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　　1B414030 公路隧道施工技術(shù)

　　公路隧道洞口施工規(guī)定

　　1.洞口土石方的開挖與防護(hù)施工規(guī)定

　　(1)洞口邊坡、仰坡的開挖應(yīng)減少對巖土體的擾動(dòng)，嚴(yán)禁采用大爆破。

　　(2)對邊坡和仰坡以上可能滑塌的表土、灌木及山坡危石等的處理措施，應(yīng)結(jié)合施工和運(yùn)營階段的隧道安全和環(huán)境保護(hù)等因素確定。

　　(3)臨時(shí)防護(hù)應(yīng)視地質(zhì)條件、施工季節(jié)和施工方法等，及時(shí)采取噴錨等措施。

　　2.隧道洞門應(yīng)在隧道開挖的初期完成，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　(1)基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固的地基上，虛渣、雜物、風(fēng)化軟層和水泥必須清除干凈。

　　(2)洞門端墻的砌筑與回填應(yīng)兩側(cè)對稱進(jìn)行，不得對襯砌產(chǎn)生偏壓。

　　(3)端墻施工應(yīng)保證其位置準(zhǔn)確和墻面坡度滿足設(shè)計(jì)要求。

　　(4)洞門襯砌完成后，其上方仰坡腳受破壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理。

　　(5)洞門的排水設(shè)施應(yīng)與洞門工程配合施工，同步完成。

　　(6)洞門的排水溝砌筑在填土上時(shí)，填土必須夯實(shí)。

　　明洞邊墻基礎(chǔ)施工規(guī)定

　　(1)基礎(chǔ)開挖應(yīng)核對地質(zhì)條件，檢測地基承載力，當(dāng)?shù)鼗�不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)上報(bào)監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位，并按設(shè)計(jì)單位提供的處理方案施工。

　　(2)偏壓和單壓明洞外邊墻的基底，在垂直路線方向應(yīng)按設(shè)計(jì)要求挖成一定坡度的斜坡，提高邊墻抗滑力。

　　(3)基礎(chǔ)混凝土灌注前必須排除坑內(nèi)積水，邊墻基礎(chǔ)完成后應(yīng)及時(shí)回填。

　　明洞回填施工應(yīng)符合的規(guī)定

　　(1)墻背回填應(yīng)兩側(cè)對稱進(jìn)行。底部應(yīng)鋪填0.5～1.0m厚碎石并夯實(shí)，然后向上回填。石質(zhì)地層中墻背與巖壁空隙不大時(shí)，可采用與墻身同級(jí)混凝土回填：空隙較大時(shí)，可采用片石混凝土或漿砌片石回填密實(shí)。土質(zhì)地層，應(yīng)將墻背坡面開鑿成臺(tái)階狀，用干砌片石分層碼砌， 縫隙用碎石填塞緊密，不得任意拋填土石。

　　(2)墻后有排水設(shè)施時(shí)，應(yīng)與回填同時(shí)施工。

　　(3)拱背回填應(yīng)對稱分層夯實(shí)，每層厚度不得大于0.3m，兩側(cè)回填高差不得大于0.5m，回填至拱頂齊平后應(yīng)分層滿鋪填筑。

　　明洞防水層施工應(yīng)符合的規(guī)定

　　(1)防水層施工前應(yīng)用水泥砂漿將襯砌外表涂抹平順。

　　(2)防水卷材應(yīng)與拱背粘貼緊密，接頭搭接長度不小于100mm，鋪設(shè)應(yīng)自下而上進(jìn)行，上下層接縫宜錯(cuò)開，不得有通縫。

　　(3)回填拱背的黏土層應(yīng)與邊坡、仰坡搭接良好，封閉嚴(yán)密。

　　(4)靠山側(cè)邊墻頂或邊墻墻后，應(yīng)設(shè)置縱向和豎向盲管(溝)，將水引至邊墻泄水孔排出。

　　公路隧道主要開挖方式及適用范圍

　　1.全斷面法

　　按設(shè)計(jì)斷面一次基本開挖成形的施工方法。

　　全斷面法適用用于I～I(xiàn)II級(jí)圍巖的中小跨度隧道，IV級(jí)圍巖中跨度隧道和III級(jí)圍巖大跨度隧道在采用了有效的預(yù)加固措施后，也可采用全斷面法開挖。

　　全斷面法

　　2.臺(tái)階法

　　先開挖上半斷面，待開挖至一定距離后再同時(shí)開挖下半斷面，上下半斷面同時(shí)并進(jìn)的施工方法。臺(tái)階法分為二臺(tái)階法、三臺(tái)階法。

　　臺(tái)階法適用于 Ⅲ~Ⅴ級(jí)圍巖的中小跨度隧道，Ⅵ級(jí)圍巖的小跨度隧道在采用了有效的預(yù)加固措施后亦可采用臺(tái)階法開挖。單車道隧道及圍巖地質(zhì)條件較好的雙車道隧道可采用二臺(tái)階法施工，隧道斷面較高、單層臺(tái)階斷面尺寸較大時(shí)可采用臺(tái)階法， 臺(tái)階長度宜為隧道開挖跨度的1~1.5倍。

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　　臺(tái)階法

　　3.環(huán)形開挖預(yù)留核心土法

　　先開挖上臺(tái)階成環(huán)形，并進(jìn)行支護(hù)，再分部開挖中部核心土、兩側(cè)邊墻的施工方法。

　　環(huán)形開挖預(yù)留核心土法適用于Ⅴ～Ⅵ 級(jí)圍巖或般土質(zhì)圍巖的中小跨度隧道，每循環(huán)開挖長度宜為0.5～1.0m，核心土面積不應(yīng)小于整個(gè)斷面的50%。

　　中隔壁法( CD法)

　　在軟弱圍巖大跨隧道中，先開挖隧道的一側(cè)，并施作中隔壁墻，然后再分步開挖隧道的另一側(cè)的施工方法。

　　適用于圍巖較差、跨度大、淺埋、地表沉降需要控制的場合。

　　雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

　　先開挖隧道兩側(cè)的導(dǎo)坑，并進(jìn)行初期支護(hù)、再分部開挖剩余部分的施 工方法。

　　雙側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于淺埋大跨度隧道及地表下沉量要求嚴(yán)格而圍巖條件很差的情況。

　　雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡工法)

　　特點(diǎn)：

　�、匐p導(dǎo)坑，使洞室最大開挖跨度更小，穩(wěn)定性增加;

　�、诤牟脑黾�;

　　③進(jìn)度慢。

　　中導(dǎo)洞法

　　在連拱隧道或單線隧道的喇叭口地段，先開挖兩洞之間立柱(或中墻)部分，并完成立柱(或中墻)混凝土澆筑后，再進(jìn)行左右兩洞開挖的施工方法。

　　中導(dǎo)洞法適用于連拱隧道。

　　公路隧道開挖的要求

　　隧道開挖的主要方法是鉆孔爆破法。開挖工作包括鉆眼、裝藥、爆破等幾項(xiàng)工作內(nèi)容，對于開挖工作應(yīng)做到下面幾點(diǎn)要求：

　　1.按設(shè)計(jì)要求開挖出斷面(包括形狀、尺寸、表面平整、超挖、欠挖等要求)。

　　2.石渣塊度(石渣大小)便于裝渣作業(yè)。

　　3.掘進(jìn)速度快，少占作業(yè)循環(huán)時(shí)間。

　　4.爆破在充分發(fā)揮其能力的前提下，減少對圍巖的震動(dòng)破壞，減少對施工用具設(shè)備及支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞，并盡量節(jié)省爆破器材消耗。

　　采用全斷面法、臺(tái)階法、環(huán)形開挖留核心土法、中隔壁法或交叉中隔壁法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工及仰拱開挖應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定的，應(yīng)嚴(yán)格控制欠挖，盡量減少超挖。

　　公路隧道超欠挖控制

　　1.當(dāng)巖層完整、巖石抗壓強(qiáng)度大于30MPa，并確認(rèn)不影響襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和強(qiáng)度時(shí)，允許巖石個(gè)別突出部分(每1㎡內(nèi)不宜大于0.1㎡)欠挖，但其隆起量不得大于50㎜。

　　2.應(yīng)采取光面爆破、提高鉆眼精度、控制藥量等措施，并提高作業(yè)人員的技術(shù)水平。

　　3.開挖后宜采用斷面儀或激光投影儀直接測定開挖面面積，并繪制斷面圖。

　　4.當(dāng)采用鋼架支撐時(shí)，如圍巖變形較大，支撐可能沉落或局部支撐難以拆除時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大開挖斷面，預(yù)留支撐沉落量，保證襯砌設(shè)計(jì)厚度。預(yù)留支撐沉落量應(yīng)根據(jù)囤巖性質(zhì)和圍巖壓力，并在施工過程中根據(jù)量測結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。

　　掏槽眼布置

　　掏槽眼的作用是將開挖面上某一部位的巖石掏出一個(gè)槽，以形成新的臨空面，為其他炮眼的爆破創(chuàng)造有利條件。掏槽炮眼一般要比其他炮眼深10～20cm，以保證爆破后開挖深度一致。

　　輔助眼布置

　　輔助眼的作用是進(jìn)一步擴(kuò)大掏槽體積和增大爆破量，并為周邊眼創(chuàng)造有利的爆破條件。其布置主要是解決間距和最小抵抗限問題，這可以由工地經(jīng)驗(yàn)決定。最小抵抗線約為炮眼間距的60%～80%。

　　周邊眼布置

　　周邊眼的作用是爆破后使坑道斷面達(dá)到設(shè)計(jì)的形狀和規(guī)格。周邊眼原則上沿著設(shè)計(jì)輪廓均勻布置，間距和最小抵抗限應(yīng)比輔助眼的小，以便爆出較為平順的輪廓。

　　周邊眼的控制爆破

　　在隧道爆破施工中，首要的要求是炮眼利用率高，開挖輪廓及尺寸準(zhǔn)確，對圍巖震動(dòng)小。

　　(1)光面爆破特點(diǎn)

　　光面爆破是指爆破后斷面輪廓整齊，超挖和欠挖符合規(guī)定要求的爆破，其主要標(biāo)準(zhǔn)是：

　�、匍_挖輪廓成型規(guī)則，巖面平整;

　　②巖面上保存50%以上孔痕，且無明顯的爆破裂縫;

　　③爆破后圍巖壁上無危石。

　　隧道施工中采用光面爆破，對圍巖的擾動(dòng)比較輕微，圍巖松弛帶的范圍只有普通爆破法的1/9～1/2;大大地減少了超欠挖量，節(jié)約了大量的混凝土和回填片石，加快了施工進(jìn)度;圍巖壁面平整、危石少，減輕了應(yīng)力集中現(xiàn)象，避免局部塌落，增進(jìn)了施工安全，并為噴錨支護(hù)創(chuàng)造了條件。

　　(2)光面爆破的主要參數(shù)

　　光面爆破的主要參數(shù)包括周邊眼的間距、光面爆破層的厚度、周邊眼密集系數(shù)、周邊眼的線裝藥密度等。影響光面爆破參數(shù)選擇的因素很多，主要有巖石的爆破性能、炸藥品種、一次爆破的斷面大小及形狀等;其中影響最大的是地質(zhì)條件。

　　光面爆破的順序是，先引爆掏槽眼，接著引爆輔助眼，最后才引爆周邊眼。

　　(3)預(yù)裂爆破

　　預(yù)裂爆破實(shí)質(zhì)上也是光面爆破的一種形式，其爆破原理與光面爆破原理相同。預(yù)裂爆破是首先引爆周邊眼，使沿周邊眼的連心線炸出平順的預(yù)裂面。這個(gè)預(yù)裂面的存在，對后爆的掏槽眼和輔助眼的爆炸波能起反射和緩沖作用，可以減輕爆炸波對圍巖的破壞影響，爆破后的開挖面整齊規(guī)則。由于成洞過程和破巖條件不同，在減輕對圍巖的擾動(dòng)程度上，預(yù)裂爆破較光面爆破的效果更好一些。

　　預(yù)裂爆破適用于穩(wěn)定性差而又要求控制開挖輪廓的軟弱巖層。但預(yù)裂爆破的周邊眼間距和最小抵抗線都要比光面爆破的小，相應(yīng)地要增多炮眼數(shù)量，鉆眼工作量增大。

　　與光面爆破一樣，理想的預(yù)裂效果，關(guān)鍵在于保證連心線上的預(yù)裂面產(chǎn)生貫通裂縫，形成光滑的巖壁。但由于預(yù)裂爆破受到只有一個(gè)臨空面條件的制約，采取的爆破參數(shù)及技術(shù)措施均較光面爆破的要求更嚴(yán)。

　　小凈距隧道施工注意要點(diǎn)

　　小凈距隧道是指隧道間的中間巖墻厚度小于分離式獨(dú)立雙洞的最小凈距的特殊隧道布置形式。即：Ⅰ級(jí)圍巖小于1.0×B，Ⅱ級(jí)圍巖小于1.5×B，Ⅲ級(jí)圍巖小于2.0×B，Ⅳ級(jí)圍巖小于2.5×B，Ⅴ級(jí)圍巖小于3.5×B，Ⅵ圍巖小于4.0×B級(jí)。B指隧道開挖斷面的寬度。

　　小凈距隧道施工應(yīng)重點(diǎn)控制爆破震動(dòng)對中巖墻的危害，施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　(1)先行洞和后行洞的開挖方法;

　　(2)先行洞和后行洞爆破設(shè)計(jì)及爆破震動(dòng)控制;

　　(3)先行洞和后行洞開挖錯(cuò)開距離;

　　(4)先行洞襯砌和后行洞開挖錯(cuò)開距離;

　　(5)中巖墻保護(hù)方法。

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　　隧道支護(hù)技術(shù)

　　一、超前支護(hù)

　　超前錨桿施工技術(shù)要點(diǎn)

　　超前錨桿主要適用于地下水較少的軟弱破碎圍巖的隧道工程中，如土砂質(zhì)地層、弱膨脹性地層、流變性較小的地層、裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶、淺埋無顯著偏壓的隧道等，也適宜于采用中小型機(jī)械施工。

　　此法的要點(diǎn)是開挖掘進(jìn)前，在開挖面頂部一定范圍內(nèi)，沿坑道設(shè)計(jì)輪廓線，向巖體內(nèi)打入一排縱向錨桿(或型鋼，或小鋼管)，以形成一道頂部加固的巖石棚，在此棚保護(hù)下進(jìn)行開挖等作業(yè)，至一定距離后(在尚未開挖的巖體中必須保留一定的超前長度)，重復(fù)上述步驟，如此循環(huán)前進(jìn)。

　　超前錨桿宜采用早強(qiáng)砂漿錨桿，錨桿可用不小于ϕ22的螺紋鋼筋。其超前量、環(huán)向間距、外插角等參數(shù)應(yīng)視具體的施工條件而定。

　　超前錨桿

　　超前錨桿是沿隧道開挖面外輪廓鉆孔，插入鋼筋桿體并用水泥砂漿使桿體與圍巖固結(jié)成整體。

　　管棚施工技術(shù)要點(diǎn)

　　管棚主要適用于圍巖壓力來得快、來得大，用于對圍巖變形及地表下沉有較嚴(yán)格限制要求的軟弱破碎圍巖隧道工程中。如土砂質(zhì)地層、強(qiáng)膨脹性地層、強(qiáng)流變性地層、裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶、淺埋有顯著偏壓等圍巖的隧道中。此外，在一般無膠結(jié)的土及砂質(zhì)圍巖中，可采用插板封閉較為有效;在地下水較多時(shí)，則可利用鋼管注漿堵水和加固圍巖。

　　管棚的配置、形狀、施工范圍、管棚間隔及斷面等應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、隧道開挖斷面、埋深以及開挖方法等因素來決定。

　　超前小導(dǎo)管注漿施工

　　超前小導(dǎo)管注漿不僅適用于一般軟弱破碎圍巖，也適用于地下水豐富的松軟圍巖。但超前小導(dǎo)管注漿對圍巖加固的范圍和強(qiáng)度是有限的，在圍巖條件特別差而變形又嚴(yán)格控制的隧道施工中，超前小導(dǎo)管注漿常常作為一項(xiàng)主要的輔助措施，與管棚結(jié)合起來加固圍巖。

　　超前小導(dǎo)管注漿是在開挖掘進(jìn)前，先用噴混凝土將開挖面和5m范圍內(nèi)的坑道封閉，然后沿坑道周邊打入帶孔的縱向小導(dǎo)管并通過小導(dǎo)管向圍巖注漿，待漿液硬化后，在坑道周圍形成了一個(gè)加固圈，在此加固圈的防護(hù)下即可安全地進(jìn)行開挖。小導(dǎo)管一般采用直徑ϕ32～ ϕ50mm鋼管，常用ϕ42鋼管，管長一般3～5m。

　　預(yù)注漿加固圍巖施工

　　預(yù)注漿方法是在掌子面前方的圍巖中將漿液注入，從而提高了地層的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和抗?jié)B性，形成了較大范圍的筒狀封閉加固區(qū)，然后在其范圍內(nèi)進(jìn)行開挖作業(yè)。

　　預(yù)注漿一般可超前開挖面30～50m，可以形成有相當(dāng)厚度的和較長區(qū)段的筒狀加固區(qū)， 從而使得堵水的效果更好，也使得注漿作業(yè)的次數(shù)減少，它更適用于有壓地下水及地下水豐富的地層中，也更適用于采用大中型機(jī)械化施工。

　　預(yù)注漿加固圍巖有洞內(nèi)超前注漿、地表超前注漿和平導(dǎo)超前注漿三種方式。

　　二、初期支護(hù)

　　(一)噴射混凝土

　　(二)錨桿

　　(三)鋼支撐

　　(四)錨噴支護(hù)

　　模筑混凝土襯砌的施工技術(shù)要點(diǎn)

　　襯砌施工順序，目前多采用由下到上、先墻后拱的順序連續(xù)澆筑。在隧道縱向，則需分段進(jìn)行，分段長度一般為8～12m。在全斷面開挖成形或大斷面開挖成形的隧道襯砌施工中，則應(yīng)盡量使用金屬模板臺(tái)車灌注混凝土整體襯砌。

　　整體移動(dòng)式模板臺(tái)車

　　整體移動(dòng)式模板臺(tái)車采用大塊曲模板、機(jī)械或液壓脫模、背附式振搗設(shè)備集裝成整體，并在軌道上行走，有的還設(shè)有自行設(shè)備，從而縮短立模時(shí)間，墻拱連續(xù)澆筑，加快襯砌施工速度。

　　模板臺(tái)車的長度即一次模筑段長度應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度要求、混凝土生產(chǎn)能力和澆筑技術(shù)要求以及曲線隧道的曲線半徑等條件來確定。

　　整體移動(dòng)式模板臺(tái)車的生產(chǎn)能力大，可配合混凝土輸送泵聯(lián)合作業(yè)，是較先進(jìn)的模板設(shè)備。

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