隧道施工浅析

摘要：中国山区面积占据全国三份之二，中国进行的基础交通网络建设，隧道工程占据非常重要的一部分，由于隧道围岩状况的变化施工难度、危险性较大。本文简要论述了隧道主要施工步骤的具体施工方法。

关键词：洞身开挖；初期支护；防排水；二次衬砌

引言：本文主要对隧道施工步骤进行探讨，隧道施工主要作业步骤为洞身开挖、初期支护、防排水作业、二次衬砌施工几个步骤。

1、洞身开挖及出碴

隧道Ⅴ级围岩段一般采用CD法或三台阶七步法施工，上下台阶开挖以人力风镐配合挖掘机开挖为主，必要时辅以减弱震动控制爆破，左右导坑前后错开不小于25m，导坑上下台阶纵向拉开距离3～5m，每循环进尺0.5～0.7m，每天2个循环，月进尺约30～42m。

Ⅳ级围岩围岩采用上下台阶法施工。开挖时采用人工风钻配合自制多功能作业台架钻孔，光面爆破，台阶长度6～8m，Ⅳ级围岩段每循环进尺2m，每天1.5个循环，月进尺约90m。

Ⅱ级和Ⅲ级围岩采用全断面法施工。开挖时采用风钻钻孔，光面爆破。每循环进尺3.5m，每天1.5个循环，月进尺约157.5m。

隧道开挖施工工序上严格遵循先护后挖的原则，做到加固一段，开挖一段，封闭一段。开挖后及时施做喷、网、锚、钢拱架等联合初期支护以及侧壁临时支护，并视围岩稳定情况，必要时拱部采取大管棚、小导管、锚杆等超前支护措施，确保施工安全。

隧道施工时正洞出碴按照“新奥法”原理配备大型设备按无轨运输组织施工。CD法开挖出碴时采用挖掘机装碴，8t自卸汽车出碴。台阶法开挖出碴时上部采用人工或长臂挖掘机翻碴，下部采用侧翻式装载机装碴，15t自卸汽车出碴。全断面法开挖出碴时采用侧翻式装载机装碴，15t自卸汽车出碴。

Ⅱ级和Ⅲ级围岩采用全断面法施工。开挖时采用人工风钻配合自制作业台架钻孔，后进行光面爆破。出碴时采用3m3侧翻式装载机装碴，15t自卸汽车出碴。

2、初期支护

初期支护紧随开挖面施工，初期支护采用锚杆台车打孔，人工配合自制作业台架安装锚杆和挂网，湿喷机喷射混凝土施工。

初期支护施工程序：开挖面处理初喷砼打设径向锚杆挂设钢筋网架设钢支撑复喷砼至设计厚度、强度检查验收。

① 杆、钢筋网及钢支撑施工

锚杆采用风钻钻眼，人工配合小型自制作业台架安装；钢筋网、钢支撑在钢筋加工棚加工成型，现场人工利用工作平台安装。

本工程Ⅴ级围岩锚杆采用Φ25中空注浆锚杆，长3.5m纵环向间距1.0×1.0m，拱部80°范围内采用DML30-2（B）型注浆泵进行正反循环注浆。Ⅳ级和部分Ⅲ级、Ⅱ级围岩锚杆采用Φ22药卷锚杆。砂浆锚杆尾部采用150×150×10mm的A3钢垫板及M20螺母进行加固，垫板须与岩面紧贴。

钢筋网采用尺寸为20m×20cm的φ6钢筋，网片与锚杆交叉点采用焊接，使网片与锚杆连成整体，以增强初期支护的整体稳定性。钢筋网保护层大于8mm。

②喷射混凝土施工

喷射混凝土前先检查开挖断面质量，处理好超欠挖。混凝土喷射采用TK500型湿式喷射机，喷射混凝土必须紧跟开挖面在新鲜基岩上施工。湿喷法施工分初喷、复喷两个阶段进行，第一次喷混凝土厚度为4cm，喷射顺序先下后上，对称进行，先喷钢架与围岩之间空隙，后喷钢架之间。第二次喷射时，先将钢架与岩面间的空隙喷射密实，然后喷射钢架腹部至设计厚度，且钢架保护厚度大于4cm。

3、防排水

本工程隧道防水层以EVA防水板+无纺布为第一道防水措施，防水混凝土二衬作为第二道防水措施。

防水卷材及无纺应在初期支护验收合格后方可施工。防水层施工前先清除初支表面尖利棱角物，清除后用砂浆抹平。喷射砼表面应符合D/L=1、6的要求。铺设衬砌背后的防水板前，应在防水板内侧先铺设300g/m2无纺布，无纺布用暗钉圈固定在喷层上。

防水板采用热风双焊缝无射钉铺设工艺，防水卷材搭接长度不应小于10cm并保证接缝质量，防水板的搭接质量应采用气压测试进行抽检：两条焊缝间生成2.5巴的气压，在15分钟内，气压下降值应小于0.25巴。防水板采用自制的作业台架悬吊法铺挂。防水板铺挂松紧度要适中，防止混凝土浇筑时撕裂防水板或挤压防水板形成空隙。

洞内用专用工作平台挂设和焊接防水卷材。EVA防水板间搭接缝焊接采用自动爬行式热合机进行。防水板铺设从边墙下部至拱顶连续施作，全隧道满铺，接缝与施工缝错开1.0m，以利于防止施工缝渗漏水。隧道沉降缝、环向施工缝采用中埋式橡胶止水带的方法进行防水处理，纵向施工缝采用遇水膨胀止水条防水。

隧道排水按照地下渗水与路面污水分开引排原则进行。在初期支护与岩面之间有裂缝滴漏水处设置Ω型弹簧排水管引排渗水至边墙底纵向排水管内。在防水板与初支之间隧道环向间距10m铺设Φ5cmHDPE单壁打孔波纹管将水引入边墙两侧纵向Φ7.5cmHDPE双壁打孔波纹管集水，然后通过横向Φ7.5cmPVC波纹管将水引入Φ25cmU-PVC双壁打孔波纹管中心水沟排出洞外，纵、环向排水管以及纵、横向排水管之间用三通接头连接。路面水通过路缘通缝式排水沟排出洞外，与洞外的天沟、排水沟、截水沟形成排水系统。电缆沟底部设置横坡及纵向集水沟进行排水。

4、二衬及仰拱回填施工

4.1二次衬砌

隧道二衬按照“先仰拱、后拱墙”的次序施工，二次衬砌的施作时间依据量测结果确定，在围岩及初期支护变形基本稳定后进行施工，一般在隧道水平收敛速度小于0.1～0.2mm/d、拱顶位移速率小于0.07～0.15mm/d和隧道收敛量达到总收敛量的80%～90%以上时方可施工衬砌；对自稳性很差的围岩，不宜单纯强调洞室的收敛变形量，具备条件时应尽早施作二次衬砌。仰拱每6～8m为一段进行浇筑，作业地段采用仰拱防干扰作业平台维持交通或利用行车通道疏导交通，为保证仰拱的设计线形，仰拱顶模采用浮放式拱型模板，仰拱浇筑完成后再填充砼。拱墙衬砌采用模板台车整体浇注施工，混凝土均由设在洞外的混凝土拌合站集中拌制，混凝土搅拌输送车运输，泵送入仓，附着式振捣器和插入式振捣器振捣。仰拱及拱墙衬砌钢筋在洞外钢筋棚加工成型，洞内人工绑扎。

4.2仰拱回填

4.2.1施工前搭设临时栈桥跨度8m，确保洞内运输畅通。

4.2.2施工时基底清理干净，无虚渣，杂物及积水以后，砼集中拌和后使用砼输送泵泵送砼入模，浇注砼时由仰供中心向两侧对称进行，插入式捣固器振捣，模板及支架应预先进行加固，确保仰拱施工后的几何尺寸。仰拱应结合拱墙施工及时进行，使支护结构尽快封闭。

5.结束语

由于隧道围岩不确定因素较大，施工方案及现场施工方法要根据现场实际围岩状况进行及时调整。隧道施工只有制定切实可行的施工方案、合理有效的组织施工，才能保证隧道施工保质保量的完成。

参考文献：

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[2]徐明新；隧道初期支护安全性评价理论与方法研究[D]；北京交通大学；2009年

[3]贾明哲；；我国各种隧道的特点及相关施工方法研究[J]；交通标准化；2011年18期