隧道与地下工程施工技术与管理

第一篇：隧道与地下工程施工技术与管理

隧道与地下工程施工技术与管理

——土木工程施工论文

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摘要：简要介绍我国现行的隧道及地铁的施工工艺，并简介我国自行研究开发的地下结构工程的施工的新型工艺技术。展望我国未来的地下结构建筑发展方向并提出施工技术方面的需求和注意。

关键词：隧道；地下建筑；施工技术

一、简介

随着科学技术和经济的发展，在地上建筑高度比拼的同时，地下空间的开发也成了建筑师们钟爱的方向。近年来我国一批大型基础设施建设工程的落成为地下工程的设计施工提供了大量实验基础和施工经验，如青藏铁路的开工建设和顺利实施,为解决高原冻土区地下工程的施工提供了良好的试验基础；同时，城市地铁工程的建设也对解决复杂城市地质环境条件下地下工程施工提出了新的挑战；而大型桥梁、跨江隧道和海上设施的建设使水下的地下工程施工面临更高的技术要求。一系列大型基础设施的建设并完工极大地促进了地下工程施工技术水平，及时总结和完善这些地下工程施工新工艺和其他技术成果将为今后的地下工程施工提供良好的技术支持和保证，对推动我国地下工程的施工带来巨大的促进作用。

二、施工方法

我国现行的地下隧道的施工方法主要以下几种：

（1）、新奥法

新奥法是新奥地利隧道施工方法的简称, 在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。采用该方法修建地下隧道时，对地面干扰小，工程投资也相对 较小，已经积累了比较成熟的施工经验，工程质量也可以得到较好的保证。使用此方法进行施工时，对于岩石地层，可采用分步或全断面一次开挖，锚喷支护和锚喷支护复合衬砌，必要时可做二次衬砌；对于土质地层，一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌，在有地下水的条件下必须降水后方可施工。新奥法广泛应用于山 岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程，是我国目前矿石隧道施工的主要施工方法。

当前,世界范围内应用新奥法设计与施工城市地铁工程取得了相当大的发展。智利的圣地亚哥新地铁线采用新奥法施工地铁车站,车站位于城市道路下7～9m, 开挖面积230m2,相当于17m(宽)×14m(高)。针对我国城市地下工程的特点和地质条件, 新奥法经过多年的完善

与 发展,又开发了“浅埋暗挖法”这一新方法,与明挖法、盾构法相比较,由于它可以避免明挖法对地表的干扰性,而又较盾构法具有对地层较强的适应性和高度灵活性,因此目前广泛应用于城市地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程,如根据新奥法的基本原理,采用“群洞”方案修建的广州地铁二号线越秀公园站及南京地铁一期工程南京火车站站,断面复杂多变的折返线工程、联络线工程也多采用新奥法。

在我国利用新奥法原理修建地铁已成为一种主要施工方法，尤其在施工场地受限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重要。

（2）、盾构法

我国应用盾构法修建隧道始于20世纪50～60年代的上海。最初是用于修建城市地下排水隧道，采用的是比较老式的盾构机（如网格式、压气式、插板式等），80年代末、90年代初开始采用土压式、泥水式等现代盾构修筑地铁区间隧道。盾构法具有安全、可靠、快速、环保等优点。目前，该方法已经在我国的地、铁建设中得到了迅速的发展，也是我国目前城市隧道施工的主要施工方法。

随着盾构法研究的深入、工程应用的增多，盾构法施工技术以及盾构机修造配套技术也得到了发展提高：上海地铁隧道基本全部采用盾构法修建，除区间单圆盾构外，还使用双圆盾构一次施工两条平行的区间隧道，此外还试验采用了方形断面盾构修建地下通道；采用直径 11.2m的泥水盾构建成了大连路越江道路隧道，这也是目前我国最大直径的盾构机。广州地铁采用具有土压平衡、气压平衡和半土压平衡模式的新型复合式盾构机成功应用于既有软土、又有坚硬岩石以及断裂破碎带的复杂地层的地铁区间隧道修筑，大大拓展了盾构法的应用范围。深圳、南京、北京、天津等城市虽然地质、水文条件各不相同，但采用盾构法修建区间隧道均取得了成功。

除了上述几点外，我国盾构技术的进步还表现在以下4个方面：①掌握了盾构机的选型和配套技术，与外国合作设计生产盾构机，配套施工设备包括管片模具完全能够自行设计制造；②掌握了盾构隧道的设计和结构计算技术以及防水技术；③掌握了盾构掘进控制技术，如盾构掘进参数选择控制、碴土和压力管理、地表沉降控制、盾构机姿态和隧道轴线控制、管片防裂、同步注浆等，实现了信息化施工，可以确保盾构施工的安全、优质、高效和环保；④掌握了不同地质条件和复杂环境条件下的施工及相关的施工技术。但同时我们也 应看到自己的不足。

（3）、浅埋暗挖法

经新奥法多年施工总结发展而成的浅埋暗挖法又称矿山法，起源于1986年北京地铁复兴门折返线工程，是国人自创的适合中国国情的一种隧道修建方法。该法是在借鉴新奥法的理论基础上，针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法。与新奥法的不同之处在于，它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。它是一项边开挖边浇注的施工技术。其原理是：利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法，主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。由于浅埋暗挖法省去了许多报批、拆迁、掘路等程序，现被施工单位普遍采纳。

浅埋暗挖法的核心技术被概括为 18字方针：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。其主要的技术特点为：动态设计、动态施工的信息化施工方法，建立了一整套变位、应力监测系统；强调小导管超前支护在稳定工作面中的作用；研究、创新了劈裂注浆方法加固地层；发展了复合式衬砌技术，并开创性地设计应用了钢筋网构拱架支护。

由于该工法在有水条件的地层中可广泛运用，加之国内丰富的劳动力资源，在北京、广州、深圳、南京等地的地铁区间隧道修建中得到推广，已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道，而且在大跨度车站的修筑中有相当的应用。此外，该方法也广泛应用于地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。

（4）、钻爆法

我国地域广大、地质类型多样，重庆、青岛等城市处于坚硬岩石地层中，广州地铁也有部分区段处于坚硬岩石地层中，这种地质条件下修建地铁通常采用钻爆法开挖、喷锚支护。钻爆法施工的全过程可以概括为：钻爆、装运出碴，喷锚支护，灌注衬砌，再辅以通风、排水、供电等措施。在通过不良地质地段时，常采用注浆、钢架、管棚等一系列初期支护手段。根据隧道工程地质水文条件和断面尺寸，钻爆法隧道开挖可采用各种不同的开挖方法，例如：上导坑先拱后墙法、下导坑先墙后拱法、正台阶法、反台阶法、全断面开挖法、半断面开挖法、侧壁导坑法、CD法、CRD法等。对于爆破，有光面爆破、预裂爆破等技术。对于隧道初期支护，有锚杆、喷混凝土、挂网、钢拱架、管棚等支护方法。及时的测量和信息反馈常用来监测施工安全并验证岩石支护措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等几种方法，其中在喷射混凝土内表面张挂聚乙烯或聚氯乙烯板，然后再灌注二次混凝土衬砌被认为是一种效果良好的防渗漏措施。

同时，经多年的施工总结和发展，我国也研究开发出一批自己的地下施工新技术，包括在青藏铁路建设中大量运用的多年冻土区钻孔灌注桩施工工艺、地铁施工中的桩基托换技术、过江隧道施工中的水平冻结法、地铁车站三拱两柱结构暗挖中洞施工工艺、海上基础工程施工工艺等。

三、发展方向

我国已有近40年的地下空间开发修建史，尤其是今年来的各种地下空间的开发利用更加丰富了我国在包括地铁、隧道、地下商城等地下空间部分的规划、设计、施工管理与防灾救治设备维修等技术丰富和管理制度。由于我国地域广大、地质情况复杂多样，地下部分的开发利用也必然存在着极大的难度。就目前看来，我国已有的技术手段可以应付除西部和东北地区以外的大部分城市的地下建设需求。

为了使我国的地下建筑开发日趋完备，更快的完成经济、适用、安全等要求，我们仍需努力。

1、尽早统一地下建筑的设计、施工规范，以保证其有法可依。

2、组织力量对地下建筑施工技术及设备进行研究开发，寻找更为经济环保的施工工艺。

3、加大地下建筑防水材料、工艺及设备的研究力度。目前我国地下建筑的防水问题仍是一大空白，地下部分建筑的防水因其地理位置的特殊性，常用的工程防水技术难以满足防水要求或者后期维修复杂繁琐。故对地下防水新型防水材料和防水工艺的开发利用是刻不容缓的。

4、强化环保意识。目前我国的地下建筑，特别是地铁的施工还多采用明挖法，给道路交通以及城市环境带来了很大的损害。故应加大施工工艺的研究力度并出台相应的规范，以期最大限度的减少地下建筑施工带来的环境污染。

第二篇：地下防水工程施工技术

2A312042了解地下防水工程施工技术要求

一、地下防水工程的一般要求

1.地下工程的防水等级分为四级。

2.地下防水工程必须由有相应资质的专业防水施工队伍进行施工，主要施工人员应持有建设行政主管部门或其指定单位颁发的执业资格证书。

二、结构自防水混凝土

1.防水混凝土宜采用预拌商品混凝土，要严格控制砂率35%～45%。

2.基础底板防水混凝土应连续浇筑，不留施工缝，外围剪力墙与底板交接处留出高于底板300mm墙体与底板混凝土同时浇筑;

3.地下室结构要分段进行流水施工或设置后浇带时，会产生竖向的混凝土施工缝，应加设200mm宽的止水钢板，厚度为2mm，在浇筑混凝土前放置于施工缝处。

三、地下室卷材防水

(一)底板防水层施工

1.基层含水率不大于9%，底板卷材搭接缝距墙根部应大于600mm，两幅卷材长边搭接不小于100mm，短边不小于150mm，上、下两层卷材不应相互垂直方向铺贴。

2.卷材铺贴好并经检查合格后在防水卷材上面做50mm厚的C20细石混凝土保护层，立面永久性保护墙防水抹1：2.5水泥砂浆，保护层15～20mm厚。

(二)墙面卷材的铺设

1.卷材沿长边搭接不小于100mm，短边搭接不小于150mm，上、下层两幅接缝应错开1/3幅宽。

2.卷材铺贴好，经检查合格后，在防水层外侧抹20mm厚的1：3水泥砂浆保护层。

第三篇：地下工程施工技术1

（1）地下工程是指深入地面以下为开发利用地下空间资源所建造的地下土木工程。

（2）地下工程的作用有：

隧道可供给城市地区的用手,排出雨污水,对环境保护起重要作用。

地下可提供储存空间和其他空间，使土地利用面积增加。

城市地下人防工程可成为战时避难所。

地下空间可提供放射性废物或其他有害物的唯一安全储存场所。

隧道可提供安全的,高速而经济的交通手段。

地下停车场是解决城市停车难的重要方式之一。

食料,液体,瓦斯和二氧化碳的地下储存是社会的发展趋势。

（3）开挖方式:钻爆法隧道开挖方法—分部开挖法 导洞开挖法 台阶开挖法全断面开挖法。

（4）全断面开挖的施工特点：优点开挖面大，能发挥深孔爆破的优点;作用集中，便于施工管理

工作面空间大，易于通风，适合选用大型机械，施工进度快。缺点，在设备落后，使用小型机械时，凿岩,装药,装岩等比较麻烦，难以提高生产效率。

（5）全断面开挖的施工三条作业线是 1开挖作用线 2锚喷作用线 3模注混凝土衬砌作用线。

（6）1采用全断面开挖和台阶法布置工作面的开挖均具有的优点;

1开挖空间大，有利于提高施工机械化程度和劳动生产率。

2作用地点集中，施工管理方便.3轨道和管线路可以一次铺成，并可铺双轨提高出渣效率。

4通风条件好，有利于改善劳动条件。

（7）影响开挖方法的因素: 1地质因素 2断面面积 3支护形式 4装运条件 5施工队和设备条件。

（8）无限介质中的爆破作用的三个区 1压缩粉碎区 2破裂区 3震动区。

（9）临空面:又叫自由面，是指暴露在大气中的开挖面。

（10）掏槽眼：开挖断面中部，最先起爆的一些炮眼，为其他炮孔创造有利的爆破条件。

（11）周边眼: 周边轮廓线上的炮眼。

（12）底板眼: 隧道底边上的炮眼。

（13）隧道爆破常用炸药: 1安梯炸药 2浆状炸药3乳化炸药4硝化甘油炸药。

（14）导爆索的起爆，通常采用 火雷管 电雷管 塑料导爆管 非电雷管起爆。

（15）开挖面上装渣并运出洞外弃土场，就是装渣 出渣 卸渣的过程。

（16）在浅埋暗挖法施工中必须坚持 管超前 严注浆 短开挖 强支护 快封闭 勤量测。

（17）浅埋暗挖法是由 安全性 可行性 经济性 和工期可控性四个系统组成的。

（18）盖挖法的特点;优点 1结构的水平位移小，安全系数高。2对地面影响小，只在短时间内封

锁地面交通，采取措施，甚至不影响交通，对居民生活干扰小。3施工受外界影响小。

缺点 1盖板上不允许留下过多的竖井，所以后续开挖的土方，要水平运输，出土不方便。2施工作业空间较小，施工速度较明挖法低，工期较长。3和基坑开挖，支挡开挖相比，费用高。

（19）盖挖法有逆作和顺作两种施工方法。逆作法是指按土方开挖顺序从上层开始往下层进行结

构施工;而顺作法，是在土方全部开挖完成后，从底板开始做到结构的施工方法。

（20）盖挖顺作法的步骤?

1构筑连续墙，中间支撑桩及覆盖板 2构筑中间支撑桩及覆盖板 3构筑连续墙及覆盖板 4开挖及支撑安装 5开挖及构筑底板 6构筑侧墙，柱及楼板 7构筑侧墙及顶板 8构筑内部结构及道路复原。

（21）盖挖逆作法的步骤?

1进行围护结构---挡墙---的施工，多用地下连续墙。2立柱桩的施工，可按照现浇灌注桩进行施工。3+—0.00层结构施工。4第一次开挖，地下一层梁板浇筑混凝土。5第二次开

挖，地下二层钢梁架设及梁板浇筑混凝土。6第三次开挖，地下三层钢梁架设及梁板浇筑混凝土。7最终开挖，基础及地下四层梁板施工。

（22）在隧道施工中把外形与隧道截面相同，但尺寸比隧道稍大的钢筒或框架压入地中构成保护

切削机的外壳，该外壳及壳内各种作业机械，作业空间的组合体称为盾构机。

（23）从纵向可将盾构分为 切口环 支撑环 盾尾三部分组成。

（24）盾构法施工的优点：

1对环境影响小。2施工不受地形,地貌和江河水域等地表环境条件的限制。3地表占地面积小，征地费用少。4适于大深度，大地下水压施工，相对而言施工成本低。5适用于

地层范围宽，软土，砂卵石，软岩直到岩层均适用。

（25）盾构类型分为四种;全面开放型 部分开放型 密封型全断面隧道掘进机。

（26）全面开放型盾构按其开挖的方法可分为 手掘式 半机械机械式，（27）密封型盾构分为局部气压式 土压平衡式 泥水加压式 和混合式等。

（28）盾构选型的根据，按其重要性排列如下；

1工程地质与水文地质条件。2地层的参数。3地面环境，地面和地下建筑物的地面沉降的敏感度。4隧道尺寸：长度 直径 永久衬砌的厚度。5工期。6造价。7经验;承包商的经验，有无同类工程经验。

（26）盾构选型必须严格遵守的原则：

1选用与工程地质匹配的盾构机型，确定施工安全。

2辅以合理的辅助工法。

3盾构的性能应能满足工程推进的施工长度和线性的要求。

4选定的盾构机的掘进能力可与后续设备，始发基地等施工设备匹配。

5选择对周围环境影响小的机型。

（27）盾构法施工准备工作： 1修建盾构始发井和达到井 2盾构拼装 3洞口地层加固.（28）地面沉降的防治方法：

1保持开挖面的稳定性。

2及时,有效,足量的充填衬砌背后的建筑间隙，必要时可以通过在管片上的注浆孔进行二

次加固注浆，充填第一次注浆收缩后留下的空隙。

3严格控制盾构施工中的偏差量，盾构施工偏差增大，不但影响地下铁路,限界等使用要

求，还会过多扰动地层而导致地面沉降量的增加。

（29）隧道掘进机法是利用隧洞掘进机在岩石地层中进行隧道的方法，利用隧洞掘进机的回转刀

盘和推进装置的推进力使刀盘上的滚刀切割岩面达到开挖隧道的目的。

（30）按岩石的破碎方式分类分为挤压破碎式和切削破碎式。按刀头切削的旋转方式可分为单轴

旋转和多轴旋转。

（31）隧洞掘进机分类，按切削方式分类：全断面切削方式和部分切削方式。

（32）隧洞掘进机工法的基本构成：开挖部 反力支撑靴部 推进部 排土部。

（33）采用隧洞掘进机的基本条件：96页

1工程地质条件 2机械条件 3开挖长度 4工程所在地的设备条件。

（34）其中造成不能掘进的重大事故是：1掌子面大规模崩落，埋没掘进机。2洞壁挤出使机体

卡住。3突发的大量涌水，淹没机体。4掌子面挤出使机体后退。

（35）立井开拓是矿山建设工程设计的主要形式之一。当矿层埋藏深，倾斜大,表土层厚或水文地

质情况复杂时，一般采用立井开拓。

（36）井筒名称： 主井 副井 风井 混合井。

（37）井筒结构形式 井颈 井身 井窝。

（38）井颈具有的特点:

1井颈大多处于松散含水的表土层或破碎风化的岩层内，承受的地压和地表荷载较大。

2生产井架或塔架的基础在井颈附近，井壁厚度设计需考虑井架或井塔的自重和所提升最大荷载的影响。

3井口附近建筑物的基础和运输设备重量等都簸箕井颈，使其受力复杂，设计是需适当考虑增强系数，在井颈内加放钢筋。

4不同用途的立井，井颈部分往往留有各种孔洞，消弱了井颈的强度。

（39）立井井筒装备提升间 管道间 梯子间。

（40）立井施工设施及布置1凿井井架 2天轮平台 卸矸平台 3封口盘 固定盘 吊盘。

（41）根据土层条件和周边环境基坑分为四种，无支护开挖 支护开挖 逆作法或半逆作法 其他形

式。

（42）SMW工法：它是一种劲性水泥土搅拌桩法，即在水泥土桩内插入H型钢，将承受荷载与

防渗挡水结合起来，充分发挥水泥土混合体和受拉材料的力学特性。

（43）常用的水泥土搅拌桩组成的重力坝式挡土墙和SMW工法两种。

（44）地下连续墙是利用一定的设备，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成的一道具有防渗，挡土墙承重功能的地下连续墙体。

（45）按地下连续墙的成墙方式可分为 桩排式 槽板式 桩槽组合式。按挖槽方式分为 回转式 冲

击式 抓斗和铣轮式。按其用途分 防渗墙 挡土墙 承载墙。按填筑材料的不同分 土质墙 混凝土墙 钢铸墙 钢筋混凝土墙 组合墙。

（46）槽段是指地下连续墙在延长度方向的一次混凝土灌注单元。

（47）地下连续墙的施工方法分为桩排式和槽段式两种。

（48）顶管法的基本原理就是借助于千斤顶及管道间等的推力，把工具或掘进机从工作坑内穿过

土层一直推到接收坑内吊起。

（49）以推进管前工具管或掘进机的作业形式来分，可分为人工顶管 挤压式顶管 水射流顶管 机

械化顶管 半机械化顶管。

（50）密闭式顶管有三种分别为: 气压平衡式 泥水平衡式 土压平衡式。

（51）按顶管口径大小分类可分为：大口径 大于2000mm 中口径 在900—2000mm 小口径 小

于900mm 微型顶管 在400mm以下。

（52）沉管隧道的结构分类;分为钢壳方式和干船坞方式。

（53）冻结法原理：人工制冷的方法，将井筒周围不稳定地层和含水层冻结成封闭的冻结壁，以

抵抗地压，然后在冻结壁的保护下进行施工的方法。

（54）我国立井井筒冻结施工方案归纳为 全深冻结 长短管冻结 局部冻结 分期冻结和双排冻结。

（55）一次全深冻结有四种;同径冻结管 异径冻结管 双供液管 双圈冻结管。

（56）注浆法按材料分 水泥注浆 黏土注浆 化学注浆按施工时间分 预注浆和后注浆 按对象

不同分 岩层注浆和表土层注浆 按工艺流程分 单液注浆和双液注浆 按目的分 堵水注浆和加固注浆 按机理分 充塞注浆 渗透注浆和挤压注浆。

（57）施工方案是解决完成单位工程或部分工程所需要的人工,材料,机械,资金,和方法等可变因

素及合理安排。

（58）地下工程施工可分为开挖,支护和安装。

（59）目前，在地下工程中采用的施工工作方式主要有 顺序作业,平行作业, 流水作业 和无节奏

流水作业。

重点

（60）隧道爆破的原则;

先做出设计，在掌子面上布置炮眼，而后根据设计的炮眼深度和方向钻眼，然后根据设计的装药量及起爆顺序将炸药及不同段别的雷管装入炮眼，待做好安全防护工作后，连接回路并起爆。

（61）隧道掘进机的优点和缺点？

1掘进效率高 2掘进机开挖施工质量好，且超挖量少 3对岩石的扰动小 4施工安全。1掘进机对多变的地质条件的适应性较差 2掘进机的经济性问题 3施工过程中不能改变开挖直径 4开挖断面的大小,形状改变难，在应用上受到一定的制约。

（62）影响基坑边坡稳定性的因素；

1没有按设计坡度进行边坡开挖施工。

2基坑边坡坡顶堆放材料,土方以及运输机械车辆等增加附加荷载。

3基坑降排水措施不力。

4基坑开挖后暴露时间过长，经风化而使土体松散。

5基坑开挖过程中，未及时刷坡，甚至挖反坡，使土体失去稳定性。

（63）盾构与TBM的区别：

TBM不具备盾构机的泥水加压，土压等围护掌子面稳定性的功能。

盾构机通过盾尾千斤顶支撑已安装的管片获得反力，TBM通过支在岩壁上的支撑靴的弯矩和扭力获得反力。

（64）地下连续墙的应用范围：

1水利水电，露天矿山及尾矿坝,码头,堤岸和环保工程的防渗墙。

2地下建筑物，基坑开挖和地质灾害防治等的挡土防渗墙。

3建筑物的深基础承载墙。

4地下油库和仓库的防渗墙载墙。

5地下隔振墙。

（65）选择施工方案的原则；

1快速的原则 2优质的原则 3安全的原则 4经济的原则。

第四篇：隧道与地下工程设计与施工100问

转自工程师之家论坛http://bbs.civilcn.com

隧道与地下工程设计与施工100问

寒区隧道防排水设计应遵循哪些原则？

寒区隧道防排水设计应遵循以下的原则：

(1)按照“以排为主,防、排、截、堵、保温相结合,因地制宜,综合治理”的原则,根据隧道长度、气象条件、地下水的性质及发育程度,采取切实可靠的设计、施工措施, 保障结构物和设备的正常使用和行车安全。

(2)模筑衬砌采用自防水砼结构，工作缝、伸缩缝、沉降缝设高效、耐低温的止水条或止水带，支护与衬砌间敷设耐低温、有一定厚度的防水板及纵、横向透水管盲沟，应通过计算确定这些设施的合理埋深。隧道内采暖保温水沟与洞外采暖保温水沟相接，达到防水可靠、排水通畅、隧道内无渗漏、无冻害的目的。隧道内采暖保温水沟的设置位置及形式，应通过技术经济比较确定。

(3)在地下水发育、冻土现象发育地段，除增设防水的隔热保温层外，尚应压注浆液止水固结地层。

(4)洞身地表为沟谷、坑洼、且其底部至洞顶外缘厚度小于多年冻土上限深度时．应做好地表疏导、换填、整平和铺盖工作，并根据热工计算确定其换填及保温设施范围，以防止渗漏、冻胀、融沉等对衬砌产生的影响。若洞顶沟谷形成非贯通融道，应进行地面注浆，防渗处理。

(5)洞口边、仰坡以外应设置截水沟或挡水设施。路堑内流水不得排入隧道内。

(6)明洞应及时铺设耐低温的外贴式防水层，并作好地表截排水工程。

(7)明洞地段如有地下水出露(如含土冰层、冰椎、冻胀丘等)应用粗颗粒土换填，当换填范围位于多年冻土上限埋深以内时，应使墙背所设排水盲沟与洞内采暖保温水沟相接。衬砌背后超挖部分及空洞应采用同级混凝土回填密实，以消除地下水沿隧道纵向迁移的通道，并避免衬砌背后局部积水产生冻胀力。

(8)防排水措施考虑重点突出防排水结构的保温设置，根据具体情况考虑设置衬砌背后盲沟及纵向排水沟，以保证衬砌背后不积水，排水沟在冰冻期不冻结，整个隧道形成一个通畅的防寒排水系统。

(9)隧道防排水措施应充分考虑对隧道地下水位影响，防止因隧道排水而导致隧址区地下水资源流失，破坏生态环境。

参考文献：

吴紫汪.赖远明等.寒区隧道工程[M].海洋出版社，200

1问：岩溶地区隧道处理方法？

溶洞处置的主要原则：

隧道开挖过程中遭遇到发展和衰亡阶段的岩溶中的大型溶洞、暗河时，应逐个溶洞逐个处理，无必要寻找标准的设计，设计中的通用原则为：确保隧道的衬砌结构有足够的安全保证、方案比较经济适用。

溶洞处理主要方式

隧道过溶洞处置方式有内增设边墙梁及行车梁、托梁、支墩、悬壁梁承托纵梁、拱桥、加大隧道净空宽度跨度跨越岩溶或对隧道周边岩体进行封闭、注浆加固、支顶加固、加强衬砌等。

1、溶洞跨越处理

当溶洞规模较大、溶洞内充填物松软，基础处理工程修建困难、耗资巨大，或者溶洞虽小但水流较大时，可根据具体条件采用相应的梁跨、板跨等形式跨越岩溶地段。

此方式一般采用钢筋混凝土梁跨越，梁体采用抗侵蚀混凝土。当隧道衬砌断面需要开挖围岩才能满足净空要求时，应先开挖围岩，再施工跨越结构，以确保安全，同时应注意不同受力结构间的断缝设置及连接措施设置。

2、封闭处理

已停止发育的干溶洞，在考虑有效的过水通道后，可采用混凝土、浆砌片石或干砌片石堵塞、充填溶洞。

3、锚杆、钢管加固处理

为防止洞穴岩壁或顶板坍塌，在清除松动岩石困难的情况下，可采用锚杆或大钢管、钢轨加固岩体。此时隧道衬砌应考虑抗冲击措施，一般是采用明洞衬砌，衬砌顶部设置回填体，其表面设置护面结构，回填体以上空间的溶洞洞壁采用锚杆、钢筋网、喷射混凝土封闭支护；若溶洞较大，可设置横向钢轨横或设人字形钢轨栅架。

4、支顶处理

当隧道穿过的溶洞由碎、块石及淤泥土充填，充填物的松散密实程度不一时，隧道底部应考虑采用钢筋混凝土底板，清除底板下松散体，回填碎石，并在底板下加设钢筋混凝土桩进行支顶。

问：隧道及地下结构的防排水原则是什么？

在防排水水对策中，必须分请两个概念，一个是施工中的防排水，一个是结构的防排水。前者是确保施工安全的，后者是隧道运营环境所要求的。如果我们能够把两者结合起来，就是最好的设计。隧道结构的防排水问题，无疑是目前争论最多的一个问题，如：是以“堵”为主，还是以“排”为主？，是以“自防水“为主，还是以“外防水”为主？，围岩中，即衬砌背后的地下水要不要从隧道内排出？，隧道内的排水沟的作用是什么？，等等一系列的问题，都在争论之中。

在建国初期，我们修建的铁路隧道，是以混凝土自身的防水性能和向衬砌背后压浆为主要的防水方法的。只要工艺到位，就可以满足结构防水的要求。今天，由于防水板的出现，隧道的防水技术有了发展，因此基本上取消了衬砌背后压浆，而用防水板取代。其负面效果，就是忽视了提高混凝土自身的防水功能。应该说，在很多情况下，是不需要防水板防水的。仅仅用混凝土自身的防水功能就可以满足防水的要求。

其次，防水的一个基本原则，就是不容许地下水流进隧道内。而应从隧道背后排出，这才出现排水问题。要在衬砌背后设置通畅的排水设施。而隧道内的排水沟等，则是以排出洞内清洗水、雨水等而设置的。

因此，在结构的防水问题上，没有什么以“堵”为主，还是以“排”为主的问题。地下结构在任何情况下都要满足结构防水的要求。不管是排水型的隧道，还是非排水型的隧道。一般说，在没有环境要求的情况下，隧道都采用排水型的，只有对环境影响比较显著，或会造成较大范围的水理条件变化的场合，才设计成非排水型（防水型）的隧道。非排水型隧道与排水型隧道的区别，就是衬砌要承受较大的水压力，隧道衬砌的背后有地下水存在。

应该指出：由于环境要求的提高，非排水型隧道的设计，越来越得到重视，这是时代的要求。与此应加强非排水型隧道设计的研究。

防排水原则：“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”。具体实施如下：①应按照“以防为主，刚柔结合、多道设防、因地制宜、综合治理”的原则进行设计；②应坚持以混凝土结构自防水为主，柔性附加防水为辅；③结构自防水为第一道防线，柔性附加防水层为第二道防线，对于暗挖法修建的车站与区间隧道，二衬与防水层之间的回填注浆为第3道防线；④加强对变形缝、施工缝、穿墙管等特殊部位的防水处理；⑤应选择具有良好的物理、化学性能，抗渗性和无毒性、耐刺穿性的防水材料，防水材料的寿命应尽量与结构混凝土寿命相匹配；⑥搞好降水与堵水，必须在无漏水条件下施做防水层。

第五篇：隧道工程施工与定额分析

隧道工程施工与定额分析

 今年年初国务院新闻办公室召开新闻发布会，向中外记者宣布了《国家高速公路网计划》，到2020年将建成8.5万公里国家高速公路网，目前已建成2.5万公里、在建1.6万公里、待建4.4万公里。待建里程中中西部地区3.6万公里，投资及总里程都占总规模的百分之八十以上，中西部地区的建设任务繁重。随着国家高速公路网的建设，地方高速公路、其他等级公路也在配套建设，在2020年前中西部地区公路将持续处于较快发展的阶段。而中西部地区地形复杂，多为山岭重丘，为有效克服地形或高程障碍，改善路线线形，提高公路等级，缩短行车里程，节约能源和时间，减少对地貌的破坏，保护生态环境;同时为有利于减少开挖路堑引起的落石、坍方、滑坡、雪崩等公路常见病害;还能增加隐蔽性，提高防护能力，有助于国防建设。在山区公路建设中越来越重视隧道方案，公路隧道的建设规模也会越来越大。

如湖南在建的山区高速公路项目邵阳至怀化高速公路隧道占路线比为9.7%，其中雪峰山隧道长6956m，怀化至新晃、常德至吉首高速公路，隧道占路线比分别为6.6%、9.8%，这三条高速公路隧道总长度为41.81km，建安投资金额达35.3亿元，平均每延米隧道造价约为8.45万元。在全国特大型公路隧道比比皆是，像厦门东通道海底隧道长约6000m,宝天高速公路大坪里隧道长约12公里，从以上分析数据看来，山区高速公路及其隧道工程建设在迅速发展。经过近十年的隧道设计新理念的更新，隧道工程施工新方法、新材料、新设备的应用，已逐渐认识和完善。

2隧道定额的现状和基础

2.1交通部颁《公路工程预算定额》自1992年5月1日发布施行以来，特别是隧道工程定额对推进我国公路隧道建设起到了积极作用。《公路工程预算定额》是今后定额编制的基础，是指导工程计价的依据。《公路工程预算定额》中隧道工程定额是依托当时的技术标准、建设规模、施工水平，许多方面滞后于现在的公路隧道建设的发展要求。随着我国高速公路建设的发展，通过近十多年来隧道建设实践经验的积累和技术进步，对公路隧道定额、计价依据渴望得到新的认识和提高。从而，很有必要在原有定额的基础上予以补充完善。

2.2现有隧道工程定额没有说明适用范围，应将山岭隧道、水下隧道和城市公路立交隧道予以区分。现有隧道开挖定额是按新奥法原理编制，与目前公路隧道建设实际相适应;但是现有定额没有按施工方法划分子目存在局限性，目前修建隧道施工方法有钻爆法、全断面隧道掘进机(TBM俗称隧道生产工厂)方法、盾构掘进方法、沉管隧道方法。现有隧道定额

部分项目内容不明，子目不全，如开挖导坑、横洞、斜井、竖井的施工方法、工效与主洞不同，以往都按主洞方法处理。

由于这些原因，特需要将近年来在隧道施工中出现的新工艺、新技术、新设备等引进定额中来，以适应和满足发展的要求，更好地反映实际情况。

3隧道定额的构思与框架

由于公路勘察、设计、施工的国家或部颁技术标准、规范、规程的修订，以及市场竞争机制的形成等诸多因素，对公路工程定额提出了的许多新的要求，现行公路隧道工程定额已不能完全适应我国隧道工程建设的需要。因此，为解决现有隧道定额的问题，适时研究和讨论隧道工程预算定额内容是非常必要的。我们需要科学和合理制订隧道定额的编制方法、结构和内容，完善隧道工程的计价依据，对有效控制公路隧道造价，推进公路建设生产力发展具有重要意义。

3.1隧道定额的构思

由于隧道工程结构较复杂，单纯在现有隧道定额上补充存在较大困难。需要重新考虑现有隧道定额的框架结构，归并定额子目，重新测算定额水平。通过参考《铁路工程预算定额》、《全国统一市政工程预算定额》及《水利建筑工程预算定额》、《煤炭建设井巷工程基础定额》的相关部分，需要充实现有定额内容，形成完善的隧道定额体系。

建议隧道定额体系中考虑公路山岭隧道和水下隧道两类，隧道施工方法考虑钻爆法、盾构掘进机法、沉管隧道法三种，根据当前隧道工程新结构、新要求适当增加子目。

3.2隧道定额的框架

现对公路隧道工程主要预算项目提出以下框架，将该章分为7节，具体分节设置如下：

第一章隧道工程

说明

第一节.隧道开挖与出渣

I.山岭公路隧道

明洞开挖(暗挖、明挖)、出渣、主隧道开挖(钻爆法、盾构掘法)、出渣、辅助坑道开挖(钻爆法)、出渣(包括竖井、斜井、横洞、平行导坑、横通道)

II.水下公路隧道(略)

第二节.隧道支护超前支护(包括超前小导管、长管棚等)、初期支护(包括锚杆、注浆、喷射混凝土、挂网、钢筋格栅、钢支撑等)

第三节.防水与排水(包括盲沟、防水板、复合土工防水层、止水带、止水条、镀锌铁皮、排水管、喷涂防水材料)

第四节.衬砌与回填(钢筋混凝土、普通混凝土、防水混凝土)

第五节.洞门及装饰(洞门砌筑、洞内装饰、洞门装饰)

第六节.其它附属设施(设备洞、消防洞、电缆槽、吊顶隔板、通风、照明、消防设施安装等)

第七节.超前预报、监控量测、无损检测

第一节：节说明工程内容均包括施工中的照明、防尘通风，一般排水，木支撑及临时管线的安装、拆除、维护。洞身开挖与出渣分开，明洞、主洞(含紧急停车带)、辅助坑道分开。隧道开挖工程内容包括准备工作，选孔位，钻孔，装药，爆破，找顶，修整。对于不同断面开挖方量相等的隧道施工工料机消耗，经测算分析，并对照铁路、市政定额得出：开挖同样围岩类别的隧道随着净空断面积的增大反而减少。如高速公路隧道断面大，而二、三级公路隧道断面小，同样套用单一的定额，造价与实际不相符。所以建议开挖按净空断面积及围岩分列子目。开挖分别导坑法和正台阶法两种。施工方法分别人工施工I、II类围岩子目。机械施工I—VI类围岩子目。出渣工程内容包括装、运、卸，清理整平。出渣分列人力装手推车运输、机械装渣轻轨斗车运输、装岩机装电瓶车运输、机械装自卸汽车运输方式的子目。

第二节：支护分为超前支护、初期支护两类。超前小导管、长管棚子目中不含管内注浆，注浆单列子目。注浆分列单液浆和双液浆，分洞内和地表注浆，并按围岩类别(I—III类和IV—VI类)和通水量(≤5m3/h和>53/h)分列子目。锚杆分普通水泥砂浆锚杆、早强水泥砂浆锚杆、树脂锚杆、药卷锚杆、中空注浆锚杆、自钻式注浆锚杆、预应力锚杆等，并按按围岩类别(I—II类和III、IV类)分列子目。喷射混凝土分列干喷和湿喷，分喷射普通混凝土和钢纤混凝土子目。

第三节：防水板分有防窜肋型和无防窜肋型。其他排水圬工工程可采用其他章节的相关子目。

第四节：洞身衬砌与回填可分为主洞、明洞辅助坑道衬砌和回填，并分列普通砼(分有筋和无筋、有全断面模板台车和无全断面模板台车)、防水砼(分有筋和无筋、有全断面模板台车和无全断面模板台车)、石料、混凝土预制块子目。回填分列拱顶和边墙，设浆砌片石、干砌片石、碎石、土石等子目。

第五节：装饰分洞门和洞内(含防火材料的喷涂、吸音板)。

第六节：附属设施

第七节：超前预报包括三种方法：TSP203、地质雷达、超前钻探。监控量测包括地质及支护状况观察、周边收敛、拱顶下沉、地表下沉、围岩位移(地表、洞内)、锚杆轴力、衬砌应力、围岩压力及层间支付压力、型钢支撑应力、围岩弹性波测试。无损检测包括两种方法：地质雷达、超前钻控。

4隧道定额需要考虑的几个问题

4.1新《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)将原规范的“围岩分类”改为对围岩分级。分级方法与国家标准一致，采用《工程岩体分级标准》规定的方法、级别和顺序，即岩石隧道围岩稳定性等级由好至坏分为I级、II级、III级、IV级和V级，将松软的土体围岩定为VI级。新围岩级别与原围岩类别，特别是III—V级(即IV-II类)划分并不完全对应，应用中可能会存在一定问题。

4.2主洞开挖、衬砌是随隧道洞身的增长，而人工、材料、机械的消耗将有变化。根据与铁路隧道开挖、衬砌定额的比较，发展铁路隧道定额是随隧道长度的变化，按不同比例增加人工费、材料费、机械费，且系数没有公路定额中规定的大。对于长度大于1000m的隧道，人工、材料、机械增加系数应经多个项目反复测算后确定。

4.3辅助坑道的开挖与衬砌应考虑工程规模，以一定长度编制定额，再根据实际坑道长度采用系数调整工料机消耗。

4.4洞内其他工程如水沟、路面工程采用其他章节相关项目定额，其人工、机械台班数量及小型机具使用费乘以1.26系数，是否合适。(铁路定额只有人工乘以1.257系数，且铁路比公路断面小，相对洞内施工难度小些。)

5我省隧道工程补充定额编制情况

我省造价管理站在邵怀、怀新高速公路开工后，于2003年底就组织技术人员进入施工现场，进行调查、测算，发放调查表，并收集和参考了各相关行业及兄弟省市的定额，组织专家进行了细致地整理制了部分隧道工程补充定额，包括岩面注浆、围岩锚杆、超前小导管、长管棚支护、防排水、辅助坑道(包括斜井、竖井)开挖与出渣、洞墙镶贴瓷砖7项23个子目，该补充定额的发布，对缓解我省编制隧道工程造价文件定额缺项较多的矛盾起到了一定的作用，同时可作为今后编制隧道定额时参考。

6结束语

编制和完善公路隧道工程预算定额是一项长期性、基础性工作，为进一步加强公路工程的定额管理，完善公路工程计价依据，需要进行长期艰苦而不懈的调查和研究工作，特别是对一些技术含量较高、施工难度大的项目，如斜井、竖井的开挖等更是重点，但由于技术保密、经济利益等因素难以收集足够的资料，因此建议对此项工作开展专门研究，以利于在以后公路隧道建设中得以应用。