一种隧道施工方法与流程

本发明涉及隧道施工，具体为一种隧道施工方法。

背景技术：

1、在隧道施工中，通风和排水是两个至关重要的环节，它们对于确保施工安全、提高工作效率和保护施工环境具有重要作用。其中，隧道洞口施工排水作为施工前最基础的排水施工，具有与众不同的关键意义，其可以防止地表水流入，隧道洞口施工期间，需要防止雨水、山洪等地表水流入洞内，因为大量的地表水流入会增加隧道内的水压力，可能导致隧道围岩松动、塌陷，甚至引起泥石流等灾害，严重威胁施工安全。隧道洞口区域通常是地下水的主要补给区，通过有效的排水措施，可以降低地下水位，减少地下水对隧道施工的影响，保证施工的连续性和稳定性。此外，洞口积水会导致施工场地湿滑，影响施工人员的安全和施工效率，排水可以创造良好的施工条件，确保施工顺利进行。而现有技术中，在对洞口施工时，通常会在洞顶的周围开挖一道沟渠，以用来排水，而开挖时，沟渠虽然是围绕洞口而建，但是往往只是随意开挖一道沟渠，经常会造成洞顶积水严重，甚至堵塞，而两侧的沟渠从上至下距离洞口距离相近，不能很好地将水朝远离洞口上方的方向输送开来，而且，这些沟渠的水往往直接流到洞口周围的坡下，不能很好地及时排出。

2、另外，在隧道施工过程中，尤其是洞身施工时，其爆破、柴油机械作业等会产生大量有害气体，如一氧化碳、氮氧化物、硫化氢等，通风系统能够及时将这些有害气体排出隧道，保障施工人员的生命安全。施工活动会产生大量粉尘，长期吸入会对施工人员的呼吸系统造成伤害，而通风可以有效地稀释和排出粉尘，改善工作环境。通风系统向隧道内输送新鲜空气，保证施工人员能够呼吸到充足的氧气，维持正常的生理功能，有助于清除烟雾和尘埃，提高隧道内的能见度，有利于施工操作和安全监控。但是目前施工时，基本全部都是直接采用一根笔直的管道，安装好风机后，对隧道内施工断面处进行通风换气，带走烟尘废气，由于施工时可能存在同时大面积施工，例如全断面开挖，有时时部分开挖，这就造成了对通风范围和及时性的要求不同，传统的一根直管式的通风，只能在较小范围内进行及时而充分的通风，在全断面开挖时，整个工作面产生的烟尘废气需要流动一定距离后才得以进入通风管内，继而被排出，这就造成了通风的滞后性；或者通风机连接柔性风筒，压入式通风，吹散炮烟、粉尘，提供新鲜风流。

技术实现思路

1、针对以上技术现状的介绍，本发明的目的就在于提供一种隧道施工方法，以较好地解决现有技术中，在隧道施工时通风排水不及时，的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的一种隧道施工方法，包括洞口工程施工和洞身施工，洞口工程包括排水系统施工，所述洞身施工包括通风系统施工，在进行排水系统施工时，在待开挖洞口区域上方的自然坡上开挖围绕洞口施工区域的天沟一道，所述天沟包括位于洞口正上方的洞顶沟段，以及位于洞口两侧的洞侧沟段，所述洞顶沟段呈中部朝上凸起的拱形结构，其两端分别与所述洞侧沟段连通，且两洞侧沟段相对布置为“八”字形结构，以使得所述天沟接收从隧道口上方流下的水后朝隧道两侧逐步远离地输送；在施工时，两洞侧沟段的底端各自与对应洞口区域开挖的隧道排水沟连通，该隧道排水沟分别与隧道口正对的路基排水沟对齐连通，其中，两隧道彼此相邻的两排水沟在前后洞口处均彼此连通；

3、在进行所述通风系统施工时，通风管沿着隧道其中一内侧壁延伸安装，且在通风管位于开挖断面处的一端设有能够转动的换气管段，换气管段能与所述通风管同轴对齐，或者旋转至与通风管垂直的方向进行通风。

4、具体来说，天沟采用浆砌片石进行施工，将浆砌片石人工采用挤浆法进行砌筑；在所述洞顶沟段在其靠坡顶的一侧安装有护栏，所述护栏能阻挡上坡上滚落的杂物，所述杂物包括石头、树枝以及树叶；所述洞侧沟段与所述隧道排水沟之间通过沿隧道宽度方向开挖的连通渠直接连通，两隧道之间彼此相邻的隧道排水渠之间通过多条沿隧道宽度方向开挖的连接渠直接连通，且连通渠的深度递增；在洞侧沟段与所述连通渠交汇处，以及连通渠与隧道排水沟相连的最深的一端处，各自均设有盲井，所述盲井内嵌式可拆卸地安装有过滤桶，过滤桶的桶底位于所述盲井的井底。

5、具体来说，换气管段包括外管段和内管段，内管段轴向滑动配合地插接在外管段内且与之螺纹配合，以令换气管段为长度能调的伸缩型管道，所述外管段通过连接杆交接在通风管的端口处；将缩短后的换气管段整体旋转至与所述通风管的端口对齐的位置，然后旋出内管段进入到所述通风管内，并挤压通风管内轴向弹性安装的一根滑动管，当挤压至极限时，滑动管将所述内管段端部的一个活塞顶开，滑动管与此时的换气管段同轴对齐且连通；将所述内管段旋入到外管段内，使得换气管段能绕通风管的端口自由转动至与通风管垂直的位置处，此时所述活塞复位而封堵内管段的端口；然后旋出内管段至内管段侧壁上的一个过渡孔与外管段侧壁上的一个连接孔对齐的位置，此时所述滑动管的端部能够弹入所述连接孔处而与之挤压接触地对接，令滑动管与所述换气管段彼此垂直且连通。

6、上述的滑动管与所述通风管之间通过承压弹簧弹性连接，滑动管的管口处同轴固定有一根顶杆，所述顶杆用于顶开所述活塞；所述活塞通过顶推弹簧和滑杆轴向弹性伸缩地安装在所述内管段中，且常态下，顶推弹簧使得活塞封堵住内管段的端口；所述活塞所在的内管段处与所述通风管的内壁动密封滑动配合，或者在通风管内壁设有与所述过渡孔对应的密封垫。

7、在洞口开挖、隧道进洞之前，先进行仰坡加固处理并做好天沟，再进行洞口开挖、明洞施工、洞门、挡墙、排水系统的工程施工；在洞内施工前，先修建好洞门及洞口外墚墙，以确保洞口边仰坡的稳定；在隧道施工便道修至洞口附近后，近洞口侧60米的范围内，以及两个隧道的洞口中间地带，用装载机辅以挖掘机整平压实；在洞口边坡、仰坡开挖施工时，按设计图放出中线和开挖边线，清除开挖面上的松渣以及其它杂物，自上而下采用挖掘机配合人工进行开挖，不得上下垂直作业。

8、其中，明洞基础要落在稳固地基上，如在土层上，须挖至基岩，用浆砌片石或素砼回填找平；明洞衬砌采用液压钢模衬砌台车全断面一次衬砌，外模及外支撑采用定制木模和钢管支撑，整体式灌注；砼采用现场拌合楼拌制，砼运输车运到工作面，砼输送泵泵送入模；明洞防水层为2.5mm厚sbs型改性沥青防水卷材，或者在外铺一层厚3cm的水泥砂浆保护层；防水层在明洞外模拆除后采用人工进行，墙背填充采用7.5#浆砌片石，墙背回填两侧同时进行，拱背回填对称分层夯实；在回填土石上设粘土隔水层，在明洞背后边坡上，开凿成1×0.75m台阶状，铺设碎石层；明洞与暗洞衔接处，由内向外进行施工，并连接良好，明洞仰拱、铺底、水沟、路面施工同暗洞施工。

9、具体来说，对于ⅱ类围岩的开挖，要采用短台阶留核心环形法开挖，上台阶开挖高度约为4.5米，上台阶搭设简易支架，采用人工手持风钻打眼、光面爆破作业，采用短台阶法开挖，镐铲作辅助开挖，需爆破时，采用微震光面爆破，人工利用简易台架半装药联线，下台阶钻眼采用三臂液压台车钻眼；ⅱ类围岩段开挖前采用超前管栅或进行预加固，开挖后立即喷4cm厚的混凝土，及时按设计要求打设、架立14号工字钢钢拱架，随后分层喷射c20钢纤维混凝土至设计厚度进行初期支护，对易坍塌的地段，对掌子面进行喷素混凝土来封闭，喷层厚度为3～5cm。

10、进一步，对于ⅲ类围岩段采用正台阶开挖法，按以下步骤进行：上台阶测量画开挖轮廓线布炮眼，钻炮眼，装药爆破，通风洒水，清危排险，出渣，稳定性安全检查，打锚杆、挂网、喷砼，开挖下台阶喷锚支护，立钢拱架，模筑混凝土；对于ⅳ类围岩开挖，则是采用全断面开挖计开挖，钻孔机钻眼、光面爆破作业。

11、具体而言，在进行光面爆破时，采用直眼掏槽，小直径药卷间隔装药，起爆方式采用毫秒微差塑料导爆管有序起爆，具体操作顺序为，施工布眼，红铅油准确绘出开挖断面轮廓线，炮眼位置误差不得超过5cm；定位开眼，台车与隧道中线平行，就位后正确钻孔，注意沟槽倾斜度，周边眼外插角开眼误差在3～5cm；钻眼，钻工注意布置图熟练操作平台，台下专人指挥及时调整深度，周边眼外插角＜2°，交界处台阶＜1°；清孔，炮钩及小直径高压水管清炮孔，不漏渣，不留石屑；联起爆网络，导爆管不能打结和拉细，注意连结次数，专人检查，引爆，管距一簇导爆管自由＞10cm；装药，分片分组按药量自上而下进行，雷管对号入座，炮泥堵口，堵塞长度＜20cm；检查，炮眼痕迹保存率80％，围岩粉碎，炮眼利用率＞90％。

12、本发明在实施时，在洞身施工过程中，初期支护时，用凿岩机钻眼用高压风清孔，通过快速注浆，如需有压注浆改善围岩结构，只需压力达到设计压力即可；将加工好的螺纹钢锚杆体插入锚孔；喷射砼在锚杆、钢筋网安装后立即进行，尽快支护围岩；在二次衬砌施工过程中，仰拱采用分段灌注，每环长度6m，灌注采用挂线控制几何尺寸，在灌注前按设计要求安装好钢筋，钢筋施工工艺同拱墙施工，挡头板为特制木模；仰拱填充和铺底，待仰拱砼达到规定强度后进行施工，每环长度6m；砼采用自拌砼，砼泵直接泵入模内，采用插入式振捣器捣固，填充采用插入式和平板振捣器配合振捣；边墙脚采用木支撑和定制模板立模，每环长度12m；隧道二次衬砌模筑凝土采用衬砌台车整体浇注，一次衬砌长度8-12m，施工采用全断面液压衬砌台车，大块模板，台车与模板各成独立系统，进行穿行式作业或平移作业即可。

13、本发明的一种隧道施工方法，通过顶部拱起，两侧逐渐分开远离的特殊天沟结构，可以很好地进行排水，避免天沟顶部因为坡度不大而容易淤积导致的排水不畅的问题，且雨水可以迅速经洞顶沟段朝两侧分流，并渐行渐远，避免溢流到洞口附近，而在流入地下时，又重新朝洞口地面的隧道排水沟以及路基排水沟靠拢、连通，充分利用这些必备的排水渠道，直接将水输送出去，而不是集聚、分散在隧道口的周围。同时，本发明的通风系统可以根据施工方案，灵活调整通风方式，实现定点换气和沿着施工断面全方位换气，通风及时而充分。

14、此外，本发明还介绍了隧道洞口施工和洞身施工的其它具体工序，具体效果在实施例中详细展示。