隧道施工方法

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隧道施工方法范文第1篇

隧道施工符合安全环保、工艺先进、质量优良、进度均衡、节能降耗的要求，隧道施工应本着“安全、有序、优质、高效”的指导思想，按照“保护围岩、内实外美、重视环境、动态施工”的原则组织施工。其施工方法的选择应遵循以下原则：

(1)、确保施工安全，改善施工环境。

(2)、应根据设计文件、施工调研情况、地质围岩级别、结合隧道长度、断面大小、纵坡情况、衬砌方法、工期要求、装备水平、队伍素质等综合因素决定。

(3)、地质变换频繁隧道应考虑其适应性，便于工序调整转换。

(4)、应尽量采用新技术、新工艺、新设备、新材料。

(5)、认真按照新奥法原理、掌握应用好光爆、喷锚、量测施工三要素。

2　选择隧道施工方法的基本要素

(1)、施工条件

它包括一个施工队伍所具备的施工能力、素质以及管理水平。目前我集团隧道施工队伍的素质和施工装备水平，有高有低，参差不齐，因此，在选择施工方法时，不能不考虑这个因素的影响。

(2)、围岩条件

围岩条件也就是地质条件，其中包括围岩级别、地下水及不良地质现象等。围岩级别是对围岩工程性质的综合判定，对施工方法的选择起着重要的甚至决定性的作用。

(3)、隧道断面积

隧道尺寸和形状，对施工方法选择也有一定的影响。目前隧道断面有向大断面方向发展的趋势，如公路隧道已开始修建3车道甚至4车道的大断面，水电工程中的大断面洞室，更是屡见不鲜。在这种情况下，施工方法必须适应其发展。在单线和双线的铁路隧道中，越来越多地采用了全断面法及台阶法；而在更大断面的隧道工程中，先采用各种方法修小断面的导坑，再扩大形成全断面的施工方法极为盛行。

(4)、埋深

隧道埋深与围岩的初始应力场及多种因素有关，通常将埋深分为浅埋和深埋两类，有时将浅埋又分为超浅埋和浅埋两类。在同样地质条件下，埋深的不同，施工方法也将有很大差异。

(5)、工期

作为设计条件之一的施工工期，在一定程度上会影响基本施工方法的选择。因为工期决定了在均衡生产的条件下，对开挖、运输等综合生产能力的基本要求，即对施工均衡速度、机械化水平和管理模式的要求。

(6)、环境条件

当隧道施工对周围环境产生如爆破振动、地表下沉、噪声、地下水条件的变化等不良影响时，环境条件也应成为选择隧道施工方法的重要因素之一，在城市市区条件下，甚至会成为选择施工方法的决定性因素。

完善施工方法标准化、模式化的重要条件是建立适应各种条件下的隧道施工机械化配套技术的标准模式。

3　山岭隧道开挖方法的选择

山岭隧道施工的过程和方法是多种多样的，但钻爆法仍然是我国目前应用最广、最成熟的隧道修建方法，山岭隧道开挖常用的方法为全断面法、台阶法、中隔壁法(CD法)，交叉中隔壁法(CRD法)、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法等。

在当前的施工实践中，从工程造价和施工速度考虑施工方法的选择顺序应为：全断面－正台阶－台阶设临时仰拱法－中隔壁法(CD)－交叉中隔壁法(CRD)－双侧壁导坑法：从施工安全考虑，其选择顺序应反过来。如何正确的选择施工方法，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环境要求，达到规避风险，加快施工进度和节约投资的目的。

4　各种施工方法在不同围岩和隧道中适用情况

(1)、全断面法

全断面开挖法是按设计断面将整个隧道开挖断面一次钻孔，一次爆破成型、一次初期支护到位的隧道开挖方法。主要适用于非浅埋I～Ⅲ级硬岩地层。浅埋段、偏压段和洞口段不宜采用。如确实地质条件较好，也可采取先开挖小导坑，然后再扩大的施工方法，这对保持围岩稳定是有利的。

该法有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，钻爆施工效率较高，可采用深眼爆破，提高施工速度，且工序少、便于施工组织和管理，较分部开挖法减少了对围岩的振动次数。

但由于开挖面积较大，围岩相对稳定性降低，且每循环工作量相对较大，深孔爆破用药量大，引起震动大，因此要求进行精心的钻爆设计和严格控制爆破作业。

施工要点

①配备钻孔台车或多功能台架及高效率装运机械设备，缩短循环作业时间，合理采用平行交叉作业工序，提高施工进度。

②利用钻孔台车深孔钻爆增加循环进尺，控制钻孔进度，改善光面爆破效果，减少超欠挖。

③及时对开挖轮廓围岩施做喷射混凝土封闭层。

④有条件时采用导洞超前的开挖方法，合理组织施工保证隧道施工安全。

⑤仰拱、铺底超前二次衬砌且一次全幅浇筑，I～Ⅱ级围岩离掌子面距离≤120m，Ⅲ级围岩≤90m。

(2)、台阶法

台阶法施工是将隧道结构断面分成两个或几个部分，即分成上下两个断面或几个断面分部进行开挖的隧道开挖方法。该法适用于铁路双线隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩，单线隧道V级围岩亦可采用，但支护条件应予以加强。该法具体可分为正台阶法、三台阶临时仰拱法、环形开挖预留核心土开挖法等。

该施工方法的优点是对地质变化的适应性较强，工序转换较容易，并能较早地使初期支护闭合，有利于控制沉降。台阶长度一般应控制在1～1.5倍洞径，为及早使初期支护封闭成环，也可适当缩短台阶长度，当围岩较稳定，短台阶能保持时，台阶长度亦可适当缩短至3～5m，上下台阶同时钻眼爆破，以起到加快施工进度，减少设备配置的目的。

下部断面(中、下层台阶)是开挖作业的重要环节。近年来，在下部开挖中，因方法欠妥，作业不慎引起初期支护失稳造成的重大坍方事故已有多起，必须引起高度重视。在开挖顺序上，宜采用先挖侧槽、左右错开向前推进的做法，不宜采用拉中槽挖马口的方法。侧槽一次开挖长度不宜太长，靠近边墙范围应采用风钻、风镐手工开挖，人工清壁扒碴，严禁使用重型机械开挖和装碴，以免对围岩过大扰动、破坏围岩和初期支护系统的整体稳定性。

施工要点

①根据围岩条件合理确定台阶长度和台阶数量，台阶长度一般应不超过1倍开挖洞径，台阶高度根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定。

②上台阶施作钢架时，采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形；

③下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70％以上时开挖，当岩体不稳定时需缩短进尺，必要时上下台阶分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。

④施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。

⑤下台阶施工时要保证钢架顺接平直，螺栓连接牢靠。

⑥仰拱、铺底超前二次衬砌且一次全幅浇

筑，Ⅲ级围岩≤90m，Ⅳ级围岩≤70m。

(3)、中隔壁法(CD法)

中隔壁法(CD法)是将隧道断面左右一分为二，先挖一侧，并在隧道中部设立利用钢支撑及喷混凝土的临时支撑隔墙，当先开挖一侧超前一定距离后，再开挖另一侧的隧道开挖方法。

该法变大跨为小跨，使断面受力更合理，对减少沉降，保证隧道开挖安全、可靠具有良好效果。该法适用于较差地层，如采用人工或人工配合机械开挖的Ⅳ～V级围岩和浅埋、偏压及洞口段。施工过程中，为保证初支稳定，除喷锚支护外，须增加型钢或钢格栅支撑，并采用超前大管棚、超前锚杆、超前注浆小导管、超前预注浆等一种或多种辅助措施进行超前加固。

由于地层软弱，断面较小，只能采用小型机械或人工开挖及运输作业，工序多，施工进度较慢。必要爆破时，应控制药量，避免损坏中隔墙。临时中隔墙型钢支撑规格应与初期支护所采用的一致。每步台阶长度可控制在3～5m。

施工要点

①左右部的台阶开挖高度根据地质情况及隧道断面大小而定。

②左、右两侧洞体施工纵向拉开间距不大于15m。

③每台阶开挖长度不大于该分部断面直径，保持开挖面平顺，并及时初期支护。

④后一侧开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。

⑤中隔壁设置为弧形临时支护，隧道左右开挖面初期支护连接平顺，保证钢架连接状态良好。

⑥根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除中隔壁临时支护，一次拆除长度不超过15m，并加强监控量测。

⑦临时支护拆除后及时施做隧道仰拱和二次衬砌。

(4)、交叉中隔壁法(CRD法)

当采用中隔壁法(CD法)仍然无法保持围岩稳定和隧道施工安全时，可采用交叉中隔壁法(CRD法)开挖。该法的特点是各分部增设临时仰拱和两侧交叉开挖，每步封闭成环，且封闭时间短，以抑制围岩变形，达到围岩沉降可控，初期支护安全稳定的目的。

该法除喷锚支护及增设足够强度和刚度的型钢或钢格栅支撑外，还应采用多种辅助措施进行超前加固。

交叉中隔壁法(CRD法)适用于断层破碎带、碎石土、卵石土、圆砾土、湿陷性黄土、全风化的花岗岩地层的V～Ⅵ级围岩及较差围岩中的浅埋、偏压及洞口段等。

施工要点

①隧道按左右部份分块实施开挖，每块小断面开挖高度大致接近。

②每块小断面开挖长度2～3m，或不大于该分块断面直径，及时设置临时仰拱封闭、步步成环，尽量缩短成环时间。

③中隔墙设置为弧形临时支护，隧道左右开挖小断面水平临时支护保持对接一致，螺栓连接牢固。

④及时进行底部左右小断面开挖封闭支护，并利用回填注浆加固底板。

⑤根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除中隔壁临时支护，一次拆除长度不超过15m，并加强监控量测。

⑥临时支护拆除后及时施做隧道仰拱和二次衬砌。

(5)、单侧壁导坑法

单侧壁导坑法施工与中隔壁法(CD法)类似，但其导坑开挖断面相对较小。

(6)、双侧壁导坑法

双侧壁导坑法是采用先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期支护及临时支护，必要时施做边墙衬砌，然后再根据地质条件、断面大小，对剩余部分采用二台阶或三台阶开挖的方法，其实质是将大跨度的隧道变为三个小跨度的隧道进行开挖。

该法施工进度较慢，成本较高，但其在施工安全尤其在控制地表下沉方面，优于其它施工方法。此外，由于两侧导坑先行，能提前排放隧道拱部和中部土体中的部分地下水，为后续施工创造条件。因此城市浅埋、软弱、大跨隧道和山岭软弱破碎、地下水发育的大跨隧道可优先选用双侧壁导坑法。在V～Ⅵ级围岩的浅埋、偏压及洞口段，也可采用此法施工。

操作婴点

①侧壁导坑形状应近似椭圆形，导坑断面宽度宜为整个断面的1／3。

②两侧侧壁导坑超前中部10～20m，可独立同步开挖初支，中部采用台阶法开发，保持平行作业。

③导坑开挖后应及时进行初期支护及临时支护，并尽早封闭成环。

④通过监控量测确定临时支护体系稳定后，拆除临时支护，一次拆除长度不超过15m，拆除区间加强监控量测。

⑤临时支护拆除完成后，及时施作仰拱并进行二次衬砌。

隧道施工方法范文第2篇

关键词：公路隧道；特殊地段；施工方法

中图分类号：U459.2 文献标识码：A

1 工程简介

杭瑞高速大兴至思南段一隧道，左线长2137m，右线长2158m，出口的两个洞口在施工到约300m的地方，地质发生了很大变化，其地质变化频繁，以强风化灰岩和黄土夹特大孤石这两种地质为主且常会出现溶洞，溶洞内地质为黄土夹特大孤石，黄土含水量很大，孤石与黄土之间无粘结力。

2 软弱围岩的施工方法

2.1 一般软弱围岩的施工方法

隧道出现一般的Ⅳ级，Ⅴ级围岩时，采用三台阶七步开挖法开挖。“三台阶七步开挖法”，以弧形导坑开挖预留核心土为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。

第1步:施作超前支护后，开挖弧形导坑，预留核心土，施作拱部初期支护。第2，3步:开挖左右侧阶并施作初期支护。第4，5步:开挖左右侧下台阶并施作初期支护。第6步:分别开挖上、中、下台阶核心土。第7步:开挖仰拱并施作初期支护封闭成环。采用“三台阶七步开挖法”施工，可以合理的分解隧道结构承受的围岩压力，减少隧道沉降，达到安全、高效施工的目的。

2.2 洞身围岩差，但隧底围岩好的地质条件下的施工方法

在隧道的施工过程中，出现了洞身为强风化灰岩但底板及底板以上1m多的位置为微风化灰岩的这种地质情况。按照设计图纸来判定这种地质情况应该按照Ⅴ级来施工，按照Ⅴ级来施工就要施作仰拱，对隧底围岩造成扰动，对隧道的受力不好。经过业主、设计、监理、施工四家共同研究决定采用Ⅳ级加强(不设仰拱)的支护参数。开挖采用“三台阶七步开挖法”，初期支护参数如下:Ф25超前锚杆，4.7m长，环向间距0.5m，21根;工字钢支撑，纵向间距1.0m；Ф25自钻式锚杆和Ф25全长药包锚杆，长度3.0m，间距1.0m×1.0m；Ф8钢筋网，网格间距25cm×25cm，全断面挂设;喷混凝土，25cm厚C25混凝土;衬砌混凝土，C25混凝土40cm厚。这样不仅保证了施工安全和施工质量，也提高了施工进度。

3 公路隧道通过溶洞时的施工方法

3.1 对是否出现溶洞做出预测

3.1.1 使用TGP206型隧道地质超前预报系统对掌子面以前的地质进行预测。

3.1.2 通过地表观测，若地表出现以下情况，可以初步判断岩层中存在溶洞或暗河。

四周汇水的洼地内有明显的积水或地表水消失。

草木丛生和地表塌陷以及冬季冒气地段。

地表有落水洞或天然竖井的存在。

3.2 溶洞给施工带来的困难

溶洞位于拱顶时，围岩容易坍塌，洞穴处理困难。溶洞位于隧底时，充填物松软而且深度大，隧道基底加固困难。隧道穿越溶洞充填物时，围岩软弱，容易坍塌，施工进度缓慢。溶洞内有水流时，水的堵、排困难。

3.3 溶洞的处理方法

3.3.1 溶洞位于拱顶时

第一步：从洞外拉碴回填掌子面，填碴高度为距拱顶3m左右，挖机整平形成一个作业平台;第二步:安装混凝土泵送管道，分别在左侧拱部、拱顶、右侧拱部各安装2根，共计6根混凝土泵送管道，拱顶管道接到溶洞最高处;第三步：在填碴形成的作业平台上采用砂袋施作封堵墙，砂袋码在已支护好的安全地带，砂袋码放宽度为1.5m以上，确保泵送混凝土过程中不被挤倒;第四步:泵送C20混凝土，厚度为拱顶以上5m;待混凝土达到一定强度后，溶腔内采用泵送轻型材料粉煤灰回填密实;第五步:处理完毕后按照“三台阶七步开挖法”进行开挖，加强支护。溶洞处理方案如图所示。

3.3.2 溶洞位于隧底时

当位于隧底的溶洞较小时，一般采取回填的封闭的施工方法。

当溶洞较大较深时，不宜采用堵填封闭的方法，或充填物松软不能承载隧道结构时，可采用梁、拱跨越。跨越的梁端或拱座置于稳固可靠的岩层上，必要时灌注混凝土加固，溶洞中间的墩柱可采用桩基础。

3.3.3 穿越溶洞充填物时

在溶洞充填物中开挖，当充填物较松软时，可采用插钣法(工字钢或槽钢等)，通过围岩量测确定出合适的预留沉降量;充填物为石块堆积时，可在开挖前预压砂砾及水泥砂浆加固。

3.3.4 溶洞内有水流时

遇到溶洞内有水流时，宜排不宜堵，查明水源流向及其与隧道位置的关系后，用暗管等泄水设施将水流排到洞外。

当岩溶水流位置在隧道顶部或高于隧道顶部时，在适当的位置开槽引水，将水位降低到隧底以下，再进行引排。

3.3.5 溶洞的其他处理方法

在岩溶地区施工，有的溶洞处理耗时且困难时，可采取迂回导坑绕过溶洞，继续进行隧道前方施工，并同时处理溶洞，以此来加快施工进度。绕行开挖时，应防止洞壁失稳。

4 岩溶地区施工应注意的问题

做好超前地质预报工作。反坡施工时，应备有足够数量的排水设备。在岩溶地段爆破时，应做到多打眼，打浅眼，控制装药量。施工中对溶洞顶部要经常检查，及时处理危石，当溶洞较高且顶部破碎时，应先喷射混凝土进行加固。在到达溶洞边缘时，对掘进、支护、排水等工作加以妥善安排。

结论

隧道施工时一定要做好超前地质预报工作，为隧道的施工提供指导性意见。隧道在遇到特殊地质施工时，在将设计文件研究透彻的同时，要保持“岩变我变”的原则，及时与各方沟通，确定出合理施工方案。隧道在遇到溶洞时，有水时采取“以堵为辅、以排为主”的施工方法，无水地段的处理方法可总结为填堵、跨越、绕行。

参考文献

[1]周爱国.隧道工程现场施工技术[M].

[2]朱汉华.尚岳全.公路隧道设计与施工新法[M].

[3]洪阳.长岭隧道破碎地段全断面掘进施工技术应用[J].

[4]干昆蓉，杨毅，李建设.某隧道岩溶突水机制分析及安全岩墙厚度的确定[J].

[5]关宝树.岩质隧道的围岩压注止水技术[M].

[6]刘招伟.圆梁山隧道岩溶突水机理及其防治对策[D].

隧道施工方法范文第3篇

关键词：地铁隧道； 施工方法； 地铁工程

出于解决城市交通拥堵问题，地铁工程成为了城市建设的必要选择，目前地铁工程已经成为了多数城市交通建设的重要组成部分。从我国兴建第一条地铁线路开始，我国城市地铁工程施工已经经历了二十多个年头，积累了一定的地铁隧道施工经验，保证了地铁隧道施工质量能够满足使用要求。经过了解发现，目前地铁隧道的常用施工方法主要包括：明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等等。以下我们将重点分析目前地铁隧道的常用施工方法：

一、地铁隧道施工的明挖法

在地铁隧道施工中，明挖法主要是从地面由上向下深挖，从地面上一直挖到地下的标高为止，然后从基层标高的位置由下至上进行砌筑施工，完成地铁隧道的主体施工，保证地铁隧道的结构强度满足实际使用需求。从目前地铁施工过程来看，明挖法是比较成熟的隧道施工方法，是地铁隧道施工方法中的首先，只要地面条件允许，我们应尽量选择明挖法。但是通过对目前城市地铁施工了解后发现，由于地铁路线普遍与公路重合，地铁线路以上存在大量的建筑物，因而明挖法的应用范围相对过去有所变小。所以，在目前的城市地铁隧道施工中，我们应在适合的地段，正确采用明挖法开展地铁隧道施工，同时还应积极探索新的施工方法，弥补明挖法的不足，充分满足城市地铁隧道施工的需要。

二、地铁隧道施工的盖挖法

盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工.主体结构可以顺作，也可以逆作。这种方法是在明挖法的基础上探索出来的，对缓解地铁隧道施工地上交通状况有着重要意义。由于目前城市道路交通繁忙，我们要在地铁工程建设中尽量减少对地上交通的影响。因此我们在城市繁忙地带修建地铁车站时，要减少对道路的占用，保证地铁车站设在主干道上，而交通不能中断，同时又能确保一定交通流量要求，在这种情况下，我们可以选用盖挖法。从目前城市地铁隧道施工情况来看，如何减少对地上交通的影响成为了现实的需求，由此盖挖法成为了重要选择，为城市地铁隧道施工提供了重要技术支撑，保证了城市地铁隧道施工的有效进行。

三、地铁隧道施工的暗挖法299

1、暗挖法是在特定条件下，不挖开地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工力一法。暗挖法主要包括：钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。其中尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛。由于地铁隧道施工多是处于地下施工，在地下施工的时间较长，因此我们利用暗挖法的机会较多，我们必须对暗挖法的种类和功能有清楚的了解，实现对暗挖法的有效利用，从根本上发挥暗挖法的优势，提升整个地铁隧道施工的质量，保证地铁隧道施工能够满足质量要求。

2、地铁隧道施工的盾构法

盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构（shield ）是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶；钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。

在盾构法中，主要用到了辅助设备，形成了盾构支撑面，利用盾构设备所形成的支撑空间，快速浇筑隧道衬砌环，采取逐渐推进式的方式，逐渐推进隧道进深，保证隧道能够施工一段稳定一段，施工一段交付一段，提高地铁隧道施工效率，保证地铁隧道施工质量达到要求。目前盾构法已经成为了地铁隧道施工的主要方法之一，在地铁隧道施工中正发挥着越来越重要的作用。由于盾构法中需要盾构设备，所以我们在盾构设备的选用上应注意强度和承载力的要求，要以实际需要为主，避免发生坍塌事故。

3、地铁隧道施工的沉管法

沉管法是将隧道管段分段预制，分段两端设临时止水头部，然后浮运至隧道轴线处，沉放在预先挖好的地槽内，完成管段间的水下连接，移去临时止水头部，回填基槽保护沉管，铺设隧道内部设施，从而形成一个完整的水下通道。其中地铁隧道施工沉管法的典型案例如下：

广州珠江隧道是我国第一条公路与地铁合用的越江隧道，公路隧道全长1 238.5 m。河中段隧道埋置在河床下.不影响水面通航，河中沉管段全长457 m。该沉管为多孔矩形钢筋混凝土结构，其中包括两个双车道机动车孔、一个地铁孔、一个电缆管廊。沉管断面为典型矩形断面，外形尺寸为33 mx7956 m（宽x高），底板厚1.2 m、顶板厚1.0 m，两外侧墙分别为0.7 m和0.55 m、最长管节的混凝土量达12 000砰。管段的基底坐落在河床的风化花岗岩层上。开槽时采用了炸礁施工。基础处理采用灌砂法。

四、地铁隧道施工的混合法

通常我们可以根据地铁隧道的实际情况，在地铁隧道的施工过程中采用以上2种或2种以上的方法同时使用，称其为混合法。在实际的地铁工程隧道施工中，单纯使用以上的某一种施工方法往往难以达到要求，通常都是多种隧道施工方法的组合。其中最常见的施工方法是明挖法、盖挖法和盾构法相结合，根据不同地段采取不同的施工方法，已经成为了地铁隧道施工的重要原则。所以，地铁隧道施工的混合法在实际施工过程中采用的最多。从目前地铁隧道施工的实际过程来看，混合法成为了必然选择，在地铁隧道施工过程中发挥了重要作用，促进了地铁隧道工程的有效进行。因此，我们要对地铁隧道施工的混合法有正确的认识。

五、结论

通过本文的分析可知，地铁工程已经成为了城市发展的重要组成部分，对解决城市拥堵起到了相当重要的作用。而在地铁隧道施工过程中，要想提高工程质量，就要对目前地铁隧道施工的常用方法有全面的了解，并在施工过程中积极采用以上施工方法，保证地铁隧道施工的有效进行，全面提高城市地铁隧道工程质量，为城市地铁隧道工程提供技术保证。通过以上施工方法的了解，这些施工方法在城市地铁隧道施工中已经得到了重要应用，并取得了积极应用，因此我们要大力推广。

参考文献：

[1] 韩煊；Jamie R Standing；李宁；；地铁施工引起的建筑物扭曲变形分析 [J]；土木工程学报；2010年01期

[2] 樊红卫；；地铁区间非盾沟暗挖隧道设计的现状与思考 [J]；城市轨道交通研究；2010年02期

[3] 安虹；；地铁隧道衬砌施工的技术研究 [J]；辽宁经济；2010年01期

隧道施工方法范文第4篇

【关键词】复杂地层软弱围岩抛石挤淤浅埋隧道突泥突水

中图分类号：TU74文献标识码： A

前言

在城际轨道暗挖隧道施工时，隧道洞顶或隧道洞身部分通常会遇到一些较为复杂的地层。复杂地层通常包括人工填土、淤泥、粉质沙层、建筑物垃圾等，且隧道周边往往存在许多重要的构筑物，例如市政主干道、市政管线、高层建筑物等。隧道施工的重点是保护隧道洞身及周边构筑物的安全，而遇到的复杂地层段容易使隧道初支变形大、容易造成地表沉降大，严重的能导致隧道坍塌。

广东珠三角莞惠城际轨道松山湖隧道GDZK32+550-GDZK32+718.853段就遇到了较为复杂的软弱围岩，该类围岩给地质述描、对前方围岩的判断带来不确定性，此外该段隧道同时具有埋深浅、地下水发育等不利因素。隧道在前期施工中出现了地表和拱顶下沉量大、初期支护变形大、突泥突水等工程问题。在认真分析后，对施工方案进行了优化，经实施后取得了较好的支护效果。

1、工程概况

广东珠三角城际轨道莞惠GZH-5标松山湖隧道位于东莞市寮步镇和松山湖管委会境内，暗挖隧道总长为3.488km，采用左右线单洞单线，两条隧道并行的方案，其走向沿松山湖大道方向，松山湖大道日车流量为5万辆，最重的货车达100t。GDZK32+550-GDZK32+718.853段为浅埋小间距并行段，隧道埋深在7-10m，隧道左侧紧邻石龙坑水库，地下水位常年在地表以下2-3m，地表积水及降雨很容易渗至开挖面，且该段隧道地处石龙坑水库人工回填部位，隧道拱顶覆土层人工填土（含孤石如图1.1）、淤泥、粉质沙层、建筑物垃圾等围岩极其不稳定、变形大、易坍塌。隧道洞身施工风险、残余风险及风险处理措施详见下表1.1.因此，本段隧道具有埋深浅，地层极不均匀，地下水发育等诸多施工不利因素。

图1.1人工填土中的孤石和淤泥（呈硬塑）

起讫里程 风险事件 成因 初始风险 风险处理措施 残余风险

GDZK32+550-GDZK32+718.853 塌方、突泥突水、地表下沉破裂、管道管线位移变化 隧道洞身覆土层为人工填土层、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、沙层、并下穿部分市政管线 概率等级 后果等级 风险等级 洞内全断面注浆加固 概率等级 后果等级 风险等级

表1.1风险评估详表

2、主要工程问题及成因分析

2.1前期施工方法简介

隧道施工初期，洞身采用CD法开挖如图2.1，采用人工配合挖机开挖，每循环开挖进尺为0.5m，分1、2、3、4区左右错开施工，每一台阶长度保持在5-7m左右，仰拱成环施工和下断面间距在20m以内，拱部180o范围采用φ42长度为3m的超前小导管支护，间距为0.33m×1.0m（环向×纵向）；初支采用I20a工字钢拱架，间距为0.5m，喷射30cm厚C25混凝土，边墙设置间距为0.8m×1.0m（环向×纵向）φ22螺纹砂浆锚杆，长度为3.5m，梅花型布置，且所有的砂浆锚杆设置锚垫板尺寸为6mm×150mm×150mm，拱脚打设φ42长度为3m的锁脚锚管并注浆，开挖面采用全断面单液浆止水加固。

图2.1 VI级围岩中隔壁（CD）法开挖横断面

2.2施工中出现的主要问题

上述施工方法在施工过程中出现了下列主要工程问题：

1）由于地层为人工填土层、淤泥质粉质粘土（呈硬塑）、沙层，浆液注入量少，注浆加固不理想。

2）人工填土层在地下水的作用下容易软化，呈流塑状，强度低，开挖面极易坍塌如下图2.2。

3）受底下水作用，洞身边墙部位的沙层出现大量流失现象，导致台阶难以形成，拱架背后出现空洞、拱架悬空，锁脚锚管和系统砂浆锚杆失效，无法形成受力结构。

4）地表出现严重下沉，最大累计下沉值达600mm，如图2.3。

5）初支变形大，在初期支护未封闭成环之前，拱顶下沉速率最大值达17mm/d，水平收敛速率最大值达30 mm/d，拱顶下沉累计最大值达500mm，侵入二衬净空达280mm，水平收敛累计最大值达245mm，初期支护需要置换，导致二次衬砌无法及时施做。

图2.2突泥突水 图2.3地表下沉过大

2.3成因分析

隧道施工过程中出现上述工程问题主要有下列原因引起的：

2.3.1地层不均匀且遇水易软流失

莞惠城际轨道松山湖隧道GDZK32+550-GDZK32+718.853段隧道洞身拱顶和洞身部分穿越的土层为人工填土层、淤泥质粉质粘土和沙层。其中淤泥质粉质粘土其结构松软，承载力低，抗剪强度低、压缩性高、透水性差浸水易软化、溃散，具有触变性、流动性和不均匀性；同时沙层也具有承载力低、抗剪强度低、遇水易软化，尤其在地下水丰富的情形下，受水浸泡成黄色泥浆并随地下水流动而流失，容易造成突泥突水事故。

2.3.2隧道埋深浅

该段隧道埋深在7-10m，属于典型的浅埋隧道。由于洞顶覆土层薄，围岩软弱，自稳能力差。施工时隧顶覆盖层的扰动很快波及地表，加之在松山湖大道行车荷载的作用下：一方面地表发生变形开裂下沉；另一方面受扰动的覆土层透水性增强，更加有利于地表水和旁边水库中水的渗入及地下水的流动，增大了洞内的出水量，加剧了人工填土层中淤泥质粉质粘土、沙层的软化和随水流失。这类土层的软化和流失产生下列后果：

1）锁脚锚管和砂浆锚杆失去受力基础，锚固力大大降低，达不到预期的加固效果。

2）拱脚围岩长期受水浸泡，强度很低，加上较长时间围岩流失，引起拱脚悬空，拱脚持续下沉，表现为较快的拱顶下沉速度及较大的累计沉降量。

3）围岩的不均匀导致洞身周边围岩流失也不均匀，有些部位由于围岩流失量大，初期支护背后出现空洞，使初支受力不均匀；另一些部位细颗粒的围岩随水流失，导致抛石挤淤中的孤石周边地层松散，大孤石向洞室方向移动，引起初期支护局部应力集中，受力不均匀及局部应力集中加剧了初期支护的变形和破坏。

4）初期支护变形及围岩流失产生较大的地层损失，而大量的地层损失就引起地表严重的沉降。

3、施工方案优化

前述分析表明，隧道出现较大的地表沉降及初期支护变形，主要是由于围岩在水的作用下软化、随水流失引起的。而围岩随水流失在很大程度上又是由于初期支护变形过大，强烈扰动隧顶覆土层，使透水性增强，洞内出水量增大；初期支护变形越大，围岩随水流失越多，地层损失越大，地表变形也越大，地表水就越易渗入地下，导致淤泥质粉质粘土、沙软化和随水流失越严重，如此相互作用，形成恶性循环。因此通过上述分析可得出解决问题的关键：一是控制洞室变形；二是减少水对围岩的不利作用，在成因分析的基础上提出下列支护原则：

1）及时封闭成环，改善初支受力条件，缩短拱脚暴露时间，减少初支收敛变形和拱脚围岩在水的作用下软化、流失。

2）加强加大超前预注浆加固，减少拱顶围岩变形及洞内流水。

3）改善洞内排水条件，减少水与围岩的接触。

4）适当加强横向支撑。

3.1开挖方案优化

因该段落隧道左右线净距仅8m左右，左右线施工相互影响较大，考虑到左线靠近水库，为避免水库渗水2次影响施工，决定先施工左线，达到提前排水、降水和隔离水的目的。

开挖方法根据现场实际情况变4步开挖为8步开挖甚至更多，即原来的1、2、3、4区分别作两次开挖，在1、3区底部架设一道横向支撑，这样变大跨为中跨或小跨，边开挖边支护，步步为营；并采用微台阶留核心土，且预留核心土断面应大于开挖断面的50%，这样每部土方量就较少，同时便于施钻和喷射混凝土，也利于缩短封闭时间。上导尽量采用人工开挖，严格控制台阶长度，钢架拱脚需认真处理，必要时加垫槽钢，在开挖超前20-30m后，应及时施做该段的二次衬砌，让隧道尽快形成完整的受力结构。

采用上述开挖方法后，施工期间围岩及拱架应力的实测结果表明，临时横支撑对控制下台阶变形有力，使得拱腰围岩及拱架应力增大，对抑制初期支护水平方向变形有十分明显的效果。

3.2支护方案优化

3.2.1超前预加固

拱部150o范围采用φ108超前管棚，外插角为3-5o，环向间距为35cm，一次长度为20m。全断面注浆半径从原来的1m增加到3m，且采用双液浆，超前管棚注浆采用水泥―水玻璃浆液，注浆压力位0.5-2.0Mpa，水灰比为1：1。管棚钢管示意图如下图3.1

图3.1

3.2.2变CD法为CRD工法

1、3区底部增设临时仰拱，临时仰拱参数：I20a工字钢，喷射C25混凝土，厚度为30cm，钢架间距为0.5m，钢架间采用φ22钢筋纵向连接，连接钢筋间距为1.0m，内外交错。如下图3.2

图3.2

3.3其他的辅助措施

1）排水。为了减少拱部渗水对下部施工的影响，拱部设置独立的排水系统，在临时仰拱上设置小型积水坑，直接将水排至衬砌端头，减少围岩与水的直接接触。

2）采用地表预注浆。在松山湖大道上临时封闭1-2个车道，对地表进行注浆加固。

3）降水。隧道开挖之前，在隧道旁边每隔8-10m打设降水井，以达到提前降水提高土层的承载力和自稳能力，减少水对围岩的影响。

3.4施工效果

在采用上述开挖方法后，围岩虽有变形，但在仰拱封闭之后很快便达到稳定，拱脚整体稳定性较好，未出现拱架因挤压变形而使支护需要置换的情况。

4、结论

1）此类地层中，地层遇水易软化和随水流失。在隧道施工中一定要控制好地层变形，减弱围岩扰动导致地层透水性增强、洞内出水量增大以及人工填土层中的孤石向洞室周边移动；此外洞内应做好排水，尽量减少水与围岩的直接接触，减弱洞内渗水对拱脚、仰拱拱底的浸泡、软化和水土流失。

2）在这类地层中施工时，初期支护应尽快封闭，开挖方法可以根据现场实际情况分多部开挖和增设临时仰拱，临时仰拱有效地控制了受力较大的拱部、拱腰变形，减弱了洞内渗水对围岩的不利影响。分多部多台阶开挖可以减少开挖面的临空面积，大大缩短了每次开挖、立架、喷锚的时间以达到及时封闭初支的目的，有效地降低了突泥突水的安全事故。

3）遇到此类围岩时，宜采用长管棚注浆等辅助加固措施，有效地提高围岩的自承能力和减少洞内渗水。

参考文献

[1]顾宝和，曲永新，彭涛，劣质岩（问题岩）的类型及工程特性[J].工程勘察，2006（1）：1-7

[2]陶龙光，巴肇伦.城市地下工程[M].北京：科学出版社，2002

隧道施工方法范文第5篇

关键词：隧道工程；隧道技术；公路隧道；铁路隧道；水工隧洞；隧道施工方法

1 隧道技术

隧道技术对应于修筑隧道过程的各个阶段，可以大致分为：运用技术（照明、通风、维修管理防灾等）；调查计划技术（与地质、水文等的调查和预测、测量等有关）；设计技术（指岩石力学、土力学和结构力学、材料等）；施工技术（指开挖、运输、支撑衬砌的施工、基地改良、改善施工条件而采用的特殊施工方法、安全卫生等）；隧道技术是与地质学、水文学、沿途学和土力学、应用力学和材料力学等有关理工科各部门有着密切的联系。它同时应用测量、施工机械、炸药、照明、通风、通讯等各类工程学科，并因对水泥、金属、混凝土、压注药剂等之类化学品的有效利用，而使其与广泛的领域保持着关联。因此，有关隧道技术的基础理论和实际应用，不但涉及土木工程等有关学科，还联系到其他工科、理科的范围。

2 公路隧道

2.1公路隧道通风

①半横向式通风：为了对于除圆形断面之外的其他断面形式的隧道换风便利，1934年，英国人在修建莫尔西隧道（长3226米）时，对尽量减少管道断面的方式做了研究，首次采用半横向通风系统。 ②竖井式纵向通风：1976年，日本在修建关越隧道（长10855米），首次将纵向通风应用于10km以上的隧道通风。③自然通风： 利用自然风压、空气温差、密度差等对室内；矿井或井巷进行通风的方式。④横向式通风：美国纽约市的荷兰隧道，采用盾构法施工，圆形断面，所以车道下面作为送风道，上部作为排风道，气流从下往上横向流动。成为世界上首次采用全横向通风方式。⑤混合式通风：根据隧道的具体条件和特殊需要，由竖井与上述方式组成最为合理的通风系统。

2.2 公路隧道照明

隧道照明遵守的设计原则可以归纳为以下几点：

①隧道内不管是白天或夜间均需设基本照明；②白天车辆进入隧道时，路面亮度应逐渐下降，使司机的视觉有一个适应过程，将入口段分为引入段、适应段和过渡段；③确定引入段、适应段和过渡段的长度（S），通常按车速（V）以T=2s的适应时间来确定，可用S=V/3.6（m）来估算；④出口段也应设过度照明，在双向交通情况下和入口段相同；⑤夜间出入口不设加强照明，洞外应设路灯照明，亮度不低于洞内基本亮度的1/2；隧道内应设应急照明，其亮度不低于基本亮度的1/10。

3 铁路隧道

3.1铁路隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车车辆通行的建筑物

根据其所在位置可分为三大类：为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。

3.2 地下铁道是地下工程的一种综合体

地下铁道建设涉及众多技术领域，包括路网规划、线路设计、土建工程、建筑造型和装修、机电运营设备等系统，要作好地下铁道建设工作，不但要掌握各个系统的专门知识，而且还要能对名处系统进行全面协调。地下铁道路网规划作为城市总体规划的重要组成部分，就一定要适应城市的发展。地下铁道线路走向、埋深，车站站位与城市规划、工程地质和水文地质条件有关，尤其是和准备采用的施工方法关系密切。地铁车站建筑造型既要充分体现公共交通建筑的特点，又要考虑如何与本地城市建筑风格相协调，反映城市建筑特色。

4 水工隧洞

4.1水工隧洞是指在山体中或地下开凿的过水洞

水工隧洞可用于灌溉、发电、供水、泄水、输水、施工导流和通航。水流在洞内具有自由水面的，称为无压隧洞；充满整个断面，使洞壁承受一定水压力的，称为有压隧洞。

4.2 水工隧洞的工作特点

4.2.1水力特点：深泄水孔：a 泄水能力与H1/2成正比；b 进口位置低，能预泄；c承受得水头较高，易引起空化、空蚀；d 水流脉动会引起闸门等振动；e 出口单宽流量大，能量集中会造成下游冲刷。

4.2.2结构特点：a 洞室开挖后，引起应力重分布，导致围岩变形甚至崩塌，为此常布置临时支护和永久性衬砌。b 承受较大得内水压力得隧洞，要求围岩具有足够得厚度和必要得衬砌。

4.2.3施工特点：隧洞一般断面小，洞线长，工序多，干扰大，施工条件差，工期较长。

4.2.4水工隧洞的组成，主要包括下列三部分：进口段，洞身段，出口段

4.3 水工隧洞得布置及线路选择

①总体布置及线路选择应根据枢纽得任务，对泄水建筑物进行总体规划。在合理得选定洞线得基础上，根据地形、地质、水流条件，选定进口得位置及进口结构形成，确定闸门在洞口中得位置。②确定洞身纵坡及洞身断面形状及尺寸。③根据地形、地质、尾水位等条件及建筑物之间得相互关系，选定出口得位置，底扳高程及消能方式。

隧道工程的发展对交通运输的作用具有相当重要的意义，尤其对公路和铁路运输具有相当显著的经济效益。隧道在公路和铁路中应用，不但大大节省了路程，避免绕行，缩短了里程，节省了运输时间，而且节省了燃油，节省了资金，对满足人们的生活需要外出需要以及人们的生活水平和健康水平有很大的改善作用；对物流的运输加速周转、提高了流通效率，在经济上也会带来很大的效益。

参考文献：

[1]陶光龙等编著.隧道工程概论. 北京：科学出版社，2002