8-《隧道工程》（第二版）第八章-隧道施工組織與環(huán)境保護(hù)

1隧道施工組織原理2隧道施工方法3隧道鉆爆法施工基本作業(yè)第八章隧道施工組織與環(huán)境保護(hù)4隧道施工進(jìn)度與風(fēng)險管理5隧道施工環(huán)境保護(hù)學(xué)習(xí)要求及重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容及要求：隧道施工組織基本原理、新奧法施工基本原則、常見隧道施工方法、鉆爆法掘進(jìn)施工技術(shù)、基本開挖工法、襯砌支護(hù)技術(shù)、特殊地質(zhì)條件下的施工技術(shù)以及環(huán)境保護(hù)技術(shù)。通過本章的學(xué)習(xí),了解隧道施工方法(尤其是新奧法施工)的基本特點(diǎn)及其及適用范圍,樹立環(huán)境保護(hù)和文明施工意識;熟悉隧道施工的基本流程、主要材料、關(guān)鍵設(shè)備及配套工藝等;掌握隧道光面爆破的基本原理和施工技術(shù),隧道開挖工法的基本特點(diǎn)和適用范圍,復(fù)合式襯砌的施工順序和質(zhì)量控制措施,特殊地質(zhì)條件下隧道施工的主要風(fēng)險及其工程對策,通風(fēng)防塵降噪的基本措施,隧道洞渣、廢水的處理措施及綠色施工技術(shù)。重點(diǎn)：隧道開挖工法,爆破開挖技術(shù),襯砌施工技術(shù)。難點(diǎn)：特殊地質(zhì)條件下隧道施工安全風(fēng)險識別及其施工要點(diǎn)。隧道施工組織原理8.18.1.1隧道施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備是整個工程建設(shè)的序幕和整個工程按預(yù)期開工的重要保證。隧道工程項(xiàng)目施工準(zhǔn)備工作按其性質(zhì)及內(nèi)容包括技術(shù)準(zhǔn)備、物質(zhì)準(zhǔn)備、勞動組織準(zhǔn)備、施工現(xiàn)場準(zhǔn)備和施工場外準(zhǔn)備。（一）、技術(shù)準(zhǔn)備技術(shù)準(zhǔn)備是施工準(zhǔn)備最重要的內(nèi)容，認(rèn)真做好技術(shù)準(zhǔn)備工作，是工程順利進(jìn)行的保證，具體有以下內(nèi)容：（1）熟悉、審查施工圖紙及有關(guān)設(shè)計資料（2）調(diào)查勘察資料和施工技術(shù)資料（3）根據(jù)獲得的工程控制測量的基準(zhǔn)資料，進(jìn)行復(fù)測和校核，確定工程的測量網(wǎng)（4）在調(diào)查獲得的新的資料基礎(chǔ)上，確定施工方案，補(bǔ)充和修改施工設(shè)計（5）編制施工圖預(yù)算和施工預(yù)算8.1.1隧道施工準(zhǔn)備（二）、物資準(zhǔn)備隧道工程施工的物資準(zhǔn)備工作，主要包括現(xiàn)場的基本條件和所需要的建筑材料。

開工前必須準(zhǔn)備的基本條件有:施工道路，施工所用的水、電、氣、通信設(shè)施;施工現(xiàn)場的平整和布置;修建施工的臨時用房（機(jī)械修理房、木材加工房、材料庫房炸藥庫房、生活用房辦公室會計室、調(diào)度室等）;搭建工程用房（壓縮空氣房、配電房、水泥攪拌房、材料檢測房等）。物資準(zhǔn)備主要有:建筑材料、構(gòu)件加工設(shè)備、工程施工設(shè)備（施工機(jī)具和設(shè)備、運(yùn)輸車輛等）、安裝設(shè)備等。根據(jù)施工設(shè)計、施工預(yù)算和施工進(jìn)度的計劃，按各階段施工需求量，計劃組織貨源和安排。（三）、勞動安排（1）工程項(xiàng)目的組織機(jī)構(gòu)（2）工程項(xiàng)目的施工隊(duì)伍（3）建立健全各項(xiàng)管理制度

施工準(zhǔn)備的各項(xiàng)工作相互關(guān)聯(lián),互為補(bǔ)充和配合。要保證施工準(zhǔn)備工作的質(zhì)量,加快速度，應(yīng)加強(qiáng)與業(yè)主、設(shè)計單位和當(dāng)?shù)卣畢f(xié)調(diào)工作，健全施工準(zhǔn)備工作的責(zé)任和檢查制度,在施工全過程中有組織、有計劃地進(jìn)行。8.1.1隧道施工準(zhǔn)備施工器械準(zhǔn)備8.1.1隧道施工準(zhǔn)備施工現(xiàn)場調(diào)查現(xiàn)場材料準(zhǔn)備場地土石方運(yùn)輸場地準(zhǔn)備8.1.2隧道施工組織設(shè)計隧道施工組織設(shè)計是施工準(zhǔn)備工作最重要的環(huán)節(jié)，是指導(dǎo)現(xiàn)場施工全過程中各項(xiàng)活動的綜合性技術(shù)文件。它是根據(jù)建設(shè)單位的要求、隧道工程特點(diǎn)、圍巖條件、工期要求周圍環(huán)境、施工技術(shù)裝備和施工力量等技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素編制的。通過隧道施工組織設(shè)計,確定合理的施工方案,對施工工藝、機(jī)械配備、監(jiān)控量測、工序安排、勞動組織材料供應(yīng)、工程投資、場地布置等，作出合理的計劃，并提出組織措施和充分預(yù)計可能出現(xiàn)問題的對策等，確保隧道施工有條不紊地進(jìn)行。8.1.2隧道施工組織設(shè)計1）隧道各階段施工組織設(shè)計的內(nèi)容初步施工組織設(shè)計施工組織：根據(jù)工程的難易程度，提出對設(shè)計、施工、管理、監(jiān)理單位的要求。工期安排：主要包括隧道主體工程、有關(guān)附屬房建工程、機(jī)電設(shè)備安裝工程的安排。主要施工方法：根據(jù)隧道設(shè)計對不同地質(zhì)地段提出施工方法。施工場地及棄渣場地：施工場地包括臨時生產(chǎn)、生活用房，施工便道，變電站，料庫，材料場等臨時用地。棄渣場地需根據(jù)開挖量（考慮松方系數(shù)）及考慮經(jīng)篩選回收利用后的棄渣量和地形實(shí)際情況合理選取。主要機(jī)械設(shè)備及勞動工日主要設(shè)計圖表：隧道施工方案圖、沿線筑路材料供應(yīng)示意圖、隧道進(jìn)（出）口施工場地布置圖、隧道施工組織計劃及施工進(jìn)度圖8.1.2隧道施工組織設(shè)計指導(dǎo)性施工組織設(shè)計是施工單位承包工程時，根據(jù)對設(shè)計文件的初步研究和了解，調(diào)查和復(fù)核施工現(xiàn)場，與建設(shè)單位、設(shè)計單位協(xié)商解決設(shè)計變更之后編制的隧道工程施工的總計劃。主要內(nèi)容如下：1.工程概況2.隧道現(xiàn)場的地形、地貌、地質(zhì)和水文地質(zhì)勘探調(diào)查的資料3.編制依據(jù)及編制原則4.施工準(zhǔn)備及臨時設(shè)施5.任務(wù)劃分、工期及勞動力組織6.機(jī)械配備情況7.主要施工方案與安排8.特殊地段施工的措施9.施工通風(fēng)與排水10.采用新技術(shù)、新工藝

11.方針目標(biāo)及技術(shù)保證措施12.質(zhì)量保證體系指導(dǎo)性施工組織設(shè)計8.1.2隧道施工組織設(shè)計應(yīng)提供如下主要設(shè)計圖表：1.工班勞動力組織2.隧道分進(jìn)度完成數(shù)量表3.隧道勞動力及工日分年度需要量表4.隧道分年度材料需要量表5.隧道進(jìn)、出口場地平面布置圖6.隧道施工組織設(shè)計進(jìn)度圖7.隧道鉆爆設(shè)計圖8.隧道施工通風(fēng)與排水設(shè)計圖9.隧道施工進(jìn)、出口給水管線設(shè)計圖10.隧道進(jìn)、出口電力與通信線路設(shè)計圖指導(dǎo)性施工組織設(shè)計8.1.2隧道施工組織設(shè)計實(shí)施性施工組織設(shè)計就是施工過程中編制的施工組織設(shè)計。它是施工單位在施工過程中，根據(jù)各項(xiàng)分部工程,各工序及施工隊(duì)或班組的人力機(jī)具等配備情況，分期、分部、分項(xiàng)實(shí)施的指導(dǎo)性施工組織設(shè)計。對于隧道工程來講，由于眾多的不可預(yù)見的因素，常常還需要根據(jù)實(shí)際情況制定特殊地段施工組織設(shè)計，如突然遇到大坍方等情況，就要制定特殊處理措施。實(shí)施性施工組織設(shè)計的內(nèi)容與指導(dǎo)性施工組織設(shè)計相似,主要內(nèi)容及主要設(shè)計圖表同指導(dǎo)性施工組織設(shè)計。但它更具體、更詳細(xì),一般按指導(dǎo)性施工組織設(shè)計所規(guī)定的施工方法、施工程序、施工工期及資源供應(yīng)條件等進(jìn)行編制，如果客觀情況與原計劃有出人時,不應(yīng)機(jī)械地執(zhí)行原計劃，而應(yīng)修訂和調(diào)整原計劃。實(shí)行施工組織動態(tài)管理，其目的是經(jīng)濟(jì)、安全、保質(zhì)、保量、按期或提前完成施工任務(wù)。實(shí)施性施工組織設(shè)計8.1.2隧道施工組織設(shè)計2）隧道施工組織設(shè)計的編制1）設(shè)計文件及變更設(shè)計文件。2）工期要求、勞力、材料、機(jī)械（具）、運(yùn)輸?shù)葪l件。3）現(xiàn)場調(diào)查資料、預(yù)先選定的施工方案。4）各種定額指標(biāo)。5）國家及交通部門現(xiàn)行的施工規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和管理制度編制依據(jù)編制原則1）嚴(yán)格遵守簽訂的承包合同或上級的施工期限，保證按期或提前完成施工任務(wù)，交付通車運(yùn)營使用。2）遵守施工規(guī)范和操作規(guī)程，確保工程質(zhì)量及施工安全。3）采用新技術(shù)和先進(jìn)的施工方法，逐漸提高施工機(jī)械化和預(yù)制裝配化施工程度，降低成本，提高勞動生產(chǎn)率，減輕勞動強(qiáng)度，統(tǒng)籌安排施工，做到均衡生產(chǎn)。4）貫徹就地取材的原則，盡量利用當(dāng)?shù)刭Y源。5）開源節(jié)流，精打細(xì)算，充分利用已有設(shè)施，盡量減少臨時工程，降低工程成本，提高投資經(jīng)濟(jì)效益。6）合理組織冬、雨期施工和建筑材料運(yùn)輸、儲備工作，增加全年施工工作日，并力求降低冬、雨期施工的附加費(fèi)用。7）節(jié)約施工用地，少占或不占農(nóng)田，注意水土保持和環(huán)境保護(hù)。8）統(tǒng)籌布置施工現(xiàn)場，要確保施工安全，同時要方便職工的生產(chǎn)和生活。8.1.2隧道施工組織設(shè)計1)施工調(diào)查和技術(shù)交底。

2)分析設(shè)計資料，擬定、研究選擇施工方案和施工方法。

3)編制工程施工進(jìn)度圖。

4)計算人工、材料、機(jī)具的需要量，制定供應(yīng)計劃。

5)編制臨時工程、供水、供電、供熱計劃。

6)工地運(yùn)輸組織。

7)布置施工平面圖。

8)編制技術(shù)措施計劃與計算技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

9)編制說明書。編制隧道施工組織設(shè)計的程序8.1.3隧道施工場地布置隧道洞口場地一般比較狹窄,而隧道施工的機(jī)械設(shè)備和材料等又多，如果事先沒有很好地規(guī)劃，很容易造成相互干擾、使用不便、效率不高等不合理現(xiàn)象，甚至?xí)l(fā)生安全事故。為此,施工前要根據(jù)洞口的地形特點(diǎn)，結(jié)合勞動力安排、機(jī)械設(shè)備材料用量、工期要求、施工方法和棄渣場位置等因素，進(jìn)行全面規(guī)劃、統(tǒng)籌安排、合理布置，使工地秩序井然、忙而不亂，以充分發(fā)揮人力、物力的最大效能,為快速施工創(chuàng)造有利條件。

一般情況下，由于地形的限制,現(xiàn)場很難一次布置就緒。在布置時必須有緩有急，隨場地的逐步擴(kuò)大和逐步改造而逐漸完善。布置場地時要考慮的項(xiàng)目很多，山嶺隧道施工時幾個主要項(xiàng)目的布置要求如下。8.1.3隧道施工場地布置1）考慮將棄渣用作洞外路基填方和橋頭路堤填土。2）不致堵塞河谷與河道時，順溝順河棄渣。3）不致在山洪來臨時被洪水沖毀，并危害下游農(nóng)田時，填平山坡荒地作施工場地。4）洞口均為耕地但較遠(yuǎn)處有荒地可供棄渣時，應(yīng)作遠(yuǎn)距離的運(yùn)渣。5）在隧道工地附近均為耕地，并且棄渣必須占用農(nóng)田時，應(yīng)先把種植土鏟運(yùn)一旁，待工程結(jié)束后再把原種植上覆蓋于棄渣場上以恢復(fù)耕種。1）砂石料堆放和水泥倉庫均應(yīng)和混凝土攪拌站布置在一起。2）木材倉庫和木材加工場應(yīng)布置在一起，并靠近道路。3）鋼材倉庫與鋼筋加工場地應(yīng)布置在一起，以便于加工和工程使用。棄渣場地及卸渣道路的布置大宗材料的堆放場地和料庫的布置8.1.3隧道施工場地布置1）通風(fēng)機(jī)房和空壓機(jī)房應(yīng)靠近洞口，盡量縮短管道長度，以減少管道中能量損失，尤其要盡量避免出現(xiàn)過多的角度彎折。2）攪拌機(jī)應(yīng)盡量靠近洞口，靠近砂石料，且應(yīng)有一定垂直高度，便于裝車運(yùn)輸。3）炸藥和雷管要分別存放。4）發(fā)電機(jī)房不需要太靠近洞口而與其他房屋爭場地。5）工地的臨時道路應(yīng)充分利用原有道路。6）行政管理和生活福利設(shè)施，應(yīng)方便生產(chǎn)，方便工人的生活。生產(chǎn)房屋和生產(chǎn)設(shè)施的布置8.1.3隧道施工場地布置生活房屋的布置8.1.3隧道施工場地布置隧道施工方法8.28.2隧道施工方法新奧法—新奧地利隧道施工法（NewAustriaTunnelingMethod，NATM），是奧地利學(xué)者拉布希維1963年首先提出的。它是以控制爆破為主要掘進(jìn)手段，以噴射混凝土和錨桿為主要支護(hù)措施，通過監(jiān)測控制圍巖的變形，動態(tài)修正設(shè)計參數(shù)和變化施工方法的一種隧道施工方法，其核心內(nèi)容是充分發(fā)揮圍巖的自承能力。新奧法施工過程中包含的主要作業(yè)如圖8.2所示。圖8.2

施工過程的主要作業(yè)8.2隧道施工方法新奧法施工其核心內(nèi)容就是充分發(fā)揮圍巖的自承能力其必須遵循原則為：少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉1）因?yàn)閹r體是隧道結(jié)構(gòu)體系中的主要承載單元，所以在施工中必須充分保護(hù)巖體，盡量減少對它的擾動，避免過度破壞巖體的強(qiáng)度。2）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。一方面允許變形，使圍巖中能形成承載環(huán)；另一方面又必須限制它，使巖體不致過度松弛而喪失或大大降低承載能力。3）為了改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性能，施工中應(yīng)盡快使之閉合，而成為封閉的筒形結(jié)構(gòu)。4）在施工的各個階段，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場量測監(jiān)視，及時提出可靠的、數(shù)量足夠的量測信息，如坑道周邊的位移或收斂、接觸應(yīng)力等。5）為保證二次襯砌的質(zhì)量和整體性，應(yīng)采用先墻后拱的施工順序。6）在隧道施工過程中，必須建立設(shè)計—施工檢驗(yàn)—地質(zhì)預(yù)測—量測反饋—修正設(shè)計的一體化的施工管理系統(tǒng)，以不斷地提高和完善隧道施工技術(shù)。8.2.1全斷面法按照隧道設(shè)計輪廓線一次爆破成型的開挖方法叫全斷面法。它的施工順序是：1）用鉆孔臺車，鉆眼，然后裝藥、連接爆破網(wǎng)路。2）退出鉆孔臺車，引爆炸藥，開挖出整個隧道斷面，排除危石。3）出渣開挖出整個隧道斷面，安設(shè)拱部錨桿和噴第一層混凝土。4）用裝渣機(jī)將石渣裝入運(yùn)輸車輛，運(yùn)出洞外。5）安設(shè)邊墻錨桿和噴混凝土。6）必要時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)定日期灌注內(nèi)層襯砌。圖8.3全斷面法8.2.1全斷面法1）全斷面法的優(yōu)點(diǎn)工序少，相互干擾少，便于組織施工和管理；工作空間大，便于大型機(jī)械化施工；施工進(jìn)度高，目前，我國公路隧道一般都能保持月進(jìn)成洞平均150m左右，高者已接近300m。2）全斷面法的缺點(diǎn)地質(zhì)條件要求較嚴(yán)，要求圍巖的自穩(wěn)性能好3）采用全斷面法應(yīng)注意下列問題摸清開挖面前方的地質(zhì)情況，隨時準(zhǔn)備好應(yīng)急措施，以確保施工安全；各種施工機(jī)械設(shè)備務(wù)求配套，以充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的效率；加強(qiáng)各項(xiàng)輔助作業(yè)，尤其加強(qiáng)施工通風(fēng)，保證工作面有足夠新鮮空氣；加強(qiáng)對施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，增強(qiáng)施工人員對新奧法的理解8.2.1全斷面法8.2.1全斷面法8.2.2臺階法該方法將設(shè)計斷面分成上半部斷面和下半部斷面，錯開一定距離L（臺階長度）先開挖上半斷面，待開挖至一定長度后再開挖下半斷面，上、下半斷面在不同的工作面同時掘進(jìn)施工。臺階法中包括長臺階法、短臺階法和超短臺階法等三種，其劃分一般是根據(jù)臺階長度來決定的。至于施工中究竟應(yīng)采用何種臺階法，要根據(jù)以下兩個條件來決定：初期支護(hù)形成閉合斷面的時間要求，圍巖越差，閉合時間要求越短；上斷面施工所用的開挖、支護(hù)、出碴等機(jī)械設(shè)備對施工場地大小的要求。（a）長臺階法（a）短臺階法（a）超短臺階法圖8.4臺階施工方法（無仰拱隧道）8.2.2臺階法1）長臺階法長臺階法開挖斷面小，有利于維持開挖面的穩(wěn)定，適用范圍較全斷面法廣，一般適用Ⅰ～Ⅲ級圍巖。這種方法是將斷面分成上半斷面和下半斷面兩部分進(jìn)行開挖，上、下斷面相距較遠(yuǎn)，一段上臺階超前50m以上或大于5倍洞跨。（a）長臺階法2）長臺階法優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件優(yōu)缺點(diǎn)：有足夠的工作空間和相當(dāng)?shù)氖┕に俣?，上部開挖支護(hù)后，下部作業(yè)就較為安全，但上下部作業(yè)有一定的干擾。適用范圍較全斷面法廣泛，凡是在全斷面法中開挖面不能自穩(wěn)，但圍巖堅(jiān)硬不用底拱封閉斷面的情況，都可采用長臺階法。8.2.2臺階法圖8.5插眼示意圖圖8.6長臺階法的縱向工序布置和機(jī)械配置8.2.2臺階法1）短臺階法這種方法也是分成上下兩個斷面進(jìn)行開挖，只是兩個斷面相距較近，一般上臺階長度小于5倍但大于1~1.5倍洞跨。上下斷面采用平行作業(yè)。（a）短臺階法2）短臺階法優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件優(yōu)點(diǎn)：短臺階法可縮短支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合的時間，改善初期支護(hù)的受力條件，有利于控制隧道收斂速度和量值缺點(diǎn)：上臺階出渣時對下半斷面施工的干擾較大，不能全部平行作業(yè)。適用范圍很廣，Ⅰ-Ⅴ級圍巖都能采用，尤其適用于Ⅳ、Ⅴ級圍巖，是新奧法施工中主要采用的方法之一。8.2.2臺階法3）采用短臺階法時應(yīng)注意下列問題初期支護(hù)全斷面閉合要在距開挖面30m以內(nèi)，或距開挖上半斷面開始的30天內(nèi)完成初期支護(hù)變形、下沉顯著時，要提前閉合要研究在保證施工機(jī)械正常工作的前提下臺階的最小長度3）超短臺階法這種方法也是分成上下兩部分，但上臺階僅超前3~5m，只能采用交替作業(yè)。（c）超短臺階法8.2.2臺階法超短臺階法優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍優(yōu)點(diǎn)：超短臺階法初期支護(hù)全斷面閉合時間更短，更有利于控制圍巖變形。在城市隧道施工中，能更有效地控制地表沉陷。缺點(diǎn)：上下斷面相距較近，機(jī)械設(shè)備集中，作業(yè)時相互干擾較大，生產(chǎn)效率較低，施工速度較慢。超短臺階法適用于膨脹性圍巖和土質(zhì)圍巖，要求及早閉合斷面的場合。也適用于機(jī)械化程度不高的各類圍巖地段。超短臺階法施工應(yīng)注意以下問題在軟弱圍巖中施工時，應(yīng)特別注意開挖工作面的穩(wěn)定性，必要時可采用輔助施工措施，如向圍巖中注漿或打入超前水平小鋼管，對開挖面進(jìn)行預(yù)加固或預(yù)支護(hù)。圖8.7超短臺階法施工作業(yè)8.2.2臺階法下半臺階開挖需要注意：下半斷面的開挖（又稱落底）應(yīng)在上半斷面初期支護(hù)基本穩(wěn)定后進(jìn)行，或采用其它有效措施確保初期支護(hù)體系的穩(wěn)定性；采用單側(cè)落底或雙側(cè)交錯落底，避免上部初期支護(hù)兩側(cè)同時懸空；又如，視圍巖狀況嚴(yán)格控制落底長度，一般采用1~3m，并不得大于6m。下部邊墻開挖后必須立即噴射混凝土，并按規(guī)定做初期支護(hù)。量測工作必須及時，以觀察拱頂、拱腳和邊墻中部位移值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)速率增大，應(yīng)立即進(jìn)行底（仰）拱封閉，或縮短進(jìn)尺，加強(qiáng)支護(hù)，分割掌子面等。8.2.3分部開挖法

分部開挖法是把設(shè)計的隧道斷面劃分成若干部分，進(jìn)行二次及其以上開挖，最后達(dá)到隧道設(shè)計開挖斷面的一種施工方法。分部開挖法可分為幾種變化方案：臺階分部開挖法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法等。8.2.3分部開挖法1）臺階分部開挖法臺階分部開挖法又稱環(huán)形開挖留核心土法，一般將斷面（圖8.8）分成為環(huán)形拱部（①、②、③）、上部核心土④、下部臺階⑤等三部分。根據(jù)斷面的大小，環(huán)形拱部又可分成幾塊交替開挖。環(huán)形開挖進(jìn)尺為0.5~1.0m，不宜過長。上部核心土和下臺階的距離，一般為1倍洞跨。圖8.8臺階分部開挖法8.2.3分部開挖法2）主要優(yōu)點(diǎn)及需注意的問題與超短臺階法相比，臺階長度可以加長，減少上下臺階施工干擾；而與下述的側(cè)壁導(dǎo)坑法相比，施工機(jī)械化程度較高，施工速度可加快。雖然核心土增強(qiáng)了開挖面的穩(wěn)定，但開挖中圍巖要經(jīng)受多次擾動，而且斷面分塊多，支護(hù)結(jié)構(gòu)形成全斷面封閉的時間長，這些都有可能使圍巖變形增大。因此，它常要結(jié)合輔助施工措施對開挖工作面及其前方巖體進(jìn)行預(yù)支護(hù)或預(yù)加固。8.2.3分部開挖法8.2.3分部開挖法1）單側(cè)壁導(dǎo)坑法這種方法一般是將斷面分成3塊（圖8.9）：側(cè)壁導(dǎo)坑①、上臺階②、下臺階③。側(cè)壁導(dǎo)坑尺寸應(yīng)本著充分利用臺階的支撐作用，并考慮機(jī)械設(shè)備和施工條件而定。一般側(cè)壁導(dǎo)坑寬度不宜超過0.5倍洞寬，高度以到起拱線為宜。2）適用條件單側(cè)壁導(dǎo)坑法是將斷面橫向分成3塊或4塊，每步開挖的寬度較小，而且封閉型的導(dǎo)坑初期支護(hù)承載能力大，所以，單側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于斷面跨度大，地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖中。圖8.9單側(cè)壁導(dǎo)坑法8.2.3分部開挖法1）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法對于大斷面一般是將斷面分成7塊:左、右側(cè)導(dǎo)坑上部開挖①，左右側(cè)導(dǎo)坑下部開挖②，中壁上部開挖③，中壁中部開挖④，中壁下部開挖⑤。兩側(cè)和拱部設(shè)置超前小導(dǎo)管。例如位于重慶市南岸區(qū)涂山路涂山站施工時采用的隧道開挖方法即是雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。圖8.10雙側(cè)壁導(dǎo)坑法8.2.3分部開挖法2）優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件優(yōu)點(diǎn)：雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雖然開挖斷面分塊多，擾動大，初期支護(hù)全斷面閉合的時間長，但每個分塊都是在開挖后立即各自閉合的，所以在施工中間變形幾乎不發(fā)展。缺點(diǎn)：雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工安全，但速度較慢，成本較高。適用條件：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，可采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。現(xiàn)場實(shí)測表明，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法所引起的地表沉陷僅為短臺階法的1/2左右。8.2.3分部開挖法三線大跨雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工8.2.3分部開挖法1）中隔壁法（CD法）這種方法是將隧道分為左右兩大部分進(jìn)行開挖，先在隧道一側(cè)采用臺階法自上而下分層開挖，待該側(cè)初期支護(hù)完成，且噴射混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度70%以上時再分層開挖隧道的另一側(cè)，其分部次數(shù)及支護(hù)形式與先開挖的一側(cè)相同。圖8.11中隔壁法8.2.3分部開挖法2）交叉中隔壁法（CRD法）該方法有效地綜合了傳統(tǒng)導(dǎo)坑側(cè)壁法和臺階法，而且具有較快的速度。大量施工實(shí)例資料的統(tǒng)計結(jié)果表明，CRD工法優(yōu)于CD工法（前者比后者減少地面沉降近50%）。但CRD工法施工工序復(fù)雜，隔墻拆除困難，成本較高，進(jìn)度較慢，一般在地面沉降要求嚴(yán)格時才使用。每一施工步修建臨時仰拱，使步步封閉成環(huán)，每一施工階段都是一個封閉的承載體系。圖8.12交叉中隔壁法8.2.3分部開挖法CRD工法超淺埋大跨度施工技術(shù)隧道鉆爆法施工基本作業(yè)8.38.3.1鉆爆開挖鉆爆開挖是隧道鉆爆法施工中首要的一項(xiàng)作業(yè)，它是在巖體上鉆鑿出一定孔徑和深度的炮眼，并裝上炸藥進(jìn)行爆破，從而達(dá)到開挖的目的。開挖作業(yè)占整個隧道施工工程量的比重較大，一般占總造價的20%~40%，是隧道施工中較關(guān)鍵的基本作業(yè)。1）鉆爆機(jī)具隧道工程中常使用的鑿巖機(jī)有風(fēng)動鑿巖機(jī)和液壓鑿巖機(jī)。其工作原理都是利用鑲嵌在鉆頭體前端的鑿刃反復(fù)沖擊并轉(zhuǎn)動破碎巖石而成孔。有的可通過調(diào)節(jié)沖擊功大小和轉(zhuǎn)動速度以適應(yīng)不同硬度的石質(zhì)，達(dá)到最佳成孔效果。鉆孔機(jī)具主要用于隧道爆破開挖時的炮眼成孔以及隧道支護(hù)時的錨孔施工。圖8.13風(fēng)動鑿巖機(jī)

圖8.14液壓鑿巖機(jī)

圖8.15液壓鑿巖臺車8.3.1鉆爆開挖

新型鑿巖臺車8.3.1鉆爆開挖2）炮眼布置山嶺隧道開挖常采用光面爆破技術(shù)，掘進(jìn)工作面的炮眼可分為掏槽眼、輔助眼和周邊眼。

圖8.16炮眼布置圖8.3.1鉆爆開挖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槽，以形成新的臨空面，為其它炮眼的爆破創(chuàng)造有利條件。掏槽炮眼一般要比其他炮眼深10~20cm，以保證爆破后開挖深度一致。根據(jù)隧道斷面、巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造等條件，掏槽眼排列形式有很多種，總的可分成斜眼掏槽和直眼掏槽兩大類。

圖8.17掏槽眼種類8.3.1鉆爆開挖斜眼掏槽其特點(diǎn)是掏槽眼與開挖面斜交。常用的有錐形掏槽、楔形掏槽和單向掏糟。其中最常用的是豎楔形掏槽。斜眼掏槽的優(yōu)點(diǎn)是可以按巖層的實(shí)際情況選擇掏槽方式和掏槽角度，容易把巖石拋出，而且所需掏槽眼的個數(shù)較少。缺點(diǎn)是眼深受坑道斷面尺寸的限制，也不便于多臺鉆機(jī)同時鑿巖。為了防止相鄰炮眼或相對炮眼之間的殉爆，裝藥炮眼之間的距離不能小于20cm。直眼掏槽直眼掏槽可以實(shí)行多機(jī)鑿巖、鉆眼機(jī)械化和深眼爆破，從而為加快掘進(jìn)速度提供了有利條件。直眼掏槽鑿巖作業(yè)比較方便，不需隨循環(huán)進(jìn)尺的改變而變化掏槽型式，僅需改變炮眼深度；而斜眼掏槽則要隨循環(huán)進(jìn)尺的不同而改變炮眼位置和角度。直眼掏槽石碴拋擲距離也可縮短。所以目前現(xiàn)場多采用直眼掏槽。但直眼掏槽的炮眼數(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，才能保證良好的掏槽效果，技術(shù)比較復(fù)雜。直眼掏槽的形式很多，進(jìn)一步細(xì)分，常用的有：龜裂掏槽，五梅花掏槽和螺旋掏槽。8.3.1鉆爆開挖輔助眼布置輔助眼的作用是進(jìn)一步擴(kuò)大掏槽體積和增大爆破量，并為周邊眼創(chuàng)造有利的爆破條件。其布置主要是解決間距和最小抵抗限問題，這可以由工地經(jīng)驗(yàn)決定。最小抵抗線約為炮眼間距的60~80%。周邊眼布置周邊眼的作用是爆破后使坑道斷面達(dá)到設(shè)計的形狀和規(guī)格。周邊眼原則上沿著設(shè)計輪廓均勻布置，間距和最小抵抗限應(yīng)比輔助眼的小，以便爆出較為平順的輪廓。眼口距設(shè)計輪廓線約0.1~0.2m，便于鉆眼。周邊眼的底端，對于松軟巖層應(yīng)放在設(shè)計輪廓線以內(nèi)，對于中硬巖層可放在設(shè)計輪廓線上，對于堅(jiān)硬巖層則應(yīng)略超出設(shè)計輪廓線外。為了避免欠挖，底板眼底端一般都超出設(shè)計輪廓線。8.3.1鉆爆開挖周邊眼的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，對圍巖震動小。采用光面爆破與預(yù)裂爆破技術(shù)，可以控制爆破輪廓，盡量保持圍巖的穩(wěn)定。光面爆破是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。其主要標(biāo)準(zhǔn)是：①開挖輪廓成型規(guī)則，巖面平整。②巖面上保存50％以上孔痕，并無明顯的爆破裂縫。③爆破后圍巖壁上無危石。為了獲得良好的光面爆破效果，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采用小直徑藥卷不偶合裝藥結(jié)構(gòu)。⑤保證光面爆破眼同時起爆。⑥要為周邊眼光面爆破創(chuàng)造臨空面。8.3.1鉆爆開挖3）炮眼參數(shù)炮眼數(shù)目

4、5321掏槽巖0.50.550.600.65~0.80輔助眼0.40.450.500.55~0.70周邊眼0.40.450.550.60~0.75圍巖類型炮眼名稱藥卷直徑/mm323538404550γ/（kg.m-1）0.780.961.101.251.591.90表8.1裝藥系數(shù)值表8.22號巖石炸藥每米質(zhì)量γ值8.3.1鉆爆開挖炮眼長度炮眼長度，決定著每一掘進(jìn)循環(huán)的鉆眼工作量、出渣工作量、循環(huán)時間和次數(shù)以及施工組織。它對掘進(jìn)速度的影響很大，對圍巖的穩(wěn)定性和斷面超欠挖也有重大影響。因此，合理的炮眼長度，應(yīng)是在隧道施工優(yōu)質(zhì)、安全、節(jié)省投資的前提下，能夠防止爆破面以外圍巖過大的松動，減少繁重支護(hù)，避免過大的超欠挖，又能獲得最好的掘進(jìn)速度的炮眼長度。它一般根據(jù)下列因素確定：①考慮圍巖的穩(wěn)定性，并避免過大的超欠挖。②考慮鑿巖機(jī)的允許鉆眼長度、操作技術(shù)條件和鉆眼技術(shù)水平。③考慮掘進(jìn)循環(huán)安排，保證充分利用作業(yè)時間。在圍巖穩(wěn)定性良好的情況下，為了充分發(fā)揮鑿巖機(jī)的性能，提高掘進(jìn)循環(huán)的效率，可采用深眼掘進(jìn)，但宜通過試驗(yàn)定出一個合理的炮眼長度，以避免引起過大超欠挖的不良后果。在圍巖穩(wěn)定性差的地段，為了防止對圍巖的過大擾動，宜實(shí)行淺眼爆破，以免引起坍塌。8.3.2運(yùn)輸出渣出渣是隧道作業(yè)的基本作業(yè)之一。出渣運(yùn)輸作業(yè)能力的強(qiáng)弱在很大程度上影響施工速度。出渣作業(yè)可以分解為：裝渣、運(yùn)輸、卸渣三個環(huán)節(jié)。1）裝渣方式隧道施工的裝渣方式有機(jī)械裝渣和人力裝渣兩種。機(jī)械裝渣速度快，可縮短作業(yè)時間，目前隧道施工中主要采用機(jī)械裝渣，但仍需配適當(dāng)數(shù)量的人工輔助作業(yè)。人力裝渣，勞動強(qiáng)度大，速度慢，僅在短隧道、缺乏機(jī)械或隧道斷面小而無法使用機(jī)械裝渣時，以及特殊條件下，才考慮使用。在實(shí)際的隧道施工中，通常采用側(cè)卸式翻斗車進(jìn)行洞渣運(yùn)輸。8.3.2運(yùn)輸出渣2）運(yùn)輸方式隧道施工出渣、進(jìn)料的運(yùn)輸方式有無軌運(yùn)輸和軌道運(yùn)輸兩種。無軌運(yùn)輸主要適用于大斷面隧道施工運(yùn)輸；軌道運(yùn)輸主要適用于斷面小且較長（3000m以上）的隧道施工運(yùn)輸。無軌運(yùn)輸優(yōu)點(diǎn)：不需要鋪設(shè)復(fù)雜的運(yùn)輸軌道，洞內(nèi)改道方便，對其他工序的干擾較小，尤其是可借助仰拱寨橋同時安排仰拱施工，更符合現(xiàn)代隧道工程理論的基本準(zhǔn)則和新奧法施工的基本原則。缺點(diǎn)：運(yùn)輸車多采用燃油發(fā)動機(jī)，運(yùn)輸車在走行時，內(nèi)燃機(jī)排放大量廢氣，而且是邊走邊排放，對洞內(nèi)空氣污染較為嚴(yán)重，故一般適用于大斷面開挖和中等長度以下隧道中。8.3.2運(yùn)輸出渣2）運(yùn)輸方式軌道運(yùn)輸優(yōu)點(diǎn)：鋪設(shè)專用的運(yùn)輸軌道，運(yùn)輸效率較高；采用電瓶車牽引時，可以避免內(nèi)燃機(jī)車的沿程尾氣污染，降低通風(fēng)費(fèi)用支出，尤其適用于長度在3000m以上的小斷面隧道。缺點(diǎn)：需要鋪設(shè)專用的運(yùn)輸軌道，軌道改移和調(diào)車作業(yè)較復(fù)雜，且對其他工序的干擾較大；還需配置充電房等輔助設(shè)施，當(dāng)棄渣場離洞口較遠(yuǎn)，或洞外道路坡度較大不便鋪設(shè)軌道時，還需要進(jìn)行二次倒運(yùn)。8.3.2運(yùn)輸出渣3）出渣運(yùn)輸方式的選擇原則出渣運(yùn)輸方式的選擇，應(yīng)根據(jù)洞內(nèi)作業(yè)條件，包括作業(yè)空間（斷面）的大小、一次開挖石渣體積、石渣塊度、土體的松散或泥質(zhì)黏性、洞內(nèi)臨時道路等條件，充分考慮裝、運(yùn)、卸三項(xiàng)作業(yè)機(jī)械的配套問題，出渣運(yùn)輸能力與運(yùn)量需求的適應(yīng)問題，出渣運(yùn)輸與開挖、支護(hù)等工序的協(xié)調(diào)統(tǒng)一問題，出渣運(yùn)輸成本與工期要求的關(guān)系問題，洞內(nèi)空氣污染及作業(yè)安全問題等因素的影響。并建立和實(shí)施適應(yīng)的出渣運(yùn)輸組織和管理方式，以盡量縮短出渣運(yùn)輸在整個作業(yè)循環(huán)中所占的時間比率，提高施工速度。必要時，應(yīng)作技術(shù)經(jīng)濟(jì)和理性分析，以求方案最佳。8.3.3超前支護(hù)隧道施工過程中，當(dāng)遇到軟弱破碎圍巖時，其自支護(hù)能力是比較弱的，經(jīng)常采用的超前支護(hù)措施有超前錨桿、管棚、超前小導(dǎo)管注漿、開挖工作面及圍巖預(yù)注漿等。1）超前錨桿此法的要點(diǎn)是開挖掘進(jìn)前，在開挖面頂部外弧全長的1/6~1/2范圍內(nèi)，沿坑道設(shè)計輪廓線，向巖體內(nèi)打入一排縱向錨桿，以形成一道頂部加固的巖石棚，在此棚保護(hù)下進(jìn)行開挖等作業(yè)（圖8.19），至一定距離后（在尚未開挖的巖體中必須保留一定的超前長度），重復(fù)上述步驟，如此循環(huán)前進(jìn)。超前錨桿主要適用于圍巖應(yīng)力較小、地下水較少的軟弱破碎圍巖的隧道工程中，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、淺理無顯著偏壓的隧道。也適宜于采用中小型機(jī)械施工。

圖8.19超前支護(hù)8.3.3超前支護(hù)2）管棚管棚是隧道開挖施工中用以防止掌子面坍塌并限制圍巖變形的一種預(yù)支護(hù)手段。其主要原理是在隧道開挖之前沿隧道開挖斷面外輪廓，以較小的外插角向開挖面前方打入鋼管構(gòu)成的棚架體系，通過鋼管向圍巖注漿，對管棚周圍的圍巖進(jìn)行加固從而增加鋼管外圍巖的抗剪切強(qiáng)度，使管棚成為隧道后續(xù)開挖的防護(hù)傘（棚），達(dá)到安全施工的目的，如圖8.20所示。

圖8.20

管棚預(yù)支護(hù)圍巖8.3.3超前支護(hù)2）管棚管棚的配置、形狀、施工范圍、管棚間隔及斷面等應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、隧道開挖斷面、埋深以及開挖方法等因素來決定。一般多采用圖8.21所示的形狀。

圖8.21

管棚的配置和形狀8.3.3超前支護(hù)3）超前小導(dǎo)管注漿超前小導(dǎo)管注漿是在開挖掘進(jìn)前，在工作面周邊按一定角度將小導(dǎo)管打（鉆、壓）入地層中，借助注漿泵的壓力，使?jié){液通過小導(dǎo)管滲透，擴(kuò)散到地層孔隙或裂隙中，以改善土體物理力學(xué)性能，這樣既可止水又可在工作面周圍形成一個承載殼—地層自承拱，同時管體又可起到超前錨桿的作用，從而達(dá)到增加土體的自穩(wěn)時間、提高開挖面地層自穩(wěn)能力、限制地層松弛變形的目的，如圖8.22所示。圖8.22

超前小導(dǎo)管注漿8.3.3超前支護(hù)3）超前小導(dǎo)管注漿超前小導(dǎo)管注漿固結(jié)原理可歸納為以下兩種：（1）滲入性注漿。對于具有一定孔隙或裂隙受擾動或破壞的圍巖，在注漿壓力作用下，漿液克服流動的各種阻力，滲入圍巖的孔隙或裂隙中，達(dá)到地層加固的目的。（2）劈裂、壓密注漿。對于致密的土質(zhì)地層，在較高的漿液壓力作用下裂隙被擠開，使?jié){液得以滲入，形成脈狀水泥漿脈，漿液在圍巖分布形成以鋼管為主干的樹枝，凝固后的漿液挾持、網(wǎng)罩被壓密的土體，起到固結(jié)作用。8.3.3超前支護(hù)3）超前小導(dǎo)管注漿超前小導(dǎo)管注漿不僅適用于一般軟弱破碎圍巖，也適用于地下水豐富的松軟圍巖，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）形成了管棚與固結(jié)聯(lián)合的超前支護(hù)體系，提高巖體自身的穩(wěn)定性，抑制圍巖松弛變形，增強(qiáng)了施工的安全性。（2）加固效果穩(wěn)妥可靠，注漿質(zhì)量易于控制。（3）采用超前支護(hù)手段，通過調(diào)整凝固時間，可大大縮短暗挖工序時間。（4）采用常用小型機(jī)械施作，無需配備專用設(shè)備，工藝操作簡便，一般工地都可掌握。但超前小導(dǎo)管注漿對圍巖加固的范圍和強(qiáng)度是有限的，在圍巖條件特別差而變形又嚴(yán)格控制的隧道施工中，超前小導(dǎo)管注漿常常作為一項(xiàng)主要的輔助措施，與管棚結(jié)合起來加固圍巖。8.3.3超前支護(hù)4）預(yù)注漿加固圍巖預(yù)注漿方法是在掌子面前方的圍巖中將漿液注入，從而提高了地層的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和抗?jié)B性，形成了較大范圍的筒狀封閉加固區(qū)，然后在其范圍內(nèi)進(jìn)行開挖作業(yè)。預(yù)注漿加固圍巖有洞內(nèi)超前注漿、地表超前注漿和平導(dǎo)超前注漿三種方式。圖8.23a是在開挖工作面上打超前長導(dǎo)管注漿的加固方式；對于淺埋隧道，可以從地表向隧道所在區(qū)域打幅射狀或平行狀鉆孔注漿（圖8.23b）；對于深埋長大隧道，可設(shè)置平行導(dǎo)坑，由平行導(dǎo)坑向正洞所在區(qū)域鉆孔注漿（圖8.23c）。圖8.23

地層超前注漿8.3.4二次襯砌二襯多采用模筑混凝土，隧道襯砌要遵循“仰拱超前、墻拱整體襯砌”的原則。仰拱施作完成后，利用多功能作業(yè)平臺人工鋪設(shè)防水板，綁扎鋼筋后，采用液壓整體式襯砌臺車進(jìn)行二次襯砌，采用拱墻一次性整體灌注施工?；炷猎诙赐獠捎冒韬驼炯邪韬?，混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)至洞內(nèi)，混凝土輸送泵泵送入模。1）模筑混凝土的材料與級配模筑混凝土的材料與級配，應(yīng)符合隧道襯砌的強(qiáng)度和耐久性要求，一般要求模筑混凝土強(qiáng)度等級不得低于C30，同時必須重視其抗凍、抗?jié)B和抗浸蝕性。使用混凝土輸送泵時，為了不使混凝土在輸送過程中發(fā)生離析和堵管現(xiàn)象，對混凝土的塌落度、水灰比、水泥用量、最大骨料粒徑都有較嚴(yán)格的要求。塌落度以5～10cm為佳，如要增加混凝土的流動性，可摻加塑化劑。水灰比在0.5~0.6之間為好，水灰比過大易引起混凝土離析。水泥用量不宜少于300kg／m3。粗骨料最大粒徑，除符合一般混凝土施工要求外，尚須符合表8.3的要求。8.3.4二次襯砌輸送管道的內(nèi)徑（mm）粗骨料最大粒徑碎石卵石200708018060701504050表8.3粗集料最大粒徑要求1）模筑混凝土的材料與級配8.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工襯砌施工順序，目前多采用由下到上、先墻后拱的順序連續(xù)澆筑。在隧道縱向，則需分段進(jìn)行，分段長度一般為8~12m。在全斷面開挖成形或大斷面開挖成形的隧道襯砌施工中，則應(yīng)盡量使用金屬模板臺車灌注混凝土整體襯砌。（1）襯砌施工的準(zhǔn)備工作①組裝式模板在襯砌工作開始前，要進(jìn)行中線和水平測量，檢查開挖斷面是否符合設(shè)計要求，欠挖部分應(yīng)予修鑿。然后放線定位，架設(shè)襯砌模板支架或拱架。先墻后拱法施工，應(yīng)按線路中線確定邊墻模板的設(shè)計位置。然后搭設(shè)工作平臺灌注邊墻混凝土（圖8.24）。整個支架模板系統(tǒng)必須牢靠，以免灌注混凝土?xí)r發(fā)生變形、移動和傾倒；特別應(yīng)防止支架模板系統(tǒng)向隧道內(nèi)凸出而使襯砌侵入限界。灌注前應(yīng)清除邊墻基底的虛碴和污物，排凈積水。8.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工圖8.24

搭設(shè)工作平臺灌注邊墻混凝土（左）和拱部混凝土（右）8.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工對于先墻后拱法施工，拱架是架設(shè)在墻架的立柱上。先拱后墻法施工時，拱架的架設(shè)是在復(fù)核檢查中線及拱部凈空無誤后，在拱腳放線定位，直接支承在地層上，現(xiàn)場廣泛采用38kg／m的舊鋼軌彎制成的鋼拱架。為了運(yùn)輸和拆裝方便，每根鋼拱架分成左右兩片。架立時在拱頂處用鋼夾板和螺栓連接起來，采用不同長度的夾板，就能得出不同加寬值W的襯砌斷面。拱架的標(biāo)高要預(yù)留沉落量，先墻后拱法不大于5cm，先拱后墻法可參看表8.4，并應(yīng)在施工過程中按實(shí)際情況加以校正。另外，考慮到測量和施工誤差，以及灌注混凝土?xí)r拱腳內(nèi)擠，為了保證設(shè)計凈空，拱架的拱腳每側(cè)應(yīng)加寬5~10cm，拱矢加高5cm。

表8.4先拱后墻法施工拱架預(yù)留沉降量圍巖級別Ⅲ以下ⅣⅤⅥ預(yù)留沉落量≤55~1010~1515~208.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工拱架和邊墻模板支架的間距，應(yīng)根據(jù)襯砌地段的圍巖情況、拱圈跨度和襯砌厚度，并結(jié)合模板長度來確定；一般采用1m，最大不超過1.5m。各拱架和邊墻模板支架之間應(yīng)設(shè)置縱向拉桿，最后一排應(yīng)加設(shè)斜撐，并聯(lián)結(jié)牢靠。目前，現(xiàn)場亦多采用鋼模板，但應(yīng)注意在使用中尺寸型號要配套，并要經(jīng)常將已有變形的鋼模板予以修整，以保證襯砌尺寸準(zhǔn)確、表面平順光滑。拼裝式拱架模板常將整榀拱架分解為2~4節(jié)，進(jìn)行現(xiàn)場組裝。為減少安裝和拆卸工作量，可以做成簡易移動式拱架，即將幾榀拱架連成整體，并安設(shè)簡易滑移軌道。拼裝式拱架模板的靈活性大，適應(yīng)性強(qiáng)，尤其適用于曲線地段。因其安裝架設(shè)較費(fèi)時費(fèi)力，故生產(chǎn)能力較模板臺車低。在中小型隧道及分部開挖時，使用較多。傳統(tǒng)的施工方法中，因受開挖方法及支護(hù)條件的限制，其襯砌施工多采用拼裝式拱架模板。8.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工②整體移動式模板臺車整體移動式模板臺車采用大塊曲模板、機(jī)械或液壓脫模、背附式振搗設(shè)備集裝成整體，并在軌道上走行，有的還設(shè)有自行設(shè)備，從而縮短立模時間，墻拱連續(xù)澆筑，加快襯砌施工速度。模板臺車的長度即一次模筑段長度應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度要求、混凝土生產(chǎn)能力和澆筑技術(shù)要求以及曲線隧道的曲線半徑等條件來確定。整體移動式模板臺車的生產(chǎn)能力大，可配合混凝土輸送泵聯(lián)合作業(yè)，是較先進(jìn)的模板設(shè)備。我國較多的施工單位在現(xiàn)場自制簡單的模板臺車，效果也很好。圖8.25整體移動式模板臺車8.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工（2）混凝土的制備與運(yùn)輸①配料

②攪拌

③混凝土的運(yùn)輸為了確?；炷临|(zhì)量，在選用運(yùn)輸工具時，都應(yīng)考慮其是否能滿足混凝土運(yùn)輸過程中的如下幾點(diǎn)要求：①混凝土在運(yùn)輸過程中不得發(fā)生離析、漏漿、嚴(yán)重泌水等現(xiàn)象，以免破壞混凝土的均勻性。②運(yùn)至澆筑地點(diǎn)時，混凝土的塌落度損失值不得超過原規(guī)定的30％，使其仍有較好的流動性。③從攪拌機(jī)出料到搗固完畢，不得超過混凝土的初凝時間（一般為45min）。如運(yùn)至澆筑地點(diǎn)的混凝土有離析現(xiàn)象時，必須在灌注前進(jìn)行二次攪拌；但混凝土從攪拌機(jī)中卸出后，在任何情況下均不得再次加水。8.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工（3）混凝土的灌注①灌注混凝土前的清理工作混凝土灌注前應(yīng)按規(guī)范規(guī)定和設(shè)計要求對灌注混凝土地段的地基、基巖、舊混凝土面進(jìn)行清理和準(zhǔn)備工作。必須清除基底虛碴和污物，排除基坑積水。對于先拱后墻法施工的拱圈，灌注前應(yīng)將拱腳支承面找平。模板和鋼筋上的雜物應(yīng)清除干凈。模板接合如有縫隙應(yīng)嵌塞嚴(yán)密，防止模板走動和漏漿。②灌注混凝土的技術(shù)要求與順序混凝土灌注時的自由傾落高度不宜超過2m?；炷翍?yīng)分層灌注，每層厚度根據(jù)拌合能力、運(yùn)輸條件、灌注速度、搗固能力等決定，一般不超過表8.5的規(guī)定?；炷凉嘧⒈仨毐ＷC其連續(xù)性。灌注層之間的時間間隔，應(yīng)能使混凝土在前一層初凝前灌注完畢。否則，如必須中斷灌注時，應(yīng)按照施工接縫進(jìn)行處理，才能繼續(xù)灌注。務(wù)使襯砌具有較好的整體性。8.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工搗固方法灌注層厚度（cm）用插入試振動器振動器作用部分長度的1.25倍（1）在無筋或配筋稀疏的結(jié)構(gòu)中（2）在配筋密列的結(jié)構(gòu)中2515用附著式振動器30人工搗固20表8.5搗固方法與灌注層厚度8.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工（3）混凝土的灌注灌注邊墻混凝土?xí)r，要求兩側(cè)混凝土保持分層對稱地均勻上升，以免兩側(cè)邊墻模板受力不均勻而傾斜或移位。灌注拱圈混凝土?xí)r，應(yīng)從兩側(cè)拱腳開始，同時向拱頂分層對稱地進(jìn)行，層面應(yīng)保持輻射狀。當(dāng)灌注到拱頂時，需要改為沿隧道縱向進(jìn)行灌注，邊灌注邊鋪封口模板，這種封頂叫做“活封口”。當(dāng)襯砌灌注到最后一個節(jié)段時，只能在拱頂中央留出一個50×50cm的缺口，進(jìn)行“死封口”封頂（圖8.26）。

圖8.26拱頂中央留出封口8.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工（3）混凝土的灌注在整體移動式模板臺車的適當(dāng)位置上設(shè)置的檢查窗是為了確認(rèn)混凝土的搗固狀態(tài)，窗的大小45cm×45cm以上，圖8.27是檢查窗的設(shè)置圖?？蓮哪０迮_車上的檢查窗灌注邊墻和拱下部（除拱頂部）混凝土，并從鄰接的檢查窗和上面的檢查窗進(jìn)行搗固。在模板臺車拱頂部設(shè)有仰角450～600的向上灌注口，拱頂部的混凝土可從向上灌注口進(jìn)行灌注。為了確實(shí)地充填拱頂部，可采用具有自充填性的材料難以離析的高流動性混凝土。圖8.27整體移動式模板臺車檢查窗的設(shè)置圖8.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工（3）混凝土的灌注③混凝土搗固混凝土的搗固工作，應(yīng)使用振動器進(jìn)行；在無條件使用振動器時，允許人工搗固。振動器搗固可產(chǎn)生強(qiáng)烈的機(jī)械振動，克服混凝土拌合物顆粒間的摩擦力和粘聚力，增強(qiáng)了砂漿的流動性，使骨料滑動下沉，使砂漿填滿骨料間的空隙，氣泡上?。煌瑫r也使拌合物填滿模板的各個角落。振動器按工作方式分有插入式內(nèi)部振動器、表面（平板）振動器、附著式振動器等。隧道襯砌混凝土施工中應(yīng)用最多的是插入式振動器。振動延續(xù)時間，應(yīng)保證混凝土獲得足夠的密實(shí)度，但也要防止振動過量。若用人工搗固時，應(yīng)保證搗固密實(shí)。8.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工（4）混凝土養(yǎng)護(hù)與拆模工作為保證混凝土有良好的硬化條件，防止早期干縮產(chǎn)生裂紋，應(yīng)在灌注后12h內(nèi)，根據(jù)氣候條件，使用適當(dāng)?shù)牟牧细采w混凝土的外露面，灑水養(yǎng)護(hù)；并做好受凍害范圍的防寒保溫工作。灑水養(yǎng)護(hù)時間，應(yīng)根據(jù)養(yǎng)護(hù)地段的氣溫、空氣相對濕度和使用的水泥品種來確定。拱架、墻架和模板的拆除時間，應(yīng)根據(jù)圍巖壓力、襯砌部位、環(huán)境溫度、所用水泥品種和標(biāo)號等因素確定，并應(yīng)在滿足有關(guān)的施工規(guī)則要求時方可拆模。8.3.4二次襯砌2）模筑混凝土襯砌的施工（5）襯砌灌注中若干問題的處理要使襯砌灌注質(zhì)量良好，還須處理好如下幾個問題：①襯砌灌注中墻拱接口的處理先拱后墻法施工時，要注意墻頂與拱腳間的接口封填。②回填與壓漿隧道拱圈和邊墻背后的空隙必須回填密實(shí)，并應(yīng)與混凝土灌注工作同時進(jìn)行。③仰拱的灌注若設(shè)計無仰拱，則鋪底通常是在拱墻修筑好且開挖完畢后進(jìn)行，以避免與拱墻襯砌和開挖作業(yè)的相互干擾。若設(shè)計有仰拱，說明側(cè)壓和低壓較大，則應(yīng)及時修筑仰拱使襯砌環(huán)向封閉，避免邊墻擠入造成開裂甚至失穩(wěn)隧道施工進(jìn)度與風(fēng)險管理8.48.4.1施工進(jìn)度計劃施工進(jìn)度計劃是在確定了施工方法的基礎(chǔ)上，對工程的施工順序、各個項(xiàng)目的延續(xù)時間及項(xiàng)目之間的搭接關(guān)系、工程的開工時間、竣工時間及總工期等做出安排。在這個基礎(chǔ)上設(shè)計和編制勞動力、材料供應(yīng)、成品和半成品、機(jī)械需用量計劃等。1）編制施工進(jìn)度計劃的程序工程施工進(jìn)度計劃是依據(jù)施工總工期和目標(biāo)計劃、施工方案、施工預(yù)算、預(yù)算定額、施工定額、資源供應(yīng)情況、工期的要求、合同約定等來進(jìn)行設(shè)計的。目的是統(tǒng)籌全局，抓住關(guān)鍵，合理布置人力、財力和物力，并指導(dǎo)整個生產(chǎn)活動。施工進(jìn)度計劃的設(shè)計編制順序如圖8.28所示。圖8.28施工進(jìn)度計劃的設(shè)計編制順序8.4.1施工進(jìn)度計劃2）施工進(jìn)度計劃的表現(xiàn)形式施工進(jìn)度計劃一般采用“進(jìn)度圖”（即施工進(jìn)度圖）的形式表示，施工進(jìn)度圖又有橫道圖法和網(wǎng)絡(luò)圖法等表現(xiàn)形式。各種表現(xiàn)形式有不同的用途。1）橫道圖其常用的格式如圖8.29所示。它是由兩大部分組成：左面部分是以分部分項(xiàng)工程為主要內(nèi)容的表格，包括了相應(yīng)的工程量、定額和勞動量等計算依據(jù)；右面部分是圖表，它是由左面表格中的有關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)計算得到的。指示圖表用橫向線條形象地表現(xiàn)出分部分項(xiàng)工程的施工進(jìn)度；線的長短表示施工期限；線的位置表示施工過程；線上的數(shù)字表示勞動力數(shù)量；線的不同符號表示作業(yè)隊(duì)或施工段別。橫道圖表現(xiàn)了各施工階段的工期和總工期，并綜合反映了各分部分項(xiàng)工程相互間的關(guān)系。采用此圖可以進(jìn)行資源綜合平衡調(diào)整。8.4.1施工進(jìn)度計劃2）施工進(jìn)度計劃的表現(xiàn)形式橫道圖比較簡單、直觀、易懂，容易編制，但有以下缺點(diǎn)：①分項(xiàng)工程（或工序）的相互關(guān)系不明確；②施工日期和施工地點(diǎn)無法表示，只能用文字說明；③工程數(shù)量實(shí)際分布情況不具體；④僅反映出平均流水速度。它適用于繪制集中性工程進(jìn)度圖，材料供應(yīng)計劃圖，或作為輔助性的圖示附在說明書內(nèi)來向施工單位下達(dá)任務(wù)。8.4.1施工進(jìn)度計劃2）施工進(jìn)度計劃的表現(xiàn)形式

（1）橫道圖圖8.29隧道工程施工進(jìn)度圖8.4.1施工進(jìn)度計劃2）施工進(jìn)度計劃的表現(xiàn)形式（2）網(wǎng)格圖用網(wǎng)絡(luò)圖來表示施工進(jìn)度的基本原理及計算已在有關(guān)課程中學(xué)過。圖8.30是隧道施工一個作業(yè)循環(huán)的網(wǎng)絡(luò)圖表示形式，可用此圖進(jìn)行工序分析。從圖中可以看出，在每一循環(huán)中，各項(xiàng)工作平行作業(yè)，要求有機(jī)配合。從圖中我們可以主次清晰、一目了然地找出交接準(zhǔn)備到放炮通風(fēng)的關(guān)鍵線路，這樣便于保證主要關(guān)鍵線路的人力物力供應(yīng)。另一方面，對次要線上的工作也能掌握，不致因次要線上的工作未完成而影響關(guān)鍵線上的作業(yè)。整個循環(huán)過程有條不紊，完成各作業(yè)項(xiàng)目的時間準(zhǔn)確，保證了循環(huán)作業(yè)順利進(jìn)行。從關(guān)鍵線路上得出的完成單循環(huán)作業(yè)時間，再考慮一些富余量，就可以推算施工進(jìn)度。圖8.30

導(dǎo)坑掘進(jìn)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)圖8.4.1施工進(jìn)度計劃3）施工項(xiàng)目劃分施工項(xiàng)目是進(jìn)度計劃的基本組成單元。項(xiàng)目內(nèi)容的多少、劃分的粗細(xì)程度，應(yīng)根據(jù)計劃的需要來決定。一般來說，單位工程進(jìn)度計劃的項(xiàng)目應(yīng)明確到分項(xiàng)工程或更具體，以滿足指導(dǎo)施工作用的要求。提倡劃分項(xiàng)目應(yīng)按順序列成表格，編排序號，檢查是否遺漏或重復(fù)。凡是與工程對象施工直接有關(guān)的內(nèi)容均應(yīng)列入。非直接施工輔助項(xiàng)目和服務(wù)性項(xiàng)目則不必列人，還必須編制詳細(xì)的實(shí)施性計劃，不能以“控制”代替“實(shí)施”。4）計算工程量和項(xiàng)目延續(xù)時間計算工程量是對劃分的每一個項(xiàng)目進(jìn)行必要的分解，一般套用施工預(yù)算的工程量或加工整理，也可以由編制者根據(jù)圖紙并按施工方案自行計算。項(xiàng)目的延續(xù)時間按正常情況確定。待設(shè)計出初步計劃并經(jīng)過計算再結(jié)合實(shí)際情況作必要的調(diào)整。按照實(shí)際施工條件來估算項(xiàng)目的持續(xù)時間是較為簡便的一種辦法，現(xiàn)在多采用這種辦法，具體計算方法有以下兩種：8.4.1施工進(jìn)度計劃4）計算工程量和項(xiàng)目延續(xù)時間（1）經(jīng)驗(yàn)估計法。即根據(jù)過去的施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。這種方法多用于采用新工藝、新方法、新材料等而無定額可循的工程。在經(jīng)驗(yàn)估計中，有時為了提高其準(zhǔn)確度，往往采用“三時估計法”，即先估計出該項(xiàng)目的最長、最短和最可能的3種持續(xù)時間，然后求出期望的延續(xù)時間作為該項(xiàng)目的延續(xù)時間。2）定額計算法。其計算公式是：

式中t—項(xiàng)目持續(xù)的時間；Q—項(xiàng)目的工程量，可用實(shí)物量單位表示；R—擬配備的人力或機(jī)械的數(shù)量，以人數(shù)或臺數(shù)表示；S—產(chǎn)品定額，即單位工日或臺班完成的工作量；P—勞動量（工日）或機(jī)械臺班量（臺班）。8.4.1施工進(jìn)度計劃4）計算工程量和項(xiàng)目延續(xù)時間式中Q1,Q2,...,Qn—同一性質(zhì)的各項(xiàng)工程的工程量；S1,S2,…,Sn—同一性質(zhì)各分項(xiàng)工程的產(chǎn)量定額。8.4.1施工進(jìn)度計劃5）施工作業(yè)的組織施工作業(yè)組織是對整個施工進(jìn)程的計劃、安排和協(xié)調(diào)，施工進(jìn)程一般包括施工準(zhǔn)備、主體施工、輔助施工、附屬施工、服務(wù)施工等，施工作業(yè)組織就是將它們進(jìn)行系統(tǒng)地考慮，合理安排和協(xié)調(diào)，高效經(jīng)濟(jì)地完成施工目標(biāo)。施工作業(yè)組織一般包括3個內(nèi)容：一是施工作業(yè)技術(shù)人員和工人的配置；二是工程材料和設(shè)備的配置；三是施工作業(yè)方式和施工工序的排序。只有將三者科學(xué)合理地搭配，才是優(yōu)秀的施工作業(yè)組織。以上內(nèi)容中不同的施工隊(duì)伍和工程對象不同，其組織方式也是不同的，具有共同點(diǎn)的是施工作業(yè)方式。8.4.2隧道施工風(fēng)險識別隧道工程由于其建設(shè)環(huán)境（地層、周邊環(huán)境、地下構(gòu)筑物）復(fù)雜，而且具有非常大的不確定性，施工難度大、施工風(fēng)險高，加大隧道工程風(fēng)險管理的力度勢在必行。在修建隧道中，常遇到一些不利于施工的特殊地質(zhì)地段。如膨脹土圍巖、黃土、溶洞、斷層、松散地層、流沙、巖爆等。在開挖、支護(hù)和襯砌過程中，由于各種因素的影響都可能發(fā)生土石坍塌，坑道支撐變形，襯砌結(jié)構(gòu)斷裂，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度、安全和質(zhì)量。隧道穿越含有瓦斯的地層，更嚴(yán)重地威脅著施工安全。1）膨脹土圍巖膨脹土系指土中粘土礦物成分主要由親水性礦物組成，同時具有吸水顯著膨脹軟化和失水收縮硬裂兩種特性，且具有濕脹干縮往復(fù)變形的高塑性粘性土。決定膨脹性的親水礦物主要是蒙脫石粘土礦物。膨脹土圍巖的特殊工程地質(zhì)性質(zhì)及其壓力特性，使隧道普遍存在開裂、內(nèi)擠甚至局部坍塌等變形現(xiàn)象。膨脹土隧道圍巖變形常具有速度快、破壞性大、延續(xù)時間長和整治較困難等特點(diǎn)。8.4.2隧道施工風(fēng)險識別2）黃土黃土是在干燥氣候條件下形成的一種具有褐黃、灰黃或黃褐等顏色，并有針狀大孔、垂直節(jié)理發(fā)育的特殊性土。黃土在我國分布較廣。黃河中游的河南西部、山西南部、陜西和甘肅的大部分地區(qū)為我國黃土和濕陷性黃土的主要分布區(qū)。這些地區(qū)的黃土分布厚度大、地層全而連續(xù)，發(fā)育亦較典型。8.4.2隧道施工風(fēng)險識別

黃土8.4.2隧道施工風(fēng)險識別

3）溶洞溶洞是以巖溶水的溶蝕作用為主，間有潛蝕和機(jī)械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。溶洞是巖溶現(xiàn)象的一種。巖溶是指可溶性巖層，如石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、石膏、巖鹽等，受水的化學(xué)和機(jī)械作用產(chǎn)生溝槽、裂縫和空洞以及由于空洞的頂部塌落使地表產(chǎn)生陷穴、洼地等類現(xiàn)象和作用。我國石灰?guī)r分布極廣，常會遇到溶洞。因此，在這些地區(qū)修建隧道，必須予以注意。4）松散地層松散地層結(jié)構(gòu)松散，膠結(jié)性弱，穩(wěn)定性差，在施工中極易發(fā)生坍塌。如極度風(fēng)化破碎已失巖性的松散體；漂卵石地層、砂夾礫石和含有少量粘土的土壤以及無膠結(jié)松散的干沙等。隧道穿過這類地層，應(yīng)減少對圍巖的擾動，一般采取先護(hù)后挖，密閉支撐，邊挖邊封閉的施工原則，必要時可采用超前注漿改良地層和控制地下水等措施。8.4.2隧道施工風(fēng)險識別

5）塌方隧道開挖時，導(dǎo)致塌方的原因有多種，概括起來可歸結(jié)為：一是自然因素，即地質(zhì)狀態(tài)、受力狀態(tài)、地下水變化等；二是人為因素，即不適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，或不適當(dāng)?shù)氖┕ぷ鳂I(yè)方法等。由于塌方往往會給施工帶來很大困難和很大經(jīng)濟(jì)損失。因此，需要盡量注意排除會導(dǎo)致塌方的各種因素，盡可能避免塌方的發(fā)生。8.4.2隧道施工風(fēng)險識別

溶洞8.4.2隧道施工風(fēng)險識別

溶洞塌方

冒頂8.4.2隧道施工風(fēng)險識別

6）流沙流沙是沙土或粉質(zhì)粘土在水的作用下喪失其內(nèi)聚力后形成的，多呈糊漿狀，對隧道施工危害極大。由于流沙可引起圍巖失穩(wěn)坍塌，支護(hù)結(jié)構(gòu)變形，甚至倒塌破壞。因此，治理流沙必先治水，以減少沙層的含水量為主。7）巖爆埋藏較深的隧道工程，在高應(yīng)力、脆性巖體中，由于施工爆破擾動原巖，巖體受到破壞，使掌子面附近的巖體突然釋放出潛能，產(chǎn)生脆性破壞，這時圍巖表面發(fā)生爆裂聲，隨之有大小不等的片狀巖塊彈射剝落出來。這種因隧道開挖而發(fā)生的應(yīng)力釋放現(xiàn)象稱之巖爆。巖爆有時頻繁出現(xiàn)，有時甚至?xí)永m(xù)一段時間后才逐漸消失。巖爆不僅直接威脅作業(yè)人員與施工設(shè)備的安全，而且嚴(yán)重地影響施工進(jìn)度，增加工程造價。8.4.2隧道施工風(fēng)險識別

8）高低溫隧道通過高溫、高熱地段，會給施工帶來困難。一般在火山地帶的地區(qū)修建隧道或地下工程會遇到比較高溫高熱的情況，如日本某地的發(fā)電廠工程的隧道，其圍巖溫度高達(dá)175℃。更甚者，在高溫隧道中發(fā)生過施工人員由于地層噴出熱水或硫化氫等有害氣體，而燙傷或中毒。9）瓦斯地層瓦斯是地下坑道內(nèi)有害氣體的總稱，其成分以沼氣（甲烷CH4）為主，一般習(xí)慣即稱沼氣為瓦斯。當(dāng)隧道穿過煤層、油頁巖或含瀝青等巖層，或從其附近通過而圍巖破碎、節(jié)理發(fā)育時，可能會遇到瓦斯。如果洞內(nèi)空氣中瓦斯?jié)舛纫堰_(dá)到爆炸限度與火源接觸，就會引起爆炸，對隧道施工會帶來很大的危害和損失。8.4.2隧道施工風(fēng)險識別

流沙8.4.2隧道施工風(fēng)險識別

流沙巖爆8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施

1）膨脹土圍巖隧道施工方法（1）加強(qiáng)調(diào)查、量測圍巖的壓力和流變在膨脹土地層中開挖隧道，除了認(rèn)真實(shí)施設(shè)計文件所提出的技術(shù)要求外，在施工過程中應(yīng)對圍巖壓力及其流變情況進(jìn)行充分的調(diào)查和量測，分析其變化規(guī)律。對地下水亦應(yīng)探明分布范圍及規(guī)律，了解水對施工的影響程度，以便根據(jù)圍巖動態(tài)采取相應(yīng)的施工措施。如原設(shè)計難以適應(yīng)圍巖動態(tài)情況，也可據(jù)此作適當(dāng)修正。（2）合理選擇施工方法膨脹土隧道圍巖壓力的施工效應(yīng)，是導(dǎo)致隧道變形病害的主要原因。采用合理的施工方法，對隧道的穩(wěn)定性有著十分重要的作用。因此，在施工中應(yīng)以盡量減少對圍巖產(chǎn)生擾動和防止水的浸濕為原則，所以宜采用無爆破掘進(jìn)法。如采用掘進(jìn)機(jī)、風(fēng)鎬、液壓鎬等開挖。在開挖過程中盡可能縮短圍巖暴露時間，并及時襯砌，以盡快恢復(fù)洞壁因土體開挖而解除的部分圍巖應(yīng)力，減少圍巖膨脹變形。開挖方法宜不分部或少分部，多采用正臺階法、側(cè)壁導(dǎo)坑法和“眼鏡法”。正臺階法適用于跨度小的隧道，它分部少相互干擾小，且能較早地使支護(hù)（襯砌）閉合。側(cè)壁導(dǎo)坑法和“眼鏡法”較適用于跨度較大的隧道，它具有防止上半斷面支護(hù)（襯砌）下沉的優(yōu)點(diǎn)，但全斷面閉合時間較遲，必須注意防止邊墻混凝土受壓向隧道內(nèi)擠。8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施

1）膨脹土圍巖隧道施工方法（3）防止圍巖濕度變化隧道開挖后，膨脹土圍巖風(fēng)干脫水或浸水，都將引起圍巖體積變化，產(chǎn)生脹縮效應(yīng)。因此，隧道開挖后及時噴射混凝土，封閉和支護(hù)圍巖。在有地下水滲流的隧道，應(yīng)采取切斷水源并加強(qiáng)洞壁與坑道防、排水措施，防止施工積水對圍巖的浸濕等。如局部滲流，可采用注漿堵水阻止地下水進(jìn)入坑道或浸濕圍巖。（4）合理進(jìn)行圍巖支護(hù)膨脹土圍巖支護(hù)必須適應(yīng)圍巖的膨脹特性。在施工時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①噴錨支護(hù)，穩(wěn)定圍巖。噴錨支護(hù)作為開挖膨脹土圍巖的施工支護(hù)，可以加強(qiáng)圍巖的自承能力，允許有一定的變形而又不失穩(wěn)。采用噴錨支護(hù)，應(yīng)緊跟開挖，必要時在噴射混凝土的同時采用鋼筋網(wǎng)。也可采用鋼纖維混凝土提高噴層的抗拉和抗剪能力。當(dāng)膨脹壓力很大時，可用錨噴及鋼架或格柵聯(lián)合支護(hù)，在隧道底部打設(shè)錨桿，也可以在隧道頂部打入超前錨桿或小導(dǎo)管支護(hù)。②襯砌結(jié)構(gòu)及早閉合。膨脹土圍巖隧道開挖后，圍巖向內(nèi)擠壓變形一般是在四周同時發(fā)生，所以施工時要求隧道襯砌及早封閉。8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施

1）黃土隧道施工方法（1）黃土隧道施工，應(yīng)做好黃土中構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布狀況的調(diào)查。對因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位，在施工時加強(qiáng)支護(hù)措施，防止坍塌，以策安全施工。（2）施工中應(yīng)遵循“短開挖、少擾動、強(qiáng)支護(hù)、實(shí)回填、嚴(yán)治水、勤量測”的施工原則，緊湊施工工序，精心組織施工。（3）開挖方法直采用短臺階法或分部開挖法（留核心法），初期支護(hù)應(yīng)緊跟開挖面施作。（4）黃土圍巖開挖后暴露時間過長，圍巖周壁風(fēng)化至內(nèi)部，圍巖體松弛加快，進(jìn)而發(fā)生塌方。因此，宜采用復(fù)合式襯砌，開挖后以噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼支撐作初期支護(hù)，以形成嚴(yán)密的支護(hù)體系。必要時可采用超前錨桿、管棚支撐加固圍巖。在初期支護(hù)基本穩(wěn)定后，進(jìn)行永久支護(hù)襯砌。襯砌背后回填要密實(shí)，尤其是拱頂回填。8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施

1）黃土隧道施工方法（5）做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥善處理好陷穴、裂縫，以免地面積水侵蝕洞體周圍，造成土體坍塌。在含有地下水的黃土層中施工時，洞內(nèi)應(yīng)施作良好的排水設(shè)施。水量較大時，應(yīng)采用井點(diǎn)降水等法將地下水位降至隧道襯砌底部以下，以改善施工條件加快施工速度。在干燥無水的黃土層中施工，應(yīng)管理好施工用水，不使廢水漫流。8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施

1）溶洞隧道施工方法（1）隧道通過巖溶區(qū)，應(yīng)查明溶洞分布范圍和類型，巖層的完整穩(wěn)定程度、填充物和地下水情況，據(jù)以確定施工方法。對尚在發(fā)育或穿越暗河水囊等地質(zhì)條件復(fù)雜的巖溶區(qū)，應(yīng)查明情況審慎選定施工方案。對有可能發(fā)生突然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等，必須事先制定措施，確保施工安全。（2）隧道穿過巖溶區(qū)，如巖層比較完整、穩(wěn)定，溶洞已停止發(fā)育，有比較堅(jiān)實(shí)的填充，且地下水量小，可采用探孔或物探等方法，探明地質(zhì)情況，如有變化便于采取相應(yīng)的措施。如溶洞尚在發(fā)育或穿越暗河水囊等巖溶區(qū)時，則必須探明地下水量大小、水流方向等，先要解決施工中的排水問題，一般可采用平行導(dǎo)坑的施工方案，以超前鉆探方法，向前掘進(jìn)。當(dāng)出現(xiàn)大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情況時，平導(dǎo)可作為泄水通道，正洞堵塞時也可利用平導(dǎo)在前方開辟掘進(jìn)工作面，不致正洞停工。（3）巖溶地段隧道常用處理溶洞的方法，有“引、堵、越、繞”四種。圖8.31

橋涵宣泄水流圖8.32

溶洞堵填示意圖8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施

圖8.35

支墻內(nèi)套設(shè)涵管示意圖圖8.33

噴鋪加固與護(hù)拱示意圖圖8.34

加深邊墻基礎(chǔ)示意圖圖8.36

筑拱跨過示意圖圖8.37

架梁跨過示意圖8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施4）松散地層隧道施工方法（1）超前支護(hù)。隧道開挖前，先向圍巖內(nèi)打入釬、管、板等構(gòu)件，用以預(yù)先支護(hù)圍巖，防止坑道掘進(jìn)時巖體發(fā)生坍塌。主要方法有超前錨桿、超前小鋼管注漿和超前管棚法。（2）超前小導(dǎo)管預(yù)注漿。超前小導(dǎo)管預(yù)注漿是沿開挖外輪廓線，以一定角度打入管壁帶孔的小導(dǎo)管，并以一定壓力向管內(nèi)壓注水泥或化學(xué)漿液的措施。它既能將洞周圍巖體預(yù)加固，又能起超前預(yù)支護(hù)作用。此法適用于自穩(wěn)時間很短的砂層、砂卵（礫）石層等松散地層施工。（3）降水、堵水。在松散地層中含水，對隧道施工的危害極大。排除施工部位的地下水，有利于施工。降水、堵水的方法較多，如降水可在洞內(nèi)或輔助坑道內(nèi)井點(diǎn)降水。在埋深較淺的隧道中，可用深井泵降水，在洞外地面隧道兩側(cè)布點(diǎn)進(jìn)行。8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施5）隧道塌方施工方法（3）加強(qiáng)初期支護(hù)，控制塌方。當(dāng)開挖出工作面后，應(yīng)及時有效地完成噴錨支護(hù)或噴錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，并應(yīng)考慮采用早強(qiáng)噴射混凝土、早強(qiáng)錨桿和鋼支撐支護(hù)措施等。這對防止局部坍塌，提高隧道整體穩(wěn)定性具有重要的作用。6）流沙隧道施工方法（1）加強(qiáng)調(diào)查，制訂方案施工中應(yīng)調(diào)查流沙特性、規(guī)模，了解地質(zhì)構(gòu)成、貫入度、相對密度。粒徑分布、塑性指數(shù)、地層承載力、滯水層分布、地下水壓力和透水系數(shù)等，并制訂出切實(shí)可行的治理方案。8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施6）流沙隧道施工方法（2）因地制宜，綜合治水隧道通過流沙地段，處理地下水的問題，是解決隧道流沙、流泥施工難題中的首要關(guān)鍵技術(shù)。施工時，因地制宜，采用“防、截、排、堵”的治理方法。①防—建立地表溝槽導(dǎo)排系統(tǒng)及仰坡地表局部防滲處理，防止降雨和地表水下滲。②截—在正洞之外水源一側(cè)，采用深井降水，將儲藏豐富構(gòu)造裂隙水，通過深井抽水排走，減少正洞的靜水和動水壓力，對地下水起到攔截作用。③排—有條件的隧道在正洞水源下游一側(cè)開挖一條洞底低于正洞仰拱的泄水洞，用以降排正洞的地下水，或采用水平超前鉆孔真空負(fù)壓抽水的辦法，排除正洞的地下水。④堵—采用注漿方法充填裂隙，形成止水帷幕，減少或堵塞滲水通道。8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施6）流沙隧道施工方法（3）先護(hù)后挖，加強(qiáng)支護(hù)開挖時必須采取自上而下分部進(jìn)行，先護(hù)后挖，密閉支撐，邊挖邊封閉，遇縫必堵，嚴(yán)防沙粒從支撐縫隙中逸出。也可采用超前注漿，以改善圍巖結(jié)構(gòu)，用水泥漿或水泥水玻璃為主的注漿材料注入或用化學(xué)藥液注漿加固地層，然后開挖。在施工中應(yīng)觀測支撐和襯砌的實(shí)際沉落量的變化，及時調(diào)整預(yù)留量。架立支撐時應(yīng)設(shè)底梁并縱橫、上下連接牢固，以防箱架斷裂傾倒。拱架應(yīng)加強(qiáng)剛度，架立時設(shè)置底梁并墊平楔緊，拱腳下墊鋪牢固。支撐背面用木板或槽型鋼板遮擋，嚴(yán)防流沙從支撐間逸出。在流沙逸出口附近較干燥圍巖處，應(yīng)盡快打入鋪桿或施作噴射混凝土，加固圍巖，防止逸出擴(kuò)大。（4）盡早襯砌，封閉成環(huán)流沙地段，拱部和邊墻襯砌混凝土的灌筑應(yīng)盡量縮短時間，盡快與仰拱形成封閉環(huán)。這樣，即使圍巖中出現(xiàn)流沙也不會對洞身襯砌造成破壞。8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施7）巖爆隧道施工方法巖爆產(chǎn)生的前提條件取決于圍巖的應(yīng)力狀態(tài)與圍巖的巖性條件。在施工中控制和改變這兩個因素就可能防止或延緩巖爆的發(fā)生。因此，防治巖爆發(fā)生的措施主要有二：一是強(qiáng)化圍巖，二是弱化圍巖。強(qiáng)化圍巖的措施很多，如噴射混凝土或噴鋼纖維混凝土、錨桿加固、錨噴支護(hù)、錨噴網(wǎng)聯(lián)合、鋼支撐網(wǎng)噴聯(lián)合，緊跟混凝土襯砌等。這些措施的出發(fā)點(diǎn)是給圍巖一定的徑向約束，使圍巖的應(yīng)力狀態(tài)較快地從平面轉(zhuǎn)向三維應(yīng)力狀態(tài)，以達(dá)到延緩或抑制巖爆發(fā)生的目的。弱化圍巖的主要措施是注水、超前預(yù)裂爆破、排孔法、切縫法等。注水的目的是改變巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，降低巖石的脆性和儲存能量的能力。后三者的目的是解除能量，使能量向有利的方向轉(zhuǎn)化和釋放。據(jù)文獻(xiàn)介紹，切縫法和排孔法能將能量向深層轉(zhuǎn)移。圍巖內(nèi)的應(yīng)力，特別是在切縫或排孔附近周邊的切向應(yīng)力顯著降低。同時，圍巖內(nèi)所積蓄的彈性應(yīng)變能也得以大幅度地釋放，因而，可有效地防治巖爆。8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施8）高地溫隧道施工方法（1）為保證隧道施工人員進(jìn)行正常的安全生產(chǎn)，我國有關(guān)部門對隧道施工作業(yè)環(huán)境的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定。如鐵道部規(guī)定，隧道內(nèi)氣溫不得超過28℃；交通部規(guī)定，隧道內(nèi)氣溫不宜高于30℃。國外的資料介紹，日本規(guī)定隧道內(nèi)溫度低于37℃。（2）為達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，在施工中一般采取通風(fēng)和灑水及通風(fēng)與酒水相結(jié)合的措施。地溫較高時，可采用大型通風(fēng)設(shè)備予以降溫。地溫很高時，在正洞開挖工作面前方的一段距離，利用平導(dǎo)超前鉆探，如有熱水涌出，可在平導(dǎo)內(nèi)增建降水、排水設(shè)施和排水鉆孔，以降低正洞的水位。如正洞施工中仍有熱水涌出時，可采用水玻璃水泥等藥液注漿，以發(fā)揮截水及穩(wěn)定圍巖的作用。隧道開挖破壞了原始地溫平衡，高溫巖體向隧道內(nèi)風(fēng)流散熱，再由施工通風(fēng)將熱量帶走，直至達(dá)到新的熱平衡狀態(tài)，這是一個復(fù)雜的不穩(wěn)定傳熱過程。近年來，一種在圍巖表面噴涂隔熱混凝土（類似于結(jié)構(gòu)墻體用的保溫材料），控制高溫巖層熱源向洞內(nèi)傳遞的主動降溫技術(shù)，在礦山巷道中得到了初步應(yīng)用。因此，面對隧道施工環(huán)境高溫?zé)岷栴}，在隧道施工傳熱路徑上增加隔熱層結(jié)構(gòu)，如噴射輕骨料混凝土，可以主動控制高巖溫?zé)嵩聪蚨磧?nèi)空氣放熱，以達(dá)到主動降溫目的。8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施8）高地溫隧道施工方法（3）應(yīng)密切注意高溫地段的襯砌混凝土施作。在高溫（如70℃高溫）的巖體及噴混凝土上澆筑二次襯砌混凝土?xí)r，即使厚度再薄，水化熱也不易逸出。由于混凝土里面和表面的溫差，在早齡期有可能存在裂縫。因此，對二次混凝土襯砌防止裂縫，應(yīng)采取下述措施：①為了防止高溫時的強(qiáng)度降低，應(yīng)選定合適的水灰比，并考慮到對溫泉水的耐久性，宜采用高爐礦渣水泥（分離粉碎型水泥）?；炷僚浜媳群蛽胶蟿?yīng)作試驗(yàn)優(yōu)選。②在防水板和混凝土襯砌之間設(shè)置隔熱材料，可隔斷從巖體傳播來的熱量，使混凝土內(nèi)的溫度應(yīng)力降低。③把一般襯砌混凝土的澆筑長度適當(dāng)縮短。④用防水板和無紡布組合成緩沖材料，由于與噴混凝土隔離，因此，混凝土襯砌的收縮可不受到約束。⑤適當(dāng)設(shè)置裂縫誘發(fā)縫，一般在兩拱角延長方向設(shè)置。高地溫隧道施工應(yīng)根據(jù)隧道內(nèi)的高溫程度、勞動強(qiáng)度和勞動效率，合理確定勞動工時，以保證施工人員的健康，同時也保證了進(jìn)度的順利開展。8.4.3隧道施工風(fēng)險控制措施9）瓦斯隧道施工方法（1）隧道穿過瓦斯溢出地段，應(yīng)預(yù)先確定瓦斯探測方法，并制訂瓦斯稀釋措施、防爆措施和緊急救援措施等。（2）隧道通過瓦斯地區(qū)的