隧道施工新方法新工艺

XX铁路XX段隧道施工新工艺、新方法及控制要点一、超前地质预报1、超前地质预报手段，如何做到预报的准确1）预报方法（1）超前地质预报方法按照预报原理分为地质分析法、钻探法、物探法和超前导坑法。

①地质分析法：包括地层分界线、构造线、地下和地表相关性分析、地质作图等。

②钻探法：包括深孔水平钻探、5～8m加深炮孔探测及孔内摄影。

③物探法：包括地震波反射法、电磁波反射法、红外探测法等。

④超前导坑法：包括平行超前导坑法、正洞超前导坑法。

（2）超前地质预报按预报长度可分为长距离预报（大于200m）、中长距离预报（30～200m）和短距离预报（小于30m）。

（3）超前地质预报按采用的预报手段数量可分为单一方法地质预报和综合超前地质预报。

2）地质预报的分级根据地质灾害对隧道施工安全的危害程度分为四级A级：存在重大地质灾害隐患的地段，如大型暗河系统，可溶岩与非可溶岩接触带，软弱、破碎、富水导水性良好的地段和大型断层破碎带，特殊地质地段，重大物探异常地段，可能产生大型、特大型突水突泥地段，诱发重大环境地质灾害的地段，高地应力、瓦斯、天然气、放射性问题严重的地段以及人为坑洞等。

B级：中小型突水突泥，较大物探异常地段，断裂带等。

C级：水文地质条件较好的碳酸盐岩及碎屑岩地段、小型断层破碎带，发生突水突泥的可能性较小。

D级：非可溶岩地段，发生突水突泥的可能性极小。

3）不同地质风险地段的预报方式（1）A级地质风险地段采用地质分析法、地震波反射法或声波反射法、地质雷达、红外探测、超前水平钻探等手段进行综合预报。

首先以地质分析法进行长距离预报，然后采用中长距离地震波反射法或声波反射法和一种或几种短距离物探方法相结合进行预报，同时进行多孔超前钻探探查。

（2）B级地质风险地段采用地质分析法、地震波反射法或声波反射法，辅以红外探测、地质雷达，进行必要超前水平钻孔。

当发现局部地段工程地质条件复杂时，按A级要求实施。

（3）C级地质风险地段以地质分析法为主。

对重要的地质（层）界面、断层或物探异常地段可采用地震波反射法或声波反射法进行探测，必要时进行红外探测和超前水平钻孔。

（4）D级地质风险地段采用地质分析法。

4）如何做到预报的准确（1）施作超前地质预报的单位必须有相应的作业资质，以保证在施作超前地质预报的准确性。

（2）配备足够的专业超前地质预报人员，采用综合的地质预报手段进行综合验证。

（3）由具有丰富经验的专职人员对收集的数据、图形进行解释，以确保预报结果的准确性。

（4）加强现场探测作业的规范性，以保证数据图形的准确。

（5）在施工过程中加强开挖揭示地质情况对预报结果进行验证，积累经验，在以后的预报中作为参考。

（6）建设单位不定期的组织各地质预报单位召开技术交流会，交流地质预报的心得经验，并剖析现场或其它工地的超前地质预报案例，尽快提高各地质预报单位的水平。

2、如何确保超前地质预报的成果用于指导现场施工1）加强培训教育，使全体参建人员从思想上认识到超前地质预报对于隧道施工的重要性。

2）对超前地质预报结果，各施工单位项目经理部的土木总工先行把关，然后发各工区和监理单位。

3）已经形成成果的地质预报资料，相关人员及现场监理人员签字确认后生效。

4）对每次的地质预报结果，施工单位均要以书面技术交底的形式，交到现场管理人员、技术人员和每个作业工人。

5）监理及施工单位对每次的超前地质预报结果与现场实际开挖揭示的地质情况进行验证，并形成相应的记录。

二、光面爆破光面爆破的好坏，不但影响初期支护表面的平整度、防水板的铺设质量，还直接影响到工程成本。

影响隧道开挖成形的原因，除围岩本身的问题外，施工过程中的周边眼间距、周边眼装药量、周边眼钻眼的外插角等是造成开挖成形差的主要原因。

1、合理控制周边眼间距根据围岩特点合理选择周边眼间距和周边眼最小抵抗线。

周边眼的间距具体偏小多少要视岩石的抗爆性、炸药性能、炮眼直径和装药量而定。

对于坚硬和破碎岩石取用较小的周边眼间距；对于软质或整体性好的岩石可以取较大的周边眼间距。

为保证周边眼孔之间贯通裂缝优先形成，须使周边眼的最小抵抗线大于炮眼间距。

根据经验周边眼间距一般控制在40cm～55cm间。

现场施工时，根据围岩的软、硬、破碎还是完整等情况进行适当的试验调整。

2、严格控制周边眼的装药量及装药结构周边眼装药量的多少和装药的结构形式决定了爆破时对周边围岩的扰动程度，装药量大或者装药集中，对周边围岩的扰动大，反之则小。

为了减小因周边眼装药而造成对周边围岩的扰动，实际施工中可以考虑将药卷纵向均匀分割，将条状分割药卷放在PVC半管内，以实现连续装药，使炸药均匀地分布在整个炮眼内，周边眼装药量既具有破岩所需要的应力能量，又不致造成对围岩的严重破坏。

3、严格控制钻眼角度严格掌握钻眼作业，使三种炮眼的位臵及方向准确无误，否则光面爆破的效果会明显降低，达不到光面爆破的目的。

施工现场的技术人员可以根据断面的大小、开挖进尺等因素，综合考虑钻眼时外插角的角度。

4、控制要点1）由测量人员在划开挖轮廓线的时候将周边眼的位臵标出，司钻人员按照标出的周边眼位臵钻孔。

2）施工单位及监理单位每循环检查周边眼是否符合钻爆设计要求，主要检查周边眼间距、钻眼角度和周边眼装药量，以控制光面爆破成形。

3）施工单位必须根据现场围岩的变化及时调整钻爆设计，钻爆设计必须交到现场每个作业人员的手中，并进行施工技术要点培训。

4）施工单位和监理单位定时向建设单位提供影像资料，看光爆参数是否调整。

5）施工单位编制相应的奖罚制度，实现奖优罚劣的制度化管理。

三、初期支护施工1、初期支护施工顺序1）正常情况下的施工顺序开挖后先初喷4cm混凝土→架立钢架→锁脚锚杆施作→铺设钢筋网→施作系统锚杆→喷射混凝土至设计厚度2）不具备作业条件下的施工顺序因现场的施工工法或地质条件造成的原因，不能在安装完钢架后立即进行施作锚杆的，采用下面的施工顺序：开挖后先初喷4cm混凝土→架立钢架→锁脚锚杆施作→铺设钢筋网→喷射第一层混凝土→施作系统锚杆→喷射混凝土至设计厚度2、锁脚锚杆施工锁脚锚杆的施工方向径向与钢架，并采用适当的角度下插，锚杆孔内的砂浆饱满密实。

锚杆与钢架的连接采用焊接，当采用Φ22螺纹钢时，加工成L 型，锚杆尾部制成弯钩，以利于与钢架的连接，钢架拱脚的左右两侧各施作一根砂浆，成∏将钢架箍住，然后用电焊将锚杆与钢架牢固的焊接在一起。

当采用锁脚锚管时，用长度适中的横向钢管将两根锁脚锚管焊接，并与钢架焊接牢固。

3、为保证钢架和初喷面紧贴，使钢架早受力，控制围岩变形，在每榀钢架上设臵混凝土垫块（混凝土垫块中加聚酯纤维）。

每榀钢架最少设臵7处，保证钢架与初喷紧贴，在采用多台阶或其它工法施工时，每节钢架保证有1～2处与初喷混凝土紧贴。

在钢架按照设计要求安装完成后，检查钢架的安装尺寸，防止侵入衬砌范围内。

然后施作锁脚锚杆，在锁脚锚杆施工完成后，将混凝土垫块契入到钢架与初喷混凝土之间，保证钢架与初喷面紧贴及早受力。

4、控制要点1）初喷混凝土必须及时，起到封闭围岩，控制围岩变形的目的。

2）锚杆施工根据围岩的实际情况，锚杆的方向垂直于围岩的节理面方向。

3）钢筋网之间的连接，首选绑扎。

4）连接钢筋与钢架必须焊接牢固，以利于初期支护整体受力。

5）初期支护在开往后及时进行，以便更好的控制围岩变形，防止因变形过大造成失稳。

6）锚杆在初喷后进行施工，防止钻孔过程中对围岩扰动造成掉块或坍塌。

7）钢架拱脚不能支撑在虚碴上，防止钢架不能受力。

8）钢架脚板焊接必须达到要求，防止钢架受力时从脚板处开始破坏。

9）钢架脚板连接螺栓必须拧紧，数量要保证4颗。

10）对于进行下步施工需要连接的脚板处，在喷射混凝土前做好防护措施，防止混凝土将钢架脚板螺栓孔堵塞，后续施工时不能准确安装螺栓。

11）喷射混凝土厚度较厚时，采用分层喷射的方式进行。

四、监控量测施工方法及经济性对比施工过程中的监测是隧道信息化施工的重要工序，时新奥法施工的重要组成部分，其基本理念是观察在开挖后围岩的变形。

由于其具有解决不确定性问题的能力，因此，加强施工过程中的监测可降低施工风险、可建立针对重大坍塌和破坏事件的报警系统，实现施工安全和经济的目标。

1、量测点的埋设（深度、制作及控制喷射混凝土厚度）在量测桩点埋设时，桩点埋入围岩的深度不小于30cm，以保证量测数据能真实的反应围岩的变形情况。

监控量测采用全站仪无尺观测。

为保证全站仪观测的精度，在制作量测桩的时候，桩上安装反射片，同时在施工中注意做好桩点防护，特别是喷射混凝土时不能将桩点覆盖，为了埋设桩点的牢固程度和保证在开挖时反光片不被爆破抛掷的随时损坏，桩点用5cm的角钢和。

无尺观测量测桩加工见桩点加工示意图。

2、采用全站仪量测，反光片埋点经济性1Km隧道采用无尺量测经济性分析：不同围岩量测断面间距按1Km隧道600m 计算。

每个断面平均埋设5个量测点，埋设间距取最大值1Km隧道共需埋设（100÷10+300÷30+600÷50）=32个断面需要32×5=160个桩点在实际施工中考虑20%的桩点损坏，需192个桩点。

反射片市场价7元/张，反射片共需：192×7=1344元。

角钢（5*5*3）：192×10=19.2m螺纹钢（Φ22）：平均长度按40cm计算，共需192×40=76.8m 1Km隧道量测桩原材料费用共计1344+2.332×19.2×4.5+76.8×2.98×4.5=2570元五、仰拱8条线及仰拱环向中埋式止水带施工仰拱施工8条线：仰拱顶部两侧的外贴式止水带，仰拱顶部两侧的中埋式止水带，仰拱外露两侧的四排钢筋。

在施工中必须保证8条线顺直。

仰拱施工8条线见附图一、附图二。

1、仰拱顶部外贴式止水带施工1）施工方法①施工工艺测量放线→埋设标桩→喷射混凝土找平→施工外贴式止水带②施工方法仰拱顶部的初支面不能达到外贴式止水带施工的顺直度，施工仰拱顶部外贴式止水带时，为了保证外贴式止水带充分发挥防水作用，在每循环仰拱施工前，先施工喷射混凝土找平层。

由测量人员进行准确放线，主要是控制找平层的标高及到隧道中心线的距离，以保证外贴式止水带的顺直。

根据测量放线的结果进行喷射混凝土找平层控制桩点埋设，桩点用φ6盘条制作，纵向间距2m。

喷射与仰拱同标号的混凝土进行找平，喷射混凝土较厚的地段分层喷射。

找平层施工完成后将外贴式止水带安装到找平层上。

找平层及外贴式止水带施工见示意图。

2、仰拱端模及中埋式止水带施工为保证中埋式止水带的施工质量，建议施工单位采用钢制止水带安装模型，仰拱止水带安装模型见图。

模型加工尺寸根据设计图纸确定。

（1）施工方法①施工工艺底部模板安装→止水带安装→上部模板安装→模板固定②施工方法将下部端头模板放在已经清理好的仰拱初支表面或清理干净的仰拱开挖底部，然后拼装连接牢固，中埋式止水带放在底部模板的L 形板上，要伸入当循环混凝土的一端露出1/2止水带宽度，然后将上部模板与下部模板对齐安装，将上下模板的连接螺栓拧紧。