隧道工程中级职称范文

导语：如何才能写好一篇隧道工程中级职称，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

【关键字】大型隧道工程，隧道锚，施工，支护优化

一、前言

大型隧道工程的施工工程量巨大且又复杂，在进行开发前许多问题需要进一步解决探讨。隧道工程施工前，需进行风险监测和评估；大型隧道工程中隧道锚的施工及支护优化问题也不容忽视。

二、大型隧道工程地质环境条件

1.地质条件复杂，施工技术难度大，现场施工条件差，对工程周边环境和市政设施影响范围的控制要求高，风险因素和风险事件多，发生的概率较大。

2.盾构推进施工风险大，损失后果严重。隧道工程项目周边都是重要筑物和市政公用设施，加上越江隧道建设本身投资比较大，一旦发生事故，往往造成比较严重的损失后果

3.评价指标权重的确定

根据大型泥水盾构进出洞施工各风险事件的权重大小，可以用层次分析法（AHP） 把一个施工工况中同级各个因子两两相互比较（包括因子自身的比较），按重要性大小进行权重标度。上海复兴东路越江隧道工程大型泥水盾构进出洞施工各因子权模糊综合评价模型概述模糊综合评价通过构造等级模糊子集，把反映评价对象的模糊指标进行量化（即确定隶属度），然后，利用模糊变换原理对各指标进行综合运算，得出评价结果。

三、施工监测

1.监测内容

施工期间共设置7项监测内容：围护墙体水平位移（测斜）；围护墙顶垂直沉降及水平位移监测；坑外地下水位监测；支撑轴力监测；立柱点监测；周边建（构）筑物垂直位移及倾斜监测；周边土体地表沉降监测。重要是对围护墙移及地表沉降进行监测。

2.信息化施工

（一）在工作井第5层土开挖时，工作井南侧围护墙有局部渗漏水的现象，且出水量较大，同时监测数据显示坑外地下水位日下降量达30 cm，于是立即要求挖机停止继续向下开挖土方，并在墙身内外采用堵漏补救措施（在渗漏部分的墙身内凿槽，埋设开孔型PE泡沫条和注浆管；用早强水泥封缝，然后压注水溶性聚氨酯堵漏。墙外采用工程钻机钻孔，钻孔深度达到地下连续墙的渗漏处，然后下钻杆实施双液注浆堵漏，注浆范围为渗漏处左右各放宽3 m。双液注浆的配合比为水泥：水玻璃=1：0.5；注浆压力小于0.2 MPa），等监测数据都在报警值范围内。

（二）工作井施工至第6层土，开挖Ⅱ区时，监测Et报显示东侧围护墙体变形明显，El最大位移量达一2.91 mm，最大位移点位于墙顶以下25 m处。针对这种情况，立即组织力量，同步抽槽开挖Ⅳ区的土方，随挖随撑，抓紧安装东西向直撑并施加预应力，同时要求监测单位1天测2次，以便随时掌握基坑变形情况。随着第6道支撑全部安装完毕，墙移趋向于稳定日变化量小于1 mm。经分析是由于Ⅱ区斜撑数量较多，钢牛腿制作焊接间延长，导致基坑曝露时间较长，从而引起该时间段内围护墙移变化量较大，但整个过程其最大累计量及变化速率都在允许范围内。随着中国城市化进程的加快，越来越多的城市投入到地下轨道交通的规划建设当中。地下隧道越来越多，不可避免伴随着重叠交叉隧道的产生，群洞隧道施工的关键技术研究关系着轨道交通的安全问题，因此群洞隧道研究已经成为现代地下工程研究的热点。

四、隧道锚施工关键技术

施工过程中必须采取措施减少对岩体的扰动，保护岩层的完整性，出碴运输系统必须适应洞内大坡道及频繁变坡，减少工序的干扰。

1.掘进施工

首先在锚洞洞口进行工作坑开挖，根据现场地质和岩石强度采用预裂爆破和挖掘机大掘进、人工修整边坡、明槽施工，为保证边坡稳定，边坡坡度根据实地情况确定。

2.掘进方案

在锚洞进洞施工中，优先采用机械掘进，选择YT-28型风动支腿式凿岩设备，两座隧道锚的施工顺序问题，采取左右洞错位掘进施工，左洞为先掘进洞，右洞为后掘进洞，待先掘进洞到底后，再掘进后掘进洞，左侧隧道锚采用上下台阶法分3层掘进方式，上下台阶之间的间距为8--10 m。为了减少对围岩的扰动和减少超挖，采用了控制爆破技术，拱部采用了光面爆破技术，边墙适当进行预裂爆破。

3.爆破控制

爆破掘进时，把爆破振动对相邻室的影响作为控制的重要内容。为最大限度地减少爆破对围岩的扰动破坏，隧道锚的钻爆施工采用了小间距、低爆速设计，炮眼按浅密原则布设，严格控制周边眼的装药量，周边眼间距为40cm并适当布设空眼。

4.喷锚及衬砌施工

隧道锚的喷锚及衬砌主要分为前锚室段、锚塞体和后锚室两个阶段：1）前锚室段：前锚室段的围岩级别为Ⅲ级，初期支护采用?25先锚后灌式中空锚杆，L=3.0m，环纵向间距1 m，梅花形布置，洞壁设E6钢筋焊接网，设置间距为1米的钢格栅拱架。

五、支护技术的优化

1.支护技术存在的问题

在总结分析前人研究成果的基础上，结合大量的现场工程实践，研究认为常规锚杆支护技术主要存在以下几个方面的问题：

（一）常规支护用直径20mm、长2.0m锚杆的长度和刚度不足，从而发挥不出锚杆的支护作用。顶板围岩的松动圈半径一般在2～2.3m，2.0m长的锚杆其不能锚固到围岩的塑性硬化区内，导致锚杆失效不起作用；经常会出现锚杆被拉断的现象，说明锚杆的刚度不够，不能满足巷道开掘初期变形速度快、变形量大的特点。

（二）围岩表面约束能力差。由于高应力或构造应力的影响，使得支护体首先在较为薄弱的地方出现过量变形、岩石松动和破坏，进而形成破碎区，破碎区的发展导致围岩自承圈破坏。如不能及时将破碎区形成一个较为完整的整体，就不能发挥顶板岩石的自稳能力，从而不能有效地遏制围岩的局部破坏和破碎区向纵深发展，进而导致巷道围岩遭到更严重的破坏。

2. 常规支护技术优化

通过以上常规支护技术存在的问题，经本人对工作地点的实际情况了解，我率先提出了新的支护方式，使用直径为22mm、长2.4m取代原有普通锚杆的支护，得到了老工程技术的批准及大力支持。

采用新型直径为22mm、长2.4m的全程锚杆取代直径20mm、长2.0m锚杆，进行巷道顶板支护，使巷道开掘后顶板松动圈形成了一个整体，增大围岩的强度，提高围岩自承能力，控制了顶板的下沉量。采用强度大、长度较长的锚杆能锚固在稳定的岩层内，并适时在巷道关键部位进行锚索加固支护（由于锚索长度较大，能够深入到深部较稳定的岩层中，锚索对被加固岩体施加的预紧力高达200kN，限制围岩有害变形的发展，改善了围岩的受力状态，增加围岩自承圈厚度，实现厚壁支护），很好的解决了巷道顶板下沉、破碎的问题，随着支护强度的增大，有效的控制了顶板岩层的变形，施工的安全也得到了保证，同时一直困扰的进尺问题也迎刃而解。

六、结束语

隧道施工的完成，对于人们的生活具有着重要意义。当今，在修建大型隧道过程中，隧道锚施工还存在着许多技术上的不足，大型隧道工程中隧道锚的施工及支护优化问题必须提上日程，认真严谨的对待与研究。

参考文献：

[1]黄宏伟 越江隧道工程大型泥水进出洞施工风险综合评价 地下空间与工程学报 2012年，23页

[2]张猛 群洞隧道优化施工技术及影响效应研究 山东大学研究论文 2013年5月，18-21页

篇2

1破碎围岩的特点

由于强烈地质构造的运动而引起地层发生挤压、错位、揉皱、扭转作用,破坏了岩体的连续性遭,使岩块的尺度减小,而形成断层破碎带。

破碎地层的特点有:稳定性差、结构松散、胶结性弱、在施工过程中极容易发生坍塌,如有地下水则更严重。若在开挖的过程中破坏了岩体的原有应力平衡,如不及时采取有效地施工技术措施则可能导致隧道塌方,直接对施工人员的生命安全与施工设备造成了威胁,并且使工期延长。此外,在隧道埋深相对较浅的时候,开挖很难形成承载拱,地表的变形下沉可能会直达地表,因此,必须研究围岩的物理力学特性和破碎岩体间的胶结情况,采取必要且有效地加固手段,对确保隧道施工以及运营安全都起着至关重要的作用。

2破碎地层的分类

在断层破碎区域的地层中进行隧道施工时,首先必须从工程的特殊性角度入手,确定破碎围岩的力学性质。通常来说,隧道围岩的破碎程度可以直接反映出围岩的稳定性,围岩稳定性的主要影响因素可以归纳为两大类,第一类是和工程所在地地质环境相关的自然因素,决定了围岩质量;第二类是属于工程活动中的人为因素,包括了隧道的断面尺寸、形状和施工方法等。

从围岩稳定性的分级来说,通常以岩体的完整性或破碎程度来表示,直接反映了围岩受到地质构造影响的严重情况。坑道是否稳定主要是围岩的破碎程度起着主导作用,其围岩越破碎,则坑道开挖后围岩越容易失稳。判断围岩是否与破碎围岩和坑道的尺寸规模有关,一般相对裂隙间距在1/5～1/20的范围内属于破碎的,在小于1/20的范围内属于极易破碎的。

3隧道施工过程中极破碎围岩的常用措施

3.1 洞内静压注浆加固法(也叫地表静压注浆加固法)

静压注浆是在洞内或是在地表先用钻机把注浆管置入到地层的预设位置,然后利用注浆泵把浆液由注浆管注入或者渗透到隧道周边的地层孔隙中,使渗入的浆液凝固后把破碎围岩胶结成为一个整体,进而改善破碎围岩在物理力学方面的性能,并提高围岩的自稳能力。

静压注浆采用的浆液通常为水泥浆,通常用的浆液的水灰比大概在0.8∶1～1.2∶1之间,有时为了改善浆液性能而添加一些外加剂,例如:悬浮稳定剂(即氯化亚铁、膨润土)、早强剂(即工业氯化钙、三乙醇胺等)和速凝剂(即水玻璃)等。

静压注浆的优点是工艺简单、造价低和所用设备少,不足之处是难以人为的控制注浆加固范围和效果。

3.2 超前锚杆或者超前小钢管预支护法

(1)构造。沿着隧道开挖轮廓线的外侧,按一定的外插角,向开挖面的前方打入小钢管或是安装锚杆并注浆,形成了对前方破碎围岩的预加固(或预支护),在预加固的保护下进行开挖及支护等作业。

(2)性能、特性及适用性。超前锚杆或超前小钢管,是一种起到预支护作用的措施。此种超前预支护的整体刚度较小、柔性较大。它们都能够与系统锚杆焊接来增强其整体性,但当围岩应力偏大时,其后期的支护刚度就有些不够大。所以,这种超前支护主要适用围岩应力较小或是地下水比较少的软弱破碎围岩。

3.3 超前小导管注浆预加固法

(1)构造。沿着开挖轮廓线向开挖面的前方,按照一定的角度打入管壁带有小孔的小导管,然后按照一定的压力往管内压注能够起到胶凝作用的浆液,当浆液硬化后,隧道周边的围岩得到预加固,并且形成了一定厚度的加固圈。在其加固圈的保护下,可以安全的进行开挖作业。

(2)性能、特点及适用条件。浆液被超前压注至岩体的裂隙中并硬化后,它既可以把岩块或是颗粒胶结成一个整体,又起到了超前预支护的作用。而且,浆液还能充填裂隙,有效的阻隔地下水向坑道内部渗流,起到了防水与堵水的作用。这种超前小导管注浆预加固法适用于断层破碎带、自稳时间较短的砂层、软弱围岩浅埋地段、砂(砾)卵石层、地下水较多的软弱破碎围岩地段和处理塌方地段等。

超前小导管注浆只需要小型的机械,工艺简单,且容易操作,但有时不易保证小导管周边的注浆效果。

3.4 超前围岩深孔预注浆加固地层方法

超前围岩预注浆又称为深孔注浆或长孔注浆,是加固地层和封堵水源的一种方法。

(1)深孔预注浆的构造。

在特殊困难或是地下水特别丰富的地段,应采用超前围岩深孔预注浆(包括地表超前注浆、洞内围岩超前注浆和平导超前注浆),通过深孔预注浆后,就可以形范围比较大的且具有一定厚度的加固区,形成帷幕注浆。

(2)深孔预注浆的性能、特点及适用性。

超前围岩深孔预注浆主要是通过浆液压力,把软弱破碎围岩中的孔隙或缝隙用浆液充填和固结,通过挤压加固作用,而达到加固地层与堵水的效果。深孔预注浆法适用于自稳性能较弱的含水地质地段、软弱围岩和断层破碎带的加固,更加适用于地下水较多的地层和有压地下水中的加固与堵水,同时也很适用于在施工过程中需要采用大中型机械的方法。

超前围岩深孔注浆需要专用的注浆机械和钻孔机械。

4结语

破碎围岩地质在隧道工程施工中是比较常见的,如果对地质情况认识的不够,施工过程中工艺安排不恰当,就很容易造成塌方的后果,这样不但会造成比较严重的直接经济损失,还会给隧道施工带来不好的影响,增加施工的难度,严重的甚至会造成质量安全事故。所以隧道工程在破碎围岩地质区域的施工一定要制定安全、合理的施工方案,采取有效、积极的施工措施,以保证工程的施工质量,推动经济的发展。

参考文献

篇3

关键词：锚杆；支护机理；隧道工程

中图分类号：U45 文献标识码：A

1 引言

隧道支护理论经历了古典压力理论阶段、松散体理论阶段和现在的支护与围岩共同作用理论阶段。支护与围岩共同作用理论认为围岩与支护同为承载结构，前者是主体，后者是辅助，两者互不可缺。为了使得隧道施工设计更加科学、合理，同时节省工程造价，因此在隧道支护中应当在保证不出现围岩失稳的前提下最大限度发挥其自身的承载力。锚杆作为一种柔性支护结构，能与围岩同步变形，使其在隧道支护工程中被广泛使用。

锚杆技术由国外发明，最初用于矿山巷道支护加固。19世纪末20世纪初英国、美国率先使用锚杆对矿山边坡进行加固，锚杆由此得到关注。20世纪50年代到70年代，德国、捷克斯洛伐克、英国、美国将锚杆运用于基坑开挖支护，从此锚杆被各国广泛应用边坡稳定的维护。相比于国外，虽然我国锚杆技术的发展起步较晚，但经过近几十年引进、吸收和消化国外锚杆技术，并通过与工程实践相结合，我国锚杆技术取得了长足的进步。本文通过对锚杆分类和锚杆支护机理发展的阐述以及锚杆支护机理不足之处的指出，以期为相关研究人员提供些许参考。

2锚杆分类

锚杆是一个抗拉强度高于岩土体的杆体，依靠与周围岩土体紧密接触所形成的摩阻力形成对岩土体径向方向上的约束。

锚杆有多种分类依据：

（1）锚固长度：全长锚固型和端头锚固型。

（2）锚固方式：机械型、黏结型和混合型。

（3）是否施加预应力：预应力锚杆和非预应力锚杆。

（4）受力状态：拉力型锚杆和压力型锚杆。

3锚杆支护机理的发展

20世纪40年代以来，各国研究人员对锚杆支护机理进行了大量理论研究，并在工程中检验、推动和完善理论，取得了诸多研究成果。下面对锚杆的支护机理加以综述：

（1）悬吊理论：该理论由Louis A.Panek于1952～1962年间提出，他认为通过锚杆能够直接将不稳定岩石悬吊在上部坚硬岩层。

（2）组合梁理论：该理论由Jacobio于1952年提出，其实质是利用锚杆将岩层钉在一起，增大岩层之间的摩擦力，防止其滑移和坍塌。

（3）减跨理论：将锚杆打入隧道周边围岩中，相当于在围岩中增加了支点，从而使得隧道围岩跨度减小，提高了围岩的稳定性。

（4）整体加固理论：通过大量锚杆的布设，将隧道周边松散围岩锚固在内部稳定围岩上，使得松散围岩和稳定围岩形成一个整体，增大了隧道围岩的整体稳定性。

4锚杆支护机理的不足

虽然锚杆已应用与工程近一个世纪，但是在锚杆支护机理方面仍存在以下不足：

（1）锚杆横向效应：通过锚杆支护机理的发展不难得出，各国研究人员对锚杆的研究重心都集中于锚杆轴向效应，对其横向效应关注度不够；

（2） 设计理论研究尚不清楚：由于隧道围岩的复杂性和多样性等客观条件，使得目前锚杆支护设计理论和计算方法存在这样或那样的不足，造成目前锚杆支护工程中，多采用工程类比法或半理论、半经验法，无法实现科学设计施工；

（3）锚杆荷载传递机理尚无定论：锚杆、灌浆体和孔壁三者之间存在复杂的化学作用，任意两者之间出现一定相对位移，锚杆支护则会失效。

5结语

近年来，高速公路逐步向西推进，期间伴随着大量隧道的修建，而隧道的修建离不开锚杆支护，故相关研究人员应抓住这一历史机遇，将理论与工程实践相结合，争取取得更高水平研究成果，为锚杆支护科学设计施工提供理论依据。

参考文献:

[1] 杨为民. 锚杆对断续节理岩体的加固作用机理及应用研究[D]. 山东： 山东大学博士学位论文， 2009.

[2] 杨松林. 锚杆抗拔机理及其在节理岩体中的加固作用[D]. 武汉: 武汉大学博士学位论文, 2001.

[3] 孙静. 锚杆在节理岩体中的加固作用机理和锚固效应分析及应用[D]. 湖北： 中国科学院武汉岩土力学研究所， 2003

篇4

关键词：隧道工程；小间距；施工；支护；承载能力；二次衬砌

中图分类号：U491.2+51 文献标识码：A

本隧道设计为单线双洞隧道,左线长3742m，右线长3736m。隧道最大埋深749m。进口段长1719m(含明洞100m)，其中Ⅱ级围岩676m，Ⅲ级围岩591m，Ⅳ级围岩81m，Ⅴ级围岩371m。进口小间距段中隔墙间距为4.36～18.59m，以Ⅴ级围岩为主,岩性为全风化变粒岩,砂土状,部分地下水丰富,土体含水量大,遇水成泥,洞身稳定性差,极易发生坍塌、变形。隧道进口存在22条断层破碎带、岩爆、突水、软岩变形等不良地质,部分地段存在高地温。

1隧道小间距施工

1.1施工难点

隧道工程由于受到地质条件和设计环境的限制，在开挖施工时需解决以下技术难点:1)先掘进隧道对后掘进隧道的偏压影响；2)后掘进隧道对先掘进隧道的扰动影响；3)软弱岩土体问题。

1.2施工方法及采取的技术措施

按从左至右，隧道工程依次设计为平导、左线隧道和右线隧道。为保证隧道的施工安全,确定平导先行、先施工右洞再施工左洞、相互错开掘进、先行洞二次衬砌必须超前后行洞掌子面30m的原则。根据围岩变形特点和技术难点,施工中采取适当的开挖工法以尽可能减少对围岩的扰动,特别是对中间土(岩)体的扰动。根据揭示岩层风化程度和地下水发育情况,对围岩级别重新核定,并按照“加强支护、控制变形、快挖、快支、快封闭、快通过”的总体原则进行设计和施工。

1.2.1开挖

隧道开挖采用短台阶法,分为上、中、下三个台阶施工,每台阶最大预留长度不超过15m，并及时施作仰拱、二次衬砌,确保仰拱与掌子面的距离不超过40m、二次衬砌与掌子面的距离不超过50m。将围岩开挖预留量从设计的Ⅴ级围岩8～12cm提高到30cm，确保二次衬砌厚度不受侵限。在开挖过程中,对局部渗水的地方施作Φ42×3.5mm、长度L=5m的钢花管进行引排处理。

1.2.2超前支护

(1)超前小导管。拱顶120°范围内超前支护采用双层Φ50×5mm、L=4m的无缝钢管,注水泥砂浆;纵向相邻两排超前小导管水平投影搭接长度不小于1.5m。(2)布置间距。钢管环向间距为30cm，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于150cm。(3)导管外插角。钢管外插角分别采用40°和10°交错布置。(4)注浆要求。采用水泥砂浆,水灰比为0.5～1.0，注浆压力0.5～1.0MPa。(5)施工注意事项。小导管顶入需穿过钢架,小导管安设后用锚固剂或塑胶泥封堵孔口及周围裂隙,必要时在小导管附近及工作面喷射砼,以防止工作面坍塌。

1.2.3初期支护

(1)初喷。隧道开挖完成后及时进行初喷施工,喷射厚度一般为4cm，保证开挖面的围岩稳定以及拱架和围岩面之间的砼保护层厚度。(2)钢架。1)采用I20b工字钢,间距为50cm/榀,钢架各单元严格按照调整后的30cm预留量加工安装拱架(原设计预留量为8～12cm)。2)垫板,连接板未连接前增加木板垫块,以保证拱脚的稳定,减少拱架因围岩产生的挤压收敛量;连接板按照设计规格和尺寸(16mm厚,260mm×300mm;16mm厚,300mm×530mm;螺栓孔径为Φ32，螺栓采用M30)加工,控制垫板的连接质量。3)Φ22纵向连接筋,环向间距1.0m，斜向与水平方向30°焊于拱架内翼缘处。4)拱架锁脚采用Φ42×3.5mm的无缝钢管,L=5m，每个拱脚垫板连接处6根,上面4根、下面2根。预留1.8m长止浆段,其余设Φ10mm注浆孔,15cm×15cm梅花形布设,注浆固结锚端。锁脚注浆钢管,斜向下施作,尾端采用上下2根Φ22钢筋焊牢于钢架上。锁脚钢管施工要尽量靠近连接垫板,最大距离不得超过20cm。拱架脚要垫上木板以防悬空,木板规格为5cm厚、25cm×50cm。拱架连接板螺栓必须锁紧,连接板周边缝必须焊实。(3)钢筋网。采用Φ8钢筋网,网格尺寸为20cm×20cm。钢筋网片事先预制,施工中调整钢筋网片铺设位置,紧贴岩面,预留搭接长度1～2个网格。(4)系统锚杆。边墙采用小导管,注水泥浆,采用Φ42无缝钢管,长4m，留1m长止浆段,其余设Φ10mm注浆孔,15cm×15cm梅花形布置。每延米12根,环向间距×纵向间距为1.2m×1.0m。(5)喷射砼。采用C25喷射砼,掺用合成纤维,掺入量0.9kg/m3。初喷砼在开挖后及时进行,初喷厚度不小于4cm。喷射作业分段、分片、分层,由下而上进行。当岩面有较大凹坑时,应先填平;若喷射面有出水口,必须将水有效引排后再喷射砼。喷射砼厚度28cm。

1.2.4施作临时仰拱

上台阶开挖完成后及时施作临时仰拱,及时封闭成环,以阻止上台阶的水平收敛,减少围岩变形。临时仰拱钢架采用I20b，要求有一定弧度,采用16mm厚连接板(460mm×270mm)与A单元拱架螺栓连接,周边缝采用电焊焊实,喷28cm厚C25砼。

1.2.5施作仰拱

仰拱每次施工长度不得超过6m。

(1)开挖:仰拱开挖后要保证基底无虚碴、无积水、无杂物,仰拱的开挖深度必须满足设计规范要求。仰拱开挖后要及时进行初喷,厚度≥4cm。(2)初支:拱架、喷射砼按照设计规范要求施工,拱架连接垫板尺寸为460mm×270mm，厚16mm。(3)二次衬砌砼:钢筋施工必须满足设计规范要求,Ⅴ级围岩采用C35砼,严格按照配合比拌和,保证砼质量。(4)填充砼:采用C20砼,严格按照配合比拌和,保证砼质量,横向、纵向坡度必须满足设计规范要求,砼振捣密实。

2围岩监控量测

在隧道施工过程中,对围岩支护体系的稳定状态进行监测,为初期支护和二次衬砌设计参数的调整提供依据,这是确保结构安全、合理确定施工顺序、指导施工、方便施工管理的重要手段。尤其对于采用喷锚构筑法设计与施工的隧道,监控量测是施工过程中必不可少的程序。量测项目包括洞内外观察、净空水平收敛量测和拱顶下沉量测,必要时增设隧底上鼓量测及地表沉降量测。

2.1洞内外观察

开挖面地质描述包括围岩岩性、岩质、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向,有无松散坍塌、剥落掉块现象及渗漏水等。对初期支护,从喷层是否产生裂缝、剥离和剪切破坏,格栅支架是否压屈等方面进行观察分析。洞外观察一般包括地表地质分析、断层面分析及水文分析等。对以上情况进行详细描述、记录,并予以评估,作为支护参数选择的参考与量测等级选择的依据。

2.2拱顶下沉和净空水平收敛量测

将拱顶下沉及净空水平收敛量测布置在同一断面,断面间距,Ⅱ级为50m，Ⅲ级为30m，Ⅳ级20m，Ⅴ级为10m。拱顶下沉量测测点布置在拱顶。净空不平收敛量测以量测初期支护上各点的绝对位移为目的,通过水平及斜向收敛量测,验证周边位移结果。拱顶下沉及净空水平收敛量测频率见表1。

表1拱顶下沉及净空水平收敛量测频率

注:B表示隧道开挖宽度,下同。

2.3隧底上鼓量测

根据现场实际情况,在断层带增设隧底上鼓量测,它与拱顶下沉量测布置在同一断面。

2.4地表下沉量测

地表下沉量测在浅埋地段进行,量测断面布置与洞内一致,每个量测断面上测点间距为2～5m。地表下沉量测断面间距见表2。

表2地表下沉量测断面间距

注:地表无建筑物时取上限值

2.5量测数据处理与分析

及时对现场量测数据绘制位移及位移速度随时间的变化曲线、位移及位移速度与开挖工作面距离的关系曲线。当位移-时间曲线趋于平缓时,进行数据处理或回归分析,以推算最终位移和掌握位移变化规律。当位移-时间曲线出现反弯点时,表明围岩和支护已呈不稳定状态,此时应密切监视围岩动态,并加强支护,必要时暂停开挖。量测元件埋设情况和资料纳入竣工文件,以备运营中查考或继续观测。

3超前地质预报

通过全程地质超前预报,及时发现异常情况,预报掌子面前方不良地质体的位置、产状、含水情况及围岩结构的完整性,为优化隧道施工方案提供依据,为预防隧道突水、突泥等可能形成的灾害性事故提供信息,以尽早做好准备,避免损失;通过预报,可以了解掌子面前方短距离内的工程地质条件、围岩级别,为正确选择开挖断面、设计支护参数和选择施工方法提供依据。

综合地质超前预报主要内容:开挖掌子面地质素描、TSP203地震反射法、红外探水、地质雷达、HSP水平声波反射法等综合物探和超前钻探;地表重要井、泉点观测和深孔水位监测;深埋隧道应力测试和变形监测。隧道主要采用TSP203地震反射法进行超前地质钻探。通过TSP203专用软件对隧道内采集到的原始资料进行以压制干扰、提高信噪比和分辨率、提取地震参数为目的的技术处理。数据处理前,先确定描述隧道轮廓的参数、各炮孔的装药量等,再通过专用软件处理,给出掌子面前方结构的剖面及各种地震参数。

结语

根据小间距隧道工程经验,采用综合性施工技术和控制措施,通过提高隧道支护结构的强度、刚度和整体性,减少和控制左、右线隧道开挖时的相互影响,合理利用围岩自承能力,保证围岩与支护结构共同作用,基本上可以安全、顺利地完成小间距软岩隧道的施工。

参考文献

[1]TB10417-2003，铁路隧道工程施工质量验收标准[S].

[2]范智杰.隧道施工与检测技术[M].北京:人民交通出版社,2006.

[3]刁天祥,杨惠光.浅埋小间距隧道开挖围岩变形及控制对策[J].隧道建设,2006，26(3).

篇5

关键词：隧道 支护桩缺位 钢板支护法

Abstract: in this paper expounds the gold sand M line tunnel foundation pit engineering in a scheme of the custodian of the steel plate, establishing countermeasure, implement selected countermeasures, analyzes the steel supporting design calculation. USES the steel plate for retaining structure, achieve the expected goal, and has obtained the certain economic benefits and social benefit.

Key words: the absence of a tunnel support pile steel protector

中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：

1工程概况

金沙洲M线隧道全长495米，净宽9米，其中敞口段343米，闭口段152米，为全钢筋混凝土结构。本工程要求于2009年3月11日开工，2010年元月15日建成通车。由于金沙洲是广州市最具潜力的房地产开发热点和为数不多的重要大型居住储备用地之一，因此金沙洲M线隧道的建成通车对广州市区进入金沙洲地区起着至关重要的枢纽作用，工程施工阶段也受到了多方的关注和重视。

2工程实施关键

本工程在K0+760里程处有一组110V及一组10KV电力电缆横跨隧道上方，经业主与电力部门多次协商仍无法迁移，而导致隧道左右两侧各4米的宽度无法进行支护桩施工，从而支护结构存在着不完整性，对隧道在开挖阶段整体的稳定性造成一定程度的影响。因为本隧道属于深基坑作业，不仅要保证隧道本身的施工质量，更重要的是保证施工作业人员的施工安全及基坑上方电力电缆、周边建筑物的安全，因此，如何对此不完整的支护结构做出补救也成为我们本工程的重点的研究对象。

3支护结构处理难点

设计部门通过对现场的实际情况了解做出了设计变更，支护结构改做钢筋混凝土挡土墙结构，完成1m再挖深1m，以此类推（此位置的挖深为10.8m），且要求混凝土强度达到75%才可拆模，在规定工期内无法按设计要求完成施工。

4目标设定

针对工程实施难点，设定目标值：

（1）4 个工作日内完成支护结构的施工

（2）支护结构水平位移值均≤15mm（设计要求极限值）

5提出方案并确定最佳方案

5.1总体方案提出

提出了三个总体方案，分别是木板模板支护法、锚杆加固土体支护法、钢板支护法。

5.2总体方案选择

通过对代替混凝土挡土墙结构的不同方案在安全性、工期、投入费用等方面进行对比分析。经过对三种方案评估打分，钢板挡土结构代替混凝土挡土墙的方法能利用现场较稳定的支护桩结构与其连接共同受力，工期短，造价适中，适合本工程。因此我们把该方案作为可行性方案。

6制定对策

在确定最佳方案后，如何确保方案实施能达到预期的效果并在计划工期内完成，小组组织了内部讨论。经过研究发现，影响分体始发的主要项目有以下四点：

钢板挡土参数、钢板的排列及焊接固定方式及位置、改装临时运送系统、开挖及钢板安装工作的衔接。

7对策实施

在对策实施前，小组人员考虑到金沙洲地区地质存在部分淤泥层结构，仅仅靠钢板做挡土结构有着一定的不稳定因素。为确保钢板挡土结构有足够的挡土能力，通过讨论研究，成员提出在高压电缆两侧加打旋喷桩改善土体土质情况，并能起到止水作用，使得钢板支护结构受到的侧向土压力减小。在与设计交流意见的过程中，设计采纳了我方的施工提议，并提供了正式的图纸变更依据。

电缆贝雷架边上的四条支护桩为直径1.5M的冲孔桩，在此四条支护桩后方增加施打共68条Φ60cm高压旋喷桩加固土体，从而直接的改善了电缆周边位置的土体情况，为钢板支护的稳定性提供了很强的辅助条件。

为了在实施阶段不出现程序上的错误造成返工而耽误工期，小组人员首先确定了对策实施顺序。

实施一、确定钢板的参数能满足挡土强度

首先我们通过设计部门得知周边土体参数，然后我们对选定的钢板材料送检质量部门知道其抗弯系数为Ksm=0.1、抗滑移系数为Krm=0.23。

再通过设计部门在设计混凝土挡土墙的破坏极限值进行比较：

（1）参数计算:

挡土墙截面S=4.320 m2

挡土墙形心x0=0.200 m

r`(加权平均重度)=13.002

水的压力值：rw=9.8 kN/m3

η=2*c/r/h=0.032

α=90.000度

β=0.000度

Kq(被动土压力系数)=1.243

δ=4.000*ψ=4.000*4.000=16.000 度

Ka(主动土压力系数)=0.893

Ea=1425.961 kN/m

a0=0.000 度

挡土墙重G1=108.000 kN/m

（2）抗倾覆稳定性计算:

Eax=Ea*sin(α-δ)=1370.464 kN/m

Eaz=Ea*cos(α-δ)=393.945 kN/m

G*x0=G1*x0=108.000*0.200=21.600 kN/m

z=5400.000 mm

xf=b-z*cotα=395.699 mm

zf=z-b*tanα=5400.000 mm

Kt(抗倾覆稳定性系数)=(G*x0+Eaz*xf)/Eax/zf=0.023

稳定性满足。

（3）抗滑移稳定性计算:

Eat=Ea*sin(α-α0-δ)=1370.464 kN/m

Ean=Ea*cos(α-α0-δ)=393.945 kN/m

Gn=G*cos(α0)=108.000 kN/m

Gt=G*sin(α0)=0.000 kN/m

Ks(抗滑移稳定性系数)=0.091

Ks

实施二、制定合理的排列布置方案，钢板与支护桩钢筋焊接连接方式方案

钢板的排列关系到材料的用量以及受土压力的均匀分布，材料供应商承诺给我方加工单块钢板的尺寸为4m×1.5m（此位置隧道挖深为10.5m）,根据现场情况，我项目部经过研究决定将钢板横向布置，先将一块钢板焊接固定在两根支护装之间，再进行下一块钢板的焊接固定，最后将两块钢板的连接处用一工字钢焊接连接，以此类推。

依照此布置形式需要7块钢板来完成支护结构。数量确定后，为了保证钢板与钢板之间连接更加牢固，在工字钢的连接处每隔1m纵向加焊了一条Φ32HRP335钢筋，使其形成一个十字结构的焊接形式，而钢板与支护桩之间则需要凿除支护桩的部分混凝土，使其钢筋曝露，工字钢则可一头焊接钢筋，另一头焊接钢板.

实施三、临时运送系统改装

为了不影响电缆贝雷架的稳定性，在钢板运送过程中就要避免与贝雷架有碰撞接触，所以最佳的运送方式是由下而上运送钢板。有了这个总体方向，小组通过研究讨论决定在挖土机的挖斗背土面位置焊装一运板装置，

利用挖土机挖臂与挖斗活动较为灵活的特点，将运板装置焊接好后，（运板装置为一截面似J字形的钢构件），挖土机操作人员通过对挖斗不同角度的变换，完成对平放的钢板插入抬起运送的过程，其余辅助人员在钢板的抬起阶段需要用钢丝绳将钢板固定在运送装置上，以免钢板滑落，挖土机将钢板运送到指定位置后焊接工人开始对钢板与支护桩内钢筋焊接连接。

实施四、根据各环节的主要问题，合理安排开挖及钢板安装工作的实施

由于不能借助吊机从上往下运送钢板，为了不会在钢板运送及安装的过程中出现程序上的错误，项目部人员决定采用边开挖，边装板的施工程序进行操作。先开挖2m的标高，然后进行钢板的运送及安装。待钢板焊接完成后，再进行下一个2m的开挖，以此类推，直到钢板支护结构的安装完成。

钢板挡土结构

在实施过程中，第三方基坑监测单位对隧道整体稳定性做定期定点的实时监测，具体做法是在受电缆影响位置的两侧冠梁上方每10米布设一个观测点，一侧5个（共10个）观测点，每天进行支护结构的水平位移观测，并做周总结交予我项目部作基坑安全参考资料。

结束语

通过本次课题研究，总结出以下几点：

1、保证了在4个工作日内完成支护结构的施工。采用钢板作挡土墙结构，比需要40天才能完成的混凝土挡土墙结构少用了整整37天时间。保证了护结构水平位移值≤15mm，达到了预期的目标。

2、间接效益。.在材料和人工上节约了成本。

篇6

【关键词】黄土隧道；施工安全；管理措施

1、前言

黄土在我国西北有着广泛的分布，其有着显著的垂直节理，土质疏松，在干燥时较坚硬，一旦遇水侵泡，通常容易剥落、侵蚀和湿陷。经长期的实践和研究，黄土主要有多孔性、垂直节理、层理不明显、透水性较强、湿陷性等五个方面的特征。所以在黄土地区修建各种建（构）筑物时，必须紧紧围绕黄土的以上特征来采取各种措施，尽量减小对黄土的扰动和浸泡。

2、工程概况

宝兰客专9标地处甘肃省陇西高原定西市通渭县境内，区内黄土沟壑纵横，梁峁起伏，冲沟发育，沟深坡陡，主沟多切割至基岩，支沟基岩几乎不出露。地形起伏较大，地面高程一般为2070～2300m之间，全年降水较少，冬季温差大，冬施周期长。该标段线下工程全长33.604km。其中隧道全长27.769km/7座，占比达到82.6%。隧道进出口大多处在黄土浅埋区，地表陷穴较多，阳坡庄隧道、新店隧道等四条隧道多次下穿天f高速和093县道，隧道围岩多以Ⅳ、Ⅴ级为主，Ⅳ级围岩占隧道总长的62.66%；Ⅴ级级围岩占隧道总长的占16.5%，隧道开挖断面较大一般为116-151m2。隧道大变形、坍塌、初支开裂，进洞施工安全风险较高。

标段地理位置图

阳坡庄隧道全长7645.5m为本标段最长双线隧道，其最大埋深174m，最小埋深7m。隧道洞身通过的地层主要为第三系上新统泥岩，节理裂隙较发育、弱胶结、成岩作用差、岩质较软弱，遇水易软化、具有弱膨胀性。第四系上更新统风积砂质黄土，具有自重湿陷性，主要分布在进出口和浅埋段。隧道进出口和浅埋段有裂隙水，主要来自于大气降水的入渗，局段强风化花岗岩裂隙水较大，其余基本无水。隧道洞身围岩主要为Ⅳ、Ⅴ级围岩，采用三台阶法、三台阶加临时横撑法、三台阶临时仰拱法、双侧壁导坑法，施工工艺多、技术难度大，安全风险高。不良地质围岩多以破碎性花岗岩、泥石夹层、泥石交接滑层为主，裂隙水较大，施工风险极高。

3、建立健全机构，成立多种专职专业化小组

两级领导小组及专业化小组框图

3.1 成立项目部、工区两级安全生产领导小组

开工前，项目部、工区分别建立了以项目经理、工区经理为组长各职能部门负责人和架子队队长为组员的安全生产领导小组，旨在将安全生产落到实处，形成“一岗双责、岗岗有责”的安全管理体系，将安全生产工作责任化，利于突发事件的及时妥善处置，从决策到执行，层层推进，立竿见影。

3.2 设立工点专职安全员和工序兼职“群安员”

为达到黄土隧道施工安全管理的全面管控、不留死角的目的，项目部在7座隧道17个口21个工作面设立了专职安全员并经培训持证上岗。在开挖、支护、二衬、运输施工工序中设置一名兼职群安员，对隧道施工过程中容易出现的安全风险全面盯控。

3.3 成立超前地质预报小组

黄土隧道的特性，决定了做好超前地质预报及时指导施工安全的作用。项目部设立地质预报专管人员，对隧道的地质预报工作及早的统筹安排，结合设计文件中隧道的不良地段（浅埋、偏压、过沟、断层、富水等）着重管理，并对工区上报的预报结果整理、分析。工区设立超前地质预报小组，由1-2人组成，负责执行地质预报的准备、收集、初步分析、上报工作。分级管理、统筹规划、具体落实，有效的发挥了黄土隧道地质预报的作用。

3.4 设立工区围岩监控量测小组

监控量测小组由工区总工任组长，围岩量测人员为组员。围岩量测人员一般为3人，负责对围岩量测点位的布设；量测点位数据的及时收集；量测数据的上传，工区总工负责对每天量测数据的分析，并依据分析结果对今后施工中的围岩预留沉降量进行调整；对围岩的超前支护、初期支护参数进行调整并上报项目部、监理、设计单位及业主单位，充分发挥围岩量测为施工安全保驾护航的作用。

3.5 设立项目部、工区拌合站、试验室信、围岩监控量测息化专职人员。

在实行围岩量测、拌合站、试验室信息化初期，项目部就决定设立专人对以上各项数据的收集、分析、整理、上报、反馈，做到有异常必解决、有问题必追究，分别制定了《围岩监控量测信息化实施细则》、《拌合站信息化管理实施细则》、《试验室信息化管理实施细则》，出现问题有人管、管理有依据，以真实的数据为依据指导施工。

3.6依靠集团公司设立初期支护、隧道二衬无损检测小组。

为了确保初期支护、隧道二衬、钢架、钢筋的施工质量，尤其是初期支护背后不密实、空洞等问题容易引起的初支变形、坍塌安全风险并及时掌握现场施工质量，项目部依靠集团公司请检测中心人员长期驻扎工地，对每个工作面的初期支护在二衬封闭前进行自检，对存在的问题及时予以通报，项目部工程部给予跟踪整改，做到事前控制。

4、严格执行“四个标准化”指导施工安全管理

制定切实有效的管理措施；规范人在施工中的行为；加强现场安全管理；规范施工过程控制。使之达到一定的标准，形成具有一定规则的系统，这就是标准化施工，让标准化施工贯穿上下，从而达到安全管理的目的。

4.1 管理制度标准化

结合以往的隧道施工及现在的黄土隧道施工的特点，项目制定了符合施工现场的各项安全制度，其中包括《安全生产责任制》、《风险辨识评价控制制》、《重大危险源管理制》、《安全教育培训制》、《安全生产例会制》、《民用爆炸物品管理制》、《安全隐患排查整改制》等23项在内的《安全生产管理体系》，明确了现场各岗位、各施工作业过程中相关人员的安全分工、责任、权利，不论从人员施工的规范性还是施工工点的施工安全管理，都有效发挥了其重要作用。

4.2 人员配备标准化

项目部成立初期，配备安全管理专职人员15人，全部具有施工安全管理方面经验及资质，其中高级职称3人、中级职称7人，各隧道均配备1名专职安全员及工序兼职“群安员”1名，从施工现场的安全管理到决策层的安全管理形成完整体系，确保安全管理人员的专业化，提高了施工安全管理队伍的素质。

4.3 现场管理标准化

现场不论是从场地布置还是从安全生产和文明施工都统筹布置、合理安排、精心组织、有效落实。17个隧道口的生产区、辅助生产区、办公生活区都合理安排，达到资源最大化利用；现场安全防护设施、用品、警示标志、临时用电、火工品管理等均是统一设计、统一购置、集中管理有效预防了分散式、多层式造成的安全管理漏洞。

4.4 过程控制标准化

黄土隧道施工过程的安全管理要树立“安全无小事、管理抓重点”的理念，对施工中各个环节全面盯控：开挖支护、临时用电、台架使用安全、行车安全等都制定了相应的安全管理措施；着重监控隧道围岩及隧道整体情况如：围岩节理、围岩含水率、仰拱地基承载力、隧道浅埋段、偏压段等采取相应的应急措施，确保隧道施工各个环节有序开展。

5、多管齐下完善安全管理措施

5.1 坚持人员岗前安全培训

项目部对新进场人员、转岗人员、停工复工后的人员坚持全员培训，特种作业人员、涉爆人员必须取得相应由政府机构颁发的操作上岗证，通过培训提高全员施工安全意识。

5.2 严格执行进洞前的红线管理卡控

进洞前严格执行标准化施工原则，对进洞条件逐一验收：洞口存在陷穴的必须三七灰土回填；原地面按设计要求布设沉降观测点位观测数据在允许值内；边仰坡施工符合设计；安全防护必须有效；截排水沟满足最大降雨量要求；“五牌一图”布置规范；场地硬化达标；管棚施工符合设计、规范要求。一项未达标均不允许进入正洞施工，为安全进洞、后续施工顺利进行打下坚实的基础。

5.3 实行门禁系统及隧道安全生产综合管理系统

标段内17个隧道口全部安装门禁系统并配备专人值班管理，对进洞人员实行进洞签字出洞销号动态管理，在风险系数较高的新店、阳坡庄、杏园隧道10个口安装了隧道安全生产综合管理系统，该系统可实现对进出洞人员实时登记，实时显示洞内人员行动轨迹，360度高清视频监控，洞外、洞内语音对讲及广播，使管理人员能够随时掌握现场施工人员、设备的分布状况和每个人员和设备的运动轨迹，这样有效的人、机结合更加完善了风险管控、预警机制，提高了处置隧道突发事件的效率，在实际的运用中有效保障了隧道建设的安全生产、日常安全管理。

5.4 实行隧道施工红线控制

隧道正洞施工严格执行开挖工法、进尺、安全步距、围岩监控量测、火工品管理红线控制，如若违规严肃处理。设计文件中所规定的工法和每循环进尺严格执行，甚至在围岩变化的情况下及时与设计沟通进行工法调整和支护加强措施，及时施做仰拱、衬砌封闭成环，确保步距处于安全范围内。围岩监控量测按照要求及时布设点位，且将点位布设在围岩之中，按照上、中、下三台阶布设7条测线。按照要求及时进行初始读数，每天进行量测直至稳定或防水板铺设后而停测。火工品的管控主要体现在短途运输、现场使用、退库三个主要环节，在运输工程中采用专用车辆将炸药和雷管分开运输，并由爆破员、安全员负责押运现场。到达现场后由爆破安全员负责全过程盯控，直至炮响和退库。

5.5 地质超前预报围岩量测预控机制

地质超前预报主要采取地质雷达、地质素描及TSP技术，地质雷达主要对黄土隧道有的大孔隙（如虫孔，植物根孔，裂隙封闭空洞，潜蚀空洞等）能提供较为准确的数据，TSP技术主要对隧道前方的断层节理、裂隙破碎段进行准确的预报，采用地质素描对已开挖段的地质与设计进行对比，对设计的支护参数是否符合现场条件起着决定性作用。围岩监控量测预控是以围岩级别设置不同的预警数值对已开挖段采取的监控措施，马营隧道出口在DK891+676-727段设计Ⅴ级泥岩，预留沉降量150mm，沉降观测数据显示28mm/d，累计沉降达到240mm，大大超出设计预期，项目部迅速决定与设计院沟通变更开挖、支护参数，提高该段的风险预警等级，确保了施工安全。以上方法为正确选择开挖工法、支护参数、优化安全方案提供了依据。

5.6 对地基含水量承载力进行实施监控

隧道口技术人员对开挖后含水率及隧底地基承载力进行检测，要求含水率超过20%的地段必须采取单工序作业，并根据现场含水率变化情况改变开挖工法及支护形式、参数，地基承载力低于设计的地段必须上报，采取换填或挤密桩处理，以保证隧底的承载力。

5.7 规范施工用水引排隧道积水

为了减少隧道内水对围岩的浸泡及破坏，项目部要求隧道配备储水装置，施工用水必须遵循“能不用尽量不用、能少用不多用、有用必回收”的理念，减少水对隧道围岩暴露段及成型段浸扰。对于裂隙水丰富地段采取收集引排措施，仰拱端头采用防水板制作的可移动式抗渗集水坑，对集水坑内的积水及时收集处理，保证了围岩不被水长期浸泡，有效提高围岩自稳性及安全系数。

5.8 加强检查力度分级建立问题库及时研判采取措施 予以整改销号

加大监管力度，提高监管水平，开工至今，采用月度综合检查，各项专项检查和季节性检查，全面考核各隧道施工中存在安全隐患及不足。随着隧道的推进及检查的深入，新的问题也随之出现，但在总结时发现，重复出现的问题的次数在逐渐减少，有的甚至基本消除，做到“有问题必须查、有问题必须究、有问题必须跟踪、有问题必须整改”的四个必须。在业主、政府部门、监理、项目部检查中发现的安全隐患及不良行为建立问题库，针对各级部门、问题类型进行分类统计，定期召开施工安全管理专题会议，会议上提出各类具有代表意义的问题进行分析研究，制定相应的控制、整改措施，并及时予以整改销号。

6、结束语

宝兰项目部大断面黄土隧道施工的安全管理工作经过以上多项措施的有效实施基本上达到了预期的效果。尤其是在隧道进洞安全管理上落实的比较到位，全线隧道全面实现了安全进洞。在下穿公路和浅埋段也取得了圆满的成功。但是，还存在一些制度和措施在现场执行不到位而造成初支变形、初支侵限等隐患，在后期的处理上也增加了安全风险。另外项目部将在今后的施工中对于信息化系统的建立要采取更加有效的措施，确保施工数据的及时化、准确化、共享化，以便为施工主要管理人员提供参考和分析依据，真正提到事前、事中的决策和控制。

参考文献：

[1]兰新铁路甘青有限公司，《过程控制标准化》，北京： 中国铁道出版社，2010.1。

[2]兰新铁路甘青有限公司，《标准化管理手册》（第三版），中国铁道出版社，2012.12.31。

[3]卢春房，《铁路建设项目标准化管理》，北京： 中国铁道出版社，2013.3。

作者简介：