洞身开挖作业指导书

洞身开挖作业指导书

1目的

明确隧道开挖作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，指导、规范隧道开挖施工，尽可能地减少超挖，保证隧道的开挖作业安全、保证开挖质量。

2编制依据

（1）《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008；

（2）《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003；

（3）改建铁路广通至大理扩能改造工程隧道施工图。

3适用范围

适用于昆明200时速铁路项目隧道工程，云驿隧道、祥城1号隧道、祥城2号隧道、祥云隧道。

4施工准备

4.1外业技术准备

施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。

4.2内业技术准备

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，熟悉规范和技术标准。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。

隧道开挖前，首先完成洞口截水沟、洞口边仰坡防护施工。洞口土石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，开挖一层，防护一层。

5隧道开挖施工

5.1方案设计

本标段施工隧道按新奥法原理组织施工，并根据不同围岩级别及周边环境相应工法，应根据监控量测结果，适时施作二次衬砌。

岩溶隧道施工严格按照“严控水、强支护、短进尺、勤量测”的原则组织施工，应特别注意地表冲沟、陷穴对隧道的影响，要加强调查和处理。

石质隧道断层破碎段按照“先支护、后开挖、短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的原则进行组织施工。

洞口明洞采用明挖法施工，然后施作暗洞超前大管棚，暗洞施工一段后在合适的时候做好明洞衬砌，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。暗洞开挖根据围岩情况Ⅴ级地段采用三台阶临时仰拱法施工，Ⅳ级围岩采用三台阶法或台阶法施工。

特别软弱围岩隧道开挖采用人工配合挖掘机进行开挖，出碴采用装载机配合大型或中型自卸汽车运输。

施工通风采用管道压入式或混合式通风。

在施工过程中应不断总结经验，优化工艺。加强超前地质预报，加强围岩监控量测管理。根据量测结果，及时调整预留变形量及支护参数，适时施作二次衬砌，确保隧道开挖施工安全。开挖方法的改变要严格按程序申请设计变更。

5.2技术要求

5.2.1在开挖前进行施工放线，达到图纸设计的开挖内轮廓尺寸。

5.2.2隧道开挖应严禁欠挖，当岩石完整，石质坚硬时，确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别突出（每平方米内不大于0.1m2）可侵入衬砌，侵入量不得大于5cm。拱、墙脚以上1m内断面严禁欠挖。

允许超挖值达到下表列规定（cm）

开挖部位 围岩级别

Ⅲ～Ⅳ Ⅴ

拱部 平均线性超挖 15 10

最大超挖 25 15

边墙线性超挖 10 10

5.3爆破方法 采用光面爆破和预裂爆破，减少对围岩的扰动，及时支护及时封闭。

5.4Ⅴ级围岩开挖

采用三台阶临时仰拱法和三台阶法开挖施工，上、中、下断面均采用风枪钻孔施工，循环进尺控制在1米以内。采用超前小导管支护。采用乳化炸药光面爆破，周边眼间隔装药，掏槽眼采用楔形掏槽，非电毫秒雷管起爆。施工特别注意防止坍塌。施工遵循“短进尺、多循环、强支护、快衬砌”的原则。

开挖步骤及方法图5-1和图5-2。

5.5 Ⅳ级围岩开挖

采用台阶法和三台阶法施工，循环进尺控制在2米以内。采用乳化炸药光面爆破，周边眼间隔装药，掏槽眼采用直眼掏槽，非电毫秒雷管起爆。

开挖步骤及方法见图5-2和图5-3

5.6 Ⅲ级围岩开挖

采用台阶法施工，上下断面均采用风枪钻孔施工，循环进尺控制在3米以内。采用乳化炸药光面爆破，周边眼间隔装药，掏槽眼采用直眼掏槽，非电毫秒雷管起爆。

开挖步骤及方法见图3

5.7施工通风

采用轴流式风机压入式通风或混合式通风。

5.8 施工用电、高压风、高压水

隧道洞口设专用变压器，经洞口配电室变压后进洞，每个施工隧道口自备一台250KW发电机。

在洞口建空压机房，选用20m3电动空压机，用φ200钢管将风送入洞内，在隧道口顶部设高压水池，用φ100钢管引入洞内使用。

图5-1

图5-2 内轨顶面道床底面123ⅥⅥⅥⅥⅥⅤ隧道中线开挖界限开挖界限2φ50mm锁脚钢管 L=5m壁厚3.5mm2φ50mm锁脚钢管 L=5m壁厚3.5mm2φ50mm锁脚钢管 L=5m壁厚3.5mm2φ50mm锁脚钢管 L=5m壁厚3.5mm三台阶法工序横断面示意序号施工工序说明(1) 开挖1部台阶；(2)　施作1部洞身结构的初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架；(3) 钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。 三台阶法施工工序说明12 上台阶施工至适当距离后，开挖2部台阶，接长钢架，施作洞身 结构的初期支护，可参见工序⑴进行3⑴ 开挖3部台阶，及时封闭初期支护，可参见工序2进行；⑵ 灌注该段内Ⅵ部仰拱、灌注该段内Ⅴ部仰拱。4利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅵ部二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）

图5-3 错误！未找到引用源。5.9施工排水

开挖为顺坡时，在隧道两侧设水沟自然排水；反坡排水采用逐级排水措施排水。

5.10施工测量

洞内测量用全站仪进行洞内中线测量，结合水准仪进行高程测量。拱部施工放样采用“五寸台法”。洞内每隔300m设置平面控制桩，高程采用二等高程。

5.11各项施工如下

5.11.1联结管路：

将压缩空气及给水管路用胶皮管和凿岩机联结牢固，装上钢钎，进行试转，并检验风压大小及水管是否漏水。

5.11.2确定中线及高程：

根据设计图纸，用全站仪等测量仪器测出中线、高程，再用“五寸台法”布眼。根据炮眼设计，将炮眼位置逐一标识到工作面上。

（1）周边眼严格按设计轮廓线布置。

（2）周边眼眼口，软岩周边眼距开挖轮廓线5～10cm内开眼，炮眼方向，从眼口分别向外稍微倾向；硬岩在开挖轮廓线上开眼。眼底视石质而定，在松软岩层眼底不得超过设计开挖轮廓线，在坚硬岩层眼底不得超过设计轮廓线5～10cm，底眼的眼底无论何类岩层均应超出隧底10～20cm。

（3）周边眼间距一般为40～60cm，辅助眼的眼口间距一般为60～80cm，其他位置均匀布置在掏槽眼与周边眼之间。 （4）除掏眼、底眼外，其他炮眼眼底，应在同一垂直平面内，不可深浅不一。

（5）掏槽眼选用楔形掏槽：

a炮眼方向在岩层层理明显时，应尽量垂直与层理。

b掏槽眼应比其他眼加深20cm。

（6）爆破药卷采用φ32×200乳化炸药，非电毫秒雷管起爆。

（7）隧道开挖时通过试验确定爆破参数，试验参照爆破参数表：

表1光面爆破参数

岩石类型 周边眼间距E（cm） 周边眼抵抗线W(cm) 相对距离E/W

极硬岩 50～60 55～75 0.8～0.85

硬岩 40～50 50～60 0.8～0.85

软质岩 35～45 45～60 0.75～0.8

注：1）表中所列参数使用于炮眼深度1.0～3.5m，炮眼直径40～50mm，药卷直径20～35mm。

2）当断面较小或围岩软弱破碎或对开挖成形要求较高时，周边眼间距取较小值。

3）周边眼抵抗线W值应大于周边眼E值。软岩取较小的E值时，W值应适当增大。E/W:软岩取小值，硬岩及小断面取大值。

4）装药集中度q以装药长度的平均线装药密度计，一般为0.04～0.4kg/m，过大易破坏光爆面，施工中应根据炸药类型和爆破试验确定。

周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求，硬岩开眼位置在轮廓线上，软岩可向内偏5～10cm.底板和仰拱底面采用预裂光面爆破，辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆破出的石块块度适合装碴需要。周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，掏槽炮眼深10～20cm。当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度，使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。

5.11.3确定钻眼顺序

根据工作面上标定的炮眼，以及凿岩机的数量和进度要求，分工定位，确定钻眼顺序，使凿岩机工作时的位置变动最小。

5.11.4连接风动凿岩设备进行钻眼。

5.11.5开眼

开眼时，钻工把操纵阀开到慢转位置，使风钻的冲击力和扭力受到一定的限制，以便领钎工容易把住钎子并固定在预定眼位上钻进。开钻时，应先送水后送风，钻眼开始，采用钻杆长度不超过80cm，钻头未进入岩壁前，风门开小，进入后再开大，操作手不得用胸部、腹部紧贴风钻手柄，钻眼过程中，领钎工必须用力把杆掌稳开钻到钻进岩面30mm左右时，钻工把操纵手把扳动到中运转位置进行钻进，当钻进50mm左右而钻头不至于脱离眼口时，钻杆与钻孔保持一条直线，领钎工根据炮眼角度来调整钎杆角度，进行钻眼。当岩石松软或破碎时，一定要轻运转，当钻进50～60mm再稍加大风门，钻进到80mm左右，再中运转，防止钻杆弯曲、掉头或折断。卡钻时，用管钳松动拔出，不得敲打，未送风前不可撤出钻杆，风钻使用平时注意保养、维修。

5.11.6检查炮眼质量

钻眼工作完毕后，检查炮眼位置、角度、深度是否符合要求，并用高压风将眼内石粉冲洗干净，以备装药放炮。

5.11.7装药、点炮

（1）装药前

a应先检查爆破作业面、围岩和附近支护是否牢固；

b炮眼内的泥浆，石粉应吹洗干净；

c如遇照明不足，发现流砂、流泥未经妥善处理，可能有大量溶洞水流出的情况时，应严格禁止装药。

（2）装药时

a要严格按爆破设计规定的爆破器材、类别和药量装药，并堵塞炮泥，堵塞长度不小于20厘米；

b用于潮湿或有水工作面使用的炸药及爆破器材，必须具有防潮、防水功能；

c严禁使用金属器具装药，应使用木、竹棍轻轻送入炮眼，不得冲击，不得挤压导爆管及导爆索；

d装药与钻孔不得平行作业。

（3）点炮

a爆破作业要统一指挥

明确规定洞内每日装药起爆、防护、解除警戒的制度及人员。

b爆破的安全距离：

在进行爆破时安全警戒距离不得小于200m。

c点炮人员，必须按计划一次点炮，点炮前应选好撤出路线和躲避点。 d起爆顺序的安排

应该先起爆掏槽眼，然后辅助眼，周边眼，最后地板眼进行光面爆破。掏槽眼选用正向装药起爆，其他眼采用反向装药起爆；当采用周边眼预裂爆破时，周边眼采用非电毫秒雷管正向起爆；其他与光面爆破相同。

5.11.8瞎炮处理

（1）瞎炮未经处理，不得进入下道工序作业。

（2）恢复警戒防护，瞎炮由原爆破人员处理；

（3）当检查孔处导爆线路损坏，此时切去损坏部分导爆线路，重新连接导爆线路起爆。

（4）炮眼中只有炸药而没有雷管时，首先使用炮棍掏出炸药，不奏效时，再用高压水冲洗炸药，再用高压风吹，最后重新装药爆破。如果炮眼内残留的炸药完好，不另装起爆药包，再重新引爆。如一次爆破不成功要进行第二次爆破时，首先应用水或空气冷却炮眼。只有在不得已时才允许在瞎炮旁边另钻一平等炮眼装药引爆，但距离不小于40cm，而且一定要找清炮眼方向，切忌盲目开钻造成事故。

（5）炮眼中有雷管炸药和炮孔堵塞时，可用木制挖耳掏出炮泥后重新装起爆炸药引爆；或高压水或高压空气冲洗，但应注意吹洗炮眼只允许使用铜制吹筒；原则上不宜重新钻眼起爆，必要时一定要确保新旧眼孔之间间距和方向正确满足爆破安全规程要求，以确保安全。

6 光面爆破控制措施