隧道施工施工方法及其选择

PAGEPAGE38隧道施工方法及其选择

第一部分前言改革开放以来，我国铁路、公路、水电站等山岭隧道工程的发展又进入了一个新的时期。到2000年我国公路隧道1684座，总长达628km，到1998年底铁路运营隧道约5336座，总长达2565km。除隧道的数量增加外，隧道的长度也有所突破，如长度超过12km的长梁山隧道，西安——安康线上的18.6km的秦岭隧道，正在修建的长达18km1、隧道的分级1.1隧道按长度进行等级划分：（1）长度在500m及以下为短隧道；（2）长度在500m以上至3000m（3）长度在3000m以上至10000m为长隧道；（4）长度在10000m以上为特长隧道。1.2隧道的开挖断面等级划分应符合下列规定：(1)断面积在10㎡及以下为小断面；(2)断面积在10㎡以上至50㎡为中等断面；(3)断面积在50㎡以上至100㎡为大断面；(4)断面积在100㎡以上为特大断面。2、现代隧道修建方法现代隧道技术的内容应涵盖适用于不同条件的各种不同修建方法。(见图1.2-1)土层隧道岩石隧道土层隧道岩石隧道水下隧道盖挖法明挖法盾构法管段沉放法掘进机垂直边坡+支挡结构泥水混合盾构斜边坡板桩土压平衡盾构矿山法挖孔桩连续墙图1.2-1现代隧道修建方法据资料考证，狮球岭隧道是采用技术简单的明挖法修建的。而在一百多年后的今天，我们简直可以说，中国人已经掌握了所有的现代隧道修建方法和修建技术。广州地铁就是一个十分有趣的例子，在刚刚建成的第一期工程中使用了现代隧道修建的各种方法。从烈士陵园站至天河体育中心站采用浅埋矿山法修建；从黄沙站至公园前站的区间隧道采用了二台泥水混合盾构；而从公园前站至烈士陵园站是用一台土压平衡盾构修成的；跨越珠江的水下隧道则采用了沉放管段。其余部分区间隧道采用明挖法修建。正在建设中的二号线，仍有一部份区间隧道用矿山法修建，而跨越珠江的水下隧道则采用盾构法施工。3、隧道统计资料

根据不完全统计，目前我国大陆铁路隧道总数达5300余座，总长度为2500km，其中5km以上隧道就有22座（表1-1）。表1-1我国长度5km以上的铁路隧道编号隧道名全长(m)铁路名修建年代1秦岭18457西康正在施工2大瑶山14294.47京广1981-19873长梁山12780朔黄正在施工4米花岭9383南昆-19965军都山8460大秦1982-19876云台山8145侯月-19917分水关7228横南19978驿马岭7031.9京原1967-19699寺铺尖6407朔黄正在施工10沙马拉达6383.3成昆1959-196611八盘岭6340溪田1987-199312平型关6188.6京原1967-197113关村坝6187成昆1961-196614奎先6152南疆1975-197815南岭6061.8京广1981-198716红旗5848.3京通1973-197517彭莫山5592焦柳1971-197318大巴山5334襄渝1970-197319六盘山5240宝中1990-199420武当山5226.1襄渝1969-197321平关5139.87盘西1966-197022白家湾5058大秦1982-1986

80年代以来,由于我国高等级公路的兴建,公路隧道建设的发展也很快。目前，我国大陆已建成450多座公路隧道，总长度达120km。其中，3km以上的隧道15座。在四川省和重庆市的范围内，就有3座4km以上长度的隧道正在修建。

第二部分隧道施工方法的选择在隧道施工中最重要的是选择合理的施工方法。在长期的工程实践中，我国已积累了相当丰富的经验和理论，逐渐行成了具有中国特色的隧道施工方法体系。从目前的工程实际出发，在今后很长一段时期内，矿山法仍然是修建山岭隧道的主流方法，是其他方法不可能代替的。因此，改造和完善矿山法及其相关施工技术，仍然是刻不容缓的，必须及时总结经验、适应新形势发展的要求，不断提高山岭隧道矿山法的施工技术水平。目前在我们经常采用的矿山法中大致有全断面法、台阶法和分部开挖法三大类。1、决定施工方法的因素在当前的施工实践中，采用最多的方法是台阶法，其次是全断面法。在大断面隧道中，单侧壁导坑（中隔壁法）和双侧壁导坑（眼镜法）采用较多。由于施工机械的开发和辅助工法的采用，施工方法有向更多地采用全断面法，特别是全断面法与超短台阶法结合的发展趋势。也就是说，施工方法有向全地质型方法转变的趋势。因此，目前选择施工方法，并不完全决定于地质条件。地质条件仅仅是选择施工方法的一个因素，而更应强调的是：施工方法必须符合快速、安全、质量及环境的要求。其中环境因素有时成为选择施工方法的决定性因素。因此，选择施工方法时需考虑的基本因素大体上可归纳为：（1）施工条件：实践证实，施工条件是决定施工方法的最基本因素，它包括一个施工队伍所具备的施工能力、素质以及管理水平。目前我国隧道施工队伍的素质和施工装备水平，有高有低，参差不齐，因此，在选择施工方法时，不能不考虑这个因素的影响。（2）围岩条件：也就是地质条件，其中包括围岩级别、地下水及不良地质现象等。围岩级别是对围岩工程性质的综合判定，对施工方法的选择起着重要的甚至决定性的作用。从施工技术的发展趋势看，地质条件虽然是重要的，但基本施工方法的变化却不显著。例如全断面法和超短台阶法的结合以及全地质型掘进机及自由断面掘进机等的开发都说明了这一点。（3）隧道断面积：隧道尺寸和形状，对施工方法选择也有一定的影响。目前隧道断面有向大断面方向发展的趋势，如公路隧道已开始修建3车道甚至4车道的大断面，水电子工程中的大断面洞室，更是屡见不鲜。在这种情况下，施工方法必须适应其发展。在单线和双线的铁路隧道中，越来越多地采用了全断面法及台阶法；而在更大断面的隧道工程中，先采用各种方法修小断面的导坑，再扩大形成全断面的施工方法极为盛行。（4）埋深：隧道埋深与围岩的初始应力场及多种因素有关，通常将埋深分为浅埋和深埋两类，有时将浅埋又分为超浅埋和浅埋两类。在同样地质条件下，由于埋深的不同，施工方法也将有很大差异。（5）工期：作为设计条件之一的施工工期，在一定程度上会影响基本施工方法的选择。因为工期决定了在均衡生产的条件下，对开挖、运输等综合生产能力的基本要求，即对施工均衡速度、机械化水平和管理模式的要求。（6）环境条件：当隧道施工对周围环境产生如爆破振动、地表下沉、噪声、地下水条件的变化等不良影响时，环境条件也应成为选择隧道施工方法的重要因素之一，在城市条件下，甚至会成为选择施工方法的决定性因素。2、隧道施工的基本原则在长期的工程实践中，不管是哪种方法，都必须正确地坚持隧道施工的基本原则。这些原则是在长期的施工实践中积累起来的经验教训的结晶，而且也是得到理论研究证实的。归纳起来，施工中不管采用哪种方法，都必须遵循的基本技术原则是：（1）因为围岩是隧道的主要承载单元，所以要在施工中充分保护和爱护围岩。避免过度破坏和损伤遗留围岩的强度，使暴露的围岩尽量保留既有的质量，是最重要最基本的原则。这在任何施工方法中都是一样的，像古老的黄土窑洞、无衬砌的岩石洞等的修建就完全遵守了这个原则。（2）为了充分发挥围岩的结构作用，应容许围岩有可控制的变形。一方面容许变形达到不在围岩中形成松弛的量级，一方面必须限制它，使围岩不会过度松弛而丧失或大大降低承载能力；而在浅埋或地表下沉受到控制的条件下，及时控制变形和松弛及其发展是异常重要的。（3）变形的控制主要是通过支护阻力（即各种支护结构）的效应达到的。因此，在施工中必须合理地确定支护结构的类型、支护结构参与工作的时间、各种支护手段的相互配合、断面封闭时间、一次掘进长度等。（4）在施工中，必须进行实地量测监控，及时提出可靠的、足够数量的量测信息，以指导施工和设计。有人认为，量测是“新奥法”的重要组成部分，实际上，在新奥法之前，测量监控的技术早已存在，例如，量测技术支撑的横梁弯曲（挠度），用锤击法判定支柱的受力状况等。即使从今天的眼光看，这些技术仍然有实用价值。（5）在选择支护手段，一般应选择能大面积的、牢固的与围岩紧密接触的、能及时施设和应变能力强的支护手段。因此，多采用喷混凝土并与锚杆、金属网联合使用，有时也要与钢支撑或格栅等配合使用；临时抑拱也是重要的、不容忽视的支护手段。（6）要特别注意，隧道施工过程是围岩力学状态不断变化的过程。减少开挖掘分部，也就有可能减少因分部过多而引起的围岩内的应力变化和围岩松弛。因此，在有可能的条件下，应尽量采用全断面或大断面分部的开挖方法。（7）在任何情况下，使隧道断面能在较短时间内闭合是极为重要的。在岩石隧道中，因围岩的结构作用，能够“自封闭”。而在软弱围岩中，则必须改变“重视上部、忽视底部”的观点，应尽量采用能修筑仰拱（或临时仰拱）或底板的施工方法，使断面及早封闭。（8）为保证二次衬砌的质量和整体性，在任何情况下，都应采用先墙后拱的施工顺序。（9）在隧道施工过程中，必须建立设计—施工检验——地质预测—量测反馈—修正设计的一体化的施工管理系统，以不断地提高和完善隧道施工技术。在实际施工过程中，这些原则也不是一成不变的，应该结合实际情况进行完善和提高。3、隧道工程施工的基本理念根据作者的体会，针对目前存在的问题，隧道施工的要点，归纳起来就是四句话：“爱护围岩”、“内实外美”、“重视环境”、“动态施工”。这也就是隧道施工的四大理念。所谓“爱护围岩”有两层含义：一层含义是不损伤或少损伤遗留围岩的固有支护能力，这可以通过采用机械开挖技术和控制爆破技术予以解决；一层含义是通过各种手段和方法，如采用支护技术、加固或预加固技术以及各种辅助施工技术增强围岩的自支护能力等。这些技术形成了隧道施工的核心技术。所谓“内实外美”，关键是内实。而内实的关键就是要做到“四密实”，即混凝土密实、喷混凝土密实、喷混凝土与围岩密实、二次衬砌与初期支护密实。这牵涉到混凝土、喷混凝土、回填、支护接触等技术。所谓“重视环境”，也有两层含义：一层含义是指内部环境，即施工作业环境；一层是对外部环境;一层是对外部环境，即对周边环境的影响。重视环境是时代的要求，许多环境技术都是因时代的变迁而得到发展，许多基准都是因环境的要求而制定的。根据暴露出来的围岩状态采取对策，是隧道施工的基本原则。这里所谓“动态施工”是指；隧道施工过程中的地质条件是不断变化的；其力学状态也是不断变化的，因此，施工过程中就不可能是一成不变的。我们在施工过程中采用的各种施工方法和技术都是为了适应这种“状态”变化的。因此，隧道施工的各种决策都要在施工阶段的地质技术、施工阶段的量测技术和施工阶段的质量控制技术的基础上进行管理。这也就是动态施工的基本含义。4、隧道钻爆施工方法的选择4.1铁路隧道施工方法的选择铁路隧道修建采用钻爆法开挖时，应根据地质条件、断面大小等具体情况选择下列主要施工方法：a.全断面开挖法；b.台阶开挖法；c.分部开挖法（包括环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中洞法、中隔壁法、交叉中隔壁法）。铁路隧道施工方法及选择见表3.4-1。表3.4-1铁路隧道施工方法及选择施工方法适用范围施工要求及技术措施一、全断面开挖法Ⅰ～Ⅲ级围岩；Ⅳ级围岩在采用有效措施后。配备钻孔台车或台架及高效率装运机械设备。二、台阶法Ⅲ～Ⅴ级围岩，Ⅵ级围岩单线隧道，采用有效措施后1、台阶长度宜为隧道开挖宽度的1～2倍。2、上台阶的底部位置可在起拱线及以下；3、上台阶使用钢架时，可采用扩大拱脚和施作锁脚锚杆等措施，防止拱部下沉变形；三、分步开挖法1、环形开挖预留核心土法Ⅴ～Ⅵ级围岩的双线隧道1、环形开挖每循环开挖长度宜为0.5～1m；2、开挖后应及时施作喷锚支护、安设钢架支撑，每两榀钢架之间宜采用连接钢筋连接，并应加锁脚锚杆；3、核心土面积不应小于整个断面的50%；4、当围岩地质条件差，自稳时间较短时，开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外，进行超前支护；2、双侧壁导坑法Ⅳ～Ⅴ级围岩双线或多线隧道1、侧壁导坑形状应近于椭圆形断面，导坑断面宜为整个断面的1/3；2、侧壁导坑领先长度根据现场具体情况确定，一般情况下为30～50m；3、导坑开挖后应及时进行初期支护，并尽早封闭成环。3、中洞法双连拱的隧道1、中洞开挖高度应大于中墙高度1m，开挖宽度应大于5m；2、短隧道可先贯通中洞，后开挖两侧；3、中洞开挖后，应及时施作初期支护，再分段灌注中墙混凝土，每一纵向段长度宜为4～6m；在中墙混凝土达到设计强度后方可拆模，并应进行临时横向支撑；4、施工中应注意力的转换，两侧应均衡开挖，并应设置临时横向支撑；5、中墙顶部应作好防排水工作。4、中隔壁（CD）法Ⅳ～Ⅴ级围岩的浅埋双线隧道1、中隔墙开挖时，应沿一侧自上而下分为二或三部进行，每开挖一步均应及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁，底部设临时仰拱，中隔壁墙依次分步联结而成，之后再开挖中隔墙的另一侧，其分步次数及支护形式与先开挖的一侧相同；2、各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺，减小应力集中；3、各部的底部高程应与钢架接头处一致；4、每一部的开挖高度，宜为3.5m；5、后一侧开挖应全断面及时封闭；6、左、右两侧纵向间距，应拉开一定距离，一般情况为30～50m；7、中隔壁应设置为弧形或圆弧形；8、中隔壁在灌注二次衬砌时，应逐段拆除。5、交叉中隔壁（CRD）法Ⅳ～Ⅵ级围岩浅埋的双线或多线隧道除应满足中隔壁法施工的要求外，尚应满足下列要求：1、设置临时仰拱，步步成环；2、自上而下，交叉进行；3、中隔壁及交叉临时支护，在灌注二次衬砌时，应逐段拆除。4.2浅埋暗挖隧道施工方法的选择4.2.1浅埋暗挖隧道及地下工程主要开挖方法浅埋暗挖隧道及地下工程主要开挖方法及适用条件见表3.4-2。表3.4-2浅埋暗挖法修建隧道及地下工程主要开挖方法施工方法示意图重要指标比较适用条件沉降工期防水初期支护拆除量造价1.全断面法地层好，跨度≤8m一般最短好无低2.正台阶法地层较好，跨度≤12m一般短好无低3.上半断面临时封闭正台阶法地层较差，跨度≤12m一般短好小低3.正台阶环形开挖法地层差，跨度≤12m一般短好无低4.单侧壁导坑正台阶法地层差，跨度≤14m较大较短好小低5.中隔墙法(CD工法)地层差，跨度≤18m较大较短好小偏高6.交叉中隔墙法(CRD工法)地层差，跨度≤20m较小长好大高7.双侧壁导坑法(眼镜工法)小跨度，连续使用可扩成大跨度大长效果差大偏高8.中洞法小跨度，连续使用可扩成大跨度小长效果差大较高9.侧洞法小跨度，连续使用可扩成大跨度大长效果差大高10.柱洞法多层多跨大长效果差大高11.盖挖逆筑法多跨小短效果好小低4.2.2浅埋隧道常用施工方法的特点浅埋隧道常用施工方法的特点见表3.4-3。表3.4-3浅埋隧道常用施工方法的特点施工方法台阶法中隔墙法(CD)交叉中隔墙法(CRD)大管棚法双侧壁导洞法(眼镜工法)示意图适用条件适用于较好地层的中小型断面适用于软弱地层的中小型断面适用于软弱地层且地面沉降控制严格的中型断面适用于软弱地层的中小型断面，尤其是短隧道，如穿越铁路、公路适用于软弱地层的大中型断面，尤其是地面沉降控制严格的大型断面特点施工方便，速度较快，可增设临时仰拱和锁脚锚杆，对控制下沉有利施工方便，速度较快，对控制地面沉降有利施工复杂，速度慢，有利于控制地面沉降，但成本较高适用性强，结构形式简单，有利于控制沉降，但技术要求高施工复杂，速度慢，有利于控制地面沉降，但成本较高4.3软弱地层隧道最常用的开挖方法见图2.4-1。图2.4-1软弱地层隧道最常用的开挖方法

第三部分隧道钻爆施工方法1全断面开挖法地下工程断面采用一次开挖成型(主要是爆破或机械开挖)的施工方法叫全断面开挖法。该法的优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数，有利于围岩天然承载拱的形成；工序简单，便于组织大型机械化施工；施工速度快，防水处理简单。缺点是对地质条件要求严格，围岩必须有足够的自稳能力。另外，机械设备配套费用也较大。1.1施工顺序全断面开挖法施工主要工序：使用移动式钻孔台车，首先全断面一次钻孔，并进行装药连线，然后将钻孔台车后退到50m以外的安全地点，再起爆，一次爆破成型，出渣后钻孔台车再推移至开挖面就位，开始下一个钻爆作业循环。同时，施作初期支护，铺设防水隔离层(或不铺设)，进行二次模筑衬砌。全断面开挖法施工顺序:①全断面开挖；②喷锚支护；③灌注衬砌。开挖顺序见下图3.1-1所示。图3.1-1全断面开挖法施工顺序全断面开挖法施工作业程序及各工序合理间距如下图3.1-2所示(单位：m)。图3.1-2全断面开挖作业程序及间距1.2施工工艺流程全断面开挖工艺流程见下图3.1-3所示。注：1．钻孔；2．装药、爆破；3．初喷；4．装渣；5．量测；6．局部挂网；7．复喷；8．挖沟、铺底超前；9．铺防水板；10．模筑衬砌。图3.1-3全断面开挖工艺流程1.3施工要点(1)开挖断面大，炮眼数量多，炮眼深度一般为3.5～5m，宜均匀布置每台凿岩机任务，使钻眼作业同时完成。(2)钻爆和装运顺序作业，工序安排必须紧密配合，衬砌与开挖间距应能满足台车退避到安全地点和爆破不损坏圬工等要求。(3)加强运输调度工作和合理配备装运机械，并宜采用连续装碴作业设施。(4)当顶部围岩破碎时，应及时支护，先初喷后复喷，并增加机械手进行复喷作业，以利于稳定地层和加快施工进度。(5)尽可能采用衬砌模板台车，配合混凝土浇注机或输送泵施工将拱墙一次完成；铺底混凝土必须提前施作，且不滞后200m；当地层较差时铺底应紧跟，这是确保施工安全和质量的重要做法。(6)洞口应配备一定机械维修设备。1.4适用范围全断面法主要适用于Ⅱ～Ⅲ级围岩。当断面在50m2以下，隧道又处于Ⅳ级围岩地层时，为了减少对地层的扰动次数，在采取局部注浆等辅助施工措施加固地层后，也可采用全断面法施工。但在第四纪地层中采用此施工方法时，断面一般均在20m2以下，且施工中仍须特别注意1.5评价a.优点。全断面开挖法有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，且工序少，便于施工组织和管理。b.缺点。(1)由于开挖面较大，围岩稳定性降低，且每个循环工作量较大。(2)每次深孔爆破引起的震动较大，因此要求进行精心的钻爆设计，并严格控制爆破作业。1.6注意事项。全断面法是目前Ⅰ～Ⅲ级围岩的隧道工程施工技术发展的一个方向，但是在采用全断面开挖时应注意以下事项：(1)加强对开挖面前方的工程地质和水文地质的调查，对不良地质情况要及时预测预报、分析研究，随时准备采取应急措施(包括改变施工方法)，以确保施工安全和工程进度。(2)各工序机械设备要配套，如钻眼、装渣、运输、模筑、衬砌支护等主要机械和相应的辅助机具(钻杆、钻头、调车设备、气腿、凿岩钻架、注油器、集尘器等)，在尺寸、性能和生产能力上都要相互配合。各项工作要环环紧扣，不得彼此牵制而影响掘进，从而充分发挥机械设备的使用效率和各工序之间的协调作用，并注意经常维修设备，备存足够的易损零部件，以确保各项工作的顺利进行。(3)加强各种辅助作业和辅助施工方法的设计与施工检查，尤其在软弱破碎围岩中使用全断面法开挖时，应对支护后围岩变形进行动态量测与监控，并使各种辅助作业的三管两线(高压风管、高压水管、通风管、电线和运输路线)保持良好状态。(4)重视和加强对施工操作人员的技术培训，使其能熟练掌握各种机械和新技术，不断提高工效，改进施工管理，加快施工速度。(5)用全断面法开挖时，应优先考虑选择锚杆和锚喷混凝土、挂网、撑梁等支护形式。1.7全断面法施工图片见图3.1-4～图3.1-11。图3.1-4塑料导爆管非电起爆，部分器材和已加工好的起爆药卷与周边眼“药串”图3.1-5机械化出渣作业图3.1-6铺设防水塑料板图3.1-7混凝土输送车及输送泵作业图3.1-8模板台车及衬砌作业图3.1-9混凝土工厂图3.1-10三臂和四臂钻岩台车在洞内联合作业图3.1-11及时施作仰拱封闭，铺防水板做永久衬砌2台阶开挖法台阶开挖法施工就是将结构断面分成两个或几个部分，即分成上下两个工作面或几个工作面，分步开挖。据地层条件和机械配套情况，台阶法又可分为正台阶法、中隔墙台阶法等。根据工程实际地层条件和机械条件，可选择适合的台阶方式。2.1正台阶开挖法正台阶开挖法优点很多，能较早地使支护闭合，有利于控制其结构变形及由此引起的地面沉降。上台阶长度(L)一般控制在1～1.5倍洞径(D)，根据地层情况，可选择两步或多步开挖法。2.1.1上下两部分步开挖法若地层较好(Ⅲ～Ⅳ级)，可将断面分成上下两个台阶开挖，上台阶长度一般控制在1～1.5倍洞径(D)以内，但必须在地层失去白稳能力之前尽快开挖下台阶，支护后形成封闭结构。2.1.1.1施工顺序上下两部正台阶开挖法施工程序如图3.2-1所示。图3.2-1上下两部正台阶开挖法施工程序若地层较差，为了稳定工作面，也可辅以小导管超前支护等措施；首先施工超前锚杆、施作临时拱、铺底，然后进行正台阶法施工；见下图3.2-2所示。图3.2-2有超前支护及临时仰拱上下两部正台阶开挖法施工程序2.1.1.2施工工艺流程一般采用人工和机械混合开挖法，即上半断面采用人工开挖、机械出渣，下半断面采用机械开挖、机械出渣。有时为避免上半断面出渣对下半断面的影响，可用皮带运输机将上半断面的渣土送到下半断面的运输车中。2.1.2多部分步开挖留核心土。该法适用于较差的地层，围岩级别为Ⅰ、Ⅱ类，上台阶取1倍洞径左右环形开挖，留核心土。用系统小导管超前支护、预注浆稳定工作面；用网构钢拱架做初期支护；拱脚、墙脚设置锁脚锚杆。从断面开挖到初期支护、仰拱封闭不能超过lOd，以确保地面沉陷控制在50mm以内。典型开挖方式见图3.2-3所示，这是在Ⅱ类黄土地层双线铁路断面施工的实例。上台阶长度取1倍洞径左右环形开挖，留核心土，首次用系统小导管超前支护、预注浆稳定工作面，首次将研制成的蝴蝶结网构钢拱架用在初期支护中。在该次试验中，测试锚杆在软土中作用不大，改设拱脚、墙脚，设置注浆锁脚锚管。初期支护至仰拱封闭不能超过lOd，以确保地面沉降控制在50mm以内。注：①、②、③、④、⑤为开挖顺序a．初期支护b．网构钢拱架c．拱脚注浆锁脚锚管d．墙脚注浆锁脚锚管e．初期支护厂塑料薄板隔离层g．泵送粉煤灰防水混凝土模筑(永久衬砌)图3.2-3多部分步正台阶法开挖施工流程当隧道断面较高时，可以分多层台阶法开挖，但台阶长度不容许超过1.5D。图3.2-4为北京市地铁复兴门折返线中双线隧道正台阶法开挖顺序。图3.2-4双线隧道正台阶法开挖顺序台阶长度之所以定为1倍洞径(1D)，主要因为地面沉降不容许超过30mm。另外，隧道在施工中纵向产生承载拱，承载拱的跨度约为1倍洞径(图3.2-5)。这样，在1倍洞径区段周围地层产生横向和纵向两个承载拱的作用，这对开挖是有利的。台阶长度超过1倍洞径将失去纵向承载拱受力结构，仅有横向平面承载拱受力结构。另外，上台阶若选用大于1.5倍洞径的长台阶，在开挖时纵向变位大，上台阶断面形状不利于受力，而且容易引起周围地层松动，塑性区增大，造成拱脚附近受力大而使其失稳(图3.2-6)；在下台阶开挖时，也容易产生变位叠加而使其失去稳定性(图3.2-7)。上台阶若过短，小于1倍洞径，因洞内纵向破裂面超过工作面，易造成洞顶土体下滑，引起工作面不稳定，所以软弱地层不能采用短台阶施工(见下页图3.2-8)。但是，若用硬岩爆破法施工时，为了便于风钻打眼，可设置超短台阶。图3.2-5纵向承载拱的作用图3.2-6上台阶过长引起松动荷载注：D为开挖直径图3.2-7开挖过程中纵向变位影响长度图3.2-8短台阶施工引起工作面失稳所以，从安全角度考虑，台阶长度定为1～1.5倍洞径是合理的。施工机械的配置也应遵守这个原则。因此，在采用正台阶法施工时，应树立一个概念，不要分长台阶、短台阶、微台阶，这是长期施工经验教训的总结，有关施工规范中也取消了这种说法，也不再提半断面法开挖。需要说明的是，在Ⅱ类砂卵石地层中进行大断面正台阶开挖，必须同时实施深孔注浆和小导管超前支护、预注浆辅助工法。2.2施工顺序台阶法开挖顺序见下图3.2-9。3.2-9台阶法开挖顺序图2.3施工要点2.4台阶法评价2.4.1台阶法开挖优点(1)灵活多变，适用性强。凡是软弱围岩、第四纪沉积地层，必须采用正台阶法，这是各种不同方法中的基本方法。而且，当遇到地层变化(变好或变坏)，都能及时更改、变换成其他方法，所以被称为浅埋暗挖施工方法之母。(2)具有足够的作业空间和较快的施工速度。台阶有利于开挖面的稳定性，尤其是上部开挖支护后，下部作业则较为安全。当地层无水、洞跨小于lOm时，均可采用该方法。2.4.2台阶开挖法缺点台阶法开挖的缺点是上下部作业互相干扰，应注意下部作业时对上部稳定性的影响，还应注意台阶开挖会增加围岩被扰动的次数等。2.5台阶法开挖注意事项(1)台阶数不宜过多，台阶长度要适当，一般以一个台阶垂直开挖到底，保持平台长2.5～3m为宜，这样也易于减少翻渣工作量。装渣机应紧跟开挖面，减少扒渣距离，从而提高装渣运输效率。应根据两个条件来确定台阶长度：一是初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩的稳定性越差，要求闭合的时间越短；二是上半部断面施工时开挖、支护、出渣等机械设备所需的空间大小。(2)台阶法开挖宜采用轻型凿岩机打眼施作小导管，当进行深孔注浆或设管棚时多采用跟管钻机，而不宜采用大型凿岩台车。(3)个别破碎地段可配合喷锚支护和挂钢丝网施工，以防止落石和崩塌。(4)要解决好上下部半断面作业的相互干扰的问题，做好作业施工组织、质量监控及安全管理工作。(5)采用钻爆法开挖石质隧道时，应采用光面爆破技术和振动量测技术来控制振速，以减少扰动围岩的次数。3分部开挖法分步开挖法主要适用于地层较差的大断面地下工程，尤其是限制地面沉降的城市地下工程，包括单侧壁导坑超前台阶法、中隔墙法(CD、CRD工法)、双侧壁导坑超前中间台阶法(也称眼镜工法)和双隔墙中间预留核心土法等多种形式。3.1单侧壁导坑超前台阶法单侧壁导坑超前台阶法主要适用于地层较差、断面较大，采用台阶法开挖有困难的地层。采用该法可变大跨断面为小跨断面。大跨多不小于10m，可采用单侧壁导坑法，将导坑跨度定为3～4m，这样就可将大跨变成3～4m跨和6～10m跨。这种施工方法简单而可靠。采用该法开挖时，单侧壁导坑超前的距离一般在2倍洞径以上，为稳定工作面，经常和超前小导管预注浆等辅助施工措施配合使用，一般采用人工开挖，人工和机械混合出渣，开挖方式见图3.3-1。图3.3-1单侧壁导坑超前台阶法开挖方式侧壁导坑尺寸通常根据机械设备和施工条件来确定，而侧壁导坑的正台阶高度，一般规定为台阶底部至起拱线的位置，这主要是为施工方便而确定的，范围在2.5～3.5m。下台阶落底、封闭要及时，以减少地面沉降(见图3.3-2)。图3.3-2单侧壁导坑法施工3.2中隔墙法(CD工法)和交叉中隔墙法(CRD工法)3.2.1概述。中隔墙法也称CD工法，主要适用于地层较差和不稳定岩体，且地面沉降要求严格的地下工程施工。当CD工法仍不能满足要求时，可在CD工法的基础上加设临时仰拱，即所谓的交叉中隔墙法(也称CRD工法)。CD工法是20世纪80年代以来，随着修建城市地下工程的实例日益增多，尤其是非掘进机方法运用于软弱、松散地层中浅埋暗挖的隧道工程后，在原正台阶法的基础上发展起来的一种工法。它更有效地解决了将大、中跨的洞室开挖转变为中、小跨的洞室开挖问题。这种方法首次在德国慕尼黑地铁工程的实践中获得了成功，并在技术上、经济上取得突破。CRD工法是日本在真米隧道建设中吸取欧洲CD工法的经验，在东叶高速线习志野台隧道施工中，将原CD工法先挖中壁一侧改为两侧交叉开挖、步步封闭成环、改进发展的一种工法。其最大特点是将大断面施工化成小断面施工，各个局部封闭成环的时间短，控制早期沉降好，每个步序受力体系完整。因此，结构受力均匀，形变小。另外，由于支护刚度大，施工时隧道整体下沉微弱，地层沉降量不大，而且容易控制。CRD工法以台阶法为基础，将隧道断面从中间分成4～6部分，使上、下台阶左右各分成2～3部分，每一部分开挖并支护后形成独立的闭合单元。各部分开挖时，纵向间隔的距离可根据具体情况按台阶法确定。3.2.2方法对比。大量施工实例资料的统计结果表明，CRD工法优于CD工法(前者比后者减少地面沉降近50mm)，而CD工法又优于眼镜工法。但CRD工法施工工序复杂，隔墙拆除困难，成本较高，进度较慢，一般在第四纪地层中修建大断面地下结构物(如停车场采用中隔墙法施工时，每步的台阶长度都应控制，一般为5～7m。为稳定工作面，往往与预注浆等辅助施工措施配合使用，采用人工开挖、人工出渣方式。CD工法的开挖方式与施工顺序分别见图3.3-3与图3.3-4。CRD工法的开挖方式与施工流程分别见图3.3-5与图3.3-6。图3.3-3CD工法开挖方式图3.3-4CD工法施工顺序图3.3-5CRD工法开挖方式图3.3-6CRD工法施工流程CD工法和CRD工法在大跨度地铁车站中应用很普遍，将大跨分成两个小洞室，也体现了变大跨为小跨的指导思想。在施工中应严格遵守正台阶法的施工要点，尤其要考虑时空效应，每一步开挖必须快速。特别是CRD工法对地面沉降的限制严格，所以必须及时步步成环，工作面留核心土或用喷射混凝土封闭，消除由于工作面的应力松弛而增大沉降值的现象。地下工程工作面不宜同时开挖，如同外科手术一样，开口越小越好，打开后应立即缝合。要注意当跨度小于6～7m时，不宜采用CRD工法，以避免因分块过多、空间过小、进度太慢而增大沉降值。如果时问加长，变位会增大，所以，软弱不稳定地层，在超前支护的作用下，应快速施工，快速通过不良地层，这是减少下沉量的最有效的方法。所以，方法的选择必须因地制宜。3.2.3表3.3-1各种施工方法对比表工法名称正台阶小导管超前上台阶临时仰拱法眼镜工法CD工法CRD工法示意图工法特点环形开挖留核心土留核心土跳设仰拱变大跨为小跨变中跨为小跨步步封闭施工难度较小较大最大中等较大技术含量低中等高较高最高预测地面沉降大较大较小小最小施工速度快快最慢较慢慢工程造价低较低最高中等高适用范围跨度≤10m，地质较好跨度≤10m，地质较差跨度>10m，超浅埋跨度>10m，沉降要求严格跨度>10m，沉降要求很严格图3.3-7地下停车场CRD法施工3.2.4CRD工法施工工艺。(1)施工工序(图3.3-8)。施工工序分为8步(即①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧)，按6个部分，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ部分进行开挖，做到步步封闭成环。图3.3-8CRD工法施工顺序(2)工艺流程。其工序如下：I部开挖支护lI部开挖支护--I部临时支护仰拱拆除Ⅲ部开挖支护Ⅳ部开挖支护Ⅲ部临时支护仰拱拆除V部开挖支护Ⅵ部开挖支护拆除十字中隔墙二次混凝土模筑。图3.3-9CRD工法8字形网构钢拱架图3.3-10各部台阶长度3.3双侧壁导坑超前中间台阶法3.3.1概述。双侧壁导坑超前中间台阶法也称眼镜工法，也是变大跨度为小跨度的施工方法，其实质是将大跨度(>20m)分成三个小跨度进行作业，主要适用于地层较差、断面很大、单侧壁导坑超前台阶法无法满足要求的三线或多线大断面铁路隧道及地铁工程。该法工序较复杂，导坑的支护拆除困难，有可能由于测量误差而引起钢架连接困难，从而加大了下沉值，而且成本较高，进度较慢。20世纪70年代至80年代初国内外多用此法，目前使用较少。但是，当断面很大时也经常采用，有时还采用连续眼镜工法，即三眼镜法、四眼镜法。采用该法开挖时，双侧壁导坑超前的距离相等或不等。为了稳定工作面，经常和超前预注浆等辅助施工措施配合使用。一般采用人工和机械混合开挖，人工和机械混合出渣，开挖方式见图3.3-11。图3.3-11双侧壁导坑超前中间台阶法开挖方式图3.3-12双侧壁导坑超前中间台阶法开挖顺序:图3.3-13双侧壁导坑超前中间台阶法施工示意(单位：cm)1．左导坑超前，先施作超前小导管并注浆，开挖①、②部，在②部底设置横向临时支撑。2．开挖左导坑③、④部，使④部及时封闭成环。3．灌注左导坑仰拱混凝土)。4．待左导坑开挖15~20m后，进行右导坑开挖；⑥、⑦部施工同左导坑①、②部，⑧、⑨部施工同左导坑③、④部。5．灌注右导坑仰拱混凝土(X)。6．灌注左、右导坑边墙混凝土(XI)。7．边墙钢筋混凝土施作完毕后开挖中洞⑥并设置竖向临时支撑。8．拆除导坑内壁上部临时支护钢架，灌注拱部混凝土(XⅡ)。9．开挖中洞⑧。10．开挖中洞仰拱⑩。11．灌注仰拱混凝土(Ⅻ、ⅪⅢ)图3.3-14双侧壁导坑超前中间台阶法施工顺序图3.3-15双侧壁导坑超前中间台阶法施工工艺流程图3.3-16边墙衬砌图(单位：mm)图3.3-17拱顶衬砌图(单位：mm)3.4双隔墙中间预留核心土法3.4.1概述。双隔墙中间预留核心土法也称为留土柱法，主要适用于地层较差、断面较大(跨度大于10m)，而且采用CD工法、CRD工法和眼镜工法开挖有困难的地层。该法也是将大跨变为小跨的施工方法。该方法是以台阶法为基础，用预留核心土将隧道断面从中间分成四部分，使上、下台阶左右各分成两部分，每一部分开挖并支护后形成独立的闭合单元。同时，中间预留土柱能支撑拱顶，有效减少拱顶下沉，充分发挥土体的支护作用。而且，该施工方法比CRD工法和眼镜工法工艺简单，进度更快，由于减少了支护，可降低成本。采用该工法开挖时，双隔墙超前的距离相等或不等。预留土柱的各部分开挖时，纵向间隔的距离可根据具体情况按台阶法确定。3.4.2方法。采用双隔墙中间预留核心土法施工时，每步的台阶长度都应控制，一般为5～7m。为稳定工作面，配合运用长期预注浆等辅助施工措施，并采用人工开挖、人工出渣方式。工艺流程见图3.3-18、图以及图3.3-20。图3.3-18双隔墙中间预留核心双隔墙中间预留核心土法开挖方式:图3.3-19双隔墙中间预留核心土法开挖顺序3.4.3环形开挖预留核心土法的施工程序为：(1)超前预支护。洞口采用超前长管棚或双排小导管注浆预支护；洞内采用超前锚杆或Ф42超前小导管注浆预支护。注浆浆液水灰比一般为1∶1～0.6∶1；注浆压力控制在0.6～1.5mPa。当预留核心土土体不稳定时，在梯形核心土两侧肩部打入超前小导管也能够取得较好的成效。(2)拱部环形开挖。采用人工配合挖掘机开挖环形拱部土体，或短进尺开挖软岩，每循环进尺0.6～1.0m。根据隧道掌子面土层的自稳能力确定预留核心土的范围，按设计要求初喷混凝土厚度约5cm。(3)拱部初期支护。按设计参数安装拱部H175、I18型钢钢架或格栅钢架；Φ25锁脚锚杆、系统锚杆；挂钢筋网；复喷混凝土。(4)上部结构临时仰拱。为控制初期支护收敛下沉，必要时在核心土后加设临时仰拱，使初期支护结构尽早封闭成环。(5)下部施工作业程序。开挖核心土；交错开挖边墙（开挖进尺0.8～1.0m）(6)全断面二次衬砌。利用衬砌台架铺设防水层，绑扎钢筋；采用衬砌台车进行二衬混凝土全断面衬砌。图3.3-20双隔墙中间预留核核心法施工工艺流程3.5中洞法中洞法可适用于双连拱的隧道,采用先施作中墙混凝土,后开挖两侧的施工方法.施工时应符合下列规定：1、中洞开挖高度应大于中墙高度1m，开挖宽度应大于5m；2、中洞开挖长度可根据隧道长度、宽度以及地质情况综合考虑；短隧道可先贯通中洞，后开挖两侧；3、开挖后，应及时施作初期支护，再分段灌注中墙混凝土，每一纵向段长度宜为4～6m；在中墙混凝土达到设计强度后方可拆模，并应进行临时横向支撑；4、工中应注意力的转换，两侧应均衡开挖，并应设置临时横向支撑；5、中墙顶部应作好防排水工作。

第四部分隧道钻爆施工机械配套1.全断面法机械配套情况参见表4.1-1。全断面法机械配备数量表4.1—1工序机械名称规格型号工作能力配备数量自家湾进口及1#横洞自家湾出口河南寺掘进液压凿岩台车液压凿岩台车液压凿岩台车轮式装载机轮式装载机轮式装载机倾卸车倾卸车液压反向铲简易钻孔台车三联车一机械手TH286—35H177—35H178—35三倾980C三倾966D950BRD030奔驰四臂二臂三臂4m³22t15t111222410141121131021113341541衬砌钢模衬砌台车简易衬砌台车混凝土拌和楼混凝土拌和机混凝土拌和机强制式混凝土拌和机混凝土输送车混凝土输送泵混凝土输送泵混凝土输送泵SZS一10CP60m³／800L400L375L8m60m³／60m³／13l21512211332241223112通风轴流式通风机10001250m³／min655其它移动式变压器1122．半断面正台阶施工机械配套情况参见表3.2-1。半断面正台阶施工机械配套表表3.2-1工作内容设备名称规格篮位数量说明土方开挖电铲反铲风吹电钻履带式装碴机履带式装碴机自卸汽车手持软轴式0.6m3127V，自制9531.7m0988BPERLiNi121台台台台台台214114上半断面用下半断面用下半断面用喷混凝土喷射机强制搅拌机转子i型250I台台21锚杆网安钢拱架电钻压浆泵钻机电焊机自制、风吹牛角式7655交流、手提台台台台2122背后注浆钻孔开口用排水潜水泵真空泵井点洞内降水钻机、真空泵台套220量测反馈共十七项微型计算机略mMPL／XT套△日若干1二次衬砌防水层台架模板台架(车)混凝土泵混凝土搅拌站混凝土输送车自制仿制GKK新泻30m0／h西德45m。／hFV313JML台台台套台11213注：通风、空压机等未计3．双侧壁导坑开挖主要机械料具参见表3.3-1。双侧壁导坑开挖主要机械料具配备表表3.3-1名称规格茧位数量名称规格盥位数量空压机电瓶车装碴机充电机拌和机喷射机电动20m。／min10m3fmin内燃12m。／minXK8—7／132风动硅整流90电动250LPH30(含皮带运输机)台台台台台台台台11122134锚杆注浆器电焊机潜水泵通风机梭式矿车凿岩机斗车牛角型轴流式J踟r一618.5m3风动7655V型0.75m0台台台台台台辆332332012

第五部分隧道工程施工的关键要素及对策隧道施工的终极目的是“贯通”，因此，不论采取何种方案都局限在“凿岩出碴、衬砌”这个范围内。故而，施工方案确定后，开挖、支护、通风、道路和衬砌等各工序工艺是否科学，直接影响到施工的安全、质量和经济效益。开挖是关键。开挖工作是隧道施工的第一流程，开挖工作的优越与否直接影响隧道施工的安全、质量和效益。提高光面爆破，可以减少对围岩的扰动，减少应力集中，有利于自然拱的形成，便于喷砼工艺，因此，隧道施工安全的关键是开挖。之所以说开挖是关键，还在于开挖决定了隧道的初始几何尺寸，表明了隧道的贯通及误差，一旦开挖出了问题，其它后续工序也就失去了意义。良好的光面爆破可以减少超欠挖，这样减少了欠挖处理及超挖石碴的外运量，减少衬砌时砼的回填量，而且砼衬砌厚度均匀减少了应力集中。因此，开挖也是影响隧道衬砌工作的关键。1.1隧道光面爆破隧道开挖关键是光面爆破的控制，光爆控制好，可以减少超欠挖，减少对岩体的扰动，减少砼回填，节约成本；光爆效果控制的好坏跟开挖方式、钻孔设备及爆破参数的设计等因素有关。针对不同地质及地质变化多和跨度变化大的特点，在渝怀铁路施工中，开挖采取了多种施工方案，并根据地质变化适时改变开挖方案和各种参数。开挖Ⅳ、Ⅴ类（Ⅱ、Ⅲ级）围岩段采用全断面法，Ⅱ、Ⅲ类（Ⅳ、Ⅴ级）围岩段采用正台阶法，少数隧道采用中壁法开挖。中铁十二局在施工涪陵隧道过程中采用了小导洞压顶法开挖，即先在隧道下半断面施作小导洞（基本采用平导断面尺寸），小导洞超前大于10m钻孔设备的选择对光面爆破的效果起重要作用，渝怀铁路隧道开挖绝大多数采用人工开挖的方式，因此，操作手的经验及熟练程度至关重要，我局在施工枳城隧道前对操作人员进行了岗前培训，操作人员在施钻时抓住了“准、平、齐、直”的要点，同时对风枪进行了适当改进，改造了部分风枪油壶的位置，减少了钻爆形成的台阶，拱顶和边墙光面爆破均达到了很高的水准。爆破参数设计是光爆控制的重要环节，我局指挥部聘请长期从事隧道施工、经验丰富的人员来负责。在综合考虑围岩状况、岩石整体性好坏、节理裂隙发育规律等多方面因素后，精确合理的设计爆破参数，降低了工料消耗，提高了光面爆破效果。渝怀铁路个别隧道跨度大、截面变化多，中铁十六局施工的旗号岭隧道进口段352米大跨度，最大跨度20.04米。有12个变截面，而且大跨段部分地质条件极为复杂，挤压严重，围岩稳定性差，溶洞多，他们结合已有的的大跨度变截面施工经验，经过精确检算，将原设计的中壁法和双侧壁法开挖改为三台阶七步平行法开挖，仰拱超前、衬砌紧跟，大大加快了进度，安全、顺利地完成大跨段施工。1.2开挖中应着重注意的问题开挖中最重要的一点就是防塌。山岭隧道施工绝大部分采用传统的施工方法——钻爆法施工。钻爆法施工的山岭隧道由于受炸药爆破震动的影响，破坏了原有岩体内部受力平衡，当施工方法不当或支护不力时，围岩就会因失稳而发生坍塌。因此，采用钻爆发施工的山岭隧道如何防止坍方是确保隧道施工安全和工程质量的关键，也是获得良好效益和信誉的保证。（1）、易发生坍方的地形和部位在山区修建隧道（交通隧道，水工隧洞等），由于隧道穿越地区工程地质和水文地质的复杂多变，决定了山岭隧道的施工难度。下面列举容易发生塌方的地段和部位，以便遇到类似情况时能引起高度重视。a.容易发生塌方的地段埋深较浅地段：山岭隧道埋深在200米以下时，围岩由于受到地表水侵蚀，岩层风化严重，如施工不当易发生塌方。断层破碎带及断层影响带：因其围岩破碎，自稳能力差，并含有大量的填充物和地下水，如施工不当易发生塌方。岩层接触带：因其岩层不同，且大多伴有小构造，如重视不够可能会发生塌方。高应力地段：在软质围岩中，由于受到高地应力的影响，围岩变形较大，若支护不力极易发生坍方。在高水位富水地段：岩溶呈不规律性分布，随时遇到意想不到的溶洞，若防备不及，溶洞内的填充物涌出或坍塌，也会给工程造成不利的影响。b.容易发生坍方的部位隧道洞口：隧道洞口集埋深浅、石质较差、受力结构复杂等不利因素于一体，处理不当极易发生坍方。隧道拱脚：当采用半断面施工开挖下半断面时，若拱脚支护不力，极易造成坍方。隧道墙脚：当进行检底施工时，措施不当墙脚悬空时，致使边墙失稳而发生偏帮。隧道拱部：地质条件较差，拱部变形较大，支护强度不足时，易发生拱部坍塌。隧道与隧道的交叉部位，即主洞与支洞交叉的部位，也就是通常所说的交叉三角区，如果处理不当，支护不力，极易发生坍方。在水平岩层或近似水平岩层中，拱部易发生掉顶；在垂直岩层或近似垂直岩层中，边墙易发生偏帮。（2）、预防措施在山岭隧道施工中，如果施工方法及支护手段使用不当，不仅不能加快施工进度，而且也不能保证工程质量和施工安全，易造成坍方。1.3常用的施工方法如何选择安全、合理、实用的施工方法与围岩级别和隧道断面大小密切相关，如施工方法选择不当，就有可能在施工时造成坍方。各种施工方法在不同围岩和隧道中适用情况详见下表5.1-1。表5.1-1施工方法适用表围岩级别施工方法隧道断面全断面法正台阶法单侧壁导坑法双侧壁导坑法中导坑法Ⅰ～Ⅱ50m首选首选50m2首选首选100m首选首选Ⅲ50m首选首选50m2首选首选100m首选首选Ⅳ50m首选首选50m2可用首选可用100m首选可用Ⅴ～Ⅵ50m首选附注：仅适用于有辅助导坑的隧道50m2首选可用100m首选首选简图在山岭隧道施工中，也曾出现过其他一些施工方法，随着隧道施工技术和机械化程度的不断提高和完善，有些施工方法过于陈旧老化，难于满足施工安全的需求，且不利于施工速度和工程质量的提高，已在现代隧道施工中被逐步淘汰，如漏斗棚架法、半断面法、先拱后墙法、先墙后拱法。1.4采用正确的支护手段除了施工方法安全合理实用外，采用合理、经济的施工支护手段也是防止隧道坍方的关键。施工支护手段与围岩级别及隧道断面大小密切相关。在现代隧道施工中，普遍采用的施工支护手段有：喷混凝土、锚杆、钢支撑、超前锚杆、混凝土衬砌等。在隧道施工中，应根据实际工程地质及水文地质情况，选择经济、合理符合设计及规范要求、满足施工安全的支护措施。1.5采用超前地质预报及监控量测技术提供防坍信息现代隧道施工中，利用先进的信息技术，及时反馈地质变化情况和支护受力变形情况，适时调整施工方法和支护手段，准备预防应急措施，避免坍方施工的发生，确保施工安全。在目前隧道施工中，一般采用超前地质预探探报技术、监控量测技术等手段预报隧道开挖前方工程地质和水文地质情况，监测支护结构受力变形情况，为设计变更及施工中采取相应的施工方法和支护手段提供依据。支护保安全。支护是安全的保证。隧道支护应根据不同的围岩类别及地质状况进行施作，对洞口存在堆积体、滑坡体、浅埋及软弱地层等不良地质隧道，如中铁二十局施工羊角碛隧道采用了大管棚、小导管注浆超前支护，地表注浆加固及地面旋喷桩加固等措施。部分隧道洞口设置抗滑桩保证坡体的整体稳定，进洞后尽快施做洞门，确保进洞洞口安全；洞内软弱地层地段以锚、喷、网为主要支护手段，必要时加格栅钢架，强化支护措施，同时减少对岩体的扰动，抑制围岩过度松弛变形，确保洞内施工安全。有效的支护是隧道快速推进的保证。现在的隧道施工中除了上述的支护方式外还有喷微纤维砼、喷细钢丝砼等支护方法，不论那种支护方法，在实施中必须按照要求认真施做。渝怀铁路白马二号隧道施工中遇到填充性溶洞，按要求采用小导管超前注浆及格栅钢架、喷砼联合支护的形式，但在施工过程中发现超前小导管未注浆、结果导致了坍方，造成了不必要的损失，也影响了施工进度；在随后的处理过程中，施工人员认真总结教训，严格按照技术要求施工，顺利通过了该区间。在成都西岭雪山隧道施工中遇到过同样的问题：该隧道的支护以格栅钢架、喷砼为主，辅以少量的锚杆。由于种种原因，隧道进口停工近九个月，重新开工后发现原有的喷砼表面有裂缝（30米左右，无格栅钢架），施工人员进行补喷后即开始正常掘进。但由于喷砼支护无法抑制围岩的变动，而导致了大的坍方和亡人事故。如果开工后及时架设格栅钢架，则这次事故完全可以避免。综上所述，支护是隧道施工安全、进度的保证，必须高度重视。3、通风创效益。长大隧道的通风问题一直是影响隧道施工进度的一大因素，因为每次通风时间越长，循环时间就相应加长，而且长时间的通风消耗的电量也是一笔不小的开支。因此，科学的解决好通风问题，不仅可以降低能耗，创造良好的施工环境，而且可以提高施工进度，降低机械设备的损耗，从而创造整体经济效益和社会效益。在长大隧道的施工方案确定上，通风问题历来是重中之重，是施工单位高度重视的课题。目前隧道通风主要有以下几种形式:3.1独头通风独头通风方式是目前采用的主要通风方式，又可分为压出式通风和压入式通风。（1）压出式通风（抽出式）我局在“引大入秦”工地同中国铁道建筑总公司科研小组就8#引水洞的通风问题共同研究实施，8#引水洞全长4000余米，单口长2000余米，无平导。当时采用1米直径的硬质通风管，通风设备采用2×55km的日产通风机，通风机安装在洞口，爆破后废气从通风管抽出洞外，新鲜空气流经全洞，效果很理想，通风时间由原来的（软质通风管∮（2）压入式通风压入式通风也是隧道施工中常用的方式，其优点是掌子面空气新鲜，有利于施工人员工作，其关键是计算通风量及风管、设备等，现以渝怀铁路枳城隧道为例简要介绍其计算方法：3.1.1通风标准：最低风速：大于0.25米/秒氧气含量：按体积不小于20%一氧化碳最高允许浓度：30mg/m3二氧化碳：按体积不小于1.5%氮氧化物：（换算成NO2）为5mg/m3以下粉尘最高允许浓度：每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg洞内气温：小于283.1.2通风方式采用管道压入式通风作为主要通风方式，即在洞口安装通风机，通过风管向洞内工作面压入新鲜风流，污风从隧道排出洞外。3.1.3风量计算按以下三方面因素考虑，取最大值