專業(yè)知識培訓(xùn)課件-隧道篇

第一章隧道基礎(chǔ)知識1隧道的定義隧道是修筑在巖體、土體或水底，兩端有出入口的，供車輛、行人、水流及管線等通過的通道。供交通立體化、穿山越嶺、地下通道、越江、過海、管道運輸、電纜地下化、水利工程等使用。鐵路隧道長度就是其進出口洞門墻外表面與線路內(nèi)軌頂面標高線交點之間的距離。公路隧道長度就是其進出口洞門墻外表面與路面的交線同路線中線交點間的距離。2隧道分類⑴按照隧道所處的地質(zhì)條件分類：分為土質(zhì)隧道和石質(zhì)隧道。⑵按照隧道的長度分類：分為短隧道（鐵路隧道規(guī)定：L≤500m；公路隧道規(guī)定：L≤500m）、中長隧道（鐵路隧道規(guī)定：500<L≤3000m；公路隧道規(guī)定：500<L<1000m）、長隧道（鐵路隧道規(guī)定：3000<L≤10000m；公路隧道規(guī)定1000≤L≤3000m）和特長隧道（鐵路隧道規(guī)定：L>10000m；公路隧道規(guī)定：L>3000m）。⑶按照國際隧道協(xié)會（ITA）定義的隧道的橫斷面積的大小劃分標準分類：分為極小斷面隧道（2～3㎡）、小斷面隧道（3～10㎡）、中等斷面隧道（10～50㎡）、大斷面隧道（50～100㎡）和特大斷面隧道（大于100㎡）。⑷按照隧道所在的位置分類：分為山嶺隧道、水底隧道和城市隧道。為縮短距離和避免大坡道而從山嶺或丘陵下穿越的稱山嶺隧道；為穿越河流或海峽而從河下或海底通過的稱水下隧道；為適應(yīng)鐵路通過大城市的需要而在城市地下穿越的稱城市隧道，這三類隧道中修建最多的是山嶺隧道。⑸按照隧道埋置的深度分類：分為淺埋隧道和深埋隧道。⑹按照隧道的用途分類：分為交通隧道、水工隧道、市政隧道和礦山隧道。3隧道特點⑴是交通運輸線路穿越天然障礙的有效方法⑵穿越的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，工程定位、設(shè)計、施工方法要隨時相應(yīng)調(diào)整⑶施工作業(yè)面窄，勞力設(shè)備受到限制，工業(yè)化、機械化施工要求高：⑷造價昂貴。4隧道組成隧道的主體建筑物由洞身和洞門兩部分組成。在隧道進口或出口段，如果仰坡表層巖土風(fēng)化嚴重，易塌落時，則延長洞身或加筑明洞洞口，保證行車安全隧道的附屬建筑物，包括：人行道（或避車洞）和防排水設(shè)施，長、特長隧道還有通風(fēng)道、通風(fēng)機房、供電、照明、信號、消防、通訊、救援及其它量測、監(jiān)控等附屬設(shè)施5隧道襯砌構(gòu)造開挖后的隧道，為了保持圍巖的穩(wěn)定性，一般需要進行支護和襯砌；支護的主要方式有：錨桿、鋼架、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土及其組合；襯砌的主要方式有：整體式混凝土襯砌、拼裝式襯砌、噴射混凝土襯砌和復(fù)合式襯砌等。5.1錨桿錨桿是將破碎或不穩(wěn)定巖體(塊)與牢固穩(wěn)定的巖體連結(jié)在一起以提高整體穩(wěn)定性的一種支護措施。圖1-1錨桿示意圖圖1-2錨桿支護示意圖圖1-3錨桿支護示意圖圖1-4錨桿支護示意圖5.2鋼架當圍巖軟弱、破碎嚴重且自穩(wěn)性差時，隧道開挖后，需要及時提供足夠強的支護約束圍巖變形。在初期支護內(nèi)設(shè)置鋼拱架將增大支護結(jié)構(gòu)早期的剛度，阻止圍巖的過度變形并承受部分的松弛荷載。鋼架分為型鋼和格柵鋼架兩種。圖1-5鋼架示意圖圖1-6鋼架示意圖5.3鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng)噴射混凝土是在噴射混凝土之前，在巖面上掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，然后再噴射混凝土。目前，我國在各類隧道工程中應(yīng)用鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護的比較多，主要用于軟弱破碎圍巖，而更多的是與錨桿或者鋼拱架構(gòu)成聯(lián)合支護。鋼筋網(wǎng)通常作環(huán)向和縱向布置。環(huán)向筋一般為受力筋，由設(shè)計確定，直徑12mm左右；縱向筋一般為構(gòu)造筋，直徑6~10mm；網(wǎng)格尺寸一般為20cmx20cm,20cmx25cm,25cmx25cm,25cmx30cm或30cmx30cm等。圖1-7鋼筋網(wǎng)示意圖5.4噴射混凝土噴射混凝土既是一種新型的支護結(jié)構(gòu)，又是一種新的施工工藝。它是使用混凝土噴射機，按一定的混合程序，將摻有速凝劑的細石混凝土，噴射到巖壁表面上，并迅速固結(jié)成一層支護結(jié)構(gòu)，從而對圍巖起到支護作用。噴射混凝土可以作為隧道工程的永久性或臨時性支護，也可以與各種形式的錨桿、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)等構(gòu)成組合式支護結(jié)構(gòu)。它的靈活性也很大，可以根據(jù)需要分次追加厚度。圖1-8噴射混凝土示意圖5.5多種措施組合支護鋼架+鋼筋網(wǎng)+錨桿+噴射混凝土組合，錨桿+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土組合，鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土組合等。圖1-9組合支護示意圖6隧道襯砌6.1整體式混凝土襯砌隧道開挖后，以較大厚度和剛度的整體模筑混凝土作為隧道的結(jié)構(gòu)。整體式襯砌按照工程類比、不同圍巖級別采用不同的襯砌厚度。其形式有直墻式和曲墻式兩種，而曲墻式又分為有仰拱和無仰拱兩種。⑴直墻式襯砌適用于地質(zhì)條件比較好，以垂直圍巖壓力為主而水平圍巖壓力較小的情況。主要適用于Ⅰ~Ⅲ級圍巖，直墻式襯砌由上部拱圈、兩側(cè)豎直邊墻和下部鋪底三部分組合而成。圖1-10隧道直墻式襯砌圖⑵曲墻式襯砌曲墻式襯砌適用于地質(zhì)較差，有較大水平圍巖壓力的情況。主要適用于Ⅳ級及以上的圍巖，或Ⅲ級圍巖雙線隧道；多線隧道也采用曲墻有仰拱的襯砌。曲墻式襯砌由頂部拱圈、側(cè)面曲邊墻和仰拱/底板(或鋪底)組成。圖1-11隧道曲墻式襯砌圖在Ⅳ級圍巖無地下水，且基礎(chǔ)不產(chǎn)生沉降的情況下可不設(shè)仰拱，只做鋪底；一般均需設(shè)仰拱，以抵御隧道底部的圍巖壓力和防止襯砌沉降，并使襯砌形成一個環(huán)狀的封閉整體結(jié)構(gòu)，以提高襯砌的承載能力。6.2復(fù)合式襯砌復(fù)合式襯砌是指把襯砌分成兩層或兩層以上，可以是同一種形式、方法和材料施作的，也可以是不同形式、方法、時間和材料施作的。目前大都采用內(nèi)外兩層襯砌。按內(nèi)外襯砌的組合情況可分為：初期支護與二次襯砌。根據(jù)圍巖條件不同，分別采用不同的斷面形式和支護、襯砌參數(shù)。圖1-12隧道復(fù)合式襯砌圖復(fù)合式襯砌是先在開挖好的洞壁表面噴射一層早強的混凝土(有時也同時施作錨桿)，凝固后形成薄層柔性支護結(jié)構(gòu)(稱初期支護)。它既能容許圍巖有一定的變形，又能限制圍巖產(chǎn)生有害變形，其厚度多在5~20cm之間。一般待初期支護與圍巖變形基本穩(wěn)定后再施作內(nèi)襯。為了防止地下水流入或滲入隧道內(nèi)，可以在外襯和內(nèi)襯之間設(shè)防水層，其材料可采用軟聚氯乙烯薄膜、聚異丁烯片、聚乙烯等防水卷材，或用噴涂防水涂料等。復(fù)合式襯砌可以滿足初期支護施作及時、剛度小、易變形的要求，且與圍巖密貼，從而能保護和加固圍巖，充分發(fā)揮圍巖的自承作用。二次襯砌后，襯砌內(nèi)表面光滑平整，可以防止外層風(fēng)化，裝飾內(nèi)壁，增強安全感，是一種合理的結(jié)構(gòu)形式，也是目前公路、鐵路隧道主要的結(jié)構(gòu)形式。6.3錨噴式襯砌錨噴式襯砌是指錨噴結(jié)構(gòu)既作為隧道臨時支護，又作為隧道永久結(jié)構(gòu)（單層襯砌）的形式。它具有隧道開挖后襯砌及時、施工方便和經(jīng)濟的顯著特點。錨噴式襯砌在圍巖整體性較好的軍事工程、各類用途的使用期較短及重要性較低的隧道中廣泛使用。在公路、鐵路隧道設(shè)計規(guī)范中，都有根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)條件、施工條件和使用要求可采用錨噴襯砌的規(guī)定鐵路隧道設(shè)計規(guī)定中規(guī)定，錨噴襯砌設(shè)計應(yīng)符合下列要求：⑴錨噴襯砌內(nèi)輪廓線應(yīng)適當加大，除考慮施工誤差和位移量外，應(yīng)再預(yù)留10cm作為必要時補強用。⑵遇到下列情況時不應(yīng)采用錨噴襯砌：地下水發(fā)育或大面積淋水地段；能造成襯砌腐蝕或特殊膨脹性圍巖地段；最冷月平均氣溫低于-5℃地區(qū)的凍害地段；有其他要求的隧道。6.4裝配式襯砌裝配式襯砌是將襯砌分成若干塊構(gòu)件，這些構(gòu)件在現(xiàn)場或工廠預(yù)制，然后運到坑道內(nèi)用機械將它們拼裝成一環(huán)接著一環(huán)的襯砌。這種襯砌的特點是：拼裝成環(huán)后立即受力，便于機械化施工，改善勞動條件，節(jié)省勞力。目前多在使用盾構(gòu)法施工的城市地下鐵道和水底隧道中采用。在鐵路、公路隧道中由于裝配式襯砌要求有一定的機械化設(shè)備，施工工藝復(fù)雜，襯砌的整體性及抗?jié)B性差而未能推廣使用。7洞門7.1洞門作用減小洞口土石方開挖量；穩(wěn)定邊、仰坡；引離地表水流；裝飾洞口。7.2洞門型式隧道洞門型式主要有：環(huán)框式洞門、端墻式洞門、翼墻式洞柱式洞門及臺階式洞門、斜交式洞門、喇叭口式洞門。⑴環(huán)框式洞門當隧道洞口巖層堅硬、整體性好、節(jié)理不發(fā)育，且不易風(fēng)化，路塹開挖后仰坡為穩(wěn)定，又無較大的排水量要求時，可采用環(huán)框式洞門。圖1-13⑵端墻式（一字式）洞門當?shù)匦伍_闊，石質(zhì)基本穩(wěn)定，邊坡仰坡不高時，常采用端墻式洞門。其作用在于支護洞口仰坡，保持其穩(wěn)定，并將仰坡水流匯集，向兩側(cè)排出。圖1-14⑶翼墻式（八字式）洞門當洞口地質(zhì)較差（Ⅳ級及以上圍巖），山體縱向推力較大時，在端墻式洞門的單側(cè)或雙側(cè)設(shè)置翼墻。圖1-15⑷柱式洞門地形較陡（Ⅳ級圍巖），仰拱有下滑的可能性，又受地形或地質(zhì)條件限制，不能設(shè)置翼墻時，可在端墻中部設(shè)置2個（或4個）斷面較大的柱墩，以增加端墻的穩(wěn)定性。圖1-16⑸臺階式洞門當洞口位于地形等高線與線路斜交，地形橫披較緩的傍山地段時，洞門一側(cè)邊仰坡較高時，為了提高靠山側(cè)仰坡起拔點，減少仰拱高度，將端墻頂部改為逐級升高的臺階形式，以減少洞門的圬工數(shù)量。圖1-17⑹斜交式洞門當隧道洞口地面等高線斜交時，為了縮短隧道長度、減少挖方數(shù)量，可采用平行于等高線與線路呈斜交的洞口。圖1-18⑺喇叭口式洞門高速鐵路隧道，為了減緩高速列車的空氣動力學(xué)效應(yīng)，對單線隧道，一般設(shè)喇叭口緩沖段，同時兼作隧道洞門。圖1-198明洞明洞是隧道的一種變化形式，它用明挖法修筑。所謂明挖是指把巖體挖開，在露天修筑襯砌，然后回填土石。這樣修筑的構(gòu)筑物，外形幾乎與隧道無異，有拱圈、邊墻和底板，凈空與隧道相同，和地表相連處，也設(shè)有洞門、排水設(shè)施等。明洞一般修筑在隧道的進出口處，當遇到地質(zhì)差且洞頂覆蓋層較薄，用暗挖法難以進洞時，或洞口路塹邊坡上有落石而危及行車安全時，均需要修建明洞。它是隧道洞口或線路上起防護作用的重要建筑物，在鐵路線上使用的較多。明洞的結(jié)構(gòu)類型常因地形、地質(zhì)和危害程度的不同，有多種形式，采用最多的為拱式明洞和棚式明洞兩種。圖1-208.1拱式明洞拱式明洞由拱圈、邊墻和仰拱(或鋪底)組成，它的內(nèi)輪廓與隧道相一致，但結(jié)構(gòu)厚度要比隧道大。常見拱式明洞有：路塹式對稱型圖1-21路塹式對稱型拱式明洞路塹式偏壓型圖1-22路塹式偏壓型拱形明洞⑶半路塹式偏壓型圖1-23半路塹式偏壓型拱形明洞⑷半路塹式單壓型圖1-24半路塹式單壓型拱形明洞8.2棚式明洞有些傍山隧道，地形的自然橫坡比較陡，外側(cè)沒有足夠的場地設(shè)置外墻及基礎(chǔ)或確保其穩(wěn)定，這時采用另一種建筑物—棚式明洞。棚式明洞常見的結(jié)構(gòu)形式：蓋板式、鋼架式、懸臂式圖1-25蓋板式棚式明洞圖圖1-26懸臂式棚式明洞圖9附屬建筑物為了使隧道正常使用，保證列車安全運營，除主體建筑物外，還必須修筑一些附屬建筑物。其中包括：防排水設(shè)施，電力及通信信號的安放設(shè)施等。9.1防排水設(shè)施隧道的永久性防排水是通過防排水工程措施實現(xiàn)的。經(jīng)過理論和實踐經(jīng)驗的總結(jié)，提出了“截、防、堵、排結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則。截：截斷地表水和地下水流入隧道的通道，洞口地表設(shè)天溝等截水溝以及地表陷穴等整治；防：防止地下水從襯砌背后滲入隧道內(nèi)，充分利用混凝土自防水能力，以及在襯砌與支護之間設(shè)置的防水層；堵：向支護背后壓注水泥砂漿，用以充填支護與圍巖間的空隙，以堵住地下水的通道，并使支護與圍巖形成整體，改善支護受力條件；排：將地下水排入隧道內(nèi)，再經(jīng)由洞內(nèi)排水溝（排水溝及盲溝）排走。圖1-27隧道防排水圖（一）圖1-28隧道防排水圖（二）9.2隧道附屬建筑物⑴避車洞當列車通過隧道時，為了保證洞內(nèi)行人、維修人員及維修設(shè)備(小車、料具)的安全，在隧道兩側(cè)邊墻上交錯均勻修建的人員躲避及放置車輛、料具的洞室叫避車洞。避車洞根據(jù)其斷面尺寸的大小分為大避車洞及小避車洞兩種。圖1-29避車洞①大避車洞在碎石道床的隧道內(nèi)，每側(cè)相隔300m布置一個大避車洞，在整體道床的隧道內(nèi)，因人員行車待避較方便，且線路維修工作量較小，可相隔420m布置。②小避車洞無論在碎石道床或整體道床的隧道內(nèi)，每側(cè)邊墻上應(yīng)在大避車洞之間間隔60m(雙線隧道按30m)布置一個小避車洞。⑵電力及通信設(shè)施①電纜槽：電纜槽用混凝土澆筑，可與水溝同側(cè)并與水溝并行，或設(shè)置在水溝的異側(cè)。槽內(nèi)鋪以細砂做墊層，低壓電纜可直接放在墊層面上，高壓電纜則吊在槽邊預(yù)埋的托架上。槽頂設(shè)有蓋板防護。②信號繼電器箱和無人增音站洞：隧道內(nèi)如需設(shè)置信號繼電器箱時，則應(yīng)在電纜槽同側(cè)設(shè)置信號繼電器箱洞；根據(jù)電訊傳輸衰耗和通訊設(shè)計要求，在隧道內(nèi)設(shè)置無人增音站時。其位置可根據(jù)通訊要求確定?？膳c大避車洞結(jié)合使用，如不能結(jié)合時，則另行修建。10隧道施工方法10.1施工方法傳統(tǒng)礦山法礦山法（鉆爆法）傳統(tǒng)礦山法礦山法（鉆爆法）新奧法新奧法山嶺隧道施工山嶺隧道施工隧道施工方法掘進機法水底隧道施工淺埋及軟體隧道施工盾構(gòu)法沉管法盾構(gòu)法淺埋暗挖法蓋挖法地下連續(xù)墻明挖法隧道施工方法掘進機法水底隧道施工淺埋及軟體隧道施工盾構(gòu)法沉管法盾構(gòu)法淺埋暗挖法蓋挖法地下連續(xù)墻明挖法圖1-30隧道施工方法分類圖10.2隧道施工十八字原則隧道施工十八字原則：管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測。⑴管超前。指采用超前管棚或超前導(dǎo)管注漿加固地層。掌子面未開挖前先進行超前管棚或超前導(dǎo)管注漿加固地層，使松散、軟弱地層經(jīng)注漿加固后形成一個殼體，增強其自穩(wěn)能力，防止地層坍塌現(xiàn)象產(chǎn)生。⑵嚴注漿在導(dǎo)管超前支護后，立即進行壓注水泥漿液填充砂層孔隙，漿液凝固后，土體集結(jié)成具有一定強度的“結(jié)石體”使周圍地層形成一個殼體，增強其自穩(wěn)能力，為施工提供一個安全環(huán)境，嚴注漿包含以下三個方面內(nèi)容：①超前導(dǎo)管注漿（單漿液或雙漿液）②拱腳及墻部開挖前按規(guī)定預(yù)埋管注漿。③初期支護背后注漿（低壓力0.2～0.4Mpa）⑶短開挖根據(jù)地層情況不同，采用不同的開挖長度，一般在地層不良地段每次開挖進尺采用0.5m~0.8m，甚至更短，由于開挖距離短可爭取時間架立鋼拱架，及時噴射混凝土，減少坍塌現(xiàn)象的發(fā)生。⑷強支護。一定按照噴射混凝土——開挖——架立鋼架——掛鋼筋網(wǎng)——噴混凝土的次序進行初期支護施工。采用加大拱腳辦法以減小地基承載應(yīng)力。⑸快封閉。初期支護從上至下及早形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，是減小地基擾動的重要措施。采用正臺階法施工時，下半斷面及時緊跟，及時封閉仰拱。⑹勤量測堅持監(jiān)控量測資料進行反饋指導(dǎo)施工，是淺埋暗挖法施工的基點，所以地面、洞內(nèi)都要埋設(shè)監(jiān)控點，通過這些監(jiān)控點可以隨時掌握地表和洞內(nèi)土體各點因開挖和外力產(chǎn)生的位移來指導(dǎo)施工。10.3施工安全步距的規(guī)定《隧道施工安全九條規(guī)定》對施工步距的規(guī)定：⑴Ⅴ、Ⅵ級圍巖中上臺階每循環(huán)開挖進尺不應(yīng)大于1榀鋼架間距，Ⅳ級圍巖中不應(yīng)大于2榀鋼架間距。Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級圍巖邊墻每循環(huán)開挖進尺不得大于2榀鋼架間距，仰拱開挖前必須完成鋼架鎖腳錨桿（管），每循環(huán)開挖進尺不得大于3m。⑵隧道開挖后，初期支護應(yīng)及時施作并封閉成環(huán)，Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級圍巖封閉位置距離掌子面不得大于35m，Ⅳ級圍巖二次襯砌距離掌子面不得大于90m，Ⅴ、Ⅵ級圍巖二次襯砌距離掌子面不得大于70m⑶公路隧道：①黃土和含水量較大、易風(fēng)化的千枚巖隧道：洞口段：仰拱距掌子面距離不大于1/2大管棚長度；Ⅴ級圍巖地段：仰拱距掌子面距離不大于30m（二車道）、20m（三車道），二次襯砌距掌子面距離不大于50m（二車道）、35m（三車道）；Ⅳ級圍巖地段：仰拱距掌子面距離不大于50m（二車道）、40m（三車道），二次襯砌距掌子面距離不大于80m（二車道）、70m（三車道）②石質(zhì)隧道：Ⅴ級圍巖地段：仰拱距掌子面距離不大于50m，二次襯砌距掌子面距離不大于80m；Ⅳ級圍巖地段：仰拱距掌子面距離不大于70m；二次襯砌距掌子面距離不大于120m11隧道圍巖分級圍巖：隧道周圍一定范圍內(nèi)，對其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的巖體；圍巖壓力：是指引起地下開挖空間周圍巖體和支護變形或破壞的作用力。它包括由地應(yīng)力引起的圍巖應(yīng)力以及圍巖變形受阻而作用在支護結(jié)構(gòu)上的作用力。從狹義上來理解，圍巖壓力是指圍巖作用在支護結(jié)構(gòu)上的壓力。在工程中一般研究狹義的圍巖壓力。地質(zhì)環(huán)境：隧道工程所賦存的地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵很廣，包括地層特征、地下水狀況、開挖隧道前就存在于地層中的原始地應(yīng)力狀態(tài)、地溫梯度等。表1-1隧道圍巖分類表圍巖級別圍巖主要工程地質(zhì)條件圍巖開挖后的穩(wěn)定狀態(tài)（單線）圍巖彈性縱波速度υp(km/s)主要工程地質(zhì)特征結(jié)構(gòu)特征和完整狀態(tài)Ⅰ極硬巖（單軸飽和抗壓強度RC＞60MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響輕微，節(jié)理不發(fā)育，無軟弱面（或夾層）；層狀巖層為巨厚層或厚層，層間結(jié)合良好，巖體完整呈巨塊狀整體結(jié)構(gòu)圍巖穩(wěn)定，無坍塌，可能產(chǎn)生巖爆＞4.5Ⅱ硬質(zhì)巖（RC＞30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響較重，節(jié)理較發(fā)育，有少量軟弱面（或夾層）和貫通微張節(jié)理但其產(chǎn)狀及組合關(guān)系不致產(chǎn)生滑動；層狀巖層為中厚層或厚層，層間結(jié)合一般，很少有分離現(xiàn)象，或為硬質(zhì)巖石偶夾軟質(zhì)巖石呈巨塊或大塊狀結(jié)構(gòu)暴露時間長，可能會出現(xiàn)局部小坍塌；側(cè)壁穩(wěn)定，層間結(jié)合差的平緩巖層，頂板易塌落4.5～3.5Ⅲ硬質(zhì)巖（RC＞30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴重，節(jié)理發(fā)育，有層狀軟弱面（或夾層）但其產(chǎn)狀及組合關(guān)系不致產(chǎn)生滑動；層狀巖層為薄層或中厚層，層間結(jié)合差，多有分離現(xiàn)象，硬質(zhì)、軟質(zhì)巖石互層呈塊（石）碎（石）狀鑲嵌結(jié)構(gòu)拱部無支護時可能產(chǎn)生小坍塌；側(cè)壁基本穩(wěn)定，爆破震動過大易塌2.5～4.0較軟巖（RC=15～30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響較重，節(jié)理較發(fā)育，層狀巖層為薄層、中厚層、厚層，層間結(jié)合一般呈大塊狀結(jié)構(gòu)Ⅳ硬質(zhì)巖（RC＞30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響極嚴重，節(jié)理很發(fā)育，層狀軟弱面（或夾層）已基本破壞呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)拱部無支護時可能產(chǎn)生較大坍塌；側(cè)壁有時失去穩(wěn)定1.5～3.0軟質(zhì)巖（RC≈5～30MPa）：受地質(zhì)構(gòu)造影響嚴重，節(jié)理發(fā)育呈塊（石）碎（石）狀鑲嵌結(jié)構(gòu)土體：1.具壓密或成巖作用的黏性土、粉土及砂類土；2.黃土（Q1、Q2）;3.一般鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)的碎石土、卵石土、大塊石土1和2呈大塊狀壓密結(jié)構(gòu)，3呈巨塊狀整體結(jié)構(gòu)Ⅴ巖體：軟巖，巖體破碎至極破碎；全部極軟巖及全部極破碎巖（包括受構(gòu)造影響嚴重的破碎帶）呈角礫碎石狀松散結(jié)構(gòu)圍巖易坍塌，處理不當會出現(xiàn)大坍塌，側(cè)壁經(jīng)常小坍塌；淺埋時易出現(xiàn)地表下沉（陷）或塌至地表1.5～3.0土體：一般第四系堅硬、硬塑黏性土，稍密及以上、稍濕或潮濕的碎石土、卵石土、圓礫土、角礫土、粉土及黃土（Q3、Q4）非黏性土呈松散結(jié)構(gòu)，黏性土及黃土呈松軟結(jié)構(gòu)Ⅵ巖體：受構(gòu)造影響嚴重呈破碎、角礫及粉末、泥土狀的斷層帶黏性土呈易蠕動的松軟結(jié)構(gòu)，砂性土呈潮濕松散結(jié)構(gòu)圍巖極易易坍塌變形，有水時土砂常與水一起涌出；淺埋時易塌至地表或塌至地表＜1.0（飽和狀態(tài)的土＜1.5）土體：軟塑狀黏性土，飽和的粉土、砂類土等注：1表中“圍巖級別”和“圍巖主要工程地質(zhì)條件”欄，不包括膨脹性圍巖、多年凍土等特殊；12測量12.1隧道洞外控制測量隧道的設(shè)計位置，一般在定測時已初步標定在地表面上。在施工之前先進行復(fù)測，檢查并確認各洞口的中線控制樁，當隧道位于直線上時，兩端洞口應(yīng)各確定一個中線控制樁，以兩樁連線作為隧道洞內(nèi)的中線；當隧道位于曲線上時，應(yīng)在兩端洞口的切線上各確認兩個控制樁，兩樁間距應(yīng)大于200m。以控制樁所形成的兩條切線的交角和曲線要素為準，來測定洞內(nèi)中線的位置。由于定測時測定的轉(zhuǎn)向角、曲線要素的精度及直線控制樁方向的精度較低，滿足不了隧道貫通精度的要求，所以施工之前要進行洞外控制測量。洞外控制測量的作用，是在隧道各開挖口之間建立一精密的控制網(wǎng)，以便根據(jù)它進行隧道的洞內(nèi)控制測量或中線測量，保證隧道的準確貫通。洞外控制測量包括平面控制測量和高程控制測量。洞外平面控制測量常用的方法有：中線法、精密導(dǎo)線法、三角測量、三邊測量、邊角測量或綜合使用，此外還可以采用GPS測量。⑴中線法所謂中線法，就是將隧道線路中線的平面位置，按定測的方法先測設(shè)在地面上，經(jīng)反復(fù)核對無誤后，能把地表控制點確定下來，施工時就以這些控制點為準，將中線引入洞內(nèi)。一般在直線隧道短于1000m，曲線隧道短于500m時，可以采用中線作為控制。若用于曲線隧道，則應(yīng)首先精確標出兩切線方向，然后精確測出轉(zhuǎn)向角，將切線長度正確地標定在地面上，以切線上的控制點為準，將中線引入洞內(nèi)。中線法簡單、直觀，但其精度不太高。⑵精密導(dǎo)線法導(dǎo)線法比較靈活、方便，對地形的適應(yīng)性比較大。目前在光電測距儀已經(jīng)普及和其精度不斷提高的情況下，有條件的單位，導(dǎo)線法應(yīng)當是隧道洞外控制形式的首選方案。精密導(dǎo)線應(yīng)組成多邊形閉合環(huán)。它可以是獨立閉合導(dǎo)線，也可以與國家三角點相連。導(dǎo)線水平角的觀測，應(yīng)以總測回數(shù)的奇數(shù)測回和偶數(shù)測回，分別觀測導(dǎo)線前進方向的左角和右角，以檢查測角錯誤；將它們換算為左角或右角后再取平均值，可以提高測角精度。為了增加檢核條件和提高測角精度評定的可行性，導(dǎo)線環(huán)的個數(shù)不宜太少，最少不應(yīng)少于4個；每個環(huán)的邊數(shù)不宜太多，一般以4～6條邊為宜。在進行導(dǎo)線邊長測量時，應(yīng)盡量接近于測距儀的最佳測程，且邊長不應(yīng)短于300m，導(dǎo)線盡量以直伸形式布設(shè)，減少轉(zhuǎn)折角的個數(shù)，以減弱邊長誤差和測角誤差對隧道橫向貫通誤差的影響。我國大瑤山隧道長14.3km，洞外控制采用導(dǎo)線網(wǎng)，取得了很好的效果。⑶三角測量三角測量的方向控制較中線法、導(dǎo)線法都高，如果僅從橫向貫通精度的觀點考慮，則它是最理想的隧道平面控制方法。三角測量除采用測角三角鎖外，還可采用邊角網(wǎng)和三邊網(wǎng)。但從精度、工作量、經(jīng)濟方面綜合考慮，以測角三角鎖為好。三角鎖一般布置一條高精度的基線作為起始邊，并在三角鎖另一端增設(shè)一條基線，以資檢核；其余僅只有測角工作，按正弦定理推算邊長，經(jīng)過平差計算可求得三角點和隧道軸線上控制點的坐標，然后以控制點為依據(jù)，確定進洞方向。⑷三角鎖和導(dǎo)線聯(lián)合控制這種方法只有在受到特殊地形條件限制時才考慮，一般不宜采用。如隧道在城市附近，鎖的中部遇到較密集的建筑群，這時使用導(dǎo)線穿過建筑群與兩端的三角鎖相連結(jié)。用于隧道施工控制測量的三角鎖或?qū)Ь€環(huán)，在布設(shè)中除了前面所述要求之外，還應(yīng)注意以下幾點：①使三角鎖或?qū)Ь€環(huán)的方向，盡量垂直于貫通面，以減弱邊長誤差對橫向貫通精度的影響。②盡量選擇長邊，減少三角形個數(shù)或?qū)Ь€邊個數(shù)，以減弱測角誤差對橫向貫通精度的影響。③每一洞口附近測設(shè)不少于三個平面控制點（包括洞口投點及其相聯(lián)系的三角點或?qū)Ь€點），作為引線入洞的依據(jù)，并盡量將其納入主網(wǎng)中，以加強點位穩(wěn)定性和入洞方向的校核。④三角鎖的起始邊如果只有一條，則應(yīng)盡量布設(shè)于三角鎖中部；如果有兩條，則應(yīng)使其位于三角鎖兩端，這樣不僅利于洞口插網(wǎng)，而且可以減弱三角網(wǎng)測量誤差對橫向貫通精度的影響。⑤三角鎖中若要增列基線條件時，應(yīng)將基線設(shè)于鎖段兩端，但此時起始邊的測量精度應(yīng)滿足《測規(guī)》要求。否則，不應(yīng)加入基線條件。⑸GPS測量GPS是全球定位系統(tǒng)的簡稱，它的原理和使用，可參看第十六章GPS測量。隧道施工控制網(wǎng)可利用GPS相對定位技術(shù)，采用靜態(tài)或快速靜態(tài)測量方式進行測量。由于定位時僅需要在開挖洞口附近測定幾個控制點，工作量少，而且可以全天候觀測，目前已得到應(yīng)用。隧道GPS定位網(wǎng)的布網(wǎng)設(shè)計，應(yīng)滿足下列要求：①定位網(wǎng)由隧道各開挖口的控制點點群組成，每個開挖口至少應(yīng)布測4個控制點。整個控制網(wǎng)應(yīng)由一個或若干個獨立觀測環(huán)組成，每個獨立觀測環(huán)的邊數(shù)最多不超過12個，應(yīng)盡可能減少。②網(wǎng)的邊長最長不宜超過30km，最短不宜短于300m。③每個控制點應(yīng)有三個或三個以上的邊與其連接，極個別的點才允許由兩個邊連接。④GPS定位點之間一般不要求同視，但布設(shè)洞口控制點時，考慮到用常規(guī)測量方法檢測、加密或恢復(fù)的需要，應(yīng)當同視。⑤點位空中視野開闊，保證至少能接收到4顆衛(wèi)星信號。⑥測站附近不應(yīng)有對電磁波有強烈吸收和反射影響的金屬和其它物體。⑹高程控制測量洞外高程控制測量的任務(wù)，是按照設(shè)計精度施測兩相向開挖洞口附近水準點之間的高差，以便將整個隧道的統(tǒng)一高程系統(tǒng)引入洞內(nèi)，保證按規(guī)定精度在高程方面正確貫通，并使隧道工程在高程方面按要求的精度正確修建。高程控制的二、三等采用水準測量。四、五等可采用水準測量，當山勢陡峻采用水準測量困難時，亦可采用光電測距儀三角高程的方法測定各洞口高程。每一個洞口應(yīng)埋設(shè)不少于2個水準點，兩水準點之間的高差，以安置一次水準儀即可測出為宜。水準測量的精度，一般參照表1－2即可。表1－2

等級水準測量的路線長度和儀器精度測量部位測量等級每公里高差中數(shù)的偶然中誤差（mm）兩開挖洞口間的水準路線長度（km）水準儀等級水準尺類型洞外二≤1.0＞36S1線條式銦瓦水準尺三≤3.013～36S3線條式銦瓦水準尺四≤5.05～13S3區(qū)格式銦瓦水準尺洞內(nèi)二≤1.0＞32S1線條式銦瓦水準尺三≤3.011～32S3區(qū)格式水準尺四≤5.05～11S3區(qū)格式水準尺由上述各種方法比較看出，中線法控制形式最簡單，但由于方向控制較差，故只能用于較短的隧道；三角測量方法其方向控制精度最高，故在光電測距儀未廣泛使用之前，是隧道控制最主要的形式，但其三角點的布設(shè)要受到地形、地物條件的限制，而且基線邊要求精度高，使丈量工作復(fù)雜，平差計算工作量大；精密導(dǎo)線法，在光電測距儀的測程和精度不斷提高的今天，由于布設(shè)簡單、靈活、地形適應(yīng)性強、外業(yè)工作少，因而逐漸成為隧道控制的主要形式，只要在水平角測量時適當增加測回數(shù)，就可彌補其方向控制不如三角測量之不足。而且光電測距導(dǎo)線和光電測距三角高程可以同時進行，大大減少了野外工作量，是今后隧道控制中應(yīng)首選的方案；GPS測量是目前正處于試驗階段的一種全新控制形式，隨著其價格的降低、精度的提高、理論的完善，勢必成為將來最有前途的控制形式。12.2

隧道洞外、洞內(nèi)聯(lián)系測量⑴進洞關(guān)系的計算和進洞測量洞外控制測量完成以后，應(yīng)把各洞口的線路中線控制樁和洞外控制網(wǎng)聯(lián)系起來。由于控制網(wǎng)和線路中線兩者的坐標系不一致，應(yīng)首先把洞外控制點和中線控制樁的坐標納入同一坐標系統(tǒng)內(nèi)，故必須先進行坐標變換計算，得到控制點在變換后的新坐標。其坐標變換計算公式可以采用解析幾何中的坐標轉(zhuǎn)軸和移軸計算公式。一般在直線段以線路中線作為x軸；曲線上則以一條切線方向作為x軸。用線路中線點和控制點的坐標，反算兩點的距離和方位角，從而確定進洞測量的數(shù)據(jù)。⑵由洞外向洞內(nèi)傳遞方向和坐標為了加快施工進度，隧道施工中除了進出洞口之外，還會用斜井、橫洞或豎井來增加施工開挖面。為此就要經(jīng)由它們布設(shè)導(dǎo)線，把洞外導(dǎo)線的方向和坐標傳遞給洞內(nèi)導(dǎo)線，構(gòu)成一個洞內(nèi)、外統(tǒng)一的控制系統(tǒng)，這種導(dǎo)線稱為聯(lián)系導(dǎo)線，聯(lián)系導(dǎo)線屬支導(dǎo)線性質(zhì)，其測角誤差和邊長誤差直接影響隧道的橫向貫通精度，故使用中必須多次精密測定、反復(fù)校核，確保無誤。當由豎井進行聯(lián)系測量時，可以采用垂準儀光學(xué)投點、陀螺經(jīng)緯儀定向的方法，來傳遞坐標和方位。⑶洞外向洞內(nèi)傳遞高程經(jīng)由斜井或橫洞向洞內(nèi)傳遞高程時，一般均采用往返水準測量，當高差較差合限時取平均值的方法。由于斜井坡度較陡，視線很短，測站很多，加之照明條件差，故誤差積累較大，每隔10站左右應(yīng)在斜井邊腳設(shè)一臨時水準點，以便往返測量時校核。近年來用光電測距三角高程測量的方法來傳遞高程，已得到愈來愈廣泛的應(yīng)用，大大提高了工作效率，但應(yīng)注意洞中溫度的影響，以及應(yīng)采用對向觀測的方法。尤其是對于50m以上的深井測量，更顯現(xiàn)出其優(yōu)越性。12.3隧道洞內(nèi)控制測量⑴平面控制測量為了給出隧道正確的掘進方向，并保證準確貫通，應(yīng)進行洞內(nèi)控制測量。由于隧道洞內(nèi)場地狹窄，故洞內(nèi)平面控制常采用中線或?qū)Ь€兩種形式。①中線形式中線形式是指洞內(nèi)不設(shè)導(dǎo)線，用中線控制點直接進行施工放樣。一般以定測精度測設(shè)出新點，測設(shè)中線點的距離和角度數(shù)據(jù)由理論坐標值反算，這種方法一般用于較短的隧道。若將上述測設(shè)的新點，再以高精度測角、量距，算出實際的新點精確點位，再和理論坐標相比較，若有差異，應(yīng)將新點移到正確的中線位置上，這種方法可以用于曲線隧道500m、直線隧道1000m以上的較長隧道。②導(dǎo)線形式導(dǎo)線形式是指洞內(nèi)控制依靠導(dǎo)線進行，施工放樣用的正式中線點由導(dǎo)線測設(shè)，中線點的精度能滿足局部地段施工要求即可。導(dǎo)線控制的方法較中線形式靈活，點位易于選擇，測量工作也較簡單，而且具有多種檢核方法；當組成導(dǎo)線閉合環(huán)時，角度經(jīng)過平差，還可提高點位的橫向精度。導(dǎo)線控制方法用于長隧道。洞內(nèi)導(dǎo)線與洞外導(dǎo)線比較，具有以下特點：洞內(nèi)導(dǎo)線是隨著隧道的開挖逐漸向前延伸，故只能敷設(shè)支導(dǎo)線或狹長形導(dǎo)線環(huán)，而不可能將全部導(dǎo)線一次測完；導(dǎo)線的形狀完全取決于坑道的形狀；導(dǎo)線點的埋石頂面應(yīng)比洞內(nèi)地面低20～30cm，上面加設(shè)護蓋、填平地面，以免施工中遭受破壞。洞內(nèi)導(dǎo)線一般常采用下列幾種形式：i單導(dǎo)線半測回測左角，半測回測右角。ii導(dǎo)線環(huán)每測一對新點，可按兩點坐標反算距離，然后與實地丈量距離比較，這樣每前進一步均有檢核。iii主副導(dǎo)線環(huán)雙線為主導(dǎo)線，單線為副導(dǎo)線。副導(dǎo)線只測角不量距離，主導(dǎo)線既測角又量距離。按虛線形成第二閉合環(huán)時，主導(dǎo)線能以平差角傳算下一邊的方位角；以后均仿此法形成閉合環(huán)。閉合環(huán)角度平差后，對提高導(dǎo)線端點的橫向點位精度很有利；并可對角度測量加以檢查，同時根據(jù)角度閉合差還可以評定測角精度；另一方面又節(jié)省了副導(dǎo)線大量的測邊工作。主副導(dǎo)線環(huán)在洞內(nèi)控制中應(yīng)推廣使用。iiii交叉導(dǎo)線，并行導(dǎo)線每前進一段交叉一次，每一個新點由兩條路線傳算坐標，最后取平均值；亦可以實量距離，來核其坐標值。交叉導(dǎo)線不作角度平差．旁點閉合環(huán)一般測內(nèi)角，作角度平差；旁點兩側(cè)的邊長，可測可不測。當有平行導(dǎo)坑時，還可利用橫通道將正洞和導(dǎo)坑聯(lián)系起來，形成導(dǎo)線閉合環(huán)。無論是采用中線形式，還是采用導(dǎo)線形式作洞內(nèi)控制，在測量時應(yīng)注意以下幾點：a．每次在建立新點之前，必須檢測前一個老點的穩(wěn)定性，只有在確認老點沒有發(fā)生變動時，才能用它來發(fā)展新點。b．盡量形成閉合環(huán)、兩條路線的坐標比較、實量距離與反算距離的比較等檢查條件，以免發(fā)生錯誤。c．導(dǎo)線應(yīng)盡量布設(shè)為長邊或等邊，一般直線地段不短于200m，曲線地段不宜短于70m。d．洞內(nèi)丈量工具，在使用前應(yīng)與洞外控制網(wǎng)丈量工具比長。e．以導(dǎo)線形式作為洞內(nèi)平面控制時，正式中線點由臨近的導(dǎo)線點以極坐標法測設(shè)在地面上之后，應(yīng)在中線點上安置經(jīng)緯儀，以任何兩個已知坐標的點為目標測其角度。用實測角值與坐標反算的角值比較，以檢查中線點測設(shè)的正確性。⑵洞內(nèi)高程測量洞內(nèi)高程測量應(yīng)采用水準測量或光電測距三角高程測量的方法。洞內(nèi)高程應(yīng)由洞外高程控制點向洞內(nèi)測量傳算，結(jié)合洞內(nèi)施工特點，每隔200m至500m設(shè)立兩個高程點以便檢核；為便于施工使用，每隔100

m應(yīng)在拱部邊墻上設(shè)立一個水準點。采用水準測量時，應(yīng)往返觀測，視線長度不宜大于50m；采用光電測距三角高程測量時，應(yīng)進行對向觀測，注意洞內(nèi)的除塵、通風(fēng)排煙和水氣的影響。限差要求與洞外高程測量的要求相同。洞內(nèi)高程點作為施工高程的依據(jù)，必須定期復(fù)測。當隧道貫通之后，求出相向兩支水準的高程貫通誤差，并在未襯砌地段進行調(diào)整。所有開挖、襯砌工程應(yīng)以調(diào)整后的高程指導(dǎo)施工。12.4隧道洞內(nèi)中線測量⑴洞內(nèi)中線測量隧道洞內(nèi)施工，是以中線為依據(jù)來進行。當洞內(nèi)敷設(shè)導(dǎo)線之后，導(dǎo)線點不一定恰好在線路中線上，更不可能恰好在隧道的結(jié)構(gòu)中線上（即隧道軸線上）。而隧道襯砌后兩個邊墻間隔的中心即為隧道中心，在直線部分則與線路中線重合；曲線部分由于隧道襯砌斷面的內(nèi)外側(cè)加寬不同，所以線路中心線就不是隧道中心線。隧道中線的測設(shè)方法有下列兩種：①由導(dǎo)線測設(shè)中線用精密導(dǎo)線進行洞內(nèi)隧道控制測量時，為便于施工，應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線點位的實際坐標和中線點的理論坐標，反算出距離和角度，利用極坐標法，根據(jù)導(dǎo)線點測設(shè)出中線點。一般直線地段150～200

m；曲線地段60～100m，應(yīng)測設(shè)一個永久的中線點。由導(dǎo)線建立新的中線點之后，還應(yīng)將經(jīng)緯儀安置在已測設(shè)的中線點上，測出中線點之間的夾角，將實測的檢查角與理論值相比較；另外實測兩點的距離，與理論值比較，作為另一種檢核，確認無誤即可挖坑埋入帶金屬標志的混凝土樁。②獨立的中線法若用獨立的中線法測設(shè)，在直線上應(yīng)采用正倒鏡分中法延伸直線；在曲線上一般采用弦線偏角法。測規(guī)要求采用獨立中線法時，永久中線點間距離：直線上不小于100m，曲線上不小于50m。12.5隧道施工測量隧道是邊開挖、邊襯砌，為保證開挖方向正確、開挖斷面尺寸符合設(shè)計要求，施工測量工作必須要緊緊跟上，同時要保證測量成果的正確性。⑴導(dǎo)坑延伸測量當導(dǎo)坑從最前面一個臨時中線點繼續(xù)向前掘進時，在直線上延伸不超過30m，曲線上不超過20m的范圍內(nèi)，可采用“串線法”延伸中線。用串線法延伸中線時，應(yīng)在臨時中線點前或后用儀器再設(shè)置兩個中線點，其間距不小于5m。串線時可在這三個點上掛上垂球線，先檢驗三點是否在一直線上，如正確無誤，可用肉眼瞄直，在工作面上給出中線位置，指導(dǎo)掘進方向。當串線延伸長度超過臨時中線點的間距時（直線為30m、曲線為20m），則應(yīng)設(shè)立一個新的臨時中線點。如果用激光導(dǎo)向儀，將其掛在中線洞頂部來指示開挖方向，可以定出100m以外的中線點，這種方法對于直線隧道和全斷面開挖的定向，既快捷又準確。在曲線導(dǎo)坑中，常用弦線偏距法和切線支距法。弦線偏距法最方便，⑵上下導(dǎo)坑的聯(lián)測采用上、下導(dǎo)坑開挖時，每前進一段距離后，上部的臨時中線點和下部的臨時中線點應(yīng)通過漏斗聯(lián)測一次，用以改正上部的中線點或向上部導(dǎo)坑引點。聯(lián)測時，一般用長線垂球、光學(xué)垂準器、經(jīng)緯儀的光學(xué)對點器等，將下導(dǎo)坑的中線點引到上導(dǎo)坑的頂板上，移設(shè)三個點之后，應(yīng)復(fù)核其準確性；測量一段距離之后及筑拱前，應(yīng)再引至下導(dǎo)坑核對，并盡早與洞口外引入的中線閉合。⑶隧道結(jié)構(gòu)物的施工放樣①隧道開挖斷面測量在隧道施工中，為使開挖斷面能較好的符合設(shè)計斷面，在每次掘進前，應(yīng)在開挖斷面上，根據(jù)中線和軌頂高程，標出設(shè)計斷面尺寸線。分部開挖的隧道在拱部和馬口開挖后，全斷面開挖的隧道在開挖成形后，應(yīng)采用斷面自動測繪儀或斷面支距法測繪斷面，檢查斷面是否符合要求；并用來確定超挖和欠挖工程數(shù)量。測量時按中線和外拱頂高程，從上至下0.5m（拱部和曲墻）和1.0m（直墻）向左右量測支距。量支距時，應(yīng)考慮到曲線隧道中心與線路中心的偏移值和施工預(yù)留寬度。仰拱斷面測量，應(yīng)由設(shè)計軌頂高程線每隔0.5m（自中線向左右）向下量出開挖深度。②結(jié)構(gòu)物的施工放樣在施工放樣之前，應(yīng)對洞內(nèi)的中線點和高程點加密。中線點加密的間隔視施工需要而定，一般為5～10m一點，加密中線點可以鐵路定測的精度測定。加密中線點的高程，均以五等水準精度測定。在襯砌之前，還應(yīng)進行襯砌放樣，包括立拱架測量、邊墻及避車洞和仰拱的襯砌放樣，洞門砌筑施工放樣等一系列的測量工作。⑷竣工測量隧道竣工以后，應(yīng)在直線地段每50m，曲線地段每20m，或者需要加測斷面處，以中線樁為準，測繪隧道的實際凈空。測繪內(nèi)容包括：拱頂高程、起拱線寬度、軌頂水平寬度、鋪底或仰拱高程。當隧道中線統(tǒng)一檢測閉合后，在直線上每200～500m、曲線上的主點，均應(yīng)埋設(shè)永久中線樁；洞內(nèi)每1km應(yīng)埋設(shè)一個水準點。無論中線點或水準點，均應(yīng)在隧道邊墻上畫出標志，以便以后養(yǎng)護維修時使用。12.6隧道貫通誤差預(yù)計⑴貫通誤差概述隧道施工進度慢，往往成為控制工期的工程。為了加快施工進度，除了進、出口兩個開挖面外，還常采用橫洞、斜井、豎井、平行導(dǎo)坑等來增加開挖面。因此，不管是直線隧道還是曲線隧道，開挖總線路中線不斷向洞內(nèi)延伸，洞內(nèi)線路中線位置測設(shè)的誤差，就逐步隨著開挖的延伸而逐漸積累；另一方面，隧道施工時基本上都是采用邊開挖、邊襯砌的方法，等到隧道貫通時，未襯砌部分也所剩不多，故可進行中線調(diào)整的地段有限。于是，如何保證隧道在貫通時（包括橫向、縱向、高程方向），兩相向開挖施工中線的相對錯位不超過規(guī)定的限值，是隧道施工測量的關(guān)鍵問題。但是，在縱向方面所產(chǎn)生的貫通誤差，一般對隧道施工和隧道質(zhì)量不產(chǎn)生影響，從我國隧道施工調(diào)查中得知，一般不超過±320mm，即使達到這種情況，對施工質(zhì)量也無影響，因此規(guī)定這項限差無實際意義；高程要求的精度，使用一般水準測量方法即可滿足；而橫向貫通誤差（在平面上垂直于線路中線方向）的大小，則直接影響隧道的施工質(zhì)量，嚴重者甚至?xí)?dǎo)致隧道報廢。所以一般說貫通誤差，主要是指隧道的橫向貫通誤差?！端淼朗┕ぜ夹g(shù)指南》對隧道貫通誤差的限值見表1-3。表1-3貫通誤差表

項目橫向貫通誤差（mm）高程貫通誤差（mm）相向開挖隧道長度（km）＜44≤L＜77≤L＜1010≤L＜1313≤L＜1616≤L＜1919≤L＜20洞外貫通中誤差（mm）3040455565758018洞內(nèi)貫通中誤差（mm）4050658010513516017洞內(nèi)外綜合貫通中誤差（mm）50658010012516018025貫通限差（mm）10013016020025032036050⑵貫通誤差預(yù)計影響橫向貫通誤差的因素有：洞外和洞內(nèi)平面控制測量誤差、洞外與洞內(nèi)之間聯(lián)系測量誤差?！陡咚勹F路測量規(guī)范》規(guī)定，洞外、洞內(nèi)控制測量誤差，對每個貫通面上產(chǎn)生的橫向中誤差不應(yīng)超過表1-4的規(guī)定。表1-4洞外、洞內(nèi)控制測量的貫通精度要求測量部位橫向中誤差（mm）高程中誤差（mm）兩開挖洞口間長度（km）＜44～77～1010～1313～1717～20洞內(nèi)3045609012015018洞外40608012016020017洞內(nèi)、洞外總和507510015020025025本表不適用于設(shè)有豎井的隧道洞外、洞內(nèi)控制測量，產(chǎn)生在貫通面上的橫向中誤差。第二章分部工程施工要點1洞口施工施工以“減少干擾，利于施工，確保安全進洞”為原則，做好統(tǒng)籌規(guī)劃，科學(xué)安排各項施工順序，嚴密組織，精心施工，確保隧道洞口施工順利進行。1.1排水施工截水溝、天溝是防止地表水滲入開挖面影響穩(wěn)定的關(guān)鍵措施之一，洞口土石方施工前，先做好洞外路塹天溝、洞頂截水溝，完善洞外排水系統(tǒng)。截水天溝距邊仰坡開挖線距離為5m～10m，洞口頂部地表凹坑、小洞穴用粘土填平，使其排水順暢。1.2拉槽土方開挖及防護洞口拉槽段開挖采用挖掘機，配合自卸汽車裝運。巖石部位采用弱爆破或預(yù)裂爆破開挖，開挖自上而下分層開挖，每層開挖深度2~3米，隨開挖隨進行邊、仰坡防護。明暗交界處挖至暗挖段拱頂開挖輪廓線高度時，按設(shè)計坡度挖至設(shè)定的拱頂上半斷面底部，臨時噴設(shè)混凝土封閉暗洞掌子面。1.3管棚進洞隧道洞口大管棚超前預(yù)支護進洞，具體作法如下：洞口開挖至起拱線，先施工鋼筋混凝土導(dǎo)向墻，并預(yù)埋管棚導(dǎo)向管，其環(huán)向間距及傾角同設(shè)計的管棚環(huán)向間距及外插角，然后施做長管棚，形成洞室輪廓。圖2-1管棚施工工藝流程圖在洞門土方開挖至拱頂位置時，及時施工邊坡防護，邊仰坡臨時支護施工完畢后，開挖導(dǎo)向墻位置土方，并留管棚操作平臺，立即進行導(dǎo)向墻施工，導(dǎo)向墻基礎(chǔ)應(yīng)置于穩(wěn)定或具有足夠的承載力的基礎(chǔ)上，必要時，導(dǎo)向墻基礎(chǔ)應(yīng)加深，或進行處理。管棚導(dǎo)向墻采用C20混凝土，截面尺寸為1m×1m，導(dǎo)向墻內(nèi)埋設(shè)2榀16工字鋼，縱向間距為50cm，用Φ16固定筋將導(dǎo)向管與工字鋼焊成整體，其中導(dǎo)向管采用Ф108壁厚5mm的鋼套，間距33cm。導(dǎo)向墻內(nèi)鋼拱架加工時做到尺寸和半徑準確，加工后應(yīng)進行試拼，安裝時進行定位測量，分別確定其拱頂、拱腰及拱腳的位置，確保鋼拱架位置準確，鋼架必須設(shè)立于牢固的基礎(chǔ)之上，導(dǎo)向管的位置、方向、外插角均用全站儀在工字鋼架上精確定位，符合設(shè)計要求。圖2-2管棚進洞導(dǎo)向墻結(jié)構(gòu)示意圖1.4套拱進洞采用套拱進洞，即在隧道洞口襯砌輪廓線外，立模灌注厚30～50cm的混凝土（或鋼筋砼），長度2～3m，嵌進山體0.5～1.0m，外露1.5～2.0m，拱部上方回填，以確保洞口段巖體穩(wěn)定，防止坍塌和洞口危石傷人；同時，開挖前拱部設(shè)φ42小導(dǎo)管超前預(yù)注漿支護，然后采用上弧導(dǎo)預(yù)留核心土分部開挖，及時安設(shè)中空注漿系統(tǒng)錨桿、掛網(wǎng)噴砼、架立型鋼鋼架、復(fù)噴砼封閉圍巖。圖2-3套拱法進洞施工示意圖1.5洞門及洞口段襯砌施工方法及工藝隧道洞門為斜切式洞門，當暗挖段下臺開挖及邊墻初期支護完成15m左右，開始進行暗挖段仰拱開挖、支護及整體澆注，完成15～20m仰拱后，及時澆筑洞口段二次襯砌混凝土。以確保洞口穩(wěn)定，隧道掘進能得到快速施工的可靠保證。洞口段襯砌施工順序說明：洞口段仰拱混凝土→襯砌臺車洞口拼裝→暗洞洞口段襯砌→明洞段襯砌→洞門端墻襯砌。洞口段襯砌施工的總要求是：及早進行洞口段襯砌施工，確保洞口段安全，盡早施作洞門，樹立洞口形象，形成隧道施工亮點。1.6注意事項洞口應(yīng)加強防排水，防止積水長時間浸泡墻腳和隧底，造成邊墻圍巖失穩(wěn)。洞門在正洞施工工序調(diào)整到位后平行作業(yè)，盡量避開雨季完成。洞門砼與洞身襯砌用同級砼整體澆筑；洞口邊仰坡與襯砌外緣相交處填塞密實。2洞身開挖2.1開挖方法洞身Ⅱ級圍巖采用全斷面法開挖；Ⅲ級圍巖采用臺階法施工；Ⅳ級圍巖采用正臺階法施工，必要時預(yù)留核心土或設(shè)臨時仰拱，控制弱爆破輔以人工機械開挖；Ⅴ級圍巖及偏壓段采用CRD法施工，淺埋段采用三臺階臨時仰拱法，三臺階橫支撐、三臺階七步法開挖等，一般段采用三臺階七步開挖法。2.2Ⅴ級圍巖開挖方法隧道洞口段Ⅴ級圍巖偏壓段采用CRD法施工，洞口段采用管棚、洞身段采用超前小導(dǎo)管超前支護，鋼架、錨、網(wǎng)、噴聯(lián)合支護，開挖以人力風(fēng)鎬或小型挖掘機開挖為主，必要時手風(fēng)鉆打眼弱爆破。⑴三臺階七步法IV級破碎圍巖及V級圍巖采用三臺階分步法，分三個臺階，上臺高3~4m，中臺高3~4m，下臺高3~4m，仰拱最后開挖（高2m），上臺長5m，中臺長5～10m，仰拱滯后30～40m。核心土高1.5～2.0m，長2～3m，寬5～6m，下臺中部預(yù)留4.0m寬斜坡道。中臺及下臺兩側(cè)臺階錯開2～3m。上臺每循環(huán)進尺1榀鋼架，中下臺每循環(huán)進尺2榀鋼架.具體見三臺階分步法施工工序圖。對隧道周邊圍巖進行超前預(yù)加固后進行三臺階分步平行開挖，施工順序見圖，上半斷面環(huán)形部分人工采用風(fēng)鎬開挖，其余各部采用挖掘機開挖、裝碴。施工順序說明見表。圖2-4三臺階七步法施工工序橫斷面示意圖圖2-5三臺階七步法施工工序縱斷面示意圖①施工工序Ⅰ—超前小導(dǎo)管；1—上臺階開挖；Ⅱ—上臺階初期支護；2-中臺階左側(cè)開挖；Ⅲ—中臺階左側(cè)初期支護；3—中臺階右側(cè)開挖；Ⅳ—中臺階右側(cè)初期支護；4—下臺階左側(cè)開挖；Ⅴ—下臺階左側(cè)初期支護；5—下臺階右側(cè)初期支護；Ⅵ—下臺階右側(cè)初期支護：6—1、6—2、6—3分步開挖核心土；7—仰拱開挖；Ⅶ—仰拱初期支護；Ⅷ—仰拱及填充混凝土；Ⅸ—拱墻混凝土②施工注意事項i開挖方式均采用弱爆破或人工開挖，爆破時嚴格控制炮眼深度及裝藥量；ii導(dǎo)坑開挖寬度及高度可根據(jù)施工機具、人員等安排進行適當調(diào)整；iii工序變化處的鋼架應(yīng)設(shè)鎖腳錨管，以確保鋼架基礎(chǔ)穩(wěn)定；iv鋼架之間縱向連接鋼筋應(yīng)及時施作并連接牢固；v預(yù)留核心土的長度在3~5m為宜；vi上臺階每循環(huán)開挖進尺不應(yīng)大于1榀鋼架間距，邊墻開挖每循環(huán)開挖進尺不得大于2榀鋼架間距，仰拱開挖前必須完成鋼架鎖腳錨管，每循環(huán)進尺不得大于3m；vii隧道開挖后初期支護應(yīng)及時封閉成環(huán)，應(yīng)注意開挖過程中初期支護結(jié)構(gòu)及核心土的穩(wěn)定性，必要時應(yīng)利用核心土加設(shè)全斷面環(huán)形臨時支撐；vii復(fù)合式襯砌段在施工時，須按有關(guān)規(guī)范及標準圖的要求，進行監(jiān)控量測，根據(jù)監(jiān)控量測的結(jié)果進行分析，確定灌筑二次襯砌的時機及調(diào)整支護參數(shù)。⑵交叉中隔壁法（CRD法）開挖交叉中隔壁法（CRD法）施工，采用小型挖掘機輔以人工風(fēng)鎬開挖，局部可采用弱爆破松動，開挖每循環(huán)進尺1榀鋼架。施工中采用拱部洞口段φ108長管棚、φ42超前注漿小導(dǎo)管進行預(yù)加固加強支護。圖2-6交叉中隔壁（CRD）法施工工序橫斷面圖圖2-7交叉中隔壁（CRD）法施工工序縱斷面圖①施工工序i（1）利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道及中隔壁超前支護；（2）弱爆破開挖①部。（3）噴8cm厚混凝土封閉掌子面。（4）施作①部導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，架設(shè)初支鋼架及工18臨時鋼架，并設(shè)鎖腳錨管。（5）導(dǎo)坑底部噴15cm厚混凝土，施作①部臨時仰拱，安設(shè)工18橫撐，（6）鉆設(shè)定位錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度；ii（1）在滯后于①部一段距離后，弱爆破開挖②部，（2）噴8cm厚混凝土封閉掌子面，（3）施作②部導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，架設(shè)初支鋼架及工18臨時鋼架，并設(shè)鎖腳錨管，（4）導(dǎo)坑底部噴15cm厚混凝土，施作②部臨時仰拱，安設(shè)工18橫撐，（5）鉆設(shè)定位錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度；iii（1）利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道超前支護；（2）開挖③部并施作導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同①；iv開挖④部并施作導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同②；v逐段拆除靠近已完成二次襯砌6~8m范圍內(nèi)中隔壁底部鋼架單元；vi灌筑EQ\o\ac(○,Ⅴ)部仰拱及隧底填充（仰拱與填充應(yīng)分次施作），接中隔壁底部工18臨時鋼架托換單元，使得鋼架底支撐于隧底填充頂面；vii（1）根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果分析，拆除工18臨時鋼架及臨時橫撐，（2）利用襯砌模板臺車盡早一次性灌筑EQ\o\ac(○,Ⅴ)部襯砌（拱墻襯砌一次施作）。②施工注意事項i隧道施工應(yīng)堅持“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則；ii小炮開挖或人工開挖，嚴格控制裝藥量；iii工序變化處的鋼架（或臨時鋼架）應(yīng)設(shè)鎖腳錨管，以確保鋼架基礎(chǔ)穩(wěn)定；iv導(dǎo)坑開挖寬度及臺階高度可根據(jù)施工機具、人員安排等進行適當調(diào)整；v鋼架之間縱向連接鋼筋應(yīng)及時施作并連接牢固；vi施工過程中每次拆除鋼架的長度不能超過10m，以確保施工安全；vii施工中，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范及標準圖的要求，進行監(jiān)控量測，及時反饋結(jié)果，分析洞身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，為支護參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)。⑶三臺階臨時仰拱開挖圖2-8三臺階臨時仰拱法施工工序橫斷面圖圖2-9三臺階臨時仰拱法施工工序縱斷面圖①施工工序i⑴利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道超前支護，⑵弱爆破開挖①部，⑶施作①部導(dǎo)坑周邊的初期支護，即初噴4cm厚混凝土，架立鋼架，并設(shè)鎖腳錨管，⑷導(dǎo)坑底部安裝臨時工字鋼支撐。噴20cm厚混凝土，⑸鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度；ii⑴在滯后于①部一段距離后，弱爆破開挖②部，⑵導(dǎo)坑周邊部分初噴4cm厚混凝土，架立鋼架，并設(shè)鎖腳錨管，⑶導(dǎo)坑底部安裝臨時工字鋼支撐，噴射20cm厚混凝土，⑷鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度；iii⑴在滯后于②部一段距離后，弱爆破開挖③部，⑵初噴4cm厚混凝土，架立鋼架，⑶隧底周邊部分噴射混凝土至設(shè)計厚度；iv灌筑Ⅳ部仰拱及隧底填充（仰拱及隧底填充應(yīng)分次施；v根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)構(gòu)分析，待初期支護收斂后，利用襯砌模板臺車一次性澆筑Ⅴ部襯砌（拱墻襯砌一次施作）。②施工注意事項i隧道施工應(yīng)堅持“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則；ii小炮開挖，嚴格控制裝藥量；iii導(dǎo)坑開挖寬度及臺階高度可根據(jù)施工機具、人員安排等進行適當調(diào)整；iv鋼架之間縱向連接鋼筋應(yīng)及時施作并連接牢固；v施工中，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范及標準圖的要求，進行監(jiān)理量測，及時反饋結(jié)果，分析洞身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，為支護參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)，必要時臨時仰拱可加設(shè)鋼架封閉。⑷三臺階臨時橫撐法圖2-10三臺階臨時橫撐法施工工序橫斷面圖圖2-11三臺階臨時橫撐法施工工序縱斷面圖①施工工序Ⅰ—超前小導(dǎo)管；1—上臺階開挖；Ⅱ—上臺階初期支護；Ⅲ—上臺階臨時橫撐；2—中臺階開挖；Ⅳ—中臺階初期支護；Ⅴ—中臺階臨時橫撐；3—下臺階開挖；Ⅵ—下臺階初期支護；4—仰拱開挖；Ⅶ—仰拱初期支護；Ⅷ—仰拱及填充混凝土；Ⅸ—拱墻混凝土②施工注意事項i隧道施工應(yīng)堅持“短開挖、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測、及時襯砌”的原則；ii開挖1、2、3部時，根據(jù)現(xiàn)場情況必要時預(yù)留核心土；iii超前支護等輔助施工措施，應(yīng)首先利用上一循環(huán)架立的格柵施作完畢，再開挖；iv開挖方式均采用弱爆破，爆破時嚴格控制炮眼深度及裝藥量；v導(dǎo)坑開挖深度及臺階高度可根據(jù)施工機具、人員安排等進行適當調(diào)整；vi鋼架之間縱向連接鋼筋應(yīng)及時施作并連接牢固；vii上臺階每循環(huán)開挖進尺不應(yīng)大于1榀鋼架間距；邊墻開挖每循環(huán)開挖進尺不得大于2榀鋼架間距；仰拱開挖前必須完成鋼架鎖腳錨管，每循環(huán)進尺不得大于3m；viii臨時橫撐采用型鋼，縱向每2榀設(shè)一處；隧道開挖后初期支護應(yīng)及時封閉成環(huán)，封閉位置距離掌子面不得大于35m；ix軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道的二次襯砌應(yīng)及時施作，二次襯砌距離掌子面的距離不得大于70m；x應(yīng)注意開挖過程中初期支護結(jié)構(gòu)及核心土的穩(wěn)定性，必要時應(yīng)利用核心土體加設(shè)全斷面環(huán)形臨時支撐；xi復(fù)合式襯砌在施工時，須按有關(guān)規(guī)范及標準圖的要求，進行監(jiān)控量測，根據(jù)監(jiān)控量測的結(jié)果進行分析，確定灌注二次襯砌的時機及調(diào)整支護參數(shù)。⑸雙側(cè)壁導(dǎo)坑法圖2-12雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序橫斷面圖圖2-13雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序縱斷面圖圖2-14雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工藝流程圖①施工工序Ⅰ—兩側(cè)超前小導(dǎo)管：1—兩側(cè)上部開挖；Ⅱ—兩側(cè)上部初期支護；2—兩側(cè)下部開挖；Ⅲ—兩側(cè)下部初期支護；Ⅳ—拱部超前小導(dǎo)管；3—中壁上部開挖；Ⅴ—中壁上部初期支護；4—中壁中部開挖；5—中壁下部開挖；Ⅵ—中壁下部初期支護；Ⅶ—仰拱混凝土施工；Ⅷ—拱墻混凝土②施工注意事項①雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖時，應(yīng)先開挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，再開挖中部剩余部分；②側(cè)壁導(dǎo)坑形狀應(yīng)近似橢圓形，導(dǎo)坑寬度宜為1/3隧道寬度；③側(cè)壁導(dǎo)坑、中部開挖應(yīng)采用短臺階，臺階長度3~5m，必要時留核心土；④側(cè)壁導(dǎo)坑開挖應(yīng)超前中部10~15m；⑤拱部與兩側(cè)壁間的鋼架應(yīng)定位準確，連接牢固。2.3Ⅳ級圍巖開挖Ⅳ級段采用采用臺階法施工，必要時采用預(yù)留核心土或增設(shè)臨時仰拱，臺階長3～5m，上臺階預(yù)留核心土，上下臺階交替施工。每循環(huán)進尺2榀鋼架。上下臺階開挖采用挖掘機，初期支護緊跟，對巖面及時封閉。圖2-15臺階法環(huán)形開挖預(yù)留核心土施工方法示意圖表2-1臺階法環(huán)形開挖預(yù)留核心土施工步驟說明表代號代表部位工作內(nèi)容1上臺階環(huán)形部分(1)利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道超前支護；(2)弱爆破開挖①部；(3)噴混凝土封閉掌子面；(4)施作①部導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護。即初噴4cm厚混凝土，架立格柵鋼架和I16臨時鋼架，并設(shè)鎖腳錨桿，安設(shè)I16橫撐；(5)鉆設(shè)徑向錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。2上臺階核心土開挖(1)滯后①3～5m弱爆破開挖②部；(2)噴8cm厚混凝土封閉掌子面。3左側(cè)壁導(dǎo)坑(1)在②部開挖完成5m后進行③部的開挖；(2)施作導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同①。4右側(cè)壁導(dǎo)坑(1)滯后③3～5m開挖④部(2)施作導(dǎo)坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同②。5下臺階核心土開挖(1)在滯后于④部一段距離后，弱爆破開挖⑤部；(2)隧底周邊部分初噴4cm厚混凝土。6隧底仰拱開挖(1)在滯后于⑤部一段距離后，弱爆破開挖⑥部；(2)隧底周邊部分初噴4cm厚混凝土；(3)施工I16臨時鋼架，復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。(4)施工仰拱，形成初期支護閉合環(huán)。7隧底填充及二次襯砌(1)施工隧底填充；(2)利用襯砌模板臺車一次性灌注襯砌(拱墻襯砌一次施作)。施工準備施工準備Ⅱ部左側(cè)墻支護Ⅲ部右側(cè)墻支護4部右側(cè)墻開挖3部左側(cè)墻開挖2部核心土開挖Ⅰ上拱部支護1部弧形導(dǎo)坑開挖拱部超前支護超前地質(zhì)預(yù)報Ⅱ部左側(cè)墻支護Ⅲ部右側(cè)墻支護4部右側(cè)墻開挖3部左側(cè)墻開挖2部核心土開挖Ⅰ上拱部支護1部弧形導(dǎo)坑開挖拱部超前支護超前地質(zhì)預(yù)報5部核心土開挖5部核心土開挖6部仰拱開挖6部仰拱開挖仰拱仰拱ⅣⅤ部初期支護仰拱、仰拱填充混凝土仰拱、仰拱填充混凝土下一循環(huán)施工監(jiān)控量測下一循環(huán)施工監(jiān)控量測圖2-16臺階法環(huán)形開挖預(yù)留核心土施工工藝流程圖2.4Ⅲ級圍巖開挖Ⅲ級圍巖地段采用正臺階法施工，臺階長度1～1.5倍洞徑，循環(huán)進尺控制在2～2.5m。上斷面利用人工手持風(fēng)鎬鉆孔，下斷面利用液壓鉆孔臺車鉆孔，上下臺階同時光面爆破作業(yè)，上、下斷面均采用側(cè)卸式裝載機裝碴，自卸汽車運至棄碴點。圖2-17臺階法施工工序橫斷面圖圖2-18臺階法施工工序縱斷面圖圖2-19臺階法開挖施工工藝流程圖①施工工序1—上臺階開挖；Ⅰ—上臺階初期支護；2—下臺階開挖；Ⅱ—下臺階初期支護；3—仰拱開挖；Ⅲ—仰拱初期支護；Ⅳ—仰拱填充混凝土；Ⅴ—拱墻混凝土②臺階法開挖施工注意事項i隧道施工堅持“短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測、及時襯砌”的原則；ii臺階長度5～8m，上臺高3~4.5m，下臺高4~6m，開挖1、2部時，根據(jù)現(xiàn)場情況必要時預(yù)留核心土，易于改全斷面或三臺階法；iii臺階形成后，各臺階開挖、支護宜平行作業(yè)；iv開挖方式采用弱爆破，爆破時嚴格控制炮眼深度及裝藥量；v復(fù)合式襯砌在施工時，須按有關(guān)規(guī)范及標準圖的要求，進行監(jiān)控量測，根據(jù)監(jiān)控量測的結(jié)果進行分析，確定灌注二次襯砌的時機及調(diào)整支護參數(shù)。2.5Ⅱ級圍巖開挖隧道Ⅱ級圍巖采用全斷面法施工，循環(huán)進尺分別為3～3.2m。開挖采用三臂液壓鉆孔臺車鉆眼，塑料導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)，毫秒微差有序起爆，光面爆破。出碴采用側(cè)卸式裝載機裝碴，15t自卸汽車運輸出碴。圖2-20全斷面開挖施工工序橫斷面圖圖2-21全斷面開挖施工工序縱斷面圖①施工工序1—開挖；Ⅰ—初期支護；2—檢底；Ⅱ—鋪底混凝土；Ⅲ—拱墻混凝土②施工要求：i隧道施工堅持“短進尺、弱爆破，強支護、早封閉、勤量測、及時襯砌”的原則；ii全斷面法開挖，采用弱爆破，控制一次同時起爆的炸藥量，減少爆破振動對圍巖的影響；iii復(fù)合式襯砌在施工時，須按有關(guān)規(guī)范及標準圖的要求，進行監(jiān)控量測，根據(jù)監(jiān)控量測的結(jié)果進行分析，確定灌注二次襯砌的時機及調(diào)整支護參數(shù)；iv各種機械設(shè)備合理配置，充分發(fā)揮機械設(shè)備的綜合效率。圖2-22全斷面法開挖施工工藝流程圖3支護施工支護形式有：超期小導(dǎo)管、超前大管棚、鋼架、錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土聯(lián)合支護或單項支護，超小導(dǎo)管、超前大管棚是在開挖前進行預(yù)制支護，鋼架、鋼架、錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土是在開挖后進行的支護形式。Ⅱ級圍巖一般開挖后采用噴射混凝土進行支護，局部地段采用鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土進行支護；Ⅲ級圍巖一般開挖后采用錨桿+鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土進行支護，Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級圍巖一般開挖后采用鋼架+錨桿+鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土進行聯(lián)合支護。3.1超前小導(dǎo)管⑴施工步驟①畫出小導(dǎo)管位置→②鉆眼→③插入小導(dǎo)管→④掌子面封閉→⑤連接注漿管→⑥堵塞孔口空隙→⑦注漿→⑧關(guān)閉導(dǎo)管口、拆除注漿系統(tǒng)。⑵施工工藝超前小導(dǎo)管鋼管采用外徑42mm、壁厚4mm的熱軋無縫鋼管制作，單根長度4.5m，管口段0.5m不開孔，其余部分按15cm間距交錯設(shè)置注漿孔，孔徑6mm，管頭應(yīng)做一加筋箍。詳見圖所示。圖2-23超前小導(dǎo)管大樣圖小導(dǎo)管環(huán)向間距40cm，排距2.5m，支護范圍為拱頂120°之內(nèi)。注漿材料采用M30水泥砂漿，水灰比為1：1，注漿壓力初壓為0.5～1Mpa，終壓適當加大。超前小導(dǎo)管施工工藝見圖所示。施工準備施工準備小導(dǎo)管運送到現(xiàn)場注漿漿液配合比設(shè)計鉆孔、安設(shè)小導(dǎo)管連接注漿管堵塞孔口間隙注水試驗注漿結(jié)束小導(dǎo)管制作水泥漿配置水泥計量圖2-24超前小導(dǎo)管施工工藝流程圖⑶施工主要技術(shù)措施①按設(shè)計圖要求，在掌子面上準確畫出小導(dǎo)管的孔位位置，孔位定在型鋼拱架的外側(cè)。②鉆孔：采用風(fēng)動鑿巖機鉆孔，成孔直徑Φ48mm。③鋼管插入及孔口密封處理：鋼管由專用頂頭頂進，頂進鉆孔長度≮90%管長。管壁上鉆小孔，以便漿液向圍巖內(nèi)壓漿。鋼管末端焊設(shè)加強鋼圈并用膠泥麻筋纏箍成楔形，以便鋼管頂進孔后其外壁與孔巖壁間隙堵塞嚴密。鋼管尾部外露足夠長度，并與格柵鋼拱架焊接在一起。鋼管頂進時，注意保護管口不受損、變形，以便與注漿管路連接。④注漿按設(shè)計的水泥漿實施，施工中通過實驗及單液漿注漿的控制范圍，適當調(diào)整單液漿的稠度、注漿的實際配比。⑤注漿：每根鋼插管均需注漿，注漿壓力控制在0.5～1.0Mpa。在注漿過程中，漿液應(yīng)嚴格按配合比控制并不斷攪動。⑥注漿時做好記錄，根據(jù)壓力狀況和跑漿情況確定終孔時間。3.2鋼架安裝鋼架包括型鋼鋼架和格柵鋼架，型鋼鋼架由工字鋼、連接鋼板焊接成型，格柵鋼架由主筋、加強筋、連接角鋼焊接成型。⑴施工工藝及技術(shù)要求①開挖斷面檢查：洞身開挖完成后，專人對開挖斷面進行找頂作業(yè)，將松動孤石清除干凈，確保后續(xù)工序施工人員的安全。完成后測量組根據(jù)設(shè)計尺寸進行斷面檢查，如有欠挖，應(yīng)進行欠挖處理，確保斷面尺寸準確。②測量放線：每榀鋼拱架安裝前，用經(jīng)緯儀、水平儀準確測量定出拱架安裝的中線、標高及拱腳設(shè)計位置。③鋼拱架加工：按設(shè)計尺寸在加工場分節(jié)制作，節(jié)與節(jié)之間用螺栓連接牢靠。鋼拱加工成型后在加工場內(nèi)將整個隧道輪廓各節(jié)拱架進行整體試拼，以檢查連接部位是否吻合，只有加工誤差符合規(guī)范要求的拱架才運到工地使用。拼裝允許誤差為：高度±30mm，寬度±20mm，扭曲度±20mm，同時保證各個同種鋼架的通用性，接頭連接要求每榀可以互換。④鋼拱架安裝及固定：鋼架的安裝順序：鋼架就位→檢查中線、水平(測量組放線)→校正→連結(jié)螺栓→錨桿(錨管)固定→檢驗→噴砼。⑵施工注意事項：①鋼拱架應(yīng)按設(shè)計位置安設(shè)，與圍巖之間應(yīng)盡量密貼，留2～3cm間隙作為保護層。在施工中可先用石塊將拱架墊高，以保證鋼拱架垂直于線路中線。鋼拱架安裝允許偏差為：橫向±30mm，縱向±50mm，高程±30mm，垂直度應(yīng)小于5‰；②在拱架連結(jié)螺栓部位要有相應(yīng)的作業(yè)空間(可局部加大)以便于操作時將螺絲擰緊，保證兩個拱節(jié)部位的連接板緊密相連。如拱架的連接板有張口現(xiàn)象，須填塞鋼筋后再進行圍焊；③鋼拱架必須在初噴混凝土、錨桿及鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)后安裝，初噴混凝土為4～5cm。架設(shè)時拱腳必須架立在堅固的基座上，每榀鋼架安裝好后在拱腰及拱腳處每側(cè)各設(shè)置2根鎖腳錨桿，以限制拱架位置，其端部與鋼架焊接牢固。鋼拱架應(yīng)盡可能多的與錨桿露頭及鋼筋網(wǎng)焊接，以增強其聯(lián)合支護的效應(yīng)；④拱架架設(shè)完畢后經(jīng)檢查滿足設(shè)計要求后，開始施焊縱向連接筋，縱向連接采用φ22鋼筋，環(huán)向間距1.0m，豎向通長布置。縱向連接筋與拱架焊接牢固，以保證各榀拱架受力穩(wěn)定；⑤在初期支護形成“閉合”結(jié)構(gòu)前，為減少初期支護下沉量，每個臺階安裝鋼拱架時，在其基底設(shè)一塊“托板”，以增大受力面積，減少下沉量；⑥鋼架和圍巖的間隙過大時必須用噴射砼充填密實，嚴禁用木塊、片石等物塞填；⑦鋼架就位好后，進行隱蔽工程檢查驗收，驗收合格后進行噴射混凝土施工。3.3錨桿施工錨桿類型分為中空注漿錨桿、藥卷錨桿桿、砂漿錨桿、樹枝錨桿等幾種類型。⑴中空注漿錨桿施工①施工工藝φ25中空注漿錨桿施工工藝流程見圖所示。圖2-25φ25中空注漿錨桿施工工藝流程圖②施工方法及措施如下：i施工方法a施工準備及測量放線；開挖斷面檢查合格后，測量組按設(shè)計要求在巖面上畫出本循環(huán)錨桿孔位，用紅油漆標識；b風(fēng)鉆鉆孔：利用多功能臺架采用人工手持風(fēng)鉆造孔。鉆孔技術(shù)要求：開口偏差小于5cm；方向偏差小于2%；孔深比錨桿插入部分長5cm；c桿體插入孔位經(jīng)檢查驗收合格后，將錨桿慢慢頂入距孔3～5cm處。桿體插入后，及時將孔口用水泥砂漿或其它堵塞物堵塞嚴密,并設(shè)置排氣孔。安裝墊板及螺母固定桿體；d錨桿注漿注漿材料M30號水泥砂漿，注漿壓力調(diào)整在10Mpa以上，使?jié){液慢慢注入，當排氣孔有漿液流出時，關(guān)閉排氣孔，穩(wěn)壓注入3～5分鐘后停止注漿。ii主要施工技術(shù)措施a開挖后，立即檢查圍巖面和進行初噴砼，及時施作錨桿；b錨桿原材料規(guī)格、長度、直徑符合設(shè)計要求，錨桿桿體不能有油污或其它不符合規(guī)范要求的缺陷。錨桿孔位、孔深及布置形式符合設(shè)計要求，注漿漿液配合比嚴格按設(shè)計及規(guī)范要求施做；c錨桿鉆孔嚴格按設(shè)計要求定出孔口位置，孔位偏差為+150mm，孔深偏差為+50mm，鉆孔與巖石里面垂直，鉆孔深度及直徑與桿體相匹配；d錨桿桿體插入錨桿孔時，保持位置居中，桿體露出的長度不應(yīng)大于噴層厚度，錨桿墊板與孔口砼密貼，隨時檢查錨桿頭的變形情況；e錨桿應(yīng)進行拉拔試驗，同一批錨桿每100根應(yīng)取一組試件，每組三根，最低值不應(yīng)少于設(shè)計錨固力的90%。⑵砂漿錨桿施工采用錨桿臺車鉆錨桿孔，人工安裝錨桿。利用高壓風(fēng)或水清孔，完成后采用后退式注漿，以保證孔內(nèi)漿液飽滿。錨桿孔徑要與錨桿直徑相匹配，錨桿孔徑應(yīng)大于設(shè)計的錨桿直徑15mm；孔深一般比錨桿稍長一些(10cm以上)；孔向應(yīng)按設(shè)計方向鉆進，垂直巖面；錨桿規(guī)格、長度、直徑符合設(shè)計要求，錨桿桿體除銹除油。否否孔口處理驗收固定錨桿插入錨桿桿體加工錨桿桿體注漿準備補孔不合格合格測量定錨桿孔位鉆孔清孔驗孔填塞砂漿或錨桿藥進行下道工序圖2-26砂漿錨桿施工工藝流程圖3.4鋼筋網(wǎng)施工鋼筋網(wǎng)采用HPB300φ8，鋼筋網(wǎng)格間距為20×20㎝，鋼筋須調(diào)直除銹，按規(guī)定長度下料、安扎、焊接。鋼筋網(wǎng)在洞外進行加工，網(wǎng)片大小以方便安裝為原則，在洞內(nèi)由人工進行網(wǎng)片拼裝。鋼筋必須安裝順直，緊貼初噴砼表面，鋼筋網(wǎng)表面保護層厚度不小于2cm。鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)應(yīng)設(shè)在第一次噴射砼和錨桿施工后進行，并固結(jié)在錨桿端頭上，與鋼拱架聯(lián)接牢固。網(wǎng)片間搭接長度不小于20cm。3.5噴射混凝土施工⑴施工工藝噴射混凝土采用濕噴法，其施工工藝見圖所示。圖2-27噴射混凝土施工工藝流程圖⑵施工方法及主要技術(shù)措施①施工方法i前期準備噴射混凝土施工前，噴射機安裝調(diào)試好后，先通水再通風(fēng)，清通風(fēng)筒及管路，同時用高壓風(fēng)（或高壓水）將待噴面上松散雜質(zhì)和塵埃吹（或洗）凈。在基巖上訂設(shè)鋼筋頭，外露長度為噴射混凝土厚度，以保證噴射厚度滿足設(shè)計要求。ii混凝土配制按照噴射混凝土的配合比要求：水泥與骨料重量比取1:4～1:4.5，砂率45%～55%，水灰比0.4～0.5，速凝劑摻量通過試驗確定。砂石料按照設(shè)計配合比制作拌合料，須經(jīng)檢驗合格，才能進場使用，混凝土在拌和站拌合，運輸?shù)浆F(xiàn)場使用。iii現(xiàn)場施噴混凝土拌合好以后，利用鏟車或小型機動車將拌合料轉(zhuǎn)運到洞內(nèi)施噴面，施噴前，加入一定量的速凝劑以調(diào)節(jié)混凝土凝固時間?；炷羾娚淅靡讶〉贸晒?jīng)驗的TK-961改進型轉(zhuǎn)子活塞式砼濕噴機及空氣壓縮機、噴射機械手等一套良好的施工設(shè)備，以確保噴砼質(zhì)量，并減少回彈，改善施工環(huán)境。砼攪拌采用強制式攪拌機，集料采用配料機自動計量，砼運輸采用砼攪拌運輸車運輸?；炷羾娚溥^程中應(yīng)連續(xù)上料，保持機筒內(nèi)料滿，以便始終保持噴嘴處的料流量一致，同時在料斗口上設(shè)一12mm篩網(wǎng)，以免超徑骨料進入機內(nèi)。噴射部位按順序，分段、分片進行，先墻后拱，自下而上橫過巖面將噴嘴穩(wěn)定而系統(tǒng)地作圓形或橢圓形移動，且一次噴射厚度不超過7cm。噴射混凝土?xí)r，先將噴面凹處噴平。iiii檢查驗收a噴射混凝土配合比符合設(shè)計要求；b噴射混凝土應(yīng)密實，接茬嚴密，不得有空鼓和露筋；c噴射混凝土前必須把凈空內(nèi)泥土清除干凈；d噴射混凝土要求平整，允許偏差為3cm；e掌子面如1天以上未能開挖，則必須噴射混凝土進行封閉；f噴射混凝土作業(yè)應(yīng)緊跟開挖工作面，應(yīng)分片依次自下而上進行并先噴鋼筋格柵與壁面間混凝土，然后再噴兩鋼筋格柵之間混凝土；g分層噴射時，應(yīng)在前一層混凝土終凝后進行，如終凝1h后再噴射，應(yīng)清洗噴層表面；h噴射作業(yè)完成后，及時進行噴水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于7天。②主要技術(shù)措施i噴射混凝土集料要求：粗集料：粒徑不大于15mm；細集料：中砂或粗砂，細度模數(shù)大于2.5，含水率5%～7%。ii隧道開挖后應(yīng)立即對巖面初噴混凝土，以防巖體發(fā)生松弛。噴射混凝土前應(yīng)設(shè)置控制噴砼厚度的標志。iii噴射前處理危石，檢查開挖斷面凈空尺寸。在特殊地段，設(shè)專人隨時觀察圍巖變化情況，當受噴面有涌水、淋水、集中出水點時，先進行引排水處理。iv加強噴射機組的日常檢查和保養(yǎng)工作，經(jīng)常檢查電線路、設(shè)備和管路，使設(shè)備機況良好，不致中途中斷噴射作業(yè)。v按施工前試驗所取得的方法與條件進行噴射混凝土作業(yè)，在噴射混凝土達到初凝后方能噴射下一層，每層噴射混凝土厚度以50mm左右為宜。vi噴射作業(yè)分段、分片，由上而下，從里到外順序進行，有較大凹洼處，先噴射填平。有格柵拱架的先噴滿拱架與巖面的空隙。噴嘴與受噴面保持垂直，距受噴面0.6～1.0m。掌握好風(fēng)壓，減少回彈和粉塵，工作風(fēng)壓0.4～0.5Mpa。vii施工中經(jīng)常檢查出料彎頭、輸料管和管路接頭，處理故障時斷電、停風(fēng)，發(fā)現(xiàn)堵管時立即停止進料，并視故障情況立即處理。viii新噴射的混凝土應(yīng)按規(guī)定進行養(yǎng)護，如果相對濕度大于85%，可自然養(yǎng)護，否則需灑水進行養(yǎng)護。ix噴射混凝土的回填物不得重復(fù)利用。4仰拱及底板施工無仰拱段（底板）：先鋪底板、邊墻基礎(chǔ)，后施工拱墻，底板采用全幅整體澆筑施工。有仰拱段：先施工仰拱及填充，后拱墻施工，仰拱和填充分別采用全幅整體澆筑施工，填充施工在仰拱混凝土強度達到70%后施作。底板、仰拱和填充混凝土超前，為拱墻襯砌模板臺車作業(yè)提供條件，并有利于文明施工。在仰拱混凝土強度達到70％以上才可進行填充混凝土的施工，混凝土達到強度后方可在其上方行車。模板采用鋼板制作成曲模，浮模式安裝，邊墻高度符合設(shè)計規(guī)范及臺車施工要求，一般為高出仰拱填充頂面不少于30cm，混凝土采用插入式振搗器進行振搗，灑水養(yǎng)護不少于14天。隧底、仰拱及填充緊隨開挖進行，混凝土仰拱(隧