控制。

4.3.5.初期支护喷射混凝土强度达到设计强度的70％以上时进行下一

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部分的开挖。每循环开挖一部后，及时施作初期支护。

4.3.6.临时支护拆除必须在监控量测确定围岩变形稳定之后进行，拆除顺序、长度按设计要求实施。

4.3.7.检测开挖断面超欠挖值，拱部控制在15cm左右，边墙控制在10cm；严格控制欠挖，拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。

五.隧道开挖施工方法及工艺

5.1方案设计

要求本线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，可以采用台阶法、三台阶七步开挖法、双侧壁导坑法进行施工。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。

按“新奥法”组织施工，软岩采用机械或人工开挖，硬岩开挖采用光面爆破、预裂爆破技术。在不同围岩的开挖方法见下表。

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，先作钢拱架混凝土套拱，然后在明洞位置留核心土，分层施作大管棚，立即做好明洞衬砌，随后进入暗洞施工，待明洞混凝土达到设计规定的强度后及时进行明洞洞顶回填。暗洞开挖根

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据围岩情况采用适当工法进行开挖。

5.2施工工艺 5.2.1全断面开挖

Ⅱ级围岩整体性较好，采用全断面光面爆破开挖（开挖顺序见II级围岩开挖示意图），锚喷初期支护，采用凿岩机钻孔，Ⅱ级围岩开挖进尺3.5m。出渣采用装载机或挖掘装载机装渣，采用带废气净化装置的自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。

全断面法施工工艺见“全断面法施工工艺流程图”。

全断面法施工工艺流程图

全断面开挖示意图

5.2.2台阶法开挖

Ⅲ级围岩采用台阶法开挖，台阶法施工将断面分为上下两部分（见III级围岩开挖示意图）。上台阶长度30m，下台阶长度为10m，为了保证开挖

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轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，拱部及边墙采用光面爆破。上台阶断面采用简易工作台架、YT28风钻钻孔；下台阶断面采用凿岩机钻孔，Ⅲ级围岩开挖进尺3.1m。

采用装载机装渣，自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。 台阶法施工工艺见“台阶法施工工艺流程图”。

台阶法施工工艺流程图

5.2.3三台阶开挖法

Ⅳ级围岩采用三台阶法开挖，台阶法施工将断面分为上中下三部分（见Ⅳ级围岩开挖示意图）。上台阶长度5m，中台阶长度6m，下台阶长度为6m，

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为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，拱部及边墙采用光面爆破。上台阶采用简易工作台架、YT28风钻钻孔；Ⅳ级围岩开挖进尺2.1m。

采用挖掘机装渣，自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。

三台阶开挖法施工工艺流程图

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三台阶开挖示意图

5.2.4大拱脚台阶开挖法

V级围岩地段采用大拱脚台阶开挖法施工，尽量采用人工风镐配合长臂挖掘机开挖，侧翻式挖掘机装碴，自卸汽车运输。必要时采用微振动爆破，YT28风钻钻眼，非电毫秒雷管起爆，每循环进尺0.8m。

施工工序:

弱爆破开挖 ① 部；施作①部台阶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，架立大拱脚钢架，并设锁脚锚杆；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

弱爆破开挖②部；台阶周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网；接长钢架，并设锁脚锚杆；钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

在滞后于 ②部一段距离后，弱爆破开挖 ③ 部；施作隧底喷混凝土。 灌筑 Ⅳ 部仰拱与边墙基础。 灌筑仰拱填充 Ⅴ 部至设计高度。

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利用衬砌模板台车一次性灌筑Ⅵ部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。

大拱脚台阶法施工工序横断面

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大拱脚台阶法施工工序平面（示意）

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5.2.5双侧壁导坑法

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、①部开挖方法：

利用上一循环架立的钢架施作隧道超前管棚支护及导坑侧壁ф22水平锚杆超前支护（利用导向墙施作大管棚）。

非爆破开挖①部。

喷8cm厚混凝土封闭掌子面。

施作①部周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，安设钢筋网，架立I20a钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆，设I18横撑。

I20a钢架内侧安设第二层钢筋网，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

、②部开挖方法： 非爆破开挖②部。

喷8cm厚混凝土封闭掌子面。

导坑周边初喷4cm厚混凝土并安设钢筋网。

接长I20a钢架和I18临时钢架，并设锁脚锚杆，安设I18横撑。 I20a钢架内侧安设第二层钢筋网，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

、非爆开挖③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；

、非爆破开挖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1；

、非爆破开挖⑤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；

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、非爆破开挖⑥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；

、⑦部开挖方法：

利用上一循环架立的钢架施作隧道超前管棚支护（利用导向墙施作大棚）。

非爆破开挖⑦部。

喷8cm厚混凝土封闭掌子面。

施作⑦部导坑周边的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，安设钢筋网，架立I20a钢架，安设第二层钢筋网。

钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。 、非爆破开挖⑧部。 、非爆破开挖⑨部。 ⑩部开挖方法：

在滞后于③部一段后，非爆破开挖⑩部。 隧底周边4cm厚初喷混凝土。 接长I20a钢筋和I18临时钢架。 复喷混凝土至设计厚度。

⑴、○

11部开挖方法： 在滞后于⑥部一段后，非爆破开挖○

11部。 隧底周边4cm厚混凝土。 接长I20a钢筋和I18临时钢架。 复喷混凝土至设计厚度。

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12部开挖方法： ⑵、○

12。 非爆破开挖○

隧道底部初喷4cm厚混凝土，安设I20a钢架封闭成环。 复喷混凝土至设计厚度

拆除原两侧壁I18临钢架最下一单元，并使上部钢架基底移至○Ⅷ部或○Ⅶ部填充顶面。

⑶、灌筑○Ⅷ部仰拱部分及○Ⅶ部隧底填充部分（仰拱与隧底填充应分次施作）。

⑷、临时钢架的拆除及后续施工：

根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后（与仰拱间距25～30m），拆除I18临时钢架及临时横撑。

按设计要求进行后续工作施工。 ⑸、施工注意事项：

隧道施工应坚持“先治水、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的原则；均采用非爆破开挖。

导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。 工序变化之处钢架（或临时钢架）应设锁脚锚杆，钢架基底应牢固可靠以确保钢架基础稳定。

钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。

对导坑底部用枕木进行支垫必须高于底横撑面，并留足可能的空隙，减少行车对钢支撑扰动。

六、施工要求

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6.1.1.利用TSP、水平地质钻机等对隧道前方工程水文地质调查，分析研究，调整开挖进尺和钻爆参数。

6.1.2.每循环开挖断面都应进行中线、高程测量放线，放样开挖轮廓线及方向点。

6.1.3.开挖前施作超前支护，先开挖上半断面，后开挖下半断面。 6.1.4.爆破施工人员佩戴安全和劳动防护用品。

① 凿岩机钻眼时，掏槽眼的眼口间距与深度误差为5cm。周边眼的间距误差为5cm，眼底不超过开挖轮廓线15cm。 ② 严禁在残眼处再次钻眼。

③ 炸药领取、运输、装填、连线、起爆均由专业人员持证施工。 爆破时，必须统一指挥。

① 弃渣场地符合设计与环保要求。每一步支护前，都应进行围岩量测，确定围岩的稳定性并指导下一循环施工。

七、劳动力组织

管理人员：作业队长1人，技术主管1人，副队长1人，施工员3人，技术员1人，试验员2，安质员1人。

作业人员：开挖班25人、喷锚班14人、运输班10人、综合班8人四个班组共57人。

八、主要机具设备

机械：挖掘机1台、装载机1台、自卸车5台、湿喷机2台、YT28风钻20台、压浆机1台。

九、质量控制标准及检验

隧道开挖断面允许超挖值（单位：cm）

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9.1.质量检测

9.1.1.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。

9.1.2.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0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。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0.1m2，侵入断面不大于5cm。

9.1.3.洞身开挖中，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，应立即对工程地质进行素描。

9.1.4.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。

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9.1.5复合式衬砌的开挖断面除满足隧道净空的要求外，应预留变形量，设计时可按下表选用，预留变形量数值在浅埋、硬岩隧道取最小值，深埋、软岩隧道取大值。

预留变形量（mm）

隧道周边围岩变形量与隧道跨度、施工方法、施工质量等多种因素有关，在施工中应根据量测结果进行分析，及时调整下一段同级围岩的预留变形量，以防止围岩的实际变形量超过预留变形量造成二次衬砌侵限，同时也可以避免因预留变形量过大而造成二次衬砌厚度过大或增加回填数量。

9.2.质量保证措施

隧道不良地质地段施工坚持“先治水、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的原则。

开挖前，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。

成立超欠挖管理领导小组，编制超欠挖管理办法，制订详细的奖罚措施，并严格执行。

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。

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采用预裂爆破，减少对周边围岩的搅动，保证开挖成型质量。 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，以进一步改进光面爆破质量。

施工时设备操作人员相对固定，以利于提高钻眼质量。

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40m。二次衬砌距掌子面距离：Ⅰ、Ⅱ级围岩不超过过200m，Ⅲ级不超过120m，Ⅳ级及以上围岩不超过90m。

十、安全及环保要求

10.1.安全要求

10.1.1.施工前对全体作业人员进行培训，增强施工人员安全意识； 10.1.2.施工时必须选用经检验合格的料具，防止机械事故的发生； 10.1.3.施工作业平台必须搭设牢固，平整；

10.1.4.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； 10.1.5.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；

10.1.6.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；

10.1.7.无关人员严禁入场；

10.1.8.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；

10.1.9.爆破后及时撬帮、找顶，对有垮帮、掉块迹象的要及时清理； 10.1.10.架立钢架时，防止倾覆伤人。

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10.2.环保要求

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。

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。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vne4.html