隧道工程支护的基本要求范文

关键词：下穿隧道；深基坑；围护结构；变形控制

一、项目简述

常熟市三环路快速化改造工程，是常熟市的环城立体交通体系，其中三环路与黄河路交叉口，采取主体三层的立体交通系统：空中为高架系统，地面为平交路口，地下为下穿隧道。

黄河路隧道全长730m，隧道横断面为双向六车道，采用单箱双孔结构，基坑最大开挖宽度28.4m，最大开挖深度约9.5m，基坑安全等级为一级，基坑重要性系数为1.1。

隧道采用明挖顺筑法施工，挖深≤1.5m采用放坡开挖，挖深1.5～3m采用Φ850三轴水泥搅拌桩重力式挡墙，挖深>3m采用Φ850SMW工法桩围护，搅拌桩中间插入700×300的H型钢，基坑内设置一～三道支撑，第一道支撑为钢筋混凝土支撑，第二、三道为Φ609钢管支撑。

为了确保隧道工程的顺利完成并投入使用，避免施工过程中隧道基坑出现超限变形，针对变形控制进行了系统的分析与研究，并针对性的采取措施，起到了很好的施工效果和效益。

二、现状调查

黄河路是常熟市区域港区的最主要通道，交通流量巨大，因隧道施工区域处于现有道路中央，施工期间在作业面两侧分别修筑了单向两车道的交通便道。同时，隧道上部垂直相交的桥梁为49m+72m+49m挂篮施工段，挂篮主墩距离基坑的最小净距仅4.5m。

常熟地处长江下游，地下水位高，仅为地表以下0.5m。全线地质成分复杂，土层稳定性不一，地质突变明显，局部地区存在软土地基，因此围护施工及开挖施工需要克服恶劣的地质环境，围护结构施工质量要求较高，技术难度较大。

施工过程中必须严格控制土层扰动带来的地面沉降、基坑变形等，确保周边建（构）筑的安全，基坑开挖期间围护结构的稳定性及安全性要求非常高。

三、要点分析

（一）环境情况

黄河路隧道沿线共有3个居民小区、1个医院、若干条管线，其中有2个小区为24层高楼。为了周边建筑物、构筑物的稳定，隧道变形控制首当其冲。周边建筑物多、允许变形量小，增加了隧道基坑变形控制的难度。

（二）施工场地情况

S河路隧道与三环路高架相互垂直设置，因工期原因，隧道施工与高架施工同步进行。穿越路口处的隧道节段，是开挖深度最深的，也是基坑围护最容易发生变形的节段，围护结构变形控制难度最大。隧道围护结构变形，将直接影响到桥梁主体结构的质量，施工过程中必须密切关注隧道基坑变形对高架桥梁产生的影响，并采取针对性应对措施。

（三）围护桩施工质量

SMW工法桩作为本基坑开挖深度3m以上部分的围护结构，其施工质量的好坏，直接影响到基坑变形的整体数据，因此必须严格把控工法桩施工质量管理，严格执行设计图纸、规范及施工方案的具体要求，从材料、机械、工艺等各方面严格管理。

另外隧道围护结构漏水是导致隧道基坑变形的重要因素，隧道渗漏水会直接导致基坑外侧的建（构）筑物变形，也会对基坑内土体造成浸泡，使基底失去其应有的支撑力和抗隆起能力，最终容易造成极为严重的坍塌事故。

（四）降水与排水

软土地基的基坑工程，水的作用尤为明显，处理不利容易发生坑底隆起、围护结构水平位移，坑外道路、管线破坏等事故，必须在基坑开挖前进行提前降水，并在施工过程中，做好明排水工作，避免基底被水浸泡。同时基底干燥，也为隧道主体结构施工创造良好的施工环境，有利于保证隧道主体结构的施工质量。

（五）土方开挖与支撑系统

深基坑开挖是隧道施工的重点难点，基坑开挖的稳定与安全一直是隧道工程最重要的控制点。土方开挖平面块段的划分、开挖深度的确定、开挖速度选择都是开挖工作的关键参数。另外支撑系统的安装于土方开挖的配合更加重要，支撑安装不及时，再好的围护结构也会出现超限变形。

四、应对措施

基于上述基坑施工周边环境、交通、场地条件的限制，必须进行系统性管理。只有全面的分析实际情况，制定行之有效的针对性措施，才能保证基坑的稳定和安全。

（一）围护系统质量控制

隧道围护结构的施工质量，是隧道施工的重点，一方面，严把围护桩的施工质量，做到水泥掺量足够、打桩顺序合理、施工衔接顺畅、型钢插入到位，SMW工法桩施工质量合格，是基坑变形控制的第一要素；另一方面，做好支撑系统的安装质量及安装及时性。围檩型钢规格符合设计图纸，拼装质量合格，特别是搭接部位，焊接质量必须满足要求；除首道支撑采用钢筋混凝土支撑外，下部支撑的钢管，提前在地面拼接，能够在最短的时间内吊放至指定位置。

首先，组织SMW工法桩施工人员进行教育交底，从思想上提高施工工人的质量及安全意识；其次，加强施工过程监督，全程参与质量管理，对施工过程中不按照要求的行为进行指导改正，采取横向评比、经济处罚等措施提高管理水平，提高施工质量；最后，按照设计要求进行取芯检测，对芯样不合格的段落，进行补桩处理，从根本上解决工法桩质量问题。

基坑的安全，受外部环境的影响较大，尤其是对基坑土质有改变的外部环境，雨水就是其中之一，长时间的浸泡，严重的可能会导致基坑侧壁土体坍塌等事件发生，所以水的控制是隧道施工过程中另一个控制要点。

首先，做好降水工作，提前20天进行管井降水，确保将水位降低至基底一下1m以上，在基坑开挖过程中，不间断抽水，控制水位在开挖面以下。其次，做好天气预报的信息接收工作，下雨天气不进行土方开挖作业，并在雨天到来前做好相应的应急准备工作。最后，开展隧道特殊季节施工技术交底，对基坑内施工工人进行交底，播放经典案例，从思想上提高工人自我规避风险意识；同时要求施工队加强基坑积水排除工作；雨天过后，项目部要求对基坑进行全面安全检查，检查完毕后方可展开施工。

（二）交通组织

合理组织现场交通便道，交通便道尽量远离，设定交通便道安全距离为10m；施工过程中合理安排，同时加强机械设备操作人员思想意识，提高安全隐患识别能力，设定机械设备操作安全距离为2m。减少交通车辆及施工机械动载对基坑的影响。

（三）基底不良土质改良

针对隧道内局部不良地基，积极联系设计单位进行现场查验，根据软土地基的施工经验，提出处理方案，土质稍差段采用碎石土换填，土质特别差的段落采用素混凝土换填，以增加基底稳定性，减小坑底隆起变形量。

（四）基坑开挖过程控制

严格按照“时空效理论”组织施工，并遵循“开槽支撑、先撑后挖、分段分层开挖、严禁超挖”的原则，采用分层、分段挖土。每段开挖长度控制在6m左右，每层开挖深度控制3.5m以内，围檩及支撑安装时间控制在6小时以内，基坑砼垫层要求随挖随浇。

（五）加强变形监测

严格按照监测方案的要求，进行基坑变形监测，开挖前提前布点，测得第一手原始数据，并根据开挖面的开展情况，调整监测频率，开挖部位每天测2次，开挖完成后7天以上的，每天测1次，测量项目包括，围护结构沉降变形量、围护结构水平位移量、围护结构倾斜变形量、外侧土体沉降量、围护外水位变化量、坑底土体隆起量、坑外构筑物沉降及位移量等。测量数据实时播报，汇总至技术部门，用以指导现场施工。

五、结语

截至隧道主体结构施工完成，基坑SMW工法桩、钢管支撑系统已全部拆除，委托的监控单位进行了全程变形监测，报告结果表明，黄河路明挖隧道基坑围护结构沉降累计最大值为5.13mm，围护结构水平位移累计最大值为12.5mm，远小于设计图纸明确的日变形量小于3mm，总变形量小于30mm的要求。

通过现场全程跟踪管理、过程控制、技术总结和方案改进，大大节省了工期，带来了直接的经济效益。隧道施工进度提前约50天，办公和管理成本节约12万余元，工人工资节约19.5万余元。同时，因隧道结构提前完成，使得SMW工法桩内的型钢提前拔除，型钢支撑系统提前拆除，节约了型钢及钢管支撑的租赁费用，节约成本约50万元。带来的总经济效益约为81.5万元。

经过对隧道施工过程中可能出现的基坑变形要点进行的准确判断，制定了相应的应对措施及应急预案。针对各要点制定的措施在控制基坑围护变形的过程中发挥了重要的作用，最终，不仅隧道工程提前完工，周边影响也控制在最小的范围内。

隧道工程支护的基本要求范文篇2

关键词：浅埋偏压；大拱脚；软弱围岩；自稳。

1工程慨况及地质条件

本隧道为双线电气化铁路隧道，位于右偏r=1800曲线上，线间距为4.000--4.354m，设计列车行车速度为120km/h；单面下坡，坡度为3.4‰。隧道进口里程为d3k750+740，出口里程为d3k752+600，全长1860m。出口段进洞围岩为弱膨胀土，洞身有1处浅埋，隧道最大埋深约80m，最小埋深约3m。

隧区地处盆地边缘与高原丘陵地貌的交接带，属高原丘陵地貌。隧区范围内上覆第四系全新统人工填筑碎石土，坡残积层粉质粘土，上第三系茨营组黏土（弱中膨胀土），下伏基岩泥盆系上统海口组砂岩夹页岩。寒武系中统陡坡寺组砂岩，页岩互层。

2大拱脚台阶法施工技术

2.1工艺原理

大拱脚台阶法施工工法是指在隧道开挖过程中将作业面分为六个开挖面，以前后六个不同的位置相互错开开挖，然后分部支护形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。每循环进尺宜为0.6～0.8m，尽量缩短台阶长度，确保初期支护尽快闭合成环，仰拱和衬砌及时跟进，形成稳定的支护体系。

2.2施工工艺流程

隧道出口段为ⅴ级围岩，设计类型为ⅴ级抗震设防复合衬砌，采用大拱脚台阶法施工，其施工工艺流程图如下：

（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部φ42超前小导管，在超前支护防护下，弱爆破开挖①部施作①部周边的初期支护：初喷3cm厚c25钢纤维混凝土，铺设钢筋网片，架立钢架，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。

（2）弱爆破开挖②-1部施作②-1部初期支护：初喷3cm厚c25钢纤维混凝土，铺设钢筋网片，架立钢架，焊接连接钢筋，并在钢架拱脚底部紧贴钢架两侧边沿按下倾角45°搭设锁脚锚管并注浆，锁脚锚管与钢架用l型钢筋焊接牢固，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。施作临时仰拱，架设临时横撑a，铺设钢筋网，并喷混凝土封闭临时仰拱，同时施作临时斜撑。

（3）同②-1部施工工序，开挖及支护②-2部。②-1部与②-2部前后错开距离小于或等于4m。同时①部与②-2部距离必须小于10m。

（4）弱爆破开挖③-1部施作③-1部边墙初期支护：初喷3cm厚c25钢纤维混凝土，铺设钢筋网片，架立钢架，焊接连接钢筋，并在钢架拱脚底部紧贴钢架两侧边沿按下倾角45°搭设锁脚锚管并注浆，锁脚锚管与钢架用l型钢筋焊接牢固，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。

（5）同③-1部施工工序，开挖及支护③-2部。③-1部与③-2部前后错开距离小于或等于4m。同时③-2部与②-2部距离必须小于或等于10m。

（6）弱爆破开挖④部施作④部仰拱初期支护：初喷3cm厚c25混凝土，架立钢架，焊接连接钢筋，复喷c25混凝土至设计厚度。③部与④部距离必须小于或等于10m。

（7）为不影响施工机械施作，在开挖完仰拱后需搭设栈桥，栈桥长为15m，一端放置在已终凝的仰拱填充混凝土，一端放置在上③部稳定的洞渣上。绑扎ⅴ部仰拱与边墙钢筋，安装仰拱模板，测量人员测量仰拱标高，无误后灌筑混凝土，等待仰拱混凝土初凝后，灌筑仰拱填充ⅵ部至设计标高。仰拱初期支护与仰拱距离为5～10m。

（8）初期支护完成后及时进行量测，根据监控量测分析，拆除临时横撑安装环向+纵向透水盲沟铺设土工布+防水板绑扎二次衬砌钢筋并根据需要安装接地装置利用衬砌模板台车一次性灌筑ⅶ部（拱墙）混凝土。

3施工控制要点

（1）大拱脚台阶法施工应做好工序衔接，工序安排应紧凑，严格控制开挖长度，合理确定循环进尺，开挖后立即初喷3cm厚的混凝土，以减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。

（2）隧道垂直方向的变形控制主要依靠两侧拱脚，拱脚的稳定程度很关键。在上部增加大拱脚钢架是为了增大拱脚的承载能力，同时在钢架拱脚底部紧贴钢架两侧边向拱脚的斜下方打设锁脚管，锁脚锚杆与

钢架利用l型钢筋焊接牢固确保钢架基础稳定，防止拱部下沉变形。

（3）大拱脚台阶法施工应严格按设计要求控制好超前小导管支护外插角，并严格按照设计规范注浆，保证隧道开挖在超前支护的保护下安全施工。

（4）根据围岩情况如需爆破时，必须坚持弱爆破，减少对围岩的扰动。

4沉降变形控制

在隧道初期支护完成前需布设监控量测点，监控量测采用五点法，每个断面设置2条净空变化基线，1个拱顶下沉观测点，监测断面间距为5～lom，所有初读数据须在开挖后12h内测读，量测频次严格按照规范bgl0121—2007《铁路隧道监控量测技术规程》的要求执行。根据施工经验和现场采集的数据对比分析，隧道围岩达到基本稳定条件为：隧道周边水平收敛速度，以及拱顶垂直位移速度明显下降；隧道周边水平收敛速度小于0.1～0.2mm/d，拱顶垂直位移速度小于0.07～0.15mm/d；隧道位移相对值已达到总相对位移量的85%～90%以上。隧道施工中监控量测的主要目的就是对初期支护实施动态管理，通过了解围岩的受力变形状态，判断隧道围岩和初期支护是否稳定和安全，及时进行信息反馈及预测预报，为施工二次衬砌提供合理施做时间和为优化支护参数提供依据，指导现场施工。

5超前地质预报

超前地质预报方法有地质调查法、物探法及超前钻探法。根据本隧道的地质情况、风险源及风险等级可采用超前钻探法。超前钻探法即是通过超前地质钻孔了解前方即将施工段的围岩情况，是否存在裂隙水及断层带等。超前地质钻孔采用单孔水平取芯钻探法，超前探测20～30m，验证中近距离物探超前探测的异常地段，每25m一个循环，每孔长30m，钻孔是否取芯根据不同地质条件确定。

对超前预测预报所取得的资料进行综合分析和评判，并结合掌子面揭示的地质条件、围岩发展规律、趋势及前兆进行预测判断，根据其综合结果，优化施工措施，及时调整施工工法，以确保施工安全及质量保证，使工程有序高效进行。

6结语

（1）对于软弱围岩初期支护体系需快速封闭成环，形成自稳体系。谨遵隧道施工“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的四项基本原则，确保施工安全进行。

（2）隧道施工应特别注重对围岩初期支护的监控量测工作。监控量测对指导施工、优化支护参数具有很重要的意义。

（3）根据隧道特点，特别是围岩情况复杂的隧道，要加强超前地质预报技术的应用，坚持以地质调查法为基础，加深炮孔为辅，结合超前钻孔法实现对掌子面前方30m范围内地质状况的准确预报，对指导施工和有效防止坍方起到了重要作用。

（4）大拱脚台阶法对于软弱地质铁路客运专线隧道施工是一种先进的方法，只要强化现场施工作业管理，严格按照设计和验标要求施作，可以加快施工进度，优化资源，节约成本，值得类似工程参考借鉴，在今后的施工中还需进一步总结和提升，使得该工法更好地促进隧道施工技术水平的提高。

参考文献

[1]《铁路隧道施工技术规范》；

[2]《铁路隧道施工技术指南》（tz204-2008）；

隧道工程支护的基本要求范文

关键词：路桥隧道工程；开挖支护施工；要点分析

1路桥隧道工程的开挖施工技术分析

1.1隧道开挖施工要点

路桥隧道工程相较于其他工程而言，所面临的地质条件更为复杂，因此在实施开挖技术之前，应对施工场地的围岩类型、地应力以及地下水资源的分布等情况进行细致的勘察，并依据勘察结果制定出科学且合理的路桥隧道工程开挖施工工艺及使用流程，从工程地质环境以及围岩具体情况入手，对施工方案进行进一步的调整、修订与完善。就目前来看，路桥隧道工程开挖技术主要分为以下几种类型。第一，全断层开挖法，主要指依据路桥隧道工程施工组织设计方案，实现一次爆破成型，并再利用锚固支护与二次衬砌的方式进行施工。全断面层开挖法更加适用于整体性较好的围岩结构中。同时，在实施路桥隧道工程全断面层开挖法的过程中，也需配合一些大型施工设备，并使其能够符合隧道长度以及施工区段长度，切实提升路桥隧道工程施工期间的经济效益。在京沈客专朝阳隧道施工中采用了全断面三臂凿岩台车进行钻爆和机械手湿喷工艺进行初支施工。第二，台阶开挖法。由全断面层开挖法衍生出的一种新型施工方式，通常被应用在围岩结构开挖阶段到支护阶段维持稳定形态的地层中。就目前来看，台阶开挖法已经被广泛应用在大部分路桥隧道工程中。依据台阶的具体长度，可分为长台阶法、短台阶法以及超短台阶法，因此这就要求相关人员能够从初期支护形成闭合断面围岩稳定性以及上部施工开挖支护环节施工场地对设备的需求入手，从根本上提升路桥隧道工程中机械设备的利用率。同时，应用台阶施工方式对施工调整度较小，在围岩结构出现问题时，也可采用先进的施工技术提升施工安全性。但利用台阶开挖法也有一定的弊端，即施工工序较多，不利于整体施工效率的提升。在京沈客专辽西隧道和同盛隧道的弱围岩施工中施工中，广泛采用了三台阶七步开挖施工工艺，取得了良好的效果。对于围岩结构稳定性较差的路桥隧道工程而言，也可使用导坑法开挖施工技术，在工程正式施工之前采用挂网锚喷支护、钢结构支护，提升路桥隧道工程整体施工过程中的质量及效率。但是就导坑法施工而言，有逐步被三台阶七步开挖取得的趋势，施工现场真正使用导坑法施工的正在逐步减少。

1.2隧道开挖方式的选择

在路桥隧道工程开挖施工过程中，为减低对周围围岩的干扰率，应对开挖及掘进方式进行择优选择，提升挖掘总体进度，保证工程整体稳定性及安全性。同时，在工程开挖及施工方式选择期间，也应结合施工场地围岩地质条件以及变化，结合隧道围岩类别及断面的尺寸，对开挖方式进行系统的整合。施工中和设计积极沟通，动态管理，及时根据围岩情况变更调整开挖方式，确保施工安全。

2路桥隧道工程支护施工技术分析

2.1混凝土喷射技术

为从根本上提升路桥隧道工程支护施工的质量，施工人员在喷射混凝土的过程中也应注重围岩结构整体的咬合及镶嵌作用，将裂缝分割的岩块体重新粘结起来，从而更好防止围岩结构的松动，有效减应力相对集中的问题发生。不仅如此，在隧道围岩结构表面产生一定的抗剪力，将围岩始终保持在相对稳定的三轴应力状态下，并使所喷射混凝土结构表面自身刚度对不稳定结构起到稳固及抵抗的作用。不仅如此，在应用其他支护方式的过程中，也可结合混凝土喷射技术，共同承担支护结构的荷载力，避免结构发生变形的情况。京沈客专全线采用了大型机械手湿喷技术，不仅大大加快了喷射速度，也明显保证了喷射混凝土强度，在国内是首条全线推广湿喷技术的大型工程项目。

2.2锚杆支护技术

为从根本上提升路桥隧道工程周围结构的稳定性，现阶段施工人员也可采用向岩石土层打入锚杆的方式，向周围结构施加压力，并使其从原有二轴应力的状态转变为三轴应力的状态，从而更加有效的控制隧道围岩结构刚性恶化的问题发生。不仅如此，此种方式也可被应用在松动区域的围岩结构中。隧道岩土体内部的锚杆起到了被约束变形的加固作用，并形成了能够承担起外部荷载岩土承载构件，在原有基础上提升了路桥隧道工程整体的稳定性。

2.3钢筋网设置

一般情况下，钢筋网与锚杆施工应同时进行。在路桥隧道工程中布设锚杆结构时，应选择适当的距离。锚杆结构对于周围岩土体的约束力相对薄弱，设置相应的钢筋网结构后，提升了隧道围岩结构的稳定性，降低了坍塌的风险性，使其保持在三轴应力的状态之下也必须受到施工人员的高度重视。

2.4钢架结构

在路桥隧道工程钢架支护施工的过程中，主要分为两个方面。第一，钢架施工。在钢架加工过程中，加工厂下料分节焊接制成，因此需保证钢架的弧度与尺寸应符合工程设计方案中的具体参数，每节钢架都需要利用连接板连接。钢架安装应严格控制其内部轮廓的尺寸，结合工程的具体需求，预留一定沉降量。不仅如此，钢架与围岩结构之间所产生的空隙利用喷射混凝土填充，保证支护结构与围岩结构之间具有紧密的联系，降低围岩结构的变形几率，以更好的形成整体受力结构。第二，大拱脚钢架设计施工。在对稳定性较差的围岩结构进行施工过程中，为确保开挖下台阶时上台阶机结构稳定，相关工作人员应注重在上台阶结构设置大拱脚钢架，并集合人工修造技术，扩大拱脚。大拱脚钢架施工技术适用于路桥隧道工程中的大多数支护手段，但对于薄层页岩等的地质条件实用性的较差，因此在应用此项施工技术的过程中，需结合工程的具体情况进行选择。

3提升路桥隧道工程开挖支护施工有效性的措施

3.1完善路桥隧道工程的开挖支护技术设计理念

以新建铁路北京至沈阳客运专线辽宁段TJ-2为例，该工程均位于辽宁省凌源市境内。主要工程数量为路基20段长2.777km，桥梁10座5.516km，隧道10座20.056km，隧道部分地段位于断层上。就该工程的开挖支护技术应用现状来看，虽然其为路桥隧道工程施工的安全性带来了巨大的保障，但这中间依然存在着诸多问题，亟待施工工作者的解决。不仅如此，在实际的施工工作中，开挖支护施工技术也应随着时代的潮流不断完善开挖技术及支部结构设计的理念，让其不断朝向更加系统与科学的方向前进，以有效提升路桥隧道工程施工阶段的安全性，进一步巩固路桥隧道工程在社会市场经济中所占据的主要地位。具体而言，针对工程内容及特征，制定出合理的设计方案，基于实际施工情况，对设计方案中关于开挖及支护作业流程进行动态管理。

3.2强化路桥隧道工程开挖支护设计监督工作

在国民经济消费水平不断提升的背景下，对于自身出行的安全性也提出了更高的要求。因此现阶段的施工工作者就要以强化开挖支护设计的监督工作作为企业发展的立足点，不断完善与优化开挖支护施工设计方案内的不足之处，有效整合路桥隧道在设计过程中生成的参数数据，并做好提升相关施工工作者综合素质的工作，以进一步推进工程的稳定发展。

3.3注重开挖支护设计信息化管理

随着网络技术的快速发展，在路桥隧道工程开挖支护设计管理期间，也可构建起一个实现工程各部门信息共享的信息系统，将开挖及支护施工期间具体流程及存在问题录到计算机系统中，通过多角度对造成此问题发生的因素进行整合与分析。与此同时，在开挖支护设计期间，也可实现基于信息系统中的BIM软件，构建起路桥隧道三维模型，进行更加完备的施工规划。