隧道工程施工技术与管理探讨

——邓尤东

前言

随着基础设施建设步伐的逐步加快，隧道建设规模正日益扩大，人们越来越重视隧道施工技术水平的提高。众所周知，隧道工程是一种地下细长结构，其特点就决定了长大隧道的建设工期会比较漫长。如果想按时完成或者缩短工期，就必须要提高施工速度，而施工技术则是影响施工速度的决定性因素，因此，隧道工程施工技术对整个工程的进度至关重要，它不仅影响着施工单位的经济效益，甚至决定整个工程的成败。▲

目前，在建的隧道项目不同程度地存在一些问题：

一是坍塌。主要是局部的坍塌，这方面有很多隧道出现过类似的情况。

二是光面爆破的质量有待提高。

三是部分工序失衡严重。

四是初支工艺质量有待提高。

五是防排水施工有待加强。

六是二衬混凝土质量有待提升。

七是喷射混凝土的工艺有待加强。

八是现场管控，质量安全隐患要引起大家的重视。▲

在目前隧道施工中，长台阶法开挖施工还普通存在，隧道施工没有形成流水作业，隧道掘进速度慢，安全步距也有超标现象，存在一定的安全隐患，隧道超欠不可控，部分隧道喷射混凝土外观质量差，隧道专业施工整体水平呈下降趋势，隧道专业化施工能力打造还需进一步加强。而近年来，国家相关部委对隧道施工安全风险越来越重视。

基于上述原因，给大家介绍隧道施工技术与管理方面的内容。隧道及地铁施工包含的内容十分的丰富，我主要就现场施工进行一些浅显的阐述，希望能给大家一点启发。▲

一、隧道结构形式

1、隧道的分类

（1）按地理位置可分为：山岭隧道、水底隧道、城市交通隧道、地下铁道和航运隧道、引水隧道等。

（2）按隧道长度可分为：特长隧道（铁路L>10000m，公路L>3000m）、长隧道（铁路10000>L>3000m，公路3000>L>1000m）、中长隧道（铁路3000>L>500m，公路1000>L>500m）和短隧道（铁路L≤500m，公路L≤500m）。

（3）按隧道断面形状可分为单孔隧道、双孔隧道和多孔隧道。

（4）按照国际隧道协会（ITA）定义的隧道的横断面积的大小划分标准分类：极小断面隧道（2～3㎡）、小断面隧道（3～10㎡）、中等断面隧道（10～50㎡）、大断面隧道（50～100㎡）和特大断面隧道（大于100㎡）。▲

（5）围岩的分类▲

2、隧道的一般结构

洞门、明洞、洞身衬砌、斜井与竖井、内装、顶棚与路面、 隧道的防水与排水等。▲

二、施工原则与理念

（一）洞口工程施工原则及理念（在洞口工程施工原则与方法课件中已讲过）

1、洞口工程施工总原则

先治水、管超前、弱爆破、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、快成环、勤量测、紧衬砌。▲

2、洞口工程施工理念

在隧道洞口工程施工中，我们必须树立以下施工理念：

①安全、质量体系及制度建设是洞口工程施工安全管理的前提。

②严格执行“早进晚出”原则。加尽量减少对边仰坡的扰动，强洞口段超前支护和边仰坡防护，埋深较浅的隧道洞口段应采用明洞暗进法或半明半暗法。

③固牢树立环保进洞理念。形成隧道工程设施建设与环境保护全面协调发展的全新思维方式，以保护和合理利用生态环境，将隧道洞口开挖对自然生态的不利影响减少到最低程度。

④始终践行“零开挖”进洞。在以往的隧道施工中洞口坡面大挖大涮的现象比比皆是，不仅不利于洞口的稳定成型，也不利于植被的恢复与生长，对自然景观破坏严重。诚然在洞口开挖过程中会或多或少地对自然山体留下“创伤”但是较小的“创伤”，可以利用适合本地土壤生长、较高大的灌木来弥补，但毕竟不破坏就是最大的保护洞口施工，“零开挖”也正是基于这一建设理念提出来的。隧道洞口段地质条件差，围岩成拱能力低、洞口段的开挖可能引起围岩失稳、仰坡滑坍、不宜大开挖或不宜做明挖的地段，均可采用“零开挖进洞”。

⑤边仰坡稳定是洞口工程的安全保障。严格控制隧道仰坡开挖高度（开挖高度指隧道洞顶到开挖线的垂直距离）。隧道进洞一般情况下，两车道隧道仰坡最大开挖高度控制在3m以下，最好控制在0.5-1.5m之间；三车道隧道仰坡最大开挖高度控制在5m以下，最好控制在1.5-3.0m之间。隧道洞口边仰坡工程应自上而下逐级开挖支护，及时完成洞口边仰坡加固、防护及防排水工程。

⑥初支及防护及时、密贴、柔性、封闭的原则。确保喷+锚+网+格栅+纵横向连接施工工艺质量。隧道通过区域，地面有重要建筑物、道路、名胜古迹等，对地面沉降有严格要求时，先固后挖，必要时采用强支护进洞，减少地面沉降。拱部采取预加固的同时，加强边墙及仰拱等部位的支护措施。

⑦及时紧跟进衬砌是保证洞口山体稳定的重要措施。隧道洞口应按设计或变更完成超前支护后，方可开始正洞的开挖施工，确保因开挖导致洞口围岩山体应力集中及时得到释放，重新调整达到的新的平衡状态。洞口段应及时形成封闭结构，严禁采用长台阶施工。围岩变形达到一定值后，及时施作洞口段衬砌。

⑧洞口工程控制爆破原则。硬岩采用光面爆破，软岩宜采用预裂爆破，分部开挖时可采用预留光面层。

⑨监控量测是新奥法核心的理念。

现代信息化施工方法的应用在施工中尤为重要。我们把现场量测作为指导施工，确保安全的手段进行施工监控。我们的目的是，通过施工前和施工中大量监控量测信息与工程地质资料及时分析判断爆破和开挖后围岩变形及初期支护受力的稳定状态，预测变形的发展趋势、预报危情，从而为修改设计、安全施工和指导开挖、支护作业及时提供依据。爆破作业面四周两倍洞径范围内岩石或围岩受到的影响最大，开挖及爆破造成岩石初始应力状态破坏而发生围岩应力重新分布所引起的变形是不可避免的。▲

（二）新奥法施工遵循原则

根据隧道和地下工程采用新奥法施工的经验，隧道施工的基本原则可概括为“少扰动，早锚喷，勤量测，紧封闭”四项基本原则。

1、少扰动

指隧道开挖时，必须严格控制和尽量减少对围岩的扰动次数，扰动强度，扰动的持续时间和范围，以使开挖出的周边符合设计成型要求。因此，可采用机械挖掘的就不采用钻爆开挖。采用钻爆开挖时，必须先做钻爆参数设计，严格控制爆破规模。尽量采用大断面光面爆破，增加爆破的自由面，减少爆破夹制力对围岩造成的破坏。根据断面的大小，选择合理的循环进尺。自稳性差的不良地质段尽量采用短进尺，支护紧跟开挖面。以缩短围岩应力松弛裸露风化的时间。

2、早喷锚

对已开挖暴露的作业面，应及时的进行地质描述和施作初期的锚喷支护，经初期支护加固后，使围岩的变形得到有效控制，而不致于因变形过度造成坍塌失稳，以达到围岩变形适度而充分发挥围岩的自承能力。对于不良地质破碎地段，必要时可采用超前预支护的辅助施工措施，防止开挖后围岩失稳，丧失自承能力。

3、 勤量测

在隧道施工全过程中，应对围岩周边位移、收敛进行现场监控量测，并及时反馈，修正设计参数，指导施工或改变施工方案。按规范的量测方法和量测数据分析信息/反馈，通过对施工中地质的观察，进行预测和评估围岩与支护的稳定性，判断其动态的发展趋势，并根据建立的量测管理基准，及时调整隧道的施工方法，断面开挖的步骤及顺序、初期支护的设计参数等，确保施工安全和工程质量。

4、紧封闭

对自稳性较差的软弱破碎地质围岩地段，除考虑采用超前预支护外，开挖后必须及早施作封闭式支护。如喷射砼，锚喷砼等防护措施，这样可以避免围岩暴露时间长，而产生围岩掉块应力松弛，风化降低岩石强度，引起围岩失稳，经封闭处理后可以使支护与围岩尽早形成共同工作的状态。▲

（三）隧道施工管理理念及原则

1、隧道施工管理理念

 “光爆出效益，支护保安全，仰拱造环境，衬砌树形象，现场看管理”的隧道施工理念。▲

2、施工管理原则

①方案决定成败的原则。隧道施工的预控有三个方面：一是方案预控，所有隧道的每道工序都要事前预控.不管是哪一种方案，在开工之前都要预控好，是采用有轨运输还是无轨运输？全断面还是半断面施工等等。另外，主要领导要重视，上场之初，就要带领相关的部门、专家到现场确立施工方案，下功夫把所有的方案做到位；二是成本预控。方案是要出效益的，成本方案在前期要进行预控。你从哪个地方出效，比如隧道项目单价走低，投标的时候是个成本价，如何通过现场的组织施工，如何通过变更，使得我们创效，要进行事前的策划；三是管理预控。你采取什么管理模式，管理方式等等。

②科学配置的原则。一是组织机构的配置，要选择适合于我们项目的项目经理和项目总工，以及适合该地质的施工队伍，包括承包的模式，规避项目的工期、质量、安全和效益的风险。二是机具设备的配置，机具设备的合理配置能在项目施工中起到关键性的作用，这种动力和配置宁强毋弱，一次到位。

③工序均衡施工的原则。就是隧道施工应做到初支平衡、台阶合理、层次分明、仰拱超前、二衬跟紧，公司下发的通知和图集里面均有明确的指标要求，请各项目务必严格执行。

④质量第一，安全至上的原则。质量、安全现在已经法制化了，所以在这个问题上，隧道施工是一个高风险的行业和专业，大家一定要引起重视。一个是工序质量，从测量放样、技术交底、各种参数的确定、喷锚混凝土的施工、防排水的施工、混凝土衬砌的施工都要得到控制，控制到位最关键的还是人的问题。第三是沉降的变形，关键技术要掌握。第四是要预防坍塌，这个是最重要的。

⑤岩变我变的原则。我们在隧道施工过程当中，随着地质的不断变化和地勘资料的不完善，我们要随着地质情况的改变拿出相应的施工方案，施工方法来组织施工，千万不要以为原计划的方案就一直不能改变。

⑥终端责任制的原则。每一道工序，每一个环节都要有人去把关，最关键的就是要提升我们的执行力。

⑦科学管理的原则。一方面是要利用新的技术、工艺，这是我们需要研究和推广的；另一方面是信息化的应用与管理，比如远程管理、计算机化，这也是我们大家应该要掌握的。▲

（四）资源要素配置原则

进场时，首先要作好“四定”工作，建好项目管理架构，进行资源要素配置（人、机、料、资金、技术、信息）。“四定”工作即：定目标，定分工，定措施，定要求。

1、定目标

根据投标文件承诺的及公司规定，制定“五项管理目标值”：工期、质量、安全及职业健康、成本管理、环保及公众安全。▲

2、定分工

“公司出财智，项目出技力，目标双控，资源共享”。 在项目现场管理上确立了各自的职责范围，明确了公司与项目在价值链上的工作重心，充分发挥两级机构各自的资源配置优势，遵循 “一审查、二监控，三协调、五统一”。

一审查：审查项目部的管理方案，重点审查：劳务队伍组建方案，劳务人员资格、劳务合同，内控业务流程。

二监控：⑴监控项目部资金使用：严格资金拨付流程、强化项目资金流向监控，加强财务规范化管理，服从资金集中管理，细化劳务工资发放办法。⑵监控项目部主要管理人员和技术人员的道德品质，敬业精神，任职资格及业务能力。

三协调：内外施工人文环境协调，资金运用管理协调，生产资源管理协调（人、机、料、技术、信息）。

五统一：⑴统一物资采购供应：（制定物资分级管理办法、统一招标方式、建立采购流程），⑵统一模型设计和加工，⑶统一大型临时设施施工标准，⑷统一协调使用特殊岗位管理人员。⑸统一管理工程试验工作。▲

3、定措施

采取四条措施，即“施工生产工厂化、施工队伍专业化、施工手段机械化、施工环境环保化” ，来推进企业形象建设，加强内控管理，提升公司实力。施工生产工厂化：生产设施，事先进行策划，过程中要量化，定置化、流水线化管理。施工队伍专业化；实行队伍专业化建设、工作实行计件制，工序组合模块化管理，鼓励作精作专，不提倡一专多能。施工手段机械化：科学配置机械设备，加强机械人员培训，严格持证上岗制度，细化机械管理基础业务管理制度，制度化机械管理数据，夯实企业内部定额基础。施工环境环保化：作好水土保持措施，精心策划，作好经济效益和社会效益双比较，形成“标准习惯化，习惯标准化”的好作风。▲

4、定要求

针对项目现场管理的业务内容，按决策层、管理层、业务层进行划分，作业层进行业务细分，提出四条要求，即“管理规范化、操作标准化、业务流程化、数据信息化”。▲

（五）施工组织原则

选择隧道工程施工方法的原则，除了考虑隧道工程的地质条件外，还要强调施工方法必须符合快速、安全、质量及环境的要求。

 1、施工条件

 施工条件包括施工队伍的施工能力，施工人员素质，及施工管理水平，装备水平。在选择施工方法时，应充分考虑这个因素。一般全断面开挖选用钻孔台车打眼一次性钻孔完毕，若没有这种装备，最好选用短台阶开挖法。

　　 2、地质条件

地质条件包括岩石级别、地下水及不良地质现象等，岩石级别是隧道工程围岩性质的综合判断，对施工方法的选择起着重要的甚至决定性的作用。在隧道施工过程中岩石的级别发生变化时，必须变换施工方法。如果Ⅱ—Ⅳ岩石选择全断面结合超短台阶法的施工方法，但在施工过程中，岩石级别变为Ⅱ级，这时施工方法相应地改变为上导坑、中槽马口开挖方法。

　　 3、隧道断面积

隧道断面尺寸和形状，对施工方法的选择有一定的影响。铁路单线和双线隧道、公路的双车道隧道，越来越多地选择采用全断面法和台阶法施工。大断面隧道工程施工中，目前一般是先采用各种方法开挖小断导坑，再扩大形成全断面的施工方法。

         4、埋深

在同样的地质条件下，由埋深不同施工方法有很大差别。

 5、工期

隧道工程合同工期的要求，在一定程度上会影响基本施工方法的选择。隧道工程施工中，工期决定于在均衡生产条件下，对开挖衬砌、运输等综合生产能力的基本要求，对施工方法、施上均衡进度、机械化水平和管理模式的要求。相同地质条件下，工期短的隧道要比工期长的隧道机械化程度高，管理更加科学、严格。

6、环境条件

隧道施工会对周围环境产生爆破振动，地表下沉，施工噪声，地下水的变化，绿色覆盖的变化等不良影响，这时，环境条件将成为选择隧道施工方法的重要因素之一。特别是在城市隧道施工，环境条件成为选择施工方法的决定因素。▲

三、现场策划与布局

（一）平面布置

1、以洞口为中心布置施工场地。综合考虑施工设施、施工便道、弃渣场地、各种管线、材料存放场、车辆停放地、生活办公设施等。施工设施包括：空压机房、搅拌机站、钢筋加工棚等。各种管线主要指：轨道、高压风管、供水管、排水沟、高压电路等。

2、应注意合理的布置，以使洞内外各项工作协调配合，充分发挥机械效率。一般情况下：空压机房、通风机房、搅拌机站、蓄水池、抽水机房应靠近洞口布设；钢筋加工棚、发电房、配电室、变电站等尽量布置在洞口附近；大堆材料堆放场地，应安排在拌和机械附近并便于运输。

3、生活房屋与洞口宜保持一定的距离，不要设在隧道洞顶附近，以免生活用水大量渗入隧道，同时还要考虑避免火灾、洪水、滑坡等灾害的威胁。炸药库、雷管库需分别单独布设，要有一定的安全距离，常设在远离施工场地的小山头或背坡上。

4、长隧道可利用弃渣场、洞口路基逐步发展，完善。

5、洞口场地布局根据工程规模大小确定。长隧道和特长隧道工程量大，单独布置。中、短隧道的工程量相对小，洞口场地布置图可以从简，有些短隧道则可以与其附近的长隧道或路基、桥涵等工程合并布置。▲

（二）洞口标准化布置

充分利用洞口的自然条件，合理布置，既有利于施工作业，又能确保安全文明施工与企业文化的展示，隧道洞口临建通常情况应设有洞口值班室、洞口信息三牌一镜（危险源标牌、进洞人员公示牌、洞内施工牌、安全镜）、电动栏杆、风机架架设、沉淀池、洗车池。并配备搅拌站、料仓、钢筋加工棚、库房等。▲

1、洞口门卫室

隧道洞口必须设门卫室，门卫室采用租赁或购置彩板房，彩板房标准尺寸2.3m×2.3m×2.8m。设立于洞口处，距洞口≤20m。并由项目部制定洞口门卫管理制度，严把隧道口进出。

2、洞口信息三牌一镜

包括危险源公示牌、进洞人员公示牌、洞内施工牌、安全镜；距离洞口≤20m，紧挨洞口值班室，便于信息的更新与进出洞的管理。板身为一般为1.1×2.1m，标牌离地高度为80cm（特珠地势离地高度不考虑）。▲

3、洞口电动栏杆

严禁非工作人员和车辆进入施工现场；设立在洞口处或值班室处， 采用电动栏杆;必须刷间距为40cm红白相间的警示油漆。▲

4、风机支架

风机布置洞口外侧，距洞口距离10～20m，以防洞内污染空气回流污染，通风管的送风口距开挖面不宜大于20m，通风管的安装应做到平顺，接头严密、转弯半径不小于风管直径的三倍，设立专门的通风班组负责通风工作。制作风机支架，宜采用4根I20a制作立杆，I20a制作上中两道横杆与斜撑，同时必须刷间距为400mm红白相间的警示油漆，风机上粘贴中建标识，架体上部悬挂风机操作规程。▲

5、沉淀池

施工现场用水量综合生产、消防用水，根据以往工程的经验，建沉淀池收集洞内排水，经处理后的清水辅助供作生产用水，污水及沉碴及时清理与排放。▲

6、洗车槽

隧道出入口设置冲洗系统，规划唯一出场道路迫使所有驶出现场的车辆轮胎都自动冲洗干净（或配备高压水手动冲洗），场地内部水沟均通向沉淀池。▲

7、空压机房

空压站房根据现场要求对机房的建设形式分为封闭式、半敞开式。为方便机械设备周转及便于散热，空压机房一般为半敞开式，即在坚固已经硬化的地面上搭设彩钢棚或石棉瓦棚，在此空压机房（棚）内进行空压机的布设。

空压机数量配置主要根据工地需要需要以压缩空气为动力的风动机：凿岩机、风钻台车、混凝土喷射机具等机械进行用风量估算。▲

8、进出洞标化及信息化管理▲

（三）风水电布置

洞内风水管、电缆、通风管布置必须整齐一致，既满足功能要求要到达美观。▲

1、洞内临电布置

隧道已开挖段照明，一般隧道采用60W普通照明灯；瓦斯隧道采用60W防爆白炽灯；洞口间距24m，洞内间距12m。隧道掌子面采用500W碘钨灯进行照明。

电缆支架可采用角钢L50X50角钢钻孔，长度为100cm，安装3#蝴蝶型瓷瓶，间距12m，打Φ12膨胀螺栓把横杆固定在隧道衬砌上，距离地面高度200cm。▲

2、通风管吊装标准

通风管吊装支架采用Φ12的膨胀螺栓打入衬砌内不小于7cm ，每3m布设一道，用Φ8钢丝绳拉紧，风管吊扣在钢丝绳上，要求吊挂牢固。▲

3、高压供风及供水管支架标准

采用角钢L50X50角钢，长400mm1根、275mm长2根焊接而成，及长350mm、长275mm、长200mm各1根焊接成三角支架，打膨胀螺栓把支架固定在隧道衬砌上，距离地面高度500mm，间距12m。▲

4、隧道CI策划

（1）入洞口标识标牌标准

（2）台车标识标准图标准

（3）仰拱处标识标牌标准

（4）风机CI标识标准

（5）三管组合标识标牌标准图

（6）洞内配电箱CI标识标准图

（7）品牌布和专用标语标准图▲

四、隧道施工关键技术

（一）变形关键技术

隧道施工是一个应力释放与应力控制的过程。应力释放到什么程度？是可以通过一定的人为的干涉手段(支护)加以控制的。因此，施工过程就是利用和控制围岩动态变形（应力）的过程。▲

1、隧道变形过程

应力控制实质上就是控制围岩的变形和松弛。也就是说如何在开挖和支护过程中，使围岩不松弛或少松弛。这是隧道设计施工的主要原则。围岩松弛与围岩变形直接相关。也就是说要想控制住围岩的松弛，就要控制住围岩的变形。▲

在计算条件下，从掌子面前方到掌子面后方一定范围内的拱顶下沉分布规律，大致如下：

1）隧道开挖后在掌子面前方一定范围内（2a~5a）产生了下沉，我们称之为“先行位移”或称为掌子面前方的位移；

2）在掌子面处，产生一定量的“初始位移”，此值与地质条件关系密切，视围岩条件的不同，约为最终位移值的20～50％左右，这个位移是开挖后瞬间发生的；我们目前的量测技术是量测不到的；

3）在掌子面后方，随掌子面的推进，产生不断增大的位移，其特点是初期的位移速度很大，而后增长的速度逐渐减缓，并趋于稳定。

这是处于一般围岩中的隧道变形的基本规律。▲

隧道开挖后隧道的变形可分为掌子面前方的先行位移、掌子面位移及掌子面后方的位移三种。这三种位移是同时发生的。▲

2、隧道设计施工的4点基本理念。

1）最大限度地利用围岩固有的支护能力；

2）必须以不同的施工方法和支护方法，控制开挖后产生的不同的位移；

3）初期支护与围岩必须成为一体，才能发挥其控制变形的功能；

4）在不良地质、地形条件下，初期支护断面早期闭合，极力控制围岩的松弛及其发展。▲

3、控制隧道变形的关键技术

所谓的关键技术，就是开挖和支护中的关键技术。开挖是应力释放的方法，不同的开挖方法，应力释放的过程及程度也是不同的，支护则是应力控制的方法，同样地，不同的支护方法应力控制的过程和程度也是不同的。除开挖、支护作业外，其他作业都是辅助性的，如运输、排水、通风、量测、地质超前预报等。但这些作业也是左右开挖、支护成败的关键，也不能忽视。

因此作为关键技术主要指：开挖、支护以及不可缺少的辅助作业三大方面。▲

在矿山法施工中，开挖和支护是密切相关的。根据地质情况，其关系大致可分为以下几类：只挖不支、先挖后支、先支后挖。▲

①只挖不支：在无需支护的硬质围岩中采用的方法；

适用条件――在坚硬、自支护能力比较高的围岩。

关键技术之一：减少爆破振动对围岩的损伤，形成平整的开挖轮廓。

目的――充分发挥围岩固有的自支护能力。

基本措施――·控制开挖进尺；控制一次同时起爆的炸药量；采用电子雷管；采用机械开挖方法，如TBM工法、盾构工法等，采用机械和爆破并用的开挖方法，采用少分部、大断面的开挖方法，如全断面法、台阶法等。▲

降低爆破振动的对策：降低一次齐发的炸药量是最基本的对策，变更爆破模式和与机械开挖并用，也能够减轻爆破振动的影响。▲

②先挖后支：开挖后进行支护的一般地质、地形条件下采用的方法；

适用条件―― 在一般地质、地形条件下，基本上都采取“先挖后支”或“边挖边支”的施工方法，例如铁路隧道的Ⅲ、Ⅳ级围岩。这是应力释放与控制相结合的方法，即边开挖、边控制，最终形成稳定的隧道结构。实质上这是在开挖后以控制掌子面后方的变形为主要目的的一种施工方法，即先释放、后控制的方法。

关键技术――加强初期支护控制围岩松弛，坍塌，确保开挖工作面稳定

目的――提高或维持围岩固有的支护功能

基本措施――采用少分部的开挖工法。如：全断面法或超短台阶的全断面法，其次是台阶法；提高喷混凝土的性能；控制隧道变形的发展；·严格控制各开挖工作面的步距，尽快闭合；缩短各单项作业的时间，增加循环次数，快速施工。▲

③先支后挖：开挖前进行支护的特殊地质、地形条件下采用的方法。

适用条件――在特殊地质、地形条件下要先行支护，才能顺利进行开挖的方法。

关键技术：加强超前预支护，抑制掌子面前方先行位移（变形）和掌子面位移（变形）确保开挖工作面稳定      

目的――控制围岩松弛、坍塌，提高围岩的支护功能。

从目前的施工实绩看，开挖工作面失稳可以分为以下几种情况：开挖工作面正面（以后称为掌子面）失稳；拱顶失稳、坍塌；台阶法中拱脚下沉、失稳；大变形失稳等。

解决这些问题的基本方法是对隧道周边围岩进行预加固，提高围岩的自支护能力，减少开挖过程中的围岩松弛。▲

（二）控制掌子面失稳技术▲

1、倾斜的掌子面

为了提高掌子面稳定性和作业人员的安全，采用倾斜的掌子面进行开挖。▲

2、设置掌子面锚杆

设置掌子面锚杆的目的是给全断面开挖创造条件。掌子面锚杆的长度一般都在12～24m之间，是比较长的。因此，必须具备打长锚杆的设备和技术▲

掌子面锚杆的材质，考虑不妨碍开挖，多采用玻璃纤维锚杆（GFRP）。掌子面锚杆在开挖后还有适当长度留在围岩中，因此，搭接是很重要的。短掌子面锚杆一般长3～6m，长掌子面锚杆一般长9～15m，根据施工条件也有采用长度达40m的超长掌子面锚杆的。短掌子面锚杆，应一边观察掌子面状况，一边按一定间隔（1～2m）或者随机设置。▲

3、留核心土

这也是我们经常采用的方法。日本对不留核心土，留核心土以及不同台阶长度的影响等进行的一项研究说明，不留核心土的场合，掌子面挤出量超过70mm的部分可达到掌子面前方1.3m，而留有核心土的场合，掌子面挤出量超过70mm的部分，只达到掌子面前方0.6m处。核心土对掌子面起到了控制掌子面挤出的效果。▲

（三）控制拱顶失稳与坍塌技术

在复杂地质、地形条件下，要想安全施工必须确保掌子面的稳定和极力控制围岩的松弛和坍塌，除加强初期支护外，必须采用有效的超前支护技术。超前支护技术它不是辅助性的，而是支护技术中的主要方法之一，与喷混凝土、锚杆以及钢架具有同等的重要性。

1、超前支护

超前支护依其构筑方法，大体上分为以下几类:

（1）短超前支护：2～5m左右，日本以插板法和预衬砌法为主；

（2）中超前支护；5～10m左右，以水平喷射注浆方式为主；

（3）长超前支护：10～15m左右，以长钢管注浆方式为主。▲

插板法▲

日本预衬砌法▲

中等长度的超前支护▲

长钢管超前支护▲

2、加强初期支护

目前，加强初期支护有两种做法，一种是加大喷混凝土的厚度、加密钢架间距或者缩小锚杆间距；另外一种做法是改变喷混凝土的性能、提高钢架的规格和采用抗拔力大的锚杆。我们目前主要采用前一种做法。国外则主要采用后一种做法。显然，后一种做法是符合技术发展的要求的。

1）喷混凝土

初期支护技术的发展的重要方面是喷混凝土技术的发展。因此，在加强初期支护时，也主要加强喷混凝土的功能，具体地说，就是加强喷混凝土的强度和刚性。众所周知，喷混凝土的强度和刚性是可以改变的。也就是说，我们可以根据开挖后围岩变形的实态，来改变喷混凝土的强度和刚性，来控制其变化。对控制掌子面后方变形的基本要求是：控制初期变形速度。一般说在先支后挖场合，初期变形速度是比较快的，如果能够控制其变形速度，就可以控制最终的变形值。一般说初期变形速度是指开挖和1天内的变形值。因此对喷混凝土1天的初期强度就提出了不同的要求。▲

2）锚杆

一般说，在采用超前预支护的场合，如注浆小导管、长钢管超前支护等，在其设置范围内的系统锚杆是可以取消的，因为其作用已经为超前支护所代替。但侧壁范围的锚杆，不仅不能取消，甚至还要加强。因为在先支后挖的围岩条件下，多数是侧压力比较大，因此，适当加长锚杆或改用水平锚管都是有效果的。

实际上，为了控制掌子面后方的变形，拱部系统锚杆也可以用斜向锚管代替，其支护作用与我们的注浆小导管类似。

3）钢架

在先支后挖的围岩条件下，钢架是不可缺少的。采用钢支撑时，钢支撑是首先受力的，而后喷射的混凝土受力较小，当钢支撑间隔很小时，喷混凝土几乎不受力。因此，钢支撑间隔不宜过小，一般控制在1m左右为宜。使钢支撑与喷混凝土的受力比较均匀。

日本的钢支撑多采用H型钢，我们多用工字钢，何者为宜应加以比较。目前采用的工22钢支撑，其高度达22cm，再加喷混凝土要求的保护层厚度，喷混凝土厚度至少是28cm。喷混凝土的厚度偏大。要减少喷混凝土的厚度，一个是采用低高度、高强度的钢支撑，一个是不设置保护层。从其它一些国家施工看，很少有钢支撑保护层的规定。因为钢支撑本身就是在喷混凝土包裹之中，而且是隐蔽在防水板或二次衬砌之后，是否需要设置保护层值得进一步研究。▲

4）喷混凝土的高强度化

国外主要研究高强度喷混凝土和钢纤维喷混凝土。

5）高承载力锚杆

6）高规格钢支撑

7）高强二次衬砌

二次衬砌也采用高强度混凝土。根据试验，二次衬砌的混凝土的强度等级从18N/mm2提高到30N/mm2。其结果是，采用18N/mm2时的衬砌厚度在B~D2级围岩中，为50cm，在D级围岩中为60cm，而采用30N/mm2时相应的厚度分别为40cm和50cm，减少了10cm。▲

（四）控制拱脚失稳技术

在台阶法施工中，控制拱脚下沉我们目前采用的方法有扩大拱脚、锁脚锚杆、临时仰拱、横撑等方法。这些方法用得好，还是有效果的。日本也采用上述方法，但目前已逐渐改进施工方法，如采用弯曲钻机设置弯曲形脚部钢管桩、高承载力的脚部支持钢管等。▲

（五）控制大变形的技术

定性地说：初期变形速率快、变形值大而且长时间无收敛趋势的变形，可以称为“大变形”。过去国内外采取的方法是反复扩挖，反复支护直至成型。在这种方法中，最大的问题是：需要拆除顶替已经承载的支护构件和对围岩的多次扰动。这是隧道施工中的“大忌”。

在喷混凝土中设置伸缩缝来吸收一部分变形；或者采用长锚杆（8～15m）来控制围岩的后期变形；或者采用掌子面锚杆控制围岩的先行位移等。这些方法对解决大变形问题起到一定的作用，特别是长锚杆和掌子面锚杆。本在东海道新干线的饭山隧道（长22.2km）的大变形地段试验采用多重支护方法也取得了成功。▲

多重支护的基本观点如下：容许一次支护损伤，设定比通常大的变形富余量。为了设置二次支护，开挖断面要考虑设置二次支护的富余；进行二次支护，并形成闭合结构，能够控制变形的进一步发展，提高支护的安全性；二次支护应在一次支护变形到一定程度后进行实施；一次支护变形小的场合，可以不进行二次支护。▲

（六）初期支护的及时闭合

在复杂地质条件下，一个重要的原则，就是尽可能地在短时间内闭合断面。包括分部开挖断面的临时闭合。如上台阶的临时闭合、各种导洞的临时闭合等。从时间概念上说，应该考虑的是：

1）从开挖到设置支护的时间；

2）从导坑开挖到整个断面闭合的时间；

3）二次衬砌的施设时间等。

为了缩短闭合时间，采用微台阶法是一个重要措施。微台阶法实质上是全断面法的变种。其目的就是缩短断面的闭合时间。

应该说，在复杂地质条件下，所谓的快速施工，实质上就体现在大幅度的缩短断面闭合时间上。▲

断面早期闭合，是克服特殊地质、地形条件的最基本的技术手段和方法。我们应该吸取的经验，可以归纳如下：

1、闭合距离大多在开挖断面宽度1倍以内；

2、除强化初期支护外，需要配合强有力的辅助工法，特别是掌子面前方围岩的补强方法；

3、采取有力措施缩短开挖循环的作业时间，如多数采用单臂掘进机开挖，机械架设钢支撑，大容量的机械手喷射混凝土等，确保在要求的闭合距离内完成相应的作业；

4、预计支护结构不能满足控制变形要求时，主要采取变更支护结构规格，二不是采取增加厚度、加密间距等方法；

5、基本上采用全断面法和超短台阶的全断面法。开挖进尺大都控制在1.0～2.0m之内，最差的采用1.0m，最好的也不超过2.0m。即采用我们所谓的“浅眼多循环”的开挖循环方式；

6、选用的施工机械要有针对性，如能够从下半断面开挖上半断面的钻孔机械、打拱脚锚杆或锚管的施工机械等。▲

五、复杂地段隧道施工方法

（一）隧道的主要开挖方法

隧道施工前在决定开挖方法时，应对断面尺寸及形式、围岩条件、工区长度、工期、当地条件等综合考虑后，最大限度利用围岩自身具有的支承能力，在不使围岩松弛的情况下，尽可能使用开挖断面大的开挖方法。通常采用的开挖方法有全断面开挖法、台阶法、分部开挖法、导坑超前法、中隔墙法等。

1、全断面开挖法

主要适用于Ⅰ～Ⅲ级硬岩地层和Ⅱ级软岩地层。对于Ⅳ级硬岩地层，在采取超前锚杆、超前小管棚、超前预注浆等辅助施工措施加固后，也可采用全断面法施工，但应根据具体围岩情况适当缩短开挖进尺。浅埋段、偏压段和洞口段不宜采用全断面法开挖。▲

2、台阶法

是新奥法中适用性最广的施工方法，多适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩中。它将断面分成上半断面和下半断面两部分分别进行开挖，随着台阶长度的调整，它几乎可以用于所有的地层。根据台阶的长度，它有长台阶法、短台阶法和超短台阶法三种方式。洞口围岩分部开挖方式一般多为短台阶超短台阶法。

短台阶法，分成上下两个断面开挖，两个断面相距较近，一般上台阶长度小于5倍但大于1~1.5倍洞宽，或5~50m，上下断面基本上可以采用平行作业。在洞口工程段，遇到软弱围岩，上台阶长度控制在5-10m左右。▲

超短台阶法，种适于在软弱地层中开挖的施工方法，一般在膨胀性围岩及土质地层中采用。为了尽快形成初期闭合支护以稳定围岩，上下台阶之间的距离进一步缩短，上台阶仅超前3~5m，不能平行作业，只能采用交替作业，因而施工进度会受到很大的影响。在软弱围岩中采用超短台阶法施工时应特别注意开挖工作面的稳定性，必要时可对围岩采用预加固或预支护措施，如向围岩中注浆或打入超前水平小导管等。▲

为保证进洞的安全，上台阶开挖矢跨比应大于0.3。▲

3、台阶分部开挖法法又称环形开挖留核心土法

适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩地段。上部留核心土可以支挡开挖工作面，增强开挖工作面的稳定，施工安全性较好。一般环形开挖进尺为0.5m~1.0m，不宜过长。▲

4、中隔墙法

适用于软弱地层的施工方法，特别是对于控制地表沉陷有很好的效果，一般主要用于城市地下铁道施工中，但其造价高。▲

5、超前导坑法

包括侧导坑超前、下导坑超前、上导坑超前等。其中侧导坑超前是在断面较大，围岩支承力不够的情形下，以及覆盖层薄地表下沉的地段使用这种开挖方法，由于起开挖、支护施工较为复杂，因此要仔细研究各阶段的掌子面及支撑的稳定、坑道的变形动态、对下阶段开挖的影响、支付构件的接联等问题。▲

6、CD法

适用于围岩稳定性较差，隧道跨度较大，地表沉陷难于控制地段。▲

7、CRD法

适用于在软弱围岩中，当隧道跨度更大或因环境要求，且要求严格控制地表沉陷地段。▲

8、双侧壁导坑法

双侧壁导坑法是双侧壁导坑超前中间台阶法的简称，也称眼镜（睛）工法，也是变大跨度为小跨度的施工方法。▲

双侧壁导坑法主要适用于断面很大、地层较差的Ⅳ、Ⅴ级围岩地层、不稳定岩体和浅埋段、偏压段、洞口段。采用该法开挖时，双侧壁导坑超前的距离相等或不等。为了稳定工作面，经常和超前预注浆等辅助施工措施配合使用。一般采用人工、机械混合开挖，人工、机械混合出碴。

施工过程中，左右侧壁导洞错开不小于15 m，这是基于在开挖中引起导洞周边围岩应力重新分布不影响已成导洞而确定的。上、下台阶之间的距离，视具体情况，按台阶法确定。▲

（二）爆破

钻爆法施工一个开挖循环的程序是：测量放线～布孔～钻孔～钻孔合格检查～装药联网～孔网检查合格～起爆～通风排烟～松动围岩或掉块处理～出碴～挂网（视情况而定）～安装钢肋（视情况而定）～喷混凝土～安装锚杆（视情况而定）。往复循环，不断掘进。每个循环的开挖进尺取决于钻孔深度。一般情况下，孔深为3 . 5m ，进尺可达到3 . 3m 。 ▲

1、全断面开挖法：开挖工作利用凿岩台车钻出整个面的全部炮眼，一次爆破成洞；通风排烟后用大型装渣机出渣；出渣完毕后就开始下一钻爆循环。

2、分部开挖法：当隧洞断面较高时，常分台阶自上而下开挖。上部断面的布孔（钻水平孔）与全断法相同相同，但下部台阶的开挖则采用梯段爆破法钻垂直炮孔，用药量少，爆破效果好。分部开挖以导洞先行，有利于尽快贯穿洞身，或与竖井连接，能简化通风系统；也可作为主洞的探洞，事先摸清地质情况。此外，开挖大断面平洞，尚有中心导洞辐射钻孔法，在断面用小型机械开挖中导洞，在导洞中用钻机向四周钻辐射孔，以扩大开挖成洞。▲

3、炮孔布置 

岩石隧道的钻爆开挖，为提高爆破效率必须首先增加爆破自由面数目。因此，在断而中部先爆破出一个缺口，然后再引爆其余炮孔。这一缺口的形成称为掏槽。断面上的钻孔可分为掏槽孔和崩落孔，而崩落孔又可分为辅助孔和周边孔。

每一隧道断面的炮孔数日和布置型式应根据断面大小、岩石性质和循环进尺等因素设计确定，并使钻孔方便。根据掏槽型式，隧洞断面的钻孔布置可分为楔形掏槽和平行直孔掏槽两种 。楔形掏槽由数对对称的相向倾斜的炮孔组成．对钻孔质量要求稍低。为使隧洞周边整齐不超挖药的空孔，周边孔的间距、药量应按光面爆破要求设计。平行直孔掏槽的中间两孔是不填药的空孔。这种布置型式的优点是易于实现钻孔自动化，便于达到要求的循环进尺，增大爆破深度。其缺点是增加了钻孔数量，且对炮孔要求的质量高。▲

炮眼根据在爆破中的作用可以分为掏槽眼、辅助眼和周边眼。

掏槽眼：针对隧道开挖爆破只有一个临空面的特点，为提高爆破效果，先在开挖断面的适当位置（一般在偏下部）布置几个掏槽炮眼。作用：让其最先起爆，为临近炮眼的爆破创造临空面。

辅助眼：位于掏槽炮眼与周边炮眼之间的炮眼称为辅助眼。作用：扩大掏槽炮眼炸出的槽口，为周边炮眼爆破创造临空面。

周边眼：沿隧道周边布置的炮眼称为周边眼。作用：在于炸出一个合适的爆破轮廓。▲

炮眼布置形式有：

①直线形布孔 将炮眼按垂直方向或水平方向，围绕掏槽开口成直线形逐层排列。这种布孔图式，形式简单容易掌握，同排炮眼的最小抵抗线一致，间距一致，前排眼为后排眼创造临空面，爆破效果较好。 

②多边形布孔 围绕着掏槽开口，由里向外将炮孔逐层布置成正方形，长方形或多边形等基本规则的图式。 

③弧形布孔 顺着拱部弧形轮廓线，把炮孔布置成逐层的弧形图式。此外，还可将开挖面上部炮孔布置成弧形，下部炮孔布置成直线形，以构成混合形布孔图式。 

④圆形布孔 当开挖断面为圆形时，可将炮孔围绕断面中心逐层布置成圆形图式。这种布孔图式，多用在圆形隧道、泄水洞以及圆柱形竖井的开挖中。 ▲

新奥法（NATM)

即奥地利隧道工程建设新方法的简称。该法1948年提出后，世界各地普遍运用，已成为现代隧道工程新技术标志之一。新奥法施工要点：

1、开挖作业多采用光面爆破和预裂爆破、大断面开挖，减少扰动。

2、根据围岩特征采用不同的支护类型和参数，及时施作密贴于围岩的柔性混凝土和锚杆初期支护，以控制围岩的变形和松弛。

具体作法：第一次喷混凝土3-5cm厚，安锚杆，铺钢筋网，立钢拱架，喷二次混凝土到设计厚度。

3、通过施工中对围岩和支护的动态观察测量，合理安排施工顺序，进行设计变更及日常的施工管理。▲

4、光面爆破

也叫修边爆破，是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术，是通过一系列措施对隧道周边部位实行正确的钻孔和爆破，并使周边眼最后起爆的爆破方法。爆破后，设计轮廓线内的岩石适度破碎，而围岩稳定性得以保持，适用范围广泛，在软岩中级岩浅孔爆破中效益明显。 

光面爆破的分区起爆顺序为：掏槽眼→辅助眼→周边眼→底板眼。 

光面爆破的成功与否主要取决于爆破参数的确定。其主要参数包括：周边炮眼的间距，光面爆破层的厚度，周边炮眼密集系数和装药集中度等。▲

5、预裂爆破

在开挖轮廓上钻互相平行的比较密集的炮眼，装药后使之比其他爆破眼先起爆，使爆破后各爆眼间形成相互贯通的裂隙，与原岩体分割开来，然后再起爆其他炮眼。因轮廓线上裂缝已形成，当其他炮眼起爆时，不会引起原岩体的破坏，而形成光滑的平整壁面。预裂爆破可起较大的隔振作用，一般适用于硬岩深孔爆破。在软弱围岩中也可得到较好的爆破效果。 

预裂爆破的分区起爆顺序为：周边眼→掏槽眼→辅助眼→底板眼。▲

（三）初期支护

    喷锚支护是隧洞施工的重要环节，以确保施工安全和施工进度，也是“新奥法”的一项主要手段。所谓喷是指用喷射方法将混凝土喷到围岩表面及裂缝中，使其快速凝固后起到支护作用。所谓锚是指在隧洞围岩上钻孔安设杆件，使它锚固在岩体内以加固围岩。

1、锚杆 

锚杆的布置分为局部布置和系统布置。局部布置主要用在坚硬而裂隙发育或有潜在龟裂及节理的围岩，重点加固不稳定块体。锚杆局部布置时，拱腰以上部位锚杆方向应有利于锚杆的受拉，拱腰以下及边墙部位锚杆宜逆向不稳定岩块滑动方向。系统布置的锚杆应用在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩条件下，并符合下列规定： 

 1）锚杆一般应沿隧道周边径向布置，当结构面或岩层层面明显时，应与岩体主结构面或岩层层面呈大角度布置。

 2）锚杆应按矩形排列或梅花形排列。

 3）锚杆间距不得大于1.5m。间距较小时，可采用长短锚杆交错布置。

 4）两车道隧道系统锚杆长度一般不小于2.0m，三车道隧道系统锚杆长度一般不小于2.5m。 

锚杆质量检查，包括长度、间距、角度、方向、抗拔力等。其中主要是抗拔力试验 。▲

2、钢拱架 

在围岩条件较差地段或地面沉降有严格时，应在初期支护内增设钢拱架。常用的钢拱架有：钢筋格栅拱架、工字形型钢拱架、U形型钢拱架和H形型钢拱架。 

1）钢拱架支护必须有足够的刚度和强度，能够承受隧道施工期间可能出现的荷载。2）钢拱架支护间距宜为0.5~1.5m。钢拱架应分节制作，节段与节段之间通过钢板用螺栓连接或焊接。 

3）采用钢拱架支护的地段连续使用钢拱架的数量不小于3榀；钢拱架支护榀与榀之间必须用直径18~22mm的钢筋连接，连接筋的间距不大于1m，并在钢拱架支护内缘、外缘交错不置。 

4）钢拱架与围岩之间混凝土保护层厚度不应小于40mm；临空一侧的混凝土保护层厚度不应小于20mm。▲

3、喷射混凝土 

 喷射混凝土是用喷射机把渗有速凝剂的粗细骨料混凝土以适当的压力，高速喷射到隧道岩壁表面凝结而成的混凝土。由于混凝土颗粒在高速度喷射的猛烈冲击下，混凝土被连续地捣固和压实，具有密实的结构和较好的物理力学性能。喷射混凝土具有充填裂隙加固围岩、封闭围岩壁面防止风化和喷射混凝土与围岩组成共同承载体系等特点。 

喷射混凝土的喷射方式： 

（1）干喷 ，（2）潮喷 ，（3）湿喷 ；

在喷射作业中要掌握好几个问题： 

（1）风压、水压 

（2）喷嘴与受喷岩面之间的距离和角度 

（3）一次喷射的厚度及各喷层之间间隔时间 

（4）喷射分区与喷射顺序 ▲

（四）仰拱施工

洞口工程的仰拱必须及时施做，保证洞口支护封闭快速成环。原则上进洞后10-15米后立即施作仰拱，将支护闭合成环。上部开挖洞口段时，因地质条件可增设临时仰拱。▲

（五）二衬施工

在隧道洞口掘进支护20m后，在洞外组装好衬砌台车，及时跟进衬砌，保证洞口山体稳定。▲

隧道工程的均衡施工：

（1）铁路隧道（依据《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》(铁建设[2010]120号）)

Ⅲ级及以上围岩隧道严格按短台阶法组织施工，各台阶及仰拱要层次清晰，根据围岩级别严格控制各工序的施工间距，对于工序失衡的隧道一定必须停工整改，各工序间距要求参照下表：

公路隧道（依据《公路特长隧道全序同步施工法》）

Ⅲ级围岩段根据工程地质情况，可采用全断面法开挖施工。IV级围岩衬砌范围采用短台阶法，台阶长度10～30米，各台阶及仰拱要层次清晰，根据围岩级别严格控制各工序的施工间距，对于工序失衡的隧道一定必须停工整改，各工序间距要求参照下表：

（六）隧道监控量测

超前地质预报和围岩测量，要及时掌控这些参数，这是一项必须掌握的核心技术。围岩监控量测的项目和量测方法有：

（1）水平位移收敛量测

（2）拱顶下沉量测

（3）地表沉降量测▲

（七）复杂地段隧道施工

1、突泥

赣韶铁路黄金隧道起讫里程DK170+250～DK171+740，全长1490米，为单线隧道。由于地质条件差，施工难度非常大。洞内地质主要为灰质砾岩、粉砂岩、泥岩。本隧道主要安全风险为溶洞涌水涌泥、支护大变形等。

2011年3月18日15：30分左右，牛栏岗隧道斜井掌子面突然发生第一次大规模突水突泥事件。4月9日9：30分，掌子面再次出现较大规模的流泥，此次流泥呈硬塑状，中间夹灰质岩块，至4月12日，两次已累计流泥约2000立方。▲

2、瓦斯

 渝黔铁路黄山坡隧道：隧道全长2869.255m，其中明洞39m，Ⅴ级围岩1279m，Ⅳ围岩7.255m，Ⅲ级围岩233.5m，II级围岩528.5m。隧道起讫里程DK217+734～DK220+602，最大埋深142m。隧道开挖可能在DK218+880、DK218+972处穿越煤层，判断为高瓦斯带。需做好瓦斯隧道施工的各项准备及应急预案，加强通风。▲

六、安全风险预控与处置

近几年隧道施工的安全事故频频发生，造成了较多的人员伤亡和较大的经济损失，严重影响了工程工期。这不得不引起隧道建设者和广大技术人员的高度关注。

1、当前铁路隧道建设特点和存在的主要问题：

1）数量多、规模大、长度长

2）技术难度大

3）高风险隧道较多

4）安全形式严峻

5）设计、施工、建设管理人员相对欠缺

6）其他（如：受拆迁等因素影响工期紧张）▲

2、安全事故原因分析▲

（1）突发性的地质灾害

①突泥涌水

（宜万线）马鹿箐隧道突水

②岩溶突出▲

（2）对围岩稳定性判释不准，设计支护措施偏弱▲

（3）施工不到位，初期支护措施的力度不能满足围岩稳定的要求▲

（4）现场施工安全措施不健全，施工管理不到位▲

3、安全对策建议

（1）树立安全意识，优化地质选线工作，确保工程安全可靠。

（2）实行全过程安全风险管理

（3）精心勘察，提高隧道工程地质的判释精度

（4）精心优化设计，对容易发生安全事故的环节， 有针对性的制定工程措施

（5）精心施工，严格作业程序，落实安全措施。

（6）强化现场建设管理，加强安全知识培训，及时消除安全隐患。

（7）合理的安排工程工期，实事求是核定工程投资，制定科学的建设管理办法。▲

七、施工案例

（一）三台七步开挖

1.定义：

洞身开挖采用台阶七步开挖法施工，是指在隧道开挖过程中，分七个开挖面，以前后七个不同的位置相互错开同时开挖，然后分部同时支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法，形成开挖及施作初期支护，混凝土仰拱紧跟下台阶及时施作构成稳固的初期支护体系。▲

2.适用范围

适用于开挖断面为100～180m2，具备一定自稳条件的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段隧道的施工。

3.技术特点

⑴ 施工空间大，方便机械化施工，可以多作业面平行作业。部分软岩或土质地段可以采用挖掘机直接开挖，工效较高。

⑵ 在地质条件发生变化时，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工方法。

⑶ 适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。

⑷ 在台阶法开挖的基础上，预留核心土，左右错开开挖，利于开挖工作面稳定。

⑸ 当围岩变形较大或突变时, 在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间。▲

4.实例分析

（1）张茅隧道

张茅隧道位于河南省陕县境内，全长8483m，起讫里程DK218+607～DK227+090，为郑西全线最长的隧道,是全线控制性工程。隧道最大开挖断面面积163.87m2。▲

隧道出口从黄土冲沟下出洞，地形条件偏压，纵坡较陡。DK227+060～DK227+096段先在沟槽中夯填水泥土后再行暗进；线路右侧洞口基础悬空，采用M7.5浆砌片石回填。原洞口里程桩号为DK227+090。考虑到黏质黄土的特性、地形条件偏压和黄土冲沟等因素，为确保进洞的安全，达到“早进晚出”，尽量少破坏原有土体结构的原则，改DK227+090～DK227+096段明挖为暗挖，优化洞口里程为DK227+096。▲

（2）小团山隧道

小团山隧道位于呈贡县黄土坡境内，属昆石高速公路第四合同段，整个合同段由路基和隧道组成，分上下行线。上行线长2345米，下行线长2405米，设计时速每小时100千米。其中小团山隧道上行线长1125米，下行线长1195米，单洞开挖高度8.9米，宽14.8米，为双向6车道，时速100千米，该工程总投资1.3亿元。小团山隧道提前213天和218天双线贯通。▲

（二）大断面开挖

小什字隧道施工

小什字车站为换乘站，车站起点里程YDK13+881.078m，终点里程 YDK14+138.626m，轨顶设计标高214.568~214.052m，总长257.548m，位于渝中区的繁华地段。车站主体采用侧式站台，单拱双层结构。车站K13+954.987-K14+000.275m段为两个车站主体的联络通道，单拱双层结构。车站主体大部分位于民族路、打铜街道路正下方，主体隧道拱顶覆盖层厚度约9.45-15.36mm。其中岩层2.9-10m，车站周边建筑物密集，施工中需要有针对的采取适当措施，才能确保车站施工对地面建筑不会产生不利影响。车站利用上新街站-小什字站区间隧道（渝中区段）和支洞作为施工通道开挖。

车站采用暗挖法施工，复合式衬砌，结构最大开挖宽度为25.97m，最大开挖高度19.86米，开挖断面面积430.2m2。▲

（三）长台阶的弊端

1）安全步距容易超规范和设计要求，容易造成安全事故。

2）施工干扰大，不易形成流水工序，无法形成快速施工，工效低。

3）作业面环境差。▲

八、结束语

1、推进管理创优、技术创优，树立品牌，打造隧道施工专业化优势。

一方面局编印了《隧道工程现场施工管理标准化图集》，《隧道及轨道交通工程作业指导书》，又编制了《基础设施项目施工临建标准化指南》，对规范隧道项目施工，提高隧道项目的施工管理能力同样将起到积极促进作用。另一方面五局打造了秦岭隧道、中梁山隧道、一横线隧道、小什字隧道等标准化示范工程项目，推进标准化管理经验和施工技术，保证隧道工序均衡有序，促进快速均衡施工能力，促进施工管理、施工生产组织、施工技术的全面提升，提高隧道项目的高精尖特征，提升品牌，树立中建五局的隧道品牌，提高品牌的含金量和市场影响力，赢得市场的知名度和美誉度。

2、以成本管理和资金管理为中心，打造隧道项目盈利优势。

隧道项目属于地下工程，隐蔽特征明显，不可预见因素多，盈利的空间和机遇都很大。因此，要按照局精细化管理要求，采取措施，主要是开源，要向管理要效益，实现降本增效，防止项目亏损风险，挖掘项目盈利潜力。首先要落实好项目成本责任考核制度，明确项目成本责任主体，以项目成本策划和经济技术目标责任书为依据，加强成本的过程管控和考核，严格执行商务合约管理制度，管控和发挥商务合约管理的重要环节，同时严格物资管理、日清月结，坚决执行月成本核算制度。隧道项目要成为全局最赚钱的专业板块。

3、弘扬隧道精神，打造隧道文化优势。

以“信·和”主流文化落地生根为目标，打造隧道精神，加快团队融合和文化融合，提升各级班子和员工队伍整体作风和素质。 “攻坚克难，铸造品牌”、“特别能战斗，特别能吃苦，特别能奉献”，隧道精神的打造、弘扬，对专业化的发展具有战略意义。我们要认真挖掘、培育、打造隧道项目先进典型，丰富隧道精神的内涵，使隧道精神在五局“信·和”主流文化的指引下，成为助推隧道队伍成长和隧道业务发展壮大的强大精神动力。

同志们，中建股份对我局的隧道专业发展寄予了厚望，五局的转型升级发展有赖于隧道业务的大发展，做强五局基础设施专业有赖于做强隧道业务板块，我们肩负的使命光荣，责任重大。我相信，在基础设施业务大发展的背景下，在中建股份和中建五局的重视、支持下，已有较好发展基础的隧道业务将获得快速发展，只要我们不断努力，打造优势，隧道业务必将成为中建五局的优势专业，隧道专业将迎来更加美好的明天！

谢谢大家！