隧道施工技术指南

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隧道施工技术指南范文第1篇

【关键词】隧道工程；光面爆破；超欠挖；控制

隧道爆破施工中超欠挖现象不可避免，有效控制超欠挖对减少对围岩的扰动，充分发挥其自承能力，确保施工安全，提高工程质量，节约成本有重要作用。对于如何有效控制超欠挖，笔者查阅众多专业书籍、期刊等发现大多数都是从作业人员管理、爆破设计等方面进行了概述，其中对于爆破设计大都是引用施工规范要求，没有针对具体情况进行说明。本文结合改建铁路成都至昆明线扩能工程永仁至广通段麻栗树隧道施工，详细阐述了隧道爆破周边眼钻眼质量对超前挖的影响，并针对性的提出超欠挖控制措施。

1 工程概况

栗树隧道位于云贵高原北部，地层岩性单一，以砂岩夹泥岩为主，单轴饱和抗压强度32～35Mpa，为硬岩；地质构造较为简单，岩层单斜，产状平缓，垂直节理较发育，洞身设计为Ⅳ级围岩，长2170m。设计要求按新奥法原理组织施工，光面爆破，采用台阶法施工。设计初期支护为4cm初喷混凝土+18cm格栅拱架+3cm喷射混凝土保护层，拱架间距1.0m。根据《铁建设2010第120号文》要求Ⅳ级围上台阶每循环进尺不得超过两榀，即2m。根据《铁路隧道工程施工质量验收标准》规定隧道允许超挖值Ⅳ级围岩拱部最大超挖不得大于25cm，边墙超挖不得大于10cm。当围岩完整、石质坚硬时允许岩石个别突出部分侵入衬砌不大于5cm（每1m2不大于0.1m2）。

2 次硬岩爆破开挖中存在的问题及分析

根据《铁路隧道工程施工技术指南》及设计文件规定进行了爆破设计，施工中根据爆破效果不断调整了爆破参数，发现超欠挖现象依然严重。现场施工总结发现主要是受周边眼钻眼质量影响。

根据《铁路隧道工程施工技术指南》要求周边眼沿开挖轮廓线布置，间距40-55cm，允许外插角斜率为孔深的±5%，眼口位置允许误差为±5cm，眼底不得超出开挖轮廓线15cm。根据设计初支厚25cm，拱架间距1.0m，每循环进尺2m。为减少围岩要求初支端距开挖面控制在0.3～0.5m。施工中存在周边眼眼口定位、外插角斜率选取等主要问题，存在以下几种情况：

（1）按《铁路隧道施工技术指南》要求进行钻眼，周边眼布置于开挖轮廓线，外插角斜率为孔深5%，以拱顶为例示意如图1所示。由于上循环初支已施作，炮眼无法施工。

（2）保证外插角斜率，周边眼口尽量靠近开挖轮廓线。炮眼外插角取允许值5%，同样以拱顶为例，开挖示意如图2所示。但爆破后欠挖严重，初支无法施作。

（3）保证周边眼眼口定位准确，不考虑外插角斜率。以拱顶为例，开挖示意如图3所示。此时，炮眼外插角斜率为0.5，最大超挖为0.75m，超挖严重，不符合《铁路隧道工程施工技术指南》要求。

综合以上分析得出，有加强支护的Ⅳ级围岩爆破钻眼时不能严格按照《铁路隧道工程施工技术指南》中的爆破参数进行作业。通常施工中采用以下方式进行钻眼，即同时调整周边眼口位置和外插角，开挖示意如图4所示。

施工中通常控制炮眼超出第一榀拱架位置开挖线0.1m（如图4）来确保拱架能按设计要求准确安装。理论计算一循环拱顶超挖断面积为0.288m2，麻栗树隧道Ⅳ级围岩拱墙开挖线周长为25.6m，一循环2m超挖方量为7.37m3，隧道全长2170m，超挖9986m3。

根据麻栗树隧道施工出渣单价为23元/方，超挖运费W1=23元×9986m3=229678元。喷射混凝土材料单价为430元/m3，按20%回弹量计算，超挖部分喷射混凝土成本W2=9986m3×（1+0.2）×430元/m3=5152776元。合计超挖部分造成损失5382454元。

机械装渣用时平均0.5min/m3，超挖用时h1=9986m3×0.5min/m3/60=83h，喷射混凝土作业用时平均0.2h/m3，超挖部分喷射混凝土用时h2=9986×（1+0.2）×0.2=2397h，合计2480h，103天。

综上所述，超挖不仅对围岩扰动大、破坏围岩自身稳定，还严重影响工程进度，造成的材料损失巨大。严格控制超欠挖很有必要。

图1 以周边眼布置为控制时的爆破问题示意图 图2 以外插角斜率为控制时的爆破问题示意图

图3 以周边眼眼口定位为控制标准 图4 同时调整周边眼口位置和外插角，开挖示意图

3 超挖控制技术

要改变过去“宁超毋欠”的观念，树立“珍爱围岩、保护围岩”的理念。在提高作业人员水平、加强现场管理、选用合适的机具和爆破器材基础上，重点从钻眼方式和质量、装药量和装药结构着手控制超欠挖。

3.1钻眼方式

通过分析原爆破钻眼方式造成超挖大的原因，通过现场施工总结决定改变钻眼方式。周边眼分两组，即长短眼，长眼炮孔深2.0m，眼底距初支面44cm，爆破满足第二榀拱架安装，短眼炮孔深0.5m，眼底距初支面35cm，爆破满足第一榀拱架安装钻眼（如图5）。钻杆紧靠初支拱架，短眼钻杆在1.0m处做好标记，长眼钻杆在2.5m位置做好标记，以钻杆和初支接触点为支点调整钻杆方向，根据相似三角形特性可知短眼钻杆作记号处到初支面距离是眼底到初支面距离的二分之一，同理长眼钻杆作记号处到初支面距离是眼底到初支面距离的五分之四。即短眼记号处到初支面距离为17.5cm，长眼记号处到初支面距离为35.2cm，见图6所示。

3.2 周边眼间距控制

通长减小周边眼间距能有效造提高光爆效果，但炮眼数量增多，作业时间变长，增大周边眼间距会造成相邻炮孔中间局部欠挖，单孔炸药量增加，影响光爆效果。根据爆破效果，若相邻炮孔间无欠挖则可增大间距，若相邻炮孔间有欠挖则需减小间距。施工中通常每种周边眼间距控制在25-35之间，长短眼交叉布置。

3.3钻眼质量控制

（1）要定人定机定岗，作业人员熟悉使用机具和所在位置需要掌握的方向和角度。

（2）每循环拱架安装必须满足规范要求，要对安装偏差进行实测记录，下循环钻眼前要标出拱架安装偏差值，使钻眼作业人员能及时调整。

（3）拱架安装误差及初支端到开挖面的距离调整钻杆角度。

（4）由于开钻时钻杆跳动，导致周边眼口定位不准，所以在钻头刚钻入岩层时暂定钻机，根据眼口位置和初支端到开挖面距离调整钻杆外插角后继续钻眼。

（5）由于钻眼参数要依据初支面确定，所以必须控制喷射混凝土面满足设计要求。

3.4装药量和装药结构

周边眼采用小直径连续反向装药结构。装药量根据爆破效果调整，若炮孔完整的残留一半于围岩，炮眼残留清晰则说明装药量适合，装药结构合理。若爆破后炮孔外局部超挖严重，局部欠挖则说明装药不均匀，应采用更小直径药卷或空气间隔装药法。

图5 爆破满足第一榀拱架安装钻眼 图6 建议的控制爆破方法

3.5 控制洗过及成本影响分析

以拱顶为例，初支拱架距开挖面0.5m，拱顶拱架安装检查为-4cm（即拱架高程比设计底4cm），则短眼底到初支面的距离应为4cm+35cm=39cm，短眼钻杆记号到初支面距离为39cm*0.5=19.5cm，长眼底到初支面的距离为4cm+44cm=48cm，长眼钻杆记号到初支面距离为48cm*0.8=38.4cm。作业人员可根据以上数据进行准确钻孔。

按照上述方法钻眼爆破，如图所示，一循环纵断面超挖面积0.042m2，比原钻眼方式减少0.246m2，减少超挖8533m3，节约成本Q=8533×23+8533×1.2×430=4599287元，节约工期88天。

4 结 论

隧道施工中影响超欠挖的因素有地质情况、爆破参数、作业机具、爆破器材和作业人员水平等，本文主要针对爆破参数中周边眼钻眼法对超欠挖影响进行了介绍，其他因素未详细说明。施工中应改变过去“宁超毋欠”的观念，树立“珍爱围岩、保护围岩”的理念，综合考虑各方面因素，多方面采取措施提高光爆效果，保证工程质量，节约成本。

参考文献：

[1] 铁路隧道施工技术指南.铁道部经济规划研究院.2008-10

[2] 铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南.铁道部经济规划研究院.2007-03

[3] 铁路隧道工程质量验收标准.中国铁道出版社.2003-12

[4] 关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关要求的通知.2010-07

[5] 隧道工程技术 高等教育出版社

[6] 符胜斌.浅析隧道光面爆破施工技术的应用.建材与装饰.2013-11

[7] 田双贵.隧道施工超欠挖控制浅析.山西建筑.2005-05

隧道施工技术指南范文第2篇

关键词：隧道塌方；超前支护；超前小导管结合钻杆支护。

Abstract: through the Huzhou tunnel during excavation collapse loose body of advanced support construction as an example, analyzed the traditional single advance ductule supporting construction flaws and shortcomings, the impact on the construction progress; Emphasis on drill set of methods and technology of the advanced construction technology to speed up the construction progress.

Key words: tunnel collapse; Support in advance; Advance ductule union pipe support.

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

1 引言[收稿日期：xxxx-xx-xx （年-月-日） ]

当隧道地质有明显断裂构造时，岩层破碎，地下水较发育，节理面较发育，对施工中地质构造影响较大，如果开挖出渣后对掌子面的喷锚封闭速度低于开挖后的岩体的受氧化程度，容易造成掌子面和岩体逐层剥落，形成塌方。

超前支护作为隧道施工的关键工序，对隧道施工的安全和进度起着重要作用。虽然超前支护施工技术在工程实际中的应用比较广泛，但发展还不够完善，对其施工方法和实际应用的研究远远落后于工程实践。本文结合湖州隧道塌方现场施工情况，通过对松散塌方体开挖时采用的钻套超前施工技术，即钻杆、钻头和普通钢管相结合超前支护形式来开挖塌方体的施工方法和工艺进行了阐述和分析，希望为处理隧道塌方时的超前支护施工提供经验。

2 工程概况

湖州隧道隧址区宏观上位于湖州背斜内，背斜轴部走向进东西，核部地层为D1-2ms砂岩，隧址区构造较为复杂，其中有6个断裂带，分别为F1~F6，断裂段岩体节理裂隙较发育，主岩为石英砂岩，受氧化后极易风化。根据工程地钻探、物探及工程地质水文调查资料分析，隧道内F1、F3、F4断裂带规模相对较大，其他断裂带规模较小。

由于以上地质构造特点，在隧道开挖施工过程中，经常会出现各种大小塌方，塌方多为松散碎石堆积体，在进行超前支护施工时，小导管直接用凿岩机推不进去，用钻杆钻孔又不能成空，甚至钻进后的钻杆由于松散杂物导致不能拔出，严重影响施工进度并增加成本。针对此类问题，通过对超前小导管施工方法和工艺的改进，采用钻套超前施工技术，并在几次塌方处理过程中进行多次实施，取得了较理想的效果。

3.施工技术

3.1原材料

⑴钻杆、钻头

与开挖隧道YT-28凿岩机匹配的钻杆及Φ50钻头，本品为建材市场常见类消耗材料，应用较普遍。

⑵Ф50×5㎜无缝钢管

隧道施工超前小导管，用于围岩较破碎、地下水较发育，设计中应用较普遍的超前Ф50×5㎜无缝钢管为原材料。

3.2主要施工设备

YZ-28凿岩机、隧道用螺杆空压机

3.3施工工艺

超前支护是隧道开挖时保证施工安全的辅助施工方法和措施，对隧道的开挖施工起着至关重要的作用。超前小导管支护作为其中的一种安全辅助措施，适用于自稳时间短的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压断、砂层段、砂卵石段、断层破碎段等地质地段的预支护[1]。

3.3.1传统超前小导管支护施工方法

首先通过钻杆钻孔，清孔和钻孔验收；然后再把小导管用YZ-28凿岩机推入孔中，如果塌方松散体为土质，我们可以通过YZ-28凿岩机直接将加工好的小导管推入松散的土体中；最后再将水泥浆液通过小导管用注浆机注入到松散塌方体中，使松散塌方体整体固结，为下一步开挖作准备。

经过注浆的松散塌方体，其物理力学性能指标得到了很大的改善，从而提高了松散塌方体的整体性和稳定性，有效保证开挖塌方松散体时的安全性。

图一（传统超前小导管注浆工艺流程）

超前小导管注浆工艺流程[2]1

3.3.2传统单一小导管超前支护的缺点

这可以从四个方面解释：其一，松散体的钻孔施工容易，但超前小导管进入难，主要是因为钻孔过程中形成塌孔，钻杆极难拔出；其二，松散体孔隙率较大，在注浆过程中会向一个方向扩散，而且扩散范围跟理论差距较大，实际中扩散只有局部，而行不成“无孔不入”，易造成块状的堆积物，并起不到注浆效果的整体加固作用；其三，实际施工中只打管，注浆后固结时间长，管体本身钢度不够，极易受剪变形，形成隐患；其四，而打管注浆不到位，管体周围浆液扩散半径不够，浆液流向不明，造成支护强度不够和施工材料浪费。

3.3.3钻套超前小导管支护施工方法（工艺改进）

图二：钻套施工断面图

（1）钻杆和小导管单根长度根据不同结构断面采取不同的长度，环向间距20cm，从钢架肋板钻孔中穿过，仰角及外插角5°～15°。布设范围大部分在拱部140°范围内，纵向间距为2m，超前小导管搭接长度不小于1.5m。

（2）小导管加工制作

小导管采用Φ50mm×5mm厚钢管加工而成，小导管前端加工成斜切角，以便插打。为保证浆液的扩散、流动的良好性，小导管中间部位设置8～10mm溢浆孔，间距20cm，呈梅花形布置，导管尾部1.0m范围内不设置溢浆孔，尾部加设套丝变截管，并安装止浆阀。

（3）首先通过凿岩机将钻杆纵向钻入不必拔出；然后将凿岩机与钻杆的连接套筒卸掉，让钻杆作为导管的导向杆，将已加工Ф50×5㎜超前小导管套住钻杆延其方向打入；最后安装小导管尾部的止浆阀。

（4）按注浆设计布置图，安排设备就位，接好管路系统，做注浆前的试运转。用1.5～2倍注浆终压对系统进行吸水试验检查，并接好风、水、电，检查管路系统是否耐压，有无漏水，检查管路连接是否正确，检查设备运行是否正常，试运转时间20min。注浆过程中，将压力分为几个阶段，逐级提升到规定值。注浆开始时，使用最低一级的压力注浆，当注浆量有明显回浆时，逐渐加大注浆压力，直到单位注浆量达到设计注浆量时，结束注浆。采用分压注浆时，压力分级不宜过多，当注浆压力达到设计终压后稳定20分钟后，结束注浆。当发生串浆时，应采用分浆器多孔注浆或堵塞串浆孔隔孔注浆。

图三（改进后超前小导管注浆工艺流程）

超前小导管注浆工艺流程3

3.3.4工艺改进优点

根据现场施工采用钻套超前小导管施工技术优点如下：其一，钻杆打入后不必拔出，避免了由于松散体卡钻难以拔出的麻烦，加快施工进度；其二，钻杆钻进后形成对孔体的支撑，不会出现塌孔堵孔，避免了松散体塌孔后清孔的麻烦，从而加快了支护的施工进度；其三，钢管套进推入后整体上增强超前小导管支护钢度，实际施工时，在处理地下水不发育的小型坍塌体过程中，可通过调节钻杆环向间距增加整体受力；其四，在钻套结合施工后，即避免了成孔难的问题，也增强了杆体的承载力，钻杆作为小导管的导向杆，不仅起着导向作用，而且还增强小导管的刚度，提高支护安全系数，同时加快了塌方处理的进度。

4工程实例

湖州隧道F4断层内（DK176+765处）有一塌方体，由中铁十七局一公司施工。围岩节理面为黄褐色，拱部和边墙处分布岩体呈压碎状，稳定性极差；中部竖向分布软质夹层粉质砂岩至拱顶，宽度约1.5～1.8m,右边墙分布软质夹层，面积为5㎡。由于夹层两侧分布压碎状碎石，此次在开挖出渣完成后，对掌子面封闭时，出现夹层松动掉块，前12h掉块量达20～25m³/h,外露掉块将拱顶坍塌口封口后，达到暂时外露渣物稳定，掉块多为粉质砂岩块状体和细碎砂岩松散体，坍塌高度约在拱顶上8m,宽度约1.8～2.5m,纵向呈扇形状，长度约7～8m。我们在开挖次塌方松散体时，超前支护采用了钻套超前施工技术，很快就穿越了松散塌方体，取得了很好的效果。

5.结语

通过钻套超前施工技术，在处理小型塌方体和难钻孔、难清孔、易塌孔、荷载较大及岩体应力有释放的破碎段的应用。节约了时间，加快了进度，使得高速铁路坍塌处理这个技术难题得以进一步提升，为今后隧道塌方施工在高速铁路建设中的进一步发展和应用提供了参考经验。

参考文献

隧道施工技术指南范文第3篇

【关键词】冬期施工；混凝土；温度控制；热工计算

1 工程概况

神华准池铁路朔州隧道位于山西省朔州市境内，全长11299m，隧道里程DK128+656～DK139+955，为双线特长隧道。除出口段位于1200m半径的曲线上，曲线进入隧道352.6m余均位于直线段上。洞内纵坡为3.0‰/5488m、-7.0‰/5800m、3.0‰/5m，基本呈对称的人字坡，共设计进、出口和5个斜井辅助施工，合同工期574d。工期紧，安全风险大。全隧设有4座斜井和进、出口6个作业工区掘进施工，朔州隧道地处雁北高寒区，施工期经历两个冬期，每年冬期从11月到次年4月初，历时5个月。

2 冬期施工温度控制要求

1）当环境昼夜平均气温连续3天低于5℃或最低气温低于-3℃时，混凝土工程按照冬期施工方案组织施工；

2）混凝土拌合站环境温度要在10℃以上；

3）混凝土入模温度不低于5℃，搅拌时间较常温延长50%，水加热不应超过80℃；

4）喷射混凝土时环境温度、材料温度不应低于5℃。

3 混凝土热工计算标准

按照《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008），《铁路混凝土工程施工技术指南》，《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁道部铁建设[2010]120号文）对混凝土的各项要求，确定在不同环境温度下的入模温度：

1）根据确定的入模温度，利用混凝土运输温度损失计算公式，计算对应于某一环境的混凝土拌和物的出机温度；

2）然后利用混凝土拌和物出机温度计算公式，计算混凝土拌和物温度；

3）利用混凝土拌和物温度计算公式，计算在混凝土原材料所能达到的温度条件下混凝土拌和物温度，混凝土拌和物温度应大于通过环境温度计算得出的结果。否则，就应加强混凝土原材料温度保证措施，使混凝土拌和物温度满足要求。

4 热工计算

4.1 混凝土运输温度计算

根据朔州地区历年气象资料，冬期11月到次年3月份日平均气温，选择环境温度0℃和-15℃两种情况，进行混凝土拌和物热工计算。混凝土采用灌车运输，先计算环境温度为-15℃时，混凝土在运输过程中的温度损失：

ts=（at1+0.032n）（T1-Ta）

式中ts――运输过程温度损失；

a――温度损失系数（hm-1），当混凝土搅拌输送车时，a=0.25；

t1――混凝土自运输至浇筑现场的时间（h）取0.3h；

n――混凝土运输次数，取2；

T1――混凝土拌和物的出机温度（℃），按10℃时；

T2――混凝土拌和物经运输至成形完成时的温度（℃）即入模温度；

Ta――运输时的环境温度（℃），取-15℃。

所以，ts=（0.25×0.3+0.032×2）（T1+15℃）=0.139T1+2.085℃=3.475℃

按照施工实际，混凝土浇筑时入模温度要求（10℃），T2≤T1-ts

（T2≤10℃-3.475℃=6.525 入模温度要求 5℃≤出机温度-损失温度后6.525℃）

即：T1-0.139T1-2.085℃≥10℃（14.04-0.139×14.04-2.085=10.003反算而得）

所以0.861 T1≥12.085℃

T1≥14.04℃

取T1=14.04℃

如果按气温-20℃计算时，温度损失为ts=0.139T1+2.78℃=5.85℃

出机温度T1-0.139 T1-2.78℃≥10℃，（15-0.139×15-2.78=10.135反算而得）

T1≥15℃

取T1=15℃

4.2 混凝土拌和物出机温度计算

根据以上计算，取T1=14.04℃

由公式：T1=T0-0.16（T0-Tb）

得：T0=（T1-0.16Tb）÷0.84=14.81℃

式中：T0――混凝土拌和物温度（℃）

T1――混凝土出机温度（℃），由第一步计算，取14.04

Tb――拌和机棚内温度（℃）应采取保温措施，取10℃

4.3 混凝土拌和物温度计算

水加热按60℃，水泥、砂石料温度5℃，根据配合比每方混凝土用水泥、水、砂、石用量分别为417kg、143kg、616kg、1197kg，砂石料设保温棚，实测含水量，砂子2%，石子1%，根据公式：

T0=[0.9（WCTC+WSTS+WgTg）+4.2TW（WW-PSWS-PgWg）+C1（PSWSTS+PgWgTg）-C2（PSWS+PgWg）]÷[4.2WW+0.9（WC+WS+Wg）]得T0=15.52℃>14.81℃（能满足要求）

式中：T0――混凝土拌和物温度；

WW、WC、WS、Wg――水、水泥、砂、石的用量（kg）

TW、TC、TS、Tg――水、水泥、砂、石的温度（℃）

PS Pg――砂、石的含水率（%）

C1――水的比热容（kJ/（kg・k ））

C2――冰的溶解热（kJ/kg）

当骨料温度>0℃时，C1=4.2，C2=0

当骨料温度≤0℃时，C1=2.1，C1=335

同以上计算，当环境温度为0℃时，T0应大于11.92℃，

1）按照-水、水泥、砂石料的温度分别为45℃、5℃、5℃，根据以上公式计算，得：T0=12.6℃>11.92℃，满足要求。

2）按照-水、水泥、砂石料的温度分别为80℃、0℃、0℃，根据以上公式计算，得：T0=12.18℃>11.92℃，满足要求。

5 计算中的关键温度

1）规定性温度：混凝土进入冬期施工的温度要求，混凝土入模要求；

2）环境类温度：当地环境温度、搅拌棚温度；

3）混凝土原材料温度：水温、水泥、砂石料温度，采取什么保温措施。

6 结束语

由以上计算可知，混凝土搅拌时所需水温均满足《铁路混凝土工程施工技术指南》要求拌和水的加热温度不宜高于80℃的条件，当环境温度在零度这一临界点时，水泥、砂石料的温度为5℃，水温≥45℃就能满足冬季施工混凝土的要求，水泥、砂石料的温度为0℃，水温要达到80℃才能满足冬季施工混凝土的要求。当环境温度在-15℃，水泥、砂石料的温度为5℃，水温要达到60℃才能满足冬季施工混凝土的要求。可见保证水温在45～80℃，水泥、砂石料的温度在0～5℃这一范围是保证混凝土拌和物温度的一个关键。一般气温在-15℃的情况很少，现场对入模温度进行监控量测，确保在10℃以上浇筑混凝土。隧道进洞200m以后洞内温度在10℃以上。

准池铁路朔州隧道经过2个冬期的混凝土施工，设有3个混凝土集中搅拌站，通过现场热工计算，采取搭建保温棚，确保了冬期混凝土施工质量。

【参考文献】

[1]张旭升.大跨度双线连续梁冬季施工养护控制浅谈[J].山西建筑，2010（08）.

[2]王树军.浅谈混凝土冬期施工[J].山西建筑，2010（15）.

[3]刘其.宿迁市市府东路特大桥冬季施工措施研究[J].山西建筑，2010（30）.

[4]冯斌进.冬季施工保证措施[J].山西建筑，2011（02）.

隧道施工技术指南范文第4篇

【关键字】CRTSI型 双块式 无砟轨道

1工程概况

淘金山隧道为单洞双线铁路隧道，无砟轨道道床板混凝土设计为C40级钢筋混凝土，道床宽为2800mm，道床厚度为260mm。隧道内道床板直线地段双线道床顶面设0.7%横向排水坡，曲线地段利用超高后的坡面进行排水。无砟轨道道床施工采用组合式轨道排架法人工立模，混凝土罐车运输混凝土，人工抹面的方法进行施工。

2工艺流程

3施工步骤

3.1施工准备

⑴无砟轨道铺设前需完成，隧底沉降观测和隧道内CPⅢ控制网的测设、复测等工作，并报业主评估完成，符合无砟轨道铺设条件。

⑵道床板钢筋按照设计图纸的要求加工，根据施工进度加工相应数量的钢筋。

⑶检查模板是否符合施工要求，（注：含超高地段模板尺寸）并应满足《验标》的规定。

⑷所需施工机具，确保齐全、完好，性能良好，以保证施工过程连续性。

⑸进场原材料进行合格验收，确保各项性能指标符合要求。

3.2隧底凿毛、冲洗、放样

道床板施工前，先对隧底混凝土底板表面进行凿毛，见新面不小于50%，凿毛深度不小于2㎜。凿毛后，采用高压水枪和钢丝刷将混凝土碎片、浮砟、尘土等冲洗干净。

测量人员根据线路资料，采用全站仪和水准仪进行中线和标高测量。中线桩直线地段每10m、曲线地段每5m并进行标记；标高每5m测出对应点位的实际标高。

3.3铺设底层钢筋

按设计间距铺设道床板纵向底层钢筋。安装道床下层钢筋，纵向钢筋搭接长度≥700㎜，焊接长度≥200㎜，焊缝厚度≥4㎜。在纵横向钢筋交叉处及纵向钢筋搭接处设置绝缘卡绑扎牢固，绑扎后剪去多余的塑料带。

3.4铺设轨枕、组装工具轨排

轨枕铺设采用人工、机械配合铺设，轨枕铺设位置允许偏差±5㎜。

轨排组装前应按要求对轨枕进行复检。在钢轨安装到轨枕上之前，轨枕承轨槽表面要保证洁净。组装工具轨轨排时，每铺设50余米轨枕后，人工安装12.5m工具轨。

轨排组装完成后，在每隔3根（曲线地段2根以及工具轨接头处）轨枕之间的钢轨上各安装一对螺杆调整器。

3.5轨排粗调

粗调轨排施工全站仪和人工配合起道机，利用道尺、方尺、垂球和3m小钢尺对轨排进行初步调整，中线和标高均控制在5㎜以内。利用水准仪测量轨面高程，起落竖直调整装置，使轨顶标高满足设计值。

轨排粗调原则为先高程后中线。高程误差宁低勿高，中线误差越小越好。

3.6绑扎上层钢筋、安装模板

轨排粗调完成后按照设计要求绑扎上层钢筋。对纵向钢筋与横向钢筋及轨枕桁架上层钢筋交叉处以及上层纵向钢筋搭接范围的搭接点按设计要求进行连接。钢筋绑扎完成后，采用电阻仪检测钢筋绝缘电阻，绝缘电阻应大于2MΩ。

钢筋绝缘性能检测合格后，清除钢筋内的杂物，安装侧向模板和伸缩缝分隔板，并加固模板。

以上工作完成后，安装轨距撑杆，它是控制轨距的关键，一般2.5米左右安装一个。轨距撑杆顶在工具轨底部，减少扣件橡胶垫板的变形，减少对工具轨的扭曲。

3.7轨排精调

轨排精调是关键工序，对轨道的几何尺寸最终位置能否达到设计及验收标准的要求起着决定性的作用。具体的调整方法：

双块式无砟道床主要使用钢轨调整器及天宝S8测量系统进行轨道精确调整。根据测量显示数据，调整螺杆或螺旋调整器。

⑴通过竖向螺杆进行垂直调整。在曲线地段，调整时可能产生水平位置和高度的冲突，因此必须在垂直及水平双方向同时进行调整。

⑵通过钢轨调整器水平调节装置进行水平调整。作用是基板的移动带动轨排的移动。

⑶轨道精确调整阶段应由质检人员检查，并做详细记录。最终精调结束后，立即将轨枕与固定钢筋焊接，将其固定。

⑷精调前对轨排所有螺杆调节器和扣件进行检查，确保螺杆调节器内侧的螺钉拧紧，螺杆与钢筋之间有足够间隙，扣件弹条与轨距挡板密贴。

轨道精调时先将钢轨上浮尘、泥点等杂物擦洗干净。测量时每站测设距离为60～80m最佳。使用至少8个控制点自由设站，检查CPⅢ控制点是否有损坏，确认无误方可使用。

第一遍先将高程调至2㎜内（一般均低于内轨面）；

第二遍时调中线和轨距，中线调至±2㎜（左线时尽量向左，右线时向右），轨距调至0.3～0.7㎜；

第三遍则将高程、中线、轨距调至1㎜内，然后安装道夹板。在第三遍调节时轨道会在螺杆调节器的调节下发生移动。移动量最大的是螺杆调节器本身所在的位置，螺杆调节器前后某一距离内的轨道也会发生微小的移动，所以每根螺杆调节器都要调整两次，以将轨道调整到其设计位置。

第四遍再对精调后的轨面进行验收检查并做好记录。

3.8浇注道床板混凝土

混凝土浇筑前应再次采用轨道几何状态测量仪器对轨道状态进行检查，对不合格部位及时进行调整。用塑料薄膜将工具轨顶面及侧面进行覆盖，用塑料袋将螺杆调节器及轨距撑杆包裹严实，并在轨枕上放置防护罩，确保工具轨、轨枕及扣件不受污染；然后对轨枕四周进行洒水润湿，以保证混凝土与轨枕粘贴密实。

混凝土运输至施工现场应先做混凝土坍落度及其他性能指标试验，实验数据满足施工要求后方可进行混凝土浇筑。在浇筑混凝土时，应将混凝土输送于道床板的中心，捣固时从中心往两侧振捣，振捣棒严禁碰撞工具轨及螺杆调节器。

混凝土浇筑完成后要及时收面，并按设计直线地段预留0.7%的排水坡，同时要控制好道床板顶面的标高。

3.9松螺杆调节器、扣件及混凝土养护

混凝土在凝固过程中，当用手指压混凝土表面无明显痕迹时，应及时松螺杆调节器和钢轨扣件，释放钢轨应力，同时将螺杆调节器松1/4圈（转90度），钢轨扣件必须彻底松完（用手可以转动螺栓），使钢轨处于不受约束状态。

道床板混凝土初凝前后应采取洒水保湿养护措施，然后及时采用浸水织物覆盖整个浇筑面，并洒水保持织物湿润。一般道床板洒水覆盖养护时间不能小于7天。

3.10拆除模板、螺杆调节器及工具轨

混凝土浇筑完成2～3d后工具轨拆除之前，重新紧固全部扣件，对轨道几何参数进行复测，通过整理、分析复测数据，找出偏差出现的原因，以便在下一步施工中采取相应的措施，进一步提高施工精度。

在螺杆调节器拆除之后，要及时用无收缩混凝土对留下的空洞进行封堵，同时要对螺杆调节器清洁和涂油，以便下次使用。

道床混凝土抗压强度达到5MPa以上时，方可拆除全部模板、钢轨及支撑架。道床混凝土未达到设计强度75%之前，严禁在道床上行车和碰撞轨道部件。

4施工注意事项

⑴混凝土施工前，应进行混凝土的原材料及配合比进行试验，合格后方可施工。

⑵严格对进场的轨枕、扣件、钢轨进行验收，确保各项性能指标符合要求。

⑶无砟轨道的施工应认真做好过程控制，确保每一道工序达到要求后，才能进行下一道工序的作业。

⑷在浇筑道床板施工前，隧道基础面进行清洁，并提前洒水预湿，最少保湿2h。

⑸道床板钢筋架设完后，应进行绝缘性能测试，确保钢筋绝缘措施符合要求。

⑹在安装螺杆调节器时应注意安装的位置和托盘位置，防止轨距变小。

⑺拆装、起吊工具轨时，必须使用专用吊架并平稳操作，防止工具轨变形和损坏轨枕。

【参考文献】

[1]铁路混凝土工程施工技术指南（铁建设[2010]241号）

隧道施工技术指南范文第5篇

关键词：三台阶法 隧道开挖 左右错开环向开挖 预留核心土 初期支护 效益分析

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0087-03

大断面软岩隧道施工中，传统的施工方法有双侧壁导坑法、CD法、CRD法等，这些施工方法进度慢、工效低、存在一定的局限性，如：限制了大型施工机械的使用，基本靠人工开挖，工效低、速度慢，难以满足客运专线工期要求；拆除临时支护时，正洞初期支护会因突然卸载而出现大的变形，存在安全风险；各分部开挖面循环衔接性差，相互干扰大，施工质量得不到充分保证；临时支护反复拆除，成本投入大等。而目前国内大断面软岩隧道施工中，我们往往会面临以下问题：对工期紧迫性的要求，需组织快速施工；工程水文地质复杂，可变性大，须选择一种能适应地质变化而迅速过渡的施工方法；能较大限度地发挥大型施工机械的优势，以求最佳的施工进度；把长期施工实践所积累的作业习惯融合于施工方法中，做到高工效，易掌握，达到快速形成施工能力的目的等要求。

借鉴近几年大断面隧道施工的成功经验，规避传统施工方法的局限性，以加快隧道施工进度、保证隧道施工安全、提高施工质量为目的，在重庆沿江高速公路隧道施工，提出了三台阶法隧道开挖施工的工艺流程、施工步骤、控制要点、劳动组织、机具设备等，突出大断面软岩隧道开挖施工的技术特点，总结完善形成本工法。

1 工法特点

施工利用空间大，便于机械操作，可以多个作业面同时施工。可以统筹安排施工，工效较高；当地质条件发生变化时，可以及时转换施工工序，调整施工方法，避免窝工；利用台阶法预留核心土法开挖施工，应左右侧错开开挖，利于减小对围岩的扰动，保证开挖作业面稳定；在围岩变形较大或突变时，保证安全和满足设计要求的前提下，可尽快缩短施工时间；适用不同跨度和多种断面形式的隧道，为初期支护工序在时间和空间上创造了条件。

2 适用范围

本工法适用于开挖断面为I级公路二车道和三车道，具备一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段隧道的施工。不适用于围岩地质为流塑状态、洞口潜埋偏压段（但经过反压处理或施作超前大管棚后可采用）的隧道施工。

3 施工工艺

“三台阶法隧道开挖”，就是在隧道开挖过程中，以小导坑开挖预留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面[1]，以前后七个不同的位置相互错开施工，故又称“三台阶七步开挖法”。开挖部分及时支护，形成支护整体，各个工序交叉作业，缩短了作业循环时间，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，整体推进的隧道施工方法。

4 施工工艺流程

4.1 施工工艺流程（见图1）

4.2 三台阶隧道开挖施工步骤

施工步骤见图2，开挖透视见图3，施工工序见图4。

第1步，导坑上台阶开挖：熟悉施工图纸，准确放样。环向开挖导坑上台阶，预留核心土。上台阶开挖高度不小于开挖跨度的0.3倍。一般为3～4 m。开挖循环进尺最大不得超过1.5 m。上台阶核心土长度（隧道纵向）3～5 m，高度为1.5～2.5 m，宽度为上台阶开挖跨度的1/3～1/2。开挖后应立即施作初期支护，在拱部初期支护完成后进行下道工序。

第2步，左右两侧阶开挖：开挖时左右应错开2～3 m，最大进尺不得超过 1.5 m，开挖高度为隧道总开挖高度（不含仰拱）减去上台阶开挖高度后除以2，一般为 3.0～3.5 m。开挖后立即施作初期支护。

第3步，下台阶左右两侧开挖：开挖时应错开，最大不得超过1.5 m，开挖后及时施作初期支护。

第4步，开挖预留的核心土：分别开挖上、中、下台阶预留的核心土[2]，开挖进尺与各台阶循环进尺一致。

第5步，隧道底部开挖：每循环开挖进尺与上、中、下台阶一致，开挖后及时施作初期支护。设计有仰拱的，要及时施作仰拱[3]。

4.3 三台阶法隧道施工注意事项

加强超前地质预报，必要时骋请有资质的单位进行超前地质预报。超前地质预报报告要及时，报告结果与设计进行对比，及时调整台阶长度或施工方法，必要时对初期支护参数和二次衬砌厚度进行调整，以确保施工质量和安全。导坑上部开挖要严格控制，避免超欠挖，弧形导坑需爆破时，应采用导爆索光面爆破。严格按批复的方案施工，减小对围岩的扰动，避免坍塌现象发生。加强隧道的监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及时调整施工方法、支护参数、二衬厚度等，以保证施工安全和质量。

5 材料与设备

材料：本工法使用的材料都是常用的，不作说明。

设备：本工法操作简单，单作业面施工机具配备见表1，可根据施工现场情况酌情调整。

6 质量控制

工程质量控制标准：本工法以《公路隧道施工技术规范》《公路隧道施工技术细则》《公路工程质量检验评定标准》进行质量控制。质量保证措施。在开工前建立质量保证体系，编制质量保证措施，并报送有关部门审批。严格按审批的质量保证措施进行施作，不得偷工减料，不得麻痹大意。

加强光面爆破管理，避免断面超欠挖现象。严格按照批复的方案施工，减小对围岩的扰动，最大限度避免坍塌现象发生。

7 安全措施

本工程严格执行《中华人民共和国安全生产法》和《安全生产条例》等相关法律法规。

在隧道开挖前建立健全项目安全保证体系。编制安全保证措施，并报送有关部门审批。

在施工过程中，严格遵照执行审批的安全措施中的有关规定，不得麻痹大意。做好隧道开挖超前地质预报工作，并坚持用长锚杆进行地质验证。加强监控量测，必要时骋请有资质的单位进行隧道的监控量测。加强洞内通风，掌子面进风流中，氧气浓度不得低于20%。爆破后，要加强管理，危石清理必须彻底。

8 环保措施

本工法严格执行国家标准和当地的有关环保政策和有关规定。

施工现场按照设计统一规划、业主要求和施工环保的要求进行实施。污水处理采用多级沉淀池过滤沉淀。处理的工艺流程为：污水―收集系统―多级沉淀―沉淀净化处理―排入河道。严禁乱倒、乱卸。施工现场设密闭式垃圾站，施工垃圾和生活垃圾按规定分开收集，做到每班清扫，每班清运。

施工道路上要适量洒水，减少粉尘污染。隧道施工应加强洞内通风，通风管不得破损，作业环境应符合职业健康及安全标准。

9 效益分析

9.1 经济效益

大断面软岩隧道施工采用“三台阶法隧道开挖施工工法”，在经济效益方面尤为突出，与传统的大断面隧道CRD法施工比较，主要有以下几个方面的优点：一是拓展了隧道的施工空间，可以做到大型施工机具生产效率最大化，避免了CRD法作业空间小、限制了大型施工机具使用的尴尬局面，进一步提高了单位时间内的施工产值，缩短了整个单位工程的施工工期；二是降低了人工用量和劳动强度，节约了工费成本，由以往密集型劳力施工转变为机械化、程序化施工；三是采用“三台阶法隧道开挖施工工法”施工没有临时支护环节，节约了大量的临时支护成本，减少投资浪费；四是工程质量满足验标要求，操作便捷，推广性强。

以重庆沿江高速公路古树岩1、2号隧道为例，与传统的大断面隧道CRD法施工相比，采用“三台阶法隧道开挖施工工法”，有效地发挥了大型施工机具的使用效率，施工进度达到了月平均90-100 m/月，经济效益显著。

9.2 社会效益

古树岩1、2号隧道采用三台阶隧道开挖法施工技术，领先重庆沿江高速公路全线其它重难点隧道工程，第一个顺利贯通，受到了设计单位、监理单位、其他施工单位的一致好评。突破了大断面隧道安全风险高、施工进度慢、施工难度大这一难题，社会效益显著。

9.3 环保效益

该工法施工现场按照设计统一规划、遵循业主和施工环保要求进行实施，隧道地下水及施工用水从核心土开槽引排至集水井，既不影响施工又方便污水处理。施工现场设密闭式垃圾站，施工垃圾和生活垃圾按规定分开收集，做到每班清扫，每班清运，施工环境粉尘污染少。该工法施工速度快、成本低，可节约大量能量资源，环保、节能效益良好。

10 工程实例

在重庆沿江高速公路后续开工的马鞍山隧道、砂磨石隧道、黄岭隧道、哑口隧道[4]、晒顶堡隧道等，均采用三台阶法隧道开挖施工工法，取得了安全、质量、进度的良好效果。三台阶法隧道开挖施工工法将会被越来越多的人所认可，在今后隧道施工中将会得到更广泛的应用。

参考文献

[1] 铁路隧道施工规范（TB1024-2002）[S].

[2] 《铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工作业指南（试行）》（经规标准「2007119号）[S].