根據(jù)鐵道部鐵建設(shè)（2010）120號(hào)《關(guān)于進(jìn)一步明確軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道設(shè)計(jì)施工有關(guān) 技術(shù)規(guī)定的通知》要求，軟弱圍巖隧道IV、V、VI級(jí)圍巖地段采用臺(tái)階法施工時(shí)，應(yīng)符合以下規(guī)定：

（1）上臺(tái)階每循環(huán)開挖支護(hù)進(jìn)尺V級(jí)圍巖不應(yīng)大于1榀鋼架間距，IV級(jí)圍巖不得大于2榀鋼架間距;

(2)邊墻每循環(huán)開挖支護(hù)進(jìn)尺不得大于2榀鋼架；

(3）仰拱開挖前必須完成鋼架鎖角錨桿，每循環(huán)開挖進(jìn)尺不得大于3m；

(4)隧道開挖后初期支護(hù)應(yīng)及時(shí)施作并封閉成環(huán)，IV、V、VI級(jí)圍巖封閉位置距離掌子面不得大于35m。

(5)嚴(yán)禁采用長臺(tái)階施工。

隧道中線、高程、開挖輪廓滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

隧道在IV、V、VI級(jí)圍巖地段、隧道深淺、下穿建筑物及附近既有線地段施工開挖應(yīng)按照《爆破安全規(guī)程》采用控制爆破、光面爆破，或采用非爆破方法。II～I(xiàn)V級(jí)圍巖拱部平均線性超挖不大于15cm，最大超挖不大于25cm；V～VI圍巖拱部平均線性超挖不大于10cm，最大超挖不大于15cm；邊墻平均線性超挖不大于10cm；拱腳和底腳以上1m范圍嚴(yán)禁欠挖；炮眼痕跡保存率符合規(guī)范要求。

 

    根據(jù)隧道圍巖情況，隧道的開挖方法分為全斷面法、臺(tái)階法、三臺(tái)階七步開挖法、CD（中隔壁）、CDR(交叉中隔壁)法、雙側(cè)導(dǎo)坑法、短臺(tái)階法、短臺(tái)階臨時(shí)仰拱法、三臺(tái)階法、三臺(tái)階林是仰拱法等。根據(jù)開挖方法的不同，每一循環(huán)開挖的程序有所不同。各種開挖方法分述如下

1、      全斷面開挖是按隧道的設(shè)計(jì)輪廓一次開挖完成。

2、      臺(tái)階法開挖分為兩步，即上臺(tái)階開挖支護(hù)后進(jìn)行下臺(tái)階開挖支護(hù)，完成一個(gè)開挖循環(huán)，適用于隧道III、IV、V級(jí)圍巖地段。

3、      三臺(tái)階七步開挖法將隧道一個(gè)斷面分為七個(gè)小的斷面進(jìn)行開挖，即上斷面開挖支護(hù)、中左斷面開挖支護(hù)、中右斷面開挖支護(hù)、下左斷面開挖支護(hù)、下右斷面開挖支護(hù)、核心土開挖、仰拱開挖支護(hù)。適用于黃土隧道和V級(jí)圍巖地段。

4、      CD法和CRD法都用于比較軟弱地層而且是大斷面隧道的場(chǎng)合，CD法是用鋼架支撐和噴混凝土的隔壁將斷面分隔開進(jìn)行開挖，CDR法是用隔壁和仰拱把斷面上下、左右分割進(jìn)行開挖，并在施工過程中每一步都用臨時(shí)仰拱封閉端面。

5、      雙側(cè)導(dǎo)坑發(fā)用于圍巖極差且為大斷面隧道，其方法是在隧道右下側(cè)和左下側(cè)以小導(dǎo)洞型式開挖進(jìn)入，然后逐步開挖支護(hù)斷面上部、核心和仰拱，小導(dǎo)洞開挖分上下導(dǎo)坑，每一步驟均用鋼支撐隔壁和錨噴、臨時(shí)仰拱封閉斷面。

6、      短臺(tái)階發(fā)是利用上一環(huán)架立的鋼架施做隧道洞身縱向超前支付，先開挖上部土石方，施作上部初期支付，再開挖下部土石方，施作下部初期支付，然后施作仰拱，填充仰拱砼。短臺(tái)階法各部開挖循環(huán)不得大于1米。

短臺(tái)階臨時(shí)仰拱法是利用上一環(huán)架立的鋼架施做隧道洞身縱向超前支付，先開挖上部土石方，施作上部初期支付及臨時(shí)仰拱，再開挖下部土石方，施作下部初期支付，然后施作底部，填充仰拱砼。短臺(tái)階法各部開挖循環(huán)不得大于1米。初支成環(huán)后二襯前拆除臨時(shí)仰拱。

7、      三臺(tái)階法是利用上一環(huán)架立的鋼架施做隧道洞身縱向超前支付，先開挖上部土方，施作上部初期支付，再開挖中部土方，施作中部初期支付，然后開挖底部，施作下部初期支付。

三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法是利用上一環(huán)架立的鋼架施做隧道洞身縱向超前支付，先開挖上部土石方，施作上部初期支付及臨時(shí)仰拱，再開挖中部土方，施作中部初期支付，然后開挖底部，施作下部初期支付。初支成環(huán)后二襯前拆除臨時(shí)仰拱。

8、工藝流程

施工準(zhǔn)備
↓
清理掌子面、測(cè)量畫輪廓線、炮眼
↓
開挖臺(tái)車（架）、風(fēng)槍就位
↓
鉆孔
↓
清孔
↓
裝藥	←	加工藥卷、炮泥
↓
機(jī)具離開掌子面
↓
爆破
↓
通風(fēng)排煙
↓
找頂排危
↓←-----------------------------------------┒
初噴砼		↑                       監(jiān)                控                量                       測(cè) ∣
↓
出渣
↓
支付和臨時(shí)支付
↓
穩(wěn)定安全性檢查
↓-------------------------------------------┙
轉(zhuǎn)入下一個(gè)循環(huán)

1 施工準(zhǔn)備

隧道開挖前，利用超前預(yù)報(bào)、超前鉆孔、監(jiān)控量測(cè)等探測(cè)結(jié)果，分析研究圍巖的性質(zhì)，探明前方圍巖的完整性、涌水、不良地質(zhì)等情況，對(duì)洞身實(shí)際的圍巖與設(shè)計(jì)圖進(jìn)行核對(duì)，確定開挖、支護(hù)參數(shù)。

 

2開挖參數(shù)、鉆爆參數(shù)

根據(jù)圍巖的軟弱狀況和隧道斷面，選擇合理的開挖方法，以少擾動(dòng)為宗旨，把開挖對(duì)圍巖的破壞程度控制在最小限度，最大限度的發(fā)揮圍巖的自承力，確保隧道的施工和隧道主體安全。根據(jù)開挖方法，確定沒開挖循環(huán)進(jìn)尺，炮眼深度，選擇合理的中空掏槽方法，確定使用直眼掏槽或斜眼掏槽、周邊眼與輔助眼間距、炮眼布設(shè)合理，確定周邊眼、輔助眼、掏槽眼、底板眼的裝藥方法、裝藥量，爆破的先后順序，雷管的段別，炮眼間的起爆網(wǎng)絡(luò)，引爆雷管使用電雷管。在開挖過程中，根據(jù)爆破效果和圍巖的檢測(cè)數(shù)據(jù)，不斷修正爆破參數(shù)。

根據(jù)圍巖的實(shí)際情況與設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行復(fù)核，如實(shí)際情況與設(shè)計(jì)不符時(shí)，應(yīng)及時(shí)申請(qǐng)變更，選擇合理的支護(hù)型式，并在施工過程中通過對(duì)支護(hù)的觀察和收斂變形數(shù)據(jù)不斷地修正支護(hù)參數(shù)，確保支護(hù)與圍巖實(shí)際相符合。

 

3施工工藝

放樣時(shí)將隧道斷面、隧道中線用紅鉛油精確地畫在掌子面上，并作出明顯的高程標(biāo)示點(diǎn)。精確定位炮眼位置。

鉆孔的精度是保證爆破成功的首要因素，同時(shí)選擇合理的炮眼直徑，控制與藥卷之間的不耦合系數(shù)（一般控制在1.1～1.4之間）。精確控制鉆孔位置，方向和深度，鉆眼完畢，應(yīng)按炮眼布置圖進(jìn)項(xiàng)檢查，并做好記錄，經(jīng)檢查合格后，方可按設(shè)計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝要和炮泥堵塞。鉆孔時(shí)選用經(jīng)驗(yàn)豐富的鉆工施鉆周邊眼，盡量的減少鉆孔偏差，減小開口偏差和鉆孔孔底偏差以及方向偏差。根據(jù)目前隧道施工的實(shí)際情況，采用氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，炮眼長度根據(jù)圍巖狀況，最大長度不超過4m,并視圍巖的不同情況，合理選擇進(jìn)尺，外插角不大于5º。鉆孔實(shí)際操作做到“準(zhǔn)、平、直、齊”四個(gè)字，并采用“炮棍瞄準(zhǔn)法”控制炮孔間的平行，并由經(jīng)驗(yàn)豐富的老鉆工精心指揮來確保鉆孔的精度，其鉆孔方向偏差控制在3 cm/m～5cm/m以內(nèi)。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)眼口位置及掌子面巖石的凹凸程度調(diào)整炮眼深度，以保證炮眼在同一平面上。

裝藥量的多少和裝藥的方法是隧道光面爆破的關(guān)鍵，周邊眼采用光面爆破炸藥，間隔裝藥，用導(dǎo)爆索聯(lián)線，嚴(yán)格控制周邊眼的裝藥量，應(yīng)使藥量沿炮眼全長合理分布，并合理選擇炸藥的品種和裝藥結(jié)構(gòu)。合理控制周邊眼的線裝藥密度，根據(jù)周邊眼孔距、爆破層厚度、石質(zhì)及炸藥種類等綜合考慮裝藥量，一般線裝藥密度控制在0.04～0.4kg/m之間。在裝藥結(jié)構(gòu)上，宜采用比炮眼直徑小的小直徑藥卷連續(xù)或間隔裝藥，把藥卷與鉆孔間的不耦合系數(shù)控制在1.1～1.4之間，但藥卷直徑不應(yīng)小于該炸藥的臨界直徑，以保證穩(wěn)定起爆。起爆采用非電毫秒雷管，段數(shù)一般分為1、3、5、7、9、11、13、15個(gè)段，段別要選擇合理，其安裝位置準(zhǔn)確，確保起爆的先后順序。各炮孔用塑料導(dǎo)爆管連線，接電雷管由手搖式起爆器起爆。

爆破前所有人員應(yīng)撤在安全距離外。村舍安全距離不少于200m；相鄰的上下坑道內(nèi)不少于200m ;相鄰的平行坑道，橫通道及橫洞間不少于50m ;全斷面開挖進(jìn)行深孔爆破（孔深3—4m）時(shí)，不少于500m。采用電雷管一次起爆。

爆破后應(yīng)及時(shí)向隧道掌子面通風(fēng)，排除和減低隧道內(nèi)灰塵和炸藥殘留氣體、洞內(nèi)空氣中煙塵濃度，然后灑水降塵，使隧道內(nèi)的環(huán)境符合職業(yè)健康標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)施工人員身心健康。

通風(fēng)后，應(yīng)在清除開挖面危石后，對(duì)開挖面輪廓初噴3～5cm混凝土，封閉開挖巖面。噴射混凝土作業(yè)應(yīng)分段分片進(jìn)行。噴射作業(yè)自下而上，應(yīng)保持供料均勻，噴射連續(xù)，噴射時(shí)噴嘴應(yīng)作偏心劃圓或魚擺等復(fù)合運(yùn)動(dòng)。噴嘴在沿隧道縱向作前后移動(dòng)時(shí)應(yīng)保持與受噴面等距，使受噴面均勻、密實(shí)。

出渣時(shí)需專人統(tǒng)一指揮車輛，車輛在隧道內(nèi)的行駛速度，已襯砌地段不大于20km/h，未襯砌地段不大于15km/h。出渣機(jī)械、車輛應(yīng)有廢氣凈化裝置，棄渣棄于指定位置，應(yīng)符合環(huán)保要求。

出渣完畢后，對(duì)隧道開挖斷面的輪廓尺寸、中線、高程進(jìn)行檢查，需符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，再報(bào)監(jiān)理工程師檢查合格后，進(jìn)行下道工序施工。

4支護(hù)

根據(jù)鐵道部鐵建設(shè)（20 10）120號(hào)《關(guān)于進(jìn)一步明確軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道設(shè)計(jì)施工有關(guān)技術(shù)規(guī)定的通知》要求，雙線IV、V級(jí)圍巖隧道采用臺(tái)階法施工時(shí)，必須設(shè)置鎖腳錨管；雙線V級(jí)圍巖隧道采用臺(tái)階法施工時(shí)應(yīng)設(shè)置橫向臨時(shí)支撐或臨時(shí)仰拱，臨時(shí)支撐采用型鋼，縱向每2榀一處。

本段設(shè)計(jì)三臺(tái)階臨時(shí)仰拱、短臺(tái)階增設(shè)臨時(shí)仰拱較多，按設(shè)計(jì)臨時(shí)仰拱采用I 16工字鋼，縱向每2榀鋼架安裝一榀，待全斷面初支完成后二襯前拆除。

在每一次開挖后必須立即進(jìn)行永久支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)。支護(hù)參數(shù)須滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，鋼架支立與隧道走向垂直，間距滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，噴混凝土厚度滿足設(shè)計(jì)要求。須進(jìn)行鋼架接長時(shí)，接頭部位必須由墊板、螺栓結(jié)構(gòu)連接，連接處鑿出回彈混凝土和雜質(zhì)，露出新鮮混凝土后灑水濕潤，保證連接牢固。臨時(shí)支撐必須在永久支護(hù)已全部封閉、成環(huán)，且混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后逐步拆除，避免應(yīng)力集中。噴射混凝土終凝2h后開始灑水養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)應(yīng)以能保證混凝土具有足夠的濕潤狀態(tài)為度；養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。噴射混凝土表面應(yīng)密實(shí)、平整，無裂縫、脫落、漏噴、空鼓、滲漏水等現(xiàn)象，平整度允許偏差為不得超過（2m直尺中間用塞尺量）±2cm。為確保噴射混凝土達(dá)到快速凝結(jié)效果，在施工中，要經(jīng)過多次檢驗(yàn)，確定最佳早強(qiáng)劑等外加劑類型和摻量。噴混要采用濕噴，速凝劑加入要用計(jì)量器具向噴混機(jī)料斗內(nèi)摻入，不得將速凝劑灑在噴混料表面，用人工拌合。遇開挖內(nèi)有滲漏水時(shí)，要在初支內(nèi)安裝滲水盲管，將水引入邊墻角排水溝。

 

隧道開挖施工機(jī)械設(shè)備配置分為四大部分，即鉆爆、噴砼、支護(hù)、出渣等工序使用機(jī)具及其配屬機(jī)具。

                     每個(gè)作業(yè)面主要施工機(jī)械設(shè)備配置表

人員配置

1、勞動(dòng)組織方式：采用工班組織模式

2、根據(jù)隧道開挖的施工方案、機(jī)械、人員組合要求，隧道開挖施工班組分為開挖班、噴砼班、出渣班和支護(hù)班

每個(gè)開挖面人員配備表

 

一、基本要求

1不良地質(zhì)段開挖前應(yīng)做好預(yù)加固、預(yù)支護(hù)。

2當(dāng)前方地質(zhì)出現(xiàn)變化跡象或接近圍巖分界線時(shí)，必須用地質(zhì)雷達(dá)、超前水平鉆孔等方法先探明隧道開挖面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，才能進(jìn)行開挖。

3應(yīng)嚴(yán)格控制超欠挖。當(dāng)石質(zhì)堅(jiān)硬完整且?guī)r石抗壓強(qiáng)度大于30Mpa并確認(rèn)不影響襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和強(qiáng)度時(shí)，允許巖石個(gè)別凸出部分（每1㎡不大于0.1㎡）凸入襯砌斷面，錨噴支護(hù)時(shí)凸入不大于30mm，襯砌時(shí)不大于50mm，拱腳、墻角以上1米內(nèi)嚴(yán)禁欠挖。

4開挖輪廓要預(yù)留支支撐沉落量及變形量。

5隧道爆破開挖時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制爆破震動(dòng)。

6洞身開挖在清除浮石后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行除噴支護(hù)。

 

二、檢查項(xiàng)目

1隧道中線的貫通要求的允許偏差要滿足規(guī)范要求。

2隧道結(jié)構(gòu)與凈空，必須滿足設(shè)計(jì)建筑限界的要求。

3超挖：應(yīng)按開挖輪廓線作業(yè)，盡量減少超挖，洞身開挖的允許偏差見下表

 

                             洞身開挖檢查項(xiàng)目

4外觀檢查

洞室周邊及頂部無浮石、危石、無離縫。

一、安全要求

1嚴(yán)禁非工作人員進(jìn)入隧道

2施工中應(yīng)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期檢查、養(yǎng)護(hù)、維修。

3施工前主管工程師應(yīng)對(duì)施工班組、人員進(jìn)行安全交底和安全教育，同時(shí)告知安全風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)對(duì)措施。

4嚴(yán)禁帶明火和火種進(jìn)入隧道，隧道內(nèi)禁止吸煙。不準(zhǔn)酒后進(jìn)洞。施工中洞內(nèi)施工用電不準(zhǔn)亂拉亂接，要有專職電工負(fù)責(zé)用電。

5施工人員到達(dá)工作地點(diǎn)后，領(lǐng)工員、工班長應(yīng)首先組織大家分頭檢查工作面，施工過程中應(yīng)注意安全，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)隨時(shí)處理，如發(fā)現(xiàn)可能有險(xiǎn)情時(shí)，應(yīng)立即撤離工作人員并報(bào)告上級(jí)處理。

6臺(tái)階和導(dǎo)坑開挖；a、臺(tái)階或?qū)Э又g控制一定的距離，以適應(yīng)機(jī)具作業(yè)，并盡量減少翻渣工作量；b、支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)必須緊跟，支護(hù)及時(shí)成環(huán)：c、臺(tái)階宜少分層，使裝渣機(jī)械緊靠開挖面，以減少扒渣距離：d:下斷面開挖的落底拱腳邊沿應(yīng)留平臺(tái)，以保證拱圈穩(wěn)定。落底采用分層或一次拉槽

7司鉆中得將胸部、腹部緊貼風(fēng)鉆手柄，腿部不得抵住風(fēng)鉆卡套彈簧。鉆眼過程中，鉆桿與鉆孔應(yīng)保持一條直線，防止鉆桿彎曲、掉頭或折斷，卡鉆時(shí)，應(yīng)用扳鉗松動(dòng)拔出，不可敲打，未送風(fēng)前不可撤出鉆桿。風(fēng)鉆使用每使用倆小時(shí)加一次油；風(fēng)鉆拆卸、修理、保養(yǎng)維修，不得在工作面進(jìn)行。嚴(yán)禁在殘眼處鉆眼。

8領(lǐng)取爆破物品時(shí)應(yīng)指定由由爆破資質(zhì)的人員和工班負(fù)責(zé)人一道領(lǐng)取，必須嚴(yán)格履行出庫審批和出庫登記手續(xù)并專人押送，雷管和炸藥同車運(yùn)輸。

9爆破物品進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，雷管、炸藥必須距離15米以上放置，使用木質(zhì)炮棍裝藥。監(jiān)炮人員要做好爆破物品的使用記錄，防止爆破物品流失，用剩炸藥雷管必須及時(shí)退庫。瞎炮、啞炮須原裝藥人員進(jìn)行排除處理。

10進(jìn)入隧道的內(nèi)燃機(jī)械與車輛，必須選用帶凈化裝置的柴油機(jī)。有瓦斯等有害氣體的隧道，汽油機(jī)械與車輛不得進(jìn)洞。

11機(jī)械裝渣時(shí)，裝載工作場(chǎng)地，應(yīng)設(shè)車輛調(diào)度與指揮人員。

二、 環(huán)保要求

1隧道內(nèi)必須連續(xù)通風(fēng)，有粉塵或不良?xì)怏w時(shí)應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)。

2在掌子面裝渣時(shí)，應(yīng)先灑水，以減少粉塵，施工場(chǎng)地應(yīng)時(shí)常灑水濕潤，粉塵大時(shí)要采取降塵措施。

3棄渣應(yīng)運(yùn)至指定位置，隧道內(nèi)污水應(yīng)集中凈化處理后方可排放。

4施工機(jī)械在夜間洞外施工禁止鳴號(hào)，防止打擾附近居民。