隧道施工工序控制

隧道施工工序控制

我从事隧道施工已经四年时间，对于隧道施工或多或少有一些心得体

会。很有幸能够在06 年参加武广线建设，武广客运专线对隧道施工要求之严格也是以前从来没有遇到过的，从下到上都要求是精细化施工，标准化管理，以前那种“干隧道就是干粗活”的时代我想已经过去了，在我这几年在隧道施工中碰到了一些问题，也解决了一些问题，因此我想把自己对于隧道施工的一些看法和工序控制关键写一下。

一、进洞、出洞

隧道进、出洞算是隧道施工比较困难的一个工序，特别是碰到地质情况较差时，进出口必须高度重视。

施工前，应先检查边、仰坡以上的山坡稳定情况，清除悬石、处理危石，洞口施工时间应合理安排，尽量避开雨季。在进行边仰坡开挖前根据实际地形情况定出接水沟位置，洞顶水沟和边仰坡开挖从上到下分级开挖一次成型。水沟开挖出来后及时完成临时水沟施做，边仰坡开挖一级完成一级防护，特别是高边仰坡段，一旦开挖完成，喷射混凝土，锚杆施工难度加倍，而且存在很大安全隐患。明洞开挖过程中（特别明洞较长时）设计上一般边坡较陡，而且边坡坡脚和明洞衬砌面没有平台，在施工过程中，根据实际地质情况适当的放缓坡度，并且预留不少于1 米的作业平台。虽然要加大回填量，但可以大大减少边坡地质危害。仰坡开挖到隧道正洞位置，必须预留核心土防止仰坡失稳。在施工期间在边仰坡上埋设沉降观测桩和位

移监测桩实施不

间断监测，如有问题立即停止施工采取补救措施。

二、超前支护

1、管棚

在破碎、松散的软弱围岩、洞口堆积体等的施工可采用超前管棚支护，隧道的进洞超前支护一般也采用长管棚。管棚的终端位置应达到防护对象的长度加上因开挖而造成的掌子面松弛范围的长度。

管棚在施工过程中控制要点：外插角、接头处理、注浆效果。每批进场材料规格，品种符合设计要求，附有出厂合格证，现场试验取样检查钢管屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性合后方可用于隧道施工。为了保证管棚施工角度和受力情况满足设计要求，施做混凝土导向墙后方可进行管棚施工。导向墙中布置好导向管，导向管材质满足设计要求，布置间距及外倾角除了满足设计要求外，特别是在施工上坡隧道时，要计算好纵坡对管棚位置的影响，同时要考虑水平钻机在施工过程中钻头下掉，根据实际施工经验，外插角的确定按设计外插角加上纵坡影响再考虑每米1厘米的钻头下坠即可，否则注浆后管棚侵入初期支护界限将非常难处理；另外，外插角不能过大，一旦外插角过大，管棚能将内部围岩截断，开挖到这一部位，就会因自己施工原因造成大的超挖，非常不利于隧道施工，一旦外插角过大，在施工时，可以再施工一环超前锚杆或超前小导管作加固处理。

为了避免这些情况发生，管棚施工在钻孔过程中用测斜仪进行钻孔倾斜度精确测量，每个孔做好地质记录，以便在注浆过程中对注浆量进行参照比较，成孔后用高压风清孔两遍（严禁用水冲孔）再打入管棚。钻孔方式采用隔眼钻孔，以便检查注浆质量，成孔后打入钢管；钢花管和钢管均需设置通长钢筋笼。

管棚两端均设置外车丝扣，接头钢管采用热轧无缝钢管，不能采用焊接，一般情况下，管棚在安装过程中就会承受较大的弯矩和剪力，钢管焊接难以达到要求，采用长度30cm,设置内车丝扣的

无缝钢管作为接头，管棚接头在同一断面上不超过50% 。

注浆材料采用1：1 水泥浆（重量比）,注浆压力为0.5~3.0MPa, 注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时可以结束注浆, 在注浆过程中随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化, 对设计及钻孔地质记录分析注浆情况,以便分析注浆效果。

2、小导管

小导管作为W、V级围岩主要的超前支护，在我们武广线施工中应用较多,小导管施工方法: 小导管制作：先把钢管截成需要的长度，在钢管的一端做成20~30cm长的圆锥状，在距另一端100cm处焊接①8~ 12mm钢筋箍。距钢筋箍一端100cm不开孔，剩余部分每隔15?30cm梅花型布设①6?①10mm的溢浆孔；为了充分发挥小导管的作用, 将小导管和型钢钢架配合使用；为保证小导管的支护效果减少外插角,可在型钢腹板穿孔,以便小导管穿过；小导管采用钻孔打入法，钻孔直径比小导管大3~5m m,将小导管穿过钢架用锤击入，击入长度不小于设计长度的90%,并用高压风将管内砂石吹出；为了保证注浆效果, 钢管击入后用塑胶泥封堵孔口及周边裂隙, 必要时在小导管附近工作面喷射混凝土,防止工作面坍塌。注浆材料采用1：1水泥浆（重量比），注浆压力为0.7 ~1.0MPa,注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压时可以结束注浆，在注浆过程中随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，以便分析注浆效果。

三、洞身开挖

1、开挖方法：隧道开挖方法、方式应根据地质条件、覆盖层厚度、隧道长度、工期要求、断面大小、结构形式、机械配备、周围环境的需要、综合经济效益等因素而确定，通常情况下我们有CRD、CD、双侧壁导坑、中导洞法、弧型导坑预留核心土开挖、台阶法、全断面法等。洞身开挖进度应与支护、仰拱、二次衬砌等后续工序协调进行。

2、爆破施工：爆破施工为目前我们钻爆法施工的基本洞身开挖方式，其施工质量的好坏直接对隧道施工的安全、质量、进度、成本均造成决定性的影响，因此，爆破施工的爆破参数选择是我们控制的重点和难点。

在爆破参数的选择上，书本上的东西和其它的施工经验都只能作为一个参考，每种类型的围岩，每个地方的围岩，以及因为节理发育情况等均存在一定的区别，就会造成搬用其它的爆破参数施工不一定合理，因此在进行爆破开挖前，首先要确定好炮眼间距，炮眼深度，每立方装药量、掏槽眼的设计等，并且在施工过程中也要根据围岩的变化情况不断的调整爆破参数。

为了使爆破经济、效果良好，同时满足施工要求，我们在爆破施工管理中要做到：开挖轮廓形状和断面尺寸应符合设计要求，尽量减小开挖轮廓线的放样误差，有条件宜采用激光指向仪、隧道激光断面

仪等辅助手段确定开挖轮廓线和炮孔位置，即使人工定位也要做到尽量精准。通过爆破试验，选择合理的钻爆参数，必要时在施工过程中，根据地质条件的变化和对振动波的监测，不断调整钻爆参数，实现光

面爆破，把对围岩、支护及衬砌的扰动减到最小程度。施工过程中把监控量

测、地质预报纳入工序中，开挖前应按设计要求进行超前地质预报，开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息，做好施工方法的调整以指导施工。

周边眼间距与抵抗线的相对距离要合理，通常减小周边眼间距和抵抗线，爆破后轮廓成形好。周边眼装药集中度太大易造成超挖；而太小易造成欠挖。装药结构应均匀分布，眼底可相对加强一些。软岩周边眼装药宜采用导爆索或导爆索束。周边轮廓线和炮眼的放样宜采用隧道激光断面仪或其它类似的仪器，尽量减少人工操作。周边轮廓线的放样误差应不大于士

2cm。减少周边眼开眼误差：硬岩开眼位置在轮廓线上；软岩可向内偏

5~10cm。应减小外插角的误差，一般小于3m时外插角的斜率宜为0.05;大于3m时外插角的斜率宜为0.05~ 0.03;外插角的方向应与该点轮廓线的法线方向相一致。

隧道预留沉降量动态调整：隧道周边围岩变形量与隧道跨度、施工方法、施工质量等多种因素有关，施工中应根据量测结果进行分析，及时调整下一阶段同级围岩的预留变形量，以防止围岩的实际变形量

超过预留变形量造成初期支护侵入二次衬砌，或因预留变形量过大造成增大二次衬砌厚度或增加回填等现象。武广线围岩沉降量预留参考

武广线各级围岩爆破参数参考表：

四、初期支护

我们隧道开挖后，用于控制围岩变形的主要支护方式，在新奥法隧道

施工理念中，初期支护在W级以上围岩中承受全部的围岩应力，二衬只作

为安全储备，在W级以下围岩里初期支护承受80%以上的围岩应力，二衬只承受20%左右围岩应力。因此在隧道施工中，初期支护作为主要的受力结构，关键工序的关键部位必须做到规范施工。

1、锚杆

在新奥法施工工法中，锚杆作为柔性支护，主要作用是对爆破开挖后，轮廓线四周2~3米爆破扰动围岩及因为开挖后产生临空面而产生应力松弛围岩进行加固，加固原理就是通过锚杆、垫片将松弛围岩锚固在稳定的基岩面上。因为作为柔性支护，锚杆容许围岩有部分变形。

为了使锚杆施做能达到预期的效果，在锚杆施工过程中应注意以下几点：a、打设位置的选择：锚杆要垂直于节理面施工，才能起到很好的加固效果，需要现场的施工人员能对地质情况作出正确的判断，并不是一定要成径向施工。b、锚杆长度：要伸入稳定基岩锚杆才能起到锚固效果，否则锚杆施做没有意义，反而本身成为荷载.c、锚杆施做时间：一般情况下，锚杆施做要在爆破后12小时内完成，

围岩开挖后应力从分布需要一定时间，也就是围岩有一定的自稳能力根据实际施工经验一般W、V级围岩自稳时间都在12小时以上，因

此，我们爆破后出碴、初喷混凝土等工序要明确规定时间，保证12小时内完成锚杆施工。d、锚杆的注浆效果：锚杆的抗拉拔力并不是检验注浆效果的唯一标准，在施工中，如果只有1 m左右的锚固砂浆，或则锚杆本身弯曲，用捶打入后稍微注点浆也能满足规范规定50KN 的抗拔力，因此现场施工人员必须对注浆全场监督完成，而且锚杆尾端要设置螺母、垫片，对围岩变形起到约束作用。

2、钢支撑

钢支撑作为刚性支护，和锚杆的作用不同，起到限制围岩变形的作

用。因此在拱架施工时不能将锚杆和拱架焊接在一起，这也是目前隧道施工中比较不注意的。为了使拱架施工后能起到预设作用在拱架施工时应该注意几个问题。

A 、立拱架的垂直度：外力方向和拱架断面的平面一致时拱架才能作为刚性支撑。隧道开挖后可以近似认为外力方向是一个垂直断面，一旦拱架倾斜度较大，其刚性支撑效果将大大减少。

B、拱架和围岩的密贴情况：一般来说拱架和背部围岩成点接触，当围岩发生应力松弛时，拱架将局部受力，造成拱架变形。因此拱架立好后在拱架背后安好楔形垫块，平均0.5m 一个，可以基本保证应力均匀分布。拱架背后如果能与喷射混凝土相结合将能发挥好的作用，但实际施工过程中拱架背后难以喷实，不仅对拱架受力造成影响，而且对将来防水也会留有“后遗症” 。在喷射混凝土施工时因该做到精细化作业，尽量消除拱架背后不密实这一弊端。

C、拱架的加工和安设，拱架加工时注意对照规范将各项指标进行检查，施工时法兰盘接板作为一个施工薄弱环节，必须加强控制，

而且除了施工方法规定，尽量不将法兰盘接板留在拱顶。每次立拱架拱脚必须在稳定岩面上或用水泥块，钢板衬垫，在做上断面施工时，可以将拱脚用彩条布、塑料等包裹，以便下部搭接，但严禁用虚碴堆裹。在拱脚和接板位置均要安设螺纹钢锚杆，加固薄弱环节。

3、喷射混凝土

喷射混凝土作为锚喷支护的重要组成部分，其施工质量的好坏对支护效果能起到控制性的作用。