隧道施工

隧道施工包括，隧道施工方法、隧道施工技术和隧道施工管理。

隧道工程是属于地下结构物，地下结构是多种多样的，构筑地下结构的施工方法和技术也是多种多样的。施工方法和技术形成与发展和地下结构物的特点有关。其特点是纵向长度从几米到十几公里，断面相对比较小，一般高5—6m，宽5至十几米的纵长地下结构物。

 隧道工程施工特点  ：

　　 1．隐蔽性大，未知因素多。

　　 2．作业空间有限，工作面狭窄，施工工序干扰大。

　　 3．施工过程作业的循环性强，因隧道工程是纵长的，施工严格地按照一定顺序循环作业，如开挖就必须按照“钻孔—装药—爆破一通风一出渣”的顺序循环。

　　 4．施工作业的综合性强，在同一工作环境下进行多工序作业(掘进、支护、衬砌等)。

　　 5．施工过程的地质力学状态是变化的，围岩的物理力学性质也是变化的，因此施工是动态的。

　　 6．作业环境恶劣，作业空间狭窄，施工噪声大，粉尘、烟雾，潮湿，光线暗，地质条件差及安全问题等给施工人员带来了不利的工作环境。

　　 7．作业风险性大。风险性是和隐蔽性和动态性相关联的，在施工过程中，施工人员必须随时关注隧道施工的风险性。

 隧道工程施工中最重要的是合理选择施工方法，施工方法选择的是否合理，直接影响到隧道工程施工的速度、安全、质量和环境。

　　 隧道工程施工的方法是多种多样的，目前我们在公路、铁路、水底隧道中常采用的方法有：

　　 1．矿山法(爆破法)：台阶法、全断面法、分部开挖、新奥法。

　　 2．掘进机法(无爆法)

　　 3．浅埋及软土隧道施工方法

　　 明挖法与浅埋暗挖法，地下连续墙法、盖挖法、盾构法和半盾构法；

　　 4．水底隧道施工方法：(海峡、江河)

　　 预制管段沉埋法(沉管法)，盾构法。

　　 目前在公路、铁路隧道施工方法中最多的是采用台阶法，其次是全断面法。在大断面隧道施工中，为保证施工安全采用单侧壁导坑(中隔壁法)和双侧壁导坑(眼镜法)。施工机械的发展和开发，辅助工法的应用，使得施工方法向全断面法施工发展，特别是全断面法与超短台阶法相结合的方法是目前隧道施工方法发展的趋势。

　　 隧道施工技术，主要是研究解决隧道工程各种施工方法所需的技术方案和技术措施，特殊地质、不良地质地段的施工手段，隧道工程施工过程中的爆破、衬砌、支护、通风、防尘、防瓦斯、防有害气体，及照明、水、风和电的作业方式及操作技术标准和要求，围岩变化的测量监控方法等等。施工技术是确保所选择的施工方法的实施，随机性强。

　　 隧道工程施工最重要的是合理选择施工方法。在我国隧道工程(铁路、公路)施工实践中，积累了丰富的施工经验和理沦，逐渐形成了具有中国特色的隧道施工方法体系。施工方法是多种多样的，目前常采用的是矿山法，矿山法也是爆破施工方法。但也有用无爆破的施工方法，即掘进机施工方法。如西康线秦岭隧道，西安到合肥的西合线上的桃花铺隧道，是我国第一次引进掘进机施工方法进行施工的隧道工程。

　　 选择隧道工程施工方法的原则是：除了考虑隧道工程的地质条件外，还要强调施工方法必须符合快速、安全、质量及环境的要求。而且环境因素有时成为选择施工方法的决定性因素。如在地质条件适合的条件下选用大型的掘进机施工方法，这种方法机械化、自动化程度高，它可满足快速、安全、质量的要求，但是在洞口现场平面狭窄，无法组拼大型掘进机的环境下，限制了大型掘进机的施工方法，这时环境决定了施工方法的选择。

选择隧道工程施工方法应考虑的基本要素有：

　　 1．施工条件

　　 施工条件包括施工队伍的施工能力，施工人员素质，及施工管理水平，装备水平。在选择施工方法时，应充分考虑这个因素。如隧道地质条件允许采用全断面开挖法，但施工装备满足不了。一般全断面开挖选用钻孔台车打眼一次性钻孔完毕，若没有这种装备，最好选用短台阶开挖法。

　　 2．地质条件

　　 地质条件包括岩石级别、地下水及不良地质现象等，岩石级别是隧道工程围岩性质的综合判断，对施下方法的选择起着重要的甚至决定性的作用。在隧道施工过程中岩石的级别发生变化时，必须变换施工方法。按11l口Ⅳ岩石选择全断面结合超短台阶法的施工方法，但在施工过程中，岩石级别变为Ⅱ级，这时施工方法相应地改变为上导坑、中槽马口开挖方法。

　　 3．隧道断面积

　　 隧道断面尺寸和形状，对施工方法的选择有一定的影响。铁路单线和双线隧道、公路的双车道隧道，越来越多地选择采用全断面法和台阶法施工。目前，隧道断面有向大断面方向发展的趋势，如公路隧道修建3车道，至4车道隧道，水电工程中大断面洞室更是屡见不鲜。所以施工方法必须适应其发展。大断面隧道工程施工中，目前一般是先采用各种方法开挖小断导坑，再扩大形成全断面的施工方法。

         4.  埋深

　　 隧道埋深与围岩的初始应力场及多种因素有关。一般将埋深分浅埋和深埋两类，浅埋又分为超浅埋和浅埋两类。在同样的地质条件下，由埋深不同施工方法有很大差别。 ·般浅埋隧道往往采用先将地面挖开，修筑完成支护结构后再回填土石的明挖施工。如隧道进出u埋深比较浅时常采用明挖施工。深埋隧道则采用不挖开地面的暗挖法施丁，即在地下开挖及修筑支护结构。

　　 5．工期

　　 隧道工程合同工期的要求，在一定程度上会影响墓本施工方法的选择。隧道工程施丁中，工期决定厂在均衡生产条件下，对开挖衬砌、运输等综合生产能力的基本要求，对施工方法，施上均衡进度，机械化水平和管理模式的要求。相同地质条件下，工期短的隧道要比工期长的隧道机械化程度高，管理更加科学、严格。

　　 6．环境条件

　　 隧道施工会对周围环境产生爆破振动，地表卜沉，施工噪声，地下水的变化，绿色覆盖的变化等不良影响，这时，环境条件将成为选择隧道施工方法的重要因素之一。特别是在城市隧道施工，环境条件成为选择施工方法的决定因素。

目前隧道施工，基本上采用矿山法修筑，出现的问题表现如下：

　　 1．施丁阶段地质判断技术不完善，缺乏有效的判断方法和手段。如地质超前预报技术和设备，还没有推广和应用。

　　 2．在施工过程中，人们没有牢固树立“保护围岩、爱护围岩”的观点和理念，造成不能有效地控制对遗留围岩的损伤和松弛。如，为加快施工进度，在掘进时装药不按爆破设计用药量装药，随意增加药量，使遗留围岩损伤严重，或初期支撑不在要求时间内支护完毕，使得遗留围岩暴露时间过长，使围岩松弛。这些现象都是造成隧道施工塌方的隐患。

　　 3．隧道施工方法工厂化程度不高。特别是软弱破碎围岩的施工方法的工厂化程度更加有待提高。工厂化程度可使施工快速，及时使围岩形成自应力，有效避免塌方。

　　 4．隧道圬工工程“重外美，轻内实”，圬工结构存在严重的隐患。如衬砌厚度不够，欠挖不处理，使得衬砌厚度严重不足；衬砌背后填允不按规定施工，靠近衬砌先用浆砌片石填允，余下超挖空间再用于砌片石填密，因此，留下空洞；衬砌初期开裂普遍存在；拱脚、基底清理不彻底灌注混凝土；拱部和边墙接触不密，形不成衬砌整体作用，基底与隧道铺底工程分离开，运营后出现翻浆、冒泥现象等。

　　 5．隧道施工过程中，地下水处理始终是薄弱环节，防止工程施工质量存在问题，造成隧道成洞地段衬砌渗水、洞水现象常有发牛。

　　 6．施工阶段工程质量的检测体制不完善，更重要的是缺乏有效的检测手段和方法。贯彻ISO 9000质量管理标准流寸：形式，施工操作不按作业指导书去做，甚至有的不编写作业指导书。

　　 7．环境意识薄弱。洞内施工作业环境欠佳，施工高压风、水管漏水，通风管漏风，粉尘含量超过标准，机械、车辆废气超标准等。洞外控制对周边环境和结构物的影响措施不利。

　　 8．参加施工人员(技术人员、管理人员及职工)的应变能力不强，没有对不良施工灾害的预测，一旦出现施工灾害，有时束手无策。

施工单位在接受施工任务后，首先就是要做好施工的各项准备工作，这类工作细致复杂，涉及面广，直接影响基本工程是否顺利进行。隧道工程施工准备阶段的工作内容如下。

　　 1．临时工程的设计与施工

　　 临时工程内容有临时房屋(含生活、生产房屋)、道路、通信、供水、供电等施工保障性设施。

　　 2．施工现场平面布置

　　 隧道工程为保证正常施工现场，平面布置很重要。隧道工程与其他工程(如路基、桥涵)比临时设施内容较多，材料品种多、机械设备多，场地小。因此，科学的现场平面布置可减少施工干扰。

　　 3．组织资源进场

　　 根据施工进度的要求组织资源(包括劳动力、材料及机器、机械设备等)进场。

　　 4．组织编制隧道施工组织设计

　　 5，组织人员进行现场调查

　　 各级施工部门必须组织有关人员到工地进行技术和施工调查，就地核对设计文件，察看地形、地质，了解当地材料、气候、水文、交通运输、动力及生活物资等供应情况。

　　 6．隧道施工责任成本编制及分包合同的签订

　　 7．隧道施工风险预测

　　 8．征地、拆迁、环保、生活供应、医药卫生等

　　 9．隧道工程施工测量的准备工作

　　 隧道工程施工测量的准备工作如下：

　　 (1)对长大隧道工程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。

　　 (2)对隧道洞外的水准点、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。

　　 (3)隧道测量一般要求精度较高，其桩点必须稳定、可靠。因为公路隧道在施工过程中很难用其他方法检验结果，而且测量得是否正确并达到必要的精度，只有在隧道贯通时才知道。因此，隧道施工测量必须以规定的精度认真、慎重地进行，避免产生严重后果，造成浪费和返工。

三角点、导线点布设在视野开阔、通视良好的地方，主要是为了减少由于大气折光及地面折光产生的仪器误差对导线角的影响。

　　 光电测距仪的使用规定，公路隧道可参见《公路隧道勘测规程》

　　 测量用的平面控制点和水准点设置是非常重要的，要求设置牢固。

　　 洞内、外控制点，按图3-1—图3-2所示埋设。

　　 洞内控制点的埋设，可参照图3-1进行，铁芯长度可采用20cm，亦可使用顶部有钻孔之螺栓或道钉。埋置深度可根据不同地层选用30—50cra。

(4)洞内水准点可与中线点同时埋设，并没在坚硬岩石上，铁芯可用螺栓或道钉。

　　 ①设在坚硬岩石或墓碑上的水准点，应修凿成大于5cm直径的半圆顶作标记。

　　 ②挖一小洞，放人圆头铁芯，并浇筑混凝土。铁芯为大于20mm的金属棒，顶部制成圆形，下部制成倒钩。

　　 隧道施工准备工作的粗与细、快与慢，直接关系到施工阶段的施工能否顺利进行。准备工作粗，考虑得不周到，会造成在施工过程中缺这少那，影响施工进度，严重的停工等候。所以，施工准备工作关系到施工能否按着规定进度要求实施。在隧道工程整个施工过程占有很重要的地位，是不可敷衍了事的。只有周密、细致、全面地考虑和进行施工准备工作，才能保证施工正常进行。