武广铁路客运专线某标段隧道工程施工工艺

PAGEPAGE30客运专线隧道工程施工工艺及关键技术第一节客运专线隧道的特点客运专线上，由于列车运行速度的大幅提高，在列车高速通过隧道时，与普速铁路相比，不但加大了对隧道结构的冲击扰动，而且其进入隧道所诱发的空气动力学效应对行车、旅客乘车舒适度、车辆结构强度和环境等方面均将产生不利影响。因此，为了克服上述问题，确保列车的安全和乘车舒适度，在隧道的结构、有效面积和建筑材质上提出了新的要求外，同时对隧道的永久性建筑的耐久性、施工精度、防排水等方面也提出了更高的要求。一、高速列车进入隧道后诱发的空气动力学效应空气动力学效应主要表现在三个方面：瞬变压力、洞口微气压波、行车阻力。其中，瞬变压力主要表现在由于压力的瞬间变化使人的听觉感到不适，影响其大小的主要因素是行车速度、隧道横断面的大小和阻塞比以及列车的密封系数。洞口微气压波是列车进入隧道时产生的压缩波在另一端释放时产生爆破声，影响周围环境。行车阻力问题主要是影响经济性。微气压波的量值主要取决于行车速度和隧道净空面积〈阻塞比〉，但行车速度更为敏感，当行车速度达到300km/h以上时,加大断面对防止微气压波不能起到显著作用，应考虑在洞口设置缓冲结构。解决行车阻力问题主要是加大隧道断面面积，根据铁科院的研究报告，在隧道净空面积为100m2时最大行车阻力只比明线增大15—30％，会车时的空气阻力比明线的增大值也不超过30％．设计暂规规定，确定隧道断面内轮廓应考虑以下因素：线间距和建筑接近限界；缓解空气动力学效应对隧道断面有效面积的要求；维修、救援、工程技术作业空间和其他使用要求所需的空间。单洞双线隧道断面有效面积不宜小于100m2；单线隧道断面有效面积不宜小于70m2。限速地段，当检算行车速度小于或等于200km／h时，可采用较小的隧道断面有效面积，但双线隧道断面有效面积不应小于80m2；单线隧道断面有效面积不应小于50m2。二、隧道衬砌客运专线线隧道的横断面较大，受力比较复杂，且列车运行速度较高，隧道维修有一定的时间限制，复合式衬砌比喷锚衬砌安全，且耐久性好，故隧道衬砌优先采用复合式衬砌，不得采用喷锚衬砌。隧道均采用曲墙式衬砌，其中边墙与仰拱内轮廓的连接宜采用顺接断面。仰拱矢跨比应结合隧道衬砌受力和沟槽设置情况确定，双线隧道断面取1/12－1/15，单线隧道断面取1/8－1/10。Ⅲ－Ⅵ级围岩采用曲墙带仰拱的衬砌。Ⅰ、Ⅱ级围岩地段可采用曲墙式不带仰拱衬砌。各级围岩隧道衬砌结构混凝土强度等级不应低于C25，钢筋混凝土强度等级不应低于C30。衬砌施工必须遵循仰拱超前，拱墙整体浇筑的原则。三、隧道底部结构隧底结构由于在长期列车重载作用及地下水侵蚀的影响下易产生破坏，从而引起基底沉陷、道床翻浆冒泥等病害，不但增加养护维修工作量，而且严重影响运营安全，尤其是客运专线铁路对隧道底部的强度较普通铁路要求更高，且客运专线铁路隧道的断面跨度较大，因此客运专线铁路隧道铺底厚度要增大。仰拱填充混凝土强度等级不低于C20。Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道衬砌结构底板厚度，双线隧道不小于30cm，单线隧道断面不小于25cm，混凝土强度等级不低于C30，并应配置钢筋。仰拱与仰拱填充应分开施工。四、隧道防排水长期以来，在隧道工程中，由于地下水的作用，致使围岩应力重新分布使结构受荷增大，结构受到侵蚀、冻融破坏，最终对隧道的永久建筑产生致命影响，酿成事故的情况时有发生。由于客运专线对隧道的结构和耐久性提出了新的要求，同时，列车供电、控制系统对隧道防排水的要求更加严格，所以对客运专线隧道防排水效果提出了更高的要求。客运专线铁路隧道工程施工防水应以混凝土自防水为主体，以施工缝、变形缝防水为重点，并应重视初期支护的防水，辅以注浆防水和防水层加强防水，满足结构使用功能。客运专线铁路隧道工程防排水，应采取“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，达到堵水有效，排水通畅，防水可靠，不留后患的目的。隧道衬砌结构防水等级应满足《地下工程防水技术规范》（GB50108）的一级标准。衬砌结构不允许渗水、表面无湿渍。加强结构自身防水：采用复合式衬砌隧道，初期支护和二次衬砌之间设置防水板，防水板厚度不得小于1.2mm。设置隧道洞身排水系统：隧道衬砌背后应设置与深排水沟配套的纵、环向排水盲沟。后期施作的隧道洞内埋设件，埋设深度应以不穿透二次砌为原则，以保护防水板。隧道衬砌结构的施工缝、变形缝应采取可靠的防水措施。防水材料应符合耐久性要求。隧道洞口及明洞防排水应执行现行《铁路隧道防排水技术规范》（TB10119）中的有关规定。衬砌外贴防水层应具有较好的耐热度、抗冻性、柔性、防腐和耐水、抗老化性能。五、结构、材料的耐久性使用寿命100年。提出了隧道衬砌混凝土、防水材料的耐久性控制要求。隧道衬砌混凝土的地质环境复杂，对耐久性、抗渗性、抗冻性等耐久性指标应严格控制。第二节客运专线隧道主要施工方法及工艺简介一、隧道的开挖采用钻爆法施工时应优先采用新奥法，根据隧道通过地层围岩状况，选择合理的爆破、支护方式，充分利用围岩的自承能力，保证隧道安全、快速作业。新奥法是六十年代奥地利专家腊布希维兹(L.V.Rabccwicz)总结前人在隧道施工中累积的经验后所提出来的一套隧道设计、施工的新技术。1948年提出，并于1962年奥地利第八届土力学会议上得到正式命名的隧道施工方法。新奥法的实质就是利用控制爆破技术减少对围岩的扰动，采取及时有效的支护手段与岩体结合形成弹塑性支撑结构，允许围岩变形，但防止其有害变形充分发挥围岩本身的自承能力，达到支护的目的；即洞室开挖后，利用围岩的自稳能力及时进行以喷锚为主的初期支护，使之与围岩密贴，防止围岩有害形变，提高其自承能力，使支护与围岩联合受力形成支撑环，共同作用。新奥法的技术支撑点有三个，即：控制爆破技术、喷锚支护技术、围岩量测技术。（一）隧道的开挖方法在矿山法施工的隧道中，其开挖方式应根据不同的地质条件进行确定，其常见的方法一般有如下几种：全断面法、半断面法、上下导坑法；在半断面法上下导坑法中又分为短台阶法、超短台阶、长台阶法；在导坑法中又有CRD法及侧壁导坑法，另外还有预留核心土法等等。新奥法的施工技术均适用于上述施工方法。下面具体介绍使用的开挖工法：1.全断面法①适用地质条件：全断面法主要用于隧道洞内Ⅱ围岩和Ⅲ级硬岩地层。浅埋、偏压和洞口地段不适宜采用全断面法开挖。②施工方法：采用三臂凿岩台车钻孔施工或人工在多功能台架上风钻钻孔施工，楔形掏槽方式，周边眼采用间隔装药、导爆索引爆的光面爆破，其它眼连续装药；开挖进尺台车钻爆为4.5～5.0m，人工钻爆为3.3～3.5m。初期支护时采用湿喷机喷射混凝土；挖掘机配合装载机装碴，自卸汽车出碴的无轨运输方式。2.台阶法①适用地质条件：上下两部分部开挖法主要用于Ⅲ级软岩和Ⅳ级围岩，洞口、偏压、浅埋段硬岩地层宜采用台阶法开挖。将全隧断面分成上下两个台阶开挖，台阶长度一般控制在1～1.5倍洞径以内，并尽快开挖下半断面，或将台阶长度控制在1～2个循环进尺以内形成短台阶施工，及早施作初期支护形成封闭结构；若地层较差，为了稳定工作面，也可辅以小导管超前支护等措施。②施工方法：上下台阶每次开挖长度2～3m，周边采用光面爆破减少对围岩的震动以控制成形。上、下台阶采用人工风钻钻孔，开挖循环进尺为2.8m。挖掘机将上台阶的碴扒到下断面，下断面出碴利用装载机装碴，自卸汽车运碴至指定的弃碴场地。为确保施工安全量测及时进行。③三台阶法对于IV级相对偏弱和Ⅴ级围岩采用三台阶法开挖，根据施工现场的实际情况灵活的调整台阶长度。先利用上一循环架立的钢架施作超前支护等辅助措施。在施工中坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。爆破时严格控制炮眼深度及周边眼的装药量，减少对围岩的震动以控制成形。三台阶均用风钻钻孔，爆破后挖掘机将上、中断面的碴扒到下断面，装载机装碴，自卸汽车出碴。施工中，按照规范及有关要求及时进行监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定性，调整支护参数，确保施工的安全进行。具体施工方法见下图1。3.环形开挖预留核心土法①适用地质条件：主要用于较差的地层，围岩级别为硬岩IV、V级，软岩Ⅲ、Ⅳ级，洞口段、偏压段、浅埋段硬岩Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级和软岩Ⅱ、Ⅲ级。上台阶取1倍洞径左右环形开挖，留核心土，用系统小导管超前支护、预注浆稳定工作面；用网钩钢拱架做初期支护；拱脚、墙脚设置锁脚锚杆。②施工方法：首先进行超前支护，进行上部弧形导坑开挖→初期支护施工→中部左右侧交错开挖→边墙支护→仰拱和边墙基础开挖与支护→核心土和中槽开挖→仰拱基础开挖与支护。上部弧形开挖超前中部5m，主要采用风镐开挖（必要时进行弱爆破），人工翻碴至两侧导坑内，装载机端碴；下部左侧超前右侧5m，左右交错进行开挖与支护，采用装载机端碴，自卸汽车运输，中部采用反铲开挖，必要时采用弱爆破。施工过程中以上部分拉开距离后各作业面可同步作业。底部仰拱开挖后进行支护及时封闭成环。具体施工方法及顺序见图2。图1台阶法图2环形开挖预留核心土法4.CD工法①适用地质条件：Ⅴ级围岩地质相对较差时采用CD工法进行开挖支护施工。②施工方法：在施工中坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。导坑采用三台阶法开挖，台阶长度3m，左侧超前右侧长度5m。采用风钻钻孔，三台阶同时爆破，周边全部采取光面爆破控制成形，开挖循环进尺为0.5m。上台阶出碴利用挖掘机扒碴至下断面，下台阶利用装载机装碴，自卸汽车运碴至指定的弃碴场地。爆破后先进行初喷，及时施作初期支护及临时支护。喷混北土采用湿喷机作业，风钻钻锚杆孔，人工安装锚杆、拱架和钢筋网。临时钢架的拆除应在洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后进行。为确保施工安全量测及时进行。具体施工方法及顺序见图3。5.CRD工法①适用地质条件：主要用于特别破碎的岩石、碎石土、卵石土、圆砾土、角砾土组成的Ⅴ级围岩和软塑状粘性土、潮湿的粉细砂组成的Ⅵ级围岩及较差围岩中的洞口段、偏压段、浅埋段等适合于非爆破和少爆破围岩的开挖支护施工。②施工方法：首先进行超前支护施工→左侧1部开挖及初支结构和中隔墙支护→左侧中层2部开挖及临时仰拱和中隔墙初期支护→右侧上层3部开挖及初期支护作业→右侧中层4部开挖及初期支护作业→左侧下层5部落底开挖及仰拱初期支护作业→右侧6部落底开挖及仰拱初期支护封闭作业施工过程中监控量测紧跟及时反馈，以调整支护参数；二次衬砌前拆除临时支护，为确保拆除后施工安全量测必须及时进行。具体施工方法及顺序见下图4。6.双侧壁导坑法①适用地质条件：主要用于地层较差的可采用人工或人工配合机械开挖的Ⅴ级围岩地层、不稳定岩体和浅埋段、偏压段、洞口段及溶洞开挖。②施工方法：左右侧壁导坑、中央部上部、中央部下部错开一定距离后平行作业。侧壁导坑可采用短台阶法开挖，左右侧壁导坑施工同步进行。当量测显示支护体系稳定，变形很小时，可适当加大循环进尺。侧壁导坑、中央部上部、中央部下部错开一定距离后平行作业。侧壁导坑可采用短台阶法开挖，左右侧壁导坑施工同步进行。当量测显示支护体系稳定，变形很小时，可适当加大图3CD法图4CRD工法图5双侧壁导坑法循环进尺。具体施工方法及顺序见下图5。（二）预留变形量隧道开挖断面应以衬砌设计轮廓线为基准，考虑预留变形量、测量贯通误差和施工误差等因素适当放大。预留变形量应符合设计规定，或根据围岩级别、隧道宽度、埋置深度、施工方法和支护情况等条件，采用工程类比法确定。当无类比资料时可参照下表。围岩级别单线隧道双线隧道围岩级别单线隧道双线隧道Ⅰ——Ⅳ50～8080～120Ⅱ—10～50Ⅴ80～120100～1500Ⅲ20～5050～80Ⅵ现场量测测定单位：mm（三）隧道的控制爆破一般有两种：光面爆破、预裂爆破，这两种方法在起爆顺序及药量控制上均有所不同。控制爆破的关键在于钻爆设计及现场的调整和实施的精确性。钻爆工艺施工流程测量布孔→钻孔→清孔装药→堵塞炮眼→连线起爆→通风排烟→处理哑炮→找帮、找顶→初期支护→出碴→二次支护→下一循环1.钻爆设计钻爆设计的关键在于掏槽方式的选定和爆破参数的确定。掏槽的目的是为其它炮眼拓出临空面，实现有效爆破。掏槽关系到隧道爆破的成败，直接影响爆破效果，掏槽深度直接关系到循环进尺。而掏槽又与地质条件、掏槽深度及形式、炸药种类及装药量等因素有关。掏槽形式分为：直眼掏槽、楔形掏槽、扇形掏槽、复式掏槽、螺旋掏槽等方式。2.爆破参数的选定选择适当的爆破参数，布置合理的炮眼孔位和炮眼数量可以保证爆破效果，保证安全生产，节约成本，提高经济效益，而单位炸药消耗量是计算炮眼数目的重要依据。爆破参数的确定应根据计算、规范参考，最终通过现场试验确定。其周边眼间距的布置原则一般是随着围岩类别的提高而增大，但一般不超过60cm。炮眼数目的确定N=ksL/Lnr(个)）式中：N-炮眼数目（不包括掏槽眼）K-导坑爆破单位炸药消耗量kg/m3L-炮眼深度mn-炮眼装药系数(孔长÷药长）S-开挖断面面积m2r-炸药线装药密度kg/m光面爆破参数岩石类别周边眼间距E（cm）周边眼抵抗线WW（cm）相对距离E/WW装药集中度q（kg/mm）极硬岩50～6055～750.8～0.850.25～0.300硬岩40～5050～600.8～0.850.15～0.255软质岩35～4545～600.75～0.880.07～0.122预裂爆破参数岩石类别周边眼间距E（cm）至内排崩落眼间间距（cmm）装药集中度q（kg/mm）极硬岩40～50400.30～0.400硬岩40～45400.20～0.255软质岩35～40350.07～0.122上表所列参数适用于炮眼深度1.0－4.0m，炮眼直径40－50mm，药卷直径20－25mm。当断面较小或围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E应取较小值。周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。软岩在取较小E值时，W值应适当增大。E/W：软岩取小值，硬岩及断面小时取大值。表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药，选用其它类型炸药时，应修正。3.爆破效果检验平均线性超挖＝超挖横断面积÷爆破设计开挖断面周长（不包括底部）最大超挖值是指最大超挖处至设计开挖轮廓切线的垂直距离。隧道允许超挖值（cm）围岩级别别开挖部位ⅠⅡ～ⅣⅤ、Ⅵ拱部线性超挖101510最大超挖202515边墙线形超挖101010仰拱、隧底线性超挖10最大超挖25炮眼痕迹保存率＝（残留有痕迹的炮眼数/周边眼总数）×100％周边炮眼痕迹保存率围岩性质硬岩中硬岩炮眼痕迹保存率率≥80％≥60％二、隧道的支护一般分为刚性强支撑方式，如：套拱，管棚与型钢支撑联合支护方式，多用于软弱地质地段和塌方的处理；弹塑性支护方式，如：锚杆与喷混凝土相结合的喷锚支护方式，多用于4级及以上围岩的隧道支护。二者的作用机理有所不同。另外还有超前支护、系统支护等等。（一）锚喷支护锚喷支护是目前普遍采用的一种围岩支护手段。采用锚喷支护可以充分发挥围岩的自承能力，并有效地利用洞内的净空，既提高了作业的安全性，又提高了作业效率；能适应一般软弱岩层和膨胀岩层中隧道的开挖；可用于整治坍方和隧道衬砌的裂损。锚喷支支护包括锚锚杆支护、喷喷射混凝土土支护、喷喷射混凝土土锚杆联合合支护、喷喷射混凝土土与锚杆及及钢筋网联联合支护、喷喷钢纤维混混凝土支护护、喷钢纤纤维混凝土土锚杆联合合支护，以以及上述几几种类型加加设型钢（或或钢拱架）而而成的联合合支护。前前四种为常常用的基本本类型，后后两类较少少使用。1.锚锚杆的作用用机理悬吊作作用：把隧隧道洞壁附附近具有裂裂隙、节理理的不稳定定岩体，用用锚杆固定在深层层的坚固稳稳定岩体上上，可将不不稳定岩体体的重量传传递给深层层的坚固岩岩体负担，起起悬吊作用用。结合效应：锚杆杆可将若干干岩层或节节理发育的的岩体串联联在一起。锚锚杆的结合合作用在层层状围岩中中十分显著著。对于层层状围岩，可可以借助锚锚杆的抗剪剪力防止产产生顺层滑滑动。对于于节理发育育的围岩，借借助一组与与层面垂直直的锚杆把把各层锚固固在一起，提提高其整体体性，大大大提高岩层层的自稳能能力。拱效应：按一定定间距在隧隧道周边放放射状布置置的系统锚锚杆，可使使一定厚度度范围内的的围岩形成成拱形连续续压缩带。这这种拱效应应在使用预预应力锚杆杆时是很明明显的。在锚杆预预张力的作作用下，每每根锚杆周周围都形成成一个两头头呈圆锥形形的筒状压压缩区彼此此搭接，形形成一条一一定厚度的的均匀压缩缩带。在均均匀压缩带带中产生径径向压应力力，亦即给给予压缩带带外的围岩岩以径支护护抗力，使使围岩再次次接近三向向受力状态态，增强了了围岩的稳稳定性。2.锚杆的类型砂浆锚杆（普通通砂浆、锚锚固剂）、预预应力锚杆杆、自进式式锚杆、中中空注浆锚锚杆等等。3.砂浆锚杆的施工工流程备料、定位、钻钻孔、清孔孔、注浆、安安装、效果果检验（抗抗拔试验）。（二）喷射混混凝土支护护喷射混凝土支护护是使用特特定的机械械把掺有速速凝剂的细细骨料混凝凝土以适当当的压力喷喷射到洞室室岩壁上，迅迅速固结而而成的一层层支护结构构，起约束束围岩变形形、防止岩岩面风化的的作用。喷喷射混凝土土支护的设设计厚度一一般不超过过20cmm，最薄不不小于5ccm。喷层层过薄，不不足以抵抗抗岩块沿裂裂隙面的滑滑移或松动动，致使喷喷层开裂或或剥离，失失去作用。喷喷层过厚，则则造价较高高且施工难难度加大。喷混凝土有干喷喷和湿喷两两种工艺。干干喷是先将将砂、石、水水泥和速凝凝剂按一定定比例干拌拌均匀，然然后装入喷喷射机，用用压缩空气气在软管内内呈悬浮状状态压送到到喷枪、再再在喷枪内内与高压水水混合，以以较高速度度喷射到岩岩面上。湿湿喷是把湿湿拌合物用用压缩空气气或挤压泵泵进行压送送，在喷枪枪内加入速速凝剂再喷喷到岩面上上。干喷的的缺点是产产生的粉尘尘量大，回回弹量大，加加水时要操操纵喷咀处处的阀门，与与喷射手的的熟练程度度有关。湿湿喷可降低低粉尘量，且且回弹少，但但水灰比一一般较大，拌拌料输送距距离短。三、隧道二次衬砌混混凝土施工工（一）混凝土土衬砌施工工方案的设设计1.搅搅拌机械的的选择根据混混凝土衬砌砌工作量的的大小，选选择适当的的搅拌机，建建立满足施施工需要的的搅拌站是是混凝土施施工的关键键步骤。搅搅拌机数量量及型号的的选择应满满足生产能能力的要求求，同时要要预留一定定储备系数数。混凝土土搅拌站应应设立自动动计量设备备，以保证证混凝土施施工的速度度和质量。2.混混凝土运输输机械及灌灌筑机械的的选择工程施工的总体体方案决定定混凝土运运输及灌筑筑机械，无无轨运输时时只能采用用无轨混凝凝土罐车，但但罐车的形形式可以多多种多样。有有轨运输方方式，应采采用有轨混混凝土罐车车，并配电电瓶车作为为牵引动力力。由于从从工程质量量角度的考考量及施工工技术设备备发展的趋趋势要求，应应采用泵送送混凝土的的方式进行行隧道二次次衬砌，以以实现保工工期和质量量的目标。3.衬衬砌模具的的选择目前隧道工程以以明确规定定必须采用用整体式衬衬砌，所以以客运专线线隧道衬砌砌应使用整整体式衬砌砌台车。4.二衬时间的选择择隧道采用复合式式衬砌时，适适时合理选选择二次衬衬砌时机，是是保证衬砌砌质量的关关键。在施施工中应严严格按新奥奥法施工要要求，科学学严谨地进进行围岩量量测，根据据围岩量测测情况确定定施做二衬衬的最佳时时间。参考考国内外有有关围岩量量测资料，结结合我国在在施工实践践中的探索索，一般当当初期支护护后围岩位位移变化速速率小于00.2mmm/d时，膨胀胀性围岩净净空变化速速率在2mmm/月时，进进行二次衬衬砌。但对对隧道浅埋埋地段提前前施做二次次衬砌，往往往比较有有利。采用整体式衬砌砌的隧道，从从施工总体体安排的角角度考量，一一般情况下下衬砌落后后于掌子面面的距离不不宜大于880m；软软弱围岩地地段不宜大大于40mm，必要时时甚至应紧紧跟衬砌。四、围岩量测技术监控量测是隧道道新奥法施施工的核心心技术之一一。在隧道道开挖过程程中，使用用各种量测测仪器、设设备，对围围岩变化情情况和支护护结构的工工作状态进进行量测，能能够及时提提供围岩的的力学状态态、稳定程程度和支护护结构可靠靠性的信息息，了解和和掌握围岩岩变化规律律，预见事事故苗头和和预兆，排排除隐患和和险情，评评价、调整整或修改支支护参数及及施工顺序序，同时确确定二次衬衬砌的最佳佳施做时间间。（一）量测目目的①掌握岩石位移和和支护变形形的动态对围岩稳稳定性做出出评价；②确定支护结构形形式,指导合理理安排工序序,及时修改改支护参数数，确定支支护时间；；遇到危及及施工安全全的严重情情况时,为分析原原因,采取相应应措施和施施工决策提提供依据,确保工程程的安全性性,经济性；；③了解支护结构的的受力状态态和应力分分布；④了解本隧道围岩岩压力的基基本特征,以及初期期支护的作作用效果；；⑤评价支护结构的的合理性及及安全性，便便于变更设设计和调整整方案。⑥为今后类似工程程积累设计计、施工资资料。（二）量测内内容监控量测项目可可分为必测测项目和选选测项目。必必测项目为为日常施工工管理必须须进行的量量测，包括括：洞内净空相对位位移量测；；拱顶下沉沉；地表沉沉降观测等等。（三）施工量量测管理施工监控量测的的最终目的的是服务于于施工，必必须形成先先进、科学学、严谨的的管理模式式和套路，才才能确保量量测过程有有条不紊，量量测结果经经回归分析析后迅速反反馈到施工工实践中去去指导施工工。（四）量测部部位（断面面）及基线线布置净空变化、拱顶顶下沉和地地表下沉（浅浅埋地段）等等必测项目目应设置在在同一断面面。施工初期为掌握握量测第一一手资料，把把握围岩变变化动态，要要适当缩小小量测断面面间距，软软弱围岩及及断层地段段应加密观观测断面。一一般地段110m－20m左右右设1个断面；；破碎带55m左右一一个量测断断面，极其其软弱地段段应再加密密。各类围围岩量测点点应尽量跟跟紧开挖面面。（五）量测频频率量测频率1（按按位移速度度）位移速度（mmm/d）量测频率≥52次/d1～51次/d0.5～11次/2～3d0.2～0.551次/3＜0.21次/7d量测频率2（按按距开挖面面距离）量测断面距开挖挖面距离（m）量测频率（0～1）b2次/d（1～2）b1次/d（2～5）b1次/2～3d＞5b1次/7db—隧道开挖宽度当按上表选择量量测频率出出现较大差差异时，宜宜取量测频频率较高的的作为实施施的量测频频率。（六）量测数数据分析量测数据整理、分分析与反馈馈应符合下下列要求：：每次量测后应及及时进行数数据整理，并并绘制量测测数据时程程曲线和距距开挖面关关系图。对初期的时态曲曲线应进行行回归分析析，预测可可能出现的的最大值和和变化速度度。数据异常时，应应根据具体体情况及时时采取加厚厚喷层、加加密或加长长锚杆、增增加钢架等等加固措施施。根据位移变化速速度判别时时：净空变变化速度持持续大于55.0mmm/d时，围岩岩处于急剧剧变形状态态，应加强强初期支护护系统；净净空变化速速度小于00.2mmm/d时，围岩岩达到基本本稳定。围岩量量测工作必必须由专人人专做，及及时反馈信信息，适时时调整开挖挖和支护方方案，或及及时采取补补强措施，并并保证质量量严格执行行，以免造造成不良后后果或事故故。五、隧道的防排水隧道的的防排水系系统主要由由两部分组组成即洞外外防排水系系统及洞内内防排水系系统。其中中洞外防排排水系统主主要有：截截水天沟、洞洞外排水沟沟、洞口截截水横沟、边边坡排水系系统组成；；洞内防排排水系统主主要有：二二衬背后的的纵横向盲盲沟、永久久衬砌和临临时支护之之间的防水水板、工作作缝及变形形缝处设置置的止水带带、排水明明暗沟组成成。隧道工工程施工防防水应重视视初期支护护的防水，并并辅以注浆浆防水和防防水层加强强防水，满满足结构设设计和使用用要求。（一）结构防水塑料防水板作用用：阻断地地下水沿初初期支护的的薄弱环节节和甬道侵侵入二次衬衬砌，对二二衬混凝土土造成侵蚀蚀，从而导导致结构的的损害和破破坏，影响响行车安全全。1.防水板的施工材质：：聚乙烯背背贴无纺布布，卷材耐耐刺穿性好好、柔性好好、耐久性性好。规格：：宽度大于于1.5mm，厚度要要求不小于于1.2mmm。机具：：施工平台台（专设及及利用衬砌砌台车）、专专用焊接机机、电锤。施工方方法：背挂挂法、锚固固法。作业时时机：二衬衬前，提前前二衬1－2个循环。工艺流流程：清面面→平台就位→挂钉（背背挂法)→挂板→锚固(锚固法)→焊接→补孔(锚固法)→质检施工注注意事项：：清净锐物物、适度余余长、钢筋筋焊接的防防护、焊缝缝达标。2.止水带的施工设置部部位：工作作缝及变形形缝结合部部的中间。作用：：防止地下下水沿工作作缝及变形形缝结合部部（薄弱环环节）渗入入洞内。材质：：橡胶，有有良好的弹弹性和耐久久性。规格：宽度大于于30cmm，带有多多道防水凸凸棱。施工方方法：将衬衬砌台车的的端头挡板板设计成对对接式，将将止水带嵌嵌在端头板板的对接处处，当混凝凝土浇注时时，打入混混凝土中。（二）初期支支护注浆防防水对地质质预测、预预报有大量量涌水的软软弱地层地地段，宜采采用地表或或洞内全封封闭预注浆浆。预注浆浆应根据岩岩层裂隙状状态、地下下水情况、加加固范围、设设备性能、浆浆液扩散半半径和对注注浆效果的的要求等综综合分析确确定注浆孔孔数、布孔孔方式及钻钻孔角度。预注浆段的长度度应视具体体情况合理理确定，宜宜为20－50m；掘掘进时必须须保留止水水岩盘的厚厚度，一般般为3－8m。岩石地层预注浆浆设计压力力应根据围围岩水文地地质条件合合理确定，宜宜比静水压压力大0.5－1.5MMPa；当静水水压力较大大时，宜为为静水压力力的2－3倍；注浆浆泵的压力力应达到设设计压力的的1.3－1.5倍。钻孔注浆顺序为为：按开挖挖顺序先钻钻注隧道上上导坑的注注浆孔，后后钻注隧道道两侧孔，最最后钻注底底板孔；或或先内圈孔孔后外圈孔孔；或先无无水孔后有有水孔。导导坑同一断断面的注浆浆顺序一般般为先下后后上。在开挖后如有渗渗漏水或大大股涌水时时，宜采用用掌子面和和环向围岩岩注浆，围围岩注浆布布孔应符合合下列规定定：在软弱弱地层或水水量较大处处布孔。大大面积渗漏漏，布孔宜宜密，钻孔孔宜浅。裂裂隙渗漏，布布孔宜疏，钻钻孔宜深。大大股涌水，布布孔应在水水流上游，且且从涌水点点四周由远远到近布设设。浆液按按需要可选选用单液或或双液浆。第三节不良良地质地段段的施工砾石土、岩堆、岩岩溶、断层层破碎带、严严重风化的的岩体、流流沙、涌泥泥、洞口严严重风化地地段等Ⅱ类（5级）及以以下的围岩岩均属于不不良地质地地段。当隧隧道穿越不不良地质地地段时，由由于围岩的的不稳定性性大大增加加，加之地地下水的作作用，使施施工异常困困难，导致致施工的危危险性和难难度大大增增高，稍有有不慎极易易造成塌方方，轻则影影响施工进进度，重则则造成人员员伤亡和财财产重大损损失。因此此，加强隧隧道不良地地质地段施施工技术的的研究，对对隧道施工工具有重要要意义。从实质质上讲，隧隧道的施工工技术主要要体现在两两个方面，即即：施工方方案的确定定和不良地地质地段的的施工。而而不良地质质地段的施施工技术则则主要体现现在开挖的的方法和支支护技术上上（超前支支护）。目前隧隧道软弱地地质地段常常用的超前前支护方法法主要有以以下几种，即即：管棚法法（大管棚棚、小管棚棚、大小管管棚结合、）水水平旋喷桩桩法、导管管预注浆法法等。一、小管棚超前支护护（预注浆浆）该方法法是较为常常见的支护护方法，当当不良地质质地段在系系统锚杆支支护达不到到预期效果果时的首选选方案之一一，主要用用于洞口不不良地质地地段、断层层破碎带、塌塌方处理、地地层预加固固等，多与与网喷混凝凝土结合使使用。（一）基本原原理在工作作面周边按按一定角度度将小导管管打（钻、压压）入岩层层，借助注注浆泵的压压力，使浆浆液通过小小导管渗透透、扩散到到岩层孔隙隙或裂隙中中，以改善善岩体物理理力学性能能，达到既既可止水又又可在工作作面周围形形成一个承承载壳—岩层自承承拱的目的的，同时管管体又可起起到超前锚锚杆的作用用，从而增增加岩体的的自稳时间间，提高开开挖面岩层层自稳能力力，限制岩岩层松驰变变形。（二）施工方方法1.参数设计小导管材质、管管径选择；；导管布置置（沿隧道道开挖轮廓廓线向外倾倾斜）；注注浆压力确确定；注浆浆量确定；；导管间距距确定（注注浆半径）。2.浆液选则在围岩相对较好好，涌水量量较小时，宜宜选用水泥泥浆单液注注浆；否则则宜选用水水泥—水玻璃双双浆液浆或或其它化学学浆液。3.施工工艺施工准备；熟悉悉设计图纸纸；加工导导管，准备备施工器材材；浆液配配制；准备备施工队伍伍，培训施施工人员；；测量施工工放样，在在设计孔位位点上标记记。4.注浆压力如量测静水压力力有困难时时，可参考考下列经验验公式确定定最大设计计压力，并并根据注浆浆试验结果果进行修正正；地表注注浆：P=（0.2－0.5）H1；洞内注注浆：P=（0.2－0.5）H1K；式中：H1———孔口至静静水位高度度（m），可参参照地下水水埋深进行行初步确定定；KK——洞内修修正系数，1.2－2.0；PP——注浆设设计压力（MPa）。注浆压力是浆液液在裂隙中中扩散、充充填、压实实、脱水的的动力。注注浆压力太太低，浆液液扩散范围围有限，不不能充填裂裂隙。注浆浆压力太高高，会引起起裂隙扩大大，岩层移移动和抬升升，浆液易易扩散到预预定注浆范范围以外，造造成浪费。特特别在浅埋埋隧道，会会引起地表表隆起，破破坏地面设设施，造成成事故。因因此，合理理选择注浆浆压力是注注浆成败的的关键。5.注浆量浆液注注入量可根根据扩散半半径及岩层层裂隙率参参考下列公公式计算确确定Q=πR2Hηβ式中：Q——浆浆液注入量量（m3）；RR——浆液扩扩散半径（m）；HH——注浆段段长度（m）；ηη——岩层裂裂隙率，一一般取1％－5％；ββ——浆液在在裂隙内的的有效充填填系数，视视岩层性质质而定，约约0.3－0.9。6.注浆方法①单液注浆前先喷喷混北土封闭闭掌子面以以防漏浆，对对于强打入入的钢管应应先冲洗管管内积物，然然后再注浆浆。注浆顺顺序由下向向上进行，浆浆液用拌合合机搅拌。②水泥-水玻璃双液法注注浆多用于富水地段段软弱围岩岩；浆液配配制（水泥泥、水玻璃璃分别进行行）；注浆浆时将两种种不同的浆浆液分别放放在两个容容器内，使使用双液注注浆泵按配配合比分别别吸入两种种浆液，两两种浆液在在混合后注注入注浆管管。7.注浆异常现象的的处理在注浆过程中，经经常出现串串浆现象，因因此在注一一根导管时时应及时将将其它导管管堵塞，轮轮到该管注注浆时，再再拔下堵塞塞物，用铁铁丝或细钢钢筋将管内内杂物清除除并用高压压风或水冲冲洗（拔塞塞后向外流流浆的注浆浆管不必进进行此工序序）。单注注水泥浆压压力突然升升高，则可可能发生堵堵管，应停停机检查。当当堵管时，要要敲打或滚滚动以疏通通注浆管，无无法疏通时时需补管。水水泥-水玻璃双双液注浆压压力升高，则则应关停水水玻璃闸阀阀，进行单单液注浆或或注清水，待待泵压正常常时，再进进行双液注注浆。水泥泥浆单液或或水泥-水玻璃双双液注浆量量很大，压压力长时间间不升高，则则应调整浆浆液浓度及及配合比，缩缩短凝胶时时间，进行行小泵量低低压力注浆浆或间歇式式注浆，使使浆液在裂裂隙中有相相对停留时时间，以便便凝胶，但但停留时间间不能超过过混合浆的的凝胶时间间。二、大管棚超前支护护大管棚超前支护护具有一次次施作支护护距离长，支支护能力强强，一次支支护范围大大，施工快快速的特点点。与型钢钢支撑、注注浆等方法法结合支护护效果良好好。多用于于风积砂、流流沙、软流流塑、断层层破碎带、塌塌方处理等等。（一）支护机机理长钢管打入岩层层后,与钢支撑撑组合形成成一个沿隧隧道外轮廓廓的简支结结构，从而而对作业面面起到棚护护作用；若若与超前加加固预注浆浆结合，则则可长距离离的加固岩岩体，较适适用于富水水的破碎软软弱围岩。（二）施工工工艺及操作作要点根据管管棚钢管长长度选择相相适应的钻钻机。一般般当长度小小于15mm时，可用用钻孔台车车或重型风风钻钻孔；；长度大于于15m时，可可采用地质质钻机钻孔孔。在施工工中如遇到到岩层地段段，无法直直接将管棚棚钻入时，可可选择使用用套管。因因岩层地段段磨损大，套套管应根据据钢管的尺尺寸采用高高强度的合合金钢进行行加工，套套管直径应应大于管棚棚直径6－10mmm。（三）施工准准备架立施工平台在在开挖面与与台车之间间用工字钢钢架立施工工平台，并并保证平台台的平整和和稳定。制作管棚钢架，安安放钻机，调调整高度。试钻确定施工参参数。钢管长度（根据据设计角度度及钻机与与钢架间距距选择最佳佳长度）。管棚施施工角度：：α=β+δ（β：线路坡坡度δ:管棚设计计角度）。钻机就就位：将钻钻机安放于于施工平台台上，摆平平、调正，根根据设计角角度，结合合钢架与钻钻机间距离离，将钻机机的高度调调整就位。（四）钻孔施施工封闭开开挖面将开开挖面用喷喷射混凝土土封闭，喷喷射前在管管棚与开挖挖面交界处处密封，防防止水泥浆浆沿管棚周周围压出。在松软施工时，可可调整好角角度直接打打入管棚。使用套套管施工时时，应将套套管与钻杆杆连接牢固固，成孔后后再打入管管棚。钻孔孔时向管内内注高压水水，提高钻钻孔速度，减减少摩擦力力。施工过过程中要时时刻检验钻钻入角度，及及时调整，达达到设计要要求，防止止侵限。（五）压浆施施工拌和水泥净浆，通通过压浆机机对大管棚棚压浆。（六）施工注注意事项原材料：根据岩岩层情况，选选择钢管尺尺寸，钢管管的壁厚（一一般为5mmm）及套套管的强度度必须满足足施工需要要。钢管连接：当钢钢管的长度度无法直接接满足施工工需要时，应应焊接加长长，焊接时时，在两钢钢管接合部部宜加放一一尺寸稍小小的钢管，长长度不小于于40cmm，以保证证焊接后的的钢管轴线线重合。管棚搭接：为保保证开挖后后管棚仍有有足够的超超前长度保保证开挖安安全，纵向向两组管棚棚塔接长度度应大于33.0米。钻孔施工：在顶顶进钢管时时必须保证证钻机的稳稳定，转速速均匀，控控制好角度度。清孔处理：在管管棚施工时时，必须将将管内的碎碎石或沙土土清除干净净，以减少少阻力。常常用的方法法是向管内内注高压水水，但在沙沙土地段施施工时，应应在管内加加设喷水嘴嘴和端部泄泄水阀，防防止损伤孔孔壁，造成成空洞。需要压压浆施工的的，选择水水泥净浆的的配合比不不应小于1:1，且拌和和均匀，以以保证凝结结后的强度度。三、水平旋喷桩预支支护水平旋旋喷预支护护在国外又又叫“旋喷拱棚棚预支护”