隧道施工基础知识

1、隧道基础知识（二）湖南北新天际重庆渝长扩能项目YCTJ2协议段项目经理部主讲人：周从伟隧道施工基础知识第1页一、隧道早期支护隧道早期支护应采取喷锚支护，依据围岩特点、断面大小和使用条件等选择喷射砼、锚杆、钢筋网和钢架（格栅钢架和型钢钢架）等单一或组合支护形式。主要形式有：（一）、喷射混凝土（二）、锚杆施工（三）、钢筋网（四）、钢架制作隧道施工基础知识第2页（一）、喷射混凝土喷射混凝土是在隧道工程施工中，为尽快使开挖工作面稳定一个支护办法。它是借助喷射机械，将水泥、砂、石子、水按百分比配合成拌合料（掺加速凝剂），以高速喷射到受喷面上，依靠高速喷射时集料重复连续撞车压密砼硬化而成支护方式，其喷射砼

2、能够在几分钟内终凝聚，且强度增加快，并与其它支护办法联合形成支护整体，抑制围岩变形，到达围岩快速稳定。施工采取湿喷机及配套湿喷技术。混凝土采取强制式拌合机拌和，自动计量；由搅拌运输车运到现场后，经湿喷机二次拌合，以高压风为动力，经喷头射至受喷面。隧道施工基础知识第3页喷射混凝土施工工序图隧道施工基础知识第4页（一）喷射混凝土a、混凝土喷射前应认真检验隧道断面尺寸，去除杂物，冲洗受喷面。全方面检验调试喷射作业系统。设置控制喷射砼厚度标志。b、混凝土生产混凝土在洞外自动计量拌和站，采取分次投料工艺，按配比集中生产。c、喷射作业成品混凝土采取混凝土搅拌运输车运至湿喷机转子活塞凸轮喂料斗，TX-1型液

3、态速凝剂在湿喷机专用入口添加，由计量泵将速凝剂经过胶管压入喷咀，依靠喷射管中压缩空气将速凝剂雾化与物料充分混合后喷出。湿喷机工作时要求系统风压大于0.5Mpa，风量大于10m3/min，工作风压普通控制在0.40.5Mpa。隧道施工基础知识第5页（一）、喷射混凝土隧道施工基础知识第6页（一）、喷射混凝土隧道施工基础知识第7页（二）、锚杆施工锚杆是在围岩开挖时，为防止岩体涣散塌陷，在岩体打入实心或空心钢材加工杆体，起到对土体加筋和联结成整体作用，锚杆与围岩间采取砂浆或其它材料固结，并设置钢垫板固定。锚杆孔开孔偏差及钻孔角度偏差不得大于规范要求，以充分发挥锚杆穿连和楔形分块作用。锚杆钻孔应圆而直，

4、孔口岩面整平，并使岩面与钻孔方向垂直。中空注浆锚杆注浆压力控制在0.7Mpa1.0Mpa，连续15min终止。常见锚杆有：砂浆锚杆、中空注浆锚杆隧道施工基础知识第8页（二）、锚杆施工1、砂浆锚杆采取20MnSi22mm螺纹钢筋。检验锚杆类型、规格、质量及其性能是否与设计相符。隧道施工基础知识第9页（二）、锚杆施工（1）YT-28风钻开孔，方向垂直于岩层层面，开孔直径为50mm，并用吹管将砂石吹出（风压0.50.6Mpa）钻孔深度大于锚杆设计长度。（2）检验孔内有没有充填物，如有充填物，用吹管吹出或掏勾勾出。（3）锚固卷浸水前上端扎3-5个小孔(孔径1mm)。浸水后经过滤纸进入锚固卷中水占据了锚

5、固卷中小空间，原微小空间空气被挤出排出，直到小孔不冒泡即浸水结束，这时水灰比约为0.340.35最理想范围,马上取出安装使用。（4）将浸好几个锚固卷装入眼内，用炮棍送至眼底，将锚杆插入。其位置尽可能居中，端部外露长度为515cm。锚杆插入过程中，注意旋转，使粘结剂充分搅拌。锚杆安设后，其填充砂浆终凝后马上安装托板，拧紧螺帽。隧道施工基础知识第10页砂浆锚杆施工工艺图隧道施工基础知识第11页（二）、锚杆施工2、中空注浆锚杆（1）中空注浆锚杆施工流程YT-28风钻钻孔、清孔锚杆插入锚孔锚杆尾端安装止浆塞、垫板、螺母连接锚杆尾端和注浆泵注浆（2）中空注浆锚杆结构杆尾：与YT-28风钻连接，可与注浆胶

6、管套接。杆体：中空厚壁全螺纹杆体，外径25mm，内径15mm。可任意切割，便于安装配件，同时作为锚杆，齿峰凹槽深入提升锚固力。联结套：使锚杆能边钻进边加长到设计长度，使用联结套接长到设计长度。隧道施工基础知识第12页中空注浆锚杆施工工艺图隧道施工基础知识第13页中空注浆锚杆大样图隧道施工基础知识第14页（三）、钢筋网钢筋网施工先在钢筋加工场用钢筋按设计网格间距制成1.5m左右大小网片，点焊节点不少于全部20%，其余用铅丝绑扎；运到现场后，点焊固定在锚杆头或钢架上，网片间搭接长度大于20cm。隧道施工基础知识第15页钢筋网施工图隧道施工基础知识第16页（四）、钢架施工1、钢架加工为集中制作。加工

7、后试拼，允许误差为：沿隧道周围轮廓偏差为3cm，平面（翘曲）偏差2cm，不合格禁用。2、初喷混凝土后，严格按设计架设钢架，钢架安装允许偏差横向和高程均为5cm，倾斜度不得大于23、钢架两侧拱脚基础必须牢靠坚实。安装前清理洁净底脚处浮碴；拱脚标高不足时，设置钢板或用混凝土调整；安装先将钢架节段预组装成安装段，拧紧连接螺栓。格栅钢架立起后，据中线、水平将其校正到正确位置，然后用定位筋固定，并用纵向连接筋将其和相邻钢筋格栅连接牢靠，钢架与壁面间用钢楔或混凝土垫块楔紧。隧道施工基础知识第17页钢架安装工艺流程图隧道施工基础知识第18页钢格栅制作隧道施工基础知识第19页钢格栅八字筋隧道施工基础知识第20

8、页工字钢架隧道施工基础知识第21页钢架安装隧道施工基础知识第22页衬砌图隧道施工基础知识第23页二、隧道施工辅助工法考虑到隧道工程地质、水文地质和环境条件复杂性，要确保隧道安全顺利实施，除认真做好早期支护结构外，还应依据隧道围岩特征，采取适当辅助工法，以到达围岩快速稳定目标。惯用辅助工法见下表所表示。隧道施工基础知识第24页隧道惯用辅助工法主要设计参数和应用时机辅助工法名 称工法设计参数说明应用时机管棚工法在隧道开挖前，沿开挖工作面拱部外周打入70180钢管，压注砂浆，开挖时用钢架支护等支撑这种钢管所进行支护方法。洞口、浅埋段、拱顶地质松软易坍落、下穿公路等建筑物、预防地表沉降。小导管预注浆工

9、法在开挖前，沿开挖面拱部外周打入3870钢管，压注浆液，开挖时用钢架支护等支撑这种钢管所进行支护方法。拱顶薄层松软带、断层破碎带、有地下水影响地质不稳定、易于坍落、级围岩隧道段。帷幕注浆工法在隧道开挖前，为了固结围岩，填充空隙或堵水而沿着开挖面及周围进行注浆。极软弱围岩，大富水断层破碎带、地下水发育可能引发大量地下水流失隧道。径向局部注浆工法先隧道开挖后，沿隧道径向进行局部钻孔注浆方法。为封堵隧道周围股流或小面积渗水以及固结局部围岩。地表旋喷桩加固工法在需要进行加固土体上方，垂直钻设灌浆孔，高压注入空气、水及水泥浆，撕裂土体扩大灌浆范围，并利用水泥浆固结土壤，抵达增加土壤自承力不足作用。软岩浅

10、埋隧道，基础支撑承载力不足，地下水位较高明挖围护结构防水等。超前玻璃纤维稳定工作面工法在开挖工作面 ，超前钻设玻璃纤维锚杆，并进行注浆加固，以抵达止水及固结前方围岩目标。开挖面呈流动不稳定时，玻璃纤维锚杆在开挖时易于截断。隧道施工基础知识第25页(一)超前小导管预支护小导管采取423.5mm无缝钢管，前端呈尖锥状，尾部焊6钢筋加劲箍，管壁四面按15cm间距梅花形、钻设10mm压浆孔，管端预留110cm止浆段。小导管在现场加工成型。钻孔前先喷混凝土封闭掌子面。测量布孔后，凿岩机对正孔位，以紧靠开挖面钢架为支点。成孔后，用吹管或掏勺将孔内砂石吹（掏）出，人工推送钢管入孔，管口用麻丝和锚固剂封堵。然

11、后，小导管口旋上孔口阀，连接注浆管路，用注浆泵，按由下至上、浆液先稀后浓、注浆量先大后小方法注浆，如遇串浆或跑浆则隔孔灌压。注浆前，注浆系统要试运转，并做压水试验，核实岩石渗透性；在注浆前试验合理确定浆液配比、注浆压力等注浆参数；结束标准以注浆量控制为主，终压校核。注浆后至开挖前时间间隔，视浆液种类宜为48h。开挖时保留1.52m止浆墙，预防下一次注浆时孔口跑浆。隧道施工基础知识第26页小导管隧道施工基础知识第27页超前小导管施工工艺图隧道施工基础知识第28页超前小导管成品隧道施工基础知识第29页超前小导管隧道施工基础知识第30页超前小导管隧道施工基础知识第31页（二）、管棚施工管棚用无缝钢管

12、，布设方向与路线中线平行，管棚分节制作安装，节间用丝扣连接。管棚钢管内用砂浆填充增加刚度。施工选取地质钻机进成孔并顶管安装管棚，风动干钻法成孔，用注浆泵注浆。施工前，在拱脚处选2个孔作试验孔，找出地层特点，并进行注浆和砂浆充填试验。隧道施工基础知识第32页管棚图片隧道施工基础知识第33页（二）、管棚施工1、施工准备施工准备主要工作是设备配置，依据设备要求开挖工作室，并作好支护。主要包含钢管加工。棚管采取热轧无缝钢管分节制成，丝扣联接。钢管前端作成锥体方便安装。管长按设计要求制作，管尾焊接法兰盘与注浆管尾端联接。隧道施工基础知识第34页（二）、管棚施工1、施工准备施工准备主要工作是设备配置，依据

13、设备要求开挖工作室，并作好支护。主要包含钢管加工。棚管采取热轧无缝钢管分节制成，丝扣联接。钢管前端作成锥体方便安装。管长按设计要求制作，管尾焊接法兰盘与注浆管尾端联接。隧道施工基础知识第35页（二）、管棚施工2、混凝土导向墙施工按设计要求支立格栅钢架，施作混凝土导向墙，预埋导向管。工字钢与管棚导管焊成整体。导向管及工字钢固定时需准确测量定位。隧道施工基础知识第36页大管棚进洞隧道施工基础知识第37页（二）、管棚施工3、钻孔a、搭设钻孔平台采取一定直径能满足施工承载力钢管搭设脚手架，依据设计钢管单节长度搭建操作平台。b、测量定位、架立钻机在大管棚施工掌子面按照设计位置测设出每根钢管中心位置和标高

14、，用来控制设备和钢管就位以及施工过程中检验和调整，确保钢管施工精度。c、钻孔钻孔选取比管棚直径大2030mm合金钻头，在钢管一端管口焊接。钻机采取地质钻机，隔孔施钻。隧道施工基础知识第38页（二）、管棚施工4、安装钢管终孔时，由监理工程师及施工技术人员现场测量钻杆长度确定钻孔深度，合格后即可开始进行钢管安装。利用挖掘机将钢管顶入孔内，为防止在顶管过程中用力不均造成管棚钢管壁损伤影响内套连接，一方面在管端垫上缓冲木块，其次将已加工固定接头放在前端。隧道施工基础知识第39页（二）、管棚施工5、注浆钢管周围及孔口采取塑胶泥封堵，预留排气孔；成孔安管后注浆前先进行压水试验；在施工中，依据设计参数和围岩

15、情况试验调整，以到达预期效果。隧道施工基础知识第40页管棚施工照片隧道施工基础知识第41页管棚钻孔隧道施工基础知识第42页安装钢管隧道施工基础知识第43页三、隧道防、排水（一）洞口及地表防排水隧道施工前应对地表及隧道附近井泉、池沼、河流进行调查，进行观察与试验，分析其对隧道渗漏水影响，并进行处理。隧道覆盖层较薄时地表水水有可能渗透隧道时，施工前应对地表积水坑、洼等进行处理。隧道施工基础知识第44页（一）洞口及地表防排水1、洞口段及早修建天沟、截水沟，并预防水流顺坡散流，隧道排水沟与路基排水系统结合。2、洞口附近和浅埋隧道整平洞顶地表，不得积水。3、地表坑洼、钻孔、沉坑、裂缝等处应处填土分层扎实

16、，预防渗漏。隧道施工基础知识第45页洞口排水照片隧道施工基础知识第46页（二）洞内排水1、顺坡排水 为及时排除洞内渗水，保持洞内干燥，将洞内积水排至侧沟，分别在线路左侧和右侧设一条0.4m0.2m排水侧沟，水沟表面用砂浆抹平，以加紧流速，并作好日常疏导和维护工作。在膨胀岩段、土质地段、围岩松软地段，加强水沟铺砌厚度。顺坡排水至洞外污水处理池中。2、反坡排水 采取高扬程大流量分段逐层接力机械抽排方式。洞内路面设横坡，一侧设0.4m0.2m纵向排水沟，间距50m设一暂时集水井，水井大小和间距依据地下水渗流情况适当调整。掌子面积水采取多台小型移动潜水泵将积水抽至附近水箱式移动水仓(容量46m3)内，

17、再由潜污泵抽至下一级泵站水仓，如此接力抽至洞外污水处理池。配置抽水机能力应大于排水量20%以上，有备用抽水机。3、污水处理 洞内施工排放污水经沉淀过滤和净化合格后排放。滤碴由带挖斗机械装至自卸车上运出。4、施工中做好地质超前预报探明前方水文地质情况，提前疏排及做好其它办法准备，并预备抽水设施，快速排水，确保施工安全。隧道施工基础知识第47页（三）结构防排水隧道结构防排水遵照“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”标准施工，尤其要做好结构本身防水，对可能疑点进行引排和封堵，以到达建成后 “洞内无渗漏水，安装孔眼不漏水，洞内路面不冒水、不积水”标准。详细施工方法及办法以下：A 对岩面渗漏水预先

18、进行有效引排处理。B 喷砼是结构防水一道主要防线，要确保和围岩充分密贴。C 用超前预注浆和系统注浆锚杆，对围岩裂隙发育地段注浆止水。D、按设计要求精心施工防水层、盲沟、止水带、中心水管。隧道施工基础知识第48页1、 防水板施工(1)净空测量及喷射混凝土基面处理 防水板施作前，对隧道净空进行量测检验，对欠挖地段、凸凹不平、锚杆头外露等处基面进行处理，确保表面平顺，跨深比小于1/6，以满足净空及基面要求。(2)铺设土工布与防水板 利用作业台架铺设土工布与EVA防水板（HPDE防水板）。先铺设土工布，再铺设防水板。铺设前先将外露锚杆头切掉，用射钉枪固定土工布。EVA防水板：采取手动专用熔接器将EVA

19、防水板热熔在衬垫上。HPDE防水板：依据防水板上预设吊带位置用射钉枪固定配套吊环，然后跟进吊挂，勒紧吊带。整个隧道防水板为一整体，采取专用熔接器焊接，双道焊缝，不得有漏焊点，破损处必须补焊。防水板拼接采取专用焊机双面焊缝焊接，要求搭接宽度大于10cm，控制好热合机温度和速度，防止漏焊或过焊，确保焊缝质量，焊缝宽度尺量检验。铺挂应松紧适度，沿隧道纵向一次铺挂长度最少要比此次灌注砼长度多1.0m左右。隧道施工基础知识第49页1、 防水板施工(3)防水板保护焊接钢筋时在其周围用石棉水泥板进行遮挡，以免溅出火花烧坏防水层。及时灌注砼进行保护，二次衬砌时，在正对砼输送管口防水板处设置保护层，防止损坏防水

20、板。振捣人员经严格培训，杜绝振捣棒点触防水板现象，以免造成破坏。隧道施工基础知识第50页1、 防水板施工(4)防水板质量检验查看其是否与喷射混凝土密贴用手托起防水板，看其是否与喷砼面密贴。查看防水板是否有划破、撕裂、扎破等现象采取直观检验；查看粘接缝宽是否符合要求；采取充气试验查看是否有漏粘、假粘现象。充气检验：检验压力0.2Mpa，检验时间连续10-15min内，压力降不超出要求压力20% 。必要时,作破坏性检验：截取焊缝两处，沿焊缝剪开，看焊接是否密实，有没有漏焊、烤焦及空洞。防水层属隐蔽工程，二次衬砌灌注前应检验防水层质量，做好接头标识，并填写质量检验统计，待监理工程师认可后方准进行下道

21、工序。隧道施工基础知识第51页防水板安转工艺流程图隧道施工基础知识第52页无钉铺设防水板隧道施工基础知识第53页防水板铺设隧道施工基础知识第54页防水板施工完成后隧道施工基础知识第55页2、止水带施工 沉降缝和施工缝是结构本身防水微弱步骤。(1)止水带在安装时以及在混凝土浇捣作业过程中，不得被钢筋、石子和钉子刺破，如发觉有刺破、割裂现象，必须及时修补。(2) 沿衬砌设计轴线间隔0.5m在挡头板上钻一12钢筋孔，将加工成型10钢筋卡由待模筑砼一侧向另一侧穿入，内侧卡紧二分之一止水带，待模筑砼凝固后拆除挡头板，弯曲10钢筋卡套上止水带另二分之一，模筑下一环砼。经过钢筋卡固定止水带，预防浇筑砼过程中

22、止水带偏移。(3)加强砼振捣，排除止水带底部气泡和空隙，使止水带和砼紧密结合。隧道施工基础知识第56页2、止水带施工隧道施工基础知识第57页3、盲沟施工隧道设环向盲沟50mm透水管，纵向盲沟80mm透水管。纵环向盲沟用三通连接，使环向盲沟内水聚集于纵向盲沟，纵向盲沟在拱脚部位直接拉入两侧水沟或中心水沟。隧道施工基础知识第58页3、盲沟施工隧道施工基础知识第59页四、隧道二次衬砌 隧底（仰拱及充填）采取分段整幅全宽一次浇筑方案，拱墙采取全断面液压模板台车一次整体衬砌。在洞口设置混凝土搅拌站，混凝土运输车运输，混凝土输送泵泵送入模。仰拱施工宜超前拱墙3倍以上衬砌循环作业长度。隧道施工基础知识第60

23、页（一）仰拱及铺底1、施工方法仰拱及铺底砼施工测量放样，由内轨顶标高，反算仰拱基坑底标高；仰拱、基坑一次开挖到位，仰拱及时施作，尽早使支护闭合成环，整体受力，确保结构稳定。待喷锚支护全断面施作完成后，即灌筑仰拱混凝土及部分填充。为能实现仰拱施工与掘进、衬砌平行作业，在仰拱、铺底或填充工作面上搭设移动式仰拱栈桥，栈桥上能够行驶运输车辆及机械。行车栈桥采取工字钢制作，一端支撑在枕木垛上，另一端支撑在已浇筑完混凝土上，下面设橡胶垫对混凝土面进行保护。行车过桥移动利用机械牵引，桥下预留满足施工需要空间。隧道施工基础知识第61页（一）仰拱及铺底2、混凝土施工混凝土浇筑前，人工辅助清理底部浮碴杂物；将上循

24、环仰拱混凝土接头凿毛处理，按设计要求安装仰拱钢筋，并预留与边墙衬砌连接筋；自检合格后，经监理工程师检验合格后浇筑，浇注仰拱混凝土时由仰拱中心向两侧对称进行。仰拱与边墙衔接处加强捣固，以确保混凝土密实。混凝土浇筑采取泵送，从前到后一次浇注成型，人工摊铺，插入式振捣棒捣固，初凝之前抹平压光。为确保仰拱曲率，采取纵向挂线控制。隧道施工基础知识第62页仰拱钢筋制作隧道施工基础知识第63页仰拱钢筋隧道施工基础知识第64页3、隧底填充在施工混凝土前，去除仰拱面碎渣、粉尘，并冲洗洁净，到达没有积水、没有浮渣。仰拱混凝土到达设计强度70%后，即安排浇注隧底填充混凝土。隧道施工基础知识第65页仰拱施工工艺流程图

25、隧道施工基础知识第66页（二）拱墙衬砌在普通情况下，二次衬砌应在围岩和早期支护变形基本稳定后施作。变形基本稳定应符合隧道周围位移速度有显著减缓趋势。拱脚水平相对净空改变速度小于0.2mm/d，拱顶相对下沉速度小于0.15mm/d。在特殊条件下（如涣散堆积体、浅埋地段等）修建隧道，应及时施作二次衬砌。隧道施工基础知识第67页（二）拱墙衬砌1、拱墙衬砌施工前应做好以下工作：衬砌所用原材料质量及其贮运方式应符合相关要求。应做好地下水引排工作，仰拱及基础部位虚渣及积水必须清理洁净。防水层或喷层表面粉尘应去除并洒水湿润。施工机具、钢拱架、模板台车等必须经过检验，并进行机械试运转。隧道施工基础知识第68页

26、台车进场拼装隧道施工基础知识第69页台车进场拼装隧道施工基础知识第70页台车行走隧道施工基础知识第71页（二）拱墙衬砌2、施工程序材料及机械设备准备工作，施工前技术工作准备；钢筋加工，基础处理；安装钢筋及模板（包含预埋件安设）；搅拌混凝土，输送到施工场地进行浇筑作业；洒水保养，拆模。隧道施工基础知识第72页（二）拱墙衬砌3、钢筋工程用门式钢管架做绑扎工作平台，在衬砌砼浇注前一环施作。为确保洞身钢筋位置准确，上下垂直，间隔均匀，在平台上按洞身截面尺寸设纵向钢管做托架，架起洞身主筋，并固定钢筋位置，下部与仰拱钢筋搭接焊，然后从下至上对称绑扎钢筋。绑扎前钢筋上用卷尺量出控制点并划线，搭接长度符合规范

27、要求，在搭接焊周围用石棉水泥板进行遮挡，以保护防水层。隧道施工基础知识第73页（二）拱墙衬砌4、模板砼二次衬砌施工采取全断面钢模台车，衬砌台车要做专门设计，满足刚度和强度要求。5、二衬砼浇注砼在自动计量拌和站拌和，搅拌运输车运输，泵送砼，插入式振动器振捣，封顶采取输送泵接封顶器封顶技术。隧道施工基础知识第74页（二）拱墙衬砌（1）施工准备二次衬砌施工前准备工作主要是中线、水平测量，依据测设中线和衬砌净空宽度，放出衬砌台车位置处十字线，依据水准基点高程和预留沉降量值，并考虑施工误差，在岩壁上标出起拱线标高。（2）台车就位二衬砼施工采取自动走行全断面钢模液压台车，行走轨道采取38kg/m以上钢轨，

28、严格控制轨道中心距和轨面标高。台车模板定位采取五点定位法，台车顶部加设木撑或千斤顶，以免在浇注边墙砼时台车上浮。依据测设中线及水准点将台车停稳定位准确后进行立模作业。按设计位置固定预留洞室和预埋件，安装挡头板及止水带、止水条。隧道施工基础知识第75页（二）拱墙衬砌（3）混凝土浇注为确保混凝土含有良好密实性、耐久性，抗冻性到达设计要求抗压、抗折、抗渗、抗冻指标，混凝土配合比要严格按照选定配合比供料和加水，按要求添加砼外加剂。、砼在洞外砼集中拌和站生产，自动计量。拌和采取分次投料拌和工艺，严格拌和时间，确保砼生产质量。施工所用原材及外加剂应符合设计及规范要求。、混凝土浇注：采取泵送浇注工艺，机械振捣密实。、泵送前采取按设计配合比拌制水泥浆或按骨料减半配制砼润滑管道。、砼由下至上分层、左右交替、对称灌注。每层灌筑高度、次序、方向应依据搅拌能力、运输距离、灌筑速度、洞内气温和振捣等原因确定。为预防浇注时两侧侧压力偏差过大造成台车移位，两侧砼灌注面高差宜控制在50cm以内，同时应合理控制砼浇注速度。