常见隧道施工技术篇1

关键词：软弱岩隧道；工程施工；安全技术

Abstract:withtherapiddevelopmentofourcountry'seconomicconstruction,alotofengineeringtheconstructionoftheprojectisalsoincreasinglyadvancedandscientific,andtheconstructionsafetyawarenessisalsoincreasing,thisarticleinviewofChina'sweakrocktunnelengineeringconstructionsafetytechnology,andputsforwardsomereference.

Keywords:weakrocktunnel;Engineeringconstruction;Securitytechnology

中图分类号：S782.15文献标识码：A文章编号：

随着我国经济建设的高速发展，我国的各行各业都取得了令人可喜的发展成果，但是，与发到国家相比，在很多方面还存在着一定的欠缺。隧道施工在我国古代就已经出现了，但是，这一施工的难度仍然没有降低多少，尤其是在一些技术上的落后，导致安全事故频频发生，引起了广大人民群众的积极关注。国家也对此给予高度的重视，本文针对我国软弱围岩隧道工程施工安全技术进行研究，并提出一些参考性建议。

一、软弱围岩隧道施工安全技术

(一)软弱围岩变形控制安全技术

1.控制掌子面变形、坍塌安全技术掌子面过大的变形将导致掌子面的失稳，发生隧道掌子面坍塌事故。这种施工事故占隧道坍方事故的比例最高，造成的人员、机械设备的损失最大，应该引起高度重视。常见控制安全技术如下：超前支护。超前支护即所谓的“先支后挖”技术，是通过在掌子面沿隧道开挖轮廓线外一定范围内进行水平预加固的支护结构。常用的超前支护种类有超前锚杆、超前小导管注浆、超前大管棚；软弱围岩超前支护施的超前管棚为保证管棚与钢架的联合支护作用，管棚外露部分应焊接于钢架上；同时，必须按设计要求进行压浆，以起到加固围岩的作用。掌子面锚杆。设置掌子面锚杆的目的是控制围岩开挖

后的先行位移和掌子面位移，也是给大断面开挖创造条件，有利于控制先行和后期围岩、支护变形。掌子面锚杆的长度一般都在10～20m之间，宜优先采用易于切割的玻璃纤维锚杆。掌子面喷混凝土封闭。掌子面喷混凝土是现场使用较多的另一种维持掌子面稳定的支护措施。掌子面预留核心土。掌子面预留核心土防止掌子面失稳、坍方是隧道中运用最广、最简单、最经济的安全技术措施之一。

2.控制落底开挖坍塌安全技术。隧道上台阶开挖支护完成后，由于上半部支护基础悬空，

失去支撑极容易引起支护和围岩失稳。落底开挖的关键技术是在开挖前给上半断面支护结构提供一个临时或永久的基础，控制支护拱脚的快速下沉。常见的控制安全技术有：锁脚锚管安全技术锁脚锚管当它作为承载结构时，主要是传递来自于上部初期支护的压力，因此，应尽量沿拱脚切线方向设置。若施作不到位，将降低锚管作用效果。临时仰拱安全技术。临时仰拱在台阶法开挖的软岩大断面隧道中经常使用，能让上台阶临时封闭成环，有效地控制

上半段面支护的沉降，保证下台阶开挖的安全。

二、“新奥法”隧道支护施工安全技术

根据“新奥法”原理，对软弱围岩隧道采用复合衬砌。具体施工安全技术如下。

(一)初期支护

1.喷射混凝土。当喷射上混凝土之后，能够使开挖的岩层更为坚固，不容易脱落，是预防塌方现象发生的重要方法之一。并且，在技术上务必提升早期的强度，以尽快对围岩提拱支承力24小时抗压强度不应低于10MPa。2.锚杆。每隔一段距离设立一个径向锚杆，并对隧道的周边部分进行适度的围岩加固，使其能够抵住严肃对其的负载，进而确保围岩和支护的稳定性。对于设定的锚杆在技术上的具体要求有：锚固可靠，全长粘结，垫板与岩面紧贴。3.钢架。钢架分型钢钢架与格栅钢架两种，与锚杆、喷混凝同使用。钢架具有前期支撑围岩、补强喷射混凝土、超前支护支点、共同稳定初支的作用。其安全技术要求是：采用工字钢或“八字结”形联系钢筋的格栅钢架，间距为0.6～1.0m，每榀钢架间设纵向连接构件，钢架拱脚及墙脚应有控制钢架位移和下沉的大拱脚、锁脚锚杆。

(二)二次衬砌

主要发挥着承载，并与初期支护共同承担后期围岩变形压力，为隧道体稳定安全储备和保障运营的安全作用。施工要求如下：1.应在初期支护的位移收敛后施作，但对于浅埋软弱围岩隧道，应适时施做加强二次衬砌；软弱围岩段均应采用带仰拱的衬砌，仰拱与边墙应圆顺连接，减少应力集中。2.二次衬砌仰拱（底板）超前，并分段整体浇筑，严禁半幅施工；衬砌背后空洞应采用二衬同级混凝土或注水泥砂浆回填密实。

三、经验与建议

(一)洞口施工遵循“早进晚出”的原则

当具备一定条件的时候，应该在隧道内接长明洞，绝对不能因为要减少隧道的长度二导致而偏压、拉槽进洞，使得洞口挖掘过大，从而破坏到山体的整体稳固，并造成植被的大面积破坏；软弱围岩隧道采用超前管棚进洞，并对洞口临时开挖坡面采取锚杆（索）、压浆、钢筋网、喷射混凝土等支护措施；同时，在进行隧道的挖掘工作之前，还应该对地表的防排水工作进行合理安排，切勿因此而影响到施工过程的安全性。

(二)加强隧道地质超前预报和地质述描

通过地质超前预报和地质述描工作获取软弱围岩在隧道工程特性，摸索一些施工的客观规律；掌握未揭露围岩和未知环境状况，作出科学的判定。

(三)加强现场监控量测工作

有些时候，往往在施工的过程中，一些问题并没有被发现或者是给予重视，从而造成重大事故的发生，但是，在事故发生之后，又无法认定发生的具体原因，所以，监控量测工作是非常必要的。这项工作应该由专门的技术人员负责管理，一旦监测数据呈现出异常，通过监测动态信息，能够及时分析和获取围岩及支护结构体系的稳定性状态，用以指导施工，确保施工安全。

四、小结

随着我国经济建设的快速发展，人们的生活水平显著提升，但是，在一些偏远的山区，交通运输业的发展受到当地山区环境的限制，发展的及其缓慢，当地的经济建设也因为交通不便而受阻，致使该地区的人民生活水平明显低于全国平均水平，为了更好的发展当地经济，人们大力推进隧道工程建设，并已经取得了很多丰硕的成果。但是，在隧道的施工过程中，受到技术等因素影响，还存在着诸多的困难。但是，我们有理由相信，在相关的工作人员不断努力下，一定会攻破一个个难关，使得隧道工程建设顺利进行。

参考文献：

[1]李文秀,郑小平,闻磊,刘琳,刘晓敏.山区高速公路软弱围岩隧道施工地表移动分析[J].岩石力学与工程学报,2010,S2

常见隧道施工技术篇2

关键词：隧道施工；复杂地质；施工技术

中图分类号：U455文献标识码：A

经济的发展以及土木施工技术水平的提升使得人们对于社会基础设施建设的要求越来越高，而作为交通运输方式中最为重要的铁路运输成为了人们关注的焦点，尤其是铁路隧道施工，人们对其要求水平越来越高。这也是由于有各类新技术新设备作为支持，在隧道建设中起到了重要作用，使得一些复杂地质条件所造成的施工难题被克服。例如在高地温、湿陷性泥土以及淤泥质粘土和岩溶地区隧道施工就具有很大的难度，但是先进技术的引入克服了这些难题，为铁路建设提供了基础。本文便针对铁路隧道施工中所遇到的两种复杂地质进行了分析，希望可以有效提高铁路施工技术水平，消除施工安全隐患，确保铁路施工质量，保证人们交通出行安全。

1技术分析

交通运输的发展促进了人类文明的进步，也推进了经济的发展，而铁路运输作为最重要的交通运输方式成为了建设的重点内容，而随着铁路线路的延伸，所遇到的地质越来越复杂，所以就需要采用桥梁、隧道的施工方式，而其中铁路隧道施工工程越来越多，而多变的复杂地质队施工技术要求也不断提升。因此只有极大技术投入，从现阶段所遇到的施工技术难点入手，不断攻关，提高技术水平，以此适应运输事业发展，推进铁路事业的进步。在铁路隧道施工中，由于铁路线路跨度较大，因此施工单位需要面临各式各样的地形，而其中不乏存在各类复杂地质问题，面对这样的地质条件，若施工中对该类地质不进行有效的处理，便有可能引发各类灾害性事故。

在施工过程中，由于地质所引发的隧道施工地质灾害危害程度相对较大，由于地质原因，灾害往往是突发的、复杂多变的，因而更加危险。所以隧道施工安全问题最关键的便是解决复杂地质问题。只有解决这一难点，才能顺利推进隧道建设，才能够加强复杂地质条件中隧道施工技术水平，才能顺利延伸铁路网络覆盖范围，才能够保证铁路运行的安全。

2浅埋偏压隧道分析

作为常见的复杂地质条件，浅埋偏压一直是难以克服的施工难点，只有解决地质条件所带来的问题，才能够避免施工过程中发生突发地质灾害，保证施工人员的安全，也保证后期铁路运行的安全。而克服这种复杂地质条件所造成的技术难题便需要充分了解地质特点以及施工要求。浅埋偏压对于隧道施工极为不利，是常见的复杂地质条件之一，在这种环境中地质容易因为施工作业而发生变形，且变形幅度相对较大，会在短时间内引发事故，且造成事故规模相对较大，因此极大的威胁了人们的安全。所以对于此类复杂地质条件必须采取有效的措施，以降低灾害事故的发生。

在施工过程中，从开挖环节便对地质资料进行分析，通过准确判定施工地段各个部位的地质特点，进行预期的定位检测，从而实时监控地质变化状况，预防灾害的发生。通过围岩形态的变化，从而分析其变形规律，制定出正确的施工参数，对施工参数依照施工条件进行调整，并制定合理系统的施工方案，避免灾害性事故的发生。

3软弱围岩隧道分析

在明确软弱围岩隧道的特点之前，我们需要对隧道围岩有一定的了解。隧道围岩是建立在应力的基础之上的，是指隧道工程中存在应力的那部分岩体，能够对隧道的稳定性产生很大的影响。不同的地质条件下，围岩的特点及稳定性都有着很大的不同.因此，我们需要在研究软弱围岩隧道之前对各种地质务件进行分析，根据不同的地质特点选择合理的施工方法，改善围岩隧道的稳定性.使其能够产生合理的应力，对施工过程以及施工技术进行科学的管理.提高铁路隧道施工的经济效益与社会效益。

根据围岩隧道的特点，在施工技术方面要不断加以改进，尤其是隧道周围的地质判别技术方面。隧道地质判别技术对于施工能否顺利进行以及隧道工程的效益都有着非常大的影响，是施工中的一项非常重要的施工技术与施工工序。但是，隧道地质判别技术无论是国内还是在国外，都处于探索和研发的初级阶段。这项技术的研究还不够全面、成熟，很多国内外的地质判剐和预测技术主要还是依靠一些地质判别仪器进行零星的预报工作，不够全面、系统和科学。总而言之，地质判别技术在目前尚处于一种发展阶段。作为地下科学方面的重要组成部分，地质判别技术只有不断提升技术水平与应用水平，才能够满足铁路隧道施工的要求，形成一系列完善、完整、完备的科学技术体系。

4有效对策

随着铁路交通事业的发展，我国铁路工程量不断扩展，铁路线延伸范围不断深入，这就使得施工所要面临的环境越来越恶劣，地质条件也由简单变得复杂，施工难度也越来越大。目前我国铁路施工技术发展还相对落后，尤其在隧道施工中，地质灾害频频发生，出现很多突发安全事故，这极大的威胁了人们的生命安全。而在隧道施工问题中最常遇到的便是软弱围岩和浅埋偏压两种问题。所以，在进行隧道建设的过程中，必须要从技术方面着手，依照这两种隧道实际的施工状态以及地址特点，依照施工标准要求，对施工技术不断予以改进，同时不断引入新技术新设备，与时俱进，提高技术的科技性、技术性。从而提隧道施工的安全性，增加其社会效益、经济效益，并进一步推进铁路建设进程。

结语

在我国交通建设中，铁路建设是核心内容，而在铁路建设发展中，隧道施工是促进铁路建设的重点。只有保证隧道施工技术的发展，才能不断加深铁路建设，才能拓展铁路线路，才能保障施工安全以及铁路运行的稳定性。所以对隧道施工技术必须充分重视。不断提高技术水平，通过钻研找寻更加有效科学的方式，以解决各类复杂地质条件下遇到的隧道施工问题，避免由于地质问题而引发的灾害性事故。更好的完成施工任务，促进铁路事业的发展，赢得更多的社会效益以及经济效益。

参考文献

常见隧道施工技术篇3

以往仅对技术和管理进行了研究，监测类别、内容和要素内容也单一，形成的监控技术体系不够完善，监控系统无法将地质超前预报、监控量测及预警、毒害气体监测、水文监测等技术手段与施工人员管理、安全防护设施管理等手段进行实时、有效的关联，不能真正达到保障安全、优化设计、指导施工、减少灾害后人员财产损失的真正目的，也无法实现真正意义上的隧道施工安全远程智能监控。本文基于以上分析及目的，经公路隧道施工与监控现场调研和分析，并结合公路隧道设计施工技术规范要求［7－8］，将隧道监控内容及要素列出，见表1。

监控系统实施流程

隧道施工安全远程监控系统除需要建立并完善监控内容和要素，还应该建立完善的系统实施工作流程。监测信息的管理、预警、处治流程既是决定能否对不良地质灾害、异常围岩变形与结构荷载、异常施工环境信息等预警信息及时响应，确保施工安全监控预警信息得到及时、妥善处理的前提，也是施工安全监控系统起到应有作用的基础，所以明确隧道施工安全智能远程监控管理实施流程非常必要。根据我国公路隧道施工监控技术现状、管理要求及相关技术规范和标准，提出监控系统的工作内容及对应的工作流程，如图1所示。

监控系统讨论

隧道施工安全远程智能监测设备的研发涉及到掌子面数字化监控与重建、监控指标的智能化预警方法、系统的模块设计、硬件功能的设计与规划、监控信息指标体系、传感器类型、传输技术、设置位置等技术方案的规划和实施，也包括监控设备的使用要求、管理要求和实施方法的建立，如监测时间、频率、数据管理和存储等诸多管理问题的建立和完善，属多学科系统性工程，需进一步开展研究并完善相关技术和管理技术，在此基础上方可进一步完善安全监管，真正提高隧道施工安全水平。

以施工人员信息监控为例，隧道建设过程中，建立隧道危险源监控系统，及时、动态掌握隧道施工危险源信息，有效预警，防止隧道灾害发生;灾害发生后，通过洞内人员信息准确、有效的记录，可反映隧道内施工人员数量和位置，以便及时施救，最大程度地减少隧道施工人员伤亡。因此，对施工人员的安全管理和监控始终是智能监控设备关注的重点。了解隧道内工程技术人员的进出情况、具体数量和位置，尤其是掌握隧道危险区域内的施工人员情况，对确保施工安全及灾后救援十分重要。目前隧道实际施工管理过程中，施工人员进出隧道遵守挂牌等级制度，其统计时效性差，准确度不高。

从技术角度看，在隧道洞口、2次衬砌、掌子面、仰拱工作面等重要作业区域安装无线数据接收器，现场施工人员进出隧道时，随身携带唯一的数据识别标识卡，人员识别标签不断或定时发射载有目标识别码的无线电射频信号，施工人员进入接收器读取范围内，接收器接收到施工人员识别标签发来的载波信号，经接收器接收处理后，将信号进行分析、处理，并发送到洞口通信接口装置，再转换成信号送给洞口服务器，以实现目标的管理自动化。施工管理方应确保施工人员正确携带标识卡，确保接收器及传输线路、洞内及洞口终端显示设备的完善，并进行定期检查。

常见隧道施工技术篇4

关键词:区间隧道;暗挖;非降水;施工技术

1工程概况

1.1设计概况

深圳地铁大剧院—科学馆站区间隧道，埋于深南中路解放路口至上步路段地面下10～19m，设计长1144.7m。分左右两条单线隧道，标准地段线间距为13.2～17.2m，基本与地面道路中线对称。区间隧道内设2号线联络线预留接口一处，缩短单渡线一处，设计断面变化多样，除单线段为单孔圆形断面外，联络线预留接口和单渡线设计有单孔双线、双孔双线、三孔三线断面，其开挖最大宽度分别为12.9m、12.6m和20.0m，隧道接口型式多，工法转换频繁。区间隧道原设计为2座竖井，后因工期需要增设一座3号竖井，竖井通过横通道与正线相连。

1.2工程及水文地质条件

隧道范围内上覆第四系全新统人工堆积层、海冲积层和第四系残积层，下伏燕山期花岗岩。洞身主要

穿越残积层和风化花岗岩。有三处含水丰富的砂层位于隧道上部，部分侵入隧道断面，层厚度2～10m不等，长度近700m，占隧道全长达2/3。有一处流塑状饱和粘土层侵入隧道断面内，如图1所示。

本区间地下水为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，主要补给为大气降水。根据勘测，地下水埋深1.93～5.73m。水位高程0.5～7.5m，水位变幅0.5～2.0m。隧道东端(靠近大剧院站地段)北侧的荔枝湖与本区间地下水存在水力联系。

1.3地面和交通条件

本区段为交通主干道和商住区。地面交通繁忙，车行如梭;地下管线密集，纵横交错;道路两侧大厦林立，花红草绿，环境优美。途经市委、市政府，是深圳市政治、经济、文化中心地带。

2技术特点和关键技术

隧道穿越的第四系残积层和全(强)风化花岗岩，含水量丰富。除因南国多雨，补给充沛外，并与荔枝湖水系相连，潺潺水流供给不断。据测，1#竖

图1大剧院—科学馆区间隧道不良地质分布剖面图

井24小时抽水量达410t以上。此外，地面由原沟谷成，西南交通大学、中铁四局集团公司、铁道第四勘山地回填而成，局部水囊空洞，还有地质钻孔，人工测设计院联合成立了科研技术攻关小组，在现场试洞穴，更给暗挖施工留下层层隐患，危机四伏。验、监控、室内离心模型试验、三维数值仿真分析等由于本标段地面交通繁忙，环境优美，不容许在多种手段综合应用情况下，取得了较好的施工效果，地面采取任何工程措施。这些边界条件界定了本工程多项施工指标达优。的技术特点是:在补给充分的富含水地层(砂层、流塑状粘土层)采取非降水的技术措施进行暗挖隧道施

3超前预加固施工技术研究工，特别是渡线段的大断面暗挖施工。其需要解决的主要关键技术是:

3.1方案比选与特征

(1)超前地质预报与动态设计;(2)超前预加固和防水;(3)复杂断面隧道暗挖施工洞内超前预加固的目的是改善围岩土体物理力学工法研究;(4)软弱地层暗挖隧道施工控制地面下沉性能和止水防涌，以保证施工安全，减小地面下沉。技术(特别是在穿越特殊管线时)。

在现场多次试验的基础上，比选了三种桩体加固方鉴于本工程地质条件的复杂性、结构端面型式的案。(1)水平旋喷桩加固;(2)间隔水平搅拌桩与水多样性、施工工艺难度极大、周围环境限制条件十分平旋喷桩加固;(3)水平旋喷2化学灌浆加固。如图2严格，深圳市地铁总公司把本标段工程列为深圳市地所示。其优缺点比较见表1。铁工程的重点和难点工程。为了保证工程得以顺利完

图2洞内超前预加固方案示意图

表1超前预加固方案比较表

图3拱部土体水平旋喷加固示意图

经在1#竖井横通道中组织的几次试验效果综合分析比较，确定采用第一方案。其主要特征是:仰角为5°的洞内水平旋喷桩超前预加固形成拱棚。开挖掘进时，用

3.2水平旋喷桩超前预加固

3.2.1拱部土体加固

水平旋喷桩在洞内以5°的仰角钻进旋喷成桩，因始端侵入隧道开挖断面，故在前端3.5m范围内不注浆，旋喷加固体搭接长1.7m。每一循环钻孔15m，旋喷长度11.5m，开挖掘进10m(开挖时小导管注浆补充填塞桩间的空隙)，如图3所示。

3.2.2掌子面加固防涌坍

处于流塑状粘土层地段，掌子面缓慢顺淌而下引起拱部下沉和仰拱开挖困难。施以旋喷桩拱密和加固，取得了很好的效果(如图4所示)。

图4掌子面水平旋喷加固拱密示意图

3.2.3边墙仰拱土体加固

在SK3+240～280和SK3+960～990地段，拱部围岩为砂粘土，具有一定的自稳时间，足以开挖初支成型。但下台阶土层呈流塑状，边墙开挖困难，甚至导致已施作好的喷射混凝土初支护外鼓开裂。以图5所示进行加固，成功通过。

图5水平旋喷桩加固边墙及掌子面示意图

3.3水平旋喷加固力学效果研究

对于水平旋喷预加固效果的认识，由于我国在这方面起步较晚，目前，基本上还处在试验阶段或定性的描述上，而客观现实常常需要我们做出定量的分析，特别是在浅埋软弱的富水地层中进行城市地铁近邻开挖时尤其如此，为了研究水平旋喷预加固效果，在多次现场试验的基础上，进行了离心模型试验和三维弹塑性数值模拟研究。

试验和数值分析所得结论基本一致，主要有:

(1)研究成果和现场测试数据吻合较好;(2)水平旋喷桩预加固对控制地表沉降的效果是非常明显的，与不施做水平旋喷桩相比，地表的最大沉降值可减小51%左右(如图6、图7所示);(3)旋喷桩预加固对提高围岩的稳定性是非常有效的，相比之下，有旋喷桩时拱顶的最大沉降可降低53%左右，同时，洞周围岩塑性区的面积大大减小。

图6无旋喷桩时地表沉降示意图

图7有旋喷桩时地表沉降示意图g

4渡线段施工技术研究

4.1指导思想

在含水丰富的浅埋软弱围岩(粘砂土和流塑状粘土层)中，由于环境所限，采用非降水的手段，进行渡线段大断面隧道的暗挖法施工，在国内外的地铁修建史上鲜见先例。本工程在这一特定条件下，以防坍保安全为主要目标，选取最佳的超前预支护方案和合适的工法，同时谋求控制地面沉降，减小对管线的破坏和影响又兼顾施工速度的技术措施。本区段隧道有众多横穿管线，其中SK3+355有一条煤气管(

4.2.1数值模拟进行施工优化

对于管线所在的SK3+355断面，采用平面弹塑性有限元模拟图8的6种施工工法对管线的沉降影响，模拟结果(见表2)表明:①先开挖右线隧道(小洞)后开挖左线隧道(大洞)比先开挖左线隧道管线的沉降和内力影响更小;②左线隧道影响进行三维数值模拟、室内离心试验、现场监控量采用CRD法施工，左右断面开挖比上下断面开挖对测，③开挖左线隧道对近邻右线隧道及地层位移影响较为明显。综合考虑各种因素后，最后确定采用工法2为过管线段的施工方法。

表2不同工法对管线沉降影响值mm

图8不同工法示意图

4.2.2模型试验模拟隧道开挖对煤气管线的影响采用离心模型试验，对煤气管线所在的位置SK3+355断面进行施工模拟试验，试验结果表明，采用水平旋喷桩和小导管注浆预加固技术进行施工，地表沉降最大值为31.6mm，管线最大沉降为29.5mm，管线仍处于安全状态。

4.2.3三维数值模拟隧道开挖对煤气管线的影响

基于著名的ANSYS软件，建立土体2支护结构2管线三维弹塑性耦合模型，其中，管线和隧道衬砌的位置关系及有限元模型见图9。

通过对隧道的开挖过程进行仿真分析，计算结果表明:(1)右线隧道施工时，管线最大沉降值为19.8mm，左线隧道施工时，最大沉降值为28.9mm;(2)地表最大沉降为29.8mm;(3)经过对管线的变形和受力进行验算，管线满足强度和刚度要求，施工期间管线是安全的。

4.2.3施工监测隧道开挖对煤气管线的影响

图10所示为SK3+355断面(煤气管线)左线隧道中线与地表交点的沉降随开挖掌子面距离的关系曲线，量测结果表明施工期间管线是安全的。综上所述，通过对隧道开挖过程中对煤气管线的后开挖右线隧道对管线的变形影响更大;

图9管线和隧道衬砌的位置关系及有限元模型

图10SK3+355断面地面沉降与掌子面的关系图

的工程条件下，管线在施工期间是安全的，而且分析数据彼此吻合较好，为施工提供了重要的理论依据和指导作用。

图11SK3+355断面地表沉降的数值模拟、离心试验和现场量测值比较

4.3施工路线选择

渡线段位于1号、3号竖井中间，经过相关的理论分析和综合考虑各种施工因素，最后确定如下施工路线(图12):

4.4工法和主要技术措施

4.4.1采用工法

本区间隧道掘进主要采取的工法是:①标准段采用上、下台阶法(图13a)，下台围岩特别软弱时，分三个台阶开挖(图13b);②开挖宽度10m，高度8m以下，采用CD或CRD工法(图13c);③开挖宽度10～12m，高度10m以下，采用双侧壁导坑工法(图13d);④双孔双线断面，采用中洞法(图13e);⑤三孔三线断面，采用双中洞法(图13f)。

4.4.2主要技术措施

隧道掘进除采用超前预加固外，还需根据围岩地质条件的变化，采取如下技术措施:

(1)如下台土体软弱，增设临时仰拱(见图13b)，可有效减少拱部和地面下沉;

(2)增设锁脚锚管，每榀格栅在拱脚部位设2～4根，锚管长3m，并及时注浆;

(3)严格遵循短进尺，小步距、快循环、强支护、早喷锚、紧封闭的原则施工，缩小台阶距离，尽早封闭;

(4)及时对初支背后进行注浆。

5结束语

大—科区间隧道工程现已顺利竣工，施工期间隧道结构及周围环境没有出现安全隐患，取得了良好的施工业绩，获得了深圳市地铁建设单位的高度评价并授予施工优秀奖。现总结起来主要有以下几点。

(1)水平旋喷桩和小导管补充注浆超前预加固改善了围岩的物理力学性能，起到了较为显著的拱棚作用，配合其它综合处理措施，较好地解决了非降水条件下的施工安全，通过深圳地铁大—科区间的施工实践、离心机模型实验、数值模拟理论分析得到了验证，为这一工法的发展积累了经验和宝贵的数据。

(2)在富水的软弱(砂土、流塑状粘土)地层，采用浅埋暗挖法施工地铁隧道，在对围岩进行超前预加固和止水基础上，应用合适的工法和技术措施，施工安全、质量、工期都能予以保证。

(3)“地质预报—动态设计(模型试验、模拟理论分析)—合适的施工技术措施—监控量测”是地下工程施工的重要环链，特别是在通过重点管线地段。大—科区间重视每一环链，取得了良好的施工效果。

(4)水平旋喷施工在设备、工艺、浆液材料、参数等方面还须进一步加强研究，以满足日益发展的施工需要。

图12渡线段施工路线示意图

图13开挖掘进工法示意图

参考文献

[1]李远宁，段玉刚.浅埋软弱地层隧道旋喷预衬砌支护技术的研究[J].探矿工程，2001，(5):58～61

[2]孙星亮，景诗庭.水平钻孔旋喷注浆加固地层效果研究[J].岩石力学与工程学报，1998，17(5):589～593

[3]张民庆，王汝澄.饱和含水砂层垂直注浆技术试验研究[J].施工技术，1998，(4):28～29

[4]秦爱芳，李永圃.上海地区基坑工程中的土体注浆加固研究[J].土木工程学报，2000，33(1):69～82

常见隧道施工技术篇5

【关键字】偏压作用；小间距隧道；施工

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：

一小间距隧道的工程简介

1、小间距隧道常见结构形式

隧道平面是在服从路线走向的前提下,结合隧址区地形、地质、辅助坑道位置(长大隧道)、洞口线形、洞外构造物以及环境等因素综合布设,其布置形式一般有以下3种:一是上下行分离式隧道,二是上下行分离式小间距隧道,第三种是双连拱隧道或上下双层隧道。对于小间距隧道,其结构形式根据其在空间的几何位置关系可分为平行小间距隧道、错台式小间距隧道和正交或斜交、重叠、交叠过渡等形式。在目前的公路工程中,小间距隧道常见的形式为平行小间距隧道。如1998年建成的招宝山隧道,两隧道之间的净距仅为3.40~4.20m,为0.28B(隧道开挖宽度)。

2、小间距隧道的工程特点

小间距隧道结构形式介于分离式和连拱隧道之间,在某些条件下小间距隧道的技术可靠性与经济合理性有可取之处。首先,与双孔平行隧道相比,它具有两端接线难度较小、占地较少的优点,但其造价要比普通分离式隧道高一些;和连拱隧道相比,同样具备占地相对较少、两端接线相对容易布设的优势,同时还具有施工工艺简单、施工质量易控制、工期较短、工程造价较低等优点。其次,小间距隧道可以增加路线布线的自由度,尤其在某些桥隧相连或有特殊要求的条件下,可以作为解决接线问题的重要手段之一。其三,采用小间距隧道方案可少占土地,具有良好的环保效益。双连拱隧道与小间距隧道的主要区别是双连拱隧道是两拱一体结构,一般将其作为一个整体来分析。其施工工序较多,工艺流程复杂,工期长,造价高。国内双洞四车道连拱隧道中隔墙厚度为1m-2.5m,且完全由钢筋混凝土浇注完成,中隔墙又分为直墙整体式、曲墙整体式以及二次衬砌独立成环的复合式中隔墙等3种型式。小间距隧道正是试图弥补双连拱隧道之不足,同时吸取双洞隧道完全分离布置的优势,是在工程实践中产生的一种结构,其施工性质属于近接施工,既体现了完全分离双洞的特点,又体现了双连拱隧道共享单个􀀁中夹壁􀀁的特点。考虑到隧道断面形状、尺寸,双隧道施工的方式方法以及分步开挖扰动的相互影响,尤其是对中夹壁稳定性影响等的诸多因素,小间距隧道的净间距取值应比同等条件下的连拱隧道净间距大。

二、偏压作用下小间距隧道的施工过程（以位于陕西省镇安县的长哨隧道为例）

施工方案按照左、右线隧道先后开挖顺序分为两组共六种方案，第一组为先开挖左线隧道、后开挖右线隧道的3种方案。隧道开挖方法说明见表2，方案的施工工步及有限元网格模型如图2所示。第一种方案左线采用明挖．在左线隧道二次衬砌完成后进行人工回填；第二和第三方案中的左线采用盖挖法，在第二步拱顶初期衬砌后立即进行人工回填。第二组在保持单洞开挖工步不变的情况下，只改变两隧道的开挖顺序，即采用先开挖右线隧道，后开挖左线隧道的开挖顺序。各方案对隧道分期开挖、锚喷初期支护和永久支护的全过程进行有限元模拟．分析过程中视围岩为弹塑性材料，围岩所处状态采用德鲁克一普拉格准则进行判定。初始地应力场由自重形成。开挖释放荷载模拟方法采用反转应力释放法，支护受力情况根据实际施工距工作面的距离确定。

三、有关偏压隧道施工应注意的问题

偏压隧道塑性区规律图3给出了先施工左线和先施工右线两种开挖顺序下。六种方案整体施工完成后的隧道结构塑性区分布情况，图中蓝色区为应力状态已达到屈服状态的区域。表3给出了各方案塑性区面积的量值情况。由塑性区分布图发现：

(1)由于山体的偏压作用，无论采用哪种施工方案，围岩塑性区均呈现不对称分布，右线隧道受山体偏压作用较左线隧道明显。

(2)山脚至右线拱顶、右线隧道左仰拱及右边墙区域、左线隧道拱顶区域，出现塑性区的几率较大。

(3)先施工右线线隧道与先施工左线隧道相比，减少了塑性区面积，由表3可见，最大降幅达到30．3％，可见存在偏压时。采用何种开挖顺序，直接影响围岩的塑性区情况。

(4)虽然各方案出现面积大小不等的塑性区，但初次支护和二次支护在整个施工过程中始终处于弹性状态。

2、偏压隧道变形规律

由计算结果发现，在偏压作用下，深埋侧的隧道周边位移要明显大于浅埋侧，且深埋侧受偏压影响较明显．表现在右线隧道周边位移分布不对称，右线右拱腰至边墙位移向外扩张；隧道周边最大位移均发生在右线拱底，由于各方案变形趋势类似，给出方案l整体施工后的位移矢量图，放大系数为8倍，如图4所示。

由位移矢量图也可以看出，这种复杂受力下，围岩，尤其是两隧道之间围岩。容易发生向浅埋一侧的偏移。以下着重考察两隧道之间围岩的水平偏移情况。故对各方案均选择两隧道之间围岩中线上近拱角与近仰拱的两个关键点进行比较分析，结果见表4。

由表4可以看出：

(1)关键点水平位移量值均为正值，说明偏压作用下。两隧道间围岩向浅埋一侧侧移偏向．且近拱腰关键点的侧移大于近仰拱的关键点侧移。

(2)先施工深埋一侧的隧道，可以减少隧道间围岩的侧移偏向。最大降幅可达39．04％，也说明了这种偏压作用下，先施工深埋侧隧道的合理性。

(3)盖挖法与明挖法相比，关键点的水平侧移相对较小，尤以右线采用侧壁导洞开挖方式的方案水平侧移值最小；就对两隧道之间围岩的扰动来看，侧壁导洞的开挖方式相对较利于围岩结构的稳定性。

3、施工要点小姐结

(1)偏压载荷作用下，先施工深埋侧隧道、再施工浅埋侧隧道可以有效降低塑性区面积、减少隧道间围岩向浅埋一侧的偏移。浅埋侧隧道及时做人工回填．即暗挖优于明挖的开挖方式。同时保证回填质量，可以有效减少隧道周边及两隧道之间围岩的侧移变形。

(2)右线隧道受偏压作用的影响更大，表现在应力位移均大于左线隧道。因此，在右隧道施工时更应严格执行设计方案。紧跟施工掌子面及时进行支护，并确保施工质量。

四总结

关于小间距隧道相关问题的研究仍需大量的依托工程进行深入研究与检验,需要本领域的同仁们进一步地思考、关注和探索。如对最小临塑净距、最小设计净距的计算公式,小间距隧道容许位移(警戒值)的计算公式,中夹墙加固技术与爆破影响,以及提出的一些设计理念、环保进洞技术等等,均有待进一步的工程实践检验与补充完善。

【参考文献】

[1]周罡，孔少波，杨新安岗石区间超小间距隧道施工技术辽宁工程技术大学学报(自然科学版)2005，24(6)：864．866．

[2]李乾，于海亮．北京地铁小间距浅覆土平行盾构隧道施工技术田．施工技术，2012，41(1)：78。83．

常见隧道施工技术篇6

【关键词】干燥粉细砂隧道；超前预加固；施工

干燥粉细砂围岩地质具有较为特殊的地质环境，在开挖过程中岩石的稳定性较差，粉细砂呈干燥、松散结构、空隙率小等特点，自稳能力差，隧道容易出现坍塌现象。开挖工序困难且复杂，同时施工的安全性难以到保证。为了达到洞室开挖的稳定，需要结合实际的隧道状况，通过取样室内试验的方式对干燥粉细砂地层隧道的具体土层结构以及土壤状况进行分析研究。在此基础上进行数值模拟以及现场试验，选择合理的超前预加固形式。由于干燥粉细砂围岩地质的不稳定性以及复杂性，在国外的相关学者的室内试验以及数值模拟中通过对多种加固方法的试验研究，取得了一定的研究成果，可供参考借鉴。

1燥粉细砂隧道超前预加固技术

预加固技术又称支护技术，这项技术在工程施工中得到了广泛的应用。具体的技术包括超前大棚管技术、超前小导管注浆技术等。依据工程的具体情况又可以分为密排超前小导管注浆以及深层咬合桩预加固。在工程施工中具有较好的应用效果。本文将对这两种技术进行具体的分析。

1.1超前小导管注浆预支护技术

此项技术的主要实施作用是在隧道拱部形成水泥浆固结体，保证其整体性，作用与短距离的棚护作用一致。此工艺的特点是注浆压力较小，浆液不易扩散，且扩散半径小，对围岩的固结效果较差，特别是在渗水的情况下。另外，小导管的的刚度较小棚护作用较差。此工艺多与其它工艺结合使用，具有较好的辅助作用。主要的导管材料可选用无缝钢管（外径φ42mm，壁厚4mm）。长度选用4.5米，溢浆孔的钻凿需采取交错钻凿的方式，在管壁上每隔15cm处钻凿。眼孔直径设为8毫米。外插角设置为13°。主要的浆液材料可采用超细水泥、水泥C水玻璃双液浆、化学浆液、1：1水泥浆。注浆工艺采用二重管无收缩WSS注浆、袖阀管分段注浆以及常规工艺，依据工程施工的阶段性特点进行。

1.2深层咬合桩预加固

选取合适的位置进行深层预咬合桩的设置，主要在隧道的出口、入口以及斜井出进行。咬合桩的长度为18米，桩径为60厘米，间距为35厘米。注浆方式采用加膨润土的1：1水泥浆。注浆压力设置为35～50MPa，注浆转速设置为15～20r/min，注浆退速设置为15～30cm/min。挖掘方式采取正常掘进以及变形段反向处理相结合的方式。

1.3两种加固技术的试验对比

在实际的干燥粉细砂隧道施工过程中，对以上两种加固方式进行试验对比。结果表明，超前小导管注浆预支护技术的实施效果较差，对涌沙、漏沙等问题没有进行有效的解决且施工进度较慢。在实施过程中出现较大的导管缝隙，导致胶结加固困难。扩散不均匀，扩散方式不正确，导致均匀胶结砂层困难。深层咬合桩预加固技术在实施的过程中可控性较强，尽管出现些许的咬合不良现象，但是整体的咬合效果较好，形成了预支护拱，对涌沙、漏沙等问题进行了有效的控制。本文对超前小导管注浆预支护技术以及深层咬合桩预加固的试验对比结果的分析参考了朱正国等人的干燥粉细砂隧道超前预加固与施工研究，具体的方案结果试验效果对比见下表1。

表1两种方案试验效果比较

施工要素深层咬合桩预加固超前小导管注浆预支护

施工设备较复杂，需改进原有设备简单

施工工艺工艺较复杂工艺简单、成熟

施工进度每月平均半断面砂层18m，全断面砂层13m月进度2.2-5.0m

施工安全状况有效的控制了漏沙及涌沙具有较大的安全风险

漏沙控制及防止坍塌效果有效的防止了漏沙及涌沙，变形，坍塌难以控制漏沙及涌沙

2燥粉细砂隧道超前预加固技术在施工中的应用

依据以上分析，在对干燥粉细砂隧道进行超前预加固施工时，可采取两种预加固技术相结合的方式对工程隧道进行预加固处理。主要的技术应用如下。

2.1准备工作

对高压注浆泵以及钻机进行仔细的检查，保证其正常运行。检查工程施工所需设备是否完备。通过掌子面的测量标出隧道开挖轮廓线，测量放线定桩位并进行桩号编制。挖设浆液池以及排水沟。依据工程实际要求准备钻机并配制浆液。

2.2钻进及高压旋喷成桩

在进行钻进工作之前需要准确的调整钻进孔位，然后在高压喷射的配合之下，进行钻进作业。高压喷射可切割钻孔周围的砂土，对钻进工作起到辅助作用。在整个钻进进程之中需要在每钻进5米的时候进行一次测斜工作，保证钻进方向的正确性。在钻进工作完成后，退钻杆，调整喷嘴位置，进行旋喷。当孔口出现有浆液流出之后，按照设计标准对旋转速度以及喷转速度进行调整。此时，喷射、旋转、提升方式由内向外直至终止位置点，结束喷射。在进行旋喷的过程中需要实时的关注注浆压力表，当压力降低的状况出现时，应及时停止旋喷，并进行调整，在压力上升之后方可继续。

3结束语

综上所述，干燥粉细砂隧道由于粉细砂呈干燥、松散结构、空隙率小等特点，具有施工困难，工艺复杂，施工安全性较低，坍塌现象多发等不利影响。在对干燥粉细砂隧道进行开挖施工时需要采用超前预加固技术，本次研究通过对超前小导管注浆预支护技术以及深层咬合桩预加固的对比试验分析，结合其他专家的相关试验结果，得出在干燥粉细砂隧道超前预加固施工中可将深层咬合桩预加固与超前小导管注浆预支护技术相结合的施工方式，并在实际应用中具有较好的效果。

参考文献

[1]包烨明.干燥粉细砂地层大断面隧道施工力学行为分析[J].铁道建筑技术，2013（01）.

[2]梁彬彬.旋喷咬合桩处理隧道干燥粉细砂地层初支变形施工技术[J].现代工业经济和信息化，2013（08）.

[3]朱正国，孙星亮.干燥粉细砂隧道超前预加固与施工研究[J].岩石力学与工程学报，2013（09）.