隧道與地下工程 課件 第7章 隧道施工

本章提要：

本章主要介紹了新奧法施工的基本方法，敘述了不同地質(zhì)條件下采用不同隧道斷面開挖方案（如全斷面法、臺(tái)階法、臺(tái)階分部開挖法等）及噴錨支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用，介紹預(yù)支護(hù)技術(shù)、二次襯砌施工以及初期支護(hù)中錨桿和噴射混凝土施工工藝。還概要地說明了其他隧道施工方法，如新意法等。第7章

隧道施工第7章

隧道施工7.1概述7.2新奧地利隧道施工法7.3淺埋暗挖法7.4新意法7.5巖溶隧道施工7.1概述1)隱蔽性大，未知因素多。2)作業(yè)空間有限，工作面狹窄，施工工序干擾大。3)施工過程作業(yè)的循環(huán)性強(qiáng)，因隧道工程是縱長(zhǎng)的，施工嚴(yán)格地按照一定順序循環(huán)作業(yè)，如開挖就必須按照“鉆孔—裝藥—爆破—通風(fēng)—出渣”的順序循環(huán)。4)施工作業(yè)的綜合性強(qiáng)，在同一工作環(huán)境下進(jìn)行多工序作業(yè)(掘進(jìn)、支護(hù)、襯砌等）。1.礦山法隧道施工特點(diǎn)5)施工過程的地質(zhì)力學(xué)狀態(tài)是變化的，圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)也是變化的，因此隧道施工是動(dòng)態(tài)的。6)作業(yè)環(huán)境惡劣，作業(yè)空間狹窄，施工噪聲大，粉塵、煙霧，潮濕，光線暗，地質(zhì)條件差及安全問題等給施工人員帶來了不利的工作環(huán)境。7)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)性大。風(fēng)險(xiǎn)性是與隱蔽性和動(dòng)態(tài)性相關(guān)聯(lián)的，在施工過程中，施工人員必須隨時(shí)關(guān)注隧道施工的風(fēng)險(xiǎn)性。8)氣候影響小。隧道施工可以不受或少受晝夜更替、季節(jié)變換、氣候變化等自然條件的改變的影響，可以持續(xù)穩(wěn)定地安排施工。1.礦山法隧道施工特點(diǎn)隧道施工方法山嶺隧道施工方法水底隧道施工方法淺埋及軟土隧道施工方法礦山法(鉆爆法)明挖法蓋挖法淺埋暗挖法盾構(gòu)法沉管法盾構(gòu)法2.隧道施工方法掘進(jìn)機(jī)法（1）施工條件（2）圍巖條件（3）隧道斷面的面積（4）埋深（5）工期（6）環(huán)境條件3.施工方法選擇

在一個(gè)工程施工的時(shí)候選擇合理的施工方法要體現(xiàn)出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理以及安全使用等要求。一般來說，選擇施工方案時(shí)要考慮以下幾個(gè)因素：新奧法——新奧地利隧道施工法（NewAustriaTunnelingMethod，NATM），是奧地利隧道工程師臘布希維1963年提出來的。采用控制爆破掘進(jìn)的手段，進(jìn)行噴射混凝土和錨桿為主要支護(hù)措施，然后通過監(jiān)測(cè)圍巖的變形，動(dòng)態(tài)修正設(shè)計(jì)參數(shù)和變動(dòng)施工方法的一種隧道的施工方法，其核心內(nèi)容是充分發(fā)揮圍巖的自承能力。它是在早噴錨技術(shù)上總結(jié)發(fā)展起來的。7.2新奧地利隧道施工法7.2.1施工程序及基本原則1.施工程序圖7-1新奧法施工流程圖7-2隧道施工過程的主要作業(yè)2.

隧道施工應(yīng)遵循的基本原則1）少擾動(dòng)。在施工中必須充分保護(hù)巖體，盡量減少對(duì)巖體的擾動(dòng)，避免過度破壞巖體的強(qiáng)度。2）早噴錨。為了充分發(fā)揮巖體的承載能力，應(yīng)允許并控制巖體的變形。3）勤量測(cè)。以直觀、可靠的測(cè)量方法和測(cè)量數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確評(píng)價(jià)圍巖（或圍巖支護(hù)）的穩(wěn)定狀態(tài)，或判別其動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，以便及時(shí)調(diào)整支護(hù)形式和開挖方法，確保施工安全和順利進(jìn)行。4）緊早封閉。為了改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力功能，施工中應(yīng)盡快使之閉合，從而形成封閉的筒形結(jié)構(gòu)。

新奧法施工，按其開挖面的大小位置可分為：全斷面法、臺(tái)階法、分部開挖法等三大類及若干變化方案。7.2.2基本施工方法1.全斷面法

全斷面法是按照隧道設(shè)計(jì)輪廓一次爆破成型的施工方法。其施工順序?yàn)椋?）用鉆孔臺(tái)車鉆眼，然后安裝炸藥、連接導(dǎo)火線；2）退出鉆孔車，引爆炸藥，開挖出整個(gè)隧道斷面；3）排除危石，安設(shè)拱部錨桿和噴第一層混凝土；4）用裝渣機(jī)將石渣裝入渣車，運(yùn)出洞外；5）安設(shè)邊墻錨桿和噴射混凝土；6）必要時(shí)可噴拱部第二層混凝土和隧道底部混凝土；7）開始下一輪循環(huán)；8）在初期支護(hù)變形穩(wěn)定后，或按施工組織中規(guī)定日期灌注二次襯砌。全斷面法應(yīng)該注意的問題有：1）搞清楚開挖面前方的地質(zhì)情況，隨時(shí)做好應(yīng)急措施，以確保施工安全；2）各種施工機(jī)械設(shè)備必須配套，保證充分發(fā)揮機(jī)械的效率；3）加強(qiáng)各項(xiàng)輔助作業(yè)，尤其加強(qiáng)通風(fēng)，保證工作面有足夠的新鮮空氣。2.臺(tái)階法

臺(tái)階法是將斷面分成上下兩個(gè)斷面進(jìn)行開挖，包括長(zhǎng)臺(tái)階法、短臺(tái)階法和超短臺(tái)階法，其劃分一般是根據(jù)臺(tái)階的長(zhǎng)度來定義的。

①長(zhǎng)臺(tái)階法

長(zhǎng)臺(tái)階法，上、下斷面相距較遠(yuǎn)，上臺(tái)階超前50m以上或大于5倍洞跨。②短臺(tái)階法

上、下斷面相距較近，上臺(tái)階長(zhǎng)度小于5倍但大于1--1.5倍洞跨。③超短臺(tái)階法

上下臺(tái)階相距較近，上臺(tái)階僅超前3--5米。圖7-3臺(tái)階法施工形式a）長(zhǎng)臺(tái)階法；b）短臺(tái)階法；c）超短臺(tái)階法圖7-5長(zhǎng)臺(tái)階的縱向工序布置和機(jī)械配置

臺(tái)階法特點(diǎn)：

（1）長(zhǎng)臺(tái)階法：相對(duì)于全斷面，長(zhǎng)臺(tái)階一次開挖的斷面和高度都比較小，只需配置中型鉆孔臺(tái)車施工，對(duì)維持開挖面的穩(wěn)定有利。適用范圍較全斷面法廣泛。

（2）短臺(tái)階法：可縮短支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合的時(shí)間，改善初期支護(hù)的受力條件，有利于控制隧道變形。適用范圍廣，I--V級(jí)圍巖都能采用。缺點(diǎn)是上臺(tái)階出渣時(shí)對(duì)下半斷面施工的干擾大，不能全部平行作業(yè)。

（3）超短臺(tái)階法：支護(hù)閉合時(shí)間更短，更有利于控制圍巖變形，能有效地控制地表沉陷。缺點(diǎn)是上下斷面相距較近，作業(yè)相互干擾，施工速度較慢。施工中選擇何種臺(tái)階法需要根據(jù)初期支護(hù)形成閉合斷面的時(shí)間要求，以及上斷面施工所用的開挖、支護(hù)、出渣等機(jī)械設(shè)備對(duì)施工場(chǎng)地大小的要求，然后進(jìn)行選擇何種臺(tái)階法。（1）環(huán)形開挖預(yù)留核心土法環(huán)形開挖預(yù)留核心土法又稱臺(tái)階分部開挖法，一般將斷面分成環(huán)形拱部、上部核心土、下部臺(tái)階三部分。3.分部開挖法

分部開挖法是將隧道斷面分部開挖成型，且一般將某部分巖體超前開挖。分部開挖法可分為幾種變化方案：圖7-7環(huán)形開挖預(yù)留核心土法工序圖（2）三臺(tái)階七步開挖法三臺(tái)階七步開挖法是以弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法為基本模式，分為上、中、下三臺(tái)階七個(gè)開挖面，各部位的開挖與支護(hù)沿隧道縱向錯(cuò)開，平行推進(jìn)的施工方法。圖7-8三臺(tái)階七步開挖法工序示意圖（3）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法（又稱眼鏡工法）當(dāng)隧道跨度很大，地表沉陷要求嚴(yán)格，圍巖條件特別差，單側(cè)壁導(dǎo)坑法難以控制圍巖變形時(shí)，可采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。圖7-9雙側(cè)壁導(dǎo)坑法工序示意圖（4)中隔壁法（CD法）中隔壁法是在軟弱圍巖大跨隧道中常要的一種方法。這種方法是將斷面分成左、右兩部分，每一部分又分為上、下幾個(gè)臺(tái)階。圖7-10中隔壁法（CD法）工序圖（5)交叉中隔壁法（CRD法）CRD法是在軟弱圍巖大跨隧道中，先分部開挖隧道一側(cè)。施作部分中隔壁和橫隔板，并封閉成環(huán)；再分部開挖隧道另一側(cè)，完成橫隔板施工，最終隧道整個(gè)斷面封閉成環(huán)的施工方法。

圖7-11交叉中隔壁法（CRD法）工序示意圖

7.2.3新奧法的掘進(jìn)技術(shù)

在目前開發(fā)隧道的主要方法仍然是鉆孔爆破法。開挖工作包括鉆眼、裝藥、爆破等幾項(xiàng)內(nèi)容，對(duì)于開挖工作應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)要求：（1）按設(shè)計(jì)要求開挖斷面；（2）石渣大小應(yīng)便于裝渣作業(yè)；（3）掘進(jìn)速度快，少占作業(yè)循環(huán)時(shí)間；（4）爆破在充分發(fā)揮其能力的前提下，減少對(duì)圍巖的震動(dòng)

破壞，減少對(duì)施工用具設(shè)備及支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞，并盡

量節(jié)省爆破器材消耗。1.鉆眼機(jī)具（1）風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)俗稱風(fēng)鉆，主要是手持式氣腿鑿巖機(jī)，它是以壓縮空氣的膨脹為驅(qū)動(dòng)力。它具有靈活方便，使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，能耗大，噪聲大等。風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)（2）液壓鑿巖機(jī)液壓鑿巖機(jī)是以電力帶動(dòng)高壓油泵，通過改變油路，使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行沖擊作業(yè)。與風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)相比具有動(dòng)力能耗少、鑿巖速度快、鑿巖功效高、環(huán)境保護(hù)較好等優(yōu)點(diǎn)。（3）鑿巖臺(tái)車將多臺(tái)液壓鑿巖機(jī)安裝在一個(gè)專門移動(dòng)的設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)多機(jī)同時(shí)作業(yè)。液壓鑿巖臺(tái)車2、炮眼種類掘進(jìn)機(jī)工作面的炮眼可分為掏槽眼、輔助眼、周邊眼。掏槽眼：針對(duì)隧道開挖爆破只有一個(gè)臨空面的特點(diǎn)，為提高爆破效果，宜先在開挖斷面的適當(dāng)位置布置幾個(gè)掏槽炮眼；輔助眼：位于掏槽炮眼與周邊炮眼之間的炮眼稱為輔助眼繼爆管；周邊眼：沿隧道周邊布置的炮眼稱為周邊眼。圖7-12炮眼種類1-6：掏槽眼；7-49：輔助眼；50-92：周邊眼炮眼布置的原則和方法：1）先布置掏槽眼，其次周邊眼，最后輔助眼。2）周邊眼沿設(shè)計(jì)輪廓線均勻布置。3）輔助眼的布置由施工經(jīng)驗(yàn)決定。輔助眼的布置主要是解決炮眼間距E和最小抵抗線W的問3、掏槽眼布置掏槽眼的作用是將開挖面上某一部位的巖石掏出一個(gè)槽，以形成新的臨空面，為其他炮眼的爆破創(chuàng)造有利條件。根據(jù)排列形式可以分為斜眼掏槽和直眼掏槽兩大類。掏槽眼種類（1）斜眼掏槽特點(diǎn)：掏槽眼與開挖面斜交。常見形式：錐形掏槽、楔形掏槽、復(fù)式

掏槽。優(yōu)點(diǎn)：可以按巖層實(shí)際情況選擇掏槽方

式和掏槽角度。容易把巖石拋出，

而且需要的掏槽眼數(shù)量少。缺點(diǎn)：眼深受坑道斷面尺寸的限制，不

便多臺(tái)鉆機(jī)一起工作。圖7-13斜眼掏槽（2）直眼掏槽常見形式：平行龜裂掏槽、角柱掏槽、螺旋掏槽優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)比較方便，不隨循環(huán)進(jìn)尺的改變而變化掏槽形式，

僅需改變炮眼深度，石渣拋擲距離也可縮短。缺點(diǎn)：炮眼數(shù)目和單位用藥量要增多，炮眼位置和鉆眼方向

也要求高度準(zhǔn)確。

a)b)c)圖7-14炮眼布置形式（單位：cm，炮眼旁數(shù)字為毫秒雷管段別）a）雙臨空孔型；b）三臨空孔型；c）單臨空孔型4.控制爆破

在隧道爆破施工中，首要的要求是炮眼利用率高，開挖輪廓及尺寸準(zhǔn)確，對(duì)圍巖震動(dòng)小。采用光面爆破與預(yù)裂爆破技術(shù)，可以控制爆破輪廓，盡量保持圍巖穩(wěn)定性。

（1）光面爆破光面爆破指爆破后斷面輪廓整齊，超挖和欠挖符合規(guī)定要求的爆破。

光面爆破基本原理：光面爆破是通過正確確定周邊眼的各爆破參數(shù)，使爆破后的圍巖斷面輪廓整齊，最大限度地減輕爆

破對(duì)圍巖的震動(dòng)和破壞，盡可能維持圍巖原有完整性和穩(wěn)定性的爆破技術(shù)。光面爆破的主要參數(shù)：①周邊眼的間距②光面爆破層的厚度③周邊眼密集系數(shù)④周邊眼的線裝藥密

度等為獲得光面爆破效果，可采取以下技術(shù)措施：①適當(dāng)加密周邊眼②合理確定光面爆破層厚度③合理用藥④采用小直徑藥卷不耦合裝藥結(jié)構(gòu)⑤保證光面爆破眼同時(shí)起爆⑥要為周邊眼光面爆破創(chuàng)造臨空面光面眼間距光面層厚度光面眼間距光面層厚度（2）預(yù)裂爆破：預(yù)裂爆破實(shí)質(zhì)上是光面爆破的一種，其爆破原理與光面爆破相同，只是分區(qū)起爆順序不同。預(yù)裂爆破很適用于穩(wěn)定性差而又要求控制開挖輪廓的軟弱巖層。但預(yù)裂爆破的周邊眼間距和最小抵抗線都要比光面爆破的小，相應(yīng)地要增多炮眼數(shù)量，鉆眼工作量增大。預(yù)裂爆破的分區(qū)起爆順序?yàn)椋?/p>

周邊眼——掏槽眼——輔助眼——底板眼。光面爆破的分區(qū)起爆順序?yàn)椋?/p>

掏槽眼——輔助眼——周邊眼——底板眼7.2.4新奧法支護(hù)技術(shù)

1.預(yù)支護(hù)技術(shù)

當(dāng)隧道穿過的地層軟弱破碎，而地應(yīng)力很大時(shí)，圍巖表現(xiàn)為較強(qiáng)的流變性，隨時(shí)會(huì)發(fā)生坍塌，有時(shí)甚至不挖自塌，工作面不穩(wěn)定。此時(shí)，若仍然采用常規(guī)支護(hù)措施，將不能有效地控制圍巖的變形和阻止坍塌，而且圍巖的松弛變形還會(huì)進(jìn)一步向圍巖深層發(fā)展，造成更大范圍的圍巖松弛，改變地層狀態(tài)和地下水環(huán)境，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)波及地表，改變地面形態(tài)，危及地面建筑物的穩(wěn)定和安全。為了保證在軟弱破碎圍巖中隧道開挖面的穩(wěn)定性或控制隧道產(chǎn)生過大的變形，則需要對(duì)圍巖采取預(yù)加固措施以提高其自穩(wěn)能力。（1）超前錨桿支護(hù)

超前錨桿是指沿開挖輪廓線，以一定的外插角向開挖面前方鉆孔安裝錨桿，形成對(duì)前方圍巖的預(yù)錨固，而后在提前形成的圍巖錨固圈保護(hù)下進(jìn)行開挖等作業(yè)。圖7-15超前錨桿布置示意圖（2）超前管棚支護(hù)

管棚支護(hù)是利用鋼拱架沿開挖輪廓線以較小的外插角、向開挖面前方打入鋼管構(gòu)成的棚架來加固開挖面前方巖層的預(yù)支護(hù)方法。管棚預(yù)支護(hù)圍巖a）管棚的環(huán)向布置；b）管棚鋼管縱向錯(cuò)接；c）鋼管端部橫向連接

圖7-16管棚的配置和形狀（3）超前小導(dǎo)管注漿

超前小導(dǎo)管注漿是在開挖前，沿坑道周邊向前方巖層內(nèi)打入帶孔小導(dǎo)管，并通過小導(dǎo)管向巖層壓注起膠結(jié)作用的漿液，待漿液硬化后，在坑道周圍巖體就形成一定厚度的加固圈。在此加固圈的保護(hù)下即可安全地進(jìn)行開挖等作業(yè)。圖7-17超前小導(dǎo)管注漿a)超前小導(dǎo)管布置；b）注漿半徑及孔距選擇；c）小導(dǎo)管全圖（4）超前深孔帷幕注漿圖7-18超前深孔帷幕注漿a)洞內(nèi)超前注漿

b)地表超前注漿

c)平導(dǎo)超前注漿

2.初期支護(hù)

初期支護(hù)指在隧道開挖后圍巖自穩(wěn)能力不足的條件下，為保證隧道在施工期間的穩(wěn)定和安全所采取的工程措施。初期支護(hù)主要用錨桿和噴射混凝土來支護(hù)圍巖，并且初期支護(hù)施工完成后也作為永久承載結(jié)構(gòu)的一部分，與圍巖共同構(gòu)成永久的隧道結(jié)構(gòu)承載體系。（1）錨桿支護(hù)

按其對(duì)圍巖加固的區(qū)域分類，錨桿可分為系統(tǒng)錨桿、超前錨桿和局部錨桿三種。

系統(tǒng)錨桿：指在一個(gè)掘進(jìn)進(jìn)尺范圍內(nèi)的巖體被挖除后，沿隧道橫斷面的徑向安裝在圍巖內(nèi)的錨桿。

超前錨桿：是指沿開挖輪廓線，以稍大的外插角，向開挖面前方圍巖內(nèi)安裝的錨桿。

局部錨桿：是指為維護(hù)圍巖的局部穩(wěn)定或?qū)Τ跗谥ёo(hù)的局部加強(qiáng)，只在一定的區(qū)域安裝的錨桿。按其錨固形式的不同，錨桿有如下分類：（2）噴射混凝土支護(hù)

噴射混凝土可以作為隧道工程的永久性或臨時(shí)性支護(hù)，也可以與各種形式的錨桿、鋼纖維、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)等構(gòu)成組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)。圖7-19干噴施工工藝

噴射混凝土的噴射方式

噴射工藝噴射混凝土的工藝種類分為干噴、濕噴和混合噴，其主要區(qū)別在于投料程序不同，尤其是加水和速凝劑的時(shí)間不同。圖7-20濕噴施工工藝噴錨支護(hù)形式的選擇根據(jù)具體的隧道圍巖條件，選擇合適的噴錨支護(hù)形式及了解不同支護(hù)形式的技術(shù)特點(diǎn)和施工工藝要求有助于更好地保證隧道施工安全，并實(shí)現(xiàn)隧道施工良好的經(jīng)濟(jì)效益。（3）鋼纖維噴射混凝土

普通混凝土抗壓強(qiáng)度高，但抗拉強(qiáng)度低，其抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的1/8左右。為改善混凝土的性能，提高混凝土抗拉強(qiáng)度，人們常常在混凝土內(nèi)添加各類增強(qiáng)纖維。鋼纖維噴射混凝土是在噴射混凝土中加入鋼纖維，彌補(bǔ)噴射混凝土的脆性破壞缺陷，改善噴射混凝土的物理力學(xué)性能的新型混凝土。

為增大鋼纖維與混凝土的粘結(jié)力，通常可改變鋼纖維的表面特征，因而有幾何形狀、斷面形狀形式多樣的鋼纖維。3.二次支護(hù)（永久襯砌）隧道的二次支護(hù)（永久襯砌）通常采用模筑混凝土襯砌，襯砌質(zhì)量的好壞直接影響整個(gè)隧道的工程質(zhì)量和使用功能，因此，施工必須嚴(yán)格安設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行，以確保質(zhì)量。

二次模筑混凝土襯砌施工的工作內(nèi)容有：澆筑前的準(zhǔn)備工作，混凝土的制備與運(yùn)送，澆筑作業(yè)，養(yǎng)護(hù)與拆模，以及必要時(shí)在成洞地段對(duì)襯砌背后進(jìn)行的壓漿工作等。（1）混凝土澆筑前的準(zhǔn)備工作混凝土澆筑前的準(zhǔn)備工作包括：

開挖斷面檢測(cè)放線定位拱架模板準(zhǔn)備立模混凝土制備和運(yùn)輸圖7-22襯砌施工常用形式混凝土的制備與運(yùn)送

制備：混凝土應(yīng)采用機(jī)械攪拌

運(yùn)送：一般采用攪拌車運(yùn)送混凝土，以防運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng)而離析或初凝。途中運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間應(yīng)盡量縮短，一般不應(yīng)超過45min。（2）混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)與拆模隧道襯砌混凝土的澆筑應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1)保證搗固密實(shí)，使襯砌具有良好的抗?jié)B防水性能，尤其應(yīng)處理好施工縫。2)整體模筑時(shí)，應(yīng)注意對(duì)稱澆筑，兩側(cè)同時(shí)或交替進(jìn)行，以防止未凝混凝土對(duì)拱架模板產(chǎn)生偏壓引起的偏移。3)若因故不能連續(xù)澆筑，則應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行接縫處理。襯砌接縫應(yīng)為半徑方向。4)邊墻基底以上lm范圍內(nèi)的超挖，宜用同級(jí)混凝土同時(shí)澆筑。其余部分的超、欠挖應(yīng)按設(shè)計(jì)要求及有關(guān)規(guī)定處理。5)襯砌的分段施工縫應(yīng)與設(shè)計(jì)沉降縫、伸縮縫及設(shè)備洞位置統(tǒng)一考慮，合理確定位置。6)多數(shù)情況下隧道施工過程中，洞內(nèi)的濕度能夠滿足混凝土的養(yǎng)護(hù)條件。但在干燥無水的地下條件下，應(yīng)注意進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。7)二次支護(hù)的拆模時(shí)間，應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況來確定。（2）混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)與拆模（3）壓漿、仰拱和底板

在澆筑襯砌混凝土?xí)r，雖然要求將超挖部分回填，但由于操作方法方面的原因，其中有些部位并不可能回填得很密實(shí)。這種情況在拱頂背后一定范圍內(nèi)較為明顯。因此，要求在襯砌混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，向這些部位進(jìn)行壓漿處理，以使襯砌與圍巖（或一次支護(hù)）密貼（全面緊密接觸），達(dá)到限制圍巖后期變形，改善襯砌受力工作狀態(tài)的目的。7.2.5隧道防排水施工

1、防排水原則：隧道防排水應(yīng)遵循“防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則，采取切實(shí)可靠的設(shè)計(jì)、施工措施，保障結(jié)構(gòu)物和設(shè)備的正常使用和行車安全。對(duì)地表水和地下水應(yīng)作妥善處理，洞內(nèi)外應(yīng)形成個(gè)完整的防排水系統(tǒng)。

2、隧道防水類型隧道可分為防水型隧道和排水型隧道兩類。3.防水措施隧道防水工程措施包括：

（1）噴射混凝土防滲

（2）防水層防水

（3）施工縫、變形縫防水

（4）防水混凝土

（5）襯砌背后回填注漿4.排水工程措施隧道排水系統(tǒng)主要包括：

（1）環(huán)向排水盲管

（2）縱向排水盲管

（3）側(cè)溝

（4）橫向排水盲管

（5）中央排水管（1）排水盲管環(huán)向排水盲管的作用是在巖面和初期支護(hù)噴射混凝土之間、初期支護(hù)混凝土與防水板之間提供過水通道,并使之滲到縱向排水管。環(huán)向盲管一般選用φ50m軟式透水管。

縱向排水盲管是沿縱向設(shè)置在襯砌低部防水板與初期支護(hù)之間的透水盲管，目前常用的縱向排水管是直徑為80?150mm的彈簧排水盲管或帶孔透水管?？v向排水管的作用是將環(huán)向排水管等排下來的水匯集并通過橫向排水管排到側(cè)溝或中央排水管(溝)。

橫向排水盲管位于襯砌基礎(chǔ)的下部，布設(shè)方向與隧道軸線垂直，是連接縱向排水管與側(cè)溝或中央排水管(溝)的水流通道。（2）側(cè)溝隧道內(nèi)側(cè)溝主要用于匯集地下水，并將地下水引入中央排水管(溝)，同時(shí)起到沉淀和兼顧部分排水的作用。側(cè)溝設(shè)置符合以下要求：①側(cè)溝坡度應(yīng)與隧道坡度一致。②水溝斷面應(yīng)根據(jù)水量大小確定，要保證有足夠的過水能力，且便于清理和檢查。③雙線隧道可設(shè)置雙側(cè)或中心水溝。④洞內(nèi)水溝均應(yīng)設(shè)置蓋板。⑤根據(jù)地下水情況，于襯砌墻腳緊靠蓋板低面高程處，每隔一定距離設(shè)置一個(gè)10cm泄水孔。(3)中央排水管(溝)中央排水管(溝)是主要排水管，同時(shí)匯集道床頂部積水，疏干低板下積水。中央排水管(溝)采用帶孔預(yù)制混凝土管段拼接而成,縱向間隔一定距離設(shè)置檢查井。(4)緩沖排水層防水板背面的緩沖層不僅具有保護(hù)防水板的功能，還要具有一定的排水能力。7.2.6洞口段施工

洞口段指隧道開挖可能給洞口地表造成不良影響（下沉、塌穴等）的隧道范圍。不同隧道的地形、地質(zhì)情況不同，線路位置不同，其洞口地段的范圍不盡相同。一般地，可認(rèn)為洞口淺埋段即是隧道洞口地段。1.進(jìn)洞方式

洞口段施工中最關(guān)鍵的工序就是進(jìn)洞開挖。洞口段施工方法的確定取決于諸多因素，如地質(zhì)條件、地形條件、施工機(jī)具配備情況、洞外相鄰建筑的影響、隧道自身構(gòu)造特點(diǎn)等，其中最主要的是地質(zhì)條件。按地質(zhì)條件，進(jìn)洞方式有以下幾種施工方法可供選擇。

（1）全斷面法進(jìn)洞

（2）臺(tái)階法進(jìn)洞

（3）管棚法進(jìn)洞

（4）其他進(jìn)洞方法2.明洞施工

（1）先墻后拱法先墻后拱法又稱為“全部明洞先墻后拱法”，這種方法適用于埋深較淺，且按臨時(shí)邊坡開挖能暫時(shí)穩(wěn)定的對(duì)稱式明洞。

優(yōu)缺點(diǎn)：襯砌整體性好，施工空間大，有利于施工。其缺點(diǎn)是土方開挖量大，刷坡較高。

先墻后拱法a)橫斷面；b)縱斷面

圖7-26先墻后拱法a)橫斷面；

b)縱斷面1-臺(tái)階1開挖；2-臺(tái)階2開挖；3-臺(tái)階3開挖；4-灌注邊墻；5-灌注拱部

（2）先拱后墻法當(dāng)路塹邊坡較高，明洞埋置較深，或明洞位于松散圖層中，不能一挖到低時(shí)（全部明挖可能引起邊坡坍塌），應(yīng)采用先拱后墻法施工。

優(yōu)缺點(diǎn)：先拱后墻法的優(yōu)點(diǎn)是土石方開挖量較小，刷坡較少。其缺點(diǎn)是襯砌整體性較差，邊墻的施工空間窄小，防水層施作不方便。

圖7-27先拱后墻法1-上臺(tái)階開挖；2-灌注拱部；3-下臺(tái)階核心土開挖；4-左側(cè)馬口開挖；5-灌注左側(cè)邊墻；6-右側(cè)馬口開挖；7-灌注右側(cè)邊墻7.2.7出渣運(yùn)輸方法

出渣作業(yè)可以分解為:裝渣、運(yùn)渣、卸渣三個(gè)環(huán)節(jié)1、裝渣

出渣量應(yīng)為開挖后的虛渣體積，計(jì)算方法為：

Z--單循環(huán)爆破后石渣量，m3；R--巖體松脹系數(shù)，見表7-3；△--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)尺寸，m；S--開挖斷面面積，m2裝渣的方式可以采用人力裝渣或機(jī)械裝渣

優(yōu)缺點(diǎn)：人力裝渣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，速度慢，僅在短隧道缺乏機(jī)械或斷面小而無法使用機(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，目前隧道施工中常用。裝渣機(jī)械翻斗式、鏟斗式、蟹爪式、挖斗式裝渣機(jī)的走行方式有軌道走行和輪胎走行兩種。翻斗式裝碴機(jī)蟹爪式裝碴機(jī)2、運(yùn)輸運(yùn)輸方式：有軌運(yùn)輸、無軌運(yùn)輸

優(yōu)缺點(diǎn)：有軌運(yùn)輸多采用電瓶車及內(nèi)燃機(jī)車牽引，斗車或梭式礦車運(yùn)渣，它既適應(yīng)大斷面開挖的隧道，也適用于小斷面開挖的隧道，尤其適應(yīng)于較長(zhǎng)的隧道運(yùn)輸(3km以上)，是一種適應(yīng)性較強(qiáng)的和較為經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式。無軌運(yùn)輸是采用各種無軌運(yùn)輸車出渣和進(jìn)料。其特點(diǎn)是機(jī)動(dòng)靈活，不需要鋪設(shè)軌道，能適用于棄渣場(chǎng)離洞口較遠(yuǎn)和道路坡度較大的場(chǎng)合。缺點(diǎn)是由于多采用內(nèi)燃驅(qū)動(dòng)，作業(yè)時(shí)，在整個(gè)洞中排出廢氣，污染洞內(nèi)空氣,故一般適用于大斷面開挖和中等長(zhǎng)度的隧道中，并應(yīng)注意加強(qiáng)通風(fēng)。3.卸渣在隧道洞口，要根據(jù)地形特點(diǎn)考慮棄渣的利用和處理，進(jìn)行全面規(guī)劃，合理安排卸渣。卸渣路線要短，堆渣場(chǎng)地勢(shì)要低，盡量避免倒運(yùn)棄渣。7.3淺埋暗挖法7.3.1、淺埋暗挖法的概念

新奧法是20世紀(jì)60年代奧地利專家臘布玆維奇在前人的隧道工程經(jīng)驗(yàn)中累積中提出來的一套隧道設(shè)計(jì)、施工技術(shù)，其核心是利用圍巖支護(hù)隧道使圍巖本身形成支承環(huán)。中國(guó)工程師在此基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)國(guó)情，創(chuàng)立了淺埋暗挖法，其特點(diǎn)是沿用新奧法原理體系，建立量測(cè)信息反饋設(shè)計(jì)和施工，同時(shí)采取超前支護(hù)、改良地層和注漿加固等配套技術(shù)來完成隧道的設(shè)計(jì)和施工。目前深埋、淺埋和超淺埋的提法有很多，但都不太準(zhǔn)確，有必要進(jìn)行區(qū)分。上述幾種埋置深度隧道的設(shè)計(jì)和施工方法都有區(qū)別。一般深埋隧道荷載按塌落拱計(jì)算，可按新奧法原則設(shè)計(jì)，可利用圍巖自身承載力，其主要問題是隧道本身的施工安全；淺埋隧道按松散荷載計(jì)算，超淺埋隧道則按全土樁加地面動(dòng)、靜換算荷載計(jì)算，其主要問題是應(yīng)控制地層位移，保護(hù)環(huán)境。7.3.2深埋、淺埋和超淺埋的判定圖7-28壓力拱7.3.3淺埋暗挖法的機(jī)理

淺埋暗挖法源于新奧法，但強(qiáng)調(diào)進(jìn)行預(yù)支護(hù)和及時(shí)支護(hù)，控制地面沉降，保證施工和地面、地下建筑物的安全。淺埋暗挖法機(jī)械化程度低，主要是靠入工施工，因此較為機(jī)動(dòng)靈活，對(duì)工程的適應(yīng)性較強(qiáng)，可作成各種結(jié)構(gòu)形式，在地質(zhì)情況較差的情況下需要采取輔助施工措施。淺埋暗挖法施工的基本原則：“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”圖7-30隧道支護(hù)特征曲線7.4新意法

20世紀(jì)70年代中期，意大利的PietroLunardi教授對(duì)數(shù)百座隧道進(jìn)行理論和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究，創(chuàng)立了巖土控制變形分析法（ADECO-RS法）。2006年7月，原鐵道部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)考察了意大利佛羅倫薩薩博羅尼亞告訴鐵路采用ADECO-RS法施工的RatⅠcosa隧道施工現(xiàn)場(chǎng)。2006年10月，擁有ADECO-RS法的意大利特萊維集團(tuán)組團(tuán)來中國(guó)，考察了鄭西客運(yùn)專線黃土隧道施工現(xiàn)場(chǎng)，并與中國(guó)同行進(jìn)行了學(xué)術(shù)交流。同年11月，在北京召開的“中國(guó)高速鐵路隧道國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)”上，特萊維集團(tuán)對(duì)ADECO-RS法作了專題報(bào)告，并將其用中文解釋為新意法。國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)（ⅠSRM）的FrederⅠcL。Pellet教授2006年在中國(guó)巡回講學(xué)中也稱巖土控制變形分析法（ADECO-RS法）為意大利隧道施工法（NewⅠtalⅠanTunnellⅠngMethod,NⅠTM）。

（1）超前核心土超前核心土是掌子面前方一定體積的土體，呈圓柱形，圓柱體的高度和直徑大致等于隧道直徑。（2）掌子面擠出變形掌子面擠出變形是開挖介質(zhì)對(duì)隧道開挖產(chǎn)生的變形反應(yīng)的主要表現(xiàn)形式，其主要發(fā)生在超前核心土內(nèi)；擠出變形的大小取決于其土的強(qiáng)度、變形特性及其所處的原始應(yīng)力場(chǎng)；擠出變形發(fā)生在隧道掌子面的表面，沿隧道水平軸線方向發(fā)展，幾何形狀大概呈軸對(duì)稱，或在掌子面形成螺旋狀突出。

（3）隧道預(yù)收斂

隧道預(yù)收斂是掌子面前方的理論輪廓線的收斂變形，全部取決于超前核心土的強(qiáng)度及變形特性與其原始應(yīng)力狀態(tài)之間的關(guān)系。7.4.2新意法隧道設(shè)計(jì)施工程序圖7-31新意法隧道設(shè)計(jì)施工程序7.4.3新意法與新奧法的比較1.地層變形反應(yīng)的分析方式不同新奧法對(duì)地層變形反應(yīng)的分析僅限于掌子面的后方,僅對(duì)隧道收斂進(jìn)行分析;新意法不僅對(duì)掌子面后方的地層變形反應(yīng)(收斂)進(jìn)行分析,而且更注重對(duì)掌子面及掌子面前方地層的變形反應(yīng)(掌子面擠出變形和預(yù)收斂)進(jìn)行分析。2.地層變形反應(yīng)的控制方式不同

由于對(duì)地層變形反應(yīng)的分析方式不同,新奧法與新意法