客運(yùn)專線隧道班教案 dbm-20061022

客運(yùn)專線隧道的設(shè)計(jì)與施工1一、我國(guó)客運(yùn)專線隧道的概況二、客運(yùn)專線隧道的特點(diǎn)三、客運(yùn)專線隧道的設(shè)計(jì)四、客運(yùn)專線隧道的施工五、客運(yùn)專線隧道施工機(jī)械配套

主要內(nèi)容2一、我國(guó)客運(yùn)專線隧道的概況根據(jù)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》：到2020年全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到10萬(wàn)公里，其中客運(yùn)專線營(yíng)業(yè)里程12000公里。

包括：新建客運(yùn)專線10000公里；新建城際客運(yùn)系統(tǒng)2000公里。34四縱四橫客運(yùn)專線

四縱：北京-沈陽(yáng)-哈爾濱（含京秦沈快速客運(yùn)通道700km;

天津-秦皇島，哈爾濱-大連1160km)

北京-上海1300km

北京-廣州-深圳

2230km

杭州-寧波-深圳1600km

5

四縱四橫客運(yùn)專線四橫：青島-石家莊-太原770km

徐州-鄭州-蘭州1400km

南京-武漢-重慶-成都

1900km

杭州-南昌-長(zhǎng)沙880km城際系統(tǒng)：京津、寧滬杭、廣深、廣珠等城際客運(yùn)系統(tǒng)2000km6截至目前國(guó)家已批復(fù)的客運(yùn)專線項(xiàng)目武廣客專:已批復(fù)可研967km,投資690億（不含兩端樞紐）鄭西客專：已批復(fù)可研454km,投資342億溫福：已批復(fù)可研312km,投資174.8億。福廈：已批復(fù)項(xiàng)目建議書276km，投資約135億。石太客專：已批復(fù)可研205km,投資128.5億。合寧、合武：已批復(fù)可研166+357km,投資40+168億京津：已批復(fù)可研115km,投資112億廣珠：已批項(xiàng)目建議書131km，約182億。以上投資約2000億元，計(jì)劃2020年前,投資20000億元7據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)客運(yùn)專線隧道的修建數(shù)量將超過(guò)1000km。

武廣客運(yùn)專線165km甬溫福廈280km

京滬高速15km石太客專76km

鄭州西安客專74km武漢合肥80km

武漢成都300km客運(yùn)專線隧道的數(shù)量8客運(yùn)專線隧道的分類序號(hào)類別標(biāo)準(zhǔn)線別1200km/h客運(yùn)專線城際客運(yùn)系統(tǒng)2200km/h近期客貨共線膠濟(jì)、遂渝、徐鄭3250km/h近期客貨共線石太4250km/h近期雙箱運(yùn)輸甬溫福廈、合武、合寧5350km/h客運(yùn)專線京滬、武廣、鄭西9二、客運(yùn)專線隧道的特點(diǎn)空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)可靠性和結(jié)構(gòu)耐久性要求高更加重視對(duì)環(huán)境的影響防災(zāi)救援要求高10空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)隧道微氣壓波的發(fā)生11高速列車在隧道內(nèi)運(yùn)行引起的問(wèn)題

1.由于瞬變壓力造成旅客及乘務(wù)人員耳膜不適，舒適度降低，并對(duì)鐵路員工和車輛產(chǎn)生危害；

2.高速列車進(jìn)入隧道時(shí)，會(huì)在隧道出口產(chǎn)生微氣壓波，發(fā)出轟鳴聲，使附近房屋門窗嗄啦嗄啦作響，引起擾民問(wèn)題；

3.行車阻力增大，使運(yùn)營(yíng)能耗增大，并要求機(jī)車動(dòng)力增大；

12高速列車在隧道內(nèi)運(yùn)行引起的問(wèn)題

4.形成空氣動(dòng)力學(xué)噪聲（與車速的6～8次方成正比）；

5.列車風(fēng)加劇，影響隧道維修養(yǎng)護(hù)人員的正常作業(yè)；

6.列車克服阻力所作的功轉(zhuǎn)化為熱量，在洞內(nèi)積聚引起溫度升高等。因此，在高速鐵路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從車輛及隧道兩方面采取措施，以減緩空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)。13空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)

空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的因素：

車輛的因素隧道的因素列車速度隧道橫斷面積列車橫斷面積隧道長(zhǎng)度列車長(zhǎng)度隧道道床類型列車頭部形狀洞口結(jié)構(gòu)14一些國(guó)家高速鐵路隧道的基本參數(shù)國(guó)家法國(guó)德國(guó)意大利日本西班牙列車最高速度（km/h）270250250300220240300列車橫斷面（m）1010.39.712.612.610隧道端面積（m）718253.87660.563.875堵塞比0.13~0.150.130.180.130.21~0.220.20~0.210.13線間距（m）4.24.74.05.04.24.34.5~4.715可靠性和耐久性可靠性：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在正常規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力，包括安全性、適用性和耐久性。當(dāng)以概率來(lái)度量時(shí)，成為結(jié)構(gòu)的可靠度。耐久性：在使用過(guò)程中經(jīng)受（抵抗）各種破壞因素的作用（破壞力）而能保持其使用功能的能力。耐久性設(shè)計(jì)：通過(guò)控制內(nèi)因即砼材料、鋼筋性質(zhì)和周圍狀態(tài)、砼施工使用過(guò)程、砼受力狀態(tài)，以滿足接觸環(huán)境作用下耐久性的要求。如50年或100年等16環(huán)境的影響環(huán)境包括：生態(tài)環(huán)境、自然環(huán)境和周邊人文環(huán)境噪聲的影響--減振降噪：輪軌噪聲、機(jī)械噪聲、弓網(wǎng)噪聲和空氣動(dòng)力學(xué)噪聲。17防災(zāi)救援問(wèn)題影響列車安全運(yùn)行的因素：突發(fā)性的：火災(zāi)、撞車、列車脫軌經(jīng)常性的：隧道病害18三、客運(yùn)專線隧道的技術(shù)要求建筑限界和隧道內(nèi)凈空面積洞門型式及緩沖結(jié)構(gòu)襯砌支護(hù)類型和支護(hù)參數(shù)防水和排水措施環(huán)境保護(hù)防災(zāi)救援方案19隧道有效內(nèi)凈空面積隧道凈空面積的影響因素：隧道建筑限界線間距應(yīng)預(yù)留的空間：安全空間、救援通道、工程技術(shù)作業(yè)空間、內(nèi)部配件空間等考慮空氣動(dòng)力學(xué)影響所需的空間建筑限界和隧道內(nèi)凈空面積20客運(yùn)專線隧道限界2122各國(guó)高速鐵路隧道內(nèi)凈空面積表國(guó)家線別運(yùn)營(yíng)速度(km/h)斷面積(m2)日本新干線240～30061～64法國(guó)大西洋線30071北方線、東南延伸線300100地中海線350100

德國(guó)漢諾威～維爾茨堡曼海姆～斯圖加特漢諾威～柏林25082科隆～法蘭克福30092西班牙馬德里～塞維利亞27075韓國(guó)漢城～釜山350107中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)北～高雄3509023我國(guó)客運(yùn)專線隧道內(nèi)凈空面積序號(hào)類別標(biāo)準(zhǔn)單線雙線1200km/h客專近期客貨共線52.86m285.8m22200km/h客專近期雙箱運(yùn)輸56.67m292.94m23250km/h近期客貨共線58m290.16m24250km/h近期雙箱運(yùn)輸58m295.06m25350km/h客運(yùn)專線70m2100m224洞門型式及緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：早進(jìn)晚出、確保安全、因地制宜、保護(hù)環(huán)境、簡(jiǎn)約實(shí)用緩沖結(jié)構(gòu)：雙線隧道原則不設(shè)緩沖結(jié)構(gòu)，當(dāng)洞口位于城市或有密集建筑物時(shí)，可采取防噪音措施或結(jié)合洞門型式適當(dāng)設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)。253、緩沖結(jié)構(gòu)是否設(shè)置？隧道緩沖結(jié)構(gòu)開(kāi)口井洞口緩沖結(jié)構(gòu)示意圖斷面＞90m2可不設(shè)置，雙線隧道可不設(shè)置，兩個(gè)單線應(yīng)于設(shè)置。26雙線隧道復(fù)合式襯砌支護(hù)參數(shù)圍巖級(jí)別初期支護(hù)二次襯砌預(yù)留變形量（cm）噴射砼厚度（cm）錨桿噴聚丙烯纖維砼/素噴砼格柵鋼架/型鋼拱墻（cm仰拱/底板（cm）位置長(zhǎng)度（m）間距（m）位置纖維摻量（kg/m3）鋼筋網(wǎng)φ8直徑（mm）每榀間距（m）Ⅱ8～10拱部2.51.5×1拱部/邊墻0.9～1.2———35～4035～40/35*3Ⅲ10～18拱墻3.01.2×1拱墻/仰拱0.9～1.2拱局部25×25——4040/5Ⅳ18～23拱墻3.51.0×1拱墻/仰拱0.9～1.2拱墻25×25格柵φ22/1.0（拱墻）4545*/8Ⅳ加23～25拱墻3.51.0×1拱墻/仰拱0.9～1.2拱墻25×25/I181.0（全環(huán)）45*50*/8～10Ⅴ25～28拱墻4.00.8×1拱墻/仰拱0.9～1.2拱墻20×20/I201.0（全環(huán)）50*50*/10～12Ⅴ加28～30拱墻4.0～6.01×0.8拱墻/仰拱0.9～1.2拱墻20×20/HW1750.8（全環(huán)）50～55*50*～55*/10～1527混凝土耐久性設(shè)計(jì)混凝土的耐久性的指標(biāo)：主要有抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、抗碳化、

抗磨蝕、抗鋼筋銹蝕及防止堿骨料反應(yīng)等幾項(xiàng)指標(biāo)。28混凝土耐久性設(shè)計(jì)混凝土的耐久性破壞原因：外部因素：物理作用-嚴(yán)寒侵蝕、凍溶循環(huán)、火災(zāi)、對(duì)收縮敏感骨料化學(xué)作用-海水、氯離子、硫酸鹽、堿-骨料反應(yīng)等物理化學(xué)作用-鋼筋腐蝕開(kāi)裂、電解作用29混凝土耐久性設(shè)計(jì)混凝土的耐久性破壞原因：內(nèi)部因素：混凝土材料-包括組成材料的性質(zhì)、組成比例鋼筋性質(zhì)和周圍狀態(tài)-鋼筋表面狀況、保護(hù)層性質(zhì)和狀態(tài)混凝土施工使用過(guò)程-澆搗、養(yǎng)護(hù)、維護(hù)混凝土受力狀態(tài)-受力大小、性質(zhì)和歷史30混凝土結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理及控制措施：凍溶作用-摻加引氣劑、降低水灰比、加硅粉或粉煤灰有害鹽對(duì)混凝土的侵蝕

硫酸鹽-設(shè)法提高混凝土的密實(shí)度，改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)，鎂鹽---以使混凝土介質(zhì)不易滲入混凝土內(nèi)部；或采用外部氯鹽---保護(hù)措施以隔離腐蝕介質(zhì)不與混凝土相接觸碳化作用-摻入粉煤灰或選擇優(yōu)質(zhì)水泥及提高養(yǎng)護(hù)措施鋼筋銹蝕-增加密實(shí)性、選用礦渣硅酸鹽水泥、加大保護(hù)層厚度等堿骨料反應(yīng)-選用非活性骨料、摻非活性材料、選含堿量低的水泥混凝土的磨蝕-砼的坍落度盡可能小、選用耐磨蝕的骨料混凝土耐久性設(shè)計(jì)31耐久性設(shè)計(jì)的思路和方法建議等級(jí)環(huán)境作用設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)層次內(nèi)容一嚴(yán)重環(huán)境初步設(shè)計(jì)階段材料設(shè)計(jì)混凝土材料組成、強(qiáng)度等級(jí)、水膠比、膠凝材用量、原材料選擇、礦物摻和料、引氣劑等二腐蝕環(huán)境技術(shù)設(shè)計(jì)耐久性指標(biāo)和計(jì)算分析設(shè)計(jì)抗凍等級(jí)、擴(kuò)散系數(shù)、滲透系數(shù)、使用年限預(yù)測(cè)三一般環(huán)境施工設(shè)計(jì)施工質(zhì)量的控制、構(gòu)造措施與裂縫控制、維修與檢測(cè)保護(hù)層厚度、鋼筋防護(hù)措施，坍塌落度、澆搗養(yǎng)護(hù)，裂縫寬度、位置，驗(yàn)收手段和要求，維護(hù)觀測(cè)、檢測(cè)手段和要求32防排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理念：“防、排、截、堵結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則。特殊要求時(shí)采取“以堵為主，限量排放”的原則。防：襯砌結(jié)構(gòu)的自防水，防止地下水滲入排：排水設(shè)施要通暢截：防止地表水滲入、防止巖溶水涌入堵：封堵較大的地下水、圍巖裂隙水和襯砌局部漏水33防排水設(shè)計(jì)防水標(biāo)準(zhǔn):地下工程一級(jí)防水標(biāo)準(zhǔn)

1襯砌不滲水,安裝設(shè)備的孔眼不滲水；

2道床排水暢通，不浸水；

3在有凍害地段的隧道，襯砌背后不積水、排水溝不凍結(jié)。34主要防水措施

工程部位

防水措施主體結(jié)構(gòu)混凝土自防水、防水板截排水系統(tǒng)排水盲溝、泄水洞、地表截水系統(tǒng)施工縫變形縫中埋式止水帶、遇水膨脹橡膠止水條、外貼式止水帶、可維護(hù)注漿管、可卸式排水槽堵水系統(tǒng)圍巖注漿、防水板背后注漿、局部漏水35混凝土自防水普通混凝土：強(qiáng)度等級(jí)不小于C25，抗?jié)B等級(jí)不小于P6；當(dāng)為鋼筋混凝土?xí)r強(qiáng)度等級(jí)不小于C30，抗?jié)B等級(jí)不小于P8。防水混凝土：抗?jié)B等級(jí)不小于P8，根據(jù)地下水壓力情況，可適當(dāng)提高。施工配合比應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，抗?jié)B等級(jí)要比設(shè)計(jì)提高一級(jí)（0.2MPa)。36塑料防水板塑料防水板可選用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、ECB（乙烯-共聚物瀝青）、HDPE（高密度聚乙烯）、LDPE（低密度聚乙烯）或其他性能相近的材料。塑料防水板應(yīng)符合下列規(guī)定：

幅寬2～4m;厚度1.2～2mm；

耐穿刺性好；物理力學(xué)性能符合要求耐久性、耐水性、耐腐蝕性、耐久性好。37幾種常用塑料防水板的性能品種項(xiàng)目ECBEVALLDPELDPEHDPEP型PVC優(yōu)等品拉伸強(qiáng)度（MPa)≥15.5≥20≥20≥16≥20≥15斷裂延伸率（%）≥560≥600≥600≥500≥600≥250熱處理變化率（%）≤2.5≤2≤2≤2≤2≤2低溫彎折性—35℃無(wú)裂紋—20℃無(wú)裂紋抗?jié)B透性0.2MPa24h無(wú)滲水不透水38常用施工縫防水示意圖止水條外貼止水帶中埋止水帶1先澆混凝土3后澆混凝土（1）（2）（3）39改進(jìn)施工縫防水示意圖止水條外貼止水帶中埋止水帶1先澆混凝土3后澆混凝土4可維護(hù)止水管444（1）（2）（3）40中埋式止水帶與外貼防水層復(fù)合使用的變形縫外貼式止水帶L≥300外貼防水卷材L≥400外涂防水層L≥4001－混凝土結(jié)構(gòu)；2－中埋式止水帶；3－填縫材料4－外貼防水層41中埋式止水帶與遇水膨脹橡膠條、嵌縫材料復(fù)合使用的變形縫1－混凝土結(jié)構(gòu)；2－填縫材料；3－嵌縫材料；4－背襯材料；5－遇水膨脹橡膠條；6－中埋式止水帶42邊墻變形縫防水示意圖43拱部變形縫防水示意圖44引排水和堵水45局部注漿堵水46環(huán)境保護(hù)隧道工程環(huán)境保護(hù)的具體措施：1早進(jìn)晚出，減少邊仰坡的開(kāi)挖，減少對(duì)植被的破壞2基巖裂隙水以堵為主，減少地下水流失3棄碴的利用與處理，減少水土流失4洞口適當(dāng)設(shè)置減震、減噪聲的措施47降低噪聲洞內(nèi)邊強(qiáng)及洞外擋墻采取吸音措施48降低噪聲洞內(nèi)道床采取吸音措施49防災(zāi)救援方案

列車在隧道內(nèi)的幾種情況：

正常通行、洞內(nèi)停車、災(zāi)害事故逃生疏散救援50防災(zāi)救援方案客運(yùn)專線隧道內(nèi)防災(zāi)救援方案的原則：可能的情況下列車應(yīng)開(kāi)出洞外，洞內(nèi)采取“以引導(dǎo)旅客疏散為主”的設(shè)計(jì)原則。具體措施：洞內(nèi)設(shè)置救援通道—疏散、救援長(zhǎng)隧道可利用輔助坑道設(shè)置緊急出口考慮特長(zhǎng)隧道設(shè)置專用緊急出口防災(zāi)大于20km的隧道設(shè)置定點(diǎn)疏散點(diǎn)通風(fēng)51四、客運(yùn)專線長(zhǎng)大隧道的設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)、施工中必須建立綜合超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)作為工序并列入預(yù)算之中。2、設(shè)計(jì)必須采取動(dòng)態(tài)信息化設(shè)計(jì)和信息化施工，以及信息化動(dòng)態(tài)管理。523、從環(huán)境保護(hù)出發(fā)，尤其在巖溶地區(qū)隧道防排水設(shè)計(jì)原則，必須將以排為主改為以堵為主，限排為輔。4、取消洞門或設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易洞門

洞門應(yīng)設(shè)在早進(jìn)晚出地段，按不受力洞門設(shè)計(jì)，擋墻式洞門，必造成大的刷坡而破壞洞頂環(huán)境，在橋隧相聯(lián)處，陡壁處可不設(shè)洞門，洞口易選在鼻梁上，洞口處取消深路塹。5354幾種洞門型式555657

5、5km以上隧道設(shè)置平行導(dǎo)坑是確保安全、質(zhì)量、進(jìn)度的重要措施，也是今后運(yùn)營(yíng)隧道所必須。6、長(zhǎng)隧道的開(kāi)挖方法

(1)全斷面鉆爆法。

(2)導(dǎo)洞超前后部擴(kuò)大鉆爆法，導(dǎo)洞可超前5-6m爭(zhēng)取臨孔面，為后部擴(kuò)大加快速度，節(jié)約炸藥，減少超欠挖、減少振速提供條件，導(dǎo)洞超前也可利用平導(dǎo)投入正洞只打?qū)Э佣辉鲈O(shè)工作面，反而更快，為推薦方法。58

(3)軟弱地層段，采用正臺(tái)階開(kāi)挖加超前支護(hù)進(jìn)行。（4）有軌運(yùn)輸、無(wú)軌裝碴。（5）長(zhǎng)隧施工通風(fēng)方法采用壓入式和射流正洞式通風(fēng)，可實(shí)現(xiàn)左、右洞調(diào)節(jié)，通風(fēng)效果很好。59（一）、隧道施工方法五、客運(yùn)專線隧道施工

60傳統(tǒng)礦山法隧道施工方法山嶺隧道施工方法淺埋及軟土隧道施工方法水底隧道施工方法礦山法（鉆爆法）掘進(jìn)機(jī)法新奧法地下連續(xù)墻法蓋挖法明挖法淺埋暗挖法盾構(gòu)法沉埋法盾構(gòu)法隧道施工方法可按以下方式分類：61(二)山嶺隧道的常規(guī)施工方法山嶺隧道的常規(guī)施工方法又稱為礦山法。將采用鉆爆開(kāi)挖加鋼木構(gòu)件支撐的施工方法稱為“傳統(tǒng)的礦山法”；而將采用鉆爆開(kāi)挖加錨噴支護(hù)的施工方法稱之為“新奧法”。1、礦山法

是以木或鋼構(gòu)件作為臨時(shí)支撐，待隧道開(kāi)挖成形后，逐步將臨時(shí)支撐撤換下來(lái)，而代之以整體式襯砌作為永久性支護(hù)的施工方法。622、新奧法

新奧法即奧地利隧道施工新方法(NewAustrianTunnellingmethod－NATM)，是以噴射混凝土錨桿作為主要支護(hù)手段，通過(guò)監(jiān)測(cè)控制圍巖的變形，便于充分發(fā)揮圍巖的自承能力的施工方法。由于錨噴支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，導(dǎo)致隧道及地下洞室工程理論步入到現(xiàn)代理論的新領(lǐng)域，也使隧道及地下洞室工程的設(shè)計(jì)和施工更符合地下工程實(shí)際，即設(shè)計(jì)理論－施工方法－結(jié)構(gòu)(體系)工作狀態(tài)(結(jié)果)的一致。63(1)新奧法施工程序施工準(zhǔn)備確定施工方案開(kāi)挖初期支護(hù)量測(cè)監(jiān)控是否符合管理基準(zhǔn)？

防水隔離層二次支護(hù)竣工是修改施工方案改變開(kāi)挖方法和順序修正支護(hù)參數(shù)否64(2)新奧法施工的基本原則少擾動(dòng)——開(kāi)挖時(shí)要盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)、擾動(dòng)強(qiáng)度、擾動(dòng)范圍和擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間。

早支護(hù)——開(kāi)挖后及時(shí)施作初期錨噴支護(hù)，使圍巖的變形進(jìn)入受控制狀態(tài)。

勤量測(cè)——指以直觀、可靠的量測(cè)方法和量測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)圍巖(或圍巖加支護(hù))的穩(wěn)定狀態(tài)，或判斷其動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，以便及時(shí)調(diào)整支護(hù)形式、開(kāi)挖方法緊封閉——一方面指采取噴射混凝土等防護(hù)措施，避免圍巖因長(zhǎng)時(shí)間暴露而致強(qiáng)度和穩(wěn)定性的衰減。另一方面指要適時(shí)對(duì)圍巖施作封閉形支護(hù)。65（三）、隧道開(kāi)挖方法

隧道開(kāi)挖的基本原則是：在保證圍巖穩(wěn)定或減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)的前提條件下，選擇恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)挖方法和掘進(jìn)方式，并應(yīng)盡量提高掘進(jìn)速度。

在選擇開(kāi)挖方法時(shí)，應(yīng)對(duì)隧道斷面大小及形狀、圍巖的工程地質(zhì)條件、支護(hù)條件、工期要求、工區(qū)長(zhǎng)度、機(jī)械配備能力、經(jīng)濟(jì)性等相關(guān)因素進(jìn)行綜合分析，采用恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)挖方法。66

按開(kāi)挖隧道的橫斷面分部情形來(lái)分，開(kāi)挖方法可分為全斷面開(kāi)挖法、臺(tái)階開(kāi)挖法、分部開(kāi)挖法等。(1)全斷面開(kāi)挖法

全斷面開(kāi)挖法就是按照設(shè)計(jì)輪廓一次爆破成形，然后修建襯砌的施工方法。67適用條件

(a)I~IV級(jí)圍巖，在用于Ⅳ級(jí)圍巖時(shí)，圍巖應(yīng)具備從全斷面開(kāi)挖到初期支護(hù)前這段時(shí)間內(nèi)，保持其自身穩(wěn)定的條件。

(b)有鉆孔臺(tái)車或自制作業(yè)臺(tái)架及高效率裝運(yùn)機(jī)械設(shè)備。

(c)隧道長(zhǎng)度或施工區(qū)段長(zhǎng)度不宜太短，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般不應(yīng)小于lkm，否則采用大型機(jī)械化施工，其經(jīng)濟(jì)性較差。隧道機(jī)械化施工，有三條主要作業(yè)線，見(jiàn)表68作業(yè)線采用的大型機(jī)械設(shè)備開(kāi)挖作業(yè)線鉆孔臺(tái)車、裝藥臺(tái)車、裝載機(jī)配合自卸汽車（無(wú)軌運(yùn)輸時(shí)）、裝渣機(jī)配合礦車及電瓶車或內(nèi)燃機(jī)車（有軌運(yùn)輸時(shí)）噴錨作業(yè)線混凝土噴射機(jī)、混凝土噴射機(jī)械手、噴錨作業(yè)平臺(tái)進(jìn)料運(yùn)輸設(shè)備及錨桿灌漿設(shè)備模筑襯砌作業(yè)線混凝土拌和作業(yè)廠、混凝土輸送車及輸送泵、施作防水層作業(yè)平臺(tái)、襯砌鋼模臺(tái)車全斷面法施工特點(diǎn)(a)開(kāi)挖斷面與作業(yè)空間大、干擾小；(b)有條件充分使用機(jī)械，減少人力；(c)工序少，便于施工組織與管理，改善勞動(dòng)條件；(d)開(kāi)挖一次成形，對(duì)圍巖擾動(dòng)少，有利于圍巖穩(wěn)定。

69(2)臺(tái)階法

根據(jù)臺(tái)階長(zhǎng)度不同，劃分為長(zhǎng)臺(tái)階法、短臺(tái)階法和微臺(tái)階法三種。施工中采用哪一種臺(tái)階法，要根據(jù)兩個(gè)條件來(lái)決定，第一是對(duì)初期支護(hù)形成閉合斷面的時(shí)間要求，圍巖越差，要求閉合時(shí)間越短，第二是對(duì)上部斷面施工所采用的開(kāi)挖、支護(hù)、出渣等機(jī)械設(shè)備需要施工場(chǎng)地大小的要求。70a、長(zhǎng)臺(tái)階法

長(zhǎng)臺(tái)階法開(kāi)挖斷面小，有利于維持開(kāi)挖面的穩(wěn)定，適用范圍較全斷面法廣，一般適用于地質(zhì)條件較差的Ⅲ、Ⅳ、V級(jí)圍巖

長(zhǎng)臺(tái)階法12>5L12L71b.短臺(tái)階法

12L12>(1~1.5)L短臺(tái)階法

短臺(tái)階法適用于地質(zhì)條件差的Ⅳ、V級(jí)圍巖，臺(tái)階長(zhǎng)度定為10~15m，即1~2倍開(kāi)挖寬度，主要是考慮拉開(kāi)工作面，減少干擾，因此臺(tái)階長(zhǎng)度不宜過(guò)短。

短臺(tái)階法可縮短支護(hù)閉合時(shí)間，改善初期支護(hù)的受力條件，有利于控制圍巖變形。缺點(diǎn)是上部出渣對(duì)下部斷面施工干擾較大，不能全部平行作業(yè)。

72123~5m微臺(tái)階法12Lc、微臺(tái)階法

適用于Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ級(jí)圍巖，一般為3~5m的臺(tái)階長(zhǎng)度。

微臺(tái)階法上下斷面相距較近，機(jī)械設(shè)備集中，作業(yè)時(shí)相互干擾大，生產(chǎn)效率低，施工速度慢。

73(3)分部開(kāi)挖法

分部開(kāi)挖法包括環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心土法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中洞法、中隔壁法等。

a、環(huán)形開(kāi)挖留核心土法環(huán)形開(kāi)挖留核心土法常用于Ⅵ級(jí)圍巖單線和V~Ⅵ級(jí)圍巖雙線隧道掘進(jìn)。③①②②③①②74施工要求：環(huán)形開(kāi)挖進(jìn)尺一般為0.5~2.0m；開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)施作噴錨支護(hù)、安設(shè)鋼架支撐，每?jī)砷摷苤g采用連續(xù)鋼筋連接，并加鎖腳錨桿；當(dāng)圍巖地質(zhì)條件差，自穩(wěn)時(shí)間較短時(shí)，開(kāi)挖前在拱部設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線以外，進(jìn)行超前支護(hù)特點(diǎn)：開(kāi)挖工作面穩(wěn)定性好施工干擾大、工效低75b、側(cè)壁導(dǎo)坑法

根據(jù)側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖的個(gè)數(shù)，分為單側(cè)壁導(dǎo)坑法及雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。單側(cè)壁導(dǎo)坑法

單側(cè)壁導(dǎo)坑法一般將斷面分成三塊：側(cè)壁導(dǎo)坑、上臺(tái)階、下臺(tái)階。側(cè)壁導(dǎo)坑寬度不宜超過(guò)0.5倍洞跨，高度以到起拱線為宜。導(dǎo)坑與臺(tái)階的距離沒(méi)有硬性規(guī)定，一般以施工互不干擾為原則。76①②③①②③

由于單側(cè)壁導(dǎo)坑法每步開(kāi)挖的寬度較小，而且封閉型的導(dǎo)坑初期支護(hù)承載能力大，所以它適用于斷面跨度大，地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖中。77雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

①①①②②③③適用于V～Ⅵ級(jí)圍巖雙線或多線隧道掘進(jìn)。具有控制地表沉陷好，施工安全等優(yōu)點(diǎn)，但進(jìn)度慢，成本高。

78施工要求：側(cè)壁導(dǎo)坑高度以到起拱線為宜；側(cè)壁導(dǎo)坑形狀應(yīng)近于橢圓形斷面，導(dǎo)坑斷面為整個(gè)斷面的1/3；側(cè)壁導(dǎo)坑領(lǐng)先長(zhǎng)度一般為30～50m，以開(kāi)挖一側(cè)導(dǎo)坑所引起的圍巖應(yīng)力重分布不影響另一側(cè)導(dǎo)坑為原則；導(dǎo)坑開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)，并盡早封閉成環(huán)。79c、中洞法

中洞法適用于雙連拱隧道。采用先施作隧道中墻混凝土，后開(kāi)挖兩側(cè)的施工方法。

①②②②①③③③80

施工要求：中洞法開(kāi)挖高度應(yīng)大于中墻高度1m，開(kāi)挖寬度應(yīng)大于5m；中洞開(kāi)挖長(zhǎng)度根據(jù)隧道長(zhǎng)度、寬度以及地質(zhì)情況綜合考慮，一般為50~80m；中洞開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)施作初期支護(hù)，再分段灌筑中墻混凝土，在中墻混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可拆模，并進(jìn)行臨時(shí)橫向支撐。

81d、中隔壁法(CD)

①②③④④⑤⑥①②③⑤⑥

適用于V~Ⅵ級(jí)圍巖的淺埋雙線隧道。中隔墻開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)沿一側(cè)自上而下分為二或三部進(jìn)行，每開(kāi)挖一步均應(yīng)及時(shí)施作錨噴支護(hù)、安設(shè)鋼架、施作中隔壁，底部應(yīng)設(shè)臨時(shí)仰拱，中隔壁墻依次分步聯(lián)結(jié)而成，之后再開(kāi)挖中隔墻的另一側(cè)，其分步次數(shù)及支護(hù)形式與先開(kāi)挖的一側(cè)相同。

82施工要求：各部開(kāi)挖時(shí)，周邊輪廓盡量圓順，減小應(yīng)力集中；各部的底部高程應(yīng)與鋼架接頭處一致；每一部的開(kāi)挖高度約為3.5m；后一側(cè)開(kāi)挖應(yīng)全斷面及時(shí)封閉；左右兩側(cè)縱向間距一般為30~50m；中隔壁設(shè)置為弧形或圓弧形。

83e、交叉中隔壁法(CRD)

交叉中隔壁法適用于V~Ⅵ級(jí)圍巖淺埋的雙線或多線隧道。采用自上而下分為二至三步開(kāi)挖中隔墻的一側(cè)，并及時(shí)支護(hù)，待完成1~2部后，即開(kāi)始另一側(cè)l~2部開(kāi)挖及支護(hù)，形成左右兩側(cè)開(kāi)挖及支護(hù)相互交叉的情形。

⑥①①②②③③④④⑤⑤⑥84主要施工方法及適用范圍85(四)、隧道施工輔助方法861.超前錨桿(1)、構(gòu)造組成

超前錨桿是沿開(kāi)挖輪廓線，以稍大的外插角，向開(kāi)挖面前方安裝錨桿，形成對(duì)前方圍巖的預(yù)錨固，在提前形成的圍巖錨固圈的保護(hù)下進(jìn)行開(kāi)挖等作業(yè)。超前錨桿87(2)、性能特點(diǎn)及適用條件

特點(diǎn)：柔性較大，整體剛度較小。適用條件：應(yīng)力不太大，地下水較少的軟弱圍巖的隧道工程中，如土砂質(zhì)地層、弱膨脹性地層、流變性較小的地層、裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶等、淺埋無(wú)顯著偏壓隧道。882.管棚(1)、構(gòu)造組成管棚是利用鋼拱架沿開(kāi)挖輪廓線以較小的外插角、向開(kāi)挖面前方打入鋼管或鋼插板構(gòu)成的棚架來(lái)形成對(duì)開(kāi)挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)89a)棚管的環(huán)向布置b)管棚鋼管縱向錯(cuò)接c)鋼管端部橫向聯(lián)接90(2)、性能特點(diǎn)及適用條件

特點(diǎn)：整體剛度較大，對(duì)圍巖變形的限制能力較強(qiáng)，且能提前承受早期圍巖壓力。適用條件：主要適用于圍巖壓力來(lái)得快來(lái)得大、對(duì)圍巖變形及地表下沉有較嚴(yán)格要求的軟弱破碎圍巖隧道工程中。913.超前小導(dǎo)管注漿(1)、構(gòu)造組成b)注漿半徑及孔距選擇a<40cmrrb(取30cm)鉆孔15oa)超前小導(dǎo)管布置小導(dǎo)管鋼支撐0.2m3.5~6.0mc)小導(dǎo)管全圖管箍(φ6鋼筋加焊)出漿孔1.5m不鉆孔0.2mφ25~35mm有縫鋼管92(2)、性能特點(diǎn)及適用條件特點(diǎn)：漿液被壓注到巖體裂隙中并硬化后，不僅將巖塊或顆粒膠結(jié)為整體起到了加固作用，而且填塞了裂隙，阻隔了地下水向坑道滲流的通道，起到了堵水作用。適用于一般軟弱破碎圍巖，也適用于地下水豐富的軟弱破碎圍巖。

934.超前深孔圍幕注漿正洞平行導(dǎo)坑(c)平導(dǎo)超前注漿正注漿區(qū)域已注漿區(qū)域(a)洞內(nèi)超前注漿(b)地表超前注漿945.水平旋噴預(yù)支護(hù)使用旋噴注漿機(jī)，沿著隧道掌子面周邊的設(shè)計(jì)位置旋噴注漿形成旋噴柱體，通過(guò)固結(jié)體的相互咬合形成預(yù)支護(hù)拱棚。一般每根旋噴體，首先通過(guò)水平鉆機(jī)成孔，鉆到設(shè)計(jì)位置以后，隨著鉆桿的退出，用水泥漿或水泥一水玻璃雙漿液旋噴注入鉆成的孔腔，通過(guò)高壓射流切割腔壁土體，被切割下的土體與漿液攪拌混合、固結(jié)形成直徑600mm左右的固結(jié)體，同時(shí)周圍地層受到壓縮和固結(jié)，其土體的物理力學(xué)性能得到—定程度的改善。956.機(jī)械預(yù)切槽法用預(yù)切槽鋸沿隧道外輪廓切—條寬15～30cm、長(zhǎng)約5m的切槽。在切槽內(nèi)立即填充高強(qiáng)度噴射混凝土，形成長(zhǎng)3～5m的整體連續(xù)拱，兩次連續(xù)拱的搭接長(zhǎng)度為0.5～2.0m，視圍巖的不同而定。在安全穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境下，用挖掘機(jī)或臂式掘進(jìn)機(jī)開(kāi)挖前作業(yè)面。必要時(shí)，作業(yè)面裝以玻璃纖維錨桿，以穩(wěn)定作業(yè)面。隨后在作業(yè)面上噴混凝土。緊隨其后，安裝隧道防水層，進(jìn)行二次襯砌。96客運(yùn)專線隧道常用輔助工法97(六)、裝渣與運(yùn)輸1.裝渣

裝渣就是把開(kāi)挖下來(lái)的石渣裝入運(yùn)輸車輛。(1)、渣量計(jì)算

出渣量應(yīng)為開(kāi)挖后的虛渣體積，可按下式計(jì)算：式中，Z——單循環(huán)爆破后石渣量；

R——巖體松脹系數(shù)，見(jiàn)下表；98△——超挖系數(shù)，視爆破質(zhì)量而定，一般可取1.15~1.25；

L——設(shè)計(jì)循環(huán)進(jìn)尺；

S——開(kāi)挖斷面面積。巖體級(jí)別ⅥⅤⅣⅢⅡⅠ土石名稱砂礫粘性土砂夾卵石硬粘土石質(zhì)石質(zhì)石質(zhì)石質(zhì)松脹系數(shù)1.151.251.301.351.61.71.81.8599(2)、裝渣方式

裝渣的方式可采用人力裝渣或機(jī)械裝渣。人力裝渣：勞動(dòng)強(qiáng)度大、速度慢，在短隧道缺乏機(jī)械或斷面小無(wú)法使用機(jī)械裝渣時(shí)才考慮采用。

機(jī)械裝渣：速度快、可縮短作業(yè)時(shí)間，目前隧道施工中經(jīng)常采用，但仍需配少數(shù)人工輔助。

(3)、裝渣機(jī)械隧道用的裝渣機(jī)又稱裝巖機(jī)，要求外形尺寸小，堅(jiān)固耐用，操作方便和生產(chǎn)效率高。100裝渣機(jī)械的類型很多，按其扒渣機(jī)構(gòu)型式可分為：鏟斗式、蟹爪式、立爪式、挖斗式。

裝渣機(jī)的走行方式有軌道走行和輪胎走行兩種。軌道走行式裝渣機(jī)：須鋪設(shè)走行軌道，因此其工作范圍受到限制。輪胎走行式裝渣機(jī)：移動(dòng)靈活，工作范圍不受限制。但在有水土質(zhì)圍巖的隧道中，有可能出現(xiàn)打滑和下陷。

10114231-行走部分；2-鏟斗；3-操縱箱；4-回轉(zhuǎn)部分10212321451-蟹爪；2-受料機(jī)；3-機(jī)身；4-鏈板輸送機(jī)；5-帶式輸送機(jī)10312345611-立爪；2-鏈板輸送機(jī)；3-機(jī)體；4-立爪(左右位置)；5-機(jī)架；6-立爪(前方位置)1041052.運(yùn)輸

隧道施工的洞內(nèi)運(yùn)輸(出渣和進(jìn)料)分為有軌運(yùn)輸和無(wú)軌運(yùn)輸。

(1)、有軌運(yùn)輸

優(yōu)點(diǎn)：基本上不排除有害氣體，對(duì)空氣污染較輕，設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，容易制作；占用空間小而且固定等。缺點(diǎn)：軌道鋪設(shè)較復(fù)雜，維修工作量大；調(diào)車作業(yè)復(fù)雜；開(kāi)挖面延伸軌道影