隧道工程技術重點

⑴ 隧道施工技術的施工技術

（工藝）
隧道質量取決於工藝質量，工藝質量取決於開挖、初期支護及防排水質量等，初期支護和防排水質量等比較好控制可以加強監管，那麼重點就是開挖質量，開挖質量又取決於鑽爆質量，就是說理論上沒有了超欠挖後續的初支質量就有了保證，因此說隧道質量的好壞很大程度上取決於鑽爆的質量，首先確定鑽爆的方案預裂爆破還是光面爆破首先我們從理論上來分析，由於v級圍岩岩體鬆散、裂隙較發育無法採用或實現光面爆破技術，那麼必須熟練掌握預裂爆破技術及特點， (1)預裂縫要貫通且在地表有一定開裂寬度。對於中等堅硬岩石，縫寬不宜小於1.0cm；堅硬岩石縫寬應達到0.5cm左右；但在松軟岩石上縫寬達到1.0cm以上時，減振作用並未顯著提高，應多做些現場試驗，以利總結經驗。
(2)預裂面開挖後的不平整度不宜大於15cm。預裂面不平整度通常是指預裂孔所形成之預裂面的凹凸程度，它是衡量鑽孔和爆破參數合理性的重要指標，可依此驗證、調整設計數據。
(3)預裂面上的炮孔痕跡保留率應不低於80%，且炮孔附近岩石不出現嚴重的爆破裂隙。
根據預裂爆破的特性、要求經過試驗和反復研究對鑽爆設計做了適宜的改動做到動態控制。 (1) 炮孔直徑一般為50～200mm，對深孔宜采圍較大的孔徑。
（2）炮孔間距宜為孔徑的8～12倍，堅硬岩石取小值。
（3）不耦合系數（炮孔直徑d與葯卷直徑d0的比值）建議取2～4，堅硬岩石取小值。
（4）線裝葯密度一般取250～400g/m。
（5）葯包結構形式，較多的是將葯卷分散綁扎在傳爆線上（圖1-21）。分散葯卷的相鄰間距不宜大於50cm和不大於葯卷的殉爆距離。考慮到孔底的夾製作用較大，底部葯包應加強，約為線裝葯密度的2～5倍。
（6）裝葯時距孔口1m左右的深度內不要裝葯，可用粗砂填塞，不必搗實。填塞段過短，容易形成漏斗，過長則不能出現裂縫。
一般情況來說開挖應盡量採用大斷面或較大的斷面開挖，以減少對圍岩的擾動，根據圍岩特徵經過反復研究、現場考察、論證和試驗洞的開挖，由於斷面大開挖方法最後確定為雙、單側壁導坑開挖法，鑽爆方案確定為V級圍岩預裂爆破設計，IV級圍岩實踐光面爆破，實踐證明這兩種爆破方案均符合轄區隧道IV、V圍岩實際，按照此方案實施爆破，爆破效果較好。但要解決的問題是雙、單側壁導坑法二次擾動比較大，加之圍岩比較鬆散極易出現塌方，特別是淺埋段甚至會出現冒頂，方案是可行的，問題是要怎麼去解決二次擾動問題，經過實踐和多次試驗證明二次擾動對圍岩、初支影響非常大，初支表面加上爆破震動效應的影響靠近掌子面處基本上都會出現開裂、變形，拱架接頭有的會應力扭屈，甚至出現掉拱，某種程度上來講雙、單側壁拱架是起到了簡支梁在中部給一個支點的反作用力的作用，是破壞整體受力的作用，如何加之利用導坑開挖優勢，取長補短又要確保質量安全呢，首先我們經過理論分析圍岩受力情況，單、雙側壁是分部開挖、分階段受力（持續受力）、整體持續收斂的一個過程，經過反復試驗發現二次擾動其實如果控制在圍岩變化（拱頂下沉、周邊收斂、位移）在一定的范圍內時，擾動是對圍岩、初支影響最小，在這區段進行下部接腿、成環或導坑中部接拱最為可行也是最安全的，對初支的影響可以忽略不計，其次就是必須要嚴格開挖步序，必須是兩內側壁先行，後續工序跟進循序漸進的工藝，遇到比較軟弱圍岩時（如流沙、斷裂層）側壁導坑也須遵循「短進尺，弱爆破，強支護，早封閉」的原則，開挖步序見圖標2 洞口邊、仰坡和明洞開挖與支護應自上而下分層開挖，而且要洞外永、臨防、排水要先行，使地表水通暢，避免地表水沖刷坡面。必要是採取人工修坡，防止超挖，減少對洞口相鄰地段的擾動；開挖暴露的邊坡及時施作設計的防護，降低圍岩暴露而風化，支護要緊跟，轄區內都為高邊、仰坡，如果不及時安全無法保證，況且會浪費很多的人力物力，
明洞襯砌必須檢查、復核明洞邊牆基礎的地質狀態和地基承載力，滿足設計要求後，測量放樣，架立模板支撐，綁扎鋼筋，安裝內外模板，先牆後拱整體澆注襯砌混凝土，集中拌和泵送入模，插入式振搗器配合附著式振搗器搗固密實。
洞門施工對於削竹式洞門，同明洞同時施作，削竹斜面按坡度安裝木模板，用角鋼將斜面端模與邊模固定成整體。
明洞防水層與回填
明洞襯砌完成後強度達到50%方可拆除外模，鋪設防水層，回填要對稱每層不大於30cm，兩側高度差不得大於50cm，回填至拱頂後，再分層滿填至完成，做好表面隔水層。 進洞方式
洞口段覆蓋層薄、地質條件差，當開挖深度至起拱線時，先施作進洞導向牆及大管棚，待明洞襯砌完成後，接長管棚尾端，搭接於明洞上，使管棚尾端形成一個固定支撐，在大管棚的保護下開口進內側壁，兩內側壁導坑的進尺也要錯開前後（5～10m）。如果是小間距還必須設置預應力對拉錨桿。
V級圍岩破碎帶開挖與支護
上斷面內側壁導坑先進，進尺0.7m，同時外側壁導坑也可開挖，當下斷面成環進尺約20～35m後，核心土上部弧形導坑開挖支護接拱，進尺3～5後可開挖中部及支護，最後下部隧底與先前的左右導坑的下斷面完全結合封閉成環，共分七部開挖支護，所有工序必須嚴格遵循開挖支護步序，必須是兩內側壁先行，後續工序跟進循序漸進的工藝。
另外，爆破後開挖輪廓線必須採用人工配合風鎬開挖，嚴禁補炮，炮眼成孔應採用水鑽，做好洞內的施工臨時排水，必要時採用水泵排出洞外，石英、雲母片岩在水浸泡後會加速喪失自穩能力，而且會加速圍岩節理發育的形成，如果地下水壓力太大會增加對支護的破壞作用。 本區段IV級圍岩根據圍岩的節理發育、走向和圍岩的風化脆弱程度情況我們將其區分為兩種情況對待，一種為種為IV級一種為IV級加強段，為了節約成本和發揮最大的時間效應，開挖方法也有所調整准IV級為上下台階留核心土開挖法－正台階開挖，IV級加強段為CD工法工序開挖－單側壁開挖法；鑽爆開挖均採用實踐光面爆破，為了進一步搞好光面爆破，提高爆破效率，實現安全快速開挖，提前實現獨頭施工貫通，施工與監理單位共同成立了一個光面爆破技術專題小組，在認真總結Ⅲ類圍岩爆破實踐的基礎上，研究探討IV圍岩全斷面光爆技術，施工過程中效果甚好，特別是上下台階法施工，炮眼殘痕率達95%，特殊地段拱部釺痕率達85%，邊牆達80%，局部最大超挖量為10㎝，欠挖量為8㎝，IV級圍岩實踐採用光面爆破取得的有關技術參數及效果，爆破專題組通過多次爆破實踐，反復修正爆破參數，最終確定了IV類圍岩的鑽爆方案，附鑽爆設計圖

⑵ 隧道施工技術與方法

隧道施工技術方法：
1 總體施工方案
採用新奧法施工，施工原則為「少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉」。Ⅱ類圍岩採用分部開挖法施工；Ⅲ類圍岩採用微台階法開挖，預裂爆破；Ⅳ類圍岩採用全斷面法施工（Ⅳ類圍岩偏下時，採用台階法施工），光面爆破技術；斷層破碎帶採用中隔牆法施工。
出碴採用側卸裝載機裝碴、無軌運輸。
二次襯砌採用軌行式模板台車，混凝土攪拌運輸車運送混凝土，泵送混凝土，襯砌完後進行裝飾工程施工。
在斷層破碎帶和富水帶加強超前地質預測，為施工提供依據，以採用有效措施和正確的施工方法。
2 明洞施工方法及技術措施
2.1 施工流程
測量→邊坡、仰坡滾、孤石處理或防護→截排水溝施工→土石方開挖→坡面防護→仰拱及邊牆基礎施工→立明洞內模→綁扎鋼筋→立明洞外模→澆築混凝土→混凝土養生→脫模→防水層施工→回填及防護工程施工。
2.2 施工方法
1）明洞段和洞門一次開挖完成，開挖採用全寬橫挖法一次成形，開挖前先進行邊、仰坡放線，再做排水溝。
2）土石方用反鏟挖掘機開挖，石方採用中小爆破法，風鑽鑽孔，非電毫秒雷管起爆，裝載機裝碴，自卸汽車運輸，接近邊、仰坡的爆破採用光面爆破，以保證坡面的穩定。開挖自上而下進行，邊開挖邊施工邊坡和仰坡成洞面的防護工程。
3）先進行洞身開挖10～20m後，再進行明洞襯砌。施工時，注意明洞和暗洞的銜接處，應從內向外進行。
4）進洞前，完成所有坡面加固和防護措施。
5）明洞鋼筋混凝土結構施工：分兩部分施工，先施工仰拱及牆基礎部分鋼筋混凝土，待該部分混凝土達到一定強度後，拆模，進行施工縫鑿毛，然後施工上部邊牆及拱部鋼筋混凝土。仰拱和牆基部分採用組合鋼模板，人工立模澆築，邊牆及拱部混凝土施工採用模板台車作內模，外模採用組合鋼模板，外模加斜撐保證穩定，兩側對稱澆築混凝土，鋼筋在加工廠加工成型，現場綁扎。混凝土由自動計量混凝土攪拌站生產，混凝土運輸車運輸，混凝土泵送入模，插入式搗固器搗固密實，拱牆混凝土一次澆築完成。
6）明洞外防水層施工：鋪設防水層，施工前修鑿平整混凝土面上的凸凹不平之處以防損壞防水板。防水板的焊縫質量要符合要求，如有缺陷必須採取糾正措施，直至達到要求。
7）明洞拱背回填：拱頂以上最大回填高度為2m，填土夯實度≮93%，頂層採用粘土層隔水，回填土表面植草皮。
回填土兩側對稱同時進行，牆底部鋪填0.5m～1m厚碎石並夯實，然後向上採用人工分層回填，逐層夯實。回填過程中精心保護防水層不被破壞。
粘土隔水層與邊、仰坡搭接良好，封閉緊密，防止地表水滲漏。
3 洞門施工方法及技術措施
3.1 施工流程
測量放線→邊牆基礎開挖→基底檢查→綁扎邊牆基礎鋼筋→立模→澆築混凝土→脫模養生→洞門內模→綁扎鋼筋→外模→澆築混凝土→混凝土養生→脫模→防水層施工→回填仰坡→施工防護工程→施工排水溝、電纜槽。
3.2 施工方法
1）洞門基礎開挖後，作好排水工作，不得被水浸泡，基坑廢碴、雜物必須清除干凈，報監理工程師驗收合格後方可進行下道工序施工。
2）洞門拱牆與明洞拱牆連成整體。
3）洞門端牆的砌築與牆背回填，應兩側同時進行，對襯砌築防止產生偏壓。
4）洞門建築完成後，洞門以上仰坡坡腳如有損壞，及時修補，並檢查與確保坡頂以上的截水溝和牆頂排水溝與路基排水系統的完好與連通。
5）端牆頂排水溝砌築前，應將填土夯實緊密。
4 斷層影響帶施工方法及技術措施
斷層影響採用中隔牆法進行施工，超前支護採用超前小導管注漿，輔助施工採用格柵支撐，間距75cm。
5 Ⅱ類圍岩施工方法及技術措施
5.1 施工方法
Ⅱ類圍岩採用分部施工法開挖，分為上、中、下三部分，上半斷面弧形導坑開挖，非電毫秒管起爆，預裂爆破，中、下斷面左右開挖。開挖前進行超前注漿加固。
5.2 技術措施
1）Ⅱ類圍岩輔助施工採用格柵支撐作為初期支護，加強段格柵支撐間距為0.75m、一般段為1.0m。初期支護採用φ25中空錨桿@100×100cm，L=3.5m，然後掛φ6鋼筋網@15×15cm，噴射25#混凝土25cm，二次襯砌為模築25#混凝土40cm厚。
2）鑽眼時先突出開挖斷面輪廓、中線、水平線，標出周邊眼，採用隔孔裝葯，非電起爆，預裂爆破。
3）開挖後，對工作面進行檢查，及時清幫找頂，初噴混凝土。
4）安裝格柵支撐：出碴後，人工安裝，用φ16鋼筋連接，環向間距1.0m，拱腳置於牢固的基礎上，格柵支撐安裝應符合規范要求和設計要求，格柵支撐背後間隙用噴混凝土充填，格柵支撐安裝要快速，定位準確，確保格柵支撐整體受力。
5）在初噴混凝土後及時進行安裝錨桿。
6）錨桿安裝後及時進行掛網作業，先在洞外作成網片，鋪網時注意網片搭接寬度，並固定牢固，網片掛好後進行復噴混凝土到設計厚度。
7）下半斷面開挖後及時進行支護，支護後應及時澆築仰拱混凝土形成閉合結構。
8）初期支護不僅是臨時支護，加強圍岩自承力，形成一個支護體系，也是復合式襯砌的重要組成部分，必須按設計規范作好，並作好量測工作，用量測數據指導施工，必要時採取補強措施。