根据铁道部铁建设（2010）120号《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关 技术规定的通知》要求，软弱围岩隧道IV、V、VI级围岩地段采用台阶法施工时，应符合以下规定：

（1）上台阶每循环开挖支护进尺V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;

(2)边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀钢架；

(3）仰拱开挖前必须完成钢架锁角锚杆，每循环开挖进尺不得大于3m；

(4)隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环，IV、V、VI级围岩封闭位置距离掌子面不得大于35m。

(5)严禁采用长台阶施工。

隧道中线、高程、开挖轮廓满足规范和设计要求。

隧道在IV、V、VI级围岩地段、隧道深浅、下穿建筑物及附近既有线地段施工开挖应按照《爆破安全规程》采用控制爆破、光面爆破，或采用非爆破方法。II～IV级围岩拱部平均线性超挖不大于15cm，最大超挖不大于25cm；V～VI围岩拱部平均线性超挖不大于10cm，最大超挖不大于15cm；边墙平均线性超挖不大于10cm；拱脚和底脚以上1m范围严禁欠挖；炮眼痕迹保存率符合规范要求。

 

    根据隧道围岩情况，隧道的开挖方法分为全断面法、台阶法、三台阶七步开挖法、CD（中隔壁）、CDR(交叉中隔壁)法、双侧导坑法、短台阶法、短台阶临时仰拱法、三台阶法、三台阶林是仰拱法等。根据开挖方法的不同，每一循环开挖的程序有所不同。各种开挖方法分述如下

1、      全断面开挖是按隧道的设计轮廓一次开挖完成。

2、      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，适用于隧道III、IV、V级围岩地段。

3、      三台阶七步开挖法将隧道一个断面分为七个小的断面进行开挖，即上断面开挖支护、中左断面开挖支护、中右断面开挖支护、下左断面开挖支护、下右断面开挖支护、核心土开挖、仰拱开挖支护。适用于黄土隧道和V级围岩地段。

4、      CD法和CRD法都用于比较软弱地层而且是大断面隧道的场合，CD法是用钢架支撑和喷混凝土的隔壁将断面分隔开进行开挖，CDR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端面。

5、      双侧导坑发用于围岩极差且为大断面隧道，其方法是在隧道右下侧和左下侧以小导洞型式开挖进入，然后逐步开挖支护断面上部、核心和仰拱，小导洞开挖分上下导坑，每一步骤均用钢支撑隔壁和锚喷、临时仰拱封闭断面。

6、      短台阶发是利用上一环架立的钢架施做隧道洞身纵向超前支付，先开挖上部土石方，施作上部初期支付，再开挖下部土石方，施作下部初期支付，然后施作仰拱，填充仰拱砼。短台阶法各部开挖循环不得大于1米。

短台阶临时仰拱法是利用上一环架立的钢架施做隧道洞身纵向超前支付，先开挖上部土石方，施作上部初期支付及临时仰拱，再开挖下部土石方，施作下部初期支付，然后施作底部，填充仰拱砼。短台阶法各部开挖循环不得大于1米。初支成环后二衬前拆除临时仰拱。

7、      三台阶法是利用上一环架立的钢架施做隧道洞身纵向超前支付，先开挖上部土方，施作上部初期支付，再开挖中部土方，施作中部初期支付，然后开挖底部，施作下部初期支付。

三台阶临时仰拱法是利用上一环架立的钢架施做隧道洞身纵向超前支付，先开挖上部土石方，施作上部初期支付及临时仰拱，再开挖中部土方，施作中部初期支付，然后开挖底部，施作下部初期支付。初支成环后二衬前拆除临时仰拱。

8、工艺流程

施工准备
↓
清理掌子面、测量画轮廓线、炮眼
↓
开挖台车（架）、风枪就位
↓
钻孔
↓
清孔
↓
装药	←	加工药卷、炮泥
↓
机具离开掌子面
↓
爆破
↓
通风排烟
↓
找顶排危
↓←-----------------------------------------┒
初喷砼		↑                       监                控                量                       测 ∣
↓
出渣
↓
支付和临时支付
↓
稳定安全性检查
↓-------------------------------------------┙
转入下一个循环

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。

 

2开挖参数、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，把开挖对围岩的破坏程度控制在最小限度，最大限度的发挥围岩的自承力，确保隧道的施工和隧道主体安全。根据开挖方法，确定没开挖循环进尺，炮眼深度，选择合理的中空掏槽方法，确定使用直眼掏槽或斜眼掏槽、周边眼与辅助眼间距、炮眼布设合理，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检测数据，不断修正爆破参数。

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，选择合理的支护型式，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。

 

3施工工艺

放样时将隧道断面、隧道中线用红铅油精确地画在掌子面上，并作出明显的高程标示点。精确定位炮眼位置。

钻孔的精度是保证爆破成功的首要因素，同时选择合理的炮眼直径，控制与药卷之间的不耦合系数（一般控制在1.1～1.4之间）。精确控制钻孔位置，方向和深度，钻眼完毕，应按炮眼布置图进项检查，并做好记录，经检查合格后，方可按设计装药结构进行装要和炮泥堵塞。钻孔时选用经验丰富的钻工施钻周边眼，尽量的减少钻孔偏差，减小开口偏差和钻孔孔底偏差以及方向偏差。根据目前隧道施工的实际情况，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,并视围岩的不同情况，合理选择进尺，外插角不大于5º。钻孔实际操作做到“准、平、直、齐”四个字，并采用“炮棍瞄准法”控制炮孔间的平行，并由经验丰富的老钻工精心指挥来确保钻孔的精度，其钻孔方向偏差控制在3 cm/m～5cm/m以内。同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼在同一平面上。

装药量的多少和装药的方法是隧道光面爆破的关键，周边眼采用光面爆破炸药，间隔装药，用导爆索联线，严格控制周边眼的装药量，应使药量沿炮眼全长合理分布，并合理选择炸药的品种和装药结构。合理控制周边眼的线装药密度，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，一般线装药密度控制在0.04～0.4kg/m之间。在装药结构上，宜采用比炮眼直径小的小直径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1.1～1.4之间，但药卷直径不应小于该炸药的临界直径，以保证稳定起爆。起爆采用非电毫秒雷管，段数一般分为1、3、5、7、9、11、13、15个段，段别要选择合理，其安装位置准确，确保起爆的先后顺序。各炮孔用塑料导爆管连线，接电雷管由手摇式起爆器起爆。

爆破前所有人员应撤在安全距离外。村舍安全距离不少于200m；相邻的上下坑道内不少于200m ;相邻的平行坑道，横通道及横洞间不少于50m ;全断面开挖进行深孔爆破（孔深3—4m）时，不少于500m。采用电雷管一次起爆。

爆破后应及时向隧道掌子面通风，排除和减低隧道内灰尘和炸药残留气体、洞内空气中烟尘浓度，然后洒水降尘，使隧道内的环境符合职业健康标准，保护施工人员身心健康。

通风后，应在清除开挖面危石后，对开挖面轮廓初喷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。

出渣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15km/h。出渣机械、车辆应有废气净化装置，弃渣弃于指定位置，应符合环保要求。

出渣完毕后，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，再报监理工程师检查合格后，进行下道工序施工。

4支护

根据铁道部铁建设（20 10）120号《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》要求，双线IV、V级围岩隧道采用台阶法施工时，必须设置锁脚锚管；双线V级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榀一处。

本段设计三台阶临时仰拱、短台阶增设临时仰拱较多，按设计临时仰拱采用I 16工字钢，纵向每2榀钢架安装一榀，待全断面初支完成后二衬前拆除。

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，钢架支立与隧道走向垂直，间距满足设计和规范要求，喷混凝土厚度满足设计要求。须进行钢架接长时，接头部位必须由垫板、螺栓结构连接，连接处凿出回弹混凝土和杂质，露出新鲜混凝土后洒水湿润，保证连接牢固。临时支撑必须在永久支护已全部封闭、成环，且混凝土强度达到设计强度70%后逐步拆除，避免应力集中。喷射混凝土终凝2h后开始洒水养护，洒水次数应以能保证混凝土具有足够的湿润状态为度；养护时间不得少于14d。喷射混凝土表面应密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象，平整度允许偏差为不得超过（2m直尺中间用塞尺量）±2cm。为确保喷射混凝土达到快速凝结效果，在施工中，要经过多次检验，确定最佳早强剂等外加剂类型和掺量。喷混要采用湿喷，速凝剂加入要用计量器具向喷混机料斗内掺入，不得将速凝剂洒在喷混料表面，用人工拌合。遇开挖内有渗漏水时，要在初支内安装渗水盲管，将水引入边墙角排水沟。

 

隧道开挖施工机械设备配置分为四大部分，即钻爆、喷砼、支护、出渣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

人员配置

1、劳动组织方式：采用工班组织模式

2、根据隧道开挖的施工方案、机械、人员组合要求，隧道开挖施工班组分为开挖班、喷砼班、出渣班和支护班

每个开挖面人员配备表

 

一、基本要求

1不良地质段开挖前应做好预加固、预支护。

2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、超前水平钻孔等方法先探明隧道开挖面前方的工程地质和水文地质情况，才能进行开挖。

3应严格控制超欠挖。当石质坚硬完整且岩石抗压强度大于30Mpa并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别凸出部分（每1㎡不大于0.1㎡）凸入衬砌断面，锚喷支护时凸入不大于30mm，衬砌时不大于50mm，拱脚、墙角以上1米内严禁欠挖。

4开挖轮廓要预留支支撑沉落量及变形量。

5隧道爆破开挖时应严格控制爆破震动。

6洞身开挖在清除浮石后应及时进行除喷支护。

 

二、检查项目

1隧道中线的贯通要求的允许偏差要满足规范要求。

2隧道结构与净空，必须满足设计建筑限界的要求。

3超挖：应按开挖轮廓线作业，尽量减少超挖，洞身开挖的允许偏差见下表

 

                             洞身开挖检查项目

4外观检查

洞室周边及顶部无浮石、危石、无离缝。

一、安全要求

1严禁非工作人员进入隧道

2施工中应对机械设备进行定期检查、养护、维修。

3施工前主管工程师应对施工班组、人员进行安全交底和 ，同时告知安全风险和应对措施。

4严禁带明火和火种进入隧道，隧道内禁止吸烟。不准酒后进洞。施工中洞内施工用电不准乱拉乱接，要有专职电工负责用电。

5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，施工过程中应注意安全，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。

6台阶和导坑开挖；a、台阶或导坑之间控制一定的距离，以适应机具作业，并尽量减少翻渣工作量；b、支护和临时支护必须紧跟，支护及时成环：c、台阶宜少分层，使装渣机械紧靠开挖面，以减少扒渣距离：d:下断面开挖的落底拱脚边沿应留平台，以保证拱圈稳定。落底采用分层或一次拉槽

7司钻中得将胸部、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，应用扳钳松动拔出，不可敲打，未送风前不可撤出钻杆。风钻使用每使用俩小时加一次油；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。

8领取爆破物品时应指定由由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登记手续并专人押送，雷管和炸药同车运输。

9爆破物品进入现场，雷管、炸药必须距离15米以上放置，使用木质炮棍装药。监炮人员要做好爆破物品的使用记录，防止爆破物品流失，用剩炸药雷管必须及时退库。瞎炮、哑炮须原装药人员进行排除处理。

10进入隧道的内燃机械与车辆，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。

11机械装渣时，装载工作场地，应设车辆调度与指挥人员。

二、 环保要求

1隧道内必须连续通风，有粉尘或不良气体时应加强通风。

2在掌子面装渣时，应先洒水，以减少粉尘，施工场地应时常洒水湿润，粉尘大时要采取降尘措施。

3弃渣应运至指定位置，隧道内污水应集中净化处理后方可排放。

4施工机械在夜间洞外施工禁止鸣号，防止打扰附近居民。