山嶺隧隧道施施工技技術中鐵隧隧道集集團有有限公公司劉招偉偉2010.072隧道工工程是是與人人類生生活息息息相相關的的古老老工程程，古古人類類為穴穴居而而開挖挖的洞洞穴，，應是是最原原始的的隧道道工程程。隨隨著人人類社社會的的進步步，隧隧道工工程修修建水水平也也不斷斷提高高與發發展。。隧道道工程程技術術發展展是與與社會會進步步和相相關學學科領領域的的技術術進步步密切切相關關的，，特別別是與與隧道道機械械設備備的更更新密密不可可分。。新技技術、、新設設備、、新工工藝的的應用用，使使隧道道工程程技術術發生生了質質的飛飛躍。。21世紀紀，，是是人人類類向向地地下下空空間間發發展展的的世世紀紀，，隧隧道道施施工工技技術術也也將將有有大大的的提提高高，，不不斷斷發發展展更更新新，，以以服服務務于于人人類類的的需需要要。。前言3重點點介介紹紹以以下下九九個個方方面面的的內內容容：：一、、當前前隧隧道道技技術術發發展展概概況況二、、山山嶺嶺隧隧道道的的施施工工方方法法三、、裝裝砟砟、、運運輸輸方方式式四、、輔輔助助工工法法的的應應用用五、、隧隧道道施施工工通通風風六、、特特殊殊地地質質條條件件下下的的隧隧道道施施工工要要點點七、、安安全全、、質質量量控控制制要要求求八、、隧道道及及地地下下工工程程面面臨臨的的基基本本課課題題九、、十十八八項項卡卡死死制制度度4一、、當當前前隧隧道道技技術術發發展展概概況況在二二十十世世紀紀以以前前，，隧道道建建筑筑主要要是是交交通通道道路路隧隧道道和和水水工工隧隧道道，，而而道道路路隧隧道道又又占占大大多多數數。。二二十十世世紀紀初初，，很很多多國國家家相相繼繼發發展展地地下下鐵鐵道道，，有有的的大大城城市市，，已已擁擁有有數數百百公公里里地地下下鐵鐵道道。。之之后后，，又又發發展展了了軍軍事事用用途途的的地地下下工工程程，，同同時時也也出出現現了了大大型型民民用用地地下下倉倉庫庫建建筑筑。。隨隨后后服服務務于于不不同同科科學學實實驗驗的的地地下下建建筑筑相相繼繼修修建建，，特特別別是是核核物物理理的的實實驗驗隧隧道道。。二二十十世世紀紀五五十十年年代代以以來來，，隨隨著著市市政政建建設設需需要要，，不不少少城城市市開開始始發發展展地地下下大大型型停停車車場場及及商商業業街街，，還還發發展展和和修修建建了了不不少少海海底底儲儲氣氣庫庫。。1、隧道技術術發展的的綜合趨趨勢5我國的隧隧道工程程，早期期主要以以鐵路隧隧道為主主，到二二十世紀紀末，已已投入運運營的鐵路隧道道6877座，總延延3667km，已列世世界前茅茅。我國國公路隧隧道的修修建起步步較晚，，但發展展很快，，高速公公路上相相繼修建建長度超超過5km的特長隧隧道，最最長的終終南山隧隧道達19km多。我國國地鐵也也處于發發展階段段，北京京、天津津、上海海、廣州州、南京京、深圳圳等城市市已有六六百三十十多公里里地鐵投投入運營營，目前前已獲批批修建地地鐵的城城市達二二十多個個，總長長達2000公里。由由于大型型水電站站的建設設，長、、大輸水水隧洞不不斷出現現，如引引大入秦秦工程，，修建了了上百公公里的隧隧洞，其其中盤道道嶺隧洞洞長15.7km；萬家寨寨引黃入入晉工程程，有200多公里隧隧道，南南水北調調工程引引水隧洞洞就更多多了。我我國正在在修建不不少地下下停車場場。總之之，隨著著人們生生活、生生產需要要，今后后將會修建建更多的多用用途、多多功能的的隧道與與地下工工程，6由于修建建技術的的不斷提提高，過過去認為為無法修修建的隧隧道，已已經變成成事實。。隧道越越來越長長，通車車距離卻卻大為縮縮短，技技術條件件卻越來來越好，，從而改改善了運運輸條件件，已成成為當前前發展的的趁勢。。國際隧隧協把大大于10Km的隧道劃劃為特長長隧道，，目前世世界各國國鐵路上上已建成成的特長長隧道50多座，我我國占六六座即大大瑤山雙雙隧道（（14.295km）、長梁梁山雙線線隧道（（12.782km）,秦嶺兩座座單線隧隧道（18.46km）、蘭武武鐵路烏烏鞘嶺單單線鐵路路隧道（（左右線線隧道各各長20.05km），渝懷懷鐵路圓圓梁山單單線隧道道（全長長11.07km）。世界上最最長的為為日本青青函海底底隧道（（53.85km）,和第二長長的英、、法海底底隧道（（50.5km）。2、隧道的的單座長長度，向向長隧道道發展7近幾年，，由于客客運專線線開始建建設，超超過10Km的單雙線線鐵路隧隧道就更更多了，，如石太太客運專專線太行行山隧道道（左右右線隧道道各長27.84km）、武廣廣客運專專線大瑤瑤山隧道道群（大大瑤山1號隧道10.08km,大瑤山2號隧道6.03km,大瑤山3號隧道8.39km），同時時我國還還在“世世界屋脊脊”上建建成了青青藏鐵路路，并建建成了世世界海拔拔最高的的鐵路隧隧道-風火山隧隧道（全全長1338m，海拔4905m）。隧道單座座長度不不斷向長長隧道發發展，首首先在技技術上要要解決一一系列重重大問題題。因此此，單座座隧道長長度的增增加，是是衡量隧隧道工程程技術發發展水平平的重要要標志之之一。83、勘察設設計向綜綜合化、、現代化化發展隧道工程程建設，，與地質質條件緊緊密相關關。隧道道工程技技術發展展與地質質勘察技技術不可可分離。。地質學學的技術術進步，，為隧道道工程技技術發展展起到了了重要作作用。當當前地質質勘察綜綜合化，，隧道設設計現代代化，野野外測量量數據處處理自動動化，勘勘察設計計一體化化、智能能化，已已經成為為隧道工工程技術術發展的的趨勢。。表現在以以下幾個個方面：：9⑴對長大隧隧道，越越來越注注意進行行大面積積地質調調查和測測繪，進進行大面面積地質質選線；；由于陸陸地衛星星照片分分辨率的的不斷提提高和普普及使用用，已能能夠在室室內對隧隧道所在在位置的的區域進進行大面面積選線線并做到到充分優優化比選選；遙感感地質的的發展已已能在遙遙感圖片片上對諸諸多工程程地質因因素加以以正確判判釋，從從而使隧隧道選在在地質條條件較好好的位置置。GPS全球定位位系統在在隧道工工程中的的應用，，確保了了測量工工作在極極端困難難條件下下定位的的準確和和正確性性。10⑵地質勘察察多手段段、綜合合化。除除了傳統統的、必必要的地地質現場場測繪及及鉆探外外，物理理勘探發發展迅速速，多種種物探方方法相互互補充印印證，再再有針對對性地用用鉆探驗驗證，大大大提高高了地質質勘察資資料的準準確性。。地質資資料數據據處理技技術廣泛泛采用了了計算機機，大大大加速了了對地質質數據的的分析、、判別、、處理速速度，為為隧道設設計提供供了可靠靠條件。。野外測測量數據據采集、、處理、、成圖用用計算機機完成，，加快了了設計進進程。11⑶隧道設計計廣泛采采用CAD技術，可以迅迅速進行多方方案比選，專專家系統的建建立和使用，，使設計更加加完善準確，，特殊情況下下的理論分析析，用大型軟軟件在計算機機上進行，很很快就能完成成分析，提出出成果，使過過去用人工計計算無法辦到到的事變為事事實。⑷巖石力學學的發展，逐逐步使理論和和工程有機結結合，形成巖巖土工程科學學，由于巖石石力學理論上上的成就，近近代對隧道及及地下建筑物物的圍巖變形形、結構受力力狀態、圍巖巖內部應力分分布等有了區區別于普氏理理論的全新概概念，從而使使設計出現了了新的突破，，新奧法原理理應用于設計計，使設計更更加科學合理理。12⑸對隧道設計，，逐步注重了了功能要求。。鐵路長隧道道的安全防災災設計、鐵路路長隧道的環環保和維修作作業特殊要求求設計，公路路隧道的通風風自動控制、、防災報警搶搶險及監視系系統設計，地地鐵及地下停停車場的通風風、照明、安安全設計，已已普遍進行詳詳盡的施工圖圖設計，在主主體建筑設計計中一次考慮慮，提出完善善配套的設計計。⑹在一些地地質復雜的長長大隧道中，，推行掌子面面地質超前預預報技術，采采用地震波法法、聲波法等等預報掌子面面前方50~150m范圍內的地質質條件，一方方面使施工有有所準備，另另一方面可以以據以提前考考慮做出修正正設計，實現現設計→施工工→修正設計計→修正施工工的軌道。134、鉆爆施工開開挖不斷向大大斷面少分部部開挖轉變，，與之相適應應的支護技術術整飛速發展展二十世紀初，，隧道鉆爆法法開挖大多采采用小斷面多多分部的礦山山法施工。由由于分部多，，斷面小，對對圍巖多次擾擾動，支護工工程量巨大，，安全無保障障，施工工序序干擾很大。。二十世紀中中葉開始，由由于巖石力學學在理論上的的成果，由于于施工機械的的不斷現代化化，由于支護護技術的巨大大進步，在鉆鉆爆法施工的的開挖方法上上有了根本性性的變化。14其總的趨勢是是趨向大斷面面少分部開挖挖，輔以簡單單易行且安全全可靠的強有有力的支護結結構。諸如全全斷面開挖，，臺階法開挖挖，中隔墻法法（CD、CRD法）開挖，都都是當前的主主要開挖方法法。礦山法導導坑、擴大、、拉槽、落底底等傳統舊方方法，已經較較少使用了。。開挖方法的的轉變，關鍵鍵因素是要解解決大能力施施工機械和高高效易行的支支護技術。我我國隧道工程程在二十世紀紀八十年代前前，幾乎全部部多用分部的的礦山法施工工，原因是受受上述關鍵因因素未能解決決所致。八十十年代，隨著著大瑤山雙線線鐵路隧道的的修建和發展展，在交通道道路隧道中實實現了開挖方方法的轉變。。155、隧道施工設設備向大型機機械化發展其總趨勢,一是能力越來來越大，效率率越來越高，，無論鉆爆法法的鉆孔機械械、裝碴機械械、運輸機械械，都朝向大大能力、高效效率、用現代代技術注入工工程機械方向向發展。二是二十世紀紀從三、四十十年代起，出出現了隧道掘掘進機，改變變了利用化學學、物理能破破碎巖石的傳傳統方法，利利用機械能擠擠壓破碎巖石石完成開挖。。三是隧道施工工的輔助作業業機械，特別別是通風機械械，朝著大容容量、高效率率、節能、自自動調速、可可逆運轉等方方向發展，大大大改善了施施工作業環境境。166、施工方法的的多樣化、也也是當前發展展的趨勢在鐵路、公路路隧道方面，，目前除鉆爆爆法施工外，，掘進機法正正在蓬勃發展展。歐美國家家用掘進機施施工的隧道，，已占總數的的三分之一以以上。瑞士圣圣哥達鐵路隧隧道（57km）使用8臺掘進機。當當遇到江河海海峽需要穿越越時，除鉆爆爆法、掘進機機法外，如地地質條件許可可，沉埋管段段施工技術正正在興起。我我國也已在甬甬江、黃浦江江、珠江修建建了三座沉埋埋管段公路隧隧道。17在地鐵施工方方面，除傳統統的明挖及暗暗挖外，已出出現了蓋挖法法、輔以強有有力的邊坡加加固結構（如如連續墻結構構，懸噴樁、、攪拌樁、SMW樁、鉆孔咬合合樁等）。北北京地鐵天安安門東、西站站采用梁、板板、柱法施工工，形成了一一種新的工法法。我國海底隧道道采用鉆爆法法施工的也正正在進行，廈廈門東通道翔翔安海底隧道道正在施工，，還有青島至至黃島的海底底隧道也已經經開始施工。。187、建立風險評評估機制，加加強風險管理理，有效對風風險進行控制制、規避，保保證施工安全全是當前隧道道工程的發展展方向由于地下工程程地質條件、、周邊環境的的復雜性和不不確定因素太太多，使地下下工程建設成成為高風險的的行業，使大大家普遍認識識到實行風險險管理的必要要性和緊迫性性，于是開展展了在隧道工工程中進行了了風險管理的的探索，目前前建設部、鐵鐵道部已組織織有關單位編編制了風險評評估的規范與與指南，用以以指導和規范范隧道施工，，提高隧道和和地下工程的的安全管理水水平。198、以人為本，，創造和諧社社會，已成為為我國的基本本國策，在山山嶺隧道施工工中，注重環環境保護、水水土保持，盡盡量減少對環環境的污染也也已成為必然然選擇和發展展趨勢。20二、山嶺隧道道的施工方法法施工方法的選選擇，主要是是開挖與運輸輸方法的選擇擇，從大的方方面分類可分分為鉆爆法（（舊礦山法、、新奧法）、、掘進機（TBM）、掘進機輔輔以鉆爆法、、沉埋管段（（水底隧道））。今天主要講鉆鉆爆法施工。。211、選擇隧道施施工方法的指指導思想與應應遵循的原則則隧道施工符合合安全環保、、工藝先進、、質量優良、、進度均衡、、節能降耗的的要求，隧道道施工應本著著“安全、有序、、優質、高效效”的指導思想，，按照“保護圍巖、內內實外美、重重視環境、動動態施工”的原則組織施施工。其施工工方法的選擇擇應遵循以下下原則：（1）、確保施施工安全，，改善施工工環境。（2）、應根據據設計文件件、施工調調研情況、、地質圍巖巖級別、22結合隧道長長度、斷面面大小、縱縱坡情況、、襯砌方法法、工期要要求、裝備備水平、隊隊伍素質等等綜合因素素決定。（3）、地質變變換頻繁隧隧道應考慮慮其適應性性，便于工工序調整轉轉換。（4）、應盡量量采用新技技術、新工工藝、新設設備、新材材料。（5）、認真按按照新奧法法原理、掌掌握應用好好光爆、噴噴錨、量測測施工三要要素。232、選擇隧道道施工方法法的基本要要素（1）、施工條條件它包括一個個施工隊伍伍所具備的的施工能力力、素質以以及管理水水平。目前前隧道施工工隊伍的素素質和施工工裝備水平平，有高有有低，參差差不齊，因因此，在選選擇施工方方法時，不不能不考慮慮這個因素素的影響。。（2）、圍巖條條件圍巖條件也也就是地質質條件，其其中包括圍圍巖級別、、地下水及及不良地質質現象等。。圍巖級別別是對圍巖巖工程性質質的綜合判判定，對施施工方法的的選擇起著著重要的甚甚至決定性性的作用。。。24（3）、隧道斷斷面積隧道尺寸和和形狀，對對施工方法法選擇也有有一定的影影響。目前前隧道斷面面有向大斷斷面方向發發展的趨勢勢，如公路路隧道已開開始修建3車道甚至4車道的大斷斷面，水電電工程中的的大斷面洞洞室，更是是屢見不鮮鮮。在這種種情況下，，施工方法法必須適應應其發展。。在單線和和雙線的鐵鐵路隧道中中，越來越越多地采用用了全斷面面法及臺階階法；而在在更大斷面面的隧道工工程中，先先采用各種種方法修小小斷面的導導坑，再擴擴大形成全全斷面的施施工方法極極為盛行。。（4）、埋深隧道埋深與與圍巖的初初始應力場場及多種因因素有關，，通常將埋埋深分為淺淺埋和深埋埋兩類，有有時將淺埋埋又分為超超淺埋和淺淺埋兩類。。在同樣地地質條件下下，埋深的的不同，施施工方法也也將有很大大差異。25（5）、工期作為設計條條件之一的的施工工期期，在一定定程度上會會影響基本本施工方法法的選擇。。因為工期期決定了在在均衡生產產的條件下下，對開挖挖、運輸等等綜合生產產能力的基基本要求，，即對施工工均衡速度度、機械化化水平和管管理模式的的要求。（6）、環境條條件當隧道施工工對周圍環環境產生如如爆破振動動、地表下下沉、噪聲聲、地下水水條件的變變化等不良良影響時，，環境條件件也應成為為選擇隧道道施工方法法的重要因因素之一，，在城市市市區條件下下，甚至會會成為選擇擇施工方法法的決定性性因素。完善施工方方法標準化化、模式化化的重要條條件是建立立適應各種種條件下的的隧道施工工機械化配配套技術的的標準模式式。。263、山嶺隧道道開挖方法法的選擇山嶺隧道施施工的過程程和方法是是多種多樣樣的，但鉆鉆爆法仍然然是我國目目前應用最最廣、最成成熟的隧道道修建方法法，山嶺隧隧道開挖常常用的方法法為全斷面面法、臺階階法、中隔隔壁法（CD法），交叉叉中隔壁法法（CRD法）、單側側壁導坑法法、雙側壁壁導坑法等等。27284、各種施工工方法在不不同圍巖和和隧道中適適用情況（1）、全斷斷面法全斷面開挖挖法是按設設計斷面將將整個隧道道開挖斷面面一次鉆孔孔，一次爆爆破成型、、一次初期期支護到位位的隧道開開挖方法。。主要適用用于非淺埋埋Ⅰ～Ⅲ級硬巖地層層。淺埋段段、偏壓段段和洞口段段不宜采用用。如確實實地質條件件較好，也也可采取先先開挖小導導坑，然后后再擴大的的施工方法法，這對保保持圍巖穩穩定是有利利的。該法有較大大的作業空空間，有利利于采用大大型配套機機械化作業業，鉆爆施施工效率較較高，可采采用深眼爆爆破，提高高施工速度度，且工序序少、便于于施工組織織和管理，，較分部開開挖法減少少了對圍巖巖的振動次次數。29但由于開挖挖面積較大大，圍巖相相對穩定性性降低，且且每循環工工作量相對對較大，深深孔爆破用用藥量大，，引起震動動大，因此此要求進行行精心的鉆鉆爆設計和和嚴格控制制爆破作業業。（2）、臺階法法臺階法施工工是將隧道道結構斷面面分成兩個個或幾個部部分，即分分成上下兩兩個斷面或或幾個斷面面分部進行行開挖的隧隧道開挖方方法。該法法適用于鐵鐵路雙線隧隧道Ⅲ、Ⅳ級圍巖，單單線隧道Ⅴ級圍巖亦可可采用，但但支護條件件應予以加加強。該法法具體可分分為正臺階階法、三臺臺階臨時仰仰拱法、環環形開挖預預留核心土土開挖法等等。30該施工方法法的優點是是對地質變變化的適應應性較強，，工序轉換換較容易，，并能較早早地使初期期支護閉合合，有利于于控制沉降降。臺階長長度一般應應控制在1~1.5倍洞洞徑徑，，為為及及早早使使初初期期支支護護封封閉閉成成環環，，也也可可適適當當縮縮短短臺臺階階長長度度，，當當圍圍巖巖較較穩穩定定，，短短臺臺階階能能保保持持時時，，臺臺階階長長度度亦亦可可適適當當縮縮短短至至3~5m，上上下下臺臺階階同同時時鉆鉆眼眼爆爆破破，，以以起起到到加加快快施施工工進進度度，，減減少少設設備備配配置置的的目目的的。。31下部部斷斷面面(中、、下下層層臺臺階階)是開開挖挖作作業業的的重重要要環環節節。。近近年年來來，，在在下下部部開開挖挖中中，，因因方方法法欠欠妥妥，，作作業業不不慎慎引引起起初初期期支支護護失失穩穩造造成成的的重重大大坍坍方方事事故故已已有有多多起起，，必必須須引引起起高高度度重重視視。。在在開開挖挖順順序序上上，，宜宜采采用用先先挖挖側側槽槽、、左左右右錯錯開開向向前前推推進進的的做做法法，，不不宜宜采采用用拉拉中中槽槽挖挖馬馬口口的的方方法法。。側側槽槽一一次次開開挖挖長長度度不不宜宜太太長長，，靠靠近近邊邊墻墻范范圍圍應應采采用用風風鉆鉆、、風風鎬鎬手手工工開開挖挖，，人人工工清清壁壁扒扒碴碴，，嚴嚴禁禁使使用用重重型型機機械械開開挖挖和和裝裝碴碴，，以以免免對對圍圍巖巖過過大大擾擾動動、、破破壞壞圍圍巖巖和和初初期期支支護護系系統統的的整整體體穩穩定定性性。。32（3）、、中隔隔壁壁法法（（CD法））中隔隔壁壁法法（（CD法））是是將將隧隧道道斷斷面面左左右右一一分分為為二二，，先先挖挖一一側側，，并并在在隧隧道道中中部部設設立立利利用用鋼鋼支支撐撐及及噴噴混混凝凝土土的的臨臨時時支支撐撐隔隔墻墻，，當當先先開開挖挖一一側側超超前前一一定定距距離離后后，，再再開開挖挖另另一一側側的的隧隧道道開開挖挖方方法法。。。33該法變變大跨跨為小小跨，，使斷斷面受受力更更合理理，對對減減少沉沉降，，保證證隧道道開挖挖安全全、可可靠具具有良良好效效果。。該法法適用用于較較差地地層，，如采采用人人工或或人工工配合合機械械開挖挖的Ⅳ~ⅤⅤ級圍巖巖和淺淺埋、、偏壓壓及洞洞口段段。施施工過過程中中，為為保證證初支支穩定定，除除噴錨錨支護護外，，須增增加型型鋼或或鋼格格柵支支撐，，并采采用超超前大大管棚棚、超超前錨錨桿、、超前前注漿漿小導導管、、超前前預注注漿等等一種種或多多種輔輔助措措施進進行超超前加加固。。由于地地層軟軟弱，，斷面面較小小，只只能采采用小小型機機械或或人工工開挖挖及運運輸作作業，，工序序多，，施工工進度度較慢慢。必必要爆爆破時時，應應控制制藥量量，避避免損損壞中中隔墻墻。臨臨時中中隔墻墻型鋼鋼支撐撐規格格應與與初期期支護護所采采用的的一致致。每每步臺臺階長長度可可控制制在3~5m。。34（4）、交叉中中隔壁壁法（（CRD法）當采用用中隔隔壁法法（CD法）仍仍然無無法保保持圍圍巖穩穩定和和隧道道施工工安全全時，，可采采用交交叉中中隔壁壁法（（CRD法）開開挖。。該法法的特特點是是各分分部增增設臨臨時仰仰拱和和兩側側交叉叉開挖挖，每每步封封閉成成環，，且封封閉時時間短短，以以抑制制圍巖巖變形形，達達到圍圍巖沉沉降可可控，，初期期支護護安全全穩定定的目目的。。35該法除除噴錨錨支護護及增增設足足夠強強度和和剛度度的型型鋼或或鋼格格柵支支撐外外，還還應采采用多多種輔輔助措措施進進行超超前加加固。。交叉中中隔壁壁法（（CRD法）適適用于于斷層層破碎碎帶、、碎石石土、、卵石石土、、圓礫礫土、、濕陷陷性黃黃土、、全風風化的的花崗崗巖地地層的的Ⅴ~ⅥⅥ級圍巖巖及較較差圍圍巖中中的淺淺埋、、偏壓壓及洞洞口段段等。。（5）、單單側壁壁導坑坑法單側壁壁導坑坑法施施工與與中隔隔壁法法（CD法）類類似，，但其其導坑坑開挖挖斷面面相對對較小小。。36（5）、單單側壁壁導坑坑法單側壁壁導坑坑法施施工與與中隔隔壁法法（CD法）類類似，，但其其導坑坑開挖挖斷面面相對對較小小。（6）、雙雙側壁壁導坑坑法雙側壁壁導坑坑法是是采用用先開開挖隧隧道兩兩側導導坑，，及時時施作作導坑坑四周周初期期支護護及臨臨時支支護，，必要要時施施做邊邊墻襯襯砌，，然后后再根根據地地質條條件、、斷面面大小小，對對剩余余部分分采用用二臺臺階或或三臺臺階開開挖的的方法法，其其實質質是將將大跨跨度的的隧道道變為為三個個小跨跨度的的隧道道進行行開挖挖。37該法施施工進進度較較慢，，成本本較高高，但但其在在施工工安全全尤其其在控控制地地表下下沉方方面，，優于于其它它施工工方法法。此此外，，由于于兩側側導坑坑先行行，能能提前前排放放隧道道拱部部和中中部土土體中中的部部分地地下水水，為為后續續施工工創造造條件件。因因此城城市淺淺埋、、軟弱弱、大大跨隧隧道和和山嶺嶺軟弱弱破碎碎、地地下水水發育育的大大跨隧隧道可可優先先選用用雙側側壁導導坑法法。在在Ⅴ~ⅥⅥ級圍巖巖的淺淺埋、、偏壓壓及洞洞口段段，也也可采采用此此法施施工。。總之，，對于于硬巖巖隧道道宜采采用全全斷面面法與與臺階階法，，分部部開挖挖法適適用于于軟巖巖隧道道。采采用臺臺階法法施工工時，，不宜宜采用用長臺臺階，，因其其不利利于初初期支支護及及早封封閉成成環。。在采采用分分部開開挖法法的硬硬巖隧隧道中中爆破破作業業將會會嚴重重破壞壞已成成形的的中隔隔壁，，應采采取一一定的的保護護措施施。。三、、裝裝砟、、運輸輸方式式選擇擇（一））裝碴碴、運運輸方方案比比選應根據據隧道道斷面面大小小、長長度、、施工工方法法、運運量、、機具具配備備、通通風風風量要要求、、施工工場地地等綜綜合因因素比比選確確定。。挖、、裝、、運能能力應應匹配配，形形成機機械化化作業業線，，提高高運輸輸能力力，以以加快快施工工進度度。裝裝運設設備應應具有有一定定備用用量，，不因因設備備維修修影響響施工工進展展。（二））裝碴碴運輸輸方式式其方式式主要要在以以下三三種：：1、有軌軌式：：是目目前單單線鐵鐵路隧隧道及及地鐵鐵普遍遍采用用的方方式。。裝碴碴機械械、牽牽引機機車、、運輸輸車輛輛能力力要配配套，，洞內內外交交會車車軌道道要布布置合合理，，要以以提高高吞吐吐能力力為布布置出出發點點，軌軌道及及道岔岔要合合理布布置，，做到到平順順直，，一般般洞口口應設設置棧棧橋、、碴倉倉等存存儲碴碴設施施，便便于汽汽車轉轉運，，以提提高運運輸效效率。。2、無軌軌式：：不受受軌道道制約約，使使用大大馬力力、大大噸位位裝運運設備備，運運輸效效率高高，適適合于于雙線線或多多線大大斷面面隧道道裝碴碴運輸輸。3、無軌軌裝碴碴有軌軌運輸輸式：：特點點是在在距開開挖面面20~30m范圍內內不須須鋪軌軌，解解決了了開挖挖爆破破中軌軌道運運輸延延伸與與裝碴碴調車車的干干擾問問題。。以上三三種方方式，，除斷斷面制制約因因素外外，宜宜采用用無軌軌裝運運方式式，它它具有有機動動靈活活、運運量大大、速速度快快以外外，對對洞外外場地地適應應性強強，設設備屬屬于遍遍用性性，一一機多多用，，閑置置時間間少，，而且且棄碴碴不須須轉運運。唯唯對洞洞內路路面要要求較較高，，尤其其滲漏漏水較較大軟軟弱圍圍巖更更增加加養護護困難難。易易形成成泥濘濘滿洞洞，不不僅影影響施施工效效率，，而且且輪胎胎磨損損很大大，增增加運運輸成成本。。因此此，做做好排排水工工作，，增加加運輸輸道路路養護護力量量非常常必要要。41四、輔輔助工工法的的應用用考慮到到山嶺嶺隧道道工程程地質質、水水文地地質、、和環環境條條件的的復雜雜性，，要保保證隧隧道安安全順順利的的實施施，除除認真真做好好初期期支護護結構構外，，還應應根據據隧道道圍巖巖特性性，采采取適適當的的輔助助工法法，以以達到到圍巖巖迅速速穩定定的目目的。。常用用輔助助工法法見下下表所所示。。42431、對淺淺埋、、偏壓壓地形形、地地質條條件較較差的的隧道道洞口口，洞洞身段段應先先預加加固后后再開開挖，，視地地質條條件可可采用用地表表砂漿漿錨桿桿、地地面預預注漿漿、地地表旋旋噴樁樁等加加固圍圍巖方方法，，網噴噴混凝凝土或或砂漿漿錨桿桿等加加固邊邊仰坡坡，如如為滑滑坡體體，則則應設設置抗抗滑樁樁。并并根據據圍巖巖情況況設置置長管管棚（（10～40m），超超前注注漿小小導管管等超超前支支護措措施。。2、軟巖巖段隧隧道的的基底底應予予以加加強，，可采采用基基底注注漿、、鋼管管樁、、旋噴噴樁或或其他他加固固措施施，確確保襯襯砌有有足夠夠的強強度、、剛度度和抗抗裂性性。3、巖溶溶發育育的長長大隧隧道，，根據據隧道道環境境要求求、具具體圍圍巖狀狀況、、水壓壓、水水量等等采用用恰當當的注注漿堵堵水措措施。。五、隧隧道施施工通通風（一））通風風方式式選擇擇施工通通風直直接影影響隧隧道方方案的的選擇擇，輔輔助坑坑道的的設置置，施施工速速度的的快慢慢及工工程造造價。。因此此，設設計和和施工工隧道道尤其其長大大隧道道時，，必須須引起起高度度重視視。通風是是為了了送進進新鮮鮮空氣氣、排排出有有害氣氣體、、降低低粉塵塵濃度度、改改善工工作環環境，，保證證工人人健康康和施施工安安全，，提高高勞動動生產產率的的目的的。隧道通通風方方式應應根據據隧道道長度度、施施工方方法和和設備備確定定。通通風量量應滿滿足洞洞內各各項作作業需需要的的最大大風量量，通通風機機應有有50%的備用能能量。一一般常用用管道式式和巷道道式兩種種。1、管道式式通風：：根據風風流又可可分為：：壓入式式、吸出出式和混混合式三三種。（1）壓入式式：將新新鮮空氣氣通過風風管直接接壓入工工作面，，以新鮮鮮空氣稀稀釋和驅驅逐污濁濁空氣，，將其排排出洞外外，工作作方法簡簡便，適適宜于無無軌運輸輸的隧道道和有軌軌運輸較較短的隧隧道。由由于拉鏈鏈式軟風風管的使使用，加加上射流流風機的的配合，，該通風風方式應應用更為為廣泛。。獨頭通通風距離離達到3km，是完全全可能的的。其缺缺點是污污濁空氣氣要流經經整座隧隧道才能能排出，，風管通通過襯砌砌模板臺臺車時，，由于下下垂、彎彎曲，風風量損失失較大。。（2）吸出式式：污濁濁空氣是是通過管管道排出出的，易易形成炮炮煙停滯滯區，不不宜單獨獨采用，，由于大大部分隧隧道均采采用軟風風管，風風機須隨隨掌子面面前進而而移動，，十分不不便，而而有被爆爆破飛石石砸壞的的危險，，一般不不采用。。（3）混合式式：能發發揮以上上兩種方方式的優優點，一一般長隧隧道經常常采用。。2、巷道式式通風：：是利用用隧道的的平行導導坑作主主通風巷巷道，當當主風機機運轉時時，新鮮鮮空氣由由正洞流流入，經經過成洞洞及各工工序施工工地段至至最后一一個橫通通道風流流折入平平導，然然后排出出洞外，，其間在在正洞和和平行導導坑工作作面附近近布置必必要的輔輔助風機機，與主主風流循循環配合合。也有有的采用用平導進進新鮮空空氣，污污濁空氣氣從平洞洞排出的的方案。。（二）通通風量計計算應同時分分別按：：工作最多多人數所所需風量量，每人人按3m3/min；洞內最小小風速所所需風量量：全端面V＞0.15m/sec坑道中V＞0.25m/sec，最大風風速應不不大于6m/sec開挖面一一次爆破破排煙所所需風量量按下式式計算：：7.8Q0=----t式中：Q0———爆破排煙煙所需總總風量(m3/min)t———通風時間間(min)A———一次爆破破炸藥消消耗量(kg)F———隧道斷面面面積(m2)L———通風換氣氣長度(m)內燃機械械作業所所需風量量計算：：q*c*kQ≥≥--------y式中：Q———所需總通通風量(m3/min)q———排出有害害氣體量量（m3/min)c———排出有害害氣體濃濃度(%)y———有害氣體體最高允允許濃度度(%)k———安全系數數無軌運輸輸所需風風量是以以稀釋柴柴油機尾尾氣中的的CO量計算的的，但是是由于內內燃機產產生的CO量與行車車速度、、路面好好壞、內內燃機性性能、柴柴油質量量、有無無凈化裝裝置、運運輸距離離遠近諸諸因素有有關，各各個國家家有不同同的計算算式，許許多因素素難以定定量，多多以經驗驗式計算算。Q=Q0*∑N式中：Q0——單位功率率的通風風量(m3/min)∑N———洞內作業業柴油機機功率的的總和（（kw)Q———無軌運輸輸所需的的的通風風量(m3/min)Q0是一個統統計數字字，各國國取值有有很大出出入，從從2.1~7.0m3/min.kw不等，目目前我國國采用Q0=3.0m3/min.kw。還應考慮慮百米漏漏風率，，一般取取1%。以上計算算取其中中最大值值加上漏漏風率影影響作為為控制風風量標準準，并據據以選擇擇風機及及風管直直徑。（三）通通風注意意事項1、一般壓壓入式或或吸出式式風管距距離掌子子面不宜宜大于20m。采用混混合式通通風時，，當一組組風機向向前移動動，另一一組風機機管路即即相應接接長，始始終保持持兩管道道相鄰端端交錯不不小于20~30m。2、局部通通風中，，吸出風風管與出出風口應應引入主主風流循循環的回回風流中中。3、單獨壓壓入式風風機應設設在洞口口并距洞洞口不小小于20m，有條件件時風機機尾接長長風管，，形成煙煙囪式，，以免污污濁空氣氣再進入入洞內，，形成惡惡性循環環。4、采用平平導作通通風巷道道，除最最前一個個橫通道道要行人人或車輛輛外，其其余應封封閉或設設風門，，以免漏漏風和風風流“短短路”，，如設風風門應有有專人管管理。5、風機與與風管應應有專人人管理，，使之經經常保持持良好狀狀態。風風管安裝裝應平順順，接頭頭應嚴密密，軟風風管改變變方向時時應用硬硬管連接接。6、注意通通風軟管管管理，，應采用用優質軟軟管，每每根軟管管長度20~30m，以減少少接頭漏漏損。爆爆破前應應關閉通通風機，，炮響后后再開啟啟，發現現軟管破破損，應應立即修修補。50六、殊地地質條件件下的隧隧道施工工要點（一）、、自穩能能力差的的巖體對于自穩穩時間短短，噴錨錨初期支支護強度度不足以以穩定洞洞體的軟軟弱破碎碎、淺埋埋軟巖、、嚴重偏偏壓、巖巖溶、流流泥、砂砂層、砂砂卵、礫礫層、破破碎以及及大面積積淋水或或涌水地地層隧道道施工，，可采用用輔助措措施和錨錨噴支護護相結合合的加固固辦法進進行施工工。輔助措施施一般可可采用以以下幾種種：超前前錨桿、、超前小小導管、、大管棚棚、格柵柵鋼架、、型鋼支支撐、鋼鋼釬維砼砼、邁式式錨桿、、超前小小導管周周邊予注注漿、旋旋噴樁、、凍結法法等加固固措施。。對涌水水量大的的隧道，，可開挖挖超前平平導以排排水降壓壓并能起起到地質質超前預預報作用用。也可可采取帷帷幕注漿漿堵死涌涌水。51施工中為為確保開開挖面的的穩定，，可采用用環形開開挖留核核心土，，或單、、雙側壁壁蛋形導導坑法、、中隔墻墻法、交交叉中隔隔墻法等等；噴射射砼封閉閉掌子面面；設臨臨時仰拱拱使及時時封閉成成環；輔輔以其他他加固措措施。運用新奧奧法原理理，從認認識圍巖巖、保護護圍巖、、支護圍圍巖、監監測圍巖巖出發，，通過多多年實踐踐總結出出了三十十字施工工方法，，即“先先深探、、管超前前、預注注漿、小小斷面、、留核心心、短進進尺、弱弱爆破、、強支護護、緊封封閉、常常量測””。（二）、、軟巖大大變形隧隧道施工工國內外隧隧道工程程中，遇遇到的大大變形隧隧道工程程實力較較多，如如日本的的杯山隧隧道、中中佐久隧隧道、巖巖手隧道道等，奧奧地利陶陶恩隧道道、阿爾爾貝格隧隧道等及及國內的的家竹箐箐隧道、、木寨嶺嶺隧道等等。隧道道均處于于顯著變變質的軟軟質圍巖巖或膨脹脹巖之中中，地應應力情況況復雜。。根據施施工案例例，一般般小斷面面隧道采采用臺階階法施工工，大斷斷面隧道道采用分分部法施施工，并并采用超超前導管管、注漿漿加固、、錨桿及及錨鎖支支護等輔輔助施工工工法。。取得了了一定效效果,但并無固固定模式式，須根根據具體體工程選選擇。從施工的的角度來來說，解解決大變變形給隧隧道施工工帶來的的危害，，主要是是控制圍圍巖變形形對隧道道支護結結構的作作用處于于可控狀狀態之中中，具體體到施工工過程控控制，實實質上是是在開挖挖及支護護過程中中對圍巖巖變形破破壞過程程的及時時控制和和破壞進進程的阻阻止1、開挖方方法選擇擇1．對軟巖巖大變形形隧道，，一般采采用分部部開挖法法，優選選臺階法法和導坑坑超前擴擴挖法，，應根據據具體情情況選擇擇，實踐踐表明：：采用擴擴挖法開開挖支護護效果要要優于臺臺階法開開挖，且且二次襯襯砌結構構將會更更安全。。但臺階階法開挖挖具有施施工組織織簡單，，習慣使使用等優優勢。2．臺階法法開挖時時臺階長長度宜控控制在0.8-1D，預留核核心土長長度的建建議值為為：0.5D<L<1D。3．仰拱快快速成環環形成封封閉支護護結構以以利于承承載，對對抑制圍圍巖與支支護結構構有利．．2、軟巖大變變形隧道道支護系系統根據軟巖巖大變形形隧道特特點，支支護結構構設計應應采用以以提高圍圍巖自身身強度為為主的支支護控制制系統，，阻止其其應力場場所引起起巖層運運動的發發展，以以保證加加固后的的隧道穩穩定。故故解決大大變形給給隧道施施工帶來來的危害害，關鍵鍵還是要要找到合合適的、、能抗大大變形的的支護系系統。1）.工程實踐表表明：軟巖巖大變形隧隧道宜選擇擇剛度較大大的初期支支護系統和和鋼筋混凝凝土組成的的復合式支支護系統，，必要時配配合錨索支支護，以抑抑制變形。。2）隧道結構構變形監測測表明：結結構變形總總量較大，，歷時較長長，二次襯襯砌施作前前，變形不不能趨于穩穩定，需適適時進行二二次襯砌施施工。3）根據隧道道結構的變變形特征，，確定二次次襯砌施作作的最佳時時機和初期期支護結構構的變形預預留量。3、軟巖大變變形隧道總總體施工原原則在借鑒國內內外典型軟軟巖大變形形隧道施工工的成功經經驗的基礎礎上，得出出軟巖大變變形隧道施施工“高強鋼拱架架構筑隧道道安全施工工空間、預預應力錨索索先柔后剛剛提供較高高支護抗力力、長系統統注漿錨管管加固圍巖巖縮小松動動圈、加大大預留變形形量防止圍圍巖及初期期支護侵入入隧道凈空空、二次襯襯砌鋼筋砼砼先放后抗抗；快速封封閉仰拱抑抑制隆起””的總體施施工原則。高強鋼拱架架增加隧道道施工安全全性以高強鋼拱拱架為主的的初期支護護能抑制圍圍巖的大變變形。在形形成支護體體系后，能能較均勻地地分散圍巖巖應力，而而不易產生生局部變形形破壞，使使圍巖的松松動圈得到到控制。小直徑預應應力錨索提提供較高支支護抗力柔性張拉預預應力錨桿桿是以高強強鋼絲束組組成的桿體體，能適應應比較小的的空間進行行安裝，其其抗拉強度度遠大于一一般的螺紋紋錨桿。而而且當拉力力到達一定定數值后，，桿體有良良好的彈性性變形，能能很好地適適應軟巖持持續變形，，使得圍巖巖壓力被逐逐漸釋放，，從而有效效地控制了了圍巖的變變形長系統注漿漿錨管加固固縮小圍巖巖松動圈大變形軟巖巖地段的拱拱墻采用長長管式張拉拉錨管，同同時對管式式張拉錨管管配以超細細早強速凝凝的HSC水泥漿液，，在管錨體體周圍一定定范圍內形形成一個固固結圈，并并且對管式式張拉錨管管施加一定定的預應力力，使原來來較松軟的的圍巖松動動圈形成了了一個整體體，既改善善了因開挖挖所引起的的松動圈內內圍巖的整整體性，又又控制了軟軟巖松動圈圈進一步擴擴展，從而而提高了圍圍巖的自穩穩能力。預留足夠變變形量軟圍大變形形隧道在確確定開挖輪輪廓時必須須預留足夠夠的變形量量，并掌握握“寧超勿勿欠”原則則，防止變變形后的初初期支護侵侵入二次模模注混凝土土襯砌凈空空。先柔后剛先先放后抗支支護系統“先柔后剛剛”是指支支護結構，，即初期支支護是柔性性的，其由由鋼筋網、、噴鋼纖維維混凝土、、高強度鋼鋼拱架、長長錨桿及小小直徑巖石石錨索構成成；而二次次支護則是是剛性的，，由鋼筋模模注混凝土土組成。““先放后抗抗”是指施施工組織和和施工順序序，即初期期支護施作作完成后，，在確保安安全的前提提下，允許許發生一定定程度的變變形，達到到設計預留留的變形量量后再施作作二次模注注鋼筋混凝凝土襯砌。。加強底部仰仰拱支護抑抑制隧底隆隆起隧道底部仰仰拱支護為為鋼筋混凝凝土，在施施工中采用用過軌梁防防行車干擾擾措施，快快速施工隧隧底鋼筋混混凝土仰拱拱，防止隧隧底隆起。。“三快”施施工工序確確保安全在軟巖大變變形地段，，在施工早早期，要快快速提供大大剛度的初初期支護結結構，要快快速形成支支護體系，，要快速提提高支護強強度，只有有如此，才才能適應初初期變形猛猛、后期變變形持續時時間長的特特點。62（三）、瓦瓦斯隧道施施工1、概述瓦斯是從煤煤、巖體內內涌出有害害氣體的總總稱。其中中有俗稱沼沼的甲烷（（CH4）、二氧化化碳、二氧氧化硫等。。但當開采采到一定深深度后，其其主要成份份就剩沼氣氣了，因此此煤礦俗語語中瓦斯往往往是指沼沼氣。沼氣氣有以下六六個特性：：（1）無色、無無味、無臭臭，比重為為0.544,故易聚集在在隧道洞室室頂部及高高處；（2）難溶于水水，但滲透透與擴散性性很強，能能從鄰近層層滲透到采采空層，能能迅速擴散散到全部巷巷道；（3）雖無毒，，但當空氣氣中含量過過多，則能能使氧氣含含量下降使使人窒息；；當其濃度度達43%時，能使氧氧氣含量下下降到12%，使人開始始窒息，當當濃度達到到57%時，氧氣含含量就會降降到9%，短期內使使人窒息死死亡；（4）有燃燒性性，濃度小小于5%遇火能燃燒燒，當濃度度大于16%時不能直接接燃燒，但但遇到新鮮鮮空氣能緩緩慢燃燒；；63（5）有爆炸性性，當濃度度在5～16%時遇火便會會爆炸；（6）高濃度區區具有地層層、掘進面面出現瓦斯斯突出。2、通過煤系系地層地段段的防爆措措施防止瓦斯的的危害主要要在于防爆爆，為此應應始終抓住住三個環節節：嚴禁火火種、瓦斯斯濃度監測測和加強通通風。主要措施是是：（1）、為查明明煤層位置置及突出性性所采取的的技術措施施：利用彈彈性波（物物探）判斷斷煤層位置置；利用鉆鉆機水平超超前鉆孔兩兩次，一是是距煤層30—50m遠打2—3個孔，決定定煤層位置置，并測瓦瓦斯壓力及及濃度；二二是距煤層層10～15m鉆2—3個孔，穿透透煤層測定定瓦斯濃度度，瓦斯壓壓力P1，采集鉆孔孔煤樣，測測定煤層堅堅固系數f，瓦斯釋放放初速度△△P，最終判斷斷煤層突出出性。64（2）、進行預預防瓦斯的的安全教育育，使職工工人人了解解預防瓦斯斯的知識與與要求，以以利互相監監督。洞口口設專人值值班，檢查查各項制度度是否執行行，特別是是火種嚴禁禁攜帶入洞洞。（3）、、合合理理選選擇擇通通風風方方式式，，加加強強通通風風管管理理通風風方方式式采采用用混混合合式式，，主主扇扇可可采采用用兩兩臺臺（（一一臺臺備備用用））155kw軸流流風風機機3900m3/min設在在平平導導通通風風洞洞作作吸吸出出，，局局扇扇15～45kw吹入入掌掌子子面面進進行行巷巷道道通通風風，，平平導導吸吸出出污污濁濁空空氣氣，，正正洞洞進進新新鮮鮮空空氣氣，，風風量量要要足足夠夠。。以以稀稀釋釋瓦瓦斯斯含含量量及及加加速速排排出出。。組組織織通通風風管管理理小小組組，，固固定定專專人人管管理理通通風風，，保保證證通通風風效效果果良良好好。。洞洞內內風風機機（（局局扇扇））采采用用防防爆爆型型的的。。（4）、、設設備備、、供供電電、、照照明明防防爆爆以以杜杜絕絕電電火火花花。。設備備選選用用防防爆爆礦礦用用電電氣氣設設備備，，如如防防爆爆立立爪爪、、防防爆爆梭梭礦礦、、65防爆爆電電瓶瓶車車、、防防爆爆噴噴漿漿機機等等。。供供電電防防爆爆，，洞洞內內采采用用隔隔爆爆型型移移動動變變壓壓器器，，礦礦用用橡橡套套軟軟電電纜纜（（防防爆爆電電纜纜））、、隔隔爆爆型型自自動動饋饋電電開開關關,隔爆爆型型磁磁力力起起動動器器,隔爆爆接接線線盒盒等等。。照照明明采采用用低低壓壓隔隔爆爆螢螢光光燈燈，，防防爆爆探探照照燈燈。。通通訊訊采采用用防防爆爆電電話話。。（5）、、要要有有可可靠靠供供電電。。為了了防防止止施施工工中中因因停停電電、、停停風風、、造造成成瓦瓦斯斯積積聚聚，，導導致致瓦瓦斯斯燃燃燒燒和和爆爆炸炸。。要要有有雙雙回回路路供供電電，，除除使使用用電電網網供供電電外外，，要要設設立立備備用用電電站站。。（6）、、建建立立完完善善的的瓦瓦斯斯監監測測制制度度，，一一般般對對巷巷道道和和掌掌子子面面要要執執行行定定時時檢檢查查制制：：高高沼沼隧隧道道每每班班至至少少檢檢查查監監測測瓦瓦斯斯三三次次；；低低沼沼隧隧道道每每班班至至少少兩兩次次。。每每次次檢檢查查，，均均應應在在靠靠近近掌掌子子面面20M處的的空空間間斷斷面面監監測測六六個個點點，，并并建建立立巡巡回回監監測測制制度度；；66在掘掘進進工工作作面面附附近近安安裝裝一一臺臺數數字字顯顯示示的的沼沼氣氣自自動動報報警警儀儀，，作作為為環環境境的的沼沼氣氣濃濃度度監監測測裝裝置置，，每每洞洞口口均均設設瓦瓦斯斯濃濃度度報報告告牌牌，，及及時時填填寫寫。。（7）、爆破作業業，首先作好好爆破設計，，只允許采用用電雷管起爆爆，毫秒雷管管總延期不得得超過130毫秒，使用煤煤礦安全炸藥藥，電纜線作作導線。放炮炮時要三員到到場（領工員員與工班長、、瓦檢員、放放炮員），并并實行“一炮炮三檢制”（（裝藥前、放放炮前、放炮炮后）。炮眼眼堵塞用水炮炮泥，必須用用水風鉆鉆眼眼，不得打淺淺眼（60CM。）（8）、采用復合合式曲墻仰拱拱全封閉結構構，初期支護護以噴錨（局局部加網）支支護為主，二二次模注采用用P10防水砼，防水水板由1mm改為厚