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1、 隧道施工关键点1 1、以确定合理的初期支护参数、控制塌方，、以确定合理的初期支护参数、控制塌方，保证隧道施工经济合理、结构安全。保证隧道施工经济合理、结构安全。2 2、以隧道防排水施工达到预期目的、不产生、以隧道防排水施工达到预期目的、不产生渗漏水现象保证营运安全。渗漏水现象保证营运安全。3 3、以隧道净空、宽度、平面和纵面指标满足、以隧道净空、宽度、平面和纵面指标满足设计、施工规范要求，保证工程外观及内在设计、施工规范要求，保证工程外观及内在质量，创优质工程。质量，创优质工程。2021/9/242021/9/241 1隧道工程施工要点隧道工程施工要点隧道工程的施工要点，归纳起来就是隧道工程
2、的施工要点，归纳起来就是 保护围岩保护围岩 内实外美内实外美 重视环境重视环境 动态施工动态施工“保护围岩保护围岩”：一层含义是不损伤围岩或少损伤：一层含义是不损伤围岩或少损伤遗留围岩的固有支护能力，这可以通过采用机械遗留围岩的固有支护能力，这可以通过采用机械开挖技术和控制爆破技术予以解决；另一层含义开挖技术和控制爆破技术予以解决；另一层含义是通过各种手段和方法，如采用支护技术、加固是通过各种手段和方法，如采用支护技术、加固或预加固技术以及各种辅助施工技术增强围岩的或预加固技术以及各种辅助施工技术增强围岩的自支护能力。自支护能力。2021/9/242021/9/242 2隧道工程施工要点隧道工
3、程施工要点“内实外美内实外美”，关键是内实。而内实的关键就是要做到，关键是内实。而内实的关键就是要做到“四密实四密实”，即混凝土密实、喷混凝土密实、喷混凝土，即混凝土密实、喷混凝土密实、喷混凝土与围岩密实（贴）、二次衬砌与初期支护密实（贴）。与围岩密实（贴）、二次衬砌与初期支护密实（贴）。这牵涉到混凝土、喷混凝土、回填、支护接触等技术。这牵涉到混凝土、喷混凝土、回填、支护接触等技术。“重视环境重视环境”也有两层含义：一层含义是指内部环境，也有两层含义：一层含义是指内部环境，即施工作业环境（主要是指施工通风、集尘技术、减少即施工作业环境（主要是指施工通风、集尘技术、减少回弹技术），另一层含义是对
4、外部环境，即对周边环境回弹技术），另一层含义是对外部环境，即对周边环境的影响。的影响。“动态施工动态施工”是指隧道施工过程中的地质条件是不断变是指隧道施工过程中的地质条件是不断变化，其力学状态也是不断变化的，因此，施工过程就不化，其力学状态也是不断变化的，因此，施工过程就不可能是一成不变的可能是一成不变的 。2021/9/242021/9/243 3隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-准备阶段准备阶段1 1、施工准备阶段、施工准备阶段 由于客运专线铁路隧道断面较普通铁路隧道横断面大由于客运专线铁路隧道断面较普通铁路隧道横断面大的多，尤其是隧道开挖宽度比较大，开挖面积达到的多，尤其是隧道开挖宽
5、度比较大，开挖面积达到140140163m163m2 2/m/m。使得隧道成为具有扁平形状的拱形结构。这样。使得隧道成为具有扁平形状的拱形结构。这样一来使开挖后的应力重分布变差，底脚处的应力集中过一来使开挖后的应力重分布变差，底脚处的应力集中过大，因而要求较大的地基承载力，拱顶范围不稳定，会大，因而要求较大的地基承载力，拱顶范围不稳定，会形成较大的松弛地压。跨度越大，扁平形状的拱形支护形成较大的松弛地压。跨度越大，扁平形状的拱形支护结构的承载力相对较小。因此在施工准备阶段，各参建结构的承载力相对较小。因此在施工准备阶段，各参建单位必须熟悉设计文件，核对现场地形、地貌、水文、单位必须熟悉设计文件
6、，核对现场地形、地貌、水文、地质情况。地质情况。2021/9/242021/9/244 4隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-准备阶段准备阶段（1 1）施工方法的选择）施工方法的选择 隧道的施工方法要根据断面形状、隧道长度、工期、隧道的施工方法要根据断面形状、隧道长度、工期、地质、涌水、周围环境等条件综合确定。选择施工方法时要地质、涌水、周围环境等条件综合确定。选择施工方法时要注意以下几点：注意以下几点：地形、地质的特殊性，如洞口段、埋深小的地段、地形、地质的特殊性，如洞口段、埋深小的地段、易变形的地质状况等；易变形的地质状况等；是否有限制条件，如对地表下沉的限制、地基承载力是否有限制条件，
7、如对地表下沉的限制、地基承载力小等；小等；必要时要与辅助工法配合；必要时要与辅助工法配合；要尽量采用能够避免围岩松弛的施工方法，如在泥岩要尽量采用能够避免围岩松弛的施工方法，如在泥岩中可采用机械开挖等；中可采用机械开挖等；因上部断面扁平不能长时间放置，开挖后要及时用临因上部断面扁平不能长时间放置，开挖后要及时用临时仰拱封闭。时仰拱封闭。2021/9/242021/9/245 5隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-准备阶段准备阶段（2 2）施工技术的选择施工技术的选择 光光面面爆爆破破、使使装装药药作作业业省省力力化化。特特别别是是因因下下半半断断面面和和仰仰拱拱的的开开挖挖部部分分所所占占比
8、比重重增增大大，有有必必要要开开发发适适合合此此部部位位开开挖挖的的技技术术，控控制制爆爆破破药量。药量。长长锚锚杆杆是是需需要要的的，特特别别是是在在孔孔壁壁不不能能自自稳稳的的围围岩岩中中更更为为必必要要。因此，开发在不能自稳的围岩中打设长锚杆的技术是必要的。因此，开发在不能自稳的围岩中打设长锚杆的技术是必要的。喷喷混混凝凝土土的的设设计计厚厚度度和和喷喷射射量量都都变变大大了了，因因此此，采采用用高高效效率率、大容量的机械和高强混凝土，以控制厚度的增加，是必要的。大容量的机械和高强混凝土，以控制厚度的增加，是必要的。因开挖量的增加，需要采用大型出碴机械和连续出碴系统。因开挖量的增加，需要
9、采用大型出碴机械和连续出碴系统。因因大大型型机机械械投投入入施施工工，废废气气增增多多，要要加加强强通通风风，要要研研究究采采用用TBMTBM导坑通风的可能性。导坑通风的可能性。研究采用研究采用TBMTBM导坑施工的合理方法和可能的技术。导坑施工的合理方法和可能的技术。2021/9/242021/9/246 6隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-准备阶段准备阶段（3 3）关于现场布置和大临设施）关于现场布置和大临设施1 1建一个好现场。即现场布置和临时设施要根据现场具体建一个好现场。即现场布置和临时设施要根据现场具体情况，本着有利施工、有利环保、有利相关工程施做、方便生情况，本着有利施工、有
10、利环保、有利相关工程施做、方便生活的原则一次做好，杜绝临时设施改来改去，从头做到尾。活的原则一次做好，杜绝临时设施改来改去，从头做到尾。2 2要按照长大隧道的施工要求配置生产要素，大临设施要按照长大隧道的施工要求配置生产要素，大临设施（包括：生活营区、施工便道、变压器房、空压机房、混凝（包括：生活营区、施工便道、变压器房、空压机房、混凝土拌合站、原材料堆放场地、火工品库、油库、钢筋、钢构件土拌合站、原材料堆放场地、火工品库、油库、钢筋、钢构件加工厂、蓄水池、弃碴场等）加工厂、蓄水池、弃碴场等）必须高起点建设，避免添油战术。必须高起点建设，避免添油战术。3 3每个洞口的空压机站供风能力不应少于每
11、个洞口的空压机站供风能力不应少于80m3/min80m3/min的容量。的容量。4 4混凝土搅拌站要加快建设，尽快形成生产能力，砂石料混凝土搅拌站要加快建设，尽快形成生产能力，砂石料仓必须有足够的储存容量。仓必须有足够的储存容量。5 5要充分考虑当地的气候特点，切实搞好季节性施工的各要充分考虑当地的气候特点，切实搞好季节性施工的各项措施。项措施。2021/9/242021/9/247 7隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-准备阶段准备阶段(4)(4)通风技术选择通风技术选择 施工通风是控制长大隧道施工进度的关键因素之一，目施工通风是控制长大隧道施工进度的关键因素之一，目前隧道施工的通风方式主
12、要有管道式和巷道式通风两种。管前隧道施工的通风方式主要有管道式和巷道式通风两种。管道式通风由于管道的漏损和沿程损失都大，以及与施工特别道式通风由于管道的漏损和沿程损失都大，以及与施工特别是衬砌模板台车的干扰很大，如果独头掘进超过是衬砌模板台车的干扰很大，如果独头掘进超过3km3km时，该时，该通风方式则很难满足施工要求。巷道式通风方式风量损失小，通风方式则很难满足施工要求。巷道式通风方式风量损失小，没有管道与施工的干扰问题，是解决长大隧道施工通风的途没有管道与施工的干扰问题，是解决长大隧道施工通风的途径。径。2021/9/242021/9/248 8隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶
13、段施工阶段2 2、施工阶段、施工阶段（1 1）洞口工程）洞口工程 在洞口段、未固结围岩、断层破碎带等不稳定在洞口段、未固结围岩、断层破碎带等不稳定围岩中，特别是在扁平大断面隧道中，因开挖宽度围岩中，特别是在扁平大断面隧道中，因开挖宽度和高度都大，不易于稳定，和拱脚处的应力集中、和高度都大，不易于稳定，和拱脚处的应力集中、拱顶弯矩增大等，应尽量控制围岩松弛，为此，采拱顶弯矩增大等，应尽量控制围岩松弛，为此，采取掌子面的稳定对策是极为重要的。掌子面稳定对取掌子面的稳定对策是极为重要的。掌子面稳定对策有分割掌子面、缩短一次进尺长度或采取辅助工策有分割掌子面、缩短一次进尺长度或采取辅助工法。法。202
14、1/9/242021/9/249 9隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段对洞口工程的重点要求（验标）：对洞口工程的重点要求（验标）：1 1）环境保护的要求：符合国家及行业环境保护）环境保护的要求：符合国家及行业环境保护政策、法规的要求；政策、法规的要求；2 2）施工安全的要求：边仰坡开挖不得采用洞室）施工安全的要求：边仰坡开挖不得采用洞室爆破、及时防护、清除危石。爆破、及时防护、清除危石。3 3）施工顺序和施工时间的要求：避开雨季；）施工顺序和施工时间的要求：避开雨季；4 4）洞口排水工程：施作方法和施作时间。）洞口排水工程：施作方法和施作时间。2021/9/242021/9
15、/241010隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段洞口工程地基承载力洞口工程地基承载力 1)1)隧道洞门各结构物（端墙、翼墙、挡土墙）隧道洞门各结构物（端墙、翼墙、挡土墙）基底的地基承载力是结构安全的重要环节，基底开基底的地基承载力是结构安全的重要环节，基底开挖至设计标高后必须进行验收和地基承载力检测，挖至设计标高后必须进行验收和地基承载力检测，判定其符合设计要求后方可进行下道工序施工，对判定其符合设计要求后方可进行下道工序施工，对于检验数量、方法在验标中均有相应规定。于检验数量、方法在验标中均有相应规定。2)2)洞口工程的开挖、模板、钢筋、混凝土砌体、洞口工程的开挖、模板、
16、钢筋、混凝土砌体、防护等分项工程要求详见验标有关规定。防护等分项工程要求详见验标有关规定。2021/9/242021/9/241111隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-准备阶段准备阶段（2 2）关于隧道洞口段施工）关于隧道洞口段施工 隧道洞口段施工主要有三个特点：一是隧道埋深隧道洞口段施工主要有三个特点：一是隧道埋深浅，围岩风化严重，大多软弱破碎；二是容易受地表渗水的浅，围岩风化严重，大多软弱破碎；二是容易受地表渗水的影响，弱化围岩；三是整个隧道结构在施工过程中，按承受影响，弱化围岩；三是整个隧道结构在施工过程中，按承受全部覆土荷载考虑，施工荷载很大。因此，隧道洞口段施工全部覆土荷载考虑，
17、施工荷载很大。因此，隧道洞口段施工必须遵循以下几个原则：必须遵循以下几个原则：1 1、对于比较集中的大股地表水，可以提前采取截流引排、对于比较集中的大股地表水，可以提前采取截流引排等措施，尽可能消除地表水下渗对隧道施工的影响。等措施，尽可能消除地表水下渗对隧道施工的影响。2 2、先护后挖。必须按设计要求做好超前小导管或超前管、先护后挖。必须按设计要求做好超前小导管或超前管棚预注浆等加固围岩的工作，必要时，也可采取地表注浆等棚预注浆等加固围岩的工作，必要时，也可采取地表注浆等加固技术措施。加固技术措施。3 3、软弱围岩大断面隧道施工要严格按设计采用三台阶临、软弱围岩大断面隧道施工要严格按设计采用
18、三台阶临时仰拱法、时仰拱法、CDCD法、法、CRDCRD法或双侧壁导坑法，化大为小，分步开法或双侧壁导坑法，化大为小，分步开挖，步步为营。挖，步步为营。2021/9/242021/9/241212隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段（2 2）关于隧道洞口段施工）关于隧道洞口段施工4 4、分步开挖台阶长度宜短，仰拱宜跟紧，衬砌宜早、分步开挖台阶长度宜短，仰拱宜跟紧，衬砌宜早作。作。5 5、由于隧道按承受全部覆土荷载考虑，施工荷载很、由于隧道按承受全部覆土荷载考虑，施工荷载很大，因此，必须保证初期支护的施作质量，严格按设大，因此，必须保证初期支护的施作质量，严格按设计施作到位，初
19、期支护应尽可能及早形成封闭的承载计施作到位，初期支护应尽可能及早形成封闭的承载体系。体系。6 6、要根据量测情况确定合理的预留变形量，避免变、要根据量测情况确定合理的预留变形量，避免变形侵限。形侵限。7 7、必须加强监控量测工作，发现安全隐患，及时采、必须加强监控量测工作，发现安全隐患，及时采取施工措施。取施工措施。2021/9/242021/9/241313隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段（3 3）洞身开挖）洞身开挖 1 1）重点抓住以下四个方面：）重点抓住以下四个方面：确保工程施工质量的关键要素：施工方案的可实施性和科学确保工程施工质量的关键要素：施工方案的可实施性和
20、科学性；性；开挖过程中，对围岩进行观察和量测；开挖过程中，对围岩进行观察和量测；严格控制隧道开挖质量；严格控制隧道开挖质量；加强开挖面的地质素描和地质预报工作。加强开挖面的地质素描和地质预报工作。其中隧底开挖：应确保边墙基础及隧底的开挖高程符合其中隧底开挖：应确保边墙基础及隧底的开挖高程符合设计要求，边墙及隧底混凝土基础浇筑时，必须将基底清理设计要求，边墙及隧底混凝土基础浇筑时，必须将基底清理干净，无积水浮渣，保证结构与围岩紧密结合。干净，无积水浮渣，保证结构与围岩紧密结合。重视弃碴场防护工程。重视弃碴场防护工程。2021/9/242021/9/241414隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点
21、-施工阶段施工阶段2 2）机械设备配套）机械设备配套 隧道施工机械基本上是由掘进、支护（初期和二次支护）隧道施工机械基本上是由掘进、支护（初期和二次支护）、出碴运输及洞内作业环境的保障设备等四大部分构成。、出碴运输及洞内作业环境的保障设备等四大部分构成。这四部分机械和设备的有机配合，就会形成强大的生产能这四部分机械和设备的有机配合，就会形成强大的生产能力，但在配套中应将重点放在掘进和支护的机械选择上，力，但在配套中应将重点放在掘进和支护的机械选择上，因为这是形成生产能力的关键。因为这是形成生产能力的关键。在考虑施工机械配套时，应首先建立配套的目标函数。在考虑施工机械配套时，应首先建立配套的目标
22、函数。在铁路隧道中，配套的目标函数通常是用隧道的月均衡成在铁路隧道中，配套的目标函数通常是用隧道的月均衡成洞速度（洞速度（m/m/月）来表示。月）来表示。配套的生产能力配套的生产能力1.21.51.21.5倍均衡生产能力倍均衡生产能力2021/9/242021/9/241515隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段（3 3）施工阶段围岩级别的判定）施工阶段围岩级别的判定 施工阶段的围岩级别评定，目前主要有两类方法：一施工阶段的围岩级别评定，目前主要有两类方法：一类是根据开挖暴露出来的掌子面观察的方法，一类是根据类是根据开挖暴露出来的掌子面观察的方法，一类是根据量测的方法。量测的
23、方法。掌子面观察要绘制掌子面观察（素描）图、进行摄影掌子面观察要绘制掌子面观察（素描）图、进行摄影等。观察中应该具体的记录以下各项：等。观察中应该具体的记录以下各项：地质状况及其分布、性质和掌子面的自稳性；地质状况及其分布、性质和掌子面的自稳性；围岩的软硬、裂隙间距及方向等围岩状态；围岩的软硬、裂隙间距及方向等围岩状态；断层的分布、走向、粘土化程度等；断层的分布、走向、粘土化程度等；涌水地点、涌水量及其状态；涌水地点、涌水量及其状态；软弱层分布软弱层分布 其它（监理的复核、设计的地质确认）其它（监理的复核、设计的地质确认）2021/9/242021/9/241616隧道施工控制关键点隧道施工控
24、制关键点-施工阶段施工阶段（4 4）地质超前预报）地质超前预报 在长大隧道施工中，目前多采用地质超前预报。在长大隧道施工中，目前多采用地质超前预报。实施超前地质预报的目的为：实施超前地质预报的目的为：保保证证隧隧道道施施工工安安全全，减减少少由由于于揭揭露露发发育育不不规规律律管管道道岩岩溶溶产生的大量突泥、涌水而带来的损失；产生的大量突泥、涌水而带来的损失；为为动动态态设设计计、施施工工提提供供必必要要的的地地质质参参数数，如如：地地下下水水压压力力、水水量量、管管道道岩岩溶溶的的大大小小、方方位位及及含含煤煤地地层层的的瓦瓦斯斯参参数数、断断层层及泥化夹层的分布、岩体性状；及泥化夹层的分布
25、、岩体性状；做做好好地地质质超超前前预预报报可可以以节节省省大大量量资资金金，通通过过超超前前预预报报，掌掌握握前前方方地地质质、地地下下水水状状况况，有有针针对对性性的的采采取取施施工工防防范范措措施施，可以有效减少事故的发生，节约投资。可以有效减少事故的发生，节约投资。2021/9/242021/9/241717隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段 岩石在开挖成洞后，由于受力结构平衡体系的破坏和岩石在开挖成洞后，由于受力结构平衡体系的破坏和应力的重分布，应及时采取支护，在隧道的设计过程中应力的重分布，应及时采取支护，在隧道的设计过程中都要进行支护参数设计，如何选定既安全有
26、效又节省的都要进行支护参数设计，如何选定既安全有效又节省的支护参数，对隧道塌方的预防起着不可忽视的作用。由支护参数，对隧道塌方的预防起着不可忽视的作用。由于地质围岩的分类只是一个定性的概念，不是定量的，于地质围岩的分类只是一个定性的概念，不是定量的，同一类围岩，其结构产状不尽相同，其自稳能力就不一同一类围岩，其结构产状不尽相同，其自稳能力就不一致，此时支护参数的设计尤为重要，支护参数过大，增致，此时支护参数的设计尤为重要，支护参数过大，增加工程的投入，支护参数过小，相同类别围岩自稳能力加工程的投入，支护参数过小，相同类别围岩自稳能力较差可能因支护强度不够，或要求更换支撑造成地应力较差可能因支护
27、强度不够，或要求更换支撑造成地应力再一次重分布，而引起塌方。特别是在临时支护方面，再一次重分布，而引起塌方。特别是在临时支护方面，为减少工程投入，支护参数一般都较小，达不到国家标为减少工程投入，支护参数一般都较小，达不到国家标准要求。准要求。支护参数设计2021/9/242021/9/241818隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段施工过程中的地质预报 隧道是一个线状的隐蔽工程，一些长大隧道往往穿隧道是一个线状的隐蔽工程，一些长大隧道往往穿越崇山峻岭，穿过多种岩类，多个构造，跨越几个地质越崇山峻岭，穿过多种岩类，多个构造，跨越几个地质单元，因而隧道本身就十分复杂，施工前设计阶
28、段的地单元，因而隧道本身就十分复杂，施工前设计阶段的地质勘察只能从宏观上分析整个隧道区的基本地质情况，质勘察只能从宏观上分析整个隧道区的基本地质情况，对可能出现的大断层、富水洞段和高应力段没有标识，对可能出现的大断层、富水洞段和高应力段没有标识，或由于设备、方法的简陋，对垂直和水平埋深较大的洞或由于设备、方法的简陋，对垂直和水平埋深较大的洞段无法进行勘察，造成局部地质资料不足，因此施工过段无法进行勘察，造成局部地质资料不足，因此施工过程中的地质预测预报必不可少，由于及时跟进掌子面的程中的地质预测预报必不可少，由于及时跟进掌子面的地质预测预报，对可能出现的局部地段围岩破碎引起失地质预测预报，对可
29、能出现的局部地段围岩破碎引起失稳、塌方和可能遭遇的断层、涌沙、涌水都能及时预测稳、塌方和可能遭遇的断层、涌沙、涌水都能及时预测清楚，有明确的位置、桩号、规模及发展趋势标识，能清楚，有明确的位置、桩号、规模及发展趋势标识，能及时提醒施工人员采取合理的开挖和支护方法，预防塌及时提醒施工人员采取合理的开挖和支护方法，预防塌方的发生。方的发生。施工过施工过程动态设计程动态设计2021/9/242021/9/241919隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段采用先进的综合探测技术预报水情和地质灾害-地质调查地质调查地质调查的重点：(1)调查地表水文地质状况，主要是地表水系(水库、泉井、溪
30、流)的位置、标高、补给来源、流向等内容；(2)调查断层的位置所在、产状与富水性；(3)调查岩层褶皱的基本形态类型和轴面产状；(4)调查溶洞和暗河出人口位置，并分析其流径和隧道中心线的空间关系。根据设计资料和地表勘查报告，采用地面地质体投射法和断层参数预测法进行不良地质宏观预报。-用地震波探测仪进行超前探测预报（用地震波探测仪进行超前探测预报（TSP203）预报的距离达掌子面前方一定距离。-掌子面地质描述掌子面地质描述隧道开挖后及时描述掌子面地质情况，绘制地质柱状图，预报断层、大的结构面等情况。-红外线探水红外线探水用红外线探测仪，利用不同物体辐射场强差异，对隧道含水构造进行跟踪探测。2021/
31、9/242021/9/242020隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段TSP203地质超前预报系统TSP203的测试原理类似于小应变测桩，其假设声波是沿隧道向前一维传播的，碰到反射面后反射回来，其震源的布置也是力求促使形成沿隧道方向的平面波传播(相对于球面波)，从而获得隧道前方及周边的空间信息。与隧道轴线或呈大角度相交的面状软弱带，如断层、破碎带、软弱夹层、地下洞穴（含溶洞）以及地层的分界面等效果较好。而对不规则形态的地质缺陷或与隧道轴线平行的不良地质体，如几何形状为圆柱体或圆锥体的溶洞、暗河及含水情况探测有一定的局限性。2021/9/242021/9/242121隧道施工控
32、制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段TSP203/203+/202TSP203/203+/202原理原理2021/9/242021/9/242222隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段2021/9/242021/9/242323隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段（6 6）隧道掌子面的稳定问题）隧道掌子面的稳定问题 在大断面条件下，如何控制掌子面的稳定性，在大断面条件下，如何控制掌子面的稳定性，减少和预防掌子面出现坍塌的风险，是极为重要减少和预防掌子面出现坍塌的风险，是极为重要的。特别是在通过各种不良地质地段时。的。特别是在通过各种不良地质地段时。从
33、风险的角度看，掌子面失稳有多种方式：从风险的角度看，掌子面失稳有多种方式：掌子面挤出；掌子面挤出；掌子面拱部坍塌；掌子面拱部坍塌；上半断面拱脚下沉；上半断面拱脚下沉；底部鼓起等。底部鼓起等。2021/9/242021/9/242424隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段施工动态设计与地面结构物不同，隧道开挖前所提出的设计在严格意与地面结构物不同，隧道开挖前所提出的设计在严格意义上说只能称做义上说只能称做“预设计预设计”。根据对隧道开挖过程中围。根据对隧道开挖过程中围岩和支护系统力学行为的量测来论证和调整设计参数也岩和支护系统力学行为的量测来论证和调整设计参数也是隧道设计中的一
34、个十分重要的环节。是隧道设计中的一个十分重要的环节。在隧道工程监测和信息化设计方面，中国在发展以位移在隧道工程监测和信息化设计方面，中国在发展以位移测试为主体的隧道施工监测系统以及监测信息的反馈理测试为主体的隧道施工监测系统以及监测信息的反馈理论方面都有长足的进展。论方面都有长足的进展。2021/9/242021/9/242525隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段按照按照“岩变我变、动态施工岩变我变、动态施工”的原则，选择采用合理的原则，选择采用合理的施工方法。的施工方法。隧道是地下工程，隧道施工的高风险性很大程度源于地隧道是地下工程，隧道施工的高风险性很大程度源于地质条件
35、的不确定性，因此，必须根据开挖前的地质预报结果质条件的不确定性，因此，必须根据开挖前的地质预报结果和开挖过程中所揭示的地质条件，适时调整、选用与围岩条和开挖过程中所揭示的地质条件，适时调整、选用与围岩条件相应的、合理的施工方法，岩变我变，才能有效规避施工件相应的、合理的施工方法，岩变我变，才能有效规避施工风险。一个合理的施工方法取决于五个因素，即：（风险。一个合理的施工方法取决于五个因素，即：（1 1）地）地质条件；（质条件；（2 2）埋置深度；（）埋置深度；（3 3）断面大小；（）断面大小；（4 4）施工装备；）施工装备；（5 5）施工习惯和施工水平。）施工习惯和施工水平。2021/9/24
36、2021/9/242626隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段塌方产生的原因1 1、地质条件的复杂多变，支护的不及时而暴露时间过长，、地质条件的复杂多变，支护的不及时而暴露时间过长，导致围岩风化严重导致围岩风化严重2 2、通过断层，突然遇到较高水压富水洞段，地下水向洞、通过断层，突然遇到较高水压富水洞段，地下水向洞室内漏出，淘空了断层构造带中破碎岩体和充填物室内漏出，淘空了断层构造带中破碎岩体和充填物3 3、由于岩层产状不利或因岩爆等诸多地质原因、由于岩层产状不利或因岩爆等诸多地质原因4 4、工程管理和人为的原因、工程管理和人为的原因2021/9/242021/9/24272
37、7隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段2021/9/242021/9/242828隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段不良地质段预防塌方的方法一般常用主要方法有：一般常用主要方法有：1.1.超前导洞法，可以探明前方地质条件，确定本段开挖和支护方法。超前导洞法，可以探明前方地质条件，确定本段开挖和支护方法。2.2.强支护是预防塌方的主要措施。对地质不良地段主要采取强支护是预防塌方的主要措施。对地质不良地段主要采取“锚喷、锚喷、网喷、喷混凝土与钢支撑或格栅钢架相结合网喷、喷混凝土与钢支撑或格栅钢架相结合”的支护方法。的支护方法。3.3.加强围岩变形观测是预防塌方
38、的有效方法之一。洞室开挖后，岩体的加强围岩变形观测是预防塌方的有效方法之一。洞室开挖后，岩体的重新稳定过程中，围岩都存在变形，当变形超过允许范围时，就发生塌重新稳定过程中，围岩都存在变形，当变形超过允许范围时，就发生塌方。在隧道新奥法施工中，通过量测仪器对围岩的变形量和变形速率的方。在隧道新奥法施工中，通过量测仪器对围岩的变形量和变形速率的观测分析，推测其最大变形量，估算是否会发生塌方，提前作出预告，观测分析，推测其最大变形量，估算是否会发生塌方，提前作出预告，以决定采取合理的支护。目前采取的观测方法有位移观测、收敛位移观以决定采取合理的支护。目前采取的观测方法有位移观测、收敛位移观测、压力量
39、测等，最常用是收敛位移量测，即量测隧洞周边或结构物内测、压力量测等，最常用是收敛位移量测，即量测隧洞周边或结构物内部净空尺寸的变化。部净空尺寸的变化。2021/9/242021/9/242929隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段富水洞段塌方的预防 在地下水丰富的断层破碎带，大量的渗水、淋水甚至于涌水的部位，在地下水丰富的断层破碎带，大量的渗水、淋水甚至于涌水的部位，不仅影响施工的进度和质量，还容易造成塌方。在此种地段施工时，不仅影响施工的进度和质量，还容易造成塌方。在此种地段施工时，及时排水是预防塌方的关键。及时排水是预防塌方的关键。在了解岩石节理裂隙破碎带的走向、倾向和倾
40、角后，对于少量集中渗在了解岩石节理裂隙破碎带的走向、倾向和倾角后，对于少量集中渗水、淋水地段，在将要通过的透水层部位布置一定数量的排水孔或埋水、淋水地段，在将要通过的透水层部位布置一定数量的排水孔或埋设排水管，将渗、淋水集中到排水孔内导出，称为排水孔法或排水管设排水管，将渗、淋水集中到排水孔内导出，称为排水孔法或排水管法。法。通过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层，将其固定在围岩上，通过软管通过在钢筋网背后铺过滤层或隔水层，将其固定在围岩上，通过软管边排水、边喷射混凝土，称为金属网法。边排水、边喷射混凝土，称为金属网法。如遇较大涌水，在支护时对主要涌水出水口暂不进行封堵支护，待涌如遇较大涌水，在支护
41、时对主要涌水出水口暂不进行封堵支护，待涌水减小或没有时，再进行支护或进行固结封堵，迫使水流改变流向水减小或没有时，再进行支护或进行固结封堵，迫使水流改变流向 。2021/9/242021/9/243030隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段尽量消除人为因素的影响-抢施工进度，对围岩的自稳能力过于乐观，或由于地抢施工进度，对围岩的自稳能力过于乐观，或由于地质条件一直较好，思想上过于麻痹，对突然出现的断层质条件一直较好，思想上过于麻痹，对突然出现的断层等估计不足，准备不充分，很容易造成塌方。等估计不足，准备不充分，很容易造成塌方。-要对工期作合理的安排，在思想上要有对可能出现的要
42、对工期作合理的安排，在思想上要有对可能出现的各种不良地质情况有打持久战的准备，在技术上对可能各种不良地质情况有打持久战的准备，在技术上对可能遭遇的塌方有详细对应的技术措施。遭遇的塌方有详细对应的技术措施。-当出现断层或其它不良地质现象时，一定要对地质情当出现断层或其它不良地质现象时，一定要对地质情况作详细的分析，充分了解围岩和其稳定性，按照就低况作详细的分析，充分了解围岩和其稳定性，按照就低不就高的原则进行开挖和支护，并且加强围岩的变形观不就高的原则进行开挖和支护，并且加强围岩的变形观测和分析，对超过允许范围的较严重变形洞段应及时采测和分析，对超过允许范围的较严重变形洞段应及时采取相应的支护，
43、抑制围岩的进一步变形，能很好预防塌取相应的支护，抑制围岩的进一步变形，能很好预防塌方的发生。方的发生。2021/9/242021/9/243131隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段稳定掌子面的超前支护措施稳定掌子面的超前支护措施从技术角度出发，预防和减少上述风险发生的主要方法从技术角度出发，预防和减少上述风险发生的主要方法也是多种多样的。首先是超前支护措施，超前支护方法可也是多种多样的。首先是超前支护措施，超前支护方法可分为分为4 4大类：大类：超前钻孔：一般超前长度在超前钻孔：一般超前长度在5 5米以下，如插板、注浆米以下，如插板、注浆锚杆、超前锚杆等；锚杆、超前锚杆等；
44、超前管棚：一般超前长度在超前管棚：一般超前长度在520520米，如短管棚、长米，如短管棚、长管棚等；管棚等；预衬砌：一般超前长度在预衬砌：一般超前长度在5m5m以下，如预切槽法等；以下，如预切槽法等；注浆：一般超前长度在几十米左右，如围岩化学注注浆：一般超前长度在几十米左右，如围岩化学注浆等。浆等。2021/9/242021/9/243232隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段除预衬砌方式外，水平喷射注浆、长钢管注浆等除预衬砌方式外，水平喷射注浆、长钢管注浆等方式，我们也是经常采用的。也取得不少的经验，方式，我们也是经常采用的。也取得不少的经验，因此，当务之急是如何提高超前支
45、护技术的水平，因此，当务之急是如何提高超前支护技术的水平，一个重要措施就是首先要建立模式化的、标准的一个重要措施就是首先要建立模式化的、标准的超前支护工法体系，在此基础上，根据我们的实超前支护工法体系，在此基础上，根据我们的实践确立各种超前支护的类型、设计参数及使用机践确立各种超前支护的类型、设计参数及使用机械的配套。械的配套。2021/9/242021/9/243333隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段（7 7）隧道衬砌裂缝检测）隧道衬砌裂缝检测 衬砌开裂产生主要的原因：衬砌开裂产生主要的原因：伴随温度收缩和干燥收缩产生的裂缝；伴随温度收缩和干燥收缩产生的裂缝；安装或拆除
46、模板时的过大压力造成施工缝附近裂缝；安装或拆除模板时的过大压力造成施工缝附近裂缝；在难于振捣的拱部或混凝土灌注中断产生的水平向（或在难于振捣的拱部或混凝土灌注中断产生的水平向（或混凝土流向）裂缝；混凝土流向）裂缝；模板下沉或模板与混凝土附着不良造成的局部裂缝等；模板下沉或模板与混凝土附着不良造成的局部裂缝等；养护不到位；养护不到位；不均匀的围岩压力分布。不均匀的围岩压力分布。2021/9/242021/9/243434隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段（8 8）锚杆施工质量控制要点）锚杆施工质量控制要点 建立有效的锚杆质量，尤其是灌浆质量的检测方法，及时检测（工建立有效的锚
47、杆质量，尤其是灌浆质量的检测方法，及时检测（工艺上的细节控制）；艺上的细节控制）；不能忽视锚杆拉拔试验的作用。拉拔试验虽然不能完全体现锚杆真不能忽视锚杆拉拔试验的作用。拉拔试验虽然不能完全体现锚杆真正的施工、灌浆质量，但仍是目前可采用的检测手段（部分客运专线未正的施工、灌浆质量，但仍是目前可采用的检测手段（部分客运专线未采用）；采用）；合理确定锚杆参数，充分发挥群锚的作用，将锚杆由点（线）状支合理确定锚杆参数，充分发挥群锚的作用，将锚杆由点（线）状支护变为面（体）状支护结构；护变为面（体）状支护结构；进一步认识锚杆与围岩之间的关系，充分发挥锚固材与围岩间的附进一步认识锚杆与围岩之间的关系，充分
48、发挥锚固材与围岩间的附着力；（锚杆和核心土之间的干扰问题）着力；（锚杆和核心土之间的干扰问题）大力提高锚杆的商品化程度，减小质量的离散性，保证锚杆成品质大力提高锚杆的商品化程度，减小质量的离散性，保证锚杆成品质量。量。2021/9/242021/9/243535隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段（8）混凝土及喷射混凝土质量控制要点）混凝土及喷射混凝土质量控制要点为了保证混凝土达到预期的强度，在混凝土浇筑初期为了保证混凝土达到预期的强度，在混凝土浇筑初期阶段采用适当的方法进行判断是很重要的，也是一个极为阶段采用适当的方法进行判断是很重要的，也是一个极为现实的问题。早期判定方法
49、主要有两类：一类是以水泥量现实的问题。早期判定方法主要有两类：一类是以水泥量和水灰比测定值为指标的试验方法，一类是以促进水化反和水灰比测定值为指标的试验方法，一类是以促进水化反应的强度试验方法。应的强度试验方法。喷混凝土的喷混凝土的配比强度配比强度，与通常的灌注混凝土不同，受，与通常的灌注混凝土不同，受施工条件的影响极大，离散性也大。同时，还受喷射面的施工条件的影响极大，离散性也大。同时，还受喷射面的状态、喷射工的熟练程度、回弹量、外加剂添加情况的影状态、喷射工的熟练程度、回弹量、外加剂添加情况的影响。因此在设计配比时应当适当提高喷混凝土的强度等级，响。因此在设计配比时应当适当提高喷混凝土的强
50、度等级，以确保附着在围岩表面的喷混凝土的以确保附着在围岩表面的喷混凝土的实际强度实际强度。喷混凝土的强度检测也可采用射钉法。喷混凝土的强度检测也可采用射钉法。2021/9/242021/9/243636隧道施工控制关键点隧道施工控制关键点-施工阶段施工阶段（9 9）四个重要施工环节）四个重要施工环节隧道施工有两大任务：一是开挖过程中，必须尽量避免对围岩的损伤，隧道施工有两大任务：一是开挖过程中，必须尽量避免对围岩的损伤，充分发挥围岩自身的承载能力；二是必须保证初期支护的质量，有效控充分发挥围岩自身的承载能力；二是必须保证初期支护的质量，有效控制岩体变形。制岩体变形。1 1、要注意做好爆破控制，