山岭隧道施工技术1

山岭隧隧道施施工技技术中铁隧隧道集集团有有限公公司刘招伟伟2010.072隧道工工程是是与人人类生生活息息息相相关的的古老老工程程，古古人类类为穴穴居而而开挖挖的洞洞穴，，应是是最原原始的的隧道道工程程。随随着人人类社社会的的进步步，隧隧道工工程修修建水水平也也不断断提高高与发发展。。隧道道工程程技术术发展展是与与社会会进步步和相相关学学科领领域的的技术术进步步密切切相关关的，，特别别是与与隧道道机械械设备备的更更新密密不可可分。。新技技术、、新设设备、、新工工艺的的应用用，使使隧道道工程程技术术发生生了质质的飞飞跃。。21世纪纪，，是是人人类类向向地地下下空空间间发发展展的的世世纪纪，，隧隧道道施施工工技技术术也也将将有有大大的的提提高高，，不不断断发发展展更更新新，，以以服服务务于于人人类类的的需需要要。。前言3重点点介介绍绍以以下下九九个个方方面面的的内内容容：：一、、当前前隧隧道道技技术术发发展展概概况况二、、山山岭岭隧隧道道的的施施工工方方法法三、、装装砟砟、、运运输输方方式式四、、辅辅助助工工法法的的应应用用五、、隧隧道道施施工工通通风风六、、特特殊殊地地质质条条件件下下的的隧隧道道施施工工要要点点七、、安安全全、、质质量量控控制制要要求求八、、隧道道及及地地下下工工程程面面临临的的基基本本课课题题九、、十十八八项项卡卡死死制制度度4一、、当当前前隧隧道道技技术术发发展展概概况况在二二十十世世纪纪以以前前，，隧道道建建筑筑主要要是是交交通通道道路路隧隧道道和和水水工工隧隧道道，，而而道道路路隧隧道道又又占占大大多多数数。。二二十十世世纪纪初初，，很很多多国国家家相相继继发发展展地地下下铁铁道道，，有有的的大大城城市市，，已已拥拥有有数数百百公公里里地地下下铁铁道道。。之之后后，，又又发发展展了了军军事事用用途途的的地地下下工工程程，，同同时时也也出出现现了了大大型型民民用用地地下下仓仓库库建建筑筑。。随随后后服服务务于于不不同同科科学学实实验验的的地地下下建建筑筑相相继继修修建建，，特特别别是是核核物物理理的的实实验验隧隧道道。。二二十十世世纪纪五五十十年年代代以以来来，，随随着着市市政政建建设设需需要要，，不不少少城城市市开开始始发发展展地地下下大大型型停停车车场场及及商商业业街街，，还还发发展展和和修修建建了了不不少少海海底底储储气气库库。。1、隧道技术术发展的的综合趋趋势5我国的隧隧道工程程，早期期主要以以铁路隧隧道为主主，到二二十世纪纪末，已已投入运运营的铁路隧道道6877座，总延延3667km，已列世世界前茅茅。我国国公路隧隧道的修修建起步步较晚，，但发展展很快，，高速公公路上相相继修建建长度超超过5km的特长隧隧道，最最长的终终南山隧隧道达19km多。我国国地铁也也处于发发展阶段段，北京京、天津津、上海海、广州州、南京京、深圳圳等城市市已有六六百三十十多公里里地铁投投入运营营，目前前已获批批修建地地铁的城城市达二二十多个个，总长长达2000公里。由由于大型型水电站站的建设设，长、、大输水水隧洞不不断出现现，如引引大入秦秦工程，，修建了了上百公公里的隧隧洞，其其中盘道道岭隧洞洞长15.7km；万家寨寨引黄入入晋工程程，有200多公里隧隧道，南南水北调调工程引引水隧洞洞就更多多了。我我国正在在修建不不少地下下停车场场。总之之，随着着人们生生活、生生产需要要，今后后将会修建建更多的多用用途、多多功能的的隧道与与地下工工程，6由于修建建技术的的不断提提高，过过去认为为无法修修建的隧隧道，已已经变成成事实。。隧道越越来越长长，通车车距离却却大为缩缩短，技技术条件件却越来来越好，，从而改改善了运运输条件件，已成成为当前前发展的的趁势。。国际隧隧协把大大于10Km的隧道划划为特长长隧道，，目前世世界各国国铁路上上已建成成的特长长隧道50多座，我我国占六六座即大大瑶山双双隧道（（14.295km）、长梁梁山双线线隧道（（12.782km）,秦岭两座座单线隧隧道（18.46km）、兰武武铁路乌乌鞘岭单单线铁路路隧道（（左右线线隧道各各长20.05km），渝怀怀铁路圆圆梁山单单线隧道道（全长长11.07km）。世界上最最长的为为日本青青函海底底隧道（（53.85km）,和第二长长的英、、法海底底隧道（（50.5km）。2、隧道的的单座长长度，向向长隧道道发展7近几年，，由于客客运专线线开始建建设，超超过10Km的单双线线铁路隧隧道就更更多了，，如石太太客运专专线太行行山隧道道（左右右线隧道道各长27.84km）、武广广客运专专线大瑶瑶山隧道道群（大大瑶山1号隧道10.08km,大瑶山2号隧道6.03km,大瑶山3号隧道8.39km），同时时我国还还在“世世界屋脊脊”上建建成了青青藏铁路路，并建建成了世世界海拔拔最高的的铁路隧隧道-风火山隧隧道（全全长1338m，海拔4905m）。隧道单座座长度不不断向长长隧道发发展，首首先在技技术上要要解决一一系列重重大问题题。因此此，单座座隧道长长度的增增加，是是衡量隧隧道工程程技术发发展水平平的重要要标志之之一。83、勘察设设计向综综合化、、现代化化发展隧道工程程建设，，与地质质条件紧紧密相关关。隧道道工程技技术发展展与地质质勘察技技术不可可分离。。地质学学的技术术进步，，为隧道道工程技技术发展展起到了了重要作作用。当当前地质质勘察综综合化，，隧道设设计现代代化，野野外测量量数据处处理自动动化，勘勘察设计计一体化化、智能能化，已已经成为为隧道工工程技术术发展的的趋势。。表现在以以下几个个方面：：9⑴对长大隧隧道，越越来越注注意进行行大面积积地质调调查和测测绘，进进行大面面积地质质选线；；由于陆陆地卫星星照片分分辨率的的不断提提高和普普及使用用，已能能够在室室内对隧隧道所在在位置的的区域进进行大面面积选线线并做到到充分优优化比选选；遥感感地质的的发展已已能在遥遥感图片片上对诸诸多工程程地质因因素加以以正确判判释，从从而使隧隧道选在在地质条条件较好好的位置置。GPS全球定位位系统在在隧道工工程中的的应用，，确保了了测量工工作在极极端困难难条件下下定位的的准确和和正确性性。10⑵地质勘察察多手段段、综合合化。除除了传统统的、必必要的地地质现场场测绘及及钻探外外，物理理勘探发发展迅速速，多种种物探方方法相互互补充印印证，再再有针对对性地用用钻探验验证，大大大提高高了地质质勘察资资料的准准确性。。地质资资料数据据处理技技术广泛泛采用了了计算机机，大大大加速了了对地质质数据的的分析、、判别、、处理速速度，为为隧道设设计提供供了可靠靠条件。。野外测测量数据据采集、、处理、、成图用用计算机机完成，，加快了了设计进进程。11⑶隧道设计计广泛采采用CAD技术，可以迅迅速进行多方方案比选，专专家系统的建建立和使用，，使设计更加加完善准确，，特殊情况下下的理论分析析，用大型软软件在计算机机上进行，很很快就能完成成分析，提出出成果，使过过去用人工计计算无法办到到的事变为事事实。⑷岩石力学学的发展，逐逐步使理论和和工程有机结结合，形成岩岩土工程科学学，由于岩石石力学理论上上的成就，近近代对隧道及及地下建筑物物的围岩变形形、结构受力力状态、围岩岩内部应力分分布等有了区区别于普氏理理论的全新概概念，从而使使设计出现了了新的突破，，新奥法原理理应用于设计计，使设计更更加科学合理理。12⑸对隧道设计，，逐步注重了了功能要求。。铁路长隧道道的安全防灾灾设计、铁路路长隧道的环环保和维修作作业特殊要求求设计，公路路隧道的通风风自动控制、、防灾报警抢抢险及监视系系统设计，地地铁及地下停停车场的通风风、照明、安安全设计，已已普遍进行详详尽的施工图图设计，在主主体建筑设计计中一次考虑虑，提出完善善配套的设计计。⑹在一些地地质复杂的长长大隧道中，，推行掌子面面地质超前预预报技术，采采用地震波法法、声波法等等预报掌子面面前方50~150m范围内的地质质条件，一方方面使施工有有所准备，另另一方面可以以据以提前考考虑做出修正正设计，实现现设计→施工工→修正设计计→修正施工工的轨道。134、钻爆施工开开挖不断向大大断面少分部部开挖转变，，与之相适应应的支护技术术整飞速发展展二十世纪初，，隧道钻爆法法开挖大多采采用小断面多多分部的矿山山法施工。由由于分部多，，断面小，对对围岩多次扰扰动，支护工工程量巨大，，安全无保障障，施工工序序干扰很大。。二十世纪中中叶开始，由由于岩石力学学在理论上的的成果，由于于施工机械的的不断现代化化，由于支护护技术的巨大大进步，在钻钻爆法施工的的开挖方法上上有了根本性性的变化。14其总的趋势是是趋向大断面面少分部开挖挖，辅以简单单易行且安全全可靠的强有有力的支护结结构。诸如全全断面开挖，，台阶法开挖挖，中隔墙法法（CD、CRD法）开挖，都都是当前的主主要开挖方法法。矿山法导导坑、扩大、、拉槽、落底底等传统旧方方法，已经较较少使用了。。开挖方法的的转变，关键键因素是要解解决大能力施施工机械和高高效易行的支支护技术。我我国隧道工程程在二十世纪纪八十年代前前，几乎全部部多用分部的的矿山法施工工，原因是受受上述关键因因素未能解决决所致。八十十年代，随着着大瑶山双线线铁路隧道的的修建和发展展，在交通道道路隧道中实实现了开挖方方法的转变。。155、隧道施工设设备向大型机机械化发展其总趋势,一是能力越来来越大，效率率越来越高，，无论钻爆法法的钻孔机械械、装碴机械械、运输机械械，都朝向大大能力、高效效率、用现代代技术注入工工程机械方向向发展。二是二十世纪纪从三、四十十年代起，出出现了隧道掘掘进机，改变变了利用化学学、物理能破破碎岩石的传传统方法，利利用机械能挤挤压破碎岩石石完成开挖。。三是隧道施工工的辅助作业业机械，特别别是通风机械械，朝着大容容量、高效率率、节能、自自动调速、可可逆运转等方方向发展，大大大改善了施施工作业环境境。166、施工方法的的多样化、也也是当前发展展的趋势在铁路、公路路隧道方面，，目前除钻爆爆法施工外，，掘进机法正正在蓬勃发展展。欧美国家家用掘进机施施工的隧道，，已占总数的的三分之一以以上。瑞士圣圣哥达铁路隧隧道（57km）使用8台掘进机。当当遇到江河海海峡需要穿越越时，除钻爆爆法、掘进机机法外，如地地质条件许可可，沉埋管段段施工技术正正在兴起。我我国也已在甬甬江、黄浦江江、珠江修建建了三座沉埋埋管段公路隧隧道。17在地铁施工方方面，除传统统的明挖及暗暗挖外，已出出现了盖挖法法、辅以强有有力的边坡加加固结构（如如连续墙结构构，悬喷桩、、搅拌桩、SMW桩、钻孔咬合合桩等）。北北京地铁天安安门东、西站站采用梁、板板、柱法施工工，形成了一一种新的工法法。我国海底隧道道采用钻爆法法施工的也正正在进行，厦厦门东通道翔翔安海底隧道道正在施工，，还有青岛至至黄岛的海底底隧道也已经经开始施工。。187、建立风险评评估机制，加加强风险管理理，有效对风风险进行控制制、规避，保保证施工安全全是当前隧道道工程的发展展方向由于地下工程程地质条件、、周边环境的的复杂性和不不确定因素太太多，使地下下工程建设成成为高风险的的行业，使大大家普遍认识识到实行风险险管理的必要要性和紧迫性性，于是开展展了在隧道工工程中进行了了风险管理的的探索，目前前建设部、铁铁道部已组织织有关单位编编制了风险评评估的规范与与指南，用以以指导和规范范隧道施工，，提高隧道和和地下工程的的安全管理水水平。198、以人为本，，创造和谐社社会，已成为为我国的基本本国策，在山山岭隧道施工工中，注重环环境保护、水水土保持，尽尽量减少对环环境的污染也也已成为必然然选择和发展展趋势。20二、山岭隧道道的施工方法法施工方法的选选择，主要是是开挖与运输输方法的选择择，从大的方方面分类可分分为钻爆法（（旧矿山法、、新奥法）、、掘进机（TBM）、掘进机辅辅以钻爆法、、沉埋管段（（水底隧道））。今天主要讲钻钻爆法施工。。211、选择隧道施施工方法的指指导思想与应应遵循的原则则隧道施工符合合安全环保、、工艺先进、、质量优良、、进度均衡、、节能降耗的的要求，隧道道施工应本着着“安全、有序、、优质、高效效”的指导思想，，按照“保护围岩、内内实外美、重重视环境、动动态施工”的原则组织施施工。其施工工方法的选择择应遵循以下下原则：（1）、确保施施工安全，，改善施工工环境。（2）、应根据据设计文件件、施工调调研情况、、地质围岩岩级别、22结合隧道长长度、断面面大小、纵纵坡情况、、衬砌方法法、工期要要求、装备备水平、队队伍素质等等综合因素素决定。（3）、地质变变换频繁隧隧道应考虑虑其适应性性，便于工工序调整转转换。（4）、应尽量量采用新技技术、新工工艺、新设设备、新材材料。（5）、认真按按照新奥法法原理、掌掌握应用好好光爆、喷喷锚、量测测施工三要要素。232、选择隧道道施工方法法的基本要要素（1）、施工条条件它包括一个个施工队伍伍所具备的的施工能力力、素质以以及管理水水平。目前前隧道施工工队伍的素素质和施工工装备水平平，有高有有低，参差差不齐，因因此，在选选择施工方方法时，不不能不考虑虑这个因素素的影响。。（2）、围岩条条件围岩条件也也就是地质质条件，其其中包括围围岩级别、、地下水及及不良地质质现象等。。围岩级别别是对围岩岩工程性质质的综合判判定，对施施工方法的的选择起着着重要的甚甚至决定性性的作用。。。24（3）、隧道断断面积隧道尺寸和和形状，对对施工方法法选择也有有一定的影影响。目前前隧道断面面有向大断断面方向发发展的趋势势，如公路路隧道已开开始修建3车道甚至4车道的大断断面，水电电工程中的的大断面洞洞室，更是是屡见不鲜鲜。在这种种情况下，，施工方法法必须适应应其发展。。在单线和和双线的铁铁路隧道中中，越来越越多地采用用了全断面面法及台阶阶法；而在在更大断面面的隧道工工程中，先先采用各种种方法修小小断面的导导坑，再扩扩大形成全全断面的施施工方法极极为盛行。。（4）、埋深隧道埋深与与围岩的初初始应力场场及多种因因素有关，，通常将埋埋深分为浅浅埋和深埋埋两类，有有时将浅埋埋又分为超超浅埋和浅浅埋两类。。在同样地地质条件下下，埋深的的不同，施施工方法也也将有很大大差异。25（5）、工期作为设计条条件之一的的施工工期期，在一定定程度上会会影响基本本施工方法法的选择。。因为工期期决定了在在均衡生产产的条件下下，对开挖挖、运输等等综合生产产能力的基基本要求，，即对施工工均衡速度度、机械化化水平和管管理模式的的要求。（6）、环境条条件当隧道施工工对周围环环境产生如如爆破振动动、地表下下沉、噪声声、地下水水条件的变变化等不良良影响时，，环境条件件也应成为为选择隧道道施工方法法的重要因因素之一，，在城市市市区条件下下，甚至会会成为选择择施工方法法的决定性性因素。完善施工方方法标准化化、模式化化的重要条条件是建立立适应各种种条件下的的隧道施工工机械化配配套技术的的标准模式式。。263、山岭隧道道开挖方法法的选择山岭隧道施施工的过程程和方法是是多种多样样的，但钻钻爆法仍然然是我国目目前应用最最广、最成成熟的隧道道修建方法法，山岭隧隧道开挖常常用的方法法为全断面面法、台阶阶法、中隔隔壁法（CD法），交叉叉中隔壁法法（CRD法）、单侧侧壁导坑法法、双侧壁壁导坑法等等。27284、各种施工工方法在不不同围岩和和隧道中适适用情况（1）、全断断面法全断面开挖挖法是按设设计断面将将整个隧道道开挖断面面一次钻孔孔，一次爆爆破成型、、一次初期期支护到位位的隧道开开挖方法。。主要适用用于非浅埋埋Ⅰ～Ⅲ级硬岩地层层。浅埋段段、偏压段段和洞口段段不宜采用用。如确实实地质条件件较好，也也可采取先先开挖小导导坑，然后后再扩大的的施工方法法，这对保保持围岩稳稳定是有利利的。该法有较大大的作业空空间，有利利于采用大大型配套机机械化作业业，钻爆施施工效率较较高，可采采用深眼爆爆破，提高高施工速度度，且工序序少、便于于施工组织织和管理，，较分部开开挖法减少少了对围岩岩的振动次次数。29但由于开挖挖面积较大大，围岩相相对稳定性性降低，且且每循环工工作量相对对较大，深深孔爆破用用药量大，，引起震动动大，因此此要求进行行精心的钻钻爆设计和和严格控制制爆破作业业。（2）、台阶法法台阶法施工工是将隧道道结构断面面分成两个个或几个部部分，即分分成上下两两个断面或或几个断面面分部进行行开挖的隧隧道开挖方方法。该法法适用于铁铁路双线隧隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩，单单线隧道Ⅴ级围岩亦可可采用，但但支护条件件应予以加加强。该法法具体可分分为正台阶阶法、三台台阶临时仰仰拱法、环环形开挖预预留核心土土开挖法等等。30该施工方法法的优点是是对地质变变化的适应应性较强，，工序转换换较容易，，并能较早早地使初期期支护闭合合，有利于于控制沉降降。台阶长长度一般应应控制在1~1.5倍洞洞径径，，为为及及早早使使初初期期支支护护封封闭闭成成环环，，也也可可适适当当缩缩短短台台阶阶长长度度，，当当围围岩岩较较稳稳定定，，短短台台阶阶能能保保持持时时，，台台阶阶长长度度亦亦可可适适当当缩缩短短至至3~5m，上上下下台台阶阶同同时时钻钻眼眼爆爆破破，，以以起起到到加加快快施施工工进进度度，，减减少少设设备备配配置置的的目目的的。。31下部部断断面面(中、、下下层层台台阶阶)是开开挖挖作作业业的的重重要要环环节节。。近近年年来来，，在在下下部部开开挖挖中中，，因因方方法法欠欠妥妥，，作作业业不不慎慎引引起起初初期期支支护护失失稳稳造造成成的的重重大大坍坍方方事事故故已已有有多多起起，，必必须须引引起起高高度度重重视视。。在在开开挖挖顺顺序序上上，，宜宜采采用用先先挖挖侧侧槽槽、、左左右右错错开开向向前前推推进进的的做做法法，，不不宜宜采采用用拉拉中中槽槽挖挖马马口口的的方方法法。。侧侧槽槽一一次次开开挖挖长长度度不不宜宜太太长长，，靠靠近近边边墙墙范范围围应应采采用用风风钻钻、、风风镐镐手手工工开开挖挖，，人人工工清清壁壁扒扒碴碴，，严严禁禁使使用用重重型型机机械械开开挖挖和和装装碴碴，，以以免免对对围围岩岩过过大大扰扰动动、、破破坏坏围围岩岩和和初初期期支支护护系系统统的的整整体体稳稳定定性性。。32（3）、、中隔隔壁壁法法（（CD法））中隔隔壁壁法法（（CD法））是是将将隧隧道道断断面面左左右右一一分分为为二二，，先先挖挖一一侧侧，，并并在在隧隧道道中中部部设设立立利利用用钢钢支支撑撑及及喷喷混混凝凝土土的的临临时时支支撑撑隔隔墙墙，，当当先先开开挖挖一一侧侧超超前前一一定定距距离离后后，，再再开开挖挖另另一一侧侧的的隧隧道道开开挖挖方方法法。。。33该法变变大跨跨为小小跨，，使断断面受受力更更合理理，对对减减少沉沉降，，保证证隧道道开挖挖安全全、可可靠具具有良良好效效果。。该法法适用用于较较差地地层，，如采采用人人工或或人工工配合合机械械开挖挖的Ⅳ~ⅤⅤ级围岩岩和浅浅埋、、偏压压及洞洞口段段。施施工过过程中中，为为保证证初支支稳定定，除除喷锚锚支护护外，，须增增加型型钢或或钢格格栅支支撑，，并采采用超超前大大管棚棚、超超前锚锚杆、、超前前注浆浆小导导管、、超前前预注注浆等等一种种或多多种辅辅助措措施进进行超超前加加固。。由于地地层软软弱，，断面面较小小，只只能采采用小小型机机械或或人工工开挖挖及运运输作作业，，工序序多，，施工工进度度较慢慢。必必要爆爆破时时，应应控制制药量量，避避免损损坏中中隔墙墙。临临时中中隔墙墙型钢钢支撑撑规格格应与与初期期支护护所采采用的的一致致。每每步台台阶长长度可可控制制在3~5m。。34（4）、交叉中中隔壁壁法（（CRD法）当采用用中隔隔壁法法（CD法）仍仍然无无法保保持围围岩稳稳定和和隧道道施工工安全全时，，可采采用交交叉中中隔壁壁法（（CRD法）开开挖。。该法法的特特点是是各分分部增增设临临时仰仰拱和和两侧侧交叉叉开挖挖，每每步封封闭成成环，，且封封闭时时间短短，以以抑制制围岩岩变形形，达达到围围岩沉沉降可可控，，初期期支护护安全全稳定定的目目的。。35该法除除喷锚锚支护护及增增设足足够强强度和和刚度度的型型钢或或钢格格栅支支撑外外，还还应采采用多多种辅辅助措措施进进行超超前加加固。。交叉中中隔壁壁法（（CRD法）适适用于于断层层破碎碎带、、碎石石土、、卵石石土、、圆砾砾土、、湿陷陷性黄黄土、、全风风化的的花岗岗岩地地层的的Ⅴ~ⅥⅥ级围岩岩及较较差围围岩中中的浅浅埋、、偏压压及洞洞口段段等。。（5）、单单侧壁壁导坑坑法单侧壁壁导坑坑法施施工与与中隔隔壁法法（CD法）类类似，，但其其导坑坑开挖挖断面面相对对较小小。。36（5）、单单侧壁壁导坑坑法单侧壁壁导坑坑法施施工与与中隔隔壁法法（CD法）类类似，，但其其导坑坑开挖挖断面面相对对较小小。（6）、双双侧壁壁导坑坑法双侧壁壁导坑坑法是是采用用先开开挖隧隧道两两侧导导坑，，及时时施作作导坑坑四周周初期期支护护及临临时支支护，，必要要时施施做边边墙衬衬砌，，然后后再根根据地地质条条件、、断面面大小小，对对剩余余部分分采用用二台台阶或或三台台阶开开挖的的方法法，其其实质质是将将大跨跨度的的隧道道变为为三个个小跨跨度的的隧道道进行行开挖挖。37该法施施工进进度较较慢，，成本本较高高，但但其在在施工工安全全尤其其在控控制地地表下下沉方方面，，优于于其它它施工工方法法。此此外，，由于于两侧侧导坑坑先行行，能能提前前排放放隧道道拱部部和中中部土土体中中的部部分地地下水水，为为后续续施工工创造造条件件。因因此城城市浅浅埋、、软弱弱、大大跨隧隧道和和山岭岭软弱弱破碎碎、地地下水水发育育的大大跨隧隧道可可优先先选用用双侧侧壁导导坑法法。在在Ⅴ~ⅥⅥ级围岩岩的浅浅埋、、偏压压及洞洞口段段，也也可采采用此此法施施工。。总之，，对于于硬岩岩隧道道宜采采用全全断面面法与与台阶阶法，，分部部开挖挖法适适用于于软岩岩隧道道。采采用台台阶法法施工工时，，不宜宜采用用长台台阶，，因其其不利利于初初期支支护及及早封封闭成成环。。在采采用分分部开开挖法法的硬硬岩隧隧道中中爆破破作业业将会会严重重破坏坏已成成形的的中隔隔壁，，应采采取一一定的的保护护措施施。。三、、装装砟、、运输输方式式选择择（一））装碴碴、运运输方方案比比选应根据据隧道道断面面大小小、长长度、、施工工方法法、运运量、、机具具配备备、通通风风风量要要求、、施工工场地地等综综合因因素比比选确确定。。挖、、装、、运能能力应应匹配配，形形成机机械化化作业业线，，提高高运输输能力力，以以加快快施工工进度度。装装运设设备应应具有有一定定备用用量，，不因因设备备维修修影响响施工工进展展。（二））装碴碴运输输方式式其方式式主要要在以以下三三种：：1、有轨轨式：：是目目前单单线铁铁路隧隧道及及地铁铁普遍遍采用用的方方式。。装碴碴机械械、牵牵引机机车、、运输输车辆辆能力力要配配套，，洞内内外交交会车车轨道道要布布置合合理，，要以以提高高吞吐吐能力力为布布置出出发点点，轨轨道及及道岔岔要合合理布布置，，做到到平顺顺直，，一般般洞口口应设设置栈栈桥、、碴仓仓等存存储碴碴设施施，便便于汽汽车转转运，，以提提高运运输效效率。。2、无轨轨式：：不受受轨道道制约约，使使用大大马力力、大大吨位位装运运设备备，运运输效效率高高，适适合于于双线线或多多线大大断面面隧道道装碴碴运输输。3、无轨轨装碴碴有轨轨运输输式：：特点点是在在距开开挖面面20~30m范围内内不须须铺轨轨，解解决了了开挖挖爆破破中轨轨道运运输延延伸与与装碴碴调车车的干干扰问问题。。以上三三种方方式，，除断断面制制约因因素外外，宜宜采用用无轨轨装运运方式式，它它具有有机动动灵活活、运运量大大、速速度快快以外外，对对洞外外场地地适应应性强强，设设备属属于遍遍用性性，一一机多多用，，闲置置时间间少，，而且且弃碴碴不须须转运运。唯唯对洞洞内路路面要要求较较高，，尤其其渗漏漏水较较大软软弱围围岩更更增加加养护护困难难。易易形成成泥泞泞满洞洞，不不仅影影响施施工效效率，，而且且轮胎胎磨损损很大大，增增加运运输成成本。。因此此，做做好排排水工工作，，增加加运输输道路路养护护力量量非常常必要要。41四、辅辅助工工法的的应用用考虑到到山岭岭隧道道工程程地质质、水水文地地质、、和环环境条条件的的复杂杂性，，要保保证隧隧道安安全顺顺利的的实施施，除除认真真做好好初期期支护护结构构外，，还应应根据据隧道道围岩岩特性性，采采取适适当的的辅助助工法法，以以达到到围岩岩迅速速稳定定的目目的。。常用用辅助助工法法见下下表所所示。。42431、对浅浅埋、、偏压压地形形、地地质条条件较较差的的隧道道洞口口，洞洞身段段应先先预加加固后后再开开挖，，视地地质条条件可可采用用地表表砂浆浆锚杆杆、地地面预预注浆浆、地地表旋旋喷桩桩等加加固围围岩方方法，，网喷喷混凝凝土或或砂浆浆锚杆杆等加加固边边仰坡坡，如如为滑滑坡体体，则则应设设置抗抗滑桩桩。并并根据据围岩岩情况况设置置长管管棚（（10～40m），超超前注注浆小小导管管等超超前支支护措措施。。2、软岩岩段隧隧道的的基底底应予予以加加强，，可采采用基基底注注浆、、钢管管桩、、旋喷喷桩或或其他他加固固措施施，确确保衬衬砌有有足够够的强强度、、刚度度和抗抗裂性性。3、岩溶溶发育育的长长大隧隧道，，根据据隧道道环境境要求求、具具体围围岩状状况、、水压压、水水量等等采用用恰当当的注注浆堵堵水措措施。。五、隧隧道施施工通通风（一））通风风方式式选择择施工通通风直直接影影响隧隧道方方案的的选择择，辅辅助坑坑道的的设置置，施施工速速度的的快慢慢及工工程造造价。。因此此，设设计和和施工工隧道道尤其其长大大隧道道时，，必须须引起起高度度重视视。通风是是为了了送进进新鲜鲜空气气、排排出有有害气气体、、降低低粉尘尘浓度度、改改善工工作环环境，，保证证工人人健康康和施施工安安全，，提高高劳动动生产产率的的目的的。隧道通通风方方式应应根据据隧道道长度度、施施工方方法和和设备备确定定。通通风量量应满满足洞洞内各各项作作业需需要的的最大大风量量，通通风机机应有有50%的备用能能量。一一般常用用管道式式和巷道道式两种种。1、管道式式通风：：根据风风流又可可分为：：压入式式、吸出出式和混混合式三三种。（1）压入式式：将新新鲜空气气通过风风管直接接压入工工作面，，以新鲜鲜空气稀稀释和驱驱逐污浊浊空气，，将其排排出洞外外，工作作方法简简便，适适宜于无无轨运输输的隧道道和有轨轨运输较较短的隧隧道。由由于拉链链式软风风管的使使用，加加上射流流风机的的配合，，该通风风方式应应用更为为广泛。。独头通通风距离离达到3km，是完全全可能的的。其缺缺点是污污浊空气气要流经经整座隧隧道才能能排出，，风管通通过衬砌砌模板台台车时，，由于下下垂、弯弯曲，风风量损失失较大。。（2）吸出式式：污浊浊空气是是通过管管道排出出的，易易形成炮炮烟停滞滞区，不不宜单独独采用，，由于大大部分隧隧道均采采用软风风管，风风机须随随掌子面面前进而而移动，，十分不不便，而而有被爆爆破飞石石砸坏的的危险，，一般不不采用。。（3）混合式式：能发发挥以上上两种方方式的优优点，一一般长隧隧道经常常采用。。2、巷道式式通风：：是利用用隧道的的平行导导坑作主主通风巷巷道，当当主风机机运转时时，新鲜鲜空气由由正洞流流入，经经过成洞洞及各工工序施工工地段至至最后一一个横通通道风流流折入平平导，然然后排出出洞外，，其间在在正洞和和平行导导坑工作作面附近近布置必必要的辅辅助风机机，与主主风流循循环配合合。也有有的采用用平导进进新鲜空空气，污污浊空气气从平洞洞排出的的方案。。（二）通通风量计计算应同时分分别按：：工作最多多人数所所需风量量，每人人按3m3/min；洞内最小小风速所所需风量量：全端面V＞0.15m/sec坑道中V＞0.25m/sec，最大风风速应不不大于6m/sec开挖面一一次爆破破排烟所所需风量量按下式式计算：：7.8Q0=----t式中：Q0———爆破排烟烟所需总总风量(m3/min)t———通风时间间(min)A———一次爆破破炸药消消耗量(kg)F———隧道断面面面积(m2)L———通风换气气长度(m)内燃机械械作业所所需风量量计算：：q*c*kQ≥≥--------y式中：Q———所需总通通风量(m3/min)q———排出有害害气体量量（m3/min)c———排出有害害气体浓浓度(%)y———有害气体体最高允允许浓度度(%)k———安全系数数无轨运输输所需风风量是以以稀释柴柴油机尾尾气中的的CO量计算的的，但是是由于内内燃机产产生的CO量与行车车速度、、路面好好坏、内内燃机性性能、柴柴油质量量、有无无净化装装置、运运输距离离远近诸诸因素有有关，各各个国家家有不同同的计算算式，许许多因素素难以定定量，多多以经验验式计算算。Q=Q0*∑N式中：Q0——单位功率率的通风风量(m3/min)∑N———洞内作业业柴油机机功率的的总和（（kw)Q———无轨运输输所需的的的通风风量(m3/min)Q0是一个统统计数字字，各国国取值有有很大出出入，从从2.1~7.0m3/min.kw不等，目目前我国国采用Q0=3.0m3/min.kw。还应考虑虑百米漏漏风率，，一般取取1%。以上计算算取其中中最大值值加上漏漏风率影影响作为为控制风风量标准准，并据据以选择择风机及及风管直直径。（三）通通风注意意事项1、一般压压入式或或吸出式式风管距距离掌子子面不宜宜大于20m。采用混混合式通通风时，，当一组组风机向向前移动动，另一一组风机机管路即即相应接接长，始始终保持持两管道道相邻端端交错不不小于20~30m。2、局部通通风中，，吸出风风管与出出风口应应引入主主风流循循环的回回风流中中。3、单独压压入式风风机应设设在洞口口并距洞洞口不小小于20m，有条件件时风机机尾接长长风管，，形成烟烟囱式，，以免污污浊空气气再进入入洞内，，形成恶恶性循环环。4、采用平平导作通通风巷道道，除最最前一个个横通道道要行人人或车辆辆外，其其余应封封闭或设设风门，，以免漏漏风和风风流“短短路”，，如设风风门应有有专人管管理。5、风机与与风管应应有专人人管理，，使之经经常保持持良好状状态。风风管安装装应平顺顺，接头头应严密密，软风风管改变变方向时时应用硬硬管连接接。6、注意通通风软管管管理，，应采用用优质软软管，每每根软管管长度20~30m，以减少少接头漏漏损。爆爆破前应应关闭通通风机，，炮响后后再开启启，发现现软管破破损，应应立即修修补。50六、殊地地质条件件下的隧隧道施工工要点（一）、、自稳能能力差的的岩体对于自稳稳时间短短，喷锚锚初期支支护强度度不足以以稳定洞洞体的软软弱破碎碎、浅埋埋软岩、、严重偏偏压、岩岩溶、流流泥、砂砂层、砂砂卵、砾砾层、破破碎以及及大面积积淋水或或涌水地地层隧道道施工，，可采用用辅助措措施和锚锚喷支护护相结合合的加固固办法进进行施工工。辅助措施施一般可可采用以以下几种种：超前前锚杆、、超前小小导管、、大管棚棚、格栅栅钢架、、型钢支支撑、钢钢钎维砼砼、迈式式锚杆、、超前小小导管周周边予注注浆、旋旋喷桩、、冻结法法等加固固措施。。对涌水水量大的的隧道，，可开挖挖超前平平导以排排水降压压并能起起到地质质超前预预报作用用。也可可采取帷帷幕注浆浆堵死涌涌水。51施工中为为确保开开挖面的的稳定，，可采用用环形开开挖留核核心土，，或单、、双侧壁壁蛋形导导坑法、、中隔墙墙法、交交叉中隔隔墙法等等；喷射射砼封闭闭掌子面面；设临临时仰拱拱使及时时封闭成成环；辅辅以其他他加固措措施。运用新奥奥法原理理，从认认识围岩岩、保护护围岩、、支护围围岩、监监测围岩岩出发，，通过多多年实践践总结出出了三十十字施工工方法，，即“先先深探、、管超前前、预注注浆、小小断面、、留核心心、短进进尺、弱弱爆破、、强支护护、紧封封闭、常常量测””。（二）、、软岩大大变形隧隧道施工工国内外隧隧道工程程中，遇遇到的大大变形隧隧道工程程实力较较多，如如日本的的杯山隧隧道、中中佐久隧隧道、岩岩手隧道道等，奥奥地利陶陶恩隧道道、阿尔尔贝格隧隧道等及及国内的的家竹箐箐隧道、、木寨岭岭隧道等等。隧道道均处于于显著变变质的软软质围岩岩或膨胀胀岩之中中，地应应力情况况复杂。。根据施施工案例例，一般般小断面面隧道采采用台阶阶法施工工，大断断面隧道道采用分分部法施施工，并并采用超超前导管管、注浆浆加固、、锚杆及及锚锁支支护等辅辅助施工工工法。。取得了了一定效效果,但并无固固定模式式，须根根据具体体工程选选择。从施工的的角度来来说，解解决大变变形给隧隧道施工工带来的的危害，，主要是是控制围围岩变形形对隧道道支护结结构的作作用处于于可控状状态之中中，具体体到施工工过程控控制，实实质上是是在开挖挖及支护护过程中中对围岩岩变形破破坏过程程的及时时控制和和破坏进进程的阻阻止1、开挖方方法选择择1．对软岩岩大变形形隧道，，一般采采用分部部开挖法法，优选选台阶法法和导坑坑超前扩扩挖法，，应根据据具体情情况选择择，实践践表明：：采用扩扩挖法开开挖支护护效果要要优于台台阶法开开挖，且且二次衬衬砌结构构将会更更安全。。但台阶阶法开挖挖具有施施工组织织简单，，习惯使使用等优优势。2．台阶法法开挖时时台阶长长度宜控控制在0.8-1D，预留核核心土长长度的建建议值为为：0.5D<L<1D。3．仰拱快快速成环环形成封封闭支护护结构以以利于承承载，对对抑制围围岩与支支护结构构有利．．2、软岩大变变形隧道道支护系系统根据软岩岩大变形形隧道特特点，支支护结构构设计应应采用以以提高围围岩自身身强度为为主的支支护控制制系统，，阻止其其应力场场所引起起岩层运运动的发发展，以以保证加加固后的的隧道稳稳定。故故解决大大变形给给隧道施施工带来来的危害害，关键键还是要要找到合合适的、、能抗大大变形的的支护系系统。1）.工程实践表表明：软岩岩大变形隧隧道宜选择择刚度较大大的初期支支护系统和和钢筋混凝凝土组成的的复合式支支护系统，，必要时配配合锚索支支护，以抑抑制变形。。2）隧道结构构变形监测测表明：结结构变形总总量较大，，历时较长长，二次衬衬砌施作前前，变形不不能趋于稳稳定，需适适时进行二二次衬砌施施工。3）根据隧道道结构的变变形特征，，确定二次次衬砌施作作的最佳时时机和初期期支护结构构的变形预预留量。3、软岩大变变形隧道总总体施工原原则在借鉴国内内外典型软软岩大变形形隧道施工工的成功经经验的基础础上，得出出软岩大变变形隧道施施工“高强钢拱架架构筑隧道道安全施工工空间、预预应力锚索索先柔后刚刚提供较高高支护抗力力、长系统统注浆锚管管加固围岩岩缩小松动动圈、加大大预留变形形量防止围围岩及初期期支护侵入入隧道净空空、二次衬衬砌钢筋砼砼先放后抗抗；快速封封闭仰拱抑抑制隆起””的总体施施工原则。高强钢拱架架增加隧道道施工安全全性以高强钢拱拱架为主的的初期支护护能抑制围围岩的大变变形。在形形成支护体体系后，能能较均匀地地分散围岩岩应力，而而不易产生生局部变形形破坏，使使围岩的松松动圈得到到控制。小直径预应应力锚索提提供较高支支护抗力柔性张拉预预应力锚杆杆是以高强强钢丝束组组成的杆体体，能适应应比较小的的空间进行行安装，其其抗拉强度度远大于一一般的螺纹纹锚杆。而而且当拉力力到达一定定数值后，，杆体有良良好的弹性性变形，能能很好地适适应软岩持持续变形，，使得围岩岩压力被逐逐渐释放，，从而有效效地控制了了围岩的变变形长系统注浆浆锚管加固固缩小围岩岩松动圈大变形软岩岩地段的拱拱墙采用长长管式张拉拉锚管，同同时对管式式张拉锚管管配以超细细早强速凝凝的HSC水泥浆液，，在管锚体体周围一定定范围内形形成一个固固结圈，并并且对管式式张拉锚管管施加一定定的预应力力，使原来来较松软的的围岩松动动圈形成了了一个整体体，既改善善了因开挖挖所引起的的松动圈内内围岩的整整体性，又又控制了软软岩松动圈圈进一步扩扩展，从而而提高了围围岩的自稳稳能力。预留足够变变形量软围大变形形隧道在确确定开挖轮轮廓时必须须预留足够够的变形量量，并掌握握“宁超勿勿欠”原则则，防止变变形后的初初期支护侵侵入二次模模注混凝土土衬砌净空空。先柔后刚先先放后抗支支护系统“先柔后刚刚”是指支支护结构，，即初期支支护是柔性性的，其由由钢筋网、、喷钢纤维维混凝土、、高强度钢钢拱架、长长锚杆及小小直径岩石石锚索构成成；而二次次支护则是是刚性的，，由钢筋模模注混凝土土组成。““先放后抗抗”是指施施工组织和和施工顺序序，即初期期支护施作作完成后，，在确保安安全的前提提下，允许许发生一定定程度的变变形，达到到设计预留留的变形量量后再施作作二次模注注钢筋混凝凝土衬砌。。加强底部仰仰拱支护抑抑制隧底隆隆起隧道底部仰仰拱支护为为钢筋混凝凝土，在施施工中采用用过轨梁防防行车干扰扰措施，快快速施工隧隧底钢筋混混凝土仰拱拱，防止隧隧底隆起。。“三快”施施工工序确确保安全在软岩大变变形地段，，在施工早早期，要快快速提供大大刚度的初初期支护结结构，要快快速形成支支护体系，，要快速提提高支护强强度，只有有如此，才才能适应初初期变形猛猛、后期变变形持续时时间长的特特点。62（三）、瓦瓦斯隧道施施工1、概述瓦斯是从煤煤、岩体内内涌出有害害气体的总总称。其中中有俗称沼沼的甲烷（（CH4）、二氧化化碳、二氧氧化硫等。。但当开采采到一定深深度后，其其主要成份份就剩沼气气了，因此此煤矿俗语语中瓦斯往往往是指沼沼气。沼气气有以下六六个特性：：（1）无色、无无味、无臭臭，比重为为0.544,故易聚集在在隧道洞室室顶部及高高处；（2）难溶于水水，但渗透透与扩散性性很强，能能从邻近层层渗透到采采空层，能能迅速扩散散到全部巷巷道；（3）虽无毒，，但当空气气中含量过过多，则能能使氧气含含量下降使使人窒息；；当其浓度度达43%时，能使氧氧气含量下下降到12%，使人开始始窒息，当当浓度达到到57%时，氧气含含量就会降降到9%，短期内使使人窒息死死亡；（4）有燃烧性性，浓度小小于5%遇火能燃烧烧，当浓度度大于16%时不能直接接燃烧，但但遇到新鲜鲜空气能缓缓慢燃烧；；63（5）有爆炸性性，当浓度度在5～16%时遇火便会会爆炸；（6）高浓度区区具有地层层、掘进面面出现瓦斯斯突出。2、通过煤系系地层地段段的防爆措措施防止瓦斯的的危害主要要在于防爆爆，为此应应始终抓住住三个环节节：严禁火火种、瓦斯斯浓度监测测和加强通通风。主要措施是是：（1）、为查明明煤层位置置及突出性性所采取的的技术措施施：利用弹弹性波（物物探）判断断煤层位置置；利用钻钻机水平超超前钻孔两两次，一是是距煤层30—50m远打2—3个孔，决定定煤层位置置，并测瓦瓦斯压力及及浓度；二二是距煤层层10～15m钻2—3个孔，穿透透煤层测定定瓦斯浓度度，瓦斯压压力P1，采集钻孔孔煤样，测测定煤层坚坚固系数f，瓦斯释放放初速度△△P，最终判断断煤层突出出性。64（2）、进行预预防瓦斯的的安全教育育，使职工工人人了解解预防瓦斯斯的知识与与要求，以以利互相监监督。洞口口设专人值值班，检查查各项制度度是否执行行，特别是是火种严禁禁携带入洞洞。（3）、、合合理理选选择择通通风风方方式式，，加加强强通通风风管管理理通风风方方式式采采用用混混合合式式，，主主扇扇可可采采用用两两台台（（一一台台备备用用））155kw轴流流风风机机3900m3/min设在在平平导导通通风风洞洞作作吸吸出出，，局局扇扇15～45kw吹入入掌掌子子面面进进行行巷巷道道通通风风，，平平导导吸吸出出污污浊浊空空气气，，正正洞洞进进新新鲜鲜空空气气，，风风量量要要足足够够。。以以稀稀释释瓦瓦斯斯含含量量及及加加速速排排出出。。组组织织通通风风管管理理小小组组，，固固定定专专人人管管理理通通风风，，保保证证通通风风效效果果良良好好。。洞洞内内风风机机（（局局扇扇））采采用用防防爆爆型型的的。。（4）、、设设备备、、供供电电、、照照明明防防爆爆以以杜杜绝绝电电火火花花。。设备备选选用用防防爆爆矿矿用用电电气气设设备备，，如如防防爆爆立立爪爪、、防防爆爆梭梭矿矿、、65防爆爆电电瓶瓶车车、、防防爆爆喷喷浆浆机机等等。。供供电电防防爆爆，，洞洞内内采采用用隔隔爆爆型型移移动动变变压压器器，，矿矿用用橡橡套套软软电电缆缆（（防防爆爆电电缆缆））、、隔隔爆爆型型自自动动馈馈电电开开关关,隔爆爆型型磁磁力力起起动动器器,隔爆爆接接线线盒盒等等。。照照明明采采用用低低压压隔隔爆爆萤萤光光灯灯，，防防爆爆探探照照灯灯。。通通讯讯采采用用防防爆爆电电话话。。（5）、、要要有有可可靠靠供供电电。。为了了防防止止施施工工中中因因停停电电、、停停风风、、造造成成瓦瓦斯斯积积聚聚，，导导致致瓦瓦斯斯燃燃烧烧和和爆爆炸炸。。要要有有双双回回路路供供电电，，除除使使用用电电网网供供电电外外，，要要设设立立备备用用电电站站。。（6）、、建建立立完完善善的的瓦瓦斯斯监监测测制制度度，，一一般般对对巷巷道道和和掌掌子子面面要要执执行行定定时时检检查查制制：：高高沼沼隧隧道道每每班班至至少少检检查查监监测测瓦瓦斯斯三三次次；；低低沼沼隧隧道道每每班班至至少少两两次次。。每每次次检检查查，，均均应应在在靠靠近近掌掌子子面面20M处的的空空间间断断面面监监测测六六个个点点，，并并建建立立巡巡回回监监测测制制度度；；66在掘掘进进工工作作面面附附近近安安装装一一台台数数字字显显示示的的沼沼气气自自动动报报警警仪仪，，作作为为环环境境的的沼沼气气浓浓度度监监测测装装置置，，每每洞洞口口均均设设瓦瓦斯斯浓浓度度报报告告牌牌，，及及时时填填写写。。（7）、爆破作业业，首先作好好爆破设计，，只允许采用用电雷管起爆爆，毫秒雷管管总延期不得得超过130毫秒，使用煤煤矿安全炸药药，电缆线作作导线。放炮炮时要三员到到场（领工员员与工班长、、瓦检员、放放炮员），并并实行“一炮炮三检制”（（装药前、放放炮前、放炮炮后）。炮眼眼堵塞用水炮炮泥，必须用用水风钻钻眼眼，不得打浅浅眼（60CM。）（8）、采用复合合式曲墙仰拱拱全封闭结构构，初期支护护以喷锚（局局部加网）支支护为主，二二次模注采用用P10防水砼，防水水板由1mm改为厚