各类围岩开挖方法.doc

Ⅳ、Ⅴ级围岩
1 开挖方法：
Ⅳ（洞口段）、Ⅴ级围岩铁路大断面隧道三台阶七步开挖法（以下简称三台阶七步开挖法）是以弧形导坑开挖留核心土为基本模式，分上中下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的隧道施工方法。
三台阶七步开挖具体工艺流程见图1-1
第一步、上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心土，核心土长度宜为3~5m，宽度宜为开挖宽度的1/3~1/2。开挖循环进尺应为Ⅴ级围岩上台阶开挖不得大于1榀钢拱架间距，Ⅳ级围岩上台阶开挖不得大于2榀钢拱架间距。
第二、三步、左右侧中台阶开挖：开挖进尺最大不得超过2榀钢拱架间距。开挖宽度一般为3~3.5m，左右侧台阶错开2~3m，不得平行前进。
第四、五步、左右侧下台阶开挖：开挖进尺最大不得超过2榀钢拱架间距。开挖宽度一般为3~3.5m，左右侧台阶错开2~3m，不得平行前进。
第六步、上中下台阶预留核心土，各台阶分别开挖后，及时施做仰拱初期支护，完成两个隧道开挖支护循环后，及时施做仰拱，仰拱分段长度宜为4~6m。
第七步、隧底开挖每循环开挖进尺长度宜为2~3m,开挖后及时施做仰拱初期支护，完成两个隧底开挖支护循环后，及时施做仰拱，仰拱分段长度宜为4~6m。
2 验收标准
2.1 主控项目
隧道主洞开挖断面图见图1-2
⑴ 隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
⑵ 隧道不应欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，方允许岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌，整体式衬砌应小于10cm，其他衬砌应小于5cm。拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖。
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1m2不大于0.1m2）侵入断面应小于5cm。
⑷ 边墙基础及隧底地质情况应满足设计要求，基底内无积水浮渣。
⑸ 当隧底需要进行加固处理时，应符合设计要求。
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匀分布。
⑵ 隧道开挖断面允许超挖值和检验方法应符合表1-1的规定。
表1-1 隧道开挖断面允许超挖值（cm）和检验方法
围岩级别

开挖部位
Ⅱ～Ⅳ
Ⅴ～Ⅵ
检验数量
检验方法
拱部
平均线性
超挖15
平均线性
超挖10
每一开挖循环检查一个断面
激光断面仪、全站仪测量周边轮廓线，绘断面图与设计断面核对
最大超挖值25
最大超挖值15
边墙
平均10
平均10
⑶ 水沟应与边墙基础同时开挖、且一次成型。边墙基础高程应符合设计要求。
⑷ 隧底轮廓符合设计要求，隧底允许最大平均超挖值为10cm。

上部弧形导坑开挖，施作初期支护
开挖上、中、下台阶预留核心土
左右错开开挖中台阶，施作初期支护
左右错开开挖下台阶，施作初期支护
超前支护
测量放样
施作仰拱
施作仰拱填充
围岩稳定性评判、修正支护参数
分段开挖隧底，施做初期支护
断面检查
否
满足

图1-1 三台阶七步开挖工艺流程图

3 安全及环保要求
3.1安全措施
3.1隧道开挖安全保证措施
开挖人员到达工作面时，先检查工作面是否处于安全状态。挖掘机开挖时要有专人指挥，严禁人员在挖掘机大臂下活动，以防止挖掘机臂碰撞初期支护表面以及临时支撑体系。
3.2 装碴与运输安全保证措施
⑴ 机械装碴设置专人指挥，隧道断面尺寸必须满足装碴机械安全运转，以免机械碰断电线或碰坏已做好的初期支护，并符合下列要求：装碴不准高于车厢；装碴机与运碴车之间不准有人。
⑵ 洞内的车辆、施工机械、模板台车等，在外缘设置低压红色闪光灯，组成限界显示设施。运输车辆在使用前详细检查，不带病工作。
⑶ 车辆行驶遵守下列规定：同向行驶保持50m的距离，洞内能见度较差时，加大距离；车辆启动、转向、倒车时必须开灯、瞭望与鸣笛。
⑷ 车辆在洞内行驶时，施工人员不准与车辆机械抢道，不准扒车、追车和强行搭车。
3.2 环境保护措施
3.2.1 弃土场环保措施
弃土场按设计要求进行支挡和绿化防护。
3.2.2 废水、废碴处理措施
施工机械维修产生的含油废水、施工营地住宿产生的生活污水经生化处理达到排放标准后方可排入不外流的地表水体，使其不得在附近形成新的积水洼地，施工期要求职工严禁将生活污水排入河流和渠道。施工废水按有关要求进行处理达标后排放，不污染周围水环境。隧道弃碴、冲洗拌和站、沉淀池中的废碴、建筑垃圾及施工人员产生的生活垃圾集中弃往指定的弃碴场。
3.3 危险源识别
施工注意事项：
3.3.1 隧道开工前，应备足材料，施工准备不充分不准开工。
3.3.2 隧道施工开挖应根据设计位置、中线、水平、地质情况，预计可能产生的下沉量和施工误差，掌握施工部位的尺寸，保证开挖和衬砌断面符合设计要求，同时还应根据选定的施工方法和配备施工机具，确定开挖方式和步骤，合理确定循环进尺，以便各工序互相配合，均衡施工。
3.3.3 隧道开挖必须按设计要求进行，设计与现场不符时，及时调整完善。
3.3.4 应有专人找顶找邦。对开挖面和衬砌地段要经常检查，特别是爆破后的工作面及其附近尤应加强检查，如可能产生险情时，应及时采取措施进行处理，以利保证施工人员人身安全。
3.3.5 工作人员到达工作地点时，应首先检查工作面是否处于安全状态，并详细检查支护是否牢固、顶板和两邦是否稳定，如有松动石块或裂缝，应及时予以清除或支护。
3.3.6两工作面接近贯通时，应加强两端的联系与统一指挥。
3.3.7当两工作面的开挖距离接近30米时，应停止一端工作，将人员及机具撤走，并在安全距离以外设立警戒标志，防止人员误入危险区。
3.3.8采用风钻钻眼时，应检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架等，确保风钻质量性能良好。
3.3.9使用带支架的风钻钻眼时，应将支架安置稳妥。
3.3.10站在渣堆上操作时，应注意石渣是否稳定，防止操作时石渣坍滑伤人。
3.3.11钻孔台车在断层或地质不良的情况下作业，必须指派一名安全人员站在一定的位置上观察，发现险情立即撤离。
3.3.12洞内爆破作业必须统一指挥。
3.3.13装药时严禁火种，钻眼与装药不得平行作业。
3.3.14爆破前，人员与机具等均应撤至安全地点。
3.3.15爆破工应随身携带手电以防照明突然熄灭。
3.3.16严禁明火照明点炮。
3.3.17电力起爆前应预先检测爆破的准确性，防止产生拒爆。
3.3.18要特别注意消除产生杂散电流、感应电流、高压静电等不利条件，防止发生意外早爆。
3.3.19要加强洞内电源管理，对洞内电器设备和电线路要经常检查维修，防止漏电。
3.3.20装药前应将电灯及电线撤离工作面，装药时可用投光灯、矿灯或风灯照明。
3.3.21起爆主导线应敷设在电线和管路的另一侧，如不得已必须设在一侧时，与钢轨、管道等导电体间的距离必须大于1米，并悬空架设。

Ⅱ级围岩
Ⅱ级围岩开挖采用全断面开挖法
风动凿岩机钻孔，塑料导爆管微差毫秒雷管起爆；光面爆破全断面一次开挖成型。采用挖掘机辅助装载机装碴，自卸车出碴。混凝土湿喷机配机械手喷混凝土。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输、喷锚”机械化一条龙作业。围岩稳定性较好时复喷混凝土作业与钻爆作业拉开一定距离实施平行作业。Ⅱ级围岩全断面法施工工艺流程见图5.1.1。
Ⅱ级围岩全断面开挖循环进尺分别为3.0m，循环时间均为480min，每天3循环，日进尺分别为9.0m，月进度分别按240m（已考虑各种影向造成的折减）计。Ⅱ级围岩采用全断面法施工循环作业时间见表5-1-2。
1
Ⅱ
Ⅲ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅳ
1
Ⅴ
Ⅳ
Ⅵ
Ⅲ
Ⅱ
纵向施工示意图
横向施工示意图
≤80m

Ⅵ－水沟电缆槽施工

Ⅳ－二次衬砌施作

Ⅴ－施作Ⅱ级底板

Ⅱ－出 碴

1－全断面光面爆破开挖

钻 孔
Ⅲ－喷锚支护
图5.1.1 Ⅱ级围岩全断面法施工示意图

表5-1-2 Ⅱ级围岩全断面法施工循环时间图
工 序
时间（min）
循环时间（min）
60
120
180
240
300
360
420
480
测量放样
30

围岩量测
30

钻 眼
120

装药联线
30

通 风
30

清危初喷砼
30

出 碴
120

喷锚网支护
120

说明：用TSP203地质预报系统一次预测150m范围，本表未列其作业时间。

Ⅲ、Ⅳ级—台阶法
Ⅲ、Ⅳ级围岩段采用微震动控制爆破法开挖，上半断面开挖超前下半断面5～8m，开挖后及时施作喷锚网支护。风枪钻孔，非电毫秒雷管微差起爆，TK500湿喷机混凝土作业，上台阶洞碴用挖掘机扒至下台阶，柳工50装载机装碴，北方奔驰自卸汽车出碴运输。
开挖后施做初期支护及时成环，下半断面施工6～8m后施做仰拱，根据围岩量测信息确定合理的衬砌时间，衬砌后根据施工进度需要施做水沟电缆槽。台阶法施工示意见图5.2.1，作业循环时间见表5-2-2。

1－上半断面开挖
Ⅱ－施作上半断面初期支护

Ⅲ－下半断面开挖

Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ－边墙仰拱初支
Ⅶ－施作仰拱

Ⅷ－仰拱填充

Ⅸ－二次衬砌施作

Ⅹ－水沟电缆槽施工

图5.2.1 短台阶法施工示意图

表5-2-2 台阶法掘进循环时间表
工 序
时间min
循环时间（min）
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
施工测量
40

围岩量测
40

开 挖
140

出 碴
200

初期支护
220

说明：1、用TSP203地质预报系统一次预测150m范围，本表未列其作业时间。