洞身开挖施工作业指导书
1．适用范围
适用于沪昆客专贵州段CKGZTJ-9标段隧道洞身开挖施工。 2．作业准备 2.1内业技术准备
开挖施工前，组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，熟悉、审核施工图纸，复核设计坐标及高程，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。
2.2外业技术准备
⑴对隧道开挖的中线、高程、方向进行复核，确保测量精度。 ⑵对开挖的洞身围岩进行地质超前预报，探测前方围岩的性质，地质状况和不良地质状况，宏观掌握隧道段落围岩状况；同时采用地质钻机对隧道围岩进行直观探测，结合围岩、支护的变形监测，对围岩状况进行分析，其结果与施工图、施工组织设计进行比较，及时修正开挖、支护参数。
⑶检查高压风、水、电管路畅通，接头完好，施工机具性能符合施工要求，机械性能良好。隧道内排水系统完好。应急材料、物资准备妥当，安全设施功能良好。
3．技术要求
3.1隧道开挖的中线、高程，开挖轮廓满足设计和规范要求。 3.2炮眼痕迹保存率符合规范要求。
3.3遵循“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则，爆破时严格控制炮眼深度及装药量，并按规范要求进行监控量测，及时反馈结
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果，分析洞身结构的稳定，为支护参数的调整、二次衬砌的时机提供依据。
3.4隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩、隧道浅埋地段下穿施工开挖应按照《爆破安全规程》采用控制爆破，或采用非爆破方法。
3.5软弱围岩隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级地段采用台阶法施工时，应符合以下规定：
⑴上台阶每循环开挖支护进尺Ⅴ、Ⅵ级围岩不应大于1榀钢架间距，Ⅳ级围岩不得大于2榀钢架间距。
⑵边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀。
⑶仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不得大于3m。 ⑷隧道开挖后初期支护应及时施做并封闭成环，Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m。
3.6双线Ⅳ、Ⅴ围岩隧道采用台阶法施工时，必须设置锁脚锚杆（管）等控制拱（墙）脚位移的措施。双线Ⅴ围岩隧道采用台阶法施工时应设置横向临时支撑或临时仰拱，临时支撑采用型钢，纵向每2榀设1处。
3.7软弱围岩及不良地质铁路隧道的二次衬砌应及时施作，二次衬砌距掌子面的距离：Ⅳ级围岩不得大于90m，Ⅴ、Ⅵ级围岩不得大于70m。
4．施工程序与工艺流程
根据隧道围岩状况，隧道的开挖方法分为全断面法、台阶法、台阶法加临时支撑、台阶法加临时仰拱、CRD法、和三步七台阶法。根据开挖方法的不同，每一循环开挖的程序有所不同。全断面开挖是按隧道的设计轮廓一次开挖完成，适用于Ⅱ、Ⅲ级围岩地段；台阶法开挖分为两步，即上台阶开挖支护后进行下台阶开挖支护，完成一个开挖循环，适用于Ⅳ、Ⅴ围
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岩深埋硬质岩地段；台阶法加临时支撑是台阶法分部开挖后在底部设临时钢支撑，适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩浅埋硬质岩地段；台阶法加临时仰拱是台阶法分部开挖后在底部增设临时仰拱，适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩深埋软质岩地段；CRD法是用隔壁和仰拱把断面上下、左右分割进行开挖，并在施工过程中每一步都用临时仰拱封闭断面，适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩浅埋、偏压、断层、接触带、破碎带；三台阶七步法是将隧道一个断面分为七个小断面进行开挖，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的施工方法，适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩地下水不发育的全、强风化地段。
4.1每分部开挖循环施工程序
施工准备→施工放样→钻孔台车（架）就位→钻孔→清孔→钻孔质量验收→装药、连接起爆网络→爆破→通风→排危→初喷→出渣→支护
⑴全断面法施工程序 施工准备→全断面开挖支护
图1 全断面法施工工序示意图
⑵台阶法开挖施工程序
施工准备→上部开挖支护→下部开挖支护→底部开挖支护
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图2 台阶法施工工序示意图
⑶台阶法加临时支撑施工程序
施工准备→上部开挖支护→下部开挖支护→底部开挖支护
②
②Ⅰ型钢钢架Ⅰ型钢钢架掘进方向④⑥ⅤⅢ5～7mⅠ掘进方向5～7mⅠ5～7m④⑥
ⅢⅤ④④ⅢⅤⅢ5～7m⑥⑥Ⅴ施工顺序说明：上部断面开挖Ⅰ→施作上部初期支护②→中部断面开挖Ⅲ→施作中部初期支护④→下部施工顺序说明：上部断面开挖Ⅰ→施作上部初期支护②→中部断面开挖Ⅲ→施作中部初期支护④→下部 断面开挖Ⅴ→施作下边墙部初期支护⑥。 断面开挖Ⅴ→施作下边墙部初期支护⑥。
图3 台阶法加临时支撑施工工序示意图
⑷台阶法加临时仰拱施工程序
施工准备→上部开挖支护→下部开挖支护→底部开挖支护
⑸CRD法开挖施工程序
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施工准备→左侧上部开挖支护→左侧中部开挖支护→左侧下部开挖支护→右侧上部开挖支护→右侧中部开挖支护→右侧下部开挖支护→拆除中隔墙及临时仰拱。
图5 CRD法施工工序示意图
⑹三台阶七步法施工程序
施工准备→上部弧形导坑开挖支护→中部两侧开挖支护→下部两侧开挖支护→核心土开挖→仰拱开挖支护
图6 三台阶七步法施工工序示意图
4.2工艺流程
⑴全断面法施工工艺流程
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施工准备 地质预报 测量与量测
表面处理 监控量测 地质素描 修正钻爆参数 通风排烟 钻爆设计 布置炮眼 台车（台架）就位 钻眼、装药、爆破 找顶排险 装运机械就位 出渣运输 初期支护
不合格
隐藏检查 合格 防排水系统施工 不合格 隐藏检查 合格 变形量满足要求后二衬施工 结束 6
⑵台阶法施工工艺流程
超前地质预报、测量、量测 施工准备
布置炮眼 修正钻爆参数 钻爆设计 台车（台架）就位
通风排烟、排险 装药、爆破 上部断面钻眼 下部断面钻眼
7 结束 地质素描 开挖质量检查 合格 初期支护 初喷混凝土、锚杆、出渣 超前支护 仰拱、拱墙复合衬砌施工
⑶台阶法加临时支撑施工工艺流程
上部开挖，初期支护、临时横撑 超前支护、围岩加固 超前地质预报、测量放样 施工准备
下部开挖，初期支护、临时横撑
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结束 仰拱、拱墙复合衬砌施作 采取措施 超限 监控量测 底部开挖，初期支护 拆除上部临时横撑 变形值满足规范要求 拆除下部临时横撑
⑷台阶法加临时仰拱施工工艺流程
超前支护、围岩加固 超前地质预报、测量放样 施工准备
超限 底部开挖，初期支护 下部开挖，初期支护、临时仰拱 上部开挖，初期支护、临时仰拱 拆除上部临时仰拱
采取措施 监控量测 变形值满足规范要求 拆除下部临时仰拱 仰拱、拱墙复合衬砌施作
9 结束
⑸CRD法施工工艺流程
10 结束 仰拱、拱墙复合衬砌施作 监控量测 各分部开 挖面相距3~4m 初期支护成环、地质素描 后行侧开挖、初期支护、临时仰拱 先行侧开挖、初期支护、中隔壁、临时仰拱施做 超前支护、围岩加固 超前地质预报、测量放样 各分部开挖面相距3~4m 施工准备 超限 变形值满足规范要求 拆除临时仰拱、中隔墙 采取措施
⑹三台阶七步法施工程序
超前地质预报、测量 施工准备
拱部超前支护 分部钻爆设计（需要时）
地质素描、轮廓检查 地质素描、轮廓检查 地质素描、轮廓检查 上部弧形导坑开挖 两侧错位开挖中台阶 两侧错位开挖下台阶
仰拱开挖、初期支护，仰拱、侧壁、拱部初期支护闭合成环 初期支护 初期支护 初期支护
结束 施作钢筋混凝土仰拱、填充混凝土 判定围岩稳定性 监控量测 变形超过规范要求 调整开挖 下一循环开挖、支护 及支护参数 施作复合衬砌 11
5．施工要求 5.1施工准备
隧道开挖前，利用超前预报、超前钻孔、监控量测等探测结果，分析研究围岩的性质，探明前方围岩的完整性、涌水、不良地质等情况，对洞身实际的围岩与设计图进行核对，确定开挖、支护参数。
5.1.1开挖方法、钻爆参数
根据围岩的软弱状况和隧道断面，选择合理的开挖方法，以少扰动为宗旨，把开挖对围岩的损伤程度控制在最小限度，最大限度的发挥围岩的自稳性，确保隧道的施工和隧道主体安全。一般情况下，根据隧道段面大小，全断面开挖循环进尺控制在2.5~4m之间，二台阶、三台阶、CRD法开挖循环进尺根据围岩情况、超前支护长度和分部开挖断面大小进行确定，台阶长度可根据施工机械人员安排等情况适当调整，各部工序间距距离可根据现场施组安排拟定，但不宜过长，必须保证各工序能平行流水作业和二衬的及时跟进。
开工前要根据施工图和围岩的实际情况，进行科学合理的钻爆设计，根据开挖方法，确定每开挖循环进尺，炮眼深度，选择合理的开槽方法，确定使用直眼掏槽或斜眼掏槽，开挖周边眼间距、开口位置选择合理，周边眼与辅助眼间距、布设方法选择合理，确定周边眼、辅助眼、掏槽眼、底板眼的装药方法、装药量，爆破的先后顺序，雷管的段别，炮眼间的起爆网络，引爆雷管使用电雷管。在开挖过程中，根据爆破效果和围岩的监测数据，不断修正爆破参数。
5.1.2支护参数
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根据围岩的实际情况与设计图纸进行复核，如实际情况与设计不符时，应及时申请变更，选择合理的支护方式，并在施工过程中通过对支护的观察和收敛变形数据不断地修正支护参数，确保支护与围岩实际相符合。
5.2施工工艺 5.2.1施工放样
放样时将隧道断面、隧道中线用红铅油精确地标在掌子面上，并作出明显的高程标识点，精确定位炮眼位置。
5.2.2钻孔
精确控制钻孔位置、方向和深度，钻眼完毕，应按炮眼布置图进行检查，并做好记录，经检查合格后，方可按设计装药结构进行装药和炮泥堵塞。减少开口偏差和钻孔孔底偏差以及方向偏差。采用气腿式风动凿岩机钻孔，炮眼长度根据围岩状况，最大长度不超过4m，合理选择进尺，外插角不大于5°，钻孔实际操作做到“准、平、直、齐”，并采用“炮棍瞄准法”控制炮孔的平行，其钻孔方向偏差控制在3cm/m~5cm/m以内。同时，应根据眼口位置及掌子面岩石凸凹程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。
5.2.3装药
装药量的多少和装药的方式是深度光明爆破的关键，必须严格控制周边眼的装药量，应使药量眼沿炮眼全长合理分布，并合理选择炸药的品种和装药结构。合理控制周边眼的装药密度，根据周边眼孔距、爆破层厚度、石质及炸药种类等综合考虑装药量。在装药结构上，宜采用比炮眼直径小的药卷连续或间隔装药，把药卷与钻孔间的不耦合系数控制在1.25~2.0之
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间，但药卷直径不应小于该炸药的临界直径，以保证稳定起爆。起爆雷管的段别选择合理，其安装位置精确，确保起爆的先后顺序。主要光爆参数入下：
各类围岩断面钻爆参数
围岩类别 极硬岩 硬岩 软质岩 周边眼间距E（cm） 50～60 40～55 30～45 周边眼至内圈周边眼装药集相对距离（E/W） 眼间距W（cm） 中度a（kg/m） 55～75 50～60 45～60 0.8～0.85 0.8～0.85 0.75～0.8 0.25～0.30 0.15～0.25 0.07～0.12 5.2.4爆破
爆破前所有人员应撤在安全距离外。独头巷道安全距离不小于200m；相邻的上下坑道内不小于100m；相邻的平行坑道，横通道及横洞间不小于50m；全断面开挖进行深孔爆破（孔深3~5m）时，不小于500m。采用电雷管一次起爆。
5.2.5通风
爆破前应关闭通风机，爆破后应及时向隧道掌子面通风，排出和降低隧道内灰尘、炸药残留气体，然后洒水降尘，使隧道内的环境符合职业健康标准。
5.2.6初喷
通风后，应在清除开挖段危石后，对开挖断面轮廓初喷3~5cm混凝土，封闭开挖岩面。喷射混凝土作业应分段分片进行。喷射作业自下而上，应保持供料均匀，喷射连续，喷射时喷嘴应作偏心划圆或鱼摆等复合运动。喷嘴在沿隧道纵向作前后移动时应保持与受喷面等距，使受喷面均匀、密实。
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5.2.7出碴
出碴时需专人统一指挥车辆，车辆在隧道内的行驶速度，已衬砌地段不大于20km/h，未衬砌地段不大于10km/h，有施工作业地段不大于5km/h。弃碴弃于指定位置，应符合环保要求。
5.2.8开挖断面检查
开挖出碴完毕后，对隧道开挖断面的轮廓尺寸、中线、高程进行检查，需符合设计及规范要求，报监理工程师检查合格后，进行下道工序施工。
5.2.9支护
在每一次开挖后必须立即进行永久支护和临时支护。支护参数须满足设计和规范要求。
6．劳动组织
6.1劳动力组织方式：采用工班组织模式。
6.2根据隧道开挖的施工方案、机械、人员组合要求，隧道开挖施工工班分为开挖工班、喷混凝土工班、出碴工班和支护工班。
每个开挖工作面人员配备表
负责人 技术主管 专职安全员 钻孔工班 爆破工班 喷混凝土工班 支护工班 出碴工班 技术、质检、测量及实验人员 机械工、普工 指挥出碴、弃碴人员 1 1 3 20 6 4~12 10~15 6 4 6 4 7．材料要求
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原材料应符合设计要求，设计未明确时应符合以下要求：炸药选用岩石硝铵炸药或乳化炸药，其性能指标达到合格要求。起爆材料符合爆破设计要求。
8．设备机具配置
隧道开挖施工机械设备配置分为四大部分，即隧道开挖、喷射混凝土、支护、出碴等工序使用机具及其配属机具。
每个作业面主要施工机械设备配置表
开挖 喷混凝土 20m3空压机2~6台 凿岩机30台 （凿岩台车1台） 开挖台（架）1台 材料运输车2台 湿喷机2~4台（混凝土喷射机械手1台） 搅拌站1套 运输车辆2台 风镐6~8台 运输车辆2台 支护 出碴 挖掘机1台 装载机2台 自卸车6台 注浆泵1台电焊机2台 洒水车1台 9．质量控制及验收 9.1质量控制
⑴不良地质段开挖前应做好预加固、预支护。
⑵当前方地质出现变化迹象或接近围岩分界线时，必须用地质雷达、超前小导坑、超前探孔等方法先探明隧道的工程地质和水文地质情况，才能开挖。
⑶应严格控制超欠挖。当石质坚硬完整时，允许岩石个别凸出部分（每1m2不大于0.1m2）凸入衬砌断面，锚喷支护时凸入不大于30mm，衬砌时不大于50mm，供脚 、墙角以上1m内严禁欠挖。
⑷开挖轮廓要预留支撑沉落量及变形量，并利用监控量测反馈信息进
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行及时调整。
⑸隧道爆破开挖时应严格控制爆破震动。 ⑹洞身开挖在清除浮石后应及时进行初喷支护。 9.2质量验收 9.2.1 主控项目
隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。
检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次；监理单位按施工单位检查数量的10%平行检验。
检验方法：采用仪器测量。
隧道开挖应严格控制欠挖。当围岩完整、石质坚硬时，岩石个别突出部分（每1m2不大于0.1m2）侵入衬砌应小于5cm。拱脚和墙脚以上１ｍ内断面严禁欠挖。
检验数量：施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：施工单位采用自动断面仪测量等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，现场核对开挖断面。
洞身开挖中，应在每一次开挖后及时观察、描述开挖面地层的层理、节理、裂隙结构状况、岩体的软硬程度、出水量大小等，核对设计地质情况，判断围岩稳定性。
检验数量：施工、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：施工单位进行工程地质观察和描述；监理单位见证检查。 光面爆破或预裂爆破钻眼前，应根据钻爆设计图准确标出炮眼位置，钻孔时应按钻爆设计要求严格控制炮眼的间距、深度和角度。掏槽眼的眼
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口间距和深度允许偏差为5cm。周边眼的间距允许偏差为5cm，外插角应符合钻爆设计要求，眼底不应超出开挖轮廓线15cm。
检验数量：施工单位每一开挖循环检查全部掏槽眼和10个周边眼；监理单位按施工单位检查数量的20%见证检查。
检查方法：测量。
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）侵入衬砌应小于5cm。 检验数量：施工单位、监理单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：施工单位用仪器测量底部高程，绘断面图与设计断面核对；监理单位见证测量，核对开挖断面。
隧底开挖后应及时核对隧底地质情况。当需要进行加固处理时，应符合设计要求。
检验数量：施工单位、监理单位每处检查一次。 检验方法：施工单位进行地质描述；监理单位见证检查。 9.2.2 一般项目
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。 检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次。
检验方法：对照钻爆设计资料，观察、计数检验炮眼痕迹保存率。 水沟开挖位置、基底高程应符合设计要求，靠边墙的水沟应与边墙基础同时开挖、一次成型。
检验数量：施工单位每一开挖循环检查一次。
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检验方法：观察、仪器测量。 10．安全及环保要求 10.1安全要求
⑴严禁非工作人员进入隧道。
⑵施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。
⑶施工前主管工程师应对施工班组、人员进行安全交底和安全教育，同时告知安全风险和应对措施。
⑷严禁带明火和火种进入隧道，隧道内禁止吸烟。
⑸施工人员到达工作地点后，领工员、工班长应首先组织大家分头检查工作面，检查机具设备是否处于安全状态，详细检查支护是否牢固，拱部是否稳定，如有松动应及时加固处理。同时在施工过程中要经常检查支护的稳定状况，特别是爆破后的工作和附近要加强检查，发现异常应随时处理，如发现可能有险情时，应立即撤离工作人员并报告上级处理。
⑹台阶法开挖：台阶之间控制一定的距离，以适应机具作业，并尽量减少翻碴工作量；支护和临时支护必须紧跟，支护及时成环；台阶宜少分层，使装碴机械紧靠开挖面，以减少扒碴距离；下断面开挖的落底供脚边沿应留平台，以保证拱圈稳定。落底采用分层或一次拉槽。
⑺司钻中不得将胸部、腹部紧贴风钻手柄，腿部不得抵住风钻卡套弹簧。钻眼过程中，钻杆与钻孔应保持一条直线，防止钻杆弯曲、掉头或折断，卡钻时，应用板钳松动拔出，不可敲打，未送风前不可撤出钻杆。风钻使用每使用两小时应加一次油；风钻拆卸、修理、保养维修，不得在工作面进行。严禁在残眼处钻眼。
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使用带支架的风钻钻孔时，应将支架安置稳妥。当站在碴堆上钻孔时，应注意石碴是否稳定，以防操作中石碴滑塌伤人。在拱部扩大马口部位挑顶眼、爬眼、斜插眼及吊眼时要注意有无松动石块，以防落实伤人。
⑻领取爆破物品时应指定有爆破资质的人员和工班负责人一道领取，必须严格履行出库审批和出库等级手续，并专人押送，雷管和炸药不得同车运输。
⑼爆破物品进入现场雷管、炸药必须距离15m以上放置，使用木质炮棍装药。监炮人员要做好爆破物品使用记录，防止爆破物品丢失，用剩炸药、雷管必须及时退库。瞎炮、哑炮必须原装药人员进行处理。
⑽进入松动的内燃机与车辆，必须选用带净化装置的柴油机。有瓦斯等有害气体的隧道，汽油机械与车辆不得进洞。
⑾机械装碴时，小型装碴机的电缆或高压胶管，应有专人收放，装载工作场地，应设车辆机械调度与指挥人员。
10.2环保要求
⑴隧道内必须连续通风。粉尘、有害气体含量低于规范要求值；风量、风速满足规范要求，人均新鲜空气≥3m/min，内燃机械作业供风量≥3m/（min·kw），风速0.15~6m/s。
⑵在掌子面装碴时，应先洒水，以减少风尘，施工场地要时常洒水湿润，风尘大时要采取降尘措施。
⑶弃碴应运至指定位置，并做好只当防护。 ⑷隧道内污水应集中处理后方可排放。
⑸附近有居民禁止夜间爆破，机械噪音满足规范要求。
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