2B314030公路隧道施工
2B314031公路隧道洞口、明洞施工【重要】
一、洞口工程
1.洞口边坡、仰坡的开挖应减少对岩土体的扰动，严禁采用大爆破。
2.隧道洞门应在隧道开挖的初期完成，并应符合下列规定：
（1）基础必须置于稳固的地基上。
（2）洞门端墙的砌筑与回填应两侧对称进行，不得对衬砌产生偏压。
（3）洞门的排水设施应与洞门工程配合施工，同步完成。

二、明洞工程
宜边开挖边支护，并注意监测和检查山坡的稳定情况。
墙背回填应两侧对称进行。底部应铺填0.5?1.0m厚碎石并夯实，然后向上回填。

【考点】公路隧道开挖【必会】
一、公路隧道主要开挖方式及适用范围
1．全断面法
适用于Ⅰ～Ⅲ级围岩的中小跨度隧道，Ⅳ级围岩中跨度隧道和Ⅲ级围岩大跨度隧道在采用了有效的预加固措施后，也可采用全断面法开挖。
2．台阶法
台阶法分为二台阶法、三台阶法。
台阶法适用于Ⅲ~Ⅴ级围岩的中小跨度隧道，Ⅵ级围岩的小跨度隧道在采用了有效的预加固措施后亦可采用台阶法开挖。
单车道隧道及围岩地质条件较好的双车道隧道可采用二台阶法施工，隧道断面较高、单层台阶断面尺寸较大时可采用三台阶法，台阶长度宜为隧道开挖跨度的  1~1.5倍。
3．环形开挖预留核心土法
环形开挖预留核心土法适用于Ⅴ～Ⅵ级围岩或般土质围岩的中小跨度隧道，每循环开挖长度宜为0.5～1.0m，核心土面积不应小于整个断面的50%。
4.中隔壁法（  CD法）
适用于围岩较差、跨度大、浅埋、地表沉降需要控制的场合。
5.交叉中隔壁法（CRD法）
适用于围岩较差、跨度大、浅埋、地表沉降需要控制的场合。
6.双侧壁导坑法
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。
7.中导洞法
在连拱隧道或单线隧道的喇叭口地段，先开挖两洞之间立柱（或中墙）部分，并完成立柱（或中墙）混凝土浇筑后，再进行左右两洞开挖的施工方法。
中导洞法适用于连拱隧道。

二、钻眼爆破掘进施工技术要点
（一）钻爆设计
钻爆设计应根据工程地质、地形环境、开挖断面、开挖方法、循环进尺、转眼机具、爆破材料和出渣能力等因素综合考虑，并根据实际爆破效果及时对爆破设计参数进行调整。
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。
（二）炮眼布置和周边眼的控制爆破
掘进工作面的炮眼可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼。
1.掏槽眼布置——比其他炮眼深 10?20cm,以保证爆破后开挖深度一致。
2.辅助眼布置——主要是解决间距和最小抵抗线问题
3.周边眼布置——作用是爆破后使坑道断面达到设计的形状和规格。
4.周边眼的控制爆破
（1）光面爆破的主要参数
光面爆破的主要参数包括周边眼的间距、光面爆破层的厚度、周边眼密集系数、周边眼的线装药密度等。
影响光面爆破参数选择的因素主要有岩石的爆破性能、炸药品种、一次爆破的断面大小及形状等，其中影响最大的是地质条件。
（2）预裂爆破及主要参数
爆破的顺序：
光面爆破：掏槽眼—辅助眼—周边眼；
预裂爆破：周边眼—掏槽眼—辅助眼。
（3）特点
光面爆破：对围岩的扰动比较轻微；大大地减少了超欠挖量，节约了大量的混凝土和回填片石，加快了施工进度；围岩壁面平整、危石少，减轻了应力集中现象，避免局部塌落，增进了施工安全，并为喷铺支护创造了条件。
预裂爆破：减轻爆炸波对围岩的破坏影响，较光面爆破的效果更好一些。适用于稳定性差而又要求控制开挖轮廓的软弱岩层。增多炮眼数量，钻眼工作量增大。采取的爆破参数较光面爆破的要求更严。

【提示】了解明洞施工要求，重点掌握公路隧道常用的几种开挖方式及其适用范围，开挖顺序及相关示意图要准确掌握。区分光面爆破与欲裂爆破的爆破顺序及其适用地质条件，可以路基工程爆破施工技术结合掌握。

【考点】隧道支护与衬砌【必会】
一、隧道施工预支护技术
经常采用的预支护措施有超前锚杆、插板、超前小导管注浆、管棚及围岩预注浆加固等。
1.超前锚杆
主要适用于地下水较少的软弱破碎围岩的隧道工程。
2.管棚施工技术要点
管棚主要适用于围岩压力来得快、来得大，用于对围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的软弱破碎围岩隧道工程中。
3.超前小导管注浆施工
超前小导管注浆不仅适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的松软围岩。常作为一项主要的辅助措施，与管棚结合起来加固围岩。
超前小导管注浆是在开挖掘进前，先用喷混凝土将开挖面和5m范围内的坑道封闭，然后沿坑道周边打入带孔的纵向小导管并通过小导管向围岩注浆，待浆液硬化后，在坑道周围形成了一个加固圈，在此加固圈的防护下即可安全地进行开挖。
4.预注浆加固围岩施工
预注浆方法是在掌子面前方的围岩中将浆液注入，从而提高了地层的强度、稳定性和抗渗性，形成了较大范围的筒状封闭加固区，然后在其范围内进行开挖作业。
预注浆一般可超前开挖面 30～50m，可以形成有相当厚度的和较长区段的筒状加固区，从而使得堵水的效果更好，也使得注浆作业的次数减少，它更适用于有压地下水及地下水丰富的地层中，也更适用于采用大中型机械化施工。
预注浆加固围岩有洞内超前注浆、地表超前注浆和平导超前注浆三种方式。

二、初期支护
1.喷射混凝土
喷射混凝土的工艺流程有干喷、潮喷、湿喷和混合喷。
（1）干喷
粉尘污染及回弹情况较严重，隧道内不得采用。
（2）潮喷
粉尘少。
（3）湿喷
目前施工现场较多。
2.锚杆
按照锚固形式可划分为全长粘结型、端头锚固型、摩擦型和预应力型四种。
3.钢支撑
钢支撑按其材料的组成可分为钢拱架和格栅钢架。
（1）钢拱架
钢拱架的最大特点是架设后能够立即承载。因此，多设在需要立即控制围岩变形的场合，在 V、Ⅵ级软弱破碎围岩中或处理塌方时使用较多。
钢拱架与围岩间的空隙难以用喷射混凝土紧密充填，与喷射混凝土粘结也不好，导致钢拱架附近喷射混凝土出现裂缝。
（2）格栅
格栅能够很好地与喷射混凝土一起与围岩密贴，喷射混凝土能够充满格栅及其与围岩的空隙，且能和锚杆超前支护结构连成一体，支护效果好。
4.锚喷支护
作为初期支护，目前在隧道工程中使用最多的组合形式是锚杆+喷射混凝土；锚杆+钢筋网+喷射混凝土；钢架+锚杆+钢筋网+喷射混凝土。

三、模筑混凝土衬砌
单层衬砌中的现浇整体式混凝土衬砌常用于Ⅱ、Ⅲ级围岩中。复合式衬砌中的二次衬砌,除了起饰面和增加安全度的作用外，也承受了在其施工后发生的外部水压，软弱围岩的蠕变压力，膨胀性地压，或者浅埋隧道受到的附加荷载等。
模筑混凝土的材料和级配，应符合隧道衬砌的强度和耐久性要求，同时必须重视其抗冻、抗渗和抗侵蚀性。
模筑混凝土衬砌的施工技术要点如下：
衬砌施工顺序，目前多采用由下到上、先墙后拱的顺序连续浇筑。在隧道纵向，则需分段进行，分段长度一般为 8?12m。
衬砌施工的准备工作
（1）整体移动式模板台车
整体移动式模板台车采用大块曲模板、机械或液压脱模、背附式振捣设备集装成整体，并在轨道上行走，有的还设有自行设备，从而缩短立模时间，墙拱连续浇筑，加快衬砌施工速度。
（2）衬砌模板施工
衬砌模板施工应符合下列规定：
①混凝土衬砌模板及支架必须具有足够的强度、刚度和稳定性。
②挡头板应按衬砌断面制作，定位准确、安装牢固，挡头板与岩壁间隙应嵌堵紧密。施工缝挡头板应设预留槽成型条，并满足止水产品要求。
（3）主洞模板施工
隧道主洞模筑混凝土衬砌施工宜采用全断面衬砌模板台车。
（4）特殊洞室模板施工
①对车行横洞、人行横洞、紧急停车带等特殊洞室，宜采用移动式模架和拼装模板施工。
②采用拼装模板施工时，应采用先墙后拱或全断面浇筑，不得采用先拱后墙浇筑。
2．混凝土施工
（1）灌注边墙混凝土时，要求两侧混凝土保持分层对称地均匀上升，以免两侧边墙模板受力不均匀而倾斜或移位。
（2）灌注拱圈混凝土时，应从两侧拱脚开始，同时向拱顶分层对称地进行，层面应保持辐射状。当灌注到拱顶时，需要改为沿隧道纵向进行灌注。
3.仰拱和底板施工要求
（1）仰拱施工宜整断面一次成型，不宜左右半幅分次浇筑。底板混凝土可半幅浇筑，但接缝应平顺，做好防水处理。
（2）仰拱以上的混凝土或片石混凝土应在仰拱混凝土达到设计强度的70%后施工。
（3）仰拱和底板混凝土强度达到设计强度100%后方可允许车辆通行。
4.公路隧道施工安全步距要求
隧道安全步距是指隧道仰拱或二次衬砌到掌子面的安全距离，安全步距主要由隧道围岩级别决定。
仰拱与掌子面的距离，Ⅲ级围岩不得超过90m，Ⅳ级围岩不得超过50m，  V级及以上围岩不得超过 40m。

【例题】案例分析
背景资料：
某隧道为上、下行双线四车道隧道，其中左线长858m，右线长862m，隧道最大埋深98m，净空宽度9.64m，净空高度6.88m，设计车速为100km/h。其中YK9+928~YK10+004段为V级围岩，采用环形开挖留核心土法施工，开挖进尺为3m。该隧道复合式衬砌横断面示意图如图3所示，采用喷锚网联合支护形式，结合超前小导管作为超前支护措施，二次衬砌采用灌注混凝土，初期支护与二次衬砌之间设防水层。
在一个模筑段长度内灌注边墙混凝土时，施工单位施工方便，先灌注完左侧边墙混凝土，再灌注右侧边墙混凝土。……
【问题】
1．指出环形开挖留核心土施工中的错误之处，并改正。
2．根据图3，写出结构层⑥的名称，并写出初期支护、防水层、二次衬砌分别由哪几部分组成？（只需写出相应的编号）
3．为充分发挥喷锚网联合支护效应，资料中系统锚杆应与哪些支护彼此牢固连接？（只需写出相应的编号）
4．资料中边墙灌注施工错误，写出正确的做法。
【参考答案】
1．错误之处：采用环形开挖留核心土法施工，开挖进尺为3m。
正确的做法：隧道软弱围岩施工应遵循“超前探、管超前、短进尺、弱（不）爆破、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则，施工组织围绕这一原则开展施工。开挖进尺应为0．5-1．0m，确保施工安全。
2．⑥：喷射混凝土。
初期支护：④⑤⑥⑦；防水层：②③；二次衬砌：①。
3．系统锚杆应与④⑤⑥彼此牢固连接。
4．错误：先浇筑一边，再浇筑另一边。
正确的做法应为：灌注边墙混凝土时，要求两侧混凝土保持分层对称地均匀上升，以免两侧边墙模板受力不均匀而倾斜或移位。

【提示】隧道支护与衬砌是案例题每年必考内容，区分超前支护与初期支护的方法，易混点。掌握各种方法的适用范围及施工工艺，并能识别隧道断面示意图。二次衬砌及仰拱底板施工要点需理解掌握。

【考点】公路隧道防水与排水【重要】
原则：“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”
一、施工防排水
1.隧道洞口及辅助坑道洞（井）口排水系统的要求
（1）边坡、仰坡坡顶的截水沟应结合永久排水系统在洞口开挖前修建，其出水口应防止水顺坡面漫流，洞顶截水沟应与路基边沟顺接组成排水系统，应防止水流冲刷弃渣危害农田和水利设施。
（2）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。
2.覆盖层较薄和渗透性强的地层，地表水处理应符合的要求
（1）洞口附近和浅埋隧道洞顶不得积水。
（2）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。
3.洞内反坡排水应符合的要求
4.井点降水施工应符合的要求
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，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，间距宜为25?35m。井底应在隧底以下3?5m。

二、结构防排水
纵、横、环向盲管、中心排水管（沟）

三、注浆防水
注浆防水施工要求
（1）注浆压力应根据水文地质条件合理确定，宜比静水压力大0.5MPa?1.5MPa。
（2）钻孔注浆顺序应由下往上、由少水处到多水处、隔孔钻注。

【考点】隧道通风防尘及水电作业【重要】
一、通风
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、巷道、风墙）
1.风管式通风，为一般隧道施工采用，风流经由管道输送。
①压入式
②抽出式
③混合式:污浊空气经隧道上部抽出洞外，新鲜空气经隧道下部进入隧道，再经风管到下导坑工作面。

2.巷道式通风，是目前解决长隧道施工通风比较有效的方法。
利用平行导坑与正洞的联通道组成风流循环系统，在平导口设通风机，将污浊空气经平导抽出，新鲜空气从正洞深入，形成循环风流。
3.风墙式通风，这种方法适用于较长隧道。

二、防尘
（一）湿式凿岩标准化（即打“水风钻”）
（二）机械通风正常化
机械通风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。
（三）喷雾洒水正规化
（四）个人防护普遍化：要求作业人员戴防尘口罩。

三、供水
隧道施工期间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、空压机冷却用水、施工人员的生活用水等。

四、供电
1.隧道供电电压应符合以下要求：
隧道照明，成洞段和不作业地段可用220V，瓦斯地段不得超过110V，一般作业地段不宜大于36V，手提作业灯为12～24V；
2.洞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。
3.供电线路布置和安装应符合下列要求：
（1）成洞地段固定的电线路，应使用绝缘良好胶皮线架设；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。
（2）瓦斯地段的电缆应沿侧壁铺设，不得悬空架设。

【考点】公路隧道辅助坑道施工
1.横洞
2.斜井
3.竖井
专题小结:
【提示】理解隧道防排水和隧道通风防尘方法的原理，掌握施工中的重点要求。公路隧道辅助坑道施工是课程扩充内容，在案例题目中容易出现横洞、斜井等名词，需了解其作用。