隧道施工阶段
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隧道施工阶段范文第1篇
中图分类号：U445文献标识码： A
1工程概况
丹东市四号干线（花园路～中宝大街）道路工程，爱民沟段靠锦江山隧道东出口外，在道路右行线桩号AK2+519.337处与客运专线隧道桩号K251+089.590交叉，在道路左行线桩号BK2+532.354处与客运专线隧道桩号K251+051.309交叉，穿过沈丹客运专线隧道上方。
锦江山公路隧道上跨丹大铁路前庄段草莓沟1号隧道、金丹联络线盘道岭隧道，锦江山公路隧道出口外路基上跨沈丹客运专线的锦江山隧道等处的交叉平面示意图及铁路里程、公路里程等详见图1。
图1盘道岭铁路隧道及草莓沟1号铁路隧道的交点示意图
图2四号干线锦江山隧道右（A）线纵断面
2 计算模型的拟定
为减化计算模型，只取公路锦江山隧道的右线下穿进行模拟计算，隧道左线的可由工程类比法判定其安全性。盘道岭隧道JDLDK1+154处轨面标高12.932m，交公路隧道AK2+242，路面标高46.355 m，净距24.013 m，围岩分级为IV级（W2）。草莓沟1号隧道DK251+136处轨面标高24.228，交公路隧道AK2+322，路面标高45.888 m，净距10.23 m，围岩分级为II级（W2）（注：净距是指公路隧道仰拱（或墙趾）底面或路基行道板底面至铁路隧道拱顶顶面间的距离。）各项岩土物理力学指标均参照《铁路隧道设计规范》的表3.2.8各级围岩的物理力学指标选用。
对新建隧道近距离穿越既有隧道，有可能导致既有隧道产生变形、开裂损坏。为保证新建隧道安全，既有隧道运营正常，必须判定交叠隧道设计、施工时是否应采取措施，以及采取措施的范围。隧道的净距、隧道立面位置的相对关系，新建隧道的规模及施工方法、地形和地质、水文地质条件，既有隧道衬砌的施工质量等都是重要的影响因素。由于隧道结构必须综合考虑围岩与支护结构的相互作用，对相互影响范围目前在理论上的研究尚有很大的难度，一般只能用经验判断和理论研究相结合的方法。
锦江山公路隧道左右线先后上跨盘道岭隧道和草莓沟1号隧道。其中盘道岭隧道工程地质条件好，为Ⅱ级围岩的单线隧道，与公路隧道左右线的高差净距分别为24.385m和24.013m。盘道岭隧道与草莓沟1号隧道为相邻隧道，两隧道净距70m。根据经验法并参考类似工程实例，经初步计算分析后显示，锦江山公路隧道的施工对盘道岭隧道影响小，因此在安全评估的数值力学分析建模时，不再考虑盘道岭隧道。
草莓沟1号隧道与公路锦江山隧道左右隧洞相互交叠，草莓沟1号隧道与公路锦江山隧道左右隧洞的高差净距分别为10.337m和10.23m。围岩等级为Ⅳ级，安全评估报告中公路锦江山隧道左右隧洞施工时对草莓沟1号隧道安全影响的分析计算是本报告的重点分析对象。
根据提供的隧道设计文件，按照草莓沟1号隧道先期施工完成（含二次衬砌），然后开始上部公路隧道施工的原则进行交叠隧道三维仿真分析。模型网格中，模型纵向沿锦江山公路隧道方向取80m，横向沿草莓沟1号隧道方向取132m，隧道上方地表按实测地面数据建模，下方取草莓沟1号隧道以下30m。公路锦江山隧道左右隧洞掌子面距离控制在30m。
3计算分析的主要参数
围岩级别：公路和铁路隧道围岩分级均为Ⅳ级。围岩物理力学参数滑面摩阻角θ依据铁路隧道设计手册，Ⅳ级围岩取（0.7～0.9）φ，本文计算中按小值选取，其它参数具体取值见表6－2。围岩类别Ⅳ级，弹性抗力系数K=350（Mpa/m），围岩密度γ=21.5（KN/m3），内摩擦角φ=33°，粘聚力c=450kPa，泊松比μ=0.325。公路和铁路隧道初期支护和二次衬砌结构参数见表1。
表1公路和铁路隧道初期支护和二次衬砌结构参数表
4 结构计算模型
采用MIDAS GTSv4.0建立地层结构模型，土层采用Mohr-Coulomb屈服准则，岩层采用Drucker-Prager屈服准则,。锦江山公路隧道采用弧形导坑预留核心土法施工，施工步骤见6－3图，左右线隧洞掌子面间距30m。采用的地层—结构计算模型中含地层围岩和支护结构，考虑施工开挖步骤的影响。
计算中围岩压力为释放荷载，初期支护和二次衬砌设置不同的释放荷载分担比，分担比按《公路隧道设计细则》的表9.2.6的Ⅳ级围岩选取。荷载为释放荷载和结构自重。地层初始应力为自重应力。为保证计算精度，土体划分为六面体结构化网格，锚杆采用植入式桁架单元，初期支护和二次衬砌采用板单元。模型单元总数为83506，节点总数88836。
5 施工过程仿真分析
对隧道开挖及初期支护和二次衬砌的施工,通过MIDAS GTS的单元激活和钝化功能实现。草莓沟1号隧道先期施工完成，按既有隧道考虑。对既有隧道施工模拟作了简化处理，开挖成洞，初期支护和二次衬砌，荷载释放过程参照《公路隧道设计细则（JTGT D70-2010）》地层结构法的相关规定，岩体开挖完成应力释放40%，其后两步骤各释放30%。
锦江山公路隧道右线施工，按弧形导坑预留核心土法施工，计算开挖进尺3m，每开挖一步，进行上一步的初期支护，左线隧道开挖30m后开始右线的开挖，直至左右线隧道均完成。公路锦江山隧道计算中围岩压力考虑各施工步骤释放荷载，初期支护承担围岩压力，二次衬砌在施工阶段作为安全储备考虑。
根据上穿的公路锦江山隧道左右线隧洞在交叠段的地层地质及水文地质状况，左右线隧洞在交叠段的埋深和支护结构设计，以及设计采取的施工工法，参考《交叠隧道相互影响范围的划分》的经验性参考标准分析；通过三维有限元地层—结构模型计算，通过对施工分步骤模拟计算和爆破模拟计算的成果.
图3 公路锦江山隧道左线与草莓沟1号隧道在交叠段前隧道初期支护洞周竖向位移（单位：m）
图4 公路锦江山隧道完成后洞周竖向位移（单位：m）
根据上述分析，在锦江山公路隧道开挖直至双线贯通的过程中，草莓沟1号隧道与左线交叠处隆起0.91mm，右线交叠处隆起0.87mm，位移相对较小。锦江山公路隧道初期支护位移拱顶下沉2.32mm，仰拱隆起2.03mm，可见采用弧形导坑预留核心土法施工，及时施作初期支护并成环可以较好地控制锦江山公路隧道的位移及对草莓沟1号隧道的影响。
6爆破有限元模型模拟结果分析
新建公路锦江山隧道的爆破施工是影响草莓沟1号铁路隧道安全的主要问题。根据分析，上跨既有隧道的新建隧道应尽量采用每步骤开挖量小的施工方法，避免爆破振动对既有隧道的影响。建议交叠段公路锦江山隧道采用预留核心土台阶法的施工工法，单步未支护的开挖长度应控制在1m以内，初期支护应及时封闭。公路锦江山隧道左右线隧洞施工时，后续隧洞的掌子面至先行洞的掌子面步长应大于30m。
图5爆破荷载时程分析数据
7结论和建议
1，上穿的锦江山公路隧道段设计采取的支护措施，选择的施工工法有较可靠的安全性。
2，交叠段的铁路草莓沟1号隧道无衬砌结构方面的安全问题。盘道岭隧道有较大的安全性。
3，与公路锦江山隧道出口路基交叠的沈丹客专线锦江山铁路隧道现设计的衬砌结构的安全性符合规范要求。
4，为降低爆破振动的影响，对锦江山公路隧道的施工爆破提出以下几条主要的爆破减振措施建议：
(1)将一次爆破的所有炮孔分成较多段按顺序起爆，段数越多，单段爆破最大药量越少，特别对于掏槽爆破、底板眼爆破和预裂爆破等相关炮眼应尽可能减小单段爆破药量，这种分段微差爆破将使最大振速明显降低。采用高精度长延时雷管和雷管段别数，可以实现全断面逐孔外微差起爆，达到最小的振动控制要求。
(2)为避免微差爆破延时时间不够或延时误差造成应力波叠加，使振动加强，在选择雷管段数时，应加大相邻段别的段位差，将毫秒雷管和半秒延期雷管配合使用。在段别排列方面应利于相邻两段振动的主振相分离，避免振动叠加。
(3)为了减轻爆破对邻近隧道的振动影响，除应适当减小炮孔内线装药密度外，可采取周边预裂爆破技术阻隔爆破地震波向外传播。如在爆破面底部设置一排或二排水平隔震孔。
(4)若采用空孔直眼掏槽爆破方案，应增加空孔数量或增大空孑L直径，以加大临空面，减小夹制作用造成的振动加强。
(5)减小爆破进尺，缩短炮孔长度，降低单孔装药量，达到最大限度降低振动的目的。
(6)为控制爆破，建议施工时进行爆破振动监测，根据监测数据分析，调整爆破参数提高施工质量，贯彻隧道信息化施工。
参考文献
[1] 中华人民共和国铁道部．铁运函[2004]174号铁路运营隧道衬砌安全等级评定[s]．北京：中国铁道出版社，2004．
[2] 中华人民共和国铁道部．TB／T2820．2一1997铁路桥隧构筑物劣化评定标准·隧道[s]．北京：中国铁道出版社，1997．
[3] 关宝树．隧道工程施工要点集[M]．北京：人民交通出版社，2003．
[4] 罗衍俭，缪仑．既有隧道上方修建轻轨车站的力学分析[j]．城市轨道交通研究．2004(1)44一47．
[5] 谢勇涛，于清浩，丁祥，卢裕杰新建隧道施工对既有隧道的影响分析及处理措施[J]铁道标准设计，2011
隧道施工阶段范文第2篇
【关键词】隧道；贯通；安全施工
1、工程概况
凤凰山公路隧道为分离式双向四车道隧道，左线全长1672米，右线全线1647米，围岩为花岗岩，在进出口掌子面距离100米时，围岩发生变化，裂隙发育，强风化层破碎，施工难度大，危险性较高，且进出破已稍有影响。
2、贯通前的准备
（1）贯通前，由测量组严格复核掌子面的实际里程，并将里程情况要通报工区负责人及进、出口技术主管根据剩余长度情况及本方案的要求确认每茬炮的进尺，现场值班根据剩余长度情况通知施工作业班组采取应采取的爆破避让形式进行避让。
（2）在进入离贯通20米时，进出口均要位于隧道中线上大跨以上3.5米处进行钻孔，每茬炮钻孔深度不小于5米，以确定掌子面剩余岩柱的实际长度。
3、采用的施工方法
采用自制台架，人工手持风钻钻孔，台阶法光面爆破进行开挖，挖掘机扒碴，装载机配合自卸汽车出碴。左右线均采取双向掘进，在离隧道贯通还有15米时，实行双向单工序掘进，每次响炮必须待对面掌子面完成支护后方可响炮。并在开挖近程中严格按下列要求控制施工进尺：当贯通距离在10～15米距离时，开挖进尺不得大于2.2米，当贯通距离在5～10米时，开挖进尺不得大于1.7米，当贯通距离在5米以内时，进尺宜控制在1米以内，最后一茬炮时开挖进尺控制在2米～2.5米。在最后一茬炮响炮前，另一方掌子面采用喷射砼进行封闭，喷射砼厚度控制在15～20cm。
4、施工技术要求
4.1施工要求
（1）双向掘进时，一方响炮时由双方技术主管提前通知现场值班，现场值班人员掌子面作业班组，使两个掌子面避开同时装药、响炮，同时也防止一方响炮另一方掌子面出现掉块伤人的情况发生，在离贯通大于50米时，被通知方所有掌子面施工人员撤离至初期支护已做好的段落，当离贯通小于50米时，被通知方的掌子面所有施工人员必须退至安全距离以外，双方调度要做好通知与回复记录。
（2）最后5米时要严格控制施工进尺，同时在剩余最后3米时要调整钻孔深度与爆破进尺，确保整个掌子面爆破大致平整。同时两个掌子面的初期支护尽量紧贴掌子面，减小悬挑长度。
（3）要确保掌子面的封闭质量，必要时封闭采用拱部打设3.5m超前小导管、环向间距35cm。
（4）隧道贯通距离
（5）最后一茬炮开挖长度定为2m左右，眼底最小抵抗线定为0.4～0.5m。
4.2联络方式
（1）响炮前30分钟，进口与出口需相互进行通知，未通知对方前，严禁响炮。
（2）进口与出口接到对方通知后，提前20分钟通知人员撤离至安全地点。
（3）响炮后，值班人员进洞检查，确认无需补炮后，并及时通知对方，对方接到通知后才可恢复施工。
（4）进口与出口由进出技术主管负责联络，进出口值班人员听从技术主管调度。
（5）做好记录
值班人员要作好值班记录：包括施工作业内容、电话通知人员撤离时间、人员安全撤离时间、响炮时间、电话通知恢复作业时间等。值班员、通知人员必须作好签字记录。
一方接到对方的响炮通知后，必须无条件的配合，立即通知掌子面的施工人员避让，不得拖延与延误，同时人员撤离后必须立即给予对方回复，避免耽误掌子面响炮。同时响炮方调度要根据现场时间通知对方，合理安排，避免出现长时间的停工等响炮的事情发生。
5、安全、质量保证措施
（1）严格执行爆破联系制度，建立爆破预警机制，坚决杜绝未通知对方而擅自响炮。
（2）严格控制爆破进尺，在离贯通面不足5米时，每茬炮的进尺不得超过1米，同时要严格进行探孔制度，确定前方岩柱的长度后进行钻孔。同时在最后一茬炮前要使初期支护紧贴掌子面，减小悬挑长度。同时贯通后要立即进行初喷和初期支护的施工，减小围岩的时间。
（3）项目部测量工程师、进出口测量组必须严格复核隧道的中线与里程、高程，确保贯通的精度。
（4）在离贯通面20米时进行超前探孔时，在掌子面的中部要增设探孔，以确定掌子面的实际里程。
（5）封闭掌子面后，要杜绝任何人员进入警戒区，并且在接到对方响炮通知后必须对洞内施工人员进行清除，全部转移至安全地带后方可回复对方可以响炮。
（6）当离贯通不足15米时，必须实行双向单工序掘进，需要响炮时必须待另一方掌子面初期支护完成后方可响炮。
（7）若双方技术主管或工区负责人无法联系时，值班人员可通知项目领导，必须得到对方技术主管或工区负责人明确回复后方可响炮。
（8）进出口技术主管全面协调，并及时向工区负责人通报隧道贯通距离。
6、结语
在隧道贯通阶段，往往施工时为了求进度，提前贯通，造成了很多质量安全事故，而通过采取以上的安全技术措施，凤凰山公路隧道虽在贯通面围岩破碎，又在工期的要求下，安全顺利贯通，取得了良好的贯通效果，积累了一定的施工经验。
参考文献
隧道施工阶段范文第3篇
关键词 支洞上下导洞短台阶法 开挖技术
中图分类号：U445文献标识码： A 文章编号：
1 工程概况
左岸导流洞1#施工支洞全长442.257m，进洞口高程402.5m，终点高程为377.799m，坡度i=5.588%。洞子断面为城门洞型：7m×9m。施工支洞主要为下一步左岸三条导流洞施工提供工作面，保证导流洞工程按计划施工。该工程的是否顺利完成关系导流洞项目能否按时开工的关键。
左岸导流洞1#施工支洞洞口段围岩的岩性为玄武岩，且岩石风化严重，破碎。错动带和节理裂隙发育，错动带宽度约为3.0～6.0cm, 裂隙宽度大约为3～5cm，充填物为钙质化合物，泥质物等，施工支洞进洞口处围堰难以成洞。
2施工方法
根据洞室围岩的岩性、岩体结构、结构面发育特征，制定出不同的施工方法，施工时采取掌子面编录预测法，在地质条件较差的地段同时配合水平超前钻孔或超前水平导洞的方法进行地质预报，以指导施工，并为隧道工程的快速掘进、支护材料的提前准备以及灾害事故的有效预防提供了可靠的地质资料与信息。
2．1开挖
2.1.1开挖方法
(1) 0～10m段
0～10m段拱部采用超前锚杆支护。超前锚杆采用Φ25mm、L=4m注浆锚杆，环向间距50cm，排距3m，超前锚杆在拱部范围设置。0～10m段开挖采用上、下导洞短台阶法。除个别围岩较差的部位需用风镐开凿外，其余部分采用钻孔爆破。上导洞每循环进尺控制在0.5m，下导洞每循环进尺控制在1.0m。
上导开挖前，测量人员沿开挖面测量放出开挖轮廓线，先钻爆一个2m×1m小导洞，随后进行1次或2次扩挖，上导开挖高度为4.1m，开挖面尽可能保持垂直。开挖完后立即进行钢拱架支撑、锁脚锚杆及网喷混凝土施作。
下导施工与掌子面保持2～3m的距离，以利于反铲扒渣。下导采用采用中部拉槽、两侧预留保护层的方法开挖，开挖完成后，立即进行钢拱架支撑、锁脚锚杆及网喷混凝土施作。下导每循环进尺1.0m。
0～10m段施工24h不停作业。一是保证支护质量，确保不出现塌方；二是严格控制超欠挖，减少喷锚时间；三是确保上导安装拱架与出渣同时进行，立拱架不占用整个工序循环时间。具体作法是放炮后首先用挖掘机把上导的渣扒至下导，在保证拱架安装的前提下，出渣与拱架安装同时进行。
（2）10～60m段
10～60m段仍采用上、下导洞短台阶法开挖掘进：
上层（Ⅰ部）开挖采用YT-28手风钻钻孔，掏槽形式为楔形掏槽，掏槽间距为50cm，孔深为3.8m。主爆孔钻孔深度2.5m，间排距为100×80cm。光爆间距为50cm，孔深为2.5m。人工装药，炸药为2#岩石乳化炸药。药卷直径φ32mm，掏槽孔和主爆孔为连续装药；周边光爆孔为不藕合间隔装药，确保洞室拱部成型光滑、圆顺、美观，并采取有效措施，将爆破对拱部围岩的扰动降低至最小程度。
下层开挖采用中部（Ⅱ部）拉槽、两侧预留保护层（Ⅲ部）的方法开挖，造孔采用主要采用YT-28手风钻钻孔，主爆孔钻孔深度3.2m，间排距为150×110cm。光爆间距为60cm，孔深为3.2m。人工装药，炸药为2#岩石乳化炸药。主爆孔为连续装药；光爆孔为不藕合间隔装药。
具体钻爆参数见附图《洞口段上、下导洞开挖爆破设计图》。
2.1.2开挖进尺：
（1）上层：
导洞单循环进尺2.25m，每天1个循环，日进尺2.25m；
（2）下层
中部拉槽：单循环进尺3.0m，每天1个循环，日进尺3m。
保护层开挖：每循环进尺3m，每天1个循环，日进尺3m。
洞室开挖钻孔采用手风钻。预先在加工厂制作钻孔施工平台，以及手风钻钻孔定位架。采用分段毫秒雷管微差延时爆破，电起爆方式
出渣采用ZL50侧翻式装载机装渣，20T自卸汽车拉运。
清面采用人工配合CAT320B挖掘机，清面完成后进入下一循环。
2．2支护
0～10m段的初期支护主要有φ25超前锚杆、I18工字钢架、φ8钢筋网、φ25径向锚杆、φ25锁脚锚杆和喷射C25混凝土。
初期支护紧跟掘进施工。施工时先安装1榀钢拱架，后施作φ25超前锚杆，超前锚杆主要在拱部布设，环向间距50cm，排距2.5m，L=3.5m，上倾角度为5°，注浆采用水泥砂浆。第2榀拱架及φ25径向锚杆（间排距80×50cm，拱肩以下每边布置4榀）在开挖后及时施作，钢拱架每榀间连接为φ25钢筋，间距0.5～1.0m，然后安装φ8（20×20cm）钢筋网，施作完后喷射C25混凝土20cm。钢拱架间距50cm，拱架安装时在上、下导拱架每个底脚设4根φ25锁脚锚杆，锚杆与拱架焊接连为一体。
10～60m段的初期支护主要有φ25超前锚杆（根据围岩情况随机布设）、I18工字钢架（根据围岩情况随机布置，间距0.75m）、φ8钢筋网（拱架间布置）、φ25径向锚杆（根据围岩情况随机布设）和喷射C25混凝土。
初期支护的施作与0～10m段围岩相同。
锚杆制作在加工厂加工好后运至施工现场。锚杆孔采用YT-28手风钻钻孔，经验收合格后，人工安装锚杆。采用人工注入砂浆后再安装锚杆的方法施工。
钢筋网制作在加工厂内进行。将φ8mm钢筋切成要求长度，然后按设计要求拼成网，用电焊机焊接。钢筋网的安装先安装埋钉，再安装钢筋网，钢筋网与锚杆、埋钉焊接一起。最后喷混凝土，将钢筋网全部覆盖。
钢拱架在加工厂按设计形状加工。安装时先进行测量放点，保证安装钢拱架后的净空，安装采用简易施工平台，人工安装，顶拱位置相对的钢垫板，要采用电焊满焊，钢拱架底部与岩面相接处用斜铁楔紧。钢拱架之间用连接筋连接的同时与锚杆相联结。钢拱架安装完后立即进行锁脚锚杆的施工，然后安装钢筋网片，喷射混凝土。
喷混凝土施工根据围岩的情况适时安排，以确保开挖安全。首先清除受喷面上的松动岩石，清除喷射作业的各种障碍物，特别是岩面的台阶处的砂石与泥土，必须铲除干净，并埋设控制喷层厚度的标志。用风水清洗喷层面，在岩石面湿润的状态下，进行喷护作业，喷射混凝土分区分层、自下而上螺旋式喷射。第一层喷3～5cm厚，后一层混凝土应在前一层混凝土终凝一小时再进行。喷混凝土所用的喷射料采用厂拌法，5t翻斗车运输。采用HPZ-6混凝土喷射机喷射混凝土。
2．3特殊地质情况的处理：
若在施工中遇到特殊地质情况，需要加强支护时，可适当增加超前锚杆、超前小导管等措施。
（1）超前锚杆、超前小导管的设置应充分考虑岩体结构面特性，根据图纸的要求和监理人的指示，一般仅在拱部设置，必要时也可在边墙局部设置。
（2）超前锚杆、超前小导管纵向两排的水平投影应有不小于100cm的搭接长度。
（3）超前锚杆、超前小导管宜与钢支撑配合使用，其尾端一般应置于钢支撑腹部或焊接于系统锚杆尾部的环向钢筋，以增强共同支护作用。
（4）超前锚杆采用早强水泥砂浆锚杆。
（5）超前小导管外插角偏差不应超过+5º。
3结束语
虽然该施工支洞洞口段岩石条件极差，但是在施工过程中合理采用了 “新奥法” 隧道施工（新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则）。在施工过程中，因采用了合理的施工工艺，科学地安排各工序间的关系，使该隧洞在最差的地质条件下，保证了施工进度，取得了令业主、监理、设计满意的施工效果，并保证了导流洞工程按时开工。通过这一隧道的施工，使我们更清楚的理清了隧道及地下洞室工程其核心问题，都归结在开挖和支护两个关键工序上。即如何开挖，才能更有利于洞室的稳定和便于支护：若需支护时，又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。这是隧道及地下工程中两个相互促进又相互制约的问题。在施工过程中多次得到好评，验收时被评为优质工程。这种施工方法在该项目中的成功应用，为今后在这种地质条件下水工隧洞的施工取得了经验。因本人水平有限，难免存在不足之处，望有关专家和同行不吝指教。
作者简介：
姓名：席俊超（1976年11月-），性别：男 民族：汉籍贯：河南渑池
隧道施工阶段范文第4篇
一、工程概况
广州轨道交通二八号线延长线工程对原二号线进行拆解，在昌岗路、江南大道十字路口增设换乘车站昌岗站，并新建东西走向的晓港～昌岗隧道连接晓港站，新建南北走向的昌岗～江南西隧道连接江南西站，在拆解工程完成后废弃原晓港～江南西区间隧道。晓港～昌岗矿山法区间，右线长200.4m，左线长245.8；昌岗～江南西矿山法区间，右线长244m，左线长295.5m。
原二号线修建时晓～昌区间左线预留段长度约33m，右线预留段长度约25m；昌～江区间左线预留段长度约38.8m，昌～江区间右线预留段长度约23m。晓～昌区间左线预留端头到既有运营线最小横向距离约为5.75m，右线预留端头到既有运营线最小横向距离约为11.3m。昌～江区间左线预留端头到既有运营线最小横向距离约为6.69m，右线预留端头到既有运营线最小横向距离约为8.7m。从晓港站、江南西站向昌岗站方向，封堵砖墙距离运营隧道交叉口处3m。
图1 既有2号线预留段（晓～昌区间接晓港方向） 图2 预留段（昌～江区间接江南西方向）
晓～昌区间接口段右线上部为强风化沙砾岩，下部为微风化沙砾岩；左线基本均为强风化沙砾岩。昌～江区间接头范围内右线为强风化泥质粉沙岩，下部为微风化沙砾岩；左线基本均为强风化沙砾岩。
已建成二号线端头墙支护参数为：C20喷砼厚度300；Φ25注浆锚杆，长度3000，间距1000×1000；双层钢筋网；二衬厚度300，采用C25防水砼整体模筑。
二、爆破施工协调
运营中的晓港～江南西区间，于2003年1月竣工，已经运营5年。经现场观察发现，区间结构表面有多处地方存在渗水现象，但无明显裂缝。晓～昌、昌～江区间最后30m开挖须充分考虑对既有运营线路的影响，为此，需制定专项施工方案，经审查通过后实施。
隧道开挖需进行爆破作业。按照广州市公安局有关规定，早上8时前、晚上9时后不能进行爆破作业。所以不能选择夜间既有运营线路停运后的时间段爆破，为避免爆破作业对既有线运行造成突发事故，爆破作业采取了一系列控制措施。
1、最后30m作业须向运营总部报送施工计划，确定作业工期，以便运营总部加强夜间巡道，及时掌握运营线路既有病害的发展情况。
2、隧道爆破每天进行约2～3次，受各工序衔接影响，难以做到提前一天确定爆破具体时间。当天爆破准备工作完成后，由施工单位派员携对讲机到晓港或江南西车站控制室，车站调度根据列车运行情况，避开列车经过晓港～江南西区间时段，通过对讲机通知作业面起爆。
3、爆破时间避开运营客流高峰，即早上7时～9时，晚上6时～8时。
4、晓～昌左右线、昌～江左右线四条隧道初支开挖至最后30m时均由第三方监测单位测定爆破震速，作为调整炸药用量依据。将爆破震速控制在1.0cm/s以内（广州市公安局规定紧邻既有建筑作业时爆破震速允许值为＜1.5cm/s）。如果爆破震速超出允许值，调整炸药用量后再次测定爆破震速，直到满足要求为止(由于列车运行时不具备到既有运营线路测量爆破震速的条件，开挖左线时，在右线相应位置布置测点近似替代既有线测点)。
5、最后30m隧道开挖需加密拱顶下沉点和收敛监测点，拱顶下沉点每隔5m布置一个断面，每个断面布置1～3点；收敛监测点每隔5m布置一个断面，每个断面布置4个收敛点。
6、隧道最后3m范围的开挖不采用爆破作业，采用轻型机械配合人工方式开挖。
三、爆破控制要点
隧道开挖至预留接口30m范围内，采用微台阶开挖法施工，开挖台阶3～5m，施工过程中要采取密炮眼、小药量、弱爆破的爆破方法，控制爆破震速。开挖后及时封闭，减小围岩的变形。爆破控制要素如下：
1、控制最大一段爆破装药量和单孔装药量
单段最大爆破装药量是控制爆破震动强度的关键。以建筑物至爆源中心的距离R为安全控制半径，以质点振速限值[v]= 1～1.5/s为控制标准，根据萨道夫斯基的爆破震动速度公式v=K（Q1/3/R）α反算可得到各开挖部分允许的最大一段爆破装药量，即通过式Q=R3（[v]/K）3/α计算。
根据微分原理，炮孔按浅、密原则布置，控制单孔药量，使一次爆破的药量均匀地分布在被爆岩体中。
采用非电毫秒雷管进行微差爆破。微差爆破是把一次爆破的许多炮孔分为若干组按先后顺序起爆，以达到改善破碎质量和降低爆破震动的目的。微差爆破中，由于相邻炮孔（或两排炮孔、两组炮孔）之间有一个短的时间间隔，使得地震波互相干扰，因而减弱爆破地震效应，减小爆破震动强度。
当V=1cm/s，K=160，a=1.8时：
2、选择合理的段间隔时差
理论研究表明，先后起爆的间隔时间大于岩石固有振动周期的3倍时，各分段爆破产生的震动主震波将错开不叠加；当先后起爆的间隔时间是岩石固有振动主振周期的一半时，也可获得最佳的减震效果。岩石的固有振动周期约10～50ms。对于巷道工程爆破，根据炮孔的类型和岩石特性，间隔时间多在50～200ms之间选取。主要考虑岩石破碎度时取小值，主要考虑减震和降低爆堆厚度时取大值。
3、选择合理的掏槽形式
选择合理的掏槽形式及掏槽孔的合理位置，是城市隧道掘进中控制爆破震动的关键措施。直眼掏槽需要炮眼多，单孔药量大，但爆破进尺大；斜眼掏槽中的楔形掏槽，掏槽效果好、能为辅助眼爆破创造较好的临空面（开出的槽口大），可以降低辅助眼爆破时的爆破震动强度。根据隧道的地质条件、掘进方法以及机械设备和工人的技术水平，本工程采用垂直复式大直径中空楔形掏槽。
选择掏槽爆破的位置应考虑两点：一是离保护对象较远；二是方便掘进，不给整体掘进和支护带来困难。根据实际情况，将掏槽孔的位置布置在离拱顶较远的上断面下部。
4、选用合理的周边孔爆破形式
一般情况下，为保证隧道掘进边界平整，减小爆破震动，所有周边孔均采用光面爆破，间距为50，孔间设置不装药的减震孔。特别困难地段（周边需保护的对象距离较近）采用预裂爆破，预裂孔间距为35。这样即可以最大限度地减少对围岩的破坏，又可以达到减震的目的。但存在一个问题：预裂爆破一般要求多个炮孔同时起爆，由于预裂孔是在一个临空面的条件下进行的，这样会产生较大的震动。当预裂孔采取微差方式进行起爆时可减轻震动，所以对于预裂孔，采用微差爆破。
5、起爆网路设计
掘进爆破根据工程实际采用塑料导爆管非电微差起爆网路。上断面分Ⅰ、Ⅱ两区爆破，Ⅰ区爆破完毕再在Ⅱ区装药爆破；下断面根据实际情况可一次起爆，也可分两次起爆。以上断面为例，炮孔布置及起爆顺序见图。
图3 上断面炮孔布置及起爆顺序(尺寸单位：cm)黑孔为减震孔
隧道施工阶段范文第5篇
关键词：隧道工程 数值模拟 稳定性 位移
Abstact:In this paper, based on the Fu-feng-shi highway Shanshu Ping tunnel construction project, the stability of tunnel surrounding rock is studied through numerical simulation and monitoring data in the tunnel excavation process and excavation through different levels of rock.Vault subsidence displacement and stress changes during excavation are closely monitored In order to determine thel tunnel excavation methods, penetration rate, supporting measures and to ensure the stability of tunnel.
Key word : tunnel construction ; numerical simulation ; stability; displacement
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
1引言
随着山岭区公路建设的不断发展和公路等级的不断提高,公路隧道的建设规模和数量也日益增多。隧道的围岩稳定性研究作为公路工程中一项重要研究课题，是工程造价的主要影响因素，是工程界最为关心的问题之一。这要求我们在隧道开挖过程的各阶段中，及时对隧道围岩等级、位移变化量等参数进行监控量测，分析计算围岩稳定性，及时反馈信息，选择合理、经济的施工方法和支护措施以确保隧道的正常施工和运行。
（一）[ 作者简介：文朝维，男，1982年出生，学士，工程师，主要从事施工管理工作。
] 工程概况
杉树坪隧道进口位于涪陵区江东街道菜场村大地沟，出口位于七龙村马脚溪西面的山坡上。杉树坪隧道为一座上、下行分离的四车道高速公路长隧道。隧道最大埋深约200m。本文采用隧道ZK8+570～ZK8+630路段为研究对象，此路段长100m，ZK8+570～ZK8+600之间的30m洞室围岩是须家河组中风化砂岩属于Ⅲ级围岩，后30m围岩为须家河组中风化泥岩、页岩属于Ⅳ级围岩。
3隧道建模
模型设计隧道总长60m，最大埋深160m，隧道从左侧开挖，穿越不同级别岩层，前30m为Ⅲ级岩石，后30m为Ⅳ级岩石。如下图
图1隧道几何模型
Z方向位移分析
隧道开始阶段围岩为Ⅲ级，隧道采用光面爆破，全断面开挖，每次进尺3m并采用系统锚杆，钢筋网和喷射混凝土的支护措施。
由上图可知，第一阶段开挖后，山体大部分位移都是向下的，山顶最大下移量3mm，隧道拱顶最大下移量0.88mm，拱底位移为向上的，最大位移量为1.3mm。第十阶段，山移仍向下，最大下移量3.5mm，拱顶最大下移量0.87mm，拱底位移向上，最大位移量为1.3mm。通过十个施工阶段各位移变化量得观测总结得出，对于Ⅲ级围岩隧道开挖上述方案可行。从第十一阶段就开始了对后30mⅣ级岩石层的开挖。采用正台阶开挖法，每次进尺2m，短开挖，强支护，及时封闭成环，及时浇筑仰拱。
图2第十一阶段开挖
图3第二十四阶段开挖
图4第二十五阶段开挖
据上图可知，第二十四施工阶段中，山体顶部最大位移是3.6mm，隧道拱顶最大下降位移为4.5mm，而隧道底部最大向上位移为1.57mm。第二十五施工阶段为此工程最后阶段，此阶段中，山体顶部最大下降位移是3.8mm，隧道拱顶最大下降位移为4.9mm，而隧道底部最大向上位移为2.2mm，上述方案可行。
稳定性分析
围岩稳定性是指围岩靠自身强度保持平衡的能力。稳定性安全系数一般为沿假定滑裂面的抗滑力与滑动力的比值，当该比值大于1时，岩体稳定；等于1时，岩体处于极限平衡状态；小于1时，岩体即发生破坏，下图为围岩稳定性分析：
图5围岩稳定性系数
工程数据及分析
现场监控量测是隧道施工的重要组成部分，杉树坪隧道左洞,利用JSS30A型数显收敛计对布置在隧道中的各监测断面进行净空相对位移测，并计算出其拱顶下沉位移量。表1数据监测不同时间中杉树坪隧道内四个监测断面的监测数据。
表1杉树坪隧道内四个监测断面部分监测数据（单位 mm）
由ZK8+570、ZK8+590 、ZK8+610 三个监测断面数据相对变化量可以看出，这三个监测断面的水平收敛变化和拱顶沉降数据相对变化曲线都随着监测时间的持续慢慢趋向于零，这说明三个断面都将趋于稳定。相反ZK8+628监测断面水平收敛和拱顶沉降都还存在较大的变化，还未达到稳定状态。施工中应当加强监控保证稳定性。
（六）结论与展望
①对于地下洞室围岩稳定性的影响因素主要有三类：1）地质因素:原岩应力、岩石物理性质、岩体结构与构造、风化作用、等；2）工程因素:开挖断面的形状、大小、高跨比等；3）施工因素:隧道施工方法和手段、支护时间和支护方式等。
②隧道开挖前山体处于自然稳定状态，岩体内部应力平衡，隧道开挖后，岩体内部应力平衡被打破，重新分布。
③隧道开挖过程中同时对隧道围岩各项数据进行监控量测，及时反馈数据，避免洞室围岩的大变形和破坏。
参 考 文 献
宋宏伟.郭志宏．围岩松动圈支护李坤的基本观点[J]．建井技术1994（4）
