導(dǎo)語：如何才能寫好一篇巖石隧道施工方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：軟弱圍巖；隧道；施工方法；難點(diǎn)；措施

中圖分類號：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

0 引言

隧道和地下工程技術(shù)以開發(fā)利用地殼潛在資源為目的，進(jìn)而能夠更好地實(shí)現(xiàn)環(huán)保、安全、便利、節(jié)能和經(jīng)濟(jì)的工程要求。伴隨我國公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力實(shí)施，大量穿越軟弱圍巖的公路隧道將會被修建。因此，研究和探討軟弱圍巖地段的隧道施工技術(shù)，推進(jìn)其技術(shù)創(chuàng)新有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 軟弱圍巖定義

根據(jù)《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》(GB50218-94)有關(guān)規(guī)定，按巖石的堅(jiān)固性分類，把單軸極限抗壓強(qiáng)度大于30MPa的新鮮巖石劃分為硬質(zhì)巖石；小于30 MPa的劃分為軟質(zhì)巖石，其中小于5MPa的劃歸為極軟巖石。

2 軟弱圍巖隧道施工方法難點(diǎn)分析

2.1 施工方法的選擇

軟弱圍巖隧道施工過程中最關(guān)鍵的是選擇合理的施工方法，而選擇合理的施工方法與施工條件、圍巖條件、隧道斷面積、隧道埋深、工期和環(huán)境條件等眾多因素密切相關(guān)。不同條件下，各種因素所起的作用主次有別，相應(yīng)選擇的施工方法也不同。

2.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇

分析軟弱圍巖隧道的施工過程，判斷在隧道施工過程中哪些因素是影響圍巖的穩(wěn)定主要因素，有針對性選擇隧道開挖、支護(hù)方式，更好的保證隧道的穩(wěn)定，防止盲目施工，避免重大經(jīng)濟(jì)損失和安全事故。怎樣合理選擇隧道施工方案，減少圍巖失穩(wěn)的可能性是我們分析軟弱圍巖隧道施工過程的目的。

2.3 軟弱圍巖條件下的爆破控制

從我國目前的實(shí)際情況出發(fā)，鉆爆法乃將是我國今后很長一段時(shí)間內(nèi)修建隧道的主流。隧道爆破開挖過程中會對周圍巖體造成損傷，爆炸對巖石的破壞和損傷作用體現(xiàn)在爆炸應(yīng)力波的動作用和爆生氣體的準(zhǔn)靜態(tài)作用兩個(gè)方面，這兩者的作用強(qiáng)度直接影響爆破對巖石的損傷程度和范圍。

3 某公路淺埋軟弱隧道施工對策

3. 1 開挖方法比選

一般在圍巖條件差(Ⅳ、Ⅵ級圍巖)且埋深淺的隧道施工中，較安全可靠的施工方案是采用側(cè)壁導(dǎo)坑、中隔墻(CD或CRD)等施工方法。但這些施工方法工序多，機(jī)械化程度低，勞動強(qiáng)度大，進(jìn)度慢，且存在對圍巖擾動次數(shù)多的缺陷。為此，在這類地層的山嶺隧道中目前多采用超短臺階法或短臺階法進(jìn)行施工。這類方法彌補(bǔ)了前述方法的不足，便于現(xiàn)場組織，縮短了工期、而且投資相對節(jié)省。

3.2淺埋軟弱隧道支護(hù)控制措施

3.2.1軟弱圍巖支護(hù)的作用機(jī)理分析

從地質(zhì)工程觀來看，軟弱圍巖由于其強(qiáng)度較小，無法自穩(wěn)，因此必須對其進(jìn)行改造，以滿足隧道工程安全性的要求。

（1）錨桿加固圍巖

錨桿系利用圍巖自身強(qiáng)度來支護(hù)圍巖，它的主要作用有；懸吊作用，通過錨桿把欲脫落的巖塊懸吊在深層完整的堅(jiān)硬圍巖上；組合梁作用，用錨桿把層狀巖體連接在一起，增加層間摩阻力，形成組合梁；加固作用，用錨桿將隧道周圍有節(jié)理、裂隙的巖體或軟弱巖體緊壓在一起，以增加巖體的強(qiáng)度。對于軟弱圍巖，錨桿作用是上述作用的組合。

（2）噴射混凝土

噴射混凝土支護(hù)的特點(diǎn)是：施工時(shí)機(jī)的選擇和噴射厚度的掌握均比較靈活，往往在地下工程開挖后及時(shí)跟進(jìn)。混凝土噴層的作用機(jī)理概括起來有如下三點(diǎn)：①改變圍巖表面受力狀態(tài)。由于噴層能與圍巖密貼和粘結(jié)，并能給圍巖表面以抗力和剪力，從而使圍巖處于三向受力的有利狀態(tài)，防止圍巖強(qiáng)度惡化。②填平補(bǔ)強(qiáng)圍巖、分配外力、防止圍巖松動、間接提高圍巖中的環(huán)向力，提高組合拱的質(zhì)量，使組合拱的支撐能力增強(qiáng)。③覆蓋圍巖表面。噴層直接粘貼巖面，形成防風(fēng)化和止水的防護(hù)層，并阻止節(jié)理裂隙中充填物流失。

（3）注漿

①注漿加固提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性、承載能力和穩(wěn)定性。注漿后，使得作用在拱頂上的壓力能有效傳遞到兩墻，通過對兩墻的加固，又能把荷載傳遞到底板。由于組合拱厚度加大，這樣又能減小作用在底板上的荷載集中度，因此能減小底板巖石中的應(yīng)力，減弱底板的塑性變形，減輕底鼓，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力，擴(kuò)大了支護(hù)結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性，能夠承受動壓的作用。②注漿后將松散的巖石膠結(jié)成整體，提高了巖體的凝聚力和內(nèi)摩擦角，從而提高了巖體的強(qiáng)度。③注漿也可以使得普通端錨式錨桿改變?yōu)槿L錨固，使得錨桿與圍巖形成一個(gè)整體，充分發(fā)揮錨桿的作用，形成可靠有效的組合拱。

（4）鋼支撐

在軟巖地下工程中，地下工程掘進(jìn)后，圍巖的自穩(wěn)時(shí)間極短，而噴射混凝土、錨桿不能及時(shí)提供足夠的支護(hù)抗力，為了維持圍巖的穩(wěn)定，保證地下工程設(shè)計(jì)斷面，需要在開挖后的短時(shí)間內(nèi)給予圍巖強(qiáng)有力的支護(hù)，這時(shí)往往采用鋼支撐支護(hù)。其作用機(jī)理有：①鋼支撐強(qiáng)度和剛度高，能夠承受較高的圍巖松動壓力和形變壓力。②鋼支撐較易按照地下工程設(shè)計(jì)斷面制作，其強(qiáng)力支護(hù)保證了設(shè)計(jì)斷面的要求，圍巖的穩(wěn)定性和施工安全性顯著提高。③鋼支撐支護(hù)施工快速方便，在短時(shí)間內(nèi)即給軟巖地下工程圍巖強(qiáng)力支護(hù)，防止地下工程圍巖變形過大發(fā)生破壞。

3.3 軟弱圍巖隧道爆破控制技術(shù)

由于隧道圍巖自穩(wěn)能力差，只能采用短臺階甚至超短臺階法開挖，開挖爆破均應(yīng)采用光面爆破；鉆爆作業(yè)中應(yīng)檢測圍巖爆破擾動深度、爆破震動對周邊及中間巖柱的破壞程度，對爆破震動加以控制，以利于隧道圍巖的穩(wěn)定。

3.3.1 爆破器材

炮眼鉆孔采用鑿巖機(jī)、濕鉆法施鉆。炸藥使用乳化炸藥，周邊眼使用小藥卷。起爆使用用國產(chǎn)Ⅱ系列 1~15 段非電毫秒微差雷管，少量火雷管進(jìn)行引爆。

3.3.2 爆破設(shè)計(jì)

隧道爆破設(shè)計(jì)包括鉆孔孔徑、掏槽方式與最小抵抗線、炮孔深度、炮孔間距、單位耗藥量、單孔裝藥量計(jì)算、總藥量的計(jì)算、最大一段允許用藥量的確定、炮孔數(shù)目的確定、炮孔布置、起爆順序等。

3.3.3 爆破作業(yè)施工順序

爆破作業(yè)施工順序?yàn)椋寒嫈嗝孑喞€—鉆眼爆破—清理危巖—出渣—補(bǔ)炮—出渣—初期支護(hù)—下一輪循環(huán)。出渣使用一臺ZL50C側(cè)卸式裝載機(jī)，3臺EQ自卸車運(yùn)輸，一臺 PC220 挖掘機(jī)清理斷面。

3.4 隧道施工防坍措施

（1）微型開裂處理措施，噴射混凝土封閉開裂面,噴射混凝土厚度不得小于3 cm,封閉后對其進(jìn)行觀測,如果不再開裂說明已經(jīng)穩(wěn)定,就無需再處理；如果封閉后在短時(shí)間內(nèi)再次開裂,則說明開裂變形在不斷發(fā)展,必須采取更強(qiáng)的加固措施。

（2）對于裂縫不斷發(fā)展、素噴混凝土封閉無效的開裂面可以采取小導(dǎo)管注漿掛網(wǎng)噴射混凝土處理。a.在開裂面上鉆孔施作注漿小導(dǎo)管，小導(dǎo)管采取 80 cm×80cm 梅花形布置，長度不得小于 4.5 m，覆蓋范圍要超過開裂面短邊長度的1/3，最小不得小于1.0 m。當(dāng)圍巖破碎難成孔時(shí)可用自進(jìn)式錨桿代替。b.小導(dǎo)管打入圍巖后鋪掛鋼筋網(wǎng),鋼筋網(wǎng)采用Φ10鋼筋加工成15 cm×15 cm的鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片全部與小導(dǎo)管焊接牢固。c.將小導(dǎo)管用Φ16鋼筋縱橫連接，形成大鋼筋網(wǎng)。d.用水泥—水玻璃雙液漿通過小導(dǎo)管對巖體進(jìn)行注漿,注漿壓力不要過大,裂縫流漿后停止注漿。e.注漿后采用C25噴射混凝土進(jìn)行封閉，厚度不得小于8 cm,將鋼筋網(wǎng)片和大鋼筋全部覆蓋。

4 結(jié)語

本文結(jié)合當(dāng)前社會發(fā)展與研究背景，簡要介紹了軟弱圍巖隧道施工方法。在實(shí)際過程中，尚需全面了解和掌握軟弱圍巖隧道的施工特點(diǎn)，總結(jié)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律，從理論高度解釋和認(rèn)識軟弱圍巖條件下淺埋隧道施工過程中受力規(guī)律和工程特點(diǎn)，才能靈活的運(yùn)行施工技術(shù)，并為制定科學(xué)、合理的施工方案與安全防范措施提供指導(dǎo)和依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 何滿潮，景海河，孫曉明．軟巖工程力學(xué)[M]．北京：科學(xué)出版社，2002

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篇2

【關(guān)鍵詞】隧道水平巖層 預(yù)防塌方施工方法

0引言

西北地區(qū)，尤其是陜北黃土地區(qū)，隧道掘進(jìn)施工時(shí)遇水平巖層極為常見，陜北地區(qū)山體水平巖層主要以砂巖夾頁巖、頁巖夾砂巖、砂巖夾泥巖為主，設(shè)計(jì)一般將圍巖級別定為Ⅲ級、Ⅳ級。對于Ⅳ級水平圍巖，初期支護(hù)一般采用鋼架、錨桿、噴射混凝土，開挖安全基本有保證；但對于Ⅲ級水平圍巖，設(shè)計(jì)初期支護(hù)一般為錨桿、噴射混凝土，開挖后經(jīng)常發(fā)生拱頂?shù)魤K或塌方現(xiàn)象，給施工、人身安全帶來較大風(fēng)險(xiǎn)。包西鐵路施工期間，遇陜北地區(qū)水平巖層地質(zhì)，隧道掘進(jìn)施工時(shí)發(fā)生了大量坍塌現(xiàn)象，后進(jìn)行了專題研究，采取了加強(qiáng)措施，效果較好。

1地質(zhì)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)

包西鐵路沿線隧道穿越的巖層主要為侏羅系（J）、三疊系（T）、二疊系（P）的砂巖夾頁巖、頁巖夾砂巖、砂巖夾泥巖，砂巖相對較硬，而泥巖、頁巖巖質(zhì)相對較軟，軟硬不均，風(fēng)化差異較大，軟質(zhì)巖石易風(fēng)化，在垂直發(fā)育的兩組主要節(jié)理切割下容易失穩(wěn)。

雙線隧道Ⅲ級水平圍巖設(shè)計(jì)初期支護(hù)為濕噴C25混凝土10，拱部噴C25混凝土中設(shè)置φ6鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距25×25cm，拱部設(shè)系統(tǒng)錨桿，長2.5m，1.2×1.5m呈梅花形布置。

2塌方特征

沿線隧道遇水平圍巖塌方主要存在以下五個(gè)特征：

2.1 邊墻穩(wěn)定，一般為拱頂塌方。

2.2 規(guī)模不大，發(fā)生塌方的隨機(jī)性和偶然性較大，預(yù)見及防護(hù)困難。

2.3 直接掌子面塌方不多，大部分為掌子面后方與仰拱之間塌方，形成關(guān)門，危險(xiǎn)性較大。

2.4 塌穴多為上小下大三角形腔體疊置懸臂結(jié)構(gòu)。

2.5 拱頂?shù)魤K后形成第二通道，加快坍塌進(jìn)度。

3 塌方原因分析

多次塌方后邀請鐵道部、建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等單位有關(guān)隧道、地質(zhì)專家進(jìn)行現(xiàn)場勘察，對塌方原因進(jìn)行分析、討論，最后形成一致意見：水平圍巖隧道塌方主要受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水等多種因素影響造成。

3.1 水平巖層

沿線涉及的侏羅系、二疊系、三疊系石炭系砂巖、頁巖、泥巖及及其互層地層平緩，呈微傾向北和北西的單斜地層，傾角一般為3°～10°，導(dǎo)致隧道拱部穩(wěn)定性較差。

3.2 垂直節(jié)理

巖體主要發(fā)育兩組構(gòu)造垂直節(jié)理，大致為東西向和南北向，東西向節(jié)理間距0.5～1.5m，連通性較好，南北向較稀，間距2～3m。兩組節(jié)理對巖體切割，隧道開挖下部臨空后應(yīng)力調(diào)整，當(dāng)節(jié)理密閉，結(jié)合緊密時(shí)，應(yīng)力調(diào)整時(shí)間較長，在隧道掌子面后方易產(chǎn)生塌方，當(dāng)節(jié)理微張或張開，節(jié)理結(jié)合較差時(shí)，應(yīng)力調(diào)整時(shí)間短，往往在掌子面開挖后很快產(chǎn)生塌方。

3.3 軟硬相間

泥巖及頁巖一般以砂質(zhì)為主，巖質(zhì)相對較軟，砂巖以鈣質(zhì)為主，巖質(zhì)相對較硬，巖性軟硬相間，巖體風(fēng)化不均，層間結(jié)合相對較差，且在隧道開挖后圍巖應(yīng)力調(diào)整時(shí)間較長，是拱部塌方滯后的原因之一。

3.4 地下水滲透并逐漸形成通道

沿線隧道埋深不大，部分隧道剛開挖時(shí)干燥無水，爆破后形成臨空面，節(jié)理裂隙水沿爆破后形成的縱向裂隙下滲，首先雨水滲入黃土增大了隧道拱頂?shù)暮奢d，其次下滲到隧道周邊，對隧道拱部的頁巖和泥巖夾層進(jìn)行軟化，已施工的隧道初期支護(hù)受到這兩重不利因素影響，造成拱部局部坍塌。

3.5 拱頂覆蓋的水平巖層厚度較薄

隧道拱部處在頁巖、泥巖中，特別是在薄層頁巖、泥巖中，光面爆破效果很差，隧道拱部很難形成自然拱，在其上部較厚的黃土荷載壓力下，已經(jīng)施工的隧道初期支護(hù)難以承受，造成拱部局部坍塌。

3.6 水平成層圍巖臨近斷層段及其影響帶

部分隧道臨近斷裂褶皺帶，受爆破震動等因素影響，拱頂易坍塌。

3.7 開挖放炮震動

為趕進(jìn)度，Ⅲ級圍巖爆破進(jìn)尺較大，一次裝藥量大，爆破振動大，超欠挖嚴(yán)重，欠挖處應(yīng)力集中，拱部巖石慢慢剝落。噴射混凝土臨近掌子面，受爆破震動大，噴射混凝土早期強(qiáng)度受到較大影響。故拱部常出現(xiàn)掉塊，隧道施工存在安全隱患。

3.8 設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)不足

對于陜北地區(qū)Ⅲ級水平圍巖，設(shè)計(jì)僅按普通Ⅲ級圍巖對待（初期支護(hù)采用系統(tǒng)錨桿、拱部鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土、邊墻噴射混凝土），未考慮到該圍巖開挖后邊墻穩(wěn)定、拱部不穩(wěn)的特殊性，未對拱部采用專門加強(qiáng)措施。

4 初期支護(hù)針對性措施

綜合包西鐵路沿線隧道塌方特點(diǎn)及原因分析，塌方主要集中在薄層砂、頁、泥巖夾雜地段，因此，為預(yù)防隧道拱頂?shù)魤K、塌方，針對Ⅲ級水平圍巖隧道拱部圍巖特點(diǎn)，初期支護(hù)建議采取以下針對性措施。

各類圍巖建議采用初期支護(hù)

序號 隧道拱部圍巖特點(diǎn) 初期支護(hù)

1 砂巖，中厚層－厚層 濕噴C25混凝土，拱部噴C25混凝土中設(shè)置φ6鋼筋網(wǎng)，拱部設(shè)系統(tǒng)錨桿，梅花形布置。

2 砂巖、砂巖夾頁巖（泥巖），砂巖與泥巖中厚層狀 拱部錨桿較“1”增長，適當(dāng)增加拱部噴層厚度（設(shè)置φ6鋼筋網(wǎng)）并提高噴射混凝土早期強(qiáng)度（24小時(shí)強(qiáng)度不應(yīng)低于4Mpa）。

3 砂巖、砂巖夾頁巖（泥巖），薄層狀 拱部錨桿較“1”增長。拱部設(shè)置鋼支架，間距為 1.2～1.5m，鋼支架的斷面可以采用三角鋼支架或四邊形格柵支架，支架腳可采用大拱腳。噴射混凝土的強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C25（拱部設(shè)置φ6鋼筋網(wǎng)），24小時(shí)強(qiáng)度不應(yīng)低于4Mpa。

4 砂巖、砂巖夾頁巖（泥巖），或砂泥巖、砂頁巖互層，薄層狀 拱部錨桿較“1”增長。拱墻采用格柵或工16型鋼鋼架，間距為 1.2～1.5m，支架腳可采用大拱腳。噴射混凝土的強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C25（拱部設(shè)置φ6鋼筋網(wǎng)），24小時(shí)強(qiáng)度不應(yīng)低于4Mpa。

5 Ⅲ級水平成層圍巖臨近斷層及影響帶或Ⅲ級水平成層圍巖滲水量大于10L/min.10m 提高圍巖級別，按高一級別支護(hù)參數(shù)執(zhí)行

5 其他預(yù)防性措施

5.1 采用短進(jìn)尺淺孔爆破，有效減少超欠挖，同時(shí)采用小直徑藥包連續(xù)裝藥，采用“等差”雷管、控制相鄰段位炮孔起爆時(shí)差不小于50ms，避免爆破振動波疊加，控制爆破振動速度小于50cm/s，減少對噴混凝土早期強(qiáng)度的影響，達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)的合理要求。

5.2 由于爆破后開挖面的不平整，噴混凝土厚度的離散性非常大。采用濕噴，確保噴層早期強(qiáng)度及厚度。嚴(yán)格錨桿施工，確保有效錨固長度（將數(shù)層巖層串聯(lián)，形成組合梁）,設(shè)置墊板（加載能力可提高2.5倍）。

5.3 嚴(yán)格控制施工工序，嚴(yán)格控制仰拱與二襯距開挖掌子面距離。仰拱距開挖面距離盡可能縮短，控制在50～60m，二次襯砌距開挖面的距離控制在90～120m。

5.4 采用正臺階施工，導(dǎo)洞超前。

5.5 做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，尤其是拱部圍巖基巖厚度的測試工作，如果拱部巖層厚度比設(shè)計(jì)小，應(yīng)及時(shí)提出變更，否則拱頂?shù)狞S土等將隨著拱部薄層巖石一起坍塌，將造成更大的塌方。

5.6 嚴(yán)格按照監(jiān)控量測規(guī)程要求，實(shí)測初期支護(hù)后拱腳水平相對凈空變化和拱頂相對下沉，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，其結(jié)果接近該規(guī)程中的初期支護(hù)極限相對位移，應(yīng)馬上進(jìn)行二次襯砌施工，同時(shí)注意調(diào)整預(yù)留變形量，防止二次襯砌厚度不足。

5.7 做好應(yīng)急預(yù)案，配備必要的報(bào)警、救援、逃生設(shè)施。

6 結(jié)束語

篇3

1隧道施工中的不良地質(zhì)條件分析

隧道施工中不良地質(zhì)條件通常是指在施工環(huán)境周圍存在著斷層發(fā)育、巖體破碎、料場地質(zhì)發(fā)生異變及含水量與最優(yōu)含水量偏差較大等情況，常見的不良地質(zhì)類型有膨脹圍巖、巖溶地段、破碎斷層、涌水和涌泥等。不良地質(zhì)段一經(jīng)開挖，潛在應(yīng)力釋放快，圍巖失穩(wěn)變形，對工程施工產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，經(jīng)常會導(dǎo)致大量隧道工程施工方案不合理和工程事故的發(fā)生原因就是與前期對隧道圍巖結(jié)構(gòu)類型的分析認(rèn)識不清有密切關(guān)系，但是這并不排除在個(gè)別地段或洞室的某些部位仍可能會遇到不良地質(zhì)和一些不利于施工的特殊地質(zhì)地段，這些不良地質(zhì)條件所處的地段都嚴(yán)重影響了隧道施工的質(zhì)量和安全。

2不良地質(zhì)條件對隧道施工的影響

在隧道工程施工中，不良地質(zhì)條件對施工的影響非常大，經(jīng)常會造成隧道涌水，可軟化泥化巖石，增大圍巖的變形，同時(shí)還會降低結(jié)構(gòu)面的內(nèi)聚力，造成不利組合巖塊的塌落甚至引起大的坍方。還有些不良地質(zhì)條件會使隧道周邊與含水構(gòu)造（體）間隔巖體厚度的過薄或含水構(gòu)造（體）水壓上升，導(dǎo)致了隧道施工期間的突破型涌水，當(dāng)通道地下水位上升水壓力達(dá)到一定值時(shí)，沖破堵塞造成重新涌水，即形成隧道施工期間隧道內(nèi)的間歇型涌水。這些不良地質(zhì)條件都會嚴(yán)重影響隧道施工的質(zhì)量和安全，因此，在隧道施工期間，必須采取合理的方法和技術(shù)措施來避免災(zāi)害的發(fā)生，同時(shí)保證施工的質(zhì)量和安全。

3不良地質(zhì)條件下的施工方法

根據(jù)設(shè)計(jì)要求及地質(zhì)條件、工期情況，結(jié)合類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)和上場機(jī)械設(shè)備情況，我們在針對不良地質(zhì)條件下隧道施工技術(shù)方法研究如下：

3.1開挖方法

隧道開挖施工方法主要由巖體質(zhì)量、洞室斷面的大小等因素決定，不同圍巖類別、斷面大小的洞室開挖方法不一樣。因?yàn)橛袝r(shí)候我們遇到那種濕陷性黃土，有很大的膨脹性，在施工時(shí)就特別困難；還有有時(shí)我們遇到那種軟質(zhì)圍巖，同樣在支護(hù)方面也特別困難；而且有時(shí)候不同地域不同地質(zhì)條件，所采用的施工技術(shù)方法也不盡相同。對于圍巖較好的小斷面洞室，一般采用全斷面開挖；對于圍巖較差的中小斷面的洞室采用短臺階法開挖；圍巖較好的大斷面洞室采用長臺階、分層分部開挖；圍巖較差的大斷面洞室采用超前導(dǎo)洞法或者預(yù)留核心土法進(jìn)行開挖施工。已建工程以淺鉆孔、多循環(huán)、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)的原則進(jìn)行開挖。控制臺階深度，調(diào)整爆破參數(shù)，盡量降低擾動圍巖的程度。

3.2支護(hù)方法

隧道支護(hù)是隧道施工中的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，為確保安全、快速、優(yōu)質(zhì)完成隧道施工任務(wù)，在前期開挖過后，對隧道支護(hù)的設(shè)計(jì)就必須結(jié)合隧道現(xiàn)實(shí)狀況進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，并且同時(shí)在施工中采取安全有效、切實(shí)可行的技術(shù)措施。隧道支護(hù)方法首先是對圍巖進(jìn)行分級，V類圍巖是穩(wěn)定性最差的一類圍巖，其一般形式為：斷層破碎帶、軟弱破碎帶、砂卵石層、砂層等，其自穩(wěn)能力和成洞條件較差或差。按圍巖分級，對于I、Ⅱ級圍巖可不做任何支護(hù)或只做平整襯砌，對于Ⅲ級以上圍巖可采用錨噴支護(hù)襯砌，而對V級圍巖則著重研究其自身穩(wěn)定性，采用加固辦法，在保證自穩(wěn)的前提下，再采用相應(yīng)的支護(hù)型式，以保證水工隧洞的安全使用。

3.3監(jiān)測方法

由于隧道施工受不良地質(zhì)條件影響非常大，采取必要的監(jiān)測方法就顯得非常重要，因?yàn)樗淼朗┕ぶ形覀兘?jīng)常會遇到各種各樣的不良地質(zhì)環(huán)境，并且我國地形的復(fù)雜多樣性，在隧道施工中，經(jīng)常會遇到各種復(fù)雜的不良地質(zhì)條件，這些都嚴(yán)重影響施工技術(shù)進(jìn)度，有時(shí)甚至影響整個(gè)施工的質(zhì)量和安全，監(jiān)測對于施工來說非常重要。針對隧道施工中經(jīng)常會出現(xiàn)的不良地質(zhì)情況，采取必要的監(jiān)測方法將變得尤其重要。通常我們在監(jiān)測不良地質(zhì)條件時(shí)都采取不良地質(zhì)隧道超前預(yù)報(bào)這種技術(shù)方法，因?yàn)椴涣嫉刭|(zhì)超前預(yù)報(bào)能很好的監(jiān)測不良地質(zhì)條件的發(fā)生和發(fā)展，并且能很準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)和避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，從而對于隧道施工來說很重要，在今后的隧道施工中應(yīng)用也會越來越廣泛。

4結(jié)束語

在隧道施工建設(shè)過程中我們經(jīng)常會遇到各種各樣的不良地質(zhì)問題，有時(shí)候還會遇到各種不同地質(zhì)條件相互組合和疊加的情況，因此我們要根據(jù)不同的不良地質(zhì)條件利用不同的施工技術(shù)方法來對待。通過以上在對不良地質(zhì)條件下隧道施工技術(shù)方法的研究與分析后，我們認(rèn)識到不良地質(zhì)條件雖然給隧道施工帶來了許多困難，但只要掌握了不良地質(zhì)的性質(zhì)、規(guī)模和在隧道的出露位置，采取正確的施工支護(hù)方法，根據(jù)實(shí)際工程地質(zhì)環(huán)境條件，確定合理的支護(hù)方法和措施進(jìn)行施工作業(yè)，同時(shí)還要根據(jù)施工中的突發(fā)地質(zhì)情況下來及時(shí)調(diào)整施工方法，采取最有利并且最適宜的施工技術(shù)和支護(hù)方式來進(jìn)行施工建設(shè)。只有這樣，我們才能更好的認(rèn)識和重視施工中不良地質(zhì)條件，同時(shí)可以在保證施工進(jìn)度的基礎(chǔ)上最大限度的確保施工安全和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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篇4

【關(guān)鍵詞】軟弱圍巖；隧道施工；施工方法

一、軟弱圍巖工程特點(diǎn)及變形破壞特征

軟弱圍巖指的是具有較軟弱的巖質(zhì)、較低的承載力、結(jié)構(gòu)相對破碎的圍巖，在軟弱圍巖隧道施工中，其工程特點(diǎn)主要包括以下內(nèi)容：一是巖體容易松散破碎并且具有較差的粘結(jié)力。由擠壓破碎帶、巖體全風(fēng)化層與土層構(gòu)成的軟弱圍巖，其巖體結(jié)構(gòu)松散破碎，巖體之間所具有的粘結(jié)力較差，在隧道開挖至洞室后其粘結(jié)主要是靠微弱的膠結(jié)能力與顆粒摩擦，所以具有極不穩(wěn)定的特點(diǎn)，特別是淺埋地段則容易產(chǎn)生冒頂和坍塌。二是強(qiáng)度較低并且在遇水之后容易發(fā)生軟化現(xiàn)象。由千枚巖、炭質(zhì)巖、片巖、泥巖、頁巖等構(gòu)成的軟弱圍巖，其本身具有較低的強(qiáng)度與較差的穩(wěn)定性，并且在隧道開挖之后一旦暴露就容易受風(fēng)侵蝕、遇水軟化，特別是深埋地段在高應(yīng)力的影響下容易產(chǎn)生塑性變形而導(dǎo)致洞室的內(nèi)擠。巖體的結(jié)構(gòu)面由于軟弱而容易滑塌。一些塊狀巖體由于受到結(jié)構(gòu)面切割帶來的影響過于嚴(yán)重并且結(jié)構(gòu)面具有較低的粘結(jié)強(qiáng)度，所以在隧道開挖以后周邊的巖體容易沿著結(jié)構(gòu)面發(fā)生墜落、滑移和松弛現(xiàn)象。

由于軟弱圍巖隧道施工具有以上工程特點(diǎn)，所以在隧道開挖之后容易表現(xiàn)出容易坍塌和具有較短的自穩(wěn)時(shí)間的特征。隧道開挖會移走對洞身進(jìn)行支撐的圍巖而造成洞壁處于臨空狀態(tài)，圍巖所承受的應(yīng)力在經(jīng)過重新調(diào)整后會向已經(jīng)挖空的隧道部位變形，這種變形主要包括三個(gè)部分：一是隧道正前方位掌子面產(chǎn)生水平鼓出現(xiàn)象；二是掌子面前方的圍巖出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，而淺埋隧道地段則會出現(xiàn)地表下沉現(xiàn)象從而產(chǎn)生沉降槽；三是剛開始開挖的地段洞壁產(chǎn)生收斂變形現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為邊墻內(nèi)移和拱頂下沉。如果這些變形不能通過有效措施進(jìn)行控制則會導(dǎo)致塌方現(xiàn)象。隧道塌方的類型主要表現(xiàn)為兩種：一是由于掌子面產(chǎn)生的水平變形太大而出現(xiàn)掌子面擠出塌方；二是由于支護(hù)出現(xiàn)過大下沉而讓隧道在失穩(wěn)狀態(tài)下塌方。如果隧道上面只具有較淺的覆土?xí)r，則隧道中出現(xiàn)的變形會逐漸發(fā)展至地表并引發(fā)地表開裂變形，甚至?xí)a(chǎn)生坍塌冒頂?shù)默F(xiàn)象，這種嚴(yán)重的塌方事故對隧道工程的環(huán)境以及建設(shè)都會產(chǎn)生極大危害。

綜上所述，由于軟弱圍巖隧道施工中的圍巖具有較差的自穩(wěn)能力與較低的強(qiáng)度，所以地應(yīng)力會在隧道開挖之后進(jìn)行重新的分布，從而導(dǎo)致隧道周邊會出現(xiàn)較大松動圈，在此施工特點(diǎn)和施工環(huán)境中，如果工程措施或者施工方法設(shè)計(jì)和使用不當(dāng)，將會導(dǎo)致初期支護(hù)產(chǎn)生變形甚至發(fā)生塌方事故等，由此可以看出，軟弱圍巖隧道施工工作的核心在于對變形的控制與坍塌的防止。

二、隧道開挖施工方法及其比較分析

隧道結(jié)構(gòu)本身的力學(xué)狀態(tài)就十分復(fù)雜，而軟弱圍巖環(huán)境中的隧道施工更是需要面臨更多的問題。從力學(xué)角度看，隧道施工的過程是對隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)狀態(tài)做出控制的過程，而施工技術(shù)也是對力學(xué)狀態(tài)做出控制的方法和手段，所以在隧道施工中根據(jù)實(shí)際施工情況來選擇合理且具有適應(yīng)性的施工方法十分重要。

（一）全斷面開挖法

以隧道輪廓設(shè)計(jì)為依據(jù)進(jìn)行一次爆破成型并進(jìn)行后期支護(hù)、修建襯砌的施工方法被稱為全斷面開挖法，這種方法適用于I―IV級別的圍巖。在IV級別圍巖的應(yīng)用中，圍巖需要具備從開挖到支護(hù)這段時(shí)間中保持穩(wěn)定的能力。當(dāng)有高效率的裝運(yùn)機(jī)械設(shè)備、自制的作業(yè)臺架或者鉆孔臺時(shí)也應(yīng)當(dāng)對這種方法做出考慮。在全斷面開挖法的使用中，施工區(qū)段的長度或者隧道的長度都不宜過短，一般應(yīng)當(dāng)在1KM以上，否則會具有較差的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)要選取配套的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工以提高機(jī)械設(shè)備的施工效率。此方法的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)為具有較大空間的工作面、較寬的施工現(xiàn)場，并且開挖工序只有一道而具有了較高的開挖效率和方便的管理。其劣勢則體現(xiàn)為對機(jī)械化程度具有較高要求并且要具有嚴(yán)密的施工組織，任何一道工序的落后都會對施工進(jìn)度造成影響。

（二）臺階法

橫向?qū)⒄谱用娣指顬閹讉€(gè)部分并分布進(jìn)行開挖的方法被稱為臺階法。使用臺階法施工的過程中一般將設(shè)計(jì)斷面分為上下兩個(gè)斷面分別在此進(jìn)行開挖成型。其工序是開挖上半斷面――對拱部進(jìn)行錨桿噴射混凝土支護(hù)――對拱部進(jìn)行襯砌――開挖下半部分中央部位――開挖邊墻部分――對邊墻部分進(jìn)行噴射混凝土支護(hù)與襯砌。這種方法適用于很多類型的圍巖，與全斷面開挖法比較具有較低的設(shè)備要求，同時(shí)具有較大的工作空間，能夠在一定程度上確保開挖面具有足夠的穩(wěn)定性，特別是在上部進(jìn)行開挖支護(hù)以后，下半部分的開挖工作相對更為安全。當(dāng)前我國應(yīng)用最廣泛的隧道開挖方法就是臺階法，在應(yīng)用中的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在上下部分的開發(fā)工作存在互相干擾的情況，在下半部的開挖中應(yīng)當(dāng)重視上半部分的穩(wěn)定性，并且這種方法會增加圍巖受到的擾動次數(shù)。

（三）分部開挖法

如果軟弱圍巖無法采用大斷面開發(fā)法進(jìn)行開挖則最好選擇分部開挖法展開施工。當(dāng)前隧道施工中的分布開挖法包括環(huán)形開挖預(yù)留核心土法、交叉中隔壁法、中隔壁法以及雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。其中環(huán)形開挖預(yù)留核心土法可以在V―IV級別的圍巖隧道施工中使用，其順序是對環(huán)形公布土體進(jìn)行人工與機(jī)械的配合開挖，對拱部做好初期支護(hù)，對核心土體以及下半部分土體進(jìn)行開挖，對邊墻做好初期支護(hù)，封底并以圍巖變形的具體情況進(jìn)行二次襯砌。使用這種方法能夠使開挖工作面具有較好的穩(wěn)定性從而確保施工安全；交叉中隔壁與中隔壁法適用于大跨淺埋隧道的施工，這種施工一般需要對地面沉陷做出嚴(yán)格的控制。在中隔壁法的應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)分為兩至三部從上往下沿著一側(cè)進(jìn)行開挖，完成一步開挖后應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行錨噴支護(hù)并安置中隔墻和鋼架，同時(shí)底部應(yīng)當(dāng)設(shè)置臨時(shí)的仰拱，隨后在對中隔墻另一側(cè)進(jìn)行開挖。交叉中隔壁法相對中隔墻一側(cè)分為兩或散步進(jìn)行從上往下的開挖與支護(hù)，一側(cè)完成1―2部之后就可以對另一側(cè)進(jìn)行開挖支護(hù)，從而形成兩側(cè)交叉開挖的形態(tài)。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法也被成為眼鏡工法，在應(yīng)用中現(xiàn)在多線隧道兩側(cè)進(jìn)行導(dǎo)坑開挖并分別對剩余部分開挖。這種方法能夠在IV―V的級別圍巖中使用。在這種方法的使用中由于先對兩側(cè)導(dǎo)坑開挖，初期的支護(hù)從下往上形成，所以土體承載力問題得到了良好解決并保證了施工的安全性，地面沉降也可以得到良好控制，但是其劣勢則表現(xiàn)為工序繁多，施工管理與組織復(fù)雜，具有較慢的施工進(jìn)度并且對導(dǎo)坑進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)會導(dǎo)致工程成本的增加。

全斷面開挖法適用于具有較好的地層并且跨度在8米以下的施工條件，與其他施工方法比較具有一般的沉降、最短的工期較好的防水以及較低的造價(jià)，并不需要對初期支護(hù)進(jìn)行拆除；正臺階法則適用于較差的底層并且跨度在2米以下的施工條件，與其他施工方法比較具有一般的沉降、較短的工期、較好的防水以及較低的造價(jià)，不需要對初期支護(hù)進(jìn)行拆除；上半面臨時(shí)封閉正臺階法適用于地層差且跨度在12米以下的施工條件，與其他施工方法相比具有一般的沉降、較短的工期、較好的防水以及較低的造價(jià)，需要拆除的初期支護(hù)量較小；環(huán)形核心土開挖法適用于地層差且跨度在12米以下的施工條件，與其他施工方法相比具有一般的沉降、較短的工期、較好的防水以及較低的造價(jià)，不需要對初期支護(hù)進(jìn)行拆除；中隔墻法適用于地層差且跨度在18米以下的施工條件，與其他施工方法相比具有一般的沉降、較短的工期、較好的防水以及偏高的造價(jià)，需要拆除的初期支護(hù)量較?。唤徊嬷懈魤Ψㄟm用于地層差且跨度在20米以下的施工條件，與其他施工方法比較具有較小的沉降、較長的工期、較好的防水以及較高的造價(jià)，需要拆除的初期支護(hù)量較大；雙側(cè)壁導(dǎo)坑法則具有適用于具有較大工程跨度的施工條件，與其他方法相比具有較大的沉降、較長的工期、效果較差的防水以及較高的造價(jià)，并且需要超出的初期支護(hù)量較大。

三、隧道開挖的施工原則

隧道施工時(shí)要將坑道范圍中的巖體進(jìn)行挖出，在此過程中盡量保證坑道圍巖具有穩(wěn)定性。開挖是軟弱圍巖隧道施工中的首道工序，同時(shí)也是最為關(guān)鍵的工序，在開挖坑道的過程中，雖然軟弱圍巖所具有的穩(wěn)定性在很大程度上被圍巖自身工程地質(zhì)特點(diǎn)決定，但是顯然施工方法的選擇也對圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)揮著重要而直接的影響。軟弱圍巖隧道開挖施工基本原則為：在確保圍巖穩(wěn)定性以及盡量減少擾動圍巖的頻率前提下選擇適用于軟弱圍巖工程地質(zhì)特點(diǎn)的掘金方式與開挖方法，并盡量實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)速度的提高。換而言之，在掘進(jìn)方式和開挖方法的選擇中，不僅要對軟弱圍巖的地質(zhì)條件與變化情況作出考慮，讓施工方法能夠適用于軟弱圍巖地質(zhì)特點(diǎn)與變化并確保軟弱圍巖的穩(wěn)定，同時(shí)要對坑道范圍中巖體所具有的堅(jiān)硬程度作出考慮，并以此為依據(jù)選在能夠減少擾動圍巖次數(shù)且可以快速掘進(jìn)的方法與技術(shù)。開挖方法對軟弱圍巖的穩(wěn)定性產(chǎn)生著重要影響，所以在開挖方法的選擇中，有必要對施工技術(shù)的難度、施工方法的安全性、掌子面的穩(wěn)定性、機(jī)械設(shè)備能力、工期、造價(jià)等因素做出綜合的分析與考慮，進(jìn)而選擇最具可行性和實(shí)用性的開挖方法。在施工過程中，需要注意的問題主要包括以下幾點(diǎn)：一是要注重施工場地的調(diào)查與研究，掌握軟弱圍巖隧道工程地質(zhì)特點(diǎn)一手資料，并以調(diào)查研究結(jié)果為依據(jù)對施工組織進(jìn)行優(yōu)化；二是以因地制宜為原則選擇具有較強(qiáng)針對性并且效果良好的隧道施工方法與措施，做到“地質(zhì)變，施工方法變”；三是對隧道施工現(xiàn)場進(jìn)行嚴(yán)格的管理，做好長大軟弱圍巖隧道的無軌運(yùn)輸施工以及通風(fēng)工作至關(guān)重要；四是重視水對軟弱圍巖隧道施工產(chǎn)生的影響，在對地下水情況做出調(diào)研的基礎(chǔ)上應(yīng)做到心中有數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

【關(guān)鍵字】偏壓作用；小間距隧道；施工

中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一 小間距隧道的工程簡介

1、小間距隧道常見結(jié)構(gòu)形式

隧道平面是在服從路線走向的前提下, 結(jié)合隧址區(qū)地形、地質(zhì)、輔助坑道位置( 長大隧道) 、洞口線形、洞外構(gòu)造物以及環(huán)境等因素綜合布設(shè), 其布置形式一般有以下3 種: 一是上下行分離式隧道, 二是上下行分離式小間距隧道, 第三種是雙連拱隧道或上下雙層隧道。對于小間距隧道, 其結(jié)構(gòu)形式根據(jù)其在空間的幾何位置關(guān)系可分為平行小間距隧道、錯(cuò)臺式小間距隧道和正交或斜交、重疊、交疊過渡等形式。在目前的公路工程中, 小間距隧道常見的形式為平行小間距隧道。如1998 年建成的招寶山隧道,兩隧道之間的凈距僅為3.40~ 4.20 m, 為0.28B( 隧道開挖寬度) 。

2、小間距隧道的工程特點(diǎn)

小間距隧道結(jié)構(gòu)形式介于分離式和連拱隧道之間, 在某些條件下小間距隧道的技術(shù)可靠性與經(jīng)濟(jì)合理性有可取之處。首先, 與雙孔平行隧道相比, 它具有兩端接線難度較小、占地較少的優(yōu)點(diǎn), 但其造價(jià)要比普通分離式隧道高一些; 和連拱隧道相比, 同樣具備占地相對較少、兩端接線相對容易布設(shè)的優(yōu)勢,同時(shí)還具有施工工藝簡單、施工質(zhì)量易控制、工期較短、工程造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)。其次, 小間距隧道可以增加路線布線的自由度, 尤其在某些橋隧相連或有特殊要求的條件下, 可以作為解決接線問題的重要手段之一。其三, 采用小間距隧道方案可少占土地, 具有良好的環(huán)保效益。雙連拱隧道與小間距隧道的主要區(qū)別是雙連拱隧道是兩拱一體結(jié)構(gòu), 一般將其作為一個(gè)整體來分析。其施工工序較多, 工藝流程復(fù)雜, 工期長, 造價(jià)高。國內(nèi)雙洞四車道連拱隧道中隔墻厚度為1m-2.5 m, 且完全由鋼筋混凝土澆注完成, 中隔墻又分為直墻整體式、曲墻整體式以及二次襯砌獨(dú)立成環(huán)的復(fù)合式中隔墻等3 種型式。小間距隧道正是試圖彌補(bǔ)雙連拱隧道之不足, 同時(shí)吸取雙洞隧道完全分離布置的優(yōu)勢, 是在工程實(shí)踐中產(chǎn)生的一種結(jié)構(gòu), 其施工性質(zhì)屬于近接施工, 既體現(xiàn)了完全分離雙洞的特點(diǎn), 又體現(xiàn)了雙連拱隧道共享單個(gè)􀀁 中夾壁􀀁的特點(diǎn)。考慮到隧道斷面形狀、尺寸, 雙隧道施工的方式方法以及分步開挖擾動的相互影響, 尤其是對中夾壁穩(wěn)定性影響等的諸多因素, 小間距隧道的凈間距取值應(yīng)比同等條件下的連拱隧道凈間距大。

二、偏壓作用下小間距隧道的施工過程（以位于陜西省鎮(zhèn)安縣的長哨隧道為例）

施工方案按照左、右線隧道先后開挖順序分為兩組共六種方案，第一組為先開挖左線隧道、后開挖右線隧道的3種方案。隧道開挖方法說明見表2，方案的施工工步及有限元網(wǎng)格模型如圖2所示。第一種方案左線采用明挖．在左線隧道二次襯砌完成后進(jìn)行人工回填；第二和第三方案中的左線采用蓋挖法，在第二步拱頂初期襯砌后立即進(jìn)行人工回填。第二組在保持單洞開挖工步不變的情況下，只改變兩隧道的開挖順序，即采用先開挖右線隧道，后開挖左線隧道的開挖順序。各方案對隧道分期開挖、錨噴初期支護(hù)和永久支護(hù)的全過程進(jìn)行有限元模擬．分析過程中視圍巖為彈塑性材料，圍巖所處狀態(tài)采用德魯克一普拉格準(zhǔn)則進(jìn)行判定。初始地應(yīng)力場由自重形成。開挖釋放荷載模擬方法采用反轉(zhuǎn)應(yīng)力釋放法，支護(hù)受力情況根據(jù)實(shí)際施工距工作面的距離確定。

三、有關(guān)偏壓隧道施工應(yīng)注意的問題

偏壓隧道塑性區(qū)規(guī)律圖3給出了先施工左線和先施工右線兩種開挖順序下。六種方案整體施工完成后的隧道結(jié)構(gòu)塑性區(qū)分布情況，圖中藍(lán)色區(qū)為應(yīng)力狀態(tài)已達(dá)到屈服狀態(tài)的區(qū)域。表3給出了各方案塑性區(qū)面積的量值情況。由塑性區(qū)分布圖發(fā)現(xiàn)：

(1)由于山體的偏壓作用，無論采用哪種施工方案，圍巖塑性區(qū)均呈現(xiàn)不對稱分布，右線隧道受山體偏壓作用較左線隧道明顯。

(2)山腳至右線拱頂、右線隧道左仰拱及右邊墻區(qū)域、左線隧道拱頂區(qū)域，出現(xiàn)塑性區(qū)的幾率較大。

(3)先施工右線線隧道與先施工左線隧道相比，減少了塑性區(qū)面積，由表3可見，最大降幅達(dá)到30．3％，可見存在偏壓時(shí)。采用何種開挖順序，直接影響圍巖的塑性區(qū)情況。

(4)雖然各方案出現(xiàn)面積大小不等的塑性區(qū)，但初次支護(hù)和二次支護(hù)在整個(gè)施工過程中始終處于彈性狀態(tài)。

2、偏壓隧道變形規(guī)律

由計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在偏壓作用下，深埋側(cè)的隧道周邊位移要明顯大于淺埋側(cè)，且深埋側(cè)受偏壓影響較明顯．表現(xiàn)在右線隧道周邊位移分布不對稱，右線右拱腰至邊墻位移向外擴(kuò)張；隧道周邊最大位移均發(fā)生在右線拱底，由于各方案變形趨勢類似，給出方案l整體施工后的位移矢量圖，放大系數(shù)為8倍，如圖4所示。

由位移矢量圖也可以看出，這種復(fù)雜受力下，圍巖，尤其是兩隧道之間圍巖。容易發(fā)生向淺埋一側(cè)的偏移。以下著重考察兩隧道之間圍巖的水平偏移情況。故對各方案均選擇兩隧道之間圍巖中線上近拱角與近仰拱的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行比較分析，結(jié)果見表4。

由表4可以看出：

(1)關(guān)鍵點(diǎn)水平位移量值均為正值，說明偏壓作用下。兩隧道間圍巖向淺埋一側(cè)側(cè)移偏向．且近拱腰關(guān)鍵點(diǎn)的側(cè)移大于近仰拱的關(guān)鍵點(diǎn)側(cè)移。

(2)先施工深埋一側(cè)的隧道，可以減少隧道間圍巖的側(cè)移偏向。最大降幅可達(dá)39．04％，也說明了這種偏壓作用下，先施工深埋側(cè)隧道的合理性。

(3)蓋挖法與明挖法相比，關(guān)鍵點(diǎn)的水平側(cè)移相對較小，尤以右線采用側(cè)壁導(dǎo)洞開挖方式的方案水平側(cè)移值最?。痪蛯伤淼乐g圍巖的擾動來看，側(cè)壁導(dǎo)洞的開挖方式相對較利于圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3、施工要點(diǎn)小姐結(jié)

(1)偏壓載荷作用下，先施工深埋側(cè)隧道、再施工淺埋側(cè)隧道可以有效降低塑性區(qū)面積、減少隧道間圍巖向淺埋一側(cè)的偏移。淺埋側(cè)隧道及時(shí)做人工回填．即暗挖優(yōu)于明挖的開挖方式。同時(shí)保證回填質(zhì)量，可以有效減少隧道周邊及兩隧道之間圍巖的側(cè)移變形。

(2)右線隧道受偏壓作用的影響更大，表現(xiàn)在應(yīng)力位移均大于左線隧道。因此，在右隧道施工時(shí)更應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案。緊跟施工掌子面及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，并確保施工質(zhì)量。

四 總結(jié)

關(guān)于小間距隧道相關(guān)問題的研究仍需大量的依托工程進(jìn)行深入研究與檢驗(yàn), 需要本領(lǐng)域的同仁們進(jìn)一步地思考、關(guān)注和探索。如對最小臨塑凈距、最小設(shè)計(jì)凈距的計(jì)算公式, 小間距隧道容許位移( 警戒值) 的計(jì)算公式, 中夾墻加固技術(shù)與爆破影響, 以及提出的一些設(shè)計(jì)理念、環(huán)保進(jìn)洞技術(shù)等等, 均有待進(jìn)一步的工程實(shí)踐檢驗(yàn)與補(bǔ)充完善。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]李乾，于海亮．北京地鐵小間距淺覆土平行盾構(gòu)隧道施工技術(shù)田．施工技術(shù)，2012，41(1)：78。83．

篇6

關(guān)鍵詞：地鐵；地表沉陷；控制；新奧法；盾構(gòu)法

Abstract: in recent years, with the development of our national economy, many urban rapid growth. Urban underground space development and utilization of the already has been paid attention to, the construction of the underground project also has become a trend. Built to solve the urban traffic congestion in the important way. And in the subway engineering construction, the surface subsidence accident the probability of occurrence in a very high, then could cause serious security and social issues. Therefore, whether from the project schedule, cost control or from the quality and safety of project to consider, all of the surface subsidence control enough attention, from all aspects, to control the occurrence of subsidence.

Key words: the subway; The surface subsidence; Control; The new Austrian law; Shield law

中圖分類號：TU71文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

在發(fā)達(dá)國家，地下空間早已是城市的重要資源，在我國以地鐵等為代表的城市地下工程的興建也已成為一種趨勢。就地鐵來說，1965年我國開始修建地下鐵路，至今已有北京、上海、天津、廣州、南京、深圳等各大城市建成地鐵，武漢等其他城市也即將或已在修建地鐵，中國的地鐵建設(shè)已步入驚人的發(fā)展階段。地鐵的隧道穿梭來往于各種建筑物之下，在隧道施工中，可能會引起地表沉陷，這勢必對建筑物和地下管網(wǎng)產(chǎn)生不利影響, 嚴(yán)重時(shí)甚至將危及公眾的安全。例如，深圳地鐵一號線的建設(shè)過程中，在施工的工期內(nèi)，地面沉陷事故竟占到了總事故的25%。因此，掌握地下鐵路隧道施工所引起地表沉陷的原因、規(guī)律及其控制方法, 是地鐵建設(shè)者必須要關(guān)注的重要問題。

1、地鐵施工中地表沉陷的原因分析

1.1 地表沉陷發(fā)生的機(jī)理分析

在自然狀態(tài)下，地鐵工程以上，地面的巖層或土層一般是處于應(yīng)力平衡的穩(wěn)定狀態(tài)。在地下工程施工當(dāng)中，會通過人力、機(jī)械或爆破等等方式對土石方進(jìn)行開挖。移除土石方、排出土石層孔隙里的水，都必然會影響到土石地層的應(yīng)力狀態(tài)，使土石層處于非平衡狀態(tài)。這種非平衡狀態(tài)可能在短時(shí)間內(nèi)就能顯現(xiàn)出來，也可能經(jīng)過較長的時(shí)間之后，產(chǎn)生效應(yīng)變化，導(dǎo)致坍塌、變形、損毀等現(xiàn)象，進(jìn)而致使地面沉陷。

1.2地表沉陷發(fā)生的原因分析

1.2.1 土層沉陷的原因分析

（1）整體而言，天然土體是由礦物質(zhì)顆粒構(gòu)成骨架體，氣體填充骨架體和孔隙水組成的三相體系。飽和土體由水和土顆粒組成，膠結(jié)物存在于土顆粒之間，有的沒有粘結(jié)。它們都能夠傳遞荷載，從而形成土骨架。作用在土體上的外載荷，一部分是孔隙水壓力，另一部分是由土骨架承擔(dān)的有效應(yīng)力。土體變形是顆粒重新排列、孔隙流氣體體積減小、骨架體錯(cuò)動和顆粒間距縮短的結(jié)果。因粘性土有一定厚度，水總是先于土層透水面排出，孔隙壓力就降低后向傳向土層內(nèi)部?？讐毫Φ慕档?，一是由于土的滲透性，二是由于在土中的位置。土體受到外力后，孔隙和土粒中的流體都會發(fā)生位移。若建筑物將壓力傳遞給地基，或土層下部失去支承，應(yīng)力變形就會發(fā)生，從而引起地表下沉。

（2）選擇施工方案：要預(yù)防沉陷發(fā)生，必須進(jìn)行可靠的、正確的支護(hù)。如果支護(hù)方法不對或者失效，土層就難以處于穩(wěn)定的狀態(tài)，失去穩(wěn)定性后進(jìn)而發(fā)生地層沉陷。

1.2.2巖石層沉陷的原因分析

（1）巖石層的地質(zhì)特點(diǎn)直接影響了巖石層的沉陷：在長期地質(zhì)演變中，巖石產(chǎn)生裂隙、斷層、褶皺等構(gòu)造。褶皺的巖層核部發(fā)生裂隙，巖層背斜頂部易塌落，向斜核部為儲水豐富地段，建設(shè)地鐵隧道引發(fā)巖層的涌水、漏水及塌落。地鐵隧道跟褶皺走向一致，就易發(fā)生巖層順勢滑動。巖石沿著斷裂面發(fā)生的位移叫斷層，一般有幾米至幾十米。修建地鐵時(shí)，若隧道通過斷裂帶，容易引發(fā)坍塌，地上建筑物會發(fā)生不均勻沉陷。

（2）選擇施工方案：正確選擇支護(hù)、防排水等施工方式以及有效的方案都能影響到控制巖層沉陷的效果。若方案失效，可能會發(fā)生地表沉陷。

2、地表沉陷的控制方法

2.1 沉陷控制的機(jī)理

在施工過程中，會造成地層原始應(yīng)力狀態(tài)變化、地層損失、土體蠕和變土體固結(jié)，同時(shí)還伴有支護(hù)結(jié)構(gòu)變形等。因此，控制地層沉陷的出發(fā)點(diǎn)是保持并加強(qiáng)原本地層的穩(wěn)定，保持平衡的應(yīng)力狀態(tài)。

2.2 沉陷控制的技術(shù)

資料顯示，地表沉陷的厲害程度主要是由地層地下水條件、隧道埋深和直徑以及施工方法決定，而施工方法的作用最明顯。在地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)相同的情況下，施工方法不同，引發(fā)地表沉陷的差異會很大。所以，建設(shè)者必須對比分析隧道的施工方法。

地鐵施工主要有3種方法：明挖法、新奧法和盾構(gòu)法。由于明挖法干擾地面交通嚴(yán)重，敞開作業(yè)污染周圍環(huán)境，現(xiàn)在很少用到。新奧法與盾構(gòu)法對環(huán)境影響小，是主要的施工方法。下面根據(jù)地表沉陷的發(fā)生和控制概述這兩種施工方法。

2.2.1 新奧法

新奧法是在施工中，充分發(fā)揮圍巖的自承能力。洞室開挖后，發(fā)揮圍巖自穩(wěn)能力、及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)，使它與密貼圍巖，提高自承能力，縮小圍巖松動，將圍巖與支護(hù)共同受力、聯(lián)合作用。新奧法的主要施工方法有：①臺階開挖法；②側(cè)壁導(dǎo)坑環(huán)型開挖法；③全斷面開挖法。采用此法施工，初期支護(hù)、開挖方法和永久支護(hù)時(shí)間即強(qiáng)度決定地表沉陷程度，防止地面下沉的方法如下：①改進(jìn)施工方法：縮短開挖進(jìn)尺；采用環(huán)型開挖法。②穩(wěn)定掌子面：對于土砂圍巖，要選用輔助施工方法。

超前支護(hù)開挖面是于開挖面前方的圍巖里插入鋼管、鋼板和鋼筋作為輔助的支護(hù)構(gòu)件，用來防護(hù)開挖面和拱部以及阻止圍巖松弛。應(yīng)盡可能縮小插入的角度，來減小超挖量。應(yīng)盡早向開挖面噴射混凝土，若是土砂圍巖，要防止開挖面的局部塌落，常常會噴射3cm的混凝土。

特殊施工法：擋墻施工法、管棚法、凍結(jié)法、從地表打錨桿法、注漿法和特殊鋼板施工法(麥塞爾插板法)等。擋墻施工法，是于隧道兩側(cè)或一側(cè)設(shè)立擋墻，在隧道開挖時(shí)，控制產(chǎn)生的松動范圍。具體有鋼管、混凝土連續(xù)墻法、鋼插板和H型鋼等擋墻施工法。管棚法，是在開挖斷面外先鉆孔，然后向管子的內(nèi)外注漿，以此來加固開挖的斷面。這種管棚法可以加固斷層破碎帶和堆積層等的不穩(wěn)定圍巖，可以有效防止開挖圍巖的松動。但這種方法需要大量設(shè)備。從地表打錨桿法，是先于隧道開挖之前，從地表盡量垂直地注入錨桿，再在四周用砂漿等固結(jié)起來，從地表打錨桿法可以有效防止地表下沉。特殊鋼插板施工法，又叫麥塞爾插板法，此法能加固開挖面前方的圍巖，阻止圍巖松動。特殊鋼插板施工法采用的鋼插板是經(jīng)過特殊加工的，利用千斤頂把鋼插板頂進(jìn)圍巖里。此法在泥巖和砂巖中效果顯著，但是巖層里夾著鵝卵石時(shí)，會使施工困難，。

動態(tài)施工力學(xué)法，是朱維申教授來總結(jié)并完善的。動態(tài)施工力學(xué)法強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)、科研、施工、勘察等各個(gè)環(huán)節(jié)緊密配合，可有效減小圍巖的松動區(qū)，控制地表的沉陷量。

2.2.2 盾構(gòu)法

盾構(gòu)法在地下暗挖隧道中，極為有效。在施工中，首先于隧道的其中一端建立基坑或豎井，用以為盾構(gòu)安裝就位。從基坑或豎井的墻壁開孔地出發(fā)建立盾構(gòu)，在地層中順著設(shè)計(jì)好的軸線，向另一個(gè)基坑或豎井的設(shè)計(jì)孔洞推進(jìn)。在推進(jìn)中盾構(gòu)所受到的阻力，通過千斤頂傳到盾構(gòu)的尾部，這里有已拼裝的隧道襯砌結(jié)構(gòu)，然后再傳到基坑或豎井的后面靠壁上。盾構(gòu)是盾構(gòu)法中最主要且獨(dú)特的施工機(jī)具，盾構(gòu)是一個(gè)既能在地層中推進(jìn)又能支承地層壓力的矩形或馬蹄形或圓形等形狀的特殊鋼筒結(jié)構(gòu)。鋼筒結(jié)構(gòu)的前面，設(shè)置有不同類型的開挖和支撐土體的裝置，在鋼筒周圈中段內(nèi)面安裝有頂進(jìn)所用的千斤頂，尾部是具有些許空間的殼狀體，盾尾可以安裝1～2環(huán)隧道襯砌環(huán)。每推進(jìn)一環(huán)的距離，盾構(gòu)就在盾尾的支護(hù)下裝l環(huán)襯砌，并及時(shí)向盾尾后面的開挖坑道周圍和襯砌環(huán)間的空隙中壓注足量的漿體，防止隧道和地面下沉。盾構(gòu)法施工時(shí)可能會引起地層損失，盾構(gòu)隧道周圍也會受擾動或受剪切，從而導(dǎo)致破壞的重塑土又固結(jié)，這是地表沉陷的基本原因。

（一）地層損失

引發(fā)地層損失的因素是：

①開挖面的土體移動。在盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，開挖面土體所受水平支護(hù)應(yīng)力少于原始側(cè)向力，開挖面土體向盾構(gòu)里移動，引發(fā)地層損失繼而導(dǎo)致盾構(gòu)上方的地面沉陷；如果正面土體所受作用力多于原始的側(cè)向力，那正向土體向前、向上移動，會引起地層損失從而導(dǎo)致盾構(gòu)前上方土體隆起。

②盾構(gòu)的后退。盾構(gòu)暫停推進(jìn)時(shí)，因?yàn)槎軜?gòu)推進(jìn)、千斤頂漏油回縮，可能會引起盾構(gòu)的后退，開挖面土體會松動或坍落，造成地層損害。

③土體擠進(jìn)盾尾空隙。因?yàn)樵诙芪埠竺嫠淼劳庵?，壓漿數(shù)量不足或壓漿壓力不合適，都會使土體失去原始的平衡狀態(tài)，而向空隙中游移，造成地層損失。

④改變推進(jìn)的方向。盾構(gòu)在曲線抬頭推進(jìn)、叩頭或糾偏推進(jìn)過程中，實(shí)際的開挖面不是圓形而是橢圓，造成地層損失。

⑤盾構(gòu)移動時(shí)，對地層的剪切和摩擦。

⑥土壓力作用使得隧道襯砌的變形，會造成少量地層損失。

（二）受擾動土固結(jié)

盾構(gòu)法中，隧道土體會受到盾構(gòu)施工的擾動，在盾構(gòu)隧道周圍可以形成超孔隙的水壓力區(qū)(負(fù)值或正值)。在盾構(gòu)離開該地層后，土體表面的壓力釋放，該處隧道周圍孔隙水的壓力下降。當(dāng)超孔隙的水壓力釋放時(shí)，孔隙水排出來，引發(fā)地層移動與地面下降。另外，盾構(gòu)推進(jìn)中擠壓作用與盾尾后壓漿作用等施工因素的存在，讓土體周圍地層形成正值超孔隙的水壓區(qū)。超孔隙水壓力在盾構(gòu)隧道施工一段時(shí)間后復(fù)原，其間地層排水固結(jié)變形，會造成地面沉陷。土體受到擾動，土體的骨架的壓縮變形會持續(xù)很長時(shí)間，其間發(fā)生地面沉陷稱之為次固結(jié)沉陷。

結(jié)合以上盾構(gòu)法施工中造成地面沉陷的原由可以看出，控制盾構(gòu)施工的參數(shù)（推速、推力、同步注漿量、正面土壓）可以有效地控制地面沉陷。

3、結(jié)束語

在當(dāng)今，城市地鐵一般都會選在交通壓力比較大的繁華地段建設(shè)，由于地下工程施工過程中經(jīng)常造成地表沉陷的事故。另一方面，到目前為止，地表沉陷的機(jī)理還沒有形成定論，本論文中相關(guān)沉陷機(jī)理的分析只是當(dāng)下比較時(shí)興的理論，隨著理論與技術(shù)的不斷完善、進(jìn)步，地層沉陷理論必然也會漸漸清晰，那時(shí)相關(guān)沉陷控制技術(shù)與應(yīng)急處理措施也會逐漸地完善。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

 

關(guān)鍵詞：千枚巖　隧道爆破　爆破方案　效果

 

千枚巖是一種顯微變晶片理發(fā)育面上呈絹絲光澤的低級變質(zhì)巖。千枚巖典型的礦物組合主要有綠泥石、石英和絹云母，有的還含有少量的長石以及碳質(zhì)和鐵質(zhì)等物質(zhì)。有些千枚巖中還少量的含有方解石、雛晶黑云母以及黑硬綠泥石或錳鋁榴石等類型的變斑晶。一般的千枚巖表現(xiàn)為細(xì)粒鱗片變晶結(jié)構(gòu)，粒度一般也都小于0.1毫米，在片理面上常有小皺紋構(gòu)造出現(xiàn)。千枚巖的原巖一般為黏土巖、粉砂巖或中酸性凝灰?guī)r，是低級區(qū)域變質(zhì)作用的產(chǎn)物，其巖石強(qiáng)度一般較差。鉆爆法是隧道施工中較為常用的方法，其中光面爆破是關(guān)鍵。千枚巖地質(zhì)條件比較特殊，其巖石強(qiáng)度差，巖石破碎，飽和單軸抗壓強(qiáng)度低，所以，研究通過光面爆破技術(shù)使此類巖石爆破參數(shù)得以優(yōu)化，減輕爆破給巖石造成的影響，確保隧道輪廓的完整，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 

隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技術(shù)和施工管理的總稱。隧道施工方法的選擇主要依據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并結(jié)合隧道斷面尺寸、長度、襯砌類型、隧道的使用功能和施工技術(shù)水平等因素綜合考慮研究確定。 

 

1.確定爆破方案 

在千枚巖地質(zhì)條件下，一般采取臺階法開挖方式，具體方法是：在超前于洞身拱部三到五米的地方起挖，為新奧法施工提供平臺，其次，洞身下半部與洞身拱部同時(shí)開挖，并同時(shí)進(jìn)行錨噴支護(hù)。 

所用到的周邊切縫藥包巖石定向斷裂爆破技術(shù)的優(yōu)勢有：首先，炮孔藥量較少，爆破給周圍巖石的破壞性降低；其次，可以控制爆破成型，使爆破給圍巖造成的影響減??；最后，減少炮孔數(shù)量，是炸藥爆破能量利用率提高。 

 

2.爆破方案 

2. 1掏槽方式及間距的確定 

在隧道開挖爆破中，掏槽爆破一直是一項(xiàng)比較關(guān)鍵的爆破技術(shù)，掏槽爆破的主要作用是掘進(jìn)。其目的是在只有一個(gè)臨空面的條件下，首先在工作面中央形成較小但有足夠深度的槽穴，然后通過槽穴進(jìn)行爆破。因此，從這個(gè)角度來看，這個(gè)槽穴也是整個(gè)地下坑道、隧道等施工開挖中的先導(dǎo)。掏槽方式以及間距的確定就顯得尤為重要了。一般來說，隧道爆破掘進(jìn)中常用的掏槽方法有三種，分別是斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽。斜眼掏槽適用干各類巖石，一般而言，炮服與工作面夾角通常為55度到70度，這個(gè)夾角會隨著巖石堅(jiān)硬程度的提升而變小，每個(gè)掏槽眼間距一般去3到5分米，并且隨著巖石堅(jiān)硬度的提高，間距的取值也越小夾角越??；直眼掏槽一般是設(shè)置空眼作為自由面，然后依次起爆臨近空眼的炮孔，逐步擴(kuò)大，待擴(kuò)大到400~800mm時(shí)，即為輔助眼形成了足夠的自由面。混合掏槽其實(shí)就是直眼和斜眼掏槽混合布置，在實(shí)質(zhì)上還是直眼掏槽，只是在擴(kuò)大槽孔時(shí)采用斜眼。結(jié)合千枚巖的地質(zhì)條件，千枚巖地層隧道的圍巖宜采用混合掏槽。對于掏槽眼來說，一般的地質(zhì)條件下可以采用大間距的楔形掏槽，這種掏槽對口掏槽眼距可以達(dá)到5m 左右，能夠起到少鉆眼，少裝藥以及加快施工進(jìn)度的目的。但是，在千枚巖地質(zhì)條件下，采用大間距的爆破效果往往很難保證，因此，可以適當(dāng)?shù)臏p小楔形掏槽眼間距，一般的，V 級千枚巖地層掏槽眼間距可以確定為3米。

2. 2周邊眼間距和周邊眼最小抵抗線的選擇 

實(shí)際上，周邊眼間距和周邊眼最小抵抗線并沒有一個(gè)確定的量。它們的選擇是要根據(jù)千枚巖本身的抗爆性、采用的炸藥性能以及炮眼直徑和裝藥量而定的。在一般的情況之下，周邊眼的間距應(yīng)該要小于其它炮眼的間距，周邊眼的最小抵抗線也要相應(yīng)地減小。通過長期實(shí)踐的總結(jié)，一般周邊眼間距可以取E = 320到 720毫米，最小抵抗線可以取W = 500到800毫米。從減小爆破產(chǎn)生的振動效應(yīng),降低對周邊圍巖的破壞和減少爆破引起的圍巖穩(wěn)定性出發(fā),采用了周邊切縫藥包巖石定向斷裂爆破技術(shù),根據(jù)隧道層狀巖體相似模擬爆破試驗(yàn)和現(xiàn)場爆破地震動測試,進(jìn)行了千枚巖地段的爆破參數(shù)設(shè)計(jì),并結(jié)合爆破數(shù)值模擬,提出了相應(yīng)的減震措施,從而達(dá)到隧道后期安全快速施工的目的,并為類似工程爆破施工提供了較好的借鑒。 

篇8

【關(guān)鍵詞】隧道工程；高壓富水；深埋技術(shù)；作用研究

本次研究采取了多種施工技術(shù)解決施工難題，用到的主要技術(shù)有索囊封灌漿、超前帷幕注漿、擇機(jī)封堵等等，最大限度的封堵了此工程的高壓大流量地下水，采取了相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)，切實(shí)的解決了巖石防止爆破等防御措施，有效的防止了災(zāi)害的發(fā)生。本次隧道工程的順利修建完成，總結(jié)得到了一套完全適用于當(dāng)前隧道工程建設(shè)使用的高壓富水地層深埋的施工工藝和施工技術(shù)，對國內(nèi)未來隧道工程的建設(shè)具有重大的推動作用。

1.主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線

研究內(nèi)容：（1）高壓大流量地下水處理技術(shù)；（2）隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)；（3）特長深埋隧道高速施工技術(shù)；（4）隧道施工的檢測技術(shù)等等。

技術(shù)路線。在前期進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究，采取室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、理論分析、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場檢測等手段，開展相關(guān)的課題研究，同時(shí)將經(jīng)驗(yàn)和理論與實(shí)際相聯(lián)系，進(jìn)而逐漸形成一套具有實(shí)用性的高壓富水地層深埋特長隧道綜合施工工藝和施工技術(shù)。

2.施工方法、方案和設(shè)備選型配套

2.1施工方案

先進(jìn)行探測然后再進(jìn)行挖掘，并且采用鉆爆的施工方法，采取無軌運(yùn)輸?shù)奶幚矸绞健?/p>

2.2施工方法

該研究隧道具有很多特殊的特點(diǎn)，具體有安全隱患多、可以施工面積不大、工期短、施工壓力大等諸多顯著性特點(diǎn)，采取的施工策略對施工設(shè)備的選擇具有很高的要求。（1）實(shí)行三臂液壓太車鉆孔，直接掏空嘈。（2）采用挖掘機(jī)從頂部動工，選擇側(cè)部裝卸的機(jī)器處理土石方，選擇超大型泥土運(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)輸。（3）襯砌混凝土。選擇超長液壓臺車作為混凝土的輸送工具，混凝土直接通過輸送泵進(jìn)入隧道內(nèi)，采取插入式振搗施工，在處理水溝時(shí)，采取小塊鋼板作為模板進(jìn)行施工，而路面的混凝土則采取人工處理，在攤平以后實(shí)行振搗，并且混凝土需要在運(yùn)輸車內(nèi)攪拌完成以后直接輸送到需要地。（4）施工通風(fēng)。在施工恰當(dāng)?shù)奈恢冒苍O(shè)大功率通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)。（5）隧道內(nèi)的地質(zhì)預(yù)測。采用先進(jìn)的地質(zhì)分析、先進(jìn)雷達(dá)、探孔等技術(shù)手段對隧道內(nèi)的地質(zhì)情況進(jìn)行播報(bào)。（6）地下水的處理。嚴(yán)格實(shí)行限量排放，以堵為主的處理原則，采用多種注漿方法進(jìn)行注漿。

3.收貨的主要經(jīng)驗(yàn)

（1）在合同管理中，首次將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)寫入合同內(nèi)容當(dāng)中，在預(yù)防復(fù)雜地質(zhì)隧道施工安全、預(yù)測超前地質(zhì)預(yù)報(bào)等方面有效的完善了制度。

（2）在本次特長隧道的施工中，采取了鉆爆破的方法進(jìn)行，并且是利用無軌模式進(jìn)行運(yùn)輸，這樣有助于快速高效的使用機(jī)械化開展工作。

（3）選擇合適的時(shí)機(jī)對地下水進(jìn)行封堵，采取有效的灌漿方式，切實(shí)有效的提升了工程的施工進(jìn)度。

（4）在兩個(gè)隧道洞的處于一個(gè)平導(dǎo)情況下，在特長隧道中，采取無軌運(yùn)輸方式有助于隧道內(nèi)的通風(fēng)，能在必要的情況下改變施工組織或者改變施工方法，在這二者之間可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行靈活的變換，可以在最短的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)開工等諸多優(yōu)點(diǎn)。

（5）在選擇添加劑材料時(shí)，基本上是以超細(xì)沸石粉為主，能大大的提升混凝土的凝固度，提升混凝土的強(qiáng)度和硬度。在借用一些必要的工具的時(shí)候，能有效的處理好噴射混凝土的施工，在巖石爆破施工段中，有既快速的進(jìn)行噴護(hù)，同時(shí)又能保障施工的安全性，有助于提升施工的安全性能。

（6）為了能有效的解決一些特殊地質(zhì)的爆破技術(shù)困難，采取深孔大直徑分段進(jìn)行爆破的模式，有利于克服這一技術(shù)性難題。

（7）苗干的設(shè)計(jì)需要精心的設(shè)計(jì)，必須設(shè)立在必要的兩個(gè)點(diǎn)之間，在進(jìn)行施工觀測時(shí)，可以多利用苗干應(yīng)力作為計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)，這一技術(shù)在未來十分值得推廣。

（8）在解決地下水徑向封堵以及隧道內(nèi)施工的通風(fēng)問題方面，引入計(jì)算氣體力學(xué)分析具有重要的突出意義，這一分析技術(shù)的引入，極大的解決了這兩個(gè)施工難題。

（9）使用帶有凈化裝置的或者帶有低污染裝置的設(shè)備的內(nèi)燃設(shè)備，對于完善通風(fēng)具有重要作用，如果隧道內(nèi)較為潮濕，那么隧道在選擇成型工具時(shí)，不宜挑選全電腦臺車，而是使用半電腦臺車較為合適，這樣做一方面既提升了施工的安全性，保障了施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，另一方面也有助于提升混凝土的澆筑質(zhì)量，保障工程的安全性，進(jìn)而保障了工程的綜合質(zhì)量。

（10）新技術(shù)。1）新材料。微纖維、超細(xì)沸石粉、膜袋等新材料的引入和實(shí)用。2）新工藝。在鉆孔工藝方面，實(shí)用了電腦臺車全自動鉆孔工藝，以及相關(guān)的混凝土快速建筑安全施工工藝等等多種較為先進(jìn)的施工工藝。3）新設(shè)備。大型的高壓灌漿系統(tǒng)、先進(jìn)的預(yù)報(bào)系統(tǒng)、大型的通風(fēng)射流風(fēng)機(jī)等等。

4.結(jié)論

在本次特長隧道施工中采取高壓富水地層超深埋技術(shù)的應(yīng)用過程中，重點(diǎn)通過了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，理論分析、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場檢測等多種手段，切實(shí)有效的解決了特長隧道施工中的通風(fēng)問題、巖石爆破防治問題、高壓涌水處治問題等許多核心的技術(shù)難題。取得了一系列的富有成果的關(guān)鍵性技術(shù)，并且這些技術(shù)在特長隧道施工中是直接轉(zhuǎn)化為了生產(chǎn)力，通過這些技術(shù)的不斷投入使用，整個(gè)隧道工程的建設(shè)速度快速提升，工程質(zhì)量逐步提高，工期也如期的得以完成?？偟膩碚f，本次作用研究的成果是十分顯著的，總結(jié)出了一套實(shí)用性很強(qiáng)的高壓富水地層超深埋特長隧道綜合施工工藝和施工技術(shù)，在推動未來國內(nèi)的隧道施工方面和改進(jìn)隧道施工方式方面具有重要作用。

5.總結(jié)

綜上所述，眾所周知，特長隧道的施工難度是十分高的，困擾著許多的施工企業(yè)。在國內(nèi)建設(shè)事業(yè)蓬勃發(fā)展的大環(huán)境下，不斷的創(chuàng)新隧道的施工技術(shù)和施工工藝，開展各種技術(shù)性難題實(shí)驗(yàn)，有助于解決當(dāng)前隧道施工的技術(shù)性難題和未來發(fā)展所面臨的困境，為未來隧道施工的順利完成打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]毛正君.脆弱生態(tài)區(qū)隧道群施工期地下水運(yùn)移特征及環(huán)境效應(yīng)研究[D].長安大學(xué)，2013.

篇9

【關(guān)鍵詞】特長隧道；擠壓破碎；塌腔

1.工程概況

映汶高速公路A1標(biāo)段映秀隧道是一座特長分離式隧道。地處汶川5.12大地震的中心地帶，單洞全長5300m以上。映秀隧道設(shè)計(jì)為雙向四車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為80㎞／h，隧道主洞建筑界限凈寬為10.25m、凈高為5m。隧道中線穿越北川～映秀斷裂帶，屬于地震頻發(fā)影響的高危險(xiǎn)隧道。

隧道采用復(fù)合式襯砌，超前支護(hù)采用ф42mm小導(dǎo)管或Φ22錨桿，初期支護(hù)采用掛網(wǎng)、噴錨及工字鋼聯(lián)合加固。隧道襯砌為C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

洞身主要圍巖巖體為花崗閃長巖，微風(fēng)化，由于山體受5.12地震的擠壓影響，隧道內(nèi)的Ⅱ、Ⅲ級花崗巖變得較為破碎，在開挖過程中發(fā)現(xiàn)實(shí)際圍巖與原設(shè)計(jì)圖紙有較大的出入，特別是隧道開挖進(jìn)尺接近1000m左右時(shí)，巖石依然較破碎，自穩(wěn)能力較差，暴露時(shí)間過長后易出現(xiàn)先掉小塊、后整體大塊掉落的現(xiàn)象，加上地下水較為豐富，加速了開挖掌子面圍巖不穩(wěn)定掉落的現(xiàn)象。

2.施工問題提出

計(jì)劃工期30個(gè)月，但由于映秀隧道受大地震的影響，絕大部分Ⅱ、Ⅲ級變更為Ⅳ級，循環(huán)進(jìn)尺減小，支護(hù)工程量增加，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。

映秀隧道原設(shè)計(jì)II、III級圍巖地段較多，占全線70℅以上，但在實(shí)際開挖過程中出入較大，進(jìn)尺1000m左右時(shí)II、III級圍巖地段總計(jì)不到100m,并且圍巖自穩(wěn)較差，同一掌子面圍巖拱頂和拱腳處差別都較大，開挖后拱頂易出現(xiàn)塌腔。

隧道圍巖較為破碎，在開挖過程中易出現(xiàn)卡鉆或者塌孔的現(xiàn)象，造成鉆桿損壞和因塌孔裝藥不到位欠挖情況。

如何解決在地震擠壓破碎地帶開挖過程中拱頂出現(xiàn)較大塌腔的問題，成為技術(shù)工作者要解決的現(xiàn)實(shí)問題。

3.施工方案確定

針對以上提出的問題，確定映秀隧道未開挖地段的支護(hù)方案，調(diào)整和安排各工序的銜接關(guān)系，成為施工重點(diǎn)解決的迫切問題。

進(jìn)行超前預(yù)報(bào)：由于隧道圍巖變化較為復(fù)雜，每掘進(jìn)100m進(jìn)行一次超前預(yù)報(bào)工作，提前判斷出圍巖變化情況，做出相應(yīng)的施工方案，有計(jì)劃的增減施工工序。

進(jìn)行監(jiān)控量測：由于隧道受到大地震的影響，巖石擠壓破碎嚴(yán)重，初期支護(hù)過后有一定變形，需要及時(shí)進(jìn)行變形觀測，以便確定相對應(yīng)的治理和預(yù)防措施。

現(xiàn)場實(shí)施方案特點(diǎn)：

1：支護(hù)不僅限于單一的超前支護(hù)方式，可采用藥卷錨桿支護(hù)或者小導(dǎo)管支護(hù)，也可同時(shí)采用兩種支護(hù)結(jié)合的形式。

2：超前錨桿和超前小導(dǎo)管兩者相結(jié)合不但起到了超前支護(hù)的作用，還起到了導(dǎo)管周邊固結(jié)的作用，大大增強(qiáng)了破碎圍巖的整體穩(wěn)定性。

3：噴射砼處理使噴射范圍內(nèi)形成了較為牢固的支撐拱頂?shù)钠扑槠琳稀?/p>

4：越破碎地帶周邊眼布置越密集，形成比較連續(xù)的開挖輪廓線，周邊眼采用少藥量與跳孔(跳1孔或2孔)裝藥相結(jié)合的方法，使之利用弱爆破影響密集周邊眼之間裂隙開裂的開挖方式。

5：根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，針對不同的藥孔采取不定量的裝藥方式，一般情況下跳孔裝藥約為普通孔的二分之一或者三分之一。

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，我項(xiàng)目嚴(yán)格按照原設(shè)計(jì)進(jìn)行施工作業(yè)，但并未有效的遏制塌腔的連續(xù)出現(xiàn)，給施工帶來較大的安全和質(zhì)量隱患。并且只有現(xiàn)場及時(shí)預(yù)埋沖砂管口，后期利用砼輸送泵進(jìn)行沖砂漿填充的方法進(jìn)行質(zhì)量保證，關(guān)鍵是費(fèi)用成本較高。原因是在沖砂漿的過程中需要攪拌站、汽車砼運(yùn)輸工班、二襯砌班、電工班組等人員配合，設(shè)備、材料及電力投入也隨之加大，從長遠(yuǎn)角度考慮不適合我項(xiàng)目的實(shí)際情況，故在超前支護(hù)圍巖較差的地帶，我項(xiàng)目積極采取科學(xué)的、費(fèi)用合理的施工安排，從短期上看是費(fèi)用增加，但從長遠(yuǎn)角度，即節(jié)約了成本還保證了質(zhì)量，同時(shí)由于提前遏制了塌腔出現(xiàn)，保證了施工質(zhì)量，無需后期單獨(dú)處理節(jié)約了寶貴時(shí)間，是比較合理和結(jié)合實(shí)際的施工方法。

7.結(jié)論

映秀隧道作為5.12震后第一條跨越地震多發(fā)地帶的高速公路特長隧道，雖然存在余震頻發(fā)，地質(zhì)條件差，施工工藝復(fù)雜，施工難度大的情況，但通過精心組織，科學(xué)施工，在現(xiàn)場實(shí)際施工過程中認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對早日隧道保質(zhì)保量按時(shí)貫通具有現(xiàn)實(shí)的意義。技術(shù)上歸納起來主要在以下幾個(gè)方面：

1、要確定合理的施工方案。隧道山體經(jīng)歷了大地震后整個(gè)山體內(nèi)部巖石都擠壓破碎，要提前做好施工技術(shù)方案準(zhǔn)備。

2、要做好充分的施工準(zhǔn)備。在圍巖地質(zhì)條件差的情況下，不急于搶進(jìn)度，而是充分做好圍巖的超前支護(hù)工作，保證不因余震或者地質(zhì)等其他原因造成的安全事故。

3、嚴(yán)格控制關(guān)鍵工序。為防止擠壓巖體長時(shí)間暴露出現(xiàn)掉塊等應(yīng)力釋放問題，必須保證弱爆破、短進(jìn)尺，快循環(huán)的工作模式。

4、加強(qiáng)圍巖的監(jiān)控量測和超前預(yù)報(bào)工作。形成良好的理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)施工作風(fēng)，保證隧道安全、順利的貫通。

作者簡介：

篇10

關(guān)鍵詞：隧道滲水處理技術(shù)

中圖分類號： U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

一、隧道襯砌后滲漏水嚴(yán)重，局部如下雨，甚至個(gè)別頂部被巖石擊穿，墜落行車道路。

分析原因：該隧道為重慶市S202省道（城黔路）大埡口隧道，隧道長1200米、埋置深300-600米、覆蓋層屬典型森林灌木茂盛、雨水豐富；而隧道巖石復(fù)雜，土層、破碎層、巖石無序分布；以前隧道施工單位管理不嚴(yán)，質(zhì)量控制不到位，施工過程中的隧道排水沒有及時(shí)處理，二次襯砌混凝土厚度不足、超挖未及時(shí)回填。治理方案和實(shí)施措施：結(jié)合當(dāng)時(shí)交通流量大，是萬州至開縣、城口、巫溪等縣城唯一通道，因此在保證車輛運(yùn)輸安全的情況下進(jìn)行隧道滲水處理。對滲水嚴(yán)重、頂部空洞嚴(yán)重采用小導(dǎo)管注漿穩(wěn)定巖石，和爆破原二次襯砌，重新二次襯砌的方法。主要工藝：確定部位----小導(dǎo)管注漿----原襯砌爆破 ----錨桿支護(hù) ---- 二次襯砌 ---- 養(yǎng)生

首先確定部位和放樣：沿著隧道橫斷面及前進(jìn)方向每1.5米交叉布孔；并分兩批鉆孔和首批注漿與補(bǔ)注漿孔號。

2、小導(dǎo)管制作與安裝，然后注漿穩(wěn)定巖石或土層：①、設(shè)計(jì)長度5米的Ф42小導(dǎo)管，采用Ф42無縫鋼管制作。前端做成尖錐形，前段管壁上每隔15cm交錯(cuò)鉆眼，眼孔直徑為8mm②、小導(dǎo)管布置：在V.IV級圍巖地段沿拱部環(huán)向布置。③、小導(dǎo)管安裝：采用YT－28風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔，然后將小導(dǎo)管插入孔內(nèi)，外露20cm，外露端支撐于原混凝土表面用木楔卡緊。(3).注漿機(jī)具及材料：注漿設(shè)備采用KSY－50／70注漿泵注漿。在無水地段采用水泥漿注漿；在有水地段采用水泥與水玻璃雙液漿注漿。水泥漿液的水灰比為1:1,注漿前應(yīng)進(jìn)行注漿試驗(yàn),壓力控制在0.5-1MP,防止堵管.跑漿.漏漿,并做好記錄,分析注漿效果.

3、原襯砌混凝土爆破：首先結(jié)合巖層地質(zhì)結(jié)構(gòu)，通過雷達(dá)探測或鉆孔探測確定爆破與否和爆破方案。一種情況巖層結(jié)構(gòu)好，通過注漿能夠堵住隧道滲水且填滿隧道空隙的，一般不需要爆破，保持原有的襯砌，只需在混凝土表面簡單裝飾；另一種情況巖石結(jié)構(gòu)差，破碎層嚴(yán)重甚至土夾石，在小導(dǎo)管注漿養(yǎng)生7天后，進(jìn)行一下爆破原混凝土襯砌、錨桿支護(hù)和襯砌。

4、原襯砌混凝土爆破：結(jié)合原混凝土厚度確定爆破方案，要求僅爆破原混凝土為限度，采取分段少裝藥、短進(jìn)尺、弱爆破勤觀察的方法施工，爆破后的清理要迅速、徹底，確保安全無隱患后，方可開放交通。

5、Ф25中空注漿錨桿：采用Ф25中空注漿錨桿在于進(jìn)一步穩(wěn)定巖石和補(bǔ)注漿穩(wěn)固隧道基層斷面。錨桿長度為3.5m，環(huán)縱間距100×80㎝；按梅花形布置。（1)、錨桿安裝①.采用YT－28鑿巖機(jī)和專用接頭將錨桿送進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后，錨桿外露孔口長度以10cm～15cm為宜。②.安裝止?jié){塞、墊板的螺母。③.用注漿接頭把錨桿尾端同注漿機(jī)連接。（2）、錨桿的注漿:①.采用NZ130A型錨桿專用注漿器；②.水泥漿的水灰比為1:1。 ③.用水或高壓風(fēng)檢查錨孔是否暢通；④.調(diào)節(jié)水流量計(jì)使水泥漿液的水灰比至設(shè)計(jì)值為止。⑤.開動泵注漿，整個(gè)過程應(yīng)連續(xù)灌注，不停頓，必須一次完成，觀察到漿液從止?jié){塞邊緣流出或壓力表上壓力大于1.0MPa，即可停泵。⑥.當(dāng)完成一根錨桿的注漿后，應(yīng)迅速卸下注漿軟管與錨桿的接頭，清洗并安裝至另一根錨桿，然后注漿；⑦. 完成整個(gè)注漿后，應(yīng)及時(shí)清洗及保養(yǎng)泵。⑧.在灰漿達(dá)到初始設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可上緊墊板及螺母。

6、防水板安裝：全滲水隧道滿鋪1.2mm厚EVA防水卷材及3.0mm厚300g/m2無紡布（靠圍巖一側(cè)），防水卷材的鋪掛采用熱風(fēng)雙焊縫無釘鋪掛工藝。防水卷材搭接長度不小于20cm并保證接縫質(zhì)量。防水板的搭接質(zhì)量采用氣壓測試進(jìn)行抽檢。

7、二次模注砼施工方法：砼采取強(qiáng)制攪拌機(jī)集中拌和，從攪拌站運(yùn)輸?shù)焦ぷ髅娴捻胚\(yùn)輸車應(yīng)車況良好、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，盡量施工縫及接縫密實(shí)；襯砌混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后進(jìn)行頂部補(bǔ)注漿。

二、隧道襯砌后表層滲漏少，采取引水或堵水的方法

1、采取引水法施工（典型渝湘高速彭水縣鐘山隧道）

（1）、查找漏水點(diǎn)或裂隙。（2）、鑿槽：沿滲漏水裂縫或施工縫騎縫鑿“U”型槽，槽的寬度和深度取決于滲漏水的流量，一般寬約10-13cm、深約8cm，所鑿的槽要延伸至排水溝，以保證水能順暢排走；

（3）、做引水槽：每一條環(huán)行裂縫形成主引水通道，將其余的滲漏裂縫和滲漏點(diǎn)引入至主引水通道；在每一條環(huán)行裂縫兩端把水引入兩邊排水溝，以形成引水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；（4）、封縫：在嚴(yán)格清洗槽內(nèi)混凝土表面的基礎(chǔ)上，再用半管PVC管覆蓋住槽中施工縫，然后用堵漏王封住兩邊，固定PVC管，做到PVC管兩側(cè)不留空隙；（5）、表面加固：用抗裂沙漿將槽壓實(shí)抹平，加強(qiáng)表面防滲能力；（6）、養(yǎng)生：按照所用材料性能的要求養(yǎng)護(hù)，確保表面防滲能力。

2、直接封堵滲水裂縫（1）、查找漏水裂隙；（2）、鑿槽：沿滲漏點(diǎn)或施工縫騎縫鑿”V”槽，一般10cm寬、8cm深；（3）、封堵：嚴(yán)格清洗槽內(nèi)混凝土表面基礎(chǔ)上，然后堵漏王進(jìn)行封堵，厚度約為5cm；然后用水泥沙漿將槽壓實(shí)抹平。

三、隧道滲水特別嚴(yán)重，甚至隧道部分結(jié)構(gòu)變形嚴(yán)重，采取表層注漿與管棚襯砌注漿。（典型渝湘高速黑水一號隧道進(jìn)口段）