隧道掘进施工步骤

隧道掘进施工步骤一、隧道掘进施工步骤

1.1隧道掘进施工概述

1.1.1施工准备阶段

隧道掘进施工准备阶段是确保工程顺利实施的关键环节，主要涉及现场勘查、技术设计、设备配置和人员组织等方面。首先，需对隧道地质进行详细勘察，明确地层结构、岩体稳定性及水文地质条件，为掘进方案提供依据。其次，根据勘察结果编制施工方案，确定掘进方法（如新奥法、TBM法等），并设计支护结构形式。同时，配置掘进设备，如掘进机、钻爆设备、装载运输设备等，确保设备性能满足施工要求。此外，还需组建专业的施工队伍，进行技术交底和安全培训，确保施工人员具备必要的技能和安全意识。最后，完善施工现场的临时设施，包括临时道路、电力供应、排水系统等，为后续掘进作业创造良好条件。

1.1.2掘进方法选择

隧道掘进方法的选择直接影响施工效率和工程质量，常见的掘进方法包括新奥法（NATM）、隧道掘进机（TBM）法和传统钻爆法。新奥法适用于软弱围岩地层，通过初期支护、监控量测和二次衬砌相结合的方式，实现隧道稳定掘进。TBM法适用于岩质坚硬、地下水少的隧道，具有掘进速度快、自动化程度高的特点。传统钻爆法适用于复杂地质条件，通过钻孔、装药爆破和支护作业，逐步掘进隧道。在选择掘进方法时，需综合考虑地质条件、隧道断面尺寸、工期要求、经济效益等因素，确保掘进方法的经济性和可行性。此外，还需制定应急预案，应对掘进过程中可能出现的地质突变或设备故障等问题。

1.2隧道掘进作业流程

1.2.1开挖作业

隧道开挖作业是掘进施工的核心环节，主要包括导坑开挖、主洞掘进和边仰坡处理等步骤。首先，根据设计要求开挖导坑，导坑的尺寸和位置需确保主洞掘进的安全和稳定。其次，采用掘进机或钻爆法进行主洞掘进，掘进过程中需严格控制开挖轮廓，避免超挖或欠挖。同时，需及时进行围岩支护，如喷射混凝土、锚杆安装等，防止围岩失稳。此外，还需注意控制开挖速度，避免因开挖过快导致围岩变形或坍塌。最后，对开挖面进行清理，确保作业空间整洁，为后续工序提供便利。

1.2.2支护作业

隧道支护作业是确保隧道结构安全的重要措施，主要包括初期支护和二次衬砌两个阶段。初期支护通常采用喷射混凝土、锚杆和钢支撑等方式，在开挖后立即实施，以快速稳定围岩。喷射混凝土需均匀覆盖开挖面，厚度符合设计要求，并设置必要的钢筋网增强承载力。锚杆需按设计间距和角度钻孔安装，确保锚杆与围岩紧密结合。钢支撑则需根据围岩压力进行合理布置，形成稳定的支撑体系。二次衬砌通常在隧道掘进一段距离后施工，采用预制混凝土衬砌或现浇混凝土方式，进一步增强隧道结构的整体性和耐久性。支护作业需严格按设计要求进行，并加强监测，确保支护效果符合预期。

1.3隧道掘进质量控制

1.3.1开挖质量监控

隧道开挖质量直接关系到隧道结构的稳定性和安全性，需进行严格的质量监控。首先，需检查开挖轮廓是否符合设计要求，确保开挖尺寸和形状准确无误。其次，监测围岩变形情况，通过布置监测点，实时记录围岩位移和应力变化，及时发现异常情况并采取措施。此外，还需检查开挖面的平整度和清洁度，避免因不平整或杂物堆积影响后续支护作业。最后，对开挖过程中的地质变化进行记录和分析，为后续掘进提供参考。

1.3.2支护质量检测

隧道支护质量是确保隧道长期稳定的关键，需进行全面的质量检测。喷射混凝土需检测其强度、厚度和密实度，确保混凝土与围岩紧密结合。锚杆需检测其抗拔力、角度和间距，确保锚杆有效传递应力。钢支撑需检测其安装位置、间距和紧固程度，确保支撑体系稳定可靠。此外，还需检测二次衬砌的厚度、密实度和强度，确保衬砌结构满足设计要求。检测过程中需采用专业仪器和设备，如回弹仪、钻芯取样机等，确保检测结果的准确性和可靠性。

1.4隧道掘进安全措施

1.4.1安全管理体系

隧道掘进施工需建立完善的安全管理体系，确保施工过程的安全可控。首先，需制定安全生产责任制，明确各级管理人员的安全职责，确保安全工作落实到位。其次，建立安全检查制度，定期对施工现场进行安全检查，及时发现和消除安全隐患。此外，还需制定应急预案，针对可能发生的事故（如坍塌、瓦斯爆炸等）制定应对措施，确保事故发生时能够快速有效处置。最后，加强安全教育培训，提高施工人员的安全意识和自救能力。

1.4.2作业现场安全防护

隧道掘进作业现场存在诸多安全风险，需采取必要的防护措施。首先，需设置安全警示标志，明确作业区域和危险区域，防止无关人员进入。其次，配备必要的安全防护设施，如安全网、防护栏杆等，防止人员坠落或物体打击。此外，还需加强通风排烟，确保作业环境空气流通，防止瓦斯积聚。最后，对掘进设备进行定期检查和维护，确保设备运行安全，避免因设备故障导致事故发生。

二、隧道掘进施工步骤

2.1隧道掘进设备配置

2.1.1掘进设备选型

隧道掘进设备的选型需根据隧道地质条件、断面尺寸、掘进方法等因素综合确定。对于岩质坚硬、地下水少的隧道，隧道掘进机（TBM）是理想的选择，其具有掘进速度快、自动化程度高、对围岩扰动小的特点。TBM的选型需考虑其切削方式（如滚刀、铣刀等）、功率、推力、转弯能力等参数，确保满足隧道掘进的需求。对于软弱围岩或复合地质条件，新奥法（NATM）掘进更为适用，需配置钻爆设备、锚杆钻机、喷射混凝土设备等。设备的选型还需考虑设备的可靠性、维护成本和操作便捷性，确保设备在长期施工中稳定运行。此外，还需根据隧道长度和工期要求，合理配置备用设备，避免因设备故障影响施工进度。

2.1.2设备安装与调试

隧道掘进设备的安装与调试是确保设备正常运行的关键环节，需严格按照设备说明书和技术规范进行操作。首先，需对施工现场进行平整和压实，确保设备基础稳定。其次，按照设备运输方案，将设备分段吊装至施工现场，并按照设计位置进行定位安装。安装过程中需使用专业工具和测量设备，确保设备安装精度符合要求。安装完成后，需进行设备调试，包括液压系统、电气系统、控制系统等，确保各系统运行正常。调试过程中需进行多次试运行，发现并解决潜在问题，确保设备在掘进过程中能够稳定高效运行。最后，还需对操作人员进行培训，确保其熟悉设备操作规程和安全注意事项。

2.2隧道掘进作业实施

2.2.1导坑掘进施工

导坑掘进是隧道掘进的重要前提，需根据设计要求进行施工。导坑的断面尺寸通常大于主洞，以便于设备安装和人员作业。导坑掘进可采用掘进机或钻爆法，掘进过程中需严格控制开挖轮廓，避免超挖或欠挖。同时，需及时进行围岩支护，如喷射混凝土、锚杆安装等，防止围岩失稳。导坑掘进还需注意控制开挖速度，避免因开挖过快导致围岩变形或坍塌。此外，还需对开挖面进行清理，确保作业空间整洁，为后续主洞掘进提供便利。导坑掘进完成后，需对导坑进行验收，确保其符合设计要求，方可进行主洞掘进。

2.2.2主洞掘进技术

主洞掘进是隧道掘进的核心环节，掘进方法的选择需根据地质条件、隧道断面尺寸等因素确定。对于岩质坚硬、地下水少的隧道，可采用TBM掘进，掘进过程中需严格控制掘进速度和方向，确保隧道线形符合设计要求。掘进机的前进速度需根据围岩稳定性进行调整，避免因掘进过快导致围岩变形或坍塌。同时，需及时进行围岩支护，如喷射混凝土、锚杆安装等，防止围岩失稳。对于软弱围岩或复合地质条件，可采用钻爆法掘进，掘进过程中需合理设计钻孔参数、装药量和爆破顺序，确保爆破效果均匀，避免对围岩造成过大扰动。爆破完成后，需及时进行开挖面清理和支护作业，确保掘进安全。主洞掘进还需加强监测，实时掌握围岩变形情况，及时调整掘进参数和支护方案。

2.3隧道掘进辅助作业

2.3.1通风排烟措施

隧道掘进过程中，通风排烟是确保作业环境安全的重要措施。掘进产生的粉尘和有害气体需及时排出，避免影响施工人员健康和设备运行。通风系统通常采用轴流风机或对旋式风机，通过风管将新鲜空气送入隧道，并将污浊空气排出。通风系统的布置需根据隧道长度和断面尺寸进行设计，确保通风效果满足要求。同时，还需设置风门和风窗，调节风量，避免通风短路或风量不足。此外，还需定期检查通风设备，确保其运行正常，避免因通风设备故障导致通风问题。

2.3.2排水系统建设

隧道掘进过程中，地下水需及时排出，避免影响掘进作业和设备运行。排水系统通常采用管道排水或水泵排水，排水系统的布置需根据隧道地质条件和地下水情况设计。对于地下水丰富的隧道，需设置集水井和排水泵，将地下水抽出隧道外。排水泵的选型需根据排水量和水头进行计算，确保排水能力满足要求。同时，还需设置备用排水泵，避免因排水泵故障导致排水问题。排水系统还需定期检查和维护，确保排水管道畅通，排水泵运行正常。此外，还需对隧道内积水进行清理，避免积水影响施工安全。

三、隧道掘进施工步骤

3.1隧道掘进施工监控

3.1.1围岩变形监测

隧道掘进施工过程中，围岩变形监测是确保隧道安全稳定的重要手段。围岩变形监测需采用专业监测仪器，如全站仪、GPS接收机、自动化全站仪等，实时监测围岩位移和应力变化。监测点布置需根据隧道断面尺寸和地质条件进行设计，通常在隧道周边和掌子面前方布置监测点，监测围岩的垂直位移、水平位移和倾斜变形。监测数据需定期记录和分析，及时发现异常情况并采取应对措施。例如，在四川某山区隧道掘进过程中，通过布置自动化全站仪监测围岩位移，发现掌子面前方围岩出现较大变形，及时采取了预支护措施，避免了隧道坍塌事故。监测结果显示，围岩变形速率在采取预支护措施后明显减缓，表明监测和预警措施有效。

3.1.2支护结构监测

隧道支护结构的监测是确保支护效果的重要手段，需采用专业监测仪器，如应变计、钢筋计、加速度计等，实时监测支护结构的受力状态和变形情况。监测点布置需根据支护结构的类型和设计要求进行设计，通常在喷射混凝土表面、锚杆头、钢支撑节点等位置布置监测点。监测数据需定期记录和分析，及时发现支护结构变形或受力超限的情况，并采取加固措施。例如，在浙江某隧道掘进过程中，通过布置应变计监测钢支撑的受力状态，发现钢支撑出现较大变形，及时采取了加固措施，避免了钢支撑失稳事故。监测结果显示，加固后的钢支撑受力状态明显改善，表明监测和预警措施有效。

3.2隧道掘进施工调整

3.2.1掘进参数优化

隧道掘进过程中，掘进参数的优化是提高掘进效率和工程质量的关键。掘进参数包括掘进速度、推进压力、刀盘扭矩、流量等，需根据围岩条件和设备性能进行调整。例如，在福建某隧道掘进过程中，通过优化掘进速度和推进压力，提高了掘进效率，同时减少了围岩扰动。优化后的掘进参数使掘进速度提高了20%，同时围岩变形量降低了30%。掘进参数的优化需结合现场实际情况进行，通过多次试验和数据分析，找到最佳掘进参数组合。此外，还需根据掘进过程中的地质变化，及时调整掘进参数，确保掘进安全和质量。

3.2.2支护方案调整

隧道掘进过程中，支护方案的调整是确保隧道安全稳定的重要措施。支护方案需根据围岩条件和施工进度进行调整，通常包括初期支护和二次衬砌两个阶段。初期支护通常采用喷射混凝土、锚杆和钢支撑等方式，二次衬砌通常采用预制混凝土衬砌或现浇混凝土方式。例如，在湖南某隧道掘进过程中，通过调整初期支护参数，提高了支护效果，避免了围岩坍塌事故。调整后的支护方案使围岩变形量降低了40%，表明支护方案的调整有效。支护方案的调整需结合现场实际情况进行，通过多次试验和数据分析，找到最佳支护方案组合。此外，还需根据掘进过程中的地质变化，及时调整支护方案，确保支护效果符合预期。

3.3隧道掘进施工风险控制

3.3.1地质突变应对

隧道掘进过程中，地质突变是常见的风险因素，需采取有效的应对措施。地质突变通常表现为围岩类型突然变化、地下水突然增加等，需及时调整掘进参数和支护方案。例如，在云南某隧道掘进过程中，突然遇到软弱夹层，导致围岩变形加剧，及时采取了预支护措施，避免了隧道坍塌事故。应对措施包括增加锚杆密度、加厚喷射混凝土厚度、设置临时钢支撑等。应对措施的实施使围岩变形量明显减缓，表明应对措施有效。地质突变的应对需结合现场实际情况进行，通过多次试验和数据分析，找到最佳应对方案组合。此外，还需加强地质超前预报，提前识别潜在地质突变风险，避免风险发生。

3.3.2设备故障处理

隧道掘进过程中，设备故障是常见的风险因素，需采取有效的处理措施。设备故障通常表现为掘进机卡机、液压系统故障、电气系统故障等，需及时进行维修或更换设备。例如，在广东某隧道掘进过程中，掘进机突然卡机，导致掘进中断，及时进行了维修，恢复了掘进作业。处理措施包括更换损坏部件、调整设备参数、加强设备维护等。处理措施的实施使设备故障得到及时解决，表明处理措施有效。设备故障的处理需结合现场实际情况进行，通过多次试验和数据分析，找到最佳处理方案组合。此外，还需加强设备日常维护，提前发现潜在故障隐患，避免故障发生。

四、隧道掘进施工步骤

4.1隧道掘进施工验收

4.1.1掘进工程验收标准

隧道掘进工程的验收需严格遵循国家相关标准和规范，如《公路隧道施工技术规范》（JTG/T3660-2020）等，确保工程质量符合设计要求。验收内容主要包括隧道线形、断面尺寸、衬砌质量、防水效果、排水系统等。隧道线形需符合设计要求，允许偏差控制在规定范围内，通常水平方向允许偏差为±50mm，竖直方向允许偏差为±30mm。断面尺寸需满足设计要求，不允许超挖或欠挖，超挖部分需进行回填和加固。衬砌质量需检查混凝土强度、密实度、裂缝等，确保衬砌结构安全可靠。防水效果需检查防水层铺设是否完整、严密，无渗漏现象。排水系统需检查排水管道是否畅通，排水泵运行是否正常。验收过程中还需检查施工记录、试验报告等资料，确保施工过程符合规范要求。

4.1.2验收程序与要求

隧道掘进工程的验收需按照规定的程序进行，确保验收结果客观公正。验收程序通常包括预验收、正式验收两个阶段。预验收由施工单位组织，邀请监理单位、建设单位等相关单位参与，对隧道工程进行初步验收，发现并整改存在的问题。正式验收由建设单位组织，邀请设计单位、监理单位、施工单位等相关单位参与，对隧道工程进行全面验收，确认工程是否满足设计要求。验收过程中需进行现场检查、资料审查和试验检测，确保验收结果准确可靠。验收合格后，方可进行隧道工程移交。验收过程中还需做好记录，形成验收报告，作为工程档案保存。

4.2隧道掘进施工资料管理

4.2.1施工过程资料记录

隧道掘进施工过程中，需详细记录施工过程资料，确保施工过程可追溯。施工过程资料主要包括施工日志、设计变更、材料试验报告、隐蔽工程验收记录等。施工日志需记录每天施工情况，包括掘进进度、围岩变形、支护情况等，确保施工过程有据可查。设计变更需记录变更原因、变更内容、变更审批等，确保设计变更符合规范要求。材料试验报告需记录材料试验结果，确保材料质量符合设计要求。隐蔽工程验收记录需记录隐蔽工程验收情况，确保隐蔽工程质量符合设计要求。施工过程资料需及时整理、归档，确保资料完整、准确。

4.2.2资料整理与归档

隧道掘进施工完成后，需对施工资料进行整理和归档，确保资料完整、准确。资料整理需按照规定的格式和顺序进行，确保资料逻辑清晰、易于查阅。资料归档需选择合适的存储介质，如纸质档案、电子档案等，确保资料安全保存。资料整理和归档过程中还需做好标识，如编号、目录等，方便后续查阅。资料整理和归档完成后，需进行验收，确保资料符合要求。资料整理和归档是确保工程质量的重要环节，需严格按照规范要求进行，避免因资料问题影响工程质量。

4.3隧道掘进施工总结

4.3.1施工经验总结

隧道掘进施工完成后，需对施工经验进行总结，为后续工程提供参考。施工经验总结主要包括施工技术、施工管理、安全措施等方面。施工技术总结需记录施工过程中采用的技术方法、设备配置、施工参数等，总结施工技术的优缺点，为后续工程提供参考。施工管理总结需记录施工过程中的管理措施、组织架构、协调机制等，总结施工管理的经验教训，为后续工程提供参考。安全措施总结需记录施工过程中的安全措施、应急预案、安全检查等，总结安全措施的成效和不足，为后续工程提供参考。施工经验总结需结合实际案例进行分析，确保总结内容具有实用价值。

4.3.2问题与改进措施

隧道掘进施工过程中，可能会遇到各种问题，需对问题进行分析并提出改进措施。问题分析需结合实际情况进行，如地质突变、设备故障、围岩变形等，分析问题的原因和影响。改进措施需针对问题原因提出，确保措施有效解决问题。例如，在隧道掘进过程中遇到围岩变形问题，可通过优化支护方案、调整掘进参数等措施进行改进。问题与改进措施的总结需形成文档，作为后续工程的参考。此外，还需建立问题数据库，记录施工过程中遇到的问题和改进措施，为后续工程提供参考。

五、隧道掘进施工步骤

5.1隧道掘进环境保护

5.1.1施工期环境影响因素

隧道掘进施工过程中，会对周边环境产生一定的影响，主要包括噪声污染、粉尘污染、振动影响、水土流失等。噪声污染主要来自掘进机、钻爆设备等施工机械，施工过程中产生的噪声会对周边居民和生态环境造成影响。粉尘污染主要来自钻孔、爆破、装载等作业，粉尘会对周边空气质量和人体健康造成影响。振动影响主要来自爆破、掘进机运行等，振动会对周边建筑物和地下管线造成影响。水土流失主要来自隧道开挖和弃渣，水土流失会对周边土壤和水体造成影响。因此，需采取措施控制这些环境影响因素，减少对环境的影响。

5.1.2环境保护措施

隧道掘进施工过程中，需采取有效的环境保护措施，减少对环境的影响。噪声污染控制措施包括设置隔音屏障、选用低噪声设备、合理安排施工时间等。粉尘污染控制措施包括洒水降尘、设置除尘设备、覆盖裸露地面等。振动影响控制措施包括优化爆破参数、设置减振沟、合理安排施工时间等。水土流失控制措施包括设置挡土墙、覆盖裸露地面、合理排放弃渣等。环境保护措施需结合现场实际情况进行，通过多次试验和数据分析，找到最佳环境保护方案组合。此外，还需加强环境监测，定期监测周边环境指标，确保环境保护措施有效。

5.2隧道掘进安全防护

5.2.1施工现场安全管理体系

隧道掘进施工现场存在诸多安全风险，需建立完善的安全管理体系，确保施工安全。安全管理体系主要包括安全生产责任制、安全检查制度、应急预案等。安全生产责任制需明确各级管理人员的安全职责，确保安全工作落实到位。安全检查制度需定期对施工现场进行安全检查，及时发现和消除安全隐患。应急预案需针对可能发生的事故（如坍塌、瓦斯爆炸等）制定应对措施，确保事故发生时能够快速有效处置。安全管理体系还需加强对施工人员的安全教育培训，提高施工人员的安全意识和自救能力。此外，还需建立安全奖惩制度，激励施工人员遵守安全规定。

5.2.2作业现场安全防护措施

隧道掘进作业现场需采取有效的安全防护措施，确保施工安全。安全防护措施主要包括设置安全警示标志、配备安全防护设施、加强通风排烟等。安全警示标志需明确作业区域和危险区域，防止无关人员进入。安全防护设施包括安全网、防护栏杆、安全带等，防止人员坠落或物体打击。通风排烟需确保作业环境空气流通，防止瓦斯积聚。此外，还需对掘进设备进行定期检查和维护，确保设备运行安全，避免因设备故障导致事故发生。安全防护措施需结合现场实际情况进行，通过多次试验和数据分析，找到最佳安全防护方案组合。此外，还需加强安全检查，及时发现和消除安全隐患。

六、隧道掘进施工步骤

6.1隧道掘进施工成本控制

6.1.1成本控制原则与方法

隧道掘进施工成本控制是确保工程经济效益的重要手段，需遵循科学、合理、系统的原则。成本控制原则主要包括全员参与、全过程控制、目标管理、动态调整等。全员参与要求施工企业各部门、各岗位人员共同参与成本控制，形成全员成本意识。全过程控制要求在隧道掘进施工的各个阶段，包括设计、采购、施工、验收等，均进行成本控制。目标管理要求制定合理的成本控制目标，并分解到各个部门、各个岗位。动态调整要求根据施工过程中的实际情况，及时调整成本控制措施，确保成本控制目标的实现。成本控制方法主要包括目标成本法、价值工程法、挣值分析法等。目标成本法要求在工程开工前，根据设计图纸和市场价格，制定目标成本，并在施工过程中进行控制。价值工程法要求通过优化设计方案、材料选择、施工工艺等，降低工程成本。挣值分析法要求通过分析工程进度、成本、质量等指标，及时发现问题并采取措施。

6.1.2成本控制措施

隧道掘进施工成本控制需采取有效的措施，确保成本控制在目标范围内。成本控制措施主要包括材料成本控制、人工成本控制、机械成本控制、管理成本控制等。材料成本控制措施包括优化材料采购方案、降低材料损耗、合理库存管理等。人工成本控制措施包括合理配置人员、提高劳动效率、控制加班费用等。机械成本控制措施包括合理使用设备、加强设备维护、降低设备租赁费用等。管理成本控制措施包括优化管理流程、降低管理费用、提高管理效率等。成本