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本部分内容是一级造价工程师资格考试土建技术与计量科目隧道工程施工技术部分的考点汇总，每年考3-5分，是考生必备的内容，学习时采用理解记忆的方式，切忌死记硬背。
三、隧道工程施工技术
1.钻爆法 （1）优点 1）比较灵活，可以很快地开始开挖施工。 2）可以开挖各种形状、尺寸、大小的地下洞室。 3）既可采用比较简单便宜的施工设备，也可采用先进、高效的施工设备。 4）可以适应坚硬完整的围岩，也可以适应较为软弱破碎的围岩。 一般开挖隧洞，独头推进长度不能超过2km，在城市人口密集地区不能采用。 （2）钻爆发施工的基本工序与要求 钻孔、出渣是开挖过程中需时最多的主要工序；支护是保证施工安全、顺利、快速进行的重要手段。开挖工作的机械化和先进与否，主要体现在这三个工序中。 1）钻孔。钻孔的方法较多，最简单的是手风钻，比较灵活，但操作起来劳动强度很大；目前一般用得较多的是气腿风钻，即用压缩空气支承与加力，比较灵活，且劳动强度大幅减轻。 除风钻外，再进一步的是潜孔钻、钻车、钻机。钻车是现在常用的比较先进的机具，多半是液压电动轮式移动，小型的只有一把钻，大型的可以有三把钻，成为多臂台车。回转钻机有时在开挖工程中采用，孔径50mm直到mm，甚至更大。
2）装药与放炮。隧洞开挖时，掏槽孔装药最多，周边孔装药较少，中间塌落孔在两者之间。有的掏槽孔药卷直径大些，连续装药；周边孔药卷直径小些，间隔装药。 为了提高爆破效果，减少爆破对周围建筑及围岩的破坏，一个断面上有的采用毫秒延迟雷管分段起爆。 3）清撬。清撬这一工序十分重要，它是爆破后将已完全松动，但尚未掉落下来的石块撬下来。用人工举着长钢钎去撬，劳动强度大，也有危险。用液压锤去敲打，或者用正反向挖掘机的挖斗去抓、去刮，在远距离操作，比较安全。 4）出渣。出渣设备有两大类，一类是装卸设备，一类是运输设备。常用的装卸设备有侧卸式轮式装载机和蟹爪式扒料机或气动式翻斗装料机。常用的运输设备有自卸卡车和小斗车等有轨运输。 5）通风。地下工程的主要通风方式有两种：一种是压入式，即新鲜空气从洞外鼓风机一直送到工作面附近；一种是吸出式，用抽风机将混浊空气由洞内排向洞外。前者风管为柔性的管壁，一般是加强的塑料布之类；后者则需要刚性的排气管，一般由薄钢板卷制而成。我国大多数工地均采用压入式。
2.TBM法 （1）全断面掘进机的开挖施工 全断面掘进机主要优点是：适宜于打长洞，因为它对通风要求较低；开挖洞壁比较光滑；对围岩破坏较小，所以对围岩稳定有利；超挖少，衬砌混凝土回填量少。 （2）独臂钻的开挖施工 该种设备适宜于开挖软岩，不适宜于开挖地下水较多、围岩不太稳定的地层。 （3）天井钻的开挖施工 天井钻是专门用来开挖竖井或斜井的大型钻具。 （4）带盾构的TBM掘进法 当围岩是软弱破碎带时，若用常规的TBM掘进，常会因围岩塌落，造成事故，而采用带盾构的TBM，是一种较好的方法。 带盾构的TBM掘进法，是在掘进机前部带有盾构，在盾构内部可以立即安设预制钢筋混凝土片的衬圈，随掘进，随安设。
3.盾构法 盾构施工是一种在软土或软岩中修建隧道的特殊施工方法。 （1）盾构机的类型与构造。 （2）盾构工法的选择 详尽地掌握好各种盾构机的特征是确定盾构工法的关键。其中，选择适合土质条件的、确保工作面稳定的盾构机种及合理的辅助工法最重要。
4.明挖法 根据不同的地质条件及外部条件，可先开挖基坑后建造基坑围护结构，也可先建造基坑围护结构再开挖土方。当隧道处于地下水位以下有可能出现涌水时，则需先人工降低地下水位，或利用支撑墙明挖。一般当覆盖层厚度小于5m时，可考虑明挖法。 5.盖挖法 盖挖法是先盖后挖，即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通，再向下施工。盖挖法适用于松散的地质条件、隧道处于地下水位线以上、地下工程明作时需要穿越公路、建筑等障碍物的情况。 （1）盖挖法特点 盖挖法优点是对结构的水平位移小，能够有效控制周围土体的变形和地表沉降；有利于保护邻近建筑物和构筑物；基坑底部土体稳定，隆起小，施工安全；对地面影响小，只在短时间内封锁地面交通，施工受外界气候影响小；缺点是盖板上不允许留下过多的竖井，后续开挖土方需要采取水平运输，出土不方便；施工作业空间较小，施工速度较明挖法慢，工期较长；和基坑开挖，支挡开挖相比，费用较高。 （2）盖挖法施工类型 盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法。
6.浅埋暗挖法 （1）浅埋暗挖法特点。浅埋暗挖法的施工技术特点主要有以下几点： 2）它是在软弱围岩浅埋地层中修建山岭隧道洞口段、城区地下铁道及其他适于浅埋地下工程的施工方法。它主要适用于不宜明挖施工的土质或软弱无胶结的砂、卵石等第四纪地层。对于水位高的地层，需采取堵水或降排水等措施。 4）辅助工法多样，由于其适用于松软地层中，预先加固改良地层是一项必不可少的技术措施，提倡使用的辅助工法包括注浆法、降水法、超前小导管法、长管棚法、水平旋喷法、注浆—冻结法等。 （2）浅埋暗挖法施工方针。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”。
7.沉管法 （1）沉管隧道施工方式。总体上可分为两种： ①不需要修建特殊的船坞，用浮在水上的钢壳箱体作为模板制造管段的“钢壳方式”； ②在干船坞内制造箱体，而后浮运、沉放的“干船坞方式”。
项目
钢壳方式
干船坞方式
用途
双车道公路、单线铁路、下水管道等管段在10m以内的
多车道宽度大的公路（铁路、人行道并置的情况也在内）
断面现状
圆形，外廓为变形的八角形
矩形
材料
钢壳及钢筋混凝土
钢筋混凝土
管段预制地点
船台
临时干船坞
浮运沉放
干舷高度～mm，拖航；水上向管段投入砂和混凝土，沉放
干舷高度mm左右、拖航、用管段内的水平衡方法沉放
防水处理
钢壳
防水层，钢板（6～8mm）、沥青、橡胶
基础处理
一般平整机敷设砂砾
设临时承台，填充砂或砂浆
水中连接
水中混凝土或橡胶密封垫水压连接
橡胶密封垫水压连接
（2）沉管施工工艺。 水下连接常用水下混凝土法和水力压接法。 水力压接法就是利用作用在管段上的巨大水压力使安装在管段前端面周边上的一圈胶垫发生压缩变形，形成一个水密性相当可靠的管段接头。
（三）喷射混凝土 喷射混凝土是使用混凝土喷射机，按一定混合程序，将掺有速凝剂的混凝土拌和物与高压水混合，经过喷嘴喷射到岩壁表面上，并迅速凝固形成一层支护结构，从而对围岩起到支护作用。 1.施工准备 （2）待喷面准备。喷射作业区段的宽度，一般应以1.5～2.0m为宜。对水平坑道，其喷射顺序为先墙后拱、自下而上；侧墙应自墙基开始，拱应自拱脚开始，封拱区宜沿轴线由前向后。
2.施工工艺 干式喷射混凝土是先将水泥，骨料和添加剂在不加水的状态下，由搅拌机拌和，在气体压力下，干拌和料以20～30m/h的速度被压密并通过一个橡胶管送至喷嘴口，同时压力水通过另一管道送至喷嘴口，配合料与水混合并同时喷到作业面上。湿喷法是利用湿式混凝土喷射机施工的一种工艺，即配合料和水在搅拌机内拌和后，再被高压气流送到喷嘴口喷射。 （2）干喷施工要点。 1）工作风压。喷射机在正常进行喷射作业时，工作罐内所需的风压称为工作风压。选择适宜的工作风压，是保证喷射混凝土顺利施工和较高质量的关键。当输送距离变化时，工作风压可参考以下数值：水平输送距离每增加m，工作风压应提高0.08～0.10MPa；倾斜向下喷射，每增加m，工作风压应提高0.05～0.07MPa；垂直向上喷射每增加10m，工作风压应提高0.02～0.03MPa。 2）喷嘴处水压。工程实践证明，喷嘴处的水压必须大于工作风压，并且压力稳定才会有良好的喷射效果。水压一般比工作风压大0.10MPa左右为宜。 3）一次喷射厚度。一次喷射厚度主要与喷射混凝土层与受喷面之间的黏结力和受喷部位有关。一次喷射厚度太薄，喷射时骨料易产生大的回弹；一次喷射的太厚，易出现喷层下坠、流淌，或与基层面间出现空壳。
喷射方法
部位
掺速凝剂
不掺速凝剂
干拌法
边墙
70～
50～70
拱部
50～60
30～40
湿拌法
边墙
80～
-
拱部
60～
-
4）分层喷射的时间间隔。一般分2～3层进行分层喷射。分层喷射合理的间隔时间应根据水泥品种、速凝剂种类及掺量、施工温度（不宜低于5℃）和水灰比大小等因素，并视喷射的混凝土终凝情况而定。一般在常温下（15℃～20℃），采用红星Ⅰ型速凝剂时，可在5～10min后，进行下一次喷射；而采用碳酸钠速凝剂时，最少在30min后，才能进行复喷。 5）喷头与作业面之间的距离。经验表明，喷头与喷射作业面的最佳距离为1m，当喷头与喷射作业面间的距离小于或等于0.75m或大于或等于1.25m，喷射的回弹率可达25%。当喷射距离大于1.5m或2m时，混凝土不是密实的喷射在开挖面上，而是松散的。 6）含水量的控制。喷射混凝土所用骨料，如果含水率低于4%，在搅拌、上料及喷射过程中，易使尘土飞扬；如果含水率高于8%，很容易发生喷射机料管黏料和堵管现象。因此，骨料在使用前应提前8h洒水，使之充分均匀湿润，保持适宜的含水率。喷射混凝土所用骨料的含水率，一般以5%～7%为宜。
（四）锚杆施工 1.锚杆布置 如岩石为倾斜或齿状等时，锚杆的方向要尽可能与岩层层面垂直相交，以达到较好的锚固效果。
2.锚杆施工要点 （1）普通水泥砂浆锚杆施工要点。普通水泥砂浆锚杆如图4.3.21所示，是以普通水泥砂浆作为胶粘剂的全长粘接式锚杆。 1）砂浆标号不低于M20；砂浆配合比一般为水泥：砂：水=1:（1～15）:（0.45～0.50）。水灰比宜为0.45～0.50，砂的粒径≥3mm。 2）杆体材料宜用带肋钢筋，直径14～22mm为宜，长度2～3.5m，为增加锚固力，杆体内端可以劈口叉开。 5）黏结砂浆应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆应在初凝前用完。
（2）早强水泥砂浆锚杆施工要点。具有早期强度高、承载快、安装方便等优点，可弥补普通水泥砂浆锚杆早期强度低，承载慢的不足，尤其是在软弱、破碎、自稳时间短的围岩中使用早强水泥砂浆锚杆能显示出优越性。早强水泥砂浆锚杆施工中，注浆作业开始或中途停止超过30min时，应测定砂浆坍落度，当其值小于10mm时不得注入罐内使用。早强水泥砂浆采用硫铝酸盐早强水泥所掺入的早强剂具有早强、缓凝、减水与除锈的效果。 1）早强药包内锚头锚杆，是以快硬水泥卷，或早强砂浆卷，或树脂卷作为内锚固剂的内锚头锚杆。快硬水泥卷的三个主要参数： ①快硬水泥卷的直径d要与钻孔直径D配合好，例如，若使用D42钻头，则可采用D37直径的水泥卷； ②快硬水泥卷长度L要根据内锚长度和生产制作的要求确定； ③快硬水泥卷的质量G值。
2）早强药包除按普通水泥砂浆锚杆的规定施工外，尚应符合以下规定： ①药包使用前应检查，要求无结块、未受潮。药包的浸泡宜在清水中进行，随泡随用，药包必须泡透。 ③药包直径宜较钻孔直径小20mm左右，药卷长度一般为～mm。 ④钻眼要求同前所述，但孔眼应比锚杆长度短40～50mm。 ⑥将浸好水的水泥卷用锚杆送到孔底，并轻轻捣实，若中途受阻，应及时处理，若处理时间超过水泥终凝时间，则应换装新水泥卷或钻眼作废 ⑨采用树脂药包时，还应注意：搅拌时间应根据现场气温决定，20℃时固化时间为5min；温度下降5℃时固化时间约会延长一倍，即15℃时为10min；1O℃时为20min。因此，地下工程在正常温度下，搅拌时间约为30s，当温度在10℃以下时，搅拌时间可适当延长为45～60s。
（3）缝管式摩擦锚杆施工要点。 3）安设锚杆前应吹孔，并核对孔深是否符合设计要求，安设前应检查风压，不得小于0.4MPa。 6）若作为永久支护，则应作防锈处理，并灌注有膨胀性的砂浆。
（4）胀壳式内锚头预应力锚索施工要点 该锚杆常用于中等以上的围岩中，可在较小的施工现场中作业，常用于高边坡、大坝以及在大跨度地下隧道洞室的抢修加固及支护。 四、地下工程特殊施工技术 （二）长距离顶管技术 地下管道的敷设一般采用开槽方法，这种方法施工时挖大量土方，占用大量临时场地，管道安装后需进行回填，而且施工时影响交通，影响环境。而采用顶管技术敷设管道，无需挖槽或在水下开挖土方。 1.顶管技术的基本设备 工具管是长距离顶管的关键设备。 2.顶管施工的关键技术与措施 长距离顶管的主要技术关键有以下几个方面： （1）顶力问题。 （2）方向控制。 （3）制止正面坍方。 为了解决上述技术关键，在长距离顶管中主要采用的技术措施如下： 1）穿墙。 2）纠偏与导向。 3）局部气压。 4）触变泥浆减阻。 5）中继接力顶进。在长距离顶管中，只采用触变泥浆减阻单一措施仍显不够，还需采用中继接力顶进，也就是在管道中设置中继环，分段克服摩擦阻力，从而解决顶力不足问题。
（三）气动夯管锤铺管施工 气动夯管锤是一种不需要阻力支座，利用动态的冲击能将空心的钢管推入地层的机械。它实质上是一个低频，大冲击功的气动冲击器，由压缩空气驱动，将所铺设的钢管沿设计路线夯入地层，实现非开挖铺设管线。 气动夯管锤具有以下特点： （1）地层适用范围广。 （2）铺管精度较高。 （3）对地表的影响较小。 （4）夯管锤铺管适合较短长度的管道铺设，为保证铺管精度，在实际施工中，可铺管长度按钢管直径（mm）除以10就得到夯进长度（以m为单位）。 （5）对铺管材料的要求。夯管锤铺管要求管道材料必须是钢管，若要铺设其他材料的管道，可铺设钢套管，再将工作管道穿入套管内。 （6）投资和施工成本低。施工条件要求简单，施工进度快，材料消耗少，施工成本较低。 （7）工作坑要求低。通常只需很小施工深度，无需进行很复杂的深基坑支护作业。 （8）穿越河流时，无需在施工中清理管内土体，无渗水现象，确保施工人员安全。
（四）导向钻进法施工 成孔方式有两种：干式和湿式。两种成孔方式均以斜面钻头来控制钻孔方向。 2.钻头的选择依据 （1）在淤泥质黏土中施工，一般采用较大的钻头，以适应变向的要求。 （7）对于致密砂层，小尺寸锥形钻头效果最好。
（五）逆作法 逆作法是采取地上与地下结构同时施工或由上而下分布依次开挖和构筑地下结构体系的施工方法。 （六）沉井法 2.沉井施工工艺 沉井法施工的主要工序为：测量放线、开挖基坑和搭设工作台→铺设垫层、承垫木→沉井制作→抽取垫木→挖土下沉→封底、回填、浇筑其他部分结构。 （2）铺设垫层、承垫木。基坑上应铺设一定厚度（≥0.6m）的砂垫层。对于圆形沉井的定位垫木，一般对称设置在四个支点上；对矩形沉井定位垫木，一般设置在两长边，每边2个。
（4）挖土下沉。沉井下沉主要是通过从沉井内用机械或人工的办法对称均匀挖土，消除或减小沉井刃脚下的正面阻力，使沉井依靠自重逐渐从地面沉入地下。根据沉井所通过的土层和地下水的情况，沉井下沉施工可分为排水挖土下沉和不排水挖土下沉。 1）排水挖土下沉。当沉井所穿过的土层透水性较差，涌水量不大时，排水时不致产生流沙现象，可采用排水挖土下沉。 2）不排水挖土下沉。若沉井穿过的土层中有较厚的亚砂土和粉砂土，地下水丰富，土层不稳定，有产生流沙的可能性时，沉井就宜采用不排水挖土下沉，下沉中要使井内水面高出井外水面1～2m，以防流沙。 （5）沉井封底。沉井下沉至标高，应进行沉降观测，当8h内下沉量小于或等于10mm时，方可封底。封底可分为干封底和湿封底两种。 1）干封底。干封底时，开挖基底土面至设计标高，并修正成锅底形，排除井内积水。 2）湿封底。湿封底即不排水封底，要求清除井底浮泥，并铺碎石垫层。若沉井锅底较深亦可抛填块石，再在上面铺碎石垫层。封底混凝土用导管法灌注，当封底面积较大时，宜用多根导管同时浇筑，以使混凝土能充满其底部全部面积，各导管的有效扩散面积互相搭接盖满井底全部范围。为防止进入导管内，并获得比较平缓的混凝土表面坡度，导管下端插入混凝土的深度不宜小于1m。
3.沉井纠偏 由于土质不均匀或出现障碍物以及施工管理不严，都会造成沉井施工偏差。偏差主要包括倾斜和位移两方面。 沉井纠偏有以下方法： （1）矩形沉井长边产生偏差，可用偏心压重纠偏。 （2）沉井向某侧倾斜，可在高的一侧多挖土使其恢复水平再均匀挖土。 （3）采用触变泥浆润滑套时，可采用导向木纠偏。 （4）小沉井或矩形沉井短边产生偏差，应在下沉少的一侧外部用压力水冲井壁附近的土并加偏心压重；在下沉多的一侧加一水平推力来纠偏。 （5）当沉井中心线与设计中心线不重合时，可先在一侧挖土，使沉井倾斜，然后均匀挖土，使沉井沿倾斜方向下沉到沉井底面中心线接近设计中心线位置时再纠偏。
（七）其他非开挖施工方法 气动夯管锤铺管法和导向钻进法都属于非开挖管线工程施工技术，一般适用于管径小于mm的管线铺设工程。除了这两种方法以外，常用的还有冲击矛法、油压夯管锤法、水平螺旋钻进法、滚压挤土法、微型隧道法等。
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