隧道工程建設(shè)標準及施工技術(shù)

1、第四章 隧道工程建設(shè)標準及施工技術(shù)第一節(jié) 隧道工程設(shè)計要求客運專線鐵路的隧道設(shè)計是由限界、構(gòu)造尺寸、使用空間和緩解及消減高速列車進入隧道誘發(fā)的空氣動力學(xué)效應(yīng)兩方面的要求確定的。研究表明，以上兩方面要求中，后者起控制作用，但隧道工程設(shè)計及施工過程中以隧道橫斷面的限界、構(gòu)造尺寸、使用空間為控制要點。一、隧道橫斷面有效凈空尺寸的選擇在確定隧道橫斷面有效凈空尺寸之前，首先要正確地選擇隧道設(shè)計參數(shù)。高速列車進入隧道時產(chǎn)生的空氣動力學(xué)效應(yīng)，與人的生理反應(yīng)和乘客的舒適度相聯(lián)系。這就要制定壓力波動程度的評估辦法及確定相應(yīng)的閾值，目前較通用的評估參數(shù)是相應(yīng)于某一指定短時間內(nèi)的壓力變化值，如3s或4s內(nèi)最大壓力變

2、化值。我國擬采用壓力波動的臨界值(控制標準)為3.0Kpa/3s。根據(jù)ORE提出的壓力波動與隧道阻塞比關(guān)系可以推算出滿足舒適度要求時，阻塞比宜取為：當V=250km/h時，=0.14；當V=350 km/h時，=0.11。隧道橫斷面形式一般為園形(部分或全部)、具有或沒有仰拱的馬蹄形斷面。而影響隧道橫斷面尺寸的因素有：(1) 建筑限界；(2) 電氣化鐵路接觸網(wǎng)的標準限界及接觸網(wǎng)支承點和接觸網(wǎng)鏈形懸掛的安裝范圍；(3) 線路數(shù)量：是雙線單洞還是單線雙洞；(4) 線間距；(5) 線路軌道橫斷面；(6) 需要保留的空間如安全空間，施工作業(yè)工作空間等；(7) 空氣動力學(xué)影響；(8) 與線路設(shè)備的結(jié)構(gòu)相

3、適應(yīng)。二、客運專線隧道與普通鐵路隧道的不同點1當高速列車在隧道中運行時要遇到空氣動力學(xué)問題，為了降低及緩解空氣動力學(xué)效應(yīng)，除了采用密封車輛及減小車輛橫斷面積外，必須采取有力的結(jié)構(gòu)工程措施，增大隧道有效凈空面積及在洞口增設(shè)緩沖結(jié)構(gòu)；另外還有其它輔助措施，如在復(fù)線上雙孔單線隧道設(shè)置一系列橫通道；以及在隧道內(nèi)適當位置修建通風(fēng)豎井、斜井或橫洞。2客運專線隧道的橫斷面較大，受力比較復(fù)雜，且列車運行速度較高，隧道維修有一定的時間限制，復(fù)合襯砌和整體式襯砌比噴錨襯砌安全，且永久性好，故一般不采用噴錨襯砌。目前，世界隧道界對噴錨襯砌做為永久性襯砌尚有不同看法，隨著對噴錨技術(shù)的不斷深入研究和技術(shù)質(zhì)量不斷提高，噴

4、錨襯砌的應(yīng)用也會更加廣泛。但在目前情況下，特別在高速鐵路隧道中仍不宜采用噴錨襯砌。3隧底結(jié)構(gòu)由于在長期列車重載作用及地下水侵蝕的影響下極易產(chǎn)生破壞，從而引起基底沉陷、道床翻漿冒泥等病害，不但增加養(yǎng)護維修工作量，而且嚴重影響運營安全，尤其是高速鐵路對隧道底部的強度較普通鐵路要求更高，且高速鐵路隧道斷面跨度較大，因此要求高速鐵路隧道鋪底厚度不小于30cm。4提出了隧道襯砌混凝土的耐久性控制要求。隧道襯砌混凝土的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，對耐久性、抗?jié)B性、抗凍性等耐久性指標應(yīng)嚴格控制。三、客運專線隧道主要技術(shù)標準簡介新建鐵路客運專線隧道設(shè)計主要由限界、構(gòu)造尺寸、使用空間和緩解或消減列車進入隧道誘發(fā)的空氣動力學(xué)效

5、應(yīng)兩方面的要求確定。研究表明，當列車以200公里以上時速通過鐵路隧道時，空氣動力學(xué)效應(yīng)對行車、旅客乘車舒適度、洞口環(huán)境的不利影響已十分明顯且起控制作用，因此，隧道的設(shè)計除須遵照現(xiàn)行鐵路隧道設(shè)計規(guī)范（TB10003）規(guī)定及提高防災(zāi)救援要求外，還應(yīng)考慮下列因素： 隧道內(nèi)形成的瞬變壓力對乘員舒適度及相關(guān)車輛結(jié)構(gòu)的影響； 空氣阻力的增大對行車的影響； 隧道口所形成的微壓波對環(huán)境的影響； 列車風(fēng)對隧道內(nèi)作業(yè)人員待避條件的影響。列車進入隧道時產(chǎn)生的空氣動力學(xué)效應(yīng)是由多種因素所確定的，在隧道方面主要有隧道內(nèi)軌頂面以上凈空面積、隧道壁面的粗糙度、洞口及緩沖結(jié)構(gòu)形式、輔助坑道的設(shè)置、道床類型等。其中，瞬變壓力主

6、要表現(xiàn)在由于壓力的瞬間變化使人的聽覺感到不適，影響其大小的主要因素是行車速度、隧道橫斷面的大小和阻塞比以及列車的密封系數(shù)。洞口微氣壓波是列車進人隧道時產(chǎn)生的壓縮波在另一端釋放時產(chǎn)生爆破聲，影響周圍環(huán)境，微氣壓波的量值主要取決于行車速度和隧道凈空面積(阻塞比)，但行車速度更為敏感，當行車速度達到300kmh以上時，加大斷面對防止微氣壓波不能起到顯著作用。應(yīng)考慮在洞口設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)。解決行車阻力問題主要也是加大隧道斷面面積。緩解或消減列車進入隧道誘發(fā)的空氣動力學(xué)效應(yīng)的主要設(shè)計措施是：在列車相關(guān)參數(shù)一定的條件下，適當加大隧道內(nèi)軌頂面以上凈空面積（減小阻塞比），優(yōu)化斷面形狀和尺寸，在洞口修建緩沖結(jié)構(gòu)，利

7、用輔助坑道等。（一）隧道斷面內(nèi)輪廓增大隧道橫斷面面積對空氣動力學(xué)效應(yīng)有整體減緩作用。隧道斷面內(nèi)輪廓主要根據(jù)下列條件確定： 隧道凈空橫斷面面積應(yīng)滿足空氣動力學(xué)效應(yīng)影響標準； 滿足鐵路建筑接近限界要求，雙線隧道還應(yīng)滿足線間距要求； 養(yǎng)護、維修和救援空間要求?？諝鈩恿W(xué)效應(yīng)影響標準為：空氣壓力最大變化值P3KPa/3s（舒適度標準），列車在隧道內(nèi)運行時的空氣阻力增量一般不超過明線上空氣阻力的30%。在實際設(shè)計中除應(yīng)滿足以上條件外，還應(yīng)從圍巖穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)受力及空間利用等角度對斷面形狀和尺寸進行優(yōu)化。隧道斷面凈空面積既充分滿足空氣動力學(xué)效應(yīng)標準的要求，又要滿足救援通道空間的需要。按鐵路隧道設(shè)計規(guī)范（TB1

8、0003）計算的曲線隧道的加寬值較小，完全在富裕量以內(nèi)，故隧道內(nèi)輪廓可不考慮曲線加寬。但應(yīng)對控制點或計算點是否滿足寬度要求進行驗算。1新建時速200公里客貨共線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（以下稱200公里暫規(guī)）規(guī)定：單線隧道內(nèi)軌頂面以上凈空面積應(yīng)不小于50m2；雙線隧道內(nèi)軌頂面以上凈空面積應(yīng)不小于80m2。2京滬高速鐵路設(shè)計暫行規(guī)定（以下稱高速暫規(guī)）規(guī)定：單洞雙線隧道斷面有效面積不宜小于100m2；單線隧道斷面有效面積不宜小于70m2。限速地段當檢算行車速度小于或等于200km/h 時，可采用較小的隧道斷面有效面積，但雙線隧道斷面有效面積不應(yīng)小于80m2；單線隧道斷面有效面積不應(yīng)小于50m2。3在實際設(shè)

9、計中除應(yīng)滿足以上條件外，還應(yīng)從圍巖穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)受力及空間利用等角度對斷面形狀和尺寸進行優(yōu)化。（二）安全空間高速暫規(guī)規(guī)定：隧道內(nèi)安全空間應(yīng)在距線路中線3.0m以外，單線隧道設(shè)在電纜槽一側(cè)，多線隧道必須設(shè)在兩側(cè)。安全空間尺寸：高度不應(yīng)小于2.2m，寬度不應(yīng)小于0.8m。安全區(qū)的地面應(yīng)不低于軌面規(guī)定高度，必須平整，允許有3的橫向排水坡。安全空間的地面與接觸網(wǎng)設(shè)備的帶電部件之間的距離不小于3.95m。（三）隧道襯砌隧道襯砌采用復(fù)合式襯砌或整體襯砌，不得采用噴錨襯砌；隧道均應(yīng)采用曲墻式襯砌，其中邊墻與仰拱內(nèi)輪廓的連接宜采用順接斷面；仰拱矢跨比應(yīng)結(jié)合隧道襯砌受力和溝槽設(shè)置情況確定，取1/121/15為宜。I

10、IIVI級圍巖應(yīng)采用曲墻帶仰拱的襯砌，I、II級圍巖地段可采用曲墻不帶仰拱的襯砌。各級圍巖隧道結(jié)構(gòu)及仰拱填充混凝土強度等級不應(yīng)低于C25，鋼筋混凝土強度等級不應(yīng)低于C30；I、II級圍巖底版厚度不應(yīng)小于30cm，混凝土強度等級不應(yīng)低于C25。 安全空間與救援通道位置示意 （四）救援通道1200公里暫規(guī)規(guī)定：長度在500m以上的隧道應(yīng)設(shè)貫通整個隧道的救援通道，雙線隧道在兩側(cè)設(shè)置，單線隧道在單側(cè)設(shè)置；救援通道寬1.25m，高2.2m，外側(cè)距線路中線不得小于2.2m。2高速暫規(guī)規(guī)定：隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置貫通的救援道路，用于自救或外部救援。救援通道應(yīng)設(shè)在安全空間一側(cè)，距線路中線不應(yīng)小于2.3m。救援通道走行面

11、應(yīng)不低于軌面高程。救援通道寬度不應(yīng)小于1.5m，在裝設(shè)專業(yè)設(shè)施處，寬度可減少0.25m；凈高不應(yīng)小于2.2m。3救援通道的規(guī)定參考了德國規(guī)范，預(yù)留空間不控制隧道橫斷面大小，但與建筑限界一起可以作為控制隧道橫斷面寬度的依據(jù)。4救援通道可部分侵入建筑限界，因為救援通道是在列車停運條件下才使用。5根據(jù)德國規(guī)范，兩端洞口救援通道的長度，在配備救援列車時為1000m，無救援列車時為500m，因為無車輛和帶有呼吸面罩的工作人員不能及時走完較遠的距離。實際設(shè)計時，緊急出口可與施工輔助坑道一并考慮。根據(jù)德國規(guī)范，救援通道的最小寬度應(yīng)不小于1.25m。（五）緩沖結(jié)構(gòu)物1200公里暫規(guī)規(guī)定：進口緩沖結(jié)構(gòu)的設(shè)置應(yīng)根

12、據(jù)出口微壓波峰值的大小來確定。當出口外50m范圍內(nèi)無建筑物、出口外20m處的微壓波峰值大于50Pa時，應(yīng)設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)；當出口外50m范圍內(nèi)有建筑物且建筑物處的微壓波峰值大于20Pa，應(yīng)設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)；當建筑物對微壓波峰值有特殊要求時，緩沖結(jié)構(gòu)應(yīng)進行特殊設(shè)計。緩沖結(jié)構(gòu)斷面有效面積應(yīng)為隧道內(nèi)軌頂面以上凈空面積的1.41.5倍，在緩沖結(jié)構(gòu)縱向中心附近沿兩側(cè)對稱分布開孔，開孔總長宜為1/2緩沖結(jié)構(gòu)長，開孔面積為隧道內(nèi)軌頂面以上凈空面積的0.20.3倍，緩沖結(jié)構(gòu)長度不應(yīng)小于隧道斷面的水力直徑。2高速暫規(guī)規(guī)定：一般情況下，隧道洞口可不設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)。隧道洞口有建筑物或特殊環(huán)境要求時，可考慮設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)。緩沖結(jié)

13、構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定： 隧道洞口設(shè)置緩沖結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮的因素為：列車類型及長度、隧道長度及橫斷面凈空面積、隧道內(nèi)軌道類型、隧道洞口附近地形和洞口附近居民情況。 緩沖結(jié)構(gòu)形式應(yīng)從實用美觀角度出發(fā)，結(jié)合洞口附近的地理環(huán)境確定。 緩沖結(jié)構(gòu)側(cè)面或頂面應(yīng)開減壓孔，開孔面積根據(jù)實際情況確定，一般開孔面積為隧道斷面有效面積的0.20.3倍。 緩沖結(jié)構(gòu)宜采用鋼筋混凝土。3對于預(yù)留緩沖結(jié)構(gòu)條件的洞口，若有路基擋墻，其擋墻位置應(yīng)在緩沖結(jié)構(gòu)之外。（六）輔助洞室隧道內(nèi)可不設(shè)置供維修人員使用的避車洞，但應(yīng)考慮設(shè)置存放維修工具和其他業(yè)務(wù)部門需要的專用洞室。洞室應(yīng)沿隧道兩側(cè)交錯布置，每側(cè)布置間距應(yīng)為500m左右。洞室尺寸宜參照

14、現(xiàn)行鐵路隧道設(shè)計規(guī)范大避車洞尺寸設(shè)計，并滿足有關(guān)專業(yè)的技術(shù)要求。（七）隧道防排水采用復(fù)合式襯砌隧道，初期支護與二次襯砌之間應(yīng)鋪設(shè)防水板。隧道內(nèi)均應(yīng)設(shè)置雙側(cè)排水溝。單洞雙線隧道，根據(jù)地下水量，可增設(shè)中心深排水溝。富水地層隧道應(yīng)采用深排水溝，水溝水位應(yīng)在鋪底面20cm以下，并符合下列規(guī)定： 單線隧道，深排水溝可設(shè)在兩側(cè)原水溝下方；雙線隧道，應(yīng)設(shè)中心深排水溝，深排水溝應(yīng)設(shè)置在仰拱或底版中心下面。 隧道襯砌背后應(yīng)設(shè)置與深排水溝配套的縱、環(huán)向排水盲溝?？v向排水盲溝設(shè)在兩側(cè)邊墻下部，其高度不應(yīng)低于隧道內(nèi)水溝底面；環(huán)向排水盲溝應(yīng)與縱向排水盲溝連通。中心深排水溝應(yīng)設(shè)檢查井，檢查井可以設(shè)在線路中間或兩側(cè)安全通道

15、下面。檢查人員不能進入水溝內(nèi)部時，其間距宜圍3050m，能夠進入水溝內(nèi)部時，間距宜為150200m。（八）防災(zāi)與救援1200公里暫規(guī)規(guī)定：隧道內(nèi)兩側(cè)應(yīng)設(shè)緊急呼叫電話，單側(cè)兩部電話的距離為500m，隧道兩側(cè)錯開設(shè)置。電話應(yīng)安裝在器材洞內(nèi)，并設(shè)標示牌。當隧道長度大于1000m時，在有條件的情況下宜設(shè)置緊急出口。緊急出口上方設(shè)標示牌；有條件時，應(yīng)在兩單線隧道間設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道，間距不宜小于500m。緊急出口通道橫斷面尺寸為：寬度不小于2.3m；高度不小于2.5m；縱向仰角不大于35º；豎井作為出口時井內(nèi)應(yīng)設(shè)階梯和送風(fēng)設(shè)備。救援通道應(yīng)按有關(guān)規(guī)定設(shè)置應(yīng)急疏散標志，指示兩個方向分別到洞口或緊急出口的

16、整百米數(shù)。并配備燈光及應(yīng)急照明來顯示方向。緊急出口和緊急電話標示牌處應(yīng)設(shè)燈光照明和應(yīng)急照明，緊急出口通道內(nèi)應(yīng)設(shè)應(yīng)急照明設(shè)備。2高速暫規(guī)規(guī)定：雙線隧道內(nèi)兩側(cè)應(yīng)設(shè)置貫通整個隧道的救援通道。隧道內(nèi)兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置緊急呼叫電話，并符合下列規(guī)定： 呼叫電話應(yīng)沿隧道兩側(cè)交錯布置，且單側(cè)電話間距宜為500m。 電話應(yīng)安裝在電話問內(nèi)，并設(shè)標示牌。 電話間的尺寸應(yīng)為：寬0.4m，深0.8m，高1.0m。電話間地面應(yīng)高于軌面0.7m。當隧道長度大于1000m時，在有條件的情況下宜設(shè)置緊急出口。緊急出口上方應(yīng)設(shè)標示牌。緊急出口通道斷面最小尺寸應(yīng)符合下列規(guī)定： 寬度不應(yīng)小于2.3m；高度不小于2.5m； 縱向仰角不應(yīng)大于

17、25º。 豎井作為出入口時井內(nèi)應(yīng)設(shè)旋梯。滿足以上條件的施工輔助坑道應(yīng)保留，并改造為緊急出口。救援通道每隔200m應(yīng)設(shè)圖象文字標記，指示兩個方向分別到下一個洞口或緊急出口的整百米數(shù)。并配備燈光顯示方向。（九）照明1200公里暫規(guī)規(guī)定：長度在500m以上的隧道應(yīng)設(shè)固定式照明設(shè)施。500m以下的隧道應(yīng)在洞內(nèi)裝設(shè)照明插座。2高速暫規(guī)規(guī)定：隧道內(nèi)照明設(shè)置應(yīng)考慮維修養(yǎng)護、滿足緊急情況下的人員疏散及救援人員的通行要求。同時也應(yīng)考慮列車進入隧道后的亮度變化對旅客乘車舒適度的影響。并滿足下列規(guī)定： 長度大于100m的隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)固定的電力照明。 長度不小于500m的隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明設(shè)備，應(yīng)急照明燈具

18、安裝間隔不大于50m，該設(shè)備必須在供電中斷時能自動接通并能連續(xù)工作2小時以上。 緊急呼叫電話處及緊急出口處、緊急出口通道內(nèi)均應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明燈具。（十）抗震設(shè)計基本烈度為度時的VVI級圍巖的雙線隧道和基本烈度為8、9度時的IVVI級圍巖的單線隧道與IIIVI級圍巖的雙線隧道應(yīng)考慮抗震設(shè)防措施，單線隧道設(shè)防段長度不宜小于25m，雙線隧道不宜小于35m。設(shè)防地段的隧道宜采用帶仰拱的曲墻式襯砌，其中IVVI級圍巖地段宜采用鋼筋混凝土。隧道洞門宜采用翼墻式，洞門結(jié)構(gòu)宜采用混凝土澆注。第二節(jié) 隧道工程施工技術(shù)一、施工技術(shù)簡介（一）開挖方法隧道施工中，開挖方法是影響圍巖穩(wěn)定的重要因素之一。因此，在選擇開挖方

19、法時，應(yīng)對隧道斷面大小及形狀、圍巖的工程地質(zhì)條件、支護條件、工期要求、工程量、機械配備能力、經(jīng)濟性等相關(guān)因素進行綜合分析，采用恰當?shù)拈_挖方法，尤其應(yīng)與支護條件相適應(yīng)。鐵路客運專線隧道建議開挖方法：V級圍巖淺埋或洞口地段采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，深埋地段采用環(huán)形開挖留核心土法或CRD工法；級圍巖淺埋或洞口地段采用CRD工法或CD工法，深埋地段采用短臺階法；級圍巖采用臺階法，II級圍巖采用全斷面法施工。按開挖隧道的橫斷面分部情形來分，以上開挖方法又可分為全斷面開挖法、臺階開挖法和分部開挖法。1全斷面開挖法全斷面開挖有較大的工作空間，適用于大型配套機械化施工，施工速度較快，且因單工作面作業(yè)，便于施工組織和管

20、理，但開挖面大，圍巖相對穩(wěn)定性降低，且每循環(huán)工作量相對較大，要求具有較強的開挖、出渣能力和相應(yīng)的支護能力。有較大的斷面進尺比（即開挖斷面面積與掘進進尺之比），可獲得較好的爆破效果，且爆破對圍巖的震動次數(shù)較少，有利于圍巖的穩(wěn)定，但每次爆破震動強度卻較大，要求進行嚴格的控制爆破設(shè)計，尤其是對于穩(wěn)定性較差的圍巖。采用全斷面法開挖時應(yīng)注意摸清開挖面前方的地質(zhì)情況，加強對支護后圍巖的動態(tài)量測與監(jiān)控，隨時準備好應(yīng)急措施（包括改變施工方法），以確保施工安全，尤其應(yīng)注意突然發(fā)生的地質(zhì)條件惡化如地下泥石流。各工序使用的機械設(shè)備務(wù)求配套，以充分發(fā)揮機械設(shè)備的使用效率和各工序之間的協(xié)調(diào)進行，在保證隧道穩(wěn)定安全的條件

21、下，提高施工速度。2臺階開挖法臺階開挖法可以有足夠的工作空間和相當?shù)氖┕に俣取５舷虏孔鳂I(yè)有干擾。臺階開挖雖增加對圍巖的擾動次數(shù)，但臺階有利于開挖面的穩(wěn)定。尤其是上部開挖支護后，下部作業(yè)就較為安全，但應(yīng)注意下部作業(yè)時對上部穩(wěn)定性的影響。臺階開挖時應(yīng)注意臺階長度要適當。選用長臺階還是短臺階、微臺階，應(yīng)根據(jù)兩個條件來確定：其一是初期支護形成閉合斷面的時間要求，圍巖穩(wěn)定性愈差，閉合時間要求愈短；其二是上半斷面施工時開挖、支護、出渣等機械設(shè)備所需的空間大小的要求。還應(yīng)注意解決好上、下半斷面作業(yè)的相互干擾問題，尤其是短臺階干擾較大，要注意作業(yè)組織，對于長度較短的隧道，可將上半斷面貫通后，再進行下半斷面施

22、工。下部開挖時，應(yīng)注意上部的穩(wěn)定，若圍巖穩(wěn)定性較好，則可以分段順序開挖，若圍巖穩(wěn)定性較差，則應(yīng)縮短下部掘進循環(huán)進尺，若穩(wěn)定性更差，則可以左右錯開，或先拉中槽后挖邊幫。3分部開挖法分部開挖因減少了每個開挖洞室的跨度，能顯著增強隧道圍巖的相對穩(wěn)定性，且易于進行局部支護，因此它主要適用于圍巖軟弱破碎嚴重的隧道或設(shè)計斷面較大的隧道中。分部開挖由于作業(yè)面較多，各工序相互干擾較大，且增加了對圍巖的擾動次數(shù)，若采用鉆爆掘進，則更不利于圍巖的穩(wěn)定，施工組織和管理的難度亦較大。導(dǎo)坑超前開挖，有利于提前探明地質(zhì)情況，并予以及時處理。但若采用的導(dǎo)坑斷面過小，則施工速度就較慢。分部開挖時應(yīng)注意工作面較多，相互干擾大，

23、應(yīng)注意組織協(xié)調(diào)，實行統(tǒng)一指揮；由于多次開挖對圍巖的擾動大，不利于圍巖的穩(wěn)定，應(yīng)特別注意加強對爆破開挖的控制；應(yīng)盡量創(chuàng)造條件，減少分部次數(shù)，盡可能爭取用大斷面開挖；凡下部開挖，均應(yīng)注意上部支護或襯砌的穩(wěn)定，減少對上部圍巖及支護、襯砌的擾動和破壞。尤其是邊幫部位開挖時。（二）一般輔助施工措施1對淺埋、偏壓等地形、地質(zhì)條件較差的隧道洞口、洞身段應(yīng)先預(yù)加固圍巖后再開挖，視地質(zhì)條件可采用地表砂漿錨桿、地面預(yù)注漿、地表旋噴樁等加固圍巖，網(wǎng)噴混凝土或砂漿錨桿等加固邊仰坡，并根據(jù)具體圍巖情況設(shè)置長管棚（10 m40m）、超前小導(dǎo)管、超前錨桿等超前支護措施；2軟巖段隧道的基底應(yīng)予以加強，可采用圍巖注漿、鋼管樁、

24、旋噴樁或其它加固措施，確保襯砌有足夠的強度、剛度和抗裂性。3巖溶發(fā)育的長大隧道，根據(jù)隧道環(huán)境要求、具體圍巖狀況、水壓、水量等采用恰當?shù)淖{堵水措施。（三）不良地質(zhì)及特殊地質(zhì)地段施工措施隧道穿越不良地質(zhì)地層主要表現(xiàn)為巖堆、高地溫、高地應(yīng)力、瓦斯、溶洞及暗河等，特殊地質(zhì)主要表現(xiàn)為軟巖、巖溶、黃土，應(yīng)針對不同地質(zhì)采取相應(yīng)的處理措施。1巖堆清除地表孤石，采用自進式注漿錨桿加固地表，采用自進式錨桿作超前支護。2高地溫高地溫地段隧道施工應(yīng)加強地溫監(jiān)測及施工通風(fēng)，做好人員防護措施。3高地應(yīng)力高地應(yīng)力硬巖地段可能發(fā)生巖爆，弱巖爆段采用灑水、局部加深炮眼，中等巖爆段采用局部增設(shè)鋼筋網(wǎng)，強巖爆采用超前鉆孔預(yù)爆破以

25、釋放地應(yīng)力等措施。隧道深埋斷層破碎帶段可能存在高地應(yīng)力引起的軟巖塑性變形問題，可采用適當加大預(yù)留變形、加長錨桿及加強支護結(jié)構(gòu)等措施。施工中應(yīng)加強監(jiān)測及試驗，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)判定地應(yīng)力的影響，以便設(shè)計應(yīng)對措施，并做好施工人員及設(shè)備的防護措施。4瓦斯穿越煤系地層段隧道襯砌結(jié)構(gòu)采用氣密性混凝土、全包雙層放水層，并提出加強施工監(jiān)測、通風(fēng)、人員防護及預(yù)留運營通風(fēng)條件等措施。5一般巖溶及溶洞、暗河對溶洞、暗河發(fā)育地段隧道，根據(jù)隧道地質(zhì)及環(huán)境調(diào)查具體情況，采用超前預(yù)注漿、超前帷幕注漿、后注漿等多種措施以加固圍巖、截堵地下水，結(jié)合防水混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，共同保證運營安全、滿足環(huán)保要求。盡量維系巖溶暗河的既有通路，在

26、暗河與設(shè)計路肩高程相近的情況下，采用打設(shè)泄水洞，提前截排暗河水，確保結(jié)構(gòu)運營安全。6黃土開挖方法宜采用短臺階法或分部開挖法（留核心土法），初期支護應(yīng)緊跟開挖面施作。宜采用復(fù)合式襯砌，開挖后以噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼支撐作初期支護，以形成嚴密的支護體系。必要時可采用超前錨桿、管棚支撐加固圍巖。在初期支護基本穩(wěn)定后，進行永久支護襯砌。襯砌背后回填要密實，尤其是拱頂回填。做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥善處理好陷穴、裂縫，以免地面積水浸蝕洞體周圍，造成土體坍塌。在含有地下水的黃土層中施工時，洞內(nèi)應(yīng)施作良好的排水設(shè)施。在干燥無水的黃土層中施工，應(yīng)管理好施工用水，不使廢水漫流。施工中如發(fā)現(xiàn)

27、工作面有失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)及時用噴射混凝土封閉、加設(shè)錨桿、架立鋼支撐等加強支護。在黃土隧道中噴射混凝土和砂漿錨桿作為施工臨時支護效果良好。施工時特別注意拱腳與墻腳處斷面，如超挖過大，應(yīng)用漿砌片石回填。如發(fā)現(xiàn)該處土體承載力不夠，應(yīng)立即采取相應(yīng)措施進行加固。宜先作仰拱，如果不能先作仰拱時，可在開挖與灌筑仰拱前，為防止邊墻向內(nèi)位移，應(yīng)加設(shè)橫撐。二、隧道施工監(jiān)測與檢測技術(shù)（一）隧道檢測技術(shù)的主要內(nèi)容按隧道修建過程分，其主要內(nèi)容包括：材料質(zhì)量檢測、超前支護與預(yù)加固圍巖施工質(zhì)量檢測、開挖質(zhì)量檢測、初期支護施工質(zhì)量檢測、防排水質(zhì)量檢測、施工監(jiān)控量測、混凝土襯砌質(zhì)量檢測、通風(fēng)檢測、照明檢測等。1材料檢測隧道工程的常

28、用原材料有：襯砌材料、支護材料、防排水材料。支護材料包括錨桿、噴射混凝土和鋼構(gòu)件等，防排水材料包括注漿材料、高分子合成卷材、排水管和防水混凝土等。2施工質(zhì)量檢測主要內(nèi)容包括：超前支護及預(yù)加固、開挖、初期支護、防排水和襯砌混凝土質(zhì)量檢測。支護質(zhì)量主要指錨桿安裝質(zhì)量、噴射混凝土質(zhì)量和鋼構(gòu)件質(zhì)量。對于錨桿，施工質(zhì)量檢測的內(nèi)容有錨桿的間排距、錨桿的長度、錨桿的方向、注漿式錨桿的密實度、錨桿的抗拔力等。對于噴射混凝土，施工中應(yīng)主要檢測其強度、厚度和平整度。對于鋼構(gòu)件，則要檢測構(gòu)件的規(guī)格與節(jié)間連接、架間距、構(gòu)件與圍巖的接觸情況以及與錨桿的連接。此外，對支護背后的回填密實度也要進行探測。其中，用錨桿拉拔儀、

29、扭力扳手等檢測錨桿抗拔力，用錨桿質(zhì)量檢測儀、錨桿密實度檢測儀檢測錨桿砂漿密實度和長度，用鑿孔、隧道激光斷面儀、攝影機、混凝土測厚儀、地質(zhì)雷達、超聲波檢測儀等檢測支護結(jié)構(gòu)厚度，用地質(zhì)雷達、超聲波檢測儀檢測支護結(jié)構(gòu)缺陷及支護結(jié)構(gòu)背后空洞。 襯砌混凝土質(zhì)量檢測包括襯砌的幾何尺寸、襯砌混凝土強度、混凝土的完整性、混凝土裂縫、襯砌背后的回填密度和襯砌內(nèi)部鋼架、鋼筋分布等的檢測。其中外觀尺寸容易用直尺量測，混凝土強度及其完整性則需用無損探測技術(shù)完成，混凝土裂縫可用塞尺等簡單方法檢測，襯砌背后的回填密實度和襯砌內(nèi)部鋼架、鋼筋分布等可采用地質(zhì)雷達法和鉆孔法檢測。（二）施工監(jiān)控量測的主要內(nèi)容、測試項目及手段1主

30、要內(nèi)容圍巖狀態(tài)（包括原巖應(yīng)力、松弛范圍等）測試；荷載（圍巖壓力及支護層間壓力）測試；支護結(jié)構(gòu)狀態(tài)（包括支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移等）測試。2測試項目及手段隧道周邊位移及斷面：精密水準儀、收斂計、全息攝影機、全站儀、隧道激光斷面儀（激光隧道限界檢測儀）等。圍巖內(nèi)部位移：鉆孔多點位移計（機械式、電測式）、地面撓度儀、測斜儀等。隧道地面沉降：精密水準儀、全斷面沉降儀、激光掃平儀等。原始地應(yīng)力：水劈裂、應(yīng)力解除、聲發(fā)射、鉆孔應(yīng)力（應(yīng)變、變形）計等。巖體破壞狀態(tài)：巖體聲波測試儀。超前地質(zhì)預(yù)報：淺層地震儀。圍巖壓力及支護層間壓力：壓力傳感器。圍巖彈性波測試：聲波儀。支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力：混凝土應(yīng)變計。錨桿軸力：電測錨桿、

31、錨桿測力計。（三）隧道變形量測要點隧道變形（位移）是隧道圍巖和支護結(jié)構(gòu)力學(xué)形態(tài)變化最直接最明顯的反映，也是影響圍巖和支護穩(wěn)定各因素的綜合反映，并且變形也是在工程中最容易獲取和最直觀的信息，是鐵路隧道監(jiān)控量測的必測項目。1地表下沉量測控制要點：淺埋隧道洞頂?shù)乇硐鲁亮繙y應(yīng)在隧道尚未開挖前就開始進行，借以獲得開挖過程中全位移曲線。測點和拱頂下沉量測布置在同一斷面上。測點縱向間距與隧道埋深和開挖寬度有關(guān)，橫向測點一般布置在46倍洞室寬范圍，隧道中線附近密些，外側(cè)漸稀，間距為25m。在開挖影響范圍以外設(shè)置23個水平基點。2凈空變化量測和拱頂下沉量測控制要點：凈空變化量測和拱頂下沉量測，應(yīng)在同一斷面上進行

32、。以水平基線量測為主，必要時設(shè)置斜基線。對以下情況要調(diào)整量測的斷面位置、間隔、頻率： 對膨脹性地質(zhì)，地層長期不穩(wěn)定時：縮短間隔、增加頻率； 早開挖或遲緩開挖時：調(diào)整斷面位置、縮短間隔、增加頻率； 隧道的總長發(fā)生變化時：調(diào)整斷面位置、增長或縮短間隔； 地質(zhì)良好，且是同樣連續(xù)時：增長間隔、減少頻率； 地質(zhì)變化顯著時：調(diào)整斷面位置、增長或縮短間隔、增加或減少頻率； 能很快取得測定值時：增長間隔、減少頻率。拱頂下沉量測測點，一般布置在拱中和兩側(cè)拱腰，每斷面布置三點，當受通風(fēng)管阻礙或有其他障礙時，可適當移動位置。水準基點一般設(shè)在拱頂，選擇在圍巖穩(wěn)定地段設(shè)置。3圍巖穩(wěn)定性判別標準圍巖穩(wěn)定性判別標準問題，不

33、僅同圍巖類別以及其他地質(zhì)因素有關(guān)，而且還同施工方法、支護手段等人為因素有關(guān)，是比較復(fù)雜的。因此，在評價圍巖穩(wěn)定程度時應(yīng)根據(jù)工程的具體情況采用下述三種判別標準綜合分析，以確定比較符合實際的標準。 根據(jù)實測位移或預(yù)計最終位移值判別：在隧道開挖過程中若發(fā)現(xiàn)量測的位移總量超過某一臨界值時，或者根據(jù)已回歸函數(shù)預(yù)計最終位移將超過某一臨界值時，表明圍巖難以穩(wěn)定，需要加強支護。 根據(jù)位移變化速率判斷位移變化速率大于某臨界值時則認為圍巖未穩(wěn)定，反之則認為圍巖已經(jīng)達到基本穩(wěn)定?？筛鶕?jù)工程特點和圍巖條件，制定本工程的位移臨界變化速率的標準。 根據(jù)位移變形加速度判斷變形速率不斷下降，表示圍巖趨于穩(wěn)定，支護是安全的；變

34、形速率長時間保持不變，應(yīng)及時調(diào)整施工程序和加強支護系統(tǒng)的剛度和強度；變形速率逐漸增加，表示圍巖已達到危險狀態(tài)，必須立即停工加固。4量測數(shù)據(jù)的處理由于現(xiàn)場量測所得的原始數(shù)據(jù)，不可避免具有一定的離散性，其中包含著測量誤差甚至測試錯誤，必須進行整理和數(shù)學(xué)處理：將同一量測斷面的各種量測數(shù)據(jù)進行分析對比、相互印證，以確認量測結(jié)果的可靠性；探求圍巖變形或支護系統(tǒng)的受力隨時間變化規(guī)律、空間分布規(guī)律，判定圍巖和支護系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。量測數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容包括： 繪制位移、應(yīng)力、應(yīng)變隨時間變化的曲線時態(tài)曲線； 繪制位移速率、應(yīng)力速率、應(yīng)變速率隨時間變化的曲線； 繪制位移、應(yīng)力、應(yīng)變隨開挖面推進變化的曲線空間曲線； 繪制位移、應(yīng)力、應(yīng)變隨圍巖深度變化的曲線； 繪制接觸壓力、支護結(jié)構(gòu)應(yīng)力在隧道橫斷面上的分布圖。由于量測誤差所造成的離散性，按實測數(shù)據(jù)所