高速铁路(客运专线)隧道工程不良地质地段施工技术.doc

高速铁路（客运专线）隧道工程技术储备资料 不良地质地段施工技术

铁路（客运专线）预研材料

不良地质地段施工技术

高速铁路（客运专线）筹备工作组
隧道综合施工技术课题组

一、洞口浅埋、断层破碎带及软弱围岩地段施工
(一)施工方案
浅埋及软弱围岩地段以台阶法掘进为主，开挖一般采用钻爆法。遵循“弱爆破、早封闭、强支护，勤量测”原则，采用超前支护先行，初期支护靠紧掌子面，二次衬砌衬早施工的施工方案。
(二)施工方法及工艺
超前支护施工，采用YT-28气腿式凿岩机或水平潜孔钻打孔，孔径比型钢或钢筋直径大4cm为宜，型钢在洞外加工梅花形注浆小孔，间距10cm为宜，型钢头处加工成尖形，型钢尾处用Ф8钢筋加工一个箍筋且与型钢焊接牢固。注浆前，进行注浆试验，以确定浆液最佳浓度，注浆压力必须达到1～1.5Mpa，且浆液初凝后，必须在拱部打孔检查注浆效果，注浆效果充满裂隙时，可进行隧道开挖，否则再打孔注浆。
每循环掘进长度由钢性支护（型钢钢架或格栅钢架）的间距确定，每循环进尺不应超过一榀钢架的间距，隧道掘进采用钻爆法施工，炮眼分捣槽眼、崩落眼及周边眼三种，捣槽眼一般采用菱形捣槽，炮眼深度可比崩落眼及周边眼深10～20cm，主要控制周边眼间和装药量，周边眼遵循多打眼少装药的原则。爆破采用分段爆破方式，爆破顺序为：捣槽眼到崩落眼后周边眼。
放炮后，安全员检查是否存在瞎炮，人工清除拱部危石及欠挖部位，先喷射混凝土封闭岩面，施工柔性支护（径向锚杆及钢筋网），打径向锚杆及挂设钢筋网片，然后出渣。
钢性支护施工，必须检查墙脚处基底承载力，当承载力不符合设计要求时，可在墙脚处下挖50cm，施作浆砌片石或片石混凝土基础。下台阶开挖后且开挖长度2～3榀钢性支护间距为宜，钢性支护应及时落底接长，封闭成环，在钢性支护可点焊一些钢筋头，以便检查喷射混凝土厚度。
喷射混凝土施工，分干喷及湿喷两种;隧道施工一般要求湿喷;混凝土宜采用自动计量配料、强制搅拌机拌和;混凝土搅拌运输车运输;喷射混凝土作业应分片依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。
二次衬砌混凝土施工，应一次浇筑成型，采用混凝土泵送车进行输送混凝土。在纵向及环向施工缝处应埋设注浆式中埋止水条，环向施工缝应与防水板焊缝错开且设置遇水澎胀止水条。混凝土宜采用自动计量配料、强制搅拌机拌和，混凝土搅拌运输车运输;二次衬砌台车应根据直线及曲线选择台车长度，直线选用9～12m长台车，曲线宜选用6m长台车，二次衬砌混凝土应自下而上、左右对称浇筑，拱顶部位预留注浆孔。
(三)质量控制要点及主要检测手段
⑴超前支护采用的型钢及钢筋进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。检验方法：施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验，监理单位检查。搭接长度保证1～1.5m，检验方法：
开 挖
排 危
初 喷
施工柔性支护
出 渣
施工钢性支护
施工超前支护
喷射混凝土

施工工艺流程图
采用尺量，监理单位检查。注浆配合比应符合设计、规范及施工要求，检验方法：施工单位进行配合比试验，选定合适配合比，监理单位检查配合比选定单，并进行见证试验。注浆压力必须符合设计要求，浆液应型钢、周围空隙及岩体裂隙，检验方法：注浆压力表及注浆量，打孔取岩芯观察。超前大管棚钻孔允许偏差应符合下表要求。
超前大管棚钻孔允许偏差表
序号
项 目
允 许 偏 差
1
方向角
1
2
孔口距
±50mm
3
孔 深
±50mm
超前小导管施工允许偏差应符合下表要求。
超前小导管施工允许偏差表
序号
项 目
允许偏差
1
方向角
2
2
孔口距
±50mm
3
孔深
+50mm或0mm
⑵隧道开挖断面的中线和高程除应符合设计要求外，并预留足够的变形量，检验方法：采用仪器及钢卷尺检查。拱脚和墙脚以上1m范围内断面严禁欠挖，检验方法：采断面仪检查。隧道开挖后应及时核对隧底地质情况，检验方法：技术人员观察。
⑶锚杆数量及长度除满足设计及规范要求外，锚杆头最不露出喷射混凝土面，以免影响防水板铺设，检验方法：现场旁站安装，用尺量测。锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实，检验方法：现场旁站施工。锚杆孔方向应符合设计要求，一般要求径向，锚垫板与基面密贴，检验方法：技术人员肉眼观察。锚杆应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀，检验方法：技术人员肉眼观察。钢筋网使用的钢筋品种、规格等应符合设计要求，检验方法：技术人员肉眼观察，尺量。钢筋网安设位置应符合设计要求，并与锚杆或其他固定装置联结牢固。钢筋网的混凝土保护层厚度不得小于5cm，检验方法：技术人员肉眼观察。钢筋网网格尺寸应符合设计要求，检验方法：尺量。钢筋网搭接长度，一般采用绑扎联接，长度不得小于40cm，检验方法：技术人员肉眼观察，尺量。
⑷制作钢架的钢材品种和规格应符合设计要求，检验方法：技术人员肉眼观察，尺量。格栅钢架钢筋弯制和末端的弯钩及型钢钢架的弯制应符合设计要求，钢架结构尺寸也应符合设计要求，检验方法：技术人员肉眼观察，尺量。钢架安装不得侵入二次衬砌断面，底部不得有虚碴，相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求，检验方法：技术人员肉眼观察，尺量。钢筋、型钢等原材料应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀，检验方法：技术人员肉眼观察。型钢、钢架节点焊接，应采用双面焊且双面采用钢板对称焊接加强，格栅钢架不允许焊接，检验方法：技术人员肉眼观察。钢架安装允许偏差检验应符合下表要求。检验方法：测量、尺量。
钢架安装允许偏差表
序 号
项 目
允 许 偏 差
1
间 距
±100mm
2
横 向
±50mm
3
高 程
±50mm
4
垂直度
±2
5
保护层和表面覆盖层厚度
-5mm
⑸喷射混凝土应优先采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥进场应检测水泥安性，检验方法：施工单位做安定性试验。喷射混凝土外加剂进场时，必须按批对减水率、凝结时间差、抗压强度比进行检验，其质量必须符合现行国家标准《混凝土外加剂》（GB8076）、《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119）和其他有关环境保护的规定和设计要求，检验方法：施工单位检查产品合格证、出厂检验报告并进行试验。喷射混凝土拌合宜采用饮用水。当采用其他水质时，应符合现行国家标准《混凝土拌合用水标准》（JGJ63）有关规定，检验方法：施工单位做水质分析试验。喷射钢纤维混凝土中的钢纤维应满足下列要求：①钢纤维的品种、规格、性能应符合设计要求，②钢纤维抗拉强度不得小于600Mpa，③钢纤维应能承受一次弯折90°不断裂，④钢纤维长度和直径允许偏差应为设计的±10%，⑤钢纤维不得有明显的锈蚀、油渍和其他妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质，也不得混有妨碍水泥硬化的化学成分，检验方法：施工单位检查产品证、出厂检验报告，在每批中分别随机抽取10根进行抗拉强度、弯折性能试验和用精度不低于0.02mm的卡尺测量长度、直径;喷射合成纤维混凝土中的合成纤维应满足下列规定：①合成纤维的品种、规格、性能应符合设计要求，②合成纤维抗拉强度不宜小于280Mpa，③合成纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的±10%，④合成纤维不得有妨碍纤维与水泥粘结的杂质，也不得混有妨碍水泥硬化的化学成分，检验方法：施工单位检查产品证、出厂检验报告，在每批中分别随机抽取10根进行抗拉强度、弯折性能试验和用精度不低于0.02mm的卡尺测量长度、直径;喷射混凝土的厚度和表面平整度应符合下列要求：①平均厚度大于设计厚度，②检查点数的80%及以上大于设计厚度，③最小厚度不小于设计厚度2/3，④平面平整度的允许偏差为100mm，检验方法：施工单位检查控制喷层厚度钢筋头或凿孔检查，用断面仪测量断面轮廓查表面平整度。喷射混凝土终凝2h后，应及时采取有效措施进行养护，养护时间不少于14天，检验方法：技术人员肉眼观察;喷射混凝土冬季施工时，作业区的气温和混合料进入喷射机的温度均不应低于5℃，检验方法：测温;喷射混凝土的表面应密实、平整，无裂缝、脱落，漏喷、露筋、空洞和渗漏水，锚杆头、钢筋无外漏。检验方法：技术人员肉眼观察、敲击;喷射混凝土拌合物的坍落度应符合设计配合比要求，检验方法：做坍落度试验;喷射混凝土拌制前，应测定砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合调整材料用量，提出施工配合比，检验方法：砂、石含水率测试。
⑹衬砌模板台车、移动台架设计制造时必须以隧道设计断面为准，应考虑施工误差、贯通测量调差及预留沉落等因素，钢结构及钢模必须具有足够的强度、刚度和稳定性，检验方法：施工单位查设计资料、产品验收合格证明;模板安装允许偏差和检验方法应符合下表规定。
模板安装允许偏差和检验方法表
序号
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
边墙脚平面位置及高程
±15
尺量
2
起拱线高程
±10
3
拱顶高程
+10、0
水准测量
4
模板平面平整度
5
2m靠尺和塞尺
5
相邻浇筑段平面高低差
±10
尺量
隧道衬砌的厚度严禁小设计厚度，检验方法：施工单位在模板架立前，可采用断面仪检查断面尺寸，隧道超挖回填采用同标号混凝土回填，检验方法：技术人员现场观察检查 ;混凝土浇筑完毕后，应按及时采取有效的养护措施，并应符合下列规定：①应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加混凝土洒水保湿养护，②浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态，混凝土养护用水应与拌合用水相同，水温应与环境，③当环境气温低于5℃时不浇水，检验方法：技术人员测量、观察。混凝土拌合前，应检测砂、石含水率，并根据测试结果和理论配合比调整材料用量，提出施工配合比。当遇雨天或含水率有显著变化时，应增加含水率检测次数，检验方法：砂、石含水率测试。混凝土拌合物的坍落度应符合理论配合比要求，偏差不宜超过±20mm，入模含气量应符合设计要求，当设计对含气量无具体要求时，可按下表控制。
混凝土含气量表
环境条件
混凝土无抗冻要求
混凝土有抗冻要求
D1
D2、D3
D4
含气量（%）
≥2.0
≥4.0
≥5.0
≥5.5
检验方法：施工单位进行坍落度、水胶比和含气量试验。新浇筑与邻接的已硬化混凝土或岩土介质间的温差不得大于15℃，检验方法：温度测试。
(四)技术操作要点
⑴超前支护，孔位施工角度，严格控制角度，根据线路坡度确定孔位角度，角度过大容易造成超挖加大喷射混凝土用量，角度过小容易造成欠挖影响钢性支护施工。注浆时，现场技术人员现场读压力表压力，当注浆压力达到设计要求后，应恒压至少2分钟。
⑵开挖，应该严格控制周边眼装药量，装药过少容易造成欠挖，装药过多造成超挖，对岩体破坏半径扩大，岩体不容易形成自然拱。欠挖时，必须采用风镐凿除，严禁补炮。
⑶柔性支护施工时，必须先初喷封闭岩面。锚垫板必须紧贴初喷面层，锚杆方向一定朝径向方向施工（即与该点切线方向垂直），锚杆应该比岩体破坏半径大1.5～2m（即锚杆应穿过硬岩至少1.5m），否则锚杆悬挂理论失效。锚杆不应该露出喷射混凝土面层，否则给二次衬砌防水板施工增加麻烦。药包锚杆施工时，必须根据锚孔孔径、长度及锚杆直径计算出每孔药包用量，砂浆锚杆施工时，必须根据锚孔孔径、长度及锚杆直径计算出每孔砂浆用量，否则药包及砂浆不能充满锚杆除外的锚孔空隙，锚杆也将起不了悬挂作用。
⑷钢性支护施工，必须采用经纬仪检查中线，采用水准仪和钢卷尺检查钢架变半径处弦长及钢架接头处弦长，也可以多检查几处位置弦长，确保二次衬砌混凝土厚度。钢架墙脚处虚碴必须清除干净，超挖部位采用与喷射混凝土相同标号混凝土施作基础，使得钢架必须落在实处或基岩上而不悬空。钢架墙脚处承载力若不符合设计要求，必须在墙脚处施作一个混凝土基础。下台阶落底后，架立边墙钢架及仰拱钢架，尽早闭合成环。
⑸喷射混凝土施工，必须先将岩面泥土、灰尘采用高压风管清除干净再进行喷射。超挖部位，必须采用相同标号混凝土喷射回填。回弹掉下废碴，严禁重复使用。
⑹二次衬砌混凝土施工，衬砌台车、移动台架必须具有足够强度、刚度、稳定性，保证混凝土浇筑过程中，模板不变形，移动台架不移动。移动台架就位后，必须采用经纬仪检查中线，模板台车采用水准仪和钢卷尺检查模板变半径处弦长及模板接头处弦长，也可以多检查几处位置弦长。可以模板台车半径加大5cm，防止二次衬砌混凝土浇筑过程中模板台车变形，确保二次衬砌净空符合设计及规范要求。模板台车拱部模板必须安装6-8个附着式振动器。二次衬砌混凝土施工缝设置在防水板两道接缝中间位置，环向施工缝必须埋设遇水澎胀止水条和中埋式注浆止水带，纵向施工缝必须埋设中埋式注浆止水带，遇水澎胀止水条和中埋式注浆止水带必须固定牢固，防止混凝土浇筑过程移位或倒塌，起不了防水作用。仰拱混凝土及仰拱回填混凝土必须提早施工，与掌子面的距离不超过50m。
⑺混凝土养护，必须洒水养护，且注意养护时间，防止混凝土因内外温差产生开裂，如果条件允许，覆盖麻布洒水养护。特别是二次衬砌混凝土，必须保持混凝土湿润，防止混凝土表面收缩产生龟裂。
二、岩溶地段施工
岩溶对隧道的主要影响是：洞害、水害、洞穴充填物及坍塌等。一般隧道通过泥质灰岩、灰岩区时，施工中可能会遇到溶洞、暗河。施工中应根据岩溶对隧道的影响情况及施工条件采取综合治理的办法进行处理。主要方法有：跨越、加固洞穴、引排、截流岩溶水、清除充填物、注浆加固、回填夯实、疏排地表水等。
(一)施工原则
岩溶地段施工时，必须加强超前地质预报工作，根据预测资料采取有针对性的措施进行处理。对于大涌水、高水压地段采取“以堵涌水为主，限量排放，综合治理”的原则；对于水量不大地段采取“防、截、排、堵”综合治理的原则。施工中，按照“管超前，短进尺，弱爆破，强支护，早封闭，勤量测，速反馈”的原则施工。
(二)溶洞与暗河的处理
1.岩溶水的处理
对岩溶水的处理原则是宜疏不宜堵。为防止岩溶水的突然涌出，施工中在采取超前钻孔探测的同时，预备足够数量的抽水设备，以策施工安全。施工时可根据不同情况采取如下措施：
⑴暗沟排水
隧道穿过无充填物的溶洞，可在隧道底设置石砌暗沟，使岩溶水仍沿原有通路自行排出。
⑵管道排水
当隧道基底横穿溶裂隙时，在铺设仰拱时，预埋竖向φ20cm的铸铁管后，其下横放φ30cm的砼管（管壁带孔），周围回填卵石，使水流进入有孔砼管后，流经铸铁管及横向水沟排入侧沟。
⑶涵洞、泄水洞排水
当暗河和溶洞有水流且围岩比较稳定时，引排水。在查明水源流向及其隧道位置关系后，用暗管、涵洞、小桥涵等设施排水，如下图示。

小桥涵渲泄水流示意图
当水流的位置在隧道上部或高于隧道时，在适当距离外，开凿引水洞(或引水槽)将水位降低到隧道底部位置以下，再行引排，如下图示。

引水槽排水示意图
⑷渗沟、铺砌排水
根据岩溶的形态、在隧底设置渗沟，将水底溶洞水流排出。
2.岩溶洞穴的处理
根据岩溶洞穴大小及洞穴与隧道不同部位的关系，采用跨越、堵塞、加固等处理措施：
⑴当溶洞规模较大，或溶洞虽小但要求不堵塞水流，或溶洞溶浚或充填物松软，基础处理困难或耗资巨大时，可根据具体条件采用梁跨、板跨、拱跨等跨越措施。
⑵封闭回填
对已停止发育的干小溶洞，采用砼、浆砌片石或干砌片石堵塞，填塞必要时注浆加固以防止塌陷。如下图示。

溶洞回填示意图
⑶支顶加固
当溶洞位于隧底，且洞顶至路肩有一定厚度时，清除充填物后，采用支承墙加固，支承柱嵌补加固或加强衬砌等措施。拱部以上的空溶洞，可视溶洞的岩石破碎程度采用喷锚支护加固，或加设护拱及拱顶回填的办法处理，如下图示。

溶洞支顶加固示意图
⑷当隧道与溶洞相交，溶洞规模较大，且含有大量松软冲击物时，先采用长管棚对充填物进行高压劈裂注浆，使其固结后开挖。然后根据情况对隧底充填物作换填处理。无法换填时，可在二次衬砌边墙下部设置桩基础和纵、横向托梁跨越的办法通过。如下图示。
3.洞穴充填物的处理
洞穴充填物的特点是松软、下沉量大、强度低、稳定性差，当隧道穿越洞穴充填物地段时，可按不同情况采取桩基、换填、注浆等处理措施。
(二)预防突水措施
当隧道施工中会遇到溶洞、地下暗河，可能会出现突水现象，施工中本着“先探后挖，以排为主，先排干后开挖”的原则。施工中可采取如下措施：

桩基与承托梁加固基底示意图
1.加强地质超前预报工作。施工中可采用TSP203地质超前预报系统、红外线探水、超前钻探等办法探测，相互映正，准确地探测前方的地质情况，指导施工。
2.超前钻孔排水。在可能进入突水地段前20～30m的掌子面上布置超前钻孔，用深孔钻眼，以利预报和排水。
3.开凿迂回侧洞排水。在单纯用钻孔不能满足排水需要时，在衬砌完成或围岩坚硬稳定地段开挖迂回侧洞排水。
4.注浆加固防水。在突水围岩破碎地段，必要时采用双液浆加固围岩和防水。
(三)岩溶地段施工注意事项
⑴施工前应结合设计图纸对地表进行详细勘查，施工中进行超前地质预测预报， 做好溶洞、暗河处理准备。
⑵了解地表水、出水地点的情况，并对地表进行必要的处理，以防止地表水下渗。
⑶当施工达到溶洞边缘，各工序应紧密衔接。如采用下导坑引进，则应将上部工序赶前，迅速将拱圈衬砌到适当地段。同时设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况，据以制定施工处理方案及安全措施。
⑷施工中遇到溶洞时应注意检查溶洞顶板，及时处理危石。当溶洞较大较高时，应设置施工防护架防护。
⑸在溶蚀地段的爆破作业，应尽量做到多打眼、打浅眼，并控制药量。
⑹在溶洞充填体中掘进，如充填物松软，可用超前支护法施工。如充填物为极松散的砾、块石堆积或有水，可于开挖前采取预注浆加固。
⑺溶洞未作处理方案前，不要将弃碴随意倾填于溶洞中。
⑻处理情况复杂的溶洞，要根据现场具体情况制定安全措施，以确保施工安全。
⑼当遇到暗河时，在开挖前一定要分析暗河的流量、流向等。采取宜排不宜堵的方案来制定相应措施。
⑽暗河为具有永久性补给来源，具有一定流水通道。施工中确保暗河原河道畅通，最终使暗河顺其原道排出洞外。
总之，处理情况复杂的溶洞，要根据现场具体情况制定安全、可行的方案和措施，以确保施工安全。
三、富水地段施工
富水地段施工前，应充分运用超前地质预报手段，探明地下水位置、水量、附存条件、流向等，然后根据具体情况进行处理。地下水处理时应遵循“防、排、截、堵相结合，因地制宜、综合治理”的原则，并不得对生态环境造成不良影响。当隧道埋深在20m以内进，可采用地表注浆，当埋深大于20m时，则应考虑帷幕注浆和开挖后径向注浆的办法堵水。在开挖方法上应采用中隔壁法、交叉中隔壁法或双侧壁导坑法。当地下水量较大，且为承压水时，应对初期支护和二次衬砌结构应进行加强。
(一)帷幕注浆
帷幕注浆具有堵水效率高、耐时久、兼有加固地层的作用。在防水要求高或富水软弱地层隧道施工中，已经成为隧道围岩防水问题的必要手段。
1.施工工艺
帷幕注浆施工工艺流程见下图。
2.施工方法
⑴钻孔
采用管棚钻机或地质钻机按照设计要求进行钻孔，钻孔方向控制在钻孔前要按照设计及钻机所在位置，计算出各钻孔在工作面上的坐标，用经纬仪放出注浆孔的准确位置，开孔前在钻机的尾部中点安装点光源(激光灯)，经钻机前端中点与掌子面钻孔位置于同一轴线上，固定钻机，保证钻
施工准备
制作导向墙
预埋孔口管
注浆设计
制备浆液
注浆效果检查
注 浆
压水试验
钻 孔
是否满足注浆质量标准
隧道开挖
是
否

帷幕注浆工艺流程图
杆中心线与设计注浆孔中心线相吻合，在钻孔过程中也要及时检查校正钻杆方向。
⑵孔口管安装方法
安设孔口管前，先在钢管上缠绕麻丝，用钻机强力推入孔中并用膨胀螺栓加固，以免测量水压或注浆时孔口钢管冲出孔外，影响注浆和危及人身安全。
⑶制浆
①单液水泥浆的配制
单液水泥浆属颗粒性材料，胶凝时间相对较长，主要适用于注浆量大、裂隙宽度大于0.15mm的围岩注浆。单液水泥浆配制先在搅拌机内放入定量清水进行搅拌，同时加入速凝剂，等全部溶解后放入水泥，继续搅拌3分钟即可。
②水泥—水玻璃双液浆的配制
水泥—水玻璃双液浆(CS浆)具有胶凝时间可控（可准确控制在几秒至几十分钟范围内）、结石率高、结石强度高、堵水效果好等优点。主要适用于封堵较大的涌水、突泥及岩溶流塑粒土的劈裂固结。CS浆中水泥浆越浓，水泥浆与水玻璃液比值越大，凝胶时间越短，可加入缓凝剂及速凝剂来调整凝胶时间。双液浆的配制，水泥浆的配制同上，水玻璃浆的配制要先在搅拌桶内加一定量的清水，再放入一定量的浓水玻璃，搅拌均匀即可。两种浆液通过注浆机在混合器处混合后进入地层。
⑷注浆准备工作
对于在工作面显露并和注浆孔连通的裂隙，应用喷射混凝土予以封闭。喷射混凝土的厚度以25～30cm为宜，并有一定的宽度，以免浆液从裂隙泄漏。开始注浆前，应首先根据预计的注浆量，并对注浆系统进行压水检查，最后检查止浆塞的磨损程度，若发现止浆塞不能有效密封止浆，应立即更换。
⑸注浆塞安装
在一般水压的钻孔中，栓塞采用人力或通过说明书帮助能够送入孔中的情况下，尽可能采用机械膨胀栓塞。当静水头很高时，普通的止水栓塞难以送入孔中，必需选用小直径高膨胀压式栓塞。
⑹压水实验
注浆系统检测查合格后，立即转入压水试验。观测静止水位,每分钟应观测一次，当连续三次变化小于1cm/min时，则最后一次水位为静止水位。
压水实验一完成系列升压步骤接着减压(Mpa)：0.1→0.3→0.5→0.7→1.0→0.7→0.5→0.3→0.1。压力起点为静水压力。
⑺注浆
注浆方式采用分段前进式注浆，先钻孔后注浆，钻一段注一段，直至设计深度。对于成孔困难地层，施工应准备夯管锤；为防止未注浆段地下水涌向作业面及注浆时跑浆，注浆起始于掌子面应以喷射混凝土做成止浆墙，厚不小于20cm，每个注浆段终止处均应保证有不小3m厚的止水盘。
注浆段完成注浆，经检查孔检测合格后，进入下一段注浆段，如此往复，直至全部注完。
⑻注浆压力的控制
开泵前旋转压力调节旋钮将油压调在要求的油压刻度上，随注浆阻力的增大，泵压随之升高，当达到调定值时，会自动停机，防止因超压注浆产生危险。
⑼注浆泵流量的控制
注浆泵流量大小通过注浆泵的排量调节控制钮和排量记录仪方便地加以控制。
⑽凝胶时间的控制
通过操作注浆泵上的两个按钮，调节注浆泵的两个出浆口的流量，变化水泥浆与水玻璃浆的注入比例来控制。在注浆过程中，为保证胶凝时间的准确，须经常测试，每变换一次浓度或配比时，需要取样实配，测定凝胶时间；同时在泄浆口接浆测定双液浆定双液浆的实注凝胶时间，避免异常情况发生。
⑾注浆结束标准及结束注浆
注浆结束标准根据注浆压力和注浆量来控制。一般采用定压注浆。注浆结束时，应先打开泄浆管阀门，再关闭进浆管阀门并用清水将注浆管冲洗干净后方可停机。双线隧道帷幕注浆施工可参考下图。

帷幕注浆施工加固示意图
(二)径向注浆
1.施工工艺
在裂隙水发育地段，可采用径向注浆堵水，其施工工艺流程见下图。
配制浆液

测量放线、标注径向注浆孔位置

否
是
钻检查孔检查注浆效果
确定钻孔方向并钻孔

钻机就位固定

是否符合注浆
结束标准

补孔注浆
注浆结束

全孔一次性注浆施工
开孔、安装花管或孔口管

径向注浆施工流程图
2.施工方法
⑴测量布孔
按照设计要求的纵、环向间距沿隧道周边准确测出注浆开孔位置，并以油漆标定，注浆孔按梅花形布置。孔口环向间距180cm，孔底环向间距约250 cm，纵向间距约250 cm。径向注浆孔位布置见下图。

径向注浆施工示意图
⑵钻孔
采用风枪钻孔，孔径52mm，孔深为5m。钻进至设计深度后，将孔内的石碴、岩粉清除干净，对孔距、孔深、方向进行检查并作好记录。孔口距允许偏差为±5mm，孔深允许偏差为+5mm以内。
⑶安装孔口管
孔口管采用Ф50mm、壁厚3.5mm的热扎无缝钢管，每根长为1.0m。孔口管采用锤击法打入，安装必须牢固。为防止跑浆，对周围采用防水砂浆浆、塑胶泥或环氧树脂进行封堵。
⑷连接注浆管
按要求连接好注浆管道和注浆泵，并检查注浆泵、注浆管路是否连接正确，管道是否畅通，合格后准备压浆。
⑸注浆
注浆根据设计要求，采用水泥单液浆，水灰比为1:0.5～1:1，速凝剂掺量为水泥用量的5%。注浆压力为0.5～2.0MPa,浆液预计扩散半径约2m。可采用全孔一次完成注浆，也可根据岩体的裂隙发育程度采用分段前进式注浆或后退式注浆。
⑹注浆结束标准
通常按以下两种方法作为注浆结束的标准：注浆压力持续升高达到设计终压值后，持续压浆2分钟即可结束；进浆量小于20L/min时即可结束。
在整个注浆施工过程中，应对每孔的注浆情况做好详细记录，对注浆效果没有达到设计要求的，要打孔进行补充注浆。
(三)检测标准
一般每循环注浆设3个检查孔，检查孔深依据注浆加固范围确定，利用地质钻机钻孔采取岩芯并作压水实验，判断注浆效果。或检查孔采取岩芯，观察注浆的充填情况；测试检查孔水压和出水量，出水量应小于设计文件和规范要求，如不能达到上述要求，则要根据情况进行补孔注浆，直到满足上述要求为止。
(四)技术措施
1.帷幕注浆试验，可在超前的平导中进行帷幕注浆试验，对帷幕注浆的工艺、设备、结束标准、注浆止水效果等进行试验，取得经验后，指导正洞的帷幕预注浆工作。
2.根据超前钻孔探测，随时测量涌水量及水压，化验水质，核实地质情况，如与设计不符，及时向设计、监理工程师提出，并向地理信息反蚀，以便迅速变更设计、施工方案。
3.注浆钻孔的方向、深度都要严格按设计要求进行。孔口管的埋设要牢固、密实。
4.注浆发生堵管时，先打开孔口泄交浆阀，再关闭孔口进浆阀，然后停机，查找原因、迅速进行处理。施工过程中要作好施工日志及各种检查测量记录。
(五)隧道开挖后处理措施
完成了以上预注浆后，采用分部法开挖，进尺宜短不宜长，支护紧跟。对于局部的小股流水先采用埋管法引排，再用喷射混凝土封闭。根据情况对初期支护进行加强。精心施作防水层，适当加密环向盲沟间距，以增强其排水能力。二次衬砌采用防水混凝土，混凝土抗渗等级不得低于P8，做好施工缝、变形缝的防水措施。
四、岩爆地段施工
在高地应力硬岩地段，隧道开挖后，围岩会发生岩爆现象，岩爆产生时，岩层开裂，岩块沿一定方向弹射，特别是拱部及边墙顶部岩爆更会危及人身及机械安全。因此，岩爆围岩段施工应以安全为主。
隧道施工中可能发生岩爆时，应遵循以防为主，防治结合的原则，对开挖面前方的围岩特性，水文地质情况等进行预测、预报，当发现有较强烈岩爆存在的可能时，应及时研究施工对策措施，作好施工前的必要准备。
1.地质预报
在可能有岩爆发生的隧道施工前，应加强岩爆预测工作。常采用以下方法进行地质预报：
⑴以超前探孔为主，辅以地震波，电磁波、钻速测试等手段。
⑵开挖面及其附近的观察预报，通过地质的观察、素描，分析岩石的“动态特性”，主要包括岩体内部发生的各种声响和局部岩体表面的剥落等。
⑶采用工程地质类比法进行宏观预报。
2.岩爆强度分级
根据岩石强度、岩层中的原始初应力、围岩类别、隧道埋深以及岩石含水量、脆性、节理等将岩爆按强度大小进行严格分级，分级标准如下表。
岩爆强度大小分级表
分项指标
分级
原始应力/围岩强度（σ0/Rb）
围岩级别
埋深
h（m）
围岩强度
Rb（Mpa）
微弱岩爆
0.15～0.25
Ⅱ、Ⅲ
＜200
80～120
中等强度岩爆
0.20～0.35
Ⅱ、Ⅲ
200～700
120～180
强烈岩爆
＞0.30
Ⅰ、Ⅱ
＞700
＞180
3.施工方法
岩爆段的开挖掘进的原则是短进尺、多循环、弱爆破、及时支护、必要时施作临时仰拱。
⑴岩爆地段采用钻爆法施工时，应短进尺掘进，减小装药量和减少爆破频率，控制光爆效果，使隧道周边圆顺，以减少围岩表层应力集中现象，降低岩爆发生的强度。一般地，微弱岩爆、中等强度岩爆进尺控制在2～2.5m，尽可能全断面开挖，一次成形，以减少围岩应力平衡状态的破坏；强烈岩爆进尺控制在2m以内，必要时下部可预留1/3分两部开挖，以降低岩爆破坏程度。
⑵微弱岩爆地段，可直接在开挖面上洒水，软化表层，促使应力释放和调整。
⑶中等岩爆地段，在隧道开挖断面轮廓线外10～15cm范围内，在侧壁及拱部，打设注水孔，并向孔内喷灌高压水，软化围岩，加快围岩内部的应力释放。
⑷对双线或多线隧道，可先掘进贯通一个断面积为15～30m2小导洞，使岩层中的高地应力得以部分释放，再进行隧道的开挖。
⑸岩爆地段开挖后，应及时进行挂网喷锚支护，达到“以柔克刚”的目的。当岩爆烈度级别较高时，采用加密锚杆、挂网、网喷及钢支撑相结合的联合支护方法，以提高结构的整体支护能力，防止岩块突然弹射或剥落。
⑹岩爆地段初期支护可参照下表取值。
4.发生岩爆时的处理措施
⑴停机待避，同时进行工作面的观察记录，如岩爆的位置、强度、类型、数量以及山鸣等。
⑵在工作面、侧壁和拱部，每一循环进行2～3次找顶。
岩爆地段初期支护参数表
初期支护

岩爆强度
系统锚杆
喷射砼
钢筋网
钢支撑
微弱岩爆
φ22砂浆锚杆加垫板，长2m，间距离120cm梅花型布置
C20砼，厚10cm
φ6mm，间距20cm×20cm

中等强度岩
φ22砂浆锚杆加垫板，长2～3m，间距100cm梅花型布置
C20砼，厚10～12cm
φ8mm，间距20cm×20cm
必要时，增设格栅钢架支撑等
强烈岩爆
φ22砂浆锚杆加垫板，长3～3.5m，间距50～100cm梅花型布置
掌子面采用φ40mm超前管缝式锚杆加固，长3.5m，间距1～2m
C20砼，厚15cm
必要时喷15cm厚C20砼封闭掌子面，分三个循环作业
φ8mm，间距20cm×20cm
设置格栅钢架支撑，增设仰拱等
⑶采用能及时受力的锚杆。
⑷采用喷射钢纤维砼，厚度宜为5～8cm。
⑸当用台车钻眼，岩爆的强度在中等以下时，可在台车及装碴机械、运输车辆上加装防护钢板，避免岩爆弹射出的块体伤及作业人员和砸坏施工设备。
5.安全技术措施
⑴加强施工管理
岩爆地段施工时,必须加强施工的组织管理，制订严格的安全施工措施，进行岩爆安全知识教育。各方人员要提高安全意识，对任何事件的发生都要具备灵活迅速处理的能力。在强岩爆段施工中，要求机械设备要挂网防护覆盖，施工人员要做好个人防护，安排专人检查已喷地段是否有掉皮、脱壳等现象，对掉皮、脱壳地层段及时进行补喷和处理。
⑵喷洒高压水。
爆破后立即向工作面及其以后约15m范围内隧道周遍喷洒高压水，以适当改变岩石物理力学性能，降低岩石脆性，达到减弱岩爆烈度的目的。另外围岩表面冲洗干净后也便于对围岩进行检查。
⑶改善施工方法
①岩爆严重地段，将全断面开挖改为分部开挖，以使应力逐步释放，达到降低岩爆的危害程度的目的。
②预先在工作面有可能发生岩爆的部位有规则的打一些空眼，不设锚杆，以便适当释放应力，阻止围岩极限应力的发生。
③将深孔爆破改为浅孔爆破，缩短循环进尺，减少一次用药量。
④在掌子面及附近洞壁上打一些深孔（也可利用炮眼孔和锚杆孔），向岩体深部注高压水，使水渗透到围岩内部的裂隙，使岩石强度和弹性模量降低，提高其塑性变形能力，减缓岩爆。
⑷加强现场岩爆监测、警戒及巡回找顶，必要时及时躲避。
⑸采用光面爆破，并严格控制用药量，以尽可能减少爆破对围岩的影响。
⑹加强支护工作，衬砌工作要紧跟开挖工序进行，以尽可能减少岩层暴露时间，减少岩爆发生和确保人身安全。
五、挤压性围岩
在软弱、破碎等围岩地段开挖隧道，受高地应力的影响，造成隧道挤压产生大变形时，即可判定为挤压性围岩隧道。
1.指导思想
挤压破碎性围岩隧道施工应遵循“以抗为主，以让为辅”的思想。根据高地应力区地下工程结构受力的特点，采用快速施工，及时支护，受力合理的支护结构类型及参数，做好施工监控量测与信息反馈。
2. 优化结构断面
新奥法施工的基本理念是强调围岩与支护结构的共同作用能力，挤压破碎围岩隧道断面形式以近似圆形断面为宜，综合考虑隧道断面利用率，一般选择多心圆断面。
3.施工方法及技术措施
⑴开挖断面
挤压性围岩隧道开挖应根据断面大小采用微台阶法、双侧壁导坑法、中隔壁法和交叉中隔壁法等分部开挖法。分部开挖适合于挤压破碎非常严重的围岩隧道，易于控制隧道开挖面的稳定。挤压程度增加时，需要加强钢拱架支护，并及时封闭。
⑵初期支护
支护体系应采取“及时支护、限制变形、及时封闭成环”的原则。
①对于挤压破碎非常严重的围岩，采用喷射混凝土、锚杆、钢支撑等联合支护型式，尽可能迅速闭合开挖断面，使围岩早期受到约束。喷射混凝土在开挖后应立即施工，以防止围岩松弛和风化。
②加强现场监控量测，在分析隧道的位移特性基础上，设置充分变形余量。
③当隧道净空位移量大而仍未停止发展时，需要对该地点采取增设锚杆的处理方法。要求锚杆具有足够的锚固长度，做到锚固长度大于松驰区域。锚杆一般采用螺纹锚杆。
④钢支撑可采用可缩式钢架，喷射砼宜采用逐层加喷作业，并沿用隧道纵向预留间隙。以适应变形大的要求。
⑤支护的总压缩量应与预留变形量一致。
⑥当喷射砼发生龟裂破坏，而造成剥落时，可设置金属网或采用喷射钢纤维混凝土补强的办法。
⑦当喷混凝土层沿钢支撑发生龟裂，或观察到钢支撑变形和压屈时，在已施工区段，采用加喷混凝土和增打岩石锚杆等办法作相应处理。在未施工区段，采用提高钢支撑的规格或缩短支护间隔的办法而作相应处理。
⑶当仰拱围岩出现挤压破碎时，轻微时可用增打岩石锚杆处理，显著时就必须要再开挖、设置钢筋混凝土、修正仰拱形状等支撑。
⑷二次衬砌应采用仰拱超前、墙拱一次成型的方法灌注。在稳定性很差或地应力可分几次施做，二次衬砌的施作时间待变形趋于稳定后施作，并对二次衬砌采取下列加强措施：
①增加二次衬砌厚度。
②采用钢纤维混凝土衬砌。
③采用钢筋混凝土二次衬砌。
⑸辅助施工技术
在施工遇到地层自稳能力差，围岩挤压破碎严重，为了抑制超前位移，力求掌子面和拱顶的稳定。可采用超前管棚、注浆小导管超前支护，并结合注浆锚杆、全断面注浆加固开挖面等措施处理。
六、膨胀性围岩施工
膨胀岩的特点是遇水膨胀、崩角，失水收缩。因此在确定膨胀岩隧道的施工方法时，应根据膨胀岩的特性，并结合隧道的断面尺寸、施工条件、围岩稳定情况、地下水活动状况等因素，综合研究决定。
1.隧道防排水
水是膨胀岩隧道产生病害的主要根源，对围岩的强度和体积有较大的影响。所以膨胀岩隧道的防排水，应采用以防为主，防、堵、截、排相结合的原则，并结合当地的气象、水文、地质条件，因地制宜地进行。施工时应采取下列措施：
⑴膨胀岩隧道浅埋地段的地表低洼处必须填平，小河沟（槽）可采用浆砌片石封闭，防止地表水下渗。
⑵在断层破碎带、节理发育、地下水丰富地段应及时施作盲沟或采用弹性软式透水管，将水归入沟槽，引排至洞内水沟。
⑶膨胀岩隧道施工期间顺坡排水时，应设置专门的防渗漏排水沟槽，严禁在岩体上直接挖沟排放。反坡排水时，必须有完善的排水设施并保证抽、排水设备的完好，严禁水渗流至开挖工作面。
⑷二次衬砌的施工缝、变形缝应根据防水要求，结合地下水情况、防水材料特点等因素合理设置。
2.膨胀岩隧道开挖
⑴采用钻爆法开挖时，应短进尺，多循环。减少对围岩的扰动，围岩较好时，宜采用全断面一次开挖，特别软弱时，采用分部开挖法。
⑵开挖断面应圆顺，宜采用圆形或接近圆形的卵形或马蹄