隧道開挖方式精選(九篇)

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第1篇：隧道開挖方式范文

關鍵詞：水利隧道工程；洞身開挖；襯砌施工；方法；應用

隧道工程是我國社會經濟發展的主要形式，是土木工程的分支，和水利水電工程的建設相輔相成，洞身開挖與襯砌施工是水利隧道工程施工的重要形式，深刻影響整個水利隧道工程的施工質量。但是從當前發展實際情況來看，洞身開挖與襯砌施工在具體實施中會受到外界環境因素的影響出現隧道變形和坍塌等問題，這些問題嚴重制約了水利隧道工程的施工建設質量。因此，文章結合某水利隧道工程施工建設實際情況，就該工程中洞身開挖與襯砌施工方法的應用問題進行探究。

1水利隧道工程洞身開挖的主要應用形式

隧道是修建在地面以下的通路和空間，具體內涵是以某種用途為設計要點，在地面下使用規范的方式，按照規定尺寸和形狀設計出來的洞室。水利隧洞工程是土木工程的重要組成，伴隨人類社會的進步發展，隧道工程不僅被利用在水工隧洞中，也開始被人們應用到上下水道、輸電線路等大型管路通道中，在多個領域得到了廣泛的應用【1】。

1.1臺階開挖技術形式

在水利隧道工程施工中，施工單位需要根據施工場地的實際情況來選擇適合的洞身開挖技術開展施工。其中，臺階開挖技術形式十分適合被應用到地勢結構復雜的水利隧道工程中。在具體施工中施工人員需要對施工地點開展必要的保護措施，通過臺階的方式來對石土方進行挖掘，在挖掘的過程中施工人員還需要對臺階的高度做出全面的控制，將臺階的長度控制在50m到80m之間，形成圍繞環型，從而更好的提升水利隧道工程的施工質量【2】。

1.2光面爆破技術形式

水利隧道洞身開挖深受外界多個環境因素的影響，在外界因素的干擾下容易出現變形、坍塌的問題。在水利隧道工程施工的過程中施工人員還需要對隧道洞身本身所使用的技術形式進行全面的分析。從實際應用情況來看，爆破施工技術也是水利隧道工程施工中的常用技術形式，在應用這項技術的時候需要做好施工現場保護工作，從中心地開始光面爆破工作。在實施爆破操作的時候需要預留相應的核心土層巖柱，將土層巖柱的高度設定在5m左右，預留厚度在70cm到100cm之間【3】。

2水利隧道工程襯砌施工技術的應用形式

2.1測量放線中的應用形式

在基本渠坡建設完成之后需要施工人員在施工現場開展全方位的測量工作，在實施測量操作的時候施工人員要注重保持測量線之間的水平高度，即將水平高度控制在2.6m左右，將測量線之間的間隔距離控制在9m左右。另外，在隧道測量放線工作中施工人員需要在適合的位置設定高程點，并通過對高程點的合理利用來提升襯砌施工質量。

2.2工程養護應用形式

混凝土材料水利隧道工程襯砌施工的常見技術形式，在使用這類材料施工之后施工人員還需要做好施工現場的后期維護管理，嚴格關注和把控混凝土振搗、混凝土密實處理工作。在實施養護操作的時候施工人員可以利用噴霧的形式來完成混凝土表面的保護工作，使混凝土表面始終保持濕潤的狀態。

2.3一次支護中的應用形式

水利隧道工程施工量和施工規模龐大，所涉及的施工環節也比較多，一次支護就是一項重要對施工環節。在實施一次支護的時候要求施工人員能夠應用先進的施工設備來將工模運輸到施工現場，對工模實施全面的剪裁，而后完成鋪設工作，并做好支護邊緣的壓實處理【4】。在實施一次支護施工操作的時候需要施工人員嚴格按照規范的標準來控制土層面層之間的間隔距離，一般每一個土層面間的距離為10cm，最大程度上避免發生干擾的現象。在水利水電隧道一次支護過程中，施工人員要對每一個土層進行全面的連接。在實施土層連接和一次支護施工操作的時候還需要安排專門的人員來完成連接操作，一般情況下雙縫連接是一次支護施工的常用連接形式。在連接施工結束之后，施工人員還需要在連接地點開展后續的打孔工作，并在打孔操作中檢驗其質量是否合格，避免出現質量相對較差的工程【5】。

3某水利隧道工程施工建設的實際情況

文章所研究水利隧道工程的總體程度為10.932千米，工程的等級設定為一級，正線施工為單數，限制傾斜坡度為12%，最小曲線半徑為120mm，牽引線為內燃線，牽引質量為1350噸。隧道工程項目包含筆架山二號隧道、北衙隧道。北衙隧道是整個工程施工的難點，在施工中隧洞全程會涉及到兩個施工橫洞，長度分別為190.54m和695.79m。

3.1地形地貌

二號隧洞為中山地貌，出口端位于中山峽谷區域，地勢呈現出左邊高右邊低的特點，進出口端陡峭，地面高程為1980m到2370m。，隧洞的高度差為390m，洞身地段比較平緩，起伏坡度在10度到25度之間。北衙隧道為溶蝕、剝蝕構造的中山地貌，進出口位于中山峽谷地貌區。地勢左邊高右邊低，自然坡度在30度到50度之間，高程范圍在2000m到2500m之間。地區周圍交通便利，但是洞身和出口端的交通不夠便利【6】。

3.2地質

隧道所在區域為第四系全新統滑坡堆積、崩積、錯落堆積的地貌，在整個區域范圍內分布了比較多類型的土質。隧道所在區域地震峰值的加速度為0.2g。測試地區多數溝槽屬于季節性水流，區域范圍內沒有出現大面積的地表水體，地表水質會對混凝土帶來腐蝕。地區范圍內存在的不良地質包含滑坡、錯落、巖堆、泥石流、巖溶。

4文章所研究水利隧道工程洞身開挖方案的選擇和設計

4.1水利隧道洞口施工方案

隧道洞口段按照短進尺、弱爆破、強支護、頻測量的原則來開展施工，在施工的過程中還需要及時做好洞口邊坡防護和洞頂截排水設施的安排。

4.2正洞洞身的開挖施工

整個工程三級圍巖結構采取了全斷面開挖的模式，在斷面開挖的過程中采用了多功能臺架配合人工手持風鉆鉆研的開挖模式，所有全面光面爆破一次成型。四級圍巖采取了臺階法開挖形式，上下臺階采用了多功能臺階和人工手持風鉆配合的爆破形式。

4.3裝渣運輸方案

整個標段隧道除了車場灘斜井、一號斜井之外的其他正洞好輔助坑道都是用了無軌運輸模式，單線采用了裝載機裝渣，雙線采用了挖掘裝載機裝渣。自動卸載車輛會將工程多余的殘渣運輸到垃圾場之外到地區。正洞隧道出渣專門使用了裝載機設備，汽車在將廢棄料運輸到斜井井底的渣場之后還需要通過轉運措施來將其運送到礦車上，在斜井提升機的作用下將其運輸到廢棄渣棧橋之外的地方。

5文章所研究水利隧道工程襯砌施工技術

5.1初期支護施工方案

基于地區的地質環境特點，文章所研究水利隧道工程在建設的初期階段就配合使用多個類型的臺階和人工風鉆孔、錨桿、立拱架來完成材料的噴灌。在整個工程開挖施工之后還需要在初期階段做好必要的封閉圍巖管理工作。

5.2仰拱填充、結構防水、二次襯砌施工

仰拱和隧底施工在隧道底部開挖支護完成之后進行，在完成這項工作之后還需要施工人員能夠對現場施工做出必要的指導，從而保證施工過程中的交通不間斷。排水盲管和防護板會采用專用作業臺架和人工鋪設的結合作用模式，拱墻襯砌采取12m液壓模板臺車完成整體全斷面的襯砌施工，混凝土被運輸到攪拌站完成生產加工。

5.3水利隧道工程施工設施的配備

第一，施工排水方案。順坡開挖隧道排水采取的是順坡自然排水的形式，在具體實施操作的時候僅僅在開挖面和仰共區間來設置抽水設備，將施工過程中產生的廢水抽到成型的水溝內部，沿著自然順坡排出到隧道外的污水池中，由專業人員處理污水池中的污水，在處理達標之后將其對外排放。后坡開挖隧道排水主要采取的是潛水泵緊跟開挖作業面的形式，在隧道洞內部會設置移動水廠，開挖作業面所涉及到水會被抽送到移動水倉內部，借助移動水倉中的抽水機將水抽送到洞口或者順坡地段，而后引導洞外的污水處理池中，經過一系列的處理之后最終排放出來。第二，施工現場的通風方案。在文章所研究的水利隧道工程中采用獨頭壓入的通風方式，根據施工現場的實際情況綜合選擇應用巷道式通風方案和接力通風方案。第三，不同地址地貌施工方案的制定。在水利隧道工程施工中對于斷層破碎帶、軟弱圍巖地段、洞口淺埋地段要做好前期地質預測預報工作，按照短進尺、強支護、弱爆破和分布開挖操作的原則來組織施工人員開展施工。對于碳質板巖變形較大的地段則是需要做好前期階段的地質勘查預測和監督控制工作，根據監督控制的結果來開展超前支護施工，提升水利隧洞工程的初期支護強度和剛度。第四，水利隧道工程的超前地質預報和監督測量。①超前地質預報。不同地質、水文環境下水利隧道施工所面臨的情況不同，為了能夠確保水利隧道工程施工的順利進行，需要施工人員做好隧道超前地質預測預報工作。在工作預報中常用的預報方式有地質素描、地質調查、地質雷達、長距離地質超前預報、炮眼超前鉆孔預報等。②監督測量。在水利隧道工程的過程中需要做好洞內外觀察、地表下沉和水平監測工作。在施工的過程中為了能夠更好的反映出圍巖支護結構的變形情況，可以使用無尺量測量方式來測量拱頂下沉情況，在監測之后還需要綜合整理監測數據信息繪制拱頂下沉、水平位移參數曲線，并由施工人員應用先進的學科知識對隧道工程初期階段的時態曲線開展回歸分析。第五，機械化配套方案的實施。①鉆爆作業線。在水利隧道工程施工的過程中選擇使用多功能作業架實施光面爆破施工。②裝運作業線。無軌運輸使用側卸載機裝渣設備，配合反鏟完成施工。有軌運輸斜井使用反鏟裝渣，卷揚機牽引礦產運輸車運輸。③噴錨施工。在實施噴錨施工作業的時候要使用到多功能作業臺架、風動打錨桿眼。④襯砌作業。在隧洞外設置專門的混凝土自動化計量拌合站來生產混凝土，使用12m的液壓模板臺車完成襯砌施工，并使用專門的運輸車輛來完成混凝土運輸。

6結束語

文章結合某水利隧洞工程施工發展實際情況，從洞身開挖和襯砌施工方式應用兩個角度著重分析了優化隧道工程施工的具體對策，根據不同圍巖等級來采取不同的開挖方式，開挖之后還需要及時做好初期支護封閉圍巖和二次襯砌處理，從而使得整個工程施工能夠達到預期的襯砌施工效果。

參考文獻

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[4]王新增.新奧法在嶺南高速公路隧道施工中的應用[J].筑路機械與施工機械化,2007,(010):48-50.

[5]惠波.新奧法施工技術在公路隧道工程中的應用[J].工程技術研究.2018,(04):35-36.

第2篇：隧道開挖方式范文

Abstract： According to the author's construction experience on the Deshang high-speed railway A6 Huaiyushan tunnel engineering， this paper introduces the use of micro level excavation construction method to ensure the safe and fast driving of Ⅳ andⅤ surrounding rock， reduce construction costs， conduct the tunneling boring in a safe， low-cost and short cycle situation， and avoid the collapse caused by too long excavation stage and not timely closed looped initial support， to provide a reference for future similar tunnel entrance construction project.

關鍵詞： 隧道工程；微臺階開挖；施工技術

Key words： tunnel project；micro level excavation；construction technology

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）12-0155-03

0 引言

在以往隧道施工中，為了安全快速的掘進，一直延用的是短臺階法，但在短臺階法施工中，上、下導臺階在交叉施工過程中存在相互干擾大，影響施工進度、造成機械人員窩工等缺點。為了解決這些問題，確保懷玉山隧道的施工進度和節約施工成本，避免傳統的上、下臺階法在施工過程中相互干擾大、開挖臺階過長、初期支護未及時封閉成環造成隧道塌方的弊端，采用微臺階開挖施工工法，嚴格按“短開挖、強支護”的原則，利用一個開挖臺架完成上下臺階的鉆孔、裝藥，同時爆破、同時出碴，以此縮短工序間的銜接時間，同時給后續工序提供更大的空間，縮短了掌子面與仰拱、二次襯砌之間的距離，為今后類似隧道工程施工開挖提供參考。

1 工程概況

該標段施工的懷玉山隧道右線起止里程為YK21+013～YK22+700，共1687m，其中采用微臺階法開挖共計863m，懷玉山隧道左線起止里程為ZK21+002～ZK22+700，共1698m，采用微臺階法開挖共計853m。圍巖多為強風化花崗巖，因而隧道施工必須遵循“安全第一”的原則，按照“弱爆破、短進尺、強支護、早襯砌”的施工方法進行施工。

2 施工方法及技術措施

2.1 施工總體方案 為了使隧道安全、快速的掘進，避免由于開挖臺階過長、初期支護未及時封閉成環造成隧道塌方，嚴格按“短開挖、強支護”的原則，采用微臺階開挖施工方案，即在懷玉山隧道Ⅳ、Ⅴ級施工時，根據設計圖紙及現場實際情況，采用一個開挖臺架并在開挖臺架上增設拼裝式懸臂平臺來完成臺階的鉆孔、爆破、出渣、支護，以此縮短施工工序之間的銜接時間，縮短掌子面與仰拱、二襯之間的距離，進行安全快速的洞身開挖。

2.2 各工序施工方法

2.2.1 工藝流程 如圖3-圖6。

2.2.2 微臺階施工方法

2.2.2.1 Ⅳ級圍巖每循環開挖進尺2m，Ⅴ級圍巖每循環開挖進尺0.8m。

2.2.2.2 上臺階可超前3-5m，利用一個開挖臺架完成上下臺階的鉆孔、裝藥，同時爆破、同時出碴。爆破采用光面爆破。

2.2.2.3 開挖輪廓線的確定。隧道開挖輪廓線考慮隧道設計內輪廓尺寸、初期支護及二次襯砌設計厚度及預留周邊圍巖變形量確定；隧道采用構件支撐，開挖時預留支撐沉降量，以保證襯砌設計厚度。

2.2.2.4 鉆爆施工。中線、水平控制點布設：為便于檢查開挖斷面的尺寸及形狀，在施工中設置控制點。中線施工控制點在直線地段每10米設一個，曲線地段每5米設一個，中線控制點應設在拱頂處，水平施工控制點每10米設一個。中線、水平基點布設：距開挖面每50米埋設一個中線樁，每100米設一個臨時水準點。鉆眼前定出開挖斷面中線、水平線，用紅油漆準確繪出開挖斷面輪廓線，并標出炮眼位置，經檢查合格后方可鉆眼。（表1）

①定位開眼。人工搭建施工平臺配多臺風動鑿巖機鉆眼，其軸線與隧道保持平行。就位后按炮眼布置圖正對鉆孔。對于掏槽眼和周邊邊眼的鉆眼精度要求比其它眼要高，開眼誤差控制在5cm內。（圖7）

②鉆眼。按照不同孔位，將鉆工定點定位。要求鉆工熟悉炮眼布置圖，具有熟練操作鑿巖機械的能力，尤其是鉆周邊眼，應該安排經驗豐富的老鉆工實施，并安排專人進行指揮，必須保證鉆周邊眼工作的順利安全實施，且滿足相關的施工要求。另外，根據眼口位置巖石的凹凸程度調整炮眼深度，保證炮眼底在同一平面上。

施工時控制好炮眼的角度、深度、密度，使之符合設計要求，是保證光爆質量的關鍵之一，為此，需符合下列精度要求：1）掏槽眼：眼口間距誤差和眼底間距誤差必須小于等于5cm。2）輔助眼：眼口排距、行距誤差都必須小于等于5cm。3）周邊眼：沿隧道設計斷面輪廓線上的間距誤差應小于等于5cm；眼底不超出開挖斷面輪廓線10cm，最大不得超過15cm；眼深誤差不宜大于100mm。

內圈炮眼至周邊眼的排距誤差不大于5cm，炮眼深度超過2.5m時，內圈炮眼與周邊眼宜采用相同的斜率。

如果開挖面凹凸較大，應根據實際情況調整炮眼深度，同時對藥量進行相應調整，保證除了掏槽眼之外的炮眼底都在同一垂直面上。

③清孔及成孔檢查。鉆眼完成后，嚴格成孔檢查。依照相關的規范要求進行檢查并做好記錄，一旦發現不符合規范標準的炮眼重鉆，必須采取有效的修正措施，只有在檢查符合規范標準的基礎上才能進行裝藥爆破，同時要求裝藥前，用高壓風、水將炮眼內泥漿、石屑吹洗干凈。

④裝藥。裝藥分片分組，按炮眼設計圖確定的裝藥量自上而下進行，雷管要“對號入座”，要定人、定位、定段別，依照相關規范要求進行裝藥。

⑤出碴。隧道出碴根據現場施工條件及棄渣場距離，本工程配斗容3m3裝載機一臺裝碴，挖機清底，自卸汽車10臺運輸。鋼架加工可采用工廠化制作方案，亦可在現場加工制作。現場加工可在工點按1：1胎模熱彎制成，加工后要試拼，允許誤差為：沿隧道周邊輪廓偏差為±3cm，平面（翹曲）偏差±2cm。接頭連接，要求每榀之間可以互換；鋼筋鋼架的腹部八字形單元可在工廠壓制，運至現場后再分段胎模焊接而成。

2.2.2.5 鋼架安裝。鋼架在初噴砼后安裝，要求盡量與圍巖靠近，但需留2～3cm間隙作混凝土保護層。鋼架安裝確保兩側拱腳必須放在牢固的基礎上。安裝前必須保證底腳處的干凈整潔；拱腳標高不足時，應設置鋼板進行調整，必要時可用混凝土加固基底，禁止用土、石回填；拱腳高度應低于上半斷面底線15～20cm，當拱腳處圍巖承載力不夠時，應向圍巖方向加大拱腳接觸面積。鋼架嚴格按設計架設，應嚴格控制中線及標高，鋼架安裝允許偏差橫向和高程均為±5cm，傾斜度不得大于2°。分片鋼架在開挖面組裝成整榀鋼架，每節連接螺栓應擰牢固。鋼架立起后，根據中線、水平將其校正到正確位置，然后用定位筋固定，并用縱向連接筋將其和相鄰鋼架連接牢靠，鋼架與壁面間用鋼楔或混凝土墊塊楔緊。

2.2.2.6 初期支護噴砼。上下臺階可同時進行噴漿支護。噴射混凝土應采用濕噴工藝進行施工。濕噴機工作時要求系統風壓不小于0.5MPa，風量不小于10m3/min，工作風壓一般控制在0.4～0.5MPa。施工要點：

噴射作業分段、分片由下而上順序進行，每段長度不宜超過6m。

一次噴射厚度應根據設計厚度和噴射部位確定，初噴厚度不小于4～6cm。

首層噴砼時，要著重填平補齊，將小的凹坑噴圓順。巖面有嚴重坑洼處采用錨桿吊模噴砼處理。

噴射作業應以適當厚度分層進行，后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行。若終凝后間隔1h以上且初噴表面已蒙上粉塵時，受噴面應用高壓風水清洗干凈。

作業開始時，應先送風，后開機，再給料，待砼從噴嘴噴出后，再供給速凝劑；結束時，先關閉速凝劑計量泵，之后停止供料，待噴嘴殘留的少量砼和速凝劑完全吹凈后，再停風。

噴射機的風壓，應滿足噴頭處的壓力在0.1MPa左右。噴射作業完畢或因故中斷噴射時，必須將噴射機和輸料管內的積料清除干凈。

噴頭距巖面距離以0.6m～1.2m為宜，與受噴面基本垂直，噴射料束與受噴面垂線成5°～15°夾角時最佳；噴射時，應使噴射料束螺旋形運動。

當巖面普遍滲水時，可先噴砂漿，并加大速凝劑摻量，在保證初噴后，按原配比施工。當局部出水量較大時采用埋管、鑿槽、樹枝狀排水盲溝等措施，將水引導疏出后，再噴砼。

鋼架與壁面之間的間隙應用混凝土充填密實；噴射混凝土應由兩側拱腳向上對稱噴射，并將鋼架覆蓋。

噴混凝土終凝2h后，噴水養護，養護時間不少于7d；氣溫低于+5℃時，不噴水養護。

2.2.3 微臺階施工時注意事項 當進行微臺階施工時為保證施工安全質量，特別注意以下幾點：

2.2.3.1 裝藥：為控制超欠挖，應按光面爆破控制裝藥量，周邊眼采用間隔裝藥方式。

2.2.3.2 起爆順序：掏槽眼輔助眼周邊眼底板眼，底板眼可較常規裝藥量大，目的是起到拋碴作用。

2.2.3.3 噴射砼：采用濕噴砼不僅可以保證噴射砼的強度質量，還可以有效降低粉塵和回彈量。

2.2.3.4 初期支護完成后，要布設監控測量點，對開挖支護完成后的斷面經常進行量測，如有異常及時補測，及時對觀測數據進行整理，包括觀測數據計算、填表制圖、誤差處理等。

2.2.4 安全措施 采用微臺階法施工時，由于是上下臺階平行推行，在下臺階開挖前應該保證上臺階已經發揮作用的初期支護一切正常，所有的步驟都嚴格按照相關的規范標準進行。另外，要求上臺階最少有一榀鋼架在下臺階開挖后不形成懸空，只有這樣才能保證該方案的順利實施，只有在施工的過程中嚴格控制和管理各項施工工序，保證每項施工工序都符合相關的規范標準，避免不安全因素的出現。

因掌子面存在個別工序間的交叉作業，一個作業面內可能存在人員、機械同時施工的情況，必須嚴格規定人員進出線路；開挖臺架移動過程中，要求周圍10米范圍內無人。最好選擇比較平順的道路，在移動的過程中盡量保證臺架不動。

專業性很強的工種必須經過相關部門培訓，取得相應資格證書才能上崗，比如電工、電焊工、爆破工等；為保護作業人員安全，應焊接安全防護網在臺架作業平臺周邊；作業臺架照明采用36V安全電壓；要求進入作業面的作業人員穿著規定的服裝，嚴禁穿著違禁服裝；爆破15min后，檢查人員才能進入掌子面檢查，并且只有在確定安全的情況下才能開展下一步的工作，即安排專人清除松動石塊；要求射砼全體工作人員都必須配戴口罩，噴射手還應該配戴臉部防護罩，因為其在作業的過程中很容易受到那些回彈小石子的傷害，也正因為如此要求噴射點5m范圍內不得站人。

2.2.5 環保措施 依照相關規定標準排放施工引起的“廢煙、廢氣、廢水”及堆放廢物。

隧道內所有排出洞外的水都必須經過嚴格的處理，符合相關規定標準后才能排入指定地表水體。

爆破后會產生很多的粉塵污染物，這時應該及時進行通風、灑水，最大程度地減少其對人體造成的損害；為了提高噴射砼強度質量、減少回彈，噴射砼應采用濕噴工藝，如此可有效減少噴射砼粉塵對人體造成的損害。

3 結束語

通過采用微臺階法開挖，縮小各工序銜接時間差，加快施工進度，減少了人員、設備窩工。采用微臺階法開挖每月可多開挖20m左右，同時節約了單位產值的勞動力和機械成本采用微臺階法開挖隧道，可給后續工序創造更多的作業空間，仰拱距掌子面的安全距離完全可控，安全管理、文明施工等都得到極大的提高。

參考文獻：

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[3]JTG D70-2004，公路隧道設計規范[S].北京：人民交通出版社，2004.

第3篇：隧道開挖方式范文

關鍵詞：施工安全；隧道；技術控制

Abstract: the small sand to duck of zhoushan dinghai cen line highway rebuilding project enterprise tunnel construction began in 1994, put into use in 1998. At that time by conditions, without formal tunnel geological survey, design basis is insufficient, tunnel lining were low, no perfect parameters and drainage system. In addition, the tunnel construction is not standard, super owe dig is serious, combining with the collapse period of treatment, the link to the construction safety and technical measures are discussed.

Keywords: construction safety; Tunnel; Technology control

中圖分類號： U455 文獻標識碼： A 文章編號：

一、工程概況

舟山市定海小沙至鴨岑線公路改建工程大嶺隧道位于本工程K5+449.5-K5+838段，全長388.5m，該隧道1994年開工建設，1998年投入使用。受當時條件限制，隧道未進行正式的地質勘察，設計依據不足，支護襯砌參數偏低、沒有完善的防排水系統。此外，該隧道施工不規范，超欠挖現象嚴重，隧道施工過程中曾出現大坍方一處，小坍方多處，雖然最終完工并投入使用，但質量較差，存在一定的隱患。

2003年該隧道出現滲漏水及局部裂縫，為保證安全，對該隧道進行了套襯加固處理和滲漏水整治。加固后，隧道凈空斷面減小，隧道全寬減為8.4m，凈高約4m。經過幾年的運營，在套襯砼局部又出現縱向裂縫，同時，原塌方段也出現不同程度的滲漏水，表明該隧道安全，滲漏水隱患未徹底根除。

在本工程中，為節省投資，根據省廳浙交復2006114號文件，考慮對大嶺隧道改造后利用。受老隧道凈寬8.4m限制，難以按60km/h改造（正常凈寬為10m），只能勉強滿足40km/h（正常凈寬9m）要求。原有改造設計主要包括以下內容：第一，老隧道下挖73m后直墻重新落底，使隧道凈高達到4.5m滿足40km/h要求；第二，對原隧道套襯縱向裂縫進行處理：首先采用錨桿加固，然后在裂縫位置鑿槽，灌注環氧樹脂；第三，對隧道原塌方段不同程度的滲漏水進行排、堵結合綜合治理。

二、項目存在的隱患及解決措施

項目部根據原有改造方案進行下挖，在施工中發現原有設計下挖方案存在以下幾個問題，主要有滲漏水隱患和安全隱患。

1、滲漏水隱患

1.1 隧道拱頂縱向裂縫處理需打錨桿，直墻落底前需打鎖腳錨桿，兩種情況均將無法避免破壞原有防水板。

1.2 直墻新、老砼水平接縫及直墻砼跳馬口施工的豎向接縫難以有效防水。

1.3 下挖后襯砌背后裂隙水的引排比較困難。

1.4 原塌方段由于未施工套襯，沒有完善的防排水體系，滲漏水綜合治理效果難以保證。

2、安全隱患

經對套襯砼裂縫形成原因進行分析，認為老隧道圍巖應力較大，以至于套襯施工不久后也出現縱向裂縫。本次改造設計用錨桿加固，雖然暫時能抑制裂縫發展，但若干年后仍可能出現裂縫。

鑒于存在以上種種問題及隱患，項目部向業主、駐地辦、設計單位提出對大嶺隧道設計方案進行變更，并上交了擴孔開挖初步的設計方案及施工思路。2007年4月6日定海區交通局組織召開了大嶺隧道設計方案專題論證會議，共同探討下挖落底方案的利弊及其他方案的可行性。會議認為大嶺隧道下挖改造只能基本滿足使用要求，安全隱患仍然存在，并且原滲漏水位置雖經處理，但難以根治，同時由于下挖直墻落底又新增了滲漏水薄弱環節。為解決以上問題，會議提出了擴挖方案和改線。考慮到重新選擇隧道線位將受地形、地貌限制同時征地及拆遷工程量大，對周圍自然環境破壞大，會議認為應保持原隧道線位不變，采用擴挖方案：即拆除老隧道襯砌，擴挖后按新建隧道支護、襯砌。該方案不但能徹底解決安全、滲漏水隱患，避免出現“3年1小修，5年1大修”的現象，而且與全線設計標準統一，滿足行車速度60km/h要求。擴挖方案不足之處是原隧道地質較差，又有老塌方段，費用很高，需增加許多投資，同時塌方段處理存在一定風險。

根據會議紀要意見，本次按60km/h設計速度進行擴挖設計，進出洞口各增加一段明洞，進洞口樁號為K5+405，出洞口樁號K5+853，隧道總長度為428.06m。

三、地質構造穩定性情況

區域上主要發育北東向斷裂。隧址區主要發育近南北向、北西西向斷裂構造。現簡要描述如下：

1、F1斷層

走向近南北，大部分位于隧道左側，與隧道軸線平行，且小部分與隧道重合。在里程K5+540-K5+640附近與隧道相交。在頂鞍部的廟后（里程約K5+635），F1斷層產狀280°∠75°。在出洞口左側見到斷層呈直立產出。斷裂帶內巖石較破碎，次級節理裂隙較發育，斷裂帶寬約10-20m，與隧道軸線部分重合或呈小角度相交，對隧道影響極大。

2、F2斷層

在里程K5+660附近通過，走向北西西，傾角近直立。斷裂帶內巖石較破碎，裂帶寬約3-5m。與隧道軸線呈大角度相交。

場區內受F1、F2斷層及其影響帶，地下主要為構造裂隙水，施工時漏水現象，巖石破碎，大部分地段穩定性較差。

根據《浙江省構造體系與地震分布規劃圖》及其《說明書》，場區屬慈溪～定海地震帶，該地震帶處于昌化～普陀近東西向導震大斷裂帶東段，歷史上曾發生過5.5級地震（定海），近期在舟山本島東側發生4級以上地震二次，微震達三十次之多，表明近期地震活動性較強。根據《中國地震參數區劃圖》（GB18306-2001），本區地震動峰值加速度系數為0.100。

第4篇：隧道開挖方式范文

首先計算地鐵隧道受基坑開挖作用所產生的附加荷載，然后在Winkler地基模型的基礎上建立地鐵隧道縱向變形影響的基本微分方程，根據Galerkin方法將該方程轉換為一維有限元方程進行計算，同時研究其他因素諸如小同隧道埋深、距離基坑開挖現場遠近、小同地基土質和小同隧道外徑等對隧道縱向變形的影響。所得的成果對于合理制定針對基坑開挖而對臨近地鐵隧道實施的保護措施具有十分大的積極意義。

關鍵詞：兩階段分析法 基坑開挖 地鐵運行

1引言

城市地鐵的建設極大地推動了城市房地產的開發，使得在地鐵沿線形成房價高漲卻仍然如火如荼的局面，然而因此卻也造成了地鐵隧道受附近高層建筑施工中基坑開挖的影響甚至致使地鐵正常運行收到影響的現象，更有甚者，有些高層建筑的基坑就處于地鐵隧道的上方，緊鄰隧道，由此會引起隧道縱向不均勻沉降，從而嚴重威脅隧道結構安全和地鐵列車安全。因此，針對基坑開挖對地鐵隧道的影響進行研究并提出相應的建議具有很重要的實際意義。

要解決該種工程問題主要是運用應力控制有限元數值模擬方法。該方法的特點是在模擬基坑開挖的同時，將周圍土體和地鐵隧道看作一個整體進行分析，其中采用殺死單元技術來模擬基坑開挖，然后反向施加開挖邊界節點力來模擬土體應力釋放。FCFEM最大的優勢是其能夠模擬隧道與土體間復雜的相互作用以及土體的彈塑，此外基坑施工過程也可以較好模擬，但利用FCFEM進行彈塑性變形分析時，得到的土體附加應力場的準確性在很大程度上取決于土體本構模型及其參數的選取。此外，由于FCFEM工作量較大，計算往往需要專業軟件并且建模復雜，故較大限制了該方法在一般工程中的推廣應用。

目前該領域存在的有限元建模復雜與計算耗時的缺點亟待改進，有鑒于此，本文提出運用兩階段分析方法來分析基坑開完低于周邊已經在運行的地鐵所造成的縱向變形的影響。由于基坑開挖引起的坑底和四周坑壁土體同時卸荷所產生的影響也能為該方法所考慮到，故而更加符合工程實際。

2用兩階段分析法分析地鐵隧道變形影響

2.1作用在地鐵隧道上的附加應力

在本文分析中作用在隧道軸線上的附加應力可基于Mindlin基本解積分求得。計算中的基本假定為：土體為彈性半空問內的均質土體，隧道縱軸線方向平行于矩形荷載作用區域的長邊或短邊，不考慮隧道存在對土體附加應力的計算影響。

2.2地鐵隧道縱向變形理論

在Winkler地基模型中地基基床系數k的取值至關重要。地基土層分布情況及其壓縮性、基底面積和形狀以及與荷載和剛度有關的地基應力等許多復雜因素都影響著該值在Winkler地基梁上和彈性半空問地基梁上能夠得到相同的位移值和彎矩值。隧道與土體之問保持彈性接觸，用不間斷分布的彈簧來模擬兩者之問的相互作用，隧道與土體問不發生分離，滿足變形協調條件。隧道所受到的外力荷載一部分來白基坑開挖引起的土體附加荷載，一部分來自地基彈簧給予的外載。通過對彈性地基上長梁的試驗研究證實，梁的強度明顯影響著地基基床，給出了既能反映土層性質（土體泊松比和彈性模量），又能體現梁本身性質（截面寬度和抗彎剛度）公式。Attewelh's]采用Vesic所提出的地基基床系數計算公式就隧道開挖對周邊管線和建筑物的影響進行了研究，表明在線彈性分析中相同荷載作用移。

3地鐵隧道所受附加應力影響因素分析

（1）距離施工荷載遠近對豎向附加應力的影響為土體泊松比為0.4 ，隧道軸線位于地表以下15 m、偏離荷載中軸線不同程度時作用于隧道縱向的附加應力分布，中顯示應力值隨隧道縱軸坐標的增加而迅速減小，而且隧道位于荷載投影面以內應力值的降幅要遠大于位于荷載投影面以外的降幅，同時可以看出距離荷載遠近對應力值影響較大。

（2）不同隧道埋深對豎向附加應力的影響

隧道軸線與矩形分布荷載中軸線投影重合時不同隧道埋深時其縱向的附加應力分布，中顯示應力值隨隧道縱軸坐標的增加而迅速減小，埋深越小，豎向應力分布越集中，向兩側減小的幅度越大。

臨近荷載作用是導致地鐵隧道縱向不均勻沉降的重要因素之一，為此在地鐵附近進行基坑施工必須采取有效的技術措施來控制隧道的位移。《上海地鐵保護技術標準》規定：建筑垂直荷載（包括基礎地下室）及降水、注漿等施工因素引起的地鐵隧道外壁附加荷載不得大于20 kPao

4地鐵隧道縱向變形影響因素分析

（1）不同隧道埋深對其縱向變形的影響是隧道軸線與矩形分布荷載中軸線投影重合時不同隧道埋深引起隧道的豎向最大位移和最大彎矩。當隧道埋深較小時，分布即通過增大土體x聚力和內摩擦角，增大土體彈性模量，使得基床系數k增大，從而減小隧道變形。荷載離隧道較近，所引起的豎向附加應力也較大，從而使隧道的位移和彎矩值都較大。隨著隧道埋深的增加，隧道結構的最大位移和最大彎矩值迅速減小。所以，存在一定覆土厚度對保障地鐵隧道的安全運營有重要意義。由相關規范規定，在城市軟土區采用盾構法施工的覆土層最淺也不得小于盾構的直徑。

（2）不同地基土質對隧道縱向變形的影響

隧道埋深為15 m，且縱軸與矩形分布荷載中軸線投影重合時不同地基土質引起隧道的豎向最大位移和最大彎矩曲線。由看出，隨著地基基床系數的增大，隧道最大位移和最大彎矩明顯減小。可見，為確保隧道結構安全，在進行隧道縱斷面選線時，應該盡量選擇土質較好（即地基基床系數值較大）土層。此外，為降低臨近施工對已建地鐵的擾動，對隧道周圍土體加固的原理也緣于此。

5結論

本文在計算基坑開挖引起的土體附加應力時綜合考慮了坑底土體卸荷效應以及四周坑壁的卸荷效應，因此，本文建立的計算模型與實際工程更加接近。本文運用兩階段分析方法，明確了力學傳遞機制，指出了計算基坑開挖所引起的隧道位置處的土體附加應力，這與隱含于土體本構模型及其參數選取中的整體有限元數值模擬方法相比，是最大的特點與長處。本文通過對地鐵隧道縱向受力變形不同影響因素的研究，得出縱向受力變形受其不同隧道埋深、距離荷載遠近、不同地基土質和不同隧道外徑等因素較明顯的影響。

第5篇：隧道開挖方式范文

【關鍵詞】近距離交疊隧道；影響；crd法；臺階法

引言

在近距離交疊隧道開挖施工，會對其圍巖產生較大影響，研究不同開挖方式，針對crd法與臺階法，模擬其在近距離交疊隧道施工中的影響，并為之采取改進措施，提升近距離交疊隧道施工質量安全，以下對此做具體分析。

1、淺析兩種施工方法

1.1crd法

crd法，適用于軟弱且大斷面隧道施工場合；應用隔壁、仰拱把斷面上下、左右進行分割開挖，并且在施工過程中，每一步都要求臨時仰拱（橫撐）閉合。

1.2臺階法

臺階法中，可以分為正臺階法與反臺階法。前者適用于穩定性較差的巖層施工，可以將整個坑道斷面分為幾層，由上向下分部進行開挖，每層開挖面的前后距離較小而形成幾個正臺階。后者主要用于穩定性較好的巖層中施工，也可以將整個坑道斷面分為幾層，在坑道底層先開挖寬大的下導坑，再由下向上分部擴大開挖。

2、模擬分析crd法、臺階法對近距離交疊隧道的影響

2.1近距離交疊隧道案例

實際工程中，該隧道施工項目，全長6827m，是雙連拱結構，全長 705m，其大跨雙線長度是182m；右側設長為6854m貫通平導。該偏近距離交疊隧道地質情況較為復雜，具備溶洞、暗河以及落水洞等巖溶現象。

2.2數值模擬分析

應用FLAC3D有限差分程序，對近距離交疊隧道施工進行數值模擬，如下圖1、圖2所示：

對crd法以及臺階法施工中引起的地表沉降進行預測規劃。計算結果見表1。

從中我們可以看出，針對近距離交疊隧道開挖施工中，針對近距離交疊隧道施工中，應注意避免偏壓，可以在淺埋隧道洞口段施工中，對于其最大彎矩處，確保其應力可以分布在中隔墻之上，以此來承受荷載，故此應該確保開挖的輪廓線圓順，避免荷載應力集中。

2.3影響分析

近距離交疊隧道施工中，在其下部開挖中應用CRD法，由于每個開挖面支護限制塑性區演化，從而可以減少施工中的塑性區范圍。CRD 法開挖近距離交疊隧道時，拱頂累積位移量會產生變化，開挖初始影響距離僅為12m；在開挖面0～7以及10～17m位置處，近距離交疊隧道拱頂位移量變化則較為明顯；然而在開挖面-4～7m處，隧道拱頂位移量變化顯著。CRD法施工時，每開挖步施工完畢后開挖面能夠封閉成環，可以有效減小圍巖塑性區拓展，CRD法圍巖塑性區體積小。近距離交疊隧道施工中，其中主要影響中，破壞危險點主要集中在拱頂、拱腳、拱底以及直墻邊處，CRD法、臺階法的最大、最小主應力都表現是拉應力， CRD法施工中其各點最大、最小主應力最小。

根據模擬分析，近距離交疊隧道施工中，應用臺階法施工，在下部臺階開挖滯后，襯砌直墻底部位置處塑性區體積變小。破壞危險點主應力存在拱頂、拱腳、直墻邊、拱，均是拉應力，并且拱腳位置處的最大、最小主應力大。

3、優化近距離交疊隧道施工

在近距離交疊隧道施工中，找好施工中的關鍵點，優選施工方法，選擇臺階法、crd法、臺階法交叉施工的形式，還應該根據施工工期、施工質量因素，做好施工中的關鍵環節。中隔墻的施工作業，采取自大里程往小里程方向的施工方法，在中隔墻施工開始一段時間之后，需要及時轉入對隧道正洞的開挖作業。在近距離交疊隧道施工過程當中，應用crd法，需要做好每一步的支護工作，分別完成對鎖扣導管以及護拱的施工作業；近距離交疊隧道施工中，襯砌C30鋼筋混凝土，厚達到50cm，仰拱填充為C25號混凝土，近距離交疊隧道仰拱、仰拱填充一定要分開澆筑。近距離交疊隧道臺階法施工中，可以利用上一循環架立鋼架，開挖隧道上部弧形導坑，并在拱部進行超前支護，之后在環向開挖上部弧形導坑，并需要預留核心土3～5m，及時做好初期支護，噴4cm厚的混凝土，架設鋼架。施工中，一定要參考圍巖的監控量測數值，了解圍巖的收斂速率，選擇合適的澆筑時機，以防在隧道個別部位出現受拉、受壓破壞。在已施工鎖口導管、以及護拱的掩護作用之下，需要展開對正洞的施工作業，正洞的施工作業需要在“上下臺階”方案作用之下進行開挖，同時對兩側邊導洞施工作業予以取消。

結論

綜上所述，通過以上模擬分析，針對近距離交疊隧道施工中，應用不同開挖方法，也會對圍巖拱頂沉降量、襯砌應力集中、圍巖塑性區大小產生不同程度的影響。實際中，可以應用臺階法、CRD法、臺階法施工模式，有效降低對近距離交疊隧道的影響，防止隧道襯砌變形，提升近距交疊隧道施工安全，提升施工經濟效益。

參考文獻

[1]王清標，蔣金泉，路林海等.不同開挖方式對近距離交疊隧道影響模擬研究[J].巖石力學與工程學報，2013，（10）：2079-2087.

第6篇：隧道開挖方式范文

關鍵詞：路橋隧道工程；開挖；支護；施工要點

在經濟快速發展的過程中，我國建筑工程有了較快的發展。路橋隧道工程作為眾多建筑工程中的一部分，其工程建設的速度也在不斷的提高。較大工程在建設的過程中不免會對環境造成一定的影響，而路橋隧道工程作為較大規模的工程，嚴格規范工程施工標準，將開挖與支護指標盡可能的加以完善，是保障路橋隧道工程得以順利施工，而減少對環境影響的重要措施。這樣的施工規劃可以構建和諧的交通建設。

1路橋隧道工程施工中常用的施工方法

路橋隧道施工中常用的方法為明挖法和暗挖法。其中明挖法主要是指，開挖最先從地面開始，露天環境下，將隧道的建筑結構設計好，此項過程完工后，再覆蓋修建好的隧道結構。暗挖法主要是指從地下對隧道進行開挖和結構修建，施工過程，不開挖隧道上面的地層。其中暗挖法又分為幾種不同的形式。比如盾構法、礦山法、隧道掘進機法等。明挖法主要是打斷開挖，適用于隧道進洞時，此種方法操作較為簡單，便于實施。但是明挖法會對環境造成嚴重的破壞，比如破壞植被。因此埋藏較深較大的隧道不使用明挖法。礦山法多用來對山嶺隧道的施工，礦山法也是路橋隧道施工中較為常用的方法，其中礦山法中噴錨構筑優勢最為常見的開挖方法。

2對路橋隧道開挖的分析

隧道開挖的條件所處的地質環境較為復雜。隧道開挖的影響因素有多種，包括自然因素和人工因素。其中自然因素主要是地應力、地下水、地址斷層等因素，人工因素主要是開挖支護方式、操作模式、支護時間等。根據實際的地質情況、圍巖的穩定性等情況選擇合適的路橋隧道開挖和支護方式是隧道施工中所要遵循的原則，這體現了因地制宜的原則。隨著工程施工技術的不斷發展，隧道開挖的方式有多種，比如全斷層面開挖、臺階分部開挖、單雙側導坑開挖等。其中全斷層面開挖適用于一級圍巖處，臺階開挖則是用于工級圍巖處，一級圍巖處上下臺階間的距離必須能通過操作機器，在將翻渣量減少的情況下，常采用臺階分部開挖法[1]。在圍巖較差、沉降需要嚴格控制的圍巖處常采用導坑開挖發。支護方法的選擇也有多種，比如錨噴網架注漿、鋼筋混凝土支護、預應力錨索支護等。在實際施工中，支護方式的選擇常為多種方式并用。下面為重點討論的內容。

2.1隧道施工方法概述

對地下坑道的開挖，并在此基礎上修建隧道常采用礦山法。礦山法作為隧道施工法中的一種具有多方面的優點。比如該種施工開挖方法在擾動較小的情況下，對周圍環境的影響較小，并且支撐盡早、撤換恒定、襯砌迅速是礦山法施工中所要遵守的原則。礦山法施工的基本方法有多種，主要有漏斗棚架法、側壁導坑法、品字形導坑先拱后墻法等。興起于奧地利的隧道施工法為新奧地利隧道施工法，該項隧道施工方法是在20世紀50年代提出的，新奧法隧道施工所遵循的理論基礎為巖體力學和長期進行隧道施工形成的經驗。新奧法隧道施工法被許多國家所使用。該項施工方法所要遵循的原則是少擾動、早噴錨、勤測量、緊密封。盾構法主要采用的施工機械是盾構，此種施工法可以承受較大的地層壓力，因而適用于地面以下的隧道開挖。盾構法開發隧道可以減少成型次數，通常情況下僅僅一次就可以成型。這樣的施工特點可以對圍巖的干擾減小，從而有利于全程機械化的實現[2]。

2.2隧道開挖

掘進方式和開挖方式的選擇需要立足于保持圍巖的穩定，在擾動圍巖較少的情況下選擇最佳的方式。在此基礎上提高掘進速度，是隧道開挖時所要遵循的原則之一。隧道圍巖地質條件及其變化情況是開挖掘進方式選擇所要參考的標準之一。開挖掘進方式必須適應施工場地地質環境變化的情況，并較少對圍巖的影響。隧道開挖方法中的開挖成型方法可以分為以下幾種不同的方法，其中依據開挖隧道所形成的斷層面可以有以下幾種，全斷層面開挖法、六核心土臺階開挖法、臺階開挖法以及分部開挖法。臺階開挖法適用于斷面設計為上下層兩部分的端面形式。在三級、四級圍巖地帶（軟層夾層地帶、節理發育地帶）可以采用臺階開挖法。其中超短臺階法、短臺階法和長臺階法優勢臺階法包含的方法。對于圍巖變化距離較短時可以采用短臺階法，此種方法施工調整幅度較小，因此有較高的安全性，但是短臺階法有較多的施工工序，是優缺點并存的施工方法[3]。

3支護方法

3.1錨桿支護

錨桿支護可以約束巖土體的變形情況，主要是將錨桿打入巖體體內，在獨一圍巖施壓的情況下發揮作用。改變應力狀態，將二軸應力變為三軸應力，由此可以增加圍巖體的剛度。錨桿支護實用性最強的地帶是圍巖松動地帶。

3.2噴射混凝土

噴射混凝土可以藥盒、鑲嵌巖體快，將其粘合為一個整體，此種噴射混凝土的方法可以避免圍巖的松動，起到牢固圍巖的作用。并可以使圍巖呈現三軸應力狀態，在圍巖表面形成抗力和剪力。并且在混凝土的作用下，可以避免巖土體的塌陷，增強巖土體的強度，此外噴射混凝土的支護方式也可以與其他支護方式聯用，以此增強其支護效果[4]。

3.3鋼支撐

鋼支撐主要是依靠其自身的剛度增強其巖土體的穩定性，實際施工中鋼支撐需要將間距嚴格按照圖紙安裝得當，在間距合理的情況下可以發揮其最大的作用。鋼支撐使用最多的地質就是巖土體穩定性不強的地方，其中工字鋼支撐和格柵鋼架結構是鋼支撐的兩種形式。實際施工中不同支撐方式混用使鋼支撐使用的常見方式。

3.4掛鋼筋網

鋼筋網和錨桿支護連用是其常見的方式。鋼筋網主要是為了彌補錨桿設置距離較大的問題，在距離較大的情況下，會提高巖土體坍塌的可能。所以借助于鋼筋網可以有效將這一問題解決，從而建立巖土體的三軸應力狀態，增加其穩定性[5]。

第7篇：隧道開挖方式范文

【關鍵詞】隧道；小凈距；設計原則；施工步驟

中圖分類號：U459 文獻標識碼：A 文章編號：

1前言

在地下鐵道、鐵路隧道、公路隧道中，因為受到地形、整體線路這些客觀因素的制約，通常在間距不夠的外界因素下建設兩孔或多孔隧道。在這樣的狀況下，當前往往選用連拱隧道及隧道等獨特結合構造形式，而工程狀況顯示，連拱隧道潛在很多的缺點：

因為開挖總斷面較大、扁平率很低、工程比較復雜，工程當中非常容易出現塌陷的情況，工程作業的安全性能不能夠保證；

2)由于結構構造復雜，中墻頂部連接處的防水問題很3囡解決，建成后容易滲漏水，嚴重影響公路隧道的適用性和耐久性；

3)連拱結合構造對變形是比較敏感的，襯砌容易出現裂縫，破壞結構整體，安全性較差；

4)進出口淺埋段及低類別圍巖段工程造價過高等。而隧道施工工藝同普通分離式隧道相比差別較小，較之連拱隧道施工技術比較簡便，造價低，施工安全性和長期可靠性易獲得保障。但因為隧道中夾巖柱體的厚度比較小，其圍巖穩定性和變形特征，支護結構的受力機制具備自己的特點，所以，支護結構的設計原則和施工方法將會跟其他結合構造式隧道不一樣。

2 隧道圍巖的受力、變形特征

隧道圍巖的受力、變形特征與隧道斷面型式、斷面尺寸、圍巖類別、隧道埋深、中夾巖柱體厚度、開挖方式、支護型式和參數選取等多方面因素有關系。其中，隧道與普通分離式隧道的主要區別是，前者中夾巖柱體的厚度較薄，因施工過程中的多次擾動而成為受力薄弱環節。當圍巖類別較低，巖柱較薄時，其中夾巖柱體將形成貫通的塑性區，非常危害著圍巖的穩定性能。

所以，針對隧道宜限據圍巖條件、巖柱厚度等因素選取合理的斷面型式、開挖方式和支護參數等。

3 隧道支護結構設計原則

隧道跟一般分離式隧道比較，中夾巖柱體厚度較薄，受力不利，加上外在的地形狀況變化比較大，參數準確選擇是比較難得。所以，針對隧道支護結構設計，宜在監控量測的基礎上采用動態設計的原則。應當注意以下幾點問題：

(1)初次支護宜采用錨噴支護，有利于及早進行支護，保護圍巖、穩定圍巖的變形，同時，有利于根據實際監控量測情況進行支護加強。

(2)初期支護宜作為主要受力結構，二次襯砌采用模筑混凝土或鋼筋混凝土，只承受少量荷載，主要作為安全儲備，有利于在圍巖條件惡化后，保證隧道的長期安全性。

(3)中央巖柱體的穩定性是隧道是否成功的關鍵，應根據情況對中夾巖柱體采用大噸位預應力錨索、對拉錨桿、無阽結鋼絞線、小導管預注漿、水平貫通式錨桿等技術進行加固。

(4)仰拱對減小、抑制圍巖的變形，改善支護結構的受力有重要作用，因此，對于隧道宜考慮設置仰拱并使其盡早閉合。

(5)由于現場地質條件的復雜性和多變性，對于支護結構、中夾巖柱、圍巖的受力和變形狀態進行現場監控量測具有重要意義。

(6)雖然數值計算在參數選取、模型建立上與現場實際情況有較大的出入，當在隧道設計中用以作為輔助手段，研究圍巖、支護結構變形、受力不利部位和薄弱環節，作為定性分析，仍是很有必要的。

(7)巖柱厚度對支護結構、圍巖的受力和變形，特別是巖柱體的穩定有重要的影響，因此，無論何種圍巖，巖柱體均不宜過小。

4 隧道的施工

隧道的施工方法與普通分離式隧道相比差別不大，但由于中夾巖柱體厚度較小，在施工過程中，其是受力薄弱部位，穩定性較差，因此，在施工中對中夾巖柱體的保護將至關重要。隧道施工的難點、重點是合理選取開挖順序、控制爆破作業，確保隧道開挖過程圍巖的穩定，減小兩隧道之間由于凈距較小引起的圍巖變形、爆破震動等不利因素。對于低類別圍巖、軟弱、破碎圍巖來說，重在確定合理的開挖順序，減少對圍巖的擾動；對于高類別圍巖、堅硬、完整圍巖，重在控制爆破振動對圍巖穩定性的影響。

4.1 采用合理的開挖順序

為確保開挖過程中圍巖的穩定性，減小因隧道間距小引起的圍巖變形、爆破震動等不利因素，滿足隧道中央巖特有的加固要求，一般情況下，I、II類圍巖采用正向單側壁導坑法的開挖方法，Ⅲ類圍巖采用反向單側壁導坑的開挖方法,IV、V、VI類圍巖采用超前導坑預留光面層的開挖方法。

(1)對于I、II類圍巖，宜采用正向單側壁導坑法，該法有利于及早對中夾巖柱進行加固，及早對中夾巖柱進行監控量測，為開挖后存在的風險提供超前預報，以便及時處理。

當遇隧道斷面較大、圍巖條件較差、隧道淺埋、地下水豐富時，圍巖難以自穩，應對圍巖進行超前預加固、地表加固或對單側側壁的上、下臺階進—步采用分步開挖。

當圍巖狀況較好，掌子面穩定性好，為發揮大型設備的優勢，加快施工進度，也可以將單側側壁的上、下臺階合為一步開挖或采用上下臺階與正向單側壁導坑組合法，但應控制開挖進尺。

(2)對于Ⅲ類圍巖，宜采用反向單側壁導坑，有利于減小爆破振動對中夾巖柱的影響，當圍巖條件較好、掌子面易穩時，對于土質、軟質巖石條件，可采用上下臺階與正向單側壁導坑組合法；對于硬質巖石條件，可采用上下臺階與反向單側壁導坑組合法或上下臺階法。

(3)對于Ⅳ、V、Ⅵ類圍巖，宜采用超前導坑預留光面層的開挖方法，增加開挖臨空面，降低爆

破對巖柱的影響。Ⅳ、V、Ⅵ類圍巖自穩定性好，開挖的關鍵在于減小爆破振動對巖柱的影響，由于超前導坑的存在，二次擴挖(預留光爆層)的爆破裝藥量可以大大減小，從而降低爆破對巖柱的影響。對于巖柱較厚時，可采用上下臺階和全斷面開挖法。

(4)由數值計算町知，隧道后開挖隧道對先前施工隧道的影響較先施工隧道對后施工隧道的影響大，因此，在兩孔隧道地質條件不同的情況下，先開挖地質條件較差的[C較有利。

4.2 控制爆破施工中的振動效應

(1)采用低威力、低曝速炸藥或采用小直徑不偶合裝藥

某隧道工程中，在二號巖石硝銨炸藥中混入13%的添加劑，制成低爆速炸藥，使二號巖石硝銨炸藥的爆速從3 200m/s降至1 800m/s，振動觀察表明，降震效果可達40%-60%。

(2)采用微差爆破

試驗表明，采用微差爆破后，與齊發爆破相比可降震約50%。微差段數越多，降震效果越好。當每段起爆時間間隔大于100ms時，各段爆破產生的地震波無明顯疊加，降震效果比較明顯。

(3)采用預裂爆破或預鉆防震孔

在爆破體與保護體之間鉆鑿不裝藥的單排、雙排防震孔(如圖4所示)或采用預裂爆破，降震率可達30～50%。

同時，也可以在預裂炮孔內側打一排孔，酌情少量裝藥，與預裂孔同時起爆，從而形成破碎區，這就可為內部的大規模開挖建立隔震屏障。

(4)限制一次起爆的肽裝藥量

當保護體的容許臨界振動速度確定后，可以根據經驗公式，計算出一次爆破的最大裝藥量計裝藥量大于該值又無其他可靠降震措施時，則必須分次爆破，控制一次爆破的炸藥量。

(5)采用分步開挖，增加臨空面。

爆破體每增加一個臨空面，其振動效應可相應降低10%～15%。

5 結 論

我國在飛速的發展，不管是從哪些方面來講，我國的建筑業一直是上升的趨勢，但是在建設隧道的過程中也是有很多的弊端出現的，隧道因中夾巖柱體厚度比較稀薄，造成圍巖、支護結構受力不合，這樣給工程作業造成很大的難度。但，只要在設計、施工中堅持“精準設計、專心施工、準時支護、定時測量”的準則，科學選擇斷面方式、支護參數、開挖方法和工程有關秩序，一定能夠有效的顯現出小間距隧道的優勢，與此同時，達到經濟效益高、安全性能好的最終目的。

參考文獻

[1] 劉艷青，鐘世航等 小凈距并行隧道力學狀態的試驗研究.巖石力學與工程學報 2000(9)：590～594

[2] 倪新興，隧道施工技術西部探礦工程，2002(3)：78~79

[3] 秦峰.淺論隧道開挖方法.公路隧道，2003(2)：24-28

第8篇：隧道開挖方式范文

[關鍵詞]大跨度；公路隧道；施工技術；動態

中圖分類號：F45 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）19-0238-01

公路等交通基礎設施在地區和區域經濟發展中，發揮著重要的作用。在西部公路建設中，常常要開鑿隧道，但是由于隧道內巖溶發育，地質災害頻發，隧道施工的難度大、危險大[1]。為了保證施工的安全性、進度，應加大對大跨度公路隧道動態施工技術的研究。筆者在本文中，結合具體工程，對這一命題進行了有益的探究。

一、巖溶隧道施工的地質災害

在隧道掘進過程中，破壞含水層，導致結構水動力與圍巖力學平衡狀態遭到破壞，則易發生隧道涌水，是一種地下水以流體形式瞬間釋放的動力破壞現象。隧道涌水對施工的安全性會有嚴重的影響，為了避免發生隧道涌水，應加強控制，避免破壞施工含水層。

隧道涌水可造成各種環境地質災害，比如造成巖溶地面沉降與塌陷，且地面塌陷具有突發性、危害性大等特點，成為大跨度公路隧道施工中常見的地質災害類型。隧道涌水還可造成水資源減少甚至枯竭，對本地人民的生活和生產用水產生影響，特別是巖溶與斷裂帶突水，影響范圍極廣。

隧道涌水還會導致生態環境惡化，石漠化蔓延，導致地區發展活力喪失，出現禿山石漠，人們被迫轉移居住地。另外，隧道涌水還會導致水質污染，一是造成水環境污染，二是嚴重污染地下水。

某大跨度公路隧道工程左線最大埋深為216m，右線最大埋深為220m，屬于高式隧道，行車時速設計為80km/h，建筑凈高5m、限界凈寬為10.3m，開挖斷面面積為82.23～102.45m2。隧道地形起伏大，陡坎較多，且溝谷流水為季節性水流，一些施工段泉點錯，屬于常年流水溝。根據工程地質勘查結構，不良地質主要是巖溶，由于隧道工程巖溶發育，對隧道頂板、底板的穩定性影響大，且在施工過程中，可能遇到“管道型”突水突泥。

二、大跨度公路隧道開挖與支護分析

大跨度公路隧道工程地質條件復雜，由于地質環境不同，圍巖特穩定也不同，所以需要選擇合適的隧道支護方式與開挖方式。當前，隧道開挖方法有臺階法、導坑法、全斷面開挖法和單側壁導坑法等。

（一）隧道開挖方法

隧道開挖應選擇合適的方法，遵循一定的原則，確保圍巖的穩定性，盡量提高開挖的速度，在選擇開挖方法時，考慮隧道圍巖地質條件及其變化，并考慮隧道巖體的堅硬程度，選擇可提高掘進速度的方法。該隧道工程施工的順序為：超前地質預報超前支護隧道開挖初期支護仰拱開挖、澆筑砼防水板的鋪設拱墻二次襯砌[2]。

不同層級的圍巖采用不同的開挖方法：II、III級圍巖，選擇全斷面開挖方法，將進尺控制在2.5m～3.0m范圍內；洞口淺埋IV級圍巖，采用臺階分部法開挖方法，進尺控制在0.6～1.0m，上下臺階長度為10m～15m；洞身IV級圍巖，采用臺階法，進尺為1.5～2.0m，臺階長度為20～30m。而隧道襯砌采用復合式襯砌方式。其中，防水板采用作業臺架人工無釘鋪設工藝制作，而初期支護與隧道開挖同步進行，采用超前大管棚、超前錨桿預支護等。

（二）隧道施工工藝

隧道進出口段的圍巖條件差，在技術洞口開挖與地表處理后，應對洞口進行支護，確保洞口的穩定性，采用超前支護，在洞口淺埋地段，用臺階分部法施工，盡快完成二次襯砌，并封閉成環。

由于隧道洞身處于泥灰巖階段，為雁等級為III級、IV級別，成洞條件好，所以對于III級圍巖地段，采用全斷面開挖法，出渣結束后，根據設計掛網、打錨桿，并根據設計要求噴砼，及時封閉。而對于洞身IV級圍巖，則采用臺階方法，長度為20～30m。

三、大跨度公路隧道動態施工

奧地利學者提出了新奧法，是綜合了巖石力學理論、施工測試和噴錨技術等的一種新的工程施工方法，該方法的主要特點是，通過多種測量方法，動態監測開挖后的隧道圍巖，指導隧道支護結構設計與施工[3]。

（一）隧道動態施工的基本原理分析

隧道施工實在復雜的地層中進行的，由于支護方案、開挖方案多樣，對圍巖穩定性影響不同，也會產生不同的施工成本。新奧法從施工措施方面，對隧道施工的效益和安全性進行了總結，且闡明了動態施工的基本原理。而朱維申教授提出了巖體動態施工力學的原則：

一是施工受到各種自然條件的影響，圍巖穩定性、施工經濟性分析為系統工程。正確認識影響施工的各種因素，需動態分析影響圍巖穩定性的各種因素，將采取的措施看做一個動態的和開放的系統工程。

二是在工程施工和后期使用過程中，圍巖的穩定性和經濟效益是不斷變化的。從力學的角度看，其是一個非線性的變化過程，與應力路徑、歷史和最終狀態等均密切相關[4]。由于復雜大型洞室的施工順序不同，對施工或者運行期間的安全性和經濟性將產生影響。

三是大跨度隧道工程施工支護設計與穩定性評價，需要綜合運用新奧法中的觀點，需求最優的施工方案。在因素分析中，應根據動態力學原理，分段開挖洞室，并圍繞優化施工的目標來進行。在大跨度公路隧道動態施工圍巖穩定性數值分析過程中，以某隧道工程為例，其在Ⅱ類圍巖之中，而且隧道是半圓拱曲墻斷面，凈跨14.8米，矢跨比0.8，實際開挖寬度可達16.7米，高度13.3米，面積可達222.4平方米，高度為8.9米，施工難度比較大，而且技術也非常的復雜。在對圍巖穩定性分析過程中，需采用地層-結構模式，對地層比較差的Ⅴ級圍巖穩定性進行分析研究，評價開挖操作對圍巖產生的影響，并且明確拱頂下沉、塑性區以及周邊收斂情況，從而得出計算模型。

在隧道施工過程中，掌子面后方1.2D范圍之內，CRD法圍巖出現塑性區。在掌子面后方1.5D范圍之內，縱向上CD法圍巖出現了塑性區。施工結束后，0.8D、0.6D以內，采用CD法、CRD法周邊圍巖，均有塑性區。

四是按照優化方案不斷深化與修正原有的認識，并積極做好觀察與監控工作，以判斷施工方案的合理性，及時調整施工和支護方案，確保后續施工的安全性、順利性和經濟性。

（二）動態信息化施工在隧道施工中的應用

在隧道中利用動態信息化施工，應將超前地質預報納入施工中，隧道超前地質預報采用超前水平鉆孔、掌子面地質素描和TSP -203地震波探測系統等，并針對隧道圍巖不同地段，采用水平收斂、拱頂沉降和鋼支撐內力監測等方法，判斷隧道圍巖與支護的穩定性，保證施工的安全和效益。

其中，TSP-203地震波探測系統資料分析的流程為：原始數據軟件計算得到時間、深度剖面提取參數地質解釋[5]。

根據施工進度與施工實際水平，筆者給出的建議為：一是預測段頂板較薄，巖性以弱風化、微風化巖為主，裂隙比較發育，巖體的完整性較差；二是預測段節理裂隙比較發育，一般為黃泥質充填，綜合地表分析，沿節理溶槽發育，地下水位下降后，被泥質填充，所以應加強支護，禁止麻痹大意，并加強對圍巖的檢測工作；

三是按照工程地質調查結果，隧道內的地形起伏大，且多為較陡的地形起伏，隧道內的水流為季節性水流，雨水的滲透性好，所以在隧道施工中，應加強排水，做好排水設施，避免對施工造成不利的影響。

結語

隨著公路建設的發展，特別是西部地區公路事業的發展，在公路隧道施工中，遇到復雜地質的情況越來越多，增加了施工的難度。而在公路隧道施工中，實時動態化施工，動態監測施工及圍巖穩定性，對于保證施工的安全性，提高施工的效率具有重要的意義。本文主要從巖溶危害、隧道施工支護和隧道動態信息化施工等方面進行了有益的探索。

參考文獻

[1] 李軍.大跨度公路隧道動態施工圍巖穩定性數值分析[D].河海大學，2006.

[2] 張曉彬，呂中玉.大跨度公路隧道設計與施工技術及其發展趨勢[J].山西建筑，2007，22：341-343.

[3] 楊寰.大跨度公路隧道動態施工圍巖穩定性數值分析[J].中華民居（下旬刊），2013，04：340-341.

第9篇：隧道開挖方式范文

關鍵詞：水電站；引水隧洞；開挖方法；支護方法

中圖分類號：TV672文獻標識碼： A

水電站引水隧洞施工是一項涉及范圍廣、學科知識廣的系統性工程，任何一個環節都會對施工質量產生嚴重影響，因此，必須綜合考慮多方面進行，促進水電站引水隧洞施工的順利進行。

一、某水電站工程概況

在帕米爾高原上的某水電站，是一項集合發電、灌溉、改善生態環境以及防洪等于一體的綜合水利工程，隧洞開挖斷面7×5米，洞長6.5km，總庫容量達到了每立方米6.44億，裝機容量為20萬kw，壩高35米，正常情況下的蓄水位為3290米。本工程主要由攔河壩、泄水建筑物、引水建筑物、發電廠房、開關站等組成。

二、水電站引水隧洞開挖技術

（一）前期的準備工作

在進行隧洞開挖之前，需要做好前期的準備工作，需要連接好電路、水路等管道，準備好錨桿以及其他所需的設備材料。在具體的測量過程中，必須對施工現場進行全面的地質勘查工作，詳細掌握施工現場的水文環境與地質環境，綜合考慮施工周圍的環境以及各個因素，科學、合理的選擇開挖方式。施工人員必須全面掌握設計意圖，深入了解施工具體方案，進而保障在具體的施工做成中做到“井然有序”。

（二）洞口施工

施工前清除洞口上方有可能滑塌的表土及山體危石等，開挖洞頂截水溝。洞口土石方明挖自上而下分層進行（層高2～3m），土方采用反鏟挖裝，石方薄層采用YT28手風鉆鉆孔，光面爆破法開挖，厚層邊坡采用QZJ-100B鉆預裂孔梯段爆破。開挖的土石方就近用于洞口施工場地平整，多余棄料運到指定棄渣場。邊仰坡防護與明洞開挖同步進行，即每層開挖后及時修整邊坡，跟進噴錨支護。洞臉開挖完成，洞門邊仰坡噴砼封閉，沿洞臉周邊打長錨鎖口，穩固坡面，完善洞頂及洞外一切防排水設施后，方后開始洞身開挖。

（三）洞身開挖

隧道進出口段及斷層破碎帶圍巖類別為Ⅴ、Ⅳ類，隧道洞身以Ⅲ類圍巖為主，由于隧道開挖斷面大，施工中要特別加強安全措施，開挖后及時支護，針對不同的圍巖情況采用不同的開挖方法。

1全斷面法施工

Ⅲ類圍巖段采用BOOMRE353多臂鉆全斷面光面爆破開挖，每循環進尺按3.5m進行。其他隧道開挖采用YT28手風鉆斷面光面爆破開挖，每循環進尺按3.2m進行。出渣在洞內采用3.0m³側卸裝載機挖裝，15t自卸汽車運輸至相應棄渣場，其中2號交通洞支洞出渣在1號施工支洞采用3.0m³側卸裝載機挖裝，15t自卸汽車運輸至相應棄渣場，1.0m³液壓反鏟輔助安全處理和清理工作面。開挖工作面不穩定巖體采取隨機錨桿支護，系統錨噴支護滯后開挖工作面20.0m與開挖平行作業。隧道施工堅持“強支護、早封閉、勤量測”的原則。各部工序間隔距離可根據現場情況定，不宜太長。

2臺階法施工

Ⅴ、Ⅳ類圍巖段開挖采用BOOMRE353多臂鉆臺階法施工，其他隧道開挖采用YT28手風鉆鉆孔，開挖每循環進尺2.5m，出渣在洞內采用3.0m³側卸裝載機挖裝，15t自卸汽車運輸至相應棄渣場。利用上一循環的架立的鋼架施作超前錨桿支護，光面爆破開挖上臺階。施工上臺階周邊的初期支護，并設鎖腳錨桿，上臺階開挖一段距離后，爆破開挖下臺階。施工下臺階周邊的初期支護，并設置鎖腳錨桿。隧道施工堅持“強支護、早封閉、勤量測”的原則。采用短臺階施工，臺階長度5～8m，各部工序間隔距離具體可根據現場情況定，不宜太長。鋼架之間縱向連接鋼筋及時施作并連接牢固。

（四）控制開挖質量

保障開挖斷面高程以及中心線符合標準要求，開挖隧道之后，及時檢查隧底的實際地質條件。結合每一次的開挖情況以及巖體情況，判斷圍巖的穩定情況。與此同時，嚴格控制隧道開挖的超欠挖，結合不同的地質條件，選擇適合的爆破器材與鉆爆參數，提高鉆眼以及劃線的精準性，進一步控制超欠挖情況。

三、水電站引水隧洞支護方式

（一）支護施工程序

初期支護按“新奧法”原則適時進行，洞內支護種類包括錨桿、鋼筋網、噴砼、鋼支撐等初期方式。

Ⅲ類圍巖段對局部不穩定的一些三角棱體或楔形體和節理裂隙較發育的圍巖視具體情況采用隨機錨桿支護，系統錨噴支護滯后開挖2～3個循環進行施工；Ⅳ、Ⅴ類圍巖地段由于地質條件較差，超前錨桿支護和一次支護及時進行，鉆爆后暫不出渣，經安全處理、平渣后，立即初噴砼封閉巖面，再采用砂漿錨桿、鋼拱架及掛網噴砼等支護手段，形成柔性封閉環，確保圍巖穩定。

（二）、錨桿施工

錨桿施工采用人工配合平臺車安插錨桿、注漿機注漿。錨桿鉆孔孔位、角度、深度等嚴格按照設計圖紙進行施工，嚴格控制質量，施工方法

1、孔位放樣：錨桿孔位由測量工配合值班技術員按設計圖紙布孔，或根據場監理工程師的指示布孔，孔位偏差應小于10cm。

2、鉆孔、吹洗孔：采用多臂鑿巖臺車或手風鉆進行鉆孔，供風利用洞外空壓機站集中供風，管道送至工作面。開孔應按施工圖紙布置的鉆孔位置進行，孔位偏差應不大于100mm；孔徑應大于錨桿直徑15mm以上。

（三）、噴砼施工

1、作業程序

噴砼遵循先側墻后頂拱的順序，自下而上分層分片施噴，有掛網的部位按初噴砼掛網復噴砼的程序施工。

2、配合比

噴射砼配合比，通過室內試驗和現場試驗確定，并應符合施工圖紙要求，保證噴層性能指標的前提下，盡量減少水泥和水的用量。速凝劑的摻量通過現場試驗確定，噴射砼的初凝和終凝時間，應滿足設計和現場噴射工藝的要求，噴射砼的強度必須滿足設計要求。

3、噴砼施工

噴射作業應分段、分片進行。噴射施工時，噴槍口的加水壓力要滿足施工加水量的要求。噴嘴至坡面的垂直距離宜為0.6～1.0m；噴嘴應按螺旋形軌跡一圈壓半圈的方向沿橫向移動，層層噴射，確保厚度，使砼均勻密實，表面平整；噴嘴與噴射面盡量保持垂直，以減少回彈，確保砼的質量。

結語：

綜上所述，隨著經濟的快速發展以及科學技術突飛猛進的發展，人們對于水電的需求標準越來越高，水電站在人們的日常生活中起到的作用越來越突出，強化水電站引水隧洞開挖及支護方法探付，具有重要的指導性意義。

參考文獻：

[1].邰喜軍，王安宇，胡曉明. 水電站引水隧洞石方爆破施工[J]. 黑龍江水利科技. 2007(02).