巖石隧道施工方法精選(九篇)

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第1篇：巖石隧道施工方法范文

關(guān)鍵詞：隧道工程 軟弱圍巖 技術(shù)

中圖分類號(hào)：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）09（a）-0039-02

1 軟弱圍巖

軟弱圍巖是地下工程對(duì)于地質(zhì)條件的一個(gè)綜合性的界定，在地下隧道工程與巖土工程施工中，圍巖的性質(zhì)與基本條件將決定著工程所應(yīng)使用的施工方法與工程本身的技術(shù)難度。因此，對(duì)于隧道工程首先要明確圍巖的基本條件，掌握圍巖的基本性質(zhì)，在此基礎(chǔ)上才可以在后期的施工進(jìn)程中準(zhǔn)確把握施工要點(diǎn)，以達(dá)到順利施工的目標(biāo)。

一般而言，在地下鐵道、巖土及隧道等工程中，圍巖的種類如何界定是根據(jù)圍巖本身的強(qiáng)度及穩(wěn)定性、風(fēng)化程度及完整性等因素進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)而分成不同等級(jí)和種類的圍巖，在現(xiàn)實(shí)施工的前期勘察階段，通過(guò)一定的技術(shù)手段對(duì)圍巖進(jìn)行勘測(cè)與性質(zhì)的測(cè)定，結(jié)合工程的特點(diǎn)得出圍巖的具體類別。隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展，施工工程具有相對(duì)復(fù)雜的趨勢(shì)，施工人員對(duì)地質(zhì)條件的判斷與界定也有了更深層次的認(rèn)識(shí)，對(duì)于圍巖的分類與認(rèn)識(shí)也在不斷加深，靠簡(jiǎn)單的感性判斷不夠科學(xué)，需要借助一些新的設(shè)備與技術(shù)才可以準(zhǔn)確得知圍巖的具體物理性質(zhì)。因此對(duì)于圍巖的認(rèn)識(shí)，不同階段、不同的地質(zhì)條件、不同的工程特點(diǎn)，圍巖的特殊性很難一概而論，需要具體問題具體解決。

2 隧道工程施工方法與理論

對(duì)于地下空間的探索，實(shí)際上歷史已經(jīng)久遠(yuǎn)，從遠(yuǎn)古時(shí)期人們以地為穴的居住方式就形成了地下空間施工的雛形。隨著目前我國(guó)大規(guī)模的地下工程建設(shè)，包括地鐵、地下隧道、公路的地基施工等都涉及到地下工程的施工。一般而言，針對(duì)地下隧道工程，常用的基本方法有礦山法、新奧法、地質(zhì)工程施工法。

2.1 礦山法

作為一種傳統(tǒng)的地下隧道施工方法，其基本原理是在隧道爆破后，造成周圍巖石穩(wěn)定性與強(qiáng)度下降，受力上整體處于松弛狀態(tài)，是一種軟弱性質(zhì)的圍巖，在該條件下，進(jìn)行邊支護(hù)邊施工，以防止圍巖坍塌對(duì)于隧道穩(wěn)定性與安全的影響。在支護(hù)的環(huán)節(jié)上，對(duì)于軟弱圍巖主要是利用剛性襯砌作為支撐，剛性襯砌最大程度地防止隧道斷面的變形，并有效地抵擋了擾動(dòng)后的圍巖對(duì)開挖面的荷載。礦山法是一種暗挖法，以爆破的方式形成開挖面，并借以剛性襯砌作為臨時(shí)支撐，在實(shí)際隧道開挖的施工過(guò)程中，采用分部開挖的方式，邊開挖，邊修筑襯砌，邊支護(hù)。開挖時(shí)，首先要開挖導(dǎo)坑，為了最小限度減少圍巖的擾動(dòng)，以導(dǎo)坑作為開挖的基礎(chǔ)向周分部擴(kuò)大開挖，尤其對(duì)于軟弱具有坍塌可能的圍巖就需要結(jié)合開挖斷面的尺寸，在分部開挖中具體采取何種順序與方式進(jìn)行仔細(xì)衡量才可以確定。

2.2 新奧法

新奧法是在礦山法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，其施工原理在于強(qiáng)調(diào)圍巖的自承重能力，以錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等柔性手段進(jìn)行主要支撐，以此抵抗圍巖的變形。實(shí)際在此過(guò)程中圍巖作為了支護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分與受力部分。與傳統(tǒng)的礦山法相比，在手段與施工概念上而言都是一種突破。新奧法通過(guò)錨桿而形成的加固拱與噴射混凝土層形成內(nèi)外兩層襯砌，混凝土同時(shí)以強(qiáng)大的噴射力注入到圍巖土層的縫隙中，與土層進(jìn)行了結(jié)合，圍巖的穩(wěn)定性與抗變形能力得到進(jìn)一步提升。此外，新奧法減少了圍巖擾動(dòng)的強(qiáng)度、頻率與持續(xù)周期，新奧法的支護(hù)手段一般不需要拆除，作為永久性支撐，嵌入到開挖面中，減少了施工的程序，相對(duì)較小的噴射層厚度又可以保證開挖的工作量，節(jié)省了開挖跨度對(duì)工程周期與穩(wěn)定性的影響。

2.3 地質(zhì)工程施工

地質(zhì)工程施工是在隧道開挖面進(jìn)行開挖與圍巖擾動(dòng)前期對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行主動(dòng)加固的一種方法。如常利用在隧道開挖洞口的大管棚支護(hù)技術(shù)和地面注漿技術(shù)。地質(zhì)工程施工主要采用一定的工程措施，以主動(dòng)方式去控制圍巖的變形與穩(wěn)定性，平衡圍巖和支護(hù)的共同強(qiáng)度，以保住一開始就為隧道順利掘進(jìn)與開挖創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)寬松的施工環(huán)境。

隨著工程難度的差異性，一般在地下隧道工程中常常根據(jù)特定的地質(zhì)綜合條件、水文狀況、圍巖的性質(zhì)、工程性質(zhì)與復(fù)雜程度，采取不同的隧道施工方法，有時(shí)候?yàn)榱吮Ｕ瞎こ痰陌踩耘c穩(wěn)定性常常綜合幾種方法共同發(fā)揮作用而不是單純采用其中一種。對(duì)礦山法、新奧法、地質(zhì)工程施工法的分析中，筆者得知不同的方法都有其各自的優(yōu)勢(shì)與不足，在實(shí)際施工中應(yīng)該相互借鑒，取長(zhǎng)補(bǔ)短。例如在礦山法施工的過(guò)程中常常借鑒新奧法對(duì)于支護(hù)的安全度進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制。對(duì)于地質(zhì)條件比較特殊的情況，新奧法的施工比礦山法更加成熟有效，對(duì)于襯砌的要求也更加嚴(yán)格。而地質(zhì)工程的施工則結(jié)合了新奧法與礦山法的優(yōu)勢(shì)，從前期就開始對(duì)影響隧道施工的各種因素進(jìn)行預(yù)測(cè)與準(zhǔn)備，從宏觀上與整體施工戰(zhàn)略上給隧道工程一些指導(dǎo)。

3 軟弱圍巖下隧道工程施工方法與技術(shù)

在隧道實(shí)際施工工程中，主要涉及開挖與襯砌兩道施工工序，其次涉及到一些輔助工程如防水排水等工藝技術(shù)。在上節(jié)對(duì)三種主要隧道施工方法進(jìn)行闡述的基礎(chǔ)上，該節(jié)重點(diǎn)討論對(duì)于軟弱圍巖條件下隧道工程的施工技術(shù)與方法。

首先對(duì)于實(shí)際工程的地質(zhì)特征，圍巖的性質(zhì)必須有個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。對(duì)地質(zhì)條件與圍巖特征進(jìn)行詳細(xì)的預(yù)測(cè)與勘察是在隧道工程的設(shè)計(jì)階段與施工階段首先要解決的現(xiàn)實(shí)問題。如在施工中采取超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、地質(zhì)素描、圍巖彈性波速等對(duì)圍巖進(jìn)行全面的了解與接觸，在此基礎(chǔ)上才可以精準(zhǔn)確定隧道施工方案，事先做好預(yù)案工作。

其次，施工的最開始應(yīng)堅(jiān)持地質(zhì)工程施工的基本理念，盡量做好基礎(chǔ)性支護(hù)工作，如對(duì)開挖洞口的大管棚超前支護(hù)、地面注漿技術(shù)等對(duì)圍巖進(jìn)行事先的預(yù)應(yīng)力主動(dòng)防護(hù)，此舉可以有效保證后期隧道開挖中圍巖受力更加合理，并可以提高軟弱圍巖的基本力學(xué)屬性。

第三，在實(shí)際開挖的進(jìn)程中，應(yīng)盡量采取新奧法，對(duì)圍巖避免過(guò)多的擾動(dòng)，采取光面爆破技術(shù)，保證圍巖基本受力面的均衡。對(duì)若軟圍巖應(yīng)盡量增強(qiáng)圍巖的自穩(wěn)能力，必要條件下，可以輔助配合礦山法施工，將兩者的優(yōu)勢(shì)充分結(jié)合。在新奧法施工的指導(dǎo)下，進(jìn)行分部施工，根據(jù)開挖工作面尺寸與地坑深度選擇正確的分部施工方法，如對(duì)單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、臺(tái)階法的合理運(yùn)用。在軟弱圍巖受到大擾動(dòng)的情況下，要盡量做好及時(shí)的防護(hù)工作，應(yīng)盡量采用柔性支護(hù)技術(shù)。開挖時(shí)還應(yīng)做好圍巖的監(jiān)測(cè)工作，對(duì)支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋與控制。

第四，軟弱圍巖條件下的隧道施工，常常由于地質(zhì)條件的不確定性，同一隧道不同跨度與進(jìn)尺的圍巖特征存在差異性變化，對(duì)于軟弱圍巖新奧法配合礦山法往往有時(shí)候更加有效保證了隧道的順利施工。

4 結(jié)語(yǔ)

軟弱圍巖是隧道施工中常常碰到的地質(zhì)情況，該情況下，隧道保證正常施工需要對(duì)圍巖首先有個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)，并盡可能做好圍巖的超前支護(hù)措施，實(shí)際開挖過(guò)程中要根據(jù)工程的實(shí)際特點(diǎn)選擇正確的施工方法，對(duì)礦山法與新奧法進(jìn)行有選擇的運(yùn)用，保證隧道圍巖的自穩(wěn)能力和抗變形能力。圍巖在施工擾動(dòng)后，為了抵抗其松弛變形盡可能綜合運(yùn)用柔性支護(hù)與剛性襯砌結(jié)合的支護(hù)手段，同時(shí)做好圍巖的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 王建紅.淺談軟弱圍巖隧道施工技術(shù)[J].鐵道建筑，2006（12）：54-55.

第2篇：巖石隧道施工方法范文

Abstract： In China， there are lots of records about the construction of soft rock tunnel with high in-suit stress at home and abroad. The big problem in the construction of soft rock tunnel with high in-suit stress is large deformation. Large deformation leads to cracked support， even landslide， or the permanent damage of support. If the construction method is not suitable， it not only increases the cost， but also forms hinders in construction and operation security. At present， the main construction method is to modify profile， long bolt and shrinkable steel frame. Combined with the construction case， it uses double arch support and solves the problem of large deformation of tunnel， and makes certain exploration and summarization on the construction method of soft rock tunnel with high in-suit stress.

關(guān)鍵詞： 高地應(yīng)力；軟巖隧道；大變形；施工方法

Key words： high in-suit stress；soft rock tunnel；large deformation；construction methods

中圖分類號(hào)：U455 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）12-0108-03

1 高地應(yīng)力軟巖隧道施工現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)高地應(yīng)力軟巖隧道施工的記錄有不少，例如我國(guó)寶中線的大寨嶺隧道、老爺嶺、老頭溝隧道以及穿越煤系地層的家竹箐隧道。國(guó)外隧道如日本的惠那山公路隧道、新宇津隧道，奧地利的陶恩隧道?？v觀各國(guó)高地應(yīng)力軟巖隧道施工面臨的最大難題就是大變形，大變形會(huì)導(dǎo)致初期支護(hù)開裂破壞并嚴(yán)重侵入襯砌凈空，甚至發(fā)生塌方，更為嚴(yán)重的是可能造成永久性支護(hù)的破壞。施工方法不當(dāng)，不僅提高工程造價(jià)，對(duì)施工及運(yùn)營(yíng)安全也存在相當(dāng)大的隱患。國(guó)內(nèi)外許多專家也對(duì)高地應(yīng)力軟巖隧道修建技術(shù)進(jìn)行了不斷研究，分別從結(jié)構(gòu)斷面形狀設(shè)計(jì)、支護(hù)參數(shù)的設(shè)置以及開挖方法等方面提出相應(yīng)觀點(diǎn)與解決辦法，如：隧道斷面設(shè)計(jì)接近于圓形；初期支護(hù)采用長(zhǎng)錨桿、可縮剛架等；開挖方法采用臺(tái)階法。以上研究對(duì)于大變形都起到了一定的抑制作用，最終成功攻克了隧道大變形問題。本文通過(guò)對(duì)經(jīng)歷過(guò)的隧道大變形處治，在吸取前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在高地應(yīng)力軟巖隧道施工方法上進(jìn)行了一定的探索及總結(jié)。

2 本文應(yīng)對(duì)隧道大變形采取的施工方法

2.1 云嶺隧道

2.1.1 概況 隧道為一座上、下行分離的四車道高速公路長(zhǎng)大隧道，全長(zhǎng)2180m。洞身最大埋深344m，一般埋深約200～300m。隧道進(jìn)口有一古滑坡體。隧道圍巖以強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)千枚巖為主，巖體為深灰-灰黑色，主要礦物成份為云母、長(zhǎng)石等，含炭量較高，變余泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，裂隙較發(fā)育，隧道內(nèi)有涌水，設(shè)計(jì)圍巖為Ⅴ級(jí)。

2.1.2 大變形情況

情況①：左洞進(jìn)洞采取三臺(tái)階法施工，上臺(tái)階掘進(jìn)10m，下臺(tái)階施工5m后，初期支護(hù)突然出現(xiàn)變形，監(jiān)控量測(cè)發(fā)現(xiàn)拱頂下沉100mm，收斂150mm。初期支護(hù)有開裂，噴射混凝土有掉塊現(xiàn)象發(fā)生。隧道停止掘進(jìn)，采取加固措施，加長(zhǎng)錨桿至5m。但收斂速度仍然很快，圍巖仍不能穩(wěn)定。由于擔(dān)心成洞段落發(fā)生塌方，于是緊急采取施工二次襯砌的措施以抵抗圍巖變形。隨后改變開挖方法，采取雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工，側(cè)導(dǎo)坑采取臺(tái)階法，人工開挖。臺(tái)階處設(shè)臨時(shí)支撐，施工約15m后，側(cè)壁導(dǎo)坑發(fā)生大變形，側(cè)壁拱架扭曲，主洞擠入洞內(nèi)約500mm，如圖1所示。

情況②：隧道右洞施工過(guò)程中，前期圍巖變形速度并不快，但初期支護(hù)也有開裂掉塊現(xiàn)象，為了節(jié)約投資，加快施工進(jìn)度，對(duì)于已破壞段落采取了拆除初支并置換拱架的方法，未施工段落調(diào)整支護(hù)參數(shù)，初期支護(hù)雖然采取了一定的加強(qiáng)措施，但圍巖收斂沉降均未趨穩(wěn)。在此情況下，實(shí)施了二次襯砌。二次襯砌完成數(shù)月后，仰拱中部發(fā)生了起鼓，具體情況如下：YK105+000～+220段中部起鼓約100mm，YK105+260～+300段仰拱起鼓較大，最大處達(dá)400mm，YK105+300～+530段起鼓約300mm，YK105+530～+580段起鼓最大處達(dá)450mm，YK105+580～+760段起鼓約300mm，YK105+760～+900起鼓約100mm。如圖2所示。

2.1.3 原因分析 因加長(zhǎng)錨桿方法、側(cè)壁導(dǎo)坑方法均不能控制圍巖變形，通過(guò)對(duì)大變形特點(diǎn)的分析，認(rèn)為主要有以下幾方面原因：

a.地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析。本隧道工程地質(zhì)條件特殊，云嶺隧道進(jìn)口段與兩鄖斷裂帶Ⅰ級(jí)結(jié)構(gòu)面相交，隧道開挖時(shí)，構(gòu)造殘余應(yīng)力的短時(shí)間內(nèi)釋放，造成了隧道初期支護(hù)的大變形

b. 圍巖特點(diǎn)。該段圍巖為強(qiáng)風(fēng)化或全風(fēng)化炭質(zhì)千枚巖或風(fēng)化土，巖面光滑，膠結(jié)性差，巖體抗壓強(qiáng)度大部分小于1MPa。由于有絹云母的存在，造成一定的光滑面，抗剪強(qiáng)度低。地下水較發(fā)育，以線流或股狀水形式出現(xiàn)。圍巖遇水軟化成泥，穩(wěn)定性極差，無(wú)自穩(wěn)能力，造成拱腳承載力降低。

c. 滑坡體的影響。古滑坡體的復(fù)活是隧道發(fā)生大變形的又一大因素，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，明洞的偏移方向與滑坡體的滑動(dòng)方向基本一致，因此，滑坡體是造成隧道大變形的原因之一。

d.外界因素的影響。由于隧道下穿鄖漫公路，鄖漫公路是連接陜西與湖北的省級(jí)公路，交通流量較大，重載車輛較多。公路路面距隧道拱頂?shù)纳疃燃s12m，車輛的動(dòng)載也有可能影響到隧道的穩(wěn)定。

e.設(shè)計(jì)支護(hù)強(qiáng)度。隧道該段落設(shè)計(jì)拱架為18型工字鋼（間距75cm），？準(zhǔn)25中空注漿錨桿（長(zhǎng)3m），從變形的表象來(lái)看，發(fā)生變形時(shí)，拱架發(fā)生扭曲及折斷現(xiàn)象，說(shuō)明拱架的強(qiáng)度不足；本段落為松散體，整個(gè)埋深范圍基本為塑性區(qū)域，3m長(zhǎng)錨桿不足以穿過(guò)塑性區(qū)，因此，錨桿的作用不明顯。

f.仰拱起鼓原因。該段落圍巖為碳質(zhì)千枚巖，其巖體抗壓強(qiáng)度較低，在高應(yīng)力作用下易發(fā)生較大的變形；千枚巖具有弱膨脹性，遇水易軟化成泥，而施工現(xiàn)場(chǎng)地下水較多，易導(dǎo)致仰拱基礎(chǔ)承載能力大幅削弱，從而結(jié)構(gòu)下沉仰拱翹起；該段隧道埋深較大，地應(yīng)力也相對(duì)較大，同時(shí)受兩隕斷裂的大地構(gòu)造影響，隧道開挖后應(yīng)力重分布、重平衡的過(guò)程復(fù)雜，時(shí)間漫長(zhǎng)，導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)構(gòu)暫時(shí)穩(wěn)定的假象；該段襯砌的起鼓現(xiàn)象除與客觀地質(zhì)條件及設(shè)計(jì)的初期支護(hù)措施有關(guān)外，也與施工手段有關(guān)。該段仰拱施工主要是分左右半幅施工，左右半幅之間未設(shè)連接筋，削弱了仰拱的整體承載能力，導(dǎo)致了仰拱的中部隆起；該段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仰拱均采用的是普通素混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)上對(duì)軟弱圍巖的特性認(rèn)識(shí)不足，未采取更為強(qiáng)有力支護(hù)措施，也是仰拱破壞的原因。

2.1.4 采取措施 針對(duì)變形特點(diǎn)及原因分析，根據(jù)量測(cè)過(guò)程掌握的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)專家的多次研究論證，主要采取了以下施工措施：

a. 開挖方法。采用超短三臺(tái)階留核心土開挖法，根據(jù)監(jiān)控量測(cè)的結(jié)果，把開挖預(yù)留變形量放大至20cm，采取人工配合機(jī)械開挖方式，進(jìn)尺控制在50cm。

b. 支護(hù)參數(shù)。根據(jù)該段落圍巖情況，塑性變形范圍較大，極可能是整個(gè)覆蓋層。因此，初期支護(hù)采用雙層I18工字鋼拱架，系統(tǒng)支護(hù)采用？準(zhǔn)42鋼花管并壓注雙液漿，上階設(shè)置臨時(shí)仰拱。施工工序如下：上臺(tái)階開挖——上臺(tái)階外層拱架支護(hù)——階左右側(cè)錯(cuò)開1m開挖——階外層拱架支護(hù)——？準(zhǔn)42鋼花管打設(shè)并注漿——上階內(nèi)層拱架支護(hù)——核心土開挖——上階臨時(shí)仰拱支撐——下臺(tái)階及仰拱左右側(cè)間隔開挖——下臺(tái)階雙層拱架及仰拱拱架支護(hù)——拆除臨時(shí)支撐——根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果施工二次襯砌

施工要點(diǎn)：①開挖前，先打設(shè)3m長(zhǎng)鋼花管并噴射混凝土穩(wěn)定掌子面。上、階拉開距離要短控制在3m以內(nèi)，下臺(tái)階與階拉開距離適當(dāng)加長(zhǎng)至6m左右（利于機(jī)械開挖核心土）。②上中下臺(tái)階拱腳加設(shè)縱向托梁并豎向打設(shè)鋼管。便于拱架形成整體，增強(qiáng)初期支護(hù)強(qiáng)度，鋼管托梁可以提高基底承載力。③仰拱施工完成后方可拆除臨時(shí)支撐。④二次襯砌待圍巖收斂減小到一定程度時(shí)，即可施工二襯。

c. 監(jiān)控量測(cè)。軟巖隧道施工，監(jiān)控量測(cè)必須非常重視，為了在一定程度上弄清楚，圍巖變形規(guī)律，隧道在外層初期支護(hù)上的拱頂、上臺(tái)階、階處設(shè)了三條基線，為了操作方便及不影響施工，量測(cè)時(shí)采用萊卡全站儀測(cè)坐標(biāo)的方法實(shí)施。同時(shí)，為了初步了解圍巖受力情況，在拱頂、上、中、下臺(tái)階壓力最大處各安放了一個(gè)壓力盒。通過(guò)以上手段收集到的數(shù)據(jù)，反饋給設(shè)計(jì)單位，便于對(duì)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，做到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)施工。監(jiān)控量測(cè)過(guò)程必須嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行。

d. 處治效果。通過(guò)以上措施處治，通過(guò)監(jiān)控量測(cè)發(fā)現(xiàn)，外層支護(hù)完成后初期支護(hù)有3-4天的較穩(wěn)定期，收斂下沉速率一般，3-4天后，收斂下沉速率加快。內(nèi)層初期支護(hù)完成后，收斂下沉速率有一定減小，臨時(shí)仰拱支撐加固后，收斂下沉速率逐漸趨緩。待臨時(shí)支撐拆除后，收斂下沉值有一定加大，2天以后，收斂下沉值開始減小，但是收斂下沉速率短時(shí)間內(nèi)達(dá)不到規(guī)范要求的水平收斂速率小于0.2mm/d或拱頂位移速率小于0.15mm/d。經(jīng)專家論證后，二次襯砌可以在變形量達(dá)到預(yù)留變形量之前施工。讓二次襯砌承受一部分來(lái)自圍巖的壓力。通過(guò)后期的觀察，二襯的穩(wěn)定性較好。在此，不再描述監(jiān)控量測(cè)的具體數(shù)據(jù)。

e. 仰拱起鼓處治。處置措施：①分段落間隔置換仰拱，仰拱曲率加大，厚度加厚，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。仰拱整體澆筑，提高仰拱抗變形能力。②清除基底軟化圍巖，開挖至新鮮巖面，對(duì)于地下水出露點(diǎn)，采取封堵及引排處理。同時(shí)基底采用鋼花管注漿加固。③仰拱與原二襯拱墻基礎(chǔ)采用60cm長(zhǎng)Φ22連接鋼筋連接，以加強(qiáng)仰拱和整個(gè)襯砌的連接強(qiáng)度。④拱墻與仰拱之間施工縫采用注漿填充。

通過(guò)以上處治措施，仰拱再無(wú)發(fā)現(xiàn)明顯變形現(xiàn)象，二襯表面裂縫也無(wú)發(fā)展趨勢(shì)。

2.2 金竹山隧道

2.2.1 隧道概況 隧道為一座上、下行分離的四車道高速公路長(zhǎng)大瓦斯隧道，全長(zhǎng)2712m。其中Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖占隧道的89%以上。隧址受固軍壩復(fù)式背斜、黃金口背斜、梧桐坪背斜和付家灣向斜影響，隧道穿越F1～F6共6條大斷層和多條次級(jí)斷層，地質(zhì)條件極其復(fù)雜。穿越地層巖性包括灰?guī)r、泥灰?guī)r、鹽溶角礫巖，砂巖、泥巖夾薄煤層及煤透鏡體（厚度0.2—1.5m）。隧道內(nèi)地下水發(fā)育，設(shè)計(jì)最大涌水量達(dá)14000m3/d，局部段落存在突水涌泥。

2.2.2 大變形情況 金竹山隧道出口左洞LK64+825～+785為緊急停車帶，處于F4斷層破碎帶中，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，半幅軟弱強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，碳質(zhì)泥巖；半幅硬質(zhì)砂巖，薄煤層不均勻分布，裂隙發(fā)育，有地下水滲出。采用三臺(tái)階開挖法，施工過(guò)程中，因該種地質(zhì)情況比較復(fù)雜，有意加大了預(yù)留變形量至30cm，上階施工后8m后，無(wú)明顯變化，但在落底過(guò)程中，變形速度加快，初期支護(hù)出現(xiàn)開裂掉塊。通過(guò)設(shè)計(jì)變更，只調(diào)整了拱架間距，拱架型號(hào)及系統(tǒng)均未加強(qiáng)。施工方對(duì)已施工段落增設(shè)了內(nèi)層拱架，并打設(shè)了鋼花管注漿，后期段落仍按變更設(shè)計(jì)施工。加寬段施工完成后，監(jiān)控量測(cè)反映：LK64+817～+785段初支發(fā)生不同程度的變形，最大變形量17cm，除去預(yù)留變形量，初支侵入二襯最大7cm。而LK64+825～+817段落采取的雙層拱架支護(hù)，初支未觀察到明顯破壞，變形量也較小。行車橫洞開挖完成后，圍巖變形量加劇，圍巖監(jiān)控量測(cè)反映：LK64+817～+785最大變形量49cm（LK64+800斷面），且變形仍在繼續(xù)發(fā)展。破壞情況如圖3。

2.2.3 原因分析

a.地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析。該加寬段處于F4斷層構(gòu)造擠壓破碎帶內(nèi)，隧道開挖后，構(gòu)造殘余應(yīng)力釋放，圍巖應(yīng)力重新分布過(guò)程中，圍巖作用在初期支護(hù)上的形變壓力隨時(shí)間推移越來(lái)越大，當(dāng)壓力達(dá)到一定程度時(shí)，初期支護(hù)便發(fā)生擠壓變形，造成了隧道初期支護(hù)的大變形。

b. 圍巖特點(diǎn)。該段圍巖為軟硬強(qiáng)度不均，一半為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，碳質(zhì)泥巖；一半為中等風(fēng)化砂巖，且有煤線分布。裂隙發(fā)育，巖體松散，抗剪強(qiáng)度低。地下水滴水狀滲出，圍巖遇水軟化成泥，半幅穩(wěn)定性極差。從變形特點(diǎn)可以看出，圍巖差的一側(cè)變形大，圍巖好的一側(cè)變形較小。

c. 交叉口施工的影響。變形最大部位位于主洞與行車橫洞交叉口前后，說(shuō)明行車橫洞的開挖，造成圍巖應(yīng)力的又一次重新分布，也是變形加劇的主因。

d.設(shè)計(jì)支護(hù)強(qiáng)度。隧道該段落設(shè)計(jì)拱架為I18型工字鋼（60cm/榀），？準(zhǔn)25中空注漿錨桿（長(zhǎng)3.5m），從變形的表象來(lái)看，發(fā)生變形時(shí)，拱架發(fā)生扭曲現(xiàn)象，說(shuō)明拱架的強(qiáng)度不足；本段落為破碎帶發(fā)育，圍巖塑性區(qū)域大，3.5m長(zhǎng)錨桿不足以穿過(guò)塑性區(qū)，因此，錨桿的作用不明顯。

e. 斷面形狀。該斷面加寬加高，斷面矢跨比較其它段落小，初期支護(hù)承壓能力減弱。

2.2.4 采取措施 ①對(duì)LK64+810～+791變形較大段落增設(shè)I18臨時(shí)拱架。②臨時(shí)拱架加固完成后，對(duì)變形段進(jìn)行徑向？準(zhǔn)42鋼花管注漿：導(dǎo)管長(zhǎng)450cm，漿液采用雙液漿。③變形段落采取拱架代換的措施，鑿除變形拱架，重新架立I20b工字鋼，預(yù)留變形量不小于15cm。④二次襯砌采用鋼筋混凝土，根據(jù)監(jiān)控量測(cè)情況，盡早施工二次襯砌。

3 結(jié)論與建議

雖然國(guó)內(nèi)外針對(duì)高地應(yīng)力軟巖隧道大變形有多種措施及方法，但因隧道的地質(zhì)條件的千差萬(wàn)別，高地應(yīng)力軟巖隧道施工還應(yīng)當(dāng)因地制宜，針對(duì)出現(xiàn)問題的特征，找出原因，以最有效、最節(jié)約的方法處理。通過(guò)對(duì)以上隧道對(duì)大變形的處理，總結(jié)出以下幾條對(duì)大變形處理的幾條建議：

3.1 隧道大變形的主要特征是：斷面減小，拱腰開裂，基腳下沉，基底起鼓。

3.2 隧道產(chǎn)生大變形的主要因素：①高地應(yīng)力的存在。②巖體自身的強(qiáng)度。③支護(hù)參數(shù)的強(qiáng)度。④施工方法不當(dāng)。⑤其它因素：如滑坡體、外力作用、三通交叉口地段等。

3.3 預(yù)防或處治大變形的措施 軟巖隧道施工過(guò)程中，高地應(yīng)力是客觀存在的實(shí)事，是很難人為改變的因素，因此，我們只能盡量找到其規(guī)律、以便改變施工方法，修改支護(hù)參數(shù)指導(dǎo)施工。

3.3.1 隧道高地應(yīng)力是一個(gè)復(fù)雜的巖石力學(xué)與工程問題，在國(guó)內(nèi)外專家與學(xué)者的不斷研究與探索過(guò)程中，一定會(huì)越來(lái)越清晰明了。但我們必須認(rèn)識(shí)到：并非只有埋深大的隧道地應(yīng)力才高，埋深小的隧道一樣會(huì)產(chǎn)生高地應(yīng)力。當(dāng)前我們施工人員要做的就是本著科學(xué)的態(tài)度盡量掌握真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)，反饋給設(shè)計(jì)人員。

3.3.2 “加固圍巖、處治不良地質(zhì)”，產(chǎn)生大變形地段一般構(gòu)造復(fù)雜，圍巖軟弱破碎，因此，需要我們對(duì)不良地質(zhì)及圍巖進(jìn)行超前預(yù)報(bào)，以便于提前采取相應(yīng)措施對(duì)圍巖及不良地質(zhì)進(jìn)行加固處理。目前，加固圍巖的手段主要是注漿、長(zhǎng)錨桿、長(zhǎng)管棚。需要我們施工人員做的就是加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，提高自身的地質(zhì)方面的能力，積累經(jīng)驗(yàn)。

3.3.3 初期支護(hù)的原則是“留足預(yù)留、先放后抗、強(qiáng)腰固基、量測(cè)要勤”。需要我們做到：a.加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，找出圍巖變化規(guī)律，及初支受力特點(diǎn)。在高精度測(cè)量?jī)x器普遍運(yùn)用的今天，完全利用可以儀器制定適合于自己隧道施工的量測(cè)方法。b.隧道開挖后，圍巖有一個(gè)應(yīng)力重新分布過(guò)程，因此，初期支護(hù)在“先放后抗”的柔性支護(hù)原則下，留足預(yù)留變形量，適當(dāng)加強(qiáng)初支剛度，快封閉、早成環(huán)。先讓圍巖適當(dāng)變形，然后再通過(guò)支護(hù)阻止其變形。如上面所提到的長(zhǎng)錨桿方法、雙層拱架支護(hù)方法。c.強(qiáng)腰固基，因初期支護(hù)破壞時(shí)，往往先在拱腰及基腳的地方發(fā)生，說(shuō)明這兩個(gè)部位受力比較大，但卻是初支強(qiáng)度薄弱部位，因此，初支拱腳和基腳要特別加強(qiáng)，上面提到的縱向托梁，豎向鋼管，鎖腳錨桿都是加強(qiáng)這兩個(gè)部位的。d.系統(tǒng)錨桿支護(hù)很重要，由于隧道開挖后會(huì)產(chǎn)生塑性變形區(qū)，如何確定這個(gè)塑性變形區(qū)的范圍是比較困難的，我們可以通過(guò)地質(zhì)雷達(dá)或探孔法找到巖石臨界面，然后系統(tǒng)錨桿最好進(jìn)入基巖一定深度，效果會(huì)更好。

3.3.4 軟巖隧道施工中，開挖要在“少擾動(dòng)圍巖、穩(wěn)定掌子面”的原則下，盡量采取分臺(tái)階、短進(jìn)尺、機(jī)械挖的方法。穩(wěn)定掌子面可以采取噴砼、錨桿掛網(wǎng)、注漿固結(jié)等方法。

3.3.5 要及時(shí)修改斷面形狀，改善隧道受力，使隧道盡可能達(dá)到受力最合理的形狀。如前面提到的仰拱起鼓的問題，處理時(shí)采用了調(diào)整仰拱曲率的辦法，就是調(diào)整了斷面形狀。

3.3.6 二次襯砌及仰拱要堅(jiān)決采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，提高二襯的抗壓能力，同時(shí)，二次襯砌施作時(shí)機(jī)要選擇合適，在高地應(yīng)力軟巖隧道施工中，不可拘泥于規(guī)范中所要求的數(shù)據(jù)，個(gè)人認(rèn)為，圍巖累計(jì)變形量達(dá)到預(yù)估值，變形速度顯著減小即可施工，當(dāng)然每條隧道的特點(diǎn)不同，這需要在施工過(guò)程中通過(guò)詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析制定二襯施工時(shí)機(jī)。

3.3.7 軟巖隧道施工時(shí)，遇到“三通”地段，要特別注意，該地段施工工序多，圍巖擾動(dòng)次數(shù)多，受力特別復(fù)雜，初期支護(hù)寧強(qiáng)勿弱，如金竹山隧道采用了雙層拱架施工的段落，變形就很小。施工順序安排時(shí)也要注意，最好是打完加寬段的二次襯砌后再開挖橫洞，以確保施工安全。

本文基于高地應(yīng)力軟巖隧道施工多次失敗與成功的教訓(xùn)，在處理大變形的問題上，總結(jié)了一些常規(guī)的處理措施及一些需注意的事項(xiàng)，難免有主觀性及認(rèn)識(shí)上的偏頗，要想更好的掌握高地應(yīng)力條件下的軟巖變形與隧道初期支護(hù)、預(yù)留變形量、二次襯砌施作時(shí)機(jī)的關(guān)系，還需要大量的工程實(shí)踐以及更深入的探索和研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)寶樹.隧道工程施工要點(diǎn)集.北京：人民交通出版社，2003.

[2]金竹山隧道兩階段施工設(shè)計(jì)圖，2008.

第3篇：巖石隧道施工方法范文

上部施工前，下部左襯砌軸力最大值為848.9kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為569.7kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為(文中以內(nèi)側(cè)受拉為正)80.7kN·m，位于襯砌拱底，對(duì)應(yīng)軸力為672.9kN;最大負(fù)彎矩為48.2kN·m，位于襯砌中部，對(duì)應(yīng)軸力為760.9kN。上部施工前，下部右襯砌軸力最大值為813.7kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為518kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為83.7kN·m，位于襯砌拱底，對(duì)應(yīng)軸力為644.4kN;最大負(fù)彎矩為45.1kN·m，位于襯砌中部，對(duì)應(yīng)軸力為729kN。

2上部隧道施工后下部管片內(nèi)力

上部左施工后下部管片內(nèi)力計(jì)算同時(shí)獲取了上部左施工后下部襯砌內(nèi)力，可以看出:上部左施工后，下部左襯砌軸力最大值為844kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為555.7kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為83.5kN·m，位于襯砌拱底，對(duì)應(yīng)軸力為668.8kN;最大負(fù)彎矩為50.9kN·m，位于襯砌中部，對(duì)應(yīng)軸力為756.4kN。上部左施工后，下部右內(nèi)力襯砌軸力最大值為809.7kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為510.7kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為86.1kN·m，位于襯砌拱底，對(duì)應(yīng)軸力為641.1kN;最大負(fù)彎矩為44.8kN·m，位于襯砌中部，對(duì)應(yīng)軸力為725.4kN。上部右施工后下部管片內(nèi)力從上部右施工后下部?jī)?nèi)力圖中可以看出:上部右施工后，下部左襯砌軸力最大值為774.8kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為498.1kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為88.1kN·m，位于襯砌拱底，對(duì)應(yīng)軸力為613.7kN;最大負(fù)彎矩為42.3kN·m，位于襯砌中部，對(duì)應(yīng)軸力為694.3kN。從上部右施工后，下部右內(nèi)力圖可看出，管片軸力最大值為803.7kN，位于管片拱腳;最小軸力為73.6kN，位于管片頂部。最大正彎矩為54.8kN.m，位于管片拱底，對(duì)應(yīng)軸力為641.4kN;最大負(fù)彎矩為48.8kN.m，位于管片中部，對(duì)應(yīng)軸力為722.6kN。

3圍巖位移結(jié)果與分析

計(jì)算同時(shí)獲取各工況位移云圖。下部左施工時(shí)，地層最大位移為18.3mm，位于下部左拱頂處，拱底隆起為11.0mm。下部右施工時(shí)，地層最大位移為18.6mm，位于下部右拱頂處，拱底隆起為11.4mm;下部施工完成后，地表位移為8.0mm左、右;上部施工后，地層位移大幅增加，最大下沉為28.2mm，位于上部右側(cè)拱頂，最大隆起為14.1mm，地表位移為18.0mm左、右。施工完成后，地表位移小于30.0mm，處于安全基準(zhǔn)范圍內(nèi)。

4結(jié)論與建議

第4篇：巖石隧道施工方法范文

【關(guān)鍵詞】軟巖地區(qū)；公路隧道；施工技術(shù)

在公路隧道的設(shè)計(jì)和施工中,對(duì)圍巖的正確認(rèn)識(shí)是進(jìn)行合理設(shè)計(jì)、安全施工的必要前提。對(duì)于軟巖地區(qū)的隧道工程,施工前應(yīng)對(duì)軟弱圍巖認(rèn)真調(diào)查,嚴(yán)格執(zhí)行隧道施工的有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。

1 工程概況

某隧道單跨凈寬為9.55m,凈高為7.1m,采用三心圓曲墻拱;中隔墻為直線,厚度呈線性變化,由0.57m過(guò)渡到2.82m,隧道凈空為21.8m。Ⅱ類軟巖開挖跨度為24.495m。隧道區(qū)域地貌類型屬構(gòu)造剝蝕溶蝕中-低中山峽谷。地表覆蓋層厚約17～30m,屬淺埋。根據(jù)開挖后觀察到的情況,地層巖性為薄層泥質(zhì)灰?guī)r,產(chǎn)狀160°～173°∠27°～36°。節(jié)理發(fā)育,節(jié)理間距5～8條/m,泥質(zhì)充填。圍巖破碎,完整性差,呈碎石狀松散結(jié)構(gòu),地下水較發(fā)育,巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。根據(jù)隧道施工揭示的巖層情況推斷,此段屬于Ⅱ類圍巖。

2 施工方法

2.1 施工工藝

該隧道主要工程特點(diǎn)是跨度大,地質(zhì)條件差,不良地質(zhì)現(xiàn)象主要是隧道洞口圍巖裂隙發(fā)育,巖溶影響大,引發(fā)的工程災(zāi)害主要是冒頂、塌方等?；诎踩?yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)考慮,摒棄了已取得成功經(jīng)驗(yàn)的“雙側(cè)壁導(dǎo)坑―中導(dǎo)坑的三導(dǎo)坑半斷面先墻后拱法”施工工藝,而是結(jié)合實(shí)際情況,研究確定了“中導(dǎo)坑先行、主洞兩側(cè)壁導(dǎo)坑的正臺(tái)階半斷面先拱后墻法”施工工藝。Ⅱ類軟巖段施工程序見圖1。

圖1Ⅱ類圍巖連拱隧道施工工序圖

1―中導(dǎo)坑開挖；2―中導(dǎo)坑初期支護(hù)；3―中隔墻混凝土澆筑；4―開挖左側(cè)主洞上半斷面；5―施作左側(cè)拱部初期支護(hù)；6―開挖左側(cè)下導(dǎo)坑；7―施作左側(cè)下導(dǎo)坑初期支護(hù)；8―澆筑左側(cè)二次混凝土襯砌；9―拆除中導(dǎo)坑左側(cè)支護(hù),開挖核心土；10―開挖右側(cè)主洞上半斷面；11―施作右側(cè)拱部初期支護(hù)；12―開挖右側(cè)下導(dǎo)坑；13―施作右側(cè)下導(dǎo)坑初期支護(hù)；14―澆筑右側(cè)二次混凝土襯砌；15―拆除中導(dǎo)坑右側(cè)支護(hù),開挖核心土。

2.2 洞身開挖

2.2.1 每次用全站儀準(zhǔn)確繪出開挖輪廓線,定出周邊眼、掏槽眼的位置；周邊眼位置距開輪廓線5cm,嚴(yán)格控制鉆孔外插角度,以達(dá)到規(guī)范規(guī)定的允許超挖量；每次爆破后及時(shí)檢查效果,并將測(cè)量數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)處理后及時(shí)修正爆破參數(shù),以達(dá)到最佳效果。

2.2.2 采用“中導(dǎo)坑先行、取洞兩側(cè)壁導(dǎo)坑的正臺(tái)階半斷面先拱后墻法”,由進(jìn)口方向獨(dú)頭施工。先開挖中導(dǎo)坑,開挖尺寸為4.5m×6.5m,其支護(hù)后的凈空剛好滿足徐州產(chǎn)ZL50裝載機(jī)出碴。開挖完成后對(duì)中導(dǎo)坑進(jìn)行錨噴網(wǎng)支護(hù),局部地段架設(shè)14工字鋼架,再澆筑中隔墻混凝土,為平衡一側(cè)隧道拱圈推力,要求在主洞開挖前即完成中隔墻頂部防水層、回填混凝土,并在中隔墻另一側(cè)用圓木支頂。中隔墻施工完后進(jìn)行正臺(tái)階上半斷面環(huán)行開挖并保留核心土。上半斷面開挖尺寸為10.35m×5.05m,嚴(yán)格控制循環(huán)進(jìn)尺,每次進(jìn)尺0.6～1.0m。為避免彎矩過(guò)大造成初期支護(hù)變形、開裂以至冒頂、塌方等嚴(yán)重后果,隧道開挖先由左洞進(jìn)行,先開挖的主洞與中隔墻回填方向一致,左右洞工作面距離為20～30m,并且確保右線工作面落后左線二襯及仰拱已施作完地段。正臺(tái)階上、下斷面間距為20m。

上半斷面初期支護(hù)施作完畢,通過(guò)對(duì)隧道洞身收斂和位移的監(jiān)測(cè)并確認(rèn)穩(wěn)定后,再集中機(jī)械進(jìn)行下半斷面開挖。下半斷面分部開挖,先開挖側(cè)墻,采用對(duì)稱馬口跳槽法。根據(jù)圍巖的情況,馬口開挖每次控制在3m以內(nèi),同時(shí)在開挖過(guò)程中嚴(yán)格控制炮眼的深度、眼數(shù)和裝藥量。再拆除中導(dǎo)坑左側(cè)支護(hù),進(jìn)行下半斷面核心土開挖。

2.3 初期支護(hù)施工

2.3.1 中導(dǎo)坑由于洞徑小,覆跨比大,支護(hù)參數(shù)為:噴射C20混凝土,厚度80cm；鋼筋網(wǎng)采用 8圓鋼,網(wǎng)孔尺寸20cm×20cm；系統(tǒng)錨桿采用D25中空注漿錨桿,每根長(zhǎng)3.5m,1.2m×0.75m,梅花形布置;鋼支撐采用I14工字鋼,間距100cm/榀；

2.3.2 主洞埋深淺、跨度大,部分存在山體偏壓,主要以剛性支護(hù)為主,其主要支護(hù)參數(shù)為:噴射C20混凝土,厚度25cm;R32N超前自進(jìn)式錨桿,錨桿與襯砌中線平行以8°～12°仰角打入拱部圍巖,長(zhǎng)6m,環(huán)向間距50m,縱向間距4.5m;鋼筋網(wǎng)采用 8圓鋼,網(wǎng)孔尺寸20cm×20cm;徑向錨桿采用3.5m長(zhǎng) 22藥卷錨桿及6m長(zhǎng) 25預(yù)應(yīng)力(鋼筋)錨桿長(zhǎng)短結(jié)合；當(dāng)鋼支撐墊板下或拱墻結(jié)合部基礎(chǔ)較軟且有地下水時(shí),增設(shè)2~3根鎖腳錨桿,每根長(zhǎng)4m;鋼支撐采用I20b工字鋼,間距50cm/榀;采用上下臺(tái)階施作鋼支撐時(shí),為避免拱部初支結(jié)構(gòu)下沉、拉裂,又對(duì)立好的拱架采取對(duì)撐、斜撐及內(nèi)拉等方法進(jìn)一步加固。并在墻拱結(jié)合處,打WTD25鎖腳錨桿或 42×4無(wú)縫鋼管進(jìn)行注漿及先施作縱向托梁的方法進(jìn)行支撐；

2.3.3 在這里需要提及的是,噴混凝土采用濕噴工藝,噴射機(jī)械采用成都產(chǎn)ZP―VB2型濕噴機(jī),三峽42.5級(jí)水泥,RH液態(tài)速凝劑摻量4%,最大摻量7%。濕噴工藝與干噴相比粉塵較小,有效地減少了回彈,節(jié)約了成本,提高了工作效率;

2.4 監(jiān)控量測(cè)技術(shù)

通過(guò)對(duì)施工過(guò)程中圍巖和支護(hù)狀況的監(jiān)控量測(cè),運(yùn)用力學(xué)計(jì)算法或經(jīng)驗(yàn)法,進(jìn)行信息反饋及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì),指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工,確保隧道施工的安全和質(zhì)量,及時(shí)掌握圍巖和支護(hù)的動(dòng)態(tài),為修改設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù),為調(diào)整施工方法提供依據(jù)。為此,專門成立監(jiān)控量測(cè)小組,負(fù)責(zé)對(duì)周邊位移、拱頂下沉、地表下沉進(jìn)行監(jiān)測(cè),對(duì)地質(zhì)及支護(hù)情況進(jìn)行觀察。

2.5 二次襯砌

在漆樹槽隧道施工過(guò)程中,既要重視監(jiān)控量測(cè)的信息反饋及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的時(shí)效性,又要考慮到山區(qū)高速公路復(fù)雜地質(zhì)條件下在設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)驗(yàn)類推法所帶來(lái)的局限性。軟巖隧道早期變形快,如果等圍巖收斂變形趨于穩(wěn)定時(shí)再進(jìn)行二襯,假如設(shè)計(jì)時(shí)支護(hù)剛度和強(qiáng)度不夠,很可能導(dǎo)致初期支護(hù)變形、開裂甚至冒頂或塌方,后果不堪設(shè)想。因此采取了二襯緊跟、仰拱及時(shí)封閉成環(huán)的施工措施,有效地控制了圍巖變形。在進(jìn)行二襯時(shí)須注意以下幾點(diǎn): (1)左、右兩洞及中墻二襯三者施工縫不能重合在一個(gè)斷面上,相互錯(cuò)開至少2m；(2)為了避免拱部襯砌混凝土結(jié)構(gòu)下沉、拉裂等現(xiàn)象發(fā)生,在隧道的二次襯砌中,不宜采用先拱后墻法施工混凝土襯砌； (3)襯砌采用整體式液壓鋼模臺(tái)車一次完成；(4)根據(jù)規(guī)范的要求預(yù)留變形量,進(jìn)一步保證隧道凈空設(shè)計(jì)要求。

3 體會(huì)與建議

實(shí)踐證明,只有充分靈活運(yùn)用“新奧法”的施工原則,才能牢牢掌握主動(dòng)權(quán)，且連拱隧道混凝土襯砌不宜采用先拱后墻的施工方法,其拱墻結(jié)合部所帶來(lái)的滲漏水問題、沉降問題、混凝土外觀問題等不能忽視。另外，連拱隧道施工過(guò)程中必須要加強(qiáng)對(duì)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果的分析,尤其是要以拱部垂直位移、中隔墻以上的拱部水平收斂為重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]關(guān)寶樹.隧道工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)集[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2]王建紅.淺談軟弱圍巖隧道施工技術(shù)[J].鐵道建筑,2006(12):54-55.

第5篇：巖石隧道施工方法范文

Abstract： LEC method is now commonly used risk analysis method， but this method is too subjective in the risk occurrence probability making. Aimed at this defect， this paper improves the subjective marking-making of risk occurrence probability to the two factors， "system intrinsic energy" and "artificial control energy". Finally， this paper applies the improved model to the safety risk occurrence probability of tunnel construction of a highway project and has achieved good results.

關(guān)鍵詞： LEC法；公路工程；安全風(fēng)險(xiǎn)分析

Key words： LEC method；highway engineering；safety risk analysis

中圖分類號(hào)：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2012）30-0118-03

0 引言

近年來(lái)LEC方法廣泛應(yīng)用于風(fēng)險(xiǎn)管理的各個(gè)領(lǐng)域并發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。但是，該方法存在著很大的局限性，這主要是由于風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性的確定方法和過(guò)程過(guò)于依賴主觀判斷，本文則在深入研究該方法的基礎(chǔ)上圍繞著合理改進(jìn)及實(shí)際應(yīng)用展開研究。

1 傳統(tǒng)LEC方法及不足

1.1 LEC法概述 LEC評(píng)價(jià)法是一種傳統(tǒng)方法，是一種對(duì)潛在環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別定位的一種方法，從本質(zhì)上講，LEC法在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的數(shù)據(jù)來(lái)源主要是事故發(fā)生大小的概率、在危險(xiǎn)環(huán)境人體暴露的可能性、危險(xiǎn)發(fā)生所造成的后果三個(gè)方面：LEC法的表達(dá)式為：D=L*E*C

式中：L——事故發(fā)生概率；E——人體暴露的頻繁程度；C——一旦危險(xiǎn)發(fā)生造成的后果。

一般來(lái)說(shuō)，D的數(shù)值越大則潛在風(fēng)險(xiǎn)越大。所以采用LEC法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)就要著重從L和E這兩個(gè)方面對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制。

1.2 該方法的不足 在D計(jì)算過(guò)程的三個(gè)要素中，危險(xiǎn)環(huán)境下人體暴露的概率E和風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生所造成后果C的估計(jì)相對(duì)比較客觀，其判斷數(shù)值往往能夠客觀反映出真實(shí)情況，但是L的取值往往主觀判斷有些失真，這就給LEC法帶來(lái)一些局限性，若主觀判斷的L值不準(zhǔn)確就容易造成評(píng)價(jià)失真。

L的判斷由于主觀因素過(guò)大在很大程度上影響了該方法的準(zhǔn)確性，這對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果是有影響的。所以，有必要針對(duì)這一特點(diǎn)對(duì)L的取值方法進(jìn)行改進(jìn)，使其更加科學(xué)合理。

2 LEC法的改進(jìn)研究

2.1 L取值的改進(jìn) L數(shù)值的實(shí)際意義是風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能概率，而風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生則取決于某工序或者工作自身存在的能量及人們對(duì)這種能量的控制能力。所以，本文將L取值劃分為由“該工序或者要素的系統(tǒng)固有能量”和“人們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程和安全管理中的綜合能力對(duì)系統(tǒng)固有能量的控制能力”兩個(gè)要素組成，并且兩個(gè)要素的差就是風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生的可能性L。

改進(jìn)模型中L的表達(dá)式為：L=B-B1

式中：B：系統(tǒng)固有能量大?。籅1：系統(tǒng)人為的控制能量。

傳統(tǒng)LEC方法表達(dá)式結(jié)合上式可知，改進(jìn)LEC法表達(dá)為：D=（B-B1）*E*C

2.2 模型參數(shù)的取值研究 傳統(tǒng)方法下LEC法中L的打分為從0到10不等的數(shù)值，發(fā)生概率越大則數(shù)值越大。所以改進(jìn)方法中的L值也應(yīng)在該范圍，本文對(duì)原方法的改進(jìn)是希望通過(guò)降低主觀成分而提高L取值客觀性。

為了使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，我們假設(shè)人們對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的控制能力反映五個(gè)方面。分別是：作業(yè)人員素質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)安全組織機(jī)構(gòu)、工藝技術(shù)安全措施、規(guī)章制度及安全教育程度。

本文規(guī)定各因素取值之和為5并根據(jù)專家意見給這5個(gè)因素賦予權(quán)重如表1。

依據(jù)項(xiàng)目管理的實(shí)際情況，本文按照以下標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各因素進(jìn)行打分。

結(jié)合某工序的自身特點(diǎn)及項(xiàng)目實(shí)際情況通過(guò)前文規(guī)定的計(jì)算方法就可以得到改進(jìn)LEC模型中的B1值。

本文B的含義為“系統(tǒng)自身固有能量”，本文中，系統(tǒng)的概念主要指的是工序及組成該工序的各個(gè)動(dòng)作所含有的固有能量，所以對(duì)于各個(gè)工序來(lái)講B的取值比較客觀。

本文對(duì)于B1的取值范圍的定義在5分到20分之間，但B1的取值在15分以上幾乎是不可能的，因?yàn)檫@基本是一種完美的理想狀態(tài)，所以多數(shù)時(shí)候B1的數(shù)值應(yīng)在5分到15分之間。為了使得L的取值處在合理范圍，B的取值應(yīng)該在15到10分之間。

B取值的另一要素就是我們?cè)谶M(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)研究對(duì)象的特點(diǎn)及我們所選定的考慮的要素。B由于是系統(tǒng)的固有能力，所以當(dāng)固有能量越高的時(shí)候B的得分就要越高，以隧道項(xiàng)目為例，B的取值可見表3。

3 案例分析

HQ高速項(xiàng)目的施工正在進(jìn)行，本文將改進(jìn)后的LEC法應(yīng)用于該項(xiàng)目的隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理中。運(yùn)用前文構(gòu)建的改進(jìn)LEC法可知，E的取值取決于人員暴露于危險(xiǎn)環(huán)境的頻繁程度，其取值見表4。

同理，事故后果C的取值可見表5。

本文根據(jù)高速項(xiàng)目實(shí)際情況確定，總分在400以下，認(rèn)為是低度風(fēng)險(xiǎn)；風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)?shù)值在400以上，是要采取措施進(jìn)行整改的重大風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)的具體劃分如表6所示。

由上文可知模型中的E和C在不同情況下的取值，而L的取值則通過(guò)L=B-B1得到。本文B的值由經(jīng)驗(yàn)豐富的從業(yè)人員及相關(guān)專家討論取定。B1的值則根據(jù)上文所提出的方法加計(jì)算得到，以鉆眼工序中漏電風(fēng)險(xiǎn)因素為例，B1取值的計(jì)算式為：0.5*0.5*2+1*2+2.5*3+0.5*1+0.5*2=12。

同理，可以計(jì)算出其他工序的B1值，由此可得到表7。

通過(guò)表7的評(píng)價(jià)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為四級(jí)的有爆破項(xiàng)目中的無(wú)統(tǒng)一指揮及啞炮未查出兩項(xiàng)，并建議項(xiàng)目部將該兩項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)列為主要安全風(fēng)險(xiǎn)防控對(duì)象。

最終項(xiàng)目部采納了建議并制定了相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，通過(guò)該方法分析后的公路各分部工程安全風(fēng)險(xiǎn)管理的針對(duì)性更強(qiáng)，管理人員可以在工序?qū)用嬷庇^的找到安全風(fēng)險(xiǎn)威脅的來(lái)源，提高了施工過(guò)程的安全風(fēng)險(xiǎn)管理水平。

4 結(jié)論

將本文構(gòu)建的模型應(yīng)用于實(shí)際的HQ高速項(xiàng)目隧道施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理中，使得該項(xiàng)目各個(gè)標(biāo)段均能夠主動(dòng)的發(fā)現(xiàn)并預(yù)防在工序?qū)哟蔚暮炘陲L(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用本文改進(jìn)模型使得該項(xiàng)目的安全風(fēng)險(xiǎn)管理水平得到了很大的提高，證明了本文對(duì)LEC法的改進(jìn)是合理可行的并具有一定實(shí)踐意義的。

參考文獻(xiàn)：

[1]喬鵬.公路工程基礎(chǔ)定額數(shù)據(jù)測(cè)定方法選擇及多因素?cái)?shù)據(jù)差異性研究.碩士論文.2010.

[2]王首緒.喬鵬.張征爭(zhēng)等.基于AHP方法的公路施工定額現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定方法的適應(yīng)性選擇[J].中外公路，2010，4：72-76.

第6篇：巖石隧道施工方法范文

[關(guān)鍵詞]淺埋暗挖法 隧道施工 基本原理 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU523 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）17-0115-01

1. 淺埋暗挖法的含義

所謂淺埋暗挖法，就是指施工人員在距離地表較淺的地下所進(jìn)行的各種地下洞室挖掘的一種施工方法。由于該種施工方法的施工過(guò)程成本投入較低，且周圍的拆遷較少，使用過(guò)程中靈活多變且不需要各種專用設(shè)備的輔助，淺埋暗挖法在當(dāng)前我國(guó)各種地下工程施工中得到了較為廣泛的應(yīng)用。尤其是在隧道施工方面，淺埋暗挖法更是充分發(fā)揮了自己的優(yōu)勢(shì)，提高了具體的施工效率及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

在進(jìn)行隧道施工的過(guò)程中，施工人員必須充分考慮隧道線路所穿越的土層及土質(zhì)情況，而后根據(jù)這些情況制定合理的施工方案，并選擇配套的施工技術(shù)等。該中方法主要采用了超前加固、改變開挖的臺(tái)階的長(zhǎng)度以及優(yōu)化開挖的順序等手段來(lái)進(jìn)一步提高隧道的開挖質(zhì)量，保證施工安全，提高施工效率。因此，淺埋暗挖法可以充分利用地下的空間，避免對(duì)地上的周圍環(huán)境造成不必要的影響。

2. 淺埋暗挖法的基本原理

要理解淺埋暗挖法的效果，就必須弄清楚其基本的原理。淺埋暗挖法是在新奧法的理論基礎(chǔ)上提出來(lái)的，而新奧法理論這是圍繞隧道施工提出來(lái)的。它的核心內(nèi)容及主旨精神是在隧道開挖的過(guò)程中，施工人員必須采取合理的措施，保護(hù)隧道周圍的巖石及土層等，以便提高周圍巖石及土層的穩(wěn)定性，保證施工安全。也就是說(shuō)，施工企業(yè)要認(rèn)真考察隧道周圍土層的實(shí)際情況，而后對(duì)周圍土層的變形進(jìn)行合理的管理及控制。例如，很多施工企業(yè)會(huì)采取積極的措施，對(duì)隧道周圍的土層進(jìn)行加固處理，防止出現(xiàn)土層沉降及穩(wěn)定性下降的現(xiàn)象。

淺埋暗挖法在新奧法理論的基礎(chǔ)上，作了進(jìn)一步的提升。在初次支護(hù)的過(guò)程中，施工人員必須合理設(shè)計(jì)支護(hù)的荷載，同時(shí)將二次模筑襯砌作為施工的安全儲(chǔ)備，這樣一來(lái)，工程的穩(wěn)定性就會(huì)得到進(jìn)一步的提高。同時(shí)，在應(yīng)用淺埋暗挖法進(jìn)行施工時(shí)，工作人員要采用多種輔助方法。如超前支護(hù)法，這樣可以加固施工地點(diǎn)周圍巖石的穩(wěn)定性，并提高其承受力。或者說(shuō)，施工人員可以采用合理的開挖方法，使施工地點(diǎn)的各種支護(hù)封閉起來(lái)形成一個(gè)環(huán)路，構(gòu)成聯(lián)合的支護(hù)體系。另外，在施工過(guò)程中，工作人員要做好監(jiān)控測(cè)量工作，并將得到的信息及時(shí)反饋給其他工作人員。這些人員要利用實(shí)際信息，不斷調(diào)整和優(yōu)化施工方案，盡量避免塌方、沉降等安全事故的發(fā)生，提高施工安全管理水平。

3. 淺埋暗挖法在隧道施工中的應(yīng)用

為了充分發(fā)揮淺埋暗挖法在隧道施工中的作用，筆者認(rèn)為各個(gè)隧道施工企業(yè)必須做好以下幾個(gè)方面：提高施工技術(shù)、加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)控制以及及時(shí)處理各種坍塌事故等。下面，筆者將結(jié)合潼湖隧道施工方案進(jìn)行具體的闡述，該工程的具體情況如下： 潼湖隧道處于華南準(zhǔn)地臺(tái)湘桂贛粵中拗褶束的中部，斷裂構(gòu)造較發(fā)育。淺部巖石風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體完整性較差，深部節(jié)理裂隙不發(fā)育～較發(fā)育，地表主要五組（裂隙）節(jié)理裂隙組合不利于隧道圍巖穩(wěn)定。

3.1 提高施工技術(shù)，防止地面沉降

淺埋暗挖法在當(dāng)前的隧道施工中得到了較為廣泛的應(yīng)用，但一個(gè)現(xiàn)象的出現(xiàn)另大部分的施工企業(yè)感到頭疼 在隧道施工的過(guò)程中，由于施工技術(shù)及施工方法不到位，施工現(xiàn)場(chǎng)的地面出現(xiàn)下沉跡象。這極大地影響了正常的施工進(jìn)度，對(duì)施工質(zhì)量也造成了極大地影響。首先，施工單位必須聘請(qǐng)專門的工作人員對(duì)施工地點(diǎn)的土質(zhì)、土層等進(jìn)行嚴(yán)格的勘測(cè)和調(diào)研，根據(jù)土質(zhì)的不同特點(diǎn)選擇合適的施工方法。其次，優(yōu)化施工技術(shù)，主要采用控制爆破技術(shù)，盡量建設(shè)對(duì)周圍巖石及土層的擾動(dòng)程度，以便提高巖石自身的承載能力，充分發(fā)揮支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用。隧道施工的過(guò)程中，地面沉降的出現(xiàn)是各種因素相互作用的結(jié)果。為了防止地面下降，施工人員最好對(duì)控制地下水的抽排放工作.同時(shí)，可以選用旋噴樁來(lái)阻斷地下滲水通道，將地下水含量控制在合理的范圍之內(nèi)。到目前為止，對(duì)于不同的隧道工程施工過(guò)程中出現(xiàn)的地面沉降問題，我們并不能得出其準(zhǔn)確的影響因素。因此，各個(gè)施工企業(yè)必須從各個(gè)方面，采取各種積極有效的措施，盡量防止地面的沉降，保證隧道工程安全迅速進(jìn)行。

3.2 加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)控制

在應(yīng)用淺埋暗挖法進(jìn)行隧道施工時(shí)，工作人員必須要做好檢測(cè)和控制工作。首先，要堅(jiān)持先護(hù)頂后開挖的原則，在充分考察土質(zhì)情況的前提下，可采用地面注漿和地面錨桿的方法對(duì)施工地點(diǎn)的土層進(jìn)行預(yù)先加固。其次，要選擇合理的開挖方式，最好一邊開挖，一邊進(jìn)行支護(hù)，保證土層的穩(wěn)定性。開挖基本成形以后，要進(jìn)行初次支護(hù)，加強(qiáng)各個(gè)工作環(huán)節(jié)之間的銜接。一旦發(fā)現(xiàn)初次支護(hù)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，且進(jìn)行再次支護(hù)處理不合適時(shí)，要對(duì)隧道周圍的巖石進(jìn)行注漿，改善支護(hù)的受力條件，防止出現(xiàn)變形過(guò)大的情況。就潼湖隧道工程來(lái)說(shuō)，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果結(jié)合實(shí)地定出邊仰坡開挖線，在開挖線5米外定出截水溝，人工開挖。開挖過(guò)程適當(dāng)調(diào)整截水溝線形，盡量保證其順暢美觀且不積水。同時(shí)，在開挖挖時(shí)先清除邊仰坡上的浮土、危石和堆石，再按設(shè)計(jì)進(jìn)行邊仰坡放線，開挖部位按先外后內(nèi)自上而下進(jìn)行，開挖時(shí)使用挖機(jī)開挖，裝載機(jī)配合自卸車裝運(yùn)棄渣至指定位置。再次，應(yīng)盡量降低施工過(guò)程對(duì)周圍土層及巖層所造成的負(fù)面影響，采用綜合的配套施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安全施工。在一些遠(yuǎn)離市區(qū)的隧道施工過(guò)程中，可以采用爆破開挖的方式，進(jìn)一步提高施工效率。

3.3 及時(shí)處理各種坍塌事故

在隧道施工的過(guò)程中，由于各種因素的影響，總會(huì)發(fā)生一些令人不愉快而又影響工程質(zhì)量的事情。尤其是坍塌事故，確實(shí)給隧道施工造成了極為嚴(yán)重的負(fù)面影響。究其原因，主要在于以下幾個(gè)方面：第一，施工地點(diǎn)底層預(yù)加固效果不好。尤其是在一些土層松軟地區(qū)，容易出現(xiàn)坍塌情況。第二，隧道工程開挖面暴露的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，且由于受到地面震動(dòng)影響較大，坍塌可能性較大。第三，降水、河湖暗挖等會(huì)使地下水含量過(guò)多，破壞原有平衡，引起坍塌。為了盡量避免坍塌事故的發(fā)生，施工企業(yè)必須采取以下措施：首先，檢測(cè)施工地點(diǎn)的狀況，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)丶庸烫幚?。其次，開挖后要及時(shí)封閉，減少其暴露時(shí)間，盡量早封閉，而后進(jìn)行注漿。再次，重視地下水及地表水的處理工作，減少施工地點(diǎn)的含水量，保證土層的穩(wěn)定性。除此之外，施工企業(yè)必須做好安全管理工作，盡量避免各種安全事故的發(fā)生，保證人們的生命安全等。

4. 總結(jié)

淺埋暗挖法的應(yīng)用極大地提高了工程的施工效率，對(duì)于隧道工程的建設(shè)來(lái)說(shuō)具優(yōu)勢(shì)十分重要的意義。但就目前來(lái)看，在隧道施工中該方法的應(yīng)用仍然存在不少問題。經(jīng)過(guò)分析和研究，筆者認(rèn)為當(dāng)前隧道施工企業(yè)應(yīng)該不斷提高具體的施工技術(shù)，盡量避免地面下沉現(xiàn)象的出現(xiàn)；加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題；及時(shí)處理施工過(guò)程中出現(xiàn)的坍塌事故，并采取各種安全措施，盡量避免各種安全事故的發(fā)生。總之，各個(gè)施工企業(yè)必須重視淺埋暗挖法的應(yīng)用，同時(shí)還要加快技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)化隧道施工技術(shù)，建設(shè)高質(zhì)量隧道，促進(jìn)我國(guó)道路交通事業(yè)的順利發(fā)展。相信未來(lái)，我國(guó)的隧道施工技術(shù)一定能得到更好的發(fā)展，隧道工程的質(zhì)量也會(huì)進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)

第7篇：巖石隧道施工方法范文

關(guān)鍵詞: 新屋隧道；F1斷裂帶；靜態(tài)爆破；TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

1.引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，城市快速路建設(shè)的快速發(fā)展和交通量的逐步增多，大斷面公路隧道工程將日益增加。但是，對(duì)于雙向八車道（或單向四車道）大斷面公路隧道工程施工實(shí)踐并不多。當(dāng)前，我國(guó)現(xiàn)階段的四車道大斷面公路隧道建設(shè)既無(wú)成熟的經(jīng)驗(yàn)供參考，又無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范可參照；從目前情況來(lái)看，由于其自身具有眾多復(fù)雜的因素，再加上四車道隧道的跨度大，因而大斷面隧道的施工技術(shù)總結(jié)顯得尤為重要。

我們將目前國(guó)內(nèi)雙向八車道公路隧道及相似地下工程建設(shè)情況做一匯總，見下表1-1，從表中我們可以看出，雙線八車道公路隧道單洞最大跨度在23米左右，其最大高度含仰拱13米左右，從起拱線算起矢跨比最小為0.41,設(shè)計(jì)、施工建設(shè)難度都很大。而新屋隧道是目前國(guó)內(nèi)扁平率較小、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的雙向八車道公路隧道。

表1－1 雙向八車道公路隧道及相似地下工程建設(shè)情況

2、項(xiàng)目概況

2.1、工程簡(jiǎn)介

新屋隧道位于深圳市西麗片區(qū)塘朗山，是一座雙向八車道公路隧道, 左線起訖里程：Z12+220～Z12+844，長(zhǎng)624m；右線起訖里程：Y12+240～Y12+844，長(zhǎng)604m；左、右線隧道結(jié)構(gòu)間凈距為19m～34m，左、右線隧道結(jié)構(gòu)間凈距為19m～34m，隧道內(nèi)設(shè)車行橫通道和人行橫通道各1處，中心里程分別為：Y12+430和Y12+550。

2.2、地質(zhì)及水文情況

根據(jù)地域資料及地質(zhì)調(diào)查，勘查區(qū)及其周邊出露的地層主要有第四系地層、燕山期粗?；◢弾r、加里東區(qū)混合花崗巖。隧道地貌單元為剝蝕丘陵地帶，地勢(shì)起伏較大，植被茂盛，自然地形坡度一般20～40度，地面標(biāo)高一般在30～107m。

新屋隧道隧址區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，干濕季節(jié)明顯，夏秋季有臺(tái)風(fēng)，臺(tái)風(fēng)影響時(shí)間為5～12月。地下水主要為松散土類孔隙水和基巖裂隙水。松散類土厚度變化較大且不穩(wěn)定，水量中等～貧乏，隧道基巖為燕山期粗?；◢弾r和加里東期混合花崗巖，節(jié)理發(fā)育，儲(chǔ)水量較大，是該區(qū)的主要含水層位，含水層富水性及透水性較好。根據(jù)水質(zhì)分析，地下水對(duì)混凝土具分解類酸型中等腐蝕性。

2.3、隧道設(shè)計(jì)情況

（1）隧道平、縱斷面

左、右線隧道均為曲線隧道，平曲線半徑為1200m，左、右線隧道結(jié)構(gòu)凈距為19～34m。左右線縱坡設(shè)計(jì)由小里程至大里程分兩個(gè)坡度1%和1.25%。

（2）隧道凈空、橫斷面

隧道橫斷面按分離式雙洞、即單洞四車道單向行駛斷面設(shè)計(jì)。隧道斷面凈寬18.99m，行車寬度15m（4×3.75m），雙側(cè)設(shè)寬0.75m檢修道；行車道凈高5m。路面橫坡2%，向曲線內(nèi)側(cè)下坡。隧道內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)為五心圓拱形式。內(nèi)輪廓尺寸考慮了結(jié)構(gòu)施工誤差、預(yù)留變形、運(yùn)營(yíng)期間的部分設(shè)備安裝及裝修所需空間。

（3）結(jié)構(gòu)形式

按新奧法原理設(shè)計(jì)，充分利用圍巖自承能力，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)除明洞段，均采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。有Ⅴ級(jí)復(fù)合加強(qiáng)、Ⅴ級(jí)復(fù)合、Ⅳ級(jí)復(fù)合、Ⅲ級(jí)復(fù)合及明洞五種斷面形式，各斷面均設(shè)雙側(cè)電纜溝，設(shè)清、污分流雙側(cè)水溝。

2.4、工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

2.4.1 工程特點(diǎn)

（1）、隧道跨度超大：新屋隧道是分離式雙向八車道公路隧道，隧道開挖斷面寬最大為21m，高度為13.32m。

（2）、隧道地質(zhì)狀況差：隧道IV、V級(jí)圍巖占79.4%，III級(jí)圍巖占20.6%，施工工序轉(zhuǎn)換復(fù)雜，開挖進(jìn)度慢。隧道在Z12+585～+615和Y12+480～+520范圍內(nèi)有破碎構(gòu)造帶F1，為斷層碎裂巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，需要采用超前大管棚支護(hù)、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖。

（3）、隧道開挖控制爆破要求高：本標(biāo)段進(jìn)口為工業(yè)廠區(qū)周邊建筑物較多（計(jì)量院內(nèi)有精密儀器，不能受震動(dòng)影響），為了避免爆破對(duì)建筑物造成破壞，隧道開挖均采取靜態(tài)爆破和光面控制爆破技術(shù)。

2.4.2 工程難點(diǎn)

隧道進(jìn)出洞口段覆蓋較薄，巖性透水性好，雨季施工易出現(xiàn)涌水、坍塌。 Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖施工采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，工序復(fù)雜，組織快速化施工困難。

3、隧道施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1、洞口淺埋暗挖段施工技術(shù)

由于地質(zhì)條件較差，邊、仰坡及圍巖自穩(wěn)能力極差，在這種情況下，要作好洞口段的施工，以盡快形成安全的進(jìn)洞條件，采取方案為：進(jìn)洞前先做好洞頂排水天溝，對(duì)仰坡進(jìn)行噴錨支護(hù)，盡量少刷坡。完成長(zhǎng)管棚超前支護(hù)后，進(jìn)洞開挖采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，人工配合機(jī)械開挖，型鋼鋼架支撐和掛網(wǎng)、噴、錨等聯(lián)合支護(hù)方式。

圖3-1 隧道洞口段V級(jí)圍巖雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工效果圖

隧道洞口覆蓋層較薄，暗洞進(jìn)洞相對(duì)困難，因此設(shè)置了一定長(zhǎng)度的明洞。明洞采用明挖順做法施工，洞口土石方利用人工配合機(jī)械自上而下分層開挖、分層噴錨支護(hù)；襯砌分兩部分施工，先施工仰拱及墻角鋼筋砼，后進(jìn)行拱墻襯砌施工。

3.2、F1斷裂帶施工

3.2.1 F1斷裂帶情況

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，隧道在Z12+590～+617和Y12+480～+524范圍內(nèi)有破碎構(gòu)造帶F1。左線F1斷裂帶為斷層碎裂巖、角礫巖、糜棱巖、斷層泥組成，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，呈微漲，巖體結(jié)構(gòu)為碎塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu)或碎裂及碎裂結(jié)構(gòu)，F(xiàn)1斷裂帶長(zhǎng)30m，處于Ⅴ級(jí)圍巖，隧道穿越微風(fēng)化層與弱風(fēng)化層，隧道頂部弱風(fēng)化層覆蓋厚度23m，強(qiáng)風(fēng)化層5m。右線F1斷裂帶位于淺埋地段，圍巖主要為弱～微風(fēng)化加里東期混合花崗巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖石完整性、穩(wěn)定性較差，巖體呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)或碎塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。F1斷裂帶長(zhǎng)40m，處于Ⅴ級(jí)圍巖，隧道穿越弱風(fēng)化層與強(qiáng)風(fēng)化層，隧道頂部強(qiáng)風(fēng)化層覆蓋厚度1m，全新統(tǒng)沖洪積層10m。

3.2.2 F1斷裂帶施工方案

(一)左線隧道開挖方案

由于左線隧道F1斷裂帶處于微風(fēng)化與弱風(fēng)化之間，隧道頂部弱風(fēng)化層覆蓋厚度有23m，強(qiáng)風(fēng)化層有5m。又根據(jù)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)及勘測(cè)抽芯報(bào)告，該段范圍內(nèi)巖性主要為混合花崗巖，強(qiáng)～弱風(fēng)化，總體巖石較堅(jiān)硬。節(jié)理裂隙較發(fā)育～發(fā)育，巖石較完整～較破碎（其中：+635～+623、+606～+570段節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石較破碎）;地下水較發(fā)育，局部有滲水或小股流水；穩(wěn)定性一般～較差。施工過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，圍巖狀況好的情況下采用“三臺(tái)階弧形導(dǎo)坑法”開挖；圍巖狀況差的情況下采用“CD(中壁)臺(tái)階法”開挖。支護(hù)參數(shù)按設(shè)計(jì)施工。

(二)右線隧道開挖方案

由于右線F1斷裂帶位于淺埋地段，隧道穿越弱風(fēng)化層與強(qiáng)風(fēng)化層，隧道頂部強(qiáng)風(fēng)化層覆蓋厚度1m，全新統(tǒng)沖洪積層10m。圍巖主要為弱～微風(fēng)化加里東期混合花崗巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖石完整性、穩(wěn)定性較差，巖體呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)或碎塊狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。開挖方法按設(shè)計(jì)采用“雙側(cè)壁導(dǎo)坑法”開挖。

開挖前，對(duì)于開挖掌子面首先采用20cm厚的C20噴射混凝土封閉，然后對(duì)開挖線內(nèi)及開挖線以外2m范圍的巖層進(jìn)行注漿止水和注漿加固處理，注漿止水加固采用長(zhǎng)管和短管相結(jié)合的方法，長(zhǎng)管長(zhǎng)度L=6m，短管長(zhǎng)度L=3m，均采用￠42×3.5鋼花管。每次掌子面封閉注漿時(shí)，預(yù)留出2根管作排水孔。長(zhǎng)管注漿每2m一個(gè)循環(huán)，止?jié){墻厚度大于2m，長(zhǎng)管注漿遺留的空隙有短管注漿彌補(bǔ)。注漿壓力0.5―1.5Mpa。

該段施工按設(shè)計(jì)拱部1500范圍內(nèi)打設(shè)雙層超前小導(dǎo)管，外插角為10-150和15-300，長(zhǎng)度L=3m，環(huán)向間距40cm，縱向間距1.5m，采用水泥水玻璃雙漿液注漿。采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行開挖施工，鋼架架立緊跟開挖面，做好初期支護(hù)，并同時(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控量測(cè)工作。

3.3、開挖鉆爆設(shè)計(jì)

3.3.1 光面控制爆破控制技術(shù)

新屋隧道由于開挖斷面跨度大，地質(zhì)條件較復(fù)雜，隧道除進(jìn)口端采用靜態(tài)爆破外，其余均采用光面控制爆破，以最大限度保護(hù)周邊巖體的完整性，控制超欠挖量。

光面控制爆破工藝流程：

3.3.2 靜態(tài)爆破施工技術(shù)

（1）、靜態(tài)爆破原理：

靜態(tài)爆破（又稱靜態(tài)破碎）是將一種含有鈣、鋁、鎂、硅、鐵等元素的無(wú)機(jī)鹽粉末狀破碎劑，用適量水調(diào)成流動(dòng)狀漿體，直接灌入鉆孔中，經(jīng)水化反應(yīng)后，產(chǎn)生巨大膨脹壓力（可達(dá)30～50MPa），將巖石（抗拉強(qiáng)度4～10MPa）脹裂、破碎的爆破方法。

（2）、工藝特點(diǎn)：

破碎物體時(shí)不產(chǎn)生震動(dòng)、噪音、飛石、粉塵及有毒氣體，屬無(wú)公害環(huán)保型產(chǎn)品，不屬易燃、易爆物品。運(yùn)輸、保管安全可靠，使用方便。膨脹劑破碎效果穩(wěn)定，一般可使被破碎物在 12 小時(shí)以內(nèi)發(fā)生破碎。

（3）施工方法：

因本工程隧道進(jìn)口端巖石屬Ⅴ級(jí)圍巖，隧道跨度達(dá)21m，參照暗挖隧道新奧法施工工藝，分段分區(qū)開挖作業(yè)方案，隧道上部在超前長(zhǎng)管棚或超前小導(dǎo)管注漿加固圍巖的措施下，首先完成上半斷面開挖，并將工作面推進(jìn)到預(yù)計(jì)位置（進(jìn)洞40m）。完成上斷面開挖和支護(hù)工作后，采用相同方法進(jìn)行下半斷面開挖。如果不影響上斷面施工，在保持一定距離情況下，上下斷面可同時(shí)推進(jìn)。

靜態(tài)破碎工作面開展與炮孔定位受巖石風(fēng)化情況影響，上斷面開挖容易在上部風(fēng)化或巖石破碎帶找到突破口，在掌子面上用風(fēng)鎬或炮機(jī)擴(kuò)大形成一個(gè)槽，槽底深度達(dá)到一次進(jìn)尺的深度，這樣增加了一個(gè)自由面，以利靜態(tài)破碎劑脹裂破巖施工。當(dāng)開槽困難時(shí)，也可用大孔徑鉆孔法形成自由面，以大炮孔為中心向周邊逐步擴(kuò)展，俗稱掏洞法。上斷面一般采用淺眼法，向下傾斜孔，孔徑40mm，水平進(jìn)尺0.5～0.8m；下斷面采用深孔法，向下垂直孔，孔徑76mm，臺(tái)階高度3～5m。

（4）、靜態(tài)爆破參數(shù)

①、上斷面開挖

a、水平進(jìn)尺L ： L＝0.5～0.8m。

b、鉆孔直徑D ：采用手風(fēng)鉆鉆孔取D＝40mm

c、底盤抵抗線W ： W＝30cm

d、孔距和排距：布孔方式如圖1所示：

圖3－2靜態(tài)爆破平面布孔方式示意圖

圖3－3靜態(tài)爆破炮孔裝藥結(jié)構(gòu)示意圖

孔距a ：孔距越小，開裂越容易，破碎時(shí)間也短。但是孔距越密，孔數(shù)增多，必然加大施工成本，影響施工進(jìn)度，根據(jù)下列公式計(jì)算出可行的最大孔距：

a=（P/β×R1+1）d

式中：P――破碎劑膨脹壓力30兆帕；

R1――巖體的抗拉強(qiáng)度為6兆帕；

β――膨脹系數(shù)，β≈0.5；

d――孔徑，d=0.042。

由此可計(jì)算出孔距為30.2cm，取a=30cm。

排距b：排距b一般小于孔距a，可采取b=（0.6～0.9）×a；這里取b=30cm。

e、炮孔長(zhǎng)度L1：L1=L＋0.5b

f、灌漿長(zhǎng)度L2 ： L2＝b

g、用藥量：靜態(tài)爆破與炸藥爆破不同，裝藥需基本填滿空孔，用藥量可按照空孔總長(zhǎng)度計(jì)算，并隨孔徑、孔距而異，單位體積用藥量表10所列。

單位體積裝藥量

破碎巖石類別 單位體積用藥量（kg/m3）

軟質(zhì)巖石 8～10

中硬巖石 10～15

硬質(zhì)巖石 12～20

破碎劑總用藥量也按被破碎巖石體積乘以單位體積耗藥量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)按下式計(jì)算：

Q=V×q

式中：V――破碎巖石體積（m3）；

q――單位體積耗破碎劑量（kg/m3）。

②、下斷面開挖

a、臺(tái)階高度選取3～5米，預(yù)計(jì)施工臺(tái)階2～3個(gè)。為加快施工進(jìn)度，當(dāng)上面一個(gè)臺(tái)階向內(nèi)靜態(tài)破碎開挖完成5～6米時(shí)，開始進(jìn)行下一個(gè)臺(tái)階的施工，形成梯步式工作面。

b、布孔形式

為提高破碎效果，提高裝車能力，滿足進(jìn)度需要，根據(jù)自由面較多的特點(diǎn)，本工程采用對(duì)數(shù)形布孔方式，即離自由面越遠(yuǎn)，孔的間距越密。

c、鉆孔孔徑

根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程特點(diǎn)，采用鉆孔直徑選擇d=76mm，當(dāng)邊緣鉆機(jī)擺位空間不足時(shí)，先選手風(fēng)鉆鉆孔，降低高度后再用大鉆。

d、孔距

根據(jù)上述公式計(jì)算出可行的最大孔距：a=80cm。

e、排距

排距b=60cm。

3.4、隧道開挖方法優(yōu)化情況

設(shè)計(jì)要求新屋隧道Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖開挖采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法， Ⅲ級(jí)圍巖開挖采用弧形導(dǎo)坑上下臺(tái)階法。而根據(jù)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開挖的情況，局部地段地質(zhì)與設(shè)計(jì)不符，比設(shè)計(jì)情況要好，因此本著確保安全質(zhì)量，節(jié)約成本，加快進(jìn)度的原則，對(duì)隧道局部地段的開挖進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，具體如下：

1、隧道出口雙側(cè)壁導(dǎo)坑法改為三臺(tái)階弧形導(dǎo)坑法。

2、隧道進(jìn)口弱風(fēng)化花崗巖地層雙側(cè)壁導(dǎo)坑法改為三臺(tái)階弧形導(dǎo)坑法。

4、施工過(guò)程中輔技術(shù)措施

4.1、監(jiān)控量測(cè)技術(shù)

新屋隧道施工過(guò)程中采用較為先進(jìn)的監(jiān)控量測(cè)手段，對(duì)隧道施工過(guò)程中的的圍巖變化，地表下沉，初期支護(hù)的受力情況及二次襯砌的受力情況進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)，及時(shí)提供反饋信息，掌控隧道圍巖變化情況，分析初期支護(hù)效果，為隧道施工提供合理的安全方案，為隧道信息化施工提供最原始的數(shù)據(jù)。

4.1.1監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容

依據(jù)中國(guó)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ02429)中的要求，并根據(jù)新屋隧道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工方法，結(jié)合設(shè)計(jì)單位提供的隧道監(jiān)測(cè)建議，擬訂了該隧道的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和測(cè)試方法。其中包括：圍巖內(nèi)部位移、拱頂下沉、底板隆起、錨桿軸力、鋼架支撐應(yīng)力、爆破振速等，旨在采用中國(guó)成熟的快速、準(zhǔn)確、可靠的手段，對(duì)

4.2、地質(zhì)超前預(yù)報(bào)

通過(guò)應(yīng)用TSP203PLUS隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)，TSP203PIUS可以預(yù)報(bào)隧道掌子面前方0～200m范圍的地層狀況，可以滿足長(zhǎng)期（長(zhǎng)距離）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的要求。以新屋隧道左線出口右上導(dǎo)掌子面（里程：Z12+762）前方地質(zhì)超前預(yù)報(bào)探測(cè)為例：

（1）、測(cè)點(diǎn)位置

預(yù)報(bào)時(shí)掌子面位于Z12+762里程處，在Z12＋811里程處布置預(yù)報(bào)接收孔，接收孔距掌子面49m。

（2）、測(cè)線測(cè)點(diǎn)布置

在隧道右邊墻（面向掌子面）的同一水平線上從外向里布置一個(gè)傳感器鉆孔和22個(gè)炮孔，傳感器鉆孔距第一個(gè)炮孔15m，炮孔間距1.3m左右，炮孔高度。

（3）、預(yù)報(bào)成果

通過(guò)對(duì)二維結(jié)果圖、掌子面狀況和設(shè)計(jì)資料的綜合分析，對(duì)主要存在問題區(qū)段進(jìn)行預(yù)處理。

5、施工中的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

新屋隧道施工過(guò)程中，我們積累了一些施工經(jīng)驗(yàn)，在此與大家分享：

1、臺(tái)階法施工中，嚴(yán)格控制上中下臺(tái)階的臺(tái)階長(zhǎng)度，可以使機(jī)械設(shè)備發(fā)揮最佳效率，有效縮短施工工期。

2、隧道開挖中，如發(fā)現(xiàn)圍巖性質(zhì)、地質(zhì)情況發(fā)生變化，應(yīng)及時(shí)對(duì)所用的掘進(jìn)方法、支護(hù)方式作相應(yīng)調(diào)整，以適應(yīng)新的圍巖條件，確保安全施工。新屋隧道右線Y12+525里程正處于F1斷裂帶與IV級(jí)圍巖交界處，由于開挖進(jìn)尺過(guò)大，支護(hù)強(qiáng)度不足，造成掌子面局部塌方，拱頂圍巖輕微下沉，增大了投資，同時(shí)影響了工期。

3、隧道施工過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)開挖面、未支護(hù)及未襯砌斷面圍巖情況的監(jiān)測(cè)和檢查，如有塌方，冒頂癥兆要及時(shí)做強(qiáng)支護(hù)處理。對(duì)已支護(hù)地段亦要經(jīng)常檢查，有無(wú)異常變形或破壞，錨桿是否松動(dòng)，噴砼層是否開裂、掉落等，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)立即補(bǔ)救，采取適當(dāng)方式加固處理。還要防止在施工過(guò)程中機(jī)械對(duì)支護(hù)的碰撞破壞。

4、當(dāng)隧道掘進(jìn)通過(guò)溝谷凹地等覆蓋層過(guò)薄地帶或通過(guò)沿溪傍山偏壓淺埋地段時(shí)，因圍巖自身成拱能力差，缺乏足夠穩(wěn)定性，施工時(shí)應(yīng)特別謹(jǐn)慎、應(yīng)采取先支護(hù)、后開挖、快封閉、勤量測(cè)的施工方式，再根據(jù)不同地質(zhì)條件，輔之以必要加固措施，穩(wěn)定開挖面，確保施工安全。

5、在上臺(tái)階施做拱架支護(hù)時(shí)，應(yīng)在拱腳處打設(shè)斜向鎖腳錨桿，加固圍巖地基，防止拱腳外移引起拱頂下沉開裂。此處應(yīng)特別注意鎖腳錨桿的方向是斜向上。同時(shí)圍巖壓力大的應(yīng)在兩拱腳間加設(shè)足夠的支撐，以防拱腳內(nèi)移、拱背開裂。拱圈砼澆筑前，找平拱支承面，拱墻施工時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)預(yù)留鋼筋，以使拱墻連成整體，可防止拱腳內(nèi)外移，為防止拱腳下沉，仰拱應(yīng)盡快施作。

5、結(jié)束語(yǔ)

第8篇：巖石隧道施工方法范文

關(guān)鍵詞：山嶺；隧道；新奧法施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

新奧法即奧地利隧道施工新方法是奧地利學(xué)者拉布西維茲首先提出的。它是以噴射混凝土和錨桿作為主要支護(hù)手段，通過(guò)監(jiān)控測(cè)量控制圍巖的變形，便于充分發(fā)揮圍巖自承能力的施工方法。它是在錨噴支護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上總結(jié)和提出的。錨噴支護(hù)技術(shù)與傳統(tǒng)的鋼木構(gòu)件支撐技術(shù)相比，不僅僅是手段上的不同，更重要的是工程概念的不同，是人們對(duì)隧道及地下工程問題的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和理解。由于錨噴支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，促使隧道及地下洞室工程理論很快進(jìn)入現(xiàn)論的新領(lǐng)域，也使隧道及地下洞室工程的設(shè)計(jì)和施工更符合地下工程的實(shí)際，即設(shè)計(jì)理論施工方法結(jié)構(gòu)（體系）工作狀態(tài)（結(jié)果）的一致，因此，新奧法作為一種施工方法，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。

1 新奧法淺析

1.1 新奧法與傳統(tǒng)方法的區(qū)別

傳統(tǒng)方法把圍巖看做荷載的來(lái)源，其圍巖壓力全部由支護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)（圍巖被視為松散結(jié)構(gòu)，無(wú)自承能力）；而新奧法恰恰相反，它把支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍巖本身看做一個(gè)整體，兩者共同作用達(dá)到穩(wěn)定洞室的目的，而且大部分圍巖壓力是由圍巖體本身承擔(dān)的，支護(hù)結(jié)構(gòu)只承擔(dān)了少部分的圍巖壓力。

新奧法是完全不同于傳統(tǒng)方法的一種新理念，它摒棄了傳統(tǒng)隧道工程中應(yīng)用厚壁混凝土結(jié)構(gòu)支護(hù)松動(dòng)圍巖的理論，其基本內(nèi)容可歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

①開挖作業(yè)宜采用對(duì)圍巖擾動(dòng)較小的控制爆破和較少的開挖步驟，避免過(guò)度破壞巖體的穩(wěn)定性。

②隧道的開挖應(yīng)盡量利用圍巖的自承能力，充分發(fā)揮圍巖的自身支護(hù)作用。

③根據(jù)圍巖特征，應(yīng)采用不同的支護(hù)類型和參數(shù)，及時(shí)施作密貼于圍巖的柔性支護(hù)（如鋼拱架、錨桿和噴射混凝土等），以控制圍巖的變形和松弛。

④在軟弱破碎地段，使斷面及早閉合，以有效地發(fā)揮支護(hù)體系的作用，保證隧道的穩(wěn)定性。

⑤二次襯砌原則上是在圍巖和初期支護(hù)變形基本穩(wěn)定的條件下修建，使圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，從而提高支護(hù)體系的安全度。

⑥盡量使隧道斷面周邊輪廓圓順，避免棱角突變處應(yīng)力集中。

⑦通過(guò)施工中對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)觀測(cè)，合理安排施工程序，修正不合理的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行規(guī)范的日常施工管理。

1.2 新奧法的特點(diǎn)

新奧法在我國(guó)應(yīng)用的最大特點(diǎn)就是應(yīng)用了所謂的復(fù)合式襯砌，其基本的施工方法是：1.在開挖過(guò)程中，盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，為此必須采用光面爆破或預(yù)裂爆破，以維護(hù)圍巖的自承能力；2.開挖時(shí)盡量采用大斷面、少分部的開挖方法，以利于降低圍巖內(nèi)部應(yīng)力重分布的次數(shù)，最大限度地利用圍巖的承載力；3.根據(jù)圍巖特征，采用不同的支護(hù)類型和支護(hù)參數(shù)，及時(shí)施作錨噴支護(hù)，抑制圍巖的松弛和變形；4.在施工過(guò)程中，以量測(cè)手段為參照不斷修正設(shè)計(jì)和施工，做到既經(jīng)濟(jì)合理，又安全可靠；5.根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，在確認(rèn)初期支護(hù)變形收斂后，進(jìn)行二次模筑混凝土襯砌。

2 新奧法施工的基本原則

新奧法施工的基本原則可以歸納為“少擾動(dòng)、早錨噴、勤量測(cè)、緊封閉”。

2.1 少擾動(dòng)

少擾動(dòng)是指在進(jìn)行隧道開挖時(shí)，盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)、擾動(dòng)強(qiáng)度、擾動(dòng)范圍和擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間。因此要求能用機(jī)械開挖的就不用鉆爆法開挖；采用鉆爆法開挖時(shí)，要嚴(yán)格地進(jìn)行控制爆破；盡量采用大斷面開挖；根據(jù)圍巖級(jí)別、開挖方法、支護(hù)條件等選擇合理的循環(huán)掘進(jìn)進(jìn)尺；自穩(wěn)性差的圍巖，循環(huán)掘進(jìn)進(jìn)尺應(yīng)短一些；支護(hù)要盡量緊跟開挖面，以縮短圍巖應(yīng)力松弛時(shí)間。

2.2 早錨噴

早錨噴是指開挖后及時(shí)施作初期錨噴支護(hù)，使圍巖的變形進(jìn)入受控制狀態(tài)。這樣做一方面是為了使圍巖不致因變形過(guò)度而產(chǎn)生坍塌失穩(wěn)；另一方面是使圍巖變形適度發(fā)展，以充分發(fā)揮圍巖的自承能力。必要時(shí)可采取超前預(yù)支護(hù)措施。

2.3 勤量測(cè)

勤量測(cè)是指以直觀、可靠的測(cè)量方法和量測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)圍巖（或圍巖加支護(hù)）的穩(wěn)定狀態(tài)，或判斷其動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，以便及時(shí)調(diào)整支護(hù)形式、開挖方法，確保施工安全和順利進(jìn)行。監(jiān)控量測(cè)是現(xiàn)代隧道及地下工程理論的重要標(biāo)志之一，也是掌握圍巖動(dòng)態(tài)變化過(guò)程的手段和優(yōu)化工程設(shè)計(jì)、施工的依據(jù)。

2.4 緊封閉

緊封閉一方面是指采取噴射混凝土等防護(hù)措施，避免圍巖因長(zhǎng)時(shí)間暴露而導(dǎo)致強(qiáng)度和穩(wěn)定性的衰減，尤其是對(duì)于易風(fēng)化的軟弱圍巖；另一方面是指要適時(shí)對(duì)圍巖施作封閉性支護(hù)，這樣做不僅可以及時(shí)阻止圍巖變形，而且可以使支護(hù)和圍巖能進(jìn)入良好的工作狀態(tài)。

3 施工中的必要注意事項(xiàng)

3.1 初期支護(hù)的施工質(zhì)量要保證

支護(hù)是安全的保證。初期支護(hù)應(yīng)及時(shí)施作，早封閉，快成環(huán)，控制變形。開挖后，要盡早對(duì)暴露巖石進(jìn)行封閉，先初噴4-5cm厚混凝土封閉巖面，然后安裝鋼拱架、打設(shè)錨桿、掛鋼筋網(wǎng)，再?gòu)?fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。

鋼拱架應(yīng)按設(shè)計(jì)位置安設(shè)，鋼架之間必須用鋼筋縱向聯(lián)接，鋼拱架與圍巖之間應(yīng)盡量接近，留2-3cm間隙做為保護(hù)層，中間有較大空隙時(shí)，應(yīng)設(shè)墊塊墊緊，再用噴射硅噴堵實(shí)，絕不允許填塞木柴和片石；有很多隧道坍塌都是與初支背后空洞有關(guān)，因此，施工中必須加強(qiáng)對(duì)此道工序的控制。拱腳處要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況采用墊石、墊鋼板、縱向托梁、鎖腳錨桿等措施進(jìn)行加強(qiáng)，這是保證下步開挖安全最重要的措施，必須認(rèn)真落實(shí)；鋼架落底接長(zhǎng)時(shí)應(yīng)沿隧道兩側(cè)交錯(cuò)進(jìn)行，根據(jù)圍巖條件每次接長(zhǎng)1-3楊，上下鋼拱架必須對(duì)接牢固，盡可能多的與錨桿露頭及鋼筋網(wǎng)焊接，以增強(qiáng)其聯(lián)合支護(hù)的效應(yīng)；鋼拱架安裝好后，復(fù)噴混凝土到設(shè)計(jì)厚度，保護(hù)層厚度不得小于3-4cm。

錨桿根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件選用。一定要保證錨桿方向和數(shù)量，采用砂漿錨桿時(shí)要確保注漿飽滿，稠度適中；有水地段優(yōu)先采用早強(qiáng)藥包錨桿、楔縫式或縫管式錨桿，端頭錨固錨桿一定要保證端頭錨固部分的緊固質(zhì)量。尾部必須加托板，托板應(yīng)緊固密貼圍巖和格柵，以提高錨固效果。

3.2 重視隧道監(jiān)控量測(cè)和超前地預(yù)報(bào)的作用

在目前公路隧道施工中，一般采用超前地質(zhì)預(yù)探探報(bào)技術(shù)、監(jiān)控量測(cè)技術(shù)等手段預(yù)報(bào)隧道開挖前方工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，監(jiān)測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形情況，為設(shè)計(jì)變更及施工中采取相應(yīng)的施工方法和支護(hù)手段提供依據(jù)。

采用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)控制地表下沉和防塌方是最可靠的方法。

隧道綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)是隧道安全生產(chǎn)的手段和重要施工工序。隧道施工期地質(zhì)超前預(yù)報(bào)顯示出越來(lái)越重要的作用。在隧道開挖掘進(jìn)過(guò)程中，提前發(fā)現(xiàn)隧道前方的地質(zhì)變化，為施工提供較為準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，從而可以及時(shí)調(diào)整施工工藝，減少和預(yù)防工程事故的發(fā)生。

結(jié)束語(yǔ)

新奧法是巖石力學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的成果，實(shí)踐證明，它具有強(qiáng)大的生命力。要成功地運(yùn)用新奧法，就必須深入理解新奧法的力學(xué)原理，深入了解和掌握圍巖的地質(zhì)情況及工程動(dòng)態(tài)，并能將它們?nèi)诔梢惑w，指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工。這樣，才能使新奧法在生產(chǎn)實(shí)踐中得到成功的應(yīng)用和繼續(xù)加以完善。

參考文獻(xiàn)

[1]陳建平.地下建筑工程設(shè)計(jì)與施工[M].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2000.

第9篇：巖石隧道施工方法范文

關(guān)鍵詞：光面爆破參數(shù)選擇施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

近年來(lái)，在高速發(fā)展的鐵路建設(shè)中，在多山地區(qū)，隧道工程施工就變成一個(gè)重要的組成部分。而且隧道工程相對(duì)橋梁、路基、站場(chǎng)工程來(lái)說(shuō)有它的特殊性：一般地質(zhì)條件都比較復(fù)雜而且很難預(yù)測(cè)，完工后隱患不易察覺，這就必須在施工過(guò)程中控制好每道工序，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。因此，如何科學(xué)的根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)隧道地質(zhì)條件，確定詳細(xì)爆破施工方案，合理設(shè)計(jì)隧道開挖的爆破參數(shù)，對(duì)提高工程質(zhì)量以及線路貫通運(yùn)營(yíng)后的安全具有要重要意義。本人就太興線新柏崖頭隧道施工為例，介紹隧道光面爆破技術(shù)應(yīng)用研究。

新柏崖頭隧道工程概況

隧道位于山西省太原市剝蝕侵蝕中山區(qū)，地勢(shì)陡峻，植被較好，地面標(biāo)高888～1260m以上，相對(duì)高差約370m，隧道出、入口處均位于石灰?guī)r層。隧址處工程地質(zhì)條件較好。隧道全長(zhǎng)1310m的單線電氣化鐵路隧道。隧道最大埋深約347m。隧道進(jìn)口端位于R=2000m的緩和曲線上，出口端位于直線上，隧道設(shè)置人字坡，坡率依次分別是9.8‰，3.0‰，-3.4‰。

二． 光面爆破的特點(diǎn)

光面爆破是先爆除主體開挖部位的巖體，然后再起爆布置在設(shè)計(jì)輪廓線上的周邊孔藥包，將光爆層炸除，形成一個(gè)平整的開挖面，是通過(guò)正確選擇爆破參數(shù)和合理的施工方法，達(dá)到爆后壁面平整規(guī)則、輪廓線符合設(shè)計(jì)要求的一種控制爆破技術(shù)。隧道全斷面開挖光面爆破，是應(yīng)用光面爆破技術(shù)，對(duì)隧道實(shí)施全斷面一次開挖的一種施工方法。它與傳統(tǒng)的爆破法相比，最顯著的優(yōu)點(diǎn)是能有效地控制周邊眼炸藥的爆破作用，從而減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，保持圍巖的穩(wěn)定，確保施工安全，同時(shí)，又能減少超、欠挖，提高工程質(zhì)量和進(jìn)度。

光面爆破方案的確定

目前，鐵路隧道光面爆破施工有兩種方法：一種是預(yù)留光爆層法；一種是全斷面一次性開挖法。

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)洞口DK21+435-DK21+450段為Ⅳ級(jí)圍巖的實(shí)際情況，為了不破壞洞口圍巖的穩(wěn)定性，同時(shí)考慮爆破飛石的影響，開挖采用臺(tái)階法施工，進(jìn)洞后的Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖均采用全斷面一次性開挖法。

由于新柏崖頭隧道Ⅱ級(jí)圍巖占隧道全長(zhǎng)95%以上，以下主要以Ⅱ級(jí)圍巖為主闡述全斷面光面爆破施工。

柏崖頭隧道選用的是2號(hào)巖石乳化炸藥，由于其不含任何單位炸藥和有毒物質(zhì)，爆速值高，炮煙少，藥物形態(tài)較硬，不粘手，抗水性強(qiáng)，且在有效期內(nèi)指標(biāo)變化幅度遠(yuǎn)較同類產(chǎn)品少小，具有良好的爆炸性能。

圖1掘進(jìn)炮眼布置及掏槽眼剖面示意圖

圖2 全斷面法開挖炮眼布置示意圖

爆破方案設(shè)計(jì)

（一）爆破參數(shù)選擇

光面爆破受多種因素影響，包括圍巖強(qiáng)度、整體性、節(jié)理、層理等地質(zhì)因素，現(xiàn)場(chǎng)圍巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，爆破參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)調(diào)整。同一類圍巖經(jīng)試爆取得的技術(shù)參數(shù)，做為初步依據(jù)，每一循環(huán)爆破作業(yè)都要根據(jù)上一循環(huán)爆破效果，以及本循環(huán)圍巖特征進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，選擇一組最佳技術(shù)參數(shù)。上一循環(huán)是下一循環(huán)的預(yù)設(shè)計(jì)和試爆破。

嚴(yán)格控制周邊眼的裝藥量，采用合理的裝藥結(jié)構(gòu)，盡可能的使藥沿藥眼長(zhǎng)均勻的分布，這是實(shí)現(xiàn)光面爆破的重要條件。

在光面爆破中，炮眼間距E、最小抵抗線W、炮眼密集系數(shù)K、裝藥密度q是相互制約的。

（1）光爆層厚度（B）

光爆層厚度就是周邊眼最小抵抗線，它與開挖的隧道斷面大小有關(guān)。斷面跨度大，光爆眼所受到的夾制作用小，巖石比較容易崩落， 光爆層厚度可以大些，斷面小，光爆眼所受到的夾制大，光爆層厚度可以小些，光爆層的厚度與巖石的性質(zhì)和構(gòu)造也有關(guān)，堅(jiān)硬巖石光爆層可小些，松軟破碎的巖石光爆層可大些。

（2）周邊眼密集系數(shù)

周邊眼密集系數(shù)K是周邊眼間距（E）與光爆層厚度（B）的比值，是

影響爆破效果的重要因素。

K=E/B

為了加快施工進(jìn)度, 新柏崖頭隧道采取減少打眼的數(shù)量, 周邊眼間距大一些,但在炮眼密集系數(shù)不變的情況下, 最小抵抗線也要增大, 由此導(dǎo)致周邊眼裝藥量的增加, 造成炮眼周邊局部巖石擾動(dòng)過(guò)大, 影響圍巖的穩(wěn)定。鑒于隧道開挖斷面約45㎡, 跨度不大, 光爆孔所受巖石夾制作用較大。中硬巖光爆孔間距E取52 cm , 最小抵抗線W 取60 cm，光爆孔密集系數(shù)K 取0.87。

（3）裝藥量計(jì)算

光面爆破裝藥量的計(jì)算，只要是確定周邊眼光爆層炮眼裝藥集中度，即以kg/m表示，一般采用實(shí)驗(yàn)方法取得或從同類工程中選取。

q=QaB

式中q——裝藥量集中度，kg/m;

Q——單位體積耗藥量，Kg/m3³；

A——周邊眼間距，m

B——光爆層厚度，m

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和施工經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用計(jì)算法校核，確定q=0.15～0.25kg/m.

(4)裝藥結(jié)構(gòu)和起爆方式

光面爆破采用不耦合裝藥,炮眼裝藥按裝藥集中度計(jì)算出的藥量均勻裝入炮眼內(nèi)。根據(jù)隧道圍巖性質(zhì)和經(jīng)驗(yàn), 新柏崖頭隧道不耦合系數(shù)取1.25, 即炮眼直徑40 mm , 裝32 mm 的藥卷。

（5）光面爆破的分區(qū)起爆順序?yàn)椋禾筒垩邸o助眼——周邊眼——底板眼。采用多段微差起爆（由內(nèi)向外）。主爆區(qū)使用非電毫秒雷管。光爆層的光爆眼用導(dǎo)爆索一次同時(shí)起爆。

（二）裝藥量分布及光面爆破參數(shù)表（如下表）

單線Ⅱ級(jí)圍巖全斷面光面爆破炮眼藥量分配表

五、施工技術(shù)及工藝要求

（一）放樣布眼

鉆眼前，測(cè)量人員用全站儀和水準(zhǔn)儀，準(zhǔn)確定出隧道中心線和拱頂面高程；用紅油漆畫出開挖輪廓線，并標(biāo)出炮眼位置，其誤差不得超過(guò)5cm；每次測(cè)量放線的同時(shí)，要對(duì)上次爆破斷面進(jìn)行檢查，及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)，以達(dá)到最佳爆破效果。

（二）鉆眼要求

掏槽眼：深度、角度按設(shè)計(jì)施工，眼口間距誤差和眼底間距誤差不得大于5cm。

輔助眼：深度、角度按設(shè)計(jì)施工，眼口排距、行距誤差均不大于5cm。

周邊眼：開眼位置在設(shè)計(jì)斷面輪廓線上的間距誤差不得大于5cm；周邊眼外斜率不得大于5cm/m，眼底不得超出開挖斷面輪廓線10cm，最大不得超過(guò)15cm。內(nèi)圈眼至周邊眼的排距，誤差不得大于5cm；炮眼深度超過(guò)2.5m時(shí)，內(nèi)圈眼與周邊眼宜采用相同的斜率。鉆眼裝藥率調(diào)整，當(dāng)開挖面凹凸較大時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況調(diào)整炮眼深度并相應(yīng)調(diào)整裝藥量，力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一垂直面上。鉆眼完畢，按炮眼布置圖進(jìn)行檢查并做好記錄，有不符合要求的炮眼應(yīng)重鉆，經(jīng)檢查合格后，方可裝藥爆破

（三）炮眼布置要求