隧道施工技術
介紹了大跨徑隧道施工技術
隧道施工技術：介紹了大跨徑隧道施工技術。
商界高速公路第四高駐辦經鋆
[內容提要]本文通過我公司監理的西（安）合（肥）西部大通道陝西境丹鳳至陝豫界高速公路清刺溝、上喝組、殷家灣隧道，介紹了大跨徑隧道施工技術與施工過程中質量控制的成功經驗。
[關鍵詞]大跨徑不良地質隧道施工技術質量控制
公路是國民經濟的重要命脈，由於其特有的靈活和優越性，發揮著其他運輸方式不可替代的作用。公路隧道是公路工程結構的重要組成部分之一，隨著我國社會主義市場經濟的發展，西部大開發戰略的實施，高等級公路已從沿海地區向西南、西北山嶺區延伸，公路隧道建築規模也越來越大，原來的兩車道隧道已遠遠不能滿足日漸增長的行車要求，隧道規模越大技術也相應複雜，因此，與過去一般公路隧道在設計、施工和運營管理方面均有質的差別，這帶給我們公路隧道建設者的是機遇也是挑戰，是學習與提高的機會，同時它也挑戰我們的觀念、我們的技術和管理水平。面臨這些挑戰，中國工程技術人員在總結自己的經驗，同時學習借鑒國外經驗的基礎上，也取得了很多成績，即在勘察設計、施工控制以及運營管理方面的水平都有了不少成熟成果，現就山區高速公路大跨徑隧道施工技術方面質量控制的關鍵環節作出幾點論述。
（NewAustrianTunnellingMethod“NATM")
新奧法是應用岩體力學的理論，也就是隧道開挖后採取錨桿和噴射混凝土為主要支護手段及時的支護，以維護和利用圍岩自身承載能力為基點，控制圍岩的變形和鬆弛，使圍岩成為支護體系的組成部分，並通過對圍岩和支護的量測、控制來指導隧道和地下工程設計施工的方法和原則。隧道設計是以標準支護、信息反饋和數據分析法為主，所以施工中尤其要充分重視和加強初期支護體系的質量控制。
商界高速公路是交通部規劃的八條西部開發省際公路通道之一，是西安至合肥公路的主要組成路段，也是上海至武威國家重點幹線公路組成分，同時也是陝西省“米”字形公路主骨架中重要組成部分。標準高要求高技術難度大的一條山區高速公路，轄區隧道設計均為分離式雙向六車道，單洞開挖斷面大，達到160平方米，設計速度100km/h，隧道凈寬14.5m，建築限界高度5.0m，且隧道地質條件較差，尤以上喝組隧道最為突出，全隧通過V級圍岩斷層破碎帶，節理、裂隙發育，呈散體結構，局部層間夾擠壓泥質層，自穩能力相當差，且大部分通過淺埋，條件艱苦，施工難度大，，類別情況見表1：
隧道名稱
里程樁號
隧道長度
圍岩類別
明洞（m）
IV
V
殷家灣隧道右行線
SK187+020～SK187+287
267
111
156
27
殷家灣隧道左行線
K187+043～K187+277
234
115
119
21
清刺溝隧道右行線
SK200+486～SK201+225
739
577
162
30
清刺溝隧道左行線
K200+490～K201+218
728
572
167
27
上喝組隧道右行線
SK202+562～SK202+930
360
無
325
35
上喝組隧道左行線
K202+570～K202+930
368
無
333
35
總體地勢北高南低，山坡坡度約30`~45`，植被較發育，地表標高介於342.25~509.85m，相對高差50~159.31m，最大埋深150.69m，溝壑以U型為主。
根據氣象資料，區內年最大降雨量達到1307.8mm，一小時最大降雨量46.6mm,秋季多連陰雨。這樣的降雨強度和時間分佈特點，加之隧址區岩體節理較發育、岩體破碎，對地下水的補給有利，尤其是雨季開挖，室內有滴狀出水或涌流狀出水，對洞口邊仰坡和圍岩的穩定性不利。
隧址區地質構造單元屬東秦嶺褶皺系的一部分，構造線總體呈北西西－南東東向布展，斷裂破碎帶在隧址區通過，走向與路線近平行，走向90`~94`，傾向N，傾角60`~70`，對隧道岩體完整性、穩定性有很大影響，尤其是全風化、強風化多呈散體狀結構或碎裂狀結構，無自穩能力，隧區受內構造變形影響，岩體節理裂隙較發育。
該地區雖有零星微震分佈，但周期性和成帶性不十分明顯。活動頻率及強度不高。
殷家灣隧道、上喝組隧道上下行線均不設應急停車帶及人行、車行橫洞，清刺溝隧道中部設有一道人行橫洞
洞門形式採用端牆式和削竹式兩種。
洞內複合式襯砌段採用Ф110mm邊牆縱向排水管，環向Ф100mm的排水半管、EVA防水板和土工布進行環向防排水。明洞段採用EVA防水板、土工布及粘土隔水層進行防排水。
二次模注襯砌混凝土每模間均設有橡膠止水帶。
（工藝）
隧道質量取決於工藝質量，工藝質量取決於開挖、初期支護及防排水質量等，初期支護和防排水質量等比較好控制可以加強監管，那麼重點就是開挖質量，開挖質量又取決於鑽爆質量，就是說理論上沒有了超欠挖後續的初支質量就有了保證，因此說隧道質量的好壞很大程度上取決於鑽爆的質量，首先確定鑽爆的方案預裂爆破還是光面爆破首先我們從理論上來分析，由於v級圍岩岩體鬆散、裂隙較發育無法採用或實現光面爆破技術，那麼必須熟練掌握預裂爆破技術及特點，
進行石方開挖時，在主爆區爆破之前沿設計輪廓線先爆出一條具有一定寬度的貫穿裂縫，以緩衝、反射開挖爆破的振動波，控制其對保留岩體的破壞影響，使之獲得較平整的開挖輪廓，此種爆破技術為預裂爆破。預裂爆破不僅在垂直、傾斜開挖壁面上得到廣泛應用；在規則的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也採用預裂爆破。
(1)預裂縫要貫通且在地表有一定開裂寬度。對於中等堅硬岩石，縫寬不宜小於1.0cm；堅硬岩石縫寬應達到0.5cm左右；但在鬆軟岩石上縫寬達到1.0cm以上時，減振作用並未顯著提高，應多做些現場試驗，以利總結經驗。
(2)預裂面開挖后的不平整度不宜大於15cm。預裂面不平整度通常是指預裂孔所形成之預裂面的凹凸程度，它是衡量鑽孔和爆破參數合理性的重要指標，可依此驗證、調整設計數據。
(3)預裂面上的炮孔痕迹保留率應不低於80%，且炮孔附近岩石不出現嚴重的爆破裂隙。
根據預裂爆破的特性、要求經過試驗和反覆研究對鑽爆設計做了適宜的改動做到動態控制。
(1)炮孔直徑一般為50～200mm，對深孔宜采圍較大的孔徑。
（2）炮孔間距宜為孔徑的8～12倍，堅硬岩石取小值。
（3）不耦合係數（炮孔直徑d與葯卷直徑d0的比值）建議取2～4，堅硬岩石取小值。
（4）線裝葯密度一般取250～400g/m。
（5）藥包結構形式，較多的是將葯卷分散綁紮在傳爆線上（圖1-21）。分散葯卷的相鄰間距不宜大於50cm和不大於葯卷的殉爆距離。考慮到孔底的夾製作用較大，底部藥包應加強，約為線裝葯密度的2～5倍。
（6）裝葯時距孔口1m左右的深度內不要裝葯，可用粗砂填塞，不必搗實。填塞段過短，容易形成漏斗，過長則不能出現裂縫。
一般情況來說開挖應盡量採用大斷面或較大的斷面開挖，以減少對圍岩的擾動，根據圍岩特徵經過反覆研究、現場考察、論證和試驗洞的開挖，由於斷面大開挖方法最後確定為雙、單側壁導坑開挖法，鑽爆方案確定為V級圍岩預裂爆破設計，IV級圍岩實踐光面爆破，實踐證明這兩種爆破方案均符合轄區隧道IV、V圍岩實際，按照此方案實施爆破，爆破效果較好。但要解決的問題是雙、單側壁導坑法二次擾動比較大，加之圍岩比較鬆散極易出現塌方，特別是淺埋段甚至會出現冒頂，方案是可行的，問題是要怎麼去解決二次擾動問題，經過實踐和多次試驗證明二次擾動對圍岩、初支影響非常大，初支表面加上爆破震動效應的影響靠近掌子面處基本上都會出現開裂、變形，拱架接頭有的會應力扭屈，甚至出現掉拱，某種程度上來講雙、單側壁拱架是起到了簡支梁在中部給一個支點的反作用力的作用，是破壞整體受力的作用，如何加之利用導坑開挖優勢，取長補短又要確保質量安全呢，首先我們經過理論分析圍岩受力情況，單、雙側壁是分部開挖、分階段受力（持續受力）、整體持續收斂的一個過程，經過反覆試驗發現二次擾動其實如果控制在圍岩變化（拱頂下沉、周邊收斂、位移）在一定的範圍內時，擾動是對圍岩、初支影響最小，在這區段進行下部接腿、成環或導坑中部接拱最為可行也是最安全的，對初支的影響可以忽略不計，其次就是必須要嚴格開挖步序，必須是兩內側壁先行，後續工序跟進循序漸進的工藝，遇到比較軟弱圍岩時（如流沙、斷裂層）側壁導坑也須遵循“短進尺，弱爆破，強支護，早封閉”的原則，開挖步序見圖標2
洞口邊、仰坡和明洞開挖與支護應自上而下分層開挖，而且要洞外永、臨防、排水要先行，使地表水通暢，避免地表水沖刷坡面。必要是採取人工修坡，防止超挖，減少對洞口相鄰地段的擾動；開挖暴露的邊坡及時施作設計的防護，降低圍岩暴露而風化，支護要緊跟，轄區內都為高邊、仰坡，如果不及時安全無法保證，況且會浪費很多的人力物力，
明洞襯砌必須檢查、複核明洞邊牆基礎的地質狀態和地基承載力，滿足設計要求后，測量放樣，架立模板支撐，綁紮鋼筋，安裝內外模板，先牆后拱整體澆注襯砌混凝土，集中拌和泵送入模，插入式振搗器配合附著式振搗器搗固密實。
洞門施工對於削竹式洞門，同明洞同時施作，削竹斜面按坡度安裝木模板，用角鋼將斜面端模與邊模固定成整體。
明洞防水層與回填
明洞襯砌完成後強度達到50%方可拆除外模，鋪設防水層，回填要對稱每層不大於30cm，兩側高度差不得大於50cm，回填至拱頂后，再分層滿填至完成，做好表面隔水層。
進洞方式
洞口段覆蓋層薄、地質條件差，當開挖深度至起拱線時，先施作進洞導向牆及大管棚，待明洞襯砌完成後，接長管棚尾端，搭接於明洞上，使管棚尾端形成一個固定支撐，在大管棚的保護下開口進內側壁，兩內側壁導坑的進尺也要錯開前後（5～10m）。如果是小間距還必須設置預應力對拉錨桿。
V級圍岩破碎帶開挖與支護
上斷面內側壁導坑先進，進尺0.7m，同時外側壁導坑也可開挖，當下斷面成環進尺約20～35m后，核心土上部弧形導坑開挖支護接拱，進尺3～5后可開挖中部及支護，最後下部隧底與先前的左右導坑的下斷面完全結合封閉成環，共分七部開挖支護，所有工序必須嚴格遵循開挖支護步序，必須是兩內側壁先行，後續工序跟進循序漸進的工藝。
另外，爆破后開挖輪廓線必須採用人工配合風鎬開挖，嚴禁補炮，炮眼成孔應採用水鑽，做好洞內的施工臨時排水，必要時採用水泵排出洞外，石英、雲母片岩在水浸泡後會加速喪失自穩能力，而且會加速圍岩節理髮育的形成，如果地下水壓力太大會增加對支護的破壞作用。
本區段IV級圍岩根據圍岩的節理髮育、走向和圍岩的風化脆弱程度情況我們將其區分為兩種情況對待，一種為種為IV級一種為IV級加強段，為了節約成本和發揮最大的時間效應，開挖方法也有所調整准IV級為上下台階留核心土開挖法－正台階開挖，IV級加強段為CD工法工序開挖－單側壁開挖法；鑽爆開挖均採用實踐光面爆破，為了進一步搞好光面爆破，提高爆破效率，實現安全快速開挖，提前實現獨頭施工貫通，施工與監理單位共同成立了一個光面爆破技術專題小組，在認真總結Ⅲ類圍岩爆破實踐的基礎上，研究探討IV圍岩全斷面光爆技術，施工過程中效果甚好，特別是上下台階法施工，炮眼殘痕率達95%，特殊地段拱部釺痕率達85%，邊牆達80%，局部最大超挖量為10㎝，欠挖量為8㎝，IV級圍岩實踐採用光面爆破取得的有關技術參數及效果，爆破專題組通過多次爆破實踐，反覆修正爆破參數，最終確定了IV類圍岩的鑽爆方案，附鑽爆設計圖
爆破參數表-10
序號
炮眼名稱
眼數（個）
眼深
（m）
眼角（度）
段別
總裝藥量（㎏）
裝葯係數
葯卷直徑
（mm）
每孔裝藥量（㎏）
1
掏槽眼
6
2.9
70
1
ф32
1.8
10.8
0.83
2
掏槽眼
8
3.4
70
3
ф32
2.25
18
0.88
3
擴槽眼
22
3.2
90
5
ф32
3.85
84.7
0.85
4
掘進眼
15
3.2
90
7
ф32
1.53
22.95
0.81
5
掘進眼
17
3.2
90
9
ф32
1.275
21.6
0.81
6
內圈眼
27
3.2
90
11
ф32
1.95
52.7
0.81
7
周邊眼
37
3.2
85
13
ф32
0.71
26.3
0.31
8
底板眼
17
3.2
80
15
ф32
2.1
35.7
0.87
合計
147
272.75
附：效果表-11
序號
名稱
單位
數量
序號
名稱
單位
數量
1
炮眼深度
m
3.2
5
每延米炸消耗量
㎏/m
94.1
2
炮眼利用率
%
90.6
6
每m3炸消耗量
㎏/m3
1.17
3
每循環平均進尺
m
2.9
7
每m3雷管消耗量
㎏/m3
0.63
4
每炮裝量
㎏
272.75
8
每m雷管消耗量
㎏/m
50.1
手抱錘打眼、人工裝葯聯線、起爆器起爆、裝載機裝碴、自卸式汽車運碴，實行上斷面一次爆破三班工作制開挖方法。
1周邊輪廓形成機理
光面爆破的目的是使周邊眼形成貫穿的裂縫。當兩炮眼同時起爆時，炸藥所引起的壓縮應力波將在兩孔中間相遇，兩孔間的岩石在壓縮應力的作用下產生垂直方向上的拉應力，如果此拉應力超過岩石的極限強度，周邊就會沿兩眼連線產生孤形裂縫。該裂縫產生情況與周邊眼的間距、角度、裝葯結構及起爆方式均有關。故此，合適的周邊眼間距及角度，合理的裝葯結構及起爆方式，使炸藥爆炸所產生的壓應力剛好克服岩石動態抗拉強度，炸藥的爆破作用才能形成貫穿裂縫，岩層周邊才能形成規整的斷面形狀輪廓。
2確定合理的岩石抵抗線（W）
大量的爆破實踐證明：不同岩石光面爆破效果通常與岩石最小抵抗線大小有關。在每眼裝藥量一定條件下，眼距（E）大於兩倍最小抵抗線（W）時，即周邊眼密集係數m=E/W>2時，等於兩眼分別單獨起爆，結果在兩炮眼之間形成閣牆造成欠挖；當最小抵抗線過小時，爆轟作用過大，造成爆破過分破碎形成超挖。故此，根據岩性特徵，經過多次爆破實踐，確定合理的岩石抵抗線，是提高光面爆破效果的最有效途徑。
3確定合理的眼距（E）
在抵抗線（W）一定的條件下，眼距大小直接影響光爆效果。因為在爆破的瞬間其自由面處的反射拉應力應等於入射的壓應力，而兩眼間所引起的拉應力則小於入射的壓應力；同時在自由面方向上的岩石是處於雙嚮應力狀態，所以自由面方向的岩石易被拉壞。因此為了充分利用炸藥能量，選擇合理的眼距（E），產生滿意的爆破效果，就要設法使自由面方向的反射拉應力與兩眼間爆破拉應力相等。實踐證明：只有當E/W=0.8-1.0時，上述兩應力才近似一改，光面爆破效果才有可能達到最佳。
此外，周邊眼同時起爆，採用較小的裝葯集中係數，合理的裝葯結構也是消除爆震裂縫，保護圍岩自身穩定，保證光面爆破效果的重要條件。
1掏槽方式的確定
由於該隧道設計跨度大、凈空高，採用全斷面一次爆破開挖，沒有大自由面掏槽爆破是很難實現的。專題組通過多次掏槽試驗最後確定雙楔形掏槽方式是該岩層爆破最佳的掏槽方式，掏槽的岩石在其掘進空間拋出最遠，在岩層爆破空間能形成較大的楔形臨空面，掏槽效果較好。
2周邊眼間距的確定
IV圍岩節理裂隙較發育，爆破時裂縫方向多變不易形成完整的曲面。專題組通過觀察光爆成型情況，根據圍岩裂隙發肓特點，總結髮現周邊眼間距在55-65cm之間最宜。
3最小抵抗線的確定
最小抵抗線是影響光爆效果的主要因素。爆破攻關小組，在爆破實踐中，根據岩層的變化情況，在最小抵抗線65-75cm範圍內及時調整光爆層的厚度，取得了較好的爆破效果。
4裝葯係數的確定
經過多次爆破實踐，專題組確定掏槽眼的平均裝葯係數為0.85。輔助眼的平均裝葯係數為0.83。周邊眼的平均裝葯係數為0.31是合理的。
5眼數及眼深的確定
該隧道岩石爆破選用MRB2#岩石乳化炸藥，ms雷管，起爆器人工引爆，爆破效率85%（y），每m3岩石炸藥耗量1.4㎏即q=1.4㎏/m3，掘進斷面積S=80.6㎡、每孔裝葯密度為r=1.1㎏/m，則炮眼個數為：
N=q·S/y·r=147（個）
若1號掏槽眼進尺2.7m、2#掏槽眼進尺3.2m，掏槽眼與掌子面夾角為70度，則各眼鑽眼深度為：L掏1=2.7sin70°=2.9m，L掏2=3.2/sin70°=3.4m，L輔助眼=L周邊眼=L底板眼=3.2m。
上下台階留核心土開挖與支護
上下斷面開挖首先上部爆破開挖，約1.00m立即對圍岩面進行初噴，順初噴面布設第一層Φ8的鋼筋網片，並連接成整體，架設主動拱部支護的型鋼拱架，進尺約5~10m后（根據圍岩的情況確定），下斷面中部的導坑開挖支護，取核心土開挖，兩側的邊牆接腿採用馬口跳槽落底並與中部的隧底初支全部封閉成環，形成整體，共分四部開挖支護，注意的是必須要左右交替的開挖落底。
先內側壁導坑上斷面開挖支護先行，進尺約0.8m，立即對圍岩面初噴，順圍岩安設第一層Φ8的鋼筋網片，並連接成整體，架設主動及臨時支護的型鋼拱架，並用Φ25鋼筋將拱架與上一榀連接成整體，打孔送入Φ25中空錨桿並壓注漿，安設第二層鋼筋網片，分層噴護至設計輪廓線，注意每榀拱架背面的密實情況，進尺約5~10m后，下斷面的導坑開挖支護，與臨時支護的拱架支護及噴射混凝土封閉成環，同時後行洞的內側壁導坑也可開挖，相互必須交錯5~10m，後行洞同樣成環后，先行洞的大側壁導坑上斷面可以進尺，並與內導坑接合連成整體，也必須交錯開5~10m，當下斷面成環進尺約20～35m后，可以取掉臨時支撐，最後下部隧底與先前的左右導坑的下斷面完全結合封閉成環，共分四部開挖支護，
不管是什麼開挖法都必須要有監控量測的數據為基礎，以數據說話，如變形過大應停止拆除。必要時加強支護或提前施作該段的二次襯砌，所以說什麼時候取掉臨時支護的側壁很是關鍵。
轄區隧道斷面跨度大，出渣運輸量大，根據實際現場情況，隧道均為中、短隧道選用了方便、靈活的出渣運輸能力大的無軌運輸方式。
核心土上弧導坑作業空間小，短台階，機械作業不便，主要以人工扒渣配合挖機集中為主，然後運出。左右上導坑及左右下斷面均以裝載機裝渣，自卸車直接運出至指定棄土場，可避免洞口兩次倒運，運輸效力高。
1、大管棚、小管棚超前支護施工
隧道進、出口進洞均採用Φ89壁厚：5mm長：30m間距：40cm的大管棚進行注壓漿對洞口淺埋的超前加強支護，角度為1~3度；洞內採用Φ50壁厚：4mm長5m間距40cm的小導管進行壓注漿超前支護。角度為6°。
大管棚施作的主要內容：施作導向牆預埋導向管，設置鑽機平台，測定孔位，鑽孔，鑽機退出，注壓漿，封孔，““見圖4超前管棚施工工藝流程框圖“
管棚採用無縫鋼管加工成花管，以便注漿加固岩體，前端加工成錐形，以便送入或打入，並防止漿液前沖，梅花布設溢漿孔孔徑8mm，間距為15cm，其中大管棚尾部5m，小導管尾部1m範圍不鑽孔，防止漏漿，末端最好焊接直徑為6mm的環形箍筋，防止打入是管身開裂，影響注漿管每小段的連接。每節間絲扣連接，
鑽孔採用電煤鑽鑽孔，在鑽進過程中採用光耙測斜儀量測鑽孔的偏斜度，小導管人工直接送入。
超前管棚安設后，用速凝砂漿封口，並用噴射混凝土封閉工作面，採用KBY-50/70型注漿泵注漿，注漿參數為：
水泥漿水灰比：1;1
注漿壓力：0.5～1.0mpa
注漿前進行注漿試驗，並根據試驗的情況調整注漿參數。
注漿順序兩側對稱向中間，自下而上逐孔注漿，強度達到設計後方能開挖。
2、系統錨桿施工
系統錨桿採用的中空注漿錨桿，錨桿長4m（徑向）或5m（內側水平），環向間距為1m，採用風鑽鑽孔，鑽孔直徑為Φ40mm。成孔後用高壓風清孔，人工送入，用速凝砂漿封口，注漿壓力保證在0.5~1.0mpa，擴散半徑最大，對圍岩加固的效果最佳，對裂隙較發育的不良地質V級圍岩有很好的改善效果，抗拔力符合設計要求，錨桿的末端與拱架焊接。
3、鋼拱架支撐施工
在加工場地放出大樣，採用彎曲機分節加工製作，主要在安設控制（中線、高程、垂直度）質量，施工中主要採用支距、懸距法來控制。
4、鋼筋網施工
主要注意控制加工尺寸和把每塊網片連成整體。
5、臨時支護的施工（臨時側壁支護、臨時仰拱）
臨時側壁支護採用I16型鋼拱架縱向間距與主動一致，網片尺寸15*15，採用Φ22mm砂漿錨桿，Φ50小導管超前支護的一個臨時支護體系。
臨時仰拱由於地質情況差經過數據分析邊牆收斂值超限，根據實際情況分析、研究和試驗為了確保安全在上斷面導坑開挖支護時在主臨支每榀拱架間安設I22mm的水平支撐支護，很好的解決了開挖安全及後續接腿、上部接拱在應力重新分配過程出現的變形量過大應力釋放失控而造成掉拱、掉塊、開裂和坍塌情況。
6、二次襯砌混凝土施工
二次襯砌是隧道工程永久性承力結構的一部分，對提高隧道使用壽命和外觀質量具有重要的作用，襯砌分為兩個部分一個是拱部的二次襯砌，一個是下部隧底的仰拱襯砌。
混凝土二次襯砌施工時間根據現場監控量測結果來確定，在初期支護基本穩定，整體收斂值在規範內，圍岩及初期支護變形率趨於減緩或穩定時再進行隧道二次襯砌，並將襯砌工作面與開挖工作面拉開50~100m的距離，以減少兩工作間的互相干擾，也是避免爆破震動效應對二次襯砌的影響，二次襯砌混凝土灌注採用洞外集中拌和、混凝土輸送罐車運輸、軌道自動行走液壓起臂整體模板襯砌台車（附圖）、混凝土輸送泵車灌注的方法進行。
首先通過軌道將模板台車行走至襯砌部位，測量定位，調好標高，按隧道襯砌內輪廓線尺寸調整好模板台車。安設固定好預埋孔、洞、室位置，堵頭模板，排氣孔等。
開始澆注，泵送混凝土灌注應對稱、分層、連續施工，每層厚度控制在50cm以下，保證不浮模和偏位及跑模。插入式振搗棒配合附著式振搗器振搗密實。不得出現水平和傾斜接縫，如果應故中斷澆注，則在繼續澆注混凝土前，必須鑿除已硬化的前層混凝土表層的虛面、浮漿，並將表面鑿毛，高壓水槍沖洗乾淨，拱頂混凝土通常不密實、灌注不滿、不易振搗、易收縮等現象，根據經驗教訓，這就需要對拱頂灌注工藝作特殊要求，採用加強封堵板泵送壓注擠壓施工，另外還要預留注漿孔在後期對月牙型收縮縫進行注漿處理，保證混凝土的整體性和密實性，澆注完成後達到規定強度方能拆模，養護時間不得少於14天，
7、洞內、外（防、排）水體系的施工
洞內的防排水體系質量一定要嚴把關，要遵循洞內、外；永、臨防排水相結合，特別是排水半管的安設及泄水孔的位置、深度、角度，通常也是被我們疏忽的一個工序，經過多年的施工經驗隧道的地下水處理是關係到以後運營安全的一道重要工序之一。也是來提出的無壓排水理論應用在施工中的一大進步，處理好了圍岩內部地下水壓力對隧道使用壽命和運營期間滲水影響的通病問題，另外土工布和防水板的質量控制，個人認為防水層不但是起到防水的作用，而且防水板給二襯提供了一個光潔面，由於初支是不平順的粗糙面，所以防水板還起到減小了初支與二襯的摩擦作用，土工布主要是過濾作用，也可以說是起到了應力的緩衝、傳遞作用，因此在施工中防排水質量控制不容忽視。
襯砌背面防水卷材（防水板、土工布）質量控制很大程度上取決於受鋪面的質量，其基面應平整、圓順、無凸出物、無明流水涌水，初支出水量較大時應該作特殊的處理，比如：清刺溝隧道、上喝組隧道地下水較豐富在施工中一個是做好臨排，初期支護后做好標記，在鋪設防水層前在出水量大的部位將水引出，安設排水管將水引致中央排水主管道中排出洞外，在鋪設防水卷材是應注意鬆弛度要適宜，環向搭接的焊接採用雙面爬焊機，固定的點位必須按照：拱頂500～800mm，邊牆800～1000mm，底板1500～2000來控制。採用熱熔墊片與防水板熱熔焊接，（附圖）局部破損的可以使用熱吹風補焊。鋪設完成後要充氣檢測，合格後方能進行下道工序的施工。
Ω100排水半管是無壓排水理論的重要組成，首先在以通過中間驗收的初支表面徑向打入1m～1.5m的泄水孔，主要目的在於把圍岩內部的毛細水系引出，不至於讓圍岩、初支組成的支護體系長期受到地下水壓力的影響，再則為了有效的將水排出，然後將半管安設在泄水孔上使圍岩內部的水能順暢的流出至邊牆縱向排水管流出洞外，以至於漫流導致受潮滲水，使防水層處於良好的環境，
邊牆縱向及橫向排水管
Φ110PVC邊牆縱向排水管主要是將Ω100排水半管引出的圍岩內部的水排出洞外，如果水量過大Φ110邊牆縱向排水管不能滿足流量的要求在邊牆檢查井內積至一定的高度橫向排水管的位置時就通過橫向Φ100PVC波紋管排至排水邊溝或中央排水主管道內排出洞外。
中央排水管是洞內排水系統的主管道，由於在主行車道範圍內採用內直徑為400mm、510mm的預製鋼筋砼承插式接頭管，設置混凝土基座保證穩定和防止隧底的施工縫反水作用，管身上部設置級配碎石反濾層，為了防止橫向管和路面排水基層的水系雜物堵塞管身的泄水孔和免受路面車載作用集中，破壞管身的作用。
主要上防止路面積水，防止運營后在冬季路面積水導致路面結冰或浮冰形成，
變形縫（沉降縫）、施工縫的防水處理
變形縫是由結構不同剛度、不均勻受力及考慮到混凝土結構脹縮而設置的允許變形的結構縫隙，在本轄區隧道施工縫的處理也採用止水帶防水，是防水處理的關鍵環節之一。
洞外防、排水設施的構成及質量控制：
洞外排水要與施工臨時排水路基結構物排水相結合，邊、仰坡的截水溝的水與路基的邊溝或直接順勢排出，中央排水管順延止與路基排水體系結合或排出自然流水溝道，邊溝的排水同樣要與路基上的邊溝要結合，明洞粘土防水層要留有一定的坡度防止積水或排水夠引排至路基邊溝或順地勢排出。
1、隧道開挖超欠挖控制
隧道開挖的超欠挖指開挖處至設計開挖輪廓線的垂直距離，及該點到設計圓心的距離與設計半徑之差。開挖輪廓線的下限半徑為：設計半徑+預留量（立拱架前的突變和拱架安設后的變形，按3cm考慮）+二次襯砌模板變形加大量5cm。開挖輪廓線的上限半徑為：開挖下限半徑+監控量測動態管理的預留沉降量（設計及規範經驗值：18cm、16cm、13cm）。
超欠挖檢測採用懸高法和支距法，這兩種方法操作簡單方便快捷，但測點的距離不能過大，局部要加密，激光斷面儀測量精度高，但是受導坑開挖，掌子面難架設的影響，實際操作不易。
2、初期支護輪廓線凈空斷面控制
根據《兩階段施工圖設計》隧道設計圖紙要求，隧道V級圍岩預留沉降量按18cm、16cm設置，IV級圍岩13cm設置，但必須加強監控量側動態掌握圍岩實際的變形量來修正設計給出的沉降量參數，本轄區以5m為一個段落進行超前水平地質鑽探探測（預報），並以前段開挖支護的參數正確性探討研究，和監控量測的數據分析來進行修正設計給出的沉降量參數，來保證在初期支護完成後二襯施作前的初期支護斷面達到最理想的輪廓線（設計輪廓線），那麼第一條和本條都提到的二次襯砌台車預留變形量5cm怎麼理解呢？理論上來講只要台車不變形或變形值為零，也就沒必要預留這個量了，也就是說只要你預留的變形量在澆注完混凝土拆模后剛好符合二襯的設計輪廓線為最佳，是控制和節約隧道工程施工成本和加大投入的重要控制環節，
初期支護輪廓線下限半徑應該控制為：設計初期支護輪廓線半徑+二襯模板台車變形量5cm。上限應為：初期支護輪廓線下限半徑+施工誤差（3cm考慮）+殘餘變形沉降量（按2～5cm考慮）。
施工過程中還要嚴格控制剛拱架加工尺寸和比樣誤差，安裝過程中嚴控拱架安設尺寸及誤差，每個工作循環和各步序必須嚴格檢查拱架平面位置、拱頂高程、垂直度、偏位等工序，
以上數據均為本轄區隧道經驗數據，僅供參考。
3、二次襯砌輪廓線斷面控制方法
為了保證二次襯砌混凝土厚度，施工時二襯外輪廓線半徑定為：隧道設計初期支護外輪廓線半徑+二次襯砌模板台車預留變形5cm，
二次襯砌施工前，根據本轄區三座隧道對基本穩定的初期支護監控量側數據來看，V級圍岩拱頂下沉和收斂一般在6～12cm局部達到16cm，IV級圍岩拱頂下沉和收斂一般在2～7cm局部達到12cm，故驗證設計的預留沉降量13、16、18cm為合理。
4、圍岩監控量測
監控量側是新奧法複合式襯砌設計、施工的核心技術之一，也是本區段隧道襯砌採用信息化施工管理的重要工作和課題，通過施工現場監測掌握圍岩和支護在施工過程中的力學動態及穩定程度，保障了施工安全，對評價和修正初期支護參數，力學分析及對二次襯砌施作時間提供了信息依據，根據本項目隧道地質特點及要求，主要進行了一下項目的量測。
採用超前水平鑽探，5m為一個區段，為圍岩動態動態情況、參數的修正提供了有力的信息依據。
圍岩變形量測
主要是通過洞內變形收斂量測、拱頂下沉量測、圍岩內部位移量測來監控洞室穩定狀態和評價隧道變形特徵，是隧道施工日常量測的主要實測項目及工作，
採用應變計、應力盒、測力計等對鋼架支撐、錨桿和襯砌受力變形情況進行監控，進而檢驗和評價支護效果。本項目對支護的錨桿、拱架及二襯受力變形進行監控經過數據分析設計的支護效果優良。
經過對逐座隧道量測數據的收集整理、回歸分析，對IV、V級大跨徑不良地質圍岩及支護取得了大量的數據信息，採用了位移反分析法，反求得圍岩初始應力場及圍岩綜合物理力學參數，並與實際結果對比、驗證，為今後的設計和施工提供了不少科學數據及類比依據。
由於轄區內隧道裂隙均較發育，圍岩完整性、堅硬性差，深埋段不多，而且山體裂隙水比較豐富，所以發生地質災害——岩爆的幾率不高，根據鑽探和地質部門的資料該區域也不存在有害可燃易爆氣體，施工中主要的難點就是處理好大跨徑的開挖步序、工藝和應力突變導致淺埋段及主洞交叉處塌方冒頂及散體、破裂狀結構的邊仰坡失穩或順圍岩層理走向的滑塌；涌水防排的治理；由於地質限制只能採用導坑開挖，施工通風的處理等工作上。
1、塌方的防治實例
隧道施工中的塌方災害堅持防治結合的方針，以預防為主，對地質狀況進行超前預報，已支護的進行量測監控，嚴格設計工法施作，加強工序施工質量，嚴控各工序間的根據圍岩情況依據規範控制步序拉開的長度，嚴密監控不良地質開挖后的邊仰坡情況，及時加以必要的防護，
轄區隧道以上喝組地質情況較差：由於上喝組隧道出口為淺埋，易坍塌，場地也受到限制，採用進口單口掘進，但隧道進口在進洞后監控量測數據反映為異常，高駐辦會同有關專家查看后，果斷下髮指令撤離所有人員及機械停工施工，採取加固措施，在洞內加設支撐、山頂地表注漿加固，洞內主洞注漿加固改善圍岩，邊仰坡小導管注漿改善，由於變化速率過大，山體已經形成裂隙滑塌面，於6天後進口仰坡順山體裂隙面突然大面積滑塌，由於及時撤離了人員機械，沒有造成人員及機械的重大損失，
塌方的主要原因：隧道至洞頂穿越斷層破裂帶，斷裂帶的走向與路線近平行，進口右線為高邊、仰坡，最高處為右邊坡69m，山體有7處縱橫、深度走向不明的採金洞遺址，且右線右邊坡偏壓，（在進洞之前由於考慮到右邊坡偏壓的影響，對該隧道進行了主洞全環徑向小導管注漿加固，改善岩體，上斷面導坑支護增加了臨時仰拱，提供水平支撐，並且增加了明洞套拱，套拱左側反壓回填），受其影響，隧址區圍岩完整性差，尤其是進口仰坡坡面暴露圍岩為全風化、強風化強烈岩體，多呈散體狀結構或碎裂狀結構，無自穩能力，加之施工中爆破開挖的震動干擾，導致右邊坡突然滑塌帶動仰坡使之坍塌將洞口左右線全部掩埋，經現場勘察滑塌體均為鬆散的碎石土（坡積碎石土），塌方體厚度10～12m，主洞室初支、明洞套拱情況不明。
經過設計、業主、監理、施工單位四方對塌方現場核查，該塌方為地質原因造成，為了進行下階段的施工或減少塌方對施工的影響，以及考慮總工期的要求，將掘進施工隊克服困難轉移到出口繼續施工，必須對進口塌方進行處治，經過四方共同研究決定，首先安排將塌方體進行詳細測量與塌方前的坡面比較得出塌方面的位置及清渣量，確定處治分兩個階段，第一個階段先將滑塌的邊、仰坡虛渣清除，並結合由上而下邊刷邊護原則完成框架錨桿防護，第二階段待主洞清理出來后根據破壞程度再進行第二步處治設計。
2、涌、滲水處理
防、排相結合是洞內治水的原則，清刺溝、上喝組隧道施工中都遇到了不同程度的涌水現象，施工中從兩個方面來處理，第一步將湧出的水排出洞外，不至於影響正常施工環境，對於順坡洞排水主要是挖臨時排水溝自然排水，反坡採用挖積水、排水泵站機械排水管路排水，圍岩的涌、滲水處的治理非常關鍵，如：上喝組隧道右線右導坑開挖約在SH202+800處右拱腰出現的涌水，水量較大噴射混凝土無法凝固在受噴圍岩面上，經過現場勘察涌水原因時，發現涌水點是約直徑為1.6m沙井處滲出的，而且通過涌水的洗刷已經形成漩渦狀，如果不及時處理，繼續任其沖刷形成沙井掏空，有可能會導致掌子面坍塌，通過施工單位與監理單位研究決定立即採用先堵後排的方案，即將涌水井用土工布填塞，並加設這了一榀剛拱架支撐，防止涌水井的沙被洗空，導致嚴重後果和損失，然後把PVC管將土工布過濾后的涌水集中排至積水坑，噴射加大速凝劑用量的噴射混凝土，考慮水量比較大，面積範圍較小，通過調查水的主要來源是雨季山體的裂隙水匯聚而成的，那麼不能讓其成為涌水通道，採用周邊注漿的方案將其封住，如果是地下水域的通道那麼必須作特殊處理。通過初期支護表面外觀和打孔檢測及雷達檢測來看效果良好。
伴隨著我國社會主義經濟建設的迅猛發展與綜合國力的增強，城市的規模也不斷的增大，城市人口流量還在增加、再加上機動車輛呈現逐年上漲的趨勢，交通狀況不斷惡化。為了改善交通環境，採取了各種措施，其中興建地下鐵道得到了普遍的認可，如最近幾年在北京、廣州、深圳等城市便興建了大量的地下鐵道。由於在城市中修建地下鐵道，其施工方法受到地面建築物、道路、城市交通、水文地質、環境保護、施工機具以及資金條件等因素的影響較大，因此各自所採用的施工方法也不盡相同。下面將就城市地下鐵道施工方法分別加以介紹。施工方法的選擇應根據工程的性質、規模、地質和水文條件、以及地面和地下障礙物、施丁設備、環保和工期要求等因素，經全面的技術經濟比較后確定。首選方案。但其缺點也是明顯的，如阻斷交通時間較長，雜訊與震動等對環境的影響。
隧道通過特殊地質地段施工時應注意以下幾方面：
1.施工前應對設計所提供的工程地質和水文地質資料進行詳細分析了解，深入細緻地作施工調查，制訂相應的施工方案和措施，備足有關機具及材料，認真編製和實施施工組織設計，使工程達到安全、優質、高效的目的。反之，即便地質並非不良，也會因準備不足，施工方法不當或措施不力導致施工事故，延誤施工進度。
2.特殊地質地段隧道施工時，應以“先治水、短開挖、弱爆破、強支護、早襯砌、勤檢查、穩步前進”為指導原則。在選擇和確定施工方案時，應以安全為前提，綜合考慮隧道工程地質及水文地質條件、斷面型式、尺寸、埋置深度、施工機械裝備、工期和經濟的可行性等因素而定。同時應考慮圍岩變化時施工方法的適應性及其變更的可能性，以免造成工程失誤和增加投資。
3.在隧道開挖方式選擇上，無論是採用鑽爆開挖法、機械開挖法，還是採用人工和機械混合開挖法，應視地質、環境、安全等條件來確定。如用鑽爆法施工時，光面爆破和預裂爆破技術，既能使開挖輪廓線符合設計要求，又能減少對圍岩的擾動破壞。爆破應嚴格按照鑽爆設計進行施工，如遇地質變化應及時修改完善設計。
隧道施工技術
4.隧道通過自穩時間短的軟弱破碎岩體、淺埋軟岩和嚴重偏壓、岩溶流泥地段、砂層、砂卵（礫）石層、斷層破碎帶以及大面積淋水或涌水地段時，為保證洞體穩定可採用超前錨桿、超前小鋼管、管棚、地表預加固地層和圍岩預注漿等輔助施工措施，對地層進行預加固、超前支護或止水。
5.為了掌握施工中圍岩和支護的力學動態及穩定程度，以及確定施工工序，保證施工安全，應實施現場監控量測，充分利用監控量測指導施工。對軟岩淺埋隧道須進行地表下沉觀測，這對及時預報洞體穩定狀態，修正施工方案都十分重要。
6.穿過未膠結鬆散地層和嚴寒地區的凍脹地層等，施工時應採取相應的措施外，均可採用錨噴支護施工。爆破后如開挖工作面有坍塌可能時，應在清除危石后及時噴射混凝土護面。如圍岩自穩性很差，開挖難以成形，可沿設計開挖輪廓線預打設超前錨桿。錨噴支護后仍不能提供足夠的支護能力時，應及早裝設鋼架支撐加強支護。7.當採用構件支撐作臨時支護時，支撐要有足夠的強度和剛度，能承受開挖后的圍岩壓力。圍岩出現底部壓力，產生底膨現象或可能產生沉陷時應加設底梁。當圍岩極為鬆軟破碎時，應採用先護后挖，暴露面應用支撐封閉嚴密。根據現場條件，可結合管棚或超前錨桿等支護，形成聯合支撐。支撐作業應迅速、及時，以充分發揮構件支撐的作用。
8.圍岩壓力過大，支撐受力下沉侵入襯砌設計斷面，必須挑頂（即將隧道頂部提高）時，其處理方法是：拱部擴挖前發現頂部下沉，應先挑頂后擴挖。當擴挖后發現頂部下沉，應立好拱架和模板先灌築滿足設計斷面部分的拱圈，俟混凝土達到所需強度並加強拱架支撐后，再行挑頂灌築其餘部分。挑頂作業宜先護后挖。
9.對於極鬆散的未固結圍岩和自穩性極差的圍岩，當採用先護后挖法仍不能開挖成形時，宜採用壓注水泥砂漿或化學漿液的方法，以固結圍岩，提高其自穩性。鬆散地層結構鬆散，膠結性弱，穩定性差，在施工中極易發生坍塌。如極度風化破碎已失岩性的鬆散體；漂卵石地層、砂夾礫石和含有少量粘土的土壤以及無膠結鬆散的干沙等。隧道穿過這類地層，應減少對圍岩的擾動，一般採取先護后挖，密閉支撐，邊挖邊封閉的施工原則，必要時可採用超前注漿改良地層和控制地下水等措施。
10.特殊地質地段隧道襯砌，為防止圍岩鬆弛，地壓力作用在襯砌結構上，致使襯砌出現開裂、下沉等不良現象。因此，採用模築襯砌施工時，除遵守隧道施工技術規範的有關規定施工外，還應注意：當拱腳、牆基鬆軟時，灌築混凝土前應採取措施加固基底。襯砌混凝土應採用高標號或早強水泥，提高混凝土等級，或採用摻速凝劑、早強劑等措施，提高襯砌的早期承載能力。仰拱施工，應在邊牆完成後抓緊進行，或根據需要在初期支護完成後立即施作仰拱，使襯砌結構儘早封閉，構成環形改善受力狀態，以確保襯砌結構的長期穩定堅固。在隧道的施工過程中，應把地質超前預報納入隧道施工的正常工序，使地質超前預報成為促進隧道科學施工的有力手段。
在隧道施工過程中遇到的地質問題往往千差萬別，不盡相同，有時甚至是諸種不良地質疊加和組合。施工中要區別各種情況，具體問題具體對待，採取有針對性的處置措施，儘可能把不良地質給施工帶來的損失降低到最低程度。不良地質雖然給隧道施工造成了困難，但只要掌握了不良地質的性質、規模和在隧道的出露位置，所採取的治理措施及時、得當，不僅可以避免任何地質條件下出現的地質災害，而且可以用較小的代價彌補不良地質給施工造成的損失。
隧道施工時，管線布置較多，又受空間限制，管線必須按照規定和研究的最合理方案的進行安裝設置，施工是動態的，必須設有專門的人員管理，確保施工安全。洞內管線布置見圖8。
1、洞外測量
符合導線複測，在實際實測中，首先對設計導線點進行測角、測距、平差，然後進行各導線點坐標的計算。
高程式控制制測量，以隧道進出口水準基點為起算點和閉合點，對全程水準點進行複合評定，不設成為一閉合高程式控制制網，採用水準測量與三角高程測量相結合的方法，按國家四等高程式控制制標準施測，並通過交叉交換複測。
2、平面控制測量，採用線路中線與符合導線相結合的形式，按照國家四等控制網標準布設。
首先，在進出口以已經納入洞外平面控制網的兩條邊作為隧道洞內控制網的聯繫邊，然後在洞內布設支導線點，導線點應布設在施工干擾小、穩定可靠的地方，點間視線應離開洞內設施0.2m以上。用全站儀對水平角和邊長同時施測，該導線在實地測設中應十分注意對導線的檢測，應為每一步產生的誤差都將會影響橫向貫通誤差，檢測方法一般按原有導線最前端的相鄰三點點位，通過同精度測角和測邊檢測。如果角和邊的差值均在精度允許範圍內，則可以為原導線點的精度和點位均為可信，如超限應沿著原有導線依次倒退檢測，直至精度合格為止。這時以合格處導線點作起算點向前建立新導線。同時採用換手複測和隧道中線和坐標法互為複核的方法，以避免出現測設錯誤。
高程式控制制測量採用四等測量，用水準測量和三角測量高程相結合的方法，洞內高程由洞外高程式控制制點BM進和BM出傳算。洞內每隔100～200m設立一對高程式控制制點。採用水準測量時，進行往返觀測，作業要求，觀測限差和精度評定方法應符合規範要求。
國家越來越重視環境保護，環境保護也越來越受到我們公路建設者們的關注，因此在項目審批和設計中就已經著手綜合考慮，盡量避免因人為因素導致的山體病害的產生，盡量減少對工程附近的建築、居民生活、生產和生態環境的不良影響，設計中採用“早進洞、晚出洞”的原則，減少深挖路段，保護自然坡體及原有植被。
隧道洞內的開挖石渣儘可能地縱向調配，作為路基的填料，硬石、優質石渣在所設的石料加工場集中堆放，用於砌體工程和混凝土粗集料，施工中不得亂棄，根據各工地的實際情況集中堆放，棄方時，考慮到保護植被，堆放時，選好棄渣場地，作好坡腳的防護，以避免洪水期沖走棄渣形成認為的泥石流，棄渣后在渣場的頂面覆蓋土層，復墾還田或種樹造林。
施工期間的生活污水和工業污水集中排放，都必須經過沉澱過濾處理。
邊、仰坡為了與自然結合一體對穩定性較差的作了永久性防護
我公司承擔監理諮詢任務的商界高速殷家灣、清刺溝、上喝組隧道洞身開挖、初期支護、仰拱及填充已基本完成，二次襯砌也即將結束通過有關技術人員的努力學習和現場指導施工工藝及工程質量取得了良好的效果，並總結出一套大跨徑不良地質隧道導坑法施工的經驗，為今後類似的工程積累了數據成果和經驗。
我公司在各類隧道施工上已有了不少成功經驗，我們也有信心在不遠的將來涉及到地質更複雜施工技術難度、科技含量更高的隧道領域，希望大家多提寶貴意見，共同探討，在新的世紀里使我國的隧道工程設計和施工水平有更大的提高。
