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隧道工程施工
7.1.1隧道工程施工特點(diǎn)
隧道工程施工組織設(shè)計(jì)的編制必須從隧道工程施工的特點(diǎn)著手，其施工特點(diǎn)可歸納為：
1．施工環(huán)境差。
2．工作面狹窄。
3． 工序較多，彼此干擾大。
4．隧道所經(jīng)的地層，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，在施工過程中往往需要改變施工方法。
7.1.2隧道工程實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)的編制依據(jù)
1．設(shè)計(jì)文件及變更設(shè)計(jì)文件；
2．施工承包合同書。
3．建設(shè)單位有關(guān)指標(biāo)、條約等；
4．有關(guān)施工會(huì)議精神或指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì)方案及要求。
7.1.3隧道工程實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
7.1概述
7.1.1隧道工程施工特點(diǎn)
隧道工程施工組織設(shè)計(jì)的編制必須從隧道工程施工的特點(diǎn)著手，其施工特點(diǎn)可歸納為：
1．施工環(huán)境差。
2．工作面狹窄。
3． 工序較多，彼此干擾大。
4．隧道所經(jīng)的地層，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，在施工過程中往往需要改變施工方法。
7.1.2隧道工程實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)的編制依據(jù)
1．設(shè)計(jì)文件及變更設(shè)計(jì)文件；
2．施工承包合同書。
3．建設(shè)單位有關(guān)指標(biāo)、條約等；
4．有關(guān)施工會(huì)議精神或指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì)方案及要求。
7.1.3隧道工程實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
7.1概述
7.1.1隧道工程施工特點(diǎn)
隧道工程施工組織設(shè)計(jì)的編制必須從隧道工程施工的特點(diǎn)著手，其施工特點(diǎn)可歸納為：
1．施工環(huán)境差。
2．工作面狹窄。
3． 工序較多，彼此干擾大。
4．隧道所經(jīng)的地層，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，在施工過程中往往需要改變施工方法。
7.1.2隧道工程實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)的編制依據(jù)
1．設(shè)計(jì)文件及變更設(shè)計(jì)文件；
2．施工承包合同書。
3．建設(shè)單位有關(guān)指標(biāo)、條約等；
4．有關(guān)施工會(huì)議精神或指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì)方案及要求。
7.1.3隧道工程實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
7.1概述
7.1.1隧道工程施工特點(diǎn)
隧道工程施工組織設(shè)計(jì)的編制必須從隧道工程施工的特點(diǎn)著手，其施工特點(diǎn)可歸納為：
1．施工環(huán)境差。
2．工作面狹窄。
3． 工序較多，彼此干擾大。
4．隧道所經(jīng)的地層，地質(zhì)條件復(fù)雜多變，在施工過程中往往需要改變施工方法。
7.1.2隧道工程實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)的編制依據(jù)
1．設(shè)計(jì)文件及變更設(shè)計(jì)文件；
2．施工承包合同書。
3．建設(shè)單位有關(guān)指標(biāo)、條約等；
4．有關(guān)施工會(huì)議精神或指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì)方案及要求。
7.1.3隧道工程實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
-1 隧道工程實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)的編制程序
隧道工程實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)的編制程序如圖7-1 所示。
7.2 隧道施工方法的選擇
7.2.1施工方法的選擇原則
具體來說，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：
1．工程的重要性（這從工程的規(guī)模，使用上的特殊要求，工期的緩急，工程的造價(jià)等
方面體現(xiàn)出來）。
2．隧道所處的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。這 選擇施工方法的先決條件。
3．施工技術(shù)條件和機(jī)械裝備情況。
4．施工單位的習(xí)慣做法。
7.2.2施工順序安排
施工順序安排的原則，應(yīng)保證各工序間緊密配合，互不干擾為宜。開挖作業(yè)程序，應(yīng)根
據(jù)地質(zhì)條件選擇的開挖方法來決定，以及只有在開挖方法（導(dǎo)坑類型）確定后，才能決定開
挖順序和流水步距。地質(zhì)及水文地質(zhì)不良隧道，原則上應(yīng)隨挖隨支撐，隨支撐隨襯砌，工序
一個(gè)緊接一個(gè)，以免暴露時(shí)間過長，山體巖層壓力增加，造成坍塌。各工序間既不需要相距
過遠(yuǎn)，又必須保持工序之間的最小距離，并相互配合，以保證各工序間施工時(shí)互不干擾。導(dǎo)
坑開挖應(yīng)設(shè)法提前打通，以改善洞內(nèi)施工條件，提高進(jìn)度。隧道洞門應(yīng)及時(shí)襯砌，以防洞口
附近巖石坍塌。兩端洞外土石方工程，應(yīng)配合隧道進(jìn)度進(jìn)行施工。
7.2.3 常見隧道施工方法
目前鐵路隧道施工中常用的施工方法主要是礦山法和掘進(jìn)機(jī)法。
礦山法因最早應(yīng)用于礦石開挖而得名，主要 指用鉆眼爆破進(jìn)行開挖。按照支護(hù)結(jié) 的
不同，可分為傳統(tǒng)礦山法和新奧法
傳統(tǒng)礦山法采用鉆爆開挖加鋼木 件支撐，能適應(yīng)山嶺隧道的大多數(shù)地質(zhì)條件，尤其在
不便采用錨噴支護(hù)的地質(zhì)條件時(shí)，用于處理坍方也很奏效。其施工程序如圖7-2所示。
新奧法的主要設(shè)計(jì)構(gòu)思 要充分發(fā)揮圍巖自身的承壓能力。其施工要點(diǎn) ：盡可能不破
壞圍巖的應(yīng)力分布，開挖之后立即進(jìn)行一次支護(hù)，防止巖石進(jìn)一步松動(dòng)，然后根據(jù)需要進(jìn)行
二次支護(hù)。在施工過程中密切監(jiān)測圍巖變形、應(yīng)力等情況，調(diào)整支護(hù)措施，控制變形。新奧
法的施工程序如圖7-3 所示。
掘進(jìn)機(jī)法包括隧道掘進(jìn)機(jī)法和盾 法。
隧道掘進(jìn)機(jī) 一種機(jī)械化的隧道掘進(jìn)設(shè)備，它不僅能在巖石整體性及磨蝕性強(qiáng)的條件下
工作，也能在穩(wěn)定條件差的地層中施工。
7.2.4 洞口工程的安排
1．對(duì)洞頂?shù)乇淼南菅?、深坑?yīng)加以填平夯實(shí)，對(duì)裂縫進(jìn)行堵塞，嚴(yán)重者加以砌筑，使
洞頂?shù)乇聿坏梅e水。
2. 在橋隧相連的洞口，原則上應(yīng)先做隧道，待洞門做好以后再做洞口橋臺(tái)。
3. 洞口地段地層一般較破碎，給開挖造成了很大的困難，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)邊坡進(jìn)行
邊坡施工，不得使用臨時(shí)邊坡。
4. 需要設(shè)置擋護(hù)工程的隧道洞口，一般來說洞口地段的地質(zhì)條件較差或地勢較為陡峻，
在施工時(shí)必須先做好擋護(hù)工程后方可進(jìn)洞。
5. 當(dāng)開挖的山體可能失穩(wěn)時(shí)，宜按照 早進(jìn)晚出”原則處理。
6. 嚴(yán)格禁止大爆破方法施工。
7. 各洞口工程的施工順序，應(yīng)視地形、地質(zhì)條件和對(duì)隧道施工影響的大小而定。
7.2.5 隧道進(jìn)洞的方式
隧道進(jìn)洞的方式， 關(guān)系到隧道洞口圍巖穩(wěn)定和隧道能否順利進(jìn)洞施工的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)
針對(duì)洞口地段特點(diǎn)結(jié)合工期的要求進(jìn)行多方案比選，擇優(yōu)而定。
導(dǎo)坑進(jìn)洞方式是最為常見的進(jìn)洞方式。所以只要巖體足夠穩(wěn)定，應(yīng)首先選擇這種進(jìn)洞方
式。
為了滿足施工對(duì)出碴、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水的需要，或工程規(guī)模較大，而工期要求緊迫，
需另開作業(yè)面時(shí)，還可在洞室的開挖斷面外增設(shè)輔助坑道進(jìn)洞。
若洞外路塹較長，土石方數(shù)量很大，不能很快將路塹挖到洞門，而工期又較緊必須及早
進(jìn)洞時(shí)，可采用拉槽進(jìn)洞。但 ，這種方法施工容易發(fā)生事故，洞內(nèi)外干擾也較大，故應(yīng)盡
量避免使用。
當(dāng)洞口地層很薄時(shí)，開挖暗洞后，往往不可能形成天然拱，洞頂巖層容易坍塌，則應(yīng)采
用明洞方式進(jìn)洞，在明洞的掩護(hù)下，再進(jìn)行洞內(nèi)開挖。
當(dāng)洞頂圍巖軟弱或破碎嚴(yán)重，出現(xiàn)開挖面隨挖隨坍甚至不挖即坍的情況時(shí)，必須采取一
定的輔助穩(wěn)定措施進(jìn)行預(yù)加固或超前支護(hù)后方可進(jìn)洞。
7.2.6施工方法的變換
由于施工方法主要 根據(jù)地質(zhì)條件確定的，因此，當(dāng)?shù)刭|(zhì)發(fā)生變化時(shí)，就應(yīng)考慮施工方
法的變換。
（1）挑頂法
這種方法 由下導(dǎo)坑向上挖至上導(dǎo)坑頂標(biāo)高，以達(dá)到開挖上導(dǎo)坑的目的。它分垂直挑頂
和斜挑頂（又稱爬道）兩種。挑頂?shù)奈恢脩?yīng)選擇在較好的圍巖地段以內(nèi)，并與較差處的圍巖
的距離不得小于3m，以免挑頂時(shí)引起塌方。
（2）控制導(dǎo)坑開挖速度
這種方法， 采用放緩或停止下導(dǎo)坑而搶進(jìn)上導(dǎo)坑，或放緩、停止上導(dǎo)坑而搶進(jìn)下導(dǎo)坑
等來達(dá)到逐步地將原施工方法的工序過渡到新的施工方法的工序。
7.3.3壓縮空氣供應(yīng)
壓縮空氣都 由空氣壓縮機(jī)生產(chǎn)。空氣壓縮機(jī)有電動(dòng)和內(nèi)燃的，短隧道可采用移動(dòng)式內(nèi)
燃空氣壓縮機(jī)，長大隧道則以采用固定式大型電動(dòng)空氣壓縮機(jī)為好。隧道施工一般把空氣壓
縮機(jī)集中安設(shè)在洞口空壓機(jī)內(nèi)，以負(fù)責(zé)供應(yīng)隧道施工所需要的壓縮空氣。壓縮空氣站生產(chǎn)能
力的估算，通?？砂聪铝泄角蟮茫?
￠
Q = Q (1+ kn )kH
3
式中：Q──空壓機(jī)站的生產(chǎn)能力，m /min；
￠ 3/min；
Q ──估計(jì)出的總用風(fēng)量，m
k ──備用量系數(shù)；
7.3.4施工供水和排水
(一)施工供水
施工現(xiàn)場臨時(shí)用水主要包括：生產(chǎn)用水、生活用水和消防用水三種。
1．生產(chǎn)用水
生產(chǎn)用水與工程規(guī)模、機(jī)械化程度、施工進(jìn)度、人員數(shù)量和氣候條件等有關(guān)，因而用水
量的變化幅度較大，很難精確估計(jì)，一般根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，參考表7-2。
表7-2 1 天 的用水 量
用水項(xiàng)目 單 位 耗 水 量 說 明
風(fēng)槍用水 t/ （h ·支） 0.2
噴霧用水 t/ （min ·臺(tái)） 0.03 每次放炮后噴霧30min
襯砌用水 t/h 1.5 包括混凝土養(yǎng)護(hù)及洗石用水
機(jī)械用水 t/ （臺(tái)·d） 5.0 循環(huán)冷卻用水
2．生活用水
一般可按下列參考指標(biāo)估算：
3
生產(chǎn)工人平均：（0.1～0.15）m /d
3
非生產(chǎn)工人平均：（0.08～0.12）m /d
3．消防用水
由于施工工地住房均為臨時(shí)住房，相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)較低，除按消防要求在設(shè)計(jì)、施工及臨時(shí)住
2
房布置等方面做好防火工作外，還應(yīng)按臨時(shí)建筑房屋每3000m 、消防耗水量（15～20）L/s、
滅火時(shí)間為0.5h～1.0h計(jì)算消防用水貯備量，以防不測。
(二)施工排水
1．洞內(nèi)排水
向洞內(nèi)開挖 上坡，稱為順坡施工。此時(shí)的排水只需隨導(dǎo)坑的延伸，在一側(cè)挖水溝，使
水順坡自然排出洞外即可。
向洞內(nèi)開挖為下坡，稱為反坡施工。此時(shí)水向工作面匯集，需用機(jī)械排水，排水系統(tǒng)的
布置有兩種方式：分段開挖反坡水溝和隔開較長距離開挖集水坑。
反坡施工的隧道，應(yīng)對(duì)地下水涌水量有足夠的估計(jì)，排水設(shè)施要有后備。必要時(shí)，應(yīng)在
導(dǎo)坑掌子面（工作面）上鉆較深的探水眼，防止突然遇到地下水、暗河等或大量涌水進(jìn)入坑
道，造成工程事故。
2．洞外排水
供水管道布置應(yīng)注意：
1．供水管道，主管直徑一般為75mm～100mm，支管直徑為50mm。管道鋪設(shè)應(yīng)保證質(zhì)量，
平順、短、直且彎頭少，確保不漏水。
2．管道沿山順坡敷設(shè)懸空跨距大時(shí)，應(yīng)根據(jù)計(jì)算來設(shè)立支柱承托，支撐點(diǎn)與水管之間
加木 ；嚴(yán)寒地區(qū)亦應(yīng)采用埋置或包扎等防凍措施，以防水管凍裂。
3．水池的輸出管應(yīng)設(shè)總閘閥，干路管道每隔300m～500m應(yīng)安設(shè)閘閥一個(gè)，以便維修和
控制管道。
4．供水管道應(yīng)安設(shè)在電線路的異側(cè)，不應(yīng)妨礙運(yùn)輸和行人，并設(shè)專人負(fù)責(zé)檢查養(yǎng)護(hù)。
5．管道前端至開挖面，一般保持的距離為30m，用直徑50mm高壓軟管接分水器。
7.3.5施工供電和照明
在洞內(nèi)施工，電動(dòng)機(jī)需要用電，照明也需要用電，因此，向洞內(nèi)供電非常重要。施工人
員必須掌握施工用電的一些技術(shù)要求，以便組織施工。
隧道供電電壓，一般 三相四線400V/230V。動(dòng)力機(jī)械電壓標(biāo)準(zhǔn) 380V，成洞地段照明
用220V，工作地段照明應(yīng)使用安全電壓24V～36V。
對(duì)于長大隧道，考慮低壓輸電因線路過長而使末端電壓降低太大，故用6kV～10kV 高壓
電引入洞內(nèi)，然后在洞內(nèi)適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)設(shè)置變電站，將高壓電流變到400V/380V，再往前送至
工作地段。
隧道施工通常采用白熾燈或熒光燈管，其優(yōu)點(diǎn) 價(jià)格低，使用方便，但其耗電量較大且
亮度較弱，還容易造成事故。近年來已開始使用高壓鈉燈、低壓鹵鎢燈、鈉鉈銦燈、鎬燈等
新型光源。其優(yōu)點(diǎn) ：大幅度地增加了施工工作面和場地的照度，為施工人員創(chuàng)造了一個(gè)明
亮的作業(yè)環(huán)境，可保證操作質(zhì)量；安全性能好；節(jié)電效果明顯；使用壽命長；維修方便，減
少電工的勞動(dòng)強(qiáng)度。
7.3.6施工運(yùn)輸
7.4.2施工進(jìn)度的確定
隧道施工進(jìn)度計(jì)劃 在各個(gè)單項(xiàng)作業(yè)循環(huán)計(jì)劃，特別 在導(dǎo)坑掘進(jìn)循環(huán)計(jì)劃的基礎(chǔ)上定
出的，因?yàn)閷?dǎo)坑掘進(jìn) 控制隧道施工進(jìn)度的關(guān)鍵。導(dǎo)坑的開挖有交接班、檢查找頂、出碴、
鉆眼、裝藥放炮、通風(fēng)排煙等工序，從交接班開始到下一次交接班，組成一個(gè)作業(yè)循環(huán)。完
成一個(gè)作業(yè)循環(huán)就有一次開挖進(jìn)度，其數(shù)值等于炮眼深度與炮眼利用率的乘積。例如，增加
炮眼深度可以增加每個(gè)循環(huán)的進(jìn)尺，但在鉆眼、出碴上就要多費(fèi)時(shí)間，因而同一時(shí)間內(nèi)，循
環(huán)次數(shù)就會(huì)減少；為了提高炮眼利用率而增加炮眼數(shù)目，也會(huì)增加循環(huán)時(shí)間而減少循環(huán)次數(shù)。
7.4.3施工進(jìn)度圖的繪制
1．確定工序間距：施工中為了達(dá)到安全生產(chǎn)，工序之間互不干擾起見，必須保持工序
間的最小間距。不同的開挖方法有不同的間距要求，可參見隧道施工手冊(cè)的相關(guān)內(nèi)容。
2．施工進(jìn)度圖的繪制步驟及方法：
（1）繪出工程 況表及隧道縱斷面示意圖：包括百尺標(biāo)、坡度、隧道長度、中心里程、
地質(zhì)及水文情況、襯砌式樣、開挖方法、進(jìn)出口里程、線路情況及主要工程數(shù)量等。
（2）確定隧道開挖順序、導(dǎo)坑類型、斷面尺寸、各工序間的間距長度，并繪出開挖程序
示意圖。
（3）按開挖程序示意圖及各段開挖進(jìn)度，繪出各段的開挖進(jìn)度線，若有輔助導(dǎo)坑或開挖
方法有變更，應(yīng)在進(jìn)度線中表示。進(jìn)度線的繪制方法為：在不同地質(zhì)不同襯砌地段，計(jì)算出
每段長度
各段需要的天數(shù)，即：天數(shù)＝ 。然后以長度作為橫坐標(biāo)，天數(shù)作為縱坐標(biāo)，通過
該段長度
隧道開工的起點(diǎn)（即原點(diǎn)）作直線即得。
（4）進(jìn)度線確定后，進(jìn)行勞動(dòng)力分配，繪制勞動(dòng)力動(dòng)態(tài)圖（繪在進(jìn)度線的右側(cè)），繪制
圖例圖標(biāo)，注寫必要的說明。
7.5施工場地平面布置圖
7.5.1棄碴場地及卸碴軌道的布置
處理?xiàng)壊暧袃蓚€(gè)原則：一個(gè) 變無用為有用，把棄碴用作片石碎石料，或用于鐵路路基
填方，或用來鋪設(shè)臨時(shí)道路路面；另一個(gè) 變有害為無害，就 當(dāng)必須占用農(nóng)田時(shí)，力 把
棄碴場變?yōu)楦?，以彌補(bǔ)棄碴占用的耕地。
布置棄碴場地時(shí)，還應(yīng)考慮棄碴對(duì)不良地質(zhì)（如滑坡）和其他工程（如橋臺(tái)）的影響。
棄碴場上的卸碴線應(yīng)不少于兩條，交替使用，以利棄碴。
7.5.2大批材料的堆放場地和料庫的布置
大宗材料的存放地點(diǎn)應(yīng)盡量布置在運(yùn)輸?shù)缆犯浇?，做到倒裝少、運(yùn)距短，施工互不干擾。
1．砂石材料堆放和水泥倉庫均應(yīng)和混凝土攪拌站布置在一起。
2．木材倉庫和木材加工場應(yīng)布置在一起，并靠近道路。
3．鋼材倉庫與鋼筋加工場地應(yīng)布置在一起，以便于加工和工程使用。
7.5.3 生產(chǎn)房屋和生產(chǎn)設(shè)施的布置
1．各種生產(chǎn)房屋和生產(chǎn)設(shè)施的布置要特別注意防洪、防砸、防沉陷、防塌埋。
2．通風(fēng)機(jī)房和空壓機(jī)房應(yīng)靠近洞口，盡量縮短管道長度，以減少管道中能量損失，尤
其要避免出現(xiàn)過多的角度彎折。
3．?dāng)嚢铏C(jī)應(yīng)盡量靠近洞口，靠近砂石料，且應(yīng)有一定垂直高度，便于裝車運(yùn)輸。
4．炸藥、雷管、油料均為危險(xiǎn)品和易燃品，布置時(shí)應(yīng)慎重考慮。
5．機(jī)修房應(yīng)設(shè)在各種機(jī)械重心地區(qū)，避免機(jī)械長距離搬運(yùn)。
6．發(fā)電機(jī)房不一定太靠近洞口而與其他房屋 場地。
7．工地的臨時(shí)道路應(yīng)充分利用原有道路。工地的主干道宜呈環(huán)狀布置，次要道路可布
置成枝狀，但應(yīng)考慮回車的可能性。
8．行政管理和生活福利設(shè)施，應(yīng)方便生產(chǎn)，方便工人的生活。
7.5.4 生活房屋的布置
生活房屋應(yīng)集中布置，且離洞口不宜過遠(yuǎn)，有利于指揮生產(chǎn)與工人上下班方便，但也不
宜過近，以免影響辦公和工人休息。要妥善考慮職工室外文體活動(dòng)場地的布置。生活區(qū)要靠
近水源，在水源四周50m 以內(nèi)不得設(shè)廁所、畜圈和垃圾坑等。
每個(gè)隧道工地的條件 千變?nèi)f化各不相同的。因此，在考慮隧道工地布置時(shí)，要因地制
宜，對(duì)具體情況作具體分析，同時(shí)做好環(huán)境保護(hù)工作。
