根據(jù)鐵道部鐵建設（2010）120號《關于進一步明確軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道設計施工有關 技術規(guī)定的通知》要求，軟弱圍巖隧道IV、V、VI級圍巖地段采用臺階法施工時，應符合以下規(guī)定：

（1）上臺階每循環(huán)開挖支護進尺V級圍巖不應大于1榀鋼架間距，IV級圍巖不得大于2榀鋼架間距;

(2)邊墻每循環(huán)開挖支護進尺不得大于2榀鋼架；

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

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

(5)嚴禁采用長臺階施工。

隧道中線、高程、開挖輪廓滿足規(guī)范和設計要求。

隧道在IV、V、VI級圍巖地段、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～IV級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、臺階法、三臺階七步開挖法、CD（中隔壁）、CDR(交叉中隔壁)法、雙側導坑法、短臺階法、短臺階臨時仰拱法、三臺階法、三臺階林是仰拱法等。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計輪廓一次開挖完成。

2、      臺階法開挖分為兩步，即上臺階開挖支護后進行下臺階開挖支護，完成一個開挖循環(huán)，適用于隧道III、IV、V級圍巖地段。

3、      三臺階七步開挖法將隧道一個斷面分為七個小的斷面進行開挖，即上斷面開挖支護、中左斷面開挖支護、中右斷面開挖支護、下左斷面開挖支護、下右斷面開挖支護、核心土開挖、仰拱開挖支護。適用于黃土隧道和V級圍巖地段。

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合，CD法是用鋼架支撐和噴混凝土的隔壁將斷面分隔開進行開挖，CDR法是用隔壁和仰拱把斷面上下、左右分割進行開挖，并在施工過程中每一步都用臨時仰拱封閉端面。

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

6、      短臺階發(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。短臺階法各部開挖循環(huán)不得大于1米。

短臺階臨時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)后二襯前拆除臨時仰拱。

7、      三臺階法是利用上一環(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。

三臺階臨時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)后二襯前拆除臨時仰拱。

8、工藝流程

施工準備
↓
清理掌子面、測量畫輪廓線、炮眼
↓
開挖臺車（架）、風槍就位
↓
鉆孔
↓
清孔
↓
裝藥	←	加工藥卷、炮泥
↓
機具離開掌子面
↓
爆破
↓
通風排煙
↓
找頂排危
↓←-----------------------------------------┒
初噴砼		↑                       監(jiān)                控                量                       測 ∣
↓
出渣
↓
支付和臨時支付
↓
穩(wěn)定安全性檢查
↓-------------------------------------------┙
轉入下一個循環(huán)

1 施工準備

隧道開挖前，利用超前預報、超前鉆孔、監(jiān)控量測等探測結果，分析研究圍巖的性質，探明前方圍巖的完整性、涌水、不良地質等情況，對洞身實際的圍巖與設計圖進行核對，確定開挖、支護參數(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，以少擾動為宗旨，把開挖對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，炮眼間的起爆網絡，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數(shù)據(jù)，不斷修正爆破參數(shù)。

根據(jù)圍巖的實際情況與設計圖紙進行復核，如實際情況與設計不符時，應及時申請變更，選擇合理的支護型式，并在施工過程中通過對支護的觀察和收斂變形數(shù)據(jù)不斷地修正支護參數(shù)，確保支護與圍巖實際相符合。

 

3施工工藝

放樣時將隧道斷面、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示點。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，應按炮眼布置圖進項檢查，并做好記錄，經檢查合格后，方可按設計裝藥結構進行裝要和炮泥堵塞。鉆孔時選用經驗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)目前隧道施工的實際情況，采用氣腿式風動鑿巖機鉆孔，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，合理選擇進尺，外插角不大于5º。鉆孔實際操作做到“準、平、直、齊”四個字，并采用“炮棍瞄準法”控制炮孔間的平行，并由經驗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。同時，應根據(jù)眼口位置及掌子面巖石的凹凸程度調整炮眼深度，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鍵，周邊眼采用光面爆破炸藥，間隔裝藥，用導爆索聯(lián)線，嚴格控制周邊眼的裝藥量，應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構。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。在裝藥結構上，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個段，段別要選擇合理，其安裝位置準確，確保起爆的先后順序。各炮孔用塑料導爆管連線，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 ;全斷面開挖進行深孔爆破（孔深3—4m）時，不少于500m。采用電雷管一次起爆。

爆破后應及時向隧道掌子面通風，排除和減低隧道內灰塵和炸藥殘留氣體、洞內空氣中煙塵濃度，然后灑水降塵，使隧道內的環(huán)境符合職業(yè)健康標準，保護施工人員身心健康。

通風后，應在清除開挖面危石后，對開挖面輪廓初噴3～5cm混凝土，封閉開挖巖面。噴射混凝土作業(yè)應分段分片進行。噴射作業(yè)自下而上，應保持供料均勻，噴射連續(xù)，噴射時噴嘴應作偏心劃圓或魚擺等復合運動。噴嘴在沿隧道縱向作前后移動時應保持與受噴面等距，使受噴面均勻、密實。

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

出渣完畢后，對隧道開挖斷面的輪廓尺寸、中線、高程進行檢查，需符合設計及規(guī)范要求，再報監(jiān)理工程師檢查合格后，進行下道工序施工。

4支護

根據(jù)鐵道部鐵建設（20 10）120號《關于進一步明確軟弱圍巖及不良地質鐵路隧道設計施工有關技術規(guī)定的通知》要求，雙線IV、V級圍巖隧道采用臺階法施工時，必須設置鎖腳錨管；雙線V級圍巖隧道采用臺階法施工時應設置橫向臨時支撐或臨時仰拱，臨時支撐采用型鋼，縱向每2榀一處。

本段設計三臺階臨時仰拱、短臺階增設臨時仰拱較多，按設計臨時仰拱采用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行永久支護和臨時支護。支護參數(shù)須滿足設計和規(guī)范要求，鋼架支立與隧道走向垂直，間距滿足設計和規(guī)范要求，噴混凝土厚度滿足設計要求。須進行鋼架接長時，接頭部位必須由墊板、螺栓結構連接，連接處鑿出回彈混凝土和雜質，露出新鮮混凝土后灑水濕潤，保證連接牢固。臨時支撐必須在永久支護已全部封閉、成環(huán)，且混凝土強度達到設計強度70%后逐步拆除，避免應力集中。噴射混凝土終凝2h后開始灑水養(yǎng)護，灑水次數(shù)應以能保證混凝土具有足夠的濕潤狀態(tài)為度；養(yǎng)護時間不得少于14d。噴射混凝土表面應密實、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到快速凝結效果，在施工中，要經過多次檢驗，確定最佳早強劑等外加劑類型和摻量。噴混要采用濕噴，速凝劑加入要用計量器具向噴混機料斗內摻入，不得將速凝劑灑在噴混料表面，用人工拌合。遇開挖內有滲漏水時，要在初支內安裝滲水盲管，將水引入邊墻角排水溝。

 

隧道開挖施工機械設備配置分為四大部分，即鉆爆、噴砼、支護、出渣等工序使用機具及其配屬機具。

                     每個作業(yè)面主要施工機械設備配置表

人員配置

1、勞動組織方式：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、出渣班和支護班

每個開挖面人員配備表

 

一、基本要求

1不良地質段開挖前應做好預加固、預支護。

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

3應嚴格控制超欠挖。當石質堅硬完整且?guī)r石抗壓強度大于30Mpa并確認不影響襯砌結構穩(wěn)定和強度時，允許巖石個別凸出部分（每1㎡不大于0.1㎡）凸入襯砌斷面，錨噴支護時凸入不大于30mm，襯砌時不大于50mm，拱腳、墻角以上1米內嚴禁欠挖。

4開挖輪廓要預留支支撐沉落量及變形量。

5隧道爆破開挖時應嚴格控制爆破震動。

6洞身開挖在清除浮石后應及時進行除噴支護。

 

二、檢查項目

1隧道中線的貫通要求的允許偏差要滿足規(guī)范要求。

2隧道結構與凈空，必須滿足設計建筑限界的要求。

3超挖：應按開挖輪廓線作業(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嚴禁非工作人員進入隧道

2施工中應對機械設備進行定期檢查、養(yǎng)護、維修。

3施工前主管工程師應對施工班組、人員進行安全交底和安全教育，同時告知安全風險和應對措施。

4嚴禁帶明火和火種進入隧道，隧道內禁止吸煙。不準酒后進洞。施工中洞內施工用電不準亂拉亂接，要有專職電工負責用電。

5施工人員到達工作地點后，領工員、工班長應首先組織大家分頭檢查工作面，施工過程中應注意安全，發(fā)現(xiàn)異常應隨時處理，如發(fā)現(xiàn)可能有險情時，應立即撤離工作人員并報告上級處理。

6臺階和導坑開挖；a、臺階或導坑之間控制一定的距離，以適應機具作業(yè)，并盡量減少翻渣工作量；b、支護和臨時支護必須緊跟，支護及時成環(huán)：c、臺階宜少分層，使裝渣機械緊靠開挖面，以減少扒渣距離：d:下斷面開挖的落底拱腳邊沿應留平臺，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、腹部緊貼風鉆手柄，腿部不得抵住風鉆卡套彈簧。鉆眼過程中，鉆桿與鉆孔應保持一條直線，防止鉆桿彎曲、掉頭或折斷，卡鉆時，應用扳鉗松動拔出，不可敲打，未送風前不可撤出鉆桿。風鉆使用每使用倆小時加一次油；風鉆拆卸、修理、保養(yǎng)維修，不得在工作面進行。嚴禁在殘眼處鉆眼。

8領取爆破物品時應指定由由爆破資質的人員和工班負責人一道領取，必須嚴格履行出庫審批和出庫登記手續(xù)并專人押送，雷管和炸藥同車運輸。

9爆破物品進入現(xiàn)場，雷管、炸藥必須距離15米以上放置，使用木質炮棍裝藥。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退庫。瞎炮、啞炮須原裝藥人員進行排除處理。

10進入隧道的內燃機械與車輛，必須選用帶凈化裝置的柴油機。有瓦斯等有害氣體的隧道，汽油機械與車輛不得進洞。

11機械裝渣時，裝載工作場地，應設車輛調度與指揮人員。

二、 環(huán)保要求

1隧道內必須連續(xù)通風，有粉塵或不良氣體時應加強通風。

2在掌子面裝渣時，應先灑水，以減少粉塵，施工場地應時常灑水濕潤，粉塵大時要采取降塵措施。

3棄渣應運至指定位置，隧道內污水應集中凈化處理后方可排放。

4施工機械在夜間洞外施工禁止鳴號，防止打擾附近居民。