隧道開挖作業指導書
1目的明確隧道開挖作業的工藝流程、操作要點和相應的工藝標準，指導、規範隧道開挖施工，盡可能地減少超挖，保證隧道的開挖作業安全和開挖質量。
2 編制依據
⑴《鐵路大斷面隧道三台階七步開挖法施工作業指南》經規標準[2007]119號
⑵《鐵路隧道施工規範》tb10204-2002
⑶《增建第二雙線工程設計圖》
3 適用範圍
適用增建第二雙線工程隧道正洞開挖施工。
4 隧道開挖施工
4.1 方案設計
要求本線隧道按新奧法原理組織施工，並要根據不同圍岩級別及周邊環境選擇相應工法，應根據監控量測結果，適時施作二次襯砌。
土質隧道施工嚴格按照「嚴控水、強支護、短進尺、勤量測」的原則組織施工，應特別注意地表沖溝、陷穴對隧道的影響，要加強調查和處理。
石質隧道破碎帶按照「先支護、後開挖、短進尺、弱爆破、快封閉、勤量測」的原則進行組織施工。
隧道開挖前，首先完成洞口截水溝、洞口土方及邊仰坡防護施工。洞口土方採用挖掘機配合裝載機自上而下分層施工，大型自卸汽車運輸，並及時做好坡面防護，開挖一段（台階）防護一段（台階），洞口先施做護拱混凝土，然後施做超前大管棚，正洞開挖根據圍岩情況ⅳ、ⅴ級地段採用三台階七步開挖法施工，每迴圈進尺控制在1.5m以內，ⅱ級採用全斷面法施工，每迴圈進尺控制在3.
0m左右，ⅲ級採用台階法施工，每迴圈進尺控制在2.5m以內。
土質隧道開挖採用人工配合挖掘機進行，出碴採用裝載機配合大型或中型自卸汽車無軌運輸。石質隧道採用鑽爆法開挖，出碴採用裝載機配合大型或中型自卸汽車無軌運輸。
施工通風採用管道壓入式通風。
在施工過程中應不斷總結經驗，優化工藝。加強超前地質**、預報，加強圍岩監控量測管理。根據量測結果，及時調整預留變形量及支護引數，適時施作二次襯砌，確保隧道安全。
開挖方法的改變，要嚴格按程式申請設計變更。
4.2 三台階七步法
先開挖上部導坑成環形，施做拱部初期支護；再中、**階左右錯開開挖，施做牆部初期支護；最後為中心預留核心土開挖、隧底開挖，施做隧底初期支護。每部開挖後均應及時支護，隧底初期支護後應及時施做仰拱，盡早封閉成環。工藝流程見圖1，施工工序見圖2。
圖 1 三台階七步法施工工藝流程
三台階七步開挖法施工工序說明：
1、上部弧形導坑開挖：在拱部超前支護後進行，環向開挖上部弧形導坑，預留核心土，核心土長度宜為3～5m,寬度宜為隧道開挖寬度的1/3~1/2。開挖迴圈進尺最大不得超過1.
2m，開挖後立即初噴3～5cm砼。開挖後應及時進行噴、錨、網系統支護，架設鋼架，在拱架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側邊沿按下傾30°打設鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復噴砼至設計厚度。
2、左、右側中台階開挖：開挖迴圈進尺最大不得超過1.2m，開挖高度為2m，左右側台階錯開2～3m,開挖後立即初噴3～5cm砼。
及時進行噴、錨、網系統支護，接長鋼架，在拱架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側邊沿按下傾30°打設鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復噴砼至設計厚度。
3、左右側**階開挖：開挖迴圈進尺最大不得超過1.2m，開挖高度一般為3～3.
5m, 左右側台階錯開2～3m,開挖後立即初噴3～5cm砼。及時進行噴、錨、網系統支護，接長鋼架，在拱架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側邊沿按下傾30°打設鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復噴砼至設計厚度。
4、上、中、**階預留核心土開挖：各台階分別開挖預留的核心土，開挖進尺與各台階迴圈進尺相一致。
5、隧底開挖：每迴圈開挖長度宜為2～3m，開挖後及時施做仰拱初期支護，完成兩個隧底開挖、支護迴圈後，及時施做仰拱，仰拱分段長度宜為4～6m。
三台階七步開挖法施工控制要點：
1、三台階七步開挖法施工應做好工序銜接。工序安排應緊湊，盡量縮短圍岩暴露時間，避免因長時間暴露引起圍岩失穩。
1.1 初期支護應及時封閉成環，全斷面初期支護閉合時間宜控制在15d左右，有條件應盡量縮短閉合時間；
1.2 仰拱應超前施做，仰拱距上台階工作面宜控制在30～40m，鋪設防水板、二次襯砌等後續工作應及時進行；
1.3 二次襯砌距仰拱宜保持2倍以上襯砌迴圈作業長度，但不得大於50m。
2、在滿足作業空間和台階穩定的前提下，應盡量縮短台階長度，核心土長度應控制在3～5m，寬度宜為隧道開挖寬度的1/3～1/2。
3、三台階七步開挖法施工應嚴格控制進尺長度，根據圍岩地質情況，合理確定迴圈進尺，每次開挖長度不得超過1.5m，開挖後立即初噴3～5cm混凝土，以減少圍岩暴露時間。
4、嚴格按照設計要求施做超前支護，控制好超前支護外插角，嚴格按注漿工藝加固地層，保證隧道開挖在超前支護的保護下施工。
5、隧道周邊部位應預留30cm人工開挖，其餘部位宜採用機械開挖，區域性需要爆破時，必須採用弱爆破，不得超挖。施工時應嚴格控制裝藥量，減少對圍岩的擾動。
6、中、**階左、右側開挖應錯開，嚴禁對開，左右側錯開距離宜為2~3m。
7、鋼架應嚴格按設計及規範要求加工製作和架設。鋼架應架設在堅實基面上，嚴禁拱（牆）腳懸空或採用虛碴回填。鋼架應與鎖腳錨桿（管）焊接牢固。
8、隧道超挖部位必須回填密實，嚴禁初期支護背後存在空洞。必要時初期支護背後應進行充填注漿，保證初期支護與圍岩密貼。
9、應加強監控量測工作，根據量測結果，及時調整支護引數，確定二次襯砌施做時間，進行資訊化施工管理。
4.3 正台階法
先開挖上半斷面,待開挖至一定長度後同時開挖下半斷面,上下半斷面同時並進的施工方法。主要應用於正洞ⅱ、ⅲ級圍岩及橫洞ⅳ、ⅴ級圍岩的施工。
施工工藝流程見圖3，施工工序見圖4。
台階法施工工序說明：
第1部：開挖①部後及時進行上台階噴、錨、網系統支護，架設鋼架並復噴砼至設計厚度，形成較穩定的承載拱。
第2部：在滯後①部3～6m後開挖②部，並進行下導初期支護。
第3、4部：及時施作仰拱砼、填充混凝土，及早封閉成環。
第5部：根據圍岩量測結果，適時施作二次襯砌。
4.4 全斷面開挖法
採用全斷面一次開挖成形的施工方法。主要應用於隧道正洞ⅰ、ⅱ級圍岩和斜井ⅱ、ⅲ級圍岩的施工。迴圈進尺宜控制在3m左右。
5 綜合超前地質**預報
本線隧道地質情況複雜，部分隧道洞身通過圍岩不整合接觸帶和泥岩地段，易出現圍岩失穩現象和產生變形。為此，要求針對本線大斷面隧道與輔助坑道設定的具體情況，開展綜合超前地質**預報，成立專業的超前地質預報室，由總工程師負責，配置物探、水文、地質、試驗專業工程師並配備先進的**、預報裝置和儀器，並將綜合超前地質**預報納入施工工序。尤其是岩石隧道存在破碎帶時，必須提前做好超前地質預報工作，確保隧道安全通過。
針對隧道具體的工程特點，採用地貌、地質調查與地質推理相結合的方法，進行定性**。具體採取的措施有：對開挖全過程進行綜合**、預報，方法有地質素描法(常規地質法)、tsp-2003長期**預報等。
施工中應該將幾種預報手段綜合運用，取長補短，相互補充和印證。綜合監測結果，及時提出對不良地質的處理措施，以降低施工風險，確保工程質量和運營安全。
超前地質預報若發現前方地質情況與設計不符時要及時通知設計單位到現場核實，以便及時採取有效的設計變更方案。
①常規地質法
常規地質法適用於為近期開挖、支護提供預報。開挖面圍岩級別、岩性、圍岩風化變質情況、節理裂隙、產狀、地下水等情況進行觀察和測定後，繪製地質素描圖，通過開挖後利用羅盤儀、地質錘、放大鏡、皮尺等簡單工具對開對洞內圍岩地質特徵變化分析來推測開挖面前方的地質情況，據以指導施工。
②tsp-2003長期**預報
tsp-2003 隧道地質預報系統在中等硬度級別的圍岩中預報距離為200m。對掌子面前方150m～200m範圍內的岩性變化、斷層、破碎帶、岩溶發育帶以及它們的產狀、規模和前方岩層的含水特性作出**預報，並能計算出上述範圍內的縱波、橫波速度、波速比，泊松比，相應岩體的動彈模量和剪下模量等岩石力學引數。
6 監控量測
1、監控量測必測專案
⑴、開挖工作面觀察應在每次開挖後進行。對已施工地段的觀察每天至少進行一次，主要觀察噴射砼、錨桿和鋼架等的工作狀態。
⑵、洞外觀察重點在洞口段和洞身淺埋段。其觀測內容主要包括地表開裂、地表沉陷、邊仰坡穩定狀態、地表水滲透情況等。
2、必測專案量測斷面間距和每斷面測點數量
3、量測頻率（按位移速度）
量測頻率（按距開挖面距離）
各項量測作業均應持續到變形基本穩定後2～3周結束。對於膨脹性和擠壓性圍岩，位移長期沒有減緩趨勢時，應適當延長量測時間。
7 爆破施工
石質隧道的爆破作業，應採用光面爆破或預裂爆破。爆破作業應根據工程地質條件、開挖斷面、開挖方法、迴圈進尺和**材料進行鑽爆設計。鑽爆設計應根據爆破效果不斷優化爆破引數。
鑽爆設計的內容包括炮眼（掏槽眼、輔助眼、周邊眼）的布置、深度、斜率和數目，爆破器材、裝藥量和裝藥結構，起爆方法和爆破順序，鑽眼機具和鑽眼要求等。鑽爆設計土應包括炮眼布置圖、周邊眼裝藥結構圖、鑽爆參數列、主要經濟指標和必要的說明。
爆破引數應通過試驗確定。當無試驗條件時，可參照表1、表2選用。
表1 光面爆破引數
表2 預裂爆破引數
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