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隧道施工 （地下工程与隧道工程专业用）

隧道施工是指在地下岩层或土层中开挖并修建地下通道的工程技术，是地下工程与隧道工程专业的重要内容之一。随着交通、市政、水利等基础设施建设的发展，隧道工程在连接山岭、穿越城市、跨越水域等方面发挥着不可替代的作用。隧道施工主要包括勘察设计、开挖、支护、衬砌、排水与通风等多个环节，涉及地质学、力学、材料科学和施工机械等多学科知识。

根据地质条件和施工环境的不同，隧道施工方法主要包括钻爆法、掘进机法（TBM）、明挖法、盾构法等。其中，钻爆法适用于硬岩地层，具有灵活、适应性强的特点；TBM法适用于长距离、均质地层，施工效率高；盾构法则广泛应用于城市地铁等软土地层隧道施工。支护结构包括初期支护与二次衬砌，常用喷射混凝土、锚杆、钢拱架、预制管片等形式，以确保施工安全和结构稳定。

现代隧道施工强调安全、高效、环保与智能化，广泛应用信息化施工管理、远程监控、自动化机械等技术手段。同时，隧道施工还面临复杂地质条件、高地应力、涌水突泥、瓦斯爆炸等技术难题，需要综合运用先进的工程技术和科学的管理方法加以应对。掌握隧道施工原理与技术，是培养地下工程与隧道工程专业人才的重要目标之一。

斜眼掏槽的优点是可以按岩层的实际情况选择掏槽方式和掏槽角度，容易把石渣抛出 槽眼的个数较少。缺点是眼深受坑道断面尺寸的限制，也不便于多台钻机同时钻眼，钻眼 不易准确。

体育公园网球场工程施工组织设计a）大直径中空直限构指基本类型

药量应既具有破岩所需的应力能，又不致造成对围岩的严重破坏，施工中应根据

a)搜影物情环状布置

h）银形揭擅线形布置（单位：cm）

c）直眼揭榈环状布置（单位：cm）

d）直眼掏檀层状布量（单位：cm

四、单臂掘进机及人工掘进

在软质岩石及土质隧道中，为减少对围岩的扰动，避免爆破震动对围岩的破坏，可以采用 单臂掘进机掘进。常用的单臂掘进机是铣盘式采矿机。挖斗式挖掘机及铲斗式装渣机亦可以 用于隧道掘进。 单臂掘进机的适应能力较强，可以挖掘任意形状和大小的隧道。其中铣盘式采矿机装有 可以在水平方向和垂直方向旋转操作的切削头。切削头是安装在液压伸缩臂上的柱状或圆锥 状切削刃，可以挖掘各种土及中硬以下岩石。它随机配备的装渣机，多为蟹不式扒渣装渣机。 单臂铣盘式采矿机多采用履带式走行机构 挖斗式挖掘机或铲斗式装渣机用于隧道掘进时，可以将挖掘和装渣同机完成。但其破岩 能力有限，一般只适用于硬土以下的土质隧道中，且须配以人工修凿周边。 在不能采用爆破掘进的软弱破碎围岩和土质隧道中，若隧道工程量不大，工期要求不太 紧，又无机械或不宜采用机械掘进时，则可以采用人工掘进。人工掘进是采用轻型风镐，甚至 十字镐等简易工具挖掘，并采用铁锹、斗箕等装渣。人工掘进时，工人劳动强度大，掘进速度较 慢。施工中应作好安全防护措施，并安排专人负责1作面的安全观察。 机械掘进或人工掘进，均应注意掌握好掘进速度，要做到及时支护，不使围岩暴露时间过 长。若开挖面不能自稳，则应同时采取相应的辅助稳定措施。 综前所述，钻爆掘进虽然较经济，但对围岩扰动太大，尤其对软弱破碎围岩的稳定性不利； 机械掘进虽然对围岩扰动小，速度也快，但机械投资较人；人工掘进对围岩扰动小，但掘进速度 太慢，工人劳动强度太大。实际工程中，究竞采用何种掘进方式，应充分考虑被挖掘岩体的坚 固性及围岩的稳定性，选择既经济快速，义不严重影响围岩稳定的掘进方式。目前在山岭隧道 中.尤其是石质岩体时，多数采用钻爆掘进。

出渣是隧道作业的基本作业之一。出渣作业能力的强弱，决定了它在整个作业循环 占时间的长短（一般在40%～60%），因此，出渣运输作业能力的强弱在很太程度上影响）

速度。 在选择出渣方式时，应对隧道或开挖坑道断面的大小、围岩的地质条件、一次开挖量、机械 配套能力、经济性及工期要求等相关因素综合考虑。 出渣作业可以分解为：装渣、运渣、卸渣三个环节，分述如下。

渣的方式可采用人力装渣或机械装渣。人力装渣，劳动强度大，速度慢，仅在短隧道缺 成或断面小而无法使用机械装渣时，才考虑采用。机械装渣速度快，可缩短作业时间，目 有施工中常用.但仍需配少数人工辅助。

图2.25立爪式装渣机

取力强，铲斗容量大，达0.76m3～3.8m²，工作能力强；可侧卸也可前卸、卸渣准确，但燃 污染漏内空气.须配备净化器或加强隧道通风，常用于较大断面的隧道装渣作业。

道走行及履带走行的铲斗式装渣机，多采用电力驱动。轨道走行装渣机一般只适用于 变小的隧道中，履带走行的大型电铲则适用于特大断面的隧道中。

电瓶车牵引无废气污染，但电瓶须充电，能量有限。必要时可增加电瓶车台数，以保证 速度和运输能力。 内燃机车牵引能力较大，但增加洞内噪声污染和废气污染。必要时，须配备废气净化装

车盘，并逐步前移。 6.洞口轨道布置 洞口外轨道布置包括卸渣线、上料线、修理线、机车整备线以及调车场

车盘，并逐步前移。 6.洞口轨道布置 洞口外轨道布置

车盘，并逐步前移。 6.洞口轨道布置

（1）轨距常用的有600mm、762mm、900mm三种。双线线间净距不小于20cm；单线会让站 线间净间距不小于40cm。车辆距坑道壁式支撑净间距不小于20cm；双线不另设人行道；单线 须设人行道，其净宽不小于70cme (2）轨道平面最小曲线半径，在洞内应不小于机车车辆轴距的7倍；洞外不小于10倍；使 用有转向架的梭式矿车时，最小曲线半径不小于12m，并应尽量使用较大的曲线半径。 (3）洞内轨道纵坡按隧道坡度设置。洞外轨道除卸渣线设置上坡外，其余尽量设置为平坡 或0.5%以下的纵坡。 (4)钢轨重量有15kg/m、24kg/m、30kg/m、38kg/m、43kg/m几种，轨枕截面有10cm× 12cm、10cm×15cm、12cm×15cm、14cm×17cm（厚×宽）几种。钢轨和枕木的选择，应根据各 种机械的最大轴重来确定，轴重较大时应选用较重的钢轨和较粗的枕木；枕木间距一般不大于

（5）轨道铺设可利用开挖下来的碎石渣作为道渣，并铺设平整、顺直、稳固。若有变形和位 移，应及时养护和维修，保证线路处于良好的工作状态。 （二）无轨运输 隧道用无轨运输车的品种很多，多为燃油式动力、轮胎走行的自卸卡车。载重量2t～25t 不等。为适应在隧道内运输，有的还采用了铰接车身或双向驾驶的坑道专用车辆。 无轨运输车的选择应注意与装渣机的匹配，尤其是能力配套，充分发挥各自的工作效率， 提高整体工作能力。此外，一般要求选用载重自重比大，体型小、机动灵活、能自卸、配有废气 净化器的运输车。 洞内转向，还可以局部扩大洞径，设置车辆转向站，或设置机械式转向盘。

（一）初期支护的基本概念 隧道开挖后，除围岩完全能够自稳而无须支护以外，在围岩稳定能力不足时，则须加以支 护才能使其进人稳定状态，称为初期支护。若围岩完全不能自稳，表现为随挖随坍甚至不挖即 ，则须先支护后开挖，称为超前支护。必要时还须先进行注浆加固围岩和堵水，然后才能开 挖，称为地层改良。考虑到隧道投入使用后的服务年限很长久，设计时一般要采用混凝土或钢 筋混凝土内层衬砌，以保证隧道在服务过程中的稳定、耐久、减少阻力和美观等，称为二次支 护。 简而言之，初期支护是为了解决隧道在施工期间的稳定和安全的工程措施；二次支护则是 为了保证隧道永久稳定和安全，作为安全储备的工程措施。初期支护加二次支护，构成复合式 衬砌。 初期支护主要采用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，它是现代隧道工程中最常见也是最基 本的支护形式和方法。 初期支护施作后即成为永久性承载结构的一部分，它与围岩共同构成了永久的隧道结构 承载体系。在这一点上，初期支护不同于传统施工方法中采用的钢木构件支撑。构件支撑在 模筑整体式衬砌时，通常应予以拆除，即不作为永久承载构析，称为临时支撑（其设计、施工详 见第七节）。 这里要特别强调的是，支护仅仅是使围岩稳定的手段，隧道的稳定和可供使用才是真正的 目的。因此，无论是设计还是施工都应围绕这个目的来解决支护的有效、安全、经济等问题。 （二）锚喷支护工程特点 锚喷支护较传统的构件支撑，无论在施工工艺和作用机理上都有一些特点： 1.灵活性。锚喷支护是由喷射混凝土、锚杆、钢筋网等支护部件进行适当组合的支护形 式，它们既可以单独使用，也可以组合使用。其组合形式和支护参数可以根据围岩的稳定状 态，施工方法和进度，隧道形状和尺寸等加以选择和调整。它们既可以用于局部加固；也易于 实施整体加固；既可一次完成，也可以分次完成。充分体现了“先柔后刚，按需提供”的原则 2.及时性。锚喷支护能在施作后迅速发挥其对围岩的支护作用。这不仅表现在时间上，

（三）锚喷支护的作用和效果

喷射混凝土的作用与效果

钢筋网及钢纤维的作用及效果

db13(j)∕t 8331-2019 住宅物业服务等级标准[u]=F(PE)=f(PE)

，因而在工程设计中已逐步被采用。但理论计算的发展尚很不成熟，这主要是因为围岩地 况复杂多变，其力学模型和岩体力学参数不易选定测准，加之计算方法中很难反映施工方 护时机等因素的影响。所以，理论计算法一般只作为设计参考。

图2.31围岩一支护共国工作力学模型

jc∕t 2501-2018 建筑玻璃 大气环境暴露试验方法复合式村砌的初期支护设计参数

隧洞和斜井的锚喷支护类型和设计参数

注：①表中的支护类型和参数，是指隧洞和倾角小于30的斜井的永久支护，包括初期支护和后期支护的类型和参数； 图岩类别是按GBJ86一8S规范规定的围岩分类，以后凡涉及GBJ86一8S的间题.均按此分类； ②服务年限小于10年及洞跨小于3.5m的隧洞斜井，表中的支护参数，可根据工程具体情况，适当减小； ③复合式衬砌的隧洞和斜井，其初期支护采用表中参数时，应根据工程具体情况，予以减小； ④急候斜岩层中的隧洞或斜井易失稳的一侧边墙和缓倾斜岩层中的隧润或斜并顶部，应采用表中第二种支护类型 和参数，其它情况，两种支护类型和参数均可采用； 1、I1类围岩中的隧洞和斜夫，当边墙高度小于10m时，边墙的锚杆和钢筋网可不予设置，边墙喷射混凝土厚度可 重工特店世学网业中的汇动年：业产东业工0