高原铁路隧道施工技术方案

高原铁路隧道施工技术方案探讨一、工程概况中铁×局承建XX铁路第十标XX段和XX段工程。XX段位于XX市境内，距XX市城区35~90千米。设计里程CK1913+150~CK1963+250，全长50.06千米。标段起于XX镇，经XX、XX，止于XX。XX段位于XX河左岸，与XX市城区隔河相望，设计里程为DK2002+602~DK2004+500，长1.898千米。XX一号、二号隧道位于XX镇XX峡谷，海拔高度4300米，空气稀薄，气压低，年平均气温1.6℃，极端最高气温26.5℃，极端最低气温—35.9℃，年平均降水量468毫米，年均气压604.4毫巴，年平均风速2.4米/秒，本标段地处季节性冻土区，最大季节冻土深度113厘米。地表多为耕地、湿地、坡地，植被覆盖较高，有零星乔木生长。该段线路沿堆龙河右岸行进，与XX公路隔岸相望，水平距离300～500米，隧道经过区域属低高山区，自然坡度陡峻，局部基岩裸露。两座隧道毗连，隧道间均为一‘V’型冲沟，一号隧道出口与二号隧道进口相距110米，设计有一座4~16米那布曲中桥。一号隧道进口里程为CK1920+640，距XX车站中心里程距离为6.74千米，二号隧道出口里程为CK1925+780，一号、二号隧道长度分别约为3500米、1640米（设计图未到）。沿线路前进方向隧道均为13‰的下坡，设计路肩高程一号隧道进口端为4259米，二号隧道出口端为4193米。隧道按喷锚施工支护整体衬砌设计，围岩类别洞口段多为堆积体，为Ⅴ、Ⅵ级围岩外，其余为Ⅲ、Ⅳ级围岩。Ⅳ级围岩采用曲墙带仰拱模筑衬砌，Ⅲ级围岩采用曲墙无仰拱衬砌。隧道拱部设复合防水板，边墙竖向设φ50毫米透水管、盲沟，间距6～8米，墙角纵向设φ50毫米软式透水管盲沟，与环向盲沟相连，并通过泄水孔与洞内侧沟连通。隧道两端各500米设双侧双层盖板保温水沟，并在隧道出口段设防寒泄水洞，其余地段设双侧双层盖板水沟。洞口根据地质地形条件，设长度不等的明洞。隧道处于九度地震区，设计按九度地震区进行设防。隧道弃碴除约10.5万方利用作路基填料外，其余均弃至弃碴场，运距约10千米。隧道穿越围岩主要为喜山期花岗岩，单轴极限抗压强度为150兆帕，受大地构造影响，围岩节理发育，岩体比较破碎。地下水主要为基岩裂隙水，对圬工无腐蚀性。主要不良地质情况为洞口危石、落石。隧道设计为单线电气化铁路隧道。二、工程特点1、XX一号、二号隧道毗连，工程量大，工程集中，便于施工组织。隧道与XX公路隔河相望，平面距离300～500米，交通便利。受大地构造影响，岩体破碎，节理发育。因此，选择正确的施工方法，适合高原特点的机械设备及合理的组织和综合防治高寒隧道水害、防冻胀是施工的关键。3、隧道穿越围岩为坚硬花岗岩，单轴极限抗压强度为150兆帕。可爆性差,同时山体基岩构造节理发育岩体较破碎，因此，防止隧道坍塌是施工的重点。4、隧道穿越围岩富存基岩裂隙水，开挖后处于暴露状态，基岩裂隙水变成冰，衬砌会形成冻结围岩压力，使衬砌变形，危及衬砌的结构安全，因此，综合防止高寒隧道水害是施工质量的关键。5、隧道穿越围岩坚硬，埋深较大，有可能产生岩爆，必须采取相应的对策。三、施工方案隧道工程位于XX高原腹地,海拔高程4200米以上的季节冻结区，相对于内地修建同样的隧道则有诸多新问题需在方案中加以解决。一是高原高寒问题，增加了增压、低温启动装置的高性能机械施工，最大限度地限制人力施工，并在洞口设氧仓，特别寒冷的12月至次年2月停止作业；二是保护高原生态环境问题，为减少对自然环境的影响，施工方案决定以优良的设备，合理的流水作业安排，从而减少植被破坏，减少临时设施；三是防水综合整治是事关隧道工程成败的关键；四是合理安排工序间距，洞内设施文明有序，控制开挖和未衬砌长度，利于防震。(一)、隧道施工原则根据XX高原特点，结合XX铁路劳保要求，拟定采用如下隧道施工原则：（1）、施工方法：隧道单口独头施工长度大于500米，采用有轨运输方式；小于500米则采用无轨运输方式。（2）、为充分体现劳动保护原则，隧道必须采用钻孔台车开挖。（3）、为改善洞内环境，以及考虑场地条件，采用有轨方式施工的隧道在进洞200米之内必须转换为有轨运输。轨道采用24千克/米以上钢轨，但各隧道施工口应统一型号。采用有轨运输时，出碴设备采用梭矿或4立方米矿车。（4）、为保证隧道场地整洁和提高运输效率，均坚持仰拱（铺底）超前施作。（5）、为保证混凝土品质，隧道衬砌必须采用集中拌合站供应的混凝土，洞外采用轮行式混凝土罐车运输。洞内可采用混凝土轨行式罐车倒装运输，也可采用轮行式混凝土灌车直接进洞。（6）、高原隧道施工加强通风，采用大功率风机和大直径风管，以减少风阻和漏风损失。当采用软质风管时，加强风管的布置和养护维修。由于高原空气含氧量较低，当隧道独头掘进超过500米时，在通风时向洞内供氧，供氧方法采用在洞口设立工业制氧机，与通风管连通，通过风压送往洞内。横洞通风方案原则同上。（二）、施工方案1、正洞施工方案（1）、施工方法Ⅰ~Ⅲ级围岩采用全断面法开挖，Ⅳ级围岩采用正台阶法施工，当Ⅲ级围岩中夹有一部分Ⅳ级围岩时，在保证支护的前提下，Ⅳ级围岩也可采用全断面法开挖，Ⅴ、Ⅵ级围岩采用台阶分部法。（2）、隧道施工顺序根据施工特点和任务划分情况，XX一号隧道进口、二号隧道出口为主攻口；现施工设计采用长隧方案，横洞向XX端亦作为主攻方向。XX隧道采用XX端向格尔木端独头掘进的方案。隧道开挖进度指标Ⅰ、Ⅱ级围岩100米，Ⅲ级围岩80米，Ⅳ级围岩50米，Ⅴ级围岩30米，Ⅵ级围岩20米。寒季（12月至次年2月）3个月不安排施工。XX隧道确保年底贯通。进场初期，按因陋就简，逐步完善的原则，先采用自备临时电源，在洞口附近安装一台空压机，人工手持风钻打眼放炮，施工洞口土石方、处理洞口，按设计作好洞口超前支护，挂齿进洞，同时沟通洞口与路基的排水系统，以确保洞口排水畅通。待洞口风、水、电等辅助系统完善后，凿岩台车进场施工。（3）、开挖方案洞口段地质条件较差，围岩自稳能力较弱，待明洞开挖完成后，按设计作好边仰坡锚喷支护及洞口超前支护，并沟通路基与洞口的排水系统，采用正台阶法开挖，并按设计作好喷锚支护，待掘进一定深度，即施作洞口环的混凝土衬砌，以巩固洞口。然后按台阶法继续掘进，待Ⅳ级围岩段施工完毕到达围岩完整性较好的Ⅲ级围岩段时，即改为全断面法开挖。后步工序采取仰拱先行，仰拱开挖段距掌子面100米左右，开挖时不中断运输，采用矿用工字钢扣轨的方式，跳开分段进行，每段长度4至6米，开挖后立即灌注混凝土，待其达到一定强度后铺设填充混凝土。滞后仰拱或铺底20米铺设防水层，再滞后该工序20米施作矮边墙，在矮边墙之后20米进行全断面衬砌作业。混凝土衬砌作业距掌子面140米左右。这样就可使开挖、仰拱（铺底）、防水层、衬砌作业均有作业空间进行平等作业。（4）、复合式防排水结构施工方案复合式防排水结构施工工序介于仰拱（铺底）和矮边墙工序之间，其结构为透水盲沟及复合防水板，采用钢管拼装穿行式移动平台无钉铺挂施工,盲沟用风镐开挖并整平沟底。为提高支护和衬砌砼的抗渗能力，喷射砼在施作时可采用钢纤维砼，并添加硅粉，砼采用抗渗防冻砼，抗渗等级不低于S8。2、防寒泄水洞施工方案防寒泄水洞位于隧道出口端靠山侧隧底以下，断面形式约为1.4米×1.8米马蹄形。考虑到正洞排水系统施工对防寒泄水洞排水系统的需要，以及泄水洞为正洞施工探明地质状况，并且与正洞施工互不干扰等因素，安排泄水洞比正洞施工提前一个月开工，即在进场初期，利用自备电源，在洞口安装1台12方空压机，风钻钻眼平整洞口场地，清除危石后进洞施工。为避免与正洞施工干扰，施工时，视现场实际情况，在靠山侧打洞与泄水洞相联作为施工通道。用风钻平整场地，作好洞口防护后，即可进洞施工，由于防寒泄水洞开挖断面较小，采用全断面开挖，风钻钻眼，光面爆破，喷锚支护，铺设11千克轨道，30型耙装小型斗车出碴。为解决机械停放及会车问题，每隔300米铺设一会车道，会车道长30米，施工时对会车道段泄水洞扩大开挖。通风采用28千瓦风机作压入式通风。进度每月安排80米，泄水洞超前正洞50～100米。四、施工方法（一）、洞口及明洞施工方法1、洞口及明洞土石方（1）、根据施工要求，首先清除树木、杂草，对输油管道、光缆线和其他结构进行保护，修建便道至洞口边仰坡线，进场初期在洞口安装1台12方电动空压机手持风钻钻眼爆破，分层开挖。形成施工场地后，利用进场的路基施工设备施工。石方爆破严格控制装药量，进行微振动爆破，减少对原地层的扰动，土石方严格按规范要求开挖。（2）、采用人工配合挖掘机清除边仰坡上的虚碴、危石，坡面顺直、平整，坡面如有凹凸不平，及时整修平顺。（3）、当土石方开挖至洞门端墙处或明暗洞交接处时，立即检查，核实现场地质，并结合地层稳定程度和隧道施工方法等进行开挖。（4）、松软地层的边坡、仰坡开挖，采取随开挖随支护的方法，加强防护，随时监测，检查山坡的稳定情况。（5）、进洞前干净利落地完成所有洞口及明洞土石方。边坡、仰坡上不弃置土石方。土石方用于洞口填筑以形成规划好的洞口施工场地。避免对任何生产设施和建筑物，排水及其它任何生产设施产生干扰或损坏，避免对环境造成污染。2、排水工程截水沟、排水沟和洞口排水沟、盲沟、涵管组成的排水系统至关重要，因此，隧道施工前，先做好洞外截排水系统。3、坡面防护为保证坡面稳定，施工前均制订洞口坡面防护措施，采用浆砌片石坡面防护、喷射砼或锚、网喷坡面防护。4、洞门及明洞由于洞口场地狭窄，明洞及洞口安排在衬砌台车进洞后施作，并尽量安排在寒季前施工。衬砌台车进洞后，从洞内向洞口方向施工衬砌后，再从里向外方向逐段施工明洞。砼采用输送泵灌注，插入式捣固器捣固。明洞拱墙与暗洞相邻拱墙衬砌同时施工，连接成整体。待明洞砼达到一定强度后，施作防水层。明洞施工完成后，为增强洞口的稳定，及时施作端墙，洞门的砌筑与明洞回填同时对称进行，明洞回填采用小型冲击夯夯实。洞门修建完成后，及时检查洞门以上仰坡。（二）、洞身开挖1、开挖方法（1）、Ⅴ、Ⅵ级围岩采用短台阶法开挖，上部台阶长度3~5米，先开挖上半断面，按设计作好上半断面喷锚支护，然后开挖下半断面，上、下半断面均采用液压凿岩台车钻眼，每循环进尺控制在2米以内。（2）、Ⅱ~Ⅳ级围岩采用全断面法开挖，液压凿岩台车钻孔，循环进尺控制在3米以内，开挖找顶后，人工站在碴堆上，先初喷厚3~5厘米砼，出碴后，台车进场，首先钻拱部锚杆眼，再钻爆破眼。利用台车工作吊篮安装锚杆，即锚杆施工与台车钻炮孔平行作业，若围岩较稳杆，边墙锚杆及复喷作业可滞后2~3个循环施工，若围岩稳定性较差，复喷及边墙锚杆应及时紧跟。2、钻爆根据开挖方法分别采用半断面及全断面两种爆破方式，网路采用多段位非电毫秒雷管爆破网路，采用光面爆破，Ⅱ、Ⅲ级围岩进尺控制在3米以内，Ⅳ级围岩控制在2米以内，起爆采用非电导爆管起爆破系统。钻孔作业根据爆破设计，划分每个臂的钻孔区域，定人定位，装药也划分每个爆破工的装药区域，爆破工牢记每个炮孔的装药结构，炸药用量，雷管段数等。钻孔前画出开挖断面断面轮廓，用红油漆将炮孔位置布置在齐头上，钻孔做到“准、平、直、齐”。3、装碴运输（1）、无轨运输：采用装载机装碴，自卸汽车运输出碴。洞外运输道路设专人按标准养护。作业地段和错车时行车速度不大于是10Km/h，成洞地段不大于20Km/h。（2）、有轨运输：有轨运输洞内均布设单道，在成洞地段每隔400~800m，设回龙道。调车作业采用穿梭往返式调车作业，轻车让重车。（3）、弃碴装运：隧道弃碴弃于洞口临时存碴场存放，用装载机装车，自卸汽车运至车站或路基作填料。（三）、施工支护1、湿喷混凝土隧道施工采用湿喷方式。寒季施工时对砂、石加热，掺加防冻剂。2、中空注浆锚杆中空注浆锚杆由全螺纹中空杆及止浆塞、垫板、螺母等配件组成(见下图)。①、技术要求如下：安装锚杆前，作业组长先对锚杆的位置、孔距、方向、孔深、杆体、托板及垫圈进行检查，必须符合设计和规范的要求。锚杆孔的钻孔深度误差不得大于20cm，不合要求的要重钻。孔深保证锚杆外露100mm，以便安装托板。②、用高压风清除孔内积水和残余物，防止锚杆送入过程中被阻。③、止浆塞须密贴孔口，保证注浆饱满。3、型钢钢架型钢钢架采用现场冷弯制作，按1：1比例进行实地放样，设置型钢加工工作平台，根据设计线形制作加工模具。4、超前小导管注浆超前小导管注浆选用φ42mm的无缝钢管，长度3.5m，环向间距35cm，纵向搭接长度1.5m。（四）、洞身衬砌1、拱墙衬砌（1）、洞身砼衬砌采用液压衬砌台车施工衬砌台车的轨道必须保证水平、顺直，且需预灌注115cm高的边墙（通常称矮边墙），故采取超前铺底创造施工环境，矮边墙紧跟其后，为台车跳段立模创造条件，以利两套模板交替使用。（2）、管线及轨道布置凿岩台车的动力线、高压风水管及通风管要穿过衬砌台车，且要保证运输车辆顺利通过，故将运输轨道朝线路方向左侧拔0.2m，左侧模板3m高处安装一排绝缘托辊使高压电缆在台车行走时能自由移动，模板下端过河撑为U型支撑。（3）、铺底（仰拱）超前单线铁路隧道施工特点是场地狭窄，干扰大，各工序施工互相影响。因此铺底施工超前，铺底施工在轨下进行：洞外预制好混凝土块（20cm20cm20cm），清理底板虚碴，按结构尺寸及标高安装挡板，利用凿岩台车工作时间起道，垫预制块，以铺底设计标高作为轨枕底面标高，进行混凝土浇注。（4）、预灌注矮边墙浇注矮边墙的砼应在已铺底地段清理墙基虚碴，冲洗后才立模，灌注矮边墙混凝土。根据模板衬砌台车的尺寸和隧道结构设计尺寸，确定矮边墙的施工高度。矮边墙的顶面高度为水沟顶标高。矮边墙施工做到平、直、齐，以杜绝衬砌台车与矮边墙接触处的错台。2、仰拱与铺底施工采取仰拱与铺底先行，既有利于文明施工，解决运输道路，又有利于衬砌结构的整体受力。在一段仰拱与铺底断面开挖后，清除虚碴、杂物、积水，立即浇注砼。浇筑由仰拱中心向两侧对称进行。仰拱、铺底砼达到设计强度70%以上，方可做为运输道路。所有盖板铺设平稳，无晃动或空响，边缘整齐。两端与沟壁缝隙用砂浆填平。（五）、防、排水施工1、隧道防排水采用防、排、截、堵结合，衬砌拱背后铺复合防水层，纵向每隔8米设竖向盲沟一道，墙角处设纵向软管透水盲沟。2、防水板施工（1）、准备工作①防水板的质量检查：检查是否有变色、波纹（厚薄不均）、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷。②用特种铅笔在防水板边缘上绘出焊缝搭接线，搭接线距板边10厘米。③拱部、边墙防水板分段铺设，拱部划出中线，并对称卷起备用。④工作台就位，接通电源，切断钢丝网露头，对超挖空洞要挂网回填砼。（2）、固定防水板每环防水板拱部与边墙分别铺设，先将拱部防水板中线重合隧道中线，并及时在防水板两边，离边缘5厘米，间距0.5米，进行锚定，边墙铺设从起拱线开始，板边固定点距边缘5厘米，间距1米，向下展开。防水板当中的锚固点的布置：沿横断面方向间距为0.5～1.0米，沿隧道轴线方向为1.0米，梅花形布置。3、焊接防水板搭接缝搭接缝的焊接宽度保证20毫米，搭接宽度100毫米。4、焊缝补强焊缝有不符合质量要求时，及时进行修补处理。5、其他操作要求⑴、固定防水板时，要将防水板放松，不可绷得太紧，根据岩石基面情况留够富余量，使二次模注砼挤压后，防水板与喷砼层表面自然密贴。在喷砼表面凹凸不平的局部地区，若防水板可以弯曲顺坡展铺过来时，可增加固定点，若防水板不能弯曲顺铺时，进行局部处理，对凹凸的深跨比大于1/6的要整修，凹进部分要挂网回填。⑵、两防水板间的搭接宽度10厘米。⑶、膨胀锚螺栓直径4.2毫米，选用直径8毫米的钻头钻眼，孔深40～50毫米。⑷、防水板焊缝宽宽度不小于于2.0厘米，焊接接电压110伏，最高高不得超过过130伏。⑸、用电焊枪焊接接防水板时时，焊枪头头在两塑料料板间均匀匀移动，同同时在上层层防水板之之上用手指指均匀用力力推挤，以以防水板焊焊缝间挤出出塑料熔液液为最佳。6、施工注意事项项(1)、喷砼后后隧道轮廓廓线要圆顺顺整齐，保保证铺设的的防水板平平整。(2)、铺设防防水板前，先先将边墙基基础灌注好好。严禁在在已铺设防防水板处进进行爆破作作业。(3)、若喷射射砼表层有有淋水时，采采取引、挡挡、排、遮遮等措施，保保证焊接时时无滴水浸浸入。(4)、用冲击击钻打孔，埋埋入膨胀螺螺栓，外露露不能太长长。(5)、焊接开开始前，电电焊枪需在在小块塑料料板上试温温，能使塑塑料板熔化化时才能焊焊接，停焊焊时应及时时切断电源源。(6)、用电焊焊枪进行焊焊缝补强时时，要防止止焊枪头将将下块防水水板烫出沟沟槽，影响响防水效果果。若发现现有烤焦变变色或焊穿穿等现象时时，要及时时进行补贴贴处理。(7)、隧道内内各洞室，铺铺防水板时时，均须自自上而下，从从外向洞室室内展铺，并并注意正洞洞的防水板板应搭接在在洞室防水水板里面，并并在正洞与与洞室边缘缘增加固定定点。(8)、在模注注砼施工时时，砼不能能直接冲击击防水板，震震捣器不得得接触防水水板。7、检验方法（1）、目测检验①、防水板本身表面面是否有伤伤痕、小孔孔及其他破破坏性缺陷陷等。②、用手将固定好好的防水板板上托或推推挤，检查查防水板与与喷砼层表表面是否中中间有空隙隙。③、搭接的上下两两块塑料板板是否完全全焊接在一一起，焊接接宽度是否否达到2..0厘米，焊缝缝是否平整整光滑，有有无波形断断面，有无无断裂、变变色、烤焦焦、斑点等等现象。（2）、破坏检查在已铺好塑料板板中（模注注砼之前）沿沿隧道中线线约20米左右检查查一个断面面，截取焊焊缝2～3处，每处处50厘米，进行行破坏性试试验，看焊焊缝是否密密实，有无无漏焊、烤烤焦及孔洞洞。8、确保隧道防、排排水施工质质量的技术术措施考虑防寒泄水洞洞，对防排排水要求很很高，特考考虑以下技技术措施：：①、喷射砼封闭岩岩面，阻止止施工的热热量与围岩岩之间的交交换。②、喷射砼后，喷喷一层隔热热保温层，材材料为PU聚氨酯，厚厚度3.0～5.0厘米，弹簧簧排水管与与保温水沟沟或泄水洞洞的连通形形式，按设设计的具体体要求实施施。③、喷射砼以前，对对局部岩体体破碎，渗渗水较大的的地段预埋埋注浆管，长1.0～2.5米，然后进行喷护作业，喷砼完成后，利用预埋注浆管进行岩层注浆，注浆以防水为主，采用水泥单液浆或水泥——水玻璃双灌浆。④、设置纵向、横横向软式弹弹簧排水管管，并用无无纺布包扎扎固定在围围岩上。⑤、采用无钉铺设设。⑥、衬砌的施工缝缝设止水条条，并确保保防水效果果。⑦、洞内排水，采采用双侧双双层保温水水沟进行排排水。（六）、施工通通风（1）、两隧道最大大独头通风风距离为XXX一号隧隧道横洞向向出口端约约1200米，采用有有轨运输，最最大的污染染源为爆破破后的炮烟烟，因此采采用压入式式通风，考考虑高原低低压缺氧，每每个口配备备2台2×55千瓦通风风机加强通通风，并在在主攻口设设11千瓦作局局扇。（2）、通风注意事事项①、压入风管的出出风口距工工作面20～30米，通风风管的安装装应做到平平顺，接头头牢固严密密，避免转转小于135°急弯，弯弯管半径不不小于管径径的3倍。通风风管悬挂高高度为2..7米，不但有有利于矿车车运行和衬衬砌台车工工作，而且且风管如有有破损能及及时修理和和更换。通通风管每隔隔60米或在有淋淋水的位置置安装放水水嘴，以便便及时放掉掉因齐头喷喷雾降尘或或淋水造成成的风管内内积水，从从而减少风风管的附加加阻力。②、定期测试通风风量、风速速、风压及及通风设备备的供风能能力、动力力消耗，每每月一次取取样分析工工作面的空空气成分。建立通风维修小小组，承担担风机维护护、风管引引进、检查查、更换。还还应做好检检查维修记记录，发现现问题及时时处理和上上报。制定定通风岗位位责任。（七）、隧道的的防寒保温温技术隧道在寒季施工工中对洞内内采取防寒寒保温技术术，具体措措施如下：：（1）、在洞口设置置防寒门。设置防寒门可在在寒季提高高洞内温度度5～8℃，防寒保保温门用钢钢架与棉垫垫或帆布做做成。（2）、在通风管的的出口端，安安装一定功功率的电阻阻丝，从而而提高洞内内的环境温温度。（3）、对管路进行行防寒保温温处理，采采用隔热材材料如玻纤纤布、岩棉棉对洞口2200米风水管路路进行包裹裹，上涂沥沥青漆，再再以草绳缠缠绕，使风风水管处于于正温状态态。（八）、监控量量测1、目的为确保施工期间间隧道结构构稳定及施施工的安全全和保护隧隧道周围的的高原生态态环境，采采用能在低低温下良好好工作的设设备，进行行监测工作作。监测的的主要目的的如下：(1)、掌握围围岩及支护护结构的动动态，确保保施工的安安全性和隧隧道整体的的稳定性；；(2)、通过量量测取得第第一手资料料（量测数数据），根根据各量测测数据及时时调整支护护参数和施施工方案，确确定后续工工序的安排排；(3)、对量测测数据进行行分析处理理，将其结结果反馈到到隧道支护护设计中；；(4)、积累施施工技术资资料，对施施工过程中中的关键技技术问题进进行分析，为为今后类似似的高原多多年冻土工工程施工收收集科学资资料，积累累经验，提提供技术参参考。2、观测项目和内内容①、洞内外观察使用观察、地质质罗盘以及及摄录设备备，观察记记录刚开挖挖后工作面面地质情况况及已施工工段的支护护情况，包包括喷射混混凝土、锚锚杆、钢架架等。隧道开挖后对工工作面情况况进行工程程地质与水水文地质观观察描述，确确定围岩类类别，根据据开挖后围围岩的结构构、构造及及产状、隧隧道内渗涌涌水情况进进行描述记记录，并按按《铁路隧隧道喷锚构构筑法技术术规则》中中的打分法法判定工作作面的稳定定状况。整整理出地质质素描图，每每20米一个横断断面，贯通通后作一个个纵断面。洞外观察包括洞洞口及浅埋埋段的地表表情况、地地表沉陷、边边坡及仰坡坡冻融情况况及稳定，和和地表水渗渗透的观察察。②、空气质量监测测从洞口开始，每每百米设一一个观测点点，采用相相应的环境境及空气测测试及检测测仪器，测测定空气的的含氧量、有有毒有害气气体含量，以以及空气的的压力、密密度。③、环境温度和地地层温度监监测采用适于低温的的热敏电阻阻传感器和和接收仪。从从洞口开始始，洞口2200m段段每50mm设一个观观测断面，中中间每1000m设一一个断面（可可根据具体体情况加密密），每个个断面设2个观测孔孔，在隧道道一侧起拱拱线下1..2m的边边墙及另一一侧墙角底底部设各一一个，孔深深5m，测点点为1.5～3.5米范围以200cm间距距，其余为为50cmm间距。环境温度可用测测温范围较较大的温度度计即可，与与地层温度度同一断面面同时测量量。通过地层温度的的监测，可可确定并随随时掌握隧隧道因施工工影响而形形成的冻融融圈厚度及及其发展变变化情况。④、净空收敛监测测使用收敛计，观观测围岩的的水平收敛敛情况。隧隧道开挖时时，在起拱拱线下1米设置一条条水平收敛敛线，每220米一个断面面，必要时时加密。由于围岩冻结，相相较而言，冻冻胀压力影影响大得多多，山体压压力影响则则弱，收敛敛控制值为为25毫米。当收收敛移位值值<0.15毫米/天时，已已趋于稳定定，可停止止观测。⑤、拱顶下沉监测测拱顶下沉与净空空收敛对应应，每20米一个断面面，点埋设设于隧道拱拱顶中心线线上，当地地质条件复复杂，下沉沉量大或偏偏压明显时时，增加拱拱腰下沉及及隧隆起观观测，并加加密观测断断面。⑥、洞口及其它浅浅埋段的地地表下沉量量测隧道埋深30～～40米及以下下的地段，沿沿隧道中心心线每20米布置一条条横测线，每每个断面埋埋设10个测点并并对称布置置，测点间间距5米，在两隧隧道正上方方3个点按每每2.5米点。⑦、支护、衬砌混混凝土温度度监测每300米设置一一个主断面面，每个断断面设3个测点。与环境温度和地地层温度监监测采用仪仪器设备相相同，使用用热敏电阻阻传感器和和接收仪进进行量测，埋埋设电测元元件在支护护与衬砌中中，位于喷喷层及衬砌砌中部与内内外表面各各5厘米处，喷喷射及灌注注混凝土时时埋设，测测试混凝土土的养护温温度及后期期温度。五、高原隧道施施工措施（一）、防冻混混凝土施工工日平均气温低于于5℃下施工的的混凝土采采用防冻混混凝土。1、配合比设计防冻混凝土的配配合比设计计按现行《普普通混凝土土配合比设设计》(JGJJ55-22000))进行，并并遵照《铁铁路混凝土土与砌体工工程施工及及验收规范范》(TB1102100-97))和《XX铁路（高高原冻土区区）桥涵施施工技术细细则》及设设计文件中中的有关规规定。配合比设计前收收集以下资资料：混凝凝土结构形形式，结构构所处环境境情况，设设计要求（强强度等级、抗抗冻融标号号），施工工方案、工工艺，原材材料品质，混混凝土从浇浇筑之日起起3天内的日日平均气温温。（1）、原材料水泥：选用普通通硅酸盐水水泥，水泥泥强度等级级不低于32.55Mpa((GB1775-19999)。粗、细骨料：粗粗、细骨料料符合《铁铁路混凝土土与砌体工工程施工及及验收规范范》(TB1102100-97))及《XX铁路（高高原冻土区区）桥涵施施工技术细细则》的要要求。冻融融循环试验验后，其质质量损失均均应≤8.0%。粗、细骨料进行行碱活性检检验，无潜潜在的碱活活性方可使使用。防冻剂：符合现现行国家标标准《混凝凝土外加剂剂》（GB80076-11999）、《混混凝土防冻冻剂》（JC4775-922）。水：拌制混凝土土用水，符符合现行标标准《混凝凝土拌合用用水标准》（JGJ63-89）。（2）、配合比计算算、试拌调调整防冻混凝土配合合比计算、试试拌调整按按《普通混混凝土配合合比设计》(JGJJ55-22000))进行。防冻混凝土最大大水灰比符符合设计文文件及《XXX铁路（高高原冻土区区）桥涵施施工技术细细则》的规规定。防冻混凝土的砂砂率比普通通混凝土降降低2～3%。防冻剂的掺量应应根据环境境气温条件件按产品说说明的规定定，经试验验后选用。（3）、配合比选定定将试拌、调整好好的三个混混凝土配合合比各制作作一组抗压压强度试件件和抗冻融融试件，经经标养28天试验后后，选取符符合试配强强度及抗冻冻标号的配配合比。2、防冻混凝土的的拌制、运运输、浇筑筑日平均气温低于于5℃时，混凝凝土的拌制制在暖棚内内进行。（1）、原材料加热热材料加热以满足足混凝土灌灌注初温为为前提，以以热工计算算来确定加加热的材料料及其温度度。混凝土原材料加加热应优先先采用加热热水的方法法，当加热热水仍不能能满足要求求时，再对对骨料进行行加热。当当石子粒径径大于400mm，并并且其温度度低于-220℃时，必须须对其加热热，以免影影响混凝土土性能。水水、骨料加加热的最高高温度应符符合下表规规定。拌合水、骨料、混混凝土出机机的最高允允许最高温温度（℃）水泥品种及强度度等级拌合水骨料砼出拌合机时＜42.5Mpaa的普通硅硅酸盐水泥泥705035≥42.5Mpaa的普通硅硅酸盐水泥泥604030水加热采用蒸汽汽加热、电电加热等方方法。加热热水使用的的水箱或水水池应予保保温。气温低于-100℃时，骨料料宜移入暖暖棚或采取取加热措施施。骨料冻冻结成块时时需加热，加加热温度不不宜过高，并并应避免灼灼烧，用蒸蒸汽直接加加热骨料带带入的水分分，应从拌拌合水中扣扣除。水泥不与80℃℃以上的水水直接接触触，投料顺顺序为先投投入骨料和和已加热的的水，然后后再投入水水泥。水泥泥使用前宜宜运入暖棚棚内存放。（2）、搅拌、运输输混凝土搅拌前，测测定各种材材料的温度度是否合符符热工计算算。测定砂、石材料料的含水率率，在用水水量中扣出出砂、石、外外加剂溶液液中的含水水，严格控控制水灰比比。外加剂为粉剂时时，按要求求掺量直接接加入。当当为液体时时，根据使使用要求配配制成一定定浓度的液液体。配制制与加入外外加剂设专专人负责并并做好记录录，严格按按剂量要求求掺入；随随时测定溶溶液温度，根根据温度变变化用比重重计测定溶溶液浓度。混凝土搅拌使用用强制式搅搅拌机。搅搅拌前，用用热水或蒸蒸汽冲洗搅搅拌机。当当水温高于于65℃，先将热热水与骨料料进行拌合合，再加入入水泥拌合合。搅拌时时间比常温温搅拌延长长50%。监测混凝土出机机温度，当当其不符合合控制温度度时，对原原材料温度度进行调整整。混凝土拌合物采采用罐车运运输，少停停留，少倒倒运。气温温低于-115℃，采用保保温措施。（3）、防冻混凝土土的浇筑工工艺对模板的缝隙和和孔洞予以以严堵。模模型周边的的保温材料料在浇筑前前做好。特特别是采用用钢模时注注意严密保保温。测温孔在易散热热的部位预预留，孔深深为50mmm，按南南北方向，留留在上、中中、下及顶顶部。如需需了解混凝凝土内部温温度，设在在竖向中心心，深度550mm处处。防冻混凝土的浇浇筑初温严严格控制在在15～25℃。监测混凝土的浇浇筑初温，浇浇筑混凝土土时避开风风、雨、雪雪天，尽量量选在上午午10时至下午4时进行。混凝土自高处倾倾落的自由由高度不超超过2m；当浇浇筑高度超超过3m时，采采用串筒、溜溜管或振动动溜管使混混凝土下落落。混凝土采用机械械振捣并分分层连续浇浇筑，分层层厚度不小小于20ccm。振捣捣时使混凝凝土表面呈呈现浮浆和和不再沉落落。当采用用插入式振振捣器时，捣捣实混凝土土的移动间间距不宜大大于振捣器器作用半径径的1.5倍。3、防冻混凝土的的养护、拆拆模防冻混凝土浇筑筑后，防止止混凝土未未达到临界界强度遭受受冻害。防冻混凝土浇筑筑后，在浇浇筑完毕12h内对混凝凝土覆盖保保温。模板板高于混凝凝土浇筑面面15～20cm，便于覆覆盖保温材材料。结构构的边、棱棱、角等部部位加强保保温。保温材料采用塑塑料膜布、草草袋、岩棉棉被、电热热被等。当蓄热养护达不不到要求时时，采用外外部热源加加热养护。天气回暖（日平平均气温在在+5℃以上）后后，如混凝凝土结构未未达设计强强度等级要要求，则进进行浇水养养护，浇水水时间7d。混凝土强度未达达到临界强强度前，每每2h测定一次次混凝土温温度，以后后每6h测定一次次。混凝土强度符合合设计要求求，并达到到相应的抗抗冻强度后后，拆除模模板。拆模后混凝土表表面温度与与环境温差差大于15℃时，采用用保温材料料覆盖养护护。4、防冻混凝土的的质量控制制（1）、原材料的质质量控制原材料的质量控控制按《铁铁路混凝土土与砌体工工程施工及及验收规范范》(TB1102100-97))和设计文文件中的有有关规定进进行。（2）、材料的含水水量每一班在拌制混混凝土前，对对原材料的的含水量进进行测定，并并在拌合水水中予以扣扣除。（3）、温度监测水温、骨料温度度及加入搅搅拌机时的的温度，混混凝土出机机温度，混混凝土浇筑筑初温及养养护过程中中的温度，每每一工作班班次至少测测量4次，并作作好记录。作好气温记录，并并收集气象象台的有关关气象预报报。（4）、混凝土质量量控制混凝土拌合物：：拌坍在点量工至作严格控制混凝土拌合物的坍落度，不随意放大拌合物的坍落度。混凝土强度控制制：严加监监控混凝土土早期强度度。做到混混凝土强度度未达到临临界强度前前不使混凝凝土受冻。混混凝土早期期强度的控控制，以测测定的混凝凝土温度，用用成熟度的的方法来计计算混凝土土的早期强强度。5、防冻混凝土施工工保障措施施（1）、掌握天气预预报的气象象趋势及动动态，开工工前与当地地气象部门门签订服务务合同，以以利安排施施工。做好好气温记录录，明确结结构所处环环境情况，做做好相应的的准备工作作。（2）、根据工程施施工的具体体情况，确确定施工需需要采取防防护的具体体工程项目目或工作内内容，制定定相应的施施工防护措措施，并在在物资和机机械做好储储备和保养养工作。（3）、加强试验工工作，选定定符合要求求的配合比比。防冻混混凝土配合合比，选用用较小的水水灰比和较较低的坍落落度，以减减少拌合用用水量。（4）、拌合设备适适当防寒，设设置在温度度不低于110℃的暖棚内内。拌制混混凝土前，用用热水洗刷刷拌合机鼓鼓筒。拌制混凝土前，以以满足混凝凝土入模温温度为前提提进行热工工计算，并并测定各原原材料的温温度及含水水，含水量量予与扣除除。原材料的加温以以满足热工工计算为前前提，并以以满足入模模温度加以以调整。外加剂的掺量严严加控制，派派专人值班班并做好记记录。混凝土的运输过过程快装快快卸，不中中途转运或或受阻，运运送中要保保温防寒。（5）、混凝土灌筑筑及砂浆施施工后，及及时覆盖保保温材料。加加强混凝土土的温度测测控，根据据测定的温温度，利用用成熟度法法推算混凝凝土强度。混混凝土强度度未达到临临界强度前前不得受冻冻，做好应应急措施，如如蓄热养护护达不到要要求时，采采用外部热热源养护。（6）、混凝土、砂砂浆试件的的制作、养养护、试验验按规定进进行。（二）、高原、高高寒地区施施工机械的的保障措施施⑴、作好机械的配配备和准备备，配齐、配配足相应配配套设备；；机械适应应高原缺氧氧环境，其其功率的大大小考虑高高原缺氧引引起的工作作效率的折折减。⑵、对机械定期定定时进行检检修和保养养，保证不不超负荷运运行。对机机械的使用用统一建立立负荷使用用运行表；；对到点维维修保养的的机械坚决决保养，消消除各种人人为机械事事故。⑶、寒季施工对使使用水作为为冷却系统统的机械，在在收工或当当天工作完完工后将水水箱中的水水放掉，以以防机械冻冻裂。⑷、对以柴油燃料料为动力的的机械，尽尽量使用-20号柴油或或配备相应应的防冻材材料，以防防柴油冻结结；对柴油油走行机械械每台配备备一个燃油油升温喷灯灯，以解决决柴油冻结结问题。⑸、在机械的配备备方面，保保证一定的的计划富余余量，以保保证工程的的顺利进行行和施工的的连续性。六、在建隧道的的施工（一）、XX隧隧道1、工程简况XX隧道位于XXX河左岸岸，穿越一一基岩山体体，隧道总总长411米，洞身最最大埋深约约90米。隧道出出口及洞身身为基岩，基基岩以花岗岗岩为主，夹夹部分角闪闪片岩，围围岩级别为为Ⅲ、Ⅳ级。进口口为风积砂砂覆盖，厚厚度约8~17米，围岩级级别为Ⅵ级。隧道所处地区未未见地下水水出露，地地下水不发发育，隧道道内渗水主主要为雨后后少量裂隙隙水。隧道处于八度地地震区，年年平均气温温7.8℃，最冷月月平均气温温-1.8℃，年平均均降水量7796.66mm，月平均降降水量3115.5mmm。XX隧道设计为为单线电气气化铁路隧隧道，采用用整体式衬衬砌。隧道道全部处于于直线上，纵纵坡为6‰的上坡。2、施工总体方案案根据XX隧道地地形和地质质条件，隧隧道总体施施工以出口口向进口方方向单向掘掘进为主。进进口端只进进行边仰坡坡开挖加固固，并施工工10米Ⅵ级围岩暗暗洞。开挖采用全断面面法，支护护采用锚喷喷构筑法，衬衬砌采用液液压衬砌台台车拱墙全全断面一次次性灌注。3、施工方法（1）洞口及明洞施施工进口端施工进口端地质主要要为风积砂砂层，厚度度8~17米，松散堆堆积状。施施工前，先先进行砂层层固结试验验。然后根根据试验结结果取最佳佳试验效果果对边、仰仰坡进行加加固。边、仰坡施工采采用人工配配合挖掘机机、推土机机按照坡率率自上而下下逐级刷坡坡，边、仰仰坡开挖时时随挖随护护，每级台台阶高度控控制在1..5米内，并加加强监测。两侧边坡支护采采取注浆小小导管，338千克/米旧钢轨轨，φ8钢筋网喷喷射混凝土土加固和支支护。小导导管、旧钢钢轨均沿竖竖向施作，梅梅花型布置置，小导管管间距0.5××0.5米，小导管管管口设管管箍，管口口加工采77厘米长丝口口，与注浆浆管相连，管管身部分钻钻以8毫米注浆孔孔，孔间距距便15厘米，梅花花形布置。旧旧钢轨和小小导管前端端均做成尖尖端，心便便打入砂层层，小导管管用手风钻钻套冲击筒筒打入砂层层中，注浆浆采用液压压式压浆机机，注水玻玻璃——氯化钙双双液浆，注注浆压力控控制在0.5~~1.0MMPa。钢轨采采用锤击方方法打入地地层中不小小于2米，间距为2×2米。当仰坡刷至明、暗暗洞分界处处拱顶时，进进行明洞拉拉槽。并沿沿暗洞外轮轮廓打设φ127毫米管棚和φ25毫米自进式式中空锚杆杆，并注浆浆。超前支护完成后后，分三台台阶预留核核心土进行行暗洞施工工。施工方方法见下图图：XX隧道进口ⅥⅥ级围岩施施工方法示示意图隧道出口端施工工根据边、仰坡坡坡度，采用用钻爆法开开挖，开挖挖从上至下下分台阶进进行，每开开挖2米后对边、仰仰坡进行加加固。在开开挖至暗洞洞位置时，对对暗洞洞口口作φ42毫米小导管管超前支护护，并采用用台阶法对对洞口段进进行开挖，及及时锚、网网、喷并架架设型钢支支护，然后后逐层下挖挖，确保边边、仰坡及及洞口稳定定。（2）洞身开挖XX隧道采用无无轨运输方方式施工。Ⅵ级围岩开挖及支支护Ⅵ级围岩段位于XXX隧道进进口，长333米。开挖方方法采用上上、中、下下三台阶预预留核心土土法。上台台阶在顶部部大管棚和和自进式锚锚杆支护下下，人工采采用风铲或或风镐进行行预留核心心土开挖。每每开挖2米，进行下下一循环自自进锚杆超超前支护。上上台阶开挖挖至0.7米后，立即即安设Ⅰ16钢架，每每米2榀，并沿沿拱弧每隔隔1米焊连接钢钢筋，挂钢钢筋网，喷喷射混凝土土封闭围岩岩面，并将将钢架覆盖盖。然后清清除核心土土，在上台台阶垂直打打入自进式式锚杆及φ60毫米钢管，采采用插板法法开挖中台台阶。中台阶采用预留留核心土开开挖，两侧侧土体开挖挖完成后，施施作边墙小小导管。并并进行边墙墙挂网、喷喷射混凝土土、安装Ⅰ16钢架。中中台阶开挖挖至5米时清除核核心土，在在中台阶底底部垂直打打入φ25毫米自进式式锚杆和φ60钢管，采采用插板法法开挖下台台阶。下台阶采用预留留核心土开开挖，两侧侧土体开挖挖完成后，施施作边墙下下部小导管管。进行边边墙挂网、喷喷射混凝土土，安设Ⅰ16钢架。待待下台阶开开挖至5..0米时清除核核心土，施施作基底φ25毫米自进式式锚杆并注注浆加固隧隧道底部围围岩。Ⅴ级围岩开挖及支支护Ⅴ级围岩采用短台台阶法开挖挖，台阶长长5米左右。循循环进尺控控制在2米内。台阶阶上部开挖挖先沿外拱拱弧施作φ42毫米小导管管，台阶上上部开挖00.8米后，即时时安装Ⅰ16钢架，钢钢架纵向间间距2米3榀，沿钢钢架内弧沿沿每隔1米焊连接钢钢筋，然后后挂钢筋网网，喷射混混凝土。上部支护作好后后，再进行行台阶下部部开挖，施施作边墙锚锚杆及续接接Ⅰ16钢架至边边墙脚。Ⅲ、Ⅳ级围岩开挖及支支护Ⅲ、Ⅳ级围岩共长3331米，占隧道道长度的80.55%，开挖采采用全断面面法，循环环进尺2.5~~3米，开挖找找顶后，人人工站在碴碴堆上，先先初喷5厘米混凝土土。出碴后后，再利用用操作平台台安装锚杆杆、复喷混混凝土至设设计厚度。（3）防水层XX隧道明洞采采用衬砌外外贴双层复复合式防水水板，暗洞洞部分采用用拱部设复复合式防水水板，铺挂挂防水板前前，先将软软式透水盲盲管安装好好。全隧道复合式防防水板采用用无钉铺设设，复合式式防水板从从拱顶往下下铺设，采采用冲击钻钻沿开挖轮轮廓线与复复合式防水水挂带相对对应的位置置钻孔，放放入膨胀螺螺栓，然后后将防水板板绑扎在膨膨胀螺栓上上。防水板在挂设过过程中不能能绷得太紧紧，根据岩岩面平整程程度留足富富余量，防防止灌注混混凝土时因因过分张拉拉造成防水水板拉裂，或或使得防水水板无法密密贴岩面，影影响防水效效果及洞身身衬砌厚度度。相邻两两块防水板板搭接长度度30厘米，采用用强力胶粘粘贴，粘贴贴宽度10厘米。防水层施工注意意事项：铺铺设防水板板前，先灌灌好边墙基基础，防止止在铺设防防水板处进进行爆破作作业；膨胀胀螺栓用冲冲击钻钻孔孔，埋入时时，控制螺螺杆外露长长度。（4）洞身衬砌洞身衬砌采用全全断面液压压衬砌台车车拱墙一次次性灌注。施施工时先施施工仰拱、填填充和铺底底，然后施施工矮边墙墙，再施工工衬砌的墙墙拱。混凝土在拌合站站拌制，用用输送灌车车运输至灌灌注地点，泵泵送混凝土土灌注。目前，衬砌混凝凝土施工时时气温在55℃以上，采采用常规混混凝土施工工方法。如如进入寒季季，则采用用防冻混凝凝土施工。（5）施工通风XX隧道采用无无轨运输，洞洞内污染源源主要是装装运机械产产生的柴油油废气和爆爆破时产生生的炮烟。再再加上高原原空气气压压低、含氧氧量少，因因此施工中中洞内通风风是至关重重要的一环环。XX隧道以出口口施工为主主攻方向，隧隧道进口只只承担33米的暗洞施施工，因此此，施工通通风方案隧隧道进口采采取自然通通风，隧道道出口采用用机械强制制通风。由于隧道出口施施工也只有有370余米，因因此在隧道道出口安装装一台37千瓦通风风机，配置置φ1000毫米软质通通风管。（6）主要机械设备备序号机械设备名称数量（台）序号机械设备名称数量（台）1207B凿岩台台车16TK961砼湿湿喷机12ZL40B轮式式装载机17“三一”砼输送泵13红岩15T自卸汽车车18三凌砼运输罐车车14东风5T自卸汽车39尼桑砼运输罐车车1537KW轴流通通风机110砼液压衬砌台车车1（二）X