隧道施工指南范文

导语：如何才能写好一篇隧道施工指南，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：南门口隧道；洞口施工；工程方案；效果明显

1 工程概况

南门口隧道位于福建省龙岩市境内，进口里程为DK231+898，出口里程为DK242+199。隧道全长10301m，隧道洞身最大埋深390m，隧道洞身段为剥蚀低山区，主要为变质岩、沉积岩和侵入岩；其中侵入岩及硅质岩为硬岩，其它一般为软岩及极软岩，围岩等级为Ⅱ-Ⅴ级，构造带易发生涌泥、透水等灾害，沿线的风化层及土层深厚，处于汛期，易形成泥石流灾害。

为保证隧道洞口施工安全顺利进行，根据工程实际具体情况，制定相应的工程方案迫在眉睫。本文结合工程实际和专家技术经验，探讨该工程隧道洞口施工方案。

2 明洞施工方案

南门口隧道进口DK231+898-DK231+910，洞口明挖段12米，出口DK242+176-DK242+199，明挖段长度23米。明挖段采用机械法开挖，由上至下分台阶进行，人工整修边坡，按设计要求，一次到位。明挖段临时边坡采用锚喷网临时支护，明洞开挖，开挖一级支护一级，上台阶支护完成后再开挖下台阶。洞口段边坡整修到位后，按设计进行加固、防护，进暗洞前洞口采用超前支护，首先沿开挖轮廓线施做导向墙，导向墙内安装超前导向管，在距明暗洞分界里程8米处留管棚工作平台，待套拱和管棚施做完成后再落低形成洞进洞。

3 超前大管棚施工

在南门口隧道DK231+910-DK231+960段隧道拱部分别设一环50M长φ108管棚，环向间距0.4M，每环47根。南门口隧道出口DK242+143-DK242+176段隧道拱部分别设一环33M长φ108管棚，环向间距0.4M，每环47根。

为保证管棚方向、角度的施工精度，设置管棚导向墙，导向墙尺寸1m*1m，导向墙设2榀I20a工字钢。导向墙采用C25砼，导向墙设置范围为拱顶180°范围内。导向墙内设置2榀I20a的工字钢架，工字钢架按照图纸进行加工，分3卧，各单元之间采用M24*65螺栓连接。钢架外缘设1M长φ140mm壁厚5mm导向钢管，根据线路纵坡设置钢管外插角2°，平行于线路方向。当混凝土达到70%的设计强度后，进行管棚施工。

4 管棚施工

管棚采用水平地质钻机钻孔，钻孔前搭设作业平台，钻机安装要牢固，防止不均匀下沉、位移、倾斜等影响钻孔质量现象发生，钻机掌子面不超过2m。钻进时发生坍孔、卡钻，需补注浆后在钻进。认真做好钻进过程中的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述。作为开挖洞身的地质预探预报，作为指导洞身开挖的依据。钢管分节顶入，钢管接头在同一断面的接头数应不超过50%，相邻钢管接头至少错开1米。管棚钢管分节长度4-6M，安装前应在地面预先排好并进行编号再依次安装，保证接头分布符合要求。采用水平地质钻机低速顶进钢管。接长钢管应满足手里要求，钢管接头采用丝扣连接，丝扣长20cm，相邻钢管接头应前后错开，同一横断面内的接头数不大于50%。注浆前应进行现场注浆实验，并根据实际情况确定注浆参数、浆液配合比、注浆压力。注浆时在孔口设止浆塞，注浆管外露长度为10cm。以便连接孔口阀门和管路。注浆从拱脚开始向拱顶逐孔注浆，如遇窜浆或跑浆，则间隔一孔或几孔进行注浆。注浆压力根据埋深及裂隙张开程度确定，一般压力越高，浆液充填饱满，结体强度高、不透水性好，并能减少注浆孔数。但压力过高，会使裂隙增大，浆液流失过远及工作面冒浆等，注浆压力应逐步升高，达到设计终压并继续注浆15分钟以上。若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，直至符合注浆质量要求，确保钻孔周围岩体与钢管周围空隙均为浆液充填，方可终止注浆。注浆结束后及时清除管内浆液，并用20号水泥砂浆充填，增强管棚刚度和强度。

5 结束语

通过对该隧道洞口采取上述方法进行施工，有效保证了隧道施工的质量与安全，具有较好的实际工程效益。

参考文献

[1]李术才，刘斌，孙怀凤，等.隧道施工超前地质预报研究现状及发展趋势[J].岩石力学与工程学报，2014，33（6）：1090-1113.

[2]李晓红.隧道新奥法及其量测技术[M].北京：科学出版社，2002.

篇2

【关键词】隧道工程；光面爆破；超欠挖；控制

隧道爆破施工中超欠挖现象不可避免，有效控制超欠挖对减少对围岩的扰动，充分发挥其自承能力，确保施工安全，提高工程质量，节约成本有重要作用。对于如何有效控制超欠挖，笔者查阅众多专业书籍、期刊等发现大多数都是从作业人员管理、爆破设计等方面进行了概述，其中对于爆破设计大都是引用施工规范要求，没有针对具体情况进行说明。本文结合改建铁路成都至昆明线扩能工程永仁至广通段麻栗树隧道施工，详细阐述了隧道爆破周边眼钻眼质量对超前挖的影响，并针对性的提出超欠挖控制措施。

1 工程概况

栗树隧道位于云贵高原北部，地层岩性单一，以砂岩夹泥岩为主，单轴饱和抗压强度32～35Mpa，为硬岩；地质构造较为简单，岩层单斜，产状平缓，垂直节理较发育，洞身设计为Ⅳ级围岩，长2170m。设计要求按新奥法原理组织施工，光面爆破，采用台阶法施工。设计初期支护为4cm初喷混凝土+18cm格栅拱架+3cm喷射混凝土保护层，拱架间距1.0m。根据《铁建设2010第120号文》要求Ⅳ级围上台阶每循环进尺不得超过两榀，即2m。根据《铁路隧道工程施工质量验收标准》规定隧道允许超挖值Ⅳ级围岩拱部最大超挖不得大于25cm，边墙超挖不得大于10cm。当围岩完整、石质坚硬时允许岩石个别突出部分侵入衬砌不大于5cm（每1m2不大于0.1m2）。

2 次硬岩爆破开挖中存在的问题及分析

根据《铁路隧道工程施工技术指南》及设计文件规定进行了爆破设计，施工中根据爆破效果不断调整了爆破参数，发现超欠挖现象依然严重。现场施工总结发现主要是受周边眼钻眼质量影响。

根据《铁路隧道工程施工技术指南》要求周边眼沿开挖轮廓线布置，间距40-55cm，允许外插角斜率为孔深的±5%，眼口位置允许误差为±5cm，眼底不得超出开挖轮廓线15cm。根据设计初支厚25cm，拱架间距1.0m，每循环进尺2m。为减少围岩要求初支端距开挖面控制在0.3～0.5m。施工中存在周边眼眼口定位、外插角斜率选取等主要问题，存在以下几种情况：

（1）按《铁路隧道施工技术指南》要求进行钻眼，周边眼布置于开挖轮廓线，外插角斜率为孔深5%，以拱顶为例示意如图1所示。由于上循环初支已施作，炮眼无法施工。

（2）保证外插角斜率，周边眼口尽量靠近开挖轮廓线。炮眼外插角取允许值5%，同样以拱顶为例，开挖示意如图2所示。但爆破后欠挖严重，初支无法施作。

（3）保证周边眼眼口定位准确，不考虑外插角斜率。以拱顶为例，开挖示意如图3所示。此时，炮眼外插角斜率为0.5，最大超挖为0.75m，超挖严重，不符合《铁路隧道工程施工技术指南》要求。

综合以上分析得出，有加强支护的Ⅳ级围岩爆破钻眼时不能严格按照《铁路隧道工程施工技术指南》中的爆破参数进行作业。通常施工中采用以下方式进行钻眼，即同时调整周边眼口位置和外插角，开挖示意如图4所示。

施工中通常控制炮眼超出第一榀拱架位置开挖线0.1m（如图4）来确保拱架能按设计要求准确安装。理论计算一循环拱顶超挖断面积为0.288m2，麻栗树隧道Ⅳ级围岩拱墙开挖线周长为25.6m，一循环2m超挖方量为7.37m3，隧道全长2170m，超挖9986m3。

根据麻栗树隧道施工出渣单价为23元/方，超挖运费W1=23元×9986m3=229678元。喷射混凝土材料单价为430元/m3，按20%回弹量计算，超挖部分喷射混凝土成本W2=9986m3×（1+0.2）×430元/m3=5152776元。合计超挖部分造成损失5382454元。

机械装渣用时平均0.5min/m3，超挖用时h1=9986m3×0.5min/m3/60=83h，喷射混凝土作业用时平均0.2h/m3，超挖部分喷射混凝土用时h2=9986×（1+0.2）×0.2=2397h，合计2480h，103天。

综上所述，超挖不仅对围岩扰动大、破坏围岩自身稳定，还严重影响工程进度，造成的材料损失巨大。严格控制超欠挖很有必要。

图1 以周边眼布置为控制时的爆破问题示意图 图2 以外插角斜率为控制时的爆破问题示意图

图3 以周边眼眼口定位为控制标准 图4 同时调整周边眼口位置和外插角，开挖示意图

3 超挖控制技术

要改变过去“宁超毋欠”的观念，树立“珍爱围岩、保护围岩”的理念。在提高作业人员水平、加强现场管理、选用合适的机具和爆破器材基础上，重点从钻眼方式和质量、装药量和装药结构着手控制超欠挖。

3.1钻眼方式

通过分析原爆破钻眼方式造成超挖大的原因，通过现场施工总结决定改变钻眼方式。周边眼分两组，即长短眼，长眼炮孔深2.0m，眼底距初支面44cm，爆破满足第二榀拱架安装，短眼炮孔深0.5m，眼底距初支面35cm，爆破满足第一榀拱架安装钻眼（如图5）。钻杆紧靠初支拱架，短眼钻杆在1.0m处做好标记，长眼钻杆在2.5m位置做好标记，以钻杆和初支接触点为支点调整钻杆方向，根据相似三角形特性可知短眼钻杆作记号处到初支面距离是眼底到初支面距离的二分之一，同理长眼钻杆作记号处到初支面距离是眼底到初支面距离的五分之四。即短眼记号处到初支面距离为17.5cm，长眼记号处到初支面距离为35.2cm，见图6所示。

3.2 周边眼间距控制

通长减小周边眼间距能有效造提高光爆效果，但炮眼数量增多，作业时间变长，增大周边眼间距会造成相邻炮孔中间局部欠挖，单孔炸药量增加，影响光爆效果。根据爆破效果，若相邻炮孔间无欠挖则可增大间距，若相邻炮孔间有欠挖则需减小间距。施工中通常每种周边眼间距控制在25-35之间，长短眼交叉布置。

3.3钻眼质量控制

（1）要定人定机定岗，作业人员熟悉使用机具和所在位置需要掌握的方向和角度。

（2）每循环拱架安装必须满足规范要求，要对安装偏差进行实测记录，下循环钻眼前要标出拱架安装偏差值，使钻眼作业人员能及时调整。

（3）拱架安装误差及初支端到开挖面的距离调整钻杆角度。

（4）由于开钻时钻杆跳动，导致周边眼口定位不准，所以在钻头刚钻入岩层时暂定钻机，根据眼口位置和初支端到开挖面距离调整钻杆外插角后继续钻眼。

（5）由于钻眼参数要依据初支面确定，所以必须控制喷射混凝土面满足设计要求。

3.4装药量和装药结构

周边眼采用小直径连续反向装药结构。装药量根据爆破效果调整，若炮孔完整的残留一半于围岩，炮眼残留清晰则说明装药量适合，装药结构合理。若爆破后炮孔外局部超挖严重，局部欠挖则说明装药不均匀，应采用更小直径药卷或空气间隔装药法。

图5 爆破满足第一榀拱架安装钻眼 图6 建议的控制爆破方法

3.5 控制洗过及成本影响分析

以拱顶为例，初支拱架距开挖面0.5m，拱顶拱架安装检查为-4cm（即拱架高程比设计底4cm），则短眼底到初支面的距离应为4cm+35cm=39cm，短眼钻杆记号到初支面距离为39cm*0.5=19.5cm，长眼底到初支面的距离为4cm+44cm=48cm，长眼钻杆记号到初支面距离为48cm*0.8=38.4cm。作业人员可根据以上数据进行准确钻孔。

按照上述方法钻眼爆破，如图所示，一循环纵断面超挖面积0.042m2，比原钻眼方式减少0.246m2，减少超挖8533m3，节约成本Q=8533×23+8533×1.2×430=4599287元，节约工期88天。

4 结 论

隧道施工中影响超欠挖的因素有地质情况、爆破参数、作业机具、爆破器材和作业人员水平等，本文主要针对爆破参数中周边眼钻眼法对超欠挖影响进行了介绍，其他因素未详细说明。施工中应改变过去“宁超毋欠”的观念，树立“珍爱围岩、保护围岩”的理念，综合考虑各方面因素，多方面采取措施提高光爆效果，保证工程质量，节约成本。

参考文献：

[1] 铁路隧道施工技术指南.铁道部经济规划研究院.2008-10

[2] 铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南.铁道部经济规划研究院.2007-03

[3] 铁路隧道工程质量验收标准.中国铁道出版社.2003-12

[4] 关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关要求的通知.2010-07

[5] 隧道工程技术 高等教育出版社

[6] 符胜斌.浅析隧道光面爆破施工技术的应用.建材与装饰.2013-11

[7] 田双贵.隧道施工超欠挖控制浅析.山西建筑.2005-05

篇3

【关键字】高速公路；隧道；通风；供电[Abstract] In the construction of highway tunnel ventilation, power supply is an important link to ensure the construction of normal, plays a crucial role in the tunnel construction safety, construction of environmental and energy efficiency. Combined with the engineering example, introduce the application of ventilation, power supply technology in highway tunnel construction, provides the reference for the similar engineering construction.

[keyword] highway tunnel; ventilation; power supply;中图分类号： F54文献标识码：A文章编号：

一、工程概况

福建省莆田至永定高速公路泉州段白山同隧道位于泉州市安溪县湖头镇，进出口A3、A4两个标段双向掘进。该隧道设计为双线双洞隧道，单洞长4.005公里，建筑限界为10.25×5.0（宽×高），属分离式隧道。隧道起点桩号K19+995，终点桩号K24+000。其中隧道进口A3标段施工长度1.5公里，出口A4标段施工长度2.5公里。二、施工供电技术

2.1供电方式

由于白山同隧道出口施工段落较长，单洞长度达到2.5公里，需制定通风、供电专项方案。出口前期共安装变压器3台，根据对隧道周边电网情况调查，在隧道洞口段已安装莆永高速专线，有500KVA及1000KVA电压器，隧道生活区及拌合站安装配备315KVA电压器。其中500KV变压器提供洞口通风机及洞口工程临时用电，1000KVA变压器提供洞口空压机、洞内混凝土输送泵及洞内临时用电。

2.2施工用电量计算

（1）生活区、拌合站及钢筋场

安装一台315KVA变压器供生活区及拌合站（功率90KW）、钢筋加工场用电满足该供电区域。

（2）洞口通风机及洞外临时用电：

220KV轴流风机2台即440KV＜500KV；

（3）洞口空压机、洞内混凝土输送泵及洞内临时用电：

施工现场设备用电功率（1000KVA变压器供电）：

2台混凝土输送泵每台功率为：75KW与55KW，共130KW；

2台湿喷机每台功率为：7.5KW共15KW；

现在施工现场空压机6台，每台功率为135.5KW，共813KW；

洞外生活用电共50KW；

乘以0.8系数作为实际用电量 计算总和为：

（813+15+130）*0.8=766.4KW＜1000KV

洞内高压电缆选用3*95m+1铝芯线。

2.3后期供电计划

后期增加空压机数量电压不够时，在洞口增加一台1000KVA的变压器，满足施工现场需要。

三、通风设计方案

3.1编制说明

白山同隧道全长4000m，属于特长隧道。其中出口施工长度2500米，采用爆破法开挖，通风排烟难度较大。

为了改善劳动条件、保证施工人员的身体健康，提高劳动效率，加快施工速度，特制定本通风方案。

3.2编制依据

⑴ 莆永高速公路白山同隧道出口施工图。

⑵《公路隧道施工技术规范》JTGF60-2009。

⑶《公路隧道工程施工技术指南》；

⑷《公路隧道工程施工安全技术规程》；

⑸《煤矿安全规程》等煤矿现行有关规范、规程等；

⑹《公路瓦斯隧道技术规范》；

⑺ 设计计算采用的劳卫标准。

①一氧化碳最高允许浓度30mg/ m3

②二氧化碳不得大于0.5％

③氮氧化物为5mg/m3 以下。

④洞内最高平均温度不大于28℃

⑤洞内噪音不得大于90dB（A）

⑥洞内最小排尘风速不得小于0.25m/s

⑦粉尘浓度小于30mg/ m3（含有10％以上游离SiO2粉尘），水泥尘小于6 mg/ m3（含有10％以下游离SiO2粉尘）。

⑧瓦斯浓度小于1％

3.3通风量计算

1、各环节风量计算

①施工人员所需风量：VP=UP·m·k（m3/min）

式中参数如下：

UP：洞内每人所需新鲜空气量，一般按（3m3/min/人）计算

m：洞内同时工作的最多人数取30

K：通风备用系数取（1.1～1.5）

VP=3*30*1.3

＝117 m3/min

②爆破散烟所需风量

本隧道采用压入式通风

计算风量：Q=（m3/min）

式中参数如下：

A：同时爆破的炸药量（㎏），按Ⅲ级围岩爆破计算取274㎏

S:隧道断面面积（m2），取Ⅲ级围岩开挖断面面积83 m2

t:通风时间30（min）

L:爆破后炮烟的扩散长度，LS=15+A/5=15+274/5=69.8m

Q==544.7 m3/min

③按内燃机作业废气稀释的需要计算

Q=n·A

=（3*200+1*165）*2.8

=2142m3/min）

n：洞内使用内燃机作业的总功率

A：内燃机每1KW所需的风量，一般2.8 m3/min·KW

④按洞内允许最小风速计算

Q=60·v·S

=60×0.15×83

=747 m3/min

V：洞内允许最小风速（m/s），取0.15 m/s

S:隧道断面面积（m2），取Ⅲ级围岩开挖断面面积83 m2

2、单洞所需风量计算

通过计算、比较，单洞工作面需风量由稀释内燃机作业废气控制，需风量为2142m3/min。

①考虑漏风的风量计算

通风机的供风量除满足上述计算的需要风量外，还应考虑漏失的风量(风管最长状态下的漏风系数)。

Q=1.05×2450=2572.5m3/min

β：风管百米漏风率，取1.3%

P：漏风系数P，取 1.05

②进入洞内施工时洞口风机计算。

由上述计算，确定工作面计算风量(Q计)为K572.5m3/min，风速0.15m/s，根据最不利的情况下计算的最大风量值(Q总)选择洞口处的风机。

Q总=KQ计/(1-β)L/100

=1.0×2572.5/(1-0.013)2450/100=3544.7(m3/min)

结论:根据以上计算结果,洞口选择风量为3544.7m3/min的风机才能满足正洞施工通风需求。根据现场实际情况,可在洞口选择一台SD-Ⅱ-150型轴流风机，最大风量为3000 m3/min，在进洞1000米时再增加一台风量为2000m3/min的风机。

3.4通风方案

采用压入式独头通风。风管采用Φ180cmPVC软质通风管，在洞门外不小于20m处沿隧道一侧高架。同时加强通风管理，防漏降阻，控制百米漏风率在1％以内，以满足施工生产的环境需要。

风机安装位置在洞口20m以外，避免洞内压出的污气反循环进入风机形成二次污染。风机出口设置变径硬管与风管连接，风机与风管接口处法兰间加密封垫，刚性风管与柔性风管结合处绑扎三道，以减小局部漏风和阻力。

3.5洞内风管布置：

通风管道采用Φ180cmPVC软质通风管悬挂线路左侧拱腰位置，采用吊挂安装，避开其它管线。

洞内通风软管立面布置见图。

风管安装要求：

⑴ 通风管吊挂要平直、拉紧吊稳，避免出现褶皱增加阻力

⑵ 当外径不同的风管连接时。应以大小头过渡，过渡长度以3-5m为准

⑶ 通风管末端距工作面不超过50m。

⑷ 施工衬砌中必须拆卸通风管时必须保证风管不得被人为损坏。

3.6通风管理

3.6.1加强环保意识，重视通风工作，向煤矿学习，成立专业的通风队伍，负责通风机、通风管安装，维护，以及通风方式变换，并承担通风效果的责任。

3.6.2通风监测是搞好通风除尘的重要工作，通风技术人员负责日常的有害气体浓度监测，根据浓度调量，合理供风，省电节能。

3.6.3当风管供风到1000米时，应进行一次漏风率测定，判断风管维护水平，推断4000米时的总漏风率。

3.6.4炮眼应采用水炮泥封堵，既可减少残眼，又可使污染在源头得到治理。

3.6.5控制运碴车的柴油烟排放浓度，也是取得通风效果的重要措施。

四、结语

白山同隧道通风、供电施工组织编制合理，能够满足工程施工的需要，保证工程施工安全正常进行,改善了洞内施工环境，产生了显著的经济效益，从实例工程中对隧道通风、供电进行研究，总结出灵活、实用的施工工艺为以后类似施工设计提供一些经验。

参考文献：

篇4

【关键词】：高速铁路、隧道、V级围岩、光面爆破

【 abstract 】 : introduces the passenger dedicated line into chongqing four party tablet tunnel construction process, the smooth blasting technology of the tunnel grade V rocks in the construction technology of the excavation, determined the grade V of the surrounding rock tunnel excavation smooth blasting scheme, analyzes the advantages and disadvantages in the construction process of, for high speed railway tunnel construction to provide the reference.

【 keywords 】 : high speed railway, tunnel, grade V surrounding rock, smooth blasting

中图分类号：U238文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

1.1 工程简介

中交二航局承建的成渝客运专线CYSG-3标段的四方碑隧道位于四川省内江市境内，隧区属丘陵地貌，地形坡度一般为15～25°，地面高程360～418m，起讫里程DK140+585~DK141+310，全长725m，其中V级围岩有496m，IV级围岩有159m。隧道表层为坡残积层粉质黏土；下伏侏罗系中统沙溪庙组泥岩夹砂岩,单斜构造。地下水水质类型为HCO3-Ca2+，地下水对混凝土结构具硫酸盐侵蚀，环境等级为H1。洞身泥岩质软，岩层近于水平，节理发育。隧道进、出口岩层风化带厚度较大。

V级围岩地质条件差，是隧道施工的安全高风险地段，因此，V级围岩开挖支护成为了四方碑隧道的施工难点。为保证在隧道V级围岩开挖施工过程中的安全与进度，提高施工效益，采用钻爆法开挖、光面爆破技术，衬砌类型为双线隧道复合式衬砌。

1.2 开挖方案

四方碑隧道V级围岩开挖施工分为台阶法和中壁（CD）法。每步开挖后均及时支护，隧底初期支护后及时施做仰拱，尽早封闭成环。

本文以实际施工中的台阶法开挖为例进行论述。

2 光面爆破施工技术

2.1光面爆破工艺流程

⑴ 确定光爆方案：地质条件调查初步爆破方案光爆参数选择洞眼分布设计。

⑵ 实施起爆作业：测量放样定位开眼钻孔清孔装填炸药起爆通风排烟排险检查光爆效果。

⑶ 参数动态修正：确定爆破设计后，先选取与隧道地质情况近似或一致的围岩进行光爆试验，起爆后根据光爆效果修改设计参数，根据新的设计参数对洞身围岩进行爆破，重复上述工作，不断地根据实际情况对光爆设计参数进行动态修正，保证光爆效果及施工安全、进度。

图1光面爆破施工工艺流程

2.2 确定光爆方案

由于地质情况的多变性和不可完全预见性，在同一断面爆破开挖过程中，可同时出现不同硬度的岩层，为了达到更理想的爆破效果，并不是全隧单一使用同一爆破方案，通常是根据岩层的实际情况调查后来对方案进行调整。

2.2.1地质条件调查

四方碑隧道V级围岩为弱风化泥质砂岩夹泥岩，属于软质岩，洞身整体置于该岩体内。

2.2.2初步爆破方案

根据开挖断面形式及地质情况，爆破器材选用：有水地段周边眼采用防水乳化炸药，无水地段采用2号岩石硝铵炸药，周边眼采用φ25mm规格的光爆专用炸药，人工钻眼，φ32×200规格的炸药，引爆非电毫秒雷管，非电毫秒雷管用1-17段非电毫秒雷管跳段使用，传爆材料采用导爆管、导爆索。

钻眼机具使用YT-28风枪，成孔直径48mm，通风装置为压入式通风机。

围岩每循环进尺3m，炮眼深度根据进尺长度，掏槽眼、底眼按3.1m取值，周边眼、崩落眼、辅助眼按3m取值。

装药结构

2.2.3光爆参数选择

在光爆试验前，通常可根据经验参数或相关技术规范的推荐参数进行光爆参数选择。四方碑隧道在光爆试验参数选择时参考了铁建设[2010]241号《高速铁路隧道工程施工技术指南》中的相关参数，如表1所示。

表1光面爆破参数

岩石类别 周边眼间距

E（cm） 周边眼抵抗线

W（cm） 相对距离

E/W 装药集中度

q（kg/m）

极硬岩 50~60 55~75 0.8~0.85 0.24~0.4

硬岩 40~55 50~60 0.8~0.85 0.15~0.25

软质岩 30~45 45~60 0.75~0.8 0.04~0.15

根据地质条件调查，四方碑隧道V级围岩属于软质岩，初步确定了试验光爆参数，如表2所示。

表2试验光爆参数

围岩等级 岩石类别 周边眼间距

E（cm） 周边眼抵抗线

W（cm） 相对距离

E/W 装药集中度

q（kg/m）

V级 软质岩 40 60 0.67 0.132

对于软质岩，E值应偏小，W值应偏大。

炸药单耗以2#岩石炸药进行经验取值，上台阶断面面积为64.5m2，下台阶断面面积为75.2m2，周边眼经验数据均为0.55kg/m3。通过公式q=QEW计算得到装药集中度分别为0.132kg/m。

2.2.4洞眼分布设计

通过对试验光爆参数的选择，按照光爆参数进行炮眼布置，如图2所示。

图2炮眼布置图

2.3 实施起爆作业

2.3.1 测量放样

使用全站仪确定开挖方向和标高，在掌子面用红油漆标示轮廓线。

2.3.2 定位开眼

按炮眼布置图标示各种炮眼所在位置，控制误差在5cm以内。

2.3.3 钻孔

将风动凿岩机就位，在标示的炮眼位置钻孔。控制各种炮眼位置误差在5cm以内。

2.3.4 清孔

装填炸药前应将炮眼内的岩粉、积水清理干净，并检查炮眼深度、角度、方向，对不符合要求的炮眼进行处理。

2.3.5 装填炸药

分片分组按炮眼布置图自上而下进行装填炸药，周边眼采用小直径药卷连续装药结构，如图3所示。其他炮眼采用连续装药反向起爆装药结构。

所有炮眼都采用泡泥堵塞，周边眼堵塞长度取35cm，其他炮眼堵塞长度不小于1m。

图3小直径药卷连续装药结构示意图

2.3.6 起爆

起爆联接网络采用复式网络，起爆前爆破员对起爆网络进行检查，导爆管不得打结、拉伸，各炮眼雷管连接段数一致，且同一断面起爆顺序应由内向外。

2.3.7 通风排烟

爆破后进行通风，吹散炮烟后，经检查确认空气合格且等待时间在15min以上，准许作业人员进行爆破点进行下道工序作业。

2.3.8 排险

在作业前对瞎炮、残炮进行检查处理，处理瞎炮、残炮在爆破员的直接指导下进行，无擅自处理情况，爆破员做好交接和记录工作。

2.3.9 检查光爆效果

爆破后检查光爆效果，V级围岩无大的剥落、坍塌，轮廓符合设计要求，掌子面平整。

2.4 参数动态修正

在初次试验光爆或每次开挖光爆之后，根据检查记录和实际效果对光爆参数进行修正了改进，以便更好的控制开挖轮廓线、超欠挖以及围岩稳定性，保证施工安全。

根据对现场实际情况的统计，及时正确地修正周边眼参数，更好的控制开挖轮廓线，缩小超欠挖的范围，具体如下：

⑴ 周边眼分布设计完成后，在钻孔过程中注意避免将炮眼布置在围岩薄弱处，个别地点调整周边眼的数量和间距，防止围岩出现坍塌。

⑵ 适当调整周边眼到轮廓线的距离，可以更好的控制软岩地质的光爆轮廓线，一般取值8~15cm较为理想。

⑶ 适当增大周边眼最小抵抗线到70cm，控制相对路基E/W在0.6左右，软岩光爆效果较为理想。

3 总结

V级围岩地质条件较差，在台阶法和中壁（CD）法进行开挖的过程中，光面爆破对开挖轮廓线和围岩稳定性有较大的积极作用，削减了薄弱岩层对钻爆作业的负面影响，通过实际运用光面爆破技术进行开挖作业以后，相比传统矿山爆破技术，光面爆破在很大程度上保证了超欠挖情况符合规范及验标要求，不但提高了安全爆破的稳定性，而且使得在开挖过程中避免了大块岩石难以搬运的情况，使施工进度得到相应提高。光面爆破在客运专线隧道V级围岩开挖的成功应用，标志着软弱围岩施工工艺的提升和进步，对今后隧道软弱围岩开挖的施工有着重要的意义。

参考文献

[1] 铁建设[2010]241号.高速铁路隧道工程施工技术指南[S].

[2] 韦爱勇.工程爆破技术[M].2010.

篇5

Abstract： Construction safety is very important content in railway operation safety management， and has a close relationship with enterprise's safety production， which requires managers must ensure that the safety risk is in a controlled state during the maintenance of the tunnel. The current risk management lacks forward-looking and predictability. This paper analyzes the risk management framework and steps and sums up the risk management framework including risk identification， risk analysis， risk evaluation and risk control. And taking the Bazhun line tunnel maintenance works of Baoshen railway for example， the level of risk is evaluated， so as to make risk events reduced to acceptable range through effective measures.

关键词： 安全管理；隧道维修；风险预控管理体系

Key words： tunnel maintenance；safety management；risk management system

中图分类号：TU714 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）19-0016-04

0 引言

铁路营业线施工安全管理是一个老生常谈的问题，我国铁路建设飞速发展，铁路运营速度不断提升，货运铁路运量不断加大，这都给营运铁路维修带来了诸多安全管理上的问题。隧道作为一种特殊的工程类型在运营铁路维修过程中显现了许多难以克服的问题，由于受到地理位置的限制，隧道地段维修施工过程中存在潜在的通讯、照明、安全防护等条件限制，特别是营业线中隧道维修工程由于属于受限空间，人员和机械设备存在未及时避车和侵线安全隐患，极易发生影响铁路运输的安全生产事故，造成不可挽回的社会影响和经济损失。因此，营业线隧道维修工程虽然工程内容较少，但是安全管理的重要性可见一斑，如何加强施工过程控制成为隧道维修工程的重中之重。

我们通常在运营铁路隧道维修工程中遵守铁路相关的规定、办法、规则等行业标准，但是这种被动的安全管理模式不能适应当前施工安全管理形势，如何从主观能动性、标准执行性、过程监管等多方面综合提高安全管理水平成为我们工作中研究的重点。

风险预控管理体系是神华集团公司在煤矿领域推行安全管理体系并予以执行的，几年来成果显著，国家安全生产监督管理总局将该体系向全国其他行业予以推行。包神铁路作为神华铁路板块的长子也执行了风险预控管理体系并应用到实际生产当中，但是在工程项目安全管理中风险管理体系建设还存在一些盲区，本文将风险预控管理体系拓展到施工安全管理上面，从危险源辨识、风险分析、风险评估、风险控制四方面入手，将风险事件采取有效的控制措施，将风险值降低到可接受范围内，从而确保工程施工安全，进而保障铁路运输安全。

1 风险管理国内研究现状

受到西方国家的影响，我国在20世纪80年代开始了包括风险的原理、概念、方法和实践等的风险研究相关工作。风险管理理论随着发展和壮大也开始慢慢应用于其他领域和行业，近几年来的在地下结构工程施工方面的风险研究尤为突出，例如，范益群在《隧道及地下工程设计系统的风险管理》中，提出了改进型的层次分析方法如何应用于隧道工程的风险研究；丁士昭教授采用施工风险评估和研究方式为地铁工程项目的风险管理提供了规避风险模式的参考依据。

我国的隧道工程风险管理开始于2004年，逐步进入正轨，土木工程学会还专门成立研究隧道及地下工程的风险管理委员会；我国从2007年开始陆续出版了如《地铁及地下工程建设风险管理指南》等关于地铁工程建设风险管理的指导手册和标准。这些理论都有效的指导隧道工程建设项目，但是如何有效的应用到已建成隧道维修工程之中，如何将风险管理理论应用到实际生产中成为本文的研究重点。

2 风险预控管理的实际应用

2.1 工程项目概况

包神铁路集团公司是神华集团控股的子公司，正式整合重组于2013年6月20日，由神华包神铁路有限责任公司、神华新准铁路有限责任公司、神华甘泉铁路有限责任公司合并组建。目前包神铁路集团公司所辖的塔韩、包神、新准、甘泉4条铁路线两横两纵，互相连接，正线总里程达到了734公里，占目前神华铁路板块运营总里程的30%以上。

巴准铁路线地处西南部鄂尔多斯市，全长128km，由于巴准线工程刚刚竣工验收不久，工程存在一些质量缺陷。包神集团管理最长隧道巴准线马石梁隧全长3686m，2015年6月竣工验收。验收后隧道存在保温水沟无保温材料、隧道内水沟无浸油木盖板未施工、施工垃圾、电缆沟盖板强度不合格、无硬化路肩等缺陷问题，这些问题委托神华包神铁路工程公司负责消缺工程缺陷，作为该公司安全管理部门的负责人，如何做好缺陷工程中安全过程控制管理成为工作重点。

2.2 风险评估前准备

2.2.1 风险评估依据

以包神铁路巴准线马石梁隧道维修工程建设项目为例，在施工前收集《铁路隧道风险评估与管理暂行规定》（铁建设[2007]200号）、《铁路营业线施工安全管理办法》（铁运[2012]280号）、《电气化铁路有关人员电气安全规则》（铁运[2016]23号）、《铁路工务安全规则》（铁运〔2006〕177号）、《部分危险作业安全生产行业标准》、《神华集团安全风险预控管理体系标准》等一系列规范、标准、指南等资料，同时以近年来在隧道维修过程中发生的事故案例作为借鉴依据，这些都为风险辨识、评估做好的充分的前期准备。

结合马石梁隧道维修工程实际特点，开展了危险源辨识与评估工作，了解风险产生的原因及变化规律，并结合风险类型制定了有效的防范措施，通过风险控制策略中的风险规避、风险转移、降风险控制、风险自留等四种控制措施，有效降低风险发生的概率，从而达到风险预控安全的目的。

2.2.2 风险评估对象及目标

评估对象：包神铁路巴准线马石梁隧道维修工程

评估目标：通过危险源辨识和风险评估工作的开展，能够识别隧道维修工程项目所有潜在存在的风险因素，并通过风险矩阵法确定风险等级，提出风险控制的相应措施，将各类风险的残留值降低到可以接受的水平，进而达到保障安全、保证工期、保证运输安全、控制投资的多重目的。后果或损失与评估目标的关系如表1所示。

2.2.3 风险评估人员的组成

参与风险源辨识人员应由具备隧道工程或者运输专业5年以上工作或管理经验，对工程风险有足够了解并有工程管理经验的人员参加，并随机抽调公司各站区工队各类专业技术人员、安全员配合辨识。参加风险评估人员的技术职称为工程师及上，并具有8年以上隧道维修工作或者运输管理工作经验，在包神铁路集团公司内部专家库随机抽取，由工务、运输、电务等每个专业至少1名人员组成，工程公司安全质量部全程参与评估工作，同时将评估结果上报包神集团公司安全质量部进行评审、备档。

2.2.4 风险评估程序及危险源辨识

隧道维修工程风险因素包括人员、机械设备、环境和管理四方面因素。通过详细分析所搜集的隧道修建和运营资料，病害调查资料等，采取现场调查、专家访谈、以往同类事故对比等方法对隧道维修施工过程中这四类风险的危险源或风险源进行识别和归纳，总结隧道维修工程在施工过程中可能发生的会造成人员伤亡风险、列车非正常停车风险等，并参照《神华集团风险预控管理体系审核指南》详细统计和归类风险源、危险因素、风险后果、事故类型、风险概率、风险程度等信息（如表2所示）。

2.3 风险评估

风险评估主要采用风险矩阵法，即根据事故发生的可能性赋值及其可能造成损失赋值的乘积来衡量风险的大小，其计算公式为：D=P×C式中：D―风险值；P―事故发生的可能性赋值，依据类似的相关事故经验予以赋值。C―事故可能造成损失的赋值，假设事故实际发生并按照风险管理的要求，取各种可能后果中损失最为严重的情况进行确定。

为提高工作效率，确保风险评估的可靠度并便于危险源的动态管理，风险管理小组采用微软EXCEL数据模型表达风险矩阵（图1），即利用数据的有效性、相关性、合理性控制风险发生概率与事故经济损失指标，再嵌套利用IF（logical_test，value_if_true，value_if_false）函数将风险发生概率指标、事故经济损失指标最终与风险值及风险等级之间形成逻辑运算，实现了风险评估程序的自动电算化的目标。

通过专家打分、类似案例，得出模糊评价权重值，对风险发生的可能性大小和事件发生后带来损失的严重程度赋予相应的数值，分值范围均为1到6，1代表风险发生可能性最小、损失严重程度最轻，6代表风向发生可能性最大、损失严重程度最重，两者的乘积即为风险值。（备注：风险严重程度赋值分以双指标中的人员伤亡或经济损失作为参考）（表3）

通过风险识别和风险评估，作者最终确定包神铁路巴准线马石梁隧道维修工程施工过程中存在危险源12项（如表4所示），其中，低风险危险源共计0项、一般风险源共计4项、中等风险危险源共计3项、重大风险源共计4项、特别重大风险源共计1项，特别重大风险源主要是施工材料运输过程中装在加固方面。

其中，风险类别为“人员”的危险源4项，管理对象涉及驻站联络员、现场防护员、施工人员等岗位；风险类别为“机械设备”的危险源4项，管理对象涉及包括对讲机、轨道车、灭火器、施工材料等4种；类型为“环境”的危险源为1项，管理对象是隧道结构特点及营业线列车；类型为“管理”的危险源为3项，主要问题在于人员培训上岗、工器具摆放、材料装卸等。从表中分析，风险类别为“人员”和“机械“危险源分别有4项，占危险源总数的33.3%，因此“人的不安全行为”和“ 物的不安全状态”是该工程项目危险源控制的重点和难点。

2.4 风险控制

通过上述风险评估结果及包神铁路隧道维修工程风险等级的评定，对于风险事件必须采取有效措施才能是风险降低到可接受范围内。

现分别就风险等级中的人、机、环、管四类风险的相关控制措施介绍如下：

①人的因素，通过岗前教育培训、设置专职安全员、为施工人员购置意外伤害保险、佩带个人防护用品等措施降低风险；

②机的因素，通过定期鉴定机械设备、定期保养设备等措施可以将降低机械类危险因素，以这样的方式可以减少机械设备故障率，已达到降低风险等级的效果；

③环的因素，通过学习隧道相关科普知识、隧道基础知识培训、隧道结构认识等减少环境因素对施工的影响，已达到降低风险等级的效果；

④管的因素，通过应急预案、岗前培训、加固方案审批、标准化作业等措施降低风险等级的效果。

总而言之，为降低事件发生的可能性和降低事件后果的严重度，作为影响风险大小的两个因素，风险控制的方式方法便是主要针对这两个因素。在制定应对风险的对策和措施的同时，优先考虑的是工程和技术，通过合理的设计和全面的管理，尽最大的可能从根本上消除危险因素、危害因素或者替代。这样就可以把相关联的风险避开，已达到降低总体风险的效果。

3 结论

首先，针对包神铁路巴准线马石梁隧道维修工程项目的特点和管理实践经验，从人员、机械设备、环境和管理四方面对施工安全风险进行系统的、全面的分析，力求达到对施工安全管理水平的提升和施工环境的改善，有利于规范施工作业行为、改善施工作业环境、维护设备设施，为安全管理系统的建立提供了些建设性理论。

其次，本文创新点是在风险管理中细化了风险识别、风险评估、风险分析的应用过程，如何将不太容易量化的风险因素指标进行了综合赋值评估，并将风险识别中的危险源进行了双重指标量化赋值取乘积的方式获得最终风险值，并根据图表中的危险等级进行定性归纳，这样就给风险评估工作提供了客观的数据依据，可以更加准确的评估出事故发生概率及危险性大小，这样就让安全管理人员作出准确的风险控制措施，并将风险控制措施制作成危险源卡片递交到一线生产当中去，可以有效地降低危险发生的可能性或者规避风险。

从实践角度和实操性来说是方法简单、容易推广、实操性强的一套理论体系，便于企业全员参与安全管理工作。

最后，本文在大量相关文献回顾的基础之上，整理了工程安全风险管理的相关理论知识，并结合包神铁路巴准线马石梁隧道维修工程项目的施工特点，总结出铁路施工安全风险管理框架，并应用于实际铁路项目的风险分析，为铁路企业的施工安全风险管理工作提供了一些理论和实践的参考依据。

由于时间的限制，本文还存在着一些问题，有待进一步的思考与研究：

①本文在对铁路施工安全风险因素的探讨中，分为了人员、机械设备、环境和管理四方面，在今后的研究中，可以对这四方面风险因素进行细化，能帮助管理人员更好的识别和评估铁路施工安全风险。

②本文中对风险评价的方法进行总结，是基于风险因素与风险因素之间是相互独立互不关联的，但是在实际情况中，风险之间可能或多或少存在一定的相关性，在今后的研究中，在风险评价的定量计算中，建议全面分析风险的关联性，并考虑到计算分析中。

参考文献：

[1]隧道养护[J].铁道建筑，1995（08）.

篇6

【关键词】特大断面穿越沟谷软弱围岩浅埋地表水丰富

中图分类号：U45文献标识码： A 文章编号：

1工程概况

1.1概述

沪昆高铁杭长段九塘隧道位于湖南省株洲市醴陵市，全长1208.75m,里程桩号为DK845+991.25-DK851+200。地表属低山、丘陵地貌，地形起伏较大。其中DK850+525-DK850+585为穿越山谷浅埋段，地表为阶梯状稻田，实测覆土厚度最浅处为4m。围岩级别为Vb，设计断面152㎡，属特大断面隧道。原设计采用三台阶七步法进行施工,超前支护为φ89洞身长管棚及φ42单层小导管，3m径向注浆。

1.2地质概况

DK850+525-DK850+585浅埋段表层分布有黑褐色淤泥质土、Qdl+el粉质粘土，含少量砾石，厚0～1 m。下伏基岩为Ptx板岩，全～弱风化，褐黄～褐红色，全风化呈土状。强风化泥质结构，层状构造，弱风化呈青灰色，砂砾结构，层状构造，岩层产状紊乱多变。洞身处于全～弱风化基岩，节理裂隙发育，易形成塌方、掉块。

1.3水文地质条件

DK850+525-DK850+585浅埋段地表水较发育，为山区溪流型沟谷，流量随季节性变化明显，主要靠大气降水补给，以地表径流形式排泄。地下水为基岩裂隙水和风化裂隙水，水量不丰。

2防止围岩变形失稳因素分析

2.1地质原因

该浅埋段围岩级别为Vb，洞身处于全～强风化基岩，节理裂隙发育，易形成塌方、掉块

2.2地表水（下）水原因

该浅埋段施工期间正值雨季，地表水丰富，由于地处谷底，埋深浅且节理裂隙发育，地表水很容易通过裂隙进入岩体，进而软化、浸泡、冲蚀、溶解岩体，加剧岩体变形及失稳。

2.3施工原因

施工方法过程中超前支护不到位，开挖进尺过大，初期支护未及时跟进等是造成形失稳因的主要原因。

3地表处理

为最大限度减少雨季地表水对隧道施工的影响，防止塌方、掉块，覆盖地表，引排地表水是关键。施工前，在浅埋段沟谷上游约50米处横跨谷底开挖1.2 m×1.2 m截水沟截断上游溪流，截水沟两端接1.0 m×1.0 m排水沟绕行整个浅埋段与下游溪流相连。整个浅埋段顶部由排水沟环绕形成的封闭区域采用防水布覆盖。

4超前支护

4.1 φ89洞身管棚施工

4.1.1施工程序

施工准备测量放羊浇筑套拱、搭设作业平台钻孔、清孔、检孔顶入棚管喷砼封闭工作面注浆注浆效果分析封闭、连接钢架结构结束。

4.1.2施工要求

①．试验室提前做好注浆浆液配合比，并做注浆试验

管棚的管距、管深、注浆效果等应符合设计及规范要求。

②．用钢管搭设施工作业平台，保证作业平台稳固，不摇晃、下沉。

③．用钢管搭设施工作业平台，保证作业平台稳固，不摇晃、下沉。

4.2 φ42超前小导管施工

4.2.1施工程序

每个施工单元为一个完整的作业区，施工程序为：施工准备测量定位钻孔作业清孔、检孔小导管安装喷砼封闭掌子面注浆作业注浆效果分析管尾与钢架焊接结束

4.2.2施工要求

①．试验室提前做好注浆浆液配合比，并做注浆试验

小导管的管距、管深、注浆效果等应符合设计及规范要求。

②．小导管前端长约10cm做成尖锥形，尾部焊接φ6～8mm钢筋做加劲箍，尾部长度不小于30cm内不开孔作为止浆段，其余管壁上每隔15cm梅花型钻眼，眼孔直径为10mm。

③．注浆施工中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。注浆参数应根据注浆试验结果及现场情况调整。

5.洞身开挖

5.1开挖方案的确定

由于是浅埋段且拱部围岩软弱破碎，节理裂隙发育，边墙位置软硬围岩相间，隧道断面大，故而在设计三台阶七步施工法的基础上进行优化，形成四台阶施工法。开挖时严控轮廓线放样精度、周边眼钻孔角度,采用多钻孔、少装药的方式，尽可能少的减少对围岩的扰动。开挖示意图如下：

四台阶法施工开挖示意图

5.2开挖及支护方式

采用四台阶法开挖，超前大管棚加超前小导管注浆充分固结隧道周边大于3 m的破碎岩体，形成自稳护拱。开挖进尺控制在0.5～0.7m/循环，要严格按照顺序开挖，台阶长度以2～3 m为宜。开挖完毕，支护措施严格按照设计图Vb围岩施工，条件具备时及时施做仰拱拱架以封闭成环。

6.认真做好围岩量测及分析以指导施工

量测点按每断面5个点，每5m一个断面严格按规范要求布设。监控量测项目包括地表沉降、拱顶下沉、拱脚收敛墙脚收敛等。要及时分析量测成果，以评价支护的可靠性和围岩的稳定性，及时调整支护参数指导后续施工。

7仰拱及二次衬砌混凝土施工施工

围岩和支护变形趋于稳定后，及时按照设计要求施工仰拱及二衬混凝土，使围岩应力和支护结构尽早平衡。二衬的施工时机以初支变形速率小于5㎜/d后较合适。

8结束语

九塘隧道穿越山谷浅埋段采用四台阶法施工，确保了雨季地表水丰富时段该隧道的安全顺利掘进，该法最大限度的减少了对软弱围岩的扰动,超欠控制较为理想，实现了较好的社会和经济效益，也为同类特大断面浅埋隧道施工提供了借鉴。特大断面浅埋隧道应用四台阶法的施工原则可归纳为“先排水、短开挖、多台阶，弱爆破、强支护、勤量测、早衬砌”，具体施工过程中应结合实际制定切实可行的施工方案及安全措施。

篇7

【关键词】防水板防水；变形缝；排水

1 工程概况

观景台隧道位于河北省兴隆县-遵化县112国道八仙沟-车道峪-小子庄段，北起南湾子村南侧500m，向南经三道梁子、八仙沟村东，至车道峪村，隧道最大埋深为422m。隧道进口里程为DK343+365，出口里程为DK349+885，隧道全长6520m。铁路等级为国铁重载I级双线铁路，设计行车速度为120km/h，隧道纵坡为10.6‰。

2 洞内的防排水施工技术

隧道结构防排水施工按照“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则进行，通过系统治理，达到隧道不渗不漏的防水目标。隧道防水应重视初期支护防水，以衬砌结构自防水为主体，以防水层防水、施工缝、变形缝防水为重点，以满足结构设计和使用要求。

当地下水对混凝土结构具有侵蚀性时，应采取相应的措施，保证混凝土结构的安全和耐久性。对于隧道穿过岩溶、断裂破碎带，预计地下水较大，当采用以排为主；可能影响生态环境时，根据实际情况采用“以堵为主，限量排放”的原则，达到堵水有效、防水可靠、经济合理的目的。在岩溶发育地段，则采用“以疏为主、以堵为辅”的原则，应强调尽量维系岩溶暗河的既有通路，严禁随意封堵溶洞、暗河。

2.1 防水：

防水主要是防止地下水渗出衬砌及仰拱填充面，主要包括喷射混凝土防渗、塑料防水板、施工缝防水、防水混凝土自身防水等。

2.1.1 喷射混凝土

喷射混凝土的主要功能是快速封闭岩层，约束围岩变形，并与围岩共同作用，防止围岩失稳。同时也具有一定的防水功能和抗渗能力，使其在内水压力作用下不致产生危及围岩稳定的大量渗水。在高水流、水压情况下，喷射混凝土封闭水是无效的，应事先对岩石排水或注浆，以降低水流和水压。

2.1.2 塑料防水层

塑料防水板是隧道防水的核心，是隧道防水的重要措施。防水层不仅起到防水作用，而且还对初期支护和二次衬砌起到隔离作用。因此防水层的施作，应在初期支护变形基本稳定和二次衬砌灌注之前进行。

防水层通常是由缓冲垫层与防水板两部分组成。塑料防水板宜选用高分子材料，在规格规定的长度内不允许有接头。防水板厚度应不小于1.5mm，选择耐刺穿性好、柔性好、耐久性好的材料；缓冲垫层材料通常采用无纺土工布，其搭接宽度不应小于5cm，材料应按设计要求选用，其单位面积质量不宜小于300g/，具有良好的导水性，一般采用射钉固定。固定点间距：一般拱部0.5~0.8m，边墙0.8~1.0m，底部1~1.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定。在凸凹较大的基面上，在断面变化处增加固定点，保证其与混凝土表面密贴。

防水板铺设宜采用从拱部向边墙环状铺设，松紧应适度并留有余量，检查时要保证防水板全部面积均能抵到围岩。用带热塑性圆垫圈的射钉将土工布平整顺直地固定在基层上，热塑性垫圈应采用与防水板相熔的材质。

防水板之间的搭接缝应采用双焊缝，以调温、调速热楔式自动爬行式热合机热熔焊接，细部处理或修补可采用手持焊枪焊接。对铺设好的额防水板需进行充气检查，方法是在焊缝中央加气至0.25Mpa 时，停止充气，若在10min 内气压降在10%以内，则说明焊缝合格，否则说明有焊缝不严，需进行补焊。

2.1.3 施工缝、变形缝防水

施工缝是由于隧道衬砌混凝土施工时产生的，是防水薄弱环节之一，是隧道经常发生渗漏的地方。沉降缝是由于地质条件显著变化和衬砌受力不均地段设置，为防止温度变化或混凝土收缩影响而引起衬砌开裂，应设置伸缩缝，这两种缝统称为变形缝。

二次衬砌结构混凝土施工应连续一次浇筑完成，宜少留纵向施工缝，拱圈、仰拱、底板不得留纵向施工缝。观景台隧道二次衬砌施工缝为每12米一道，环向施工缝防水采用中埋式橡胶止水带加遇水膨胀橡胶止水条，纵向施工缝防水措施为中埋式橡胶止水加混凝土界面剂。

变形缝在地层承载力显著变化、隧道衬砌明暗分界处、断面明显变化处设置，变形缝的宽度为2cm，采用中埋式橡胶止水带加遇水膨胀橡胶止水条再加聚硫橡胶嵌缝材料两道防水措施，并填塞沥青木丝板。变形缝缝内两侧应平整、清洁、无渗水。止水带埋设位置应准确，安装牢固，不得有扭曲变形等现象，止水带部位的混凝土应进行充分的振捣，确保混凝土成分密实，严禁振捣棒触及止水带。

2.1.4 防水混凝土自身防水

衬砌应采用防水混凝土，其抗渗等级不得小于P8，具有较强的防水能力，断层破碎带及影响带富水地段其抗渗等级不小于P10。当地下水对混凝土有侵蚀性时，应采取有效措施，其耐侵蚀性系数不小于0.8，裂缝控制宽度不大于0.2mm，并不得贯通。在施工过程中一定要对混凝土振捣密实，并在混凝土中添加抗裂防水混凝土膨胀剂，以提高混凝土防裂渗的能力。

2.2 洞内排水：

洞内的排水主要就是将衬砌背后的地下水排出。隧道排水采取在衬砌背后环向和纵向设置软式透水管盲沟，盲沟伸入泄水孔管，将水排到隧道两侧的水沟中。

环向排水盲管沿纵向设置的间距应满足设计要求，并应根据洞内渗、漏水的实际情况，在地下水较大的地段应加密设置排水盲管。安装时环向盲管应尽量紧贴渗水岩壁，减小地下水由围岩到环向盲管的阻力；盲管布置应圆顺，不得起伏不平。环向盲管安装时应用钢卡等固定，再喷射混凝土封闭，首先应用土工布将纵向排水管包裹，使泥砂不得进入纵向盲管。其次，应用土工布半裹纵向盲管，使从上部下流之水在纵向盲管位置尽量流入管内，而不让地下水在盲管位置纵横漫流。纵向排水盲管在整个隧道排水系统中是一个中间环节，起着承上启下的作用，纵向排水盲管安装坡度符合设计要求，通向水沟的泄水管应有足够的泄水坡。

3 总结

隧道的防排水方案及措施是根据隧道施工部位水质条件和渗漏情况决定的，在渗水量较大处适当的增加安装环向及纵向盲管，特别严重的部位可使用钻孔排水，将水集中汇入排水沟。隧道防水施工的实践表明,隧道的防排水是一项综合性工程，是以排水为主、防排结合、综合治理，采用防、 堵、截、 排相结合，以形成完整的防排水体系。也是多年实践经验总结出来较为有效的一种防排水措施。隧道内一定要对不同的地址情况，渗水情况采取不同的防排水措施，以保证隧道能够正常的运营。

参考文献

[1]张晓玮．高速铁路隧道防排水施工工艺. 中国新技术新产品. 2009年第3期.

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【关键词】隧道；扩挖；技术；研究

1 工程概况

穗莞深城际铁路太平隧道全长14.49km，位于东莞市厚街、虎门镇境内，沿莞太路敷设，地面分布有大量建（构）筑物。拱顶覆土厚度约10～20m，为厚度不均的可塑性粘土、中砂层及风化岩。洞身穿行于全、强、弱风化砂岩、含砾砂岩中，局部地段为燕山期中粗粒花岗岩，花岗岩与第三系含砾砂岩呈不整合接触。属典型城市地下隧道。

因技术标准变化，已完工的2240.8单线米隧道内轮廓已不能满足新技术标准的要求，需对已施工隧道的初支进行破除然后扩挖至新的结构断面。

2 扩挖结构

太平隧道矿山法区间扩挖施工的2240.8单线米隧道由四座竖井，十六个作业面承担，单作业面最长扩挖长度为540m。扩挖段岩性为砂岩、含砾砂岩，围岩等级为Ⅲ～Ⅵ级，共10种扩挖断面结构，本文就难度大、风险高的两种扩挖断面进行阐述。

2.1 Ⅴ级围岩标准段扩挖至下锚段

原Ⅴ级围岩标准段采取φ22格栅钢架，间距0.6m。超前支护采用拱部120°范围内φ42 L=4.0m的超前小导管。边墙设3.5m长的砂浆锚杆，挂网锚喷支护，初支厚度0.3m。

拱部扩挖最大值1.903m，隧底扩挖最大值约0.3m,边墙扩挖0.8～1.2m，每延米扩挖约25.3m3土石方。

2.2 Ⅳ级围岩标准段扩挖至盾构通过段

Ⅳ级围岩标准段采取φ22格栅钢架，间距0.6m。超前支护采用拱部120°范围内φ42 L=4.0m的超前小导管。边墙设3.0m长的砂浆锚杆，挂网锚喷支护，初支厚度0.25m。

拱部扩挖最大值2.81m，隧底扩挖最大值2.01m,边墙扩挖2.56～3.04m。

3 扩挖施工

3.1 扩挖施工方案

矿山法隧道扩挖施工就其本质是一个预加固、拆除、扩挖、受力转换作业的过程。其中预加固在扩挖施工中至关重要，它决定了后续工序实施的条件。

扩挖施工必然对围岩再次造成扰动或破坏，在扩挖施工前需对扩挖范围及应力拱一定范围内的土体进行预加固，以达到止水及加固土体的作用。常见的预加固措施主要有超前锚杆、超前小导管、径向注浆、管棚支护、帷幕工法、水平旋喷桩、冻结管施工。根据本工程实际情况，并综合考虑洞内施工条件、加固目的层、工程造价、工期因素，选择径向注浆方案。

注浆孔按梅花型布置，环向间距0.65～0.75m，纵向间距1.7m，孔深至扩挖轮廓线以外3.0m，孔口管长度根据围岩情况确定。浆液采用纯水泥（个别富水段落，采用双液浆），水灰比1：1，注浆压力按拟加处静水压力加上0.5～1.0Mpa确定。典型扩挖断面径向注浆断面图如图所示。

3.2 扩挖施工步骤

隧道的扩挖必定涉及到结构的受力转换，因此扩挖的施工步骤由不同结构受力的特点所决定。隧道的断面由拱组成，因此隧道受力即是拱结构的受力。

土体给隧道断面的压力，对于拱结构来说是分布径向力，此时对拱结构受力的分析可根据力法公式进行：

δ11X1+Δ1p=0

在拱结构受径向力的体系中：

=

可根据上述两式，计算得拱部任意截面所承受的弯矩和轴力，最终求出X1，即为拱角水平推力。因此可根据拱结构受力特点，即拱结构可以将竖向力转化为水平力的特点，确定施工基本步骤：首先破除拱部初支，进行拱部扩挖；此时隧道拱部所受的径向力转化为水平力，此水平力可由锁脚锚杆和边墙所抵抗。其次进行边墙的扩挖，此时径向力转化的水平力由锁脚锚杆和仰拱抵抗。最后进行仰拱扩挖。

故详细的施工步骤为：

预注浆架设开挖台车破除拱部初支混凝土拱部水平扩挖至外轮廓线拱部初支施工破除边墙初支并扩挖至外轮廓边墙初支施工破除仰拱初支扩挖至外轮廓仰拱初支施工。

4 扩挖施工措施要点

4.1 扩挖施工前，必须打设检查孔检查径向注浆效果，当检查孔最多只有滴水（不成线）且渗水量不大于2L/d时，则判断注浆达到效果，否则应进行补充注浆。

4.2 扩挖遵循水平扩挖的原则，尽量减少挑顶、跳槽施工，合理规划工作面和逃生通道。

4.3 Ⅲ、Ⅳ级围岩原初期支护原则按不超过2榀格栅的长度拆除；Ⅴ、Ⅵ级围岩原初期支护原则上应逐榀拆除，逐榀扩挖，做好锁角锚管施工，及时封闭扩挖后的初支。

4.4 Ⅲ、Ⅳ级围岩水平单方向扩挖采用台阶法，台阶长度根据揭示后的围岩情况综合现场情况确定；Ⅴ、Ⅵ级围岩顺序依次拆除拱部初支并扩挖、施工扩挖断面拱部初支、拆除原边墙初支并扩挖、施工扩挖断面边墙初支、拆除原仰拱初支并扩挖、施工扩挖断面仰拱初支。

4.5 Ⅴ、Ⅵ级围岩可根据揭示的掌子面情况，酌情增设超前小导管，以策安全。

4.6 鉴于隧道扩挖施工的风险，初期支护需达到设计强度的75%，方可进行相邻循环段的拆换。

4.7 扩挖期间需做好监控量测工作，根据量测成果提供反馈信息，用于指导施工。

5 结束语

太平隧道矿山法扩挖现已全部完成施工。本文通过对扩挖施工技术的总结,为类似工程中提供参考。

参考文献

[1]高速铁路隧道工程施工技术指南.北

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Abstract： By introducing the force principle of large pipe roof advanced support in poor geological tunnel construction， design and construction elements of large pipe roof and the scope of application， combined with the case of long and large pipe roof advanced support construction of Xinfenghuang No.2 tunnel hole， this paper summed up the role of long and large pipe roof advanced support technology through weak rock.

关键词： 长大管棚；超前支护；隧道

Key words： long and large pipe roof；advanced support；tunnel

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）08-0165-02

1 工程概况

海南西环铁路凤三段新凤凰二号隧道全长805m，位于海南省三亚市凤凰镇，为客货共线双线铁路隧道，设计行车时速为200km/h，线路纵坡为3‰、-18‰的“人”字坡。隧道内轮廓拱顶净高8.15m，净宽11.5m，内净空面积81.37m2。该隧道进、出口洞口段埋深较浅，属浅埋型，多通过强风化层，距离较长，且具球风化现象，开挖稳定性差，结构面易被软化，可能出现岩块脱落或坍塌。根据现场地质情况，为了保证洞口边仰坡安全，能够顺利进洞，要求在隧道进出口段采用长度为60mΦ159超前大管棚支护和注浆进行预加固处理。

2 管棚受力原理与计算模型

2.1 受力原理 一般会在隧道洞口段施工时采用大管棚超前支护法，这种方法能够有效的支撑和加固围岩，很大程度的防止软弱围岩下沉、松弛和坍塌等。它的工作原理是：一是可以通过管棚注浆使拱顶预先形成加固的保护环。这个保护环能够为隧道施工创造良好的开挖条件，因为其可以发挥“承载拱”的作用，有效的减少拱内部围岩的承载压力；二是当超前管棚沿隧道开挖轮廓周边密布时，加固环的变形变小，传递给隧道支护结构的上部荷载也随之减小，同时会把拱部围岩的形变应力传递给支撑拱架。因为相互连接的支持拱架可以形成整体支护，能够保证掘进施工和初期支护的安全。

2.2 计算模型 当开挖隧道洞口时，下部土体会被挖出，管棚端部悬空。这时因为大部分的管棚钢管长度都在已预加固地层内，并且它还会受到地层固定的约束，这时的悬空段起到支撑洞口上部荷载q1的作用（见图1）；当在隧道洞内施工时，钢管的前后两段作用的地方是不同的，这时中间悬空的钢管段可简化为两端受固定约束的简支梁（见图2），管棚承受上部土体荷载q1和路面荷载q2的作用。

有关资料显示，在计算洞口段和洞内段的开挖进尺尺度的时候采用悬臂梁和简支梁的计算模型是科学的。

3 大管棚施工设计

3.1 大管棚设计参数 ①导管规格：热轧无缝钢管，外径159mm，壁厚8mm。②管距：环向间距40cm。③倾角：外插角以1°为宜。④大管棚每环施作长度为60m，钢管前段呈锥形。⑤导向管规格：热轧无缝钢管，外径194mm，壁厚5mm。⑥钢管内设置钢筋笼，钢筋笼主要由三根主筋和固定环组成，主筋直径为18mm，钢筋之间每35cm间距用3cm长Φ50钢管连接，钢管壁厚3.5mm。⑦钢管上钻注浆孔，孔径16mm，孔纵向间距为20cm，呈梅花形布置，尾部留大于等于100cm的不钻孔的止浆段。见图3、4。

3.2 注浆参数设计 ①灌注浆液：水泥浆液，有时也可采用水泥玻璃双液浆；②注浆参数：水泥浆、水灰比为1：1（重量比），注浆压力为2.0MPa～2.5MPa；③注浆扩散半径：大于等于0.5m；④为了积累钢管注浆施工经验和合理化注浆参数，需要在注浆前进行现场注浆试验。单根钢管注浆量为：Q=π·γ2·L+π·R2·L·η·α·β

式中，r为钢管半径；L为钢管总长度；R为浆液扩散半径，取0.5m；η为地层孔隙率，堆积体经测试为12%；α为浆液有效充填率，取0.9；β为浆液损耗系数，取1.15。经计算单根钢管注浆量Q=6.927m3。

4 大管棚施工

大管棚施工工艺流程如图5。

4.1 施工准备 ①做好孔口定位可以保证管棚施工质量，最好先试着钻几个孔再正式钻孔，尤其是对于那些复杂地层来说。②为了不影响注浆效果和管棚施工质量，在高压注浆之前，一定要把各孔口封堵完好。③在开挖过程中，为了防止钢管脱节，造成塌方，应该保证钢管之间的连接质量。

4.2 大管棚导向墙工字钢支撑施工 洞口前端采用1m导向墙，截面为1m×1m。导向墙在洞口衬砌外轮廓以外施作。先施作3排20a工字钢，间距为50cm，在工字钢拱部144°范围内均匀布设40个导向管，导管长度1m，环距为40cm，导向管的外插角保证不小于1°。对导向管与三榀工字钢支撑进行焊接，并采用Φ22钢筋将大管棚的导向管焊接在工字钢导向墙上，用C20砼浇筑导向墙混凝土。

4.3 钻孔 ①钻孔时导向管可以考虑导向墙中预埋的钢套管，为了保证掌子面在压力注浆时不出现漏浆、坍塌，必须在掌子面上先喷一层素混凝土才能作为止浆墙；②在保证钻机机械正常的情况下才可以进行钻孔，在钻孔的过程中，是否加泥浆或水泥浆应该依据实际的情况确定；③为了避免发生加钻现象，应该控制好钻进速度，保证匀速前进，尤其是在钻头遇到夹泥夹砂层时；④应该把开钻上挑角度控制在3°-5°之间，并控制量测角度和钻进方向。

4.4 大管棚安装 ①为了避免出现塌孔，应该在钻孔结束后及时的安设管棚钢管；②钢管逐节顶入，采用长15cm的丝扣连接；③应该及时填塞密实钢管和钻孔壁间的缝隙，在钢管外漏段焊上法兰盘、止浆阀，且保证焊接强度和密实度。

4.5 注浆施工

4.5.1 大管棚注浆施工程序及方法如下：①只有保证管路和机械设备正常才能开始压浆试验，因为这时获得的注浆参数是合理的，才能开始注浆；②在注浆的过程中，应该不定期的检查各处是否有异常情况，一旦发现异常情况，应该立即采取必要的防治措施，比如马上停止注浆或封堵串浆口等；③如果注浆压力持续保持5min以上达到2.5MPa，就可以停止注浆，立即封堵注浆口；④在注浆过程中，应该安排专人负责填写《注浆记录表》，记录各相关数据，观察压力表值，监控联通装置。

4.5.2 注浆效果评定 评定注浆效果应该注意如下细节：①要想观察注浆充填情况，可以采取对注浆加固区进行钻孔取芯的方式获取；②应该先观察好孔内涌水颜色及涌水量，只有涌水颜色较澄清或夹带水泥渣块，或涌水量小于0.4L/min时才可以进行钻孔施工，反之，则应该补注或重注。

5 结语

①超前管棚支护结合注浆技术能够有效的改善松软破碎岩层的物理力学性质，采取这种技术时水泥浆液能够充满钢管周围岩石的缝隙，达到固结围岩的效果。

②大管棚和注浆施工操作非常方便，工艺也简单，不需要大型机具设备，但是效果也非常明显，同时它不仅施工速度快、安全性能高，也具有很高的经济和社会效益等。

③该方法已经在新凤凰二号隧道进出口端浅埋级围岩工程中得到了应用，效果非常明显，不仅保证了工程的顺利完成，也取得了很高的经济效益和社会效益。

总之，长大管棚超前支护技术能够在应对不良地质条件的隧道掘进施工和塌方处理时起到非常关键的作用，因为它不仅具有很高的可靠性和支护能力，适用于很多的地段，比如含水的沙土质底层或破碎道等，还能够增加施工安全度，保证岩体稳定，减少地表下沉和防止围岩松弛、坍塌，是新奥法与其他辅助施工方法的完美结合。

参考文献：

[1]黎爱清，吕秀华.长大管棚施工方法[J].两部探矿工程，2003，91（12）：80-81.

[2]关宝树.隧道施工设计要点集[M].北京：人民交通出版社，2003.

[3]TB10003-2005，铁路隧道设计规范[S].中国铁道出版社.

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【关 键 词】免刷坡 进洞 施工

中图分类号：TU74文献标识码： A

1.工程概况

1.1隧道简介

珠藏洞隧道为分离式长隧道，位于十堰市房县榔口乡珠藏洞村境内，隧道轴线方向约233°，呈南东～北西向展布。隧道左洞起讫桩号为ZK60+248～ZK62+605,全长2357 m，右洞起讫桩号为YK60+315～YK62+605,全长2290 m，属长隧道，隧道最大埋深约385 m。

隧道进口设计标高分别为左洞269.332m，右洞269.550 m；出口隧道设计标高分别为左洞285.921 m，右洞286.028 m。隧道右洞进口处于平曲线半径左洞R=2700m 的左偏圆曲线上，右洞洞身及出口处于直线上，左洞处于直线上，隧道路基不设超高。隧道纵面线型左洞为0.78%、-1.41%；右洞为0.78%、-1.41%。

1.2地质情况

1.2.1地形地貌

隧址区属构造剥蚀侵蚀低中山区，地形起伏较大，植被较发育。隧道轴线经过地段地面高程约280m～692m，相对切割深度约412m，最大埋深约约385m。隧道进出口斜坡陡峭，基岩出露。省道305于隧址区穿过。

1.2.2 地质构造

由于南秦岭褶皱带向南逆掩，使这个褶皱带内形成一系列向北倾斜的逆断层，故各岩层间多以断层接触。这就是区域上称城口（四川）-（房县）-青峰-襄樊-广济断裂的一段，该断裂在隧址区形成数条高角度断层、破碎带及韧性剪切带。经调查，右规模不等的3条断层以大角度穿越隧道区，使隧道围岩局部变得较破碎，且已EW向为主，分别为F7-2、F8-2、F9-2。该系列断层倾向为340°～10°，倾角一般为70°～90°，断层内岩石局部破碎，发育碎裂岩及大量构造透镜体，透镜体大小不等，最大直径约15m；该组断层大多表现明显多期构造，断层性质复杂；该系列断层一般破碎带宽度30～200m，延伸长度一般大于2Km。

F7-2、F8-2断层走向约295°，近直立，延伸长度大于2Km，断层内岩石较破碎，右明显的碎裂岩化，断层带两侧岩体节理发育，纵横交错，不成组，故断层破碎带无明显界限，宽度约100～150m；该断层延伸至省道S222路边陡坎，破碎带清晰可见。

F9-2走向约296°近直立，宽度约100～200m，延伸长度大于2Km，岩层发生挤压变形，并有构造角砾岩及碎裂带，岩体完整性差，断层走向约296°，近直立，北盘岩性为震旦系白云岩，南盘出露岩性为奥陶系生物碎屑灰岩夹薄层页岩。

F7-2、F8-2、F9-2断层均穿越隧道洞身，破碎带宽度较大，岩体破碎，且可能发育有微小~小型岩溶管道，对隧道影响较大。

2.施工重难点

由于珠藏洞隧道进口段边坡陡峭且岩石，长时间受雨水等冲刷，风化严重，进口段临S305省道较近，进洞场地狭窄。如果采用传统的进洞施工方法，边、仰坡刷坡或拉槽土方量非常大，会增加防护圬工，劳动强度大、进洞速度慢、施工周期长、施工成本高；施工作业比较繁琐，隧道结构受力不合理，而且对坡体扰动大，施工安全隐患大；此外，造成S305省道受阻，且周围地表植被破坏严重，环境污染大。因此研究新的进洞施工工法是很有必要的。

3.S305省道改扩

考虑现场施工所遇地段具体情况，并考虑到经入耐用及施工机械等均为重型机械，所以施工便道的承载力要求相应较高，结合现场施工情况及需求，将从右洞K60+300处沿山体侧修建便道，便道长度230米，顺接到原S305省道老桥桥头附近，便道经过左洞洞口位置，待右洞进洞后，利用隧道弃渣将左洞洞口位置场地扩大，达到左洞进洞施工要求。在修筑此便道前须将原S305省道进行拓宽，保证当地百姓的正常通行。

4.免刷坡进洞施工技术

免刷坡进洞施工采用先施工临空面下导基础，浇筑C25混凝土抗滑挡墙，将临空面下导钢拱架预埋在挡墙中，混凝土高度埋到中导与上导拱架连接板位置。加强了临空面基础承载能力，采用抗滑混凝土钢管挡墙，使临空面明洞临空端起到抗滑作用，抵抗单压，形成不刷边、仰坡，上导早进洞的快速施工方法。

4.1免刷坡进洞施工工序

在隧道洞口两侧，开挖抗滑挡墙基础，打入钢管桩；将下导钢拱架间隔预支在抗滑挡墙基础内，浇筑混凝土作为抗滑挡墙；支设中导钢拱架，浇筑抗滑挡墙混凝土；掏槽开挖暗洞端的上导拱脚，支护上导钢拱架，与中导钢拱架形成环状；开挖上导拱脚槽，预留上导核心土；上导施工完后，开挖中导和下导，形成隧道三台阶法施工。

详见图1：免刷坡进洞施工工艺流程图

图1 免刷坡进洞施工工艺流程图

4.2护拱施工

隧道进洞超前支护采用超前注浆小导管，为防止上部坡积体对洞口护拱的向外挤推作用，在洞口护拱施作之前，采用在隧道洞口设置抗滑桩挡墙的支护措施，并与护拱形成共同的受力结构。

4.3计算分析

我们对隧道免刷坡进洞施工过程力学效应进行三维数值模拟分析，对该结构支护受力、支护变形、地表沉降、仰坡稳定性等方面进行研究分析进行研究，验证结构设计方案的科学性和合理性。

4.3.1模拟分析

根据《铁路隧道设计规范》等相关规范，围岩土体采用Mohr-coulomb理想弹塑性模型建立；超前小导管及其注浆体加固区域形成一个整体用以加固围岩，采用shell单元模拟；洞口护拱和初支混凝土采用实体弹性单元模拟。边界约束为前后左右边界施加相应方向的水平位移约束，下边界施加竖向位移约束，上边界为自由面。

4.3.2施工步骤模拟

免刷坡进洞施工过程数值模拟步骤为:开挖下导临空段基础 浇筑C25混凝土基础及施工挡土墙 预埋设置两侧钢架 回填开挖土体形成核心土 设置上台阶衬砌形成进洞条件 按照预留核心土施工工法进洞。

4.3.3结果分析

4.3.3.1支护受力分析

根据计算得出洞口护拱结构最大压应力为2.04MPa，主要分布在与仰坡交接的右拱腰处，最大拉应力为0.74MPa，主要分布在与仰坡交接处的拱顶处；由《铁路隧道设计规范》可知，C25喷射混凝土基本可以满足洞口护拱及进洞后初支受力要求。

4.3.3.2支护变形分析

根据计算结果得出进洞后暗挖段的初支位移均较小，拱顶最大沉降为0.79cm，边墙最大水平位移为0.54cm。对于暗挖段，由于洞口护拱对仰坡的保护作用及超前注浆小导管的加固作用，隧道的开挖对仰坡土体的扰动较小，有效的减小了初支的位移。

4.3.3.3地表沉降分析

提取隧道仰坡处地表位移，不同埋深处的地表位移曲线显示随着埋深的逐渐增加，地表沉降逐渐变小，最大地表沉降出现在埋深10m处，最大地表沉降值为6.26mm，且沉降曲线呈不对称分布，左侧沉降由于地形影响，使施工对左侧影响区域变小。

4.3.3.4仰坡稳定性分析

仰坡稳定是进洞施工的重中之重，故为确保该技术措施的可行性，须针对进洞之后的仰坡稳定性进行评价，应用强度折减法，计算进洞之前及进洞之后的仰坡安全系数，对改技术措施进行定量评价。

强度折减法就是通过对围岩的剪切强度代表值进行不断的折减直到围岩达到极限破坏状态为止。下面以服从摩尔―库仑准则的材料为例来阐述强度折减法的基本原理。令w为强度安全系数，折减后的围岩强度可以表示为：

根据上式可以得出：，

式中：----分别为黏聚力和黏聚力修正值；

----分别为内摩擦角和内摩擦角修正值。

利用强度折减法计算其稳定性计算结果对比见表1。

表1 仰坡稳定性计算结果

计算工况 稳定系数（FOS） 稳定性评价

进洞前 2.2 稳定

进洞后 2.0 稳定

（1）进洞前后仰坡安全系数分别为2.2、2.0，均大于《建筑边坡工程技术规范》规定的1.3，仰坡稳定性符合安全要求；

（2）进洞前后仰坡的滑移面位置基本一致，但是进洞后的滑移面范围更大，已经发展至边坡位置，安全系数减小15%，达到2.0，但是依旧处于较为稳定的状态。

通过对进洞前后仰坡稳定性分析可知：该技术可以有效地防止隧道上方坡积体土体的向外挤出，确保明洞衬砌结构及仰坡的稳定，从数值分析结果验证了此进洞施工技术的有效性。

5.施工技术要求及控制措施

5.1施工要点

⑴测量放样，在隧道两侧测量出洞底标高；

⑵在两侧开挖下导基础，按下导拱脚标高再下挖2.0m，作为加强基础；

⑶打设抗滑桩，在基础中打入Φ100mm、L=3.0m钢管桩，间距1m，梅花形布置，增强地基承载能力。将下导拱架按间距0.5m预支在洞门里程到开挖长度范围内；

⑷浇筑C25混凝土基础，不需支立模板使混凝土基础与山体形成整体；

⑸预立下导钢拱架，将临空面下导钢拱架预埋在挡墙中，挡墙基础外侧收0.5m，钢拱架内侧混凝土保护层5cm，挡墙底宽3m，外侧1:0.25收坡，并预埋下I16导拱架，共21榀；

⑹浇筑抗滑混凝土挡墙，混凝土挡墙高度浇筑到下导与中导拱架连接板位置。挡墙内外侧用土回填夯实，同时将核心土回填成型；

⑺立中导临空段拱架与下导连接，支立两侧中导21榀与下导拱架连接，继续立模浇筑混凝土到上导与中导连接板位置，为上导拱架支立创造条件；

⑻开挖上导拱脚槽，用挖掘机配合人工开挖上导拱脚槽，留核心土，循环进尺为一榀钢架间距0.5m；

⑼立上导与中导成环，先支护3榀共1m，与中导拱架形成环状；

⑽支护喷锚成环，并及时挂网喷混凝土形成整体。当上导开挖支立拱架接触到坡面时施作超前小导管支护，小导管采用Φ42mm，L=6m，密排布设，直至形成上导进洞施工条件。

5.2操作要点

⑴上导进尺21榀（10m）完成后，开挖中导。中导每跟进1榀，上导同时进尺1榀。中导推进5m后开挖偏压端下导，形成三台阶施工；

⑵抗滑桩打设时桩长的确定要打入硬土层，采用挖掘机配合人工作业；

⑶上导拱脚要采用开槽的方法施工，以减少对坡体的扰动；

⑷每次开挖控制在1榀拱架间距的长度，并及时封闭成环。

5.3质量控制措施

⑴逐级进行技术交底，交底到工班作业人员；

⑵上导开挖时在满足作业空间和台阶稳定的前提下，应尽量缩短台阶长度，核心土长度控制在3~5m，宽度宜为隧道开挖宽度的1/3~1/2；

⑶形成三台阶七步流水作业法后，施工严格控制开挖长度，合理确定循环进尺，每次开挖不得超过1榀拱架长，开挖后立即初喷3~5cm厚混凝土，封闭以减少围岩暴露时间。立架完成后及时挂网喷混凝土，使拱架及时封闭成环；

⑷严格施作超前支护，控制好超前支护外插角，超前小导管注浆满足设计要求，保证上导在超前支护的保护下掘进；

⑸隧道周边部分应预留30cm人工开挖，其余部分宜采用挖掘机开挖，不得超挖，减少围岩扰动；

⑹钢拱架应严格按设计及规范要求加工制作和架设，钢拱架锁脚锚管外插角合理，注浆饱满，并焊接牢固。

6.小结

⑴通过数值模拟，对洞口护拱和支护受力、变形及地表沉降进行分析，验证了免刷坡进洞施工的有效性，并通过现场试验段施工，总结了免刷坡进洞施工方法与工艺；

⑵免刷坡进洞施工工法最大限度地解决了隧道进洞边、仰坡刷方量超大问题，与传统刷坡方法相比较能大大减少土侧压，减小边坡防护污工量，节约了成本，经济效益显著；

⑶免刷坡进洞施工技术实用性强，施工工艺操作简便、机械投入少，适用范围广，技术可靠，具有很大的优越性，易推广使用；施工质量、安全有保证，对地表植被破坏小，甚至不破坏，环境污染小，环保、文明施工程度高，效果良好。

【参考文献】

[1]《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005），中国铁道出版社出版.

[2]《铁路隧道辅助导坑技术规范》(TBJ10109-95），中国铁道出版社出版.

[3]《铁路隧道施工技术指南》（TZ204-2008），中国铁道出版社出版.

[4]胡壮志，蒋树屏. 环保型进洞方法―前置洞口法[J].公路交通技术，2005.