隧道暗挖施工作业指导书.docx
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隧道暗挖施工作业指导书
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暗挖施工作业指导书
一、作业制度
1.施工作业执行文件:
施工项目部下发的有效设计图纸、技术交底文件、《隧道钻爆法开挖施工作业指导书》、《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》。
2.施工作业执行的强制性规范:
《安全生产法》、《建设工程安全生产条例》、《客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》、民用爆破管理条例等。
二、适用范围
1.全断面开挖适用于铁路客运专线隧道的Ⅰ—Ⅱ级围岩地段,Ⅲ级围岩双线隧道采取了有效的预加固措施后,亦可采用全断面开挖。
2.在Ⅲ—Ⅳ级围岩铁路客运双线隧道施工时采用台阶法,Ⅴ级围岩隧道采取了有效的预加固措施(如超前预注浆加固围岩)后亦可采用台阶法施开挖。
3.中隔壁法(CD法)开挖适用于双线隧道Ⅳ级或Ⅴ级围岩和不良地质及洞口工程的施工。
4.交叉中隔壁法(CRD法)开挖适用于双线隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩、浅埋隧道。
5.双侧壁导坑法开挖在Ⅴ级围岩埋深段、Ⅵ级围岩浅埋段和不良地质洞口工程的双线隧道可以采用。
6.环形开挖预留核心土法开挖适用于Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩。
三、施工要求
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,保证开挖作业质量。
本指导书道按新奥法原理组织施工,
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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。
3.1施工原则
(1)对于软弱围岩严格按照:
“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、紧衬砌、勤量测”的原则组织施工;
(2)对于一般围岩严格按照:
“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、紧衬砌、勤量测”的原则组织施工;
(3)黄土隧道施工严格按照“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。
(4)石质隧道破碎带按照“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。
隧道开挖前,首先完成洞口截水天沟、洞口土方及边仰坡防护施工。
开挖至明暗分界线后,先施做套拱混凝土,然后施做暗洞超前大管棚,随后立即做好明洞衬砌,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。
暗洞开挖根据围岩情况Ⅴ级地段采用CRD法或双侧壁导坑法施工,Ⅳ级采用CD法或弧型导坑预留核心土法施工,每循环进尺控制在1m以内,Ⅱ、Ⅲ级及横洞Ⅳ、Ⅴ级围岩采用台阶法施工,每循环进尺控制在2.5m以内。
黄土隧道开挖采用人工配合挖掘机进行,出碴采用装载机配合大型或中型自卸汽车无轨运输。
石质隧道采用钻爆法开挖,出碴采用装载机配合大型或中型自卸汽车无轨运输。
在施工过程中应不断总结经验,优化工艺。
加强超前地质预测、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,确保隧道安全。
开挖方法的改变,要严格按程序申请设计变更。
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中铁***集团有限公司**铁路项目部*工区3.2中隔壁法(CD法)
CD法是在软弱围岩大跨度隧道中,先开挖隧道的一侧,并施作中隔壁,然后再开挖另一侧的施工方法,主要应用于双线隧道Ⅳ级围岩深埋硬质岩地段以及老黄土隧道(Ⅳ级围岩)地段。
3.2.1CD法施工工艺
CD法施工工艺流程见图1。
3.2.2CD法施工工序说明
CD法施工工序见图2。
1、⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁Ф50超前钢花管及导坑侧壁Ф22水平锚杆超前支护。
⑵人力配合机械开挖①部,高约为6.0m,宽约为7.5m。
⑶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,并设锁脚锚杆(管),安装径向锚杆及铺设钢筋网片,复喷混凝土至设计厚度。
2、⑴在滞后于①部一段距离后,挖掘机开挖②部,人工整修表面。
⑵导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。
⑶接长型钢钢架和I18临时钢架,并设锁脚锚杆(管)。
⑷钻设径向锚杆并铺设钢筋网片,复喷混凝土至设计厚度。
3、在滞后于②部一段距离后,挖掘机开挖③部,人工整修表面,施作导坑周边初期支护,步骤及工序同①。
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图1CD法施工工艺流程图
4、在滞后于③部一段距离后,挖掘机开挖④部,人工整修表面,施作导坑周边初期支护,步骤及工序同②。
5、⑴在滞后于④部一段距离后,挖掘机开挖⑤部。
⑵接长I18
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中铁***集团有限公司**铁路项目部*工区临时钢架至隧底,底部垫槽钢。
6、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。
⑵利用仰拱栈桥灌筑
部边墙基础与仰拱。
7、利用仰拱栈桥灌筑仰拱填充
部至设计高度。
8、利用衬砌模板台车一次性灌注
部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
3.2.3CD法施工控制要点
1上导坑①、③部的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距,下导坑②、④部的开挖可依据地质情况适当加大。
2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。
3钢架之间纵向连接钢筋应及时施作并连接牢固。
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3.3交叉中隔壁法(CRD法)
CRD法是在软弱围岩大跨度隧道中,先开挖隧道一侧的一或二部分,施作部分中隔壁和横隔板,再开挖隧道另一侧的一或二部分,完成横隔板施工的施工方法,主要应用于Ⅳ级围岩深埋软质岩、浅埋、偏压地段以及Ⅴ级围岩深埋地段的施工。
3.3.1CRD法施工工艺流程
CRD法施工工艺流程见图3。
3.3.2CRD法施工工序说明
CRD法施工工序见图4。
1、⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁Ф50小导管及导坑侧壁Ф22水平锚杆超前支护。
⑵机械开挖①部,人工配合整修。
⑶必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面。
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、在滞后于①部一段距离后,机械开挖②部,人工配合整修,必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面,导坑周边部分初喷4cm厚混凝土,接长型钢钢架和I18临时钢架,安装锁脚锚杆(管),安设I18横撑,钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
3、在滞后于②部一段距离后,机械开挖③部,人工配合整修,并施作导坑周边的初期支护,步骤及工序同①。
4、在滞后于③部一段距离后,机械开挖④部,人工配合整修,并施作导坑周边的初期支护,步骤及工序同②。
5、⑴在滞后于④部一段距离后,机械开挖⑤部,人工配合整
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⑵
隧底周边部分初喷4cm厚混凝土。
⑶接长Ⅰ18临时钢架,复喷混凝土至设计厚度。
⑷拆除下部横撑,安设型钢钢架仰拱单元,使之封闭成环。
㈥、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利用仰拱栈桥灌筑
部边墙基础与仰拱
混凝土。
7、灌筑仰拱填充
部至设计高度。
8、利用衬砌模板台车一次性灌注
部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
3.3.3CRD法施工控制要点
1为确保施工安全,上导坑①、③部的开挖循环进尺控制为1榀钢架间距(0.6~0.75m),下部②、④部的开挖可依据地质情况适当加大,⑤部仰拱一次开挖长度依据监控量测结果、地质情况综合确定,一般不宜大于6m。
1中间支护系统的拆除
中间支护系统的拆除时间应考虑其对后续工序的影响,通过围岩监控量测进行确定。
当围岩变形达到设计允许的范围之内,并在严格考证拆除的安全性之后,方可拆除。
同时要注意后续作业的及时跟进。
如围岩稳定条件满足设计要求,临时支撑可在仰拱混凝土浇筑前一次性拆除,一次拆除长度依据仰拱浇筑长度确定(一般为4~6m)。
中隔壁混凝土拆除时,要防止对初期支护系统形成大的振动和扰动。
可采用风镐由上至下逐榀拆除钢支撑之间的喷射混凝土,以及临时支护与初期支护连接部位附着在钢架上的喷射混凝土,临时钢构件采用气焊烧断。
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图3CRD法施工工艺流程图
拆除底部临时横撑,底部开挖、出碴,
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3.4双侧壁导坑法
先开挖隧道两侧的导坑,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的方法。
该方法主要应用于Ⅴ级围岩浅埋、偏压及洞口地段。
3.4.1双侧壁导坑法施工工艺
施工工艺流程见图5。
3.4.2双侧壁导坑法施工工序
施工工序见图5。
1、⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁Ф50小导管及导坑侧壁Ф22水平锚杆超前支护。
⑵机械开挖①部,人工配合整修。
⑶必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面。
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、⑴在滞后于①部一段距离后,机械开挖②部,人工配合整修。
⑵必要时喷5cm厚混凝土封闭掌子面。
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,安装锁脚锚杆(管),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。
3、在滞后于②部一段距离后,机械开挖③部,人工配合整修,并施作导坑周边的初期支护,步骤及工序同①。
4、在滞后于③部一段距离后,机械开挖④部,人工配合整修,
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中铁***集团有限公司**铁路项目部*工区并施作导坑周边的初期支护,步骤及工序同②。
㈤、⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁Ф50小导管超前支护。
⑵机械开挖⑤部,人工配合整修。
⑶喷5cm厚混凝土封闭掌子面。
图5
双侧壁导坑施工工艺流程图
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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。
6、⑴在滞后于⑤部一段距离后,机械开挖⑥部,人工配合整修。
⑵喷5cm厚混凝土封闭掌子面。
7、⑴在滞后于⑥部一段距离后,机械开挖⑦部,人工配合整修。
⑵喷5cm厚混凝土封闭掌子面。
8、⑴在滞后于⑦部一段距离后,机械开挖⑧部,人工配合整修。
⑵隧底周边部分初喷4cm厚混凝土。
⑶接长Ⅰ18临时钢架,复喷混凝土至设计厚度。
⑷拆除下部横撑,安设型钢钢架仰拱单元,使之封闭成环。
9、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利用仰拱栈桥灌筑
部边墙基础与仰拱混凝土。
10、灌筑仰拱填充
部至设计高度。
(十一)、利用衬砌模板台车一次性灌注
部衬砌(拱墙衬砌一
次施作)。
3.5弧形导坑预留核心土法
先开挖上部导坑成环形,并进行初期支护,再分部开挖剩余部分的施工方法。
主要应用于Ⅳ级围岩、岩质较好地段的施工。
3.5.1岩石隧道弧形导坑预留核心土法
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中铁***集团有限公司**铁路项目部*工区工艺流程见图7,施工工序见图8。
图7
岩石隧道弧形导坑预留核心土施工工艺流程图
上
中
下
部
进
行
四
个
循
环
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岩石隧道弧形导坑预留核心土施工工序说明:
弧形导坑预留核心土法,将开挖断面分为上、中、下及底部四个部分逐级掘进施工。
上部宜超前中部3~5m,中部超前下部3~5m,下部超前底部10m左右。
为方便机械作业,上部开挖高度控制在4.5m左右,中部台阶高度也控制在4.5m左右,下部台阶控制在3.5m左右。
1开挖前拱部施作φ42或φ50超前小导管对拟开挖岩体进行注浆预加固,待浆液达到一定强度后,采用小型挖掘机开挖,预留一定厚度由人工持风镐修边到位。
2每一台阶开挖完成后,及时喷射4cm厚微纤维混凝土对围岩进行封闭,设立型钢钢架及锁脚锚杆,施作系统锚杆,最后铺设钢筋网,分层复喷微纤维混凝土到设计厚度,必要时各台阶设临时仰拱加强支护,完成一个开挖循环。
3.5.2黄土隧道弧形导坑预留核心土法
工艺流程见图9,施工工序见图10。
弧形导坑预留核心土施工工序说明:
㈠、⑴利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁Ф50小导管。
⑵机械开挖①部,人工配合整修。
⑶施作①部初期支护和临时支护,即初喷4cm厚混凝土,架立钢架和Ⅰ18临时竖撑。
⑷钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
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2、⑴机械开挖②部,人工配合整修。
⑵初喷4cm厚混凝土。
⑶接长型钢钢架,并设锁脚锚杆。
⑶钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
3、⑴在滞后于②部一段距离后,机械开挖③部,人工配合整修。
⑵初喷4cm厚混凝土。
⑶接长型钢钢架,钢架基础垫设槽钢并设锁脚锚杆。
⑷钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
4、开挖④部,并施作导坑周边的初期支护,步骤及工序同②。
5、⑴在滞后于④部一段距离后,机械开挖⑤部,人工配合整修。
步骤及工序同③。
6、⑴根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,逐步拆除I18临时竖撑。
⑵开挖⑥部。
7、在滞后于⑥部一段距离后,机械开挖⑦部,人工配合整修。
8、开挖隧底剩余部分⑧部。
9、利用仰拱栈桥灌筑
部边墙基础与仰拱及Ⅹ隧底填充混凝土(仰拱与填充应分次施作。
10、
利用衬砌模板台车一次性灌注
部衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
围岩监控量测
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图9
黄土隧道弧形导坑预留核心土施工工艺流程
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3.6正台阶法
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Ⅱ、Ⅲ级围岩及横洞Ⅳ、Ⅴ级围岩的施工。
3.6.1台阶法施工工序说明:
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3~6m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。
施工工艺流程见图11,施工工序见图12。
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图11
台阶法施工工艺流程
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3.7全断面开挖法
采用全断面一次开挖成形的施工方法。
主要应用于客运专线双线隧道Ⅰ、Ⅱ级围岩和斜井Ⅱ、Ⅲ级围岩的施工。
循环进尺宜控制在3~4.0m。
3.8CD、CRD等施工方法的相互转换
隧道开挖方法的合理转换,是隧道开挖作业安全的一个重要因素,在接近开挖方法变换里程时,应提前计划,确定合理的临时支撑参数。
转换时应不减弱设计支撑参数。
CD法与CRD法转换:
CD法一般应用于黄土隧道Ⅳ级围岩地段,CRD法一般应用于黄土隧道Ⅴ级围岩地段,采用CRD法施工的开挖断面较CD法施工断面大,CRD法施工时设置临时横撑。
由CD法转入CRD法施工时,中部增设临时横撑,同时CRD法临时竖撑应较CD法对应竖撑长些,以使临时钢架拱脚置于同一水平面上,便于拱脚的稳定。
由CRD法转入CD法施工时,取消临时横撑,根据围岩量测结果尽早拆除CRD法施工时所设横撑,以免影响CD法施工进度。
CRD法与双侧壁导坑施工转换:
CRD法转为双侧壁导坑施工时,应提前调整CRD法临时横撑安装高度,使其与双侧壁导坑上部横撑位于同一高度上,从而利于后续双侧壁导坑上部的开挖作业。
由双侧壁导坑转为CRD法施工时,待施工至设计里程后,继续向前按双侧壁导坑施工,同时将中部竖向临时支撑逐渐靠拢,直到过渡至CRD法。
根据监控量测结果,尽早拆除双侧壁导坑施工的竖横向支撑,以免影响开挖进度。
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