岩石隧道施工方法

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岩石隧道施工方法范文第1篇

关键词：有限元法；软弱围岩；应力分析；变形分析

中图分类号：TU31 文献标示码：A

1 概述

软弱围岩是隧道常见的穿越区，围岩的稳定性是目前影响隧道工程质量的主要因素。如何开挖岩体使其初始状态不受过大扰动，从而使岩体处于相对稳定状态，是一个非常复杂的问题。本文通过有限元分析法对隧道周围岩层进行不同方式开挖下应力和变形分析，寻求使围岩受到较小扰动的施工方案，进而使隧道工程的施工及使用更加安全、可靠。

2 工程概况及分析计算的原理、模型

2.1 工程概况

某隧道工程位于韶关北部的山区中，属于山中地形，以构造腐蚀作用为主，主要岩性为第四纪下灰色、褐色、灰白色花岗岩石，部分夹白云质灰岩。设计净跨宽度约为9.6m，净空高度为5.6m的半。立墙圆拱形断面，在二类结构围岩中最大开挖宽度为10.5m，高度为6.5m。隧道最大埋深58m。全风化层层为灰褐色、灰白色花岗岩，半岩土状，中心破碎，平均层厚约为40m；强腐蚀带为浅灰色、灰褐色花岗岩，节理裂隙发育作用较强，平均层厚度27m；弱风化岩层为岩性较好的玄武岩。施工地段内地下水排泄较为顺畅。

2.2 设计原理

2.3 计算模型

我们知道隧道开挖仅对围岩周围一定范围内产生较明显的影响，而距开挖部位较远的地方，应力及变形变化会很小，距三倍洞跨处其应力和变形变化一般都在3%以下，为减小有限元模型中边界条件对运算结果产生的不利影响，计算模型的边界范围取等于三倍洞跨进行有限元模拟计算。隧道断面如图1。

根据有限元计算方法的基本原理，计算时把不同地层的岩体看作均质来考虑，在平面单元有限元计算中二次衬砌采用梁杆单元模拟，锚杆用轴力单元模拟，荷载为周围岩石结构自重和边界上部岩体的压力。取对整个开挖隧道最不利区段的断面进行有限元计算模拟。选取隧道围岩及支护材料的计算参数见表1。

3 模拟计算结果

3.1 上下台阶开挖法：首先，隧道拱部采用上台阶开挖法；其次，已经开挖的拱部打入锚杆并喷射混凝土进行初期支护；第三步，采用下台阶法开挖；第四步，对隧道两侧立墙进行支护；第五步，对开挖的隧道断面进行整体二次衬砌。则采用不同工序下围岩拱顶、左右拱角、左右立墙中部关键点的位移情况见表2。

当拱部开挖后在拱部顶部区域和开挖面底部围岩中出现了应力较为集中现象，其最大应力为4.99MPa。当下台阶开挖后，在拱肩部的临时支护层中也出现应力较为集中现象，其最大应力为3.50MPa。

3.2 两侧超前施工法：第一步，对隧道设计断面的两侧同时进行超前开挖；第二步，对已开挖部分进行锚杆支护并施作喷射混凝土初期支护；第三步，对剩余部分进行开挖；第四步将开挖断面先进行初期支护并对整个断面进行永久性二次衬砌支护。

隧道断面两侧导洞开挖后在导洞断面底部及拱角与剩余部位相交处出现了应力集中现象，最大应力为1.35MPa。开挖出现断面二次衬砌完成后在衬砌底部出现应力集中，最大应力为2.36MPa。

3.3 中壁CRD施工法：首先，采用上台阶法对左部开挖；其次，对已经开挖的拱部打入锚杆并及时喷射混凝土进行支护；第三步，采用上台阶法开挖右半部分；同样，对开挖部分打入锚杆并喷射混凝土支护；第四步，采用下台阶法左下部分开挖施工，然后对新开挖部分打入锚杆和喷射混凝土初期支护；第五步，同样采用下台阶法开挖隧道断面的右下部分；第六步，对开挖部分打入锚杆并喷射混凝土初期支护。最后对全断面进行二次衬砌施工。

隧道拱部左半部分开挖后在开挖断面顶部引起围岩应力重分布，最大应力为0.935MPa。二次衬砌完成后在断面底角部位形成应力集中，最大应力2.36MPa。

4 结果分析

4.1 根据计算结果，三种有限元分析的模拟施工方法均无塑性区出现，故都是可行的施工方法。通过对比：两侧开挖优于其它两种方案，与上下台阶开挖相比较，两侧开挖方案在应力和位移量上都小于上下台阶分步开挖；上下台阶开挖与中壁CRD法相比，中壁CRD法开挖造成过大的应力集中，数值上比上下台阶开挖大，造成的位移量也较大。

4.2 通过对不同方案计算结果的应力场和位移场的变化分析，发现开挖次数过多，并不会使位移量和应力减少。在每次开挖后都会有岩层位移的增加，而衬砌支护后位移量又会减少，这说明衬砌支护在隧道开挖过程中的作用是非常明显的。

4.3 运用有限元分析法对隧道围岩进行应力和应变进行分析，比传统的实验方法节约大量的费用和时间。

参考文献

[1]潘昌实.隧道力学数值方法[M].北京：中国铁道出版社，1995.

岩石隧道施工方法范文第2篇

【关键词】隧道；大断面；V型围岩；钻爆法；施工方案

中图分类号： 文献标志码：A 文章编号：1673-8500（2014）03-0108-02

一、工程概况

雅泸高速公路C3合同段老虎石隧道位于雅安市荥经县，左线隧道起讫里程为K31+613～K33+325，隧道长1712m；右线隧道起讫里程为YK31+613～K33+303，隧道长度长1690m。隧道最大埋深420m，围岩多呈“V”型，断面尺寸为：宽1278cm×高1005cm。

二、钻爆设计

（一）钻爆法开挖作业工序

测量放样布眼台车（台架）及风水管路就位钻眼装药堵塞联结起爆网络起爆通风找顶清理危石出碴清底。

钻爆法施工时，综合考虑地质条件、开挖断面、开挖进尺、爆破器材等条件，并通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照光面爆破参数表。

（二）光面爆破施工的要求

1.残留炮孔痕迹，应在开挖轮廓面上均匀分布。炮孔痕迹保留率：硬岩不少于80%，中硬岩不少于70%，软岩不少于50%。

2.相邻两孔之间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆破裂隙。

3.相邻两孔之间出现的台阶形误差不得大于150mm。

光面爆破参数表1

（1） 爆破参数选择

Ⅴ型围岩采用上下台阶法开挖掘进，软质岩施工要控制周边光爆孔，确保无超欠挖。爆破器材选用2#岩石乳化炸药，塑料导爆管电雷管起爆系统毫秒微差有序起爆。采用人工钻孔，其光面爆破设计如下：钻爆采用楔形掏槽眼方法，孔口直径均采用Φ42mm，利用2#岩石乳化炸药。

①炸药类型：2号岩石乳化炸药。

②雷管类型：非电毫秒雷管。

③孔口直径：Φ42mm。

④周边眼间距：50cm。

⑤周边眼装药密度：0.07～0.15kg/m。

4.V 型围岩开挖钻爆设计图

图1 V 型围岩上下台阶钻爆设计图

图2 周边眼装药示意图

图3 上断面楔形掏槽眼设计图

V型围岩上断面光面爆破设计参数表

V型围岩下断面光面爆破设计参数表

三、钻爆作业

（一）钻爆作业按照钻爆设计进行。当开挖条件出现变化时，爆破技术应随围岩条件的变化而作相应改变。

（二）钻炮眼前绘出开挖断面的中线、水平和断面轮廓，并根据爆破设计标出炮眼的位置，经检查符合设计要求后，方可钻眼。

（三）炮眼的深度、角度、间距应按设计要求确定，并应符合设计精度要求。钻眼完毕，应按炮眼布置图进行检查，并做好记录，经检查合格后，方可装药。装药前应将炮眼内泥浆、存水及石粉吹洗干净，所有装药的炮眼均应及时堵塞炮泥，周边眼的堵塞长度不小于200mm。

（四）周边眼以一次同时起爆。当在软岩地段必须对爆破震动加以控制时，周边眼可根据地质条件分组起爆。

（五）爆破后应设专人负责清帮清顶，同时要对开挖面和未衬砌地段立即进行检查，如察觉可能产生险情时，立即采取措施，及时处理。

（六）衬砌断面的开挖爆破属分部开挖作业，应严格遵守“短进尺、弱爆破”的原则，遵守有关“爆破与震动”的作业要求；核心围岩的开挖爆破，不得对已衬砌结构的安全产生影响甚至破坏。

V型围岩爆破效果图

四、超欠挖控制措施

钻爆法开挖是否经济、高效，关键是控制好超欠挖。项目部成立超欠挖管理领导小组，编制超欠挖管理办法，并严格执行。

（一）钻爆施工中将采取如下措施

1.根据不同地质情况，选择合理的钻爆参数，选配多种爆破器材，完善爆破工艺，提高爆破效果。

2.提高画线、钻眼精度，尤其是周边眼的精度，是直接影响超欠挖的主要因素，因此要认真测画中线高程，准确画出开挖轮廓线。

3.提高装药质量，杜绝随意性， 防止雷管混装。

（二）断面轮廓检查及信息反馈

了解开挖后断面各点的超欠挖情况，分析超欠挖原因，及时更改爆破设计，减少误差，配专职测量工检查开挖断面。

五、主要经济技术指标

V型围岩上下断面光面爆破主要经济技术指标

通过以上钻爆法爆破施工方案，雅泸高速C3项目老虎石隧道大断面V型围岩于2009年10月5日施工顺利完成。采用本方案的钻爆法，根据实际围岩状况适当调整爆破参数，达到最佳爆破效果。一是能够很好的控制超欠挖，立设钢拱架无侵限现象，节约时间；二是有效的控制装药量，节约炸材。三是有效的控制喷射混凝土厚度，节约喷射混凝土用量。

参考文献：

[1]四川省交通厅公路规划勘察设计研究院.老虎石隧道两阶段设计图文件

岩石隧道施工方法范文第3篇

Abstract： Due to its unique advantages， multi-arch tunnel is widely used in road construction. According to related materials and some data， this article briefly introduces double multi-arch highway tunnel construction method.

关键词： 双连拱；公路隧道；施工方法；研究

Key words： double multi-arch；highway tunnel；construction method；research

中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）16-0164-02

0 引言

在我国高等级的公路和市政道路的建设过程中，为了在一定程度上能够获得良好的经济效益，工程技术人员从公路的整体路线、工程的造价等因素进行综合考虑，施工过程中大多都采用了双连拱隧道方案。根据我国目前设计施工技术的研究现状得知：施工中不同程度地出现过开挖过程中的围岩坍塌，建筑墙面出现大面积裂缝，工程造价难于控制等问题。因此，针对这些方面，在双连拱隧道建设过程中实施合理的施工技术成了重要问题。

1 研究背景

在我国目前已经建成的公路中，在关于隧道问题的解决上，主要采用了双洞分离的方案进行建设整修，在这方面的经验是十分丰富的，但是在那种比较特殊的地区，通过对实际的线型、造价和连接方式进行综合分析，继续采用双洞分离的方案进行施工是不可取的，因此，为了在一定程度上获得良好的经济效果，双连拱隧道成了重要的方案，目前在四川、重庆等许多省市在建的公路中，大多都采用了双连拱隧道。

据调查得知，正在修建中的浙江省金丽温高速公路主要在地质及地形条件十分复杂的山岭重丘区通过，为了在一定程度上能够获得良好的经济效果，对其实际情况进行综合考虑后，采用了连拱隧道的方案，由于它的总长度为90公里，因此，连拱隧道就有20座之余，同时，连拱隧道建设过程中的规模和难度更是公路建设中前所未有的。为很好的解决连拱隧道施工过程中的相关技术问题，对建设中的金丽温进行直接指导，经过许多人员的共同研究，终于找出了最佳方案。对此，下面就针对双连拱隧道施工工程中的合理方法进行系列研究。

2 双连拱隧道工程的发展现状及研究方法

2.1 发展现状 国外的许多国家在修建过程中都采用连拱技术，并有着相当丰富的施工经验。就拿日本来说，它在高等级公路隧道和城市隧道中也采用了连拱隧道，主要的施工方法有以下几种：三导洞全断面施工方法、三导洞半断面施工方法、三导洞CD施工方法等，现阶段对连拱的研究主要是：对于那种不良地质条件下的地层处理、开挖方式和方法以及超大断面隧道的开挖方式和方法的研究。

2.2 研究方法 在对地下进行施工时，要先对地下工程进行设计计算，它的计算过程中存在着结构模式和共同作用模式。结构模式比较简单，是长期以来的主导方法，缺点主要是将围岩和结构进行一定程度上的割裂，使其无法真正对施工过程中的围岩力学进行描述，包括地表及地中的位移。共同作用模式主要是对连续介质力学的研究，目前对单孔隧道研究的比较多。

隧道研究过程中最好用的方法是现场原型试验，它通过在一定程度上对现场的数据进行研究，不仅可以为施工提供很好的依据，还能在一定程度上做到直接指导工程。目前，国内外的许多大型工程都采用这种现场试验的方法。现场试验主要包括：周边位移测量、围岩深部位移测量、地质观察等，对连拱隧道来说，它的研究成果主要体现在：通过这种现场原型试验，可以取得围岩的动态特征，判别它的实际受力情况，及时建立现场监控，并提出解决过程中出现不良情况时的应对措施。

隧道过程中使用最多的一种方法是模型试验，它具有非常全面的优点，还可以在一定程度上满足别的方法所不能满足的条件，模型试验可以说是一种定性实验，也可以是计算结构时的辅助工具，它还可以作为独立工具。对模型试验进行准确分析是技术人员需要重视的，国内外利用模型试验对施工过程中的结构研究有着非常多的案例，也可以说，用模型试验的方法对隧道及地下工程进行系列研究，国内外已经取得很大的成绩，并且它的理论已经日益完善。据调查得知，随着计算机的不断引入，在1962年的岩土力学研究上取得了很大的进步，特别是针对岩土力学的数值和模拟方面，它的这一研究成果为以后的进一步研究提供了有利条件，数值模拟的方法有：边界元法、有限元法、无单元法等，这些方法的相继出现，在科研方面有着举足轻重的作用。在隧道的研究过程中，如果只是单纯的采用一种方法，在一定程度上很难做到得出正确的结论，如果在分析过程中，稍微出现点问题，就会产生很大的影响。如果运用上面的方法，就有可能避免分析中的错误。下面，就简要介绍一下双连拱公路隧道的施工方法。

3 施工方法

3.1 三导洞施工法 三导洞施工法除了在墙的位置开挖一个导洞外，还要在上、下两侧进行导洞的开挖，当中墙混凝土和边墙混凝土施工完成后再进行正洞的开挖施工，这属于先墙后拱法。方法原理主要是把一个大洞分成多个小洞，然后再利用小洞的有利特点，构成稳定的支护。两侧的导洞主要是为了解决侧墙的支撑，中导洞则是为了为其提供支撑点。这种施工方法的优点是：工期短，成本低；安全可靠，在处理过程中进行了结构的转化，可以保证施工过程中的安全性；工序简单，拆除量小等。当然，它也存在着一定的缺点，那就是：渗水现象发生的比较频繁，在一定程度上加大了成本，造价高，施工断面比较小。

3.2 中导洞施工法 中导洞施工就是先把中间的洞穿透，并在此基础上砌筑中墙和左右洞，其他部分按单洞掘进。相对于三导洞的施工方法，这种中导洞施工方法的优点是：工序比较简单、机械化程度也比较高；初期进行支护施工时工作量小、施工进度快，在一些方面节约了成本；对中导洞进行施工，主要就是为了能够为后面的洞提供条件。缺点是：由于该地地质条件比较复杂，因此围岩地段不利于施工的开展，会导致安全问题的发生；先对中间进行施工，会导致过程中中墙变形、渗水等问题的出现。

3.3 无导洞施工法 双连拱隧道按两个单独的单洞进行考虑，也就是这两个洞是独立的，各个形成系统结构。开挖过程中要结合相应的地形条件，严格按照单洞开挖方式进行，在开挖时尽量避免对先行洞的破坏。无导洞的优点是：通过所采取的单洞排水系统，可以在一定程度上提高工程质量；在一定程度上减少了工序，缩短了工程时间；在减少开挖支护的同时，也降低了施工过程中的工程造价；进度快，工期短。无导洞施工过程中要确保注意一下几点：对于那种过程中先施工的单洞，中墙也应该和它们一起进行支护保护，为了保持结构的平衡性，中墙应根据施工的实际情况进行支护的加强，比如，可以在中墙把锚杆和围岩进行连接，为先施工的单洞在一定程度上提供支撑；后施工的洞应该格外注意对称性，以免受到不对称受力的影响，从而造成不可避免的破坏。

由于双连拱隧道是由两座隧道通过相同的墙连接在一起的双洞隧道，因此它是一种具有发展前景的结构隧道。因此，它的施工方法可以总结为以上三种，在对双连拱隧道进行开挖过程中要格外注意中墙的安全性，避免施工过程中出现坍塌，在一定程度上影响着施工的进度。

4 结语

综上所述，进行双连拱施工过程中应该时刻注意方法的选取，因为，好的方法决定好的未来，就好比说：好的学习方法，可以更快速地促进一个人的发展。在建设行业也是一样的道理，经济的快速发展，带动着产业链的扩大，当然，这是需要一定的条件为其提供相应的基础，只有在好基础上开展工作，才能更好的进步。本文通过相关资料对双连拱隧道进行了系列讲解，主要是希望借此告诉大家：在对公路隧道进行施工时，对方法的选取是非常重要的，但是，并不是所有的方法都是固定的、一成不变的，这需要在以后的生活中工程师们的不断创新和实验，从而更好的为我国的建筑事业发展作出贡献。

参考文献：

[1]王昌胜.浅埋偏压连拱隧道施工顺序及支护结构力学行为研究[D].中南大学，2012.

岩石隧道施工方法范文第4篇

【关键词】轨道交通；矿山法；区间隧道；防水施工

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：

一．引言

随着经济的发展，轨道交通已经成为了一种较为普遍的交通形式。轨道交通的防水工作至关重要，如果处理不好，则很容易引起质量事故，轻则开裂渗漏，影响寿命，重则危及结构安全，影响使用，所以加强其防水研究十分必要。

二．结构防水概述

1．设计原则

（1）结构防水设计遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。只有在漏水量小于规范要求的前提下，才允许进入主体结构内部的极少量渗水疏排。

（2）采用钢筋混凝土结构自防水体系，辅以柔性全包防水层的防水体系，多道防线并重，施工缝、变形缝等接缝防水为防水重点。

2．防水标准

区间隧道及连接通道等附属结构的防水等级为一级，顶部不允许滴漏，其他不允许漏水，结构表面可有少量湿渍，总湿渍面积不应大于总防水面积的6/1000，任意100㎡防水面积上的湿渍不超过4处，单个湿渍最大面积不应大于0.2㎡。

三．我国隧道防水现状

1.隧道工程防水设计技术现状我国防水设计从总体上肯定了遵循“防、排、截、堵，刚柔结合，因地制宜，综合治理”和坚持“多道设防、多种材料复合使用”的原则，并总结出了在不同类型工程中采用防排结合(或是以堵为主，以疏为辅)、材料防水与构造防水结合、柔性防水材料(卷材、涂料)与接缝密封材料互补并用等设计方法。防水设计是十分重要的。

2.隧道工程防水规定及存在的问题存在问题主要表现在如下几个方面：隧道防水的等级不明确；大部分隧道规范对防水等级的划分比较模糊；隧道防水的设计依据不充分；防水设计脱离结构设计，不能综合考虑。隧道工程设计在制订围护结构主体防水方案时，难以充分掌握工程不同区间的水文地质变化情况和在施工过程中将会出现哪些渗漏状况及其渗漏程度。设计部门很少有专门研究防水材料、负责防水设计的人员，面对数百种各种各样的防水材料和各自不同的特点，要他们完全正确地使用每一种材料，充分发挥各种材料的优点，自然是困难的。

3.隧道工程施工技术现状施工技术和工艺装备日趋成熟，基本上可以适应各类新型防水材料的发展。许多施工单位通过大量工程实践，总结制订出的一些适用性强，能够解决渗漏水问题的操作规程或防水工法，在保证防水工程的质量中发挥了重要作用。然而，由于施工过程出现渗漏的随机性很强，往往处于边施工边堵漏的局面，相当多的工程在施工后期和竣工后需要进行多次维修。因而对承担该类地下工程的施工单位的资质与防水技术水平提出了更高要求。

四．矿山法区间隧道防水施工技术

1．初期支护

地下工程的初期支护为喷射混凝土，由施工工艺的限制，不能进行振捣，钢筋网及格栅钢架中的迎水面钢筋背面常喷不密实，出现空洞。另外，喷射混凝土直接接触岩土面，在开挖面有滴水的情况下，水会增大混凝土局部水灰比，待混凝土凝固后，多余的水分蒸发之后就会形成渗水通路。一般来讲，喷射混凝土可以降低渗水量，但无法完全防住渗水。

2．全封闭防水层

（1）设在初期支护与二次衬砌之间的全封闭的防水层，采用1.5㎜厚PVC防水板和400g/㎡无纺布保护层，材料选型时要求防水板具有较高的强度、延伸性及耐久性。铺设工艺：先对初支基面找平，初支表面凸出钢筋及钢管头要切割掉，摸平，抹上沙浆，另外，要把基面的泥土浮渣清洗干净。

（2）先仰拱后拱墙环向全断面铺设无纺布，采用钢钉加塑料圆垫片将无纺布钉在初支砼表面，呈梅花型布置。铺设完无纺布后，采用同样的顺序铺设PVC防水板,用热吹风枪将PVC防水板黏合于塑料圆垫片上，再用双缝热熔焊机顺所留接缝搭接部位进行焊接，横向与纵向焊缝接口部位人工补焊。

理论上说,防水板防水的效果应该是很好的，但是防水板的实际效果往往受材料本身质量及施工工艺问题、施工质量等许多因素的制约，存在以下质量问题：

①防水板施工中，对不能采用机械焊接的部位（如交叉接点处，破损处），一般采用烙铁或热吹风机融化板材，再用手按压黏接。由于材料熔点较高（>200℃）这样施工的焊缝不可能完全达到密封要求。

②由于初支面不能做到完全平整，防水板在施工中又容易被人为破坏（被初支表面硬物或钢筋击穿，被钢筋焊渣烧穿等）

③防水板在高水头的静水压作用下，只要防水板有一处破损，地下水就会通过破损处渗入到防水板与二次衬砌混凝土之间。

④防水板外侧的无纺布保护层本身是一个导水层，在防水层外侧形成一道透水通路。由于初支与防水板不可能全面密贴，特别是隧道顶部的防水板在两侧受已施工完毕混凝土侧墙的约束，更容易在拱部形成大的空洞。这些空洞在二次衬砌外侧形成透水通道，对排水不利，又使二次衬砌承受较大的外水压力，对结构的安全有一定的损害。

⑤当隧道二次衬砌施工完毕后，如发现渗水现象也无法修补防水板。

3．二衬背后回填注浆

（1）由于二次衬砌混凝土在凝固后，会产生收缩，这样会造成二衬混凝土与防水板之间有一定的缝隙，如防水板破损，这些缝隙就形成水流通道，直至全断面。此缝隙就由回填注浆来填充。既能起到防水的作用，还能缓冲初支受力后与二次衬砌混凝土之间力的传递。在每个施工缝封闭的防水区域内设置2~3个预埋注浆管，注浆管固定在防水层表面，注浆材料选用水灰比1：（0.4~0.5）的普通水泥浆，在水泥浆中添加2%~3%的微膨胀剂，注浆压力可根据实际情况确定。

4．二次衬砌防水混凝土

防水混凝土是所有防线中最重要的一道，所以防水混凝土质量很关键，防水混凝土的防水质量受配合比、施工工艺、养护条件等施工因素的影响很大。

（1）防水混凝土施工

混凝土的配合比设计合理，施工操作符合规范，养护得当，可以提高抗渗强度；反之，则在同样材料下，抗渗性能会明显降低。规范中对制作防水混凝土的各个环节，即配合比设计、集料的选用、模板架立、混凝土搅拌、运输、浇注、振捣、养护、拆模、施工缝处理等各工序均有严格规定。

①二次衬砌结构中，多数采用C40防水混凝土，抗渗等级为P10，采用先仰拱后拱墙的浇注方式，为了混凝土振捣密实，在浇注拱墙台车时，采用插入式振捣棒与附着式振捣器相结合。在拆模后，洒水养护14天，在早期，持续保持防水混凝土表面湿润。

② 施工缝、变形缝的处理

a.变形缝

区间隧道变形缝设置在区间隧道与车站、区间隧道与联络通道、人防段两头的接口部位。宽度为2cm。采取以下处理措施：在变形缝部位的模注混凝土外侧设置背贴式止水带，在变形缝部位设置中埋式钢边止水带，变形缝内侧采用密封胶进行嵌缝密封止水，密封胶必须沿变形缝环向封闭。

b.施工缝

采用背贴式止水带与遇水膨胀腻子条，遇水膨胀橡胶条进行加强防水处理。遇水膨胀止水条固定在施工缝表面预留的凹槽内，后续混凝土浇注前，凹槽外的施工缝表面须凿毛处理，混凝土面必须清洗干净。

③ 但是在施工中，施工缝是最薄弱的环节，造成漏水的施工原因主要为：

a.施工缝基面不凿毛清洗，或者为了追求基面的毛面效果，灌注混凝土时特意不振捣密实。

b.基面未清理干净，或虽已清理，但在支模过程中产生的木屑、混凝土残渣又掉落在基面上。

c.在凿毛的基面上直接安装止水条，造成止水条与基面不密贴。

d.止水条安装不规范，跑位或者止水条保管不善，安装时已经膨胀完毕。

e.基面没有洒水湿润或湿润不充分，新浇混凝土部分水分被旧混凝土吸收，从而导致混凝土水化不充分。

五．结束语

随着技术的进步，我国轨道交通区间隧道防水施工技术有了较大的提高。但是，在具体的施工过程中还是存在着许多的问题，这就需要我们共同努力推动技术的突破。

参考文献：

[1]《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2010）；

岩石隧道施工方法范文第5篇

关键词：软弱围岩；大断面隧道；双侧壁导坑法；CRD法；三台阶临时仰拱法

1 引言

随着我国社会经济的飞速发展，隧道建设规模越来越大，100 m2 以上的大断面隧道大量涌现，有些客运专线隧道开挖断面甚至达150～180 m2，且多数是在软弱地层中穿越[1, 2]。国内外虽然已有不少关于软弱围岩大断面隧道的研究成果[3, 4]，但可供借鉴的设计与施工经验仍旧偏少，有必要开展软弱围岩大断面隧道施工方法的比选与现场应用研究。

目前软弱破碎围岩地段的大断面隧道施工设计多采用双侧壁导坑法、CRD法（CD法）等施工方法，并且在高速公路、客运专线和地铁工程中获得了成功应用，但是三台阶法、核心土法等其他工法的应用大部分也都取得了良好的效果[5, 6]。现场施工中有必要根据实际工况进行综合比选，以确定合理的施工方法。本文以温岭市万泉路隧道为依托，选取双侧壁导坑法、CRD法和三台阶临时仰拱法三种施工方法，从施工工序、施工组织、结构影响和变形控制等方面进行综合对比分析，并结合现场应用效果，提出了软弱围岩大断面隧道施工方法选择的建议。

2 施工方法优选原则

根据已有施工经验，参考相关研究成果[1~6]，归纳总结软弱围岩大断面隧道施工方法的优选原则如下：

（1）首先考虑施工安全，根据不同开挖方法制定相应措施应对施工中的各种风险因素。

（2）根据设计文件、现场情况、地质条件、断面型式及工期等因素全面考虑。

（3）条件允许情况下，优先选用分部较少的开挖方法，以适应大型机械化作业，提高施工工效。

（4）考虑加快封闭成环，在围岩自稳时间内完成初支封闭。

（5）考虑易于前后衔接的施工方法，以应对围岩突变区域的工法转化，节省投资。

3 施工工序介绍

3.1双侧壁导坑法施工工序

双侧壁导坑法施工工序如下：

（1）开挖一侧导坑，并及时将其初期支护闭合；

（2）相隔适当距离后开挖另一侧导坑，并施作初期支护；

（3）开挖上部核心土，施作拱部初期支护，拱脚支承在两侧壁导坑的初期支护上；

（4）开挖下台阶，施作底部初期支护，使初期支护全断面闭合；

（5）拆除临时支护，浇筑二次衬砌。

图1 双侧壁导坑法施工工序示意图

3.2 CRD法施工工序

CRD法施工工序如下

（1）以上下台阶法部开挖1、2部导坑，并进行初期支护；

（2）相隔适当距离后再以上下台阶法开挖3、4部导坑，并施作初期支护；

（3）再相隔适当距离开挖5、6部导坑，并施作初期支护，使全断面闭合；

（7）逐步拆除临时支护，浇筑二衬。

图2CRD法施工工序示意图

3.3 三台阶临时仰拱法施工工序

三台阶临时仰拱法施工工序如下：

（1）开挖1部台阶；施作初期支护及底部喷混凝土封闭。

（2）适当距离后，开挖2部台阶，施作洞身初期支护及封闭。

（3）开挖3部台阶，及时封闭初期支护；施作仰拱及仰拱回填；

（4）浇筑二衬。

图3 三台阶临时仰拱法施工工序示意图

4 施工方法比选

4.1 施工组织方面

双侧壁导坑法采用导坑法和台阶法相结合。设备投入多，利用率低，相互干扰大，循环时间长，施工组织难度大。

CRD法采用左右相隔3～5m的距离掘进。但由于中隔壁的施做，左右不能通视，且大型机械无法进行施工，对施工掘进速度不利。

三台阶临时仰拱法在施工过程中采用小挖机开挖上台阶，上台阶开挖的渣土直接出到阶，及时施做临时仰拱。阶配置大挖机出渣以及开挖，及时施做临时仰拱。下台阶采用挖机开挖，出渣车运输，下台阶开挖完成后即开挖仰拱，初支封闭成环。现场机械利用率高，各台阶间干扰不大，施工组织容易，循环快。

以上对比可以看出，三台阶临时仰拱法在机械配置上较合理，利用率高，工序循环和转换快，施工组织容易，可显著缩短工期。而双侧壁导坑法和CRD法将隧道断面以临时支撑分割成多个相对独立的小空间，致使大中型机械设备不能使用或效率降低，而需增加小型机械数量，机械投入较大，利用率却不高，施工组织复杂，施工工期较长。

4.2 初期支护结构影响方面

软弱围岩地段大断面隧道初期支护设计常采用较强的参数，具有较大的强度和刚度，以抑制围岩的松弛变形。而双侧壁导坑法、CRD法都人为地将初支多次分片分块，不能保证支护结构各构件的可靠度，构件的接口也对其强度和刚度造成弱化和损失。由于分步挖掘时接长钢支撑的施工误差更会放大其刚度损失，喷射砼在钢支撑的接口处产生强度弱化，除了由不同期砼的连接强度影响外，更由于接口处的回弹料和泥土影响，使钢筋网的非搭接趋于明显化。由于初支刚度弱化，临时支撑拆除后，已闭合的初支和围岩再次进入不稳定状态，虽然每次拆撑长度有所限制，但就单个断面来说仍处于不稳定状态，增加了施工风险。而三台阶临时仰拱法由于对初期支护结构分块少，对结构安全方面的影响较小。

4.3 二衬结构影响方面

一般情况下，二次衬砌应在围岩和初支变形基本稳定后施作，浅埋隧道软弱围岩与初支不稳定又难以及时补强时，应及时施作加强的二次衬砌。双侧壁导坑法、CRD法要求分段拆除临时支撑，施作二次衬砌，这种衬砌方式存在以下不利影响：

① 由于二次衬砌结构自身质量要求和砼表面平整度要求使用拱墙一体化衬砌台车，防水层施工和钢筋绑扎的需求，不可能允许二次衬砌分片分块施工。特别防水板的铺设、分段接长无法确保焊接质量。衬砌前适时在较长范围内拆除临时支护便是顺理成章的事。临时支护拆除后，荷载必将再分配、再调整，致使围岩和初支再次进入不稳定状态。

② 围岩和初支尚未稳定即进行二衬施工，致使二衬从浇筑到达到设计强度前一直承受来自初支的荷载，容易使二衬产生裂纹，导致隧道出现渗漏水灾害。

4.4 工序衔接方面

双侧壁导坑法采用自下而上的施工方法，三台阶临时仰拱法和CRD法都是由上而下开挖，因此相较于双侧壁导坑法，三台阶临时仰拱法和CRD法之间的工序转换衔接较方便，施工过程中可根据围岩变化情况及时变更施工方法。而双侧壁导坑法与CRD法、三台阶临时仰拱法间的工序转换较难实施。

4.5 变形控制方面

一般情况下，三台阶临时仰拱法一次开挖断面较大，洞内变形和开挖引起的地表沉降相对较大，变形较难控制，开挖后需及时施作临时仰拱封闭初支，以抑制变形。而双侧壁导坑法和CRD法在初支阶段，由于各区块断面小和临时支护的闭合效应，结构变形和地表沉降明显小于三台阶临时仰拱法，随初支分阶段施作，上部沉降会累次叠加，在非对称荷载的影响下，易发生不均匀沉降，围岩和初支基本达到稳定状态后，拆除临时支撑会导致二次突发变形和沉降，多次变形累加，也会使洞内变形和地表沉降较大。三种施工方法比较，双侧壁导坑法的变形最容易控制，CRD法变形相对较大，而三台阶临时仰拱法的变形最大。

4.6 综合比选

通过以上几个方面的对比分析，三种施工方法的比选结果见表1。

表1 三种施工方法比选结果

综合分析，三台阶临时仰拱法在资源配置、结构安全、工序衔接和施工成本等方面具有明显优势，在变形可控情况下，适用于工期较为紧张的软弱围岩大断面隧道施工。而双侧壁导坑法和CRD法由于成本高、工序多，进度慢，更适合于地质条件差、地表沉降有严格要求且工期相对较为宽松的工程。在实际施工中，对于工期紧张的工程，可优先选用三台阶临时仰拱法施工，同时加强现场监控量测，如果变形沉降量过大，则立即改变工法，采用工序易于衔接的CRD法施工。只有在变形极难控制的情况下，才考虑采用双侧壁导坑法施工。

5 现场应用研究及建议

该公路隧道开始施工后，即对现场展开了监控量测工作，分别对各施工方法区段典型断面的周边收敛、拱顶沉降和地表沉降进行了监测。三种施工方法在正常状态下的监控量测结果见表2。

表2 三种施工方法现场监测数据对比

以上监测结果可以看出，各施工方法引起洞内外变形具有如下特点：

（1）在累计变形量方面，三台阶临时仰拱法 ＞ CRD法 ＞ 双侧壁导坑法。

（2）对于三种施工方法，开挖后均设置有临时支撑，在横向上有效抑制了围岩的周边收敛变形，所以周边收敛小于拱顶沉降和地表沉降值。

（3）对于双侧壁导坑法和CRD法，由于每一步开挖断面小，且开挖后均有临时支撑封闭，在拆除临时支撑前的周边收敛和拱顶沉降值均较小，洞内变形主要发生在拆撑后到二衬施作前这段时间，而地表沉降则伴随在开挖与支护全过程中。

（4）对于三台阶临时仰拱法，由于每一步开挖断面均相对较大，洞内外变形伴随在整个开挖与支护过程中，洞内支护完全封闭、仰拱施作完成后，变形也即会逐渐趋于稳定。

（5）现场施工中，三台阶临时仰拱法施工段出现了局部初支和地表开裂的情况，但仰拱封闭后裂缝即不再发展，双侧壁导坑法和CRD法施工段支护结构和地表均未出现明显开裂。总体来看，三种施工方法的洞内外变形均处于可控范围，在安全性方面均满足要求。

综合以上现场监测与分析结果，在软弱围岩大断面隧道施工中，变形控制较为宽松条件下可优先选用三台阶临时仰拱法施工，同样可满足施工安全要求，且可大幅提高施工进度和节约施工成本。围岩条件差且变形要求严格条件下，应尽量考虑采用CRD法施工，以方便后期围岩条件逐渐转好后与三台阶临时仰拱法进行衔接转换。以上两种方法实在不能控制变形发展时，再考虑采用双侧壁导坑法施工。可不论采用那种施工方法，都要严格遵守“管超前、短进尺、强支护、快封闭、勤量测”的施工原则，重视监控量测在隧道施工中的重要作用，尽量缩短工作面到初期支护封闭成环之间的距离和施工时间，以减小围岩变形。

6 结论

本文依托于温岭市万泉路隧道，对双侧壁导坑法、CRD法和三台阶临时仰拱法三种软弱围岩大断面隧道施工方法从施工工序、施工组织和变形控制等方面进行综合对比分析，结合现场监测情况分析三种施工方法的现场应用效果。得出以下结论：

（1）三台阶临时仰拱法在施工工序、资源配置、结构安全、工序衔接和施工成本等方面具有明显优势，在变形可控情况下，适用于工期较为紧张的软弱围岩大断面隧道施工。

（2）在变形控制方面，双侧壁导坑法效果最好，三台阶临时仰拱法效果最差。但若加强施工控制，做好超前支护，及时封闭支护结构，三台阶临时仰拱法同样可以满足安全要求。

（3）围岩条件差且变形要求严格条件下，应尽量考虑采用CRD法施工，以方便后期围岩条件逐渐转好后与三台阶临时仰拱法进行衔接转换。