隧道工程施工技术精讲

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某建筑工程有限公司成本部

20xx年xx月

隧道工程施工技术精讲

目录

隧道工程施工技术精讲........................................................................1

第一章隧道基础知识........................................................................4

1隧道的定义及新奥法施工原理............................................................4

2隧道分类..............................................................................5

3隧道特点..............................................................................5

4隧道组成..............................................................................5

5隧道衬砌构造..........................................................................6

6隧道衬砌............................................................................8

7洞门.................................................................................11

8明洞.................................................................................14

9附属建筑物...........................................................................17

10隧道施工方法........................................................................19

11隧道围岩分级......................................................................21

12隧道施工测量........................................................................23

13、隧道监控量测......................................................................27

14超前地质预报.......................................................................29

15隧道施工的相关文件..................................................................30

第二章分部工程施工要点..................................................................31

1洞口施工.............................................................................31

2洞身开挖.............................................................................34

3支护施工.............................................................................47

4仰拱及底板施工.....................................................................54

5防排水施工.........................................................................56

6二次衬砌施工.......................................................................61

第三章质量通病及处理措施.................................................................68

1超欠挖.............................................................................68

2超前小导管外插角、孔距、孔深偏差超标...............................................69

3黄土隧道开挖后的坍落...............................................................69

4富水隧道隧底开挖时拱顶沉降量大.....................................................69

5初期支护分层喷射混凝土掉层脱落.....................................................70

6钢架安装偏差大.....................................................................70

7钢架后碎喷射不饱满、不密实.........................................................70

8喷射混凝土养护不到位...............................................................71

9喷射混凝土拱顶部位出现空洞.........................................................71

10拱脚（拱架连接处）喷射混凝土疏松，表面“松树节”现象..............................71

11仰拱混凝土与仰拱支护之间有夹层，不密贴............................................71

12黄土隧道或软硬岩石交接地带拱脚初支产生纵向裂缝....................................72

13锚杆安装不牢固，抗拔力不够........................................................72

14二次衬砌施工缝止水带位移..........................................................72

15二次衬砌钢筋位置不准确............................................................73

16隧道衬砌混凝土裂缝................................................................73

17衬砌环向施工缝渗漏水..............................................................73

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18衬砌混凝土局部蜂窝现象............................................................74

19衬砌混凝土局部出现孔洞............................................................74

20衬砌混凝土麻面....................................................................75

21衬砌混凝土缺棱掉角................................................................75

22二衬混凝土与初支间空洞............................................................75

23二衬碎强度不够、均质性差..........................................................76

24二次衬砌钢筋锈蚀、绑扎不满足要求..................................................76

25混凝土内主筋、架立筋或箍筋局部裸露................................................77

26相邻断面衬砌碎表面接茬处错台超出标准..............................................77

27仰拱曲度不够......................................................................77

28仰拱两端和仰拱填充两侧中埋式止水带位置不正确......................................77

29防水板松弛度不足..................................................................78

30防水板铺设损坏....................................................................78

31排水沟不通畅......................................................................79

32隧道内空气污浊、粉尘浓度大........................................................79

第四章主要风险源及安全注意事项..........................................................80

1隧道工程施工危险源辨识.............................................................80

2隧道工程施工现场安全控制要点.......................................................84

第五章典型案例分析.......................................................................98

1软弱围岩隧道预防坍方事故案例........................................................98

2标准化施工案例.....................................................................107

⑴监控量测...........................................................................109

⑵电缆槽整体模架.....................................................................109

电缆槽整体式模架示意图...................................................................109

安家庄隧道洞门开挖工法（三台阶）.....................................111

仰拱栈桥喷射完毕的初支混凝土......................................111

浇筑完毕的二衬风水管、电线布置.....................................111

监控量测点布设局2014年施工生产安全质量............................112

暨劳动竞赛现场会.........................................................................112

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第一章隧道基础知识

1隧道的定义及新奥法施工原理

1.1隧道定义

隧道是修筑在岩体、土体或水底，两端有出入口的，供车辆、行人、水流及管线等通过的通道。

供交通立体化、穿山越岭、地下通道、越江、过海、管道运输、电缆地下化、水利工程等使用。

铁路隧道长度就是其进出口洞门墙外表面与线路内轨顶面标高线交点之间的距离。

公路隧道长度就是其进出口洞门墙外表面与路面的交线同路线中线交点间的距离。

1.2新奥法施工原理

新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主

要支护手段，及时进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围

岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。新奥法施工方法包括全断

面法、台阶法、环形开挖留核心土法、中隔墙法和交叉中隔墙法、双侧壁导坑法。

1.2.1台阶法

该工法一般适合于N级围岩，要求台阶长度不大于1倍洞径，仰拱距掌子面距

离不大于2倍洞径。炉

1.2.2环形导坑（预留核心土）法

该方法利用核心土稳定掌子面，然后开挖两侧边墙、中部核心土，最后开挖

仰拱。该工法步骤多，工艺要求高。

软弱围岩大断面隧道多采用环形导坑法（三台阶七步流水法），出现的问

题也最多，对该工法技术要求如下（双线隧道）：

⑴上台阶每循环开挖进尺V、VI级围岩不大于1根钢架，IV级不大于2根。

⑵边墙开挖进尺不大于2根。

⑶仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆（管），每循环开挖进尺不大于3m。

⑷初期支护封闭成环位置距掌子面距离原则上不宜不大于2倍洞径。

⑸根据地质、量测情况，设置临时仰拱或横撑。

1.2.3CD法（中隔壁法）

该工法合于浅埋地段或穿越建（构）筑物时采用，以减少沉降，防止坍方。

该工法是将隧道分为左右两部分进行开挖，先在一侧采用台阶法分层开挖及支

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护，再开挖隧道另一侧。每台阶纵向长度3〜5m。初期支护仰拱紧跟下台阶，封闭成环。

1.2.4双侧壁导坑法

该工法在特大断面等特殊条件下采用。该工法先开挖隧道两侧导坑，再进行中部开挖支护。工法

特点：控制沉降变形好，但连接点多，受力复杂，对工艺要求高。

1.2.5开挖工法选择要点

⑴开挖工法应根据地质情况和地层加固情

况确定。实施中根据地质情况和量测成果及时

调整工法。

⑵开挖工法选择时，原则上在确保安全条

件下，应从简单到复杂,尽量减少开挖步骤。

⑶现场施工应严格执行设计工法，不得擅自更改。

2隧道分类

⑴按照隧道所处的地质条件分类：分为土质隧道和石质隧道。

⑵按照隧道的长度分类：分为短隧道（铁路隧道规定：LW500m；公路隧道规定：LW500m）、中

长隧道（铁路隧道规定：500<L^3000m；公路隧道规定：500<L<1000m）长隧道（铁路隧道规定：3000<L

<10000m；公路隧道规定1000WLW3000m）和特长隧道（铁路隧道规定：L>10000m；公路隧道规定：

L>3000m）。

⑶按照国际隧道协会（ITA）定义的隧道的横断面积的大小划分标准分类：分为极小断面隧道（2-

3rtf）、小断面隧道（3〜lOltf）、中等断面隧道（10〜50m?）、大断面隧道（50〜100of）和特大断

面隧道（大于100m2）o

⑷按照隧道所在的位置分类：分为山岭隧道、水底隧道和城市隧道。

为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海

底通过的称水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称城市隧道，这三类隧道中

修建最多的是山岭隧道。

⑸按照隧道埋置的深度分类：分为浅埋隧道和深埋隧道。

⑹按照隧道的用途分类：分为交通隧道、水工隧道、市政隧道和矿山隧道。

3隧道特点

⑴是交通运输线路穿越天然障碍的有效方法

⑵穿越的地质条件复杂多变，工程定位、设计、施工方法要随时相应调整

⑶施工作业面窄，劳力设备受到限制，工业化、机械化施工要求高：

⑷造价昂贵。

4隧道组成

隧道的主体建筑物由洞身和洞门两部分组成。在隧道进口或出口段，如果仰坡表层岩土风化严重,

易塌落时，则延长洞身或加筑明洞洞口，保证行车安全

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隧道的附属建筑物，包括：人行道（或避车洞）和防排水设施，长、特长隧道还有通风道、通风

机房、供电、照明、信号、消防、通讯、救援及其它量测、监控等附属设施

5隧道衬砌构造

开挖后的隧道，为了保持围岩的稳定性，一般需要进行支护和衬砌；支护的主要方式有：锚杆、

钢架、钢筋网、喷射混凝土及其组合；衬砌的主要方式有：整体式混凝土衬砌、拼装式衬砌、喷射混

凝土衬砌和复合式衬砌等。

5.1锚杆

锚杆是将破碎或不稳定岩体（块）与牢固稳定的岩体连结在一起以提高整体稳定性的一种支护措

施。按照锚固形式可划分为全长粘结型、端头锚固型、摩擦型和预应力型四种•锚杆对地下工程的稳

定性起着重要的作用，尤其是在节理裂隙岩体中，锚杆对岩体的加固作用十分明显，具有结构简单、

施工方便、成本低和对工程适应性强等特点。

当围岩软弱、破碎严重且自稳性差时，隧道开挖后，需要及时提供足够强的支护约束围岩变形。

在初期支护内设置钢拱架将增大支护结构早期的刚度，阻止围岩的过度变形并承受部分的松弛荷载。

钢架分为型钢和格栅钢架两种。

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图1-5钢架示意图

5.3钢筋网

钢筋网喷射混凝土是在喷射混凝土之前，在岩面上挂设钢筋网，然后再喷射混凝土。目前，我国

在各类隧道工程中应用钢筋网喷射混凝土支护的比较多，主要用于软弱破碎围岩，而更多的是与锚杆

或者钢拱架构成联合支护。

钢筋网通常作环向和纵向布置。环向筋-一般为受力筋，由设计确定，直径12mm左右；纵向筋一般

为构造筋，直径610mm；网格尺寸一般为20cmx20cm,20cmx25cm,25cmx25cm,25cmx30cm或30cmx30cm

等。

5.4喷射混凝土

喷射混凝土既是一种新型的支护结构，又是一种新的施工工艺。它是使用混凝土喷射机，按一定

的混合程序，将掺有速凝剂的细石混凝土，喷射到岩壁表面上，并迅速固结成一层支护结构，从而对

围岩起到支护作用。

喷射混凝土可以作为隧道工程的永久性或临时性支护，也可以与各种形式的锚杆、钢拱架、钢筋

网等构成组合式支护结构。它的灵活性也很大，可以根据需要分次追加厚度。

图1-6喷射混凝土示意图

5.5多种措施组合支护

钢架+钢筋网+锚杆+喷射混凝土组合，锚杆+钢筋网+喷射混凝土组合，钢筋网+喷射混凝土组合等。

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图1-7组合支护示意图

6隧道衬砌

6.1整体式混凝土衬砌

隧道开挖后，以较大厚度和刚度的整体模筑混凝土作为隧道的结构。

整体式衬砌按照工程类比、不同围岩级别采用不同的衬砌厚度。其形式有直墙式和曲墙式两种，

而曲墙式又分为有仰拱和无仰拱两种。

6.1.1直墙式衬砌

适用于地质条件比较好，以垂直围岩压力为主而水平围岩压力较小的情况。主要适用于Iin级围

6.2.1曲墙式衬砌

曲墙式衬砌适用于地质较差，有较大水平围岩压力的情况.主要适用于IV级及以上的围岩，或III

级围岩双线隧道；多线隧道也采用曲墙有仰拱的衬砌。

曲墙式衬砌由顶部拱圈、侧面曲边墙和仰拱/底板（或铺底）组成。

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图1-9隧道曲墙式衬砌图

在IV级围岩无地下水，且基础不产生沉降的情况下可不设仰拱，只做铺底；一般均需设仰拱，以

抵御隧道底部的围岩压力和防止衬砌沉降，并使衬砌形成一个环状的封闭整体结构，以提高衬砌的承

载能力。

6.2复合式衬砌

复合式衬砌是指把衬砌分成两层或两层以上，可以是同一种形式、方法和材料施作的，也可以是

不同形式、方法、时间和材料施作的。

目前大都采用内外两层衬砌。按内外衬砌的组合情况可分为：初期支护与二次衬砌。根据围岩条

件不同，分别采用不同的断面形式和支护、衬砌参数。

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图1-10隧道复合式衬砌图

复合式衬砌是先在开挖好的洞壁表面喷射一层早强的混凝土（有时也同时施作锚杆），凝固后形成

薄层柔性支护结构（称初期支护）。它既能容许围岩有一定的变形，又能限制围岩产生有害变形，其厚

度多在5~20cm之间.

一般待初期支护与围岩变形基本稳定后再施作内衬。为了防止地下水流入或渗入隧道内，可以在

外衬和内衬之间设防水层，其材料可采用软聚氯乙烯薄膜、聚异丁烯片、聚乙烯等防水卷材，或用喷

涂防水涂料等。

复合式衬砌可以满足初期支护施作及时、刚度小、易变形的要求，且与围岩密贴，从而能保护和

加固围岩，充分发挥围岩的自承作用。

二次衬砌后，衬砌内表面光滑平整，可以防止外层风化，装饰内壁，增强安全感，是一种合理的

结构形式，也是目前公路、铁路隧道主要的结构形式。

6.3锚喷式衬砌

锚喷式衬砌是指锚喷结构既作为隧道临时支护，又作为隧道永久结构（单层衬砌）的形式。它具

有隧道开挖后衬砌及时、施工方便和经济的显著特点。

锚喷式衬砌在围岩整体性较好的军事工程、各类用途的使用期较短及重要性较低的隧道中广泛使

用。在公路、铁路隧道设计规范中，都有根据隧道围岩地质条件、施工条件和使用要求可采用锚喷衬

砌的规定

铁路隧道设计规定中规定，锚喷衬砌设计应符合下列要求：

⑴锚喷衬砌内轮廓线应适当加大，除考虑施工误差和位移量外，应再预留10cm作为必要时补强

用。

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⑵遇到下列情况时不应采用锚喷衬砌：地下水发育或大面积淋水地段；能造成衬砌腐蚀或特殊膨

胀性围岩地段；最冷月平均气温低于-5℃地区的冻害地段；有其他要求的隧道。

6.4装配式衬砌

装配式衬砌是将衬砌分成若干块构件，这些构件在现场或工厂预制，然后运到坑道内用机械将它

们拼装成一环接着一环的衬砌。

这种衬砌的特点是：拼装成环后立即受力，便于机械化施工，改善劳动条件，节省劳力。

目前多在使用盾构法施工的城市地下铁道和水底隧道中采用。在铁路、公路隧道中由于装配式衬

砌要求有一定的机械化设备，施工工艺复杂，衬砌的整体性及抗渗性差而未能推广使用。

7洞门

7.1洞门作用

减小洞口土石方开挖量；稳定边、仰坡；引离地表水流；为了保护岩（土）体的稳定和使车辆不

受崩塌、落石等威胁，确保行车安全装饰洞口。

7.2洞门型式

隧道洞门型式主要有：环框式洞门、端墙式洞门、翼墙式洞柱式洞门及台阶式洞门、斜交式洞门、

喇叭口式洞门。

7.2.1环框式洞门

当隧道洞口岩层坚硬、整体性好、节理不发育，且不易风化，路堑开挖后仰坡为稳定，又无较大

的排水量要求时，可采用环框式洞门。

图1-13

7.2.2端墙式（一字式）洞门

当地形开阔，石质基本稳定，边坡仰坡不高时，常采用端墙式洞门。其作用在于支护洞口仰坡,

保持其稳定，并将仰坡水流汇集，向两侧排出。

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图1-14

7.2.3翼墙式（八字式）洞门

当洞口地质较差（IV级及以上围岩），山体纵向推力较大时，在端墙式洞门的单侧或双侧设置翼

墙。

图1-15

7.2.4柱式洞门

地形较陡（IV级围岩），仰拱有下滑的可能性，又受地形或地质条件限制，不能设置翼墙时，可

在端墙中部设置2个（或4个）断面较大的柱墩，以增加端墙的稳定性。

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图1-16

7.2.5台阶式洞门

当洞口位于地形等高线与线路斜交，地形横披较缓的傍山地段时，洞门一侧边仰坡较高时，为了

提高靠山侧仰坡起拔点，减少仰拱高度，将端墙顶部改为逐级升高的台阶形式，以减少洞门的厉工数

量。

图1-17

7.2.6斜交式洞门

当隧道洞口地面等高线斜交时，为了缩短隧道长度、减少挖方数量，可采用平行于等高线与线路

呈斜交的洞口。

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图1-18

7.2.8喇叭口式洞门

高速铁路隧道，为了减缓高速列车的空气动力学效应，对单线隧道，一般设喇叭口缓冲段，同时

兼作隧道洞门。

图1-19

8明洞

明洞是隧道的一种变化形式，它用明挖法修筑。所谓明挖是指把岩体挖开，在露天修筑衬砌，然

后回填土石。这样修筑的构筑物，外形几乎与隧道无异，有拱圈、边墙和底板，净空与隧道相同，和

地表相连处，也设有洞门、排水设施等。

明洞一般修筑在隧道的进出口处，当遇到地质差且洞顶覆盖层较薄，用暗挖法难以进洞时，或洞

口路堑边坡上有落石而危及行车安全时，均需要修建明洞。它是隧道洞口或线路上起防护作用的重要

建筑物，在铁路线上使用的较多。

明洞的结构类型常因地形、地质和危害程度的不同，有多种形式，采用最多的为拱式明洞和棚式

明洞两种。

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图1-20

8.1拱式明洞

拱式明洞由拱圈、边墙和仰拱（或铺底）组成，它的内轮廓与隧道相一致，但结构厚度要比隧道大。

常见拱式明洞有：

8.1.1路堑式对称型

图1-21路堑式对称型拱式明洞

8.1.2路堑式偏压型

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8.1.3半路堑式偏压型

图1-23半路堑式偏压型拱形明洞

8.1.4半路堑式单压型

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图1-24半路堑式单压型拱形明洞

8.2棚式明洞

有些傍山隧道，地形的自然横坡比较陡，外侧没有足够的场地设置外墙及基础或确保其稳定，这

时采用另一种建筑物一棚式明洞。

棚式明洞常见的结构形式：盖板式、钢架式、悬臂式

图1-25盖板式棚式明洞图

图1-26悬臂式棚式明洞图

9附属建筑物

为了使隧道正常使用，保证列车安全运营，除主体建筑物外，还必须修筑一些附属建筑物。其中

包括：防排水设施，电力及通信信号的安放设施等。

9.1防排水设施

隧道的永久性防排水是通过防排水工程措施实现的。

经过理论和实践经验的总结，提出了“截、防、堵、排结合，因地制宜，综合治理”的原则。

截：截断地表水和地下水流入隧道的通道，洞口地表设天沟等截水沟以及地表陷穴等整治；

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防：防止地下水从衬砌背后渗入隧道内，充分利用混凝土自防水能力，以及在衬砌与支护之间设

置的防水层；

堵：向支护背后压注水泥砂浆，用以充填支护与围岩间的空隙，以堵住地下水的通道，并使支护

与围岩形成整体，改善支护受力条件；

排：将地下水排入隧道内，再经由洞内排水沟（排水沟及盲沟）排走。

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9.2隧道附属建筑物

9.2.1避车洞

当列车通过隧道时，为了保证洞内行人、维修人员及维修设备（小车、料具）的安全，在隧道两侧

边墙上交错均匀修建的人员躲避及放置车辆、料具的洞室叫避车洞。

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避车洞根据其断面尺寸的大小分为大避车洞及小避车洞两种。

图1-29避车洞

⑴大避车洞

在碎石道床的隧道内，每侧相隔300m布置一个大避车洞，在整体道床的隧道内，因人员行车待

避较方便，且线路维修工作量较小，可相隔420m布置。

⑵小避车洞

无论在碎石道床或整体道床的隧道内，每侧边墙上应在大避车洞之间间隔60m(双线隧道按30m)

布置一个小避车洞。

9.2.2电力及通信设施

⑴电缆槽：电缆槽用混凝土浇筑，可与水沟同侧并与水沟并行，或设置在水沟的异侧。槽内铺以

细砂做垫层，低压电缆可直接放在垫层面上，高压电缆则吊在槽边预埋的托架上。槽顶设有盖板防护。

⑵信号继电器箱和无人增音站洞：隧道内如需设置信号继电器箱时，则应在电缆槽同侧设置信号

继电器箱洞；根据电讯传输衰耗和通讯设计要求，在隧道内设置无人增音站时。其位置可根据通讯要

求确定。可与大避车洞结合使用，如不能结合时，则另行修建。

10隧道施工方法

10.1隧道施工方法

⑴传统的矿山法：是采用钻爆法开挖和钢木构件支撑的施工方法。

⑵隧道掘进机法：是一种开挖与出踏联合作业的掘进机械，能连续掘进。

⑶盾构法(Shield)：是一种钢制的活动防护装置或活动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、

海底，以及城市中心区修建隧道的一种机械。

⑷明挖法：是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺做施工，完成

隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。

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⑸盖挖法：是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行

施工，主体结构可以顺作，也可逆作。

（6）浅埋暗挖法：是参考新奥法的基本原理。

⑺地下连续墙：也称为混凝土地下墙、连续地中墙。它是起挡土、承重、防水作用

图1-30隧道施工方法分类图

10.2隧道施工原则

隧道施工十八字原则：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。

⑴管超前：指采用超前管棚或超前导管注浆加固地层。掌子面未开挖前先进行超前管棚或超前导

管注浆加固地层，使松散、软弱地层经注浆加固后形成一个壳体，增强其自稳能力，防止地层坍塌现

象产生。

⑵严注浆：在导管超前支护后，立即进行压注水泥浆液填充砂层孔隙，浆液凝固后，土体集结成

具有一定强度的“结石体”使周围地层形成一个壳体，增强其自稳能力，为施工提供一个安全环境，

严注浆包含以下三个方面内容：①超前导管注浆（单浆液或双浆液）②拱脚及墙部开挖前按规定预

埋管注浆。③初期支护背后注浆（低压力0.2〜0.4Mpa）

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⑶短开挖：根据地层情况不同，采用不同的开挖长度，一般在地层不良地段每次开挖进尺采用

0.5m'O.8m,甚至更短，由于开挖距离短可争取时间架立钢拱架，及时喷射混凝土，减少坍塌现象的发

生。

⑷强支护：一定按照喷射混凝土一一开挖一一架立钢架一一挂钢筋网一一喷混凝土的次序进行初

期支护施工。采用加大拱脚办法以减小地基承载应力。

⑸快封闭：初期支护从上至下及早形成环形结构，是减小地基扰动的重要措施。采用正台阶法施

工时，下半断面及时紧跟，及时封闭仰拱。

⑹勤量测：坚持监控量测资料进行反馈指导施工，是浅埋暗挖法施工的基点，所以地面、洞内

都要埋设监控点，通过这些监控点可以随时掌握地表和洞内土体各点因开挖和外力产生的位移来指导

施工。

11隧道围岩分级

11.1围岩基本概念

围岩：隧道周围一定范围内，对其稳定性产生影响的岩体；

围岩压力：是指引起地下开挖空间周围岩体和支护变形或破坏的作用力。它包括由地应力引起的

围岩应力以及围岩变形受阻而作用在支护结构上的作用力。从狭义上来理解，围岩压力是指围岩作用

在支护结构上的压力。在工程中一般研究狭义的围岩压力。

地质环境：隧道工程所赋存的地质环境的内涵很广，包括地层特征、地下水状况、开挖隧道前就

存在于地层中的原始地应力状态、地温梯度等。

表1-1隧道围岩分类表

围

围岩开挖后围岩弹性纵

石U-I

围岩主要工程地质条件的稳定状态波速度

级

（单线）vp（km/s）

别

主要工程地质特征结构特征和完整状态

极硬岩（单釉饱和抗压强度RC>60MPa）：受地

质构造影响轻微，节理不发育，无软弱面（或夹围岩稳定，无坍

I呈巨块状整体结构>4.5

层）；层状岩层为巨厚层或厚层，层间结合良好，塌，可能产生岩爆

岩体完整

硬质岩（RC>30MPa）：受地质构造影响较重，暴露时间长，可能

节理较发育，有少量软弱面（或夹层）和贯通微会出现局部小坍

II张节理但其产状及组合关系不致产生滑动；层状呈巨块或大块状结构塌：侧壁稳定，层4.5-3.5

岩层为中厚层或厚层，层间结合一般，很少有分间结合差的平缓

离现象，或为硬质岩石偶夹软质岩石岩层，顶板易塌落

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硬质岩（RC>30MPa）：受地质构造影响严重，

节理发育，有层状软弱面（或夹层）但其产状及

呈块（石）碎（石）

组合关系不致产生滑动；层状岩层为薄层或中厚拱部无支护时可

状镶嵌结构

层，层间结合差，多有分离现象，硬质、软质岩能产生小坍塌；侧

ITI2.5〜4.0

石互层壁基本稳定，爆破

较软岩（RC=15~30MPa）：受地质构造影响较重，震动过大易塌

节理较发育，层状岩层为薄层、中厚层、厚层，呈大块状结构

层间结合一般

硬质岩（RC>30MPa）：受地质构造影响极严重，

呈碎石状压碎结构

节理很发育，层状软弱面（或夹层）已基本破坏

软质岩（RC=5〜30MPa）：受地质构造影响严重,呈块（石）碎（石）拱部无支护时可

节理发育状镶嵌结构能产生较大坍塌；

IV1.5〜3.0

侧壁有时失去稳

土体：

定

1.具压密或成岩作用的黏性土、粉土及砂类土；1和2呈大块状压密

2.黄土（QI、Q2）;结构，3呈巨块状整

3.一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块体结构

石土

岩体：软岩，岩体破碎至极破碎；全部极软岩及呈角砾碎石状松散结围岩易坍塌，处理

全部极破碎岩（包括受构造影响严重的破碎带）构不当会出现大坍

塌，侧壁经常小坍

V土体：1.5〜3.0

非黏性土呈松散结塌；浅埋时易出现

一般第四系坚硬、硬塑黏性土，稍密及以上、稍

构，黏性土及黄土呈地表下沉（陷）或

湿或潮湿的碎石土、卵石土、圆砾土、角砾土、

松软结构塌至地表

粉土及黄土（Q3、Q4）

岩体：受构造影响严重呈破碎、角砾及粉末、泥围岩极易易坍塌

土状的断层带黏性土呈易蠕动的松变形，有水时土砂<1.0（饱

VI软结构，砂性土呈潮常与水一起涌出：和状态的土

土体：软塑状黏性土，饱和的粉土、砂类土等湿松散结构浅埋时易塌至地<1.5）

表或塌至地表

注：1表中“围岩级别”和“围岩主要工程地质条件”栏，不包括膨胀性围岩、多年冻土等特殊;

11.2围岩分级的判定方法

隧道围岩分级的综合评判方法按以下顺序进行：

⑴根据岩石的坚硬程度和岩体完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标BQ,

综合进行初步分级。

⑵围岩分级中岩石坚硬程度、岩体完整程度两个基本因素的定性划分和定量指标及其对应关系应

符合有关规定。

⑶围岩详细定级时，如遇下列情况之一，应对岩体基本质量指标BQ进行修正：

①有地下水；

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②围岩稳定性受软弱结构面影响，且由一组起控制作用;

③存在高初始应力。

11.3软弱围岩的特征

软弱围岩--般是指岩质软弱、承载力低、节理裂隙发育、结构破碎的围

岩。有以下三个特征：

⑴岩体破碎松散、粘结力差：一般为土层、岩体全风化层、挤压破碎带等

构成的围岩，由于结构破碎松散，岩体间的粘结力差，开挖洞室后，仅靠颗

粒间的摩擦效应和微弱胶结作用成拱，这类岩体极不稳定，尤其是在浅埋地段容易发生坍塌冒顶。

⑵围岩强度低、遇水易软化：一般以页岩、泥岩、片岩、炭质岩、千枚岩

等为代表的软质岩地层，由于其强度低、稳定性差，开挖暴露后易风化、遇

水易软化，尤其是深埋地段受高应力影响容易发生塑性变形，造成洞室内挤。

⑶岩体结构面软弱、易滑塌：主要是存在于受结构面切割影响严重的块状岩体中，由于结构面的

粘结强度较低，开挖后周边岩体极易沿结构面产生松弛、滑移和坠落等变形破坏现象。

12隧道施工测量

隧道施工测量共有以下五种类型：隧道洞外控制测量；隧道洞外、洞内联系测量；隧道洞内控制

测量；隧道洞内中线测量；隧道施工放样。

12.1隧道洞外控制测量

隧道洞外控制测量是在隧道各开挖口之间建立一精密的控制网，以便根据它进行隧道的洞内控制

测量或中线测量，保证隧道的准确贯通。

洞外控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。

洞外平面控制测量常用的方法有：中线法、精密导线法、三角测量、三边测量、边角测量或综合

使用，此外还可以采用GPS测量。

12.2隧道洞外、洞内联系测量

12.2.1进洞关系的计算和进洞测量

洞外控制测量完成以后，应把各洞口的线路中线控制桩和洞外控制网联系起来。由于控制网和线

路中线两者的坐标系不一致，应首先把洞外控制点和中线控制桩的坐标纳入同一坐标系统内，故必须

先进行坐标变换计算，得到控制点在变换后的新坐标。其坐标变换计算公式可以采用解析几何中的坐

标转轴和移轴计算公式。一般在直线段以线路中线作为x轴；曲线上则以一条切线方向作为x轴。用

线路中线点和控制点的坐标，反算两点的距离和方位角，从而确定进洞测量的数据。

12.2.2由洞外向洞内传递方向和坐标

为了加快施工进度，隧道施工中除了进出洞口之外，还会用斜井、横洞或竖井来增加施工开挖面。

为此就要经由它们布设导线，把洞外导线的方向和坐标传递给洞内导线，构成一个洞内、外统一的控

制系统，这种导线称为联系导线，联系导线属支导线性质，其测角误差和边长误差直接影响隧道的横

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向贯通精度，故使用中必须多次精密测定、反复校核，确保无误。

当由竖井进行联系测量时，可以采用垂准仪光学投点、陀螺经纬仪定向的方法，来传递坐标和方

位。

12.2.3洞外向洞内传递高程

经由斜井或横洞向洞内传递高程时，一般均采用往返水准测量，当高差较差合限时取平均值的方

法。由于斜井坡度较陡，视线很短，测站很多，加之照明条件差，故误差积累较大，每隔10站左右应

在斜井边脚设一临时水准点，以便往返测量时校核。近年来用光电测距三角高程测量的方法来传递高

程，己得到愈来愈广泛的应用，大大提高了工作效率，但应注意洞中温度的影响，以及应采用对向观

测的方法。尤其是对于50m以上的深井测量，更显现出其优越性。

12.3隧道洞内控制测量

12.3.1平面控制测量

为了给出隧道正确的掘进方向，并保证准确贯通，应进行洞内控制测量。由于隧道洞内场地狭窄，

故洞内平面控制常采用中线或导线两种形式。

⑴中线形式：中线形式是指洞内不设导线，用中线控制点直接进行施工放样。一般以定测精度测

设出新点，测设中线点的距离和角度数据由理论坐标值反算，这种方法一般用于较短的隧道。若将上

述测设的新点，再以高精度测角、量距，算出实际的新点精确点位，再和理论坐标相比较，若有差异,

应将新点移到正确的中线位置上，这种方法可以用于曲线隧道500m、直线隧道