【水工隧洞顶管施工方案设计10000字（论文）】

水工隧洞顶管施工方案设计摘要天水市引洮供水工程是甘肃省的一项大型工程。是天水水利史上最大的民生工程，也是天水市未来最重要的供水工程。该项目涉及近80万人的饮用水。项目建成后，一定会改善天水市目前的水资源短缺状况。为了加快天水市的发展，本项目以天水市桃音供水工程2号输水隧道为研究对象。通过对本工程基本情况、区域工程地质条件、技术施工方法、施工成本和工效等进行技术经济分析比较，提出本工程的各种施工方案，以及各种复杂地质条件和特殊隧道段的专项施工方案。对大直径长距离水工隧洞的主洞开挖及一次支护施工方案、主洞二次衬砌结构方案、施工滑道方案和施工辅助方案进行了详细设计，并对该类隧洞施工中经常出现的一些施工问题进行了梳理，对此类问题的处理和解决进行了总结，并收集了设计管理经验，为同类水工隧洞的施工提供了参考，具有一定的普遍借鉴意义。关键词：大口径；长距离；水工隧洞；施工技术目录TOC\o"1-3"\h\u313311引言 1311042水工隧洞顶管施工方法概述 1128662.1隧洞开挖施工方法 1105242.2隧洞支护衬砌理论的发展 2222342.3隧洞支护衬砌技术 3301282.4隧洞支护衬砌形式 4174572.4.1按材料及结构形式划分 4117962.4.2按作用机理划分 5114933水工隧洞顶管施工方案设计 612693.1工程概况 685563.2主洞开挖及一次支护施工方案 6142103.2.1施工测量 6262443.2.2洞帘开挖 7109123.2.3洞身开挖及一次支护 7153793.3主洞二次衬砌施工方案 9150593.3.1钢筋制安 9327653.3.2架模 972143.3.3浇筑 9135033.3.4拆模 9212613.4施工支洞方案设计 10291373.4.1施工支洞布置 10213573.4.2施工支洞断面设计 10133344结论 111040参考文献 121引言中国是一个严重干旱和缺水的国家。根据中华人民共和国水利部2017年1月19日发布的《2015年中国水资源公报》，2015年中国的水资源总量为27962.6亿立方米。中国水资源总量占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位。然而，人均仅为2300m3，仅为世界平均水平的1.4和美国的1.5。中国在世界上排名第121位，是人均水资源最贫乏的13个国家之一。水资源时间分布不均，分布集中在年内，年变化较大；空间分布不均匀，东西、南北降水差异大；人均可利用水资源量小，水资源分布极不均匀，这是中国水资源的一个重要特征。跨区域和跨区域输水管道项目缓解了该地区的缺水状况，并在一定程度上解决了城市供水和农业灌溉问题。在引水工程结构中，输水隧洞是一种主要的输水结构，广泛应用于长距离、复杂地形和地质条件下。输水隧洞作为一种输水形式，避免了工程穿越山区和其他超载严重、开挖困难、运输不舒适的地区发生大规模土石喷发，从而减少了长距离输水工程的工作量、蒸发量和输水效率。因此，水工隧洞已成为国内外规划引水工程时的常见设计。本文以长距离、大直径输水隧洞施工为研究对象，结合天水市桃音供水工程2号输水隧洞的施工，对其安装空间狭小、工作面积小、单头隧洞工作负荷大、通风困难等技术性地质灾害进行了有针对性的分析论证，针对长、大直径输水隧洞施工中可能出现的排烟、排水、塌方、进水、污泥影响等问题，总结了实际工程施工中采用的一些施工方案和技术措施，并对存在的问题进行了及时的细化和调整，其发生在计划和措施的实施中，以实现最佳应用效果。本课题旨在对大直径长距离隧道工程进行研究，为相同条件下的同一水工隧洞顶管施工提供参考。2水工隧洞顶管施工方法概述2.1隧洞开挖施工方法隧道开挖是指在隧道施工期间，从道碴上松动、破碎、挖掘和运输土壤或岩石的过程。根据历史记载，隧道开挖最原始的方法是用火将开挖的岩石加热到一定温度，然后注入冷水使岩体开裂，以达到岩石开挖的效果。后来，随着火药的发明，人们逐渐将火药带到岩层中，从而逐渐形成了钻爆工艺的前身。隧道开挖方法已从早期的手动钻孔和锤击钻孔演变为使用起爆器逐个引爆单药包，直到机械和电子等先进技术应用于辐射开挖，钻孔采用机械化凿岩机或多臂钻机，隧道开挖采用微差爆破、预裂爆破、光面爆破等先进爆破技术。随着全断面隧道掘进机（TBM）的发明和应用，隧道扩建进入了一个新的发展阶段。隧道开挖方法的主要分类基于是否使用爆破，包括爆破方法和非爆破方法。最典型的爆破方法是钻孔爆破法。非爆破过程主要指屏蔽过程和隧道机拆除。钻爆主要分为以下开挖方法：（1）全断面开挖法。适用于大直径隧道或周围有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类岩石的中断面隧道。其设计特点是更少的建筑破坏，空气、水、电和管道不需要多次拆除。可使用各种小型机械配合作业，但不适用于自稳定时间短的围岩类型。其优点是该段可通过单次爆破形成。在施工过程中，是否进行一次性支护，以及一次性支护的时间间隔可根据围岩的稳定性确定。（2）短工作台挖掘。适用于Ⅳ、Ⅴ类围岩中的中、小断面，以及自稳定时间极短的大型洞口和围岩。缺点是不适合在IV类和V类围岩中使用大型机械作业。（3）长台阶或分层开挖法。与短岸开挖法不同，它适用于围岩自稳定良好的中型、大型或特大型洞室，且隧洞的横截面高度大于8-10m。顶层的高度由钻头的工作高度决定，一般在7.5-10.5m之间。在交通信道的情况下，上层和下层可以并行运行。（4）推进方法。适用于中、大、特大断面隧道，特别是地质条件复杂、地下水丰富的地区。根据围岩类型的不同，一般选择在开挖段的中下部开挖隧道。可根据实际情况确定行驶距离。导洞可以在提前引入地下水和降低地下水位方面发挥重要作用，但不利于风、水、电等其他辅助设备的布置，增加了辅助过程。（5）维护本地核心方法。适用于自稳定性极差的V类围岩。通过人工开挖或用风钻进行平孔爆破沿开挖线内侧开挖后，必须立即进行主支架或混凝土部分衬砌。若采用混凝土衬砌，侧墙后为上拱，底板必须及时密封。这种方法的缺点是施工速度慢，薄膜材料小，但有利于提高开挖后围岩的自稳定性。分区和分层开挖方法。适用于大断面中、小断面隧道或三、四类围岩。该方法主要减少一次性开挖跨度，并允许围岩自稳定时间满足一次性支护的时间要求，但施工工序复杂，施工进度慢，施工成本增加。2.2隧洞支护衬砌理论的发展隧道是土木工程的一部分。由于其施工环境与地面工程完全不同，隧道工程规划将长期遵循地面工程的一些设计理论和方法。地表工程设计理论和方法计算的结果不能合理有效地解释地下采矿中的不同力学现象和过程，这使得隧道和地下采矿的规划和建设长期处于“体验设计”和“体验施工”的状态。隧道支护结构理论产生于上世纪初，并在上世纪中叶得到迅速发展。它们的发展与岩土力学的发展密切相关。土力学的发展促进了松散层围岩稳定性和围岩压力理论的进步，而岩石力学的发展则促进了围岩压力理论和地下技术支护结构的进一步飞跃。一般来说，20世纪50年代以前形成的支持理论已经成为传统的支持理论，如经典印刷理论和大规模印刷理论。传统支护理论认为，支护的作用是承载覆岩的重量或围岩坍塌拱中松散岩体的重量。随着岩石力学的逐步发展，它已发展成为一门新的学科分支，围岩的弹性、弹塑性和粘弹性解也逐渐出现。同时，创造了许多新的支护形式，如锚杆、喷射混凝土和弹性支护，以新奥地利隧道法为代表。最后，基于岩石力学原理，考虑到支架和围岩的相互作用，现代地下支护理论逐渐发展起来。随着科学技术的不断进步，各种先进的监测和检测技术逐渐应用于地下工程的设计中，使地下工程设计思想发生了重大变化。在传统的土木工程设计理论中，隧道以围岩为主要荷载，衬砌混凝土作为结构来承受围岩荷载和内外水压，即围岩荷载的观点。随着岩石力学的发展和机械工程实践经验的积累，岩压监测等技术的应用，假设围岩不是主要荷载来源，而是承受围岩荷载的主体结构，这是围岩结构的观点。作为承载荷载的主要结构，围岩类型差异很大。有些是完整的，有些是破碎的，有些发育有节理和裂缝，有些是松散的和破碎的，一些含水量大，有些很快就在空气中混浊。大多数围岩不能起到自稳定作用。因此，有必要对围岩地质较差的隧道段进行加固。耐火粘土和混凝土覆层从外部加固，以防止不受阻碍的变形导致围岩失稳和坍塌。增加地脚螺栓、管秤、小管、接头等。旨在从内部加固围岩，以改善围岩的完整性和完整性，并改善其一般应力条件。隧道工程结构是由围岩和内外加固措施组成的统一整体。在设计支护形状时，应充分考虑围岩的固有稳定性和承载力，使围岩本身能够承受主要荷载，使围岩自身不稳定，可采用加固措施进行支护。2.3隧洞支护衬砌技术随着岩石力学理论和隧道施工方法的不断发展，以及对围岩稳定机理认识的逐步深入，支护和衬砌方法朝着更简单、更实用、更安全、更可靠的方向发展。适用于开挖工艺的快速支护和衬砌技术目前主要包括新奥地利隧道工艺、挪威工艺、管片衬砌工艺和钢筋混凝土衬砌工艺。（1）新奥地利隧道法（NATM）。这是一系列隧道设计和施工的新技术，奥地利土木工程师L.v.rabcweicz在分析和总结以往隧道项目的经验后，于20世纪60年代提取了这些技术。20世纪80年代，奥地利土木工程协会地下空间利用部将新奥地利过程定义为在岩石、土壤和砂质介质中开挖隧道以形成用于围岩的空心圆柱形支撑环结构的隧道设计和施工方法。新奥法的这一定义简单明了地解释了新奥法中的核心问题，即允许围岩本身形成封闭的支撑环，并使用围岩本身支撑隧道。新奥法施工工艺流程为：隧道开挖后，为防止新鲜岩石暴露在空气中时间过长，先喷混凝土层及时封闭岩石表面，然后根据围岩稳定性选择锚杆等内部加固措施。围岩、喷射混凝土层和锚杆形成初始柔性支护，并形成支承环，共同支撑外部岩石压力。支撑结构的这一部分通常称为“外拱”或“主支撑”。由于围岩基本稳定，可随时监测围岩变形。在围岩张力释放且变形基本停止后，可以开始浇筑预制混凝土拱圈衬砌，作为主支架的储备强度，称为“内拱”或“二次衬砌”。新奥法二次衬砌时间必须严格控制，使支护性能具有先柔性后刚性的特点。（2）挪威隧道程序（NMT）。这是一种将Q值岩体分类系统与锚支架和钢纤维喷射混凝土相结合的设计和施工方法，即根据Q值岩体分级系统，确定钢纤维喷射砼的长度、直径、距离和厚度。自20世纪90年代以来，该方法已广泛应用于西欧和北欧隧道项目，即新奥法的改进、补充和发展。（3）分段衬砌法。管片衬砌过程是通过在隧道中安装预制管片和管片后面的豆砾石灌浆来形成衬砌结构。该方法方便快捷，能满足隧道机构的要求，能大大改善隧道内的施工环境。随着掘进机在长大隧道开挖中的日益使用，分段衬砌法在隧道支护和衬砌中的应用越来越多。（4）挤压混凝土衬砌工艺，即ECL（挤压混凝土衬砌工序）。挤压混凝土衬砌通过在TBM盾构机后部建造模板并压制素混凝土、钢纤维混凝土或钢筋混凝土形成，使衬砌与围岩紧密连接，加快施工进度，减少衬砌之间的接缝。2.4隧洞支护衬砌形式一次支护和二次衬砌的作用是保持围岩稳定和防止渗漏，维护隧道施工段，确保隧道良好的运营条件，发挥其应有的作用。水工隧洞常用衬砌形式可分为几种类型。2.4.1按材料及结构形式划分（1）锚喷混凝土支护。所用材料主要包括锚杆、素混凝土、钢纤维混凝土和钢筋网。通过采用这些材料中的一种或多种，可以形成各种形式的锚注混凝土支架，如锚杆、喷射混凝土支架、钢纤维喷射混凝土支架，钢筋网加喷射混凝土支架；锚杆加喷射混凝土支护；锚杆加钢筋网加喷混凝土支架等。特别是，钢纤维喷射混凝土的支护形状具有比简单喷射混凝土更高的抗拉、抗压和抗剪强度，与岩石表面的粘附力强，可为开挖表面提供快速有效的加固支护，确保早期支护效果，并保持围岩的稳定性[34]；与钢丝网喷混凝土相比，其施工更方便快捷。（2）浇注混凝土覆层。包括简单混凝土衬砌、钢纤维混凝土衬砌、钢筋混凝土衬砌、钢衬和钢筋混凝土衬砌。其中，钢筋混凝土涂层在机械工程中应用最为广泛，适用于各种型材的衬砌。移动模板压力的应用，大大提高了混凝土衬砌的施工质量和速度，大大降低了衬砌成本和劳动强度。如果衬砌主要用于确保隧道内的水力条件，则可以使用简单的混凝土衬砌。如果隧道内的水压较大且流速较高，则必须采用钢涂层钢筋混凝土覆层，以确保隧道的安全运行。钢纤维混凝土可以提高衬砌的抗裂强度。（3）预制段衬砌。通常用于掘进机法开挖的隧道，可以更好地满足机械化施工的要求。根据隧道的地质条件和使用功能，工程师设计了各种预制节段，如钢筋混凝土节段、钢纤维混凝土节段，钢管节段、钢筋混凝土组合节段等。根据段组成材料；根据结构形状，可分为箱形段、板形段和弧形段。与预制钢筋混凝土覆层相比，预制管片衬砌对结构规划和施工技术提出了更高的要求。2.4.2按作用机理划分根据支护结构和衬砌结构的作用机理，可分为三类：刚性结构、柔性结构和复合结构。（1）刚性结构。它通常具有足够的刚度和切口尺寸，通常用于承受较大的松散围岩压力。这种类型的支架通常由现浇混凝土或石块、预制混凝土块和节段构成。在结构上，有离墙式结构和壁挂式结构。墙外结构是指衬砌在早期阶段不与围岩直接接触，给围岩留下一定量的变形。围岩应力完全释放变形后，与围岩接触，承受后期围岩可能产生的变形压力或松动压力。这是早期隧道设计中常用的一种衬砌结构。由于围岩无法及时支护，会产生较大的松动压力，使结构失效。墙体结构被广泛使用。壁挂式结构使围岩与衬砌结构紧密接触。中间部分的非接触部分必须通过回填接缝和其他模具密封，以使围岩与衬砌结构紧密接触，并支撑围岩压力。（2）结构灵活。它是根据新奥法等现代支护结构理论提出的。它能及时支护并封闭岩面，不仅限制了因过度变形引起的围岩松动，还允许围岩发生一定程度的变形，释放了围岩的张力。锚喷支护是柔性支护结构的主要形式。此外，还有预制薄混凝土节段、硬塑性材料支架和钢支架。（3）复合结构。它是柔性和刚性结构的有机结合，即初期采用锚注混凝土支架或管片衬砌等柔性结构，本工程称为“一次衬砌”，后期采用现浇混凝土衬砌，本工程也称为“二次衬砌”。复合支护和衬砌适用于地质条件复杂的软弱层，特别是塑性流变层。在塑性流变层中，围岩的地应力很大，围岩的变形也很大，且持续时间较长。开挖结束后一、两年内仍存在塑性变形，围岩自稳性较差。如果在开挖后立即采用刚性支架或衬砌，则刚性结构会被现场强荷载压碎和破坏。如果采用锚注支护的一般形状，则不足以承受较大的现场张力和围岩压力。锚注支护仅在松散岩石区内起作用，无法达到改善围岩完整性的预期效果。围岩达到一定变形后即被破坏。复合承重结构采用“新奥地利隧道法”中的“先软后刚”梁概念。首先采用柔性支护尽可能释放大部分围岩土应力，然后采用刚性支护和衬砌在剩余部分或后期支护围岩变形和土应力，这可以更好地保持塑性流变层中围岩结构的稳定性。复合支护和衬砌结构是目前水工隧洞设计和施工中使用的主要衬砌形式。在正常情况下，复合支护结构的主要支护是维持围岩稳定的支护结构，次要衬砌是储备强度；然而，在复杂的地质条件下，复合支护结构中的一次支护和二次衬砌均为承重结构。主柔性支撑结构主要用于确保施工期间的安全。后期浇筑混凝土或预制混凝土管片衬砌不仅可以提高结构的承载能力，而且可以防止渗漏，保证流动条件。3水工隧洞顶管施工方案设计3.1工程概况天水市城区引洮供水工程2号输水隧洞全长8.72km。项目入口位于天水市甘谷县白家湾市供奉支流马屋沟村。隧道线穿过渭河干流巫山至甘谷段与渭河来水之间的分水岭。出口位于钦州区官子市石川村。设计为自由流动输水隧洞，设计流量为2.1m3/s，设计纵向摆动为1.1400。截面137.168.0和139.865.5的横截面为马蹄形，总长2697.5m，网孔截面尺寸为2.1×2.5（B）×H）；横截面139.865.5.145.888.0为直圆拱，全长6022.5m，网孔截面尺寸为2.1×2.5（B）×H），网孔宽度为2.1m，直墙截面高1.45M，拱高1.05M，上拱中心角为180度。洞身采用喷锚支护后现浇30cm厚C25钢筋混凝土衬砌结构。本工程阶段为三类中等，主要建筑为三类，次要建筑为四类，临时建筑为五类，工程建设期为三年。3.2主洞开挖及一次支护施工方案3.2.1施工测量隧道测量包括隧道外的地面控制和隧道内的控制测量。地面控制器测量的主要内容是重新检查设计方提供的隧道外中心线的方向、长度和基准高度。红外制导仪用于隧道内的控制测量，以控制隧道扩展和衬砌轮廓设置。为了控制贯入精度，必须组织精确的测量团队对隧道进行贯入控制测量。隧道中的横截面测量必须每周期进行一次，以防止过度超调和破坏，并确保截面的设计尺寸。圆拱直墙段，二次衬砌后断面尺寸为2.1×2.5m，加上0.3m厚现浇钢筋混凝土，开挖尺寸为2.7×3.1m，考虑围岩变形，最终确定主洞开挖断面尺寸为：2.9×3.2m。为马蹄形断面，二次衬砌后开挖尺寸为2.02×2.58M，加上0.3m厚现浇钢筋混凝土，开挖尺寸2.62×3.18m，考虑围岩变形，最终确定主洞开挖断面尺寸为2.9×3.3m。测量过程中，采用经纬仪、水准仪和钢尺准确测量绘制洞身开挖轮廓，并确定控制点。隧道中心线控制桩与开挖区的距离不得超过50m，临时水准点的设置不得超过100m。在每次测量和安装过程中，必须重新检查和检查上一周期的开挖轮廓和高度，并且必须及时纠正任何偏差。3.2.2洞帘开挖隧洞洞帘边坡开挖前，应根据实际地形绘制坡顶截水沟布置图，掏空时应提前预留排水沟砌筑位置。在汛期必须进行日常维护工作，以防止雨水流入隧道或隧道因排水不良而坍塌或滑动。安装排水和排水设施时，应满足以下要求：（1）地基稳定，形状规则。（2）如果排水沟排水，不会对附近的其他建筑物造成伤害。（3）在洞口段铺设预制C15混凝土排水沟，用于排水。（4）在施工期间和竣工后，确保排水系统工作顺利，无污泥形成和堵塞。隧道帷幕土方采用1m3挖掘机开挖装载，自卸车运输，人工修坡。开挖自上而下分层进行。开挖时，必须先挖出排水沟，及时排水，使开挖工作面始终处于旱地施工，防止因隧道帷幕开挖方法不当造成塌方或局部滑坡。开挖程序如图3.1所示。图3.1隧洞土方明挖施工程序图3.2.3洞身开挖及一次支护隧道主体的土方工程必须使用气斧、气铲和人工开挖。洞身石方开挖采用钻爆法。按照“新奥地利隧道法”组织施工，严格按照“前方管道、严格灌浆、短开挖、强支护、频繁测量、快速闭合”的原则进行施工。根据开挖暴露的围岩条件随时调整爆破参数，以实现最快、最安全的施工方法。对于周围的III类岩石，应进行尽可能平滑的爆破。围岩具有良好的内在稳定性，无需初期支护。突破速度快。对于IV类和V类围岩，在爆破后，首先喷射一层C20混凝土，以尽快密封围岩，缩短围岩在空气中的暴露时间，控制围岩变形，防止围岩松动、碎裂，确保施工人员安全。然后，根据围岩的稳定性，进行锚杆施工、钢拱支护、挂钢筋网、复喷混凝土等。一步一步地进行。在极不稳定的V类围岩情况下，还需要及时采用先进的管棚钢管制造和安装、先进的小管注入等特殊设计技术，以确保在施工安全的条件下进行作业。必须遵守以下原则：（1）充分保护大面积岩石，减少对围岩的干扰。（2）充分发挥围岩的自承载能力。（3）尽快关闭支撑结构。（4）加强监测，根据监测数据进行施工。洞身开挖和一次支护由三个作业组进行，即钻爆组、弃渣作业组和一次支撑组。在不干扰设计的情况下，弃渣作业群和一次支持组可以并行施工，以减少循环作业时间。洞身开挖及一次支护工艺流程见图3.2：图3.2洞身开挖及一次支护工艺流程图3.3主洞二次衬砌施工方案主洞二次衬砌设计为0.3m现浇钢筋混凝土，钢筋由人工制作安装，然后用钢模板车和混凝土泵完成现浇。浇筑混凝土二次包层的施工时间分为时间段和分段，在围岩变形释放后，已彻底测试开挖和一次支护是否存在施工横向断层，以及施工时间要求，以确保施工时间，减少各工序的施工交叉和中断。对于围岩类型较好的地段，当围岩和一次支护变形基本稳定，且变形速率有明显减缓趋势时，水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，拱顶下降速度小于0.15mm/d，且衬砌前总变形已达到预期总变形的80%以上时，开始二次衬砌。对于延伸岩石、含水松散砂岩、低强度和微风化变质岩或开挖期间出现坍塌和冒顶的路段，应在变形达到10cm之前尽早进行衬砌。3.3.1钢筋制安钢筋由钢筋加工厂加工和交付。钢筋用三轮车运至工作面后，人工绑扎点焊成网，搭设固定，并按设计要求预埋连接管。3.3.2架模钢筋架设固定后，在隧道底部安装一个铁马凳。轨道安装固定稳定后，移动钢模板车，安装水位和伸缩缝。各部分尺寸、隧道轴线和高度由全站仪校正后，在检查所有部分的正确性后，开始混凝土浇筑。3.3.3浇筑下拱为无模板浇筑。侧板模板随浇筑高度逐渐增加，两侧板同步上升，避免预压。护头由模压钢模板和少量木模板组成，也可用作止水夹。混凝土搅拌站采用强制式搅拌机搅拌。混凝土通过小型混凝土搅拌机运输到隧道内的工作面后，将混凝土泵入仓库。振动采用潜式振动器和平板振动器。通过平板振动器振动下片表面层，然后手动处理。上模的中心封盖装置连接到输送管进行封盖，封盖从内到外逐步进行。如果头部护罩上的观察孔溢出，即封顶完成。3.3.4拆模当最后一块掩蔽混凝土的强度达到5MPa时，可以拆除模板。拆除模板时，施工人员必须小心，避免因接触模板而丢失棱角。模板拆除后如发现缺陷，施工人员不得私自修复，现场施工人员、监理和其他技术人员必须共同研究确定修复方案。主隧道二次衬砌施工过程如下图3.3所示。图3.3主洞二次衬砌施工流程图3.4施工支洞方案设计3.4.1施工支洞布置隧道长度为8.72km。为了满足项目施工时间的要求，必须为长隧道提供尽可能多的隧道，并将开放更多的施工区域，以加快项目施工进度。根据主隧道线路的布局、地形和地质条件，并通过计算每个工作面的控制长度，对有条件隧道的沟渠进行了额外的地质调查，并临时规划了7条隧道。受地形条件的限制，没有条件进行桩柱布置，所有桩柱均为深斜长波或垂直波。（1）从施工成本的角度来看，3号和5号隧道的施工条件较差。螺柱3的角度为24.9度，螺柱5的角度为31.8度。由于倾角较大，理论上必须在斜井段安装卷扬机牵引三轮车排渣，这增加了排渣过程和施工成本。（2）从占地角度看，布置的施工隧道越多，占用的临时征地越多，业主的临时征地成本和临时施工成本将增加。（3）从施工时间来看，布置的施工隧道越多，布置的主隧道开挖区域越多，主隧道开挖速度越快，为后续的混凝土二次包层获得了时间，从而节约了成本。根据上述分析，由于3号和5号隧道施工条件较差，其他隧道施工条件较好，经筛选后，对两个备选方案（方案一（4斜井和1立井）和方案二（6斜井和一立井）所需的施工时间和投资进行了广泛而详细的比较，重点在于是否需要添加3-和5-螺柱。通过综合技术经济比较，方案一支洞施工条件较好，临时施工成本和土地使用成本较低，施工时间和投资强度相对合理。拟定方案一（4斜井、1竖井）作为本工程的施工支洞布置方案。3.4.2施工支洞断面设计该隧道为临时施工场地。通常，内部变量由机组设计。主洞衬砌完成后，必须及时封堵。施工隧道断面设计考虑了施工期交通、供水、送风、供电的要求，主要计算通风管道、排渣车等高压送风管道、供水管道所占用的断面尺寸，排水管和电源线可设置间隙。隧道必须每隔200.300m配备一个保护隧道，以避开车辆和储存设备。保护隧道的开挖坑尺寸应至少为施工隧道的两倍宽，长度应根据排渣车的长度计算。根据隧道开挖揭示的地质条件，断面形状可分为两种类型：全封闭型和非下拱型。Ⅲ类围岩：不采用开挖尺寸为2.74M×2.82M的下拱支护段，上拱及边墙采用i12工字钢支护，间距80.120cm，喷射混凝土置于上拱中部180°F内六点五×200×200mm钢筋网，上拱和侧墙喷C20混凝土，厚度为12cm，拱座由预制混凝土垫块支撑。Ⅳ、Ⅴ类围岩为全封闭支护段，开挖尺寸为2.74M×2.82M，上拱、下拱、侧墙均采用i12工字钢支护，支护间距为60.80cm。Φ6点5×200×200mm钢格栅，上拱及侧墙喷C20混凝土，厚度12cm。下部电弧和侧电弧在两侧焊接，必须牢固连接。底部必须铺设干硬C20混凝土，以保持底板平整牢固，满足排渣车的要求。4结论水工隧洞顶管的施工方法不同。根据工程地质条件、交叉口大小、隧道长度、施工时间要求、施工投资、施工交通等综合分析，具体选择各隧道的开挖、一次支护和二次衬砌，机械化程度等因素，通过经济技术比较选择。目前，我国TBM开挖主要用于大断面、长距离水工隧洞的施工，但钻爆法开挖的水工隧洞仍占我国隧洞总数的70%左右。新奥法以喷射混凝土、锚杆和现场监测测量为主要手段，经过50、60年代的不断发展和完善，已形成了较为成熟的隧道支护和衬砌理论体系，成为我国水工隧道支护与衬砌的首选设计方