隧道冬季施工

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隧道冬季施工范文第1篇

【关键词】冬期施工；混凝土；温度控制；热工计算

1 工程概况

神华准池铁路朔州隧道位于山西省朔州市境内，全长11299m，隧道里程DK128+656～DK139+955，为双线特长隧道。除出口段位于1200m半径的曲线上，曲线进入隧道352.6m余均位于直线段上。洞内纵坡为3.0‰/5488m、-7.0‰/5800m、3.0‰/5m，基本呈对称的人字坡，共设计进、出口和5个斜井辅助施工，合同工期574d。工期紧，安全风险大。全隧设有4座斜井和进、出口6个作业工区掘进施工，朔州隧道地处雁北高寒区，施工期经历两个冬期，每年冬期从11月到次年4月初，历时5个月。

2 冬期施工温度控制要求

1）当环境昼夜平均气温连续3天低于5℃或最低气温低于-3℃时，混凝土工程按照冬期施工方案组织施工；

2）混凝土拌合站环境温度要在10℃以上；

3）混凝土入模温度不低于5℃，搅拌时间较常温延长50%，水加热不应超过80℃；

4）喷射混凝土时环境温度、材料温度不应低于5℃。

3 混凝土热工计算标准

按照《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008），《铁路混凝土工程施工技术指南》，《关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知》（铁道部铁建设[2010]120号文）对混凝土的各项要求，确定在不同环境温度下的入模温度：

1）根据确定的入模温度，利用混凝土运输温度损失计算公式，计算对应于某一环境的混凝土拌和物的出机温度；

2）然后利用混凝土拌和物出机温度计算公式，计算混凝土拌和物温度；

3）利用混凝土拌和物温度计算公式，计算在混凝土原材料所能达到的温度条件下混凝土拌和物温度，混凝土拌和物温度应大于通过环境温度计算得出的结果。否则，就应加强混凝土原材料温度保证措施，使混凝土拌和物温度满足要求。

4 热工计算

4.1 混凝土运输温度计算

根据朔州地区历年气象资料，冬期11月到次年3月份日平均气温，选择环境温度0℃和-15℃两种情况，进行混凝土拌和物热工计算。混凝土采用灌车运输，先计算环境温度为-15℃时，混凝土在运输过程中的温度损失：

ts=（at1+0.032n）（T1-Ta）

式中ts――运输过程温度损失；

a――温度损失系数（hm-1），当混凝土搅拌输送车时，a=0.25；

t1――混凝土自运输至浇筑现场的时间（h）取0.3h；

n――混凝土运输次数，取2；

T1――混凝土拌和物的出机温度（℃），按10℃时；

T2――混凝土拌和物经运输至成形完成时的温度（℃）即入模温度；

Ta――运输时的环境温度（℃），取-15℃。

所以，ts=（0.25×0.3+0.032×2）（T1+15℃）=0.139T1+2.085℃=3.475℃

按照施工实际，混凝土浇筑时入模温度要求（10℃），T2≤T1-ts

（T2≤10℃-3.475℃=6.525 入模温度要求 5℃≤出机温度-损失温度后6.525℃）

即：T1-0.139T1-2.085℃≥10℃（14.04-0.139×14.04-2.085=10.003反算而得）

所以0.861 T1≥12.085℃

T1≥14.04℃

取T1=14.04℃

如果按气温-20℃计算时，温度损失为ts=0.139T1+2.78℃=5.85℃

出机温度T1-0.139 T1-2.78℃≥10℃，（15-0.139×15-2.78=10.135反算而得）

T1≥15℃

取T1=15℃

4.2 混凝土拌和物出机温度计算

根据以上计算，取T1=14.04℃

由公式：T1=T0-0.16（T0-Tb）

得：T0=（T1-0.16Tb）÷0.84=14.81℃

式中：T0――混凝土拌和物温度（℃）

T1――混凝土出机温度（℃），由第一步计算，取14.04

Tb――拌和机棚内温度（℃）应采取保温措施，取10℃

4.3 混凝土拌和物温度计算

水加热按60℃，水泥、砂石料温度5℃，根据配合比每方混凝土用水泥、水、砂、石用量分别为417kg、143kg、616kg、1197kg，砂石料设保温棚，实测含水量，砂子2%，石子1%，根据公式：

T0=[0.9（WCTC+WSTS+WgTg）+4.2TW（WW-PSWS-PgWg）+C1（PSWSTS+PgWgTg）-C2（PSWS+PgWg）]÷[4.2WW+0.9（WC+WS+Wg）]得T0=15.52℃>14.81℃（能满足要求）

式中：T0――混凝土拌和物温度；

WW、WC、WS、Wg――水、水泥、砂、石的用量（kg）

TW、TC、TS、Tg――水、水泥、砂、石的温度（℃）

PS Pg――砂、石的含水率（%）

C1――水的比热容（kJ/（kg・k ））

C2――冰的溶解热（kJ/kg）

当骨料温度>0℃时，C1=4.2，C2=0

当骨料温度≤0℃时，C1=2.1，C1=335

同以上计算，当环境温度为0℃时，T0应大于11.92℃，

1）按照-水、水泥、砂石料的温度分别为45℃、5℃、5℃，根据以上公式计算，得：T0=12.6℃>11.92℃，满足要求。

2）按照-水、水泥、砂石料的温度分别为80℃、0℃、0℃，根据以上公式计算，得：T0=12.18℃>11.92℃，满足要求。

5 计算中的关键温度

1）规定性温度：混凝土进入冬期施工的温度要求，混凝土入模要求；

2）环境类温度：当地环境温度、搅拌棚温度；

3）混凝土原材料温度：水温、水泥、砂石料温度，采取什么保温措施。

6 结束语

由以上计算可知，混凝土搅拌时所需水温均满足《铁路混凝土工程施工技术指南》要求拌和水的加热温度不宜高于80℃的条件，当环境温度在零度这一临界点时，水泥、砂石料的温度为5℃，水温≥45℃就能满足冬季施工混凝土的要求，水泥、砂石料的温度为0℃，水温要达到80℃才能满足冬季施工混凝土的要求。当环境温度在-15℃，水泥、砂石料的温度为5℃，水温要达到60℃才能满足冬季施工混凝土的要求。可见保证水温在45～80℃，水泥、砂石料的温度在0～5℃这一范围是保证混凝土拌和物温度的一个关键。一般气温在-15℃的情况很少，现场对入模温度进行监控量测，确保在10℃以上浇筑混凝土。隧道进洞200m以后洞内温度在10℃以上。

准池铁路朔州隧道经过2个冬期的混凝土施工，设有3个混凝土集中搅拌站，通过现场热工计算，采取搭建保温棚，确保了冬期混凝土施工质量。

【参考文献】

[1]张旭升.大跨度双线连续梁冬季施工养护控制浅谈[J].山西建筑，2010（08）.

[2]王树军.浅谈混凝土冬期施工[J].山西建筑，2010（15）.

[3]刘其.宿迁市市府东路特大桥冬季施工措施研究[J].山西建筑，2010（30）.

[4]冯斌进.冬季施工保证措施[J].山西建筑，2011（02）.

隧道冬季施工范文第2篇

关 键 词：隧道洞口及洞身爆破施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A

1.工程概况

洋乾隧道施工里程为K28+776～K29+066，长390m，进出口段洞口处于山脊斜坡地貌,围岩地层为Ⅴ级围岩碎块状强风化变质砂岩,F34断层构造破碎,岩石裂隙较发育,伴糜棱岩化,开挖中地下水呈淋雨状,地下水相对丰富,洞顶及侧壁稳定性差。

1.2洞口工程施工方法

1.2.1边、仰坡开挖施工

(1) 施工工序：测量放线截水沟施工边仰坡开挖边仰坡防护。

(2) 施工方法：

① 配合项目部进行导线测量复测，并作好控制点的布置，加密导线点。

② 洞口施工前，先进行测量放线，放出隧道中线及边坡、仰坡的开挖线，在开挖线5米以外施作截水沟。

③ 施工队根据测量交底及技术规范要求，进行M7.5浆砌片石截水沟砌筑，将洞顶以上的地表水截排到隧道洞口范围以外。

④ 开挖队根据测量、技术交底，按照施工要求从上向下分层开挖。每开挖一层，高差为5米时，检查坡面是否满足施工要求，满足施工要求即进行坡面防护。

⑤ 开挖时土方用PC200挖掘机开挖，人工配合刷坡，软石用风钻打眼，小药量松动爆破开挖，以减少对周围边坡的扰动。用PC200挖机装碴，自卸车运碴。在边坡及仰坡适当位置，设置位移、沉降量观测桩，加强边仰坡稳定性观测。

1.2.2洞口工程施工支护及辅助施工措施

①锚杆安装：按设计要求布置锚杆位置，钻孔之后清孔并将锚杆顶入，锚固剂锚固。

②钢筋网：钢筋网在锚杆施作好后安装。将洞外加工成片的钢筋网紧贴隧道围岩凹凸面起伏敷设，用电焊与锚杆尾部焊接牢固。

③喷射砼：采用喷浆机作业，砼由洞外拌合站集中拌料，砼运输车运到工作面；喷射砼前检验开挖断面尺寸，清除开挖面的松动岩块及在拱脚与墙脚处的岩屑等杂物；设置控制喷层厚度的标志，并先用高压水、高压风对岩面粉尘、松动岩石和杂物进行清理（注：若为土质岩面不能用高压水冲刷岩面），并应保证岩面保持一定的湿度；喷射作业分段、分片、分层由下而上顺序进行；一次喷射混凝土的最大厚度，不得超过10cm。分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。喷射作业紧跟开挖面时，混凝土终凝到下一循环爆破作业时间不得小于3h。

1.3洞身开挖施工技术措施

1.3.1洞身开挖具体施工方法

（1）洞身开挖方法

①V、Ⅳ级围岩段开挖

施工顺序：测量上半断面打眼装药上半断面分段爆破通风找顶、出碴初喷砼封闭岩面上半断面立拱架、挂钢筋网施作径向注浆锚杆注浆复喷至设计厚度下一循环。

上半断面进尺大于5－6m后下断面测量下半断面打眼装药下半断面分段爆破通风找顶、出碴初喷砼封闭岩面下半断面立拱架、挂钢筋网施作径向锚杆注浆复喷至设计厚度下一循环。

仰拱开挖与下半断面开挖类似。

施工方法：V级围岩上台阶高度4米，采用人工手持风钻钻孔，短进尺，光面爆破，预留核心土，核心土长度控制在3米左右，高度满足掌子面顶部作业需要，在施作初期支护前初喷砼封闭掌子面。

下台阶采用人工钻孔，光面爆破开挖，用ZL50C装载机装碴，5t自卸汽车出碴。每循环进尺0.75m。施工中严格坚持“管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”的施工方针。根据监控量测结果及时调整台阶长度。初期支护紧跟开挖工作面。为了避免初期支护拱架拱脚下沉，设置锁脚锚杆，并加强围岩监控量测以观察拱顶下沉和拱脚收敛情况，若变形速率突然增大，则立即停止开挖工作，查明原因，及时采取补强等支护措施。

② Ⅲ级围岩段开挖

施工顺序： 测量 打眼装药光面爆破通风、找顶出碴下一循环。

洋乾隧道Ⅲ级围岩段开挖采用大型机械配套施工，多功能作业台架配合人工钻孔，非电毫秒雷管起爆、光面爆破全断面开挖，ZL-50C装载机装碴、5T自卸汽车运碴出洞，循环进尺控制在3m；开挖后及时依设计施作系统锚杆（φ22，L=2.5m）、喷10cm厚砼支护，埋设量测点，加强隧道拱顶下沉及收敛观测，及时掌握围岩变形情况并适用于施工。

（2）超欠挖控制

① 应严格控制欠挖，当围岩完整石质坚硬时，允许个别岩石个别突出部分（每1m2内不大于0.1m2）侵入衬砌，对整体式衬砌，侵入值应小于衬砌厚度的1/3，并小于10cm。在拱、墙脚以上1米范围内严禁欠挖。

② 在施工中减少超挖。采用光面爆破、提高钻眼精度、控制药量等措施，根据每次开挖情况，及时提高作业人员的技术水平，将超挖控制在允许值以内。

③ 如果围岩压力较大，支撑可能沉降量大时，为了保证衬砌设计厚度，在施工过程中可根据测量结果，调整预留沉降量的大小。

（3）钻爆作业

① 开挖中技术要求

a 严格按钻爆设计进行布眼、装药，爆破后及时修整。

b 周边眼采用不耦合间隔装药，将炸药分段绑在竹片上。

c 各部位钻眼一定要定人司钻，控制好炮眼的方向，禁止打残眼。

d 加强监控量测、数据处理和信息反馈，做到信息化施工。

e 做好洞内临时排水沟，禁止有坑洼积水浸泡边墙基础。

② 隧道爆破设计

Ⅰ 设计原则

采用光面爆破，根据地质条件、开挖断面、开挖进尺、爆破器材等条件进行设计。钻爆参数是动态的参数，根据围岩变化及时调整，进行动态管理。

a根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深15cm。

b严格控制周边眼的装药量，采用间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。

c选用低密度低爆速、低猛度的炸药，本工程采用乳化炸药。塑料导爆管非电毫秒雷管起爆。

d采用毫秒微差有序起爆，周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。

Ⅱ 钻爆参数的选择

通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照 表5-1《光面爆破参数表》

表5-1 光面爆破参数表

岩石种类 周边眼间距E(cm) 周边眼最小抵抗线W（cm） 相对距

E/W 周边眼装药参数（kg/m）

硬质岩 55～70 60～80 0.7 ～1.0 0.35～0.3

中硬岩 45～65 60～80 0.7 ～1.0 0.2～0.3

软质岩 35～50 45～60 0.5 ～0.8 0.07～0.12

（4）出碴作业

① 此隧道采用无轨式自卸汽车卸碴。装碴作业采用1台ZL50C装载机配合4-5台5t自卸汽车出碴并根据弃渣运距进行合理调配。

② 装碴作业应符合下列要求：

a 机械装碴作业应严格按操作规程进行，不得损坏已有的支护和临时设备；

b 在台阶上装碴时，碴堆应稳定，防止滑坍伤人。

③ 弃碴作业应符合下列要求：

a 应根据弃碴场地形条件、弃碴利用情况、车辆类型，妥善布置卸碴线路，卸碴应在布置的卸碴线上依次进行。

b 卸碴时有专人指挥卸碴、平整。

c 卸碴场地修筑永久排水设施和其相应防护工程，确保地表径流不致冲蚀弃碴堆，防止水土流失。

d 弃碴场采取防护措施并配备推土机进行场地平整，必要时对弃碴物取土覆盖，防止造成环境污染，弃土完毕后进行绿化。

e 无轨运输洞内运输道路宜铺设简易路面，道路的宽度和行车速度应符合要求。

f 单车道净宽不得小于4.5m，并应隔适当距离设错车道，会车视距宜为40m。

g 行车速度在施工阶段和错车阶段不应大于10km/h，在洞内(成洞)不应大于20km/h。

h 运输路线应设专人按标准要求维修和养护，路面两侧排水，使其经常处于平整、畅通。线路和道路两侧的废碴和余料应随时清除，由于自卸汽车运输时容易损坏隧道底部，宜先铺设路面或者先作好铺底混凝土

隧道冬季施工范文第3篇

所谓动态设计，即设计分为两个阶段完成：第一阶段为预设计，在施工前完成，用于指导施工。预设计一般参照工程类比套图，具有模糊决策的特点；第二阶段为修正设计，即在施工过程中，通过已暴露的地质情况和施工中发生的各种变化，对预设计进行修正和完善后再付诸施工。所谓信息化施工就是施工单位按照设计要求制订并实施施工和监测方案，根据监测信息结果及时调整和优化施工方案和工艺，或及时采取安全措施，并将信息反馈设计予以修正、变更。动态设计和信息化施工是一个辩证的综合体系，二者紧密结合，相辅相成，其流程为：预设计—施工检验—地质判别—监测信息—修正设计—施工检验。

2隧道设计和施工现况

尽管隧道建设要求动态设计和信息化施工，但更多还是停留在概念和口头上，没有真正落到实处。目前隧道设计和施工现况大致如下述。

2.1预设计指导施工

现实中隧道工程一般由设计单位先做设计，设计单位根据勘察资料结合工程类比及相关经验进行施工图设计（按流程应为预设计），预设计经过建设单位组织审查后交付施工单位。预设计侧重功能和结构设计，充分考虑建成使用的需要，对使用功能和主体结构的强度、稳定性、耐久性都着重进行设计，往往缺失施工工况的模拟或简单模糊处理，支护及措施一般采用参照和类比的方式，甚至是照搬照套，对围岩开挖及支护是否稳定、对采用措施是否恰当等状况分析较少，将开挖支护这样的关键环节交由施工方考虑。施工方接收的施工图文件被视为合同文件之一，进场后被要求按图施工、按图计价，过程中若出现地质环境变化或意外状况由施工方建议变更设计，经建设单位和设计单位的同意后实施变更。变更流程较为复杂，且可能导致合同费用的改变，不仅仅是技术问题，还涉及到合同问题。为了合同履行简洁、严肃，一般都避免合同变更。总体来说，施工过程中主要还是预设计指导施工。

2.2设计图与实施存在差距

由于隧道工程一般由预设计指导甚至贯穿施工的特点，设计单位对预设计都非常重视，投入较大，经过较多的设计、计算和校审等流程，还可能通过外部的强制性审查。图纸本身拟合程度较高，也预留了一定的安全系数。但是，设计图与实施往往有差距，与实际也不一定匹配；除了常见的地质环境的变化和意外状况外，还存在其他差距。

（1）预设计和施工实施的隧道断面存在差距

预设计的隧道断面在建筑限界基础上考虑了一定的裕量，基于经济性考虑裕量有限，且根据相关文件规定，结构、构件尺寸及工程量计算均不考虑围岩超、欠挖及变形情况，对施工及测量误差考虑也有限。但是，在说明中会对围岩变形量做出一个估计，并提请施工方进一步考虑施工及测量误差情况。也就是说，设计图仅对结构及内轮廓做出明确界定，而将围岩开挖、支护等内容提交施工方充分考虑。施工方拿到图纸后还不能直接拿来使用，必须根据本企业的施工能力、水平等确定施工误差，同时在考虑预留变形量基础上再拟定断面及构件尺寸，进行再设计，重新编制施工图。尽管差别细微不会导致受力的根本变化，但这样会形成重复设计，仅限于照“图”施工，为设计、施工脱节埋下伏笔；部分施工单位不了解规则，盲目照图施工，导致二次衬砌结构施工时净空不足，处理起来难度和风险较大，且增加一笔不必要的支出，劳民伤财。

（2）预设计未考虑具体施工方机械、工艺特点

预设计往往在施工方进场前完成，对具体施工实施方面考虑有限，在工法、措施及分部尺寸的划分上未充分考虑或未考虑具体施工方的机械、工艺特点等。施工方进场后一般根据设计图开展施工组织设计和施工方案研究，一方面需要选用合适的机械、工艺；另一方面基于成本或便于施工的角度需要进行局部尺寸的调整，如何调整应与设计方进行沟通。一些施工单位为了施工方便擅自进行尺寸调整，可能改变受力特点，从而导致变形过大甚至引发安全事故。

2.3动态设计和动态施工不足，应变能力不强

进入施工实施阶段，合理的状况应是动态设计和动态施工，根据已暴露的地质情况、监测的信息情况以及施工中发生的各种变化，及时修正和完善预设计，或及时调整和优化施工方案和工艺，或采取安全措施，使隧道施工处于受控状态，从而有效降低隧道的风险和造价。但是，现状往往是设计方提交预设计图，进行设计交底，派出人员配合施工。在配合施工中没有建立对应的体系去实施动态设计，没有建立起符合动态设计的计算模式和分析方法，对预设计很少进行变更和修正，对设计的不足之处寄希望于施工方的现场控制。设计变更的提出往往来自施工方，但一般都是要求加强支护并增加费用等，时效性和合理性大打折扣。施工方作为项目实施主体，对项目认识和理解来源于设计方和工程的实践，重点关注的是项目的组织实施，对合理与否考虑较少。由于缺乏理论依据和计算分析支持，一般都照图施工，信任并依赖于设计，认为设计充分考虑施工工况，并有相当的安全系数，盲目照图施工，甚至在围岩条件及支护状态变化时还在照图施工，导致支护措施不足或过强。在确定了某种施工方法和工艺后，出于成本或施工习惯考虑不愿进行改变，期待设计变更加强支护。但隧道施工方法选择是否得当，直接影响隧道的施工安全，施工方法选择不当，风险相应加大。

如当前进入基础设施快速建设期，为加快施工，许多大跨度的隧道都采用台阶法，并推广到Ⅴ级围岩中。台阶法有利于机械化施工，大大提高了施工效率，但是否应用于所有的隧道值得探讨，许多隧道因此而产生大变形甚至坍塌。监测给隧道施工提供了保障，是动态设计和动态施工的依据，但作为隧道施工最为重要的监测工作往往得不到足够重视。监测的方案一般由设计提出，并纳入预设计中，施工方进场后编制监测方案并组织实施，但监测方案往往得不到有效落实，监测不及时、不全面，或有监测、无分析，或信息反馈不了设计或反馈有限等，当变形速率或变形量过大时未采取措施，失去处理的最佳时间，从而造成坍塌。由于设计和施工脱节以及动态设计和动态施工不足，导致隧道设计和施工理念得不到贯彻，常常发生紧急事件，出现紧急事件后应急能力差，得不到及时有效处理，并使得损失扩大化。

2.4投资效益和效率低、施工事故发生率高

随着基础设施的快速建设，一方面隧道大量建设，并要求快速施工；另一方面造价越来越高，隧道事故频频发生，坍塌连连发生。这普遍体现了重支护、轻围岩的现象，遇到变形过大或出现一些紧急状况，就加强支护、加大安全系数，而没有考虑合理与否。出现危险或危机甚至坍塌事故后，各方互相推诿、互相指责，没有认真去分析原因，最后往往由业主推动解决危机，为坍塌埋单，增加投资，使得投资的效率和效益低下。部分施工单位从坍塌中尝到甜头，不塌不赚钱，坍塌出效益，从而带来恶性循环。据笔者对北京周边近些年来修建的隧道进行的统计，坍塌事件比例较高。

3目前动态设计与信息化施工未落实的原因分析

3.1建设体制的影响

我国长期以来实施的建筑体制是设计与施工分离，各行业都分别组建了专门从事设计或施工的法人单位，同时在资质和行业准入方面进行严格的管理。现行建设体系和架构中，一般分为建设、监理、设计、施工四个主体。建设单位主要负责投融资和建设管理；监理作为建设单位的委托方主要审批施工组织设计，监管施工进度、质量和安全等；设计、施工单位由建设单位通过招标分别签订合同完成相应的设计、施工任务，设计方提供施工图，施工方按设计图纸施工，两个合同主体在以建设单位为中心的协调下完成工作，在管理阶段上也分列为规划设计和施工实施阶段。在这样的合同体系和管理架构中，充分体现了建设单位的中心位置，但割裂了设计与施工的关系，二者在合同形式和内容上是分离的，之间没有彼此的约束关系，各方关注的利益和承担的风险不同。

设计方与建设单位存在合同关系，关注设计本身效益和项目的投资效益，承担设计的风险，将提交图纸视为完成合同任务，施工阶段定位为从属和配合的位置，仅委派少量人员配合施工。施工方与建设单位存在合同关系，将图纸内容变为有形实体，承担施工中的风险，关注自身的成本和效益，追求的是自身经济利益的最大化。设计图对施工方而言被视为合同内容，施工方以施工图作为依据编制施工组织设计并组织实施，设计方一般不介入施工组织设计。这样的建筑体制显然不利于隧道工程的动态设计和动态施工，也不利于发挥施工方自身经验的优势，尤其不利于新技术、新材料、新设备和新工艺的推广应用。许多业内人士提出体制的弊病，但改变仍有相当长的一段路。一些工程已经开始走设计和施工一体化的道路，提出设计和施工总承包模式，但长期以来形成的惯性思维使得效果还不明显，促进它们的融合还需做较多的工作。

3.2动态设计和信息化施工的体系没有有效形成

动态设计和信息化施工是有机整体，由于目前设计和施工分离，使得动态设计和信息化施工的体系没有有效形成。首先，行业及建设惯例没有要求或促动设计方建立对应的动态设计体系，一般对预设计期盼过高；期盼预设计可以包络施工中的各种状况，体现了重施工图、轻后期的状况，设计也没有建立起符合动态设计的计算模式和分析方法。其次，各方对动态设计、动态施工中相应承担的内容比较模糊，也难以分割清楚；如对前面谈到的围岩，其既是作用在隧道结构上的荷载，又是成洞的支护载体，与支护形成一个完整的支护体系；实施中理想状况是形成支护，不利的状况则转化为荷载，这些状况又不是设计一厢情愿所能约束的；依靠施工方对围岩的开挖支护的有效控制去实现设计意图，实践性较强，若控制不力，则需采取有效应对措施，而应对措施有可能调整支护参数或调整施工方法及工艺来达到目的，这体现了它们之间的不可分割。

3.3评价机制的影响

由于建筑体制中设计与施工的分离，各行业也相应分开分别进行评价。对优秀设计颁发优秀设计奖，对施工的优质工程颁发优质工程奖等。评奖对行业进步是一个促进作用，各方都希望获奖来提高自己的行业知名度和业绩。但相对隧道工程，这样的评价机制并不利于开展动态设计和信息化施工。如对设计的评价重点在施工图，施工图拟合程度高、变更少是评选优秀设计的条件之一，但动态设计被视为变更，意味变更增加，必然降低与预设计的拟合程度。设计方没有动力和积极性去否定、修正自己的原设计，一般尽量维持原设计，力求静态，即使有一些问题，也不希望被改变。优质工程奖尽管对设计也有要求，但主要还是针对施工方的，对设计方影响有限。

4动态设计与信息化施工建议

4.1管理机制上促进设计和施工一体化

根据隧道工程特点，可以参照工业化生产模式，让设计和施工融为一体或促使设计、施工一体化，形成合力共同完成隧道这个产品。设计不仅仅关注功能和结构，也介入施工实施，在理论和技术方面提供全面支持，施工方不仅仅关注施工实施，也延伸到设计中，全面了解产品状况，从实施的角度优化设计，关注性价比和投资效益。如实施工程设计和施工总承包，业主将项目的设计和施工合在一起发包，让设计和施工方捆绑在一起，各方的利益和风险一致，促使设计和施工融合在一起，在工艺和技术上相互协调，理论与实践更好地结合，共同应对隧道风险，更好地完成任务。

4.2促进建立动态设计和信息化施工体系

针对动态设计和信息化施工体系欠缺的状况，建议行业制定指南文件，贯彻动态设计和信息化施工理念，指导规范动态设计和信息化施工的行为。动态设计意味着设计涵盖施工全过程，需要考虑地质环境的变化、施工方法及支护、措施调整，并充分考虑施工工艺及施工状况等。为有效实施动态设计，从管理阶段划分上将施工图设计与施工实施放在一起，设计计费也重新考虑，将动态设计列入施工图设计中。设计单位建立起符合动态设计的计算模式和分析方法，应施工需要随时进行反分析，掌握隧道状态。对调整支护参数或调整施工方法及工艺都可以达到目的的情况进行综合评估，以确定方案。

4.3建立综合、整体评价体系

目前隧道和地下工程尚有许多问题有待研究，设计理念是将地下工程的复杂性简单化。为实现这一目标，设计、计算、施工技术的发展必须走信息化动态反馈的道路。隧道和地下工程设计应体现为最优规划的实施而进行安全性、经济性、使用性的研究，并将成果转化为建设方案、支护结构设计、施工方法等内容。为此，宜建立对项目的投资效率和效益的整体、综合评价机制。激励设计单位实施动态设计，促进设计和施工单位融合，减少事故发生，提高投资效率和效益，推动新技术、新材料、新设备和新工艺的推广应用。

5结语

隧道冬季施工范文第4篇

关键词：隧道 大变形段施工 技术

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0093-02

隧道工程是一项设计复杂、施工复杂、质量要求严格、且隐蔽性很强的系统工程，尤其对于某些工程地质较差地段，隧道施工尤为艰难，且易造成塌方等严重的工程事故。本文结合十天线金洞隧道的实际工程情况，对在此类地质、工程条件下的隧道大变形施工工艺进行了总结、探讨，并提出相应对策建议，对隧道工程的施工具有一定的实际参考价值。

1 工程概况

1.1 工程简介

金洞隧道位于国家高速公路十堰至天水联络线，陕西境内汉中至略阳（陕甘界）公路段，隧道全长2380 m，是略阳连接线上最长的一座隧道。

1.2 工程地质

金洞隧道原设计围岩为中风化片岩，裂隙较发育，岩体呈碎石压碎状结构，基本为V级围岩。但在具体施工中，发现围岩极差、洞内岩层含水量大、富水岩层暴露空气有泥化现象、初支下沉量大、局部地方有偏压现象，开挖易造成塌方。

2 工程难点

针对金洞隧道工程地质原因，隧道施工采用了双层I18、I20、I22型钢，φ50 cm，锚杆23根Φ42×4×4.5 m注浆小导管。但在此种强支护下，仍出现了初支表面开裂、钢支撑变形、左侧拱腰出现喷射混凝土剥落、局部初支下沉倾线等现象，因此将施工方法变为大变形段施工。

3 大变形段初支施工工艺

3.1 超前钢管施工

该段掌子面围岩为强风化绿泥石片岩，岩体破碎，拱顶围岩呈绿色，用手即可剥落。两侧围岩呈灰白色，手捏呈粉末状，有弱膨胀性，开挖即会引起拱顶就大范围的塌落现象。因此在开挖前对掌子面进行封闭，再打超前注浆小导管，根据围岩的实际好坏隔一循环打一次，不断的调节插入的角度，小导管从拱架腹部穿过并焊接。以此来减少围岩的塌落，同时也构成一个安全的施工空间。

由于岩层含水量大，在注浆时遇到了注浆量少的问题。现场采用注浆口设止浆塞，注浆顺序从两边拱脚到拱顶对称向上注浆，对每根管在第一次注浆后两三分钟进行二次注浆的方法，保证注浆量。

3.2 掌子面开挖

开挖采用三台阶开挖、预留核心土法。开挖顺序为先进行上弧导坑开挖，拱部初期支护；再进行预留核心土开挖，下台阶中部开挖；然后进行下台阶侧壁部开挖，下台阶初期支护。开挖时尽量避免放炮造成的岩体扰动，拱顶采用人工开挖，两侧采用机械开挖，开挖后立即对岩面进行初喷。

3.3 钢支撑安装施工

为保证拱架弧度满足设计要求，踩用两台冷弯机分别对两种型刚进行加工。在钢支撑安装前进行成品拼装检查，符合设计要求，拱架焊接点要错开，不能出现在同一截面，严禁钢支撑加工拱架焊接点和法兰盘连接处出现在隧道拱顶，在钢材实验合格方可使用。初支采用双层钢架，内层为H175型钢，外层为I20型钢，拱间距为50 cm。在钢支撑安装时，要留有足够的变形量，先进行内层H175型钢安装，螺栓要上齐全，法兰盘骑缝焊接，拱脚垫设钢板。为了使钢支撑更好的受力，现场根据实际情况，对Φ25连接筋进行“[”形加工，让连接筋和拱架腹部有足够的焊接面，间距0.5 m，同时在两侧拱脚处采用I16型钢对两钢支撑的腹板连接进行焊接。为了使双层拱架更好的受力，减少施工难度，在H175型钢施工一段后，根据现场监控量测资料，待H175型钢下沉趋于稳定后进行外层I20型刚施工，施工方法同H175型钢施工工艺。

3.4 中空自进式锚杆施工

由于隧道复杂的围岩情况，采用中空自进式锚杆施工。中空自进式锚杆主要用于断层破碎带开挖支护施工，在复杂地质条件下取代普通砂浆锚杆，克服了普通砂浆锚杆诸如塌孔、无法插杆、注浆不饱满等难题，发挥了锚杆支护的作用，提高了围岩的承载能力，保证了围岩的整体稳定，具有较好的应用价值。

锚杆的安装如下。

（1）使用前，检查钻头、钻杆是否通气，如有堵塞应处理通畅后使用。

（2）连接钻头和锚杆、钻机和钎尾、钻机连接套和钎尾、锚杆和钻机连接套。

（3）锚杆对准设计的锚空位置，钻机应先给水，然后钻进，由于岩体破碎，在钻进时钻头易堵塞，因此应放缓钻进速度，做到多回转，少冲击，时刻注意水从钻孔流出的状况。在遇水堵塞时，后撤锚杆50 cm左右，反复扫孔后等水通畅后慢慢推进。

（4）用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10 cm左右作为封孔进行注浆，锚杆根数应符合设计要求。锚杆注浆应在喷射混凝土完后进行，注浆前应对注浆设备进行检查，调节好浆液的水灰比，整个注浆过程应连续灌注、不停顿，必须一次完成，观察浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值，即可停泵。

3.5 喷射混凝土施工

喷射混凝土具有支护及时、强度高、密实性强、操作简单、灵活性大等优点，特别是在软弱围岩地质条件下，配合钢拱架和系统锚杆作为联合支护，其优点更为明显。就新奥法原理而言，容许围岩产生变形，同时在围岩变形过程中，通过围岩自承体系和支护结构对围岩变形进行控制，达到让围岩变形的适度释放而不是彻底释放的目的。喷射混凝土的风压、水压、喷头与喷面的距离、喷射的角度、喷射的粒径影响着对喷射混凝土的强度和厚度的控制。由于该段是富水岩层，岩层含水率大，造成围岩粘结性差，在开挖时有小范围的塌落，喷射混凝土时仍有小块不停跌落，在喷射混凝土施工中遇到回弹率过大和局部受自重影响拉掉岩层的现象，这给施工带来了一定的难度。在喷射过程中应严格按施工配合比拌料，尽量保证骨料的连续级配。在喷射过程中不断调整喷射参数，保证混凝土的强度和厚度。

3.6 衬砌施工

仰拱单层施工拱架成环布设，为增加仰拱地基的承载力，在钢筋混凝土施工时，预埋Φ160PVC管，管口外裹土工布，防止管内堵塞。待仰拱施工完后，采用Φ89×6钢管桩加强仰拱地基承载力，管长8 m，环×纵=2m×3m垂直打入仰拱，采用高压注浆。二衬主筋采用Φ28钢筋，厚度为80 cm，待初支下沉平稳后方可进行二衬施工。

4 施工工程质量保证措施

（1）认真审核图纸，领会设计意图，做好技术交底，明确质量要求及注意事项。

（2）施工方法采用环形核心土开挖方式，掌子面与仰拱距离应控制在15 m左右。

（3）加强洞内排水，打超前排水孔，采用橡皮管引至离掌子面30 m外的中心排水沟，中心排水沟前端设挡泥坝，及时清理泥化的底层，保持中心排水沟排水畅通，仰拱底禁止积水。

（4）加强现场监控量测，多设监控点，分别对初支、二衬、仰拱测量，做到水准仪一天一测，全站仪三天一测，初支应每天做收敛测量。同时，做好测量和收敛现场记录，及时对测量资料进行整理、分析，对出现变形较大的及时上报。

5 结语

上述是本人对十天线金洞隧道大变形段施工技术的简单总结，由于各地地质差异、隧道施工复杂，大变形段施工技术在不同地质条件、施工环境等情况下的应用、改进还有待进一步的总结、探讨。

参考文献

[1] 曹国金，姜弘道，张建斌.锚固技术的支护机理和实验分析研究动态[J].地下空间，2002，1.

[2] 贾剑清.复杂条件下隧道支护时效可靠性及风险管理研究[D].重庆大学，2006.

隧道冬季施工范文第5篇

关键词：隧道工程 施工 中洞法

堰家坪隧道工程是宜万铁路的重点、难点工程之一，它具有隧道长、跨度大、埋深浅、围岩软弱、侧压等特点，特别是在隧道进口段尤为突出。因此，必须制定切实可行的施工方案，才能保证保证工程的顺利进行。经过方案比选，最终决定在进口段采用中洞法进行施工。实践证明，中洞法成功地解决了该隧道施工遇到的浅埋、大跨、软弱围岩、侧压等的施工难题。

1 工艺特点

（1）中洞法施工减少开挖扰动，能有效的减少与控制围岩变形和地表下沉。

（2）采用超前水平小导管、径向系统锚杆、挂网和格栅喷混凝土等支护手段，且封闭快，形成受力封闭环快，围岩自稳形成快，施工安全度高。

（3）施工速度相对较慢、施工机具少、作业空间大，能为运用量测监控等信息化管理方法指导施工提供条件，能很好采用量测监控指导施工。

（4）采用分部开挖，其超前中洞可起到一定预报地质的作用，且对施工机具要求低。

2 适用范围

（1）适用于无水或有少量裂隙水的软弱围岩中的地下工程施工。

（2）适用于对地表下沉要求严格的隧道和地下工程施工。

（3）适用于大跨、浅埋的地下工程施工。

3 工艺原理

所谓中洞法，就是在隧道和地下工程掘进中，通过临时支撑将开挖断面分成6部分，中上部导坑（即中洞）先行，然后再根据围岩情况进行其它分部开挖（见图1）。此工法是以新奥法的基本原理为依据，在开挖中尽量减少对围岩的扰动，通过超前管棚、锚（网）喷洞壁、钢拱架支护系统和临时支撑联结，使断面及早闭合，控制围岩变形，并使之趋于稳定。同时，建立围岩支护结构监控量测系统，随时掌握施工过程中围岩的变化，合理安排，及时调整施工工艺和设计参数，确保施工安全。

4 施工工艺

4.1 施工程序

施工工艺流程如图2所示。

应根据监控量测结果，待初期支护稳定后拆除临时支撑，一次立模灌筑边墙和拱部衬砌。

4.2 施工方法与作业要点

本工法的关键施工技术有以下3个方面：一是根据围岩特点，合理的分部开挖断面，开挖时严格控制超挖并保持平顺的开挖轮廓线，减少对围岩的扰动；二是及时施做符合质量要求的初期支护，并使开挖面尽早闭合，控制围岩的变形；三是及时实施对围岩和支护结构的监控量测，进行信息化施工管理（见图3）。

4.2.1 中洞开挖

根据围岩特点决定中洞的开挖尺寸，如条件允许可满足中下部有关施工机械通过时所需的尺寸要求。中洞开挖预留核心土，核心土的断面应大于开挖断面（中洞）的50%，纵向长度应大于2 m。这样既不需要工作平台，人工架设格栅支撑也比较方便。洞室上下层错开长度与每次掘进长度应适当，由围岩特点结合监控量测结果决定。

4.2.2 中洞的初期支护

中洞开挖后，应立即喷一层3～5 cm厚的早强混凝土，随后人工安设格栅支撑，在拱部格栅钢架处打入径向系统锚杆，两榀格栅钢架间挂网，复喷一层混凝土至设计厚度，中洞两侧及底部仅将格栅钢喷满即可。

4.2.3 导坑开挖与初期支护

一般采用人工开挖方法，左、右上部导坑底部的临时支撑及拱部超前管棚应视围岩地质情况及量测结果决定是否施作。开挖中要挖一段喷一段，第1遍施喷一层3～5 cm的早强混凝土，及时封闭开挖面。支护措施应严格按照隧道动态设计参数实施，确保先期支护强度。

左、右下部导坑开挖及初期支护与上部导坑相同。

4.2.4 中下部导坑开挖及初期支护

原则上亦采用人工开挖，对中洞的临时支撑以花马口的形式接长。喷混凝土时要将两侧及仰拱格栅喷满。

5 机具设备

（1）施工通风及照明

通风机、变压器。

（2）开挖

空压机、风镐、装载机、自卸运输汽车、小型四轮车、两轮手推车等。

（3）初期支护

钢筋切断机、钢筋弯折机、电焊机、喷射混凝土机、强制式搅拌机（400 L），、风镐、锚杆注浆器等。

（4）衬砌

混凝土搅拌机（350 L）、小型运输车、插入式震捣器。

（5）量测及测量仪器

球铰式收敛仪、经纬仪、水平仪等。

（6）高压风管、水管、通风管、照明灯具等。

以上机具数量应根据实际施工开挖、支护量以及现场施工条件，合理确定，按理论需要量的1.2倍进行考虑。

6 人员组织

（1）开挖作业

风镐手（兼钻锚杆眼）、装碴、出碴、质检及记录等人员。

（2）初期支护作业

格栅支撑制作、锚杆安装、混凝土喷射、混凝土供料、搅拌机司机、质检、记录等人员。

（3）衬砌作业

立模、混凝土供料、成品混凝土运输、混凝土灌注、搅拌机司机、质检、记录等人员。

（4）测量及量测

测量放样、量测。

（5）其他人员

空压机司机、电工、管道工、试验员、调度及管理人员等。