隧道工程毕业论文(修改)

毕业设计（论文）

新奥法在黄山区省道322龙门岭隧道施工应用

District, new Austrian tunneling method in Longmen tunnel in highway 322

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专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师：

北京交通大学远程与继续教育学院

8/25/2021

新奥法在黄山区省道322龙门岭隧道施工应用

摘要

我国经济的高速发展，使得人们对交通基础建设的标准也越来越来高，在道路的修建中也越来越来重视行车的舒适性和安全性，同时也要求提高其抵抗灾害的能力。因此，为了顺应地形减少对环境的破坏满足线形要求，保证行车的安全经济，黄山区省道322龙门岭隧道根据安徽省黄山地区的水文地质条件,选定新奥法隧道施工方法。

在施工中，主要进行了隧道的开挖、支护、防排水及二衬施工。首先是新奥法施工方法简介，然后选定合理的隧道开挖方案；防排水方面，是在满足隧道适用性以及衬砌结构、路面、设备耐久性条件下，选择合适的防排水材料和设施以及设计防排水系统；施工中主要安排了监控量测、超前预报等，并介绍了具体施工方法及其详细的施作过程。

关键词：新奥法;龙门岭； 隧道;施工；应用

I

Highway 322 and the construction of Longmen tunnel lining support

programme make a summary

China’s rapid economic development of the transport infrastructure and high standard of， road construction and to pay attention to driving comfort and safety, while also improving its ability to resist disaster。 Therefore， in order to adapt to the terrain to reduce damage to the environment to meet the alignment requirement, ensuring traffic safety and economy, the district Highway 322 Longmen tunnel according to hydrogeological conditions in the area of Huangshan city, Anhui Province， selected new Austrian tunneling method.

In construction， mainly for tunnel excavation and support， drainage and secondary lining construction. First is new Austrian method construction method introduction， then selected reasonable of tunnel excavation programme; anti-drainage aspects， is in meet tunnel applicability and lining masonry structure, and road， and equipment durability conditions Xia, select right of anti-drainage material and facilities and design anti—drainage system; construction in the main arrangements has monitoring volume measuring， and ahead forecast，, and introduced has specific construction method and detailed of Shi for process。

Key words: new Austrian tunneling method； Dragon Ridge； Tunnel construction

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北京交通大学毕业设计

目录

摘要 ................................................................................ I make a summary ..................................................................... II 1 概述 .............................................................................. 0

1。1我国山岭隧道的发展状况 ...................................................... 0 1。2近年来隧道修建状况 .......................................................... 0 2 新奥法在公路隧道中的应用 .......................................................... 2

2. 1新奥法理论发展 .............................................................. 2 2。 2新奥法施工特点 ............................................................. 2 2。 3新奥法理论要点及施工要点 ................................................... 3 2。 4新奥法的主要支护手段与施工顺序 ............................................. 4 2. 5新奥法适用范围 .............................................................. 5 3 黄山区省道322龙门岭隧道工程概况 .................................................. 7

3。1 地质情况 ................................................................... 7 3.2地理位置 ..................................................................... 7 3。3地下水类型及地貌特征 ........................................................ 8

3.3.1补、泾、排条件及动态特征 ............................................... 8 3。3。2地形地貌 ............................................................. 8 3。3.3地震 .................................................................. 8

4 龙门岭隧道开挖方法及掘进方式 ...................................................... 9

4。1开挖方法 .................................................................... 9 4.2掘进方式 .................................................................... 10 5 龙门岭隧道隧道防、排水设计及隧道附属设施施工 ..................................... 11

5。1防水原则 ................................................................... 12

5.1。1防排水标准 ........................................................... 12 5。1。2防水措施 ............................................................ 12 5。2隧道洞内排水 ............................................................... 13

5.2.1围岩疏导排水 .......................................................... 13 5。2.2路侧边沟排水 ......................................................... 13 5。2。3侧向排水沟 .......................................................... 14 5.3洞口与明洞防排水 ............................................................ 14

5.3。1洞口防排水 ........................................................... 14 5.3。2明洞防排水 ........................................................... 14 5.4二次衬砌施工方案 .......................................................... 15

5。4.1衬砌施工工艺 ......................................................... 15 5。4.2衬砌施工方法 ......................................................... 16 5.4。3拱顶衬砌混凝土施工 ................................................... 16 5.4。4衬砌背后压浆 ......................................................... 16 5。4。5质量保证措施 ........................................................ 17 5.4。6安全保证措施 ......................................................... 18 5.5内检修道、设备洞室 .......................................................... 18 5.6洞内路面 .................................................................... 19 5.7其它系统 .................................................................... 19

6 结论 ............................................................................. 20 7 参考文献 ......................................................................... 21 8 致谢 ............................................................................. 22

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1 概述

1。1我国山岭隧道的发展状况

隧道修建技术是涵盖多种专业、交叉性很强的综合技术。隧道施工方法的选择主要依据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使用功能和施工技术水平等因素综合考虑研究确定。我国隧道修建技术的发展，大体上可划分为三个时期:

第一阶段——基本是人力开挖、利用锤、钎、镐等作为工具，手工操作、技术落后的时期.

第二阶段-—隧道施工转入中、小型机械施工，隧道设计、施工技术有较大发展，通过实践和实验研究，改进、提高了勘测设计手段和施工组织方法，推广采用机械设备，研究试用光面爆破，对整治岩溶、岩爆、坍塌、涌水和瓦斯突出等也逐步积累经验。

第三阶段—-世界范围内隧道技术高速发展，向高速化、自动化、智能化方向发展，战胜困难、不良地质的能力和技术不断提高，隧道修建速度不断提高. 1。2近年来隧道修建状况

建国后，上20世纪50年代,我国仅有公路隧道30多座,总长2。5公里。60至70年代,我国在干线公路开始修建一些百米以上的隧道,但标准很低。80年代后期，我国才真正开始兴建高速公路和高速公路隧道。90年通的成渝高速公路的中梁山隧道、缙云山隧道，把我国公路隧道单洞长度提高到 3 000 m 以上，并在处理通风、塌方、瓦斯、地下水和营运管理与交通监控技术等方面取得了突破性进展，为我国今后修建山岭长大公路隧道积累了一些宝贵经验;90 代末，通车的四川省川藏公路上二郎山隧道（长 4160m）、四川广安地区华蓥山公路隧道（长 4634km）、云南楚大高速公路的九顶山隧道（长3204m）开创了我国山岭长大隧道的建设史；广州珠江沙面水下公路隧道建成通车和上海穿越黄浦江江底隧道（长度超过 3000 m）标志着我国水下沉埋隧道修建技术达到了新的水平;重庆铁山坪路隧道双线（全长 5 424 m ）、北京至八达岭高速公路的谭峪沟隧道、重庆市川黔公路的真武山隧道；辽宁沈大高速公路韩家岭隧道（亚洲最宽的四车道公路隧道）等,应当说，目前我国公路隧道的施工技术水平已接近国际先进水平，部分已达到国际领先水平。

我国是个多山国家，75％左右国土都是山地或重丘，且江河纵横,海域宽阔。近十年来，公路网交通逐渐向崇山峻岭穿越，向离岸深水延伸,山岭公路隧道以年均350公里的速度增长,28座水下公路隧道也已建成通车;同时,在城市建设中,

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以节约土地和保护环境为宗旨，城市道路隧道方兴未艾，地下互通立交也应运而生。总体上，公路隧道的建设已进入快速发展时期，其建设成就表现为基础理论日趋成熟，研究手段日益全面,勘测设计技术日益先进，建设规模日益宏大，结构型式日趋丰富，施工技术迈进机械化，材料日益先进，装备渐趋完备等。

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2 新奥法在公路隧道中的应用

2。 1新奥法理论发展

新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称， 原文是New Austrian Tunnelling Method 简称 NATM ， 新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹 （L. V. RABCEW ICZ） 教授于 50 年代提出的， 它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础， 将锚杆和喷射混凝土组合在一起，作为主要支护手段的一种施工方法,经过一些国家的许多实践和理论研究， 于60年代取得专利权并正式命名。之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发展， 已成为现代隧道工程新技术标志之一。六十年代NATM 被介绍到我国， 七十年代末八十年代初得到迅速发展.至今，可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开NATM.新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法. 2. 2新奥法施工特点 1及时性

新奥法施工采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度地紧跟开挖作业面施工,因此可以利用开挖施工面的时空效应,以支护前的变形发展，阻止围岩进入松动的状态，在必要的情况下可以进行超前支护，加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。

在巷道爆破后立即施工以喷射混凝土支护能有效地制止岩层变形的发展，并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载，增强了岩层的稳定性。 2封闭性

由于喷锚支护能及时施工，而且是全面密粘的支护，因此能及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落，制止膨胀岩体的潮解和膨胀，保护原有岩体强度。

巷道开挖后,围岩由于爆破作用产生新的裂缝，加上原有地质构造上的裂缝，随时都有可能产生变形或塌落.当喷射混凝土支护以较高的速度射向岩面,很好的充填围岩的裂隙,节理和凹穴,大大提高了围岩的强度。（提高围岩的粘聚力C和内摩擦角）。同时喷锚支护起到了封闭围岩的作用，隔绝了水和空气同岩层的接触，使裂隙充填物不致软化、解体而使裂隙张开，导致围岩失去稳定. 3粘结性

喷锚支护同围岩能全面粘结，这种粘结作用可以产生三种作用：

① 联锁作用，即将被裂隙分割的岩块粘结在一起若围岩的某块危岩活石发生滑移坠落，则引起临近岩块的联锁反应，相继丧失稳定,从而造成较大范围的冒顶

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或片帮.开巷后如能及时进行喷锚支护，喷锚支护的粘结力和抗剪强度是可以抵抗围岩的局部破坏，防止个别威岩活石滑移和坠落，从而保持围岩的稳定性。 ②复和作用，即围岩与支护构成一个复合体（受力体系）共同支护围岩。喷锚支护可以提高围岩的稳定性和自身的支撑能力,同时与围岩形成了一个共同工作的力学系统，具有把岩石荷载转化为岩石承载结构的作用，从根本上改变了支架消极承担的弱点。

③增加作用.开巷后及时继进行喷锚支护，一方面将围岩表面的凹凸不平处填平,消除因岩面不平引起的应力集中现象，避免过大的应力集中所造成的围岩破坏;另一方面,使巷道周边围岩由双方向受力状态，提高了围岩的粘结力C和内摩擦角，也就是提高了围岩的强度. 4柔性

喷锚支护属于柔性薄性支护，能够和围岩紧粘在一起共同作用，由于喷锚支护具有一定柔性，可以和围岩共同产生变形，在围岩中形成一定范围的非弹性变形区，并能有效控制允许围岩塑性区有适度的发展，使围岩的自承能力得以充分发挥。另一方面，喷锚支护在与围岩共同变形中受到压缩，对围岩产生越来越大的支护反力,能够抑制围岩产生过大变形，防止围岩发生松动破坏。 2。 3新奥法理论要点及施工要点

1 新奥法与传统施工方法的区别：传统方法认为巷道围岩是一种荷载，应用厚壁混凝土加以支护松动围岩.而新奥法认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏.

新奥法将围岩视为巷道承载构件的一部分，因此,施工时应尽可能全断面掘进，以减少巷道周边围岩应力的扰动，并采用光面爆破、微差爆破等措施。减少对围岩的震动，以保全其整体性。同时注意巷道表面尽可能平滑，避免局部应力集中. 新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统,保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。 2保护巷道围岩自身的承载能力

新奥法施工在巷道开挖后采取了一系列综合性措施:构筑防水层、围岩巷道排水;选择合理的断面形状尺寸；给支护留变形余量；开巷后及时做好支护、封闭围岩等，都是为保护巷道围岩的自身承载能力,使围岩的扰动影响控制在最小范围内，并加固围岩，提高围筵强度。使其与人工支护结构共同承受巷道压力。

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3允许围岩由一定量的变形，以利于发挥围岩的固有强度。同时巷道的支护结构，也应具有预定的可缩量,以缓和巷道压力。

围岩的变形是控制在一定范围内的,必须避免围岩变形过大,从而导致围岩强度的削弱以致引起垮落、失稳。支护结构具有一定的变形量，允许巷道围岩产生一定的变形,以缓和来自巷道的巨大压力,更进一步减轻支护荷载。 4新奥法施工过程中量测工作的特殊性

由于岩体生成条件与地质作用的复杂性，施工条件的复杂性，以及对工程设计参数的精确要求，得要通过许多量测手段，在施工过程中对围岩动态和支护结构工作状态和支护结构工作状态进行监测。并用监测结果修改初步设计，指导施工。量测的结果可以作为施工现场分析参数和修改设计的依据，因而能够预见事故和险情，以便及时采取措施，防患于未然提到施工的安全程度.

由上所述，新奥法的支护原则是：围岩不仅是载物体，而且是承载结构；围岩承载圈和支护体组成巷道的统一体，是一个力学体系;巷道的开挖和支护都是为保持改善与提高围岩的自身支撑能力服务。 2. 4新奥法的主要支护手段与施工顺序

新奥法是以喷射混凝土、锚杆支护为主要支护手段，因锚杆喷射混凝土支护能够形成柔性薄层，与围岩紧密粘结的可缩性支护结构，允许围岩有一定的协调变形，而不使支护结构承受过大的压力。 施工顺序可以概括为：开挖→一次支护→二次支护。

开挖作业的内容依次包括：钻孔、装药、爆破、通风、出渣等。开挖作业与一次支护作业同时交叉进行,为保护围岩的自身支撑能力，第一次支护工作应尽快进行。为了冲分利用围岩的自身支撑能力开挖应采用灌面爆破(控制爆破）或机械开挖，并尽量采用全断面开挖，地质条件较差时可以采用分块多次开挖。一次开挖长度应根据岩质条件和开挖方式确定.岩质条件好时，长度可大一些，岩质条件差时长度可小一些，在同等岩质条件下,分块多次开挖长度可大一些,全断面开挖长度就要小一些。一般在中硬岩中长度约为2—2。5米，在膨胀性地层中大约为0。8-1.0米。

第一次支护作业包括：一次喷射混凝土、打锚杆、联网、立钢拱架、复喷混凝土 ，在巷道开挖后，应尽快地喷一层薄层混凝土（3—5mm），为争取时间在较松散的围岩掘进中第一次支护作业是在开挖的渣堆上进行的，待把未被渣堆覆盖的开挖面的一次喷射混凝土完成后再出渣。按一定系统布置锚杆，加固深度围岩，在围岩内形成承载拱，由喷层、锚杆及岩面承载拱构成外拱，起临时支护作用，同时又是永久支护的一部分。复喷后应达到设计厚度（一般为10—15mm），

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并要求将锚杆、金属网、钢拱架等覆裹在喷射混凝土内. 完成第一次支护的时间非常重要，一般情况应在开挖后围岩自稳时间的二分之一时间内完成。目前的施工经验是松散围岩应在爆破后三小时内完成，主要由施工条件决定.

在地质条件非常差的破碎带或膨胀性地层（如风华花岗岩）中开挖巷道，为了延长围岩的自稳时间，为了给一次支护争取时间，安全的作业，需要在开挖工作面的前方围岩进行超前支护(预支护）,然后再开挖。在安装锚杆的同时，在围岩和支护中埋设仪器或测点，进行围岩位移和应力的现场测量：依据测量得到的信息来了解围岩的动态，以及支护抗力与围岩的相适应程度。

一次支护后,在围岩变形趋于稳定时，进行第二次支护和封底，即永久性的支护（或是补喷射混凝土，或是浇注混凝土内拱），起到提高安全度和整个支护承载能力增强的作用，而此支护时机可以由监测结果得到。

对于底板不稳，底鼓变形严重，必然牵动侧墙及顶部支护不稳，所以应尽快封底,形成封闭式的支护,以谋求围岩的稳定. 2. 5新奥法适用范围

① 具有较长自稳时间的中等岩体; ② 弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩； ③ 强风化的岩石；

④ 刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩； ⑤ 坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土； ⑥ 微裂隙的,但很少粘土的岩体；

⑦ 在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石； 在下述条件下应用新奥法必须与一些辅助方法相配合 ① 有强烈地压显现的岩体;

② 膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合)； ③ 在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合； ④ 在蠕动性岩体中,要与冻结法或预加固法等配合； 在下列场合中应用应慎重 ① 大量涌水的岩体；

② 由于涌水会产生流砂现象的围岩；

③ 极为破碎，锚杆钻孔、安装都极为困难的岩体； ④ 开挖面完全不能自稳的岩体等。 2. 6新奥法的缺点主要有：

① 实施不仅要求有良好的施工组织和管理，也要求技术人员和量测人员都

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十分熟练，没有这一点就易于发生错误；作业质量都与每一个人的仔细操作有关。

② 开挖暴露出的地质会立即改变其状态,因此要求施工地质人员要亲临现场，以便发现问题；

③ 用能控制的施工量测，往往给施工带来不便；

④ 干喷射带来的灰尘以及由于易受化学药品的损害必须加强防护，尤其是对眼睛的防护，湿喷虽然可以避免此缺点，但在同样条件下，不如干喷那样有效的支护岩体。

新奥法施工是从实际经验中总结出来的，又在不断实践经验中得以丰富其内容和进一步发展,新澳法施工在我国推广以来,经过几十年的发展,通过科研、设计、施工三结合，在修建下坑、西坪、大瑶山、军都山等铁路隧道以及中梁山、二郎山、西山坪等多座公路隧道中，应用新奥法远离及其相应的技术,取得了较大的成就。

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3 黄山区省道322龙门岭隧道工程概况

3.1 地质情况

项目所在区主要地层为黄山群全-强风化变质片岩，片状构造，主要矿物成分为钠长石、云母及少量伊利石、蒙脱石等粘土矿物，局部见石英岩脉填充;全-强风化变质片岩,岩体极破碎,呈散体状，结构面密集发育，产状杂乱，泥质夹层极发育，主要表现为粘土矿物，易顺层间滑动失稳；遇水有软化及膨胀现象，成洞极困难，稳定性极差，易失稳坍塌。

表3-1 围岩级别分类表 隧道名称 省道322龙门岭隧道 K6+250K7+440 ～ 起讫里程 隧道长 坡度 工程地质概况 中～微风化黄山群片岩 Ⅰ 围岩级别（m） Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 度（m） （％) 1190 1。5 — — 580 0 70 3.2地理位置

省道322龙门岭隧道为双响通行的二车道二级公路隧道，隧道进口位于黄山市黄山区龙门乡七星村,出口位于黄山市黄山区甘棠镇许村.隧道最大埋深为300米。隧道起讫桩号为K6+700～K7+440 ，全长1190米。隧道进口平曲线半径 R=1200m,出口平曲线半径R=1500m,洞身位于直线上。隧道纵面线形为 2。0%的双向坡；.隧道进口采用翼墙式洞门、出口采用削竹式洞门。

气象

项目所经地区属于东北亚热带季风性山区气候，四季分明,冬长夏短，雨热同季， 光热充沛，山区立体小气候特征明显，年平均气温为 15℃~25℃，极端最高气温为 42.0 ℃ (2014年8月 15 日），极端最低气温为﹣10.0℃（1977年 1 月30 日）,平均降雨量为260.0mm，平均风速在 2m/s 左右.

水文地质 地表水

项目所在区内地表水系不发育，无常年性地表水体,地表水主要为大气降水形成的表面流及山间冲沟内的雨季短暂溪流，水量受季节性影响变化比较大，自然排泄通畅。隧道进、出口位于斜坡位置，地表水对隧道施工影响较小.但应注

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意暴雨期间地表面流对洞口的冲刷破坏作用,宜采取边仰坡截水沟截留、疏排和喷射混凝土等措施。

3。3地下水类型及地貌特征

项目所在区地下水类型主要为岩基裂隙水，赋存于片岩裂隙及破碎带内，接受大气降水补充，水量一般较贫乏。局部地段由于风化裂隙发育，裂隙水补给条件较好，隧道开挖 时可能存在渗水现象，但水量较小,且与降水关系较密切。 其次为残破积粘土层中的孔隙水，该类型地下水含水层总体厚度小,分布不均匀，贮 水条件较差，易渗透流失,仅季节性有水，旱季干涸。 3。3。1补、泾、排条件及动态特征

基岩裂隙水赋存于基岩风化裂隙中，接受大气降水垂直入渗补给，沿基岩风化裂隙、 构造裂隙等向地势低凹处呈脉状、线状排泄。 地下水影响

项目所在区岩基接受大气降水入渗补给，在隧道浅埋段风化裂隙较发育,裂隙水受地 表水补给条件较好,地下水发育,主要为基岩裂隙水和破碎岩层中的孔隙水，且受大气降 水关系影响较大,隧道开挖有明显的渗水、滴水现象，地表”V”型沟谷发育，切割较深， 沟谷间常年四季有明流水，隧道开挖局部地段表现为线状滴水、股状流水现象,;在深埋段，多数地段呈干涸状，局部可能有滴水现象，断层破碎带范围则会出现明显渗水。 3。3。2地形地貌

隧道区属构造剥蚀中山地，附近山顶标高 860m，最大切割深度近 300 米,多发育“V”型沟谷。隧道穿越区微地貌形态有山峰、山脊、分水岭、冲沟，穿越段地面标高在 100~860m 之间。隧道进洞口位于坡脚，自然坡脚25～45°，附近有小河流；隧道顶部树林茂密，无居民。隧道出洞口离 G3 国道不远,交通比较便利。

3.3.3地震

项目所在地区历史上无大的地震灾害记录，新构造活动以差异升降为主，地壳基本稳 定。根据 《中国地震动参数区划图》（GB18306 －2001 ），本区设计地震分级为第一组，设计基本 地震加速度值为 0.05g，特征周期为 0。35s，相当于地震基本烈度 VI 度。隧道应按设计地震 动峰值加速度 0。10g 按照VII抗震设防.

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4 龙门岭隧道开挖方法及掘进方式

4。1开挖方法

本隧道为Ⅴ级围岩，地质条件较差，隧道设计施工以新奥法理论基础,其施工原则为：弱爆破、短进尺、少扰动、早喷锚、强支护、勤量测、紧封闭。

新奥法理论要点如下：

（1)围岩是主要的承载单元，应充分保护围岩，采用控制爆破或机械开挖，留取核心土。

（2）允许围岩变形，但又要围岩变形，采用柔性支护，及时喷锚。 （3）进行监控量测，修正施工方法、支护参数. （4）采用复合式衬砌，防止渗漏，减小而衬开裂。

（5）及时封闭,隧道断面形状尽量圆滑，避免拐角处应力集中.

隧道开挖采用台阶开挖法，由于隧道地质条件较差,因此要按短台阶、多循环要求开挖。

采用台阶法开挖应注意以下事项：

a。 台阶数不宜过多，台阶长度要适当， 一般以一个垂直台阶开挖到底,保持平台长2 。5 -3m 为好,易于掌握炮眼深度和减少翻渣工作量，装撞机应紧跟开挖面，减少扒渣距离以提高装淹运输效率.应根据两个条件来确定主台阶长度:一是初期支护形成闭合断面的时间要求，用岩稳定性愈差,闭合时间要求愈短;二是上半部断而施了时开·挖、支护、出渣等机械设备所需的空间大小的要求。

b. 个别破碎地段可配合喷锚支护和挂钢丝网施工。如遇到局部地段石质变坏,围岩稳定性较差时，应及时架设|临时支护或考虑变换施工方法,留好拱脚平台，采用先拱后墙法施工，以防止落石和崩塌。

c. 应重视解决上下部半断面作业的相互干扰的问题。台阶基本上是合为一个J～作面进行同步掘进；短台阶上下部作业相互干扰较大，要注意作业施工组织，质量监控及安全管理；长台阶基本上上下部作业面已拉开，干扰较少。

d. 上部开挖时，因临空面较大,易使爆破面渣块过大，不利于装、渣，应适当密布中小炮眼但采用先拱后脑法施正时，对于下部开挖时，院注意上部的稳定，必须控制下部开挖厚度和用药量，并采取防护措施，避免损伤拱圈反确保施工安全。若围岩稳定性较好，则可以采取分段顺序开挖;若围岩稳定性较差,则应缩短下部掘进循坏进尺；若稳定性更差，则可以左右错开，或先拉中槽后挖边帮。

e。 采用钻爆法开挖石质隧道时，肮采用光面爆破或预裂爆破技术，尽量减少扰动围岩的稳定性.

f。采用台阶法开挖关键问题是台阶的划分形式.台阶划分要求做到爆破后扒

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渣量较少，钻眼作业与出渣运输干扰少。 4.2掘进方式

隧道施工中，掘进方式是影响围岩稳定的又一重要因素。本隧道采用钻眼爆破掘进。钻眼爆破掘进即是用炸药爆破坑道范围内的岩体.钻爆法可用于各类岩层中，是隧道施工开挖中常采用的方法.当用钻爆法开挖坑道时,应采用光面爆破,预裂爆破技术,能使开挖轮廓线符合设计要求、减少超欠挖量，并能减少对围岩的扰动破坏等.它是一般山岭隧道工程中常用的掘进方式.

由于该隧道为Ⅴ级围岩,属于软质岩,可采用预裂爆破法.其参数如下：装药不偶合系数2。0，周边眼间距为40cm，周边眼至内圈崩落眼间距30cm,周边眼装药集中度为0。2kg/m。

图4—1 炮眼布置图

表4-1 爆破参数表

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开挖部位 上 台 阶 开 挖 炮眼类别 掏槽眼 掏槽眼 辅助眼 辅助眼 辅助眼 辅助眼 底板眼 周边眼 合计 炮眼深度 1 1 1 1 1 1 1 1 炮眼数量 12 10 6 4 23 17 16 37 125 单孔装药量 0.6 0。4 0.4 0。3 0。3 0。3 0。4 0。2 开挖部位 下 台 阶 开 挖 炮眼类别 辅助眼 辅助眼 辅助眼 辅助眼 辅助眼 底板眼 周边眼 合计 炮眼深度 2 2 2 2 2 2 2 炮眼数量 27 14 4 10 9 17 18 99 单孔装药量 1。2 1。2 1.2 0。6 1。2 1。4 0.4

5 龙门岭隧道隧道防、排水设计及隧道附属设施施工

隧道防排水是保证隧道适用性以及衬砌结构、路面、设备耐久性的关键。防

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排水工程设计的原则以排为主，以防为辅,“ 防排相结合” 的综合治理。 5.1防水原则

龙门岭隧道在防排水设计时严格遵循“ 防、排、截、堵结合,因地制宜，综合治理” 的原则，结合水文地质条件、施工技术水平、材料来源和成本等，选择适宜的方法，以满足使用期内结构和设备的“ 正常使用和行车安全\" 的目的。隧道须设置相应的截水沟、排水沟，做好地表排水系统疏导地表水,防止大气降水形成的面流冲刷洞口边坡及地表水大量下渗影响隧道施工及安全营运. 5。1。1防排水标准

1） 洞内无渗漏水； 2) 装孔眼不渗水；

3） 洞内路面不冒水、不积水. 5。1。2防水措施

1) 衬砌柔性防水措施

衬砌柔性防水工程设置在二次衬砌面与喷混凝土面之间，以提高衬砌的密水性，防止水从二次衬砌裂缝中渗出并扩大混凝土裂缝。柔性防水层材料建议采用施工安装方便、无毒阻燃，且耐久性、防水性、缓冲性能等均好的 PVC 防水卷材。明洞背部防水层采用 2.5mm 厚防水卷材,选择晴朗干燥天施工，防水层外部应作水泥砂浆保护再作填土。

2) 衬砌漏水防止措施 a)衬砌自防水结构

为了防止柔性防水层由于施工原因可能出现局部地方防水失败，故二次衬砌做成自防水混凝土结构.采用低碱性膨胀水泥混凝土，自防水结构抗渗标号要求达10 S。为了提高混凝土抗冻性,混凝土掺加引气剂。

b）止水带

在衬砌浇筑工作缝设置背贴式橡胶止水带。橡胶止水带需采用耐寒性能好的三元乙丙橡胶材料.

c)暗洞施工要求采用泵送混凝土，以保证浇筑质量及衬砌与初期支护之间密实不留空隙.

3） 复合式衬砌防水系统

隧道采用复合式衬砌，在初期支护和二次衬砌之间铺设防水板和无纺土工布组成的防水层，以防地表水渗漏进入隧道内,无纺布的密度为 450g/m2,防水板采用易于焊接的防水卷材,厚度为 1.2mm ，接缝长度为 120mm。

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4) 二次衬砌防水系统

图 7-1 二次衬砌施工缝、沉降缝的构造形式

图 5-1 二次衬砌防水系统

二次摸筑衬砌采用防水混凝土,本身具有一定的抗渗阻水性能。充分利用混凝土衬砌的防水性能，是最基本的防水措施.改善和利用混凝土衬砌的抗渗防水性能，可以通过提高混凝土的抗渗等级,以及在施工过程中采用机械振捣,使其密实。二次衬砌施工缝、伸缩缝、沉降缝等是防渗漏水的薄弱环节。可靠的防水措施是指除按施工规范要求处理外，还应进行精心的设计，采用合理的防水材料和构造形式，二次衬砌施工缝、沉降缝的主要构造形式如图 5-1。 5.2隧道洞内排水 5.2。1围岩疏导排水

在隧道环向铺设塑料盲沟将水引入边墙两侧10cm 纵向塑料排水盲沟，然后通过10cmPVC 横向排水管将水引入两侧25cm 双壁打孔波纹管侧式排水管排出洞外，路缘通缝式排水沟排出洞外，洞内管沟与洞外的天沟、排水沟、截水沟形成完整的排水系统.电缆沟底部设横向及纵向集水沟，将可能流入电缆沟的水，通过纵向集水沟引出洞外。 5.2。2路侧边沟排水

路侧边沟主要引排营运中隧道内清洗污水、消防污水和其它污水，电缆沟内的集水也引入路侧边沟。路侧边沟低于路面垫层,避免边沟水对路面结构产生不利影响。隧道洞内纵向排水沟坡度与隧道线路坡度一致，为整一单向坡,坡度为 2%，可以避免加深或减小边沟深度，保持正常过水断面。路侧边沟采用开口式明沟，便于清洗，不易淤泥，不需要设沉砂池,采用预制结构，施工速度快，其结构如图5- 2。

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图 5-2 开口式路侧边沟 5。2.3侧向排水沟

侧向排水沟对路面底积水疏导效果明显，且可降低施工难度.衬砌背后的地下水经横向导水管通过侧向排水沟排出。由于地下水可能夹带泥沙或沉积矿物质，侧向水沟每隔50m设置沉砂池。隧道底设横向导管是为了将衬砌背后的纵向盲沟与侧向排水沟连接起来,将衬砌背后的地下水引入侧向排水沟.纵向间距取 10m ，横向排水管的两端采用三通联结。路面底部横向设一定的排水坡度，在两水沟间路面底部设置横向排水盲沟，有利于地下水迅速排入侧向排水沟，防止路面底积水,避免路面冒水，破坏路面。 5.3洞口与明洞防排水 5.3。1洞口防排水

洞口排水系统满足不渗漏的要求,起到截排水的作用，并将洞口边、仰坡地表水引出洞口以外。洞外的水不能流入隧道，避免将洞口外泥沙和杂物带入洞内,堵塞洞内排水系统.为了防止地表水冲刷洞口和洞口边、仰坡,洞口和明洞设置截水沟和排水沟，洞门顶部设截水天沟,以形成完善的防排水系统。天沟设于边、仰坡顶 5m 以外，其坡度根据地形设置，为 2%，以免淤积.洞门端墙背后设置滤水层通过端墙所设泄水孔排水.对洞口盲沟系统定期检查其通畅性，当有阻塞时及时疏通。

5。3.2明洞防排水

明洞防排水设计应注意以下问题：

1)明洞顶受地表水及径流的影响较大，为了保证明洞结构安全、稳定和耐久，明洞洞

顶设置必要的截排水系统。在明洞回填层顶部洞门墙背设排水沟，明洞槽边、仰坡开挖线以外设截水沟。

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2）明洞边墙顶边墙后设置纵向、竖向盲沟，可以汇集围岩地下水和明洞顶渗入的地表水.

3)明洞与暗洞接缝处的防水,将接缝处局部衬砌混凝土加厚 0.07m，注意振捣密实，并将明洞外贴式防水层伸入暗洞衬砌 1.5m ，使其搭接粘结。 5。4二次衬砌施工方案

二次衬砌砼施工先施做仰拱及铺底砼，再施做边墙和拱部砼，二次衬砌采用衬砌台车、小模板安装配合砼输送泵作业,为了保证砼质量，采用自动计量砼搅拌站，混凝土运输车运输，插入式或附着式振捣器捣固，人工养护。 5。4。1衬砌施工工艺

隧道衬砌施工工艺详见图 5-3。

监控量测确定施作二衬时间 1.挂设防水板及铺设环纵向盲沟 2.中线水平放样 3.铺设衬砌台车轨道 涂刷脱模剂 1.水平定位立模 2.拱部中心线定位 3.边墙模板净空定位 1.清理基底 2.装设钢制挡头模板 1.自检 2.监理工程师检查 捣 固 施工准备 台车移位 洞外混凝土拌合 台车定位 施作止水带 混凝土运输 隐蔽检查 混凝土泵送 灌筑混凝土 台车脱模退出

养 护 图 5—3 衬砌施工工艺流程图

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5.4。2衬砌施工方法

1) 隧道拱墙衬砌在围岩及初期支护变形基本稳定后进行，适度紧跟开挖。隧道二次衬砌采用衬砌台车，分段整体浇筑。混凝土为商品混凝土，由混凝土搅拌输送车运输至浇筑地点,然后由混凝土输送泵泵送入衬砌台车模板内。

2） 施工前准确测量使衬砌台车定位，保证衬砌台车中线与隧道中线一致,拱墙模板成型后固定，测量复核无误；然后清理基底杂物、积水和浮碴，装设钢制挡头模板，按设计要求装设止水带，并自检防水系统设置情况。灌注混凝土自下而上，先墙后拱，对称浇筑。

3) 混凝土浇筑时的自由倾落高度不宜超过1。5m，当超过时，采用滑槽、串筒等器具，或通过模板上预留的孔口浇筑。

4) 为保证混凝土的密实性，采用高频振捣器振捣,辅以附着式震动器。 5) 初期支护变形稳定前施工的二次衬砌,拆模时的混凝土强度应达到设计强度的100%；初期支护变形稳定后施工的二次衬砌，拆模时的混凝土强度应达到8。0MPa，当湿度不够时，脱模后喷雾洒水养护，养护期14天。

6） 为保证衬砌混凝土与防水板及初支之间相互密贴,衬砌背后预埋注浆管，待混凝土达到强度后进行衬砌背后回填注浆。 5.4.3拱顶衬砌混凝土施工

1) 混凝土泵送软管从模板台车的进料窗口(从最低一级窗口逐渐上移）处注入混凝土.当混凝土浇筑面接近顶部(以高于模板台车顶部为界限），进入封顶阶段，为了保证空气能够顺利排除，在堵头的最上端预留两个圆孔,安装排气管，其大小以φ50mm为宜。排气管采用轻质胶管或塑料管，以免沉入混凝土之中.将排气管一端伸入仓内，且尽量靠前，以免被泵管中流出来的混凝土压住堵死,另一端即露出端不宜过长，以便于观察。随着浇筑继续进行,当发现有水（实为混凝土表层的离析水、稀浆)自排气管中流出时(以泵压≤0.5MPa为宜）,即说明仓内已完全充满了混凝土，立即停止浇筑混凝土，撤出排气管和泵送软管，并将挡板的圆孔堵死。

2) 封顶混凝土按规范严格操作，尽量从内向端模方向灌注，排除空气，保证拱顶灌注厚度和密实。要落实三级检查签认制度，并配备相应的无损检测仪器(地质雷达)进行检测。 5。4.4衬砌背后压浆

根据施工图纸，隧道衬砌施工完成并达到80％强度后，进行衬砌砼背后回

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填注浆。纵向注浆管设于拱顶模筑衬砌外缘、防水板内侧，纵向注浆管孔径Φ20,采用聚乙烯管。在防水板敷设完成后,采用胶粘于防水板内侧,结合施工缝布置，注浆管每3m设一处，两端分别与预设的Φ20镀锌钢管注浆口连接。镀锌钢管注浆口应突出衬砌内缘3—5cm，以便于连接。注浆材料采用1：1水泥浆，回填注浆压力采用0.05—0。1MPa,终压0.2MPa.衬砌后用探地雷达等手段检测出的局部空洞部位,钻注浆孔，进行个别压浆。示意图见5-4。

图 5-4 衬砌后注浆示意图

5.4.5质量保证措施

1) 严格执行合同规定的施工验收规范，建立和健全各级质量检查制度。工程开工前组织全体员工学习有关技术标准、质量标准,预先向参与施工的人员进行施工工艺过程的技术交底、说明工艺质量要求以及技术规程，同时加强质量意识教育、树立高度的质量意识，确保工程的施工质量。

2) 编制质量计划，并严格贯彻执行。

3） 施工前做好导线复测和施工放线工作，认真阅读图纸,做好逐级技术交底工作。吃透设计意图,认真审查施工图设计及说明,绘制分部分项工程施工草图，严格照图纸施工、按规范执行，不出差错。

4） 钢筋架立前应预先熟悉图纸,有关技术人员应进行专门交底。钢筋架立时应按钢筋材料表核对配料和料牌,检查钢筋规格是否齐全准确,形状、数量是否与图纸相符.钢筋架立结束后应清理现场,检查是否存在遗漏钢筋。

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5） 按设计要求的保护层厚度预制砂浆垫块，竖向钢筋可采预埋有铁丝的砂浆垫块.混凝土浇筑前应再次检查是否有垫块脱落的现象并及时纠正发现的问题，以确保钢筋保护层符合设计要求。

6) 选择焊接工艺性能良好的焊机，正确选择焊接电流。焊接时应将焊接区域内的脏物清除干净，多声能施焊时，应层层清除溶渣.

7) 发现箍筋松绑的应及时重新安装绑扎,不得使用锤子敲击，以免骨架其他部位变形或松扣。

8） 根据构件配筋情况，预先算好箍筋实际分布间距，作为绑扎钢筋骨架时的依据.

9） 注意浇筑操作,尽量不碰撞钢筋,浇筑时派专人进行钢筋值班，随时检查，发现问题，及时解决。

10） 浇筑时,振捣平整，严格控制混凝土厚度，防止废料入仓，骨料不得集中，仓内积水及时排除，质检人员跟班检查，认真做好施工记录。

5.4.6安全保证措施

1） 施工中临时结构必须向员工进行安全技术交底,对大型临时结构须进行安全设计和技术鉴定,合格后方可使用。

2） 从事高空作业的技术工人，上岗前要进行身体检查和技术考核，合格后方可操作.并按有关的安全操作要求进行作业。

3) 用电线路架设应符合规定要求，配电箱和闸刀盒应上锁，室外配电箱和闸刀盒应有良好的防护措施。

4） 加强运输及施工车辆的管理，经常检查其车辆，严格禁止车辆带病作业. 5） 隧道施工人员到达工作地点后，负责人应首先组织大家分头检查工作面、机具设施是否处于安全状态，详细检查围岩及初期支护是否有变化，顶板和两帮是否稳定，如有松动和裂纹,应及时加固处理。

6） 当发现量测数据有突变或异变时，及时通知现场负责人,并采取应急措施，保证施工作业安全。 5.5内检修道、设备洞室

1） 因营运设备检修需要,在洞内行车两侧设置检修道，检修道高于路面 .

2) 设备洞室根据通风、照明、防灾、报警等需要，隧道内墙壁设配电、紧

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急电话、控制和消防等设备洞室.设备洞室几点说明如下：

a)紧急电话洞室位置:设置在洞内行车方向右侧墙壁上，本隧道在中部设置一处。

b）消防设备洞室位置：设置在洞内行车方向右侧墙壁上，每隔50m设置一处.

5.6洞内路面

路面采用混凝土面板厚度25cm，采用C35混凝土(施工时应以抗折强度指标控制，要求抗折强度5.0MPa以上）.混凝土面板洗刨后刷防水层，然后摊铺6cmAC-16中粒式沥青，4cmAC-13细粒式沥青. 5.7其它系统

隧道内侧墙考虑5cm的预留内装空间.近期洞内装饰主要为拱部采用喷20mm厚的深蓝色防火涂料；边墙2.5m高度以下采用喷20mm厚米白色防火涂料。防火涂料耐火极限达到2。5h

隧道洞内噪声问题,国内外经验认为对于汽车专用道的公路隧道，洞内噪声对行车的影响一般不予以特别考虑.洞口设置标志牌，洞内设标志线及信号灯、情报板、电子监控器，洞内设有 CO 检测器、电光诱导光标和驱赶喇叭等。在消防洞室旁设置手动报警按钮，每个 100 米设感温探测器 1 套及电话总机一部。 进出口各设变电站 1 座，并配有应急电源。控制系统设在隧道管理站。

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6 结论

按照“ 新奥法\" 的施工要求，对省道322龙门岭隧道进行施工。主要施工内容包括：洞门、隧道衬砌结构与支护、路面防排水施工，并进行强度检核。根据围岩级别确定了施工方法：台阶法施工,并根据此施工方法设计了其掘进方式（钻爆法）的爆破参数以及炮眼设计.

通过施工获得以下结论：

1、隧道衬砌采用复合式衬砌，断面形式为等截面曲墙拱形断面，采用非对称配筋；洞门形式考虑使用功能和与地形的协调美观因素主要采用翼墙式,并须对墙面进行必要的装饰。

2、采用台阶法开挖，用钻眼爆破法掘进，进行科学施工管理;

3、隧道防排水工程设计的原则以排为主,以防为辅，“ 防排相结合” 的综合治理。

通过本次毕业设计使我对隧道施工的各个环节（包括围岩复合衬砌中二次衬砌的内力、隧道路面、路基排水、隧道通风、隧道的钻爆开挖等）有了更为深刻的认识，不仅掌握施工要点，而且记住了很多设计规范参数,对word、 Excel 等软件的使用更加得心应手。这次毕业设计是把理论知识和工程实例相结合的过程，提高了我的自学能力，对我专业水平的提高起了很重要的作用，能使我我更好的走上工作岗位。

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7 参考文献

［1］ 中华人民共和国交通部.JTGD70-2004。公路隧道设计规范[S].北京： 人民交通出版社，2004.

［2] GB50086—2001，锚杆喷射混凝土支护技术规范[S］。 [3] GB50108-2008, 地下工程防水技术规范［S] 。 ［4］ GB50010-2010, 混凝土结构设计规范［S］. [5] GB50021—2001，岩土工程勘察规范[S］。

［6] 关宝树. 隧道工程设计要点集[M] 。 北京：人民交通出版社，2003。 ［7］ 黄光成。 隧道工程[M］。 北京：人民交通出版社，2001.

[8］ 关宝树. 隧道工程施工要点集[M］ 。 北京：人民交通出版社,2003. [9] 王毅才。 隧道工程（第二版）[M].北京:人民交通出版社，2006. ［10] 夏永旭，王永东。 隧道结构力学计算[M］。 北京：人民交通出版社,2004。

［11］ 易萍丽。 现代隧道设计与施工[M］。北京：中国铁道出版社，1997. ［12] 于书翰，杜漠远。 隧道施工[M］. 北京：人民交通出版社，1999。

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8 致谢

本论文在xxx导师的悉心指导下完成的.导师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风,诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。不仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法，还使本人明白了许多为人处事的道理。本次论文从选题到完成，每一步都是在导师的悉心指导下完成的,倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！在写论文的过程中,遇到了很多的问题，在老师的耐心指导下,问题都得以解决。所以在此，再次对老师道一声：谢谢!

时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节,春梦秋云，聚散真容易.离校日期已日趋渐进，毕业论文的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到论文的顺利完成，一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！在此我向北京交通大学远程与继续教育学院xxxxxxx专业的所有老师表示衷心的感谢，谢谢你们三年的辛勤栽培，谢谢你们在教学的同时更多的是传授我们做人的道理，谢谢三年里面你们孜孜不倦的教诲!

三年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。很庆幸这三年来我遇到了如此多的良师益友，无论在学习上、生活上，还是工作上，都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在一个充满温馨的环境中度过三年的大学生活。感恩之情难以用言语量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。

最后要感谢的是我的父母,他们不仅培养了我对中国传统文化的浓厚的兴趣，让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依，而且也为我能够顺利的完成毕业论文提供了巨大的支持与帮助。在未来的日子里,我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望！我一定会好好孝敬他们，报答他们!

“长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。”这是我少年时最喜欢的诗句。就用这话作为这篇论文的一个结尾,也是一段生活的结束.希望自己能够继续少年时的梦想，永不放弃.

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