1、 公路隧道施工关键技术控制2017年3月公路隧道施工关键技术控制目目 录录一、公路隧道简介一、公路隧道简介二、公路隧道的技术难点二、公路隧道的技术难点 四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析五、公路隧道施工关键技术控制五、公路隧道施工关键技术控制三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害 一、公路一、公路隧道简介隧道简介 u 随着技术的不断发展和运营的需要，公路隧道趋势是越修越长、越修越宽，技术越来越难、越复杂。u目前，我国公路隧道修筑技术已有长足的发展，对围岩动态量测反馈分析技术，组合式通风技术，运营交通简易监控技术，新型防水、排水、堵水技术，围岩稳定技术，支护及
2、衬砌结构技术等都有许多成功实例，其中大部分成果已处于国际领先水平，还有一些成果已达到国际先进水平。一、公路隧道简介一、公路隧道简介 一、公路一、公路隧道简介隧道简介 全国十公里以上的隧道现有13座，其中甘肃插岗梁隧道22600m，陕西秦岭终南山隧道18020m 海底隧道：青岛海底隧道厦门海底隧道 山东济南市东南延四车道隧道群，滨莱高速5座四车道隧道为目前全国开挖断面最大的隧道一、公路隧道简介一、公路隧道简介一、公路隧道简介一、公路隧道简介：青临高速超浅埋大断面齐长城连拱隧道隧道的定义 隧道是指在既有的建筑或土石结构中挖出来的通道，是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。197
3、0年国际经济合作与发展组织召开的隧道会议综合了各种因素，对隧道所下的定义为：“以任何方式修建，最终使用于地表以下的条形建筑物，其空洞内部净空断面大于2以上者均为隧道。”一、公路隧道简介一、公路隧道简介隧道施工特点u地下工程的地下工程的隐蔽性隐蔽性：工序或者施工部位相互覆盖，无法工序或者施工部位相互覆盖，无法 全部直观检查。全部直观检查。u结构的结构的作用特性作用特性：荷载以及荷载与结构相互作用复杂。：荷载以及荷载与结构相互作用复杂。u隧道作业的隧道作业的风险性风险性 ：施工环境恶劣，易发生安全事故。：施工环境恶劣，易发生安全事故。u作业工序的作业工序的循环性循环性：在一定区域内施工步序反复。：
4、在一定区域内施工步序反复。u施工组织的施工组织的综合性综合性：工序转换衔接复杂和频繁。：工序转换衔接复杂和频繁。一、公路隧道简介一、公路隧道简介隧道施工方法p 1.矿山法（传统矿山法、新奥法）矿山法（传统矿山法、新奥法）p 2.掘进机法掘进机法p 3.盾构法盾构法p 4.沉管法沉管法p 5.明挖法明挖法p 6.盖挖法盖挖法p 7.浅埋暗挖法浅埋暗挖法p 8.地下连续墙法地下连续墙法将软质土层施工设备盾构机以及各类硬岩掘进施工设备统而称之为掘进机 一、公路隧道简介一、公路隧道简介常用施工方法介绍传统矿山法：传统矿山法：视围岩为松散体，开挖后，围岩自身无承载能力，产生松动，剥离和坠落。必须用支护结
5、构承受山体的压力。u 基础理论：围岩与支护结构分离，荷载只是作用在刚性支护体系上，围岩不是承载部分。u 施工顺序：施工准备后确定施工方案，进行开挖，开挖后施做临时支撑。在施工中根据情况就临时支撑进行撤换或加强后进行整体式厚衬砌。u 施工基本原则：少扰动、早支撑、慎撤换、快衬砌.一、公路一、公路隧道简介隧道简介常用施工方法介绍 新奥法：新奥法：-新奥地利隧道施工方法（新奥地利隧道施工方法（NATM)是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导地下工
6、程设计和施工的方法。u理论基础：最大限度地发挥围岩的自承作用。u三大体系：锚喷 量测 光爆u内涵：保护围岩，调动和发挥围岩的自承能力。新奥法是通过监测围岩的变形，以维护和利用围岩的自稳能力为基础，将锚喷集合一体作为支护手段，使围岩成为支护体系的组成部分，更好地控制围岩的变形与松弛。u施工基本原则：少扰动、早喷砼、勤量测、紧封闭。新奥法的二衬原则上仅作为安全储备，而矿山法二衬为主承载结构。新奥法的二衬原则上仅作为安全储备，而矿山法二衬为主承载结构。一、公路一、公路隧道简介隧道简介新奥法施工程序图新奥法施工程序图 a、全 断 面 法b、中 隔 壁法 CDd、环形开挖预留 核心土法 f、双侧壁导坑法
7、e、交叉中隔壁法CRDc、台阶法常 用 开 挖 方 法 一、公路隧道简介一、公路隧道简介 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。衬砌的施工方法。一、公路隧道简介一、公路隧道简介：u开挖断面与作业空间大、干扰小；u有条件充分使用机械，减少人力；u工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件；u开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。一、公路隧道一、公路隧道简介简介 台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工方法；按台阶长短
8、有长台断面，上、下半断面同时并进的施工方法；按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计，又阶、短台阶和超短台阶三种。近年由于大断面隧道的设计，又有有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。一、公路隧道一、公路隧道简介简介u解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。微台阶基本上是合为个工作面进行同步掘进；长台阶基本上拉开，干扰较小；而短台阶干扰就较大，要注意作业组织。对于长度较短的隧道，可将上半断面贯通后，再进行下半断面施工。u下部开挖时，应注意上部的稳定。若围岩稳定性较好，则可以分段顺序开挖；若围岩稳定性较差，则应缩短下部掘进循环进尺；若稳定性更差，
9、则可以左右错开，或先拉中槽后挖边帮。u下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土，并按规定做初期支护。u量测工作必须及时，以观察拱顶，拱脚和边墙中部位移值，当发现速率增大立即进行仰拱封闭。一、公路隧道一、公路隧道简介简介 一、公路隧道一、公路隧道简介简介u环形开挖进尺宜为0.5-1.0m，核心土面积应不小于整个断面面积的50%。u开挖后应及时施工喷锚支护、安装钢架支撑，相邻钢架必须用钢筋连接，并应按施工要求设计施工锁角锚杆。u围岩地质条件差，自稳时间短时，开挖前应按设计要求进行超前支护。u核心土与下台阶开挖应再上台阶支护完成后、喷射混凝土达到设计强度的70%。一、公路隧道一、公路隧道简介简介 CD 法是
10、在软弱围岩大跨度隧道中，先开挖法是在软弱围岩大跨度隧道中，先开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法，主要应用于双线隧道的施工方法，主要应用于双线隧道级围岩深埋级围岩深埋硬质岩地段以及老黄土隧道（硬质岩地段以及老黄土隧道（级围岩）地段。级围岩）地段。一一、公路隧道、公路隧道简介简介 各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺；各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺；应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后再应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后再 进行另进行另一侧开挖；一侧开挖；左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜
11、小于15m；当开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合当开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合；临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后方可进行稳定后方可进行。一一、公路隧道、公路隧道简介简介交叉中隔壁法是在软弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道一侧交叉中隔壁法是在软弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道一侧的一或二部分，施作部分中隔壁和横隔板，再开挖隧道另一侧的一或二部分，施作部分中隔壁和横隔板，再开挖隧道另一侧的一或二部分，完成横隔板施工；然后再开挖最先施工一侧的的一或二部分，完成横隔板施工；然后再开挖最先施工一侧的最后部分，并延长
12、中隔壁，最后开挖剩余部分的施工方法。采最后部分，并延长中隔壁，最后开挖剩余部分的施工方法。采用短台阶法难确保掌子面的稳定时，宜采用分部尺寸小的用短台阶法难确保掌子面的稳定时，宜采用分部尺寸小的CRD法，该工法对控制变形是比较有利的。法，该工法对控制变形是比较有利的。一、公路隧道一、公路隧道简介简介各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺，间距宜控制在，间距宜控制在；一、公路隧道一、公路隧道简介简介 双侧壁导坑法一般将断面分成四块：左、右侧壁导坑、上双侧壁导坑法一般将断面分成四块：左、右侧壁导坑、上部核心土和下台阶。其原理是利用两个中隔壁把整个隧道大断部核心土和下台阶。其原理
13、是利用两个中隔壁把整个隧道大断面分成左中右面分成左中右3个小断面施工，左、右导洞先行，中间断面紧跟个小断面施工，左、右导洞先行，中间断面紧跟其后；初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时支撑，形成全其后；初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时支撑，形成全断面。两侧导洞皆为倒鹅蛋形，有利于控制拱顶下沉。断面。两侧导洞皆为倒鹅蛋形，有利于控制拱顶下沉。一、公路隧道一、公路隧道简介简介u侧壁导坑开挖后方可进行下一步开挖。地质条件差时，每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱。u各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺。u应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后在进行另一侧开挖。u左右两侧导坑开挖工作面的纵向间
14、距不宜小于15米。u当开挖形成全断面时应及时完成全断面初期支护闭合。u中隔壁及临时支撑应在浇筑二次衬砌时逐段拆除。一、公路隧道一、公路隧道简介简介 一、公路隧道一、公路隧道简介简介：u1、围岩级别判定的重要性。u2、围岩级别与围岩类别的关系。u3、围岩级别判定的几点注意事项。一、公路隧道一、公路隧道简介简介1、围岩级别判定的重要性、围岩级别判定的重要性 影响结构安全 影响生产安全 成本易升高 影响工程进度 一、公路隧道一、公路隧道简介简介3、围岩级别判定的几点注意事项、围岩级别判定的几点注意事项 掌握围岩级别的判定方法；掌握围岩级别的判定方法；认真观察描述掌子面状态；认真观察描述掌子面状态；发
15、现围岩级别有变化及时处理；发现围岩级别有变化及时处理；按隧道开挖的实际自稳能力检验围岩定级。按隧道开挖的实际自稳能力检验围岩定级。一、公路隧道一、公路隧道简介简介目目 录录一、公路隧道概况一、公路隧道概况二、公路隧道的技术难点二、公路隧道的技术难点 四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析五、公路隧道施工关键技术控制五、公路隧道施工关键技术控制三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害 建设期间建设期间 技术难点技术难点公路隧道公路隧道技术难点技术难点 运营期间运营期间 技术难点技术难点二、公路隧道的技术难点二、公路隧道的技术难点123施施 工工 期期 间间 技技 术
16、术 难难 点点二、公路隧道的技术难点二、公路隧道的技术难点运营期间技术难点运营期间技术难点 交通不规则，车辆轮交通不规则，车辆轮迹线复杂，事故较多迹线复杂，事故较多火灾风险高，对火灾风险高，对 特特长隧道长隧道，防灾困难，防灾困难汽车尾气重，含多种汽车尾气重，含多种污染物，对人体有害污染物，对人体有害二、公路隧道的技术难点二、公路隧道的技术难点目目 录录一、公路隧道概况一、公路隧道概况二、公路隧道的技术难点二、公路隧道的技术难点 四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析五、公路隧道施工关键技术控制五、公路隧道施工关键技术控制三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害
17、隧道衬砌裂损隧道衬砌裂损隧道冻害隧道冻害隧道衬砌腐蚀隧道衬砌腐蚀隧道的水害隧道的水害三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害公路隧道水害公路隧道水害类型 按部位和流量：拱部有渗水、滴水、漏水成线和成股射流四种，边墙有渗水、淌水两种，少数隧道有隧道涌水病害。按水源补给情况，又分为地下水补给和地表水补给两种。成因 修建隧道，破坏了山体原始的水系统平衡，隧道成为所穿过山体附近地下水集聚的通道。当隧道围岩与含水地层连通，而衬砌的防水及排水设施、方法不完善时，就必然要发生隧道水害。也可归结为客观和主观两种因素：u隧道穿过含水的地层u隧道衬砌防水及排水设施不完善。三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害公
18、路隧道水害公路隧道水害公路隧道水害措施：公路隧道水害措施：三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害隧道的水害隧道的水害隧道冻害隧道冻害隧道衬砌腐蚀隧道衬砌腐蚀隧道衬砌裂损隧道衬砌裂损三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害公路隧道衬砌裂损公路隧道衬砌裂损衬砌开裂的原因分析衬砌开裂的原因分析 (一)设计方面的原因 隧道设计时，因围岩级别划分不准、衬砌类型选择不当，造成衬砌结构与围岩实际荷载不相适应引发裂损病害。u对一些具有膨胀性围岩地段，未采取曲墙加仰拱衬砌；u偏压地段未采用偏压衬砌；u断层破碎带、褶皱区等局部围岩松散压力或构造应力较大地段，衬砌结构未能相应采取加强措施;u对基底软弱和易风化泥化
19、地段，未设可靠防排水设施，混凝土铺底厚度及强度不足。三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害公路隧道衬砌裂损公路隧道衬砌裂损衬砌开裂的原因分析衬砌开裂的原因分析 施工方面的原因 施工时，受技术条件限制，方法不当，管理不善，造成工程质量不良。u拱顶与围岩不密贴，在“马鞍形”受力作用下，拱腰内移张裂，相应拱顶上移，内缘受挤压。u由于施工测量放线发生差错、欠挖、模板拱架支撑变形、坍方等原因，而在施工中未能妥善处理，造成局部衬砌厚度偏薄。u过早拆除模板支撑，使衬砌承受超容许的荷载，易发生裂损。u施工质量管理不善，混凝土材料检验不力，施工配合比控制不严，水灰比过大，混凝土捣实质量不佳，拱部浇注间歇施工形
20、成水平状工作缝等，造成衬砌质量不良，降低承载能力。三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害公路隧道衬砌裂损公路隧道衬砌裂损预防措施预防措施 加强地质勘探工作，为隧道衬砌结构设计提供准确的工程地质与水文地质资料。采用地质雷达探测、开挖面超前钻探等方法进行超前地质预报，加强施工中的地质复查核实工作，正确选择施工方法和衬砌断面。对不良地质地段衬砌，应贯彻“宁强勿弱，宁曲勿直，加强衬砌过渡段，宁长勿短”的设计原则。采用先进的施工技术设备，尽量减少施工对围岩的扰动，提高衬砌质量。大力推广光面爆破，锚喷支护，提高喷混凝土永久性衬砌的抗裂、抗渗性能。采用模板台车进行模筑混土，进行壁后压浆提高混凝土衬砌与围岩
21、之间的密实性。三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害公路隧道衬砌裂损公路隧道衬砌裂损整治措施整治措施u裂缝整修小裂缝，又无渗水，可用水泥浆嵌补，或先凿槽后再用1：1水泥砂浆或环氧树脂砂浆涂抹。为防止砂浆固结收缩，可在制备砂浆时加入10%一17%微膨胀剂。裂损严重，拱圈有多道裂缝，部分失去承载能力，原则上拆除重建，一般用锚网喷或喷射早强钢纤维混凝土。开裂严重，但拱圈基本形状无较大变形时，可采用素喷或网喷混凝土整治。u衬砌背后空洞压浆u底板的稳定处理u换拱、换边墙三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害隧道的水害隧道的水害隧道衬砌腐蚀隧道衬砌腐蚀隧道衬砌裂损隧道衬砌裂损隧道冻害隧道冻害三、公路隧
22、道常见病害三、公路隧道常见病害公路隧道冻害公路隧道冻害 隧道冻害是寒冷地区和严寒池区的隧道内水流和围岩积水冻结，引起隧道拱部挂冰、边墙结冰、洞内网线设备挂冰、围岩冻胀、衬砌胀裂、隧底冰椎、水沟冰塞、线路冻起等，影响到安全运营和建筑物的正常使用的各种病害。寒冷地区指最冷月平均气温为-5-15地区。严寒地区指最冷月平均气温低于-15地区。三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害公路隧道冻害公路隧道冻害隧道冻害的类型隧道冻害的类型u拱部挂冰、边墙结冰u围岩冻胀破坏隧道拱部发生变形与开裂隧道边墙变形严重隧道内线路冻害衬砌材料冻融破坏隧底冻胀和融沉 三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害公路隧道冻害公
23、路隧道冻害 隧道冻害的成因隧道冻害的成因u寒冷气温的作用u季节冻结圈的形成u围岩的岩性对冻胀的影响u隧道设计和施工的影响 防治基本措施：防治基本措施：综合治水、更换土壤、保温防冻、结构加强、防止融坍等三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害隧道的水害隧道的水害隧道衬砌裂损隧道衬砌裂损隧道冻害隧道冻害隧道衬砌腐蚀隧道衬砌腐蚀三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害隧道衬砌腐蚀隧道衬砌腐蚀三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害隧道衬砌腐蚀隧道衬砌腐蚀隧道衬砌腐蚀分为物理性侵蚀和化学性腐蚀两类，产生腐蚀的三个要素：一、腐蚀介质的存在，衬砌污工的质量和水泥的品种，；二、易腐蚀物质的存在，环境的温度和
24、湿度等自然条件；三、地下水的存在且具有活动性，渗流到衬砌内部的环境水含侵蚀性介质的种类和浓度，。三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害隧道衬砌腐蚀防治隧道衬砌腐蚀防治主要措施：主要措施：u提高衬砌的密实度和整体性u外掺加料法 u选用耐侵蚀水泥 u加强衬砌外排水措施u使用密实的与混凝土不起化学作用的材料，在衬砌外表面做隔离防水层u采用与侵蚀性环境水不起化学反应的天然石料砌筑衬砌u向衬砌背后压注防蚀浆液u防腐蚀混凝土 三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害目目 录录一、公路隧道概况一、公路隧道概况二、公路隧道的技术难点二、公路隧道的技术难点 四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质
25、量隐患及原因分析五、公路隧道施工关键技术控制五、公路隧道施工关键技术控制三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害 隧道施工质量问题的表现隧道施工质量问题的表现四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析钢拱架不规范钢拱架不规范锚杆作用失效锚杆作用失效二次衬砌厚度不足二次衬砌厚度不足初喷问题普遍初喷问题普遍防水板和止水条防水板和止水条钢筋连接不规范钢筋连接不规范其他问题其他问题隧道施工质量问题的表现隧道施工质量问题的表现四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析钢拱架不规范钢拱架不规范锚杆作用失效锚杆作用失效二次衬砌厚度不足二次衬砌厚度不足初喷问
26、题普遍初喷问题普遍防水板和止水条防水板和止水条钢筋连接不规范钢筋连接不规范其他问题其他问题没有初喷没有初喷 隧道施工质量问题的表现隧道施工质量问题的表现四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析钢拱架不规范钢拱架不规范锚杆作用失效锚杆作用失效二次衬砌厚度不足二次衬砌厚度不足初喷问题普遍初喷问题普遍防水板和止水条防水板和止水条钢筋连接不规范钢筋连接不规范其他问题其他问题隧道施工质量问题的表现隧道施工质量问题的表现四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析钢拱架不规范钢拱架不规范锚杆作用失效锚杆作用失效二次衬砌厚度不足二次衬砌厚度不足初喷问题普遍
27、初喷问题普遍防水板和止水条防水板和止水条钢筋连接不规范钢筋连接不规范其他问题其他问题隧道施工质量问题的表现隧道施工质量问题的表现四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析钢拱架不规范钢拱架不规范锚杆作用失效锚杆作用失效二次衬砌厚度不足二次衬砌厚度不足初喷问题普遍初喷问题普遍防水板和止水条防水板和止水条钢筋连接不规范钢筋连接不规范其他问题其他问题隧道施工质量问题的表现隧道施工质量问题的表现四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析钢拱架不规范钢拱架不规范锚杆作用失效锚杆作用失效二次衬砌厚度不足二次衬砌厚度不足初喷问题普遍初喷问题普遍防水板和止水
28、条防水板和止水条钢筋连接不规范钢筋连接不规范其他问题其他问题隧道施工质量问题的表现隧道施工质量问题的表现四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析钢拱架不规范钢拱架不规范锚杆作用失效锚杆作用失效二次衬砌厚度不足二次衬砌厚度不足初喷问题普遍初喷问题普遍防水板和止水条防水板和止水条钢筋连接不规范钢筋连接不规范其他问题其他问题其他问题：其他问题：u下台阶开挖距离过长，上台阶拱脚悬空u仰拱开挖距离过长，拱脚悬空四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析上述质量隐患的危害p 监控量测工作不足监控量测工作不足，措施不及时，措施不及时，造成塌方事故。，造成
29、塌方事故。p 存在支护空洞：造成存在支护空洞：造成应力集中，围岩变形，流变应力集中，围岩变形，流变的发展，最终增加塌的发展，最终增加塌方的可能性。方的可能性。p 防水施作不规范：防水施作不规范：防水板的破坏或者局部失效防水板的破坏或者局部失效。p 偷工减料：偷工减料：工艺不符合要求工艺不符合要求，造成结构衔接问题，技术工艺控制不严，造成结构衔接问题，技术工艺控制不严格。格。p 材料不达要求材料不达要求，降低了结构的承载能力，导致结构的破坏和失稳。，降低了结构的承载能力，导致结构的破坏和失稳。四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析 p 客观原因：客观原因：地质和工程
30、自身的复杂性。地质和工程自身的复杂性。p 主观原因：主观原因：技术措施、施工方法及工艺、现场管理等原技术措施、施工方法及工艺、现场管理等原因，主要是管理控制的疏漏！因，主要是管理控制的疏漏！技术方案、工序管理与工艺控制是技术管理的三大基本技术方案、工序管理与工艺控制是技术管理的三大基本问题，工艺控制不到位，工序管理不合理是产生问题的问题，工艺控制不到位，工序管理不合理是产生问题的主要因素。主要因素。产生原因：产生原因：四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析目前存在问题目前存在问题 目前的规范重心在于具体工艺，单个技术方面的控制，目前的规范重心在于具体工艺，单个技术
31、方面的控制，但缺少隧道各个环节的但缺少隧道各个环节的整体控制整体控制。工艺相互转接界面界定不清晰工艺相互转接界面界定不清晰质量管理体系有待加强质量管理体系有待加强施工施工监管监管四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析目目 录录一、公路隧道概况一、公路隧道概况二、公路隧道的技术难点二、公路隧道的技术难点 四、公路隧道常见质量隐患及原因分析四、公路隧道常见质量隐患及原因分析五、公路隧道施工关键技术控制五、公路隧道施工关键技术控制三、公路隧道常见病害三、公路隧道常见病害 一一、控制控制爆爆破破 控制控制爆爆破是支撑新奥法原理的重要技术之一。破是支撑新奥法原理的重要技术之
32、一。通过正确选择爆破过正确选择爆破参数和合理的施工方法，分区分段微差爆破，达到爆破后轮廓线符参数和合理的施工方法，分区分段微差爆破，达到爆破后轮廓线符合设计要求，临空面平整规则的一种合设计要求，临空面平整规则的一种控制爆破技术。控制爆破技术。优点优点：有效地控制周边眼炸药的爆破：有效地控制周边眼炸药的爆破作用，减少对围岩的扰动，保持围岩作用，减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，充分发挥围岩的自承作用，的稳定，充分发挥围岩的自承作用，确保施工安全；减少超、欠挖，提高确保施工安全；减少超、欠挖，提高工程质量和效率，节约成本。工程质量和效率，节约成本。五、公路隧道施工关键技术控制 五、公路隧道施工关键
33、技术控制 p光面爆光面爆破破控制要点控制要点1、炮眼间距，特别是周边眼的间距一定要小于光面层厚度；2、炮眼线型的控制，周边眼孔位要准确，相互平行，间距一致；3、严格控制装药结构和装药量，包括导爆索布置，药卷布设和药量控制，采用不耦合装药；4、特别关注炮眼堵塞；5、控制起爆网络的优化，包括传爆顺序、方向、段差间隔等。6、动态保护。根据围岩状况动态优化调整控爆参数。五、公路隧道施工关键技术控制二、施工工法转换二、施工工法转换 隧道开挖方法的合理转换是隧道开挖作业安全的一隧道开挖方法的合理转换是隧道开挖作业安全的一个重要因素，在接近开挖方法变换里程时，应提前计划，个重要因素，在接近开挖方法变换里程时
34、，应提前计划，确定合理的临时支撑参数，转换时应不减弱设计支撑参确定合理的临时支撑参数，转换时应不减弱设计支撑参数数。A A、CRDCRD法与法与CDCD法的转换法的转换 CRD CRD法转入法转入CDCD法施工时，取消临时横撑，根据围岩量法施工时，取消临时横撑，根据围岩量测结果尽早拆除法施工时所设横撑，以免影响测结果尽早拆除法施工时所设横撑，以免影响CDCD法施工法施工进度。进度。CD CD法转入法转入CRDCRD法施工时，中部增设临时横撑，同时法法施工时，中部增设临时横撑，同时法临时竖撑应较法对应竖撑长些，以使临时钢架拱脚置于临时竖撑应较法对应竖撑长些，以使临时钢架拱脚置于同一水平面上，便于
35、拱脚的稳定。同一水平面上，便于拱脚的稳定。五五、公路隧道施工关键技术控制公路隧道施工关键技术控制二、施工工法转换二、施工工法转换 B B、双侧壁导坑与、双侧壁导坑与CRDCRD法的转换法的转换 双侧壁导坑转为双侧壁导坑转为CRDCRD法施工时，待施工至设计里程法施工时，待施工至设计里程后，继续向前按双侧壁导坑施工，同时将中部竖向临时后，继续向前按双侧壁导坑施工，同时将中部竖向临时支撑逐渐靠拢，直到过度至支撑逐渐靠拢，直到过度至CRDCRD法。根据量测结果，尽法。根据量测结果，尽早拆除双侧壁导坑施工的竖横向支撑，以免影响开挖进早拆除双侧壁导坑施工的竖横向支撑，以免影响开挖进度。度。CRDCRD法
36、转为双侧壁导坑施工时，应提前调整法临时法转为双侧壁导坑施工时，应提前调整法临时横撑安装高度，使其与双侧壁导坑上部横撑位于同一高横撑安装高度，使其与双侧壁导坑上部横撑位于同一高度上，从而利于后续双侧壁导坑上部的开挖作业。度上，从而利于后续双侧壁导坑上部的开挖作业。五、五、公路隧道施工关键技术控制公路隧道施工关键技术控制三、隧道施工安全步距三、隧道施工安全步距仰拱距离掌子面的距离一般要求：1、级围岩地段仰拱距离掌子面不宜大于90m；2、级围岩地段仰拱封闭成环距离掌子面不宜大于35m；3、级围岩仰拱距掌子面不大于50m，级围岩仰拱距掌子面不大于40m。二次衬砌距离掌子面的距离一般要求：、级围岩地段二
37、衬距离掌子面不宜大于200m；2、级围岩地段二衬距离掌子面不宜大于120m 3、级围岩地段二衬距离掌子面不宜大于90m或设计规定。4、围岩地段二衬距离掌子面不宜大于70m或设计规定。软弱围岩隧道、级地段采用台阶法施工时，应符合以下规定：（1）上台阶每循环开挖支护进尺、级围岩不应大于1榀钢架间距，级围岩不得大于2榀钢架间距。（2）边墙每循环开挖支护不得大于2榀。（3）仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不得大于3m 五、公路隧道施工关键技术控制四、初期支护四、初期支护隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，在开挖后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结
38、构层。同样是是支撑新奥法原理的重要技术之一支撑新奥法原理的重要技术之一。一般采用锚喷网结构形式。一般工艺流程：开挖后初喷砼系统支护施工（锚杆、钢筋网、钢架）复喷砼至设计厚度进入下循环。五、公路隧道施工关键技术控制初期支护一般规定初期支护一般规定 1、隧道支护施工前，应确定支护紧跟开挖的时间、距离及工序搭接要求，确定喷射混凝土前基面标准和设置喷射混凝土厚度控制标志；确定锚杆。钢架、钢筋网加工、运输、安装方案。2、隧道初期支护必须紧随开挖面按照设计标准施作，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松弛剥落，及时封闭成环。3、加强隧道施工中的监控量测，掌握开挖过程中围岩应力、应变的动态变化
39、规律和支护结构体系的受力状态，及时预测和评估支护体系的受力状态，据此调整相关支护参数和施工方案。4、隧道施工作业人员应配备安全防护用具（如安全帽、安全带、防尘口罩、绝缘防滑鞋等）和安全防护服装，作业区粉尘浓度 应符合有关的要求。五、公路隧道施工关键技术控制初期支护控制要点初期支护控制要点p1 1、锚杆：、锚杆：（1 1）锚杆间距、数量应满足设要求；）锚杆间距、数量应满足设要求；（2 2）锚杆钻孔方向应尽量垂直于岩层层面；锚杆钻孔方向应尽量垂直于岩层层面；（3 3）锚杆长度、注浆饱满度应满足要求；）锚杆长度、注浆饱满度应满足要求；（4 4）锚杆必须设置垫板；）锚杆必须设置垫板；（5 5）锚杆外露
40、端头在防水层施工前必须切除；）锚杆外露端头在防水层施工前必须切除；（6 6）锚杆头外露部分不能悬挂异物。）锚杆头外露部分不能悬挂异物。五、公路隧道施工关键技术控制初期支护控制要点初期支护控制要点p2 2、钢筋网、钢筋网 （1 1）钢格尺寸应符合要求；）钢格尺寸应符合要求；（2 2）网格搭接长度应满足要求；）网格搭接长度应满足要求；（3 3）钢筋网片焊接质量、焊接长度应满足钢筋网片焊接质量、焊接长度应满足要求；要求；（4 4）钢筋网片铺设应）钢筋网片铺设应紧贴初喷面。紧贴初喷面。五、公路隧道施工关键技术控制初期支护控制要点初期支护控制要点p3 3、喷射砼：、喷射砼：采用湿喷工艺，机器人喷射采用湿
41、喷工艺，机器人喷射（1 1）喷射厚度满足设计要求。）喷射厚度满足设计要求。（2 2）大面平整度大面平整度 当喷射混凝土局部凹凸不平尺寸大于下述要求当喷射混凝土局部凹凸不平尺寸大于下述要求时，进行处理。边墙：时，进行处理。边墙：D/L=1/6D/L=1/6；拱部：；拱部：D/L=1/8D/L=1/8。式中：。式中：LL喷射喷射混凝土相邻两凸面间的距离；混凝土相邻两凸面间的距离；DD喷射混凝土两凸面凹进的深度喷射混凝土两凸面凹进的深度（山东地方标准两米直尺不大于山东地方标准两米直尺不大于10cm10cm）。（3 3）钢架（钢筋网保护层厚度必须大于）钢架（钢筋网保护层厚度必须大于3cm,3cm,确保
42、钢架无外露现象。确保钢架无外露现象。五、公路隧道施工关键技术控制初期支护控制要点初期支护控制要点p3 3、喷射砼、喷射砼：（5 5）配合比；喷射混凝土严格按设计配合比进行拌和。）配合比；喷射混凝土严格按设计配合比进行拌和。（6 6）喷射混凝土的养护）喷射混凝土的养护 喷射混凝土终凝喷射混凝土终凝2h2h后，进行喷水养护，后，进行喷水养护，养护时间不少于养护时间不少于7d7d。隧道开挖下次爆破距喷射混凝土完成时间的间。隧道开挖下次爆破距喷射混凝土完成时间的间隔，不得小于隔，不得小于4h4h。（7 7）喷射后检查无脱空、空鼓、裂纹）喷射后检查无脱空、空鼓、裂纹 ，及早处理，及早处理 。五、公路隧道
43、施工关键技术控制初期支护控制要点初期支护控制要点p4 4、钢架、钢架（1 1）钢架各段结松尺寸应满足要求。）钢架各段结松尺寸应满足要求。（2 2）钢架安装后度、断面应满足要求）钢架安装后度、断面应满足要求 钢架平面垂直于钢架平面垂直于隧道中线，其倾斜度不大于隧道中线，其倾斜度不大于2 2。钢架的任何部位偏离铅。钢架的任何部位偏离铅垂面不大于垂面不大于5cm5cm。（3 3）钢架拱脚必须安放在稳固的基础上，拱脚两侧设锁钢架拱脚必须安放在稳固的基础上，拱脚两侧设锁脚锚杆。脚锚杆。（4 4）每段钢架连接板应紧贴、螺栓孔尺寸、螺栓应上紧）每段钢架连接板应紧贴、螺栓孔尺寸、螺栓应上紧。五、公路隧道施工关
44、键技术控制四、地质超前预报 隧道施工地质灾害的发生，与不良地质体的存在和施工辅助工法不当密切相关，隧道施工地质灾害的发生，与不良地质体的存在和施工辅助工法不当密切相关，首先是不良地质体的存在，不良地质结构会导致隧道坍塌、深陷、涌水、有首先是不良地质体的存在，不良地质结构会导致隧道坍塌、深陷、涌水、有害气体突出等事故的发生，隧道一定范围内的溶洞、洞穴会给运营留下隐患。害气体突出等事故的发生，隧道一定范围内的溶洞、洞穴会给运营留下隐患。为保证隧道安全施工和工程质量，应将地质超前预测、预报纳入正常施工工为保证隧道安全施工和工程质量，应将地质超前预测、预报纳入正常施工工序中，做到隧道先探后掘，是实现隧
45、道序中，做到隧道先探后掘，是实现隧道“信息化信息化”施工的重要组成部分。施工的重要组成部分。超前地质预报分为：超前地质预报分为：长期（长距离）、长期（长距离）、短期（短距离）、短期（短距离）、超前钻探等预报形式超前钻探等预报形式 和预报步骤。和预报步骤。五、公路隧道施工关键技术控制地质超前预报：地质超前预报：长距离超前地质预报长距离超前地质预报的预报距离为掌子面前的预报距离为掌子面前100m100m150m150m以上，国内以上，国内外主要采用工程地震勘探方法来进行。工程地震勘探：浅层反射波外主要采用工程地震勘探方法来进行。工程地震勘探：浅层反射波法适用隧道施工超前预报，法适用隧道施工超前预报
46、，能划分地质界线、能划分地质界线、查找地质构造、探查找地质构造、探测、不良地质体的厚度和范围（测、不良地质体的厚度和范围（TSP TSP、TGPTGP、TRTTRT、陆地声纳法）、陆地声纳法）五、五、公路隧道施工关键技术控制公路隧道施工关键技术控制地质超前预报：地质超前预报：短距离超前地质预报短距离超前地质预报的预报距离为掌子面前方的预报距离为掌子面前方151530m30m。国内外主要采用地质雷达探测、红外线和声波探测等仪国内外主要采用地质雷达探测、红外线和声波探测等仪器探测方法和掌子面编录预测法（地质素描法）。器探测方法和掌子面编录预测法（地质素描法）。探地雷达法：探地雷达法：广泛广泛 地应
47、用于隧道超前预报和质量检测。地应用于隧道超前预报和质量检测。五、五、公路隧道施工关键技术控制公路隧道施工关键技术控制地质超前预报：地质超前预报：超前钻探超前钻探是超前地质预报技术体系主要组成部分，特别是在是超前地质预报技术体系主要组成部分，特别是在岩溶隧道的超前地质预报中，更起到突出的作用。超前钻探岩溶隧道的超前地质预报中，更起到突出的作用。超前钻探一般在隧道洞身长期、短期超前地质预报不得基础上进行，一般在隧道洞身长期、短期超前地质预报不得基础上进行，侧重长期、短期超前地质预报已经基本认定的主要不良地质侧重长期、短期超前地质预报已经基本认定的主要不良地质区段；除非特殊情况，一般不宜全隧道连续进
48、行。区段；除非特殊情况，一般不宜全隧道连续进行。五、五、公路隧道施工关键技术控制公路隧道施工关键技术控制地质超前预报：地质超前预报：隧道地质超前预报内容：隧道地质超前预报内容：1、断层及断层影响带的位置、规模及性质，2、软弱夹层的位置、规模及性质，3、岩溶的位置、规模及性质，4、不同岩性、围岩级别界面变化 的位置，5、工程地质灾害可能发生的位置和 规模，6、含水构造的位置、规模及性质。五、五、公路隧道施工关键技术控制公路隧道施工关键技术控制地质超前预报：地质超前预报：隧道地质超前预报报告制度：隧道地质超前预报报告制度：隧道地质超前预报报告隧道地质超前预报报告应在每次探测完12日内提交，每期提交
49、的探测报告应附上期探测与开挖揭示、设计对比情况，同时不同探测方法成果上也要对比 临兆预报：遇有不良地质和地质灾害预兆或发现围岩失稳、支护开裂、突水涌泥等险情时立即通知业主、监理、施工、设计代表，以及时采取对应措施。阶段报告：提交阶段性 总结报告 总报告：工程结束，提交完整的总报 告及电子文档。五、五、公路隧道施工关键技术控制公路隧道施工关键技术控制地质超前预报：地质超前预报：隧道地质超前预报成果会商联动机制：隧道地质超前预报成果会商联动机制：五、五、公路隧道施工关键技术控制公路隧道施工关键技术控制 超前地质预报是保证隧道施工安全、优化工程设计、实现施工信息化的重要基础，各参建单位应建立地质超前
50、预报成果协商机制。地质超前预报成果协商机制。及时掌握和反馈隧道地质条件信息，调整和优化隧道施工参数、防护措施，优化隧道施工组织、制定施工安全应急预案。适时组织有关专家对重大技术方案,包括重大地质灾害涉及的应急预案、变更设计进行论证五、监控量测：五、监控量测：监控量测为新奥监控量测为新奥法施工的核心，法施工的核心，每道工序开工前，每道工序开工前，应制定施工全过应制定施工全过程监控量测方案，程监控量测方案，监控量测应实施监控量测应实施动态管理。动态管理。五、公路隧道施工关键技术控制五、监控量测五、监控量测 监控量测的目的 1、确保施工安全及结构的长期稳定性；2、验证支护结构效果，确认支护参数和施工
