第1部分-隧道設計與施工的基本原則

主講:李興高隧道設計與施工北京交大隧道中心2012年隧道設計與施工的基本原則

1、洞門前不設路塹，必須早進晚出，不破壞山體環(huán)境。

（1）洞口位置不當，產(chǎn)生偏壓的理念。

（2）洞口間距過大，不利管理和節(jié)約土地，可以小間距的理念。

（3）優(yōu)選切削式不受力洞門的理念。

（4）洞口不設深路塹（應小于１０ｍ）的理念。*低于原地面的挖方路基稱為路塹

（5）上下行洞口錯開，設擋墻防止廢氣進入另一洞口、氣流短路的理念。

（6）美化洞口及周邊環(huán)境的理念。

（７）洞口段、洞門、明洞之間合理施工方法的理念。

（８）洞口變坡點合理設置的理念。2、全隧道不設變形縫，特殊地段設置誘導縫，8級地震區(qū)在洞口段40～50m處設減震縫。3、必須重視巖溶地區(qū)的綜合地質(zhì)超前預報，長短結合以短為主，預報范圍前方≥30m，隧道周邊外1倍洞徑，做為工序列入。4、一次支護要強，承受部分水壓和全部土荷載，淺埋和海底隧道則承受全部水荷載和土荷載，二次模筑初砌做為安全儲備。5、全部采用網(wǎng)構鋼拱架，取消型鋼拱架，靠近工作面的第一排鋼拱架不受力，噴混凝土后的網(wǎng)構拱架承受10倍荷載，工鋼則承受4倍荷載，工鋼后部混凝土噴不上，容易產(chǎn)生滲漏水。6、一次支護由鋼筋網(wǎng)、鋼拱架、噴混凝土組成，鋼拱架接頭聯(lián)結處設鎖腳錨管（灌漿）。7、取消系統(tǒng)錨桿。

軟弱地層不設錨桿，只設索腳錨管。

Ⅴ～Ⅵ級圍巖不設錨桿。

Ⅲ～Ⅳ級圍巖局部破碎設置錨桿和鋼筋網(wǎng)。

錨桿在設計計算中是不予考慮。

錨桿是施工時臨時加固的手段。

錨桿施作的時空效應很難實現(xiàn)。8、軟弱地層必須采用潮噴混凝土，不提倡濕噴混凝土。9、必須采用復合式襯砌結構型式，一次支護和二次模筑襯砌之間必須設半包式防水隔離層，不允許全包(山嶺隧道)，采用無釘鋪設防水板，無紡布后部必須設置系統(tǒng)排水盲管。水的處理有兩個理念：一是以堵為主，限排為輔。二是全堵方案，但要給水有排出的通道。10、取消中部排水溝。11、反對長隧短打。

提倡設置平行導坑，可提高正洞2倍速度。

斜井設置僅是0.5倍的正洞速度。

豎井是0.1～0.3倍的正洞速度。

斜坡道不同于斜井，是無軌運輸，僅是0.5倍的正洞速度。

12、正臺階施工不允許分長、中、微臺階，臺階長度為一倍洞徑，第一個上臺階高度必須為2.5m，小導管長度為臺階高度加1m。13、支護結構施工必須是一次支護從上向下施作，二次模筑襯砌必須從下向上施作。14、隧道宜近不宜聯(lián)，可采用小間距隧道，反對雙聯(lián)拱、多連拱，（盡可能）取消盾構隧道的橫通道。15、大斷面硬巖隧道宜采用小導洞超前爆破，可減震30%，也可采用小TBM超前，鉆爆法擴大。隧道及路塹邊坡采用光面爆破，不準預裂爆破。全斷面開挖改為小TBM超前打通，后部用鉆爆法擴大。優(yōu)點：（1）可以超前預報；（2）爆破減振30%，炸藥比全斷面爆破減少5—10%；（3）擴大爆破，炮眼利用率為100%，所以提高開挖速度2—3倍；（4）炮眼半孔保存率80%,線形超挖<10cm;

（5）爆破碴堆、碴塊均勻、集中，便于快速出碴；（6）縱向爆破沖擊波小,對后部工序影響小。16、隧道施工洞口無主扇風機，U形氣流射流風機，通風技術。

該技術適用于上下行、分離式雙洞隧道。這是打破常規(guī)的新模式，取消了在洞口采用大功率主扇壓入式向洞內(nèi)輸送新風的模式。采用在洞內(nèi)橫通道之間設置射流風機（15—30KW/臺），風機本身產(chǎn)生高速氣流（30m／s）的卷吸作用，產(chǎn)生很大的壓力差，從而強迫誘導大量新風，在U型風道中產(chǎn)生單向巨大風流，達到換氣目的。

19、必須堅持動態(tài)設計、動態(tài)施工、動態(tài)管理，設計人員必須及時修改圖紙，必須尊重施工信息。20、設計人員必須提高業(yè)務素質(zhì)，要超越規(guī)范，創(chuàng)新設計；有新理念、新創(chuàng)新。應用新技術、新工藝、新材料、新設備、新儀器，反對抄襲圖紙。21、要實事求是，確定合理工期，合理造價。不合理工期、不合理造價是造成質(zhì)量差、工程壽命短及安全事故發(fā)生的主要原因。22、要要建建立立循循環(huán)環(huán)經(jīng)經(jīng)濟濟的的理理念念；；要要有有系系統(tǒng)統(tǒng)地地下下工工程程的的理理念念；；要要有有方方便便運運營營維維修修的的理理念念；；要要有有保保護護環(huán)環(huán)境境的的理理念念；；要要有有重重視視方方案案設設計計比比選選的的理理念念。。23、隧隧道道頂頂部部允允許許塌塌方方空空洞洞存存在在，，拱拱頂頂上上方方要要有有2m土厚厚保保護護。。24、運運營營的的隧隧道道應應簡簡化化通通風風、、照照明明、、防防災災、、監(jiān)監(jiān)控控，，簡簡化化思思路路，，節(jié)節(jié)約約能能源源。。建建議議小小于于１１km隧道道不不設設通通風風、、照照明明。。25、從從安安全全風風險險角角度度出出發(fā)發(fā)，，上上下下行行隧隧道道必必須須分分洞洞修修建建，，分分洞洞運運營營。。26、黃黃土土隧隧道道施施工工要要點點：：（1）黃黃土土濕濕陷陷系系數(shù)數(shù)：：與與黃黃土土四四個個物物理理指指標標有有關關。。黃黃土土的的天天然然含含水水量量ω(%);自重重r(KN/m3)；天天然然孔孔隙隙比比e；飽飽和和度度sr（%）；；黃黃土土濕濕陷陷性性與與天天然然孔孔隙隙比比呈呈正正比比（（正正相相關關））；；黃黃土土濕濕陷陷性性與與天天然然含含水水量量、、自自重重、、飽飽和和度度呈呈反反比比(負相相關關)。（2）降降水水施施工工是是確確保保黃黃土土隧隧道道最最安安全全、、可可靠靠的的輔輔助助措措施施。。由由于于降降水水作作用用，，黃黃土土地地表表一一些些地地段段會會形形成成呈呈橢橢園園形形的的陷陷坑坑和和縫縫隙隙，，陷陷坑坑直直徑徑約約13m左右右，，縫縫寬寬約約20cm左右右（（地地裂裂縫縫）），，但但當當水水位位在在負負10m左右右時時采采用用洞洞內(nèi)內(nèi)降降水水及及回回灌灌時時只只涉涉及及地地面面有有微微量量沉沉降降。。（3）不不易易直直接接將將濕濕陷陷性性黃黃土土層層作作為為地地基基持持力力層層，，應應詳詳細細查查清清自自重重濕濕陷陷性性黃黃土土范范圍圍，，判判別別濕濕陷陷性性系系數(shù)數(shù)。。27、淺淺埋埋暗暗挖挖法法施施工工要要點點：：（1）首首先先系系統(tǒng)統(tǒng)采采用用小小導導管管超超前前支支護護技技術術，，靠靠近近工工作作面面架架設設的的第第一一排排鋼鋼拱拱架架，，是是不不受受力力的的。。（2）設設計計采采用用8字形形格格柵柵拱拱架架，，做做到到在在x，y兩個個方方向向?qū)崒崿F(xiàn)現(xiàn)等等強強度度、、等等剛剛度度、、等等穩(wěn)穩(wěn)定定度度，，取取代代工工字字鋼鋼，，并并進進行行了了系系統(tǒng)統(tǒng)室室內(nèi)內(nèi)外外加加載載破破壞壞試試驗驗，，網(wǎng)網(wǎng)格格拱拱架架噴噴射射混混凝凝土土提提高高10倍，，承承載載力力、、工工字字鋼鋼則則提提高高4倍。。（3）開開挖挖方方法法采采用用正正臺臺階階環(huán)環(huán)形形開開挖挖留留核核心心土土，，第第一一個個臺臺階階取取2.5m高，，合合理理的的初初期期支支護護必必須須從從上上向向下下施施作作，，一一次次支支護護穩(wěn)穩(wěn)定定后后方方可可施施作作二二次次模模筑筑襯襯砌砌。。（4）采采用用監(jiān)監(jiān)控控量量測測技技術術控控制制地地表表下下沉沉和和防防塌塌方方是是最最可可靠靠的的方方法法。。（（5）突突出出快快速速施施工工，，考考慮慮時時空空效效應應，，做做到到四四個個及及時時：：及及時時支支護護、、及及時時量量測測、、及及時時反反饋饋、、及及時時修修正正。。（（6）采采用用復復合合式式襯襯砌砌結結構構，，一一次次支支護護由由噴噴射射混混凝凝土土、、鋼鋼筋筋網(wǎng)網(wǎng)、、網(wǎng)網(wǎng)構構鋼鋼拱拱架架組組成成。。鋼鋼拱拱架架聯(lián)聯(lián)結結處處設設索索腳腳錨錨管管和和鋼鋼拱拱架架焊焊接接，，取取消消系系統(tǒng)統(tǒng)錨錨桿桿，，形形成成一一次次支支護護。。（7）淺埋暗暗挖法18字方針是是施工的的原則和和要點的的精辟總總結，即即：“管超前、、嚴注漿漿、短進進尺、強強支護、、早封閉閉、勤量量測”。（（8）必須遵遵循信息息化反饋饋設計、、信息化化施工、、信息化化動態(tài)原原理。（9）拓寬淺淺埋暗挖挖法在有有水、不不穩(wěn)定地地層中應應用時，，要采用用以注漿漿堵水為為主，以以降水為為輔的原原則。采采用劈裂裂注漿加加固和堵堵住80％的水源源，降掉掉20％的少量量裂隙水水，以達達到減少少地表下下沉的目目的。（10）選擇適適宜的輔輔助施工工工法：：常常用的有有：環(huán)形形開挖留留核心土土、噴射射混凝土土封閉開開挖工作作面、超超前錨桿桿式、超超前小導導管支護護、超前前小導管管周邊注注漿支護護、設置置上臺階階臨時仰仰拱、跟跟蹤注漿漿加固地地層、水水平旋噴噴超前支支護、洞洞內(nèi)真空空泵降