中铁五局湖北大广南8标 紫荆山隧道实施性施工组织设计
6.2.3.1 Ⅳ、Ⅴ级围岩开挖
1、施工方法
隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩段采用台阶法开挖，采用气腿式风钻钻眼，环形短台阶法上台阶采用挖掘机扒碴、人工配合清碴；正台阶采取长台阶施工，为考虑洞内运输，下台阶采取分侧开挖。
隧道出碴采用无轨运输方式运输，即采用装载机配合自卸汽车装运施工。
1）、环形短台阶法
本法用于土质围岩及强风化不需钻爆的围岩。采用环形短台阶法，上台阶循环进尺不宜超过1.5m，根据围岩稳定性，循环进尺为1～2榀钢架间距，下台阶循环进尺根据围岩情况可适当加长。台阶长度不宜过长，上下台阶长度宜5～10m，施工采用挖掘机进行施工，人工配合风镐修整，喷锚支护。当围岩稳定性差时，下部不宜整体开挖时，采用跳槽马口开挖或单侧开挖，以防围岩压力太大造成拱部钢架坍塌。
其施工工序图如下示。
Ⅵ 7 Ⅷ 环形短台阶法施工工序图
钢架 系统径向锚杆 2 Ⅲ 2 Ⅲ 2 Ⅰφ42超前小导管
4 5 Ⅵ
开挖顺序说明
Ⅰ---超前预支护 2---上弧形开挖
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Ⅲ---架立钢架、喷锚支护 4---中核部开挖
5----下部开挖 Ⅵ---边墙钢架安装、喷锚支护
7---仰拱开挖 Ⅷ---仰拱钢架、仰拱砼
2）、正台阶法
当围岩破碎、围岩自稳能力差，同时需要爆破时，采用台阶法开挖，每循环进尺1～2.5米，根据钢架间距及超前小导管的有效长度确定循环进尺，由于超前支护纵向间距为3米，循环进尺以钢架纵向间距调整，具体循环进尺如下：钢架纵向间距50cm、75cm，循环进尺为3榀或2榀钢拱架1.5m；钢架纵向间距100cm，循环进尺按2米、1米进行组合。
上部台阶长度必须满足机具正常作业，确保上部开挖台车避炮的需要，同时为减少上下台阶开挖的相互施工干扰，台阶长度宜控制在50～70m以内。同时，为减少上下台阶开挖而影响洞内运输，下台阶采用分侧开挖，以保障洞内运输畅通。当围岩破碎时，采用微振控爆，降低洞内爆破振动效应，以确保施工安全。台阶法的施工顺序如下图所示：
50~70m 2 3 5 初期支护 拱墙衬砌 7 3 4 1 2 7 6 1 仰拱超前 5 隧道台阶法施工示意图 施工步骤： 1-上部开挖; 2-上部初期支护; 3-下部开挖; 4-下部初期支护;
5-仰拱衬砌施工; 6-拱墙防水层施工; 7-拱墙衬砌施工。
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2、施工工艺流程
3、施工组织
系统锚杆、钢筋网 测量布眼 超前支护措施 开 挖 小导管、锚杆加工 局部钻眼放炮 下一循环初喷砼 断面测量 合格 不合格 钢架或格栅钢架加工 欠挖处理 隧道开挖采用二班制，每天工作时间一循环。上台阶作业采用10台风钻眼，下台阶风钻数为8～10台。每个作业面设现场领工员1人，负责作业面间及洞内外联系。
上下台阶同时钻眼、同时起爆。上台阶开挖施工是关键工序，施工控制以上台阶控制作为关键。先上台阶出碴，及时进行钢架架设、喷锚支护施工。上台阶出完碴后，再进行下台阶出碴及支护工作。
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安装钢架或格栅钢架 复喷砼至设计厚度 台阶开挖施工工艺框图 中铁五局湖北大广南8标 紫荆山隧道实施性施工组织设计
4、钻爆设计
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台阶法爆破装药参数表 开挖部位 循环进尺1.0m 炮 眼 类 别 炮 眼深 度 1 1 1 1 1 1 1 1 炮 眼数 量 8 6 6 4 15 11 13 33 96 3循环进尺2.0m 雷 炮 炮 眼 单 孔管段 眼深 数 量 装药量 位 度 1# 3# 5# 7# 9# 11# 15# 13# 2.2 2.2 2 2 2 2 2 2 8 6 6 4 15 11 13 33 96 1.2 1 0.8 0.6 0.6 0.6 0.8 0.4 73 小 计装药量 9.6 6 4.8 2.4 9 6.6 10.4 13.2 62 雷 管 段 位 1# 3# 5# 7# 9# 11# 15# 13# 单 孔装药量 0.6 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.4 0.2 小 计装药量 4.8 2.4 2.4 1.2 4.5 3.3 5.2 6.6 30.4 上台阶开挖 掏槽眼 掏槽眼 辅助眼 辅助眼 辅助眼 辅助眼 底板眼 周边眼 合计 开挖方量(m) 36.5 台阶法爆破装药参数表 开挖部位 循环进尺2.0m 炮 眼 类 别 辅助眼 辅助眼 辅助眼 辅助眼 辅助眼 辅助眼 底板眼 周边眼 合计 开挖方量(m) 3循环进尺3.0m 雷 炮 炮 眼 单 孔管段 眼深 数 量 装药量 位 度 1# 3 9 2 3# 3 8 2 5# 3 9 2 7# 3 4 2 9# 3 6 1.2 11# 3 12 2 15# 3 19 2.2 13# 3 14 0.6 210 小 计装药量 18 16 18 8 7.2 24 41.8 8.4 141.4 雷 管 段 位 1# 3# 5# 7# 9# 11# 15# 13# 炮眼深度 2 2 2 2 2 2 2 2 炮眼数量 9 8 9 4 6 12 19 14 81 下台阶 单孔装药量 1.2 1.2 1.2 1.2 0.6 1.2 1.4 0.4 小计装药量 10.8 9.6 10.8 4.8 5 14.4 26.6 5.6 87.6 140 台阶法开挖经济技术指标 部位 上台开挖 下台阶开挖 循环进尺(m) 1 2 2 3 开挖面积(m2) 36.5 70 炮眼数装药量量(个) (kg) 85 30.4 85 62 81 87.6 81 141.4 比炮眼数(个/m2) 2.33 2.33 1.16 1.16 比耗药量(kg/m3) 0.83 0.85 0.63 0.67
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