***隧道开挖施工技术交底
***隧道右洞起止桩号：K141+220－K143+492。左线隧道起始桩号为ZK141+203—ZK143+629。 一、
地质情况
根据隧道工程地质纵断图，花马峁隧道位于强风化砂岩与中风化砂岩互相交替处，岩石强度等级较软，岩体结构面平均间距0.3-0.5m,结构面组合程度差，节理发育，呈碎裂状结构，较破碎。隧道洞口地质情况相对复杂，左进隧道洞口处地质为V级围岩，处于土质与强风化砂岩交替出，左出洞口围岩为V级围岩和IV及围岩交替处，主要为强风化砂岩和中分化砂岩。 二、
隧道开挖方法
根据隧道埋深和围岩情况，隧道开挖拟采用双侧壁导坑开挖法、单侧壁导坑开挖法进行洞身开挖，具体开挖方法进洞后根据围岩实际情况进行调整。
暗洞开挖的指导思想是“管超前、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”。
隧道施工严格遵守“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早封闭”的原则，并严格按照“早进洞、晚出洞、工序紧跟、严守设计”组织施工。
目前，根据施工现场情况，左线进口进洞掌子面地质为黄土与强风化砂岩交替处，拟采用双侧壁导坑法开挖；左线出口进洞掌子面地质为中风化砂岩与强风化砂岩交替处，地质情况相对稳定，拟采用单侧壁导坑法开挖。 （一）、单侧壁导坑法施工方法及工艺
1、施工方法
单侧壁导坑法是在软弱围岩大跨度隧道中，先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法，主要应用地质情况稳定的隧道Ⅴ级围岩深埋段以及老黄土隧道（Ⅳ级围岩）地段。每循环进尺按0.6-1m控制。
Ⅴ级围岩单侧壁导坑法（CD法）施工工序
图2 CD法施工工序图
系统径向锚杆拱部超前支护约600约450
超前支护喷混凝土③①二次衬砌Ⅷ约300④②钢架ⅦⅥ隧底填充仰拱初期支护⑤约3004ⅧⅥ 钢 架 （图中未示临时钢架）ф22纵向连接钢筋环向间距1.0m仰拱初期支护之喷混凝土中壁（CD）法施工工序纵断面示意图②①约300 约300临时支护之喷混凝土说明：本图尺寸除钢筋尺寸以mm计外，余均以cm计。④③拱墙二次衬砌
Ⅷ隧底填充边墙基座
隧Ⅷ道Φ22砂浆锚杆1中(L=2.5m)线3I18临时钢架Ⅷ约7502ⅥⅦ5中壁（CD）法施工工序横断面示意图ⅥⅧⅦ⑤ⅥⅥ中壁（CD）法施工工序平面示意图
2. 开挖步骤
（1）、人力配合机械开挖①部，高约为6.0m，宽约为7.5m。施作①部导坑上部的初期支护和中隔壁上部临时支护，即初喷6cm厚混凝土，架立型钢钢架和临时钢架，并设锁脚锚杆（管），安装径向小导管（或锚杆）及铺设钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度。
（2）、在滞后于①部约3米距离后，挖掘机开挖②部，人工整修表面。导坑周边部分初喷5cm厚混凝土。接长型钢钢架和临时钢架，并设锁脚锚杆（管）。钻设径向小导管（或锚杆）并铺设钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度。
（3）、在滞后于②部约10米距离后，挖掘机开挖③部，人工整修表面，施作导坑周边初期支护，步骤及工序同①。
（4）、在滞后于③部约3米距离后，挖掘机开挖④部，人工整修表面，施作导坑周边初期支护，步骤及工序同②。
（5）、在滞后于④部一段距离后，挖掘机开挖⑤部。接长临时钢架至隧底，底部垫槽钢。
（6）、根据监控量测结果分析，待初期支护收敛，全断面稳定后，拆除临时钢架。利用仰拱栈桥灌筑Ⅵ部边墙基础与仰拱。
（7）、利用仰拱栈桥灌筑仰拱填充Ⅶ部至设计高度。
（8）、利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅷ部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。 3. 单侧壁导坑开挖流程 单侧壁导坑开挖顺序流程图
先行导坑开挖 后行导 坑开挖 中壁墙撤 除 仰拱施工及回填 矮边墙施 工 防水层施 工 全断面二次衬砌
4. 单侧壁导坑法施工控制要点：
（1）、上导坑①、③部的开挖循环进尺控制为1m左右，一次不超过2榀钢架间距，下导坑②、④部的开挖可依据地质情况适当加大。
（2）、导坑开挖孔径及台阶高度可根据施工机具、人员等安排进行适当调整。 （3）、钢架之间纵向连接钢筋、锁脚锚杆应及时施作并连接牢固。 （二）、双侧壁导坑法施工工艺 1、双侧壁导坑法施工方法：
Ⅴ级围岩浅埋段洞身或者围岩情况破碎易塌方的情况下，隧道采取开挖采用双侧壁导坑法开挖，初期支护紧跟在每一步的开挖之后。两侧导坑中间预留岩柱均采用正台阶法施工，导洞开挖后，通过系统锚杆、钢筋网和钢支撑及喷射混凝土加固开挖外轮廓部分，使用砂浆锚杆、钢筋网和钢支撑及喷射混凝土加固中间预留岩柱，分部开挖前，应根据设计及时施工超前支护。开挖采用机械开挖，人工风镐修整轮廓线，机械无法开挖的石方，微震爆破施工。挖掘机扒渣，装载机装渣、自卸车运输。每循环进尺根据进洞距离和地质情况控制在1m以内。
2、双侧壁导坑法开挖步骤： 双侧壁导坑法施工顺序示意图。
1) 第一步左侧导坑上台阶①开挖：在拱部超前支护保护下，人工弧形开挖拱部，
每次掘进1m长间距，最长不得大于2榀钢架间距。开挖至设计轮廓后立即初喷5cm厚混凝土，及时铺设钢筋网、架设钢架。在钢架拱脚以上50cm处，紧贴钢架两侧按斜向下倾角20～40度打设锁脚锚管，锁脚锚管与钢架采用焊接连接，复喷至拱架内侧平面，铺设二层钢筋网，再次喷至设计厚度。
左侧导坑上台阶开挖示意图
2) 第二步是左侧导坑下台阶开挖。下台阶应先开挖边墙（或中隔壁）一侧，再开挖中隔壁（边墙）一侧，并错开2.0～3.0m的距离。避免上台阶的初期支护在同一位置同时悬空。每次开挖长度为1m，最长不得大于2榀钢架间距。开挖、修整至设计轮廓后立即初喷4～6cm厚混凝土，及时铺设Φ8钢筋网、架设钢架，在钢架拱脚以上50m处，紧贴钢架两侧按斜向下倾角20～40度打设锁脚锚管锚杆，锁脚锚管锚杆与钢架采用焊接连接，锚、喷至设计厚度封闭断面。
左侧导坑下台阶开挖示意图
3) 待左侧上台阶导坑开挖20～25m后，开始第三、四步右侧导坑开挖与第一、二步左侧导坑开挖相同。
右侧导坑开挖示意图
4) 待左侧上台阶导坑开挖50m后，开始第五步中洞上台阶开挖，开挖前先施作超前预支护。每次掘进1榀钢架间距，开挖至设计轮廓后立即拱部初喷3～5cm厚混凝土，及时铺设钢筋网、架设钢架，锚、喷至设计厚度。
中洞上台阶开挖示意图
5) 第六步是中洞中台阶、下台阶开挖。当底层条件较差或隧道变形较大时，可安设下横撑。隧道仰拱初期支护长度达到2～3m,施工仰拱初支，闭合成环。
中台阶、下台阶开挖示意图
第五、六步中洞开挖，其中中洞上台阶错开右侧壁下台阶距离至少10m。
6) 第七步是临时支护拆除。掌子面超前35～40m，隧道仰拱初期支护封闭后，当监控量测拱顶下沉0.1mm/d、周边收敛0.2mm/d，且位移量达到总位移量80%，拆除临
时支护，并立即进行仰拱和填充施工，为二衬施工提供工作面。每次拆除长度初步为4～6m，并以监控量测为指导确定最终每次拆除长度。
两侧导坑和中洞上台阶的弧形部分由人工开挖，小型挖掘机开挖两侧导坑下台阶和上台阶弧形以外部分，中洞下台阶及仰拱采用中型挖掘机开挖。
两侧导坑上台阶掌子面的间距控制在约20m,仰拱施工离掌子面的距离为25m～30m，及时跟进二衬，具体距离视监控量测情况而定。
（三）超欠挖控制
1. 当岩层完整，岩石抗压强度大于30Mpa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，
允许岩石个别突出部分（1m不宜大于0.1m）欠挖，但其隆起量不得大于50mm。 2. 应采取光面爆破、提高钻眼精度、控制药量等措施，并提高作业人员技术水平。 3. 开挖后宜采用断面仪或激光投影仪直接测定开挖面面积，并绘制断面图。隧道
的开挖轮廓应按设计要求预留变形量。
4. 如围岩变形交底支撑可能沉落或局部支撑难以拆除时，应适当加大开挖断面，
预留支撑沉落量，保证衬砌设计厚度。预留支撑沉落量应根据围岩性质和围岩压力，并在施工过程中根据量测结果进行调整。
三、洞身开挖质量控制指标
洞身开挖实测项目
项次 2
2
检查项目 规定值或允许偏差 检查方法和频率 拱部超挖中硬岩、软岩（Ⅳ、Ⅴ1△ （mm） 边墙超挖（mm） 类围岩） 每侧 全宽 平均150，最大250 激光断面仪：每20m抽一个断面，测点间距≤1m +100，-0 +200，-0 2 3 仰拱、隧道超挖（mm） 平均100，最大250 水准仪：每20m检查3处 四、施工注意事项
1、由于本施工方法把断面分成数个部分施工，作业面相对狭小，施工人员要特别注意施工安全，洞内设值班人员统一调度指挥。 2、中壁钢架支撑可回收重复利用。
3、如到达各种预埋洞室及预埋件安设位置，根据实际情况可以不预留，待初期支护在本断面范围内完成或二次衬砌施工前另行开挖和预埋。 4、加强控制锁脚锚管的施作，确保钢架基础的稳定。 5、钢架之间纵向连接筋应及时施作并连接牢固。
6、在超前地质预报中，做好地质研究调查工作，仔细收集数据，认真分析，对隧道地质情况做出较为准确的判断，指导施工现场安全施工，同时选择更适合实际地质的开挖方式。
7、必须严格按照“弱爆破，短进尺，强支护，早封闭，勤量测，速反馈”的原则进行施工，特别是洞口开挖后，保证每循环进洞的安全性，支护及时跟进，确保施工安全。 8、出口端左右两个进口都存在一定的地形偏压，在施工时，尽量减少对围岩的扰动，必要时预留偏压位移量，加强偏压侧的支护，加大偏压侧二衬厚度等措施。进洞后加强对洞口的监测，若发现有偏压位移时，及时向工程部或项目总工程师汇报。
9、主洞Ⅰ25a钢拱架分段连接处及侧导洞Ⅰ20b钢拱架分段连接处经螺栓拼接后，骑缝处焊接。
10、侧导洞Ⅰ20钢拱架与主洞Ⅰ25a钢拱架连接处型钢钢架直接与钢垫板焊接。 11、主洞Ⅰ25a钢拱架两榀之间用Φ22钢筋连接，侧导洞Ⅰ20b钢拱架两榀之间用Φ22钢筋连接。除一般情况下按图布设外，可视拱架的稳定情况加设交叉连接筋。 12、拱脚处设置纵向槽钢[30a焊接，安装后提高整体受力，槽钢安装时进行人工夯实和加垫块进行补强措施。
13、所有焊缝都应焊接饱满，不得有虚焊、砂眼。
14、钢拱架与开挖轮廓间所有间隙必须喷混凝土充填密实，先喷拱架与轮廓之间隙，再喷拱架周围，然后喷拱架之间。
15、在每榀拱架两侧拱脚和墙脚处各设置4根长5米的φ50×4mm锁脚导管，与拱架水平成30度夹角，导管尾端和工字钢腹板焊接牢固。
五、监控量测
1、量测目的
监控量测是“新奥法”施工的重要部分，目的是为了掌握围岩在开挖过程中的动态和支护结构的稳定，必须进行现场监控量测，通过对量测数据的分析和判断，对围岩支护体系和稳定状态进行预测，并据此确定相应的施工措施，以确保围岩及结构的稳定。
2、量测项目及测点布置 （1）、洞口浅埋段地表下沉观测
施工前设置测点、引入高程控制点、配备必要的人员和仪器等监测准备工作；在布置测点时在位移量较大的地段将测点布置加密；地表量测与地下洞室各项监测同步进行，以利于资料的相关分析；量测数据及分析结果全部纳入竣工资料备查。
监测位置布置在洞口浅埋地段，设置4～6个观测横断面；沿衬砌中线每2～3m一个测点。
洞口浅埋段地表下沉观测监控点布置见图2-1、周边位移和拱顶下沉量测线示意图见图2-2、隧道监控量测项目及方法表。
洞口浅埋地段地表下沉观测监控点布置图图2-1洞口浅埋地段地表下沉观测监控点布置图 6.25m6.25m2～7×5.0m5.0m 5m 不动点2～7×5.0m测点沉陷槽不动点 5～25m推测滑移面衬砌中线45°45°
图2-2 周边位移和拱顶下沉量测线示意图
隧道监控量测项目及方法表 项目名称 应超前地质方法及工具 地质雷达或其他方布置 Ⅴ、Ⅳ级围岩及估超前地质预报量测间隔时间 在需要地段约每30m一次 测项目 预报 法 计前方有断层破碎带等不良地质处 岩性、结构面产状地质和支及支护裂缝观察或护状态观描述，地质罗盘及察 规尺等 爆破后24h内进行 水平收敛及拱顶下沉量测 各种类型的收敛计 0～1836m ～36～90m ＞90m 18m Ⅴ级围岩每15～1～2次1次/天 20m一个，Ⅳ级围/天 1次/2天 1次/周 护后进行 开挖后及初期支每次爆破后进行 岩每20～40m一仰拱开挖后12h内进行 个 仰拱隆起水平仪、水准尺 量测 1～2次/2次/天 1次/2天 周 爆破后24h内进行 选测项围岩内部每一类围岩段选位移量测（洞内设洞内钻孔安设多点一个断面每断面式位移计 3～11个测点 目 点） /天 1～2次1次/天 1次/2天 1次/周 18m 36m 0～18～36～90m ＞90m 1次/月 天 个月 0～1516天～11～3个月 ＞3个月 锚杆施作后开始 每一类围岩段选锚杆内力量测 各类电测锚杆，锚一组，每组3～5杆测力计及拉拔器 根 1～2次1次/天 /天 钢支撑施作后开始 每20～30榀钢支钢支撑内力量测 应变片及支柱压力撑中选一榀，每段计 钢支撑均测 1～2次1次/天 /天 每一类围岩段选喷砼应力表面应力解除法 量测 个测点 二次衬砌施作后开始 每一类围岩段选二次衬砌一组，每组2～5压应力量测 11个测点 1次/天 1次/2天 周 月 各类型压力盒 个断面每断面7～1～2次/1～3次/天 个月 月 0～1516天～11～3个＞3个月 一组，每组3～5二次衬砌施作前进行 1次/2天 1次/周 18m 36m 0～18～36～90m ＞90m 1次/2天 1次/周 18m 36m 0～18～36～90m ＞90m 3、监控量测方法
隧道开挖支护时，及时埋入观测计或锚固件，拱顶下沉用DZS-2型精密水准仪悬挂钢卷尺进行量测，水平收敛用围岩收敛仪量测，洞口浅埋段地表观测采用精密水准仪，洞外观察由有经验的工程师用地质罗盘、钢尺、地质锤等工具。量测断面及频率，按设计要求操作。
监测工具采用水平仪、水准尺。
监测频率为开挖面前>30m，1次/2天；开挖面前后<30m，2次/1天；开挖面后30～80m，1次/2天；开挖面后>80m，1次/7天。监测精度：Δ=0.1mm
4、数据处理和应用
数据整理：绘制每一横断面沉陷槽随时间的变化关系图、绘制每一横断面最大沉降量随时间的变化关系图、绘制每一横断面最大沉降量与开挖面距离关系图；对横断面沉陷槽垂直位移进行回归分析、对纵断面沉陷槽垂直位移进行回归分析、根据隧道顶部地表沉降及拱顶沉降值对土体内部垂直位移进行回归分析；根据回归分析数据求出每一断面沉降稳定值、根据回归数据分析出土体的内摩擦角及内聚力。
量测资料的整理：绘制位移量随时间变化的曲线；绘制位移速度随时间变化的曲线；绘制位移量与开挖面距离关系曲线；找出位移-时间回归曲线，求出最终净空位移量；根据各类围岩量测数据求出围岩的E、γ、C、φ等物性参数。当围岩变形速度有明显减缓趋势；水平收敛速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d；施作二次衬砌前的总变形量已达预计的80%以上；初期支护表面裂缝不再发展。可认为变形基本稳定，可施作二次衬砌。
在监测过程中发现地表位移量、净空位移量过大或无稳定趋势时，对结构采取增强混凝土厚度，或加密锚杆，或加挂钢筋网；提前施作二次衬砌；按更低一级围岩类别施作衬砌等补强措施。
5、信息反馈
用经验法对量测情况进行信息反馈。通过对目测和位移量测结果的分析，对围岩稳定状态、施工方法、支护措施和安全情况进行评判，将评判结果反馈到施工中，确定二次衬砌施工时间，及时调整施工方法和支护设计参数。
6、隧道超前地质预测预报
成立地质超前预报专业小组，做好超前地质探测预报，根据预报提前选择合适施工开挖方案，超前处理不良地质。 六、工程质量保证措施
1、建立质量保证奖惩制度，奖励先进，督促后进。
2、制度化管理、规范化作业，落实质量责任，坚持班组自控自检、跟班技术员复检、质检员自检终验，确保自检合格率，争取报验工序一次性报验合格率达到100%。
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