高速公路隧道施工技术交流课件PPT（大量附图110页）

1、高速公路隧道施工技术交流 高 小 华 2014.4.10 一、工法： 二、施工准备： 三、常见质量问题： 四、施工质量控制要点： 采用新奥法施工掘进的主要开挖方式有：全断面法、台阶法、环形开挖留核心土法、双侧壁导坑法、单侧壁导坑法、交叉中隔壁法（CRD法）。隧道掘进方式可根据围岩条件、隧道长度、断面结构、支护衬砌、工期要求、机械设备等实际情确定。一、工法全断面法一、工法台阶法一、工法环形开挖留核心土法一、工法双侧壁导坑法一、工法单侧壁导坑法一、工法交叉中隔壁法（CRD法）一、工法隧道施工理念爱护围岩内实外美动态施工重视环境一、工法 “爱护围岩”：一层含义是不损伤或少损伤遗留围岩的固有支护能力，

2、这可以通过采用机械开挖技术和控制爆破技术予以解决；另一层含义是通过各种手段和方法，如采用临时支护、加固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。一、工法 “内实外美”： 关键是内实，而内实的关键就是要做到“四密实”，即混凝土密实、喷射混凝土密实、喷射混凝土与围岩密实、二次衬砌与初期支护密实。外美即混凝土外露表面要美。一、工法 “重视环境”： 一层含义是指内部环境，即施工作业环境，为施工人员提供较好作业环境；另一层是指外部环境，即对周边环境的影响，主要是加强环境保护。一、工法 “动态施工”： 隧道施工过程中的地质条件是不断变化的；其力学状态也是不断变化的，隧道施工的各种决策都要根据施

3、工阶段的地质情况、监控量测结论和质量控制技术进行管理，施工过程中一定要遵循“岩变我变”、“水变我变”、“地变我变”、“时变我变”的原则。一、工法二、施工准备 全面落实高速公路“五化”建设要求，坚持以人为本、因地制宜，高标准、高起点做好场地临建工作，积极应用隧道新型机械设备，不断提高机械化施工水平，全面提升工程品质和形象！ 1、一般规定 隧道施工前应熟悉设计文件，领会设计意图，做好现场调查和图纸核对工作。 施工调查应包括： 1）、施工地理环境、气象和水文地质条件； 2）、洞口位置和相邻工程情况； 3）、施工运输道路、供电、通信、水源、征迁情况、弃渣场地的容纳能力； 4）、原材料及半成品的品种、质

4、量、价格及供应能力等，爆破器材的供应情况、供货渠道及管理方式等； 5）、生态、环保要求以及当地的风俗习惯及主要事项；二、施工准备设计文件核对应包括： 设计文件相互之间的一致性、系统性，是否存在差、错、 漏，尤其是与机电、路基桥梁等相关工程的相互衔接； 平纵参数计算、工程量计算是否正确；洞口地形、地貌、 地上、地下管线和周边建筑物是否与现场一致； 穿越不良地质地段的设计方案、工程措施的合理性、可实 施性； 洞口位置、边仰坡的稳定程度，洞口的排水系统是否完善。二、施工准备 2、技术准备 2.1、根据总体施工组织设计，编制实施性施工组织设计。包括施工方法、工区划分、场地布置、进度计划、工程数量、人员

5、配备、主要材料、机械设备、电力和运输以及安全、质量、环保、技术等主要内容。二、施工准备说明： 1）、隧道施工方案应根据施工条件、隧道的长度、隧道断面、埋置深度、工期要求、环境保护、资源配置等因素综合确定。 2）、要对隧道施工的特殊过程、关键工序编制施工作业指导书，并做好施工技术交底工作，使施工人员掌握特殊过程、关键工序的作业程序、施工方法、质量标准，了解安全、节能环保等有关注意事项。二、施工准备 2.2、实施性施工组织设计应报批，在实施过程中应根据客观条件、生产资源配置情况及时调整施工组织设计，实行动态管理。 2.3、对于长大隧道、地质或水文地质条件复杂、结构受力以及施工环境复杂的隧道，施工单

6、位应进行隧道施工安全风险评估工作，并制定各项应急保障预案。二、施工准备 3.1 隧道洞口应安装安全监控系统，设置值班室，设立人员进出洞登记制度，并有专人负责；通过门禁系统确保外人不得随意进入施工现场，且对施工人员进行统计和考勤。二、施工准备 3.2 通过视频监控系统，随时掌握洞内施工情况，确保施工过程的安全和施工质量的监控。人员定位系统和考勤系统可以明确洞内人员位置、数量和各自状态，结合视频监控系统可随时掌握洞内人员情况。二、施工准备LED显示屏感应芯片监控系统管理平台感应器二、施工准备二、施工准备3.3应急逃生灯视引导系统二、施工准备3.4 安全预警指示系统二、施工准备3.5 移动信号延伸系

7、统 3.6 洞口应设置急救室，内部设置应急救援设备，随时准备对突发情况进行处治。二、施工准备 3.7 驻地应设置办公区、生活区标牌，办公区设置施工告示牌、安全生产责任牌、民工工资公示牌、党员先锋岗、宣传栏、黑板报、读报栏等；各部室应挂起标准化要求的相应图表。 二、施工准备二、施工准备 4 钢筋加工场 隧道应配备型钢钢架冷弯机和钢筋网片加工定位架。二、施工准备 钢筋、钢拱架加工采用数控设备制作，杜绝半成品加工误差。钢筋网片采用数控钢筋网排焊机：能大大提高网片的加工精度和效率，加工产品实现工厂化，合格率能达到100%，该项工作由以前的5人减少至1人，且还不需要满负荷的工作。二、施工准备 钢拱架制作

8、采用数控型钢冷弯机：将型钢加工中顶推设备的伸缩进尺由过去的人为控制变换为电脑数控，全部采用机械作业，实现了产品加工工厂化、智能化。二、施工准备 钢筋加工场要求便于构件运输，规划合理，堆放整齐，各项安全设施齐备。二、施工准备 5 供风、供水、供电 5.1 供风： 压风站选址应靠近变电站并位于洞口旁，应有防水、降温、保温和防雷设施，供风管道布置应尽量避免压力损失，隧道开挖掌子面风压应不小于0.5MPa。 二、施工准备 5.2 供水： 按施工需要的供水压力（水压一般不小于0.3MPa）合理选址修建高位水池，主要优点是利用高差，保证洞内最高水点的水压，同时安装好上、下水管路。 供水水池位置不宜设在隧道

9、的顶部，供水管路铺设宜避开交通繁忙地区，和地质不良地段，管路铺设不宜采用高架的形式。二、施工准备 5.3 供电： 隧道施工临时用电，架设安装按永久用电标准进行，尽量做到永临结合。 变电站宜设在洞口附件，洞外变电站应设置防雷击和防风装置，且应靠近负荷集中地点并设在电源来线一侧。 二、施工准备 6 弃渣场、炸药库 6.1 弃渣场： 弃渣场选址应不得占用其他工程场地和影响附近设施的安全；不得影响附近的农田水利设施，不占或少占农田；不得堵塞河道、河谷，防止抬高水位和恶化水流条件；不得挤压桥梁墩台及其他建筑物。 隧道弃渣必须“先挡后弃”，禁止设在上游。 弃渣符合环保规定，工程竣工后，平整弃渣场，覆盖土层

10、植草、植树。二、施工准备 6.2 炸药库： 炸药库设置应远离居民区，并经公安部门批准，办理相关手续，距离洞口不小于500米。 药、管要分库设置，距离不小于30m，爆炸物品堆码应垫高20-30cm，置放雷管时必须铺设胶质皮垫；设置必要的灭火器、砂等必要的消防器材，仓库内应设置自动报警装置。 必须安排专人负责看守，工作人员住房和看守房必须设在库外。二、施工准备 1、进洞前未能对地质、地貌进行详细勘察，对浅埋偏压、滑坡的地形地貌，松散破碎，节理发育层理杂乱，易塌坍易滑落的不良松散地质加固措施不当，隧道进洞后洞口段出现变形或塌方。三、常见质量问题偏压导致洞口初期支护变形三、常见质量问题洞口仰坡滑塌三、

11、常见质量问题 2、超前地质预测预报质量不达标（过程管理不严格、判释失误等），部分隧道施工未进行超前地质预报监测，严重影响了预处理措施的合理性。三、常见质量问题隧道涌水三、常见质量问题三、常见质量问题隧道突泥三、常见质量问题 3、开挖前的围岩支护预处理（包括超前支护和不良与特殊地质处治）不到位，开挖后出现塌方。三、常见质量问题掌子面塌方三、常见质量问题掌子面塌方三、常见质量问题 4、初期支护施工质量（超前支护、钢拱架间距、垂直度，连接螺栓，径向锚杆、锚管数量长度，初期支护厚度）不达标。三、常见质量问题超前小导管数量不足三、常见质量问题超前小导管未注浆三、常见质量问题钢拱架间距过大三、常见质量问题

12、连接螺栓数量不足三、常见质量问题径向锚杆数量不足三、常见质量问题径向锚杆长度不足三、常见质量问题初期支护厚度不足三、常见质量问题 5、光面爆破质量差，超挖现象严重，衬砌背后空洞没有杜绝，空洞回填质量不满足设计及规范要求。三、常见质量问题光面爆破差三、常见质量问题初支背后空洞未处理三、常见质量问题初支背后采用木板支挡三、常见质量问题超挖部分采用片石填塞三、常见质量问题 6、衬砌厚度、钢筋布设不符合设计，强度不足，严重削弱了衬砌的承载能力，造成衬砌开裂。三、常见质量问题二衬厚度不足设计三、常见质量问题钢筋布设不符合设计三、常见质量问题二衬开裂三、常见质量问题二衬掉块三、常见质量问题7、对围岩及支护

13、监控量测工作不重视，监控量测数据不可靠，难以及时掌握了解围岩及支护的稳定动态，丧失处理大变形甚至结构失稳的良机。三、常见质量问题初期支护变形三、常见质量问题初期支护失稳三、常见质量问题 8、防水板破损，环向、纵向、横向排水管不贯通，止水带、止水条安装不规范，导致二衬渗水。三、常见质量问题防水板破损三、常见质量问题环向排水半管安装不符合设计三、常见质量问题纵向排水管坡度不顺、安装不规范三、常见质量问题横向排水管安装不规范三、常见质量问题二衬渗漏水三、常见质量问题二衬渗漏水三、常见质量问题 （一）施工前期 1、熟悉设计文件及图纸，进行全面现场勘查，审（查）批实施性施工组织设计，其中V、VI级软弱围

14、岩、富水、偏压、浅埋、瓦斯含量高、大断面隧道必须组织专家评审。 2、审查桥隧相接处的设计，应注意重点核查桥台与洞门的平面位置是否冲突，避免因隧道退让桥台造成晚进洞。 3、审查隧道施工安全专项方案，检查施工现场安全防护设施、设备及救援逃生系统，检查隧道施工“门禁”系统运转情况及隧道施工现场视频监控系统设置情况。 四、施工质量控制要点 4、按照高速公路建设“五化”要求检查临建设施，按施工标准化要求审查施工工艺、设备。坚持因地制宜，推行隧道施工钢筋加工、混凝土拌合、构件预制“三集中”。四、施工质量控制要点 （二）洞口工程 1、洞口工程尽量避开雨季施工：有利于洞口边仰坡刷坡稳定，在开挖洞口之前必须提前

15、做好洞顶截水沟，设置必要的临时排水措施，永临结合，初步形成畅通的排水系统。 2、隧道进洞坚持“零开挖”原则：杜绝对山体的大挖大刷，在确保隧道洞口安全前提下与周围环境自然、协调，隧道进洞前，必须对各个洞口进行现场核对，进一步优化洞口及洞门形式，一般宜采用套拱加超前管棚的方案进洞。四、施工质量控制要点 对浅埋偏压的地形地貌，松散破碎，节理发育层理杂乱，易塌坍易滑落的不良松散地质必须提前加固方可实施进洞施工，特别是滑坡地质，必须完成全部滑坡治理工程措施，隧道进洞施工期间应对治理后的滑坡体及时进行监测。偏压洞口进洞时应对原设计方案进行核查，做好支挡、卸载及反压回填后再进行 进洞施工。四、施工质量控制要

16、点 3、优先施做洞门：为减少隧道施工干扰，确保洞口边仰坡稳定，洞口地质较好隧道在进洞一段距离、各个工序进入正常施工作业以后，要回过头来优先施做洞门，洞门施做完成后，及时进行洞口绿化。 四、施工质量控制要点 4、加强对明洞回填的控制：洞门墙后、明洞背回填应对称施填以免结构物偏压，回填坡面应平顺，利于排水；明洞防水层应严格按照设计要求施做。 5、超前大管棚、超前导管、超前钻孔注浆、超前锚杆、地表注浆加固、护拱等，必须严格按设计实施，并严格检查，详细记录，杜绝“偷工减料”的发生。四、施工质量控制要点 （三）洞身开挖 1、科学确定洞身掘进施工方式：应根据围岩的地质特征、规律及对隧道施工的影响范围与程度

17、释判围岩级别，科学确定掘进施工方式，充分发挥围岩自稳能力与承载功能。按照 特殊地质的开挖应遵循“先治水、短进尺、弱爆破、强支护、早成环、勤量测、稳步进”的原则。 富水隧道必须设置临时排水沟及时排水，反坡时应设泵站，避免积水浸泡拱脚及基底。四、施工质量控制要点 2、加强掘进爆破技术研究：隧道掘进是确保隧道施工质量、安全、进度的首要和关键环节，应严禁大进尺掘进；对石质围岩，爆破炮眼的孔位布置、装药量和装药耦合要根据围岩情况及时试验调整，采用光面爆破或预裂爆破技术提高开挖质量，不断提高炮眼残存率；要优化钻爆设计，提升爆破效果，严禁二次爆破；对软质围岩宜采用风镐、破碎锤等机械设备辅助开挖，严格控制超欠

18、挖、超挖部分采用喷射混凝土或混凝土回填。四、施工质量控制要点3、对工程地质、水文复杂的围岩地段必须进行超前地质预报：预测不良地质可能出现地段，接近其20米左右时要加强地质超前预报检测，用地质雷达或深孔钻探法，逐步确定不良地质是否出现，同时在施工开挖时严格控制打眼深度和装药量，缓步接近，并应根据超前地质预报结果提前调整初期支护参数，采取相应措施，确保安全通过。 对岩溶、富水、瓦斯、硫化氢、二氧化碳气体逸出，穿越煤层、破碎带的，应以水平钻孔方式进行超前预报复核，异常情况必须调整作业方案，强化防范措施，降低安全风险和施工成本。四、施工质量控制要点 （四）初期支护 1、初期支护各施工工序衔接紧密，施工

19、均衡：新奥法施工隧道的初期支护是整个隧道主要结构受力部位，因此隧道的初期支护施工，不仅要及时迅速，而且要密实牢靠。初喷、初期支护、二衬等施工环节中要至上而下落实“及时性”原则，确保隧道施工各工序在适当间距下连续均衡作业，整体推进。对 、 级围岩各道工序必须紧跟，仰拱至掌子面、二衬至仰拱间的距离必须严格控制。 四、施工质量控制要点四、施工质量控制要点2、确保超前支护施做到位 3、钢拱架基脚支撑稳固：施工前，对开挖轮廓、中线及高程要进行认真检查，确保钢拱架安装后与围岩密贴，否则应采用喷射混凝土补喷密实。 钢拱架基脚必须设置牢固，严禁置于虚碴上，必要时加设锁脚锚杆以充分发挥它对围岩的支撑作用。钢拱脚

20、虚置或焊在锚杆上吊空者，必须返工。拱脚标高不足，不得用片、块石砌垫，必须用钢板进行调整或用不小于C20砼浇筑。 四、施工质量控制要点四、施工质量控制要点四、施工质量控制要点 4、重视钢拱架、钢筋网片制作、安装质量：钢拱架宜采用工厂化数控加工，安装时必须保证构件垂直、螺栓紧固、连接钢板密贴，钢架节段间两连接钢板采用不少于设计数量的高强螺栓和焊接连接，禁止一榀钢拱架采用短料直接焊接。严格控制拱架间距，杜绝恶意拉大间距现象；对设计初期支护封闭成环的，必须及时封闭成环，可以有效控制围岩收敛变形。 钢筋网宜采用成品网或现场数控加工，铺设钢筋网时先初喷3-5cm喷射混凝土，保证与岩面密贴，钢筋网的搭接长度

21、不小于网格的长边尺寸，宜为12个网格。 四、施工质量控制要点 5、确保锚杆施做的长度和数量：锚杆锚固时要注重锚杆长度和有效锚固长度的检查，拱部锚杆应采用向上式凿岩机成孔，锚杆尽可能选用不可截断的定型锚杆，按照进尺、设计数量随时进行总量校核，杜绝偷工减料现象。对设计初期支护有锁脚锚管或者锚杆段落，必须确保施工长度和施做角度，严禁在该部位出现任何偷工减料行为，对施做有困难的必须有相应措施并得到设计单位认可。系统锚杆应尽量垂直岩面打入，保证围岩加固的有效范围。 6、喷射混凝土应推广湿喷工艺：砼喷射前必须清洁岩面，清除松动和破损岩面，喷射砼宜采用湿喷工艺，不得采用干喷工艺，混合料应随拌随喷，喷射砼的回

22、弹物不得重复利用，所有回弹物应从工作面清除。四、施工质量控制要点施工时应分层喷射，不留空洞，喷射砼强度和厚度应符合施工规范对喷层厚度的要求，应保证大面总体平整，施工时可采用直尺进行平整度检查。喷射混凝土终凝2h后进行养生，养生不少于7d。7、初期支护定期采用地质雷达扫描检测，作为工序交验的强制条件：初期支护工序交验必须按拱顶、两侧拱腰三条线雷达检测，排查出的空洞必须注浆或混凝土回填密实。 四、施工质量控制要点（五）仰拱 1、严控仰拱隐蔽工程施工：严格控制仰拱开挖断面，严禁欠挖，减少超挖，超挖大于规定时，应按设计要求回填，不得用洞渣随意回填；对仰拱中设置的闭合拱架和钢筋网片必须逐段检测，留存影像

23、资料，彻底杜绝偷工减料和间距超标现象；隧底虚渣清理干净，仰拱型钢与边墙型钢连接牢固，喷射混凝土密实。浅埋段仰拱应尽快封闭成环。四、施工质量控制要点 2、注意与排水工程衔接： 仰拱半幅施工应将接缝避开中心排水沟，防止水从接缝下渗危害隧道。仰拱顶面预埋二衬钢筋间距采用钢筋定位架控制准确，与边墙初支混凝土间预留纵向排水管位置。 3、严格控制仰拱填充片石掺量，保证混凝土振捣密实，顶面高程准确，不得侵占路面基层厚度。 4、不设仰拱的隧道，在施工找平层前要对隧底虚渣进行清理或有效碾压，确保路面基底稳定。四、施工质量控制要点 （六）防、排水 1、完善排水设计方案：隧道防排水施工应做到防、排、截、堵、疏相结合

24、，对地表、地下水妥善处理，排水设施应设置在地下水冻胀线以下。对隧道内的出水部位、水量大小、涌水情况、变化规律、补给来源及水质成分等做好观测和记录，并据此调整、完善防排水工程措施，有针对性的加强措施，更有效的防止隧道渗漏水。 2、施工关键首先是保证原材料质量，特别是排水半管、土工布、防水板的质量； 四、施工质量控制要点 3、排水半管必须打孔引水：在喷射混凝土施工前或过程中根据渗水情况埋设排水半管，保证初支表面完成后没有滴漏现象，应重视排水半管施工工艺，必须打设引水管，确保将围岩内部水及时排出。排水半管施工线形应顺直，无弯折及死角，且有足够刚度，富水区域偏下部设置35m的深眼引排。四、施工质量控制

25、要点 4、做好防水板挂设：防水板施工前初期支护必须检测合格，表面凸起物处理平顺。土工布及防水板应自下而上环状铺设、规范拼接、松弛度适当，必要时配备专用台车。防水板之间采用双缝爬焊并进行气密性检查，钢筋绑扎完毕台车就位前，重点检查防水板是否损坏，对损坏部分进行补焊，确保防水效果。四、施工质量控制要点 5、纵向排水管安装其标高应严格控制，保证其纵向排水坡度。防止出现排水管忽高忽低现象，造成排水管长期积水和堵塞，引起边墙底部渗水。排水管要按设计规范打孔，回填碎石要清洗过筛，防止杂物进入排水管，堵塞管道。 6、注意保护施工缝和沉降缝用止水带，在安装及浇筑砼时，注意保护止水带，不得被刺破和割裂，如有则必

26、须及时修补，止水带应就位于二衬厚度的二分之一处，且伸进两板二衬各一半。 7、应加强防水板后环向排水系统及纵向排水系统的检查，保证环向排水与纵向排水的衔接质量与畅通，并根据工程进展情况，专门进行通水试验，评估排水系统的适应性和有效性。四、施工质量控制要点（七）二衬衬砌 1、对隧道衬砌模板、二衬台车应实行准入管理。模板台车应采用整体自动升降并能自行式台车，两车道衬砌台车面板钢板厚度应不小于10mm；为减少衬砌模板间痕迹，外弧模板每块钢板宽度推荐采用2m，但不应小于1.5m，且接缝横平竖直，缝宽和错茬均不大于1mm。台车长度应根据隧道的平面曲线半径、纵坡合理选择，长度一般为912m，对曲线半径小于1

27、200m的台车长度不应大于9m,防止施工缝处出现错台。四、工序质量控制要点 二次衬砌浇注混凝土前，要认真检查模板台车各部位支撑结构是否牢靠稳固，止水带和各种预埋管件，预留洞室是否齐全，位置准确，浇注时是否会产生变形和移动，各种机械设备是否性能完好，备用设施是否到位。混凝土浇注必须两侧同步进行，防止一边侧压过大引起台车移位变形。施工时注意预留压浆孔，便于二衬背后有空隙时进行后压浆。四、工序质量控制要点 2、防止二衬错台：严格控制模板加工质量，确保两端模板弧度一致； 衔接混凝土一端的支顶设计应在液压油缸的基础上增设活的可调丝顶，在液压油缸支顶到位后，利用丝顶进行补强； 台车就位前，将混凝土搭接部位

28、及台车搭接部分表面彻底清理干净，使台车与混凝土表面尽量紧贴； 应将所有的支撑全部支撑到位，保证台车整体受力，台车两端边墙部位宜增加丝杠支撑，台车前端端部拱顶增设竖向支撑，以防台车上浮； 放慢边墙0-3m高部位混凝土的浇筑速度和严格控制混凝土坍落度； 合理控制混凝土的浇筑速度，并尽量左右对称浇筑； 保证台车模板与上一环混凝土的搭接长度10-20cm，曲线地段尽可能减小模板接茬的长度。四、工序质量控制要点 3、提高外观质量：二次衬砌麻面、水纹和气泡控制措施：a.提高混凝土拌合质量，混凝土塌落度不宜大于12cm；b.严格振捣作业工艺，控制好振捣设备和模板的距离以及振捣时间，确保不漏振、不过振。振捣时不得碰撞模板、钢筋和预埋件，距模板的垂直距离不应小于振捣器有效半径的1/2；c.在浇筑过程中利用橡胶锤对曲墙下部的模板进行适当的锤击，加速气泡的排出。 二衬不充许存在水平接缝和倾斜接缝，若浇筑砼因故中断，应在继续浇筑砼前，按规范要求处理接缝。 四、施工质量控制要点四、工序质量控制要点 4、应合理控制二衬与掌子面间距，推荐采用整体衬砌台