复合式衬砌支护在隧道工程中的应用

环球市场施工技术/-147-水利工程隧洞施工技术及处理措施分析韩仁年甘肃省引大入秦工程管理局摘要：隧洞施工是水利工程中非常重要工序。

隧洞施工需要考虑多种因素，在施工进行前要对线路进行设计、规划，并且对线路所在位置的地质、水文条件进行考察。

在施工过程中，一定要按照施工标准进行施工，防止因为未按照施工要求而造成工程质量问题。

工程不同，具体的施工工艺将不同，所以在具体的工程施工中应结合工程具体的施工要求，选择合适的路线和工艺进行施工，提高施工技术水平，确保工程质量。

鉴于此，本文主要分析水利工程隧洞施工技术及处理措施。

关键词：水利工程；隧洞施工；处理措施1 隧洞施工技术概述水工隧洞是在山体或者地下开凿洞，目的是为了让水通过。

水工隧洞有用于灌溉，有用于发电，有用于供水，也有用于泄水，还可以用于施工导流和通航。

按照水流大小的情况可以分为无压隧洞和有压隧洞，无压隧洞内的水可以是自由水面儿，有压隧洞要使得洞壁承受一定的水压，所以有压隧洞的水要充满整个断面。

隧洞主要分为三个部分，分别是进口建筑物、洞身以及出口建筑物。

进水建筑物是由进水口、阀门以及控制建筑物、通气孔等组成，主要作用是为了水流的进入和控制水流的大小，保证水流平稳进入洞体，并且防止空蚀现象。

洞身是隧洞的主体，一般要修建衬砌，用以防护岩面并减小洞壁粗糙，防止渗漏，承受围岩压力、内水压力及其他荷载。

出口建筑物可分为引水发电有压洞口和泄水洞口。

2 水利工程隧洞施工技术要点2.1 隧洞的开挖对隧洞口边坡开挖时需要依据所设计的洞脸开挖坡比来实行，当对进、出口洞脸和两侧边坡进行开挖时，尽量少挖或不挖，特殊情况下应实行边开挖边支护的方法;而隧洞横断面的最小尺寸，圆型断面的内径以及非圆形断面的高度在一般情况下都不宜小于2.0m，后者的宽度也不宜小于1.8m。

在隧洞施工中需选用掘进机、架钻台车、钢模台车等实用型设备，还应通过技术经济分析其断面尺寸。

进入隧洞之前，为了巩固洞脸和确保洞口施工的安全，此时可先施工洞外建筑，如明洞、暗渠等。

公路隧道工程技术论文2019-11-19一、公路隧道衬砌形式隧道衬砌一般常用的形式有整体式衬砌、复合式衬砌、喷锚衬砌。

整体式衬砌通常为保证施工安全要采用喷锚支护等临时支护措施，这种支护不是永久的受力结构，只有模筑混凝土才是永久受力结构。

复合式衬砌通常也将喷锚支护作为初期临时支护，内层用模筑混凝土作为二次衬砌的永久结构，为防止初期喷锚支护和二次模筑混凝土衬砌间因为材料、受力或其他因素而发生不同变形，进而导致混凝土出现裂纹，一般要在两层间根据需要设置防水层或隔离层。

喷锚衬砌是将喷锚支护作为了永久性衬砌结构，适用于地下水不充裕的Ⅲ级或以上围岩的短隧道，喷锚支护是柔性结构，它充分利用围岩的自承能力和围岩形成一体产生共同变形。

通过对这三种常用衬砌形式受力结构的分析，我们可以非常清晰地认识到：三种衬砌中喷锚支护极为重要，其施工质量直接关联隧道主体结构的工程质量，如果出现质量问题，将为公路隧道施工以至于整条公路留下质量隐患或安全隐患。

二、公路隧道支护技术公路隧道初期支护方式要根据施工要求采取不同的支护形式。

主要选择的有喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等支护形式。

（1）喷射混凝土：其方法大致分为素喷和网喷两种，喷射混凝土的作用是对围岩节理、裂隙起到充填作用，将不连续的岩层层面胶结起来，形成一个整体。

同时产生楔效应增加岩块间的磨擦系数，进而有效防止岩块沿软弱面滑移脱落，使表面岩块保持稳定状态。

喷射混凝土由于具有一定粘结力和抗剪强度，能与岩层粘贴的同时和围岩形成了统一的承载体系，极大改善了喷层的受力条件。

喷射混凝土一定要及时并做到分层施喷，喷层虽薄但其具有较高的强度。

这样，喷层有效控制了围岩变形。

即使在围岩仍有较大变形的情形下，仍不致于产生坍塌，这样就有效提高了围岩自承能力。

同时喷射混凝土能使隧道周边的围岩尽早封闭，进而有效防止了围岩的进一步风化。

在喷射混凝土作业施工中，首先要做好职工准备，准备充足的材料如水泥、砂、石、速凝剂、水等，严格检验材料质量，尽量用新鲜的相容性试验合格的水泥和速凝剂，砂、石含水率要达标。

隧道初期支护施工技术隧道衬砌大多采用复合式衬砌结构，即以锚杆、钢筋网、喷射混凝土和钢架为初期支护，以模筑钢筋混凝土为二次衬砌。

新奥法区间隧道初期支护有锚杆、型钢钢架或格栅钢架、挂钢筋网和喷射混凝土等几种，根据隧道断面和围岩级别选择不同的支护组合。

一、锚杆施工工艺隧道使用的锚杆有中空注浆锚杆、砂浆锚杆、药卷锚杆和自进式对拉锚杆等类型。

各类锚杆施工方法如下。

1.中空注浆锚杆中空注浆锚杆是一种可测长排气的中空注浆锚杆。

中空注浆锚杆由锚头与锚杆体连接。

锚杆体上设有止浆塞、垫板以及紧固螺母，具有沿锚杆体轴向设置、位于锚杆体外侧并与锚杆体连接的测长排气管。

测长排气管前端封头与锚头平齐，测长排气管后端开口，并伸出锚杆体，测长排气管管壁上遍布可阻止水泥砂浆进入的气孔，结构简单，使用方便，既可在锚杆施工后方便地检查锚杆体真实长度，确保锚固施工质量，又可在注浆施工时排出锚孔中的空气，有利于注浆施工的进行。

工程中常采用带排气装置的φ25中空锚杆。

锚杆设置钢垫板，垫板尺寸为150 mm×150 mm×6 mm。

中空锚杆孔使用手风钻或凿岩台车钻孔。

钻孔前，根据设计要求定出孔位，钻孔保持直线并与所在部位岩层结构面尽量垂直，钻孔直径为42 mm，钻孔深度大于锚杆设计长度10 cm。

中空注浆锚杆施工程序如下：钻孔完成后，用高压风吹净孔内岩屑；将锚头与锚杆端头组合后送入孔内，直达孔底；固定好排气管，将止浆塞穿入锚杆末端与孔口齐平，并与杆体固紧；锚杆末端戴上垫板，然后拧紧螺母；采用锚杆专用注浆泵向中空锚杆内压注水泥浆，水泥浆的配合比为1∶（0.3～0.4），注浆压力为1.2 MPa，水泥浆随拌随用。

2.砂浆锚杆系统锚杆和临时支护常采用22 mm、25 mm两种直径的砂浆锚杆。

（1）准备工作检查锚杆类型、规格、质量及其性能是否与设计相符。

根据锚杆类型、规格及围岩情况准备钻孔机具。

（2）钻孔砂浆锚杆钻孔采用手风钻或凿岩台车进行，孔眼间距、深度和布置应符合设计参数的要求，其方向垂直于岩层层面。

隧道建设中的关键技术有哪些在现代交通基础设施建设中，隧道工程扮演着至关重要的角色。

无论是为了穿越山脉、跨越水域，还是缓解城市交通拥堵，隧道的建设都不可或缺。

隧道建设是一项复杂而具有挑战性的任务，需要运用一系列关键技术来确保工程的安全、高效和质量。

下面就让我们一起来了解一下隧道建设中的一些关键技术。

一、地质勘察技术在隧道建设之前，对隧道沿线的地质情况进行详细准确的勘察是至关重要的第一步。

地质勘察的目的是了解地层结构、岩石类型、地质构造、地下水分布等信息，为隧道的设计和施工提供基础数据。

地质勘察通常采用多种方法相结合，包括地质调查、钻探、物探（如地震波法、电磁波法等）和地质测绘等。

通过这些手段，可以获取地下地质的三维信息，预测可能出现的地质灾害，如断层、溶洞、滑坡等，并制定相应的应对措施。

二、隧道设计技术隧道设计是隧道建设的蓝图，需要综合考虑地质条件、交通需求、施工方法等多种因素。

设计内容包括隧道的几何形状（如长度、宽度、高度）、衬砌结构、通风系统、照明系统、排水系统等。

在设计过程中，要充分利用先进的计算机辅助设计软件，进行数值模拟和分析，优化隧道结构，确保其稳定性和安全性。

同时，还需要考虑隧道的运营和维护需求，预留必要的设施和空间。

三、隧道施工方法隧道施工方法的选择直接影响着施工进度、成本和质量。

常见的隧道施工方法有钻爆法、盾构法、掘进机法和沉管法等。

钻爆法是传统的隧道施工方法，适用于各种地质条件，但施工过程中会产生较大的震动和噪音。

盾构法主要用于软土地层，通过盾构机在前方掘进，同时拼装预制的管片形成衬砌。

掘进机法适用于硬岩地层，能够实现连续掘进。

沉管法常用于水下隧道建设，将预制的管段沉入水底进行拼接。

四、支护与衬砌技术在隧道开挖过程中，为了保持围岩的稳定性，防止坍塌，需要及时进行支护。

支护方式包括锚杆支护、喷射混凝土支护、钢拱架支护等。

衬砌是隧道内部的永久性结构，用于承受围岩压力和防水。

衬砌类型有整体式衬砌、复合式衬砌等。

北山隧道复合式衬砌防排水施工论文摘要目前铁路隧道设计采取“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，以达到隧道防水质量可靠的目的；隧道结构防排水设施措施由环向排水管、纵向排水管、在复合式衬砌之间设置土工布加防水板和隧道两侧的排水沟组成完善的排水系统。

本文结合青荣城际北山隧道工程实例，浅析了隧道复合式衬砌防排水机理，并就隧道防排水材料，特别是ecb防水板和施工缝与变形缝施工工艺重点进行了概述，以供读者参考。

关键词铁路隧道防排水施工工艺1、衬砌背后排水系统1.1盲管及泄水管的设置和材料要求（1）拱墙初期支护与二衬之间环向设φ50带孔波纹管透水盲管，间距宜为8m，当水量较大时，可在水量较大处增设1～2道，集中出水部位应设独立盲管引排，其管径应根据围岩渗水量的大小确定；距侧沟沟底30cm以上墙脚处纵向设置φ80带孔波纹管透水盲管，纵向盲管应设在衬砌边墙脚处防水层外，纵向坡度不得小于2‰，一般与线路纵向设计坡度一致；环向盲管在边墙底部通过纵向软管式盲沟与隧道洞内侧沟相连；盲管应具有一定的弹性，透水性好，能承受0.5mpa的压力，并不易锈蚀。

（2）洞内设置双侧排水沟加φ600mm中心排水管，中心排水管与侧沟以φ100mmpvc横向排水管连接，该排水管纵向间距30m；电力电缆槽及通信、信号电缆槽底部设泄水槽φ50，纵向间距5m。

1.2盲管的安装1、基面处理对于洞内涌水或地下水位较高的地段，可采用超前钻孔排水、辅助坑道排水、超前小导管预注浆堵水、超前围岩预注浆堵水、井点降水及深井降水等辅助施工方法。

2、排水盲管施工工艺环向、纵向排水盲管施工工艺主要为：钻孔定位、安装锚栓、铺设盲管、捆绑盲管、盲管纵向环向连接。

2、防水层防水2.1一般规定及材料要求采用复合式衬砌的隧道，在初期支护与二次衬砌之间采用分离式防水层，分离式防水层由防水板和土工布缓冲层组成。

防水层由ecb 防水板和土工布缓冲层组成，防水板厚度不小于1.5mm，土工布重量不小于400g/m2.防水层拱墙铺设。

隧道衬砌结构类型及应用隧道衬砌是指支持和维护隧道的长期稳定和耐久性的永久结构物。

隧道衬砌必须有足够强度、耐久性和一定的抗冻、抗渗和抗侵蚀性。

常用材料1.石料(1)石料质量要求。

石料应符合设计规定的类别和强度，石质应均匀、耐风化、无裂纹。

(2)石料加工要求。

所有料石加工时，外露面四边整齐、棱角方正，拼缝前口要直，尾部略呈斜面。

每边向内收口不得大于10mm。

2.砂浆(1)砂浆中所用水泥、砂、水等材料的质量标准宜符合混凝土工程相应材料的质量标准。

砂浆中所用砂，宜采用中砂或粗砂，当缺乏中砂及粗砂时，在适当增加水泥用量的基础上，也可采用细砂。

砂的最大粒径，当用于砌筑片石时，不宜超过5m m；当用于砌筑块石、粗料石时，不宜超过2.5mm。

如砂的含泥量达不到混凝土用砂的标准，当砂浆强度等级大于或等于M5时，可不超过5%，小于M5时可不超过7%。

(2)石灰水泥砂浆所用生石灰，成分应纯正，煅烧均匀、透彻。

一般宜熟化成消石灰粉或石灰膏使用，也可磨细成生石灰粉使用。

消石灰粉和石灰膏应通过网筛过滤，并且石灰膏应在沉淀池内储存14d以上。

磨细生石灰粉应经4900孔/cm²筛子过筛。

结构类型1.整体式混凝土衬砌指就地灌注混凝土衬砌，也称模筑混凝土衬砌。

模筑衬砌的特点是：对地质条件的适应性强，易于按需要成型，整体性好、抗渗性强，适用于多种施工条件，如可用木模板、钢模板或衬砌台车等，是我国隧道工程中广泛采用的衬砌结构类型。

按其边墙的形式，又可分为直墙式和曲墙式两种形式。

2.装配式衬砌是指在工厂或现场预先制备成若干构件，运入坑道内，用机械将其拼装成一环接一环的衬砌。

这种衬砌的优点是一经装配成环，不需要养护时间，即可承受围岩压力；由于构件是预先在工厂成批生产的，可以保证质量；在洞内采用机械化拼装，缩短了工期，改善了劳动条件；拼装时不需要临时支撑，可节省大量的支撑材料和劳力。

但装配式衬砌在实际应用中也存在着一些缺点。

如需要坑道内有足够的拼装空间，制备构件尺寸要求一定的精度，接缝多，防水较困难等。

公路隧道施工工艺和施工方法第一部分隧道施工方法主要有：隧道工程钻爆法；隧道工程盾构法；隧道工程掘进机法以及隧道衬砌；开挖方法分为明挖法和暗挖法；按开挖断面大小、位置分，有分部开挖法和全断面开挖法等等。

1、隧道施工方法：开挖方法分为明挖法和暗挖法。

明挖法多用于浅埋隧道或城市铁路隧道，而山岭铁路隧道多用暗挖法。

按开挖断面大小、位置分，有分部开挖法和全断面开挖法。

在石质岩层中采用钻爆法最为广泛，采用掘进机直接开挖也逐渐推广。

在松软地质中采用盾构法开挖较多。

2、隧道工程钻爆法在隧道岩面上钻眼，并装填炸药爆破，用全断面开挖或分部开挖等将隧道开挖成型的施工方法。

钻爆法开挖作业程序包括测量、钻孔、装药、爆破、通风、出碴、锚杆、立架、挂网、喷锚等工序。

钻爆法开挖采用的方法有全断面开挖法和分部开挖法。

3、隧道工程盾构法采用盾构作为施工机具的隧道施工方法[2] 。

1825年在伦敦泰晤士河水下隧道首先试用盾构，并获得成功。

此后，松软地质多采用盾构法开挖。

盾构是一种圆形钢结构开挖机械，其前端为切口环，中间为支撑环，后端为盾尾。

开挖时，切口环首先切入地层并能掩护工人安全地工作;支撑环是承受荷载的主要部分,其中安设多台推进盾构的千斤顶及其他机械；盾尾随着上述两部分前进，保护工人安装铸铁管片或钢筋混凝土管片。

盾构法适用于松软地层，施工安全，对地层扰动少，控制围岩周边准确，极少超挖。

日本丹那铁路隧道曾采用盾构法施工。

4、隧道工程掘进机法在整个隧道断面上，用连续掘进的联动机施工的方法。

早在19世纪50年代初，美国胡萨克隧道就试用过掘进机，但未成功。

直到20世纪50年代以后才逐渐发展起来。

掘进机是一种用强力切割地层的圆形钢结构机械，有多种类型。

普通型的掘进机的前端是一个金属圆盘，以强大的旋转和推进力驱动旋转，圆盘上装有数十把特制刀具，切割地层，圆盘周边装有若干铲斗将切割的碎石倾入皮带运输机，自后部运出。

机身中部有数对可伸缩的支撑机构，当刀具切割地层时，它先外伸撑紧在周围岩壁上，以平衡强大的扭矩和推力。

隧道衬砌类型字母隧道衬砌是隧道工程中至关重要的一环，它承担着支护隧道围岩、防止坍塌和保证隧道安全通行的重任。

随着隧道工程的不断发展和技术进步，隧道衬砌类型也日益丰富，为各类隧道工程提供了多样化的选择。

本文将对隧道衬砌的类型及特点进行梳理，并分析各类隧道衬砌的应用场景、施工要点及注意事项，以期为隧道工程建设提供有益的参考。

一、隧道衬砌的类型及特点1.砌块衬砌：砌块衬砌是用砖、石或其他建筑材料砌筑而成的隧道衬砌。

特点是施工简便、成本较低，适用于较稳定的围岩条件。

2.钢筋混凝土衬砌：钢筋混凝土衬砌采用模板浇筑，具有较高的强度和耐久性。

适用于围岩条件较差、需要加强支护的隧道工程。

3.喷射混凝土衬砌：喷射混凝土衬砌是通过喷射设备将混凝土喷射到隧道围岩上，具有施工速度快、对围岩扰动小等优点。

适用于不稳定围岩的隧道工程。

4.钢板衬砌：钢板衬砌采用预制钢板焊接而成，具有较高的强度和抗变形能力。

适用于软弱围岩、大跨度隧道等特殊场景。

5.复合式衬砌：复合式衬砌是将多种衬砌材料组合使用，充分发挥各种材料的优点，达到提高支护效果、降低成本的目的。

适用于复杂的隧道工程。

二、各类隧道衬砌的应用场景1.砌块衬砌：适用于围岩稳定、地下水较少、隧道断面较小的场景。

2.钢筋混凝土衬砌：适用于围岩较差、地下水较多、隧道断面较大的场景。

3.喷射混凝土衬砌：适用于不稳定围岩、隧道断面较小、施工速度要求较快的场景。

4.钢板衬砌：适用于软弱围岩、大跨度隧道、地下水较多的场景。

5.复合式衬砌：适用于复杂的隧道工程、支护要求较高的场景。

三、如何选择合适的隧道衬砌类型1.充分了解隧道工程的地质条件、地下水状况、隧道断面等要素。

2.分析各类隧道衬砌的优缺点，结合工程特点进行综合比较。

3.考虑施工条件，如施工周期、成本预算等因素。

4.咨询设计与施工单位，借鉴类似工程的成功经验。

四、各类隧道衬砌的施工要点及注意事项1.砌块衬砌：注重砖石等建筑材料的质量，控制砌筑砂浆的标号和厚度，保证衬砌的整体稳定性。