隧道施工的辅助坑及辅助作业
隧道施工中的辅助坑道知识
辅助坑道隧道施工时，为开辟工作面以缩短工期和改善施工条件而增设的坑道。
常用的辅助坑道有横洞、斜井、竖井和平行导坑。
选择辅助坑道应根据隧道长度、施工期限、地形、工程地质与水文地质、弃碴场地等条件，以及通风和排水需要，通过技术经济比较确定。
可以单个、多个或组合使用。
横洞多用于一侧覆盖层较薄的傍山隧道，用以增辟工作面和缩短出碴进料距离（图1）。
若洞口有其他工程干扰，无法从正面开挖正洞，或洞口路堑挖方量大而洞口侧面覆盖层较薄，均可利用横洞提前开挖正洞。
横洞与隧道中线的平面夹角最好为90°,不宜小于40°，应设向外的不小于3‰的纵坡，以利排水和运输。
斜井当长隧道埋深不大，或深埋隧道地表旁侧有低洼地形时,可采用斜井（图2）。
斜井倾角不宜大于25°,斜井中线与隧道中线平面交角不宜小于40°,斜井运输可用皮带运输机或卷扬机轨道运输。
竖井在隧道上方有低洼地形时，可在隧道的一侧或顶部设置竖井（图3）。
它本身的掘进是垂直向下进行的，开挖爆破效率较低。
竖井中的运输采用吊桶或罐笼提升，地面需要安装井架和天轮等庞大的设备，地下需布置井底车场,运输能力有限而能源消耗较大。
为了安装地面提升设备，井口需要修建加固结构，且需有较宽阔的场地。
竖井本身的施工期较长，造价较高。
在隧道建成后，竖井可作为通风之用。
平行导坑简称平导。
一般平行于正洞，适用于长大的越岭隧道无法采用其他辅助坑道时，能同时增辟几个工作面以加快正洞施工速度，并解决施工中的运输、通风、排水、测量、探明地质及施工安全等问题。
由于开挖量增加，约增加隧道造价的15～25％，如超前正洞的长度不够，就不能增辟工作面以缩短工期。
随着钻爆技术及施工机械化的发展，正洞采用了全断面开挖而加快施工进度；通风机和风管也向大型化发展，无需平行导坑作通风巷道，故平行导坑已很少采用。
当地质不良，有大量地下水或瓦斯排出，或平行导坑可利用作修建第二线隧道的导坑时，则采用平行导坑较为有利。
高铁隧道(辅助坑道)
(1) 隧道在进行方案设计和定线时，应结合工期综 合考虑辅助坑道的设置条件；重点辅助坑道应设 置在工程地质条件良好、地质资料明确的地段。 (2) 辅助坑道方案设计时，结合预留二线、防灾等， 在硬岩地段应优先选用平行导坑；在软岩地段考 虑设置平行导坑初期支护工作量大、后期拆除重 建困难等因素，宜一次建成；横洞的施工能力很 强，也应优先考虑。
覆盖层较薄的长隧道、或在中间适当位置覆盖 层不厚、具备提升设备、施工中又需增加工作面， 则可用竖井增加工作面的方案。 竖井的位置可设在隧道一侧，与隧道的距离一 般情况下为 15~25m之间，或设置在正上方。断面 形式一般为矩形或圆形。
竖井的位置可设在隧道一侧，与隧道的距离一般情 况下为15~25m之间(图)，或设置在正上方。
•构成洞内测量导线网，提高测量精度。
(二)平行导坑设计及施工要点 1.平行导坑的布置 •一般设于地下水流向隧道的一侧。 •与正洞之间的最小净距离，应视地质条件、施 工方法、导坑跨度等因素确定。 •底面标高应低于隧道底面标高0.2~0.6m，以有利 于正洞的排水和运输。 •纵坡原则上与隧道纵坡一致，或出洞3‰的下坡。
横洞
R 正洞 横洞 横洞 α R 正洞 正洞 R L 横洞 R 正洞
横洞开挖应根据围岩级别、断面大小合理选用 开挖方法，当横洞开挖工作面与正洞的距离小于 10m时，应采取近距离控制爆破技术，降低爆破振 速。 横洞与正洞交叉口的洞室跨度大，受力复杂， 施工中应根据具体情况进行加固并加强变形监测。
2
当斜井井身倾角小于12%时，可采用自卸汽车、 装载机或挖掘机配合的无轨运输方式。 当斜井井身倾角为12%~28%时，可选用轨道 矿车或皮带运输方式。 当斜井井身倾角为28%~47%时，应采用矿车 提升。 当斜井井身倾角为47%~70%时，可采用大型 箕斗提升。
隧道施工辅助作业
隧道施工辅助作业地下工程施工中，除了钻爆、出渣、支护和衬砌等基本作业外，还必须借助一些辅助系统为基本作业提供必要条件才能完成工程任务，这些系统的工作称为辅助工作。
辅助工作主要包括通风防尘、压气供应、施工供水与排水、供电、照明等。
一、施工通风任何地下工程施工时都需要通风，采用钻眼爆破法施工时尤为重要。
爆破时，炸药分解产生大量余热和有害气体，同时隧道内空气中氧气的含量相对下降；机械设备也将排出大量废气和热量；隧道穿过煤层或某些地层时还会放出CH4、H2S等气体；另外，钻眼、爆破、出渣、喷射混凝土等作业均会产生大量粉尘。
这些有害气体及粉尘对施工人员危害极大。
因此，施工通风应达到以下目的：供给新鲜空气；冲淡与排出有害气体；降低粉尘浓度；降低地下空间内温度；瓦斯（CH4）浓度不得大于0.5%（按体积计），否则必须按煤炭行业现行《煤矿安全规程》之规定办理。
（一）通风方式的选择施工通风方式应根据隧道的长度、掘进隧道的断面大小、施工方法和设备条件等诸多因素综合确定。
在施工中，有自然通风和强制机械通风两类。
其中，自然通风是利用洞内外的温差或风压来实现通风的一种方式，一般仅限于短直隧道（如500 m以下）、浅埋地下工程，且受洞外气候条件影响极大。
绝大多数地下工程施工应采用强制式机械通风。
《客货共线铁路隧道工程施工技术规程》（Q/CR 9653—2017）规定，隧道施工必须采用机械通风。
根据通风机的作用范围，机械通风分为主机通风和局部扇风机通风。
当主机通风不能满足隧道掘进要求时，应设置局部通风系统，风机间隔串联或加设另一路风管增大风量。
如有辅助坑道，应尽量利用坑道通风。
竖井及隧道施工时，可用主扇或局扇或主、局扇结合式通风。
通风方式应根据隧道长度、施工方法和设备条件等确定。
通风方式应针对污染源的特性，尽量避免成洞地段的二次污染，且有利于快速施工。
实施机械通风必须具有通风机和风道。
按照风道的类型和通风机安装位置，机械通风可分为管道式、巷道式和风墙式三种。
隧道构造与施工备课课件 第九章： 辅助坑道
平导
120-180m 120-180m
通坑布置示意图
反向 横通道 40°-45°
5 平导施工
➢ 开挖：与隧道相同 ➢ 出渣：采用有轨运输 ➢ 支护：锚喷支护，与隧道相交处应加强支护； ➢ 衬砌：一般可不修筑衬砌。当考虑作为永久通风
道或泄水洞时应作衬砌 。
北天山隧道洞口
辅助坑道类型
1、横洞 2、平行导坑 3、斜井 4、竖井
辅助坑道作用
作用
选择依据
✓开辟新的工作面 ✓加快隧道施工速度 ✓改善施工条件 ✓缩短工期
• 根据隧道长度、施 工工期、地形、地 质，水文条件，结 合运营期间通风、 排水防灾的等需要
，通过技术经济必
选确定
9.1 横洞
1 适用条件
✓ 隧道较长，受工期 限制需要增加工作 面；
✓ 洞口难以施工时。
2 技术条件
✓ 交角 ：正交、斜交40~45 0
✓ 长度：1/7~1/10正洞长度 ✓ 纵断面：从洞内向洞口为下坡
0.3% 。 ✓ 横断面： 单车道、双车道
3 横洞施工
✓ 开挖 ：与一般隧道相同； ✓ 支护：只做锚喷支护，与隧道
相交处应加强支护；
✓ 衬砌：一般不做，如果作为运 营通风口时，需要做衬砌。
➢ 安全措施：
提升速度、提升绞车带有防过卷装置、井口挡车器、声 光电控制；车辆带有短绳保险装置等。
9.4 竖井
一、竖井的设计要点
• （一）竖井的位置选择 • 竖井应设在较低处或沟谷的两侧，防止洪
水危害。 • 竖井可设在隧道一侧，与隧道净距
15m~25m。
• （二）竖井的断面
• 圆形：受力条件好，能承受较大的围岩侧 压力；但断面利用率低，开挖、支撑及衬 砌比较困难。
第二讲 隧道施工基本方法及辅助措施
二、山岭隧道的常规施工方法
山岭隧道的常规施工方法又称为矿山法。将采用钻爆 开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统的矿山法”； 而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称之为“新奥法 ”。 ① 矿山法 传统的矿山法是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开 挖成形后，逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式厚 衬砌作为永久性支护的施工方法。 ② 新奥法(NATM) 新 奥 法 即 奥 地 利 隧 道 施 工 新 方 法 (New Austrian Tunnelling method－NATM)，它是以喷射混凝土锚杆作为 主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，便于充分发挥
3）性能特点及适用条件 其整体刚度较大，对围岩变形的限制能力 较强，且能提前承受早期围岩压力。因此管棚 主要适用于围岩压力来得快来得大、对围岩变 形及地表下沉有较严格要求的软弱破碎围岩隧 道工程中。
3 超前小导管注浆
1）定义 小导管是沿隧道纵向在拱上部开挖轮廓线 外一定范围内向前上方倾斜一定外插角，或者 沿隧道横向在拱脚附近以向下方倾斜一定外插 角的密排注浆花管。注浆花管的外露端通常支 于开挖面后方的栅格钢架上，共同组成预支护 系统。 2）适用条件 超前小导管注浆不仅适用于一般软弱破碎 围岩，也适用于地下水丰富的软弱破碎围岩。
3）超短台阶法（微台阶法） 微台阶法是全断面开挖的一种变异形式，适用于 I，Ⅱ，Ⅲ级围岩，一般为3～5m的台阶长度。
3 分部开挖法
分部开挖法包括环形开挖预留核心土法、双侧 壁导坑法、中洞法、中隔壁法等。
公路隧道施工—隧道辅助坑道施工
五、平行导坑
3．平行导坑设计与施工要点
（3）平行导坑洞口约500m左右可不设横向通道。 再往里掘进，每隔120～180m设一个横通道，以便 于出渣进料运输。亦可在适当位置设反向横通道， 以利便调车。横通道与隧道中线交角，一般以 400～ 450为宜，若夹角过小则夹角为锐角处的围岩 容易坍落，并增加横通道长度；若夹角过大则运输 线路的运行条件较差、运输车转输较为困难。横通 道的坡度则可由正洞与平行导坑的高差而定，一般 此坡度不会大；
（3）平行导坑可以构成洞内施工测量导线网，可以提 高施工测精度等。
五、平行导坑
3．平行导坑设计与施工要点
（1）平行导坑平面布置时，一般设于有地下水流向的 一侧，但宜与隧道正洞尽量平行，以利于使平行导坑工 程量减少及利用其排水，可使正洞施工较干燥，但同时 应结合地质条件及弃渣场地等条件综合考虑确定。平行 导坑基本应与隧道正洞纵坡一致，或出洞0.3%的下坡；
（7）平行导坑一般采用有轨运输，应及时铺好道岔， 接通轨道。正洞的各项作业应分区分段进，以减少互相 干扰。分区分段的长度应根据横通道及运输组织管理来 划分。大断面开挖的隧道，采用大型机具施工，干扰小， 通风排水运输施工条件好，因此一般可不需用平行导坑。
一、概述
当隧道较长时，为了增加施工工作面，加快施工进度， 改善施工条件（出渣、进料运输、通风、排水等），往 往需要选择设置一些适宜的、辅助性的坑道，如横洞、 斜井、竖井、或平行导坑等。
五、平行导坑
3．平行导坑设计与施工要点
（6）当洞内施工运输量大时，可以每隔5～6个横通道 设置一个反向横通道，便于增加运输回路，利于运输车 辆调度。连接平行导坑和正洞的横通交叉口处的开挖， 应在平行导坑和正洞开挖至其位置时，应将该处一次挖 好，以有利于通风、出渣，不影响平行导坑和正洞的掘 进速度；
西南交通大学《隧道工程》书本课后章节习题及答案解析
第1章隧道工程勘测设计1.隧道选址与线路选线有什么关系？2.确定洞口位置的原则是什么？请解释其工程含义。
3.在按地质条件选择隧道位置时，所需要的地质资料有哪些？如何考虑地形条件对隧道位置的影响？第2章隧道主体建筑结构1.某新建铁路非电化曲线隧道，已知圆曲线半径R＝1200m，缓和曲线长l=50m,远期行车速度V=160km/h，隧道里程为：进口DK150+310；出口DK150+810；ZH点DK150+320；YH点DK151+000。
试求：各段加宽值与隧道中线偏移值。
要求按教材P32图2-7所示，表示清楚，并注明不同加宽的分段里程。
( 注：超高值以0.5cm取整，最大采用15cm；加宽值取为10cm的整数倍；偏移值取至小数点后2位）2. 为什么说台阶式洞门能降低边仰坡开挖高度？第3章隧道附属建筑1.什么是避车洞？避车洞的设置间距是多少？在布置避车洞时应该避开哪些地方？2.营运隧道的通风方式有哪些？什么是风流中性点？它与通风方式的关系怎样？3.为什么公路隧道要设置不同的照明亮度段？它们各自的作用是什么？第4章隧道围岩分类与围岩压力1.影响围岩稳定性的主要因素有哪些？围岩分级主要考虑什么因素？围岩分级的基本要素是哪几种？我国铁路隧道围岩分级主要考虑哪些因素？已知某隧道所处围岩节理发育，Rb＝26MPa，试问这是属于哪一级围岩？2. 某隧道内空净宽6.4m，净高8m，Ⅳ级围岩。
已知：围岩容重γ＝20KN/m3，围岩似摩擦角φ＝530，摩擦角θ＝300，试求埋深为3m、7m，15m处的围岩压力。
第5章隧道衬砌结构计算1.已知作用在衬砌基底面上的轴力N=870KN，弯矩M=43.5KN.m,墙底厚度h=0.6m，围岩抗力系数为150MPa/m。
试求墙底中心的下沉量及墙底发生的转角。
2. 什么情况下将围岩抗力弹簧径向设置？试推导径向设置的围岩抗力单元刚度矩阵。
(注：抗力方向以挤压围岩为正)3.一对称等厚平拱，衬砌厚度为50 cm，已知内力如图示，墙底抗力系数Kd=350 MPa/m,请求出墙底中心水平位移、垂直位移以及墙底截面转角(注：图中1、2、3为截面编号)。
隧道施工辅助作业(通风-排水-防尘)
表7－2－3 1d的用水量（t）
用水项目 手持式凿岩机 喷雾洒水 衬 机 浴 生 砌 械 池 活 单 位 耗水量 0.20 0.03 1.50 5.00 15.0 0.02 每次爆破后喷雾 30min 包括混凝土养护及 洗石 循环冷却 说 明
t/(台·h) t/min t/h t/(台·h) t/次 t/(人·d)
Q高 100Q正 / P高
式中:
Q高 —高度修正后的供风量； Ｑ正—正常条件下的供风量(ｍ3/min)； Ｐ高—高山地区大气压(kPa) 。
三、通风机的选择 通风机有轴流式和离心式两类。在隧 道施工通风中主要采用轴流式通风机。它 具有风量大、效率高、结构紧凑、重量轻 等优点。
四、防尘
1.采用湿式凿岩。
2.使用机械通风。 3.喷雾洒水。 4.个人防护
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(三)供水方式 (四) 供水管道布置 二、洞内排水
(一)顺坡施工排水 向洞内开挖为上坡，叫顺坡排水。一般只 需随着隧道的延伸，在一侧(或两侧)开挖排水 沟，使水顺坡自然排出洞外。
(二)反坡施工排水 向洞内开挖为下坡，叫反坡施工。斜井开 挖亦属此类。因水向工作面汇集，需用机械排 水，排水系统常用的布置有两种方式； 1.分段开挖反坡水沟，在分段处挖集水坑， 每个集水坑处设一抽水机，把水抽至后一段反 坡，最后一个抽水机把水排出洞外，如图7-21（a）所示。
下一张
图7-3-1 风管式通风的三种形式
图7-3-2 巷道式通风(单位：ｍ)
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朔黄线寺铺尖隧道通风设计 （左上）
内昆线青山隧道施工通风 （右下）
渝怀线圆梁山隧道施 工通风（右上）
广渝高速公路华山隧 道施工通风（左下）
京九线五指山隧道长 距离独头Fra bibliotek工通风乌鞘岭隧道七号斜井通风
隧道施工辅助作业安全技术措施
隧道施工辅助作业安全技术措施
辅助作业主要指供水、供电、供风、通风排烟、排水、道路。
（一）危险源：空压机的压力罐、风管爆裂、高压水管爆裂、供电线路和配电设备漏电、水泵漏电、风机漏电、风筒着火、供电线路着火、道路失修、结构超限、交通失控。
（二）控制要点
１、空压机压力罐必须定期标定，高压风管定期检查维修确保完好，防止爆裂。
2、高压水管定期检查维修确保完好，防止爆裂。
3、供电线路必须采用“三相五线”制，供电设备和供电线路必须按照设计方案实施。
洞内变压器和配电柜必须放置在设计指定的地点，变压器洞室需做好防水、防潮措施。
所有供电设备和线路必须定期检查维修维护。
用电设备必须采用“一机一闸一漏电保护一接地”，防止漏电起火或漏电伤人。
4、供电线路和通风管分侧挂设，防止电路起火引起火灾。
5、排水沟要通畅，防止积水损坏道路。
反坡施工时，必须有足够的排水能力。
6、道路必须经常性检查和维护，确保平顺、畅通。
7、钻孔台架、喷锚台架、衬砌台车、压浆修补台架等必须留有足够的净空以利车辆通行，设置明显的限界标志，车辆通行时，机具材料及人员不得侵入。
论公路隧道辅助坑道的设计及施工
利 于排 水 。
提 升机 械 一 般 用 卷 扬 机 牵 引 斗车 ，斜 一 井 内的轨 道数视 出渣量 而定 。坑道 大小在单 线 行车道 时，一般底 宽为２ ６ ；三轨 双线行 ．ｍ 车 道 时 ，底 宽 为３ ４ ． ｍ；双 线 行车 道 时 ，底 宽 为 ４ ｍ （以 上 均 包 括 单 侧 设 宽 ７ Ｃｎ 人 ．１ ０ｉ 的 行 道 ） ， 高 度 通 常 为 ２ ６ａ 其 中 ， 以 单 线 ．ｒ ： 或 三 轨 双 线较 为 常 用 ， 并在 斜 井 中 部 设有 ２ ｍ ０ 的四轨双线 做错车 ，这样 可减小断 Ｏ ～３ ｍ 面 及节约运 输器 材。在 斜井需作 为永 久通风 道 时 ，则 其 断 面 大 小 应 满 足 通 风 要 求 。 井 口 段 应修筑 衬砌 ，其他部 分视地质 条件 及是否 作 为永久通 风道 等条件 决定是 否修筑 永久衬
标 高应 低于隧道 底面标 高０ ２ ～Ｏ ６ ，有利 ．ｍ ． ｍ 正洞的排水和运输。 每隔１Ｏ ｍ～ ｌ ０ 设 一 横 通 道 ， 横 通 道 ２ ８ｍ 连 接 正 洞 与 平 行 导 坑 。 如 每 隔 ３ ４ 横 通 道 ～ 个 设 一 个 反 向 的 横 通 道 可 便 于 调 车 。 横 通 道 与 隧道 中线的交 角一般 以４ 。～５ 。为宜 ，夹 Ｏ Ｏ 角过小 则夹角 中围岩 易坍落 ，并且 增加 了横 通 道 长 度 ， 夹 角 过 大 则 运 输 线 路 的运 行 条 件 差 。横 通 道 坡 度 则 由 正 洞 与 平 行 导 坑 的 高 差 而 定 为更 好地发 挥平行 导坑增辟 工作 面 的作 用 ， 就 得 用 平 导 坑 超 前 预 测 正 洞 经 过 带 的地 质情况 ，平行 导坑应超前 正洞 导坑两 个横通 道 间 距 以 上 ， 也 不 宜 过 长 ， 以减 少 平 行 导 坑 施 工 通 风 等 的 困难 。 平 行 导 坑 衬 砌 与 否 ，视 地 质 情 况 而 定 ， 一 般 可 不 修 筑 。 当 考 虑 作 为 永 久 通 风 道 或 泄 水 洞 时 ， 则应 作 衬 砌 。 平行 导坑 与 隧 道 施 工 中 的作 用 有 ：增 辟 工 作 面 ，超 前 可起 地 质 勘 察 作 用 ，有 利 于 施 工 通 风 、排 水 、 降 水 、测 量 ，避 免 运 输 干 扰 ，加快施工进度 。 三 、斜 井 斜井 是在 隧道侧 面上方 开挖 的与之 相连 的 倾 斜 坑 道 。 当 隧 道 埋 深 不 大 ，地 质 条 件 较 好 ， 隧 道 侧 面 有 沟 谷 等 低 洼 地 形 时 ， 可 采 用 余 斜 井 作 为 辅助 坑 道 。 斜 井 长不 大 于 ２ Ｏ ０ ｍ，否 则工 程 造 价较 高 ，且 运输效 能下 降，因此 ，在选 用较长斜 井 方案 时，应作 经济 技术 比较 。斜 井井 口位 置不应 设在洪 水淹没 处 。洞 口场地 最小 宽度 般 不大 于２ ｍ 以利井 口场 地布 置及 卸料 ０， 出 碴 ， 井 身 避 免 穿 越 含 水 量 大 及 不 良地 质 区 段 。设置位置应 能使 增辟 的工作面 充分发挥 作 用 。斜 井仰角 的大 小，主要 考虑斜 井长度 及 施 工 方 便 ， 一 般 以 不 大 于 ２ 。为 宜 ，且 井 ５ 身不宜 设变坡 。斜井 与隧道 中线 的夹角不 小 于４ 。，并在 与隧道连 接处宜用 １ ｍ ５ 的 Ｏ ５ ～２ ｍ 水 平道相 连 ，以便于运 输作业 和保 证运输 安 全 。 井 口场 地 通 常 设 有 向 洞 外 的 ３ ％下 坡 ， 以
高速铁道工程技术《隧道施工辅助坑道》
2.横洞长度不超过隧道长度的1/10～1/7 殊的机具设备、出碴运输方便、造价
横洞 3.在隧道洞口处桥隧相连影响施工
低
4.地质条件差、地形条件不利、路堑开挖量
大尚未完工而需进洞等情况
平行 导坑
1.长度超过3000m的隧道在无其他辅助坑道 可设时 2.有大量地下水或瓦斯
能提高施工速度，解决施工通风、 排烟、排水和运输干扰等问题，还可 探明地层变化情况、但造价高
2、管道直径大，运顺不方便。 3、管道达到一定后，必须增加一台风机串联补充动 力消耗。
1、通风设备简单，随着坑道掘金只需要将局扇前移， 不必增加风机。
2、能够供应较大的风量，向个工作面东风较风管容 易。
3、空气随风道循环，供给空气中混有污浊气体。
祝愿各位同学 学业有成！
施工辅助作业
辅助坑道的类型 辅助坑道临时设施选择原那么
施工供电和照明
辅助坑道的适用范围 施工供水和排水 施工运输
辅助坑道的作用：增加工作面，加快施工进度，改善通风、排水条件
横洞 竖井
平导 斜井
辅助坑道的适用条件及特点
辅助坑 道类型
适用条件
特点
1.隧道傍山、且侧面覆盖层较薄
通风较差、但施工简单、不需要特
通风方式的选择
通风 种类
自然 通风
适用条件
岩层不产生有害气 体的短隧道及导坑 凿通后的隧道
优缺点
1、利用洞内温差及气压差，以造成的自然风流循环， 不需要机械通风设备。 2、受气候影响大
风管 通风
巷道 通风
பைடு நூலகம்
3000m以下隧道， 可配合巷道使用
有平行导坑
1、向工作面送入新鲜空气或吸入污浊空气，使用较 普遍。
辅 助 坑 道
1.3 平 行 导 坑
（4）平行导坑是否全部贯通应根据具体情 况而定。
（5）平行导坑的纵向坡度应与隧道纵坡一 致，其底部标高应低于相应里程的正洞隧底标高 0.2～0.6 m，以利排水和重车运输。
（6）平行导坑的横断面一般均做成单车道断 面，以节省造价，并尽量采用喷锚支护。
1.3 平 行 导 坑
2）横通道的布置
（1）斜井井身的开挖。
（2）斜井井身的支护。
1.4 斜 井
5. 斜井提升运输
斜井提升设备包括设在井口外 适当处所的提升绞车、天轮架及天 轮、提升用的钢丝绳、地滚、连接 设备及装碴或装料的车辆、全套轨 道及道岔。用箕斗提升时则还有箕 斗卸碴架。
1.2 横 洞
当隧道长度大于500 m时，如受工期 控制，经过研究比较后，可以优先选用横 洞。横洞一般用于傍山沿河，侧向覆盖层 较薄的隧道。此外，当洞口处严重塌方或 有大量土石方，或洞口位于悬崖陡壁下难 以施工时，也可开辟横洞以进正洞施工。
1.2 横 洞
横洞位置宜选在地质和地形条件较好的地方。横洞 1／10～1／7。横洞在与隧
图1-1 横洞示意图
1.2 横 洞
表1-1 横洞与正洞的连接形式 长度不大时用单车道断面；较长的且要 负担相当长的隧道施工的横洞，可以用 双车道断面或部分双车道断面，其横断 面的设计方法与梯形或弧形导坑相同。
1.3 平 行 导 坑
当隧道长度在4000m以上，又不便采用其他辅助坑道或有大量 的地下水、瓦斯时，宜选用平行导坑。平行导坑应设在正线隧道的 一侧，平行于隧道中线，并按一定间距设斜向横通道，作为与正线 隧道相连的通道，如图1-2所示。
1.3 平 行 导 坑
3. 平行导坑的施工
（1）平行导坑的开挖、装碴及运输方法与正线下 导坑相同，应配备较强的设备及专业工班快速掘进。
283-习题作业-二次衬砌、辅助坑道作业参考答案
辅助坑道1.隧道施工的辅助坑道有哪些？各自的适用条件是什么？设计施工要点有哪些？答：主要有横洞、斜井、竖井、平行导坑四种。
(1) 横洞适用条件：隧道傍山沿河、侧向覆盖层较薄。
设计施工要点：a. 横洞与隧道交角一般不小于60°，地形限制时不宜小于40°，斜交时最好朝向主攻方向。
与隧道联接形式有双联或单联式，相交处用半径不小于12m的曲线联接。
b. 若考虑把横洞作为运营时的通风口，横洞断面大小应按通风要求及施工需要一并考虑，宜修筑永久衬砌。
c.相交处可用半径不小于7倍轴距的圆曲线相连。
(2)斜井适用条件：隧道洞身一侧有较开阔的山谷且覆盖不太厚。
设计施工要点：a. 斜井长度一般不超过200m 。
b. 斜井井口位置不应设在洪水淹没处。
洞口场地最小宽度不小于20m 。
c. 与正洞的联接形式有单联式、斜双联式和正交双联式。
d.提升机械一般用卷扬机牵引斗车，坡度很小时亦可采用皮带输送或无轨运输。
e. 井口段应修筑衬砌。
f. 施工期间应作好井口防排水工程。
g.井底车场需加支撑，或修筑衬砌。
(3)竖井适用条件：覆盖层较薄的长隧道、或在中间适当位置覆盖层不厚、具备提升设备、施工中又需增加工作面时，可用竖井增加工作面的方案。
设计施工要点：a. 竖井深度一般不超过150m。
b. 竖井的位置可设在隧道一侧或正上方。
c. 竖井的位置、断面形状，应根据施工要求、通风、是否作为永久通风道、造价等因素综合考虑确定。
e. 竖井断面尺寸根据提升能力、机具设备、通风排水等铺设的管道、安全梯等设备的布置以及安全间隙等因素确定，多采用圆形断面。
f.断面尺寸根据提升能力、机具设备、通风排水等铺设的管道、安全梯等设备的布置以及安全间隙等因素确定，多采用圆形断面，直径约为4~6m。
竖井构造包括井口圈、井筒、壁座、井筒与隧道间的联接段、井下集水坑等部分。
(4)平行导坑适用条件：长大越岭隧道，由于地形限制，或因机具设备条件、运输道路等条件的限制，无法选用横洞、竖井、斜井等辅助坑道时，为加快施工速度，及超前地质勘察，可采用平行导坑方案。
隧道工程辅助坑道施工规范
隧道工程辅助坑道施工规范一、横洞、平行导坑施工应符合现行《公路隧道施工技术规范》的有关规定。
平行导坑宜采用单车道断面，闭隔200m左右应设置一处错车道。
错车道的有效长度宜为1.5倍施工车辆的长度。
二、开挖前应妥善规划并完成斜井、竖井井口周边的截水、排水系统和防冲刷设施、斜井洞门、竖井锁口圈应及早施作。
三、开挖茼应检查斜井、竖井与正洞连接处的围岩稳定情况，应根据检查结果确定并实施超前预加固措施。
开挖后，应及时支护和监控量测。
四、斜井施工应符合下列规定：1、对于无轨运输斜井内运输道路，需要进行硬化处理，并采取防滑措施以保证安全。
对于长隧道斜井的无轨运输道路，综合纵坡不得超过10%。
而对于单车道的斜井，需要设置错车道以满足安全行车要求，并且错车道的长度需符合安全标准。
2、在无轨运输进洞的情况下，载物车辆的车速不得超过8km/h，空车车速不得超过15km/h。
而在出洞爬坡的情况下，车速不得高于20km/h。
3、在有轨运输井口，应该设置挡车器，并且专人负责管理。
同时，在挡车器下方5-10m处，在受到接近井底前10m的位置，应该各自设置一道防溜车装置。
长大斜井每隔100m应分别设置防溜车装置，并且井底与通道连接处需要设置安全索。
在车辆行驶时，严禁人员通行和作业。
4、有轨运输井身每30-50m应设置躲避洞，同时井底停车场的避车洞应设有专门的设备存放。
此外，井底附近的固定设备也应置于专用洞室。
5、斜井口、井下以及提升绞车都需要安装联络信号装置。
在每次提升、下放和停留时，都需要有明确的信号规定。
6、在斜井中牵引运输的速度不得超过5m/s，接近洞口和井底时，速度不得大于2m/s。
升降加速度也不得超过0.5m/s²。
7、斜井提升设备应按照规定安装符合要求的防止过卷装置、防止过速装置、限速器、深度指示器、警铃、常用闸和保险闸等保险装置。
8、斜井提升、连接装置和钢丝绳应符合安全使用的要求，并且需要定期进行检查。
隧道施工辅助作业—施工通风与防尘(铁路隧道施工)
L—巷道长度或临界长度（m）；
K—考虑淋水使炮烟浓度降低的系数；
P—巷道计算长度范围内漏风系数。
② 按洞内同时工作的最多人数所需要的风量计算
Q q • k • m(m 3 / min)
式中： q —每人需要的新鲜空气标准，ｍ3/min； k —风量备用系数； m —同一时间洞内同时工作最多人数；
项目8 隧道施工辅助作业
任务8.3 隧道施工通风与防尘
任务8.3 隧道施工通风与防尘
工作任务 （1）根据隧道的实际情况，选择合理的通风方式； （2）能够计算通风量并选择风机。
隧道施工中，由于凿岩、爆破、装碴运输、喷射混凝土等作业， 产生大量的粉尘，而且炸药爆炸还会释放大量的CO、C02、N02、S02、 H2S等有害气体；
⑤洞内气温不得超过28℃；噪声不得大于90dB。
1.施工通风方式 在施工中，有自然通风和机械通风，其中自然通风是利用室内
外的温差或高差来实现通风的一种方式，一般仅限于短直隧道。 机械通风，按照通风机类型、通风机安装位置不同，可分为风
管式、巷道式两大类。风管式通风根据隧道内空气流向的不同，又 可分为送风式（压入式），送排风并用式和送排风混合式三种。
隧道穿经煤层或某些地层，还会放出瓦斯、硫化氢等有害气体； 洞内施工人员要消耗氧气，呼出C02等；这些都会使洞内工作环境 的空气恶化，降低洞内施工效率，甚至会造成安全事故。此外，随 着坑道不断向山体深部延伸，温度和湿度相应增高，对人体产生有 害影响。
隧道施工通风的目的，就是向洞内送进新鲜空气，排除有害气 体，降低粉尘浓度和洞内温度，保障洞内施工人员的健康，改善劳 动条件，从而保证施工安全和提高劳动生产率。
⑤按稀释和排除内燃机械废气需要风量计算：
Q k N iTi(m 3 / min)
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8.5.1 隧道施工供电 1. 隧道施工总用电量估算 目的:选用合适的发电机、变压器、各类配 电开关设备和线路导线。 施工现场动力和照明总用电量 单考虑动力用电量
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
2.隧道施工供电方式
自设发电站供电
采用地方现有电网供电
3.供电线路布置和安装的技术要求 隧道供电电压，一般是三相四线400/230V。动 力机械电压标准是380V，成洞地段照明用220V， 工作地段照明用24～36V。
施工照明
施工照明
临时供电线路
施工照明
本章小结
辅助坑道
通风 供风 排水
本次课思考题
1. 空压机站设备有哪些？施工对风压有
何要求？
2. 隧道排水方式有哪几种？在施工组织 时优先考虑哪种排水方式？ 3．隧道掌子面对电压有何要求 ？
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
8.1.3 斜井
斜井是从隧道侧上方，以倾斜井筒通向隧道正洞的辅助 坑道。适用于长度在1000m以上，埋深较浅或隧道中线斜上方 有纵横沟谷低凹地形，可做弃碴场地的隧道。
井 口 -0.3% 井 身 正 洞 井底车站 ≯25° 8～12m 图 8-3 斜井 >20m
大瑶山隧道滑石排一号斜井
2.低压卤钨灯
此种灯的发光效率为20～30m/W，通常使用的有两种： 一种是36V300V或36V500V卤钨灯，寿命大于500h，亮度等于 白炽灯的三倍。适于开挖面、工作面照明。
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
3.钠铊铟灯
是新型气体放电灯，发光效率较高，为60～ 80lm/W，光色好，适于大面积照明用，灯泡寿命 1000～2000h。其缺点是洞内使用时透烟雾性能差， 悬挂高度在15m以下时，有眩光。 4.镐灯 是一种高强度气体放电灯，发光效率在70lm/W以 上。显色性能好，光色洁白，清晰宜人。寿命大于 500h，较其他几种新光源低。用于洞外场地照明较 合适。
8.4.1 施工供水 1.用水量估计 施工用水量应根据工程情况、机械用水量、施 工进度、施工人员人数、气候等确定。 2. 供水方式 施工供水来源常用的有：山上自流水或泉水；
河水；钻井取水。由上述水源自流引导或用水泵提
升至蓄水池存储，并通过管路送达使用地点。
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
3.供水设备配置
斜井
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
安全措施
井口阻车装置
手把 木阀 钢轨
图 8-5
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
设置阻车安全索
断绳脱钩保险器
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
8.1.4 竖井
当隧道较长而某些地段埋置较浅时，可采用竖井来
增辟工作面。
竖
隧 道 通道
竖井
井 中 心
第8章 隧道施工的辅助坑导及辅助作业
8.1 隧道施工的辅助导坑
辅助坑道的作用:
增加作业面以加快施工速度，缩短工期；
改善施工条件、减少施工干扰；
有利于合理布置施工中的管路、线路。
辅助坑道的形式:
横洞、平行导坑、斜井和竖井。
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
8.1.1 横洞
在隧道侧面修筑的与之相交的坑道。当隧道傍山沿
蓄水池：水池位置应选择在基底坚固的山上，并
避开隧道洞顶，以防止水池下沉开裂和漏水渗入 隧道，造成山体滑动或洞内塌方。水池与工作面 的高差，以达到开挖面的水压不小于0.3MPa为准， 应有高差：
H 1.2(30 h损 )
h损
(m)
h ＋ h
摩
居
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
措施，把粉尘浓度降到2mg/m3以下的标准。
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
2.主要的防尘措施 湿式作业 (1)湿式凿岩 (3)装碴洒水喷雾 机械通风 喷雾洒水 个人防护 (2)水封爆破 (4)喷雾捕尘
本次课小结(将重点总结)
本次课思考题
1. 各种辅助坑道的适用条件是什么？ 2. 管道式通风的类型有哪几种？有什么特点？ 3.隧道独头施工1500m左右,你认为什么通风 方式较好?
8.3.2
空压机站
1.空压机站组成
空压机；
配电设备；
储风缸（俗称风包）；
送风管及其配件；
循环水池（用于冷却空压机）。
空压机 风包
空压机
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
2. 空压机类型 按动力来源可分为电动和内燃两种 3.空压机数量计算
N
Q供 q2 u
k 2 k3
4. 空压机站布置原则
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
8.2.3 通风设计 1.通风量计算
Q 3mk
Q Q0 N
5 Ab 3 Q (m / min) t
Q Vmin S max
Q机 P Qmax
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
2. 风压计算 为保证将所需风量送达工作面，并在出 风口仍保持一定风速，要求通风机的风压足 以克服沿途所有的阻力。风机应具备的风压 为：
河、 侧向覆盖层较薄时，就可以考虑设置横洞。
横洞1
横洞
横洞现场布置
横洞
横洞
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
连接形式：双联式或单联式
横洞
R
R
正洞
正洞
单联式
横洞
横洞
R
正洞
R
正洞
双联式
L
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
优点
横洞具有施工简单； 不需要特殊的机具设备； 除碴运输方便； 造价比较低廉。 选用横洞方案，必须有合适的地形条件。
8.3.3 高压风管管径的选择
高压风管管径应满足的条件：
能通过计算的最大供风量；
送风管末端的风压不小于0.6Mpa;
以保证高压风通过胶管到达风动机械（具）
后仍能保持0.5Mpa的风压，即风压损失
P ＝0.1Mpa。
施工供水管
高压风管
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
8.4 施工供水与排水
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
8.1.2 平行导坑
平行导坑是修建在隧道一侧与隧道走向平行，掘进 面总是超前于隧道正洞开挖作业面的导坑。平行导坑
的造价约为隧道工程造价的15％～25％。
。 40～45
平导
图 8-2
(单位：m)
平优点
增加正洞施工作业面； 具有提前探明地质情况，为正洞施工提供 可靠地质资料； 布置“三管两路”，减少正洞施工干扰； 排水； 布置测量导线网； 和正洞组成巷道式通风系统。
泵水房（站）
供水管道
（ m）
主管直径一般用75～150mm，支管直径用 50mm。
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
8.4.2 施工排水 洞外防排水 洞内排水 上坡进洞施工的排水
i
is =0.2%
L 图 8-10
下坡进洞施工的排水
分段开挖反坡侧沟
is =0.2%
较长距离开挖集水坑
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
断面 竖 断面 隧道 通道 I L 井 I I 隧道中心 I
(a) (b) 图 8-8
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
布置原则
竖井位置以设在隧道中心线一侧为宜； 竖井中心与隧道中心之间的距离一般为 15～20m。
竖井提 升井架
乌稍岭隧道竖井布置
大瑶山隧道班古坳竖井口
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
8.2 施工通风与防尘
8.2.1 施工通风的目的及有关规定
冲淡和更换有害气体
保证新鲜空气的供给 洞内空气应流通、新鲜，氧气含量不得少于20％ 降低粉尘浓度 粉尘是隧道空气污染的重要因素，其中的游离SiO2对人 体危害很大，施工人员长期吸入岩粉，将会患硅肺病。 降低洞内温度
施工通风
隧道内风管
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
临时供电线路
施工照明
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
8.5.2 施工照明 1.高压钠灯
其发光效率为80～120m/W，透雾性能强，没有眩光。尽 管洞内放炮后烟雾弥漫，灯下仍清晰可见。能经受爆破冲击 波的震动。该灯诱虫少，寿命长（达2000～5000h）。这是 一种洞内施工时较理想的照明电源。
水池容积的确定：
若利用高山自流水供水，水源流量大于用水高峰耗
水量时，则水池容积约为20～30m3；
若水源流量小于耗水量时，则需根据每台班最大
耗水量，并考虑必要贮备，计算水池容积。
V 24a C (Qc Qs )
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
水泵
水泵的扬程按下式计算:
H h'ah损
h机 h摩 h局 h正
（Pa）
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
3. 风机选择 由风量 Q机 和风压
h机 选择风机
通风机型式：轴流式、离心式； 在隧道施工通风中主要使用轴流式通风机。 优点：它具有风量大、效率高、结构紧凑、总 量轻。
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
8.2.4 防 尘 1.防尘的必要性 在隧道施工中，凿岩、爆破、装碴、喷射 混凝土等项作作业都有粉尘产生，其中以凿岩 和喷射混凝土产生的粉尘最多。必须采取多种
8.2.2 通风方式 1.风管式通风 风管式通风是用软管作风道，又可分为压入式、 抽出式和混合式三种型式。
<10m
压入式
抽出式
混合式
压入式通风
隧道内风管
第8章 隧道施工的辅助坑道及辅助作业
2.巷道式通风