隧道的施工方法范文
时间：2023-12-14 17:45:37
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篇1
中图分类号：U459.2 文献标识码：A
1 工程简介
杭瑞高速大兴至思南段一隧道，左线长2137m，右线长2158m，出口的两个洞口在施工到约300m的地方，地质发生了很大变化，其地质变化频繁，以强风化灰岩和黄土夹特大孤石这两种地质为主且常会出现溶洞，溶洞内地质为黄土夹特大孤石，黄土含水量很大，孤石与黄土之间无粘结力。
2 软弱围岩的施工方法
2.1 一般软弱围岩的施工方法
隧道出现一般的Ⅳ级，Ⅴ级围岩时，采用三台阶七步开挖法开挖。“三台阶七步开挖法”，以弧形导坑开挖预留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。
第1步:施作超前支护后，开挖弧形导坑，预留核心土，施作拱部初期支护。第2，3步:开挖左右侧阶并施作初期支护。第4，5步:开挖左右侧下台阶并施作初期支护。第6步:分别开挖上、中、下台阶核心土。第7步:开挖仰拱并施作初期支护封闭成环。采用“三台阶七步开挖法”施工，可以合理的分解隧道结构承受的围岩压力，减少隧道沉降，达到安全、高效施工的目的。
2.2 洞身围岩差，但隧底围岩好的地质条件下的施工方法
在隧道的施工过程中，出现了洞身为强风化灰岩但底板及底板以上1m多的位置为微风化灰岩的这种地质情况。按照设计图纸来判定这种地质情况应该按照Ⅴ级来施工，按照Ⅴ级来施工就要施作仰拱，对隧底围岩造成扰动，对隧道的受力不好。经过业主、设计、监理、施工四家共同研究决定采用Ⅳ级加强(不设仰拱)的支护参数。开挖采用“三台阶七步开挖法”，初期支护参数如下:Ф25超前锚杆，4.7m长，环向间距0.5m，21根;工字钢支撑，纵向间距1.0m；Ф25自钻式锚杆和Ф25全长药包锚杆，长度3.0m，间距1.0m×1.0m；Ф8钢筋网，网格间距25cm×25cm，全断面挂设;喷混凝土，25cm厚C25混凝土;衬砌混凝土，C25混凝土40cm厚。这样不仅保证了施工安全和施工质量，也提高了施工进度。
3 公路隧道通过溶洞时的施工方法
3.1 对是否出现溶洞做出预测
3.1.1 使用TGP206型隧道地质超前预报系统对掌子面以前的地质进行预测。
3.1.2 通过地表观测，若地表出现以下情况，可以初步判断岩层中存在溶洞或暗河。
四周汇水的洼地内有明显的积水或地表水消失。
草木丛生和地表塌陷以及冬季冒气地段。
地表有落水洞或天然竖井的存在。
3.2 溶洞给施工带来的困难
溶洞位于拱顶时，围岩容易坍塌，洞穴处理困难。溶洞位于隧底时，充填物松软而且深度大，隧道基底加固困难。隧道穿越溶洞充填物时，围岩软弱，容易坍塌，施工进度缓慢。溶洞内有水流时，水的堵、排困难。
3.3 溶洞的处理方法
3.3.1 溶洞位于拱顶时
第一步：从洞外拉碴回填掌子面，填碴高度为距拱顶3m左右，挖机整平形成一个作业平台;第二步:安装混凝土泵送管道，分别在左侧拱部、拱顶、右侧拱部各安装2根，共计6根混凝土泵送管道，拱顶管道接到溶洞最高处;第三步：在填碴形成的作业平台上采用砂袋施作封堵墙，砂袋码在已支护好的安全地带，砂袋码放宽度为1.5m以上，确保泵送混凝土过程中不被挤倒;第四步:泵送C20混凝土，厚度为拱顶以上5m;待混凝土达到一定强度后，溶腔内采用泵送轻型材料粉煤灰回填密实;第五步:处理完毕后按照“三台阶七步开挖法”进行开挖，加强支护。溶洞处理方案如图所示。
3.3.2 溶洞位于隧底时
当位于隧底的溶洞较小时，一般采取回填的封闭的施工方法。
当溶洞较大较深时，不宜采用堵填封闭的方法，或充填物松软不能承载隧道结构时，可采用梁、拱跨越。跨越的梁端或拱座置于稳固可靠的岩层上，必要时灌注混凝土加固，溶洞中间的墩柱可采用桩基础。
3.3.3 穿越溶洞充填物时
在溶洞充填物中开挖，当充填物较松软时，可采用插钣法(工字钢或槽钢等)，通过围岩量测确定出合适的预留沉降量;充填物为石块堆积时，可在开挖前预压砂砾及水泥砂浆加固。
3.3.4 溶洞内有水流时
遇到溶洞内有水流时，宜排不宜堵，查明水源流向及其与隧道位置的关系后，用暗管等泄水设施将水流排到洞外。
当岩溶水流位置在隧道顶部或高于隧道顶部时，在适当的位置开槽引水，将水位降低到隧底以下，再进行引排。
3.3.5 溶洞的其他处理方法
在岩溶地区施工，有的溶洞处理耗时且困难时，可采取迂回导坑绕过溶洞，继续进行隧道前方施工，并同时处理溶洞，以此来加快施工进度。绕行开挖时，应防止洞壁失稳。
4 岩溶地区施工应注意的问题
做好超前地质预报工作。反坡施工时，应备有足够数量的排水设备。在岩溶地段爆破时，应做到多打眼，打浅眼，控制装药量。施工中对溶洞顶部要经常检查，及时处理危石，当溶洞较高且顶部破碎时，应先喷射混凝土进行加固。在到达溶洞边缘时，对掘进、支护、排水等工作加以妥善安排。
结论
隧道施工时一定要做好超前地质预报工作，为隧道的施工提供指导性意见。隧道在遇到特殊地质施工时，在将设计文件研究透彻的同时，要保持“岩变我变”的原则，及时与各方沟通，确定出合理施工方案。隧道在遇到溶洞时，有水时采取“以堵为辅、以排为主”的施工方法，无水地段的处理方法可总结为填堵、跨越、绕行。
参考文献
[1]周爱国.隧道工程现场施工技术[M].
[2]朱汉华.尚岳全.公路隧道设计与施工新法[M].
[3]洪阳.长岭隧道破碎地段全断面掘进施工技术应用[J].
[4]干昆蓉，杨毅，李建设.某隧道岩溶突水机制分析及安全岩墙厚度的确定[J].
[5]关宝树.岩质隧道的围岩压注止水技术[M].
[6]刘招伟.圆梁山隧道岩溶突水机理及其防治对策[D].
篇2
关键词：隧道工程；隧道技术；公路隧道；铁路隧道；水工隧洞；隧道施工方法
1 隧道技术
隧道技术对应于修筑隧道过程的各个阶段，可以大致分为：运用技术（照明、通风、维修管理防灾等）；调查计划技术（与地质、水文等的调查和预测、测量等有关）；设计技术（指岩石力学、土力学和结构力学、材料等）；施工技术（指开挖、运输、支撑衬砌的施工、基地改良、改善施工条件而采用的特殊施工方法、安全卫生等）；隧道技术是与地质学、水文学、沿途学和土力学、应用力学和材料力学等有关理工科各部门有着密切的联系。它同时应用测量、施工机械、炸药、照明、通风、通讯等各类工程学科，并因对水泥、金属、混凝土、压注药剂等之类化学品的有效利用，而使其与广泛的领域保持着关联。因此，有关隧道技术的基础理论和实际应用，不但涉及土木工程等有关学科，还联系到其他工科、理科的范围。
2 公路隧道
2.1公路隧道通风
①半横向式通风：为了对于除圆形断面之外的其他断面形式的隧道换风便利，1934年，英国人在修建莫尔西隧道（长3226米）时，对尽量减少管道断面的方式做了研究，首次采用半横向通风系统。 ②竖井式纵向通风：1976年，日本在修建关越隧道（长10855米），首次将纵向通风应用于10km以上的隧道通风。③自然通风： 利用自然风压、空气温差、密度差等对室内；矿井或井巷进行通风的方式。④横向式通风：美国纽约市的荷兰隧道，采用盾构法施工，圆形断面，所以车道下面作为送风道，上部作为排风道，气流从下往上横向流动。成为世界上首次采用全横向通风方式。⑤混合式通风：根据隧道的具体条件和特殊需要，由竖井与上述方式组成最为合理的通风系统。
2.2 公路隧道照明
隧道照明遵守的设计原则可以归纳为以下几点：
①隧道内不管是白天或夜间均需设基本照明；②白天车辆进入隧道时，路面亮度应逐渐下降，使司机的视觉有一个适应过程，将入口段分为引入段、适应段和过渡段；③确定引入段、适应段和过渡段的长度（S），通常按车速（V）以T=2s的适应时间来确定，可用S=V/3.6（m）来估算；④出口段也应设过度照明，在双向交通情况下和入口段相同；⑤夜间出入口不设加强照明，洞外应设路灯照明，亮度不低于洞内基本亮度的1/2；隧道内应设应急照明，其亮度不低于基本亮度的1/10。
3 铁路隧道
3.1铁路隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车车辆通行的建筑物
根据其所在位置可分为三大类：为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。
3.2 地下铁道是地下工程的一种综合体
地下铁道建设涉及众多技术领域，包括路网规划、线路设计、土建工程、建筑造型和装修、机电运营设备等系统，要作好地下铁道建设工作，不但要掌握各个系统的专门知识，而且还要能对名处系统进行全面协调。地下铁道路网规划作为城市总体规划的重要组成部分，就一定要适应城市的发展。地下铁道线路走向、埋深，车站站位与城市规划、工程地质和水文地质条件有关，尤其是和准备采用的施工方法关系密切。地铁车站建筑造型既要充分体现公共交通建筑的特点，又要考虑如何与本地城市建筑风格相协调，反映城市建筑特色。
4 水工隧洞
4.1水工隧洞是指在山体中或地下开凿的过水洞
水工隧洞可用于灌溉、发电、供水、泄水、输水、施工导流和通航。水流在洞内具有自由水面的，称为无压隧洞；充满整个断面，使洞壁承受一定水压力的，称为有压隧洞。
4.2 水工隧洞的工作特点
4.2.1水力特点：深泄水孔：a 泄水能力与H1/2成正比；b 进口位置低，能预泄；c承受得水头较高，易引起空化、空蚀；d 水流脉动会引起闸门等振动；e 出口单宽流量大，能量集中会造成下游冲刷。
4.2.2结构特点：a 洞室开挖后，引起应力重分布，导致围岩变形甚至崩塌，为此常布置临时支护和永久性衬砌。b 承受较大得内水压力得隧洞，要求围岩具有足够得厚度和必要得衬砌。
4.2.3施工特点：隧洞一般断面小，洞线长，工序多，干扰大，施工条件差，工期较长。
4.2.4水工隧洞的组成，主要包括下列三部分：进口段，洞身段，出口段
4.3 水工隧洞得布置及线路选择
①总体布置及线路选择应根据枢纽得任务，对泄水建筑物进行总体规划。在合理得选定洞线得基础上，根据地形、地质、水流条件，选定进口得位置及进口结构形成，确定闸门在洞口中得位置。②确定洞身纵坡及洞身断面形状及尺寸。③根据地形、地质、尾水位等条件及建筑物之间得相互关系，选定出口得位置，底扳高程及消能方式。
隧道工程的发展对交通运输的作用具有相当重要的意义，尤其对公路和铁路运输具有相当显著的经济效益。隧道在公路和铁路中应用，不但大大节省了路程，避免绕行，缩短了里程，节省了运输时间，而且节省了燃油，节省了资金，对满足人们的生活需要外出需要以及人们的生活水平和健康水平有很大的改善作用；对物流的运输加速周转、提高了流通效率，在经济上也会带来很大的效益。
参考文献：
[1]陶光龙等编著.隧道工程概论. 北京：科学出版社，2002
篇3
【关键词】隧道施工；不良地质；技术要求
引言
隧道施工是建筑工程中最普遍最常见的一种施工。工程量巨大，安全性较低，然而隧道工程数量居多，并且在建筑施工中占有举足轻重的地位。隧道施工的质量直接影响隧道的耐用性，寿命以及结构安全性。在施工中除了在技术上要注意之外，在做好防治工作也固然重要。以下是对隧道工程施工进行了探索。
1 不良地质黄土隧道施工方法及技术要求
1.1 黄土隧道施工方法
(1)黄土地层隧道施工，应做好黄土中构造节理的产状与分布状况的调查。对因构造节理切割而形成的不稳定部位，在施工时应加强支护措施，防止坍塌，保证安全施工。
(2)黄土围岩开挖后不能暴露时间过长，否则围岩周壁风化至内部，围岩体松弛会加快，进而造成坍塌。因此，宜采用复合式衬砌，在开挖时应少扰动，开挖坑道后及时喷射混凝土，并以锚杆、钢筋网和支撑作初期支护，以快速形成严密的支护体系。必要时可采用超前锚杆、管棚预支护加固围岩。并应在初期支护基本稳固后，进行永久支护衬砌的施工。衬砌背后尤其是拱顶回填要密实。
(3)做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，并妥善处理好陷穴、裂缝，以免地面积水浸蚀洞体周围，造成土体坍塌。在有含水的黄土地层中施工时，洞内应做良好的排水设施。当地下水量较大时，应在洞内采用井点降水法，将地下水位降至隧道衬砌底部以下，以改善施工条件，加快施工速度；在干燥无水的黄土层中施工，应管理好施工用水，不使废水漫流。
1.2 黄土围岩隧道施工技术要求
应认真调查黄土地层中节理的产状与分布状况，紧凑施工工序，精心组织施工。开挖方法宜采用短台阶开挖方法或分部开挖法(留核心法)。初期支护应紧跟开挖面施作。做好洞口、洞门及洞顶的排水系统，并妥善处理好陷穴、裂缝，以免地面积水浸蚀洞体周围，造成土体坍塌；施工中如发现坑道有失稳现象，应及时用喷射混凝土封闭、加设锚杆、架立钢支撑等加强支护；施工时要特别注意拱脚与墙脚处断面。钻锚杆孔时，宜采用干钻；在开挖与灌筑仰拱前，为防止边墙向内位移，宜加设横向撑梁顶紧；锚杆宜采用药包式或早强砂浆式锚杆。施工中如发现不安全因素时，应暂停开挖，加强临时支护，以便适应调整工序安排。
2 不良地质断层
2.1 探明断层地带情况
施工前，切实掌握所遇断层带的所有情况。当断层破碎带的宽度较大，破坏程度严重。破碎带的充填物情况复杂，且有较多地下水时，应在隧道一侧或两侧开挖调查导坑。利用调查导坑详细测绘地质状况后，应及时做好封闭衬砌；调查导坑穿过断层后，宜在较好的岩层中掘进一段距离再转入正洞，开辟新的工作面，以加快施工进度。如设有平行导坑时，可超前于正洞，预先了解正洞断层的实际地质情况，并有利于排水。
2.2 选择合理施工方法
在断层带施工，应根据有关施工技术与机具设备条件，进度要求，材料供给等，慎重选择通过断层地段的施工方法。当断层带内充填软塑状的断层泥或特别松散的颗粒时，比照松散地层中的超前支护，采用先拱后墙法。墙部的首轮马口，可用挖井法施工，如断层带特别破碎，则二、三轮马口应以扩井法施工，最后挖去核心，随即施作抑拱。如断层地段出现大量涌水，则宜采取排堵结合的治理措施。
2.3 施工注意事项
(1)防排水作业
如断层带地下水是由地表水补给时，应在地表设置截排系统引排。随工作面的向前推进挖好排水沟，并根据岩质情况，必要时加以铺砌。如为反坡掘进则除应准备足够的抽水设备外，并应安排适当的集水坑。坑壁或坑顶有水流出时，应凿眼安置套管集中引排，使其不漫流。
(2)施工工序
通过断层带的各施工工序之间的距离宜尽量缩短，并尽快地使全断面衬砌封闭，以减少岩层的暴露，松动和地压增大。
当采用上下导坑，先拱后墙法施工时，其下导坑不宜超前过多，并改用单车道断面，掘进后随即将下导坑予以临时衬砌。上下导坑间的漏斗间距宜加大到10cm左右，并全部以框架框紧。
(3)开挖作业
采用爆破法掘进时，应严格掌握炮眼数量、深度及装药量。原则上应尽量减小爆破对围岩的震动；采用分部开挖法时，其下部开挖宜左右两侧交替作业。如遇两侧软硬不同时，应用偏槽法开挖，按先软后硬顺序交错进行。
(4)支护作业
断层地带的支护应宁强勿弱，并应经常检查加固；在断层地带中，开挖面要立即喷射一层混凝土，并架设有足够强度的钢架支撑；当采用分部开挖，使用以往木支撑时，要注意上导坑和扩大两工序间的支撑倒换工作，并需预留足够的支撑沉落量，防止因倒拆横、纵梁及反挑顶而引起坍方。当拱圈封顶后应立即设置拱脚卡口梁，并应以木楔切实塞紧。
(5)衬砌作业
衬砌应紧跟开挖面；衬砌断面应尽早封闭。
3 不良地质溶洞
溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主，间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸的通道。当遂道穿过可溶性岩层时，有的溶洞位于隧道底部，充填物松软且深，隧道基底难于处理；有的溶洞岩质破碎，容易发生坍塌；有时遇到大的水囊或暗河，岩溶水或泥砂夹水大量涌入隧道；有时遇到填满饱含水分的充填物溶槽，当坑道掘进至其边缘时，含水充填物不断涌入坑道，难以遏止，甚至地表开裂下沉，山体压力剧增；有时溶洞、暗河迂回交错、分支错综复杂、范围宽广，处理十分困难。隧道在溶洞地段施工时，应根据设计文件有关资料及现场实际，查明溶洞分布范围、类型情况、岩层的稳定程度和地下水流情况等，分别以引、堵、越、绕等措施进行处理。
3.1 引排水
(1)当暗河和溶洞有水流时，宜排不宜堵。在查明水源流向及其与隧道位置的关系后。暗管、涵洞、小桥等设施，渲泄水流，或开凿泄水洞，将水排出洞外。
(2)当水流的位置在隧道上部或高于隧道时，应在适当距离外，开凿引水斜洞(或引水槽) ，将水位降低到隧道底部位置以下，再行引排。
3.2 堵填
(1)对已停止发育、径跨较小、无水的溶洞，可根据其与隧道相交的位置及其充填情况，用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭，根据地质情况决定是否需要加深边墙基础。
(2)拱以上空溶洞，可视溶洞的岩石破碎程度采用喷锚支护加固，或加设护拱及拱顶回填的办法处理。
3.3 跨越
(1)当隧道一侧遇到狭长而较深的溶洞，可加深该侧的边墙基础通过。
(2)当隧道底部遇有较大溶洞并有流水时，可在隧道底以下砌筑浆砌片石支墙，支承隧道结构，并在支墙内套设涵管引排溶洞水。
(3)当隧道边墙部分遇到较大、较深的溶洞，不宜加深边墙基础时，可在边墙部位或隧道底以下筑拱跨过。
(4)当隧道中部及底部遇有深狭的溶洞时，可加强两边墙基础，并根据情况设置桥台架梁通过。
(5)溶洞上大下小，且有部分充填物时，可将隧道顶部的充填物清除，然后在隧道底部标高以下设置钢筋混凝土横梁及纵梁，横梁两端嵌入岩层。
(6) 隧道穿过大溶洞，情况较为复杂时，可根据情况，以边墙梁及行车梁通过。
3.4 绕行施工
施工中遇到一时难以处理的溶洞时，可采用迂回导坑绕过溶洞区，继续进行隧道施工，再行处理溶洞。
4 结语
在施工中努力营造良好环境，积极开拓进取，不断细致地观察，采取合适的方案。不当的施工环境下会影响诸多安全隐患。不同地质地貌下，处理方法也截然不同。要根据特点进行有目的的作业。
篇4
关键词：洞身开挖；衬砌施工；隧道工程；应用形式
水利水电作为我国社会经济发展的重要工程，隧道工程是其重要的组成部分。因此，在隧道工程施工过程中，施工单位应对洞身开挖与衬砌施工技术给予高度的重视，并对洞身开挖与衬砌施工技术形式进行全面的了解，洞身开挖与衬砌施工技术凭借着自身的优势，被我国水利水电施工单位广泛利用。本文以水利水电工程的角度出发，对洞身开挖与衬砌施工方法和技术形式进行简要的分析和阐述，并针对其应用形式提出了一些观点，希望对我国水利水电隧道工程的发展起到一定的帮助。
1隧道洞身开挖施工技术的应用形式
1.1台阶开挖技术形式
在水利水电隧道工程施工过程中，施工单位应根据施工地点，进行全面的了解和分析，针对较为特殊的施工地点，施工人员可利用台阶开挖技术的形式进行全面施工。但在施工过程中，施工人员应对该地点进行相应的保护，以台阶的形式对石土方进行缓慢的挖掘；在挖掘过程中，施工人员应当对台阶的高度进行全面的控制，一般台阶的长度为50～80m，形成封闭成环的形式（见图1），最大程度提高水利水电隧道工程的施工质量。
1.2光面爆破技术形式
在水利水电隧道洞身开挖施工过程中，会受到外界因素的影响，导致隧道发生坍塌、变形等现象。因此，在水利水电隧道工程施工过程中，应对隧道洞身开挖施工技术形式进行有效的利用和分析，尤其是光面爆破施工技术形式。在隧道工程施工过程中，主要利用爆破和机械设备开挖的形式，对隧道工程的洞身进行全面的挖掘工作，并在光面爆破过程中，施工人员对岩石面进行全面的打磨。在施工过程中，施工人员要对隧道洞身进行全面的保护工作，从中心地进行光面爆破工作，但在爆破挖掘时预留相应的核心土层岩柱，一般土层岩柱的高度为5m。在隧道洞身开挖过程中，预留相应的保护厚度，通常其厚度为70～100cm左右，然后在利用人工光面爆破挖掘的形式，作为辅助施工技术，最终形成环比的形式，保证了隧道洞身开挖施工流程的顺利开展。
2衬砌施工技术在水利水电隧道工程的应用形式
2.1在测量放线中的应用形式
测量放线是水利水电隧道工程施工中的重要形式，也是衬砌施工技术应用的重要形式之一。因此，在隧道工程测量过程中，将渠坡基本建成后，再进行全方位的测量。但在测量过程中，施工人员应对各个测量线间的水平程度进行全面的保持，一般控制在2.6m，并在施工过程中，将9.0m的范围作为测量线与测量线间的间隔，同时在测量过程中，施工人员要利用相关的设备，对渠坡的高度进行全面的记录和标记。另外，隧道工程测量放线的过程中，施工人员应当在固定的范围之内，设置相应的高程点，并对其进行科学、合理的利用，最大程度上保证衬砌施工的质量，充分展现其施工技术的优势。
2.2在水利水电隧道给工程养护工程的应用形式
在衬砌施工过程中，主要以利用混凝土材料为主，在水利水电隧道的后期养护工作中很是常见。因此，在水利水电隧道建设过程中，施工人员应高度重视后期养护工作，并在施工过程中，施工人员要对混凝土的振捣、密实等施工工作进行全面的利用。但在水利水电隧道工程后期维护的过程中，应对混凝土的表面进行全面的保护工作。另外，在水利水电隧道养护过程中，施工人员可适当利用喷雾等形式，对混凝土表面进行保护工作，时刻保持其表面的湿润效果，并在混凝土表面盖上相应的保护设备，提高衬砌施工技术的防水性能，充分展现和发挥了衬砌施工技术，也为我国水利水电隧道工程的发展带来了新的发展方向。
2.3在一次支护中的应用形式
在水利水电隧道工程施工过程中，由于工程量较为巨大，所涉及施工环节非常之多，一次支护是其中非常重要的一项。在一次支护过程中，施工人员应利用相应的施工设备，如工膜的形式，利用转载设备，将其工模运至施工现场，再进行铺设工作。水利水电隧道工程一次支护的具体措施：在工膜运输至水利水电隧道工程施工现场时，施工人员应对工膜进行全面的剪裁，再进行土层的碾压工作用。在一次支护过程中，施工人员应高度重视支护边缘的压实工作，可利用沙袋等施工设备进行碾压工作。在碾压工作结束后，将剩余的工膜放置于下个施工环节中，最大程度上提高了水利水电隧道工程建设的质量。在一次支护基本完成以后，施工人员一定要进行反复的压实工作，最大程度保证隧道土层的舒适、平整等性能。在一次支护过程中，施工人员要对每一个土层面间的距离，给予高度的重视，一般每一个土层面间的距离为10cm，最大程度上避免发生干扰的现象。
篇5
关键词：隧道；防水层；施工技术
隧道的渗漏水为公路隧道的常见病害之一，渗漏水不仅为影响公路隧道行车安全，而且会加快内衬混凝土的碳化速度缩短隧道的使用寿命，因而必须确保防排水施工的质量。
1 公路隧道渗漏水的机理和治理原则
公路隧道的渗漏水现象，一方面产生于内衬的薄弱部位，主要原因是衬砌存在的麻面、蜂窝、洞穴等混凝土本身的质量问题；另一方面发生于衬砌的缝隙。
根据公路隧道施工规范，对隧道渗漏水的防治是按照“防、排、截、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则。根据渗漏水发生的原因，首先做好防水措施，只有当防水措施不能满足渗漏水要求时，才采用排、截、堵水措施。根据隧道渗漏水出现的部位，防水主要分为两大类，一类是防各种“缝”的漏水，可以通过在接缝处设置防水材料实现；另一类是加强隧道内衬混凝土自身的防水性能，即防止衬砌出现麻面、蜂窝、洞穴等现象，提高混凝土的抗渗等级和密实度等措施。
2 公路隧道防水材料
目前公路隧道的防水一般采用防、排水相结合的方法。防水层的设置一般采用如下方法。(1)无纺布。沿隧道断面铺设无纺布，其主要作用为对渗水起到反冲与卸压作用，且用于防止防水板受隧道凹凸不平而发生破损。(2)防水板。沿隧道断面铺设，铺设与锚喷支护与二次衬砌之间。(3)止水带。环向铺设，一般用于沉降缝和施工缝处。对于涌水量较大的隧道，还应在施工缝处增设一圈遇水膨胀止水条。(4)环向排水管。环向设置，一般沿隧道纵向每10m设置一圈。采用上述防水设置后，水流一般通过环向排水管流入边墙的纵向盲沟，然后经横向排水管进入隧道两侧的排水沟，水流在自重的作用下排出洞外或在自重作用下流向隧道中部经排水泵排出洞外。
2.1 防水板
防水板材料的选择要满足耐久性好，耐刺穿性好，而腐蚀性好等三个方面。目前应用于公路隧道防水工程的高分子卷材主要有ECB(乙烯—醋酸乙烯与沥青共聚物)、PVC(聚氯乙烯)、EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)、HDPE(高密度乙烯)、LDPE(低密度乙烯)。其中PVC防水性相对较差，目前已不采用，HDPE硬度大、强度高，在公路隧道防水中较少使用。
防水板的厚度一般选用1～2mm。其原材料不得使用再生材料。用于施工中的防水板其外观质量应满足以下要求。(1)防水板表面应平整、无裂纹、边缘整齐、机械损伤、折痕、气泡、孔洞、及异常粘着部分等影响使用的缺陷。(2)防水板在规格确定的长度内不允许有接头。(3)在不影响使用的条件下，防水板表面凹痕，深度不得超过厚度的5%。(4)防水板外观颜色应为材料本色，不得添加颜料和填料，特殊要求除外。
2.2 止水带
止水带接材料分可以分为塑料止水带、橡胶止水带和钢边止水带三类。塑料止水带不得采用再生塑料。橡胶止水带和钢边止水带应采用三元乙丙橡胶制作，不得采用再生橡胶。用于施工中的止水带其外观质量应满足以下要求：止水带表面不允许有开裂、缺胶、海绵状等影响使用的缺陷。塑料止水带外观颜色应为材料木色，不得添加颜料和填料，特殊要求除外。
3 公路隧道防水施工中常见问题
3.1 防水材料质量不达标
随着隧道防水材料的需求量增大，大小防水材料生产厂家应运而生，难免会出现以次充好，鱼目混珠的现象。有的防水板、止水带用废弃、老化的再生材料制造，其延伸率、抗拉强度、抗裂强度等力学性能指标达不到要求。且监理、施工单位未能严格对防水材料按规定进行随机抽样检测，致使不合格品得以进场使用。
3.2 防排水施工质量控制不佳
(1)隧道围岩基面处理不当。围岩基面处理对防水板、止水带和排水盲管的安装影响较大，但在实际施工过程中，初支表面或围岩基面经常达不到要求，普遍存在问题有围岩基面平整度达不到防水板铺设要求。主要原因为光面爆破效果不好导致初喷混凝土表面平整度较差。在超挖地段，会发生局部凹陷处混凝土的压力过大而使防水板拉裂；在欠挖地段，会发生尖锐岩石戳破防水板。基面上的外露钢筋头、锚杆头、尖锐物等未清除，直接挂无纺布、防水板，造成混凝土浇筑后防水板被戳破。基岩表面渗水点未处理，任由渗水漫流。
(2)防水板铺设不规范。防水板铺设是隧道防水工程中最重要的一道工序，但在实际施工中防水板的铺设质量存在较多问题，形成了许多人为的渗水通道。目前存在的问题主要有防水板焊接时未采用双焊缝，或者焊缝宽度达不到要求；焊接工艺不过关，焊穿现象时有发生，未对焊接效果进行充气检验；防水板搭接顺序出错或搭接宽度不够；对铺设好的防水板保护不够，防水板被烧破，扎破。
(3)施工缝、变形缝处理操作不细。施工缝、变形缝是隧道渗漏水的多发部位，也是隧道防水的重点。在实际施工中，存在以下主要问题。①施工缝、变形缝处混凝土振捣不到位，止水带和止水条与混凝土不密贴。②中埋式止水带或止水条未严格按照设计位置埋设。③未按规定设置镶嵌槽，造成止水带变形，扭曲，失去止水效果；即使设了镶嵌槽，也未将灰土和浮碴清理干净。
(4)排水盲管埋设存在的问题。排水盲管的主要作用是将环向排水管收集的水排出，在实际施工中易出现以下问题。①盲管被混凝土堵塞。②环向盲管与纵向盲管未能按设计有效连接。
4 隧道防水的施工措施
4.1 把好进场防水材料的质量关
防水材料的质量决定隧道防水效果，针对目前防水市场以劣充优的情况。要防水材料采购时要选质量优、信誉好、价格合理的生产厂家。当材料采购回来后，监理、施工单位应加强对进场防水材料的随机抽检。
4.2 施工中的质量控制要点
(1)基面处理。为了保证初喷混凝土层的平整度，开挖时应采用光面爆破技术。对初喷混凝土表面凸凹不平处要采用同级混凝土进行修补，使初喷混凝土表面平顺。当基面渗漏水，可采用埋设排水管直接排水到边沟或注浆堵水，以保持基面无漏水；对初期支护混凝土表面外露的钢筋尖头，锚杆头等硬物应割除，防止戳破防水板。
(2)防水板的铺设。防水板铺设时应严格按照先拱后墙的顺序铺设，下部防水板应压住上部防水板保证防水板全部面积均能抵到围岩，两幅防水板的搭接宽度不应小150mm。在防水板铺设中，焊接是关键环节，焊接时接缝处必须擦洗干净，且焊缝接头应平整，焊接采用双焊缝工艺，单条焊缝的有效焊接宽度不应小于15mm，防水板的搭接缝焊接质量应采用充气法检查。在钢筋笼焊接过程中，应采用阻燃材料对防水板进行覆盖或选用阻燃性防水板，以防止焊接火花烧伤防水板，对于烧伤的防水板应及时修补。为避免内衬混凝土浇筑时损伤防水板，在施工中应避免让捣固器与防水板直接接触；应避免钢筋头部损伤防水板。
(3)变形缝、施工缝的处理。内衬的变形缝、施工缝处是隧道防水的薄弱环节，在施工中应按照设计要求认真施工。在施工过程中应保证止水带埋设位置合适设计；止水带定位后，其整体平整；止水带接头处需选在衬砌结构应力较小部位，采用热硫化粘接或冷接法粘接，其最小搭接长度分别为10cm和20cm。
(4)排水盲管安装。排水盲管安装时应严格按照设计的位置安装，对于施工中发现的富水地段，要根据实际情况加密环向盲管的数量。为了防止泥砂、喷射混凝土等进入盲管，盲管需采用无纺布等渗水布包裹，纵向盲管要用防水卷材半裹。环向盲管与纵向盲管一般采用三通管连接，三通管位置应严格按照设计布置，接头部位应固定牢固，防止松动脱落。
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关键字：高速铁路隧道施工喷锚技术新奥法钻爆方式
中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：
中国铁路隧道约有半数以上分布在川、陕、云、贵4省。成昆、襄渝两条铁路干线隧道总延长分别为342及282公里，占线路总长的比率分别为31.6％和34.3％。如何做好隧道工程施工质量控制对整个工程很重要，本文主要从隧道定义、发展历史及隧道施工方法及质量控制要点来进行阐述。
1、隧道的定义
隧道是埋置于地层内的一种地下建筑物。根据其所在位置隧道可分为山岭隧道、水底隧道、城市隧道和地下隧道等。高速铁路隧道的结构包括主体建筑物和附属设备两部分。主体建筑物由洞身和洞门组成，附属设备包括避车洞、消防设施、应急通讯和防排水设施，长大隧道还有专门的通风和照明设备。
2、隧道在中国的发展历史
从1874年我国开始修建第一条上海至吴淞的窄轨铁路开始，隧道工程在我们经历了漫长而艰辛的历程；京张铁路关沟段是我国靠自己的技术力量修建的第一批铁路隧道。自20世纪50年代以来，隧道修建数量大幅度增加，1950～1984年期间共建成标准轨距铁路隧道4247座，总延长2014.5公里，成为世界上铁路隧道最多的国家之一。中国还建有窄轨距铁路隧道191座，总延长23公里。截至1984年，中国共建成5公里以上长隧道10座，最长者为京原铁路的驿马岭铁路隧道，长7032米。现正在施工的京广铁路衡韶段大瑶山双线隧道，长14.3公里。中国最高的铁路隧道是青藏铁路关角铁路隧道，长4010米，海拔3690米。
3、隧道施工方法及施工特点
隧道施工方法有全断面法、台阶法、下导洞超前后部扩大钻爆法、双侧壁法、CRD法、CD法和三台阶七步法。下面简单的介绍几种隧道施工方法及特点。
3.1全断面法工序简单，能够充分发挥大型机械设备的优势，提高机械设备的施工效能，从而加快施工速度，因此成为坚硬围岩隧道中最常用的施工方法。
3.2台阶法又分为长台阶法、短台阶法和微台阶法。在施工中采用哪一种台阶法，要根据现场实际情况来决定，首先对初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，要求闭合时间越短，其次对上部断面施工所采用的开挖、支护、出渣等机械设备需要施工场地大小的要求。对软弱围岩，主要考虑前者，以确保施工安全；对坚硬围岩，主要考虑如何更好地发挥机械设备的效率，保证施工中的经济效益，因此只考虑后一条件。
3.3下导洞超前后部扩大钻爆法，不明思议，从字面上来讲，下导洞超前后部扩大钻爆法就是在山体上方打洞下导管，然后进行一次爆破。此方法可以加快施工速度。
3.3双侧壁法支护封闭的意义主要体现在横撑的架设上，当其两侧导坑封闭后可提供较强的整体支护刚度。因此，双侧壁法开挖阶段对软弱围岩的扰动程度小，控制偏压地层变形能力强，尤其对地表沉降的控制效果显著，在上述单层支护的工法试验中控制地表沉降的实际效果最好。
4、隧道施工质量控制要点
4.1超前地质预测预报质量要达标。
超前地质预报或隧道超前地质预报是在隧道开挖时，对掌子面前方的围岩与地层情况做出超前预报。此方法与地震波探测原理基本相同，它是建立在弹性波理论的基础上。采用频域分析反射波信号，进一步根据隧道掌子面地质调查、地面地质调查及利用隧道超前施工段地质情况进行推测另以平常隧洞掌子面前方地质条件的预报方法。通过这种方法可以了解岩体的变化情况，对隧道前方可能存在的岩性分界、断层、软弱夹层以及岩溶等不良地质体质的规模、性质及延伸情况等。
4.2严把初支钢架安装质量；
按照新奥法理论，隧道开挖后要及时支护，限制围岩的变形，以减小支护承受的荷载并发挥围岩自承能力。目前公路隧道施工多采用锚喷支护，在围岩较差的地段可采用钢支撑，包括钢格栅及型钢支撑。钢支撑的施工质量控制重点为加工质量和安装质量。其中加工质量主要包括加工尺寸、钢支撑的强度和刚度以及焊接质量，钢筋格栅质量要求可按照钢筋骨架加工标准；安装质量主要包括安装尺寸，包括标高和间距；安装倾斜度，包括平面和纵面；钢架的连接与固定质量，钢架应有牢固的基础并与围岩密贴，同时与锚杆焊接牢固，形成一个承载整体。
4.3衬砌厚度满足设计，保证衬砌自身的承载能力；
隧道开挖完成后，为保证周围围岩稳定，确保运营安全，需按一定轮廓尺寸建造一层具有足够强度的支护体系，这种隧道支护体系通常被称为隧道衬砌。常用的衬砌有复合式衬砌、预制块拼装、喷锚或单喷混凝土和就地灌注混凝土类。复合式衬砌实在单喷或喷锚支护之后，就地灌注一层混凝土，而形成喷锚支护同混凝土衬砌结合的复合式衬砌结构。如遇有水地段可在两层支护间加挂一层塑料板或做其他防水层。
支护是隧道的关键环节，衬砌的施作和有关参数的选择也是重要因素。若毛洞开挖不够平整，衬砌背后与围岩不密贴或回填不密实，长期运营之后，由于水的侵入或风化而破坏衬砌结构，尤其是拱部，若施工控制不严，就会出现拱部的开裂或掉块。另外，由于设计误导或施工控制不严，导致衬砌厚度不足，影响结构安全。对隧道衬砌背后空洞、松散回填物和富水等病害采取衬砌背后注浆处理，在防水的同时改善隧道衬砌受力条件。在渗漏水严重地段，采用水泥浆；对其它地段采取水泥砂浆。
4.4施工管理恰当，衬砌质量合格；
完善质量控制体系，严格审查开工条件，加强实验工作严把材料、管理关，在做好地质前预报的同时，要了解岩层的产状、地形特征和破碎带等，制定有效的施工方案。对地质比较软弱的地段进行注浆加固，加强软弱地段的稳定性；选择合格的建筑材料，控制好混凝土配合，在保证混凝土质量的前提下，严格按照设计图纸进行施工，控制好爆破的设计，重点在控制好药量上，提高钻眼技术水平，加强隧道开挖断面的检测，确保爆破的效果。控制二次衬砌的时间，衬砌应在围岩和初期支护变形基本稳定，并具备下列条件后方可施作。
4.5控制好混凝土强度离散性，保证混凝土质量；
严格控制混凝土的配合比，计量要准确，一定要控制配合比计量的精度，特别是用水量的控制，不可随意增加或减少。在混凝土拌合过程中要保证搅拌均匀，在运输中防止离析，必要的时候要对混凝土进行二次搅拌。在振捣过程中采用“快插慢拔”的方法进行振捣以保证混凝土振捣密实，夏天要晒水养护、冬天要采取保温措施防止混凝土受冻，掌握好模板拆除时间，防止混凝土结构变形和产生裂缝。混凝土强度波动主要是在施工过程中控制。包括了施工的全过程，即从施工开始到施工结束，在施工过程中情况变动复杂，情况各异。因此，混凝土强度离散性是主要是由不固定的影响，是控制施工情况变化。来控制混凝土离散性的关键。在隧道施工中坚决杜绝食用不符合强度的混凝土。
结束语
现代高度竞争的地下采矿与隧道工程要求成本集约，安全开凿与岩石加固等程序步骤。采矿的机器设备必须安全可靠，并紧密跟随工业持续提高的生产力与飞速发展的经济步伐。掘进机开挖法正在不断研究改进，并生产出各种新机械，其应用有广阔前景。液压凿岩机不断更新完善，使隧道开挖进度大大提高。光电测量仪器和激光导向设备的使用，使长隧道施工精确程度有所提高。目前，航空勘测、遥感技术、物探技术、岩层中应力应变的量测技术、电子计算机技术等的广泛应用，使隧道勘测设计技术水平也有很大提高。精确爆破技术，水平钻探技术和预灌浆技术的不断提高，有可能提高隧道开挖过程的安全性，并能保证隧道工程的质量。
参考文献
[1]、王树理.地下建筑结构设计.北京：清华大学出版社.2007
[2]、孙钧，侯学渊.地下结构.北京：科学出版社.1987
[3]、孙钧.地下工程设计理论与实践.上海：上海科学技术出版社.1996
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我国是一个地域辽阔，多山岭重丘的国家。从隧道的形式上看，公路隧道已从以前的两车道隧道，发展到今天的三车道隧道、四车道隧道、连拱隧道、小净距隧道、分岔隧道，公路隧道在建设过程中已取得丰硕的成果。隧道施工，隐蔽工程的工序较多，施工质量的控制是工程建设的关键，本文重点讨论提高隧道施工质量的技术措施和方法。
1 做好围岩的施工分级判断
对于隧道工程而言，隧道地质条件在设计阶段已经进行了初步勘察和详细勘察，但是由于地质条件、勘探工艺和勘察手段的限制，设计阶段勘察所获取的地质信息一般是有限的、不完整的，因此，设计阶段的围岩分级只能是预分级，其与实际地质不一定相符，必须通过施工阶段地质工作进行修正，这就是施工阶段围岩分级。
施工阶段的围岩分级是修正设计阶段围岩级别的基础，是使隧道结构设计和施工方法更加符合工程实际的基础，也是提高隧道工程施工质量的关键。在隧道施工过程中，结合开挖工作面对围岩级别进行重新评判是极为重要和客观真实的，通过现场对围岩级别的重新评判以指导施工、反馈设计是现代隧道工程设计施工中的重要环节。目前，比较常用的围岩施工分级有定性分级方法、定量分级方法，以及国内最新研究成果根据围岩指标定性描述的量化分级方法。这些分级方法，都是先根据基本指标进行基本分级，再根据修正指标进行围岩级别修正，最后得到围岩级别。施工过程中应动态地及时准确判定围岩级别，根据不同地质条件如断层破碎带、浅埋隧道、涌水、裂隙发育、岩爆、溶洞、偏压地段等进行针对性动态改进设计支护类型，治理地质灾害，确保工程质量。
2重视隧道开挖的力学问题
隧道开挖的过程也是隧道周边围岩压应力的释放过程。对圆形断面隧道来说，在弹性介质、静水压力场中，开挖后坑道周边的最大主应力是初始应力的 2 倍。如围岩的单轴抗压强度比重分布的应力小，隧道周边围岩将塑性化，为此，隧道开挖后需要强大的支护结构来控制变形。大量的工程实践证明，隧道开挖后的应力在侧壁处比较大，且开挖宽度越大，轴力也越大，隧道断面底脚处的应力集中过大，要求的地基承载力较大。隧道开挖中应特别注意隧道轴线上方的地貌突变而产生施工应力集中释放的围岩松弛现象。施工中应要求施工、监理单位对照施工图纸重点调研地形地貌，对沿隧道轴线的地貌中有凹谷，且低凹地面至隧道顶部距离小于 3 倍洞宽的里程桩号，或在地质预报中发现的破碎带、不同类别围岩的界面处，为防止洞身开挖中造成应力特变现象，施工时严格要求“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测”以防止隧道施工中可能发生的冒顶和坍塌事故；同时应加强对隧道断面底脚处的排水处理和提高支护承载力。
3制定合适的施工措施
对新奥法的理解不当，施工方法不合适，也易造成公路隧道各种病害。
为稳定围岩，有效控制超欠挖，防止塌方等灾害，洞身开挖爆破必须采用光面爆破或预裂爆破，减少对围岩的扰动。级别较好的围岩进行光面爆破,采用全断面开挖法，也可采用导坑法、台阶法；级别较差的围岩地层采用正台阶法，严禁半断面超前施工，又不及时用临时仰拱封闭的做法。尽快形成一次支护封闭，是防止变形、塌方的重要手段。特大断面施工采用侧壁导坑法，联体隧道采用中导洞法。软弱破碎围岩采用超前支护(大管棚、注浆小导管、超前锚杆等)，遵循新奥法“短进尺、弱爆破、紧支护、勤量测”原则指导施工。
隧道施工中为减少粉尘，保障施工人员的身体健康，钻爆施工中宜采用“湿式钻眼”；为提高爆破的安全性规定必须采用塑料导爆管进行非电起爆；隧道施工中应推行节能环保的 “水压爆破法”。水压爆破提高了炸药能量的利用率和围岩破碎率，减少了爆破对围岩的扰动破坏，通过对典型工程的试验研究对比,水压爆破时炸药节约量 20%左右、粉尘降低率达 40%以上,其掘进速度的施工工效也较高。
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【关键词】盾构法；隧道工程；技术应用；概况；暗挖法
1.盾构法的概况
盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
利用盾构进行隧道开挖，衬砌等作业的施工方法。用盾构在软质地基或破碎岩层中掘进隧洞的施工方法。盾构是一种带有护罩的专用设备，利用尾部已装好的衬砌块作为支点向前推进，用刀盘切割土体，同时排土和拼装后面的预制混凝土衬砌块。盾构是1874年发明，首先用的是气压盾构。开挖英国伦敦泰晤士河水底隧道。盾构机掘进的出碴方式有机械式和水力式，以水力式居多。水力盾构在工作面处有一个注满膨润土液的密封室。澎润土液既用于平衡土压力和地下水压力，又用作输送排出土体的介质。盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基段施工。盾构法施工的基本条件：
（1）线位上允许建造用于盾构进出洞和出碴进料的工作井。
（2）隧道要有足够的埋深，覆土深度宜不小于6m。
（3）相对均质的地质条件。
（4）如果是单洞则要有足够的线间距，洞与洞及洞与其它建（构）筑物之间所夹土（岩）体加固处理的最小厚度为水平方向1.0m，竖直方向1.5m。
（5）从经济角度讲，连续的施工长度不小于300m。
2.盾构法隧道施工技术的应用
2.1盾构始发（出洞）阶段
盾构始发（出洞）阶段是控制盾构掘进施工的首要环节。在盾构始发（出洞）前、后各项准备工作中需保证做好充分的技术、人员、材料、设备准备，并对盾构是否具备出洞条件予以审查，确保盾构在安全可靠的前提下能顺利出洞。盾构出洞土体加固，为了确保盾构出洞施工的安全和更好地保护附近的地下管线和建（构）筑物，盾构出洞前需对出洞区域洞口土体进行加固。
盾构始发基座设置，盾构始发前需将盾构机准确的搁置在符合设计轴线的始发基座上，待所有准备工作就绪后，沿设计轴线向地层内掘进施工。因此，盾构出洞前盾构始发基座定位的准确与否，直接影响到盾构机始发姿态好坏。盾构机及后配套设备井下验收，盾构法隧道施工主要依靠盾构掘进机及配套设备完成掘进任务，由于受工作井内空间限制，需将盾构机及后配套台车分节吊装运至井下，并在井下安装、调试和试运转。土压平衡式盾构机及后配套设备构成主要由盾构壳体（包括刀盘及切口环、支撑环、盾尾）、推进系统、拼装系统、油脂系统、监控系统等组成。施工人员在井下工作中的重点是保证盾构机及后配套设备主要部件和系统能够正常运行，后盾支撑系统安装，盾构前进的动力是通过千斤顶来提供，而盾构始发时千斤顶顶力是作用在后盾支撑系统之上。一般后盾支撑体系是由钢反力架、钢支撑、临时衬砌（负环管片）等组成，施工过程中要重点关注后盾支撑系统是否满足其技术要求，即后盾支撑系统必须有足够的刚度和强度，确保在顶力作用下不发生变形。盾构出洞装置安装，由于隧道洞口与盾构之间存在建筑间隙，易造成泥水流失，从而引起地面沉降及周围建筑物、管线位移，因此需安装出洞装置。
2.2盾构试掘进和正式掘进阶段
根据盾构法施工工艺的特点，盾构安全出洞后需通过前100环试推进寻求最佳施工参数，为全线的正常推进提供符合实际土层特点的技术参数。不论在试掘进还是正式掘进阶段，施工人员要确保盾构掘进中的姿态、管片拼装的质量、注浆作业的效果等，保盾构掘进施工质量和周边环境的安全。盾构机施工参数管理，由于土压平衡式盾构采用电子计算机控制系统，能自动控制刀盘转速、盾构推进速度及前进方向，并及时反映掘进中的施工参数。这些施工参数的确定是根据地质条件情况、环境监测情况，进行反复量测、调整和优化的过程，若发现异常需及时调整。因此，对盾构施工参数的管理应贯穿于盾构掘进过程的始终。施工人员要及时收集和分析有关施工参数的信息，通过信息反馈，动态掌握施工参数的变化。
2.3盾构接收（进洞）阶段
盾构接收（进洞）阶段掘进是盾构法隧道施工最后一个关键环节。盾构能否顺利进洞关系到整个隧道掘进施工的成败。在盾构进洞前后施工人员要做好充分的盾构接收的准备工作，确保盾构以良好的姿态进洞，就位在盾构接收基座上。盾构进洞土体加固，盾构进洞区域土体加固一般与出洞区域土体加固是同时进行，对盾构进洞土体加固效果的检验可参照对盾构出洞土体加固。盾构接收基座设置，盾构接收基座用于接收进洞后的盾构机，由于盾构进洞姿态是未知的。在盾构接收（进洞）前施工人员仍需确保接收井洞门中心位置和接收基座平面、高程位置（一般以低于洞圈面为原则）正确，确保盾构机进洞后能平稳、安全推上基座。进洞前盾构姿态控制，在盾构进洞前100环对已贯通隧道内布置的平面导线控制点及高程水准基点做贯通前复核测量，分析误差是否在允许偏差之内，从而正确的指导进洞段盾构推进的方向。洞门围护结构凿除（进洞侧），盾构进洞前需对接收井内围护结构背水面钢筋进行割除及砼凿除，通过打探孔实际验证盾构进洞区域土体加固的效果。施工在洞门围护结构凿除后同样需对其后土体自立性、渗漏等情况进行观察，判断进洞区域土体的实际加固效果是否满足盾构安全进洞的要求，保证施工安全。盾构接收进洞，盾构接收（进洞）准备工作就续后，盾构机向前推进，在前端刀盘露出土体直至盾构壳体顺利推上接收基座的过程称为“盾构接收进洞”。
3.盾构法结构防水
目前，盾构法修建的隧道绝大部分采用由单层钢筋混凝土管片拼装而成的衬砌结构，其防水工作包括管片防水、管片接缝防水、螺栓孔和注浆孔防水、充填注浆、盾尾密封和渗漏处理等。
3.1管片防水
管片防水包括管片本体防水和管片外防水涂层。管片本体防水一般要求其抗渗标号不小于S8，渗透系数不大于1011M/s。管片外防水一般采用焦油氯磺化聚乙烯涂料为底层，环氧类树脂为表层。
3.2管片接缝防水
管片接缝防水包括管片间的弹性密封垫防水、隧道内侧相邻管片间的嵌缝防水以及必要时向接缝内注入聚氨酯药液等。其中弹性密封垫防水最可靠，是接缝防水重点。
4.结束语
综上所述，通过分析地质特征、调研掘进参数、优化施工方案，成功地采用盾构法施工，保证了盾构机安全、连续、快速的推进，顺利通过了各个风险点，解决了工程项目中的难题，提高了工程质量，有效的降低了工程造价，为隧道施工技术水平的提升提供了可靠的保障。
【参考文献】
[1]武冰冰，蔡海兵，程桦.地铁隧道盾构洞门的垂直冻结加固技术[J].铁道标准设计，2011（09）.
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【关键词】隧道工程 预算 类比
1 概述
1.1 研究背景
作为一类典型的超大型工程，隧道工程的施工成本往往都是以亿元为单位的，不仅如此，隧道工程还有很大的几率出现超支问题。根据Flyvbjerg在2014年对20国家的桥隧工程进行的调查研究，隧道工程的超支率平均在48%以上【1】。目前，土建工程的预算方法主要是将工程所需的人力、材料等支出分解后乘以每项的单价，然后求和得出工程的总支出。但是隧道工程由于地质条件不确定性较大等原因，经常无法在项目早期得到准确全面的工程信息，使概预算无法有效实施，所以，新的预测方法需要被引入。
1.2 基于类比的预测方法
类比模型在软件开发、航空航天等工程项目上已经被广泛研究和应用，而在建筑领域，有研究者曾使用类比方法预测住宅工程施工成本，并与线性回归模型、神经网络模型进行对比，结果发现类比方法在建筑领域也具有良好的预测效果【2】。类比模型对工程细节的要求不高，这个特点使其非常适合于项目早期的概预算。
类比模型的本质，是计算已建工程与将建工程之间在功能、规模、类型等方面的相似性，并根据相似性和已建工程的成本数据得出将建工程的预算。相似性的计算方法有多种，目前最常用的为欧氏距离，其公式为： ，每个项目用n个自变量描述，wk指第k个因素的权重，dijk表示工程i与工程j在第k个自变量上的距离（不相似性），也可称为局部距离，Dij表示工程i与工程j整体的相似性，也可称为整体距离。
在求得多个已建工程与将建工程之间的相似性后，可以使用各个已建工程的距离权重乘以已建工程成本的方法求出将建工程的预算。
2 研究方法
2.1 数据搜集
本次研究通过当前互联网上有限的公开信息，采集了14条国外隧道的工程信息和造价信息，使用类比预测的方法估计这些隧道的成本，并与他们的实际造价进行了对比。
每个工程的工程信息包含8个自变量，分别是国别、用途、隧道横截面积、周围岩石强度等级、平均地下水高度、平均埋深、主要工程地质灾害类型、施工方法类型，这8个自变量基本覆盖了工程信息的四大方面，即隧道尺寸、地质情况、施工组织以及社会经济条件，也是在工程早期可以获得的数据。成本信息为单位长度的隧道造价，是本次研究的因变量。
在正式计算之前，全部数据还要进行标准化。
2.2 权重wk的计算
权重反映了各个自变量对于工程造价的影响大小，反映了各个自变量在造价中的重要性。各个自变量在距离计算中的权重wk，可以通过专家经验法，蛮力法（brute-force）等求出，本文采用了一种基于基因算法（Genetic Algorithm）的方法对wk进行了计算。
首先假定第j个工程的造价可以描述为Cj=w1X1j+w2X2j+……+w8X8j， X为各个自变量标准化后的数值。每次计算首先赋予一组wk的初始值（例如1），按照上述公式计算已建工程的“造价”Cj，并求出Cj与实际值的差值rj，然后利用基因算法对wk进行优化计算（optimize），寻找到使Σrj达到最小的wk组合，即是本文所使用的wk。
最终求得的权重分别为：国别0.72%，用途2.93%，隧道横截面积8.31%、周围岩石强度等级1.07%、平均地下水高度16.76%、平均埋深11.44%、主要工程地质灾害类型34.99%、施工方法类型23.76%。可以看出，地质条件和施工方法对造价具有很大的影响，这也基本与隧道工程造价方面的实践经验相吻合。
2.3 距离计算
得到各个自变量的权重后，本文采用欧氏距离计算相似性，公式在本文1.2节已有叙述。其中局部距离dijk等于Xik与Xjk差值的绝对值。距离计算的结果是得出一个距离矩阵[Dij]。
2.4 成本计算
成本计算采用，k-nn方法，选取每个工程距离最小、相似度最高的三个工程，预测其造价。首先抽出一个数据集里的已建工程i假定其造价未知，然后使用公式 求出其造价的预测值，本文中k=3，即选取三个最接近的工程进行计算，Wj为j工程的距离权重，由[Dij]矩阵求出，Cj为j工程的实际造价。上述过程反复循环14次，即可求出全部14个工程的造价预测值Cie。
求出造价预测值后，与工程的实际造价Ci进行对比，求出误差率，Ri=（Ci-Cie）/Ci。
3 结果与讨论
概预算的权威组织之一――美国造价工程推动协会（AACE International）将工程项目分为5个阶段，并给出了每个阶段概预算的期望精确度【3】。在项目早期阶段（Class 5 stage），因工程的不确定性较大，预算的期望精确度为100%以内，这是判定早期预算是否成功的标准。本研究的计算结果为14个工程项目的平均误差率在88.16%，基本满足AACE对早期阶段预算的要求，说明类比方法可以被应用到隧道工程。
本次计算中，有一个工程（Eiksund海底隧道）的误差率达到611%，将其剔除后，剩余工程的平均误差率仅为44.53%，满足美国造价工程推动协会对项目初始阶段（Class 4 stage）预算的期望精确度，也低于Flyvbjerg提出的当前隧道工程的平均超支率（48%）。Eiksund海底隧道工程误差率较大可能是数据来源不可靠造成的，也有可能是类比方法本身的适用性造成的，这还有待进一步研究。
4 结论
本研究使用基于类比的预测方法对14个隧道工程的支出进行预测，结果基本满足早期项目的预算要求，证明基于类比的预测方法可以被应用到隧道工程的预算当中。
参考文献：
[1]Flyvbjerg， B. （2014）. What you should know about megaprojects and why： An overview. Project Management Journal， 45（2）， 6-19.
[2]Kim， G. H.， An， S. H.， & Kang， K. I. （2004）. Comparison of construction cost estimating models based on regression analysis， neural networks， and case-based reasoning. Building and environment， 39（10）， 1235-1242.
篇10
关键词：盾构法；隧道；衬砌结构；管片；嵌缝
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
随着我国城市化进程的加快，交通建设项目与日俱增，其中不乏一些隧道工程的施工。隧道工程处于特殊环境中，往往处于高水头压力之下，长期受到水的侵蚀，因此必须做好工程防水。在盾构法施工中，常用的结构是由单层钢筋混凝土管片拼装而成的衬砌结构，防水主要分为管片结构自防水、接缝防水、螺栓孔和注浆孔防水、渗漏处理等。其中以管片结构自防水和接缝防水为主，下面将作简要分析。
一、管片衬砌结构防水分类盾构法隧道是由衬砌块拼装而成，隧道内处处都是管片接缝，因此寻找安全、快速、经济的隧道接缝防水方法、防水材料等施工技术显得非常重要。目前国内地铁盾构隧道结构一般为采用单层预制混凝土管片拼装而成的圆形断面结构，其防水施工主要包括：管片结构自防水、管片外防水涂层、衬砌接缝防水(弹性密封垫防水、嵌缝防水)、螺栓孔防水、渗漏处理。而其中控制隧道渗漏水质量的主要施工工艺有：管片结构自防水和衬砌接缝防水。
二、管片自防水施工要点1、原材料的控制
要选择合适的原材料，进行科学的设计配比，按照规定加强检测，保证管片成品的抗渗等级、强度和各项质量指标符合设计要求。管片防水材料主要有两种：一种是以日本为代表的遇水膨胀橡胶，另一种是多孔三元乙丙弹性密封垫。遇水膨胀橡胶止水条这种材料之所以在日本应用非常广泛，主要是因这种材料首先由日本开发、价格低；另一个原因是日本盾构隧道通常采用双层衬砌，即在管片衬砌内再现浇一道混凝土衬砌，对第一道衬砌的防水质量要求并不象国内这样高。国内，南京地铁一号线及二号线其它区间隧道管片接缝防水采用了三元乙丙弹性密封垫。
2、施工注意事项(1)管片运至现场后，根据天气情况是否决定对管片进行覆盖。(2)应使用已修补与清理好的管片，管片表面应干燥，雨天需搭设防雨设施才可以粘结施工。(3)粘结剂贮桶开封后，溶剂挥发变稠时，可适量加溶剂稀释。(4)管片安装防水材料时，应注意不要将胶水涂在软木橡胶和弹性密封垫上，如若有应该清理干净，否则影响止水效果。防水材料粘贴完后，应把混凝土管片上的胶水清理干净。(5)在粘结前再次检查粘结面涂胶的均匀程度，管片四个角部的密封垫，既不得耸肩，又不得塌肩。整个密封垫表面应在一个平面上，严禁歪斜、扭曲。管片在粘贴装设密封垫12h内，不得送井下拼装。(6)密封垫、自粘性橡胶薄板、螺栓孔橡胶垫圈等在施工前(或施工中)遇水会膨胀，应在其表面涂缓膨剂，特别是位于拱底的密封垫表面需涂缓膨剂三度。在雨天和梅雨季节应覆盖防水布。(7)在涂刷缓膨剂时，应将管片垫高，并用帆布将管片覆盖严密，保证粘贴质量，尽量不磕碰，损坏密封垫及管片的棱角。三、管片接缝防水
管片接缝防水主要包括弹性密封垫防水和嵌缝防水等。
1、弹性密封垫防水
(1)对弹性密封垫防水的各种要求。短期防水要求密封材料因压缩产生的接触面应力大于设计水压力；长期防水要求接触面应力不小于设计水压力。
耐久性要求包括防水功能耐久性、耐水性、耐动力疲劳性、耐干湿疲劳性、耐化学腐蚀性等。密封材料种类：一般可分为单一的、合成的及遇水膨胀性的材料。现多采用遇水膨胀橡胶，它可大大改善盾构隧道的防水性，是今后的发展方向。在设计时必须根据实际情况确定合适的膨胀倍率、膨胀时间及环境可能造成的影响。(2)管片弹性密封垫粘贴a管片表面要平滑，侧面不能有孔洞和缺边；管片和密封垫应干燥，没有灰尘。b将密封垫套在管片上，检查型号及位置是否正确，并将其悬挂于管片上。c用稀释液清洗止水条和管片，侧面和底面一定要清洗干净。d待稀释液挥发后，开始涂胶水，胶水要100％覆盖止水条和管片的底部和侧面。先涂止水条，后涂管片，胶水用量要适宜。e胶水溶剂挥发以后，将密封垫装入槽内，粘结顺序为先短边后长边、从中间到角边。f最后用锤击打止水条，使其与管片粘结牢固。(3)弹性密封垫施工要求：为防止遇水膨胀橡胶条在施工前(或施工中)遇水(或遇潮)产生超前膨胀，应在其表面涂缓膨剂，特别是位于拱底的密封垫表面须涂缓膨剂三遍。
2、嵌缝防水(1)嵌缝范围：一般地段在隧道拱顶45°和下部90°范围内嵌填，以确保接触网上方的拱顶不滴水，拱底不漏泥沙。临近洞门的20环、变形缝环及特殊衬砌环前后各10环管片须整环嵌填，以加强相应部位的防水。(2)嵌缝材料：嵌缝材料要求与基础面的黏结性良好、材料性能稳定，通过充填嵌缝防水材料与基础面良好的黏结性能达到隧道密封防水的效果，一般地段拱顶、拱底和临近洞门的20环和特殊环前后各10环管片整环采用聚合物水泥。变形缝及特殊衬砌环环缝采用聚硫密封胶。(3)嵌缝防水施工要点：
a纵环缝清理
隧道内槽壁上的灰尘会使 PE 泡沫棒与管片基面之间会形成渗水路径，使得嵌缝失效。所以在嵌缝施工前必须对嵌缝槽内的泥沙和杂物进行清除，并用清水冲洗干净。
b堵漏
检查作业范围内的嵌缝槽有无冒水、滴漏、慢渗。主要采用注浆进行堵漏止水，保证在嵌缝施工前基面的干燥。隧道的渗漏水治理效果很大程度上取决于堵漏作业人员的经验。而缺少严格、正确的渗漏水调查也是堵漏失败的一大原因，这一点必须得到足够的重视，才能保证嵌缝施工的质量。
c基层处理
在管片拼装过程中，盾构管片的角部和边缘由于应力集中个别部位会出现碎裂的情况。出现上述情况后地下水就会管片裂缝处直接进入隧道，同时会造成钢筋的锈蚀，进而影响结构强度。在基层处理过程中对该部位必须将损坏的管片修复至原来的尺寸，确保隧道嵌缝的质量满足要求。
d嵌入PE泡沫棒
泡沫条根据环纵缝大小适用不同尺寸的泡沫条，在施工 PE 泡沫棒时，使用专用工具，将 PE泡沫棒达到预定深度并确保紧密服贴，严禁将 PE泡沫棒击断或是翘曲不服贴。嵌入的顺序为先环后纵。环缝中的 PE 泡沫棒应尽量减少接头，环纵缝相交处的十字接头需要加强处理，保证薄弱部位的施工质量。
e灌胶
将 A、B组份按比例取出倒在塑料混胶板上，用批刀来回循环批抹，到颜色均匀一致为止。将调制好的密封胶装入挤出枪。利用挤出枪将密封胶注射进嵌缝槽内并用腻子刀进行抹平修整，嵌填顺序宜为自下而上环向依次作业。
f成品保护
嵌缝后的成品保护尤为重要，刚成型的密封胶尚未完全硫化，若被破坏，将完全失去其作用，后果将十分严重，且修补难度很大。所以对成品嵌缝表面必须加以覆盖，尤其是底部。防止行人踩踏、机械或者尖锐物刺破，划伤等现象发生。
四、管片成品检漏试验引起隧道渗漏水的原因主要是管片拼装施工精度不够或违反操作规程造成的，从施工工艺看，具体可分为以下几类：①管片在制作时养护不合理，表面出现气孔和龟缩裂缝；管片在运输、拼装中受挤压、碰撞，缺边掉角；②遇水膨胀橡胶粘贴不牢，或下坡时过早浸水使膨胀止水效果降低；③管片拼装质量差，螺栓未拧紧，接缝张开过大；④手孔、螺栓孔、注浆孔等薄弱部位未加防水垫片，封孔施工质量差。
五、结语盾构防水施工是盾构法隧道中的重要环节，尤其该标段穿越地质情况复杂多次穿越复合地层，并伴随有特级曲线隧道，这使隧道的防水施工显得尤为重要，我们必须严格控制防水材料质量、前期防水施工及后期防水施工的质量。并且勤观察勤检测，根据不同的施工情况灵活调整，保证施工质量。
参考文献：
[1]王振信.盾构法隧道的耐久性[J].地下工程与隧道，2002(2)：4-7，51.
