隧道工程施工控制的关键技术

隧道工程施工控制的关键技术

摘要：本文首先分析了进行隧道施工的光面爆破、洞身开挖、暗洞进洞法等技

术关键，指出要加强隧道洞口施工管理，落实初期施工中的支护控制，在开挖洞

身中要注意对渗水涌水的控制，要及时采取措施防止渗漏和坍塌等隧道工程的重

点控制要点。我们认为，隧道施工要防止安全事故的发生必须保证每个环节的严

密实施，从设计到施工的每一个环节的工作都要做好，并在施工过程中加强管理，确保安全。

关键词：隧道工程；施工控制；技术；分析

一、前言

隧道通常指在地下建造的，作为通道使用的工程建筑物。一般可分为岩石隧

道和软土隧道。过去在隧道工程施工时，一般对隧道的贯通测量，进行放样，通

过对轮廓进行开挖而达到对衬砌的厚度、强度的控制和回填密实度，随着技术、

设备、方法的进步，控制爆破的普遍采用，检测、试验设备、技术的提高对于前

述的质量通病，大都得到了有效控制。

二、进行隧道施工的技术关键

（一）光面爆破

在隧道施工过程中，光面爆破是“新奥法”的关键技术，在这个过程中，爆破

效果直接影响了施工费用、质量、进度。隧道开挖过程中，有必要针对围岩性质

和工程地质条件组织相关的工程技术人员进行现场观察，并且对各项爆破参数进

行讨论、初定。对炮眼位置进行合理安排，调整好炮眼的装药方式、孔距和角度，对不同的开挖进尺进行试验性的爆破，对爆破参数不断地进行优化、调整；现场

试验周边炮眼的爆破，以现场不同的围岩为依据来制定周边炮眼的最佳抵抗线，

这样就可以获得最佳的光面爆破效果。要想确定一个合理科学的光面爆破设计方案，就必须进行若干次的通过多次的参数调整，同时还要进行爆破试验。

（二）洞身开挖

在开挖Ⅱ级以下的围岩时，可以将整个隧道断面进行分割，分别进行断面开

挖的方式，这种做法能够降低围岩开挖的变形风险、减少隧道的开挖跨径，从而

能够确保隧道施工的安全。隧道小断面划分完成之后，就开始了排在最前面的“突前导坑”的开挖，整个隧道向前施工控制的关键程序就是对这项工程的开挖，之后的所有工序都是按照开挖突前导坑的进度进行确定，在突前导坑的引导下，各个

后续工序依次有序、平行交错的推进向前。

（三）暗洞进洞法

使用暗洞进洞法进行施工，就是采取护拱及大管棚的设施进行洞内作业，完

成洞口排水系统后，进行边仰坡防护的加固，在完成这些准备工作之后，才能进

行暗洞进洞。此过程就是，开挖明洞及洞口的土石方，加固完成边仰坡后，再施

工护拱，这需要采取钢管支架法完成，值得注意的是施工过程中要准确定位预留

管棚孔口定位管的位置，此后，便可以利用管棚钻机进行钻孔，并且需要人工配

合钻机，顶进安装钢花管棚。

三、对隧道工程进行重点控制

（一）隧道洞口

隧道的咽喉是施工洞口地段，在此处进行施工时会产生负面影响。其特点为：在隧道的洞口，地层往往比较破碎，岩层往往出现风化或者裂隙发育，具有很低

的稳定性；当岩层层面坡度与洞门主墙开挖坡度一致时，容易产生纵向推滑力；

洞口附近山体覆盖层较薄，一旦塌方可能塌穿到地表面；若隧道处于沟谷一侧或

傍山时，通常会产生侧向压力。因此，该地段在开挖时宜特别谨慎小心，随挖随撑，并尽快做好衬砌。隧道洞口地段，一般地质条件差，且地表水汇集，施工难

度较大。施工时要结合洞外场地和相邻工程的情况，全面考虑、妥善安排、及早

施工，为隧道洞身施工创造条件。由于每座隧道的地形、地质及线路位置不同，

要很明确规定洞口段的范围是比较困难的。

（二）初期施工中的支护控制

在Ⅰ-Ⅱ类围岩段的初期施工过程中，主要由喷射混凝土、钢筋网、径向系统

锚杆、钢格栅或工字钢共同组成支护。待完成断面的施工工程以后，需要立即进

行支护工程，通过封闭环的形成保证隧道质量安全的目的。初期支护施工控制的

程序为：系统锚杆的施工；安装钢拱架以及面层钢筋网；喷射C 2 0混凝土进行

施工。在对系统锚杆进行施工之前，需要对岩面的情况进行检查，比如查看是否

有松动的石块，还需查看初次喷射的混凝土是否有开裂、空壳的现象，如果有此

现象，则需要处理好以后才能开钻。开钻之前需要先根据排列布孔以及设计密度

确定好系统锚杆的位置。根据钢拱架或者称之为钢格栅的设计要求安装钢拱架，

安装过程中要严格焊接施工以及下料。喷射混凝土时要均匀，不能过厚，需要严

格按照设计要求进行，在混凝土终凝前的1 h到2 h之内需要多次喷水，以保持

其达到经常湿润的状态。对于支护体和整个围岩来讲，允许出现有限的变形现象，但是如若进行二次衬砌的施工，需要在锚喷支护以及围岩的变形基本稳定之后才可。

（三）开挖洞身

进行洞口开挖之后，初期支护和永久衬砌需要跟上，过去隧道施工的“快进、

慢出”的要求，指的是在单头进行施工的过程中，必须进行充分的准备，开挖工程和支护工程过程需要尽快完成，绝对不能出现延误，慢出是在洞口出口段衬砌紧

跟完成、洞身稳定后，再稳步开挖出口。开挖、衬砌方式要因地制宜，地质条件

差的地段，可采用先拱后墙、或分块人工开挖、或放松动炮，紧跟衬砌，上导衬

砌拱座加锁脚锚杆，下导开挖，紧跟初级支护配地横梁，再施仰拱。上下导可拉

开一定的距离，但仰拱要尽量紧跟。（仰拱离开挖面不超过3倍衬砌模板长，衬

砌离开挖面有距离规定，70 m、90 m、120 m）进洞后进入好的岩层再改变施工

方法。对于双线大断面尽量采用分块开挖支护，设计图应当专门说明洞口施工方法，施工单位要按设计要求编制可操作性的施工方案，施工方案的改变，必须经

过一定的审批程序，集思广益，确保施工安全。

（四）隧道施工过程中对渗水涌水的控制

在进行隧道施工的过程能够中，经常出现围岩渗水、涌水的情况是正常的，

甚至情况会比较严重，但是只要我们做好充足的准备，就能进行有效的控制。问

题就是管理人员不搞好技术交底，不超前预报，也不检查超前探孔，施工人员不

按要求施工，主要是不打超前探孔，一炮放开突水突泥，造成人员、设备的损失

事故。因此主要的防范措施是搞好超前预报和超前探孔，防止突发事件。至于发

现有水有泥的情况如何应对，就是根据围岩、水量、泥量、位置等具体情况作出

正确的判断，具体情况具体对应，排水堵水，措施总是有的，打反坡隧道必须具

备排水设备，长大隧道的中间开下坡横洞，必须有排水管道和设备，开工时就应

检查。目前还没有那条隧道通不过去的。

（五）采取措施防止渗漏和坍塌

在隧道的二次衬砌中添加抗裂防水砼膨胀剂的目的是提高混凝土防止出现渗