应知应会隧道工程

中铁四局集团有限公司应知应会――隧道施工PAGE171第八章隧道施工2.3.1.暗洞进洞方法序号量测项目测点布置量测方法与要求备注1洞内外观察洞外观察包括地表情况，地表沉陷，边坡及仰坡的稳定，地表水渗透的观察。洞内观察①掌子面观察②支护结构观察目测观察的方法，对围岩和支护作以下观察：1地质观察：隧道在放炮后一次喷混凝土前进行，每次开挖后均应绘制地质素描图，用以核对围岩类别及判断支护对围岩的稳定性。2．检查喷射混凝土有无裂损及发展，锚杆有无松动，钢架支护工作状态等，并做好相应记录。地质素描贯穿整个隧道施工全过程，以便及时掌握围岩的工程性质，核对围岩分类，观察支护系统受力情况，为安全施工提供直观的，必要的信息。2净空水平收敛量测隧道最大跨处及拱腰处，左右两侧对称布置量测桩，每个量测断面按设计设置测点，量测断面间距根据围岩类别确定。采用断面仪进行无尺量测，开挖后按要求迅速安装量测点并编号，初读数应在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h,而且在下一循环开挖前获取初读数，测点应牢固可靠，易于识别并妥为保护。本项量测是研究洞室变形规律，判断施工安全与否及确定二次衬砌施作时间的主要信息，是各项量测的重点。3拱顶下沉量测正洞拱顶设一个下沉桩，量测断面间距与净空水平收敛量测一致。喷射混凝土后在测点处设固定桩，采用精密水准仪和收敛计量测，在两端洞外各设一水准基点供洞内拱顶下沉量测用。量测频率及其它要求同净空水平收敛量测要求。了解围岩与结构共同作用情况，其量测结果与净空水平收敛量测结果具有同等重要的作用和意义。4浅埋隧道地表下沉量测断面布置与洞内水平净空变化和拱顶下沉在同一横断面内，在一个量测断面内应设7～11个测点地表下沉量测应在开挖工作前方2B（隧道开挖宽度）外开始，直至开挖面后方约（3～5）B，地表下沉基本停止时为止。防止隧道塌方。5既有隧道监测地表布置一个量测断面，设7～11个测点；洞内最大跨处及拱腰处，左右两侧对称布置量测桩。在通过隧道加固影响段后，下沉及收敛停止时为止。防止新建隧道施工对既有隧道造成影响和破坏。3.隧道主要施工工艺3.1.隧道洞口段施工工艺3.1.1.施工工艺流程见图3－1－1“隧道洞口段施工工艺框图”。3.1.2.工艺要求①.排水系统洞门、洞口段的工程尽量避开雨季施工，施工前均需做好排水系统，确保洞口段排水畅通，避免排水不畅引起的洞口段土体发生大的沉降和变形。必要时施做临时排水系统。②.监控量测和超前支护洞口段隧道埋深小，围岩差，施工中加强量测监控和超前支护，确保施工安全。③.测量放线为保证洞门美观，测量放线一定要精确，施工前要做好大样板并挂线，棱角要分明，墙体坡度顺直符合设计。④.洞口段加固措施暗挖进洞时因洞口段埋深浅，一般采用格栅钢架，必要时在拱部设Φ42超前小导管或在进洞前施作Φ89大管棚，并采用加强衬砌。⑤.洞门衬砌和附属工程施工隧道正洞进洞后，洞门挡墙、翼墙附属工程施工必须及时进行，以增强洞口稳定。3.2.隧道暗洞开挖施工工艺结合不同的开挖方法分别介绍其施工工艺。有关工艺要求见不同的图。3.2.1.全断面法开挖施工工艺见图3－2－1“全断面法开挖施工示意及施工工艺流程图”。3.2.2.下导坑超前全断面法开挖施工工艺见图3－2－2“下导坑超前全断面法开挖施工示意及施工工艺流程图”。3.2.3.台阶法开挖施工工艺是一种最常用的施工工艺，台阶长度一般为3－5m。见图3－2－3“台阶法开挖施工示意及施工工艺流程图”。3.2.4.留核心土环形开挖法施工工艺见图3－2－4“留核心土环形开挖法施工示意及施工工艺流程图”。图3－1－1隧道洞口段施工工艺框图测量放线洞顶天沟及临时排水沟测量放线洞顶天沟及临时排水沟仰坡开挖坡面防护洞门墙挖基基坑检查洞门施工洞门装饰洞顶背后回填坡面防护和排水检查验收沿隧道周边施做管棚超前支护沿隧道周边施做管棚超前支护架设钢支撑支护1.5m架设钢支撑支护1.5m台阶法或CD法开挖支护进洞台阶法或CD法开挖支护进洞洞口段衬砌洞口段衬砌3.2.5.双侧壁导坑法开挖施工工艺见图3－2－5“双侧壁导坑法开挖施工示意及施工工艺流程图”。3.2.6.中隔壁法（CD法）开挖施工工艺见图3－2－6“中隔壁法（CD法）开挖施工示意及施工工艺流程图”。3.2.7.交叉中隔壁法（CRD法）开挖施工工艺见图3－2－7“交叉中隔壁法（CRD法）开挖施工示意及施工工艺流程图”。3.3.隧道暗洞开挖光面爆破施工工艺3.3.1.光面爆破施工工艺流程见图3－3－1“光面爆破施工工艺流程图”。放样放样布眼定位开眼钻眼清孔装药联起爆网络起爆通风光爆效果检查继续实施地质调查初步爆破方案光爆参数选择掏槽眼设计初步光爆设计修改爆破设计没达标达标图3－3－1光面爆破施工工艺流程图3.3.2.光面爆破工艺要求①.钻爆设计爆破作业由爆破工程师根据地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破器材等进行爆破设计。编制详细的爆破作业指导书，并负责进行试验、数据收集分析、参数调整、指导施工。采用光面爆破，合理选择爆破参数，根据围岩情况合理选择中空直眼或斜眼掏槽。爆破后要求炮眼痕迹保存率：硬岩≥80％，中硬岩≥60％，并在开挖轮廓面上均匀分布，两次爆破衔接台阶不大于15cm。每次爆破后通过爆破效果检查，分析原因，及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。洞口附近爆破施工严格控制单段装药量，降低震速，确保周边民房及其他构筑物的安全。②.放样布眼钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。在直线段，可用3～5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。每次测量放线的同时，对上次爆破断面进行检查，利用《隧道开挖断面量测系统》对测量数据进行处理，及时调整爆破参数，以达最佳爆破效果。③.定位开眼采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差要控制在3cm和5cm以内。④.钻眼钻工要熟悉炮眼布置图，要能熟练地操纵凿岩机械，严格按钻爆设计实施。定人定位，周边眼、掏槽眼由经验丰富的司钻工司钻。一定要有丰富经验的老钻工司钻，台车下面有专人指挥，准确定位钻杆，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角小于3°；眼深5m时，外插角小于2°），尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。同类炮眼钻孔深度达到钻爆设计要求，眼底保持在一个铅垂面上。⑤.清孔装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。⑥.装药装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。周边眼装药结构是实现光面爆破的重要条件，严格控制周边眼装药量，采取分段非连续装药结构。施工时采用不耦合装药结构，不耦合装药系数控制在1.4～2.0范围内。根据岩石强度选用不同猛度、爆速的炸药，有水地段及周边眼选用乳化炸药，其余均用2号岩石硝铵炸药。周边眼用φ25×200小药卷，不耦合装药，其余炮眼用φ40×500药卷。采用塑料导爆管非电起爆。对于煤层、瓦斯地段采用煤矿安全炸药和毫秒电雷管。根据技术规范，采用严格的光面爆破控制标准。控制标准详见下表（客运专线铁路隧道光面爆破控制标准）。光面（预裂）爆破控制标准表序号项目Ⅰ级Ⅱ－Ⅳ级Ⅴ、Ⅵ级1拱部平均线性超挖量（cm）1015102边墙平均线性超挖量（cm）1010103仰拱、隧底平均线性超挖量（cm）1010104拱部最大超挖量（cm）1525155仰拱、隧底最大超挖量（cm）2525256两炮衔接台阶最大尺寸（cm）1515157炮眼痕迹保存率（%）≥80≥608局部欠挖量（cm）5559炮眼利用率（%）9095100装药作业采取定人、定位、定段别，做到装药按顺序进行；装药前，所有炮眼全部用高压风吹洗；严格按爆破设计的装药结构和药量施作；严格按设计的联接网络实施，控制导爆索的连接方向和连接点的牢固性。⑦.联结起爆网路起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时要注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。网路联好后，要有专人负责检查。⑧.微震爆破施工参数控制不良地质地段采用微震控制光面爆破。微震爆破作业段最大一段允许装药量：Qmax＝R3×（Vkp／K）3／a式中：Qmax为最大一段爆破药量，kg；Vkp为安全速度，cm/s，取Vkp＝2cm/s；R为爆破安全距离，m；K为地形、地质影响系数；A为衰减系数。K、a值是针对隧道的具体情况，在多次试爆基础上进行K、a值回归分析后确定。根据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出的每段的最大装药量。微震控制爆破参数参考表见下表。具体实施时，结合试验确定。上半断面微震爆破参数表周边眼间距E（cm）抵抗线W（cm）眼深（m）辅助眼间排距（cm）线装药密度（kg/m）最大段控制药量（kg）30－4040－501.580－900.15－0.25≯4.5下半断面微震爆破参数表周边眼间距E（cm）孔排距（m）眼深（m）线装药密度（kg/m）最大段控制药量（kg）60－800.8－0.920.2－0.3≯4.5⑨光面爆破和预裂爆破参数控制（客运专线铁路隧道光面爆破参数）见下表。光面爆破参数表岩石类别周边眼间距E（cm）周边眼抵抗线W（cm）相对距离E/W装药集中度q（kg/m）极硬岩50－6055－750.8－0.850.25－0.3硬岩40－5050－600.8－0.850.15－0.25软质岩35－4545－600.75－0.80.07－0.12预裂爆破参数表岩石类别周边眼间距E（cm）至内排崩落眼间距（cm）装药集中度q（kg/m）极硬岩45－50400.3－0.4硬岩40－45400.2－0.25软质岩35－40350.07－0.123.3.3.控制超欠挖技术措施根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正爆破孔距，用药量，特别是周边眼。根据爆破振速监测，调整单段起爆炸药量及雷管段数分布。根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，尽量使除掏槽眼外的所有炮孔底部基本上落在同一横断面上。钻眼前画出开挖轮廓线，标出炮眼位置，安装激光指向仪，保证测量精度，严格控制周边眼外插角和装药量，使开挖轮廓圆顺，炮眼痕迹保存率符合光爆技术要求。3.3.4.光面爆破设计示例①.单线铁路隧道全断面法开挖光面爆破设计见图3－3－1“隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩全断面法开挖钻爆设计图”。②.单线铁路隧道台阶法开挖光面爆破设计见图3－3－2“隧道Ⅳ级围岩台阶法开挖钻爆设计图”及图3－3－3“隧道Ⅴ级围岩台阶法开挖钻爆设计图”。③.双线铁路隧道全断面法开挖光面爆破设计见图3－3－4“隧道Ⅱ级围岩全断面开挖钻爆设计图”。④.双线铁路隧道台阶法开挖光面爆破设计见图3－3－5“隧道Ⅱ级围岩台阶法开挖钻爆设计图”、图3－3－6“隧道Ⅲ级围岩台阶法开挖钻爆设计图”、图3－3－7“隧道Ⅳ级围岩台阶法开挖钻爆设计图”。3.4.隧道支护施工工艺施工准备施工准备锚杆孔位放样钻孔角度定位钻孔设备就位钻锚杆孔锚杆制作准备注浆材料注浆设备就位清孔锚杆成孔检查侧墙拱部搅拌砂浆注浆插入锚杆、加垫板拧扣安装锚杆及排气管注浆修建上挡

检测

锚杆抗拔力检查查验收砂浆饱满度检查图3－4－1砂浆锚杆施工工艺流程图锚杆预先在洞外按设计要求加工制作，施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，锚杆要除去油污、铁锈和杂质。用高压风清除孔内岩屑；对于边墙锚杆先用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，然后将加工好的杆体插入孔内，并将锚杆与钢筋网焊为整体；对于拱部锚杆采用先安装锚杆后进行注浆，上仰孔若采用注浆器压注锚固砂浆时应设止浆塞和排气管。待孔内砂浆终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验。孔深度必须达到施工图纸的规定，孔深偏差值不大于±50mm。用高压风冲洗、清扫锚杆孔，确保孔内不留石粉，不得用水冲洗钻孔。砂浆采用高浓度砂浆，配合比通过现场实验确定，一般水泥:砂宜为1：1～1：2(重量比)，水灰比宜为0.38～0.45。砂浆坚持随拌随用的原则，对超过初凝时间的砂浆做报废处理。砂浆的干缩率必须在允许的范围内。止浆塞塞入牢固，以确保能承受锚杆及注满锚杆孔砂浆的重量。排气管必须确保插入锚杆孔底，排气孔未出浆前，不得停止注浆。止浆塞在砂浆具有一定强度后方可拔出，拔出时不得振动锚杆。注浆作业见图3－4－2“单管注浆、双管注浆作业示意图”。图3－4－2单管注浆、双管注浆作业示意图图3-4-3HCB25N组合式中空注浆锚杆示意图图3-4-3HCB25N组合式中空注浆锚杆示意图组合式中空注浆锚杆施工工艺流程图”。注浆配比注浆配比设计与试验注浆站布置注浆配件加工注浆中空注浆锚杆钻进施工准备及超前预报注浆检查下道工序浆液配制不合格合格图3－4－4组合式中空注浆锚杆施工工艺流程图b.工艺要求――预注浆的参数设计注浆压力：一般为地下水静水压的2～3倍，同时应考虑岩层的裂隙阻力，根据现场情况试验后确定。但瞬间最高压力值不应超过0.4MPa。浆液扩散半径r的确定：根据已有资料进行工程类比及现场碴体注浆试验情况选定注浆压力范围，确定浆液扩散半径r的大小。注浆孔距D与排距L的计算：L=Dsin60°，D=2rcos30°单孔注浆量Q注=πr2hηβ式中：r：浆液扩散半径，m；h：压浆段有效长度，m；η：岩石裂隙率；β：浆液在裂隙内的有效充填系数。――钻孔采用锚杆钻机或风钻钻孔，成孔后杆体插入锚杆孔时，保持位置居中，锚杆杆体露出岩面长度不大于喷层厚度；有水地段先引出孔内的水或在附近另行钻孔再安装锚杆；并安设止浆塞和孔口垫板，插入排气管；止浆塞通过锚杆打入孔口30cm左右。――注浆锚杆孔内砂浆应饱满密实，砂浆内添加适量的微膨胀剂；注浆必须等浆液从孔口周围溢出，才算注满；锚杆垫板与孔口砼密贴；随时检查锚杆头的变形情况，待水泥浆终凝后扭紧固定孔口垫板的螺栓。③.EX27N涨壳式预应力注浆锚杆施工工艺a.预应力注浆锚杆结构预应力注浆锚杆采用精轧螺纹钢为杆体，强度高，可用连接套接长。注浆方法同上，锚固砂浆终凝后，加垫板、螺母，用扭力扳手施加预应力。用于大吨位预应力锚固时，杆体分为锚固段和张拉段，中间用止浆塞分开，锚固段浆体达到强度后，用专用千斤顶施加预应力。EX27N涨壳式预应力注浆锚杆由中空锚杆体、自进钻头、连接套、对中器、止浆塞、自由段PE套管、自由端钢管套、垫板和螺母组成，见图3－4－5“EX27N涨壳式预应力注浆锚杆示意图”。主要应用于破碎岩层、松散土层等软弱围岩中的永久系统支护。图3-4-5EX27N涨壳式预应力注浆锚杆示意图b.施工工艺流程见图3－4－6“预应力注浆锚杆施工工艺流程”。c.工艺要求――注浆材料锚固浆采用标号C30以上无收缩早强水泥浆，W/C=0.3～0.5,抗压强度1d为标号的20～30%；3d为标号的50～60%;7d为标号的70～80%，浆液配制以及添加剂选用通过配合比试验确定。

在破碎岩层、松散土层等软弱围岩中的固结浆液采用标号C20以上早强水泥浆，W/C约为0.7。自进钻孔中应用固结浆液,不宜用水。围岩面开挖初喷砼围岩面开挖初喷砼定位锚杆钻孔位置锚杆钻孔清孔安装及张拉锚杆锚杆注浆复喷砼图3-4-6预应力注浆锚杆施工工艺流程图――技术性能预应力胀壳式注浆锚杆，锚杆直径27mm。其主要技术性能参数见下表。EX27N胀壳式预应力注浆锚杆技术性能参数规格最大预应力（KN）锚头直径（mm）锚杆体EX27N≥24036R27/6-AEX27N胀壳式预应力注浆锚杆结构及安装见图3－4－7“预应力注浆锚杆结构及施工示意图”。――钻孔钻孔采用TXU-75锚杆钻机,钻头直径42mm。钻锚杆孔前，应根据设计要求和围岩情况，定出孔位，做出标记。预应力锚杆孔距的偏差不得大于200mm。图3-4-7预应力注浆锚杆结构及施工示意图钻孔的孔深不得比设计值大200mm，同时保证锚杆外露端长度为35～45cm，以便于安装抗拔仪进行张拉。――锚杆安装及张拉锚杆施工前对围岩表面先喷射4cm厚砼层，再定位锚杆位置，进行钻孔，锚杆安装及张拉、注浆。锚杆表面不应有污物、铁锈和其它有害物质，并严格按设计尺寸下料。锚杆体在安装前应妥善保护，以免腐蚀和机械损伤。钻孔成形后将孔内积水和岩粉吹洗干净，将安装有涨壳锚头的杆体直接插入成孔至底部。锚杆安装必须使锚头打开，用力顶紧杆体，保证锚头顶端与孔底部紧贴并左旋锚杆体直至旋紧后，再安装止浆塞、垫板和张拉螺母和抗拔仪，正式张拉前应取20%的设计张拉荷载对其预张拉1～2次，然后开启油泵缓慢分级加压，同时记下压力表压强读数和以直尺测定抗拔仪千斤顶伸长值。垫板面应与锚杆孔轴线垂直。注浆前应检查止浆塞是否完好。――锚杆注浆采用型号为MZ-1锚杆注浆器注浆。将注浆泵推入现场，按设计配合比搅拌好浆液，并将其倒入注浆泵中。开动注浆泵，浆液注入锚孔中，直至锚杆尾端流出浆液且注浆压力达到设计要求。④药包锚杆施工工艺a.施工工艺流程施工工艺流程见图3－4－8“药包锚杆施工工艺流程图”。围岩面开挖围岩面开挖初喷砼定钻孔位置锚杆钻孔清孔（高压风）、量孔深药卷浸水、用杆体送入孔内锚杆顶入（或捶击）安装托板、紧固螺帽图3-4-8药包锚杆施工工艺流程图b.工艺要求药包锚杆的孔径为42－50mm；孔深偏差不小于杆体有效长度，且不大于杆体有效长度30mm；钻孔要求同砂浆锚杆。药包一般采用快硬水泥卷，连续搅拌水泥卷的时间为30－60s。锚杆安装前，先用杆体量测孔深，做出标记，然后用杆体将药卷送至孔底。水泥卷浸水后，立即用锚杆杆体送至孔底，并在水泥初凝前，将杆体送入，搅拌完毕。安装托板和紧固螺帽必须在水泥石的强度达到10MPa后进行，且螺帽的拧紧扭矩不小于100N.m，托板安装后，定期检查其紧固情况，如有松动，及时处理。⑤自进式（自钻式）锚杆施工工艺a.施工工艺流程见图3－4－9“自进式锚杆施工工艺流程图”。注浆配比注浆配比设计与试验注浆站布置注浆配件加工注浆自进式锚杆钻进、清孔、临时固结杆体施工准备及超前预报注浆检查上紧螺母、进入下道工序浆液配制不合格合格图3－4－9组合式中空注浆锚杆施工工艺流程图b.工艺要求自进式锚杆一般用于不宜成孔的软弱围岩中，是一种带钻头的组合锚杆体系，施工完毕后钻头埋入围岩中，因此造价较高。锚杆安装前，检查锚杆体中孔和钻头的水孔是否畅通，若有异物堵塞，及时清理。锚杆体钻进至设计深度后，用水和空气洗孔，直至孔口返水或返气，才可将钻机和连接套卸下，并及时安装垫板及螺母，临时固定杆体。锚杆灌浆料采用纯水泥浆或1:1水泥砂浆，水灰比为0.4－0.5；采用水泥砂浆时，砂子粒经不大于1.0mm。灌浆料杆体中孔灌入，水泥浆体强度达5.0MPa后，上紧螺母。⑥.锚管施工工艺a.施工工艺流程见图3－4－10“锚管施工工艺流程图”。施工准备及初喷砼封闭岩面施工准备及初喷砼封闭岩面钻孔孔位布置洞外锚管加工钻孔清孔注浆安装锚管焊上钢管未端挡圈结束安装止浆塞注浆质量综合检查浆液配制图3－4－10锚管施工工艺流程图b.工艺要求对于隧道内加强段，在需要径向注浆时，往往采用φ40mm锚管取代系统砂浆锚杆，即锚孔施钻完毕安装φ40mm钢管，再由钢管对围岩进行径向注浆；锚管一般采用φ40mm，壁厚3.5mm无缝钢管，长度一般3.5－5m，环向间距一般80cm，纵向间距一般80cm，垂直于岩面，呈梅花型布置。锚管前端10cm呈尖锥状，利于安装，尾部焊上φ6钢筋加劲，管壁四周对称钻4个5mm压浆孔，沿管长方向间距15cm均匀布置，但尾部1m不打孔。锚管采用水泥－水玻璃双液浆注浆；参数如下：水泥与水玻璃体积比1:0.2，水泥浆水灰比1:1，水玻璃浓度为35玻美度，模数2.4，注浆压力0.5－1.0MPa。⑦.喷射普通混凝土（湿喷）施工工艺a.施工工艺流程施工工艺流程见图3－4－11“湿喷混凝土施工工艺流程图”。图3－4－11湿喷混凝土施工工艺流程图前期准备前期准备施喷面的清理计量配料拌合砂、石、水泥、水砼搅拌站装运喷料现场施喷综合检查结束加外加剂砼喷射机b.工艺要求喷射混凝土材料符合设计和规范规定，采用三联机湿喷混凝土。喷砼料由洞外自动计量拌和站生产，搅拌生产砼时，根据需要加入微纤维和防腐蚀剂。对于有轨运输采用12t电瓶车牵引6m3轨行式搅拌输送车运输砼，对于无轨运输采用汽车式搅拌输送车运输混凝土，将料卸入三联机，人工或机械手配合三联机喷砼。喷砼前处理危石，检查开挖断面净空尺寸，如有欠挖及时处理后再喷;在不良地质地段，设专人随时观察围岩变化情况，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理。施工机具布置在无危石的安全地带。喷射前设置控制喷砼厚度的标志。检查电线路、设备和管路。喷射前用高压水冲洗受喷面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面。开机先开主机，再依次开振动棒、计量泵、送风阀。在喷射混凝土达到初凝后方能喷射下一层。首次喷射混凝土厚度不小于50mm。喷射作业分段、分片、分层，每段长度不超过6m，喷射顺序按由下而上先边墙、后拱脚、最后拱顶，喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，有较大凹洼处，先喷射填平。速凝剂掺量准确，添加均匀。喷嘴与岩面垂直，距受喷面1.5～2.0m。开挖后及时初喷，出碴后及时复喷。严格控制拌和物水灰比，经常检查速凝剂注入环的工作情况，发现问题及时处理。施工中经常检查出料弯头、输料管和管路接头，处理故障时断电、停风，发现堵管时立即停风关机。喷射完成后先关主机，再依次关送风阀、计量泵、振动棒，然后用清水将主机、输送管路内残留物冲洗干净。湿式喷射微纤维混凝土工艺流程图”细集料细集料粗集料微纤维水泥水搅拌机喷射机喷嘴受喷面空气压缩机速凝剂采用稀薄流方式稠密流方式图3－4－12湿式喷射微纤维混凝土工艺流程图⑨.钢筋网铺设施工工艺a.施工工艺流程钢筋须经试验合格，使用前要除锈，在洞外分片制作。钢筋网片采用人工铺设，利用锚杆和钢架连接牢固。必要时利用风钻气腿顶撑，以便贴近岩面，与锚杆和钢架绑扎连接（或点焊焊接）牢固。钢筋网和钢架绑扎时，绑在靠近岩面一侧，这样受力较好。喷砼时，减小喷头至受喷面距离和风压，以减少钢筋振动，降低回弹。保证钢筋网喷砼保护层厚度不小于2cm。施工准备施工准备钢筋除锈网片制作挂网焊接复喷混凝土下一循环⑩.格栅钢架施工工艺a.施工工艺流程钢架施工工艺见图3－4－14“格栅钢架施工工艺流程框图”。b.工艺要求钢架按设计尺寸在洞外下料分节焊接制作，制作时严格按技术交底执行,保证每节的弧度与尺寸均符合要求,每节两端均焊连接板,节与节之间通过连接板用高强度螺栓连接牢靠，洞外加工后试拼检查。钢架在开挖及初喷砼后及时安装。钢架与围岩之间的间隙用喷砼喷密实，禁止用石块、木楔、背柴等填塞。钢架安装尺寸允许偏差：横向和高程为±5cm，垂直度±20。钢架安装时，严格控制其内轮廓尺寸，且预留沉降量，防止侵限。钢架安装好后，用锚杆锁固固定，防止其发生移位。钢架的下端设在稳固的地层上，拱脚高度低于上部开挖底线以下15～20cm。拱脚开挖超深时，加设钢板或砼垫块。超挖较大时,拱背垫填混凝土垫块,以便抵住围岩,控制其变形的进一步发展。两排钢架间用钢筋拉杆纵向连接牢固，环向间距符合设计要求，以便形成整体受力结构。钢架要全部被喷射砼覆盖，保护层厚度不小于4cm。图3－4－14格栅钢架施工工艺流程框图施工准备施工准备连接钢筋加工钢架拼装位置检查钢架架立测量定位断面检查欠挖处理洞外钢架加工，检查，倒运焊接纵向连接筋喷砼结束合格返工合格不合格不合格初喷混凝土3.4.2.隧道辅助支护施工工艺①.超前大管棚施工a.施工工艺流程见图3－4－15“超前大管棚施工工艺流程图”。b.工艺要求大管棚注浆有关工艺参数和控制标准：大管棚采用热轧无缝钢管，外径φ89mm，壁厚6mm，长30m左右，每间隔30cm设一对φ10mm花孔，尾部2.0m不设；管距为环向40cm，倾角50；钻孔直径为φ108mm；浆液采用纯水泥浆，水灰比为W/C＝0.8:1；注浆压力2MPa。超前大管棚采用水平地质钻机造孔，钢管采用钻机推进器顶进，高压注浆泵注浆。图3－4－15超前大管棚施工工艺流程图测量放线、施作套拱测量放线、施作套拱掏孔检查钻孔、接长钻杆、钻杆退出搭设平台、准备钻孔是否有坍孔、探头石顶进钢管及接长钢管孔口处理、喷砼封闭注浆效果检查注浆进入开挖工序补孔注浆防护加工钢管钻机扫孔套拱周围边坡喷砼封闭有无否N是施作套拱：在洞口里程外起拱线以下路基土石方留一长约5米平台，然后在洞外洞口交界处架立钢架，间距0.75米，用连接筋焊接成一整体。在钢支撑上安设导向钢管，数量、环向间距和外插角与大管棚设计一致。导向钢管的安装要测量精确定位，使钢管位置与方向准确无误，导向钢管与钢架焊为整体。然后按设计浇筑导向墙，导向墙厚1.0m，宽1.5m。导向墙完成后，喷射C20砼厚15厘米封闭周围仰坡面，以防止浆液从周围仰坡渗漏。搭设钻孔平台架、安装钻机。②.超前小导管施工工艺a.施工工艺流程见图3－4－16“超前小导管施工工艺流程图”。图3－4－16超前小导管施工工艺流程图施工准备及封闭掌子面施工准备及封闭掌子面注浆孔孔位布置洞外小导管加工钻孔清孔注浆安装小导管焊上钢管未端挡圈结束安止浆塞注浆质量综合检查浆液配制b.工艺要求小导管注浆有关工艺参数和控制标准：小导管采用φ42mm无缝钢管，管壁开花孔，双侧梅花型布置，孔距40cm；小导管注浆每循环长度为3.5m，每环间搭接1.0m；钻孔仰角50－80；浆液采用纯水泥浆，水灰比为W/C＝1:1；注浆终压0.5－1MPa。按设计要求在掌子面上准确画出本循环需设的小导管孔位。钢管加工及施工：将前端加工成尖锥状,尾部焊φ6加肋筋。除尾部1m外,管壁四周钻压浆孔。钢管插入及孔口密封处理：钢管由专用顶头顶进,顶进钻孔长度≮90%管长。钢管末端除焊上挡圈外,再用胶泥麻筋缠箍成楔形,以便钢管顶进孔内后其外壁与岩壁间隙堵塞严密。钢管尾端外露足够长度,并与钢支撑焊接在一起。钢管顶进时,注意保护管口不受损变形,以便与注浆管路连接。注浆前导管孔口先检查是否达到密闭标准，以防漏浆，然后按设计比例配浆。采用注浆机压注水泥浆，注浆压力为0.5～1.0Mpa，一般按单管达到设计注浆量作为结束标准。当注浆压力达到设计终压不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，亦可结束注浆。注浆结束后，将管口封堵，以防浆液倒流管外。③隧道帷幕注浆施工工艺设计补注浆钻孔位置设计补注浆钻孔位置度注浆设计测量放孔（用油漆标注在掌子面）钻机平台就位、固定钻机平面及仰俯角确定、开孔、安装孔口管安装灭尘器钻注浆孔压水试验注浆浆液制备是否已经完成本循环钻孔浆钻注浆效果检查孔量标准结束接通动力电源安装供风糸安装灭尘供水系转入下一钻孔设置止浆墙3.5.一级防排水设施施工工艺3.5.1.防排水原则隧道防排水采用“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的原则。对于与地表存在良好的水力联系、具有较强富水性的断层及其影响带，防排水采用“以堵为主，限量排放”的原则，达到堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。3.5.2.防水措施拱墙初期支护和二次衬砌之间铺设柔性防水层，防水层采用ECB防水板加土工布缓冲层，土工布单位重量≥350kg/m2，防水板厚度≥2.0mm，幅宽≥2m。对于岩溶及瓦斯地段防水层采用封闭式布置。二次衬砌背后环向设RCP－1605塑料排水盲沟或φ50mm软式透水管，每10m设一环；纵向在洞内两侧水沟泄水孔标高处设RCP－3208G塑料排水盲沟一道，每10m一段，纵向盲沟与环向盲沟直接与隧道水沟连通。塑料排水盲沟采用外包土工布的塑料排水盲沟，环刚度≥32或18、16KPa，，具有较好耐久性，可曲拢性好。全部二次衬砌环向施工缝设置ZPJ－4型缓膨型遇水膨胀止水条，每12m设一环；纵向施工缝设置全隧道贯通的ZPJ－4型缓膨胀型遇水膨胀止水条，每侧一条。橡胶止水条硬度（邵尔）45±7度，拉强度≥3MPa，扯断伸长率≥350%，体积膨胀倍率≥400%。变形缝处设置FPZ－A3－12缓膨胀型遇水膨胀橡胶止水带。变形缝处结构内外缘采用聚硫密封胶胶封堵，其余空隙采用填缝料填塞密实。为减少仰拱变形缝两侧沉降，仰拱部位二次衬砌内设φ50双层抗剪钢筋，钢筋环向间距50cm，仰拱变形缝空隙采用填缝料填塞密实。橡胶止水带硬度（邵尔）60±5度，拉强度≥15MPa，扯断伸长率≥380%，撕裂强度≥30KN/m。本工程防水等级为一级，对于强富水性的断层及影响带，二次衬砌采用内掺HEA防水剂的防水混凝土，抗渗等级不低于P8级，防水剂的掺量为水泥重量的5%；对于瓦斯隧道地段采用气密性混凝土。3.5.3.无钉铺设防水层施工①无钉铺设隧道防水层施工工艺流程见图3－5－1“防水层铺设施工工艺流程图”。②.无钉铺设防水层工艺要求客运专线铁路隧道防水层一般采用铺设2.0mm厚ECB+土工布缓冲层。a.ECB主要技术性能指标符合GB18173.1-2000标准断裂拉伸强度：常温≥14MPa扯断伸长率：常温≥500%撕裂强度：≥60KN/m图3－5－1防水层铺设施工工艺流程图1.防水板质量检查；1.防水板质量检查；2.画焊缝搭接线；3.防水板分拱部和边墙两段截取，将拱部的对称卷起。1.工作平台就位；2.接通电路线；3.烧断锚杆及钢筋网端头；4.如超挖超过铺板规定，编铁丝网回填；5.拱顶画出隧道中线第一环，画出垂直隧道中线的横断面线。准备工作焊接防水板搭接..焊缝补强..质量检查.移工作平台.结束洞外准备洞内准备采用专用塑料垫圈和钢钉固定缓冲层基面检查处理（支护表面处理基面检查处理（支护表面处理盲管及止水条检验盲管及止水条检验安装环、纵向排水盲管安装环、纵向排水盲管不合格不合格安装水平施工缝止水条安装水平施工缝止水条土工布（缓冲层）检验隐蔽检查土工布（缓冲层）检验隐蔽检查合格合格合格防水板检验采用焊接机将防水板合格防水板检验采用焊接机将防水板固定在塑料垫圈上b.施工工艺要求铺设土工布及防水板：采用自制防水板台架铺设，见图3－5－2。图图3－5－2自制轨行式防水板铺挂衬砌台架示意图――施工准备及基面处理防水板铺设之前要对基面进行如下处理：检查开挖断面，整修初期支护表面，先割除砼衬砌表面外露的锚杆头，钢筋尖头等硬物，凸凹不平处需先喷平，使砼表面平顺；局部漏水处需先进行处理，在铺设基面标出拱顶中线。根据图纸标高尺寸，定好基准线，准确无误地按线下料。施工设备如焊接机、检漏器、热风枪、电闸箱等，在工作前要做好检查和调整。确保设备正常运行，达到焊接要求，保证工程质量。――ECB板材的铺设、固定和焊接见图3－5－3、图3－5－4。根据实际情况下料，按基准线铺设防水板，并留出余量；采用专用防水板铺挂作业台车进行防水板铺设作业，用ECB板材专用塑料垫和钢钉把缓冲层固定在基面上,应用暗钉圈焊接固定塑料防水板,最终形成无钉孔铺设的防水层。为了使板材焊接后成为一个整体，塑料垫固定部位必须在板材两端（边到中心各15cm）处进行固定，间距为1m～1.5m,两块板材的相邻搭接为不小于100mm，并且保证板材垂直整齐。围岩围岩喷射混凝土金属垫片专用射钉热熔衬垫防水板围岩喷射混凝土热熔衬垫金属垫片专用射钉图3－5－3土工布铺设图图3－5－4防水板铺设图依据板材的厚度和自然环境的温差调整好焊接机的速度和焊接温度进行焊接。焊接完后的卷材表面留有空气道,用以检测焊接质量。具体见图3－5－5“ECB防水板焊接示意图”。焊接缝焊接缝焊接缝焊接缝空气道ECB板材图3－5－5ECB防水板焊接示意图铺设防水板地段距开挖工作面不小于爆破安全距离。3.5.4.排水盲管施工环向排水盲管安设:先在喷射混凝土面上定位划线，线位布设原则上按设计进行，但根据洞壁实际渗水情况作适当调整，尽可能通过喷射层面的低凹处和有出水点的地图3－5－6环向排水盲管固定示意图方。沿线两侧钻定位孔，定位孔间距30～50cm，将膨胀螺栓打入定位孔，用铁丝将环向盲管定位于膨胀螺栓上，如图3－5－6所示。集中出水点处沿水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封堵，以便地下水从管中集中流出。图3－5－6环向排水盲管固定示意图纵向排水盲沟安设:按设计位置在边墙测放盲管设置线，沿线钻孔，打入膨胀螺栓，安设纵向盲管，用卡子卡住盲管，固定在膨胀螺栓上。边墙泄水管安设:模板台车就位后，开始施作边墙泄水管，泄水管的直径为80mm，间距2m，在模板台车上对应于泄水管的位置开有与泄水管直径相同的孔，泄水管一端安在模板台车的预留孔上，另一端采用三通连接在纵向排水管上，并固定牢固。环向与纵向、纵向与泄水管之间的三道连接必须紧密可靠，防止松脱，必要时用防水胶带进行固连。盲管与喷射混凝土层面的间距不得大于5cm，盲管与岩面脱开的最大长度不得大于10cm。3.5.5.施工缝施工隧道二衬施工缝中部安放遇水膨胀橡胶止水条。施工缝挡头板待混凝土达到2.5MPa后拆除。然后将已经预埋的橡胶止水带清理整好，在混凝土接缝面放出止水胶条粘贴部位，并在先后浇筑混凝土界面加HF-JCMG102界面剂代替人工凿毛处理。衬砌台车就位后，在下一段的结构混凝土灌筑前人工安设止水胶条，止水胶条安装8小时前停止施工缝处混凝土养护，橡胶止水条安装时，先用高压风吹干净接触面，用氯丁胶或湿固性环氧树脂均匀地涂刷在粘贴面上，风干后立即粘贴橡胶止水条。止水胶条粘贴前除去胶条表面的防护层，使胶条直接与混凝土相接触。橡胶止水条安装如图3－5－7所示。施工缝处混凝土浇筑时，加强振捣，严禁直接振捣止水胶条。边墙纵向施工缝是产生渗漏水的薄弱部位，为改善侧墙水平施工缝的防水质量和增图3－5－7施工缝防水施工示意图强防水效果，在灌筑混凝土前，先灌筑同标号水泥砂浆3cm。图3－5－7施工缝防水施工示意图3.5.6.沉降缝施工沉降缝(变形缝)是为了防止不均匀沉降引起衬砌开裂而设置的允许变形的结构缝隙，因此在地质条件有显著变化处，断面明显变化处等设置，采用遇水膨胀橡胶止水带。先沿结构厚度的中心线将止水带的预埋部分埋入结构中，圆环中心对准变形缝中心。利用φ12钢筋弯制成定位卡，将止水带外露部分固定于挡头模板上，为确保混凝土灌筑中止水带不发生移动，定位卡穿出挡头模板外的部分用两根φ10圆钢连成一体。混凝土施工时，安排专人通过台车灌筑窗口对挡头混凝土灌筑及止水带定位进行全过程监视，确保挡头部位混凝土将止水带居中埋设，并通过窗口捣固混凝土达到密实。混凝土灌筑完成到拆模强度后，拆下挡头模板。调直外伸钢筋，将止水带贴安于挡头模板的1/2部位放平于φ12的预留钢筋上，并将上挂于挡头模板的钢筋下压在尚未埋设的止水带上，并与下部钢筋绑扎连接。橡胶止水带安装见图3－5－8所示。图3－5－8变形缝防水施工示意图施工缝处混凝土浇筑时，要加强振捣施工缝处混凝土，但不得直接振捣止水带。图3－5－8变形缝防水施工示意图3.5.7.防水混凝土施工对于与地表存在良好的水力联系、具有较强富水性的隧道洞身断层与影响带衬砌采用防水混凝土，抗渗等级不低于P8。防水混凝土的抗渗性能主要影响因素有：水灰比、水泥用量、砂率及其相应的灰砂比。此外，水泥品种、砂石颗粒级配，粗骨料品种和最大粒径，粉状掺料的掺量，养护条件等。为提高混凝土抗渗性，在施工过程中应采用以下技术措施：①降低水灰比：混凝土拌合物的水灰比对硬化混凝土孔隙率的大小、数量起决定性作用，直接影响着混凝土结构密实性。在满足水泥完全水化及湿润砂石所需水量前提下，水灰比越小，混凝土密实性越好，抗渗性及强度越高。②适当提高水泥用量、砂率及灰砂比：在一定水灰比限值内，水泥用量和砂率对混凝土抗渗性的影响是比较明显的，足够的水泥用量和适宜的砂率，可以保证混凝土中水泥砂浆的数量和质量，使混凝土获得良好的抗渗性。防水混凝土水泥用量不得少于300kg/m3，砂率不小于35%，灰砂比宜为1:2.0～1:2.5。③选择适宜的水泥品种与强度等级：用于防水混凝土的水泥，应具有抗水性好，泌水性小，水化热低。防水混凝土宜选用普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于32.5级。④掺外加剂和外掺料：按设计在混凝土中掺入HEA防水剂和外掺料（粉煤灰或硅粉），可按要求改善混凝土性能。⑤用于混凝土中的外加剂质量符合《混凝土外加剂》GB8076-1997标准中规定的各项技术指标要求；用于混凝土中的粉煤灰质量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-91标准中规定的各项技术指标要求。外加剂和粉煤灰在混凝土中的适宜掺量，经过试验确定。⑥限制粗骨料粒径：为抑制混凝土中的孔隙，减少分层离析，需要限制最大石子粒径。在混凝土硬化过程中，石子不收缩，周边的水泥砂浆收缩。因此，石子与砂浆变形不一致。石子越大，周边越长，与砂浆收缩的差值越大，致使砂浆与石子界面间产生微细裂缝。由于这些裂缝的存在,使混凝土的有效阻水截面显著折减,压力水也就容易透过。因此，防水混凝土的石子粒径不宜过大，石子粒径过大对混凝土抗渗性均不利。在防水混凝土中，采用的石子最大粒径不大于40mm。⑦加强养护：养护对防水混凝土极为重要，是混凝土获得强度和抗渗性的必要条件，良好的养护条件能使混凝土工程充分发挥其防水作用，养护不良而会大幅度降低其抗渗性。因此，混凝土终凝后，立即进行湿润养护，养护时间不少于14天。3.6.隧道二次衬砌施工工艺3.6.1.隧道二次衬砌施工工艺流程见图3－6－1“二次衬砌施工工艺流程图”。3.6.2.工艺要求由正洞洞口进入工作面的模板台车，在洞口完成拼装；由横洞或斜井进入工作面，则在正洞内拼装。图3－6－1二次衬砌施工工艺流程图布设轨道布设轨道面板整修台车就位涂脱模剂台车加固挡头板安装头板安装混凝土浇注拆模养护压拱部试件中砂碎石水泥水外加剂自动计量拌和站砼搅拌运输车输送泵轨道标高测量控制轨距取样三组至少拱部一组根据监控量测确定施作二次衬砌时间台车移位模板中心高及净空检测环向止水带及纵向止水条安装预埋件基仓清理输送管道安装施工配合比坍落度检查含水量测定检测衬砌断面前方铺设防水层施作衬砌钢筋(如有)不合格进行处理台车安装就位准确，锁定牢固，接头密贴上一循环，保持衔接和衬砌轮廓的正确。严格进行混凝土原材料的试验、验收，精心进行配合比设计并不断优化，由于隧道内地下水对混凝土有腐蚀性，故在施工时根据设计文件和实际试验确定耐腐蚀剂的掺量。泵送混凝土入仓自下而上，从已灌筑段接头处向未灌筑方向，分层对称浇灌，灌注到混凝土窗口时，两侧交叉灌注混凝土，防止偏压导致模板变形。充分利用台车上、中、下三层开窗，分层浇注混凝土，在出料管前端加接3～5m同径软管，并使管口向下，避免水平对岩面直泵，混凝土浇筑时的自由倾落高度不宜超过2m，严加注意砼浇注高度，浇注高度过高，或不分层、或直接对岩面泵送，将使得混凝土经岩面—钢模之间多次反弹后，极易造成物料分离，粗骨料下沉，浆液上浮，从而使混凝土表面产生麻面、水泡，导致混凝土不密实。钢筋砼衬砌地段，钢筋在洞外下料加工，弯制成型，洞内绑扎或拼装焊接。根据现场试验确定脱模时间，脱模时砼强度不小于2.5MPa，脱模后喷水养护，养护期14天。每循环脱模后，清刷模板，涂脱模剂。正洞仰拱及填充紧随开挖进行，为减少其与出碴运输的干扰，采用设置仰拱栈桥技术。仰拱和填充（铺底）超前为拱墙衬砌台车轨道铺设提供条件，有利于文明施工，以保证隧道底部的施工质量，从根本上消除隧底质量隐患，有利于结构稳定。隧道正洞与斜井Ⅴ级围岩段在开挖后，及时施做仰拱铺底。仰拱及填充（铺底）混凝土由洞外自动计量拌合站生产，有轨运输斜井采用提升机牵引轨行式搅拌输送车运输混凝土，洞内用电瓶车牵引轨行式混凝土车运输，泵送混凝土入模，插入式振捣器捣固。无轨运输斜井采用混凝土搅拌运输车直接运输至作业面。平导根据其运输方式确定。图3－8－1双块式无碴轨道施工工艺流程图施工准备(测量、备料、轨道垫层施工)施工准备(测量、备料、轨道垫层施工)轨枕和钢筋的运输和卸放布置下部混凝土垫层表面凿毛中间垫层安放基础垫板安装钢筋排布安放双块式混凝土轨枕放置施工钢轨、安装定位杆施工轨道粗调钢筋绑扎、接地系统焊接模板安装定位施工轨道最终定位混凝土浇筑模板拆除、清理拆除施工轨道长钢轨导入、安装、焊接、打磨、紧固混凝土拌合、运输混凝土养护3.9.1.通风设计①.主要参数根据《铁路隧道施工规范》（TBJ204—96）规定：斜井井身段断面及平导断面最小风速；正洞断面最小风速；进人作业标准；爆破通风时间t=30min；掌子面最多工作人数为50人；瓦斯段的风速按1.0m/s考虑，每人需风量按4.0m3/min考虑。斜井或平导一次爆破的最大炸药量A=146kg；正洞一次爆破的最大炸药量A=350kg。②.计算方法根据上述主要参数，并考虑现场施工的具体情况，分别按洞内同时作业最多人数、一次爆破的最大炸药量、洞内同时作业的内燃设备总功率、洞内要求的最小风速等计算风量，并确定控制风量。a.按洞内同时工作的最多人数计算Q＝q×m×k（m3/min）式中Q――计算风量（m3/min）；q――洞内每人每分钟所需的新鲜空气量（m3/min）。m――洞内同时工作的最多人数；k――风量备用系数，取1.10－1.15。b.按洞内同一时间内爆破使用最多炸药量计算――压入式通风Q＝7.8/t[A（SL）2]1/3m3/min式中t――通风时间（min）；A――同时爆破的炸药用量（kg）；S――巷道断面面积（m2）；L――通风区段长度（m）。――吸出式通风Q＝18/t（ASL抛）1/2（m3/min）式中L抛－－炮烟抛掷长度（m）。导坑开挖时：电雷管起爆：L抛＝15＋A/5（m），火雷管起爆：L抛＝15＋A（m）。全断面开挖时，根据国内外部分实测资料可按4.5－6.5倍隧道的当量直径考虑。――混合式通风Q混压＝7.8/t[A（SL）2吸（m3/min）式中L吸――吸出式风管末端到工作面的距离（m）；Q混吸――压入风机应送入的风量。Q混吸＝（1.1－1.2）Q混压（m3/min）式中Q混吸――吸出风机应吸出的吸风管风量（m3/min）。c.按洞内允许最小风速要求计算风量Q＝60×S×V（m3/min）式中V――允许最小风速。导坑取0.25m/s，全断面或成洞隧道取0.15m/s。d.按柴油机的废气污染计算风量――按稀释法计算Q＝q×K×C/C0（m3/min）式中q――柴油机废气平均排气量（m3/min）；C――单个有害气体的浓度（mg/m3）；C0――有害气体的允许浓度（mg/m3）；K――安全系数。――按单位功率的需风量指标计算按每千瓦每分钟需要的风量乘以设备额定总功率的方法来计算，即：Q＝Q0∑P（mg/m3）式中Q0――柴油机单位功率需风量指标。一般1kw的通风量不宜小于3m3/min；∑P――在洞内作业的各种柴油机的功率总和。有间歇性工作的应乘以时间的百分数。即：∑P＝∑KiPi其中Pi――额定功率Kw；Ki――时间系数（%）。然后，根据控制风量、通风方式、送风长度和风管性能参数，计算出所需要的供风量和风压，选择适合的风机及风管。③.补充说明由于长大隧道横通道多，正洞与平导之间的横通道要及时贯通，当新的横通道形成时，及时调整风机位置，减少软风管通风长度；所有不利用的横通道及时用砖块砌好，做到完全密闭，防止形成污风循环。随着隧道的掘进，相应增加射流风机。全隧加强瓦斯检测及防范，若需要揭煤时，必须对瓦斯压力和涌出量进行监测，根据监测结果及时调整通风设计及采取相应的安全技术措施，杜绝瓦斯事故发生。3.9.2.通风设备配置风机的选择主要根据所需供风量及风压来确定，并考虑节能效果，采用变极多速风机。风管的选择主要根据所需风量和送风长度确定，全部采用获国家专利的新型软风管。隧道主要通风设备配置如“表3－9－1长大隧道（有辅助导坑）主要通风设备配置表”。（具体数量根据隧道设计的情况确定）3.9.3.通风管理由技术专业人员进行通风技术及工、机、料的管理，成立专门的通风队伍。风管安装必须平、直、顺，以减小管路沿程阻力和局部阻力，管路尽可能避开锐角转弯等。各个通风阶段应进行一次系统的监测，内容包括：气象条件、管路风量和风压，掌子面段有害气体浓度。射流风机安放不同位置时，正洞和平导各断面风速变化等。瓦斯监测宜采用人工和自动监测相结合，既可相互校核又可了解瓦斯浓度的变化，及时调整风量，确保施工安全。瓦斯区段通风的有关安全技术措施遵照《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120—2002）和《煤矿安全规程》的相应条文执行。表3－9－1长大隧道（有辅助导坑）主要通风设备配置类型表工区设备名称型号技术参数单位数量备用进口工区变极多速风机SDF(C)-NO11风量：540～1985m3/min风压：160～4150Pa功率：110kw台SDF(C)-NO10风量：420～1500m3/min风压：140～3500Pa功率：74kw台射流风机SSF-NO12出口风速：33.3m/s功率：37kw台软风管φ1000β≤0.02，λ≤0.02mφ1200β≤0.02，λ≤0.02m斜井工区变极多速风机SDF(C)-NO11风量：540～1985m3/min风压：160～4150Pa功率：110kw台SDF(C)-NO10风量：420～1500m3/min风压：140～3500Pa功率：74kw台软风管φ1000β≤0.02，λ≤0.02mφ1200β≤0.02，λ≤0.02m出口工区变极多速风机SDF(C)-NO11风量：540～1985m3/min风压：160～4150Pa功率：110kw台SDF(C)-NO10风量：420～１500m3/min风压：140～3500Pa功率：74kw台射流风机SSF-NO12出口风速：33.3m/s功率：37kw台软风管φ1000β≤0.02，λ≤0.02mφ1200β≤0.02，λ≤0.02m3.10.隧道超前地质预报施工工艺超前地质预报流程图”3.10.2.工艺要求图3－10－1超前地质预报流程图符合原设计符合原设计原设计地质资料分析现场地质调查制定地质预报实施方案随隧道开挖进行地质素描或利用平导超前获得的地质信息提供地质预报分析报告重点、地质异常地段实施物理探测地质雷达超前地质探测仪HSP法探测红外探测地质综合分析报告地质异常地段进行超前钻探与原设计不符提出变更设计变更设计批复调整施工方案继续施工地表地形调查地表水文调查埋置深度H量测断面间距（m）H>2B20～50B<H<2B10～20B<H<2B5～10注：B表示隧道开挖宽度，地表无建筑物时取表中上限值监测仪器为：电子水准仪，铟钢尺等。3.11.2.量测频率与结束标准净空水平收敛量测和拱顶下沉量测采用相同的量测频率,量测频率见下表。实际量测频率从表中根据变形速度和距开挖工作面距离选择较高的一个量测频率。拱顶下沉及周边收敛量测频率表变形速率（mm/d）量测断面距开挖面距离（m）量测频率≥5（0～1）B1～2次/d1～5（1～2）B1次/d0.5～1（1～2）B1次/2d0.2～0.5（2～5）B1次/2～3d<0.2>5B1次/7d管理等级管理位移施工状态ⅠU0＜Un／3可正常施工ⅡUn／3≤U0≤2Un／3应加强支护ⅢU0＞2Un／3应采取特殊措施施工设计施工设计监控量测现场施工监测设计资料调研量测结果的计算机信息分析处理必测项目的回归分析监测结果的综合评价量测结果的形象化、具体化报送设计和施工单位结构安全性、经济性判断经济类比理论分析甲方、规范要求“围岩—结构”体系动态及现状分析说明、提交修正设计意见、建议反馈设计施工是否改变设计、施工方法新设计方案调整设计参数、改变施工方法或辅助施工措施选测项目的应力、应变动态分析量测结果的综合处理及反馈分析4.隧道主要施工技术措施4.1.开挖技术措施采用光面爆破工法，非电毫秒雷管起爆。通过工程类比法和现场试验确定爆破参数，根据不同围岩条件不断优化爆破设计。采用的技术措施如下。①.施工前据地质调查结果，选择有代表性的位置，进行现场爆破试验，提出爆破参数，指导下步施工。②.软弱围岩采用密打眼、少装药、微震爆破技术，降低爆破震动强度减小对围岩的扰动。③.采用周边光面爆破技术，减轻爆破对周边的扰动，控制超欠挖。④.科学布眼，合理安排起爆顺序。预裂爆破时先预裂后掏槽，光面爆破，从掏槽眼开始，由内向外，最后是周边光面爆破。⑤.认真进行装药量计算，科学进行药量分配。⑥.加强堵塞；使用长药卷爆破工艺，定做长药卷，提高装药速度，增加装药密度。⑦.采用激光准直仪定向，使中线测量准确快捷。采用断面仪测定开挖轮廓及超欠挖情况，并以图表形式快速反馈到施工中去，以便及时调整爆破参数，进一步提高爆破效果。⑧.采用全面质量管理理念，以超欠挖和残眼率为产品质量控制点，通过加强现场全过程的工序质量控制，来达到预期的产品质量目标。4.2.支护技术措施4.2.1.锚杆支护技术措施①.锚杆钻孔保持与所在岩层的主要结构面垂直，开孔偏差小于10cm，钻孔偏差小于2°。②.锚杆孔比设计锚杆直径大15mm以上。③.锚杆锚固力不低于设计要求，每300根抽样一组进行抗拔试验，每组不少于3根。④.注浆锚杆严格控制注浆压力及注浆量，锚杆采用锚固力和注浆饱满度双指标控制。4.2.2.钢筋网支护技术措施①.沿受喷面起伏铺设，与受喷面的间隙为3cm。钢筋网的喷砼保护层厚度不小于2cm。②.钢筋网与锚杆或钢支撑连接牢固，网片之间搭接长度不小于20cm，保证在喷射砼时钢筋不晃动。③.钢筋直径及网格尺寸符合设计要求。4.2.3.喷射普通混凝土支护技术措施①.按照监理工程师指示进行现场喷砼试验。②.喷射前，受喷面除按照规范中有关条款的要求进行准备之外，用水或风对受喷面进行清理。喷砼充分凝固前避免受水流的直接冲刷。③.喷射砼作业分片依次进行，喷射作业自下而上，分段作业。采取分层喷射时，一次喷射厚度不大于5cm。后一层喷射在前一次喷射砼终凝后进行，各层间隔30～60min，如果间隔时间大于1h，对已喷砼面用水或风清洗。按照规范要求对喷砼进行养生。4.2.4.喷射微纤维砼（HLS）支护技术措施①.微纤维砼拌和时，先将拌和料投入拌和机中搅拌，然后由专人将纤维均匀抖散撒入，同时适当加长拌和时间，使纤维搅拌均匀，避免纤维结团、堵管、爆管。②.喷射时，控制风压，避免风压过大造成过量回弹。③.控制喷射角度、距离，通常角度控制在80～90°，距离为1.0～1.5m。④.控制喷射顺序，按照先墙后拱的顺序，做螺旋形喷射，两个喷射环之间做好衔接。4.2.5.格栅钢支撑支护技术措施①.采用加工厂统一制做，严格控制加工尺寸，进场前进行尺寸验收，安装前进行预拼装。②.安装时精确放样，保证钢支撑在衬砌断面以外，不侵限，并保证有不少于5cm的混凝土保护层。4.2.6.超前小导管支护技术措施①小导管纵向间距严格按设计尺寸施作，环向间距根据围岩确定，外插角根据注浆胶结拱加固厚度确定。导管安装前，将工作面封闭严密，并正确测放出钻设位置。注浆前先喷射砼封闭作业面，防止漏浆，喷射厚度不小于50mm。②.注浆材料的选择根据地质条件、注浆目的和注浆工艺全面考虑，确保满足：浆液流动性好，固结后收缩小，具有良好的粘结力和较高的早期强度；结石体透水性低，抗渗性能好。③.注浆过程中根据地质、注浆目的等控制注浆压力，注浆终压为注浆压力的2～3倍，派专人做好记录。注浆结束后检查注浆效果，不合格者补注。4.3.衬砌技术措施4.3.1.衬砌砼不渗、不漏技术措施①.爆破开挖严格按照光面爆破规范组织施工，严格控制超欠挖，是保证隧道不渗、不漏、不裂的基础，如果光面爆破不好，极易带来拱部回填困难，一旦不密实，易形成水囊；岩面凹凸不平，喷射砼难以找平；铺设防水板困难等问题。②.注浆加固需要进行注浆加固的止水地段，施工前根据工程地质和水文地质条件，通过试验后，再进行注浆。根据预注浆范围、地质条件和地下水情况，选择合理的注浆参数和浆液配比，确保注浆加固堵水效果。注浆过程中，严格按照注浆设计施工，确保注浆防水的质量达到止水效果，基本实现注浆段无线流，初步形成初期支护外的止水环，为隧道防水创造条件。严格控制注浆压力，防止出现结构变形、串浆等现象。注浆结束后，采用钻孔注水法检测注浆效果。③.初期支护认真做好初期支护，特别是初期支护背后的回填注浆，做到渗漏水无线流，否则在严重渗漏水处打孔、下管补充注浆，直至符合要求。湿喷法喷射砼，在喷射砼时埋入检测喷层厚度的标识钢筋，以检查喷设砼的厚度。拌制砼时要确保砼严格按照配合比配制，严格控制速凝剂的添加量，完成喷射砼后，隧道基本实现干燥。局部有渗流处，一是可以插管补注浆，二是较大渗流插管接排水盲管固定引至侧沟排走。④.防排水施工严格按结构防水设计要求施作防排水设施，先设置纵向、环向软透水管，再铺设防水板。防水层施工由专业化队伍施工。施工前处理好基面，按规定画线，使软透水管位置准确合理，画线时注意软透水管沿基面的低凹处和有出水点的地方铺设；软透水管与岩面的间距不得大于5cm，与岩面脱开的最大长度不得大于10cm；集中出水点沿水源方向钻孔，然后将单根集中引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封堵，使地下水从管中集中引出；排水盲管有接头时用无纺布等渗水材料包裹，防止喷砼料或杂物进入堵塞管道。防水板采用无钉铺设、双焊缝焊接的施工工艺；把好防水层施工接缝质量关；加强防水层成品的保护措施；在施工过程中，保证接缝焊接质量，避免创伤产生孔洞。⑤.衬砌砼严格按防水砼有关规范和标准控制原材料，杜绝材料因素造成衬砌渗漏；严格控制施工配合比，杜绝随意改变水灰比，导致砼产生收缩裂缝，降低其防水性能。为提高砼的抗渗性而掺加的外加剂，具有质量证明文件和产品技术资料；砼采用分层浇筑、分层振捣，每层厚度不超过30－40cm，相邻两层浇筑时间间隔不超过2h。砼浇筑连续，避免造成施工缝，因施工需要留设施工缝，必须征得到监理工程师认可，允许间歇时间不超过规范要求。灌注施工采用整环灌注施工，当砼灌至墙拱交界处时，间歇约1小时，以便于边墙砼沉实。拱圈封顶时，随拱圈灌注及时捣实；振捣时，振捣器不得接触防水层及模板，且每次移动距离不大于振捣器作用半径的一半；严格控制拆模时间，严禁砼强度未达到规范要求前拆模；加强砼的养护。⑥.施工缝处理砼灌注间歇时，按插连接钢筋，做好施工缝的清理工作，凿除表面浮粒和杂物，将砼表面凿毛，并用水冲刷干净；环向施工缝设置中埋式橡胶止水带；变形缝在地层显著变化处、断面明显变化处设置，采用背帖式橡胶止水带加中埋式钢边橡胶止水带。纵向施工缝采用遇水膨胀止水条进行防水，严格安装标准，保证防水效果。4.3.2.预防隧道衬砌开裂技术措施预防隧道二次衬砌开裂一般从控制原材料、施工工艺、施工过程控制、养护控制、施工环节接缝控制、隧道围岩变化控制、隧道开挖质量控制措施等方面综合考虑。①.严格控制原材料质量通过合理选择原材料和混凝土配合比，降低混凝土的水化热，提高混凝土的抗裂性能。选用符合规定要求的低热水泥，在配合比设计时，在满足设计强度的前提下，尽可能改善骨料级配，特别要发挥外加剂的作用，最大限度地减小水泥用量，同时减小水灰比。应用能满足和易性要求的最小用水量，不用过大的坍落度。根据外加剂对混凝土性能的影响，综合考虑多种因素的共同作用，通过试验选择合适的外加剂。②.严格控制混凝土施工质量认真执行“三检制”，严格控制水灰比、骨料级配、拌和时间、平仓、振捣、初凝等各个环节，确保原材料符合标准要求，混凝土拌和质量优良，混凝土试件设计龄期保证强度、离差系数等均满足设计要求。采用二次振捣工艺，以提高混凝土的密实度和抗拉强度，并采用附着式振捣器振实，去除浮浆，以减少表面收缩裂缝。均匀浇筑混凝土，施工时充分考虑模板内、围绕钢筋和斜面部位的混凝土早期沉淀收缩作用。③.加强施工养护采取洒水养护和覆盖养护法尽早开始养护，保证混凝土在适宜温度、湿度条件下使硬化过程正常进行，不致由于蒸发变干而引起水化作用失常，发生强度增长受阻、干缩裂缝等有害现象。④.控制拆模时间根据现场试验龄期和气候条件确定拆模时间，一般须在混凝土强度达到2.5MPa以上时，方可拆模。⑤.施工环节缝处理设置异型挡头模板，相临两仓混凝土采用“榫接头”，确保环向接缝密实。⑥.岩性变化处的处理隧道从一种岩性变化到另一种岩性地段，衬砌在这一部位采用施工环节缝的形式通过，严格按衬砌施工接缝处理。⑦.控制隧底质量隧道基底质量不好，不仅影响基床，而且影响衬砌质量，处理不好会造成下沉开裂；施工中将认真清理浮碴、排除积水，防止基底软化、弱强；对软弱围岩，严格初期支护，及时施作仰拱，尽快封闭成环。4.3.3.衬砌混凝土无损检验技术措施采用地质雷达和超声波法检测混凝土衬砌质量、混凝土强度及衬砌内部缺陷。通过测定超声波的传播时间的突然变化来判断空洞的半径，根据超声波传播的振幅衰减情况来检查混凝土中的蜂窝、离析等缺陷。采用沿面检测法来探测混凝土内部的裂缝。4.3.4.试验检测技术措施认真执行国家、铁道部有关工程质量的标准、规范和规程，完善工程试验检测机构的相关制度，建立多功能的中心试验室，并配置专职试验检测人员，学习贯彻有关检测方法标准、规范试验方法和试验数据的取值方法等，全面、客观、准确地反映真实的工程质量，提高工程质量管理水平，促进工程质量提高。严格按照GB/T19000-ISO9000《质量管理和质量保证标准》要求，结合实际情况建立健全管理制度，确保检验工作可靠性和准确度。主要建立：检测、试验管理制度；岗位责任制度；检测、试验资料管理制度；检测、试验安全管理制度；仪器、设备操作规程；设备仪器使用管理制度（定期标定、保养制度及注意事项）；标准养护室定期测试检查制度；检测及试验委托管理制度等。4.4.长大隧道快速施工技术措施①.针对铁路长大隧道的特点解决隧道施工机械及施工技术的综合配套问题，以实现机械化均衡生产为目标，配套的生产能力为均衡施工能力的1.2～1.5倍。②.长大隧道宜采用生产效率较高的喷射台车，以便于改善作业环境，控制喷层的质量，提高喷射混凝土的效率，减少环境污染。③.搞好光爆喷锚、装碴运输、混凝土衬砌及施工通风等作业线的机械设备和施工技术的综合配套和管理工作；采用光面爆破技术利用凿岩台车进行全断面开挖，利用先进的装碴设备加快装碴进度，出碴进料除了加大车辆数量、加快行车速度外，完善运输系统，提高调车作业的速度，增加通过能力，钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、网路接线和起爆。④4.5.大断面软岩隧道的变形控制技术措施隧道洞身通过具中等～弱膨胀性围岩地段，遇水极易软化、崩解，有可能发生大变形。4.5.1.软岩大变形防治原则①.高应力地段软岩的主要地质灾害是大变形。变形量很大而且延续时间很长，使变形向围岩深部发展，围岩塑性区逐渐增大，造成洞室大规模坍塌，因此要求进行围岩的超前加固。②.支护及时施做和及时封闭。③.支护具有一定的强度和刚度；④.能允许变形，甚至较大的变形，应考虑较大预留变形量。⑤.施工系统径向长锚杆并注浆，使变型区与稳定区形成统一体。⑥.施工超前支护并注浆，防止围岩坍塌。⑦.加强施工监控量测，及时变更支护措施。4.5.2.软岩大变形地段一般支护措施①.锚杆、钢筋网、喷混凝土或锚杆、钢筋网、喷纤维混凝土联合支护喷射混凝土具有及时、密贴、早强、柔性四个特点，当隧道开挖后可及时封闭开挖面，但是因喷混凝土抗拉强度低，不能承受较大荷载，而锚杆可起到整体加固作用，尤其应在边墙部位设置长锚杆，使隧道周围形成一个整体加固环，为了提高喷混凝土抗拉性能，采用喷钢纤维混凝土或钢筋网联合支护，是大变形地段首选支护措施。②.格栅钢架或型钢钢架支护为了提高支护系统的强度和刚度，采用格栅钢架或型钢钢架支护措施。③.超前支护措施在高应力大变形地区，有时单靠开挖后支护不能起到良好的支护效果，必须采取超前支护措施。目前超前支护措施有以下三种：a.超前锚杆加固在隧道周边向前方施做超前锚杆。主要参数如下：锚杆直径：Φ22－Φ25；锚杆环向间距：0.4－0.5m；锚杆长度：3－4m；锚杆外插角：10°左右。一般采用锚固剂锚杆，围岩差不能成孔时可采用自进式注浆锚杆。b.小导管注浆超前加固在隧道未开挖前，在隧道外轮廓施做超前小钢管，然后注浆固结围岩，待浆液达到一定强度时再进行下一环节开挖。主要支护参数如下：钢管直径：Φ40×4－Φ50×4；钢管长度：4－8m；环向间距：0.3－0.6m，单排或双排；注浆浆液：1:1水泥浆液；注浆压力：＜2MPac.长管棚预加固当围岩破碎，变形较大时，可采用长管棚预加固措施。主要支护参数如下：管棚长度：20－40m；管棚直径：Φ108－Φ146；管棚材料：无缝地质钢管DZ40号；管棚间距：0.4～0.6m；注浆浆液：1:1水泥浆液；注浆压力：＞2MPa。4.5.3.软岩大变形地段特殊支护措施当变形过大时可采用以下特殊支护措施①.喷层间隙喷射为了使喷混凝土具有更大的吸收变形能力，采用间隙喷射方法，沿隧道轴向（纵向）预留一定宽度的间隙，一般间隙宽度5～10cm，间距1～2m。这些间隙可允许隧道变形。②.U型可缩钢架在钢架中预留20cm的伸缩缝，一般采用摩擦型或弹簧型构件，当钢架受力到一定范围时（一般为2/3设计强度），钢架可随之变形，这样钢架可以做到既有较大强度同时具用一定的变形能力。③.可缩式锚杆一般锚杆为不可缩的刚性锚杆，若大变形则不能起到良好的支护效果，可缩式锚杆即在锚杆中部设置一个可缩段，一般15～20cm可缩5～10cm，当杆体达到2/3设计强度时，锚杆可自动变形。其收缩部件多采用摩擦型或弹簧型。4.5.4.急剧变形的判定（塌方的征兆）施工中做好地质测绘和地质钻探工作，对可能出现坍方的地段要采取一切措施防患于未然。尤其是施工开挖接近设计探明的富水及断层破碎带时，要认真及时地分析和观察开挖工作面地质情况的变化，根据地质情况及时采取最恰当的施工方案和施工方法。①.围岩的变形破坏、失稳坍方，是从量变到质变的过程。在围岩的工程水文地质特征及岩石力学反映出一些征兆。根据征兆预测围岩稳定性。②.水文地质条件的变化，如干燥的围岩突然出水、地下水突然增多、水质由清变浊（地下水将断层泥带走）等都是即将坍方的前兆。③.拱顶不断掉下小石块，甚至较大的石块相继掉落，预示着围岩即将发生坍方。④.围岩节理、裂缝快速逐步扩大。⑤.支护状态变形（拱架接头挤偏或压劈、喷射砼出现大量的明显裂纹或剥落等）、敲击发声清脆有力、甚至发出声响。⑥.围岩或初期支护，拱脚附近的水平收敛大于2mm/d，拱顶下沉大于1mm/d，并继续增大时，说明围岩仍在发生变形，处于不稳定状态。4.5.5.急剧变形的预防措施①.做好超前地质预报工作尤其是施工开挖接近设计探明的富水及断层破碎带时，要认真及时地分析和观察开挖工作面岩性变化，遇有探孔突水、渗水增大和整体性变差等现象，及时改变施工方案。②.加强围岩量测工作通过对量测数据分析处理，按照时间—位移曲线规律，及时调整和加强初期支护，同时重视混凝土衬砌及时施作。③.减少对围岩的扰动严格控制爆破装药量，尽量减少对软弱破碎围岩的扰动。④.保证施工质量超前预注浆固结止水，钢架制作，初期支护和混凝土衬砌质量必须符合设计及验标要求。⑤.严格控制开挖进尺严格控制一次开挖进尺，杜绝各种违章施工。⑥.备足抢险材料施工期间，隧道常备一定数量的坍方抢险材料，如方木、型钢钢架，以备急用。⑦.有如下现象发生时，应及时撤出工作面的施工人员a.围岩量测所反映的围岩变形速度急剧加快。b.围岩面不断掉块剥落。c.初期支护喷射混凝土表面龟裂、裂缝或脱皮掉块。d.钢架严重变形。4.6.防水混凝土、防腐蚀混凝土施工技术措施隧道二次衬砌采用防水混凝土，抗渗等级不低于P8；大变形地段（有腐蚀性地段）的防水混凝土按抗腐蚀混凝土设计，抗渗性系数不小于0.8。长大隧道混凝土结构耐久性性能的重要性是不容怀疑的。为确保隧道混凝土的耐久