某隧道进洞及洞身开挖作业指导书

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1、 某某隧道进洞及洞身开挖作业指导书一、工程概况（一）概况武宁至吉安段高速公路是大广线在江西境内的北段，也是江西省“三纵四横”高速公路主骨架网的“西纵”的一部分。它贯穿赣西北与赣中西部地区。本合同段位于修水县上奉镇湖山村塘口里。（二）地形地貌特征二、施工总原则（一）洞口段施工要绝对保证“安全第一”的原则，要将100%的精力投入到每一个工序环节控制当中去，做到宁慢勿快，宁保守、勿盲进；（二）尽量减少对山体的扰动，少一分扰动，多一分安全；（三）安全第一，洞口段开挖及支护应比设计加强。（四）洞口及洞身段开挖采用预留核心土环形开挖法开挖，支护参数按设计图施工，遇到特殊情况及时通知监理并根据现场情况予以调

2、整，施工中绝对禁止爆破。三、施工总体方案针对隧道的围岩特点，结合新奥法理论基础，确定本隧道掘进施工的基本原则为：“预加固、短开挖、快封闭、强支护、勤量测”。本隧道进洞采用套拱超前小管棚法进洞，洞身拟采取台阶分部开挖法施工，主要为“上部弧形导坑预留核心土七部开挖法”。所谓“套拱法”就是在洞口段隧道洞身上下衬砌轮廓线以外，立模架灌注厚3050cm的砼（或者钢筋混凝土），长度35m，嵌进山体0.51.0m，外露0.54.5m，以确保洞口段山体稳定，防止坍塌和洞顶危石伤人，确保施工安全，然后采用台阶法施工。施工时，配合超前支护（锚杆、超前小导管）和钢架支护。然后按设计要求进行洞身开挖支护。施工中采用人

3、工开挖（严禁爆破开挖），短开挖，强支护，衬砌紧跟，步步为营，稳扎稳打，以策安全。（一）进洞施工方案1、测量放样及边仰坡施工（1）施工放样，测量人员沿隧道纵断面测出一系列里程点的地面高程，计算出该处地表标高到拱顶开挖轮廓线高程之差，在2.53.0m范围内时，即可基本确定该处为明暗洞交界里程，这样既能保证有足够覆盖层厚度，又能减少开挖量。（2）确定该里程后，拨出该里程点的法线方向，打设骑马桩，控制开挖方向，然后从该里程自上而下进行边仰坡开挖，仰坡坡度为：1:0.50，在仰坡范围之外设截水沟。（3）仰坡可用机械开挖，人工修整，清除表层浮土、杂草并一次整修到位。仰坡开挖到位后，及时进行锚喷防护，并在仰

4、坡之上向外延伸做1.01.5m左右护顶，支护参数为：22砂浆锚杆，1.21.2m梅花型布置，挂设2020cm6钢筋网，并喷射C20砼10cm厚。2、洞口开挖开挖采用明挖法，自上而下分层开挖，施工时采取挖掘机开挖，开挖到达设计标高以上30cm时，采取人工开挖，防止扰动原状土、减低基层强度。3、套拱及超前施工支护（1）在开挖面搭设作业平台，测量人员在开挖断面画出开挖五寸台，施工人员沿开挖轮廓线下5cm向外扩挖50cm宽30cm深沟槽，嵌入一榀18钢拱架，并沿18钢圆弧方向，每隔40cm汽割一50圆孔，以利管棚打设。（2）按设计纵坡打设423.5小管棚，超前小导管外插角控制在35，导管长4.5m，外

5、露部分0.5m。施工中采用人工风枪顶进，小管棚插好之后，外露部分50cm与钢拱架焊接牢固（小管棚布置图见附图二）；（3）沿隧道轴线方向架立钢拱架，数量由现场而定，间距50cm，拱架间用22连接钢筋焊接，间距1.0m（套拱施工侧面图见附图三）；（4）沿钢拱架内沿挂板打设3m长50cm 厚C20砼套拱，注意砼保护层预留5cm，从而增强支撑，以便于安全开挖马口。套拱砼浇筑时应注意拱圈外缘一定要圆顺、美观。（二）明洞进暗洞1、待砼达到设计强度之后，拆去临时支撑，采取预留核心土七步流水作业法开挖。2、采用留核心土人工风镐环形开挖，核心土设置如图一，核心长度1.5m，每次进尺50cm，施做1.5m，18钢

6、架间距50cm，22纵向联接筋1.0m，8钢筋网片，格间距2020cm，双层，开挖过程中，视情况对开挖面采用C20喷砼及时封闭，厚35cm。核心土开挖后增设22锁脚锚杆，L=4.0m每榀钢架左右各4根。（三）洞身段施工方案1、施工方案采用上导预留核心土环形开挖，中下导侧壁导坑开挖，分三个台阶。施工程序如图超前小导管施工留核心土环形开挖安装上弧导钢架、喷砼补锁脚锚杆初喷砼上导核心土开挖锚杆施工、安装中下导钢架、喷砼中下导侧壁导坑开挖初喷砼仰拱左右错开开挖仰拱填充左右错开浇筑中、下导核心开挖二次衬砌紧跟图一 施工程序图上导弧形导坑及侧壁导坑开挖以人工风镐配合CAT320挖掘机开挖为主，严禁爆破，开

7、挖后及时封闭掌子面，并施做初期支护。上中导台阶长度要尽可能缩小，一般在35m，下导台阶长度10m左右，上导出碴由320挖掘机扒碴至下半断面后，装入自卸汽车运走,下半断面出碴人工配合，核心土开挖采用人工风镐,仰拱开挖后及时施做仰拱及填充。二次衬砌采用全液压衬砌台车施工。2、具体施工步骤（1）在岩面画出开挖轮廓五寸台，预留核心土位置。人工开挖左右拱脚及拱顶部位。拱脚左右两侧各预留2m，拱顶到核心土顶部为1.5m，方便施工（五寸台见附图五）。（2）开挖到位后，安设18钢拱架，拱架间距50cm，技术人员及测量班检查净空后，定位、焊接。连接筋采用22螺纹钢，间距1.0m。铺挂8钢筋网，网格间距2020c

8、m。（3）沿拱架打设锁脚锚杆，锁脚锚杆采用22螺纹钢，长度3.0m。每榀每侧打设3根，倾角向下15打设，且与拱架焊接牢固，注意外露锚杆头一定要割掉，与拱架齐平。（4）喷射C20混凝土，做到表面平整、轮廓圆顺。表面平整度控制在2cm之内，确保外观质量。（5）核心土预留1.52m左右，随着开挖深入，核心土随之开挖。（6）待上导进洞1520m之后，视情况进行中导及下导开挖。四、施工注意事项1、施工中要保持现场、特别是拱脚部分不能积水，及时挖小水沟排除或彩条布等覆盖地面，防止水渗入地表，产生塌陷，造成基底失稳；2、开挖过程中，选派有经验人员及测量人员密切观测边、仰坡有无开裂变形、塌陷情况，及时反馈信息

9、。第一二分部及时将观测资料汇总上报工程部，确保反馈及时、万无一失。3、做好文明施工，风管、水管、电线、照明布置有序，路面干净无积水，无虚碴，达到穿皮鞋进洞标准。4、由于下行线出口左侧覆盖层较薄，应在套拱施做完向内引进时钢拱架立好后，去除覆土并施做半明拱砼，以确保安全。五、围岩量测为确保隧道施工顺利进行，及时掌握围岩和支护在施工中的力学动态及稳定程度，保障施工安全；为评价和修改初期支护参数、力学分析及二次衬砌施作时间提供信息依据，结合隧道具体条件确定开展监控量测，监控量测项目见下表：量测项目及内容序号量测主要项目类别量测仪器主 要 内 容1地质和支护状况观察A目测1.开挖面围岩自稳性；2.岩质破

10、碎带、褶皱节理等情况；3.核对围岩类别及风化变质情况；4.地下水情况；5.支护变形开裂情况；6.洞口浅埋地表下沉情况。2围岩变形量测周边收敛位移ASWJ-隧道收敛计根据收敛情况判断：1.围岩稳定性；2.支护设计和施工方法的合理性；3.模筑混凝土衬砌。拱顶下沉AAT-G2水平仪挂钩式钢尺水准尺监视拱顶下沉值，了解断面变化情况，判断拱顶的稳定性，防止坍方。3应力应变量测BSGY-135型应变传感器JXY-型应力传感器监测钢拱架、格栅钢架、锚杆和衬砌受力变形情况，进而检验评价支护效果。4洞口地表沉陷AAT-G2水平仪、水准尺判断隧道开挖对地表产生的影响及防止沉降措施的效果。（一）周边水平位移量测测点

11、埋设：喷锚支护施作后，用风钻凿40mm、深200mm的孔，先用1：1水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆，尽量使同一基线两测点的固定方向在同一直线上，等砂浆凝固后，即可进行量测工作。量测方法：采用SWJ-隧道收敛计监测。该机采用大张力自锁紧摇柄加载系统，并在结构上进行了一系列性能提升设计，具有很高的量测精度，特别适用于大跨度隧道的变形监测。（二）拱顶下沉量测拱顶位移量测的测点用风枪打眼埋设好固定杆，并在外露杆头设挂钩。测点的大小要适中。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被掩埋，要尽快重新设置，以保证数据不中断。采用水平仪、水准尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉，精度可达12mm。量测时用一把24

12、m长的挂钩式钢尺挂上即可。拱顶下沉量测见下图。图二 拱顶下沉量测示意图（三）地表下沉量测测点布置：与洞内收敛、拱顶下沉量测断面里程对应，地表下沉量测点集中设在隧道中线附近，并在开挖面前方H+h1处设测点，（H为隧道埋深，h1为上半断面净高），直到开挖面后方约35B处。测量方法：采用水平仪、水准尺配合测量地表沉降，精度可达24mm。用经纬仪将所有测点布设于同一直线上。测点钢筋安设就位后，表面磨平，并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。（四）应力、应变量测采用应力、应变计量测，每10榀钢架支撑设一对测力计，主要量测钢拱架、锚杆、衬砌受力变形情况，进而检验和评价支护受力状态。应力、应变量测频率见下表。量测

13、频率表类别量测项目每段相隔距离每段安设量测频率0-15天16-30天31天以后A隧道内地质和支护状况的观察全隧道各掌子面1次/每循环1次/每天1次/每天隧道净空变位测定每520m水平收敛3对测点2次/每天1次/每2天1次/每周拱顶下沉量测每520m3点2次/每天1次/每2天1次/每周B地表下沉测定每5m洞口段35m1次/每天1次/每2天（五）围岩稳定性和支护效果分析将量测数据进行处理和分析，绘制时间-位移曲线。六、保证措施（一）质量保证措施1、建立健全质量管理组织机构成立以项目经理为组长，总工程师为副组长，质检工程师、各业务部长、技术主管、施工队长、工班长为组员的质量领导小组，形成网络质量保证

14、体系，实施工程质量管理工作。2、坚持技术领先、方案合理的原则施工方案对工程质量、进度、成本起着十分重要的作用，合理、可行的施工方案是工程质量保证的前提。技术人员通过开展广泛的现场调查，认真审核设计文件，深刻领会规范，结合以往施工经验，确定施工方案，编制详实的施工组织设计。对一些重要项目施工方案的制定，我们将请教专家指导。3、严把材料关材料质量的保证是工程质量保证的基础。材料采购我部实行“政府采购”，严格执行招投标制、货比三家。从对材料厂家的考核，到材料的进场、检验、标识都将建立一套完整的管理制度。钢材、水泥等主要材料必须由业主提供。从物资、试验、施工都有严密的质量监控体系，材料合格必须有可追溯

15、性。4、严格执行监理程序从开工报告，到工序检查我们将严格执行监理程序，做到开工报告未经批准不开工，上道工序未经检查签证不进入下道工序，严格按照技术规范进行施工，重点控制隐蔽工程检查，实行全过程监控值班制度，各级技术人员、试验人员严格把关，与监理工程师密切配合，确保施工过程满足质量要求。5、现场操做要严格按照施工工艺及规范要求施工，做到开工必优，一次成优，不得擅自降低工艺标准。初期支护上导与中导、中导与下导衔接段要保证平顺美观。 6、加强现场管理力度。做到材料堆放整齐，标识准确无误，现场整洁有序，掀起文明施工的良好氛围。7、各级技术、质检人员要经常深入施工现场指导监督，从每道工序抓起，使工程质量

16、始终处于受控状态。（二）安全保证措施1、针对本工程，我部将成立安全生产领导小组，由项目经理任组长，项目副经理任副组长；安全部为专职管理部门，下设专职安全员；各施工队设安全生产小分组，由施工队队长任小分组组长，小分组下设专职安全员。建立健全安全生产组织，监督施工中安全生产，实施施工过程中安全管理职能。2、人员配置项目经理部设安全部，编制2人，各施工队分别配置2名安全员。3、安全保证检查程序施工中各施工队安全员在现场进行安全检查，发现问题，及时向项目部汇报，及时解决。项目部安全领导小组定期对各施工队的工作进行检查，并帮助各施工队解决现场实际问题。4、制定安全方针安全第一，预防为主。做到思想保证、组

17、织保证和技术保证，确保施工中人身、设备的安全。5、各责任区及施工队负责人要始终贯彻“安全第一，质量第一”的方针，切实抓好施工中的安全工作，实行全员，全方位，全过程质量、安全控制，实现标准化、规范化施工。（三）进度保证措施1、各分部应按月计划进行进度分解，按日考核,各分部指挥、主管工程师及风、水、电责任人要从每道工序抓起，坚持24小时技术干部值班制度，通过优化生产要素提高生产效率，加快施工进度。2、项目部各业务部门及后勤保障要组织好各方面的工作，合理调配施工生产要素，统筹安排，确保施工现场正常有序地进行。3、项目部坚持管理人员跟班作业制度。坚持深入施工现场，发现问题及时处理，协调各工序间的施工矛

18、盾，保质保量的完成每月计划。4、施工队负责人要坚守工作岗位，上足劳力，严密组织管理，积极配合现场技术管理人员，抓好施工生产。七、洞口及洞身、类围岩上部弧形导坑预留核心土七部开挖法（一）上部弧形导坑预留核心土七部开挖作业法基本原理隧道开挖过程中，在三个台阶上分七个开挖面，以前后七个不同的位置相互错开同时开挖，然后分部同时支护，形成支护整体，缩小作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。开挖支护应注意下列问题：1、开挖掘进以三个台阶七个工作面同时进行。2、初期支护先上后下，分部实施，然后连成整体形成一个承载拱。3、依据围岩量测结果，调整支护参数，循环进尺0.30.5m。4、大型装运机械在中层爬坡道进

19、出，集中并快速完成三个台阶的出碴任务。（二）七部开挖作业法施工步骤七部开挖作业法要求在隧道全断面划分的七个部位同时开挖，由于七个部位分别处于七个里程，从而使一个开挖断面处的围岩暴露的面积减到最小。图三 七步流水开挖法图四 七步开挖作业法透视图 第1部：拱顶在超前小导管的保护下将传统的矩形上导坑改为弧形导坑，开挖结束后架设工字钢架，喷砼，形成较稳定的承载拱。第2、3部：在拱顶承载拱的支护下，分段扩大拱脚，以一定的时间差先后按同样方法进行支护，使同一断面处暴露的开挖面仅限于一侧。第4部：拱部支护完成后中部拉槽。第5、6部：在已完成拱部支护后，分段左右开挖马口，以一定时间差做边墙支护。第7部：下台阶

20、核心土挖除后落底并施做仰拱砼，二次衬砌紧跟。（三）施工方法上部弧形导坑及边墙采用人工风镐开挖,开挖前采用小导管超前支护，开挖后及时喷砼封闭岩面，并进行初期支护作业，上部弧形导坑出碴采用人工配合挖掘机扒碴至下台阶，挖掘机或装载机装自卸汽车作业；下台阶核心土采用挖掘机开挖。正台阶七部开挖作业法掘进喷锚作业循环时间见下图。级围岩正台阶七部开挖掘进喷锚作业循环图作业名称作业时间min循环时间（min ）60120180240300360420480540600660720上弧导开挖测量放线30超前小导管支护210上弧导开挖180架钢拱架60挂网喷锚支护180出碴60中部台阶开挖测量放线30左右侧开挖1

21、80架钢拱架60挂网喷锚支护180核心土开挖120出碴60下部台阶开挖测量放线30左右侧开挖180架钢拱架60挂网喷锚支护120核心土开挖60仰拱初期支护210出碴60八、初期支护本隧道初期支护包括中空锚杆、钢筋网、I18型钢拱架、20#喷射混凝土等。依据地质情况分别设置。初期支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变位，防止围岩在短期内松弛剥落。（一）25中空注浆锚杆施工本隧道围岩初期支护主要为25中空注浆锚杆，级围岩锚杆长度为3.0m，间距1.0m，按梅花型布置，在停车带及交叉口段锚杆适当加长，增强支护能力。1、施工工艺在初喷砼后按设计间距及时施作径向中空注浆系统锚杆，然后注M

22、30水泥浆。2、锚杆的安装（1）钻孔采用锚杆钻机钻孔，将锚杆推进至设计深度后，锚杆外露孔口长度为1015cm。（2）安装止浆塞、垫板和螺母。（3）用注浆接头把锚杆尾端同注浆机连接。3、锚杆的注浆采用锚杆专用注浆泵。（1）检查锚杆专用注浆泵及其零件是否齐备和正常，有关泵的操作程序应遵守锚杆注浆泵操作手册。（2）检查水泥和砂的粒径、比例、温度等是否符合规定，通常用筛子控制它们的粒径，砂的粒径为1.0mm，水泥与砂的比例为1:0.5至1:1。（3）用高压风检查锚杆孔是否畅通，锚杆孔口返风即可。（4）调节水流量计使砂浆水灰比至设计值为止，并记下流量刻度，从泵出口出来的砂浆，必须要摇匀，不能有断续不均现

23、象。（5）开动注浆泵，整个过程应连续灌注，不停顿，必须一次完成，观测到浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值，即可停泵。若注浆过程中，出现堵管现象，应及时清理锚杆、注浆软管及泵。（6）当完成一根锚杆的注浆后，应迅速卸下注浆软管与锚杆的接头，清洗并安装至另一根锚杆，然后注浆；若停泵时间较长，在对下根锚杆注浆前应放掉前段不均匀的灰浆，以免堵孔。注意：整个注浆过程中，操作人员应配合密切，动作迅速。（7）注浆过程中，应及时清洗接头，保证注浆过程的连续性。（8）完成整个注浆后，应及时清洗及保养泵。（9）在灰浆达到初始设计强度后，方可上紧垫板及螺母。4、施工注意事项（1）在软岩和土层中施作钻进式注浆锚杆时

24、，需环向隔开一定距离隔孔钻进，否则会因向岩体注水太多可能导致岩面坍塌。（2）水泥砂浆或CS双液浆应严格按配合比配制，并随拌随用，以免浆液在注浆管、泵中凝结。（3）为保证注浆效果，止浆塞打入孔口不应小于10cm。（二）钢筋网安设挂钢筋网在系统锚杆施作后安设，钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋网根据被支护岩面的实际起伏状铺设，并在初喷混凝土后进行，与被支护岩面间隙约3cm， 钢筋网与钢筋网连接处、钢筋网与锚杆连接处点焊在一起，使钢筋网在喷射时不易晃动。钢筋网在加工厂加工成片，在洞内再焊接起来形成整体。（三）钢架施工本隧道级围岩拟采用I18型钢拱架支护，间距50cm。钢拱架在洞外按设计加工成段，

25、在洞内用螺栓连接成整体。洞内安装在初喷混凝土之后进行，与定位锚杆焊接。钢架之间设纵向连接筋，钢架间以喷射混凝土喷平。钢架拱脚必须安放在牢固的基础上，架立时垂直隧道中线，当钢架和围岩之间间隙过大时设置垫块，用喷射混凝土喷填。1、现场制作加工（1）钢拱架应按设计要求预先在洞外材料加工厂加工成型。先将加工场地用15#混凝土硬化，按设计放出加工大样。（2）放样时根据工艺要求预留焊接收缩余量及切割的加工余量，要求尺寸准确，弧形圆顺。（3）钢拱架加工后进行试拼，允许误差如下： 沿隧道周边轮廓误差不应大于3cm； 钢拱架由拱部、边墙各单元钢构件拼装而成。各单元用螺栓连接。螺栓孔眼中心间误差不超过0.5cm；

26、 钢拱架平放时，平面翘曲应小于2cm。2、钢拱架架设工艺要求：（1）为保证钢拱架置于稳固的地基上，施工中在钢拱架基脚部位预留0.150.2m原地基；架立钢拱架时挖槽就位，软弱地段在钢拱架基脚处设槽钢以增加基底承载力。（2）钢拱架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2。钢拱架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。（3）为保证钢拱架位置安设准确，隧道开挖时在钢拱架的各连接板处预留钢拱架连接板凹槽；两拱脚处和两边墙脚处预留安装钢拱架槽钢凹槽。初喷混凝土时，在凹槽处打入木楔，为架设钢架留出连接板（或槽钢）位置。（4）钢拱架按设计位置安设，在安设过程中当钢拱架和初喷层之间有较大间隙应设骑马垫块，钢拱架与围

27、岩（或垫块）接触间距不应大于50mm。（5）为增强钢拱架的整体稳定性，将钢拱架与锚杆焊接在一起，从拱脚至拱腰须与812根锚杆焊接。沿钢拱架设直径为22的纵向连接钢筋，并按环向间距0.5 m设置。（6）为使钢拱架准确定位，钢拱架架设前均需预先打设定位锚杆。锚杆一端与钢拱架焊接在一起，另一端锚入围岩中0.51m并用砂浆锚固，当钢拱架架设处有系统锚杆时尽量利用系统锚杆定位。（7）钢拱架架立后尽快喷混凝土作业，并将钢拱架全部覆盖，使钢拱架与喷混凝土共同受力，喷射混凝土分层进行，每层厚度56cm左右，先从拱脚或墙脚处向上喷射，以防止上部喷射料虚掩拱脚（墙脚）不密实，造成强度不够，拱脚（墙脚）失稳。（四）

28、喷射混凝土施工喷射砼前的准备工作1、受喷面的处理（1）喷射支护前撬去表面危石和欠挖部分 ,清除围岩表面杂物,浮碴。（2）遇表面有少量水时，加速凝剂，减少掺水量或不加水，强制堵水；水量大时，用草绳把股水围起来，连同草绳与钢管一起喷进去，形成永久性排水孔。2、机电检查（1）喷前进行电器和机械设备检查和试运转。（2）在受喷面各种机械设备操作场所配备充足照明及通风设备。（3）控制喷层厚度标志的设置按照设计厚度利用原有部件如锚杆外露长度等，也可在岩面上打入短钢筋，标出刻度，做为标记。3、骨料的堆存与质量控制（1）粗骨料加入拌和前要再次过筛，以防超径骨料混入，造成堵管。（2）细骨料应堆放在防雨料库，以控制

29、含水量。喷射混凝土骨料用强制式拌合机分次投料拌合，为减少回弹量，降低粉尘，提高一次喷层厚度，喷射混凝土采用TK-961型混凝土喷射机，湿式喷射作业。初期支护喷射混凝土，一般分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖（或分部开挖）完成后立即进行，以尽早封闭暴露岩面，防止表层风化剥落。复喷混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行，尽快形成初期支护整体受力，以抑制围岩变位。钢架间用混凝土喷平，并有足够的保护层。喷射混凝土分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不超过6m，一次喷射厚度控制在6cm以下，喷射时插入长度比设计厚度大5cm铁丝，每12m设一根，作为施工喷层厚度控制用，后一层喷射在前层混凝土终凝后进行，新喷射的混凝土按规定洒水养护。18