隧道开挖方式
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隧道开挖方式范文第1篇
为了更快地实现我国交通运输的高速化和重载化，就必须首先要加快基础设施建设的步伐，然后对隧道的建设采用正确的开挖方法，最后要在隧道施工的过程中把握好施工技术的要点。只要做到了以上几点就一定能实现我国交通运输的高速化和重载化。本文首先介绍了几种常见的隧道开挖方法，接着阐述了如何确定隧道工程实施前的准备工作以及工程实施的技术方案，最后从工程在我们建设当中的施工技术处理方面的情况进行了比较透彻的剖析。希望对相关人士能够有所帮助。
【关键词】隧道开挖、工程施工方案、工程施工技术
中图分类号：U45 文献标识码：A
1、前言
隧道施工中，开挖方法是影响围岩稳定的重要因素之一。隧道开挖常用的方法有全断面法、环形开挖留核心土法、台阶法、交叉中隔墙法和双侧壁导坑工法。从工程造价和施工速度考虑，施工方法选择顺序应为：全断面法正台阶法交叉中隔墙法双侧壁导坑法。本文主要介绍了全断面法、环形开挖留核心土法和双侧壁导坑工法这三种开挖方法。
2、隧道施工的基本技术原则 因为围岩是隧道的主要承载单元，所以要在施工中充分保护和爱护围岩。避免过度破坏和损伤遗留围岩的强度，使暴露的围岩尽量保留既有的质量，是最重要最基本的原则。 为了充分发挥围岩的结构作用，应容许围岩有可控制的变形。变形的控制主要是通过支护阻力(即各种支护结构)的效应达到的。
3、隧道开挖的三种方法
1、全断面开挖法 全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。全面开挖法适用于以下施工条件：一是I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。二是有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。三是隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于1km，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。
2、环形开挖留核心土法环形开挖留核心土开挖法适用于以下施工条件：一是环形开挖进尺宜为0.5-1.0m，核心土面积应不小于整个断面面积的50%；二是围岩地质条件差，自稳时间短时，开挖前应按设计要求进行超前支护；三是核心土与下台阶开挖应再上台阶支护完成后、喷射混凝土达到设计强度的70%。
3、双侧壁导坑法 双侧壁导坑法开挖施工应注意以下几点：一是侧壁导坑开挖后方可进行下一步开挖。地质条件差时，每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱。二是各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺。三是应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后在进行另一侧开挖。四是左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15米。
4、确定公路隧道工程实施的准备工作和施工的技术方案
我们在对公路的穿山隧道的建设中，各种管道的布置非常的多，而且在施工中很容易受到现场实际情况的局限，因此，我们在施工中时，必须要遵循相关的规定同时符合相关标准，从而，我们要制定最为合理的管道安装方案，保证我国公路交通隧道建设的安全健康发展。 1、如何安排施工的作业线。通常情况下，公路交通隧道是利用导洞先行的方式的，浇筑中墙的深度一般是掘进45米，这种方式的依据是公路隧道设计的结构和工程施工现场的地质情况，在这里值得强调的是，在中墙的混凝土必须要大于百分之七十的时候才能够进入左洞，而对于右洞来说，它的掘进面必须要晚于左洞十米才可以。我们必须要在周围的岩石变形已经基本稳定后在进行左洞或右洞的第二次模筑衬砌，一旦出现早期我们的支撑强度小或者是周围岩层变化过大时，则我们必须要首先增强早期的支撑强度，而且还要对二次衬砌设计的参数进行修改。我们一般把掘进面和左洞及右洞的间距控制在25-35m范围内。因为，这样我们就可以在进口和出口处就建立了中墙、中导洞、右洞开挖、左洞开挖以及第二次模筑衬砌五道并行的作业流水线，这样既增加了隧道的施工工作面，这样同样可以剪短我们的工程时间。 2、如何做好我们施工当中的通风和防尘工作。一旦在隧道内需要进行爆破，我们则一定要使用湿式凿岩的工程施工办法，我们在工程建设时尤其是爆破后必须要进行洒水，目的是尽可能的降低施工环境内的粉尘数量。对于洞内的通风方式我们一般采用压入式，我们必须同时向左右洞以及中导洞内送风，所以建议使用三台轴流风机，轴流风机的送风口与工作面的距离不能大于15米。
5、应对公路隧道建设时期的技术处理 1、超前小导管在隧道建设中的技术
（1）制作管道。超前小导管必须使用管道壁厚为5毫米，管道外径为50毫米的热轧无缝钢制作，小导管长度一般我们设计5米。我们一般是把无缝钢管的一头上焊上钢箍，然后把另外一头压制成锻头，应留400mm作为止浆段，之后再钻四排注浆孔，注意应沿管壁的四周钻孔，并且排孔位是要相互错开的。
（2）钻孔。确定孔眼的位置时应严格的遵照设计的环向间距并以临近开挖面的钢支撑作为支点。外插脚应沿钢支撑的外侧进行钻孔，孔深约为500cm，左洞和右洞约为250cm，中导洞约为320cm。
（3）导管注浆的安装。钻孔完成后，应用高压风进行清孔，安装完小导管之后应使用牛角泵压注30号的水泥浆，注浆的压力应在0.7到1.0MPa的范围内，当达到压力时应继续工作15分钟再停止注浆。 2、爆破技术。工艺质量是影响隧道施工的关键因素，而防排水质量以及开挖和初期的防护又影响着工艺质量，这其中最重要的影响因素就是开挖的质量，开挖的质量取决于钻爆的质量，因此钻爆的质量就是影响隧道质量的最重要的因素了。进行石方的开挖作业时，应先在主爆区爆破前爆破出一条贯穿裂缝，并且此裂缝应具有一定的宽度，从而控制爆破对岩体的破坏影响，并且缓冲因爆破所引起的振动波，这样就能获得最为凭证的开挖轮廓，这种技术就是预裂爆破技术。 3、特殊地质条件的技术处理
（1）塌方的处理。治理隧道塌方时，应坚持防治结合的方针，预防为主，及时的预报施工现场的地质情况，施工时严格的按照设计规范要求进行施工，确保各道工序的施工质量，应根据围岩的实际情况，控制各道工序间的步序拉开长度，对于地质条件不佳的边仰坡地段，必须及时的进行量测监控并采取相应的防护措施。
（2）涌水和渗水的处理。洞内治水最重要的原则应是防水和排水相结合。首先应将涌出的水排除处洞外，但是不能影响正常的施工环境，一般反坡的排水方式主要是采用挖积水以及排水泵等机械排水管路排水的方式，而顺坡的排水方式则是采用挖临时排水沟自然排水的方式，其中围岩处涌水和渗水的治理应是最关键的治理步骤。
（3）环境的影响。当前，国家日益重视环境保护与环保，对于我们的公路建设来说，也要顺应这个时展的趋势与潮流，在过程中注重环境问题，在工程设计与方案确定的时候，必须注重对环境的维护与保护工作。 4、设置止水带并采取相应的控制措施。对于衬砌防水混凝土空隙进行灌注施工的时候，一般会预留防水混凝土的施工缝，这个施工缝要有相应的防排水措施。对于在复合式衬砌中，常用的止水措施就是使用塑料或者橡胶性质的止水带。在后续的二次浇筑之前，对于上层浇筑的混凝土应该用钢丝刷进行刷毛处理，或者可以在上层混凝土浇筑后4- 12小时内，使用高压水把混凝土表面冲击干净平整，在过程中必须保证止水带的接头处理良好，在混凝土的浇筑施工中要避免对止水带找出破坏，时刻检查是否造成止水带的位置变化，一旦发生接头不紧密、割破或者位置变化等，一定的及时处理与调整，尽量保证止水带作用的最良好的发挥。要保证止水带有专业的固定和防止位移的措施或者设备，同时接头的大小也要符合相关标准要求同时要保证止水带有专业卡环固定并延伸到两端混凝土中去，在施工检查过程中要做好详细的记录，对于存在和发现的问题，要及时处理与补救 。
【结束语】在公路工程建设中，隧道工程是公路工程中最关键且难度最大的建筑部分，尤其是近些年来，随着西部的不断开发与发展，坚持国家西部开发的战略，顺应着这种趋势与潮流，高等公路工程不断从沿海地区向西南西北山岭地带延伸与发展，我国的公路总量不断增加，涉及的广度与范围越来越大，相应的，这对于公路隧道的建设有了新的更高的要求与标准。论文主要就公路隧道开挖方法，施工的准备工作以及技术方面的进行详细的探讨与论述，并对相应的现实的施工技术状况进行分析与阐述。希望对相关人士能够有所帮助 。
隧道开挖方式范文第2篇
关键词：隧道；开挖；石方爆破；
1工程概况
1.1工程简况
本工程起点位于机场高速公路平沙立交北侧，至江村水厂围墙止。管线桩号里程长度约5.4km。采用一条DN2400，主管管材为钢管，主要以开挖埋管方式敷设。工程内容包括管道敷设及相关附属设施（顶管井、排气阀井、排泥阀门井等）建设。本工程施工中遇到中风化红砂岩，顶管无法顶进，亦无法采取人工进行开挖需要采用爆破对岩石进行爆破开挖。
1.2爆区环境
顶管隧道埋深约7.0m，东面距离机场高速约20米，南北向上方分布有110kv嘉龙线，其中03号塔位于顶管隧道一侧，水平距离约5米，西面距离石马变电站围墙约15米。
2爆破方案选择
本工程隧道爆破开挖直径为2.5米，根据地质资料该段隧道所处地层岩石主要为中风化红砂岩，人工掘进较为困难。为尽量减少施工对电力设施的影响，控制地表沉降，隧道开挖施工中尽量采用人工配合风镐进行施工，在掘进较为困难时，采用“微振光面爆破技术”进行开挖施工。每循环钻孔前，打3.0m超前钻，探明前方地质，后后续工作做好充分准备。
3爆破参数设计
因隧道通过的围岩大部分为IV类，因此本方案钻爆设计按IV类考虑。
1）钻孔直径Φ
根据手风钻的钻孔特点和爆区的地形地质条件，钻孔直径取Φ42mm。
2）钻孔形式
为了便于施工和准确控制钻孔方向，采用水平钻孔形式。
3）炸药、雷管选型
为了便于装药和防水，选用乳化炸药，结合钻孔直径，药卷直径选用Φ32或Φ20两种。
雷管采用毫秒导爆管雷管，孔内微差爆破。
4）布孔方式
首先选择掏槽方式和掏槽孔的位置，然后布置周边孔，最后根据断面大小布置辅助孔。
掏槽孔比其它炮孔深200mm左右；帮孔和顶孔一般布置在掘进断面轮廓线上，并符合光面爆破的要求，孔底应超出设计轮廓线100mm左右；底孔孔口要高出底版设计水平150mm左右；孔底应达到底版水平下100mm～200mm，孔深宜与掏槽孔相同，以防欠挖；孔距和抵抗线与辅助孔相同。
从能量均匀分布的观点和本工程的实际要求，辅助孔和掏槽孔采用环形布孔，掏槽孔采用楔形、菱形等布孔方式，辅助孔采用梅花状均匀布孔，所有周边孔一律为光爆孔。光爆孔间距取400mm，最小抵抗线取450mm；辅助孔间距取500mm～600mm，排距取600mm～700mm；掏槽孔间距取600mm～800mm。布孔方式及相关爆破参数如下图表所示。具体参数在试爆后作进一步调整。
本工程隧道全为圆形标准断面，开挖内径为2.5米。
隧道爆破钻孔布置示意图
隧道爆破参数表
炮孔名称 孔数（个） 孔深（米） 孔距（米） 雷管段数选择 单段装药量（kg） 总装药量
（kg）
掏槽孔 3 1.0 0.6 1 1.2 1.2kg
辅助孔 9 0.8 0.6 5、6 1.5 2.7kg
周边孔 20 0.8 0.4 7、8、9 2.1 6.0kg
小计 32 9.9
正式爆破作业前进行试爆，根据试爆结果进一步调整爆破参数。
5）起爆网路。
设计爆破网络为孔内微差，导爆管雷管一般跳段使用，使段间间隔时间大于50ms，防止地振波相叠加而产生较大的振动。
隧道爆破时，为了避免杂散电流的影响，采用电雷管起爆非电网路。网路采取孔内微差，孔外大把扎的形式。用电雷管起爆导爆管网络时，单发电雷管起爆的导爆管数不宜超过20根，并且导爆管应均匀分布在雷管周围，绑扎紧，而且雷管的聚能穴方向与导爆管传爆方向相反。
6）装药结构和填塞
掏槽孔和辅助孔采用反向耦合连续装药（如图示），周边孔采用正向不耦合间隔装药（如图示）为了确保爆破效果炮孔的填塞长度一般不得小于炮孔长度的1/3。
掏槽孔和辅助孔装药结构示意图
周边孔装药结构示意图
7）起爆方式及顺序
起爆方式采用微差爆破，先起爆掏槽孔，接着起爆辅助孔和周边光爆孔。
4安全校核
4.1、爆破震动
根据《国家爆破安全规程》规定：一般砖房安全震速2-3cm/s，钢筋混凝土框架结构楼房为5cm/s．为了确保邻近建造物的安全，爆破地震速度必须小于上述规定数值，对在建筑物附近爆破施工时，进行建筑物至爆区在不同的距离条件下的最大一段装药量的计算，以防爆破地震效应。
根据公式V=k(Qm/R)α
V-----爆破地震安全速度，cm/s。
Q-----微差爆破最大一段装药量，kg
R-----爆破区至被保护物距离，m
m-----药量指数，取m=1/3
k-----与爆破场地条件有关系数，取k=150
-----衰减指数，本工程取=1.8。
以2 cm/s作为最大安全震速，最大装药量与最大安全距离详见下表：
距爆点距离 15M 20M 25M 30M
最大单段药量 2.53 5.99 11.71 20.24
本工程距离周边建筑物最近的爆破施工点为距离爆区15米外的石马变电站厂房，施工时最大单段起爆药量＜2.1Kg，所产生的爆破振动不会对其造成破坏。
4.2 空气冲击波
根据公式： R=K(Q)1/2，m
式中： R----爆破空气冲击波安全距离，m
Q----装药量，kg
K----与装药量条件和爆破程度有关的系数
爆破时应保证炮孔有合理的回填，即可大减弱空气冲击波的危害。在隧道开挖时，认真做好人员的疏散工作，远离隧道口。就可防止空气冲击波的危害。五、 施工方法
针对爆破工作技术性强，工序多，为了保证爆破工作有条不紊地进行，必须有良好的施工组织。
首先对钻孔工人进行技术交底，将布孔原则，钻孔允许偏差等技术要求传达给所有施工人员。
设计及有关人员事先将炮孔中心位置按设计图用锄头挖小孔准确标在爆区内。
安排有经验的钻工，打水钻进行钻孔，同时必须佩戴防尘口罩，严格按炮孔布置设计图钻孔，严禁在残孔上钻孔。
炮孔钻好，由技术人员验收，偏差不大于20cm为合格 ,抵抗线偏差大的孔应废弃，验收合格后方可装药施工。
为了现场机械设备及施工人员的安全，装药爆区范围内必须初步警戒，甲方须协助现场清理工作。
装药前用压风吹孔，将炮孔泥砂吹净，由专业爆破作业人员将炸药送到相应的孔位，放好雷管；药卷要装到底，药卷间不留空隙、泥砂，然后堵塞。堵塞用木质炮棍堵粘土，严禁使用铁器冲击炮孔内药包，雷管，装药由专业技术人员指导，由熟练的炮工持证上岗作业。
以上工作全部完工后，由有经验的操作人员联网，经反复检查后无误开始警戒。
5施工安全管理
(1) 施工前对有关人员进行技术培训和安全教育，认真学习《爆破安全规程》的有关规定及《爆破设计方案》。
(2) 施工前应张贴爆破“安民告示”。
(3) 严格按炮孔布置图钻孔、验收、装药。
(4) 分台阶装填的炮孔数，以一次爆破为限。
(5) 起爆网路采用普通毫秒电雷管作为起爆元件来激发导爆管，导爆管传递冲击波激发起爆元件（即非电毫秒雷管）。网路连接是通过卡口塞将激发元件（雷管）、传爆元件（导爆管）和起爆元件连接起来。用雷管起爆导爆管时，单发雷管起爆的导爆管数不宜超过20根，并且导爆管应均匀分布在雷管周围，绑扎紧，而且雷管的聚能穴方向与导爆管传爆方向相反。
(6) 电雷管脚线和连接线、脚线和脚线，连接线与母线，接头都必须悬空，不得同任何物体相接触或被水淹没。爆破前，爆破母线必须扭接短路。
(7) 用起爆器起爆，起爆器的钥匙必须由爆破员随身携带，不得转交别人，不到爆破通电时，不得把钥匙插入起爆器，起爆后必须立即交钥匙拔出，摘掉母线扭结成短路。爆破母线连接脚线，检查线路和通电工作，只准爆破员一人操作。
(8) 通电以后装药炮孔不响时，爆破员必须先取下钥匙，并将爆破母线从起爆器上摘下，扭结成短路，至少等15分钟后，方可沿线检查，找出不响的原因。爆破后也要等30分钟后，经充分通风后，人员方可到达爆破地点。
(9) 处理盲炮必须遵守下列规定：
1)由于连线不良造成盲炮，可以重新连线起爆；
2)在距盲炮至少0.3米处另打同盲炮平行新炮孔，重新装药爆破；
3)严禁用风镐，铲蚀或从炮孔中取出原放置的引药或从引药中拉出雷管，严禁将炮孔残底(无论有无残余炸药)继续加深；严禁用打孔方法往外掏药；严禁用压风吹这些炮孔；
4)处理盲炮的炮孔爆炸后，爆破员和清渣工必须详细检查炸落矸石，收集未爆电雷管。
5)在盲炮处理完毕以前，严禁在盲炮点附近进行同处理盲炮无相关的工作。
(10) 施工中及时清除台阶和围岩邦壁浮石，防止掉渣石片打伤人，工作台阶不得留有伞檐。
(11) 保险柜储存当天所需火工品，火工品运输、储存、领用、登记、退回按《爆破安全规程》和广州市公安局的规定执行。
(12) 爆破员、仓管员必须持证上岗。
6结语
隧道开挖方式范文第3篇
关键词公路隧道 进洞支护开挖方案比选确定
1、 工程概况
磨河村隧道位于陕西省安康市汉滨区关家乡境内，为双向四车道高速公路分离式长隧道，出口洞门形式为明洞式，左线全长：2090m，右线全长：2115m。建筑限界：宽度10.25m，高度5.0m。
整座隧道，围岩破碎，穿越地质断层带，地质情况复杂，容易发生塌方、突泥、涌水等地质灾害，施工难度较大。隧道洞口处位于磨河村九组附近，地表为第四系残坡粉质粘土，夹杂碎石，局部露岩体为强风化云母片岩。岩质较软。埋深较浅，开挖跨度较大，围岩自稳能力差，本工程工期要求较紧，为十天高速公路全线的控制性工程，所以确定正确的安全的进洞方案和软弱围岩的安全掘进是本隧道施工的关键。
2、 隧道进洞方案及采取措施
本隧道洞口段均属于V级软弱云母片岩，洞顶为覆盖层膨胀性土体，山坡面植被茂密。结合现场实际情况，按十天高速公路安康东管理处的要求，将十天高速公路建成交通部要求的西部生态样板工程。决定洞口“零开挖”进洞。洞口“零开挖”是在隧道洞口施工中，通过采取一定的辅助工程措施或改变施工方法等手段，以最大限度少开挖山体，保持山体稳定、保护原生植被和自然生态。“零开挖”不仅仅具有工程上的意义，而且更重要的是环保意义，即通过减少开挖，不仅要保证山体稳定以及运营安全，还要保护原生植被与原始生态，实现工程对自然的最小破坏，达到工程与自然环境协调、和谐发展的目标。
2.1超前大管棚
隧道设计在出口左线ZK99+018-ZK99+048、右线K99+076-K99+106范围内设置超前大管棚，以加强围岩稳定性，保证进洞安全。
洞口段φ108*6大管棚注浆, 管棚钢管采用热扎无缝钢管；钢管分6米和5米的节段，每节钢管一端预加工成外丝扣，另一端加工成内丝扣，以便互相连接, 丝扣长度为15cm。隧道进口进洞大管棚一环共计29根，每根32m长 ,间距40cm,设计外插角度1-2°(不含设计纵坡)，方向与线路方向平行。
管棚搭设时通过套拱定位，套拱内设Φ127*4导向管；套拱内设3榀Ⅰ20a工字钢拱架，导向管与钢拱架焊接在一起。
钢管上按梅花形间距10cm钻6-8mm的小孔，打设后在钢管中压注水泥浆，注浆初压0.5-1MPa，终压1.5-2.5Mpa；注浆结束后在钢管内放入由3根Φ22钢筋制成的钢筋笼，然后用30号水泥砂浆充填，以增强钢管的强度和刚度。超前大管棚套拱拱脚处地基承载力应不小于450Kpa,当不能满足要求时应采用扩大基础进行处理。
管棚注浆孔大小φ6-8，间距10cm，交错布置，见下图。
⑴钻孔平台
⑴在明暗分界线处，施工大管棚前测量人员准确测设出隧道中心线及开挖轮廓线，平台长约7m预留核心土，因管棚钢管为4米、6米互节，作为管棚施工的操作平台。
⑵护拱钢架安装
根据测量明暗分界线2米处各安设3榀钢拱架，拱架安装保证拱架中线的准确位置，其安装的垂直度、内净空尺寸应控制在允许误差范围内。每一榀拱架间距0.75米，焊接Φ22钢筋作为纵向联接筋，使两榀拱架形成整体，拱脚处打设锁脚锚管。
⑶导向钢管
在联接好的每榀钢拱架上安设管棚Φ108导向钢管（导管长度为2m,管径应大于管棚直径20～30mm），导向钢管数量、环向间距和外插角与大管棚一致。测量精确定位导向钢管，使大管棚钢管位置、方向也准确无误，导向钢管与钢拱架焊为整体，随后立模灌筑导拱，导拱施作完毕，喷射砼封闭周围仰坡面。
⑷注浆工艺
安装管棚机，管棚机从导向管内钻孔，管棚钢管由机械顶进，顶进时采用6m和5m节长的管节交替使用，以保证隧道纵向同一断面的接头数不大于50%，管棚钢管顶到位后，管棚钢管与导向钢管间隙用锚固剂封堵，以防注浆时冒浆。
3 软弱围岩大断面开挖与支护技术
3.1施工方法：
大断面隧道软弱围岩开挖与支护是分步骤进行的，每一步都和下部施工相互影响。开挖方法和顺序的不同，关系到施工效率、施工安全、支护体系的安全和变形的大小。所以针对具体的隧道，选择安全可靠又经济合理的施工方法是十分重要和必要的。
大断面软弱围岩开挖方法常用的有：台阶法、台阶分部开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法，但在应用过程中均有不同程度的弊端，本隧道在比照优化的基础上，提出了正台阶预留核心土开挖与支护的施工方案。
3.2 施工方案的选择与优化
3.2.1 台阶法施工
台阶法施工虽然在施工工序少，施工难度底，施工进度快，但安全性差，稳定性差，适用于自稳能力较好的岩层，不适用于泥岩等稳定性差的围岩开挖。
3.2.2 台阶分部开挖法
台阶分部开挖法施工工序多，虽然第一步开挖施工临空面小，但下几步开挖对前部支护的稳定性有很大的影响。由于支护体系分几步成型，较难形成闭合的受力体系，且施工干扰大，施工速度慢，不能满足大型施工机械的施工要求。
3.2.3 单侧壁导坑开挖法
单侧壁导坑开挖法较安全，稳定性较好，但施工难度大，施工工序较多，施工速度慢，较难形成一个闭合的支护受力体系。且会造成较大的成本投入。
3.2.4 双侧壁导坑法
双侧壁导坑开挖较安全，支护较稳定，但施工难度较大，施工工序很多，施工速度慢，不满足大型机械施工要求，且会造成很大的成本投入。
3.2.5 正台阶预留核心土法
正台阶预留核心土法是将开挖断面分成环形拱部，上部核心土与下部台阶三部分，上部形成环形拱部开挖，使开挖临空面减小，便于初期支护体系一次施作成型，形成闭合受力体系，结构合理。上部预留核心土以挡护开挖工作面，对掌子面起到很好的稳定作用，且施工时能迅速及时地施作拱部初期支护，使开挖作业面稳定。核心土和下部台阶开挖都是在拱部初期支护完成后进行，施工速度快，便于大型机械施工，也最大可能地节约了成本。磨河村隧道软弱围岩段采用正台阶预留核心土施工方案。
4结束语
综上所述；作者通过对该工程一段时间的施工实践，对软弱围岩大断面推进支护有以下几点建议：
⑴在进行施工前，必须通过比选得出较合理的施工方案，尽量减少开挖次数，使初期支护尽早形成封闭的支护体系。在确保安全的前提下，力求节约成本和加快施工进度，且施工方案要在施工过程中进行针对性的调整优化，使之趋于更合理。
⑵为确保洞口段的安全，在上部开挖后，可设置临时仰拱，以确保洞口段的临时安全，并尽可能早地施做洞口段下部工程和仰拱，使支护形成闭合环，防止暴雨等不利因素对洞口段造成破坏。
隧道开挖方式范文第4篇
关键词：隧道工程 浅埋偏压 施工技术 数值模拟分析
中图分类号：U459.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（b）-0075-04
新建铁路合福线合肥至福州段HFZQ-2标段起讫里程为DK32+058～DK122+089，线路长度为90.031 km，位于安徽省境内，标段起点至巢湖主要为江淮冲积平原垄岗地貌区，岗地坳谷相间，地形开阔，地势略有起伏，地面标高21～50 m；局部地段为一级阶地，低山丘陵地形起伏较大，相对高差80～150 m，植被较发育；河流一级阶地地势平坦，地面标高5～10 m。巢湖一带为巢湖湖积平原区及清溪河、裕溪河一级阶地，地势较平坦，地面标高6～8 m；局部地段为剥蚀低山区，地形起伏较大，相对高差50～100 m，植被发育。标段内地形平坦、开阔，区内城镇较多，交通便利。本标段共分布隧道4座，均为双线隧道，隧道总长2.631 km。其中1 km
1 拟采用的施工方案分析
在建合福高铁安徽段万山隧道位于合福线合肥至福州段，隧道全长520 m，隧道进出口里程分别为：DK60+787、DK61+307。隧道穿越向斜构造，地貌属于剥蚀低山区，地势起伏小，自然坡度约15°～25°，右侧存在偏压问题。出口DK61+215～DK61+272段原设计是Ⅴ级围岩，建议采用六步CD法在57 m长的隧道范围内开挖施工。现场勘查得出，里程为DK61+215的掌子面是强风化浅黄色泥岩，存在为基岩裂隙水的地下水，一般发育。为确保隧道的施工安全，对隧道该段采用不同施工隧道的适用性进行系统分析，以期在此基础上确定隧道该段的施工方案，指导该隧道的施工。
1.1 施工方案的初步比选
各拟采用施工方案分别为中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）、双侧壁导坑法、底部双洞法、三台阶仰拱法与新意法。CD法施工步序如图1所示，施工步序如下：首先纵向接长钢架，施做超前支护，开挖1分部岩体，及时施做初期支护与临时支护，施做钢拱架锁脚锚杆；当1分部掌子面超前2分部掌子面适当距离后，开挖2分部岩体，横断面上接长初期支护与临时支护，如此，按序号排列，施工3、4、5、6分部；然后逐段拆除仰拱区域内的临时支护，拆除长度由现场监测结果分析来定，一次拆除长度要小于10 m，拆除临时支护后要及时施做仰拱部二衬及仰拱回填；然后再逐段拆除余下来的临时支护；最后借助衬砌模板台车一次性施做余下来的二次衬砌。
CRD法施工步序如图2所示，施工步序如下：首先纵向接长钢架，施做超前支护，开挖1分部，及时施做初期支护及临时支护，施做钢拱架锁脚锚杆；当1分部掌子面超前2分部掌子面适当距离后，开挖2分部，横断面上接长钢架，及时施做初期支护及临时支护，如此，按序号排列，施工3、4、5、6分部；然后逐段拆除仰拱区域内的临时支护，拆除长度由现场监测结果分析来定，一次拆除长度要小于10 m。拆除临时支护后要及时施做仰拱部二衬及仰拱回填；然后再逐段拆除余下来的临时支护；最后再借助衬砌模板台车一次性施做余下来的二次衬砌。
双侧壁导坑法施工步序如图3所示，施工步序如下：首先纵向接长钢架，施做超前支护，开挖1分部，及时施做初期支护及临时支护，施做钢拱架锁脚锚杆；其次当1分部掌子面超前2分部掌子面适当距离后，开挖2分部，横断面上接长钢架，施做初期支护及临时支护，如此，按照序号排列，施工3、4、5、6、7分部；然后逐段拆除仰拱区域内的临时支护，拆除长度由现场监测结果分析来定，一次拆除长度要小于10 m，拆除临时支护后要及时施做仰拱部二衬及仰拱回填；然后再逐段拆除余下来的临时支护；最后借助衬砌模板台车一次性施做余下来的二次衬砌。
三台阶仰拱法施工步序如图4所示，施工步序如下：首先纵向接长钢架，施做超前支护，开挖1分部，及时施做初期支护，施做钢拱架锁脚锚杆；其次当1分部掌子面前进适当距离后，开挖2分部土体，横断面上接长钢架，施做初期支护，如此，按照序号排列，施工3、4分部；然后根据监测结果的分析，在适当的时候，施做仰拱二衬及隧底填充；最后借助衬砌模板台车一次性施做二次衬砌。
新意法施工工序如下：首先采用适当数量、适当长度的玻璃纤维构件加固超前核心土；其次全断面开挖，每循环长度0.7～1 m；待开挖至被加固超前核心土剩余适当长度后，停止开挖，再采用适当数量、适当长度的玻璃纤维构件加固超前核心土，然后再开挖。在开挖过程中，一旦出现新的掌子面或者隧道开挖轮廓面，要立即对其喷适当厚度的喷射混凝土，以保护掌子面与边墙，开挖后要立即架设钢拱架，并要确保新架设的钢拱架与已架设的钢拱架连接牢固，架设拱架完毕后，喷射钢纤维混凝土，完成初期支护的施做，厚度约40 cm；在距掌子面大于1倍洞径的地方施工边墙和仰拱，并且浇筑边墙与仰拱；在距掌子面大于5倍洞径的地方浇筑二次衬砌。
2.1 各施工方案施工适应性对比
万山隧道围岩地质条件复杂，围岩软弱，施工难度大，工程地质主要以砂岩、砂砾岩、灰岩夹页岩为主。隧道为大断面隧道，隧道整个断面面积约为140 m2，跨度为14.8 m，高为13.2 m，因此它算得上是大断面隧道。在隧道施工中，断面面积大会造成很多的施工风险，围岩形变压力大，挤压变形很严重。
采用中隔壁法（CD法）施工时大断面被分割成6个小断面，只是2分部与5分部交界处无临时横撑，4分部与6分部交界处也无临时横撑，各分部掌子面错开一定距离后同时开挖，各分部开挖断面小，掌子面的稳定易得到保证；同时，各分部断面面积小，施工作业循环快，开挖后支护可及时施做；若地质状况发生变化，该方案可迅速转变为CRD法或三台阶仰拱法等；对大断面隧道的拱顶沉降起到一定的控制作用；但该方法临时支护多，施做与拆除均较麻烦，不便于大型机械化施工。采用交叉中隔壁法（CRD法）施工，大断面被分割成6个小断面，与CD法不同的是，2分部与5分部交界处有临时横撑，4分部与6分部交界处也有临时横撑，各分部掌子面错开一定距离后同时开挖，各分部开挖断面较小，掌子面的稳定易得到保证；同时，各分部开挖断面面积小，施工作业循环快，开挖后支护可及时施做；且该方法可随着地质变化改变成三台阶仰拱法、CD法等，对地质变化的适应性较强，对大断面的拱顶沉降与周边水平收敛能起到抑制作用；但与CD法相比，临时支护较多，施做与拆除更麻烦，施工作业空间更加狭窄，不便于大型机械化施工。
采用双侧壁导坑法施工，大断面被分割成7个小断面，断面分割更细，掌子面的稳定更易得到保证；1、2分部组成一个超前导坑，3、4分部组成一个超前导坑，两侧超前导坑可准确预知前方地质，及时采取必要措施改良不良地质；由于超前导坑的开挖与及时支护，隧道边墙水平收敛易得到抑制；但当地质发生变化后，转变为其它施工方法比较困难；且各分部断面小，不便于大型机械化施工。新意法全断面一次性开挖，便于大型机械化施工，施工速度极快；必须做足地质勘查，制定出非常详细的支护方案后方可施工；加固超前核心土，需要大量的玻璃纤维构件；时刻监测掌子面的挤出变形，一旦有异常，立即加强超前核心土的加固；比起前几种施工方案，新意法有着更为复杂的勘查工作、诊断工作与监测工作。当地质条件变好后，转变为其它施工方法较易。
采用三台阶仰拱法施工，大断面被分割成4个断面，断面分割较粗，但初期支护连接较易，较牢靠。施工循环快，整个大断面隧道初期支护封闭一次，需要花费的工序较少；当地质变化后，转变为其它施工方法较易；且便于大型机械化施工，施工速度快；同时无临时支护，施工作业较为简便。
通过以上分析可知：（1）针对万山隧道的围岩自稳能力差，为了避免万山隧道一出现异常就出现大的异常，甚至会到无法控制的局面，万山隧道适合采用小断面施工，适合采用人工开挖或小型机械化施工，因此，新意法不便于被采用。（2）针对隧道中已完成施工的支护易开裂的情况，在隧道施工中要及时封闭大断面初期支护结构，尤其施工中要尽可能保证大断面隧道拱部初期支护的一次性施做，避免施工中大断面隧道拱部出现偏压现象，因此，三台阶仰拱法较为适合。根据万山隧道本身所特有的工程特性，结合以上的分析，初步选出三台阶仰拱法为隧道的初定施工方案。
3 大断面客运专线隧道三台阶施工稳定性分析
3.1 有限元模型及参数
依据万山隧道Ⅴ级围岩洞身段的地质条件，并且隧道结构开挖地域属于浅埋位置，所以在计算分析时应该把自重作用下的初始应力场着重考虑，先不考虑构造应力的对其影响，在Ⅴ级围岩设计方案中考虑了超前支护进行初始地应力的计算，超前支护是在隧道顶部预先施工的顶管棚。根据圣维南原理，对于山岭隧道，数值模拟中的围岩尺寸一般取隧洞开挖断面的3～5倍洞径（或洞跨），模型边界沿模型x方向取50 m，沿负x方向也取50 m，沿负y方向取40 m，沿y方向取至平均地表，沿负z方向取60 m，整个隧道模型建成后的大小为100 m×100 m×60 m，隧道开挖轴线方向2 m一个网格，模拟施工中的步距。围岩采用solid单元模拟，初期支护与临时支护采用shell单元模拟。（表1）
3.2 各施工方案数值模拟步骤
三台阶仰拱法施工模拟步骤中各分部情况如图5所示，施工模拟步骤为：首先建立三维实体模型，施加重力加速度和边界条件，求解；其次开挖上台阶土体，纵向开挖至2 m处，及时施作初期支护，求解；保持上台阶土体继续开挖以及继续及时施做初期支护，开挖步距为2 m，开挖一步，求解一步，当上台阶开挖至4 m时，同时开挖阶土体至2 m处，及时施作初期支护，求解；保持上、阶同时开挖以及同时及时施做初期支护，开挖步距为2 m，开挖一步，求解一步，当阶开挖至6 m时，同时开挖下台阶土体至2 m处，及时施做初期支护，求解；保持上、中、下台阶同时开挖以及同时及时施做初期支护，开挖步距为2 m，开挖一步，求解一步，当下台阶开挖至12 m时，同时开挖底部仰拱部分土体至2 m处，及时施做初期支护，求解；保持各分部同时向前开挖，开挖步距为2 m，开挖后及时施作初期支护，求解，开挖一步，求解一步，直至隧道全部挖通为止。
3.3 数值模拟结果分析
取模型中Z=-30 m断面为研究断面，断面Z=-30 m～断面Z=-32 m的模型为研究模型。研究断面上围岩第一次被施工一直至研究断面上大断面隧道的初期支护封闭成环，这一施工阶段被取为关键施工阶段。在关键施工阶段，研究模型中研究断面上围岩累计沉降位移场如图6所示，由此图可以看出：（1）上台阶穿越研究断面后，研究断面上拱部上侧附近出现了较大的累计沉降区域，最大沉降点出现在拱顶。上台阶底部全部向上隆起，最大隆起点为上台阶底部中点。这是因为研究断面上上台阶突然被开挖，围岩向隧道内移动，应力释放，导致出现了较大的沉降与上隆。（2）阶穿越研究断面后，研究断面上拱部上侧附近出现了更大的累计沉降区域，最大沉降点还是拱顶点。阶底部出现了更大的围岩隆起区，隆起现象更加严重。（3）下台阶穿越研究断面后，研究断面上拱部上侧附近围岩大规模大位移沉降现象得到缓解，但拱顶附近沉降仍在继续增加。下台阶底部围岩大规模大位移隆起现象也得到缓解。（4）底部穿越研究断面后，研究断面上初期支护得以封闭成环，拱部附近围岩沉降已基本上得到控制，仰拱底部围岩上隆也一样，没有产生过大的异常变形。这说明初期支护封闭成环后，整个结构已基本上趋于稳定。
关键施工阶段围岩主应力场分析：在关键施工阶段，研究模型中研究断面上围岩最大主应力场如图7所示。由图可看出：（1）当上台阶穿越研究断面后，研究断面上围岩中上台阶底部靠近左右拱脚处出现了较小的拉应力集中，最大值为1.13 MPa，上台阶底部出现方形拉应力区，应力值都很小，隧道附近围岩除此处拉应力区外，其余皆为压应力区。原因在于，研究断面上上台阶被开挖，造成了相当大的临空面，拱顶附近围岩在竖向压力作用下向隧道内移动，迫使拱脚分别向隧道两侧围岩内移动，使得上台阶底部出现拉应力区，尤以底部靠近拱脚处为最大。（2）当阶穿越研究断面后，研究断面上围岩中阶底部出现了弓形拉应力区，阶底部靠近拱脚附近出现了拉应力集中，最大值为0.597 MPa，比上台阶穿越研究断面后围岩产生的最大拉应力值小了47%，但拉应力区域有所增大。阶拱脚处出现了较大的压应力集中，最大压应力值为0.92 MPa。（3）当下台阶穿越研究断面后，研究断面上围岩中下台阶底部虽出现了拉应力区，但比起阶穿越研究断面后围岩产生的拉应力区，不仅区域变小，最大拉应力值也小了10.5%。阶拱脚处有较大的压应力区域，但比起阶穿越研究断面后围岩产生的阶拱脚处压应力区域要小很多。（4）当底部穿越研究断面后，研究断面上隧道附近围岩中均出现了压应力区域，从整体上看，隧道附近围岩中并未出现应力集中现象。
施工完成后初期支护结构主应力分析：施工完成后初期支护结构的最大与最小主应力场如图8所示，由图可看出：（1）就最大主应力场来说，初期支护拱顶外侧大部分区域受压，只在洞口处出现小范围的拉应力区，最大压应力值为0.465 MPa。初期支护结构拱顶内测区域全部受拉，洞口处部分区域发生拉应力集中，其最大值为24.6 MPa，此区域在施工中要特别注意，及时加强此区域的初期支护，必要时要加一些临时支护来确保此区域的初期支护不被拉裂。隧道边墙初期支护内侧均受拉，拉应力不大，外侧均受压，压应力也不大。隧道底部仰拱初期支护外侧受压，内侧受拉，应力值都不大。（2）就最小主应力场来说，初期支护拱顶外侧全部受压，拱顶内侧也是全部受压，只是压应力值普遍小于外侧的，隧道边墙初期支护外侧均受压，洞口处部分区域出现压应力集中，最大值为22.9 MPa，此区域在施工中也要特别注意，及时加强此区域的初期支护，必要时要加一些临时支护来确保此区域的初期支护不被压碎，隧道边墙初期支护内侧大部分区域受压，压应力值小于外侧的压应力值，洞口处部分区域初期支护内侧出现拉应力集中，最大拉应力值也不大。隧道仰拱初期支护内侧全部受拉，外侧有的区域受拉，有的区域受压，最大拉应力值出现在仰拱初期支护内侧，其值为0.0298 MPa。
4 大断面客运专线隧道三台阶临时仰拱法
4.1 开挖施工工艺及注意事项
万山隧道洞口段Ⅴ级复合段、Ⅳ级加强段以及部分隧道Ⅴ级加强段采用台阶加临时仰拱法施工，施工步序如下：（1）上部台阶开挖，开挖①部台阶；施作①部洞身结构的初期支护，即喷射4 cm厚混凝土，架立钢架；钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚，底部喷10 cm混凝土封闭。（2）中部台阶开挖：上台阶施工至适当距离后，开挖②部台阶，接长钢架，施作洞身结构的初期支护及封底，参见工序①进行。（3）下部台阶开挖：第一步：开挖③部台阶，及时封闭初期支护。参见工序②进行。（4）二次衬砌：第一步：灌筑该段Ⅳ部仰拱。第二步：灌筑该段Ⅴ部隧底填充。第三步：利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌（拱墙衬砌一次施作）。
隧道该段初期支护采用中空注浆锚杆、砂浆锚杆、钢筋网、格栅钢架、型钢钢架、喷射混凝土。支护紧跟开挖面及时施作，尽量减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松弛剥落。钢架、钢筋网和锚杆在洞外构件厂加工，人工安装钢架，挂设钢筋网，锚杆台车或风动凿岩机施作系统锚杆，喷射机械手湿喷混凝土或湿喷机喷射混凝土。施工注意事项如下：（1）在软岩土层中施作时，环向隔开一定距离隔孔钻进，避免岩体注水太多可能导致围岩面滑坍。（2）浆液严格按配合比配制，并随用随配。为保证注浆效果，止浆塞打入孔口不小于10 cm，而且待排完气后立即用快凝水泥砂浆封闭止浆塞以外的孔隙，保证在规定压力下浆液不致窜出。（3）喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，及时清除。
4.2 仰拱混凝土工艺
测量放样，由内轨顶标高，反算仰拱基坑底标高。采用挖掘机一次性开挖到位（全断面开挖爆破一次到位，暂不出碴），人工辅助清理底部浮碴杂物。将上循环仰拱混凝土接头凿毛处理，按设计要求安装仰拱钢筋，并预留与边墙衬砌连接筋。自检合格后，报监理工程师隐蔽检查并签证，混凝土输送车运输灌筑，插入式振动棒捣固。为能尽早便于行车，采用早强型混凝土。仰拱和底板施工符合下列要求。
（1）施工前将隧底虚碴、杂物、泥浆、积水等清除，并用高压风将隧底吹洗干净，超挖采用同级混凝土回填。
（2）仰拱超前拱墙二次衬砌，其超前距离保持3倍以上衬砌循环作业长度。
（3）底板、仰拱的整体浇筑采用防干扰作业平台保证作业空间；仰拱成型采用浮放模板支架。
（4）仰拱、底板混凝土整体浇筑，一次成型。
（5）填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑，不同时浇筑。仰拱拱座与墙基同时浇筑，排水侧沟与边墙同时浇筑。
（6）仰拱施工缝和变形缝作防水处理。
（7）填充混凝土强度达到5 MPa后允许行人通行，填充混凝土强度达到设计强度的100%后允许车辆通行。
4.3 监控量测
现场监控量测是判断围岩和隧道的稳定状态、保证施工安全、指导施工生产、进行施工管理和提供设计信息的重要手段。根据以往类似隧道施工经验，结合设计文件，在施工过程中，将按照现行铁路隧道喷锚构筑法技术规范的要求进行监控量测，以量测资料为基础及时修正支护参数，使支护参数与地层相适应并充分发挥围岩的自承能力，围岩与支护体系达到最佳受力状态，并在施工中进行信息化动态管理，达到确保工程质量、施工安全和进度，合理控制投资的目的。在隧道正洞洞身支护完成后，尤其是仰拱施工完毕后，喷锚支护已闭合成环，及时进行全断面监控量测，随时掌握初期支护的工作状态，指导确定二次衬砌施作时间。在取得监测数据后，及时由专业监测人员整理分析监测数据。结合围岩、支护受力及变形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较，及时绘制各种变形或应力～时间关系曲线，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况，及时向项目总工程师及监理工程师汇报。
5 结论及施工建议
在建合福高铁安徽段全长520 m的万山隧道进出口地貌属于剥蚀低山区，地势起伏小，自然坡度约15°～25°，而右侧存在明显偏压问题。隧道出口DK61+215～DK61+272段设计为Ⅴ级围岩，原设计建议采用六步CD法开挖。施工中根据我单位以往的施工经验和现在的机械配置情况，开挖方法将从Ⅴ级围岩的施工方法变更为三台阶临时仰拱的开挖方法。却确保隧道的施工安全，通过系统数值试验模拟施工过程，确定了相应的施工方案，并在施工过程中进行施工总结，提出了该段围岩三台阶临时仰拱开挖施工技术。根据以上推荐方案进行了工程施工，实践证明该方案安全可靠、经济、快速地完成了万山隧道的施工，取得了良好的经济和社会效益。
参考文献
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隧道开挖方式范文第5篇
【关键词】隧道工程；围岩变形；影响因素
1 工程概况
某隧道工程属于长大双线隧道，其上行线单洞长度为4030m，下行线单洞长度为4070m。隧道走向为南北方向，隧道开挖段面积为92m2，最大埋深超过了500m。隧道工程穿越的主要地层为河口群上岩组，穿越不良地质体较多，地质环境十分复杂，施工难度较大。该隧道工程在施工中，根据围岩条件，采取了不同的施工方法，在Ⅴ、Ⅵ级围岩中，围岩应用的是台阶法，在Ⅲ、Ⅳ级围岩中，应用的是全断面法。围岩初期支护为喷锚支护。在围岩软弱地带中，搭设钢拱架，围岩二次支护方式为复合式衬砌。
2 应用有限元模拟法分析隧道围岩力学特征
2.1 隧道工程施工中围岩塑性区变化分析
选择隧道工程下行线K106+700断面作为隧道围岩力学特征试验的研究对象，研究方法主要为有限元模拟法，通过有限元法对围岩物理力学指标进行数值模拟，最终获得不同岩石弹性模量、容重、内摩擦角、泊松比等力学指标数值。通过数值模拟与有限元网格分析，可以获得模拟计算结果，结果证明，在进行隧道开挖的初期阶段，因对围岩平衡造成破坏，受应力重分布的影响，围岩力学条件出现快速恶化，其中在塑性区，围岩变化程度最大。围岩变形突变的发生，让围岩处于一种不稳定状态。在采取喷锚支护措施后，围岩力学条件发生改善，其塑性区变化范围缩小，围岩变形逐渐趋于稳定，如下图1，为隧道工程二次衬砌后为围岩塑性区示意图：
图1 隧道工程二次衬砌后为围岩塑性区示意图
2.2 隧道施工过程中围岩变形
通知研究与数据测量发现，在隧道工程施工过程中，可以将围岩变形分为三个不同的阶段，分别为急剧变化阶段、缓慢增长阶段与基本稳定阶段。在该隧道工程施工过程中，急剧变化阶段主要发生在断面开挖之后的10d之内，在距离开挖面20m范围内，采取爆破方式进行掌子面爆破开挖，导致围岩发生急剧变形，在急剧变形阶段，其围岩变形量占围岩总变形量的一半以上。且在此阶段中，工程围岩喷射混凝土强度没有达到一定强度，且受开挖影响，对围岩原本的平衡造成破坏，存在着应力重分布效应。在施工工序影响下，围岩变形表现十分剧烈，主要表现为振荡加速趋势。随着喷射混凝土强度逐渐增加，混凝土硬化与初期支护系统作用发挥，对围岩变形进行了限制，围岩变形进入到缓慢增长阶段，其变形逐渐变小。在围岩基本稳定阶段时，开挖面与断面距离一般已经超过了两倍洞径，隧道开挖中的空间效应影响基本消失，围岩变形速度逐渐趋于平稳，最终获得再平衡。
3 隧道施工影响围岩变形的因素分析
3.1 隧道开挖方式与方法对围岩变形的影响
在进行隧道工程施工时，隧道开挖后会对围岩原本的平衡造成破坏，应力场的改变，导致其应力重新分布，寻求再平衡。由此，隧道工程的开挖方式是选择非爆破技术与爆破技术，隧道工程开挖方法是选择分部开挖法或全断面开挖，对围岩的应力状态都存在着直接影响，其影响的主要表现为位移场的变化。在本工程Ⅴ、Ⅵ级围岩中开挖方式采取的是台阶法，在台阶法开挖过程中，上半断面在收敛变形后，逐渐趋于稳定，而下半断面开挖，会造成在上半断面扰动，并会伴随着收敛出现变形突变，变形突变幅度大小与断面瞬间所出现的收敛突变存接近，但其数值并不大。在隧道工程开挖过程中，针对同一类型的围岩，采取台阶法与全断面开挖方法对围岩变形的影响程度不同，围岩中全断面开挖较之台阶法所引起的变形相对较小。采取台阶法进行隧道开挖，在开挖过程中，上台阶围岩会受到两次扰动。
3.2 支护结构对围岩变形的影响
采取支护措施，支护结构发挥作用，可以减小塑性圈范围。隧道工程支护结构建立，对围岩的应力与变形存在着直接影响。通过支护系统，限制隧道开挖围岩变形，减少围岩变形。
3.3 邻近施工对围岩变形的影响
在隧道初期支护之后，围岩变形逐渐趋于稳定，此时的围岩处于一种相对稳定状态。在隧道后期施工过程中，如进行隧道侧壁开挖等作业，会对围岩变形造成影响，围岩变形的特征主要表现为小幅震荡。
3.4 施工工序对围岩变形的影响
隧道工程施工工序是影响围岩变形的主要因素。在隧道施工中，其主要工序包括隧道开挖、初期支护、仰拱设置、隧道二次衬砌等。通过研究发现，在隧道开挖过程中，围岩变形已经产生，其变形幅度约占总体变形量的30%，在初期支护施工后，虽然对围岩变形发挥了一定的抑制作用，但围岩仍存在着40%左右的变形。通过设置仰拱，缩小隧道变形，此时，围岩变形量约为20%，经过隧道二次衬砌施工后，围岩变形逐渐稳定，变形量低于10%。在隧道施工之后，围岩重新进行稳定状态。
4 结语
在隧道工程施工过程中，岩体开挖，会对围岩平衡状态造成破坏，应力场的变化会引起岩体应力重新分布，从而出现围岩变形等问题。本文结合工程实例，通过有限元模拟法证明了隧道施工会对围岩变形造成较大影响。影响隧道围岩变形的主要因素包括开挖方法、支护结构的选择、邻近施工与施工工序等。在进行隧道施工中，需要根据其地质情况，分析围岩变化程度，从而采取对应措施，保证隧道工程施工的综合效益。
参考文献：
[1]肖君瑞.明垭子隧道围岩变形及合理支护结构的研究[D].长安大学，2010.
