1、隧道施工技術應用專業培訓教材 目 錄一、隧道施工簡介二、隧道施工主要步驟 1 洞口工程 2 洞身開挖 3 初期支護 4 超前支護 5 超前地質預報 6 7 防排水 8 襯砌施工 一、隧道施工方法簡介1、新奧法就是應用巖體力學的根本理論，以維護和利用圍巖的自承能力，通過采用及時的“錨噴支護或更進一步的噴錨預支護等聯合支護手段有效的抑制圍巖的松弛變形，并通過監控量測手段及信息處理，調整支護參數，從而使圍巖成為支護體系的重要組成局部的一種施工原理。2、概括的說，新奧法隧道施工的三大要素實質就是“光面爆破控制爆破、錨噴支護及監控量測。初期支護仰拱仰拱仰拱填充邊墻拱部 新奧法施工原那么：“管超前，嚴注漿

2、，短開挖，強支護，早封閉，勤量測，結合實際制訂出施工方案，確保平安生產。具體措施如下：1、施工前應對設計提供的地質資料進行必要的現場調查核實超前地質預報。2、超前預注漿，根據工作面地質情況，擬定注漿的方案，精心布管，嚴格注漿工作，控制好注漿壓力，密切關注注漿量，確保到達理想的加固效果。3、嚴格控制開挖循環進尺，對不良地質地段，應適當縮短開挖進尺，環形開挖留核心土，必要時噴混凝土封閉開挖工作面，并選用具有足夠剛度和早強的支護設計，適當加厚噴射混凝土噴層，及早完成錨噴網聯合支護，必要時采用雙層鋼筋網或增設臨時鋼支撐措施，以控制圍巖變形。4、及時施作仰拱形成封閉結構，為保證仰拱及早受力，仰拱設計可選

3、用早強混凝土。5、初期支護封閉后及時進行背后回填注漿。6、加強施工現場監控量測，掌握施工中圍巖和支護的穩定程度，以確定施工工序，保證施工平安。二、隧道施工主要步驟1、洞口施工洞口橫斷面示意圖洞口側面示意圖采用鉆爆法施工時，常用的施工工法有：1全斷面法2兩臺階法3三臺階法4三臺階法加臨時仰拱5交叉中隔壁法CRD法6雙側壁導坑法2、洞身開挖1全斷面法：1)全斷面開挖是一次開挖成形的施工工藝，采用風動鑿巖機鉆孔，光面爆破。然后根據圍巖情況，初噴臨時支護。初期支護那么根據圍巖實際情況采用緊跟開挖或滯后一定距離與開挖面平行作業。2開挖過程中，根據開挖揭露圍巖情況，及時調整鉆爆參數及施工進尺。根據圍巖破碎

4、情況調整施工程序，保證平安。3施工工序：全斷面開挖-初期支護-隧道底部開挖-澆筑仰拱-拱墻二次襯砌4施工特點：開挖斷面與作業空間大，干擾小；有條件充分使用機械，減少人力；工序少、便于施工組織與施工管理，改善勞動條件；開挖一次成形，對圍巖擾動少，有利于圍巖穩定。5適用范圍：級圍巖單線隧道、級圍巖雙線隧道采取了有效的預加固措施后，亦可采用全斷面開挖施工工藝。我標段平導級圍巖采用全斷面開挖施工。2、洞身開挖2兩臺階法：臺階開挖先開挖上半斷面，上臺階開挖至一定長度后同時開挖下半斷面，上、下半斷面同時并進的施工工藝。施工工序：1弱爆破開挖，施作臺階周邊初期支護：初噴混凝土、鋪設鋼筋網、架立鋼架設鎖腳錨管

5、，鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。施作下一循環超前支護。2架設底部臨時橫撐需要時設置3 弱爆破開挖部，施作邊墻初期支護，鉆設徑向錨桿后復噴至設計厚度。4 弱爆破開挖部，隧底噴射混凝土。5滯后 部一段距離后，澆筑部仰拱，混凝土初凝后澆筑仰拱填充部至設計高度。6 施工防排水，二襯臺車澆筑部混凝土。兩臺階法施工要點：根據圍巖條件合理確定臺階長度和臺階數量，上臺階長度一般為510mm，下臺階長度為1525m為宜。上臺階施作鋼拱架時，采用擴大拱腳和鎖腳錨桿管等措施，控制圍巖和初期支護變形，必要時施作臨時橫撐。下臺階在上臺階噴射混凝土到達設計強度70%以上時開挖，當巖體不穩定時需縮短進尺，分左、右兩部

6、錯開開挖。初期支護要緊跟下臺階及時封閉。施工中應解決好上下臺階的施工干擾問題，下部施工應減少對上部圍巖、支護的擾動。鋼拱架必須落在實處，嚴禁懸空或落在虛碴上。 適用范圍：鐵路單線、雙線隧道級圍巖地段，級圍巖隧道在采用了有效的預加固措施后亦可采用臺階法施工。3三臺階法 三臺階法是將隧道分成三局部開挖，施工時先開挖上臺階，待開挖到一定長度后再同時開挖中臺階及下臺階，形成上、中、下三臺階同時并進的施工方法。 將隧道斷面分上中下臺階開挖，爆破施工分三次進行，可以減小爆破對圍巖的擾動，保護圍巖，上臺階開挖后中下臺階的開挖創造臨空面，降低炸藥消耗。三臺階開挖初期支護能盡早施工，可充分發揮圍巖的自穩、自承能

7、力，獲得平安的地下空間。 上臺階開挖每循環進尺級圍巖不超過1榀鋼架間距，級圍巖不超過2榀鋼架間距；下臺階開挖每循環進尺、級圍巖不超過2榀鋼架間距，下臺階開挖后仰拱應緊跟。鋼架間距級圍巖1.5m，級圍巖1m/1.2m，級圍巖0.6m/0.8m 開挖初支及時封閉成環，、級圍巖封閉位置距掌子面不得大于35m；二襯距離掌子面距離，級圍巖不得大于90m，級圍巖不得大于70m。上臺階中臺階下臺階三臺階法施工工序：1施工完超前支護后，弱爆破開挖部施作部周邊初期支護初噴混凝土，鋪設鋼筋網，架設鋼架，鉆設徑向錨桿，復噴至設計厚度。2弱爆破開挖部施作部初期支護，復噴至設計厚度。3弱爆破開挖部施作部邊墻初期支護，復

8、噴混凝土至設計厚度4弱爆破開挖部施作部初期支護：初噴混凝土，鋪鋼筋網，架設鋼架，復噴混凝土至設計厚度)。5澆筑部仰拱與邊墻根底，待仰拱混凝土初凝后澆筑仰拱填充部至設計標高。6鋪設環向+縱向透水盲管、土工布+防水板利用襯砌臺車一次澆筑部二次襯砌混凝土。(4)三臺階臨時仰拱法三臺階臨時仰拱法三臺階臨時仰拱法是將隧道斷面分成上中下三個局部進行開挖的施工工法；要求及時施作各部臨時仰拱；各部位的開挖與支護沿隧道縱向錯開、平行推進的隧道施工方法。一般適用于地質條件為級圍巖，也適用于淺埋地層隧道暗挖。施工特點1施工空間較大，可進行機械化施工，可以多作業面平行施工，工效較高。2在地質條件發生變化時，便于及時、

9、靈活地調整施工方法，轉換施工工法。3適應不同跨度和多種斷面形式，初期支護工序操作便捷。4在臺階法開挖的根底上，分上、中、下三局部錯開開挖，有利于開挖工作面的穩定。5當圍巖變形較大或突變時，在保證平安和滿足凈空要求的前提下，可盡快調整閉合時間。施工要點：1開挖需要爆破時，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。開挖控制在23m，必須采用多打眼，少裝藥，弱爆破，不得超挖。專職爆破員控制裝藥量，減少對圍巖的擾動。在滿足作業空間和臺階穩定的前提下，盡量縮短臺階長度。2)鋼架或臨時鋼架應設鎖腳鋼管，且必須對鎖腳鋼管注漿，以確保鋼架根底穩定。鋼架之間縱向連接鋼筋應及時施作并連接牢固。3)施

10、工過程通過監控量測，掌握圍巖和支護的變形情況，及時調整支護參數和預留變形量，保證施工平安。4)如到達各種預埋洞室及預埋件安設位置，根據實際情況可以不預留，待初期支護在本斷面范圍內完成或二次襯砌前另行開挖或預埋。(5)交叉中隔壁法(CRD法)1交叉中隔壁法又稱CRD工法，是將大斷面隧道分局部塊開挖，先開挖隧道一側的一和二部并施作封閉的初期支護和臨時支撐，再開挖隧道另一側的一和二局部且施作封閉的初期支護和臨時支撐，最后分別開挖隧道左右兩塊底部，形成隧道初期支護和臨時支撐網狀封閉穩定支護形式的隧道開挖施工方法2適用范圍：一般適用于雙線及以上斷面級圍巖，也可用于淺埋隧道施工。3 施工要點 隧道按左右局

11、部塊實施開挖，每塊小斷面開挖高度根據地質條件和施工設備而定，各工作面每循環進尺為1榀拱架的距離。 每塊小斷面開挖長度35m，及時設置臨時仰拱封閉、步步成環，盡量縮短成環時間；必要時進行掌子面臨時支護。 中隔墻設置為弧形臨時支護，隧道左右開挖小斷面水平臨時支護保持對接一致，螺栓連接牢固，及時施作鎖腳錨桿管。 根據監控量測信息，初期支護穩定后撤除臨時支護，撤除長度應根據量測結果確定,但一次撤除長度不超過15m，并加強監控量測。 臨時支護撤除后及時施做隧道仰拱和二次襯砌。CRD法施工工序：1弱爆破開挖部噴射混凝土封閉掌子面必要時施作施作部導坑周邊的初期支護和臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網

12、，架立初支型鋼鋼架，并設鎖腳錨管，安設I18橫撐鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度施作部導坑周邊下一循環的超前支護。2滯后部一段距離后，弱爆破開挖部導坑周邊局部初噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網接長型鋼鋼架和I18臨時鋼架，并設鎖腳錨管，必要時設I18橫撐，復噴混凝土至設計厚度 CRD法施工工序：3弱爆破開挖部施作部導坑周邊的初期支護和臨時支護施作部導坑周邊下一循環的超前支護。4滯后部一段距離后，弱爆破開挖部施作導坑周邊的初期支護和臨時支護。5在滯后部一段距離后，弱爆破開挖部隧底周邊局部初噴4cm厚混凝土接長I18臨時鋼架，復噴至設計厚度安設仰拱單元的型鋼鋼架，并使型鋼鋼架封閉成環。6根據監控量測

13、結果，待初支沉降收斂后，撤除臨時鋼架和橫撐澆筑仰拱混凝土仰拱混凝土初凝后澆筑仰拱填充至設計高度。7鋪設環+縱向透水盲管、防水板+土工布，利用襯砌臺車一次性澆筑二襯。6雙側壁導坑法1雙側壁導坑法是采用先開挖隧道兩側導坑，及時施作導坑四周初期支護及臨時支護，然后再開挖中部剩余土體的隧道開挖施工方法。2適用范圍：一般適用雙線級圍巖洞口、淺埋、斷層破碎帶地段及C、D段、級圍巖段施工。雙側壁導坑法施工工序：1弱爆破部噴8cm厚混凝土封閉掌子面必要時施作部導坑周邊的初期支護和臨時支護，即初噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網，架立初支型鋼鋼架和I18臨時鋼架，并設鎖腳錨管。安設I18橫撐鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至

14、設計厚度施作部導坑周邊下一循環超前支護。2在滯后部一段距離后，弱爆破開挖部噴8cm厚混凝土封閉掌子面必要時導坑周邊局部初噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網接長型鋼鋼架和I18臨時鋼架，設鎖腳錨管鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度，側壁導坑封閉成環。雙側壁導坑法施工工序：3在滯后于部一段距離后，弱爆破開挖部，并施作導坑周邊的初期支護、臨時支護及下一循環超前支護，步驟及工序同1。4在滯后于部一段距離后，弱爆破開挖部并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同2。5弱爆破開挖部噴8cm混凝土封閉掌子面導坑周邊初噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網，架設拱部型鋼鋼架，鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。6在滯后

15、于部一段距離后，弱爆破開挖部。7在滯后于部一段距離后，弱爆破開挖部。8在滯后于部一段距離后，弱爆破開挖部雙側壁導坑法施工工序：9在滯后于部一段距離后，弱爆破開挖部隧底周邊局部初噴4cm厚混凝土，架設仰拱型鋼鋼架，使整個襯砌鋼架封閉成環。10根據監控量測結果分析，待初期支護收斂后，撤除I18臨時鋼架及臨時橫撐灌注部仰拱與邊墻根底待仰拱混凝土初凝后，灌注仰拱填充XI部設計高度。11鋪設環+縱向透水盲管、防水板+土工布利用襯砌模板臺車一次性灌注XII部襯砌。雙側壁導坑法施工要點側壁導坑形狀應近似橢圓形，導坑斷面寬度一般為整個斷面的1/3。 兩側側壁導坑超前中部1020m，可獨立同步開挖支護，中部采用

16、臺階法開挖，保持平行作業。 導坑開挖后應及時進行初期支護及臨時支護，設置鎖腳錨桿，并盡早封閉成環。 中部開挖完成后，要及時施作初支，盡快使全斷面初支封閉成環。 為了穩定工作面，經常和超前預注漿等輔助施工措施配合使用 根據監控量測，初期支護穩定后，撤除或倒換臨時支護，一次作業長度宜為612m，并加強監控量測。 鉆眼施工照片 裝藥施工右以下圖 爆破效果照片 出碴施工照片3、初期支護 1、初期支護的目的： 對開挖后的圍巖進行及時封閉，防止圍巖暴露時間過長，控制圍巖的變形和松弛，充分發揮圍巖自身的承載能力，并和二襯共同形成結構承載荷載，在二襯施做前，初期支護是確保隧道施工平安的關鍵。 2、施工工序：

17、初噴混凝土架設鋼架掛鋼筋網、鉆設徑向錨桿復噴至設計厚度的。在爆破、找頂后，應立即初噴混凝土封閉圍巖。 3、找頂 盡量采用機械去除開挖面上的松動巖體、開裂的噴砼等，找頂未完成前人員不得處于被去除物的正下方。 4、初噴混凝土 1初噴混凝土采用C25噴射混凝土，應在開挖后立即進行。 2用高壓風自上而下吹凈巖面，埋設控制噴射混凝土厚度的標志釘或鋼筋頭。 3噴射作業分層分段分片依次連續進行，噴射作業順序從拱腳或墻腳自下而上進行，分段長度不大于6m。作業時先找平凹洼局部，后噴射凸出局部，各部平順連接。初噴厚度為4cm。 4噴射混凝土塌落度宜為80130mm，濕噴混凝土3h強度應到達1.5MPa，24h強度

18、應到達10MPa。 初期支護 5、安裝錨桿1錨桿的設置應沿隧道輪廓法線方向，錨桿施工時應根據錨桿設置及圍巖實際情況及時調整錨孔角度及采用適宜的鉆桿和鉆進方法。2拱部采用22組合中空錨桿，邊墻采用22砂漿錨桿。雙線隧道拱墻分界以拱部161劃分，C、D段車站斷面以拱部132劃分。錨桿間距：級圍巖環向x縱向間距，級圍巖環向x縱向間距，級圍巖環向x縱向間距、。3安裝前檢查工作面的平安情況，發現支護變形或損壞時立即加固。4錨桿安設后不得隨意敲擊，其端部在錨固材料終凝前不得懸掛重物。初期支護 6、掛設鋼筋網 1工作面應通風良好，有足夠的照明；選用穩固的操作平臺或臺車。 2鋼筋網宜采用HPB235盤條，級圍

19、巖采用6鋼筋網片、網格間距25x25cm，級采用6鋼筋網片、網格間距25x25cm，級圍巖采用8鋼筋網片、網格間距20 x20cm，搭接長度應為12個網格間距，搭接方式為焊接。使用前要除銹和擦去油跡和浮土。 3鋼筋網在初噴混凝土后安裝，鋼筋網與錨桿連接牢固。 4鋼筋網要被噴射砼包裹，砼保護層不小于20mm。 5鋼筋網與鋼架、錨桿共同作用時，采用焊接連接方式。 6遇到圍巖不穩定、受力要求較高時，可采用雙層鋼筋網。初期支護 7、安裝鋼拱架 1鋼拱架施工流程：超欠挖處理初噴砼測定鋼架位置去除拱腳浮渣鋪設鋼筋網、架立鋼架安裝縱向鋼筋連接筋錨桿固定、打鎖腳錨桿復噴砼。 2型鋼鋼架應采用冷彎工藝加工，嚴禁

20、采取氣割、燒割等損傷母材的彎制方法；格柵鋼架應采用胎膜焊接；所有部件連接應焊接牢固；加工的成品經驗收合格方可使用。 3鋼架各單元在洞外預制，洞內組裝。每榀鋼架加工完成后應放在水泥地面上試拼，周邊拼裝允許誤差3cm，平面翹曲允許偏差2cm。 4鋼架與鋼架之間采用HRB40022鋼筋縱向連接，環向間距1m。 5采用分部開挖施工時，鋼架拱腳打設42鎖腳錨管，長度3m4.5m。其中級圍巖3m，級圍巖4m，級圍巖4.5m。 6鋼架與噴射混凝土應形成一體，鋼架保護層不得小于4cm。 7鋼架的垂直度必須控制，不符合要求的鋼架應返工重做。 8當鋼架侵入限界需要更換時，應采取逐榀更換、先立新鋼架后撤除廢鋼架的方

21、法，嚴禁先拆廢鋼架后立新鋼架或同時更換相鄰的多榀鋼架。 鋼架安裝施工照片初期支護 8、噴射混凝土 1噴射混凝土是以混凝土高速噴射到受噴面上，依靠高速噴射時集料的反復連續撞擊壓密混凝土硬化而成的支護方式，其噴射的混凝土能夠在幾分鐘內終凝，且強度增長快，并與錨桿、鋼筋網、鋼拱架聯合形成支護整體，抑制圍巖變形，到達圍巖快速穩定。 2掌子面開挖后，應及時對周邊圍巖進行噴射砼封閉。 3復噴混凝土分段分片自下而上順序噴射，拱部一次噴射厚度不超過10cm，邊墻不得超過15cm,噴嘴與巖面保持垂直，距受噴面0.81.2m。 4噴射混凝土的回彈量控制：邊墻不大于15%，拱部不大于25%。 5混凝土噴射終凝2h后

22、，應進行濕潤養護，養護時間不得少于14d。初期支護9、初期支護施工常見質量平安問題： 1不能按要求施打系統錨桿砂漿錨桿和組合中空錨桿。 2鋼筋網片漏掛、網片之間搭接不到位、鋼筋網片與圍巖不密貼。 3拱架之間連接板螺栓連接數量不夠，連接板之間不平順或存在錯縫。 4噴射砼厚度不夠，拱架外露。 5由于超挖，但在噴射砼時因噴射手的原因造成初期支護與圍巖之間存在空洞，噴錨不密實。 6仰拱開挖后未能及時進行初期支護，閉合成環。 初期支護效果圖噴射混凝土施工示意4、 超前支護 1、 超前支護主要有管棚和超前小導管 超前支護的目的：在軟弱圍巖中，增強圍巖自身的支護能力，確保隧道開挖施工過程中掌子面的平安和穩定

23、，防止隧道開挖過程中出現坍塌、冒頂等現象。 1管棚是在隧道開挖前，沿隧道開挖輪廓線外利用鉆機或夯管按一定角度打入直徑大于70mm，長度大于20m的鋼管，通過鋼管注漿預加固隧道拱部地層，并將鋼管內采用砂漿充填密實以減少地層沉降的超前地層加固方法。 2超前小導管是作為支護結構的一局部軸力構件而發揮其作用的，用以改善拱頂斜上方的圍巖。多用在易崩塌的圍巖中，作為支護拱頂的輔助方法。管棚超前支護 1、管棚環向間距3050cm，超淺埋地段采用密排方式，一般沿隧道開挖輪廓線周邊布設，外傾角13，雙線隧道施作范圍為拱部161,C、D段車站斷面施作范圍為拱部132 2、管棚采用熱軋無縫鋼管，壁厚不小于6mm，節

24、長36m。接頭采用絲扣連接，絲扣長15cm，隧道縱向同一截面內接頭數不大于50%，相鄰鋼管的接頭前后錯開至少1m。 3、開孔管棚壓注純水泥漿，無孔管棚壓注水泥砂漿，壓注初壓控制在0.51.0MPa以內，終壓控制在2MPa以內，持壓15min后停止注漿。超前小導管支護管棚超前支護管棚超前支護超前小導管支護1、超前小導管設計參數 1采用熱軋無縫鋼管，外徑42mm，壁厚3.5mm，小導管長3.5m4.5m。 2施作范圍及管距：環向間距級圍巖為50cm，級圍巖為40cm。雙線隧道施作范圍為拱部161，C、D段車站斷面施作范圍為拱部132。小導管縱向搭接間距不小于1m。外插角1012。 3注漿材料選用1:1水泥漿，當圍巖破碎、地下水發育時可采用水泥+水玻璃雙液水泥漿，漿液強度不小于M10，注漿量不小于設計量的80%。注漿壓力0.51Mpa。 超前小導管支護超前小導管支護2、小導管施工本卷須知： 1小導管安設采用鉆孔打入法，即先按設計要求鉆孔，鉆孔直徑比鋼管直徑大35mm，然后將小導管穿過鋼架，用錘擊或鉆機頂入，頂入長度不小于鋼管長度的90%，用高壓風將鋼管的沙石吹出。 2安設小導管后，及時封堵孔口及裂隙，必要時在小導管附近及工作面噴射混凝土，以防止工作面坍塌。超前支護超前小導管及大管棚施工圖 5、