隧道工程基本知识

隧

道

工

程

基

本

知

识主要内容一、

围岩及分级二、

常用的施工方法

三、

一般施工程序四、

北固山隧道五、

隧道工程管理的重点一、

围岩及其分级21

、

围岩：

隧道工程影响范围

内的岩土体。2

、

围

岩

分

级

：为了设计和施工的方便，

将复杂的地层按工程性

质，

分为六级。围岩的分级只要是按统计规律划分：

重点是各种围

岩的坍塌高度。

按三车道隧道计，

各种围岩的塌

方高度和单位荷载重量为：Ⅰ级：

约

0

.

9

m；

Ⅱ级：

约

1

.

8

m；

Ⅲ级：

约

3

.

5

m；

Ⅳ级：

约

7

.

2

m；

Ⅴ级：

约

15.

0

m；

Ⅵ级：

约

31.

0

m；约

25

k

N

约

47

k

N

约

88

k

N

约

173

k

N

约

345

k

N

约

682

k

N各

级

围

岩

塌

方

高

度

示

意

图三车道公路隧道各级围岩荷载高度示意图Ⅴ级围岩Ⅵ级围岩Ⅳ级围岩Ⅲ级围岩Ⅱ级围岩1.85mⅠ级围岩0.92mIB2

、

上

下

台

阶

工

法2

、

上下台阶工法3

、

CD工

法4

、

CRD工

法• 4、

双侧壁导坑工法5

、

“

眼

镜

”

工

法三

、

一

般

施

工

程

序1

、

开

挖2

、

支

护3

、

防

水4

、

衬

砌5

、

洞

门6

、

附

属

工

程7

、

路

面8

、

交

通

工

程9

、

环

保

及

绿

化1

、

开

挖①

、

开

挖

设

备

：

空

压

机

、

钻

孔

台

架

、

风

钻

等②

、

钻

孔

：

掏

槽

眼

、

周

边

眼

、

进

度

眼

等③

、

爆

破

：

硝

铵

炸

药

，

段

发

雷

管

，

导

爆

索④

、

光

面

爆

破

的

效

果

：

残

眼

率

应

在

8

0

%以

上⑤

、

出

渣

：

装

渣

机

配

合

自

卸

汽

车主要设备的配备开

挖

设

备

：

TBM

、

开

挖

台

车

、

风

钻

喷

射

设

备

：

喷

射

机

、

机

械

手动

力

系

统

：

电

力

、

高

压

风运

输

系

统

：

装

渣

机

、

挖

掘

机

、

自

卸

汽

车

通

风

系

统

：

大

容

量

轴

流

通

风

机防

排

水

系

统

：

抽

水

机

、

防

水

板

热

合

机二

次

衬

砌

系

统

：

钢

筋

加

工

系

统

、

混

凝

土

拌

合

楼

、

混

凝

土

输

送

车

、

混

凝

土

输

送

泵

、

衬

砌台

车2

、

支

护⑴、

超前支护①、

超前锚杆②、

超前注浆小导管③、

大管棚⑵、

支护的组合①、

喷射混凝土②、

喷射混凝土

+钢

筋网③、

喷射混凝土

+钢

筋网

+钢

架喷射混凝土1

、

喷射混凝土分为：干喷：

干料拌合后进入喷射机，

在喷头处加水；潮喷：

潮湿的砂石料加水泥拌合，

进入喷射机，

在

喷头处加水；湿喷：

拌合成混凝土，

直接喷向岩面。2

、

配比：

碎石：

粒径

1

5

m

m

以下、

粗砂、

普通水泥。3

、

技术要求：

自下而上，

基本垂直岩面、

每层4

~6

c

m

、

风压

0

.

1

~0

.

1

5

MP

a

、

水压较风压大0

.

0

5

~0

.

1

MP

a

。钢架、

纵向联结钢筋初期支护初

期

支

护

由

锚

杆

、

钢

筋

网

、

钢

架

和

喷

射

混

凝

土

组

成

。锚

杆

：

分

楔

形

锚

杆

、

注

浆

锚

杆

、

药

包

锚

杆

等

。钢

筋

网

一

般

采

用

6

~8

m

m

圆

钢

，

焊

接

而

成

。

钢

架

分

型

钢

钢

架

和

钢

格

栅

两

种

。喷

射

混

凝

土

有

小

碎

石

、

中

粗

砂

、

水

泥

和

外

加

剂

组

成

。

喷

射

工

艺

分

为

“半

湿

喷

和

湿

喷

两种

。3

、

防

水①

、

围

岩

注

浆

防

水②

、

防

水

板③

、

二

次

衬

砌

中

的

变

形

缝

防

水④

、

二

次

衬

砌

中

的

施

工

缝

防

水工程防水的总体要求防水板防

水

是

一

项

综

合

性

工

程

，

地

下

水

不

发

育

的

隧

道

，

一

般

采

用

1

~2

mmPDCA、

EVA等

防

水

卷材

，

二

衬

的

施

工

缝

、

变

形

缝

处

多

采

用

止

水

条

（

带

）

。

地

下

水

发

育

的

隧

道

，

增

加

围

岩

注

浆

的

措

施

。结构防水地

下

工

程

的

防

水

，

是

综

合

性

问

题

，

必

须

在

各

个

环

节

上

加

强

措

施

，

主

要

有

：1

、

围

岩

地

密

实

度

及

防

渗

性

能

的

提

高

；2

、

混

凝

土

喷

层

的

密

实

度

；3

、

防

水

板

的

完

整

性

能

；4

、

二

次

衬

砌

的

密

实

度

及

施

工

缝

的

防

水

处

理

；5

、

不

同

阶

段

有

不

同

的

施

工

管

理

重

点

。一般防排水横断面1、

一般防排水系统附设防水板4

、

衬

砌⑴

、

仰

拱⑵

、

隧

道

铺

底⑶

、

矮

边

墙⑷

、

钢

筋

绑

扎⑸

、

衬

砌

台

车

的

就

位

及

关

注

混

凝

土⑹

、

混

凝

土

养

生一次性衬砌一

次

性

衬

砌

是

传

统

性

设

计

，

无

初

期

支

护

，

开

挖

后

立

即

灌

混

凝

土

。

施

工

时

常

采

用

“先

拱

后墙”方

法

。这

种

设

计

的

缺

陷

是

结

构

防

水

性

能

较

差

，

结

构

的

整

体

性

不

好

，

边

墙

与

拱

脚

接

触

处

，

是

最薄

弱

的

位

置

；

同

时

在

开

挖

过

程

中

，

经

常

有坍

塌

事

故

发

生

。

这

种

设

计

已

逐

渐

被

淘

汰

。复

合

型

衬

砌复合型衬砌由初期支护+防水板+二次衬砌组

成。二次衬砌的时机为

了

充

分

利

用

初

期

支

护

的

承

载

作

用

，

二

次

衬

砌

必

须

在

完

成

总

变

形

量

的

8

0

~9

0

%

或

变

形

速率

0

.

1

~0

.

2

m

m

/d

（

周

边

位

移

）0

.

0

7

~0

.

1

5

m

m

/d

（

拱

顶

下

沉

）

，

方

可

进

行

二

次

衬

砌

。矮边

墙防水

板仰

拱5

、

洞

门①

、

洞

口

的

排

水

系

统②

、

洞

门

：

削

竹

式

、

端

墙

式

、

遮

阳

式③

、

洞

口

的

景

观

及

环

境

保

护6

、

附属工程①、

行人、

行车横通道②、

紧急停车带③、

水沟④、

电缆沟7

、

路面工程•

混

凝

土

路

面•

沥

青

混

凝

土

路

面8

、

隧道的交通工程公路隧道交通工程系统功能交通监控安全摄像监控监监控系统火灾报警监控控、洞内空气质量控制报警、报警系统火灾污染超标、

交通事故消防就近的躲避系统行人行车横通道系统消除事故的治理系统灭火消防设施，

通风、

排烟系统通风、

照明系统通风机通风，

洞内照明交通人行横通道方便公路维修人员的工作保障系统提高洞内行车速度，

在洞内设置了行车指车道、

通道、

紧急电话，

可变信号示系统洞内变电站通风、

消防、

照明等9

、

环保及绿化•空气污

染•

水

环

境

污

染•

生

态

环

境

的

改

变•

市

区

隧

道

的

洞

口

景

观不同阶段有不同的施工管理重点。防水系统的特点及管理对策：①、

围岩透水性最大，

控制总体性；②、

喷层对应的是透过围岩的水，

相对较少，

但应控

制住关键部位，

阻挡在喷层内；③、

环向排水管将透过喷层的水排出，

确保排水管畅

通；④、

防水板是专项防水结构，

应以

“严

格、

细致、

一

丝不苟

”的

态度去完成；⑤、

二次衬砌及止水条带，

应作为储备措施，

以防少

量的水透过防水板，

由二衬阻止进入洞内。北疏港·

北固山隧道隧道纵断面图Ⅲ级1

0

0

mⅣ

级7

1

0

mⅢ级6

4

0

mⅢ

级2

1

0

mⅢ

级14

0

mⅤ级7

0

mⅢ级8

0

mI

-

7

1

0

6°′32″(Y)R=110

2I

-

9

1

2°′04.

1″(Z)R=300

0I

-

6

3

5

1°′49.

4″(Y)R=936Ⅳ

级5

0

mⅡ

级1

8

0

mⅣ级7

0

mⅤ级1

3

0

mⅣ

级5

0

mⅡ级2

1

0

mⅣ

级9

0

mⅤ级8

0

m55

.

5

m9

0

m超前小导管

7

3

0

m明洞大管棚超前小导管超前小导

管4.5

30mmⅢ

级1

0

0

mⅣ级6

6

0

mⅢ级6

2

0

mⅢ级1

8

0

mⅢ

级8

0

mI

-

7

2

3

0°′10.

6″(Y)R=109

8I-10

2

3°′50.

9″(Z)R=250

0I

-

6

0

5

1°′24.

4″(Y)R=88

2Ⅲ

级 Ⅳ级

Ⅴ级100

m 50m40

mⅡ

级2

7

0

mⅤ

级1

2

0

mⅣ

级5

0

mⅡ

级2

5

0

mⅣ级9

0

mⅤ

级7

5

m超前小导

管10

0

m超前小导

管66

0

m明洞大管棚超前小导

管4.5

30mm39mⅣ

级5

0

m隧道内轮廓及建筑限界北固山隧道概况双

向

四

车

道

高

速

公

路

隧

道

，左

洞

全

长

2

8

1

0

m、

右

洞

2

7

5

5

m。

全

长

设

4

.

5

m宽

的

紧

急

停

车

带建

筑

限

界

1

4

.

0

×

5

.

0

m，行

车

横

通

道

3

处

、

行

人

横

通

道

4

处左

右

洞

净

距

：

中

部

3

7

m、

进

口

1

2

m、

出

口

1

2

m北固山隧道设计标准双向四车道隧道（

全长设紧急停车带）：1

、

设计速度：

80

km/h2

、

最小半径：

400m3

、

最大半径：

10000

m4

、

停车视距：

110m5

、

纵坡：

0

.

3~3%6

、

行车道宽度：

2×

3.

75m7

、

抗震设防等级：

Ⅷ度8

、

2030年年巨交通量：

38800pc

u

/

d隧道围岩分级重点

地段1

、

进

口

左

洞

滑

坡2

、

北

固

山

大

道

3

#桥

台北

固

山

大

道

·

挡

墙

及

疗

养

院3

、

龙

门

山

庄龙

门

山

庄

·

浅

埋

偏

压

及

穿

越

高

层

建

筑4

、

隧

道

出

口隧

道

出

口隧道工程管理的重点1

、

管

好

参

建

各

方

的

组

织

、

协

调

工

作

。2

、

组

织

和

形

成

隧

道

优

化

设

计

的

管

理

机

构

。3

、

督

促

参

建

各

方

对

地

质

问

题

，

进

行

调

查

、

分

析

和

探

测

工

作

。4

、

抓

紧

开

挖

支

护

的

安

全

工

作

。5

、

督

促

各

方

研

究

提

高

爆

破

技

术

，

控

制

震

动

的

影

响

范

围

；

有

条

件

时

，

试

验

静

态

爆

破

技

术

。6

、

落

实

“

初

期

支

护

验

收

”

工

作

。7

、

抓

好

施

工

人

员

的

组

织

和

合

理

工

序

的

衔

接

，

以

保

证

建

设

工

期

。隧

道

施

工

人

员

梯

度

图年

月工程项

目工人

数201

21

2其它附属3

01

1衬砌、其它附属6

01

0矮边墙、衬砌、其它附属8

09铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属10

08铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属10

07仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属13

06仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属13

05开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属18

04开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属18

03开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属18

02开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属18

01开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程、矮边墙、衬砌、其它附属18

0201

11

2开挖、支护、仰拱、铺底钢筋工程