隧道工程技术重点

⑴ 隧道施工技术的施工技术

（工艺）
隧道质量取决于工艺质量，工艺质量取决于开挖、初期支护及防排水质量等，初期支护和防排水质量等比较好控制可以加强监管，那么重点就是开挖质量，开挖质量又取决于钻爆质量，就是说理论上没有了超欠挖后续的初支质量就有了保证，因此说隧道质量的好坏很大程度上取决于钻爆的质量，首先确定钻爆的方案预裂爆破还是光面爆破首先我们从理论上来分析，由于v级围岩岩体松散、裂隙较发育无法采用或实现光面爆破技术，那么必须熟练掌握预裂爆破技术及特点， (1)预裂缝要贯通且在地表有一定开裂宽度。对于中等坚硬岩石，缝宽不宜小于1.0cm；坚硬岩石缝宽应达到0.5cm左右；但在松软岩石上缝宽达到1.0cm以上时，减振作用并未显著提高，应多做些现场试验，以利总结经验。
(2)预裂面开挖后的不平整度不宜大于15cm。预裂面不平整度通常是指预裂孔所形成之预裂面的凹凸程度，它是衡量钻孔和爆破参数合理性的重要指标，可依此验证、调整设计数据。
(3)预裂面上的炮孔痕迹保留率应不低于80%，且炮孔附近岩石不出现严重的爆破裂隙。
根据预裂爆破的特性、要求经过试验和反复研究对钻爆设计做了适宜的改动做到动态控制。 (1) 炮孔直径一般为50～200mm，对深孔宜采围较大的孔径。
（2）炮孔间距宜为孔径的8～12倍，坚硬岩石取小值。
（3）不耦合系数（炮孔直径d与药卷直径d0的比值）建议取2～4，坚硬岩石取小值。
（4）线装药密度一般取250～400g/m。
（5）药包结构形式，较多的是将药卷分散绑扎在传爆线上（图1-21）。分散药卷的相邻间距不宜大于50cm和不大于药卷的殉爆距离。考虑到孔底的夹制作用较大，底部药包应加强，约为线装药密度的2～5倍。
（6）装药时距孔口1m左右的深度内不要装药，可用粗砂填塞，不必捣实。填塞段过短，容易形成漏斗，过长则不能出现裂缝。
一般情况来说开挖应尽量采用大断面或较大的断面开挖，以减少对围岩的扰动，根据围岩特征经过反复研究、现场考察、论证和试验洞的开挖，由于断面大开挖方法最后确定为双、单侧壁导坑开挖法，钻爆方案确定为V级围岩预裂爆破设计，IV级围岩实践光面爆破，实践证明这两种爆破方案均符合辖区隧道IV、V围岩实际，按照此方案实施爆破，爆破效果较好。但要解决的问题是双、单侧壁导坑法二次扰动比较大，加之围岩比较松散极易出现塌方，特别是浅埋段甚至会出现冒顶，方案是可行的，问题是要怎么去解决二次扰动问题，经过实践和多次试验证明二次扰动对围岩、初支影响非常大，初支表面加上爆破震动效应的影响靠近掌子面处基本上都会出现开裂、变形，拱架接头有的会应力扭屈，甚至出现掉拱，某种程度上来讲双、单侧壁拱架是起到了简支梁在中部给一个支点的反作用力的作用，是破坏整体受力的作用，如何加之利用导坑开挖优势，取长补短又要确保质量安全呢，首先我们经过理论分析围岩受力情况，单、双侧壁是分部开挖、分阶段受力（持续受力）、整体持续收敛的一个过程，经过反复试验发现二次扰动其实如果控制在围岩变化（拱顶下沉、周边收敛、位移）在一定的范围内时，扰动是对围岩、初支影响最小，在这区段进行下部接腿、成环或导坑中部接拱最为可行也是最安全的，对初支的影响可以忽略不计，其次就是必须要严格开挖步序，必须是两内侧壁先行，后续工序跟进循序渐进的工艺，遇到比较软弱围岩时（如流沙、断裂层）侧壁导坑也须遵循“短进尺，弱爆破，强支护，早封闭”的原则，开挖步序见图标2 洞口边、仰坡和明洞开挖与支护应自上而下分层开挖，而且要洞外永、临防、排水要先行，使地表水通畅，避免地表水冲刷坡面。必要是采取人工修坡，防止超挖，减少对洞口相邻地段的扰动；开挖暴露的边坡及时施作设计的防护，降低围岩暴露而风化，支护要紧跟，辖区内都为高边、仰坡，如果不及时安全无法保证，况且会浪费很多的人力物力，
明洞衬砌必须检查、复核明洞边墙基础的地质状态和地基承载力，满足设计要求后，测量放样，架立模板支撑，绑扎钢筋，安装内外模板，先墙后拱整体浇注衬砌混凝土，集中拌和泵送入模，插入式振捣器配合附着式振捣器捣固密实。
洞门施工对于削竹式洞门，同明洞同时施作，削竹斜面按坡度安装木模板，用角钢将斜面端模与边模固定成整体。
明洞防水层与回填
明洞衬砌完成后强度达到50%方可拆除外模，铺设防水层，回填要对称每层不大于30cm，两侧高度差不得大于50cm，回填至拱顶后，再分层满填至完成，做好表面隔水层。 进洞方式
洞口段覆盖层薄、地质条件差，当开挖深度至起拱线时，先施作进洞导向墙及大管棚，待明洞衬砌完成后，接长管棚尾端，搭接于明洞上，使管棚尾端形成一个固定支撑，在大管棚的保护下开口进内侧壁，两内侧壁导坑的进尺也要错开前后（5～10m）。如果是小间距还必须设置预应力对拉锚杆。
V级围岩破碎带开挖与支护
上断面内侧壁导坑先进，进尺0.7m，同时外侧壁导坑也可开挖，当下断面成环进尺约20～35m后，核心土上部弧形导坑开挖支护接拱，进尺3～5后可开挖中部及支护，最后下部隧底与先前的左右导坑的下断面完全结合封闭成环，共分七部开挖支护，所有工序必须严格遵循开挖支护步序，必须是两内侧壁先行，后续工序跟进循序渐进的工艺。
另外，爆破后开挖轮廓线必须采用人工配合风镐开挖，严禁补炮，炮眼成孔应采用水钻，做好洞内的施工临时排水，必要时采用水泵排出洞外，石英、云母片岩在水浸泡后会加速丧失自稳能力，而且会加速围岩节理发育的形成，如果地下水压力太大会增加对支护的破坏作用。 本区段IV级围岩根据围岩的节理发育、走向和围岩的风化脆弱程度情况我们将其区分为两种情况对待，一种为种为IV级一种为IV级加强段，为了节约成本和发挥最大的时间效应，开挖方法也有所调整准IV级为上下台阶留核心土开挖法－正台阶开挖，IV级加强段为CD工法工序开挖－单侧壁开挖法；钻爆开挖均采用实践光面爆破，为了进一步搞好光面爆破，提高爆破效率，实现安全快速开挖，提前实现独头施工贯通，施工与监理单位共同成立了一个光面爆破技术专题小组，在认真总结Ⅲ类围岩爆破实践的基础上，研究探讨IV围岩全断面光爆技术，施工过程中效果甚好，特别是上下台阶法施工，炮眼残痕率达95%，特殊地段拱部钎痕率达85%，边墙达80%，局部最大超挖量为10㎝，欠挖量为8㎝，IV级围岩实践采用光面爆破取得的有关技术参数及效果，爆破专题组通过多次爆破实践，反复修正爆破参数，最终确定了IV类围岩的钻爆方案，附钻爆设计图

⑵ 隧道施工技术与方法

隧道施工技术方法：
1 总体施工方案
采用新奥法施工，施工原则为“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”。Ⅱ类围岩采用分部开挖法施工；Ⅲ类围岩采用微台阶法开挖，预裂爆破；Ⅳ类围岩采用全断面法施工（Ⅳ类围岩偏下时，采用台阶法施工），光面爆破技术；断层破碎带采用中隔墙法施工。
出碴采用侧卸装载机装碴、无轨运输。
二次衬砌采用轨行式模板台车，混凝土搅拌运输车运送混凝土，泵送混凝土，衬砌完后进行装饰工程施工。
在断层破碎带和富水带加强超前地质预测，为施工提供依据，以采用有效措施和正确的施工方法。
2 明洞施工方法及技术措施
2.1 施工流程
测量→边坡、仰坡滚、孤石处理或防护→截排水沟施工→土石方开挖→坡面防护→仰拱及边墙基础施工→立明洞内模→绑扎钢筋→立明洞外模→浇筑混凝土→混凝土养生→脱模→防水层施工→回填及防护工程施工。
2.2 施工方法
1）明洞段和洞门一次开挖完成，开挖采用全宽横挖法一次成形，开挖前先进行边、仰坡放线，再做排水沟。
2）土石方用反铲挖掘机开挖，石方采用中小爆破法，风钻钻孔，非电毫秒雷管起爆，装载机装碴，自卸汽车运输，接近边、仰坡的爆破采用光面爆破，以保证坡面的稳定。开挖自上而下进行，边开挖边施工边坡和仰坡成洞面的防护工程。
3）先进行洞身开挖10～20m后，再进行明洞衬砌。施工时，注意明洞和暗洞的衔接处，应从内向外进行。
4）进洞前，完成所有坡面加固和防护措施。
5）明洞钢筋混凝土结构施工：分两部分施工，先施工仰拱及墙基础部分钢筋混凝土，待该部分混凝土达到一定强度后，拆模，进行施工缝凿毛，然后施工上部边墙及拱部钢筋混凝土。仰拱和墙基部分采用组合钢模板，人工立模浇筑，边墙及拱部混凝土施工采用模板台车作内模，外模采用组合钢模板，外模加斜撑保证稳定，两侧对称浇筑混凝土，钢筋在加工厂加工成型，现场绑扎。混凝土由自动计量混凝土搅拌站生产，混凝土运输车运输，混凝土泵送入模，插入式捣固器捣固密实，拱墙混凝土一次浇筑完成。
6）明洞外防水层施工：铺设防水层，施工前修凿平整混凝土面上的凸凹不平之处以防损坏防水板。防水板的焊缝质量要符合要求，如有缺陷必须采取纠正措施，直至达到要求。
7）明洞拱背回填：拱顶以上最大回填高度为2m，填土夯实度≮93%，顶层采用粘土层隔水，回填土表面植草皮。
回填土两侧对称同时进行，墙底部铺填0.5m～1m厚碎石并夯实，然后向上采用人工分层回填，逐层夯实。回填过程中精心保护防水层不被破坏。
粘土隔水层与边、仰坡搭接良好，封闭紧密，防止地表水渗漏。
3 洞门施工方法及技术措施
3.1 施工流程
测量放线→边墙基础开挖→基底检查→绑扎边墙基础钢筋→立模→浇筑混凝土→脱模养生→洞门内模→绑扎钢筋→外模→浇筑混凝土→混凝土养生→脱模→防水层施工→回填仰坡→施工防护工程→施工排水沟、电缆槽。
3.2 施工方法
1）洞门基础开挖后，作好排水工作，不得被水浸泡，基坑废碴、杂物必须清除干净，报监理工程师验收合格后方可进行下道工序施工。
2）洞门拱墙与明洞拱墙连成整体。
3）洞门端墙的砌筑与墙背回填，应两侧同时进行，对衬砌筑防止产生偏压。
4）洞门建筑完成后，洞门以上仰坡坡脚如有损坏，及时修补，并检查与确保坡顶以上的截水沟和墙顶排水沟与路基排水系统的完好与连通。
5）端墙顶排水沟砌筑前，应将填土夯实紧密。
4 断层影响带施工方法及技术措施
断层影响采用中隔墙法进行施工，超前支护采用超前小导管注浆，辅助施工采用格栅支撑，间距75cm。
5 Ⅱ类围岩施工方法及技术措施
5.1 施工方法
Ⅱ类围岩采用分部施工法开挖，分为上、中、下三部分，上半断面弧形导坑开挖，非电毫秒管起爆，预裂爆破，中、下断面左右开挖。开挖前进行超前注浆加固。
5.2 技术措施
1）Ⅱ类围岩辅助施工采用格栅支撑作为初期支护，加强段格栅支撑间距为0.75m、一般段为1.0m。初期支护采用φ25中空锚杆@100×100cm，L=3.5m，然后挂φ6钢筋网@15×15cm，喷射25#混凝土25cm，二次衬砌为模筑25#混凝土40cm厚。
2）钻眼时先突出开挖断面轮廓、中线、水平线，标出周边眼，采用隔孔装药，非电起爆，预裂爆破。
3）开挖后，对工作面进行检查，及时清帮找顶，初喷混凝土。
4）安装格栅支撑：出碴后，人工安装，用φ16钢筋连接，环向间距1.0m，拱脚置于牢固的基础上，格栅支撑安装应符合规范要求和设计要求，格栅支撑背后间隙用喷混凝土充填，格栅支撑安装要快速，定位准确，确保格栅支撑整体受力。
5）在初喷混凝土后及时进行安装锚杆。
6）锚杆安装后及时进行挂网作业，先在洞外作成网片，铺网时注意网片搭接宽度，并固定牢固，网片挂好后进行复喷混凝土到设计厚度。
7）下半断面开挖后及时进行支护，支护后应及时浇筑仰拱混凝土形成闭合结构。
8）初期支护不仅是临时支护，加强围岩自承力，形成一个支护体系，也是复合式衬砌的重要组成部分，必须按设计规范作好，并作好量测工作，用量测数据指导施工，必要时采取补强措施。