隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范

'第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范 第一章隧道工程概念第一章隧道工程概念第一节隧道的概念和作用隧道通常指用作地下通道的工程建筑物。一般可分为两大类：一类是修建在岩层中的，称为岩石隧道；一类是修建在土层中的，称为软土隧道。岩石隧道修建在山体中的较多，故又称山岭隧道；软土隧道常常修建在水底和城市立交，故称为水底隧道和城市道路隧道。埋置较浅的隧道，一般采用明挖法施工，埋置较深的隧道则多采用暗挖法施工。用作地下通道的有道路隧道、水底隧道、城市道路隧道、地下铁道、铁路隧道和航运隧道等。本书所研究的是道路隧道、水底隧道和城市道路隧道。隧道在山岭地区可用做克服地形或高程障碍，改善线形，提高车速，缩短里程，节约燃料，节省时间，减少对植被的破坏，保护生态环境；还可用做克服落石、坍方、雪崩、雪堆等危害。在城市可减少用地，构成立体交叉，解决交叉路口的拥挤阻塞，疏导交通。在江河、海峡、港湾地区，可不影响水路通航。修建隧道既能保证路线平顺、行车安全、提高舒适性和节省运费，又能增加隐藏性、提高防护能力和不受气候影响。隧道是地下工程建筑物，为保持坑道岩体的稳定，保证行车安全，通常需要修筑主体建筑物和附属建筑物。前者包括洞身衬砌和洞门，后者包括通风、照明、防排水、安全设备等。洞身衬砌的作用是承受围岩压力、结构自重及其它荷载，防止围岩风化、岩塌和洞内的防水、防潮等。洞门的主要作用是防止洞口坍方落石、保持仰坡和边坡的稳定。通风照明、防排水、安全设备等的作用是确保行车安全、舒适。隧道衬砌在结构计算理论和施工方法两方面与地面结构相比有很多不同之处。最主要的是埋置在地层内的衬砌结构所承受的荷载比地面结构复杂。所以在设计衬砌时除计算复杂多变的围岩压力外，还要考虑衬砌与围岩的相互作用。—$#"!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范隧道施工与地面建筑物也不同，空间有限，工作面狭小、光线暗，劳动条件差，给施工增加了难度。隧道在勘测设计时地质条件是重要依据之一。通常应在较大的范围内作详细的地质调查和水文地质调查，以便选择合理的隧道位置、断面形状和施工方法。第二节隧道施工的基本概念隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称。隧道施工方法的选择主要依据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使用功能和施工技术水平等因素综合考虑研究确定。根据隧道穿越地层的不同情况和目前隧道施工方法的发展，隧道施工方法可按以下方式分类：ì传统矿山法ï山岭隧道矿山法（钻爆法）{新奥法ï施工方法{ï掘进机法ïïì明挖法ïïï地下连续墙法隧道施工方法í浅埋及软土ïïïí盖挖法ï隧道施工方法ï浅埋暗挖法ïïïïî盾构法ï水底隧道沉埋法ïï{î施工方法盾构法隧道施工技术主要研究解决上述各种隧道施工方法所需的技术方案和措施（如开挖、掘进、支护和衬砌施工方案和措施）；隧道穿越特殊地质地段时（如膨胀土、黄土、溶洞、塌方、流沙、高地温、岩爆、瓦斯地层等）的施工手段；隧道施工过程中的通风、防尘、防有害气体及照明、风水电作业的方式方法和对围岩变化的量测监控方法。隧道施工管理主要解决施工组织设计（如施工方案的选择、施工技术措施、场地布置、进度控制、材料供应、劳力及机具安排等）和施工中的技术管理、计划管理、质量管理、经济管理、安全管理等问题。必须指出，由于地质勘探的局限性和地质条件的复杂性及多变性，隧道施工过程中经常会遇到突然变化的地质条件、意外情况（如塌方、涌水等），原制定的施工方案、施工技术措施和施工进度计划等也必须随之变更。因此，作为一个隧道施工技术人员不能仅凭书本上的知识，更重要的是将所学知识与丰富的工程实践经验相结合，详细制定出灵活多变的施工方案，以适应客观条件的变化。—#!"!— 第一章隧道工程概念第三节隧道施工技术的发展伴随着!"世纪世界科学、技术、经济的发展，交通运输、水利、水电、采掘，特别是城市地下交通及空间利用等，对隧道工程在数量和难度上提出了更高的要求。大规模的地下工程建设促进了隧道修建技术的进步。大量的锚喷支护工程实践和岩石力学的迅速发展，导致了现代支护理论的建立，在此基础上出现了新奥法、挪威法及浅埋暗挖法等更有效的施工方法；用现代技术装备的掘进机和盾构能够适应从坚硬岩层到软弱含水地层的各种掘进条件，其可靠性、耐久性、机动性及掘进的高速度，使其在隧道工程施工中得到日益广泛的应用；冲击钻头的改进及全液压钻孔台车的出现，大能力装渣、运渣设备的开发，新型爆破器材的研制及爆破技术的完善，改善围岩条件及支护技术的进步等，极大地改良了施工环境和提高了掘进速度，使钻孔爆破法的掘进技术得到更新；水底沉埋隧道施工技术的发展为穿越江河、海湾提供了新的有效手段。#$%&年建成的日本横跨津轻海峡的青函隧道（长’()%’*+）和#$$#年建成的英法海峡隧道（长’",’"*+），无论从工程规模、复杂性，还是在应用新技术方面，都代表着!"世纪世界隧道施工的水平。我国隧道工程建设历史悠久，但在#$&$年以前，隧道规模较小，修建技术也比较落后。中华人民共和国建立后，随着各项建设事业的发展，修建了大量的隧道工程，施工技术也有了很大提高。目前我国隧道工程矿山法施工中已较普遍的采用了新奥法；岩石中隧道施工除采用钻爆法掘进外，也已开始采用掘进机施工；城市等浅埋隧道明挖或盖挖法施工中开始使用了地下连续墙，暗挖时采用的盾构法及浅埋暗挖法已具有较高的技术水平。我国拥有的铁路隧道数量已超过&"""*+，居世界第一位。我国也是以沉埋法修建水底隧道座数较多的国家之一。随着我国公路建设的发展，特别是高等级公路在我国的兴起，我国公路隧道在数量与规模上有很大发展，修建技术，特别是在克服复杂环境条件的能力上，有很大提高。#$$’年开始修建的秦岭特长隧道（长#%,’"*+）将在我国隧道修建技术上取得新的突破。!"世纪后半期隧道修建技术与现代化管理方法的发展，为今后我国修建长大隧道及克服各种困难条件的隧道工程奠定了基础。我国是幅员广大、地质复杂、多山的发展中国家，城市化交通处于起步阶段，大规模的水利及交通事业方兴未艾，隧道事业必将有更大的发展。隧道修建技术的进步为长大隧道工程发展和开发利用地下空间奠定了基础，同时，大规模地下工程的建设也必将对隧道修建技术提出新的更高要求。为了适应今后隧道工程大规模发展的需要，展望隧道施工的发展方向，隧道施工应着重开展以下方面的工作：—#.%-— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范一、加强施工中隧道地质勘探工作隧道设计阶段的地质勘察工作对制定方案具有重要意义，但在一般情况下，仅只是对隧址地质情况概括性的有限描述，它还不能完全指导施工，必须在施工中打开地层后进一步对地质进行勘探。因此，对施工中的地质超前预报技术的开发与完善和发展多种勘探手段，以迅速及时地获得尽量多的地质信息资料，对顺利进行施工极为重要。二、加快隧道施工机械化促进施工机械化是加快施工进度的重要手段，也是缩小我国与国外隧道施工技术差距的重要方面。在应用最广泛的钻爆法作业方面，建立以钻孔台车为先导的几条机械化作业线（开挖、出渣作业线；喷混凝土作业线；模筑混凝土衬砌作业线）可以使钻爆法适应性更强，投资效益明显；在特长隧道中采用全断面掘进机为核心的技术综合机械化（开挖、出渣、衬砌）以谋求长隧道施工中的高速、高效和高质量的突破；发展盾构和沉管施工的机械化、自动化施工将使城市地下交通和越江通道得到更快的发展。三、加强应用施工新技术的研究采用隧道施工新技术对施工质量的提高和施工进度的加快有着十分明显的作用。目前应着重以下方面的研究应用：（!）钻孔作业使用能力更强的凿岩机或钻孔台车，冲击钻头采用更优良的合金材料和改进钻头形状以加快钻孔速度；开发更有效的爆破器材；研究优化爆破设计，经编程后由计算机控制钻孔；提高凿岩爆破能力；（"）加强对湿喷混凝土及喷射钢纤维混凝土的应用研究，完善施工工艺，改善施工条件，提高支护质量、速度及效果；（#）加强对预制拼装式衬砌的研究应用，使预制混凝土衬砌向高标号、尺寸误差小、拼装密封条件好的方向发展；（$）进一步完善辅助工法，特别是加强注浆技术（注浆设备、材料、工艺、检验）的研究，以提高对付不良地质的应变能力。四、加强隧道施工现代化管理隧道施工采用现代化管理方式可最大限度发挥机械效率、确保工程质量和施工安全。这也是缩小我国与国外隧道技术差距的重要方面。—!&%%— 第二章浅埋隧道施工技术第二章浅埋隧道施工技术浅埋隧道是一种特定条件下的隧道工程，其施工不仅受覆盖层地质因素的制约，而且还受地面环境的影响。浅埋隧道有整座隧道浅埋和隧道部分地段浅埋两种情况。常用的施工方法有明挖法、地下连续墙法、盖挖法、浅埋暗挖法及盾构法等。明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部的工程在封闭的顶盖下进行施工，主体结构可以顺作，也可逆作。浅埋暗挖法则是在特定条件下，不挖开地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法。隧道工程采用盾构法在软弱地质条件下进行暗挖法施工已很普遍，当然也可适用于浅埋隧道的施工。本章重点介绍明挖法、盖挖法与浅埋暗挖法施工的要点。盾构法将在第五章专门介绍。第一节明挖法施工明挖法施工的隧道（有时称为明洞），其主体结构施工与地面上工程相似，故不再叙述。本节仅对常见的基坑开挖与支护方法作一介绍。一、放坡开挖隧道埋深较浅，施工对周围环境影响较小，基坑开挖仅仅依靠适当坡率的边坡即可保持土体稳定，可采用放坡开挖。此法虽然开挖方量大，但机械化程度高，施工速度快，质量也易得到保证。受地下水影响的工程，可采用井点降水法提高边坡的稳定性及改善基坑内施工环境。—$#"!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范放坡开挖是明挖法施工的首选方案。二、悬臂支护开挖法（图!"#"$）基坑的悬臂支护开挖法是将基坑围护结构插入基坑底部以下，然后直接开挖基坑内土体。结构处于悬臂状态，靠本身刚度和插入开挖面下的深度来平衡外侧土压力，开挖到设计标高后，再进行主体结构施工。由于基坑内无支撑，便于基础开挖和主体结构施工的机械化，也易保证工程质量。缺点是围护结构较复杂，增加了造价及施工难度。此法有时也用在有支撑开挖基坑的上部。图!"#"$悬臂支护开挖法简图围护结构常用木桩、钢桩、挖孔桩、灌注桩、钢筋混凝土预制桩或连续墙等组成。为加强围护结构的强度与刚度，减少其变形与位移，常采用下列工程措施：（$）围护结构设计成刚度较大的截面形式。（#）围护结构顶部设圈梁等，改善其整体受力状况，提高整体刚度。（%）基坑外一定范围内挖去表层覆盖土，减少侧压力。（&）基坑外进行井点降水，采用压密注浆、旋喷桩、搅拌桩或粉喷桩等方法加固土体，以减少侧压力。（’）基坑内用井点降水和加固土体方法，使坑低土体固结，增加土体抗力。（!）基坑内设置护脚，即预留一定高度和宽度的原状土台，以减少开挖时围护结构暴露高度。待基坑中间部分土体挖至设计标高，将中间底板灌完后，用跳槽开挖护脚土台，逐块浇灌这部分底板。以上各种措施也可联合采用。三、围护结构有支撑的明挖法当基坑深度较大，开挖时除采用围护结构外，还常采用支撑加强围护结构以抵抗较—$!)(— 第二章浅埋隧道施工技术大的侧压力。支撑分为水平支撑、斜支撑。也可采用锚杆加固围护结构。支撑的设置应考虑施工工艺的要求，支撑的强度、刚度、间距、层数及层位等应根据力学分析计算确定。施工中应经常检查支撑状态。必要时对其应力进行监控。（一）水平支撑（图!"#"#）水平支撑常用的形式有横撑和角撑，基坑拐角或断面变化处用角撑，其它一般用横撑。除环形围护结构采用环梁支撑外，其余是受轴向压力的直线型支撑。支撑可用木材、钢筋混凝土构件、钢管、型钢及型钢组合构件等。使用钢管、型钢及型钢组合构件作为支撑，拆装方便，占据空间较小，回收率高，还可以做成工具式支撑，故在实际工程中应用较多。图!"#"#水平支撑开挖支护简图$）立面图；%）平面图围护结构施工完毕，一般情况下可开挖至第一道支撑所需的标高，及时安装支撑并施加预应力。再采用挖槽法，先开挖支撑设计位置处土体，（保留其两侧土体），挖至第—&!’&— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范二道支撑标高时，安装第二道支撑，并施加预应力，然后由上向下开挖土体至适当高度，继续用挖槽法安装下道支撑。重复以上方法，最后开挖至基底标高，再依次浇筑底板—下层侧墙—中板—上层侧墙—顶板。按要求的时序拆除支撑，完成结构体系转换。采用水平支撑的优点是：墙体水平位移小；安全可靠，开挖深度不受限制；但要求围护结构的平面形状比较规则，以矩形为最佳。开挖基坑宽度较大时，支撑应加设中间支柱来保持其稳定性。中间支柱应在开挖前按设计位置作好。（二）斜支撑（图!"#"$）当基坑横向宽度较大或形状不规则，不便使用水平支撑时，可采用斜支撑。斜支撑的施工常采用中心挖槽法开挖基坑内土体至斜支撑基础底标高，浇筑基础，及时安装斜支撑，使支撑一端支承在围护结构上，另一端支承在已浇筑的基础上，并施加预应力，然后开挖其余土体。设有两道或多道斜支撑时，先安装外侧的长支撑，后安装内侧的支撑，并把所有斜支撑基础连为整体，形成结构底板。最后依次浇筑下层侧墙—中板—上层侧墙—顶板，并按要求的时序拆除支撑，完成结构体系转换。采用斜支撑时，围护结构上部水平位移比较大，易引起基坑外地面及附近建筑下沉，对沉降要求严格的地段应十分慎重，因此基坑开挖深度也受到一定限制。并且斜支撑基础及结构底板需分批施工，工序交错复杂，施工难度大。（三）锚杆（图!"#"%）图!"#"$斜支撑立面图图!"#"%锚杆立面图锚杆是一种设在基坑外的支撑。一般由锚头、拉杆和锚固体三个基本部分组成。锚头锚固在围护结构上。锚固体在岩石中的为岩石锚杆，在土层中的为土层锚杆。基坑开挖时，作用在围护结构上的侧应力可由锚杆与岩土之间产生的作用力来平衡。锚杆是受拉杆件，可采用高强钢索，充分发挥其抗拉性能。由于锚杆设置在基坑外，可提供宽敞的施工空间，有利于机械开挖坑内土体及组织结构主体施工。锚杆易于施加预应力，更好的控制围护结构的水平位移，减小地面及建筑物的沉降量，并能适用于各种—’!&#— 第二章浅埋隧道施工技术形状的围护结构。锚杆可设成单层或多层，开挖深度不受限制；在大面积的基坑中，应用锚杆的经济效益更为显著。其缺点是工艺复杂，锚杆不易回收，造价较高。当围护结构四周建筑物若有密集的深基础时，不宜采用。锚杆的蠕变会降低其承载力。在流砂地层中若锚头预留孔口与锚杆套筒之间的空隙过大时，易发生涌水涌砂，引起坑外地面和建筑物沉降。锚杆的施工方法是开挖至锚杆所需标高，钻孔插入钢索后注浆，注浆七至十天后对锚杆施加预应力。第二节地下连续墙施工!"#$年出现的地下连续墙，也称为混凝土地下墙、连续地中墙。它是将分段施工的单元地下墙连接成连续的地下墙体，替代传统的木桩、钢桩、钢筋混凝土桩等，起挡土、承重、防水作用。地下连续墙分为现浇地下连续墙、预制地下连续墙、排桩地下连续墙。目前广泛应用于地下工程作为基坑开挖的围护结构，也可作为地下结构物的一部分。由于其墙体刚度大、防渗性能好，能适应软土地质条件，工程施工对周围土体扰动小，对周围建筑物影响小，施工时振动小、噪音低，在狭窄场地也能安全施工。但须随地质条件选用不同的挖槽机械及采取相应措施稳定槽壁。一、现浇地下连续墙在地下挖一段狭长的深槽，在槽内放入钢筋笼，浇筑成一段钢筋混凝土墙体，把这些墙体逐一连接起来形成一道连续的地下墙壁，就是一般所称的地下连续墙。地下连续墙的施工流程见图%&’&#。（一）施工准备包括编制施工组织设计；审阅技术文件；测量放线，场地规划与拆迁；道路、供水、供电等临时设施的建设；机械设备、材料的落实及设立试验室等工作，需在开工前完成。（二）护壁泥浆在地基中进行钻孔或挖槽，可通过泥浆的静压力来防止槽孔坍塌或剥落，维持槽孔的形状。同时泥浆还具有悬浮土渣把土渣携出地面的功能。槽孔形成之后，浇注混凝土把泥浆由槽孔中置换出来。—!%"(— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"$地下连续墙施工流程图%&泥浆的种类，有膨润土泥浆、聚合物泥浆、’(’泥浆、盐水泥浆。使用的外加剂有分散剂、’(’增粘剂、加重剂、防漏剂、盐水泥浆剂等。#&泥浆的使用方法：（%）静止方式：抓斗挖槽时不断注入新泥浆，直到浇注混凝土浆泥浆置换出来为止。泥浆一直储存在槽内仅起护壁作用，不用来排渣。（#）循环方式：用泵使泥浆在槽底与地面之间进行循环，把土渣排出地面。有正、反循环两种。适用于钻头式挖槽机施工。)*泥浆质量要求拌制和使用泥浆时，必须随时检验，不合格的泥浆必须及时处理。泥浆性能指标分：（%）新浆质量指标；（#）存放#+小时质量指标；（)）使用过程中的质量指标；（+）废弃泥浆指标。当泥浆达到废弃指标时应予废弃。未达到废弃程度的泥浆可回收，采用振动筛、旋流器或沉淀池等进行除砂净化再生利用。+*泥浆池容量新鲜泥浆总需量，约为每幅槽段挖方量的,-./0-.（钻抓法）或0-./1-.（回转切削法）。若地层为砂砾质土时，宜适当增大。泥浆池总容积包括拌浆池、优质泥浆池、沉淀池、净化池、废浆池等。用一台抓斗挖槽时，大约需三倍单幅槽段挖方量的泥浆池；用回转式挖槽机时，约需四倍挖方量的泥浆池。—%!1+— 第二章浅埋隧道施工技术（三）导墙导墙的作用是；在挖槽孔时起导向作用，提高槽孔垂直精度；储存泥浆，保持泥浆液面高度，稳定槽壁；支档表土，支承施工设备及固定钢筋笼、接头管；防止泥浆渗漏及地表水流入。导墙分为现浇或预制拼装钢筋混凝土、!型钢等型式导墙。常用现浇钢筋混凝土导墙。导墙深度一般为"#$%&$#’%，内净宽比地下连续墙宽()%&"’)%，顶面应高出地表"()%以上，并高于地下水位一般为"#(%。导墙中心线定位，应考虑成槽垂直误差和地下连续墙变位，适当外移，防止侵限。导墙形式：根据地质及地表情况不同，可选用不同的形式，有矩形、槽形、*形、倒*形。在拐角处，常将其平面形式设计成*、+、十字形（图,-$-,）。图,-$-,导墙截面形式导墙面应垂直，精度要求".(’（’液压抓斗有纠偏装置者不受此限），且与连续墙轴—",/(— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范线平行，内外导墙间距允许误差!""，内外侧墙顶高差允许#$""。导墙宜建在密实地基上，背后开挖回填部分需用粘性干土分层夯实。导墙应做成连续的。地下管线横穿导墙或地下连续墙浅部有较大障碍物时，应探明其位置后予以妥善处理。导墙作完后，一般应即时在墙间加设支撑，防止导墙在外力作用下内挤。（四）挖槽机械挖槽是地下连续墙施工最主要的工序之一。目前还没有一种能够适用于各种地质条件的挖槽机。因此，应根据不同的功能要求，不同的地质条件来选择不同的挖槽方法和挖槽机械。按挖槽机理来分，挖槽机可分为两大类：挖斗式挖槽机、钻斗式挖槽机。#%挖斗式挖槽机这类机械的特点是既对土层进行破碎，又将土渣运出槽外，构造简单耐用、故障少。广泛用于软弱土层施工。挖斗式挖槽机的构成包括土斗，使土斗开闭、旋转、上下运行的原动机、传动及动力结构，专用机架（或履带式起重机）。挖斗式挖槽机有蚌式挖槽机、铲斗式挖槽机、回转式挖槽机、螺旋钻等。蚌式抓斗挖槽机最为常用，它利用斗齿切削土层并将土渣收容在斗内提出地面卸渣，然后又返回到挖土位置，进行新的循环。此类挖槽机可分为三种：钢索式抓斗挖槽机、液压式抓斗挖槽机、导杆式抓斗挖槽机。上部设导板以提高挖槽垂直度的抓斗称为导板抓斗。（#）钢索式抓斗挖槽机：抓斗可装备在普通的双卷筒的起重机上或卷扬机上，依靠斗体本身自重进行切削土体。操作简便，斗体损耗小，但挖槽慢、垂直精度低。（&）液压式抓斗挖槽机：抓斗工作时切削力不是主要依靠自重而是由液压缸的推进来完成，吃土深、挖土多，并能克服启闭时钢索磨损、更换不便等缺陷，提高了挖掘能力和速度，但斗体损耗较大。备有测斜纠偏装置，挖槽精度高。此类挖槽机使用较多。（’）导杆式抓斗挖槽机：是将抓斗固定在一根刚性杆上，抓斗与导杆由起重机控制上下起落。由于晃动小，每个循环的工效高，精度高，但机构多，所需施工场地净空高。蚌式抓斗挖槽机简图见图()&)*。&+钻头挖槽机这类机械是用钻头对地层进行破碎，借助泥浆循环将土渣排出槽外。依钻斗对地层的破坏方式可分为冲击式、回转式、凿刨式挖槽机、双轮铣槽机，其载运机械是专用机架或覆带式起重机。常用的是冲击式、回转式挖槽机和双轮铣槽机。（#）冲击式挖槽机就是冲击钻机。是通过钻头上下运动，冲击破碎地基土，借助泥浆循环把土渣携出槽外。叠合钻孔可成槽。适用于大卵石、大孤石等较大障碍物和软硬不均的复杂的地层。挖槽精度较高，但速度较慢，多用于钻导孔和接合面的防渗构造施工。—#(,(— 第二章浅埋隧道施工技术图!"#"$%&’液压式抓斗与履带吊车起重机配套图（#）回转式挖槽机：就是回转钻机，它是将钻头压入土层并使之回转来破碎土层。在松软的地层中速度快、精度高，但在砾石等硬地层中较困难。它又分为独头回转钻机和多头钻机。独头回转钻机只有一个钻头，其开挖形状是圆形，叠合钻孔能成槽，成槽速度慢，主要用于钻导孔。多头钻机由数个钻头组合成一体，同时回转钻进切削土层，并有边刀上下滑动刮平槽壁。钻头边挖边下降。多头钻配有偏差纠正器。可以从垂直和水平两方向测定钻头偏差，通过可调导件进行纠偏，保证开挖精度。通常多头钻机由标准支架悬吊，也可将其吊在履带式起重机上。多头钻机挖槽精度高，但维修保养要求高，辅助设备较多，地质不均匀时，部分钻头易超负荷运转造成损坏。其工作原理图见图!"#"(。（)）双轮铣槽机是国内外新近采用的一种成槽机，其下端装有能旋转的多刃刀具切削破碎地层，通过反循环泵将碎渣排出槽孔。一次能完成槽形孔，效率高，设有纠偏装置因此精度高，适合坚硬岩土地层施工，由于反循环泵吸力较大在软土地层易塌孔不宜采用。（五）挖槽*+导孔施工：蚌式抓斗挖槽机施工前，常先以一定间距钻出垂直导孔，其作用是提—*!,$— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"$多头钻机工作原理图%"滑轮组；#"反循环软管；&"电缆；’"压缩空气喷嘴；("潜水电机；!"反循环轴；)"边刀；$"反循环钻头；*"回转钻头高挖槽效率和垂直精度，也便于接头施工。导孔的直径为地下连续墙的厚度，导孔间距为开斗宽度。导孔视具体情况可用回转式挖斗机、螺旋钻机、冲击式钻机、独头回转钻机。#+槽段的划分和施工机械。槽段长度选择，应根据地质、地下水位、有无地下管线等因素来决定。考虑槽壁稳定性和钢筋笼重量，槽段一段长’,-!,。不良地层、附加荷载大时为#,-&,，条件好可用至),-$,。拐角处应短些。槽段有一段式和多段式，多段式应跳挖。见图!"#"*所示。图!"#"*槽段划分及开挖—%!*$— 第二章浅埋隧道施工技术挖槽机采用最多的是蚌式抓斗挖槽机和钻机。采用回转式挖斗机、螺旋钻机、冲击式钻机和独头回转钻机时应沿槽段先打一排钻孔，然后用叠合钻孔的形式削掉两孔之间的尖凸角，使之成槽（图!"#"$%）。图!"#"$%叠合钻孔成槽工艺图&’挖槽要领（$）泥浆面一般应高于地下水位$(，开挖过程中不低于导墙顶%’)(，随挖随加泥浆。停挖时应把泥浆面加至不低于导墙顶%’#(，以保证槽段稳定性。（#）挖槽机的载运机械（履带式起重机）距槽边不小于&(，履带宜垂直导墙。挖槽机不要碰撞导墙。其它机械不要在槽边停留。（&）暂时不挖的槽段，导墙应用对口撑撑好。（*）用抓斗挖土，挖完后应进行一次扫孔，以挖除欠挖部分，清除槽底的大块泥土。为避免超挖，清底前不宜挖至设计标高。（)）两槽段接头处任何深度的偏差值，不得大于墙厚的三分之一，以防槽壁修直后，浇注时混凝土绕管，造成拔管困难、浪费砼和影响下段开挖。挖槽时随时检测槽壁垂直精度，随时纠正。*’挖槽过程中的事故及处理措施（$）槽壁坍塌：漏浆或施工不慎引起液面太低造成槽壁坍塌，可调整泥浆配合比或加防漏剂，并恢复液面高度；泥浆质量不合格时应进行再生处理；因降雨等地下水位急剧上升时，应随时确保液面高出地下水位$(以上；因地下障碍物引起坍塌时，浅部的障碍物可挖除并用优质土回填后再挖槽，也可用地质套筒钻排除障碍物；存在极软弱层和松砂层时，应缩短槽段长度；因上部荷载大、受到偏压，引起坍塌时，应移走机械设备等附加荷载，进行减载和加固地基。（#）挖槽机卡在槽内主要是挖槽机停放在槽内被沉渣堆埋；槽壁偏斜过大或大块石落入槽内等引起。措施：停止挖槽时，禁止把挖槽机放在槽内；清除泥浆中的土渣，不合格的泥浆不得使用；在粘土内挖槽时，泥浆应保持低粘度；修壁保持垂直精度；机具卡在槽内时不能强行提拉，可先排出泥渣石块，然后提拉。—$!++— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（六）吊入接头构件接头构件可采用钢管、接头箱、型钢、预制钢筋混凝土等。前两种可以拔出，重复利用。常用钢管作接头管，又称锁口管。吊入时表面涂油，尽量使其紧靠原土层，垂直缓慢插入。（七）刷壁、清底刷壁、清底的目的是清除接头部位的凝聚物、槽底已松动的泥块、沉淀物、不合格的泥浆。这些不利因素，将使混凝土上部不良部分增加；影响混凝土的强度和流动性及接头部位的防渗性；降低混凝土的灌注速度；促使钢筋笼上浮；加速泥浆变质；沉渣在槽底很难被混凝土置换会使地下连续墙承载力降低、沉降量加大；沉渣过多影响钢筋笼插到预定位置，影响结构的标高。具体作法：（!）刷壁用吊车或钻机将刷壁器下到槽底，向已灌侧靠拢贴紧，提起刷壁，反复数次把泥土除净为止。刷壁器应经常清理干净，以提高刷壁效果。刷壁不彻底，接头夹泥过厚，开挖后将造成严重渗漏，很难处理。（"）清底可用抓斗抓泥和置换泥浆两种办法。抓斗挖槽时，不要挖到设计标高，留出#$%&以上土体，待清除浮土沉渣后再挖至设计标高。置换泥浆排泥时可采用吸泥泵排泥、压缩空气升液排泥或潜水泥浆泵排泥。应由底部抽吸，顶部补浆，保持液面高度。刷壁、清底后应使槽内泥浆达到规定要求，一般比重小于!$!%，粘度小于’#(，含砂量小于!#)。（八）钢筋笼制作及吊装!$钢筋笼制作钢筋笼在现场模型台架上制作，其大小视槽段长宽、起吊能力、净空而定，可制成整幅式或分段式。钢筋笼应按设计设置保护层垫块、连接钢筋、支撑预埋件等。钢筋笼起吊点附近两竖排向主筋间焊成*型抗弯钢筋片，减小起吊时钢筋笼变形。在灌注混凝土导管处的竖向筋应设在导管侧，以利导管上下活动。钢筋笼制作误差应在允许范围内，并注明上下、里外侧，及槽段编号。"$钢筋笼的吊入（图+,",!!）起吊前应验算起吊能力。钢筋笼的下端不得在地上拖拉、碰撞，应系上拖绳防止其摆动，运至槽口时对准后慢速下降就位。需在槽口上对接的钢筋笼，将先吊入槽的下段临时固定在导墙上，再吊上段对准后焊成一体，继续吊装入槽就位。钢筋笼吊装就位应保证上下前后左右位置的正确性。就位后，应将钢筋笼固定，防止浇注混凝土时上浮。—!-##— 第二章浅埋隧道施工技术图!"#"$$钢筋笼与双钩吊钢筋笼在水中的浸泡时间不应大于#%小时，避免降低钢筋的握裹力。&’事故处理措施（$）为防止钢筋笼变形和破坏，吊装应采用主副吊钩，并用起吊架均衡起吊。吊点处钢筋笼设(型抗弯钢筋片，笼内吊点设横穿钢管使钢筋较均匀受力，局部拉脱处应及时补强。（#）钢筋笼入槽困难主要是因为槽壁偏斜、壁面不平内鼓、槽底有沉渣、钢筋笼不平直。应通过修壁扫孔保持槽壁垂直精度；缩短槽段开挖宽度；增加泥浆比重，增大泥浆与地下水位高差，保持槽壁稳定性；通过清底保证槽底设计标高；保证钢筋笼加工精度，增加钢筋笼的抗弯刚度减少其变形。（九）浇筑混凝土水下灌筑混凝土应比设计等级提高一级。水灰比在)’*+)’!之间，水泥用量宜大于%)),-./&坍落度（#)0#）1/，流动保持率!为$+#小时为#)1/，具有良好的和易性和粘聚性。混凝土的骨料宜采用中粗砂及粒径不大于%)//的碎石。水泥宜采用普通硅酸盐水泥。浇筑水下混凝土应采用导管法。导墙上槽口应铺盖板，防止混凝土掉入槽内。导管事先应检查并进行水压试验。导管与漏斗相接，在漏斗内放置铁格栅以截留大块石，导管内塞入底塞，导管下端放在槽底。每幅槽段一般用两根导管，其间距不大于&/，浇筑混凝土时交叉使用两导管，尽量使混凝土表面平整上升，导管埋入深度#/+!/。边浇筑边抽出槽内泥浆，保持液面高度。在浇筑混凝土过程中，应经常测量导管底与混凝土面高差，根据测量结果决定提升及拆除导管长度。在浇至顶部时，由于落差小，混凝土流动困难，导管埋深可控制在2/—$3)$— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范左右。必须确保混凝土的供应能力，使浇筑能连续进行，中断时间不宜超过半小时。偶有中断时，应经常活动导管，防止导管被凝结、堵死。浇筑混凝土时应防止脱管、返浆、漏浆、导管破裂、堵管等事故。发生堵管时，应分段拆下导管，将管内混凝土清出槽外，不允许吊升整根导管，以免混凝土散落入槽。安装好导管后按重新浇筑办理。（十）拔出接头构件提拔接头构件宜采用顶升架。根据混凝土开始凝结的时间，依次适当的拔动，最后全部拔出。若拔管过早会影响接头的强度和形状，拔管过迟可能拔不出来。一般是浇筑后!"#小时开始，每次拔$%&’左右，已拔%()’"$’后，每隔半小时拔%()’左右。接头构件拔不出的主要原因是：被钢筋笼卡死；提拔过晚，被混凝土凝结；土层阻力较大。使用吊车提拔时不能强行提拔，以免翻车，拔不动时应改用顶升架顶拔，如仍拔不动，则继续浇筑槽段混凝土，待邻幅槽段开挖后再将其取出。二、预制地下连续墙预制地下连续墙是挖槽后用预制的墙板组拼并经水泥浆固化后形成的地下连续墙。预制地下连续墙有板—梁和板—板法。板—梁法中，板的作用是将土压力传递到梁上，梁比板长，梁设有锚杆，锚固于更深的地层。常用的为板一板法，它又可分为板榫槽、板槽体系。平面简图见图*+!+$!。图*+!+$!预制地下连续墙平面简图预制地下连续墙施工的主要工序有：（$）导墙施工；（!）制备护壁泥浆；（#）挖槽；（,）清底和刷壁；（)）用锚固水泥浆替换护壁泥浆；（*）吊装预制墙板；（-）接缝处理。$",道工序作法与现浇地下连续墙基本一样，导墙内净宽要求比地下连续墙宽$)&’左右。锚固水泥浆以水、起缓凝作用的膨润土、砂子以及抗腐蚀作用的水泥、粘结掺合料调制成的。其比重约为$.!)，水灰比约为%.#。清底和刷壁完成后，把锚固水泥浆注入基坑底部，吊放预制墙板，置换全部护壁泥浆。为了使墙板顺利压入槽内，并将其嵌住，应采用流动性极大的水泥浆。水泥浆的标号随墙的高度而变化，在底部采用标号较高—$-%!— 第二章浅埋隧道施工技术的以承受较大的竖向荷载。靠土侧采用防水水泥浆。吊放预制墙板时，通过预埋在墙板里的导杆用吊车悬吊墙板入槽，墙板又通过钢构件支承在导墙上，浸渍于锚固水泥浆中。墙板的位置可由导杆上螺栓调整。相邻墙板间可采用锚杆或张拉设备相互扣住，保持整体稳定。水泥浆凝固起锚固作用后，预制地下连续墙也就形成了。（图!"#"$%）。图!"#"$%锚固阶段简图墙板间接缝处理（：$）简单缝，可向两板间的缝隙灌入水泥浆；（#）为了提高接缝抗剪强度，可在缝中放置钢筋混凝土楔（；%）在水泥浆中放止水带（图!"#"$&）。图!"#"$&板间接缝处理与地下连续墙相比其优、缺点为：$’优点：（$）墙板生产效率高，施工速度快。（#）墙的防水性能好，平面平整。（%）墙的位置较准确，工程精度高，后续表面处理也较简单。#’缺点（：$）为了预制和贮存，应有较大的场地。（#）每块墙板较重，安装需要较大吨位的起重机，为了减轻板的重量，正研究采用空心板，轻骨料混凝土，预应力墙板等。三、排桩地下连续墙排桩地下连续墙是把各个独立施工的桩连成一体，组成的地下连续墙。（一）钻冲孔排桩地下连续墙采用两钻一冲，即按一定桩距钻孔并浇筑钢筋混凝土成桩，然后在两桩间冲孔再浇筑钢筋混凝土，形成排桩地下连续墙。比较适合在狭窄、净空高度受限制、大卵石等障碍物较多地段和无大型挖槽机情况下使用（图!"#"$(）。$’钻冲孔排桩地下连续墙施工机械—$*)%— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"$%钻冲孔排桩地下连续墙平面简图钻孔可用旋转钻和冲击钻。冲孔用冲击钻，其使用的钻头有：一是配平行钻头、鼓形钻头和修平钻头。先用平行钻头粗钻一遍，再用鼓形钻头进行冲削，最后用修平钻头将钻孔桩侧面修平；二是目前常用的方法，使用四周焊有锤齿特制的冲锤，冲削钻孔桩侧面成孔。#&施工方法泥浆制备及导墙施工两工序与现浇地下连续墙相似。排桩地下连续墙成孔时，要求每一根桩孔都要满足垂直精度的要求。水下混凝土浇注时，为确保钻孔桩的混凝土保护层；在连续墙纵向，桩的钢筋笼两侧挂上#根定位钢管，横向在钢筋笼上焊定位钢块，浇筑混凝土后拔出钢管。冲孔桩钢筋笼纵横向均设定位钢块。’&排桩地下连续墙的特点（$）桩径小有效搭接面小，防渗效果较差。桩径大，搭接面大，但会造成冲孔难度。（#）排桩钢筋笼位置准确度有严格要求，偏斜过大，冲孔时就会碰上钢筋造成卡锤。（’）冲程控制。冲孔时，冲锤对钻孔桩两边的混凝土进行切割，冲程过大，也容易造成卡锤，应由小到大试冲而定。（(）锤齿磨损较大，应勤修冲锤。（%）墙顶宜设压顶梁，形成整体增加稳定性。（!）与现浇地下连续墙相比，不但具有防水挡土承重功能，而且施工简便，成本较低；不需设置笨重的接头管，省去吊放和拔除接头管的大型设备；孔壁稳定性好，不需大型挖槽机；钻孔与冲孔的时间差要求不高；便于流水作业，可多工作面作业。其缺点是接合面多，整体性较差，抗渗性较差，工艺要求较严，施工速度较慢。（二）挖孔排桩地下连续墙在地下水影响不大、适合人工挖孔的地下工程可采用挖孔排桩地下连续墙作为围护结构或主体结构一部分。其优点：可多工作面同时作业加快速度；不需大型提拔、吊装、挖槽设备；地下连续墙的尺寸精度、防水、混凝土的质量都能得到很好保证；施工简便、材料消耗少、造价低。挖孔桩多采用带护壁的方桩。—$*)(— 第二章浅埋隧道施工技术施工方法：根据地质条件间隔挖孔，并及时施作护壁，保持土体稳定；挖到桩底标高，吊装桩身钢筋笼就位，并浇筑混凝土，完成挖孔桩；然后在已作好的挖孔桩相邻桩位挖土，凿除已成桩护壁的混凝土，将钢筋与新桩护壁钢筋相接、浇筑护壁混凝土，挖到新桩底标高，吊装钢筋笼就位，浇筑混凝土，就旧桩连为一体。这样就形成了地下连续墙（图!"#"$!）。图!"#"$!挖孔排桩地下连续墙施工平面简图%）桩孔护壁开挖；&）成桩；’）桩间开挖第三节盖挖法施工盖挖法是先盖后挖，即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通再向下施工。早期的盖挖法是在支护基坑的钢桩上架设钢梁、铺设临时路面维持地面交通。开挖到基坑底后，浇筑底板至浇筑顶板的盖挖顺作法。后来使用盖挖逆作法。用刚度更大的围护结构取代了钢桩，用结构顶板作为路面系统和支撑，结构施作顺序是自上而下挖土后浇筑侧墙楼板至底板完成。也有采用盖挖半逆作法，施工程序如下：围护结构—顶板—挖土到基坑底—底板及其侧墙—中板及其侧墙。盖挖法施工的优点是：结构的水平位移小；结构板作为基坑开挖的支撑，节省了临时支撑；缩短占道时间，减少对地面干扰；受外界气候影响小。其缺点是：出土不方便；板墙柱施工接头多，需进行防水处理；工效低，速度慢；结构框架形成之前，中间立柱能够支承的上部荷载有限。—$*)(— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范一、盖挖法的施工方法盖挖法施工主要有以下几种类型：盖挖顺作法；盖挖逆作法（图!"#"$%）；盖挖半逆作法；盖挖顺作法与盖挖逆作法的组合（图!"#"$&）；盖挖法与暗挖法的组合（图!"#"$’）；盖挖法与盾构法（图!"#"#(）的组合。图!"#"$%盖挖逆作法施工程序图)）施工围护结构、中间支承柱；*）浇筑顶板、向下挖土；+）浇筑负$层板、边墙柱，后挖土；,）浇筑底板、边墙、柱。二、盖挖法施工措施（一）施工期间地面的处置有以下基本方式：（$）部分或全部占用地面；（#）分条施工临时路面和结构顶板，维持部分交通；（-）夜间施工、白天恢复交通。（二）围护结构盖挖法施工的地下工程围护结构型式基本可分为两大类：（$）由桩（钻孔桩；挖孔桩或预制桩）和内衬墙组成的柱墙结构；（#）地下连续墙或地下连续墙与内衬墙组合结构。在软弱土层中，多采用刚度和防水性较好的地下连续墙。围护结构与内衬墙之间的构造视传力方式不同可分为两种：$.分离式结构：当围护结构与内衬墙之间需设防水层时，为保证防水效果在围护结构与内衬墙和板之间一般不用钢筋拉结。施工中为保证板的强度和刚度，有时需在—$%(!— 第二章浅埋隧道施工技术上下板之间设置拉杆或临时立柱。软弱土层中，分离式内衬墙往往较厚，但由于防水性能好，采用较多。!"复合式结构：在围护结构与内衬墙设置拉结钢筋，使二者结合为整体，共同受力。但防水效果较差。从减少墙体水平位移和对附近建筑物影响来看，盖挖逆作法效果最好。在软弱土层开挖时，侧压力较大，除以板作为墙体的支撑外，还需设置一定数量的临时支撑，并施加预应力。图#$!$%&盖挖顺作法与盖挖逆作法组合施工程序图’）施工上半部围护结构、中间柱、挖土并架设支撑、下半部围护结构；(）主体结构中间桩施工；)）浇筑第!层楼板并开挖土方；*）架设支撑，浇筑第+层楼板及其侧墙并开挖土方；,）依次浇筑第-层楼板及相应侧墙；.）用顺作法浇筑第%、!层结构，拆除临时设施回恢路面。图#$!$%/盖挖法与暗挖法组合施工程序图!用暗挖法修建两个行车隧道及梁柱；"锚喷护坡、挖孔桩；#盖挖法完成其余部分—%010— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范开挖!）覆盖层架设混凝土"）板及回填盾构法上#）半部开挖架设$）上半部支撑盾构法%）下半部开挖架设&）下半部支撑图’()()*盖挖法与盾构法组合施工程序图!）开挖覆盖层；"）架设混凝土盖板；#）盾构法上半部开挖；$）架设上半部支撑；%）盾构法下半部开挖；&）架设下半部支撑（三）中间临时柱中间临时柱在结构框构形成前是承受竖向荷载的主要受力构件，能减少板的应力。盖挖顺作法大多采用在永久柱两侧单独设置临时柱。而盖挖逆作法多使临时柱与永久柱合二为一。临时柱通常采用钢管柱或+形钢柱。柱下基础可采用桩基和条基。桩基多采用灌注桩。条基用于地质条件较好的地段，可通过暗挖小隧道来完成。（四）土方挖运土方挖运是控制逆作法施工进度的关键工序，开挖方案还直接影响板的模板型式及侧墙水平位移的大小。根据基坑的空间和地质条件，可选择是人工挖运或是小型挖掘机挖运。盖挖法施工的土方，由明、暗挖两部分组成。条件许可时，从改善施工条件和缩短—.-*,— 第二章浅埋隧道施工技术工期考虑应尽可能增加明挖土方量。一般是以顶板底面作为明、暗挖土方的分界线。这样可利用土模浇筑顶板。而在软弱土层，难以利用土模时，明挖土方可延续到顶板下，按要求架设支撑，立模浇筑顶板。暗挖土方时应充分利用土台护脚支撑效应，采用中心挖槽法，即先挖出支撑设计位置土体，架设支撑，再挖两侧土体。暗挖时，材料机具运送、挖运的土方均通过临时出口。临时出口可单独设置或利用隧道的出入口和风道。（五）混凝土施工缝处理逆作法施工时，结构的内衬墙及立柱是由上而下分段施作，施工缝一般多在立柱设!型接头、在内衬墙上设"型接头进行处理（图#$%$%&）。施工缝根据结构对强度及防水的要求，有三种处理的方法可供选择：&’直接法。在先浇混凝土的下面继续浇筑，浇注口高出施工缝，利用混凝土的自重使其密实，对接缝处实行二次振捣，尽可能排除混凝土中的气体，增加其密实性。%’充填法。在先浇和后浇混凝土之间留一个充填接头带，清除浮浆后再用膨胀的混凝土或砂浆充填。(’注入法。在先浇和后浇混凝土之间的缝隙压入水泥浆或环氧树脂使其密实（图#$%$%%）。图#$%$%&施工缝的接头型式图#$%$%%施工缝处理方法第四节浅埋暗挖法施工修建浅埋地段隧道有时因周围环境等要求须采用暗挖法施工，称为浅埋暗挖法。浅埋暗挖法是参考新奥法的基本原理，开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，开挖后即时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合施工技术。采用浅埋暗挖法应与明挖法、盖挖法、盾构法等施工方法，进行经济、技术及环境因素等方面的分析比较。—&+*)— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范一、暗挖法施工隧道的深度分界隧道根据覆盖厚度不同而分为深埋隧道与浅埋隧道。浅埋隧道因埋置深度较浅，覆盖厚度薄，一般情况下暗挖法开挖的影响将波及地表。根据坑道开挖引起的应力重分布是否波及地表的原则，在矿山法施工条件下，确定深、浅埋隧道覆盖厚度分界值!!的经验公式为：!!"（#$%&#$’）!(式中：!———深埋隧道垂直荷载计算高度（)），!,-.（公式适用于(("（%$##’*%$%+’"）#"!’)；其中：#———围岩类别，如!类围岩即#"/；"———坑道宽度（)）。当隧道覆盖厚度!小于!!时为浅埋隧道。计算!!时，"&!类围岩取高值；当有不利于山体稳定的地质构造时，应适当加大!!值；采用非爆破法开挖及采用喷锚支护时，!!可适当减小；隧道开挖宽度大时采用高值。对于软弱围岩地段，为了较准确地判别隧道埋深的性质，可以通过试验段进行荷载实测，应用实测压力（$）与垂直土柱重（!0）之比来确定隧道处于何种埋深。其判别标准可参考如下经验值：当%1!!"%$+为深埋隧道%1!!2%$+为浅埋隧道有进还进一步将%1!!2%$,者，称为超浅埋隧道。超浅埋隧道在初期支护作用下，其围岩塑性区，在一般情况下将达到地表，覆盖层发出整体位移下沉。二、浅埋暗挖法施工技术特点（一）围岩变形波及地表浅埋隧道施工中开挖的影响将波及地表。为了避免对地面建筑物及地层内埋设的线路管网等的破坏，保护地面自然景观，克服对地上交通的影响，更好的适应周围环境的要求，必须严格控制地中及地表的沉陷变形。在变形量方面，不仅由于开挖直接引起围岩的沉降变形，还应计入由于围岩的作用引起支护体系的柔性变形及施工各阶段中基础下沉变位而引起的结构整体位移。与变形量相对应而存在的地层塑性区的发展，除了对周围环境的影响外，还削弱了围岩的稳定能力，使施工更加困难。—343%— 第二章浅埋隧道施工技术（二）要求刚性支护或地层改良与深埋隧道可以给支护以适量变形不同。浅埋暗挖法施工时，其支护时间要尽可能提前，支护的刚度也应适当加大，以便抑制地中及地表的变形沉陷。除必须选用适当的开挖方法，支护方式及施工工艺外，还经常采用对前方围岩条件进行改良及超前支护等作为控制地层沉陷变形的基本措施。（三）通过试验段来指导设计及施工由于周围环境及隧道所处地段地质的复杂性，往往需要选取地质条件和结构情况有代表性的一段工程作为试验段。在做出包括结构设计、施工方案、试验及量测计划的设计后，先期开工。对施工过程中引起地中及地表沉陷变形情况、支护结构及围岩应力状态、对地面环境的影响程度等情况进行观察、量测分析和研究。试验段施工中所取得的数据，还可以用反分析方法获得更符合实际的围岩力学参数，并在此基础上进行力学分析计算。通过对试验段施工的研究分析，除进行优化设计及施工方案外，还对量测数据管理标准进行验证。三、开挖方法及支护方式（一）开挖方法的选用浅埋暗挖法施工隧道工程时，应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及施工单位的自身条件等，选择适宜的开挖方法及掘进方式。必要时，应通过试验段进行验证。施工中常用的开挖方法是台阶法以及适用于特殊条件的各类型分部开挖方法。一般山岭隧道可采用正台阶法施工（图!"#"#$）。城市及附近地区的一般隧道可采用上台阶分部开挖法或短台阶法施工（图!"#"#%）。大断面的城市或山岭隧道可采用中隔墙台阶法、单侧壁导坑法或双侧壁导坑法施工（图!"#"#&）。城市地铁车站，地下停车场等多跨隧道多采用柱洞法，侧洞法或中洞法施工（图!"#"#!）。图!"#"#$正台阶法—’(’’— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"#$%）上台阶分部开挖法；&）短台阶法图!"#"#’%）中隔墙台阶法；&）单侧壁导坑法；(）双测壁导坑法—)*)#— 第二章浅埋隧道施工技术图!"#"#!$）柱洞法施工顺序；%）侧洞法施工顺序；&）中洞法施工顺序浅埋隧道断面较大时不宜采用全断面开挖。施工中应尽量减少对围岩的拢动，优先采用掘进机或人工开挖。采用爆破开挖时，应采用短进尺、弱暴破，必要时要对爆破振动进行监控。爆破进尺一般不宜超过’()*。（二）支护方式浅埋暗挖法施工的隧道多采用复合式衬砌。支护设计时可分为三种情况：初期支护承受全部荷载，二次支护（内层衬砌）仅作为安全贮备；初期支护与二次支护共同承担—’,’+— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范荷载；初期支护仅作为施工期间的临时支护，二次支护作为主要承载结构。设计时应将结构设计，施工方法及支护方式，辅助施工方法等进行综合研究，并经试验段进行验证。在施工过程中根据量测数据不断进行改善。一般地质条件下，初期支护类型由喷、锚、网、钢架或格构架四种方式而组成不同的结构型式。对于浅埋软弱地层，锚杆的作用明显降低，其顶部锚杆由于作用不大而常被取消，应采用刚度较大的初期支护。可采用喷射钢纤维混凝土代替网喷混凝土以加快支护速度及提高支护质量。大断面软弱地层施工中采用分部开挖，其初期支护常与临时支护（临时仰拱、中隔墙）结合，使每块分部开挖后都及时得以封闭。为了强化初期支护，有时在做内层衬砌前才进行拆除。对于地下水丰富的浅埋隧道，应采用洞内井点降水和周边围岩注浆等措施来改善施工条件。在地表允许的情况下，也可结合深井降水和地面预注浆堵水等措施进行水的综合治理，以减少水的危害，确保施工的安全和围岩的稳定。（三）辅助施工方法一般情况下可按下列次序依次选用；（!）上半断面留核心土环形开挖；（"）喷射混凝土封闭开挖工作面；（#）超前锚杆或超前小导管支护；（$）超前小导管周边注浆；（%）设置临时仰拱；（&）深孔注浆加固及堵水；（’）长管棚超前支护或注浆。四、控制沉陷变形及防坍（一）现场监控量测在浅埋暗挖法施工中将现场监控量测作为一道工序来进行。应使施工现场每时每刻均处於监控之中，以确保工程安全及控制沉陷变形。量测项目包括!（必测）和"（选测）两类。现场量测数据应及时绘制成位移—时间曲线（或散点图）。曲线的时间横坐标下注明施工工序和开挖工作面距量测断面的距离。当曲线趋于平缓时，应进行数据处理或回归分析，以推算基本稳定时间、最终位移值，掌握位移变化规律。根据量测管理基准及隧道施工各阶段沉陷变形控制标准进行施工管理。—!’!$— 第二章浅埋隧道施工技术当量测值超过标准时，应研究超标原因。必要时对已作支护体系进行衬强及改进施工工艺。当曲线出现反弯点，即位移数据出现反常的急剧增长现象时，表明围岩与支护已呈不稳定状态，应加强监测和立即对支护体系补强，必要时应立即停止向前开挖及采取稳定工作面的措施以确保施工安全。经妥善处理后，才能继续向前施工。（二）量测管理基准及施工各阶段沉陷变形控制标准的建立施工中主要采用位移量测数据作为信息化管理目标。管理基准值应根据现场的特定条件来制定。控制变形总量可参考表!"#"$。表!"#"$量测数据管理基准参考值推荐基准值指标内容日本、法国、德国规范综合值城市地铁山岭隧道地面最大沉陷%&’’(&’’!&’’地面沉陷槽拐点曲率$)(&&$)%&&$)(&&地层损失系数%*%*%*洞内边墙水平收敛#&’’+,&’’#&’’（&-$+&-#）!*洞内拱顶下沉.%’’+##/’’%&’’（&-(+&-,）!*注：!———开挖洞室最大跨度（’）当地面建筑对地层沉陷敏感时，采用控制沉陷的多种措施（包括改善围岩条件等）不易达到要求或极不经济时，可以同时采取结构加固的措施，并建立相应的基准值。隧道施工量测数据管理基准值应细化为各施工阶段控制标准。控制标准数值一般应分为三个控制水平。!级为安全值（相应安全系数为$-%+#-&以上），"级为警戒值（安全系数为$-#+$-%），#级为危险值（安全系数$-$左右）。施工中量测数值处于#级时，一般应立即停止向前掘进，补强已有支护体系使已施工地段迅速稳定，并研究改进向前施工的方案。第五节洞口及明洞施工一、洞口施工隧道洞口地段，一般地质条件差，且地表水汇集，施工难度较大。施工时要结合洞外场地和相邻工程的情况，全面考虑，妥善安排及早施工，为隧道洞身施工创造条件。—$.$%— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范由于每座隧道的地形、地质及线路位置不同，要很明确规定洞口段的范围是比较困难的。在一般情况下，可以将由于隧道开挖可能给上坡地表造成不良影响的洞口范围称为洞口加强段。每座隧道应根据各自的围岩条件来确定洞口段范围，一般亦可参照图!"#"#$确定。图!"#"#$洞口段的一般范围%"洞门位置；#"洞口位置；&"明洞段；’"进口过渡段；("洞口段；!"隧道洞身段；$"上部开挖地基；!"隧道开挖最大洞跨（)）隧道洞口工程主要包括边、仰坡土石方；边、仰坡防护；端墙、翼墙等洞门圬工；洞口排水系统；洞口检查设备安装；洞口段洞身衬砌。洞口工程中的洞门施工，一般可在进洞后做，并应作好边仰坡防护，以减少洞门施工对洞身施工的干扰。洞口段施工时应注意以下事项：%*在场地清理作施工准备时，应先清理洞口上方及侧方有可能滑塌的表土，灌木及山坡危石等。平整洞顶地表，排除积水，整理隧道周围流水沟渠。之后施做洞口边、仰坡顶处的天沟。#*洞口施工宜避开雨季和融雪期。在进行洞口土石方工程时，不得采用深眼大爆破或集中药包爆破，以免影响边、仰坡的稳定。应按设计要求进行边、仰坡放线自上而下逐段开挖，不得掏底开挖或上下重叠开挖。&*洞口部分圬工基础必须置于稳固的地基上。须将虚渣杂物、泥化软层和积水清除干净。对于地基强度不够时，可结合具体条件采取扩大基础、桩基、压浆加固地基等措施。’*洞门拱墙应与洞内相邻的拱墙衬砌同时施工连接成整体，确保拱墙连接良好。洞门端墙的砌筑与回填应两侧同时进行，防止对衬砌产生偏压。(*洞口段洞身施工时，应根据地质条件，地表沉陷控制以及保障施工安全等因素选择开挖方法和支护方式。洞口段洞身衬砌应根据工程地质、水文地质及地形条件，至少设置不小于()长的模筑混凝土加强段，以提高圬工的整体性。!*洞门完成后，洞门以上仰坡脚受破坏处，应及时处理。如仰坡地层松软破碎，宜—%$%!— 第二章浅埋隧道施工技术用浆砌片石或铺种草皮防护。洞口段施工中最关键的工序就是进洞开挖。隧道进洞前应对边仰坡进行妥善防护或加固，作好排水系统。洞口段施工方法的确定取决于诸多因素。如施工机具设备情况、工程地质、水文地质和地形条件；洞外相邻建筑的影响；隧道自身构造特点等。根据地层情况，可分为以下几种施工方法；（!）洞口段围岩为"#类以上，地层条件良好时，一般可采用全断面直接开挖进洞，初始!$%&’$%区段的开挖，爆破进尺应控制在’%&(%。施工支护，于拱部可施做局部锚杆；墙、拱采用素喷混凝土支护。洞口(%&)%区段可以挂网喷混凝土及设钢拱架予以加强。（’）洞口段围岩为!&"类，地层条件较好时，宜采用正台阶法进洞（不短于’$%区段）。爆破进尺控制在!*)%&’*)%。施工支护采用拱、墙系统锚杆和钢筋网喷射混凝土。必要时设钢拱架加强施工支护。（(）洞口段围岩为#&!类，地层条件较差时，宜采用上半断面长台阶法进洞施工。上半断面先进)$%左右后，拉中槽落底，在保证岩体稳定的条件下，再进行边墙扩大及底部开挖。上部开挖进尺一般控制在!*)%以下，并严格控制爆破药量。施工支护采用超前锚杆与系统锚杆相结合，挂网喷射混凝土。拱部安设间距为$*)%&!*$%的钢拱架支护，及早施做混凝土衬砌，确保稳定和安全。（+）洞口段围岩为#类以下，地层条件差时，可采用分部开挖法和其它特殊方法进洞施工。具体方法有：$预留核心土环形开挖法；%插板法或管棚法；&侧壁导坑法；’下导坑先进再上挑扩大，由里向外施工法；(预切槽法等。开挖进尺控制在!%以下，宜采用人工开挖，必要时才采用弱爆破。开挖前应对围岩进行预加固措施，如采用超前预注浆锚杆或采用管棚注浆法加固岩层后，用钢架紧贴洞口开挖面进行支护，再进行开挖作业。在洞身开挖中，支撑应紧跟开挖工序，随挖随支。施工支护采用网喷混凝土，系统锚杆支护；架立钢拱架间距为$*)%，必要时可在开挖底面施做临时仰拱。开挖完毕后及早施作混凝土内层衬砌。当衬砌采用先拱后墙法施工时，下部断面开挖应符合下列要求（：!）拱圈混凝土达到设计强度,$-之后方可进行下部断面的开挖（；’）可采用扩大拱脚，打设拱脚锚杆，加强纵向联接等措施加固拱脚。（(）下部边墙部位开挖后，应及早、及时做好支护，确保上部混凝土拱的稳定。施工前，在工艺设计中，应对施工的各工序进行必要的力学分析。施工过程中应建立建全量测体系，收集量测数据及时分析，用以指导施工。二、明洞施工明洞是用明挖法修建的隧道。其结构形式分为独立式明洞和接长式明洞。它的结构形式，常因地形、地质条件的不同而有许多种，采用最多的是拱式明洞和棚式明洞。—!,!,— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范明洞大多设置在坍方、落石、泥石流等地质不良地段。公路隧道有时需在洞口外设置遮光棚，亦属明洞类结构。明洞施工方法的选择，应根据地形、地质条件、结构形式等因素确定。独立式明洞可采用明挖法或盖挖法施工；接长式明洞可采用开挖与衬砌的施工顺序，分为全部明挖先墙后拱法、上部明挖先拱后墙法及部分明挖墙拱交错法三种：（一）全部明挖先墙后拱法适用于埋置深度较浅，边仰坡开挖后能暂时稳定，或已成路堑中增建明洞地段。开挖程序如图!"#"#$所示。施工步骤：从上向下分台开挖，先作好两侧边墙，再作拱圈，最后作防水层及洞顶回填。（二）上部明挖先拱后墙法适用于明洞位于岩层破碎，路堑边坡较高，全部明挖可能引起坍塌，但拱脚岩层承载力较好，能保证拱圈稳定的地段。开挖程序（图!"#"#%）：起拱线以上部分，采用拉槽法，开挖临时边坡、仰坡。当临时边坡、仰坡不够稳定时，采用喷锚网加固坡面。先做好拱圈，然后开挖下部断面，再作边墙，拱脚应设连续的纵钢筋混凝土托梁，并使混凝土与两侧岩石密贴。图!"#"#$全部明挖先墙后拱法图!"#"#%上部明挖先拱后墙法（三）墙拱交错法适用于半路堑、原地面边坡陡峻，由于地形限制不能先做拱圈；或由于外侧地层松软，先做拱圈可能发生较大沉陷，先墙后拱亦有困难时。&’先作外侧边墙法施工程序如图!"#"()所示。（&）先挖出外侧墙基坑!，然后将外侧墙"砌筑（或模筑）至设计标高。—&*&$— 第二章浅埋隧道施工技术图!"#"$%先做外侧边墙法（#）开挖内侧起拱线以上部分$，挖除后立即架立拱架灌注拱圈!，如有耳墙时，同时作好耳墙。（$）在拱内落底&，应随落随加支护，以保持内侧边坡的稳定。（’）开挖内边墙马口，逐段施作内边墙!，然后进行拱顶回填，并做防水层。#(挖开灌筑边墙法先拱后墙法施工的路堑式明洞，如开挖后发现地层松软，难于承受拱圈压力时，或先墙后拱法，路堑边坡明挖过深可能引起边坡坍塌等不安全情况时，均可采用挖开法或拉槽法灌筑边墙。施工步骤；一般开挖至起拱线后，先间隔挖开或横向与中线垂直间隔拉槽，灌注部分边墙，再作拱圈，拱脚应加纵向钢筋以形成钢筋混凝土托梁。最后挖马口作其余边墙。明洞大多数修筑于地质较差，地形陡峻的地段，受力条件复杂。施工中特别应注意安全和结构的稳定，做到符合下列各项要求：（)）开挖前要做好全部临时排水系统，适当选择施工方法，要按设计要求正确测定中线和标高，放好边桩和内、外墙的位置。（#）认真处理基础。明洞边墙基础承载力必须保证达到设计要求；有地下水流时，要相应采取措施，如夯填厚度不小于)%*+的碎石层或扩大基础以提高其承载力；若为岩石地基则应挖至表面风化层以下%(#&+以下。（$）明洞衬砌其拱圈要按断面要求，制作定型挡头板、内、外模及骨架，加强各部内、外模支撑，防止变形及位移。采用墙拱交错法施工时，要有保证拱脚稳定，防止拱圈沉落的措施。明洞顶回填土石主要是起缓和边、仰坡上的落石、坍塌和支挡边坡稳定的作用。应按设计厚度和坡度进行施工。回填土石应在做好防水层，衬砌达到设计强度的,%-时，才能开始施工。路堑式明洞拱背回填应对称分层夯实，每层厚度不宜超过%($+；其两侧回填土的土面高差不—),).— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范得大于!"#$；回填至拱顶后须满铺分层墙筑；拱顶填土高达!"%$以上才能拆除拱架。采用推土机等大型机械回填时，应先用人工夯填一定的厚度后，方可能使用机械在顶部进行作业，并于机械回填全部完成后才能拆除拱架。回填土石与边坡接触处，要挖成台阶，并用粗糙透水材料填塞，防止回填土石沿边坡滑动。明洞与隧道衔接的施工方法，有先做明洞后进隧道和先进隧道后做明洞两种。在明洞长度不大和洞口地层松软，开挖仰坡和边坡时易引起坍方，或在已坍方的地段，一般是先作明洞后进隧道。在地层较为稳定或工期较紧的长隧道设有较长明洞；或是洞口路堑开挖后可能发生坍塌时，则可采用先进隧道后作明洞的施工方法。不论是先隧后明，还是先明后隧，隧道部分的拱圈都应由内向外和明洞拱圈衔接。必须确保仰坡的稳定和内外拱圈联接良好。一般情况下明洞与隧道的衔接部位是结构防水的薄弱部位，施工时应把隧道的洞身衬砌向明洞方向延长一定长度，以达到整体防水效果。—’%&!— 第三章沉管隧道施工技术第三章沉管隧道施工技术第一节概述沉管法也称预制管段沉放法，简单地说就是先在干坞中或船台上预制大型混凝土箱形构件或是混凝土和钢的组合箱形构件，并于两端用临时隔墙封闭，舾装好拖运、定位等设备，然后将这些构件浮运沉放在河床上预先浚挖好的沟槽中并联接起来，最后回填砂石（图!"#"$）并拆除隔墙形成隧道。图!"#"$沉管隧道施工方法概念示意图%）沉埋隧道的制作：在沉埋管段制作场或干船坞内制作；&）舾装：将从船坞运出的沉管管段装上沉放作业用的锚索装置；’）浮运：用拖船拖到沉放预定地点；(）沉放作业：用沉放作业船沉放到预先浚挖好的沟槽内预定位置，与预先沉放的沉埋管段进行水中连接；)）回填：用砂土回填!水平衡镇重箱；"临时支撑用混凝土块；#水平衡镇重物；$沉放预定部分；%沉放管段；&陆上隧道部分—$+*$— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范悬浮隧道是沉管隧道的一种特殊形式，其特殊性表现在沉管管段不是埋在河底沟槽内，而是悬浮于水中，隧道用锚索锚固于一定间隔的海底锚座上，锚索另一端则通过各固定在隧道上的套环与隧道主体结构相连。根据国际隧协沉管与悬浮式隧道工作组到!""#年的统计资料，世界各国已建、在建或拟建的沉管隧道共有"$条，其中，就管段制作形式而言，混凝土隧道%"条，钢壳隧道$#条；从使用功能上来看，公路隧道&!条，铁路隧道’&条（包括地铁隧道），公路、铁路两用隧道#条，人行隧道’条；就管段横截面形状来说，矩形截面隧道($条，圆形（含花篮形、八角形、马蹄形、椭圆形）截面隧道’)条；从规模上看，早期的沉管隧道多为双车道或四车道，从&)年代中期，陆续建成一些六车道隧道，到目前世界已建的&*+车道共有!"条。!"世纪末，美国首先用沉管法建成波土顿的下水道工程，之后，于!"!)年用此法建成了底特律河水底铁路隧道，这是世界上第一条沉管建造的铁路隧道。至!""#年底美国已建成’%条沉管隧道。在欧洲，荷兰首先于!"’#年建成第一条沉管隧道———马斯河隧道，到!""#年底，荷兰已建成!"条沉管隧道。日本是东亚地区第一个建成沉管隧道的国家，自!"##年第一条沉管道路隧道———庵治河隧道通车以来，已建成铁路和公路隧道!+条。沉管隧道有钢结构和钢筋混凝土结构两大类，前者一般为圆形断面，后者一般为矩形断面，美国及日本大多采用钢壳沉管。美国海湾修建的隧道较多，海湾的水深一般深于内河，用圆形的钢壳或椭圆形钢壳，从受力角度考虑比矩形有利，日本采用钢壳沉管则与他们有良好的造船设备有关。而荷兰等西欧国家则习惯于矩形断面的沉管，他们认为矩形断面有效空间的利用率优于圆形断面，矩形断面隧道的高度和覆盖层厚度都比圆形隧道小，隧道的长度也相应减少。其实选用何种形式的沉管隧道不但与所掌握的施工技术及现有设备有关，还与习惯和经验有很大关系。荷兰等西欧国家在管段制造技术方面有独到之处，他们在混凝土作业时一贯坚持高标准，从混凝土原材料的组成、降低温差、收缩补强、模板选择上都采取了相应的措施。目前世界上最长的沉管隧道是美国旧金山海湾地区快速交通隧道，全长%+’%,，由%+节管段组成。管段最宽的隧道是比利时亚珀尔隧道，宽达%$-!,，全长$$&,。单节管段最长的隧道是荷兰海姆斯普尔隧道，最长一节管段长’&+,，宽’!-%,，重%))))./。其它值得一提的还有：荷兰的德赫特隧道有#0’车道，是迄今为止车道数最多的隧道之一；瑞典的利尔杰霍尔姆斯维肯隧道最大水深达%),；美国纽约东&$街隧道环境条件很差，海水流速非常湍急，达’-(,*1。沉管技术在本世纪经历过多次革新。!"%+年古巴哈瓦那建成第一座完全预应力的沉管隧道；荷兰于&)年代发明了举世闻名的吉那止水带，使得水力压接法更加简洁有效，这是管段水下连接的重大革新。在基础处理技术方面，丹麦于#)年代发明出喷砂法；瑞典于&)年代首先成功采用灌囊法，荷兰在()年代发明了更为先进的压砂法，这是沉埋技术中的又一项重大革新；日本在()年代推出压注混凝土法和压浆法。此外，日本在接头抗震方面也取得不少进展，过去在地震区修建隧道时，对地震缺乏特别的预防措施，而现—!(’’— 第三章沉管隧道施工技术在设计的接头处可以有相当挠度和纵向位移，在允许范围内对沉陷和温度影响也采取了类似的措施。近年来，随着现代科学技术的发展，激光测量仪、电子定位系统等先进设备已应用于施工中，使得沉管隧道质量更加优良，同时工期大大缩短。在我国，香港和台湾借助国外先进技术共已建成四条沉管隧道，中国大陆第一条沉管道路隧道———广州珠江隧道已于!""#年底通车，此外，宁波甬江隧道也已建成。我国目前的沉管隧道设计及施工技术还处在积累经验阶段，但我国经济的迅猛发展为其进一步发展创造了良好的条件。如上海外环线吴淞口越江工程，已确定采用沉管法隧道方案，并正在建设中；其他如京沪高速铁路在南京越过长江，就准备采用沉管隧道方案，崇明至南通的越江方案也都考虑采用隧道方案。由于多车道时沉管隧道明显节约投资，因此沉管隧道在我国具有广阔的前景。第二节基槽浚挖技术及设备一、沉管基槽的设计及浚挖在设计基槽断面之前，往往要先全面了解现场的地质资料、水流水质资料、生态资料，以便确定合理的基槽断面和浚挖方式。基槽的断面主要由三个基本尺度决定，即底宽、深度和边坡坡度。底宽一般比管段底宽大$%!&’。基槽的深度为覆盖层厚度、管段高度以及基础处理所需超挖深度三者之和。香港地铁沉管隧道在设计基槽断面时，考虑到基槽底部的垫层须宽出隧道管段每边各!’，最小垫层宽度为!&(#)*+!*(#’。为使海上作业船的柱腿能沿隧道弯曲的中线移动及预留出容许偏差量，决定采用能在内刮平!$’宽垫层的!,’底宽的基槽。基槽边坡的稳定坡度与土壤的物理力学性能有密切关系，同时，基槽的留置时间、水流情况等也是重要影响因素。表,-#-!为不同土层稳定坡度的参考数值。表,-#-!不同土层稳定坡度的参考数值!!!土层种类荐用坡度!土层种类荐用坡度!!!硬土层!：&(.%!：!紧密的细砂、软弱的砂夹粘土!：*%!：#!!!砂砾、紧密的砂夹粘土!：!%!：!(.软粘土、淤泥!：#%!：.!!!砂、砂夹粘土、较硬粘土!：!(.%!：*稠软的淤泥、粉砂!：/%!：!&在沉管隧道的施工中，水底浚挖所需费用只占整个工程总造价的一个较小比例，通常只有.0%/0，可它却是一个很重要的工程项目，由于疏浚作业现场的通航环境较—!1*#— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范为复杂，挖泥船在主航道作业时经常要松缆让航，施工难度较大，作业效率客观影响近!"#，因此浚挖的成功与否直接影响到工程能否顺利、迅速地开展。水底浚挖工作主要包括三个内容：（$）沉管基槽的浚挖；（%）辅助航道的浚挖；（!）浮运（管段）线路的浚挖。通常港务部门疏浚航道用的挖泥船，挖深都不超过%"&，一般只有$’&左右，可是沉管基槽的底深常是%%(%!&左右，有的达到%)(!"&。因此，一般不能直接利用现有的挖泥船进行沉管基槽浚挖，需要根据设计要求、地质情况进行一些必要的改装工作。二、浚挖方式（一）挖泥船的种类及特点目前用于浚挖作业的挖泥船主要有以下四种：（$）吸扬式挖泥船。有绞吸式和耙吸式两种。前者利用绞刀绞松水底土壤，通过泥泵作用，从吸泥口、吸泥管吸进泥浆，经过排泥管卸泥于水下或输送到陆地上去。后者则利用泥耙挖取水底土壤，通过泥泵作用，将泥浆装进船上泥舱内，自航到深水抛泥区卸泥。吸扬式挖泥船的特点是：!浚挖一般土层时生产率很高；"浚挖成本低；#不需泥驳配合工作；$开挖面（槽底）平整度较高，一般为*（"+$’("+!）&。（%）抓扬式挖泥船。亦称抓斗挖泥船，挖泥时利用吊在旋转式起重把杆上的抓斗，抓取水底土壤，然后将泥土卸到泥驳上运走。一般不能自航，靠收放锚缆移动船位。施工时需配备拖轮和泥驳，抓斗容量最近发展到$"($!&!。抓斗挖泥船的特点是：!挖泥船构造简单，造价低；"船体尺度小，长与宽均显著地小于其他挖泥船；#浚挖深度较大，且易于加深，是沉管隧道中常用的一种挖泥船。美国旧金山港的地下铁道（,-./$010年建成）水底段，长达’2%"&，深度为水面下3"&。采用沉管法施工，浚挖时就全靠这种挖泥船；$遇到较硬土层时，可改用重型抓斗进行浚挖（表14!4%、表14!4!）。重型斗的重量特别大，超过普通抓斗一倍左右，例如普通型$5$&!，抓斗重约$267，而重型$+!抓斗重达3367。虽然浚挖硬土层时效率低，一次投斗的挖深和实际生产率均明显$&地降低，但是由于这种挖泥船比较简单，而且船体尺度较小，故常在同一隧位上布置多艘这种抓斗挖泥船进行施工，故实际速度并不慢。—$)%3— 第三章沉管隧道施工技术表!"#"$一次投斗的挖深（%）软粘土粘土夹砂硬粘土砂、粉砂重型抓斗&’()*’&&’()&’+普通大型抓斗*’()$’(*’&)*’(表!"#"#不同土层的生产效率抓斗容量（%）公称生产率（%,-）实际生产率（%,-）生产效率软土.$.&$&&+&/紧密砂层.$.&*!&0&/硬土层$’.*(&.&)0&#&/)(&/（#）链斗式挖泥船。这种挖泥船是用装在斗桥滚筒上，能连续运转的一串泥斗挖取水底土壤，通过卸泥槽排入泥驳。施工时亦需泥驳和拖轮配合。一般泥斗容量为&1*#。这种挖泥船的特点是：)&1+%!生产率比较高；"浚挖成本比较低；#能浚挖硬土层；$开挖后的平整度较高；%定位锚缆较长，作业时水面占位较大。（.）铲扬式挖泥船。亦称铲斗挖泥船，是用悬挂在把杆钢缆上和连接斗柄上的铲斗，在回旋装置操纵下，推压斗柄，使铲斗切入水底土壤内进行挖掘，然后提升铲斗，将泥土卸入泥驳。这种挖泥船适用于硬土层，标准贯入度!2.&)(&的硬土亦可直接挖掘。不需锚缆定位，水面占位小，但挖泥船的造价高，浚挖费用亦高。上述四种挖泥船的适用范围大体如表!"#".所示。表!"#".四种挖泥船的适用范围!!!硬土砂砾粉砂砂软土平整度（3%）!硬土砂砾粉砂砂软土平整度（3%）!!!吸扬式挖泥船""*()#&链斗挖泥船""""*()#&!!!抓斗挖泥船""""#&)(&铲斗挖泥船""(&)*&&注：!“"”表示适用；"在浚挖作业中，土壤的硬度划分如下：粘性土、软土!2.)+，硬土!2$&).&砂性土、软土!4*&，硬土!2#&)(&—*0$(— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范以上四种挖泥船均只适用于土层，当浚挖作业遇到岩层时，需采用水下岩石破碎机的泵船。例如，悉尼港沉管隧道工程在浚挖过程中采用!!"##$$特殊切割机泵船浚挖海底的砂岩层。在离岸条件下的沉管隧道，挖槽设备有以下几种：（%）漂浮型设备（图&’!’(）。只能在浅水中和基槽深度有限时使用。图&’!’(漂浮型设备（(）半沉型设备。受波浪的影响比漂浮型设备小，因此适用范围略大一些。（!）自行调高的走行挖槽平台（图&’!’!）。限制在水深"#$以内的条件下使用；不易受风浪影响；切割头、水泵等重要设备易于提升到水面修理或更换。图&’!’!走行式顶升挖槽平台"切削头；#顶升定位桩；$走行定位桩；%摆动系统；&平台吊机—%"(&— 第三章沉管隧道施工技术!全沉型设备（图!"#"$）。可在海底走行或在轨道上移动，施工精确，不受水深限制；缺点是需要由一条船来支撑，而船会受到海面风浪的影响。图!"#"$全沉没型切削头挖槽机（二）浚挖方式及浚挖程序的确定通常在选择浚挖方案时考虑以下三方面的因素：（%）尽量使用技术成熟，生产率高，费用低的浚挖方式；同时，为了降低造价，通常充分使用已有的浚挖设备，尽量避免采用需重新定制的设备。（&）选用对航道影响最小的浚挖方式。（#）选用对环境影响较小的浚挖方式。通过对环境、经济和技术等多方面的探讨，按其效果和费用仔细权衡不同方案以求得最佳选择。浚挖作业一般分层分段进行。在基槽断面上，分成二层或三层逐层开挖。在平面沿隧道纵轴方向，划成若干段，分段分批进行浚挖。香港地铁隧道基槽浚挖作业分两个阶段进行，第一阶段挖到离最终设计标高约%’处，这一阶段用生产率较高的链斗式挖泥机挖出大量土石，留下凹凸不平的表面待下一—%(&(— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范阶段挖掘；第二阶段采用整平度较好的!"#$%&’(大小不同的抓斗式挖泥机挖至基底。悉尼港隧道基础沟槽疏浚也分为粗挖和细挖两种，粗挖在管段沉放的)个月前开始，细挖在管段即将沉放前进行，这样可以避免最后挖成的管段基槽敞露过久，以致沉积过多的回淤土，影响沉设施工。施工各阶段所用机械见表*+(+#。表*+(+#疏浚土层及厚度疏浚船种类数量（’(）表层粘土、於泥($&’&,,,’(耗吸式挖泥船%!,,,,毛坯疏浚砂($)’%,’(抓斗船#,!,,成形疏浚%$!’同上&,,,,砂岩层!-,,’’特殊切割机泵船!#,,,,合计*.-,,,在%)*)年建成的比利时肯尼迪水底道路隧道则有过这样的教训，其沉管基槽一次全部挖成，由于回淤量大而快，最后不得不留一艘生产率为%,,’(/0的大型吸扬式挖泥船来清除回淤。这项清淤工作一直进行到管段沉设完毕才结束。如果采用分层分段的浚挖方式就不会出现这种问题。第三节管段防水技术早期的钢壳管段，钢壳既作为施工阶段的外模，又是管段的防水层。&,年代，矩形钢筋混凝土管段应用于沉管隧道的初期，仍然采用船台型管段的防水措施，即四边包裹钢壳。#,年代，逐渐改为三边包裹的钢壳，顶板上的钢壳改由柔性防水层代替。从%)#*年迪斯隧道以后，又发展为单边钢板防水为和三边柔性防水，即只保留底板之下的钢板，其它三边采用柔性防水。*,年代以后，出现不少完全采用柔性防水的成功实例。从外防水总的发展趋势来看，施工变得更加简便，而防水效果越来越好。一、钢板防水早期采用的钢壳防水在-,年代以后已不再常用，因为钢壳防水存在的缺点不少，如耗钢量大，焊接质量不易保证，防锈问题未切实解决，钢板与混凝土之间粘结不良等等。但仅在管段底板下用钢板防水的实例则越来越多，此时防水钢板基本上不用焊接—%-!.— 第三章沉管隧道施工技术（至少不用手焊），而是用拼接贴封的办法，因而不存在焊接质量问题。拼接缝有两种做法：!先嵌石棉绳，再用沥青灌缝，最后在缝上封贴两层卷材（约!"#$宽）。"在接缝处用合成橡胶粘结约!"#$宽的钢板条贴封。防水钢板一般为%&’$$厚，比防水钢壳的厚度薄很多，且省去大量的加强筋及支撑，因此防水钢板的单位面积用钢量仅为钢壳的()%左右。钢板的锈蚀速率一般估计为：海水中"*($$)年，淡水中"*"+$$)年，平均"*",+$$)年。二、柔性防水柔性防水包括卷材防水和涂料防水。卷材防水是用胶料把多层沥青卷材或合成橡胶类卷材胶合成的粘式防水层。最初的柔性防水层是使用沥青油毡，以织物卷材为主，这种卷材强度大，韧性好。尤其是+"年代发展起来的玻璃纤维布油毡更适于沉管隧道，这种玻璃纤维布油毡以玻璃纤维布为胎，浸涂沥青制成，性能优越，价格仅稍高于沥青油毡。’"年代建成的丹麦利姆奥特（-.$/0123）水底道路隧道首次采用合成橡胶类卷材作为防水材料，该隧道用的是异丁橡胶卷材，厚度仅!$$。卷材的层数视水头大小而定，当水底隧道的水下深度超过!"$时，卷材层数达+&’层之多，若精心施工，三层亦已足够。涂料防水的操作工艺比卷材防水简单得多，而且在平整度较差的混凝土面上也可以直接施工。但目前涂料在管段防水上尚未普遍推广，因为它的延伸率不够。在沉管隧道的结构设计中，容许裂缝开展宽度为"*(+&"*!$$，防水设计的容许裂缝开展宽度为"*+$$，防水涂料尚不能满足这项要求。三、管壁的自身防水提高管段自身混凝土的抗渗性能也是重要的防水措施。自’"年代初期以来，荷兰等国家对水底隧道管壁自身防水进行了一系列的试验和研究，并取得了可喜的成果，(4,5年以后陆续开工的荷兰弗拉克、基尔·海姆斯玻尔以及鲍脱莱克等四条水底道路隧道均突破了传统的防水办法，采用无外防水的隧道结构。管段混凝土在浇注凝固过程中产生的裂纹会造成管段的渗漏，裂缝产生的原因主要有：第一，管段混凝土干缩；第二，气候温度的变化使得沿边墙高度的温度梯度很陡；第三，已冷却和凝固的底板混凝土与新浇正处于水化阶段的边墙混凝土有温差。水化作用使边墙和顶板升温，使尚未凝结的混凝土产生膨胀变形，当混凝土凝固并冷却—(,!4— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范下来时会发生收缩，如果冷却不均匀或受到已凝固底板的约束，在边墙与底板结合处就会出现竖向裂缝。有许多方法可以防止各种原因产生的开裂，但单一的方法是不够的，必须多种方法配合使用。在这些方法中，要涉及到混凝土配合比的构成，降低底板和侧墙之间温差，以及施工期间的特殊措施等。（一）混凝土的配比（!）选用合适的水泥。水泥的化学成份对水化热有较大影响，在水泥中掺入潜伏水硬性胶结剂（如火山灰、煤灰、石粉、火山岩及矿渣粉）可以减少水化热。图"#$#%是荷兰广泛使用的一些水泥的水化热数据。图"#$#%不同型号水泥的水化热$；"矿渣水泥,—$’%()*+$；#普通水泥&—$’%()*+$；!矿渣水泥&—$’%()*+$；%普通水泥-—$’%()*+$；&环境温度$普通水泥,—$’%()*+（’）减少水泥用量。在满足混凝土强度和渗透性要求的前提下，尽量减少水泥用量，大多数情况下，混凝土的水泥用量为’%./$..()*+$。（$）使用粗集料。当使用粗集料时，如果颗粒尺寸级配合适，就可以减少细粒材料（水泥等）的用量。为保证钢筋周围混凝土的密实度，所用混凝土浆需限制最大粒度。同时，为获得合理的工作性能，要求使用一定数量的细粒材料，除水泥之外，还可采用石粉、火山灰、冰川河沙等。（0）减少掺入水量。较低的水灰比可降低单位时间的水化热量，但也会降低工作性能，常掺用增塑剂和加气剂改善工作性能。（二）降低温差通过各种方法可以减少侧墙、底板和顶板中心部位与外层间以及两侧施工缝间的—!1$.— 第三章沉管隧道施工技术温差。主要方法有以下几种：（!）通过冷却来降低混凝土浆的初始温度，从而降低了混凝土浆的最高温度并延长其凝固时间。由于使用设备较多，此法很少采用。日本多摩川—川崎航道沉埋隧道在浇注管段时首创了一种冷却原材料的新工艺，其方法是使用专用设备向砂中喷入液氮，待砂冷却后再与其他材料混合。这样可使混凝土中灌注温度下降!"#，有利于控制水泥水化热引起的裂纹。（$）冷却侧墙新浇灌的混凝土。这种冷却方法经实践证明效果很好，其目的是使底板和顶板之间的温差曲线变得平缓，从而减小温度应力。其工作原理是用一套自动冷却系统泵送冷却水通过预埋在侧墙内的管道系统实现冷却（如图%&’&%所示），冷却水流由侧墙底部迂回向上，随着水的向上流动，冷却能力越来越低。图%&’&%冷却流程图冷却系统的总费用相当高，但仍比外贴防水层要低。（’）加热底板。加热底板也可以有效地降低底板和侧墙之间的温差。瑞典利尔杰霍尔姆斯维肯隧道通过在用作底板预应力钢筋的纵向钢缆管内循环热水的办法加热底板，效果很好。但这种方法很少采用，通常与冷却侧墙混凝土的方法联合使用，即冷却水通过侧墙管道被加热后再循环通过预埋在底板中的管道，使之冷却，这样可以节省能源。（三）施工中的措施（!）拆除模板的时间延至管段温度降到适当程度时。顶板新浇注的混凝土上覆盖一层隔热性能较好的木模板，以降低侧墙内外层及侧墙与底板的温差。（$）用连续浇灌整管段的方法，可以圆满解决不同时间浇灌混凝土的温差问题。这种方法对于规模较小的管段很容易做到，而对于宽大型的道路隧道管段难以实现。在荷兰，这种方法已用于阿姆斯特丹—莱茵运河下面建造的一条虹吸输送道结构以及通过荷兰水道河口的管道隧道和通过新运河河底下的鹿特丹地铁隧道施工中。—!(’!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范四、接缝防水（一）施工缝底板和侧墙之间纵向施工缝是防水的薄弱环节，大多数情况下安装一根铁带确保防水效果，并在施工过程中细心监测。（二）伸缩缝伸缩缝的密封通常有两部分组成：!内缝，一般由橡胶止水带或钢边橡胶止水带组成，如图!"#"$所示。"外缝盖，由聚氨基甲酸脂油灰或双角形（%&’’()*+,）橡胶带组成，如图!"#"-。图!"#"$采用橡胶—金属止水带的伸缩缝图!"#"-用“*&’’()*+,”橡胶带的伸缩缝!堵排空隙；"橡胶—金属止水带；#异丁橡胶粘结带!聚硫橡胶；"堵排空隙；#橡胶—金属止水带；$泡沫橡胶；%%&’’()*+,橡胶带；&耐热泡沫塑料；’./0板；(油毛毡衬条；)水密盖层因橡胶—金属止水带周围的混凝土含有从混凝土分离出的粗集料所造成的砾石空穴，故需采用第二道密封。在美国汉姆铁道隧道施工中，使用了一种改进的钢边橡胶止水带（如图!"#"1），在金属带端部粘上泡沫带，用钢管压紧，然后向钢边橡胶带周围的混凝土中注入环氧树脂。这种方法防水效果很好，可以省掉外密封层。（三）管段间的接缝水力压接法是用拉合千斤顶将新沉放的管段紧靠在已沉放好的管段上，然后抽掉内部的水，利用作用在管段上的巨大水压力使安装在管段（已沉沉管段）端面周边上的胶垫充分压缩，形成一个水密性相当好的管段间接头。—3$#2— 第三章沉管隧道施工技术图!"#"%&最初的胶垫图!"#"$改进的钢边橡胶止水带%—管段的外壁；)—矩形硬胶垫；!聚苯乙烯；"套管直径#%&&’(&；$泡沫橡胶；#—轮胶胎%底板顶部；&’$&型橡胶—金属止水带水力压接法所用的胶垫有好几种，最初采用矩形硬橡胶，外套一软橡胶片（如图!"#"%&），但这种胶垫安装较费事。以后，美国、日本试制过一种尖舌型胶垫，但实践证明，这种尖舌型胶垫在压接时易发现“翻舌”现象，故也很少采用。自近十年起在世界各国新建沉管隧道中，最普遍采用的是荷兰于!&年代研制的尖肋型胶垫（*+,-，见图!"#"%%、!"#"%)）。三角形尖肋作第一次初步止水用，高度一般为#(..，硬度一般为肖氏橡胶硬度#&/#0度。胶垫的本体是承受水压力的主体，一般为等腰梯形状，肖氏硬度0&/1&度，其具体尺度与硬度要根据设计需要，通过试验才能确定。为安装方便，胶垫底部有二个突出的底翼缘，多采用纤维织物作局部加强，胶垫底部没有底肋，主要作用是防止管段端面不够平整时产生漏水，其橡胶的肖氏硬度为#&/#0度。图!"#"%)吉那垫圈的压缩曲线图!"#"%%吉那垫圈（单位：..）—%1##— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范最近，德国!"#$%&’公司开发了一种!"#$%&’垫圈（见图()*)+*），其力学性能更加优越（压缩变形曲线见图()*)+,），连荷兰的-$$./01$0隧道及2#34隧道都采用了这种胶垫。图()*)+*!"#$%&’垫圈图()*)+,!"#$%&’垫圈压缩变形曲线—+5*,— 第三章沉管隧道施工技术水力压接法所用的胶垫形成第一道防水层，通常还有!形止水带作为第二道防水层（见图!"#"$%）。图!"#"$%!形止水带第四节管段拖运及安全保障一批管段在干坞中浇注完成以后，便将它们浮起并拖运到施工现场或临时锚地。在制作管段的阶段，同时也配备好其它一些用于沉埋的附属设施，包括用于临时基础的装置，与其它管段连接的装置及管段基础处理装置，在不同时期进入管段的进出通道、水压载、通讯联系、能源、观测、锚泊及悬吊等系统。管段的两端设有不透水的端封墙，以便浮起拖运。管段制作完成后，即加压载水，以防止管段在干坞灌满后浮起。在管段拖运之前，为确定浮运过程中管段的特性和沉放设施，首先进行试验室模拟试验。拖运及沉放期间管段的受力可按经验公式估算：$’!&"#!$%（!"#"$）’其中："(———阻力系数；!———水的重度；$———相对速度；%———与水流垂直的管段吃水面积。相对速度指的管段相对于水流的速度。阻力系数取决于管段的形状、吃水深度与水深的关系、管段与水流横截面之间的关系等，一般为$)#*!，在某些不利的情况下，甚至会超过$+，阻力系数很难通过理论计算确定，通常需要在水力实验室进行模型研究。这类研究还包括诸如在较困难区域如何控制管段，把管段转向与河流轴线垂直时所遇情况，拖运期间管段摆动和纵向昂倾时的情况以及包括水的附加质量影响在内的锚缆力研究等。—$,#%— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范确定了!!、!、"、#等参数后，即可算出理论浮运拖力，并可按"$%#"$$&转换成所需的拖船马力，以此作为确定拖船功率的参考依据。而实际所需功率比理论计算结果大得多，有时可达两倍，其原因是多方面的：计算是按计划时间进度表期间所预期的相对速度进行的，未考虑水流速度的波动；拖船的效率与其位置很有关系，若拖船推进器的尾流撞击管段，则拖船效率会大幅降低；另外，如果由于操纵失误、河流影响以及河槽浅而使管段转向，则拖船必须立即校正其位置，这就需要额外的功率。在锚泊系统的设计中除水流引起的力外，还考虑了附加水质量的问题，管段在水中移动过程中会带动周围的水一起移动，从而使锚索受到额外的力，因此使管段加速或减速所需的力由管段质量及附加水质量确定。附加水质量所占总质量的比例可通过试验得出。整个拖运过程都与潮汐有关，通常根据潮汐的周期性变化确定最佳拖运时间，特别是浮运中的困难地段，保证在潮汐上有利的时刻通过。每次拖运之前，都要根据天文、气象及江河流量等预报资料对作业时间安排进行最后调整。建造沉管隧道的经验在管段拖运阶段对自然条件的限制如下：风速%"$&’(；波高%$)*&；流速%$)+,$)-&’(；能见度"$$$&。在进行拖运前需检查浮运水道，必要时进行疏浚作业。通常用回声探测法进行水深检查。河道障碍物可能会损害管段的胶垫，一旦戳穿临时隔墙，则会造成灾难性的后果。在不能用浮标以肉眼观测的方法标示航道的地方，需有导航船或自动导航系统导航。图+./."+是两种导航系统原理图。图+./."+航运系统!：量测!#’!’的长度系统"：量测#!长度及"角在拖运的过程中通常有船只护航，以确保管段的安全。日本东京港隧道施工中，动用了多艘警戒船及多艘海上保安厅的巡逻艇为拖运船队护航。香港公共交通地铁沉埋隧道在浮运管段时有四艘警卫艇护卫，两艘在前，管段两侧各一，另外在管段上留一组人员向外观察，防止接在管段系缆柱上或进出口塔上的拖索（*$&长）损坏，并注意大块漂流物碰撞管段。悉尼海湾沉管隧道施工中，外海曳航距离达0$1&左右，像这样长时间的外海曳航在世界上尚属首次，承包商使用了两艘2+3+14（/+$$马力）的曳航船，即使遭遇到高/&的海浪时，也能保持3海里’小时以上的曳航速度。另外当遇到有最大"哩5小时以—"6/+— 第三章沉管隧道施工技术上的逆向潮流时，曳航作业也可以在!"#内完成。在作业过程中，由于得到充分的气象、海象预报，整个拖运作业取得了圆满成功。第五节沉放技术及设备一、沉放方法管段的沉放在整个沉管隧道施工过程中，占有相当重要的地位，沉放过程的成功与否直接影响到整个沉管隧道的质量。到目前为止，所用过的沉放方法有多种，这些方法适用于不同的自然条件、航道条件、沉管本身的规模以及设备条件，可以概括为：分吊———起重船或浮箱é吊沉法—êê扛吊———方驳船组éë管段沉放方法—êê骑吊———水上作业平台ë拉沉法——————桩墩地垄（一）分吊法沉放时用!$"艘%&&$!&&’起重船或浮箱提着预埋在管段上的($"个吊点，逐渐将管段沉放到基槽中的规定位置。早期主要采用起重船分吊法，)&年代荷兰柯思隧道和培纳勒克斯隧道发展了以大型浮筒代替起重船的分吊法，后来又出现了以浮箱代替浮筒的浮箱分吊法。浮箱分吊法的主要设备为四只%&&$%*&’的方形浮箱，分前后两组，每组以钢桁架联系，并用四根锚索定位，管段本身另用六根锚索定位，后来发展为完全省掉浮箱上的锚索，使水上作业大为简化。（二）扛吊法也称为方驳扛吊法，主要分为四驳扛吊法和双驳扛吊法。四驳扛吊法采取四艘方驳，左右二艘方驳之间架设由型钢或钢板梁组成的“扛棒”，用它来承受吊索的吊力。前后二组方驳可用钢桁架联系，构成一个船组。驳船组及管段分别用六根锚索定位。美国和日本多采用“双驳扛吊法（”也称双壳体船法），这种方法采用两艘船体尺度较大的方驳船（长)&$+*,，宽)$+,，型深!-*$(-*,），船组整体稳定性较好，但是设备费用较大。—%.(.— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（三）骑吊法骑吊法的主要沉放设备为水上作业平台，也称自升式作业台。其方法是将管段插入水上作业平台，使水上作业平台“骑”在管段上方，将其慢慢吊放沉设。（四）拉沉法利用预先设置在沟槽中的地垄，通过架设在管段上面的钢桁架顶上的卷扬机牵拉扣在地垄上的钢索，将具有!""#$""%浮力的管段缓缓地拉下水。管段在水底连接时，以斜拉方式使之靠向前节既设管段。以上四种方法的主要特点、适用范围等如表&’$’&所示。这些方法中，用得最普遍的是浮箱吊沉法及方驳（四驳）扛吊法，一般顶宽!()以上的大中型管段，多采用浮箱吊沉法，小型管段则以方驳扛吊法较为合适。表&’$’&各种沉放方法的特点及适用范围主要设备及特点主要适用范围实例!#*艘起重船：原先施工时占用水面起重船分吊法范围较大，后有所改变，可实行“全岸荷兰,-%./0隧道控”作业尤适用于宽度特大的管段四只+""#+("%的方形浮箱（自备发比利时斯凯尔特浮箱分吊法电机组）；设备简单，浮箱无需定位锚隧道索，因而水上作业简化四艘小型方驳（自备发电机组）；设备普遍用于小型管段的第二座汉普顿公四驳扛吊法费用很小沉放路桥式隧道一般只有具备下列条两艘长&"#1()，宽
)，型深!2(件之一时，才予采用：#$2()的大型方驳；（自备发电机组）船!工程规模较大，沉设管段较多；美国旧金山双驳扛吊法组整体稳定性好，可将管段定位索改为"计划准备建设多条巴特隧道斜对角方向张拉的吊索系定于双驳船沉管隧道；组上；设备费用较大#沉设完毕后，大型方驳可改为他用水上作业平台：稳定性好，能经受风适用于在港湾或流速香港地铁沉骑吊法浪袭击，但设备费用大较大的内河沉设管段埋隧道以预先设置在沟槽中的水下桩墩作荷兰埃河隧道拉沉法为地垄；无需方驳，也不用浮箱，但设置目前已基本不用法国马赛港隧道水底桩墩的费用较大—+3$1— 第三章沉管隧道施工技术二、沉放作业的主要工具与设备两种主要沉放方法浮箱吊沉法与方驳扛吊法所用的大型工具有：四只!""#!$"%的方型浮箱或四艘小型方驳；发电机组；&#!’台定位卷扬机（牵引力("#!"")*，绳速"#+,-,./）；+’台起吊卷扬机（牵引力!""#!0")*，绳速$,-,./）。除此之外，还需配备以下设备：（!）定位塔。定位塔事先安装在管段顶面，前后各一座，塔顶设有测量标志。塔形钢结构中带出入人孔“腰子筒”，筒径一般为("#!0"1,。（0）超声波测距仪。设于管段端面，以测定新沉设管段和已沉设管段之间的三向相对距离（当距离在!,以内时，测量精度可达2$,,）。（+）倾度仪。反映管段的纵横倾度。（’）缆索测力计。安设于每一锚索或吊索的固定端，向指挥室显示绳索的受力数值，并作自动记录。（$）压载水容量指示器。向指挥室反映压载水容量及下沉力实际数量，并作自动记录。（&）指挥通讯器具。三、管段沉放作业管段沉放前需先做好以下两方面的准备工作：（!）检查沟槽回淤情况，必要时清除回淤；（0）采取水上交通管制措施，并布置封锁线标志等。航道封锁的范围，在上下游方向一般为隧道轴线两边各!$"#0"",。在隧道轴线方向，则视定位锚索的布置方式而定，若采用前后锚，则范围为管段两端各!$"#0"",；若采用“双三角”型锚索布置，则可缩小到几十米。开始封锁的时间，一般安排在傍晚，夜间进行现场准备，翌晨高潮平潮时进行管段就位，午前低潮后进行下沉作业，午后结束全部沉放作业。当管段运至施工现场后，必须调整位置并将锚索固定在管段上。管段下沉的全过程一般需要0#’3，宜在流速减至"之前!#03开始下沉，开始下沉时的流速宜小于"4!$,-5。压载水舱灌至设计值后，以’"#$"1,-,./速度沉放管段，直到管底离设计标高’#$,。下沉时要随时校正管段位置。随后将管段向前节已沉放管段靠近至0,左右距离处，继续下沉管段至离设计标高"4$#!,处。接着将管段前移至距前节既设管段约$"1,处，校正管段位置后即开始着地下沉，着地下沉速度很慢，并不断校正位置。着地—!7+6— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范时先将前端搁上“鼻式”托座或套上卡式定位托座，然后将后端轻轻搁置到临时支座上。搁好后，各吊点同时卸荷，在卸去!"#和!"$吊力时，各校正一次位置，最后卸去全部吊力。管段下沉后，用水灌满压载水舱以防止管段由于水密度的变化或船只的来往而升浮。四、管段联结早期船台型沉管隧道都用水下混凝土法进行施工，工序复杂且质量难以保证。%&年代末，加拿大的台司隧道首创水力压接法，其后荷兰发明的吉那垫圈使水力压接更加完善，为世界各国普遍采用。用水力压接法进行连接的主要工序是：对位—拉合—压接—拆除封墙。管段沉放到临时支承上后，钢绳操作进行初步定位，然后用临时支承上的垂直和水平千斤顶精确定位，定位精度如表’(#()所示。对位之后，已设管段和新设管段仍有空隙，通常用带有锤状螺杆的专用千斤顶拉合，使胶垫的尖肋部分产生变形，具有初步止水作用。拉合千斤顶所提供的总拉力应为$&&&*#&&&+,，行程一般为!&&-.。接着用水泵抽掉封在隔墙间的水，使新管段自由端受到#&&&&*/%&&&+,静水压力的作用，胶垫的硬橡胶被压缩（压缩量一般为胶垫本体高度的!"#左右），接头完全封住，此时可以拆除隔墙。表’(#()部位水平方向垂直方向前端0$-.后端0%-.0!-.最后一节管段要在两头端面都采用水力压接法是不可能的，最后一个端面联接处不得不采用其它方法，如水中模板混凝土式、靠临时性封闭的干燥式以及钢制镶板式。采用钢制镶板式方法时，接头的两端通常留下左右的空隙，在其中设置适当的支撑（通常放进若干楔形块固定），以避免排水时引起轴向力释放而对已经接合的接头产生不利影响。然后把装有橡胶圈的钢封板从管段外侧将接头包住（侧壁橡胶衬垫和顶、底板的橡胶衬垫搭接转角处容易成为止水上的薄弱点，需加以考虑），这就形成第一道防水线，接着将端封墙之间的水抽干，最后沉放的两节管段间的连接就完成了。—!)/&— 第三章沉管隧道施工技术第六节基础处理技术沉管隧道的基础所承受的荷载通常较低，只作一般的处理，用砂或碎石作为垫层就能满足要求。当沉管沉放就位后，其有效重量约等于沉管中的压重，大约为!"#$%&’)，加上覆土重量，车辆动载以及周围水的比重变化引起的荷载也不会超过*$%&’()，(大大低于#$(深度处的垂直初始应力，因此基底土层的承载能力通常不会出现问题。基础处理方法的种类很多，这些方法适用于不同的地质条件及各国不同的国情，基础处理方法大致可分为先铺法和后铺法两大类。一、刮铺法早期的沉管隧道多用刮铺法处理基础，特别是北美，从#+!$年起修建的#+座沉管隧道中，#)座是用刮铺法基础，其优点是造价较低。刮铺法的主要工序如下：浚挖沟槽时，先超挖,$"-$.(，然后在槽底两侧打数排短桩安设导轨用以控制高程和坡度，通过抓斗或刮板船的输料管将辅垫材料投放到海底，再用简单的钢刮板或刮板船刮平。所用辅垫材料最好是#!.(左右的卵石和#/*"#/+.(粒径的砂砾，刮铺法的精度一般为：刮砂0!.(，刮石0)$.(。荷兰的阿姆斯特丹—勒及运河虹吸管工程所用的固定式整平台架整平精度达到0#.(。早期刮铺法采用一个简单的钢刮板对铺垫材料进行扫平，其导向用的钢梁和轨道安放在浮船上，这种装置受水流及潮汐影响较大，后来采用一种不受潮汐影响的刮板船，其位置与海底基础平面相对来说比较稳定，容易作业。旧金山海湾地铁隧道采用刮平船处理基础时，水深为1#(，水流速度达!/!"2/!%(’3，然而基础处理的质量很好。刮铺法的主要缺点是须配置费用昂贵的专用刮铺设备；作业时间长，精度难以控—#21#— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范制；在流速大、回淤快的河道或管段底宽超过!"#左右时，施工困难；施工作业时对航道有影响。二、桩基础桩基础很少用作沉管基础，然而当碰到以下特殊情况时，常采用一种特殊的桩基：!地基土非常软弱；"沿隧道轴线方向基底土层硬度变化较大，以至不均匀沉降难以接受；#管段承受列车振动后再传到基底土层中，引起的管段沉陷难以接受。由于桩群的桩顶标高在实际施工中不可能完全平齐，若不采取措施会导致各桩的受力不均匀，通常采用一种可调桩头来解决这一问题，其方法是在所有的桩上设一小段预制混凝土活动桩顶，活动桩顶与桩体之间留有空腔，空腔周围用尼龙套管裹住，形成一囊袋，当管段精确定位后，即向囊内注浆，迫使活动桩头抵紧管段底部。桩头常敷设毡垫层使荷载传递均匀。在马斯河地下铁道的沉管桩基础施工过程中，不是将预制混凝土桩直接打入地下，而是将一根带有实心铸铁桩尖的钢管打入土层，在钢管底部浇注砂浆，然后用预制混凝土桩插入捣固，使铸铁桩尖的钢管打入土层，并使铸铁桩尖与预制桩紧密连结，再拔出钢管。日本东京港第一航道水底隧道桩基础采用了钢桩及钢制活动桩顶，而荷兰阿姆斯特丹艾杰隧道则选用了钻孔桩。三、喷砂法（$%&’()**+&,-)*./’）喷砂法（也称0.1+2*+%&+34+)52)&法）就是把砂—水混合填料通过水平管道喷入隧道管段底部和开挖槽坑之间的空隙中去。在喷砂管的两侧设有回吸管，使水在管段底部形成一个规则的流动场，从而使得砂子有规则地分布沉淀。回吸管的另一个作用是可以通过回吸水含量的测定了解基础砂子的填充程度。整个管道系统联接在一个可以在管段顶部行驶的台架上，在马斯隧道首次采用喷砂法时，管道系统仅能在垂直于隧道轴线方向上移动，后来经过改进，喷管系统还可以绕竖直管转动，这样，任何喷砂位置都可以达到。喷砂法所用砂的平均粒径一般控制在67"##左右，砂—水混合材料的平均含砂量为!68（体积百分含量），有时可以较短时间增加到968。回填的砂子比较疏松，其空隙率约为:68;:98。砂垫层的厚度一般为!#，喷砂工作完成后，隧道管段从临时基础上释放下来时，可能会引起";!6##的沉降。隧道的最终沉陷量取决于槽坑回填而引起的基底土层的沉陷。喷砂台架也可以通过喷水清除管段下面空隙中的回淤。在埃姆斯河隧道的基础处理过程中，回淤的速度太快，使喷砂作业和抽水作业难以进行，承包商不得不使用一种专门的刮泥装置在底板下横跨基槽底作业，一旦清除回淤，立即进行喷砂作业。—!<:9— 第三章沉管隧道施工技术目前喷砂法还存在以下缺点：（!）喷砂法所用的喷砂台架常常干扰通航；（"）喷砂系统设备昂贵；（#）喷砂法需要相当昂贵的粒径相对较大的粗砂。由于以上原因，近年来该法逐渐被更为先进的砂流法所取代。四、砂流法（$%&’()*+,-./*’）砂流法是在设计韦斯特谢尔德河沉管隧道时发明的，其原理是依靠水流的作用将砂通过预埋在管段底板上的注料孔注入管段与基底间的空隙。脱离注料孔的砂子在管段下向四周水平散开，离注料孔一定距离后，砂流速度大大降低，砂子便沉积下来，形成圆盘状的砂堆，随着砂子的不断注入，圆盘的直径不断扩大，高度也越来越高。而在圆盘的中心，由于砂流湍急砂子无法沉积，会形成一个冲击坑。一段时间以后，圆盘形砂堆的顶部将触及隧道管段底面，砂盘中心压力使得砂流冲破防线，流向砂积盘的外围坡画。这样的过程不断重复，砂积盘的直径越来越大，砂流就是以这种方法来填满整个管段下面的空隙。为了保持砂流的流动，需要有一定的压力梯度，也就是说，圆盘中心冲击坑内的水压必须比砂积盘边缘的水压高，而砂流本身的压力下降是线性的。冲击坑内的水压通常限制在!0001#00023以内，过高的水压会使沉管向上抬起，这就需要增加更多的压重水，施工费用也相应增加。而另一方面，砂流压力太小使砂盘的直径受到限制，这就意味着要增加更多的注料孔。因此砂流压力需经试验确定以得出最经济的方案。弗拉克隧道首次应用砂流法取得成功。弗拉克隧道由两个各长!"4,的管段组成，隧道包含两个交通通道，总宽约#0,左右，填料从隧道一头泵送，其管线的最大总长度约为#00,。每个交通通道内设置的输料管为直径"00,,的钢管，在05"678%的压力下，输送能力为#00,#9/，输料管中最大料速约#,9:，注砂孔的间距为"0,，砂积盘的半径设计为!",。该隧道基础注砂工作延续了##0’约"00个工时，理论计算需要约!!000,#砂料，实际消耗为!#000,#，因为沿管段外墙堆积的砂比预计的要多。为控制管段下空隙的填充，曾经在管段板设置一些观察小孔，实践证明这种方法的效果并不理想，最好的方法是沿管段外侧墙采用手动测深或回声测深法。此外，还设置检查孔，以控制基础垫层质量，通过它进行锥贯入值测定。砂流法的一个缺点就是沉管基础范围内的淤泥无法清除，这会导致沉管产生较大的沉降，弗拉克隧道的最大沉陷量达;0,,左右。我国广州珠江隧道的基础处理也成功地采用了压砂法。压砂孔在管段全宽范围呈三排梅花形排列，主要由!"<0的压砂管、两根测管和!!!60的球阀组成。球阀用钢壳制—!;=#— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范成的球外包橡胶制成。另外还设置了一些用以封灌冲击坑和流砂槽的灌浆孔，压砂孔、灌浆孔的布置及结构见图!"#"$%。图!"#"$%压砂孔和灌浆孔的布置及结构构造砂积盘半径为%&’(，压砂孔出口处净压强为)&*’+,-。压砂材料为清远$号砂，其级配见表!"#".。表!"#".粒径细砂中砂砂细砾中砾粗砾（((）)&$/)&*’)&*’/)&’)&’/**/’’/$)$)/*)颗粒组成（0）$#*’’!$*&’*&’五、灌囊法灌囊法是在砂石垫层面上用砂浆囊袋将剩余空隙垫实。采用这种方法时，砂石垫—$%11— 第三章沉管隧道施工技术层与管段底部留出!"#$%&’的空间，空囊（常用土工布制作）事先固定在管段底部与管段一起沉设，管段沉放到位后，即向囊袋内注入注浆材料，使囊的体积迅速膨胀，充填管段与下部地基之间的空隙。囊袋的大小按一次灌注量而定，一般以能容纳"#(’)为宜，不宜太大。注浆材料的强度只需略高于地基土即可，但流动性要好。为了防止管段被顶起，灌注时通常跳灌。这种方法的优点是注浆材料浪费很少，不容易流水稀释；充填效果好，密实度高。瑞典的廷斯达特隧道首次成功地采用了灌囊法，随后日本的衣浦港也采用了这种方法。六、注浆法注浆法是在灌囊法基础上发展起来一种基础处理方法，它省去了较贵的囊袋、繁复的安装工艺、水上作业和潜水作业。浚挖基槽时，通常超挖!’左右，然后在槽内铺垫*%#(%&’厚的碎石，整平度达+$%&’即可。管段沉放定位后，沿着管段边墙及后封端墙底边抛堆高!’左右的砂石混合料，封闭管底空间。接着从隧道里面通过预埋在管段底板上的压浆孔向管底空隙压注混合砂浆，充填管段底部和碎石垫层之间的空隙。这种方法具有以下优点：（!）设备简单，通常的压浆设备就能胜任基础注浆作业，因而设备费用较低；（$）注浆作业在沉管内部进行，不受气象、海洋气象影响，也不影响通航；（)）通过注浆孔量测的参数可以确定充填状态。我国甬江沉管隧道的基础处理中采用了注浆法，并获得了成功。这种基础处理方法，可以在回淤较严重的情况下保证施工质量，不但可以形成一个高质量的基础，还可以通过控制注浆量和注浆压力，使管段向上升起一定高度，保证管段达到设计要求的标高，这是其它基础处理方法难以做到的。第七节沉管法施工技术的发展一、水力压接法的发明在(%年代以前，沉管管段之间的联接都是待管段沉放完毕后，再浇注水下混凝土。这种方法不仅工艺复杂，施工难度大，而且每当隧道发生变形后，立即开裂、漏水。在隧—!,*"— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范道运营时不得不反复进行堵漏。!"年代末，在加拿大的迪亚斯岛隧道工程的设计和施工中，丹麦工程师利用水的压力开发了一种巧妙的水力压接法。这种方法利用作用在管段上的巨大水压力使安装在管段前端面（即靠近已设管段或竖井的端面）周边上的一圈胶垫发生压缩变形，形成一个水密性相当良好可靠的管段间接头。此法工艺简单，基本上不用水下作业，而且还能适应较大的沉陷变形和不漏水。二、基础处理方法的新发展沉管隧道的基础处理，早期采用先铺法，在沉管沉放之前用刮砂法或刮石法将基槽底整平。此法费工费时，整平度也不高，难以适应隧道宽度的不断增加。于是出现了名为后填法的基础处理，即先将管段沉放好，再设法将管段与基槽之间的空隙填实。后填法本身也从灌砂法、喷砂法、灌囊法发展到压浆法和压砂法。压浆法和压砂法的突出优点是：（#）基础处理作业基本不干扰水面航运；（$）不需设计、加工专门的基础处理设备；（%）作业不受水深、流速、气候、风浪等影响；（&）工艺简单，不需潜水作业，省工省时省费。三、防水技术的革新（#）管段本身防水。早期采用外包钢板的方法防水，后来发展成沥青卷材防水。’"年代以来，欧洲的沉管隧道完全取消了外防水层。为保证管段不漏水，除严格控制混凝土级配，振捣密实，加强养护外，在欧洲还采取了防裂措施，即在混凝土浇注过程中采用水冷散热系统来减小温度应力，防止混凝土开裂，现已成为防水基本措施之一。（$）接缝防水。沉管的接缝有管段间接缝与管节间的伸缩缝。前者的防水主要依靠橡胶止水垫环和!型止水胶带，伸缩缝的防水主要用钢边止水胶带。钢边止胶带的止水效果远优于普通哑铃型或多肋型止水胶带。在钢边止水胶带的基础上又发展了一种压注型钢边止水胶带，防水的可靠度更高，在欧洲的水底沉管隧道中，已被普遍采用。四、风道、风塔和风机房的革除在水底隧道中通行汽车，向来沿用没有风道、风塔和风机房的送、排风方式的通风系统，这种通风系统的初始投资大，运营费也高。到!"年代末，人们在荷兰的凡尔逊隧道的运行中，发现一个悖乎设计初意的怪异现象———四车道的隧道交通繁忙时，竟全然—#’&(— 第三章沉管隧道施工技术不必启用风机，所设计的全横向通风系统风流风速达!"#$%&，风量足以供给全隧道通风所需。’(#(年建成的丹麦利姆湾隧道，取消了传统的风道、风塔及风机房，并采用了最新通风方式———诱导式纵向通风。在水下隧道的建设中，这又是一次技术上的飞跃。（上述现象和结论适用于单向运行的隧道）五、从遮阳棚到遮光棚在解决隧道黑洞效应的前提下，为减少隧道入口段加强照明的电耗，设计人员设计了一种名为遮阳棚的结构。本世纪)*年代前后，欧美的水底道路隧道多在洞口设置一段遮阳棚。当时对遮阳棚有这样规定，其构造必须确保阳光不能直射棚下路面，我国上海黄浦江打浦路隧道采用的就是侧光式遮阳棚。人们通过对隧道实际使用与实测，发现各种遮阳棚都有不足之处，于是出现许多隧道取消遮阳棚的情况，如斯海尔德河、弗拉克、德雷赫特、基尔、特莱克等隧道。但经过实践，人们又感到取消遮阳棚引起电耗过大，其法不可取，于是又在荷兰照明专家陈瑞风主持下，通过实验研究，发明了一种新的透阳遮光棚。现透阳遮光棚设计已被欧洲各新建隧道普遍采用。我国延安东路隧道、广州珠江隧道以及台湾高雄港水底隧道所用的就是这类透阳遮光棚。—’+!+— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范第四章顶管隧道施工技术第一节概述顶管隧道是公路与铁路构成立体交叉的一种特殊构造物。是在不中断既有铁路线交通的条件下，确保铁路交通能照常安全运行；不影响或较小影响列车车速的一种构筑立体交叉的方式，是把在线路一侧基坑内预制好的钢筋混凝土箱涵，用顶进施工方法穿越铁路，与铁路构成的立体交叉。以这种方式建成的结构称为顶管隧道，或称顶进箱涵桥。这种方式还可运用于建造穿越铁路的过水涵管、水渠以及矿山排洪沟等。图!"#"$—$&#%— 第四章顶管隧道施工技术在既有铁路线下用顶进法建造箱涵式地道桥的施工法，是在本世纪!"年代前后开始出现并发展起来的。最早的顶进箱涵是德国于#$%&年初在奥芬堡市的铁路线下，顶进的宽’(%)、高’(*)的盒式钢筋混凝土框架人行通道。后来又在德国的阿伊梅洛台茵车站下，用顶进箱涵方式建造宽度达#%(’%)、高度为*(%)的地下通道。是先顶入两头的桥台，然后在桥台之间的上方和线路下面，顶进顶版结构，构筑成框架桥式地下通道。英国于#$!"年采用激光方式制导推进方向并开发了机械挖掘方式建造地下通道。#$&!年日本国铁等单位开发的+,-工法（+./01,234526-7..0443.8）是一种采用钢管护顶的施工法，把顶入的钢管作为永久结构对待，使得地道桥上方的覆土可以减薄到最小厚度。所使用的钢管断面是梯形或椭圆形的刚度较大的中空箱形单体。从线路的垂直方向水平压入路基下面，作为横梁支承线路上的荷载，而横梁则支承在与线路平行的主梁上。#$&&年又开发了9:,工法（910;<10;;0/:=.>10<0,==?），即预应力混凝土顶盖工法的略称。用预应力混凝土中空方型断面梁，沿横断线路方向水平地逐根压入铁路路基下面，以承受线路上的荷载。一般较多采用下承式梁型和框架型结构（见图!@*@#）。国铁还开发了另一种施工法———AA:B工法（A3CC=.D=E76-0<;7/=@A3;F)2<;7:31>7G471B02)），是把钢管从线路的垂直方向压入路基下面作为横梁，并支承在线路两侧的与线路平行的主梁上，构成下承式梁的受力体系。侧壁部分也用同样的钢管依次压入，作为抵抗土压力结构。用这种方式组成的受力框架后，即可在线路下面进行土体开挖和浇筑箱涵框架。在开发上述几种主要工法的前后，还开发了许多其它工法，从在线路下建造箱涵地道桥的形式来看，存在着两大系统，即（表!@*@#）：而用得较普遍的是+,-、AA:B和9:,三种工法。国内最早采用顶进法施工的立交箱涵地道桥，是天津市市政工程部门。他们于#$!!年用顶进法先顶进三座箱形桥墩，然后在三座桥墩的上方水平顶进两块桥面版（版的上方覆土为#(")），再挖去版下墩与墩之间的土体，最后浇筑底版，组成框架式地道桥（见图!@*@’）。该地道桥穿过H股铁路线，总长近!")；横断面的内部净空为：宽#（%即’I%(%I%(%I’）)，高*("%)（边孔）和*(’)（中孔）。后来又相继完成了其它几座地道桥。其中一座（见图!@*@J）是横向总宽达’#(!)的三孔连续箱涵框架，打破了组合式结构形式的格局，表明我国顶进箱涵施工技术已进入节材、省时、一次顶进的大断面箱涵框架结构时期。—#&*$— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"$东风地道桥图!"#"%新开路地道桥此后在京、津、塘地区及山东德州等地，也都成功地采用过顶进法立交箱涵桥的施工技术。&’年代以后开始广泛应用，尤其在华北、西北和一部分中原地区，设计并施工了为数较多箱涵。与北方相比，在南方水区地网运用较少，直到&’年代中期以后才在宁沪地区开始运用，并在设计和工艺上有所改进。用电算程序取代了繁杂的手算工作，缩短了设计周期。箱涵的横断面形式也由单孔、双孔及三孔的一次顶进，发展到用单孔组合成分离式双孔、三孔等不同形式。还相应地改良了顶进设备，改变顶进工艺，减小设备功率、从而达到节省投资的目的。在施工方法上也变得多样化，由单一的“顶”演变到对顶、顶拉、牵引等多种方式，在采用中继千斤顶设施后大幅度地降低了传到后背上的反顶力。此外，还在减摩措施上得到进展，把顶力减少到相当低的程度。第二节顶进箱涵的施工一、施程工序顶入法施工程序和各道工序的流程如表!"#"$：二、工作坑工作坑是顶进工程的基地。箱涵的预制、养护和顶进的开始等工序，都是在工作坑内完成的，必须安置好这个基地，才能确保箱涵的安全顶进和正确就位。虽然工作坑是仅供施工阶段使用的临时性构筑物，在箱涵顶进工程结束后就失去作用，但是对工作坑的重要职能决不可轻视，因为它决定了在整个施工期间工程的安全、可靠性。工作坑的位置，通常选择在既不妨碍公路交通，又便利顶进工程材料、设备的运入—)&(’— 第四章顶管隧道施工技术以及土方的外运的地方。工作坑可以用放坡开挖，其边坡应在!"!#!"!$%之间，并且要保证其上角和铁路最外侧的一根轨道距离不小于&$%’。也可以借板桩维护坑壁进行开挖。坑内四周要设置排水明沟和集水坑，坑内放入潜水泵等抽水设备，以便及时排除工作坑的积水，使地下水位保持在坑底以下%(#!(()’。三、滑版滑版的用途主要是在箱涵预制时作为施工垫层，在箱涵顶进起动时作为与基底土层的隔离层；确保箱涵结构在浇筑混凝土过程中不产生不均匀的沉降；防止箱涵起动时基垫底面下的土体滑动；以及起导向作用等。滑版是顶进施工时的临时设施，除应具有一定的强度外，还要求有相当好的平整度，在有润滑剂的隔离层作用下，使箱涵十分容易起动，能脱离滑版的粘着向前推移。平整度、光洁度越好，推进的顶力就越能大幅度地减少。滑版必须满足下述要求：!$有足够的刚度和稳定性；&$表面要达到一定的平整度；*$底部要按构造要求，设置一定数量的横肋，其方向与箱涵前进方向相垂直，间距为*#+’，以便增加滑版底部的抗滑能力；+$对平坡顶进的箱涵，滑版面应按*,#%,的上坡设置坡度，以便消除在顶进过—!-%!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范程中的一部分“下叩”值；!"为防止箱涵左右偏移，可在箱涵的外侧!#$%&’处等距离地设置方向墩，以便控制箱涵的平面偏移。滑版形式分类如下：（一）按滑版的结构形式分类根据顶进的实际需要和施工现场的取材难易程度，尽量做得经济、牢靠。其结构形式通常有以下两种：$"滑版与后背梁为分离式这种滑版的受力特点是在靠近后背梁一端受力最小，而沿顶进方向在箱涵尾部滑版承受的拉力逐渐增大（见图()*)*+）。从工程实践来看，在起动顶进时，滑版的断裂位置一般出现在箱涵尾部附近。图()*)*,"滑版与后背梁为整体式这种滑版承受的拉力沿顶进方向逐渐减少，断裂可能出现在滑版和后背梁连接处（见图()*)*-）。为了保障滑版和后背梁的整体性，应该把滑板中的钢筋伸到后背梁中并加以锚固。（二）按建筑材料分类$"混凝土滑版用$!号#,%号混凝土浇筑成,%#,!&’厚的滑版，在混凝土底部铺设$%#$!&’厚的道碴或碎石即可。在地基承载强度中等的地区，一般可采用这种滑版。,"钢筋混凝土滑版箱涵顶进工程处于地质条件差、承载强度低的软土地基时，应采用钢筋混凝土结构滑版。有两种形式：（$）滑版和后背梁为分离式结构时，滑版顶面可布置构造钢筋，钢筋规格为!.#!$%’’，间距（纵横）可取,%&’左右；（,）滑版和后背梁为整体结构形式时，在整个滑版长度上的钢筋布置可分成两到三个区段。靠近后背梁的一个区段，钢筋用量按实际计算量放置；中间区段，钢筋用量可—$/!,— 第四章顶管隧道施工技术减少三分之一；到第三个区段，可再减少三分之一，但减少后的数量不得少于构造配筋量。钢筋直径规格不宜大于!"##，尽量选用!!$##，左右的钢筋，间距以%$&#左右为适宜。’(干砌块石滑版对于易于取得块石的地区，可采用这种形式，砌筑完毕后，上面铺筑一层!$&#厚的素混凝土，并应压平抹光。)(白灰土、三合土滑板在北方的土质较好、干燥、又不受地下水影响的地区，为了节约投资，先用白灰土夯实，上面再铺设厚度为%*+&#的粗砂，即筑成白灰土滑版。还有采用石灰、粘土、煤碴等配制的三合土，经夯实、整平后即筑成三合土滑版。+(利用旧钢轨铺设的滑版在工作坑内，经强夯压实、整平、铺设%$*%+&#碎石道碴后，铺设旧枕木（间距取+$&#），沿滑版纵向按%+&#间距铺设旧钢轨，轨间空隙充填石灰、煤碴或三合土并夯实，按轨顶标高抹平，上面涂刷石蜡、机油作为润滑隔离层，即筑成滑版。设置润滑隔离层的目的在于减少摩阻力。润滑隔离层由润滑剂和隔离层两部分组成。通常使用的润滑剂有黄油、机油、石蜡和滑石粉等。虽然石蜡效果较好，但价格较贵，且在施工时受气温影响较大；当前用得较多的是机油和石蜡以!,’的比例调制而成的润滑剂，使用时操作也较简便。隔离层的材料有塑料薄膜和油毡纸等，前者应用时比较方便，只需一层塑料薄膜覆盖在涂过润滑剂的滑版面上即可。四、后背形式及其设计在顶入法施工过程中，承受顶力的后背是施工组织设计中的重要部分。虽然是临时性结构，但对能否顺利进行施工却有较大关系。在顶进过程中不允许后背结构发生较大变形，如果产生过大变形或位移就会严重地影响箱涵顶进的精度，甚至迫使施工停顿，产生严重后果。相反地一味追求牢固坚实，把后背建筑得过分庞大增大造价也是不允许的。总之，即安全可靠、又不能追求过大的安全度，过分牢固的后背不仅浪费材料，而且会给拆除工作带来不必要的麻烦。（一）后背的形式过去在顶入箱涵施工中，常用的后背构造形式有如下三种：!(板桩式后背由钢板桩或型钢（钢轨、工字钢、槽钢等组合，见图（"-)-+）、后背梁及后背填土三部分组成。必须按要求的位置先打入板桩或型钢后再进行土体开挖（与工作坑土体开挖相结合），次序不能颠倒，这样做才能确保后背填土的密实性，挖出的土体可以堆置在—!.+’— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范后背上，后背梁与工作坑内的滑版可以设计成整体的。为了在顶进完毕后能顺利地拔除钢板桩，可在后背梁和板桩之间以油毡隔离。图!"#"$板桩式后背，可根据不同的设计顶力，在延长方向打入不同大小断面的钢桩，在顶力大的部分应用断面大、数量多的桩；反之可以用断面小、数量少的桩。这种方法对快、慢车道分离的三箱方案特别适宜。顶力计算可根据顶进长度、土的性质、地下水情况、箱涵框架外形及施工方法等因素，按“桥涵设计规程”中的公式进行计算，即：!%"〔#&$&’（#&’#(）$(’(%$)’&’〕式中：!———最大顶力；#&———箱涵顶部荷重（包括线路加固材料重量）；$&———箱涵顶上表面与顶上荷载之间的摩擦系数，根据顶上润滑处理情况经试验确定，如无试验资料时，可按下列数值采用：涂石蜡为*+&,-*+)#，涂滑石粉浆为*+)*，涂机油调制的滑石粉浆为*+(*，覆土较厚时用*+,-*+.；#(———箱涵自重；$(———箱涵底版与基底土的摩擦系数，视基底土的性质经试验而定，无试验资料时可采用*+,-*+.；%———箱涵两侧土压；$)———侧面摩擦系数，视土的性质而定，无实地试验资料时，可用*+,-*+.；&———钢刃角处正面阻力，视刃角的构造、挖土方法、土的性质经试验确定；’———钢刃角正面积；"———系数，一般采用&+(。(+拼装（预制块）式后背主要由钢筋混凝土预制块或钢筋混凝土预制桩、垫层和后背填土三部分组成，见图!"#"!。为减轻预制块自重（便于吊装），可采用加劲肋式，承受顶力的加劲肋传来的集中力，经版分散为均布力。预制块的尺寸，一般为&/&/)0，自重近)1一块，可承受顶力!**-.**23。预制桩的尺寸，一般为&/*+$/)0，自重)$-#*23，在密排的预制桩—&,$#— 第四章顶管隧道施工技术和土体之间可砌筑浆砌块石垫层，承受顶力可达!""#!$"（%!"""#!$""&’）。拼装式后背较板桩式后背节省施工时间，后背的制作可在工作坑挖好后进行，无须打桩工序；而且，可以作为专用设备反复使用、节省钢材，其经济价值也高，但对后背背部的填土必须做到分层夯实，使土体获得较高的密实度。图()*)(尺寸单位：++,-重力式后背由后背墙、钢筋混凝土垫梁和后背填土构成，常用的重力式后背墙，由浆砌块石砌筑而成（见图()*).）。后背一般是在工作坑挖好后进行修筑，墙背的填土要做到分层压实，达到压密程度，保证填土的内摩擦角在$/#,"0以上。在顶入工序结束后，拆除工作较前两类后背要简便得多，不需要打桩架和起重吊车等大型设备。而且拆下的石块仍可供其它砌筑工程使用，所以造价低廉，特别是在容易采集石料的地区应当尽量使用重力式后背结构，以便提高经济指标。不过，这种后背的单位长度顶力不宜超过.""$。#1""&’2+图()*).（二）后背的设计计算目前，国内箱涵顶入工程的后背设计多半用朗金被动土压理论计算被动土压力，也有用库伦被动土压理论设计后背的。朗金土压理论假定挡土墙是垂直的、墙背是光滑—!.//— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范的（亦即!!"，!为墙背和土体之间的外摩擦角）。当填土与墙顶齐平时，朗金的被动土压公式为：（%&’()）!!""#$#*%由于实际上外摩擦角!!+"，因而按朗金公式计算出的土压力偏小，但该式计算简便，故设计者乐于采用。-根据计算与试验当，!!时，被动土压系数可达到&.&左右，而该公式算#!,"(%$出的被动土压系数仅,."左右，两者相差达-.’倍，即相当于用朗金公式计算被动土压值时，已包括了-.’倍的安全系数在内，因此设计后背土抗力时，就不必再加安全系数了。计算顶力就等于后背被动土压力。有时为了增大被动土压力值，在后背墙的后上方填筑上一定高度的土方（见图/0（%&’()），这里已忽略了图中虚线和斜线所围成的三角形&01），则墙顶处#-!""%#$#*%土体的影响。显而易见，"%越大，这个影响就越不允许被忽略。如何精确反映这一忽略的影响，目前还没有比较贴切的看法，暂且按下述方法考虑，用一个假定斜坡影响系数!加以调整。当"!"(时，斜坡影响系数!!"；"!2"(时，斜坡影响系数!!-；""在"32"(之间时，则!!，式中!和"本来不是直线变化，为了简化计算将墙顶2"(以上的斜坡填上高度"%予以折减，换算成一个相当于竖直填土时的大致高度，以便仍能按朗金公式计算。此时墙顶处：#（%&’()）-!"%"%#$#*%墙底处：#）#$（%&’()）%!"（"-)%"%#*%令"（%&’()）%!$"-&4!#$#*%得#-!"%$"-&4#%!"（"-)!5"-）&4则后背被动土压力-%4!"（-#-)#%）%被动土压力力臂#%)%#-"-),$%"-&!"-!（,#%)#-）,)/$%以上各式中：（,#*5,），一般取用值为-.1；"———后背填上容重-"67*5"-———后背墙高（5）；—-1’/— 第四章顶管隧道施工技术———填土的内摩擦角，一般采用!"#；!#"———斜坡填土影响系数，"$；%""&!———系数，!$；"’"&———后背墙顶上的填土高度（(）；#———墙顶填土坡面与水平线夹角（度）。后背梁的设计顶力计算式为#$$（)被动土压力）$%*&·’式中：#———设计顶力；%———最大顶力；&———滑版重（包括滑版上的施工荷载及压载）；’———版与土之间的摩阻系数，通常采用"+,。五、箱涵制作在滑版上涂刷好润滑隔离层，覆盖塑料薄膜后，即可进行箱涵制作。预制箱涵的内容及其先后程序为：’+安装模板（钢模或木模）；&+绑扎箱涵底版钢筋和一部分竖墙钢筋；!+浇筑底版和一部分竖墙混凝土；-+混凝土养护；.+支护内模；,+接高竖墙和顶版钢筋；/+支护外模；0+浇筑接高竖墙和顶版混凝土；%+混凝土养护；’"+拆除所有外模；’’+安装钢刃角和挖土工作台；’&+涂刷箱涵外墙面及顶版部分的防水层。若有分两次顶进的箱涵，必须在&工序中设置接头处的橡胶止水带。在箱涵制作过程中，以下几道工序中必须着重注意的几点叙述如下：’+模板的制作尽量采用钢模，或把薄钢板钉在木框上做成铁皮模板，但在反复使用过程中，必须注意整形、确保平整光滑。在模板制作和安装过程中，要确保强度和刚度。内模的支撑尽量采用型钢或钢管，内外模的连接可用对拉螺栓，拆模后，螺栓孔均应堵塞并妥善处—’/./— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范理，以免漏水。箱涵尺寸的允许误差，外包尺寸前端应为正公差，尾端可为负公差。!"钢筋绑扎应严格按照设计图纸布设和绑扎钢筋，亦可采用片状焊接骨架。绑扎钢筋力求横平竖直，钢筋骨架不得扭曲歪斜。不准在绑扎钢筋过程中油污钢筋。#"混凝土浇筑为了使箱涵框架既具有一定的强度，又有足够的抗渗性能，对箱涵框架混凝土的浇筑工艺应给与足够重视，务必保证箱涵框架的混凝土浇筑一次成功。箱涵混凝土的标号一般不得低于#$号，跨度较小的单孔箱涵，可以采用!%&。#$号混凝土中的水泥用量通常在#%$’#($)*+,#，振捣工作要仔细，不得漏震。对施工缝的处理，应严格按照技术规程要求进行。混凝土的养护至关紧要，养护不当的箱涵框架，往往产生分布很广的裂缝———在侧墙上形成的竖向环缝。-"箱涵框架裂缝的出现及其预防措施浇筑好的箱涵混凝土在干燥空气中结硬时，往往会出现因脱水过多而导致体积收缩，裂缝是由混凝土中的水泥砂浆引起的，所以必须严格控制混凝土的水灰比，水灰比越大出现裂缝的机会也越多。特别是在北方地区的夏季浇筑箱涵混凝土，拆模后不久就会看到裂缝，有时宽度竟达$"#’$"%,,。究其原因，主要是先浇筑底版混凝土，后浇筑的立墙混凝土收缩时会受到底版混凝土的牵制，而且后浇筑混凝土的温度增加（水化热所致），加大了与底版温差，使得开裂现象相当普遍，甚至很严重。为了防止收缩过大，除设计中要考虑在纵向布置温度钢筋外，还必须在施工中采取如下措施：（.）低温入模在夏季浇筑混凝土时，适当采用低温骨料和用水；冬季施工的温度控制在%/’01。浇筑混凝土后!-小时内不进行蒸气养护，借以抑制混凝土中水化热的增长。（!）增加混凝土密实度采用合理的级配和较低的水灰比，加强振捣和避免漏振。（#）加强混凝土的养护拆模后立即用麻袋或草包覆盖，并淋水和保持水分。夏季切忌暴晒，冬季养护时加温要缓慢。%"钢刃的安装在箱涵框架前端的顶版、侧墙或底版上安装钢刃角，可以避免前方土体的坍塌，并能保障铁路路基的稳定。在顶进过程中必须保持钢刃角插在土体中的状态，不得在超前刃角挖土。钢刃角可用.%’!$,,厚的钢板焊接制成，用预先埋设地箱涵前端部的螺栓固定，安装时必须保持平整、不得歪斜。2"挖土平台的设置对断面高度较大的箱涵设置挖土平台后，可以方便挖土和有效地控制开挖面上的土体稳定。土体不同，平台结构可以作成不同形式，一般可设置在高度的一半处。0"箱涵外表面的喷涂防水层—.0%(— 第四章顶管隧道施工技术箱涵框架预制完成后，往往在其外表面（顶版两外侧壁）喷一层石蜡，要求将石蜡加热溶化后用喷枪喷洒，也可用人工涂刷，但力求均匀。石蜡层既能起防水作用，又能减低箱涵外表和土体之间的摩阻力。该工序不可省略。六、顶进设备箱涵顶进施工的顶进系统设备由液压和传力两大部分组成。（一）液压部分的组成ì动力机构———高压油泵；ïï操纵机构———控制阀、调节阀；液压系统íïï执行机构———千斤顶、油管系统；î辅助部分———油箱及压力表等!"高压油泵一般选用油压高、流量大的油泵，所选用的油泵应与所用千斤顶的工作油压相适应，流量与所带动的千斤顶数量相适应。一般采用柱塞式高压油泵，具有效率高、压力和功率都大的特点。通常柱塞泵设计压力为#$%&’，使用时一般维持在$(%&’左右为佳，若用得过高，往往会引起油管焊接点漏油或油管开裂。$"常见的千斤顶有两种，一种为单作用油缸千斤顶，另一种为双作用油缸千斤顶。单作用油缸千斤顶的活塞杆仅作单向顶进运动，而反向运动要借助外力进行，常靠配置拉镐来实现活塞杆的反向运动，使用不够方便，故用得较少。双作用千斤顶配有双作用油缸，千斤顶可以自动回缩，由于这种千斤顶具有进、回两个油路，顶进时高压油泵进油推动活塞杆，到达规定限值后，可通过操作手柄以退油方式使活塞杆退回原位。常用的有以下各种形式（见表)*+*#）。表)*+*#常用千斤顶的性能活塞面积工作压力起重高度压力在$(%&’时的名称（,-$）（%&’）（,-）顶力（!(./）上海!0(1!(./盾构千斤顶+)2#$!#(3+上海$((1!(./盾构千斤顶+32+(!((!((广州$((1!(./千斤顶+!++2"#$+2#广州#((1!(./千斤顶)!)+2"4$(!$#广州0((1!(./千斤顶4!04($)!+#大桥局0((1!(./千斤顶!$$$+!#0$++—!403— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范在施工组织设计中，配备的千斤顶应根据顶力大小、活塞面积、工作压力等综合考虑。一般宜选用活塞面积大、工作压力小、顶程较大的千斤顶。千斤顶的台数，是按油泵及连接油管所能承受的压力，先确定!台千斤顶的实际顶力，然后再计算千斤顶的最少台数，并配置一定的备用量。千斤顶一般设在箱涵底版处的钢板托架上，避免因千斤顶与土壤接触形成刮土现象。布置时应以箱涵中心线为对称轴，按型号在两侧对称布置。受力不对称（斜箱涵）时，需先计算阻力的合力作用线，再对称布置千斤顶。（二）传力设备顶入法是依靠后背提供反作用的，随着箱涵逐渐顶进，在千斤顶和后背之间距离愈来愈大，需设置大量传力设备以保证箱涵的继续顶进。一般常用的传力设备有：!"顶铁根据千斤顶的顶程，更换不同尺寸的顶铁。例如：使用顶程为#$%&的千斤顶，顶铁的尺寸一般为!$、!’、#$、($、)$和*$%&等规格。此外，还辅以不同厚度的钢垫板供填塞空隙用。#"顶柱可用钢板或型钢组焊而成，截面呈方形，常用规格为$"’、!、#、+&等尺寸。在起重设备方便的情况下，可用*&或!$&的长顶柱，也有使用直径为’$%&左右钢筋混凝土管柱桩作顶柱的。("横梁用工字钢或钢板焊接而成，设置在箱涵底版端部和千斤顶之间，其作用是把千斤顶的集中力，经横梁均布地传递到箱涵底版上。这种横梁又称作活动横梁。另一种固定横梁，是顶柱的横向联接梁，通常每隔*&设置一道顶柱横梁，顶柱与横梁之间用螺栓连接，以确保顶力的均匀传递，从而使顶柱的受压稳定。七、线路加固措施在箱涵顶进施工过程中，为了确保工点上方铁路安全运行，必须事先对铁路进行加固。线路加固的几种较为行之有效的方法有吊轨梁法、横梁加固法、纵横梁加固法、轨束梁法、工字钢束梁法以及铁板脱壳法等。此外，还有一种作为临时钢桥支承的便梁架设法。对线路的加固形式，必须从线路运输、地质、顶进箱涵的尺寸、箱涵顶上覆土的深度，施工季节的影响以及刃角情况等多种困素综合考虑。当顶进工程穿越直线地段、股道少、运输不甚繁忙、路基较为密实、施工期处于地下水较低的秋冬季节且顶进的箱涵净宽较小的情况下，在经过计算、分析后，方可不进行加固，但需要安排一定数量的养路工人监视线路，发现有异常时立即进行修整。其次，顶进孔径净跨在*&以下，覆土在!&以上时，可采用轨束梁法或工字钢束梁法加固线路，也可以采用“钢板脱壳法”。—!,)$— 第四章顶管隧道施工技术第三种是顶进孔径跨度大于!"，箱涵顶部又无覆土或覆土较薄时，可采用吊轨加横梁加固法或采用吊轨加纵梁加固法。现把各处加固线路的方法、适用范围、使用条件及计算方法，简单介绍如下：（一）吊轨梁法这种加固法多在建筑高度受限制时适用，有时也与其他线路加固法结合使用。它是把钢轨分布在线路钢轨两侧的同一水平上，把支承线路钢轨的枕木用!##的$型螺栓和角钢（或扣板）悬挂在吊轨梁上（见图%&’&!）。当吊轨轨型与线路轨型相同时，吊轨轨面会超出铁路限界，即吊轨要高出正线轨面#(""，妨碍行车，所以，必须预先在线路钢轨下面铺砌垫钢板，抬高线路钢轨轨面。图%&’&!尺寸单位：""吊轨梁的传力系统是，活载经钢轨传至枕木，由枕木扣件传至吊轨梁，由吊轨梁传至两端的座木，或传至工字钢横梁上。吊轨梁的设计与计算方法与以后讲到的束轨梁相同。（二）横梁加固法和纵横梁加固法适用于箱涵顶版上覆土很薄（或敞顶）和大型箱涵的顶进，即使在顶进方向和线路斜交时也可使用。由于这种加固方法对线路行车安全较为可靠，故施工现场广为采用。加固步骤如下：)*铺设吊轨：组装形式按+—+—+—+或+—(—+扣设吊轨，钢轨接头需错开)"以上，两端延伸出箱涵边墙以外+,("。为保证行车安全，吊轨与其下面的枕木用!##""的$型螺栓和角钢联在一起以增强其整体性。#*铺设横梁：横梁应根据轨底到箱涵顶的高度用工字钢组成，铺设间距一般取)*("左右。横梁的长度，在预制箱涵的一侧为距钢轨外侧+,("，另一侧距钢轨外侧#,’"较为适宜，并用!##""的$型螺栓及扣板将横梁与吊轨联结牢固。为减少箱涵顶入的阻力，在每组横梁下面垫以槽钢作为滑道（见图%&’&-），横梁的一端支承在箱涵顶上，另一端支承在路基枕木垛上。—).%)— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"$%&当箱涵与线路斜交时，线路加固范围相应地要长得多，架空跨度也增大；顶进斜交箱涵由于受到阻力的水平分力作用，容易产生方向偏差，甚至带动上部建筑走动，故宜加设纵梁架空线路。架设纵梁的部位一般均在线路两侧，并用’型螺栓与横梁牢固联接如图!"#"()所示。图!"#"()尺寸单位：**#&当箱涵通过道岔区时，线路上吊轨应尽量设置到各个角落，横梁通常按(&+*间距布置，此外，还应根据需要增加辅助横梁，保证道岔的稳定。+&工字钢横梁设计：活载取现行机车的最大轴重作为计算荷载，当限速不超过#),*-.，冲击系数取(&(+，同时考虑横梁的不均匀工作系数(&%，则综合系数!!(&(+/(&%!(&+，帮!!0(&+!。设计横梁时，可按简支梁核算工字钢横梁的强度和挠度，此时："0)&1+!·#"!0"〔!〕$2)&1+!·#·&32%0（%"#)）2#’(2·#!·&32&30（%"#)）"%2’(#))式中：!———现行机车最大轴重（4）；—(1!2— 第四章顶管隧道施工技术!!———工字钢横梁计算跨度（"#）；"———轨顶中心至横梁支点处的水平距离（"#）；$）；#———工字钢横梁截面的抵抗矩（"#%）；$———工字钢横梁的惯性矩（"#+%———钢的弹性模量，采用&’()(*,-.；"!———系数，!/。!!（三）轨束梁法轨束梁适用于将线路架空后的顶进或短期能竣工的工点。其结构简单，施工方便，一般适用跨度为0#以内。根据列车通过的具体条件和要求不同，可分为限速和不限速两种。在设计中应考虑本身自重（包括桥面重量）和包括冲击力在内的活载。设计计算：轨束梁采用标准钢轨，即&$1·&%$及&+*。其容许最大跨度应根据不同活载、不同轨型，由强度和挠度计算决定，其抗弯容许应力为(2*,-.，若采用旧轨，则应按(*34&*3折减。临时性结构的活载冲击力系数取永久结构的+*3。故，不限速冲击系数为：&1(5*’+!/(5*’+；%*5!!限速冲击系数为：&1(5*’+’!/(5*’+’；%*5!!(式中：’———冲击力系数的折减系数/；&(6-7((———限制速度8#9:；(&+*(6-———机车临界速度/5(!1*8#9:；)-!!———计算跨度（#）。轨束梁容许最大跨度由下列条件决定：强度条件*/+·#〔"〕式中：+———钢轨根数；$）；#———钢轨截面抵抗矩（"#〔"〕———钢轨容许应力/(2*,-.%+-!!!!挠度条件,/!$1%%.;&+*式中：+———钢轨根数；%———钢轨弹性模量（,-.）；—(20$— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范#）；!———钢轨惯性矩（!""———现行最大机车的换算均布活载（$%"）。（四）便梁架设法为了在箱涵顶进过程中确保铁路运输的正常进行，还可采用低高度下承式便梁。在箱涵顶进之前，间隔地把线路轨道下的轨枕换成横梁（便梁的部件之一），代替轨枕的作用，其方向与原轨枕方向一致。再用螺栓把横梁连接在纵梁上（便梁的主要部件），纵梁的方向与线路方向相同，每根铁轨用两榀纵梁。纵梁的两端支承在预先筑成的混凝土墩上（现浇或用浆砌块石砌筑），再辅以适当数量的横向联系，构成一座下承式钢桥。目前便梁的跨度为&’"和(#"。经验证明采用便梁后，可以在施工期间保障列车畅通，尤其对中小跨度的单孔箱涵施工是适宜的。缺点是发装工作量大，且繁琐。八、气垫工艺（一）气垫的应用及减阻原理在许多顶进工程中采用过气垫工艺施工，均获得成功，某总重达)(***+$的三孔（#,-,#"）连续框架结构，由于应用气垫工艺施工，箱涵起动时最大顶力只有#.-*+$，#.-其阻力系数//*0&1’，大大低于不用气垫的数值，有的接近1倍，效果是显著的。)(**气垫施工减摩原理是：在一般情况下，箱涵地基承受的压力为*0*#2*0*’345，对于土质软而差的软土地基这是一个不小的压力，箱涵底版与地基之间的摩阻力相应地也较大。如果在箱涵底版下部和地基之间输入一定量的压缩空气，并通过一定的措施确保吹入的气体不泄漏，维持相当时间而形成气垫层。当气垫的静压力值等于地基上受到的箱体自重压力时，则箱体处于悬浮状态，此时顶入箱涵只需克服气体和土体之间的粘滞力所形成的阻力，而此种粘滞阻力值是极小的，达到可以忽略不计的程度，的以顶入箱涵的顶力就会大大降低。（二）气垫的组成气垫由供气部分、管道和阀门、密封气垫裙三部分组成。&0供气部分：以空气压缩机作为气垫系统的风源，以储风筒作为储风和调节风压、风量的设备；(0管道和阀门、管道有总管和支管，通过控制阀门开关调节埋设在箱涵底部的喇叭形出风孔的风量和压力；)0密封气垫裙：在箱涵底边四周设置封闭式气垫裙，是用以防止压缩空气四处逸—&6’#— 第四章顶管隧道施工技术散降低压力。其材料主要考虑耐压性和柔软性。换句话说，既要有一定的强度，又能与不平整的地形保持密贴。目前，一般以采用尼纶氯丁橡胶制造为宜，见图!"#"$$。图!"#"$$（三）对气垫工艺的要求：$%对气垫系统的要求要维持足够的风压和风量，为此需选择性能稳定的空气压缩机和储气筒；要妥善解决气垫裙的密封问题，要选择性能好的材料制作气垫裙。&%对滑版的要求滑版混凝土的质量要好，振捣要密实，表面要平整光滑，不得有蜂窝麻面，否则易造成气体漏失，经验表明，滑版越光滑、气体散失量越少。’%出风口一般可以制成喇叭形，见图!"#"$&。图!"#"$&—$)!(— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范九、箱涵顶进的偏差及防治影响箱涵运移的因素很多、很复杂，为了在顶进过程中严格控制方向，满足设计要求和正确指导施工，要预先对箱涵本体和箱涵周围的土层进行深入细致的研究，找出问题的关键，采取适当的措施进行防治。（一）受力分析箱涵顶进从起动到全部入土，其受力状况基本上可分为三个阶段：!"箱涵全部在滑版上时，滑版的浇筑坡度决定了箱涵本体坡度，该阶段箱涵受力状态筒单，无须进行受力分析。#"当箱涵前端脱离滑版顶入土中，其重心超出滑版前端时，受力状态和前一阶段相比有较大的差异。如图$%&%!’所示，此时滑版前端(为力矩中心，!、"、#、$、%、&、’、(、)、*为相应各力对“(”点的力臂，底版摩阻力+下对(点的力臂为零。图中，,为顶力；-为结构自重（过重心）；.为线路（包括加固设备）重及行车活载；/为边墙摩阻力（合力）；+上为顶版摩阻力；+下为底版摩阻力；0为刃角正面阻力；1为刃角竖直分力；2为船头坡水平分力；3为船头坡竖直分力；4为地基反力。顶进箱涵由刚性滑版跌入柔性地层时，与地层接触处底版受到弹性地基反力，前端的反力集度最大，后面逐渐变小，因而地基的压缩沉陷值前端大，后面逐渐减小，使箱涵产生前端下叩现象。箱涵受到两种力矩的共同作用，即：图$%&%!’图$%&%!&下叩力矩5)*,·!+-·"+.·#抬头力矩5,*+上·%+/·$+0·&+1·’+2·(+3·)+4·*若5)-5,，则产生箱涵的下叩现象，如5).5,，则箱涵有抬头现象。随着箱涵的继续顶进，"、#值逐渐增大，叩头力矩值也相应增加。若抬头力矩不足以抵消叩头力矩的增加时，则箱涵结构的“叩头”状态将继续保持，并有更恶化的趋势。—!/$$— 第四章顶管隧道施工技术!"箱涵尾端脱离滑版、完全进入土中时，受力状态如图#$%$&%所示。此时’点已移至箱涵底版后端点处，!(和!)的基本因素没有变化，一般地只要地基土质不是极差、挖土方式也没有失误的话，该阶段的变化不会十分显著。（二）引起箱涵高程变化的主要因素由经验可知，在箱涵的推顶过程中，只要土层均匀、顶进设备安放对称，在顶进过程中及时量测和注意纠偏，平面偏移是可以控制的。箱涵的高程变化却难以控制，特别是长度较大的箱涵，一旦出现较大的高差偏移，想纠正它是很困难的。影响箱涵顶进高程变化的主要因素有：&"箱涵的自身形状长细型和短宽型两种不同箱涵在入土时（特别是在软土地基中）会有不同的反应。长细型的纵向稳定性较好，不容易发生高程变化，不过一旦形成偏差、想纠正也极其困难，甚至根本无法纠正；反之短宽型箱涵的稳性差，但灵敏度相对地较高，所以在纠偏时容易收到明显的效果。*"箱涵顶部有无覆土有无覆土决定了有无箱涵顶版摩阻力。覆土大时不仅顶版摩阻力增加，而且箱涵侧面摩阻力也随之增大，往往使箱涵在顶进过程中发生抬头现象，在质地坚实的硬土地基中要警惕箱涵的“上窜”现象；无覆土的箱涵没有这种现象。!"箱涵基底的土质条件土质因素对箱涵高程变化的影响极为显著。在质地坚硬的地基中，箱涵重心超出滑版前端时，不易发生叩头现象；反之在质地松软的地基中，箱涵重心超出滑版前端进入软土时，需要注意这种变化，尤其是地下水丰富时，更应加倍注意。对叩头值要有充分的估计，必须时应事先给与“预抬”值。%"箱涵前端的刃角构造形式通常有两种刃角构造形式：一种是箱涵自身的刃角，即与箱涵浇筑成一体的混凝土形式；另一种是在箱涵前端的钢制附加形式。前者的刃角体积大，使整个结构的重心前移，产生前叩作用，较短较宽的箱涵不宜采用，特别是在软粘土地基中不宜采用，而且这种刃角在顶进完毕后处理也较费事。钢制刃角重量较轻，无叩头因素产生，但在加工上费时间，且刚度不可太柔。+"开挖面的开挖方式箱涵顶进时的挖土方式、部位、超挖欠挖等都要事先充分研究。在基底坚硬、水分稀少的地基上，无纠偏要求的箱涵，可适当扩大开挖范围；有纠偏要求的基底，箱涵底版前方的土体保留和带土顶进（即欠挖），可以使箱涵稍有抬头的趋势，对软土地基中的短宽箱涵尤为有效。反之基底土体的超挖，会使箱涵下叩。（三）防止与纠正偏移的措施箱涵顶进与隧道盾构推进不同。盾构千斤顶环绕盾构四周（!#’,）布置，其作用力与开挖面的距离较近（盾构的长度），可以凭借调节不同位置千斤顶的作用力，使盾构按纠偏要求运移，箱涵顶进的千斤顶全部以同一高度排在滑版上，作用点仅限于箱涵的底版部位，特别是长箱涵入土之后，千斤顶远远离开箱涵，助接长顶柱使作用力施加在箱—&-#-— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范涵底部，千斤顶仅仅是推进的动力，不具有纠偏的作用。因此，箱涵顶进方式的高程偏差是无法通过千斤顶纠偏的，即在箱涵顶进过程中的高差偏移对策应该是“以防为主，以治为辅”。常用的整治措施有：!"在结构底版前端设置“船头坡”船头坡的设置可以和强迫顶进相结合，以达到纠正下叩的效果。这种措施对密实性地基效果较好，对软土地基的效果较差。#"滑版预留仰坡这种措施是针对软土地基中的箱涵顶进，对下叩趋势作出必然性判断后采取的。仰坡值的预留量目前尚无计算方法，只能凭经验作出判断。为此，要对地质情况有确切的了解，即，要充分掌握土的物理力学指标。$"压送短桩，密实地基在顶进过程中如发现地基软弱的，可以通过预留在箱涵前面底版上的方孔，压入短桩，密实地基，提高地基土的承载力。—!’&%— 第五章隧道盾构法施工技术第五章隧道盾构法施工技术第一节概述盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构（!"#$%&）是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶进所需千斤顶；钢筒尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，应在盾尾支护下拼装（或现浇）一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井，在竖井处安装盾构，盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。盾构法施工工艺见图’()(*所示。用盾构法施工的构思是由法国工程师布鲁诺（+,-.$%）在船板上蛀虫钻孔的启示下于*/*/年提出的。*/0)年1*/23年布鲁诺首次在伦敦泰晤士河下采用高’4/56**425的矩形断面盾构修建了全长2)/5的世界上第一条盾构法施工的隧道。*/’7年英国人巴劳（+8,%9:）首次采用圆形盾构在泰晤士河底建成外径为;040*5的隧道。英国人格雷特海德（<,$8="$8&）综合了以往盾构施工和气压法的技术特点；较完整地提出了气压盾构法的施工工艺，首创了在盾尾后的衬砌外围空隙中压浆的施工方法，为盾构施工法的发展起了重大推动作用，并于*/>2年在伦敦地下铁道南线的粘土和含水砂砾地层中成功的应用气压盾构法建造了内径为34*05的隧道。*//?年1*/7?年，在美国和加拿大之间的圣克莱河下用盾构法建成一条直径’425，长*/??余米的水底铁路隧道。0?世纪初盾构施工法已在美、英、德、苏、法等国推广，3?12?年代在这些国家已成功地使用盾构建成直径34?5174)5的多条地下铁道及过河公路隧道。仅在纽约就采用气压盾构法建成了*7条重要的水底隧道，其用途有道路、地下铁道、煤气和上下水道等。0?世纪’?年代起，盾构施工法在日本得到迅速发展，除大量用在城市地下铁道施工外，在城市下水道等市政工程中也得以广泛应用。并为此研制了大量新型盾构，如局—*>’7— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"$盾构法施工示意$"盾构；%"盾构千斤顶；&"盾构正面网络；’"出土转盘；#"出土皮带运输机；!"管片拼装机；("管片；)"压浆泵；*"压浆孔；$+"出土机；$$"管片衬砌；$%"盾尾空隙中的压浆；$&"后盾管片；$’"竖井部气压式、泥水加压式和土压平衡式盾构等，以适应在各种地层中施工。据统计，日本现有%+++多个盾构，其中*+,用于修建以地下水道为主的各种市政公用设施。同时与盾构施工的配套设施与管理技术也获得了发展。我国在第一个五年计划期间，东北阜新煤矿采用直径%-!.盾构修建疏水巷道。$*#(年在北京下水道工程中也用过直径为%-+.和%-!.的盾构。$*!&年上海开始在第四纪软弱含水层中进行直径为’-%.盾构隧道工程试验，盾构为手掘式，有$!个千斤顶，总推力为$-*!/$+’01，并备有正面支撑千斤顶，隧道衬砌为单层防水钢筋混凝土肋型管片，并采用沥青环氧树脂为接缝防水材料，试验中曾采用降水法和气压法疏干地层的辅助措施。$*!#年又采用%个直径#-).，总推力为&-(%’/$+’01的网格式盾构，在覆土约$%.厚的淤泥质粘土层中进行试验，采用气压式推进（气压值为)-)%/$+’234’$$-(!/$+23）建成%个试验隧道。$*!(年4$*!*年，采用$+-%.直径盾构及单层钢筋混凝土管片建成上海第一家黄浦江打浦路越江道路隧道，盾构穿越地面以下深度为$(.4&+.的淤泥质粘土层和粉砂层，在两岸不同地段采用降水法全出土，全闭胸挤压，气压全出土以及局部挤压方法施工，在河中段还采用了无气压全闭胸挤压法施工，$*)’年上海又制造了直径$$-&%.的盾构成功的建成了黄浦江延安东路水底道路隧道。(+年代以来上海、北京、江苏、浙江、福建等地采用不同类型盾构修建了各种不同用途的隧道，仅上海就用盾构施工法在长江边及海边建成六条外径’-&.的排水及引水隧道。此—$((+— 第五章隧道盾构法施工技术外，上海、广州等地采用盾构修建地铁和地下通道，上海地铁一号线!"#$!%&长的区间隧道采用七台盾构进行施工，广州地铁一号线也采用三台盾构进行六个区间的隧道施工。随着我国经济建设的发展，特别是城市建设的发展，盾构施工法的应用具有广阔的前景。盾构施工法之所以能在各国迅速发展，主要是它具有以下优点：!#可在盾构支护下安全地开挖、衬砌。’#掘进速度快。盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现机械化、自动化作业，施工劳动强度低。(#施工时不影响地面交通与设施，穿越河道时不影响航运。"#施工中不受季节，风雨等气候条件影响。)#施工中没有噪声和振动，对周围环境没有干扰。*#在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。因此，盾构施工法最适于在松软含水地层中修建隧道，在江河中修建水底隧道，在城市中修建地下铁道及各种市政设施。盾构施工法一般适宜于长隧道施工，有些资料显示，对于短于+),&的隧道被认为是不经济的。因为盾构是一种价格昂贵，针对性很强的专用施工机械，对每一条用盾构法施工的隧道，都需根据地质水文条件、结构断面尺寸专门设计制造，一般不能简单的倒用到其它隧道工程中重复使用。此外，对隧道曲线半径过小或隧道顶覆土太浅时，施工困难会较大。对水底隧道，覆土太浅时施工不够安全。当盾构施工法有采用全气压方法以疏干和稳定地层时，施工条件差，对劳动保护要求较高。用盾构法施工时，在隧道上方一定范围内，特别是饱和含水松软土层，地表沉陷尚难完全防止，拼装衬砌时对衬砌整体防水技术要求很高。上述盾构法施工中这些缺点有待于在今后实践中进一步研究克服。自!$!$年布鲁诺首次提出盾构施工法至今已有!$,年，世界各国已制成数千个盾构，盾构法已广泛用于城市地下工程中：修建上下水道，电力、电缆沟隧道，地下铁道，水底隧道等。各国用盾构法施工的隧道中，大约+,-是用于修建上下水道，!)-用于地下铁道和水底隧道。目前，各国采用盾构施工法建造的水底公路隧道已有’,多条，随着交通事业的发展，用大直径盾构建造的水底公路隧道将会日益增多。第二节盾构的分类与构造一、盾构的分类盾构是一种集开挖、支护、推进、衬砌等多种作业一体化的大型暗挖隧道施工机械。主要用于软弱、复杂等地层的隧道施工。盾构的类型很多，可按盾构的断面形状，开挖—!++!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范方式，盾构前部构造和排水与稳定开挖面方式进行分类。按盾构断面形状不同可将盾构分为：圆型、拱型、矩形和马蹄形四种。圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好，衬砌拼装简便，可采用通用构件，易于更换，因而应用较广泛；按开挖方式不同可将盾构分为：手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种；按盾构前部构造不同可将盾构分为：敞胸式和闭胸式二种；按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为：人工井点降水、泥水加压、土压平衡式的无气压盾构，局部气压盾构，全气压盾构等。随着隧道与地下工程的发展，盾构机械的种类越来越多，适用性也越加广泛，为进一步了解盾构性能和适用性，可将盾构列表（表!"#"$）分析。表!"#"$挖掘方式构造类型盾构名称开挖面稳定措施适用地层附注普通盾构临时挡板支撑千斤顶地质稳定或松软均可将开挖面分成几层，辅以气压，人工井点棚式盾构利用砂的安息角和砂性土敞胸降水及其它地层加棚的摩擦手固措施工利用土和钢制网状挖网格式盾构粘土淤泥掘格棚的摩擦式胸板局部开孔，依靠半挤压盾构盾构千斤顶推力土软可塑粘土闭胸砂自然流入全挤压盾构胸板无孔，不进土淤泥手掘式盾构装上反土质紧硬，稳定面能反铲式盾构半机械铲式挖土机自立敞胸辅助措施挖掘式手掘式盾构装上软旋转式盾构软岩岩掘进机旋转刀盘式单刀盘加面板多刀盘软岩敞胸盾构加面板辅助措施插刀式盾构千斤顶支撑挡土板硬土层局部气压面板与隔板间加所含水松软地层不再另设辅助措施全盾构压机泥水加压面板与隔板间加有含水地层冲积层、洪械挖盾构压泥水积层掘面板隔板间充满土式闭胸土压平衡砂产生的压力和开淤泥，淤泥夹砂辅助措施盾构挖处的地层压力保持平衡网格式挤胸板为网络，土体通淤泥压盾构过网格孔挤入盾构—$&&%— 第五章隧道盾构法施工技术二、盾构机械的构造（一）手工挖掘式盾构手工挖掘式盾构是盾构的最基本形式，多用于开挖面基本能自稳的土层中。主要由盾壳、支护结构、推进机构、拼装机构和附属设备等五部分组成（图!"#"$）。图!"#"$手工挖掘式盾构%"盾壳；$"前檐千斤顶；&"活动前檐；’"工作平台；#"活动平台；!"支护挡板；("支护千斤顶；)"盾构千斤顶；*"举重臂；%+"盾尾密制装置；%%"井字型隔梁；%$"锥形切口%,盾壳盾壳为钢板焊成的圆形壳体，由切口环、支承环和盾尾三部分组成（图!"#"&）。图!"#"&盾壳%"切口环；$"去承环；&"盾尾；’"纵向加强肋；#"环状加强肋—%((&— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（!）切口环切口环位于盾构的前部，前端设有刃口，施工时可以切入土中。刃口大都采用耐磨钢材焊成，加劲肋也制成坡形，从而减少切入阻力。在稳定的地层中切口环上下长度可以相等，在开挖面不能自稳的地层（淤泥、流砂）中切口环顶部比底部长，长出部分称前檐，以掩护工人在开挖面安全地开挖。有的盾构设活动前檐靠千斤顶操纵可以向前伸长，以增加掩护长度。一般切口环不易过长，否则将使盾构稳定性变差，增大盾构推进阻力。（"）支承环去承环位于盾构的中部，是盾构受力的主要部分，它由外壳、环状加状加强肋和纵向加强肋组成，环状加强肋焊在去承环两端纵向加强肋焊在环状加强肋之间，盾构千斤顶就布置在此间并将千斤顶推力传给壳体。为增加盾构刚度须加固支承环，在支承环内安设竖向和水平向隔板形成井字型隔架，二层水平隔板上设置工作平台。（#）盾尾盾尾位于盾壳尾部，由环状外壳与安装在内侧的密封装置构成。其作用是去承坑道周边，防止地下水与注浆材料被挤入盾构隧道内。同时也是进行隧道衬砌组装的地方。盾尾的环状外壳大都用高强度薄型钢板制作，以减少盾构向前推进后留下的环状间隙。盾尾密封材料，一般安装在盾尾钢板和管片外表面之间，除了具有防止注浆材料和地下水漏入盾构的作用外，在后面所述泥水加压盾构和土压平衡盾构中，还有保持其各自泥浆压力的作用。为了提高密封性，有时要安装几段密封材料，安装的段数，必须根据盾构外径、地质条件和施工中是否更换密封材料等条件决定。密封材料有橡胶、树脂、铜、不锈钢或由它们组合而成。密封材料的形状有板状、刷子状等。密封材料的寿命依其材质、构造而定，此外还与管片材质及组装精度有关。手工挖掘式盾构的盾尾密封装置，多采用双级密封装置结构（图$%&%’）。图$%&%’盾尾密封装置!%管片；"%盾尾；#%钢板；’%合成橡胶；&%氯丁橡胶；$%泡沫尿烷；(%尿烷橡胶")支护结构支护结构一般由活动前檐、活动工作平台和支护挡板构成。（!）活动前檐活动前檐由多块扇形体组成，位于切口环拱部的滑槽和滚轮滑道内。扇形体的前端带有特殊的刃口，后端与千斤顶一端相连，千斤顶的另一端被固定在支承环后部的横向隔板上。当千斤顶伸出时，推动活动前檐向前伸出，伸出长度为千斤顶的行程。—!((’— 第五章隧道盾构法施工技术（!）活动平台活动平台安装于横向两层工作平台内。后端与固定在工作平台内的千斤顶相连。当千斤顶伸出时，活动平台沿着工作平台内的轨道向前伸出，伸出长度和千斤顶的伸出行程相同。（"）支护挡板支护挡板由挡板与其相连的框架和支护千斤顶构成。支护挡板安装在框架的前端，支护千斤顶一端安装在框架内，另一端固定在盾构的环形隔板上或纵向隔板上（见图#$%$!）。千斤顶伸出时，推动框架在支座上滑动，将挡板向前推进，伸出长度同千斤顶行程。由于切口环为倾斜式，上、下两层的支护挡板伸出长度将有不同。支护挡板可根据开挖面情况，每开挖一块就支护一块，根据需要可在较大区域内对开挖面进行支护。为确保盾构在推进过程中，不影响支护的作用，支护千斤顶的行程都比盾构千斤顶长出&’’(()"’’((。"*推进机构推进机构主要由盾构千斤顶和液压设备组成。盾构千斤顶沿支承环圆周均匀分布，千斤顶的台数和每个千斤顶推力要根据盾构外径、总推力大小、衬砌构造、隧道断面形状等条件而定。盾构千斤顶支座一般用铰接形式与千斤顶端部连接，以使千斤顶推力能均匀分布在衬砌端面上，尤其在曲线段施工时，铰接支座更有必要。推进机构的液压设备主要由液压泵、驱动马达、操作控制装置、油冷却装置和输油管路组成。除操作控制装置安装在支承环工作平台上外，其余大多数都安装在盾构后面的液压动力台车上。+*拼装机构拼装机构即为衬砌拼装器，其主要设备为举重臂，以液压为动力。一般举重臂安装在支承环后部。中小型盾构因受空间限制也有的安装在盾构后面的台车上。举重臂作旋转、径向运动，还能沿隧道中线作往复运动，完成这些运动的精度应能保证待装配的衬砌管片的螺栓孔与已拼装好的管片螺栓孔对好，以便插入螺栓固定。常用的衬砌拼装器有环形式、中空轴式、齿轮齿条式三种，其中以环形拼装器（图#$%$%）最多。%*附属设备手工挖掘式盾构的附属设备较简单，主要为液压动力台车、排水注浆设备台车以及真圆保持器等。真圆保持器是为把衬砌环组装在正确位置上而设置的调整设备，以顶伸式为最多（图#$%$#）。手工挖掘盾构施工时，其工作过程为：开启全部或大部分盾构千斤顶，盾构在千斤顶推力作用下向前推进，切口环切入土层中，如开挖面自稳性好，开挖作业即可在切口环的保护下进行。当开挖面自稳性较差时，可开启活动前檐千斤顶使前檐贯入土层中，—&,,%— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"#环形拼装器$"转盘；%"支承滚轮；&"径向伸缩臂；’"纵向伸缩臂；#"举重臂；!"爪钩；("平衡重图!"#"!真圆保持器$"扇形顶块；%"支撑臂；&"伸缩千斤顶；’"支架；#"纵向滑动千斤顶或同时开启支护千斤顶与活动平台一齐顶住开挖面，保证开挖作业的正常进行。盾构千斤顶不断地伸出，盾构切口环不断地切入土层，直到盾构千斤顶伸出全部行程为止，这时盾构向前移动一个衬砌环的宽度。此时即可用拼装机进行管片衬砌作业和其他辅助作业，完成一个工作循环。（二）半机械化盾构半机械化盾构是在手工挖掘式盾构的基础上发展起来的一种盾构。它保留了手工挖掘式盾构的优点，克服了劳动强度大、效率低的缺点，将下半部的手工开挖改为机械开挖，减轻了劳动强度，提高了劳动效率。在土质条件适合时，就成为盾构施工的首选盾构而受到重视。半机械化盾构主要结构如图!"#"(所示。—$((!— 第五章隧道盾构法施工技术图!"#"$半机械化盾构%"盾壳；&"活动前檐；’"活动前檐；("固定工作平台；#"活动工作平台；!"支护挡板；$"支护千斤顶；)"挖掘机；*"刮板运输机；%+"盾构千斤顶；%%"拼装机构；%&"盾尾密封装置半机械化盾构主要用于开挖面基本上能自稳且又无水的土层中。具有结构简单、造价较低、施工效率较高等特点。下部的开挖机械根据不同地质条件可采用不同的挖掘机（图!"#")），其技术特点见表!"#"&。表!"#"&几种挖掘机的技术特点形式适应地质优点缺点洪积粘土%,不扰动围岩刀头式硬粘土&,一般可用皮带运开挖机的铲斗容量较小旋转刀头式软岩输机洪积粘土螺旋式可耙、楼石渣开挖机的铲斗容量较小粘土质砂砂砾%,铲斗容量大铲斗式砂易扰动围岩&,开挖速度快洪积粘土—%$$$— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"$半机械化盾构用挖掘机%）刀头式；&）铲斗式；’）螺旋式（三）泥水加压盾构泥水加压盾构由盾壳、开挖机构、推进机构、送排泥浆机构、拼装机构、附属机构等组成，其主要结构如图!"#"(所示。)*盾壳泥水加压盾构的盾壳基本上同手工挖掘式盾构。不同之处在于切口环为平直式，环口呈内锥形切口。支承环两端无井字型支撑架。盾尾密封装置为多级密封结构（!"#")+）。,*开挖机构开挖机构由切削刀盘、泥水室、泥水搅拌装置、刀盘支承密封系统、刀盘驱动系统等部分组成。（)）切削刀盘切削刀盘包括：刀盘，主、副刀槽，主、副刀梁，切削刀头，转鼓等。刀盘盘面开有呈放射状的主、副刀槽，盘背面焊有径向与环向加劲肋和环形座，环形座将刀盘、刀梁连接成一体。刀槽开口大小与主、副刀槽的个数取决于土质、地下水量、开挖速度、砾石大小等因素。刀梁有主、副刀梁，均在刀槽的中间，断面呈箱形，是开挖机构中的传力与承力结构。刀梁上固定着刀头，刀头分切削刀、超挖刀、切割刀、保护刀等。数量最多的是切—)--$— 第五章隧道盾构法施工技术图!"#"$泥水加压盾构%"中部搅拌器；&"切削刀盘；’"转鼓凸台；("下部搅拌器；#"盾壳；!"排泥浆管；)"刀盘驱动马达；*"盾构千斤顶；$"举重臂；%+"真圆保持器；%%"盾尾密封；%&"闸门；%’"衬砌环；%("药液注入装置；%#"支承滚轮；%!"转盘；%)"切削刀盘内齿圈；%*"切削刀盘外齿圈；%$"送泥浆管；&+"刀盘支承密封装置；&%"转鼓；&&"超挖刀控制装置；&’"刀盘箱形环座；&("进入孔；&#"泥水室；&!"切削刀；&)"超挖刀；&*"主刀梁；&$"副刀梁；’+"主刀槽；’%"副刀槽；’&"固定鼓；’’"隔板；’("刀盘图!"#"%+盾尾三级密封装置%"盾尾；&"钢丝刷密封；’"钢板；("人造橡胶密封；#"防护板削刀，呈环状或螺旋状，安装于刀梁上。转鼓呈阶梯形环状结构，前端有凸台，通过凸台与切削刀盘上的环形座相连接。转鼓的后端连接有环状接盘，接盘上有内、外齿圈，供马达驱动刀盘做正、逆转。（&）泥水室由切削刀盘、切口环锥形切口、固定鼓、支承密封结构、转鼓、圆形隔板围成的区域称为泥水室。在泥水室的上部有压力泥水的进入口，下部有搅拌器和泥浆排出口。泥水室和开挖面之间只有刀槽，刀盘与切口环端部接缝处是相通的，其余为完全封闭状态。（’）刀盘支承系统泥水加压盾构刀盘支承系统的结构随刀盘支承型式不同而异。周边支承式的结构由固定鼓、转鼓、复合式或多唇式密封环，径向、轴向轴承等组成。大型泥水加压盾构常用周边支承式支承刀盘。这种支承式具有作业空间大，受力较好等特点。中小型泥水加压盾构的刀盘多用中心支承式。常用刀盘支承型式如图!—%))$— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"!##所示。图$!"!##刀盘支承与密封结构%）周边支承式；&）中心支承式；’）混合支承式；(）密封结构#!转鼓；)!润滑油脂腔；*!多唇密封环；+!固定鼓；"!润滑油注入管道；$!轴承*,推进机构、拼装机构、真圆保持器泥水加压盾构的推进机构、拼装机构、真圆保持器基本上同手工挖掘式盾构，仅结构尺寸大小、数量、行程、功率大小不同而己。+,送、排泥机构送、排泥机构由送泥水管、排泥浆管、闸门、碎石机、泥浆泵、驱动机构、流量监控机构等组成。该机构大部分设备都安装在盾构后端的后续台车上。",附属机构泥水加压盾构的附属机构由操作控制设备、动力变电设备、后续台车设备、泥水处理设备等组成。（#）操作控制设备操作控制设备有：开挖面状态监控设备，盾构位置与状态的检测控制设备，泥浆的输送与排出的控制设备等。开挖面状态监控设备主要有：超声波检查仪和压力、流量测量装置。前者用来监测盾构拱部的坍塌量，后者测量切削量即排出泥渣量。拱顶的坍塌情况也可用刀盘上伸—#/.-— 第五章隧道盾构法施工技术出的探针来测量。盾构位置与状态检测和控制设备有：速率积分陀螺仪或激光测量装置、加速度计。前者用来检查盾构本身的方位角，后者用来检查盾构的俯仰与旋转角。土渣、泥浆的输送与排出控制系统，采用测量泥浆浓度与流量的办法进行控制，或者用差压式密度计来进行测量。上述监控设备测得的数据可直接输入电子计算机进行综合处理实现自动调节控制。（!）后续台车设备后续台车设备有以下几组平板车：动力组台车，自动闸门台车，碎石机台车，差压式密度计台车，注浆设备台车，送排泥泵台车等。上述这些后续台车是与盾构连接在—起的。（"）泥水处理设备泥水处理设备由泥浆制备与泥水分离两部分组成。设备的规模大小，取决于开挖速度与土质等条件。泥水加压盾构施工时的工作过程为：开启刀盘驱动液压马达，驱动转鼓并带动切削刀盘转动。开启送泥浆，将一定浓度的泥浆泵入送泥管压入泥水室中。再开启盾构千斤顶，使盾构向前推进。此时切削刀盘上的切削刀便切入土层，切下的土渣与地下水顺着刀槽流入泥水室中，土渣经刀盘与搅拌器的搅拌而成为浓度更大的泥浆。随着盾构不断的推进，土渣量不断的增加，泥水不断的注入，泥水室内的泥浆压力逐渐增大，当泥水室的泥浆压力足以抵抗开挖面的土压力与地下水压力时，开挖面就能保持相对的稳定而不致坍塌。只要控制进入泥水室的泥水量和渣土量与从泥水室中排出去的泥浆量相平衡，开挖工作就能顺利进行。当盾构向前推进到一个衬砌环宽度后，即可进行拼装衬砌。将缩回的千斤顶继续伸出，重新推进，进行下一工序。从泥水室排出的浓泥浆经排泥管及碎石机，由排泥泵运至地面泥水处理设备进行泥水分离处理，被分离出的渣土运至弃渣场，处理后的泥水再送入泥水室继续使用。泥水加压盾构适用范围较大，多用于含水率较高的砂质、砂砾石层、江河、海底等特殊的超软弱地层中。能获得其他类型盾构难以达到的较小的地表沉陷与隆起。由于开挖面泥浆的作用，刀具和切削刀盘的使用寿命相应地增长。泥水加压盾构排出的土渣为浓泥浆输出，泥浆输送管道较其他排渣设备结构简单方便。泥水加压盾构的操作控制亦比较容易，可实现远距离的摇控操作与控制。由于泥水加压盾构的排渣过程始终在密闭状态下进行，故施工现场与沿途隧道十分干净而不受土渣污染。泥水加压盾构也有缺点：由于切削刀盘和泥水室泥浆的阻隔，不能直接观察到开挖面的工作情况，对开挖面的处理和故障的排除都十分困难。泥水加压盾构必须有泥水分离设备配套才能使用，而泥水分离设备结构复杂，规模较大，尤其在粘土层中进行开挖时，泥水分离更加困难。庞大的泥水处理设备占地面积亦较大，难以用于市内建筑物—#%$#— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范稠密区。泥水加压盾构在目前各类盾构中是最为复杂的，也是价格最贵的。（四）土压平衡盾构土压平衡盾构是在总结泥水加压盾构和其他类型盾构优缺点的基础上发展起来的一种新型盾构，在结构和原理上与泥水加压盾构有很多相似之处。土压平衡盾构由盾壳、开挖机构、推进机构、拼装机构和附属机械等组成。其主要结构如图!"#"$%所示。图!"#"$%土压平衡盾构$"切削刀盘；%"泥土仓；&"密封装置；’"支承轴承：#"驱动齿轮；!"液压马达；("注浆管；)"盾壳；*"盾尾密封装置：$+"小螺旋输送机：$$"大螺旋输送机驱动液压马达；$%"排土闸门；$&"大螺旋输送机；$’"闸门滑阀；$#"拼装机构；$!"盾构千斤顶；$("大螺旋输送机叶轮轴；$)"拼装机转盘；$*"支承滚轮；%+"举升臂；%$"切削刀；%%"主刀槽；%&"副刀槽；%’"超挖刀；%#"主刀梁；%!"副刀梁；%("固定鼓；%)"转鼓；%*"中心轴；&+"隔板；&$"真圆保持器$,盾壳土压平衡盾构的盾壳结构同泥水加压盾构。%,开挖机构开挖机构由切削刀盘、泥土仓、切削刀盘支承系统、切削刀盘驱动系统等部分组成。除泥土仓不同于泥水室外，其余基本上同泥水加压盾构。土压平衡盾构的泥土仓是由刀盘、转鼓、中间隔板所围成的空间，转鼓呈内锥形，前端与切削刀盘外缘连成一体，后端与中间隔板相配合。泥土仓与开挖面之间的唯一通道是刀槽，其余处于完全封闭状态。土压平衡盾构的刀盘支承系统如图!"#"$$-所示的混合支承式，既有周边支承，也有中心支承，这是大型土压平衡盾构常用的刀盘支承形式。&,推进机构、拼装机构、真圆保持器土压平衡盾构的推进机构、拼装机构及真圆保持器同手工挖掘式盾构。’,排土机构—$()%— 第五章隧道盾构法施工技术土压平衡盾构的排土机构由大螺旋输送机、小螺旋输送机、排土闸门、闸门滑阀、驱动马达等组成。排土闸门是土压平衡盾构的关键部位，常用的排土闸门型式如图!"#"$%所示。#&附属机构土压平衡盾构的附属机构由操作控制设备、动力变电设备、后续台车设备等组成。在操作控制设备中，土压平衡盾构重点是对土压的管理，土压管理主要是通过电子计算机将安装于盾构有关重要部位的土压计信号收集并综合处理，进行自动调节控制。或者发出信号，指示出有关数据进行人工调节控制。图!"#"$%排土闸门型式’）活瓣式；(）回转叶轮式；)）闸门式土压平衡盾构的工作过程为：开启液压马达，驱动转鼓带动切削刀盘旋转，同时开启盾构千斤顶，将盾构向前推进。土渣被切下并顺着刀槽进入泥土仓。随着盾构千斤顶的不断推进，切削刀盘不断的旋转切削，经刀槽进入泥土仓的土渣不断增多。这时开启螺旋输送机，调整闸门开度，使土渣充满螺旋输送机。当泥土仓与螺旋输送机中的土渣积累到一定数量时，开挖面被切下的土渣经刀槽进入泥土仓内的阻力加大，当这个阻力足以抵抗土层的土压力和地下水的压力时，开挖面就能保持相对稳定而不致坍塌。这时，只要保持从螺旋输送机与泥土仓中输送出去的土渣量与切削下来流入泥土仓中的土渣量相平衡，开挖工作就能顺利进行。土压平衡盾构就是通过土压管理来保持土压力或土渣量的相对平衡与稳定来进行工作的。土压平衡盾构能适应较大的土质范围与地质条件。能用于粘结性、非粘结性，甚至含有石块、砂砾石层、有水与无水等多种复杂的土层中，土压平衡盾构无泥水处理设备，施工速度较高，比泥水加压盾构价格低廉，能获得较小的沉降量，也可实现自动控制与远距离遥控操作。土压平衡盾构也有缺点：土压平衡盾构由于有隔板将开挖面封闭，不能直接观察到开挖面变化情况，开挖面的处理和故障排除较为困难。切削刀头、刀盘盘面磨损较大，刀头寿命比泥水加压盾构短，要求刀头的耐磨性高。（五）网格挤压式盾构网格挤压式盾构是上海隧道工程设计院研制的，它是我国目前用的较为成功，也是用的数量最多的一种盾构。上海穿越黄浦江的打浦路隧道和延安东路隧道及宝钢的排—$+*%— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范水隧道等均采用这种网格式盾构。盾构最大直径达!!"#$%。盾构主要由盾壳、开挖机械、排渣机构、拼装机构组成，其主要结构如图&’(’!)所示。图&’(’!)网格式挤压盾构!’网格；$’网格胸板；#’盾壳；)’闸门千斤顶；(’盾构千斤顶；&’竖梁；*’横梁；+’水枪；,’密封隔舱；!-’泥浆系统；!!’盾尾密封；!$’管片拼装机；!#’操纵台：!)’衬砌管片网格挤压式盾构除某些个别结构与型式不同于前述几种盾构的结构型式外，其余大同小异。其中开挖机构较为独特，在它的切口环内设置了网格加胸板。网格由网格板和大梁组成。网格板可随意拆装组合，改变开口大小。胸板装在网格大梁上，分大小两种。大胸板设有可随意开闭的液压闸门。小胸板可随意拆装，供观察与进入开挖面之用。在切口环与支承环之间设有隔舱板，使切口环成为泥水室，高压水枪就装在隔舱板上并伸入泥水室中。工人可在隔舱板后操作，将进入泥水室中的泥块冲成泥浆。拼装机构为中心固定的框架支承式，与齿轮齿条式相似。由提升、平移、回转三套机构组成。整个拼装机构装在盾构中心的固定框架上，由液压马达驱动进行回转。网格挤压式盾构在稳定的软土地层中掘进时，一般采取大网格推进，以开口挤压为主。这时网格板及网格大梁直接插入土中，土体即通过网格孔被挤入盾构内。同时也可改变网格板开孔大小，以适应不同土质的需要。只有在推进阻力较大时，才用高压水枪冲刷网格边缘，减少推进阻力。挤入泥水室中的泥块在高压水枪的冲刷下变成泥浆，并由泥浆泵经管道输送至地面的泥水处理设备，进行泥水分离。网格挤压式盾构进行闭胸挤压开挖时，首先在网格大梁上装上大小胸板，通过调节液压闸门的开度大小，放进部分泥土，减小推进阻力，或者根本不进土，将盾构前方的泥土挤向盾构上方或盾构的四周。闭胸挤压开挖会引起地层隆起，必须有选择地使用。由于网格式挤压盾构的网格板与胸板可以随意拆装，改变板孔口的大小，这样就增大了网格挤压式盾构的使用范围，它既可以敞胸式施工，也可以闭胸式施工，半挤压施—!*+)— 第五章隧道盾构法施工技术工或全挤压施工都行。网格式盾构还能根据土质与施工条件的不同，进行相应的措施与结构转换。例如在出渣方式上，可以随开挖方式的改变而变化。既可采用泥浆输送出渣，也可以使用皮带输送机和斗车装运。网格挤压式盾构结构简单，施工速度也较快，但地表沉降与隆起较大，因此施工时，与其他类型盾构相比，需要更加精心操作与管理。（六）插刀式盾构插刀式盾构是结构较为特殊的一种盾构型式，它的盾壳是由许多能够活动的插刀组成，这些插刀可以组合成不同的断面形状和尺寸。插刀盾构推进时是用设在插刀和支承框架之间的液压千斤顶将插刀以单插刀或成组插刀的方式进行，当所有插刀都推进了一个行程时，将所有千斤顶收缩，把支承框架向前拖动。插刀推进和拖动支承框架的力是由盾构插刀与围岩间的摩擦力来平衡，故它不需要管片环为支承后座。插刀式盾构可自由选择衬砌类型，它既可采用预制管片，也可采用喷射混凝土支护，还可采用现浇泵送混凝土衬砌。图!"#"$#所示的用于泵送混凝土衬砌的插刀式盾构是一个带有后续盾构的组合插刀盾构，其插刀尾板搁置在后续盾构上，后续盾构有一盾尾壳，用液压千斤顶与插刀盾构相联结，用伸缩式挖掘机挖土。使用插刀式盾构不需在终点设置拆装竖井，这种盾构可以将框架部分和插刀收折起来，从已衬砌好的隧道内退出。由于插刀式盾构是敞口的，所以它适用在开挖面稳定的土层中施工。图!"#"$#用于泵送混凝土插刀式盾构三、盾构尺寸和盾构千斤顶推力的确定由于盾构（特别是大型盾构）是针对性很强的专用施工机械，每个用盾构法施工的—$&%#— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范隧道都需要根据地质水文条件、隧道断面尺寸、建筑界限、衬砌厚度和衬砌拼装方式等专门设计制造专用的盾构，很少几个隧道通用一个盾构。在盾构设计时，首先是拟定盾构几何尺寸，同时要计算盾构千斤顶的推力。盾构几何尺寸主要是拟定盾构外径!和盾构本体长度"#以及盾构灵敏度"#!!。图"#$#%"盾构外径和盾尾长度计算（一）盾构外径!盾构外径应根据管片外径、盾尾空隙和盾尾板厚进行确定，按图"#$#%"所示，盾构的外径可以按下式计算：!&!’()（$(%）（"#$#%）式中：!———盾构外径；!’———管片外径；%———盾尾钢板厚度。此厚度应能保证在荷载作用下不致发生明显变形，通常按经验公式或参照已有盾构盾尾板厚选用，经验公式如下：%&’*’)(’*’%（!#+）当盾构外径,-+.时，上式中第二项为零；$———盾尾空隙，按以下因素确定：管片组装时的富余量，以装配条件出发，按’*’%!’/’*’’0!’考虑；盾构在曲线上施工和蛇行修正时必须最小的富余量，可参照图"#$#%1按下式计算：（%#234）)!&%!"#$&&!))（+&#!’5)）根据日本盾尾空隙的实践，多取)’../6’..盾构推进之后，盾尾空隙和盾尾板厚之和，原封不动的保留下来，形成衬砌背后的空隙，再行压浆。（二）盾构长度"盾构长度按图"#$#%0所示应为盾构全长"，此长度为盾构前端至后端的最大距离，其中盾构本体长度"7按下式计算："7&"8("9(":（"#$#)）—%10"— 第五章隧道盾构法施工技术图!"#"$%在曲线上施工时的盾尾空隙图!"#"$&盾构长度’）敞胸式；(）闭胸式$"后方平台；)"切削刀盘式中：!*———盾构切口环长度，对手掘式盾构，!*+!$,!)，其中!$为盾构前檐长度，此前檐长度在盾构插入松软土层后，能使地层保持自然坡度角（一般取!-#.），还应使压缩空气不泄漏（采用气压法时），!$大致取/00112#0011，视盾构直径大小而定；!)为开挖所需长度，当考虑人工开挖时，其最大值为!)+"345!或!)小于)1，当为机械开挖时要考虑在!)范围内能容纳开挖机具；!6———盾构支承环长度，主要取决于盾构千斤顶长度，它与预制管片宽度口有关，!6+#,（)00112/0011）（便于维修千斤顶的富余量）；!7———盾构的盾尾长度（图!"#"$!），取!7+$#,%,&，其中$为盾尾遮盖衬砌长度系数，为$8/2)8#；1为盾构千斤顶尾座长度；&为富余量，取$00112/0011。（三）盾构灵敏度!%3"在盾构直径和长度确定以后，通过盾构本体长度!9与直径"之间的比例关系，可以衡量盾构推进时的灵敏度，以下一些经验数据可作为确定普通盾构灵敏度的参考。—$%&%— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范小型盾构!为!"#$"，"%&!’()*+；中型盾构!为$"#,"，"%&!’()++；大型盾构!为,"#-"，"%&!’+).*；特大型盾构!/-"#(!"，"%&!’+)0*#+).*。这些数据除了能保证灵敏度外，还能保证盾构推进时的稳定性。（四）盾构千斤顶推力的确定盾构千斤顶应有足够的推力克服盾构推进时所遇到的阻力。这些推进阻力主要有：（(）盾构四周与地层间的摩阻力或粘结力#(；（!）盾构切口环刃口切入土层产生的贯入阻力#!；（$）开挖面正面阻力#$：!采用人工开挖，半机械开挖盾构对工作面支护阻力；"采用机械化开挖盾构时，作用在切削刀盘上的推进阻力；（0）曲线施工，蛇行修正施工时的变向阻力#0；（*）在盾尾处盾尾板与衬砌间的摩阻力#*；（,）盾构后面台车的牵引阻力#,。以上各种推进阻力的总和用下式表示，在使用时，须考虑各种盾构机械的具体情况，并留出一定的富余量，即为盾构千斤顶的总推力。!#’#(1#!1#$1#01#*1#,（,2*2$）式中：!#———推进阻力总和；!（("!"$%"1&(）砂性土；#(———{粘性土；&"!"%#!———’()3%"；#$———#!!%4；0#0———*+；#*———!!&!；#,———!$&（如隧道有纵坡时，还应考虑纵坡的影响）；$!(———钢与土的摩擦系数；!!———钢与钢或混凝土的摩擦系数；!$———车轮与钢轨间的摩擦系数；!———盾构外径；"$———盾构本体长度；—(.55— 第五章隧道盾构法施工技术!!———盾构重量；""———衬砌环重量；!#———盾构后面台车重量；#$———作用在盾构上的平均土压力；#%———开挖面正面阻力（支护千斤顶反力，作用在盾构隔板上的土压力和泥浆压力等）；"———土的粘结力；$&———被动土压力系数；%———地层抗力；&—开挖面周长；’———切口环刃口贯入深度；(———阻力板（与盾构推进方向垂直伸出的板，依地层抗力控制盾构方向）在推进方向的投影面积。盾构千斤顶总推力也可按以下经验公式计算：#’)*（()*)+）式中：)———单位面积工作面总推力：当为人工开挖盾构和半机械化开挖、机械化开挖盾构时，取,--./0$""；当为闭、胸式盾构、土压平衡式盾构和泥1!!--./0$土加压式盾构时，取!---./0$""。1!#--./0$*———开挖面的面积。盾构千斤顶的台数与盾构断面大小有关，一般小断面盾构采用"-1#-台，大断面盾构采用#!1#2台。每台千斤顶推力，小断面盾构为!---+,1!*--+,，大断面盾构为!(--+,1"*--+,。盾构千斤顶支座一般采用铰接形式与千斤顶端部连接，以使千斤顶推力能均匀分布在衬砌端面上，尤其是在曲线段施工时，铰接支座更有必要。为了给确定盾构的几何尺寸及盾构总推力提供参考，表()*)#列出了曾经使用过的几个水底道路隧道一览表。表()*)#直径长度灵敏度重量盾构千斤顶盾构总推力盾壳厚度隧道名称-（$）.3（$）.345!（!6）只数（个）（./）（$$）荷兰789:;<=>?@A!,*A,#-A(#+--#-(----,-美国林肯隧道@A(#+A,!-A+@#-+"2(++--(#B!"A,美国C?DD.=EF)C>668?E@A(#+A,!-A+@#!*"2(++--(#B"A,美国G<88FH)3:I6DJF@A(**A,--A*@"2*(---—!,2@— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范直径长度灵敏度重量盾构千斤顶盾构总推力盾壳厚度隧道名称!（!）""（!）""#$#（%&）只数（个）（’(）（!!）比利时)*&+,-.,/01232123312456427658333439:&*,-*;&,01722180312<58354333原苏联莫斯科地铁0123814731237837572333上海打浦路隧道%31635157315283383<3333上海延安东路隧道%%16541<331508<383<<333第三节盾构施工的准备工作盾构施工的准备工作主要有：盾构竖井的修建，盾构拼装的检查，盾构施工附属设施的准备。一、盾构竖井的修建由于盾构施工是在地面（或河床）以下一定深度进行暗挖施工，因此在盾构起始位置上要修建一竖井进行盾构的拼装，称为盾构拼装井；在盾构施工的终点位置还需拆卸盾构并将其吊出，也要修建竖井，这个竖井称盾构到达井或盾构拆卸井。此外，隧道中段或隧道弯道半径较小的位置还应修建盾构中间井，以便盾构的检查和维修以及盾构转向。竖井一般都修建在隧道中线上，当不能在隧道中线上修建竖井时，也可在偏离隧道中线的地方建造竖井，然后用横通道或斜通道与竖井连接。盾构竖井的修建要结合隧道线路上的设施综合考虑，成为隧道线路上的通风井、设备井、排水泵房、地铁车站等永久结构，否则是不经济的。盾构拼装井，是为吊入和组装盾构、运入衬砌材料和各种机具设备以及出渣、作业人员的进出而修建的。盾构拼装井的形式多为矩形，也有圆形。矩形断面拼装井的结构及有关尺寸要求见图5=2=%0。拼装井的长度要能满足盾构推进时初始阶段的出渣，运入衬砌材料、其它设备和进行连续作业与盾构拼装检查所需的空间。一般拼装井长度)为>?（312@%13）>。在满足初始作业要求的情况下，)值越小越好，拼装井的宽度A，一般取：$?（%12@6）!。盾构拼装井内设置拼装盾构的盾构拼装台，盾构拼装台一般为钢结构与钢筋混凝土结构。台上设有导轨，承受盾构自重和盾构移动时的其它荷载，支承盾构的两根导—%403— 第五章隧道盾构法施工技术轨，应能保证盾构向前推进时，方向准确而不发生摆动，且易于推进。两根导轨的间距，取决于盾构直径的大小，两导轨的支承夹角多选为!"#$%"#。导轨平面的高度一般由隧道设计和施工要求及支承夹角大小来决定。图!&’&(%盾构拼装井（单位：)）(&盾构进口；*&竖井；+&盾构；,&后背；’&导轨；!&横梁；-&拼装台基础；.&盾构直径；/&盾构长度；0&拼装井长度；1&拼装井宽度当盾构在拼装台上安装完后并把掘进准备工作完成，盾构就可以进洞。竖井井壁上给盾构的预留进口比盾构直径稍大（见图!&’&(%），进口事先用薄钢板与混凝土做成临时性封门，临时封门既能方便拆除又能满足承受土、水压力和止水要求。临时封门拆除后就可逐步推进盾构进洞。盾构刚开始挖掘推进时，其推进反力要靠竖井井壁承担，为确保盾构推进时，不致因后部竖井壁面的倾斜而引起盾构起始轴心线的偏移，为此必须保证竖井后部壁面（后背）与隧道中心线的垂直度。在盾构与后背间通常采用废衬砌管片（管片顶部预留孔，作为垂直运输进出口）作为后座传力设施，为保证后座传力管片刚度，管片之间要错缝，连接螺栓要拧紧，顶部开口部分在不影响垂直运输的区段须加支撑拉杆拉住。盾尾脱离竖井后，在拼装台基座与后座管片表面之间要及时用木楔打好，使拼好的后座管片平稳地座落在盾构拼装台基座的导轨上，以保证施工安全。一般在盾构到达下一个竖井后才拆除后座管片，若隧道较长，盾构推力已能由隧道衬砌与地层间摩阻力来平衡（此时盾构至少要推进*"")），也可拆除后座管片。盾构中间井和到达井的结构尺寸与要求与盾构拼装井基本相同，但应考虑盾构推进过程中出现的蛇行而引起盾构起始轴心线与隧道中心线的偏移，故应将盾构进出口尺寸做得稍大于拼装井的开口尺寸，一般是将拼装井开口尺寸加上蛇形偏差量作为中间井和到达井进出口开口尺寸。竖井的施工方法取决于竖井的规模、地层的地质水文条件、环境条件等，常用的施—(-%(— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范工方法有：明挖法、沉井法、地下连续墙法等。但施工中要注意以下问题：必须对盾构的出口区段地层、进口区段地层和竖井周围地层采取注浆加固措施，以稳定地层；当地下水较大时，应采取降水措施，防止井内涌水、冒浆及底部隆起；随着竖井沉入深度的增加，对井底开挖工作要特点小心，以防地下水上涌，造成淹井事故。二、盾构拼装的检查盾构的拼装一般在拼装井底部的拼装台上进行，小型盾构也可在地面拼好后整体吊入井内。拼装必须遵照盾构安装说明书进行，拼装完毕的盾构，都应做如下项目的技术检查，方可投入使用。（一）外观检查检查盾构外表有无与设计图不相符的部件、错件和错位件；与内部相通的孔眼是否畅通；检查盾构内部所有零部件是否齐全，位置是否准确，固定是否牢靠；检查防锈涂层是否完好。（二）主要尺寸检查盾构的圆度与不直度误差的大小，对推进过程中的蛇行量影响很大，因此在圆度和直度偏差方面，应满足表!"#"$和表!"#"#的要求。圆度误差检查部位如图!"#"%&所示，直度误差检查部位如图!"#"%’所示。图!"#"%&圆度误差检查部位图!"#"%’直度误差检查部位—’)(%— 第五章隧道盾构法施工技术表!"#"$圆度允许误差盾构直径%内径误差（&&）（&）最小最大%’()*+(’%’$)*,)$’%’!)*,(!’%’+)*,!+’%’,))*(),)’%’,()*($表!"#"#直度允许误差盾构全长-（&）弯曲误差（&&）-’./#0).’-’$/!0)$’-’#/10##’-’!/20)!’-’1/,(0)-31/,#0)（三）液压设备检查,0耐压试验：以液压设备允许的最高压力，在规定的时间里，进行加压，检查各设备、管路、阀门、千斤顶等有无异常。(0在额定压力下，检查液压设备的动作性能是否良好。（四）无负荷运转试验检查；（,）盾构千斤顶的动作试验检查；（(）拼装机构的动作试验检查；（.）刀盘的回转试验检查；（$）螺旋输送机的运转试验检查；（#）真圆保持器的运转试验检查；（!）泵组和其它设备的运转试验检查。—,12.— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（五）电器绝缘性能检查检查各用电设备的绝缘阻抗值是否在有关说明规定之内，对无明确规定的用电设备，应保证其绝缘阻抗值在!"!以上。（六）焊接检查检查盾构各焊接处的焊缝有否脱、裂现象，必要时进行补焊。具体规定可参见有关焊接规范。三、盾构施工附属设备的准备盾构施工所需的附属设备，随盾构类型、地质条件、隧道条件不同而异，无统一模式。一般来说，盾构施工设备分为洞内设备和洞外设备两部分。（一）洞外设备在洞外必须设置所需的容量足够的设备，并确保设备用地。#$低压空气设备采用气压法施工时，需提供干净、适宜的湿度及温度、气压和气量符合要求的空气。这些设备有：低压空气压缩机、鼓风机及相应的气体输送管道、阀门、消音除尘器、净化装置等辅助设备。%$高压空气设备主要为开挖面的风动设备提供所需高压空气，这类设备有：高压空气压缩机及相应辅助设备。&$土渣运输设备这类设备包括两部分：洞内运至地面的设备；运至弃渣场的设备。从洞内向地面运输应配的设备由运输和提升方法确定，一般为：渣斗的提升起重设备；转运土渣的渣仓或漏斗，皮带运输机其它垂直运输设备。运至弃渣场的设备，根据土渣的物理性状与状态确定运输方式后再作选择。’$电力设备洞外电力设备的重点是配备自用电源。盾构施工时，除采用双回路电源供电外，还应设置容量足以维持排水、照明、送气的自备发电机组的“自发电”最小电源。!$通讯联络设备这部分设备由保持正常工作时的联络设备与发生紧急情况的警报设备构成。这些设备除具有较好的防潮性能外，可靠性要高，而且还能安置备用通讯联络设备。—#)(’— 第五章隧道盾构法施工技术（二）洞内设备洞内设备是指除盾构外从竖井井底到开挖面之间所安装的设备。这些设备的配置必须根据土质条件、施工方式、施工计划、开挖速度、洞外设备进行均衡考虑。!"排水设备隧道内的排水设备主要是排除开挖面的涌水，洞内漏水和施工作业后的废水。常用的有水泵、水管、闸阀等。这些设备最好能随开挖面移动，以便迅速及时地清除开挖面积水。#"装渣设备人工挖掘盾构是人工装渣；半机械化盾构由机械装渣；除泥水加压盾构用排泥泵出渣外，其余盾构的装渣设备一般都与皮带运输机配合使用。$"运输设备盾构法的洞内运输，大多采用电力机车有轨运输方式。在进行配套时应考虑开挖土量、衬砌构件、压浆材料、监时设备、各类机械设备的运输情况和运送的循环时间，一般有：电瓶机车、装渣斗车、平板车、轨道设备等。%"背后压浆设备背后压浆设备随压浆方式与材料性质不同而异。无论采取何种方式压浆，都得配置足够容量的设备，应配置的主要设备有：注浆泵、浆液搅拌设备，浆液运输设备、浆液输送管道和阀门等。&’通风设备长大隧道除采用气压法施工外，都应设置通风设备。("衬砌设备衬砌设备由一次衬砌设备和二次衬砌设备构成。一次衬砌设备主要指管片组装设备，由设置在盾尾的拼装机、真圆保持器及管片运输和提升机构组成。二次衬砌设备有混凝土运输设备、衬砌模板台车、混凝土灌筑设备、振捣器等。)"电器设备洞内电器设备由动力、照明、输电、控制等设备组成。*’工作平台设备工作平台紧跟盾构并与其相连接，是一次衬砌、背后注浆及排水设备、配电控制设备和盾构液压系统泵组的安装固定场所，随盾构前进安放在后续台车上，为减少后续台车对盾构的影响，也有独立自行式的台车。—!)+&— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范第四节盾构的开挖和推进一、盾构的开挖盾构的开挖分敞胸式开挖、挤压式开挖和闭胸切削式开挖三种方式。无论采取什么开挖方式，在盾构开挖之前，必须确保出发竖井的盾构进口封门拆除后地层暴露面的稳定性，必要时应对竖井周围和进山口区域的地层预先进行加固。拆除封门的开挖工作要特别慎重，对敞胸式开挖的盾构要先从封门顶部开始拆除，拆一块立即用盾构内的支护挡板进行支护，防止暴露面坍塌。对于挤压开挖和闭胸切削开挖的盾构，一般由下而上拆除封门，每拆除一块就立即用土砂充填，以抵抗土层压力。盾构通过临时封门后应用混凝土将管片后座与竖井井壁四周的间隙填实，防止土砂流入，并使盾构推进时的推力均匀传给井壁。有时还要立即压浆防止土层松动、沉陷。（一）敞胸（口）式开挖敞胸开挖必须在开挖面能够自行稳定的条件下进行，属于这种开挖方法的盾构有人工挖掘式、半机械化挖掘式盾构等。在进行敞胸开挖过程中，原则上是将盾构切口环与活动的前檐固定连接，伸缩工作平台插入开挖面内，插入深度取决于土层的自稳性和软硬程度，使开挖工作自始至终都在切口环的保护下进行。然后从上而下分部开挖，每开挖一块便立即用开挖面支护千斤顶支护，支护能力应能防止开挖面的松动，即使在盾构推进过程中这种支护也不能缓解与拆除，直到推进完成进行下一次开挖为止。敞口开挖时要避免开挖面暴露时间过长，所以及时支护是敞口开挖的关键。采用敞口式开挖，处理孤立的障碍物、纠偏、超挖均比其它方式容易。在坚硬的土层中开挖面不需要其它措施就能自稳，可直接采用人工或机械挖掘。但在松软在含水层中采用敞口式开挖，则可采用人工井点降水盾构施工法或气压盾构施工法来稳定开挖面。!"人工井点降水盾构法以人工井点降水来排除地下水稳定开挖面是一种较经济的方法，尤其适用于漏气量较大的砂性土。井点降水法是在盾构两侧土层中先打入井点管，通过井点汲水滤管把地下水抽出使井点附近形成一个降水漏斗，从而降低地下水位，疏干开挖面地层，增加土质强度，保证了开挖面的稳定。这样就使盾构在地下水位以上通过，工人就能在干燥的工作条件下进行施工。—!%$#— 第五章隧道盾构法施工技术人工井点降水开挖的最大优点是可以不用气压施工。但也有局限性，对水底隧道水中段就不能使用人工井点降水盾构法，它只能用在两岸的岸边段，且埋置深度不能太深，若太深因降水效果不好有时可能引起盾构突然下沉。此外在两岸建筑物密集地区也不宜采用人工井点降水法，否则因降水不匀会引起建筑物不均匀沉降。!"气压盾构施工法盾构在地下水位以下开挖时，由于地下水的压力，大量的水由开挖面涌出，为防止土体的流动及开挖面的坍塌，在盾构掘进时，用压缩空气的压力来平衡水压力，进而疏干开挖面附近的地层，便于盾构掘进工作的正常进行，这种施工方法称气压盾构施工法。（#）气压和耗气量的确定气压大小主要取决于地下水位的高低，理论上每#$%水头必须用$"#&’(的空气压力来平衡。但实际上，平衡压力的大小还与周围地层的性质，开挖面土层的干湿程度有关。如上海软土层的透气系数很小以及一部分水头压力消耗在土体孔隙的阻力上，实际施工中所需空气压力，仅为理论压力的)$*+,$*，所需空气量仅为理论空气量的#$*+)$*。理论上气压的压力值，若以盾构顶点作计算点，水仍有进入盾构的可能；若以盾构底部为计算点（图-.).!!(），虽可将开挖面全面疏干，但在盾构顶部就可能出现超压（!’过大），从而存在气流冲出地层导致整个隧道被水淹没的危险。故一般按盾构底部以上在盾构直径#/0处的地下水压力，来确定气压的压力值（图-.).!!1），其计算式如下：图-.).!!气压盾构气压值的确定(）按盾构底部计算气压；1）按盾构底部上面#203处计算气压!!4（"5#）!6（-.).)）0式中：$———压缩空气压力值，7’(；"———盾构顶部至计算水位高度，%；#———盾构外径，%；0。!6———水的容重，取#$78/%中小型盾构可采用#/!盾构直径处的地下水压力来确定其气压压力值，即#!4("5#)"6（-.).-）!—#9:9— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范按上述方法确定的气压值，在盾构顶部仍有（!"#$!"%）!的水头超压（!"），施工时为了防止压缩空气泄出，盾构顶部必须有足够厚的覆盖土层，即：!"#&$（()*)+）"’式中：#———覆盖土层厚度，,；"’———土的浮容重；$———安全系数，在砂质土层中不小于!-*。用气压盾构施工法修建水底隧道时，该.值过大则直接影响到隧道埋置深度，增大隧道长度，造价、工期也相应增加；#值过小则覆盖层厚度不足，往往容易发生喷发事故，造成隧淹人亡，损失惨重。日本隧道规范规定：水底隧道的最小覆盖层厚度必须大于或等于盾构直径，覆盖层宽度应大于或等于盾构直径的(倍。若覆盖层较薄，应预先在河床底部加填粘土或在河上停泊装有粘土的驳船，以便隧道大量跑气时应急之用。实际上在粘性土层中或用粘土人工加厚覆层时，大直径盾构能满足#"%!就可以了，上海打浦路隧道盾构直径为!/-#,，覆土深度为+-/,就是一例。耗气量主要取决于盾构开挖面的漏气量、衬砌与盾尾间的漏气量、管片接缝和人员材料进出气闸时变气压的消耗量等，一般可参照已施工实践、相似地质条件用类比法确定，也可采用经验公式计算耗气量：#（()*)0）%&&!式中：%———压气耗气量，,%",12；!———盾构外径，,；&———土质系数，当压力大于/-!345时，粘性上&&%-(*，砂性土&&+-%/。此外，根据气压施工劳动保护要求，规定在任何情况下应保证每人的供气量不少于%%#*,"6$%/,76。在炎热夏季施工时，应布置压缩空气的冷却设备，使送入作业区的空气温度低于##8。（#）气压盾构施工气压盾构施工作业如图()*)#%所示。气压盾构施工时，需在靠近开挖面一段长度的隧道内通入高压空气来平衡水压力，因此在隧道内要设置闸墙和气闸。图()*)#%气压盾构施工作业示意图!)气压段；#)常压段；%)闸墙；9)人行闸；*)材料闸；()水平运输轨道；+)人行安全通道；0)安全梯；:)安全隔板；!/)盾构—!+:0— 第五章隧道盾构法施工技术闸墙的作用是把作业区和常压区隔开，使作业区保持工作气压。因此，闸墙要有足够的强度和气密性，保证在!"#倍工作压力和不低于$"#个大气压作用下不漏气。闸墙可用混凝土、钢筋混凝土和钢结构制成，大断面隧道均采用钢闸墙，墙身由钢梁及钢板组合构成，钢面板嵌入衬砌环缝槽内，再用环氧树脂粘结剂嵌缝，以增强气密效能。闸墙上要预留孔道以便安装进气及排气管、动力及照明电缆、通信电缆、给排水管道。此外墙上还要设观察窗并安装压力计。气闸是人员、土石、材料和工具设备进出气压段的变压闸门，气闸为圆筒形钢结构，其直径和长度依用途而定，通常分为材料闸与人行闸。材料闸是作为工具设备、土石、材料、管片等进出变压之用的。它必须在闸门启闭范围内用活动轨道将气压段与常压段的运输轨道接通，以使牵引机车和载重平板车通过。材料闸的直径一般为%"&’(%"#’，其长度应为牵引机车和%()节平板车的长度再加上一扇气密闸门的宽度，通常为*’(!%’。材料闸应尽量和隧道施工运输轨道位于同一直线上，并保持水平，确保运输的安全与便利。材料闸变压可采用快速加压及减压，以缩短材料设备进出气闸的变压时间。为此，应在闸上设大口径进气排气管。大断面隧道可考虑设置二个材料闸，以利运输调度。人行闸是人员进出气压段变压的专用设备。其高度不得低于!"*#’。平面面积按变压人数计，每人不得小于&"#’%。进出口门的高度不得小于!"&’，宽度不得小于&"+’。人行闸在长度方向分成内外两部分，内闸应能容纳每班施工人数，外闸供少数人员发生不适应症状后，减压出闸或减慢加压速度重新进闸之用，故内外两部分均设有气密门及单独的加减压进排气管路。人行闸内应保持清洁、干燥、设有座位、电暖器、电话、讯号及照明。大断面隧道可布置两个人行闸。这样人员进出灵活方便，又可作为事故备用闸（太平闸），太平闸面向工作面的闸门应保持常开。太平闸又可作为测量闸使用。人行闸的加、减压时一般由闸门管理人员控制，但在必要时也可由闸内人员根据不适应情况自行控制，故加减压管应布置两套控制阀门。所有气闸结构强度均应满足最大工作压力的!"#倍的要求，气闸室的门应向高压一边开启。沿门孔或闸门四周要嵌密封橡胶圈，当气压降至&"&!,-.以下时，垫圈仍可保持良好的气密性。气闸上应装观察窗和压力计。（$）气压盾构施工的安全措施和医疗保护采用气压施工时，一方面要防止压缩空气冲出隧道，另一方面要防止因劳动保护不当给工人健康带来不良影响及火灾事故。因此，在施工前及施工中都必须对可能发生的情况采取严格的安全措施和医疗保护。!安全措施./用气压盾构法进行水底隧道施工时，空气压力不得增大到静水压力或使开挖面全部疏干的水平，以防压缩空气冒顶。处于气压下的隧道长度一般不得超过%#&’($&&’，当超过时，应增设辅助闸墙。若地层密实、透气量小时，可根据实际情况适当延长。—!100— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"在不稳定地层中用气压盾构开挖两条平行隧道时，一条隧道开挖面应比另一条超前一些，以免在同一截面内扰动压力过大，但闸墙要设在同一截面内，以免从一条隧道漏入地层的压缩空气将地下水挤到另一条隧道内去。此外，为保证隧道开挖面的安全，还可以在闸墙前方#$%处，设置一个联络通道，并在通道内安装一个人行闸（图&’#’()）图&’#’()二条平行隧道施工安全布置*’盾构；(’闸墙；+’人行闸；)’联络通道,-气压工作区内空气含氧量高，故不准使用明火，严禁吸烟。若必须进行电焊和气割时，要采取特别防护措施。隧道内要备有扑灭电火及油类燃烧用的消防器材。气压段内不准使用有毒及易挥发的化学品。."为保证气压施工安全，应培训专职闸门管理工，认真操纵人行闸和材料闸，闸门控制仪表上要标明作业区气压并反映其波动情况及气压作业区人数和工作时间等。闸门管理工应按规定调整控制气压作业区的气压，并使空气有一定循环流通量，保证开挖面空气新鲜又不起雾的前提下，尽可能减少压力波动。材料闸是通过讯号联系操纵，其变压好坏及快慢将直接关系到施工运输速度和工作面气压的波动幅度，因此，材料闸和人行闸操作人员必须密切配合，迅速安全操作。人行闸的管理是气压施工的重要环节，为保证工人健康和安全，预防减压病，要严格执行气压作业工作时间及进出气闸的变压时间。!医疗保护气压施工时，人的新陈代谢功能加快，容易产生疲劳。人在气压中工作时，高压空气中的氧气和氮气会不断溶解到人体的血液中，其中的氧气被人体消化吸收，而氮气则被血液带到人体各部，充满在微血管上，出闸减压时，空气压力不断降低，氮气被血液带进肺部不断排出体外，若减压过快，将无法从肺部把全部氮气排出，剩余的氮气在血管中以气泡形式存在，形成阻塞血管理象。轻者会感到关节酸痛，重者，当血栓处于大脑、心脏等部位时，会引起昏迷不醒，精神失常，血压降低，呼吸失常等危及生命的症状，这就是“减压病”，也称“沉箱病”。治疗的方法是将病人置于医疗闸内再加压，然后按要求逐渐减压。故在气压施工时必须积极采取医疗保护措施，预防减压病的发生。—*/$$— 第五章隧道盾构法施工技术!"气压工应由#$%&’岁的健康男性承担，压力超过#()个大气压时，不得超过*&岁。施工前应按气压工的健康要求，对工人进行严格的体格检查。施工时，还要严格执行气压作业工作时间的规定。+"气压工每次进闸之前，须经专业医师作例行健康观察，情况正常者方可进闸。进闸加压时应做吞咽及捏鼻鼓气动作，以使耳内外压力尽快平衡。进出气闸时，要严格控制变压时间。,(作业区空气应尽量保持新鲜，含氧量不得低于-’.，含二氧化碳量不得超过’(#.，湿度应在*’.左右。要定期对作业区空气进行检验，如发现/0、1-2、/1*等有害气体，要及时采取措施，加大循环风量直到符合要求为止。3"气压工要有良好的休息和营养条件。气压工出闸后务必洗热水澡，同时注意保暖，谨防感冒，因感冒后耳鼻阻塞，加压时会导致耳膜充血压痛，无法进闸工作。营养条件要求食物宜高蛋白、高热量、低脂肪、富有维生素。4"工地要设立专门医疗站，医疗站要设治疗加压舱（医疗闸），以便及时治疗减压病人。（二）挤压式开挖挤压式开挖属闭胸式盾构开挖方式之一，当闭胸式盾构胸板上不开口时称全挤压式，当闭胸式盾构胸板上开口时称部分挤压式。挤压式开挖适合于流动性大而又极软的粘土层或淤泥层。全挤压式开挖，依靠盾构千斤顶的推力将盾物切口推入土层中，使切口环前方区域中的土碴被挤向盾构的上方和周围，而不从盾构内出渣，这种全封闭状态下进行的开挖工作取决于盾构千斤顶的推力并依靠千斤顶推力的不同组合来调整控制盾构的开挖作业。部分挤压式开挖又称局部挤压式开挖。它与全挤压式开挖不同之处，在于闭胸盾构的胸板上有开口，当盾构向前推进时，一部分土渣从这个开口进入隧道内，进入的土渣被运输机械运走。其余大部分土渣都被挤向盾构的上方和四周。开挖作业是通过调整开口率与开口位置和千斤顶推力来进行的。无论是全挤压开挖或部分挤压开挖，都会造成地表隆起，但地表隆起程度随盾构埋深而异，尤其是砂质地层随着推进阻力增大，地表隆起与盾构的方向控制都较困难。（三）密闭切削式开挖密闭切削式开挖也属闭胸式开挖方式之一，这类闭胸式盾构有泥水加压盾构和土压平衡盾构。密闭切削开挖主要靠安装在盾构前端的大刀盘的转动在隧道全断面连续切削土体，形成开挖面。密闭切削开挖是对开挖面进行全封闭状态下进行的。其刀盘在不转动切土时正面支护开挖面而防止坍塌。密闭切削开挖适合自稳性较差的土层。密闭切削开挖在弯道施工或纠偏时不如敞口式便于超挖，清除障碍物也较困难。但密闭切削开挖速度快，机械化程度高。—#$’#— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（四）网格式开挖采用这种开挖方式时，开挖面由网格梁与隔板分成许多格子。开挖面的支撑作用是由土的粘聚力和网格厚度范围的阻力（与主动土压力相等）而产生的，当盾构推进时，克服这项阻力，土体就从格子里呈条状挤出来。要根据土的性质，调节网格的开孔面积，格子过大会丧失支撑作用，格子过小会引起对地层的挤压扰动等不利影响。网格式开挖一般不能超前开挖，全靠调整盾构千斤顶编组进行纠偏。二、盾构推进盾构进入地层后，随着工作面不断开挖，盾构也不断向前推进。盾构推进过程中应保证盾构中心线与隧道设计中心线的偏差在规定范围内。而导致盾构偏离隧道中线的因素很多，如土层不均匀，地层中有孤石等障碍物造成开挖面四周阻力不一致，盾构千斤顶的顶力不一致，盾构重心偏于一侧，闭胸挤压式盾构上浮，盾构下部土体流失过多造成盾构叩头下沉等，这些因素将使盾构轨迹变成蛇行。因此在盾构推进过程中要随时测量，了解偏差，及时纠偏。纠偏主要靠以下几个方面来综合控制。!"正确调整盾构千斤顶的工作组合一个盾构四周均匀分布有二、三十个千斤顶负责盾构推进，一般应对这二、三十个千斤顶分组编号，进行工作组合。每次推进后应测量盾构的位置，再根据每次纠偏量的要求，决定下次推进时启动哪些编号千斤顶，停开哪些编号千斤顶，一般停开偏离方向相反处的千斤顶（盾构已右偏，应向左纠偏，故停开左边千斤顶，开启右边千斤顶。）停开的千斤顶要尽量少，以利提高推进速度，减少液压设备的损坏。盾构每推进一环的纠编量应有所限制，以免引起衬砌拼装困难和对地层过大的扰动。盾构推进时的纵坡和曲线也是靠调整千斤顶的工作组合来控制。一般要求每次推进结束时盾构纵坡应尽量接近隧道纵坡。#"调整开挖面阻力人为的调整开挖面阻力也能纠偏。调整方法与盾构开挖方式有关：敞胸式开挖可用超挖或欠挖来调整；挤压式开挖可用调整进土孔位置及胸板开口大小来实现；密闭切削式开挖是通过切削刀盘上的超挖刀与伸出盾构外壳的翼状阻力板来改变推进阻力。$"控制盾构自转盾构地施工中由于受各种因素的影响，将会产生绕盾构本身轴线的自转现象，当转动角度达到某一限值后，就会对盾构的操纵、推进、衬砌拼装、施工量测及各种设备的正常运转带来严重的影响。盾构产生旋转的主要原因有：盾构两侧土层有明显的差别：施工时对某一方位的超挖环数过多；盾构重心不通过轴线；大型旋转设备（如举重臂、切削大刀盘等）的旋转等。控制盾构自转一般采用在盾构旋转的反方向一侧增加配重的办—!&%#— 第五章隧道盾构法施工技术法进行，压重的数量根据盾构大小及要求纠正的速度，可以从几十吨到上百吨。此外，还可以在盾壳外安装水平阻力板和稳定器来控制盾构自转。盾构到达终点进入竖井时，应注意的问题与加固地层的方法完全与出发井情况相同。须在离终点一定距离处，检查盾构的方向，平面位置，纵向位置，并慎重修正，小心推进。否则会造成盾构中心轴线与隧道中心线相差太多，出现错位的严重现象。此外，采用挤压式盾构开挖时，会产生盾构后退现象，导致地表沉降，因此施工时务必采取有效措施，防止盾构后退。根据施工经验，每环推进结束后采取维持顶力（使盾构不进）屏压!"#$%&’"#$。可有效防止盾构后退。在拼管片时，要使一定数量千斤顶轴对称地轮流维持顶力，防止盾构后退。第五节盾构衬砌施工及防水技术一、衬砌施工盾构法修建的隧道常用的衬砌方法有：预制的管片衬砌、现浇混凝土衬砌、挤压混凝土衬砌以及先安装预制管片外衬后再现浇混凝土内衬的复合式衬砌。其中，以管片衬砌最为常见。（一）管片衬砌施工管片衬砌就是采用预制管片，随着盾构的推进在盾尾依次拼装衬砌环，由无数个衬砌环纵向依次连接而成的衬砌结构。预制管片的种类很多，按预制材料分有：铸铁管片、钢管片、钢筋混凝土管片、钢与钢筋混凝土组合管片。按结构型式分有：平板形管片（图()!)*!）、箱形管片（图()!)*(）。图()!)*!平板形管片（钢筋混凝土）—&,’+— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"$!箱形管片（钢筋混凝土）管片接头一般可用螺栓连接。但有的平板形管片不用螺栓连接，而采用榫槽式接头或球铰式接头，这种不用螺栓连接的管片也称砌块。管片衬砌环一般分标准管片、封顶管片和邻接管片三种，转弯时将增加楔形管片。管片拼装可通缝拼装，亦可错缝拼装。通缝拼装是每环管片的纵向缝环环对齐，错缝拼装是每环管片的纵向缝环环错开二分之一到三分之一宽度。前者拼装方便，后者拼装麻烦但受力较好。管片拼装方法分先纵后环和先环后纵两种：先纵后环是管片按先底部后两侧再封顶的次序，逐次安装成环，每装一块管片，对应千斤顶就伸缩一次。先环后纵是管片依次安装成环后，盾构千斤顶一齐伸出将衬砌环推向已完成的隧道衬砌进行纵向连接。先环后纵法用得较少，尤其在推进阻力较大，容易引起盾构后退的情况下不宜采用。管片拼装前，应做好管片质量的检查工作，检查外观、形状、裂纹、破损、止水带槽有无异物，检查管片尺寸误差是否符合要求。管片拼装结束后，除按规定拧紧每个连接螺栓外，还应检查安装好的衬砌环是否真圆，必要时用真圆保持器进行调整，以保证下一拼装工序顺利进行。盾构推进时的推力反复作用在临近几个衬砌环上，容易引起已拧紧的螺栓松动。必须对推力影响消失的衬砌环进行第二次拧紧螺栓工作，以保证管片的紧密连接与防水要求。（二）现浇混凝土衬砌施工采用现浇混凝土进行盾构隧道衬砌施工可以改善衬砌受力状况，减少地表沉陷，同时可节省预制管片的模板及省去管片预制工作和管片运输工作。目前采用挤压式现浇混凝土衬砌施工（图!"#"$%）是盾构隧道衬砌施工的发展新趋势。这种方法采用自动化程度较高的泵送混凝土用管道输送到盾尾衬砌施工作业面，经盾构后部专设的千斤顶对衬砌混凝土进行挤压施工，在施工中必须恰如其分地掌握好盾构前进速度与盾尾内现浇混凝土的施工速度及衬砌混凝土凝固的快慢关系。采用挤压混凝土衬砌施工时，要求围岩在施工时保持稳定，不致在挤压时变形。—)(’&— 第五章隧道盾构法施工技术图!"#"$%挤压混凝土衬砌施工&"护壁支撑面；$"空气缓冲器；’"空气闸；("碎石土渣；#"混凝土模板；!"混凝土输送管；%"土渣运输管；)"送料管；*"结束端模板二、衬砌防水隧道衬砌除应满足结构强度和刚度要求外，还应解决好防水问题，以保证隧道在运营期间有良好的工作环境，否则会因为衬砌漏水而导致结构破坏、设备锈蚀、照明减弱，危害行车安全和影响外观。此外，在盾构施工期间也应防止泥、水从衬砌接缝中流入隧道，引起隧道不均匀沉降和横向变形而造成事故。隧道衬砌防水施工主要解决管片本身的防水和管片接缝防水问题。（一）管片本身防水管片本身防水施工主要满足管片混凝土的抗渗要求和管片预制制作精度要求。&+管片混凝土的抗渗要求隧道在含水地层内，由于地下水压力的作用，要求衬砌应具有一定的抗渗能力，以防止地下水的渗入。为此，在施工中应做到以下几方面：首先，应根据隧道埋深和地下水压力，提出经济合理的抗渗指标；对预制管片混凝土级配应采取密实级配：设计有规定时按设计要求办理，设计无明确规定时一般按高密实度（,)）标准施工。此外还应严格控制水灰比（一般不大于-+(），且可适当掺入减水剂来降低混凝土水灰比；在管片生产时要提出合理的工艺要求，对混凝土振捣方式、养护条件、脱模时间、防止温度应力而引起裂缝等均应提出明确的工艺条件。对管片生产质量要有严格的检验制度，并减少管片推放、运输和拼装过程的损坏率。$+管片制作精度要求在管片制作时，采用高精度钢模，减少制作误差，是确保管片接头面密贴不产生较大初始缝隙的可靠措施。此外，由于管片制作精度不够，容易造成盾构推进时衬砌的顶碎和崩落并导致漏水。过去钢筋混凝土管片不如铸铁或钢制管片，其主要原因就在于钢筋混凝土管片制作精度不够引起隧道漏水。—&)-#— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范为保证钢筋混凝土管片制作精度，在制造钢模时要采用高精度机械加工。为了保证钢模有足够刚度，以保证在长期使用过程中不变形，一般要求钢模应比管片重。管片各部分制作精度的尺寸误差，参照日本规范应符合表!"#"!的要求（图!"#"$%）。表!"#"!管片尺寸误差表管片种类铸铁混凝土钢制(!!!!!(!!!!!(!!!!!水平管片外径（&）!’(!’(!"%!’(!"!’!’%’!’%’!’%组装螺孔中心半径时的)#)*)%)+$)*)+,)+,)+#)*)+,)+,)+#（&&）不圆外径误差度)*)+,)+#)$,)*)+,)+#)$,)*)+,)+#)$,（&&）各部最小厚度（!）"+-,,宽度（"）),-#)+-,)+-#弧长或弦长（#）),-#)+-,)+-#螺孔间距$（$.）),-#)+-,)+-,图!"#"$%管片尺寸（二）管片接缝防水前述确保管片的制作精度的目的主要使管片接缝接头的接触面密贴，使其不产生较大的初始缝隙。但接触面再密贴，不采取接缝防水措施仍不能保证接缝不漏水。目前管片接缝防水措施主要有密封垫防水、嵌缝防水、螺栓孔防水、二次衬砌防水等。+-密封垫防水管片接缝分环缝和纵缝两种。采用密封垫防水是接缝防水的主要措施，如果防水效果良好，可以省去嵌缝防水工序或只进行部分嵌缝。密封垫要有足够的承压能力（纵缝密封垫比环缝稍低）、弹性复原力和粘着力，使密封垫在盾构千斤顶顶力的往复作用下仍能保持良好的弹性变形性能。因此密封垫一般采用弹性密封垫，弹性密封防水主要是利用接缝弹性材料的挤密来达到防水目的。弹性密封垫有未定型和定型制品两—+%,!— 第五章隧道盾构法施工技术种，未定型制品有现场浇涂的液状或膏状材料，如焦油聚氨脂弹性体。定型制品通常使用的材料是各种不同硬度的固体氯丁橡胶、泡沫氯丁橡胶、丁基橡胶或天然橡胶、乙丙胶改性的橡胶及遇水膨胀防水橡胶等加工制成的各种不同断面的带形制品，其断面形式有抓斗形、齿槽形（也称梳形）等品种。一般使用的弹性密封垫有以下两类：（!）硫化橡胶类弹性密封垫图"#$#%&所示各种型式硫化橡胶类弹性密封垫具有高度的弹性，复原能力强，即使接头有一定量的张开，仍处于压密状态，有效地阻挡了水的渗漏。由于它们设计成不同的形状，不同的开孔率和各种宽度、高度，以适应水密性要求的压缩率和压缩的均匀度，当拼装稍有误差时，密封垫的一定长度可以保证有一定的接触面积防水。为了使弹性密封垫正确就位，牢固固定在管片上，并使被压缩量得以储存，应在管片的环缝及纵缝连接面上设有粘贴及套箍密封垫的沟槽，沟槽在管片上的位置、形式等对防水密封效果有直接关系，沟槽可沿管片肋面四周兜一圈，也有兜半圈（’型）及()*圈（口型）的，一般来说兜一圈的水密效果好，尤其是+缝及十字缝接头处。沟槽按防水要求，又分为单密封沟槽与双密封沟槽二种。沟槽断面为倒梯形，槽宽一般为(,--.$,--，槽深为!$--.(,--。沟槽尺寸要与密封垫相适合，如图"#$#(,所示。弹性密封垫对管片的粘结面清洁度标准要求严格，本身制作成本较高，特别是带齿槽的密封垫，由于制模困难，尤其如此。图"#$#%&硫化橡胶类弹性密封垫!#硫化橡胶弹性密封垫；%#钢筋混凝土衬砌（%）复合型弹性密封垫复合型密封垫是由不同材料组合而成的，它是用诸如泡沫橡胶类，且具有高弹性复原力材料为芯材，外包致密性、粘性好的覆盖层而组成的复合带状制品。芯材多用氯丁胶、丁基胶做成的橡胶海棉（也称多孔橡胶、泡沫胶），覆盖层多用未硫化的丁基胶或异丁胶为主材的致密自粘性腻子胶带、聚氯乙烯胶泥带等材料。复合型弹性密封垫的优点是集弹性、粘性于一身，芯材的高弹性使其在接头微张开下仍不失水密性，覆盖层的自粘性使其与接头面的混凝土之间和密封垫之间的粘结紧密牢固。如图"#$#(!所—!0,/— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范示几种类型的复合型弹性密封垫。图!"#"$%密封沟槽（单位：&&）’）单密封沟槽；(）双密封沟槽；)）密封沟槽详图图!"#"$*复合型弹性密封垫’）完全包裹式；(）局部外仓式；)）双层叠加式*"自粘性腻子带；+"海绵橡胶；$"粘合涂层；,"混凝土或钢筋混凝土衬砌需要指出的是，当施工中遇环缝错动变形时，接头产生比较大的张角和间隙，上述这些无粘结性能的定型橡胶就难以保证理想的水密性能。日本*-..年推广一种单一材质的自粘性密封带弥补了这一缺陷。橡胶工厂成卷供应这种带有离型纸的半圆形密封带制品。在管片运入隧道之前，由专门负责的工人将密封带手工填嵌压贴到密封沟内及管片角部（图!"#"$+），然后立即运去拼装，以保证管片在拼装过程中对初始缝隙起到填平补齐，对局部集中应力也有一定的缓冲和抑制作用。+/嵌缝防水嵌缝防水是以接缝密封垫防水作为主要防水措施的补充措施。即在管片环缝、纵缝中沿管片内侧设置嵌缝槽（图!"#"$$），用止水材料在槽内填嵌密实来达到防水目的，而不是靠弹性压密防水。—*0%0— 第五章隧道盾构法施工技术图!"#"$$嵌缝槽形式（尺寸：&&）图!"#"$%手工压贴密封带嵌缝填料要求具有良好的不透水性、粘结性、耐久性、延伸性、耐药性、抗老化性、适应一定变形的弹性，特别要能与潮湿的混凝土结合好，具有不流坠的抗下垂性，以便于在潮湿状态下施工。目前采用环氧树脂系、聚硫橡胶系、聚氨脂或聚硫改性的环氧焦油系及尿素系树脂材料较多。若采用两次衬砌，仅要求暂时止水，可用无弹性的价廉水泥、石棉化合物。环氧焦油系材料嵌缝效果好，对管片接缝变形有一定的适应性。此外也有采用预制橡胶条来作嵌缝材料的，此法适用于拼装精确的管片环上，具有更换方便、作业环境不污染等优点。但’缝和十字缝接头处理困难，而且要靠此完全嵌密止水也有问题，一般只能起到引水作用。嵌缝作业在管片拼装完成后过一段时间水能进行，亦即在盾构推进力对它无影响，衬砌变形相对稳定时进行。目前，国外发展了一种简便的嵌缝方法，即先在嵌缝槽内涂上树脂胶浆，然后嵌填适当尺寸的异形橡胶条（图!"#"$(）。这种凭橡胶的复原力，可以吸收隧道竣工运营之后产生的振动。图!"#"$(异形橡胶条嵌缝（尺寸：&&）)"橡胶皮制穿心楔；%"异形空心橡胶条$*螺栓孔防水管片拼装完之后，若在管片接缝螺栓孔外侧的防水密封垫止水效果好，一般就不会再从螺栓孔发生渗漏。但在密封垫失效和管片拼装精度差的部位上的螺栓孔处会发生漏水，因此必须对螺栓孔进行专门防水处理。目前普遍采用橡胶或聚乙烯及合成树脂等做成环形密封垫圈，靠拧紧螺栓时的挤压作用使其充填到螺栓孔间，起到止水作用（图!"#"$#）。在隧道曲线段，由于管片螺—)-,+— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范栓插入螺孔时常出现偏斜，螺栓紧固后使防水垫圈局部受压，容易造成渗漏水，此时可采用图!"#"$!所示的防水方法，即采用铝制杯形罩，将弹性嵌缝材料束紧到螺母部位，并依靠专门夹具挤紧，待材料硬化后，拆除夹具，止水效果很好。在日本采用如图!"#"$%所示塑料螺栓孔套管，在浇筑混凝土时预埋在螺栓孔中，与密封圈结合起来防水，效果较好。图!"#"$#接头螺栓孔防水图!"#"$!铝杯罩螺栓孔防水&"嵌缝材料；’"止水铝质罩壳；$"管片图!"#"$%螺栓孔套管（尺寸：((）&"密封圈；’"塑料套管（厚)((）)*二次衬砌防水以拼装管片作为单层衬砌，其接缝防水措施仍不能完全满足止水要求时，可在管片内侧再浇筑一层混凝土或钢筋混凝土二次衬砌，构成双层衬砌，以使隧道衬砌符合防水要求。在二次衬砌施工前，应对外层管片衬砌内侧的渗漏点进行修补堵漏，污泥必须冲—&,&+— 第五章隧道盾构法施工技术洗干净，最好凿毛。当外层管片衬砌已趋于基本稳定时，方可进行二次衬砌施工。二次衬砌做法各异。有的在外层管片衬砌内直接浇筑混凝土内衬砌；有的在外层衬砌内表面先喷注一层!"##$%&##厚的找平层后粘贴油毡或合成橡胶类的防水卷材，再在内贴式防水层上浇筑混凝土内衬。混凝土内衬砌的厚度应根据防水和混凝土内衬砌施工的需要决定，一般约为!"&##$’&&##。二次衬砌混凝土浇筑一般在钢模台车配合下采用泵送混凝土浇筑。每段浇筑长度大约(#$!&#，由于浇筑时隧道拱顶部分质量不易保证，容易形成空隙，故在顶部必须预留一定数量的压浆孔，以备压注水泥砂浆补强。此外也有用喷射混凝土来进行内衬砌施工的。单层与双层衬砌防水各有其特点。由于采用了二次衬砌，内外两层衬砌成为整体结构，从而达到抵抗外荷载与防水的目的。但却导致了开挖断面增大，增加了开挖土方量，施工工序也复杂；使工期延长；材料增多；造价增大。目前大多数国家都致力于研究解决单层衬砌防水技术，逐步以单层衬砌防水取代二次衬砌防水，以提高建造隧道的经济效益。三、向衬砌背后压浆为了防止隧道周围土体变形，防止地表沉降，在盾构隧道施工过程中，应及时对盾尾和管片衬砌之间的建筑空隙进行充填压浆，压浆还可以改善隧道衬砌的受力状态，使衬砌与周围土层共同变形，减小衬砌在自重及拼装荷载作用下的椭圆率。用螺栓连接管片组成的衬砌环，接头处活动很大，故管片衬砌属几何可变结构。此外，在隧道周围形成一种水泥连结起来的地层壳体，能增强衬砌的防水效能。因此只有在那些能立即填满衬砌背后空隙的地层中施工时，才可以不进行压浆工作，如在淤泥地层中闭胸挤压施工。压浆可采用盾壳外表上设置的注浆管随盾构推进同步注浆，也可由管片上的预留注浆孔进行压浆。压浆方法分一次压注和二次压注两种，后者是指盾构推进一环后，立即用风动压注机（&)"*+,$&)-*+,）通过管片压浆孔向衬砌背后压注粒径为’##$"##的石英砂或卵石，形成的孔隙率为-./，以防止地层坍塌。继续推进"$(环后，进行二次压注，注入以水泥为主要胶结材料的浆体（配合比为水泥：黄泥0!：!，水灰比为&)1，或水泥：黄泥：细砂0!：%：%，水灰比为&)"，坍落度为!"2#$!(2#），充填到豆粒砂的孔隙内，使之固结，注浆压力为&)-*+,$&)(*+,。一次压注是在地层条件差，盾尾空隙一出现就会发生坍塌，故随着盾尾的出现，立即压注水泥砂浆（配合比为水泥：黄砂0!：’），并保持一定压力。这种工艺对盾尾密封装置要求较高，盾尾密封装置极易损坏，造成漏浆。此外，相隔’&#左右还需进行一次额外的控制压浆。压力可达!*+,，以便强迫充填衬砌背后遗留下来的空隙。若发现明显的地表沉陷或隧道严重渗漏时，局部还—!(!!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范需进行衬充压浆。压浆要左右对称，从下向上逐步进行，并尽量避免单点超压注浆，而且在衬砌背后空隙未被完全充填之前，不允许中途停止工作。在压浆时，除将正在压注的孔眼及其上方的压浆孔的塞子取掉外（用来将衬砌背后与地层之间的空气挤出），其余压浆孔的塞均需拧紧。一个孔眼的压浆工作一直要进行到上方一个压浆孔中出现灰浆为止。第六节地表下沉与隧道沉降在软土中采用盾构法进行隧道施工时，一般会引起隧道上方地表下沉，并且在隧道施工阶段和运营阶段还会产生隧道沉降。当地表下沉和隧道沉降达到一定程度时就会影响周围的地面建筑、地下设施和隧道本身的正常使用。因此，必须认真研究盾构施工中地表下沉和隧道沉降的规律和原因，分析影响地表下沉和隧道沉降的各种因素。在设计和施工中采取合理的措施，减少和控制地表下沉和隧道沉降。同时对盾构经过的上面建筑物的基础进行加固，以做好对地面各种建筑和地下设施的加固保护，以使隧道正常运营不受影响。一、地表下沉的规律和原因（一）地表下沉的规律在饱和软粘土地层中采用盾构法施工进，在隧道纵轴线所产生的地表变形（图!"#"$%）一般可分为三个阶段，即盾构前方地表隆起或沉降，施工沉降和固结沉降。图!"#"$%地面变形一般规律通常，当盾构前方土体受到挤压时，盾构前方的地表有微量隆起；但当开挖面土体因支护力不足时，盾构前方土体发生向下向后移动，从而使地表下沉。当盾构推行时，—’%’&— 第五章隧道盾构法施工技术盾构两侧的土体向外移动，在隧道衬砌脱离盾尾时，由于衬砌外壁与土壁之间有建筑空隙，地表会有一个较大的下沉，且沉降速率也较大，同时隧道两侧土体向隧道中线移动，这一阶段沉降为施工沉降，常在!"#个月内完成。由于施工过程中对周围土体的扰动，土中孔隙水压力上升，随着孔隙压力的消散，地层会发生主固结沉降；在孔隙水压力趋于稳定后，土体的骨架仍会蠕变，即次固结，地层还会产生次固结沉降。主固结与次固结沉降为第三阶段沉降即固结沉降。地面沉降是与施工条件和地质条件密切相关的。施工条件的差异往往会引起地面沉降的差异。如盾构正面支撑与开挖面密贴程度、支撑是否及时，向盾尾空隙中压浆是否及时等都会引起地面沉降的差异。但在一定施工条件下由于地质条件不同引起地面沉降差异，往往是在施工前无法改变的，可以认为地质条件是形成地面沉降的内因。例如，在无粘性粒状土层（粉土、砂土、砾石等）采用普通敞胸式或网格式盾构施工时，必须将开挖面全部严密支撑，并小心分块随挖随撑，而且需用降水法或气压法或注浆法以疏干或加固地层，否则开挖面的稳定及地面沉降是无法控制的。如果土层密实且精心施工，土层损失和地面沉降可减少至忽略不计的程度。但在松散砂性土，特别是松散的粗颗粒土层中，开挖面很容易发生土体滑动，使地面产生不规则的沉降，在这种土层中用普通盾构施工时，地面沉降很难预计。在地下水位以下的砂性土中，采用泥水加压式盾构或加泥浆的土压平衡式盾构，并具有可靠的盾尾密封装置和良好的压浆工艺，可严格控制开挖面及盾尾空隙中的土体松动或塌落，从而把地面沉降控制在极小的程度内。在此条件下，盾构施工在含水砂性土层中施工所引起的地面沉降具有数量最小、沉降稳定最快的特征。又如，在硬粘土层中采用盾构施工时，由于硬粘土不易剥落，也不会发生渗流，对盾构施工特别有利，由于这类土自立时间长，隧道衬砌可在盾尾后面开挖的土坑道中拼装，并用千斤顶或楔块使隧道直径胀大，以紧贴于坑道周边上，这样即可以取消盾尾后的压浆，又有利于减少地面沉降。在这类土层中用普通盾构施工，地面沉降可以控制到极小的程度。如伦敦!$%&’外径盾构隧道，隧道顶上覆盖层(%)#’，其中隧道顶土层为!%*’厚粘土，其上为潮湿的粒状硬粘土，用手掘式盾构，地面沉降量仅&’’。再如，在饱和软粘土中采用盾构施工时，首先会产生较大的施工沉降，当开挖面支护压力小于原始侧压力，开挖面土体就向盾构内发生塑性流动。饱和软粘土虽不像粒状粘土层易于剥落，但其塑性流动特性在不适当的盾构条件下，会使地面产生较大的沉降范围和沉降量。由于饱和软粘土抗剪强度较低，在盾构施工时对土体扰动所引起的土体应力应变和位移可足以破坏土的抗剪强度，而在隧道周围形成一定范围的塑性区。在不良的施工条件下，受扰动塑性区的直径可达隧道直径的几倍。当塑性区较大时，会产生较大的再固结沉降，且稳定的时间也相当长，而且再固结沉降还会使施工沉降范围扩大。由于饱和软粘土受扰动后的固结特性，当第二条隧道在第一条隧道旁侧推过后，第二条隧道的地面沉降要比第一条隧道的地面沉降大，而两条隧道施工后引起的地面—!,!+— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范沉降槽与两条隧道的中心线不对称。在第一条隧道一侧的沉降范围及沉降量均较大（图!"#"$%）。图!"#"$%盾构施工横断面沉降示意&）单只盾构；’）双线盾构("先推盾构；)"后推盾构；$"良好地层；*"冲积层地层上海地下铁道工程的盾构试验段的地质是处于地下水位以下的饱和含水淤泥质粉质粘土中，盾构外径!+*,，隧道轴线在地面以下约(-,.((,，用!/+!01&气压及网格支承开挖面土体，在盾构穿越公园中古建筑物时，采用多次压浆把地面沉降控制在(--,,左右，其纵向沉降曲线及横向沉降槽如图!"#"*-和图!"#"*(及表!"#"2所示。由于盾构正面网格开孔为*-3，推进时有挤压作用，使盾构前方地面有一定隆起，当气压增大至2/+*01&时地面隆起更大。地面先隆起后沉降，使土体扰动较大。从纵向沉降曲线可以看出对土层进行压浆处理可以大大减小地面沉降。从横向沉降槽可以看出施工沉降约为总沉降的!$3，固结沉降占$23。表!"#"2图!"#"*-沉降实测表!!!图中实测曲线离开挖面距离最大沉降备泣图中实测曲线离开挖面距离最大沉降备注!!!(前方-+!,4(*,,$通过后!),"*2,,施工阶段!!!)通过后/,")#,,*通过后)(2天"2#,,固结阶段图!"#"*-上海地铁盾构试验隧道地面纵向沉降—(/(*— 第五章隧道盾构法施工技术图!"#"$%上海地铁盾构试验隧道地面横向沉降（尺寸：&）（二）地表下沉的原因盾构施工时，导致地表下沉的原因是多方面的，主要有以下几方面原因。%’地层原始应力状态的变化当采用敞胸式盾构，在盾构掘进时，开挖面应力处于释放状态，开挖面土体受到水平支护应力小于原始侧向应力，则开挖面上方土体失去平衡向盾构内侧移动，引起盾构上方地面的沉降。盾构推进时，如作用于土体正面推应力大于原始侧向应力，则正面土体受到盾构挤压作用，使其向上向前移动，造成欠挖引起盾构前方土体隆起。对于闭胸式挤压盾构，由于出土过多或过少，或工作面上土压力和泥浆压力不稳定时，都会对工作面土体造成松驰或挤压，使工作面土体原始应力状态改变而导致地面下沉或隆起。此外，盾构为修正蛇行和曲线上推进而进行超挖，也会使周围土体松驰范围扩大助长了地面下沉。有时，由于盾构千斤顶漏油回缩可能引起盾构后退，开挖面土体失去支撑造成土体坍落或松动，也会引起地面沉降。(’地下水位的变化盾构隧道施工中往往要采取降低地下水位的措施，由于降水会产生固结沉降，采用井点降水引起的地面沉降将涉及到井点降水的漏斗曲面范围，其沉降量和沉降时间与土的孔隙比及渗透系数有关，在渗透系数较小的粘性土中，固结时间较长，因而沉降较慢。)’盾尾空隙充填压浆不足盾尾后面隧道外围建筑空隙必须及时充填压浆，充填压浆不及时，或压浆量不足，压浆压力不适当时，会使盾尾后周边土体失去原始三维平衡状态，而向盾尾空隙中移动，造成地层损失，特别是对含水不稳定地层，盾尾空隙充填压浆不足造成的地层损失很容易导致地面沉降。$’衬砌变形隧道衬砌脱离盾尾后，作用于衬砌上的土压力和水压力将使衬砌产生变形，也会导致地面少量的沉降。#’受扰动土体的固结盾构隧道周围土体受到盾构施工的扰动后，便在盾构隧道周围形成超孔隙水压力—%*%#— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范区，在盾构离开后的地层中，由于土体表面的应力释放，隧道周围的超孔隙水压力便下降，孔隙水排出，引起了地层移动和地面沉降。此外，由于盾构推进中的挤压作用和盾尾后的压浆作用等施工因素，使周围地层形成超孔隙水压力区，超孔隙水压力在盾构隧道施工后的一段时间内消散复原，在此过程中地层发生排水固结变形，引起地面沉降，即主固结沉降。土体受到扰动后，土体骨架还会发生持续很长时间的压缩变形。在此土体蠕变过程中产生的地面沉降为次固结沉降。在孔隙比和灵敏度较大的软塑和流塑性粘土中，次固结沉降往往要持续几年以上，它所占总沉降量比例可高达!"#以上。二、地表沉降的监测与控制盾构施工期间由于上述各种原因引起的地表沉降对周围环境有一定影响，为了保护周围环境的地表建筑、地下设施和安全，必须要进行施工监测，在监测的基础上提出控制地表沉降的措施和保护周围环境的处理方法。（一）地表沉降的监测$%施工监测的作用（$）监测和诊断各种施工因素对地表变形的影响，提供改进施工，减少沉降的依据；（&）根据观测结果预测下一步地表沉降和对周围建筑及其它设施的影响，进一步确定保护措施；（!）检验施工结果是否达到控制地面沉降和隧道沉降的要求；（’）研究土壤特性、地下水条件、施工方法与地表沉降的关系，以作为改进设计的依据。&%施工监测项目（$）监测地下水位的变化地下水位的变化是影响地表沉降的重要因素，特别是对埋置在地下水位以下的隧道尤为重要。应在隧道中心线和隧道两侧设置水位观测井进行观测。还应监测井点降水效果和监测隧道开挖面等渗水处渗流情况。（&）监测土体变形在控制地表沉降要求较高的地区，往往在盾构推出竖井的起始阶段进行以土体变形为主的监测，以合理确定和调整盾构的施工参数。土体变形观测主要有以下内容。!地表变形观测用水准仪对隧道中线及其两侧预埋的地表桩进行沉降观测，根据观测数据绘制隧道纵、横断面地表沉降观测图，如图&$(!)和图&$(’*所示。根据测量反馈资料，调整控制盾构正面推力，推进速度，出土量，盾尾压浆的压力、数量和时间等施工参数，从—$,$+— 第五章隧道盾构法施工技术而使地面建筑基础处的土体垂直和水平位移得到有效控制。!地下土体沉降观测观测盾构顶部正上方土体中一点的沉降量和盾构正上方的垂线上几点的沉降量，以诊断地层损失的因素。有时还要观测盾构中心线以外的深层土体的沉降量。"隧道各衬砌环脱出盾尾后的沉降观测在各衬砌环设测量标志点，按时测量其高程变化，根据各环沉降曲线的沉降速率大小及沉降速率的变化，结合土体变形观测数据，分析不利施工因素，提出改进意见。衬砌环的沉降也会增加地表沉降。#盾尾空隙中坑道周边向内移动观测通过衬砌环上的压浆孔，在衬砌环外的土体中埋置观测桩，观测坑道周边土体自开始脱离盾尾后的位移发展过程，以便了解土体挤入盾尾空隙的速度。根据观测结果调整隧道内的气压或改进压浆工艺，从而减少盾尾空隙坑道周边的内移，使对周围土体的扰动及地表沉降减少。$对附近建筑物的观测主要观测地表沉降对附近建筑物的影响，观测附近建筑物在盾构穿越前后的高程变化，位移变化，裂缝变化等。（二）地表沉降的控制!"减少对开挖面地层的扰动（!）施工中采取灵活合理的正面支撑或适当的气压值来防止土体坍塌，保护开挖面土体的稳定。条件许可时，尽可能采用泥水加压盾构、土压平衡盾构等先进的基本上不改变地下水位的施工方法，以减少由于地下水位变化而引起的土体扰动。（#）在盾构掘进时，严格控制开挖面的出土量，防止超挖，即使是对地层扰动较大的局部挤压盾构，只要严格控制其进土量，仍有可能控制地表变形。根据上海在软粘土中的盾构施工经验，当采用挤压式盾构时，其进土量控制在理论土方量的$%&’(%&时，地表可不发生隆起现象。（)）控制盾构推进一环时的纠偏量，以减少盾构在地层中的摆动和对土层的扰动。同时尽量减少纠偏需要的开挖面局部超挖。（*）提高施工速度和连续性。实践证明，盾构停止推进时，会因正面土压力的作用而产生后退。因此，提高隧道施工速度和连续性，避免盾构停搁，对减小地表变形有利。若盾构要中途检修或其它原因必须暂停推进时。务必作好防止后退的措施，正面及盾尾要严密封闭，以尽量减少搁置期间对地表沉降的影响。#"做好盾尾建筑空隙的充填压浆（!）确保压注工作的及时性，尽可能缩短衬砌脱出盾尾的暴露时间，以防地层塌陷。—!$!+— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（!）确保压浆数量，控制注浆压力。注浆材料会产生收缩，因此压注量必须超过理论建筑空隙的体积，一般超过"#$左右，但过量的压注会引起地表隆起及局部跑浆现象，对管片受力状态也有影响。由于盾构纠偏、局部超挖、地层存在空隙等原因，往往使实际的建筑空隙无法正确估计，为此，还应控制注浆压力，作为充填程度的标准，当压力急骤升高时，说明已充填密实，此时应停止压注。（%）改进压浆材料的性能。施工时，地面拌浆站要严格掌握压浆材料的配合比，对其凝结时间、强度、收缩量要通过试验不断改进，提高注浆材料的抗渗性，这样有利于隧道防水，相应也会减少地表沉降。%&隧道选线时，要充分考虑地面沉降可能对建筑群的影响选择盾构施工法的隧道段的线路要尽可能避开建筑群或使建筑物处于地表均匀沉陷区内。对双线盾构隧道还应预计到先后掘进产生的二次沉降，最好在盾构出洞后的适当距离内，对地表沉降和隆起进行量测，取得资料，作为后掘盾构控制地表变形的依据。三、隧道沉降当隧道穿越饱和软粘土采用盾构法施工时，会产生隧道沉降，引起隧道沉降的主要原因是盾构掘进时对下卧层的扰动和隧道上方荷载的变化，如地下水位的变化、水底隧道上方河道水位的变化、隧道渗漏等。盾构开挖方法不同，对下卧层扰动的大小也不一样，因而对隧道沉降的影响也不一样。而下卧土层分布的不均匀性还会导致隧道沉降的不均匀性。一般来说，从理论上分析隧道衬砌环脱离盾尾后的沉降发展过程大致有三个阶段：!初始沉降；"下卧层超孔隙水压力消散引起的主固结沉降；#下卧层长期压缩变形的次固结沉降。一条隧道大多要在盾构推进完毕后半年至一年后才开始使用，因此，一般在施工阶段已大体完成了初始沉降和主固结沉降，而在运营阶段则缓慢地进行次固结沉降。为避免由于隧道沉降使竣工后的隧道轴线往下偏离设计位置，通常按经验确定一个沉降值，抬高盾构施工轴线，使沉降后的隧道接近设计轴线。—"’"’— 第六章隧道全断面掘进机施工技术第六章隧道全断面掘进机施工技术第一节概述一、国内外应用概述隧道掘进机施工法是用隧道掘进机切削破岩，开凿岩石隧道的施工方法，始于本世纪!"年代。随着掘进机技术的迅速发展和机械性能的日益完善，隧道掘进机施工得到了很快发展。掘进机施工有着钻爆法施工不可比拟的优点。在世界科技飞速发展的今天，更使掘进机有了广阔的使用条件。虽然钻爆法仍是当前山岭隧道施工的最普遍的方法，而且掘进机也不能取代钻爆法施工，但用掘进机施工的隧道数量不断上升。据不完全统计，世界上采用掘进机施工的隧道已有#"""余座，总长度在$"""%&左右。特别是在欧美国家，由于劳动力昂贵，掘进机施工已成为进行施工方案比选时必需考虑的一种方案。近年来，用掘进机完成的大型隧道如英法海峡铁路隧道，三座平行的各长约’"%&的隧道，使用了##台掘进机，用三年多一点时间，即修建完成。另外如长度#(%&的瑞士费尔艾那隧道，其中有约()’%&用掘进机施工，已于#((*年$月贯通。瑞士拟议建设穿越阿尔卑斯山的新圣哥达（+,--./01）铁路隧道，长约’*%&，也将采用掘进机施工。在美国，芝加哥2345工程是一项庞大的污水排放和引水地下工程，有排水隧道大约$"多公里，全部采用掘进机施工。在我国，铁路隧道采用掘进机施工始于*"年代，但由于机械性能很差，得不到发展。改革开放以来，在一些水利工程上引入了外商承包，他们采用了掘进机施工，如意大利676公司曾在甘肃引大入秦和山西万家寨引水工程中用掘进机施工引水隧道获得成功。#((*年底，我国西安至安康铁路秦岭特长隧道首次引入德国维尔特（8952:）公司2;<<"=型隧道掘进机。该铁路隧道长#<)’%&，开挖直径<)<&，可望于>"""年初贯通。可以预言，随着科技发展进步的步伐加快，随着掘进机技术本身的不断发展完善，今后会有很多数量的隧道采用掘进机法施工。—#<#(— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范二、施工特点与钻爆法开挖隧道施工过程相比，使用掘进机开挖隧道的特点在于施工过程是连续的，具有隧道工程“工厂化”的特点。经过近一个世纪的努力，随着现代技术的发展，特别是近几十年来，掘进机不仅能在岩石整体性及磨蚀性强的条件下工作，也能在稳定条件差的地层中施工，从而被许多隧道作为主要施工方案进行比选。钻爆法施工和掘进机施工有着不同的适用范围和优劣。钻爆法施工适用范围广，不受隧道断面尺寸和形状的限制；对各类围岩均能适用，当地质条件变化时，施工工艺可机动灵活随之变化；施工设备的组装和工地之间的转移简单方便，重要利用率高；多年来已积累了丰富宝贵的施工经验，形成了科学完整的工艺，这些是人们普遍认同的优势。但它同时也存在施工工序多，施工过程中各工序干扰大，开挖速度低、超（欠）挖严重，爆破时对地层拢动大，施工安全性差，作业场所环境恶劣、工人劳动强度大等难以克服的缺点，此外由于开挖速度低，在较长隧道施工时，往往需要采用辅助坑道来增加开挖工作面，从而增加了工程造价。采用掘进机施工具有快速、连续作业、机械化程度高、完全、劳动强度小、对地层拢动小、衬砌支护质量好、通风条件好、减少辅助工程等优点。但它也有对地质条件的依赖性大，设备的型号一旦决定，开挖断面尺寸不可改变；一次性投资大等劣势。三、掘进机类型山岭隧道掘进机分为全断面和悬臂式两大类。全断面掘进机（!"##$%&’()#*+,-.)#$简称!&+）又分开敞式的护盾式两类。护盾型又分单护盾和双护盾。目前使用的主要是全断面掘进机，悬臂式尚处在发展的初期阶段。一般而言，开敞式掘进机要适合于硬岩隧道的开挖。开敞式和护盾式掘进机的区别在于开敞式掘进机在开挖中依靠撑于岩壁上的水平支撑提供设备推力和扭矩的支撑反力，开挖后的围岩暴露于机械四周。而护盾掘进机则可在掘进中利用尾部已安装的衬砌管片作为推进的支撑，围岩由于有护盾防护，在护盾长度的范围内，不暴露。因此护盾掘进机更适用于软岩。单护盾掘进机适用于软岩地层以及自稳时间相对较短的地质条件较差的地层（图/0/01）。例如在瑞士巴塞尔市的23456隧道，使用一台直径1789:;的单护盾掘进机完成了9<;的软岩开挖。单护盾掘进机在掘进和安装衬砌管片时是依次顺序进行的，即不能同时作业。掘进中，它依靠后部的推进千斤顶顶推已安装好的衬砌管片（图/0/07）得以向前掘进，掘进停止后，利用管片安装机将分成若干块的一环管片安装到隧道上。—1:7=— 第六章隧道全断面掘进机施工技术图!"!"#单护盾掘进机示意图#"刀盘；$"护盾；%"驱动组件；&"推进千斤顶；’"管片安装器；!"超前钻机；("出渣输送机；)"拼装好的管片；*"提升机；#+"铰接千斤顶；##"主轴承、大齿图；#$"刀盘支撑图!"!"$全周预制钢筋混凝土管片衬砌示意图图!"!"%双护盾掘进机示意图#"刀盘；$"前护盾；%"驱动组件；&"推进油缸；’"铰接油缸；!"撑靴护盾；("尾护盾；)"出渣输送机；*"拼装好的管片；#+"管片安装机；##"辅助推进靴；#$"撑靴；#%"伸缩护盾；#&"主轴承大齿圈；#’"刀盘支撑双护盾掘进机（图!"!"%）在软岩及硬岩中都可以使用。当它在自稳条件不良的地层中施工时，其优越性更突出。它与单护盾掘进机的区别在于增加了一个护盾。在硬岩中施工时利用水平支撑，支撑洞壁传递反力，所以它既可利用尾部的推力千斤顶顶—#)$#— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范推尾部安装好的衬砌管片推进，也可以在利用水平支撑进行开挖时，同时安装衬砌管片，因此双护盾掘进机使开挖和安装衬砌管片的停机换步时间大大缩短。在我国甘肃引大入秦工程中的!"#号水工隧道使用一台直径$%$&双护盾掘进机完成了’’%()&的开挖，最高月开挖突破了’"""&。第二节开敞式掘进机一、主机（一）基本构造目前世界上生产的开敞式掘进机基本有两种型式一单支撑和双支撑。单水平支撑掘进机如图(*(*+所示。它的主梁和大刀盘支架是掘进机的构架，为所有的其它构件提供安装支点。大刀盘支架的前部安装主轴承和大内齿圈，它的四周安装了刀盘护盾，利用可调式顶盾、侧盾和下支撑保持与开挖洞面的浮动支承，从而保证了大刀盘的稳定。主梁上安装推力千斤顶和支撑系统。由于采用了一对水平支撑，因此它在掘进过程中，方向的调整是随时进行的，掘进的轨迹是曲线。单支撑式掘进机主轴承多为三轴承组合，驱动装置直接安装在刀盘的后部，故机头较重，刀盘护盾较长。图(*(*+单水平支撑掘进机示意图’*刀盘；,*拱顶护盾；!*驱动组件；+*主梁；$*出渣输送机；(*后下支撑；-*撑靴；.*推进千斤顶；/*侧护盾；’"*下支撑；’’*刀盘支撑美国罗宾斯公司01系列属于这种型式，该公司共制造了’+"余台，掘进长度超过’/"")&。—’.,,— 第六章隧道全断面掘进机施工技术双水平支撑掘进机如图!"!"#所示。在主机架中间有两对水平支撑，它可以沿着镶着铜滑板的主机架前后移动。主机架的前端与大刀盘、轴承、大内齿圈相连接，后端与后下支撑连接，推进千斤顶借助水平支撑推动主机架及大刀盘向前，布置在水平支撑后部的驱动装置通过传动轴将扭矩传到大刀盘。在掘进中由两对水平支撑撑紧洞壁，因此掘进方向一经定位，只能沿着直线掘进，只有在重新定位时，才能调整方向，所以掘进机轨迹是折线。德国维尔特公司制造的掘进机属此类型。图!"!"#双水平支撑掘进机示意图$"刀盘；%"顶护盾；&"轴承外壳；’、#"水平支撑（前、后）；!"齿轮箱；("出渣输送机；)"驱动电机；*"星形变速箱；$+"后下支撑；$$"扭矩筒；$%"推进千斤顶；$&"主机架；$’"仰拱刮板（前下支撑）开敞式掘进机结合工程实践中取得的丰富经验，仍在不断改进和发展。例如，双水平支撑，有的改为,型支撑，也有将大刀盘三轴承组合形成为前后两组轴承的简支型。（二）开敞式掘进机的掘进作业循环过程图!"!"!是开敞式掘进机掘进作业循环过程的示意图，从图中看出：$-掘进循环开始时，水平支撑已移动到主机架的前端，将撑靴撑紧在洞壁上。仰拱刮板与仰拱处的岩面轻微接触，收回后下支撑，此时大刀盘可以转动，推进千斤顶将转动的大刀盘向前推进一个行程，此即是掘进状态。%-在向前推进到达推进千斤顶行程终点处，结束开挖，大刀盘停止转动，放下后下支撑，同时仰拱刮板支撑大刀盘，此时整个机器的重量全部由前、后支撑支承。&-收回两对水平支撑靴，移动水平支撑到主机架的前端。掘进机掘进方向的调整可以通过后下支撑进行水平、垂直的调整，达到调整目标。’-当水平支撑移到前端限位后，又重新撑紧在洞壁上。此时收回后下支撑，仰拱刮板与仰拱又转换成浮动接触状态。此时掘进机即处于准备进行下一个掘进循环。—$)%&— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"!"!#开敞式掘进机掘进循环示意图（单下支撑）—’&%$— 第六章隧道全断面掘进机施工技术图!"!"!#开敞式掘进机掘进循环示意图（双下支撑）（三）大刀盘（图!"!"$）图!"!"$大刀盘示意图%"铲斗；&"中心刀；’"扩孔边刀；("扩孔刮碴器；)"面刀；!"铲齿；$"边刀—%*&)— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范刀盘是钢结构焊接件，其前端是加强了的双层壁，通过溜渣槽与后隔板相连接，刀盘后隔板是用螺栓与刀盘轴承联接。刀盘上装有若干个盘形滚刀用于挤压切削岩石，同时在前端还装有径向带齿的石渣铲斗用于软岩开挖。刀座是大刀盘的一部分，做成凹形，使盘形刀刀圈凸出刀盘。这样可以防止破碎围岩中大块岩石阻塞刀盘。大刀盘具有足够的强度和刚度。从而使施加在大刀盘上的推力平均分配到全部盘形滚刀上，使它们达到同时压挤入岩石至同一深度，并使掘进机处于高效率运转状态下。否则不仅不能完成良好的切削，也会由于个别盘形刀受到超载的推力而过早损坏，使刀具费用急剧增加。大刀盘上盘形刀的平面布置，是根据使用盘形刀的类型和合理刀间距来考虑的，一般而言，在硬岩中刀间距大约是贯入度（即大盘每转动一圈，盘形刀切入岩石的深度）的!"#$"倍即%&’’#("’’。在一定刀间距下，大刀盘直径（即开挖洞径）与盘形刀的数量关系可以从图%)%)*中查验。开挖下来的石渣利用刀盘圆周上的若干铲斗和刮渣器以及刀盘正面上的径向渣口，经刀盘内部的导引板将石渣通过漏斗传送到主机胶带输送机上。图%)%)*刀盘直径与盘形刀数量关系曲线（四）支撑和推进系统支撑系统是掘进机的固定部分。当掘进时，它支承着掘进机的重量并将开挖推力和扭矩传递给岩壁形成反力。不同结构型式的掘进机，支撑系统对掘进方向的控制不同。双水平支撑的开敞式掘进机在换步时利用后下支撑来调整机器的方位，一经确定，刀盘只能按预定方向掘进（图%)%)(）。一般掘进机能提供的支撑反力应是大刀盘额定推力的+倍左右，足够大的支撑反力是保证在强大推力下掘进时，刀盘有足够的稳定和正确的导向，并有利于刀具减少磨耗。开挖刀盘推进力是按照每把盘形刀所能承受的推力和盘刀数量来决定的，目前较—!*$%— 第六章隧道全断面掘进机施工技术图!"!"#敞开型$%&的撑靴型式为成熟的’(英寸盘形刀，可承受的推力为)*+,-。支撑靴借助球形铰自动均匀地支撑在洞壁上，避免引起集中荷载对洞壁的破坏。（五）刀盘驱动系统刀盘的驱动方式有两大类：电动和液压。电动又分单速电机、双速电机和调频电机。掘进机贯入度指标，在很大程度上取决于刀盘的转速和推力。采用无级调速确定刀盘的转速就可以根据岩石的变化而产生最大的适应性，有效地控制刀盘负荷和振动，提高瞬时贯入度，减少刀具的磨耗。无级调速可以通过液压传动和变频调速两种方式达到。利用变频技术可采用标准工业电机，它具有较高的惯性，当+.*+/0时可以达到全扭矩，启动扭矩瞬时可以达到额定扭矩的’(+1，启动电流小、效率高，但它要求工作环境严格。液压驱动方式技术上成熟，启动扭矩大，但效率低（(+1左右），维修相对比电机繁杂。双速电机通过变换极对数达到两档变速，它体积较大，启动电流大，但结构简单，可靠性高。大刀盘的转速目前控制于其边刀线速度不超过)2*345，这主要是受盘形刀材料及岩石破碎速度影响而决定的。例如西安至安康铁路秦岭隧道使用德国维尔特公司生产的6%7*+4’++8开敞式掘进机，大刀盘直径为7273，其转速为*29:;<43=>（低速为)2(:;<43=>）大刀盘的扭矩从图!"!"’+的曲线中可以查找出不同直径大刀盘应具有的扭矩值。刀盘转动时所具有的扭拒受地质条件影响，当刀盘切削软岩时，应具有较高的贯人度，此时会产生较大的滚动阻力，相应需要增大刀盘的驱动扭矩。除从图!"!"’+查找外，还利用经验公式：—’7)(— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（其中&$为扭矩系数，%为大刀盘直径）估算出刀盘额定扭矩的约值。!"#$%图’(’()*刀盘直径与刀盘扭矩关系曲线（六）出渣和除尘沿着刀盘周围布置的刮板和铲斗，把切削下来的石渣从开挖断面的底部铲起，并在刀盘转动中随刀盘送到顶部，然后沿着刀盘内渣槽落到输送机上方的渣斗内，再通过胶带输送机送到后配套上的矿车中，掘进机只要开动，胶带输送机就不停地运转。刀盘在切削岩石时会产生大量粉尘，因此利用冷却盘形刀的喷水装置，直到一定的除尘作用。此外刀盘的内腔室与集尘器风管相连通，使这里含有粉尘的空气通过集尘器达到最好的除尘效果。除尘器是掘进机通风系统的一部分，它安装在后配套上。二、后配套设备掘进机主机与后部配套设备，组成了一个完整的掘进机设备，后配套设备主要是为主机提供供给的设备和石渣运输系统。后配套设备包括液压传动站（它为主机液压系统提供动力源）、变电设备、开关柜、主驾驶室、通讯系统、备用发电机、空压机、通风系统、喷射混凝土设备、围岩加固堵水注浆设备以及供水系统。运渣系统则是后配套设备上的胶带输送机将主机输送机运来的石渣卸入矿车，再用内燃机车牵引运到洞外。通常后配套设备是安装在一轨道平台车上，小断面掘进机受开挖隧道空间的限制，考虑采用单线运渣轨道。而较大断面的掘进机，有可能采用双线运渣轨道布置。由于开挖的隧道是圆形，所以铺设轨道时，一般先将预制的仰拱块安装在隧道底部。仰拱块上预留排水槽，钢拱架沟槽及预埋轨道螺栓扣件。因此轨道的铺设延伸，不仅能保证轨道的铺设精度，同时也提高了出渣列车的运行稳定和速度。运渣列车由铺设于隧道的—)+&+— 第六章隧道全断面掘进机施工技术轨道上通过后配套设备尾部的爬轨斜坡道进入平台车上的轨道系统（图!"!"##）。图!"!"##仰拱块及轨道示意图#"车辆车轮及平台车上轨道；$"仰拱块上轨道及平台车车轮；%"仰拱预制块；&"后备套平台车；’"石渣分配系统；!"矿车；("通风管道图!"!"#$维尔特公司)’*+#***,掘进机结构图#"盘形刀；$"刀盘；%"溜渣槽；&"刀盘主轴承；’"刀盘护盾；!、("钢拱架安装器；)"内机架（内凯）；-"锚杆钻孔机；#*"超前钻机：##"前推进千斤顶；#$"前支撑；#%"前外支架（前外凯）；#&"工作平台；#’"通风道；#!"刀盘驱动总成；#("喷射混凝土支架；#)"钢拱架运输提升机：#-"后推进千斤顶；$*"后外机架（后外凯）；$#"后支撑（撑靴）；$$"钢拱架运输车；$%"后支承；$&"皮带桥牵引千斤顶；$’"主机胶带输送机；$!"清理石渣输送机在后配套平台车上安放通风管、接力风机。供应新鲜空气的主风机安放在洞外。通过风管与后配套上的接力风机连接。在掘进机施工中，隧道通风考虑的主要因素是—#)$-— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范施工人员的需要、设备运输中产生的热量、岩石破碎中以及喷射混凝土中产生的粉尘、内燃机设备产生的废气等。在后配套平台车上安放供、排水设备。供水设备用来对盘形刀进行冷却；刀盘内腔室的水雾除尘；液压系统对油的冷却；对驱动电机的水冷以及必要的空气冷却等。为了提高供水压力，往往在水箱上设置增压水泵，一般用水量可按每开挖!"#岩石需要#左右估算。隧道开挖中排水至关重要，必须采取强制排水措施防止积水对主机$%&"的漫浸，尤其在安放仰拱块时（图’(’(!!）更需要将水排净。顺坡开挖时，应充分利用仰拱块上的排水沟，反坡开挖时，应设多处积水槽，多处水泵站排水至洞外。图’(’(!)是维尔特公司*&$+!$$$,掘进机结构图，可以看出主机的基本结构。第三节掘进施工与管理一、破岩机理掘进机切削破碎岩石的机理是它在掘进时盘形刀沿岩石开挖面滚动，同时通过大刀盘均匀地在每个盘形刀上对岩面施加压力，形成滚动挤压切削而实现破岩。大刀盘每转动一圈，将贯入岩面一定深度，在盘形刀刀刃与岩石接触处，岩石被挤压成粉末，从这个区域开始，裂缝向相邻的切割槽扩展，进而形成片状石渣。图’(’(!#显示了掘进机切削岩石的机理。图’(’(!#掘进机切削岩石机理示意图不同的岩石需要不同的盘形刀压入岩石的最低压强值，才能达到较理想的贯入深度。而贯入深度，在坚硬的和裂隙很少的岩石中，一般为)%&""+转-#%&""+转，在中—!*#$— 第六章隧道全断面掘进机施工技术等坚硬和裂隙较多的岩石中，一般为!""#转$%""&转。如前所述盘形刀的刀间距问题。如果刀间距太大，一把盘形刀产生的压力达不到与相监盘形刀的影响范围相接，必定开挖不出片状石渣，从而使开挖效率降低。反之如果刀间距太小，则会使石渣块太小，从而浪费了设备的功率。单个盘形刀（图’(’()*）的使用寿命，与轴承使用寿命、刀圈材质和加工质量、以及它在大刀盘上的位置有关。目前刀圈的形状已趋于常断面型，它的优点是刀圈尖端宽度在磨损后仍保持不变，因此确保了既使它承受的荷载有变化，也将是具有良好的贯入速度，从而提高了切割速度并降低刀具的消耗。应该强调指出，对掘进机施工不仅要注意岩石的抗压强度，还应注意岩石的磨蚀性以及岩体的裂隙程度，当岩体节理裂隙面间距越大时，切割也就越困难。表’(’()是通用于世界的裂隙分级标准。关于裂隙度与盘形刀的磨损规律，我国还无研究成果，通过秦岭隧道的施工，将会总结出一些规律。图’(’()*正滚刀示意图)(刀轴；+(隔圈；,(刀体；*(刀圈；!(挡圈；’(轴承外圈；-(轴承内圈及滚柱；.(滑动密封；%(紧固螺钉表’(’()/012裂隙分级参考资料裂隙分级（节理频率#裂隙标准）33$!!$!"#$软弱面的间距（4"）()’3.3*3+3)3!注：参考资料为挪威工业大学—/012硬岩掘进机—).,)— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范二、施工管理采用掘进机开挖隧道，实现了隧道施工的工厂化，这是一个大的管理系统工程。提高施工现场管理和设备管理水平，是提高掘进机施工效率和效益的基础。从图!"!"#$可知，使用同一型号的掘进机，在相同地质条件下，由于管理的原因而造成不同的纯掘进时间。例如材料供应不及时，就有可能造成仰拱块不能及时铺设，延误轨道的延伸，进而影响到掘进机下一个循环的进行。任何设备的故障都会直接影响到掘进机的运行。把整个有效的作业时间作为纯掘进时间是不可能的。因为停机不掘进时间包括换步更换支撑时间、检查和更换刀具时间，维修保养时间、对围岩进行支护时间、作业造成的停机以及供料、出渣原因造成的停机和工地组织造成的停机等都在每日工作时间内。据国外统计，在一般地质条件下，掘进机净掘进时间在%&’($&’左右是较为理想的。图!"!"#$时间)利用率—分析图提高设备完好率是保证提高净掘进时间的基础。强化维修保养，每班、每日、每周都必须进行预防性维修和某些部件的修理是必须的，只有坚持做好预防性维修才能保证掘进机利用率。加强掘进机的管理，必须注意对刀具的管理，这是因为刀具消耗占据隧道开挖成本的很大部分。从图!"!"#!可知，如不适当地提高推力，虽可提高净开挖速度，但刀具费用会急剧增长。因此选择合理的掘进系数可以节省刀具费用的支出。此外，除进行定时刀具检查外，有经验的司机会掌握刀具的磨损规律，及时进行更换和调换。如果只换上一把新刀，而它周围的刀具磨损已超过限度，则新刀就会更多的承担刀盘传给它的推力，使其磨损加快。图!"!"#*显示了刀具磨损及更换条件。由于设备类型不同，使用的刀具不同，隧道围岩变化多样，因而掘进选用的操作参数也不同。因此很难确切提出刀具消耗定量标准（在当前物价条件下每开挖#+,岩石，刀具消耗费在#(#&美元，可供参考）。—#.,-— 第六章隧道全断面掘进机施工技术图!"!"#!刀费用与推进力、开挖速度关系曲线图!"!"#$刀具磨耗更换示意图配件供应是一大问题。为此必须弄清掘进机的易损件和故障较多配件的名称和更换周期，确定一个合理的配件储备量，避免临时急用时无配件或造成配件仓库积压。工作人员与钻爆法相比有大量减少。国外一般每作业班只配#%&#!人左右（我国也许要略多）。工作人员必须明确岗位及岗位工作内容和职责。按标准化作业规程进行施工操作。工作人员一般要有高中以上或大专以上的技术水平。工作班之间的交接制度要严格执行。不把上一班存在的问题遗留到下一班，如有遗留，必须相互交接清楚。对地质施工描述应加强，按地质变化随机应变。特别要作好不同围岩情况下的初期支护或临时支护，不允许冒险作业。地质超前预报工作要加强。可用超前钻机、地震波反射法及地质雷达法等物探方法，在洞内对掌于面前方大约%’(&)’(范围内的地质条件作出预报，以提前安排作业措施（这一点要比钻爆法重要得多）。对隧道的控制测量和施工测量要提高精度等级要求，因为圆形断面一旦形成，很难再调整中线和标高。对电力供应的要求要比钻爆法要高得多，因此必须建立专门的电力供应机构，确保供电质量。多次停电，电压不稳，电压降太大等，郡会影响工作。—#*%%— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范掘进机施工的施工准备工作，特别是洞口平纵面条件，作业场地条件，大型临时工程等，都比钻爆法复杂，而这些准备工作有任何一环节不完成，就不能正式开挖作业，因此必须统筹安排，具体设计，组织施工，在正式开挖前全部作到位。第四节衬砌施工技术用掘进机施工的隧道，其衬砌结构一般是由临时或初期支护和二次砌砌组成。初期或临时支护是隧道开挖中保证掘进期围岩稳定和掘进机顺利掘进所不可缺少的。采用掘进机施工，由于开挖工作面被掘进机主体充塞，对围岩很难进行直接观察和判断，而且造成进行支护的位置相对开挖面滞后一段距离。因此不同型式的掘进机，也要求采用不同的支护型式。一般在充分进行地质勘探后，在隧道设计时，就应确定基本支护型式。例如引水隧道，为保证输水的可靠性；要求支护对围岩有密封性，所以大都采用护盾式掘进机进行管片衬砌的结构型式；而对于一般公路、铁路隧道，除进行临时支护外，视地质情况采用二次喷射混凝土或二次模筑混凝土做为永久衬砌。一、管片式衬砌使用护盾掘进机时，一般采用圆形全周管片式衬砌。其优点是：适合软弱围岩，特别是当围岩允许承载力很低，撑靴不能支撑岩面时，可利用尾部推力千斤顶，顶推已安装的管片获得推进反力；当撑靴可以支撑岩面时，双护盾掘进机可以使掘进和换步同时进行，提高了循环速度；利用管片安装机安装管片速度快、支护效果好，安全性强，但是它的造价高。为了防水的需要，每块之间要安装止水条，并需在管片外圆和洞壁间隙需压入豆石和注浆（图!"!"#）。为了预制管片，需要在工地建设混凝土制品工厂。二、二次模筑混凝土使用开敞式掘进机，一般是随开挖先施作临时支护，然后进行二次模筑混凝土永久性衬砌（图!"!"$%）这是为了保证掘进机的高速度掘进，而不可能使开挖作业与模筑混凝土衬砌作业同时进行。此外，在机械上部进行衬砌作业，会给掘进机设备代来严重的混凝土污染，因此只在刀盘后部只进行必要的临时支护如锚杆、喷射混凝土、架钢拱架。—$%’&— 第六章隧道全断面掘进机施工技术图!"!"#$模筑混凝土衬砌二次混凝土衬砌，根据地质条件也有用喷射混凝土做为永久衬砌的，如瑞士弗尔艾那铁路单线隧道，就是采用二次喷射混凝土为永久衬砌的，在喷射混凝土中安装了钢网，加入了钢钎维。多数隧道往往采取二次模筑混凝土衬砌，使用穿行式模板台车，进行永久衬砌的灌注。根据设计的断面形状，制造模板台车，这与钻爆法施工一致。值得注意的是二次衬砌完成后，掘进机在完成掘进任务后，不可能从原路退出，只有在完成开挖位置进行扩大洞室，在隧道内进行拆卸掘进机部分机件（如大刀盘的解件），才有可能退出。如果用一台掘进机从进口一直掘进到出口时，则不会发生洞内拆卸问题。二次模筑混凝土的拌合工厂、输送车、混凝土泵等与钻爆法施工一样。第五节不良地质地段施工技术一般而言，掘进机特别是开敞式掘进机施工，最好用于地质条件较好的隧道。如果地质条件太差，需要过多的辅助作业来保证掘进机施工，就不能发挥掘进机速度快、效率高的优势。同时，辅助作业的施作也受掘进机的充塞影响而困难，造成费用过高、延长工期，因而也就没有有必要使用掘进机施工了。但任何一座隧道，不可能不出现一些局部地质较差地段，因此掘进机必须具备通过不良地质的能力。为了满足不良地质的要求，掘进机可以安装一些辅助设备进行特殊功能作业。加装的地质超前钻机安装在主机顶部，大刀盘后部的平台上，它在主机停机时进行—#$&%— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范掌子面前!"#的超前钻孔，以预报前方地质情况，为掘进提供可靠消息。超前钻机还具备注浆和安装管棚的功能，以对围岩进行预先加固，使掘进机具备自我加固前方不良地质地段的能力和自我通过能力（图$%$%&’）。图$%$%&’从()*机内进行的超前支护示意图紧靠刀盘的后部安装有钢拱环安装器，利用工字钢拱环形成支护结构，这种方法的优点是材料便宜，加工容易，安装速度快，支护效果及时。钢拱环的间距要与掘进机的行程距离一致或成倍数关系，在预制仰拱块上要留有安放拱环的沟槽。掘进机上有前后两排共+台锚杆钻机，以满足对围岩进行锚杆支护作业的需要。拱顶部分的锚杆作业是非常必要的，在掘进的同时，锚杆作业应能同时进行。在掘进机施工中也会发生一些意外的较大事故。如开挖面大规模坍方造成机件被埋，洞壁围岩变形卡住机体，突发的大量涌水淹没机体和工作面挤出迫使机体后移等。造成这些事故的主要原因是事先地质勘察不明，施工地质预报不及时。因此而停工处理的时间和费用都很大，要引起特别注意和避免。处理方法主要是将掘进机后退，人工到掌子面用不同方法进行加固处理，以便让掘进机步进通过。最根本的，仍然是作好地质勘察和施工地质超前预报工作。在国外，曾有掘进机通过堆积大块砂卵石层地层时，施工失败的报道。在国内，贵州天生桥电站水工隧洞因突然发现大型溶洞而使掘进机无法工作。因此相当多的人认为，在大块卵石层和溶洞群这种特殊地质情况下，不宜用掘进机施工。遇有膨胀性很高的膨胀岩土时，由于围岩变形值很大，必须采取有效措施，才能保证顺利施工。在瓦斯地层中修建隧道，钻爆法已有了一套较为安全成熟的规则，但在掘进机施工中，则报道不多。—&,!$— 第七章山岭道路隧道施工技术第七章山岭道路隧道施工技术第一节概述山岭道路隧道施工根据地质条件、水文地质条件、埋深，断面形状及尺寸，施工技术条件、工期等许多因素有各种不同的施工方法，施工既有一般土建工程施工特点，又有地下工程施工的特点。浅埋隧道往往采用先将地面挖开，修筑完支护结构后再回填土石的明挖法施工，深埋隧道则采用不挖开地面的暗挖法施工，即在地下开挖及修筑支护结构。凡采用一般开挖地下坑道方法修筑隧道的都称为矿山法，此外还有盾构法、掘进机、加固地层法等施工方法，重点讲述矿山法施工。山岭道路隧道一般采用矿山法施工，根据不同的围岩地质条件、建筑要求、机具设备、技术条件、施工经验等实际情况，有许多施工方法，在选择施工方法时，主要影响因素是围岩的地质情况。围岩较稳定且岩石为硬岩时，施工往往采用先把隧道断面挖好，然后修筑支护结构，有条件时可以一次把断面挖成。围岩稳定性差，则需要随开挖随支撑，防止围岩下塌，开挖后，围岩不宜久露，需要及时修筑永久支护结构，尤其顶部，一般在上部断面挖成后先修筑拱圈，在拱圈的保护之下再开挖下部断面。依衬砌修建时拱圈与边墙砌筑的前后，分为先墙后拱法和先拱后墙法施工。在选择施工方法时，要根据各种因素综合确定，并要考虑地质条件变化情况下，变换施工方法的可能。下面介绍的几种基本施工方法，分类并不是绝对的，选择施工方法时要按实际情况而定。—$#"!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范第二节矿山法施工技术一、漏斗棚架法该施工方法也称为下导坑先墙后拱法或称六部开挖法。!"施工顺序施工顺序如图#$%$!所示。图中开挖用阿拉伯数字表示，衬砌（或其它支护结构）用罗马数字表示。如图：图#$%$!!部为开挖下导坑。导坑开挖是隧道分部开挖施工中的先导，为了核实地质和水文地质、加快施工进度、更好地组织出渣、进料、排烟、排水等，导坑开挖要超前于其它部分的开挖。位于断面下部的导坑称为下导坑，下导坑一般宜超前&’(以上。在爆炸安全距离)’*+’(外，设置漏斗棚架；"部开挖亦称为拉槽，距!部开挖&’(以外，这除了考虑爆破安全外，还需考虑在其间存放一定数量斗车以利出渣；#为挑顶开挖，挖至拱部设计轮廓线（并考虑一定的预留沉落量），为了不与"部开挖互相干扰，且因#部落渣后，在棚架上堆得较高，不利"部排烟，故#部需离"部足够距离，一般为!&*)’(；$部为两侧扩大开挖，与#部一样挖至设计轮廓线，为使施工互不干扰，$部应距#部约)’*+’(；%部为向下刷帮，%部与$部拉开的距离应保证出渣工作方便，并可存放一定数量—!,+,— 第七章山岭道路隧道施工技术的斗车，一般相距!"#!$%；!部刷帮直至底面水平，如设置侧水沟，则同时挖出水沟断面，因"部开挖后要拆除棚架，为了互不干扰，!部应距"部约!"#&"%；#部为墙部衬砌灌筑，此时，整个断面已经挖成，!部开挖时，爆破安全距离要比小断面中开挖时大，通常距!部约’"#$"%。为避免围岩暴露时间过长，拉开距离太大也是不适宜的；$部为修筑拱部衬砌。&(漏斗棚架构造漏斗棚架构造如图)*+*&所示。图)*+*&棚架一般由圆木及旧钢轨（或厚木板）、小圆木等构成。顶梁通常采用直径&$#,"-%圆木，立柱采用直径&"-%圆木，上面纵向排列!)#&’./0%的钢轨，在运输线上方留有)"#+$-%宽的纵向空隙，其间用!%长，直径为!"-%的小圆木密排盖住。棚架构造应考虑所采用的出渣运输车辆所必需的安全运输空间，布置通风管道，电线，高压风管等必需的空间，以及运输车辆与管间需有&"-%以上的安全空隙，施工人员避让的空间。为避免爆破后石渣落下的冲击力打坏棚架，在放炮前棚架顶面应预留有厚&"#,"-%的石渣。%、&、’、"部开挖的石渣都先堆放在棚架上，故棚架要有一定的长度。爆破后石渣块度不能太大，要与漏斗口（即上述棚架顶部留的纵向空隙）大小相配合，同时要考虑装车方便及防止落渣砸坏装渣车辆。,(漏斗棚架法的适用范围及特点该法常用于围岩较稳定的坑道施工，一般适用于12#21类围岩石质隧道。该法将断面分成若干部分进行开挖，工作面拉开，可容纳较多人员同时施工，这对工作面少和空间窄小的地下施工、且无大型机具的条件下是很可取的。除(部开挖外，—!4,3— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范均有较多的爆破临空面，爆破效果好，爆破器材省。利用棚架及渣堆可不另作脚手架而完成整个断面的钻爆作业。棚架上石渣装车由漏斗口漏入车内，省力、速度快。这使该法能在无大型机具条件下获得快速施工的效果。该法衬砌施工是先墙后拱，因此，衬砌质量较好。施工中对于个别岩块松动，因有棚架，可便于架设临时支护。但该法由于每个开挖口需要!"#$"延米的漏斗棚架，需有大量木材、钢轨，棚架也易因爆破而损坏，!部开挖易损坏风水管设备，工作面拉开距离长，虽对配备劳力有利，但围岩暴露时间较长，对施工安全不利。二、反台阶法该法由漏斗棚架法发展而来，施工顺序如图!%$%&示。当坑道开挖后，围岩稳定，不需临时支护，如"、#类围岩，且无大型装渣等施工机具时，可采用该法。因道路隧道跨度较大，漏斗棚架需大量木材，钢材。采用该法施工既能使工序减少、施工干扰少、下部断面可一次挖至设计宽度、空间大、便于出渣运输和布置管线，又能节省大量材料。图!%$%&三、正台阶法当围岩稳定性较好，开挖后不需或仅需局部临时支护的坑道，且有能力较强的装渣出渣机具设备，则可采用如图!%$%’所示的正台阶施工方法。施工顺序为先挖上部弧形断面（高一般为()"#()’*），然后挖下面部分，下部亦可分若干台阶，装渣机械有足够能力时，应尽量减少分层，以一次开挖为宜，这可使开挖面平整，便于爆破，减少翻渣工作量。$部开挖不宜超前过多，以免石渣积聚在台阶上，这样可以减少翻渣工作，加快循环作业。当采用人工翻渣时，该法宜台阶数多些，多层台阶可使上部断面钻眼与下台阶翻渣工作同时进行，使整个循环时间缩短。台阶高度和宽度一般为高()"*左右，宽+),*左右。台阶斜度为-.")&#+.")!。该法工序少，干扰少，爆破效果好。但在围岩条件变化较大而需变换为其它施工方—+/’"— 第七章山岭道路隧道施工技术法时，则比较困难。图!"#"$四、全断面开挖法在围岩稳定、完整，开挖后不需临时支护，施工有大型机具设备的情况下，可采用全断面开挖法，施工顺序如图!"#"%所示。图!"#"%钻孔台车钻出全部炮眼，一次爆破成洞。通风排烟之后，用大型装渣机及配套的运载车辆迅速出渣，衬砌为先墙后拱，一般配备有活动模板及衬砌台车灌筑。当采用喷锚支护时，一般由台车同时钻出锚孔。该法特点是：工序简单，断面一次挖成；能够较好地发挥深眼爆破的优越性，提高钻爆效果，各工序干扰少，空间大，便于大型机具设备的应用；各种管线铺设便利并较少被爆破损坏，运输、通风、排水等条件均较有利；便于施工组织与施工管理。但是由于应用大型机具，就需要相应的施工便道、组装场地、检修设备、足够的能源，因此该法的应用往往受到条件限制。而且当隧道较长，地质情况多变时，变换施工方法需要较多时间。该法一般适用于!、"类围岩的石质隧道施工。五、上下导坑先拱后墙法该法适于&’类及’’’类围岩的石质或土质道路隧道施工。—()$(— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"施工顺序如图#$%$#所示。有二个导坑，先挖出上部断面，然后把拱圈修筑好，在拱圈保护之下开挖下部断面，然后再修筑边墙等。图#$%$#上导坑位置应考虑到围岩压力增长有可能顶部支撑不能拆除，在永久支护修筑之前支撑有一定沉落，因此支撑需架设在设计轮廓线外，并根据地质情况预留沉落量。沉落量的大小，土质隧道为&’(#’)*，软石隧道为+’(,’)*。+"防止拱圈下沉的措施在拱圈保护下开挖下部断面，施工较安全，但当挖去边墙处围岩后，拱脚会因“悬空”而下沉，不采取措施防止拱圈下沉，会导致拱圈开裂，严重时甚至会整段拱圈下落而发生事故，因此需采取如下措施。（!）拱圈混凝土达%’-设计强度后进行下部开挖，以防拱圈因不大的不均匀下沉即开裂。若工期紧迫，则应采用高标号水泥，适当使用早强剂等措施。（+）控制下部开挖时的炸药用量，避免拱圈因爆破受损，开挖中层应在拱脚处留’"&(!"’*平台。围岩稳定性差时，应分段跳跃开挖，不宜一次挖通；（&）边墙部分围岩开挖采取“挖马口”方式。拱圈是分环节灌注的，施工缝处的联结较弱，隧道拱圈被施工缝分割为一段一段，为避免开挖边墙处围岩时使整段拱圈悬空，需采用跳槽施工，即称为马口开挖。图#$%$%所示马口开挖为错开与对开相结合的施工布置。图#$%$%图#$%$.—!.,+— 第七章山岭道路隧道施工技术为防止拱圈下沉，马口开挖长度应予控制，!!"类围岩中一般不宜超过"#$，#!$类围岩中不宜超过%$。对于一环拱圈，端部错开施工，待两端边墙衬砌后，中间部分可以对开。错开施工要待混凝土达&#’设计强度，其进度较慢。（%）拱脚悬空后需加强临时支撑，围岩稳定性差时，拱脚应设置托梁。（(）适当加厚拱脚处衬砌，呈大拱脚状如图)*&*+所示。边墙部分开挖后，拱脚仍有部分支承在围岩上，不致完全悬空，防止拱圈下沉。围岩较稳定时，大拱脚拱圈下部马口开挖可减少步骤，例如减至二步，如图)*&*,所示。在围岩更稳定的情况下（硬石质隧道）还可采取对开马口方式，每次挖%!+$。由于不必来回跳跃，既加快了进度，又可提高衬砌质量（避免因跳跃开挖，后开挖时会打坏对面已成衬砌）。甚至因大拱脚而使边墙受力情况改善，可减薄边墙（即如构造章节介绍的大拱脚薄边墙衬砌），节省混凝土用量。图)*&*,-.上下导坑先拱后墙法施工特点该法最大优点是施工安全。设两个导坑，运输、通风、排水、管线路布置等都易解决，能拉开工作面，便于使用小型机具。遇地质情况变化，变换施工方法较易。马口开挖影响进度，并使衬砌质量低，整体性差，边墙与拱脚处封口不易密实。该法工序多、干扰大，施工管理不便，两个导坑也增加开挖费用。六、下导坑先拱后墙法施工顺序如图)*&*"#所示，该法适用于"、%类围岩的道路隧道施工。该法以下导坑领先，然后类似漏斗棚架法。&、’、(部开挖完成时，断面如蘑菇形，故又称为蘑菇形开挖法。以后步骤与上下导坑先拱后墙法相同。可见，此法介于漏斗棚架法与上下导坑先拱后墙法之间、故该法有&、’、(都可用漏斗棚架法出渣的优点，亦具先拱后墙法的安全优点。不过该法消耗的木材钢轨较多，棚架易因爆破受损，挖马口还影响施工进度，衬砌的整体性也差。—"+%-— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"$%七、品字形导坑先拱后墙法该适用于!—"类围岩石质道路隧道施工，施工顺序如图!"#"$$所示。在下部两侧开挖下导坑，顶部布置上导坑，呈品字形。上导坑沿两帮扩大，挖完拱部围岩后即砌拱圈，然后向下挖出边墙部分#（即$下面部分），修筑边墙衬砌%。&部岩体称为核心，最后开挖核心，在开挖之前，它可作为临时支撑的基础。图!"#"$$上导坑的布置同样需考虑预留沉陷量。下导坑的位置需注意#部有足够的厚度而不使拱脚沉陷，若#部厚度不够，则需下导坑往中间布置，或缩窄下导坑宽度以使拱脚下先不挖空，然后跳跃开挖。围岩松软时，拱脚处要设置托梁，以防拱圈下沉。#部宜跳跃开挖，挖一段，修筑一段边墙。但在!类围岩中，岩体较稳定，可按顺序开挖、砌墙。该法工作面较多，施工干扰少，保留核心有利于支撑和施工安全，进度也较快。但有三个导坑，造价较高，衬砌整体性也较差，变换施工方法较难。八、侧壁导坑法此法适用于’、(类围岩土质道路隧道。施工顺序如图!"#"$&所示。—$(’’— 第七章山岭道路隧道施工技术图!"#"$%断面下部两侧开挖导坑，挖后即灌筑边墙下部，达到强度要求后再开挖上面第二层导坑，接着灌筑边墙上部。待两侧边墙修好后，再开挖上导坑，并沿两帮扩大，核心部分暂保留，待砌筑拱圈之后，最后挖除核心，并砌筑仰拱。当围岩比较稳定时，侧导坑可宽些，砌边墙后尚可有运输通道。但在围岩不稳定，围岩压力较大时，或在松软含水层处，则导坑宽度就不能太大，应尽量减小宽度。此时，一般在边墙灌筑后就没有空间可通行，往往是先回填土石，以防所砌边墙被侧压推动或压坏，修筑边墙时是由内向外灌筑，开挖一段砌筑一段。衬砌修完前，!部核心作为临时支护的基础，所以核心需有足够的宽度，并防止!部土体挖成反台阶形，使!部核心可靠地承受临时支护传来的压力。因该法用于围岩不稳定的情况，故需注意临时支护结构要坚固可靠，及时，必要时用“先撑后挖”方式进行开挖（如插板法等）。衬砌时需支撑抽换，此时也应按“先顶后抽”的原则进行。该法安全可靠，坑道暴露时间短，开挖面小，对围岩扰动小，留核心土能使支撑材料节省并较可靠。衬砌为先墙后拱，质量较好。但施工进度慢，导坑多，造价高，通风排水困难。九、复合衬砌施工方法（新奥法）该法施工顺序为：当开挖面稳定时，如图!"#"$（&’），施工顺序是开挖!第一次柔性衬砌!施工量测（位移、应力等量测）!防水层!第二次衬砌。当开挖面不稳定时，如图!"#"$（&(），施工顺序是开挖弧形导坑!第一次柔性衬砌（拱）!开挖核心及侧壁!第一次柔性衬砌（边墙）!开挖仰拱部分并修筑仰拱!施工量测（位移、应力等量测）!防水层!第二次衬砌。坑道开挖后，在岩体松散破坏之前，及时修筑一层柔性薄壁衬砌（第一次衬砌），通过施工中的量测监视，确定围岩变形稳定之后，修筑防水层及第二次衬砌，此即为复合—$+*)— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范衬砌施工方法（新奥法）。该法并不单纯是一种施工方法或支护方法，该法是对围岩动态性质通过施工中的量测的认识和理解，通过周密的量测工作，系统地控制坑道变形与应力，从而确定所建立的支护体系受力情况，并不断加以修改，完善。图!"#"$%衬砌为联合型复合衬砌。开挖可一次或分部完成，如图!"#"$%例中，开挖后装设锚杆支撑并喷混凝土作为第一次支护，通过量测，待岩体变形稳定后，约距开挖面$&&至’&&(处，修防水层及修筑第二次支护（喷混凝土或灌注整体式混凝土衬砌）。可见，本法是以喷混凝土、锚杆作为主要支护手段的一种施工方法。但衬砌材料并不限于这些，衬砌可用锚杆、喷混凝土、灌注混凝土、混凝土预制块、钢拱支撑等，各类支护均可单独或联合使用。与前述方法相比，该法有如下特点：$)支护为联合型复合衬砌，支护作业分两步：坑道开挖后迅速修筑早期柔性支护，用以控制岩体初期变形，这种变形在初期发展较快，经量测确定围岩充分稳定后，修筑防水层及第二次衬砌；*)第一次柔性支护与围岩共同工作，并允许有限制的变形，防止产生强大的松散土压，第二次衬砌基本上是不承载的；%)如设锚杆则可提高原岩体的岩体强度；+)以施工量测信息控制施工程序，并根据量测信息检验、修改和完善支护体系的设计。在施工中，该法有许多变化方案，但其施工程序基本是一致的。该法在设计中，不但要决定支护结构的参数，而且还需包括施工过程及施工量测的设计，这是该法的关键。在一般情况下，该法可用于各类围岩。—$,+!— 第八章隧道特殊地质地段施工技术第八章隧道特殊地质地段施工技术第一节概述在修建隧道中，常遇到一些不利于施工的特殊地质地段。如膨胀土围岩、黄土、溶洞、断层、松散地层、流沙、岩爆等。在开挖、支护和衬砌过程中，由于各种因素的影响都可能发生土石坍塌，坑道受压支撑变形，衬砌结构断裂和各种特殊施工问题，严重影响施工进度、安全和质量。隧道穿越含有瓦斯的地层，更严重地威胁着施工安全。下面将讲述一些在特殊地质条件下进行隧道施工时，应掌握的基本知识、采取相应的施工方法和防范措施。隧道通过特殊地质地段施工时应注意以下几点：（!）施工前应对设计所提供的工程地质和水文地质资料进行详细分析了解，深入细致地作施工调查，制订相应的施工方法和措施，备足有关机具材料，认真编制和实施施工组织设计，使工程达到安全、优质、高效的目的。反之，即便地质并非不良，也会因准备不足，施工方法不当或措施不力导致施工事故，延误施工进度。（"）特殊地质地段隧道施工，以“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。隧道选择施工方法（包括开挖及支护）时，应以安全为前提，综合考虑隧道工程地质及水文地质条件、断面型式、尺寸、埋置深度、施工机械装备、工期和经济的可行性等因素而定。同时应考虑围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性，以免造成工程失误和增加投资。（#）隧道开挖方式，无论是采用钻爆开挖法、机械开挖法，还是采用人工和机械混合开挖法，应视地质、环境、安全等条件合理选用。如用钻爆法施工时，光面爆破和预裂爆破技术，既能使开挖轮廓线符合设计要求，又能减少对围岩的扰动破坏。爆破应严格按照钻爆设计进行施工，如遇地质变化应及时修改完善设计。—!&%$— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（!）隧道通过自稳时间短的软弱破碎岩体、浅埋软岩和严重偏压、岩溶流泥地段、砂层、砂卵（砾）石层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段时，为保证洞体稳定可采用超前锚杆、超前小钢管、管棚、地表预加固地层和围岩预注浆等辅助施工措施，对地层进行预加固、超前支护或止水。（"）采用新奥法施工的隧道，为了掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度，以及确定施工工序，保证施工安全，应实现现场监控量测，充分利用监控量测指导施工。对软岩浅埋隧道须进行地表下沉观测，这对及时预报洞体稳定状态，修正施工都十分重要。（#）特殊地质地段隧道，除大面积淋水地段、流沙地段，穿过未胶结松散地层和严寒地区的冻胀地层等，施工时应采取相应的措施外，均可采用锚喷支护施工。爆破后如开挖工作面有坍塌可能时，应在清除危石后及时喷射混凝土护面。如围岩自稳性很差，开挖难以成形，可沿设计开挖轮廓线预打设超前锚杆。锚喷支护后仍不能提供足够的支护能力时，应及早装设钢架支撑加强支护。（$）当采用构件支撑作临时支护时，支撑要有足够的强度和刚度，能承受开挖后的围岩压力。围岩出现底部压力，产生底膨现象或可能产生沉陷时应加设底梁。当围岩极为松软破碎时，应采用先护后挖，暴露面应用支撑封闭严密。根据现场条件，可结合管棚或超前锚杆等支护，形成联合支撑。支撑作业应迅速、及时，以充分发挥构件支撑的作用。（%）围岩压力过大，支撑受力下沉侵入衬砌设计断面，必须挑顶（即将隧道顶部提高）时，其处理方法是：拱部扩挖前发现顶部下沉，应先挑顶后扩挖。当扩挖后发现顶部下沉，应立好拱架和模板先灌筑满足设计断面部分的拱圈，俟混凝土达到所需强度并加强拱架支撑后，再行挑顶灌筑其余部分。挑顶作业宜先护后挖。（&）对于极松散的未固结围岩和自稳性极差的围岩，当采用先护后挖法仍不能开挖成形时，宜采用压注水泥砂浆或化学浆液的方法，以固结围岩，提高其自稳性。（’(）特殊地质地段隧道衬砌，为防止围岩松弛，地压力作用在衬砌结构上，致使衬砌出现开裂、下沉等不良现象。因此，采用模筑衬砌施工时，除遵守隧道施工技术规范的有关规定施工外，还应注意：当拱脚、墙基松软时，灌筑混凝土前应采取措施加固基底。衬砌混凝土应采用高标号或早强水泥，提高混凝土等级，或采用掺速凝剂、早强剂等措施，提高衬砌的早期承载能力。仰拱施工，应在边墙完成后抓紧进行，或根据需要在初期支护完成后立即施作仰拱，使衬砌结构尽早封闭，构成环形改善受力状态，以确保衬砌结构的长期稳定坚固。—’%!%— 第八章隧道特殊地质地段施工技术第二节膨胀土围岩地段施工膨胀土系指土中粘土矿物成分主要由亲水性矿物组成，同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂两种特性，且具有湿胀干缩往复变形的高塑性粘性土。决定膨胀性的亲水矿物主要是蒙脱石粘土矿物。我国是世界上膨胀土分布面积最广的国家之一。现已发现有膨胀土发育的地区达!"余个省、市、自治区，遍及西南、西北、东北、长江与黄河中下游及东南沿海地区。其中，主要有：云南、贵州、四川、湖北、安徽、广东、广西、陕西、山西、河南、山东和河北等省区，分布是十分广泛的。一、膨胀土围岩的特性隧道穿过膨胀土地层，隧道开挖后不久，常常可以见到围岩因开挖而产生变形，或者因浸水而膨胀，或因风化而开裂等现象。使坑道的顶部及两侧向内挤入，底部鼓起，随着时间的增长导致围岩失稳，支撑、衬砌变形和破坏。这些现象说明膨胀土围岩性质是极其复杂的。它与一般土质的围岩性质有着根本的区别。膨胀土围岩的基本特性，主要有以下三方面：（#）膨胀土围岩大多具有原始地层的超固结特性，使土体中储存有较高的初始应力。当隧道开挖后，引起围岩应力释放，强度降低，产生卸荷膨胀。因此，膨胀土围岩常常具有明显的塑性流变特性，开挖后将产生较大的塑性变形。（!）膨胀土中发育有各种形态的裂隙，形成土体的多裂隙性。膨胀土围岩实际上是土块与各种裂隙和结构面相互组合形成的膨胀土体。由于膨胀土体在天然原始状态下具有高强度特性，隧道开挖后洞壁土体失去边界支撑而产生胀缩，同时因风干脱水使原生隐裂隙张弛，使围岩强度急剧衰减。因此，隧道施工开挖过程中，常有初期围岩变形大，发展速度快等现象。（$）膨胀土围岩因吸水而膨胀，失水而收缩，土体中干湿循环产生胀缩效应。一是使土体结构破坏，强度衰减或丧失，围岩压力增大。二是造成围岩应力变化，无论膨胀压力或收缩压力，都将破坏围岩的稳定性，特别是膨胀压力将对增大围岩压力起叠加作用。二、膨胀土围岩对隧道施工的危害由于膨胀土围岩的特殊工程地质性质及其围岩压力特性，使膨胀土的隧道围岩具—#’&%— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范有普遍开裂、内挤、坍塌和膨胀等变形现象。膨胀土隧道围岩变形常具有速度快、破坏性大、延续时间长和整治较困难等特点。施工中常见的几种情况，简述如下：（!）围岩裂缝：隧道开挖后，由于开挖面上土体原始应力释放产生胀裂；另外，因为表层土体风干而脱水，产生收缩裂缝。同时，两种因素都可以使土中原生隐裂隙张开扩大。沿围岩周边产生裂缝，尤其在拱部围岩容易产生张拉裂缝与上述裂缝贯通，形成局部变形区。（"）坑道下沉：由于坑道下部膨胀土体的承载力较低，加之上部围岩压力过大，而产生坑道下沉变形。坑道的下沉，往往造成支撑变形、失效，进而引起土体坍塌等现象。（#）围岩膨胀突出和坍塌：膨胀土开挖过程中或开挖后，围岩产生膨胀土变形，周边土体向洞内膨胀突出，开挖断面缩小。在土体丧失支撑或支撑力不够的状态下，由于围岩压力和膨胀压力的综合作用，使土体产生局部破坏，由裂缝发展到出现溜塌，然后逐渐牵引周围土体连续破坏，形成坍塌。（$）底鼓：隧道底部开挖后，洞底围岩的上部压力解除，又无支护体约束的条件下，由于应力释放，洞底围岩产生卸荷膨胀；加之坑道积水，使洞底围岩产生浸水膨胀。因而造成洞底围岩鼓出变形。（%）衬砌变形和破坏：在先拱后墙法施工中，拱部衬砌完成后至开挖马口的这段时间，由于围岩和膨胀压力，常常产生拱脚内移，同时发生不均匀下沉，拱脚支撑受力大，发生扭曲、变形或折断。拱顶受挤压下沉，也有向上凸起。拱顶外缘经常出现纵向贯通拉裂缝，而拱顶内缘出现挤裂、脱皮、掉块现象。在拱腰部位出现纵向裂缝，这些裂缝有时可发展到张开、错台。当采用直墙时，边墙常受膨胀侧压而开裂，甚至张开、错台，少数曲墙也有出现水平裂缝的情况。当底部未做仰拱或仅做一般铺底时，有时会出现底部鼓起，铺底被破坏。三、膨胀土围岩的隧道施工要点（一）加强调查、量测围岩的压力和流变在膨胀土地层中开挖隧道，除了认真实施设计文件所提出的技术要求外，在施工过程中应对围岩压力及其流变情况进行充分的调查和量测，分析其变化规律。对地下水亦应探明分布范围及规律，了解水对施工的影响程度，以便根据围岩动态采取相应的施工措施。如原设计难以适应围岩动态情况，也可据此作适当修正。（二）合理选择施工方法膨胀土隧道围岩压力的施工效应，是导致隧道变形病害的主要原因。采用合理的施工方法，对隧道的稳定性有着十分重要的作用。因此，在施工中应以尽量减少对围岩产生扰动和防止水的浸湿为原则，所以宜采用无爆破掘进法。如采用掘进机、风镐、液—!’%&— 第八章隧道特殊地质地段施工技术压镐等开挖。在开挖过程中尽可能缩短围岩暴露时间，并及时衬砌，以尽快恢复洞壁因土体开挖而解除的部分围岩应力，减少围岩膨胀变形。开挖方法宜不分部或少分部，多采用正台阶法、侧壁导坑法和“眼镜法”。正台阶法适用于跨度小的隧道，它分部少相互干扰小，且能较早地使支护（衬砌）闭合。侧壁导坑法和“眼镜法”较适用于跨度较大的隧道，它具有防止上半断面支护（衬砌）下沉的优点，但全断面闭合时间较迟，必须注意防止边墙混凝土受压向隧道内挤。（三）防止围岩湿度变化隧道开挖后，膨胀土围岩风干脱水或浸水，都将引起围岩体积变化，产生胀缩效应。因此，隧道开挖后及时喷射混凝土，封闭和支护围岩。在有地下水渗流的隧道，应采取切断水源并加强洞壁与坑道防、排水措施，防止施工积水对围岩的浸湿等。如局部渗流，可采用注浆堵水阻止地下水进入坑道或浸湿围岩。（四）合理进行围岩支护膨胀土围岩支护必须适应围岩的膨胀特性。在施工时应注意以下几点：（!）喷锚支护，稳定围岩。喷锚支护作为开挖膨胀土围岩的施工支护，可以加强围岩的自承能力，允许有一定的变形而又不失稳。采用喷锚支护，应紧跟开挖必要时在喷射混凝土的同时，采用钢筋网。也可采用钢纤维混凝土提高喷层的抗拉和抗剪能力。当膨胀压力很大时，可用锚喷及钢架或格栅联合支护，在隧道底部打设锚杆，也可以在隧道顶部打入超前锚杆或小导管支护。膨胀土围岩隧道的支护，尽可能使其在开挖面周壁上迅速闭合。如果是台阶开挖，可在上半部开挖后尽快作出半部闭合，使围岩尽早受到约束。总之，不论采用哪一种类型的支护，都必须根据工程实际情况及围岩变形状态而定。（"）衬砌结构及早闭合。膨胀土围岩隧道开挖后，围岩向内挤压变形一般是在四周同时发生，所以施工时要求隧道衬砌及早封闭。从理论上讲，拱部、边墙及仰拱宜整体完成，衬砌受力条件最好。但受施工条件的限制往往难以实现。因此，在灌筑拱圈部分时，应在上台阶的底部先设置临时混凝土仰拱或喷射混凝土作临时仰拱，以使拱圈在边墙、仰拱未完成前，自身形成临时封闭结构。然后当进行下部台阶施工时，再拆除临时仰拱，并尽快灌筑永久性仰拱。第三节黄土地段施工黄土在我国分布较广。黄河中游的河南西部、山西南部、陕西和甘肃的大部分地区为我国黄土和湿陷性黄土的主要分布区。这些地区的黄土分布厚度大、地层全而连续，发育—!$#!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范亦较典型。其他地区如河北、山东、内蒙和东北各地以及青海、新疆等地亦有所分布。一、黄土分类及其对隧道施工的影响黄土是在干燥气候条件下形成的一种具有褐黄、灰黄或黄褐等颜色，并有针状大孔、垂直节理发育的特殊性土。黄土按其形成的年代可分为，形成于下更新世!!的午城黄土和中更新世!"的离石黄土，称为老黄土。普遍覆盖在上述黄土上部及河谷阶地地带上更新世!#的马兰黄土及全新世!$%下部的次生黄土，称之为新黄土。此外，还有新近堆积黄土，为!%的最新堆积物，多为近几十年至近几百年形成的。根据其物理性质不同，按塑性指数（"&）的大小可分为，黄土质粘砂土（!’"&!(），黄土质砂粘土（(’"&!!(）及黄土质粘土（!(’"&）。黄土地层对隧道施工的影响主要是：（!）黄土节理：在红棕色或深褐色的古土壤黄土层，常具有各方向的构造节理，有的原生节理呈)型，成对出现，并有一定延续性。在隧道开挖时，土体容易顺着节理张松或剪断。如果这种地层位于坑道顶部，则极易产生“塌顶”。如果位于侧壁，则普遍出现侧壁掉土，若施工时处理不当，常会引起较大的坍塌。（"）黄土冲沟地段：隧道在黄土冲沟或塬边地段施工时，当隧道在较长的范围内沿着冲沟或塬边平行走向，而覆盖较薄或偏压很大的情况下，容易发生较大的坍塌或滑坡现象。（#）黄土溶洞与陷穴：黄土溶洞与陷穴，是黄土地区经常见到的不良地质现象，隧道若修建在其上方，则有基础下沉的危害。隧道若修建在其下方，常有发生冒顶的危险。隧道若修建在其邻侧，则有可能承受偏压。（%）水对黄土隧道施工的影响；在含有地下水的黄土层中修建隧道，由于黄土在干燥时很坚固，承压力也较高，施工可顺利进行。当其受水浸湿后，呈不同程度的湿陷性，会突然发生下沉现象，使开挖后的围岩迅速丧失自稳能力，如果支护措施满足不了变化后的情况，极容易造成坍塌。施工中洞内排水不良，洞内道路会形成泥泞难行，不论是无轨还是有轨运输都会给道路的维护、机械的使用与保养、隧道的铺底或仰拱施工作业等方面带来很大的困难。二、黄土隧道的施工方法（!）黄土隧道施工，应做好黄土中构造节理的产状与分布状况的调查。对因构造节理切割而形成的不稳定部位，在施工时加强支护措施，防止坍塌，以策安全施工。（"）施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回填、严治水、勤量测”的施工原则，—!+*"— 第八章隧道特殊地质地段施工技术紧凑施工工序，精心组织施工。（!）开挖方法宜采用短台阶法或分部开挖法（留核心法），初期支护应紧跟开挖面施作。（"）黄土围岩开挖后暴露时间过长，围岩周壁风化至内部，围岩体松弛加快，进而发生坍方。因此，宜采用复合式衬砌，开挖后以喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢支撑作初期支护，以形成严密的支护体系。必要时可采用超前锚杆、管棚支撑加固围岩。在初期支护基本稳定后，进行永久支护衬砌。衬砌背后回填要密实，尤其是拱顶回填。（#）做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，并妥善处理好陷穴、裂缝，以免地面积水浸蚀洞体周围，造成土体坍塌。在含有地下水的黄土层中施工时，洞内应施作良好的排水设施。水量较大时，应采用井点降水等法将地下水位降至隧道衬砌底部以下，以改善施工条件加快施工速度。在干燥无水的黄土层中施工，应管理好施工用水，不使废水漫流。三、黄土隧道施工的注意事项（$）施工中如发现工作面有失稳现象，应及时用喷射混凝土封闭、加设锚杆、架立钢支撑等加强支护。试验表明，在黄土隧道中喷射混凝土和砂浆锚杆作为施工临时支护效果良好。（%）施工时特别注意拱脚与墙脚处断面，如超挖过大，应用浆砌片石回填。如发现该处土体承载力不够，应立即采取相应措施进行加固。（!）黄土隧道施工，宜先作仰拱，如果不能先作仰拱时，可在开挖与灌筑仰拱前，为防止边墙向内位移，应加设横撑。（"）施工中如发现不安全因素时，应暂停开挖，加强临时支护，以便采取适应性的工序安排。第四节溶洞处理措施溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主，间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。溶洞是岩溶现象的一种。岩溶是指可溶性岩层，如石灰岩、白云岩、白云质灰岩、石膏、岩盐等，受水的化学和机械作用产生沟槽、裂缝和空洞以及由于空洞的顶部塌落使地表产生陷穴、洼地等类现象和作用。我国石灰岩分布极广，常会遇到溶洞。因此，在这些地区修建隧道，必须予以注意。一、溶洞的类型及对隧道施工的影响溶洞一般有死、活、干、湿、大、小几种。死、干、小的溶洞比较容易处理，而活、湿、大—$&#!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范的溶洞，处理方法则较为复杂。当隧道穿过可溶性岩层时，有的溶洞岩质破碎，容易发生坍塌。有的溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，使隧道基底难于处理。有时遇到填满饱含水份的充填物溶槽，当坑道掘进至其边缘时，含水充填物不断涌入坑道，难以遏止，甚至使地表开裂下沉，山体压力剧增。有时遇到大的水囊或暗河，岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道。有的溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广，处理十分困难。二、隧道遇到溶洞的处理措施（!）隧道通过岩溶区，应查明溶洞分布范围和类型，岩层的完整稳定程度、填充物和地下水情况，据以确定施工方法。对尚在发育或穿越暗河水囊等地质条件复杂的岩溶区，应查明情况审慎选定施工方案。对有可能发生突然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等，必须事先制定措施，确保施工安全。（"）隧道穿过岩溶区，如岩层比较完整、稳定，溶洞已停止发育，有比较坚实的填充，且地下水量小，可采用探孔或物探等方法，探明地质情况，如有变化便于采取相应的措施。如溶洞尚在发育或穿越暗河水囊等岩溶区时，则必须探明地下水量大小、水流方向等，先要解决施工中的排水问题，一般可采用平行导坑的施工方案，以超前钻探方法，向前掘进。当出现大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情况时，平导可作为泄水通道，正洞堵塞时也可利用平导在前方开辟掘进工作面，不致正洞停工。（#）岩溶地段隧道常用处理溶洞的方法，有“引、堵、越、绕”四种。!引遇到暗河或溶洞有水流时，宜排不宜堵。应在查明水源流向及其与隧道位置的关系后，用暗管、涵洞、小桥等设施渲泄水流或开凿泄水洞将水排除洞外（图$%&%!）。当岩溶水流的位置在隧道顶部或高于隧道顶部时，应在适当距离处，开凿引水斜洞（或引水槽）将水位降低到隧底标高以下，再行引排。当隧道设有平行导坑时，可将水引入平行导坑排出。图$%&%!桥涵渲泄水流示意图—!&(’— 第八章隧道特殊地质地段施工技术!堵对已停止发育、跨径较小，无水的溶洞，可根据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭；或加深边墙基础，加固隧道底部（图!"#"$）。当隧道拱顶部有空溶洞时，可视溶洞的岩石破碎程度在溶洞顶部采用锚杆或锚喷网加固，必要时可考虑注浆加固并加设隧道护拱及拱顶回填进行处理（图!"#"%）。图!"#"$溶洞堵填示意图图!"#"%喷锚加固与护拱示意图"越当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞，可加深该侧的边墙基础通过（图!"#"&）。隧道底部遇有较大溶洞并有流水时，可在隧道底部以下砌筑圬工支墙，支承隧道结构，并在支墙内套设涵管引排溶洞水（图!"#"’）。隧道边墙部位遇到较大、较深的溶洞，不宜加深边墙基础时，可在边墙部位或隧底以下筑拱跨过（图!"#"!）。当隧道中部及底部遇有深狭的溶洞时，可加强两边墙基础，并根据情况设置桥台架梁通过（图!"#"(）。隧道穿过大溶洞，情况较为复杂时，可根据情况，采用边墙梁、行车梁等，由设计单位负责特殊设计后施工。#绕在岩溶区施工，个别溶洞处理耗时且困难时，可采取迂回导坑绕过溶洞，继续进行隧道前方施工，并同时处理溶洞，以节省时间，加快施工进度。绕行开挖时，应防止洞壁失稳。—)#’’— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"$加深边墙基础示意图图!"#"%支墙内套设函管示意图图!"#"!筑拱跨过示意图三、溶洞地段隧道施工的注意事项（&）当施工达到溶洞边缘，各工序应紧密衔接，支护和衬砌赶前。同时应利用探孔或物探作超前预报，设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况，据以制定施工处理方案及安全措施。—&#%!— 第八章隧道特殊地质地段施工技术图!"#"$架梁跨过示意图（%）施工中注意检查溶洞顶部，及时处理危石。当溶洞较大较高且顶部破碎时，应先喷射混凝土加固，再在靠近溶洞顶部附近打人锚杆，并应设置施工防护架或钢筋防护网。（&）在溶蚀地段的爆破作业应尽量做到多打眼、打浅眼，并控制爆破药量减少对围岩的扰动。防止在一次爆破后溶洞内的填充物突然大量涌入隧道，或溶洞水突然袭击隧道，造成严重损失。（’）在溶洞充填体中掘进，如充填物松软，可用超前支护施工。如充填物为极松散的砾石、块石堆积或流塑状粘土及砂粘土等可于开挖前采用地表注浆、洞内注浆或地表和洞内注浆相结合加固。如遇颗粒细、含水量大的流塑状土壤，可采用劈裂注浆技术，注入水泥浆或水泥水玻璃双液浆进行加固。（(）溶洞未做出处理方案前，不要将弃渣随意倾填于溶洞中。因弃渣覆盖了溶洞，不但不能了解其真实情况，反而会造成更多困难。第五节坍方施工隧道开挖时，导致坍方的原因有多种，概括起来可归结为：一是自然因素，即地质状态、受力状态、地下水变化等；二是人为因素，即不适当的设计，或不适当的施工作业方法等。由于坍方往往会给施工带来很大困难和很大经济损失。因此，需要尽量注意排除会导致坍方的各种因素，尽可能避免坍方的发生。一、发生坍方的主要原因（一）不良地质及水文地质条件（)）隧道穿过断层及其破碎带，或在薄层岩体的小曲褶、错动发育地段，一经开挖，—)#($— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范潜在应力释放快、围岩失稳，小则引起围岩掉块、坍落，大则引起坍方。当通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌。在软弱结构面发育或泥质充填物过多，均易产生较大的坍塌。（!）隧道穿越地层覆盖过薄地段，如在沿河傍山、偏压地段、沟谷凹地浅埋和丘陵浅埋地段极易发生坍方。（"）水是造成坍方的重要原因之一。地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍落。岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体，在地下水的作用下，软弱面的强度大为降低，因而发生滑坍。（二）隧道设计考虑不周（#）隧道选定位置时，地质调查不细，未能作详细的分析，或未能查明可能坍方的因素。没有绕开可以绕避的不良地质地段。（!）缺乏较详细的隧道所处位置的地质及水文地质资料，引起施工指导或施工方案的失误。（三）施工方法和措施不当（#）施工方法与地质条件不相适应；地质条件发生变化，没有及时改变施工方法；工序间距安排不当；施工支护不及时，支撑架立不合要求，或抽换不当“先拆后支”；地层暴露过久，引起围岩松动、风化，导致坍方。（!）喷锚支护不及时，喷射混凝土的质量、厚度不符合要求。（"）按新奥法施工的隧道，没有按规定进行量测，或信息反馈不及时，决策失误、措施不力。（$）围岩爆破用药量过多，因震动引起坍塌。（%）对危石检查不重视、不及时，处理危石措施不当，引起岩层坍塌。二、预防坍方的施工措施（#）隧道施工预防坍方，选择安全合理的施工方法和措施至关重要。在掘进到地质不良围岩破碎地段，应采取“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”的施工方法。必须制订出切实可行的施工方案及安全措施。（!）加强坍方的预测。为了保证施工作业安全，及时发现坍方的可能性及征兆，并根据不同情况采用不同的施工方法及控制坍方的措施，需要在施工阶段进行坍方预测。预测坍方常用的几种方法：!观察法&’在掘进工作面采用探孔对地质情况或水文情况进行探察，同时对掘进工作面应—#(%(— 第八章隧道特殊地质地段施工技术进行地质素描，分析判断掘进前方有无可能发生坍方的超前预测。!"定期和不定期地观察洞内围岩的受力及变形状态；检查支护结构是否发生了较大的变形；观察是否岩层的层理、节理裂隙变大，坑顶或坑壁松动掉块；喷射混凝土是否发生脱落；以及地表是否下沉等。!一般量测法按时量测观测点的位移、应力，测得数据进行分析研究，及时发现不正常的受力、位移状态及有可能导致坍方的情况。"微地震学测量法和声学测量法前者采用地震测量原理制成的灵敏的专用仪器；后者通过测量岩石的声波分析确定岩石的受力状态，并预测坍方。通过上述预测坍方的方法，发现征兆应高度重视及时分析，采取有力措施处理隐患，防患于未然。（#）加强初期支护，控制坍方：当开挖出工作面后，应及时有效地完成喷锚支护或喷锚网联合支护，并应考虑采用早强喷射混凝土、早强锚杆和钢支撑支护措施等。这对防止局部坍塌，提高隧道整体稳定性具有重要的作用。三、隧道坍方的处理措施（$）隧道发生坍方，应及时迅速处理。处理时必须详细观测坍方范围、形状、坍穴的地质构造，查明坍方发生的原因和地下水活动情况，经认真分析，制定处理方案。（%）处理坍方应先加固未坍塌地段，防止继续发展。并可按下列方法进行处理：#小坍方，纵向延伸不长、坍穴不高，首先加固坍体两端洞身，并抓紧喷射混凝土或采用锚喷联合支护封闭坍穴顶部和侧部，再进行清渣。在确保安全的前提下，也可在坍渣上架设临时支架，稳定顶部，然后清渣。临时支架待灌筑衬砌混凝土达到要求强度后方可拆除。!大坍方，坍穴高、坍渣数量大，坍渣体完全堵住洞身时，宜采取先护后挖的方法。在查清坍穴规模大小和穴顶位置后，可采用管棚法和注浆固结法稳固围岩体和渣体，待其基本稳定后，按先上部后下部的顺序清除渣体，采取短进尺、弱爆破、早封闭的原则挖坍体，并尽快完成衬砌（图&’(’(）。"坍方冒顶，在清渣前应支护陷穴口，地层极差时，在陷穴口附近地面打设地表锚杆，洞内可采用管棚支护和钢架支撑。$洞口坍方，一般易坍至地表，可采取暗洞明作的办法。（#）处理坍方的同时，应加强防排水工作。坍方往往与地下水活动有关，治坍应先治水。防止地表水渗入坍体或地下，引截地下水防止渗入坍方地段，以免坍方扩大。具体措施：—$(*)— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范图!"#"#大规模坍方处理实例示意图$"第一次注浆；%"第二次注浆；&"第三次注浆；’"管棚；("坍线；!"坍体；)"初期支护；#"注浆孔；*"混凝土封堵墙!地表沉陷和裂缝，用不透水土壤夯填紧密，开挖截水沟，防止地表水渗入坍体。"坍方通顶时，应在陷穴口地表四周挖沟排水，并设雨棚遮盖穴顶。陷穴口回填应高出地面并用粘土或圬工封口，做好排水。#坍体内有地下水活动时，应用管槽引至排水沟排出。防止坍方扩大。（’）坍方地段的衬砌，应视坍穴大小和地质情况予以加强。衬砌背后与坍穴洞孔周壁间必须紧密支撑。当坍穴较小时，可用浆砌片石或干砌片石浆坍穴填满；当坍穴较大时，可先用浆砌片石回填一定厚度，其以上空间应采用钢支撑等顶住稳定围岩；特大坍穴应作特殊处理。（(）采用新奥法施工的隧道或有条件的隧道，坍方后要加设量测点，增加量测频率，根据量测信息及时研究对策。浅埋隧道，要进行地表下沉测量。第六节松散地层施工松散地层结构松散，胶结性弱，稳定性差，在施工中极易发生坍塌。如极度风化破碎已失岩性的松散体；漂卵石地层、砂夹砾石和含有少量粘土的土壤以及无胶结松散的干沙等。隧道穿过这类地层，应减少对围岩的扰动，一般采取先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭的施工原则，必要时可采用超前注浆改良地层和控制地下水等措施。下面简述几种主要施工方法：一、超前支护隧道开挖前，先向围岩内打入钎、管、板等构件，用以预先支护围岩，防止坑道掘进—$#!+— 第八章隧道特殊地质地段施工技术时岩体发生坍塌。（!）超前锚杆或超前小钢管：采用这种方法是爆破前，将超前锚杆或小钢管打入掘进前方稳定的岩层内。末端支撑在拱部围岩内的悬吊锚杆或格栅拱支撑上。使其起到支护掘进进尺范围内拱部上方，有效地约束围岩在爆破后的一定时间内不发生松弛坍塌。超前锚杆宜采用早强型砂浆锚杆，以尽早发挥超前支护作用。（"）超前管棚法：此法适用于围岩为砂粘土、粘砂土、亚粘土、粉砂、细砂、砂夹卵石夹粘土等非常散软、破碎的土壤，钻孔后极易塌孔的地层。在采用此法时，管棚长度应按地质情况选用，但应保证开挖后管棚有足够的超前长度。为增加管棚刚度，可在钢管内灌入混凝土或设置钢筋笼，注入水泥砂浆。于是在地层中建立起一个临时承载棚，在其防护下施工。二、超前小导管预注浆超前小导管预注浆是沿开挖外轮廓线，以一定角度打入管壁带孔的小导管，并以一定压力向管内压注水泥或化学浆液的措施。它既能将洞周围岩体预加固，又能起超前预支护作用。此法适用于自稳时间很短的砂层、砂卵（砾）石层等松散地层施工。三、降水、堵水在松散地层中含水，对隧道施工的危害极大。排除施工部位的地下水，有利于施工。降水、堵水的方法较多，如降水可在洞内或辅助坑道内井点降水。在埋深较浅的隧道中，可用深井泵降水，在洞外地面隧道两侧布点进行。在地下水丰富，而且排水条件或排水费用太高，经过技术、经济比选，可采用注浆堵水措施。注浆堵水又分地面预注浆和洞内开挖工作面预注浆。二者采用哪种方法，应根据隧道埋深、工程地质和水文地质情况；钻孔和压浆设备能力；以及技术、经济、工期等方面进行综合分析后采用。第七节流沙流沙是沙土或粉质粘土在水的作用下丧失其内聚力后形成的，多呈糊浆状，对隧道施工危害极大。由于流沙可引起围岩失稳坍塌，支护结构变形，甚至倒塌破坏。因此，治理流沙必先治水，以减少沙层的含水量为主。宜采取以下措施进行治理：一、加强调查，制订方案：施工中应调查流沙特性、规模，了解地质构成、贯人度、相—!$#!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范对密度、粒径分布、塑性指数、地层承载力、滞水层分布、地下水压力和透水系数等，并制订出切实可行的治理方案。二、因地制宜，综合治水：隧道通过流沙地段，处理地下水的问题，是解决隧道流沙、流泥施工难题中的首要关键技术。施工时，因地制宜，采用“防、截、排、堵”的治理方法。（!）防———建立地表沟槽导排系统及仰坡地表局部防渗处理，防止降雨和地表水下渗。（"）截———在正洞之外水源一侧，采用深井降水，将储藏丰富构造裂隙水，通过深井抽水排走，减少正洞的静水和动水压力，对地下水起到拦截作用。（#）排———有条件的隧道在正洞水源下游一侧开挖一条洞底低于正洞仰拱的泄水洞，用以降排正洞的地下水，或采用水平超前钻孔真空负压抽水的办法，排除正洞的地下水。（$）堵———采用注浆方法充填裂隙，形成止水惟幕，减少或堵塞渗水通道。以上几种施工方法，应根据工程地质、水文地质条件和地下水的性质、类型、赋存部位以及工期要求和经济效益等因素综合分析，合理选用。三、先护后挖，加强支护：开挖时必须采取自上而下分部进行，先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭，遇缝必堵，严防沙粒从支撑缝隙中逸出。也可采用超前注浆，以改善围岩结构，用水泥浆或水泥水玻璃为主的注浆材料注入或用化学药液注浆加固地层，然后开挖。在施工中应观测支撑和衬砌的实际沉落量的变化，及时调整预留量。架立支撑时应设底梁并纵横、上下连接牢固，以防箱架断裂倾倒。拱架应加强刚度，架立时设置底梁并垫平楔紧，拱脚下垫铺牢固。支撑背面用木板或槽型钢板遮挡，严防流沙从支撑间逸出。在流沙逸出口附近较干燥围岩处，应尽快打入锚杆或施作喷射混凝土，加固围岩，防止逸出扩大。四、尽早衬砌，封闭成环：流沙地段，拱部和边墙衬砌混凝土的灌筑应尽量缩短时间，尽快与仰拱形成封闭环。这样，即使围岩中出现流沙也不会对洞身衬砌造成破坏。第八节岩爆埋藏较深的隧道工程，在高应力、脆性岩体中，由于施工爆破扰动原岩，岩体受到破坏，使掌子面附近的岩体突然释放出潜能，产生脆性破坏，这时围岩表面发生爆裂声，随之有大小不等的片状岩块弹射剥落出来，这种现象称之岩爆。岩爆有时频繁出现，有时甚至会延续一段时间后才逐渐消失。岩爆不仅直接威胁作业人员与施工设备的安全，而且严重地影响施工进度，增加工程造价。—!&%"— 第八章隧道特殊地质地段施工技术一、隧道内岩爆的特点（!）岩爆在未发生前并无明显的预兆（虽然经过仔细找顶并无空响声）。一般认为不会掉落石块的地方，也会突然发生岩石爆裂声响，石块有时应声而下，有时暂不坠落。这与塌顶和侧壁坍塌现象有明显的区别。（"）岩爆时，岩块自洞壁围岩母体弹射出来，一般呈中厚边薄的不规则片状，块度大小多呈几厘米长宽的薄片，个别达几十厘米长宽。严重时，上吨重的岩石从拱部弹落，造成岩爆性坍方。（#）岩爆发生的地点，多在新开挖工作面及其附近，个别的也有距新开挖工作面较远处。岩爆发生的频率随暴露后的时间延长而降低。一般岩爆发生在!$天之内，但是也有滞后一个月甚至数月还有发生岩爆。二、岩爆产生的主要条件国内外的专家研究结果表明，地层的岩性条件和地应力的大小是产生岩爆与否的两个决定性因素。从能量的观点来看，岩爆的形成过程是岩体中的能量从储存到释放直至最终使岩体破坏而脱离母岩的过程。因此，岩爆是否发生及其表现形式就主要取决于岩体中是否储存了足够的能量，是否具有释放能量的条件及能量释放的方式等。三、岩爆的防治措施岩爆产生的前提条件取决于围岩的应力状态与围岩的岩性条件。在施工中控制和改变这两个因素就可能防止或延缓岩爆的发生。因此，防治岩爆发生的措施主要有二：一是强化围岩，二是弱化围岩。强化围岩的措施很多，如喷射混凝土或喷钢纤维混凝土、锚杆加固、锚喷支护、锚喷网联合、钢支撑网喷联合，紧跟混凝土衬砌等。这些措施的出发点是给围岩一定的径向约束，使围岩的应力状态较快地从平面转向三维应力状态，以达到延缓或抑制岩爆发生的目的。弱化围岩的主要措施是注水、超前预裂爆破、排孔法、切缝法等。注水的目的是改变岩石的物理力学性质，降低岩石的脆性和储存能量的能力。后三者的目的是解除能量，使能量向有利的方向转化和释放。据文献介绍，切缝法和排孔法能将能量向深层转移。围岩内的应力，特别是在切缝或排孔附近周边的切向应力显著降低。同时，围岩内所积蓄的弹性应变能也得以大幅度地释放，因而，可有效地防治岩爆。—!%$#— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范四、岩爆地段隧道施工的注意事项（!）如设有平行导坑，则平导应掘进超前正洞一定距离，以了解地质，分析可能发生岩爆的地段，为正洞施工达到相应地段时加强防治，采取必要措施。（"）爆破应选用预先释放部分能量的方法，如超前预裂爆破法、切缝法和排孔法等，先期将岩层的原始应力释放一些，以减少岩爆的发生。爆破应严格控制用药量，以尽可能减少爆破对围岩的影响。（#）根据岩爆发生的频率和规模情况，必要时应考虑缩短爆破循环进尺。初期支护和衬砌要紧跟开挖面，以尽可能减少岩层的暴露面和暴露时间，防止岩爆的发生。（$）岩爆引起坍方时，应迅速将人员和机械撤到安全地段；采用摩擦型锚杆进行支护，增大初锚固力；采用钢纤维喷射混凝土，抑制开挖面围岩的剥落；采取挂钢筋网或用钢支撑加固；充分作好岩爆现象观察记录；采用声波探测预报岩爆工作。第九节高地温地段施工措施隧道通过高温、高热地段，会给施工带来困难。一般在火山地带的地区修建隧道或地下工程会遇到比较高温高热的情况，如日本某地的发电厂工程的隧道，其围岩温度高达!%&’。更甚者，在高温隧道中发生过施工人员由于地层喷出热水或硫化氢等有害气体，而烫伤或中毒。一、高地温的热源地热的形成按热源分类，可分为三大类：即地球的地幔对流；火山岩浆集中处的热及放射性元素的裂变热成为热源。其中，对隧道工程造成施工影响的，主要是火山的热源和放射性元素的裂变热源。（!）火山热的热源：由于火山供给的热是地下的岩浆集中处的热能而产生热水，这种热水（泉水）成为热源又将热供给周围的岩层。当隧道或地下工程穿过这种岩层，就有发生高温、高热的现象。（"）放射性元素的裂变热的热源：根据日本文献介绍，由于地壳内岩石中含有放射性物质，其裂变热产生地温，地下增温率以所处的深度不同而异，其平均值为#’(!))*。东京大学院内测定的实例表明，该处地下增温率为"+"’(!))*。假定地表温度为!&’，地下增温率以#’(!))*计，覆盖层厚!)))*深处的地温而成为$&’。日本某—!-,$— 第八章隧道特殊地质地段施工技术地质调查所对!"处深层热水地区调查的结果，在平原地区认为不受火山热源的影响，其地下#"""$深处的地下温度为%&’()!%’。这说明如果覆盖层很厚即使没有火山热源供给也有发生高温、高热问题的可能性。二、高地温地段隧道施工的措施（)）为保证隧道施工人员进行正常的安全生产，我国有关部对隧道施工作业环境的卫生标准都有规定。如铁道部规定，隧道内气温不得超过#*’；交通部规定，隧道内气温不宜高于!"’。国外的资料介绍，日本规定隧道内温度低于!&’。（#）为达到规定的标准，在施工中一般采取通风和洒水及通风与洒水相结合的措施。地温较高时，可采用大型通风设备予以降温。地温很高时，在正洞开挖工作面前方的一段距离，利用平导超前钻探，如有热水涌出，可在平导内增建降水、排水设施和排水钻孔，以降低正洞的水位。如正洞施工中仍有热水涌出时，可采用水玻璃水泥系药液注浆，以发挥截水及稳定围岩的作用。（!）高温地段的衬砌混凝土：在高温（如&"’高温）的岩体及喷混凝土上浇筑二次衬砌混凝土时，即使厚度再薄，水化热也不易逸出。由于混凝土里面和表面的温差，在早龄期有可能存在裂缝。因此，对二次混凝土衬砌防止裂缝，应采取下述措施：!为了防止高温时的强度降低，应选定合适的水灰比，并考虑到对温泉水的耐久性，宜采用高炉矿渣水泥（分离粉碎型水泥）。混凝土配合比和掺合剂应作试验优选。"在防水板和混凝土衬砌之间设置隔热材料，可隔断从岩体传播来的热量，使混凝土内的温度应力降低。#把一般衬砌混凝土的浇筑长度适当缩短。$用防水板和无纺布组合成缓冲材料，由于与喷混凝土隔离，因此，混凝土衬砌的收缩可不受到约束。%适当设置裂缝诱发缝，一般在两拱角延长方向设置。（+）中暑症的防治措施；在高温条件下施工除采用降温措施外，还应注意中暑症的防治工作。中暑症可分为热痉挛症、热虚脱症和热射症三种类型，其症状及处置如下：!热痉挛：由于出汗过多，体内的水分、盐类丧失而引起。其症状为在作业中和作业后，发作性肌肉痉挛和疼痛。对此症应采取充分地摄取水和盐类予以缓解症状。"热虚脱：由于循环系统失调而引起。其主要症状为血压降低、速脉、水脉、头晕、头痛、呕吐、皮肤苍白、体温轻度上升。采取的措施是，循环器官有异常的人员严禁参加施工。对有症状者增加补水次数，并在阴凉处静卧休息。#热射症：由于体温调节中枢失调，体温上升。症状为：体温高、兴奋、乏力和皮肤干燥等。采取的措施，对高温不适应者应避免在洞内作重体力劳动。在高温施工地段采用冷水喷雾等方法降温，必要时对患者可采取医疗急救处置。—)*%,— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（!）合理安排高温作业时间：根据坑道内的高温程度、劳动强度和劳动效率，确定劳动工时，以策施工人员的健康和安全。（"）加强健康管理：有高血压、心脏病的患者，由于高温作业有引起症状恶化之虞；疲劳、空腹、睡眠不足、酒醉等容易诱发中暑症，对此类人员应禁止参加劳动。在高温作业时，易发生维生素、水分、盐类的不足，对此需进行充分的补充。为恢复疲劳，在适温适湿的环境下休息，或充分地进行卧床休息。第十节瓦斯地层瓦斯是地下坑道内有害气体的总称，其成分以沼气（甲烷#$%）为主，一般习惯即称沼气为瓦斯。当隧道穿过煤层、油页岩或含沥青等岩层，或从其附近通过而围岩破碎、节理发育时，可能会遇到瓦斯。如果洞内空气中瓦斯浓度已达到爆炸限度与火源接触，就会引起爆炸，对隧道施工会带来很大的危害和损失。所以，在有瓦斯的地层中修建隧道，必须采取相应措施，才能安全顺利施工。一、瓦斯的性质（&）瓦斯（沼气）为无色、无臭、无味的气体，与碳化氢或硫化氢混合在一起，发生类似苹果的香味，由于空气中瓦斯浓度增加，氧气相应减少，很容易使人窒息或发生死亡事故。（’）瓦斯比重为()!!%，仅占空气一半，所以在隧道内，瓦斯容易存在坑道顶部，其扩散速度比空气大&)"倍，很容易透过裂隙发达、结构松散的岩层。（*）瓦斯不能自燃，但极易燃烧，其燃烧的火焰颜色，随瓦斯浓度的增大而变淡，空气中含有少量瓦斯时火焰呈兰色，浓度达!+左右时，火焰呈淡青色。二、瓦斯的燃烧和爆炸性当坑道中的瓦斯，浓度小于!+遇到火源时，瓦斯只是在火源附近燃烧而不会爆炸；瓦斯浓度在!+,"+到&%+,&"+时，遇到火源具有爆炸性；瓦斯浓度大于&%+,&"+时，一般不爆炸，但遇火能平静地燃烧，瓦斯浓度爆炸界限见表"-.-&。—&.""— 第八章隧道特殊地质地段施工技术表!"#"$瓦斯浓度爆炸界限瓦斯浓度（%）爆炸界限&’!瓦斯爆炸下界限$(’$!瓦斯爆炸上界限)*&爆炸最强烈#*+最易点燃低于&*+不爆炸，与火焰接触部分燃烧大于$(’$!瓦斯燃烧时，遇到障碍而受压缩，即能转燃烧为爆炸。爆炸时能发生高温，封闭状态的爆炸（即容积为常数），温度可达,$&+-’,!&+-，能向四周自由扩张时的爆炸（即压力为常数），温度可达$#&+-。坑道中发生瓦斯爆炸后，坑道中完全无氧，而充满氮气、二氧化碳及一氧化碳气。这些有害气体很快传布到邻近的坑道和工作面，凡是来不及躲避的人，都会遭到中毒窒息，甚至死亡。瓦斯爆炸时，爆炸波运动造成暴风在前，火焰在后，暴风遇到积存瓦斯，使它先受到压力，然后火焰点燃发生爆炸。第二次瓦斯受到的压力比原来的压力大，因此爆炸后的破坏力也更剧烈。三、瓦斯放出的类型从岩层中放出瓦斯，可分为三种类型：（$）瓦斯的渗出：它是缓慢地、均匀地、不停地从煤层或岩层的暴露面的空隙中渗出，延续时间很久，有时带有一种嘶音。（,）瓦斯的喷出：比上述渗出强烈，从煤层或岩层裂缝或孔洞中放出，喷出的时间有长有短，通常有较大的响声和压力。（.）瓦斯的突出：在短时间内，从煤层或岩层中，突然猛烈地喷出大量瓦斯，喷出的时间，可能从几分钟到几小时，喷出时常有巨大轰响，并夹有煤块或岩石。以上三种瓦斯放出形式，以第一种放出的瓦斯量为大。四、防止瓦斯事故的措施（$）隧道穿过瓦斯溢出地段，应预先确定瓦斯探测方法，并制订瓦斯稀释措施、防爆措施和紧急救援措施等。（,）隧道通过瓦斯地区的施工方法，宜采用全断面开挖，因其工序简单、面积大、通风好，随掘进随衬砌，能够很快缩短煤层的瓦斯放出时间和缩小围岩暴露面，有利于排—$#!/— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范除瓦斯。上下导坑法开挖，因工序多，岩层暴露的总面积多，成洞时间长，洞内各工序交错分散，易使瓦斯分处积滞浓度不匀。采用这种施工方法，要求工序间距离尽量缩短，尽快衬砌封闭瓦斯地段，并保证混凝土的密实性，以防瓦斯溢出。（!）加强通风是防止瓦斯爆炸最有效的办法。把空气中的瓦斯浓度吹淡到爆炸浓度以下的"#$%"#"&，将其排出洞外，有瓦斯的坑道，决不允许用自然通风，必须采用机械通风。通风设备必须防止漏风，并配备备用的通风机，一旦原有通风机发生故障时，备用机械能立即供风。保证工作面空气内的瓦斯浓度在允许限度内。当通风机发生故障或停止运转时，洞内工作人员应撤离到新鲜空气地区，直至通风恢复正常，才准许进入工作面继续工作。（’）洞内空气中允许的瓦斯浓度应控制在下述规定以下：!洞内总回风风流中小于&()$*。"从其他工作面进来的风流中小于&($*。#掘进工作面+*以下。$工作面装药爆破前"*以下。如瓦斯浓度超过上述规定，工作人员必须立即撤到符合规定的地段，并切断电源。（$）开挖工作面风流中和电动机附近+&,以内风流中瓦斯浓度达到"($*时，必须停工、停机，撤出人员，切断电源，进行处理。开挖工作面内，局部积聚的瓦斯浓度达到+*时，附近+&,内，必须停止工作，切断电源，进行处理。因瓦斯浓度超过规定而切断电源的电气设备，都必须在瓦斯浓度降到"*以下时，方可开动机器。（-）瓦斯隧道必须加强通风，防止瓦斯积聚。由于停电或检修，使主要通风机停止运转，必须有恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施。恢复正常通风后，所有受到停风影响的地段，必须经过监测人员检查，确认无危险后方可恢复工作。所有安装电动机和开关地点的+&,范围内，必须检查瓦斯，符合规定后才可启动机器。局部通风机停止运转，在恢复通风前，亦必须检查瓦斯，符合规定方可开动局部风机，恢复正常通风。（)）如开挖进入煤层，瓦斯排放量较大，使用一般的通风手段难以稀释到安全标准时，可使用超前周边全封闭预注浆。在开挖前沿掌子面拱部、边墙、底部轮廓线轴向辐射状布孔注浆，形成一个全封闭截堵瓦斯的帷幕。特别对煤层垂直方向和断层地带进行阻截注浆，其效果会更佳。开挖后要及时进行喷锚支护，并保证其厚度，以免漏气和防止围岩的失稳。（.）采用防爆设施!遵守电器设备及其他设备的保安规则，避免发生电火，瓦斯散发区段，使用防爆安全型的电器设备，洞内运转机械须具有防爆性能，避免运转时发生高温火花。—".-.— 第八章隧道特殊地质地段施工技术!凿岩时用湿式钻岩，防止钻头发生火花，洞内操作时，防止金属与坚石撞击、摩擦发生火花。"爆破作业，使用安全炸药及毫秒电雷管，采用毫秒雷管时，最后一段的延期时间不得超过!"#$%。爆破电闸应安装在新鲜风流中，并与开挖面保持&##$左右距离。#洞内只准用电缆，不准使用皮线。使用防爆灯或蓄电池灯照明。$铲装石渣前必须将石渣浇湿，防止金属器械摩擦和撞击发生火花。五、严格执行有关制度（!）瓦斯检查制度：指定专人、定时和经常进行检查，测量风流和瓦斯含量，严格执行瓦斯允许浓度的规定。瓦斯检查手段可采用瓦斯遥测装置、定点报警仪和手持式光波干涉仪。随时发现异常情况，应及时报告技术主管负责人，采取措施进行处理。（&）洞内严禁使用明火，严禁将火柴、打火机、手电筒及其他易燃品带入洞内。（"）进洞人员必须经过瓦斯知识和防止瓦斯爆炸的安全教育。抢救人员未经专门培训不准在瓦斯爆炸后进洞抢救。（’）瓦斯检查人员必须挑选工作认真负责、有一定业务能力、经过专业培训、考试合格者，方可进行监测工作。以上仅介绍了瓦斯隧道施工的几项主要制度，施工时要按照瓦斯防爆的技术安全规则与有关制度严格执行。—!*)(— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范第九章隧道施工风水电作业及通风防尘在隧道施工中，开挖、支撑与衬砌等称为基本作业。为了确保基本作业各工序的顺利进行，为其提供必要的施工条件和直接服务的其他作业，称为辅助作业。其内容包括：供风和供水、供电与照明、压缩空气供应以及施工通风、防尘、防有害气体等。第一节隧道施工供风和供水一、隧道施工压缩空气供应在隧道施工中，以压缩空气为动力的风动机具主要有：凿岩机、风钻台车、装渣机、喷射混凝土机具、锻钎机、压浆机等。要保证这些风动机具的正常工作，需有足够的压缩空气供应，即要有足够的风量和风压供应给各个风动机具，同时还应尽量减少压缩空气在管路输送过程中的风压和风量损失，以达到既能保证风动机具进行正常工作，又能达到降低消耗、节约能源、降低成本及保证施工质量的目的。（一）空压机站供风能力压缩空气由空气压缩机生产供应。空气压缩机有内燃及电动等类型，空压机通常集中安设在洞口附近，称为空压机站。空压机站的供风能力!值，取决于由储气筒到风动机具设备沿途的损失、各风动机具有耗风量、以及风动机具的同时工作系数和备用系数，即：空压机站的生产能力（或供风能力）!可用式（!"#"$）计算：!%（$&"备）（!#"&#漏）"’（!"#"$）式中："———同时工作系数，见表!"#"$；—$*)(— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘!备———空压机的备用系数，一般要用!"#$%&#；(!"———风动机具所需风量，’)’*+（，可查阅风动机具性能表）；"漏———管路及附件的漏耗损失，其值为：("漏,#·!$，’)’*+；!’———空压机所处海拨高度对空压机生产能力的影响系数见表-.%./；其中：#———每公里漏风量，平均为01"’(()’*+$/1&’)’*+；$———管路总长（2’）。表-.%.0同时工作系数!机具类型凿岩机装渣机锻钎机同时工作0$0&00$(&0$/($30$/($3台数!01&&$&14"&14"$&1!"01&&$&1!"&1!&$&1"&01&&$&1!"&1-"$&1"&表-.%./海拨高度影响系数!’海拨高度&(&"-0&%030/0%0"/304/%/0(3/3(4/!3((&34(-"43"!/（’）!’01&&01&(01&!010&0103010!01/&01/(01/-01/%01(/01(!013(空气压缩机站设在洞口附近，主要是为了减少洞外管路长度，以免风压损失过多。为充分发挥设备潜力，应综合考虑电动、内燃空气压缩机的优缺点，合理配备使用。一般对于0&&&’以下隧道，宜以内燃空气压缩机为主；对于0&&&’以上隧道宜以电动空气压缩机为主。空压机站处要求空气洁净，通风良好，地基稳固且便于设备搬运等。（二）高压风管道安装使用01高压风管内径选择隧道开挖面工作风压，应不小于&1"567。空气压缩机产生的压缩空气的压力一般为&1!$&14567左右。为保证风动机具有的风压，要求钢风管终端的风压不得小于&1-567，这样通过胶皮管输送至风动机具的工作风压才不小于&1"567。压缩空气在输送过程中，由于管壁摩擦、接头、阀门等产生沿程阻力，使其压力减少，一般称为风压力损失。钢管的风压力损失!%可由式-.%./计算。—04!0— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范""$&’!!!"··##$%（()*）（’&+&"）#"%式中："———摩阻系数，见表’&+&,；"———输送高压风管管路长度（包括配件当量长度，见表’&+&-）（.）；#———送风管径（.）；"；%———重力加速度，%!+/0$.12,；温度#———压缩空气的容重，在大气压下，温度为%3时，空气容重为$"/+%41."6,,为&3时，其容重为#5!$"/+#（41.），此时，压力为!的压缩空气的"6,75#（5!7%/$）,容重#应为#!（41.），!为空气压缩机生产的压缩空气的压%/$力，由空压机性能可知，单位为()*；$———压缩空气在风管中的速度（.12），根据风量和风管面积可求得。以上计算的风压力损失值若过大，则应选用较大管径#值的风管，以达到减少压力损失值，使钢管末端风压不得小于%/’()*。表’&+&,风管摩阻系数"值!!!风管内径（..）"风管内径（..）"!!!8%%/%,6$$8%%/%"’-!!!68%/%,"-"%%%/%"-8!!!$%%%/%"+0"8%%/%",-!!!$"8%/%"0",%%%/%""$表’&+&-配件折合成管路长度钢管内径钢管内径（..）（..）折合长度折合长度"88%68$%%$8%"%%,%%"88%68$%%$8%"%%,%%）.（（.）配件名称配件名称球心阀’/%$8/%"8/%,8/%’%/%08/%-89弯头%/"%/-%/6$/%$/6"/--/%闸门阀%/,%/6$/$$/8"/8,/8’/%+%9弯头%/+$/0,/"-/86/6$%/0$0/%丁字管"/%-/%6/%$%/%$6/%"-/%-%/%$,89弯头$/-"/0-/+6/%$"/%$’/0"0/%异径管%/8$/%$/6"/8-/%’/%$%/%逆止阀,/"6/8$"/8$0/%,%/%胶皮风管连接钢管与风动机具，由于其压力损失较大，一般应尽量缩短其长度，从而保证压缩空气的工作气压小于%/8()*。胶皮管的压力损失值见表’&+&8。—$06"— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘表!"#"$压缩空气通过胶皮风管的压力损失（%&’）胶管内径胶管长度（(）通过风量（()*(+,）（((）$-.-$/./$*.-#.0..1.0.-1.0./..0.*$.0.2..0.$$/0$/$.0..2.0..1.0.-*.0.-3.0./-.0.*.-#.0.-..0./..0.*..0.$..0.!..0.3$*/$.0..!.0.-/.0.-1.0./2.0.2..0.2$-#.0./..0.2..0.$$.0.1..0-...0--.2/$.0.-..0./$.0.2..0.$..0.!..0.3$-..0../.0..2.0..!.0..3.0.-..0.-$$./..0.-..0./..0.*$.0.$..0.$$.0.!$/0高压风管路安装使用注意事项（-）管路应敷设平顺，接头密封，防止漏风，凡有裂纹、创伤、凹陷等现象的差质钢管不能使用；（/）洞内风管路宜敷设在电缆、电线相对的另一侧，并与运输轨道有一定距离，管道高度不超过运输轨道的轨面，若管径较大而超过轨面，应适当增大距离，以免妨碍运输，不影响边沟施工和排水；（*）洞外地段，当风管长度超过$..(，温度变化较大时，应安装伸缩器；靠近空压机-$.(以内，风管的法兰盘接头宜用耐热材料石棉衬垫；（2）高压风管道在总输出管道上，必须安装总闸阀以便控制和维修管道，主管道上每隔*..(4$..(应分装闸阀；按施工要求，在适当地段（一般每隔!.(）加设一个三通接头备用；管道前端至开挖面距离宜保持在*.(左右，并用高压软管接分风器；分部开挖法中通往上导坑开挖面使用的软管长度不宜大于$.(；分风器与凿岩机间连接的胶皮管长度不宜大于-.(，上导坑、马口、挖底地段不宜大于-$(；（$）管道安装前应进行检查，钢管内不得留有残杂物和其他脏物；各和闸阀在安装前应拆开清洗，并进行风压或水压强度试验，合格的方能使用；（!）管路使用中，应有专人负责检查、养护；冬季施工时，应注意管道的保温措施。二、隧道施工供水隧道施工期间的生产用水和生活用水主要用途包括：凿岩机用水、喷雾洒水防尘用水、衬砌施工用水、混凝土养护施工用水、压机冷却用水、浴池用水、施工人员的生活用水等，因此需要设置相应的供水设施。—-13*— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范隧道施工供水基本要求：水质要求、用水量大小、水压及供水设施等应能满足工程和生活用水的需要。（一）隧道施工对水质要求凡无臭味、不含有害矿物质的洁净天然水均可作施工用水，但仍应做水质化验工作；生活用水要求符合国家饮水的水质标准，隧道工程施工用水水质要求，见表!"#"!；生活用水的卫生标准见表!"#"$。表!"#"!施工用水水质要求用水范围水质项目允许最大值硫酸盐（%&’）含量不大于()))*+,-混凝土作业./值不得小于’其他杂质不含油、糖、酸等细菌总数在0$1培养2’3每毫升不超过())个湿式凿岩与防尘大肠菌总数每升水中不超过0个浑浊度不大于4*+,-，特殊情况不大于()*+,-表!"#"$生活饮用水卫生标准项目允许最大值色度不大于2)1，应保证透明和无沉淀浑浊度不大于4*+,-，特殊情况（暴雨洪水）不大于()*+,-悬浮物不得有用肉眼可见水生物及令人厌恶的物质嗅和味在原水或煮沸后饮用时不得有异嗅和异味细菌总数在0$1培养2’3，每毫升水中不超过())个大肠菌总数每升水中不得超过0个总硬度不大于56#*+"当量,-（247）铅含量不大于)6(*+,-砷含量不大于)6)4*+,-氧化物含量不大于(64*+,-铜含量不大于06)*+,-锌含量不大于46)*+,-铁总含量不大于)60*+,-./值!648#64酚类化合物加氯消毒时，水中不得产生氯酚臭余氯含量水池附近游离，氯含量不小于)60*+,-，管路末端不小于)6)4*+,-—(5$’— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘（二）隧道施工用水量估算!"隧道施工用水施工用水量应根据工程规模大小、机械用水量、施工进度、施工人员数量和气候条件等确定，在初步概略估算时，可参考表#$%$&来估算一昼夜的总用水量。表#$%$&隧道施工用水量估算表用途单位耗水量（’(）说明凿岩机用水吨)时·台*"+*喷雾洒水用水吨)分·台*"*(按每次放炮后喷雾(*’,-衬砌用水吨)时!".*包括洗石、拌合、养生空压机用水吨)天·台."**按其循环水使用考虑浴池用水吨)次!."**生活用水吨)天·人*"*++"生活用水一般可按下列参考指标估算，并与上述按表#$%$&生活耗水量估算对照。一般对生产工人平均耗水量（*"!/*"!.）’()天；对于非生产工人平均耗水量（*"*&/*"!+）(’)天。("消防用水供消防用的水量、水压应满足消防的有关要求，同时水龙头距离应近一些。（三）供水方案选择主要根据水源实际情况选定。隧道施工常用水源分别有：高山自然水、山上泉水、河水、钻井抽水、洞内地下水源等。上述水源自然引导或采用机械提升到蓄水池储蓄，并通过水管送达使用地点。在高寒山区及缺水地区，则可采用汽车安装水箱运水，或分级抽水长距离管路供水管。（四）供水设备配置!"贮水池（!）水池位置水池高度应能保证洞内最高用水点的水压及用水量的需要。水池位置至最高配水点的高差!的计算，可按式#$%$(计算。!!!"+"0!·"1（’）（#$%$(）—!&2.— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范式中：!———配水点要求水头高度（!），如湿式凿岩需要水压为"#$%&’，则!($"!；!———水头损失系数（按管道水头损失)*+,"*计算），!(,#")+,#,"；———管道内水头损失（!），确定用水量后（一般按!$!-./计）选用钢管内径，按钢管水力计算而得。（0）水池容积"若利用高山自流水供水，水源流量大于用水高峰耗水量时，则水池容积约为0"$；+$"!#若水源流量小于耗水量时，则需根据每台班最大耗水量，并考虑必要贮备，计算水池容积。）（!$）（56761）"(01!·#·（$23$4式中："———水池容积，!$；!———调节系数，一般用,#,+,#0；$时，采用,.1#———贮水系数（为水池容量.昼夜用水量），昼夜用水量小于,"""!$$，用,.5+,.8。+,.5；昼夜用水量在,"""!+0"""!———生产用水量，（!$$2./）；———生活用水量，（!$$4./）。当然，水池的容量应有一定储备量，保证洞内外集中用水高峰的需要。应充分利用洞内地下水源，通过高压水箱送到工作面（采用机械站供水时，应有备用的抽水机具）。0#水泵和泵水房（,）扬程%值计算%(!93!!-（!）（5676)）式中：!9———水池与水源之间的高差（!）；!、!-———含义同公式（5676$）。根据扬程%和钢管内径&可选择合适的水泵（常用水泵种类有：单级悬臂式离心水泵、分段式多级离心水泵，其规格和性能可查阅有关施工技术手册）。（0）泵水房（站）临时抽水泵房，可按临时生产用房的有关规定办理。水泵在安装前，应按图纸检查基础位置、预留管道孔洞等各部分尺寸、水泵底座位置等均经校核之后，才能灌筑水泥砂浆，并固定地脚螺栓等。（五）供水管道安装使用可以参照本节前面介绍关于供高压风管道安装使用的技术要求及注意事项，安装和使用供水管道。—,8:5— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘第二节隧道施工供电与照明一、隧道施工供电隧道施工供电，包括生产用电（含电动机机械用电和施工照明用电）及生活用电等。随着隧道施工机械化程度的提高，相应机械化施工耗电量越来越大，为了保证施工质量和施工安全，对隧道施工供电的可靠性要求也越来越高，因此隧道施工供电显得非常重要。本节将隧道施工总用电量估算、供电方式、供电线路布置、隧道施工照明标准、隧道施工安全用电等基本知识内容作一介绍。（一）隧道施工总用电量估算施工供电首先要确定总用电量，以便选用合适的发电机、变压器、各类配电开关设备和线路导线，以做到安全、可靠地供电、节约用电、减少投资等。根据实践经验表明，确定施工现场总用电量时，并不能简单地将所有用电设备的容量相加，因为实际生产中，并非所有电动设备都同时工作，并且处于工作状态的用电设备也不是都处在额定工作状态。一般施工现场总用电量，常采用估算式进行计算确定。!"施工现场动力和照明总用电量!#!·"!!总#"··$%&"·"’(!#’·")（*+,+*）!式中：!总———隧道施工总用电量（-./）；"———备用系数，一般取!"012!"!0；!#!———全工地动力设备的额定输出功率总和（34）；!#’———全工地照明用电量总和（34）；———动力设备的平均效率，采用0"5)20"55；通常取进行计算；!!#0"51$%&"———平均功率因素，采用0"120"6；"!———动力设备同时使用系数（通风机的"!#0"520",；施工电动机械的"!#0"*120"61）；"’———动力负荷系数，主要考虑不同类型设备带负荷工作时的情况，一般取"’#0"612!"0；")———照明设备同时使用系数，一般可取")#0"*20",。’"单考虑动力用电量—!566— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范当照明用电量相对于动力用电量所占比例较少时，为简化计算，可在动力用电量之外再加!"#$%"#，作为施工总用电量，其计算式如下：!"’!动&·#!·#%（+,-,.）!()*"则!总&（!/!$!/%）!动（+,-,0）式中：!动———施工现场动力设备所需的用电量。其他符号含义同上，但当使用大型用电设备时，#!可取!/"计算。（二）隧道施工供电方式!/隧道施工供电方式（!）自设发电站供电一般只有在地方供电不能满足施工用电需要，或施工现场距离地方电网太远时，才设自发电站供电。自发电可作为备用，在地方电网供电不稳定时，或在有些重要施工场所还需设置双回路供电网，以保证供电的稳定性。（%）采用地方现有电网供电一般应尽量采用地方现有电网供电，既方便又安全等。%/施工供电变压器选用一般变压器容量应按电气设备总用量确定，即应根据上述估算的施工总电量来选择变压器，其容量应等于或稍大于施工总用电量，一般在实际使用时，使变压器承受的用电负荷达到额定容量的+"#左右为佳。具体可按下述方法进行计算确定：（!）配备电动机械的单台电动设备最大容量占总用量的!12及以下时，变压器最大容量!$为：!$&!"!·#!1!()*"（34）（+,-,-）（%）配备电动机械的单台最大容量占总用电量的!12以上时，变压器最大容量!$为：!$&2!"!·#!·#1!()*"（34）（+,-,!"）式中：———配备电动机械中最大一台的容量与总用电量的比值。#公式（+,-,-）、（+,-,!"）中其他符号意义同前。根据上述计算需要变压器的容量后，就可从变压器产品目录中选用适合型号和规格的配电变压器即可。5/变压器（变电站）位置的选择变压器位置应设在便于运输、运行、检修和地基稳固、安全可靠的地方，因此，应满足以下几个方面的要求：（!）隧道洞外变电站，宜设在洞口附近，并应靠近负荷集中地点和设在电源来线同一侧；—!0.0— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘（!）变电站（变压器）应选择在高压线附近；（"）变压器应安设在供电范围的负荷重心，使其投入运行时线路损耗最小，并能满足电压要求。当配电电压在"#$%时，供电半径不应大于&$$’，一般供电半径以($$’为宜。即高压变电站之间的距离，一般为)$$$’左右；（*）洞内变压器应安设在干燥的避车洞或不用的横向通道处，变压器与周围及上下洞壁的距离不得小于"$+’，并按规定设置安全防护。（三）供电线路布置和安装的技术要求),供电线路电压等级隧道施工供电电压，一般采用三相四线*$$-!"（$%）。（)）长大隧道施工，可用./%0)$/%，动力机械的电压标准是"#$%；（!）成洞地段的照明可采用!!$%。工作地段照明和手持电动工具，应按规定选用安全电压供电。!,隧道施工供电线路布置和安装有关要求（)）成洞地段固定的电线路，应使用绝缘良好的胶皮线架设；施工地段的临时电线路宜采用橡套电缆；竖井、斜井宜采用铠装电缆；瓦斯地段的输电线必须使用密封电缆，不得使用皮线；（!）照明和动力线路安装在同一侧时，必须分层架设。电线悬挂高度距人行地面的距离，))$%以下时，不应小于!’；*$$%时，应大于!,(’；.0)$/%，应大于",(’。瓦斯地段的电缆应沿侧壁铺设，不得悬空架设；（"）涌水隧道的电动排水设备、瓦斯隧道的通风设备和斜井、竖井内的电气装置，应采用双回路输电，并有可靠的切换装置；（*）".%低压变压器应设在安全、干燥处，机壳接地，输线路长度不应大于)$$’；（(）动力干线上的每一支线，必须装设开关及保险丝具。严禁在动力线路上加挂照明设施；（.）输电干线或动力、照明线路安装，在同一侧分层架设的原则是：高压线在上、低压线在下；干线在上，支架在下；动力线在上，照明线在下。风、水管道应输电线路的另一侧。二、施工照明（一）照明标准隧道施工一般采用电灯照明，要求光线充足均匀。各种工作地段的照明标准和要求详见.1212。—)#&2— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范表!"#"#工作地段灯头距离（$）悬挂高度（$）灯泡容量（%）施工作业面不少于&’%($（断面较大可适当采用投光灯）)开挖地段和作业地段*)+),’!-运输巷道’),’+.+!-特殊作业地段或不安全)+..+’&--因素较多地段成洞地段用白炽灯时/+&-*+’!-用日光灯照明时)-+.-*+’*-竖井内.!-注：!在直线段灯头距离采用表中大数，曲线段采用较小数；"在有水地段应用胶皮电线，工作面附近应用防水灯头；#按照法定计量单位规定，照明应用“光照度!”，其计量符号为勒克斯（01）；光通量“$”其计量符号为流明（0$）。本表根据隧道施工规范采用灯泡额定功率%。（二）照明安全变压器隧道施工作业地段照明，必须使用安全变压器配电，其容量：输入电压为))-2，输出电压宜有.!2、.)2、)*2、&)2四个等级，便于根据作业工作面安全要求选用照明电压（成洞段和不作业地段可用))-2，瓦斯地段不得超过&&-2，一般作业地段不宜大于.!2，手提作业灯为&)+)*2）；隧道应采用*--3).-2三相四线系统两端供电（动力设备应采用三相./-2）；隧道照明，选用的导线截面应使线路末端的电压降不得大于&-4；.!2及)*2线不得大于’4。（三）新光源洞内外照明&5普通光源隧道施工照明优缺点（&）优点：其使用的白炽灯或荧光灯管价格低，使用较方便。（)）缺点：其耗电量较大，且亮度较弱，不利于施工安全等。)5采用新光源作隧道施工优点新光源一般使用低压卤钨灯、高压钠灯、钪钠灯、钠铊铟灯、镝灯等。具有以下优点：（&）安全性能较好；（)）能大幅度增加施工地段和作业工作面及施工现场场地的照明亮度，从而为施工人员创造明亮的作业环境，以保证操作质量；（.）使用寿命较长，维修方便，可大大减少电工的劳动强度。在长大隧道中深受用—&//-— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘户欢迎；（!）节电效果较明显等特点。新光源洞内外照明布置要求，见表"#$#%&。表"#$#%&新光源洞内外照明布置工作地段照明布置两侧用(")*&&+卤钨灯各(盏（或,&&+卤钨灯-盏，以下开挖面后!&’以内作业段少于(&&&+为准），灯泡距离隧道底面高!’安设(盏!&&+高压钠灯和(盏!&&+钠铊铟灯，间距约%*’，开挖面后!&’.%&&’区段灯泡距隧道底面高*’开挖面后的%&&’至成洞末端每隔!&’，左右侧各设计!&&+高压钠灯%盏台车前台%&’.%*’，增设!&&+高压钠灯各%盏，台车上模板后车衬砌作业段亮度不足时，增设,"),&&+或*&&+卤钨灯成洞地段每隔!&’安装!&&+高压钠灯%盏使用,")*&&+或,"),&&+卤钨灯，已施工井身部分选用小斜井、竖井井身掌子面及喷混凝功率%%&)高压钠灯，间距：混合井,&’安装%盏，主副井每土作业面(*’安装%盏洞外场地每隔(&&’安装高压钠灯%盏三、隧道施工安全用电隧道施工的全过程，对各种电动、电气设备和输电线路应有专人经常进行检查维修，作业时，应参照现行的《电业安全作业规程》的规定办理。以保证人身安全和高速、优质完成隧道工程的施工任务。为了防止触电安全事故的发生，主要依靠制订健全的规章制度和完善的技术措施，采用保证安全路离，设屏护遮拦、绝缘不满电线路；采用安全电压、安全变压器及保护接零线等技术措施。%/隧道施工安全照明要求（%）采用白炽灯时，施工地段每’(不宜小于%*+，不安全因素较地段可适当增加灯光照明；（(）运输巷道在未成洞段每隔"’、成洞地段每隔%&’装设%&&+灯一盏；在主要交通道等重要处应有安全照明；（,）隧道施工工作地段照明，应采用不超过,")的低压电源、输电线路长度不大于0&&’；—%11%— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范泄漏地段照明，应采用防水灯头和灯罩；瓦斯地段照明，应用防爆灯头和加灯罩；（!）照明线路及灯头的架设高度，一般不得小于"#$%。为了安全生产和节约能源，可采用新光源照明，如荧光灯、高压钠灯、低压钠灯、卤钨灯等。"#隧道施工安全用电作业要求（&）应遵守电工安全作业规程的有关规定，电工必须持岗位合格证上岗；（"）各种过电流保护装置不应加大其容量，不能用任何金属丝代替熔丝；有电线路及接头不许有裸露，要经常检查，发现裸露应立即包扎；（’）电工人员操作时，必须戴绝缘手套和穿绝缘胶靴；（!）在需要触及导线部分时，必须先用测电器检查，确认无电后，才能开始工作，并事先将有关开关切断加锁，以防万一误合闸通电；（$）一切电器设备的金属外壳或构架，都必须进行妥善接地，预防雷击起火等危险。’#隧道施工用电接地系统在隧道施工中，需要接地的设施主要有：（&）与电机连接的金属构架；（"）变压器外壳；（’）配电箱外壳；（!）起动器外壳；（$）高压电缆的金属外皮；（(）低压橡胶套电缆的接地芯线；（)）风水管道；（*）轨道；（+）洞内临时装设的金属支架等设施。接地是由高压电缆金属外皮和低压电缆的接地芯线，以及所有明线架设的中性线，联接成一个总的接地网络，在网络上分别连接上述需要接地的设施，构成具有多处接地装置的接地系统，见图(,+,&所示。图(,+,&隧道接地系统如不采用高压供电的隧道施工，应在电压!--."’-/进线端设置中心接地装置，以确保用电安全。—&**"— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘第三节施工通风、防尘、防有害气体在隧道施工中，洞内氧气大大减少，且混杂各种有害气体与岩尘，造成洞内空气污浊。随着坑道不断开挖，不断向山体深处延伸，洞内温度和湿度相应提高，对人体产生有害的影响。隧道施工通风与除尘的目的是：为了更换和净化坑道内的空气，供给洞内足够的新鲜空气，稀释、冲淡和排除有害气体和降低粉尘浓度，以改善劳动条件，保障施工作业人员身体健康、保证正常的安全生产，并提高劳动生产率等。一、隧道施工通风（一）隧道施工作业环境卫生标准要求隧道施工中，由于钻眼、炸药爆破、装渣、喷射混凝土、内燃机械和运输汽车的排气、开挖时地层中放出有害气体等因素，使洞内狭窄空间的空气非常污浊，对人体的健康影响较严重。因此，必须向洞内供给新鲜空气、排除有害气体及降低粉尘浓度，同时也应尽量控制不利于施工的因素如地热、噪音等。隧道施工作业环境应符合下列卫生标准：!"坑道中氧气含量按体积计不应小于#$%；坑道内气温不宜高于&$’。#"有害气体浓度（!）一氧化碳（()），一般情况下不大于&$*+,*&，特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，可为!$$*+,*&，但工作时间不得超过&$*-.；（#）二氧化碳（()#）按体积计不得大于$"/%；（&）氮氧化物（0)）即二氧化氮，氧化物换算成二氧化氮应在/12*+,*&以下；#（3）甲烷（(43），即瓦斯浓度按体积计不得大于$"/%，否则必须按煤炭工业部现行的《煤矿安全规程》有关规定办理。&"粉尘浓度含!$%以上游离二氧化硅的粉尘，每*&空气中不得大于#*+；含!$%以下游离二氧化硅的矿物性粉尘，每*&空气中不得大于3*+。35隧道洞内施工工作地点噪声不宜大于6$78（分贝）。/5每人每分钟供应的新鲜空气不宜小于&*&,*-.。—!22&— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（二）隧道施工机械通风一般来说，除!""#以下的短隧道（穿过的岩层不产生有害气体）及导坑贯通后的隧道施工，可利用自然通风（靠洞内外的温度差及高程差等所造成的自流风）外，均可采用机械通风，即利用机械设备向洞内送入新鲜空气，排除污浊空气。$%通风方式实施机械通风，必须具有通风机和风道，按照风道的类型和通风安装位置，有如下几种通风方式：（$）风管式通风风流经由管道输送，分为三种形式，如表&’(’$$所示。必须指出，表&’(’$$中所示规定的风管末端到开挖面的距离必须保证，因此随着开挖面的推进必须及时接长风管。表&’(’$$风管式通风方式表风管式通风的优点是设备简单，布置灵活，易于拆装，故为一般隧道施工所采用。但由于管路的增长，通风阻力增大；另外由于管路的接头或多或少有漏风，若不保证接头的质量就会造成因风管过长而达不到要求的风量。（)）巷道式通风适用有平行导坑的长隧道。其特点是：通过最前面的横洞使正洞和平行导坑组成—$++*— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘一个风流循环系统，在平行导坑洞口附近安装通风机，将污浊空气由平行导坑抽出，新鲜空气由正洞流入，形成循环风流，如图!"#"$所示。另外对平行导坑和正洞前面的独头巷道，再辅以局部的内管式通风。这种通风方式，断面大、阻力小，可供应较大的风量，是目前解决长隧道施工通风比较有效的方法。（%）风墙式通风这种方法适用于较长隧道，一般管道式通风难以解决，又无平行导坑可以利用的情况，它利用隧道成洞部分较大的断面，用砖砌或木板隔出一条$&$%的风道，以减小’%&风管长度，增大风量满足通风要求，如图!"#"%所示。图!"#"$巷道式通风图!"#"%风墙式通风$(风量计算风量与风压是进行施工通风设计的主要数据。风量按以下一些经验公式计算：（)）根据同一时间，洞内工作人员数计算：（&%!*"·#·$+,&-+）（!"#"))）式中："———风量备用系数，采用)()；#———同时在洞内工作人数；———每一工作人员所需新鲜空气（&%$+,&-+），见表!"#")$。表!"#")$管道漏风系数管路总长度（.&）/)(0)’$1$漏风系数（$+）)()0)()2)($0（$）按照爆破作业确定风量!压入式通风时0()%%$$%!压*!&’(（&,3）（!"#")$）%式中：&———同一时间爆破有炸药量（.4）；%———爆破后要求有害气体达到允许浓度的通风时间（3）；—)552— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范"）；!———坑道净横断面积（!"———坑道全长（!）。!吸（抽）出式通风时（"!#$%"!）：’$(!%(#吸&"抛（!)*）（+,-,#(）$"!式中："抛———爆破后粉尘抛掷距离（!）；火雷管起爆时："抛&#%.（%）!；电雷管起爆时："抛&#%.%)%!。"混合式通风时：’$#(""(#混压&$"%!"入口（!）（+,-,#/）式中："入口———吸风口至工作面的实际距离（!）。#吸&（#$"0#$(）#混压（+,-,#%）（(）按最小风速检验风量·!（!(#吸#&最小最大)*）（+,-,#+）式中：&最小———保证坑道内稳定风流要求；全断面开挖时风速不得小于’$#%!)*，坑道内不小于’$"%!)*；———坑道最大断面积（!"）。!最大按上述三种情况计算后，取其中最大者为计算风量。($风压计算为了保证把足够的风量送到工作面，并在出风口保持一定的风速，就要求通风机具有一定的风力（风压），使其足以克服沿途所有阻力（风阻）。通风机应具备的风压为：’机#’总阻（+,-,#1）’总阻&$’摩.$’局.$’正（!!2"3）（+,-,#4）式中：’摩———沿程克服摩擦力所损失的压头，按式+,-,#-进行计算："("’摩&#(#（!!2"3）（+,-,#-）!#———风道摩擦阻力系数，根据风道材料性质，表面粗糙程度不同而异，可从中国铁道出版社#---年出版的铁路工程施工技术手册《隧道》（下册）/-#页表#%,#(0表#%,#%，即表+,-,#(0表+,-,#%。"———管道长度（!）；"）；!———管道断面积（!(#———计算风量（!)*）；—#44+— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘表!"#"$%风管摩擦阻力系数!值及$&长风阻率!风管直径’((!(()((*((#(($(((（&&）!(+(((%’(+(((%,(+(((%((+(((,’(+(((,%(+(((,%金属风管-(+()%((+(,!((+($$!(+((.#(+((,.(+(($!!(+((($!(+((($’(+((($%(+((($%""塑料风管-(+(%%%((+($’,.(+((’(((+((,’*""表!"#"$.胶皮风管的风阻率（"）!长度（&）’($(($’(,((,’(%((.((’((!(()((*((#(($(((直径（&&）’((’+,$(+)$’+’,(+%,’+’%(+#.$+,’$+!!%+.)%+$*%+)#.+,$()+,!((,+$.+%!+$)+##+#$$+#$!+%$#+#,$+%,)+!%$+#%!+,.(+)表!"#"$’巷道阻力系数!值项别施工地段及其支护特征!值$成洞，用混凝土砌筑(+(((./(+(((.’成洞，用块石砌筑，带有角面(+(((!/(+(((*,用木料支撑的全断面开挖隧道(+(($,%用金属拱架木模板支护的隧道(+(($/(+(($,.上导坑，有支撑(+((,’’下导坑，有支撑，但中间没有加强支柱(+((,(/(+((,’下导坑，双道中间有支柱(+(%(/(+((.(下导坑，没有支撑(+(($$/(+((,(!用木料框架支撑的漏渣孔(+((,!)拱部扩大(+((’’/(+((!(*完成拱部衬砌，马口未开挖(+(($(/(+(($,#挖底(+(($($(风道(+((.(#局———沿程克服局部阻力所损失的压头，按式!"#",(计算：$,#局0"（&&1,2）（!"#",(）,%&,———局部阻力系数，可从中国铁道出版社$###年出版的铁路工程施工技术手册"《隧道》中查到；,；%———重力加速度，通常采用#+*$&34—$**)— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!正———风流所遇到的正面阻力，它是由坑道中的斗车等阻塞物造成。显然，可有在计算巷道式通风时，才需考虑。"&!正!"#"$%&!&$（(()&*）（$’+’&%）（"’"#）———正面阻力系数。当一列车行走时；当一列车或一斗车停放时!!!%#%,!!"#%,；如两列（或斗车）停放间距超过%#"(时，则逐一相加；———阻塞物断面积（(&）。"(（三）通风机选择通风根据作用原理，可分为离心式和轴流式两种。对于隧道施工，要求通风机风量大，尺寸小，重量轻，调整方便，便于装卸和运输等，因此多采用轴流式风机。通风机所供应的风量，经风道到达出口端时，将有一部分从风道的接头漏出，因此风机所产生的风量必须大于计算风量。故-$风机!%$（(./）（$’+’&&）式中：$———计算所需风量；%———管道的漏风系数。%值与管道接头安装质量有关，风管愈长，接头愈多，风压愈大，则%值愈大。因此要想改善通风状况，充分发挥机器设备效率，则提高管道安装质量，减少漏风系数，是一个重要途径。%值可查阅有关设计手册，也可以利用经验公式进行计算。对于金属风管：%(!%!&"’&0%（$’+’&-）-)!$式中：&"———单个接头漏风系数；’———风管直径（(）；(———风管全长（(）；)———每节风管长（(）。对胶皮风管：*%!%0（$’+’&1）%""式中：*———胶皮管风道接头数。根据式（$’+’&&）及（$’+’%2）求出通风机的供风量和风压后，即可选用合适型号的通风机。另附公路隧道施工通风方式见表$’+’%$。—%333— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘表!"#"$!施工通风方式—$%%#— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范二、隧道施工防尘措施隧道开挖时，由于凿岩、爆破、出渣等作业，将会产生大量的岩尘，对人体的危害性很大。从一些隧道施工的实测资料表明，岩尘的产生主要来自于凿岩作业，约占洞内空气中含尘量来源的!"#；其次是由爆破产生约占$%#；而装渣作业只占"#左右。为了使洞内空气中的岩尘量达到国家规定标准值（即含$%#以上游离二氧化矽的粉尘量应在&$’()’*以下）。因此必须大力推广湿式凿岩，这是防尘的主要措施，但是只靠湿式凿岩，还是不够的，必须要采取综合措施，这就是经过长期实践而总结出的防尘工作：即湿式凿岩标准化，机械通风经常化，喷雾洒水正规化，个人防护普遍化。$+湿式凿岩标准化湿式凿岩，即打“水风钻”，根据风钻内的供水方式不同，又分为旁侧供水和中心供水两种。目前，我国一般均使用中心供水式，即高压水从机尾进入，经过水针（安在机体的中心）流向钻钎，最后达钻头，钻眼时，破碎的岩粉被湿润成浆，从炮眼流出，为了使湿式凿岩能正常进行，应注意以下四点：（$）水压标准（高压水到达工作面处的压力不小于*%%,-.），水量充足（每台风钻不少于*/)’01）；（&）钎尾标准，其长度一般为$%2’’，钎孔正中。钎尾淬火硬度与凿岩机内活塞应一致；（*）水针安装端正，拧紧螺丝，垫圈密贴，不漏水；—$!3%— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘（!）操作正规，即应先开水后开风，先关风后关水，凿岩时机体与钻钎方向应一致，不得摇摆，以免卡断水针。在特别缺水地区，可用“干式捕尘”装置来代替混式凿岩，但效果欠佳。"#机械通风正常化机械施工可稀释空气中的粉尘含量，是降低洞内粉尘含量的重要手段。因此在一般主要作业（钻眼、装渣等）进行期间应始终保持风机的运转。$%喷雾洒水经常化喷雾洒水不仅能降低因爆破、出渣等所产生的粉尘，而且还能溶解少量的有害气体（如二氧化碳、硫化氢等）并能降低温度，使空气清新爽人。!%个人防护普遍化主要指戴防尘口罩。三、压缩空气供应在隧道施工中，由于以压缩空气为动力的风动机具，结构简单而轻巧，因此得到广泛的采用，如凿岩机、风钻台车，装渣机、风动槽式列车和梭车、风动混凝土压送器、喷射混凝土机、压浆机、锻钎机等都是较通用的风动机具。这些风动机具所需要的压缩空气是由空气压缩机产生，并通过高压风管输送给风动机具的。空气压缩机有电动和内燃两种。短隧道可采用移动式内燃空气压缩机，长大隧道则以采用固定式大型电动空气压缩机为好。在隧道施工中，一般把空气压缩机集中安设在洞口空压机站内负责压缩空气的供应，压缩空气站的生产能力!（压缩空气&$’&()），视同时工作的风动机具耗风!"和管路的漏风量"漏而定，并考虑一定的备风系数#备。!*（+,#备）（!","漏）（-./."0）式中：#备———空压机的备用系数，一般采用1023/42；"漏———管路及附件的漏耗损失，其值为：$"漏*!"$，&5&()；式中：!———每公里管路漏风量，平均为+#03"#4&$5&()；$———管路总长度，6&；%———同时工作系数，见同时工作系数%值表-./.+1；%&———空气压缩机所处海拨高度对空压机生产能力的影响系数，详见表-./.+7海拨高度影响系数%&值表。—+7/+— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范表!"#"$%同时工作系数机具类型凿岩机装渣机锻钎机同时工作台数$&$’$$&(’$&)(&*$&)(&*!$+’’&’+,-’+,-&’+%-$+’&’+%-’+%’&’+-’$+’&’+%-’+!-&’+-’表!"#"$,海拨高度影响系数!.海拨高度（.）’(’-!$’#$*$)$#$-)*$!)#)$(*)*(,)%*((’*,(!-,*-%)!.$+’’$+’($+’%$+$’$+$*$+$%$+)’$+)($+)!$+)#$+()$+(%$+*(风动机具都需要在一定的风压和风量供应的条件下，才能正常工作。因此，除了考虑足够的风量供应之外，还必须保证给风动机具以必要的工作风压，所以要尽量避免压缩空气在管路输送过程中风压损失。主要措施是：接头要严密不漏风，主管路采用大直径高压风管。（一）空压机站空压机站的空压机设备能力，应根据同时工作的各种风动机具最大耗风量和管道漏风系数，通过总耗风量的计算或实测确定。$+总耗风量（"总）（$）"总的计算（.("总/!"0（$1!）0#0#.2.34）（!"#")!）式中：!———空压机使用安全系数（包括轮流定检、临时高峰负苛或故障处理等因素），电动空压机为$+(’&$+-’，内燃空压机为$+(!&$+!’；#———空压机本身磨损而引起效率降低的修正系数，一般采用$+’-&$+$’；#.———不同海拨高度增加高压风耗风量的修正系数，见表!"#"$$；!"———风动机具同时工作耗风量总和：(!"/!$·$4（.2.34）其中：$4———管道漏风系数，见表!"#"$)；!$———同时工作的各种风动机具耗风量：(!$/%0$0#同0#磨（.2.34）其中：%———使用台数；$———每台耗风量，可参阅有关风动机械的技术性能表；#同———同时工作系数，参阅表!"#"$(；—$,#)— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘!磨———风动机具磨损系数，对凿岩机取!"!#，其他取!"!$。（%）"总的经验值根据统计，使用压风机具施工一个洞口需用风量"总见表&’(’!(，表中数值供编制施工组织机械配备时参考。表&’(’!(一个洞口的"总经验值（单线）隧道长度（)）#$$*!$$$!$$$*%$$$%$$$*+$$$+$$$*&$$$（),"总-)./）,$*#$#$*0$1$*!%$!,$*!&$注：!本表未考虑备用量；,"采用全断面风动钻孔台车综合机械化施工，每洞口一般需配备的"总值为!%$*!&$)2)./；,#如设有平行导坑，则需增加风量%$*+$)2)./。%3空压机空压机有活塞式、滑片式、离心式（或透平式）和隔膜式，隧道施工中比较广泛采用的是活塞式空压机。,3空压机安装容量及机组选择（!）安装容量空压机组（包括工作和备用）的安装容量，应考虑其中最大一台机组因检修停止运行时，仍能保证供风量不受影响。（%）机组选择及注意事项!机组宜选用固定式电动空压机组成；"为了操作、维修和备件统一易于管理，机组宜用同类型的空压机，考虑到在施工中风量负荷的不均匀，使能适应负荷的波动，可选用容量大小不同的空压机进行组合，以避免用风负荷大幅度波动时，空压机需经常起动或停车；#水冷却式空压机，在工作中要求冷却水不能间断，因此在供、排水系统中，应设置监视冷却水供应情况的装置，如排水漏斗、水源指示器和自动信号等。+3空压机房的布置空压机房应选择空气洁净、通风良好、地基稳固、便于设备搬运之处，要尽量靠近洞口以缩短管路，减少管道漏风损耗，如因场地限制需靠近边坡，应防止边坡坍塌而损坏设备。机房应有防水、降温、保温设施。（二）压风管道设置!3管径选择压风管道管径的选择，应满足工作风压不小于$3#456，根据计算耗风总量（"总）和—!1(,— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范允许的最大压力损失来计算。在实际施工中，较难精确计算，一般是根据工作面所需的最低风压，并按用风总量!总和管路长度及工作风压要求选择送风管内径。压风管道的选择，应满足工作风压不小于!"#$%&的要求。空压机生产的压缩空气的压力一般在!"’$%&(!")$%&左右，为保证工作风压，钢管终端的风压不得小于!"*$%&，通过胶皮管输送至风动机具的工作风压不小于!+#$%&。压缩空气在输送过程中，由于管壁摩擦、接头、阀门等产生阻力，其压力会减少，一般称压力损失。根据达西公式，钢管的风压损失!"可按下式进行计算。#%-··"./!0*（$%&）!",!$-&式中："———摩阻系数，见表*010-!；#———送风管路长度（包括配件当量长度，见表*010-/），2；$———送风管内径，2；-；&———重力加速度，采用1+)/2347，温度#———压缩空气的容重。大气压强下，温度为!5时，空气容重为/-+1632-’77为’5时，其容重则为#8,/-+1.632，此时，压力为"的压缩空气-’79’#（8"9!+/）7的容重#,632，"为空压机生产的压缩空气的压力，由空压机!+/性能可知，单位为$%&；%———压缩空气在风管中的速度234；根据风量和风管面积可得。以上计算的压力损失值若过大，则需要选用较大管径的风管，从而减少压力损失值，使钢管末端风压不得小于!+*$%&。胶皮风管是连接钢管与风动机具的，由于其压力损失较大，一般应尽量缩短其使用的长度，从而保证压缩空气的工作压力不小于!+#$%&。胶皮风管的压力损失值见表*010--。表*010-!风管摩阻系数"值风管内径（22）"!!!风管内径（22）"#!!+!7’/!!!/#!!+!-*:’#!+!7-:!!!-!!!+!-:#/!!!+!-1)!!!-#!!+!-7:/-#!+!-)-!!!7!!!+!--:—/)1:— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘表!"#"$%配件折合成管路长度!!钢管内径!钢管内径（&&）!（&&）折合长度$’’()’%((%’($((*((!折合长度$’’()’%((%’($((*((（&）!（&）!配件名称!配件名称!!球心阀!+(%’+($’+(*’+(!(+(,’+(-’.弯头(+$(+-(+)%+(%+)$+--+(!!!闸门阀(+*(+)%+%%+’$+’*+’!+(#(.弯头(+#%+,*+$-+’)+)%(+,%,+(!!!丁字管$+(-+()+(%(+(%)+($-+(-(+(%*’.弯头%+-$+,-+#)+(%$+(%!+,$,+(!!!异径管(+’%+(%+)$+’-+(!+(%(+(逆止阀*+$)+’%$+’%,+(*(+(表!"#"$$压缩空气通过胶皮风管的压力损失（/01）胶管内径胶管长度（&）通过风压（&*2&34）（&&）’%(%’$($’*(%#(+((,(+(%,(+($((+(*’(+(-((+(’’$+’$’(+((-(+((,(+(%*(+(%)(+($%(+(*(%#(+(%((+($((+(*((+(’((+(!((+()’*$’(+((!(+(%$(+(%,(+($-(+(-((+(-’%#(+($((+(-((+(’’(+(,((+%(((+%%(-$’(+(%((+($’(+(-((+(’((+(!((+()’%((+(($(+((-(+((!(+(()(+(%((+(%’’($((+(%((+($((+(*’(+(’((+(’’(+(!’$5管道安装注意事项（%）管道敷设要求平顺、接头密封、防止漏风，凡有裂纹、创伤、凹陷等现象的钢管不能使用；（$）在洞外地段，风管长度超过’((&，温度变化较大时，宜安装伸缩器；靠近空压机%’(&以内，风管的法兰盘接头宜用耐热材料制成垫片，如石棉衬垫等；（*）压风管道在总输出管道上，必须安装总闸阀以便控制和维修管道；主管上每隔*((6’((&应分装闸阀；按施工要求，在适当地段（一般每隔!(&）加设三通接头和’(&&闸阀各一个备用；管道前端至开挖面距离宜保持在*(&左右，并用高压软管接分风器，分部开挖法通往各工作面的软管长度不宜大于’(&，与分风器联结的胶皮软管长度不宜大于%(6%’&；（-）主管道长度大于%((&时，应在管道最低处设置油水分离器，定期放出管中聚积的油水以保持管内清洁和干燥；—%,#’— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（!）管道安装前应进行检查，钢管内不得留有残杂物和其他脏物；各种闸阀在安装前应拆开清洗，并进行水压强度试验，合格才能使用；（"）管道在洞内应敷设电缆，电线的另一侧，并与运输轨道有一定间距，管道高度不应超过运输道轨面，与水沟同侧时不影响水沟排水；（#）管道使用，应有专人负责检查、养护。四、隧道施工中防有害气体隧道施工中，洞内的有害气体主要是指：（$）一氧化碳（%&）；（’）二氧化碳（%&’）；（(）二氧化氮（)&’），即氮氧化物；（*）甲烷（%+*）即瓦斯等。为了预防有害气体对施工人员身体健康的危害，保障施工正常进行及安全生产，首先，要求隧道施工通风应能满足洞内各项作业所需要的通风量，供应洞内每人每分钟的新鲜空气不宜小于(,(。风速在全断面开挖时不应小于-.$!,/0，坑道内不宜小于-.’!,/0，但风速均不应大于",/0。有瓦斯溢出地段通风，应将新鲜空气送至开挖面，将开挖面附近的瓦斯含量稀释到$.-1以下；并用排风管将瓦斯气体排到洞外，不允许瓦斯气体流入隧道后方之内。$.我国铁道部、煤碳部对瓦斯有害气体溢出的坑道的施工规定（$）总回风道风流中瓦斯含量应小于-.#!1；（’）从其他工作面进来的风流中应小于-.!1；（(）开挖面装药爆破前应小于$.-1（浓度）；（*）开挖面超过$.-1时，严禁爆破；达到$.!1时，距离开挖面’-,内，必须停工、断电进行处理有害气体。（!）开挖面超过’.-1时，施工人员必须全部撤离施工现场。’2日本根据混合瓦斯的爆炸下限确定瓦斯溢出隧道作业标准（$）未满-.!1时，仍为正常作业；（’）-.!1以上时，为有限制作业，同时加强瓦斯气体浓度的控制；（(）$.-1以上时，停止作业，待避；（*）$.!1以上时，切断电源。(.我国公路隧道施工技术规范规定当公路隧道通过有瓦斯溢出的岩层，且瓦斯浓度按体积计大于-.!1时，应采取有效措施，加强测计，加强通风，使%+*浓度控制在正常范围内。（$）当瓦斯含量在-.!1以下时，每小时检查一次，-.!1以上时，应随时检查，检查作业不得离开该工作面；（’）加强通风，坑道开挖面要有足够的风量和足以驱散瓦斯有害气体的风速，其风速不应低于-.$!,/03-.’!,/0；—$54"— 第九章隧道施工风水电作业及通风防尘（!）洞内安装自动报警装置，将装置定位于安全界限浓度（"#$%&）处；（’）洞内机电设备、通风系统酌情采用防爆型。隧道工程专家们普遍认为：我国公路隧道实践证明，只要加强通风、加强测试手段，瓦斯含量在"#%&以下时，仍可进行正常施工作业。为确保隧道施工安全、卫生，应在洞内进行施工机械通风，将爆破后产生的烟雾、粉尘及内燃机（无轨运输）排出的()等排出洞外。同时，应注意由围岩逸出的有害气体，采用通风及其他技术措施。—,+*$— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范第十章隧道工程施工与验收相关技术规范中华人民共和国行业标准公路隧道施工技术规范!"#$%&#’()*"#&+&#’,&-%+-./-%0,.1#,&-%-+2&3$%’4!1%%"(!"!#$%&’$（附条文说明）主编单位：交通部重庆公路科学研究所批准单位：交通部实行日期：5667年8月5日—5969— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范关于发布《公路隧道施工技术规范》的通知交公路发〔!""#〕!!$#号（不另行文）部批准《公路隧道施工技术规范》（编号为%&%’#()"#）作为行业标准，自!""*年+月!日起施行。该规范由交通部重庆公路科学研究所负责解释。希各单位在执行中注意积累资料，并将发现的问题和修改意见函告部重庆公路科学研究所，以便修订时参考。该规范由人民交通出版社出版、发行。中华人民共和国交通部一九九四年十一月三十日—!,""— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范目录!总则"施工准备#施工测量#$!一般规定#$"洞内施工测量#$#贯通误差的测定及调整#$%竣工测量#$&辅助坑道测量%洞口、明洞与浅埋段工程%$!洞口工程%$"明洞工程%$#浅埋段工程&开挖&$!一般规定&$"开挖方法&$#超欠挖控制&$%钻爆设计&$&钻爆作业&$’掘进机开挖’出渣与运输’$!装渣与卸渣’$"运输(施工支护($!一般规定($"锚杆施工($#喷射混凝土($%锚喷支护的质量要求($&构件支护—!*))— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范!"#构件支护的架设$衬砌$"%一般规定$"&拱（墙）架与模板$"’模筑衬砌$"(二次衬砌)监控量测)"%一般规定)"&量测内容与方法)"’量测数据处理与应用)"(量测管理%*防水和排水%*"%一般规定%*"&施工防排水%*"’结构防排水施工%%风水电作业和通风防尘%%"%供风和供水%%"&供电与照明%%"’通风、防尘、防有害气体%&辅助坑道%&"%一般规定%&"&斜井%&"’竖井%&"(横洞与平行导坑%’辅助施工方法%’"%适用范围及一般规定%’"&稳定开挖面的方法%’"’涌水的处理方法%(特殊地质地段的施工%("%一般规定%("&膨胀性围岩%("’黄土%("(溶洞%("+塌方%("#流沙—%)*%— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"#$瓦斯地层!%路基、路面基层与路面!%#!一般规定!%#&路基!%#’路面基层!%#"路面!(附属设施工程!(#!设备洞、横通道及其它!(#&装饰工程!(#’营运管理设施附录)开挖方法及开挖、支护顺序图附录*爆破成缝试验方法附录+锚喷支护施工记录附录,锚喷支护的试验和测定方法附录-量测记录表附录.施工通风方式附录/本规范用词说明附加说明!总则!"#"!为给公路山岭隧道工程的施工和施工管理提供技术依据和行为准则，特制订本规范。!"#"$本规范适用于各级公路山岭隧道。!"#"%隧道施工应在公路修建总体施工规划下，制订相应的施工组织设计。编制施工组织设计时，应考虑隧道长度和断面、工期要求、地质条件和当地自然条件等，确定合理的施工方法和施工进度。!"#"&必须执行质量检查制度，严格遵守操作规程，做好材料试验工作。施工中应做好技术交底工作，进行技术、质量、安全教育，确保工程质量，并坚持文明施工。!"#"’应制订安全制度和措施，加强通风、照明、防尘、降温及防水和防止有害气体的工作，并预防塌方事故，保护施工人员身体健康和安全。!"#"(施工中应贯彻国家的技术经济政策，积极而慎重地采用新技术、新材料、新设备、新工艺，使隧道施工符合技术先进、经济合理、质量可靠、安全实用的要求。!"#")应合理安排施工机具设备周转时间，提高机械利用率。施工中应加强技—!10&— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范术管理，并合理安排工序进度和关键工序的作业循环，组织均衡生产，提高劳动生产效率。!"#"$隧道施工中必须密切注意围岩及地下水等的变化情况，当施工方法或支护结构不适应于实际围岩状态时，必须采取应急措施，并经技术负责人批准后及时采用合适的施工方法或支护结构。!"#"%附属设施安装应按电气、机械、化工等专业有关规定要求办理。!"#"!#施工中应采取环境保护措施，并符合环境保护的有关规定。!"#"!!在施工过程中应随时积累资料、数据，做好各道工序的原始记录。!"#"!&隧道施工应编写全面和单项施工技术总结，隧道竣工后应及时提交竣工文件。!"#"!’公路隧道施工除应按本规范执行外，尚应符合国家和交通部现行的有关标准、规范规定。!施工准备&"#"!隧道施工前应做好现场调查研究，核对设计文件和编制施工组织设计等工作。&"#"&施工前，应深入工地做好以下调查工作：&"#"&"!预测隧道施工对地表和地下已设结构物的影响。&"#"&"&对交通运输条件和施工运输便道进行方案比选。&"#"&"’施工场地布置与洞口相邻工程、弃渣利用、农田水利、征地等的关系。&"#"&"(建筑物、道路工程、水利工程和电讯、电力线等设施的拆迁情况和数量。&"#"&")调查和测试水源、水质并拟定供水方案。&"#"&"*天然筑路材料（粘土、砂砾、石料）的产地、数量、质量鉴定及供应方案。&"#"&"+可资利用的电源、动力、通信、机具车辆维修、物资、消防、劳动力、生活供应及医疗卫生条件。&"#"&"$当地气象、水文资料及居民点的社会状况。&"#"&"%施工中和营运后对自然环境、生活环境的影响及需要采取的保护措施。&"#"’施工单位应全面熟悉设计文件，会同设计单位进行现场核对，做好以下工作：&"#"’"!掌握工程的重点和难点，了解隧道方案的选定及设计经过；&"#"’"&重点复查对隧道施工和环境保护影响较大的地形、地貌、工程地质及水文地质条件是否符合实际，保护措施是否恰当；&"#"’"’核对隧道平面、纵断面设计，了解隧道与所在区段的总平面、纵断面设计的关系。&"#"’"(核对洞门位置、式样、衬砌类型是否与洞口周围环境相适应。—%$#"— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"#"$"%核对设计文件中确定的施工方法、技术措施与施工实际条件是否相符合。!"#"$"&核对洞外排水系统和设施的布置是否与地形、地貌、水文、气象等条件相适应。!"#"$"’会同设计单位现场交接和复查测量控制点、施工测量用的基准点及水准点，并定期进行复核。!"#"(编制施工组织设计，应包括施工方法、工区划分、场地布置、进度计划、工程数量、人员配备、主要材料、机械设备、电力和运输以及安全、质量、环保、技术、节约等主要措施内容。!"#"%选择施工方法应根据地质条件，结合隧道长度、断面、结构类型、工期要求、施工技术力量、安全生产、机械设备、材料、劳动力组合等情况合理确定，并依此编制进度计划。!"#"&隧道开工前应绘制施工场地总布置图。施工场地布置应结合工程规模、工期、地形特点、弃渣场和水源等情况，本着因地制宜、充分利用地形、合理布置、统筹安排的原则进行，并符合下列要求：（!）以洞口为中心布置施工场地。施工场地应事先规划，分期安排，并减少与现有道路交叉和干扰。（"）轨道运输的弃渣线、编组线和联络线，应形成有效的循环系统。（#）长隧道洞外应有大型机械设备安装、维修和存放的场地。（$）机械设备、附属车间、加工场应相对集中。仓库应靠近公路，并设有专用线。（%）合理布置大堆材料（砂石料）、施工备品及回收材料堆放场地的位置。（&）生活服务设施应集中布置在宿舍、保健和办公室用房的附近。（’）运输便道、场区道路和临时排水设施等，应统一规划，做到合理布局、形成网络。（(）危险品库房按有关规定办理。!"#"’弃渣场地的布置应符合下列要求：（!）场地容量足够，且出渣运输方便；（"）不得占用其他工程场地和影响附近各种设施的安全；（#）不得影响附近的农田水利设施，不占或少占农田；（$）不得堵塞河道、沟谷，防止抬高水位和恶化水流条件。!"#")临时工程施工，应符合下列要求：（!）临时工程应在隧道开工前基本完成；（"）运输便道需引至洞口，满足使用期限运量和行车安全的要求，并经常养护，保证畅通；（#）风、水、电设施应靠近洞口，安装机械和管线应按有关规定布置，并及早架设；（$）临时房屋应结合季节和地区特点，选用定型、拼装或简易式建筑，并能适应施工—!*)$— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范人员工作和生活的需要；（!）严禁将临时房屋布置在受洪水、泥石流、坍方、滑坡及雪崩等自然灾害威胁的地段。临时房屋的周围应设有排水系统，并避开高压电线。生活用水的排放，不得影响施工，并防止产生次生灾害。!"#"$应根据工程需要配备成套的试验仪具，并做好钢材、木材、水泥、砂石料和混凝土等材料的试验工作。!"#"%#采用复合式衬砌的隧道应做好材料、机具设备、量测计划及仪器的准备工作。!"#"%%隧道开工前，宜及时做好洞口前容易干扰洞身施工的有关工程。!"#"%!施工前应结合工程特点和新材料、新技术、新工艺的推广应用等情况，对职工进行安全教育、技术交底和培训。"施工测量&"%一般规定&"%"%控制测量的精度应以中误差衡量，最大误差（极限误差）规定为中误差的两倍。&"%"!隧道施工时应做好下列工作：（#）长隧道设置的精密三角网或精密导线网，应定期对其基准点和水准点进行校核；（$）洞外水准点、中线点应根据隧道平纵面、隧道长度等定期进行复核，洞内控制点应根据施工进度设定。&"%"&洞内施工隧道测量，桩点必须稳定、可靠，且通视良好。水准点应设在不易损坏处，并加以妥善保护。测量仪器、工具在使用前应作检校，保证仪器具的技术状态符合使用要求。使用光电测距仪时，应按其使用规定要求进行。&"%"’隧道平面控制测量的精度、隧道内两相向施工中线在贯通面上的极限误差、由洞外和洞口内控制测量误差引起在贯通面产生的贯通误差影响值、洞内导线测角、量距的精度以及两洞口水准点间往返测高差不符值，均应符合交通部现行的《公路隧道勘测规程（%&%’("）》的规定。&"%"(隧道竣工后应提交贯通测量技术成果书、贯通误差的实测成果和说明、净空断面测量和永久中线点、水准点的实测成果及示意图。&"!洞内施工测量&"!"%洞内导线应根据洞口投点向洞内作引伸测量，洞口投点应纳入控制网内，由洞口投点传递进洞方向的联接角测角中误差，不应超过测量等级的要求，后视方向的长度不宜小于"’’)。导线点应尽量沿路线中线布设，导线边长在直线地段不宜短于$’’)；曲线地段不宜短于*’)。无闭合条件的单导线，应进行二组独立观测，相互校核。—#+’!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范用中线法进行洞内测量的隧道，中线点间距直线部分不宜短于!""#；曲线部分不宜短于$"#。当用正倒镜延长直线法或曲线偏角法检测延伸的中线点时，其点位横向偏差不得大于$##。!"#"#特长隧道、长隧道及采用大型掘进机械施工的隧道，宜用激光设备导向。!"#"!供导坑延伸和掘进用的临时点可用串线法标定，其延伸长度在直线部分不应大于%"#；曲线部分不应大于&"#。串线法的两吊线间距不宜小于$#。用串线法标定开挖面中线时，其距离可用皮尺丈量。!"#"$开挖前应在开挖断面标出设计断面尺寸线，开挖工作完成后应及时测量并绘出断面图。采用上下导坑法施工的隧道，上部导坑的中线每引伸一定距离后，应与下部导坑的中线联测一次，用以校核上部导坑的中线点或向上部导坑引点。!"#"%供衬砌用的临时中线点，必须用经纬仪测定，其间距可视放样需要适当加密，但不宜大于!"#。!"#"&衬砌立模前应复核中线和高程，标出拱架顶、边墙底和起拱线高程，用设计衬砌断面的支距控制架立拱模和墙模。立模后必须进行检查和校正，确保无误。!"#"’洞内水准路线应由洞口高程控制点向洞内布设，结合洞内施工情况，测点间距以&""’$""#为宜。洞内施工用的水准点，应根据洞外、洞内已设定的水准点，按施工需要加设。为使施工方便，在导坑内拱部、边墙施工地段宜每!""#设立一个临时水准点，并定期复核。!"!贯通误差的测定及调整!"!"(贯通误差的测定应按下列要求进行；（!）采用精密导线测量时，在贯通面附近定一临时点，由进测的两方向分别测量该点的坐标，所得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上，得出实际的横向和纵向贯通误差，再置镜于该临时点测求方位角贯通误差。（&）采用中线法测量时，应由测量的相向两方向分别向贯通面延伸，并取一临时点，量出两点的横向和纵向距离，得出该隧道的实际贯通误差。（%）水准路线由两端向洞内进测，分别测至贯通面附近的同一水准点或中线点上，所测得的高程差值即为实际的高程贯通误差。!"!"#贯通误差的调整应按以下方法进行：!"!"#"(用折线法调整直线隧道中线。!"!"#"#曲线隧道，根据实际贯通误差，由曲线的两端向贯通面按长度比例调整中线。!"!"#"!采取精密导线法测量时，贯通误差用坐标增量平差来调整。!"!"#"$进行高程贯通误差调整时，贯通点附近的水准点高程，采用由进出口分—!)"(— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范别引测的高程平均值作为调整后的高程。!"!"!隧道贯通后，施工中线及高程的实际贯通误差，应在未衬砌的!""#地段内（即调线地段）调整。该段的开挖及衬砌均应以调整后的中线及高程进行放样。!"#竣工测量!"#"$隧道竣工后，应在直线地段每$"#、曲线地段每%"#及需要加测断面处，测绘以路线中线为准的隧道实际净空，标出拱顶高程、起拱线宽度、路面水平宽度。!"#"%隧道永久中线点，应在竣工测量后用混凝土包埋金属标志。直线上的永久中线点，每%""&%$"#设一个，曲线上应在缓和曲线的起终点各设一个；曲线中部，可根据通视条件适当增加。永久中线点设立后，应在隧道边墙上画出标志。!"#"!洞内水准点每公里应埋设一个，短于!’#的隧道应至少设一个，并应在隧道边墙上画出标志。!"&辅助坑道测量!"&"$经辅助坑道引入的中线及水准测量，应根据辅助坑道的类型、长度、方向和坡度等，按要求精度在坑道口附近设置洞外控制点。!"&"%平行导坑与横洞的引线方法和高程测量均与正洞相同。!"&"!斜井中线的方向应由斜井口外直线引伸，可采用正倒镜分中的串线法进行；斜井量距应丈量斜距，测出桩顶高程，求出高差，按斜距换算成水平距离。!"&"#竖井测量时，应根据竖井的大小、深度、必要的测量精度决定测量方法。经竖井引入中线的测量可使用钢弦吊锤、激光、经纬仪等。经竖井的高程可将钢卷尺直接吊下测定。(洞口、明洞与浅埋段工程#"$洞口工程#"$"$隧道洞口各项工程应通盘考虑，妥善安排，尽快完成，为隧道洞身施工创造条件。#"$"%隧道引道范围内的桥梁墩台、涵管、下挡墙等工程的施工应与弃渣需要相协调，尽早完成。#"$"!洞口开挖土石方应遵守下列规定：#"$"!"$进洞前应尽早完成洞口排水系统。#"$"!"%按设计要求进行边坡、仰坡放线，自上而下逐段开挖，不得掏底开挖或上下重叠开挖。#"$"!"!清除洞口上方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石等，不留后患。#"$"!"#石质地层拉槽爆破后，应及时清除松动石块；土质地层开挖后应及时夯实整平边（仰）坡。#"$"!"&洞门端墙处的土石方，应视地层稳定程度、洞口施工季节和隧道施工方—!*")— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范法等选择施工时机和施工方法。!"#"$"%洞口施工宜避开降雨期和融雪期。在严寒地区施工，应按冬季施工的有关规定办理。!"#"$"&不得采用深眼大爆破开挖边（仰）坡。!"#"$"’开挖中应随时检查边坡和仰坡，如有滑动、开裂等现象，应适当放缓坡度，保证边（仰）坡稳定和施工安全。!"#"$"(开挖的土石方不得弃在危害边坡及其它建筑物稳定的地点，并不得影响运输安全。!"#"$"#)洞口支挡工程应结合土石方开挖一并完成。!"#"!当洞口可能出现地层滑坡、崩塌、偏压时，应采取下列相应的预防措施：（!）滑坡可采取地表锚杆、深基桩、挡墙、土袋或石笼等加固措施。（"）崩塌可采取喷射混凝土、地表锚杆、锚索、防落石棚、化学药液注浆加固等措施。（#）偏压可采取平衡压重填土、护坡挡墙或对偏压上方地层挖切等措施，以减轻偏压力。（$）开挖中对地层动态应进行监控量测，检查各种处理措施的可靠性。!"#"*开挖进洞时，宜用钢支撑紧贴洞口开挖面进行支护，围岩差时可用管棚支护围岩，支撑作业应紧跟开挖作业，稳妥前进。!"#"%洞门衬砌施工应按《钢筋混凝土工程施工及验收规范》（%&’"($）的有关规定办理，并符合以下要求：（!）土质地基应整平夯实，土层松软时，应加碎石，人工夯实，将基础置于稳固的地基上。（"）基础处的渣体杂物、风化软层和积水应清除干净。（#）洞门衬砌拱墙应与洞内相联的拱墙同时施工，连成整体，如系接长明洞，则应按设计要求采取加强连接措施，确保与已成的拱墙连接良好。（$）端墙施工放样时，应保证位置准确和墙面坡度平顺。（)）灌注混凝土时应保证模板不移动。（*）洞门端墙的砌筑与墙背回填应两侧同时进行，防止对衬砌边墙产生偏压。（+）洞门衬砌完成后，及时处治洞门上方仰坡脚受破坏处。当边（仰）坡地层松软、破碎时，应采取坡面防护措施。（,）当端墙顶水沟砌筑在填土上时，填土必须夯实。（-）洞门的排水、截水设施应与洞门工程配合施工，并应与路堑排水系统连通。!"+明洞工程!"+"#明洞衬砌施工可选用下列几种方法：（!）当边坡能暂时稳定时，可采用先墙后拱法；（"）当边坡稳定性差，但拱脚承载力较好，能保证拱圈稳定时，可采用先拱后墙法；—!-(,— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范（!）半路堑式明洞施工时，可采用墙拱交替法，且宜先做外侧边墙，继作拱圈，再作内侧边墙；（"）当路堑式明洞拱脚地层松软，不能采用先拱后墙法施工时，可待起拱线以上挖成后，采用跳槽挖井法先灌筑两侧部分边墙，再做拱圈，最后做其余边墙。（#）具备相应的机具条件时，可采用拱墙整体灌筑。!"#"#明洞衬砌边墙基础和遮光棚支柱基础等应设置在稳固地基上。如边墙基础挖到设计标高后，地质情况及允许承载力与设计要求不符时，应及时进行处理。明洞地段土石方开挖按本章"$%$!条执行。基础混凝土灌注前必须排除基坑内积水，并对基底进行固化处理。边墙基础应采用与边墙同级混凝土一次浇筑而成。!"#"$明洞衬砌施工应注意下列事项：（%）灌注混凝土前应复测中线和高程，衬砌不得侵入设计轮廓线；（&）拱圈应按断面要求制作定型挡头板、外模和骨架，并应采取防止走模的措施；（!）采取跳槽边墙浇筑拱圈时，应加强对拱脚的基底处理，保持拱脚稳定；当拱脚基底过深时，应先浇筑基础托梁，必要时加设锚杆使拱脚混凝土与岩壁连接牢固，防止拱脚基底松动沉落；（"）浇筑拱圈混凝土达到设计强度’()以上时，方可拆除内外支模拱架；（#）各类棚洞的钢筋混凝土盖板梁宜采用预制构件，用吊装法架设，墙顶支座槽应用水泥砂浆填塞紧密。!"#"!明洞衬砌完成后进行回填时，应符合下列要求：!"#"!"%在拱圈外模拆除后应立即做好防水层及拱脚处的纵向盲沟，保证排水顺畅。!"#"!"#墙背回填应两侧同时进行。墙底部应铺填($#*%$(+厚碎石并夯实，然后向上回填。石质地层中墙背与岩壁空隙不大时，可采用与墙身同级混凝土回填；空隙较大时，可采用片石混凝土或浆砌片石回填密实。土质地层，应将墙背坡面开凿成台阶状，用干砌片石分层码砌，缝隙用碎石填塞紧密，不得任意抛填土石。!"#"!"$明洞拱背回填应对称分层夯实，每层厚度不得大于($!+，其两侧回填的土面高差不得大于($#+。回填至拱顶齐平后，应立即分层满铺填筑至要求高度。!"#"!"!使用机械回填应待拱圈混凝土强度达到设计强度且由人工夯实填至拱顶以上%$(+后方可进行。!"#"!"&拱背回填需作粘土隔水层时，隔水层应与边、仰坡搭接良好，封闭紧密，防止地表水下渗影响回填体的稳定。!"#"!"’明洞背后敷设或喷涂防水层时，应符合本规范%($!节有关要求。!"#"&明洞与暗洞衔接施工宜采用先拱后墙法。在仰坡暂时能稳定时，宜由内向外进行施工；在仰坡易坍塌的情况下，宜先将明洞拱圈灌筑到仰坡脚，再由内向外做—%,(,— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范洞内拱圈，并确保仰坡稳定。明洞与暗洞拱圈应连接良好。!"#浅埋段工程!"#"$浅埋段和洞口加强段的开挖施工，应根据地质条件、地表沉陷对地面建筑物的影响以及保障施工安全等因素选择开挖方法和支护方式，并应符合下列规定：（!）根据围岩及周围环境条件，可优先采用单侧壁导坑法、双侧壁导坑法或留核心土开挖法；围岩的完整性较好时，可采用多台阶法开挖。严禁采用全断面法开挖。（"）开挖后应尽快施作锚杆、喷射混凝土、敷设钢筋网或钢支撑。当采用复合衬砌时，应加强初期锚喷支护。!类以下围岩，应尽快施作衬砌，防止围岩出现松动。锚喷支护及构件支撑的施工应符合本规范第#章的要求。（$）锚喷支护或构件支撑，应尽量靠近开挖面，其距离应小于!倍洞跨。!"#"%浅埋段的地质条件很差时，宜采用地表锚杆、管棚、超前小导管、注浆加固围岩等辅助方法施工。!"#"#控制地表沉降，应采取如下技术措施：（!）宜采用单臂掘进机或风镐开挖，减少对围岩的扰动；当采取爆破开挖时，应短进尺、弱爆破；（"）打设拱脚锚杆，提高拱脚处围岩的承载力；（$）及时施作仰拱或临时仰拱；（%）地质条件差或有涌水时，宜采用地表预注浆结合洞内环形固结注浆；（&）加强对地表下沉、拱顶下沉的量测及反馈，以指导施工。量测频率宜为深埋段时的"倍。&开挖&"$一般规定&"$"$开挖方式和开挖方法应按本规范!’(’$条的原则确定，并应具有较大适应性。变换开挖方法时，应有过渡措施。&"$"%人力开挖方式只限于其它开挖方式不宜采用或在围岩不稳定的土质隧道中应用。低等级公路的短隧道可采取人力开挖方式。&"$"#开挖作业应遵守下列规定：（!）合理确定开挖步骤和循环进尺，保持各开挖工序相互衔接，均衡施工；（"）开挖断面尺寸应符合设计要求；（$）爆破后，对开挖面和未衬砌地段应进行检查，对可能出现的险情，应采取措施及时处理；（%）开挖作业中，不得损坏支护、衬砌和设备，并应保护好量测用的测点；（&）做好地质构造的核对和素描，地质变化处和重要地段，应有照片记载。&"$"!岩石隧道的爆破应采用光面爆破或预裂爆破技术，施工中应提高钻眼效—!)!(— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范率和爆破效果，降低工料消耗。!"#"!开挖爆破应选用适当的炸药品种和型号，在漏水和涌水地段应采用非电导爆管起爆。!"#"$爆破作业及火药物品的管理，必须遵守现行的国家标准《爆破安全规程》的有关规定。对有瓦斯溢出的隧道，应根据工点的地质情况、瓦斯溢出程度和设备条件，制定适宜的施工方案。!"#"%隧道双向开挖接近贯通时，两端施工应加强联系，统一指挥，并采取浅眼低药量，控制爆破。当两开挖面间的距离剩下!"#时，应改为单向开挖，直到贯通为止。!"#"&双洞开挖时，应根据两洞的轴线间距、洞口里程距离、地质条件及其它自然条件，选择适宜的开挖方法，确定好两洞开挖的时间差，并采取措施防止后行洞开挖对先行洞周壁产生不良影响。!"’开挖方法!"’"#开挖方法应考虑围岩条件，并与支护衬砌施工相协调。开挖方法及开挖、支护顺序图见附录$。!"’"’开挖方法的适用范围和施工要求如下：!"’"’"#全断面法适用于!%"类围岩。该法可采用深孔爆破，其深度可取&%&’"#。全断面法不适用于&车道隧道和停车带区段开挖。!"’"’"’台阶法适用于"%#类较软或节理发育的围岩，其施工要求如下：（!）上下台阶之间的距离，应能满足机具正常作业，并减少翻渣工作量。（(）当顶部围岩破碎，施工支护需紧跟时，可适当延长台阶长度，减少施工干扰。（&）台阶不宜多分层，装渣机械应紧跟开挖面，以减少扒渣距离。!"’"’"(台阶分部开挖法适用于$%#类围岩或一般土质围岩地段。一般环形开挖进尺不应过长，以)’"%!’)#为宜。!"’"’")导坑法适用于$%#类围岩。下导坑适用于探查开挖面前方地下水情况；中央导坑适用于处理膨胀压力地层；上导坑适用于洞口段辅助开挖。各工序安排应紧凑，支护及时，保证施工安全。!"’"’"!单侧壁导坑法适用于围岩较差、跨度大、埋层浅、地表沉降需要控制的场合。中壁墙的拆除，必须待围岩完全稳定后方可进行。!"’"’"$双侧壁导坑法适用于浅埋大跨度隧道及地表下沉量要求严格而围岩条件很差的情况。施工中应注意各工序的合理安排，加强洞内施工管理和围岩监测工作，并掌握好两壁墙的拆除时间。!"’"’"%%类围岩必须按辅助施工方法的要求进行处理后方可开挖。!"’"(当衬砌采用先拱后墙施工时，下部断面开挖应符合下列要求：（!）拱圈混凝土达到设计强度*)+之后方可进行下部断面的开挖；—!,!!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（!）可采取扩大拱脚、打设拱脚锚杆、加强纵向联接等措施，加固拱脚；（"）下部边墙开挖后，应按设计规定及时做好支护；（#）应及时量测拱顶、拱脚和边墙中部的位移，当变形速率有增大趋势时，应立即采取仰拱封闭或其他有效措施，保证围岩和衬砌尽快处于稳定状态。!"#"$边墙马口跳槽的开挖，一般应错开施工，围岩状态较好时可采取对开施工，并符合下列要求：!"#"$"%宜采取长短马口结合，减少跳槽次数。首轮马口长度，!$"类围岩不宜大于#%，#$$类围岩不宜大于!%。!"#"$"#首轮马口的中心宜选在拱圈接缝处，并应注意岩层倾斜和稳定情况，防止顺层坍滑。!"#"$"&回头马口开挖必须待相邻边墙封口!#&后进行；有侧压力时，应在封口"天后进行。!"#"$"$洞口加强段开挖马口，拱圈悬臂长度不得超过首轮马口长度。!"#"!导坑开挖或中槽开挖应采取多循环，并符合以下要求：（’）导坑断面应根据地质条件、支护形式、机具设备和运输、通风、排水的要求以及作业安全要求等来确定；（!）各类临时支撑不得妨碍坑内运输作业；（"）在地质条件较好时，下导坑可保持较长的超前距离；（#）当为硬质地层时，下导坑底部应一次挖至隧道底设计标高；上导坑应一次挖至隧道顶开挖轮廓线。!"#"’分部开挖扩大时，应符合下列要求：（’）开挖应顺帮打眼，周壁采用光面爆破；（!）围岩压力较大时，分部开挖应与支撑配合进行；（"）当洞口段地质较差或覆盖层较薄时，应在洞内稳定地层处向洞口方向逐步扩挖和浇筑拱圈，保证洞口段施工安全；（#）当分层扩大时，应加强断面测量工作，防止超欠挖；并配合出渣进行断面检查，清除欠挖，处理危石。!"#"(仰拱部位开挖时，可采取整幅开挖或半幅开挖，并应符合下列要求：（’）挖至设计要求深度，底面平顺，清除渣物；（!）排净积水，做好排水设施；（"）隧道底两隅与侧墙联接处应平顺开挖，避免引起应力集中；（#）当遇变形很大的膨胀性围岩时，底面及其两隅应预先打入锚杆或采取其它加固措施后，再行开挖，其方法和规定可按本规范’#(!节执行；（)）仰拱部开挖时，应采取措施保证洞内临时交通畅通。!"&超欠挖控制—’*’!— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范!"#"$应严格控制欠挖。当岩层完整、岩石抗压强度大于!"#$%并确认不影响衬砌结构稳定和强度时，允许岩石个别突出部分（每&’(内不大于")&’(）欠挖，但其隆起量不得大于*+’。拱、墙脚以上&’内断面严禁欠挖。!"#"%应尽量减少超挖，不同围岩地质条件下的允许超挖值规定见表*)!)(。当采用特殊方法支护时，允许超挖量应适当降低。表*)!)(允许超挖值（单位：+’）围岩破碎松散岩石及土质，相条硬岩，一般相当于中硬岩、软岩相当件当于$,%类围岩（一般类!类围岩于",#类围岩开挖部位别不需爆破开挖）平均&"平均&*平均&"拱部最大("最大(*最大&*边墙、仰拱、隧底平均&"平均&"平均&"注：&硬岩是指岩石抗压极限强度!-./"#$%，中硬岩!-0!",/"#$%，软岩!-1!"#$%。超挖面积’平均线性超挖值0爆破设计开挖断面周长（不包括隧底）。(最大超挖值系指最本超挖处至设计开挖轮廓切线的垂直距离。)表列数值不包括测量贯通误差、施工误差。如采用预留支撑沉落量时，不应再计超挖值。!"#"#应采取光面爆破、提高钻眼精度、控制药量等措施，并提高作业人员的技术水平，将超挖控制在允许值以内。!"#"&测定超挖量应根据现场条件采用切实可行的测定方法。一般可采取下列方法：（&）由出渣量或衬砌混凝土量推算；（(）通过激光投影仪直接测定开挖面面积；（!）用断面测定仪量测。!"#"!采用复合式衬砌时，隧道的开挖轮廓应预留变形量，当设计无规定时，可按表*)!)*选用。表*)!)*开挖轮廓预留变形量（单位：+’）围岩类别*#$%预留变形量!,**,22,&"特殊设计注：&本表按(车道隧道考虑。’有明显流变和膨胀性岩体，应根据量测信息反馈计算分析选定。(!车道隧道应另行确定预留变形量。—&3&!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"#"$当采用构件支撑时，如围岩压力较大，支撑可能沉落或局部支撑难于拆除时，应适当加大开挖断面，预留支撑沉落量，保证衬砌设计厚度。预留支撑沉落量应根据围岩性质和围岩压力，并在施工过程中根据量测结果进行调整。!"%钻爆设计!"%"&钻爆设计应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出渣能力等因素综合考虑。钻爆设计的内容应包括：炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法和爆破顺序等。设计图应包括：炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明。!"%"’硬岩宜采用光面爆破，软岩宜采用预裂爆破，分部开挖时可采用预留光面层光面爆破。!"%"#采用光面爆破时，应满足以下技术要求：（!）根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线；（"）严格控制周边眼的装药量，并使药量沿炮眼全长合理分布；（#）周边眼宜采用小直径药卷和低爆速炸药。可借助传爆线以实现空气间隔装药；（$）采用毫秒雷管微差顺序起爆，应使周边爆破时产生临空面。周边眼同段的雷管起爆时差应尽可能小；（%）各光面爆破参数如周边眼间距（!）、最小抵抗线（"）、相对距（!&"）和装药集中度（#）等，应采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定，爆破成缝试验可按附录’进行。在无条件试验时，可按表%($(#选用。表%($(#光面爆破诸参数参饱和单轴抗装药不偶周边眼周边眼最相对距周边眼装岩石压极限强度合系数间距小抵抗线药集中度数种$（)*+,）%!（-.）"（-.）!/"（#01/.）类硬岩234!("%5!(%4%%5646457%4(75!(44(#454(#%中硬岩#4534!(%45"(44$%5343456%4(75!(44("454(#4软岩!#4"(445"(%4#45%4$45344(%54(74(4654(!%注：!软岩隧道光面爆破的相对距宜取小值。"装药集中度按"号岩石硝铵炸药考虑，当采用其它炸药时，应进行换算。换算指标主要是猛度和爆力（平均值）。换算系数&按下式计算：!"号岩石炸药猛度"号岩石炸药爆力&8（9）"换算炸药猛度换算炸药爆力!"%"%预裂爆破诸参数可在现场由爆破成缝试验获得。在无条件试验时，可按表%($($:!选用。预留光面层光面爆破参数可按表%($($:"选用。—!;!$— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范表!"#"#$%预裂爆破诸参数参饱和单轴抗装药不偶周边眼周边眼至内周边眼装岩压极限强度合系数间距圈崩落眼间药集中度石数种!（&’()）"#（*+）距（*+）（$,-.+）类硬岩/%"01%"2#31!3#33"2!13"#3中硬岩23143%"21%"##31#!#33"0!13"2!软岩!23%"#10"3231#3233"3513"%5表!"#"#$0预留光面层光面爆破诸参数参饱和单轴抗装药不偶周边眼周边眼最相对距周边眼装压极限强度合系数间距小抵抗线药集中度岩石数种!（&’()）"#（*+）%（*+）#.%（$,-.+）类硬岩/43%"0!1%"!343163631733"61%"33"0313"23中硬岩23143%"!310"33#31!3!31433"71%"33"%313"%!软岩!230"3310"!3#31!3!31433"613"53"3613"%0注：!表的适用范围：炮眼深度%"312"!+，炮眼直径#31!3++，药卷直径03120++。"炸药换算系数按表!"#"2注"所示的公式计算。!"#"!周边眼参数的选用应遵守下列原则：（%），当断面较小或围岩软弱、破碎或在曲线、折线处开挖成形要求高时，周边眼间距#应取较小值；（0）抵抗线%应大于周边眼间距。软岩在取较小的周边眼间距的同时，抵抗线应适当增大；（2）对于软岩或破碎性围岩，周边眼的相对距#8%应取较小值。!"#"$爆破开挖一次进尺应根据围岩条件确定。开挖软弱围岩时，应控制在%10+之内；开挖坚硬完整的围岩时，应根据周边炮眼的外插角及允许超挖量确定。硬岩隧道全断面开挖，眼深为212"!+的深眼爆破时，单位体积岩石的耗药量可取2；采用半断面或台阶法开挖，眼深为%"312"3+的浅眼爆破时，单位耗药3"510"3,-8+量可取3"#13"7,-8+2。!"#"%炮眼布置应符合下列要求：!"#"%"&掏槽炮眼布置在开挖断面的中央稍靠下部，以使底部岩石破碎，减少飞石。!"#"%"’周边炮眼应沿设计开挖轮廓线布置。!"#"%"(辅助炮眼应交错均匀地布置在周边眼与掏槽眼之间，并垂直于开挖面打—%5%!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范眼，力求爆下的石渣块体大小适合装渣的要求。!"#"$"#开挖断面底面两隅处，应合理布置辅助眼，适当增加药量，消除爆破死角。断面顶部应控制药量，防止出现超挖。!"#"$"!宜用直眼掏槽，眼深小于!"时可用斜眼掏槽，两个掏槽炮眼间距不得小于!#$"。!"#"$"%斜眼掏槽的炮眼方向，在岩层层理或节理发育时，不得与其平行，应呈一定角度并尽量与其垂直。!"#"$"$周边炮眼与辅助炮眼的眼底应在同一垂直面上，保证开挖面平整。但掏槽炮眼应比辅助炮眼眼底深%#$"。!"#"&掏槽中空孔的孔数、布置型式及其与装药眼的间距，应根据中空孔和装药眼的直径、深度、地质条件和装药眼起爆顺序等来确定。当中空孔孔径为%#$"时，深眼爆破可采用三中空孔型式或双中空孔型式；浅眼爆破可采取单中空孔型式。!"#"’装药型式应按掏槽眼孔径!"与药卷径!#的比值$（不偶合系数）确定，也可按两者的体积之比$&，确定，$值可取!左右，$&值可取’()。选用小直径药卷时，应防止爆炸中断现象。岩石很软时可采用导爆管装药型式。眼深小于!"时，可采用空气柱装药型式。硬岩或炮眼较深时，眼底可装一节加强药包，以保证爆破效果。!"#"()当采用全断面开挖或台阶开挖时，应采用导爆管、毫秒雷管起爆周边眼，不得采用火花起爆。开挖断面一次起爆时，如毫秒雷管的间隔时间小，周边眼的雷管应与内圈炮眼的雷管跳段起爆，二段炮眼之间起爆时差可取*#(%##"+。!"#"((对内圈眼的爆破诸参数应加以严格控制，防止围岩过度龟裂。!"#"(*导坑或局部开挖，宜采用浅眼爆破，防止振动对支撑结构产生不良影响。!"#"(+当钻爆设计与围岩条件不相适应时，应及时调整使其合理。!"!钻爆作业!"!"(钻爆作业必须按照钻爆设计进行钻眼、装药、接线和引爆。!"!"*钻眼前应定出开挖断面中线、水平线和断面轮廓，标出炮眼位置，经检查符合设计要求后方可钻眼。!"!"+炮眼的深度、角度、间距应按设计要求确定，并应符合下列精度要求：（%）掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于*$"。（!）辅助眼眼口排距、行距误差均不得大于*$"。（,）周边眼沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于*$"，周边眼外斜率不得大于*$"-"，眼底不超出开挖断面轮廓线%#$"，最大不得超过%*$"。（’）内圈炮眼至周边眼的排距误差不得大于*$"，炮眼深度超过!.*"时，内圈炮眼与周边眼宜采用相同的斜率。—%/%)— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范（!）当开挖面凸凹较大时，应按实际情况调整炮眼深度，并相应调整装药量，力求除掏槽眼外的所有炮眼眼底在同一垂直面上。!"!"#应根据钻爆设计要求选定钻眼效率高的钻眼机械。当采用液压式多臂凿岩台车作业时，应密切注意钻眼石屑的排除情况，保护好钻头。!"!"!钻眼完成后，应按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼应重钻，经检查合格后才能装药爆破。!"!"$装药前应将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。已装药的炮眼应及时用炮泥堵塞密封。周边眼的堵塞长度不宜小于"#$%，采用预裂爆破时，应从药卷顶端进行堵塞，不得只堵塞在眼口。!"!"%采用电力起爆时，除应按国家现行《土方和爆破工程施工及验收规范》的有关规定执行外，尚应遵守下列规定：（&）装药前电灯及电线应撤离开挖面，装药时可用投光灯、矿灯、风灯照明；（"）起爆主导线应敷设在电线和管路的对侧，不得已设在同一侧时，与钢轨、管道等导电体的间距必须大于&’#%，并悬空架设；（(）多工序掘进依次放炮时，应检查主线的连接，确认起爆顺序无误后方可起爆；（)）在地下水较多的地段，所用爆炸材料应能防水，连接线应采用塑料导线，敷设爆破网路时接头不得浸在水中，如不能避免时应加强接头的防水与绝缘处理。!"!"&周边眼宜一次同时起爆。当必须对爆破震动加以控制时，周边眼可根据地质条件分组起爆。!"!"’爆破后，开挖断面应进行检查并符合下列要求：（&）欠挖或超挖量应符合本规范!’(’&条和!’(’"条的规定。（"）周边炮眼痕迹保存率可按式（!’!’*）计算：残留有痕迹的炮眼数()+&##,（!’!’*）周边眼总数炮眼痕迹保存率可依岩质不同而有不同要求，即应满足：硬岩!-#,，中硬岩!.#,，软岩!!#,。周边炮眼痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布。（(）两茬炮衔接时出现的台阶形误差不得大于&!$%。!"!"()开挖过程中，应监测围岩爆破扰动深度以及爆破震动对周围其他结构物的破坏程度。监测爆破震动应注意以下事项：（&）应考虑爆破方法、药量、距离、地质状况等因素，确定爆破最大振幅、频率；（"）监测爆破对地面的震动影响，宜在铅垂方向及相正交的二个水平方向（其中一方向为爆破点方向）上同时测定；（(）监测爆破震动值的空间衰减情况时，至少应设(个测点。!"!"((钻爆机械和其他电动机械的使用、管理、维修和保养，应按有关规定办理，并遵守以下规定：—&*&.— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（!）机械运转不得超过其最大负荷强度；（"）燃料、润滑油脂和用水应符合有关规定；（#）严禁对机械及零部件乱拆乱卸，互换装用；（$）新型机械使用前，应对操作人员进行技术培训，熟悉其性能，掌握机械的安全操作规程。!"!"#$进行爆破时，所有人员应撤至安全地点，爆破后必须待有害气体排出后方可进至开挖面工作。!"%掘进机开挖!"%"#掘进机开挖可采用任意断面掘进机和全断面掘进机。选择机种时，应由地质条件、隧道断面尺寸和形状、隧道长度等来确定。!"%"$任意断面掘进机开挖适用于抗压极限强度小于"%&’(的围岩，全断面掘进机开挖适用于抗压极限强度为"%)!%%&’(的围岩。以下几种情况不宜采用掘进机开挖。（!）岩石抗压极限强度超过!%%&’(和裂隙发育（裂隙间隔一般为#%)$%*+）的围岩。（"）抗压极限强度在!,%&’(以下的断层破碎带或软弱泥岩以及湿胀性围岩。（#）石英、柘榴石等硬质矿物成分含量过多的围岩。（$）地下渗水量较大的围岩。!"%"&掘进机开挖前，应平整好场地，清除积水，创造良好的运转环境。当围岩干燥时，应在开挖面喷水或安设吸尘装置，防止粉尘扩散。!"%"’用钻臂式掘进机开挖时，应密切注意开挖面的稳定，并尽量减少超挖。用全断面隧道掘进机开挖时，应选择适合地质条件的刀具类型、刀盘转速及推力大小等；应进行周密的运转管理，防止蛇行，提高掘进速度。!"%"!应加强洞内车辆调度，统一管理，安排好各工序的施作时间。机械运转时，非操作人员应退至安全地点；发现异常情况，应立即停机。-出渣与运输%"#装渣与卸渣%"#"#装渣设备应选用能在隧道开挖断面内发挥高效率的机械，其装渣能力应与每次开挖土石方量及运输车辆的容量相适应。%"#"$装渣作业应符合下列要求：（!）机械装渣作业应严格按操作规程进行，并不得损坏已有的支护及临时设备；（"）采用有轨式装渣机械时，轨道应紧跟开挖面，调车设备应及时向前移动，或采用梭式矿车、转载机等设备进行连续装渣；（#）漏斗装渣时，漏斗处应有防护设备和联络信号，装渣结束后漏斗处应加盖；—!/!.— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范（!）在台阶或棚架上向下扒渣时，渣堆应稳定，防止滑坍伤人。!"#"$卸渣作业应符合下列要求：（"）应根据弃渣场地形条件、弃渣利用情况、车辆类型，妥善布置卸渣线，卸渣应在布置的卸渣线上依次进行；（#）卸渣宜采用自动卸渣或机械卸渣设备，卸渣时有专人指挥卸渣、平整；（$）卸渣场地应修筑永久排水设施和其他防护工程，确保地表径流不致冲蚀弃渣堆；（!）轨道运输卸渣时，卸渣码头应搭设牢固，并设挂钩、栏杆，轨道末端应设置可靠的挡车装置。!"%运输!"%"#运输方式分有轨式和无轨式，应根据隧道长度、开挖方法、机具设备、运量大小等选用。!"%"%长隧道施工时，应根据施工安排编制运输计划，统一调度，确保车辆运输安全，提高运输效率。!"%"$采用有轨式运输时，洞外应根据需要设置调车、编组、出渣、进料、设备整修等作业线路。洞内宜铺设双道；在单道地段，错车线的有效长度应符合最长列车运行的要求。!"%"&有轨式运输的线路铺设标准和要求如下：（"）钢轨人力推运时，单位长度钢轨质量不应小于%&’()；机动车牵行时不宜小于#!&’()。钢轨配件、夹板、螺栓必须按标准配齐。（#）道岔型号应与钢轨类型相配合。机动车牵引宜选用较大的型号，并安装转辙器。（$）轨枕间距不宜大于*+,)，长度为轨距加-+,)。轨枕的上下面应平整。在道岔处应铺设长轨枕。（!）平曲线半径洞内不应小于机动车或车辆轴距的*倍，洞外不应小于"+倍。（.）道床可利用洞内不易风化的石碴作为道碴，厚度不宜小于".,)。（-）线间距双道的线间距应保持两列车间净距大于#+,)，错车线处应大于!+,)。（*）车辆距坑道壁或支撑边缘的净距应不小于#+,)，单道一侧的人行道宽度不宜小于*+,)。（%）纵坡洞内人力推车时不宜大于"/.0；机动车牵引时不宜大于#/.0；皮带运输机输送时不宜大于#.0。洞外卸渣线末端应设+/.01"/+0的上坡段。（2）线路铺设轨距允许误差为：3-))、4!))，曲线地段应按规定加宽和设超高，必要时加设轨距拉杆；直线地段应两轨平整。钢轨接头处应并排铺设两根枕木，保持平顺，连接配件应齐全牢固。（"+）当采用新型轨式机械设备时，线路铺设标准应符合机械规格、性能的要求，保—"2"2— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范证运输安全。!"#"$有轨运输作业应遵守下列规定：（!）机动车牵引不得超载。（"）车辆装载的高度不超过斗车顶面#$%&，宽度不超过车宽。（’）列车连接必须良好。利用机车进行车辆的调车、编组和停留或人力推运车辆时，必须有可靠的制动装置，严禁溜放。（#）车辆在同方向行驶时，两组列车间的距离不得小于($&；人力推斗车时，间距不得小于"$&。（)）在洞内施工地段、视线不良的弯道上或通过道岔和洞口平交道等处，机动车牵引的列车运行速度不宜超过)*&+,；其他地段在采取有效的安全措施后，最大速度不应超过!)*&+,。（(）轨道旁的料堆，距钢轨外缘不应小于)$%&，高度不大于!$$%&。（-）长隧道施工应有载人列车供施工人员上下班使用，并应制定保证安全的措施。!"#"!洞内采用无轨式自卸卡车运输时，运输道路宜铺设简易路面。道路的宽度及行车速度应符合下列要求：（!）单车道净宽不得小于车宽加"&，并应隔适当距离设置错车道；双车道净宽不得小于"倍车宽加".)&；会车视距宜为#$&。（"）行车速度，在施工作业地段和错车时不应大于!$*&+,；成洞地段不宜大于"$*&+,。!"#"%运输线路或道路应设专人按标准要求进行维修和养护，使其经常处于平整、畅通。线路或道路两侧的废渣和余料应随时清除。!"#"&运输车辆的性能必须良好，操作时应符合有关的安全管理规定。!"#"’先拱后墙法施工中，如采用卡口梁作运输栈道时，在卡口梁下应加设立柱支顶，以保证栈道上运输安全。-施工支护%"(一般规定%"("(施工支护应配合开挖及时施作，确保施工安全。%"("#选择支护方式时，应优先采用锚杆、喷射混凝土或锚喷联合作为临时支护。在软弱围岩中采用锚喷支护时，应根据地质条件结合辅助施工方法综合考虑。%"(")对不同类别的围岩，应采用不同结构型式的施工支护。%"(")"(!类围岩可不支护，"类围岩支护时，宜采用局部喷混凝土或局部锚杆。为防止岩爆和局部落石，可局部加拴钢筋网。%"(")"##/$类围岩可采用锚杆、锚杆挂网、喷混凝土或锚喷联合支护。$类围岩必要时可加设钢架。—!0"$— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范!"#"$"$!!"类围岩宜采用锚喷挂网的联合支护形式，并可结合辅助施工方法进行施工支护。!"#"$"%当地质条件差，围岩不稳定时，可采用构件支撑。!"#"%施作锚杆、喷射混凝土和构件支撑时，应作好记录。!"&锚杆施工!"&"#采用系统锚杆作为衬砌结构的一部分时，应符合设计要求和《公路隧道设计规范（"#"$%&—’(）》第)章有关规定。!"&"&锚杆安设作业应在初喷混凝土后及时进行。!"&"$锚杆施工的准备工作如下：（*）检查锚杆材料、类型、规格、质量以及性能是否与设计相符；（%）根据锚杆类型、规格及围岩情况选择钻孔机具；（+）采用砂浆锚杆时，应按设计要求截取杆体，并整直、除锈和除油；（,）采用楔缝式锚杆时，应检查杆体长度，楔缝、楔块、螺母与螺栓的尺寸和配合情况。!"&"%钻孔前应根据设计要求定出孔位，作出标记，孔位允许偏差为-*.//。!"&"’钻孔应符合以下要求：!"&"’"#钻孔应圆而直，钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直；!"&"’"&水泥砂浆锚杆孔径应大于杆体直径*.//；其它型式锚杆孔径应符合设计要求。!"&"’"$钻孔深度应满足下列要求：（*）水泥砂浆锚杆孔深允许偏差为-.$//；（%）楔缝式锚杆孔深不应小于杆体有效长度，且不应大于杆体有效长度+$//；（+）树脂锚杆和早强药包锚杆孔深应与杆体长度配合恰当。!"&"(普通水泥砂浆锚杆的施工要求如下；!"&"("#砂浆配合比（质量比）：水泥：砂：水宜为*：*!*0.：（$0,.!$0.），砂的粒径不宜大于+//。!"&"("&砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完。!"&"("$灌浆作业应遵守以下规定：（*）注浆开始或中途暂停超过+$/12时，应用水润滑灌浆罐及其管路。（%）注浆孔口压力不得大于$0,345。（+）注浆管应插至距孔底.!*$6/处，随水泥砂浆的注入缓慢匀速拔出，随即迅速将杆体插入，锚杆杆体插入孔内的长度不得短于设计长度的(.7。若孔口无砂浆流出，应将杆体拔出重新注浆。!"&"("%锚杆安设后不得随意敲击，其端部+天内不得悬挂重物。!"&"!早强水泥砂浆锚杆的施工要求如下：—*(%*— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（!）早强水泥砂浆锚杆施工应遵守本节"#$#%条规定；（$）早强水泥砂浆锚杆采用硫铝酸盐早强水泥并掺早强剂；（&）注浆作业开始或中途停止超过&’()*时，应测定砂浆坍落度，其值小于!’((时，不得注入罐内使用。!"#"$楔缝锚杆（包括胀壳式锚杆）的施工要求如下：（!）楔缝式锚杆安装前，应将杆体与部件（楔子、胀壳、托钣）组装好；锚杆插入钻孔时楔子不得偏斜或脱落，锚头必须楔紧，保证锚固可靠；安设杆体后应立即上好托钣，拧紧螺帽。锚杆施加预张拉力时，其拧紧力矩不应小于!’’+·(。（$）打紧楔块时不得损坏丝扣。（&）楔缝锚杆一昼夜后应再次紧固，以后还要定期检查，如发现有松弛情况，应再行紧固。（,）楔缝式锚杆只能作为临时支护，如作为永久支护应补注水泥浆或水泥砂浆。!"#"%树脂锚杆的施工要求如下：（!）安装前应检查树脂卷质量，变质者不得使用。（$）安装时用杆体将树脂卷送入孔底，用搅拌器搅拌树脂时应缓缓推进杆体，搅拌时间一般为&’-。搅拌完毕后将孔口处杆件临时固定，!.()*后可安装托钣。!"#"&’早强药包锚杆的施工应遵守本节"#$#$条、"#$#&条、"#$#.条规定。将药包推入孔内要配备专门工具，中途药包不得破裂。锚杆杆体插入时应注意旋转，使药包充分搅拌。!"#"&&在有水地段，采用普通水泥砂浆锚杆时，如遇孔内流水，应在附近另行钻孔后再安设锚杆，亦可采用速凝早强药包锚杆或采用锚管锚杆向围岩压浆止水。!"#"&#锚杆钻孔可采用一般凿岩机械，当在土层中钻孔时，宜采用干式排渣的回旋式钻机。注浆可采用风动牛角泵，也可使用挤压式注浆泵。!"#"&(锚杆宜采用!级钢筋制作。灌浆锚杆宜采用螺纹钢筋，杆体直径以!%/$$((为宜。楔缝锚杆的杆体直径以!%/$.((为宜。!"(喷射混凝土!"("&应根据对喷射混凝土的质量要求和作业条件的要求，以及现场的维修养护能力等选定喷射方式，同时尚应考虑对粉尘和回弹量的限制程度。!"("#喷射混凝土、砂浆材料应符合下列要求：（!）水泥应优先采用普通硅酸盐水泥，也可采用矿渣硅酸盐水泥；在软弱围岩中宜选用早强水泥。水泥标号不得低于,$.号，使用前应做强度复查试验。（$）速凝剂必须采用质量合格的产品。应注意保管，不使其变质。使用前应做速凝效果试验，要求初凝不超过.()*，终凝不超过!’()*。应根据水泥品种、水灰比等，通过试验确定速凝剂的最佳掺量，并应在使用时准确计量。（&）砂喷射混凝土应采用硬质洁净的中砂或粗砂，细度模数宜大于$#.，含水率—!0$$— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范一般为!"#$"，使用前应一律过筛。（%）石料采用坚硬耐久的碎石或卵石，粒径不宜大于&!’’，钢纤维喷射混凝土的碎石粒径不应大于&(’’，且级配良好。当使用碱性速凝剂时，石料不得含活性二氧化硅。（!）水水质应符合工程用水的有关标准，水中不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质。（)）采用钢纤维喷射混凝土时，其钢纤维可用普通碳素钢，其抗拉强度不得低于*+(,-.，且不得有油渍及明显的锈蚀。钢纤维直径宜为(/*#(/!’’，长度宜为0(#0!’’，且不得大于0!’’。钢纤维含量宜为混合料质量的*"#)"。钢纤维喷射混凝土强度等级不应低于10(。!"#"#喷射混凝土配合比应通过试验选定，满足设计强度和喷射工艺的要求。也可参照下列数据选择：灰骨比&：%#&：!骨料含砂率%!"#)("水灰比(/%#(/!应增大混凝土与岩石的粘结力和减少回弹，初喷时，水泥：砂：石应取&：0：（&/!#0）。软弱围岩条件下可考虑提高喷射混凝土强度等级。!"#"$混合料应拌和均匀，随拌随用，并采用强制搅拌机在短时间内完成，严禁受潮。!"#"%喷射混凝土的配合比及拌和均匀性每班检查不得少于两次。喷射混凝土材料计量，一般应以质量计算，其允许误差为：水泥与速凝剂各为0"；砂与石料各为!"。!"#"&喷射混凝土作业应符合下列要求：（&）在喷射混凝土之前，应用水或高压风管将岩壁面的粉尘和杂物冲洗干净。（0）喷射中发现松动石块或遮挡喷射混凝土的物体时，应及时清除。（*）喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不宜超过)’。（%）一次喷射厚度应根据设计厚度和喷射部位确定，初喷厚度不得小于%#)2’。（!）喷射作业应以适当厚度分层进行，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔&3以上且初喷表面已蒙上粉尘时，受喷面应用高压气体、水清洗干净。岩面有较大凹洼时，应结合初喷予以找平。（)）回弹率应予控制，拱部不超过%("，边墙不超过*("，挂钢筋网后，回弹率限制可放宽!"。应尽量采用经过验证的新技术，减少回弹率，回弹物不得重新用作喷射混凝土材料。（$）喷射混凝土终凝03后，应喷水养护，养护时间一般不少于$4。—&50*— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"#"!喷射混凝土作业需紧跟开挖面时，下次爆破距喷混凝土作业完成时间的间隔，不得小于!"。!"#"$冬季施工时，喷射作业区的气温不应低于#$。在结冰的层面上不得喷射混凝土。混凝土强度未达到%&’(前，不得受冻。混合料应提前运进洞内。!"#"%采用钢筋网喷射混凝土时，可在岩面喷射一层混凝土后再进行钢筋网的铺设，并在锚杆安设后进行。钢筋网的铺设应符合下列要求：（)）钢筋使用前应清除锈蚀；（*）钢筋网应随受喷面的起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于+,-；（+）钢筋网应与锚杆或其他固定装置连接牢固，在喷射混凝土时不得晃动。!"#"&’采用钢架喷射混凝土时，钢架的型式、制作和架设应符合下列要求：（)）钢架支撑可选用.型钢、工字钢、/型钢、钢轨、钢管或钢筋格栅等制作。钢架加工尺寸等应符合设计要求。（*）钢架支撑必须具有必要的强度和刚度，刚架的设计强度，应保证能单独承受*0!-高的松动岩柱重量，其形状应与开挖断面相适应。（+）支撑接头由螺栓连接牢靠，当作为衬砌骨架时，接头应焊接。（!）格栅钢架的主筋材料应采用!级钢筋或"级钢筋，直径不小于**--，联系钢筋可根据具体情况选用。（#）钢管钢架应在钢管上设置注浆孔，架设后应注满水泥砂浆。（%）钢架应按设计位置架设，钢架之间必须用纵向钢筋联接，拱脚必须放在牢固的基础上。钢架与围岩应尽量靠近，但应留*0+,-间隙作混凝土保护层。当钢架和围岩之间的间隙过大时应设垫块。如钢架支撑作为衬砌混凝土骨架时，应用预制混凝土背板或填块固定牢靠。（1）钢架应垂直于隧道中线，上下、左右允许偏差2#,-，钢架倾斜度不得大于*3。拱脚标高不足时，不得用土、石回填，而应设置钢板进行调整，必要时可用混凝土加固基底。拱脚高度应低于上半断面底线)#0*4,-，当拱脚处围岩承载力不够时，应向围岩方向加大拱脚接触面积。（5）当钢架喷射混凝土作为永久性支护结构时，钢架与围岩之间的间隙必须用喷射混凝土充填密实。间隙过大时，可用钢楔或混凝土楔块顶紧，其点数单侧不得少于5个。喷射混凝土应由两侧拱脚向上对称喷射，并将钢架覆盖。!"#"&&有水地段喷射混凝土时应采取以下措施：（)）当涌水点不多时，用开缝摩擦锚杆进行导水处理后再喷射；当涌水范围大时，设树枝状排水导管后再喷射；当涌水严重时，可设置泄水孔，边排水边喷射。（*）改变配合比，增加水泥用量。先喷干混合料，待其与涌水融合后，再逐渐加水喷射。喷射时由远而近，逐渐向涌水点逼近，然后在涌水点安设导管，将水引出，再在导管附近喷射。—)6*!— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范!"#"$%砂层地段喷射混凝土时应采取以下措施：（!）紧贴砂层铺挂细钢筋网，并用!""##环向钢筋压紧；（"）在正式喷射前应适当减小喷射机的工作气压，先喷射一层加大速凝剂掺量的水泥砂浆，再喷射混凝土。!"#"$#喷射混凝土施工配套机具应符合以下要求：（!）机具密封性能良好；（"）输送连续、均匀，允许输送的最大骨料粒径为"$##；（%）输送距离（干混合料）应满足使用要求；（&）输料管应具有良好的耐磨性能；（$）生产能力（干混合料）为%’$#%()；（*）混合料的拌和应采用强制式搅拌机；（+）供水设施应保证喷头处的水压为,-!$’,-"./0。!"#"$&喷射机使用过程中应遵守下列规定：（!）对喷射机应随时保养维修，使之经常处于不漏气、不堵塞的良好工作状态。（"）喷射机的工作气压应控制在,-!’,-!$./0。可根据喷出料束情况适当调节气压。喷头处的水压应大于气压（干喷时水压应比气压高,-,$’,-!./0左右）。（%）喷头与受喷面宜垂直，距离应与工作气压相适应，以,-*’!-"#为宜。有钢筋网时，喷射距离可小于,-*#，喷射角度可稍偏一些，喷射混凝土应覆盖钢筋网"1#以上。（&）严格控制水灰比，喷到岩面上的混凝土应湿润光泽，粘塑性好，无干斑或滑移流淌现象。（$）控制喷层厚度，使其均匀，操作时喷头应不停且缓慢地作横向环形移动，循序渐进。（*）作业完成后，喷射机和输料管内的积料必须及时清除干净。（+）突然断水或断料时，喷头应迅速移离喷射面，严禁用高压气体、水冲击尚未终凝的混凝土。（2）喷射作业人员必须穿戴安全防护用品。!"&锚喷支护的质量要求!"&"$喷射混凝土抗压强度检查应按下列要求进行：!"&"$"$隧道（"车道隧道）每!,延米，至少在拱脚部和边墙各取一组试样，材料或配合比变更时另取一组，每组至少取三个试块进行抗压试验。!"&"$"%满足以下条件者为合格，否则为不合格。（!）同批（指同一配合比）试块的抗压强度平均值，不低于设计强度或3",。（"）任意一组试块抗压强度平均值，不得低于设计强度的2,4。（%）同批试块为%’$组时，低于设计强度的试块组数不得多于!组；试块为*’!*—!5"$— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范组时，不得多于!组；"#组以上，不得多于总组数的"$%。!"#"$"%检查不合格时，应查明原因并采取措施，可用加厚喷层或增设锚杆的办法予以补强。!"#"&喷层与围岩粘结情况的检查，可用锤敲击，如有空响应凿除喷层，洗净重喷。必要时应进行粘结力测试。!"#"%喷层厚度检查可分喷射过程和支护完成后两个阶段进行。喷射时可插入长度比设计厚度长$&’的铁丝，纵、横向"(!’设一根，作施工控制用。支护完成后每")延米至少检查一个断面，再从拱顶中线起每隔!’凿孔检查一个点。每个断面拱、墙分别统计，全部检查孔处喷层厚度应有*)%以上不小于设计厚度，平均厚度不得小于设计厚度，最小厚度不小于设计厚度的"+!。!"#"#当发现喷混凝土表面有裂缝、脱落、露筋、渗漏水等情况时，应予修补，凿除喷层重喷或进行整治。!"#"’锚杆安设后每,))根至少选择,根作为"组进行抗拔力试验，围岩条件或原材料变更时另作"组。同组锚杆!-天的抗拔力平均值应满足设计要求；每根锚杆的抗拔力最低值不得小于设计值的.)%。!"#"(锚喷支护施工时，一般应做以下几项施工记录；（"）锚喷支护施工记录（见附录/）；（!）喷射混凝土强度、厚度、外观尺寸，锚杆锚固力或抗拔力等项检查和试验应制定相应报告表，准确记录（锚喷支护有关的试验和测定方法见附录0）；（,）按设计要求进行的监控量测记录；（1）在地质条件复杂地段应提供地质素描资料；（$）隐蔽工程报告表。!"’构件支护!"’"$构件支护适用于分部开挖、导坑开挖。!"’"&构件支护应根据围岩条件、隧道开挖断面的尺寸、埋深、开挖方式、开挖方法、构件支护的施作时间等进行设计。!"’"%构件支护可使用型钢、木、钢木混合及钢筋混凝土预制构件等材料。!"’"#构件支护的结构应符合下列要求：!"’"#"$支护结构型式及其接头，应简单牢固，方便装拆；构件应多次周转使用，并尽可能定型化。!"’"#"&构件支护相互之间应用纵撑连接牢固，构成整体。!"’"#"%当构件支护施工区段很短或可能发生纵向荷载时，应设置纵向斜撑，以防支护倾倒。!"’"’钢架支护的结构型式及架设可按本章#2,2")条办理。!"’"(木支护主要用于临时性应急支护，使用时应符合下列要求：—".!*— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范（!）木支护的梁、柱等主要圆木杆件，细头直径应不小于"#$%（跨度大于&%时应不小于"’$%），其他连接杆件细头直径可采用!"(!’$%；木板厚度不宜小于’$%。（"）支护应采用质地坚固、有弹性、无节疤之木料。脆硬的木料不宜使用，腐朽及破裂多节的木材严禁使用。!"#构件支护的架设!"#"$构件支护的架设应符合下列要求：!"#"$"$应根据中线、水平、坑道断面和预留沉落量等将构件支护架设在中线方向的垂直面上，并力求整齐。同时，支护之间应纵向连接牢固，构成整体。!"#"$"%支护与围岩间用板、楔块或背柴顶紧，并填塞密实。!"#"$"&应根据地质条件采取不致使支护产生下沉的措施。支护柱脚下虚渣必须清除，地层松软时应加设垫板或垫托梁，必要时可用混凝土加固地基。!"#"$"’导坑支护可用半框架式。松软地层具有底压力时应增设底梁。在洞口的导坑支护排架，应伸出洞外)(’%以上，并设纵护予以加固。!"#"$"(构件支护构架的架设间距，宜取*#(!"#$%，松软破碎地段可适当加密。!"#"$"#在开挖漏斗孔时，应对该处下导坑支护进行临时加固，松软地层中的漏斗孔采用框架支护，并将框架外四周空隙填塞紧密。!"#"$"!拱部扩大采用扇形构架支护时，应配合开挖分部架设，并随挖随护。如采用纵梁，应考虑施作衬砌时便于拆除。侵入衬砌设计厚度线的所有木料，在衬砌灌筑前应拆除，不得灌筑于衬砌之中。!"#"%抑拱开挖前，应架设横撑顶紧两侧墙脚，防止边墙内挤。横护间距可采用!+#(!+"%，横撑应待仰拱混凝土达到设计强度,#-时才能拆除。!"#"&采用先拱后墙法施工时，应符合下列要求：!"#"&"$在洞口地段和松软地层开挖中层或落底前，必须用卡口梁加木楔顶紧拱脚，其间距一般为!"#$%，或在拱脚设锚杆，防止拱脚内移。!"#"&"%在松软破碎的围岩中挖马口，应设置斜撑、立柱等支顶拱脚，马口岩壁临空面均应撑稳。当岩层层理向隧道内倾斜时，应采取措施防止岩层顺层滑坍。!"#"’构件支护的加强及抽换应满足下列要求：!"#"’"$支护应有专人经常进行检查，特别是每次放炮后。如发现杆件有破裂、倾斜、弯扭、变形以及接头松脱、填塞漏空等异常时，应立即用安全而可靠的方法进行加固处理。!"#"’"%支护变形非常明显必须抽换时，应从末端起逐排抽换。并应本着“先顶后拆”的原则进行，防止围岩松动坍塌。!"#"’"&如施工中短期停止工作时，应将各部支护架设至开挖面。!"#"’"’开挖中层或落底前需拆除下导坑支护时，应由里向外倒退拆除。!"#"(各部分支护的架设、修复和拆除，应由专人及时进行检查和验收。—!.",— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!衬砌!"#一般规定!"#"#隧道衬砌施工时，其中线、标高、断面尺寸和净空大小均须符合设计要求。衬砌材料的标准、规格及要求等，应符合交通部现行的《公路隧道设计规范（"#"$%&—!’）》的规定。!"#"$模板放样时，允许将设计的衬砌轮廓线扩大()*，确保衬砌不侵入隧道建筑限界。采用复合式衬砌时，应遵守本节!+,+(条规定。!"#"%整体式衬砌施工中，发现围岩对衬砌有不良影响的硬软岩分界处，应设置沉降缝；!-"类围岩，距洞口约($*范围内，必要时可每隔,$*左右设置一个沉降缝。在严寒地区，整体式衬砌、锚喷衬砌或复合衬砌，均应在洞口和易受冻害地段设置伸缩缝。衬砌的施工缝应与设计的沉降缝、伸缩缝结合布置，在有地下水的隧道中，所有施工缝、沉降缝和伸缩缝均应进行防水处理。!"#"&施工中发现工程地质及水文地质情况与设计文件不符，需进行变更设计时，应履行正式变更设计手续。!"#"’采用锚喷支护和复合衬砌时，应做好以下工作：（,）复核隧道工程地质和水文地质情况，分析围岩稳定性特点，根据地质情况的变化及围岩的稳定状态，制订施工技术措施或变更施工方法。（%）对已完成支护地段，应继续观察隧道稳定状态，注意支护的变形、开裂、侵入净空等现象，及时记录，作出长期稳定性评价。!"#"(凡属隐蔽工程，经质量检查验收合格后，方可进行隐蔽工程作业。!"$拱（墙）架与模板!"$"#拱（墙）架的间距应根据衬砌地段的围岩情况、隧道宽度、衬砌厚度及模板长度确定，一般可取,*，最大不应超过,+(*。!"$"$衬砌所用的拱架、墙架和模板，宜采用金属或其它新型模板结构，应式样简单、装拆方便、表面光滑、接缝严密，有足够的刚度和稳定性。施工中，根据不同施工方法，可使用衬砌模板台车或移动式整体模架，并配备混凝土泵或混凝土输送器浇筑衬砌。中、小隧道可使用普通钢模板或木模板。围岩压力较大时，拱架、墙架应增设支撑或缩小间距，拱架脚应铺木板或木方。!"$"%架设拱、墙架和模板，应位置准确，连接牢固，严防走动，并做好以下工作；（,）拱架、曲墙架、使用前应先在样台上试拼装，重复使用时应注意检查，如有变形应及时修整；在拱架外缘沿径向用支撑与围岩顶紧，以防浇筑过程中拱架变形；（%）架设前应按隧道中线、标高及允许施工误差和预留沉落量，对开挖断面进行复—,’%!— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范核，围岩突出部位应清除、整修；（!）模板接头应整齐平顺；（"）挡头板应按衬砌断面制作，挡头板与岩壁间隙应嵌堵紧密。!"#"$拱架应在垂直于隧道中线方向架设。拱架的夹板、螺栓、拉杆等应安装齐全。拱架（包括模板）标高应预留沉落量，其数值可按表#$%$"采用。施工中应随时测量、调整，使其符合要求。表#$%$"拱架（包括模板）预留沉落量围岩分类!及!以上"#$预留沉落量（&’）!(()*+*+)*(*()%+注：%上述数值适用于先拱后墙法，当采用先墙后拱法时均不宜大于(&’；&本表不包括施工误差。!"#"%立墙架时应做好以下工作：!"#"%"&先墙后拱法施工，应按隧道中线确定墙架位置。!"#"%"#先拱后墙法施工，经复核检查拱部中线及净空无误时，可由拱脚挂线定位。!"#"%"’立墙架时应对墙基标高进行检查。!"#"%"$不得利用墙架兼作脚手架，防止模板走动变形。!"#"(移动拱架模板时，应使模板完全脱离混凝土表面，方可移到规定的位置；移动式拱架所用轨道其轨面不得出现下沉。!"#")拆除拱架、墙架和模板，应符合以下要求：（*）不承受外荷载的拱、墙，混凝土强度应达到($+,-.或在拆模时混凝土表面和棱角不被损坏并能承受自重；（%）承受围岩压力较大的拱、墙，封顶和封口的混凝土应达到设计强度*++/；（!）承受围岩压力较小的拱、墙，封顶和封口的混凝土应达到设计强度0+/。!"’模筑衬砌!"’"&衬砌混凝土的配合比应满足设计要求。!"’"#混凝土拌和后，应尽快浇筑。浇筑时应使混凝土充满所有角落并充分进行捣固。混凝土运送时，原则上应采用混凝土搅拌运输车，采用其它方法运送时，应确保混凝土在运送中不产生离析、损失及混入杂物。已经达到初凝的剩余混凝土，不得重新搅拌使用。!"’"’浇筑混凝土节段长度应根据围岩状况、施工方法和机具设备能力等确定。!"’"$拱圈施工应符合下列要求：!"’"$"&拱圈浇筑顺序应从两侧拱脚向拱顶对称进行，间歇及封顶的层面应成辐射状。!"’"$"#分段施工的拱圈合拢宜选在围岩较好处。—*1%1— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"#"$"#先拱后墙法施工的拱圈，混凝土浇筑前应将拱脚支承面找平。石质隧道支承面可用碎石垫平，上铺!"#$%砂子，用水洒湿。土质隧道宜横铺一层&$%厚木板。!"#"$"$与辅助坑道交汇处的拱圈应置于坑道两侧基岩上。!"#"$"%钢筋混凝土衬砌先做拱圈时，应在拱脚下预留钢筋接头，使拱墙连成整体。!"#"%边墙施工应符合下列要求：!"#"%"&浇筑混凝土前，必须将基底石渣、污物和基坑内积水排除干净，严禁向有积水的基坑内倾倒混凝土干拌和物。墙基松软时，应做加固处理。!"#"%"’边墙扩大基础的扩大部分及仰拱的拱座，应结合边墙施工一次完成。!"#"%"#采用片石混凝土时，片石应距模板&$%以上，片石间距应大于粗骨料的最大粒径，并应分层掺放，捣固密实。!"#"%"$采用先拱后墙法施工时，边墙混凝土应尽早浇筑，以避免对拱圈产生不良影响。墙顶刹尖混凝土应捣实。!"#"(拱圈封顶应随拱圈的浇筑及时进行。墙顶封口应留’"()$%，在完成边墙灌筑!*+后进行，封口前必须将拱脚的浮渣清除干净，封顶、封口的混凝土均应适当降低水灰比，并捣固密实，不得漏水。!"#")仰拱施工应符合下列要求：（(）应结合拱墙施工抓紧进行，使结构尽快封闭；（!）仰拱浇筑前应清除积水、杂物、虚渣等；（#）应使用拱架模板浇筑仰拱混凝土。!"#"!拱墙背后的空隙必须回填密实，并按下列要求与衬砌同时施工。（(）先拱后墙法施工时，拱脚以上(%范围内的超挖，应用与拱圈相同标号混凝土同时浇筑。（!）边墙基底以上(%范围内的超挖，宜用与边墙相同标号混凝土同时浇筑。（#）其余部位（包括仰拱），超挖在允许范围内可用与衬砌相同标号混凝土同时浇筑；超挖大于规定时，宜用片石混凝土或()号浆砌片石回填，不得用渣体随意回填，严禁片石侵入衬砌断面（或仰拱断面）。当围岩稳定并干燥无水时，可先用干砌片石回填，再在衬砌背后压浆。仰拱以上与路面基层以下部分应用浆砌片石或低标号混凝土回填。!"#"*隧道通过含有侵蚀性地下水地段时，应对地下水作水质分析，衬砌应采用抗侵蚀性混凝土。!"#"&+衬砌浇筑完成拆除支架时，如围岩压力较大，应先支顶后拆除。衬砌断面以外的支撑木和背板应拆除。塌方地段的衬砌背后未能取出的木料，应做记录附于竣工文件。塌方地段的衬砌应重新设计。!"#"&&衬砌拆模后应立即养护，养护时间一般为’"(*,。寒冷地区，应作好衬砌的防寒保温工作。!"#"&’衬砌采用防水混凝土时，施工中应满足下列要求：—(-#)— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范（!）砂石集料应符合级配要求，水泥标号不低于"#$号；（#）水灰比不应大于%&$$，严寒地区不应大于%&$%；最小水泥用量不应少于#%%’()+，拱顶封顶部分不应少于+$%’()*+；*（+）冬季施工的防水混凝土，应掺用加气剂降低原有的水灰比，并按冬季施工有关要求施工；（"）调制混凝土拌和物时，水泥重量偏差不得超过,#-，集料重量偏差不得超过,$-，水及加气剂重量偏差不得超过,#-；（$）混凝土浇筑前，必须清除模板上泥污杂物，且须用水湿润，确保模板不漏浆；（.）有承压水时应先引流再浇筑防水混凝土。!"#二次衬砌!"#"$二次衬砌的施作，应在围岩和锚杆支护变形基本稳定后进行。二次衬砌和仰拱的施作时间按本规范/&+&$条执行。围岩变形较大，流变特性明显时，应加强初期支护并及早施作仰拱和二次衬砌。!"#"%二次衬砌施工前应作好下列准备工作：（!）衬砌所用原材料的质量及其贮运方式应符合有关规定；（#）应做好地下水引排工作，仰拱及基础部位的虚渣及积水必须清理干净；（+）防水层或喷层表面粉尘应清除并洒水湿润；（"）施工用机具、拱架、模板台车等必须经过检查，并进行机械试运转。!"#"&灌筑作业应符合下列要求：（!）由下向上依次灌筑。当设计规定需先灌筑拱圈时，应采取防止拱脚下沉措施，必要时，可架设纵向托梁；（#）隧道有仰拱时，宜先灌筑仰拱。每段施工长度应根据地质情况确定；（+）初期支护与二次衬砌间的空隙，必须回填密实，并应符合本章0&+&0条规定。!"#"#拌制混凝土的最短时间（自全部材料装入时起至卸料时止的时间），应符合表0&"&"规定。表0&"&"混凝土的最小拌制时间（1）混凝土坍落度搅拌机容积（3）搅拌机型（2*）4"%%"%%5!%%%6!%%%自落式/%!#%!$%4+强制式.%/%!#%自落式/%/%!#%!+强制式.%.%/%注：!入机拌和量不应超过搅拌机规定容量的!%-。"掺加减水剂、加气剂等时，宜延长拌和时间。—!/+!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"#"$采用泵送混凝土时，应按下列要求办理：（!）混凝土泵应连续运转；（"）输送管道宜直，转弯宜缓，接头应严密，（#）泵送前应润滑管道，润滑时采用按设计配合比拌制的水泥浆或按骨料减半配制的混凝土进行。!"#"%混凝土应分层灌筑，每层灌筑的高度、次序、方向应根据搅拌能力、运输距离、灌筑速度、洞内气温和振捣等因素确定。!"#"&二次衬砌的混凝土应连续灌筑，不得不间歇时，其间歇时间不应大于表$%&%’规定。表$%&%’浇筑混凝土允许间歇时间（()*）浇筑时气温材料（!+）普通硅酸盐水泥矿渣火山灰硅酸盐水泥",-#,.,!",!,-",!#/!$,/-!,!./0注：表中规定的时间未考虑外加剂作用及其它特殊施工和混凝土本身温度的影响。!"#"!混凝土养护，应遵守下列规定；（!）采用硅酸盐水泥拌制的混凝土，其养护时间不得少于’1；掺有外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于!&1。（"）加覆盖物或洒水。养护用水的温度应与环境温度基本相同。!"#"’二次衬砌混凝土其强度达到"%/234时，方可拆模。!"#"()防止二次衬砌混凝土开裂，可采取以下措施：（!）宜采用较大的骨灰比，降低水灰比，合理选用外加剂；（"）合理确定分段灌筑长度及浇筑速度；（#）混凝土拆模时，内外温差不得大于",+；（&）加强养护，混凝土温度的变化速度不宜大于/+56；（/）根据设计施作防水隔离层。.监控量测’"(一般规定’"((采用复合式衬砌的隧道，必须将现场监控量测项目列入施工组织设计，并在施工中认真实施。’"("*量测计划应根据隧道的围岩条件、支护类型和参数、施工方法以及所确定—!.#"— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范的量测目的进行编制。同时应考虑量测费用的经济性，并注意与施工的进程相适应。!"#"$监控量测应达到以下目的：（!）掌握围岩和支护的动态信息并及时反馈，指导施工作业；（"）通过对围岩和支护的变位、应力量测，修改支护系统设计。!"#"%采用复合式衬砌的隧道，施工、设计单位必须紧密配合，共同研究，分析各项量测信息，确认或修正设计参数。!"&量测内容与方法!"&"#复合式衬砌的隧道应按表#$"$!选择量测项目。表#$"$!中的!%&项为必测项目；’%!!项为选测项目，应根据围岩条件、地表沉降要求等确定。表#$"$!隧道现场监控量测项目及量测方法量测间隔时间序!号项目名称方法及工具布置!%!’(!)(%!个月!%*个月大于*个月地质和支岩性、结构面产开挖后及初期支护状况观状及支护裂缝观护后进行!每次爆破后进行察察或描述，地质罗盘等每!+%’+,一个各种类型收"周边位移断面，每断面"%!%"次-天!次-"天!%"次-周!%*次-月敛计*对测点。水平仪、水准尺、每!+%’+,*拱顶下沉!%"次-天!次-"天!%"次-周!%*次-月钢尺或测杆一个断面锚杆或锚各类电测锚杆、每!+,一个断&索内力及锚杆测力计及拉面，每个断面至抗拔力拔器少做三根锚杆每’%’+,一个断面，每断面至少.开挖面距量测断面前后/"0时，!%"次-天。个测点，每隧道’地表下沉水平仪、水准尺开挖面距量测断面前后/’0时，!次-"天。至少"个断面。开挖面距量测断面前后1’0时，!次-周。中线每’%"+,一个测点围岩体内洞内钻孔中安设每’%!++,一个)位移（洞内单点、多点杆式断面，每断面"!%"次-天!次-"天!%"次-周!%*次-月设点）或纲丝式位移计%!!个测点围岩体内地面钻孔中每代表性地段.位移（地表安设各类位一个断面，每同地表下沉要求设点）移计*%’个钻孔—!#**— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范续上表量测间隔时间序号项目名称方法工具布置!"!#$!%$"!个月!"&个月大于&个月第代表性地段围岩压力各种类型压一个断面，每断’及两层支!"(次*天!次*(天!"(次*周!"&次*月力盒面宜为!#"()护间压力个测点钢支撑内支柱压力计或每!)榀钢拱支+!"(次*天!次*(天!"(次*周!"&次*月力及外力其他测力计撑一对测力计支护、衬砌各类混凝土内每代表性地段内应力、表应变计、应力一个断面，每断!)!"(次*天!次*(天!"(次*周!"&次*月面应力及计、测缝计及表面宜为!!个测裂缝量测面应力解除法点。围岩弹性各种声波仪在有代表性地!!波测试及配套探头段设置注：,为隧道开挖宽度。!"#"#爆破开挖后应立即进行工程地质与水文地质状况的观察和记录，并进行地质描述。地质变化处和重要地段，应有照片记载。量测记录表见附录-。初期支护完成后应进行喷层表面的观察和记录，并进行裂缝描述。!"#"$隧道开挖后应及时进行围岩、初期支护的周边位移量测、拱顶下沉量测；安设锚杆后，应进行锚杆抗拔力试验。当围岩差、段面大或地表沉降控制严时宜进行围岩体内位移量测和其它量测。位于!""类围岩中且覆盖层厚度小于.)/的隧道，应进行地表沉降量测。!"#"%量测部位和测点布置，应根据地质条件、量测项目和施工方法等确定。!"#"&测点应距开挖面(/的范围内尽快安设，并应保证爆破后(.0内或下一次爆破前测读初次读数。!"#"’测点的测试频率应根据围岩和支护的位移速度及离开挖面的距离确定。!"#"(现场量测手段，应根据量测项目及国内量测仪器的现状来选用。一般应尽量选择简单可靠、耐久、成本低、稳定性能好，被测量的物理概念明确，有足够大的量程，便于进行分析和反馈的测试仪具。!"$量测数据处理与应用!"$")应及时对现场量测数据绘制时态曲线（或散点图）和空间关系曲线。!"$"#当位移*时间曲线趋于平缓时，应进行数据处理或回归分析，以推算最终位移和掌握位移的变化规律。—!+&.— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范!"#"#当位移$时间曲线出现反弯点时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时应密切监视围岩动态，并加强支护，必要时暂停开挖。!"#"%隧道周壁任意点的实测相对位移值或用回归分析推算的总相对位移值均应小于表!"#"$所列的数值。当位移速率无明显下降，而此时实测位移值已接近该表所列数值，或者喷层表面出现明显的裂缝时，应立即采取补强措施，并调整原支护设计参数或开挖方法。表!"#"$隧道周边充许相对位移值（%）覆盖层厚度（&）允许相对’()()*#))+#))位移值（围岩类别%）!)",)*)"#))"-)*)"())"$)*,"-)")",(*)"())"$)*,"-))".)*-"))#)"-)*)".))"/)*,"/),"))*#"))注：$相对位移值是指实测位移值与两测点间距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽度之比。%脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。&’、(、)类围岩可按工程类比初步选定允许值范围。*本表所列数值可在施工过程中通过实测和资料积累作适当修正。!"#"&二次衬砌的施作应在满足下列要求时进行：（,）各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；（-）已产生的各项位移已达预计总位移量的.)%*!)%；（#）周边位移速率小于)",*)"-&&01，或拱顶下沉速率小于)")2*)",(&&01。!"%量测管理!"%"’隧道现场监控量测应成立专门量测小组，由施工单位或委托其他单位承担量测任务。!"%"(量测组负责测点埋设、日常量测、数据处理和仪器保养维修工作，并及时将量测信息反馈于施工和设计。!"%"#现场监控量测应按量测计划认真组织实施，并与其它施工环节紧密配合，不得中断工作。!"%"%各预埋测点应牢固可靠，易于识别并妥善保护，不得任意撤换和遭到破坏。!"%"&竣工文件中应包括下列量测资料：（,）现场监控量测计划；（-）实际测点布置图；（#）围岩和支护的位移3时间曲线图、空间关系曲线图以及量测记录汇总表；（$）经量测变更设计和改变施工方法地段的信息反馈记录；—,!#(— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（!）现场监控量测说明。"#防水和排水!"#!一般规定!"#!#!隧道施工防排水设施应与营运防排水工程相组合。!"#!#$隧道施工防排水工作应按防、截、排、堵相结合的综合治理原则进行。!"#!#%隧道施工前应根据工程地质、水文地质资料制定防排水方案。施工中应按现场施工方法、机具设备等情况，选择不妨碍施工的防排水措施。!"#!#&隧道进洞前应先做好洞顶、洞口、辅助坑道口的地面排水系统，防止地表水的下渗和冲刷。!"#!#’施工中应对洞内的出水部位、水量大小、涌水情况、变化规律、补给来源及水质成分等做好观测和记录，并不断改善防排水措施。!"#!#(当防排水设计不符合实际情况，设计中有遗漏或施工中有增减时，施工单位应及时提请变更设计。!"#!#)隧道防排水工程施工质量应符合下列要求：!"#!#)#!一般公路隧道（"）拱部、边墙不滴水。（$）路面不冒水、不积水，设备箱洞处不渗水。（%）洞内排水系统不淤积、不堵塞，确保排水通畅。（&）严寒地区隧道衬砌背后不积水，路面、排水沟不冻结。!"#!#)#$汽车专用公路隧道隧道拱部、墙部、路面、设备洞、车行横通道、人行横通道等均不渗水。!"#$施工防排水!"#$#!隧道两端洞口及辅助坑道洞（井）口应按设计要求及时做好排水系统；覆盖较薄和渗透性强的地层，地表积水应及早处理，并符合以下要求：（"）勘探用的坑洼、探坑等应回填粘土，并分层夯实；（$）洞顶上方如有沟谷通过且沟谷底部岩层裂缝较多，地表水渗漏对隧道施工有较大影响时，应及时用浆砌片石铺砌沟底，或用水泥砂浆勾缝、抹面；（%）洞顶附近有井、泉、池沼、水田等，应妥善处理，不宜将水源截断、堵死；（&）清理洞口附近杂草和树丛，开沟疏导封闭积水洼地，不得积水；（!）洞顶排水沟应与路基边沟顺接组成排水系统；（’）洞外路堑向隧道内为下坡时，路基边沟应做成反坡，向路堑外排水，并宜在洞口%(!)位置设置横向截水设施，拦截地表水流入洞内；（*）施工废水应通过管路及不透水的沟槽排泄到隧道范围以外。!"#$#$洞内顺坡排水，其坡度应与线路坡度一致，并满足下列要求：—"+%’— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范（!）水沟断面应满足排除隧道中渗漏水和施工废水的需要；（"）水沟位置宜结合结构排水工程设在隧道两侧或中心，并避免妨碍施工；（#）经常清理排水设施，确保水路畅通。!"#$#%洞内反坡排水时，应采取下列措施：（!）必须采取机械抽水；（"）排水方式可根据距离、坡度、水量和设备等情况选用排水沟或管理，或分段接力或一次将水排出洞外；（#）视线路坡度分段开挖反坡排水沟。在每段下坡终点开挖集水坑，使水流至坑内，再用水泵将水抽到下段水沟流入下一个集水坑，这样逐段前进，将水排出洞外。反坡水沟坡度不宜小于$%&’；（(）隧道较短时，可在开挖面附近开挖集水井，安装水泵，将水一次送出洞外；（&）沟管断面、集水坑（井）的容积按实际排水量确定；（)）抽水机的功率应大于排水量所需功率"$’以上，并有备用抽水机；（*）做好停电时的应急排水准备工作。!"#$#&洞内有大面积渗漏水时，宜采用钻孔将水集中汇流引入排水沟。其钻孔的位置、数量、孔径、深度、方向和渗水量等应作详细记录，以便在衬砌时确定拱墙背后排水设施的位置。!"#$#’洞内涌水或地下水位较高时，可采用井点降水法和深井降水法处理。!"#$#(隧道施工有平行导坑或横洞时，应充分利用辅助导坑降低正洞水位，使正洞水流通过辅助导坑引出洞外。正洞施工由斜井、竖井排水时，应在井底设置集水坑，用抽水机抽出井外。集水坑设置的位置不得影响井内运输和安全。斜井、竖井施工有水时，应边开挖边挖积水坑，并视渗水量大小采用抽水机或吊桶排出。!"#$#)在地下水发育的软弱围岩、断层破碎带中，施工防排水可按本规范!#章有关方法进行。!"#$#*严寒地区隧道施工排水时，宜将水沟、管理设在冻结线以下或采取防寒保温措施。!"#$#+洞顶上方设有高位水池时应有防渗和防溢水设施。当隧道覆盖层厚度较薄且地层中水渗透性较强时，水池位置应远离隧道轴线。!"#%结构防排水施工!"#%#!洞内永久性防排水结构物施工时，应符合下列要求：（!）防排水结构物的断面形状、尺寸、位置和埋设深度应符合设计要求。（"）水沟坡面整齐平顺，水沟及检查井盖板平稳无翘曲。（#）衬砌背后或隧底设置盲沟时，沟内以石质坚硬、不易风化且尺寸不小于!&+,的—!-#*— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范片石充填。盲沟纵坡不宜小于!"。（#）设置在软弱围岩区段的盲沟、有管渗沟，周侧应加做砂砾石反滤层或用无纺布包裹，不得堵塞水路。（$）墙背泄水孔必须伸入盲沟内，泄水孔进口标高以下超挖部分应用同级混凝土或不透水材料回填密实。（%）排水管接头应密封牢固，不得出现松动。（&）隧底盲沟、有管渗沟及渗水滤层上方的回填，应满足路基施工的要求。墙背沟、管内应清除杂物，防止堵塞水路。（’）严寒地区保温水沟施作时应有防潮措施，防止保温材料受潮，影响保温性能。修筑的深埋渗水沟，回填材料除应满足保温、透水性好的要求外，水沟周侧应用级配骨料分层回填，不得让石屑、泥砂渗入沟内。（(）排水设施应设置在冻胀的线以下。!"#$#%衬砌背后设置排水暗沟、盲沟和引水管时，应根据隧道的渗水部位和开挖情况适当选择排水设施位置，并配合衬砌进行施工。施工中应防止漏水造成浆液流失；灌筑混凝土或压浆时，浆液不得浸入沟管内。!"#$#$隧道的排水设施应配合衬砌进行，并应符合以下要求：（!）侧沟与侧墙应联接牢固，必要时可在墙部加设短钢筋，使墙与沟壁联为一体；（)）侧沟进水孔的孔口端应低于该处路面标高，路面铺筑时不得堵塞孔口；（*）隧道内侧沟旁设有集水井时，宜与侧沟、路面同时施工；（#）采用先拱后墙法灌筑拱脚混凝土时，应在拱墙连接部预埋水管或预留过水通道，保证拱墙背环向暗沟或盲沟排水流畅；（$）利用中心水沟（或侧沟）排水时，应在墙底预埋沟管，沟通中心水沟（或侧沟）与侧墙背后排水设施，在灌筑侧墙混凝土时不得堵塞预埋沟管；（%）设在衬砌背后和隧底的纵横向排水设施，其纵横向坡应平顺，并配合其他作业同时施工；（&）当隧底岩松软有裂隙水时，应视具体情况加深侧沟或中心水沟的沟底，或增设横向盲沟，铺设渗水滤层及仰拱等。!"#$#&衬砌背后采用压注水泥砂浆防水时，应符合下列要求；（!）压浆地段混凝土衬砌达设计强度&+"时，方可进行压浆；（)）冬季注浆时，洞内气温不低于,$-，灰浆温度应保持在,$-以上；（*）如遇流沙或含水土质地层，不宜采用水泥砂浆作防水层；（#）注浆地段衬砌背面宜用干砌片石回填紧密，并每隔)+.左右用!.厚浆砌片石或混凝土作阻浆隔墙，分段进行压浆；（$）注浆孔宜按梅花形排列，孔距视岩层渗水和裂隙情况确定，一般不宜大于).，径向孔深应穿过衬砌进入岩层+/$.；—!(*’— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范（!）压浆顺序应从下而上，从无水、少水的地段向有水或多水处，从下坡方向往上坡方向，从两端洞口向洞身中间压浆。每段压浆长度不宜小于"#$；（%）初次压浆压力为#&’(#&)*+,；检查压浆压力为#&!(-&#*+,，但不超过-&"*+,；（.）做好压浆孔编号及位置、水泥品种及标号、砂浆成分及水灰比、延散度、压浆压力、注浆数量等记录。!"#$#%当衬砌背后压注水泥砂浆后衬砌表面仍有渗漏水的地段，可向衬砌体内压注水泥/水玻璃浆液；当这种浆液不能满足要求时，可采用其它化学浆液。施工中应符合下列要求：（-）应优先采用水泥/水玻璃浆液作注浆材料。（"）压注化学浆液时应随时注意对隧道附近水源的影响，一旦发现污染应立即停止使用。（’）注浆孔间距和注浆压力，应视渗漏水情况、衬砌质量等由现场试验确定。压浆孔间距为-("$，孔深宜为衬砌厚度的-0"或"0’，但不得少于-)1$，并不得穿透衬砌以防跑浆；注浆压力可取-&"("&#*+,，不得低于-&"*+,。（2）压注化学浆液时，其安全技术、防护用品应按国家有关规定执行。!"#$#&隧道衬砌采用防水混凝土时，必须经现场试验达到规定要求后方可使用。防水混凝土的施工要求见本规范.&’&-"条。!"#$#’衬砌的施工缝和沉降缝采用橡胶止水带或塑料止水带防水时，施工中应符合下列要求：（-）止水带不得被钉子、钢筋和石子刺破。如发现有割伤、破裂现象，应及时修补。（"）在固定止水带和灌筑混凝土过程中应防止止水带偏移。（’）加强混凝土振捣，排除止水带底部气泡和空隙，使止水带和混凝土紧密结合。（2）根据止水带材质和止水部位可采用不同的接头方法。对于橡胶止水带，其接头形式应采用搭接或复合接；对于塑料止水带的接头形式应采用搭接或对接。止水带的搭接宽度可取-#1$，冷粘或焊接的缝宽不小于)1$。!"#$#(复合式衬砌中防水层的施工应满足下列要求：（-）防水层应在初期支护变形基本稳定后，二次衬砌施作前进行。（"）防水层铺设置，喷混凝土层表面不得有锚杆头或钢筋断头外露；对凹凸不平部位应修凿、喷补，使混凝土表面平顺；喷层表面漏水时，应及时引排。（’）防水层可在拱部和边墙按环状铺设，并视材质采取相应的接合方法。塑料板用焊接，搭接宽度为-#1$，两侧焊缝宽应不小于"&)1$；橡胶防水板粘接时，搭接宽为-#1$，粘缝宽不小于)1$。（2）防水层的接头处应擦净。塑料防水板应用与材质相同的焊条焊接；橡胶防水板应用粘合剂连接。涂刷胶浆应均匀，用量应充足；防水层的接头处不得有气泡、折皱及—-3’3— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范空隙。接头处应牢固，强度应不小于同质材料。（!）防水层用垫圈和绳扣吊挂在固定点上，其固定点的间距，拱部应为"#!$"#%&，侧墙为’#"$’#(&，在凹凸处应适当增加固定点。点间防水层不得绷紧，以保证灌筑混凝土时板面与喷混凝土面能密贴。（)）采用无纺布作滤层时，防水板与无纺布应密切叠合，整体铺挂。（%）开挖和衬砌作业不得损坏防水层，当发现层面有损坏时应及时修补。（*）防水层纵横向一次铺设长度应根据开挖方法和设计断面确定。铺设前，宜先行试铺并加以调整。防水层在下一阶段施工前的连接部分，应保护不得弄脏和破损。（+）防水层属隐蔽工程，二次衬砌灌筑前应检查防水层质量，做好接头标记，并填写质量检查记录。!"#$#%复合式衬砌中采用喷涂材料作防水层时，应符合下列要求：（’）围岩表面的泥土、油污等必须清除干净。凸凹不平部位和破损处应修凿平顺。（(）喷涂机具必须干燥清洁；喷涂材料应搅拌均匀，并及时使用。（,）防水层宜($,层施工，每层厚度不宜小于(&&，喷涂应均匀，不得产生气泡。（-）喷涂材料须密封保存，并贮藏于阴凉干燥处。（!）防水层施工的安全技术、防护用品均按国家有关规定办理。!"#$#!"停车带与正洞连接处的防排水工程应与正洞同时完成，其搭接处应平顺，不得有破损和折皱。’’风水电作业和通风防尘!!#!供风和供水!!#!#!空气压缩机站设备能力应能满足同时工作的各种风动机具最大的耗风量和足够的风压。!!#!#&空气压缩机站应设在洞口附近，并宜靠近变电站，应有防水、降温、保温和防雷击设施。!!#!#$供水方案的选择及设备的配置应符合以下要求：!!#!#$#!水源的水量应能满足工程和生活用水的需要。有高山自然水源时应蓄水利用，水池高度应能保证洞内最高水点的水压。!!#!#$#&水池的容量应有一定的储备量，保证洞内外集中用水的需要。!!#!#$#$采用机械站供水时，应有备用的抽水机。!!#!#$#’充分利用洞内地下水源，通过高压水箱送到工作面。!!#!#’工程和生活用水使用前必须经过水质鉴定，合格者才可使用。!!#!#(隧道工作面使用风压应不小于"#!./0，水压不小于"#,./0。!!#!#)高压风、水管路的安装使用，应符合下列要求：!!#!#)#!管路应敷设平顺，接头严密，不漏风，不漏水。—’+-"— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范!!"!"#"$洞内风、水管路宜敷设在电缆电线相对的一侧，并不得妨碍运输，不影响边沟施工。!!"!"#"%洞外地段，当风管长度超过!""#，温度变化较大时宜安装伸缩器；靠近空气压缩机$!"#以内，风管的法兰盘接头宜用石棉衬垫。!!"!"#"&在空气压缩机站和水池总输管上须设总闸阀；主管上每隔%""&!""#应分装闸阀。高压风管长度大于$""#时，应在管路最低处设置油水分离器，定时放出管中的积油和水。!!"!"#"’管路前端至开挖面宜保持%"#距离，并用高压软管连接分风器和分水器，通往上导坑开挖面使用的软管长度不宜大于!"#。分风器、分水器与凿岩机间连接的胶皮管长度，不宜大于$"#，上导坑、马口、挖底地段不宜大于$!#。!!"!"#"#风、水管路使用中应有专人负责检查、养护；冬季应注意管道保温。!!"!$供电照明!!"$"!隧道供电电压应符合下列要求：（$）应采用’""()%"!三相四线系统两端供电；（)）动力设备应采用三相%*""；（%）隧道照明，成洞段和不作业地段可用))""，瓦斯地段不得超过$$""，一般作业地段不宜大于%+"，手提作业灯为$)&)’"；（’）选用的导线截面应使线路末端的电压降不得大于$",；%+"及)’"线不得大于!,。!!"$"$变压器容量应按电气设备总用电量确定。当单台电动设备容量超过变压器容量!(%时，应适当考虑增加超动附加容量。!!"$"%洞外变电站宜设在洞口附近，并应靠近负荷集中地点和设在电源来线一侧。!!"$"&供电线路布置和安装应符合下列要求：（$）成洞地段固定的电线路，应使用绝缘良好的胶皮线架设；施工地段的临时电线路宜采用橡套电缆；竖井、斜井宜使用铠装电缆；瓦斯地段的输电线必须使用密封电缆，不得使用皮线。（)）照明和动力线路安装在同一侧时，必须分层加设。电线悬挂高度距人行地面的距离，$$""以下时不应小于)#，’"""时应大于)-!#，+&$"."时不应小于%-!#。瓦斯地段的电缆应沿侧壁铺设，不得悬空架设。（%）涌水隧道的电动排水设备、瓦斯隧道的通风设备和斜井、竖井内的电气装置应采用双回路输电，并有可靠的切换装置。（’）%+"低压变压器应设在安全、干燥处，机壳接地，输电线路长度不应大于$""#。（!）动力干线上的每一分支线，必须装设开关及保险丝具。禁止在动力线路上加挂—$/’$— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范照明设施。!!"#"$短隧道应采用高压至洞口，再低压进洞；长、特长隧道成洞地段应用!"#$%!高压电缆送电；洞内设置!"#$&$’(%!变电站供电时，应有保证安全的措施。!!"#"%隧道作业地段必须有足够的照明；洞外照明按一般建筑工地要求。瓦斯地段的照明器材应采用防爆型，开关应设在送风道或洞口。!!"#"&对于施工用电，靠近城镇时应优先利用外来电源；山岭重丘区没有电力来源时可根据工程规模、施工需要、机具等配套设置自行发电；采用大型掘进机械施工时，必须用外来电源；应设置预备电源或应急电源，确保停电时有必要的动力和照明。!!"#"’对各种电气设备和输电线路应有专人经常进行检查维修，作业时，应参照现行的《电业安全工作规程》的规定办理。!!"(通风、防尘、防有害气体!!"("!施工中作业环境应符合下列卫生标准：!!"("!"!坑道中氧气含量按体积计不应小于)$*。!!"("!"#坑道内气温不宜高于+$,。!!"("!"(有害气体浓度。（#）一氧化碳（-.）一般情况下不大于+$/0&/+，特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，可为#$$/0&/+，但工作时间不得超过+$/12。（)）二氧化碳（-.)）按体积计不得大于$’3*。（+）氮氧化物（4.）在3"5/0&/+以下。)（(）甲烷（-6(）按体积计不得大于$’3*；否则必须按煤炭工业部现行的《煤矿安全规程》有关规定办理。!!"("!")粉尘浓度含#$*以上游离二氧化硅的粉尘，每立方米空气中不得大于)/0；含#$*以下游离二氧化硅的矿物性粉尘，每立方米空气中不得大于(/0。!!"("!"$噪声不宜大于7$89。!!"("#隧道施工必须采用机械通风。通风方式应根据隧道长度、施工方法和设备条件等确定。长隧道应优先考虑混合通风方式。当主机通风不能保证隧道施工通风要求时，应设置局部通风系统、风机间隔串联或加设另一路风管增大风量。如有辅助坑道，应尽量利用坑道通风。通风方式可根据附录:选用。!!"("(隧道施工通风应能满足洞内各项作业所需要的最大风量。风量按每人每分钟供应新鲜空气+/+计算，采用内燃机械作业时，#%;供风量不宜小于+/+&/12。风速在全断面开挖时不应小于$’#3/&<，坑道内不应小于$’)3/&<，但均不应大于!/&<。瓦斯地段通风，应将新鲜空气送至开挖面，将开挖面附近的瓦斯含量稀释到#’$*以下；并用排风管将瓦斯气体排到洞外，不允许瓦斯气体流入隧道后方内。—#7()— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范!!"#"$通风管的选择和安装应符合下列要求：（!）风管直径应通过计算确定，通风管应与风机配套，同一管路的直径宜尽量一致，对长、大隧道宜尽量选用大口径风管。（"）吸入式的进风管口或集中排风管口应设在洞外，并作成烟囱式，防止污染空气回流进洞。（#）通风管靠近开挖面的距离应根据具体情况决定，压入式通风管的送风口距开挖面不宜大于!$%，排风式风管吸风口不宜大于$%。（&）采用混合通风方式时，当一组风机向前移动，另一组风机的管路应相应接长，并始终保持两组管道相邻端交错"’(#’%。局部通风时，排风式风管的出风口应引入主风流循环的回风流中。（$）通风管的安装应做到平顺、接头严密、弯管半径不小于风管直径的#倍。（)）通风管如有破损，必须及时修理或更换。（*）压风管应采用软质橡胶管，吸风管应采用硬质金属管或玻璃钢管。!!"#"%通风机的安装与使用应符合下列要求：（!）应按照通风设计要求安装主风机。洞内辅助风机应安装在新鲜风流中。（"）通风机应装有保险装置，当发生故障时能自动停机。（#）通风机应有适当的备用量，宜为计算能力的$’+。!!"#"&应定期测试通风的风量、风速、风压，检查通风设备的供风能力和动力消耗。!!"#"’隧道施工应采取通风、洒水等防尘措施，搞好个人防护，并定期测试粉尘和有害气体的浓度。!"辅助坑道!("!一般规定!("!"!辅助坑道洞口工程的施工应遵守下列规定：（!）坑道口的截、排水工程和场地周围防护冲刷的设施应在辅助坑道施工前完成；（"）竖井口的锁口圈应在井身掘进前完成；（#）其它类型的坑道口洞门应尽早建成!("!"(辅助坑道在需要支护的洞身地段，开挖与支护应配合进行，并宜采用锚喷支护。辅助坑道的岔洞与正洞联接处，应加强支护并紧跟开挖面。!("!"#在辅助坑道的施工和使用期间，应做好防水和排水工作，并有切实可行的应急措施。!("!"$辅助坑道不再利用时，除设计有规定外，宜按下列规定处理：（!）横洞、平行导坑及斜井的洞口用$号浆砌片石封闭。封闭长度：无衬砌时#($%；有衬砌时不小于"%。竖井井口用钢筋混凝土盖板封闭。当竖井设在隧道顶部时，—!,&#— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范隧道顶部以上的回填高度不应小于!"#。（$）横洞、平行导坑的横通道、竖井或斜井的连接通道，在靠近隧道!%&$"#范围内应进行永久支护或衬砌。其余地段可根据地质情况分段进行支护或加强。（’）横洞、平行导坑封闭前，应结合排水需要做好排水暗沟，并留出检查通道；斜井和竖井井底的水应妥善引入隧道内的排水沟中。!"#!#$斜井和竖井提升设备的安装、管理和使用以及本规范未尽事宜，可参照现行《煤矿安全规程》的有关规定办理。!"#!#%辅助坑道的类型、平面位置、断面尺寸、坡度和高程等应符合交通部现行《公路隧道设计规范（()("$*+,-）》的有关规定。!"#"斜井!"#"#!斜井的开挖应符合下列要求：（!）炮眼方向应与斜井倾角一致，底眼应较井底标高略低，避免出现台阶；（$）每一循环进尺应用坡度尺放线控制井身坡度；（’）每隔$"&’"#应用仪器复核中线、水平，保证井身位置正确。!"#"#"当采用构件支撑时，其立柱斜度宜为斜井倾角之半，最大不得超过-!。各排支撑间应用三道纵撑支稳。!"#"#&井口地段、不良地质或渗水的井身地段以及井底调整车场、作业洞室，施工时应加强支护，并应及时衬砌。倾角大于’"!且地质条件差的地段上的衬砌，其墙基脚宜作成台阶形式。!"#"#’轨道铺设的标准和要求除应按本规范*.$./条的规定执行处，尚应遵守下列规定：（!）每根钢轨应安装两组防爬设备，每对钢轨应有三根轨距拉杆；（$）两条钢轨顶面的高差不得超过%##；（’）在斜井中未设人行道的一侧，其管道、电力线等与轨道间的安全距离为：使用构件支撑时不得小于$%0#；锚喷或混凝土衬砌时不得小于$"0#；使用皮带运输机时不得小于/"0#；（/）托索轮及安全闸等轨道辅助设备应与轨道一并铺设。!"#"#$斜井运输应遵守下列规定：（!）斜井内应有足够的照明措施。（$）提升绞车运行速度为!.$&’.%#12。（’）提升绞车应有深度指示器及报警装置，并设有防过卷装置。（/）斜井的提升、连接装置和钢丝绳应符合安全使用的要求，并有定期检查、上油保养、修理、更换的制度。（%）提升绞车与井口、井底均应有联络信号装置，并有专人负责。每次提升、下放、暂停应有明确的信号规定。—!-//— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范（!）井口轨道中心必须设置安全挡车器，并经常处于关闭状态，放车时方准打开。在挡车器下方约"#$%&及接近井底前$%&处应各设一道防溜车装置。井底与通道联接处，应设置安全索。车辆行驶时井内禁止人员通行与作业。（’）用斗车升降物料时，斗车之间、斗车和钢丝绳之间应有可靠的连接装置，并加装保险绳。在斗车上、钢丝绳或车钩上要有防脱钩设备。（(）运输长材时，必须有装载及运输安全措施。（)）禁止上下班人员乘坐箕斗或斗车。当斜井垂直深度超过"%&时，应有运送人员的专用设施。!"#$竖井!"#$#!竖井宜采用自上往下单行作业法施工。当正洞掘进已超前竖井位置时，亦可采用自下往上的施工方法。根据施工情况，也可两种方法结合使用。!"#$#"竖井自上往下单行作业法施工应符合下列要求：（$）应采用分段作业，完成一段后再进行下一段作业。各段内的工序为顺序作业；（*）各段内应按竖井外径进行钻眼爆破、通风和抽水；（+）视地质条件进行施工支护；（,）提升出渣，灌筑井壁混凝土衬砌；（"）随着开挖深度的增加，井筒内应加强通风或补充氧气。!"#$#$竖井开挖应符合下列要求：（$）开挖宜用直眼掏槽，炮眼深度要一致。有地下水时，应采用立式梯台超前掏槽法。（*）钻眼前应先清除开挖面的石渣并排除积水。每钻完一孔眼后，应将眼口临时堵塞。（+）每次爆破后应检查断面，不得欠挖。每掘进"#$%&应核对中线，及时纠正偏斜。!"#$#%竖井装渣宜用抓岩机。爆破的石渣宜大小均匀，以提高出渣效率。当竖井深度小于,%&时，出渣也可采用三角架或龙门架作井架，但出渣时应有稳绳装置和其它保证安全的措施。!"#$#&竖井采用锚喷支护时，每次支护高度视围岩稳定程度而定。当竖井采用构件支撑时，支撑架设应符合下列要求：（$）预制的井圈构件按水平位置架设，其与岩壁间用木板和劈柴塞紧。井圈构件间距根据地质情况决定，一般为$&。各部构件应支稳连牢，形成整体，不得松动。（*）支撑架设不得侵入竖井有效断面；井圈中心与竖井中线应基本吻合。!"#$#’井口段、马头门及地质较差的井身地段，当采用混凝土衬砌时，应按需要设置壁座或安设锚杆。!"#$#(竖井运输应遵守下列规定：—$),"— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（!）井口的锁口圈应配置井盖。只有在升降人员、物料时，井盖才可开启。（"）井口周围应设置安全栅栏和安全门，安全栅栏高度不应小于#$%&。通向井口的轨道中心应设阻车器。（’）井口、井底、绞车房和工作吊盘间均应有联络信号，并有专人负责。必要时应装设直通电话。（(）提升机械不得超负荷运行，并应有深度指示器和防止过卷、过速等保护装置以及限速器和松绳信号等。（)）工作吊盘的载重量不应超过吊盘的设计载重能力。（#）提升吊桶所用钩头连接装置应牢靠，不得自动脱钩，并应有缓转器。罐笼的提升应设置可靠的防坠器。（*）提升用的钢丝绳和各种悬挂使用的钩、链、环、螺栓等连接装置，应按规定的安全系数确定规格，使用前应进行拉力试验，合格后才可使用。在使用中应有定期检查、修理和更换制度。!"#$横洞与平行导坑!"#$#!隧道内设有车行或人行横通道时，平行导坑与正洞间的横通道应结合车行或人行横通道的位置设置。!"#$#"当横洞与平行导坑采用锚喷作为施工支护时，其断面型式宜采用拱形。!"#$#%平行导坑的掘进应超前于正洞。超前距离不应小于一个横通道的间距。横通道的间距应根据施工需要、正洞工程进度及地质情况确定。!"#$#$平行导坑横通道的施工应在平行导坑和正洞掘进至其位置时，将交叉口处一次挖成。!’辅助施工方法!’+!适用范围及一般规定!%#!#!在浅埋、严重偏压、岩溶流泥地段、砂土层、砂卵（砾）石层、自稳性差的软弱破碎地层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段进行施工时，可采用辅助施工方法对地层进行预加固、超前支护或止水。!%#!#"采用辅助施工方法施工时，应遵守下列规定：（!）应根据工程地质及水文地质条件、施工队伍的技术水平、机械设备状况等，选用辅助施工方法，并做好相应的工序设计；（"）应按采用的辅助施工方法，准备所需的材料及机具，制订有关的安全施工条例；（’）施工中应经常观察地形、地貌的变化以及地质和地下水的变异情况，预防突然事故的发生；（(）作好详细的施工记录；（)）必须坚持先支护（强支护）、后开挖（短进尺、弱爆破）、快封闭、勤量测的施工原—!,(#— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范则。!"#$稳定开挖面的方法!"#$#!稳定开挖面、防止地表地层下沉不宜用下列辅助施工方法：（!）地面砂浆锚杆；（"）超前锚杆或超前小钢管支护；（#）管棚钢架超前支护；（$）超前小导管预注浆；（%）超前围岩预注浆加固（包括周边劈裂预注浆、周边短孔预注浆）。!"#$#$地面砂浆锚杆的施工应符合下列要求：（!）锚杆宜垂直地表设置，根据地形及岩层层面具体情况也可倾斜设置；（"）锚杆长度可根据隧道覆盖层厚度和实际施工能力确定；（#）砂浆锚杆的施工应按本规范&’"节有关规定执行。!"#$#"超前锚杆或超前小钢管支护施工应符合下列要求：（!）超前锚杆或超前小钢管支护宜和钢架支撑配合使用并从钢架腹部穿过；（"）超前锚杆或超前小钢管支护与隧道纵向开挖轮廓线间的外插角宜为%()!*(，长度应大于循环进尺，宜为#)%+；（#）超前锚杆宜用早强水泥砂浆锚杆；（$）超前小钢管应平直，尾部焊箍，顶部呈尖锥状。在安设前应检查小钢管尺寸，钢管顶入钻孔长度不应小于管长的,*-。!"#$#%管棚钢架超前支护施工应符合下列要求：（!）检查开挖的断面中线及高程，开挖轮廓线应符合设计要求。（"）钢架安装垂直度允许误差为."(，中线及高程允许误差为.%/+。（#）在钢架上沿隧道开挖轮廓线纵向钻设管棚孔，其外插角以不侵入隧道开挖轮廓线越小越好。孔深不宜小于!*+，一般为!*)$%+。孔径比管棚钢管直径大"*)#*++。钻孔环向中心间距视管棚用途确定。钻孔顺序由高孔位向低孔位进行。（$）将钢管打入管棚孔眼中。管棚钢管外径宜为!&*)!0*++。长度宜为$)1+。接头应采用厚壁管箍，上满丝扣，丝扣长度不应小于!%/+。接头应在隧道横断面上错开。（%）当需增加管棚钢架支护的刚度时，可在钢管内注入水泥砂浆。水泥砂浆应用牛角泵灌注。封堵塞应有进料孔和出气孔，在出气孔流浆后，方可停止压注。!"#$#&超前小导管预注浆的施工应符合下列要求：（!）小导管采用!#"++焊接钢管或!$*++无缝钢管制作，长度宜为#)%+。管壁每隔!*)"*/+交错钻眼，眼孔直径宜为!1)0++。（"）沿隧道纵向开挖轮廓线向外以!*()#*(的外插角钻孔，将小导管打入地层。亦可在开挖面上钻孔将小导管打入地层。小导管环向间距宜为"*)%*/+。—!,$&— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（!）小导管注浆前，应对开挖面及"#范围内的坑道喷射厚为"$%&’#混凝土或用模筑混凝土封闭。（(）注浆压力应为&)"$%)&*+,。必要时可在孔口处设置止浆塞。止浆塞应能承受规定的最大注浆压力或水压。（"）注浆后至开挖前的时间间隔，视浆液种类宜为($-.。开挖时应保留%)"$/)&#的止浆墙，防止下一次注浆时孔口跑浆。!"#$#%超前围岩预注浆加固施工应符合下列规定：（%）注浆孔的布置角度及深度应符合设计要求。孔口位置与设计位置的允许偏差为0"’#；孔底位置偏差应小于孔深的%&1。（/）注浆钻孔应作到：孔壁圆，角度准，孔身直，深度够，岩粉清洗干净。当出现严重卡钻、孔口不出水时应停止钻孔，立即注浆。（!）钻孔结束后应掏孔检查，在确认无塌孔和探头石时，才可安设注浆管。（(）注浆前应平整注浆所需场地，检查机具设备，作好止浆墙，并准备注浆材料。（"）注浆压力应根据岩性、施工条件等因素在现场试验确定。（2）注浆方式可根据地质条件、机械设备及注浆孔的深度选用前进式、后退式或全孔式。注浆顺序为先注内圈孔，后注外圈孔；先注无水孔，后注有水孔，从拱顶顺序向下进行。如遇窜浆或跑浆，则可间隔一孔或数孔灌注。注浆结束后，应利用止浆阀保持孔内压力，直至浆液完全凝固。（3）注浆作业应符合下列要求：!浆液的浓度、胶凝时间应符合设计要求，不得任意变更；"应经常检查泵口及孔口注浆压力的变化，发现问题，应及时处理；#采用双液注浆时，应经常测试混合浆液的胶凝时间，发现与设计不符，应立即调整。（-）注浆结束的条件如下：!单孔结束条件：注浆压力达到设计终压；浆液注入量已达到计算值的-&4以上。"全段结束条件：所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注情况。（5）注浆后必须对注浆效果进行检查，如未达到要求，应进行补孔注浆。（%&）注浆后至开挖前的时间间隔，可按本节%!)/)")2款执行。开挖时应按设计要求留设止浆岩盘。!"#$#&注浆材料应根据地质条件及涌水情况确定。（%）断层破碎带和砂卵石地层，当裂隙宽度（或粒径）大于%##时，加固地层或堵水注浆宜优先采用水泥类浆液和水泥6水玻璃浆液。采用水泥浆液时，水灰比可采用&)-7%$/7%。需缩短胶凝时间，可加入食盐、三乙醇胺速凝剂。采用水泥6水玻璃浆液，应根据胶凝时间配制。一般水泥浆液的水灰比为&)-7%—%5(-— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范!"#$%"；水玻璃浓度为&$!’()*+水泥浆与水玻璃的体积比宜为"%"!"%(#,。（&）断层泥地带，当裂隙宽度（或粒径）小于"--时，加固注浆宜优先采用水玻璃类和木胺类浆液。（,）中、细、粉砂层及细小裂隙岩层、断层泥地段，宜采用渗透性好、低毒及遇水膨胀的化学类浆液。!"#$#%注浆机具设备应性能良好，操作应简便，并应满足使用的要求。!"#$#&可选用遮挡壁法、特殊钢背板顶进法、锚索法以及钢筋混凝土管桩加固法等，稳定开挖面、防止地表地层下沉。!"#"涌水的处理方法!"#"#!根据设计文件对隧道可能出现涌水地段的涌水量大小、补给方式、变化规律及水质成分等进行详细调查，选择既经济合理，又能确保围岩稳定，并保护环境的治水方案。处理涌水可采用下列辅助施工方法：（"）超前钻孔或辅助坑道排水；（&）超前小导管预注浆；（,）超前围岩预注浆堵水；（’）井点降水及深井降水。!"#"#$采用辅助坑道排水时，应符合下列要求：（"）坑道应和正洞平行或接近平行；（&）坑道底标高应低于正洞底标高；（,）坑道应超前正洞"(!&(-，至少应超前"!&个循环进尺。!"#"#"采用超前钻孔排水时，应符合下列要求：（"）应使用轻型探水钻机或凿岩机钻孔；（&）钻孔孔位（孔底）应在水流上方。钻孔时孔口应有保护装置，以防人身及机械事故；（,）采取排水措施，保证钻孔排出的水迅速排出洞外；（’）超前钻孔的孔底应超前开挖面"!&个循环进尺。!"#"#’超前围岩预注浆堵水施工除应符合本章",#&#.条外，尚应符合下列规定：（"）注浆段的长度应根据地质条件、涌水量、机具设备能力等因素确定，一般宜在,(!$(-之间；（&）钻孔及注浆顺序应由外圈向内圈进行，同一圈钻孔应间隔施工；（,）浆液宜采用水泥浆液或水泥/水玻璃浆液。!"#"#(井点降水施工应符合下列规定：（"）井点的布置应符合设计要求。当降水宽度小于.-，深度小于$-时，可采用单排井点。井点间距宜为"!"#$-。—"0’0— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范（!）有地下水的黄土地段，当降水深度为"#$%时，可采用井点降水；当降水深度大于$%时，可采用深井井点降水。（"）滤水管应深入含水层，各滤水管的高程应齐平。（&）井点系统安装完毕后，应进行抽水试验，检查有无漏气、漏水情况。（’）抽水作业开始后，宜连续不间断地进行抽水，并随时观测附近区域地表是否产生沉降，必要时应采取防护措施。!"#"#$深井井点降水施工应符合下列要求：（(）在隧道两侧地表面布置井点，间距为!’#"’%。井底应在隧底以下"#’%；（!）作好深井抽水时地面的排水工作。(&特殊地质地段的施工!%#!一般规定!%#!#!当隧道通过膨胀土层、软弱黄土层、含水未固结围岩、溶洞、破碎带、岩爆、流沙以及瓦斯溢出地层时，应采用辅助方法施工。!%#!#&施工中应经常观察围岩和地下水的变异情况，量测支护、衬砌的受力情况，注意地形、地貌的变化，防止突然事故的发生。如有险情，应立即分析情况并采取措施，迅速处理。渗漏水地段，应先治水，其技术要求和作业可按本规范()章和("章有关规定办理。!%#!#"特殊地质隧道，除大面积淋水地段、流沙地段外，均可采取锚喷支护施工。施工时应符合下列要求：（(）当开挖面自稳性很差，难以开挖成形时，应在清除危石后尽快在开挖面上喷射厚度不小于’*%的混凝土护面，必要时，可在开挖轮廓线处和开挖面上打设超前锚杆，超前锚杆长度宜大于开挖进尺的"倍。（!）锚喷支护完成后仍不能提供足够的支护能力时，应及时设置钢架支撑，加强支护。!%#!#%不宜采用锚喷支护的地段，应采用构件支撑，并符合下列要求：（(）支撑应有足够的强度和刚度，能承受开挖后的围岩压力。支撑基础应铺设垫板。当支撑出现变形、断裂时，应立即加固或部分撤换。（!）围岩出现底部压力，产生底鼓现象或可能产生沉陷时，应加设底梁。（"）当围岩极为松软破碎时，必须先护后挖，暴露面应采用支撑封闭。（&）根据现场条件，可结合管棚或超前锚杆等支护，形成联合支撑。（’）支撑作业应迅速、及时。!%#!#’特殊地质地段施工时，不宜采取全断面开挖。钻爆设计时，应严格控制炮眼数量、深度和装药量。!%#!#$围岩压力过大，支撑下沉可能侵入衬砌设计断面时，必须挑顶，并按以下—(+’)— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范方法进行处理：（!）拱部扩挖前发现顶部下沉，应先挑顶后扩挖；（"）当扩挖后发现顶部下沉，应立好拱架和模板先灌筑满足设计断面部分的拱圈，该混凝土达到所需强度并加强拱架支撑后，再行挑顶灌筑其余部分；（#）挑顶作业宜先护后挖。!"#!#$自稳性极差的围岩宜采取压注水泥砂浆或化学浆液加固。!"#!#%模筑衬砌施工应遵守本规范第$章的有关规定，并符合下列要求：（!）当拱脚、墙基松软时，灌筑混凝土前应排净基底积水，并采取措施加固基底；（"）衬砌混凝土应掺早强剂等，提高衬砌的早期承载能力；（#）仰拱施工，应在边墙完成后抓紧进行，使结构尽快封闭成环。!"#!#&特殊地质地段施工方案应由设计、施工主管技术负责人共同研究确定。施工过程中发现设计与实际情况不符时，施工单位应会同有关方面共同研究，作出必要修改。!"#’膨胀性围岩!"#’#!隧道通过膨胀性地层时，应对围岩的压力和流变情况进行调查、量测，掌握围岩变形及压力的增长特性。!"#’#’宜采用短台阶法或中央导坑法开挖，但开挖分部不宜过多。!"#’#(应紧跟开挖尽快对围岩施加约束。可用锚喷及钢架或格栅联合支护；膨胀压力很大时，可在隧道底部打设锚杆，亦可在隧道顶部一定范围内打入斜向超前锚杆或小导管，形成闭合环。斜向锚杆的外斜角度、杆长、间距、范围应按本规范第!#章的规定执行。喷射混凝土层宜采用钢纤维混凝土，提高喷层的抗拉和抗剪能力。!"#’#"钢架支撑宜采用可缩性结构。支撑的制作与安装应符合下列规定：（!）支撑的可缩接头，根据位移量确定，可设"%#个。（"）接头的伸缩量，应根据隧道最大控制位移计算确定，每个接头最大伸缩量不宜大于!&&’’。（#）可缩接头的滑动阻力，可按钢架支撑承受轴向力的!("进行计算。（)）当采用钢管制作支撑时，应设灌浆孔。可缩接头收缩合拢后，管内应灌满*!+混凝土或!&号砂浆。（+）可缩接头处的喷射混凝土应设置纵向伸缩缝，待可缩接头合拢后用喷射混凝土封闭。!"#’#)衬砌的拱部与侧墙宜同时施工，仰拱应尽早完成。仰拱与侧墙连接处应尽可能做成圆弧状，衬砌与围岩应密贴。!"#’#*当围岩压力极大，其变形速率难以收敛时，应在上台阶或中央导坑的底部先修筑临时混凝土仰拱，待变形基本收敛后，开挖下部台阶，拆除临时仰拱，并尽快灌筑—!,+!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范永久性衬砌和仰拱。!"#$黄土!"#$#!黄土围岩隧道施工应符合下列要求：（!）调查黄土中构造节理的产状与分布状况。对因构造节理切割而形成的不稳定部位加强支护。（%）宜采用短台阶开挖方法或分部开挖法（留核心法）。初期支护应紧跟开挖面施作。（$）做好地表水截排工作，雨水不得漫溢于洞口仰坡和边坡面。（"）施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、及时密贴、勤量测”的原则。（&）当隧道覆盖层浅、地表有下沉可能时，应按本规范!$章中有关防止地表下沉的辅助方法治理。!"#$#%黄土围岩隧道宜采用复合式衬砌，开挖后以钢支撑、钢筋网、喷射混凝土和锚杆作初期支护，必要时宜采用超前锚杆、管棚支撑加固围岩。!"#$#$施工中洞内应完善排水设施，保持路面干燥。当地下水量较大时，应在洞内采用井点降水法降低地下水位，或在洞外隧道开挖线两侧设深井降水。井点降水和深井降水应按本规范!$#$#&、!$#$#’条的规定执行。!"#"溶洞!"#"#!隧道通过岩溶地区，当发现地表有以下情况时，可初步判断其岩层中存在溶洞、暗河。（!）四周汇水的洼地内，发现有落水洞、漏斗或天然竖井存在；（%）落水洞、漏斗呈带状分布地段；（$）地面塌陷和草木丛生以及冬季冒气等地段；（"）地表水消失或附近有出水点（泉眼）的地段。!"#"#%应根据设计文件有关资料，进一步查明溶洞分布范围、类型、岩层的完整稳定程度、充填物和地下水流情况等，据以确定施工方法。对尚在发育或穿越暗河、水囊等地质条件极复杂的岩溶区，应查明情况，慎重选定施工方案。探查溶洞时，应有安全措施。!"#"#$岩溶地段隧道可采取以下几种措施处治：!"#"#$#!引排水（!）遇到暗河或溶洞有水流时，宜排不宜堵。应在查明水源流向及其与隧道位置的关系后，用暗管、涵洞、小桥等设施渲泄水流或开凿泄水洞将水排除洞外。（%）当岩溶水流的位置在隧道顶部或高于隧道顶部时，应在适当距离处，开凿引水斜洞（或引水槽）将水位降低到隧底标高以下，再行引排。当隧道设有平行导坑时，可将水引入平行导坑排出。—!(&%— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范!"#"#$#%堵填（!）对已停止发育的、跨径较小、无水的溶洞，可根据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭；或加深边墙基础，加固隧道底部。（"）当隧道拱顶部有空溶洞时，可视溶洞的岩石破碎程度在溶洞顶部采用锚杆加固，并加设隧道护拱及拱顶回填的办法处治。!"#"#$#$跨越（!）当溶洞较大较深，不宜采用堵填封闭的方法，或充填物松软不能承载隧道结构时，可采用梁、拱跨越。跨越的梁端或拱座应置于稳固可靠的岩层上，必要时灌筑混凝土进行加固。遇特大溶洞时，可采取明洞结构形式。（"）当溶洞很大，地质情况复杂时，隧道衬砌可采用拉杆拱、边墙梁结构；有条件时，可采用锚索对溶洞与隧道连接处进行加固，锚索应为全长末胶结的自由受力锚索。!"#"#$#"绕行在岩溶区施工，个别溶洞处理耗时且困难时，可采取迂回导坑绕过溶洞，继续进行隧道前方施工，并同时处治溶洞，以节省时间，加快施工进度。绕行开挖中，应防止洞壁失稳。!"#"#"溶洞地段施工应符合下列要求：!"#"#"#!凿眼机钻进速度较快时，可能已达到溶洞边缘，应观察水情变化及裂隙溶蚀程度，当渗水及溶蚀程度有所增大时，应对掘进、支撑、排水等工作加以妥善安排。!"#"#"#%当达到溶洞边缘，施工各工序应紧密衔接。当采取下导坑引进时，边墙基础应坚固，对小溶洞应填实；对大溶洞可采取本节!#$#$%$%款的措施处理。上部工序应抓紧，尽快作好衬砌。!"#"#"#$在溶洞充填体中开挖，当充填物较松软时，可用插钣法（如工型钢或槽型钢等）施工，并注意预留沉落量。当充填物为石块堆积时，可在开挖前预压砂砾及水泥砂浆加固。!"#"#"#"施工中对溶洞顶部应经常检查，及时处理危石。当溶洞较高且顶部破碎时，应先喷射混凝土加固，再在靠近溶洞顶部附近打入锚杆，并设置钢筋网和支架。!"#"#"#&在岩溶地段爆破，应尽量做到多打眼，打浅眼，并控制药量。!"#"#"#’当反坡施工遇到溶洞时，应准备足够数量的排水设备。!"#"#"#(当判断有岩溶水时，应利用超前的炮眼钻孔或预打的超前探水钻孔作涌水预报，探明开挖面前方几米到几十米的水情，防止突水事故的发生。!"#"#"#)溶洞内不得任意抛填隧道开挖弃渣。!"#"#&遇采空区时，应采取弱爆破，强支护，谨慎开挖。施工措施可按本节!#$#$%、!#$#$#条执行。!"#&塌方—!’&%— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"#$#!塌方地段应加强预报工作。在处理塌方前，应详细调查其范围、形状、塌穴的地质构造，查明其诱发原因和塌方类型，据此确定处理方案。!"#$#%隧道塌方后，应先加固未塌方地段，防止塌穴扩大。!"#$#&塌方规模较小时，首先加固塌体两端洞身，并尽快施作喷射混凝土或锚喷联合支护封闭塌穴顶部和侧部，然后清渣。在保证安全的前提下，亦可在塌渣上架设施工临时支架，稳定顶部，然后清渣。临时支架待灌筑衬砌混凝土达到要求强度后方可拆除。!"#$#"当塌方规模很大，塌渣体完全堵死洞身时，宜采取先护后挖的方法。在查清塌穴规模大小和穴顶位置后，可采用管棚法或注浆固结法稳固围岩体和渣体，待其基本稳定后，按先上部后下部的顺序清除渣体，亦可用全断面法按短进尺、弱爆破、早封闭的原则开挖塌体，并尽快完成衬砌。!"#$#$塌方冒顶，在清渣前应支护陷穴口，地层极差时，在陷穴口附近地面应打设地表锚杆，洞内可采用管棚支护和钢架支撑。!"#$#’在塌方处，模筑衬砌背后与塌穴洞孔周壁间必须紧密支撑。当塌方较小时，可用浆砌片石或干砌片石将其充填；当塌穴较大时，可用浆砌片石回填，厚度宜为!"，其以上空间应采用钢支撑等顶住稳定围岩；特大塌穴应作特殊处理。衬砌厚度应按松散体荷载计算确定。!"#$#(塌方地段防排水除应遵守本规范#$章有关规定处，尚应遵守下列规定：（#）对于地表沉陷和裂缝，应采用不透水土夯填密实，并开挖截水沟，防止地表水下渗到塌穴和塌渣体内；（!）塌方冒顶时，应在陷穴口地表四周挖沟排水，并设棚遮盖穴顶，防止雨水流入。陷穴口回填标高应高出地面并封口。!"#$#)岩爆引起塌方时，应采取以下措施：（#）迅速将人员和机械，撤至安全地段；（!）采用摩擦型锚杆进行支护，增大锚杆的初锚固力；（%）采用钢纤维喷射混凝土，抑制开挖面拱部围岩的剥落；（&）采取挂钢筋网，必要时可用钢支撑加固；（’）充分作好岩爆现象观察记录；（(）可采取声波探测，加强岩爆预报工作。!"#’流沙!"#’#!施工中应调查流沙特性、规模，了解地质构成、贯入度、相对密度、粒径分布、塑性指数、地层承载力、滞水层分布、地下水压力和透水系数等，并制订处治方案。!"#’#%在流沙地段开挖隧道，可采取以下治理措施：（#）加强防排水工作，防止沙层稀释和挟走沙粒，必要时采取井点法降低地下水位，其集水管可用加气砂浆充填。（!）将泥水抽排至洞外。当隧道很长时，可在洞内合适位置设临时蓄泥水池，将泥—#)’&— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范水在该池内经处理沉淀后抽出洞外，池内沉积的淤泥定期清除。（!）采用化学药液注浆固结围岩时，注剂可采用悬浮型或溶液型浆液。（"）应自上而下分部开挖，先护后挖，边挖边密封，遇缝必堵。流沙出现后，尽快用板材封闭开挖面。（#）可采用工字型钢支撑或木支撑，设置底梁，支撑的上下、纵横均应连接牢固。架设拱架时，拱脚应用方木或厚板铺垫。支撑背面应用木板或槽型钢板遮挡，严防流沙从支撑间逸出。（$）在流沙逸出口附近较干燥围岩处，应尽快打入锚杆或施作喷射混凝土层，加固围岩，防止逸出扩大。!"#$#%流沙地段开挖边墙马口，其长度不得大于%&，并应采取措施防止拱圈两侧不均匀下沉。拱部和边墙衬砌混凝土的灌筑应尽量缩短时差，尽快形成封闭环。!"#&瓦斯地层!"#&#!瓦斯溢出地段，应预先确定瓦斯探测方法，并制订瓦斯稀释措施、防爆措施、紧急救援措施等。!"#&#’瓦斯地层宜采用超前导坑法开挖，探查瓦斯种类和含量，并稀释瓦斯浓度，同时加强通风。通风应按本规范’’章的规定执行。!"#&#%钻爆作业必须遵守下列规定：（’）在煤层或有瓦斯岩层中，不允许打"()&以下的浅眼，任何炮眼最大抵抗线不得小于!()&；（%）打眼时应采取湿式凿岩，严禁干式凿岩；（!）应使用毫秒电雷管和安全炸药，并采取电力起爆；（"）爆破电闸应安装在新鲜风流中，并与开挖面保持%((&左右距离；（#）应采用连续装药方式，雷管安放在最外一节炸药中。不得使用裸露药包。!"#&#"瓦斯地层施工必须采取下列安全措施：（’）预先对各有关工种人员进行专门训练，经考试合格确认其已掌握有关防止瓦斯爆炸方面的技术操作知识后，方可担任防爆工作。（%）装渣运输使用的金属器械和车辆不得与渣体撞击，铲装前必须将石渣洗湿，防止摩擦和碰击火花。（!）通风用的风筒、风道、风门和风墙等设施，必须按规定制作，保持密闭，防止漏风和松动塌落，施工中应派专人维修和保养。禁止频繁开启风门，确保风流稳定。（"）风机用电应单独供给，当其它电源因瓦斯超限而切断时，风机电源必须能正常供电。（#）组织工地救护组，进行专门抢救训练。备齐急救和抢险设备，并指定专人保管，经常保持其良好状态，不得挪做他用。（$）隧道内严禁使用明火照明，不得带入易燃物品。—’*##— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"#$#%瓦斯检测手段可采用瓦斯遥测装置、定点报警仪和手持式光波干涉仪。应重点检测下列地点：（!）开挖面及其附近"#$范围内；（"）断面变化交界处上部，导坑上部，衬砌与未初砌交界处上部以及衬砌台车内部等容易积聚瓦斯的地方；（%）局扇"#$范围内的风流中；（&）总回风流中；（’）各洞室和通道；（(）机械、电气设备及其开关附近"#$范围内；（)）岩石裂隙、溶洞和采空区瓦斯溢出口；（*）局部通风不良地段；（+）技术负责人指定的检测地点。!"#$#&应加强瓦斯检查制度，在钻眼、装药、放炮前及放炮后四个环节上搞好瓦斯巡回检测工作。瓦斯检查应按下列规定执行：（!）导坑内瓦斯含量在#,’-以下时，每隔#,’.至!.检查一次，#,’-以上时，应随时检查，不得离开开挖面，发现异常应及时报告；（"）当发现瓦斯含量在"-时，应加强通风稀释，在瓦斯含量降到允许值后，才可进入检查；（%）瓦斯检查人员工作时应有安全防护装备。!’路基、路面基层与路面!%#!一般规定!%#!#!隧道内路基、路面基层和路面的材料、施工和质量要求，应满足现行的《公路路基施工技术规范（/0/#%%1*(）》、《公路路面基层施工技术规范（/0/#%&1+%）》、《水泥混凝土路面施工及验收规范（23/+)1*(）》、《沥青路面施工及验收规范（23/+"1*(）》及《公路工程质量检验评定标准（/0/#)!1+&）》的有关规定，并符合本章要求。!%#!#’隧道进、出口外’#$范围内路基、路面基层和路面的施工方法，应与洞内施工相同。!%#!#(隧道内应采用满足施工要求的配套机械设备施工。!%#!#"应尽可能就地取材，所用材料应满足相应规范要求。!%#!#%路面基层和路面在施工以前，应根据设计类型，通过铺筑试验段确定施工配合比、控制参数、松铺系数等。!%#!#&路基、路面基层和路面各工序管理应符合下列规定：!%#!#&#!必须在上道工序验收合格后，才可进入下道工序。—!+’(— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范!"#!#$#%交验时必须具备施工单位的自检、互检、专检手续、完整的施工交接记录、标高和坡度复核及其他各种测试记录。!"#!#$#&如发现受检资料不符合要求，必须补全改正，否则不予验收。!"#!#$#’在最后一道工序（路面）未完成时，或未达到设计强度之前，不得开放交通。!"#%路基!"#%#!路基排水的施工应符合本规范!"章规定，并符合下列规定：!"#%#!#!盲沟、有管渗沟以及渗水滤层的回填与夯实，应满足路基施工压实度要求。!"#%#!#%路基通过暗河、溶洞时，应采用桥涵跨越，并进行加固处理，亦可按本规范!#$#节有关条款处理。!"#%#!#&渗水滤层应采用质地坚硬且纯净的砂砾石、碎石或隧道石质弃渣等材料铺设，渣体粒径不宜大于!%&’，滤层厚度宜为!"()"&’。!"#%#!#’开挖中央水沟时，严格控制装药量，不得损坏隧道已有衬砌或其它设施。!"#%#!#"路基施工应与疏通横向盲沟、侧沟和中央水沟同时进行。做到排水沟顺直，坡度均匀；排水管接头平顺、稳固；排水系统内不积水，排水流畅。!"#%#%硬质路段的超挖部分应先清除软石和杂物，再用坚硬碎（砾）石材料或混凝土填补平整，并碾压密实。硬质岩欠挖路段，宜进行浅孔爆破松动，并应挖至设计标高处。!"#%#&在软弱围岩及断面破碎地带应先清除软石和淤泥，再用硬质碎石、砂砾、片石等换填，并按设计要求的密实度和平整度分层碾压，达到路基设计标高为止。!"#%#’仰拱地段应清除虚渣，并用浆砌片石或混凝土回填至路基设计标高。!"#&路面基层!"#&#!路面基层应满足下列基本要求：!"#&#!#!具有良好的稳定性、足够的强度和适宜的刚度。!"#&#!#%排水系统良好。!"#&#!#&平整、密实。基层路拱与路面路拱一致。!"#&#!#’几何尺寸符合设计要求。!"#&#%路面基层施工前应做下列准备工作：!"#&#%#!选择与路面基层类型相适应的施工机械。!"#&#%#%根据路面基层类型选用的基层材料，应满足选用材料的有关规定。!"#&#&路面基层为二灰碎石、二灰矿渣时，施工应符合下列要求。!"#&#&#!石灰质量（如钙镁含量、消解后的残渣含量、细度等）应符合设计要求：!"#&#&#%凝固的粉煤灰块应打碎过筛并清除杂物。!"#&#&#&矿渣的粒径不应大于*"’’，并要求崩解稳定，具有一定级配，不含杂质。矿渣重量在混合料中应占+",(+%,。!"#&#&#’二灰稳定级配集料用作基层时，碎石最大粒径不应超过*"’’，压碎值—!.%-— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范不应大于!"#，扁平细条颗粒总含量不超过!$#，并不得含粘土杂物及有害物质。集料的重量应占混合料%$#&%’#。作底基层时，集料最大粒径不应超过($))。!"#$#$#"配料必须准确，拌和均匀，摊铺平整。!"#$#$#%用!*&*’+压路机碾压时，每层压实厚度不应超过*’,)；用*%&!$+压路机时，每层压实厚度不应超过!$,)。当压实厚度超过上述规定时，应分层铺筑压实，每层最小压实厚度应为*$,)。!"#$#&路面基层为级配碎（砾）石时，施工应符合下列要求：（*）级配碎石作基层时，碎石的最大粒径不应超过-$))。作底基层时，碎石的最大粒径不应超过($))。压碎值不大于!"#。级配砾石作基层时，砾石的最大粒径不应超过($))。作底基层时，砾石的最大粒径不应超过’$))。压碎值不大于-$#。（!）配料必须准确，且拌和均匀，无粗细颗粒离析现象。（-）人工摊铺时，松铺系数为*.(&*.’；机械摊铺时，松铺系数为*.!’&*.-’。（(）用*!+以上压路机时，每层压实厚度不宜超过*’&*%,)，用重型振动压路机时，每层压实厚度宜为!$&!-,)。（’）严禁压路机在已完成碾压或正在碾压的路段上调头和刹车。（"）两次作业的衔接处，应搭接拌和。第一段拌和后留’&%)暂不碾压，第二段施工时，对前段留下未压部分重新拌和，并与第二段一起碾压，依此类推，直至完成。!"#$#"路面基层为水泥稳定碎石碴时，施工应符合下列要求：（*）不得使用快硬水泥、早强水泥及受潮变质水泥；（!）碎石碴的压碎值不大于-$#，且应有一定级配；（-）施工要求按本章*’.-.-条办理。!"#$#%隧道内路面基层宜全幅摊铺施工；若有车辆通行，可采用半幅施工方法，但中缝对接应平整密实。!"#$#’路面基层施工质量应满足几何尺寸允许偏差和质量标准（见表*’.-./）。表*’.-./路面基层竣工外形的合格标准值厚度宽度横坡度平整度纵坡高程压实度项目（))）（))）（#）（))）（))）（#）均值单个值底基层0*$0!’1$以上2$.-*’1’，0*’设计值基层0%0*’1$以上2$.-*$1’，0*$设计值注：表中适用于高速公路或一级公路隧道。—*3’%— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范!"#$路面!"#$#!隧道路面质量应满足表!"#$#!中的规定值，并符合下列要求：!"#$#!#!结构密实，路面平整，达到设计强度，并具有良好的耐久性、抗磨耗性和抗滑性。!"#$#!#%不透水，抗水性好，有良好的排水系统。!"#$#!#&抗腐蚀能力强，漫反射率高，颜色明亮，易修补。!"#$#!#$严寒地区的隧道路面，其表面应保证有足够的粗糙度。!"#$#!#"两侧路缘每隔!%&设置泄水孔；洞内渗水较多的区段，泄水孔间距可取"&。泄水孔及水箅应平整，其标高不得高于路缘。表!"#$#!水泥混凝土板竣工外形的合格标准值相两拉抗平邻纵横缩毛项折整板坡厚宽缝压强度高高间槽度差程坡长深目度度度度（’()）（&&）（&&）（&&）（*）（&&）（&&）（&&）（&&）不的合格小合标于格+,-,",%#!","!.-%%%,!%!/-准规强值定度!"#$#%隧道路面施工应符合下列要求：!"#$#%#!模板高度应与混凝土板设计厚度一致。厚度小于--0&时，可一次性浇注，厚度大于--0&时，可分成二次浇注，下部厚度为总厚度的+."。严禁在刚做好的面层上洒水和撒水泥。!"#$#%#%捣实应从边角起开始。先用插入式振捣器振捣，每一位置持续振捣时间不少于-%1；再用平板振捣器纵横交错全面振捣，同一位置振捣时间不宜少于+%1。!"#$#%#&纵缝（纵向缩缝和纵向施工缝）拉杆宜设在板厚中央，临近横缝时纵缝拉杆间距可适当调整。!"#$#%#$横向缩缝宜用假缝形式，当混凝土达到设计强度的-"*/+%*时，应采用切缝机进行切割。横向缩缝与其他横向缝距离不得小于-&。!"#$#%#"横向缝的传力杆长度的一半应固定于混凝土中，另一半应涂沥青，允许滑动。传力杆应与缝壁垂直，且与中线平行，并应与支承体一起安设。!"#$#%#’隧道处于不良地质地段时，洞内衬砌相隔一定距离应设置沉降缝。水泥混凝土路面的横向施工缝、缩缝和胀缝应结合洞内衬砌沉降缝设置。—!2"2— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"#$#%#&填缝前应清除砂石杂物，待养生期满后及时注入填缝材料。填缝注入深度宜为!"#$%，夏季施工时注入填缝料宜与面板高度齐平，冬季施工时填缝料宜稍低于水泥混凝土面板高度。应选用粘结力强、弹性好的填缝料。!"#$#%#’路面拉毛压槽必须使用专用工具，并在水泥浆硬结前做好。拉毛时严禁水泥浆体剥离路面，不得形成水泥碴。!"#$#(洞内铺筑复合式路面时，必须待水泥混凝土板达到&’(设计强度后才可在其上铺筑沥青混凝土罩层。沥青路面的施工和质量要求应按现行的《沥青路面施工及验收规范》执行。)*附属设施工程!)#!设备洞、横通道及其它!)#!#!消防洞、设备洞、车行或人行横通道及其他各类洞室应按设计位置设置。施工中当发现原定位置地质不良时，施工单位应会同设计及建设单位对现场进行调查、研究，确定变更的位置。!)#!#%隧道边墙内的各类洞室以及消防洞、设备洞和横通道等与正洞联接地段的开挖，一般应在正洞掘进至其位置时，将该处一次挖成。!)#!#(当营运通风洞内倾斜段的倾角大于)+,时，宜按斜井开挖方法施工。!)#!#$设备洞及横通道等处的施工宜采用锚喷支护，必要时尚应增设钢架支撑。支护应紧跟开挖。与正洞联接地段，支护应予以加强。!)#!#"设备洞、横通道及其他各类洞室的永久性防、排水工程，应按设计要求施作。施作时除应按本规范)’-!节的有关规定执行外，尚应遵守下列规定：（)）各类洞室及横通道与正洞联接处的防、排水工程应与正洞一次同时完成；（+）各类洞室及横通道与正洞联接的折角处，防水层应根据铺设面的形状平顺铺设，不得出现空白。!)#!#)衬砌施工应符合下列要求：（)）认真复查防、排水工程的质量。只有在防、排水工程符合设计要求时，才可灌筑混凝土。（+）衬砌中各类预埋管件、预留孔、槽以及衬砌边墙内的各类洞室应按设计位置定位。模板架设时应将经过防腐与防锈处理后的预埋管、件绑扎牢固，留出各类孔、槽及边墙内的各类洞室位置。灌筑混凝土时应确保各类预埋管件、预留孔、槽及各类洞室不产生移位。（!）设备洞、横通道与正洞联接处的钢筋应互相联接可靠，绑扎牢固，使之成为整体。该处的衬砌应与正洞衬砌一次同时完成，不得中断。!)#!#&电缆槽的施工应符合下列要求：—).*’— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范（!）电缆槽应随边墙基础施工一次挖好，不应在边墙灌筑后再爆破开挖。（"）电缆槽壁中预埋的管、件、预留孔、槽，应按本节!#$!$#条有关要求执行。槽壁与边墙应联结牢固，必要时可加设短筋。（%）电缆托架应镀锌防锈，并应保持在同一水平面上，其高低偏差不大于&’((。（)）槽壁中每隔’*(预埋接地引线的一端应与预埋件焊接牢固。（’）电缆槽盖板的制作，应平顺、整齐、无翘曲；盖板铺设应平稳，盖板两端与沟壁的缝隙应用砂浆填平，不得晃动或吊空；盖板规格应统一，可以互换。（#）采用多孔方管安设电缆时，其接头处应顺直联接，并作防水处理。不得使用有破损的多孔管。!"#!#$隧道内电缆采用架空托架时，托架每隔’*(接地一次。预埋接地引线的一端应与隧道壁内钢筋网焊接牢固。!"#!#%隧道内吊顶隔板的施工，应符合下列要求：（!）吊顶隔板施工前应调整好吊顶拉杆的标高，确保吊顶隔板保持在同一水平面上。（"）吊顶隔板施工时的脚手架及模板应架设牢固；模板安装时应设一定预拱度，保证隔板灌筑符合设计要求。（%）隔板钢筋与衬砌预埋钢筋及挡头板钢筋的联接必须牢固，并不得外露。（)）吊顶隔板混凝土达到设计强度后才可拆模，且吊顶隔板不得产生下挠度；上下表面应光洁平整。接缝处亦应严密，不得漏风和渗水。在隧道衬砌设置沉降缝处，隔板亦应设置相应的横向沉降缝。（’）吊顶拉杆露出混凝土隔板的部分应镀锌或涂防锈漆。!"#!#!&洞口遮光棚的施工除应按设计要求实施外，尚应符合下列要求；（!）遮光棚框架、立柱及基础位于路堤填方内时，不得因框架、立柱下纵撑和下横撑的设置而影响路堤夯实的质量；（"）遮光棚框架混凝土表面应光洁、美观，不允许有蜂窝、麻面；（%）遮光棚的施工应与洞口装饰工程一并安排，或在规定位置预留装饰工程安装时所需的孔洞。!"#’装饰工程!"#’#!洞门及隧道的内装饰应根据设计的装饰材料及设计要求，采用相应的施工方法进行，并应符合现行《装饰工程施工及验收规范》的有关规定。!"#’#’装饰前应做好下列工作：（!）仔细检查衬砌内表面的渗漏水情况，必要时应采取措施做好装饰前的防、排水工作；（"）对于贴面装饰，应将装饰作业的表面清洗干净并作好基层；（%）对采用的装饰材料进行装饰试验，检查装饰敷设和喷涂的质量、颜色以及与基—!+#!— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范底层的粘结牢固程度；（!）各类洞室的防护门框及门扇骨架应在平整的场地上先放样；各种钢材须经调直、调平后下料加工成所需的形状，且不得产生裂纹，并按国家标准《钢结构工程施工及验收规范》的有关规定与要求办理，所有构件应涂防锈漆。!"#$#%装饰工程施工时应符合下列要求：（"）装饰材料不得侵入隧道建筑限界；（#）洞口装饰应表面平整、清洁，隧道名牌字样要求美观、醒目；（$）采用面砖材料时，应作到横、竖缝通直。面砖贴好后，外表面应平整，不得出现凹凸；（!）采用防火隔热涂料时，其施工方法和要求，应按该材料的使用说明书进行；（%）采用一般内墙涂料时，色彩应符合设计要求。涂料可采用喷涂或手工粉刷，但应作到色调均匀，不得出现色斑和杂色；（&）离壁式装饰工程应按设计要求制作。!"#$#&装饰工程应符合下列要求：（"）装饰工程应能满足各类运营设施的维修和更换的方便；（#）贴面装饰应做到粘结牢固、整齐、面平、美观，不允许背后有空响；（$）各类洞室的防护门应开启方便，严密、防火、隔热；（!）洞室应有标明洞室名称的标牌。!"#%营运管理设施!"#%#!通风机的机座与基础，应按设计要求施工。风机底盘与机座相连的地脚螺栓应按设计要求的风机底盘螺栓孔布置预留灌注孔眼。螺栓埋设时，灌浆应密实，螺栓应与机座面垂直。射流风机的安装尚应符合下列要求：（"）射流风机不得侵入隧道建筑限界；（#）射流风机安装前应进行试运转；（$）射流风机安装的位置、悬吊高度及风机间的间距必须符合设计要求。安装应牢固、可靠；（!）风机吊装时应有安全措施。!"#%#$通风机房内的附属设施（如吊通风机的天车、检修台等）宜在机房施工时一次完成。!"#%#%水泵基础应置于稳固的岩层上，并按设计要求预留埋设水泵地脚螺栓的孔位。!"#%#&蓄水池的施工应符合下列要求：（"）蓄水池混凝土的灌筑应做到外光内实，无渗漏；—"’&#— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范（!）在混凝土达到设计强度后，应进行注水试验；（"）设置避雷设备时，应进行接地电阻试验，其冲击接地电阻应符合设计要求。!"#$#%管道工程的施工应注意下列事项：（#）沟槽开挖遇有管道、电缆或其它结构物时，应妥善保护并及时与有关单位会同处理；（!）沟槽开挖后，应铺设垫层并及时铺管，不应搁置过久，更不得有积水；（"）管道铺设前必须清除管内圬垢、杂物或浮锈，铺设应牢固；（$）吊运管道及下沟时，不得与沟壁或沟底相碰撞，且不得损坏管道的防腐层及保护层；（%）管道接口不得设在砌体内。接口距离砌体不应小于&’()；（(）所有钢管、钢制管件及各种连接附件应按现行冶金工业部《给排水管道工程施工及验收规范》的有关规定进行防腐处理；（*）压力管道应采取水压检查其强度和严密性。!"#$#"同一隧道内应采用统一规格的消火栓、水枪和水笼带。隧道外输水管与消防水源及自动控制装置的联结等应按设计要求处理。!"#$#&照明灯具和配电控制板的安装、配线、电缆的敷设以及电气装置的接地工程等除应遵守现行《电气装置安装工程施工及验收规范》的有关规定外，尚应符合下列要求：（#）电缆通过道路时，应采用预埋钢管保护；经过场坪时，应采用水泥槽防护；通过隧道时，应置于照明配线托盘上或穿管敷设，其它电缆应置于电缆槽内的托架上。（!）电缆和配线进入建筑物、电缆槽、配线托盘引至设备时，或在行人易于接近、易受机械损伤的地方，应采取穿管保护。（"）接地工程应配合土建施工同时进行，其隐蔽部分应在覆盖前作好测试、检查和验收。（$）接地装置应按设计要求施工，不得随意接线或断开，接地引线数量不得任意改变。（%）接地线应防止机械损伤或化学腐蚀。!"#$#’各类设备阀件及转动部分于安装前应进行检查、清洗并润滑；阀件安装完毕后应标明开闭方向。!"#$#(安装工程所用金属配件、支撑件、紧固件应进行防锈蚀处理。—#+("— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范附录!开挖方法及开挖、支护顺序图开挖方法名称图例开挖顺序说明!全断面开挖"锚喷支护#灌筑衬砌全断面法!上半部开挖"拱部锚喷支护#拱部衬砌台阶法$下半部中央部开挖%边墙部开挖&边墙锚喷支护及衬砌!上弧形导坑开挖"拱部锚喷支护#拱部衬砌台阶分部法$中核开挖%下部开挖&边墙锚喷支护及衬砌’灌筑仰拱!下导坑开挖"上弧形导坑开挖#拱部锚喷支护$拱部衬砌上下导坑法%设漏斗，随着推进开挖中核&下半部中部开挖’边墙部开挖(边墙锚喷支护衬砌!上导坑开挖"上半部其它部位开挖#拱部锚喷支护上导坑法$拱部衬砌%下半部中部开挖&边墙部开挖’边墙锚喷支护及衬砌—%$#"— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范续上表开挖方法名称图例开挖顺序说明!先行导坑上部开挖"先行导坑下部开挖#先行导坑锚喷支护钢架支撑等，设置中壁墙临时支撑（含锚喷钢架）单侧壁导坑法$后行洞上部开挖（中壁墙法）%后行洞下部开挖&后行洞锚喷支护、钢架支撑’灌筑仰拱混凝土(拆除中壁墙)灌筑全周衬砌!先行导坑上部开挖"先行导坑下部开挖#先行导坑锚喷支护、钢架支撑等，设置临时壁墙支撑$后行导坑上部开挖%后行导坑下部开挖双侧壁导坑&后行导坑锚喷支护、钢架支撑法等，设置临时壁墙支撑’中央部拱顶开挖(中央部拱顶锚喷支护、钢架支掌等)*中央部其余部开挖+,-灌筑仰拱混凝土+,.拆除临时壁墙+,/灌筑全周衬砌注：!图例中省略了锚杆；"图中所列方法为基本开挖方法，根据具体情况可作适当变换。附录!爆破成缝试验方法光面爆破、预裂爆破参数的成缝试验方法如下所示。!"#"$试验目的确定周边眼的装药量、装药结构、堵塞长度和炮眼间距等。!"#"%试验步骤!"#"%"$核对隧道地质情况。!"#"%"%选择与隧道实际地质条件相似的洞内或露天试验场。!"#"%"&按施工要求确定炮眼深度。—%$#"— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范!"#"$"%单孔爆破成缝试验单孔爆破成缝试验前，可先参照本规范!"#节钻爆设计所列参数表，初选单装药量、装药集中度及装药结构等。单孔试验时，通过调整药量、装药结构、堵塞长度等，直到爆破后孔口只出现裂缝不产生爆破漏斗为止。此时装药深度即为实际的临界深度（装药重心至孔口距离）。!"#"$"&预裂爆破试验根据单孔爆破成缝试验，参考装药结构和预裂爆破参数表（表!"$"#）的药量，初选炮眼间距，进行排孔爆破成缝试验，直到不出现爆破漏斗，只出现孔间贯通裂缝为止（缝宽一般应为!%&’((）。!"#"$"’光面爆破试验根据排孔爆破得出的炮眼间距!，参照光面爆破参数表（表!"$"$）中的相对距离!)"，定出不同的抵抗线*，进行试验，得出最小抵抗线"值。!"#"$"(根据以上试验得出的"、#、!)"各值，在洞内进行试爆，再次调整各值，得出最佳参数供实际使用。附录+锚喷支护施工记录工程名称围岩类别里程至记录时间年月日时工程部位记录者)"#"*原材料、配合比原材料表材料名称型号、产地试验报告编号、品质砂石水泥速凝剂水钢筋喷射混凝土配合比（水泥,砂,石）：速凝剂掺量：锚杆注浆配合比（水泥,砂）：水灰比：)"#"$施工时间—&.--— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范锚喷部位开挖（放炮）月日时喷射混凝土施作：月日时起至月日时止锚杆施作月日时起至月日时止!"#"$喷层厚度、锚杆布置喷护面积!"锚杆数量根使用水泥包使用水泥包图#$%$&喷层厚度及锚杆布置图!"#"%其他（包括围岩坍塌等事故的时间、地点、过程、原因分析；锚喷作业中发生机械故障、堵管等事故的次数、原因和排除方法；其他需要记录的事项）。附录’锚喷支护的试验和测定方法&"#"’喷混凝土强度检查试件的制作方法如下：&"#"’"’喷大板切割法在施工的同时，将混凝土喷射在()*!+&)*!+,"*!（可制成-块）或()*!+"%*!+,"*!（可制成&块）的模型内，在混凝土达到一定强度后，加工成,%*!+,%*!+,%*!的立方体试块，在标准条件下养护至"./进行试验（精确到%$,012）。&"#"’"(凿方切割法在具有一定强度的支护上，用凿岩机打密排钻孔，取出长约&)*!、宽约,)*!的混凝土块，加工成,%*!+,%*!+,%*!的立方体试块，在标准条件下养护至"./，进行试验（精确到%$,012）。&"#"(喷混凝土与岩面粘结力的试验方法如下：&"#"("’成型试验法—,4-3— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范在模型内放置面积为!"#$%!"#$%厚&#$且表面粗糙度近似于实际情况的岩块，用喷射混凝土掩埋。在混凝土达到一定强度后，加工成!"#$%!"#$%!"#$的立方体试块，在标准条件下养护至’()，用劈裂法进行试验。!"#"$"$直接拉拔法在围岩表面预先设置带有丝扣和加力板的拉杆，用喷射混凝土将加力板埋入，喷层厚度约!"#$，试件面积约*"#$%*"#$（周围多余的部分应予清除）。经’()养护，进行拉拔试验。!"#"%喷混凝土实际配合比、水灰比的测定方法如下：!"#"%"&测定步骤：（!）从受喷面上采取一块刚喷好的混凝土，迅速称出质量各为*"""+的两分。（’）将第一份混凝土放在瓷盘里，在烘箱中以!"&,!!"-烘至恒重。由烘干前后的质量，算出喷射混凝土中可烘干水的质量。（*）在取样的同时，用.""+水泥及施工相同掺量的速凝剂，加!/"+水（水灰比为"0.），迅速拌制一份净浆，与第一份混凝土在相同条件下烘至恒重。由烘干前后的质量，算出不可烘干水的质量与水泥质量的比率（即不可烘干水率）。（.）将第二份混凝土放入盛有/,(1+水的桶中，立即搅散开，使水泥、速凝剂、砂石分离，仔细淘洗清除水泥、速凝剂和粒径小于"0!&$$的细粉。将砂、石在烘箱中以!"&,!!"-烘至恒重，筛分并称出质量。（&）根据下式算出得水泥质量，即可求出喷射混凝土的实际配合比和水灰比。*""2（砂质量3石质量3可烘干水质量）水泥质量!3速凝剂掺量3不可烘干水率注：式中各项材料质量以克计，要求精确到"0!+，速凝剂掺量和不可烘干水率均以水泥质量的百分比表示；水质量为可烘干水质量与不可烘干水质量之和。!"#"%"$测定注意事项：（!）采取试样、称质量、拌制净浆以及第二份试样在水中搅散开，均应在尽可能短的时间内完成，最迟不得超过&$45。（’）第二份试样在淘洗时，每次倒污水都要经过"0!&$$孔径的筛。（*）计算时，砂、石中小于"0!&$$的细粉，应按原材料中的比例记入砂、石质量中，水泥、速凝剂中大于"0!&$$的颗粒，也应按原材料的比例记入水泥、速凝剂质量中。!"#"’锚杆抗拔力的试验方法如下：抗拨力试验应在现场实际工点进行。试验时注意事项；!"#"’"&应保持拉力计（或千斤顶）与锚杆外露部分平行；!"#"’"$加力时，应匀速缓慢；!"#"’"%拉力计（或千斤顶）应固定牢靠，并有安全保护设施。—!6/(— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范附录!量测记录表现场监控量测记录表表!"#隧道名称：埋设日期：量测项目名称：开挖日期：测点里程：初读数日期：测点号量测记值要备注测值计算值测值计算值测值计算值测值计算值测值计算值日期时间测读者：计算者：复核者：主管：表!"$桩号：距洞口距离：量测断面编号：量测单位名称：量测时间观测值温度修正后相对相对间隔收敛测修正第一次上次备注线编温度!"平均值值观测值收敛值收敛值时间速率号年月日时%&&&&&&&&&&&&&&&&&&’&&(’量测者：记录者：计算者：校核者：—#)*)— 第六篇隧道工程施工新技术、新工艺与验收规范附录!施工通风方式通风方式概要图说明在洞外设置大容量（需风集量总和）风机，风管吸风中式口设在开挖面附近，通过风管排除废风"#排风式在风管内设置小型风机，串随开挖面推进，可接长风联式管和增加风机，通过风管排除废风设备与集中排风式相同，但是将风管送风口设在集中开挖面附近，通过风管将式新鲜风从洞口吹入开挖$#送风式面，并由隧道排除废风设备与串联排风式相同，串但是将新鲜空气通过风联式管送入开挖面，并由隧道排除废风设备由集中排风式和集集中送风式构成，送风机功中式率比排风机大，随开挖面%#送排式推进加长风管并用式串设备由串联排风式和串联式联送风式构成由下导坑或侧壁导坑作超前开挖时，在超前导坑&#送排风混合式部采取送风式，在全断面部（扩挖处）采取排风式长隧道时，利用竖井排’#竖井排风风，井在正洞口内竖井底正洞送风方式口附近设送风机送风至开挖面—"*)(— 第十章隧道工程施工与验收相关技术规范续上表通风方式概要图说明特长隧道时，利用避难坑!"坑道通风道作排风道，正洞作进风方式道，在避难坑道的洞口附近设门，安设大容量风机采取排风方式时，仅在开#"局部风机挖面附近局部地方设置（局扇）方式风机（局扇）附录$本规范用词说明!"#"$执行本规范时，对条文严格程度的用词要用以下写法，以便在执行过程中区别对待：!"#"$"$表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”。!"#"$"%表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。!"#"$"&表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词采用“宜”或“可”；反面词采用“不宜”。!"#"$"’表示只有在一定条件下才可这样做的用词：正面词采用“允许”；反面词采用“不允许”。!"#"%条文中涉及按本规范或其他有关的标准、规范的规定条文执行时，其写法为：!"#"%"$表示很严格，非这样做不可的用词为“：应按"⋯⋯执行”或“应符合⋯⋯要求（或规定）”。!"#"%"%表示严格，在正常情况下均应这样作的用词为“：可参照⋯⋯”。附加说明主编单位：交通部重庆公路科学研究所参加单位：西安公路学院重庆交通学院陕西省公路局浙江省交通设计院编制人员：蒋树屏王毅才狄武陵周熹王尚志李品飞何林生刘伟—%&#%—'