隧道标准化施工工艺

2024-04-11

隧道标准化施工工艺（通用6篇）

篇1：隧道标准化施工工艺

新建江茂铁路示范段之工务工程施工工艺标准-隧道

中国铁路广州局集团有限公司工务处

2018-2-5 第 1 页

前言：本章节为标准隧道施工工艺，包括有隧道洞门及铭牌、洞身、排水设施、防护门、全断面敲击检查等5个项目。

一、隧道检查

（一）总体要求：准、匀、平、齐、牢

（二）控制重点：隧道洞门及铭牌、隧道洞身、隧道排水设施、隧道防护门、隧道全断面敲击检查

（三）质量控制：

准：隧道铭牌设置于正洞口列车前进方向左侧，铭牌结构形式为铝合金标示面板+镀锌无缝钢管立柱，字体反光。铭牌基础面与隧道电缆槽盖板面平齐，立柱与同侧衬砌外边缘的距离5m。样式统一按照《斜切式洞门铭牌及号标设计图》的要求制作。

匀:衬砌混凝土无空响、掉块、空洞，底板、仰拱填充层无开裂；混凝土结构表面清洁，无开裂、蜂窝麻面、露筋、后补、附挂物、渗漏水等。

平：环向、纵向、横向排水管相互连通，排水侧沟、中心排水沟（管）无淤积、排水通畅；隧道洞口排水设施应与地方排水系统衔接到位；盖板平整，无明显破损，排列均匀，铺装平稳。

示意图效果图

齐：隧道进出口边仰坡防护到位，检查通道齐全。隧道进出口无危石，安全防护网稳固、无锈蚀；隧道边仰坡栅栏内外各设置1道环形硬化混凝土检查通道，宽度0.8m，厚度不少于10cm；检查通道较陡的地段设置渗锌钢结构防护栏杆，高度1m；进出口顶部安防设施齐全、有效，隧道洞口公跨铁设置连续的防撞墙。

牢：防护门稳固，门扇整体无变形和锈蚀，门扇应关闭良好，面第 3 页板无变形，面板的焊缝、铆钉、对拉螺栓无松动；门框墙、门框四周应固定到位，无松脱、变形、开裂现象，墙体固定处是无渗水；技术资料（设计图纸、合格报告、抗风压、防火、防爆专项检测报告等）齐全。防护门开启方向标识齐全、正确，声光报警系统完好。

篇2：隧道标准化施工工艺

隧道施工工艺

施工技术（工艺）

隧道质量取决于工艺质量，工艺质量取决于开挖、初期支护及防排水质量等，初期支护和防排水质量等比较好控制可以加强监管，那么重点就是开挖质量，开挖质量又取决于钻爆质量，就是说理论上没有了超欠挖后续的初支质量就有了保证，因此说隧道质量的好坏很大程度上取决于钻爆的质量，首先确定钻爆的方案预裂爆破还是光面爆破首先我们从理论上来分析，由于v级围岩岩体松散、裂隙较发育无法采用或实现光面爆破技术，那么必须熟练掌握预裂爆破技术及特点，预裂爆破：进行石方开挖时，在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏影响，使之获得较平整的开挖轮廓，此种爆破技术为预裂爆破。预裂爆破不仅在垂直、倾斜开挖壁面上得到广泛应用；在规则的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用预裂爆破。

预裂爆破要求：

(1)预裂缝要贯通且在地表有一定开裂宽度。对于中等坚硬岩石，精心收集

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缝宽不宜小于1.0cm；坚硬岩石缝宽应达到0.5cm左右；但在松软岩石上缝宽达到1.0cm以上时，减振作用并未显著提高，应多做些现场试验，以利总结经验。

(2)预裂面开挖后的不平整度不宜大于15cm。预裂面不平整度通常是指预裂孔所形成之预裂面的凹凸程度，它是衡量钻孔和爆破参数合理性的重要指标，可依此验证、调整设计数据。

(3)预裂面上的炮孔痕迹保留率应不低于80％，且炮孔附近岩石不出现严重的爆破裂隙。

根据预裂爆破的特性、要求经过试验和反复研究对钻爆设计做了适宜的改动做到动态控制，主要技术措施、指标最后确定如下：（附钻爆设计图：）

(1)炮孔直径一般为50～200mm，对深孔宜采围较大的孔径。

（2）炮孔间距宜为孔径的8～12倍，坚硬岩石取小值。

（3）不耦合系数（炮孔直径d与药卷直径d0的比值）建议取2～4，坚硬岩石取小值。

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（4）线装药密度一般取250～400g／m。

（5）药包结构形式，目前较多的是将药卷分散绑扎在传爆线上（图1-21）。分散药卷的相邻间距不宜大于50cm和不大于药卷的殉爆距离。考虑到孔底的夹制作用较大，底部药包应加强，约为线装药密度的2～5倍。

（6）装药时距孔口1m左右的深度内不要装药，可用粗砂填塞，不必捣实。填塞段过短，容易形成漏斗，过长则不能出现裂缝。

一般情况来说开挖应尽量采用大断面或较大的断面开挖，以减少对围岩的扰动，根据围岩特征经过反复研究、现场考察、论证和试验洞的开挖，由于断面大开挖方法最后确定为双、单侧壁导坑开挖法，钻爆方案确定为V级围岩预裂爆破设计，IV级围岩实践光面爆破，实践证明这两种爆破方案均符合辖区隧道IV、V围岩实际，按照此方案实施爆破，爆破效果较好。但要解决的问题是双、单侧壁导坑法二次扰动比较大，加之围岩比较松散极易出现塌方，特别是浅埋段甚至会出现冒顶，方案是可行的，问题是要怎么去解决二次扰动问题，经过实践和多次试验证明二次扰动对围岩、初支影响非常大，初支表面加上爆破震动效应的影响靠近掌子面处基本上都会出现开裂、变形，拱架接头有的会应力扭屈，甚至出现掉拱，某种程度上来讲双、单侧壁拱架是起到了简支梁在中部给一个支点的反作用力的作用，是破坏整

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体受力的作用，如何加之利用导坑开挖优势，取长补短又要确保质量安全呢，首先我们经过理论分析围岩受力情况，单、双侧壁是分部开挖、分阶段受力（持续受力）、整体持续收敛的一个过程，经过反复试验发现二次扰动其实如果控制在围岩变化（拱顶下沉、周边收敛、位移）在一定的范围内时，扰动是对围岩、初支影响最小，在这区段进行下部接腿、成环或导坑中部接拱最为可行也是最安全的，对初支的影响可以忽略不计，其次就是必须要严格开挖步序，必须是两内侧壁先行，后续工序跟进循序渐进的工艺，遇到比较软弱围岩时（如流沙、断裂层）侧壁导坑也须遵循“短进尺，弱爆破，强支护，早封闭”的原则，开挖步序见图标2

1、明洞施工及洞门施工

洞口边、仰坡和明洞开挖与支护应自上而下分层开挖，而且要洞外永、临防、排水要先行，使地表水通畅，避免地表水冲刷坡面。必要是采取人工修坡，防止超挖，减少对洞口相邻地段的扰动；开挖暴露的边坡及时施作设计的防护，降低围岩暴露而风化，支护要紧跟，辖区内都为高边、仰坡，如果不及时安全无法保证，况且会浪费很多的人力物力，明洞衬砌必须检查、复核明洞边墙基础的地质状态和地基承载力，满足设计要求后，测量放样，架立模板支撑，绑扎钢筋，安装内外模

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板，先墙后拱整体浇注衬砌混凝土，集中拌和泵送入模，插入式振捣器配合附着式振捣器捣固密实。

洞门施工对于削竹式洞门，同明洞同时施作，削竹斜面按坡度安装木模板，用角钢将斜面端模与边模固定成整体。

明洞防水层与回填

明洞衬砌完成后强度达到50％方可拆除外模，铺设防水层，回填要对称每层不大于30cm，两侧高度差不得大于50cm，回填至拱顶后，再分层满填至完成，做好表面隔水层。

2、洞口V级围岩浅埋、破碎段的开挖与支护

进洞方式

洞口段覆盖层薄、地质条件差，当开挖深度至起拱线时，先施作进洞导向墙及大管棚，待明洞衬砌完成后，接长管棚尾端，搭接于明洞上，使管棚尾端形成一个固定支撑，在大管棚的保护下开口进内侧壁，两内侧壁导坑的进尺也要错开前后（5～10m）。如果是小间距还必须设置预应力对拉锚杆。

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V级围岩破碎带开挖与支护

上断面内侧壁导坑先进，进尺0.7m，立即对围岩面初喷，顺围岩安设第一层Φ8的钢筋网片，并连接成整体，架设主动及临时支护的型钢拱架，并用Φ25钢筋将拱架与上一榀连接成整体，打孔送入Φ25中空锚杆并压注浆，安设第二层钢筋网片，分层喷护至设计轮廓线，注意每榀拱架背面的密实情况，进尺约5~10m后，下断面的导坑开挖支护，同时外侧壁导坑也可开挖，当下断面成环进尺约20～35m后，核心土上部弧形导坑开挖支护接拱，进尺3～5后可开挖中部及支护，最后下部隧底与先前的左右导坑的下断面完全结合封闭成环，共分七部开挖支护，所有工序必须严格遵循开挖支护步序，必须是两内侧壁先行，后续工序跟进循序渐进的工艺。同时必须要有监控量测的数据为基础，应力的重新分配或转换，将增加支护与地层的位移、沉降、变形，拆除前后应加强洞身变形及支护受力的监控量测，另外，爆破后开挖轮廓线必须采用人工配合风镐开挖，严禁补炮，炮眼成孔应采用水钻，做好洞内的施工临时排水，必要时采用水泵排出洞外，石英、云母片岩在水浸泡后会加速丧失自稳能力，而且会加速围岩节理发育的形成，如果地下水压力太大会增加对支护的破坏作用。

3、IV级围岩段的开挖与支护

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本区段IV级围岩根据围岩的节理发育、走向和围岩的风化脆弱程度情况我们将其区分为两种情况对待，一种为种为IV级一种为IV级加强段，为了节约成本和发挥最大的时间效应，开挖方法也有所调整准IV级为上下台阶留核心土开挖法－正台阶开挖，IV级加强段为CD工法工序开挖－单侧壁开挖法；钻爆开挖均采用实践光面爆破，为了进一步搞好光面爆破，提高爆破效率，实现安全快速开挖，提前实现独头施工贯通，施工与监理单位共同成立了一个光面爆破技术专题小组，在认真总结Ⅲ类围岩爆破实践的基础上，研究探讨IV围岩全断面光爆技术，施工过程中效果甚好，特别是上下台阶法施工，炮眼残痕率达95%，特殊地段拱部钎痕率达85%，边墙达80%，局部最大超挖量为10㎝，欠挖量为8㎝，IV级围岩实践采用光面爆破取得的有关技术参数及效果，爆破专题组通过多次爆破实践，反复修正爆破参数，最终确定了IV类围岩的钻爆方案。

开挖方法

手抱锤打眼、人工装药联线、起爆器起爆、装载机装碴、自卸式汽车运碴，实行上断面一次爆破三班工作制开挖方法。

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光爆作用机理

1周边轮廓形成机理

光面爆破的目的是使周边眼形成贯穿的裂缝。当两炮眼同时起爆时，炸药所引起的压缩应力波将在两孔中间相遇，两孔间的岩石在压缩应力的作用下产生垂直方向上的拉应力，如果此拉应力超过岩石的极限强度，周边就会沿两眼连线产生孤形裂缝。该裂缝产生情况与周边眼的间距、角度、装药结构及起爆方式均有关。故此，合适的周边眼间距及角度，合理的装药结构及起爆方式，使炸药爆炸所产生的压应力刚好克服岩石动态抗拉强度，炸药的爆破作用才能形成贯穿裂缝，岩层周边才能形成规整的断面形状轮廓。

2确定合理的岩石抵抗线（W）

大量的爆破实践证明：不同岩石光面爆破效果通常与岩石最小抵

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抗线大小有关。在每眼装药量一定条件下，眼距（E）大于两倍最小抵抗线（W）时，即周边眼密集系数m=E/W＞2时，等于两眼分别单独起爆，结果在两炮眼之间形成阁墙造成欠挖；当最小抵抗线过小时，爆轰作用过大，造成爆破过分破碎形成超挖。故此，根据岩性特征，经过多次爆破实践，确定合理的岩石抵抗线，是提高光面爆破效果的最有效途径。

3确定合理的眼距（E）

在抵抗线（W）一定的条件下，眼距大小直接影响光爆效果。因为在爆破的瞬间其自由面处的反射拉应力应等于入射的压应力，而两眼间所引起的拉应力则小于入射的压应力；同时在自由面方向上的岩石是处于双向应力状态，所以自由面方向的岩石易被拉坏。因此为了充分利用炸药能量，选择合理的眼距（E），产生满意的爆破效果，就要设法使自由面方向的反射拉应力与两眼间爆破拉应力相等。实践证明：只有当E/W=0.8-1.0时，上述两应力才近似一改，光面爆破效果才有可能达到最佳。

此外，周边眼同时起爆，采用较小的装药集中系数，合理的装药

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结构也是消除爆震裂缝，保护围岩自身稳定，保证光面爆破效果的重要条件。

光爆参数的选定

1掏槽方式的确定

由于该隧道设计跨度大、净空高，采用全断面一次爆破开挖，没有大自由面掏槽爆破是很难实现的。专题组通过多次掏槽试验最后确定双楔形掏槽方式是该岩层爆破最佳的掏槽方式，掏槽的岩石在其掘进空间抛出最远，在岩层爆破空间能形成较大的楔形临空面，掏槽效果较好。

2周边眼间距的确定

IV围岩节理裂隙较发育，爆破时裂缝方向多变不易形成完整的曲面。专题组通过观察光爆成型情况，根据围岩裂隙发肓特点，总结发

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现周边眼间距在55-65cm之间最宜。

3最小抵抗线的确定

最小抵抗线是影响光爆效果的主要因素。爆破攻关小组，在爆破实践中，根据岩层的变化情况，在最小抵抗线65-75cm范围内及时调整光爆层的厚度，取得了较好的爆破效果。

4装药系数的确定

经过多次爆破实践，专题组确定掏槽眼的平均装药系数为0.85。辅助眼的平均装药系数为0.83。周边眼的平均装药系数为0.31是合理的。

5眼数及眼深的确定

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该隧道岩石爆破选用MRB2＃岩石乳化炸药，ms雷管，起爆器人工引爆，爆破效率85%（y），每m3岩石炸药耗量1.4㎏即q=1.4㎏/m3，掘进断面积S=80.6㎡、每孔装药密度为r =1.1㎏/m，则炮眼个数为：

N=q·S/y·r=147（个）

若1号掏槽眼进尺2.7m、2＃掏槽眼进尺3.2m，掏槽眼与掌子面夹角为70度，则各眼钻眼深度为：L掏1=2.7sin70°=2.9m，L掏2=3.2/ sin70°=3.4 m，L辅助眼=L周边眼=L底板眼=3.2m。

上下台阶留核心土开挖与支护

上下断面开挖首先上部爆破开挖，约1.00m立即对围岩面进行初喷，顺初喷面布设第一层Φ8的钢筋网片，并连接成整体，架设主动拱部支护的型钢拱架，并用Φ25钢筋将拱架与上一榀连接成整体，打孔送入Φ25中空锚杆并压注浆，安设第二层钢筋网片，分层喷护至设计轮廓线，注意每榀拱架背面的密实情况，进尺约5~10m后（根

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据围岩的情况确定），下断面中部的导坑开挖支护，取核心土开挖，两侧的边墙接腿采用马口跳槽落底并与中部的隧底初支全部封闭成环，形成整体，共分四部开挖支护，注意的是必须要左右交替的开挖落底。

单侧壁导坑开挖与支护

先内侧壁导坑上断面开挖支护先行，进尺约0.8m，立即对围岩面初喷，顺围岩安设第一层Φ8的钢筋网片，并连接成整体，架设主动及临时支护的型钢拱架，并用Φ25钢筋将拱架与上一榀连接成整体，打孔送入Φ25中空锚杆并压注浆，安设第二层钢筋网片，分层喷护至设计轮廓线，注意每榀拱架背面的密实情况，进尺约5~10m后，下断面的导坑开挖支护，与临时支护的拱架支护及喷射混凝土封闭成环，同时后行洞的内侧壁导坑也可开挖，相互必须交错5~10m，后行洞同样成环后，先行洞的大侧壁导坑上断面可以进尺，并与内导坑接合连成整体，也必须交错开5~10m，当下断面成环进尺约20～35m后，可以取掉临时支撑，最后下部隧底与先前的左右导坑的下断面完全结合封闭成环，共分四部开挖支护，精心收集

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不管是什么开挖法都必须要有监控量测的数据为基础，应力的重新分配或转换，将增加支护与地层的位移、沉降、变形，拆除前后应加强洞身变形及支护受力的监控量测，以数据说话，如变形过大应停止拆除。必要时加强支护或提前施作该段的二次衬砌，所以说什么时候取掉临时支护的侧壁很是关键。

4、出渣与运输

辖区隧道断面跨度大，出渣运输量大，根据实际现场情况，隧道均为中、短隧道选用了方便、灵活的出渣运输能力大的无轨运输方式。

核心土上弧导坑作业空间小，短台阶，机械作业不便，主要以人工扒渣配合挖机集中为主，然后运出。左右上导坑及左右下断面均以装载机装渣，自卸车直接运出至指定弃土场，可避免洞口两次倒运，运输效力高。

四、关键工序施工工艺

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1、大管棚、小管棚超前支护施工

隧道进、出口进洞均采用Φ89壁厚：5mm长：30m间距：40cm的大管棚进行注压浆对洞口浅埋的超前加强支护，角度为1~3度；洞内采用Φ50壁厚：4mm长5m间距40cm的小导管进行压注浆超前支护。角度为6°。

大管棚施作的主要内容：施作导向墙预埋导向管，设置钻机平台，测定孔位，钻孔，钻机退出，注压浆，封孔，““见图4超前管棚施工工艺流程框图“

管棚采用无缝钢管加工成花管，以便注浆加固岩体，前端加工成锥形，以便送入或打入，并防止浆液前冲，梅花布设溢浆孔孔径8mm，间距为15cm，其中大管棚尾部5m，小导管尾部1m范围不钻孔，防止漏浆，末端最好焊接直径为6mm的环形箍筋，防止打入是管身开裂，影响注浆管每小段的连接。每节间丝扣连接，精心收集

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钻孔采用电煤钻钻孔，在钻进过程中采用光耙测斜仪量测钻孔的偏斜度，小导管人工直接送入。

超前管棚安设后，用速凝砂浆封口，并用喷射混凝土封闭工作面，采用KBY-50/70型注浆泵注浆，注浆参数为：

水泥浆水灰比：1;1

注浆压力：0.5～1.0mpa

注浆前进行注浆试验，并根据试验的情况调整注浆参数。

注浆顺序两侧对称向中间，自下而上逐孔注浆，强度达到设计后方能开挖。

2、系统锚杆施工

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系统锚杆采用的中空注浆锚杆，锚杆长4m（径向）或5m（内侧水平），环向间距为1m，采用风钻钻孔，钻孔直径为Φ40mm。成孔后用高压风清孔，人工送入，用速凝砂浆封口，注浆压力保证在0.5~1.0mpa，扩散半径最大，对围岩加固的效果最佳，对裂隙较发育的不良地质V级围岩有很好的改善效果，抗拔力符合设计要求，锚杆的末端与拱架焊接。

3、刚拱架支撑施工

在加工场地放出大样，采用弯曲机分节加工制作，主要在安设控制（中线、高程、垂直度）质量，施工中主要采用支距、悬距法来控制。

4、钢筋网施工

主要注意控制加工尺寸和把每块网片连成整体。

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5、临时支护的施工（临时侧壁支护、临时仰拱）

临时侧壁支护采用I16型钢拱架纵向间距与主动一致，网片尺寸15*15，采用Φ22mm砂浆锚杆，Φ50小导管超前支护的一个临时支护体系。

临时仰拱由于地质情况差经过数据分析边墙收敛值超限，根据实际情况分析、研究和试验为了确保安全在上断面导坑开挖支护时在主临支每榀拱架间安设I22mm的水平支撑支护，很好的解决了开挖安全及后续接腿、上部接拱在应力重新分配过程出现的变形量过大应力释放失控而造成掉拱、掉块、开裂和坍塌情况。

6、二次衬砌混凝土施工

二次衬砌是隧道工程永久性承力结构的一部分，对提高隧道使用寿命和外观质量具有重要的作用，衬砌分为两个部分一个是拱部的二

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次衬砌，一个是下部隧底的仰拱衬砌。

混凝土二次衬砌施工时间根据现场监控量测结果来确定，在初期支护基本稳定，整体收敛值在规范内，围岩及初期支护变形率趋于减缓或稳定时再进行隧道二次衬砌，并将衬砌工作面与开挖工作面拉开50~100m的距离，以减少两工作间的互相干扰，也是避免爆破震动效应对二次衬砌的影响，二次衬砌混凝土灌注采用洞外集中拌和、混凝土输送罐车运输、轨道自动行走液压起臂整体模板衬砌台车（附图）、混凝土输送泵车灌注的方法进行。

首先通过轨道将模板台车行走至衬砌部位，测量定位，调好标高，按隧道衬砌内轮廓线尺寸调整好模板台车。安设固定好预埋孔、洞、室位置，堵头模板，排气孔等。

开始浇注，泵送混凝土灌注应对称、分层、连续施工，每层厚度控制在50cm以下，保证不浮模和偏位及跑模。插入式振捣棒配合附着式振捣器振捣密实。不得出现水平和倾斜接缝，如果应故中断浇注，则在继续浇注混凝土前，必须凿除已硬化的前层混凝土表层的虚面、浮浆，并将表面凿毛，高压水枪冲洗干净，拱顶混凝土通常不密实、精心收集

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灌注不满、不易振捣、易收缩等现象，根据经验教训，这就需要对拱顶灌注工艺作特殊要求，采用加强封堵板泵送压注挤压施工，另外还要预留注浆孔在后期对月牙型收缩缝进行注浆处理，保证混凝土的整体性和密实性，浇注完成后达到规定强度方能拆模，养护时间不得少于14天，7、洞内、外（防、排）水体系的施工

洞内的防排水体系质量一定要严把关，要遵循洞内、外；永、临防排水相结合，特别是排水半管的安设及泄水孔的位置、深度、角度，通常也是被我们疏忽的一个工序，经过多年的施工经验隧道的地下水处理是关系到以后运营安全的一道重要工序之一。也是近年来提出的无压排水理论应用在施工中的一大进步，处理好了围岩内部地下水压力对隧道使用寿命和运营期间渗水影响的通病问题，另外土工布和防水板的质量控制，个人认为防水层不但是起到防水的作用，而且防水板给二衬提供了一个光洁面，由于初支是不平顺的粗糙面，所以防水板还起到减小了初支与二衬的摩擦作用，土工布主要是过滤作用，也可以说是起到了应力的缓冲、传递作用，因此在施工中防排水质量控制不容忽视。

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洞内无压防、排水体系的构成及质量控制：

衬砌背面防水卷材（防水板、土工布）质量控制很大程度上取决于受铺面的质量，其基面应平整、圆顺、无凸出物、无明流水涌水，初支出水量较大时应该作特殊的处理，比如：清刺沟隧道、上喝组隧道地下水较丰富在施工中一个是做好临排，初期支护后做好标记，在铺设防水层前在出水量大的部位将水引出，安设排水管将水引致中央排水主管道中排出洞外，在铺设防水卷材是应注意松弛度要适宜，环向搭接的焊接采用双面爬焊机，固定的点位必须按照：拱顶500～800mm，边墙800～1000mm，底板1500～2000来控制。采用热熔垫片与防水板热熔焊接，（附图）局部破损的可以使用热吹风补焊。铺设完成后要充气检测，合格后方能进行下道工序的施工。

排水半管的施作质量控制

Ω100排水半管是无压排水理论的重要组成，首先在以通过中间验收的初支表面径向打入1m～1.5m的泄水孔，主要目的在于把围岩内部的毛细水系引出，不至于让围岩、初支组成的支护体系长期受到

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地下水压力的影响，再则为了有效的将水排出，然后将半管安设在泄水孔上使围岩内部的水能顺畅的流出至边墙纵向排水管流出洞外，以至于漫流导致受潮渗水，使防水层处于良好的环境，边墙纵向及横向排水管

Φ110PVC边墙纵向排水管主要是将Ω100排水半管引出的围岩内部的水排出洞外，如果水量过大Φ110边墙纵向排水管不能满足流量的要求在边墙检查井内积至一定的高度横向排水管的位置时就通过横向Φ100PVC波纹管排至排水边沟或中央排水主管道内排出洞外。

中央排水管

中央排水管是洞内排水系统的主管道，由于在主行车道范围内采用内直径为400mm、510mm的预制钢筋砼承插式接头管，设置混凝土基座保证稳定和防止隧底的施工缝反水作用，管身上部设置级配碎石反滤层，为了防止横向管和路面排水基层的水系杂物堵塞管身的泄水孔和免受路面车载作用集中，破坏管身的作用。

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排水边沟

主要上防止路面积水，防止运营后在冬季路面积水导致路面结冰或浮冰形成，变形缝（沉降缝）、施工缝的防水处理

变形缝是由结构不同刚度、不均匀受力及考虑到混凝土结构胀缩而设置的允许变形的结构缝隙，在本辖区隧道施工缝的处理也采用止水带防水，是防水处理的关键环节之一。

洞外防、排水设施的构成及质量控制：

洞外排水要与施工临时排水路基结构物排水相结合，边、仰坡的截水沟的水与路基的边沟或直接顺势排出，中央排水管顺延止与路基

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排水体系结合或排出自然流水沟道，边沟的排水同样要与路基上的边沟要结合，明洞粘土防水层要留有一定的坡度防止积水或排水够引排至路基边沟或顺地势排出。

五、施工中的控制要点及经验

1、隧道开挖超欠挖控制

隧道开挖的超欠挖指开挖处至设计开挖轮廓线的垂直距离，及该点到设计圆心的距离与设计半径之差。开挖轮廓线的下限半径为：设计半径＋预留量（立拱架前的突变和拱架安设后的变形，按3cm考虑）＋二次衬砌模板变形加大量5cm。开挖轮廓线的上限半径为：开挖下限半径＋监控量测动态管理的预留沉降量（设计及规范经验值：18cm、16cm、13cm）。

超欠挖检测采用悬高法和支距法，这两种方法操作简单方便快捷，但测点的距离不能过大，局部要加密，激光断面仪测量精度高，但是受导坑开挖，掌子面难架设的影响，实际操作不易。

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2、初期支护轮廓线净空断面控制

根据《两阶段施工图设计》隧道设计图纸要求，隧道V级围岩预留沉降量按18cm、16cm设置，IV级围岩13cm设置，但必须加强监控量侧动态掌握围岩实际的变形量来修正设计给出的沉降量参数，本辖区以5m为一个段落进行超前水平地质钻探探测（预报），并以前段开挖支护的参数正确性探讨研究，和监控量测的数据分析来进行修正设计给出的沉降量参数，来保证在初期支护完成后二衬施作前的初期支护断面达到最理想的轮廓线（设计轮廓线），那么第一条和本条都提到的二次衬砌台车预留变形量5cm怎么理解呢？理论上来讲只要台车不变形或变形值为零，也就没必要预留这个量了，也就是说只要你预留的变形量在浇注完混凝土拆模后刚好符合二衬的设计轮廓线为最佳，是控制和节约隧道工程施工成本和加大投入的重要控制环节，初期支护轮廓线下限半径应该控制为：设计初期支护轮廓线半径＋二衬模板台车变形量5cm。上限应为：初期支护轮廓线下限半径＋施工误差（3cm考虑）＋残余变形沉降量（按2～5cm考虑）。

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施工过程中还要严格控制刚拱架加工尺寸和比样误差，安装过程中严控拱架安设尺寸及误差，每个工作循环和各步序必须严格检查拱架平面位置、拱顶高程、垂直度、偏位等工序，以上数据均为本辖区隧道经验数据，仅供参考。

3、二次衬砌轮廓线断面控制方法

为了保证二次衬砌混凝土厚度，施工时二衬外轮廓线半径定为：隧道设计初期支护外轮廓线半径＋二次衬砌模板台车预留变形5cm，二次衬砌施工前，根据本辖区三座隧道对基本稳定的初期支护监控量侧数据来看，V级围岩拱顶下沉和收敛一般在6～12cm局部达到16cm，IV级围岩拱顶下沉和收敛一般在2～7cm局部达到12cm，故验证设计的预留沉降量13、16、18cm为合理。

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4、围岩监控量测

监控量侧是新奥法复合式衬砌设计、施工的核心技术之一，也是本区段隧道衬砌采用信息化施工管理的重要工作和课题，通过施工现场监测掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度，保障了施工安全，对评价和修正初期支护参数，力学分析及对二次衬砌施作时间提供了信息依据，根据本项目隧道地质特点及要求，主要进行了一下项目的量测。

超前地质预报

采用超前水平钻探，5m为一个区段，为围岩动态动态情况、参数的修正提供了有力的信息依据。

围岩变形量测

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主要是通过洞内变形收敛量测、拱顶下沉量测、围岩内部位移量测来监控洞室稳定状态和评价隧道变形特征，是隧道施工日常量测的主要实测项目及工作，应力～应变量测

采用应变计、应力盒、测力计等对钢架支撑、锚杆和衬砌受力变形情况进行监控，进而检验和评价支护效果。本项目对支护的锚杆、拱架及二衬受力变形进行监控经过数据分析设计的支护效果优良。

围岩稳定性和支护效果分析

经过对逐座隧道量测数据的收集整理、回归分析，对IV、V级大跨径不良地质围岩及支护取得了大量的数据信息，采用了位移反分析法，反求得围岩初始应力场及围岩综合物理力学参数，并与实际结果对比、验证，为今后的设计和施工提供了不少科学数据及类比依据。

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六、特殊地质条件的处理及预防措施

由于辖区内隧道裂隙均较发育，围岩完整性、坚硬性差，深埋段不多，而且山体裂隙水比较丰富，所以发生地质灾害——岩爆的几率不高，根据钻探和地质部门的资料该区域也不存在有害可燃易爆气体，施工中主要的难点就是处理好大跨径的开挖步序、工艺和应力突变导致浅埋段及主洞交叉处塌方冒顶及散体、破裂状结构的边仰坡失稳或顺围岩层理走向的滑塌；涌水防排的治理；由于地质限制只能采用导坑开挖，施工通风的处理等工作上。

1、塌方的防治实例

隧道施工中的塌方灾害坚持防治结合的方针，以预防为主，对地质状况进行超前预报，已支护的进行量测监控，严格设计工法施作，加强工序施工质量，严控各工序间的根据围岩情况依据规范控制步序拉开的长度，严密监控不良地质开挖后的边仰坡情况，及时加以必要的防护，精心收集

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辖区隧道以上喝组地质情况较差：由于上喝组隧道出口为浅埋，易坍塌，场地也受到限制，采用进口单口掘进，但隧道进口在进洞后监控量测数据反映为异常，高驻办会同有关专家查看后，果断下发指令撤离所有人员及机械停工施工，采取加固措施，在洞内加设支撑、山顶地表注浆加固，洞内主洞注浆加固改善围岩，边仰坡小导管注浆改善，由于变化速率过大，山体已经形成裂隙滑塌面，于6天后进口仰坡顺山体裂隙面突然大面积滑塌，由于及时撤离了人员机械，没有造成人员及机械的重大损失，塌方的主要原因：隧道至洞顶穿越断层破裂带，断裂带的走向与路线近平行，进口右线为高边、仰坡，最高处为右边坡69m，山体有7处纵横、深度走向不明的采金洞遗址，且右线右边坡偏压，（在进洞之前由于考虑到右边坡偏压的影响，对该隧道进行了主洞全环径向小导管注浆加固，改善岩体，上断面导坑支护增加了临时仰拱，提供水平支撑，并且增加了明洞套拱，套拱左侧反压回填），受其影响，隧址区围岩完整性差，尤其是进口仰坡坡面暴露围岩为全风化、强风化强烈岩体，多呈散体状结构或碎裂状结构，无自稳能力，加之施工中爆破开挖的震动干扰，导致右边坡突然滑塌带动仰坡使之坍塌将洞口左右线全部掩埋，经现场勘察滑塌体均为松散的碎石土（坡积碎石土），塌方体厚度10～12m，主洞室初支、明洞套拱情况不明。

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经过设计、业主、监理、施工单位四方对塌方现场核查，该塌方为地质原因造成，为了进行下阶段的施工或减少塌方对施工的影响，以及考虑总工期的要求，将掘进施工队克服困难转移到出口继续施工，必须对进口塌方进行处治，经过四方共同研究决定，首先安排将塌方体进行详细测量与塌方前的坡面比较得出塌方面的位置及清渣量，确定处治分两个阶段，第一个阶段先将滑塌的边、仰坡虚渣清除，并结合由上而下边刷边护原则完成框架锚杆防护，第二阶段待主洞清理出来后根据破坏程度再进行第二步处治设计。

2、涌、渗水处理

防、排相结合是洞内治水的原则，清刺沟、上喝组隧道施工中都遇到了不同程度的涌水现象，施工中从两个方面来处理，第一步将涌出的水排出洞外，不至于影响正常施工环境，对于顺坡洞排水主要是挖临时排水沟自然排水，反坡采用挖积水、排水泵站机械排水管路排水，围岩的涌、渗水处的治理非常关键，如：上喝组隧道右线右导坑开挖约在SH202+800处右拱腰出现的涌水，水量较大喷射混凝土无法凝固在受喷围岩面上，经过现场勘察涌水原因时，发现涌水点是约直径为1.6m沙井处渗出的，而且通过涌水的洗刷已经形成漩涡状，如

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果不及时处理，继续任其冲刷形成沙井掏空，有可能会导致掌子面坍塌，通过施工单位与监理单位研究决定立即采用先堵后排的方案，即将涌水井用土工布填塞，并加设这了一榀刚拱架支撑，防止涌水井的沙被洗空，导致严重后果和损失，然后把PVC管将土工布过滤后的涌水集中排至积水坑，喷射加大速凝剂用量的喷射混凝土，考虑水量比较大，面积范围较小，通过调查水的主要来源是雨季山体的裂隙水汇聚而成的，那么不能让其成为涌水通道，采用周边注浆的方案将其封住，如果是地下水域的通道那么必须作特殊处理。通过初期支护表面外观和打孔检测及雷达检测来看效果良好。

七、辅助施工

隧道施工时，管线布置较多，又受空间限制，管线必须按照规定和研究的最合理方案的进行安装设置，施工是动态的，必须设有专门的人员管理，确保施工安全。洞内管线布置见图8。

八、控制测量

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1、洞外测量

符合导线复测，在实际实测中，首先对设计导线点进行测角、测距、平差，然后进行各导线点坐标的计算。

高程控制测量，以隧道进出口水准基点为起算点和闭合点，对全程水准点进行复合评定，不设成为一闭合高程控制网，采用水准测量与三角高程测量相结合的方法，按国家四等高程控制标准施测，并通过交叉交换复测。

2、平面控制测量，采用线路中线与符合导线相结合的形式，按照国家四等控制网标准布设。

首先，在进出口以已经纳入洞外平面控制网的两条边作为隧道洞内控制网的联系边，然后在洞内布设支导线点，导线点应布设在施工干扰小、稳定可靠的地方，点间视线应离开洞内设施0.2m以上。用全站仪对水平角和边长同时施测，该导线在实地测设中应十分注意对导线的检测，应为每一步产生的误差都将会影响横向贯通误差，检测

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方法一般按原有导线最前端的相邻三点点位，通过同精度测角和测边检测。如果角和边的差值均在精度允许范围内，则可以为原导线点的精度和点位均为可信，如超限应沿着原有导线依次倒退检测，直至精度合格为止。这时以合格处导线点作起算点向前建立新导线。同时采用换手复测和隧道中线和坐标法互为复核的方法，以避免出现测设错误。

高程控制测量采用四等测量，用水准测量和三角测量高程相结合的方法，洞内高程由洞外高程控制点BM进和BM出传算。洞内每隔100～200m设立一对高程控制点。采用水准测量时，进行往返观测，作业要求，观测限差和精度评定方法应符合规范要求。

九、环境保护技术的应用

近年来国家越来越重视环境保护，环境保护也越来越受到我们公路建设者们的关注，因此在项目审批和设计中就已经着手综合考虑，尽量避免因人为因素导致的山体病害的产生，尽量减少对工程附近的建筑、居民生活、生产和生态环境的不良影响，设计中采用“早进洞、晚出洞”的原则，减少深挖路段，保护自然坡体及原有植被。

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隧道洞内的开挖石渣尽可能地纵向调配，作为路基的填料，硬石、优质石渣在所设的石料加工场集中堆放，用于砌体工程和混凝土粗集料，施工中不得乱弃，根据各工地的实际情况集中堆放，弃方时，考虑到保护植被，堆放时，选好弃渣场地，作好坡脚的防护，以避免洪水期冲走弃渣形成认为的泥石流，弃渣后在渣场的顶面覆盖土层，复垦还田或种树造林。

施工期间的生活污水和工业污水集中排放，都必须经过沉淀过滤处理。

边、仰坡为了与自然结合一体对稳定性较差的作了永久性防护

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篇3：黄土隧道施工工艺

1 工程概况

1) 临县至离石高速公路为山西省内高速公路的重要组成路段, 第三合同段位于临县临泉镇王家里村境内, 王家里隧道轴线是根据隧址区地形、地貌在符合路线总体走向的前提下, 并结合隧址区工程地质与水文地质条件、两端接线、运营管理区布设及工程造价等因素综合定出。在隧道纵断面设计时考虑了地形、地质条件、隧道长度、两端接线、通风、排水、施工及临时工程等诸多因素。左右线均属短隧道, 净宽10.25 m, 限高5.0 m。两洞内侧边线间距4.3 m~9.6 m。

2) 隧道区地貌形态属黄土梁峁区, 地形起伏较大, 左线最大埋深50.28 m, 右线最大埋深为49.25 m, 围岩主要由第四系中更新统离石组厚层状 (Q2pl) 组成。离石组黄土 (Q2pl) 岩体为粉土, 褐黄~褐红色, 稍湿、密实, 发育垂直节理, 总体呈块状整体结构, 进出口段呈松软结构。洞室开挖时拱部易产生塌陷及崩塌, 侧壁不稳。

2 施工方案的确定

1) 王家里隧道属于黄土隧道, 针对黄土基底承载力低、侧应力较大、湿陷性及埋深浅等特点, 施工时严格执行“管超前、短进尺、强支护、勤量测、早成环”的施工原则, 确定黄土隧道总体施工方案采用分台阶环形预留核心土开挖方法, 即洞身分上下台阶, 上导坑采用环形预留核心土开挖初期支护紧跟, 下导坑左右边墙跳槽开挖支护, 仰拱紧跟下导坑施工, 二次衬砌采用自动计量集中拌和混凝土, 自行液压式衬砌台车泵送混凝土施工。

2) 施工中初期支护及早封闭成环, 并进行持续的监控量测, 数据指导现场施工。

3 洞口工程及防护排水工程施工

1) 减少对洞口山体挖方, 及时做好坡面临时防护。针对黄土直立性强特点, 采用“宽平台, 陡边坡”方案, 仰坡坡率采用1∶0.5, 仰坡较高时, 8 m为一级, 留2 m~3 m宽平台。边仰坡开挖保证坡面直顺、平整, 挖方后立即进行边仰坡打锚杆挂网喷混凝土防护。

2) 在进洞前做好洞口防护排水。水沟位置根据现场地形确定, 水沟流向顺山势由高向低, 引流至路基排水系统。

3) 对洞顶及周边发育的落水洞进行排查处理。每个落水洞自底部向上分层夯填老黄土, 顶层采用50 cm厚C15混凝土封口, 封口半径增大50 cm~100 cm。

4 套拱、超前支护施工

4.1 套拱施工

洞口段套拱纵向长度是2 m, 厚度为50 m, 套拱内预埋108×4导向钢管并与套拱内埋设的2榀工字钢钢拱架焊成整体, 并在套拱上反压土袋或片石, 以稳定坡脚。套拱内导向管安设的平面位置、倾角、外插角的准确度等直接影响大管棚的施工质量, 施工中应严格控制。

4.2 超前大管棚施工

1) 针对黄土竖直节理发育易出现洞口滑坍特点, 洞口采用超前长管棚注浆支护, 以确保安全进洞。

2) 管棚参数。大管棚采用108热轧无缝钢管, 壁厚6 mm, 管节长度为9 m, 采用丝扣相接, 接头相互错开, 管棚长度为22 m。环向间距40 m, 纵向长度根据V类浅埋段围岩长度及洞口覆盖层厚度而定, 取20 m~30 m不等。

5 洞身开挖

黄土隧道的开挖。对于新黄土地段, 地基承载力较低, 而且其含水量超过20%时, 或地形险峻 (导致仰坡很高) , 或位于冲沟附近, 存在落水洞、陷穴, 地形偏压严重时, 采用双侧壁导坑法施工。为了增强开挖时围岩的稳定性, 可采用加临时仰拱或临时支撑等方法。

黄土隧道开挖应采用机械配合人工开挖。黄土隧道环向开挖面经整修合格后要及时初喷封闭围岩, 防止围岩变形掉块。对于洞口段应控制地层初期变形速度, 限制变形量, 防止黄土崩解而形成破裂面。总之, 预留变形量的预留数值应以现场实际地质情况按监控量测的数据合理确定, 以保证二衬混凝土厚度为原则。

6 初期支护施工

根据隧道洞身土质, 初期支护采用锚喷支护, 一方面锚喷支护具有很好的及时性、密贴性和封闭性, 它能及时封闭开挖面, 阻止土体变形;另一方面, 锚杆和钢筋网片具有一定的延展性, 它可以允许洞身土体沿横向和纵向有较大的变形, 甚至和被加固土体一起作整体位移, 而仍能继续工作不失效。

锚喷支护施工工艺流程如图1所示。

6.1 初喷混凝土

隧道开挖整修完毕后, 应立即初喷3 cm~5 cm厚的混凝土, 其作用是封闭开挖面并找平, 以防止围岩应力集中及土体松弛变形而可能导致的坍塌。

6.2 锚杆施工

1) 钻孔。采用冲击钻打锚杆孔, 严禁使用水钻。

2) 锚杆安设。锚杆应保持直线, 系统锚杆钻孔方向宜与开挖面垂直, 当岩层层面或主要结构面明显时, 尽可能与其成较大交角, 但与开挖面的垂直偏差不应大于20°;局部锚杆应尽可能与岩层层面或主要结构面成大角度相交。

3) 特别注意锁脚锚杆施工, 每侧拱脚设4根锁脚锚杆, 长度不小于3.5 m。

6.3 铺设钢筋网

1) 钢筋网一般在系统锚杆施作之后安设, 但如遇到围岩松散地层, 拱部易坍塌或掉块, 为了给作业人员提供防护, 可先施作钢筋网。

2) 钢筋网网格尺寸为2.2 m×1.2 m。钢筋网采用8钢筋事先加工制作成2.2 m×1.2 m的方片, 施工时运至工作面进行焊接安装。

3) 钢筋网铺设紧贴岩面, 并保证其保护层厚度不小于2 cm。

4) 钢筋网的节点与锚杆接头采用电焊的办法焊接牢固, 确保喷射混凝土时不晃动。

6.4 型钢拱架施工

王家里隧道围岩类别分为Ⅳ级, Ⅴ级两种。隧道Ⅴ级洞口段采用Ⅰ20b工字钢拱架加强支护, 纵向间距70 cm;一般段采用Ⅰ20a工字钢拱架加强支护, 纵向间距为80 cm;Ⅳ段采用Ⅰ16工字钢加强支护, 纵向间距为100 cm。

钢架在洞外按设计尺寸加工成型, 洞内安装在初喷混凝土和挂网之后进行, 用定位锚杆固定, 两侧拱脚和墙脚用锁脚锚杆固定, 钢架间设纵向连接筋。喷混凝土包裹。

1) 现场加工制作。钢架应按设计要求预先在洞外结构件厂分段加工成型。

2) 钢架加工后进行试拼。

3) 钢架架设工艺要求。a.钢架必须放在牢固的基础上, 施工时将基础底部虚碴清理干净, 用喷混凝土或混凝土找平;在软弱围岩地段, 基底承载力不能满足设计要求时, 在钢架基脚处设槽钢以增加基底承载力。b.架立时垂直隧道中线, 当钢架和初喷层之间间隙过大时设置垫块, 用喷混凝土喷填。c.为增强钢架的整体稳定性, 将钢架与锚杆焊接在一起。d.钢架架立后尽快喷混凝土作业, 并将钢架全部覆盖, 使钢架与喷混凝土共同受力。

6.5 喷射混凝土施工

喷射混凝土采用潮喷法, 喷射前埋设喷厚控制标志钉。

喷射作业采用自下而上分层分段进行, 一次喷射厚度, 拱部5 cm, 边墙6 cm。

喷射混凝土终凝后2 h起即开始洒水养护, 养护期不少于14 d。

7 监控测量

施工时应准确及时的进行现场监控量测, 通过现场量测掌握洞身和支护的动态, 指导施工, 预报险情, 确保安全进行日常的施工管理。在对量测数据进行分析处理与计算后, 绘出曲线, 根据所绘曲线的变化情况与趋势, 判定围岩的稳定性及时修正和确定隧道初期支护参数, 同时为二次衬砌施作时间提供参考依据。

隧道开挖前, 在地表距套拱5 m, 10 m, 20 m埋置3组地表沉降观测点, 用水平仪观测地表下沉值1次, 之后每个月观测3次, 洞口段施工中监控量测频率要加密, 特别是仰拱成环施工时精密水平仪安设好后进行不间断连续观测。

同时根据观测结果及时反馈到施工中去, 对预留沉降量进行调整。

8 隧道防排水系统施工

隧道防排水系统是隧道结构安全及正常运营的重要因素, 施工时应按设计要求严格施作, 并根据现场水文地质情况增设防排水体系。

1) 防水层施工。

防水层在初期支护变形基本稳定后, 二次初砌施作前进行。防水层所用材料为土工布 (土工布:350 g/m2) 和EVA防水板 (厚1.2 mm) , 其铺设工艺应符合以下要求:a.锚杆、钢筋网等凸出部分, 先切断后用锤铆平抹砂浆素灰;喷射混凝土凹凸不平时, 应补喷混凝土使其表面平整圆顺, 且凹凸量不得超过±5 cm;b.混凝土表面先把土工布用衬垫贴上, 然后用射钉枪钉上水泥钉锚固, 水泥钉长度不得小于50 mm, 平均拱顶点3个/m2~4个/m2, 边墙点2个/m2~3个/m2;c.土工布、排水板施工搭接长度不得小于10 cm, 接缝采用爬焊机焊接;d.铺设防水板时采用手动专用熔接器热熔在衬垫上, 粘结剥离强度不得小于防水板抗拉强度的80%。

2) 纵、横向排水管结构施工。

中心排水管是利用人工与机械相结合的方法开挖成型, 然后安装提前预制的C30半边打孔的钢筋混凝土管, 利用特制的混凝土管枕将其调至设计标高, 固定牢固。管口接头处用沥青麻絮堵塞密实, 并浇筑C15混凝土管基至1/2管高, 最后预制管表面铺填20 cm~30 cm碎石 (3 cm~5 cm) 反滤层。

纵向排水管 (116 HDPE单壁打孔波纹管) 在防水层施工时完成, 采用专用接头连接, 管上铺碎石。

环向排水管 (100 HDPE单壁打孔波纹管) 在防水层施工前, 沿初期支护表面每隔Ⅳ级采用15 m/道设计, Ⅴ级采用10 m/道设计, 局部水量大时可以酌情增加, 由环向排水管将水引至纵向排水管。

横向排水管 (100 PVC管) 主要输导纵向排水管的积水至中心排水管, 沿隧道纵向每隔10 m设置一道, 在施工仰拱混凝土时预埋。

9 隧道二次衬砌

9.1 施工方法

隧道衬砌全部采用全断面整体式衬砌。为了加快衬砌速度并确保洞身安全, 在每个隧道洞口配备一台9 m长整体式液压钢模板衬砌台车。混凝土浇筑采用HBT60C型混凝土输送泵灌注, 混凝土由搅拌运输车运输, 以插入式振捣器为主要振捣方式, 台车自带附着式振捣器为辅助振捣方式。

9.2 养护和拆模

1) 养护方法:隧道衬砌养护采用高压水冲洗湿润的办法, 经常要保持混凝土湿润, 保养期限一般为10 d。养护的洒水期限与水泥品种、空气湿度、气温等条件有关。

2) 拆模时间:对于不承重的侧面模板待混凝土强度达到2.5 MPa以上时可拆除;对于承重模板须待混凝土达到设计强度的70%以上时方可拆除;对于受较大围岩压力的模板须待混凝土达到设计强度的100%后才能拆除。

3) 黄土隧道要坚持衬砌紧跟, 确保衬砌距掌子面不得大于30 m。

1 0 结语

临县至离石高速公路王家里隧道洞身为结构松散、稳定性较差的黄土, 特别是处于Ⅴ类围岩浅埋段, 冲沟多, 埋深浅, 且覆盖层为第四系上更新统马兰组新黄土, 土质疏松多孔, 垂直节理发育, 属Ⅴ级中等湿陷性黄土, 施工时极易掉土、坍塌。我们通过超前长管棚预注浆法加固洞口段, 短进尺及时施工初期支护, 仰拱先行, 衬砌紧跟等一系列施工方法, 安全地通过了Ⅳ类围岩浅埋段的施工, 为隧道早日正常施工创造了条件, 也为我们安全出洞积累了丰富的经验。

参考文献

[1]JTJ 042-94, 公路隧道施工技术规范[S].

[2]王思敬.地下工程岩体稳定分析[M].北京:科学出版社, 1984.

[3]贺永军, 刘志强.隧道工程[M].北京:中国矿业大学出版社, 2002.

[4]韩瑞庚.地下工程新奥法[M].北京:科学出版社, 1987.

[5]周爱国.黄土隧道现场施工技术[M].北京:人民交通出版社, 2004.

篇4：大断面隧道贯通施工工艺

关键词:大岩隧道贯通施工

中图分类号:U455.4文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0097-01

1 工程概况

重庆川九建设有限责任公司承建的大岩隧道位于酉阳县龙潭镇,左线起止里程K5+469～K7+980,长2511m;右线起止里程K5+457～K7+970,长2513m。隧道左右幅为分离式三心拱断面形式,内轮廓线10.14m×6.99m,左右线均为-2.5%单向纵坡。隧道穿越区属于构造～溶蚀中低山地貌区,围岩主要以灰岩、泥夹灰岩为主,并夹有突水突泥不良地质段。该隧道为城市主干道交通工程,施工难度较大,安全、质量要求较高。

贯通段围岩地质概况:进口右线30m没有掘进断面(K6+683.5～K6+713.5)围岩设计为Ⅲ级。根据出口掘进到K6+713.5,围岩破碎达不到Ⅲ级支护要求,经过洽商变更为Ⅳ级,开挖断面:90.93m2。

进口→出口贯通里程K6+713.5,出口开挖至贯通里程后停止开挖,最終由进口端完成贯通。

进口→出口贯通里程K6+713.5,一周内上台阶距贯通点开挖剩余30m,初支距掌子面30m,下台阶距掌子面400m,二衬距掌子面560m。出口做好防排水系统为进口排水作好准备,所以选择由进口贯通。

2 贯通施工技术

2.1 贯通测量

大岩隧道采用双向对掘方式施工。为确保隧道施工中线在贯通面上的横向及高程满足贯通精度要求,符合路面及纵断面的技术条件,必须进行控制测量及贯通误差的测定和调整。在贯通面上的测量极限误差满足横向中误差75mm,高程中误差35mm的要求。控制测量精度以中误差衡量,最大误差(极限误差)规定为中误差的2倍。

(1)隧道贯通误差测定。在大岩隧道施工中采用精密导线网测量控制开挖。贯通面在右线K6+713.5,座标、高程如下:X=3186688.749、Y=584394.845、Z=544.586。①由进口端和出口端两个方向分别测量该点坐标,所得闭合差分别投影至贯通面及其垂直方向上,可得到实际的横向和纵向贯通误差,再置镜于该临时点测求方位角误差。②水准路线由两端向洞内进测,分别测至贯通面附的同一水准点或中线上,所测得的高程误差值即为实际高程贯通误差。

(2)隧道贯通误差调整。①大岩隧道贯通面位于直线段,采用拆线法调整隧道中线。②高程贯通误差调整,采用进口端和出口端对临时点分别引测的高程平均值作为调整后的高程。③大岩隧道贯通后,施工中线及高程测量所得实际贯通误差,在没有二衬的100m地段内进行调整。该段施工放样根据调整后中线及高程数据进行。

(3)拆线法中线调整。

中线调整产生的转角在5″以内直接按直线考虑,转角5″～25″时按顶点内移量考虑(见《贯通开挖爆破参数表》和《拆线法调整贯通误差平面图》),转角大于25″时则加设半径为4000m的曲线(如表1，图1）。

2.2 隧道贯通施工

2.2.1 隧道贯通方法

为防止在隧道贯通面因围岩爆破产生御荷而导致拱顶揭穿段坍塌,贯通面采用超前锚杆对隧道拱部进行预支护,超前支护深度为3.5m,贯通层厚控制为2.6m。超前锚杆孔用YT28风钻钻孔,孔径42mm,杆体用φ22Ⅱ级带肋钢筋,锚杆杆体长度3.5m,按环向间距35cm布设,成孔水平外插角1°。孔内插入锚杆后进行有压灌注水泥砂浆。

2.2.2 贯通步骤

(1)开挖程序。采用钻爆法上下台阶半断面贯通开挖,拱部采用光面爆破,以最大限度保护周边围岩的完整性,减少超挖量。

(2)施工开挖方法。①测量放线及钻孔。用全站仪精确测量放出开挖断面,在掌子面用红油漆画出开挖轮廊线,按照爆破方案进行布孔。开挖钻孔采用手风钻配合可移动式作业台架造孔。②爆破。顶拱周边采用光面爆破,中部采用中空孔菱形楔型掏槽,中空孔直径为d=42mm,毫秒微差非电导爆雷管起爆。爆破时严格控制单响药量,尽量减少爆破对周边围岩的影响。③危岩处理:放炮完毕通风散烟后,仔细检查并清除开挖面上残留松动岩块。④初喷砼:危岩清理后,在爆破开挖面进行初喷砼3～5cm厚度,封闭拱部围岩裂隙。⑤出碴:放炮完毕通风散烟后,用运碴车运至指定碴场。⑥锚网喷支护:出碴完成后按Ⅳ级围岩进行锚网喷支护施工。

2.2.3 贯通面重点控制段

(1)距贯通面30m。为确保大岩隧道安全顺利的贯通,距贯通面30m时,开挖爆破前30分钟,由现场专职安全员电话通知项目部管理人员。项目部管理人员及时通知大岩隧道出口端洞内施工人员及机械设备全部撤离至安全范围方可起爆。

(2)距贯通面20m。在出口端掘进至距贯通面还有20m时,作业队采取边探边掘的施工方法。开挖每循环使用5m的钻杆进行探眼,每开挖面布置3个探眼孔。探眼孔用YT28风钻钻孔,孔径42mm。

(3)距贯通面6m。距贯通面6m时,必须采用“短进尺,弱爆破”爆破工艺。最大限度的减少对岩层的破坏,确保贯通处安全。

(4)距贯通面2.6m。距贯通面2.6m时,先打探眼探透;探不透,及时通知项目部测量人员进行核实断面及贯通距离后再开挖,直至探透。

3 结语

从右洞贯通测量误差来看,横向中误差3.6cm,高程中误差2.8cm,误差均在设计及规范范围内,提前11天完成右线贯通,得到业主及监理公司的肯定。

篇5：隧道施工标准化(图文详解)

内容介绍：

一、“工欲善其事，必先利其器”

二、“知者行之始，行者知之成”

三、“术有专攻，道无止境” 正文：

一、“工欲善其事，必先利其器”——明确优质工程质量目标

隧道优质工程质量目标：初支钢架数量不少于设计要求，间距合格率≥ 90%；喷射混凝土强度合格率100%，厚度符合标准要求，平整度合格率≥ 90%，混凝土密实，无裂缝、蜂窝、空洞、夹渣等缺陷；二衬钢筋数量不少于设计要求，主筋间距合格率≥ 90%，钢筋接头合格率100%；二衬混凝土强度合格率100%，且强度控制在1 ～ 1.5 倍设计强度范围内；

衬砌厚度、墙面平整度合格率≥ 98%；二衬无渗漏水，背面不出现长度大于1m、累计长度超过隧道长度0.5%、单个面积大于0.5m2 的空洞。

二、“知者行之始，行者知之成” ——图文解读标准化施工过程内容包括：

洞身开挖、中空锚杆注浆快速接头、喷射混凝土、钢拱架整体加工、连接板加工与安装、二衬钢筋安装、防水处理、二衬混凝土、衬砌混凝土养生、电缆沟及排水沟 2-1 洞身开挖

隧道洞身开挖采用的三台阶七步开挖工法，主要是将隧道分七个开挖面相互错开同时开挖，同时支护，形成支护整体，逐步向纵深推进的作业方法，具有施工空间大、机械化程度高、初期支护工序简单、调整灵活、工效高、进度稳定、工期保障性强等特点。

三台阶七步开挖法

隧道光面爆破外观

三臂式凿岩台车施工作业

采用隧道三臂式凿岩台车“双机单洞”模式进行隧道洞身开挖，有效地提高了凿岩速度、安全系数及环保效果，改善了隧道施工环境。2-2 中空锚杆注浆快速接头注浆快速连接头具有以下优点：(1)安装简便快捷；

(2)与锚杆、压浆管连接咬合密贴，能有效保证注浆压力和注浆饱满；(3)快速接头阀门可重复利用，降低了施工成本；(4)改善了以往人工手握管道注浆的施工条件，解决压浆过程中工人眼睛易被浆液溅伤问题。

中空锚杆注浆快速连接头

注浆作业，安全便捷 2-3 喷射混凝土使用湿喷机

施工隧道初期支护混凝土，初支喷射混凝土密实平整，质量稳定，有效解决了传统施工工艺存在的粉尘大、回弹高和混凝土质量不稳定等问题。使用湿喷机施工隧道初期支护混凝土，大大改善了隧道喷射混凝土的施工环境，保障了作业人员的安全和健康，且所需作业人员少，材料损耗少，符合节能环保施工理念。

隧道采用二次喷射工艺施工初支混凝土，通过对初喷不平整部位进行二次复喷，保证了喷射混凝土表面平整度，消除了由于喷射混凝土表面不平整造成二衬背后脱空的质量隐患。

使用湿喷机进行初支喷射混凝土施工

初支喷射混凝土表面平整密实

2-4 钢拱架整体加工钢拱架加工：

①按照隧道钢拱架总长一次下料到位，并整体冷弯成型。②对照洞身开挖方案设定的断面大小切割分段。该工艺能从源头上保证钢拱架尺寸的准确性，使拱架安装成型后整体弧形圆顺，接头处相邻节段轴心重合，连接孔位置准确，确保拱架的结构受力性能。

钢拱架整体冷弯成型

根据方案将成型的拱架切分成段

钢拱架分段成品 2-5 连接板加工与安装

钢拱架连接板与工字钢采用二氧化碳保护焊焊接，焊缝质量好。二氧化碳保护焊具有穿透力强、熔深大、焊缝成形良好、焊接牢固、抗裂性能强、焊后变形较小、操作简便等优点。

连接板加工机床

连接板成品：尺寸准确，螺栓孔孔形标准

二氧化碳保护焊焊机

焊接作业

焊缝饱满，焊接质量好 2-6 二衬钢筋安装

二衬钢筋定位是隧道质量控制的薄弱环节，为提高二衬钢筋安装质量，可采取如下安装工艺，保证了钢筋间距、排距和保护层厚度符合设计要求。

1、按设计要求准确加工各种规格的钢筋，准确控制拱脚边墙预埋钢筋位置，抓好二衬钢筋准确就位的源头。

2、设置安装台车和定位架进行钢筋定位，充分利用标准的层间连接构造钢筋准确控制二衬两层钢筋的间距，保证钢筋环向位置的准确性。

3、采用卡具定位，控制主筋纵向间距；通过拉线，调整钢筋骨架线形。

4、采用高强混凝土垫块作为二衬钢筋保护层加强措施，确保钢筋保护层厚度严格受控。

使用卡槽定位主筋纵向间距，并焊接水平构造钢筋固定

利用标准尺寸的层间连接构造钢筋准确控制二衬两层钢筋的间距

拉线调整钢筋位置，保证钢筋网面平顺

使用专用台车和定位架进行

二衬钢筋安装二衬钢筋位置准确，垫块与衬砌台车模板密贴，保护层厚度合格二衬钢筋与边墙钢筋连接平顺

安装成型的二衬钢筋骨架稳固整齐，线形圆顺 2-7 防水处理

采用热熔性定位装置固定二衬防水板，其热熔衬垫可用射钉固定在隧道初支、围岩任意位置，通过电热熔接器将防水板焊接在热熔衬垫上，使防水板与初支或围岩密贴，松紧适度，有效减少二衬脱空。

改进二衬台车端头模板构造型式，按设计位置在端头模板中部设置中置式止水带预留槽，端头模板与止水带同时安装，止水带经模板上的专用螺栓紧固，保证了位置准确牢固。

热熔衬垫整体效果

安装防水板后整体效果

安装后的端头模板

预埋止水带位置准确牢固，无松动破损病害 2-8 二衬混凝土

控制原材料质量，实时调整混凝土坍落度，改进振捣工艺，加强模板台车的维修和保养，使二衬混凝土拆模后表面平整、密实、光洁，色泽一致，达到内实外美效果。

二衬混凝土接缝平顺，色泽一致

二衬混凝土表面无气孔砂线外观缺陷

二衬混凝土表面平整光洁 2-9 衬砌混凝土养生

二衬混凝土洒水养生

喷射混凝土洒水养生 2-10 电缆沟及排水沟

采用大块钢模现场浇筑隧道电缆沟和排水沟，较好地控制了电缆沟和排水沟线形，混凝土表面平整密实；电缆沟和排水沟盖板采用塑料定型模具，使用振动台振捣施工，盖板外观好，尺寸标准稳定，便于安装。

排水沟

安装后的电缆沟和排水沟盖板

电缆沟

三“术有专攻，道无止境”——总结

通过狠抓作业流程、工艺工法的标准化，大力推广机械化施工，促进隧道工程施工效率和施工质量的提高。通过施工实践，总结提炼出高效实用的施工工艺和管理办法，如洞身三台阶七步开挖法、钢拱架整体成型工艺、初支喷射混凝土二次复喷工艺、二衬台车二次定位绑扎钢筋工法等，并作为标准化施工方法在全线推广应用，提高了项目隧道工程的总体质量水平。

篇6：隧道洞口标准化建设施工方案

一、工程概况

王北凹隧道为特长隧道，左、右线分离布设。起讫桩号为LK96+920～LK100+671，长度为3751m；王北凹右线隧道起讫桩号为RK96+953～RK100+666，长度为3713m。江门端洞口采用端墙式洞门，罗定端洞口采用削竹式洞门。

王北凹隧道江门端洞口段线间距较小，最小间距约为32.7m，洞身至出口段线间距逐渐增大至40m。王北凹隧道地面最大高程约为643.6m，隧道最大埋深约为485m；左、右线隧道江门端均位于圆曲线上，罗定端均位于直线上，左线隧道纵坡为2.0%、0.6%及-0.6%的人字坡；右线隧道纵坡为2.0%、0.6%及-0.6%的人字坡。

二、整体规划布置

我标段结合洞口地形，按照安全实用、整洁美观、规范环保的原则进行布置，具备足够的使用面积，统筹规划了施工机械通道、停车场、材料仓库、通风设备、临时用电设备、门禁系统、排水系统、供水供气设施等在洞口场地的布置。具体布置如图：

拌钢筋钢筋加工场合站地磅地磅加工场拌合站炸药库宿舍宿舍

王北凹隧道江门端洞口布置图王北凹隧道罗定端洞口布置图

三、施工便道和洞口场地

1.王北凹隧道江门端施工便道利用原乡村道路改造（长滩工区木材运输道路），隧道施工便道和洞口施工场地硬化预计于2014年4月完成。

2.王北凹隧道罗定端施工便道由县道X466新建便道至王北凹隧道罗定端洞口，其中红线内便道750米，线外便道300米，隧道施工便道和洞口施工场地采用C20混凝土进行硬化，硬化厚度25cm。硬化区域设置了2%排水横坡。同时便道两侧设置防护栏杆和警示标牌。由于右洞正在施工明洞衬砌，预计于2014年4月完成全部场地的硬化。

四、门禁管理

王北凹隧道门禁系统预计在2014年5月建设完成。

门禁及监控系统由人车考勤、人员门禁、车辆门禁、人车分流、定位系统、洞口及洞内掌子面监控系统、LED显示屏、信息管理中心组成。

人车考勤、人员门禁、车辆门禁、人车分流、定位系统具备自动识别和记录人员进出洞的情况，配备无线标识卡和定位监控基站，当此人或车经过隧道的定位读卡器时，立即被系统识别，并通过系统网络的信息交换，将此人或车通过的路段、时间等信息传输至安全监控中心记录，并可同时在地理信息大屏幕墙上出现提示信息，显示通过人员的姓名等。

监视系统设置在每个洞口和掌子面附件，能够对进出隧道人员车辆全方位监控，不留死角。洞口设置值班室，每个洞口人员门禁处设置一个1m2的值班岗亭，配备值班人员，防止外来人员进入，以及监督进洞作业人员劳保穿戴情况。

信息控制中心设置在洞口外适宜地方，信息中心约4m2左右，配备技术人员24小时值班，进行数据分析以及掌握洞内作业人员及作业状态。LED显示屏设置在信息管理中心上方，动态显示洞内的人员姓名等信息，也可将实时的监控量测数据和超前预报数据手动输入显示屏中（此项由施工技术人员根据实测数据及时输入。

五、隧道施工供风、供水、供电

由于隧道洞口附近地表水和地下水比较丰富，作业区驻地生活用水与搅拌站生产用水采用就近接入山中干净地表水，分别在江门端、罗定端设置一个30立方的蓄水池。

1.王北凹隧道江门端空压机布置在江门端左洞拌合站旁，内预设置10台空压机，摆放间距1.0m～1.2m，采用半开放式房屋，顶部设置弧形雨棚。

施工用电由省道专线接入（约8公里），变压器位置定于王北凹隧道江门端左洞空压机旁，变压器设置3台，容量分别为2台800KVA和1台630KVA。

2.王北凹隧道罗定端空压机布置在罗定端左、右洞之间，内预设置8台空压机，摆放间距1.0m～1.2m，采用半开放式房屋，顶部设置弧形雨棚。

施工用电由地方黄沙专线接入，变压器位置定于王北凹隧道罗定端左右线洞口之间，变压器设置2台，容量分别为800KVA和630KVA。

六、隧道弃渣场、自办料场、危险品库管理

1.弃渣场

①王北凹隧道江门端弃渣场设置在K96+635路基右侧，占地面积24000m2，按照设计要求进行了防护，确保边坡的稳定，防止水土流失、泥石流、滑坡等危害。

②王北凹隧道罗定端弃渣场设置在K101+000路基右侧，占地面积25000m2，按照设计要求进行了防护，确保边坡的稳定，防止水土流失、泥石流、滑坡等危害。