隧 道 施 工 技 术 简 述

三、开 挖 方 法





（二）三台阶七步开挖法 适用于易坍塌的软弱围岩和断层破碎带。 1、上台阶开挖高3.0—3.5m，可保留核心土，断面较小，人工风镐配合挖掘机开挖，及 时支护，循环进尺0.5—1.0m。 2、上断面锚喷 3、中台阶挖中槽，台阶长5—7m， 4、6、马口开挖，宽不超过2.0m 5、7、中台阶初支，随挖随支 8、下台阶拉槽， 9、11、下台阶马口开挖，不超过2.0m 10、12、下台阶初支 13、仰拱开挖 14、仰拱砼 15、全断面衬砌砼 （三）上下台阶开挖法 适用于Ⅳ、Ⅲ级围岩 1、上断面开挖，高4.5—5.0m循环进尺2—3.00M 2、上断面初支 3、拉中槽 4、6、左右侧马口开挖 5、7、下断面两侧初支 8、仰拱开挖 9、仰拱砼 10、全断面灌注二衬砼 优点有足够的工作空间和施工速度，但上、下台阶作业有干扰，上部开挖后，下部就比较安 全。
六、隧道施工中应注意的几个问题




（一）结合隧道进出口地形、地貌、工程地质和水文地质条件， 并考虑到施工开挖边仰坡的稳定性，本着“早进晚出”少开挖 的原则，确定隧道进暗洞位臵及明洞形式。洞门形式力求结构 简单，并与地形地貌协调一致，在保证安全、环保、经济的原 则下洞门形式以削竹式洞门为主，采用骨架护坡和植草防护。 （二）洞口施工采用上下两层小切口开挖方案，或直接施作护 拱及长管棚，以实现拱顶零开挖进洞，降低仰坡开挖高度。在 工期紧迫的情况下，可将洞口段大管棚改为双层或单层超前小 导管进洞，在不良地质段，护拱可适当加长并增加两侧耳墙扩 大基础，以顶住仰坡面，确保安全施工。 （三）在隧道施工的初喷、初期支护、二衬等环节中要落实及 时性，确保隧道施工各工序在适当间距下连续、均衡流水作业， 整体推进，一般情况下，洞口段上断面掘进50m后，应及时进行 下断面开挖和仰拱填充施工，掘进完成100—150m后，应及时完 成洞口加强段二次衬砌和明洞衬砌施工。 （四）工程地质水文地质复杂的特长隧道、长隧道必须进行超 前地质预报。
五、塌方处理



（一）在软弱围岩破碎段发生较大塌方时（100—200M3），应及时撤退施 工人员和机械设备，设专人安全防护。 （二）塌方基本稳定后，如坍腔已填满，千万不要清碴，必须从洞外运碴， 堆积约3M多高，回填长度不少于10M，对初期支护反压回填，并形成工作 平台。 （三）采用三台阶开挖，先用编织袋装碴，码砌成1:0.5斜坡，喷射砼封 闭掌子面。 （四）对坍方影响段回填洞碴，架设临时钢支撑或小导管注浆等加固措施， 保住已完成的初期支护。 （五）双层超前小导管对坍碴进行1:1或0.8:1水泥浆固结注浆，自下而上， 间隔注浆，间歇注浆，并做好记录。 （六）在拱顶形成一定厚度固结层后，保留核心土人工风镐环形逐榀开挖 支护，每开挖1.0—1.5m后再进行双层超前小导管注浆，循环推进，使初 期支护穿过坍方段。 （七）塌方段要加强初期支护，一般采用S洞支护参数Ⅰ20a拱架，间距 0.5M，初期支护收敛基本稳定后及时进行二衬钢筋砼衬砌。 （八）硬质围岩段出现小的坍方较好处理，掉块稳定后呈三角形（楔形） 稳定后，对坍腔初喷10—15cm厚砼进行封闭，双层或单层超前小导管掛网 喷射砼逐榀架立钢拱架，完成初期支护，塌腔小时分层挂网喷射砼填实。 坍腔较高时，在初期支护中预埋φ150泵送管2—3根，在二衬前分次泵送 C25砼回填密实。
三、开 挖 方 法




（四）全断面开挖法 适用于Ⅱ、Ⅲ级围岩、围岩坚硬、整体性较好，空间大，适用大型机械化施工、施工进度快； 工序干扰小，便于施工管理，可以取得较好的爆破效果，但必须进行严格的光面爆破设计，当 围岩变坏时，应及时改变施工方法，改为上下台阶施工。 （五）单侧壁导坑法 适用于双连拱Ⅴ级围岩段 1、先行导坑上部开挖 2、先行导坑下部开挖 3、先行导坑锚喷支护，中隔墙临时支护 4、后行导坑上部开挖 5、后行导坑下部开挖 6、后行导坑初支 7、仰拱开挖灌注砼 8、拆除中隔墙支护，全断面衬砌砼 （六）双侧壁导坑法 适用于双连拱隧道洞口加强段施工 1、先行导坑上部开挖 2、先行导抗下部开挖 3、先行导坑锚喷支护中隔墙支护 4、后行导坑上部开挖 5、后行导坑下部开挖 6、后行导坑锚喷支护中隔墙支护 7、中央部拱顶开挖 8、中央部拱顶锚喷支护 9、10、中央部其余部分施工 11、灌注仰拱砼 12、拆除临时壁墙全断面衬砌砼
隧道施工技术简述
隧道施工技术简述

一、隧道施工技术的发展 解放后，我国修建了多条铁路干线，初步统计，我国拥有的铁路 隧道长度已超过4000km，改革开放后，随着我国公路建设的发展，特别 是高速公路的迅速发展，公路隧道在数量、规模和修建技术上，有很大 提高，在陕西境内，修建了秦岭终南山隧道（长18.5km），西汉高速公 路有十二座特长隧道和十座长隧道，隧道130多座，总长度接近130km， 在宝牛、勉宁、西柞、柞小、兰商、商漫等高速公路上，已修建了多座 特长中短隧道和连拱隧道。目前陕西境内十天高速、青岛至银川309高速 公路段也有多座隧道正在开工建设，国际上，日本1984年建成青函海底 隧道（长53.8km），英法1991年建成了英法英吉利海底隧道（长 50.50km），无论是工程规模、复杂性，还是在应用新技术方面，都代表 着20世纪世界隧道施工的最高水平。为适应今后隧道工程大规模发展的 需要，隧道施工应加强施工中的地质勘探水平，加快隧道施工机械化， 加强应用施工新技术的研究（如钻孔作业使用能力更强的凿岩和钻孔台 车，冲击钻头采用更优良的合金材料和改进钻头形状以加快钻孔速度； 开发更有效的爆破器材，研究优化爆破设计，提高凿岩爆破能力，加强 对湿喷砼及喷射钢纤维砼的应用研究，改善施工工艺，改善施工条件， 提高支护质量、速度和效果；加强对拼装式衬砌的研究和应用，使预制 砼衬砌向高标号、尺寸误差小、拼装密封条件好的方向发展；进一步完 善辅助工法，特别是加强注浆技术（设备、材料、工艺、检验）的研究， 以提高对付不良地质的应变能力等，还要加强隧道施工现代化管理，最 大限度地发挥机械效率，确保工程质量和施工安全，缩小我国和国外隧 道施工技术差距，做为隧道施工技术人员，我们的工作既艰巨又光荣， 任重道远。
二、隧 道 施 工 方 法




少扰动：是指隧道开挖时，要尽量减少围岩的扰动次数、 强度、范围，要求能用人工机械开挖的新不用钻爆法开挖，采 用钻爆法开挖法要严格实行光面爆破，尽量采用大断面开挖； 根据围岩类别、开挖方法，选择合理的循环进尺，自稳性差的 围岩循环进尺短一些，支护要尽量紧跟开挖面，缩短围岩应力 松驰时间。 早喷锚：是指开挖后及时施做锚喷（刚架）支护，使围岩变 形进入受控状态，这样做一方面使围岩不致变形过度而产生坍 塌失稳，另一方面使围岩变形适度发展，发挥围岩的自承能力， 必要时采取超前锚杆和超前小导管等超前支护措施。 勤量测，以直观、可靠的量测方法，如测拱顶下沉、水平收 敛和地表沉降观测，断面扫描等，判断围岩变化趋势，为设计 调整支护参数和进行二衬施工提供依据。 紧封闭，及时喷射砼是对围岩作封闭状支护，阻止围岩变形， 防止软弱围岩风化，广义讲是指开挖后要对开挖面初喷5—6cm 厚，及时完成初期支护，必要时初期支护封闭成环，并及时施 工仰拱和二衬。
二、隧 道 施 工 方 法


高速公路穿越崇山峻岭,隧道施工常采用传统的矿山法 和新奥法。传统的矿山法，依据“松驰荷载理论”视围岩 为松散的堆积体，采用分部开挖和刚度较大的木支撑和钢 支撑，隧道开挖成形后逐步替换支撑，用整体式厚衬砌作 为永作，缺点是支撑麻烦，拆除不安全，衬砌受力条件 不好，断面小，不利于大型机械施工，进度慢，效率低。 新奥法依据“岩承理论”，认为围岩有一定的承载能 力，对其承载能力不仅要尽可能的利用，而且视围岩为承 载的主体，以喷衬砼、锚杆（必要时有格栅和钢支撑）为 主要支护手段，初期支护可根据围岩变化和监控量测及时 调整，初期支护对承受荷载起主要作用，一般情况下，二 次衬砌承受次要荷载，先柔后刚，新奥法理论认为整体失 稳是由局部破坏所致，故支护结构应尽早封闭，全面约束 围岩，尤其是围岩破碎软弱时，应及时修建仰拱和及时完 成二次衬砌，使支护和围岩共同形成一个封闭的承载环。 新奥法施工的基本原则可以归纳为“少扰动、早喷锚、勤 量测、紧封闭”。
四、不良地质段的施工



安康至汉中高速公路石泉过境段共有5座隧道，合计长度25823.49米， 马岭关、朱家沟、小草沟、柳树沟等中短隧道共长2998.6m，路线布 设于秦岭南麓和大巴山北麓山地之间，在强烈的北东东—南西西向区 域挤压应力长期作用下，造就了石泉饶峰至城口大型推覆构造带，路 线穿越了陕西境内地形、地质构造最为复杂的地段，受地层挤压和强 烈褶皱的影响，石泉过境段5座隧道要穿越17条断裂破碎带，设计长 1495m，占隧道总长的11.2%，围岩为风化和强风化的糜棱岩、闪长岩， 灰岩夹硅质岩及变砂岩、玄武岩等，已掘进6000m，多数地段围岩节 理裂隙发育，稳定性差，有的地段裂隙水发育呈淋雨状，有股水流出。 施工中，项目组、总监办会同施工单位、现场监理现场会勘，及时采 取了各种加强支护措施，施工中仍出现多次小塌方，有的地段初期支 护侵限掉皮开裂。在工期十分紧迫、任务十分繁重的形势下，各施工 单位面临巨大压力和挑战，为此，我们要采取以下措施： （一）施工前应对设计所提供的工程地质和水文地质进行详细分 析和了解，备足有关机具材料，制订相应的施工方法；施工中，必须 进行超前地质预报，了解前方围岩发展变化趋势，采用相应的应变措 施； （二）各施工单位配备地质工程师，对开挖面的工程地质和水文 地质进行观察和描述，详细了解和记录结构面产状，节理裂隙发育情 况，钻孔速度和岩性变化，裂隙水发育情况，在涌水段采取超前钻孔 等措施，及时引排地下水；并将有关信息向单位领导汇报。
三、开 挖 方 法




（一）环形开挖留核心土法： 适用于洞口加强段（含S洞、S浅、S断）及V级围岩段，围岩为堆积体 或易坍塌的软弱围岩地段，上部留核心土可以支挡开挖工作面，利于 及时施做拱部初期支护以增强开挖工作面的稳定，核心土及下部开挖 在拱部初期支护保护下进行，施工安全性好，循环进尺0.5—1.0m，下 台阶长度为洞径的1.5倍，短台阶20—30m，长台阶不超过50m，下断面 落底时，采用拉槽跳挖马口，马口长度不超过2.0m。 台阶长度可分为长台阶，短台阶，台阶的长度根据围岩的稳定性和施 工机械的组合确定，围岩稳定性差，台阶就越短。 施工顺序： 1、上弧形导坑开挖（断面高4.5m—5.0m） 2、拱部锚喷； 3、挖去核心土； 4、挖槽（两侧台阶土宽度1.0—1.5m）； 5、6、挖两侧马口； 7、8、下断面初期支护； 9、仰拱开挖； 10、仰拱衬砌； 11、全断面模注二衬砼。