常见隧道施工技术

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常见隧道施工技术范文第1篇

关键词 软岩；施工；防治

中图分类号TU5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）58-0134-04

1 工程概况

关家隧道为国家高速公路十堰至天水联络线陕西境内的高速公路隧道，位于安康市汉滨区关家乡大田村三组至张滩镇响水村一组，呈曲线形展布，隧道总体轴线方向约为240°。隧道分为左、右线，左线长2 540m，最大埋深约249.2m；右线长2547m，最大埋深约231.0m。

该隧道区属低山地貌，地形起伏较大。隧道范围内中线高程430.1m~685.1m，最大高差约255m。山体自然坡度20°~55°，植被较发育。十堰端左、右线洞口均位于陡斜坡，山坡处于基本稳定状态；天水端洞口位于缓斜坡地段。隧址区有张坝路及多条简易公路通过，交通条件较差。

2 地质工程特性

2.1 地质描述

千枚岩属于软岩的一种，但有其特殊的性质。千枚岩是一种浅变质的岩石，是一种具有千枚状构造的岩石，属于区域变质浅变质带岩之一，是泥质、粉砂质或中酸性凝灰岩等岩石经过区域变质作用而形成，一般颜色较浅，为黄色、绿色、褐色或灰色，经过变质作用后，原岩中的物质大部分重结晶，生成石英、绢云母、绿泥石和石英，可含少量长石及碳质、铁质等物质。有时含少量方解石、雏晶黑云母、黑硬绿泥石或锰铝榴石等变斑晶。常为细粒鳞片变晶结构，粒度小于0.1mm，在片理面上常有小皱纹构造。

2.2 工程特征

在工程上，千枚岩具有两个典型的特征，一是遇水泥化，当千枚岩含水量超过其稳定状态原始含水量时，则表面出现软化、泥化的特征，特别是在富水隧道仰拱路基部位的千枚岩，经过车辆的碾压，迅速泥化并不断发展；二是托说粉尘化，在隧道开挖后，千枚岩暴露面会因为其水量的流失，出现崩解、剥落，强度降低，最终成为沙土。

3 主要病害及成因分析

千枚岩的泥化、粉尘化两个特征，是隧道施工中导致各种病害产生的根本原因。

3.1 扬尘

水量很少的千枚岩隧道在施工中，千枚岩的粉尘化会造成施工路面尘土飞扬，影响施工安全和施工效率。

3.2 边坡滑塌

关家隧道右线进口Ⅴ主要为浅埋围岩强风化千枚岩，岩体破碎，岩质软，埋深较浅且存在一定偏压，偏压沿里程增大方向有向右侧倾斜趋势。围岩自稳能力差。关家隧道右线出口埋深较大，洞口段为35m高千枚岩高边坡，地下水丰富、呈股状流出，风化严重且存在一定偏压，边坡施工中边坡已出现多次小滑塌，无法正常进洞。

3.3 超挖控制困难

由于千枚岩隧道开挖后围岩自稳能力差，顶部及侧壁支护不及时时易产生坍塌，爆破后出现掉块造成超挖，有时出现小面积坍塌造成超挖较大，最大达到1m。分析其原因隧道围岩是强中风化千枚岩层状结构，层间含有软弱夹层，节理裂隙发育，走向与隧道轴线成40°~45°相交，部分段落涌水量大，开挖后临空面迅速风化剥落，出现超挖情况，掌子面的剥落更会影响施工安全。而在全风化千枚岩区，岩体相当破碎，呈团块状、片状、鳞片状，无自稳能力。

3.4 无仰拱段底板迅速泥化

关家隧道设计91%长度范围内Ⅳ深埋围岩为无仰拱段，导致洞内底板泥化严重，泥泞不堪、车辙很深、无法行走，预留的底板也逐渐全被碾压泥化。分析其原因Ⅳ级深埋围岩设计无仰拱，围岩以强风化千枚岩为主，初期支护面呈点滴状和潮湿状出水，开挖面有局部涌水，底板有潮湿状出水。千枚遇水后软化似弹簧土，泥化呈淤泥状。无仰拱段隧道掘进过程中底板预留部分在机械设备及出碴车辆的反复碾压下不断泥化，随着隧道掘进的不断加长，碾压的次数和频率越来越多，致使洞内泥泞不堪、车辙很深、无法行走，预留的底板也逐渐全被碾压泥化，最终导致路面基层设计标高以下也严重泥化，基础强度不够。

3.5 收敛变形较大

关家隧道左线进口于2009年6月30日开始开挖掘进，伴随开挖掘进的过程，不断出现隧道初期支护裂缝现象，下沉量较大，平均每天有1cm~2cm的下沉量，最大可达到3cm；累计最大达48cm，累计收敛8cm，造成ZK101+790-810，ZK101+830-850段部分初期支护侵限，并最终换拱。分析其原因开挖时掌子面局部渗水、或有股状涌水，最大涌水达2 000m3/d。设计支护参数为H14钢格栅间距1m，R25超前支护锚杆长4.5m纵向间距3m、环向间距40cm，C25喷射混凝土厚度20cm。地下水对围岩软化作用明显，使岩体的抗压强度降低，自承能力减弱，初期支护难以抵挡围岩的变形压力而变形。

3.6 塌方、冒顶

由于隧道开挖，使千枚岩原有静态平衡遭到破坏，原始含水量发生改变，千枚岩的节理面错动挤压出现软化泥化，往往形成滑动面，最终形成洞口边仰坡滑塌、隧道内塌方、冒顶、涌泥的涌砂等隧道地质灾害，富水地段的千枚岩隧道则变得更加危险。而在已施作完初支的富水千枚岩隧道，裂隙水由初支外侧下落至拱脚，使拱脚处千枚岩含水量大大增加，千枚岩出现软化、泥化，进而使初支对围岩变形的约束大打折扣甚至失败。实际施工中，千枚岩往往与板岩、页岩互层出现，使围岩具有个相异性的特点，围岩条件往往出现剧烈的变化，而千枚岩中出现石英夹层，更预示着隧道可能出现丰富的地下水活动。在复杂的围岩地质条件下，塌方、涌泥涌砂等隧道地质灾害便难以避免。在极端条件下，千枚岩隧道掘进中会出现冒顶的现象。在围岩条件极差，隧道埋深较小，塌腔回填不到位的情况下，塌方也可能发展成为冒顶。

4 施工方案

鉴于千枚岩的特殊性质，隧道在采用传统的设计施工方案时出现了很多难题，遇到了上述传统技术无法克服的困难，这就需要一套科学的行之有效的针对千枚岩隧道的施工方法。针对千枚岩这种特殊的地质条件，千枚岩隧道在选择适宜的施工方法并对相应的病害采取及时到位的防治措施方能保证施工安全质量。

本隧道为中风化及强风化千枚岩，在这种不良地质环境下进行隧道施工必须坚持“管超前、短进尺、弱爆破、勤量测、强支护、早封闭、快成环”的新奥法施工理念，对于双线隧道采用三台阶七部流水作业法施工，三层超短台阶，分步平行开挖，分步平行施作拱墙初期支护，仰拱及时施做闭合成环，构成稳固的初期支护体系。对三线隧道须采用CRD法施工，但均需做好监控量测，数据化指导施工，根据量测结果及时调整支护参数和混凝土衬砌施作时间。此处主要说明在软岩隧道施工中取得独特优势的三台阶七部流水作业法。

4.1 三台阶七部流水作业法

三台阶七步流水作业法施工，是指在隧道施工过程中，分7个工作面完成由开挖至二次衬砌结束隧道工序施工，以前后不同的位置相互错开开挖，分部及时支护，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。具体施工步序如下：

第1步，上部弧形导坑开挖：在拱部超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，根据开挖断面和便于施工的原则，开挖高度约3.3m，以利于人工立架与机械出碴施工。开挖循环进尺Ⅴ浅埋0.6m、Ⅴ深埋0.8m、Ⅳ深埋1m，开挖后立即初喷3cm混凝土。开挖后及时进行喷、锚、网系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

第2、3步，左、右侧阶开挖：开挖进尺同第一步，开挖高度约3m，左、右侧台阶错开3m，开挖后立即初喷3cm混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

第4、5步，左、右侧下台阶开挖：开挖进尺同第一步，开挖高度约为3m，左、右侧台阶错开3m，开挖后立即初喷3cm混凝土，及时进行喷、锚、网系统支护，接长钢架，在钢架墙脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，复喷混凝土至设计厚度。

第6步，隧底开挖：每循环开挖长度为2.4m，开挖后及时施作仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施作仰拱，仰拱分段长度为4.8m。上、中、下台阶本循环预留核心土随下一循环开挖完成，开挖进尺与各台阶循环进尺相一致。

第7步，及时分析监控量测资料，在沉降、收敛变形趋于稳定后施工防水层、灌注混凝土衬砌。

图1三台阶七步流水作业法施工工艺流程

4.2操作注意事项

1）开挖前首先做好超前地质预判、测量放样及必要的超前预注浆加固等措施；2）采用三台阶七步开挖法施工，必须规范施工工艺、规范施工管理。台阶长度：上台阶3m~5m，中、下台阶4m~6m；台阶高度：上台阶不小于宽度的0.3倍，中、下台阶平均分配；左右侧进尺台阶相错：2m~3m；3）根据围岩情况调整开挖进尺，坚持“短进尺、弱爆破、勤量测、早封闭”；4）为保证拱架或格栅钢架处喷射混凝土的密实性，喷射混凝土时现喷拱架背后、再喷拱架两侧、最后喷拱间之间；5）仰拱、二次衬砌及时跟进，二次衬砌距离掌子面长度Ⅴ围岩不超过60m、Ⅳ超过100m；6）隧道内施工排水系统一定要完善，防水层的挂设必须采用无钉工艺，初期支护表面尖锐突出物必须切除干净，并用砂浆封严；7）根据围岩性质各台阶可同时开挖爆破即变相全断面法或单工序作业。

5 关键技术

5.1控制扬尘技术措施

在出碴行车时，及时向行车周围环境喷淋水润湿围岩及洞身周围，并及时清理路面杂物、灰尘，保持行车环境整洁。

5.2控制滑坡体技术措施

右线进出口洞口边仰坡为Ⅴ浅埋围岩、且存在一定偏压，常规锚网喷防护不能凑效，采用在进口进洞位置施作五根、出口施作四根2m×3m钢筋混凝土抗滑桩后安全平稳进洞。

5.3控制变形措施

隧道开始开挖掘进后，考虑隧道埋深较浅，偏压严重，左线隧道内沉降预留为30cm，隧道开始掘进后，为保证安全曾多次停止掌子面施工，实行单工序作业，待衬砌施工完毕后再进行开挖作业。对施工进度上有一定影响。

根据围岩实际情况和测量监控数据及时调整预留沉降量和开挖进尺。加强围岩拱顶沉降和周边收敛的观测，并分析沉降值、收敛值和时间、台阶长度的关系用以指导施工。千枚岩地段开挖后支护必须及时到位，在拱架拱脚处增加2根Φ50×4mm注浆小导管为锁脚锚管，锚管上下采用两根Φ50“L”钢筋焊接在拱架上，拱脚采用混凝土块垫实，杜绝出项拱脚悬空现象。对于这种情况，就要求在千枚岩隧道特别是富水千枚岩隧道的施工中，严格积极地按照新奥法的理念施工，做到短进尺，快支护，勤量测，早封闭。在拱脚施做拱架基础，增大拱脚基础受力面积，减小拱脚千枚岩泥化后的危害性。

5.4 控制超欠挖措施

根据围岩情况，调整开挖进尺，选用适当的装药量和爆破眼孔间距，钻孔采用套眼等角度控制措施。加强超前预支护，对于围岩松散、含水量较多段落采取弱爆破和挖机扒碴、人工风镐开挖相结合的开挖措施来减少超挖现象。

富水段隧道拱部出现掉块、小面积坍塌是该隧道造成超挖的主要原因。针对这一问题制定富水千枚岩地段施工方案:超前物探、钻探结合探水、超前注浆堵水、超短台阶人工开挖(局部辅以弱爆破)、初支加强、仰供超前、二衬紧跟。采用超前注浆小导管，注双液浆，水灰比：0.8:1，水泥浆和水玻璃体积比：1:1，超前预注浆通过浆液的凝结固化岩石的颗粒，填充孔隙或裂隙，从而改善岩层物理力学性能，提高拱部岩体的承载力、增强岩体的抗剪强度，减小土体渗透性，提高开挖掌子面的承载能力，减少掉块、小面积坍塌，有效的控制了富水段超挖的现象。

5.5 底板泥化处理措施

在开挖时采取预留底板即爆破后底板比设计高58cm，两侧留1.5m宽排水沟，使中间高两侧低便于积水及时排到两侧临时排水沟排出。已出现泥化段采取彻底清理淤泥和至少30cm厚混凝土铺底。每隔200m挖集水井及时引流底板地下水。

5.6 塌方冒顶处理措施

千枚岩隧道一旦出现冒顶，必须马上加固处理，不可犹豫不决、心存侥幸、任其发展，造成更加严重的损失和不可收拾的局面。千枚岩隧道出现塌方甚至冒顶时，一般从以下几个步骤处理：1）封闭掌子面，在塌腔处预留注浆管，当洞内预留土体不能限制掌子面位移时，需从洞外拉隧道弃碴进行反压；2）对塌方冒顶可能影响的初支完成段落进行加固，对拱架采用注浆锁脚锚管加固，塌方严重时，需全断面径向注浆加固围岩，防止已初支段落侵限失稳；3）对塌腔通过预留注浆管泵送混凝土回填；4）洞内如有积水，需拉槽排水或集中排水，以免积水对隧底特别是拱脚的浸泡，造成初支的变形失稳；5）根据塌方情况，施工超前导管或管棚进行超前支护，对塌方情况复杂的段落，可采用施作止浆墙，全帷幕注浆的方法通过；6）洞顶塌穴采用沙砾或轻质高强材料回填密实；7）对塌穴及其影响范围进行地表注浆加固，注浆深度与洞内注浆范围统一考虑；8）缩短进尺，加强支护，安全通过。

5.7 超前预报及水处理

针对隧道出现病害多方面的原因的分析，施工中应着重注意的就是地质的超前预报，特别是超前地质探结合炮眼钻孔，可以很好的判断下一循环掌子面的围岩状况。水是滑坡、塌方产生的剂与催化剂，在导致隧道病害的诸多因素中，地下水的贫富起着控制性的作用。在无水或少水的千枚岩隧道，千枚岩有较好的强度和各向同性的特点，在与片岩页岩互层出现时，仍然有较好的整体性。然而在富水的千枚岩隧道段落，围岩塑性徐变严重，收敛周期长，掌子面开挖容易出现塌方、涌泥涌砂等地质灾害，在与片岩页岩互层出现时，往往出剧烈的围岩条件变化，大大增加了施工控制的难度。针对千枚岩遇水软化，出现小面积坍塌、掉块，在初期支护完成后出现渗水、变形大、初期支护开裂等病害，在富水段千枚岩施工过程中，对围岩裂隙水的封堵和引排，就变得尤为重要。控制千枚岩的变形和失水，方能保证施工质量和施工安全。

关家隧道根据排水孔出水量和围岩量测结果在隧道富水段施工系统注浆锚管，同时在初期支护上按照1.2m×1.2m布置排水孔，布置环向Yas半管引排排水孔流出的积水，做到堵排结合的治理效果。系统注浆锚管通过径向注浆加固初期支护周边围岩的承载能力和抗渗性，提高围岩的抗压强度，减少围岩应力对初期支护的作用，达到控制变形的作用。

5.8 注意事项

1）洞口即为千枚岩的隧道，进洞前必须对洞口进行预加固。锚杆框架梁或锚索框架梁的锚杆或锚索难以形成锚固区，反而增加了边仰坡自重，容易形成滑动面。施做抗滑桩则具有较好的预加固效果，且不会对后期景观带来大的负担。在加固完成后需施做护拱，大管棚进洞；2）对隧道进口埋深小于2倍洞身开挖范围的段落，应进行地表注浆固结围岩，保证洞口段施工安全和施工质量；3）结合以往隧道经验，千枚岩隧道埋深在5洞身范围以内的段落，宜视为浅埋段，衬砌应钢筋混凝土类型。考虑到格栅拱架强度形成较晚，须采用刚性较好的型钢拱架封闭成环；4）富水千枚岩段落，随着千枚岩的软化、泥化现象，围岩易出现自流和鼓胀失稳的现象，系统锚干难以形成强有力的支撑，宜应及早封闭掌子面后采用环向小导管注浆进行加固，注浆导管长度4.5m，间距以1.2m×1.2m为宜；5）富水千枚岩隧道由于水的作用，拱架基础极易下陷，导致初支变形失稳，故应对初支钢架采用注浆小导管或注浆管棚锁脚，刚度较大的管棚锁脚可大大降低拱架位移的可能性并可改善基础相应地质条件；6）千枚岩隧道围岩塑性圈范围较大，一般达到6m，系统锚杆锚固端根本进入不了弹性岩层，因此系统锚杆宜采用注浆小导管替代，注浆一般采用劈裂式注浆，其目的是为了预加固基岩使其具备相应的成拱条件；7）大跨径千枚岩隧道施工方法，应采用双侧壁导坑法以避免出现认为偏压，防止隧道出现塌方、溜方等地质灾害，不宜采用单侧壁导坑开挖的方法。

6 结论

通过良好运用三台阶七步流水作业施工技术及病害处理措施，关家隧道施工有序推进,杜绝了千枚岩隧道常见病害事故的发生，即节约了循环作业时间又降低了生产成本，Ⅳ级围岩单口掘进最高达126m/月，在业主组织的36个标段综合劳动竞赛综合考核评比中荣获第一名,取得了良好的社会效益与经济效益。我们将在今后的施工中加强对千枚岩的研究，寻找新的更有效的施工技术和管理措施。

参考文献

[1]交通部颁《公路隧道设计规范》，JTG D70-2004.

[2]交通部颁《公路隧道施工技术规范》，JTJ042-94.

[3]《公路工程质量检验评定标准》，JTG F80/1-2004.

[4]关宝树.隧道工程施工要点集，2003，12.

常见隧道施工技术范文第2篇

关键词：山岭地区；隧道；施工技术

山岭地区的地形复杂，环境多变，施工人员在施工过程中往往受到各种外界因素的制约，常用的施工技术满足不了实际施工情况的需要。但是，随着施工技术的不断进步，我国的施工人员根据自己多年的施工经验，找到了适合在山岭地区进行施工的施工技术，摸索出了在山岭地区建设隧道的方法，为边远山岭地区的发展做出了巨大的贡献。

一、施工原则

（一）初期开挖、支护速度要快

山岭地区的地形复杂，施工环境恶劣，这就要求施工人员在施工时要在保证施工质量的前体下以最快的速度完成达目标。施工人员在前期开挖土方时，要严格控制开挖的土方量，避免出现超挖、欠挖现象。此外，在进行支护安装的过程中，施工人员一定要使支护紧贴围岩，在必要时可以使用混凝土进行充填，一定不能留有缝隙。土方的开挖和边坡的支护这两个施工过程所用的时间越短越好，这样就可以降低山岭地区的环境对施工过程造成的影响。

（二）确保隧道的稳定与牢固

山岭地区隧道的稳定与牢固与施工技术有着直接关系，一旦隧道出现质量问题就会威胁到人们的生命安全。因此，施工人员在施工过程中应严格按照规范进行施工，正确操作施工器械，及时对隧道进行定点勘测检查，对于出现问题的地方要予以解决。施工单位要将前期地质勘测到的数据及时提供给设计人员，确保设计人员在设计时所依据的是正确的数据。此外，施工单位要有相关的监督部门进行施工质量的检查，在每个施工阶段完成后立马进行质量检测，对于施工技术方面的不足要及时提出，确保施工技术能够不断改进与发展，进而为山岭隧道工程的质量提供保障。

二、施工技术

（一）桥隧相接技术

桥隧相接技术就是在山岭地区隧道施工的过程中，桥梁与隧道相连接，隧道与道路的路基相结合，使得桥梁与隧道可以平稳的连接在一起。一般山岭地区的隧道和桥梁是不可分割的两部分，在施工过程中，施工人员要将桥梁的起点与隧道的终点或者隧道的终点与桥梁的起点连接在一起，形成一个整体，提高其稳定性。这种施工技术多用于山岭地区是因为山岭地区的地形过于复杂。施工人员在施工时选择这种施工技术不仅可以减少施工前期土方的开挖量，还可以大大提高施工的速度的同时保证施工的质量。但是，桥隧相接技术有一定的使用范围，它主要应用于高差较大、地势不平坦的地区，比如一些河谷与山体的连接处。此外，在一些地壳活动比较频繁的山岭地区也常常采用桥隧相接技术，这不仅会解决地质环境所带来的种种问题，还可以将施工给周边环境带来的影响降到最低。

（二）控制变形的施工技术

控制变形的施工技术主要有后打锚杆施工法、铣挖机与破碎锤组合开挖法。其中后打锚杆施工法主要使用于变形比较严重的地段，这种方法就是对土体采用多层支护，在完成混凝土喷射前就进行短锚杆的安装工作，当完成混凝土喷射后再进行长锚杆的安装工作，这是一种长短锚杆相互结合的施工方法。另外，施工人员采用铣挖机开挖周边土，破碎锤开挖中部土的组合开挖法，可以有效减少土体的扰动，杜绝了突发性鼓出变形。除了以上两种方法外，施工时使用长锚管锁脚，采用工字钢型钢钢架替代螺纹钢纵向连接以及增加监控测量项目和监测频率等，都可以控制隧道在施工过程中产生的位移，抑制施工各阶段中隧道各个部位因受力而产生的变形，提高隧道的整体稳定性。

（三）隧道洞口的开挖技术

针对于整个隧道洞口开挖，为了有效确保山坡的稳定性，应当避免雨季进行施工，同时在开挖施工前，施工人员应首先检查边、仰坡以上的山坡稳定情况，并且对边、仰坡及早做好坡面防护工作，尽可能地降低对山体的破坏程度。另外，施工单位对开挖施工的全过程要采取实时监测。隧道工程在进行开挖明洞、洞门前，为了能有效防止边坡落石等情况的发生，施工人员要先设置好洞口边、仰坡外的排水沟，开挖施工时由装载机或挖掘机进行装碴，而运碴工作则交给自卸汽车来完成。开挖人员在施工时应严格按照设计图纸的要求进行开挖，对于开挖接近支护结构的标高时，必须先进行超前支护处理。

（四）支护施工技术

支护施工技术就是根据初期的地质勘查结果，选择相应刚度和强度的支护结构，以保证能够对边坡土体的稳定性起到有很好的控制作用，降低土体的变形程度。考虑到山岭地区的地质比较复杂，一般采用大型的钢架支护结构，根据隧道轴向水平挤压应力大于横向水平挤压应力的特点，加强钢架纵向的连接，设置多道纵向连接钢架，以此确保钢架的整体稳定性和刚度。

三、结语

山岭地区隧道的建设离不开施工技术的发展，施工人员只有根据现场的实际情况选择合适的施工技术并且遵守施工的原则与规范，才能更好的保证施工的质量。虽然施工技术在不断的改进，但是一些地形复杂、环境恶劣的地区仍对施工技术有很高的要求。因此，山岭隧道的施工技术需要经过一代又一代人的不断完善，才能继续发展下去。

参考文献：

[1]唐高.山X隧道洞口段桥隧相接工程施工技术分析[J].低碳世界，2017，07：208-209.

常见隧道施工技术范文第3篇

关键词：盾构隧道；桩基托换；关键技术；地铁施工

城市地铁盾构隧道路线经过既有建筑下方桩基时，正确处理隧道与既有建筑的关系是隧道安全施工的关键，采用桩基托换技术配合相应加固技术，进行地面建筑物加固及隧道沉降预防，可保证既有建筑及和隧道施工的安全[1]。本文着重分析了盾构隧道桩基托换的主要施工技术，并围绕盾构隧道桩基托换技术在地铁施工的应用展开探讨，以为地铁施工技术与安全性的提升提供借鉴。

1盾构隧道桩基托换施工技术特点与分类

1.1施工特点

盾构隧道桩基托换技术是利用托换的桩基将原有建筑物桩基进行处理，使原有桩基承担载荷转移至托换桩梁，并传导至托换桩基，从而完成原有桩基的加固或盾构隧道的进一步施工改造[2]。它通过对既有建筑下方基础延展，进而为隧道基坑挡土墙提供受力支撑，以承载建筑基础压力。盾构隧道桩基托换技术应用实施过程难度大、复杂性高，实施时应保证建筑物力学结构保持原本状态。通常桩基托换施工周期长，在完成具备结构托换完成后，方可进行其他区域结构的托换，以保证工程实施的安全性[3]。图1为盾构隧道与既有建筑桩基示意图。

1.2技术分类

1.2.1桩基主动托换方式该方式的实现原理是在原有建筑桩基改造前，将载荷转移至托换桩基，在相应区域完成托换实施后，将隧道上方的变形或受力进行调整。桩基主动托换方式可将隧道上方建筑的质量完全移至托管桩基的承重梁，利用预加载手段并借助托换桩基及新桩基的相互作用，及时调控承重结构变形问题。应用桩基主动托换方式可主动控制工程结构形变，对既有建筑载荷具有良好的控制力，对于长期形变的调控效果明显。1.2.2桩基被动托换方式该方式的实现原理是在原有建筑桩基改造过程中，将载荷转移至托换桩基，托换施工结束后对隧道上方的形变控制能力较弱。桩基被动托换方式主要应用于隧道沉降控制，可针对载荷较小的盾构隧道桩基托换，以保证建筑结构的稳定。相较桩基主动托换方式，桩基被动托换方式安全稳定性稍差。

2盾构隧道桩基托换施工技术应用

2.1树根桩基托换技术应用

该技术主要采用浇灌钢筋混凝土的小直径土桩，在建筑物边缘墙体进行等距离打孔，根据设计方案钻出规定位置、角度和数量的倾斜孔洞和竖直孔洞，在孔洞中插入钢筋，并用混凝土浇筑定型形成设计尺寸的桩。随着成桩数量的增加形成连桩墙结构，从而达到桩基连同托换桩墙共同承载的目的[4]。图2为树根桩基托换技术示意图。隧道基坑挖掘的同时，要对桩基的一边进行挖掘，并根据挖掘的坑深进行混凝土喷注，使得桩基之间形成相互连接，连接成墙，并完成锚固操作。树根桩基托换技术所用设备体积小，对施工场地空间基本没有要求。设备施工过程可操作性强、振动小，避免了对既有建筑墙体及地基安全性的破坏，针对复杂的已损害的载荷地基进行修复施工优势明显。树根桩基托换的优势是实施基托换后，能有效控制沉降，可将沉降范围控制在2mm以下，对不同地质类型及不同隧道桩基高度都具有较好的应用性。

2.2洞内桩基托换技术应用

洞内桩基托换技术因具有每桩负荷承载能力强，实施托换后产生噪声和振动小等优势，被广泛应用于桩基托换工程。该技术实施简便，适应性高，工序相对少，对施工地质的防水标准要求高，通常在防水性较好的地质区域进行实施，可适用于较大承重需求的桩基托换。图3为洞内桩基托换施工图。针对地铁隧道穿越桥梁施工等特殊的施工环境，若难以找到合适的桩承载，不能为桩基提供必需的基础，可利用洞内桩基托换技术实现。该技术主要利用隧道内的固有结构承载托换桩的载荷，利用隧道拖拱结构形成托换桩基地基，从而加固桩基的结构，增加负载能力[5]。植筋桩采用一剥一断的方式，增加托换桩基区域断面，利用原有格栅向桩中支护植筋，剥开混凝土表面，利用衬砌混凝土承载托换桩基承重。拖拱强度达标后，再进行下一层相同工序操作，从而完成将原有桩基载荷向隧道支撑结构转换的目的。隧道施工主体的桩基托换载重能力，决定拖拱与支护的层数。洞内桩基托换技术投入费用较低，但其主要依托隧道框架结构作为承载基础，所以相应托换桩基承重能力会受到一定限制。

2.3斜向钻孔桩基托换技术应用

该技术可避免被脱离的顶后桩基发生反弹，可对既有建筑后期的沉降实现有效控制，适用于对盾构隧道上方建筑物有严格沉降标准要求的施工主体。如果地铁工程基坑、隧道与既有建筑距离较近时，既有建筑下方会有一段距离的隧道。此时在保证原有建筑安全稳定的前提下，可在隧道内部构建一个向里斜向的基坑支护墙，此即为斜向钻孔桩基托换技术的应用。该技术引用分阶段分层级的挖掘施工，对每层深度有严格要求。应科学使用锚固和支撑技术，每层完工后进行相应的锚固和支撑操作，以保证设计预应力需求。斜向桩的质量与地质状况关系到起、落套管施工操作，因此在操作前应对地质情况做到清晰勘察，并保证斜向桩的施工质量。通常单排斜向桩最大孔深应低于30m，交叉桩最大孔深应低于25m。

3结语

综上所述，城市地铁盾构隧道施工时，工程建设者应根据建筑的类型及结构特征选择合理施工技术。桩基托换技术是盾构隧道施工中常见的预防地基、建筑物沉降专项技术，应用范围广泛。利用桩基托换技术配合相应加固技术，可以达到地面建筑物加固及隧道沉降预防的目的，确保证既有建筑物的安全，并可提高整体施工的经济性。

参考文献

[1]吴文亮,王建军,孙凡皓,等.二次托换技术在福州地铁紫五区间桩基托换中的应用[J].隧道建设（中英文）,2018,38(7):1220-1227.

[2]许越.地铁盾构下穿桥梁桩基安全性分析[J].广东交通职业技术学院学报,2018,17(1):23-28.

[3]王博,张保圆.地铁施工中既有桥梁的桩基托换技术[J].铁道建筑,2016.22(4):47-48.

[4]杨光,赵肖春,罗宏钢,等.地铁盾构隧道穿越桩基群桩基托换施工技术[J].中国标准化,2018(14):120-121.

常见隧道施工技术范文第4篇

关键词：公路隧道、施工技术、现状、问题、技术要点

中图分类号：TU74 文献标识码： A

一、公路隧道施工技术研究的重要意义

自从进入21世纪，我国国民经济水平在不断的发展，城市现代化建设的工作也同样发生了翻天覆地的变化，取得了斐然的成绩。作为我国国民经济的重要命脉代表的公路，其自身的灵活性和优越性的特色更加尤为突出，因此，它在交通运输方面所发挥的作用更是无可取代的，也是其他运输方式所无法比拟的。公路除了包含普通露天的还有隧道的两种组成结构，其中，整个公路工程结构的最为重要的组成部分当属公路隧道，尤其是我国开始推广并实施了西部大开发战略措施的近几年，高等级公路工程除了建设在沿海地区，同时也已经在西南西北的山岭地区进行施工建设，所以，我国公路隧道建筑的规模越来越大、越来越广，数量也随之越来越多，与此同时，相对的对公路隧道的施工技术要求，也提出了更高的标准。

二、现阶段公路隧道施工技术常见问题所在

2.1 防排水施工

当前隧道的防排水施工主要由简易铺挂台架模式和小型机具手工作业，这两种模式构成。对岩巷施工时，采取的是一种刚柔结合的防水衬砌技术工艺，首先，采用锚喷技术进行支护来封住裸岩，其次，把有机板材铺贴于表面上，最后，在有机板上浇筑自防水混凝土。但隧道工程中地质情况复杂多样，尤其是含水层串通微细裂隙造成的淋渗水，效果仅是支护，因为第一层的喷射混凝土层并无抗渗性能只是把原来在基岩的渗水转移到了喷层表面，因此，面对这种支护的质量，对岩体渗漏水的浸入并不能起到很好的抵挡作用，而且往往采用充气检验和肉眼观察的简单方式来进行质量检验，这就造成检验结果的不可靠性和不准确性，从而这种技术对隧道施工的机械化程度的需求很难达到满足状态。

2.2 通风施工

在隧道施工过程中，随着隧道的纵深开挖，岩尘混杂使得隧道内的空气污浊，难免造成各种有害气体的产生，其隧道内部的温度和湿度也在发生着变化，不断的提高，由于受环境的影响施工的通风难度极大，往往隧道不能及时更换或者净化隧道内部的空气，无法提供良好的劳动环境条件，因此，增强通风施工措施，不单纯为了保障施工效率，更重要是保障施工人员的身体健康更为重要。

三、新时期公路隧道施工技术要点研究

3.1 开挖

3.1.1 刀具的破岩机理。

在刀盘上滚刀以一定的刀间距分布，掘进时刀盘在驱动装置的带动下匀速旋转，滚刀随刀盘的旋转在岩石摩擦作用下在开挖面滚动，同时启动推进油缸使滚刀以一定的力作用在开挖面的岩面上。当滚刀作用在岩石上的压力大于岩石的强度时，岩石被破坏剥落。滚刀在岩石上以这种极具破坏的力力量对岩石进行开挖，刀刃沿部分的岩石在应变时产生龟裂，使得滚刀更加深入岩层，从而在岩层表面部分产生张力，导致龟裂向更深更远处进一步的增加，刀盘进一步顶压，使相邻刀具作用轨迹之间的岩石剥落，从而实现TBM的开挖掘进。

3.1.2 钻爆法开挖。

隧道钻爆法开挖关键是光面爆破的控制，光爆控制的好坏对开挖的效果起到一定的作用，光爆控制的好不仅可以减少对岩体的扰动和混凝土的回填率更能节约成本，光爆效果控制的好坏和开挖方式、钻孔设备及爆破参数的设计等因素都有着至关重要的影响作用。如何更好的控制光爆效果，笔者认为应从以下几方面重点着手：首先，具有良好性能的钻孔设备是首选，其次，根据具体的岩石环境等综合因素，精确合理设计爆破参数考虑围岩状况，最后，对具体实施的操作人员一定要进行严格的岗前培训。

3.2 支护

安全的保证离不开支护。隧道支护应根据不同的围岩类别对洞口存在滑坡体、堆积体等浅软弱地层或者浅埋物等不良地质隧道等地质状况进行分化施作。如某隧道采用了大管棚、小导管注浆超前支护，地表注浆加固及地面旋喷桩加固等措施。部分隧道洞口设置抗滑桩保证坡体的整体稳定，强化支护措施，洞内软弱地层地段离不开网、喷等为主要支护的手段，必要时加格栅钢架，进洞后确保进洞洞口安全，减少对岩体的扰动应尽快施作洞门，抑制围岩过度松弛变形，以确保施工人员在操作施工时的安全性。

3.3 通风

3.3.1独头通风。

独头通风方式是目前主要采用的通风方式，独头通风又分为压（抽）出式通风和压入式通风。首先，压（抽）出式通风。有实际案列表明，这种通风方式在爆破后新鲜空气流经全洞，废气经过通风管被抽出洞外，通风时间也应该相应的缩短，效果很理想，不论从施工进度或经济效益方面都是取得了十分客观的结果。另外一种隧道施工中常用的方式是压入式通风，其特点是优点是有利于施工人员工作，掌子面空气新鲜，更为关键的是计算好通风量及风管、设备等尤为重要。

3.3.2 巷道通风

利用平行导坑做主要回风道的巷道通风，其最大的优点是在最短的时间内使正洞空气清新，采用这种方式通风应注意两个问题：

一方面，横通道应随导坑的前进及时封闭，一般不超过三个保留。另一方面，风门应保持密封，横通道设一道风门，平行导坑口有两道风门，以确保不漏风。比如较为经典的渝怀铁路枳城隧道，就是采用的这种通风，效果十分理想。

3.4 道路

道路造环境。仰拱和铺底超前施作可以有效地改善隧道施工环境是值得推广的施工方案，关键是采取合适的方案避开与其他工序的干扰。首先，提高了洞内安全施工的程度，极大地改善了洞内环境。其次可以防止围岩过度松弛变形，对保证施工安全、消除安全隐患起到重要作用。在施工隧道仰拱和铺底时，铺设一定尺寸的跳板过渡，既保证了仰拱和铺底的施工质量，又不影响洞内其他工序施工。

3.5 衬砌

衬砌是隧道内最重要的结构，也是一个单位形象的代表。隧道衬砌质量的好坏直接关系到隧道施工安全及运营安全，隧道衬砌根据隧道长度、围岩状况及不良地质存在的情况等因素采用了复合式、整体式、抗水压式等多种形式衬砌，衬砌质量和原材料、混凝土配合比、运输搅拌、振捣浇筑、安装就位的模板台车等，工艺控制及相关参数有关。即衬砌施工以距掌子面≤200米为限。仰拱超前衬砌紧跟可以防止围岩过度松弛变形，能在洞内迅速形成闭合环，不仅仅保证了施工安全，更在软弱地层段的作用表现的更为明显。

四、结束语

综上所述，隧道施工作为交通建设中重要的一个组成部分，为缩短距离，减少相对行车的使用距离等等有着很多重要的作用，由于隧道施工的风险性比较大、危险性相对较高，因此造价往往比较高，因此，采用合理、精细的设计理论和施工方案尤为重要，只有不断的完善施工技术才可以提高施工效率，缩短工期，才能更好地完成地质相对复杂的隧道，更好的服务于大众。

参考文献：

[1]李军.谈谈公路隧道施工[J].科技创新与应用，2013，（1）

[2]傅鹤林.隧道安全施工技术手册[M].北京人民交通出版社，2010.6.

[3]曲海锋，杨重存.公路隧道围岩压力研究与发展[J].地下空间与工程学报. 2007（03）

[4]尹红国.浅谈公路隧道施工技术[J]；华章；2011年13期

[5]汪西柱.公路隧道结构防排水施工技术探讨[J].石家庄铁路技术学院学报，2011年3月.

常见隧道施工技术范文第5篇

关键词：高速公路工程；隧道施工；技术要点；质量控制

随着交通运输事业的快速发展，云南省的高速公路工程在规模和数量上都有所增加，线路长、覆盖广已成为当前高速公路具有的重要特征。正是基于高速公路的线路较长，在高速公路工程施工中难免会受到山体阻碍，进行隧道施工成为必然的方式，但是隧道施工难度非常大，极易发生施工安全问题，造成严重的经济损失，甚至是人员伤亡。加强对高速公路施工技术的研究，探讨有效的施工质量控制方法十分重要。

1隧道施工存在的风险分析

1.1隐蔽工程多

隧道施工属于地下工程范畴，对工程结构的掌握难度较大，加之隧道施工各工序之间的联系十分紧密，一道工序的完成质量将直接影响到下一工序，同时地下施工检查效果相对较差，必将带来较多的隐蔽工程。在隧道施工过程中，如果不能及时发现施工工序中存在的问题，对于施工安全将带来较大的威胁。

1.2施工环境十分恶劣

对山体进行隧道开挖，岩体结构、水文地质等都将成为重要的影响因素，在施工过程中需要对多种因素进行综合考虑，并且施工环境空间狭小，存在的安全隐患较多。除此之外，隧道施工工艺较多，且每道工艺之间联系密切，甚至需要工艺间的交叉作业，这无疑进一步增大了施工难度。1.3塌方事故多有发生由于山体水文地质条件十分复杂，隧道施工过程中容易受到水文地质变化，如果施工防护措施不到位，极易发生塌方事故。尤其是在隧道开挖之后，若不能及时作出正确处理，由于受到外力作用，隧道的围岩会随着水文地质变化而发生改变，严重者造成隧道塌方[1]。

2高速公路隧道施工技术要点

2.1钻爆施工技术要点

钻爆施工时隧道施工中经常采用的施工方法，对高速公路隧道进行钻爆施工，首先，要根据施工工艺的差异，合理选用钻爆方式，对于不同的岩体结构所采用的钻爆方式应有所不同，同时钻爆方法应严格满足施工设计要求。其次，对钻爆工具、器材等加以选择，就我国现阶段的隧道施工而言，硝铵炸药成为最主要的爆破材料，在隧道施工中的用途也相对较多。最后，为提高隧道的稳定性，在钻爆施工中要做好支护工作，结合岩体结构的特点，有针对性的进行岩体支护，如果进行硬围岩施工，应对遗留岩体进行支护保护，减少岩体损伤；如果施工对象是软围岩，则要做好围岩的防松弛施工。

2.2明洞与洞口施工技术要点

洞口施工简单讲，就是对隧道进行破土开挖的过程，往往是隧道施工作业的第一步，对该项技术要点加以控制至关重要。首先，洞口开挖前，应做好充分的准备工作，对于山体的结构、地质特征、地下水文、环境变化等各因素进行充分的调查和了解，根据地质勘测结果，分析可能存在的安全隐患，并做好相应的补救措施。其次，洞口施工应根据测量放线结果，明确截水沟位置情况，对于明洞边坡、边仰坡等进行准确放线，借助土方用挖掘机在人力配合下，完成洞口开挖施工。最后，做好边坡支护工作。受到岩体结构以及岩体歪理作用的影响，洞口开挖后可能出现塌方等情况，在洞口开挖后，应第一时间对岩体进行支护，提高岩体的稳定性。

2.3防排水施工技术要点

防排水施工是隧道施工中较为困难的环节，隧道施工中存在的不确定因素较多，洞口开挖后出现结构水也是常见情况，如果不能及时的将水排出，会对隧道施工带来严重影响。对于防排水施工要将防、堵、排等结合使用，根据隧道的结构特点，构建中心水沟，并确保中心水沟位置在冻结线之下，避免造成中心水沟中水流冻结，从而将地下水水利排出。同时，对于洞身的整体防排水要做到位，对于隧道的渗漏问题及时的加以处理，采取防渗漏措施将变形缝、施工缝等进行施工，减少薄弱环节的渗水问题。

2.4锚杆施工技术要点

随着施工技术的不断发展，锚杆施工技术在隧道施工中应用愈加广泛，采用锚杆施工时，一定要掌握技术要点，确保施工质量。一方面，锚杆施工时应做好清理工作，由于锚杆钻孔是由岩凿机完成，不可避免的会带来油污、铁锈、岩屑等各种杂质，如果不能及时将其清理干净，会对接下来的锚杆施工到来很大影响，从而降低锚杆的抗拔力。另一方面，严格控制药包入孔眼的力度。在杆体插入岩体孔道之前，需要将事先准备好的药包顶入孔道内，为确保药包顶入顺利，孔道既要保持干净清洁，顶入力度更应适中，严禁使用过大力度进行顶入，力度过大容易造成药包的变形，甚至药包发生泄漏[2]。

2.5混凝土喷射技术要点

近几年来，混凝土在工程建设中作出了突出贡献，对于隧道施工同样也离不开对混凝土的使用，采用混凝土喷射技术，一定要严格控制一下施工要点。第一，混凝土喷射方法的选用要科学合理，当前较为完善的混凝土喷射技术有两种，分别是湿喷和在喷射方法选择上一定要根据施工环境的特点，选择适合的施工技术。对于湿喷技术而言，能够将混凝土喷射的粘结性能以及支护性能提高，对于需要加大支护力度的围岩，采用湿喷机技术方法能够提高支护质量；而施工方法往往针对困难的施工条件，可以促进混凝土的迅速凝结，不仅能够节省凝结剂的使用，同时也降低了施工成本。第二，施工材料与器械的质量控制。作为重要的施工材料，混凝土规格和质量应满足设计要求，以免影响整体施工质量；施工器械的选择也要满足设计要求，对于喷射机的参数严格控制，确保混凝土喷射连续、均匀。第三，在混凝土喷射之前，应将开挖断面加以清洁，保证断面的有效尺寸符合喷射要求。

3隧道施工质量控制关键点分析

3.1完善隧道施工工艺

伴随科技水平的不断发展，高速公路工程的施工技术也得到了创新和发展，隧道施工工艺也有所改进和突破。施工技术人员应不断的进行工艺探索，借鉴国内外先进的施工技术，并结合实际的施工环境，对先进工艺加以利用。比如说，以往隧道施工主要采用先拱后墙的施工方法，该种方法对于复杂的地域环境能够发挥良好作用，最常用于断层破碎带的施工。但是，经过多年的发展，台阶法较先拱后墙更具优势，台阶法对隧道的安全稳定性有所提高，除此之外，也相应减少了施工成本，在当前隧道施工中应用较广。施工工艺将一直处于不断地进步和完善中，进行施工工艺的创新和探索，能够进一步提高隧道施工质量[3]。

3.2加强施工安全控制

对于工程建设而言，安全问题永远放在首位，加强施工安全控制是隧道施工的关键。首先，做好预防措施。由于隧道施工具有的风险因素较多，施工过程中极易受到安全威胁，因此，应根据施工环境特点，做好相关的调查并制定预防方案，对施工过程中可能出现的危险情况做好预防。其次，严格控制施工工艺，对施工各环节的质量加以控制，任何施工环节的失误有可能引发安全事故的发生。最后，做好安全监督工作，隧道施工安全风险大，施工单位应该构建质量管理系统，有专人对施工质量进行监督，发现问题及时处理。

4结束语

综上所述，高速公路工程隧道施工具有的风险因素较多，不仅存在较多的隐蔽工程，同时施工环境复杂，塌方事故也时有发生，明确隧道施工的技术要点，对施工质量加以控制，可以降低风险发生的概率，提高工程质量。

参考文献

[1]王鑫.高速公路隧道施工技术及控制要点的探讨[J].价值工程，2015，2：108-109.

[2]刘国权.高速公路隧道施工技术及控制要点探讨[J].黑龙江交通科技，2015，2：104.