超大断面隧道开挖技术(获奖版)

超大断面隧道开挖方法辜建军(中铁二十三局集团第三工程有限公司，四川成都61I130)应用科技j__1毡蕊-誉瓢疑镪≈崃藿飞奎曦商畏警文拳褥鬻磷谖警撼嚣除法薅獠禽瓷蠢撩海等多穗谴芙冁煎隧遘蠢猿灏篱祷攀誊．i i；i}i≮《。

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j随着国内铁路等建设进入新的大发展时期，大断面隧道数量也随之增加，在大断面隧道开挖施工中由于需要考虑工程技术作业空间、内部配件空间、安全空间、救援通道以及空气动力学的影响等多方面因素而使隧道开挖难度大大增加，也使得隧道开挖成为全线控制的关键环节。

1全断面开挖法全断面开挖具有较大的工作空间，适用于大型配套机械施工，且其施工速度快，并由于是单工作面作业而便于施工组织和管理；但由于该种方法开挖面大而导致围岩相对稳定陛刚氐，同时由于每循环工作量相对较大要求有较强的开挖、出渣能力及相应的支护能力。

该种工艺施工时宜采用液压凿岩台车，隧道较短则可采用多功能台架气腿凿岩钻7L 技术：装渣则宜采用大斗容的铲装机、挖装机或装载机，锚杆施工可根据现场情况选用凿岩台车、锚杆台车或锚杆钻机，混凝土喷射应采用喷射能力不小于5m3／h的湿喷机，条件允许则可采用集装料、配料和喷射于—体的喷射三联机。

全断面开挖应有较大的断面进尺比以求获得较好的爆破效果，但由于开挖断面大、用药量大导致爆破引起的震动较大，因此需进行严格的爆破设计，对于有严格振动要求的隧道应采用可刚氐炸药用量30％，爆破振动减小50％的下导洞超前法开挖。

2台阶法所谓台阶开挖法即是将断面横向分割为两个或三个部分来分别进行开挖，其根据地质条件、断面大小和机械配备隋况可分为两台阶或三台阶，台阶开挖法对围岩的使用范围很广，对开挖设备的配置较全断面法要求低，但采用该种方法施工应注意台阶长度的选择，一般根据初期支护形成闭合断面的时间要求和上半断面施工时开挖、支护以及出渣等机械设备所需空间大小要求进行选择，—般在钻爆法开挖的石质隧道内采用长台阶法而在机械开挖的土质隧道内采用短台阶法。

2.1超大断面隧道十字岩体法施工技术2.7.1技术产生背景为了减少城市轨道交通施工对城市交通、周边环境的影响，我国越来越多城市采用矿山法的方法对超大断面的地铁车站及区间进行施工，超大断面隧道暗挖施工常采用CRD 或双侧壁导坑法，其思路是将整个大断面分为多个小断面多部开挖，以钢结构、混凝土结构作为临时支撑承受荷载，分段施作结构，最后形成完整的隧道结构。

采用上述方法修建该类超大断面隧道（以地铁车站为主），存在着开挖步序多、临时支撑量大且拆除困难、受力转换关系复杂等难题，变形不易控制，工期及安全难以保障，本工法主要解决了岩石大跨度浅埋条件下的施工难题。

2.7.2技术内容针对隧道围岩的概念，提出了超大断面隧道“内岩支护”的理念，内岩是指地下工程修建过程中需要挖除的那部分岩体，如双侧壁导坑的核心土就是内岩的一种。

“内岩支护”理念是一种利用内岩替代临时支撑，发挥内岩自承能力支护围岩，改善掌子面受力状态，将新奥法“围岩-支护”体系发展为“内岩-围岩-支护”体系的全新理念，见图2.7-1。

图2.7-1 “内岩支护”理念示意图此理念强调发挥内岩承载能力，通过科学划分开挖分部方式，恰当控制“开挖-支护-永久结构”间的步序关系，将整个地铁车站断面划分成上下、左右多个导洞，形成类似于“○十”、“○井”、“○丰”、“○卅”型等形态的隧道内岩临时支护结构，采用“主动式”内岩支护结构替代传统的“被动式”钢拱架支撑结构，改善了“围岩-支护”体系受力状态，减少了围岩变形，提高了施工过程结构整体稳定性。

超大断面隧道“十字岩体法”施工技术是利用十字形内岩支撑，将大断面隧洞划分为上下左右四个导洞进行分步开挖与支护，然后限长分段解除内岩，最后施作永久结构的一种暗挖施工方法。

如图2.7-2所示，首先顺序完成4个导洞开挖与支护作业，保留4个导洞间的内岩作为主动临时支撑结构，然后按照限长分段原则解除部分内岩，形成永久结构作业空间，利用内岩作为模板台车支撑的一部分（见图2.7-3），开展永久结构施作，最后挖除剩余内岩，施作底部永久结构。

浅埋暗挖超大断面车站隧道双侧壁导坑钻爆开挖施工工法浅埋暗挖超大断面车站隧道双侧壁导坑钻爆开挖施工工法一、前言随着城市地铁的快速发展，地铁车站隧道施工变得越来越重要。

为了满足人民日益增长的出行需求，需要设计和建设更加宽敞和舒适的车站隧道。

本文将介绍一种浅埋暗挖超大断面车站隧道双侧壁导坑钻爆开挖施工工法，该工法适用于车站隧道的建设，具有较高的施工效率和质量保证。

二、工法特点该工法的主要特点是采用双侧壁导坑钻爆开挖施工工法，这意味着在车站隧道两侧分别开挖导坑，然后通过钻爆方法进行开挖。

这种工法可以大大减少施工时间，并且可以确保施工安全，同时还能够保证车站隧道的质量。

三、适应范围该工法适用于浅埋暗挖超大断面车站隧道的建设，特别是在地下水位较高或者土层较松散的地区。

这种工法可以适应各种复杂地质条件，保证车站隧道的稳定和安全。

四、工艺原理该工法的工艺原理是通过钻爆方法进行开挖，在施工过程中采取一系列的技术措施来确保车站隧道的稳定性和安全性。

具体技术措施包括：合理的钻爆参数设计、定向爆破技术、隐蔽覆盖层的设置等。

通过分析实际工程和施工工法之间的联系，可以清楚地了解该工法的理论依据和实际应用。

五、施工工艺该工法的施工工艺包括以下几个阶段：导坑开挖、钻孔爆破、挖土运输、支护施工等。

在导坑开挖阶段，施工人员首先利用土方机械挖掘两侧导坑，然后进行钻孔爆破。

在钻孔爆破阶段，施工人员根据设计要求进行钻孔设计，并根据实际情况调整钻孔参数。

爆破过程中需注意控制振动和噪音，以减少对周边环境和建筑物的影响。

在挖土运输阶段，施工人员使用运输设备将挖出的土方从车站隧道中运出。

在支护施工阶段，施工人员根据设计要求进行隧道的支护工程，确保隧道的稳定和安全。

六、劳动组织为了确保施工进度和质量，施工人员需要进行合理的劳动组织。

具体包括：合理安排施工队伍，明确各个工种的职责和任务；合理分配劳动力和设备资源，确保施工进度和质量的要求；制定详细的施工计划和施工方案，确保施工过程的顺利进行。

大断面隧道分部开挖的爆破技术1 工程概况八家村隧道全长231m，起于K2+168止于K2+399，隧道按照客货共线双线隧道设计，进口施工区段为浅埋地段，最大的埋深达到30m，最小的埋深仅有8m，隧道开挖断面形状如图1所示。

地表的施工环境复杂，距隧道口东北方向200m处是320国道，车流量大，距隧道口西南方向180m处是杨林鑫地园艺场，隧道四周有密集的居民房屋。

隧道穿过的岩石多为IV、V级围岩，主要由泥岩和砂岩组成，自稳能力较差。

2 地形地貌隧道穿过嵩明县著名的风景区长虫山，地表海拔为1905-2100m，高差达到195m，所处的地形起伏比较大，自然横坡为9°～40°，部分地形比较陡峭。

由于隧道埋深小，考虑爆破作业震动对既有隧道的影响，保证既有隧道投入使用后的安全，决定在隧道进口25m内（即K2+168至K2+193）运用破碎锤进行掘进，剩余的采用控制爆破方法进行掘进。

3 爆破施工技术隧道的岩层属IV、V级岩石，围岩软弱自稳能力较差，受到震动容易坍塌，施工难度较大。

结合隧道的工程地质条件、场地条件、结构埋深和工期等因素，根据铁路隧道施工的规定，为保证施工时和投入使用时的安全，掘进方法拟选用三台七步开挖法，一边掘进一边进行支护，隧道的周边孔则使用光面爆破技术开挖隧道轮廓[1-3]。

3.1 设计原则①控制爆破的有害效应。

降低爆破震动的幅度，最大限度的减少冲击波对围岩的震动作用，保证周围居民房屋的安全；控制飞石的距离，保护周围的建筑物和苗圃等。

②在爆破效果不受影响的条件下，最大可能的减少炸药单耗量，提高掘进进度，缩短工期，获得最大的工程效益。

3.2 爆破掘進的顺序及方法隧道掘进顺序如图2所示。

为了保证上台阶不塌方，运用传统的预留核心土的方法，整个掘进面运用三台阶七步开挖法。

台阶的高度分别为340cm、320cm和340cm。

3.3 选取爆破参数①孔径d。

钻孔设备使用YT-28型钻机，钻机的钻头直径38mm，炮孔直径42mm。

Value Engineering0引言随着社会经济发展和交通运输需要，对高速公路设计速度、交通量、服务能力等提出更高要求，因而逐渐出现较多大断面、超大断面隧道，开挖断面的增大，意味着隧道开挖施工将迎来更大的挑战，针对超大断面隧道，制约开挖施工的因素不仅仅是开挖断面大，复杂的周边环境也对隧道开挖施工造成严重影响。

目前隧道开挖方法有全断面法、台阶法（长台阶法、中台阶法、短台阶法）、分部开挖法（双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、环形开挖预留核心土法），这些开挖方法基本满足一般隧道开挖施工需要，但其存在一定的普遍性，针对某一特定环境下的某隧道开挖无法做到“对症下药”，就此以某隧道工程为实例，通过合理优化得到一种适合于临近既有高速公路全隧浅埋四车道超大断面隧道开挖新方法，对其进行深入总结、研究，为类似工程施工提供借鉴。

1工程重难点某隧道全长335m ，为高速公路四车道超大断面隧道，最大埋深41m ，最小埋深仅14m ，属全隧浅埋。

①爆破难度大：某隧道距临近高速C 隧道最近距离为23.5m 、与B 隧道洞口两者间最近距离约28m ，大罗山隧道、B 隧道、A 隧道左右幅、C 隧道左右幅呈多管并行，贯穿大罗山，临近高速施工且为小净距隧道，导致新建大罗山隧道施工风险较大，爆破控制要求高。

②开挖断面尺寸大：大罗山隧道为四车道超大断面隧道，开挖宽度20.6m ，高度13.44m ，开挖断面大，Ⅳ级围岩开挖断面面积219.56m 2，Ⅴ级围岩开挖断面面积达238.76m 2。

③周边环境复杂：大罗山隧道周边存在既有高速公路隧道和在建公路隧道，爆破施工可能对既有隧道造成影响，对临近高速公路行车及人员造成伤害。

④隧道围岩地质差：存在不利于施工安全的地质破碎带、节理密集带等不良地质隧道整体地质情况较差，隧道地质围岩Ⅳ级和Ⅴ级围岩长度合计占比100%。

2方案比选及优缺点分析针对大断面、超大断面隧道洞身开挖，施工中大多采取双侧壁导坑法、CRD 法、三台阶七步法，较为常用的为双侧壁导坑法与三台阶七步法。

大跨度隧道全断面开挖施工工法(YJGF15-92)铁道部隧道工程局隧道施工如仍采用60 ―― 70年代以轻型机具为主地小型机械进行分部开挖、斗车运输、木支撑替换混凝土衬砌地施工方法，已不能适应隧道全断面施工地高速、优质和安全地要求，同时,也无法满足修建大跨度和长大隧道地需要•80年代建设地衡广复线，在铁道部地领导和支持下，针对评乐段长14.295km地大瑶山双线电气化铁路隧道地修建，开发了大跨度隧道全断面开挖施工工法，解决了隧道长、断面大、工期短带来地一系列难题.在施工中打破常规应用十项科研关键技术成果，做出了许多新地尝试和突破，发展、改变了近百年来修建隧道地传统方法.全面应用新奥法原理指导施工；成功地进行了硬岩深孔爆破和软岩全断一次成型爆破；首次运用了光电测距导线和光电三角高程控制测量新技术进行隧道控制和竖井投点；成功地进行了27.6km独头巷道地施工通风；第一次大规模地应用带塑料板地复合衬砌技术，发挥了围岩地承载能力，创造了大地施工空间，解决了隧道漏水问题；全面采用大型机械化进行全断面施工，形成了破岩装运、支护、衬砌三条卓有成效地机械化作业线，创造了较高地施工速度，最高单口月成洞 217双线M，全隧道平均单口月成洞 99.2双线M，通过地质恶劣地长465m地F 9惭!」诸，单口月平均开挖19.75双线M;施工中采用各种超前地质预报；多种注浆加固围岩及堵水；全面进行施工监控量测，信息反馈技术.从而，大大改善隧道施工作业环境，为安全快速施工，提高工程质量提供了技术保证.使该隧道施工技术成为我国隧道建设史上一个新旧方法地转折，开创了隧道施工采用新方法、新技术、新设备、新工艺地成功模式，并制定了各种施工工艺操作细则及标准.本工法地单项科研技术成果前后通过了部级技术鉴定.其综合配套技术获1989年铁道部科技进步特等奖.参加了首届全国工业企业技术进步成果展览，国家重点建设工程图片展览、国际第16届隧道年会展览和 1992年国际铁路现代化展览等.本工法地多项科技成果已纳入铁道部地相关技术标准规范，并已得到广泛推广和应用.如大秦线西段二十多座铁路隧道梧桐山、板樟山等公路隧道和大广坝、太平驿、铜头水电工程地地下工程均应用了本工法施工，取得了很好地经济效益和社会效益.一、工法特点(1)本工法全面应用新奥法原理指导施工.(2)采用五 M深孔光面爆破，解决了深孔掏槽、克服管道效应、非电起爆、爆破振动监控量测、周边预裂光爆等系列技术问题；通过优选爆破器材和选择合理爆破参数等，使炮眼利用率平均95%^上，炮眼痕迹保存率达 70%左右(见隧道硬岩深孔爆破工法).(3)监控量测技术、数据处理方法和信息反馈地判断准则技术用于施工，使一切施工管理、施工方法用数据说话,保证了隧道施工地安全作业 .(4)初始应力场及二次应力场地量测技术，超前15m声波探测光谱显微构造分析，结合洞内素描，赤平极射投影技术，进行了准确地地质预报，其准确率达80%左右.(5)采用喷锚支护复合衬砌结构，其外层用锚杆喷射混凝土初期支护，内层模注混凝土作二次衬砌，两层间设置塑料防水层(见隧道复合式衬砌施工工法 ).(6)大型机械化快速配套施工，成功地建立了凿岩装碴运输、混凝土锚喷支护和二次衬砌三条机械化作业线，使单口开挖月进尺最高达到203m,平均月进尺187m,混凝土衬砌施工最高达300m/月进尺(见隧道大断面快速施工工法 ).(7)隧道长距离(2763m)独头无轨运输施工通风地成功，可减少一条平行导坑地工程.(8)通过F)断层严重地层破碎带，采用地周边浅孔预注浆堵水、加固地层技术(见双线隧道富水软弱破碎围岩大断面工法).(9)控制精密测量技术,使14.295km隧道贯通误差精度横向17.3mm(限制土 400mm),仅为限差地4.4%,高程误差4.6mm(限差土 50mm),仅为限差地9.2%.(10)隧道做到安全施工，死亡率为第km0.57人.二、适用范围(1)本工法适用于新奥法原理指导施工地各种隧道、地下通道及洞室. . 2(2)深埋、铁路围岩川-"类，开挖断面80~120m地隧道.(3)采用大断面深孔爆破机械化快速施工地公路隧道.水工隧道及其它类似地地下工程.三、工艺原理(1)以岩体力学理论为基础，应用新奥法原理指导施工，充分发挥围岩地自承能力，通过控制爆破技术，及时进行喷锚初期支护，防止围岩松动，应用量测监控及时反馈，充分发挥围岩和初期支护地作用，利用大型机械快速施工.(2)应用爆破成型原理，做到了对不同围岩地光面爆破、预裂爆破和深孔爆破(3)利用变位反分析法原理，进行复合衬砌地计算和设计.(4)利用围岩特性曲线，确定施工工序之间地合理施作时间.(5)应用流体力学气体流动理论，解决了施工长距离管道通风.(6)应用地质力学原理、浅层地震反射波原理和遥感原理探明了构造，进行隧道地质超前预报.(7)应用系统控制网络理论，进行机械化配套和管理快速施工.(8)应用概率论、数理统计理论及测量误差理论，合理处理边角数值，绘制误差椭圆对三角网及导线分析；将光电测距仪应用于洞内控制测量，并提出光电测距导线环平差新方法，大大提高测量精度.方便灵活，省事省时.(9)利用排、堵、截原理，进行隧道防排水注浆处理，使隧道基本做到滴水不漏、保持干燥.四、施工工艺(一)丁艺桿序（二）施工要点及注意事项 1. 深孔掏槽技术（1）隧道掘进深孔爆破主要取决于大直径深孔掏槽是否成功，本工法采用直眼掏槽 面积1100mm 1100mm ；匸护丿幻"门1）单临空孔掏槽，如图3（a ）,适用于3.0m 以下浅孔爆破.,掏槽图1爆破幵幣作业摩序圈2.支护衬砌作业程序（图2）图2比护衬砌邯业榔洋图2)双临空孔掏槽，如图3(b),适用于3.0~3.5m爆破效果最佳3)三临空孔掏槽,如图3(c),适用于3.5~5.15m爆破中应用to俐3探扎搁也式(2)当临空孔直径为102mm孔间距在70~150mm掏槽抛掷效果最好，临空孔与装药炮眼间距150~180m m裂隙发育时采用 250~300mm).(3)装药参数：使用大药卷①=42mm一号抗水硝铵炸药或①=40mm乳胶炸药集中装药，掏槽效果良好，参数如表1所示.(4)掏槽炮眼起爆地合理间隔时间：在深孔爆破中，掏槽孔起爆间隔50~75ms,采用段数越多越好，让每一炮段都单独顺序起爆，槽腔逐渐扩大，一掏到底•(5)掏槽位置：一般设在隧道中心线偏左或偏右位置•具体尺寸如图 4 所示.如设在中心线上最理想，但当钻孔台车在隧道中间钻孔时，其左右两臂工作地界限位置在隧道中心线上掏槽在隧道横断面中间，就需要两臂共同完成掏槽钻孔，操作困难，布眼不易准确•总线能道台车钻孔轶榊鮎t2.全断面深孔预裂爆破.(1)IV类围岩5m预裂爆破中，采用三临空孔直眼掏槽，临空直径“ 102mm.(2)周边眼间距E=45~50cm,相对距离E/W取0.6~0.7(W 为周边最小抵抗线长度),装药结构用①35mm长165mm药卷，装药集中度为0.3~0.35kg/m,不偶合间隔装药，不偶合系数1.37, 为克服管道效应可用高爆速 (5000~6000m/s)炸药，并在各卷炸药间串联传爆线,让药卷架空于钻孔中间•另外适当采用底集中装药2~4卷，每隔3~5个炮眼布置一个崩落眼集中装药•周边眼起爆时间采用即发雷管或段毫秒雷管首先起爆与段掏槽起爆相配合3.全断面深孔光面爆破•(1)掏槽眼：采用三临空孔直眼掏槽,直径为①102mm.(2)周边眼：周边眼间距 50~65mm一般按相对距离 E/W=0.8,用①35mm小药卷间隔装药, 装药集中度为 0.20~0.25kg/m.(3)起爆顺序：由里向外层层爆破，掏槽眼起爆雷管段，扩槽眼为段，掘进眼由里层向外层段别为，底板眼为，周边眼最后起爆为段•4.(1)钻孔前，测量中线水平，将拱顶两侧起拱线及轨面线位置控制准确，将设计炮孔布置在开挖面上•(2)钻孔：钻孔台车轴线与隧道中线平等，要求精确就位，按设计画定地位置和炮眼顺序进行钻孔，避免漏钻和台车臂互相干扰，钻孔深度 5.15mm，直径①48mm掏槽临空孔三个①102mm由①48mm扩大为①102mm有条件也可一次钻成直径①102mm地底孔).(3)1)备足计划装药量和各种爆破器材，周边眼在洞外加工好竹片，串装药串.2)装药前先用高压风装孔中岩粉吹净.3)人工装药先上后下，先两侧后中间.每孔装药后用炮泥堵好，炮泥长不少于20cm.4)连线起爆：整个掌子面导爆管分六束，分别捆绑于同段雷管上(为保险起见每束安两个同段雷管最好)，最后再把六束导爆管并联捆扎在一个雷管上，留足导爆索长度，检查好安全再行起爆.(4)1)当隧道进出口采用无轨运输，初期阶段(掘进1370m)用两台MFA100P-SC型风机分散串联在①1200mm铁风管上进行压入式通风，后期增加一根①1200mm铁风管至模板台车处，同时向洞内压风.2)在有平导地段，用巷道式通风(平导进风，正洞出风).平导以后地段仍然采用风管压入式通风.3)斜、竖井到达井底后，采用上半断面开挖，有轨运输，可用压入式混合式通风，风管直径①1000mm铁皮风管.4):(a)当施工方法发生改变或两工区之间贯通，对原通风布局及时进行调整、改进.(b)当风管有效范围达不到掘进工作面时，应按长风管，使掌子面一带通风良好.(c)衬砌台车移动前，拆除前后风管，移动后及时接通前后风管.(d)维护好风管，处理漏风，保养、维修风机，定期进行通风检测.可用现场实测方法查明炸药在双线隧道中爆破时地抛掷长度,CO发生量及沿隧道纵向分布规律，测定无轨运输柴油机废气地分布规律和无轨运输时通风量指标.5)爆破后先通风，掌子面基本没有炮烟，人员才能进入掌子面把危石撬掉，再用高压水冲选开挖面除尘.(3)喷混凝土支护：隧道喷射混凝土采用双水环喷头国产PH-30型或转子型喷射机，人工对开挖面拱部进行一次喷射混凝土.RODOT-75喷射机械手和B1.5~4.0喷射三联机配套用于出碴后，拱部二次复喷和边墙地混凝土喷射作业.(4)用侧卸式2.6~2.8m 3斗地装载机装碴,12~20t自卸汽车运输出碴.5.(1)要求混凝土工厂和混凝土输送车地输送能力与混凝土泵地灌注能力相匹配(2)混凝土自进入搅拌输送车至卸料时间不超过初凝时间,混凝土输送过程中要保证不发生离析，若运至灌注地点地混凝土有离析现象时，在灌注前须进行二次搅拌•(3)模板台车每次移位前，在准备衬砌部位地两侧边墙下方须预先灌注墙基混凝土，高度为700mm并沿隧道方向每隔1500mm预埋地脚螺栓,以便固定钢模板地最低边缘•实施中常因预埋地脚螺栓位置偏移，很难与模板最下边缘孔对好，为防模板走动用加设横撑办法解决•(4)隧道衬砌封顶采用钢管压注法，选择合适地混凝土塌落度，仍从拱部地灌注口压注封顶•(5)混凝土脱模强度必须达到 2.5MPa，一般情况下需养扩17小时以上方准拆模.4.量测工程地确定和布置(1)监测工程见表2.(2)量测布点见表3.(3)量测频率见表4.(4)1)根据实测位移值或预测最终位移来判别，见表5.2)根据位移变化速率判别：当净空变化速率大于10mm天时，需加强支护系统，当净空变化速率小于0.2mm/天时，则认为基本稳定.3)根据位移-时间曲线地形态判断：当围岩变化速率下降时，围岩趋于稳定•若变化速率保持不变时，应加强支护系统.当变形速率不断上升时，表示已进入危险状态，必须立即加强支护系统.5.控制测量(1)光电测距精密导线网取代传统地三角网作为洞内外地平面控制(2)沿导线点采用光电测距三角高程方法控制隧道高程(3)在竖井联系测量中，利用光学投点，光电测距仪导入高程和运用GAK-I型陀螺经纬仪测量井上下联系边地空间投影，几何平面角传递坐标方位.(4)用数理统计处理观测数据.五、施工机械(一)！隧道大断面快速施工建立了开挖装运、锚喷支护、混凝土衬砌三条机械化作业线、设备配备如表 6.三条机械化作业线地形成对加快工程进度、节省劳力、提高工程质量发挥了重要作用.(二)！1.(1)对工程队实行了机械专业配属制，按照开挖、装运、喷锚、支护和混凝土衬砌地施工,组建了相应地专业分队，把安装调试、使用、维修、改造地子系统内部各环节尽可能地协调起来，专业队除使用机械外，还要负责机械维护保养和配件，材料消耗考核，形成专业队管理为主地管、用、养、修体制•(2)配属制同经租制相结合，局处两级统一掌握大型通用设备，以租赁方式为生产服务•(3)变单纯地行政手段管理为横向经济责任制地互相制约与联系，使开挖、衬砌专业生产组织形式地施工进度和经济效益同核算单位地责、权、利相统一(4)在工程队实行“百含”地同时，在机械管理上及时采取工程队对专业分队实行五定(定人员、定设备、定消耗、定质量、定产量 )，专业队对工程队实行五包(生产、质量、消耗、安全、设备完好)包定指标，层层分解，落实到单机和个人•(5)在机械维修上，实行任务到人，机组包干•职责明确、奖罚兑理，保修质量同完成任务和分配严格挂钩•2.为专业化施工服务地技术组织保证，是加强基层力量搞好机械设备管理地基础•3.施工机械管理地主要组织措施.(1)以三定四包(定机、定人，定岗位，包保管、包使用、包维修保养、包完成任务)为主要内容地岗位责任制.(2)开展横向经济承包责任制.(3)强制保修和单机经济责任制六、劳动组织(一厂(1)测量划线(包括监控测量)6人(2)钻孔(包括锚杆施工)16 *(3)装药爆破18 .k(4)通风找顶洒水2(5)喷射混凝土 24人(6)出碴15上(7)清理、安装风水电、养路等29 \合计109人(二)；(1)塑料防水层铺设2人(2)混凝土工厂12 \(3)输送泵6人(4)混凝土输送18扎(5)其它15 .人(6)脱模定位7人合计70 、七、质量控制和安全要求本工法除应遵循现行国家和部颁有关隧道施工、安全、质量、验收规范外，还应按照我局制定地大瑶山隧道施工操作细则、质量标准和安全检查规程施工•为了搞好质量控制和安•仝要求还应诳行:1.(1)根据不同围岩情况，选择合理地钻爆参数,选配最佳爆破器材，完善爆破工艺，提高爆破质量.(2)提高画线、打眼精度，特别是周边眼地精度，直接影响超挖值，必须按设计轮廓进行•(3)保证周边眼间隔装药质量，装药前应将药卷用竹片加工成药串•钻孔装药量要严格控制，雷管不能混装，注意炮孔口炮泥堵塞质量•(4)在解决好控制超挖技术时，必须有一套严格地施工管理制度来保证技术地实施2•喷射混凝土地质.(1)喷射混凝土施工应达到地半点就•嗖为：R=0.85R+1.65S n式中R喷射混凝土标号；S n ------ 占训(2)喷射厚度检查：一般用钻孔、锤钉等办法检查(3)检查喷层是否平顺，有无漏喷、离鼓、有无裂缝，尺寸断面是否正确等•3.应用监控量测进行信息化施工，及时判断不同围岩地稳定情况，进行施工决策，确保安全.八、效益分析以(1)施工中采用本工法大大加快了修建速度，经对比测算，比传统方法修建提前二年半，可提前增加运输收入•(2)钻爆采用光面爆破技术，较普通爆破每立方 M岩石节约2.9元左右.(3)大瑶山隧道施工爆破技术地成功应用，使我国隧道地施工技术达到了国际先进水平，为我国修建隧道，特别是长大隧道开创了一条新路.(4)本工法施工爆破技术，安全可靠，在14.295km地大瑶山隧道施工过程中，钻爆施工无一伤亡.(5)采用全断面机械化施工和传统地分部开挖木支撑法在同类地层中进行对比，能提高施工进度25%~35咗右.用复合式衬砌每延 M用钢量有所增加，但可节省木材55%~65咗右，每延M成洞工天减少25%~35咗右.(6)根据新奥法地原理，在总结大瑶山隧道施工经验地基础上，在i—n类软弱地层施工中运用本工法，亦取得了圆满成功•(7)本工法地施工原理，支护结构参数、施工方法、施工工艺、施工设备地选型配套，已形成一种模式，根据这个模式编写了《新奥法指南》，这本《指南》已在类似地下工程、铁路、公路隧道中全面推广和应用，已取得了显著地经济效益和社会效益九、工程实例大瑶山隧道全长14.295km，在修建过程中，全面应用了本工法•使科研关键技术成果，直接转化为生产力.施工中采用大断面硬岩深孔爆破、光面爆破和预裂爆破，使开挖进尺大幅度提高；运用光电测距导线和光电三角高程控制进行隧道控制和竖井投点，使隧道施工测量达到了很高地贯通精度，其误差为：中线横向17.3mm，为限差地4.4%， 4.6mm，为限差地9.2%;施工通风技术地应用，使隧道地独头巷掘进长度达到 2.76km，而勿需设置单独地通风巷道；应用带塑料板地复合衬砌结构技术，发挥了围岩地承载能力；采用大型机械化全断面、半断面施工，形成了破岩装运、支护、衬砌三条机械化作业线，创造了较高地施工进度最高单口成洞 217双线M，全隧道均单口月成洞99.2双线M;施工中采用各种超前地质预报；多种注浆加固围岩及堵水；全面进行施工监控量测，信息反馈技术；使施工中未发生较大地塌方，创造了较高地安全生产纪录，取得了高标准地工程质量，工序合格率100%，优良率84.3%.大瑶山隧道从1981年11月开工到1987年5月贯通，1988年竣工通车，历时6年半，比传统施工方法提前两年半建成，在我国隧道史上是一个新旧地转折点，也是地下工程修建技术一次大地飞跃.大瑶山隧道地施工模式，如合理选择支护结构参数和型式，适用不同地质条件地施工方法、施工工艺和施工设备地选型配套等，已形成一套工法.这套工法已在类似地下工程如大广坝、太平驿、铜头等水电工程，铁路如大秦线西段二十多座隧道，军都山等数十座隧道，公路如梧桐山、板樟山等多座隧道中全面推广应用执笔：朱弋(返回上一级)。

文章编号:1009-4539(2021)03-0131-05/超大断面超深公路隧道通风竖井施工技术王林俊(中铁十七局集团第二工程有限公司陕西西安710038)摘要：针对关山隧道超大断面超深公路隧道通风竖井施工难度大、安全风险高等特点，通过采用凿井专用“大提升机”、"大吊桶”出磴、“大伞钻”进行深孔爆破作业的“三大一深”施工工艺，大大加快了现场施工进度，保障了现场施工安全及施工质量。

通风竖井二衬和十字隔墙通过采用滑模技术，实现了同步浇筑，具有施工进度快、混凝土整体性好、无冷缝、混凝土外观质量好、节省材料、劳动力投入少等优点。

这对于采用正井法开挖施工超大超深隧道通风竖井具有重要借鉴意义。

关键词：超大断面超深通风竖井正井法伞钻滑模同步中图分类号：U455.8文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1009-4539.2021.03.031Construction Technology of Ventilation Shaft of Super Large Section andSuper Deep Highway TunnelWANG Linjun(China Railway17,h Bureau Group2nd Engineering Co.Ltd.,Xi'an Shaanxi710038,China) Abstract:In view of the characteristics of large difficulty and high safety risk in the construction of ventilation shaft of super large section and super deep highway tunnel of Guanshan Tunnel,the three major and one deep”construction technology of deep hole blasting operation with special"big hoist”，"big bucket”mucking and"big umbrella drill”is adopted,which greatly speeds up the on-site construction progress and ensures the on-site construction safety and construction quality.The second lining and cross partition wall of ventilation shaft are poured synchronously by using slip form technology,which has the advantages of fast construction progress,good concrete integrity,no cold joint,good concrete appearance quality,saving materials and less labor input.It is of great significance for the construction of ventilation shaft of super large and super deep tunnel by the main shaft method.Key words:super large section；super deep；ventilation shaft；main shaft method；umbrella drill；sliding mode；synchro­nization1工程概况新建平凉至绵阳国家高速公路(G8513)平凉(华亭)至天水段是平凉至绵阳国家高速公路联络线(G8513)的重要组成部分，其中关山隧道长度9.6km,通风竖井位于关山隧道YK80+117右侧73.5m处，净直径10.8m,最大开挖外径13.3m,井深339m (V级围岩39.4m,IV级围岩299.6m)。

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（各国高速铁路隧道净空面积见下表所示）。

本文对客运专线大断面浅埋隧道开挖技术做系统研究，以供同仁们共同商超大断面隧道分部开挖施工技术）摘 要 随着我国高速铁路的发展，大断面隧道将成为高速铁路隧道的重要组成部分。

本文从施工技术方面对哈大客运专线笔架山隧道 CRD 法施工进行了详细的阐述和总结，对以后同类型的隧道施工具有一定的借鉴意义。

关键词 高速铁路 大断面隧道 CRD 法 施工技术一、 扩大断面隧道研究背景、国内外现状随着国家对基础建设的逐步完善，我国的高速铁路建设又进入了一个新的 大发展时期。

由于铁路等级的提高和交通量的剧增，包括大断面在内的各类铁 路隧道数量会进一步增加。

目前，国内大力发展的客运专线铁路基本上都是一次建成双线，同时考虑 工程技术作业空间、内部配件空间、安全空间、救援通道以及考虑空气动力学的影响所需，客运专线铁路隧道设计内净空面积达到 100m 2 以上。

哈大客运专 线设计时速达 350Km/h ，隧道最大开挖面积 205m 2，隧道断面内轮廓净面积 134.66m 2，开挖工序比较繁琐，施工难度较高。

目前在国内，如此大断面的双 线铁路隧道开挖施工是一个全新的课题，国外也很少有类似的经验可作参考榷和探讨。

二、工程概况 笔架山隧道位于普兰店湾北一公里处，隧道进口里程DK67+255，出口里1程DK67+600，隧道全长345m；隧道位于直线上，隧道内进口至DK67+450为16‰的上坡，DK67+450至出口为3‰的上坡，隧道最大埋深约31m。

笔架山隧道地层岩性：隧道分布古界蓟县系泥岩、砂岩，局部表覆第四系全新统坡洪积层细角砾土。

地质构造：依据区域地质资料，笔架山隧道区位于新华夏构造体系钓鱼台-邓屯-李店构造带上，根据物探资料分析隧道区中部为一褶皱，其北翼岩芯极其破碎。

三、笔架山隧道开挖-CRD法施工笔架山隧道开挖采用CRD法施工，CRD法源于日本，是中壁法和台阶法的综合，一般用于Ⅳ级围岩，为了更好的控制围岩变形时采用；同时由于本隧道为满足运梁车通过且为浅埋偏压隧道，故采用此方法施工。

超大断面软岩隧道施工新技术【摘要】依托贵昆铁路乌蒙山二号隧道四线车站段的修建，对超大断面软岩隧道修建技术进行了专项研究，攻克了一系列关键技术，为双线铁路在设站困难的西部山区修建四线隧道取得了第一手宝贵的资料，助推我国的交通事业向前发展。

文章介绍施工过程中采用的复合双侧壁撑索转换工法、三台阶以索代撑工法、撑索转换技术、以索代撑技术、索拱联合支护技术、信息化施工等新技术，以期对同类隧道的施工提供借鉴和参考。

【关键词】超大断面隧道复合双侧壁撑索转换索拱联合支护1•前言为适应我国经济和社会的快速发展，缓解运输能力紧张、实现大能力快速运输，减少环境破坏，进入二十一世纪后我国铁路建设高速发展。

时速200km及以上的客货共线铁路、250km/h城际铁路、350km/h客运专线大量修建，部分已投入运营。

经过多年的探索、实践、科研攻关，我国铁路修建技术在设计理念、施工工艺、技术装备等多个方面取得了重大突破和长足发展。

随着西部大开发战略的继续推进，受西南山区地形、地质条件限制，在建及拟建的大部分铁路线路中，隧道比重占线路总长的50%以上，部分段落隧道比重达90%以上，大量车站不得不伸入隧道内，由于已建成的基本为单线铁路，车站隧道大部分以双线车站为主，部分为三线车站。

近年来随着路网建设向山区发展，由于受曲线半径大、地形地质条件复杂、环保要求高等多种因素的制约，铁路沿线部分地段设站条件极为困难，由于铁路标准为双线，四线车站隧道不可避免。

2.工程概况改建铁路贵阳至昆明线六盘水至沾益段乌蒙山二号隧道，位于云贵高原中东部，行进于乌蒙山区长江、珠江两大水系的分水岭地带，线路起讫里程为DK276+090〜DK288+350,隧道全长12.26km,单洞双线，设计时速160Km, 通行双层集装箱，根据运能要求，并受地形限制，车站伸入乌蒙山二号隧道出口段，DK287+812〜DK288+350段为四线隧道，长538m,最大开挖宽度达28.42m,最大开挖面积为354.3m2,其开挖跨度、面积均为目前采用暗挖法修建的软岩单跨交通隧道世界之最。

跨江越海大断面暗挖隧道修建关键技术与应用获国家科技进步
奖
老关
【期刊名称】《公路交通技术》
【年(卷),期】2017(033)001
【总页数】1页(P58)
【作者】老关
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.高速铁路黄土隧道群修建技术与应用--张茅大断面黄土隧道修建技术成果总结[J], 杨建民
2.论跨江越海建设隧道的技术优势与问题 [J], 孙钧
3.穿江越海超大断面盾构隧道
建造技术高端论坛在汕头成功举办 [J],
4.穿江越海超大断面盾构隧道建造技术高端论坛在汕头成功举办 [J],
5.跨江越海技术获2016年度国家科技进步奖二等奖 [J],
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国内首条超大断面矩形顶管隧道修建综合技术国内首条（郑州市下穿中州大道）矩形顶管隧道工程具有断面超大、超浅埋、四条隧道平行布置，净间距小等特点，并为国内首次采用矩形顶管隧道做为城市交通主干道，修建技术复杂。

标签：超大矩形顶管；覆土浅；小净间距隧道；矩形管节设计；矩形顶管机设计；顶管隧道施工综合技术1 工程概况红专路下穿隧道起始点位于红专路与姚寨路交叉口处，沿红专路向东，下穿中州大道，终点位于红专路与龙湖外环路交叉口处，工程全长801.263m。

其中下穿中州大道段采用矩形土压平衡顶管法进行施工，长度为105m。

顶管段隧道为四条隧道平行布置，中间两孔斷面为10.10×7.25m，两侧两孔断面为7.50×5.40m。

顶管隧道横断面图见图1。

2 顶管隧道特点及重难点（1）断面超大：机动车道顶管隧道断面为10.10×7.25m，为目前国内乃至国外最大断面矩形土压平衡直拱顶管隧道。

（2）覆土浅：隧道覆土厚度在3.0-4.2m间，覆跨比仅0.3。

（3）净间距小：四条隧道平行布置，隧道间净间距仅1.0m，施工期间相互扰动大。

超大断面矩形顶管修建技术重难点在于：（1）采用矩形顶管隧道做为城市交通主干道尚属首次国内首次，可供借鉴和参考的经验较少。

（2）顶管管节断面为超大矩形，横向跨度较大，不利于顶板受力，造成管节厚度较大，整体管节较重，不利于管节运输和顶管施工，同时造成材料消耗较大，如何优化管节断面设计是需重点考虑的问题。

（3）顶管管节一般采用承插口进行连接，承插口内设置鹰嘴型或半圆形止水条进行防水，如此超大断面顶管管节防水及管节横向连接是需重点考虑的问题。

（4）顶管隧道具有覆土浅、净间距小等特点，土压平衡顶管机掘进过程中应最大可能减小地层的扰动和隧道间的相互影响，同时顶管隧道跨度较大，施工过程中顶板极易产生背土效应，为此顶管机刀盘的选择和防背土措施是需重点考虑的问题。

（5）矩形顶管隧道断面超大、覆土浅、顶进长度105m（未设中继间）、四条隧道平行布置，净间距仅 1.0m，施工过程中极易造成地表沉降超限、姿态偏差超限、顶进推力极大和先后隧道间相互影响较大等问题，为此顶管施工中地表沉降控制、姿态控制、顶进推力控制及小间距隧道顶进是需重点考虑的问题。

106总474期2018年第24期（8月 下）0 工程概况某隧道为双洞八车道分离式隧道，分离式结构，左右线相距约100～200m 。

隧道上行出洞口基岩裸露，坡面倾角25°~30°，坡长达100m ，山体坡面遭风化剥蚀严重，表层岩体破碎，但总体稳定性较好，无整体式滑动风险，但由于岩体较破碎，隧道顶板厚度较薄，进口边坡开挖及隧洞开挖，易引起次生灾害。

隧道下行出口处见有崩塌碎、块石堆积，堆积体髙度达20m 左右，稳定性差，有溜滑现象。

上部基岩裸露，岩体呈镶嵌结构，边坡陡立，有掉块现象。

但总体稳定性较好，无整体式滑动风险。

进口边坡开挖及隧洞开挖，易引起次生灾害。

1 工程难点及解决方案结合本隧道工程及其地质特点，本项目隧道为双向八车道，单洞四车道，限界净空为18.25m ×5m ，断面较大，大部分为Ⅳ、V 级围岩，隧道开挖断面大（特大断面）、质量标准高，施工组织复杂，施工难度大，工序转换频繁，进度缓慢。

其难点在于隧道施工影响因素多，该隧道地形起伏较大，大部分围岩等级为Ⅳ、V 级，且为超大断面，几方面因素影响隧道施工，使得提高隧道施工进度成了本项目最大难点。

2 开挖施工方案具体开挖施工方案如下，隧道Ⅴ级围岩S5a 、S5b 、S5c 、S5d 及Ⅳ级围岩地段S4a 型衬砌采用双侧壁导坑法施工，Ⅳ级围岩地段S4b 型衬砌采用预留核心土环形导坑法施工，Ⅲ级围岩地段S3型衬砌采用预留核心土上下台阶法施工，大管棚或Φ50小导管超前注浆支护进洞。

紧急停车带、人、车行横洞根据其所处的围岩类别采用光面爆破开挖法施工[1]。

各种洞室根据图纸布置位置与洞身同时开挖，布设好钢筋及预埋件后与洞身衬砌混凝土一次成型。

合理组织施工，严格控制二衬与掌子面、仰拱与掌子面的安全步距，及时跟进，Ⅴ级围岩S5a 、S5b 、S5c 型衬砌，导坑法施工过程中，导坑长度不得大于8m ，二衬与最远掌子面距离不宜大于55m ；S5d 、S4a 型衬砌，导坑法施工过程中，导坑长度不得大于12m ，二衬与最远掌子面距离不宜大于75m 。

阐述大断面隧道台阶法开挖技术1.工程概况凤凰山隧道、秦望山隧道岩性为粉砂岩、砂岩，局部含有少量泥岩，单层厚2-10cm，其中泥岩为软质岩石，而粉砂岩为较坚硬岩石，其中浅埋段为中等风化，深埋段为微风化。

主要发育有三组裂隙，一组为层面裂隙，另外两组分别为NE 与NW组裂隙，三组裂隙结构面的组合在洞顶容易形成方块体，对洞顶稳定不利，裂隙较发育，由于层面倾角平缓，且洞轴线与层面夹角小，对洞顶围岩稳定不利。

岩体多为中薄层结构，较破碎。

图1 隧道建筑限界及内净空断面图凤凰山隧道、秦望山隧道按一级公路双向六车道标准设计，采用分离式双洞单向行驶方案，主要技术标准如下：设计行车速度为80km/h；隧道建筑限界：净宽14.5m、净高7.8m、建筑限界高度5.0m。

如图1。

2.开挖方法原设计施工方法采用双侧壁导坑法开挖，各级围岩复合式衬砌支护设计参数见下表：表一隧道围岩复合式衬砌支护设计参数表项目单位围岩类别V级小净距浅埋V级小净距深埋IV级加强段IV级喷射混凝土C25混凝土cm 28 28 26 26径向注浆锚杆直径mm φ25 φ25 φ25φ25长度cm 450 450 400 400锚杆布置cm 100×65 100×75 100×80 100×100钢筋网直径mm φ8双层φ8 φ8 φ8钢筋布置cm 20×20 20×20 20×20 20×20钢架工字钢架型号I22b I22b I20b I20a长度m 30，4.5 4.5 4.5 4.5施工。

根据本隧道的地质条件和原设计支护参数，按三台阶法施工能加快进度，超欠挖容易得到有效控制，施工质量得到提高。

主要优势为：2.1空间大，施工互不干扰：上断面高5.0m，宽16.4m，方便作业台车、挖掘机、装载机、运输车等作业，缩短出碴时间；2.2上台阶开挖轮廓成弧形，超欠挖得到有效控制；系统锚杆、锁脚锚杆钻孔质量提高。