公路隧道施工关键技术

视围岩为松散体，开挖后，围岩自身无承载能力，产生松动，剥离和坠落。 必须用支护结构承受山体的压力。 基础理论：
围岩与支护结构分离，荷载只是作用在刚性支护体系上，围岩不是承载部分。
施工顺序：
施工准备后确定施工方案，进行开挖，开挖后施做临时支撑。在施工中根据情况 就临时支撑进行撤换或加强后进行整体式厚衬砌。
建设期间 技术难点
运营期间 技术难点
二、公路隧道的技术难点 施 工 期 间 技 术 难 点
1
隧道高宽比小，断面扁而宽，围岩自稳能力差
2
隧道断面较大，一般为多洞结构，且相距较近
源自文库
3
埋深较浅，路线长，地质差，工程风险大
二、公路隧道的技术难点
运营期间技术难点
交通不规则，车辆轮 迹线复杂，事故较多
目 录
一、公路隧道简介
交叉中隔壁法（CRD法）应注意几点 各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺，间距宜控制在3～5m； 上部导坑开挖循环进尺控制为1榀钢架间距（0.6～0.75m）， 下部开挖可依据地质情况适当加大，仰拱一次开挖长度依据监 控量测结果、地质情况综合确定，一般不宜大于6m； 中间支护系统的拆除时间应考虑其对后续工序的影响，当 围岩变形达到设计允许的范围之内，并在严格考证拆除的安全 性之后，方可拆除； 中隔壁混凝土拆除时，要防止对初期支护系统形成大的振 动和扰动； 中隔壁的拆除应滞后于仰拱。
三、公路隧道常见病害 公路隧道水害 公路隧道水害措施： 1、防：严格工艺控制措施，重视隧道开挖和初期 支护、防水板、二衬混凝土的质量控制 2、排：因势利导，给地下水以可排走的通道，将 水迅速地 排到洞外。 3、堵：将流向隧道的水源截断，或尽可能使其水 量减少堵塞衬砌背后的渗流水，集中引导排出。
三、公路隧道常见病害
• • • •
掌握围岩级别的判定方法； 认真观察描述掌子面状态； 发现围岩级别有变化及时处理； 按隧道开挖的实际自稳能力检验围岩定级。
目 录
一、公路隧道概况 二、公路隧道的技术难点 三、公路隧道常见病害 四、公路隧道常见质量隐患及原因分析 五、公路隧道施工关键技术控制
二、公路隧道的技术难点
公路隧道 技术难点
公路隧道施工关键技术控制
2017年3月
公路隧道施工关键技术控制
尊敬的领导、同事、大家上午好！
目 录
一、公路隧道简介 二、公路隧道的技术难点 三、公路隧道常见病害 四、公路隧道常见质量隐患及原因分析 五、公路隧道施工关键技术控制
一、公路隧道简介
随着技术的不断发展和运营的需要，公路隧道趋 势是越修越长、越修越宽，技术越来越难、越复 杂。 目前，我国公路隧道修筑技术已有长足的发展， 对围岩动态量测反馈分析技术，组合式通风技术， 运营交通简易监控技术，新型防水、排水、堵水 技术，围岩稳定技术，支护及衬砌结构技术等都 有许多成功实例，其中大部分成果已处于国际领 先水平，还有一些成果已达到国际先进水平。
三、公路隧道常见病害 公路隧道衬砌裂损
衬砌开裂的原因分析 (二)施工方面的原因 施工时，受技术条件限制，方法不当，管理不善，造成工程 质量不良。 拱顶与围岩不密贴，在“马鞍形”受力作用下，拱腰内移张裂， 相应拱顶上移，内缘受挤压。 由于施工测量放线发生差错、欠挖、模板拱架支撑变形、坍方等 原因，而在施工中未能妥善处理，造成局部衬砌厚度偏薄。 过早拆除模板支撑，使衬砌承受超容许的荷载，易发生裂损。 施工质量管理不善，混凝土材料检验不力，施工配合比控制不严， 水灰比过大，混凝土捣实质量不佳，拱部浇注间歇施工形成水平状 工作缝等，造成衬砌质量不良，降低承载能力。
一、公路隧道简介 c、环形开挖留核心土法 隧道环形开挖留核心土法是在上部断面以弧形导 坑领先，其次 开挖下半部两侧，再开挖中部 核 心土。
一、公路隧道简介
环形开挖留核心土法应注意以下几点：
环形开挖进尺宜为0.5-1.0m，核心土面积应不小 于整个断面面积的50%。 开挖后应及时施工喷锚支护、安装钢架支撑，相 邻钢架必须用钢筋连接，并应按施工要求设计施 工锁角锚杆。 围岩地质条件差，自稳时间短时，开挖前应按设 计要求进行超前支护。 核心土与下台阶开挖应再上台阶支护完成后、喷 射混凝土达到设计强度的70%。
一、公路隧道概况 二、公路隧道的技术难点 三、公路隧道常见病害 四、公路隧道常见质量隐患及原因分析 五、公路隧道施工关键技术控制
三、公路隧道常见病害
隧道的水害 隧道衬砌裂损 隧道衬砌腐蚀 隧道冻害
三、公路隧道常见病害 公路隧道水害
类型 按部位和流量：拱部有渗水、滴水、漏水成线和成股射流 四种，边墙有渗水、淌水两种，少数隧道有隧道涌水病害。 按水源补给情况，又分为地下水补给和地表水补给两种。 成因 修建隧道，破坏了山体原始的水系统平衡，隧道成为所 穿过山体附近地下水集聚的通道。当隧道围岩与含水地层连 通，而衬砌的防水及排水设施、方法不完善时，就必然要发 生隧道水害。也可归结为客观和主观两种因素： 隧道穿过含水的地层 隧道衬砌防水及排水设施不完善。
一、公路隧道简介
一、公路隧道简介
隧道施工现场围岩级别判定： 1、围岩级别判定的重要性。
2、围岩级别与围岩类别的关系。 3、围岩级别判定的几点注意事项。
一、公路隧道简介
1、围岩级别判定的重要性
影响结构安全 • 影响生产安全 • 成本易升高 • 影响工程进度
•
一、公路隧道简介 3、围岩级别判定的几点注意事项
一、公路隧道简介
b、台阶法施工 • 台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半 断面，上、下半断面同时并进的施工方法；按台阶长短有长台 阶、短台阶和超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计，又 有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。
一、公路隧道简介
台阶开挖时应注意以下几点：
解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。微台阶基 本上是合为—个工作面进行同步掘进；长台阶基本上拉 开，干扰较小；而短台阶干扰就较大，要注意作业组织。 对于长度较短的隧道，可将上半断面贯通后，再进行下 半断面施工。 下部开挖时，应注意上部的稳定。若围岩稳定性较好， 则可以分段顺序开挖；若围岩稳定性较差，则应缩短下 部掘进循环进尺；若稳定性更差，则可以左右错开，或 先拉中槽后挖边帮。 下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土，并按规定做初 期支护。 量测工作必须及时，以观察拱顶，拱脚和边墙中部位 移值，当发现速率增大立即进行仰拱封闭。
一、公路隧道简介
f、双侧壁(法)导坑法 双侧壁导坑法一般将断面分成四块：左、右侧壁导坑、上 部核心土和下台阶。其原理是利用两个中隔壁把整个隧道大断 面分成左中右3个小断面施工，左、右导洞先行，中间断面紧跟 其后；初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时支撑，形成全 断面。两侧导洞皆为倒鹅蛋形，有利于控制拱顶下沉。
一、公路隧道简介
隧道的定义
隧道是指在既有的建筑或土石结构中挖出来的通道，是埋 置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形
式。1970年国际经济合作与发展组织召开的隧道会议综合
了各种因素，对隧道所下的定义为：“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 大于2㎡以上者均为隧道。”
施工基本原则：
少扰动、早支撑、慎撤换、快衬砌.
一、公路隧道简介
常用施工方法介绍
新奥法：--新奥地利隧道施工方法（NATM) 是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点， 采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制 围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对 围岩和支护的量测、监控来指导地下工程设计和施工的方法。 理论基础：最大限度地发挥围岩的自承作用。 三大体系：①锚喷 ②量测 ③光爆 内涵：保护围岩，调动和发挥围岩的自承能力。 新奥法是通过监测围岩的变形，以维护和利用围岩的自稳能 力为基础，将锚喷集合一体作为支护手段，使围岩成为支护体系 的组成部分，更好地控制围岩的变形与松弛。 施工基本原则： 少扰动、早喷砼、勤量测、紧封闭。 新奥法的二衬原则上仅作为安全储备，而矿山法二衬为主承载结构。
隧道的水害 隧道衬砌裂损 隧道衬砌腐蚀 隧道冻害
三、公路隧道常见病害
公路隧道衬砌裂损
衬砌开裂的原因分析 (一)设计方面的原因 隧道设计时，因围岩级别划分不准、衬砌类型选择不当， 造成衬砌结构与围岩实际荷载不相适应引发裂损病害。 对一些具有膨胀性围岩地段，未采取曲墙加仰拱衬砌； 偏压地段未采用偏压衬砌； 断层破碎带、褶皱区等局部围岩松散压力或构造应力较大地 段，衬砌结构未能相应采取加强措施; 对基底软弱和易风化泥化地段，未设可靠防排水设施，混凝 土铺底厚度及强度不足。
一、公路隧道简介
隧道施工特点
地下工程的隐蔽性： 工序或者施工部位相互覆盖，无法 全部直观检查。
结构的作用特性：荷载以及荷载与结构相互作用复杂。
隧道作业的风险性 ：施工环境恶劣，易发生安全事故。
作业工序的循环性：在一定区域内施工步序反复。
施工组织的综合性：工序转换衔接复杂和频繁。
一、公路隧道简介 隧道施工方法
1.矿山法（传统矿山法、新奥法） 2.掘进机法 3.盾构法 4.沉管法 5.明挖法 6.盖挖法 7.浅埋暗挖法 8.地下连续墙法
将软质土层施工设备盾构机以及各类硬岩掘进施工设备统而称之为掘进机
一、公路隧道简介 常用施工方法介绍
传统矿山法：
一、公路隧道简介 双侧壁导坑法应注意以下几点： 侧壁导坑开挖后方可进行下一步开挖。地质条件差时， 每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱。 各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺。 应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后在进行 另一侧开挖。 左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15米。 当开挖形成全断面时应及时完成全断面初期支护闭合。 中隔壁及临时支撑应在浇筑二次衬砌时逐段拆除。
一 、公路隧道简介 d、中隔壁法（CD法） CD 法是在软弱围岩大跨度隧道中，先开挖 隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧 的施工方法，主要应用于双线隧道Ⅳ级围岩深埋 硬质岩地段以及老黄土隧道（Ⅳ级围岩）地段。
一 、公路隧道简介 中隔壁法（CD法）应注意几点
各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺； 应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后再 进行另 一侧开挖； 左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m； 当开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合； 临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并 稳定后方可进行。
一、公路隧道简介
e、交叉中隔壁法（CRD法） 交叉中隔壁法是在软弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道一侧 的一或二部分，施作部分中隔壁和横隔板，再开挖隧道另一侧 的一或二部分，完成横隔板施工；然后再开挖最先施工一侧的 最后部分，并延长中隔壁，最后开挖剩余部分的施工方法。采 用短台阶法难确保掌子面的稳定时，宜采用分部尺寸小的CRD 法，该工法对控制变形是比较有利的。
一、公路隧道简介
一、公路隧道简介
全国十公里以上的隧道现有13座，其 中甘肃插岗梁隧道22600m ，陕西秦岭 终南山隧道18020m 海底隧道：青岛海底隧道厦门海底隧道 山东济南市东南延四车道隧道群，滨莱 高速5座四车道隧道为目前全国开挖断面 最大的隧道
一、公路隧道简介
一、公路隧道简介
：
青临高速超浅埋大断面齐长城连拱隧道
三、公路隧道常见病害 公路隧道衬砌裂损
预防措施 加强地质勘探工作，为隧道衬砌结构设计提供准确的工程 地质与水文地质资料。采用地质雷达探测、开挖面超前钻探等 方法进行超前地质预报，加强施工中的地质复查核实工作，正 确选择施工方法和衬砌断面。对不良地质地段衬砌，应贯彻 “宁强勿弱，宁曲勿直，加强衬砌过渡段，宁长勿短”的设计 原则。 采用先进的施工技术设备，尽量减少施工对围岩的扰动， 提高衬砌质量。大力推广光面爆破，锚喷支护，提高喷混凝土 永久性衬砌的抗裂、抗渗性能。采用模板台车进行模筑混土， 进行壁后压浆提高混凝土衬砌与围岩之间的密实性。
新奥法施工程序图
一、公路隧道简介
a、全断面法 c、台阶法
b、中隔壁 法 CD
常用开挖方法
e 、交叉中隔壁 法
CRD f、双侧壁导坑法 d 、环形开挖预 留 核心土法
一、公路隧道简介
a、全断面开挖法：
全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建 衬砌的施工方法。
一、公路隧道简介
全断面法施工特点： 开挖断面与作业空间大、干扰小； 有条件充分使用机械，减少人力； 工序少，便于施工组织与管理，改善劳动 条件； 开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围 岩稳定。