大跨度黄土隧道新奥法施工的工法 (1)
关于黄土地区隧道施工的工法
大跨度黄土隧道新奥法施工工法
一、前言
在黄土地区，已修建了为数众多的铁路隧道、公路隧道、仓库和各种用途的洞室，但大跨度的隧道并不多见，随着科学技术和经济建设的发展，在幅员辽阔的黄土地区修建大跨度的铁路、公路隧道及其它地下工程在所难免。黄土地质条件较差，遇水易发生湿陷；大跨度的黄土隧道开挖及支护技术难度较大。由中铁一局集团第三工程公司施工的黑山寺大跨度（开挖跨度12.54m）黄土隧道采用新奥法施工技术取得成功，具有较好的社会经济效益。本工法是在黑山寺隧道的施工过程中形成的。
二、工法特点
（一）大跨度黄土隧道采用分部开挖，初期支护由钢拱架、喷锚等组成，二次衬砌采用模筑混凝土施工，施工技术可行、安全可靠。
（二）大跨度黄土隧道采用新奥法施工，便于机械操作，提高机械利用率，可加快施工进度，缩短工期。
（三）采用监控量测信息技术指导施工，使施工处于受控状态。
三、适用范围
本工法适用于在黄土地区修建大跨度铁路、公路隧道，对黄土地区修建其它地下工程亦有参考价值。
四、施工工艺
（一）工艺原理
大跨度黄土隧道施工以新奥法的基本原理为依据，以“短开挖、快封闭、强支护、勤量测”为指导。在洞室开挖后立即将开挖暴露出来的围岩进行喷锚及钢拱支
护，由于这种支护是柔性的，容许围岩有一定的变形，达到一定的稳定状态，然后在初期支护的掩护下施做二次衬砌，充分发挥围岩的自持能力，因而使得二次衬砌承担的山体压力较小，而且施工过程不需要进行支撑顶替，避免围岩崩塌而产生较大的松驰压力，保证衬砌和围岩密贴且使衬砌有良好的稳定性。
（二）工艺流程
施工工艺流程图见图1。
施工准备
分析地质勘探资料
确定施工方案
及施工方法
确定施工监测计划
开挖
现场施工监测初期支护
防水隔离层防水设施
二次衬砌锚喷衬砌
结束
是否达到二
次支护要求
否
(修正支护参数)
(改变开挖步骤、顺序)
图1 大跨度黄土隧道施工工艺流程图
（三）施工要点 1.施工准备
（1）风、水、电管线敷设、施工便道、施工现场布置，机具设备、人员配置、材料准备、修建防排水设施等。
（2）根据地质勘探资料和施工设计，详细分析了解工程地质和水文地质情况，制定相应的施工方法和措施，认真编制施工组织设计，制定施工监测计划。
2.隧道开挖施工
开挖采用正台阶分步开挖法，也称环形开挖留核心土法施工，分步施工顺序如图2所示。这种施工方法适用于土质易坍塌的软弱围岩隧道，上部留核心土支挡开挖工作面，利于及时做拱部初期支护以增强开挖工作面的稳定性，核心土及下部开挖在初期支护保护下进行。
1
1
1
23
4
4
I
II
III
I
II
I IV
IV
说明：先开挖上半断面环形1后立即施作初期支护I ；再开挖上半断面核心土2及开挖下半断面中槽3；然后开挖下半断面两侧土4后立即施做初期支护II ；仰拱III 及时封闭成环；最后进行二次衬砌IV 施工。
图2 隧道分步施工顺序图
一般环形开挖进尺控制在0.5 ～1.0m ，土质较好时，开挖进尺一般能达到1～
2m，上下台阶距离一般控制在4～6m左右，这样不仅有利于施工安全，而且有利于上台阶出土。
上半断面采用人工及风镐配合开挖，机动翻斗车运输，由掌子面弃到下断面运出，开挖1工序后及时进行I工序初期支护，再开挖2工序。
下半断面用挖掘机开挖，自卸车运输，先开挖中槽3工序，拉开一定距离后（中槽不宜挖得太长），再开挖4工序，及时进行初期支护。
初期支护必须紧跟开挖进行，开挖完后及时施作仰拱封闭成环。
3.初期支护施工
（1）施工程序：测量定位→钻孔→锚杆支护→喷混凝土→安设钢拱架→挂设钢筋网→喷混凝土
（2）通过对地质及支护状态、隧道周边位移、拱顶下沉、地表沉陷、钢拱架应力、锚杆拉拔力等的监控量测，判断支护是否稳定与可靠，必要时调整支护参数。
（3）开挖断面达到要求尺寸，及时出碴后立即初喷混凝土4～5cm，然后打设锚杆，再按设计要求安装钢拱架、挂钢筋网、最后分层复喷混凝土直到厚度。拱架与开挖轮廓之间所有间隙必须用喷射混凝土充填密实。先喷拱架与轮廓之间间隙，再喷拱架周围，最后再喷拱架之间。
（4）锚杆采用早强砂浆锚杆体系或药包早强锚杆；锚杆间距一般情况下取1m，拱脚处需设锁脚锚杆；锚杆长度取决于围岩类别和开挖后的塑性区域，在软弱围岩中布置的系统锚杆，锚杆的长度应穿透软弱层和破碎体，固定在塑性区域以外。实践和理论分析证明，在黄土地区修建隧道时，锚杆的设置是必要的。
（5）钢拱架的受力情况比较复杂，钢拱支护仍是必要的。钢拱架采用型钢刚架，对Ⅱ类围岩，间距可取1.2m，对Ⅲ类围岩，间距可取1.5m。
4.防水及衬砌结构施工
（1）二次衬砌施工时应满足的要求：①水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，或拱顶位移速率小于0.15mm/d；②施做二次衬砌前的收敛量已达总收敛量的80%以上。
（2）开挖支护完成后，在初期支护表面抹砂浆找平，再铺设一层土工布，后铺
设防水板。
（3）防水层铺设完成以后，绑扎钢筋，架设整体式模板台车，浇灌二次衬砌混凝土。
（4）二次衬砌施工应尽量采用整体式模板台车施工，以提高工效和质量。
5.防排水措施
（1）采取洞内设集水坑和排水沟的排水设施，将洞内水引排至洞外。
（2）在洞顶设置排水沟，将洞顶水疏排至隧道开挖范围以外，减少地表水的渗入。
（3）地下水水量较大时，可采取井点降水的方法将地下水位降至隧道底以下。
（4）施工中管理好施工用水，不使废水浸流。
（5）妥善处理好陷穴、裂缝，以免地面积水浸蚀洞体周围，造成土体坍塌。
五、监控量测
（一）主要施工监测项目见表1。
表1 监控量测项目表
序号量测项目量测仪器和工具测点布置量测频率
1 围岩及支
护状态
地质描述及拱架
支护状态观察
每一开挖环开挖后立即进行
2 地表沉降水准仪和
水平尺
每10～20m一个断面，
每断面7～11个测点
H<2B时1～2次/天；H<5B时
1次/2天；H>5B时1次/周
3 拱顶
下沉
水准仪、
钢尺等
每5-10m一个断面，
每断面1-3个测点
H<2B时1～2次/天；H<5B时
1次/2天；H>5B时1次/周
4 周边净空
收敛位移
收敛仪
每5～10m一个断面，
每断面3～5个测点
H<2B时1～2次/天；H<5B时
1次/2天；H>5B时1次/周
5 隧道底部
隆起
水平尺、水准仪
及钢尺等
未做仰拱段每5～10m
一个断面，每断面1～
3个测点
1次/天至做完仰拱结构为止
7 钢拱架内
力及外力
支柱压力计或
其他测力计
每10～30榀钢拱架设
一对测力计
H<2B时1～2次/天；H<5B时
1次/2天；H>5B时1次/周
7 锚杆内力锚杆测力计
及拉拔器
必要时进行
H<2B时1～2次/天；H<5B时
1次/2天；H>5B时1次/周
注：1.H为开挖面距量测断面的距离；B为隧道开挖宽度；
2.地质描述包括工程地质和水文地质。
（二）量测结果分析的几个结论
1.地面沉降：无论Ⅱ类还是Ⅲ类围岩，洞口部若发生塌方滑坡，都会涉及地表，造成大的塌方，使进洞很困难，应采取对洞口仰坡提前进行喷锚支护的措施加固。
2.隧道周边净空收敛：隧道开挖后，隧道净空变化值（收敛值）较小，并且离散性较大，围岩自稳能力较强，初期刚度较大。隧道开挖并经喷锚支护后，净空收敛在短时期内的变化是紊乱的，一段时期拱脚内收，一段时期拱脚又向外扩张，而且其内收的幅度和内收的速率也比较大，围岩加在拱脚上的压力很大；从长期观测来看，拱脚部位的相对位移还是在向大的方向发展，遵循着隧道收敛的一般规律。
3.拱顶下沉：初期拱顶处于上下来回波动状态，下沉速率0.04mm/d，初期支护四五天后，基本达到稳定状态，波动下沉速率在0.01mm/d左右，开挖下半断面后，又重新出现波动状态。波动幅度在0.06mm/d左右，待下半断面支护后，又趋于稳定。
4.锚杆拉拔力：隧道开挖后，洞室周边出现应力松驰带，而后继续向纵深方向发展。采用砂浆锚杆将松驰带和密实土体联结在一起，给予及时加固，从而有效地控制围岩变形和位移速度。因此，黄土隧道系统锚杆是不可缺少的，其系统锚杆的长度决定于围岩类别和开挖后的塑性区域，锚杆尾端必须穿透围岩的软弱层和破碎体，固定在塑性区域以外，方能起到锚杆支撑的作用。
5.钢拱架应力：拱顶所承受应力最小，拱脚和墙部高于拱顶。在黄土地区修建三车道隧道时，钢拱架间距1m过于保守，1.2m亦过于保守，1.8m不可靠。对于Ⅱ类围岩，采用工18型钢刚架，间距为1.2m；对于Ⅲ类围岩，采用工18型钢刚架，间距为1.5m。二次衬砌可采用0.25-0.3m厚。
6.大跨度黄土隧道受力特点：上半断面开挖后，拱脚部位的应力和位移比较小，下半断面开挖后，拱脚处应力比较集中，内收外放幅度加剧，经支护后趋于稳定；边墙底部当仰拱土未挖走时，墙底应力较小，当仰拱土挖走后，墙底应力较大，内
收外放幅度加剧，仰拱混凝土灌注一周后又逐步趋于稳定。
六、施工机具设备
表2 单口作业所需设备
序号作业机具设备名称规格型号单位数量备注
1 施工通
风照明
轴流式通风机90-1 台 1 通风
低压变压器24V，20kw 台 1 掌子面照明
2 开挖
压风机20m3/min,120kw 台 1 高压供风风镐G10 台10 开挖
黄土电钻自制台 2 锚杆钻孔翻斗车JS-1J 台 5 出碴、进料挖掘机EX300 台 1 开挖
装载机ZL50 台 1 出碴
自卸车CA141 台 4 出碴
潜水泵扬程50m 台 4 抽水
泥浆泵100m3/h 台 2 排污水
3 初期
支护
钢筋切断机GQ40-F 台 1
钢件加工钢筋折弯机GW40-1 台 1
电焊机BX-300 台 3
台式钻床24025 台 1
混凝土喷射机TK-961 台 1
初期支护混凝土搅拌机JZC350 台 1
4 二次
衬砌
搅拌站25m3/h，LS500 台 1
二衬混凝土
施工混凝土搅拌输送车JGC5270GJB 台 2
混凝土输送泵HB60D 台 1
插入式震动器ZN35，ZN50 台10
模板台车自制台 1
5 量测及
测量仪
器
全站仪拓普康301 台 1 方向控制
经纬仪J2 台 1
水准仪C40 台 1 标高控制
塔尺条 2
收敛计GY-85 个 2 收敛值
锚杆拉拔仪BL-150B 个 1 锚杆拉拔
七、劳动组织
表3 单口作业劳动组织
序号工作项目作业内容人数
1 开挖
风镐手 6 电钻手 2 挖掘机司机 2 自卸车司机 6
2 初期支护钢架、锚杆、钢筋下料 2 制作钢架 4
洞内焊接 6
混凝土喷射手 2
锚杆制安 2 运料 2 搅拌机司机 1
搅拌机上料 4
3 量测及其他技术员 2 测量工 3
4 二次衬砌
制安模板台车8
灌混凝土8
搅拌站 6 混凝土输送泵司机 2
5 其他
分队长 1 技术负责人 1 专职安全员 1 实验员 2
电工 1 修理工 2 压风机司机 1 运输车司机 4 输助人员 3
合计84
八、质量控制
（一）按规范施工，可详细参阅公路、铁路隧道施工技术规范及验收标准。（二）严格控制进料及加工
1.对混凝土骨料级配、含泥量及外加剂质量严格把关，坚持进一次料，抽检一
次，不合格的料应清退，拌制时严格按配合比计量，缩短运输存放时间，随拌随用（一般加速凝剂混凝土不超过30min）。
2.钢构件下料按1:1大样为准，加工时尺量减少热变形，加工完用模具检验校正，焊点强度应严格把关。
3.泵送混凝土应严格控制坍落度损失，严禁擅自加水，外加剂严格计量。
（三）加强施工管理
1.成立专门的质检小组，严肃质检程序，奖罚分明，质量不合格者必须返工。
2.喷射混凝土应严格按规范要求控制施工，努力减小超欠挖。
3.以新奥法原理指导施工。
4.加强监控量测，及时反馈信息，提高应变能力。
九、施工安全与环境保护措施
1.量测人员及专职安全员必须经过专业培训并取得证书，方准上岗作业。
2.必须加强全员的安全意识教育。
3.施工中如发现工作面有失稳可能，应及时采用喷射混凝土封闭、加设锚杆、架立钢支撑等加强支护。
4.施工时特别注意拱脚与墙脚处断面，如超挖过大，应用浆砌片石回填密实，如发现该处土体承载力不够，应立即采取措施进行加固。
5.施工中如发现不安全因素时，应暂停开挖，加强临时支护，以便采取适应性强的工序安排。
6.施工中做好监控量测工作，确立警戒值，根据量测结果指导施工。如发现量测结果超出允许的范围，立即停止开挖，采取加强支撑、加固围岩等措施，确保围岩稳定和施工安全。
7.加强隧道的防排水，确保洞内施工环境处于良好状态。
8.加强洞内电力、通风、给排水管线的管理，防止漏电、漏风伤人。
9.加强机械保养维修，降低机械噪声和废气排放。
十、效益分析
1.与采用传统矿山法施工相比，可以节约大量的木材和水泥，降低工程造价，节约投资，同时可以节省大量的人力，提高机械效率，加快施工进度，缩短工期。
2.以往由于受到技术和经济条件的限制，在铁路特别是公路选线中往往以展线方式越过地形和高程的障碍而避免修建隧道，给运营带来了非常不利的影响，采用本工法可以在黄土地区修建大跨度的隧道，对铁路、公路选线提供了依据，而且会改善不利的运营条件，具有一定的社会经济效益。
3.大跨度黄土隧道采用新奥法施工技术对其它黄土地区修建地下工程的设计和施工有一定的借鉴意义。
十一、工程实例
由中铁一局集团第三工程公司承建的国道102线延安—子长改造工程黑山寺隧道，全长431m，最大开挖跨度12.5 m，开挖高度9.07 m，开挖面积101m2，隧道围岩为黄土地质，含水率为17～24%，属大跨度黄土公路隧道。隧道采用新奥法技术施工：开挖采用环形开挖留核心土法；初期支护采用喷锚支护，并设钢拱架，在土质软弱地段，工18型钢拱架每0.5～0.8m一榀，到土质良好后，每1 m设一榀钢拱架，并挂设φ8钢筋网，C20混凝土喷护，3.5m长φ22螺纹钢锚杆锚固；二次衬砌采用模筑混凝土施工。施工中对黄土做了土工试验，对地表沉降、拱顶下沉、钢拱变形、隧道收敛、锚杆拉拔力等进行量测分析，并采用弹塑性有限元分析法对支护结构的受力变形情况进行了分析，各项指标均符合设计和规范要求。黑山寺大跨度黄土隧道采用新奥法技术施工获得成功，保证了施工工期和质量，取得了较好的社会经济效益。
执笔：杨永强
新奥法隧道施工技术及其质量控制要点探究
新奥法隧道施工技术及其质量控制要点探究 发表时间：2017-03-08T11:41:53.020Z 来源：《基层建设》2016年第33期作者：赵玉玲 [导读] 本文从新奥法施工技术简介出发，探讨了新奥法隧道施工过程中的质量控制措施。以此给隧道施工工作人员做资料参考。 1.引言 随着我国经济的发展，科技也在日新月异。如今，在我国的隧道施工工程中，隧道施工技术的创新也让人目不暇接。在这之中，新奥法施工技术的出现也使隧道工程领域的工作者眼前一亮，其技术特点给隧道施工的设计理念带来了强大的冲击，也逐渐有取代传统的隧道施工方法，成为工程施工中较为常用的方法的趋势。但是，新奥法隧道施工技术作为一项较为新鲜的事物，其在一些地方仍具有一些不足之处，施工过程中也存在着一些失败的案例。这也对我国新奥法隧道施工技术的推广造成了一些阻碍。这些失败案例的出现，主要还是由于新奥法施工理念与传统施工理念之间有较大差异，隧道工程师们没有掌握好相应的技术知识，并且在施工过程中没有正确的管理，施工过程中的质量控制措施没有做好等等。不过，新奥法隧道施工技术的特点使其应用于隧道施工中具有传统施工方法没有的优势，为了更好的应用这项技术，广大的隧道工程相关工作人员需要正确的了解其施工理念，掌握好施工相关的技术，采用更好的施工过程中的质量控制措施，使我们的隧道工程质量和效率得到提高并为我国现代化建设服务。 2.新奥法隧道施工技术简介 2.1新奥法隧道施工技术的发展过程 从20世纪60年代至今，岩土力学理论得到了许多发展，隧道施工工程相关的锚固技术以及工程机械的水平也在不断进步。工程师们对开挖过程中的许多灾害情况例如围岩松弛、变形以及崩塌等有了更加深入的认识。其中就有奥地利学者在研究隧道施工案例基础上发明出了“新奥地利隧道施工法（新奥法）”。新奥法的特点是其将工程量测绘施工经验科学结合，以控制爆破和机械开发为主要的施工手段，使用锚杆和喷射混凝土的方式来进行支护工作。其基本的施工原则为以下四点：少扰动、早喷锚、勤量测和早封闭。在我国具体的工程施工中，隧道工程师们对其工作过程总结为三点：光面爆破、喷锚支护以及监控量测。 2.2我国隧道工程师对新奥法隧道施工技术的总结 通过对以往施工经验的总结，隧道工程师们将新奥法施工技术的施工原则进一步的阐述为五点：一是新奥法施工技术的主要开挖手段。具体的施工时，主要开挖手段采用裂爆破以及光面爆破，开挖时的大断面开挖手段能够加强开挖过程中的工作安全。新奥法施工技术的使用使企业能够更好的控制开挖情况，避免一些类似断面轮廓棱角突变等情况的出现，能够较好的改善隧道受力状况；二是新奥法施工技术实际使用时需要根据具体施工情况，选择合适的措施来避免围岩出现风化情况，保证围岩的安全，做好围岩的初期支护工作，从而使隧道施工更加的稳定；三是实际施工时围岩初期支护工作做好后需要进行二次衬砌工作，能够对隧道工程提供更好的安全保障；四是喷射混凝土方法能够较好的提升围岩支护工作的早期工作强度，喷射混凝土法也是实际施工中重要的方法；五是锚杆的安装时间要在喷射混凝土后，锚杆的重要性对于隧道施工安全也很重要，应该对其的施工质量严格把关；六是在前文讲述的联合支护体系之后，需要做好钢筋网的施工质量控制，合格的钢筋网能够有效的提高隧道结构的合理性和稳定性。 3.新奥法隧道施工过程中的质量控制措施 3.1隧道开挖阶段施工质量控制 隧道开挖阶段，企业需要注意控制开挖，避免出现超欠挖的情况。这时就需要对施工环境进行具体的勘测，选择合适的开挖方式和钻爆设计。开挖过程十分重要，开挖的好坏对之后的工程有着重要的影响。开挖过程中的光面爆破工作很重要，采用光面爆破可以更好的对后续工序进行质量控制。因此光面爆破对隧道开挖十分重要，对光面爆破施工的质量控制工作可以通过以下措施进行：一是通过考察岩石类别、周边眼间距、周边眼抵抗线和其相对距离等参数来确定光面爆破的参数；二是合理布置周边眼距，保证其与药卷位置错开，掏槽眼可以进行适当的加深，炮眼需要保持在同一个垂面上；三是在掏槽眼时需要使用高猛度的炸药，如果淘周边眼的话应该使用低猛度的炸药。周边眼的传爆方式尽量选用连接传爆，其他炮眼选用底部放置非电毫秒延时雷管反向装药结构的导爆索传爆方式；四是需要保证炮眼痕迹保存率符合相关要求，确保开挖面平整；五是在施工过程中需要控制住钻杆的外插角，这样可以更好的减少出现超欠挖的情况；六是企业可以使用全站仪来进行施工放样工作，使用激光断面仪来检查隧道开挖情况。 3.2隧道初期支护阶段的质量控制措施 初期支护工作就是在隧道开挖工程完成后施做刚度较小的承载结构层的工作，这项工作可以帮助控制围岩应力适量释放和变形情况，加强工程施工的安全和便捷程度。初期支护工作主要采用的是锚喷网结构的施工方法。其中包括锚杆施工、喷射混凝土施工、钢筋网铺设以及钢架施工等。对于锚杆施工来说，要注意控制锚杆的打入方向，通常使其方向与隧道径向相同，不过若是打入层状围岩中时需要考察围岩情况再选择打入方向。安装锚杆时要设计并控制好注浆比例，并且确认锚杆体在孔内的长度大于或等于设计长度的95%，以确保锚杆安装符合要求。对于喷射混凝土的施工中的质量控制来说，首先需要控制原料的质量，尽量使用硅酸盐水泥，其强度等级最好达到 42.5MPa。此外，由于喷射中使用的喷射管通常为Φ50，骨粒的粒径就需要注意，不要大于15mm，且细骨料的细度模数要不小于2.5。并且为了提高施工质量，需要按照相关要求做好喷水或者使用土工布覆盖等混凝土的养护工作。在钢筋网铺设时，需要注意钢筋网需要等待一层混凝土喷好后再铺设。在喷射凝土时为了减少钢筋网出现振动的概率，需要根据实际情况调整混凝土喷射角度。钢架施工时，要按照标准制作，制作满足要求后再进行批量生产工作。在安装钢架之后需要使用锁脚锚管定位，这样能使钢架施工质量更高，还可以在两榀钢架采用纵向的连接钢筋连接加固。 3.3二次衬砌阶段的质量控制措施 二次衬砌是新奥法施工中重要的工作之一，也是施工的最后一步工程。在二次衬砌阶段较容易出现的问题通常有仰拱衬砌时一次开挖过大，拱墙施工时出现微小的裂缝，混凝土振捣不够紧密等。为了加强对质量的控制，本文提出了以下几点措施：一是实际仰拱施工时开挖工作不需要做的太大，并且虚渣需要得到及时的清理；二是要检查模板的端头是否封紧，脱模剂的涂抹要适当，不要涂得过多。振捣时合理控制时间，保证得到足够时间的振捣；三是外加剂要合理使用，并且泵送混凝土的塌落度要合适，一般控制在140mm~180mm为宜；四是对拱部混凝土衬砌浇筑过程中，需要预留间距小于3m的注浆孔，注浆强度需要受到控制，一般强度需要小于0.1MPa。 4.结语 综上所述，新奥法隧道施工技术使隧道施工更加高效，不过该项技术仍有较大的发展空间，仍有许多待完善的地方，这需要广大的隧
长大铁路隧道施工难点及应对措施
长大铁路隧道施工难点及应对措施 发表时间：2019-02-26T11:16:41.050Z 来源：《基层建设》2018年第36期作者：刘凯 [导读] 摘要：目前我国隧道钻爆法施工存在整体机械化程度较低、施工环境恶劣、工人劳动强度大的问题。 中铁二十一局集团第五工程有限公司重庆市永川区 402160 摘要：目前我国隧道钻爆法施工存在整体机械化程度较低、施工环境恶劣、工人劳动强度大的问题。该铁路作为西南地区穿越地层复杂的双线客货共线铁路，自开建以来，一直致力于推广和提高全线隧道施工技术水平，全面推进隧道建设新理念、新工艺、新技术的应用。本文以某单位承建的一座双线铁路隧道工程为例，介绍了长大铁路隧道施工的技术要点。 关键词：铁路；隧道；施工 随着我国经济发展及综合国力的提高，客货共线、高速铁路建设得到了空前发展。随着科学技术的进步和生产管理水平的提高，我国修筑山岭隧道的能力不断增长，修建隧道的规模和长度日益增加。在铁路线路建设中隧道一般为施工的关键环节，往往影响整个工程的进度。长大铁路隧道施工是研究人员、设计者及施工人员考虑的重点，特别是复杂地质条件下长大铁路隧道施工，越来越受到研究者的关注。复杂地质条件下，长大铁路隧道施工空间有限施工中相互干扰较大，在当前铁路建设工期大幅度压缩的情况下，提高长大铁路隧道施工成洞速率和工程质量，加快施工进度，使隧道提前于合同工期建成显得尤为重要。本文以某条在建铁路项目中某施工单位承建的一座隧道为例，介绍了长大隧道施工过程中所采取的相关措施。 一、概况 某在建铁路工程，全线正线隧道共计52座、长211km，占正线总长的54.7%。其中：L≥10km的隧道总长96.5km，全线隧道断面以双线为主，分为有砟和无砟形式，线路位于西南地区由北向南跨越区域广，铁路沿线地质条件复杂，穿越滑坡、危岩落石、崩塌、岩堆、泥石流、山体错落、岩溶、岩爆、有害气体、软土、粉砂、煤层瓦斯、高地温、高地应力等地层。 二、钻爆法施工现状 隧道钻爆法施工因其投资小、地质适应能力强，一直是国内山岭隧道的主要施工方法。 1、开挖工艺工法。开挖钻孔主要采用风动凿岩机、液压钻和简易的钻孔台架，个别长大隧道采用液压凿岩台车及多功能台车。围岩较好地段以机械开挖为主，采用全断面、台阶法施工；围岩较差地段以人工开挖配合小型机械设备为主，采用小断面分部开挖。 2、初期支护及设备。锚杆施作较多采用人工手持风钻打孔，施工劳动强度大，施工工效较低且施作质量较难控制；个别长大隧道采用凿岩台车进行锚杆的快速施作，但受技术、资金以及后期设备的维养等影响推广度较低。喷混作业一般采用小型湿喷机，施工效率较低、工程实体质量较难控制且施工现场环境比较恶劣，目前仅在较少的长大隧道内使用湿喷机械手。 3、仰拱施工及设备。仰拱施工一般采用简易仰拱栈桥，栈桥有效作业长度通常为6-12m，仰拱一次浇筑6-12m，简易栈桥移动通过装载机实现走行。仰拱模板采用标准钢模板或自行加工制作的弧形钢模板，仰拱纵向一次浇筑长度较短，施工接缝较多。 4、防排水及二次衬砌浇筑。防水板铺设采用自制的简易台架，人工需求量大且耗时较长，铺设质量较差时易形成拱部脱空或造成防水板拉断导致浇筑过程中二次衬砌混凝土隔离分层，而较少采用防水板铺设台车和防水板自动爬行焊机。衬砌台车采用全断面液压钢模板衬砌台车，钢模开口数量少、开孔尺寸较小，混凝土单窗集中供料、竖向跳窗供料及振捣不到位的现象突出，极易造成集料窝。二次养护未配备养护台车或其他养护设备，衬砌表面常出现麻面蜂窝、龟裂等表观缺陷。总体而言，目前国内山岭隧道钻爆法施工的整体机械化程度仍较低，工人劳动强度大，施工环境较恶劣，隧道实体工程质量及施工机械化配套水平仍有待提高。 三、某铁路隧道工程技术要点 1、建立监控量测信息化平台。建立隧道监控量测信息化平台，将全线隧道的监控量测数据统一纳入信息管理平台，同时明确施工单位是监控量测的责任主体，并将监控量测纳入施工工序管理。将全站仪测得的监控量测原始数据上传至数据存储中心，再通过数据交换平台建立全线信息共享的公共基础平台，保证建设、施工、设计、监理单位均能通过移动智能设备及时全面掌握隧道支护结构变形情况。自建立隧道监控量测信息化平台以来，取得了以下成效： 1）通过信息化监测数据，建立可靠的预警机制，实时掌握隧道初期支护的变形情况，确保施工人员及设备的安全。某施工单位承建的其中一座隧道共有4个作业面，施工至今共建立808条监控量测测线，施工期间发生过17次变形预警，均及时采取了措施， 2）实时掌握全隧道各级围岩的实际变形量，为隧道各级围岩的预留变形量值提供科学依据，在一定程度上减少了隧道出现的过度超挖和侵界现象，节约了工程成本。 3）通过对监控量测成果的运用，为优化隧道结构支护参数提供了依据，实现隧道结构支护参数的动态设计，保证隧道支护结构参数满足现场实际要求。 2、大断面隧道快速施工。为全面推行隧道快速施工技术，隧道开挖优先采用全断面法，其次采用微台阶、两台阶或三台阶法。软弱破碎围岩通过超前预支护或掌子面预加固等措施提高围岩自稳能力，创造微台阶开挖的施工条件。该方法强调初期支护快速封闭，要求初期支护钢架紧贴掌子面，初期支护仰拱及时封闭成环，紧跟下台阶。软弱围岩隧道施工时初期支护仰拱封闭成环距掌子面距离不大于35m。 3、确保隧道支护结构质量。明确初期支护是隧道的主要受力结构，提出初期支护应确保施工及运营期间围岩稳定及自身结构的安全，是施工安全最关键、最重要的保障。全隧道初期支护喷射混凝土采用湿喷工艺，极大地改善了混凝土的品质，初期支护混凝土的密实度、抗压和抗剪强度、抗渗性能得到充分保证；初期支护拱架采用工厂化加工并统一配送，确保钢架的加工质量。 4、隧道施工机械化设备推广应用 1）为全面贯彻新奥法施工理念，确保围岩和隧道初期支护结构作为承载主体，全面提高隧道初期支护结构的强度，业主单位要求全线隧道各工作面必须使用湿喷机械手，湿喷机械手喷射能力不小于20m3/h。为此，我项目对喷浆设备进行了采购，现场投入4台喷射能力达30m3/h的湿喷机械手，现场采用湿喷工艺结合喷射机械手作业相对于传统人工干喷或潮喷作业，采用喷射机械手极大地减少了粉尘量；同时，与小型湿喷机作业相比，采用机械手施工，使得人员远离喷射面遥控作业，为施工人员提供了一个相对良好的作业环境，降低了施工风险，降低了职业病的危害。2）避免了传统人工喷射时空洞和强度不达标等问题的发生，大幅度减少隧道后期出现的质量缺陷和病害。现场喷射机械手作业平均工效为30m3/h，而传统人工喷射作业平均工效为4m3/h，施工工效得到了极大的提高，同时降低了工人的劳动强度。总之，采用湿喷机械手作业，虽然前期投资大，但是由于人员需求少、施工效率高，施工综合成本要低于干喷机和小型湿喷机。
黄土隧道施工工艺工法范文
黄土隧道施工工艺工法 为了预防在黄土中开挖隧道的大变形和坍塌问题，采用台阶分布开挖法（又称环形开挖留核心土法），结合喷射砼及时封闭开挖面，用超前管棚支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布，实施短开挖，快循环来减少对土体的扰动，是目前黄土隧道施工的较完整的方法。 1.施工方法及工艺要点 1.1根据工地实际情况，设计并施打超前管棚。钢管真径一般为ф60 mm，长4.5m，间距30cm，外插角20，首尾相接长度不少于1.5m。钢管内充填20号砼或者水泥砂浆。 1.2上半断面人工用风镐及电铲掏槽。掏槽宽度约1m，纵向掏槽深度每次约0.8m。 1.3开挖后立即射砼封闭断面。喷射4cm厚的20号砼，封闭开挖断面，以免孔隙水从断面处渗出，而使土体失稳。 1.4架钢拱及挂网。钢拱规格为Ⅰ20a，按设计断面计算用量。拱架之间的间距依每次开挖长度约为0.8m，每榀钢拱纵向用ф20钢筋连接，钢筋间距1.2m。管棚尾端焊接于拱架腹部，以增强共同支护作用。ф8钢筋网格间距为20cm×20cm。 1.5喷射砼填充钢拱间空隙。拱架与开挖轮廓之间的所有间隙用20号砼喷射充填密实，先喷拱架与轮廓之间空隙，再喷拱架，然后再喷拱架之间，直至喷到规定的厚度。 1.6按上述1－5的方式开挖5m左右后，开挖支撑掌子面的核心土支持部分。
1.7在上半断面初期支护稳定的条件下，开始开挖下半断面：首先通过在上半断面的钢拱的拱脚打注浆锚杆，以防止拱架及围岩变形与下沉。钻进后进行注浆，两侧以等间距各打5根锚杆。经过做试验，这样的锚杆与黄土结合后，抗拨力可达8t以上。 1.8开挖出碴完成后立即喷射砼封闭围岩，然后架钢拱支撑和挂网，经分层喷射砼直到设计厚度。再铺设土工布防水板，做二次衬砌。
隧道洞口开挖专项施工方案
老鹰山隧道洞口工程专项施工方案 一、工程概况 老鹰山隧道工程为本标段的控制工程和关键工程之一。老鹰山隧道进口桩号为K25+466，出口桩号为K26+814，全长1348m；进出口各设24m长的遮阳棚，隧道正洞进口桩号为K25+490，出口桩号为K26+790，正洞长进1300m；其中进口端明洞长15m，出口端明洞长40m，隧道暗洞长1245m（S5-I 63m；S5-II 155m；S4 244m；S3-J 84.8m；S3-J0 50m；S3 648.2m）。 隧道位于直线上,纵坡为人字坡,变坡点设在K26+704.053,前半段纵坡为0.9％，长1238.053m；后半段纵坡为-2.8％，长109.947m。本隧道分别在K25+983.8左侧,K26+166.2右侧,各设置一处长40m的紧急停车带。 洞口开挖的主要工程量 二、地形地貌 老鹰山隧道进口段表层为⑧1层含碎石亚粘土、碎石，松散状，VP=600-900m/s,厚4~8m；以下为⑨层凝灰岩,强风化层厚3~6m，VP=1400-1900m/s,岩体破碎；中分化层厚5~8m，VP=1900-2800m/s,岩体呈碎裂状；以下为微风化层，该段隧道围岩完整性与稳定性差，地下水以松散岩类孔隙潜水为主，主要受大气降水补给控制，地下水动态明显，该段蓄水层较厚，水量较丰富，开挖时滴水，渗水严重，雨季时局部可能出现涌水。 隧道出口段，地面坡度较缓，约10~150。表层为⑧1层坡残积含砾、碎石亚粘土，碎石层，松散状，VP=600-900m/s,厚3~15m；以下为⑨层凝灰岩,强风化层厚2~5m，VP=1400-1900m/s,岩体破碎；中分化层厚较大，约6~20m，VP=1900-2800m/s,岩体完整性较差，呈碎裂状；以下为微风化层，VP=2800-3200m/ s,岩体较完整。该段隧道浅埋，洞顶覆盖层以粘性土、碎石土及强风化基岩为主，围岩完整性与稳定性差。地下水以松散岩类孔隙潜水为主，主要受大气降水补给控制，地下水动态明显，该段蓄水层较厚，水量较丰富，开
长大隧道超前地质预报及监控量测QC成果
长大隧道超前地质预报及监控量测QC成果 一、工程概况 1.1项目简述 温州绕城高速西南线工程（仰义至阁巷）第02标段，全长3.355公里，共设隧道1座：乌岩尖隧道，采用双洞六车道形式（上下行分离）。本标段隧道设置汇总表见下表。 本标段隧道设置汇总表 1.2隧道工程地质概况 乌岩尖隧道处于低山丘陵区，地面最高点225m左右，隧道设计洞顶高程49 ~30m。隧道进洞口处于沟谷中，地形坡度大，地势陡峭，洞口段有季节性溪流，水流不大，受流水作用，部分段中风化基岩裸露，较完整，呈大块状，进口段地质条件较好，围岩岩性有粉砂岩、细砂岩，属于硬质岩，抗风化能力较强，但该段隧道埋深较小，小于45m，受隧道埋深、风化及水文地质条件影响，围岩为Ⅳ~Ⅴ级；出洞口段处于丘陵山脊处，地形坡度较缓，围岩岩性有粉砂岩、细砂岩，岩质较坚硬，岩体较完整，属硬质岩，抗风化能力较强，出洞段工程地质条件较好，但该段隧道埋深一般较小，围岩以Ⅳ~Ⅴ级为主；隧道洞身段埋深一般在50 ~160m，其中发育一条节理密集带和霏细斑岩穿插其中，洞身段岩性一般为粉砂岩，属硬质岩，除节理密集带和霏细斑岩岩脉属于Ⅳ级围岩外，一般围岩稳定性较好，属于Ⅲ级。
二、QC小组概况
制表人：柳磊日期：2014年12月3日
三、监控量测作业 监控量测读取数据 洞内收敛测量
现场测量 拱顶沉降测量
四、选题理由及确定课题 1、本隧道属于长大公路隧道，设计为双向六车道，开挖断面大，不良地质情况较复杂，如何加强隧道施工过程中围岩的变形、沉降，确保隧道施工的安全极为重要的； 2、通过现场施工监控测量，及时有效提高隧道围岩险情预报，防止事故发生； 3、隧道施工量测是新奥法施工的重要环节，是反馈动态设计的重要依据，它关系到施工安全、结构稳定及工程造价等方面； 4、本工程工期紧，任务重，抓好围岩监控量测，指导隧道施工，以确保隧道安全施工是保证工程施工进度和质量的关键； 5、监控量测是温州绕城高速西南公司强力要求在每座隧道施工中实施，我项目部把围岩量测工作作为隧道施工的头等大事之一。 2013年11月1日项目部成立了QC小组，召开了第一次小组会议，确定了《加强隧道监控量测有效控制隧道施工安全》的课题，商讨如何提高围岩监控量测对隧道施工的指导作用。 五、现场调查 项目部管段内乌岩尖隧道在进洞施工时，洞顶、洞内均设置了观测点，对地表沉降、洞内水平收敛进行了观测。现场技术进行了观测，发现洞顶地表K8+290断面有一条长约6m,宽1～2mm的横向裂缝。 我们项目部及时组织工程部、安质部和项目部的各级技术质量管理人员及项目部QC小组开展了对管段内隧道开挖施工中存在的沉降、变形问题的QC攻关活动。通过现场施工调查，以及查阅相关施工技术资料后，经会讨论分析主要原因如下： 调查一：经QC小组调查，乌岩尖隧道洞口处于浅埋地段，围岩
隧道施工方案45919
隧道工程施工工艺 一、总体方案 （一）施工原则 采用大型施工机械配套施工，开挖出渣机械配套作业线、初期支护砼机械配套作业线与二次衬砌砼施工作业线相配合一条龙作业。软弱围岩坚持“短进尺、弱（不）爆破、快封闭、强支护、紧衬砌”的原则，开挖后仰拱及时跟上封闭成环。施工中进行超前地质预报，采用先进的量测探测技术对围岩提前做出判断，拟定相应的施工方案。 （二）施工布置 隧道根据施工现场场面状况，采用单向掘进，隧道进口布置一个隧道专业机械化施工队。洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑砼平行作业。隧道路面待贯通后从洞口反向施工。根据地形地貌及工期要求，本隧道不设施工支洞。 （三）总体方案 根据磐南隧道围岩情况、及断面设计，结合本承包人现有技术装备力量和多年的隧道施工经验，确定Ⅲ类围岩采用正台阶开挖法施工，Ⅳ类采用全断面开挖法施工。隧道出渣采用侧翻装载机装车，自卸汽车运输。初期支护施作及时可靠，衬砌砼采用机械化作业，二次衬砌采用砼输送车、输送泵和全断面液压衬砌台车相配合的方案。施工过程中加强监测，及时处理分析数据，高速支护参数。开挖前做好超前地质预报、探测工作，根据围岩情况采取相应的施工方案。 二、隧道施工测量控制 为保证隧道贯通精度，拟定如下测量控制方案： 1、地表平面控制 （1）为保证洞口投点的相对精度，平面控制网根据设计提供的控制点和实地地形情况布设精密控制网，并保证洞口附近有二个或二个以上的精密控制网点。 （2）地表控制网经过多次复测，复测无误后方可引线进洞的测量工作。 2、洞口联系测量 为保证地面控制测量精度很好地传递到洞内，采用如下洞口控制测量方案： （1）在洞口仰坡完成及洞口施工至设计标高后，在洞口埋设二个稳固的导线控制点。 （2）洞口附近在基础稳定处埋设2～4个水准点，与地表水准控制网级网观测及平差计算，以便于隧道进洞水准测量。 3、测量方法及措施 （1）地表平面控制测量选用全站仪施测，建立四等导线控制网，并把隧道中线和横向轴线纳入控制网内以保证放样精度。 （2）高程控制按四等网施测，用自动按平水准仪施测，精度至毫米。 （3）洞内控制测量与地表控制测量按同等精度建网，施工中线测量使用全站仪。 （4）具体要点：
公路隧道新奥法施工技术培训(附简图)
公路隧道新奥法施工技术培训（附简图） 2017.11.15 一、新奥法的基本概念 新奥法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、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。 新奥法施工方法包括全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔墙法（简称CD法）和交叉中隔墙法（简称CRD法）、双侧壁导坑法。 二、新奥法施工的要点 （一）在隧道的整个支护体系中，围岩是承载结构的一部分，施工中要合理利用围岩的自承能力，保持围岩的稳定； （二）隧道开挖时，应尽可能减轻对隧道围岩的扰动或尽可能不破坏围岩的强度。 （三）允许围岩有一定的变形，初期支护应尽量做成柔性的，以便与围岩紧密接触，共同变形和共同承载，充分围岩的自身承载作用。 （四）洞室开挖后及时施作初期支护，封闭围岩表面，抑制围岩体的早期变形，待围岩稳定后，再进行二次衬砌，但遇软弱围岩特别是洞口段衬砌要紧跟。 （五）隧道的几何形状必须满足在静力学上作为圆筒结构的计算条件，因此,要尽可能使结构做得圆顺(如做成圆形或椭圆形的),不产生突出的拐角,避免产生应力集中现象。同时,尽早使衬砌结构闭合(封底)，以形成承载环； （六）对隧道周边进行位移收敛量测是施工过程中必不可少的一
个重要环节，从现场量测反馈信息及时修改设计和施工方案。 （七）对外层衬砌周围岩体的渗水，要通过足够的“排堵措施”予以解决，如在两层衬砌之间设置中间防水层等。 三、新奥法施工方法 全断面法 （一）全断面法的概念及适用条件 全断面法全称为“全断面一次开挖法”，即按隧道设计断面轮廓一次开挖成型的方法，如图1所示。 全断面法常适用于Ⅰ～Ⅲ级硬岩的石质隧道，可采用深孔爆破施工。 图1 全断面施工方法 1-全断面开挖；2-锚喷支护；3-模筑混凝土 （二）全断面法的优缺点 优点：较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，工序少，干扰少，便于施工组织与管理，采用深孔爆破时，可加快掘进速度，对围岩的震动次数较少，有利于围岩稳定。 缺点：由于开挖面较大，围岩相对稳定性降低，且每循环工作量相对较大，要求施工单位有较强的开挖、出渣与运输及支护能力，采用深孔爆破时，产生的爆破震动较大，对钻爆设计和控制爆破作业要求较高。
一般隧道工程施工方案、施工方法
第一节一般隧道工程施工方案、施工方法 一、概述 本标段有隧道7座，共计17144双线延m。其中石板山隧道(7505m)和北固底隧道(4507m)为本标段的重点控制性隧道。隧道均采用双线断面型式，衬砌采用曲墙复合式衬砌。本标段隧道概况见下表。 (一)总体方案 1．隧道开挖的基本原则是在保证围岩稳定，或减少对围岩扰动的前提条件下，选择恰当的开挖方法或掘进方式，并尽量提高掘进速度。在施工中要坚持先探后挖的施工原则，将超前地质预报纳入施工循环，不探明前方地质不能开挖。在不良地质地段，隧道主要施工顺序是：超前地质预报→超前支护→开挖→初期支护→仰拱开挖及浇筑砼→铺设防水板→拱墙二次衬砌。 2．本标段隧道综合采用掌子面地质素描、TSP-203地震波探测系统、超前水平钻孔、地质雷达、红外线探测等技术进行超前地质预报。 3．监控量测在隧道施工过程中为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据，是确保施工及结构安全、指导施工顺序、便利施工管理的重要手段。在本工程施工中将综合采用位移反分析法和荷载反分析法，利用3D-
σ程序进行计算和模拟计算。利用已经得到的现场量测信息，进行反分析计算，提供出开挖工作面附近已经开挖地段和尚未开挖地段的地应力大小、方向和围岩的物性等指标，预测开挖工作面前某范围内的未来动态，以便提前采取工程措施，验证设计参数和施工方法。根据开挖面的状况，拱顶下沉、水平位移量大小和变化速率，综合判定围岩和支护结构的稳定性，并及时反馈于设计和施工。 4．在隧道施工组织中，组织大型机械化施工，采用无轨运输出碴方式，实施钻爆、装运、支护、衬砌四条主要机械化作业线，以保证砼内实外美为第一要务，进而实现隧道工程的安全、质量和工期目标。 5．本标段隧道工程根据工程分布及工程量的大小，以便于管理和方便施工的原则划分成7个独立的施工单元，各施工单元由独立的隧道施工队组织施工。 6．石板山隧道和北固底隧道先行开工，各工区内隧道根据工程量的大小采取平行或顺序施工，Ⅰ工区段庄隧道完成后，再进行上安隧道的施工；Ⅱ工区南固底隧道和北固底隧道进口端(1900m)采取平行方式施工；Ⅲ工区北固底隧道出口端(2607m)和库隆峰隧道进口端(1806m)两座隧道采取平行方式施工；Ⅳ工区库隆峰隧道出口端(1131m)和小寨隧道由隧道施工四队负责施工，两座隧道采取顺序施工方式，库隆峰隧道完成后，再进行小寨隧道的施工；Ⅴ工区石板山隧道进、出口及斜井工作面平行施工。 (二)分部方案 1. 进洞方案 (1)根据工期要求和隧道长度，同时考虑隧道弃碴位臵，石板山隧道采取进出口和斜井三口进洞，北固底和库隆峰隧道采取进出口双口进洞，其余隧道均采用单口掘进的方式施工。 (2)根据图纸，组织复测并控测布网，准确定出洞口位臵，按设计位臵放出边、仰坡及洞脸开挖边线。在洞口仰坡开挖线外设截水沟一道，防止雨水冲刷洞门，并在坡顶上部埋设2个下沉观测C20砼桩，定时观测下沉情况；做好截排水系统后，人工配合挖掘机按照设计坡度、尺寸进行洞门土方开挖，挖出洞口位臵。洞口采用挖掘机开挖，自卸车运土，人工配合刷坡。
隧道施工方法之新奥法
隧道施工方法之新奥法-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
新奥法施工原理及特点 新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并了以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。 新奥法的适用性很广，中国已在亚粘土和黄土隧道施工中取得成功。但在下列情况下，一般都应采取适当的辅助措施才能施工：①涌水量大的地层；②因涌水产生流沙现象的地层；③围岩破碎使锚杆钻孔和插入都极为困难场合； ④开挖面不能自稳的围岩。新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手
段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩又一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。 新奥法适用范围： 具有较长自稳时间的中等岩体；②弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩； ③强风化的岩石；④刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩；⑤坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土；⑥微裂隙的，但很少粘土的岩体；⑦在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石；在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方法相配合①有强烈地压显现的岩体；②膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合）；③在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合；④在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法等配合；在下列场合中应用应慎重①大量涌水的岩体；②由于涌水会产生流砂现象的围岩；③极为破碎，锚杆钻孔、安装都极为困难的岩体；④开挖面完全不能自稳的岩体等。 新奥法的缺点： ①实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员都十分熟练，没有这一点就易于发生错误；作业质量都与每一个人的仔细操作有关。 ②开挖暴露出的地质会立即改变其状态，因此要求施工地质人员要亲临现场，以便发现问题；
黄土隧道施工要点
黄土地区隧道施工功法 土木工程学院 土木0901班 黄松 学号090210127
黄土地区隧道施工功法 黄土隧道概述。黄土是第四系堆积的大陆沉积物,是半干旱气候条件下形成的并有针状孔隙、垂直节理的特殊土。《铁路工程地质技术规范》(TBJ12-85) 将黄土划分为黄土和黄土质土两大类。按形成时代和结合工程建设的特点,又将黄土分为老黄土和新黄土、非湿陷黄土和湿陷黄土等。施工大断面黄土隧道时，由于黄土本身土体强度低、开挖过程中地层失去平衡内应力重新分布、施工振动、施工工艺不当等因素等影响，都会引起隧道围岩下沉、大变形或坍塌等严重后果，给隧道施工质量、安全控制提出了更高的要求。 根据隧道出口段实际黄土的地质情况及土层特性，为了预防在开挖过程中隧道的大变形和坍塌问题，采用台阶分布开挖法（又称环形开挖留核心土法），结合喷射砼及时封闭开挖面，用超前管棚（锚杆）支护、钢拱支撑、挂网、打锚杆等来加强土体强度及限制围岩应力重新分布，实施短开挖，快循环来减少对土体的扰动，并结合本隧道复合式衬砌设计情况及相应规范要求，参照我公司近年类似工程施工经验，特将施工过程的控制要点汇编如下，望各队、管理组严格遵照执行，确保庆兴隧道安全、优质、高效地施工。 施工方案的选定。应兴隧道按新奥法组织施工，严格遵循“超前探、管超前、短进尺、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则。用先进量测技术取得围岩状态参数，通过对信息、数据的综合分析和处理，判定地质变化，反馈于设计和施工，实行动态管理信息化施工。根据情况，明洞及洞口部分可采用挖掘机开挖，人工配合修边；下穿公路浅埋段采用大管棚法超前支护、公路面铺设厚钢板后，按交叉中隔壁（CRD）开挖法施工；洞内Ⅴ级黄土围岩采用预留核心土短台阶七部开挖法施工；Ⅳ级黄土围岩采用预留核心土台阶开挖法；斜井采用预留核心土短进尺全断面法；洞身开挖均采用人工配合挖掘机实施，出碴采用侧卸式装载机配合挖掘机装碴，自卸汽车运输；衬砌采用整体液压衬砌台车，砼由自动计量拌合站拌合，运输罐车运输，输送泵泵送入模灌筑，二次衬砌全断面一次施作。 隧道施工应严格按照工程部下发的施工方案、作业指导书、技术交底等技术文件内容规定，初期支护应紧跟开挖面及时施作，尽快封闭。 洞口工程施工前，应先检查边、仰坡以上的山坡稳定情况，清除悬石或土体。
隧道洞身开挖施工工艺标准
隧道洞身开挖施工工艺 本标段隧道根据地质情况洞门、明洞段采用明挖法。暗挖段按新奥法原理组织施工，施工方法根据工程地质和水文地质条件，开挖断面大小、衬砌类型、埋深、隧道长度、工期要求及环境制约等因素综合研究确定。 本标段隧道为双线隧道，正洞洞身段U级围岩采用全断面法，川级围岩采用台阶法施工，W级围岩采用三台阶法施工（土质地段采用三台阶临时仰拱法），V级围岩深埋地段采用三台阶临时横撑（临时仰拱）法施工，V级围岩土质地层、断层破碎带、偏压带、浅埋段采用三台阶临时仰拱法施工。 施工时加强地质超前预报，提前采取各项开挖方法和支护措施。U、川级围岩开挖采用光面爆破，W、V级围岩开挖采用预裂爆破法或光面爆破，人工配合机械开挖，严格控制超欠挖。 1、全断面法施工 全断面法利用多功能作业台车配合手持风钻钻孔，楔形掏槽，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆，应用光面爆破技术。全断面开挖法施工流程示意图见下图： 施工步骤：1—全断面开挖 2 —初期支护3 —全断面二次衬砌 全断面法施工示意图 2、台阶法施工 台阶法（或加临时仰拱）开挖采用多功能作业台车配合风钻钻眼，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。上台阶由挖掘机扒碴，下台阶用装载机装碴，出碴采用无轨运输，装载机装碴，自卸车运碴；隧道开挖后及时施作初期支护，仰拱施工紧跟。 台阶法（或加临时仰拱）施工示意见下页图
台阶法施工工序横断面 台阶法（或加临时仰拱）施工工序示意图 施工工序: 1） 弱爆破开挖①部；施作①部周边的初期支护：初喷混凝土，铺钢筋网， 架立钢架（设 锁脚锚杆），钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度；施作下一循 环超前支护（仅用于有超前支护情况）； 2） 架设①底部临时横撑（此步仅适用于台阶法加临时横撑）； 3） 弱爆破开挖②部；施作边墙初期支护：初喷混凝土，铺钢筋网，架立钢 架（设锁脚锚 管或锚杆），钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度； 4） 弱爆破开挖③部；施作隧底喷混凝土（仅适用于仰拱底部设计有喷混凝 土时），必要 时在墙脚处设置临时横撑（图中未示）。 3、三台阶法施工 施工顺序：超前支护—上台阶开挖—上台阶初期支护—中台阶开挖—中台 阶初期支护—下台阶开挖—下台阶初期支护—仰拱开挖—仰拱、填充—拱墙衬 砌。 开挖方法：岩石地段采用多功能作业台架风动凿岩机钻眼；黄土地段采用 人工辅以铣挖设备开挖，必要时风钻钻孔弱爆破。施工时先开挖上台阶，待开 挖达到一定长度后再开挖中台阶及下台阶，形成上中下三个台阶同时并进施 工，及时进行支护，封闭成环。 施工步序见下页“三台阶法施工工序示意图” 「■— VI I18临时横撑 （必要时设 锁脚锚管 隧 道 中 线 （必要时设置） =一寸| 锁脚锚管 2 -2 Vl IV ■- ■ 型钢钢架或格栅钢架 VI 锁脚锚管 锁脚锚管 118临时横撑
隧道工程试题及答案之
隧道工程试题及答案之3 一.单项选择题：（每题1分，共10分） 1．隧道控制测量的最大误差（即先误差）规定为中误差的（b ） a一倍b两倍 c 三倍d四倍 ２．明洞浇注拱圈混凝土的拆模强度低线为（ a ） a设计强度70% b设计强度80% c设计强度60% d设计强度90% ３．岩石隧道开挖中辅助眼的爆破方式为（ d ） a预裂爆破b齐发爆破c光面爆破d微差爆破 4．光面爆破中炮眼的起爆顺序为（b ） a周边眼1，掏槽眼2，辅助眼3 b掏槽眼1，辅助眼2，周边眼3 c掏槽眼1，周边眼2，辅助眼3 d周边眼、掏槽眼、辅助眼同时起爆 ５．公路隧道围岩分类中的Ⅳ类围岩硬质岩石其饱和抗压极限强度为( b ) a R b≥60Mpa b R b≥30MPa c R b≈30Mpa d R b =5~30MPa 6．模板放样时，为确保衬砌不侵入隧道建筑限界，允许将衬砌轮廓线扩大( a ) a5cm b10cm c 15cm d 20cm ７．公路隧道围岩分类标准是以（d ） a 岩石的综合物理指标为基础 b 岩体构造、岩性特征为基础 c 地质勘察手段相联系 d 坑道稳定状态为基础 ８．设置仰拱的隧道，路面下应回填以（ c ） a天然砂砾b粗砂 c 浆砌片石或贫砼 d 稳定土 ９．公路隧道洞门内行车道路面宜采用 a沥青混凝土b沥青碎石 c 水泥混凝土 d 沥青贯入式 10．隧道新奥法施工的理论基础是（c ） a充分发挥喷锚支护的作用 b 充分发挥二次衬砌的作用 c 充分发挥岩体的自承能力 d 岩体的平衡拱作用 二．多项选择题：（每题1分，共10分） 1．喷层厚度的合格标准是（a b c） a 厚度应有60%以上不小于设计厚度b平均厚度不得小于设计厚度 c 最小厚度不得小于设计的1/2 d 最小厚度不得小于设计厚度 2．施工监控量测的目的是（a b c d） a推断围岩的稳定状态b调整支护参数 c 调整衬砌设计 d 确定二次衬砌的时间 3．施作二次衬砌应满足的要求是（a b c） a 各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定； b已产生的各项位移已达预计总位移量的80%~90%； c 周边位移速率小于~0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于~0.15mm/d； d 喷射混凝土无开裂现象。 4．一般公路隧道对防排水的要求为（a b c d） a 拱部、边墙不滴水； b 路面不冒水、不积水，设备箱洞处不渗水； c 洞内排水系统不淤积、不堵塞，确保排水通畅； d 严寒地区隧道衬砌背后不积水，路面、排水沟不冻结。
隧道施工方法之新奥法
新奥法施工原理及特点 新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并了以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。 新奥法的适用性很广，中国已在亚粘土和黄土隧道施工中取得成功。但在下列情况下，一般都应采取适当的辅助措施才能施工：①涌水量大的地层；②因涌水产生流沙现象的地层；③围岩破碎使锚杆钻孔和插入都极为困难场合；④开挖面不能自稳的围岩。新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆
喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩又一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。 新奥法适用范围： 具有较长自稳时间的中等岩体；②弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩； ③强风化的岩石；④刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩；⑤坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土；⑥微裂隙的，但很少粘土的岩体；⑦在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石；在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方法相配合①有强烈地压显现的岩体；②膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合）；③在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合；④在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法等配合；在下列场合中应用应慎重①大量涌水的岩体；②由于涌水会产生流砂现象的围岩；③极为破碎，锚杆钻孔、安装都极为困难的岩体；④开挖面完全不能自稳的岩体等。 新奥法的缺点： ①实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员都十分熟练，没有这一点就易于发生错误；作业质量都与每一个人的仔细操作有关。 ②开挖暴露出的地质会立即改变其状态，因此要求施工地质人员要亲临现场，以便发现问题； ③用能控制的施工量测，往往给施工带来不便；
黄土隧道施工工法
关于黄土地区隧道施工的工法 大断面黄土隧道三台阶七步开挖法施工工艺工法 1 前言 1.1工艺工法概况 1995年7月26日，开挖面积达265m2的德国最大的高速公路三车道隧道—恩格贝格山底公路隧道开始采用拱部、台阶和仰拱三层七部暗挖—复合衬砌技术。1997年日本在修建神户鸣门线舞子隧道过程中，采用TBM、SlitDrill法与四(六)部中壁NATM机械开挖，三车道和停车带(四车道)开挖面积为148.33～186.51m2。在国内，2005年至2008年间，弧形导坑三台阶七步开挖施工工艺在黄土隧道Ⅳ级围岩地段得以成功的运用。隧道开挖宽度15.2m，开挖高度13.18m，开挖面积163.08㎡，弧形导坑三台阶七步开挖法是指在隧道开挖过程中，分三个台阶七个步骤，以前后七步相互错开同时开挖，然后分部同时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法，形成开挖及施作初期支护，混凝土仰拱紧跟下台阶及时施作构成稳固的初期支护体系。 1.2工艺原理 大断面黄土隧道施工按照“新奥法”原理，遵循“早预报、管超前、非爆破、短开挖、少扰动、严治水、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则稳步前进。开挖后立即进行初期支护，保证在最短时间封闭围岩，及时完成仰拱，使型钢成环，根据量测数据确定最佳二衬施工时间，尽早完成二衬施工。 2 工艺工法特点 2.1根据黄土隧道的断面尺寸、埋深和黄土的含水量等特性，并结合目前国内施工机械设备实际情况，经过不同步长工况下监控量测数据对比分析，形成了大断面黄土隧道弧形导坑三台阶七步开挖工法的各个步距要求。 2.2初期支护由钢拱架、钢筋网片、锚杆、锁脚锚管、超前小导管、喷射微纤维混凝土等组成。
隧道开挖施工方法及施工要点讲解
隧道开挖施工方法及施工要点讲解 1、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。 适用条件： (1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。 (3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表 施工特点: (1)开挖断面与作业空间大、干扰小； (2)有条件充分使用机械，减少人力； (3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件； (4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。 施工工序流程图：隧道全断面开挖施工工序流程见图1－1
施工要点： (1)配备钻爆台车或多功能台架及高效率装运机械设备，由于开挖断面大，围岩相对稳定性降低，且每循环相对工作量较大，要求具有较强的开挖、出碴和相应的支护能力。 各工序使用的机械设备务求配套。以缩短循环作业时间，合理采用平行交叉作业工序，提高施工进度。 (2)利用深孔爆破增加循环进尺，控制周边眼间距及角度改善光面爆破效果，减少超欠挖。 (3)及时施做初期支护，摸清开挖面前方地质情况，及时准备好应急措施，围岩条件变化时及时调整施工方法，以确保施工安全。 (4)有条件时采用导洞超前的开挖方法，合理组织施工保证隧道施工安全。 (5)二次衬砌及时施作，Ⅰ～Ⅱ级围岩二次衬砌距掌子面距离≤200m，Ⅲ级围岩≤80m。 (6)在软弱破碎围岩中使用全断面开挖时，应加强辅助施工方法设计与检查，加强动态量测与监控。 施工图片：