隧道施工知识讲解

十五 隧道测量技术重点
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讲解重点介绍
关于隧道施工这次重点讲解隧道开挖方法、 锚杆的施工、大管棚施作，喷射砼工艺以及防、 排水系统。
测量重点讲解：开挖轮廓线、钢拱架测量、 二衬台车定位、监控量测和超欠挖断面测量。
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隧道定义及划分
❖隧道定义及划分
隧道： 以任何方式修建，最终使用于地表以下的条 形建筑物，其空洞内部净空断面在2平方米以上者均为 隧道。
❖ 明洞回填采用两侧对称法，由人工分层夯实，每层厚度不得 大于0.3m，回填至拱顶 齐平后，立即分层满铺 填筑至要求高度，机械 回填待拱圈砼强度达到 设计强度且由人工夯实 填至拱顶1.0m后方可进 行。
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二、大管棚
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二 （1） 管棚施工
1.1 设计要求 洞口浅埋段进暗洞第一环超前支护采用管棚预
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❖ 2.2 边、仰坡加固
❖ 洞口段围岩稳定性差，必须进行处理后，再进行
下部明洞及洞门的开挖。防护处理方案为锚喷网
结合，采用C20喷射砼，厚10cm，ф6钢筋网，网
格间距@=20cm×20cm，锚杆采用砂浆锚杆，边仰
坡锚杆长度采用L=3.5m，
间距@=120×120cm，沿
边
仰坡梅花形布置。
❖ 1.2.2 钻孔深度30m。
❖ 1.2.3 移动钻机至钻孔部位，使导向管和钻 杆在同一直线上，满足上仰角度；
❖ 1.2.4 钻机开孔时钻速宜低，钻进一定深度 后转入正常钻速；
❖ 1.2.5钻孔达到要求深度后，用高压风将孔 内清理干净。
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钻孔（图示）
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二（3） 管棚施工工序
方法，主要应用
于
Ⅴ级围岩卵石
地段
的施工。
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CRD（交叉中隔壁）法开挖
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CRD法施工方法
❖ ㈠、利用前一循环架立的钢架开挖隧道①部，施做Ф25 自进式注浆锚杆超前支护。机械开挖②部，人工配合整 修。喷5cm厚混凝土封闭掌子面。施作上部左侧导坑周 边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架立 型钢钢架和18临时钢架，并设锁脚锚管，安设18横撑， 施工洞身锚杆、钢筋网后复喷混凝土至设计厚度。
浆勾缝。
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一（2）. 洞口段施工
❖ 2.1 明洞、洞口开挖 ❖ 明洞采用明挖法施工，采用挖掘机分段、分层开挖，必
要时辅以微震控制爆破开挖，人工配合挖掘机刷边（仰） 坡，分段长度不大于10m，分层高度不大于2m。装载机 配合挖掘机进行装碴作业，自卸汽车运输弃碴；开挖完 成后及时进行喷锚作业，封闭岩面。 ❖ 隧道洞口工程临时边仰坡采用喷锚网防护，仰坡开挖根 据设计图纸,拱顶以上采取1：0.5的坡率，拱顶以下采 用1：0.15的坡率。
❖ 洞口上半断面开挖→测量定位→施作套拱和 导向管→搭设作业平台→钻孔→清孔→安装 管棚→管棚注浆
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二（4）顶管工艺流程
❖ 1.3.1 先施工单号管棚，每钻完一孔便顶进一根钢管。 原则上一孔一注浆，由低到高 。
❖ 1.3.2安装钢管时先用人工顶进，人工不易顶进时采 用机械配合顶进，顶进困难时用锤击钢管或用卡钳
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三（3）、单侧壁开挖法（CD法）
v CD法是先开挖隧道一侧的一部分，施作 部分中侧壁，再开挖隧道另一侧的一部 分施工方法，主要应用于Ⅴ级围岩浅埋 地段的施工。
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三（3）、CRD法施工
❖ CRD法是先开挖隧道一侧的一部分，施
作部分中隔壁和横隔板，再开挖隧道另
一侧的一部分，完成横隔板施工的施工
Ⅹ.仰拱初期支护； Ⅺ.仰拱砼施工； Ⅻ.拱墙二次衬砌施工。
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核心土施工方法
①上弧形导坑：预留核心土，人工配合机械开挖，个别孤石， 微药量解体，风镐修凿轮廓，采用机械装运出渣。为了确保安 全，每循环进尺控制在0.5～1.0m左右。开挖后及时初喷4cm 砼封闭围岩，架设拱架，挂网、打设锚杆、喷砼至设计厚度。 ②核心土开挖：在保证拱部预留作业平台和不影响其它导坑开 挖的前提下，可随时进行核心土的开挖。机械化作业，自卸汽 车运输。开挖时预留一定仰坡（1：0.3）以保证拱部作业平台 稳定。开挖长度可根据实际情况调整，但一次开挖不能大于4m， 开挖至仰拱标高以上20-30cm。由于核心土高度较高，考虑到 工作人员上下及运输方便和确保施工安全需要，把核心土开挖 成阶梯以利人员上下。
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施工要点：
①及时支护，及时量测，及 时反馈，及时修正。
②开挖后及时初喷，出完渣 后及时安装钢支撑、打锚杆，进 行挂网复喷混凝土。
③当围岩等级与设计不符时， 特别是围岩变软弱时及时提出设 计变更，加强支护，以确保围岩 的稳定。
④下部台阶左右错进，及时 接长钢支撑，完成初期支护。仰 拱填充紧跟开挖，以实现隧道早 封闭，稳定围岩。
❖ ㈣、在滞后于④部3-5m后，机械开挖⑤部，人工配合整 修，喷5cm厚混凝土封闭掌子面，导坑周边部分初喷 4cm厚混凝土，接长导坑周边拱架，安装锁脚锚管，安 设型钢仰拱单元，使之封闭成环。施工洞身锚杆、钢筋
网后复喷混凝土至设计厚度。
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CRD法施工方法
❖ ㈤、根据监控量测结果分析，待初期支护收敛 后，拆除18临时钢架及上部临时横撑。 灌筑边墙基础与⑥部仰拱混凝土。
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一（3）、明洞钢筋保护
❖ 一般在暗洞进尺 50m以后开始施 工明洞衬砌，期间 钢筋要保护不生锈 。
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一（4）. 明洞施工
❖ 明洞衬砌采用模板台车作内模，组合钢模作外模，拱墙衬砌 混凝土由自动拌合站生产，罐车运输，泵送入模一次性灌注， 插入式配合附着式振捣器振捣。洞口衬砌与隧道洞门整体灌 筑后进行洞顶回填施工。
❖ 公路隧道划分：500m内属于短隧道，500~1000m属 于中长隧道，1000~3000m属于长隧道，3000m以上属 于特长隧道。铁路隧道划分：500~3000m为中长隧道， 3000~10000m是长隧道，10000m以上是特长隧道。
❖ 隧道穿越的围岩，是十分复杂的地质体，不可预见因
素太多；施工环境恶劣，通风困难、采光差、噪音大等，
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光面爆破一般循环进尺长度2.5~4.5m,常见的有锥形掏 槽和直眼掏槽。
形掏槽：操作简单，要求低，易把岩石抛出，布眼数量 少，药耗低，缺点是收开挖断面限制，循环进尺短。
直眼掏槽：适用于中硬岩层和坚硬岩层，效率高，耗药 量大，进尺较长。
转动钢管，以取得较好的顶进效果。
❖ 1.3.3单号管棚顶进完成后，管口用麻丝和锚固剂封 堵钢管与孔壁间空隙，钢管自身利用孔口安装的封 头将密封圈压紧，压浆管口安装三通接头，然后进
行注浆。
❖ 1.3.4施工双号管棚，按上述方法进行，施工并验证
单号钢管注浆质量，发现有不密实的问题，及时在
双号钢管中注浆填实处理。
施工准备 超前地质预报
测量放线 拱部超前支护 上部弧形导坑开挖、支护
核心土开挖 左、右侧下台阶错位开挖、支护
底板开挖初支封闭成环 监控量测
下循环施工
调 整 开 挖 参 数
加强支护
拱部留核心土环型分部开挖法施工工序
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三（2）台阶分部开挖法
台阶分部开挖法适用于Ⅳ级围岩，根据围岩级别，调整 爆破参数。上部台阶超前3～5m，上部采用风钻打眼，下部 多功能作业台架配合风钻钻眼，周边采用弱爆破，炮眼间距 控制在45cm，进尺控制在1.5m～2m，非电毫秒雷管引爆， 周边眼采用小直径药卷间隔装药结构，以减少对围岩的扰动； 装载机装碴，自卸汽车运输。开挖完成后，及时施作初期支 护，保证下部钢架与上部钢架顺接。全部完成钢架支撑、锚 杆安装、挂网、喷混凝土施作后，进入下一循环开挖施工。
❖ ③台阶长度控制在3~5m，及时施作初期支护，配合锁脚 锚杆封闭成环，初期支护钢架背后严禁出现空洞。
❖ ④施工中若发现围岩有失稳现象，应及时用喷射砼封闭， 加设锚杆、架立钢支撑等加强支护。
❖ ⑤应及早施作仰拱和二次衬砌，防止隧道边墙向内位移。
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1、单侧壁导坑法（CD法）
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隧道专项 施工技术知识
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目录
❖ 一、隧道洞口及明洞施工 ❖ 二、大管棚施工 ❖ 三、洞身开挖 ❖ 四、超前支护 ❖ 五、初期支护 ❖ 六、仰拱及初支 ❖ 七、隧道防排水 ❖ 八、二次衬砌 ❖ 九、水沟、电缆槽 ❖ 十、 混凝土养护方案 ❖ 十一、 不良地质危害 ❖ 十二、隧道通风方案 ❖ 十三、 监控量测、地质超前预报 ❖ 十四、隧道施工安全保证体系
是一项属于高危作业。
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一、洞口及明洞施工
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一（1）.洞顶截水沟施工
❖ 在进行洞口及明洞施工前，先将边、仰坡顶处的截水沟做好，防止地 表水对边坡的冲刷、侵泡、造成边坡坍塌等，影响进洞施工。
❖ 截水沟采用人工开挖。线型应圆顺，排水顺畅并与自然沟谷或路基排 水系统顺接，截水沟的砌筑采用M7.5浆砌片石错缝座浆砌筑，M10砂
2、CRD开挖
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3、双侧壁导坑开挖法
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双侧壁开挖法
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三（4）、光面爆破
❖ 为了充分发挥围岩的自承能力，减轻对围岩 的振动破坏，隧道采用微振控制爆破技术， 实施全断面光面爆破，并根据围岩情况及时 修正爆破参数，达到最佳爆破效果，形成整 齐圆顺的开挖断面，减心土开挖法（图示）
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施工方法
③下断面左右导坑开挖：采用人工配合挖掘机开挖，个 别孤石或少量硬质岩，钻孔微药量解体，风镐修凿轮廓，开 挖后及时封闭岩面，左右侧导坑前后交错开挖，进尺与上半 断面相同，台阶长2-3m，其它地段控制在3-4m，保证上台 阶施工作业平台。
④仰拱开挖及混凝土喷射：当核心土开挖完成后，立即 进行仰拱开挖和型钢拱架安装，喷射混凝土将隧道初期支护 封闭成环，确保隧道施工安全，为了避免底部超挖及确保工 程质量，仰拱开挖必须采用人工捡底，且每次落底控制在34m，以不影响开挖面施工为前提（提前制作栈桥）。
支护，洞口段套拱纵向设置长度为2m，厚60 cm， 套拱内预埋Φ127×4 mm导向钢管；管棚采用 Φ108壁厚6mm的无 缝钢管，每根长30m； 管棚环向间距中至中 40 cm。
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套拱施作过程（图示）
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导向管安装，固定钢拱架架设
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二（2）钻孔操作要点
❖ 1.2.1 钻杆与隧道中轴线成1~2。夹角，不包 括路线纵坡，方向与路线中线平行。
❖ ㈡、在滞后于②部3-5m后，机械开挖③部，人工配合整 修，喷5cm厚混凝土封闭掌子面，导坑周边部分初喷 4cm厚混凝土，施作上部型钢钢架和18临时钢架，安装 锁脚锚管，安设18横撑，施工洞身锚杆、钢筋网后复喷 混凝土至设计厚度。
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CRD法施工方法
❖ ㈢、在滞后于③部3-5m后，机械开挖④部，人工配合整 修，喷5cm厚混凝土封闭掌子面，导坑周边部分初喷 4cm厚混凝土，接长导坑周边拱架，安装锁脚锚管，安 设型钢仰拱单元。施工洞身锚杆、钢筋网后复喷混凝土 至设计厚度。
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二（5）注浆施工
❖ 1.4.1 水泥浆水灰比为1:1,注浆压力：初压 0.5-1.0MPa，终压2.0MPa。
❖ 1.4.2 注浆前应进行现场注浆试验，根据实际 情况调整注浆参数。
❖ 1.4.3 当注浆压力逐渐升高、达到设计终压力 并稳定10min，且进浆速度小于开始进浆速 度的1/4或注浆量不小于设计的80%时，即可 完成注浆。
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二（8）管棚施作过程
管棚施工完毕
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三 洞身开挖
1.拱部留核心土环型分部开挖法：
拱部留核心土环型分部开挖法适用于本隧道的 一般Ⅴ级围岩地段。在超前施作管棚完成后先开 挖上弧形导坑，并进行初期支护，再分部开挖剩 余部分。
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三（1）预留核心土法
I.超前支护； 2.上半断面环向开挖； Ⅲ.上半断面初期支护； 4.上半断面核心土开挖； 5.下半断面左侧壁开挖； Ⅵ. 下半断面左侧壁初期支护； 7.下半断面右侧壁开挖； Ⅷ. 下半断面右侧壁初期支护； 9.下半断核心土开挖（含仰拱开 挖）；
❖ ㈥、灌筑仰拱填充⑦部至设计高度。 ❖ ㈦、利用衬砌模板台车一次性灌注⑧部衬砌（拱
墙衬砌一次施作）。
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CRD法施工要点
❖ ①施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、 严治水、勤量测”的施工原则，紧凑施工工序，精心组 织。
❖ ②做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，妥善处理 好陷穴、裂缝。