隧道施工技术文档格式.docx

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二次衬砌指隧道的二次支护，是相对隧道的初期支护而言的。

初期支护是隧道掘进后立即进行的支护，二次衬砌应该在围岩变形较小或稳定的状态下进行的。

（三）、山岭隧道的常规施工方法

山岭隧道常规施工方法又称为矿山法，是采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法，普遍称为“传统的矿山法”。

而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称之为“新奥法”。

目前本工程施工就是采用“新奥法”。

1、新奥法基本原理及施工基本原则

应用岩体力学理论，以控制爆破为开挖方法，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测量、动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧道施工方法。

2、施工基本原则

少扰动——开挖时要尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动持续时间。

早支护——开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩的变形进入受控制状态。

勤量测——指以直观、可靠的量测方法和量测数据来准确评价围岩（或围岩加支护）的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以便及时调整支护形式、开挖方法。

紧封闭——一方面指采取喷射混凝土等防护措施，避免围岩因长时间暴露而致强度和稳定性的衰减。

另一方面指要适时对围岩施作封闭形支护。

二、隧道施工主要的工艺工法

（一）、施工准备

开工之后首先修筑临时施工便道，架设施工供电线路、修筑供水设施和铺设供水管道，砌筑洞顶截水沟，开挖洞口段土石方（开洞门）。

洞口场地开挖完成后，安装和修建隧道供风、供水、发电、混凝土生产、钢结构加工等设备设施。

正洞内管线布置示意图

（二）、洞口边、仰坡开挖防护

边仰坡开挖前先施作截水天沟，按设计要求从上至下开挖边仰坡，并及时按设计要求进行边仰坡的防护加固。

边仰坡加固一般采用打设锚杆、挂网喷浆的方法。

（三）超前支护

1、大管棚超前支护施工

大管棚做为一种重要的超前支护形式，一般多用在隧道暗洞开挖之前（开洞门前）完成。

主要作用为加固周边一定范围围岩，与钢架组合成预支护体系，防止软弱围岩坍塌、下沉或松弛。

洞口段管棚长度一般为20米或30米，多采用108mm热轧无缝钢管，采用丝扣连接。

为保证长管棚施工精度，打设钢管前先施做导向墙，导向墙为混凝土结构，骨架采用工字钢定型生产。

大管棚施工工艺：

开挖管棚工作面→导向墙施工→测定孔位→搭设钻孔平台/安装钻机→钻孔/接长钻杆→钻杆分节退出卸

下→安装管棚钢管→安装管棚钢筋笼→钢管内外注浆

2、超前小导管施工

超前小导管是隧道施工中较为常用的一种预支护形式。

主要作用与大管棚相同，也是为加固周边一定范围围岩，与钢架组合成预支护体系，控制软弱围岩坍塌、变形、掉块。

超前小导管有单层、双层两种形式，长度在3.5～5.0米不等，多采用42mm热轧无缝钢管，采用搭接连接。

施工工艺：

定位布孔→钻孔→插入小导管→注浆

采用凿岩机钻孔，人工安装超前小导管并与钢架焊接固定，小导管外插角符合设计，用注浆泵进行注浆作业，注入水泥单液浆，注浆压力一般为0.8MPa，施工中根据现场试验确定合理的注浆参数。

（四）、开挖方法

隧道开挖是隧道施工中的重要工序，根据地质条件、断面开挖宽度不同，铁路隧道可采用全断面法、台阶法、环形开挖预留核心土法、中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）、双侧壁导坑法等方法。

本工程由于围岩地质较好，主要采用的是台阶法、全断面法和分部开挖法。

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。

主要应用于双线隧道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩和斜井Ⅱ、Ⅲ级围岩的施工。

循环进尺宜控制在3m左右。

2、台阶法

根据台阶长度不同，划分为长台阶法、短台阶法和微台阶法三种。

施工中采用哪一种台阶法，要根据两个条件来决定，第一是对初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，要求闭合时间越短，第二是对上部断面施工所采用的开挖、支护、出碴等机械设备需要施工场地大小的要求。

（1）、长台阶法

长台阶法开挖断面小，有利于维持开挖面的稳定，适用范围较全断面法广，一般适用于地质条件较好的Ⅱ、Ⅲ级围岩。

（2）、短台阶法

短台阶法适用于地质条件差的Ⅳ、V级围岩，台阶长度定为1-2倍开挖宽度，主要是考虑拉开工作面，减少干扰，因此台阶

长度不宜过短。

短台阶法可缩短支护闭合时间，改善初期支护的受力条件，有利于控制围岩变形。

缺点是上部出渣对下部断面施工干扰较大，不能全部平行作业。

（3）、微台阶法

适用于V级以上围岩，一般为3-5m的台阶长度。

微台阶法上下断面相距较近，机械设备集中，作业时相互干扰大，生产效率低，施工速度慢。

3、分部开挖法

分部开挖法包括三台阶七步开挖法、环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法等。

在这里主要介绍三台阶七步开挖法。

三台阶七步开挖法可分以下主要步骤:

①第1步：

上部弧形导坑开挖，预留核心土;

②第2、3步：

左、右侧中台阶开挖，左、右侧台阶错开2～3m;

③第4、5步：

左、右侧下台阶开挖，左、右侧台阶错开2～3m;

④第6步：

开挖上、中、下台阶预留核心土;

⑤第7步：

开挖隧底。

（五）、光面爆破施工

在山岭隧道施工中，多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖。

光面爆破也是隧道新奥法施工理论的前提与基础。

爆破作业应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、循环进尺和爆炸材料进行钻爆设计。

钻爆设计应根据爆破效果不断优化爆破参数。

钻爆设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、深度、斜率和数目，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，钻眼机具和钻眼要求等。

钻爆设计土应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要经济指标和必要的说明。

光面爆破工艺及技术要求：

施工布眼→钻眼→清孔→装药→联起爆网络→起爆→效果检查

光面爆破的分区起爆顺序：

掏槽眼一辅助眼一周边眼一底板眼。

辅助眼则应由里向外逐层起爆。

（六）、出渣

运输采用无轨运输方式，即侧卸式装载机装碴，自卸汽车运碴。

（七）、初期支护

初期支护是在隧道开挖清危后首先初喷4cm混凝土，然后按设计要求打设锚杆，铺挂钢筋网，安装拱架，打设锁脚锚杆，然后再喷射混凝土到设计厚度。

1、喷射混凝土施工

喷射混凝土施工操作要点：

喷射操作程序应为：

打开速凝剂辅助风→缓慢打开主风阀→启动速凝剂计量泵、主电机、振动器→向料斗加混凝土。

喷射混凝土应采用湿喷工艺，作业应采用分段、分片、分层依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。

喷射时先将低洼处大致喷平，再自下而上顺序分层、往复喷射。

先喷钢架与壁面间混凝土，再喷两钢架之间混凝土。

边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷射，使回弹料不致裹入最后喷层。

喷射速度要适当，喷射时使喷嘴与受喷面间保持适当距离，喷射角度尽可能接近90°

，以使获得最大压实和最小回弹。

喷嘴与受喷面间距宜为1.5～2.0m。

2、锚杆施工

（1）、砂浆锚杆施工工艺流程

锚杆制作→锚杆孔位测量放样→锚杆钻机就位→钻孔→锚杆孔清孔→注水泥砂浆→插入锚杆→安装垫板

砂浆锚杆采用螺纹钢筋加工而成，锚杆钻孔利用开挖作业台架施钻，TY28风动凿岩机钻孔，钻孔方向尽可能垂直结构面或初喷砼表面；

成孔后采用高压风清孔。

（2）、组合中空锚杆

组合中空锚杆的组合：

锚杆体（螺纹钢筋套丝）、垫板、螺母、排气管、止浆塞和锚头，其中锚杆体由中空锚杆体和热轧带肋钢筋经连接套连接组合而成。

中空组合锚杆施工工艺：

锚杆制作（安装锚杆及排气管）→锚杆孔位放样→钻锚杆孔→清孔→插入锚杆→封堵止浆塞→注水泥浆→加设锚垫板

操作要点：

a、锚杆安设作业在初喷混凝土后及时进行；

b、钻孔采用直径Φ42mm的钻头，钻孔前根据设计要求定位出孔位，做出标记。

在孔位用风动凿岩机垂直岩面（节理面）钻孔，中空组合锚杆钻孔位置为拱部120度范围内；

c、组合中空锚杆注浆采用水灰比1：

2水泥浆，注浆压力为0.5MPa左右，同时应考虑岩层的裂隙阻力，根据现场情况试验后确定。

但瞬间最高压力值不应超过0.5MPa。

止浆塞塞入牢固以确保能承受锚杆及注满锚杆孔砂浆的重量。

排气管必须确保插入锚杆孔底，排气孔未出浆前，不得停止注浆；

d、注浆完成后，卸下注浆接头并将注浆接头清理干净以便以后重复使用。

安装垫板、螺母。

锚杆安设后不得随意敲击，其

端部3天内不得悬挂重物。

3、钢筋网施工

⑴、钢筋网片加工

钢筋网片采用Ⅰ级φ8钢筋焊制，在钢筋加工场内集中加工。

⑵、挂网

按图纸标定的位置挂设加工好的钢筋网片，钢筋网片随初喷面的起伏铺设，绑扎固定于先期施工的系统锚杆之上，再把钢筋片焊接成网，网片搭接长度为1～2个网格。

4、钢架施工

钢架施工工艺：

钢架加工→钢架预拼→中线、标高测量→定位锚杆施工→清除底脚浮碴→分部安装钢架、连接→加设鞍形垫块→安装纵向连接筋→与定位锚杆焊接，打设锁脚锚杆锁定。

隧道钢架支护分为型钢钢架和格栅钢架两种，型钢钢架主要由工字钢弯制而成，格栅钢架主要由四根Φ22或Φ25主筋和其它钢筋制成，连接板螺栓连接。

钢架安装在掌子面开挖初喷完成后立即进行。

根据测设的位置，各节钢架在掌子面以螺栓连接，连接板应密贴。

为保证各节钢架在全环封闭之前置于稳固的地基上，安装前应清除各节钢架底脚下的虚碴及杂物。

同时每侧安设2根锁脚锚管将其锁定，底部开挖完成后，底部初期支护及时跟进，将钢架全环封闭。

（八）、仰拱、仰拱填充施工

施工前于隧道边墙每隔6米施放测量控制点，作为仰拱开挖及混凝土施工控制点。

为不影响机械车辆通行，仰拱、仰拱填充利用栈桥平台进行混凝土施工。

施工工艺流程：

清底、抽排水、接缝凿毛处理→焊接上下排钢筋定位筋→仰拱钢筋绑扎→安装止水带→立端模及内模→浇筑砼→仰拱砼养护→中心排水管安装固定→填充砼浇→填充砼养

（九）、隧道防排水施工

隧道防排水施工是隧道施工质量控制的重点。

水害的防治效果直接影响隧道后期使用的耐久性。

1、结构防排水施工工艺：

检查净空及初期支护表面情况→割除外露超长的钢筋、锚杆，修整凹凸不平的表面以及渗漏水处理→安装环、纵向透水盲管→铺设土工布、防水板→充气检验及隐蔽检查。

2、技术要求：

隧道防排水采用“防、截、排、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，达到防水可靠，经济合理，不留后患的目的。

本线隧道二次衬砌混凝土采用防水混凝土，其抗渗等级不低于P8；

拱墙设置EVA塑料防水板加土工布；

施工缝设置止水条或中埋式止水带，并涂刷混凝土界面剂或膨胀止水胶；

二次衬砌混凝土施工后，拱部进行充填注浆。

3、操作要点：

（1）、防水板超前二次衬砌10～20m施工，用自动爬行热焊

机进行焊接，铺设采用专用台车进行；

（2）、铺设前进行精确放样，弹出标准线进行试铺后确定防水板一环的尺寸，尽量减少接头；

（3）、防水板铺设从拱顶向两侧铺设，防水板铺设要有一定松驰量，检查时要保证防水板全部面积均能抵到围岩；

暗钉圈固定缓冲层示意

（4）、两幅防水板的搭接宽度不应小于150mm；

（5）、环向铺设时，下部防水板应压住上部防水板；

（6）、防水板之间的搭接缝应采用双焊缝、调温、调速热楔式功能的自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补采用手持焊枪，单条焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm，焊接严密，不得焊焦焊穿；

（7）、防水板的搭接缝焊接质量检查应按充气法检查，将5号注射针与压力表相接，用打气筒进行充气，当压力表达到0.25MPa时停止充气，保持15min，压力下降在10%以内，说明焊缝合格；

如压力下降过快，说明有未焊好处。

用肥皂水涂在焊缝上，有气泡的地方重新补焊，直到不漏气为止。

（十）、衬砌施工

（1）、衬砌施工工艺流程

监控量测确定施作二衬时间，测量断面是否侵限→中线水平放样→钢筋定位筋放样安装→钢筋绑扎→台车就位→安装挡头模板→灌筑混凝土→台车脱模退出→养护。

（2）、衬砌模板

模板衬砌台车必须按照隧道内净空尺寸进行设计与制造，钢结构及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性。

模板台车长度宜为9～12m，工点设计应根据沉降缝、预留洞室和预埋管线位置、断面加宽等因素综合确定。

模板台车侧壁作业窗宜分层布置，层高不宜大于1.5m，每层宜设置4～5个窗口，其净空不宜小于45cm×

45cm。

拱顶部位应预留2～4个注浆孔。

（3）、衬砌钢筋

采用衬砌钢筋绑扎作业台架提供作业平台，首先环向钢筋定位筋的绑扎与固定，保证整个环向钢筋布置与隧道中线垂直，然后进行分布筋绑扎，最后绑扎好垫块。

（4）、混凝土浇筑

混凝土浇筑采用泵送完成，插入式振捣棒结合附着式振捣器捣固。

从最底层下料口开始下料，逐步上移，各下料口均匀下料，混凝土浇筑要左右对称进行，防止钢模台车偏移。

三、隧道不良病害的处理

隧道施工过程中，开挖断面涌水、掌子面坍塌及拱顶落石是较常出现的不良地质病害，采取有效措施，处理好这些病害是保证施工安全及施工进度重要手段。

（一）、隧道透水

隧道施工中水源主要来自岩石裂隙水、地表水通过断裂带补充为地下水、隧道通过岩溶的溶洞发生透水等几种情况。

对于上述几种透水情况的处置主要为：

1、做好超前地质预报，在施工前及时发现并判定性质，采取相应对策；

2、采取超前注浆、超前小导管、超前大管棚等形式进行超前支护；

3、对于隧道可能出现的涌水、透水，根据形态和性质，采取堵、疏、泄、防的处理方法；

4、当开挖断面无规则裂隙水流出时，且流水量不是很大时，不影响施工的情况下，可以将流水集中引入两边排水沟，排出洞外，让裂隙水压自然释放，慢慢减少；

5、施工时注意短进尺，紧支护，保证施工安全。

同时加强超前钻探，查看掌子面前方情况；

6、如果掌子面爆破后侧壁仍有裂隙水长期流出，则在初期支护时必须预埋排水管，将裂隙水集中引出，最后引入隧道中心管排出。

（二）、塌方发生后的应对措施

1、小型塌方处理：

对于小塌方应该先清理塌方面，后对塌方面采用超长锚杆加固，将锚杆伸入到围岩的稳定区，锁住松动圈，然后用加强联合支护法支护，最后再进行塌方处理；

2、较大塌方处理：

塌方的一般规律是围岩压力增大，支撑压紧，发出声响，接着产生位移变形。

围岩掉碴，出现裂缝，直

至滑动、坍塌。

大塌方处理一般是塌方基本稳定后进行，先查看塌方规模，分析产生塌方原因，再制定塌方处理方案或按预案执行。

处理方法一般有支顶法、固结法，两种方法均需先进行治水和支护加固，防止塌方事态扩大；

支顶法一般选择围岩稳定地段开挖导洞，埋入型钢，用钢筋混凝土锁住两侧，上部用浆砌片石封填，对较大塌方可用套拱法，保证塌方面稳定后再进行清理。

固结法是采用注浆法，先将坍体和松动部分进行注浆处理，将松动部分固结后再清理坍体。