公路隧道施工方法
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公路隧道施工方法范文第1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.
Key words： double multi-arch；highway tunnel；construction method；research
中圖分類號：U455.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）16-0164-02
0 引言
在我國高等級的公路和市政道路的建設(shè)過程中，為了在一定程度上能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，工程技術(shù)人員從公路的整體路線、工程的造價等因素進(jìn)行綜合考慮，施工過程中大多都采用了雙連拱隧道方案。根據(jù)我國目前設(shè)計施工技術(shù)的研究現(xiàn)狀得知：施工中不同程度地出現(xiàn)過開挖過程中的圍巖坍塌，建筑墻面出現(xiàn)大面積裂縫，工程造價難于控制等問題。因此，針對這些方面，在雙連拱隧道建設(shè)過程中實施合理的施工技術(shù)成了重要問題。
1 研究背景
在我國目前已經(jīng)建成的公路中，在關(guān)于隧道問題的解決上，主要采用了雙洞分離的方案進(jìn)行建設(shè)整修，在這方面的經(jīng)驗是十分豐富的，但是在那種比較特殊的地區(qū)，通過對實際的線型、造價和連接方式進(jìn)行綜合分析，繼續(xù)采用雙洞分離的方案進(jìn)行施工是不可取的，因此，為了在一定程度上獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果，雙連拱隧道成了重要的方案，目前在四川、重慶等許多省市在建的公路中，大多都采用了雙連拱隧道。
據(jù)調(diào)查得知，正在修建中的浙江省金麗溫高速公路主要在地質(zhì)及地形條件十分復(fù)雜的山嶺重丘區(qū)通過，為了在一定程度上能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果，對其實際情況進(jìn)行綜合考慮后，采用了連拱隧道的方案，由于它的總長度為90公里，因此，連拱隧道就有20座之余，同時，連拱隧道建設(shè)過程中的規(guī)模和難度更是公路建設(shè)中前所未有的。為很好的解決連拱隧道施工過程中的相關(guān)技術(shù)問題，對建設(shè)中的金麗溫進(jìn)行直接指導(dǎo)，經(jīng)過許多人員的共同研究，終于找出了最佳方案。對此，下面就針對雙連拱隧道施工工程中的合理方法進(jìn)行系列研究。
2 雙連拱隧道工程的發(fā)展現(xiàn)狀及研究方法
2.1 發(fā)展現(xiàn)狀 國外的許多國家在修建過程中都采用連拱技術(shù)，并有著相當(dāng)豐富的施工經(jīng)驗。就拿日本來說，它在高等級公路隧道和城市隧道中也采用了連拱隧道，主要的施工方法有以下幾種：三導(dǎo)洞全斷面施工方法、三導(dǎo)洞半斷面施工方法、三導(dǎo)洞CD施工方法等，現(xiàn)階段對連拱的研究主要是：對于那種不良地質(zhì)條件下的地層處理、開挖方式和方法以及超大斷面隧道的開挖方式和方法的研究。
2.2 研究方法 在對地下進(jìn)行施工時，要先對地下工程進(jìn)行設(shè)計計算，它的計算過程中存在著結(jié)構(gòu)模式和共同作用模式。結(jié)構(gòu)模式比較簡單，是長期以來的主導(dǎo)方法，缺點主要是將圍巖和結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度上的割裂，使其無法真正對施工過程中的圍巖力學(xué)進(jìn)行描述，包括地表及地中的位移。共同作用模式主要是對連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的研究，目前對單孔隧道研究的比較多。
隧道研究過程中最好用的方法是現(xiàn)場原型試驗，它通過在一定程度上對現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，不僅可以為施工提供很好的依據(jù)，還能在一定程度上做到直接指導(dǎo)工程。目前，國內(nèi)外的許多大型工程都采用這種現(xiàn)場試驗的方法。現(xiàn)場試驗主要包括：周邊位移測量、圍巖深部位移測量、地質(zhì)觀察等，對連拱隧道來說，它的研究成果主要體現(xiàn)在：通過這種現(xiàn)場原型試驗，可以取得圍巖的動態(tài)特征，判別它的實際受力情況，及時建立現(xiàn)場監(jiān)控，并提出解決過程中出現(xiàn)不良情況時的應(yīng)對措施。
隧道過程中使用最多的一種方法是模型試驗，它具有非常全面的優(yōu)點，還可以在一定程度上滿足別的方法所不能滿足的條件，模型試驗可以說是一種定性實驗，也可以是計算結(jié)構(gòu)時的輔助工具，它還可以作為獨立工具。對模型試驗進(jìn)行準(zhǔn)確分析是技術(shù)人員需要重視的，國內(nèi)外利用模型試驗對施工過程中的結(jié)構(gòu)研究有著非常多的案例，也可以說，用模型試驗的方法對隧道及地下工程進(jìn)行系列研究，國內(nèi)外已經(jīng)取得很大的成績，并且它的理論已經(jīng)日益完善。據(jù)調(diào)查得知，隨著計算機(jī)的不斷引入，在1962年的巖土力學(xué)研究上取得了很大的進(jìn)步，特別是針對巖土力學(xué)的數(shù)值和模擬方面，它的這一研究成果為以后的進(jìn)一步研究提供了有利條件，數(shù)值模擬的方法有：邊界元法、有限元法、無單元法等，這些方法的相繼出現(xiàn)，在科研方面有著舉足輕重的作用。在隧道的研究過程中，如果只是單純的采用一種方法，在一定程度上很難做到得出正確的結(jié)論，如果在分析過程中，稍微出現(xiàn)點問題，就會產(chǎn)生很大的影響。如果運用上面的方法，就有可能避免分析中的錯誤。下面，就簡要介紹一下雙連拱公路隧道的施工方法。
3 施工方法
3.1 三導(dǎo)洞施工法 三導(dǎo)洞施工法除了在墻的位置開挖一個導(dǎo)洞外，還要在上、下兩側(cè)進(jìn)行導(dǎo)洞的開挖，當(dāng)中墻混凝土和邊墻混凝土施工完成后再進(jìn)行正洞的開挖施工，這屬于先墻后拱法。方法原理主要是把一個大洞分成多個小洞，然后再利用小洞的有利特點，構(gòu)成穩(wěn)定的支護(hù)。兩側(cè)的導(dǎo)洞主要是為了解決側(cè)墻的支撐，中導(dǎo)洞則是為了為其提供支撐點。這種施工方法的優(yōu)點是：工期短，成本低；安全可靠，在處理過程中進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化，可以保證施工過程中的安全性；工序簡單，拆除量小等。當(dāng)然，它也存在著一定的缺點，那就是：滲水現(xiàn)象發(fā)生的比較頻繁，在一定程度上加大了成本，造價高，施工斷面比較小。
3.2 中導(dǎo)洞施工法 中導(dǎo)洞施工就是先把中間的洞穿透，并在此基礎(chǔ)上砌筑中墻和左右洞，其他部分按單洞掘進(jìn)。相對于三導(dǎo)洞的施工方法，這種中導(dǎo)洞施工方法的優(yōu)點是：工序比較簡單、機(jī)械化程度也比較高；初期進(jìn)行支護(hù)施工時工作量小、施工進(jìn)度快，在一些方面節(jié)約了成本；對中導(dǎo)洞進(jìn)行施工，主要就是為了能夠為后面的洞提供條件。缺點是：由于該地地質(zhì)條件比較復(fù)雜，因此圍巖地段不利于施工的開展，會導(dǎo)致安全問題的發(fā)生；先對中間進(jìn)行施工，會導(dǎo)致過程中中墻變形、滲水等問題的出現(xiàn)。
3.3 無導(dǎo)洞施工法 雙連拱隧道按兩個單獨的單洞進(jìn)行考慮，也就是這兩個洞是獨立的，各個形成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。開挖過程中要結(jié)合相應(yīng)的地形條件，嚴(yán)格按照單洞開挖方式進(jìn)行，在開挖時盡量避免對先行洞的破壞。無導(dǎo)洞的優(yōu)點是：通過所采取的單洞排水系統(tǒng)，可以在一定程度上提高工程質(zhì)量；在一定程度上減少了工序，縮短了工程時間；在減少開挖支護(hù)的同時，也降低了施工過程中的工程造價；進(jìn)度快，工期短。無導(dǎo)洞施工過程中要確保注意一下幾點：對于那種過程中先施工的單洞，中墻也應(yīng)該和它們一起進(jìn)行支護(hù)保護(hù)，為了保持結(jié)構(gòu)的平衡性，中墻應(yīng)根據(jù)施工的實際情況進(jìn)行支護(hù)的加強(qiáng)，比如，可以在中墻把錨桿和圍巖進(jìn)行連接，為先施工的單洞在一定程度上提供支撐；后施工的洞應(yīng)該格外注意對稱性，以免受到不對稱受力的影響，從而造成不可避免的破壞。
由于雙連拱隧道是由兩座隧道通過相同的墻連接在一起的雙洞隧道，因此它是一種具有發(fā)展前景的結(jié)構(gòu)隧道。因此，它的施工方法可以總結(jié)為以上三種，在對雙連拱隧道進(jìn)行開挖過程中要格外注意中墻的安全性，避免施工過程中出現(xiàn)坍塌，在一定程度上影響著施工的進(jìn)度。
4 結(jié)語
綜上所述，進(jìn)行雙連拱施工過程中應(yīng)該時刻注意方法的選取，因為，好的方法決定好的未來，就好比說：好的學(xué)習(xí)方法，可以更快速地促進(jìn)一個人的發(fā)展。在建設(shè)行業(yè)也是一樣的道理，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，帶動著產(chǎn)業(yè)鏈的擴(kuò)大，當(dāng)然，這是需要一定的條件為其提供相應(yīng)的基礎(chǔ)，只有在好基礎(chǔ)上開展工作，才能更好的進(jìn)步。本文通過相關(guān)資料對雙連拱隧道進(jìn)行了系列講解，主要是希望借此告訴大家：在對公路隧道進(jìn)行施工時，對方法的選取是非常重要的，但是，并不是所有的方法都是固定的、一成不變的，這需要在以后的生活中工程師們的不斷創(chuàng)新和實驗，從而更好的為我國的建筑事業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]王昌勝.淺埋偏壓連拱隧道施工順序及支護(hù)結(jié)構(gòu)力學(xué)行為研究[D].中南大學(xué)，2012.
公路隧道施工方法范文第2篇
關(guān)鍵詞：公路隧道洞口；隧道施工；施工安全
中圖分類號：U451文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2009）08-0154-03
我國70%的國土為山嶺和丘陵地區(qū)，以往山區(qū)公路建設(shè)中較多采用的是大填大挖和盤山繞行的方案，近年來，隨著公路交通事業(yè)的發(fā)展，隧道的應(yīng)用越來越廣泛，建設(shè)規(guī)模越來越大。采用隧道方案能夠較大地提高路線線形標(biāo)準(zhǔn)，縮短行車?yán)锍蹋€可避開山區(qū)公路滑坡、崩塌、碎落等常見病害，改善行車條件，并且可以避免大面積開挖擾動山體，減少對植被的破壞，避免產(chǎn)生大量棄方土石填充山谷河灘，能夠有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。與鐵路、水工隧道相比，公路隧道具有斷面大，附屬設(shè)施多，運營環(huán)境要求高等特點，因此對公路隧道建設(shè)的技術(shù)水平要求也相對較高。
隧道的分部工程按照結(jié)構(gòu)部位、施工的特點及任務(wù)劃分，一般包括隧道總體、洞身開挖、支護(hù)、防排水系統(tǒng)、二次襯砌、明洞、洞口、路基路面、以及通風(fēng)、照明附屬設(shè)施等。其中錨噴初次襯砌、模筑混凝二次襯砌的施工相對獨立，工序不搭接，因此宜分開作為獨立的分部工程。由于隧道透水對安全運營和隧道結(jié)構(gòu)都具有較大的危害，隧道的防排水問題受到越來越多的關(guān)注，故為保證工程質(zhì)量，宜單獨列為分部工程。洞口以外的排水工程可列入洞口工程，也可以歸人整個隧道的防排水系統(tǒng)中。高等級公路的長大隧道常設(shè)有通風(fēng)、照明、供配電、監(jiān)控報警系統(tǒng)等附屬設(shè)施，應(yīng)按照其安裝施工及功能等特點劃分為獨立的分部工程。洞口工程包括洞口的開挖、洞門翼墻的砌筑等分項工程。
目前國內(nèi)對洞口段的設(shè)計大多考慮了預(yù)加固措施，但對施工方法不夠明確，施工規(guī)范也僅簡單闡述了洞口的施工原則。筆者認(rèn)為，施工方法的選擇對洞口防坍和施工安全具有重要作用。本文就復(fù)雜地質(zhì)條件下公路隧道洞口的施工方法進(jìn)行一些探討。
一、隧道洞門的作用及主要形式
國內(nèi)外工程技術(shù)人員都非常重視隧道洞口段的施工，許多國家的隧道設(shè)計、施工規(guī)范中，都對洞口段的設(shè)計與施工設(shè)有專門條款。近年來國外大多提倡隧道進(jìn)洞順延山坡坡度，盡量不擾動洞口段巖體的穩(wěn)定性，采取無洞門的“趨自然狀態(tài)”形式。國內(nèi)設(shè)計和施工時著重強(qiáng)調(diào)“早進(jìn)晚出”及“保持邊仰坡穩(wěn)定”，要求及時施做洞門，通常采用在預(yù)加固結(jié)構(gòu)保護(hù)下進(jìn)行施工。
隧道洞門的作用為保持洞口仰坡和路塹邊坡的穩(wěn)定；匯集和排除地面水流；便于進(jìn)行建筑藝術(shù)處理。洞門的主要形式有：
1．環(huán)框式洞門。將襯砌略伸出洞外，增大其厚度，形成洞口環(huán)框，適用于洞口石質(zhì)堅硬、地形陡峻而無排水要求的場合。
2．端墻式洞門。適用于地形開闊、地層基本穩(wěn)定的洞口；其作用在于支護(hù)洞口仰坡，并將仰坡水流匯集排出。
3．翼墻式洞門。在端墻的側(cè)面加設(shè)翼墻而成，用以支撐端墻和保護(hù)路塹邊坡的穩(wěn)定，適用于地質(zhì)條件較差的洞口；翼墻頂面和仰坡的延長面一致，其上設(shè)置水溝，將仰坡和洞頂匯集的地表水排入路塹邊溝內(nèi)。
4．柱式洞門。當(dāng)?shù)匦屋^陡，地質(zhì)條件較差，且設(shè)置翼墻式洞門又受地形條件限制時，可在端墻中設(shè)置柱墩，以增加端墻的穩(wěn)定性，這種洞門稱為柱式洞門。它比較美觀，適用于城郊、風(fēng)景區(qū)或長大隧道的洞口。
5．臺階式洞門。在傍山地區(qū)，為了降低仰坡的開挖高度，減少土石方開挖量，可將端墻頂部作成與地表坡度相適應(yīng)的臺階狀，稱為臺階式洞門。
二、復(fù)雜地質(zhì)條件下隨道洞口段施工方法
公路隧道通過多年的發(fā)展，在公路隧道設(shè)計、施工和運營中提倡環(huán)保型建設(shè)理念，取得了初步的成果：如隧道洞口由以前的大挖深槽采用柱式洞門進(jìn)步到現(xiàn)在采取小刷坡的削竹式洞門；在自然生態(tài)環(huán)境敏感地區(qū)采取前置式洞口工法即“零開挖”工法進(jìn)行隧道施工，最大限度的減少了邊、仰坡的開挖面積，有效保護(hù)了生態(tài)環(huán)境；對于偏壓洞口采取早進(jìn)洞措施，洞口部位結(jié)構(gòu)采取抗偏壓結(jié)構(gòu)形式，但仍然避免不了山體內(nèi)側(cè)邊坡開挖過高的弊端；在局部沿河傍山路段為了避免泥石流、崩塌等不良地質(zhì)災(zāi)害對公路運營的影響，建設(shè)過程中采取了棚洞等結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行過度，確保了公路的安全暢通，但整體上講，所采取的棚洞結(jié)構(gòu)在構(gòu)造選型、與周圍地形的景觀過度、協(xié)調(diào)等方面尚有所欠缺。總體來講，評價公路隧道對環(huán)境的影響主要考慮隧道洞口施工對自然環(huán)境的破壞、隧道洞門及其它構(gòu)造物與環(huán)境的協(xié)調(diào)、隧道內(nèi)汽車廢氣對環(huán)境的影響、隧道內(nèi)廢水對環(huán)境的影響、隧道施工棄渣對環(huán)境的影響等五個方面，在以上五個方面中，公路隧道建設(shè)對環(huán)境的影響均發(fā)生在隧道洞口或洞門處理上，隧道洞口設(shè)計形式及洞口施工是公路隧道環(huán)保型建設(shè)的重點，尤其在沿河傍山路段，如何因地制宜地選擇環(huán)保型棚洞結(jié)構(gòu)型式，做到工程構(gòu)筑物與自然環(huán)境、地形的和諧統(tǒng)一、最大限度地保護(hù)生態(tài)環(huán)境，是公路隧道環(huán)保型建設(shè)技術(shù)考慮的重點課題。
1．洞口段的預(yù)加固措施。洞口段圍巖的自支護(hù)能力比較弱，有的甚至沒有自支護(hù)能力。因此，在洞口段施工中最重要的是提高圍巖的自支護(hù)能力，保證開挖及后續(xù)作業(yè)的進(jìn)行。
根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗，洞口施工大多是在預(yù)加固的支護(hù)系統(tǒng)下進(jìn)行的，尤其是在淺埋、偏壓、破碎、軟弱、地下水豐富并具有軟弱夾層、順層等極易發(fā)生滑移、坍塌的地段，更需要采用綜合預(yù)加固體系。筆者所參加的隧道施工，在復(fù)雜地質(zhì)條件下的隨道洞口段采用的預(yù)加固措施主要有地表錨桿加固、抗滑樁、擋土墻、錨索（樁）、減載、填土反壓、地表注漿、超前錨桿、大小管棚、預(yù)注漿、套拱、水平旋噴樁、錐形短樁加固隧底等方式。
另外，在洞口段采用預(yù)加固措施時應(yīng)注意以下幾點：（1）在圍巖特別差的地段，本著“寧強(qiáng)勿弱”的原則，在確定施工方案前應(yīng)優(yōu)先對大管棚、水平高壓旋噴法、小管棚等方法進(jìn)行比選，避免采用一般加固措施帶來的隱患；（2）采用預(yù)加固措施后，施工中發(fā)現(xiàn)有邊墻開裂、仰拱隆起現(xiàn)象，說明拱部加固后，邊墻、仰拱受力增大，因此，施工中在進(jìn)行拱部預(yù)加固的同時應(yīng)加強(qiáng)邊墻、仰拱支護(hù)強(qiáng)度，如增加錨桿的數(shù)量和長度、增設(shè)格柵鋼架及先行施做仰拱等措施。
2．洞口段施工的注意事項。在制定隧道洞口段方案時，要充分考慮地質(zhì)和施工條件、埋深和斷面尺寸、圍巖類別、坡面情況、地表建筑物結(jié)構(gòu)、地下水及氣候條件、施工進(jìn)度與圍巖承載拱形式的關(guān)系、材料供應(yīng)、隊伍施工水平、方案經(jīng)濟(jì)性、工期要求、突發(fā)事件應(yīng)對措施等因素。
綜合起來，筆者認(rèn)為在隧道洞口段施工要注意以下事項：（1）重視各項準(zhǔn)備工作。進(jìn)洞前施工單位制定完整的進(jìn)洞方案（場地布置、預(yù)加固措施、施工方法等），方案經(jīng)審核批準(zhǔn)后開工，施工中不得隨意變更方案。重點隧道配備專職地質(zhì)技術(shù)人員，及時掌握地質(zhì)變化情況，并提出施工建議；（2）貫徹“早進(jìn)晚出”原則，盡量減少對邊仰坡的擾動，提倡“趨自然狀態(tài)進(jìn)洞”，盡早完成洞口周圍排水系統(tǒng)。邊仰坡處理與路基施工、場地布置、便道施工、橋涵工程統(tǒng)一安排；（3）先固后挖，嚴(yán)格執(zhí)行“先治水，管超前，嚴(yán)注漿，短開挖，弱爆破，強(qiáng)支護(hù)，早封閉，勤量測，搶做門”27字方針；（4）襯砌盡量先墻后拱，不提倡先拱后墻，有仰拱的必須先做仰拱，盡早成環(huán)；（5）洞口段采用臺階法施工時，盡量縮短臺階長度以確保隧道穩(wěn)定性；（6）對于偏壓、淺埋的多線隧道，優(yōu)先采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，在地表預(yù)加固措施到位的前提下，可考慮采用臺階法；（7）拱部采取預(yù)加固措施的同時，加強(qiáng)對邊墻及仰拱等部位的支護(hù)措施；（8）盡早完成洞門，增強(qiáng)洞口段穩(wěn)定性。
3．大管棚施工方法。（1）作用：由于隧道斷面大，洞口處巖體風(fēng)化十分嚴(yán)重，土體松散，所以洞口開挖面極易發(fā)生坍塌，施工進(jìn)洞困難。采用大管棚結(jié)合小導(dǎo)管對洞口段堆積體進(jìn)行注漿固結(jié)然后再開挖，這樣可以有效保證洞口邊仰坡安全，而且使開挖部位形成棚幕和一層殼體，從而大大增加了進(jìn)洞施工的安全性，確保順利進(jìn)洞；（2）工作原理：超前支護(hù)的基本工作原理是在待開挖洞頂輪廓線以外一定角度范圍內(nèi)，環(huán)向按照一定的間距超前打入鋼管，并在鋼管內(nèi)進(jìn)行壓力注漿。環(huán)向鋼管形成棚架，為開挖及初期支護(hù)作業(yè)提供了安全保障；漿液固結(jié)后鋼管和圍巖之間組成了一個共同的固結(jié)圈，從而在隧道的縱向和橫向分別形成一個剛度較大的梁結(jié)構(gòu)和拱結(jié)構(gòu)。這個結(jié)構(gòu)能有效提高圍巖的承載力及自穩(wěn)能力，減小圍巖的變形；同時，隧道開挖后與鋼架一起共同組成剛度較大的支護(hù)結(jié)構(gòu)，以抵擋隧道開挖后產(chǎn)生的圍巖壓力和變形；（3）施工過程：第一，測量放樣、鉆機(jī)定位：測量放樣出隧道設(shè)計輪廓線并按 40cm 的間距標(biāo)出管棚的位置。將鉆機(jī)移動并定位至標(biāo)定位置。第二，鉆孔：使用頂驅(qū)液動錘按設(shè)計角度1°～2°，把套管與鉆桿同時同步?jīng)_擊回轉(zhuǎn)鉆入巖土層內(nèi)至設(shè)計度。套管與鉆具同時跟進(jìn)，產(chǎn)生護(hù)孔功能，避免內(nèi)鉆桿在提出孔后產(chǎn)生塌孔或涌水事故，提供臨時護(hù)孔，方便往孔內(nèi)插管注漿。鉆孔要求精度高，終孔位置準(zhǔn)確，各開孔的孔眼與終孔的孔眼落在同一周界面上，避免產(chǎn)生較大的偏差和變形。同時要確保鉆孔的同軸度，以避免管棚送入時受卡。第三，清孔：鉆孔完結(jié)后，先把套管內(nèi)孔注水清洗潔凈后，才把鉆桿取出。套管仍保留在孔內(nèi)供護(hù)孔作用。第四，頂進(jìn)鋼管棚：把按設(shè)計要求加工好的鋼花管頂入套管內(nèi)，接頭采用 15cm 長的厚壁管箍，上滿絲扣；并把鋼管輕輕打入巖土地內(nèi)，以固定鋼管不易滑出孔口。鋼管完畢后，取出套管，鉆進(jìn)其它孔眼。套管取出時，冒落的巖土?xí)诳變?nèi)壓緊鋼管。鋼管口與孔口周壁用水泥密封。當(dāng)管棚安裝完畢后，用小木楔在鋼管與圍巖壁楔緊，再用防水膠泥（錨固劑）將空隙封閉住。第五，清孔并插入鋼筋籠：再次清孔并將鋼筋籠插入鋼花管內(nèi)，使之與鋼花管成為一體。第六，注漿：利用漿液的滲透作用和壓密作用將周圍巖體預(yù)先加固并封堵圍巖的裂隙水，這樣既能起到超前預(yù)支護(hù)的作用，同時也加強(qiáng)了管棚的強(qiáng)度和剛度。注漿時一般總是先注無水孔，后注有水孔。在無水地段可從拱腳起順序注漿。注漿速度根據(jù)注漿孔出水量大小而定，一般從快到慢。注漿結(jié)束時將閘閥關(guān)閉，卸下進(jìn)漿管，進(jìn)入下一循環(huán)。
工程實踐證明，大管棚施工方法在復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道洞口開挖中的應(yīng)用是成功的。大管棚工法的梁效應(yīng)和固結(jié)效應(yīng)，既能阻止松散圍巖的坍塌又能有效控制沉降，為隧道洞身的安全、順利通過創(chuàng)造了條件。
4. 前置式洞口施工法。前置式洞口施工法是公路隧道進(jìn)洞的一種新型施工方法。公開技術(shù)是明洞暗做法，采取保護(hù)山坡自然進(jìn)洞的方法進(jìn)行隧道洞口施工，在洞外不開挖山腳土體的情況下，采用拉槽施工的方法先修建臨時明洞襯砌，然后在臨時明洞襯砌暗挖明洞核心土，采用沖擊破碎開挖進(jìn)洞。這樣既可保全洞口山坡及原生植被免遭破壞，減小洞口仰坡防護(hù)工程，也可縮短邊仰坡的暴露時間，提高其穩(wěn)定性。
主要特點：（1）施工中盡量不切坡進(jìn)洞，有效的保護(hù)隧道洞口自然生態(tài)環(huán)境；（2）利用洞外臨時襯砌和邊、仰坡臨時防護(hù)及臨時襯砌外回填反壓，保證隧道洞口邊、仰坡的穩(wěn)定；（3）保留了左右洞間的原生巖土體，保證仰坡的穩(wěn)定和保護(hù)該部原生植被。
施工步驟為：（1）修筑截水溝、清表、修整仰坡浮土，該處仰坡厚度高度控制在0～5m，因開挖工作量較小，采用人工開挖即可；（2）前置式洞口段臨時襯砌及管棚套拱兩側(cè)施工槽開挖；（3）前置式洞口段臨時襯砌及管棚套拱兩側(cè)施工槽邊仰坡防護(hù)；（4）按設(shè)計施工管棚套拱，鋼拱架架立就位后，澆注套拱；若無超前大管棚，直接進(jìn)行下一步；（5）超前大管棚或超前小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)施工，若無超前預(yù)支護(hù)，直接進(jìn)行下一步；（6）前置式洞口臨時襯砌基礎(chǔ)施工，在型鋼拱腳部先澆注基礎(chǔ)混凝土穩(wěn)定拱架基腳，澆筑高度控制在5m以內(nèi)；（7）前置式洞口臨時襯砌施工，首先架立型鋼拱架，并采用連接鋼筋焊接牢靠；（8）洞頂回填反壓，以保證臨時襯砌和邊仰坡的穩(wěn)定，臨時襯砌最大回填高度控制在3m內(nèi)；（9）前置式洞口段臨時襯砌內(nèi)部洞口明洞段巖土體上臺階暗挖；（10）前置式洞口段臨時襯砌內(nèi)部洞口明洞段巖土體下臺階暗挖；（11）前置式洞口段仰拱、仰拱回填以及矮邊墻施工；（12）前置式洞口明洞段防水層及排水管施工；（13）明洞襯砌施工；（14）洞頂綠化恢復(fù)。
三、結(jié)語
隧道洞口段施工對于隧道施工的重要性顯而易見，按照新奧法理論，初期支護(hù)及預(yù)加固措施是隧道結(jié)構(gòu)的一部分，而二次襯砌僅起安全儲備和飾面作用，因此重視預(yù)加固措施和初期支護(hù)對隧道施工是工作之本。各項措施不是孤立存在的，根據(jù)圍巖情況、施工環(huán)境、工期要求等進(jìn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性比較，因地制宜采取綜合手段才是確保施工順利進(jìn)行的關(guān)鍵所在。
參考文獻(xiàn)
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公路隧道施工方法范文第3篇
【關(guān)鍵詞】公路隧道；施工工藝；方法
1 工程概況
某高速公路隧道全長13.8km，通過剝蝕低中山區(qū)、河谷階地、河流峽谷區(qū)等地貌單元，大部分穿行山前緩坡，地形起伏大，多數(shù)山坡基巖，山地覆蓋新黃土或風(fēng)積沙，溝谷發(fā)育多呈"V"型或"U"型，下切較深，溝壁陡峭，河道彎曲，水流湍急。
沿線所處區(qū)域蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，為貧水地區(qū)，地下水量一般不大且埋藏較深，局部地段有泉水出露。按其賦存條件可分基巖裂隙水、第四系孔隙潛水。地下水主要靠大氣降水補(bǔ)給，局部受地表水補(bǔ)給。其排泄路徑主要為蒸發(fā)。地下水及地表水對普通混凝土不具侵蝕性。
2 該隧道施工工藝及方法
由于隧道為單線設(shè)計，洞身Ⅳ級圍巖采用臺階法開挖，Ⅴ級圍巖采用短臺階法開挖，Ⅲ級圍巖采用全斷面法施工。
洞內(nèi)因隧道斷面寬度較小，出碴自卸汽車、運料車和其他施工機(jī)械在洞內(nèi)的錯車較困難，在設(shè)計的避車洞位置擴(kuò)挖一部分（尺寸滿足錯車需要），在施工期間兼作會車或倒車洞；施工中及時施作隧道仰拱和鋪填底板，既有利于隧道的穩(wěn)定，又能使洞內(nèi)的施工通道得到改善。
進(jìn)洞采用大管棚及小導(dǎo)管注漿超前支護(hù)、開挖后采用格柵鋼架噴射混凝土進(jìn)行強(qiáng)支護(hù)。
2.1 Ⅴ級圍巖短臺階法開挖
Ⅴ級圍巖采用臺階法施工，開挖前先采用Φ42超前注漿小導(dǎo)管進(jìn)行超前支護(hù)，小導(dǎo)管每根長3.5m，環(huán)向間距0.3m、縱向間距2.0m。待圍巖穩(wěn)定后采用短臺階法開挖，臺階長度控制在3～5m。采用自制鑿巖臺架、YT-28風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔施工。
臺階法開挖施工時，上部開挖采用小型松動爆破，用挖掘機(jī)人工配合，開挖完成后，先初噴砼封閉開挖輪廓面，施作系統(tǒng)錨桿，架立上半斷面格柵鋼架，兩側(cè)拱腳增設(shè)鎖腳錨桿，錨噴混凝土支護(hù)；上半斷面采用挖掘機(jī)扒碴至下部用312隧道掘進(jìn)出碴機(jī)裝碴，自卸汽車運輸出碴。下半斷面開挖后，格柵鋼架接長到底部，噴錨網(wǎng)聯(lián)合進(jìn)行支護(hù)，底部仰拱緊跟，使支護(hù)及時封閉成環(huán)。仰拱開挖采用挖掘機(jī)開挖、人工清底；出碴采用312掘進(jìn)出碴機(jī)裝碴，自卸汽車運至棄碴場。
Ⅴ級圍巖及加強(qiáng)段，拱部設(shè)置Φ42超前小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)，小導(dǎo)管環(huán)向間距0.3m、縱向間距1.6m，長度3.5m；拱墻設(shè)1榀/0.8m的格柵鋼架，邊墻設(shè)Φ22砂漿系統(tǒng)錨桿、拱部設(shè)Φ25中空注漿系統(tǒng)錨桿。
2.2 Ⅳ級圍巖臺階法開挖
Ⅳ級圍巖采用臺階法施工，開挖前先采用ф25超前中空注漿錨桿進(jìn)行超前支護(hù)，然后采用短臺階法開挖，臺階長度控制在3～5m。采用自制鑿巖臺架、YT-28風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔施工。
臺階法開挖施工時，上部開挖完成后，先初噴砼封閉開挖輪廓面，施作系統(tǒng)錨桿，掛網(wǎng)錨噴混凝土支護(hù)；上半斷面采用人工配合挖掘機(jī)扒碴至下部用312隧道掘進(jìn)出碴機(jī)裝碴，自卸汽車運輸出碴。下半斷面開挖后，施作系統(tǒng)錨桿，并噴錨網(wǎng)聯(lián)合進(jìn)行支護(hù)，仰拱緊跟，使支護(hù)及時封閉成環(huán)。出碴采用312隧道掘進(jìn)出碴機(jī)裝碴，自卸汽車運至棄碴場。
2.3 Ⅱ、Ⅲ級圍巖全斷面法開挖
Ⅱ、Ⅲ級圍巖采用全斷面法開挖施工，采用自制鑿巖臺架、YT-28氣腿式風(fēng)動鑿巖機(jī)濕式鉆孔施工。出碴采用312隧道掘進(jìn)出碴機(jī)裝碴，自卸汽車運至棄碴場。
2.4二次襯砌
二次襯砌采用C30防水混凝土；正洞襯砌采用全斷面液壓鋼模襯砌臺車，采用自動計量攪拌站集中拌和混凝土，混凝土攪拌運輸車運輸，混凝土輸送泵泵送入模。
隧道噴射砼與模筑混凝土之間拱、墻部位設(shè)置復(fù)合防水板，板后設(shè)置縱環(huán)向盲管，環(huán)向盲管按5～10m一道設(shè)置。并在隧道量測泄水孔處設(shè)置貫穿全隧道的ф80縱向盲管，縱環(huán)向盲管的水由橫向泄水管引入兩側(cè)水溝。
防水板采用復(fù)合防水板，其厚度不小于1.2mm，且抗拉強(qiáng)度不小于12Mpa，土工布密度≥300g/m2；兩幅防水板的搭接寬度不小于150mm，接縫宜采用熱楔法焊接，為雙焊縫，焊縫寬不小于20mm，焊縫強(qiáng)度不小于本身強(qiáng)度的70%。
采用綜合超前探測，遠(yuǎn)距離采用TSP-202/203地質(zhì)探測儀，近距離超前探測采用地質(zhì)雷達(dá)和紅外超前探水等物探手段。
3 風(fēng)、水、電等系統(tǒng)配置
3.1 高壓供風(fēng)系統(tǒng)
在隧道洞口適當(dāng)位置修建一座空壓機(jī)房，空壓機(jī)房安裝5臺20m3/min電動空壓機(jī)供風(fēng)，高壓風(fēng)管采用Φ200的無縫鋼管，管道連接用法蘭盤和螺栓連接；高壓風(fēng)管在洞內(nèi)置于通風(fēng)管一側(cè)的邊墻腳。
3.2 高壓供水系統(tǒng)
在隧道洞口附近的低洼處修建Φ2.0m保溫大口井1眼，井泵房采用半地下保溫式結(jié)構(gòu)，采用無塔變頻恒壓供水系統(tǒng)向洞內(nèi)供給施工用水，給水管路采取地埋進(jìn)行保暖，水管深埋在當(dāng)?shù)貎鼋Y(jié)線以下0.2m。水管在與地埋交界處和洞內(nèi)200m范圍內(nèi)的管道采用巖棉保溫管包裹電熱絲進(jìn)行水管保暖，確保供水設(shè)備不受季節(jié)影響正常供水。
3.3 供電系統(tǒng)
隧道用電利用既有線10KV貫通線，與供電部門聯(lián)系接出。在隧道洞口附近安裝一臺500KV變壓器；設(shè)置配電房，向洞內(nèi)架設(shè)三相五線供電線路供施工用電。主要為312型隧道掘進(jìn)出碴機(jī)及洞內(nèi)各種用電設(shè)施提供電力供應(yīng)；同時各洞口配置1臺250KW內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組，以供突然停電或電力供應(yīng)不足時洞內(nèi)通風(fēng)、抽水、照明及混凝土澆筑等應(yīng)急使用。輔助設(shè)施及生活用電從變壓器接出專用線路供電。
3.4 洞內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)
3.4.1 通風(fēng)方式
采用壓入式送風(fēng)為主、壓出廢氣為輔的循環(huán)通風(fēng)方法，將新鮮空氣壓入洞內(nèi)，再利用壓出通風(fēng)機(jī)將洞內(nèi)廢氣壓出洞外，以加快掌子面空氣循環(huán)。輔以水幕降塵，柴油添加劑來控制或減少洞內(nèi)粉塵和廢氣。
3.4.2 通風(fēng)設(shè)備的選擇和布置
（1）設(shè)備選擇
根據(jù)類似隧道施工經(jīng)驗及通風(fēng)量計算，確定隧道施工采用天津通風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的SDF（C）-NO11型（110KW×2）低噪聲軸流式通風(fēng)機(jī)軸流式通風(fēng)機(jī)，風(fēng)量為12000m3/min，全壓4800Pa，功率為2×110KW。
風(fēng)筒：選用洛陽機(jī)械廠生產(chǎn)的WSFG型雙抗柔性軟管，直徑為1200mm。
通過風(fēng)量及掌子面進(jìn)行演算，完全能夠滿足施工通風(fēng)的需要。
（2）風(fēng)管與風(fēng)機(jī)的布置
風(fēng)管的選用主要從風(fēng)管出口處的風(fēng)速和風(fēng)量、風(fēng)管的耐用性、風(fēng)管裝拆的難易程度等方面考慮。在通風(fēng)機(jī)性能確定的前提下，風(fēng)管出口處的風(fēng)速和風(fēng)量主要和風(fēng)壓損失、管道摩阻損失、漏風(fēng)損失等因素有關(guān)，將這些損失降低到最小程度，保證工作面的風(fēng)量。
①從降低風(fēng)壓損失考慮
根據(jù)已有的經(jīng)驗，管道通風(fēng)的壓力損失與風(fēng)管直徑的五次方成反比，即：實現(xiàn)大風(fēng)量通風(fēng)的最有效的技術(shù)措施是采用大直徑風(fēng)管，這不僅可以減少通風(fēng)機(jī)、延長送風(fēng)距離，還可以成倍地降低通風(fēng)能耗，在實際施工中，已有SDF（C）-NO11型（110KW×2）低噪聲軸流式通風(fēng)機(jī)單機(jī)配大直徑柔性風(fēng)管實現(xiàn)較長距離隧道施工通風(fēng)的成功經(jīng)驗，據(jù)此，確定SDF（C）-NO11型（110KW×2）低噪聲軸流式通風(fēng)機(jī)配直徑1.2m的軟質(zhì)風(fēng)管。
②從降低管道摩阻損失考慮
引起管道摩阻損失的主要因素是管壁的光滑程度、管道接頭、管道的順直情況。為減少管道的摩阻損失因素，此工程選用軟質(zhì)風(fēng)管，這種風(fēng)管具有風(fēng)阻小、裝拆方便、耐用、易修補(bǔ)、防水阻燃、耐腐蝕、抗靜電等諸多優(yōu)點。安裝時以50m為一節(jié)，減少接頭以降低風(fēng)阻，便于裝拆。隧洞通風(fēng)管設(shè)置在洞頂，安裝時要求整條管路穩(wěn)、平、直、無扭曲、無褶皺，盡量減少風(fēng)阻。為增加強(qiáng)度，接出風(fēng)口的前50m長度采用帶箍混紡膠布風(fēng)管。
③從降低管道漏風(fēng)損失考慮
造成風(fēng)管漏風(fēng)損失的主要原因有：管道接頭漏風(fēng)、管道縫紉針眼漏風(fēng)、管道破損漏風(fēng)，為減少管道接頭漏風(fēng)損失，除增大管道節(jié)長以減少接頭外，還可采用新型剛性接頭，增強(qiáng)接頭的密封性。在接長風(fēng)管時，采用對折縫紉法和在縫紉縫上涂刷膠粘劑的方法，減少縫紉針眼的漏風(fēng)。對施工中出現(xiàn)的管道損壞，主要是靠加強(qiáng)現(xiàn)場管理，及時發(fā)現(xiàn)及時修補(bǔ)，避免造成漏風(fēng)損失。
④通風(fēng)機(jī)的現(xiàn)場布置
通過對上述因素的綜合考慮，從而確定：在隧道施工采用SDF（C）-NO11型（110KW×2）低噪聲軸流式通風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓入式通風(fēng)；同時隧道掘進(jìn)超過0.5km后在掌子面設(shè)一臺軸流風(fēng)機(jī)、將爆破后的廢棄排出洞外，與壓入新鮮空氣風(fēng)機(jī)形成混合式循環(huán)通風(fēng)。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉海成.淺談公路隧道施工[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2010,(04).
公路隧道施工方法范文第4篇
Abstract： Along with rapid rural development， China's building of railway and highway tunnel is more and more. Combined with production practice， the paper summarizes the tunnel construction of railway， and presents the construction technology and excavation method choice.
關(guān)鍵詞： 鐵路；隧道；開挖
Key words： railway；tunnel；excavation
中圖分類號：[U25] 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）35-0094-02
0 引言
我國是一個山高水清的國家，隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高，鐵路隧道也在不斷的增加，本人結(jié)合多年工作經(jīng)驗，以及具體工程案例主要針對案例中的隧道開挖施工技術(shù)，包括工程特點、重點、難點以及施工處理原則；洞口工程開挖與支護(hù)；洞身工程全斷面開挖；洞身開挖施工注意事項等做出了簡要闡述分析，以供類似隧道工程參考。
1 隧道力學(xué)特征和施工特點
1.1 力學(xué)特征 較之前的建設(shè)單線和雙線鐵路隧道，客運專線鐵路大斷面隧道，開挖的跨度較大、高度較高，下面是力學(xué)特征。拱頂巖塊崩塌的可能會更嚴(yán)重，隧道拱頂不是很穩(wěn)定，拱頂圍巖存在拉應(yīng)力區(qū)；標(biāo)準(zhǔn)有較高的圍巖強(qiáng)度或良好的地基承載力，隧道拱腳和邊墻腳處的應(yīng)力集中更嚴(yán)重；輔助施工措施要求更強(qiáng)，松弛壓力更大，淺埋隧道的埋深范圍較大，產(chǎn)生拱作用要求的埋深較深；開挖之后，圍巖自穩(wěn)的要求標(biāo)準(zhǔn)圍巖強(qiáng)度更高一些，隧道周圍圍巖呈現(xiàn)出更多范圍的塑性化和更大的變形。
1.2 施工特點 鐵路大斷面隧道施工非常的復(fù)雜， “勤量測、緊支護(hù)”更為關(guān)鍵；應(yīng)堅持“斷面化大為小、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、短進(jìn)尺、勤量測，來對待堆積體、破碎地帶、淺埋處、洞口處、黃土隧道；對鐵路大斷面隧道建筑辦法的確認(rèn)、隧道的穩(wěn)固與安全有很大的干擾的，不僅包括圍巖的全面性，還有圍巖本身強(qiáng)度性。
2 鐵路大斷面隧道開挖方法選擇
汽車專線隧道開挖經(jīng)常用到的辦法為整體斷面方法、CRD工方法、CD工方法、臺階方法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑工方法，鉆爆方法依然是我國現(xiàn)在使用廣泛、成功的隧道建設(shè)方法。從建筑成本和工程效率斟酌，建設(shè)的先后順序是：全斷面方法正臺階方法臺階設(shè)臨時仰拱CD工方法CRD工方法眼鏡工方法；從工程的建筑安全正好相反。在建筑成本、工程效率、各方安全等方面，怎樣擇選適合的開挖方法，應(yīng)依照現(xiàn)實的情況理性均衡、結(jié)合考慮，是我們目前要面對的問題。
2.1 整體斷面法 整體斷面開挖方法是指將全面的隧道開挖以及斷面當(dāng)時鉆孔、當(dāng)場爆破形成、一次初期支護(hù)一步到位的隧道開挖方法。整體斷面開挖方法施工起來相對很容易了，最好是運用移動式鉆孔臺車或全能臺架，整體斷面一次鉆孔，并使用裝藥連線，之后將鉆孔臺車撤后至安全地方再爆破，一次爆破成功，爆出碴之后對全面開挖輪廓來初噴，鉆孔臺車或多功能臺架再推移到開挖面就位，在進(jìn)行另一個爆破工序，同時，運用支護(hù)臺架整體斷面施工作業(yè)僅剩初期支護(hù)工作。由于整體斷面方法一次開挖形成，開挖跨度非常大，高度也是非常高的，隧道周圍圍巖呈現(xiàn)較大空間的塑性化和非常嚴(yán)重的無形了，隧道拱腳和墻腳處的應(yīng)力集中更為復(fù)雜，隧道拱頂非常不穩(wěn)固。針對硬巖隧道，本身就有著很高的硬度，因此圍巖本身硬度根本不會干擾隧道穩(wěn)定與安全的關(guān)鍵要素。由于軟巖隧道本身強(qiáng)度大多比較低的，經(jīng)常會干擾隧道穩(wěn)固與安全的控制要點。對于按照《鐵路隧道圍巖分級判定標(biāo)準(zhǔn)》判定的圍巖級別，在確認(rèn)隧道開挖法時應(yīng)全面的想到圍巖本身硬度。硬巖隧道可經(jīng)過利用超前桿錨、超前預(yù)注漿、超前小管棚等協(xié)助工程建設(shè)來超前預(yù)加固，因而提升圍巖的全面性，但針對軟巖隧道，各種超前預(yù)加固措施對圍巖本身硬度提升面局限。總之每種要素考慮，結(jié)合原來相似的項目施工經(jīng)驗，針對鐵路大斷面隧道，整體斷面方法關(guān)鍵適合用非淺埋Ⅰ～Ⅲ級硬巖地層和Ⅳ～Ⅵ級軟巖地層。當(dāng)隧道處于非淺埋Ⅳ級硬巖地層時，在采取超前小管棚、超前錨桿、超前預(yù)注漿等協(xié)助施工問題穩(wěn)固之后，還可以運用整體斷面方法操作，但應(yīng)依照全面的圍巖狀況適當(dāng)縮短開挖進(jìn)尺。洞口段、偏壓段和淺埋段不適合運用整體斷面方法開挖。整體斷面開挖方法有很大的操作空間，有利于運用大型配套施工設(shè)備，提升建設(shè)效率，而且操作的工序少，管理起來簡單一些，部分開挖方法降低了爆破震動數(shù)量。開挖的面積非常大，圍巖得不到穩(wěn)定，讓每個過程都加大了工作量，每次深孔爆破勾起的震動非常大，所以要求我們來精心的鉆爆設(shè)計，并嚴(yán)格控制并執(zhí)行爆破作業(yè)。
2.2 臺階法 臺階法施工就是分成幾個不同的部分來同時進(jìn)行，就是將結(jié)構(gòu)斷面分成兩個或幾個部分，依照地層現(xiàn)有的情況和設(shè)備的配置狀況，我們結(jié)合原來的建筑經(jīng)驗，依照鐵路斷面隧道本身的力學(xué)特征，綜合分析考慮圍巖等級劃分中的巖性指標(biāo)、巖體整體狀況等，臺階法適用于Ⅰ～Ⅳ級硬巖地層和Ⅱ～Ⅲ級軟巖地層洞口段、偏壓段、淺埋段，Ⅲ～Ⅳ級硬巖地層和Ⅲ、Ⅳ級軟巖地層，臺階法可以分成中隔墻臺階法、正臺階法等。根據(jù)當(dāng)下的形式狀況采用超前預(yù)注漿、超前小管、棚超前錨桿、超前大管棚等協(xié)助建設(shè)措施來作穩(wěn)固。臺階法開挖優(yōu)勢非常多，能使支護(hù)較早地合閉，要看項目的現(xiàn)狀、機(jī)械條件和地層條件，擇選適合臺階方式。這樣有利于控制構(gòu)架扭曲及構(gòu)成的地面下沉。上臺階尺度經(jīng)常制定在1～1.5倍大小，依照地層狀況，分成兩塊或多塊開挖。這樣做是有利無害的，臺階尺度超出這個局限，會迷失縱向承載拱受重的構(gòu)架，留下橫向平面承載拱受力構(gòu)架，臺階尺度之所以定為1～1.5倍洞徑，關(guān)鍵是在1～1.5倍這一塊的周邊地層出現(xiàn)橫向和縱向兩者承載拱的功能。在開挖的同時縱向變位非常大，上臺階斷面形狀不能太用力，上臺階如果較短，不足1倍洞徑，很容易導(dǎo)致洞頂土體下滑，導(dǎo)致我們工作的地方及其不穩(wěn)，主要是由于較軟的地層，洞內(nèi)縱向裂面超過了工作的地方。上臺階如果超出1.5倍洞徑的長臺階，構(gòu)成拱腳就近承受力過大而使其沒有了穩(wěn)固性，很輕易的干擾到其它地方的正常，塑性區(qū)加大。
松軟地層避免運用短臺階法操作。然而，如果強(qiáng)硬的巖地層，巖體比較全面，可設(shè)置超短臺階，以便于風(fēng)鉆打眼，采用爆破法施工。從安全方面分析，操作設(shè)備的配置必須按照以下要求去做，臺階尺度應(yīng)為1～1.5倍洞徑是正常的。對此，在運用臺階法操作時，只有1～1.5倍洞徑長度的臺階，不能分短臺階、長臺階、微臺階。依照分的不同，臺階法可做成上下兩部分步開挖法和多部分步開挖留核心土開挖法。
2.2.1 上下兩部分步開挖法 上下兩部分步開挖法操作工序由圖1所示，該方法適合用在強(qiáng)度較硬巖Ⅲ、Ⅳ級，軟巖Ⅲ級，偏壓段、洞口段、淺埋段Ⅰ～Ⅲ級硬巖地層和Ⅳ～Ⅵ級較軟巖地層。可將斷面分作上和下兩個臺階同時開挖，臺階尺度正常調(diào)整在1～1.5倍洞徑（D）以里，但一定在地層失去自穩(wěn)能力之前抓緊開挖下一個臺階，支護(hù)構(gòu)成閉封構(gòu)架；如果地層很差的話，讓工作地方穩(wěn)定了，還可用以超前小導(dǎo)管支護(hù)等方式。上和下兩部臺階方法開挖示意圖見圖1。
2.2.2 多部分步開挖留核心土法 這種方法適合用在比較差的地層，偏壓段、洞口段、硬巖Ⅱ、Ⅲ級和淺埋段軟巖Ⅲ、Ⅳ級，圍巖非常軟的巖Ⅲ、Ⅳ級。上面的臺階取1倍洞徑可以繞圈開挖，留住關(guān)鍵土壤，可用系統(tǒng)超前小導(dǎo)管支護(hù)、預(yù)注漿穩(wěn)固在工作面；初期支護(hù)用網(wǎng)構(gòu)鋼拱架做；拱腳、墻腳設(shè)置鎖腳錨桿。開挖工序由圖2所示。
2.2.3 臺階法開挖優(yōu)劣勢 它是大部分方法里面的最基礎(chǔ)方法，所有較軟的圍巖地層，都可以用臺階法，因為它靈活多變，適用性強(qiáng)。而且，當(dāng)我們在碰到地層具有變化時，還可以在換其它的方法。臺階大部分利于開挖面的穩(wěn)固，應(yīng)有大量的工作時間和非常快的的操作速度，主要是上部開挖支護(hù)之后，下半部工作則相對比較安全；我們要避免主要下部操作時對上部的穩(wěn)固性的干擾，臺階法開挖的不足是上和下部操作互相干涉，臺階法開挖會加大圍巖擾的數(shù)量等。
2.3 側(cè)壁導(dǎo)坑法 運用這法開挖同時，單側(cè)壁導(dǎo)坑距離一般超前的在2倍洞徑之上。單側(cè)壁導(dǎo)坑法是指在隧道斷面一側(cè)先開挖一導(dǎo)坑，距離必須并一直超前，再開挖隧道斷面剩下的部分隧道開挖方法。很多是用人工獨立開挖、人和設(shè)備聯(lián)合開挖、人工和機(jī)械聯(lián)合出碴。確保工作的地方是穩(wěn)定的超前小管棚，超前錨桿、必須使用、超前大管棚、超前預(yù)注漿等協(xié)助操作措施來超前加以穩(wěn)定。斷面剩下的部分開挖的時候，可運用控制爆破避免損壞已構(gòu)成的導(dǎo)坑的暫時支護(hù)。使用這種方法可加大跨斷面為小跨斷面，安全、可靠的使隧道順利開挖，將導(dǎo)坑跨度控制在4～6m，則斷面剩下跨度是8～10m。單側(cè)壁導(dǎo)坑法是來用于地質(zhì)較差、斷面非常大、采用臺階法開挖非常困難的Ⅳ、Ⅴ級圍巖地層。
2.4 中隔墻法（CD工法） 把隧道斷面分成兩左右段，先開挖左（或者右）側(cè)，在開挖的同時還要在隧道斷面中間部分建個暫時的支撐隔墻，另一側(cè)隧道斷面的施工方法就是CenterDiaphragm工法，簡稱CD工法，等到隧道斷面開挖的一側(cè)比例一側(cè)朝前后開挖。把隧道斷面分為兩段并在中間部分建立暫時的支撐隔墻，這種方法能使隧道斷面在開挖過程中更安全可靠，還能減小隧道斷面的跨度，使斷面受力更合理。
2.5 鐵路大斷面隧道開挖施工法的支護(hù)措施和協(xié)助措施 根據(jù)新奧法施工原理，聯(lián)合鐵路大斷面隧道的力學(xué)特征，為保證隧道穩(wěn)固和操作安全，應(yīng)該在擇選隧道開挖施工法同時運用適合的支護(hù)方法和協(xié)助措施。①不只拱部、墻部要達(dá)成合格的標(biāo)準(zhǔn)的光爆效果，仰拱、交叉口、墻腳、洞室、底部、變斷面地方也應(yīng)該注意，用心對待隧道的整體斷面光面爆破操作。應(yīng)該按光面爆破來規(guī)劃，以降低超欠挖還能出現(xiàn)的應(yīng)力集中，及時達(dá)到和墻拱統(tǒng)一光面爆破結(jié)果。②開挖之后降低圍巖無形，打消應(yīng)力集中，立即初噴混凝土對開挖輪框巖面來密封和平衡。③為保證鐵路大斷面隧道承受的需求，使開挖斷面周圍構(gòu)成非常大空間的承載環(huán)，增加錨桿尺度；為降低承載環(huán)里面可能呈現(xiàn)的拉應(yīng)力，以使承載環(huán)的承受力度更有效，可運用預(yù)應(yīng)力錨桿；為使承載環(huán)能立刻構(gòu)成，可使用快凝環(huán)氧樹脂錨桿、速凝砂漿錨桿等能立即受力的錨桿。④為使圍巖和支護(hù)初期一塊的承載構(gòu)架馬上構(gòu)成，要做好錨桿、鋼架支柱和復(fù)噴混凝土操作。⑤為化解拱頂不穩(wěn)固和墻腳、拱腳承受力大以及應(yīng)力集中的問題，要增強(qiáng)對隧道拱腳、拱頂和墻腳的保護(hù)。⑥仰拱開挖應(yīng)該對整個斷面一塊完成，嚴(yán)禁待隧道開挖幾百米后才開始仰拱開挖、支護(hù)和二襯施工。應(yīng)依照圍巖狀況，制約開挖的進(jìn)度，仰拱開挖后支護(hù)初期應(yīng)立即來密封，嚴(yán)禁仰拱施工與無仰拱段撿鋪底同步進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)：
[1]郝金印，劉楊.淺埋暗挖雙聯(lián)拱大跨隧道下穿既有線綜合施工技術(shù)[J].價值工程，2012，（14）.
公路隧道施工方法范文第5篇
關(guān)鍵詞：鐵路；隧道施工；技術(shù)創(chuàng)新
中圖分類號：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
引言
鐵路的建設(shè)隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，創(chuàng)造了令人矚目的成果。新建鐵路隧道長度在云、川等地區(qū)中，占線路總長度的70%以上。目前采用的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有斷面形式、消防和防災(zāi)救援、乘車舒適度和凈空有效面積以及黃土隧道等。襯砌結(jié)構(gòu)耐久性等關(guān)鍵技術(shù)問題，為我國鐵路隧道建設(shè)提供參考。雖然目前隧道長度和數(shù)量已達(dá)世界第一，但由于該領(lǐng)域目前施工仍以鉆爆法為主，制約施工安全質(zhì)量問題在國內(nèi)隧道普遍存在。
鐵路隧道施工技術(shù)問題
（一）、改進(jìn)開挖技術(shù)
隧道開挖時，圍巖級別優(yōu)于III級時采用全斷面法已成共識，既可保證進(jìn)度也利于降低成本。問題存在于IV ， V級圍巖的開挖，當(dāng)前普遍采用的臺階法開挖工藝有利于人員循環(huán)作業(yè)，進(jìn)度和成本控制有保障，但臺階的存在造成仰拱跟進(jìn)掌子面的距離超過相關(guān)規(guī)定，形成安全隱患。近年來，國內(nèi)隧道施工發(fā)生眾多安全事故的主要原因之一就是隧道開挖臺階長度過長。鐵道部越來越嚴(yán)格要求掌子面與仰拱的距離，就是為了確保鐵路隧道施工安全，據(jù)有關(guān)規(guī)定：II工級圍巖中仰拱與掌子面的距離不得超過90m，V級及以上圍巖不得超過40 m。對隧道開挖掌子面與仰拱之間的距離，鐵道部做出了進(jìn)一步的強(qiáng)制性規(guī)定：IV ， V ， VI級圍巖仰拱封閉位置距離掌子面不得大于35 m，隧道開挖后初期支護(hù)應(yīng)及時施作并封閉成環(huán)。當(dāng)前鐵路隧道施工中，由于上、下臺階不能平行作業(yè)，采用短臺階法(長度小于一倍洞徑)施工時，工作效率大大降低，進(jìn)度嚴(yán)重受阻；無論圍巖的穩(wěn)定性如何，采用長臺階法施工都難以滿足上述強(qiáng)制性工序間安全距離的要求。各級安全檢查結(jié)果表明，如果不貫徹落實鐵道部的上述要求，改進(jìn)開挖技術(shù)工藝將非常困難。
（二）、隧道溝槽施工工藝
隧道溝槽(側(cè)溝、中心水溝、電纜槽)混凝土施工斷而小，單位體積表而積大，輪廓線條多，施工困難。但是，水溝電纜槽既是隧道的“形象工程”，又是信號、通訊、電力等運營設(shè)施的直接承載體，其實體質(zhì)量和表觀質(zhì)量直接影響了隧道工程的整體形象和使用功能。受前期隧道施工重主體、輕附屬思想的影響，隧道溝槽施工至今沒有開發(fā)出理想的配套設(shè)備。當(dāng)前普遍采用的小塊組合鋼模分段施工法存在整體性差、循環(huán)時間長、加固支撐多、施工效率低、工序繁雜、對工人技能要求高等諸多問題。而且外觀質(zhì)量和實體質(zhì)量達(dá)標(biāo)困難，造成施工成本高，作業(yè)文明形象差。
（三）、機(jī)制砂噴射混凝土濕噴工藝
在新奧法施工理論體系下，支護(hù)技術(shù)、預(yù)加固技術(shù)和圍巖加固成為特殊地質(zhì)條件下隧道施工成敗的關(guān)鍵。錨噴與拱架結(jié)合的支護(hù)技術(shù)已較為成熟，長鋼管壓漿(大管棚和超前小導(dǎo)管)是超前支護(hù)的主要方式，加注漿是圍巖加固的主要方式。當(dāng)前，業(yè)界對超前支護(hù)作用機(jī)理的新定義是：開挖掌子面前方橫向具有拱作用，縱向具有梁作用。在此理論的指引下，用于控制地而下沉的剛性預(yù)襯砌技術(shù)、用于穩(wěn)定掌子面的柔預(yù)襯砌和水平噴射注漿技術(shù)等成為預(yù)支護(hù)技術(shù)研究的新方向。
噴射混凝土是隧道支護(hù)施工中的主要工序，根據(jù)《鐵建設(shè)〔2010]241號鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》從人員勞動健康和保障噴混凝土施工質(zhì)量的角度出發(fā)的規(guī)定，噴射混凝土應(yīng)采用濕噴工藝。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，利用機(jī)制砂，采用濕噴工藝進(jìn)行噴射混凝土施工需要解決好兩個問題:一是機(jī)制砂相對于大然砂在技術(shù)指標(biāo)上存在的差異；二是濕噴工藝施工成本比干噴工藝高，這給規(guī)范規(guī)定的優(yōu)先采用濕噴工藝標(biāo)準(zhǔn)的貫徹執(zhí)行和項目成本核算帶來巨大的壓力。具體來講，機(jī)制砂要滿足規(guī)范要求的石粉含量限值必須經(jīng)過水洗工藝，而水洗機(jī)制砂的共性問題是級配不好、拌制的混凝土和易性差，泵送效果差，規(guī)范規(guī)定混凝土坍落度應(yīng)在80130 mm之間，實際施工中坍落度需放大到170mm以上方可泵送。混凝土坍落度增大必然導(dǎo)致混凝土單位用水量增加、勻質(zhì)性降低，不僅嚴(yán)重影響了混凝土的速凝效果和強(qiáng)度，而且降低了支護(hù)能力及外觀質(zhì)量，施工成本加大，混凝土回彈量也大幅增加，這也成為噴射混凝土濕噴工藝得不到貫徹執(zhí)行的主要原因。
二、鐵路隧道幾個關(guān)鍵技術(shù)
（一）、黃土隧道的關(guān)鍵技術(shù)
黃土隧道施工時極易發(fā)生大面積沉降或坍塌，這是因為其有初期支護(hù)收斂變形量大、豎向荷載大、垂直節(jié)理發(fā)育、土體破壞一般不能形成普氏壓力拱且底鼓現(xiàn)象嚴(yán)重等特性。所以應(yīng)針對黃土隧道，特性采取特殊的修筑技術(shù)。特別是大和超大斷面黃土隧道的設(shè)計和施工。黃土隧道襯砌應(yīng)根據(jù)新奧法的基本原則和復(fù)合式襯砌的作用原理進(jìn)行設(shè)計。按初期支護(hù)和二次襯砌共同承載計算復(fù)合式襯砌：
黃土隧道初期支護(hù)是永久襯砌的重要組成部分，初期支護(hù)要有效抑制黃土地層的過大變形，防止塌方，要有足夠的剛度和強(qiáng)度以。黃土隧道二次襯砌長度應(yīng)以不產(chǎn)生過大的施工干擾、經(jīng)試驗確定，不應(yīng)與開挖工作面拉得過長。二次襯砌與外層的噴錨初期支護(hù)組成整體的支護(hù)體系，是復(fù)合式襯砌的內(nèi)層結(jié)構(gòu)。自穩(wěn)性差的黃土地段仰拱應(yīng)及早封閉成環(huán)，緊跟開挖工作面施作。初期支護(hù)變形不收斂、黃土地層變形過大或難以及時補(bǔ)強(qiáng)時，為改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，必要時也可提前施作二次襯砌，也可設(shè)置臨時仰拱或橫撐封閉開挖面。影響隧道結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度的重要因素是仰拱及其與邊墻的連接形式。黃土采用圓順連接隧道襯砌邊墻與仰拱，保證仰拱有足夠的強(qiáng)度和剛度。要注意仰拱矢跨比大于或等于 1/12。采用與拱墻同一強(qiáng)度等級的混凝土，并使仰拱厚度比拱墻適當(dāng)加厚，才能加強(qiáng)隧道底部結(jié)構(gòu)設(shè)計。
（二）、襯砌結(jié)構(gòu)耐久性
復(fù)合式襯砌是我國多數(shù)鐵路隧道的襯砌結(jié)構(gòu)。在隧道襯砌結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計中，復(fù)合式襯砌包括初期支護(hù)和二次襯砌兩部分，所以要分別考慮二者耐久性。
1、初期支護(hù)的耐久性
初期支護(hù)要保證對每一種支護(hù)措施都應(yīng)進(jìn)行耐久性設(shè)計，其一般包括錨桿、噴混凝土、鋼架等。錨桿應(yīng)設(shè)置墊板，宜采用全長灌漿式錨桿。噴混凝土的強(qiáng)度要達(dá)到1d的抗壓強(qiáng)度不小于 10 MPa，且能滿足長期強(qiáng)度的要求；同時噴混凝土的強(qiáng)度等級應(yīng)大于二次襯砌混凝土的強(qiáng)度等級，在腐蝕性嚴(yán)重的場合。噴混凝土內(nèi)設(shè)置的鋼架，其保護(hù)層厚度靠圍巖一側(cè)的大于4 cm保護(hù)層厚度，另一側(cè)則要大于3 cm。在腐蝕性環(huán)境中，應(yīng)采用耐腐蝕的纖維錨桿或者防腐蝕的灌漿材料。
二次襯砌的耐久性
二次襯砌的耐久性問題主要是混凝土的耐久性問題，因為二次襯砌是由鋼筋混凝土材料或混凝土構(gòu)成的，可以的設(shè)計原則和方法是混凝土耐久性處理法。
3、復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)耐久性處理方法
考慮環(huán)境因素的影響，在進(jìn)行鐵路隧道復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)的耐久性處理是才更順利。考慮初期支護(hù)和二次襯砌共同承擔(dān)荷載的情況，就是當(dāng)環(huán)境對襯砌結(jié)構(gòu)侵蝕無侵蝕作用或作用很小時。當(dāng)襯砌結(jié)構(gòu)受環(huán)境的侵蝕作用明顯時，一種設(shè)計方法是只在構(gòu)造上采取一些綜合措施進(jìn)行防范，不考慮初期支護(hù)的長期耐久性，滿足施工期間的安全，而二次襯砌并考慮耐久性，考慮全部承擔(dān)荷載。另外一種設(shè)計方法是可考慮二次襯砌和初期支護(hù)共同承載，這時二者均應(yīng)考慮耐久性。
結(jié)語
對于開挖鐵路隧道施工作業(yè)，要保持創(chuàng)新成果實用性、先進(jìn)性的重要保障，就要鼓勵一線技術(shù)人員的小改革、小發(fā)明、小創(chuàng)造、小技巧，激發(fā)作業(yè)工人的創(chuàng)造性和積極性。本文介紹的關(guān)鍵技術(shù)與鐵路隧道傳統(tǒng)做法有一定的聯(lián)系，但這些標(biāo)準(zhǔn)和理念都需要在工程實踐中經(jīng)受檢驗。
參考文獻(xiàn)
[1]劉佳寶.鐵路隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].北京交通大學(xué)，2010.
