公路工程施工现场技术管理

路基工程施工方法

一.隧道工程施工方法包括哪些？

   ⑴ 爆破法；⑵盾构法；⑶新奥法；⑷矿山法；⑸掘进机法。

二.隧道施工爆破方法（光面爆破、预裂爆破和毫秒爆破）
　　概述：山岭隧道施工中，多数情况下采用钻眼爆破进行开挖。隧道爆破通常采用掏槽爆破，按照炮眼的位置、作用的不同有三种炮眼：即掏槽眼、辅助眼、周边眼。
　　隧道爆破开挖中的炮眼布置方法：1.掏槽眼：一般可分为斜眼掏槽和直眼掏槽两大类。目前多采用直眼掏槽。2.辅助眼：主要由炮眼间距E值和最小抵抗线V值来确定，并宜采用孔底连续装药。3.周边眼：周边眼的作用是一种辅助炮眼，目的是成型作用。周边眼爆破后使坑道断面达到设计的形状和尺寸。为了保证开挖面平整，辅助眼及周边眼应使其眼底落在同一垂直面上，必要时应根据实际情况调整炮眼的深度。

1.光面爆破法：这种爆破在围岩中产生的裂缝较少，使爆破后的岩石表面能按设计轮廓线成型，表面较平顺，超欠挖很小。光面爆破的技术要求：根据围岩特点合理选择周边眼间距和周边的最小抵抗线。采用周边同时起爆。分区起爆顺序：掏槽眼→辅助眼→周边眼→底板眼。辅助眼则应由里向外逐层起爆。

2.预裂爆破法：分区起爆顺序为：周边眼→掏槽眼→辅助眼→底板眼。3.

3.毫秒爆破法：毫秒破坏一般有两个方法：一是用毫秒雷管和毫秒xxx；另一方法是使用毫秒雷管起爆。
　　三.盾构法施工方法
　　1.基本构造：通常由盾构壳体、推进系统、拼装系统、出土系统等四大部分组成。

2.分类及适用范围：按盾构断面形状不同分为：圆形、拱形、矩形和马蹄形四种。按开挖方式不同可分为：手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种；按前部构造不同可分为：敞胸式（普通、棚式和网格式）和闭胸式（半挤压与全挤压）两种。　　
　　3.盾构法隧道衬砌：盾构法隧道的衬砌应具有支承土压的能力和易于操作的结构形式。因此，一般而言，结构由两层构成，{dy}层是推进时在盾尾内进行拼装的一次衬砌，第二层是在其内侧浇筑的二次衬砌。一次衬砌在施工中起到支撑和承受盾构推力的作用，成环后成为{yj}性的结构。一次衬砌一般采用的是施工迅速、安装容易的管片结构。二次衬砌通常是用来加强管片防水、防锈的能力。并且起到内部装修的作用，还用来提高结构的刚度并以此作为防振措施。
　　 四.新奥法施工方法
　　（一）施工顺序：在坑道开挖后，在岩体松散破坏之前，及时修筑一层柔性薄壁衬砌（{dy}次衬砌），通过施工中的量测监视，确定围岩变形稳定之后，修筑防水层及第二次衬砌。
　　（二）新奥法施工的基本原则：

少扰动；早喷锚；勤量测；紧封闭。

矿山法：少扰动；早支撑；慎撤换；快衬砌。
　　 （三）隧道开挖：新奥法的开挖施工一般采用全断面法、台阶法及分部开挖法。全断面法及台阶法应用最广。分部开挖法仅在以下情况下采用：①断面开挖宽度大于8m，围岩十分软弱；②采用其他方法基础承载力不能满足要求；③对地面沉陷有严格控制时。
　　全断面开挖法是按设计开挖断面一次开挖成型。优缺点：（1）有较大的工作空间，适用于大型配套机械化施工，施工速度快，因单工作面作业，便于施工组织和管理。一般应尽量采用全断面开挖法。但开挖面大，围岩相对稳定性降低，且每循环工作量相对较大，因此要求且有较强的开挖、出渣能力和相应的支护能力。（2）有较大的断面进尺比，可获得较好的爆破效果，且爆破对围岩的震动次数较少，有利于围岩的稳定。但每次爆破震动强度却较大，因此要求进行严格的控制爆破设计，尤其是对于稳定性较差的围岩。
　　台阶开挖法：一般是将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型。也有采用台阶上部弧形导坑超前开挖的。优缺点：1）可以有足够的工作空间和适当的施工速度。但上下部作业有干扰。2）台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数，但台阶有利于开挖面稳定。尤其是上部开挖支护后，下部作业就较为安全，应注意下部作业时对上部稳定性的影响。

台阶开挖时应注意的事项：1）台阶长度要适当。2）解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。3）下部开挖时应注意上部的稳定。　
　　分部开挖法：也可称为导坑超前开挖法。有上下导坑超前开挖法，上导坑超前开挖法，单（双）侧壁导坑超前开挖法等。

优缺点：1）分部开挖因减少了每个坑道的跨度（宽度），能显著增强坑道围岩的相对稳定性，且易于进行局部支护，因此它主要适用于围岩软弱破碎严重的隧道或设计断面较大的隧道。分部开挖由于作业面较多，各工序相互干扰较大，且增加了对围岩的扰动次数，若采用钻爆掘进，则更不利于围岩的稳定，施工组织和管理的难度也较大。2）导坑超前开挖，有利于提前探明地质情况，并予以及时处理。但若采用的导坑断面过小，则施工速度就较慢。
　　开挖时注意事项：1）因工作面较多，相互干扰大，应注意组织协调，实行统一指挥。2）由于多次开挖对围岩的扰动大，不利于围岩的稳定，应特别注意加强对爆破开挖的控制。3）应尽量创造条件，减少分部次数，尽可能争取用大断面开挖。4）凡下部开挖，尤其是边帮部位开挖时应注意上部支护或衬砌的稳定，减少对上部围岩及支护、衬砌的扰动和破坏。　　
　　（四）喷射混凝土：1.喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行。2.喷射混凝土作业需紧跟开挖面时，下次爆破距喷混凝土作业完成时间的间隔，不得小于4h。3.采用钢筋网喷射混凝土时，可在岩面喷射一层混凝土后再进行钢筋网的铺设，并在锚杆安设后进行。4.采用钢架喷射混凝土，钢架支撑可选用H型钢、工字钢、U型钢、钢轨、钢管或钢筋格栅等制作。钢管钢架应在钢管上设置注浆孔，架设后应注满水泥砂浆。
　　（五）锚杆支护的施工：1.锚杆安设作业应在初喷混凝土后及时进行。2.钻孔前根据设计要求定出孔位，钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直。3.灌浆作业：注浆开始或中途暂停超过30min时，应用水润滑灌浆罐及其管路。　　
　　（六）二次衬砌：1.二次衬砌的施作，应在围岩和锚杆支护变形基本稳定后进行。围岩变形较大，流变特性明显时，应加强初期支护并及早施作仰拱和二次衬砌。2.灌注作业：由下向上依次灌注。当设计规定需先灌注拱圈时，应采取防止拱脚下沉措施；隧道有仰拱时，宜先灌注仰拱。　　
　　（七）混凝土养护：1.采用硅酸盐水泥拌制的混凝土，其养护时间不得小于7d；掺有外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于l4d.2.加覆盖物或洒水。

五.矿山法施工方法
　　 施工程序：传统矿山法施工程序如下：

施工准备→确定施工方案→开挖→临时支撑→是否需加强是否可以撤换→整体式厚衬砌→竣工。传统的矿山法施工是以钻爆法开挖与钢木支撑的一项传统的施工技术。
　　 传统的矿山法施工的基本原则：

少扰动、早支撑、慎撤换、快衬砌。

新奥法：少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭。

开挖：传统的矿山法施工顺序，主要按衬砌的施作顺序分为：先墙后拱法和先拱后墙法。1.先墙后拱法亦称为顺作法。在隧道开挖成形后，再由下至上施作模筑混凝土衬砌。先墙后拱法的施工速度较快，施工各工序及各工作面之间的相互干扰较小；衬砌的整体性好，受力状态较好。2.先拱后墙法亦称为逆作法。它是先将隧道上部开挖成形并施作拱部衬砌后，再开挖下部并施作边墙衬砌。先拱后墙法施工速度较慢，上部施工较困难。但上部完成后，下部施工就较安全和快捷。由于先拱后墙，使得衬砌的整体性较差，受力状态不好，而且由于拱部衬砌沉降量较大，要求的预留沉落量较大，因此增加了开挖工作量。
　　构件支护的架设：1.应根据中线、水平、坑道断面和预留沉落量等将构件支护架设在中线方向的垂直面上。同时，支护之间应纵向连接牢固，构成整体。2.支护与围岩之间用板、楔块或背柴顶紧，并填塞密实。3.根据地质条件采取不致使支护产生下沉的措施；4.导坑支护可用半框架式。在洞口的导坑支护排架，应伸出洞外3-5m以上。5.构件支护构架的架设间距，宜取80～120cm，松软破碎地段可适当加密。6.在开挖漏斗时，应对该处下导坑支护进行临时加固，松软地层中的漏斗孔采用框架支护，并将框架外四周空隙填塞紧密。7.拱部扩大采用扇形构架支护时，应配合开挖分部架设，并随挖随护。如采用纵梁，应考虑施作衬砌时便于拆除，不得灌注于衬砌之中。8.抑拱开挖前，应架设横撑顶紧两侧墙脚，防止边墙内挤。横撑间距可采用1.0-1.2m，横撑应待仰拱混凝土达到设计强度70%时才能拆除。9.构件支护的加强及抽换：1)支护应有专人经常进行检查，特别是每次放炮后；2）支护变形非常明显必须抽换时，应从末端起逐排抽换。并应本着“先顶后拆”的原则进行，防止围岩松动坍塌。3）开挖中层或落底前需拆除下导坑支护时，应由里向外倒退拆除。

采用辅助施工方法对地层进行预加固、超前支护或止水：采取以下稳定开挖面的方法：地面砂浆锚杆；超前锚杆或超前小钢管支护；管棚钢架超前支护；超前小导管预注浆；超前围岩预注浆加固（包括周边劈裂预注浆、周边短孔预注浆）。
　　模筑衬砌：1.混凝土运送时，应确保混凝土在运送中不产生离析、损失及混入杂物。3.拱圈施工：1）拱圈浇筑顺序应从两侧拱脚向拱顶对称进行，间歇及封顶的层面应成辐射状。2）分段施工的拱圈合龙宜选在围岩较好处。3）先拱后墙法施工的拱圈，混凝土浇筑前应将拱脚支承面找平。4）与辅助坑道交汇处的拱圈应置于坑道两侧基岩上。5）钢筋混凝土衬砌先做拱圈时，应在拱脚下预留钢筋接头，使拱墙连成整体。4.边墙施工：2）边墙扩大基础的扩大部分及仰拱的拱座，应结合边墙施工一次完成。4）采用先拱后墙法施工时，边墙混凝土应尽早浇筑，以避免对拱圈产生不良影响。墙顶刹尖混凝土应捣实。5.拱圈封顶应随拱圈的浇筑及时进行。墙顶封口应留7-10cm，在完成边墙灌注24h后进行。6.仰拱施工：应使用拱架模板浇筑仰拱混凝土。7.拱墙背后的空隙必须回填密实，并与衬砌同时施工。先拱后墙法施工时，拱脚以上lm范围内的超挖，应用与拱圈相同等级混凝土同时浇筑。边墙基底以上lm范围内超挖，宜用与边墙相同等级混凝土同时浇筑。其余部位（包括仰拱），超挖在允许范围内可用与衬砌相同等级混凝土同时浇筑；超挖大于规定时，宜用片石混凝土或Ml0浆砌片石回填，不得用渣体随意回填，严禁片石侵入衬砌断面（或仰拱断面）。当围岩稳定并干燥无水时，可先用干砌片石回填，再在衬砌背后压浆。9.衬砌拆模后应立即养护，养护时间一般为7～14d。寒冷地区，应作好衬砌的防寒保温工作。10.衬砌采用防水混凝土施工。高速公路水泥等级大于42.5级，水灰比不应大于0.55，严寒地区不应大于0.5；最小水泥用量不应少于200kg/立方米，拱顶封顶部分不应少于350kg/立方米。冬期施工防水混凝土，应掺用加气剂降低原有的水灰比。有承压水时应先引流再浇筑防水混凝土。
　　 六.全断面掘进机施工方法
　　施工特点：1.作业人员少，进度快。2.与钻爆法施工比较，洞内粉尘、有害气体含量低，改善了劳动条件；施工过程是连续的，具有隧道工程“工厂化”的特点。3.对围岩扰动小，岩壁完整，施工安全，减少隧洞塌方事故；4.成洞质量好，无超欠挖现象，可减少洞壁衬砌与灌浆，衬砌支护质量好、通风条件好、减少辅助工程，节省投资。5.掘进机设备一次性投资大，有对地质条件的依赖性大，设备的型号一旦决定，开挖断面尺寸不可改变；机械运输和组装较难。

掘进机的选用：目前在硬岩中（抗压强度 >150MPa）一般不采用掘进机施工。一般宜用钻爆法施工。中硬岩中150-80 MPa最适宜采用掘进机。