地铁隧道工程施工工法
6.1 隧道开挖、外运弃土等工程的施工组织及方法、程序说明及附图
6.1.1 概述
CQING轨道LO—MU区间隧道，正线全长452.9m，起讫里程DK7+157～DK7+609.9，出碴支洞94m。隧道工程地质特征比较简单，主要穿过砂岩和泥岩地层，以泥岩为主，岩体裂隙不发育。隧道进口段33m为上覆崩坡积地碎石土，局部洞顶上覆人工填土，主要为Ⅱ类围岩，其余地段均为Ⅳ类围岩。根据招标图纸和招标文书，本隧道只设一个出碴支洞，位于DK7+591处，担负整个区间隧道的全部出碴及材料运输任务。
6.1.2 隧道开挖的基本原则
隧道的开挖直接关系到隧道的施工安全、工程质量、工期进度，因此，隧道开挖必须遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测” 的施工原则，严格遵守“先排管，后注浆，再开挖，注浆一段，开挖一段，支护一段，封存闭一段”的施工方法。
管超前、严注浆：隧道在开挖施工以前，严格按设计要求对Ⅱ类软弱围岩进行Φ108钢管棚超前支护，使隧道围岩形成拱部封闭承载环，减小开挖变形，在开挖过程中和开挖后的一段时间内，确保围岩的自稳能力，有效地控制地表沉降，若地基承载力小于0.5Mpa，则要在隧道底部设小导管注浆加固地层。 短开挖、强支护：严格控制每次循环的进尺，尤其对软弱岩层的大断面隧
道。短进尺可以减少开挖对岩层的扰动，同时也便于及时施作初期支护。开挖后的强支护是控制围岩变形的有效方法，每次开挖后，及时对岩体进行“锚、网、钢架、喷”的联合支撑，加快对围岩的变形控制。
快封闭：每次开挖后，要立即对新鲜面进行喷砼封闭，防止岩面风化，而降低自稳能力，同时，封闭砼也可形成一个承载壳体，起到支撑作用，另外要及时采用制作好的格栅钢架进行支撑，并及时喷砼，尽早地形成网喷及格栅钢架的联合支护体系，及早封闭仰拱支护，控制围岩变形。
勤量测：监控测量是指导施工的重要手段，加强对地表和洞内的监控量测，对围岩变化、地表沉降和结构承载力等情况进行动态的跟踪，利用信息反馈来指导施工，从而保证地面建筑物和地下管线网以及隧道施工的安全。
6.1.3 施工工法的安排
合适、经济、有效地选择控制地表沉降的工法及相应辅助工法是浅埋暗挖法成功的关键，使其地表沉降控制在设计范围内，使沿线地面建筑物、地下埋设物做到不损坏断裂和渗漏，不出现洞内坍塌及涌水流砂事故，确保地面交通等社会活动正常。LI—FR区间隧道地质构造虽然较好，但隧道结构断面较多，应综合考虑施工进度、安全、经济等因素，根据不同的围岩情况和不同的断面结构、大小和对地层扰动程度的控制要求，选择不同的开挖方法和主要辅助工法。根据本工程的特点及设计要求，拟选的主要工法为：K7+157～+161段采用明挖法双线明洞进洞；K7+161～+175段采用大管棚超前支护，上半断面正台阶、下半断面分部开挖法，Ⅱ类围岩双线大跨无中隔墙衬砌；K7+175～+190段采用大管棚超前支护，上半断面正台阶、下半断面分部开挖法，Ⅱ类围岩双线大跨有中隔墙衬砌；K7+190～+238段采用全断面开挖法，Ⅳ类围岩整体式
浇注双线有中隔墙衬砌；K7+238～+295段采用上半断面正台阶开挖、下半断面分部开挖法，Ⅳ类围岩双线有中隔墙衬砌；K7+295～+394.4左线、K7+295～+543.188右线段单线隧道采用全断面开挖，整体式浇注，Ⅳ类围岩双线衬砌；K7+394.4～+543.188左线待备线双线隧道采用全断面开挖，Ⅳ类围岩双线衬砌；K7+543.188～+609.9道岔段采用上半断面双侧壁导坑法、下半断面正台阶法开挖，Ⅳ类围岩双线衬砌。详见LI—FR区间隧道工法施工步骤见表6.1-01～6.1-04。
6.1.4 隧道开挖
本工程隧道地质构造情况较好, 主要穿过砂岩和泥岩地层，局部有Ⅱ类崩坡积地碎石土，大部分为Ⅳ类围岩，地下水不发育。
⑴ 设计的目的
通过优化爆破方案，选择最优的爆破设计参数采取微震控制爆破技术，机械开挖，最大限度地降低对围岩的扰动以及对地表建筑物的影响，确保地表建筑物及公路行车的安全。
⑵ 爆破开挖设计
① 掏槽眼的布置及参数
通过我局多年的隧道施工经验及多种资料的分析，认为隧道爆破中产生爆破震动最大的是掏槽爆破和底板爆破，主要因为掏槽爆破多采用斜眼楔形掏槽，单孔药量多，同响炮孔个数多，如图6.1-02所示，所以我们优化掏槽方案，决定采用直眼螺旋式掏槽的爆破技术，见图6.1-03。通过微差爆破，即可降低单响药量，又利于改善掏槽效果，还能满足不同的进尺要求。
② 掘进眼的设计
掘进眼的主要作用是进一步扩大掏槽空腔，为辅助眼创造临空面，所以
一般取抵抗线W为60～70 cm，抬炮取小值，压炮取大值。炮眼间距E 为抵抗线的1.2倍。
④ 周边眼的设计
周边眼布置的合理与否，直接影响隧道爆破的质量。所以爆破设计上半断面周边眼按光面爆破周边眼设计，下半断面周边眼按预裂爆破的周边眼设计。
⑤ 底板眼的设计
炮眼间距E=70 cm，抵抗线W=60 cm。
⑥ 爆破器材的选择
拟采用2#岩石硝按炸药，周边眼采用专用“三低”（低密度、低爆速、低威力）光爆小直径炸药，雷管采用非电毫秒导爆管雷管。
⑦ 爆破振动安全控制
在施工中，应根据围岩性质、地表建筑物情况以及监测反馈信息，并依
据萨道夫斯基公式，来确定每次爆破的最大单响药量，同时将爆破振动速度限制在《招标文件》中的允许范围内。
萨道夫斯基公式：
V=K(Q1/3/R)
式中：Q—最大一响允许用药量kg
V—地震带安全控制标准cm/s，本工程取2 cm/s。
R—爆源中心至振速控制点距离m，取20米。
K—与爆破技术、地震波传播途径介质的性质有关的系数，本工程取200
α—爆破振动衰减指数，取1.8。
把各数值代入上式，可得出一次最大容许单响药量为3.71kg。
在每次爆破时，都必须严格控制最大单响药量，不得超过容许安全药量，并通过爆破振动测试仪反馈的数据，进行回归分析来修正爆破参数。
根据实测资料表明，在软岩中爆破，微差时间达到100ms，就可避免地震波相互叠加增强。所以，爆破采用100ms间隔微差爆破。
因本工程隧道断面多变，开挖方式也不尽相同，但无论哪种开挖方式，多大断面，在需要爆破时，都应按微震控制爆破技术进行钻爆设计，并根据现场实际效果进行参数调整，以达到震动最小、轮廓完整的爆破效果。采用辅助工法时，为了保证临时中隔壁或临时仰拱的完整，布眼时，靠近该侧炮眼的距离不小于50cm。
6.1.5 几个特殊地段的施工方法
⑴ 两相邻小间距地段隧道的施工
由于本区间隧道在K7+295～+543.188段为双洞平行，左右线间距为
