新建吉林至琿春鐵路jhskⅱ標大川隧道
編號：洞身開挖作業指導書
單位：中鐵大橋局吉圖琿專案部二工區
編制審核
批准2023年6月10日發布210年6月15日實施
新建吉林至琿春鐵路jhskⅱ標大川隧道
洞身開挖施工作業指導書
1．適用範圍
適用於新建吉林至琿春鐵路jhskⅱ標大川隧道洞身開挖施工。
2．作業準備
2.1內業準備
作業指導書編制後，應在開工前組織技術人員認真學習實施性施工組織設計，閱讀、審核施工圖紙，澄清有關技術問題，熟悉規範和技術標準。制定施工安全保證措施，提出應急預案。對施工人員進行技術交底，對參加施工人員進行上崗前技術培訓，考核合格後持證上崗。
2.2外業準備
施工作業層中所涉及的各種外部技術資料收集。規劃洞口生產生活場地平面布置，修建生活房屋，配齊生活、辦公設施，滿足主要管理、技術人員進場生活、辦公需要；修建生產用房及設施，配齊並安裝好各種生產用裝置。
2.3 技術準備
①導線複測完畢，成果可用。
② 砂、石、料、鋼材、水泥等原材料試驗完成，混凝土配合比設計完成並經監理審批。
③分部開工報告已批覆。
3．技術要求
3.1必須按照設計工法進行洞身開挖作業，大川隧道暗洞開挖方法為：ⅴ級圍岩為crd法和三台階臨時仰拱法，ⅳ級、ⅲ級圍岩為台階法，ⅱ級圍岩為全斷面法。
詳見大川隧道圍岩分級及開挖方法表。
大川隧道圍岩分級及開挖方法表
3.2嚴格按照設計檔案、《鐵路隧道工程施工技術指南》（tz204—2008）及《客運專線鐵路隧道工程施工質量驗收暫行標準》（鐵建設【2005】160號）施工；
4．施工程式與工藝流程
4.1 crd法
crd法是在軟弱圍岩大跨度隧道中，先開挖隧道一側的一或二部分，施作部分中隔壁和橫隔板，再開挖隧道另一側的一或二部分，完成橫隔板施工的施工方法，本隧道主要應用於ⅴ級圍岩淺埋地段的施工。
4.1.1 crd法施工工藝流程
4.1.2 crd法施工工序說明
a. ⑴利用上一迴圈架立的鋼架施作隧道側壁ф50小導管及導坑側壁ф22水平錨桿超前支護。⑵機械開挖①部，人工配合整修。
⑶必要時噴5cm厚混凝土封閉掌子面。⑷施作①部導坑周邊的初期支護和臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，架立型鋼鋼架和i18臨時鋼架，並設鎖腳錨桿（管），安設i18橫撐。⑸安裝徑向錨桿後復噴混凝土至設計厚度。
b.在滯後於①部一段距離後，機械開挖②部，人工配合整修，必要時噴5cm厚混凝土封閉掌子面，導坑周邊部分初噴4cm厚混凝土，接長型鋼鋼架和i18臨時鋼架，安裝鎖腳錨桿（管），安設i18橫撐，鑽設徑向錨桿後復噴混凝土至設計厚度。
c.在滯後於②部一段距離後，機械開挖③部，人工配合整修，並施作導坑周邊的初期支護，步驟及工序同①。
d.在滯後於③部一段距離後，機械開挖④部，人工配合整修，並施作導坑周邊的初期支護，步驟及工序同②。
e.⑴在滯後於④部一段距離後，機械開挖⑤部，人工配合整修。⑵隧底周邊部分初噴4cm厚混凝土。
⑶接長ⅰ18臨時鋼架，復噴混凝土至設計厚度。⑷拆除下部橫撐，安設型鋼鋼架仰拱單元，使之封閉成環。
f.⑴根據監控量測結果分析，待初期支護收斂後，拆除i18臨時鋼架及上部臨時橫撐。⑵利用仰拱棧橋灌築邊牆基礎與仰拱混凝土。
g.灌築仰拱填充部至設計高度。
h.利用襯砌模板台車一次性灌注二次襯砌（拱牆襯砌一次施作）。
4.1.3 crd法施工控制要點
a.為確保施工安全，上導坑①、③部的開挖迴圈進尺控制為1榀鋼架間距（0.6～0.
75m），下部②、④部的開挖可依據地質情況適當加大，⑤部仰拱一次開挖長度依據監控量測結果、地質情況綜合確定，一般不宜大於6m。
b.中間支護系統的拆除
中間支護系統的拆除時間應考慮其對後續工序的影響，通過圍岩監控量測進行確定。當圍岩變形達到設計允許的範圍之內，並在嚴格考證拆除的安全性之後，方可拆除。同時要注意後續作業的及時跟進。
如圍岩穩定條件滿足設計要求，臨時支撐可在仰拱混凝土澆築前一次性拆除，一次拆除長度依據仰拱澆築長度確定（一般為4～6m）。
中隔壁混凝土拆除時，要防止對初期支護系統形成大的振動和擾動。可採用風鎬由上至下逐榀拆除鋼支撐之間的噴射混凝土，以及臨時支護與初期支護連線部位附著在鋼架上的噴射混凝土，臨時鋼構件採用氣焊燒斷。
4.2 三台階臨時仰拱法
三台階臨時仰拱開挖法是將隧道斷面分成上中下三個部分進行開挖的施工工法；要求及時施作各部臨時仰拱；各部位的開挖與支護沿隧道縱向錯開、平行推進的隧道施工方法。
4.2.1 三台階臨時仰拱法施工工藝流程
大川隧道部分ⅴ級圍岩採用三台階臨時仰拱法，具體施工方法見「三台階臨時仰拱法開挖施工流程圖及工序圖」。
三台階臨時仰拱法開挖施工流程圖
三台階臨時仰拱法開挖及施工工序圖
三台階臨時仰拱法工序縱斷面示意圖
4.2.2 施工工序：
a.（1）利用上一迴圈架立的鋼架施作隧道超前支護。（2）弱爆破開挖1部。
（3）施作1部導坑周邊的初期支護，即初噴4cm厚混凝土，架立型鋼鋼架，並設鎖腳鋼管。（4）導坑底部安裝臨時工字鋼支撐，噴20cm厚混凝土。（5）鑽設系統錨桿後復噴混凝土至設計厚度。
b.（1）在滯後①部5～10m距離後, 先拆除①部2～3榀i18臨時鋼架，弱爆破開挖2部。（2）導坑周邊部分初噴4cm厚混凝土，架立型鋼鋼架，並設鎖腳鋼管。
（3）導坑底部安裝臨時工字鋼支撐，噴20cm厚混凝土。（4）鑽設系統錨桿後復噴混凝土至設計厚度。
c.（1）在滯後於2部一段距離後，弱爆破開挖3部分。（2）初噴4cm厚混凝土，架立型鋼鋼架，（3）隧底周邊部分噴混凝土至設計厚度。
d. 待初期支護收斂後,拆除②部臨時仰拱。灌注ⅳ部仰拱及仰拱填充（仰拱及仰拱填充應分次施作）
e.根據監控量測結果分析，待初期支護收斂後，利用襯砌模板台車一次性澆築ⅴ部襯砌（拱牆襯砌一次施作）。
4.3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ⅲ級圍岩ⅳ級圍岩的施工。
4.3.1 工序流程圖
台階法施工工藝流程詳見下圖：
台階法施工工藝流程圖
4.3.2 台階法施工工序說明：
a.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。
b.在滯後①部3～6m後開挖②部，並進行下導初期支護。
c.及時施作仰拱砼、填充混凝土，及早封閉成環。
d.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。本隧道主要應用於ⅱ級圍岩迴圈進尺宜控制在3～4.0m。
全斷面開挖施工工藝及流程圖
5 施工要求
5.1綜合超前地質**預報
本隧道地質情況複雜，需結合施工地質工作予以查明。為此，要求針對本隧道的具體情況，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。
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)、超前探孔近距離預報、地質雷達中短期預報等。
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（設平導時視超前正洞的長度）。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。
②超前水平鑽孔
採用超前水平鑽機鑽進過程中鑽速和鑽碴的變化對開挖面前方較短距離內的地質情況進行判斷，為提高其預報的準確度，與地質素描配套使用。通過超前鑽探取芯測定含水率為主要手段確定下一步施工方案。
③地質雷達
為提高地質預報的準確性，除採用常規地質法和陸地聲納以進行地質預報外，同時利用地質雷達進行地質超前預報，其探測範圍在40m範圍內，是一種非破壞型的探測技術，具有抗電磁干擾能力強，解析度高，可現場直接提供實時剖面記錄圖，圖象清晰直觀。
5.2爆破施工
大川隧道的爆破作業，應採用光面爆破。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
注：1.表中所列引數適用於炮眼深度1.0～4.0m,炮眼直徑40～50mm,藥捲直徑20～25mm。
2 當斷面較小或圍岩軟弱、破碎或對曲線、折線開挖成形要求較高時，周邊眼間距e應取較小值。
3 周邊眼抵抗線w值在一般情況下均應大於周邊眼間距e值。軟岩在取較小e值時，w值應適當增大。
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