北岭山隧道进口开挖施工方案讲解.doc

新建南宁至广州铁路 NGZQ-8标段（二分部）北岭山隧道进口开挖施工方案中铁隧道集团南广铁NGZQ路项-8目部二分部三工区二00九年九月八日北岭山隧道进口开挖施工方案一、工程概况北岭山隧道位于肇庆市高要市睦岗镇，进口位于九山村，里程为D3K384+082，终点里程 DIK396+520，隧道进口开挖长 2500m，最大埋深约 720m二 、编制依据1 、新建铁路北岭山隧道设计施工图纸2、新建铁路南宁至广州线站前工程招标指导性施工组织设计3、国家、铁道部现行施工技术规范及验收标准4、本单位作业架子队伍、技术装备能力及施工实践经验5、工程所涉及的国家和地方有关政策和法规，特别是环境保护、水土保持方面的政策和法规三、施工方法及工艺1、进入暗洞施工方法根据设计调整后的施工图纸， 先完成洞口大管棚施工， 然后进行暗洞开挖，大管棚管不设超前小导管，除了严格按照暗挖隧道洞口段设计方案进行施工以外，并且采取以下措施，确保安全生产⑴、隧道进口端采用 φ 108mm管棚超前支护，管棚长 20m，环向间距保持40 cm⑵、洞口段开挖采用机械配合人工、风镐开挖，尽量不爆破，如果确实需要爆破的，则采用多打眼、少装药、弱爆破的方式进行；⑶、洞口段钢支撑除按设计的间距布置外， 在洞口段 5m范围内减少钢支撑间距，加强支护；⑷、严格按照设计图纸施作大管棚，保证大管棚施工质量，以利于进洞开挖，减小隧道下沉量。

2、隧道洞身开挖洞身开挖，首先要严格按照设计施工方案进行，同时应认真执行新奥法原则，采用光面爆破，减少超挖量，控制施工中对围岩的扰动，尽量发挥围岩自承能力和初期支护的承载能力 施工中采用超前地质预报并进行现场地质描绘，加强监控量测 , 并对量测数据及时进行分析，根据分析结果及时变更支护参数，做到安全、科学施工北岭山隧道洞身开挖采用的主要施工方法有： Ⅱ级围岩全断面开挖法； Ⅲa、Ⅲ b、Ⅳ b 级围岩台阶法开挖；Ⅳ a 级围岩三台阶七步开挖法；Ⅴ a、Ⅴ b、Ⅴc 级围岩双侧壁导坑法开挖⑴. 全断面开挖法Ⅱ级围岩地段采用全断面开挖， 利用多功能台架配合人工钻孔， 光面爆破（见光面爆破设计）用人工钻锚杆孔，人工安装锚杆并进行锚固或注浆，采用湿喷机进行喷砼根据量测要求布设量测点， 并及时进行分析反馈指导施工 全断面开挖施工示意图见图 1 ⑵. 台阶法隧道Ⅲ a、Ⅲb、Ⅳb 级围岩台阶法开挖，台阶长度 3～5m,周边采用光面爆破减少对围岩的震动以控制成形上台阶风钻钻孔，挖掘机扒碴到下断面， 下台阶利用风钻钻孔下断面出碴利用装载机装碴，自卸汽车运碴至指定的弃碴场地为确保施工安全隧道监控量测应及时进行。

台阶法施工工序见图 2 ⑶. 三台阶七步开挖法隧道Ⅴ级围岩段采用三台阶七步开挖法开挖， 首先进行超前支护， 进行上部弧形导坑开挖→初期支护施工→中部左右侧交错开挖→边墙支护→下部左右侧交错开挖→边墙支护→核心土开挖→仰拱开挖与支护三台阶七步开挖法施工工序图见图 3 上部弧形开挖超前中部 5m，采用风钻钻孔，弱爆破，人工翻碴至两侧导坑内，装载机端碴；中部左侧超前右侧 5m，左右交错进行开挖与支护，采用装载机端碴，自卸汽车运输，中部采用风钻钻孔，弱爆破；下部左侧超前右侧 5m，左右交错进行开挖与支护， 采用装载机端碴， 自卸汽车运输，中部采用风钻钻孔，弱爆破上部核心土跟中部左侧同时开挖， 中部核心土和下部左侧同时开挖， 下部核心土在下部右侧开挖支护后开挖 施工过程中上部弧形拉开距离后各作业面可同步作业底部仰拱开挖后进行支护及时封闭成环开挖过程采用弱爆破时， 严格按照爆破设计进行，并不断进行优化特别注意断面交界处的超欠挖和成形控制是重点量测必须及时紧跟，及时分析反馈，指导安全施工⑷双侧壁导坑法Ⅴa、Ⅴ b 级围岩及洞身浅埋段采用此施工方法进行开挖具体施工方法见图 4侧壁导坑、中央部上部、中央部下部错开一定距离后平行作业。

侧壁导坑可采用短台阶法开挖，左右侧壁导坑施工同步进行当量测显示支护体系稳定，变形很小时，可适当加大循环进尺双侧壁导坑开挖时应符合下列规定：① . 侧壁导坑形状应近似椭圆形，导坑断面宽度宜为整个断面的 1/3 ； ② . 侧壁导坑、中央部及上部、中央部及下部错开一定距离平行作业；③ . 导坑开挖后应及时进行初期支护，并尽早封闭成环；④ . 侧壁导坑采用短台阶法开挖，左右侧壁导坑可同步进行；⑤ . 当全断面初期支护封闭成环后，量测显示支护体系稳定，变形很小时，方可拆除临时支护，但应及时施做仰拱并进行二次衬砌；⑥ . 临时支护拆除时应进行量测，一次拆除长度不宜超过15m3、洞身开挖施工注意事项⑴．隧道进出口边坡土质分别为角砾土及石英砂岩的残坡积层及全风化层，抗剪强度低，且边坡坡度较大，边坡不稳定，所以在施工过程中，必须把确保围岩稳定、杜绝坍塌放在首位需要爆破时要严格控制装药量，并不断修正爆破参数及时有效地做好初期支护工作，严禁盲目掘进其施工原则是： “管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、早成环” ⑵．导坑的高度和宽度满足支护及掌子面开挖运输的最小空间要求，结构轮廓尽可能圆顺⑶．开挖前，对围岩状况进行充分的研究分析，准确预测围岩稳定性，尤其是对工程力学特性进行研究，进而制定周密、可靠的施工方案，并决定是否采取相应的辅助措施，严格按设计图纸施作型钢支撑，保证安全。

⑷．随时注意观察围岩地质、水文地质的变化情况，对围岩地质及时做出准确、详实的描述和记录，并经常观察初期支护裂缝及拱架变形，据此及时调整施工方法⑸．及时进行围岩监控量测， 第一次监控量测在掌子面开挖 4 小时内完成，根据每次量测数据处理的结果，对围岩的变形趋势作出准确的分析判断，据此指导施工、调整施工方法、修正支护参数对变形异常地段加强初期支护和监控量测，根据量测数据分析判断围岩变形趋势，以便更好的确定二次衬砌施作时间及加强措施，使施工更加经济合理⑹．及早封闭成环是新奥法的基本原则，也是减少变形的最有效的办法，要求开挖后迅速完成初喷砼，并在 12 小时内完成初期支护⑺．为保证衬砌厚度及衬砌结构不侵限， 开挖轮廓按设计要求预留变形量施工时，结合测量结果及时予以修正，以减少开挖和衬砌工作量，降低施工成本隧道洞身开挖预留变形量见下表 4：表 4 隧道洞身开挖预留变形量围岩级别 预留变形量（ cm） 备注Ⅱ级 3～5Ⅲ级 5～8Ⅳ级 8～ 10Ⅴ级 10～15隧道中线II 级围岩断面示意图钻孔、安装锚测量放线杆、局部挂网台架就位1、测量放线，钻锚杆孔及炮眼 , 安装锚杆、局部挂网；初喷、复喷起爆、通风 上一循环机械手 装载机湿喷机2、装药、爆破、通风。

初喷砼, 3、出碴 , 进入下一循环复喷上一循环砼至设计厚度;说明1、本图为Ⅱ级围岩地质较好地段采用全断面开出碴进入下一循环挖与喷锚支护施工示意图2、正洞利用多功能台架配合人工进行钻孔3、出碴采用无轨运输方式 , 利用装载机装碴，自卸汽车运碴图 1 全断面开挖施工工艺及流程图上台阶下台阶台阶法开挖支护断面示意图 1. 上部采用人工打眼，下部采人工打眼施工准备上部打掘进眼、锚杆眼 上部装药测量放线 起爆、通风下部打掘进眼、锚杆眼 下部装药上部喷砼、安装锚杆、局部复喷砼挂钢筋网出碴初喷砼下部喷砼、安装锚杆机械手湿喷机2. 上、下部同时起爆，通3. 挖掘机、装载机配合自卸汽车出碴，风后，初喷砼； 进入下一循环说 明1. 本图为 III 级围岩台阶法开挖施工方法示意图 , 图中断面仅为示意;2. 台阶长度根据围岩的变化适当调整台阶长度，采取短进尺、弱爆破、强支护 ，勤量测进行安全施工；3. 当围岩监控量测变形值增大时，须立即封闭仰拱，以保证安全；图 2 台阶法开挖施工工艺及流程图11-136-26512116-1126-2346-357三台阶七部法开挖图-364开挖透视图6-112 36-26-34 5施工工序纵断面示意图施工步骤：第1步：施做超前支护后，开挖拱部弧形导坑, 预留核心土，施做拱部初期支护；第2步：开挖左侧中台阶并施做初期支护；第3步：开挖右侧中台阶并施做初期支护；7.0栈 桥第4步：开挖左侧下台阶并施做初期支护；第5步：开挖右侧下台阶并施做初期支护；第6部：分别开挖上、中、下台阶核心土；第7部：开挖隧底并施做仰拱初期支护封闭成环。

超前支护图 3 三台阶七步开挖法施工工艺图。