隧道施工方法范文

导语：如何才能写好一篇隧道施工方法，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。

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关键词：隧道；矿山法；新奥法

Abstract: with the development of science and technology, the development of society, the importance of highway more and more remarkable, and as part of the highway-tunnel, for construction and the requirements of the design more and more is also high. In this paper, the tunnel construction methods are analyzed and compared, for communication.

Keywords: tunnel; Mining method; The new Austrian law

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

引言：隧道通常指用作地下通道的工程建筑物。根据隧道周围的介质不同，隧道可分为岩石隧道和土层隧道。岩石隧道通常修建在山体中间，因而也将其称作山岭隧道；而土层隧道常常修建在距地面较浅的软土层中，如城市中的交通隧道和穿越河流或库区的水底隧道。按照用途不同，隧道又可分为交通隧道和市政工程隧道。交通隧道包括铁路隧道、公路隧道、城市地铁、人行通道和航运隧道；市政工程隧道包括城市供水隧道、排水隧道、煤气、暖气干线隧道、电缆通讯隧道以及城市地下综合管道。公路隧道是交通隧道的一个重要分支，常见的连接山体两侧公路的山岭隧道或连接水体两侧公路的水底隧道以及城市中的人行通道都属于公路隧道。

1.隧道的施工方法

目前隧道施工的方法很多，习惯上将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统矿山法”；而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称之为“新奥法”。

1.1.矿山法

矿山法（mine tunnelling method）是暗挖法的一种，主要用钻眼爆破方法开挖断面而修筑隧道及地下工程的施工方法。因借鉴矿山开拓巷道的方法，故名。用矿山法施工时，将整个断面分部开挖至设计轮廓，并随之修筑衬砌。当地层松软时，则可采用简便挖掘机具进行，并根据围岩稳定程度，在需要时应边开挖边支护。分部开挖时，断面上最先开挖导坑，再由导坑向断面设计轮廓进行扩大开挖。分部开挖主要是为了减少对围岩的扰动，分部的大小和多少视地质条件、隧道断面尺寸、支护类型而定。在坚实、整体的岩层中，对中、小断面的隧道，可不分部而将全断面一次开挖。如遇松软、破碎地层，须分部开挖，并配合开挖及时设置临时支撑，以防止土石坍塌。

按衬砌施工顺序，可分为先拱后墙法及先墙后拱法两大类。后者又可按分部情况细分为漏斗棚架法、台阶法、全断面法和上下导坑先墙后拱法。在松软地层中，或在大跨度洞室的情况下，又有一种特殊的先墙后拱施工法──侧壁导坑先墙后拱法。此外，结合先拱后墙法和漏斗棚架法的特点，还有一种居于两者之间的蘑菇形法。

由于矿山法中大量使用木构件支撑，其耐久性差，支撑撤换既麻烦又不安全，因此，目前已很少使用。另外，这种施工方法工作面小，不能使用大型的凿岩钻孔设备和装卸运输工具，故施工进度慢，建设周期长，机械化程度低，耗用劳力多，难以适应现代公路建设工期的需要。

1.2.新奥法

“新奥法” 与“传统矿山法”相比，在理论基础、对围岩及支护的认识等方面都有很大的不同。新奥法(New Austrian Tunnelling Method--NATM)是上世纪60年代奥地利专家L.V.Rabcewicz总结前人在隧道工程中积累的经验后提出来的一套隧道设计、施工的新技术。新奥法摈弃了传统隧道工程中应用厚壁混凝土结构支护松动围岩的理论，把岩体视为连续介质，在粘、弹、塑性理论指导下，根据在岩体中开挖隧道后从变位产生到围岩破坏要有一定时间效应的性质，适时地构筑柔性、薄壁、能与围岩紧贴的支护结构来保护围岩的天然承载力，变围岩本身为支护结构的重要部分，使围岩与构筑的支护结构共同形成坚固的支承环，共同形成一个长期稳定的洞室。新奥法主要采用的支护手段是喷混凝土结构与锚杆。

新奥法的主要优点有：经济、迅速；安全、适应性强；可有效控制地表沉降量；施工方法有较大的灵活性；可以有效保证防水层的防水效果。

2.新奥法施工工艺

新奥法是本世纪四十年代开始发展起来的，它是以喷射混凝土和锚杆为主要支护手段的一种方法。这种方法把坑道的衬砌支护与围岩看作是互相作用的一个整体，既发挥围岩的自承能力，又使支护起到加固围岩的作用。在确保坑道稳定的基础上，使设计更加合理、经济。目前这种方法还处于经验设计阶段，需在实施过程中根据现场测量数据加以修正。新奥法与传统的矿山法相比，更能结合实际地质条件。随着理论上的日益完善，将会在地下工程中得到更加广泛的应用。

2.1.新奥法施工的主要原则：

（1）充分保护围岩，减少对围岩的扰动。

（2）充分发挥围岩的自承能力。

（3）尽快使支护结构闭合。

（4）加强监测，根据监测数据指导施工。

2.2.可扼要地概括为“少扰动、早喷锚、快封闭、勤测量”。

（1）洞室开挖后，应使围岩自身承担主要的支护作用，而衬砌只是对围岩进行加固，使成为一个整体而共同发生作用。因此，须最大限度地保持围岩的固有强度，以发挥围岩的自承能力。如及时喷混凝土封闭岩壁，就能有效地防止围岩松弛，而不使其强度大幅度降低，同时也不存在因顶替支撑而使围岩变形松弛。总之应使围岩经常处于三轴应力约束状态，最为理想。

（2）预计围岩有较大变形和松弛时，应对开挖面施作保护层，而且应在恰当的时候敷设，过早或过迟均不利。其刚度不能太大或太小，又必须是能与围岩密贴，而要做成薄层柔性，允许有一定变形，以使围岩释放应力时起卸载作用，尽量不使其有弯矩破坏的可能。这种支护和传统的支护不同，不是因受弯矩而是受压剪作用破坏的。由于混凝土的抗压和抗剪强度比抗拉和抗弯强度大得多，从而具有更高的承载能力。一次支护的位移收敛后，可在其光滑的表面上敷设高质量的防水层，并修筑为提高安全度的二次支护。前后两次支护与围岩之间都只有径向力作用。

（3）衬砌需要加强的区段,不是增大混凝土的厚度,而是加钢筋网、钢支撑和锚杆，使隧道全长范围采用大致相同的开挖断面。此外，因为新奥法不在坑道内架设杆件支撑，空间宽敞，从而提高了安全性和作业效率。

（4）为正确掌握和评价围岩与支护的时间特性，可在进行室内试验的同时，在现场进行量测。量测内容为衬砌内的应力、围岩与衬砌间的接触应力以及围岩的变位，据以确定围岩的稳定时间、变形速度和围岩分类等最重要的参数，以便适应地质情况的变化，及时变更设计和施工。量测监控是新奥法的基本特征，量测的重点是围岩和支护的力学特征随时间的变化动态。衬砌的做法和施作时间是依据围岩变位量测决定的。

（5）隧道支护在力学上可看作厚壁圆筒。它是由围岩支承环和衬砌环组成的结构，且两者存在共同作用。圆筒只有在闭合后才能在力学上起圆筒作用，所以除在坚硬岩层之外，敷设仰拱使衬砌闭合是特别重要的。

围岩的动态主要取决于衬砌环的闭合时间。当上半断面超前掘进过多时,就相应地推迟了它的闭合时间,在隧道纵方向形成悬臂梁的状态而产生大弯曲的不良影响。另外，为防止引起围岩破坏的应力集中，断面应做到无角隅，最好采用圆形断面。

（6）围岩的时间因素还受开挖和衬砌等施工方法的影响，它对结构的安全性起着决定的作用。考虑掘进循环周期、衬砌中仰拱的闭合时间、拱部导坑的长度以及衬砌强度等变化因素，把围岩和支护作为一个整体来谋求稳定。从应力重分布角度去考虑，全断面一次开挖是最有利的；分部开挖会使应力反复分布而造成围岩受损。

（7）岩层内的渗透水压力，必须采取排水措施来降低。

新奥法的支护结构至今仍处于经验设计的阶段，它的前提是要科学地进行围岩分类，并根据已经修建的类似工程的经验，提出支护设计参数或标准设计模式。这种工程类比法目前还只考虑了岩体结构、岩块单轴抗压强度、弱面特性等工程地质性质、坑道的跨度以及围岩自稳时间等主要因素，需在各种设计与施工规程的实施过程中，依据量测数据加以修正。现场监控设计，一般分成预先设计阶段和最后设计阶段，后者是根据现场监控量测数据，经分析比较或计算后，最后提出设计。

3.结语

综上所述在今后的工程施工中要因地制宜的正确合理选择施工技术，同时要针对实际情况，科学设计、优化组合，准确、有效地选用施工方法进行施工，这样可以提高施工效率，降低施工成本。

参考文献

[1]李志业，曾艳华.地下结构设计原理与方法[M].成都：西南交通大学出版社.2003

[2]龚维明，童小东.地下结构工程[M].南京：东南大学出版社.2004

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关键词：小导管超前注浆、回填注浆、湿喷混凝土

中图分类号：U45 文献标识码： A 文章编号：

一 小导管超前注浆

小导管超前注浆加固技术是浅埋暗挖隧道在软弱围岩施工中非常重要的手段之一，小导管不仅起到了超前管棚的作用，而且通过注浆工艺改善了围岩的自稳能力，此技术对于隧道开挖防坍、防塌、控制围岩变形及地表沉降明显的作用。本区间工程全线均采用小导管超前加固。

1小导管制作

超前小导管采用Ф32×3.25mm普通水煤气管，管长3.0～3.5m，注浆管一端做成尖形，另一端焊上铁箍，在距铁箍端0.5～1.0m处开始钻孔，钻孔沿管壁间隔100～200mm呈梅花形布设，孔位互成90°，孔径6～8mm。注浆钢管应沿隧道开挖轮廓线布置，外插角一般取5°～10°，处理坍体时可适当加大。纵向前后相邻两排小导管搭接的水平投影长度一般不宜小于1m。注浆小导管环向间距应按设计要求或通过试验确定，无试验条件时，视地质条件按0.2～0.4m选用。注浆试验的主要目的是选定注浆压力p、注浆半径r及注浆量。在选定注浆半径r后，可按两圆相交形成厚度等于30cm确定孔距。

2超前预注浆浆材及配合比选择

粉细砂层颗粒细小，用普通水泥浆只能进行劈裂注浆。对于无水的粉细砂层，可考虑使用改性水玻璃浆液；而对含水粉细砂层来说，应用改性水玻璃效果也不理想。为了应付各种情况，在浆材选择上准备了几种方案，开挖后如果无水，可考虑使用改性水玻璃浆，如果粉细砂层被水浸泡，在拱顶部位考虑使用一部分超细水泥、水玻璃浆液；在中下部位置考虑使用普通水泥水玻璃浆液，并在水泥浆中加少量膨润土，以增加可灌性。总的原则是浆液要满足固结地层，防止涌水的需要。

(1) 水泥水玻璃浆

超细水泥浆水灰比：1:1～1.2:1在施工中可依据现场情况适量调节；

普通水泥浆水灰比：1:1～1.5:1在施工中可依据现场情况适量调节；

膨润土掺入量（占水泥重量）：5%；

水玻璃浆浓度：35Be°；

水泥浆与水玻璃浆双液比：1:1～1:0.6施工中可以调节。

(2) 改性水玻璃浆

水玻璃原浆浓度：35Be°；

改性剂的浓度：20%；

改性水玻璃浆的酸碱度：PH=3～4。

3注浆

(1) 钻孔、打小导管。

(2) 注浆：注浆前先挂网喷混凝土封闭掌子面以防漏浆，对于强行打入的钢管应先冲净管内积物，然后再注浆，注浆顺序由下向上，浆液用搅拌桶搅拌。注浆时将两种不同的浆液分别放在两个容器内，使用双液注浆泵按配合比分别吸入两种浆液，两种浆液在混合器混合后注入地层。初凝时间可用不同配合比和少量磷酸氢二钠来控制。

二 回填注浆技术

隧道的回填注浆具有堵水、加固结构、改善结构受力条件和控制地层沉降等多重作用。根据回填作用部位和目的不同，回填注浆又可分为初期支护回填注浆和二次衬砌背后回填注浆，由于注浆工艺、注浆机具和注浆目的等内容都较为一致，因此对回填注浆技术统一叙述如下。

1回填注浆孔的布置

(1)注浆孔布置于拱顶，初期支护背后注浆孔孔距3～5m/组，二次衬砌背后注浆孔孔距6m/组，每组3个，梅花形布置，布孔以避开环向施工缝为宜。

(2)注浆管采用φ42（或φ25）普通焊接钢管，均采用预埋方式布管。

(3)将注浆孔编号，先注奇数孔，后注偶数孔，这样可使各孔注浆达到互补作用，提高注浆效果。

2注浆工艺流程

3.注浆浆液配制

根据既有工程经验，选择水泥浆液或高标号水泥砂浆作为背后回填浆液较为适宜。

水泥浆水灰比宜为1:1～1:1.5，水泥选用425#硅酸盐水泥，内掺水泥用量9%的Fs-1防水剂及聚丙稀酰胺（水用量的0.5～1‰，拌浆前先溶于水），或内掺高强无收缩外加剂XPM。

3注浆压力

回填注浆压力不宜过高，只要能克服管道阻力和二衬与初期支护防水板之间空隙阻力即可，压力过高易引起初期支护或衬砌变形。采用注浆泵注浆时，紧接在拱顶注浆处的压力宜控制在0.2～0.6Mpa，不得超过0.6Mpa。

4注浆施工

(1)注浆之前，清理注浆孔，检查注浆泵及压力表，安装好注浆管，保证其畅通，必要时应进行压水试验。

(2)注浆必须连续作业，不得任意停泵，以防浆液沉淀，堵塞管路，影响注浆效果。

(3)注浆顺序

注浆应由低处向高处，由无水处向有水处依次压注，以利充填密实，避免浆液被水稀释离析。当漏水量较大，则应分段留排水孔，以免高水压抵消部分注浆压力，最后处理排水孔。

(4)注浆时，必须严格控制注浆压力，以防大量跑浆和使结构产生裂缝。

(5)在注浆过程中，如发现从施工缝、混凝土裂缝少量跑浆可以采用快凝砂浆勾缝后继续注浆，当冒浆或跑浆严重时，应关泵停压，待一、二天后进行第二次注浆。

三 湿喷混凝土施工技术

1湿喷混凝土施工具有粉尘少、回弹少、水灰比可控、一次喷射混凝土较厚等优点。2.湿喷混凝土施工方法

(1)喷射机械安设调整好后，先注水、通风，清除管道内杂物，清扫施喷面松散土体。

(2)喷射混凝土大堆料要储放于储料棚内，避免露天堆放淋雨及环境污染和倒运材料而引起的泥污染集料，引起堵管和强度降低等现象。

(3)喷射前，先开速凝剂阀门，后开风，再送料，以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为准。严禁随意增加速凝剂掺量，尽量用新鲜的水泥，存放较长时间的水泥将会影响喷射混凝土的凝结时间。

(4)喷射机的工作风压严格控制在0.3～0.4Mpa范围内。严格控制好喷嘴与受喷面的距离和角度。喷嘴与受喷面垂直，有钢筋时角度适当放偏30°左右，喷嘴与受喷面距离控制在1.0～1.2m范围内。喷射顺序自下而上，料束呈旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形状，每次蛇形长度3～4m。

(5)喷射混凝土由专人喷水养护，以减少由于水化热引起的开裂，发现裂纹用红油漆作上标识，进行观察和监测，确定其是否继续发展并找出原因进行处理。对不再发展的裂纹，采取在其附近加设土钉或加喷一层混凝土的处理办法处理，以策安全。

(6)用预埋检测桩法测设喷射混凝土厚度，不够设计厚度的重新加喷补够。

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关键词：深基坑支护明挖

中图分类号：TV551文献标识码： A

0引言

隧道或地下洞室工程，其设计核心问题都归结于开挖和支护两个关键工序上，城市隧道的出现，尤其明挖法隧道，更是对以上两个关键工序提出了更高的要求。隧道明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点,城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境影响较大。本文将以广明高速SG06标明挖隧道为例,阐述城市隧道明挖法施工。

1工程概况

广明高速公路广州段SG06标基本沿金山大道走向，下穿市广路。其中隧道共两条，祈福隧道全长1848m，钟村隧道920m。

祈福隧道与番禺区钟屏岔道走向重合，钟屏岔道现为12m宽双向2车道，沿线主要有祈福新村大型楼盘等自然村；钟村隧道北侧紧靠钟屏环山河。两条隧道均采用全断面开挖再施工隧道主体结构的施工方式。

2明挖隧道施工顺序、特点和方法选择

2.1施工顺序

根据广明高速SG06标的总体施工安排，钟村隧道、祈福隧道围护桩、止水桩施工完成后，进行基坑土方开挖支护工作。

基坑开挖从上到下依次进行，分层分段开挖。支撑架设、土钉墙与锚索施工与土方开挖密切配合，在土方挖到设计标高后及时打设锚杆、打设锚索、架设钢支撑、减少无支撑暴露时。现场基坑开挖深度较设计开挖深度偏大，且偏差大于0.3m，必须通知设计进行调整。

2.2明挖隧道特点

城市明挖隧道施工的两个关键工序为开挖和支护，确保支护结构的安全及稳定是本工程的重点，防止基坑因失稳或围护结构变形过大导致坍塌，确保基坑本身及周边环境的安全。

2.3施工方法选择

①本工程基坑支护工程量大、工序多、工期短，需要的机械设备及人力大，因而周到严密的后勤保障是本基坑工程成功的先决条件。计划指导施工，周密计划在先，顺利施工后行。

②控制性测量放线，地下管线标示明确，指导施工作业。

③挖土机进场清理施工场地，对地表障碍物予以清除。

④施工首先进行便桥及交通疏解便道施工，再进行围蔽施工，后进行旋挖桩施工（抗浮桩、围护桩、立柱桩）水泥搅拌桩及旋喷桩止水帷幕的施工钢板桩施工土方分层开挖土钉墙施工桩顶冠梁预应力锚索施工钢支撑施工。

支撑段先施工支撑立柱桩，分层开挖，分层施工内支撑梁，且土方开挖与基坑支护流水施工交替进行。同时穿行坡顶、坡底排水沟的施工。

3施工重点、难点因素

本工程长2.8公里，采用明挖施工，周边建筑物及交通复杂，与主干道重合个，主干道两旁为大型社区、楼盘和商场，且施工范围内存在的管线有PE200燃气管、LNG管、DN800供水管、高压电缆、高压电线杆等多条现状管线，沿线房屋密集，节点复杂。管线迁改和建筑物拆迁量大，隧道最大埋设14.7m，宽39.6米，一次开挖作业面大。施工中需要进行交通疏解和协调配合难度大，且距离基坑边2米有LNG高压管道，施工风险大，必须采用相应加固措施。明挖基坑深度大，作用空间狭窄，断面尺寸大，且地层中的砂层、淤泥和地下水造成基坑支护难度大。

4主要施工方法

4.1深基坑的围护

本隧道涉及到的深基坑围护方法：①放坡开挖技术。②混凝土灌注桩支护技术。③土钉墙支护技术。④砼和钢结构支撑支护方法。⑤搅拌桩止水帐幕支护技术。⑥锚索支护技术。

由于本隧道工程施工环境相当复杂，因此不同的隧道地段根据周边建筑物环境和地质环境约束，运用不同的基坑围护方法。本工程主要使用四种组合支护方法，主要有① (钻孔灌注桩+砼支撑+钢管支撑+桩间止水帷幕)。②（钻孔灌注桩+预应力锚索）。③放坡开挖+土钉墙。④搅拌桩挡土墙。

4.1.1旋挖桩施工方法

钻孔桩直径采用φ0.8m～φ1.3m五种，桩长7m～20m。在旋挖钻孔前，准备塑性指数Ip≥17的粘土，做好循环泥浆池，比重为1.1～1.3的护壁泥浆，开孔时，开启钻机将钻筒中心对准设计桩位中心，先将钻头垂吊稳定后，再慢慢导正下入井孔，然后匀速下放至作业面，液压装置加压，旋转钻进，按低钻速、轻压慢钻的原则缓缓钻进。钻杆采用伸缩式钻杆，钻头为筒式活门掏渣筒。施工过程中可以通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度，确保成孔质量。

4.1.2桩间止水帷幕施工方法

桩间止水帷幕采用水泥搅拌桩和高压旋喷桩两种。悬喷桩挡土止水采用单排φ0.6m@1.2m桩间止水，悬喷桩进入不透水层1m以上。水泥搅拌桩采用单排φ0.6m@0.4m桩间止水，进入基坑底1m或硬塑土1m以上。

4.1.3砼支撑施工方法

砼支撑梁截面尺寸为60×85m，与冠梁高度相同且一起浇筑，顶高程为地面下1m。

4.1.4钢支撑施工方法

第一层混凝土支撑施工完毕后，进行第二层土方的开挖，开挖到第二道钢支撑设计标高以下0.5米后，开始安装架设钢支撑。第二道与第三道钢支撑在直撑范围内均支撑在钢围檩上，斜撑段与钢垫箱连接。

钢支撑按设计要求加工，根据支顶距离选合适的节段用螺栓连接法兰盘拼接成要求的长度。施工时要求钢支撑易安装、好拆卸，因而加工一个固定端顶头，一个活动端头。当预应力达到设计要求时，用钢楔锁定。

4.1.5锚索施工方法

预应力锚索采用2～4束7φ5预应力钢筋线，锚索钻孔直径150mm，锚索倾角300，竖向间距2.5m，预应力相应位置做冠梁（腰梁）贯通，设置于支护桩的中轴线位置，预应力锚索至少进入强风化岩5m。

4.1.6土钉墙施工方法

锚杆采用φ22mm-φ25mm-φ28mm,水平间距1.2～1.3m，纵向间距1.2～1.5m，锚杆倾角150-300。

喷射混凝土强度等级为C20，采用工艺，厚度为120mm，分两次喷射。

4.1.7搅拌桩挡土墙施工方法

在人工填土、冲击粉质粘土、淤泥质土路段采用格栅式搅拌桩挡墙，厚度3.8m。在岩砂交界段，格栅式搅拌桩墙最外侧搅拌桩需改为旋喷桩，进入岩层不小于1.5m。

4.2基坑支护监测

监测警戒值的确定应满足《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）的相关要求。一般情况下，警戒值均由两部分控制, 即总允许变化量和单位时间内允许的变化量。

在保证安全的前提下, 综合考虑工程质量和经济等因素, 减少不必要的资金投入。

综上，各监测项目的监测警戒值确定如下：

坡（桩）顶水平位移：累计警戒值取30mm（一级）、40mm（二级），速率警戒值取3mm/d。

土体侧向位移：累计警戒值取30mm（一级）、40mm（二级），速率警戒值取3mm/d。

地下水位：累计警戒值取1m，速率警戒值取0.5m/d。

锚杆（索）拉力：警戒值取0.8倍拉力设计值。其中锚杆拉力设计值在由业主提供。

地面沉降：累计警戒值取40mm，速率警戒值取5mm/d。

桩（支护结构变形）：累计警戒值取30mm（一级）、40mm（二级），速率警戒值取3mm/d。

中立柱沉降警戒值：基坑开挖引起的立柱隆起或沉降不得超过25mm（一级）、35mm（二级），每天发展不超过5mm。

支撑轴力：警戒值取0.8倍轴力设计值。其中支撑轴力设计值由业主提供。

建（构）筑物位移、倾斜警戒值：位移累计警戒值为25mm（一级）、35mm（二级），位移速率警戒值为3mm/d。倾斜累计警戒值为0.002H,（H为建筑承重结构高度），倾斜速率警戒值为连续3天倾斜速度＞0.0001H/d。

裂缝：建筑结构裂缝累计警戒值为2mm，若呈现持续发展状态，须立即报警。

管线位移：累计警戒值为30mm，速率警戒值为3mm/d。或按管线运营方要求取小值。

4.3深基坑开挖方法

基坑开挖方案拟采用混挖方式进行，即根据不同的开挖深度、施工条件和支护类型，确定不同的开挖方案，对土钉墙、桩锚支护无支撑段采用全断面水平分层，纵向分段开挖方案，对钻孔桩+内支撑段，开挖深度在1.5m～4.5m时采用纵向通道开挖法，开挖深度大于4.5m采用纵向通道中部拉槽加水平分层开挖法。

4.3.1无支撑段土方开挖（土钉墙、钻孔桩加预应力锚索支护）

土钉墙、预应力锚索围护是随着基坑挖土的进行而逐步施工的，因此土钉墙及预应力锚索施工与挖土作业交叉进行，二者的配合至关重要，直接关系到基坑的安全和施工工期，需合理安排，分层分段作业。

土方开挖前，沿场地四周布设排水沟和截水沟，避免地表水流入开挖基坑内。

挖土从上至下分层分段依次进行，每层开挖深度不得超过同层土钉墙、锚索下0.5m,每层分段开挖长度不得超过30m,严禁超挖或在上一层未加固完毕就开挖下一层。当遇到地下管线时，应通知市政、电力部门，将期移位后再行施工。

4.3.2支撑段土方开挖方案（钻孔桩加内支撑）

4.3.2.1分段分层与支撑时间控制

主体基坑开挖根据本工程基坑规模、几何尺寸，围护墙体及支撑结构体系的布置和施工条件，分段进行开挖和浇筑底板，每段开挖再按分层、分小段进行，并限时完成每小段的开挖和支撑。

根据支撑道数，分为3皮土。考虑机械挖土及支撑的效率，每层厚度控制在2～4m，每一层土以机械挖土至支撑底面标高为原则，然后小型挖机抽槽开挖出支撑位置。

4.3.2.2土方施工方法

分层挖土时，从中间向侧墙挖土，即中部拉槽开挖，两侧各预留2m宽稳定台阶，开挖过程中形成土体护壁。土方开挖总体开挖顺序是：纵向分段、竖向分层，台阶式后退挖土，分台阶配合安装钢支撑，开挖到第三层时，基坑内放置0.4 m3挖掘机进行掏土、攒堆，配合长臂挖掘机，见基坑开挖示意图：

第一层：开挖至冠梁底部，施工桩顶冠梁与第一道砼支撑；

第二层：开挖至第二道刚支撑底标高，安装第二道支撑；

第三层：开挖至坑底，凿除部分桩体，浇筑垫层、底板。

5结束语

城市明挖隧道的施工方法多种多样，施工过程中总会对路面交通造成一定 的影响。随着我国地下城市隧道建设事业的发展，原有的施工技术不断地发展与提高的同时，新的施工方法也被应用到施工当中，施工技术水平得到不断提升。通过大量了解城市建筑设施，地表和地下公用设施，以及人工地层和自然地质介质环境，选择合适安全的基坑支护方法尤其重要。

参考文献：

［1］ 陈建勋.隧道设计施工原理[J] . 建筑科学与工程学报， 2009

［2］ 费玉清.轨道交通明挖隧道工程设计[J]. 山西建筑， 2008

［3］ 杨晓杰.隧道明挖法稳定性研究[J]. 地下空间与工程学报，2010

篇4

关键词：隧道软弱围岩施工方法

中图分类号：U45文献标识码： A

前言：随着我国铁路路网的完善，建设标准的提高，特别是高速铁路和客运专线的大量修建，隧道建设规模和技术水平也踏上了一个新的台阶；然而，软弱围岩隧道坍方、作业人员伤亡等事故却时有发生，隧道建设的安全现状无法与当前的形势相适应。所以，解决当前软弱围岩隧道建设过程中存在的问题是非常必要和及时的。

一、软岩隧道地质工程特点

1、软岩地质特点。

软岩隧道在施工过程中，同其他隧道最大的区别在于软岩地质的性质比较特殊，所以必须要充分地了解软岩的地质特点，才能够事先对其施工技术的有效管理。目前来看，我国建筑工程中的软岩地质指的是破残积土。即在长期的湖水和河水的冲刷下形成的各种堆积土质，这种土质由于其材料和填充物比较复杂，所以在实际的施工过程中具有性质不稳定和比较容易膨胀的特点。另外，这种材料

的摩擦力小，并且粘着力不强。

2、软岩隧道的工程特性。

（1）软岩隧道的施工过程中，一旦软岩土质被扰动，其自身的稳定性就会受到严重的影响，即周围开始出现松动，而在这个过程中，旁边的围岩的压力不断的增加，所以其稳定性会再次增强，而在后期的施工过程中，由于工作施工动作比较容易引起周围结构的变形，所以工程的稳定性和安全性会再次受到威胁。

（2）由于软岩隧道工程在施工过程中摩擦力比较小，所以比较容易出现各种形式的崩塌，这样就导致在挖掘的过程中，局部受力会逐渐的减弱，因此会导致施工过程中的隧道坍塌，一定程度上增加了工程的实施难度，不利于洞内的施工作业。

（3）软岩隧道的施工过程中，由于其自身的结构稳定的持续时间比较短，因此在该位置的施工过程中，应该重视对隧道施工的各个环节进行分部施工管理，这样才能够实现对结构的稳定性的保障，因此，在这种分步骤施工的过程中也导致了工程的进度缓慢，增加了工程的施工时间。

（4）在软岩隧道的施工过程中，还要注意软岩施工过程中各种施工技术和施工工艺导致的地质结构的变化引起的施工软岩地质问题，应该根据实际的变化情况和现有的工程实际情况，进行下一步的工程设计，因此，在施工过程中应该结合实际情况不断的调整施工计划。

（5）在软岩隧道工程的施工过程中，由于结构的不稳定性较强，所以工程参与人员的施工也面临着较大的风险，也就导致了较大的安全隐患，所以对于施工人员的心理素质也是一个非常重要的考验，这种情况下有关部门应该重视对施工参与人员的培训，使其能够具备相应的心理素质和业务素质。

二、主要施工技术要点

1、重视防排水措施是关键

（1) 减少洞顶地表水下渗。施工前，对隧道中线走向的山体地形等现状进行详细调查，及时封堵山体地表裂缝，对地形坑洼地段进行回填，并疏导山体自然排水系统，尽量减少地表水的下渗。

（2) 注浆防水。注浆防水施工应根据现场的围岩状况、出水量大小等实际情况制定合理的方案，并按照现场试验进行参数调整和工艺完善，保证注浆效果。在富水地段或软弱地层，水压和涌水量较大，且围岩自稳能力差的地段，采用全断面预注浆进行堵水; 涌水量较大，但水压不大，且围岩有一定自稳能力的地段，采用帷幕注浆进行堵水，加固范围均扩大至开挖轮廓线外3 m ～ 8 m。

（3) 及时抽排隧道内积水。施工中应根据现场实际引水归槽，集中排放，在下台阶适当位置设临时集水坑，集水坑与边墙初支、仰拱开挖面隔开一定的距离，避免积水长时间浸泡初支墙脚和隧道基底。按掌子面和初支出水量大小配齐、配足抽水设施，及时将作业面的积水抽排至隧道外，保障隧道施工安全。

2、抓好超前地质预报工作是前提

（1) 施工前，编制超前地质预报实施细则，其内容包括实施方案、分段预报内容、方法及技术要点等。

（2) 施工中，把超前地质预报真正纳入工序管理，并给予必要的施作时间。

（3) 超前地质预报结论在开挖方式中的应用。根据超前地质预报和掌子面地质素描结果，对围岩极度破碎地段及时调整开挖方式和方法，现场采用微台阶分步开挖工艺，效果比较明显。

（4) 超前地质预报结论在变更设计中的应用。在隧道施工过程中，超前地质预报的结论与设计地质资料及时对比分析，为变更设计提供依据，为施工安全和结构质量提供了保证时，应及时变更设计对初期支护采取强化措施，抑制围岩的进一步变形，防止发生坍塌。

（5) 加强超前探孔和超前地质预报，综合分析多种方法，及时了解前方围岩状况，从而联系设计部门及时调整围岩初期支护参数。

（6) 随时调整开挖方式及方法。特别对围岩分布不均匀的情况，施工中采取超短三台阶预留核心土或微台阶分步等开挖方法，也许可以避免塌方或降低坍塌规模。

（7) 在松散、软弱、破碎围岩段，需局部爆破时，必须严格控制炮眼深度、间距、装药量等爆破参数，减小对周围软弱破碎围岩的扰动。

（8)施工过程中要加强和重视监控量测工作，必要段落适当加密监测频次和范围，对围岩监控量测数据及时进行回归分析，利用监控量测数据指导施工。

（9) 合理安排部署，缩短各工序时间，选择合理的循环进尺，使初支结构尽快闭合成环，加快二次衬砌施作，让二衬和初期支护共同受力。

三、隧道软弱围岩工程施工方法

在软岩隧道的施工过程中，要想实现对施工质量的控制，就必须要实现对各种施工方式的准确选择和应用，并且根据现有的岩石的情况和周围环境，选择合适的施工办法，下面笔者将对不同位置的施工方式的选择进行分析。

1、洞口段施工。在软岩的隧道洞口段进行施工的过程中，应该重视对于周围的碎岩的处理，即根据现有的地质条件，以及地下水的位置进行仰坡的锚杆挂网和喷混凝土封闭施工，这样才能实现对地下水的发育地段进行有效的加固。

2、正洞施工。即在软岩隧道的正洞施工的过程中，要根据不同的地段的地质隧道的施工过程中的具体环境，预先对其进行准确的测量和支护工作，然后再分层进行短台阶的办法实现对不同位置的开挖。由于正洞的施工过程中，要面临结构松散以及变形快的问题，所以在支护的过程中，有关部门应该重视对围岩结构的稳定性的分析，即预先对现有的锚杆的稳定性进行处理，在围岩松散和破碎得到控制后，再进行下一步的施工。

3、增强管制

对隧道开展建筑过程中, 因为其特殊具普的工作环境, 因此在开展建筑时地区环境不好, 工作空间不大, 对建筑施工将产生一定的影响。因此在开展建筑过程中, 要记〔保诩匝利的建筑时间和速度的状态下, 对建筑环节开展科学的布置, 把每一个建筑程序进行质量监测。在运用设备的建筑环节中, 充分使用设备的性能, 进而提升项目建筑时间。并且还要开展建筑项目的安全监管, 防止安全事故的出现。在建筑过程中,要根据建筑的规则开展, 特别是关键的步骤, 要搞好质量监管作业, 要使用合理的管制措施提升项目的建筑速度以及项目品质。

结语：综上所述，针对软弱围岩隧道来说, 因为本身具有的独特性质, 因此在建筑程序中一定要选用高速建筑形式, 建筑的全部环节都要选用高速技术, 这样才可以保证软弱围岩的安稳, 提升其安全性质。软弱围岩隧道施工技术的要求比较高，而且会影响整体施工的质量，成本也比较难控制，是施工过程中的一大难题。但是，如果在施工过程中，充分了解地质情况，采用灵活的施工方法，加强各阶段的技术指导，严抓质量，问题也会得以解决。

参考文献：

[1] 刘勇.软弱围岩隧道施工探析[J].山西科技，2010，(02).

[2] 王未访,吕忠华.浅谈软弱围岩中的隧道施工[J].科技情报开发与经济，

2007，(03).

篇5

关键词：隧道塌方小导管注浆

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：

0前言

在浅埋、大跨隧道施工过程中由于各种原因造成隧道塌方，在不大量投入机械设备、劳力的情况下，采用超前密排小导管的施工方法可以快速、安全的通过塌方体。现以洞口庙1#隧道塌方体处理为案例进行说明。

1塌方情况简介

洞口庙1＃隧道进口里程为DK54＋938，设计地质为第四系坡残积粉质粘土，褐黄色，硬塑，厚2～3m，侏罗系上统C-1亚段凝灰质砂岩，灰黄色，弱风化，节理裂隙发育，岩体破碎。地下水不发育。开挖揭示为全风化～强风化凝灰质砂岩，节理裂隙发育，宽5～8mm，其间充填泥质物，岩体破碎，整体性很差，基岩裂隙水较发育。2006年5月20日上台阶开挖至DK55+000处时发生冒顶大塌方，隧道上台阶初期支护全部垮塌，塌体充满整个隧道断面，塌渣体积约为1200方，塌渣呈灰黄色粉砂状。塌方造成在DK55+005右侧山体形成长10m×宽8m×深4m的塌穴，塌方断面宽14.48m、高7m，塌方段隧道埋深18～20m，浅埋偏压。

2处理方案

隧道出现塌方后项目部立即召开方案研讨会，依据现场地质、机械设备、工期要求决定采用小导管注浆后开挖的施工方法。小导管注浆加固开挖轮廓线岩形成类似于“水泥拱”的围岩固结圈，并加强锁脚注浆导管；开挖采用CD法开挖，开挖后立即施作型钢拱架以及锚喷支护体系；施工建立科学的量测体系，监测初期支护的变形、并判断初支结构的稳定性和安全性、及时反馈指导施工。

3施工工序

小导管注浆法的施工工序为：搭设小导管作业平台定位拱架加工及位置放样安装定位拱架打入超前小导管导管注浆围岩开挖架立拱架喷射混凝土打设周边注浆导管及锁脚锚管下一循环导管施工。

4具体施工方法及步骤

4.1塌方体地表封闭

对塌方体地表进行封闭，喷射厚15cm的C25混凝土封闭塌体暴露面，同时在塌穴四周做好排水措施，防止雨水聚积下渗增加塌方体处理难度。

4.2稳定塌方体

此次隧道塌方为隧道冒顶大塌方，为避免坍方引起的围岩扰动因暴露时间过长而引起更大的坍方，采取喷射15cm厚的C25纤维混凝土封闭塌方体，稳定塌方体再进行小导管施工的施工方法。

4.3选择施工参数

(1) 管长与管径：本工程塌方地段，围岩极为松散，隧道又是浅埋偏压，注浆小导管采用管长6m、φ42mm的热轧无缝钢管加工制成；

(2) 小导管的构造：小导管前部钻注浆孔。孔径10mm，孔间距15cm，呈梅花形布置。前端加工成锥形，尾部长度100cm，作为不钻孔的止浆段（参见图1小导管构造示意图）；

图1小导管构造示意图

(3) 小导管的布设：采用双排管布设，管与管之间环向间距30cm，内外层导管间距30cm，内侧导管外插角为5°～10°、外层导管外插角15°～20°，起扩大浆液加固圈的作用。小导管纵向搭接长度不小于200cm，最后一排内层导管超过塌方体3～4m（参见图2小导管布设示意图）；

图2小导管布设示意图

(4) 小导管注浆参数：压注水泥砂浆，其水灰比为0.5～1.0，逐步由稀变稠。为缩短掘进时间，注浆液采用早强水泥，掺适量的减水剂；

(5) 考虑到有少量的裂隙水压，注浆压力选定为0.7～1.0MPa。注浆完成的孔口立即堵塞，防止浆液外流。

4.4小导管的安装

首先进行施工放样，在打孔的位置上作出标记，钻孔时应准确掌握钻进的倾角。完成钻孔作业后及时清孔，然后将小导管延钻孔打入。

4.5穿越塌方段

开挖采用CD法开挖，CD法施工工序如下（参照图3中隔壁（CD）法施工工序横断面）：

4.5.1(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道及中隔壁超前支护。(2)弱爆破开挖①部。(3)施作①部导坑周边的初期支护和临时支护，即初喷4cm厚混凝土，架设I18钢架及I18临时钢架，并设锁脚锚杆。(4)导坑底部喷10cm厚混凝土,施作①部临时仰拱。(5)钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

4.5.2(1)弱爆破开挖②部。(2)导坑周边部分初喷4cm厚混凝土。(3)接I18钢架及I18临时钢架，并设锁脚锚杆。(4)导坑底部喷10cm厚混凝土,施作②部临时仰拱。(5)钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

4.5.3(1)在滞后于②部一段距离后，弱爆破开挖③部。(2)隧底周边部分初喷4cm厚混凝土。(3)接I18钢架及I18临时钢架。(4)钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

4.5.4(1)利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护。(2)开挖④部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同4.5.1。

4.5.5 开挖⑤部并施作导坑周边的初期支护和临时支护，步骤及工序同4.5.2。

4.5.6 (1)在滞后于⑤部一段距离后，弱爆破开挖⑥部。(2)隧底周边部分初喷4cm厚混凝土。(3)安设I18钢架使钢架封闭成环。(4)钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

4.5.7 逐段拆除靠近已完成二次衬砌6～8m范围内中隔壁底部钢架单元。

4.5.8 浇筑 Ⅶ 部仰拱及隧底填充（仰拱及隧底填充应分次施作），接中隔壁底部I18临时钢架托换单元，使得钢架底支撑于隧底填充顶面。

随着注浆小导管的完成，拱部上半断面分左右两侧先后开挖，每循环进尺0.5～1m。喷射混凝土保护层3～5cm，铺设φ8mm、间距20cm×20cm钢筋网片，每0.5m架立一榀I20a工字钢架，安设φ22mm、环向间距1m纵向连接筋，并与上循环伸出钢筋焊接牢固，预留下次焊接接头、清扫喷射面，复喷混凝土，使喷射混凝土总厚达到28cm，完全覆盖工字钢架，保证3cm的保护层。拱部开挖、支护后，在拱脚以上30cm、60cm紧挨工字钢架处分别安设φ42mm锁脚锚管，其参数为：纵向间距50cm、长4m，与工字钢架焊接牢固。

图3中隔壁（CD）法施工工序横断面

5处理效果

5.1施工速度快

洞口庙1＃隧道于2006年5月20日发生塌方，2006年6月10日完全穿越塌方体，恢复正常施工。若采用传统 的施工方法，将耗时30～40天。

5.2施工安全可靠

在洞口庙1＃隧道的塌方处理过程中，未发生再次坍塌，一次处理成功。注浆效果很好，能将塌方体加固得非常结实。开挖长度控制在1m内，有利于隧道稳定。

5.3节省资金

处理洞口庙1＃隧道塌方仅用资金15万元。若采用传统的方法，处理洞口庙1＃隧道塌方需资金约45万元，节省资金30万元。

6施工注意事项

(1) 开挖时沿着小导管下面掏除虚渣。掏渣时如有较细的石块从小导管的缝隙往下掉，可采用木板或石棉板填塞缝隙，阻止漏渣。掏渣要采用短进尺的方法。当满足立一榀拱架的进尺后便立即架立拱架。

(2) 超前小导管纵向必须有足够的搭接并与拱架牢固焊接成一体，确保超前支护的整体稳定性和安全性。

(3) 超前小导管施工时用导向架检查小导管推进方向控制每环小导管的外插角使之大致相等不能在同一断面偏差大于5度。当个别导管侵入轮廓线时采用氧气－乙炔割除，当出现连续三根及以上导管侵入断面时，不能为达到钢架架立轮廓线而选择割除导管，这样会造成极大的施工安全隐患。遇到这种情况应选择“步步为营”的施工理念。宁可多增加一榀渐变钢架也不可放弃小导管的超前支护。

(4) 加强监控量测，监测初期支护的变形、并判断初支结构的稳定性和安全性、及时反馈指导后续施工。

7结束语

使用超前注浆小导管在处理软岩大跨隧道塌方，技术简单、实用，有一定的安全保障。在对洞口庙1＃隧道塌方的处理过程中，获得了以下几点经验教训：

(1) 软岩大跨隧道施工必须树立“步步为营”的施工理念，初期支护必须施工到位。

(2) 用超前小导管处理隧道塌方有施工方法简单快捷的特点，小导管注浆对改良塌方体松散围岩起关键作用。

(3) 处理塌方宜预留较大的预留变形量，并根据监控量测结果进行调整。

参考文献

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[关键词]城市地铁 区间隧道 施工方法 明挖法 暗挖法

中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0134-01

在进行区间隧道施工的时候，需要考虑到城市的建筑、交通运行、环境保护等诸多方面的因素，为此，其比山岭隧道施工存在更大的难度。一般在进行区间隧道施工的时候，明挖法以及暗挖法是比较常用的，而我们还可以将暗挖法分为盾构法以及浅埋暗挖法两类。笔者结合自身经验，主要对这三个基本的区间隧道的施工方法进行了分析，希望能够更好地促进城市地铁区间隧道施工的发展。

1.明挖法

所谓的明挖也就是从地面开始动工，自上而下进行基坑岩土的开挖，之后自下而上完成结构的施工，完成这些工序之后进行基坑回填。这种施工方法工艺简单，且应用比较广泛，进度能够很好地控制，工程的质量以及防水效果也能得到很好地保证。许多不同的地质都可以采取这种施工方法。此外，这种方法对市场管线、交通、环境的影响比较小，对于那些隧道埋深比较浅的施工区域，这种方法比较适合，那些施工场地充裕的区域也可以利用这种方法进行施工。根据基坑开挖深度、场地条件等方面存在的差异，我们可以明挖法分为两类，一类是放坡明挖，这种方法比较常用锚喷护坡、土钉墙等形式；另一类是围护明挖，这种方法的结构形式不但包括钻孔灌注桩、人工挖孔桩，还包括钢板桩、SMW 工法等。

明挖法是进行区间隧道施工的首选方式，比较常见也比较常用，为此相应的施工经验也比较成熟，施工的原则也更为明确：一般需要地面交通的干扰比较小，控制基坑的深度不大于8m，若是施工区域的周围建筑稀疏的话，可以采用放坡开挖或土钉墙；若是基坑深度在8m以上，且地表建筑物密集的话，则可以采取多层锚杆排桩支护、加内支撑的排桩支护等形式。矩形框架结构一般是明挖法区间隧道施工的选择，地铁设备限界与其断面内轮廓有着很好的适应性，能够充分的利用断面净空，结构受力也能够得到很好地保障，施工也较为便利。单、双孔钢筋混凝土矩形框架结构是我们比较熟悉的矩形断面，单孔矩形断面适于单线隧道，双孔矩形截面适于双线隧道，为了更好地促进区间隧道区间通风，合理布置隧道管线，应该在其中间设隔墙以将其分开，除了需要考虑隧道使用功能、建筑限界、施工工艺外，还需要对线路曲线、施工误差等因素进行把握。

2.盾构法

作为暗挖法的一种，盾构法较为先进，其具有一个盾构机钢壳体对其进行保护，前部刀盘能够对地层进行挖掘，并完成诸多的作业，如推进、管片拼装等。隐蔽性是这种方法的一个典型特征，其造成的噪声、振动不会对居民的生活造成很大的影响，拥有较高的机械化水平与施工效率，不需要工人进行高强度的劳动。这种方法施工进度比较快，不会产生振动公害，无论是对市政管线、交通运行，还是居民的生活造成的影响都非常小。这种方法在上海、广州地铁建设中发挥了重要的作用。随着施工经验的成熟，这种施工方法在全国主要大城市的地铁建设中都发挥了重要的作用，成本也在不断降低，从以往的零星区间的应用，已经转变到了现在将近总区间一半的施工应用，较之以往有了很大的进步与发展。通过大量的实践证明，若是盾构选型得当的话，不但能够保证施工速度，还能为造价控制提供更大的帮助。从其适应性来看，不论是淤泥质低层还是风化低层其都有着很强的适应能力。盾构法在施工工艺上存在着一定的特殊性，故而无论是项目的规划、施工设计，还是施工过程、管理调度都需要更加严格，一般来说，利用盾构法进行施工的时候，存车线、折返线等辅助线不易进行设置，迂回风道、防隔断门、吊风机等也不适于设置。针对这种状况，我们一般在浅埋暗挖法施工的相邻区间内设置相应的辅助线，将迂回风道、人防段设置在相邻车站的站端，采用明挖法或浅埋暗挖法进行必须设置风井的地段施工，区间排水泵放、联络通道的设置地点需要对地层进行加固，采用盾构法进行区间施工，战端一般被我们作为盾构井来使用。

3.浅埋暗挖法

浅埋暗挖法是暗挖法的一种，随着城市地铁区间隧道建设的不断发展，其逐渐发展成熟起来，并在区间隧道建设中得到了广泛的应用。其建立在新奥法基本原理之上，以信息化量测作为设计、施工的重要基础，对施工理念进行了创新，采用的是复合式衬砌新型支护结构体系，可谓是先柔后刚，初期的支付是为了承受土压力，而为了进行安全储备，则进行了二次模筑衬砌。若是设计和施工需要利用浅埋暗挖法的话，则需要将多种辅助工法同时采用，超前支护，改善加固围岩，这样就能充分发挥围岩的自承能力。支护、封闭成环需要利用不同的开挖方法，通过和围岩的作用而形成联合支护体系。监控量测、设计优化、信息反馈在施工过程中都应该充分应用，这样才能保障施工安全，减少沉降的发生，避免塌方。利用这种方法进行施工，工序比较简单，施工也比较灵活，可以根据反馈信息对当前的设计以及施工工艺进行及时的修改，从而更好地保障施工的质量。

这种施工方法的结构断面为马蹄形，底部设仰拱，一般来说，采用三心圆或五心圆断面。利用这种方法进行区间隧道的施工需要考虑到两个方面的内容，一个方面是线间距，另一方面是衔接车站的形式，通过这两个方面的考量，我们可以将区间隧道分为单线隧道和双线隧道。除了需要符合建筑限界、功能使用、工艺要求，隧道的净空尺寸还需要考虑施工误差、线路曲线等方面的因素，并给予其必要的余量。具体的余量的确定，应该充分考虑到隧道的性质以及具体的施工条件，在此基础上进行确定。对于那些地层自稳性、含水量较小的地区可以采用浅埋暗挖法，国内存在着大量的异形断面情况，诸如联络线段结构、渡线段结构、横通道断面等可以利用这种方法来进行施工。

4.总结

随着城市化进程的不断加快，现在很多的城市空间利用已经出现了很大的问题，在这样的情况下，要想改善城市的交通拥堵状况，就需要对城市地下空间进行充分的利用，这样既能缓解土地资源的压力，也能提高土地资源的使用效率。也正是在这样的背景下，城市地铁建设逐渐成为了一些大城市发展公共交通的首要选择，而区间隧道的建设就是地铁建设的一个重要方面，就当前的情况看，区间隧道的施工存在着诸多的方法， 在进行区间隧道施工的时候，需要考虑到城市的建筑、交通运行、环境保护等诸多方面的因素，为此其比山岭隧道施工存在更大的难度。一般在进行区间隧道施工的时候，明挖法以及暗挖法是比较常用的，而我们还可以将暗挖法分为盾构法以及浅埋暗挖法两类。本文主要分析了区间隧道的一些施工方法，希望能够对地铁建设施工有所帮助，促进区间隧道施工的发展。

参考文献

[1] 全雪勇.盾构法施工在地铁中的应用[J]. 科技资讯，2010（15）.

[2] 黄巍.轨道交通盾构穿越建筑群桩基施工风险与对策[J]. 中国市政工程，2007（06）.

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施工工艺和方法

1.正洞开挖

（1）施工工序

上台阶开挖拱部拱部初期支护：初喷混凝土封闭、挂钢筋网、安装锚杆和钢架、复喷混凝土

下台阶开挖边墙初期支护：初喷混凝土封闭、挂钢筋网、安装锚杆和钢架、复喷混凝土

（2）施工方法

上台阶开挖采用6台YT-28凿岩机钻眼，塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆，预留光爆层爆破。下半断面采用8台YT-28凿岩机钻眼，光面爆破。上台阶由CAT200挖掘机扒碴，下台阶采用挖掘机配合装载机装碴，自卸汽车运碴。上台阶开挖较下台阶超前4～6m，开挖后及时施作喷锚支护，下台阶开挖后仰拱施工紧跟。

施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。

（3）施工注意事项

A.开挖采用光面爆破，一次进尺控制在0.8m左右；

B.格栅拱架安装就位后与拱腰、拱脚、锁脚锚杆、径向锚杆焊接牢靠，如遇拱脚位于软弱围岩上时，则应加强拱脚处理，采取支垫浇筑垫脚混凝土。勤量测拱顶下沉、周边收敛。

C.下台阶开挖为保证一次支护钢拱有可靠的支撑力，施作锁脚锚杆，一次开挖控制在3m之内。

2.隧道开挖光面爆破的施工工艺

（1）爆破器材的选用：起爆雷管选取用非电毫秒雷管。掏槽眼、掘进眼选用大药卷。周边眼选用小药卷及导爆索。

（2）掏槽方式：根据洞内围岩的地质特性，选用直眼掏槽法。光面爆破施工工艺框图（见图）。

（3）光面爆破的主要参数：

光面爆破参数表

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 55～70 60～80 0.7～1.0 0.30～0.35

硬 岩 45～65 60～80 0.7～1.0 0.20～0.30

软质岩 35～50 45～60 0.5～0.8 0.07～0.12

施工前根据围岩级别情况进行施工区段的钻爆设计，进行详细的技术交底，对风钻台数明确分工、分区，依据爆破效果及时调整各项参数。

（4）装碴运输

隧道洞内出碴采用挖掘机排险扒碴，装载机收碴配合，自卸汽车运输。衬砌台车采用中空式，出碴车可直接从衬砌台车下部通过，洞内弃碴按要求运往指定碴场并防护。派专人对运输道路进行养护、洒水维修，以保证出碴正常进行。洞内出碴防尘采用通风机辅以喷水水幕降尘法进行。

3. 超前支护

（1）超前支护措施为：φ42超前注浆小导管，在开挖之前完成。方法如下：

φ42超前注浆小导管工艺流程图

（2）小导管制作：小导管采用直径42mm，长3.5m无缝钢管制成，管壁每隔10～20cm交错钻眼，眼孔直径6～8mm，具体见图。

小导管制作图

（3）钻孔：外插角一般5～7度，孔眼较钢管管径大2.0cm以上，钻孔做到：孔壁圆、角度准、孔身直、深度够、岩粉清洗干净，且沿隧道纵向两组小导管间保证有1.0米以上的水平搭接长度。

（4）注浆材料一般采用水泥砂浆（水灰比0.5～1.0），当围岩破碎，也可以采用水泥一水玻璃双液浆。并随施工情况随时调整技术参数和技术措施，以便确保施工的顺利进行。

4. 初期支护

隧道初期支护包括径向锚杆（φ22砂浆锚杆、φ25中空注浆锚杆）、格栅钢架、钢筋网、喷射混凝土，依据地质情况分别设置。初期支护施工程序图（如图）。

（1）砂浆锚杆工艺

测量定位：锚杆与岩体主结构面垂直布置，当主结构面不明显时，与隧道周边轮廊垂直布置，采用梅花形布置。根据设计及规范要求确定出锚杆位置后，做好标记。

钻孔及质量检查：用风动锚杆钻机或风钻钻孔在指定位置钻孔，并检查钻孔角度及钻眼深度，符合设计及规范要求后用高压水冲洗干净孔内石粉。

注浆：将注浆管插入孔底，随注浆缓慢拔出注浆管，根据注浆效果，随时调整注浆压力，以取得最佳效果，注浆压力达到设计压力后，稳定1分钟，即可终止注浆。为使锚杆尽快发挥作用，注浆用水泥宜采用早强水泥或掺加早强剂。

插入锚杆：砂浆注满孔口后，立即插入锚杆，封堵孔口。杆体插入杆孔时，保持位置居中，插入深度满足设计要求。

（2）格栅钢钢架工艺流程（见图）。

施工注意事项：钢架安装过程中严格控制中线及标高，防止钢架安设超限。钢架与岩面之间安设鞍形混凝土垫块，确保岩面与钢架密贴。钢架安设间距严格按照设计执行。

（3）钢筋网

挂钢筋网在径向锚杆施作后安设，钢筋类型及网格间距按设计要求施作，钢筋网采用φ6HPB235钢筋，网格为25×25cm。钢筋网根据被支护岩面的实际起伏状铺设，并在初喷混凝土后进行，与被支护岩 间隙约3cm，钢筋网连接处与锚杆连接用细铁丝绑扎或点焊在一起，网片搭接不小于一网格，使钢筋网在喷射时不易晃动。钢筋网安设时应注意：施作前，初喷3cm厚混凝土形成钢筋保护层；制作前进行校直、除锈及油污等，确保施工质量。

（4）喷射混凝土工艺流程（见图）。

结束语

小断面隧道初期开挖支护施工不仅取决于施工机械配置，还与施工模式、施工方法有关。使用合理的施工方法，我们就能较快的施工，保证工期。

篇8

关键词：地铁隧道、施工方法、技术措施

中图分类号：U45文献标识码： A 文章编号：

地铁隧道施工是一项地下建筑施工工程。其最基础的施工要求就是要确保地上行人、周围岩土、水质、建筑物等的安全和交通道路的正常通行及城市环境的不被污染。所以选择科学高效的施工方法，并结合工程实际做好技术措施控制十分重要。

一、地铁隧道工程施工方法

目前，我国地铁隧道常用的施工方法主要有三种：明挖法、盖挖法和暗挖法。其中盖挖法又有盖挖顺作法、盖挖逆作法和盖挖半逆作法之分。暗挖法有钻爆法、盾构法、掘进机法、矿山法、顶管法和新奥法等。不同的施工方法均有各自的优缺点和施工适用范围，具体选用何种施工法要结合工程实际，分析不同方法施工特点来综合确定。

1.明挖法。明挖法是一种深基坑施工技术，是指直接敞口开挖基坑同时做好围护结构，在基坑内完成车站主体结构施工，最后再回填土方和恢复路面交通。该施工方法造价低、工期短、技术简单、安全可靠，常用于地形开阔、周围建筑少、交通允许中断等施工条件较好的地区。通常浅埋地铁车站和地铁区间隧道在场地条件允许的情况下，宜采用明挖法。而明挖法不足的地方就在于：需要改移降水和管线，且施工对周边环境和道路交通影响较大。因此施工选择要慎重，在无人、无交通、管线较少的场地，此法是首选。

2.盖挖法。盖挖法是指先施作基坑围护结构和架设临时路面，后在临时路面下方开挖土方，进行车站主体结构施工，最后再回填覆土及恢复路面。其中依据开挖和回填土方顺序的不同可具体分为顺作法、逆作法和半逆作法。该施工方法对周边环境和交通影响较小，通常适用于车站位于路中、且允许短时封道、并对城市环境保护要求较高的区域。不足之处在于：场地空间狭小、出土不利、大型机械施工不便且工程造价较高（比明挖法高20%左右）工期也较长。由此可见，对于那些埋深较浅、施工空间狭窄及地面交通不允许长期占道的情况下采用盖挖法要比明挖法得体。

3.暗挖法。暗挖法如同地下采矿一样，是指不挖开地面，全部在地下进行挖土和修筑衬砌结构的隧道施工方法。该法常用于地铁隧道穿越城市交通不允许中断地处，且不能采用明挖法或盖挖法时而用。它对不影响地面交通，也几乎不需要管线得改移，但与明挖或盖挖法相比，施工难度相对较大，工期较长，且造价也较高。然而对于那些经济较较发达的城市，地处繁华地段的区域隧道建设，交通中断片刻就会对经济带来一定负面影响，此时综合利弊只能采用暗挖法。又由于暗挖施工方法较多，具体选用何种方法要依实际而定，笔者总结实践经验发现矿山法和盾构法应用较广，可作为施工首选。

由上可知，不同的地铁隧道施工方法使用范围、及优缺点不尽相同。而城市地铁隧道工程的施工受城市道路交通、环境保护、水文地质、工程规模、施工机具、地面和地下障碍物、周围建筑物及工程造价等因素的影响。所以具体到工程实际，施工方法的选择应依据这些因素，并结合不同施工法的特点，进行全面的技术经济比较后再综合确定。通常城市地铁的兴建规模较大、距离较长，沿线遇到的情况多有不同，不同地段采用的施工方法也不尽相同。故实际中一条地铁隧道工程通常是多种施工方法的混合体。

二、地铁隧道工程施工技术措施

依据上述方法在确定了不同地段的施工方法并做好安全防护后，即可进入地铁隧道的施工阶段。由于地铁隧道工程是一项大规模的建设，各地段的施工情况不同，牵涉到的施工技术较多（诸如隧道超欠挖施工控制技术、保护隧道基底施工技术、喷射混凝土施工技术、突水突泥的预防及处理技术、隧道衬砌防渗漏抗裂技术、耐久性砼施工技术、隧道穿越断层破碎带施工技术等等），需要注意的控制措施也很多。而文章字数有限不能详细一一论述，那么笔者就结合自身经验积累，择其几点简要论述如下：

1隧道超欠挖施工技术措施

施工中控制超欠挖现象是确保地铁隧道质量的首要问题。超欠挖控制得当能够有效保证开挖轮廓的圆顺和平整，减轻应力集中，避免局部塌落，加快施工进度，同时还能为喷锚支护提供良好施工条件。常见的施工控制措施有：①重视控制测量的复合程序，加强施工控制测量，保证检验测量频率。②开挖轮廓线时要考虑施工误差，设计预留围岩变形和拱顶沉降等因素。在设计轮廓线外要适当加大尺寸，衬砌轮廓线按设计轮廓线径向加大5cm考虑。③因地质差引起隧道局部坍塌也是致使超欠挖的因素之一。所以在施工中要严格进行喷锚支护，及时保证支护稳定、质量可靠，并在软弱土体地段缩短循环进尺开挖。④运用科学的检测仪器，加强施工控制，减少超欠挖次数。如运用BJSD-2断面仪随时抽查超欠挖现象。若出现超欠挖现象要依据提供的实测断面图，详细分析原因所在，尽快采取措施解决。

2保护隧道基底的施工技术措施

隧道基地要具有足够的承载力，做好基地的防沉降工作至关重要。施工技术措施可按几点开展：保证基底底面无虚砟、积水及杂物等，控制基底完整无损，确保边墙底与基底顺接圆顺。确保基底开挖高程符合要求，保证每次开挖循环都用水准仪检测基底4到6点，并用激光自动断面仪测量周边轮廓断面，绘制断面图与设计断面核对。保证基底承载力符合要求，对土质基底采用动力触探、对石质基底采用现场目测鉴别法、由试验确定或设计给定击数标准等。仰拱混凝土或初期支护施工完毕后，用探地雷达对其检测，若发现随到基地有空洞等现象时，应及时采取基底注浆措施进行回填。

3喷射混凝土施工技术措施

喷射混凝土施工控制要从原料的养护入手，要将混凝土大堆料储放到储料棚内，避免露天堆放而使其淋雨或引起环境污染，及倒运材料时引起泥污染集料，而致使堵管或强度降低等现象的发生。施工中注意：喷射前先开风再送料，后开速凝剂阀门。确保混凝土搅拌程度以易粘结、回弹小、表面湿润光泽为标准。施工中应尽量运用新鲜的水泥（存放时间较长的水泥或将过期的水泥会严重影响喷射混凝土的凝结时间），并严禁随意增加速凝剂或防水剂掺量等。确保喷嘴与受喷面的距离、角度和喷射顺序适宜，通常是喷嘴与受喷坡面距离宜控制在1到1.2米内；喷嘴与受喷坡面垂直，有钢筋时角度放偏30°左右；喷射顺序应自下而上，料束呈旋转轨迹运动，一圈压半圈，纵向按蛇形状移动喷射。另外要注意：施工完毕后喷射混凝土应由专人进行喷水养护，以减少水化热引起开裂现象。若发现裂纹应及时进行观察和监测，确定开裂是否会继续发展，并找出解决措施。通常对不再继续发展裂纹的处理办法是在其附近加设土钉或加喷一层混凝土，以策安全。

4突水突泥的预防及处理技术措施

地铁隧道施工在易涌水地段常以堵为主，可用帷幕注浆法来封闭围岩，防止地下水涌出。对断层破碎带可采用小导管注浆对隧道四周和掌子面岩土进行固结堵水，要注意注浆加固范围应在遵循设计要求的基础上，加强初期支护防拱部及掌子面的承载力。对水量不大且含泥量不高的地段，可用以排为主，或先排后堵的施工技术措施（主要采用超前地质钻孔进行排水降压，在涌水量减小后，采用施工期间的疏导方法）。对注浆盲区或注浆后岩面渗漏水的处理宜用小导管法补注浆。

总之，地铁隧道施工针对各地段不同的建设情况，应结合工程实际和影响因素，选择最适宜的施工方法，并做好安全防护和施工技术控制措施，对施工中常见的或突发的工程现象，综合分析找出原因所在及时的解决，才能从施工角度和技术角度全面确保地铁隧道工程建设的工期和质量。

参考文献

1常瑞杰;地铁车站施工工法的优化选择[J];都市快轨交通;2010年02期

2汪春生;新建地铁隧道下穿既有地铁施工技术[J];都市快轨交通;2010年01期

篇9

关键词：两岔口隧道； 新奥法； 施工过程模拟

中图分类号：U455.48

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2008）10-0131-02

1工程概况

两岔口隧道是一座双向四车道高速公路小净距中隧道，位于吉首市以西4km。左洞起至桩号为ZK2+767～ZK3+280,长513m；右洞起至桩号为YK2+771.6～YK3+280,长508.4m，隧道总长1021.4m。

2新奥法的基本原理

新奥法是一个具体应用岩体动态性质的完整的力学概念（或者说是一种隧道工程概念），是按科学制定的并已为实践所证明的原则和思想去修筑隧道。其特点是在开挖面附近及时施作密贴于围岩的薄层柔性支护和锚杆支护，控制围岩的变形和应力释放, 从而在围岩和柔性支护的共同变形中调整围岩内部应力分布，达到应力平衡，最大限度地保持围岩固有强度和利用其自承能力。

新奥法的基本原理可以归纳为以下几点：

2.1隧道开挖作业应采用光面爆破, 选择合理的断面形状、施工程序和开挖方法，并尽量采取大断面开挖，尽量减少对围岩的破坏程度。

2.2隧道开挖后，尽量利用围岩的自承能力，把围岩当作支护结构的基本组成部分，遇塑性变形较大的围岩压力，增设锚杆加固，使围岩与支护紧密结合，施作的支护将同围岩共同工作，形成一个整体的承载环

或承载拱

2.3根据围岩特征采用不同的支护类型和参数，及时施作密贴于围岩的柔性喷射混凝土和锚杆作为初期支护，以控制围岩的变形和松驰。

2.4在软弱破碎围岩地段，应及早闭合隧道断面，及时封闭仰拱，能有效地发挥支护体系的作用，保证隧道的稳定。

2.5二次衬砌是在围岩与初期支护变形基本稳定的情况下构筑的，围岩的支护形成一个整体，不仅能提高支护体系的安全度，而且还能增加衬砌的厚度。

2.6尽量使隧道周边轮廓圆顺, 避免棱角突变处应力集中。

2.7设置量测系统，监测围岩变位、变形速率及收敛程度，并进行必要的反馈分析，正确估计围岩特性及其随时间的变化，及时调整开挖及支护方式，以确定施作初期支护的有利时机和是否需要补强支护等措施。使设计施工更复合实际情况，确保施工安全。

2.8在某些条件下，还必须采取其他补充措施，如超前灌浆，冻结、疏导涌水等，方能使新奥法取得成功。

3两岔口隧道Ⅲ级围岩开挖方式的选择

选择开挖方式时，应考虑下列几个问题：（1）隧道埋深、岩体状况、有无断层破碎带、有无涌水、岩石强度等有关隧道围岩自稳性的问题；（2）隧道总长或工区长度，隧道的线形，断面形状和尺寸等有关工程规模；（3）地表设施状况，对地表下陷有无要求，地表下陷量的容许值等有关环境要求问题；（4）机械设备，工期等施工条件问题。因短台阶开挖比长台阶更早地使支护结构形成闭合断面，更利于控制地表沉降量。因此，在岩质条件更差时，采用短台阶开挖比长台阶法更有利。根据两岔口隧道工程实际情况，Ⅲ级围岩决定采用短台阶法进行开挖，分成上半断面和下半断面

4两岔口隧道施工过程模拟原理

隧道施工过程的位移和应力受到施工方式、开挖步长、速度及施工组织的影响。在对施工过程的模拟要真实的反映实际的施工过程，同时进行必要的简化。分开挖、支护步骤分别进行模拟。由于土体的应力应变关系的复杂及本构模型的选用、土的分层性、土体的各向异性及不均匀性、施工条件影响复杂、土体应力状态的改变等因素难以准确地解决，所以利用有限元计算得出的结果目前只能停留在探求土体应力及位移场的分布规律的定性分析上，尚不能达到定量化，因此对两岔口隧道Ⅲ级围岩施工过程进行模拟分析的主要目的是描述随着开挖的进行，围岩和支护的位移和应力的变化规律，以便更好的指导施工的继续进行。

4.1开挖过程的模拟

根据开挖多个单元时在各结点上引起的增量等效结点荷载公式

式中：Nde ――挖掘单元总数

――位移应变矩阵，

――原始状态下的初始地应力，

N――形函数矩阵，

γ――岩土介质坐标轴方向的容重分量，

Se――挖去单元的面积

可知，每次开挖都可以用增量形式的荷载来表示。所以，在整个开挖过程中引起的应力和位移的变化情况就很容易通过分级开挖，即分级加载来模拟计算，每级加载的同时把挖掘的单元变为空单元。

4.1.2开挖过程的荷载释放

用有限元计算出开挖面边界处各结点荷载，将开挖释放的等效结点力反加于开挖边界，对已“挖去”的单元材料赋一小值，形成所谓“空单元”，这就完成了开挖过程的模拟。值得指出的是用“空单元”取代开挖单元，可能导致刚度矩阵变态。为了解决此问题，可令已挖去的结点位移为零，并把这些结点对应的方程从总刚度方程消去。

使用等效结点荷载法对开挖过程进行模拟，开挖荷载如何施加的是问题的关键。开挖后，开挖处单元没有刚度。为反映开挖的实际情况，可以在每次开挖后都重新形成单元划分网格。如果用人工处理网格划分，显然是件极其烦琐的工作。这个问题可以通过编制自适应网格划分程序来解决。

4.1.3浇注建造过程的模拟

隧道的开挖和支护过程是分期进行，相互交替的，因此数值分析过程中也要模拟这种过程，首先，在划分洞室内部单元时就必须考虑整个施工程序，所有开挖和浇注部分的边线都必须是单元的边线，而不能在单元内部。浇注建造过程的模拟比较简单，即在开挖之后某一规定的分期内，将浇注部分对应的“空单元”重新赋予衬砌材料的参数后再进行计算。适当改变开挖和浇注建造方案，比较围岩应力和变形情况，对确定最优施工程序是非常有效的。

对于施工过程的模拟，采用二维有限元计算隧道时，由于将隧道开挖当作平面应变问题来处理，平面应变问题处理的施工实质是将隧道上台阶挖通后再进行锚喷支护，此时由于上台阶开挖产生的位移已经完成（没有考虑岩体的流变，以下同），锚杆和喷层在开挖下台阶前没有受力和变形发生。三维有限元可以真实地反映隧道的施工过程中上台阶分段开挖时锚杆地受力和变形，对于上台阶分段开挖时可处理成不同的工况，作为不同的开挖步，分布计算各步所产生的位移

根据位移地变化就可求出锚杆的内力。

4.2支护的模拟

锚杆用杆件有限元模拟，由于锚杆是钢筋，其轴向承载较大，而抗弯能力相对较弱，故用杆件有限元模拟计算误差不会太大在分析锚杆与岩体的联接时，根据实际情况可假定为铰接，把锚杆轴力作为一种附加荷载施加于相应位置的结点上（尤其是端部锚固的锚杆都是这样处理的）通过计算两锚固点之间的相对位移，可得到锚杆内的拉应力，乘以锚杆的断面面积，则可得到锚固的结点力，对于全长的锚固的锚杆，可将沿锚杆分布的剪应力，按其分布规律化为等效结点力施加于锚杆通过的各结点。考虑锚杆与岩体的共同作用，将锚杆的附加刚度加入总体刚度矩阵。

喷混凝土层采用8结点等参板单元模拟。

5两岔口隧道Ⅲ级围岩施工方法

两岔口隧道围岩大部分为Ⅲ级围岩，长度为787m，占隧道总长的77%。Ⅲ级围岩根据新奥法原理采用复合式衬砌进行施工，开挖每循环进尺1.2m，采用台阶法进行开挖，分成上半断面和下半断面，上半断面超前下半断面15～20m，先期开挖的左洞下半断面开挖面超前右洞上半断面开挖面25m以上。

5.1开挖上半断面

开挖高度为5.5m左右，宽度按设计轮廓线，采用光面爆破技术开挖，爆破后的松渣用装载机载入自卸车运至洞外。

5.2上半断面初期支护

5.2.1爆破后用高压风吹尽灰尘，清除松动岩块后，立即初喷C20砼3～4cm。

5.2.2按设计施工D25中空注浆锚杆及20MnSi直径22的药卷锚杆，D25中空注浆锚杆L=4m,，纵环间距50×120cm，梅花形布置；药卷锚杆L=2.5m，纵环间距120×120cm，锚杆方向尽量与岩面垂直。

5.2.3挂双层钢筋网，钢筋网紧贴初喷砼面，超前锚杆尾部与钢筋网焊接起来。

5.2.4复喷C20砼至设计厚度。

5.3开挖下半断面

上半断面超前15～20m后，进行下半断面开挖，开挖方法同上半断面。

5.4下半断面初期支护

下半断面锚杆、钢筋网、喷砼等初期支护与上半断面相同

5.5防水层

防水层在初期支护基本稳定时施工，铺设1.2mm厚EVA防水卷材及300g/m2无纺布作为防水层。

5.6二次衬砌

二次衬砌工作面与下半断面开挖面间隔35～50m进行施工，采用模筑混凝土作为二次衬砌，二次衬砌采用全液压衬砌台车，砼在洞外搅拌站搅拌，砼运输车运至洞内，砼输送泵泵送入模。

6结语

综上所述，两岔口隧道施工由于通过过了前期详细的地质勘察和施工过程详细模拟，施工过程非常顺利，保证了工程施工质量，无重大或意外事故的发生，取得了非常明显的经济效益和社会效益。

参考文献:

[1] 朱伯芳.有限元法原理与应用[M].北京，中国水利水电出版社，1998.10.

[2] 王茂成,劭敏.有限元法基本原理和数值方法[M]，北京：清华大学出版社，1999.2.

[3] 王建宇.隧道开挖引起的围岩变形过程及岩体变形模型的反分析[J]，土木工程学报，1986（2）.

篇10

关键词 小跨度隧道快速施工

中图分类号：TU74文献标识码： A

1 工程概况

1.1工程总体概况

解放碑地下停车场改造一期工程主要为地下暗挖隧道，部分改造既有人防洞室。其中，出入口一隧道作为施工通道，是整个项目的控制性工程。电力隧道与公路隧道（也称车行隧道）结构共生，位于公路隧道仰拱正下方，同期进行建设。

出入口一车行隧道全长382m，为直边墙圆拱顶单洞设计，净宽7m，采用原地貌暗挖进洞方式。隧道洞口紧邻交通繁忙的北区路，周围环境复杂，施工环境极差。车行隧道结构采用复合式衬砌，初期支护以喷射砼、锚杆、钢拱架、钢筋网为主要支护手段，二次衬砌采用C30防水钢筋混凝土。

1.2地质环境

1.2.1地层岩性

经地面地质调查和钻孔揭示，勘察区出露的地层由上而下依次为第四系全新统人工填土层(Q4ml)、残坡积层(Q4el+dl)及侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)（砂质泥岩、砂岩）沉积岩层。

1.2.2地质构造

拟建场地位于解放碑向斜西翼，场地及周围无断层通过。

2 总体施工组织

2.1工期目标

总工期18个月。工程的工期要求紧，如何充分利用时间空间，增加施工作业面，保证流水作业，缩短施工工期，是施工组织的目标之一。

2.2 总体施工安排

（1）车行隧道采用暗挖法施工，严格按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤测量”的暗挖方针。施工中严格遵循设计施工步序，由出入口一隧道小里程K0+009开始向大里程K0+382方向施工，在施工过程中逐渐打开工作面。

（2）电力隧道位于公路隧道正下方，利用车行隧道洞室进行洞内明挖。实际施工时，采取车行隧道超前，电力隧道跟进的施工方法。

3 具体施工组织

3.1 施工组织方式探讨

电力隧道与车行隧道结构共生。而由于车行隧道为单洞设计，断面较小（开挖宽度＜9m，为小跨度隧道），洞内施工场地十分狭窄，加之爆破开挖、出渣、运料时间均受限，故电力隧道与顶部车行隧道同步开建后，工序间施工干扰非常大。若组织不当，则电力隧道施工后，顶部车行隧道将无法正常施工。

3.1.1组织方式一

车行隧道先行开挖贯通，再开挖、浇筑电力隧道，随后进行车行隧道仰拱浇筑及填充施工，最后进行车行隧道二次衬砌浇筑施工。经分析，无法满足18个月的施工工期要求。

3.1.2组织方式二

若车行隧道与电力隧道完全分开施工，即车行隧道开挖初支施工，仰拱施工，二衬浇筑完成后再开始进行电力隧道开挖初支，二衬浇筑施工。经分析，无法满足18个月的工期要求，且由于车行隧道与电力隧道完全分开建设，工程难度加大，造价大幅增加。

3.1.3组织方式三

在采取一定安全技术措施的前提下，车行隧道与电力隧道交叉施工。此种施工方式能够较好地控制工程造价，并将电力隧道与车行隧道共建产生的工期影响降至最低。故实际施工时，采用此种施工方案。

3.2 确定后的施工组织安排

结合工程特点、施工现状，在保证施工安全和结构安全的情况下，对本工程车行隧道与电力隧道同期共建各工序进行优化安排。

3.2.1可行性分析

（1）电力隧道隔段开挖施工，每开挖30m后跳段7m再进行下一段施工，中部7m未开挖施工区段起到车行隧道直墙底部横向支撑的作用，保证车行隧道稳定。

（2）电力隧道初支后，电力隧道二次衬砌施工前，使用I20（间距1m）工字钢横撑作为电力隧道两侧壁临时加固措施，进而保证车行隧道的稳定性。

（3）车行隧道直墙主要承受水平方向的侧向力。电力隧道未浇筑闭合前，石渣回填及增加临时工字钢横撑后，能够有效保证车行隧道直墙稳定性。

3.2.2进洞区段施工安排

车行隧道进洞段100m范围内及时完成车行隧道仰拱及二衬施工。即采用流水施工方式，尽早将车行隧道封闭成环。

车行隧道开挖初支施工电力隧道开挖初支施工车行隧道左、右侧仰拱及填充交替错距浇筑（至少错开10m）施工电力隧道二次衬砌浇筑施工（安装钢筋、支模、浇筑混凝土流水作业）车行隧道中部仰拱及填充浇筑施工（安装钢筋、支模、浇筑混凝土流水作业）车行隧道二次衬砌浇筑施工。详细施工工序，如图1所示。

图1洞口100m区段车行隧道、电力隧道各工序流水施工平面布置示意图

3.2.3洞内区段具体施工安排

（1）利用纵向栈桥，电力隧道开挖先行于车行隧道二次衬砌施工。防止因电力隧道开挖造成车行隧道应力重新分布，而出现车行隧道二次衬砌失稳的情况发生。在车行隧道二衬施工前需将电力隧道开挖完成，并对电力隧道已开挖区段加强监控量测，在确保车行隧道收敛变形稳定后，再开始车行隧道二次衬砌施工。

（2）电力隧道采取跳槽开挖方式。电力隧道开挖30m后预留7m长的岩柱暂不开挖，待相邻各段30m长的电力隧道二衬及车行隧道中部仰拱浇筑完成后，再施工之前预留的7m长区段范围内的电力隧道二衬结构及车行隧道中部仰拱。

（3）车行隧道仰拱采取分三幅施工的方式。在已开挖电力隧道的区段，电力隧道两侧（左、右侧）车行隧道仰拱先行施工，保证车行隧道二次衬砌能够进行作业。待电力隧道二次衬砌结构施工完成后，再将中间一幅车行隧道仰拱施工完成。

（4）电力隧道二次衬砌施工时，使用横向栈桥，保证洞内运输车辆能够通行。

（5）车行隧道二次衬砌与电力隧道二次衬砌、车行隧道中部仰拱及填充同时交叉施工。

（6）详细施工工序，如图2所示。

车行隧道开挖初支施工电力隧道跳段（每开挖30m，预留7m岩柱暂不开挖）开挖初支施工车行隧道左、右侧仰拱及填充交替错距浇筑（至少错开10m）施工电力隧道二次衬砌浇筑施工（安装钢筋、支模、浇筑混凝土流水作业）车行隧道中部仰拱及填充浇筑施工（安装钢筋、支模、浇筑混凝土流水作业）车行隧道二次衬砌在车行隧道左、右侧仰拱施工完成后，与电力隧道二次衬砌及车行隧道中部仰拱交叉施工。

图2洞内区段车行隧道、电力隧道各工序流水施工平面布置示意图）

3.2.4 施工栈桥型式

（1）纵向栈桥

纵向栈桥在电力隧道开挖施工时使用，通过沿隧道走向铺设纵向栈桥，使得上部车行隧道相关机械、车辆能够正常通行。

每幅仰拱栈桥由两片梁板组成，每片梁板由5根I32a工字钢焊接而成，宽1.25m，长12 m（两侧搭接1.5m），每两根I32a工字钢中间用I20工字钢焊接联接成一个整体。梁板上面满焊间距为10cm的Φ22钢筋。采用12mm厚钢板焊接进行加劲, 间隔1.5m。

（2）横向栈桥

横向栈桥在电力隧道二次衬砌浇筑、车行隧道中部仰拱及填充浇筑时使用，保证车行隧道掌子面出渣、运输等不因电力隧道施工而中断。混凝土浇注完毕后，进行洒水养护，达到行车强度后，移动栈桥进入下一节段电力隧道二次衬砌施工。

每片横向栈桥由10根I20b工字钢焊接而成，宽1.5m，长6m（两侧搭接1.4m），每两根I20b工字钢中间用I20b工字钢焊接联接成一个整体。梁板上面满焊间距为20cm的Φ25钢筋。

4 工期效果

工地地处繁华的重庆市解放碑，考虑施工期间放假、恶劣天气、混凝土供应延迟等影响，根据现场实际情况，得出使用快速施工方法后，隧道施工各工序每日施工进尺：

电力隧道开挖初支施工1m/天；电力隧道二次衬砌浇筑施工1m/天；车行隧道左、右侧仰拱及填充浇筑施工2m/天；车行隧道二次衬砌浇筑施工2m/天；车行隧道中部仰拱及填充浇筑施工2m/天。从而满足了本工程的总体工期要求。

5 结束语

独头小跨度隧道施工场地狭窄，工序交叉干扰严重，怎样安全、快速地打开工作面，建成关键线路上的施工通道，往往是实现总工期的关键。

城市地下独头小跨度隧道施工质量要求高、安全风险大。各工序交叉作业, 要做到快速施工，必须综合考虑施工的合理性和可行性，并做好以下几项工作:

（1）在充分保证工程结构和施工安全的前提下，合理进行施工组织安排，实现工序优化。完善车行隧道仰拱、二衬施作、电力隧道结构施作工序顺序安排。

（2）充分利用现有资源，保证工程质量、安全、环境目标及职业健康、消防等要求。

（3）确保车行隧道施工安全，电力隧道跳槽开挖，间距30m左右。

（4）应及时跟进车行隧道仰拱及二次衬砌的施工，仰拱分幅施工时间隔不得过长。