[全國]華科地下工程巖石隧道施工技術(shù)（共91頁）

1、巖石隧道施工技術(shù) 一、隧道施工方法分類方式： 第一節(jié)概述 二、公路隧道施工方法（一）礦山法 它是以木或鋼構(gòu)件作為臨時支撐，待隧道開挖成形后，逐步將臨時支撐撤換下來，而代之以整體式襯砌作為永久性支護的施工方法。 礦山法施工的“十二字原則”（1）少擾動；（2）早支撐；（3）慎撤換；（4）快襯砌。 礦山法施工順序:（1）先墻后拱法：又稱為順作法，它通常是在隧道開挖成形后，再由下至上施作模筑混凝土襯砌。（2）先拱后墻法：又稱為逆作法，它是先將隧道上部開挖成形并施作拱部襯砌后，在拱圈的掩護下,再開挖下部并施作邊墻襯砌。（二）新奧法 新奧法以既有隧道工程經(jīng)驗和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，以維護和利用圍巖自穩(wěn)能力

2、為基點，將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護手段，及時進行支護，以便控制圍巖的變形與松馳，使圍巖成為支護體系的一部分，形成了錨桿、噴射混凝土和隧道圍巖組成的三位一體的承載結(jié)構(gòu)，共同支承巖體壓力。 新奧法施工程序流程: 新奧法施工采取的基本原則:（1）少擾動；（2）早噴錨；（3）勤量測；（4）緊封閉。 新奧法施工特點:（1）開挖作業(yè)多采用光面爆破和預(yù)裂爆破，并盡量采用大斷面或較大斷面開挖，以減少對圍巖的擾動；（2）隧道開挖后，盡量利用圍巖的自承能力，充分發(fā)揮圍巖自身的支護作用；（3）根據(jù)圍巖的特征，采用不同的支護類型和參數(shù)，適時施作密貼于圍巖的柔性噴射混凝土和錨桿初期支護，以控制圍巖的變形和

3、松馳；（4）在軟弱破碎圍巖地段，使斷面及早閉合，以有效地發(fā)揮支護體系的作用，保證隧道的穩(wěn)定；（5）二次襯砌原則上是在圍巖與初期支護變形基本穩(wěn)定的條件下修筑的，圍巖與支護結(jié)構(gòu)形成一個整體，因而提高了支護體系的安全度；（6）盡量使隧道斷面周邊輪廓圓順，避免棱角突變處應(yīng)力集中；（7）通過施工中對圍巖和支護結(jié)構(gòu)的動態(tài)觀察、量測，合理安排施工程序，進行隧道工程的信息化的設(shè)計、施工與管理。 三、隧道開挖施工方法（一）隧道開挖方式 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、工區(qū)長度、機械配備能力、經(jīng)濟性等相關(guān)因素

4、進行綜合分析，采用適當(dāng)?shù)拈_挖方式和方法。 按開挖隧道的橫斷面分部情形可分為： (1)全斷面開挖法； (2)臺階開挖法； (3)分部開挖法； (4)若干變化開挖方案。（1）全斷面開挖法 全斷面開挖法就是將全部設(shè)計斷面一次開挖成型，再修筑襯砌的施工方法。 全斷面一次開挖法主要工序: 使用移動式鉆孔臺車，首先全斷面一次鉆孔，并進行裝藥連線，然后將鉆孔臺車退至安全地點，再起爆，使得斷面一次爆破成型，出渣后鉆孔臺車再推進至開挖面就位，開始下一個鉆爆作業(yè)循環(huán)，同時進行先墻后拱襯砌。 全斷面開挖法適用條件：（1）一般適用于級圍巖，在用于級圍巖時，圍巖應(yīng)具備從全斷面開挖到施作初期支護時間段內(nèi)，保持其自身穩(wěn)定的

5、條件。（2）有鉆孔臺車或自制作業(yè)臺架及高效率裝運機械設(shè)備。（3）隧道長度或施工區(qū)段長度不宜太短，一般不應(yīng)小于1km，否則采用大型機械化施工，其經(jīng)濟性較差。（4）可采用深孔爆破，深度可取3m3.5m。 全斷面開挖法優(yōu)點：（1）開挖一次成形，對圍巖振動少，有利于圍巖穩(wěn)定；（2）施工工序少，相互干擾小，便于施工組織與施工管理；（3）開挖斷面大，鉆爆施工效率較高，可以采用深孔爆破的方法，掘進速度快；勞動生產(chǎn)率高，施工速度快，質(zhì)量好；（4）作業(yè)空間大，有條件充分使用大型施工機械設(shè)備，改善勞動條件，減輕工人勞動強度。（2）臺階開挖法 將設(shè)計斷面分上半部斷面和下半部斷面兩次開挖成型；或采用上弧形導(dǎo)坑超前開挖

6、和中核開挖及下部開挖（即臺階分部開挖法）。 臺階開挖法特點：（1）有利于開挖面的穩(wěn)定，尤其是上部開挖支護后，下部斷面作業(yè)就較為安全；（2）具有較大的工作空間和較快的施工速度，但上下部作業(yè)有相互干擾影響；（3）臺階開挖法宜采用輕型鑿巖機鉆孔，而不宜采用大型鑿巖臺車設(shè)備；（4）臺階開挖增加了對圍巖的擾動次數(shù)，下部作業(yè)對上部穩(wěn)定性會產(chǎn)生不良的影響。 臺階開挖法類型： 1、長臺階法； 2、短臺階法； 3、微臺階法。（3）分部開挖法 它是將隧道斷面分部開挖逐步成型，且一般將某一部分超前開挖，故稱為導(dǎo)坑超前開挖法。1上導(dǎo)坑開挖；2上半部其他部位開挖；3拱部錨噴支護；4 拱部襯砌；5下半部中部開挖；6邊墻開

7、挖；7邊墻錨噴支護及襯砌 分部開挖法優(yōu)缺點：（1）分部開挖減小了每個坑道的跨度，有利于增強坑道圍巖的相對穩(wěn)定性，易于進行局部支護。因此，它主要適用于軟弱破碎圍巖或設(shè)計斷面較大的隧道施工。（2）采用導(dǎo)坑超前開挖，有利于提前探明地質(zhì)情況，便于及時處理或變更施工手段等。（3）其缺點是分部開挖法作業(yè)面較多，各工序相互干擾較大，增大施工組織和管理難度。分部鉆爆掘進，增加了對圍巖的擾動次數(shù)，不利于圍巖的穩(wěn)定。若采用的導(dǎo)坑斷面過小，則會使施工速度減慢面影響總工期等。 常用的分部開挖方法： 1、環(huán)形開挖留核心土法； 2、上下導(dǎo)坑超前開挖法； 3、單側(cè)壁導(dǎo)坑法； 4、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法； 5、中洞法； 6、中隔壁法（

8、CD）； 7、交叉中隔壁法（CRD）。 第二節(jié)爆破開挖法 爆破開挖是近年來廣泛使用的經(jīng)濟、快速開挖方法，隨著爆破技術(shù)的不斷發(fā)展，采用爆破開挖隧道技術(shù)經(jīng)驗的不斷積累，目前人們已可以成功的采用爆破方法，進行各種斷面形狀隧道的開挖并可使開挖效果達(dá)到預(yù)定的程度。一、巖石的爆破性分級級別爆破指數(shù)N爆破難易程度代表性巖石1 29極易爆千枚巖、破碎板巖、泥質(zhì)板巖、破碎白云巖229.00138138.00146易爆角礫巖、綠泥巖、米黃色白云巖246.00153153.00160中等石英巖、煌斑巖、大理巖、灰白色白云巖260.00168168.00174難爆磁鐵石英巖、角閃斜長片麻巖274.00181181.0

9、0186極難爆矽卡巖、花崗巖、淺色砂巖2 86爆破開挖主要作業(yè)過程 鉆眼裝炸藥填封起爆通風(fēng)（通風(fēng)的目的在于冷卻爆破后的巖體，進行濕度與溫度交換）清除遺留炸藥和藥包（清除遺留炸藥，避免未起爆的炸藥后續(xù)起爆而引起的安全事故）外運爆破下來的石碴。二、炮眼的布置方式三種炮眼的布置方式斜眼掏槽布置方式（a）錐形（b）、（c）楔形（d）爬形直眼掏槽形式常用的平行布置方式輔助眼和周邊眼的布置 輔助眼的布置主要是指炮眼間距E值和最小抵抗線V值的確定。主要根據(jù)巖石軟硬和用藥量多少，由工地試驗確定。輔助眼應(yīng)由內(nèi)向外，逐層布置，逐層起爆，逐步接近開挖斷面輪廓形狀。 當(dāng)周邊眼的底端位于巖質(zhì)較松軟或較破碎狀時，炮眼口應(yīng)

10、放在設(shè)計輪廓線以內(nèi)，眼底則應(yīng)根據(jù)巖石抗爆破性來確定其位置，應(yīng)將炮眼方向以35的斜率外插，這是為了控制超欠挖和便于下一循環(huán)鉆眼時便于落鉆開眼。三、炮眼的大小及數(shù)量 炮眼的直徑則主要取決于炸藥卷的直徑，通常用于隧道開挖的炸藥卷的直徑在2050mm之間，這主要取決于設(shè)計開挖面積的大小，兩者之間的關(guān)系可用下圖所示的經(jīng)驗曲線表示，即炸藥卷直徑隨著開挖面積的增大而增大。爆破參數(shù)與炸藥卷直徑的關(guān)系：爆破參數(shù)炸藥卷直徑25mm40mm炮眼數(shù)m9848.5鉆眼總長m343143.6炮眼長度m3.53.14爆破進尺m3.413.11爆破有效率%97.599炮眼比量個/m23.771.87每炮眼長度m/m33.77

11、1.78炸藥用量kg126.7138.1炸藥比例kg/m31.391.71四、光面爆破和預(yù)裂爆破法（一）光面爆破法 光面爆破是通過調(diào)整周邊眼的各爆破參數(shù)，使爆炸先沿各孔的中心連線形成貫通的破裂縫，然后使得內(nèi)圍巖體裂解，并向臨空面方向拋擲。光面爆破的技術(shù)要求：（1）根據(jù)圍巖特點合理選擇周邊眼間距和周邊眼的最小 抵抗線。（2）嚴(yán)格控制周邊眼的裝藥量，應(yīng)使藥量沿炮眼全長合 理分布，并合理選擇炸藥品種和裝藥 結(jié)構(gòu)。（3）采用周邊眼同時起爆。（4）嚴(yán)格掌握鉆眼作業(yè)，使三種炮眼的位置及方向難確 無誤，否則光面爆破的效果會明顯降低，達(dá)不到光 面爆破的目的。（5）各光面爆破參數(shù)如周邊眼間距E、最小抵抗線V、相

12、 對距E/V和裝藥集中度g等，應(yīng)采用工程類比法或根 據(jù)爆破漏斗及成縫試驗確定。光面爆破參數(shù)參照表巖石種類飽和單軸抗壓極限強度Rb（MPa）裝藥不偶合系數(shù)D周邊眼間距E（cm）周邊眼最小抵抗線V（cm）相對距E/V周邊眼裝藥集中度g（kg/m）硬巖 601.251.50557070850.81.00.300.35中硬巖30601.502.00456060750.81.00.200.30軟巖 302.002.50305040600.50.80.070.15注：（1）軟巖隧道光面爆破的相對距宜取小值； （2）裝藥集中度按2號巖石硝銨炸藥考慮，當(dāng)采用其它炸藥時，應(yīng)進行換算。 換算指標(biāo)主要是猛度和爆力（

13、平均值），換算系數(shù)K： K（2號巖石炸藥猛度/換算炸藥猛度2號巖石炸藥爆力/換算炸藥爆力）/2（二）預(yù)裂爆破法 預(yù)裂爆破法的分區(qū)起爆順序為：周邊眼掏槽眼輔助眼底板眼。 它是以預(yù)先爆破周邊炮的辦法，沿著設(shè)計輪廓線（也是周邊眼之間）炸出一個貫通預(yù)裂縫，即預(yù)留光面層，從而把開挖部分的主體巖石與其外部圍巖分割開，使緊隨其后爆炸的掏槽炮和輔助炮爆炸時，其主體爆破產(chǎn)生的沖擊波（應(yīng)力波）的破壞作用被預(yù)裂面所隔斷而受到大量衰減，因而更有效地減少了對圍巖的擾動。預(yù)裂爆破參數(shù)參照表巖石種類飽和單軸抗壓極限強度Rb（MPa）裝藥不偶合系數(shù)D周邊眼間距 E（cm）周邊眼至內(nèi)圈崩落眼間距（cm）周邊眼裝藥集中度g（kg

14、/m）硬巖 601.21.34050400.350.40中硬巖30601.31.44045400.250.35軟巖 301.42.03040300.090.19預(yù)留光面層光面爆破參數(shù)參照表巖石種類飽和單軸抗壓極限強度Rb（MPa）裝藥不偶合系數(shù)D周邊眼間距E（cm）周邊眼最小抵抗線V（cm）相對距E/V周邊眼裝藥集中度g（kg/m）硬巖 601.251.50607070800.71.00.200.30中硬巖30601.502.00405050600.81.00.100.15軟巖 302.002.50405050600.70.90.070.12注：（1）本表適用范圍：炮眼深度1.03.5m、炮眼

15、直徑4050mm、藥卷直徑2032mm； （2）裝藥集中度按2號巖石硝銨炸藥考慮，當(dāng)采用其它炸藥時，應(yīng)進行換算。（三）毫秒爆破法 毫秒爆破法是隧道施工開挖的一項現(xiàn)代爆破新技術(shù)。其實質(zhì)是以毫秒雷管嚴(yán)格按一定順序起爆炸藥包組，使爆破前后階段的時間間隔極其短促，以毫秒計算。爆破產(chǎn)生的巖石破壞作用力（應(yīng)力波或沖擊波）可以疊加，促使巖石易于被炸碎；同時，前后段爆破傳遞到圍巖內(nèi)部的沖擊波又相互干擾和相互抵消，使沖擊波對圍巖的震動破壞大為減弱。毫秒爆破法具有下列優(yōu)點：（1）滿足光面爆破的技術(shù)要求，可以獲得良好的爆破效果；（2）毫秒爆破對圍巖的震動破壞最少；同時，可以減少滯炮和滯炮帶來的麻煩；（3）把毫秒爆破

16、一次爆破的總延長時間控制在130毫秒以內(nèi)，即使巖層有瓦斯，瓦斯也尚來不及泄出就爆破完畢，可提高掘進速度。五、裝藥結(jié)構(gòu)與起爆（一）裝藥結(jié)構(gòu) 按起爆藥卷在炮眼中的位置和其中雷管的聚能穴的方向可分為：正向裝藥和反向裝藥； 按其連續(xù)性則可分為：連續(xù)裝藥和間隔裝藥。（二）起爆順序與時差（1）除預(yù)裂爆破的周邊眼是最先起爆外，在同一個開挖 斷面上，起爆順序是由內(nèi)向外逐層起爆。（2）各層（卷）炮之間的起爆時差越小，則爆破效果越 好，常采用的時差為40200ms，稱為微差爆破。（3）內(nèi)圈炮眼先起爆，外圈炮眼后起爆，為此，實際上 常采用毫秒雷管。（4）內(nèi)外圈中的同圈炮必須同時起爆，以保證同圈炮的 共同作用的爆破效

17、果。（5）延發(fā)時間可由孔內(nèi)控制或孔外控制。第三節(jié)錨桿施工 錨桿是噴錨支護中的一個重要組成部分，在噴錨聯(lián)合支護中起著主要作用。錨桿除去與噴射混凝土聯(lián)合使用外也可以單獨使用。在隧道開挖過程中用錨桿作為保證施工安全的臨時支護是很方便的，在一些小跨度隧道中，為了簡化施工工序，節(jié)省材料，也常常單獨采用錨桿來支護，此時為防止兩根錨桿之間巖塊的掉落可輔以鐵絲網(wǎng)、橫梁、背板等。一、錨桿的布置方式沿隧道縱向錨桿的不同分布方式： 沿隧道縱向上，當(dāng)錨桿按等間距布置時，則其分布如圖（a）所示，當(dāng)錨桿在沿隧道的縱向的間距較大時，需采用圖（b）所示的棱形分布，即在兩等間距的錨桿之間、再交叉布置一層錨桿、以增大錨桿的支撐能

18、力。在不同分層情況下的錨桿的安裝方式：如上圖所示，錨桿的方向要盡可能與巖層層面垂直相交，以達(dá)到較好的錨固效果。二、錨桿施工施工要點：（一）普通水泥砂漿錨桿施工；（二）早強水泥砂漿錨桿施工；（三）早強藥包錨桿施工；（四）縫管式摩擦錨桿施工要點；（五）楔縫式內(nèi)錨頭錨桿施工要點；（六）脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨索施工要點。第四節(jié)噴射混凝土施工 噴射混凝土是使用混凝土噴射機，按一定的混合程序，將摻有速凝劑的混凝土拌和料與高壓水混合，經(jīng)過噴嘴噴射到巖壁表面上，并迅速凝固形成一層支護結(jié)構(gòu)，從而對圍巖起到支護作用。一、噴射混凝土的施工工藝（a）干式噴射工藝 （b）濕式噴射工藝 綱纖維混凝土綱纖維混凝土早期強度鋼纖

19、維混凝土的受壓性能五、鋼拱架制作與安設(shè)在下列情況，一般可以使用鋼拱架噴射混凝土支護：（1）自穩(wěn)時間很短的圍巖隧道；（2）淺埋、偏壓隧道，當(dāng)早期圍巖壓力增長快，需要提高初期支護的強度和則度時，鋼拱架具有較大的支護強度和剛度，可承受開挖時引起的松動壓力，架設(shè)后宜及時噴射混凝土，與超前支護配合使用，支護效果更好；（3）砂卵石、土夾石地層，大面積淋水地段，以及為了抑制圍巖大的變形需要增強支護抗力時；（4）當(dāng)需施作超前支護，需要設(shè)置鋼拱架作為超前錨桿（或超前鋼管）的支承構(gòu)件時。臨時支撐 常見的臨時支撐為支架式結(jié)構(gòu)，鋼支架則常被用在松散及流動的地層條件下作為輔助支撐結(jié)構(gòu)，由于鋼支架在建造后可立即承載，且承

20、載能力大，可重復(fù)使用，因此它是臨時支撐結(jié)構(gòu)的主要形式。邊緣支架構(gòu)造示意圖第五節(jié)隧道施工輔助方法 由于初期噴錨支護強度的增長不能滿足洞體穩(wěn)定的要求，可能導(dǎo)致洞體失穩(wěn)，或由于大面積淋水、涌水，難以保證洞體穩(wěn)定時，可采用輔助施工措施對地層進行預(yù)加固、超前支護或止水。隧道施工中常用的輔助穩(wěn)定措施有：一、超前錨桿（一）構(gòu)造組成 超前錨桿是沿開挖輪廓線，以稍大的外插角，向開挖面前方安裝錨桿，形成對前方圍巖的預(yù)錨固，在提前形成的圍巖錨固圈的保護下進行開挖等作業(yè)。（二）性能特點及適用條件 超前錨桿支護的柔性較大，整體剛度較小。雖然可以與系統(tǒng)錨桿焊接以增強其整體性，但對于圍巖應(yīng)力較大時，其后期支護剛度就有些不足

21、。因此此類超前支護主要適用于應(yīng)力不太大，地下水較少的軟弱圍巖的隧道工程中，如土砂質(zhì)地層、弱膨脹性地層、流變性較小的地層、裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶等、淺埋無顯著偏壓的隧道。也適宜于采用中小型機械施工。（三）設(shè)計、施工要點（1）超前錨桿的超前量、環(huán)向間距、外插角等參數(shù)，應(yīng)視圍巖地質(zhì)條件、施工斷面大小、開挖循環(huán)進尺和施工條件而定。一般超前長度為循環(huán)進尺的35倍，長35m，環(huán)向間距0.31.0m；外插角宜用1030；搭接長度宜為超前長度的4060左右，即大致形成雙層或雙排錨桿。（2）超前錨桿宜用強砂漿全粘結(jié)式錨桿，錨桿材料可用不小于22的螺紋鋼筋。（3）超前錨桿的安裝誤差，一般要求孔位偏差不超過10

22、cm，外插角超過12，錨入長度不小于設(shè)計長度的96。（4）開挖時應(yīng)注意保留前方有一定長度的錨固區(qū)，以使超前錨桿的前端有一個穩(wěn)定的支點。其尾端應(yīng)盡可能多地與系統(tǒng)錨桿及鋼筋網(wǎng)焊連。若掌子面出現(xiàn)滑塌現(xiàn)象，則應(yīng)及時噴射混凝土封閉開挖面，并盡快打入下一排超前錨桿，然后才能繼續(xù)開挖。（5）開挖后應(yīng)及時噴射混凝土，并盡快封閉環(huán)形初期支護。（6）開挖過程中應(yīng)密切注意觀察錨桿變形及噴射混凝土層的開裂、起鼓等情況，以掌握圍巖動態(tài)，及時調(diào)整開挖及支護參數(shù)，如遇地下水時，則可鉆孔引排。二、管棚加強支護（一）構(gòu)造組成 管棚支護是利用鋼拱架沿開挖輪廓線以較小的外插角、向開挖面前方打入鋼管或鋼插板構(gòu)成的棚架來形成對開挖面前

23、方圍巖的預(yù)支護的一種支護方式。管棚預(yù)支護圍巖（長管棚）（二）性能特點及適用條件 管棚因采用鋼管或鋼插板作縱向預(yù)支撐，又采用鋼拱架作環(huán)向支撐，其整體剛度較大，對圍巖變形的限制能力較強，且能提前承受早期圍巖壓力。因此管棚法特別適用于圍巖壓力來得快來得大、對圍巖變形及地表下沉有較嚴(yán)格的要求的軟弱破碎圍巖隧道工程中。 短管棚一次超前量少，基本上與開挖作業(yè)交替進行，占用循環(huán)時間較多，但鉆孔安裝或頂入安裝較容易。 長管棚一次超前量大，雖然增加了單次鉆孔或打入長鋼管的作業(yè)時間，但減少了安裝鋼管的次數(shù)，減少了與開挖作業(yè)之間的干擾。（三）設(shè)計、施工要點（1）管棚的各項技術(shù)參數(shù)要視圍巖地質(zhì)條件和施工條件而定。長管

24、棚長度不宜小于10m，一般為1045m；管徑70180mm，孔徑比管徑大2030mm，環(huán)向間距0.20.8m；外插角12；兩組管棚間的縱向搭接長度不小于1.5cm，鋼拱架常采用工字鋼拱架或格柵鋼架。（2）鋼拱架應(yīng)安裝穩(wěn)固，其垂直度允許誤差為2，中線及高程允許誤差為5cm；鋼管應(yīng)從工字鋼腹板圓孔穿過，或穿過花鋼拱架；鉆孔方向應(yīng)用測斜儀堅持控制，鋼管不得侵入開挖輪廓線。鉆孔平面誤差不大于15cm，角度誤差不小于0.5。（3）第一節(jié)鋼管前端要加工成尖錐狀，以利導(dǎo)向插入。要打一眼，裝一管，由上而下順序進行。（4）長鋼管應(yīng)用46m的管節(jié)逐段接長，打入一節(jié)，再連接后一節(jié)，連接頭應(yīng)采用厚壁管箍，上滿絲扣，絲

25、扣長度不應(yīng)小于15cm；為保證受力的均勻性，鋼管接頭應(yīng)縱向錯開，一般按編號，偶數(shù)第一節(jié)用4m，奇數(shù)第一節(jié)用6m，以后各節(jié)均采用6m。（5）當(dāng)需增加管棚剛度時，可在安裝好的鋼管內(nèi)注入水泥砂漿，一般在第一節(jié)管的前段管壁交錯鉆1015mm孔若干，以利排氣和出漿，或在管內(nèi)安裝出氣導(dǎo)管，漿注滿后方可停止壓注。（6）水泥砂漿標(biāo)號可用C20C30，并適當(dāng)加大灰砂比。（7）鉆孔時如出現(xiàn)卡鉆或坍孔，應(yīng)注漿后再鉆，有些土質(zhì)地層則可直接將鋼管頂入。三、超前小導(dǎo)管注漿（一）構(gòu)造組成超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固圍巖（二）性能特點及適用條件 漿液被壓注到巖體裂隙中并硬化后，不僅將巖塊或顆粒膠結(jié)為整體起到了加固作用，而且填塞了裂隙

26、，阻隔了地下水向坑道滲流的通道，起到了堵水作用。 因此，超前小導(dǎo)管注漿不僅適用于一般軟弱破碎圍巖，也適用于地下水豐富的軟弱破碎圍巖。（三）小導(dǎo)管布置和安裝（1）小導(dǎo)管鉆孔安裝前，對開挖面及5m范圍內(nèi)的坑道噴射510cm厚混凝土封閉。（2）小導(dǎo)管一般采用32mm的焊接管或40mm的無縫鋼管制作，長度宜為36m，前端做成尖錐形，前段管壁上每隔1020cm交錯鉆眼，眼孔直徑宜為68mm。（3）鉆孔直徑應(yīng)較管徑大20mm以上，環(huán)向間距應(yīng)按地層條件而定，滲透系數(shù)大的，間距亦應(yīng)加大，一般采用2050cm；外插角應(yīng)控制在1030，一般采用15。（4）級圍巖劈裂、壓密注漿時采用單排管；級圍巖或除了坍方時可采用

27、雙排管；地下水豐富的松軟層，可采用雙排以上的多排管；滲入性注漿宜采用單排管；大斷面或注漿效果差時，可采用雙排管。（5）小導(dǎo)管插入后應(yīng)外露一定長度，以便連接注漿管，并用塑膠泥（40Be水玻璃拌525號水泥）將導(dǎo)管周圍孔隙封堵密實。（四）注漿施工要點（1）小導(dǎo)管注漿工序流程，如下圖所示。（2）小導(dǎo)管注漿的孔口最高壓力應(yīng)嚴(yán)格控制在允許范圍內(nèi)，以防壓裂開挖面，注漿壓力一般為0.51.0MPa，止?jié){塞應(yīng)能經(jīng)受注漿壓力。注漿壓力與地層條件及注漿范圍要求有關(guān)，一般要求單管注漿能擴散到管周0.51.0m的半徑范圍內(nèi)。（3）要控制注漿量，即每根導(dǎo)管內(nèi)已達(dá)到規(guī)定注入量時，就可結(jié)束；弱孔口壓力已達(dá)到規(guī)定壓力值，但注

28、入量仍不足，亦應(yīng)停止注漿。（4）注漿結(jié)束后，應(yīng)做一定數(shù)量的鉆孔檢查或用聲波探測儀檢查注漿效果，如未達(dá)到要求，應(yīng)進行補注漿。（5）注漿后應(yīng)視漿液種類，等待4h（水泥水玻璃漿）8h（水泥漿）方可開挖，開挖長度應(yīng)按設(shè)計循環(huán)進尺的規(guī)定，以保留一定長度的止?jié){墻（亦即超前注漿的最短超前量）。（6）自進式注漿錨桿，它是將超前錨桿與超前小導(dǎo)管注漿相結(jié)合的一種先進的超前支護措施。小導(dǎo)管注漿工序流程圖四、超前深孔帷幕注漿（一）超前注漿超前深孔帷幕注漿（二）注漿范圍 上圖中已示意出對圍巖進行注漿加固的大致范圍，即形成筒狀加固區(qū)。要確定加固區(qū)的大小，即確定圍巖塑性破壞區(qū)的大小，可以按巖體力學(xué)和彈塑性理論計算出開挖坑道

29、后圍巖的壓力重分布結(jié)果，并確定其塑性破壞區(qū)的大小（R0r0），這也就是應(yīng)加固區(qū)的大小。（三）注漿數(shù)量及注漿材料選擇 注漿數(shù)量應(yīng)根據(jù)加固區(qū)需充填的地層孔隙數(shù)量來確定。工程中常用充填率來估算和控制注漿總量。所謂充填率是指注漿體積占孔隙總體積的比率。于是注漿總量可按下式計算：Q n A 式中：Q注漿總數(shù)量（m3）； n被加固圍巖的孔隙率（%）； A被加固圍巖的體積（m3）； 充填率（%）?？紫堵屎妥{充填率土質(zhì)粘土粉砂砂砂 礫注漿目的堵水加固堵水加固堵水孔隙率（%）范圍值50-7040-6046-5040-4830-4046-5040-4840-6028-4022-40標(biāo)準(zhǔn)值605048443548

30、44503431充填率（%）約30約20約60約50約50約50約40約60（四）施工要點1、注漿管2、鉆孔3、注漿順序4、結(jié)束條件5、注漿檢查6、開挖時間 第六節(jié)二次襯砌 復(fù)合式襯砌是由初期支護和二次襯砌組成的，初期支護的作用是幫助圍巖達(dá)成施工期間的初步穩(wěn)定，應(yīng)按主要承載結(jié)構(gòu)設(shè)計，二次襯砌則是提供安全儲備或承受后期圍巖壓力。二次襯砌在級及以上圍巖時按安全儲備設(shè)計；在級及以下圍巖時，則按承受后期圍巖壓力結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工。兩種情況均應(yīng)滿足構(gòu)造要求。一、二次襯砌施工方法 按照現(xiàn)代支護理論和新奧法施工原則，作為安全儲備的二次支護是在圍巖或圍巖加初期支護穩(wěn)定后及時施作的，此時隧道已成型，因此二次支護多采

31、用順作法，即由下到上，先墻后拱連續(xù)灌注澆筑。在隧道縱向需要分段支護，分段長度一般為912m。二次襯砌多采用模筑混凝土作為內(nèi)層襯砌結(jié)構(gòu)。 二次襯砌混凝土施工作時間，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTJ042-94）規(guī)定，應(yīng)在圍巖和錨噴支護的變形基本穩(wěn)定之后進行：（1）各測試項目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩(wěn)定；（2）已產(chǎn)生的各項位移占預(yù)計總位移量的80%90%； （3）周邊位移速率小于0.10.2mm/d，或拱頂下沉速率小于0.070.15mm/d。 如二次襯砌僅作為保護防水層的不承重結(jié)構(gòu)，其厚度小、自重輕，無論單、雙車道隧道，當(dāng)混凝土強度達(dá)到2.5MPa時，即可拆模。二、模板類型 （一）整

32、體移動式模板臺車； （二）穿越式分體移動模板臺車； （三）拼裝式拱架模板。三、襯砌施工準(zhǔn)備工作（一）斷面檢查；（二）放線定位；（三）拱架模板整備；（四）立模；（五）混凝土制備與運輸。四、混凝土的灌注（一）混凝土的灌注與養(yǎng)護 澆筑混凝土?xí)r應(yīng)符合下列要求：（1）由下向上依次灌筑，當(dāng)設(shè)計規(guī)定需先灌筑拱圈時，應(yīng)采取防止拱腳下沉措施，必要時，可架設(shè)縱向托梁。隧道有仰拱時，宜先灌筑仰拱，每段施工長度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況確定。 （2）保證搗固密實，使襯砌具有良好的抗?jié)B防水性能，尤其應(yīng)處理好施工縫。襯砌的分段施工縫應(yīng)與設(shè)計沉降縫、伸縮縫及設(shè)備洞位置統(tǒng)一考慮，合理確定位置。 （3）整體模筑時，應(yīng)注意對稱灌注，兩側(cè)同時

33、或交替進行，以防止未凝混凝土對拱架模板產(chǎn)生偏壓而使襯砌尺寸不合要求。 （4）混凝土應(yīng)分層灌筑，每層灌筑的高度、次序、方向應(yīng)根據(jù)攪拌能力、運輸距離、灌筑速度、洞內(nèi)氣溫和振搗等因素確定。（5）二次襯砌的混凝土應(yīng)連續(xù)灌筑，不得不間歇時，其間歇時間不應(yīng)大于下表規(guī)定。 澆筑混凝土允許間歇時間（min）澆筑氣溫 t（）材料普通硅酸鹽水泥礦渣火山灰硅酸鹽水泥2030901201220135180510195注：表中規(guī)定的時間未考慮外加劑作用及其它特殊施工和混凝土本身溫度的影響。（6）初期支護與二次襯砌間的空隙，必須回填密實。（7）封口方法。當(dāng)襯砌混凝土灌注到拱部時，需改為沿隧道縱向進行灌注，邊灌注邊鋪封口模

34、板，并進行人工搗固，最后堵頭，這種封口稱為“活封口”。當(dāng)兩段襯砌相接時，縱向活封口受到限制，此時只能在拱頂中央留出一個50cm50cm的缺口，待后進行“死封口”。采用整體式模板臺車配以混凝土輸送泵時，可以簡化封口。（8）多數(shù)情況下隧道施工工程中，洞內(nèi)的濕度能夠滿足混凝土的養(yǎng)護條件。但在干燥無水的地下條件下，則應(yīng)注意進行灑水養(yǎng)護。采用普遍硅酸鹽水泥拌制的混凝土，其養(yǎng)護時間一般不少于7d；摻有外加劑或有抗?jié)B要求的混凝土，一般不少于14d。養(yǎng)護用水的溫度應(yīng)與環(huán)境溫度基本相同。（9）二次襯砌的拆模時間，應(yīng)根據(jù)混凝土強度增長情況來確定。一般應(yīng)將混凝土強度達(dá)到2.5MPa時，方可拆模。有承載要求時，應(yīng)根據(jù)

35、具體受力條件來確定。（二）仰拱和底板 仰拱和底板可以縱向分條、橫向分段灌注?？v向通?？煞譃樽笥覂刹糠郑惶孢M行；橫向分段長度應(yīng)視邊墻施工縫、伸縮縫、沉降縫及運輸要求來確定。當(dāng)側(cè)壓力較大時，底部開挖分段長度不能太長，以免墻腳擠人。 為施工方便，仰拱和底板可以合并灌注，但應(yīng)保證仰拱混凝土強度符合設(shè)計要求。 待仰拱和底板縱向貫通，且混凝土達(dá)到一定強度后，方能允許車輛通行。其端頭可以采用石渣土填成順坡通過。 灌注仰拱和底板時，必須把隧道底部的虛渣、雜物及淤泥清除干凈，排除積水。超挖部分應(yīng)用同級混凝土或片石混凝土灌注密實。（三）止水帶施工工藝 止水帶安設(shè)工藝，應(yīng)視現(xiàn)場機具定。當(dāng)采用模板臺車與泵送混凝土?xí)r，宜采用如下止水帶安設(shè)施工工藝