1、隧 道 概 念（提 綱）1、鐵路隧道概況2、隧道勘測(cè)3、隧道圍巖分級(jí)與圍巖壓力4、隧道選線及洞口位置選擇5、隧道襯砌及附屬構(gòu)筑物6、洞內(nèi)軌道7、隧道輔助坑道8、隧道防、排水9、隧道通風(fēng)、照明10、高速鐵路隧道的特點(diǎn)11、隧道施工與新奧法概念12、隧道技術(shù)的發(fā)隧 道 概 念（提 綱）1、鐵路隧道概況 1888年l911年 滿清時(shí)期 修建隧道238座，總長(zhǎng)42.46km。最長(zhǎng)的是東省鐵路（滿洲里綏芬河）的興安嶺隧道3077m 獅球嶺隧道長(zhǎng)261m 八達(dá)嶺隧道長(zhǎng)1091m（209） 1911年l949年 民國(guó)時(shí)期 修建隧道427座，總長(zhǎng)113.88km。 最長(zhǎng)的是濱綏線的杜草隧道 長(zhǎng)3840m。 1

2、949年2003年 共和國(guó)時(shí)期 修建隧道6213座，總長(zhǎng)3510.68km。 最長(zhǎng)雙線隧道 大瑤山隧道14.295km， 最長(zhǎng)單線隧道 秦 嶺隧道18.460km。2、隧道勘測(cè) 隧道工程勘測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同設(shè)計(jì)階段的任務(wù)、目的和要求，針對(duì)隧道工程的特點(diǎn)，確定應(yīng)搜集勘測(cè)資料的內(nèi)容和范圍，并進(jìn)行調(diào)查、測(cè)繪、勘探和試驗(yàn)，做到搜集資料齊全、準(zhǔn)確、滿足設(shè)計(jì)要求。2.1隧道工程測(cè)繪 地形（含輔助工）、縱斷面、橫斷面、洞口控制點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)。 測(cè)繪資料需反映隧道所在地區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、水文、周圍建筑及人居狀況。2.2隧道工程調(diào)查（1）自然概況 地形、地貌（2）工程地質(zhì) 地層、巖性、構(gòu)造（長(zhǎng)、特隧道大面積測(cè)繪

3、）（3）水文地質(zhì) 類型、水位、水量、水質(zhì)、滲透系數(shù)、突水？（4）不良地質(zhì) 崩塌、巖堆、錯(cuò)落體、滑坡、巖溶、泥石流、采空區(qū)、地溫、有害氣體、瓦斯、放射性危害等（5） 氣象資料 氣溫、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、雪量、凍結(jié)深度（6）施工條件 砂石料、水、電供應(yīng)、交通條件、施工及棄碴場(chǎng)地、對(duì)噪聲、振動(dòng)、拆遷、地表下沉、補(bǔ)償?shù)日叻?設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)調(diào)查，根據(jù)隧道長(zhǎng)短、地質(zhì)復(fù)雜程度采用 測(cè)繪、遙感、物探、鉆孔、試坑等方法進(jìn)行。 施工階段的調(diào)查宜采用開(kāi)挖工作面直接觀察或利用超前鉆孔、導(dǎo)坑、物探等方法進(jìn)行。隧道勘測(cè)應(yīng)詳細(xì)調(diào)查隧道所在地區(qū)的自然、人文活動(dòng)和社會(huì)環(huán)境狀況，評(píng)價(jià)隧道工程對(duì)環(huán)境可能造成的影響。3、隧道

4、圍巖分級(jí)與圍巖壓力3.1隧道圍巖分級(jí)級(jí)別主要地質(zhì)特征完整性開(kāi)挖后穩(wěn)定狀況彈性波速級(jí)極硬巖 r60mpa構(gòu)造影響輕微、節(jié)理不發(fā)育、無(wú)軟弱面巨塊狀整體結(jié)構(gòu)無(wú)坍塌、可能巖爆4.5級(jí)硬質(zhì)巖 r30mpa構(gòu)造影響較重節(jié)理較發(fā)育、偶夾軟巖大塊狀結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期曝露 有小坍塌3.54.5級(jí)硬質(zhì)巖構(gòu)造嚴(yán)重節(jié)理發(fā)育軟質(zhì)巖構(gòu)造、節(jié)理較發(fā)育碎塊石狀大塊狀側(cè)壁穩(wěn)定拱部無(wú)支護(hù)可有小坍塌2.54.0級(jí)硬巖構(gòu)造嚴(yán)重節(jié)理很發(fā)育軟巖構(gòu)造嚴(yán)重節(jié)理發(fā)育土：具壓密或成巖作用土qlq2老黃土鈣鐵質(zhì)膠結(jié)碎卵石土壓碎結(jié)構(gòu)碎塊鑲嵌大塊壓密巨塊整體無(wú)支護(hù)有較大坍塌側(cè)墻有時(shí)失穩(wěn)1.53.0級(jí)軟巖極破碎巖、堅(jiān)硬、硬塑粘性土稍密稍濕以上碎石土碎石松散松軟結(jié)

5、構(gòu)松散結(jié)構(gòu)易坍塌、可大坍塌淺埋易下沉坍塌1.02.0級(jí)巖體 構(gòu)造嚴(yán)重?cái)鄬訋馏w 軟塑粘土飽和砂粘土蠕動(dòng)松軟砂土潮濕松散極易坍塌變形涌砂 淺埋易塌通天11.53.2圍巖壓力采用破損階段法計(jì)算深埋隧道襯砌時(shí)，圍巖按松散壓力考慮，其垂直及水平勻布?jí)毫砂聪率接?jì)算：垂直壓力 qh 荷載高度 h0.45×2s1寬度系數(shù) 1i（b5）側(cè) 壓 力 eq4、隧道選線及洞口位置選擇4.1基本原則（1）長(zhǎng)、特（復(fù)雜）隧道應(yīng)在大面積地質(zhì)測(cè)繪的基礎(chǔ)上確定線路走向、越嶺高程、展線方案，綜合工期、施工方案、運(yùn)營(yíng)條件進(jìn)行全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選確定。（2）隧道選線應(yīng)避免通過(guò)地質(zhì)極為復(fù)雜和溶洞、暗河、采空區(qū)。（3）沿河、傍

6、山線路宜靠山內(nèi)移，避免偏壓、河流沖刷、水庫(kù)坍岸的影響，一般宜優(yōu)先采用長(zhǎng)隧道方案。（4）隧道洞口不應(yīng)設(shè)在地質(zhì)不良、排水困難、地勢(shì)狹窄、溝谷低洼或懸崖陡壁處，并應(yīng) “早進(jìn)、晚出”。“早進(jìn)、晚出”4.2隧道凈距、淺埋與偏壓（1）兩相鄰單線隧道的最小凈距（m） 圍巖級(jí)別 最小凈距 （1.52）b （22.5）b （2.53）b （35）b 5b（2）淺埋隧道覆蓋厚度（m）圍巖級(jí)別 單線隧道 57 1014 1825 雙線隧道 810 1520 3035（3）偏壓隧道覆蓋厚度（m） 與地質(zhì)和地形橫有關(guān)圍巖級(jí)別 石 土 單線隧道 45 5.510 1018雙線隧道 7 1011 1318 2030大瑤山隧

7、道-（1） 隧道線路平面方案 大瑤山隧道位于京廣復(fù)線坪石至樂(lè)昌間的武水峽谷，屬裁彎取直型長(zhǎng)隧道。鐵四院第一勘測(cè)設(shè)計(jì)總隊(duì)于1978年1月開(kāi)始勘測(cè)，對(duì)峽谷地區(qū)50km2范圍內(nèi)進(jìn)行了勘測(cè)調(diào)查，研究比較了四個(gè)主要平面方案。預(yù)留水庫(kù)方案：白面石跨武水方案 線路長(zhǎng) 33.9 08km 隧道長(zhǎng)14.30km園螺角跨武水方案 線路長(zhǎng)38.570 km 隧道長(zhǎng)14.66 km不預(yù)留水庫(kù)方案：武水西岸雙繞方案 線路長(zhǎng)45.492 km 無(wú)特長(zhǎng)隧道四跨武水雙繞方案 線路長(zhǎng)45.834 km 無(wú)特長(zhǎng)隧道隧道線路方案比選主要考慮以下四個(gè)因素：1）新線施工對(duì)既有線的影響程度2）能否保留對(duì)武水水力資源的開(kāi)發(fā)利用3）線路長(zhǎng)度

8、及相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用4）對(duì)新線電氣化的要求及增加的費(fèi)用經(jīng)綜合比較，長(zhǎng)隧道方案較繞行方案投資增加約5000萬(wàn)元，但長(zhǎng)隧道方案施工對(duì)既有線的影響最小；能保留武水水電資源，相當(dāng)于一座年發(fā)電15萬(wàn)千瓦的發(fā)電廠，每年可節(jié)約煤炭約50萬(wàn)噸，每年節(jié)省煤炭運(yùn)費(fèi)約910萬(wàn)元；與繞行方案比線路長(zhǎng)度可縮短約12km，10年可節(jié)省運(yùn)費(fèi)約1700萬(wàn)元；雖然長(zhǎng)隧道需要提前10年實(shí)現(xiàn)電氣化，早花1.0億元，但綜合比較還是合算，因此采用長(zhǎng)隧道方案。5、隧道襯砌及附屬構(gòu)筑物5.1隧道襯砌分類（1）整體襯砌 傳統(tǒng)模注襯砌（2）噴錨襯砌 地下水不發(fā)育、級(jí)圍巖、短隧道（3）復(fù)合襯砌 噴錨初期支護(hù)防水層二次模注襯砌（4）明洞結(jié)構(gòu) 拱形明洞

9、、棚洞、懸臂棚洞、立交明洞5.2隧道襯砌設(shè)計(jì)的若干規(guī)定（1）隧道應(yīng)采用曲墻式襯砌，級(jí)圍巖應(yīng)采用鋼筋砼襯砌。（2）單線級(jí)以上、雙線級(jí)及以上地段襯砌應(yīng)設(shè)置仰拱。（3）電力牽引的隧道，應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置接觸網(wǎng)補(bǔ)償下錨襯砌段。（4）位于曲線地段的隧道斷面應(yīng)加寬。5.3附屬構(gòu)筑物（1）避車洞 大避車洞300420m一個(gè)（4.0×2.5×2.8） 小避車洞 60m一個(gè)（2.0×1.0×2.2）（2）電纜槽 強(qiáng)、弱電應(yīng)分槽（彎曲半徑 弱電l.2m，強(qiáng)電630d），大于500m隧道應(yīng)在大洞中設(shè)余長(zhǎng)電纜腔（間距420600m）。（3）無(wú)人增音站、信號(hào)繼電器箱洞、無(wú)線電通信電臺(tái)

10、箱洞（4）變壓器洞、接觸網(wǎng)絕緣梯車洞（5）相鄰雙孔隧道間的行人、行車橫洞（6）其他報(bào)警、消防應(yīng)急設(shè)施及救援通道（160km/h）6、洞內(nèi)軌道 內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)一致 1000m耐磨 無(wú)碴優(yōu)先 一級(jí)碎石道碴7、隧道輔助坑道 輔助坑道應(yīng)根據(jù)隧道長(zhǎng)度、工期、地形、地質(zhì)、水文、通風(fēng)、排水、棄碴、防災(zāi)救援、疏散等需要、經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，并應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)的根據(jù)要求。7.1平行（橫洞）導(dǎo)坑（1）瓦斯隧道和長(zhǎng)隧道應(yīng)優(yōu)先采用平行導(dǎo)坑。（2）將來(lái)有可能擴(kuò)建為第二線隧道時(shí)，除考慮合理的線間距外，地質(zhì)不良地段的平導(dǎo)結(jié)構(gòu)宜結(jié)合二線隧道作永久襯砌。7.2斜井（1）井口應(yīng)高出l/100水位50cm。（2）斜井傾角 串車井 不大于2

11、50（提升方式）箕斗井 不大于350皮帶井 不大于1507.3豎井 應(yīng)設(shè)在隧道中線的一側(cè)，凈距1520m。8、隧道防排水8.1總體原則 “防排截堵、因地制宜、綜合治理”。8.2主要標(biāo)準(zhǔn)級(jí)鐵路、級(jí)電化、車站隧道襯砌及孔眼不滲水級(jí)非電化鐵路隧道 襯砌不漏水，孔眼不滲水8.3主要手段 砼自防水，抗?jié)B等級(jí)不低于p8。 襯砌厚度不小于30cm，裂縫0.2mm，保護(hù)層50mm 復(fù)合襯砌設(shè)夾層防水板和排水盲管。做好變形縫、施工縫防水。注漿加固堵水。9、隧道通風(fēng)、照明9.1單線隧道通風(fēng)的規(guī)定 （1）內(nèi)燃機(jī)牽引的隧道長(zhǎng)度在2km以上，宜設(shè)機(jī)械通風(fēng)。（2）電力機(jī)牽引的隧道長(zhǎng)度在8km以上，宜設(shè)機(jī)械通風(fēng)。（3）可根

12、據(jù)隧道長(zhǎng)短、行車密度、自然通風(fēng)情況具體分析掌握。9.2雙線隧道通風(fēng)的規(guī)定 內(nèi)燃機(jī)車牽引的雙線隧道，當(dāng)隧長(zhǎng)l（km）×密度n（對(duì)/d）100時(shí)，不應(yīng)設(shè)機(jī)械通風(fēng)。9.3通風(fēng)方式 風(fēng)道式通風(fēng)：洞口風(fēng)道式、斜井式、豎井式（軸流機(jī)） 無(wú)風(fēng)道通風(fēng)：射流風(fēng)機(jī)縱向通風(fēng) 組合式通風(fēng)：射流風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)組合9.4隧道照明（1）1000m以上直線、500m以上曲線隧道應(yīng)設(shè)置照明設(shè)備。（2）燈具應(yīng)防潮、減震、防腐、防爆（瓦斯），不妨礙信號(hào)了望。10、高速鐵路隧道的特點(diǎn)（200250km/h）（1）建筑接近限界 寬度不變，高度為7.25m（原6.55m）（2）必須考慮空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)對(duì)行車和舒適度及環(huán)境的影響。

13、（3）隧道凈橫斷面積 時(shí)速200km，單線50m2，雙線80m2。 時(shí)速250km，單線58m2，雙線90m2。（4）曲線上的隧道斷面可不加寬。（5）設(shè)有安全空間、救援通道和工程技術(shù)作業(yè)空間。（6）不采用噴錨襯砌。（7）隧道內(nèi)設(shè)各種設(shè)備洞室，但不設(shè)避車洞。（8）當(dāng)洞口有建筑物或特殊環(huán)境要求時(shí)，可考慮設(shè)緩沖結(jié)構(gòu)。（9）特長(zhǎng)、長(zhǎng)隧道宜與運(yùn)營(yíng)通風(fēng)相結(jié)合，考慮設(shè)置防災(zāi)通風(fēng)。（10）長(zhǎng)度大于100m隧道應(yīng)設(shè)固定照明，大于500m設(shè)應(yīng)急照明。（11）特長(zhǎng)、長(zhǎng)隧道應(yīng)設(shè)緊急出口，大于1000m者有條件時(shí)宜設(shè)。11、隧道施工與新奧法概念11.1隧道開(kāi)挖支護(hù)工法 （1）全斷面法 單線 、 雙線 、（2）下導(dǎo)坑全斷

14、面法 單線 、 雙線 、（3）臺(tái)階法 單線 、 雙線 （4）弧形開(kāi)挖留核心土法 單線 、 雙線 、（5）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法 單線 、 雙線 、（6）中洞法 聯(lián)拱隧道（7）中隔壁法 單、雙、三線、淺埋 （8）交叉中隔壁法 雙、三線、淺埋 、 11.2 新奧法的基本理念 傳統(tǒng)理念認(rèn)為圍巖是山體壓力之源，襯砌是承受山體壓力的唯一結(jié)構(gòu)物。新奧法認(rèn)為圍巖是整個(gè)支護(hù)體系中最重要的組成部分。因此，應(yīng)有效地控制圍巖變形，盡量保持圍巖的強(qiáng)度，以充分發(fā)揮圍巖的自承能力，通過(guò)監(jiān)控量測(cè)和信息分析，指導(dǎo)隧道工程的設(shè)計(jì)和施工。 要糾正以下錯(cuò)誤概念：不是一種簡(jiǎn)單的方法，而是一種設(shè)計(jì)施工的新理念。噴錨支護(hù)不等于是新奧法，噴錨支護(hù)是

15、保護(hù)圍巖的手段。施工監(jiān)測(cè)是新奧法的重要組成，沒(méi)有監(jiān)測(cè)不能算新奧法。11.3 新奧法原理要點(diǎn)natm是建立在科學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上的，為大量工程實(shí)踐證明是正確的、有效的新的隧道工程理念。要點(diǎn)如下：在隧道的整個(gè)支護(hù)體系中，最重要的是圍巖本身。開(kāi)挖時(shí)盡可能減輕對(duì)圍巖的擾動(dòng)和破壞，及時(shí)施作防護(hù)層，封閉節(jié)理裂隙，防止圍巖松動(dòng)和坍塌，盡量使圍巖處于三維應(yīng)力狀態(tài)。允許圍巖有一定的變形，以利發(fā)揮圍巖強(qiáng)度。但又必須嚴(yán)格控制變形，以免過(guò)度變形降低圍巖承載力。初期支護(hù)要及時(shí)，以抑制圍巖的早期變形，圍巖穩(wěn)定后再作二次襯砌。初期支護(hù)要具有柔性，能與圍巖緊密接觸，共同變形和共同承載。隧道斷面要園順，避免應(yīng)力集中，并且盡早閉合成

16、環(huán)。施工監(jiān)測(cè)必不可少，是確定支護(hù)參數(shù)、施工工藝和變更設(shè)計(jì)指導(dǎo)施工的依據(jù)。（監(jiān)測(cè)）水是地下工程最大的危害，要有有效的防排水措施。11.4 復(fù)合襯砌 1980年大瑤山隧道首次全面地、成功地在長(zhǎng)隧道中采用新奧法和復(fù)合襯砌。 復(fù)合襯砌組成 初期支護(hù) 防水層 二次襯砌 初期支護(hù) 噴砼 鋼筋網(wǎng) 格柵鋼架（鋼拱架） 防 水 層 無(wú)紡布 防水板 盲管（溝） 止水帶 二次襯砌 砼襯砌 鋼筋砼襯砌12、隧道技術(shù)的發(fā)展12.1 隧道工程分類 按功能分 交通隧道、水工隧道、軍事坑道 按區(qū)域分 山嶺隧道、地下鐵道、水底隧道 按工法分 礦山法隧道、盾構(gòu)隧道、沉管隧道12.2技術(shù)發(fā)展過(guò)程人挖、肩扛階段 1930年以前人力、

17、半機(jī)械化階段 3070年代半機(jī)械化、機(jī)械化階段 80年代至今多年來(lái)，在我國(guó)鐵路隧道工程技術(shù)一直處于領(lǐng)先的地位。但是20世紀(jì)80年代以來(lái)，公路隧道發(fā)展迅速，水工隧道更是異軍突起。魯布革、萬(wàn)家寨等水利樞紐早已采用了隧道掘進(jìn)機(jī)。地下鐵道領(lǐng)域已廣泛采用單園盾構(gòu)，甚至雙園盾構(gòu)。展望未來(lái)，隧道工程將會(huì)有更加輝煌的明天。（1） 向著大型機(jī)械化邁進(jìn) 鉆爆法施工的從鉆眼、裝藥、裝碴、運(yùn)輸、噴混凝土、襯砌全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、系列化，并且根據(jù)隧道長(zhǎng)度、施工組織，成龍配套。（2） 掘進(jìn)機(jī)（含盾構(gòu)）將被更多地使用，特別是施工條件合適的特長(zhǎng)隧道，將會(huì)優(yōu)先采用掘進(jìn)機(jī)。（3） 大型的管幕法、和水平旋噴加固技術(shù)在一些重要工程上將會(huì)

18、取代現(xiàn)在常規(guī)的長(zhǎng)管棚和小導(dǎo)管注漿。（4） 沉埋管隧道技術(shù)將為更多的設(shè)計(jì)和施工單位所掌握，我國(guó)沿海和內(nèi)河將會(huì)建造越來(lái)越多的沉管隧道（我院有待實(shí)質(zhì)性突破）。（5） 將會(huì)規(guī)劃和建造大陸連島的海底隧道，如渤海灣隧道、瓊州海峽隧道、臺(tái)灣海峽隧道等。有人說(shuō)20世紀(jì)是橋梁的世紀(jì)，21世紀(jì)將是隧道地下工程的世紀(jì)。讓我們密切注意技術(shù)發(fā)展的動(dòng)向，抓住有利時(shí)機(jī)，迎接新世紀(jì)的挑戰(zhàn)。黃土隧道施工工藝工法為了預(yù)防在黃土中開(kāi)挖隧道的大變形和坍塌問(wèn)題，采用臺(tái)階分布開(kāi)挖法（又稱環(huán)形開(kāi)挖留核心土法），結(jié)合噴射砼及時(shí)封閉開(kāi)挖面，用超前管棚支護(hù)、鋼拱支撐、掛網(wǎng)、打錨桿等來(lái)加強(qiáng)土體強(qiáng)度及限制圍巖應(yīng)力重新分布，實(shí)施短開(kāi)挖，快循環(huán)來(lái)減少對(duì)

19、土體的擾動(dòng)，是目前黃土隧道施工的較完整的方法。1.施工方法及工藝要點(diǎn)1.1根據(jù)工地實(shí)際情況，設(shè)計(jì)并施打超前管棚。鋼管真徑一般為60 mm，長(zhǎng)4.5m，間距30cm，外插角20，首尾相接長(zhǎng)度不少于1.5m。鋼管內(nèi)充填20號(hào)砼或者水泥砂漿。1.2上半斷面人工用風(fēng)鎬及電鏟掏槽。掏槽寬度約1m，縱向掏槽深度每次約0.8m。1.3開(kāi)挖后立即射砼封閉斷面。噴射4cm厚的20號(hào)砼，封閉開(kāi)挖斷面，以免孔隙水從斷面處滲出，而使土體失穩(wěn)。1.4架鋼拱及掛網(wǎng)。鋼拱規(guī)格為20a，按設(shè)計(jì)斷面計(jì)算用量。拱架之間的間距依每次開(kāi)挖長(zhǎng)度約為0.8m，每榀鋼拱縱向用20鋼筋連接，鋼筋間距1.2m。管棚尾端焊接于拱架腹部，以增強(qiáng)共

20、同支護(hù)作用。8鋼筋網(wǎng)格間距為20cm×20cm。1.5噴射砼填充鋼拱間空隙。拱架與開(kāi)挖輪廓之間的所有間隙用20號(hào)砼噴射充填密實(shí)，先噴拱架與輪廓之間空隙，再噴拱架，然后再噴拱架之間，直至噴到規(guī)定的厚度。1.6按上述15的方式開(kāi)挖5m左右后，開(kāi)挖支撐掌子面的核心土支持部分。1.7在上半斷面初期支護(hù)穩(wěn)定的條件下，開(kāi)始開(kāi)挖下半斷面：首先通過(guò)在上半斷面的鋼拱的拱腳打注漿錨桿，以防止拱架及圍巖變形與下沉。鉆進(jìn)后進(jìn)行注漿，兩側(cè)以等間距各打5根錨桿。經(jīng)過(guò)做試驗(yàn)，這樣的錨桿與黃土結(jié)合后，抗撥力可達(dá)8t以上。1.8開(kāi)挖出碴完成后立即噴射砼封閉圍巖，然后架鋼拱支撐和掛網(wǎng)，經(jīng)分層噴射砼直到設(shè)計(jì)厚度。再鋪設(shè)土

21、工布防水板，做二次襯砌。2.施工工藝流程圖砼強(qiáng)度試驗(yàn)鋼拱加工制作鋼筋加工架鋼拱及掛網(wǎng)上半斷面環(huán)形掏槽管棚加工制作二次全斷面襯砌仰拱及砼填充施作防水層噴砼開(kāi)挖下半斷面錨桿加工試件強(qiáng)度選定配合比噴砼拱腳打注漿錨桿開(kāi)挖核心土噴 砼施打超前管棚測(cè)量放線3.勞動(dòng)力組織及進(jìn)度指標(biāo)管棚及錨桿安裝 35人開(kāi)挖工 812人噴砼 13人架鋼拱及掛網(wǎng) 8人出碴 10人砼襯砌 16人管棚、錨桿、鋼拱制作 4人在砂粘土層無(wú)滲水時(shí)，采用每循環(huán)1.0m 進(jìn)尺，月進(jìn)度可達(dá)成洞36m以上。 在砂粘土層有滲水及砂層中無(wú)滲水時(shí)，采用每循環(huán)0.8m 進(jìn)尺，月進(jìn)度可達(dá)成洞30m。以上。在砂層有中滲水時(shí)，嚴(yán)格控制每循環(huán)0.6m 進(jìn)尺，月

22、進(jìn)度可達(dá)成洞20-26m以上。4.主要施工機(jī)械4.1采用國(guó)產(chǎn)wes12a型煤電鉆改制成開(kāi)挖風(fēng)鎬10臺(tái)。4.2自制砼襯砌臺(tái)車1臺(tái)。4.3 pc-200挖掘機(jī)2臺(tái)。4.4其余如手持風(fēng)鉆（錨桿）、砼噴射機(jī)、電焊機(jī)、鋼筋切割機(jī)、砼攪拌機(jī)、出碴車輛、裝載機(jī)、注漿機(jī)、空壓機(jī)、變壓器等按常規(guī)隧道施工配置。5.質(zhì)量控制要點(diǎn)5.1嚴(yán)格控制管棚角度5.2嚴(yán)格噴射砼工藝，按配合比拌制砼料，特別要嚴(yán)格控制外加劑摻量。新舊砼面要清洗至露出砼的本色，沒(méi)有泥土或雜物。分層噴射，以保證噴射砼的質(zhì)量。5.3保證立拱質(zhì)量。注意螺栓松緊程度和連接筋的焊接質(zhì)量。5.4確保鋼筋網(wǎng)與圍巖緊密相貼，鋼筋網(wǎng)必須連接牢固，否則噴射砼時(shí)會(huì)振動(dòng)鋼

23、筋網(wǎng)，從而降低噴射砼質(zhì)量。5.5保證核心土的大小和長(zhǎng)度5.6清除拱腳積水與淤泥，通過(guò)打拱腳錨桿或擴(kuò)大拱腳認(rèn)真加固拱腳，加強(qiáng)縱向聯(lián)結(jié)等，使初期支護(hù)與圍巖形成完整體系。5.7盡量單側(cè)落底或雙側(cè)交錯(cuò)落底，避免上半斷面兩側(cè)拱腳同時(shí)懸空；控制落底長(zhǎng)度，視圍巖情況采用1-3m，不大于6m。5.8減少上、下臺(tái)階施工的相互干擾，并及時(shí)封閉成環(huán)。5.9找出每道工序的合理施工時(shí)間，各工序嚴(yán)格按標(biāo)定時(shí)間進(jìn)行控制，從而縮短循環(huán)作業(yè)時(shí)間，減少開(kāi)挖面土體的暴露時(shí)間。5.10及時(shí)監(jiān)控量測(cè)圍巖，觀察拱頂，拱腳的收劍情況，據(jù)此調(diào)整初期支護(hù)參數(shù)。6.安全及環(huán)保措施6.1首先做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥善處理好陷穴、

24、裂縫，以免地面積水浸蝕洞體周圍，造成土體坍塌。6.2在含有地下水的黃土層施工時(shí)，洞內(nèi)外排水溝應(yīng)進(jìn)行鋪砌，必要時(shí)應(yīng)配合井點(diǎn)降水等將地下水位降至隧道襯砌底部以下，以保施工順利進(jìn)行。6.3在干燥無(wú)水的黃土層中施工，應(yīng)管理好施工用水，不使廢水漫流。6.4如發(fā)現(xiàn)工作面有失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)用噴砼封閉，加設(shè)錨桿、架立鋼支撐等加強(qiáng)支護(hù)。6.5 施工時(shí)要特別注意拱腳與墻腳處斷面，如超挖過(guò)大，應(yīng)用漿砌片石回填，如發(fā)現(xiàn)該處土體承載力不夠，應(yīng)立即加設(shè)錨桿或采取其它措施進(jìn)行加固。6.6在開(kāi)挖與灌筑仰拱前，為防止邊墻向內(nèi)位移，宜加設(shè)橫梁頂緊。6.7噴射機(jī)所用的壓力，一般以不超過(guò)0.2mpa為宜。6.8若拱部位于砂層時(shí)，為防

25、止噴砼層塌落，可用4mm的密鋼絲網(wǎng)緊貼開(kāi)挖面作為固定初噴砼用。密網(wǎng)用兩根8mm，長(zhǎng)35cm的錨釘加以固定；也可用2根22mm的環(huán)向鋼筋將網(wǎng)壓緊在開(kāi)挖面上，以防噴砼時(shí)鋼絲網(wǎng)脫落。6.9鉆錨桿孔時(shí)，宜采用干鉆，錨桿采用藥包式或早強(qiáng)砂漿式錨桿。6.10施工中如發(fā)現(xiàn)不安全因素時(shí)，應(yīng)暫停開(kāi)挖，加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù)，以便取適應(yīng)性的工序安排。黃土隧道施工1、概況 隧道分上下行線，上行線長(zhǎng)1455m，下行線長(zhǎng)1422m，設(shè)計(jì)為單心圓斷面，vi級(jí)圍巖開(kāi)挖寬度為13.2m，高度9.5m，橫斷面面積106.7m2；v級(jí)圍巖開(kāi)挖寬度13.1m，高度9.4m，橫斷面面積101.1m2。襯砌采用復(fù)合式，分兩次模筑混凝土，一次襯砌

26、為變截面結(jié)構(gòu)，厚度為5070cm（vi級(jí)圍巖段）、4565cm（v級(jí)圍巖段），二次襯砌為等截面結(jié)構(gòu)，厚度為35cm。 隧道穿越地層為第四系中更新統(tǒng)沖積老黃土，灰黃、褐黃色，為粉質(zhì)亞粘土，ip=9.5，土質(zhì)均勻，局部較疏松，層理和柱狀節(jié)理發(fā)育，含水量為11%18%。山頂為水澆地，隧道洞身土體含水量較大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。洞口淺埋段覆蓋層為第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土，層厚4.640m，淺黃色，土質(zhì)較松散，大孔隙、垂直節(jié)理發(fā)育，其中自重濕陷性黃土層厚24m，黃土陷穴順溝發(fā)育，呈串珠狀。 2、開(kāi)挖方案 遵循“短開(kāi)挖，強(qiáng)支護(hù)，勤量測(cè)，緊封閉”的原則，上下行線進(jìn)出口共4個(gè)工作面同時(shí)作業(yè)，針對(duì)不同地質(zhì)條件采取不同

27、的開(kāi)挖方法。 洞口vi級(jí)圍巖淺埋段采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑先墻后拱法施工。 vi級(jí)圍巖深埋段及v級(jí)圍巖采用礦山法正臺(tái)階先拱后墻法施工，拱部開(kāi)挖寬1.8m環(huán)形帶保留核心土，開(kāi)挖后即施行一次模筑襯砌，側(cè)墻馬口采用四步跳躍法施工，中間4m寬修成斜坡道，以保證上半斷面同時(shí)施工。 3、v級(jí)圍巖施工 采用正臺(tái)階先拱墻、拱部環(huán)形法開(kāi)挖，工作面多，進(jìn)度快，保留核心土便于支撐，能保證圍巖穩(wěn)定，避免塌方，施工安全。 根據(jù)黃土地質(zhì)特性和施工工期要求，為避免塌方，貫徹短開(kāi)挖原則，上導(dǎo)坑掘進(jìn)每循環(huán)2.4m，并根據(jù)圍巖狀況，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。每個(gè)掌子面配備10榀鋼拱架，640塊120cm×30cm鋼模板，1臺(tái)挖掘機(jī)，1臺(tái)裝載

28、機(jī)，6臺(tái)出碴運(yùn)輸車。 3.1先開(kāi)挖拱頂環(huán)形部 用洋鎬沿開(kāi)挖輪廓線由上向下開(kāi)挖，配合鐵耙將松土扒離掌子面，每次掘進(jìn)2.4m。拱頂中心處掌子面要向前多掘進(jìn)0.5m，以備混凝土一次支護(hù)封頂。 如果開(kāi)挖時(shí)發(fā)現(xiàn)頂部土體有裂紋或疏松現(xiàn)象，應(yīng)邊開(kāi)挖邊支撐，支撐用楊木背板加40鋼管，鋼管底部撐在核心土上。 3.2管棚超前支護(hù) 黃土隧道土質(zhì)比較松散，且層厚一般為2060cm，開(kāi)挖后易形成分層坍塌，故需較強(qiáng)的初期支護(hù)，采用管棚方案較適宜。鋼管直徑大，與土體接觸面積大，接觸密貼，沒(méi)有空隙，有利于力的傳遞。而注漿錨桿直徑和剛性都較小，當(dāng)注漿時(shí)，由于水泥漿內(nèi)的水分對(duì)錨桿周圍的土體侵蝕，使土體濕陷，周圍易形成空洞，起不到

29、對(duì)土體的有效支撐。 管棚支護(hù)縱向布置如圖2所示。棚管用40鋼管，長(zhǎng)3.4m。先用煤電鉆沿開(kāi)挖輪廓線在掌子面上打眼（孔眼間距35cm，深度240cm），然后用大錘將鋼管沿孔眼打入前方土體中，鋼管外傾角約16°。 3.3開(kāi)挖ii部 ii部一次掘進(jìn)2.4m。人工配合機(jī)械開(kāi)挖。出碴采用無(wú)軌式運(yùn)輸。柳州產(chǎn)zl50裝載機(jī)裝碴，小松山推pc200挖掘機(jī)配合。 首先用挖掘機(jī)將一側(cè)ii部的土體由上至下開(kāi)挖1.0m，并將土扒出核心土范圍以外，便于裝載機(jī)裝碴。開(kāi)挖時(shí)側(cè)面開(kāi)挖輪廓線處預(yù)留厚50cm土體，原因是挖掘機(jī)開(kāi)挖時(shí)對(duì)土體的振動(dòng)比較大，如果直接按輪廓線開(kāi)挖易造成土體坍方，形成超挖。然后人工用洋鎬將預(yù)留的

30、50cm土體沿輪廓線開(kāi)挖，邊開(kāi)挖邊支撐，同時(shí)出碴，而此時(shí)，挖掘機(jī)則換至另一側(cè)ii部進(jìn)行開(kāi)挖，如此左右側(cè)交替。注意開(kāi)挖時(shí)，拱腳處至少留深20cm土用人工開(kāi)挖，嚴(yán)禁拱腳超挖，防止因拱腳原狀土被破壞造成混凝土襯砌時(shí)拱架下沉。 黃土隧道拱腰處土體最易發(fā)生坍方，所以在進(jìn)行ii部開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)邊開(kāi)挖邊加固，加固方法為簡(jiǎn)易支撐，即用楊木板緊貼開(kāi)挖輪廓表面，用40鋼管支撐在核心上。支撐間距1.0m，交錯(cuò)布置。待進(jìn)行一次模筑混凝土支護(hù)時(shí)邊澆筑混凝土邊將木板取出。 3.4格柵支撐 黃土隧道土體松散，超前管棚打入前方土體中時(shí)，需在管棚尾部加設(shè)格柵支撐，加強(qiáng)初期支護(hù)。格柵采用20cm×20cm斷面的鋼花拱，分3

31、段組裝，通過(guò)鋼墊板用16螺栓將3段連成整體。安裝鋼花拱時(shí)應(yīng)緊貼開(kāi)挖輪廓表面，并將管棚的管尾與之焊接，使棚管尾端擔(dān)在鋼花拱上，最大限度地發(fā)揮管棚的作用。鋼花拱之間每隔1m設(shè)1根25縱向連接筋。 3.5開(kāi)挖iii部，核心土整形 格柵支撐安設(shè)完畢后，用挖掘機(jī)將iii部土挖除，核心土頂面修成平臺(tái)，平臺(tái)沿隧道縱向?qū)挾?.6m，并在核心土的中間高度處再修一縱向?qū)挾燃s為1.2m的二級(jí)平臺(tái)，以備一次模筑混凝土?xí)r人工上料使用。這樣核心土縱向長(zhǎng)度約4.8m，可對(duì)前方掌子面土體起支撐作用。 3.6立鋼拱架和模板 拱部開(kāi)挖完畢后，進(jìn)行襯砌寬度和拱腳高程放樣，然后立模工班按放樣點(diǎn)位將鋼拱架立好。鋼拱架用工字鋼制作。模板

32、用120cm×30cm鋼模。檔頭模板用木模。 3.7初期支護(hù) 黃土隧道在開(kāi)挖后30h內(nèi)圍巖變形較大，如不及時(shí)支護(hù)，極易發(fā)生塌方。故開(kāi)挖結(jié)束后，應(yīng)立即進(jìn)行混凝土初期支護(hù)。混凝土施工采用拌合站拌合，運(yùn)輸車運(yùn)輸，人工上料，插入式振動(dòng)棒搗固，左右側(cè)交替澆筑。混凝土封頂時(shí)應(yīng)注意將頂部搗固密實(shí)，并用自制小鏟從擋頭模板處將混凝土填塞密實(shí)。 3.8開(kāi)挖下導(dǎo)坑 下導(dǎo)坑邊墻施工與上導(dǎo)坑之間的距離保持6080m為宜，距離過(guò)短影響上導(dǎo)坑機(jī)械作業(yè)，距離過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使已施工的拱部下沉，造成二次襯砌厚度不夠，影響下步工序施工。 下導(dǎo)坑邊墻施工采用四部跳躍法，左、右邊墻錯(cuò)開(kāi)，每個(gè)馬口開(kāi)挖長(zhǎng)度為2.4m。先用挖掘機(jī)挖中槽

33、，中槽寬4.0m，長(zhǎng)20m，不宜過(guò)寬、過(guò)長(zhǎng)。寬度原則上能保證上導(dǎo)坑施工機(jī)械通過(guò)即可，否則左、右拱腳下的土體由于受到拱圈的擠壓，向中槽處靠攏，容易使拱圈下沉，嚴(yán)重者可使拱圈混凝土產(chǎn)生裂縫。中槽挖成斜坡形式，使上、下導(dǎo)坑連接。然后用人工左、右錯(cuò)開(kāi)開(kāi)挖馬口。 邊墻的格柵支撐應(yīng)與拱部格柵上、下對(duì)正，并焊接牢。格柵安設(shè)完畢后，將拱腳表面的混凝土鑿毛，用鋼刷清理干凈，之后模筑襯砌一次混凝土。封口用干硬性混凝土人工分次填滿搗實(shí)。 4、v級(jí)圍巖淺埋段施工要點(diǎn) 隧道上行進(jìn)口、下行出口段各10m均采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑先墻后拱法施工順序施工。 （1）人工挖2個(gè)側(cè)壁導(dǎo)坑，導(dǎo)坑寬4.0m，高3.0m拱形，導(dǎo)坑一次掘進(jìn)2.0m

34、。 （2）架立邊墻格柵支撐，立模澆筑一次混凝土襯砌。 （3）人工開(kāi)挖拱部環(huán)行部位，寬度1.8m，留核心土。 （4）施作40超前管棚，鋼管長(zhǎng)3m，間距35cm。 （5）架立格柵支撐。格柵用20cm×20cm鋼花拱，間隔1m，設(shè)縱向連接筋。 （6）立模澆筑拱部一次混凝土襯砌。 5、主要技術(shù)對(duì)策 5.1拱部沉降和拱腳收斂的控制 黃土隧道與石質(zhì)隧道的最大不同點(diǎn)就是拱部沉降和拱腳收斂較大，針對(duì)這種情況我們采取了以下措施。 5.1.1監(jiān)控量測(cè) 在隧道施工過(guò)程中，從第一組襯砌開(kāi)始，一個(gè)斷面內(nèi)在拱頂和2個(gè)拱腳處埋設(shè)3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，用收斂計(jì)和水平儀分別觀測(cè)拱腳水平收斂值和拱頂下沉值。隨著隧道施工的前進(jìn)，每

35、隔10m作一個(gè)觀測(cè)斷面，最前端的一個(gè)斷面緊跟掌子面。前7d每天觀測(cè)1次，以后1個(gè)月內(nèi)3d觀測(cè)1次，之后每月觀測(cè)1次。 通過(guò)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)在拱部一次襯砌施工完畢至邊墻開(kāi)挖前，拱頂下沉68cm，拱腳收斂12cm。在邊墻開(kāi)挖后拱部發(fā)生第二次下沉，下沉量為68cm，收斂量基本不變。 根據(jù)觀測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋至施工中去，將原有預(yù)留沉降量15cm變?yōu)?7cm。有效地保證了二次襯砌的厚度。 5.1.2及時(shí)封閉仰拱 據(jù)量測(cè)，在一次混凝土初期支護(hù)完成后，隧道拱頂下沉約1216cm。為避免繼續(xù)變形，應(yīng)及時(shí)封閉仰拱混凝土。仰拱與馬口之間的距離保持20cm為宜，不能偏大。仰拱采用半幅施工法，保證上下導(dǎo)坑作業(yè)的進(jìn)行。當(dāng)半幅施工3

36、0cm左右，再換至另外半幅。 5.1.3及時(shí)封閉二次襯砌永久支護(hù) 一次襯砌封頂時(shí)，受工作面的限制，可能造成封頂混凝土不密實(shí)。而兩側(cè)拱腰處向內(nèi)擠的壓力很大。如果不及時(shí)施作二次襯砌永久支護(hù)，容易在拱頂造成裂縫。針對(duì)以上情況我們?cè)谑┕ぶ忻總€(gè)洞口配備了1臺(tái)邊頂拱式混凝土襯砌鋼模臺(tái)車，二次襯砌施工與上下洞口同時(shí)作業(yè)。 5.1.4加設(shè)鎖腳錨桿 在拱腳處每側(cè)加設(shè)2根鎖腳錨桿，錨桿為40鋼管，長(zhǎng)2m，垂直于拱腳外側(cè)面打入土中1.5m。剩余0.5m與一次襯砌混凝土澆筑在一起。 5.2預(yù)防塌方 在開(kāi)挖過(guò)程中，應(yīng)遵循短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)的原則，隨時(shí)觀察土質(zhì)情況，發(fā)現(xiàn)土質(zhì)疏松、節(jié)理發(fā)育時(shí)，加設(shè)調(diào)整循環(huán)進(jìn)尺，同時(shí)加密管棚鋼管

37、數(shù)量，及時(shí)跟進(jìn)一次襯砌，縮短開(kāi)挖與襯砌之間時(shí)間間隔。如發(fā)生塌方，必須用同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土填塞密實(shí)。 6、結(jié)論 黃土隧道采用正臺(tái)階先拱后墻、拱部環(huán)形、保留核心土法開(kāi)挖有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）與錨噴法施工比較，有施工速度快，安全，節(jié)約投資的優(yōu)點(diǎn)。單口平均月進(jìn)尺90m，最高單口月進(jìn)尺120m。 （2）可以有效控制塌方、拱部沉降與收斂，使隧道各部的尺寸達(dá)到設(shè)計(jì)要求，保證永久支護(hù)混凝土厚度。 黃土隧道施工注意事項(xiàng)一、施工準(zhǔn)備階段注意事項(xiàng)1、應(yīng)在隧道施工前組織施工單位及監(jiān)理單位的技術(shù)人員，認(rèn)真學(xué)習(xí)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范，熟悉設(shè)計(jì)文件，通過(guò)聘請(qǐng)專家進(jìn)行黃土隧道施工技術(shù)專題講座等形式，使施工單位及監(jiān)理單位的技術(shù)人員掌握項(xiàng)目黃土隧道施工特點(diǎn)，保證上崗人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)滿足黃土公路隧道建設(shè)的要求。 2、組織設(shè)計(jì)技術(shù)交底與圖紙會(huì)審，督促施工單位全面領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)文件精神，會(huì)同設(shè)計(jì)單位核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙存在的問(wèn)題，組織設(shè)計(jì)和施工單位共同核對(duì)地形地質(zhì)條件是否與實(shí)地情況相符。3、審核施工單位施工控制測(cè)量資料是否經(jīng)監(jiān)理單位批準(zhǔn)并滿足規(guī)范要求，審核實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理、切實(shí)可行。4、審核施工單位施工現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)是否合理、安全，尤其是危險(xiǎn)品存放庫(kù)房等設(shè)施設(shè)置情況及危險(xiǎn)品采購(gòu)手續(xù)辦理情況。5、檢查驗(yàn)收施工單位洞口附屬工程、臨時(shí)設(shè)施、設(shè)備配置以及試驗(yàn)室建立情況。6、審核施工