隧道施工技术

1、隧道施工技术一、掘进技术1、人工开挖：主要适用黄土地区或裂开松散岩石或土质隧道。一般用型手持式封鎬。十锅镐进展掘进，用铁锹、簸箕和翻斗车进展装渣和出渣。人工掘进对围岩扰动小，能有效保护围岩，防止围岩因扰动过大而发生塌方。但掘进速度慢，工人劳动强度大。2、钻爆开挖：即是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法，简称钻爆法。这一方法从早期由人工手把钎、锤击凿孔，用火雷管逐个引爆单个药包，进展到用凿岩台车或多臂钻车钻孔，应用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术。施工前，要依据地质条件、断面大小、支护方式、工期要求以及施工设备、技术等条件，选定掘进方式打眼前必需先放好断面中线，水平，并在开挖面划好轮廓线，

2、按钻爆参数图布置炮眼位置。炮眼的深度、角度、间距按钻爆参数要求确定。掏槽眼间距误大于 5cm，周边眼沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm，周边眼外斜率不得大于 5cm/m，眼底不超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超过 15cm。内圈眼至周边眼的排距误差不得大于5cm，炮眼深度超过2.5m 时，内圈炮眼与周边眼宜承受一样的斜率。掏槽眼布置在开挖断面的中心稍靠下部，以使底部岩石裂开，适当增加药量，消退爆破死角。断面顶部应把握装药量，防止消灭超挖量。装药前应将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。已装药的炮眼应准时20cm，承受预裂爆破时，应从药卷顶端进展堵塞，不得只堵塞在眼口。钻爆施工中严格把握超

3、欠挖。当岩层完整、岩石抗压强度大于30Mpa 5cm。拱、墙脚以上1m 范围内断面严禁消灭欠挖。钻孔常用的机具有：凿岩机手持式风钻、支架式风钻、液压凿岩机一般深度为三米左右凿岩台车轮胎式四臂液压凿岩台车装药就构造而言分为正向起爆装药，反向起爆装药，双向起爆装药 爆装药，经实践证明，反向装药能提高炮眼利用率，削减瞎炮，削减连线：在爆破过程中，电爆网络可设计成串联并联：混合连：串联优点：消耗电能小，接线简洁，易于操作，便于检查，导线消耗少；并联优点：不致由于其中一个雷管短路而引起其余雷管拒爆。起爆：非电起爆、电起爆。起爆挨次：除预裂爆破的周边眼最先起爆外，在一个开挖面上，起爆挨次是，由内向外逐层起

4、爆，同圈眼必需同时起爆。如一氧化碳，二氧化碳，二氧化氮，二氧化硫，氨气等。且氧含量明物质，因此必需进展施工通风。出渣；石渣装车和运出的作业时间往往占开挖循环时间的33%50%，3、机械开挖单臂掘进机掘进：对围岩扰动破环较小，适用于稳定性差的软岩隧道及土质隧道中。TBM度高，安全劳动强度小，对土层扰动小，衬砌支护质量好，通风条件好，削减关心工程。4、施工关心作业：在隧道施工中，钻爆、出渣、支护、衬砌等称为根本作业为根本作业效劳的作业称为关心作业，主要包括：施工的通风与防尘、施工排水与供水、施工供电与照明，压缩空气供给。二、支护技术在地层中开挖出导坑以后，消灭岩壁临空面，转变了围岩的应力状态。岩壁

5、产生了趋向隧道内的变形位移，同时由于开挖扰动及随时间推移的变形量的增长，又降低了围岩的强度，当围岩应力超过围岩强度时，围岩的变形过大，从而造成失稳。通常表现为围岩向洞内的挤入涨裂，沿构造面滑动甚至发生坍塌。一挥围岩的自承力量，有效利用洞内净空，既提高了作业的安全性，又挖，能用于整治塌方和隧道衬砌裂损。1、锚杆支护的作用： 支承围岩，锚杆能限制约束围岩变形，并向围岩施加压力，岩的衰减。 加固围岩，由于锚杆的加固作用使围岩中的尤其是松动围岩中的节理裂隙、裂开面等得以弥合，因而增加了锚固区的围岩强度，带。由两种不同材料结合或 提高围岩层间摩阻力，形成组合梁。由两种不同材料结合或不同工序结合而成的梁称

6、为组合梁，亦称联合梁。不同工序结合而成的梁称为组合梁，亦称联合梁。 悬吊作用，防止个别不稳定围岩的掉落或滑落，将其通稳定的围岩连接起来。悬吊作用主要是加固局部失稳的岩体。2当的压力喷射到适当的洞室壁上快速固结而成的一层支护构造。作用； 支承围岩，由于喷层能与围岩密贴和粘贴，并与围岩外表共本身的抗冲切力量，可有效阻挡不稳定块体的滑塌。 “卸载”作用：由于喷层属柔性支护，能与围岩协调变形，的发挥。 填平补强围岩:喷混凝土可射入围岩张开的裂隙，填充凹斜，其间的粘结力、摩阻力，有利于防止围围岩松动，并避开或缓和围岩应力集中。 掩盖围岩外表，喷层直接粘贴在岩面上，形成防风化和止水的保护层，并阻挡节理裂隙

7、中填充物的流失。 阻挡围岩松动：喷层能够紧接掘进作业面，准时进展支护，且早期强度较高，因而能准时向围岩供给抗力阻挡围岩松动。 安排外力：通过喷层把外力传给锚杆，钢拱架等，使支护构造各部受力均匀。3施工速度慢，本钱高，但对围岩依靠较低锚喷支护主要依靠主动加固来保持围岩稳定件依靠较墙矩形钢格栅钢格栅三角形钢格栅矩形钢格栅钢格栅三角形钢格栅H 型钢支撑型钢支撑I 型钢支撑U 型钢支撑钢管支撑4凝土衬砌，所以模筑混凝土衬砌在传统上就是长久保证隧道功能的重要构造。5需要，也需要做锚喷支护称作一次衬砌，且在围岩根本稳定后，浇筑整体混凝土衬砌称作二次衬砌。二次衬砌除了起饰面和增加安全度的需要外，实际上承受了

8、在其施工后的外部水压，脆弱围岩的蠕变压力，膨胀性壁压，和浅埋隧道的附加荷载。因此，模筑混凝土衬砌是隧道重要的支护形式。三、关心施工技术1、对于自稳时间短的脆弱裂开岩体、浅埋软岩和严峻偏压、岩溶流泥地段、沙层、砂卵砾石层、断层裂开带，以及大面积淋水或涌水地段的隧道可实行关心施工措施和锚喷支护相结合的加强方法。2、关心施工措施主要包括：1形成的围岩锚固圈的保护下进展开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。超前支护主要适用于围岩应力较小，地下水较少、岩体脆弱裂开，开挖面有可能坍塌的隧道中,松散地层构造松散，稳定性差，假设有地下水时则更甚。在施工中极易发生坍塌，在这类地层中施工时，除削减对围岩的扰动外，还应加强

9、临时支护，临时支护可承受超前锚杆。超前锚杆又分为悬吊式超前锚杆及格栅拱支撑超前锚杆。悬吊式超前锚杆在作为支护的构造锚杆上，使其起到支护掘进进尺范围内拱部上方，再焊在超前锚杆的末端上。格栅拱支撑超前锚杆如下图：超前锚杆的末端支撑在格栅拱架上。12a超前锚杆横向间距b超前倾角超前锚杆的倾角一般选用 612，一般状况下，超前锚杆的横向宽度为内拱顶线的一半再加 2m，也可依据地质状况适当增减其布向左右酌情外插。横向间距应依据围岩状况而定，一般为0.20.4m，0.40.6m.其上、下层应错开排列，其纵100cm或150c其长度应依据地质状况，锚杆拉拔试验强度，钻孔机械类型，供给钢筋长度，开挖循环次数等

10、因素综合考虑确定。一般多承受 3.55m， 7.0m，对围岩脆弱的地方，可承受8100.10.1m20.100.15的自稳力量。施工工艺流程格栅钢架超前中空锚杆喷锚砼工艺流程图：1喷射距离为9020.25MPa3细骨料在骨料中占 15%左右。2、超前小导管：是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法，主要用于自稳时间段的脆弱裂开带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层裂开带等地段的预支护。 3、管棚：主要用于对于围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的脆弱裂开围岩隧道工程中，如脆弱、沙砾地层和软岩、岩堆、裂开带地段。一般是沿地下工程 断面的一局部或全部，以肯定的间距环向布设，形成钢管棚护。力的临

11、时支护方法。主要作用及优点编辑梁拱效应：先行施工的管棚以掌子面前方围岩支撑和前方围岩可有效抑制围岩松动和垮塌。加固效应：注浆浆液经管壁孔压入围岩裂隙中，使松散岩体胶结、固结，从而改善了脆弱裂开围岩的物理力学性质，增加了围岩的自承受力量，到达了加固管棚周边围岩的目的。环槽效应：掌子面爆产生的爆炸冲击波传播和爆生气体扩展遇造成的围岩破坏程度和扰动范围。确保施工安全：管棚支护刚度较大，施工时如再次发生塌方， 塌渣也是落在管棚上部岩渣上，起到缓冲作用。即使管棚失稳，其破坏也较缓慢。管棚通常可分为长管棚和短管棚。10m挖作业交替进展，占用循环时间较大，但钻孔安装或顶入安装较易。长管棚：长度为 1045m

12、，直径较粗，一次超前量大，单次钻挖作业之间的干扰。施工把握要点编辑钻孔前，准确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进展编号。钻孔外插角 13以为宜，工点应依据实际状况作调整。钻孔仰角确实定应视钻孔深度及钻杆强度而定，一般把握在11.5。施工中应严格把握钻机下沉量及左右偏移量。不得相撞和立交。孔，原位重钻。把握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。4地面砂浆锚杆：超前小导管注浆：超前小导管是稳定开挖工作面的一种格外有效起到加固作用，注浆后增加了松散、脆弱围岩的稳定性，有利于完成自稳力量差的砂层及砂砾卵石层级裂开岩层。通过超前小导管注岩裂隙后，能与之严密接触并凝固。浆液以充填，劈裂等方式，

13、置换，将原有的松散土颗粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个构造，改善。参数：超前小导管施工的各项参数确定应依据围岩边界地质条件、围岩状120L=上台阶高度+2m。小导管直径：38-50mm10cm 68mm10152MP0.5m。注浆速度把握50-100L/MIN1m制作：13850mm10cm68mm100cm2030cm6mm孔。安装可承受引孔或直接顶入方式。110-20mm，孔深视导管长度2入。3455-8cm。土体技术：小导管注浆是浅埋暗挖隧道支护的一种措施。在脆弱2 小导管注浆支护的一般测如下：钢管直径 30 - 50mm 钢管长 3 - 5m ，钢管钻设注浆孔间距为 100150mm3

14、00500mm5一 15小于 1m .导管安装前应将工作面封闭严密、结实，清理干净，并测放出钻设位置前方可施工34 小导管注浆注性，固结后应有肯定强度、抗渗、稳定、耐久和收缩小，浆液须无毒，注浆工艺应简洁、便利、安全注浆材料的选用和配比确实定，应依据工程条件，经试验确定。超出注浆范围。、深孔预注浆一、量测技术指导施工。量测的主要内容1、位移量测：围岩周边的位移测量、拱顶下沉测量、地表下层测量、围岩内部位移测量2、应力测量：围岩压力测量、锚杆轴力测量、钢支撑应力测量、喷测量。二、支护防排水技术1、隧道防水：在隧道内部施作复合式衬砌和夹层防水层，隧道开挖PE后再铺设一层防水板。防水板多为合成高分子卷材，种类繁多，目前PVC、LDPE、EVA密封质量，一般在两幅卷材接槎处都要搭接 10cm。卷材接槎有冷粘PVC合剂用刷子涂刷于接缝边缘。待胶合剂稍干后将两幅卷材粘合在一 EVA、LD