隧道施工管理及技术要求

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1、现代隧道技术是建立在在弹塑性力学基础之上的。“新奥法”与“矿山法”是两种隧道设计、施工技术原理，二者开挖、支护的手段基本一致，其本质差别是是否承认围岩的承载能力或在设置支护时是否考虑围岩的承载能力。大禹治水的成功是因为利用了自然，而现代隧道技术——“新奥法”的成功也是利用了围岩的自承能力，这种利用时建立在对围岩的应力状态的科学认识的基础之上的，不懂或不了解弹塑性力学就如中医不懂阴阳论、元气论、五行论一样，其实践必然是盲目的，结果是可悲的。所以现代隧道技术施工，是用科学而不是用钢材来解决隧道技术问题。隧道技术是集设计、施工为一体的经验科学，所以要求隧道工程师必须具备一定的弹塑性力学、土力学、工程

2、地质学理论，否则，就是放弃了盈利的机会，其数额必在数百乃至上千万。要注意隧道工程师的两种倾向：一是“打过隧道”的隧道工程师。因为“矿山法”与“新奥法”有本质的区别，应用“矿山法”的思想处理“新奥法”的问题，其结果不是成本加大就是冒险。二是“合理错误”：由于对随到技术问题认识不足，就盲目确定方案，并通过正当的变更程序变更，造成“合理错误”。几个理论要点弹性力学的应力平衡方程中不含E（弹性模量），也即隧道的应力状态与围岩级别无关，更进一步讲，围岩的自承能力总是存在的，包括软塑状围岩，其关键是如何实现其自承能力（软岩中插锚杆如豆腐里插针的说法是错误的，就如某病人用了一种药而病未好就说所有药都不治病一

3、样）。隧道周边的应力有法向和切向两个分量，其中切向应力远大于法向应力。而且，在隧道周边处，法向应力为0。隧道围岩破坏的原因是由于切向应力与法向应力之差大于围岩抗剪强度所致，而不是压力大于抗压强度所致，所以在支护设计时增大法向应力（设置侧向约束力）以减小二者之差，与挺高围岩抗剪强度同样重要。锚杆的外包单价以单线铁路隧道为例，III级围岩每米设计锚杆为7.3米，单价23元/m，隧道每延米单价11500元，V级围岩设计锚杆为98.4米，没延米单价30500元，工费承包价为8元/m，而实际上工队最多施作20%，则III级围岩工队赚35元，而项目赚96.5元。由于锚杆数量严重不足，与没打锚杆的效果一样，

4、围岩不稳，这样就必须增设钢支撑，而钢支撑只有V级围岩才有，所以围岩级别就由III级变为V级，而工队V级围岩锚杆转470元，项目赚1300元。但是，按铁道部的变更设计管理办法，增加的成本完全由项目部承担，则实际上项目部不仅一分不赚，还多支出15000元（考虑其他项）。所以，合理确定锚杆外包单价，确保锚杆施工质量，是隧道施工成功的关键。衬砌台车制作要点-4-衬砌台车属钢结构，对于土建专业较为陌生，所以对衬砌台车如何做到经济适用，有困难。但根据经验，保证衬砌台车的强度和刚度，必须保证其最起码的重量。一般情况：单线铁路隧道衬砌台车重量最少为6吨，最多7吨；双线铁路或双车道公路隧道衬砌台车重量最少为9吨

5、，最多为10吨；三线铁轮或三车道公路隧道衬砌台车重量最少为11吨，最多为12吨。压低台车价格直接影响的就是重量减轻，刚度不足，使用过程中，每天至少增加两个工，每年增加工费约7万元，而台车节约的不过1t/延米，节约制作费约7万元，如果工期超过2年，加上施工中的烟雾，则后期增加的成本远远超过当初节约的资金。装碴（cha）运输设备的选配隧道独头掘进长度超过1700m，通风有困难，宜考虑有轨运输或无轨车辆净烟除尘。一般情况下挖掘机的装碴效率高于装载机，且尾气排放较小，应优先选用。但西安铁路隧道度头掘进超过500m，运输车辆载重不宜超过13t。施工用电变压器宜靠近洞口与压风站相邻，拌合站距离变压器最远不

6、宜超过300m。隧道独头掘进超过800m，须考虑10kV高压电进洞，输电线路用铠装电缆。长隧道施工供电宜分两期以上；严格执行“一机、一闸、一漏、一保护”、三相五线制、接地有效、闸箱上锁等五项供电安全制度。重点抓好两项安全管理隧道塌方和火工品的管理师隧道安全管理的重点，其共同点是易造成群死群伤和极为恶劣的社会影响。认真做好围岩量测是预防塌方的最有效方法。火工品的管理重点是出库—运输—现场监督使用—退库环节。将围岩量测结果及时公布于众，不要放在案头。进、出洞最大的风险在于仰坡的稳定与否。在自然仰坡稳定的前提下，仰坡的稳定取决于对支护的下沉控制。人们习惯于关注缓坡（浅埋）的进出洞安全，而其实陡坡进、

7、出洞风险比缓坡更大，因为，较缓坡多了自然坡稳定与否的风险。大管棚不是确保万一的进、出洞措施，小管棚也不是冒险，其关键在于是否清楚洞口围岩应力状态和支护的作用机理以及与之相对应力的工艺工序。出洞宜在自然坡状态下进行，不宜提前刷坡。初期支护三大要点所有系统锚杆与钢架连接；钢支撑纵向梯形连接；拱脚纵向钢筋混凝土托梁。上述三要点是弥补现行规范对形变压力的过分考虑而忽视松动压力以及设计中平面假设与现场不符的