大跨度隧道全断面开挖工法

大跨度隧道全断面开挖施工工法

(YJGF15-92)

铁道部隧道工程局

隧道施工如仍采用60 ―― 70年代以轻型机具为主地小型机械进行分部开挖、斗车运输、木支撑替换混凝土衬砌地施工方法，已不能适应隧道全断面施工地高速、优质和安全地

要求，同时,也无法满足修建大跨度和长大隧道地需要•

80年代建设地衡广复线，在铁道部地领导和支持下，针对评乐段长14.295km地大瑶山双线电气化铁路隧道地修建，开发了大跨度隧道全断面开挖施工工法，解决了隧道长、断面大、

工期短带来地一系列难题.在施工中打破常规应用十项科研关键技术成果，做出了许多新地尝试和突破，发展、改变了近百年来修建隧道地传统方法.全面应用新奥法原理指导施工；成功

地进行了硬岩深孔爆破和软岩全断一次成型爆破；首次运用了光电测距导线和光电三角高程控制测量新技术进行隧道控制和竖井投点；成功地进行了27.6km独头巷道地施工通风；第

一次大规模地应用带塑料板地复合衬砌技术，发挥了围岩地承载能力，创造了大地施工空间，

解决了隧道漏水问题；全面采用大型机械化进行全断面施工，形成了破岩装运、支护、衬砌

三条卓有成效地机械化作业线，创造了较高地施工速度，最高单口月成洞 217双线M，全隧道

平均单口月成洞 99.2双线M，通过地质恶劣地长465m地F 9惭!」诸，单口月平均开挖

19.75双线M;施工中采用各种超前地质预报；多种注浆加固围岩及堵水；全面进行施工监控量测，信息反馈技术.从而，大大改善隧道施工作业环境，为安全快速施工，提高工程质量提

供了技术保证.使该隧道施工技术成为我国隧道建设史上一个新旧方法地转折，开创了隧道施工采用新方法、新技术、新设备、新工艺地成功模式，并制定了各种施工工艺操作细则及标

准.

本工法地单项科研技术成果前后通过了部级技术鉴定.其综合配套技术获1989年铁道

部科技进步特等奖.参加了首届全国工业企业技术进步成果展览，国家重点建设工程图片展览、国际第16届隧道年会展览和 1992年国际铁路现代化展览等.本工法地多项科技成果已纳入铁道部地相关技术标准规范，并已得到广泛推广和应用.如大秦线西段二十多座铁路隧道

梧桐山、板樟山等公路隧道和大广坝、太平驿、铜头水电工程地地下工程均应用了本工法施工，取得了很好地经济效益和社会效益.

一、工法特点

(1)本工法全面应用新奥法原理指导施工.

(2)采用五 M深孔光面爆破，解决了深孔掏槽、克服管道效应、非电起爆、爆破振动监

控量测、周边预裂光爆等系列技术问题；通过优选爆破器材和选择合理爆破参数等，使炮眼利用率平均95%^上，炮眼痕迹保存率达 70%左右(见隧道硬岩深孔爆破工法).

(3)监控量测技术、数据处理方法和信息反馈地判断准则技术用于施工，使一切施工管理、施工方法用数据说话,保证了隧道施工地安全作业 .

(4)初始应力场及二次应力场地量测技术，超前15m声波探测光谱显微构造分析，结合洞内素描，赤平极射投影技术，进行了准确地地质预报，其准确率达80%左右.

(5)采用喷锚支护复合衬砌结构，其外层用锚杆喷射混凝土初期支护，内层模注混凝土作二次衬砌，两层间设置塑料防水层(见隧道复合式衬砌施工工法 ).

(6)大型机械化快速配套施工，成功地建立了凿岩装碴运输、混凝土锚喷支护和二次衬

砌三条机械化作业线，使单口开挖月进尺最高达到203m,平均月进尺187m,混凝土衬砌施工最

高达300m/月进尺(见隧道大断面快速施工工法 ).

(7)隧道长距离(2763m)独头无轨运输施工通风地成功，可减少一条平行导坑地工程.

(8)通过F)断层严重地层破碎带，采用地周边浅孔预注浆堵水、加固地层技术(见双线隧

道富水软弱破碎围岩大断面工法).

(9)控制精密测量技术,使14.295km隧道贯通误差精度横向17.3mm(限制土 400mm),仅为

限差地4.4%,高程误差4.6mm(限差土 50mm),仅为限差地9.2%.

(10)隧道做到安全施工，死亡率为第km0.57人.

二、适用范围

(1)本工法适用于新奥法原理指导施工地各种隧道、地下通道及洞室

. . 2

(2)深埋、铁路围岩川-"类，开挖断面80~120m地隧道.

(3)采用大断面深孔爆破机械化快速施工地公路隧道.水工隧道及其它类似地地下工程.

三、工艺原理

(1)以岩体力学理论为基础，应用新奥法原理指导施工，充分发挥围岩地自承能力，通过控制

爆破技术，及时进行喷锚初期支护，防止围岩松动，应用量测监控及时反馈，充分发挥围岩和初期支

护地作用，利用大型机械快速施工.

(2)应用爆破成型原理，做到了对不同围岩地光面爆破、预裂爆破和深孔爆破

(3)利用变位反分析法原理，进行复合衬砌地计算和设计.

(4)利用围岩特性曲线，确定施工工序之间地合理施作时间.

(5)应用流体力学气体流动理论，解决了施工长距离管道通风.

(6)应用地质力学原理、浅层地震反射波原理和遥感原理探明了构造，进行隧道地质超

前预报.

(7)应用系统控制网络理论，进行机械化配套和管理快速施工.

(8)应用概率论、数理统计理论及测量误差理论，合理处理边角数值，绘制误差椭圆对三

角网及导线分析；将光电测距仪应用于洞内控制测量，并提出光电测距导线环平差新方法，大

大提高测量精度.方便灵活，省事省时.

(9)利用排、堵、截原理，进行隧道防排水注浆处理，使隧道基本做到滴水不漏、保持干

燥.

四、施工工艺

(一)丁艺桿序

（二）施工要点及注意事项 1. 深孔掏槽技术

（1）隧道掘进深孔爆破主要取决于大直径深孔掏槽是否成功

，本工法采用直眼掏槽 面积1100mm 1100mm ；匸护丿幻"门

1）单临空孔掏槽，如图3（a ）,适用于3.0m 以下浅孔爆破

.

,掏槽

图1爆破幵幣作业摩序圈

2.支护衬砌作业程序（图2）

图2比护衬砌邯业榔洋图