客運(yùn)專線隧道施工過程技術(shù)主要內(nèi)容

一、鐵路客運(yùn)專線隧道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

二、客運(yùn)專線隧道的特點(diǎn)三、客運(yùn)專線隧道施工關(guān)鍵點(diǎn)四、瓦斯隧道五、開挖施工方法簡介六、檢測技術(shù)七、隧道安全八、隧道環(huán)境

一、鐵路客運(yùn)專線隧道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

概述

新建鐵路客運(yùn)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(jìn)入隧道誘發(fā)的空氣動力學(xué)效應(yīng)兩方面的要求確定。研究表明，當(dāng)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：①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；②空氣阻力的增大對行車的影響；③隧道口所形成的微壓波對環(huán)境的影響；④列車風(fēng)對隧道內(nèi)作業(yè)人員待避條件的影響。空氣動力學(xué)效應(yīng)

當(dāng)列車進(jìn)入隧道時，原來占據(jù)著空間的空氣被排開?？諝獾恼承砸约皻饬鲗λ淼辣诿婧土熊嚤砻娴哪ψ枳饔檬沟帽慌砰_的空氣不能象在隧道外那樣及時，順暢地沿列車兩側(cè)和上部流動，列車前方的空氣受壓縮，隨之產(chǎn)生特定的壓力變化過程,引起相應(yīng)的空氣動力學(xué)效應(yīng)并隨著行車速度的提高而加劇。列車進(jìn)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?？諝鈩恿W(xué)效應(yīng)對高速鐵路運(yùn)營的影響由于瞬變壓力造成乘員舒適度降低，并對車輛產(chǎn)生危害微壓波引起爆破噪聲并危及洞口建筑物行車阻力加大空氣動力學(xué)噪聲列車風(fēng)加劇高速鐵路隧道空氣動力學(xué)效應(yīng)的影響因素機(jī)車車輛方面：行車速度，車頭和車尾形狀，列車橫斷面，列車長度，列車外表面形狀和粗糙度，車輛的密封性等。隧道方面：隧道凈空斷面面積，雙線單洞還是單線雙洞，隧道壁面的粗糙度，洞口及輔助結(jié)構(gòu)物形式，豎井、斜井和橫洞，道床類型等。其它方面：列車在隧道中的交會等。主要設(shè)計措施

緩解或消減列車進(jìn)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(dāng)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)，利用輔助坑道等。一、隧道斷面內(nèi)輪廓隧道斷面內(nèi)輪廓主要根據(jù)下列條件確定：①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(biāo)準(zhǔn)；②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；③養(yǎng)護(hù)、維修和救援空間要求?？諝鈩恿W(xué)效應(yīng)影響標(biāo)準(zhǔn)為：空氣壓力最大變化值ΔP＜3KPa/3s（舒適度標(biāo)準(zhǔn)），列車在隧道內(nèi)運(yùn)行時的空氣阻力增量一般不超過明線上空氣阻力的30%。特性西班牙(AVE)意大利(ETR500)德國(ICE)日本(SKS)法國(TGV).最高試駛速度356.8km/hr(1993)316/km/hr(1989)406.9km/hr(1988)443km/hr(1995)515.3km/hr(1990)最高營運(yùn)速度300km/hr275km/hr280km/hr300km/hr300km/hr隧道截面積(雙軌)(平方米)757682(新線75)6471、90、100各國高速鐵路隧道斷面一覽表200公里暫規(guī)

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。京滬高速鐵路暫軌單洞雙線隧道斷面有效面積為100m2。單線隧道斷面有效面積為70m2。限速地段當(dāng)檢算行車速度<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52m2。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1/12～1/15為宜。III～VI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(qiáng)度等級不應(yīng)低于C25，鋼筋混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30；I、II級圍巖底板厚度不應(yīng)小于30cm，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C25。武廣客運(yùn)專線襯砌支護(hù)隧道采用復(fù)合式襯砌，巖溶強(qiáng)發(fā)育地段采用抗水壓復(fù)合式襯砌。襯砌結(jié)構(gòu)型式：隧道采用曲墻式襯砌，其中Ⅱ級采用曲墻不帶仰拱襯砌型式，Ⅲ～Ⅴ級采用曲墻帶仰拱襯砌型式。初期支護(hù)噴射纖維混凝土，C20或C25。二次襯砌采用防水（鋼筋）混凝土，C30。四、救援通道《200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?！陡咚贂阂?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。五、緩沖結(jié)構(gòu)物《200公里暫規(guī)》規(guī)定：進(jìn)口緩沖結(jié)構(gòu)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)出口微壓波峰值的大小來確定。當(dāng)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(dāng)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(dāng)建筑物對微壓波峰值有特殊要求時，緩沖結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計。五、緩沖結(jié)構(gòu)物《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)構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：①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。②緩沖結(jié)構(gòu)形式應(yīng)從實(shí)用美觀角度出發(fā)，結(jié)合洞口附近的地理環(huán)境確定。③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(shí)際情況確定，一般開孔面積為隧道斷面有效面積的0.2～0.3倍。④緩沖結(jié)構(gòu)宜采用鋼筋混凝土。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(hù)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：①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。②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。武廣客運(yùn)專線防排水設(shè)計根據(jù)隧道長度、地質(zhì)條件、地下水的性質(zhì)及發(fā)育程度，采取有針對的防排水措施。隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置雙側(cè)高式水溝，根據(jù)隧道的排水量，必要時應(yīng)加設(shè)中心水溝；初期支護(hù)與二次襯砌之間拱墻鋪設(shè)復(fù)合柔性防水板，防水板厚度不小1.5mm，防水板應(yīng)鋪至邊墻泄水孔處；初期支護(hù)與二次襯砌之間環(huán)向設(shè)φ50mm軟式透水管盲溝；二次襯砌采用防水混凝土，抗?jié)B等級P8。八、防災(zāi)與救援《200公里暫規(guī)》規(guī)定：隧道內(nèi)兩側(cè)應(yīng)設(shè)緊急呼叫，單側(cè)兩部的距離為500m，隧道兩側(cè)錯開設(shè)置。應(yīng)安裝在器材洞內(nèi)，并設(shè)標(biāo)示牌。當(dāng)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(biāo)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。八、防災(zāi)與救援《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。當(dāng)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(biāo)示牌。緊急出口通道斷面最小尺寸應(yīng)符合下列規(guī)定：①寬度不應(yīng)小于2.3m；高度不小于2.5m；②縱向仰角不應(yīng)大于25o。③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。九、照明《200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?！陡咚贂阂?guī)》規(guī)定：隧道內(nèi)照明設(shè)置應(yīng)考慮維修養(yǎng)護(hù)、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(jìn)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：①長度大于1000m的隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)固定的電力照明。②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。③緊急呼叫處及緊急出口處、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７度時的V～VI級圍巖的雙線隧道和基本烈度為8、9度時的IV～VI級圍巖的單線隧道與III～VI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IV～VI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。二、客運(yùn)專線隧道的特點(diǎn)客運(yùn)專線隧道的特點(diǎn)在高速運(yùn)行的條件下，對隧道技術(shù)的要求，主要是空氣動力學(xué)特性方面的。其次才是由于斷面的擴(kuò)大和長大隧道的增加，使得隧道施工難度增加，常常成為全線控制工期的關(guān)鍵工程?？瓦\(yùn)專線隧道的特點(diǎn)1客運(yùn)專線線上的隧道不同于一般的鐵路隧道，當(dāng)高速列車在隧道中運(yùn)行時要遇到空氣動力學(xué)問題，主要表現(xiàn)為空氣動力效應(yīng)所產(chǎn)生的新特點(diǎn)及現(xiàn)象。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(dāng)位置修建通風(fēng)豎井、斜井或橫洞。為了降低隧道的空氣動力效應(yīng)，增大隧道有效凈空面積是較好的結(jié)構(gòu)工程措施，也是當(dāng)前世界各國高速鐵路發(fā)展的總趨勢?？瓦\(yùn)專線隧道的特點(diǎn)

2客運(yùn)專線線隧道的橫斷面較大，受力比較復(fù)雜，且列車運(yùn)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，故永久性襯砌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)量的不斷提高，噴錨襯砌的應(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。客運(yùn)專線隧道的特點(diǎn)3

大斷面隧道的受力情況不利，尤以隧道底部較為復(fù)雜，而兩側(cè)邊墻底直角變化容易引起應(yīng)力集中，需要對邊墻底與仰拱連接處進(jìn)行加強(qiáng)?？瓦\(yùn)專線隧道的特點(diǎn)4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(hù)維修工作量，而且嚴(yán)重影響運(yùn)營安全，尤其是高速鐵路對隧道底部的強(qiáng)度較普通鐵路要求更高，且高速鐵路隧道的斷面跨度較大，因此要求高速鐵路對底板厚度和仰拱、底板混凝土強(qiáng)度要求提高。客運(yùn)專線隧道的特點(diǎn)5

隧道滲漏水的危害主要會引起洞內(nèi)金屬設(shè)備及鋼軌銹蝕、隧道襯砌喪失承載力、隧底翻漿冒泥破壞道床或使整體道床下沉開裂、有凍害地區(qū)的隧道襯砌背后積水引起襯砌凍脹開裂、襯砌漏水會引起襯砌掛冰而侵人凈空。從運(yùn)營安全上對隧道防排水要求提高?？瓦\(yùn)專線隧道的特點(diǎn)6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(biāo)應(yīng)嚴(yán)格控制?？瓦\(yùn)專線隧道的特點(diǎn)7為減低養(yǎng)護(hù)維修工作量、保障運(yùn)營安全對隧道病害的監(jiān)測、診斷及評定、整治技術(shù)需求。三、客運(yùn)專線隧道施工關(guān)鍵點(diǎn)隧道施工關(guān)鍵控制點(diǎn)1以確定合理的初期支護(hù)參數(shù)、控制塌方，保證隧道施工經(jīng)濟(jì)合理、結(jié)構(gòu)安全。2以隧道防排水施工達(dá)到預(yù)期目的、不產(chǎn)生滲漏水現(xiàn)象保證營運(yùn)安全。3以隧道凈空、寬度、平面和縱面指標(biāo)滿足設(shè)計、施工規(guī)范要求，保證工程外觀及內(nèi)在質(zhì)量，創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程。支護(hù)參數(shù)設(shè)計

巖石在開挖成洞后，由于受力結(jié)構(gòu)平衡體系的破壞和應(yīng)力的重分布，應(yīng)及時采取支護(hù)，在隧道的設(shè)計過程中都要進(jìn)行支護(hù)參數(shù)設(shè)計，如何選定既安全有效又節(jié)省的支護(hù)參數(shù)，對隧道塌方的預(yù)防起著不可忽視的作用。由于地質(zhì)圍巖的分類只是一個定性的概念，不是定量的，同一類圍巖，其結(jié)構(gòu)產(chǎn)狀不盡相同，其自穩(wěn)能力就不一致，此時支護(hù)參數(shù)的設(shè)計尤為重要，支護(hù)參數(shù)過大，增加工程的投入，支護(hù)參數(shù)過小，相同類別圍巖自穩(wěn)能力較差可能因支護(hù)強(qiáng)度不夠，或要求更換支撐造成地應(yīng)力再一次重分布，而引起塌方。特別是在臨時支護(hù)方面，為減少工程投入，支護(hù)參數(shù)一般都較小，達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

施工過程中的地質(zhì)預(yù)報隧道是一個線狀的隱蔽工程，一些長大隧道往往穿越崇山峻嶺，穿過多種巖類，多個構(gòu)造，跨越幾個地質(zhì)單元，因而隧道本身就十分復(fù)雜，施工前設(shè)計階段的地質(zhì)勘察只能從宏觀上分析整個隧道區(qū)的基本地質(zhì)情況，對可能出現(xiàn)的大斷層、富水洞段和高應(yīng)力段沒有標(biāo)識，或由于設(shè)備、方法的簡陋，對垂直和水平埋深較大的洞段無法進(jìn)行勘察，造成局部地質(zhì)資料不足，因此施工過程中的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報必不可少，由于及時跟進(jìn)掌子面的地質(zhì)預(yù)測預(yù)報，對可能出現(xiàn)的局部地段圍巖破碎引起失穩(wěn)、塌方和可能遭遇的斷層、涌沙、涌水都能及時預(yù)測清楚，有明確的位置、樁號、規(guī)模及發(fā)展趨勢標(biāo)識，能及時提醒施工人員采取合理的開挖和支護(hù)方法，預(yù)防塌方的發(fā)生。

施工過程動態(tài)設(shè)計采用先進(jìn)的綜合探測技術(shù)預(yù)報水情和地質(zhì)災(zāi)害----地質(zhì)調(diào)查地質(zhì)調(diào)查的重點(diǎn)：(1)調(diào)查地表水文地質(zhì)狀況，主要是地表水系(水庫、泉井、溪流)的位置、標(biāo)高、補(bǔ)給來源、流向等內(nèi)容；(2)調(diào)查斷層的位置所在、產(chǎn)狀與富水性；(3)調(diào)查巖層褶皺的基本形態(tài)類型和軸面產(chǎn)狀；(4)調(diào)查溶洞和暗河出人口位置，并分析其流徑和隧道中心線的空間關(guān)系。根據(jù)設(shè)計資料和地表勘查報告，采用地面地質(zhì)體投射法和斷層參數(shù)預(yù)測法進(jìn)行不良地質(zhì)宏觀預(yù)報。----

用地震波探測儀進(jìn)行超前探測預(yù)報預(yù)報的距離達(dá)掌子面前方一定距離。----掌子面地質(zhì)描述隧道開挖后及時描述掌子面地質(zhì)情況，繪制地質(zhì)柱狀圖，預(yù)報斷層、大的結(jié)構(gòu)面等情況。

----紅外線探水用紅外線探測儀，利用不同物體輻射場強(qiáng)差異，對隧道含水構(gòu)造進(jìn)行跟蹤探測。施工動態(tài)設(shè)計與地面結(jié)構(gòu)物不同，隧道開挖前所提出的設(shè)計在嚴(yán)格意義上說只能稱做“預(yù)設(shè)計”。根據(jù)對隧道開挖過程中圍巖和支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)行為的量測來論證和調(diào)整設(shè)計參數(shù)也是隧道設(shè)計中的一個十分重要的環(huán)節(jié)。在隧道工程監(jiān)測和信息化設(shè)計方面，中國在發(fā)展以位移測試為主體的隧道施工監(jiān)測系統(tǒng)以及監(jiān)測信息的反饋理論方面都有長足的進(jìn)展。塌方產(chǎn)生的原因地質(zhì)條件的復(fù)雜多變，支護(hù)的不及時而暴露時間過長，導(dǎo)致圍巖風(fēng)化嚴(yán)重通過斷層，突然遇到較高水壓富水洞段，地下水向洞室內(nèi)漏出，淘空了斷層構(gòu)造帶中破碎巖體和充填物由于巖層產(chǎn)狀不利或因巖爆等諸多地質(zhì)原因不良地質(zhì)段預(yù)防塌方的方法一般常用主要方法有：1.超前導(dǎo)洞法，可以探明前方地質(zhì)條件，確定本段開挖和支護(hù)方法，2.強(qiáng)支護(hù)是預(yù)防塌方的主要措施。對地質(zhì)不良地段主要采取“錨噴、網(wǎng)噴、噴混凝土與鋼支撐或格柵鋼架相結(jié)合”的支護(hù)方法。3.加強(qiáng)圍巖變形觀測是預(yù)防塌方的有效方法之一。洞室開挖后，巖體的重新穩(wěn)定過程中，圍巖都存在變形，當(dāng)變形超過允許范圍時，就發(fā)生塌方。在隧道新奧法施工中，通過量測儀器對圍巖的變形量和變形速率的觀測分析，推測其最大變形量，估算是否會發(fā)生塌方，提前作出預(yù)告，以決定采取合理的支護(hù)。目前采取的觀測方法有位移觀測、收斂位移觀測、壓力量測等，最常用是收斂位移量測，即量測隧洞周邊或結(jié)構(gòu)物內(nèi)部凈空尺寸的變化。巖爆引起塌方的預(yù)防方法

巖爆產(chǎn)生機(jī)理：巖爆是高應(yīng)力區(qū)，地下洞室開挖中圍巖脆性破壞時應(yīng)變能突然釋放所造成的一種動力失穩(wěn)現(xiàn)象，由于巖體中儲藏的能量通常以彈性變形的形式儲聚，高應(yīng)力集中區(qū)內(nèi)，彈性變形越大，儲備的能量越多，開挖后圍巖表面應(yīng)力被解除，具有高度彈性的脆性巖層由于爆破沖擊波的作用，動應(yīng)力和應(yīng)變靜應(yīng)力瞬量疊加和釋放產(chǎn)生了脆性斷裂，形成了巖爆，對巖爆的及時支護(hù)，既保障施工安全，還可以減少因巖爆所引起塌方的產(chǎn)生。當(dāng)洞室埋深較大、開挖巖體完整性較好，且干燥無水時，應(yīng)預(yù)防巖爆的發(fā)生。

巖爆引起塌方的預(yù)防方法開挖時的預(yù)防隧洞爆破開挖，既可以使圍巖應(yīng)力得到部分釋放，也可以產(chǎn)生新的應(yīng)力集中，發(fā)生巖爆。在可能發(fā)生巖爆區(qū)段內(nèi)采取二次開挖，先開挖上半斷面，減少光面爆破的周邊眼間距，且盡量分布均勻，以使開挖輪廓線相對圓順，減少新的應(yīng)力集中。周邊眼采用小藥卷或間隔裝藥，爆破時導(dǎo)爆管段位增加，降低同段起爆藥量，以盡量減少爆破對圍巖的擾動，誘發(fā)巖爆的產(chǎn)生。

巖爆引起塌方的預(yù)防方法開挖后，巖爆洞段的處理方法

(1)爆破后立即向工作面、爆破面噴水，充分濕潤圍巖，可以很好緩釋圍巖應(yīng)力。

(2)清除松動圍巖后，素噴混凝土支護(hù)，厚度為5cm左右，目的是將表部破裂巖塊連固在一起，進(jìn)一步圓順開挖輪廓線，緩解應(yīng)力集中，有很好的削減巖爆的作用，對輕微巖爆還可以取到一次防護(hù)成功，避免誘發(fā)中強(qiáng)巖爆。實(shí)驗(yàn)表明，含鋼纖維混凝土，其抗拉強(qiáng)度明顯強(qiáng)，能取得很好的支護(hù)效果。

(3)對中強(qiáng)巖爆洞段，在初期噴護(hù)后，應(yīng)盡快采用淺孔密錨網(wǎng)噴混凝土的補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，錨桿可用Φ22，長度為2.0～3.0m，間距1.0～2.0m梅花型交錯布置，尾部加墊緊貼巖面，掛20cm×20cm，Φ6或Φ8鋼筋網(wǎng)，噴混凝土10～15cm支護(hù)。富水洞段塌方的預(yù)防

在地下水豐富的斷層破碎帶，大量的滲水、淋水甚至于涌水的部位，不僅影響施工的進(jìn)度和質(zhì)量，還容易造成塌方。在此種地段施工時，及時排水是預(yù)防塌方的關(guān)鍵。在了解巖石節(jié)理裂隙破碎帶的走向、傾向和傾角后，對于少量集中滲水、淋水地段，在將要通過的透水層部位布置一定數(shù)量的排水孔或埋設(shè)排水管，將滲、淋水集中到排水孔內(nèi)導(dǎo)出，稱為排水孔法或排水管法。通過在鋼筋網(wǎng)背后鋪過濾層或隔水層，將其固定在圍巖上，通過軟管邊排水、邊噴射混凝土，稱為金屬網(wǎng)法。如遇較大涌水，在支護(hù)時對主要涌水出水口暫不進(jìn)行封堵支護(hù)，待涌水減小或沒有時，再進(jìn)行支護(hù)或進(jìn)行固結(jié)封堵，迫使水流改變流向。盡量消除人為因素的影響--搶施工進(jìn)度，對圍巖的自穩(wěn)能力過于樂觀，或由于地質(zhì)條件一直較好，思想上過于麻痹，對突然出現(xiàn)的斷層等估計不足，準(zhǔn)備不充分，很容易造成塌方。--要對工期作合理的安排，在思想上要有對可能出現(xiàn)的各種不良地質(zhì)情況有打持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備，在技術(shù)上對可能遭遇的塌方有詳細(xì)對應(yīng)的技術(shù)措施。--當(dāng)出現(xiàn)斷層或其它不良地質(zhì)現(xiàn)象時，一定要對地質(zhì)情況作詳細(xì)的分析，充分了解圍巖和其穩(wěn)定性，按照就低不就高的原則進(jìn)行開挖和支護(hù)，并且加強(qiáng)圍巖的變形觀測和分析，對超過允許范圍的較嚴(yán)重變形洞段應(yīng)及時采取相應(yīng)的支護(hù)，抑制圍巖的進(jìn)一步變形，能很好預(yù)防塌方的發(fā)生。

防排水施工質(zhì)量控制地下工程防水的設(shè)計和施工應(yīng)遵循“防、排、截、堵相結(jié)合，剛?cè)嵯酀?jì)，因地制宜，綜合治理”的原則。以防為主、防排結(jié)合、因地制宜、綜合治理的原則。對隧道防排水施工質(zhì)量控制，從嚴(yán)格按要求對防水材料、排水設(shè)施位置及安裝過程進(jìn)行監(jiān)督檢查，嚴(yán)格控制防、排水設(shè)施施工工藝如防水層鋪掛、焊接、止水帶及止水條安設(shè)、排水管、盲溝鋪設(shè)，排水板及環(huán)向盲管鋪設(shè)、中心水溝安裝等，并在隧道原設(shè)計防排水方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同段落地下水出水量及出水點(diǎn)位置，及時作出特殊的防排水措施加強(qiáng)方案，確保地下水排泄暢通，防水措施嚴(yán)密有效，保證隧道完成后不產(chǎn)生滲漏水現(xiàn)象。

柔性防水層

柔性防水層分兩層，緩沖墊層鋪底與初期支護(hù)表面接觸，對防水板與初期支護(hù)接觸的一側(cè)形成保護(hù)，其表面再鋪掛防水板。柔性防水層不僅起到防水的作用，由于防水板光滑將初期支護(hù)與二次襯砌隔開，它們之間基本不傳遞剪力，只傳遞壓力，使二襯均勻受壓受彎，減少由于局部應(yīng)力使二襯出現(xiàn)裂紋。所以防水層對基面的要求很高，不能有突出物和明水，在施工防水層之前先對基面進(jìn)行處理。防水板焊縫施工質(zhì)量控制

防水板的焊縫質(zhì)量檢查，檢查方法有目測、機(jī)械檢查、充氣檢查、撕裂破壞檢查。目測：肉眼觀察有溶漿均勻溢出、無氣泡，則質(zhì)量較好；機(jī)械檢查：用平口絲刀沿焊縫外邊緣稍用力，檢查是否有虛焊、漏焊部位，如果有漏點(diǎn)，做好標(biāo)記及時修補(bǔ)；充氣檢查：其方法是用5號針頭向兩條焊縫空腔內(nèi)注入空氣，長度2m，兩端封閉，當(dāng)壓力達(dá)到2．5MPa時，停止充氣，持續(xù)10～15min，壓力下降小于10％，說明焊縫合格，否則應(yīng)補(bǔ)漏；撕裂破壞檢查：將試焊樣品切成1cm長條，進(jìn)行撕裂測試，所有斷裂均發(fā)生在焊縫以外，說明焊縫合格。

接縫防水質(zhì)量控制

施工縫、變形縫等處是結(jié)構(gòu)防水的薄弱環(huán)節(jié)，在施工中應(yīng)嚴(yán)格按施工工藝操作。如果操作不當(dāng)往往引起滲漏水,整治起來非常麻煩。在兩次澆筑混凝土之間設(shè)施工縫，灌注前應(yīng)對施工縫進(jìn)行處理，首先清除表面的水泥漿薄膜、松動石子或軟弱混凝土，然后在二襯中部設(shè)置止水條。施工縫的基面必須進(jìn)行鑿毛，并涂刷混凝土界面處理劑，使兩次混凝土澆注接觸良好，減小可能出現(xiàn)的裂縫。遇水膨脹止水條安裝前檢查是否受潮膨脹。采用塑料、橡膠、金屬止水條時，要求施工單位采取有效措施確保位置準(zhǔn)確、固定牢靠。

變形縫處止水帶接頭連接質(zhì)量。

防水體系問題

有治標(biāo)的、治本的、也有純理論方案。應(yīng)把隧道與地下工程防水視為一個系統(tǒng)工程，根據(jù)工程具體要求和情況，建立起完整的防水體系。將防水原則、防水設(shè)計、材料選擇、防水施工工藝、防水施工管理、防水施工隊(duì)伍選擇等都納入防水體系中。解決了材料的質(zhì)量而解決不了施工工藝，即優(yōu)良環(huán)境下的高級材料實(shí)驗(yàn)、惡劣環(huán)境下的低級質(zhì)量施工；理想完善的防水方案、現(xiàn)實(shí)缺陷的防水效果，總是無法實(shí)現(xiàn)設(shè)計意圖，達(dá)不到較理想的防水效果。

防水根本在于“混凝土結(jié)構(gòu)自防水”。確保防水混凝土達(dá)到規(guī)定的密實(shí)性、抗?jié)B性和抗裂性，才能有效地防水、防腐，從而提高耐久性?；炷聊途眯源蠖鄶?shù)土建結(jié)構(gòu)由混凝土建造?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前困擾土建基礎(chǔ)設(shè)施工程的世界性問題，并非我國所特有，但是至今尚未引起我國政府主管部門和廣大設(shè)計與施工部門的足夠重視?；炷聊途眯晕覈F路隧道用低強(qiáng)度的C15混凝土作襯砌材料，密實(shí)度和抗?jié)B性差，不耐地下水與機(jī)車廢氣侵蝕，開裂與滲漏嚴(yán)重。對幾個路局所轄的隧道進(jìn)行抽樣調(diào)查表明，漏水的占50.4%，其中1/3滲漏嚴(yán)重，并導(dǎo)致鋼軌等配件銹蝕以及電力牽引地段漏電，影響正常運(yùn)行?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性問題

使混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題進(jìn)一步加劇的原因有：1

由于混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)習(xí)慣上以單一的強(qiáng)度指標(biāo)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致水泥工業(yè)對水泥強(qiáng)度的不適當(dāng)追求，使水泥細(xì)度增加，早強(qiáng)的礦物成份比例提高，這些都不利于混凝土的耐久性。我國對水泥質(zhì)量的檢驗(yàn)在強(qiáng)度上只要求不低于規(guī)定的最低許可值，而國外則同時還要求不高于規(guī)定的最高值，如果強(qiáng)度超過了也被認(rèn)為不合格，這種要求還有利于水泥產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性問題2

工程施工單位不適當(dāng)?shù)丶涌焓┕みM(jìn)度，尤其是政府行政領(lǐng)導(dǎo)對工程進(jìn)度的不適當(dāng)干預(yù)?；炷恋哪途眯再|(zhì)量尤其需要有足夠的施工養(yǎng)護(hù)期加以保證，早產(chǎn)有損生命健康的概念同樣適用于混凝土。搶工獻(xiàn)禮工程，很可能就是今后注定要花掉更多資金進(jìn)行大修的短命工程。提前完成合同規(guī)定施工期限的在國外要被罰款，因?yàn)橐馕吨こ藤|(zhì)量有遭到損害的可能?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性問題為了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料是重要的技術(shù)手段，國外有的規(guī)范甚至規(guī)定在橋梁等混凝土結(jié)構(gòu)中必須加入粉煤灰等摻合料。工程技術(shù)界的一些過時的看法，對改善混凝土的耐久性能造成阻力。如顧慮會影響混凝土強(qiáng)度而不愿使用引氣劑，而引氣本應(yīng)作為改善混凝土耐久性和工作性的常規(guī)手段；又如，希望加大水泥用量來保證混凝土強(qiáng)度，而盡可能低的水泥用量本應(yīng)是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途徑。混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性也是可持續(xù)發(fā)展的需要。生產(chǎn)混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗國土資源并破壞植被與河床，水泥生產(chǎn)排放的二氧化碳已占人類活動排放總量的1/5-1/6，而我國排放的二氧化碳量已居世界第二。我國現(xiàn)在每年生產(chǎn)5億多噸水泥，與之相伴的是年耗20多億方的砂石，長此以往實(shí)難以為繼。延長結(jié)構(gòu)使用壽命意味著節(jié)約材料，而耐久的混凝土一般又應(yīng)是水泥用量較低和礦物摻合料（工業(yè)廢料）用量較高的混凝土，所以耐久的混凝土正適應(yīng)環(huán)境保護(hù)的需要。國際上對橋梁、隧道等土木工程的設(shè)計工作壽命多為100年，有的如英國為120年?？紤]到耐久性不足所造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)，國際上近年來有要求將這些工程的最低工作壽命進(jìn)一步延長的趨勢，如提出城市環(huán)境中的橋梁至少應(yīng)有150年。四、瓦斯隧道瓦斯隧道

瓦斯，又名沼氣，化學(xué)名稱叫甲烷。它是一種無色、無臭、無味、易燃、易爆的氣體。如果空氣中瓦斯的濃度在5．5％~16％時，有明火的情況下就能發(fā)生爆炸。瓦斯爆炸會產(chǎn)生高溫、高壓、沖擊波，并放出有毒氣體。

1瓦斯隧道開挖施工方案及安全措施，應(yīng)注意以下內(nèi)容：（1）安全管理制度及機(jī)構(gòu)設(shè)置。（2）上崗人員資質(zhì)及安全培訓(xùn)考核情況。（3）施工通風(fēng)設(shè)計及瓦斯監(jiān)控方案。

2瓦斯隧道機(jī)電設(shè)備防爆（1）對機(jī)電設(shè)備和電纜的日常檢查與周期維護(hù)記錄。（2）供電、配電、用電設(shè)備防爆、接地與漏電保護(hù)、避雷措施。瓦斯隧道

3瓦斯隧道防火（1）洞外消防水池設(shè)置和消防用砂備料情況。（2）防火措施的落實(shí)情況。（3）作業(yè)人員登記簿，抽查個人自救器攜帶情況。4瓦斯隧道鉆爆作業(yè)（1）炸藥及電雷管等火工用品是否符合鉆爆設(shè)計。（2）抽查裝藥、封堵、爆破網(wǎng)絡(luò)連線施工作業(yè)。瓦斯隧道

5瓦斯隧道揭煤防突（1）超前探測與瓦斯突出危險性預(yù)測①超前鉆孔位置、鉆探記錄和巖芯。②施工、試驗(yàn)檢測記錄。應(yīng)在距煤層垂直距離5m處開挖工作面打瓦斯測壓孔，或在距煤層垂直距離不小于3m處的開挖工作面進(jìn)行突出危險性預(yù)測，預(yù)測方法和臨界指標(biāo)應(yīng)符合《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》要求。瓦斯隧道（2）防治煤與瓦斯突出措施與效果檢驗(yàn)①確定有煤與瓦斯突出危險時，在揭煤前制定包括技術(shù)、組織、安全、通風(fēng)、監(jiān)測、搶險、救護(hù)等技術(shù)組織措施，并進(jìn)行審批和落實(shí)情況檢查。②瓦斯鉆孔排放施工設(shè)計方案。③施工、試驗(yàn)檢測記錄。防突措施實(shí)施后，進(jìn)行效果檢驗(yàn)，以確認(rèn)防突措施是否有效。防突措施效果檢驗(yàn)應(yīng)在距煤層垂直距離2m的巖層以外進(jìn)行。防突措施效果檢驗(yàn)方法、指標(biāo)及臨界值應(yīng)根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)確定或按現(xiàn)行《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》要求進(jìn)行，防突措施無效時應(yīng)采取補(bǔ)充防突措施。瓦斯隧道（3）石門揭煤與煤巷掘進(jìn)①石門揭煤施工設(shè)計方案。②施工、試驗(yàn)檢測記錄。揭開煤層后應(yīng)檢查開挖面前方10m范圍內(nèi)煤與瓦斯的突出危險性，如各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求，可掘進(jìn)5m，再檢測10m，掘進(jìn)5m，始終保持工作面前方有5m的安全區(qū)。如任何一項(xiàng)指標(biāo)超過臨界值，應(yīng)采取補(bǔ)充防突措施直至有效。瓦斯隧道預(yù)防塌方瓦斯是從煤層中突出的一種可燃可爆氣體。當(dāng)隧道穿過含有煤層的洞段時，不僅要注意煤層的穩(wěn)定問題，更應(yīng)防范瓦斯爆炸所引起的塌方，因此引起塌方的預(yù)防方法主要是及時向洞內(nèi)通風(fēng)，將洞內(nèi)瓦斯氣體稀釋和排出，在施工時減少金屬間的互相撞擊，以減少引發(fā)氣體爆炸的火花、火星產(chǎn)生。

怎樣預(yù)防井下瓦斯爆炸

要加強(qiáng)隧道內(nèi)通風(fēng)，采用各種通風(fēng)措施，保證隧道內(nèi)瓦斯不超過規(guī)定含量，嚴(yán)格檢查制度，低瓦斯隧道每班至少檢查2次，高瓦斯隧道每班至少檢查3次，發(fā)現(xiàn)有害氣體超過規(guī)定，應(yīng)及時采取封閉等必要措施。每個作業(yè)人員應(yīng)注意，在進(jìn)入隧道時，嚴(yán)禁攜帶煙蒂和點(diǎn)火物品，不要使用電爐和燈泡取暖?，F(xiàn)場救護(hù)

當(dāng)聽到或看到瓦斯爆炸時，應(yīng)面背爆炸地點(diǎn)迅速臥倒，如眼前有水，應(yīng)俯臥或側(cè)臥于水中，并用濕毛巾捂住鼻口。距離爆炸中心較近的作業(yè)人員，在采取上述自救措施后，迅速撤離現(xiàn)場，防止二次爆炸的發(fā)生。

瓦斯爆炸后，應(yīng)立即切斷通往事故地點(diǎn)的一切電源，馬上恢復(fù)通風(fēng)，設(shè)法撲滅各種明火和殘留火，以防再次引起爆炸。所有生存人員在事故發(fā)生后，應(yīng)統(tǒng)一、鎮(zhèn)定地撤離危險區(qū)。遇有一氧化碳中毒者，應(yīng)及時將其轉(zhuǎn)移到通風(fēng)良好的安全地區(qū)。如有心跳、呼吸停止，立即在安全處進(jìn)行人工心肺復(fù)蘇，不要延誤搶救時機(jī)。五、開挖施工方法簡介新奧法概念

新奧法是六十年代奧地利專家臘布希維茲(L.V.Rabccwicz)總結(jié)前人在隧道施工中累積的經(jīng)驗(yàn)后所提出來的一套隧道設(shè)計、施工的新技術(shù)。1948年提出，并于1962年奧地利第八屆土力學(xué)會議（薩爾茨堡）得到正式命名的隧道施工方法。新奧法就是施工過程中充分發(fā)揮圍巖本身具有的自承能力，即洞室開挖后，利用圍巖的自穩(wěn)能力及時進(jìn)行以噴錨為主的初期支護(hù)，使之與圍巖密貼，減小圍巖松動范圍，提高自承能力，使支護(hù)與圍巖聯(lián)合受力共同作用。新奧法遵循原則

為使圍巖形成中空筒狀支承環(huán)結(jié)構(gòu)，應(yīng)遵循下述原則：（1）應(yīng)當(dāng)考慮巖體的力學(xué)特性。（2）應(yīng)當(dāng)在適宜的時機(jī)構(gòu)筑適宜的支護(hù)結(jié)構(gòu)，避免在圍巖中出現(xiàn)不利的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。（3）為使圍巖形成力學(xué)上十分穩(wěn)定的中空筒狀支承環(huán)結(jié)構(gòu)，必須構(gòu)筑一個閉合的支護(hù)結(jié)構(gòu)。（4）由現(xiàn)場量測監(jiān)控圍巖動態(tài)，根據(jù)容許變形量求得最適宜的支護(hù)結(jié)構(gòu)?！靶聤W法”適用的圍巖條件“新奧法”適用的圍巖條件是具有粘性、塑性、彈性的連續(xù)介質(zhì)，而對于那些粘性較差、非塑性、非彈性的松散體，用“新奧法”理論就值得研究。必須根據(jù)具體情況，采取一些特殊施工工藝，才能滿足工程要求。新奧法與噴錨支護(hù)的關(guān)系

新奧法與噴錨支護(hù)的關(guān)系噴錨支護(hù)只是一種支護(hù)手段，并且新奧法中的噴錨支護(hù)手段在理論上也有它自己的獨(dú)立體系。從理論上講，隧道力學(xué)理論分成兩個體系。一是松動壓學(xué)派，一是粘、彈、塑性理論學(xué)派。松動壓學(xué)派是以研究作用于隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載---松動壓為中心來解決支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的。粘、彈、塑性理論學(xué)派是以研究圍巖中應(yīng)力再分配為中心來解決隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的。新奧法理論屬于粘、彈、塑性理論學(xué)派的第二分支，因此，沒有松動壓的概念。新奧法所使用的支護(hù)手段

新奧法所使用的支護(hù)手段中，除了噴錨支護(hù)外，還有鋼拱支架、U型可縮性支架、鋼筋網(wǎng)、二次模注砼等，在特殊情況下，還要配合使用注漿加固、凍結(jié)加固等特殊手段，并且這些支護(hù)手段的最終目的是約束圍巖變位，使圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)共同形成支承結(jié)構(gòu)。另外，新奧法構(gòu)筑支護(hù)手段的時間效應(yīng)和空間效應(yīng)對形成支承環(huán)結(jié)構(gòu)、保障圍巖穩(wěn)定有很重要的意義。施工經(jīng)驗(yàn)表明，采用噴錨支護(hù)如果忽視時間效應(yīng)和空間效應(yīng)，不僅達(dá)不到預(yù)期效果，甚至?xí)斐晒こ淌鹿?。新奧法施工程序、開挖方式施工程序（1）開挖（2）一次被覆---初期支護(hù)（3）構(gòu)筑防水層（4）二次被覆---二次襯砌開挖方式用新奧法掘進(jìn)隧道，其開挖方式有全斷面法、臺階法、臨時仰拱法、側(cè)壁導(dǎo)坑法幾種。武廣---雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、環(huán)形開挖留核心土法、短臺階法、臺階法、全斷面法等。隧道掘進(jìn)機(jī)概念

當(dāng)隧道長度過長時，用常規(guī)鉆爆法進(jìn)行隧道施工將需要相當(dāng)長的工期，隧道掘進(jìn)機(jī)法施工則適合長隧道施工的需要。隧道掘進(jìn)機(jī)英文名稱是TunnelBoringMachine，簡稱TBM。根據(jù)國外實(shí)踐證明：當(dāng)隧道長度與直徑之比大于600時，采用TBM進(jìn)行隧道施工是經(jīng)濟(jì)的。TBM最大的優(yōu)點(diǎn)是快速。其一般速率為常規(guī)鉆爆法的3～10倍。此外，采用TBM施工還有優(yōu)質(zhì)、安全、有利于環(huán)境保護(hù)和節(jié)省勞動力等優(yōu)點(diǎn)。由于TBM提高了掘進(jìn)機(jī)速率，工期大為縮短，因此在整體上是經(jīng)濟(jì)的。TBM的缺點(diǎn)主要是對地質(zhì)條件的適應(yīng)性不如常規(guī)的鉆爆法；主機(jī)重量大；前期訂購TBM費(fèi)用較多；要求施工人員技術(shù)水平和管理水平高；對短隧道不能發(fā)揮其優(yōu)越性。由于科學(xué)技術(shù)的不斷迅猛進(jìn)步，現(xiàn)在TBM可以適應(yīng)較為復(fù)雜的地質(zhì)條件，從松散軟土到極堅硬的巖石都可以應(yīng)用，使用范圍日益廣泛。隧道掘進(jìn)機(jī)的分類

隧道掘進(jìn)機(jī)的針對性很強(qiáng)，不同的地質(zhì)條件需要不同的掘進(jìn)機(jī)，也就產(chǎn)生了不同的掘進(jìn)機(jī)。--有的適用于軟土，又稱為盾構(gòu)機(jī)(ShieldMachine)--有的適用于巖石，稱硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）。--既能在巖石又能在軟土中掘進(jìn)的兩用混合掘進(jìn)機(jī)，已應(yīng)用于英吉利海峽隧道法國側(cè)隧道施工以及我國連接香港九龍和新界的西鐵隧道施工。盾構(gòu)法適用于軟土地區(qū)埋深大的隧道工程，可穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物和地下管線密集區(qū)的下部。盾構(gòu)是這種施工方法中最主要的施工機(jī)具，它是一個既能支撐地層壓力又能在地層中推進(jìn)的鋼筒結(jié)構(gòu)體--隧道掘進(jìn)機(jī)。目前，盾構(gòu)法建造的隧道主要用于水底公路隧道、地鐵區(qū)間隧道、電力電訊隧道、市政管線隧道和進(jìn)水排水隧道等地下工程。隧道掘進(jìn)機(jī)在我國的應(yīng)用

自1978年我國實(shí)行改革開發(fā)以來，已有甘肅省引大入秦工程、山西省萬家寨引黃工程和陜西省秦嶺鐵路隧道工程等項(xiàng)目引入國外大型TBM進(jìn)行隧道施工，取得了成功。西安－安康鐵路秦嶺Ⅰ線隧道全斷面掘進(jìn)機(jī)(TBM)的成功應(yīng)用，我國鐵路隧道施工技術(shù)水平又有了新的突破。秦嶺隧道為兩座平行的單線隧道，是我國目前最長的單線鐵路隧道，其中Ⅰ線隧道全長18.46Km，最大埋深1600m，巖石平均抗壓強(qiáng)度達(dá)150MPa。秦嶺Ⅰ線隧道斷面直徑φ8.8m，復(fù)合式襯砌，采用掘進(jìn)機(jī)施工，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)、出碴工序機(jī)械化，掘進(jìn)速度高、超挖少，對圍巖擾動少，改善作業(yè)環(huán)境，為我國今后鐵路長隧道快速施工創(chuàng)造了新的經(jīng)驗(yàn)。長隧道TBM施工中的問題

（1）超前地質(zhì)探測問題由于長隧道在施工前的地質(zhì)勘查不可能做得十分詳盡，因此，常常在施工中出現(xiàn)一些不可預(yù)見的地質(zhì)災(zāi)害，例如涌水、巖溶、瓦斯、斷層、膨脹巖、高地應(yīng)力、圍巖大變形等。因此，TBM在掘進(jìn)過程中，必須有超前地質(zhì)探測的保證。我國在60年代修建的成昆鐵路全線共有415座隧道,其中發(fā)生涌水問題的占93.5％。在危地馬拉的RioChixoy水電站的27km長的供水隧道中,因遇到巖溶,一臺TBM被埋在一個侵蝕洞穴。委內(nèi)瑞拉的Yacambu隧道長27km,其圍巖收斂變形每分鐘達(dá)到20cm,致使TBM無法完成掘進(jìn)而停工。萬家寨引黃工程南干7#隧洞遇到摩天嶺大斷層（影響帶長達(dá)300m）,因進(jìn)行工程處理而延誤工期達(dá)3個月之久。因此,TBM在掘進(jìn)過程中,必須有超前地質(zhì)探測的保證。長隧道TBM施工中的問題（2）長隧道工程質(zhì)量的檢查驗(yàn)收問題

TBM施工長隧道具有快速高效的特點(diǎn)。但是，對這些長隧道施工質(zhì)量的檢查驗(yàn)收通?？坷没貜梼x、鉆孔抽查等常規(guī)手段。這些手段不能對隧道全線的工程質(zhì)量作出全面完整可靠的檢驗(yàn)。瑞士安伯格測量技術(shù)有限公司研制出TS360型系列隧道掃描器滿足了隧道全線工程檢測的需要。

長隧道TBM施工中的問題（3）安全問題

TBM在長隧道中施工，萬一發(fā)生事故，施工人員是難以迅速撤離出隧道的。因此，TBM必須配備可靠的安全保護(hù)系統(tǒng)?？偟膩碇v，TBM施工的事故遠(yuǎn)比鉆爆法小。

TBM施工中發(fā)生水、火災(zāi)害的風(fēng)險不大,但是丹麥GreatBelt工程隧道4臺TBM在施工中就遇到了罕見的水、火災(zāi)害。幸運(yùn)的是這兩次事件均未造成人員傷亡,特別需要指出的是嚴(yán)重的火災(zāi)持續(xù)了17小時,周圍溫度高達(dá)700°左右,優(yōu)秀的防爆系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)自動啟動,防爆緊急電源開始工作,自動氧氣罩的供給,保證了施工人員的安全撤離。這個實(shí)例強(qiáng)有力地說明TBM施工必須有可靠的安全保護(hù)系統(tǒng),同時也充分地說明只要采用了可靠的安全保護(hù)系統(tǒng),TBM的施工安全是可以得到保證的。長隧道TBM施工中的問題（4）長隧道的出口當(dāng)隧道采用TBM獨(dú)頭掘進(jìn)長度超過20Km，又無條件增設(shè)支洞或豎井時，將會由于向洞外出閘運(yùn)距加長，向洞內(nèi)運(yùn)送人員、物資時間增加等原因，而降低TBM的效率。同時，萬一洞內(nèi)發(fā)生意外事故，增加人員的危險性。因此，通常在單條隧道情況下，大約需要每隔10Km～15Km設(shè)置一出口。長隧道TBM施工中的問題（5）TBM的部件儲備長隧道采用TBM時，TBM的一些零部件容易磨損，需要更換。因此，必須有一定數(shù)量的易損部件的儲備，否則會導(dǎo)致停機(jī)待料，延誤工期，造成損失。通常部件庫存量應(yīng)是整機(jī)數(shù)量的10%，其供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)有充足的貨源，完善的庫房，良好的運(yùn)輸和通訊條件以及高效的管理人員。六、檢測技術(shù)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(hù)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(hù)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。按用途可分類隧道工程測試按用途可分為：1工程測試：為保證施工過程中隧道的穩(wěn)定和有效地進(jìn)行施工控制而必須進(jìn)行的測試項(xiàng)目。如：隧道拱頂下沉、隧道收斂等。2檢驗(yàn)測試：為保證和檢驗(yàn)隧道工程質(zhì)量而進(jìn)行的測試項(xiàng)目。如：錨桿抗拔力及密實(shí)度檢測、斷面測量、支護(hù)結(jié)構(gòu)厚度及缺陷檢測等。按測試內(nèi)容分類按測試內(nèi)容可分為：

1圍巖狀態(tài)（包括原巖應(yīng)力、松弛范圍等）測試；

2荷載（圍巖壓力及支護(hù)層間壓力）測試；

3支護(hù)結(jié)構(gòu)狀態(tài)（包括支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移等）測試。測試項(xiàng)目及手段測試項(xiàng)目及手段1隧道周邊位移及斷面：精密水準(zhǔn)儀、收斂計、全息攝影機(jī)、隧道斷面儀。

2圍巖內(nèi)部位移：鉆孔多點(diǎn)位移計（機(jī)械式、電磁式）、地面撓度儀。3淺埋隧道地面沉降：精密水準(zhǔn)儀、全斷面沉降儀、激光掃平儀。一般用水平儀量測，量測精度±1mm。測試項(xiàng)目及手段4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。

5巖體破壞狀態(tài)：巖體聲波測試儀。

6超前地質(zhì)預(yù)報：淺層地震儀。

7圍巖壓力及支護(hù)層間壓力：壓力傳感器。

8