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隧道开挖技术标准

2023-07-13 来源:小奈知识网
隧道开挖技术标准

1 洞口开挖

1。1 隧道洞口边坡、仰坡的开挖范围及尺寸应符合设计要求,开挖前要进行放线,严禁随意开挖。

1.2 隧道洞口边坡、仰坡开挖及地表恢复应符合环境保护规定,采取有效的环境保护和水土保持措施.

1。3 边坡、仰坡开挖不得采用大爆破,开挖后应及时进行防护施工,山坡危石应清除干净,不留后患。天沟和吊沟等排水系统应及早施作,以免冲刷洞门,影响洞门施工。

1.4路基及仰坡应自上而下开挖,当地质条件良好时,宜一次将土石方工程做完;当地质条件不良时,应采取稳定边坡和仰坡的措施。

1.5 洞口段施工,应根据地质条件及保障施工安全等因素,选择开挖方法和支护方法,并符合下列规定:

(1)不良地质地段应在进洞前对地表、仰坡进行防护,并施作超前支护.

( 2)洞口邻近建筑物时,应采取微震动控制爆破,并对建筑物下沉、倾斜、裂缝以及振动等情况作必要的监测,确保隧道施工和建筑物的安全;

(3)洞口段开挖应加强支护,开挖后应尽快施作锚杆、喷

射混凝土、敷设钢筋网或钢支撑等,并尽早施作衬砌;

(4)加强对地表下沉、拱顶下沉的监控量测,适当增加量测频率。

2 明洞开挖

2。1 明洞地段的土石方开挖应符合下列要求:

(1)开挖方式以及边坡和仰坡的坡度应根据地形、地质条件、边仰坡稳定程度和采用的施工方法确定;

(2)石质地段开挖时,应防止爆破影响边坡和仰坡的稳定; (3)松软地层开挖时,宜边支护边开挖;

(4)开挖的土石方应弃置在不影响边坡及其他建筑物稳定的地点;

(5)不宜在雨季施工,当必须在雨季施工时,应加强防护,随时监测、检查山坡稳定情况。

3 洞身开挖

3.1 隧道施工方法应根据地质、覆盖层厚度、结构断面及地面环境条件等,经过经济、技术比较后确定。

3.2隧道开挖应根据采用的施工方法、施工机械,选择开挖方式和步骤,确定和理循环进尺及施工速度,保持各工序相互协调,确保施工安全和工程质量满足施工进度要求。

3.3 隧道开挖断面应以衬砌设计轮廓线为基准,考虑预留变形量、测量贯通误差和施工误差等因素作适当加大。

3。3.1其中线和高程必须符合设计要求,每一开挖循环必须检查一次,所用的仪器可以是激光断面仪、全站仪、经纬仪、水准仪等仪器。

3.3。2 隧道开挖预留变形量应根据围岩级别、隧道宽度、埋置深度、施工方法和支护情况等采用工程类比法确定。当无法类比时,可按表3-1采用。

表3-1预留变形量 围岩级别 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 单线隧道 - 1~3 3~5 5~7 7~10 双线隧道 1~3 3~5 5~7 7~10 特殊设计 注:1 深埋、软岩隧道取最大值,硬岩隧道取小值;

2有明显流变、原岩应力较大和膨胀性围岩应根据量测数据反馈分析确定。

3.3。3 隧道的允许施工误差宜为±5cm。

3。3。4测量贯通误差符合《新建铁路工程测量规范》(TB10101)的规定。

3。4施工期间应作好量测、地质核对和描述,并根据实际情况提出变更意见,修改开挖方法和参数。

3。5开挖作业必须保证安全。采用钻爆法开挖时宜减少对围岩的扰动,开挖面及未衬砌地段随时检查,险情应及时处理。开挖工作面与衬砌之间的距离应在确保施工安全并力求减少施工

干扰的原则下合理选定。

3.6 开挖不得危及衬砌、初期支护及施工设备的安全。 3.7 当两相对开挖工作面接近贯通时,两端施工应加强联系,统一指挥.当两开挖工作面间的距离剩下10~15m时,应从一端开挖贯通。

3.8 洞内开挖土石方的弃置不应影响既有建筑物的安全,尽量减少对自然环境的影响。

3.9 隧道开挖后应及时进行初期支护。采用分部开挖时,应在初期支护喷射混凝土强度达到设计强度的70%及以上时,方可进行下一步开挖。

3.10 隧道不应有欠挖.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。1 m2)侵入衬砌,整体式衬砌应小于10cm,其他衬砌不应大于5cm。拱脚和墙脚以上1m内严禁欠挖。

3。11 隧道开挖断面允许超挖值和检验方法应符合表3-2的规定。

表3-2 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 Ⅰ 平均线性超挖10 最大超挖值20 平均10 Ⅱ~Ⅳ 平均线性超挖15 最大超挖值25 平均10 Ⅴ、Ⅵ 平均线性超挖10 最大超挖值15 平均10 检验数量 检验方法 拱部 边墙 激光断面仪、全站仪测量周每一开挖循环边轮廓线,绘检查一个断面 断面图与设计断面图核对 3。12炮眼痕迹保存率(残留有痕迹的炮眼数/周边眼总数×100%,硬岩≥80%,中硬岩≥60%,并在开挖轮廓面上均匀分布。

3。13 开挖方法

隧道修建方法的选择应根据地质条件、隧道长度、断面大小、设备条件、结构类型、工期要求以及经济效益等综合确定。根据我们承建隧道的实际情况,采用钻爆法施工。

3.13.1采用钻爆法开挖时,应根据地质条件、断面大小等具体情况选择下列主要施工方法:

(1) 全断面开挖法; (2)台阶法;

(3)分部开挖法(主要包括环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法、交叉中隔壁法)。

3.13.2全断面开挖法可适用于Ⅰ~Ⅲ级围岩隧道施工,Ⅳ级围岩隧道在采用了有效的措施后,亦可采用台阶法施工。施工时应配备钻孔台车和台架及高效率装运机械设备.

3.13.3 台阶法可适用于Ⅲ~Ⅴ级围岩隧道施工,Ⅵ级围岩单线隧道,在采用了有效的措施后,亦可采用台阶法施工.台阶长度宜为隧道开挖宽度的1~2倍。

3.13。4 台阶法施工时应符合下列规定:

(1)当拱部围岩条件发生较大变化时,可适当延长或缩短台

阶长度,确保开挖、支护质量及施工安全;

(2)上台阶的底部位置应根据地质情况确定,一般情况下,可在起拱线以下;

(3)上台阶使用钢架时,可采用扩大拱脚和施作锁脚锚杆等措施,防止拱部下沉变形;

(4)二次衬砌施工宜采用全断面一次性衬砌或先墙后拱法。 3.13.5 环形开挖预留核心土法可适用于Ⅴ~Ⅵ级围岩的双线隧道,施工时应符合下列规定:

(1)环形开挖每循环开挖长度宜为0.5~1m;

(2)开挖后应及时施作喷锚支护、安装钢架支撑,每两榀钢架之间宜采用连接钢筋连接,并应加锁脚锚杆;

(3)核心土面积不应小于整个断面的50%;

(4)当围岩地质条件差,自稳时间较短时,开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外,进行超前支护;

(5)二次衬砌应采用先墙后拱法施作。

3。13。6双侧壁导坑法可适用于Ⅳ~Ⅴ级围岩双线或多线隧道.采用先开挖隧道两侧导坑,并及时施作导坑四周初期支护及边墙衬砌,再根据地质条件、断面大小,对剩余部分断面进行一次或二次开挖.施工时应符合下列规定:

(1)侧壁导坑形状应近于椭圆形断面,导坑断面宜为整个断面的1/3;

(2)侧壁导坑领先长度应根据现场具体情况确定,一般情况下宜为30~50m;

(3)导坑开挖后应及时进行初期支护,并尽早封闭成环。 3.13.7 中洞法可适用于双连拱隧道,采用先施作中墙混凝土,后开挖两侧的施工方法。施工时应符合下列规定:

(1) 中洞开挖高度应大于中墙高度1m,开挖宽度应大于5m;

(2)中洞开挖长度可根据隧道长度、宽度以及地质情况综合考虑;短隧道可先贯通中洞,后开挖两侧;

(3)中洞开挖后,应及时施作初期支护,再分段灌注中墙混凝土,每一纵向段长度宜为4~6m;在中墙混凝土达到设计强调后方可拆模,并应及时进行临时支撑;

(4)施工中应注意力的转换,两侧应均衡开挖,并应设置临时横行支撑;

(5)中隔墙顶部应作好防排水工作。

3。13.8中隔墙法(CD)可适用于Ⅳ~Ⅴ级围岩的浅埋双线隧道。施工时应符合下列规定:

(1)中隔墙开挖时,应沿一侧自上而下分为二或三部进行,每开挖一步均应及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁,底部应设临时仰拱,中隔壁墙依次分步联结而成,之后再开挖中隔墙的另一侧,其分步次数及支护形式与先开挖的一侧相同;

(2)各部开挖时,周边轮廓应尽量圆顺,减小应力集中; (3)各部的底部高程应与钢架接头处一致; (4)每一步的开挖高度,宜为3。5m; (5)后一侧开挖应全断面及时封闭;

(6)左右两侧纵向间距,应拉开一定的距离,一般情况下为30~50m;

(7)中隔壁应设置为弧形或圆弧形; (8)中隔壁在灌注二次衬砌时,应逐段拆除.

3。13。9交叉中隔壁法(CRD)可适用于Ⅳ~Ⅵ级围岩浅埋的双线隧道或多线隧道。采用自上而下分二至三步开挖中隔墙的一侧。并及时支护,形成左右两侧开挖及支护相互交叉的情形。采用交叉中隔壁法施工,除应满足中隔壁法施工的要求外,尚应满足下列要求:

(1)设置临时仰拱,步步成环; (2)自上而下,交叉进行;

(3)中隔壁及交叉临时支护,在灌注二次衬砌时,应逐段拆除。

4 隧道底开挖

4.1 隧底开挖底部高程应符合设计要求。隧底范围围岩石局部突出每平方米内不应大于0.1m2,侵入断面不大于5cm。每一开挖循环检查一次。

4.2 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。

4。3 当隧道底需要进行加固处理时,应符合设计要求。 4。4 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,每一开挖循环用仪器检查一次.

4。5隧底轮廓符合设计要求,隧底允许最大平均超挖值为10cm,每一开挖循环用仪器检查一次.

5 钻爆开挖

5.1隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆炸材料等进行钻爆设计.钻爆设计应根据爆破效果调整爆破参数.

钻爆设计的内容应包括炮眼(掏槽眼、辅助眼、周边眼)的布置、数目、深度和角度,钻爆器材、装药量和装药结构,起爆方法和起爆顺序,钻眼机具和钻眼要求等.

钻爆设计图应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明。

5.2炮眼布置应符合下列规定:

(1)掏槽炮眼可采用直眼掏槽或斜眼掏槽;

(2)周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置,保证开挖断面符合设计要求;

(3)辅助炮眼交错均匀布置在周边眼与掏槽眼之间,力求爆

破出石块块度适合装碴的需要;

(4)周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上,掏槽炮眼应加深10cm;

5。3岩石隧道的爆破作业,应采用光面爆破或预裂爆破,光面爆破和预裂爆破参数应通过试验确定,当无试验条件时,有关参数可参照表5-1和表5-2。

表5-1 光面爆破参数 岩石类别 级硬岩 硬岩 软质岩 周边眼间距E(cm) 55~70 45~65 35~50 周边眼抵抗线W(cm) 60~80 60~80 45~60 相对距离E/W 0。7~1.0 0。7~1。0 0。5~0。8 装药集中度q(kg/m) 0。30~0.35 0.20~0.30 0.07~0.12 表5-2 预裂爆破参数 岩石类别 级硬岩 硬岩 软质岩 周边眼间距E(cm) 40~50 40~45 35~40 至内排崩落眼间距(cm) 40 40 35 装药集中度q(kg/m) 0。30~0。40 0.20~0.25 0。07~0.12 5。4 隧道爆破应选用适当的炸药品种和型号,并应采用导爆管或电力起爆,不宜采用火花起爆.在漏水和涌水的工作面以及有杂散电流、感应电流、高压静电等危险因素不能彻底清除时,应采用导爆管起爆。光面爆破宜采用低密度、低爆速、低猛度或高爆力的炸药.

5.5常用的周边眼装药结构有小直径连续装药、间隔装药、导爆索装药和空气柱状装药,一般情况下宜采用小直径连续装药或间隔装药结构;当岩石很软时,可采用导爆索装药结构;当眼深不大于2m时,可采用空气柱状装药结构。

5。6钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、接线和起爆.

5.7钻眼前应画出开挖断面中线、水平和断面轮廓,并根据钻爆设计图标出炮眼位置,经检查符合设计要求后方可钻眼。钻眼作业应符合下列规定:

(1)炮眼的深度和角度应符合设计。掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm;辅助眼眼口排距、行距误差不大于10cm;周边眼眼口位置误差不得大于5cm,眼底不得超出开挖断面轮廓线15cm。

(2)当开挖面凸凹较大时,应按实际情况调整炮眼深度,使周边眼和辅助眼眼底在同一垂直面上。

(3)钻眼完毕,按炮眼布置图进行检查并做好记录,对不符合要求的炮眼应重钻,经检查合格后方可装药。

(4)当采用凿岩台车开挖时,对钻眼的要求,可根据台车的构造性能结合实际情况另形规定.

(5)装药前应将炮眼内的泥浆、岩屑清除干净,所有装药炮眼应堵塞炮泥,周边眼的堵塞长度不宜小于20cm.采用预裂爆破时,应从药包顶端堵塞,不得只堵塞炮眼,

5.8起爆宜采用非电毫秒雷管、导爆管和导爆索。当采用电力起爆时,除应符合现行国家标准《土方与爆破工程施工及验收规范》(GBJ201)有关规定外,应遵守下列规定:

(1)装药前电灯及电线应撤离工作面,到达安全距离。装药时可用探照灯或矿灯;

(2)起爆主导线应敷设在电线和管道的对侧,当设在同侧时与钢轨、管道、电线灯导电体的间距必须大于1。0m并应悬空架设;

(3)多工序掘进依次爆破时,对主导线的连接必须检查;确认起爆顺序正确后可起爆;

(4)所有爆破材料应能防水或采用放水措施,连接导线应采用塑料导线。敷设爆破网络时应避免接头侵在水中,并应加强接头的绝缘;

(5)起爆电源应使用直流电或低电压大电流起爆器,起爆器应保持干燥,并不得用湿手操作。

5。9爆破作业时,所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点。安全地点至爆破工作面的距离,在独头坑道内不应小于200m,当采用全断面开挖时,应根据起爆方法与装药量计算确定.

5.10爆破后检查其效果,爆破效果应符合下列要求: (1)超欠挖符合表3-2规定; (2)开挖轮廓圆顺,开挖面平整;

(3)爆破进尺达到设计要求,爆出的石块块度满足装碴要求; (4)炮眼痕迹保存率[(残留有痕迹的炮眼数)/(周边眼总数)

×100%],硬岩≥80%,中硬岩≥60%,并在开挖轮廓面上均匀分布;

(5)两次爆破的衔接台阶尺寸不大于15cm(大型钻孔台车开挖时另行规定)。

(6)当在浅埋、软岩、邻近建筑物等特殊情况地段爆破时,应采用仪器检测围岩爆破扰动范围和垂直振速,并采用措施控制爆破对围岩的扰动程度。

6 装碴运输

6。1隧道施工中的装碴运输根据隧道的断面大小、施工方法、机械设备及施工进度等要求综合研究、制定可行方案.

6.2装碴运输设备的选型配套应使装碴能力、运输能力与开挖能力相适应,并保证装运能力大于开挖能力。

6.3施工中宜建立工程运输调度,根据施工进度编制运输计划,统一指挥,提高运输效率。

6。4施工中宜采用仰拱先行的方法,改善洞内环境,提高运输效率。

6。5双线隧道,独头坑道掘进长度在3000m以下时可采用无轨运输。单线隧道,长度在1000m以下时,宜采用无轨运输;长度大于1500m时宜采用有轨运输。

6.6有轨运输时,洞内应根据需要设调车、编组、卸碴、进料、设备维修等线路.线路铺设标准应符合下列规定:

(1)钢轨类型:不宜小于38kg/m;

(2)道岔型号:应选择不小于6号的道岔,并安装转撤器; (3)轨枕:间距不应大于0.7m; (4)道床:厚度不应小于20cm;

(5)使用大型轨行式机械时,线路铺设标准应符合机械规格、性能的要求,并保证安全;

(6)有轨运输设单道时,每间隔300m应设一个回车道; (7)采用轨行式或机械装碴时,应使轨道紧跟开挖面;调车设备应及时向前移动以缩短调车距离,加速调车。

6。7运输线路应设专人按标准要求进行维修和养护,使其经常处于良好状态,线路两侧的废碴和杂物应随时清除。

6。8机动车牵引的列车,在洞内施工地段、视线不良的曲线上,以及通过道岔和洞口平交道等处时,其运行速度不得大于10km/h,其他地段在采取有效的安全措施后,运输速度不应大于20km/h。

6。9有轨运输作业应符合下列规定: (1)机动车牵引不得超载;

(2)车辆装载高度不得大于斗车顶面50cm,宽度不得大于车宽;

(3)列车连接良好,机车摘挂后调车、编组和停留时应备有刹车装置;

(4)车辆在同方向行驶时,两组列车的间距不得小于100m,

人推斗车的不得小于20m;

(5)轨道旁临时堆放的材料,距钢轨外缘不得小于80cm,高度不得大于100cm;

(6)卸碴场线路应设安全线并设置1%~3%的上坡道,卸碴码头应搭设牢固,并设有挂钩、栏杆及车挡装置,注意防止溜车;

(7)车辆运行时,必须鸣笛和按喇叭,并注意了望,严禁非专职人员开车、调车和搭车,以及在运行中进行摘挂作业。

长隧道施工上下班的载人列车应制定保证安全的措施. 6。10应根据卸碴场地形条件、弃碴利用情况、车辆类型,妥善布置卸碴线和卸碴设备,提高卸碴速度。使用大斗车时,应有自动卸碴或机械卸碴设备。

6.11无轨运输作业应符合下列要求:

(1)运输道路应铺设路面,应与仰拱、底板混凝土结合施工,并做好排水及路面的维修工作;

(2)施工作业地段的行车速度不得大于15km/h,成洞地段不得大于25km/h;

(3)洞内应加强通风,洞内环境应符合劳动卫生标准。 6.12 单线隧道采用无轨运输时,应在每隔150~300m处设一会车道。

6。13 单线隧道采用无轨运输时,宜采用轮式正铲侧卸装载机等小型装碴设备。当隧道开挖长度大于500m时、采用立爪轨行

式装岩机时,在距开挖工作面70~80m范围内应铺设轨道,轨枕可采用120型槽钢代替,并应与钢轨焊接成整体。

6.14隧道采用无轨运输时,严禁汽油车进洞,内燃机械宜采用尾气净化装置并加强通风。

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