4开挖施工作业指导书.docx
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4开挖施工作业指导书
新建广州(新塘)至汕尾铁路
站前工程GSSG7标段
开挖施工作业指导书
中铁十二局集团有限公司广汕铁路GSSG7标项目经理部
二〇一九年六月
开挖施工作业指导书
1.适用范围
适用于新建广汕铁路GSSG7标隧道开挖施工,具备一定自稳条件的Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、V级围岩地段隧道的施工。
2.作业准备
2.1内业技术准备
施工调查前应查阅设计文件和资料,制定调查提纲。
施工调查内容应包括工程概况、施工条件、地形地质及其他与工程相关内容。
调查结束后应编写施工调查报告。
作业人员应进行岗前培训和安全教育,特殊工种的作业人员应持证上岗。
制定安全管理规章制度,完善相应的应急预案,进行施工技术交底。
2.2外业技术准备
机具设备应调试,使用功能良好,施工机械配备应满足现场正常施工需求。
操作人员应持证上岗,进场施工材料经检验合格。
材料储备应满足施工需求,喷射混凝土配合比、注浆配合比等按照规定审批。
了解地质资料,包括围岩级别、岩石类别、断层、节理状况、地下水情况等。
施工放样资料计算完整审核无误。
3.技术要求
严格按照设计相关技术措施和行业规定的隧道施工步距控制要求组织施工。
杜绝违反正常的施工程序,隧道开挖断面尺寸以达到设计轮廓线为基准。
考虑围岩变形量,施工误差和测量贯通误差等因素,应适当加大,施工过程中严格控制超欠挖。
3.1进洞前按照设计完成洞外施工防护和预加固工程,保证洞口安全稳定。
(1)设计要求的洞口锚固桩必须在洞口开挖前完成,达到设计强度后方可开始洞口开挖。
(2)严格按照设计在软弱,破碎围岩区段施作超前支护,提高围岩自承能力,减小拱部变形,杜绝擅自调整超前小导管的设计参数或超前支护不注浆的做法。
(3)洞口仰坡开挖后及时做好排水系统和坡面防护工程。
(4)洞口边坡必须按照设计文件自上而下分层开挖,分层及时支护,严禁掏底开挖或重叠开挖,确保坡面稳定。
(5)洞口边坡开挖完成后,应即完成洞顶天沟及截、排水沟槽,防止下渗,倒排水畅通。
随后进行坡面防护工程施工。
上一级边坡防护完成后才能进行下一级边坡开挖施工。
3.2洞口宜及早施作,尽量避开雨季及严寒季节,明洞仰拱应提前安排施工。
3.3根据现在实际围岩情况,确定正常的开挖方法,控制好循环开始进尺。
3.4按照规定的步距组织、控制开挖、初支及衬砌施工。
(1)在洞内施工允许的条件下,及时完成洞口衬砌,保证洞口稳定。
(2)仰拱及时跟进,保证隧道支护尽快闭合,仰拱施工时必须架设抗干扰栈桥,保证前方施工运输畅通。
3.5隧道施工采用钻爆破开挖时,应采用光面爆破,爆破前应根据地质条件、断面尺寸、开挖方法、循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计,施工中应根据爆破效果动态调整爆破参数。
3.6在浅埋条件下有临近建筑物等特殊情况地段爆破时,应采用仪器检测围岩爆破扰动范围和震速,并采取措施控制爆破队围岩和临近建筑物的扰动程度。
4.施工程序与工艺流程
4.1施工程序
超前地质预报→测量放线→钻孔→装药起爆→通风排烟→清危排险→出渣→进入下道工序
4.2工艺流程
洞身开挖施工工艺流程图
洞身开挖施工工艺流程图
5.施工要求
5.1施工准备
(1)施工前应充分掌握图纸设计要求及现在实际情况,修建生活房屋,配齐生活、办公、施工机械等设施。
(2)隧道开挖前首先完成洞口截水沟,洞口土石方及边坡防护工程施工。
5.2施工工艺
隧道施工主要采用开挖方法有:
全断面法、台阶法、六步CD法、台阶+临时仰拱法。
各段落采用的开挖方法依据设计图纸。
5.2.1全断面法开挖
(1)全断面法主要用于II级围岩的施工。
开挖空间大,工序少,可采用大型配套机械化作业。
各道工序尽可能平行交叉作业,缩短工序循环时间。
(2)施工过程中应根据围岩地质情况合理确定循环进尺,一般循环进尺为3~5m,动态调整钻爆设计,优化爆破设计参数。
改善爆破效果,减少超欠挖。
(3)每次循环爆破后应及时找顶,初期支护施作时间前按照要求进行地质素描。
全断面法开挖施工工艺流程见下图
全断面开挖施工工艺及流程图
5.2.2台阶法
台阶法主要用于正洞单线Ⅳ级围岩段台阶法施工。
需要超前支护的首先进行超前支护;然后进行上半断面开挖,并及时施作初期支护;再进行下半断面开挖,并及时进行初期支护;最后进行仰拱混凝土及二次衬砌。
下半断面施工一定距离后施作仰拱。
上下台阶支架式风钻钻孔,光面爆破开挖。
光面开挖爆破施工完毕后,初喷混凝土封闭围岩。
待混凝土初凝后,施作系统锚杆(?
)。
锚杆安装完毕,在锚杆外端挂设钢筋网片,复喷混凝土达到设计厚度。
开挖爆破后,采用挖掘机配合装载机装渣,自卸汽车运输。
(1)施工步骤
施工工序:
利用上一循环架立的钢架施作隧道洞身纵向超前支护:
1、开挖上部土方;2、施作上部初期支护;3、开挖下部土方;4、施作下部初期支护;5、底部开挖;6、施作仰拱及混凝土填充;7、施作二次衬砌。
施工工序流程图
台阶法施工纵断面示意图
(2)控制要点
采用台阶法开挖隧道时,应根据围岩条件合理确定台阶长度和高度,台阶长度不宜过长,宜控制在1倍洞径以内。
采用光面爆破技术,循环进尺应根据围岩地质条件和初期支护钢架间距合理确定,Ⅲ级围岩一般不超过2m。
钢架应假设坚实的基础上,严禁拱(墙)脚悬空或采用虚渣回填,钢架应与锁脚锚杆(管)焊接牢固。
应完善洞内防排水系统,严禁积水侵泡拱(墙)脚及在施工现场漫流,防止基底承载力降低。
开挖时考虑5~8cm预留变形量,施工时不得遗漏。
5.2.3三台阶+临时仰拱开挖法
(1)Ⅴ级围岩及Ⅳ级围岩浅埋、偏压地段采用三台阶七步法开挖,锚网喷初期支护,格栅钢架加强支护,全断面灌注二次衬砌混凝土。
各断面之间相差2~5m。
三台阶七步法施工采用YT28风枪钻孔或人工开挖。
出渣上断面采用反铲挖掘机或人工扒渣至下断面,下断面由装载机装渣,自卸汽车运渣。
开挖时弱爆破或非爆破技术开挖,以减轻爆破振动对围岩的破坏,确保围岩的稳定。
三台阶临时仰拱工法工序纵断示意
三台阶临时仰拱工法工序平面示意
三台阶临时仰拱开挖法施工工艺流程图
(2)控制要点
开挖前严格按照施作超前支护,控制超前支护外插角,严格按照注浆工艺加固底层,保证隧道开挖在超前支护的保护下施工。
上中台阶长度一般控制在5~10m,下台阶长度为5~10m,各台阶长度可根据施工机械、人员安排、围岩稳定情况适当调整,在监控量测结果分能保证结构稳定的情况下,应控制掌子面至仰拱初支封闭距离不小于35m,以使初期支护尽早封闭成环。
钢架应架设在坚实基础面上,严禁拱(墙)脚悬空或采用虚渣回填,钢架应与锁脚锚杆(管)焊接牢固。
应完善洞内防排水系统,严禁积水侵泡拱(墙)脚及在施工现场漫流,防止基底承载力降低。
开挖时考虑10~15cm预留变形量,施工时不得遗漏。
6.劳动组织
6.1劳动力组织方式:
采用架子队组织模式。
6.2施工人员应结合开挖的施工方案工期的要求进行机械、人员的合理配置。
其中负责人、工班长、技术人员、专兼职安全员必须由施工企业正式职工担任,并可根据工程情况适当配备若干劳务工人。
每个作业工地人员配备表
负责人
1人
技术主管
1人
专职安全员
1人
技术、质检、测量
4~6人
工班长
1人
指挥弃渣人员
1人
钻爆工
30人
司机
5~6人
电工
1人
7.设备机具配置
隧道出口施工,根据开挖方法配置1台大型挖掘机或2台小型挖掘机平行作业,另备2台装载机进行装渣施工,大型自卸汽车不宜少于4辆,20m³/min空压机一般不宜少于3台。
具体数量结合施工需求和机械化要求进行配备。
8.材料要求
隧道施工所需材料规格、尺寸及数量等参照图纸设计要求执行,并保证用于施工的材料符合国家质量标准,开挖作业使用火工品必须按照正规程序办理,并投入使用,其他工程所用材料必须应符合设计规定。
满足质量验收标准,经检验合格和监理工程师批准后方可使用。
9.质量控制及检验
9.1质量控制
⑴加强对技术及施工人员的培训,提高全体参建人员的安全、质量意识。
⑵坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
⑶严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工,否则应按照变更程序申请改变施工方案。
⑷在隧道开挖前,对隧道地表中线附近范围进行勘察,对地表冲沟、深井、滑塌、陷穴、地表附着物等不良地质情况进行统计,并按里程桩号逐一登记、拍照,施工中应加强监控量测工作,严格按设计方案施工,确保隧道安全、顺利通过。
⑸每循环进行测量放样,严格控制超欠挖。
定期对测量控制点进行检查、复核,避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。
⑹开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测,及时反馈量测信息。
⑺隧道开挖中,应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小,核对设计情况,判断围岩的稳定性。
⑻土质隧道在开挖过程中,尽量减少挖掘机对隧道边沿的开挖,应采用人工风镐对隧道周边进行修整,减少对围岩的扰动,避免侧壁或拱顶掉块现象。
拱脚、墙角应预留30cm人工开挖,严禁超挖。
土质隧道拱墙脚严禁被水浸泡。
开挖完毕后,应尽早对围岩进行支护封闭,减少围岩暴露的时间。
9.2质量检验
9.2.1主控项目
⑴隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
检验数量:
施工单位每一开挖循环检查一次;监理单位抽查。
检验方法:
采用仪器测量。
⑵隧道开挖应严格控制欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时,岩石个别突出部分(每1㎡不大于0.1㎡)侵入衬砌应小于5cm,拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
检验数量:
每一开挖循环检查一次。
检验方法:
采用仪器测量周边轮廓断面,绘断面图与设计断面核对。
⑶隧底开挖轮廓和底部高程应符合设计要求,隧底范围石质坚硬时,岩石个别突出部分(每1㎡不大于0.1㎡)侵入衬砌应小于5cm。
检验数量:
每一开挖循环检查一次。
检验方法:
仪器测量。
⑷隧底开挖后应及时核对隧底地质情况。
当需要进行加固处理时,应符合设计要求。
检验数量:
每一开挖循环检查一次。
检验方法:
进行地质描述;监理单位见证检查。
9.2.2一般项目
⑴光面爆破或预裂爆破的炮眼痕迹保存率,硬岩不应小于80%,中硬岩不应小于60%,并在开挖轮廓面上均与分部。
检验数量:
每一开挖循环检查一次。
检验方法:
对照钻爆设计资料,观察、目测炮眼痕迹保存率。
⑵水沟与边墙基础同时施工,且一次成型。
边墙基础高度符合设计要求。
检验数量:
每一开挖循环检查一次。
检验方法:
观察、仪器测量。
⑶隧底轮廓符合设计要求,隧底允许最大平均超挖值为10cm。
检验数量:
每一开挖循环检查一次。
检验方法:
仪器测量。
工班在作业时,按照下列标准进行质量控制;每道工序完成后,质检员按照下列要求进行检验。
10.安全及环保要求
10.1安全要求
10.1.1加强对技术及施工人员的培训,提高全体参建人员的安全,质量意识。
10.1.2隧道施工严格按照“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤测量”的原则组织施工。
10.1.3严格按照设计文件规定的开挖方法进行施工,否则应按照变更程序申请改变施工方案。
10.1.4在隧道开挖前,对隧道地表中线附近范围进行勘察,对地表冲沟、深井、滑塌、焰穴、地表附着物等不良地质情况进行统计,并按里程桩号逐一登记、拍照,施工中应加强监控量测工作,严格按设计方案施工,确保隧道安全、顺利通过。
10.1.5每循环进行测量放样。
严格控制超欠挖,定期对测量控制点进行检查、复核,避免由于隧底下沉、上鼓、不均匀变形及人工或机械碰撞等原因对控制点的损害。
10.1.6边墙、仰拱或底板等的地基承载力必须满足设计要求。
软弱地基处理方法和施工质量应符合设计要求,隧底开挖前应进行施工工艺设计。
10.1.7开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测,及时反馈量测信息。
10.1.8隧道开挖中,应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小,核对设计情况,判断围岩的稳定性。
10.1.9土质隧道在开挖过程中,尽量减少挖掘机对隧道边沿的开挖,应采用人工风镐对隧道周边进行修整,减少对围岩的扰动,避免侧壁或拱顶掉块现象。
拱脚、墙角应预留30cm人工开挖,严禁超挖。
土质隧道拱墙脚严禁被水侵泡。
开挖完毕后,应尽早对围岩进行支护封闭,减少围岩暴露的时间。
10.1.10制定安全施工应急预案,日常做好应急物资储备。
10.1.11洞口工程施工,宜避开雨季和严寒季节。
10.1.12洞口施工前,应先检查边,仰坡以上山坡稳定情况,清除悬石,处理危石,施工期间实施不间断监测和防护。
10.1.13隧道施工应做好洞顶、洞门及洞口防排水系统,洞门及洞内排水沟应进行铺砌,砂浆抹面。
防止地表水及施工用水下渗,影响结构安全。
地层含水量大时,上台阶掌子面附近宜开挖横向水沟,将水引至隧道中部纵向排水沟排除洞外,以免侵泡拱脚。
必要时应配合井点降水等措施将地下水水位降至隧道二次衬砌底部以下,确保施工顺利进行。
10.1.14隧道明洞段施工时,边仰坡应分层分段开挖,并按设计及时做好防护,临时边仰坡应进行适当放坡。
10.1.15明洞段因地基加固等施工的振动可能造成边坡失稳时,应预先在边坡上设置观测桩进行监测。
并派专人检查边坡的稳定情况。
发现边坡有开裂、变形现象时,应立即对边坡进行加固处理,确保安全后方可继续进行施工。
10.1.16爆破作业时,所有人员应撤离至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点。
当相对开挖工作面相距不小于40m时,两端施工应加强联系,统一指挥。
当相对开挖工作面相距15m时,应从一端开挖贯通。
设置放炮前的安全检查员,及时检查现场的安全情况,以确定是否可以起爆,爆破后经专职安全员检查,排除瞎炮等安全隐患后,其他人员方可进入施工现场。
10.2环保要求
10.2.1为了减少对自然环境破坏,隧道进洞采用早进晚出方式,以减少洞口边、仰坡刷方,并对洞口边、仰坡采用绿色防护设计。
10.2.2隧道施工期间的污水,经处理后排放,防止污染地表水。
10.2.3为了防止水土流失,隧道弃渣设在专用弃渣场,并采用挡渣墙防护,弃渣场进行绿化处理。
10.2.4弃渣场设置渣顶排水沟,排水沟引至弃渣挡墙外沟谷排泄,以防形成水土流失。
10.2.5对隧道排水可能影响生态环境或居民生产,生活用水的段落,采用“以堵为主,限量排放”的工程治水措施,对这些段落采取注浆堵水措施。
10.3其他注意事项
暗洞分部开挖时,在满足设计规范及安全质量要求的前提下,应尽量采用适合机械化作业的施工工艺,分部尺寸划分合理,各分部尽量平行作业,从而达到快速施工的目的。
弃渣时要出专人指挥,堆放整齐、边坡平整,弃渣场需设置挡墙、施工过程中杜绝随意倾倒弃渣和弃土。
施工完毕后,对弃渣场及时平整,并做好绿化、防护,避免水土流失。
隧道在整个施工过程中,作业环境应符合下列职业健康及安全标准:
A.空气中氧气含量,按体积计不得小于20%;
B.粉尘允许浓度,每立方空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg,每立方空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg;
C.有害气体最高允许浓度:
a一氧化碳的最高允许浓度为30mg/m³,在特殊情况下,施工人员必须进入工作面时,浓度可为100mg/m³,但工作时间不得大于30min;
b二氧化碳按体积计不得大于0.5%;
c碳氧化物(换算成NO2)为5mg/m³以下;
D.隧道内气温不得高于20℃;
E.隧道内噪声不得大于90Db。
隧道独头掘进长度超过150m时,应采取机械通风,确保洞内每人供应3m³/min的新鲜空气。
便道及施工现场要注意洒水防尘,减少对周围环境的破坏。
隧道施工作业地段必须保证足够的照明。
不安全因素较大的地段应加大照度。
在主要交通道路,洞内抽水机站应设置安全照明,漏电地段应采用防水灯头和灯罩。
起爆后必须通风排烟15~30分钟后才准工作人员进入工作面,并经下列各项检查和处理后,其他工作人员才准进入工作面:
有无瞎炮及可疑现象;有无残余炸药及雷管;顶部、两端有无损坏及变形。
进行爆破器材加工和爆破作业的人员,严禁穿化纤衣服。
爆破器材的领取必须由有合格证的人员办理,一定要账物相符,双方签字。
每次装药完毕后未用完的爆破器材立即退回库房,并办理退库签字手续。
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