隧道工程施工技术一、隧道工程基础知识1、隧道组成(1)种类：隧道通常指用作地下通道的工程建筑物，一般可分为两大类，一类是修建在岩层中的，称为岩石隧道；一类是修建在土层中的，称为软土隧道。岩石隧道修建在山体中的较多，故又称山岭隧道；软土隧道常常修建在水底和城市立交，故称为水底隧道和城市道路隧道。埋置较浅的隧道，一般采用明挖法施工，埋置较深的隧道则多采用暗挖法施工。用作地下通道的有道路隧道、水底隧道、城市道路隧道、地下铁道、铁路隧道和航运隧道等。(2)组成：隧道是地下工程建筑物，为保持坑道岩体的稳定，保证行车安全，通常需要修建主体建筑物和附属建筑物。前者包括洞身衬砌和洞门，后者包括通风、照明、防排水、安全设备等。洞身衬砌的作用是承受围岩压力，结构自重及其他荷载，防止围岩风化，崩塌和洞内的防水、防潮等。洞门的主要作用是防止洞口坍方落石、保持仰坡和边坡的稳定。通风照明、防排水、安全设备等的作用是确保行车安全、舒适。2、围岩分类(1)道路隧道是道路穿越山岭修建的工程结构物，它与周围的岩(土)体(一般简称为围岩)有密切关系，相互影响、相互作用。不同的围岩在修建隧道时会有不同的地质现象会表现出不同的稳定性。为满足工程设计、施工等的需要，对于各种不同的具体要求，例如爆破、支护、挖掘、编制定额等，把与这些不同的要求相应的地质条件归类，这就是围岩分类。(2)分类中主要考虑下述三个分类指标：1)坑道围岩的结构特征和完整状态，即围岩被各种结构面切割的破碎程度及其组合状态；2)岩石的物理力学性质，即坑道围岩的岩石强度、物理、水理性质，在分类中主要是岩石单轴饱和极限强度Rb较有意义，以Rb＝30MPa作为软、硬岩的分界指标，Rb<5MPa的岩(土)体属于半岩质，或略具有结构强度的土体；3)地下水的影响。分类中采用了“遇水降级”的经验处理方法，即视围岩性质、地下水性质及大小、流通条件、浸润情，况等考虑，将围岩类别适当降级，一般情况按降1级考虑。仅在软岩、水理性质差的、极度破碎的、地下水又经常存在的情况下可降2级；Ⅲ类围岩中的软岩，在涌水量较大时可考虑．降2级，划为工类。对于Ⅵ类及V类围岩，因水的影响小，一般情况下可不作降级处理。(3)道路隧道根据《公路隧道设计规范》(JTJ026—1990)中围岩分类方法，可分为6类进行工程设计。3、隧道施工的主要技术(1)盾构法1)盾构法是指用暗挖法掘进并使用装配式被覆结构构筑隧道的一种方法。用这种方法构筑隧道时，掘进作业是在盾壳的保护下进行的，盾壳的前部有刃口及切削设备，盾尾有拼装装配式管片衬砌结构的起重设备及密封件。这种方法特别适宜于在软土地层中构筑隧道，因此在构筑城市隧道或水下隧道时常用此种方法。2)盾构法按照挖掘方式及构造类型归纳见表1B414012。(2)新奥法1)施工顺序：当开挖面稳定时，施工顺序是开挖一柔性衬砌+施工量测(位移、应力等量测)一防水层一第二次衬砌。当开挖面不稳定时，施工顺序是开挖弧形导坑一第一次柔性衬砌(拱)一开挖核心及侧壁+第一次柔性衬砌(边墙)一开挖仰拱部分并修筑仰拱一施工量测(位移、应力等量测)一防水层一第二次衬砌。坑道开挖后，在岩体松散破坏之前，及时修筑一层柔性薄壁衬砌(第一次衬砌)，通过施工中的量测监视，确定围岩变形稳定之后，修筑防水层及第二次衬砌，此即为复合衬砌施工方法(新奥法)。2)该法特点：①支护为联合型复合衬砌，支护作业分两步，坑道开挖后迅速修筑早期柔性支护，用以岩体初期变形，这种变形在初期发展较快，经量测确定围岩充分稳定后，修筑防水层及第二次衬砌；②第一次柔性支护与围岩共同工作，并允许有限制的变形，防止产生强大的松散土压，第二次衬砌基本上是不承载的；③如设锚杆则可提高原岩体的岩体强度；④以施工量测信息控制施工程序，并根据量测信息检验、修改和完善支护体系的设计。(3)矿山法1)漏斗棚架法该施工方法也称为下导坑先墙后拱法或称六部开挖法：开挖下导坑；拉槽；挑顶开挖；两侧扩大开挖；向下刷帮；刷帮至底面水平。该法常用于围岩较稳定的坑道施工，一般适用于Ⅵ～Ⅳ类围岩石质隧道。该法将断面分成若干部分进行开挖，工作面拉开，可容纳较多人员同时施工，适合于工作面小和空间窄小的地下施工、且无大型机具的情况。该法衬砌施工是先墙后拱，因此衬砌质量较好。施工中对于个别岩块松动，因有棚架，可便于架设临时支护。但该法由于每个开挖口需要60～?0延米的漏斗棚架，需有大量木材、钢轨，棚架也易因爆破而损坏，刷帮至底面水平易损坏风水管设备，工作面拉开距离长，虽对配备劳力有利，但围岩暴露时间过长，对施工安全不利。2)反台阶法该法由棚架漏斗法发展而来。当坑道开挖后，围岩稳定，不需要临时支护，如Ⅵ、V类围岩，且无大型装渣等施工机具时，可采用该法。因道路隧道跨度较大，漏斗棚架需大量木材、钢材。该法施工既能使工序