隧道工程施工工艺

隧道工程施工工艺

.简介：隧道工程施工工艺.主要内容包括：总体方案（施工原则；

施工布置；总体方案）；隧道施工测量限制（地表平面限制；洞口

联系测量；测量方法与措施；隧道贯穿误差的调整）；洞口工程等.

一、总体方案

（一）施工原则

采纳大型施工机械配套施工，开挖出渣机械配套作业线、初期支护研

机械配套作业线与二次衬砌碎施工作业线相协作一条龙作业。懦弱围岩坚

持“短进尺、弱（不）爆破、快封闭、强支护、紧衬砌”的原则，开挖后

仰拱与时跟上封闭成环。施工中进行超前地质预报，采纳先进的量测探测

技术对围岩提前做出推断，拟定相应的施工方案。

（二）施工布置

隧道依据施工现场场面状况，采纳单向掘进，隧道进口布置一个隧道

专业机械化施工队。洞内施工开挖、出渣初期支护与二次衬砌模筑碎平行

作业。隧道路面待贯穿后从洞口反向施工。依据地形地貌与工期要求，本

隧道不设施工支洞。

（三）总体方案

依据磐南隧道围岩状况、与断面设计,结合本承包人现有技术装冬力

气和多年的隧道施工阅历，确定in类围岩采纳正台阶开挖法施工，iv类采

纳全断面开挖法施工。隧道出渣采纳侧翻装载机装车，自卸汽车运输。初

期支护施作与时牢靠，衬砌碎采纳机械化作业，二次衬砌采纳校输送车、

输送泵和全断面液压衬砌台车相协作的方案。施工过程中加强监测，与时

处理分析数据，高速支护参数。开挖前做好超前地质预报、探测工作，依

据围岩状况实行相应的施工方案。

二、隧道施工测量限制

为保证隧道贯穿精度，拟定如下测量限制方案：

1、地表平面限制

(1)为保证洞口投点的相对精度，平面限制网依据设计供应的限制

点和实地地形态况布设精密限制网，并保证洞口旁边有二个或二个以上的

精密限制网点。

(2)地表限制网经过多次复测，复测无误后方可引线进洞的测量工

作。

2、洞口联系测量

为保证地面限制测量精度很好地传递到洞内，采纳如下洞口限制测量

方案：

(1)在洞口仰坡完成与洞口施工至设计标高后，在洞口埋设二个稳

固的导线限制点。

（2）洞口旁边在基础稳定处埋设2〜4个水准点，与地表水准限制网

级网观测与平差计算，以便于隧道进洞水准测量。

3、测量方法与措施

（1）地表平面限制测量选用全站仪施测，建立四等导线限制网，并

把隧道中线和横向轴线纳入限制网内以保证放样精度。

（2）高程限制按四等网施测，用自动按平水准仪施测，精度至毫米。

（3）洞内限制测量与地表限制测量按同等精度建网，施工中线测量

运用全站仪。

（4）具体要点：

A、项目部测量组负责地表平而限制测量、高程限制测量和洞内引线

限制测量，供应正确的进洞方位和高程点。施工队对供应的测量成果和桩

以复核无误后方可运用，并负责中线、高程测量。中线测量在隧道每掘进

20米，衬砌每10米时各进行一次，隧道每延长100时建导线网裸一次。

B、测量作业需按《测规》要求，原始记录齐全，测量资料整齐无误,

各种订算工作必需两人独立进行，比照无误后方可进行下一步工作。

C、所运用仪器，钢卷尺按规定定期送检。

D、测量组需保管好各种测量桩，包桩时注明桩号，以防女士毁坏或

用错桩。

4、隧道贯穿误差的调整

(1)为保证隧道精确贯穿，依据测量规则制定允许误差标准：横向

允许误差±100mm,高程允许±50mm。

(2)隧道测量除在测量设计中对贯穿误差限差进行设计外，还应在

施工测量中细致细致，加强复核，并常常与出口联测，确保隧道施工的贯

穿精度。

(3)当贯穿误差较小时，可按原设计资料进行衬砌，并在未衬砌的1

00m地段内调整，消退贯穿误差的影响，保证衬砌断面圆顺过渡。

三、洞口工程

隧道洞口各项工程应通盘考虑，妥当支配，尽快完成，为隧道洞身施

工创建条件。在洞口开挖、隧道进洞之前，由于洞口地质条件相对较差，

先进行仰坡加固处理与做好洞顶截水沟，再进行洞口开挖、明洞施工、洞

门、挡墙、排水系统等洞门附属工程施工。在洞内施工前，先修建好洞门

与洞口外堞墙，以确保洞口边仰坡的稳定。

(1)洞口仰坡加固处理

洞口边坡处于短暂平衡状态，为确保洞口仰坡的长期稳定和隧道洞口

段的施工平安,并满意抗震耍求，在隧道施工前，加强排水和植草防护。

在距坡顶5米自然坡设天沟一道，平台设截水沟，天沟、截水沟采纳

浆砌小石，平台用浆砌片石封闭加固。浆砌尸石施工人工采纳挤浆法进行

砌筑。在施工范围的左右两侧由人工进行横向刷顺，坡面由人工植草防护。

依据现场地形与仰坡平台位置处按皿要求进行防落石护栏的施工。

（2）洞口开挖

隧道施工便道修至洞口旁边后，近洞口侧60M范围内与两洞口中间地

带，用装载机辅以挖掘机整平压实，修建供风、供水、供电设施，并用作

材料存放场地和机械停放场地。

隧道洞口地质条件较差，因此施工时保证洞口边仰坡的稳定是洞口平

安施工的基本原则。依据洞口的实际状况，先作好防排水，按设计图和实

际地形，修筑洞顶截水沟，并与原有排水系统妥当连接，使之形成完整的

排水系统，防止地表水流入施工场地范围内，保持路基洞口边坡稳定、平

安。

洞口边、仰坡开挖施工时，按设计图放出中线和开挖边线，清除开挖

面上的松渣以与其它杂物，自上而下采纳挖掘机协作人工进行开挖，严禁

上下垂直作业，自卸汽车运渣至弃渣场。为确保边坡的平顺和稳定，尽是

避开超、欠挖和对边坡的过大扰动，如需爆破开挖，采纳限制爆破，严格

限制爆破参数。边仰坡开挖后，按设计要求与时进行防护。

隧道工程

隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行的建筑物C依

据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离

和避开大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡

而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的须要而在

城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。

隧道的勘测、设计、贯穿限制测量和施工等工作。

沿革自英国于1826年起在蒸汽机车牵引的铁路上起先修建长7

70米的泰勒山单线隧道和长2474米的维多利亚双线隧道以来，英、

美、法等国相继修建了大量铁路隧道。19世纪共建成长度超过5公里

的铁路隧道11座，有3座超过10公里，其中最长的为瑞士的圣哥达铁

路隧道，长14998米。1892年通车的秘鲁加莱拉铁路隧道，海拔478

2米，是现今世界最高的标准轨距铁路隧道。在19世纪60年头以前，

修建的隧道都用人工凿孔和黑火药爆破方法施工。1861年修建穿越阿

尔卑斯山脉的仙尼斯峰铁路隧道时，首次应用风动凿岩机代替人工凿

孔。1867年修建美国胡萨克铁路隧道时，起先采纳硝化甘油炸药代替

黑火药，使隧道施工技术与速度得到进一步发展。

在20世纪初期，欧洲和北美洲一些国家铁路形成铁路网，建成的

5公里以上长隧道有20座，其中最长的瑞士和意大利间的辛普朗铁路

隧道长19.8公里。美国长约12.5公里的新喀斯喀特铁路隧道和加拿

大长约8.1公里的康诺特铁路隧道都采纳中心导坑法施工。其施工平

均年进度分别为4.1和4.5公里，是当时最高的施工进度。至1950

年，世界铁路隧道最多的国家有意大利、日本、法国和美国。日本至

20世纪70年头末共建成铁路隧道约3800座，总延长约1850公里，其

中5公里以上的长隧道达60座，为世界上铁路长隧道最多的国家。1

974年建成的新关门双线隧道，长18675米，为当时世界最长的海底铁

路隧道。1981年建成的大清水双线隧道，长22228米，为世界最长的

山岭铁路隧道。连接本州和北海道的青函海底隧道，长达53850米，

为当今世界最长的海底铁路隧道。

20世纪60年头以来，隧道机械化施工水平有很大提高。全断面

液压凿岩台车和其他大型施工机具相继用于隧道施工。喷锚技术的发

展和新奥法的应用为隧道工程开拓了新的途径。掘进机的采纳彻底变

更了隧道开挖的钻爆方式。盾构构造不断完善，已成为松软、含水地

层修建隧道最有效的工具。

中国于1887〜1889年在台湾省台北至基隆窄轨铁路上修建的狮

球岭隧道，是中国的第一座铁路隧道，长261米。此后，又在京汉、中

东、正太等铁路修建了一些隧道。京张铁路关沟段修建的4座隧道，

是用中国自己技术刀气修建的第一批铁路隧道。其中最长的八达岭铁

路隧道长为1091米，于1908年建成。中国在1950年以前，仅建成标

准轨距铁路隧道238座，总延长89公里。自20世纪50年头以来，隧

道修建数量大幅度增加，1950〜1984年期间共建成标准轨距铁路隧道

4247座，总延长2014.5公里，成为世界上铁路隧道最多的国家之一。

中国标准轨距铁路隧道修建数量如表1［中国标准轨距铁路隧道修建

数量］。此外，中国还建有窄轨距铁路隧道191座，总延长23公里。截

至1984年，中国共建成5公里以上长隧道10座（表2［中国5公里以

上的铁路隧道］）,最长者为京原铁路的驿马岭铁路隧道，长7032米。

现正在施工的京广铁路衡韶段大瑶山双线隧道，长14.3公里。中国最

高的铁路隧道是青藏铁路关角铁路隧道，长4010米，海拔3690米。（见

彩图［大瑶山铁路隧道施工］）

中国铁路隧道约有半数以上分布在川、陕、云、贵4省。成昆、

襄渝两条铁路干线隧道总延长分别为342与282公里，占线路总长的

比率分别为31.6%和34.3%。

隧道勘测为确定隧道位置、施工方法和支护、衬砌类型等技术

方案，对隧道地处范围内的地形、地质状况，以与对地下水的分布和

水量等水文状况要进行勘测。

在隧道勘测和开挖过程中，须了解围岩的类别。围岩是隧道开挖

后对隧道稳定性有影响的周边岩体。围岩分类是依次表明四周岩石的

综合强度。中国在1975年制定的铁路隧道工程技术规范中将围岩分为

6类。关于岩石分类70年头以前常用泰沙基与普氏等岩石分类方法。

70年头以后在国际上应用较广并为国际岩石力学学会举荐的为巴顿

等各种分级系统。此外，还有日本以弹性波速为主的分类法。围岩的

类别的确定，为隧道工程设计合理和施工顺当供应了依据。

隧道设计包括隧道选线、纵断面设计、横断面设计、协助坑道

设计等。

选线依据线路标准、地形、地质等条件选定隧道位置和长度。

选线应作多种方案的比较。长隧道要考虑协助坑道和运营通风的设置。

洞口位置的选择要依据地质状况。考虑边坡和仰坡的稳定，避开塌方。

纵断面设计沿隧道中线的纵向坡度要听从线路设计的限制坡

度。因隧道内湿度天，轮轨间粘着系数减小，列车空气阻力增大，因

此在较长隧道内纵向坡度应加以折减。纵坡形态以单坡和人字坡居多，

单坡有利于争取高程，人字坡便于施工排水和出殖。为利于排水，最

小纵坡一般为2%。〜3%。。

横断面设计隧道横断面即衬砌内轮廓，是依据不侵入隧道建筑

限界而制定的。中国隧道建筑限界分为蒸汽与内燃机车牵引区段、电

力机车牵引区段两种，这两种乂各分为单线断面和双线断面。衬砌内

轮廓一般由单心圆或三心圆形成的拱部和直边墙或曲边墙所组成。在

地质松软地带另加仰拱。单线隧道轨面以上内轮廓面积约为27〜32

平方米，双线约为58〜67平方米。在曲线地段由于外轨超高车辆倾斜

等因素，断面须适当加大。电气化铁路隧道因悬挂接触网等应提高内

轮廓高度。中、美、苏三国所用轮廓尺寸为：单线隧道高度约为6.6〜

7.0米、宽度约为4.9〜5.6米；双线隧道高度约为7.2〜8.0米，宽

度约为8.8-10.6米。在双线铁路修建两座单线隧道时，其中线间距离

须考虑地层压力分布的影响，石质隧道约为20〜25米，土质隧道应适

当加宽。

协助坑道设计协助坑道有斜井、竖井、平行导坑与横洞四种。

斜井是在中线旁边的山上有利地点开凿的斜向正洞的坑道。斜井倾角

一般在18°〜27°之间，采纳卷扬机提升。斜井断面一般为长方形,

面积约为8〜14平方米。竖井是由山顶中线旁边垂直开挖的坑道，通

向正洞。其平面位置可在铁路中线上或在中线的一侧（距中线约20

米）。竖井断面多为圆形，内径约为4.5〜6.0米。平行导坑是距隧道

中线17〜25米开挖的平行小坑道，以斜向通道与隧道连接，亦可作将

来扩建为其次线的导洞。中国自1957年修建川黔铁路源风城铁路隧道

采纳平行导坑以来，在58座长3公里以上的隧道中约有80%修建了平

行导坑。横洞是在傍山隧道靠河谷一侧地形有利之处开拓的小断面坑

道。

此外，隧道设计还包括洞门设计，以与开挖方法和衬砌类型的选

择等。

隧道贯穿限制测量隧道测量是为了保证测量的中线和高程在隧

道贯穿面处的偏差不超出规定的限值。

中线平面限制长隧道以往多用三角网，短隧道多用导线法，借

以限制中线的偏差。自50年头以来，中国在1公里以上长度的隧道

测量中采纳导线法乜能限制隧道的贯穿误差。光电测距仪的出现和发

展，解决了量距的困难。山岭隧道洞外与洞内都采纳主副闭合导线法，

即在主导线上测角并用光电测距仪量距，在副导线上只测角不量距。

由主副导线所组成的多边形，只平差其角度，不平差其长度。这样主

副导线法比三角网法简洁好用，比单一导线法牢靠。中国大瑶山双线

隧道即采纳主副闭合导线法作为中线平面限制。

在隧道进行中线测量以前，就要考虑将来隧道打通后的偏差数值。

依据隧道的长度和平面形态，在地形图上先行布置测点的位置和预料

的贯穿点，并在平面图上量出必要的尺寸，再依据规范规定的极限误

差试算出测角和量距的必要精度，然后进行测量。这个过程叫做测量

设计或叫做隧道贯穿误差的预料4公里以下的隧道中线贯穿极限误差

为±100毫米；4〜8公里的隧道中线贯穿极限误差为±150毫米。

高程限制短隧道应用一般水平仪，长隧道应用精密水平仪即能

保证须要达到的精度。高程贯穿极限误差为±50毫米。

隧道开挖开挖方法分为明挖法和暗挖法。明挖法多用于浅埋隧

道或城市铁路隧道，而山岭铁路隧道多用暗挖法。按开挖断面大小、

位置分，有分部开挖法和全断面开挖法。在石质岩层中采纳钻爆法最

为广泛，采纳掘进机干脆开挖也渐渐推广。在松软地质中采纳盾构法

开挖较多。

钻爆法在隧道岩面上钻眼，并装填炸药爆破，用全断面开挖或

分部开挖等将隧道开挖成型的施工方法。

钻爆法开挖作业程序包括钻孔、装药、爆破、通风、支护、装磴、

运输等工序。

①钻孔：要先设计炮孔方案，然后按设计的炮孔位置、方向和深

度严格钻孔。单线隧道全断面开挖，采纳钻孔台车配备中型凿岩机，

钻孔深度约为2.5〜4.0米。双线隧道全断面开挖采纳大型凿岩台车配

备重型凿岩机，钻孔深度可达5.0米。炮孔直径约为4〜5厘米。炮

孔分为掏槽孔（开拓临空面）、掘进孔（保证进度）和周边孔（限制轮

廓）。

②装药：在掘进孔、掏槽孔和周边孔内装填炸药。一般装填稍胺

炸药，有时也用胶质炸药。装填炸药率约为炮眼长度的60%〜80%,

周边孔的装药量要少些。为缩短装药时间，可把硝胺炸药制成长的管状

药卷，以便填入炮眼；也可利用特制的装药机械把细粒状药粉射入炮孔

中。

③爆破：19世纪上半期以前用明火起爆。1867年美国胡萨克铁路

隧道起先采纳电力起爆。此后，电力起爆渐渐推广。在全断面掘进中，

为了减低爆破对围岩的振动和破坏，并保证爆破的效果，多采纳分时

间阶段爆破的电雷管或毫秒雷管起爆。一般拱部采纳光面爆破，边墙

采纳预裂爆破。近期发展的非电引爆的导爆索应用日益广泛。

④施工通风：排出或稀释爆破后产生的有害气体和由内燃机产生

的氮氧化物与一氧化碳，同时解除烟尘，供应簇新空气，借以保证隧道

施工人员的平安和改善工作环境。通风可分主要系统和局部系统。主

要系统可利用管道（直径一般为1〜1.5米，也有更大的）或巷道（平

行导坑等），配以大型或中型通风机；局部系统多用小型管道与小型通

风机。巷道通风多采纳吸出式，将污浊空气吸出洞外，簇新空气由正

洞流入。簇新空气不易达到的工作面，须采纳局部通风机补充压入。

⑤施工支护：隧道开挖必需与时支护，以削减围岩松动，防止塌

方。施工支护分为构件支撑和喷锚支护。构件支撑一般有木料、金属、

钢木混合构件等，现在运用钢支撑者渐渐加多。喷锚支护是20世纪5

0年头发展起来的一种支护方法，其特点是支护与时•、稳固牢靠，具

有肯定柔性，与围岩密贴，能给施工场地供应较大活动空间。中国在

一些老黄土隧道中应用喷锚支护也获得胜利。喷射混凝土工艺分为干

喷和湿喷。现多采纳干喷法，即将干拌混凝土内掺入肯定数量的速凝

剂，用压缩空气将混凝土由管内喷出。在喷口加水射到岩石面上，一

次可喷3〜5厘米厚度。在喷射混凝土中掺入一些钢纤维，或在岩面挂

钢丝网可提高喷锚支护的强度。钢锚杆安设在岩层面上的钻孔内，其长

度和间距视围岩性质而定，一般长度为2〜5米，通常用树胶和水泥浆

沿杆体全长锚固。在岩层较好地段仅喷混凝土即可得到足够的支护强

度。在围岩坚硬稳定的地段也可不加支撑。在懦弱围岩地段喷锚可以

联合运用，锚杆应加长，以加强支护力。

⑥装磴与运输：在开挖作业中，装硝机可采纳多种类型，如后翻

式、装载式、扒斗式、蟹爪式和大铲斗内燃装载机等。运输机车有内

燃牵引车、电瓶车等，运输车辆有大斗车、槽式列车、梭式矿车与大

型自卸汽车等。运输线分有轨和无轨两种。

由钻孔直到出硝完毕称为一个开挖循环。依据中国的阅历，在单

线全断面开挖中24小时能作两个循环，每个循环能进3.5米深度，每

日单口进度可达7米。然而在开挖中难免遇到断层或松软石质以与涌

水等，不易保持每日的预料循环，所以每月单口实际进度多低于200

米。中国成昆线蜜蜂管单线隧道单口最高月进度曾达到200米。日本

大清水双线隧道单口最高月进度曾达到160米。开挖循环作业的特点

是一个工序接一个工序必需逐项按时完成，否则前一工序推迟就会影

响下一工序，因而拖长全部时间。其中最主要的工序为钻孔与出俺，

所用时间占全部作业时间比例较大。

钻爆法开挖采纳的方法有全断面开挖法和分部开挖法。

①全断面开挖法：一次开挖成型的方法。一般采纳带有凿岩机的

台车钻孔，用毫秒爆破，喷锚支护。还要有大型装磴运输机械和通风

设备。全断面开挖法又演化为半断面法。半断面法是弧形上半部领先，

下半部隔一段距离施工。

②分部开挖法：先用小断面超前开挖导坑，然后，将导坑扩大到半

断面或全断面的开挖方法。这种方法主要优点是可采纳轻型机械施工，

多开工作面，各工序间拉开肯定的平安距离。缺点是工序多，有干扰，

用人多。依据导坑在隧道断面的位置分为：上导坑法、中心导坑法、

下导坑法以与由上下导坑相互协作的各种方法，另有把全断面纵向分

为台阶进行开挖，而各层台阶距离较短的台阶法。

上导坑法适用于懦弱岩层、衬砌依次是先拱后墙，曾于1872〜18

81年为圣哥达隧道采纳。中国短隧道一般用这种方法。中心导坑法是

导坑开挖后向四周打辐射炮眼爆破出全断面或先扩大上半部。20世纪

初美洲曾用这种方法，20年头美国新喀斯喀特隧道也用这种方法c下

导坑法即下导坑领先的方法。其中包括：a.上下导坑法，利用领先的

下导坑向上预打漏斗孔，便于开展上导坑等多工序平行作业。衬砌依

次多用先拱后墙，遇围岩较好时亦可改为先墙后拱。b.漏斗棚架法，

适用于坚硬地层，以下导坑掘进领先，由下而上分层开挖，设棚架，

先衬砌边墙后砌拱。1961〜1966年在中国成昆线关村坝铁路隧道应用,

1964年复工后取得平均单口月成洞152米的进度。c.蘑菇形法，同漏

斗棚架法类似，也设棚架，但先衬砌拱部后砌边墙。1971〜1973年在

枝柳线彭莫山单线隧道应用，取得平均单口月成洞132米的进度。d.

侧壁导坑法，两个下导坑领先，环形开挖，最终挖掉中心土体，衬砌

依次为先墙后拱，多用于围岩很差的双线隧道。也有采纳上导坑领先

与两个下导坑成品字形的。更多相关题目：

全断面开挖法和分部开挖法是钻爆法开挖常用的方法，但隧道施

工很困难，时常遇到各种困难状况，如大断层、流沙、膨胀地层、溶

洞、大量涌水等，尚需实行相应措施。

盾构法采纳盾构作为施工机具的隧道施工方法。1825年在伦敦

泰晤士河水下隧道首先试用盾构，并获得胜利。此后，松软地质多采

纳盾构法开挖。盾构是一种圆形钢结构开挖机械，其前端为切口环，

中间为支撑环，后端为盾尾。开挖时，切口环首先切入地层并能掩护

工人平安地工作；支撑环是承受荷载的主要部分，其中安设多台推动盾

构的千斤顶与其他机械；盾跟随着上述两部分前进，爱护工人安装铸

铁管片或钢筋混凝二管片。盾构法适用于松软地层，施工平安，对地

层扰动少，限制围岩周边精确，极少超挖。日本丹那铁路隧道曾采纳

盾构法施工。

掘进机法在整个隧道断面上，用连续掘进的联动机施工的方法。

早在19世纪50年头初，美国胡萨克隧道就试用过掘进机，但未胜利。

直到20世纪50年头以后才渐渐发展起来。掘进机是一种用强力切割

地层的圆形钢结构机械，有多种类型。一般型的掘进机的前端是一个

金属圆盘，以强大的旋转和推动力驱动旋转，圆盘上装有数十把特制

刀具，切割地层，圆盘周边装有若干铲斗将切割的碎石倾入皮带运输

机，自后部运出。机身中部有数对可伸缩的支撑机构，当刀具切割地

层时，它先外伸撑紧在四周岩壁上，以平衡强大的扭矩和推力。掘进

机法的优点是对围岩扰动少，限制断面精确，无超挖，速度快，操作人

员少。

隧道衬砌隧道开挖后，为使围岩稳定，确保运营平安，需按肯

定轮廓尺寸建立一层具有足够强度的支护结构，这种隧道支护结构称

为隧道衬砌。常用的衬砌种类有就地灌注混凝土类、预制块拼装、喷

锚或单喷混凝土、复合式衬砌。复合式衬砌是在喷锚或单喷支护之后，

再就地灌注一层混凝土，形成喷锚支护同混凝土衬砌结合的复合式衬

砌结构。如遇有水地段可在两层支护间加挂一层塑料板或做其他防水

层。

发展趋势在隧道工程中，喷锚支护有可能取代构件支撑。喷锚

支护的主要优点是文护与时.，平安牢靠，并能大量节约木材和钢材。欧

洲一些国家在较弱地层的大断面爆破后，采纳长锚杆结合喷混凝土做

支护，已获得胜利。中国亦曾在老黄土隧道开挖中运用喷锚支护。自

喷锚支护发展后，对较弱岩层也可进行全断面开挖，以全断面开挖取

代分部开挖。

在岩石地层中采纳全断面开挖与喷混凝土衬砌，其质量好坏首先

取决于光面爆破。运用新奥法原理，考虑围岩自身承载实力，可在坑

道爆破后尽早采纳凶喷或喷锚作初期支护，随即连续量测位移，判定

围岩基本稳定时间，再进行二次支护，这样可以建成较经济的衬砌结

构。

现代高度竞争的地下采矿与隧道工程要求成本集约，平安开凿与

岩石加固等程序步骤。采矿的机器设备必需平安牢靠，并紧密跟随工

业持续提高的生产刀与飞速发展的经济步伐。掘进机开挖法正在不断

探讨改进，并生产出各种新机械，其应用有广袤前景。液压凿岩机不断

更新完善，使隧道开挖进度大大提高。光电测量仪器和激光导向设备的

运用，使长隧道施工精确程度有所提高。「前，航空勘测、遥感技术、

物探技术、岩层中应力应变的量测技术、电子计算机技术等的广泛应

用，使隧道勘测设计技术水平也有很大提高。精确爆破技术，水平钻

探技术和预灌浆技术的不断提高，有可能提高隧道开挖过程的平安性,

并能保证隧道工程的质量。

隧道的防水技术分析

1前言

马路隧道虽起步较晚，但发展速度较晚,特殊在高等级马路建设中隧

道所占比重较大。在已建成的马路隧道中，渗水、漏水状况是存在的，影响

行车平安与洞内设施的正常运转，也给行人带来不便，引起人们普遍关注

马路长隧道内通风、照明、通讯与消防等现代化设施齐全，它们对防潮、

防锈、绝缘方面都有严格要求，以保证其设备正常运行和许久性能。车和

人通过隧道都须要有一个干燥、清洁的通行环境，同时还要给人应有的良

好景观。因此，在马路隧道建设中，防水设计是非常重要的。本着取长补短

的原则，本文对目前马路隧道防水技术的胜利阅历与存在问题进行分析、

探讨，以期对隧道工程技术人员有所启发。

2马路隧道防水技术规定与现状

2.1马路隧道防水技术规定

对于马路隧道防水，《马路隧道设计规范》(JTGD70-2004)Ell规定:

隧道采纳复合式衬砌时，在初期支护和二次衬砌之间应设置防水板与无纺

布；隧道二次衬砌应满意抗渗要求，混凝土的抗渗等级，在有冻害地段与最

冷月份平均气温低于一15c的地区不低于S8,其余地区不低于S6;隧道二

次衬砌的施工缝、沉降缝、伸缩缝应实行牢靠的防水措施；围岩破裂、涌

水易坍塌地段,宜向围岩内预注浆。

2.2马路隧道防水技术现状

目前,我国马路隧道主要采纳新奥法进行设计和施工。新奥法隧道防

水主要有3种类型:一是从围岩结构和附着防水层着手，以防为主的水密型

防水;二是从疏水、泄水着手以排为主的泄水型或引流自排型防水;三是防

排结合的混合型防水。

由于新奥法的普遍应用，复合式衬砌成为当前马路隧道衬砌结构的主

流，它要求隧道防水设计层层把关，多道设防。简而言之，也就是做好3道

防线，即围岩注浆堵水、防水层防水、衬砌加止水带防水。围岩注浆堵水

通常采纳超前小导管预注浆，以减小地下水渗透,并加强初期支护，形成第

1道封闭防线;然后，铺设部分封闭或全封闭的防水层，作为第2道防线;再

施作具有肯定抗裂、抗渗性能的混凝土衬砌，同时对各类接缝作特地处理,

如在沉降缝处选用中埋式橡胶止水带,施工缝处选用遇水膨胀止水条等。

3隧道渗水、漏水的主要缘由

3.1防排水材料质量差或选用不当

目前我国防水材料门类齐全，品种和产量多，但主要以低端产品为主。

近十几年来,我国国民经济发展快速,交通基础设施建设投资大幅增加，造

成对防水材料的旺盛需求。

但是多数企业不走质量取胜之路，降低成本，以降低产品质量为代价,

影响防水工程质量。为了效益,有些厂家是既无人才，又无技术和设备，大

搞造假或以次充好。

3.2施工中防排水的细部处理不好

早期隧道采纳的矿山法施工，需分部开挖,边开挖边衬砌,施工接缝多,

衬砌受力后开裂,很难达到马路隧道防水要求。早期隧道设计还依靠一般

混凝土自身防水，但对连接缝未加处理或处理不当，致使衬砌施工缝等成

为主要渗漏水处。有些隧道排水设施没有考虑防冻结、防围岩软化的作用，

导致排水边沟冻结，衬砌结构沉降。仅在衬砌漏水后采纳背后注浆、表面

压挤添缝等措施。

3.3隧道围岩不稳定,衬砌开裂破坏防水层

隧道衬砌渗漏易发生在施工的各种接缝处，这是由于衬砌混凝土在接

缝处的防水止漏设计不完善,施工质量不过关引起的。有的则是由于衬砌

混凝土收缩产生裂缝所致。

3.4防水板材料柔性不足

灌筑衬砌时流体混凝土所产生的侧压力难以使防水板同初期支护到

处紧贴。

4防止隧道渗水、漏水的对策

4.1隧道防水措施

(1)衬砌自防水

衬砌自防水是以衬砌结构本身的密实性实现防水功能的一种防水方

法，造价低、工序简洁、施工便利。

隧道防水施工质量的优劣是防水效果好坏的关键，加强衬砌混凝土的

自身防水实力是增加隧道防水效果的有效措施。我们不应过分依靠防水层

的作用而对衬砌混凝土的自防实力有所忽视。防水混凝土除用于防水外，

更主要的是防渗(一般混凝土抗渗标号不大于si)o隧道与地下工程多为混

凝土结构，国内外通常把结构自防水作为防水的一种重耍手段。所用防水

混凝土的抗渗等级不得低于s6。同时还应周密处理衬砌各部位的接缝防水,

尤其是现浇混凝土衬砌的施工缝和变形缝，以与预制混凝土衬砌管片的接

缝与注浆孔,这对保证衬砌防水质量更为重要。值得留意的是,结构混凝土

肯定不能以高强度混凝土代替防水混凝土，必需用防水混凝土。对于要求

结构自防水的隧道与地下工程。防水设计必需对混凝土施工严格管理，切

实按规范和制订出的具体工艺进行施工。(2)防水板防水

设置防水板是保证隧道防水功能的重要措施。实际施工中若防水板破

损严峻,就不能很好发挥其作用。故在张挂防水板前,耍将凸凹不平的围岩

表面通过喷混凝土“填平补齐”。

(3)喷膜防水层

它是以闪稀酸盐为主要成分,加入氧化剂A和还原剂B制成,两种溶液

在喷嘴内混合后，用喷射方法在喷混凝土面上形成具有防水和隔离功能的

薄膜。

(4)衬砌背后防水

对复合式衬砌，在初期支护与二次衬砌之间设置夹层防水层，防水材

料常用合成树脂与合成橡胶、土工布聚合物制作的防水薄膜和防水板。常

川的材质有2种：防水卷材主要有合成树脂类和合成橡胶类;防水涂料主要

有改性沥青类和合成高分子类。

衬砌背后防水还可采纳超前小导管注浆防水。目前常压浆材料有：水

溶性聚氨脂、超细早强水泥。

(5)衬砌内面防水。衬砌内贴防水层主要方法有4种：

①喷浆防水层，在肯定压力下用机械把水泥砂浆干脆喷射到衬砌内表

面成型，防水砂浆一般分2层喷射;②喷射混凝土防水层;③砂浆抹面防

水层，目前主要是采纳特种水泥(双快、早强水泥)进行水泥浆抹面;④喷

涂乳化沥青乳胶防水层，采纳专用工具与压力设备进行喷射。

4.2防止隧道漏水的对策

对衬砌应周密设置施工缝、伸缩缝、变形缝的构造和位置，采纳的时

策主要有：

(1)止水带，分为塑料止水带、橡胶止水带、复合止水带等；

(2)遇水膨胀橡胶,主要有制品型和腻子型2种；

(3)各种密封材料，主要是改性沥青密封材料和合成高分子密封材料。

4.3隧道排水措施

(1)衬砌背后排水。在衬砌外面设置排水设施,应具有能够通畅地将衬

砌背后涌水导入路基排水的功能，其材质要能承受混凝土灌注时的测压大

约50kN/m,耐压强度7550kN/ni以上的材料。还要考虑堵塞的可能,通水面

积应比涌水量大3倍以上。所以，背后排水的材料最好选取带孔洞的树脂

管。通常可通过盲沟、盲管(导水管)、暗沟来将水排出。

(2)衬砌内面排水。

(3)路基排水。是作为隧道排水末端的排水设施,分为横向排水和中心

排水。其中,把背后排水集中的涌水导人中心排水沟的连接部,称为横向排

水。同时把这些涌水排出洞外的排水叫做中心排水。

(4)路侧排水。

4.4隧道堵水措施

可采纳预注浆方法进行堵水，降低地下水渗透实力，削减隧道出水量。

注浆止水方法主要有围岩内预压注浆、全断面预压注浆、裂隙注浆、喷射

混凝土等。向衬砌背面压浆时应防止因压浆而堵塞衬砌背后的排水设施。

施工堵水方法有气压限制地下水、冻结法堵水与预注浆堵水等方法。

5结束语

隧道防水是一个系统工程,要做好防水必需多道设防、层层把关，充

分利用各道防线的防水功能,确保每道防线的防水效果。隧道防水涉与设

计、材料•、施工、管理等多方面，其中施工的质量是关键。要细致对待，严

把质量关,不应盲目追求施工进度而忽视施工质量。

常见隧道火灾报警系统比较

隧道火灾报警系统简介

火灾报警系统主要是通过火灾探测器对物质燃烧过程中所产生的各

种物理、化学变更进行检测，从而可以早期发觉火情、削减火灾损失、爱

护人民生命财产平安。所以高速马路隧道火灾自动报警系统必需做到平

安、牢靠、先进，并具有高灵敏度和极低的误报率的特点。

马路隧道不同于一般的房屋建筑，它有以下匚个显著特性影响火灾检测的

精确性:

马路隧道中有大量的汽车通行，特殊是车队通过时，其排放的废

气可使隧道内局部地段在短期内形成热浪；

当柴油车通过隧道上坡方向时.其排放的油烟可能在隧道内形成

局部地段浓烟积聚；

由于隧道的“烟囱”效应，使得隧道内自然风速往往较大，从而

导致火灾报警点随风漂移，并延长报警时间。

因此，隧道火灾自动报警系统的选择，应充分考虑隧道的以上特

性，采纳成熟稳定的技术与产品，综合考虑系统的牢靠性、经济性与稳定

性。

目前常用的隧道火灾自动探测器按检测原理可分为以下两类：

线性感温探测器，其主要产品有：线性定温电缆、线性差定温电

缆（热敏合金线）、分布式光纤探测器：另外还有空气管差温探测器，该产

品由于技术落后，现已不运用。

点型感光探测器，其主要产品是双波长火焰探测器、三波长火焰

探测器;

近年来在云南省马路隧道火灾报警系统工程中，主要选用的是火

灾探测器包括线性差定温电缆（热敏合金线）、光纤和双波长火焰探测器三

种，本文对这三种火灾报警系统进行了全方位比较，以供业内。

隧道火灾报警系统比较

线性差定温电缆（热敏合金线）

探测器一般采纳热敏合金线制成，通过探测问路的阻抗变更，差温探

测器能够适时检测到探测区域内的升温速率变更差定温探测器同时还能

响应环境温度额定值，具有差温柔定温双重报警功能。

线性差定温火灾监测报警系统能与时、精确地反映出隧道内火灾

发生的地点，报警信号经火灾报警限制器传至消防管理计算机，并显示相

应位置的报警信息，同时可经摄像机图像进行确认，由计算机系统制定出

相应的限制交通的方案。

分布式光纤温度探测报警系统

分布式光纤温度探测报警系统是一种集传感器测量技术、光通讯技

术、消防报警技术为一体的综合性系统。首先，它是一种用于实时测量、

监视空间温度场分布的传感器系统：其次，它又是一个特殊的光纤通讯系

统，在系统中光纤既是传输媒体也是传感媒体，利用光纤的喇曼光谱效应,

光纤所处空间各点温度场调制了光纤中传输的光载波，经调制后，将空间

温度场的信息实时传送给主机并显示出来。此外，它又是一个消防报警系

统，利用光纤的光时域的反射(Opticaltimedomainrefleetion简称OTDR)

技术，由光纤中光的传播速度和背向光回波的时间，对所测温度点定位，

从而在火灾发生初期精确地探测到火灾发生地点并供应声、光报警信号。

双波长火焰探测器

探测器可捕获火焰特有的燃烧变更频率,捕获火灾特有的光谱分布特

性，通过对一般照明用环境光的光谱和车辆火灾或汽油火灾时检测器的相

对光谱比较，推断检测火灾。

三种火灾自动报警系统在云南马路隧道中的应用

自实施西部大开发以来，云南马路建设依据总体规划和长远目标,

本着分段分期建设的原则，重点改造国道干线马路和路网建设，掀起了马

路建设的高潮。据不完全统计，到目前为止，云南己建成通车、己贯穿、

正修建和处于设计阶段的隧道达245座，总长达269公里。在机电设施设

计中，提出了按救援水平和车辆数量分区段配备与之相匹配的设备和分区

段进行救援理论，增加了机电设施设置的目的性，便利了救援。

隧道火灾自动报警系统在云南马路隧道的运用具有以下特点：

1、云南省属高原山区，几乎每条高速马路都有隧道，隧道长度不

一。虽然三种火灾自动报警系统是依据隧道长度和环境来选择最优的方

案，但是对于一条高速马路管理而言，假如一条高速马路有几种火灾自动

报警系统，不利于以后的日常维护和管理，所以在云南省每条高速马路采

纳三种火灾自动报警系统中的一种。

2、就目前云南省高速马路隧道火灾自动报警系统建设状况来看，

线性差定温电缆应用的比较多，占全省已建成通车隧道的90%左右：受工

程造价的影响，双波长火焰探测器运用较少，全省仅两个隧道采纳：分布

式光纤温度探测器属于一个比较新的产品，近期几条高速马路的建设都采

纳分布式光纤温度探测器。

3、综合三种火灾自动报警系统优缺点，分布式光纤温度探测器将

会是一一个新的发展方向。

结论

以上三种火灾自动报警方案均可满意国家相关验收规范要求：

线性差定温电缆与分布式光纤温度探测器受隧道内自然风速影响

大，在具体工程中，需对隧道自然环境作具体的气象调查；

长度15Km以内的高速马路隧道，线性差定温电缆性价比最高；

长度在2OKra左右的隧道，线性差定温电缆与分布式光纤温度探测报警

系统投资基本持平：在长度超过2.5Km的隧道中，分布式光纤温度探测报

警系统性价比优于线性差定温电缆；对于大断面隧道、自然风速

较高的隧道，建议选用双波长火焰探测器：为避开出现检测盲区，探头宜

50米交织布置;

隧道火灾报警系统的响应时间对隧道的防灾、救援有着不行估量

的影响。在火灾发生60秒内（火灾初期）发觉火灾.实施合理的防灾救灾

管理预案，可以将火灾损失减到最小反之则会造成巨大的生命财产损失和

重大社会影响。所以在报警系统的选择中，应将报警响应时间作为最主要

的指标。协作火灾报警系统，设计中还应考虑与通风、照明、闭路电视、

广播、交通信号等系统的联动限制，并制定防灾救灾预案，提高隧道防灾

救灾实力。

隧道应急预案编制技术

马路隧道事故偶然性大，极易造成交通中断和人员伤亡。秦岭终南山特长

马路隧道全长18.02公里，火灾一旦发生，救援难度很大，除隧道管理机

构外，还需大量外部单位协作，因此有必要建立一套行之有效的隧道应急

预案。

科学的预案，须要有科学的预案编制技术。然而目前国内已发布

的应急预案编制指南较少，且主要针对危急品泄漏、环境污染方面，没有

适用于马路隧道管理的应急预案编制指南。而国外的应急预案编制指南是

依据本土的相关法律法规、以与各部门的职责分工而制定，乂无法干脆应

用于我国。在秦岭终南山特长马路隧道应急预案的编制中，首先解决了两

个难点，第一是预案编制技术的探讨、确定，其次是具体的编制过程、方

法。

预案编制技术

应急预案事实上是一个透亮和标准化的反应程序，是快速响应和

有效救援的基本保证，因此必需有完整的设计、行之有效的操作程序和持

续改进的运行机制。

1.编制前的打算工作

♦风险评价：主要是将隧道内可能导致重大人身伤亡和财产损失,

与产生严峻社会影响的重大事故灾难风险，列出清单，逐一评估。

♦资源分析：对应急救援活动涉与的相关资源进行了解、分析，

以便制订出符合实际状况的应急预案。

2.预案的体系架构

依据系统论的思想，应急预案是一个开放、困难和浩大的系统,预案

的设计和组织实施应遵循体系要素构成和持续改进的指导思想。通过对国

内外应急救援体系的探讨、分析，特长马路隧道应急预案体系可以由以下

5个部分构成。

(1)应急机构：明确分为场内与场外两类应急机构，前者的职责主

要是整个应急救援活动的信息中枢、组织协调、资源调配和扩大应急救援

活动的指挥，而后者则担当现场的灾难限制、人员救援和工程抢险等具体

的救援任务。

(2)响应程序：是应急预案中核心的内容，是检验应急救援综合实

力的集中体现。

(3)预案培训：其目标是检验其应急行动与预案的符合性、应急预

案的有效性和缺陷性，以与对应急实力水平的评估。

(4)公众教化：目标是提高全体公众应急意识和实力。

(5)预案管理：建立应急预案的编写、审批、发放、更新等规则，

并通过预案演练和评估对预案实现持续改进。

3.预案编制

通过对国内外隧道事故。以与其他行业应急预案要素的分析，归

纳出隧道灾难事故应急预案包括以下12个核心要素。

(1)预案启动：确定预案的启动条件与启动程序。

(2)现场指挥与限制：以事故发生后确保公众平安为主要目标，依

据应急预案的响应程序指挥、协调救援行动，合理运用应急资源，使事故

快速得到有效限制。

(3)预警与通知：是应急救援快速启动的关键，接到报警后的初步

分析，筛选掉不正确的信息，落实事故的地点，时间、类型、范围，初步

分析事故趋势。

(4)警报系统与紧急通告：事故被确认后马上通报应急指挥中心，

与时向公众和各救援单位发出应急警报，建立通讯程序。

(5)通讯：确保报警和通讯器材完好，并能正确运用报警和通讯器

材，保持信息渠道24小时畅通。

(6)事态监测：监测和分析事故造成的危害性质和程度，以便提高

或降低应急警报级别，并实行相应的对策评估。

(7)人员疏散与安置：应使全部公众熟识报警系统、逃命线路、避

难所和总体疏散程序，精确估计事故影响范围、人员影响区域以便组织疏

散、撤离，主动搜寻、营救受伤与受困人员，建立现场危急品泄漏时人员

的避难所。

(8)警戒与治安：为保障救援工作顺当开展，救援现场要有警戒区

域设定，实施交通管制，保障救援队伍、物质供应、人员疏散的交通畅通。

(9)医疗与卫生服务：应急救援中的医疗与卫生服务，由专业和接