[全國]隧道工程施工要點關(guān)鍵技術(shù)（共69頁）

1、施工要點關(guān)鍵技術(shù)客運專線隧道 我國客運專線的啟動，引發(fā)新一輪鐵路隧道的建設(shè)高潮。 客運專線的隧道特點為了迎接市場競爭的挑戰(zhàn)，近期，鐵道部啟動了以250km/h、300km/h和350km/h速度為目標(biāo)的客運專線的建設(shè)工程，我國的鐵路建設(shè)又進(jìn)入了一個新階段。由于速度的跨越，對構(gòu)成線路的各種結(jié)構(gòu)物，包括橋梁、隧道、軌道、路基等，提出了更加嚴(yán)格的要求和標(biāo)準(zhǔn)，也提出來許多前所未有的新課題。 目前，正在建設(shè)的和擬建的幾條客運專線都有大量的隧道工程涌現(xiàn)。在客運專線條件下，如何針對隧道觀察的特點、認(rèn)識和解決所面臨的新問題，是一個值得研究的問題。 考慮列車高速運營的特點，隧道的凈空有效斷面積增大，例如在350

2、km/h速度的條件下,級圍巖隧道的開挖斷面積可達(dá)170m2，給設(shè)計、施工提出來許多新課題；由于開挖斷面積的增大，施工難度也急劇增加，特別是對一般地質(zhì)條件下的初期支護(hù)技術(shù)和不良地質(zhì)條件下的超前支護(hù)技術(shù)，提出來很高的要求； 因此，在大斷面的條件下要特別關(guān)注初期支護(hù)和超前支護(hù)的質(zhì)量?？瓦\專線的隧道特點 列車高速運行的作用，對洞內(nèi)軌道（包括基底結(jié)構(gòu)，如仰拱或鋪底、混凝土填充層等）的影響增大，不僅需要加強基底結(jié)構(gòu)，對襯砌結(jié)構(gòu)也具有一定的影響，不容忽視。 對襯砌混凝土的耐久性，如抵抗列車風(fēng)壓的疲勞特性；如何保證初期支護(hù)的噴混凝土的耐久性?，以及大斷面襯砌結(jié)構(gòu)的抗開裂特性等，都提出來了明確的要求；客運專線的

3、隧道特點 大斷面意味著什么？ 在同樣圍巖條件下，隨著開挖斷面積的增加，意味著： 1、掌子面的穩(wěn)定性的降低；2、施工難度、特別是施工安全管理的難度增大；3、施工風(fēng)險的發(fā)生概率加大；4、結(jié)構(gòu)物質(zhì)量要求的提高；5、隧道工程管理提出更高要求。隧道工程管理的基本問題安全：安全為主線技術(shù)：保護(hù)圍巖，確保圍巖穩(wěn)定，不坍 塌；保證施工質(zhì)量管理：實現(xiàn)風(fēng)險管理安全 所謂提高安全生產(chǎn)意識或風(fēng)險意識，實質(zhì)上是要認(rèn)識到任何生產(chǎn)都存在著風(fēng)險，只是風(fēng)險有大、有小，有的是可以接受的，有的是不可以接受的。特別是對地下工程來說，風(fēng)險常常是在災(zāi)難性的，也是不可以接受的。瓦斯爆發(fā)、大規(guī)模的塌方等就屬于這種類型的風(fēng)險。 因此、減少風(fēng)險

4、、控制風(fēng)險和防止風(fēng)險就成為工程管理中的重大課題。技術(shù)1、保護(hù)圍巖，確保開挖后圍巖穩(wěn)定；2、大力提高支護(hù)結(jié)構(gòu)，特別是初期支護(hù)的支護(hù)能力，特別是噴混凝土的性能；3、多機作業(yè)，盡可能地縮短各項作業(yè)的時間；施工方法要為采用大型施工機械或多臺機械同時施工創(chuàng)造條件；4、提高混凝土襯砌的施工水平，防止襯砌的初期開裂；5、采用根本性的措施，確保防水的質(zhì)量；6、設(shè)計和施工要采取措施盡可能地減小開挖斷面積； 如何減少風(fēng)險、控制風(fēng)險和防止風(fēng)險，就要依靠純熟的技術(shù)和完善的管理。 因此，技術(shù)和管理就成為工程管理中的重要手段。沒有純熟的技術(shù)和完善的管理，就談不上風(fēng)險的控制。 因此，不管是業(yè)主、還是設(shè)計、施工以及監(jiān)理都必須

5、下大力氣，狠抓“技術(shù)”和“管理”。技術(shù)隧道施工要點及關(guān)鍵施工技術(shù) 一. 洞口施工二. 進(jìn)洞施工方法三. 明洞四. 隧道施工要點及關(guān)鍵施工技 術(shù)洞口工程施工要點洞口施工要點：防邊仰坡滑塌。應(yīng)遵照以下施工原則：1.根據(jù)設(shè)計圖紙準(zhǔn)確測量，放樣洞口開挖輪廓線及截水溝位置。2.開挖前應(yīng)做好截水溝等排水系統(tǒng)后方可進(jìn)行土石方開挖。3.洞口邊仰坡錨噴防護(hù)應(yīng)隨開挖同步施工，不得待開挖全部完成后再進(jìn)行錨噴防護(hù)。3.洞口的支擋結(jié)構(gòu)應(yīng)在隧道明洞或正洞施工前完成。洞口防護(hù)不當(dāng)造成坍方洞口防護(hù)不當(dāng)造成坍方暗洞進(jìn)洞要點嚴(yán)格按設(shè)計圖紙施工。在進(jìn)洞前，必須做好洞口護(hù)拱或超前管棚導(dǎo)向墻，并認(rèn)真做好超前支護(hù)。確定安全、可靠、合理的

6、施工方法，主要指方法的選擇：CD法、CRD法還是雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。管超前、弱爆破、短進(jìn)尺、強支護(hù)、快封閉是進(jìn)洞必須遵循的原則。也是預(yù)防洞口坍塌的最好措施。做好洞口防護(hù) 正洞施工要點一、掌子面（開挖面）穩(wěn)定性 在大斷面條件下，如何控制掌子面的穩(wěn)定性，減少和預(yù)防掌子面出現(xiàn)坍塌的風(fēng)險，是極為重要的。特別是在通過各種不良地質(zhì)地段時。 從風(fēng)險的角度看，掌子面失穩(wěn)有多種方式： 掌子面擠出； 掌子面拱部坍塌； 上半斷面拱腳下沉； 底部鼓起等。 從技術(shù)角度出發(fā)，預(yù)防和減少上述風(fēng)險發(fā)生的主要方法也是多種多樣的。 超前支護(hù)； 擴大拱腳、設(shè)置拱腳錨桿或錨管； 正面噴射混凝土和錨桿； 底腳錨桿或錨管等。 掌子面 掌子面

7、超前支護(hù)是采用管棚、小導(dǎo)管、超前錨桿及注漿等，沿隧道外輪廓，以低角度打設(shè)方式加固掌子面前方圍巖、約束圍巖松弛、掉塊的方法。超前支護(hù)，基本上是借助構(gòu)件的抗彎剛度發(fā)揮作用的，因此，采用抗彎剛度大的構(gòu)件是有利的。 掌子面上述的掌子面超前支護(hù)方法，在大斷面的條件下應(yīng)用，雖然起到一定的作用，但其作用會受到一定限制。也就是說，在大斷面的條件下，為了確保掌子面的穩(wěn)定，必須加強超前支護(hù)的作用，超前支護(hù)在軟弱圍巖及淺埋隧道施工中已形成一種工法和不可缺少的施工技術(shù)，要高度重視，這是隧道施工實現(xiàn)安全和快速的最好手段。 二、支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)包括： 初期支護(hù)；噴混凝土、錨桿、鋼支撐或格柵 超前支護(hù)；預(yù)襯砌、

8、長鋼管等 二次襯砌：包括仰拱及底板； 臨時支護(hù)：需要拆除的支護(hù)構(gòu)件，如中隔壁等。不可輕視的鎖腳注漿錨桿1、超前支護(hù) 工程實踐證實，在地質(zhì)不良的地段，發(fā)展各種穩(wěn)定掌子面的輔助工法并使之模式化是極為重要的。日本、意大利在這方面都做了極有成效的工作。定義：以穩(wěn)定掌子面和地層下沉為目的的拱形薄殼結(jié)構(gòu)體。即：不僅沿隧道縱向具有梁結(jié)構(gòu)的作用，在橫斷方向還具有拱形結(jié)構(gòu)支護(hù)效果的支護(hù)。 適用范圍： 1、需要提高掌子面穩(wěn)定性的土砂圍巖； 2、以控制地表下沉和相鄰結(jié)構(gòu)物的影響為主要目的的場合；如淺埋地點、接近重要結(jié)構(gòu)物施工的場合等超前支護(hù)的關(guān)鍵點存在問題：初期支護(hù)系統(tǒng)桿體長短不一；安裝角度控制不嚴(yán)；注漿效果差或不

9、注漿。關(guān)鍵點：1、超前管棚、小導(dǎo)管、超前錨桿等安裝質(zhì)量（包括長度、間距、外插角）2、超前支護(hù)體系的注漿質(zhì)量：包括通過注漿加固周邊圍巖的作用、超前支護(hù)桿體內(nèi)的注漿質(zhì)量。2、初期支護(hù) 在初期支護(hù)中，噴混凝土具有獨特的作用。任何情況下，都是不可缺少的支護(hù)手段。因此，在大斷面隧道中，對不斷提高噴混凝土的性能，寄予極大的期望。噴混凝土的幾個關(guān)鍵性的性能指標(biāo)1、設(shè)計基準(zhǔn)強度 4、附著配比；2、初期強度： 5、回彈率；3、附著強度； 6、粉塵量。初期支護(hù)的施作程序要求第一步：每次出碴完畢（含找頂）后立即進(jìn)行首次初噴混凝土，封閉圍巖和超前支護(hù)系統(tǒng)，初噴混凝土的厚度不小于4cm ；第二步：架設(shè)型鋼鋼架；安裝錨桿

10、第三步：二次噴射混凝土。噴射砼表面平整度要求：用2米靠尺檢查，邊墻5cm ，拱部7cm。第四步：進(jìn)入下一循環(huán)作業(yè)（初期支護(hù)或鉆爆作業(yè)）噴射砼結(jié)束后3小時內(nèi)不得爆破作業(yè)。 假噴混凝土用碎石回填噴射砼工藝濕噴混凝土干噴砼的主要缺點砼水灰比難以控制 均質(zhì)性差、和易性差 離散性 強 強度波動性大 強度水平低 作業(yè)環(huán)境差（1）、初期強度 一般說，噴混凝土是最先施設(shè)的，都希望它盡快地發(fā)揮作用，這是我們要求噴混凝土具有一定初期強度的目的。 設(shè)定噴混凝土初期強度的場合，應(yīng)考慮隧道開挖條件及隨掌子面進(jìn)展產(chǎn)生的圍巖動態(tài)，以充分確保掌子面及其附近圍巖的穩(wěn)定，取24小時以內(nèi)的強度為標(biāo)準(zhǔn)。 初期強度，應(yīng)根據(jù)圍巖條件和施

11、工條件，可以取24小時以外的強度為標(biāo)準(zhǔn)，有的國家就是以3小時的強度作為基準(zhǔn)的。（2）、附著強度 噴混凝土與圍巖及其它物體的附著，是發(fā)揮噴混凝土支護(hù)作用的關(guān)鍵指標(biāo)。許多國家都有明確的規(guī)定。（3）、附著配比 對工程來說，噴混凝土的附著配比是最有意義的。 附著配比指的是：噴混凝土噴射后附著在圍巖上的配比。它與噴射配比、噴射工藝以及噴射工的技術(shù)熟練程度有直接的關(guān)系，不容忽視。下表是歐洲的一個標(biāo)準(zhǔn)。 噴射后噴混凝土強度（附著配比）C30C35C40C45C50C55噴射前噴混凝土強度（噴射配比）C38C43C48C54C60C654、附著配比錨桿錨桿的支護(hù)作用是不能忽視的。特別是在大斷面隧道的條件下。

12、錨桿是隧道施工過程中，維護(hù)圍巖穩(wěn)定，保證施工安全的重要手段之一。施工完成后，在一定程度上，它還可以作為永久支護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分發(fā)揮作用。因此，在施工中，如何保證和檢查錨桿的施工質(zhì)量，是極為重要的。但從目前的施工狀況看，錨桿長度不足、不配置墊板、配置不合理、砂漿充填不密實，甚至“長錨短打”的現(xiàn)象也時有發(fā)生。造成這種現(xiàn)象的原因雖然是多方面的，但主要還是對錨桿在隧道施工中的作用認(rèn)識不足，不能完全按照要求施工，而且缺乏有效的檢測手段。錨桿設(shè)置的方向隧道工程質(zhì)量控制要點一 襯砌質(zhì)量三要素 1 混凝土（噴混凝土）強度 2 襯砌厚度 3 密實性 接觸條件二 防排水系統(tǒng)可靠性 1 注漿效果排放流量的控制 2 排導(dǎo)

13、系統(tǒng)的暢通三 凈空和外觀隧道二次襯砌施工要點客運專線隧道對隧道襯砌的要求： 1.耐久性：100年 2.一級防水：不滲、不滴、表面無濕漬 3.斷面大：襯砌臺車強度、剛度要求高; 混凝土灌注、拆模時間提出高要求。襯砌施工要點設(shè)計是前提 材料是基礎(chǔ) 工藝是關(guān)鍵 管理是保證 施工工藝 要點： 混凝土的灌注速度控制 混凝土灌注過程中的振搗技術(shù) 拱部混凝土無振搗灌注的密實性 施工縫、變形縫止水帶的安設(shè)技術(shù) 堵頭板的安裝措施 施工縫的處理工藝 鋼筋保護(hù)層的控制 襯砌臺車的長度（每次混凝土灌注的長度） 拆模時間拆模時間要求 混凝土強度達(dá)到8MPa以上不小于8MPa二次襯砌初期開裂 原因：溫度收縮、干燥收縮而產(chǎn)

14、生的裂縫 施工引起的開裂 后果：可成為滲漏水的通道 造成運營期間掉混凝土塊 耐久性降低 措施：采用水化熱低的水泥 減少水泥用量 縮短混凝土灌注長度防水板鋪設(shè)技術(shù)采用專用作業(yè)臺架采用無釘鋪設(shè)工藝防水板鋪設(shè)要有松弛度，確保混凝土灌注后防水板能與鋪設(shè)砼面密貼，無空洞。無紡布掛設(shè)時，射釘?shù)牟课粦?yīng)考慮噴射砼面的凹凸情況，合理布置。排水盲管的安裝工藝防水板的撕裂光面爆破防水板材料吊掛余量NATM隧道工程的施工安全技術(shù)圍巖失穩(wěn)和坍塌形式圍巖性狀 巖體結(jié)構(gòu) 巖性 地下水地應(yīng)力 量值水準(zhǔn) 特征隧道特征 形狀 跨度 斷面 埋深施工方法塊狀圍巖（硬巖）的坍塌形式鑲嵌 咬合坍塌防范重點部位圍巖條件主要坍塌部位施工監(jiān)控

15、塊狀圍巖（硬巖）拱部（同節(jié)理產(chǎn)狀有關(guān)）節(jié)理系統(tǒng)軟弱圍巖（風(fēng)化 破碎 軟質(zhì)）兩側(cè)邊墻(同層面傾角有關(guān)） 掌子面位移高地應(yīng)力硬巖（巖爆）大主應(yīng)力豎向兩側(cè)邊墻大主應(yīng)力水平向拱部大跨度 淺埋拱部墊板的設(shè)置要發(fā)揮錨桿的效果，墊板的設(shè)置是十分重要的。我們在施工中，多數(shù)是不設(shè)置墊板的。因為增加墊板，不僅增加了施工成本，對工期也有一定影響。但從效果上看，這是得不償失的。日本對此曾進(jìn)行了試驗研究。試驗表明：設(shè)墊板比不設(shè)墊板，加載應(yīng)力提高了2.5倍；墊板面積越大，頭部軸力提高也越多。例如，墊板面積增加1倍，頭部軸力可提高1.25倍等。其次有墊板時，錨桿軸向應(yīng)變的最大值的位置，向內(nèi)部移動。墊板的設(shè)置這說明錨桿的3維

16、約束效果，得以發(fā)揮。圖5是有墊板和無墊板的的軸力分布的變化。從圖中可以看出，有墊板 時，錨桿的口部也發(fā)生了軸力、而且軸力的最大值也增加了10%20%。由此可見，墊板的作用是不容忽視的。在錨桿施工中，必須設(shè)置墊板，這在規(guī)范中也有了明確的規(guī)定。安全管理 從安全出發(fā)，管理要實現(xiàn)以下轉(zhuǎn)變： 1、從粗放型管理向精細(xì)型管理轉(zhuǎn)變； 2、向預(yù)測、預(yù)報、預(yù)案，實現(xiàn)施工全過程管理轉(zhuǎn)變； 3、向風(fēng)險管理體制方向轉(zhuǎn)變。1、每一項作業(yè)都應(yīng)該作到：有施工要點；有施工基準(zhǔn)；有施工核查。 例如噴混凝土作業(yè) 施工要點： 1、確保初期強度和附著強度； 2、確保噴射表面的平整度； 施工基準(zhǔn)： 1、1天初期強度在510MPa以上； 2、平整度應(yīng)在規(guī)定范圍之內(nèi)； 施工核查： 1、及時核查1天的初期強度，必要時應(yīng)核查附著強度； 2、核查平整度。管理施工方法介紹CD（中隔壁法）首推法 “CD”工法適用條件：淺埋段、軟巖段，一般用于級圍巖優(yōu)點：施工安全度較高、控制地層變形較好缺點：施工進(jìn)度較臺階法慢但較“CRD”工法快、臨時工程量和造價也是較臺階法大但較“CRD”工法小施工控制要點：剛支撐連接、鎖腳錨桿（管）、左右部臺階的高度和縱向長度、臨時支撐的拆除時機及長度上半斷面CD法適用條件:上軟下硬地層在淺埋隧道中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況，拱部或