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2025环球网校一级建造师《铁路工程管理与实务》考点精讲
第18讲-5.4-5.6明挖隧道、辅助坑道、特殊岩土及不良地质隧道施工
5.4明挖隧道施工
5.4.1基坑开挖及支护
【考点】基坑开挖★
（1）隧道基坑应保持地下水位在基底O.5m以下。
（2）集水井宜间隔30~40m设一个，水沟底应较开挖面低40~50cm，集水井底应较开挖面低lOOcm
以上。
（3）基坑应按设计要求分段、自上而下分层依次开挖，严禁掏底施工。
（4）石方开挖宜采用小台阶爆破，严禁采用洞室爆破。边坡应采用光面爆破技术成型。
【考点】土层锚杆施工要求★
（1）锚杆钻孔机具应根据地质条件选择，钻孔孔位高偏差不应大于 50mm，水平间距偏差不应大
于100mm，孔深应大于设计要求，偏差不应大于100mm。
（2）锚固段注浆应饱满密实，宜采用二次注浆。一次注浆压力宜为0.4~0.6MPa,二次高压注浆压
力宜为 2.5~5.0MPa，注浆时间应根据注浆工艺试验确定，或在一次注浆强度达到 5.0MPa后进行。接
近地表或地下构筑物及管线的锚杆应适当控制注浆压力。
（3）锚杆锚固段浆体达到设计强度后，方可进行张拉并锁定，张拉值为设计荷载的75%~80%。
5.4.2结构施工
【考点】结构防水★
（1）卷材铺贴基面应洁净平整，含水率不宜大于 9%。基面应涂刷处理剂，干燥后铺贴附加层，
测放基准线后铺贴卷材。
（2）结构底板先贴卷材防水层施工，应先铺平面，后铺立面，交接处应交叉搭接。
（3）墙拱防水卷材铺贴前，应先将搭接部位各层卷材揭开，并清理表面，卷材应采用错搓搭接。
5.4.3基坑回填及监测
【考点】基坑回填★
（1）基坑回填应分层压实。隧道结构两侧回填应对称进行，两侧回填面高差不得大于50cm;基坑
回填高差不一致时，应从低处逐层填压;基坑分段回填连接处应设置台阶，台阶宽度不得小于 1m，高
度不得大于0.5m
（2）基坑回填时，机械或机具不得碰撞隧道防水保护层。隧道结构两侧和顶部 100cm 范围内以
及地下管线周围应采用小型机具夯填。
（3）基坑回填采用机械碾压时，搭接宽度不得小于20cm:小型机具夯填重叠处不得小于1/3底宽
度。
（4）基坑不宜在寒冷季节回填，必须施工时，应有可靠的防冻措施。
5.5隧道辅助坑道施工
5.5.1横洞及平行导坑施工
略
5.5.2斜井施工
略
5.5.3竖井施工
略
5.6特殊岩土及不良地质隧道施工
5.6.1特殊岩土隧道施工
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【考点】黄土隧道★★
1.黄土隧道洞口工程施工要求
（1）进洞前应按设计做好洞顶、洞门及洞口防排水系统，排水沟应进行防渗铺砌。洞门不宜在
雨季施工。
（2）洞口段应加大监控量测频率，加强对边、仰坡及浅埋地表裂缝及变形监测。
（3）洞口段加强初期支护，仰拱紧跟，及时形成封闭结构，二次衬砌应尽早施作。
2.黄土隧道开挖要求
（1）上台阶长3～5m，中台阶长5～8m；上台阶开挖高度3.0～4.0m，下台阶高度3.0～3.5m仰
拱距掌子面距离宜20～30m。
（2）上台阶开挖循环进尺以一榀拱架间距为宜，小、中跨度间距为 1.0～1.2m，大垮度间距为
0.8～1.0m，特大跨度间距为0.5～0.8m；
（3）中、下台阶的开挖进尺，浅埋地段与上台阶进尺相同，深埋地段不大于上台阶一次进尺的2
倍。
（4）开挖方式宜采用机械开挖。
3.黄土隧道支护施工要求
（1）开挖后应立即喷混凝土封闭开挖工作面，及时施作钢架、钢筋网、锚杆及复喷混凝土。
（2）钢架基脚或分部开挖基脚等处应设置锁脚锚杆（锚管），并设置垫板。每侧锁脚锚杆不少
2根，锁脚锚杆直径不小于22mm，长度不少于3.5m，外插角35°～40°。
4.黄土隧道施工防排水要求
（1）严格控制施工用水，避免浸泡土体。喷混凝土应采用湿喷工艺.
（2）有降水施工条件时，宜先降水后开挖。
5.黄土隧道二次衬砌施工要求
仰拱应超前，并应一次灌注成型，仰拱距离掌子面宜控制在30m以内。
【考点】高原冻土★
1.洞口施工要求
（1）边、仰坡应快开挖、快防护，缩短暴露时间，并应分段、分层进行。施工中应对坡面稳定情
况加强监测和检查。
（2）开挖爆破应采取预留光爆层、间隔装药、减少同段起爆炸药量等措施，控制爆破对冻土的扰
动。
（3）明洞开挖应搭设遮阳棚，厚层地下冰暴露部分应采取保温措施，边坡应喷混凝土及时封闭，
冻胀地基可采用粗颗粒土换填并封闭。
2.洞身施工要求
（1）温暖季节施工，应采取措施控制洞内环境温度，减少融化。
（2）开挖爆破后，应及时喷混凝土封闭围岩，控制围岩表层融化。
（3）施工设备配备应符合高原冻土环境要求，洞内宜采用轨道运输方案。
（4）施工中应设专人负责环境温度检测和控制工作。
3.二次衬砌施工要求
（1）二次衬砌宜紧跟工作，采用低温早强混凝土，应连续、对称浇筑。
（2）相邻接触面温度在-5℃以下浇筑低温早强混凝土，应采取措施加热接触面，并提高入模温度
和加强覆盖保温。
（3）低温早强混凝土拌和温度不应高于30℃，加气剂宜在混凝土拌和30s 后加入，抗冻剂应溶
于拌和水掺入。
（4）混凝土养护应保持温度，防止冻害。
4.防排水、隔热保温层施工要求
（1）衬砌全断面应铺设隔热保温板，防止热融圈反复变化导致隧道运营后冻胀破坏。
（2）隔热保温层应做防水及保护措施，以防保温层受潮及破坏。
（3）洞内可设双侧保温水沟，洞外应设深埋保温暗沟，将水排至地表沟内。
（4）衬砌应采用低温早强防水混凝土，提高混凝土自防水能力。
（5）应按设计要求处理施工缝，衬砌应不渗不漏。
5.6.2不良地质隧道施工
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【考点】富水软弱破碎围岩★★
（1）涌水较大宜采用注浆堵水措施。当隧道埋深在 20m 以内时，可采用地表注浆；当隧道埋深
超过20m时，则应采用开挖工作面预注浆。
（2）单线隧道宜采用正台阶预留核心土环形开挖法。双线和多线隧道宜采用中隔壁法或双侧壁
导坑法。
（3）初期支护应尽早封闭成环。
【练习题】
【案例题真题考点】
（2018）背景资料
某集团公司中标新建普速电气化铁路综合第一标段，主要项目内容有：路基、桥涵、隧道、轨道、
电力、电力牵引供电、通信、信号、房建工程以及相应的大临及辅助工程。
该标段起止里程为 DK00+000～DK27+600，其中 DK20+000～DK27+600 段线下工程纵断面如图 4-1
所示，主要工程内容如下
图4-1DK20+000～DK27+600段线下工程纵断面示意图
施工过程中发生以下事件：
事件三：隧道出口段施工至 DK27+235 掌子面处，突发涌水，涌水量约 1800m3/h，逐渐衰减后稳
定至200m3/h左右。设计单位对掌子面前方的地质情况进行了补勘，查明DK27+110～DK27+235段地质
情况是：岩体较破碎，节理较发育；地下水主要为岩溶水，较发育；判定围岩级别为Ⅴ级。
【问题】
3.针对事件三中DK27+110～DK27+235段掘进作业，需采取哪些技术措施？
【参考答案】
3．（1）采取注浆止水（帷幕注浆或径向注浆）
（2）加强超前支护（超前管棚支护）
（3）调整施工工法（短台阶法施工或双侧壁导坑法施工）
【考点】岩溶隧道★★★
（1）防排水应以疏为主、堵排结合、因地制宜、综合治理。
（2）岩溶处理可采用疏导、堵填、注浆加固、跨越、宣泄等措施。
（3）岩溶隧道施工宜采用动态设计、动态施工，及时优化调整设计施工方案。
（4）岩溶隧道施工应加强洞内外观察及围岩变形、外水压力等监测，必要时对支护结构应力、应
变以及地应力进行监测，及时反馈监测信息，实施信息化施工，确保施工安全。
（5）岩溶发育隧道，地质预报应建立以长距离物探和钻探为主，其他物探方式为辅，红外线探
测连续施测的综合预报体系。
（6）施工前应调查地表水出露情况，必要时可采取地表注浆等措施。
（7）开挖宜采取台阶法，必要时采用中隔壁法。
（8）爆破开挖应密布眼、少装药，渗漏水时加强观察。
（9）溶洞位于隧道一侧时，应先开挖该侧，等支护完成后再开挖另一侧。
（10）隧道岩溶较大时，应采用泄水洞宣泄岩溶水，泄水洞应位于地下水来向一侧。
（11）涌水量大、涌水点多、分散、排泄通道不明显的岩溶发育地段，宜先汇集、再引排，采取
辅助导坑、集水廊道结合泄水洞、行洪通道等措施处理。
（12）暗河段施工，以排为主，不得进行封堵，造成排水受阻，增大对正洞衬砌压力。
（13）二次衬砌施工前，应采用物探手段检查隧道周边环形加固层及层外围岩情况，重点检查拱
部、底板、边墙5m内是否存在有害空洞，隧道底部是否密实。
【练习题】
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1.（2021）关于岩溶隧道施工说法错误的是（）
A．隧道施工宜采用动态设计、动态施工，及时优化调整设计施工方案
B．施工前应调查地表水出露情况，必要时可采取地表注浆等措施
C．溶洞位于隧道一侧时，可先开挖另一侧，等支护完再开挖该侧
D．岩溶隧道施工应加强洞内外观察及围岩变形、外水压力等监测
【答案】C
【解析】溶洞位于隧道一侧时先开挖该侧，等支护完成后再开挖另一侧。
【案例题真题考点】
（2020）背景资料
事件四：施工人员在3#隧道某个掌子面施工时发现了不良地质的前兆：钻孔中有凉风冒出、钻孔
中涌水量剧增，且夹有泥沙，岩层明显湿化。施工人员立即停止施工并向相关人员报告了情况。
【问题】
5．针对事件四，隧道掌子面前方应属于哪种类型不良地质
【参考答案】
5.岩溶不良地质。
【考点】瓦斯隧道★★★
1.瓦斯隧道分类
（1）瓦斯隧道可分为微瓦斯隧道、低瓦斯隧道、高瓦斯隧道及瓦斯突出隧道，瓦斯隧道类型应
按隧道内瓦斯工区的最高等级确定。
（2）瓦斯隧道工区分为非瓦斯工区、微瓦斯工区、低瓦斯工区、高瓦斯工区、瓦斯突出工区五
级。
（3）当隧道埋置于瓦斯风化带以下，通过具有以下情况之一的煤层时，应认定为突出煤层：
①邻近矿区或工程发生经调查认定为突出事故的同一煤层。
②邻近矿区或工程已鉴定为突出的同一煤层。
③煤（岩）层有瓦斯动力现象。
④瓦斯压力达到或超过0.74MPa,尚未进行突出危险性鉴定的煤层。
（4）根据隧道通过地层的瓦斯赋存情况，设计、施工时可将瓦斯工区划分为若干非瓦斯区段及瓦
斯区段，并结合不同区段类型和分布关系，坚持全工区持续通风和瓦斯检测，制定工区施工组织方案。
2.超前地质预报
（1）瓦斯隧道应以地质调查法为基础、超前钻探法为主，结合物探、洞内地质素描、参数测试
等进行综合超前地质预报。
（2）超前钻探
①瓦斯区段应设置不少于1个超前探孔进行全过程探测。
②距预测或初探煤层15～20m（垂距）处，应采用超前探孔确定煤层准确位置，掌握其赋存情况
及瓦斯状况。
③超前探孔作业要求：
a.钻机应采用防爆型，钻孔直径不宜小于76mm。
b.当作业地点附近 20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时，应停止钻孔作业。
c.高瓦斯及瓦斯突出地段超前探孔应单工序作业；微、低瓦斯地段超前探孔宜采用单工序作业。
3.钻爆作业及支护
（1）一般规定
①瓦斯区段应严格控制超欠挖，避免塌方，减少开挖面坑凹而形成瓦斯局部积聚。
②隧道内同一瓦斯区段宜划分在同一工区，各工区间的贯通点不应处于揭煤段。
③瓦斯工区爆破工作应由专职爆破工担任，爆破作业必须执行“一炮三检”和“三人连锁爆破”
制度。
④瓦斯区段必须使用煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。一次爆破必须使用同一厂家、同一品种的
煤矿许用炸药和电雷管。
（2）开挖及爆破作业
①瓦斯工区钻孔作业应符合下列规定：
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a.开挖工作面附近20m风流中瓦斯浓度必须小于1.0%。
b.必须采用湿式钻孔。
c.炮眼深度不宜小于0.6m。
②瓦斯区段炮眼封泥必须使用水炮泥。水炮泥外剩余的炮眼部分应当用黏土炮泥或者不燃性、可
塑性松散材料制成的炮泥封实，其长度不应小于0.3m。严禁用煤粉、块状材料或者其他可燃性材料作
炮眼封泥。无封泥、封泥不足或者不实的炮眼，严禁爆破。严禁裸露爆破。
③瓦斯区段爆破严禁使用导爆管或普通导爆索、火雷管，应使用煤矿许用瞬发电雷管、煤矿许用
毫秒延期电雷管或者煤矿许用数码电雷管。
④电力起爆必须使用防爆型发爆器作为起爆电源，一个开挖工作面不得使用两台发爆器同时进
行爆破。
⑤微、低、高瓦斯工区爆破后通风15min,爆破工、瓦检员和班组长应首先巡视爆破地点，检查通
风、瓦斯、煤尘、支护、瞎炮、残炮等情况，如有危险情况必须立即处理。当瓦斯浓度小于1%、二氧
化碳浓度小于1.5%时，解除警戒后，工作人员方可进入开挖工作面工作。
4.防突揭煤
（1）一般规定
①隧道穿越突出煤层应严格按照“超前综合防突措施先行、工作面综合防突措施补充”的原则开
展设计与施工，并编制防突揭煤专项设计、施工方案。
②隧道通过平均厚度为 0.3m 及以上的煤层应进行突出危险性评估，评估为无突出危险时，施工
中还应进行超前突出危险性预测，经最终验证无突出危险后方可开挖。
（2）超前综合防突
①超前突出危险性预测应在距初探煤层位置10m（垂距）前开展。
②预测为具有突出危险的煤层，应在距煤层位置10m（垂距）前实施超前防突措施。
③预抽煤层瓦斯方法应根据煤层与隧道位置关系、辅助坑道设置、施工方法等确定，可选用的方
法有：工作面穿层钻孔预抽瓦斯；辅助坑道内顺层或穿层钻孔预抽瓦斯；分部开挖的先行导坑顺层或
穿层钻孔预抽瓦斯。
（3）工作面综合防突
①工作面突出危险性预测孔要求：
a.距煤层5m（垂距）前的工作面至少施作3个预测孔（取芯）。预测孔应穿透煤层全厚且进入顶
（底）板不小于0.5m或见煤深度不少于10m。
②工作面突出危险性预测应选用两种方法，相互验证。岩墙揭煤可采用综合指标法、钻屑瓦斯解
吸指标法；煤层中掘进可采用钻屑指标法、复合指标法、“R”值指标法，也可采用其他经试验验证有
效的方法。
④工作面预测煤层具有突出危险时，可选用钻孔预抽瓦斯、钻孔排放瓦斯、水力冲孔、超前管棚
及注浆加固煤体等防突措施。
（4）揭煤及煤层开挖距煤层2m（垂距）至进入顶（底）板2m（垂距）范围的揭煤工作应采用远
距离爆破，禁止使用振动爆破揭穿突出煤层。
5.施工通风、瓦斯检测和监测
（1）一般规定
①瓦斯工区洞内最低风速不应小于0.25m/s,防止瓦斯局部积聚的风速不宜小于1m/s。
②瓦斯隧道及辅助坑道调整通风方案或因故停风重启等情况，应根据瓦斯检测及监测结果进行安
全评估后，方可恢复正常施工。
（2）通风方式
①微瓦斯、低瓦斯工区的施工通风方式应采用压人式，也可采用巷道式。
②高瓦斯、瓦斯突出工区可采用压入式或巷道式。当高瓦斯或瓦斯突出区段距洞口大于 2000m
时，应采用巷道式通风。
③瓦斯工区施工中，对瓦斯易于积聚的空间和区域，可实施局部通风的方法，消除瓦斯积聚。
（3）通风系统
①瓦斯隧道各开挖工作面必须采用独立通风，严禁任何两个工作面之间串联通风。
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②瓦斯隧道两工区贯通前应遵循的规定：
a.两工区开挖作业面相距不小于 50m 时，必须停止其中的非瓦斯或瓦斯等级低的工区工作面作
业，做好调整通风系统的准备工作。
b.停止作业的工作面必须保持正常通风。
c.当贯通两工区均为瓦斯工区时，掘进的工作面每次爆破前，必须派专职瓦检员到停止作业的工
作面检查瓦斯浓度，瓦斯浓度超限时，应停止爆破作业，及时处理。
④人工瓦斯检测的检查频次要求
a.微瓦斯工区每班至少2次。
b.低瓦斯、高瓦斯工区每班至少3次。
c.有煤与瓦斯突出危险的地段，瓦斯涌出量较大、变化异常的地段，应设专人经常检查。
d.停工后重新复工的工作面、发生隧道塌方的工作面，作业前应全面检查瓦斯浓度。
6.洞内照明及作业机械
（1）瓦斯工区洞内照明供电应从洞外或洞内低压变压器专用电缆单独引出。照明配电装置应当
具有短路、过载和漏电保护的综合保护功能。
（2）作业机械
①瓦斯工区内作业机械应使用电力、蓄电池或柴油动力装置，严禁使用汽油动力装置。
②低瓦斯工区使用的非防爆型作业机械，应配置便携式甲烷报警仪，当瓦斯浓度超过0.5%时，应
停止作业机械运行。
【考点】岩爆隧道★★★
1.不同强度等级岩爆技术措施
（1）轻微岩爆地段开挖可正常掘进，并采用局部锚杆、应力释放等措施。
（2）中等岩爆地段，除可采用轻微岩爆地段措施外，还可采用超前注水、防岩爆锚杆等措施。
（3）强烈岩爆地段，除可采用中等岩爆地段措施外，还可采用超前应力解除爆破、小导洞超前、
超前锚杆、钢架支撑等措施。
2.岩爆隧道的施工要求
（1）应采用光面爆破技术，使隧道周边圆顺，减少应力集中；严格控制装药量，减少对围岩扰动。
（2）控制循环进尺，循环进尺不宜大于3m。
（3）超前注水孔宜布置在隧道边墙及拱部开挖断面轮廓线外10～15cm范围内，并向孔内灌高压
水，软化围岩，加快围岩内部应力释放。
（4）开挖后应及时喷纤维混凝土封闭，厚度宜为5～8cm.
（5）施工中发生岩爆，应停机待避，处理应利用岩爆间隙时间进行。
【案例题真题考点】
（2020）背景资料
事件四：右线隧道进口掘进至4500m处，进入中等强度岩爆地段，为确保施工安全，项目经理部
针对岩爆地段施工采取了加强监控量测、对设备进行防护措施。监理工程师检查后，认为措施不全，
需要完善。
【问题】
4．针对事件四，为保证岩爆地段施工安全，还应采取哪些措施？
【参考答案】
4．采用超前注水、防岩爆锚杆等措施进行应力释放；短进尺弱爆破；开挖后首先及早进行喷射混
凝土支护。
【考点】挤压性围岩★
1.挤压性围岩隧道支护要求
（1）支护体系应采取及时支护、限制变形、及时封闭成环原则。
（2）支护可采用可缩式钢架、可压缩锚杆和多层钢纤维喷锚等。
（3）采用可缩式钢架时，应快速封闭成环。
（4）喷射钢纤维混凝土宜采用逐层加喷作业，并在隧道纵向预留间隙。
（5）支护总压缩量应与预留量一致。
2.挤压性围岩隧道二次衬砌要求
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（1）二次衬砌应采用仰拱超前、墙拱一次成型方法灌注。
（2）在稳定性很差或地应力复杂地段，应加强初期支护，初期支护可分几次施作，二次衬砌施作
时间待变形趋于稳定后施作，并对二次衬砌采取增加二次衬砌厚度、采用钢纤维混凝土衬砌和采用钢
筋混凝土二次衬砌等措施加强。
【案例题真题考点】
（2021）背景资料
某新建电气化铁路双线隧道全长7836m，最大埋深863m，最小埋深40m。全隧共设2座斜井。隧
址区内地势总体上呈现中间高、两侧低态势，地形复杂。地质以千枚岩夹灰岩、炭质板岩为主，裂隙
水不发育。
施工过程中发生以下事件：
事件二：隧道掘进距进口2650m时，埋深约680m。超前地质预报显示前方20m范围构造发育，挤
压褶曲明显，岩体破碎，局部有夹泥层等软弱夹层，节理很发育，岩芯有饼化现象。开挖过程中，岩
体位移显著，持续时间较长，自稳能力差，基底有隆起现象，判定为不良地质。
事件三：为了安全通过事件二中不良地质地段，设计院对该段出具的方案为：采用V级曲墙式复
合衬砌；全环采用型钢钢架加强支护，纵向间距0.5m；拱部设Φ42 超前小导管，每根长 4.5m，环向
间距0.4m，纵向搭接2m；采用三台阶临时仰拱法施工。项目经理部工程部根据地质资料和设计方案，
提出了关键控制内容，其内容有：超前地质预报、监控量测和喷射混凝土初期支护等。
【问题】
2.根据背景资料和事件二，该隧道不良地质属于哪种类型？
3.针对事件三，补充关键控制内容。
【参考答案】
2.挤压性围岩
3.（1）围岩应力监测；
（2）预留沉降量，防止侵限；
（3）超前支护；
（4）锁脚施工；
（5）二次衬砌施作及拆模时间。
【考点】膨胀岩隧道★★
1.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。
2.膨胀岩隧道施工时应采取的措施
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
3.膨胀岩隧道施工要求
（1）采用钻爆法开挖时，应短进尺，多循环。
（2）开挖断面应圆顺，隧道周边宜采用风镐开挖，中间部分可用钻爆法开挖。
（3）膨胀岩地段开挖后，应及时封闭暴露的岩体。
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