山岭隧道两种常规施工方法的综述及比较
摘要：
针对山岭隧道两种常规的施工方法：传统的矿山法和“新奥法”，本文介绍了它们的施工方法和理念并进行了对比，给出了两者的主要差别。最后简述了山岭隧道施工方法的发展趋势。
关键词：
隧道工程新奥法传统矿山法松弛荷载理论岩承理论
0 引言
传统矿山法是山岭隧道常规施工方法，因最早应用于采矿坑道而得名。隧道等地下工程，其核心问题，都归结在开挖和支护两个关键工序上。即如何开挖才能更有利于洞室稳定和便于支护；如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。在矿山法中，坑道开挖后的支护方法，大致可以分为钢木构件支撑和锚杆喷射混凝土支护两类。习惯上将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统矿山法”；而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称之为“新奥法”。“新奥法”与“传统矿山法”相比，在在理论基础、对围岩及支护的认识等方面都有很大的不同。
1隧道设计施工的两大理论及其发展过程
二十世纪以来，人类对地下空间的需求越来越多，因而对地下工程的研究有了一个突飞猛进的发展。在大量的地下工程实践中，人们普遍认识到，隧道及地下洞室工程，其核心问题，都归结在开挖和支护两个关键工序上。即如何开挖，才能更有利于洞室的稳定和便于支护：若需支护时，又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。这是隧道及地下工程中两个相互促进又相互制约的问题。在隧道及地下洞室工程中，围绕着以上核心问题的实践和研究，在不同的时期，人们提出了不同的理论并逐步建立了不同的理论体系，每一种理论体系都包含和解决(或正在研究解决)了从工程认识(概念)、力学原理，工程措施到施工方法(工艺)等一系列工程问题。
1.1 松弛荷载理论
一种理论是二十世纪20年代提出的传统的“松弛荷载理论”。其核心内容是：稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载：不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支撑。这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。这是一种传统的理论，其代表人物有泰沙基和普氏等人。它类似于地面工程考虑问题的思想，至今仍被广泛的应用着。传统矿山法是松弛荷载理论在隧道工程实践中的代表方法。
1.2 岩承理论
另一种理论是二十世纪50年代提出的现代支护理论，或称“岩承理论”。其核心内容是：围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力：不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的，如果在这个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然能够进入稳定状态。这种理论体系的代表性人物有拉布西维兹、米勒一菲切尔、芬纳塔罗勃和卡斯特奈等人。这是一种比较现代的理论，它已经脱离了地面工程考虑问题的思路，而更接近于地下工程实际，近半个世纪以来已被广泛接受和推广应用，并且表现出了广阔的发展前景。由以上可以看出，前一种理论更注意结果和对结果的处理：而后一种理论则更注意过程和对过程的控制，即对围岩自承能力的充分利用。由于有此区别，因而两种理论体系在过程和方法上各自表现出不同的特点。新奥法是岩承理论在隧道工程实践中的代表方法。
2传统矿山法
2.1概念与原理概述
传统矿山法是一种较传统的施工方法，使人们在长期的施工实践中发展起来的。它是以木或刚构件作为临时支撑，待隧道开挖成型后，逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式厚衬砌作为永久性支护的施工方法。
木构件支撑由于其耐久性差和对坑道形状的适应性差，支撑撤换工作既麻烦又不安全，且对围岩有所扰动，因此，目前已很少使用。钢结构支撑具有较好的耐久性和对坑道形状的适应性等优点，施工中可以不撤换，也更安全。日本隧道界将以钢构件作为支撑的矿山法称为“背板法”。钢木构件支撑类似于地上的“荷载一结构”力学体系。它作为一种维持坑道稳定的措施，是很直观和奏效的，也容易被施工人员理解和掌握。因此这种方法常被用于不便采用喷锚支护的隧道中，或处理塌方等。由于衬砌的设计工作状态与实际工作状态不一致，以及临时支撑存在的一些缺陷等，在一定程度上限制了它的发展和应用。
矿山法的基本理论依据是，隧道开挖后受爆破影响，造成围岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能塌落。给予这种松弛荷载来了依据，其施工方法是采取分割式按分部顺序一块一块的开挖，并要求边挖边撑以策安全，所以支撑复杂，材料耗用多。由于这种施工方法，因其工作面小，不能使用大型的凿岩钻孔设备和装卸运输工具，故施工进度慢，建设周期长，机械化程度低，耗用劳力多，难以适应现代公路建设工期的需要。
2.2传统矿山法施工的基本原则
传统矿山法施工的基本原则可以归纳为“少扰动、早支撑、慎撤换、快衬砌”。
“少扰动”是指开挖后及时施作临时构件支撑，使围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动持续时间，这与新奥法施工的要求是一致的。采用钢支撑，可以增大一次开挖断面跨度，减少分部次数，从而减少对围岩的扰动次数。
“早支撑”是指开挖后及时施作临时构件支撑，使围岩不致因变形松弛过度而产生坍塌失稳，并承受围岩松弛变形产生的压力，即早期松弛荷载。定期检查支撑的工作状况，若发现变形严重或出现损坏征兆，应及时增设支撑予以加强。作用在l临时支撑上的早期松弛荷载大小可比照设计永久衬砌的计算围岩压力大小来确定。临时支撑的结构设计亦采用类似予永久衬砌的设计方法，即结构力学方法。
“慎撤换”是指拆除临时支撑，以永久性模筑混凝土取代，衬砌时要
慎重，即要防止撤换过程中围岩坍塌失稳。每次撤换的范围、顺序和时间要视围岩稳定性及支撑的受力状况而定。若预计到不能拆除，则应在确定开挖断面大小及选择支撑材料时就予以研究解决。使用钢支撑作为临时支撑，则可以避免拆除支撑的麻烦和危险。
“快衬砌”是指拆除临时支撑后要及时修筑永久性混凝土衬砌，并使之尽早承载参与工作。若采用的是钢支撑又不比拆除，或无临时支撑时，亦应尽早施作永久性混凝土衬砌。
2.3施工注意事项
按松弛荷载理论设计的隧道永久性模筑混凝土衬砌，其厚度较厚，刚度较大，故相对于复合式衬砌称为整体式衬砌。整体式衬砌的施工应注意以下几点。
1)模筑混凝土衬砌时，需慎重进行临时支撑的拆除，以免围岩坍塌失稳。每次拆除的范围、顺序和时间要视围岩稳定性及支撑的受力状况而定。若不必拆除或不能拆除临时支撑，则可将其留在衬砌背后或浇筑在混凝土中。但原则上只允许钢构件留在混凝土中。
2)整体式衬砌的设计中一般并未计入钢支撑的承载作用。事实上，当钢支撑不必拆除或不能拆除时，其支撑作用是存在的。这种不计入就造成一定的浪费，因此有人提出：在整体式衬砌设计时，计入钢支撑的永久承载作用，并相应地适当减薄衬砌厚度。
3)采用先拱后墙法施工时，应注意处理好墙顶和拱脚连接处的封口，以保证其整体刚度不严重降低。马口开挖应遵循马口开挖原则进行。
4)传统矿山法施工，其衬砌背后空隙较多，尤其是拱部有较多背板未拆除时，对于衬砌的受力状态是不利的。因此，应在衬砌混凝土达到一定强度后进行压浆处理。浆液材料多采用单液水泥浆。钻压浆孔时应注意避开未被拆除的钢支撑。
5)整体式衬砌混凝土的拆模时间，应根据衬砌的受力条件、自重大小以及混凝土的强度增长情况由现场试验确定，以保证不会因拆模而导致衬砌变形开裂，一般应符合工程设计规定的要求。
3. 新奥法
3.1基本概念、发展历史及现状
新奥法即新奥地利隧道施工方法，原文是NewAustrianTunnellingMethod，简称为NATM。它与法国称收敛约束法或有些国家所称动态观测设计施工法的基本原则一致。新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹教授于二十世纪50年代提出的。它是以既有隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法，经奥地利、瑞典、意大利等国的许多实践和理论研究，于60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速的发展，已成为现代隧道工程新技术的标志之一。我国近40年来，铁路等部门通过科研、设计、施工三结合，在许多隧道修建中，根据自己的特点成功地应用了新奥法，取得了较多的经验，积累了大量的数据，现已进入推广应用阶段。但在公路部门新奥法的应用仅为50％左右。目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法，技术经济效益是明显的。
3.2施工基本思想
新奥法是由传统矿山法发展起来的。传统矿山法是把施工是把地层压力视为外力荷载，而新奥法是把围岩
和支护结构作为一个统一的受力体系来考虑，围岩既是荷载的来源，又是支护体系的一部分，围岩和支护结构互相作用。新奥法施工的基本思想是：充分利用围岩的自称能力和开挖面的空间约束作用，采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，通过对围岩和支护结构的监控、测量来指导地下工程的设计与施工。
3.3施工基本要点
新奥法的基本要点可归纳如下：
1)隧道开挖作业应采用光面爆破, 选择合理的断面形状、施工程序和开挖方法，并尽量采取大断面开挖，尽量减少对围岩的破坏程度。
2)隧道开挖后，尽量利用围岩的自承能力，把围岩当作支护结构的基本组成部分，遇塑性变形较大的围岩压力，增设锚杆加固，使围岩与支护紧密结合，施作的支护将同围岩共同工作，形成一个整体的承载环或承载拱。
3)根据围岩特征采用不同的支护类型和参数，及时施作密贴于围岩的柔性喷射混凝土和锚杆作为初期支护，以控制围岩的变形和松驰。
4)在软弱破碎围岩地段，应及早闭合隧道断面，及时封闭仰拱，能有效地发挥支护体系的作用，保证隧道的稳定。
5)二次衬砌是在围岩与初期支护变形基本稳定的情况下构筑的，围岩的支护形成一个整体，不仅能提高支护体系的安全度，而且还能增加衬砌的厚度。
6)尽量使隧道周边轮廓圆顺, 避免棱角突变处应力集中。
7)设置量测系统，监测围岩变位、变形速率及收敛程度，并进行必要的反馈分析，正确估计围岩特性及其随时间的变化，及时调整开挖及支护方式，以确定施作初期支护的有利时机和是否需要补强支护等措施。使设计施工更复合实际情况，确保施工安全。
8)在某些条件下，还必须采取其他补充措施，如超前灌浆，冻结、疏导涌水等，方能使新奥法取得成功。
上述新奥法的基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早喷锚，勤量测、紧封闭”。
3.4隧道开挖方式的选择
采用新奥法设计和施工隧道时,其开挖方法主要根据地质条件、断面大小及周边环境条件等因素选择,开挖方法主要采用类比法,并结合数值分析确定。选择开挖方式时，应考虑下列几个问题：
1)隧道埋深、岩体状况、有无断层破碎带、有无涌水、岩石强度等有关隧道围岩自稳性的问题；
2)隧道总长或工区长度，隧道的线形，断面形状和尺寸等有关工程规模；
3)地表设施状况，对地表下陷有无要求，地表下陷量的容许值等有关环境要求问题；
4)机械设备，工期等施工条件问题。
目前国内对于断面较小的区间隧道,主要采用台阶法, 地质条件较差或地表沉降控制要求严格时,可考虑采用CD 法,并根据需要采用辅助施工措施解决,以提高施工速度;而对于断面较大的地铁车站和折返线,考虑工程安全和保护周边环境, 多采用CRD 工法或双侧壁导坑工法(眼镜工法) 。因短台阶开挖比长台阶更早地使支护结构形成闭合断面，更利于控制地表沉降量。因此，在岩质条件更差时，采用短台阶开挖比长台阶法更有利。
3.5 初期支护的特点
隧道开挖后，在围岩稳定能力不足时，需加以支护才能使其进入稳定
状态，称为初期支护。简而言之，初期支护是为了解决隧道在施工期间的稳定和安全的工程措施。主要采用锚杆和喷射混凝土来支护围岩。初期支护有以下特点：
1)灵活性：喷锚支护是由喷射混凝土、锚杆、钢筋网等支护部件进行适当组合的支护形式，既可以单独使用，也可以组合使用。其组合形式和支护参数可以根据围岩的稳定状态，施工方法和进度，隧道形状和尺寸等加以选择和调整。既可以用于局部加固，也可整体加固；既可以一次完成也可分次完成。
2)及时性：喷锚支护能在施作后迅速发挥作用。表现在时间上，喷射混凝土和锚杆都具有早强性能，需要时就能起作用；表现在空间上，喷射混凝土和锚杆可以最大限度紧跟开挖施工，甚至可以利用锚杆进行超前支护。密贴性：喷射混凝土能与坑道周边的围岩全面、紧密地粘结，因而可以抵抗岩块之间沿节理的剪切和张裂。
3)深入性：锚杆能深人围岩体内部一定深度，对围岩起约束作用。
4)柔性：锚喷支护属于柔性支护，可以较便利地调节围岩变形，允许围岩作有限的变形，允许围岩塑性区有适度的发展，以发挥围岩的自承能力。
5)封闭性：喷射混凝土能全面及时地封闭围岩，不仅阻止洞内潮气和水对围岩的侵蚀作用，减少膨胀性岩体的潮解软化和膨胀，而且能够及时有效地阻止围岩变形，使围岩较早地进人变形收敛状态。
3.6 注意事项
1)岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分保护岩体，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。
2)为了充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形，使围岩中能形成承载环；另一方面又必须限制它，使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。在施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构，例如，锚喷支护等。这样，就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间(包括闭合时间)来控制岩体的变形。
3)为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快闭合，而成为封闭的筒形结构。另外，隧道断面形状应尽可能圆顺，以避免拐角处的应力集中。
4)通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测，合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。
5)为了敷设防水层，或为了承受由于锚杆锈蚀，围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载，可采用复合式衬砌。
6)二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的，围岩和支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安全度。
4 两种施工方法的对比
4.1 理论基础
传统矿山法的理论基础为20年代提出的“松弛荷载理论”，其核心内容是：稳定的围岩有自稳能力，不产生荷载；不稳定的岩体则可能坍塌，需要用支护结构予以支撑。作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。它类似于地面工程考虑问题的思路。代表人物有泰沙基、普氏等。新奥法的理论基础为50年代提出的“岩承理论”，其核心内容是：围岩稳定是岩体自身有承载自稳能力；不稳定围岩丧失稳定是有一个过程的，如果在这个过程
中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然能够进入稳定状态。代表人物有腊布希维兹、米勒、卡斯特奈等。前一种理论更注意结果和对结果的处理，洞室结构设计采用荷载一结构模式；后一种理论则更注意过程和对过程的控制，对围岩自承载能力充分利用，将支护结构与围岩视为统一的力学体系。
4.2 对围岩的认识及洞室支护手段
传统矿山法，只将围岩视为被挖去的岩体，新奥法则把围岩视为承载单元，是围岩一支护体系的一部分，需尺可能地保护，发挥其自承作用。传统矿山法施工各工序相互联系较密切，干扰较大。应注意统一组织和协调，处理好开挖与开挖、开挖与支撑、支撑与衬砌、开挖与衬砌之间的相互关系。若围岩较稳定事支撑条件较好，应尽量将各工序沿隧道纵向展开，以减少相互干扰，保证施工安全和施工进度。
新奥法所依赖的是喷锚支护技术。与传统的钢木构件支撑技术相比，不仅是手段的不同，更重要是工程概念的不同，是人们对隧道、地下工程问题的进一步认识和理解。
4.3对比结论
从各个方面对传统矿山法和新奥
5 发展现状与展望
新奥法的应用和发展导致隧道及地下洞室工程理论进入到现代理论的新领域，也使隧道及地下洞室工程的设计和施工更符合地下工程实际，即设计理论—施工方法—结构体系的一致。运用新奥法原则可以将一般用于山岭隧道的矿山法的应用范围拓展到在软弱围岩，甚至于在第四系地层中的浅埋市政隧道以取代传统的明挖法或盾构法。在中国，这种方法称之为“浅埋暗挖法”。中国工程师从欧洲引进了新奥法，并且结合中国的情况对新奥法及其相关技术，诸如支扩手段，量测和监控技术等作了进一步的开发。作为新奥法的一项重要背景技术的喷混凝土在中国已经被广泛使用。同国际上的情况一样，为了解决长期以来困扰着人们的粉尘污染环境，回弹严重以及混凝土品质的不均匀性等问题，正在大力推行湿喷工艺。由铁道科学研究院西南分院开发了一种“转子～活塞”型的新型喷射机，这种机型采用湿喷工艺，即往机器中加入按配合比制备好的成品混凝土拌和料，但物料输送又区别于一般的泵送式湿喷机，采用稀薄流输送方式。因此机器结构紧凑，使用方便。目前已在国内推广。
不可否认,我国采用新奥法修建隧道已积累了丰富的设计与施工经验, 促进了我国隧道建设事业的发展。但目前还存在一些不足和薄弱环节, 如隧道信息化设计与施工方面还有待深入研究,新材料、新工艺、新设备的研发与应用推广力度不够, 施工对周边环境影响的评估标准缺乏合理性,辅助施工技术与环境保护技术研究还比较薄弱等。可以预料,随着我国综合国力的提高,21世纪必将是我国隧道建设的高峰期,由于经济性、地层条件复杂多变以及特殊的环境条件,新奥法在隧道建设中还需不断完善。
6 结束语
随着经济社会的高速发展和公路工程领域新技术的涌现，传统矿山法施工技术作为一项较传统且较陈旧的施工办法，因其施工进度慢、支撑结构复杂、无法使用大型凿岩设备等弊端已逐渐被更高效、更稳定、更安全的新的施工技术所替代。
新奥法是一种动态的信息化施工过程，是根据围岩的实际情况来确定开挖方法和断面大小，开挖后利用时空效应并采用锚喷等支护手段及时对围岩进行加固，把可能塌落的围岩与深层围岩共同组成一个有机的承载环，抑制围岩变形的过快发展，同时又释放能量，大大减轻作用在二次衬砌上的围岩压力，使隧道施工安全、可靠、经济合理，避免产生塌方，故新奥法在世界各国的隧道施工中得到了广泛应用。
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2012年6月内蒙古科技与经济June2012 第11期总第261期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.11T o tal N o.261浅谈山岭隧道开挖与支护方法 姜利军,徐义芳 (内蒙古鄂尔多斯市东方路桥集团有限公司,内蒙古鄂尔多斯 017000) 摘 要:对山岭隧道常规施工工艺和方法进行了研究,包括矿山法(传统矿山法和新奥法)和掘进机法,并指出它们之间的优缺点。指出目前国内外应对山岭隧道不良地质(软弱围岩、高压富水断层破碎带、岩溶地区和岩爆地区)的某些技术措施。对山岭隧道的一些现状进行研究,并介绍了人工地层冻结法在山岭隧道的应用趋势,当前山岭隧道施工过程中的超前支护、初期支护和二次衬砌的设计和隧道检测技术的研究现状及其目前存在的问题和解决措施,还有山岭隧道施工对环境的影响。 关键词:山岭隧道;施工方法;开挖;支护 中图分类号:U455.4 文献标识码:B 文章编号:1007—6921(2012)11—0089—04 我国是一个多山的国家,山区公路建设需要修建大量隧道。隧道等地下工程,其核心问题,都归结在开挖和支护两个关键工序上。即如何开挖才能更有利于洞室稳定和便于支护;如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。 1 山岭隧道的常规施工方法 1.1 矿山法(钻爆法) 矿山法,顾名思义,就是最早应用于采矿中的隧道工法。其历史源远流长,是人们长期在施工实践中发展起来的。在矿山法中,多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖,所以又称为钻爆法。从隧道工程的实际发展方向和现场条件限制的情况下,隧道的开挖要有入口,而钻爆法可以给我们因地制宜的突破口,所以笔者认为钻爆法仍然是以后山岭隧道中最常用的施工方法。例如:大瑶山隧道、秦岭铁路Ⅱ线隧道、白云山隧道等都是采用钻爆法施工的。根据地质水文条件和截面尺寸,隧道开挖能采用各种不同的开挖方法,例如:上下导坑先拱后墙法,下导坑先拱后墙法,反台阶法,正台阶法,全断面开挖法,半断面开挖法,逆衬砌法,复合衬砌法(新奥法),侧壁导坑法等。对于初期岩石支护,有喷浆、挂网、钢拱架等支护方法。 钻爆法施工的全过程可以概括为:钻爆,装载、出碴,喷锚支护,灌注衬砌。在通过不良地质时,常采用注浆、通风和排水等辅助措施。 1.1.1 传统矿山法。传统矿山法的核心内容是:稳定的围岩有自稳能力,不产生荷载;不稳定的岩体则可能坍塌,需要用支护结构予以支撑。它只将围岩视为被挖去的岩体,开挖后受爆破影响,造成岩体破裂形成松弛状态,随时都有可能坍落。基于这种松弛荷载理论依据,其施工方法是按分部顺序采取分割式一块一块的开挖,并要求边挖边撑以求安全,所以支撑复杂,木料耗用多。它是以木或钢构件作为临时支撑,等到隧道开挖完成后,逐步将临时支撑撤换下来,而用整体式后衬砌来代替它作为永久性支护的施工方法。 木构件支撑法,例如:方木接顶就是一种用于防止隧道落顶的方法,它具有取材方便,支护及时的特点。但是,由于其耐久性差和对隧道形状等实际情况的适应性差,支撑撤换工作既麻烦又不安全,甚至对围岩造成扰动,因此,目前已经很少采用。 相反的,钢构件支撑具有较好的耐久性和良好的对隧道形状等实际情况的适应性,施工中不用更换,所以较方便高效,更重要的是它安全性高。 1.1.2 新奥法。随着喷锚支护的出现,使分部数目得以减少,传统矿山法进而慢慢发展成新奥法。新奥法则把围岩视为承载单元,是围岩一支护体系的一部分,需尽可能地保护,发挥其自承作用。新奥法原理是以岩体力学理论为基础,以喷锚支护为代表的(但不是唯一的,而有多种手段),考虑支护与围岩共同作用,确保围岩稳定的现代支护理论。选择施工方法时,应遵循如下原则: 稳定开挖工作面是辅助措施的主要目的。方法很多,优先选择次序为:短台阶环形挖留核心土;锚杆超前支护;小导管注浆超前支护;钻孔(4m～6m)周边预注浆超前支护;长导管注浆超前支护;全断面封闭深孔注浆工作面等形式。 尽快形成一次支护封闭断面的快速施工做法,是防止变形、塌方的重要手段。 管超前、严注浆、短进尺、强支护、紧封闭、勤量测是18字施工的方针,不能违背。 它通过对隧道围岩变形的量测、监控,采用新型的支护结构,尽量利用围岩自承能力指导隧道设计和施工的方法。其特点是在开挖面附近及时施作密贴于围岩的薄层柔性喷射混凝土和锚杆支护,以便控制围岩的变形和应力释放,从而在支护和围岩的共同变形过程中,调整围岩应力重分布而达到新的平衡,以求最大限度地保持围岩的固有强度和利用其自承能力。因此,它也是一个具体应用岩体动态性质的完整力学方法,其目的在于促使围岩能够形成圆环状承载结构,故一般应及时修筑仰拱,使断面闭合成圆环。它适用于各种不同的地质条件,在软弱围岩中更为有效。新奥法的原理虽然可用于各种类型的支护,但是,最为适用的是喷锚支护。因此喷混凝土、锚杆、量测被认为是新奥法的三大要素。借助现场监测及其反馈信息,可以及时对原有设计方案进行调整和完善“正确指导施工,通过对测试成果的 ? 89 ? 收稿日期:2012-03-28
精心整理 隧道工程试题及答案之二 一、单选题（每题1分，共10分） 1、公路隧道按其长度分类可分为短隧道、中隧道、长隧道、特长隧道，中隧道长度为（） 1）L≤2502）1000>L>2503）3000≥L≥10004）L>3000 2、隧道施工控制测量的精度，应以哪种误差衡量（） 1）最小误差2）中误差3）最大误差4 3、对明洞衬砌施工，下列论述正确的有（） 1 2）浇筑拱圈混凝土其强度达到2.0MPa 3 4 4 1）左右边墙马口应同时开挖2 3 48m，并且及时施工作边墙衬砌 5、锚杆做拨力试验检查的频率（） 1）按锚杆数1%做拨力试验2）不小于3根做拨力试验 3）同时满足1）和2）条件4）满足1）或2）条件 6、二次衬砌混凝土施工，下列叙述正确有（） 1）初期支护与二次衬砌间空隙，由于对隧道结构影响不大，为了节约成本可不填 2）泵砼浇注二衬时，可先从一边浇注完后再浇注另一边
3）二次衬砌施工完后再施工隧道仰拱 4）二次衬砌施工前应仔细检查已铺设的防水层有无破损，并同时清除防水层表面粉尘和洒水润湿7、某隧道初期支护采用格栅钢支撑+双层钢筋网+系统锚杆支护体系，下列施工方法正确（） 1）架立格栅钢支撑挂好双层钢筋网再喷射砼 2）架立格栅钢支撑挂第一层钢筋网喷射砼再挂第二层钢筋网喷射砼 3）不论喷射砼多厚，一次就喷射够厚度 4 8 1）先挖后护2 3）强爆破，弱支护4）全断面开挖 9、下列叙述错误有（） 1 2 3 4 10、 1）60m2）80m3）100m4）120m 二、多项选择题（每题1分，共40分） 1、山岭公路隧道洞门型式主要有：（） 1）环框式洞门2）端墙式洞门3）翼墙式洞门4）削竹式洞门 2、作用在隧道衬砌上的围岩压力，按其压力方面不同，可分为（） 1）竖直顶压力2）纵向压力
1. 2. 3.选择隧道施工方法的指导思想与应遵循的原则 隧道施工符合安全环保、工艺先进、质量优良、进度均衡、节能降耗的要求，隧道施工应本着“安全、有序、优质、高效”的指导思想，按照“保护围岩、内实外美、重视环境、动态施工”的原则组织施工。其施工方法的选择应遵循以下原则： (1)、确保施工安全，改善施工环境。 (2)、应根据设计文件、施工调研情况、地质围岩级别、结合隧道长度、断面大小、纵坡情况、衬砌方法、工期要求、装备水平、队伍素质等综合因素决定。 (3)、地质变换频繁隧道应考虑其适应性，便于工序调整转换。 (4)、应尽量采用新技术、新工艺、新设备、新材料。 (5)、认真按照新奥法原理、掌握应用好光爆、喷锚、量测施工三要素。 2 选择隧道施工方法的基本要素 (1)、施工条件 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。目前我集团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 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。 (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，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，在城市市区条件下，甚至会成为选择施工方法的决定性因素。 完善施工方法标准化、模式化的重要条件是建立适应各种条件下的隧道施工机械化配套技术的标准模式。
城市地铁隧道常用施工方法概述 目前国内外修建地铁车站的施工方法有明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等。主要阐述了修建地铁车站施工方法的原理、施工流程、优缺点，为我国各大城市修建地铁车站时选择合理的施工方法提供有益的参考。 伴随着我国社会主义经济建设的迅猛发展与综合国力的增强，城市的规模也不断的增大，城市人口流量还在增加、再加上机动车辆呈现逐年上涨的趋势，交通状况不断恶化。为了改善交通环境，采取了各种措施，其中兴建地下铁道得到了普遍的认可，如最近几年在北京、广州、深圳等城市便兴建了大量的地下铁道。由于在城市中修建地下铁道，其施工方法受到地面建筑物、道路、城市交通、水文地质、环境保护、施工机具以及资金条件等因素的影响较大，因此各自所采用的施工方法也不尽相同。下面将就城市地下铁道施工方法分别加以介绍。施工方法的选择应根据工程的性质、规模、地质和水文条件、以及地面和地下障碍物、施丁设备、环保和工期要求等因素，经全面的技术经济比较后确定。 1明挖法 明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。 明挖法是各国地下铁道施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地
方通常采用明挖法施工。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法，明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区，因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状十的保护，防止地表沉降，减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济，常被作为首选方案。但其缺点也是明显的，如阻断交通时间较长，噪声与震动等对环境的影响。 明挖法施工程序一般可以分为4大步:维护结构施工→内部土方开挖→工程结构施工→管线恢复及覆土，如图1。 上海地铁M8线黄兴路地铁车站位于上海市控江路、靖宇路交叉口东侧的控江路中心线下。该车站为地下2层岛式车站，长166.6m，标准段宽17.2m，南、北端头井宽21.4m。标准段为单柱双跨钢筋混凝土结构，端头井部分为双柱双跨结构，共有2个风井及3个出人口。车站主体采用地下连续墙作为基坑的维护结构，地下连续墙在标准段深26.8m.墙体厚0.6m。车站出人口、风井采用SMW桩作为基坑的维护结构。2盖挖法 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，也可以逆作。 在城市繁忙地带修建地铁车站时，往往占用道路，影响交通当地铁车站设在主干道上，而交通不能中断，且需要确保一定交通流量要求时，可选用盖挖法。 2.1盖挖顺作法
山岭隧道两种常规施工方法的综述及比较 摘要： 针对山岭隧道两种常规的施工方法：传统的矿山法和“新奥法”，本文介绍了它们的施工方法和理念并进行了对比，给出了两者的主要差别。最后简述了山岭隧道施工方法的发展趋势。 关键词： 隧道工程新奥法传统矿山法松弛荷载理论岩承理论 0 引言 传统矿山法是山岭隧道常规施工方法，因最早应用于采矿坑道而得名。隧道等地下工程，其核心问题，都归结在开挖和支护两个关键工序上。即如何开挖才能更有利于洞室稳定和便于支护；如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。在矿山法中，坑道开挖后的支护方法，大致可以分为钢木构件支撑和锚杆喷射混凝土支护两类。习惯上将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统矿山法”；而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称之为“新奥法”。“新奥法”与“传统矿山法”相比，在在理论基础、对围岩及支护的认识等方面都有很大的不同。 1隧道设计施工的两大理论及其发展过程 二十世纪以来，人类对地下空间的需求越来越多，因而对地下工程的研究有了一个突飞猛进的发展。在大量的地下工程实践中，人们普遍认识到，隧道及地下洞室工程，其核心问题，都归结在开挖和支护两个关键工序上。即如何开挖，才能更有利于洞室的稳定和便于支护：若需支护时，又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。这是隧道及地下工程中两个相互促进又相互制约的问题。在隧道及地下洞室工程中，围绕着以上核心问题的实践和研究，在不同的时期，人们提出了不同的理论并逐步建立了不同的理论体系，每一种理论体系都包含和解决(或正在研究解决)了从工程认识(概念)、力学原理，工程措施到施工方法(工艺)等一系列工程问题。 1.1 松弛荷载理论 一种理论是二十世纪20年代提出的传统的“松弛荷载理论”。其核心内容是：稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载：不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支撑。这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。这是一种传统的理论，其代表人物有泰沙基和普氏等人。它类似于地面工程考虑问题的思想，至今仍被广泛的应用着。传统矿山法是松弛荷载理论在隧道工程实践中的代表方法。
隧道开挖施工方法及施工要点讲解 1、全断面开挖法 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。 适用条件： (1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。 (3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表 施工特点: (1)开挖断面与作业空间大、干扰小； (2)有条件充分使用机械，减少人力； (3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件； (4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。 施工工序流程图：隧道全断面开挖施工工序流程见图1－1
施工要点： (1)配备钻爆台车或多功能台架及高效率装运机械设备，由于开挖断面大，围岩相对稳定性降低，且每循环相对工作量较大，要求具有较强的开挖、出碴和相应的支护能力。 各工序使用的机械设备务求配套。以缩短循环作业时间，合理采用平行交叉作业工序，提高施工进度。 (2)利用深孔爆破增加循环进尺，控制周边眼间距及角度改善光面爆破效果，减少超欠挖。 (3)及时施做初期支护，摸清开挖面前方地质情况，及时准备好应急措施，围岩条件变化时及时调整施工方法，以确保施工安全。 (4)有条件时采用导洞超前的开挖方法，合理组织施工保证隧道施工安全。 (5)二次衬砌及时施作，Ⅰ～Ⅱ级围岩二次衬砌距掌子面距离≤200m，Ⅲ级围岩≤80m。 (6)在软弱破碎围岩中使用全断面开挖时，应加强辅助施工方法设计与检查，加强动态量测与监控。 施工图片：
山岭隧道洞口段施工工艺 标签：山岭隧道洞口段施工施工工艺 前言:进洞、出洞是山岭隧道施工工况最复杂、质量及安全隐患最多的地段。合理选择进洞方案,借助一些辅助施工措施,不伤坡进洞,能有效地避免刷坡、拉槽引发的山体边仰坡失稳,大大降低洞口防护工程费用。 山岭地区峰谷起伏大、地面横坡陡,形成隧道洞口外路基单侧边坡高,隧道与高边坡衔接,桥隧相连。特别是在陡坡、软岩、浅埋、偏压、雨季施工等不利条件下,安全进洞问题更为突出。《公路隧道施工技术规范》虽然提出了“早进洞、晚出洞”的施工原则,但施工时往往由于刷坡、拉槽引起山体边坡失稳甚至产生大滑坡,导致洞口防护工程治理费用增大,边仰坡植被遭破坏,如治理措施不彻底,容易留下质量隐患,危及洞口运营安全。经验表明,隧道未开挖时山坡是稳定的,如果将“早进洞、晚出洞”的施工原则进一步发展为“不伤坡进洞”的施工原则,合理选择洞口位置和进洞方案,并借助一些辅助施工措施提前进洞,就能有效地解决洞口的施工问题,保护洞口生态环境和边仰坡的稳定,降低洞口防护成本。 传统洞口段施工方案
我国山岭地区公路隧道设计一般包括洞门、明洞、洞口、洞身等几个部分。洞口段包括边仰坡土石方工程、边坡防护、边墙、翼墙、洞口的排水系统、洞门等。常见的施工程序如下: (1)施工洞口边仰坡的截水沟公路隧道设计中常在洞口边仰坡开挖线外5～6m 处设置环向仰坡截水沟和边坡截水沟,以阻止地表水冲刷和侵蚀边仰坡,同时理顺洞口排水系统。 (2)清除设计边仰坡开挖线内的地表植被 (3)开挖洞口设计边仰坡的土石方 (4)施作洞口边仰坡防护工程和洞口支挡工程施作的洞口边仰坡防护工程和洞 口支挡工程有喷射混凝土锚固边坡防护、浆砌片块石边坡防护、边墙、翼墙等。 (5)开挖明洞土石方在地质不良的情况下,先施作明洞直抵坡脚,并利用明洞支撑坡脚;在地质较好的情况下,可根据情况选择先明后暗法。 (6)进洞开挖或施作洞门传统洞口段工程施工方法的弊端是,开挖边仰坡土石方破坏原山体的自然平衡状态,如果洞口地质及水文条件差,山体不稳定,一经施工 就会不断地出现边仰坡坍塌、顺层滑动、古滑动体复活等现象,给施工带来很大的困难。实际情况往往是,洞口段的防护工程还未施工完毕,坍方就开始了,已修建的洞口支挡结构物也遭破坏,情况严重时边清边坍反复施工,造成投资大量增加, 延误工期。 不伤坡进洞
隧道施工技术复习题 一、选择题： *新奥法是（ B ） A、一种施工方法 B、施工原则 C、矿山法 D、全断面施工法 *某隧道初期支护采用格栅钢支撑+双层钢筋网+系统锚杆支护体系，下列施工方法正确（B ） A.架立格栅钢支撑挂好双层钢筋网再喷射砼 B.架立格栅钢支撑挂第一层钢筋网喷射砼再挂第二层钢筋网喷射砼 C.不论喷射砼多厚，一次就喷射够厚度 D.喷射砼应分段、分部、分块，按先拱后墙，自上而下地进行喷射 *隧道通过松散地层施工，为了减少对围岩的扰动，施工时常用的手段（B ）A.先挖后护 B.先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭 C.强爆破，弱支护 D.全断面开挖 *明洞浇注拱圈混凝土的拆模强度低线为（ A ） A、设计强度70% B、设计强度80% C、设计强度60% D、设计强度90% *岩石隧道开挖中辅助眼的爆破方式为（ D ） A、预裂爆破 B、齐发爆破 C、光面爆破 D、微差爆破 *光面爆破中炮眼的起爆顺序为（ B ） A、周边眼1，掏槽眼2，辅助眼3 B、掏槽眼1，辅助眼2，周边眼3 C、掏槽眼1，周边眼2，辅助眼3 D、周边眼、掏槽眼、辅助眼同时起爆*公路隧道围岩分类中的Ⅳ类围岩硬质岩石其饱和抗压极限强度为( B ) A、≥60、 B、≥30、 C、≈30、 D、 =5~30、 *模板放样时，为确保衬砌不侵入隧道建筑限界，允许将衬砌轮廓线扩大( A ) A、5 B、10 C、15 D、20 *公路隧道围岩分类标准是以（ D ） A、岩石的综合物理指标为基础 B、岩体构造、岩性特征为基础 C、地质勘察手段相联系 D、坑道稳定状态为基础 *设置仰拱的隧道，路面下应回填以（ C ） A、天然砂砾 B、粗砂 C、浆砌片石或贫砼 D、稳定土 *公路隧道洞门内行车道路面宜采用（ A ） A、沥青混凝土 B、沥青碎石 C、水泥混凝土 D、沥青贯入式 *隧道新奥法施工的理论基础是（ C ） A、充分发挥喷锚支护的作用 B、充分发挥二次衬砌的作用 C、充分发挥岩体的自承能力 D、岩体的平衡拱作用 *隧道施工是指修建( A )。 A.隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称； B.地下洞室及巷道； C.躲避洞； D.地下交通工程。 *下列叙述错误有（A ） A.断层构造方面与隧道轴线的组合关系只有正交和斜交 B.隧道施工遇到断层一般先探明断层地质情况后再选用合理的施工方法 C.隧道穿过断层地段，施工难度取决于断层的性质、破碎带的宽度、填充物、含水性和断层活动性等因素 D.通过断层带的各施工工序之间的距离宜尽量缩短，并尽快地使全断面衬砌封
. 地铁区间隧道施工方法 选择地铁区间隧道施工方案时要考虑如下因素： 1、工程地质条件； 2、水文条件； 3、地形地貌； 4、沿线环境要求； 5、施工单位技术水平（包括施工设备条件）； 6、施工进度要求； 7、经济条件等因素。 一般情况下，在施工图设计阶段设计院已经确定了基本施工方案和要求的基本施工设备。 在沿海地区，地质条件往往是饱和软地层，一般选择盾构法、顶管法、明挖法（但因其对环境影响太大，干扰城市正常持续和居民生活，而不常采用）； 山区城市地质条件往往为岩石，因此采用新奥法施工方案为多。
区间隧道施工方法一览表 精选文档
地铁车站施工方法一览表 精选文档
区间隧道施工方法：目前常用的方法是：明挖法（交通条件允许时）、矿山法（新奥法，在围岩条件良好时采用）、盾构法（土质隧道最常用）。软土暗挖法在埋深较浅、对土体进行了冻结、或注浆、或进行了深层搅拌桩加固、或采用管棚法加固后也有采用。其他方法较少采用。 地铁车站的常用施工方法是：明挖法（最常见）、矿山法（新奥法，围岩条件特别好）、盖挖法及逆作法（半逆作法）（交通繁忙地段常用）。其他方法较少采用。 明挖法与我们普通基坑施工相似，不同之处在于必须有可靠的围护结构，尺寸比我们桥梁的扩大基础要大很多；水位较高时必须采用井点降水。 暗挖法（新奥法）就是我们目前隧道采用的施工方法； 盾构法：需要采用特制的盾构设备，其实就是一种特殊的钻机（我们常见的是垂直作业的钻机，这种盾构设备是一种水平钻机以及配套设施（支护及衬砌设备）。 盖挖法：是明挖法的变异方法，即在围护结构施工完成后，在工作面顶部加盖（便桥），作为车辆通行结构；然后再按照明挖方式的工序施工，即先开挖到基底，再从基底顺做到车站顶棚的方式； 逆做法：盖挖法的一种施工方法，不同之处在于，在加盖后先施工顶棚，再逐层开挖坑内土石方，逐层从高层向底层施工车站结构的一种施工方法。 半逆作法：部分结构属于逆作法，部分结构又采用顺作法的的一
---------------------考试---------------------------学资学习网---------------------押题------------------------------WORD整理版 隧道工程试题及答案之4 一、单选题（每题1分，共10分） 1、公路隧道按其长度分类可分为短隧道、中隧道、长隧道、特长隧道，中隧道长度为（）1）L≤250 2）1000>L>250 3）3000≥L≥1000 4）L>3000 2、隧道施工控制测量的精度，应以哪种误差衡量（） 1）最小误差 2）中误差 3）最大误差 4）极限误差 3、对明洞衬砌施工，下列论述正确的有（） 1）浇注砼前应复测中线的高程，衬砌不得侵入设计轮廓线 2）浇筑拱圈混凝土其强度达到2.0MPa，就可拆除模板 3）明洞拱背回填可先填一边夯实后再填另一边夯实 4）明洞拱背回填不需作粘土隔水层 4、采用先拱后墙法施工时，边墙马口开挖应（） 1）左右边墙马口应同时开挖 2）同一侧的马口宜跳段开挖 3）左、右边墙马口应交错开挖，不得对开 4）先开马口，应开在边墙围岩较破碎的区段，且长度不能太长，一般不超过8m，并且及时施工作边墙衬砌 5、锚杆做拨力试验检查的频率（） 1）按锚杆数1%做拨力试验 2）不小于3根做拨力试验 3）同时满足1）和2）条件 4）满足1）或2）条件 6、二次衬砌混凝土施工，下列叙述正确有（） 1）初期支护与二次衬砌间空隙，由于对隧道结构影响不大，为了节约成本可不填 2）泵砼浇注二衬时，可先从一边浇注完后再浇注另一边 3）二次衬砌施工完后再施工隧道仰拱 4）二次衬砌施工前应仔细检查已铺设的防水层有无破损，并同时清除防水层表面粉尘和洒水润湿 7、某隧道初期支护采用格栅钢支撑+双层钢筋网+系统锚杆支护体系，下列施工方法正确（）1）架立格栅钢支撑挂好双层钢筋网再喷射砼 2）架立格栅钢支撑挂第一层钢筋网喷射砼再挂第二层钢筋网喷射砼 3）不论喷射砼多厚，一次就喷射够厚度 4）喷射砼应分段、分部、分块，按先拱后墙，自上而下地进行喷射 8、隧道通过松散地层施工，为了减少对围岩的扰动，施工时常用的手段（） 1）先挖后护2）先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭 3）强爆破，弱支护 4）全断面开挖 专业学习参考资料 WORD整理版 9、下列叙述错误有（） 1）断层构造方面与隧道轴线的组合关系只有正交和斜交
几种常用开通隧道的施工方法 1、山岭隧道：矿山法和掘进机法。 1.1、矿山法【mine tunnelling method】指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法。矿山法是一种传统的施工方法。它的基本原理是，隧道开挖后受爆破影响，造成岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落。基于这种松弛荷载理论依据，其施工方法是按分部顺序采取分割式一块一块的开挖，并要求边挖边撑以求安全，所以支撑复杂，木料耗用多。随着喷锚支护的出现，使分部数目得以减少，并进而发展成新奥法。 1.2、掘进机法是挖掘隧道、巷道及其它地下空间的一种方法。简称TBM(tunnel boring manchine）法，是用特制的大型切削设备，将岩石剪切挤压破碎，然后，通过配套的运输设备将碎石运出。分为：全断面掘进机的开挖施工，独臂钻的开挖施工，天井钻的开挖施工，带盾构的TBM掘进法。 2.、浅埋及软土隧道：明挖法，盖挖法，浅埋暗挖法和盾构法。 2.1、明挖法【open cut method】指的是先将隧道部位的岩体全部挖除，然后修建洞身、洞门，再进行回填的施工方法。 2.2盖挖法：当地下工程明做时需要穿越公路、建筑等障碍物而采取的新型工程施工方法，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，也可以逆作。 2.3、浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室
暗挖施工的一种方法。在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅和喷锚作为初期支护手段，按照十八字原则进行施工，称之为浅埋暗挖法。 2.4、盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法。它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌。同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。 3.水底隧道：沉埋法和盾构法。 3.1、沉埋法【immersed tunnelling method】指的是将箱形或管形水泥混凝土预制构件，分段沉埋至河底或海底而构成隧道的施工方法。
5、重点（关键）和难点工程的施工方案、方法及其措施 本合同段共有隧道1.5座，分别为ZZ隧道和XX隧道，为分离式隧道。ZZ 隧道左线长118m XX隧道左线长3709m右线长3658m隧道长度较长，且IV、 V级围岩分布较多，并有断层分布，是本合同段的重点控制工程。 5.1施工方案概述 隧道按照新奥法原理，采用钻爆法施工，施工采用光面爆破以降低爆破对围 岩的扰动，采用中空直眼掏槽以提高进尺和爆破效果。隧道围岩由山?V类围岩构成。V类围岩地段采用CD开挖法，人工配合机械开挖，个别机械开挖不动需爆破的地方，严守“短进尺，弱爆破，强支护，早成环”的原则，采用微震爆 破施工；W类围岩地段采用台阶开挖法，光面爆破，周边眼间隔装药；III类围岩地段采用全断面开挖法施工，钻孔采用风动凿岩机钻孔。 5.2施工工艺流程 隧道施工的基本工艺流程为：布设施工测量控制网-测量放样-洞门刷坡、防护-排水-洞身开挖-通风、排烟-清帮、找顶-初期支护或辅助施工措施- 监控量测-出渣-完成初期支护-仰拱-填充-边墙基础-初期支护变形量测稳定f防水层f二次衬砌f附属设施f路面施工f洞内装饰。 5.3隧道控制测量方案 ㈠洞外平面控制测量 ⑴测量控制网布设 如中标，我单位将进行线路中线和高程复测，确定准确无误后，放出护桩, 并编号绘制示意图。为了加快测量速度与精度，拟采用我集团公司的GPS卫星定位系统进行整体布网测量，具体测设方法待中标后编制专项测量方案。 ㈡洞内控制测量 ⑴洞内计划采用双导线法布设控制测量网，在施工中经常对水准点、控制桩复测，洞内与洞外测量结果闭合，若发现问题及时纠正确保施工万无一失。 ⑵洞内主控网 JD171 ?主网控制点Illi精密测边距
隧道施工的六大方法 在当前隧道施工实践中,从施工造价及施工速度考虑,施工方法的选择顺序为:全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法(ＣD法)→交叉中壁法(CRD法)→双侧壁导坑法;从施工安全角度考虑,其选择顺序应反过来。如何正确选择,应根据实际情况综合考虑,但必须符合安全、快速、质量与环保的要求,达到规避风险、加快进度与节约投资的目的。 1、全断面开挖法 全断面开挖法就就是按照设计轮廓一次爆破成形,然后修建衬砌的施工方法。 适用条件: (1)I～IV级围岩,在用于Ⅳ级围岩时,围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内,保持其自身稳定的条件。 (2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。 (３)隧道长度或施工区段长度不宜太短,根据经验一般不应小于lｋm,否则采用大型机械化施工,其经济性较差。 全断面开挖法 隧道机械化施工,有三条主要作业线: 开挖作业线:钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车(无轨运输)、装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车(有轨运输)。 锚喷作业线:混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、锚喷作业平台、进料运输设备及锚杆灌浆设备。 模筑衬砌作业线:混凝土拌与机具、混凝土输送车及输送泵、防水层作业平台、衬砌钢模台车。 全断面法施工特点: (1)开挖断面与作业空间大、干扰小; (2)有条件充分使用机械,减少人力; (3)工序少,便于施工组织与管理,改善劳动条件; (4)开挖一次成形,对围岩扰动少,有利于围岩稳定。 2、台阶法施工
台阶法就是先开挖上半断面,待开挖至一定长度后同时开挖下半断面,上、下半断面同时并进的施工方法;按台阶长短有长台阶、短台阶与超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计,又有三台阶临时仰拱法,甚至多台阶法。 台阶法施工 至于施工中究竟应采用何种台阶法,要根据以下两个条件来决定: (1)初期支护形成闭合断面的时间要求,围岩越差,闭合时间要求越短。 (２)上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。 在软弱围岩中应以前一条为主,兼顾后者,确保施工安全。在围岩条件较好时,主要就是考虑如何更好的发挥机械效率,保证施工的经济性,故只要考虑后一条件。 台阶开挖法的优缺点: 台阶开挖法可以有足够的工作空间与相当的施工速度。但上、下部作业有干扰;台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数,但台阶有利于开挖面的稳定。尤其就是上部开挖支护后,下部作业就较为安全,但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。 台阶开挖时应注意以下几点: (1)解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。微台阶基本上就是合为—个工作面进行同步掘进;长台阶基本上拉开,干扰较小;而短台阶干扰就较大,要注意作业组织。对于长度较短的隧道,可将上半断面贯通后,再进行下半断面施工。 (2)下部开挖时,应注意上部的稳定。若围岩稳定性较好,则可以分段顺序开挖;若围岩稳定性较差,则应缩短下部掘进循环进尺;若稳定性更差,则可以左右错开,或先拉中槽后挖边帮。 (３)下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土,并按规定做初期支护。 (4)量测工作必须及时,以观察拱顶,拱脚与边墙中部位移值,当发现速率增大立即进行仰拱封闭。 3、环形开挖留核心土法 环形开挖留核心土法应注意以下几点: (1)环形开挖进尺宜为0、5-1、0m,核心土面积应不小于整个断面面积的50%。 (2)开挖后应及时施工喷锚支护、安装钢架支撑,相邻钢架必须用钢筋连接,并应按施工要求设计施工锁角锚杆。 (3)围岩地质条件差,自稳时间短时,开挖前应按设计要求进行超前支护。 (4)核心土与下台阶开挖应再上台阶支护完成后、喷射混凝土达到设计强度的70％。
隧道细部施工测量 1全站仪坐标法设站 1.1.在控制点上架设全站仪并对中整平，初始化后检查仪器设置：气温、气压、棱镜常数；输入或调入测站点的三维坐标，量取并输入仪器高，输入或调入后视点坐标，照准后视点进行后视。如果后视点上有棱镜，输入棱镜高，可以马上测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。特别注意：如果所测数据完全正确不能认为后视方向一定正确，只能说明镜站和测站点间距离正确，方向正确与否还必须进行下一步检核才能确定。 1.2.瞄准另一控制点，检查方位角或坐标，然后和已知数据检核比对，此步骤主要是确保测站和定向准确设置的必要手段，也是复核。 2洞口边仰坡开挖放线测量 2.1在测站上按1步骤安置全站仪。 2.2在各测点上架设脚架和棱镜，量取、记录并输入棱镜高，测量、记录观测点的坐标和高程。此步骤为测站点的测量。 2.3.将测点坐标输入计算器测量程序，算出测点与坡顶线的平距，然后量取距离直到坡顶位置。 2.4再次测量所移坡顶位置，直到和设计位置一致，误差控制在±3cm内。此操作一般要经过多次才能最终确定坡顶线。 2.5然后加密开挖范围内的点，测出开挖深度，以便指导刷坡。 2.6全部放样点放样完毕后，随机抽检规定数量的放样点并记录，其差值应不大于放样点的允许偏差值；
2.7.作业结束后，观测员检查记录计算资料并签字。 2.8测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对，同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录，以验证标注数据和所放样点位无误。 2.9.填写测量放样交底书。 3洞口大管棚导向管的定位放线测量 3.1在测站上按1步骤安置全站仪。 3.2测出并标定导向墙护拱的横向里程位置于两边边坡面上。 3.3测出拱架左右拱脚的标高和横向宽度（内缘），并准确标定。 3.4测出拱架顶拱的中线（隧道中线）位置，并标定顶拱中线内拱顶标高。 3.5测出每节拱连接位置的标高和宽度，并准确标定，以便准确定位拱架位置。 3.6护拱安装就位后，检查拱架定位精度，合格后，在最前一榀和最后一榀拱架外拱顶测出隧道中线并标定，然后按设计间距沿拱架外缘标定所有导向管的位置，用仪器每5个间距抽检导向管与隧道中线的平行位置关系，误差倾角12′之内（30m管棚±10cm误差）这是确保钢管不会切向交叉的关键。 3.7导向管平面位置标定后，接着控制导向管的外插角度。假设外插角度为2°，前后两榀拱架间距为180cm，那么前面一榀拱架的放样半径就增加180*tan2°=6.3cm。在放样过程中，最后一榀拱架按R半径放样，最前一榀拱架半径就按R+6.3cm放样，而且每一个点都要准确测量，这也是保证管棚不会法向侵入隧道开挖线以内或因管棚外插角过大，失去超前支护意义的关键所在。 3.8最后按2.6～2.9步骤操作完成整个测量放样。 4隧道开挖轮廓线放线及超欠挖检测测量
隧道工程试题及答案之4 一、单选题（每题1分，共10分） 1、公路隧道按其长度分类可分为短隧道、中隧道、长隧道、特长隧道，中隧道长度为（） 1）L≤250 2）1000>L>250 3）3000≥L≥1000 4）L>3000 2、隧道施工控制测量的精度，应以哪种误差衡量（） 1）最小误差 2）中误差 3）最大误差 4）极限误差 3、对明洞衬砌施工，下列论述正确的有（） 1）浇注砼前应复测中线的高程，衬砌不得侵入设计轮廓线 2）浇筑拱圈混凝土其强度达到2.0MPa，就可拆除模板 3）明洞拱背回填可先填一边夯实后再填另一边夯实 4）明洞拱背回填不需作粘土隔水层 4、采用先拱后墙法施工时，边墙马口开挖应（） 1）左右边墙马口应同时开挖 2）同一侧的马口宜跳段开挖 3）左、右边墙马口应交错开挖，不得对开 4）先开马口，应开在边墙围岩较破碎的区段，且长度不能太长，一般不超过8m，并且及时施工作边墙衬砌5、锚杆做拨力试验检查的频率（） 1）按锚杆数1%做拨力试验 2）不小于3根做拨力试验 3）同时满足1）和2）条件 4）满足1）或2）条件 6、二次衬砌混凝土施工，下列叙述正确有（） 1）初期支护与二次衬砌间空隙，由于对隧道结构影响不大，为了节约成本可不填 2）泵砼浇注二衬时，可先从一边浇注完后再浇注另一边 3）二次衬砌施工完后再施工隧道仰拱 4）二次衬砌施工前应仔细检查已铺设的防水层有无破损，并同时清除防水层表面粉尘和洒水润湿 7、某隧道初期支护采用格栅钢支撑+双层钢筋网+系统锚杆支护体系，下列施工方法正确（） 1）架立格栅钢支撑挂好双层钢筋网再喷射砼 2）架立格栅钢支撑挂第一层钢筋网喷射砼再挂第二层钢筋网喷射砼 3）不论喷射砼多厚，一次就喷射够厚度 4）喷射砼应分段、分部、分块，按先拱后墙，自上而下地进行喷射 8、隧道通过松散地层施工，为了减少对围岩的扰动，施工时常用的手段（） 1）先挖后护2）先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭 3）强爆破，弱支护 4）全断面开挖 9、下列叙述错误有（）
隧道开挖施工方法 一、全断面施工 Ⅱ级围岩整体性较好，采用全断面光面爆破开挖（开挖顺序见II围岩开挖示意图），锚喷初期支护，采用凿岩机钻孔，Ⅱ级围岩开挖进尺3.5m。出渣采用装载机或挖掘装载机装渣，采用带废气净化装置的自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。 全断面法施工工艺见“Ⅱ级围岩全断面法施工工艺流程图”。 Ⅱ级围岩全断面法施工工艺流程图 二、台阶法施工 Ⅲ级围岩采用台阶法开挖，台阶法施工将断面分为上下两部分（见III级围岩开挖示意图）。上台阶长度30m，下台阶长度为10m，为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，拱部及边墙采用光面爆破。上台阶断面采用简易工作台架、YT28风钻钻孔；下台阶断面采用 凿岩机钻孔，Ⅲ级围岩开挖进尺3.1m。
采用装载机装渣，自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。 台阶法施工工艺见“台阶法施工工艺流程图”。 台阶法施工工艺流程图 三、台阶法施工 Ⅳ级围岩采用三台阶法开挖，台阶法施工将断面分为上中下三部分（见Ⅳ级围岩开挖示意图）。上台阶长度5m，中台阶长度6m，下台阶长度为6m，为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动， 拱部及边墙采用光面爆破。上台阶采用简易工作台架、YT28风钻钻孔；Ⅳ级围岩开挖进尺2.1m。 采用挖掘机装渣，自卸汽车运渣。全断面液压衬砌钢模台车衬砌。
三台阶开挖法施工工艺流程图 三、大拱脚台阶法施工 V级围岩地段采用大拱脚台阶开挖法施工，尽量采用人工风镐配合长臂挖掘机开挖，侧翻式挖掘机装碴，自卸汽车运输。必要时采用微振动爆破，YT28风钻钻眼，非电毫秒雷管起爆，每循环进尺0.8m。
山岭隧道爆破专项施工方案 一、工程概况 某山岭深埋公路隧道穿过石灰岩，岩层结构完整性好，岩层含水量低，无瓦斯，岩石的主要物理力学性能参数见下表；隧道横断面设计为：隧道限界为10.0m，其中行车道宽7.0m，侧向宽度：L左=0.5m，L右=0.5m；两侧均设置人行道，宽1.0m。内净空采用拱部单心圆方案，净空面积为44.75m2，净空周长29.38m。 试完成隧道钻眼爆破施工组织设计。 表格 1 石灰岩的主要物理力学性能参数 二、方案选择 在隧道爆破作业中通常使用的爆破方案有：（1）定向爆破（2）预裂光面爆破（3）微差爆破（4）聚能爆破 施工采用国产4臂门架式钻孔台车及7655型支腿式手风钻钻孔，全断面开挖，隧道正洞洞身掘进采用光面爆破施工。 三、施工方法
开挖掘进采用光面爆破，减少超挖，避免欠挖和减弱对围岩扰动，提高开挖质量，确保施工安全。 施工工艺流程 三、爆破器材选定 根据施工中常用的爆破器材，以及本地的实际情况隧道的爆破器材选用直径为32mm，爆速大于3200m/s的2号岩石乳化炸药作为主爆药；导爆索与2号岩石乳化炸药作为光爆药；电雷管和导爆管雷管作为起爆器材 四、爆破参数的确定
本工程采用的是平巷掘进爆破，平巷掘进的特点是只有一个自由面，同时炮眼深度受到限制，一般只有1.5~3.0。平巷掘进中的炮眼，按其位置和作用不同，可分为掏槽眼、辅助眼、周边眼。周边眼又可分为顶眼，底眼，帮眼。三种炮眼起的作用不同,其孔径的大小、孔深、孔角、孔间距、排间距也不同。 (1)孔位的确立 孔位的确定直接影响爆破面形状、大小和轮廓。而对炮孔有影响的是岩石的坚固系数、爆破面积和深度等。根据辅助眼和周边眼的布置原则，其间距根据岩石的性质而定，一般辅助眼取0.4~0.8m，周边眼取0.5~1.0m，周边眼距巷道轮廓线取0.1~0.2m。对于掏槽眼，由于岩石较为坚硬，眼的间距一般为8~15cm.本次采用15cm。 (2)孔径的确定： 炮眼直径的大小直接影响钻眼速度、工作面的炮眼数目、单位岩石炸药消耗量、爆落岩石的块度和巷道轮廓的平整性。炮眼直径的增加，有利于爆炸稳定性的提高、爆速的增大。但是，炮眼直径过大不仅钻速降低，而且因炮眼数目减少药量的均匀分布，使岩石破碎质量变差。对于掏槽眼，空眼直径可与装药眼直径相同，直径可取50~100mm，本次取80mm。对于其他的炮眼（辅助眼、周边眼、底眼），由于用的是普通型钻机，炮眼直径取40mm。装药直径为35mm。 (3)孔深的确定
1 选择隧道施工方法的指导思想与应遵循的原则 隧道施工符合安全环保、工艺先进、质量优良、进度均衡、节能降耗的要求，隧道施工应本着“安全、有序、优质、高效”的指导思想，按照“保护围岩、内实外美、重视环境、动态施工”的原则组织施工。其施工方法的选择应遵循以下原则： (1)、确保施工安全，改善施工环境。 (2)、应根据设计文件、施工调研情况、地质围岩级别、结合隧道长度、断面大小、纵坡情况、衬砌方法、工期要求、装备水平、队伍素质等综合因素决定。 (3)、地质变换频繁隧道应考虑其适应性，便于工序调整转换。 (4)、应尽量采用新技术、新工艺、新设备、新材料。 (5)、认真按照新奥法原理、掌握应用好光爆、喷锚、量测施工三要素。 2 选择隧道施工方法的基本要素 (1)、施工条件 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。目前我集团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 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。 (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，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，在城市市区条件下，甚至会成为选择施工方法的决定性因素。