一种复杂条件下大断面特长隧道安全高效掘进施工工艺的制作方法

1.本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种复杂条件下大断面特长隧道安全高效掘进施工工艺。


背景技术：

2.隧道工程基本为所在项目或标段的重、难点工程，且隧道工程地质条件复杂，可能会穿越破碎带、裂隙发育带、风化凹槽和地下水发育带等，对隧道施工存在较大安全隐患和风险。而目前国内隧道施工依旧常采用爆破进行，隧道施工安全难以控制。
3.因此，急需一种大断面特长隧道安全高效掘进技术，能够降低包括穿越破碎带、穿越地表高压线塔、临近多处水库等复杂地质条件下隧道施工的安全隐患和风险。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种复杂条件下大断面特长隧道安全高效掘进施工工艺。
5.本发明所解决的技术问题为：降低包括穿越破碎带、穿越地表高压线塔、临近多处水库等复杂地质条件下隧道施工的安全隐患和风险。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种复杂条件下大断面特长隧道安全高效掘进施工工艺，包括以下步骤:
8.s1、根据设计数据进行施工准备；
9.s2、在隧道两端洞口施作截水沟、洞门和明洞；
10.s3、结合地质超前预报方法在隧道两端进行主洞开挖；在掘进过程中，
ⅴ
级围岩地段采用双侧壁导坑法和三台阶七部开挖法开挖；ⅳ级围岩地段采用三台阶法开挖；ⅲ级围岩地段采用上下台阶法或全断面法开挖；其中，地质超前预报方法包括浅孔钻探法、地震波法探测法和地质雷达探测法；
11.s4、在隧道相向开挖到设计贯通面时，测定隧道贯通误差，并根据隧道贯通误差进行平面位置和高程的调整；
12.s5、在隧道贯通后进行初期支护，形成封闭自稳的环状结构体，并进行竣工测量。
13.作为本发明进一步的方案：步骤s2的过程包括：
14.s21、根据测量放样数据开挖截水沟，并对截水沟进行砼浇筑；所述截水沟与路基边沟或洞门外端的自然沟谷连通，形成洞外排水系统；
15.s22、在洞门外进行套拱和长管棚施工；管棚完毕后，进行洞口开挖；
16.s23、洞口开挖后混凝土浇筑洞门并同时施作明洞。
17.作为本发明进一步的方案：在主洞开挖之前，对掌子面前方存在的孤石进行处理；对于滚石，直接进行消除或从滚石发生的源头、路径和终点进行综合整治；对于孤石，进行小药量爆破或静态破碎。
18.作为本发明进一步的方案：在掘进
ⅴ
级围岩洞口及地质较差段时，采用双侧壁导坑开挖法开挖；侧壁采用上下台阶法开挖，中央部分三个台阶开挖，在开挖侧喷射砼后再进
行另一侧开挖；在掘进
ⅴ
级围岩地质一般段时采用三台阶七步法开挖，且预留核心土为3-5米。
19.作为本发明进一步的方案：在掘进ⅳ级围岩时，采用三台阶分部开挖方法，按短台阶控制台阶长15～20m，开挖按1.0～1.5m为一循环进尺；施工顺序为：先开挖上台阶，后开挖中台阶，再开挖下台阶；开挖后先初喷3cm厚砼封闭围岩，打锚杆挂网，架立钢拱架或钢格栅，最后施工至设计厚度。
20.作为本发明进一步的方案：采用上下台阶法掘进ⅲ级围岩时，先开挖上台阶，施作上台阶拱部初期支护，再开挖下台阶；然后施作下台阶边墙；最后施作拱部及边墙二次衬砌；其中，上、下台阶长度均为30～50m，开挖循环进尺控制2.0m～3.0m。
21.作为本发明进一步的方案：在主洞掘进过程中还根据设计数据开挖车行横洞和人行横洞；其中，在行车横洞开挖面处的轮廓线外施作超前支护；在人行横洞与主洞交叉处开挖施工前，施作超前支护和初期支护。
22.作为本发明进一步的方案：在主洞掘进变断面段施工过程中，当隧道由小断面开挖到大断面时，先测量大断面起点处位置，再采用环向扩挖，沿隧道走向按标准断面开挖3～5米，然后按设计大断面尺寸打径向炮孔，进行爆破；当隧道由大断面开挖到小断面时，先测量标准断面，在掌子面上用红漆画出断面轮廓线，按设计炮眼沿轮廓线打设周边眼及辅助眼和掏槽眼，再进行爆破；爆破时，先起爆周边眼，以形成一条环向贯通的裂缝。
23.作为本发明进一步的方案：在掘进
ⅴ
级围岩地段过程中，当掘进至隧道埋置深度小于30m的浅埋隧道时，纵向间距20～30m设置观察断面，量测地表沉降范围和下沉值：若沉降速率不断变化，及时发出警告，加强支护系统；若沉降速率逐渐增大，必须立即停止施工，采取注浆锚固或超前支护，控制其变形。
24.作为本发明进一步的方案：在主洞掘进后进行洞内平面控制测量，洞内平面控制测量采用导线测量，布设洞内导线时采用分级布设的方法。
25.本发明的有益效果：
26.本发明的复杂条件下大断面特长隧道安全高效掘进施工工艺通过将浅孔钻探法、地震波法探测法和地质雷达探测法等超前地质预报技术、信息化监控系统、以及富水地层注浆止水结合到隧道掘进施工中，提高隧道施工安全和质量，减少因隧道复杂地质带来的施工风险，形成了一套复杂地质隧道安全高效掘进技术，为隧道施工提供了指导依据。
附图说明
27.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
28.图1是本发明复杂条件下大断面特长隧道安全高效掘进施工工艺的流程图；
29.图2是本发明中贯通误差示意图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
31.请参阅图1所示，本发明为一种复杂条件下大断面特长隧道安全高效掘进施工工艺，具体包括以下步骤s1-s5。
32.s1、根据设计数据进行施工准备；
33.审核施工图纸、隧道工程师，测量工程师，安全工程师等技术人员全部到位，满足隧道进洞需要。对设计图纸洞门段进行研究与现场核对。
34.测量组根据隧道施工图纸和勘测资料，对交付使用的隧道轴线桩、平面控制三角网基点桩及高程控制的水准基桩等，进行详细的测量检测和核对，并对隧道进出洞口联测，进行贯通测量，贯通误差符合要求。
35.施工测量放线已分别确定明、暗洞分界里程桩号、隧道中线，隧道洞身开挖拱顶标高，隧道洞身开挖边线；现场使用木桩并插竹竿挂彩旗的方法标记。
36.根据本标段特殊地质条件下连拱隧道群施工编制系统的监控量测方案，在隧道临近的高压铁塔都已设置好监控量测点。
37.s2、在隧道两端洞口施作截水沟、洞门和明洞；具体过程如下：
38.s21、洞口排水
39.根据测量放样数据开挖截水沟，洞顶截水沟采用60cm*60cmc20砼现浇水沟，施工前做好测量放样，截水沟距边仰坡开挖边缘不小于5m，用机械配合人工挖槽，并对沟底进行压实。砌筑完截水沟后地表水通过截水沟引入路基边沟或洞门外端自然沟谷，以此形成完善的洞外排水系统。
40.s22、洞口开挖
41.施工时，施工结合洞口地形，地貌和地质条件，并针对洞口段工程的特点和难点，制定以“零开挖”和“超前预报，大管棚支护，洞身开挖，加强支护，尽早封闭，监控量测，衬砌紧跟”为原则的总体施工方案。
42.洞口设计以“早进洞，晚出洞”为原则，最大限度地降低洞口边坡仰坡的开挖高度，以保证山体的稳定，同时减小对洞口自然景观的破坏。根据实测地面线确定明暗洞交接点，在明暗洞交接点外不开挖山脚土体的情况下，采用两侧开槽施作钢拱架作为套拱，逐渐靠向山体明暗洞交接点，拱架间以纵向钢筋连接为整体，并在钢拱架上预设超前管棚导向管，浇注混凝土封闭钢拱架形成套拱衬砌，然后施作超前大管棚作为超前支护，长管棚使用地质钻机成孔，成孔前将孔位编号，施工顺序为先钻单号孔再钻双号孔，防止串孔、漏风。每条管棚成孔后利用钻机将钢花管旋转插入孔中，做好孔口封闭，及时进行注浆施工，注浆材水泥浆加水玻璃双液浆。管棚完毕后，再进行洞身开挖施工。
43.s23、洞门修筑以及明洞施工
44.洞门修筑：在洞口土石方开挖完成后，隧道洞身开挖正常后施作洞门，隧道进口端将二衬台车退至明洞位置，洞门与明洞一起施作；隧道出口段采用组合钢模板，安装钢筋后拼装模板，支撑加固后进行混凝土浇筑。
45.明洞施工：
46.1)明洞浇筑
47.在洞口土石方开挖完成后，隧道洞身开挖正常施工并完成1环二次衬砌后施作明洞，将二衬台车退至明洞位置，施作明洞。明洞完成后及时接顺端墙背后排水沟，保证洞口排水畅顺。
48.明洞衬砌采用全液压二衬模板台车灌注混凝土。混凝土由拌和站集中拌合，由混凝土运输车运送，泵送混凝土入模。附着式振捣器结合插入式振捣器振捣密实，拱墙砼一次浇筑完成。
49.明洞衬砌施工流程：仰拱和填充施工
→
测量放样
→
铺钢轨
→
模板台车就位
→
拱墙钢筋安装
→
外模及堵头模板安装
→
尺寸检查验收
→
定位锁定
→
预埋件、预留孔洞设置
→
刷脱模剂
→
混凝土泵送灌注
→
脱模、养生。
50.2)明洞仰拱施工
51.明洞仰拱按设计尺寸做好开挖线和标高，确定边、中位置开挖深度。采用挖掘机开挖并以人工配合，到预定深度位置后，清除松散的碎土、石块，复核中线和标高无误后，开挖面用喷射砼进行封闭固化处理。仰拱和边墙基础开挖采用分段进行，并结合实际情况全幅一次完成。全幅开挖采用栈桥等方式确保洞内交通畅顺而不影响洞内施工。仰拱开挖长度控制在4m左右。采用c30抗渗级别为p8钢筋混凝土浇筑仰拱，仰拱填充采用c20混凝土。
52.3)明洞防水层
53.当拱圈混凝土达到设计强度的80％后，拆除外模，清理残渣、毛刺等，从下向上敷设防水板。明洞段衬砌采用外贴两布一膜防水层，即由下向上依次为土工布、防水板、土工布形式。防水板敷设时粘贴紧密，相互搭接错缝，搭接长度不小于100mm，并按设计要求预留沉降缝，防水板材在端墙处向上弯起并做好收口，在上层土工布铺设完后涂抹水泥砂浆保护层厚20mm。
54.4)明洞回填
55.明洞防水层完成后按设计回填坡度回填至设计填土线，人工回填时，拱圈混凝土强度应达到设计强度的80％；机械回填时，拱圈混凝土强度应达到设计强度且拱圈外人工夯填厚度不小于1m；明洞段顶部回填土方按要求进行对称分层夯实，两侧回填的土面高差不大于0.5m；回填至拱顶后分层满铺填筑，顶层回填材料采用碎石土以利于排水,同时须施做粘土隔水层，防止雨水的渗透，并最终施做种植土，尽早喷播植草，完成明洞的绿化施工。最后施作永久性仰坡防护工程m10浆砌片石，施工工艺：施工准备
→
测量放线
→
砂浆拌合
→
片石浆砌
→
抹面
→
勾缝
→
养生。
56.明洞回填土与原地面线交界处铺砌浆砌片石加固以防冲刷，浆砌片石应用挤浆法砌筑，座浆饱满，先砌沟底，后砌两帮，片石规格、质量、错缝、勾缝符合浆砌片石标准；砂浆配合比准确，厚度、高度、坡度等各项几何尺寸符合设计要求，浆砌圬工养生良好。
57.s3、结合地质超前预报方法在隧道两端进行主洞开挖；在掘进过程中，
ⅴ
级围岩地段采用双侧壁导坑法和三台阶七部开挖法开挖；ⅳ级围岩地段采用三台阶法开挖；ⅲ级围岩地段采用上下台阶法或全断面法开挖；其中，地质超前预报方法包括浅孔钻探法、地震波法探测法和地质雷达探测法。
58.隧道主洞身开挖施工顺序为：测量画开挖轮廓线
→
布炮眼
→
钻炮眼
→
装药
→
爆破
→
通风
→
排险
→
洒水
→
出碴
→
初期支护
→
监控量测。
59.1)
ⅴ
级围岩段开挖施工
60.①
分离式、小净距、较小净距
ⅴ
级围岩洞口及地质较差段
61.分离式、小净距、较小净距
ⅴ
级围岩洞口及地质较差段采用双侧壁导坑开挖法开挖。侧壁采用上下台阶法开挖，中央部分三个台阶开挖，应在先开挖侧喷射砼强度达到设计
要求后再进行另一侧开挖。根据围岩地质情况，结合监控量测数据，控制开挖循环长度。施工工艺以机械为主，辅以弱爆破，人工辅助修边。分离式隧道上台阶超前下台阶间距5-10m，小净距、较小净距隧道上台阶超前下台阶间距3-5m。后行洞隧道应在先行洞隧道落底后进行上台阶开挖，开挖时后行洞掌子面与先行洞掌子面间距不小于30m，后行洞掌子面应超前先行洞二衬不小于20m。上台阶每循环开挖进尺0.5-1m，台阶长度控制在10m以内；左右侧台阶每循环进尺不大于两榀拱架距离，下台阶施工后尽快施工仰拱封闭成环，二衬距掌子面距离根据监控量测结果适时施工，一般情况下不大于70m。
62.②
分离式、小净距、较小净距
ⅴ
级围岩一般段
63.分离式、小净距、较小净距
ⅴ
级围岩一般段采用三台阶七步法开挖，且预留核心土为3-5米。根据围岩地质情况，结合监控量测数据，
ⅴ
级围岩段，采用三台阶七步法开挖。
64.2)ⅳ级围岩段开挖施工
[0065]ⅳ级围岩采用三台阶分部开挖方法，按短台阶控制，台阶长15～20m，开挖按1.0～1.5m为一循环进尺。施工顺序为：先开挖上台阶，后开挖中台阶；再开挖下台阶。开挖后先初喷3cm厚砼封闭围岩，打锚杆挂网，架立钢拱架或钢格栅，紧跟施工至设计厚度；二衬距掌子面的安全距离根据监控量测结果适时施工，一般情况下不得大于90m。
[0066]
3)ⅲ级围岩段开挖施工
[0067]ⅲ级围岩采用上下台阶法或全断面开挖。
[0068]
上下台阶法。先开挖上台阶，施作上台阶拱部初期支护，再开挖下台阶；然后施作下台阶边墙；最后施作拱部及边墙二次衬砌；其中，上、下台阶长度均为30～50m，开挖循环进尺控制2.0m～3.0m。初期支护紧跟开挖面。
[0069]
全断面法
[0070]
全断面开挖施工采用手持汽腿式凿岩机打眼，型钢台架作为装药及初支施工平台，隧道全断面一次爆破成型、出渣和施作初期支护的施工方法。该方法具有围岩扰动少、施工干扰小、成洞速度快的优点，是在围岩条件较好时常常采用的开挖方法。最主要的是严格控制周边眼间距及外插角，控制超欠挖。全断面开挖
→
施作初期支护
→
整体模筑二次衬砌。
[0071]
本发明中超前地质预报根据隧道施工时具体情况确定，采取以地质调查分析法为基础，结合tsp、地质雷达等物探手段，辅以超前钻孔等综合地质预报手段，遵循“长短结合、以短为主”为原则。
[0072]
1)浅孔钻探法：利用在隧道开挖工作面上的超深钻孔或探水孔，来探测围岩的地质情况。本方法主要是在钻进的过程中，从钻进的时间、速度、压力、冲洗液的颜色、成份以及卡钻、跳钻等和岩性、构造性质及地下水等情况掌握地质条件。例如：在遇到断层泥时，钻进时间短、钻进速度快，钻孔冲洗液浑浊，有色；遇卡钻时，说明围岩破碎；遇跳钻时，则可能有空洞或溶洞等等。
[0073]
2)地震波法探测：采用tsp-203地震波法进行长距离(100～200m)预报，每隔50～100m地震波法超前地质探测，前后两次震动波法超前地质探测结果有足够的重叠范围。
[0074]
3)地质雷达探测：在初步探测的不良地质体前方20～30m，采用地质雷达探测。
[0075]
在本发明的一个实施例中，在主洞掘进过程中还根据设计数据开挖车行横洞和人行横洞；其中，在行车横洞开挖面处的轮廓线外施作超前支护；在人行横洞与主洞交叉处开
挖施工前，施作超前支护和初期支护。
[0076]
1)车行横洞
[0077]
在进行行车横洞与隧道交叉处的施工时，除按照隧道正洞初期支护设计进行施工外，还应根据设计要求对该段初期支护进行加强，增强围岩稳定性，在行车横洞开挖面处轮廓线外进行超前支护以保证安全进横洞。与隧道正洞开挖掌子面拉开一定距离后(该距离视实际施工情况确定，以不影响正洞施工为准)再进行横洞开挖施工，双向掘进，中间贯通。出渣采用装载机装渣倒运到主洞，自卸汽车运渣到渣场。
[0078]
2)人行横洞
[0079]
因行人横洞与行车方向垂直，且断面较小，施工过程中对隧道正洞施工影响不大，可根据情况适时开挖施工。行人横洞断面较小，开挖采用光面爆破全断面双向开挖中间贯通。在行人横洞与主洞交叉处开挖施工时，做好超前支护和初期支护，在软弱围岩或断层破碎带处必要时进行超前预注浆，保证围岩稳定。出渣采用人工装渣倒运到主洞，自卸汽车运渣到渣场。
[0080]
在本发明的一个实施例中，在主洞掘进变断面段施工过程中，隧道标准断面与紧急停车带处存在突变断面，断面尺寸相差大，需采取技术措施才能实现突变。将这些断面突变分为两类：一类是由大断面突变到小断面，突变比较容易；另一类是由小断面突变到大断面，突变难度比较大一些。
[0081]
1)小断面突变到大断面突变：隧道开挖到设计大断面桩号时，通知测量班测的大断面起点处准确位置。开挖方法采用环向扩挖，即沿隧道走向按标准断面开挖3～5米(开挖完后初喷刷面)，然后按设计大断面尺寸打径向炮孔(孔深由技术人员按断面弧线计算)，炮孔排距、间距为50cm。爆破后通知测量班用断面仪测量，有欠挖部采用风镐钻除。扩挖完这3～5米范围的断面以后，剩下的按正常开挖办法开挖。
[0082]
施工注意要点：破孔深度控制好，严格控制超挖，加强监控量测。
[0083]
2)大断面突变到小断面突变：爆破采用预裂爆破，既大断面施作到设计位置后，先由测量班测的标准断面，并在掌子面上用红漆画出断面轮廓线。开挖班按设计炮眼布置沿轮廓线打设周边眼(间距为50cm)及辅助眼和掏槽眼，掏槽眼可适当加密。爆破时，先起爆周边眼，以形成一条环向贯通的裂缝，此法可有效的减少超挖，获得较好的破口效果。破口进入后就可以按设计开挖办法进行施工。
[0084]
施工注意要点：采用段进尺破口，以1米左右为宜。周边眼控制好外插角，外斜率不得大于5cm/m，且不超过设计轮廓线10cm。爆破前检查起爆网络。
[0085]
在本发明的一个实施例中，在主洞开挖之前还需进行孤石处理，对掌子面前方存在的孤石应根据其位置和大小进行由针对性的处理，对于体积较小，威胁较大的滚石直接进行消除，对体积较大不易消除的滚石从滚石发生的源头、路径和终点进行综合整治。对较大的孤石应进行小药量爆破，如果直接爆破施工风险较高，对周边孤石(群)影响较大，可采用静态破碎。为避免施工过程中掌子面发生孤石滑落，导致发生冒顶塌方等，需加强孤石滚石的位移监测，发现异常，立即停止孤石处理施工，改良施工措施。
[0086]
s4、在隧道相向开挖到设计贯通面时，测定隧道贯通误差，并根据隧道贯通误差进行平面位置和高程的调整。当隧道相向开挖到贯通面时，由于受到测角、量距、水准测量等误差的联合影响，线路在中线与高程两方面均会产生实际贯通误差，必须进行贯通误差调
整。
[0087]
1)隧道贯通误差的测定
[0088]
在隧道贯通面任取一临时点e，分别由相向的两条导线附近的控制点测定该点的坐标，得两组坐标值(xe1，ye1)，(xe2，ye2)，由两边水准点测定e点高程为he1，he2。由此
△
s＝[(xe2-xe1)2+(ye2-ye1)2]1/2即为平面实际贯通误差。
[0089]
设贯通面的方位角为αf，则实际横向贯通误差为
│△
s.cos
△
α
│
，实际纵向贯通误差为
│△
s.s i n
△
α
│
，其中
△
α＝αf-arctg[(ye2-ye1)/(xe2-xe1)]，而he2-he1为实际竖向贯通误差。
[0090]
2)隧道贯通误差的调整
[0091]
a、平面位置调整
[0092]
请结合图2，本隧道贯通面在曲线上，应根据实际横向贯通误差，由调线地段圆曲线的两端向贯通面按长度比例调整中线位置。由于调整只能在未进行二次衬砌段进行，调整长度不能少于100m。
[0093]
b、高程调整
[0094]
隧道贯通点附近水准点高程，采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程，其它各点按水准线路的长度按正比例分配，调整后作为施工放样的依据。
[0095]
s5、在隧道贯通后进行初期支护，形成封闭自稳的环状结构体，并进行竣工测量。
[0096]
隧道竣工后，为了检查主要结构物和建筑物以及路线位置是否符合设计要求并提供竣工文件所需资料，也为将来运营中的维修工程提供测量控制点，必须进行竣工测量。
[0097]
在进行竣工测量时，首先进行中线测量，从隧道一端测至另一端。在测量时，直线地段每50m，曲线地段每20m，以及需要加测断面处，如洞身断面变换处和衬砌类型变换处，应打临时中线桩或标出。如遇施工中埋设的中线点标志，即进行检测。在检测时应核对其里程及与中线的偏差。此外，对洞身断面变换处和衬砌类型变换处的里程也应核对。在中线测量闭合后，于直线地段每200m左右埋一个永久中线点。曲线地段应在曲线主点埋设永久中线点。如果主点之间曲线过长，则可适当加设永久中线点，使相邻各点能相互通视。永久中线点埋设之后，应在边墙上标明点的名称及里程。永久中线点的埋石同于洞内导线点的埋石。施工中已有的中线点，其间距和埋石均符合要求时，可不再埋设新点。
[0098]
洞内水准点每公里埋一个。水准点的编号和高程应标记在隧道的边墙上，洞内水准点应闭合于洞外水准点上，平差后确定各点高程。
[0099]
中线测量已在预测断面处打有临时中线桩，据此测绘每个断面处隧道的实际净空，包括拱顶高程，左、右起拱线的宽度，路面高程。测量的方法一般采用支距法，以路线中线为准。最后应绘出断面净空图。
[0100]
本发明中还进行施工测量，隧道的施工测量控制主要通过左右线同时布设导线，并通过行车横通道或行人横通道的连接线来组成闭合导线网。根据工程测量规范，采用三等控制测量。隧道的贯通误差：横向贯通限差100mm，高程贯通限差50mm。具体包括洞外控制测量和洞内控制测量。
[0101]
1)洞外控制测量
[0102]
施工前，组织测量技术力量对设计单位提供的平面控制网和高程控制网进行复测，并通过加密控制点，把洞口投点及曲线上的特征点纳入施工控制网中，成为地面控制网
的控制点，建立洞外三维导线网。外业工作完成以后，对观测数据进行初步处理，并按要求进行平差计算和进洞关系计算，以确保隧道的施工精度。
[0103]
2)洞内控制测量
[0104]
洞内平面控制测量主要采用导线测量。布设洞内导线时采用分级布设的方法。先根据施工需要布设边长较短的施工导线，当施工导线推进到一定长度后，选择一部分施工导线点敷设而成为主要导线。为提高测设精度，主要导线布设成导线环，以利校核。
[0105]
①
洞内平面控制点的选点、埋设
[0106]
洞内控制点选在通视良好，顶板或底板岩石坚固的地方，以使工作安全和控制点便于保存。洞内导线点兼作水准点使用，埋设方法、要求与洞外导线点相同。由于洞内施工和运输特别繁忙，光线较差，露出地面的标志易被破坏，导线点选择在中线的一侧，标志顶面埋入地下10～20cm处，以坚固稳定、便于利用为原则，上面盖上铁板或厚木板，并注意不要压在金属标志上。埋设后，在边墙上以红油漆作为标志，标明点号、里程等，并以箭头指明埋点位置。
[0107]
②
洞内导线测量
[0108]
洞内导线测量全部由全站仪完成，其施测方法与洞外相同，但由于洞内测量条件恶劣，为了减少折光误差的影响，应尽量选择在较凉爽的夜间和阴天进行，洞内导线一般边长较短，测站和目标都要严格对中，同时可以采用两次照准，两次读数的方法，减弱仪器、觇标置中和照准读数误差。
[0109]
为了检查导线点是否产生位移，同时提高导线精度，在测第二组导线环时，要对第一组导线环进行复测，这样对第一组导线环上各点就有新旧两组坐标，两组坐标差在允许范围内时，取两组坐标的平均值作为各导线点的坐标值。当发展一个新的闭合环时，又从头开始，复测第一、第二个闭合环，直至隧道贯通。
[0110]
③
洞内高程控制测量
[0111]
a.洞内水准测量精度
[0112]
地面与地下控制测量对贯通误差的影响，采取等影响分配原则，公路隧道的贯通限差为70mm，其中误差为35mm，则洞内高程贯通中误差为mh＝0.71
×
35＝24.8mm。
[0113]
b.洞内水准测量施测
[0114]
a洞内水准测量利用平面控制点、主要导线点设置为永久水准点，施工导线点设置为临时水准点。
[0115]
b洞内水准点在隧道未贯通之前，只能布设支水准线路，为增加检核条件必须进行多次观测和往返观测。
[0116]
c随着隧道的掘进和水准点的延长，为满足施工放样和贯通精度的要求，先设置较低精度的水准点在施工导线点上，然后设置精度较高的水准点在主要导线点上。
[0117]
d由于洞内通视条件差，仪器到水准尺的距离不超过50m。
[0118]
④
洞内中线测设
[0119]
在隧道开挖初期，以洞口控制点为依据，放样临时隧道中线，指导隧道的开挖方向。当隧道掘进到一定距离，洞内控制点逐步建立以后，再测设正式中线点指导隧道的衬砌施工。临时中线点在曲线段每5m设一点，其余直线段每10m设一点；正式中线点在曲线段每70m设一点，其余直线段每200m设一点。中线的测设可用极坐标法进行，为防止错误和提高
精度，以盘左盘右分中法测设中线位置。
[0120]
⑤
洞内其它结构物的测设
[0121]
洞内水平横洞、排水沟及其它结构物的测量放样，可根据这些结构物与中线的相对位置和设计高程进行测设。
[0122]
⑥
隧道贯通误差的测定与调整
[0123]
当隧道相向开挖到贯通面时，由于受到测角、测距、水准测量等误差的联合影响，线路在中线与高程两方面均会产生实际贯通误差，必须进行贯通误差调整。
[0124]
在本发明的一个实施例中，在主洞掘进过程中还进行地表沉降检测。
[0125]
仪器设备：精密水准仪，精度为0.01mm，铟钢尺。
[0126]
测点布置：在
ⅴ
级围岩地段，当隧道埋置深度小于30m时属浅埋隧道，观察断面纵向间距约20～30m，每端洞口至少设置一个观测断面。对于埋深浅的隧道开挖时可能会引起地层沉陷而波及地表，通过量测地表沉降范围和下沉值，以了解隧道掘进引起地层下沉的规律及稳定时间。
[0127]
量测方法：通过测量测点不同时刻标高h，求出两次量测的差值
△
h，即为该点的下沉值，在仪器处于稳定状态时记录读数。对不在水准路线上的观测点，一个测站不宜超过3个，超过时应重读后视点读数。
[0128]
异常情况处理：沉降速率不断变化时，表明围岩向不稳定状态发展，应发出警告，加强支护系统；沉降速率逐渐增大时，表明围岩进入危险状态，必须立即停止施工，采取注浆锚固、超前支护等有效措施，控制其变形。
[0129]
在本发明的一个实施例中，当隧道穿过断层破碎带时，受断层破碎带等地下富水带影响，在隧道施工时可能产生突泥、涌水现象，易产生塌方，严重影响隧道施工安全。采用以下应对措施。
[0130]
①
加强工程及水文地质调查，制定隧道注浆堵水专项方案。
[0131]
②
加强地质预探预报和监控量测，并及时调整施工参数。
[0132]
③
控制开挖进尺、开挖跨度和爆破。
[0133]
④
根据现场实际情况采取“以防、排、堵、截相结合，因地制宜，综合治理”的原则处理，对于富水段落采取针对性的径向后注浆堵水加固措施，必要时采用超前帷幕注浆，并加强施工紧急预案工作。
[0134]
⑤
尽早封闭岩面，并尽快完成衬砌。
[0135]
⑥
发现异常，先撤出工作面上的人员和设备，照批复的方案指定专人观察和进行加固处理。
[0136]
在本发明的一个实施例中，当隧道临近水库时。采用以下应对措施。
[0137]
①
加强工程地质、水文地质调查
[0138]
熟悉设计文件及地质调查资料，了解突涌水源补给、水质、突涌量、水压、水库与隧道水力联系等情况。
[0139]
②
地下水处理原则
[0140]
地下水发育，施工时可能产生突泥突涌等危机施工安全及破坏周边生态环境的地段，采取“以堵为主，防突防涌”的治理原则，通过注浆堵水加固围岩，防止突泥突水确保施工安全，避免水资源流失。
[0141]
③
加强地质预探预报
[0142]
充分利用tsp超前地质预报仪、地质雷达和瞬变电磁仪、多功能超前水平钻等多种方法，长短结合对前方富水段落进行预判，提前采取具有针对性的处置措施。
[0143]
对水库水位监测，如因隧道开挖后地下水渗漏导致水库水位下降，应立即采取注浆堵水。
[0144]
④
隧道注浆堵水启动辨识
[0145]
当探水孔有2/3孔满水且总水量大于15m3/h，采用全断面堵水注浆(帷幕注浆)；
[0146]
当总水量小于15m3/h但个别孔出水量大于3m3/h时，采用局部堵水注浆；
[0147]
当6孔出水量均小于3m3/h且总出水量小于15m3/h时，则无需处理，直接进入下一循环。
[0148]
⑤
排水措施
[0149]
开挖梳理两侧排水沟，必要时掌子面增加潜水泵，将高压风管和高压水管改为临时排水管，加大抽水力量，确保掌子面和成洞段范围不积水、不淤积。加强防排水施工质量控制，构建行之有效的防排水体系，保障日后二衬不渗漏水。
[0150]
⑥
开挖支护措施
[0151]
注意减振爆破、缩短开挖进尺、加强支护。
[0152]
⑦
径向后注浆及帷幕注浆工艺
[0153]
为保证径向后注浆的精确有效，注浆施工前，对隧道施工现场出水部位及出水量大小进行详细记录并绘制隧道出水部位展开图，针对出水情况，采用全断面径向后注浆结合局部注浆的方式堵水，根据注浆堵水情况及时总结并调整注浆工艺及参数。
[0154]
在本发明的一个实施例中，当隧道穿越地表高压电塔时。采用以下应对措施。
[0155]
①
隧道洞身临近铁塔中心桩号纵向前后各50m范围内采用控制爆破；要求地表铁塔塔基处爆破振动速度不大于2.5cm/s，开挖进尺控制在1m以内，一次装药量不得超过37kg。
[0156]
②
施工前应对地表铁塔作摄像、录像及初始标定，铁塔塔基处设置监测点，施工过程中加强变形、爆破振动速度监测。
[0157]
本发明的复杂条件下大断面特长隧道安全高效掘进施工工艺通过将浅孔钻探法、地震波法探测法和地质雷达探测法等超前地质预报技术、信息化监控系统、以及富水地层注浆止水结合到隧道掘进施工中，提高隧道施工安全和质量，减少因隧道复杂地质带来的施工风险，形成了一套复杂地质隧道安全高效掘进技术，为隧道施工提供了指导依据。
[0158]
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。