新奥法施工要点

二、新奥法施工要点

新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称，原文是New Austrian Tunnelling Method，简称为NATM。新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹教授于二十世纪50年代提出的。我国近40年来，铁路等部门通过科研、设计、施工三结合，在许多隧道修建中，根据自己的特点成功地应用了新奥法，取得了较多的经验，积累了大量的数据。新奥法在公路建设中起步较晚，但是近年来在我省山区公路建设的应用正日益广泛，目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法，其技术经济效益是明显的。这里强调一下新奥法施工的原理和要点，以便于更好地控制采用新奥法的隧道施工质量。

新奥法是以隧道工程经验和岩体力学理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的施工方法，已成为现代隧道工程新技术的标志之一。新奥法技术摒弃了以整体式混凝土衬砌被动地支撑洞室围岩的传统做法，改由柔性、薄壁、能与围岩紧密贴合的锚喷网支护保护、加固围岩，从而发挥围岩的自承与自稳能力形成天然承载结构，从而达到省工、省料和降低造价的目的。

新奥法的基本要点可归纳如下：

1．岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分保护岩体，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。

2．为了充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形，使围岩中能形成承载环；另一方面又必须限制它，使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。在施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构，例如，锚喷支护等。这样，就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间（包括闭合时间）来控制岩体的变形。

3．为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快闭合，而成为封闭的筒形结构。另外，隧道断面形状应尽可能圆顺，以避免拐角处的应力集中。

4．通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测，合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。

5．为了敷设防水层，或为了承受由于锚杆锈蚀，围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载，可采用复合式衬砌。

6．二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的，围岩和支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安全度。 上述新奥法的基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早锚喷，勤量测、快封闭”。复合柔性支护和基于现场施工监测及信息反馈分析的信息化施工是新奥法的核心和关键。

新奥法施工中尤其要重视初期支护以发挥围岩的自承能力，《公路隧道设计规范》（JTG D70－2004）（以下简称《设计规范》）中明确规定：“复合式衬砌中的二次衬砌，Ⅰ～Ⅲ级围岩中为安全储备，并按构造要求设计；Ⅳ、Ⅴ级围岩中为承载结构，可采用地层结构法计算内力和变形。”。可见，Ⅰ～Ⅲ级围岩中完全依靠初期支护控制围岩变形，而在Ⅳ、Ⅴ级围岩中更应重视初期支护，必要时采取辅助措

施，充分保护和发挥不良地质围岩的自承能力。重视初期支护包括两方面的内容：（1）初期支护要及时，即使Ⅰ、Ⅱ级围岩也要注意，这两级围岩采用光面爆破后也会出现个别地方的岩石松动，如果不及时打上锚杆，也会因后面的爆破扰动，将已松动的岩石震下来。对Ⅳ、Ⅴ级围岩由于本身的自稳能力差，变形时间效应比Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩要小得多，不把握初期支护时间，等到岩石松动时才去支护，就失去利用围岩自身承载能力的机会。（2）初期支护要紧贴围岩，用初期支护紧贴围岩并形成整体才能调动围岩自身承载能力共同控制围岩变形，如果初期支护同围岩贴合不紧，形成空隙，使支护与围岩分离，提供了围岩变形的空间条件并不断向围岩深处发展，造成松动破坏区扩大，最后由初期支护单独承担荷载，易使支护失稳、围岩坍塌。

三、普通分离式隧道工程质量控制

1、洞口段施工质量控制

隧道施工中，洞口段围岩一般比较破碎、地质条件较差，应遵循尽量减少对岩体扰动的原则，以提高洞口段岩体和边、仰坡的稳定性。《设计规范》及《施工规范》均作了规范性要求，强调“早进洞、晚出洞”，尽量避免大挖大刷，在保持边、仰坡稳定的前提下，及时施作洞口，并在进洞之前，结合洞口的实际情况，先作好洞口地表的防排水措施。在大断面、浅埋和地质条件差的情况下通常采用地表预注浆、超前长管棚注浆等预加固措施。

隧道洞口段施工质量控制重点是进洞施工质量和地表预加固质量。

（1）进洞施工要严格遵循“短进尺，小循环，早锚喷，强支护，快封闭”的原则，及时施作洞门及其排水系统。通常可采用短台阶或超短台阶法施工，先施工上台阶，凡能用十字镐、风镐进行人工施工的情况，不允许爆破；需爆破时，可采用由隧道中心掏槽分段起爆，严格控制药量，人工风镐修边，控制超欠挖，减少对围岩的扰动。开挖断面尺寸修整至设计要求后，及时进行初期支护，一般可初喷混凝土一层，然后打系统锚杆并架设钢格栅、挂钢筋网，最后喷射砼至设计厚度。施工中要监测围岩变形速率和变形量，量测项目包括水平位移收敛、拱顶下沉及拱顶地表下沉，发现异常及时调整施工工艺并采取辅助措施。

（2）洞口预加固措施一般有两种：①地表预加固，主要措施有锚网喷支护、地表注浆、地表锚杆、抗滑桩、锚索等；②洞口正面围岩预加固，主要措施有超前长管棚注浆、超前小导管注浆（配合格栅钢架）、掌子面封闭等。以下强调几种常用的预加固措施的施工质量控制重点。

①锚网喷支护，可加固地表，防止因降水造成滑坡。一般在刷好边、仰坡后，采用锚网喷对地表给予加固。锚杆锚杆可采用全长砂浆锚杆或中空注浆锚杆，锚杆直径、长度、布置方式及挂网规格和喷射砼标号可根据地质条件确定，。施工质量控制重点：钢筋网必须与锚杆焊接，且钢筋网须用点焊焊成整体；喷砼时必须保证钢筋网保护层厚度满足设计要求。

②地表注浆预加固，一般应用于围岩较差的浅埋隧道，通常采用热轧无缝钢管作为套管，呈梅花形布置；一般围岩段(涌水量不大)采用稳

定性、粘度、可注性、结石强度及抗渗性均较好的超细水泥单注浆，特殊地段(富含地下水)采用超细水泥与水玻璃双注浆。在施工中要保证浆液原材料的质量和浆液配合比，根据地层地质条件确定浆液配比、注浆压力及注浆孔间距。以往采用地表注浆预加固洞口段的工程中，有在隧道开挖中发现注浆局部区域内浆液不呈树状渗透至岩层中，而是呈团状包裹在钢管周围的现象。该情况主要是浆液配比与地层不匹配及注浆压力不足造成的。在地表注浆预加固施工中要强调必须根据地层地质条件确定浆液配比，并保证注浆压力满足设计要求。同时要强调合理确定注浆范围，范围过大，会增加工作量和材料成本，范围过小，不能达到预期目的，甚至会给施工留下隐患危及施工安全，必须根据地质条件合理确定注浆范围，并依此确定注浆孔间距。

施工中应注意先灌注边孔，使松散围岩形成一个相对封闭的注浆环境，达到不漏浆、不跑浆；然后依次向内推进。每排注浆孔中，宜间隔交替注浆。施工质量控制重点：按照设计孔位开孔，严格控制孔口位置偏差在设计允许范围内；注浆工程中监控注浆压力变化，若突然增大或减小，应停机检查，查明原因采取措施后方可继续注浆；注浆结束前，应采用最大注浆压力闭浆一段时间，一般可取10分钟左右，并及时封堵注浆口。

③超前长管棚注浆，长管棚超前支护距离长，整体刚度大对围岩变形限制能力强，能承受早期围岩压力；注浆能改善围岩状况，提高围岩自承能力，对防止围岩初期松弛、土体坍塌有显著效果。超前长管棚注浆主要适用于围岩压力来得大且快，对围岩变形及地表下沉有严格控制要求的软弱破碎围岩隧道。

长管棚一般采用热轧无缝钢管，环向间距可取30～50cm，沿隧道周边的外插角可取2～4°，有孔、无孔钢管交叉布设。在洞口前端设置长套拱作为管棚导向墙，套拱内预埋U型钢并与孔口套管焊接牢固，施工中要保证孔口套管与沿拱圈环向布设间距、位置及方向应准确。钻孔完成后及时安设管棚钢管，避免出现塌孔。待有孔钢管已全部注浆完毕后，再进行无孔钢管的钻孔、安设。

施工中质量控制重点：（a）钻孔前掌子面必须按要求先喷一层素混凝土作为止浆墙，以确保掌子面在进行压力注浆时不出现漏浆、坍塌。钻孔时根据地质情况选择加泥浆护壁或可加套筒或将钻头直接焊接在钢管前端钻进，并保证成孔角度；（b）钢管逐节顶入，采用丝扣连接，隧道同一断面处的接头数不大于50％，相邻钢管接头至少应错开1m，并及时将钢管与钻孔壁间缝隙填塞密实。纵向两组管棚间应有不小于3.0m的水平搭接长度。要保证钢管外露端法兰盘、止浆阀的焊接质量；（c）注浆过程中随时检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象，如发生串浆，应立即停止注浆，并采取措施（如快硬水泥砂浆或锚固剂封堵）或采用间歇式注浆封堵串浆口，直至不再串浆时再继续注浆。注浆过程中压力如突然升高，可能发生堵管，应停机检查。注浆结束前，应采用最大注浆压力闭浆一段时间，一般可取5分钟左右,并及时封堵注浆口；（d）施工中应及时检验注浆效果：对注浆加固区进行钻孔取芯，观察注浆充填情况；另外在进行无孔钢管钻孔时观察孔内涌水颜色及涌水量，水颜色如较澄清或夹带水泥渣块，涌水量较小，则注浆效果较好，如涌水为泥浆颜色或涌水量较大时，应补注或重注。

④超前小导管注浆（配合格栅钢架），注浆小导管既能加固洞周一定范围内围岩，又能支撑围岩，其支护刚度和预支护效果均好于超前锚杆。超前小导管配合格栅钢架具有类似管棚的作用，支护能力较大。虽然支护能力弱于管棚，但简单易行、灵活经济。

小导管一般采用热轧无缝钢管，环向间距可取20～40cm，沿隧道周边的外插角可取10～20°。施工中质量控制重点：（a）纵向两组小导管间应有不小于1.0m的水平搭接长度；（b）浆液可采用纯水泥浆或加入水玻璃，根据地质情况确定浆液配比及注浆压力（参见地表注浆要求）；（c）注浆过程中应注意：小导管注浆前，应对开挖面及5m范围内的隧道喷射厚为5~10cm的混凝土封闭；保证注浆压力满足要求，必要时可在孔口设置止浆塞，止浆塞应能承受规定的最大注浆压力；注浆结束标准：注浆压力逐步升高，当达到设计终压并继续注浆10min以上、与设计注入量大致接近；注浆后至开挖前的时间间隔，视浆液种类而定，一般宜为4～8h，开挖时应保留1.5～2.0m的止浆墙，防止下次注浆时孔口跑浆；（d）格栅钢架拱脚处设置锁脚锚杆，防止开挖下台阶时，钢架移动和下沉。

2、洞身开挖质量控制

公路隧道多采用双洞四车道，加上路缘、余宽、检修道，内空建筑宽度一般在9.25～10.25m。与水工、铁路隧道相比，公路隧道断面大，对围岩扰动大，对围岩块体切割多，且为满足公路建筑界线的要求，多采用扁平断面型式，使拱顶围岩处于非常不利的应力状态。因此公路隧道洞身开挖的不利因素多，难度大，必须加强质量控制。开挖施工的质量直接影响隧道的稳定性以及工程造价，若开挖表面不平整将导致局部围岩应力集中，并且影响防水层和二次衬砌施工，形成存水空洞；若发生超挖过多，不仅会增加出渣和回填工程量，并且容易出现由于回填质量差而不能确保支护与围岩紧密贴合形成一体的现象，从而造成影响隧道稳定性的隐患；若发生欠挖，则会影响隧道净空或减小二次衬砌厚度影响工程质量和安全。

隧道洞身开挖质量控制有两个方面：

（1）开挖断面规整程度的控制

首先必须根据围岩类型选择合适的断面开挖方法，Ⅰ～Ⅲ级围岩可采用全断面法开挖；对于Ⅳ、Ⅴ级围岩可采用台阶法、单侧壁导洞法、双侧壁导洞法等进行全断面开挖或采用半断面开挖的方法。对于Ⅳ、Ⅴ级围岩采用全断面开挖时，各种方法均存在开挖与支护互相干扰的情况，要注意完善施工组织和管理，严格遵循“短进尺，弱爆破”的原则，减少对围岩及已施工的支护的扰动。当采用半断面开挖方法时，下半断面开挖厚度及用药量要严格控制，减小扰动，防止拱部围岩失稳。同时按设计及施工规范要求对水平收敛值、拱顶下沉值进行严格监控量测，并将量测结果及时反馈、指导施工。尤其对于不良地质地段，在开挖前必须用地质雷达、超前小导坑等方法做好超前地质预报工作，同时做好预加固、预支护等辅助施工措施。

其次，隧道开挖一般采用钻爆法施工，应根据围岩类型选择合适的施工工艺。对于硬岩应采用光面爆破，注意以下几点：①放样准确，②打眼准确，③周边眼采用小直径或间隔装药，④全断面施工的微差控制爆破技术，⑤定期和及时检查断面，以便及时反馈、调整；对

于软岩应采用预裂爆破，注意以下两个方面：（1）根据现场爆破成缝试验确定预裂孔间距﹑孔径和线装药密度 (即单位长度钻孔的装药量)，及药卷直径小于孔径的不偶合装药方式的装药不耦合系数；（2）确定预裂爆破各参数后，要严格控制预裂孔的成孔质量①预裂孔的角度不能超过允许范围，否则需废孔移位重新开孔；②预裂孔的孔间距要满足爆破设计要求，若孔间距过大，则进行插孔处理；③预裂孔的孔深要满足爆破设计要求，末达规定深度须进行补钻。

开挖轮廓面的规程程度要满足：岩面上不应存在明显的爆破裂缝，周边炮眼痕迹分布均匀、保存率应满足：硬岩≥80％、中硬岩≥70％、软岩≥50％；两茬炮的衔接台阶形误差不大于15cm；爆破石渣的破碎程度与装渣机械相适应。

（2）断面尺寸及超欠挖的控制

隧道开挖断面的尺寸要符合设计的要求，在围岩较软且围岩压力较大的情况下，围岩变形较大，应根据计算及实测施工数据预留变形量及支撑沉落量，防止出现净空不够的现象。

《评定标准》根据围岩情况和部位确定了不同的超、欠挖规定值及允许偏差。需要强调的是，隧道的开挖质量检测不是仅对某一断面进行检验评价，而是在一个长度段内连续测量若干等距的断面，对所有实测数据综合计算分析，最后得出该段的开挖质量检测结果。在实际施工中，对超、欠挖的检测除了用水准仪、断面仪测量或尺量以外，还可通过比较实际出渣量与设计出渣量、实际衬砌混凝土量与设计衬砌混凝土量的方法来测定，如发现问题，及时查找原因并予以解决。

3、支护质量控制

按照新奥法理论，隧道开挖后要及时支护，限制围岩的变形，以减小支护承受的荷载并发挥围岩自承能力。目前公路隧道施工多采用锚喷支护，在围岩较差的地段可采用钢支撑，包括钢格栅及型钢支撑。

钢支撑的施工质量控制重点为加工质量和安装质量。其中加工质量主要包括加工尺寸、钢支撑的强度和刚度以及焊接质量，钢筋格栅质量要求可按照钢筋骨架加工标准；安装质量主要包括安装尺寸，包括标高和间距；安装倾斜度，包括平面和纵面；钢架的连接与固定质量，钢架应有牢固的基础并与围岩密贴，同时与锚杆焊接牢固，形成一个承载整体。

锚喷施工支护必须紧跟开挖面实施，锚喷前要清除松动岩块和墙脚岩碴，用风或水清洗待喷面。锚喷支护施工质量控制重点是锚杆的加工质量、安装质量及喷射混凝土的原材料质量和喷射施工质量。

（1）锚杆的加工质量包括锚杆材料质量，如抗拉强度和延展性与弹性；以及锚杆规格对长度、直径及锚杆车丝、热锻、焊接质量的要求；

（2）锚杆安装质量主要包括锚杆间距、排距及钻孔的深度、角度、直径、孔形等项目，以及冲孔质量（是否将孔内岩粉全部冲洗出来）和吹孔质量（是否将孔内积水全部吹干净，无明水）及锚杆入孔深度；对于中空注浆锚杆还包括注浆管要按照《施工规范》要求插至距孔底5～10cm处，停止注浆时，孔口应溢出砂浆，并注意在砂浆终凝前，不得使锚杆受到碰撞；最后进行锚杆拉拔力测试、砂浆饱满程

度测试；

（3）关于锚杆要强调一点，锚杆是锚喷支护的核心，锚杆的施作质量直接关系到施工和运营的安全。过去许多已建隧道和在建隧道均大量使用普通砂浆锚杆，主要是因为它施工工艺简单，成本低廉。但是它存在致命弱点：大仰角插入锚杆时漏浆严重，砂浆难以饱满，达不到全长粘结要求；注浆时无压力或压力很小，砂浆不能进入围岩裂隙，对围岩的加固作用小；插入锚杆时不能准确的将锚杆杆体居中于锚杆孔，难以保证锚杆必要的砂浆保护层厚度。从长期效果看，锚杆易腐蚀、失效，从而在运营期间易出现衬砌开裂、漏水等病害。近年来，公路隧道中开始采用了中空注浆锚杆、自进式锚杆和水力膨胀式锚杆等新型式。从实际效果看：中空注浆锚杆可以有效地克服普通砂浆锚杆的缺点，同时还克服了自进式锚杆价格较高、难以推广的缺点，使用效果好。施工中必须严格按照设计要求选用锚杆型式，坚决杜绝以普通砂浆锚杆代替中空注浆锚杆的情况出现；

（4）喷射混凝土的质量控制主要是保证混凝土的原材料质量满足设计要求，且配合比要满足规定的配合比要求；

（5）混凝土喷射施工质量控制重点：①宜采用回弹率小、粉尘少、混凝土均匀性好的湿喷技术；②在喷射砼之前，检查喷射混凝土厚度的控制标志是否在系统锚杆上标出；受喷面是否冲洗干净并已通过验收；③严格控制喷头与受喷面的距离及喷头喷射方向与受喷面的夹角满足《施工规范》要求；④喷射作业要自下而上，分段分层进行，首次喷层厚度一般可控制为5cm；⑤初喷完成后，应及时清除坡面上的回弹混凝土，然后才能进行复喷到设计厚度，每次喷射厚度宜控制在5～6cm；⑥注意保证混凝土要及时养护，且养护时间应满足规范要求。若采用钢纤维喷射混凝土，则施工质量控制的重点除上述以外还有：①保证拌合料中钢纤维必须均匀，以确保喷射到受喷面上的砼中钢纤维均匀分布；②严格控制拌合料中钢纤维的比例满足设计要求。

4、防排水系统质量控制

公路隧道的防排水要求高，目前的公路隧道防排水系统多为采用夹在二次衬砌与初期支护之间的高分子防水卷材防水层，和沿隧道壁环向、纵向、横向设置的排水盲管，将渗水引排至纵向排水管集中排除。铁道系统已颁布了《铁路隧道防排水技术规范》（TB 10119-2000/J 72-2001），公路系统尚未出台专门的隧道防排水技术规范，公路隧道防排水系统的质量控制根据《检评标准》和《施工规范》的有关规定进行。

（1）防水系统质量控制主要包括防水措施施工质量和防水层质量两个方面

防水措施是在开挖或初期支护喷射砼后，对仍有渗、滴水的地段采用压浆措施，其施工质量控制重点是浆液的原材料质量和浆液配合比，压浆时要保证注浆压力和时间；局部出水严重的地点应安设引水盲沟，渗水量较大的地段应加密引水盲沟，盲沟与两侧排水沟连接妥当，安设后应进行专门的检查。

防水层的质量控制包括材料质量与安装质量两部分。对于高分子防水卷材的质量要求主要是抵抗施工破坏的能力强、耐老化、耐酸碱、

低温柔性好、寿命长等。施工中应对材料质量进行检测，包括长度、宽度和厚度检测，并需要按照规定的尺寸和形状裁出试件，进行拉伸强度、扯断伸长率、撕裂强度检测、耐老化检测和低温柔性试验等。防水层的安装质量包括防水层的接头质量与吊挂施工质量。接头质量控制重点：接头宽度应满足要求，采用粘接或焊接。采用热合机焊接时，搭接长度应不小于10cm，控制焊接温度和速度，避免漏焊和过焊。接头应牢固，强度不小于同质材料，不得有气泡、褶皱及空隙。焊缝宜采用双焊缝，中间留空腔以便充气检查。铺设防水层以前要清除初期支护表面外露的钢筋头、锚杆头和砼尖角，避免在施工时划破防水层。吊挂固定点间防水层不得绷紧，以使得防水层在混凝土灌注后与喷射砼支护面密贴。施工中应加强目测观察，用手托起防水层，看是否与喷射混凝土密贴，在拱顶呈水平状或下垂的范围不得超过1m2，并保证防水层无划破现象。

（2）排水系统的质量控制也包括材料质量与安装质量两个方面

材料的质量主要是保证排水管的材料质量、规格满足设计要求。环向及纵向排水管多采用软式弹簧透水管，必须保证其直径、外部所包裹的滤布应套紧、弹簧在横向压力下能够保持管径不变。横向排水管多采用硬质的PVC管，必须保证其直径、透水孔等规格，并检查其材料未出现老化变脆现象。中心排水管要保证管节预制质量满足设计要求。

安装质量：环向排水管安装质量包括间距、排水管与围岩密贴程度、排水管安装的顺直度、以及与纵向排水管的衔接；纵向排水管的安装质量主要是保证安装的坡度、顺直度及防水卷材与管道的包裹衔接满足设计要求；隧道中心排水管施工质量主要是基础、管节安装质量，可参照管涵的施工质量标准控制。各种排水管要顺直连接。另外，要重视防水板背后的排水，在防水板背后每隔若干距离（如5m）环向铺设弹簧透水管，使附近的渗水汇集到透水管并通过透水管排入纵向排水管内，以减少或避免压力水的形成。

（3）在隧道施工中要注意保证仰拱的施工质量，它将直接影响防排水系统质量。

仰拱防水以抗渗混凝土自防水为主，若防水混凝土施工质量不良：①若采用了泌水性较大的矿渣水泥，水分从砼中析出时形成了排水通道；或采用特细砂作为细骨料，增加了水泥用量，导致混凝土出现干缩裂缝和因水化热量较大引起的内外温差收缩裂缝；②用水量超过设计水灰比，也会出现因水分析出而形成的排水通道；③混凝土拌制不均匀、振捣不良、模板变形和漏浆、施工缝处理不当等，都会使混凝土产生裂缝等缺陷；④隧道洞口地段空气通风情况一般较好，拆模后混凝土表面水分蒸发较快，若养护不良严重失水将导致混凝土因产生干缩裂缝。以上各种原因均会造成仰拱砼产生裂缝而发生渗漏水。

其次仰拱回填砼施工中要注意保证横向引水管和中心排水管安装质量。安装固定横向引水管时控制好其高程，进水口要能暴露在混凝土外面，以便与纵向排水管顺利连接，出水口必须位于中心排水管上半部，且在混凝土浇筑过程中不得发生移位。中心排水管安装时必须保证其纵坡与隧道纵坡一致，使排水畅通；在浇筑仰拱回填砼时每隔若干距离（如100 m左右）设一中心排水管检查井。

4、二次衬砌质量控制

二次衬砌是保证隧道运营安全的保障，是隧道防水工程最重要的防线，也是隧道外观的直接体现。二次衬砌施工中要注意内在和外观质量两个方面，二次衬砌质量控制重点是原材料质量、混凝土强度和厚度、墙面平整度、混凝土表面质量、轮廓线顺直程度。施工中要严格执行混凝土配合比、对混凝土进行充分拌和、振捣；同时坚决杜绝衬砌背后填塞不密实、拱顶部位有空洞及衬砌厚度不足等现象发生。

（1）衬砌施工前要全面检查并及时处理初期支护的质量缺陷，如喷射砼不密实及空洞、喷射砼表面不平整等问题。

（2）做好边墙地基承载力的观测及软基加固工作，重点是洞口、明洞及断层破碎带等部位，地基承载力不足的地段要认真进行加固，保证衬砌结构坚实稳定。

（3）重视拱顶封顶工作。在浇筑衬砌混凝土时，由于砼泌水干缩，在初期支护与二次衬砌之间的拱部难免会出现一定的空隙。通常可采取如下措施：穿过挡头板，在拱顶防水层内纵向布置PVC管，并设置出浆孔，在衬砌混凝土终凝后，实施补充注浆，以保证拱部初期支护与二次衬砌密贴。

（4）二次衬砌工作缝需采取特殊防渗处理。衬砌每环模筑砼之间的工作缝不论采取打毛或企口接缝措施，因接缝处产生的应力及位移，都会出现密封破坏的问题。通常可在工作缝设置膨胀橡胶止水带。为确保止水条安装质量，在端头预留出一个沟槽，沿沟槽安设止水条，为避免止水条吸水膨胀，应在下一轮混凝土的模板安装固定后再贴止水条，完成后即浇注混凝土。另外，止水条抗拉强度低，安装时注意按照从下往上的顺序，避免止水条承受不了自重而变形。

（5）加强混凝土浇筑质量的控制。隧道二次衬砌混凝土施工一般采用液压衬砌台车和泵送混凝土或者简易衬砌台车和人工灌筑混凝土。采用液压衬砌台车时，其自重大，刚度也非常强，能较好地抵御混凝土灌注过程中产生的侧压力、垂直压力，施工中需注意保证基底平整、台车轨道基础稳固，并加强混凝土的振捣。采用简易衬砌台车时，其刚度较差，施工中要确保二次衬砌几何尺寸并避免错台现象，同时钢模板极易变形或损坏，施工过程中必须加强维修，且使用次数也不宜过多。

5、隧道超前地质预报

隧道超前地质预报是保证围岩地质、水文条件复杂、地下水较丰富的隧道正常施工的重要前提。应通过多种超前地质预报的组合、分析比较，准确预测前方围岩的水文、地质情况，确定适宜的开挖方法和支护形式，从而实现 “信息化施工”。

隧道超前地质预报工作要注意应多种超前地质预报相组合，互相验证，达到准确预测前方围岩地质、水文条件的目的。一般采用TSP203超前地质预报作为长期地质预报，一次预报150m；采用地质雷达作为中期地质预报，一次预报20m；采用地质钻孔取芯作为短期地质预报，一次预报5～10m；并以地质构造、地表地貌和河流发育情况作为辅助资料。

具体工作中要注意以下几点：（1）TSP203超前地质预报是采用小药量爆破，通过采集地震波在围岩中的传播速度来分析前方围岩类别、裂隙发育情况、含水情况等的地质情况。在进行TSP预报过程中，隧道内必须停止一切施工，避免杂音过大影响数据的准确性；（2）地

质雷达预报是通过雷达波速在不同围岩中传播速度的差异来分析前方围岩的地质情况。该方法在复杂地质条件下预报不是很准确，特别应注意不能在掌子面较为富水的情况下使用；（3）地质钻孔不仅可以通过取出的岩芯对前方围岩进行分析预测，也可根据钻孔情况进行预测，若进钻时出现吃钻或卡钻，则很可能该处存在较大的裂隙或软弱夹层存在，同时根据钻孔中流出水量的大小可预测前方的水文情况。

6、隧道监控量测

隧道监控量测对采用新奥法施工的隧道具有重要意义。（1）它不但用来监测初期支护和二次衬砌的安全性，还用于决定二次衬砌施工的最佳时期。隧道开挖后围岩应力重新分布，支撑体系随之变形，而后逐渐收敛并达到稳定状态，在此条件下可施作混凝土二次衬砌。通过监控量测求得的二次衬砌混凝土最佳施作时间，使二次衬砌混凝土避免收到围岩在收敛期产生的应力导致裂缝，保证二次衬砌混凝土的安全性和耐久性。（2）监控量测可用于选择各种地质条件下合适的支护参数。由于围岩通常具有复杂多变的特点，尤其对于沿线地质条件复杂、变化大的隧道，前方待开挖地段的支护参数必须随地质条件进行调整。监控量测资料则作为调整的反分析资料，根据地质超前预报与已开挖的的相似地段相对照，若某相似地段的收敛变形值达到设计规定的预留变形量的最佳值，则此支护方式可作为这种地段的最合理支护方式，待开挖段可采用该支护方式。

在隧道围岩的地质情况复杂多变的情况下，沿线围岩强度、受力特性及层间相互作用不断变化，相应的围岩与隧道各点的变形、位移及安全稳定性也必然受到影响，在不同围岩类别及隧道断面变化的地方要加强监测，使隧道围岩的变化情况得到全方位监控。

隧道施工量测数据的具体处理中要注意两个方面：（1） 施工时，将各项量测情况填入记录中，及时绘制位移－时间曲线和相关图表，并注明当前施工工序及开挖掌子面离量测断面的距离。（2）及时根据位移－时间曲线进行稳定性判别，当位移－时间曲线趋于平缓时，进行数据处理和回归分析，推算最终位移和变化规律；当位移－时间曲线出现反常的急骤变化时，表明此时的围岩、支护系统已处于不稳定状态，必须立即停止开挖、对危险地段加强支护及辅助措施，确保已开挖段的安全。

7、隧道路基路面质量控制

隧道内的路基和路面是车辆长期行驶的基本载体，稳定、密实、均质的路基可为路面提供均匀的支承；具有足够的强度、抗滑性、平整度和耐磨性的路面是保证行车安全、舒适的基本条件。

（1）路基质量控制

隧道路基有两种类型：带仰拱隧道的仰拱充填路基和不带仰拱的天然石质地基，前者要严格控制仰拱充填原材料质量和充填施工质量，保证路基的稳定性、密实性和均质性；后者则要求石质地基必须是完整性好的、无显著软化的中硬或硬岩。

路基施工中重点要处理好水的问题，不完整的排水系统或排水不畅是造成隧道路面病害的最主要原因之一。路基中应设完整的中央管（沟）

排水系统，使排水合理、通畅，并便于养护检修。对于不设仰拱的石质地基中，中央排水沟的最高地下水位宜低于路基顶面以下30cm；对于全长设仰拱的隧道中央排水沟宜在仰拱下，否则中央排水沟设在仰拱填充中间。

（2）路面质量控制

隧道内路面多年来一直采用水泥砼路面，其主要优点是其受地下水影响小，颜色浅亮对照明有利。但是水泥砼路面洞内噪声大；且由于平整度难以达到沥青砼路面的水平，其行车舒适度也较低。近年来，隧道内路面开始采用沥青混合料上面层与水泥砼下面层组成的复合式路面。水泥砼及沥青面层的施工质量控制同洞外段路面施工要求，需要特别注意以下两点：

①采用水泥砼路面时，为提高路面平整度，可采用抹平表面，再刻槽抗滑，构造深度要满足规范要求，且宜采用纵向刻槽或同时采用纵向和横向刻槽，以提高侧向防滑。

②采用复合式路面时，沥青上面层铺装结构应由粘接层和沥青面层组成。沥青面层必须与混凝土面板粘接牢固，沥青面层厚度一般为8～10cm，宜采用双层式沥青面层，表面层采用抗滑表层，表面层厚度宜于洞外路段相同。

四、小净距隧道的工程质量控制

近年来随着公路建设的发展，山区高等级公路建设中遇到大量的中、短隧道建设问题，若采用普通分离式隧道，隧道净距要求较大，道路与隧道接线处三角过渡区较大，当线路包括中、短隧道较多时，线路线形较差，土地使用量也高。所以由于公路平面线形的要求或征地等外界条件的制约，有时难以将中、短隧道的双洞设计成分离式隧道，而不得不采用小净距隧道。

小净距隧道的显著特点是可以充分利用狭窄的地形布设双线隧道，且施工工艺与普通分离式隧道差别较小，通过围岩加固措施提高中夹岩柱的承载力，可充分利用隧道围岩的自承、自稳能力，使隧道修建达到结构合理、造价经济、易于施工。

小净距隧道围岩自稳性及支护结构的受力较一般隧道复杂，对于软弱围岩必须通过注浆及设置预应力对拉锚杆等加固措施，确保中夹岩柱的稳定。小净距隧道施工要点是爆破作业，必须采用预裂爆破和光面爆破技术，减小爆破震动对隧道结构的影响。小净距隧道施工控制的重点是工序控制，要正确安排双洞开挖、支护的间隔和顺序，有效地控制两隧道之间由于净距较小引起的围岩变形，确保隧道结构的安全。

小净距隧道施工中除普通隧道施工质量控制要点以外，还要从以下几个方面控制施工质量：

（1）钻爆作业，小净距隧道由于中夹岩柱的宽度较小，后开挖隧道的爆破震动对先开挖隧道会产生较大影响，应将先开挖隧道衬砌处的震动速度控制在15 cm／s以内，并以此作为后开挖隧道各段爆破药量的计算依据。为避免震动波的叠加，必须采用微差控制爆破，各段起爆时间应根据震动测试或按施工经验值确定。

对于Ⅳ、Ⅴ级围岩地段的施工采用预裂爆破作业，对于Ⅰ～Ⅲ级围岩地段的施工采用光面爆破作业。预裂爆破和光面爆破要根据围岩特

征和工程类比经验或施工规范，合理地选择周边眼间距、周边眼的最小抵抗线及相对距离装药集中度等参数：周边眼沿设计开挖轮廓线布置，必须采用小直径药卷严格控制装药量，并使药量沿炮眼全长合理分布，采用毫秒雷管微差顺序起爆，使周边爆破时产生临空面：掏槽炮眼布置在开挖断面的中央稍靠下部，以使底部岩石破碎，减少飞石。辅助炮眼应交错均匀地布置在周边眼和掏槽眼之间，并垂直于开挖面，使得爆破的石碴块体大小适合装碴运输。

钻爆作业中应监测围岩爆破扰动深度、爆破震动对周边及中夹岩柱的破坏程度，对爆破震动加以控制，以利中夹岩柱的稳定。

（2）保证中夹岩体承载力

Ⅲ～Ⅵ级围岩地段中夹岩体要进行预加固，主要有注浆和预应力对拉锚杆等措施。①超前小导管预注浆对中夹岩体进行预加固，施工控制要点同前。同时要加强对注浆效果的检测，采用荷载试验(钻孔)及声波探测仪探查中夹岩实际注浆效果，测定承载力，估算变形模量、粘力、内摩擦角、相对密度、弹性波速度等。如未达到提高中夹岩体的承载力的要求，应进行补注浆。

② 水平贯通式预应力锚杆加固中夹岩体，它可增大岩体抗拉(抗剪)强度，从而增大中夹岩体的极限抗拉、抗剪强度。随着岩体水平方向的变形，将增大对岩体变形的水平约束，相应增大中夹岩体的极限强度。

预应力锚杆可采用普通砂浆锚杆、中空注浆锚杆、自进式锚杆等。在围岩自稳性较好时，可采用普通砂浆锚杆。在围岩自稳性较差时，宜采用中空注浆锚杆或自进式锚杆。施工中要注意：锚杆应水平打设，垂直和水平偏角应

Ⅰ、Ⅱ级围岩地段，应根据现场条件，结合超前支护形成联合支撑。支撑要迅速、及时，从而充分发挥构件支撑作用，保护中夹岩体的承载力。

特殊地质段隧道施工，应以保护中夹岩体的稳定完整为前提，并将“先治水、断开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查”作为指导原则，要保护好围岩，尽量减小两隧道间中夹岩体的破坏，可采用辅助措施对围岩进行预加固、超前支护或止水。

（3）加强信息化施工。首先加强隧道工程地质工作，利用各种超前预报方法查明前方不良地质，及时掌握掌子面揭露段岩体情况并推延到前方，掌握掌子面前方软弱岩体的位置，避免出现塌方等工程灾害。其次在开挖隧道侧壁导坑后，绘出起拱面的地质平面示意图，以指导两隧道中夹岩体采取的施工措施。

（4）施工监测项目及方法，施工中进行监控量测的项目有：周边收敛位移量测；拱顶下沉量测；地表下沉量测；钢支撑、锚杆应力量测；

二次衬砌应力及砼表面裂缝观测等。应及时整理量测数据资料，绘制位移－时间曲线，依此进行分析决策，并采取相应的工程措施。 ①当位移－时间曲线趋于平缓时，通过数据处理或回归分析，推算最终位移和位移变化规律。

②当位移－时间曲线出现反弯点、非工序变化所引起的位移急骤增长时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时必须停止开挖，对危险地段加强支护，密切监视围岩动态，采取补救措施妥善处理。

③当中夹岩体的实测相对位移值以及用回归分析推算的总相对位移值均小于稳定规定值时，可以判断中夹岩体处在稳定状态；当位移速率无明显下降、而实测位移值已接近规范的数值或喷层表面出现明显裂缝时，应立即采取补强措施，并调整原支护设计参数或调整开挖方法。

④通过量测数据的分析处理，可以判断围岩和支护系统是否稳定，掌握围岩稳定性变化规律，提出优化支护、衬砌设计参数和改进施工方法，确定二次衬砌和仰拱的施作时间。

五、连拱隧道的工程质量控制

近年来随着公路建设的发展，山区高等级公路建设中遇到大量的中、短隧道建设问题，若采用普通分离式隧道，隧道净距要求较大，道路与隧道接线处三角过渡区较大，当线路包括中、短隧道较多时，线路线形较差，土地使用量也高。所以由于公路平面线形的要求或征地等外界条件的制约，有时难以将中、短隧道的双洞设计成分离式隧道，而不得不采用连拱隧道。

连拱隧道在线路平面、洞口位置的选择上占有优势地位，且工程投资较少，少占农田，也便于运营管理。近几年越来越多的大跨连拱隧道被修建，也证明了这一优势。过去，由于受设计理论及施工技术水平的限制，在高等级公路建设中，跨越高程障碍或者大动土石修深路堑，或者修建两座独立的隧道，工程投资较大，也给施工管理和运营管理带来不便。大跨连拱隧道正好弥补了以往的不足。但是与单拱隧道相比，其跨度明显增大（连拱隧道的跨度一般为：双车道大于20m：三车道大于30m），且结构偏平对结构受力不利；同时大跨连拱隧道往往处在围岩地质条件差而且复杂多变的浅埋地段，给施工带来了极大的困难。该种情形使隧道成形及围岩稳定性控制的难度增大，稍有不慎，就可能造成坍塌，进而影响到施工进度和工程质量。连拱隧道是由同一中隔墙将两拱相连，其结构复杂，从施工工艺来看，中隔墙顶部的围岩受力最为不利，施工期间多次受到应力重分布的扰动。因此，中隔墙的施工直接影响着隧道围岩的稳定，同时中隔墙防、排水施工关系到隧道防、排水治理的成败，控制着隧道的耐久性、运营的安全性和隧道的外观形象。连拱隧道的施工特点： ①连拱隧道的断面形状决定了围岩自稳性较差，隧道结构所受荷载大，结构的应力集中更趋复杂化，拱腰及边墙的应力集中，极易造成该处支护结构的破坏。因此施工时要加强初期支护及时封闭支护结构，以有效地控制隧道围岩的变形。

②在围岩地质条件差、浅埋地段隧道成形及围岩稳定性的控制难度增大。因此，在开挖进尺及爆破参数设计方面，应充分考虑到围岩的自稳时间并尽量减小爆破震动对围岩稳定性的影响，并严格控制超欠挖。

③大跨连拱隧道的中隔墙是施工的关键，理论分析和施工量测均表明， 中隔墙顶部的压力非常大，中隔墙是整个结构的应力集中区。其受力及施工中荷载的转换十分复杂，极易造成施工中隧道结构开裂和塌方，并会给隧道建成后的运营留下隐患。因此在施工中必须做到“弱爆破、早支护、勤量测”，及时反馈，及时调整。

④大跨连拱隧道开挖不宜同步进行，两洞应错开一定距离，尤其是导洞开挖过程中偏载现象明显。因此，在确定开挖顺序和支护参数时应予以考虑，针对偏载程度采用合理的支护方式，必要时，可采取不对称支护等措施。

⑤不同施工阶段隧道结构的受力情况差异很大。理论分析和实际量测均表明，在隧道的不同施工阶段，围岩压力、初期支护的内力、二次衬砌所承受的压力有差异，这是因为不同阶段隧道洞室的开挖引起围岩应力重分布的形式不同。因此，在隧道施工中应充分考虑到这一点，提前采取应对措施。

⑥连拱隧道排水施工期长、工序分散，错杂于初支、中隔墙、二衬、路面等分项施工中,无法一次性施工完成。需采取措施在各分项施工衔接时保证防排水系统的安装质量。

连拱隧道施工中除普通隧道施工质量控制要点以外，还要从以下几个方面控制施工质量：

（1）隧道开挖，应根据围岩级别选择适当的开挖方法，Ⅳ、Ⅴ级围岩通常采用中导坑加侧壁导坑法开挖，先墙后拱法衬砌；Ⅲ级围岩通常中导开挖并浇注中隔墙混凝土，正洞上下台阶法开挖；Ⅰ、Ⅱ级围岩通常采用中导洞先行，正洞全断面开挖。为减少对围岩扰动并控制超欠挖量，须采用光面爆破技术和预裂爆破技术。坚持“弱爆破、短开挖、强支护”的原则，结合地层情况采取超前预加固措施加固地层，确保结构稳定与施工安全，施工中加强量测，并及时修正爆破参数。在连拱隧道正洞开挖过程中左右两洞要错开一定距离，同时由于中隔墙混凝土已浇注，在开挖时必须采取措施降低爆破振动冲击波和飞石对中隔墙混凝土的影响。

（2）施工过程中的受力体系转换，为保证中导洞的安全而施作的临时支护(工字钢、锚喷)虽不构成该隧道的主体结构，但是施工过程中不可缺少的一个重要环节，在开挖时，应及时设置仰拱或采用跳槽开挖的方式，以便中导洞支护及时封闭成环。中导洞开挖并支护后形成的受力结构在正洞开挖时又须拆除，受力体系将发生转换，如何安全转换受力体系是连拱隧道施工的重点，只有在正洞初期支护支点作用于中隔墙顶面时方可拆除中导洞临时支护，同时要防止中导洞临时支护突然断开影响中导洞另半侧的安全防护，可在中隔墙顶面用方木等将另半侧钢支撑顶紧，确保另半侧的荷载安全传递至中隔墙顶面上。

在单洞进行二次衬砌施工时，二次衬砌易给中隔墙造成偏压荷载，在中隔墙的另一侧应用工字钢等支撑加固中隔墙，以防造成中隔墙侧移或倾覆，该支撑在双洞连拱成型后方可拆除。

（3）隧道防排水系统，连拱隧道左右两洞做好防水层后，其拱部渗水将大部分汇集到中隔墙顶部的V形汇水区，因此要重点控制中隔墙顶部防排水系统施工质量。

防水措施：中隔墙砼宜采用微膨胀补偿收缩防水混凝土，整个中隔墙顶V形汇水区内铺设防水板并采用无纺布作为垫层，防水板与拱部防水板粘接，施工中要尽量避免中隔墙顶的防水板被初期支护穿破，在穿破处可用细石砼掺水玻璃和抗渗剂封堵。中隔墙变形缝、施工缝采用中埋式遇水膨胀止水带。同时要保证中隔墙顶部注浆质量，可在中隔墙顶防水板上下面预先埋设两根注浆管（通常可用塑胶管），上层注浆管置于土工布上，以水泥钉双侧固定好；下层注浆管用塑料焊垫包裹并与与防水板热熔焊接。在中隔墙初凝前拔出注浆管，终凝后进行注浆，浆液要具有流速快、流动性好、抗渗指标高的特点，且保证浆液凝固后基本无收缩。

排水措施：在中隔墙衬砌完成，两侧洞拱顶模筑混凝土之前可沿中隔墙顶两侧各放置软式纵向弹簧透水管作为中隔墙顶排水管，并保证2°左右纵坡坡度，纵向每隔若干距离用三通管把排水管中的水通过中隔墙内顶埋的竖向引水管引入隧道中央排水系统中去。在中隔墙顶排水管施工前检查中隔墙顶防水板是否破裂、并及时修补；中隔墙顶竖向引水管穿破防水板处必须粘贴密实，以防渗水。

（4）监控量测，连拱隧道开挖断面大，围岩自稳成拱能力较差，所以施工中建立严密的监控量测是保证安全的主要手段，同时也是调整支护参数的依据。监控量测的主要项目有：周边收敛位移量测；拱顶下沉量测；地表下沉量测；钢支撑、锚杆应力量测；二次衬砌应力及砼表面裂缝观测等。在施工不同阶段进行认真连续的监测，并及时整理量测数据资料，绘制位移－时间曲线和空间关系曲线，依此进行分析，了解开挖后隧道受力体系转换过程中内力变化情况。依靠反馈数据及时修正设计参数与施工工序，保证隧道的施工是在安全有效的监控下进行。

①当位移－时间曲线趋于平缓时，通过数据处理或回归分析，推算最终位移和位移变化规律。

②当位移－时间曲线出现反弯点、非工序变化所引起的位移急骤增长时，则表明围岩和支护已呈不稳定状态，此时必须停止开挖，对危险地段加强支护，密切监视围岩动态，采取补救措施妥善处理。

③当隧道受力体系转换过程中实测相对位移值及用回归分析推算的总相对位移值小于稳定规定值时，可以判断隧道围岩及支护处在稳定状态；当位移速率突然增大、且实测位移值已接近规定的数值或砼表面出现明显裂缝时，应立即采取补强措施，并调整原施工方案，修正支护设计参数等。

④通过量测数据的分析处理，可以判断围岩和支护系统是否稳定，掌握围岩稳定性变化规律，提出优化支护、衬砌设计参数和改进施工方法。