巖石隧道施工方法精選(九篇)

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第1篇：巖石隧道施工方法范文

關鍵詞：隧道工程 軟弱圍巖 技術

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（a）-0039-02

1 軟弱圍巖

軟弱圍巖是地下工程對于地質條件的一個綜合性的界定，在地下隧道工程與巖土工程施工中，圍巖的性質與基本條件將決定著工程所應使用的施工方法與工程本身的技術難度。因此，對于隧道工程首先要明確圍巖的基本條件，掌握圍巖的基本性質，在此基礎上才可以在后期的施工進程中準確把握施工要點，以達到順利施工的目標。

一般而言，在地下鐵道、巖土及隧道等工程中，圍巖的種類如何界定是根據圍巖本身的強度及穩定性、風化程度及完整性等因素進行綜合考慮，進而分成不同等級和種類的圍巖，在現實施工的前期勘察階段，通過一定的技術手段對圍巖進行勘測與性質的測定，結合工程的特點得出圍巖的具體類別。隨著施工技術的不斷發展，施工工程具有相對復雜的趨勢，施工人員對地質條件的判斷與界定也有了更深層次的認識，對于圍巖的分類與認識也在不斷加深，靠簡單的感性判斷不夠科學，需要借助一些新的設備與技術才可以準確得知圍巖的具體物理性質。因此對于圍巖的認識，不同階段、不同的地質條件、不同的工程特點，圍巖的特殊性很難一概而論，需要具體問題具體解決。

2 隧道工程施工方法與理論

對于地下空間的探索，實際上歷史已經久遠，從遠古時期人們以地為穴的居住方式就形成了地下空間施工的雛形。隨著目前我國大規模的地下工程建設，包括地鐵、地下隧道、公路的地基施工等都涉及到地下工程的施工。一般而言，針對地下隧道工程，常用的基本方法有礦山法、新奧法、地質工程施工法。

2.1 礦山法

作為一種傳統的地下隧道施工方法，其基本原理是在隧道爆破后，造成周圍巖石穩定性與強度下降，受力上整體處于松弛狀態，是一種軟弱性質的圍巖，在該條件下，進行邊支護邊施工，以防止圍巖坍塌對于隧道穩定性與安全的影響。在支護的環節上，對于軟弱圍巖主要是利用剛性襯砌作為支撐，剛性襯砌最大程度地防止隧道斷面的變形，并有效地抵擋了擾動后的圍巖對開挖面的荷載。礦山法是一種暗挖法，以爆破的方式形成開挖面，并借以剛性襯砌作為臨時支撐，在實際隧道開挖的施工過程中，采用分部開挖的方式，邊開挖，邊修筑襯砌，邊支護。開挖時，首先要開挖導坑，為了最小限度減少圍巖的擾動，以導坑作為開挖的基礎向周分部擴大開挖，尤其對于軟弱具有坍塌可能的圍巖就需要結合開挖斷面的尺寸，在分部開挖中具體采取何種順序與方式進行仔細衡量才可以確定。

2.2 新奧法

新奧法是在礦山法的基礎上發展而來，其施工原理在于強調圍巖的自承重能力，以錨桿、鋼筋網、噴射混凝土等柔性手段進行主要支撐，以此抵抗圍巖的變形。實際在此過程中圍巖作為了支護系統的重要組成部分與受力部分。與傳統的礦山法相比，在手段與施工概念上而言都是一種突破。新奧法通過錨桿而形成的加固拱與噴射混凝土層形成內外兩層襯砌，混凝土同時以強大的噴射力注入到圍巖土層的縫隙中，與土層進行了結合，圍巖的穩定性與抗變形能力得到進一步提升。此外，新奧法減少了圍巖擾動的強度、頻率與持續周期，新奧法的支護手段一般不需要拆除，作為永久性支撐，嵌入到開挖面中，減少了施工的程序，相對較小的噴射層厚度又可以保證開挖的工作量，節省了開挖跨度對工程周期與穩定性的影響。

2.3 地質工程施工

地質工程施工是在隧道開挖面進行開挖與圍巖擾動前期對地質條件進行主動加固的一種方法。如常利用在隧道開挖洞口的大管棚支護技術和地面注漿技術。地質工程施工主要采用一定的工程措施，以主動方式去控制圍巖的變形與穩定性，平衡圍巖和支護的共同強度，以保住一開始就為隧道順利掘進與開挖創造一個相對寬松的施工環境。

隨著工程難度的差異性，一般在地下隧道工程中常常根據特定的地質綜合條件、水文狀況、圍巖的性質、工程性質與復雜程度，采取不同的隧道施工方法，有時候為了保障工程的安全性與穩定性常常綜合幾種方法共同發揮作用而不是單純采用其中一種。對礦山法、新奧法、地質工程施工法的分析中，筆者得知不同的方法都有其各自的優勢與不足，在實際施工中應該相互借鑒，取長補短。例如在礦山法施工的過程中常常借鑒新奧法對于支護的安全度進行監測與控制。對于地質條件比較特殊的情況，新奧法的施工比礦山法更加成熟有效，對于襯砌的要求也更加嚴格。而地質工程的施工則結合了新奧法與礦山法的優勢，從前期就開始對影響隧道施工的各種因素進行預測與準備，從宏觀上與整體施工戰略上給隧道工程一些指導。

3 軟弱圍巖下隧道工程施工方法與技術

在隧道實際施工工程中，主要涉及開挖與襯砌兩道施工工序，其次涉及到一些輔助工程如防水排水等工藝技術。在上節對三種主要隧道施工方法進行闡述的基礎上，該節重點討論對于軟弱圍巖條件下隧道工程的施工技術與方法。

首先對于實際工程的地質特征，圍巖的性質必須有個明確的認識。對地質條件與圍巖特征進行詳細的預測與勘察是在隧道工程的設計階段與施工階段首先要解決的現實問題。如在施工中采取超前地質預報、地質素描、圍巖彈性波速等對圍巖進行全面的了解與接觸，在此基礎上才可以精準確定隧道施工方案，事先做好預案工作。

其次，施工的最開始應堅持地質工程施工的基本理念，盡量做好基礎性支護工作，如對開挖洞口的大管棚超前支護、地面注漿技術等對圍巖進行事先的預應力主動防護，此舉可以有效保證后期隧道開挖中圍巖受力更加合理，并可以提高軟弱圍巖的基本力學屬性。

第三，在實際開挖的進程中，應盡量采取新奧法，對圍巖避免過多的擾動，采取光面爆破技術，保證圍巖基本受力面的均衡。對若軟圍巖應盡量增強圍巖的自穩能力，必要條件下，可以輔助配合礦山法施工，將兩者的優勢充分結合。在新奧法施工的指導下，進行分部施工，根據開挖工作面尺寸與地坑深度選擇正確的分部施工方法，如對單側壁導坑法、雙側壁導坑法、臺階法的合理運用。在軟弱圍巖受到大擾動的情況下，要盡量做好及時的防護工作，應盡量采用柔性支護技術。開挖時還應做好圍巖的監測工作，對支護系統的穩定性進行實時的反饋與控制。

第四，軟弱圍巖條件下的隧道施工，常常由于地質條件的不確定性，同一隧道不同跨度與進尺的圍巖特征存在差異性變化，對于軟弱圍巖新奧法配合礦山法往往有時候更加有效保證了隧道的順利施工。

4 結語

軟弱圍巖是隧道施工中常常碰到的地質情況，該情況下，隧道保證正常施工需要對圍巖首先有個比較全面的認識，并盡可能做好圍巖的超前支護措施，實際開挖過程中要根據工程的實際特點選擇正確的施工方法，對礦山法與新奧法進行有選擇的運用，保證隧道圍巖的自穩能力和抗變形能力。圍巖在施工擾動后，為了抵抗其松弛變形盡可能綜合運用柔性支護與剛性襯砌結合的支護手段，同時做好圍巖的實時監測與控制措施。

參考文獻

[1] 王建紅.淺談軟弱圍巖隧道施工技術[J].鐵道建筑，2006（12）：54-55.

第2篇：巖石隧道施工方法范文

Abstract： In China， there are lots of records about the construction of soft rock tunnel with high in-suit stress at home and abroad. The big problem in the construction of soft rock tunnel with high in-suit stress is large deformation. Large deformation leads to cracked support， even landslide， or the permanent damage of support. If the construction method is not suitable， it not only increases the cost， but also forms hinders in construction and operation security. At present， the main construction method is to modify profile， long bolt and shrinkable steel frame. Combined with the construction case， it uses double arch support and solves the problem of large deformation of tunnel， and makes certain exploration and summarization on the construction method of soft rock tunnel with high in-suit stress.

關鍵詞： 高地應力；軟巖隧道；大變形；施工方法

Key words： high in-suit stress；soft rock tunnel；large deformation；construction methods

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）12-0108-03

1 高地應力軟巖隧道施工現狀

目前，國內外有關高地應力軟巖隧道施工的記錄有不少，例如我國寶中線的大寨嶺隧道、老爺嶺、老頭溝隧道以及穿越煤系地層的家竹箐隧道。國外隧道如日本的惠那山公路隧道、新宇津隧道，奧地利的陶恩隧道。縱觀各國高地應力軟巖隧道施工面臨的最大難題就是大變形，大變形會導致初期支護開裂破壞并嚴重侵入襯砌凈空，甚至發生塌方，更為嚴重的是可能造成永久性支護的破壞。施工方法不當，不僅提高工程造價，對施工及運營安全也存在相當大的隱患。國內外許多專家也對高地應力軟巖隧道修建技術進行了不斷研究，分別從結構斷面形狀設計、支護參數的設置以及開挖方法等方面提出相應觀點與解決辦法，如：隧道斷面設計接近于圓形；初期支護采用長錨桿、可縮剛架等；開挖方法采用臺階法。以上研究對于大變形都起到了一定的抑制作用，最終成功攻克了隧道大變形問題。本文通過對經歷過的隧道大變形處治，在吸取前人經驗的基礎上，在高地應力軟巖隧道施工方法上進行了一定的探索及總結。

2 本文應對隧道大變形采取的施工方法

2.1 云嶺隧道

2.1.1 概況 隧道為一座上、下行分離的四車道高速公路長大隧道，全長2180m。洞身最大埋深344m，一般埋深約200～300m。隧道進口有一古滑坡體。隧道圍巖以強風化炭質千枚巖為主，巖體為深灰-灰黑色，主要礦物成份為云母、長石等，含炭量較高，變余泥質結構，千枚狀構造，裂隙較發育，隧道內有涌水，設計圍巖為Ⅴ級。

2.1.2 大變形情況

情況①：左洞進洞采取三臺階法施工，上臺階掘進10m，下臺階施工5m后，初期支護突然出現變形，監控量測發現拱頂下沉100mm，收斂150mm。初期支護有開裂，噴射混凝土有掉塊現象發生。隧道停止掘進，采取加固措施，加長錨桿至5m。但收斂速度仍然很快，圍巖仍不能穩定。由于擔心成洞段落發生塌方，于是緊急采取施工二次襯砌的措施以抵抗圍巖變形。隨后改變開挖方法，采取雙側壁導坑施工，側導坑采取臺階法，人工開挖。臺階處設臨時支撐，施工約15m后，側壁導坑發生大變形，側壁拱架扭曲，主洞擠入洞內約500mm，如圖1所示。

情況②：隧道右洞施工過程中，前期圍巖變形速度并不快，但初期支護也有開裂掉塊現象，為了節約投資，加快施工進度，對于已破壞段落采取了拆除初支并置換拱架的方法，未施工段落調整支護參數，初期支護雖然采取了一定的加強措施，但圍巖收斂沉降均未趨穩。在此情況下，實施了二次襯砌。二次襯砌完成數月后，仰拱中部發生了起鼓，具體情況如下：YK105+000～+220段中部起鼓約100mm，YK105+260～+300段仰拱起鼓較大，最大處達400mm，YK105+300～+530段起鼓約300mm，YK105+530～+580段起鼓最大處達450mm，YK105+580～+760段起鼓約300mm，YK105+760～+900起鼓約100mm。如圖2所示。

2.1.3 原因分析 因加長錨桿方法、側壁導坑方法均不能控制圍巖變形，通過對大變形特點的分析，認為主要有以下幾方面原因：

a.地質結構分析。本隧道工程地質條件特殊，云嶺隧道進口段與兩鄖斷裂帶Ⅰ級結構面相交，隧道開挖時，構造殘余應力的短時間內釋放，造成了隧道初期支護的大變形

b. 圍巖特點。該段圍巖為強風化或全風化炭質千枚巖或風化土，巖面光滑，膠結性差，巖體抗壓強度大部分小于1MPa。由于有絹云母的存在，造成一定的光滑面，抗剪強度低。地下水較發育，以線流或股狀水形式出現。圍巖遇水軟化成泥，穩定性極差，無自穩能力，造成拱腳承載力降低。

c. 滑坡體的影響。古滑坡體的復活是隧道發生大變形的又一大因素，通過監測數據表明，明洞的偏移方向與滑坡體的滑動方向基本一致，因此，滑坡體是造成隧道大變形的原因之一。

d.外界因素的影響。由于隧道下穿鄖漫公路，鄖漫公路是連接陜西與湖北的省級公路，交通流量較大，重載車輛較多。公路路面距隧道拱頂的深度約12m，車輛的動載也有可能影響到隧道的穩定。

e.設計支護強度。隧道該段落設計拱架為18型工字鋼（間距75cm），？準25中空注漿錨桿（長3m），從變形的表象來看，發生變形時，拱架發生扭曲及折斷現象，說明拱架的強度不足；本段落為松散體，整個埋深范圍基本為塑性區域，3m長錨桿不足以穿過塑性區，因此，錨桿的作用不明顯。

f.仰拱起鼓原因。該段落圍巖為碳質千枚巖，其巖體抗壓強度較低，在高應力作用下易發生較大的變形；千枚巖具有弱膨脹性，遇水易軟化成泥，而施工現場地下水較多，易導致仰拱基礎承載能力大幅削弱，從而結構下沉仰拱翹起；該段隧道埋深較大，地應力也相對較大，同時受兩隕斷裂的大地構造影響，隧道開挖后應力重分布、重平衡的過程復雜，時間漫長，導致出現結構暫時穩定的假象；該段襯砌的起鼓現象除與客觀地質條件及設計的初期支護措施有關外，也與施工手段有關。該段仰拱施工主要是分左右半幅施工，左右半幅之間未設連接筋，削弱了仰拱的整體承載能力，導致了仰拱的中部隆起；該段結構設計仰拱均采用的是普通素混凝土結構，設計上對軟弱圍巖的特性認識不足，未采取更為強有力支護措施，也是仰拱破壞的原因。

2.1.4 采取措施 針對變形特點及原因分析，根據量測過程掌握的數據，經過專家的多次研究論證，主要采取了以下施工措施：

a. 開挖方法。采用超短三臺階留核心土開挖法，根據監控量測的結果，把開挖預留變形量放大至20cm，采取人工配合機械開挖方式，進尺控制在50cm。

b. 支護參數。根據該段落圍巖情況，塑性變形范圍較大，極可能是整個覆蓋層。因此，初期支護采用雙層I18工字鋼拱架，系統支護采用？準42鋼花管并壓注雙液漿，上階設置臨時仰拱。施工工序如下：上臺階開挖——上臺階外層拱架支護——階左右側錯開1m開挖——階外層拱架支護——？準42鋼花管打設并注漿——上階內層拱架支護——核心土開挖——上階臨時仰拱支撐——下臺階及仰拱左右側間隔開挖——下臺階雙層拱架及仰拱拱架支護——拆除臨時支撐——根據監控量測結果施工二次襯砌

施工要點：①開挖前，先打設3m長鋼花管并噴射混凝土穩定掌子面。上、階拉開距離要短控制在3m以內，下臺階與階拉開距離適當加長至6m左右（利于機械開挖核心土）。②上中下臺階拱腳加設縱向托梁并豎向打設鋼管。便于拱架形成整體，增強初期支護強度，鋼管托梁可以提高基底承載力。③仰拱施工完成后方可拆除臨時支撐。④二次襯砌待圍巖收斂減小到一定程度時，即可施工二襯。

c. 監控量測。軟巖隧道施工，監控量測必須非常重視，為了在一定程度上弄清楚，圍巖變形規律，隧道在外層初期支護上的拱頂、上臺階、階處設了三條基線，為了操作方便及不影響施工，量測時采用萊卡全站儀測坐標的方法實施。同時，為了初步了解圍巖受力情況，在拱頂、上、中、下臺階壓力最大處各安放了一個壓力盒。通過以上手段收集到的數據，反饋給設計單位，便于對支護參數進行調整，做到動態設計、動態施工。監控量測過程必須嚴格按照規范執行。

d. 處治效果。通過以上措施處治，通過監控量測發現，外層支護完成后初期支護有3-4天的較穩定期，收斂下沉速率一般，3-4天后，收斂下沉速率加快。內層初期支護完成后，收斂下沉速率有一定減小，臨時仰拱支撐加固后，收斂下沉速率逐漸趨緩。待臨時支撐拆除后，收斂下沉值有一定加大，2天以后，收斂下沉值開始減小，但是收斂下沉速率短時間內達不到規范要求的水平收斂速率小于0.2mm/d或拱頂位移速率小于0.15mm/d。經專家論證后，二次襯砌可以在變形量達到預留變形量之前施工。讓二次襯砌承受一部分來自圍巖的壓力。通過后期的觀察，二襯的穩定性較好。在此，不再描述監控量測的具體數據。

e. 仰拱起鼓處治。處置措施：①分段落間隔置換仰拱，仰拱曲率加大，厚度加厚，采用鋼筋混凝土結構。仰拱整體澆筑，提高仰拱抗變形能力。②清除基底軟化圍巖，開挖至新鮮巖面，對于地下水出露點，采取封堵及引排處理。同時基底采用鋼花管注漿加固。③仰拱與原二襯拱墻基礎采用60cm長Φ22連接鋼筋連接，以加強仰拱和整個襯砌的連接強度。④拱墻與仰拱之間施工縫采用注漿填充。

通過以上處治措施，仰拱再無發現明顯變形現象，二襯表面裂縫也無發展趨勢。

2.2 金竹山隧道

2.2.1 隧道概況 隧道為一座上、下行分離的四車道高速公路長大瓦斯隧道，全長2712m。其中Ⅳ、Ⅴ級圍巖占隧道的89%以上。隧址受固軍壩復式背斜、黃金口背斜、梧桐坪背斜和付家灣向斜影響，隧道穿越F1～F6共6條大斷層和多條次級斷層，地質條件極其復雜。穿越地層巖性包括灰巖、泥灰巖、鹽溶角礫巖，砂巖、泥巖夾薄煤層及煤透鏡體（厚度0.2—1.5m）。隧道內地下水發育，設計最大涌水量達14000m3/d，局部段落存在突水涌泥。

2.2.2 大變形情況 金竹山隧道出口左洞LK64+825～+785為緊急停車帶，處于F4斷層破碎帶中，地質構造復雜，半幅軟弱強風化泥質粉砂巖，碳質泥巖；半幅硬質砂巖，薄煤層不均勻分布，裂隙發育，有地下水滲出。采用三臺階開挖法，施工過程中，因該種地質情況比較復雜，有意加大了預留變形量至30cm，上階施工后8m后，無明顯變化，但在落底過程中，變形速度加快，初期支護出現開裂掉塊。通過設計變更，只調整了拱架間距，拱架型號及系統均未加強。施工方對已施工段落增設了內層拱架，并打設了鋼花管注漿，后期段落仍按變更設計施工。加寬段施工完成后，監控量測反映：LK64+817～+785段初支發生不同程度的變形，最大變形量17cm，除去預留變形量，初支侵入二襯最大7cm。而LK64+825～+817段落采取的雙層拱架支護，初支未觀察到明顯破壞，變形量也較小。行車橫洞開挖完成后，圍巖變形量加劇，圍巖監控量測反映：LK64+817～+785最大變形量49cm（LK64+800斷面），且變形仍在繼續發展。破壞情況如圖3。

2.2.3 原因分析

a.地質結構分析。該加寬段處于F4斷層構造擠壓破碎帶內，隧道開挖后，構造殘余應力釋放，圍巖應力重新分布過程中，圍巖作用在初期支護上的形變壓力隨時間推移越來越大，當壓力達到一定程度時，初期支護便發生擠壓變形，造成了隧道初期支護的大變形。

b. 圍巖特點。該段圍巖為軟硬強度不均，一半為強風化泥質粉砂巖，碳質泥巖；一半為中等風化砂巖，且有煤線分布。裂隙發育，巖體松散，抗剪強度低。地下水滴水狀滲出，圍巖遇水軟化成泥，半幅穩定性極差。從變形特點可以看出，圍巖差的一側變形大，圍巖好的一側變形較小。

c. 交叉口施工的影響。變形最大部位位于主洞與行車橫洞交叉口前后，說明行車橫洞的開挖，造成圍巖應力的又一次重新分布，也是變形加劇的主因。

d.設計支護強度。隧道該段落設計拱架為I18型工字鋼（60cm/榀），？準25中空注漿錨桿（長3.5m），從變形的表象來看，發生變形時，拱架發生扭曲現象，說明拱架的強度不足；本段落為破碎帶發育，圍巖塑性區域大，3.5m長錨桿不足以穿過塑性區，因此，錨桿的作用不明顯。

e. 斷面形狀。該斷面加寬加高，斷面矢跨比較其它段落小，初期支護承壓能力減弱。

2.2.4 采取措施 ①對LK64+810～+791變形較大段落增設I18臨時拱架。②臨時拱架加固完成后，對變形段進行徑向？準42鋼花管注漿：導管長450cm，漿液采用雙液漿。③變形段落采取拱架代換的措施，鑿除變形拱架，重新架立I20b工字鋼，預留變形量不小于15cm。④二次襯砌采用鋼筋混凝土，根據監控量測情況，盡早施工二次襯砌。

3 結論與建議

雖然國內外針對高地應力軟巖隧道大變形有多種措施及方法，但因隧道的地質條件的千差萬別，高地應力軟巖隧道施工還應當因地制宜，針對出現問題的特征，找出原因，以最有效、最節約的方法處理。通過對以上隧道對大變形的處理，總結出以下幾條對大變形處理的幾條建議：

3.1 隧道大變形的主要特征是：斷面減小，拱腰開裂，基腳下沉，基底起鼓。

3.2 隧道產生大變形的主要因素：①高地應力的存在。②巖體自身的強度。③支護參數的強度。④施工方法不當。⑤其它因素：如滑坡體、外力作用、三通交叉口地段等。

3.3 預防或處治大變形的措施 軟巖隧道施工過程中，高地應力是客觀存在的實事，是很難人為改變的因素，因此，我們只能盡量找到其規律、以便改變施工方法，修改支護參數指導施工。

3.3.1 隧道高地應力是一個復雜的巖石力學與工程問題，在國內外專家與學者的不斷研究與探索過程中，一定會越來越清晰明了。但我們必須認識到：并非只有埋深大的隧道地應力才高，埋深小的隧道一樣會產生高地應力。當前我們施工人員要做的就是本著科學的態度盡量掌握真實可靠的數據，反饋給設計人員。

3.3.2 “加固圍巖、處治不良地質”，產生大變形地段一般構造復雜，圍巖軟弱破碎，因此，需要我們對不良地質及圍巖進行超前預報，以便于提前采取相應措施對圍巖及不良地質進行加固處理。目前，加固圍巖的手段主要是注漿、長錨桿、長管棚。需要我們施工人員做的就是加強超前地質預報的準確性，提高自身的地質方面的能力，積累經驗。

3.3.3 初期支護的原則是“留足預留、先放后抗、強腰固基、量測要勤”。需要我們做到：a.加強監控量測，找出圍巖變化規律，及初支受力特點。在高精度測量儀器普遍運用的今天，完全利用可以儀器制定適合于自己隧道施工的量測方法。b.隧道開挖后，圍巖有一個應力重新分布過程，因此，初期支護在“先放后抗”的柔性支護原則下，留足預留變形量，適當加強初支剛度，快封閉、早成環。先讓圍巖適當變形，然后再通過支護阻止其變形。如上面所提到的長錨桿方法、雙層拱架支護方法。c.強腰固基，因初期支護破壞時，往往先在拱腰及基腳的地方發生，說明這兩個部位受力比較大，但卻是初支強度薄弱部位，因此，初支拱腳和基腳要特別加強，上面提到的縱向托梁，豎向鋼管，鎖腳錨桿都是加強這兩個部位的。d.系統錨桿支護很重要，由于隧道開挖后會產生塑性變形區，如何確定這個塑性變形區的范圍是比較困難的，我們可以通過地質雷達或探孔法找到巖石臨界面，然后系統錨桿最好進入基巖一定深度，效果會更好。

3.3.4 軟巖隧道施工中，開挖要在“少擾動圍巖、穩定掌子面”的原則下，盡量采取分臺階、短進尺、機械挖的方法。穩定掌子面可以采取噴砼、錨桿掛網、注漿固結等方法。

3.3.5 要及時修改斷面形狀，改善隧道受力，使隧道盡可能達到受力最合理的形狀。如前面提到的仰拱起鼓的問題，處理時采用了調整仰拱曲率的辦法，就是調整了斷面形狀。

3.3.6 二次襯砌及仰拱要堅決采用鋼筋混凝土結構，提高二襯的抗壓能力，同時，二次襯砌施作時機要選擇合適，在高地應力軟巖隧道施工中，不可拘泥于規范中所要求的數據，個人認為，圍巖累計變形量達到預估值，變形速度顯著減小即可施工，當然每條隧道的特點不同，這需要在施工過程中通過詳細的數據分析制定二襯施工時機。

3.3.7 軟巖隧道施工時，遇到“三通”地段，要特別注意，該地段施工工序多，圍巖擾動次數多，受力特別復雜，初期支護寧強勿弱，如金竹山隧道采用了雙層拱架施工的段落，變形就很小。施工順序安排時也要注意，最好是打完加寬段的二次襯砌后再開挖橫洞，以確保施工安全。

本文基于高地應力軟巖隧道施工多次失敗與成功的教訓，在處理大變形的問題上，總結了一些常規的處理措施及一些需注意的事項，難免有主觀性及認識上的偏頗，要想更好的掌握高地應力條件下的軟巖變形與隧道初期支護、預留變形量、二次襯砌施作時機的關系，還需要大量的工程實踐以及更深入的探索和研究。

參考文獻：

[1]關寶樹.隧道工程施工要點集.北京：人民交通出版社，2003.

[2]金竹山隧道兩階段施工設計圖，2008.

第3篇：巖石隧道施工方法范文

上部施工前，下部左襯砌軸力最大值為848.9kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為569.7kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為(文中以內側受拉為正)80.7kN·m，位于襯砌拱底，對應軸力為672.9kN;最大負彎矩為48.2kN·m，位于襯砌中部，對應軸力為760.9kN。上部施工前，下部右襯砌軸力最大值為813.7kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為518kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為83.7kN·m，位于襯砌拱底，對應軸力為644.4kN;最大負彎矩為45.1kN·m，位于襯砌中部，對應軸力為729kN。

2上部隧道施工后下部管片內力

上部左施工后下部管片內力計算同時獲取了上部左施工后下部襯砌內力，可以看出:上部左施工后，下部左襯砌軸力最大值為844kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為555.7kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為83.5kN·m，位于襯砌拱底，對應軸力為668.8kN;最大負彎矩為50.9kN·m，位于襯砌中部，對應軸力為756.4kN。上部左施工后，下部右內力襯砌軸力最大值為809.7kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為510.7kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為86.1kN·m，位于襯砌拱底，對應軸力為641.1kN;最大負彎矩為44.8kN·m，位于襯砌中部，對應軸力為725.4kN。上部右施工后下部管片內力從上部右施工后下部內力圖中可以看出:上部右施工后，下部左襯砌軸力最大值為774.8kN，位于襯砌拱腳;最小軸力為498.1kN，位于襯砌頂部。最大正彎矩為88.1kN·m，位于襯砌拱底，對應軸力為613.7kN;最大負彎矩為42.3kN·m，位于襯砌中部，對應軸力為694.3kN。從上部右施工后，下部右內力圖可看出，管片軸力最大值為803.7kN，位于管片拱腳;最小軸力為73.6kN，位于管片頂部。最大正彎矩為54.8kN.m，位于管片拱底，對應軸力為641.4kN;最大負彎矩為48.8kN.m，位于管片中部，對應軸力為722.6kN。

3圍巖位移結果與分析

計算同時獲取各工況位移云圖。下部左施工時，地層最大位移為18.3mm，位于下部左拱頂處，拱底隆起為11.0mm。下部右施工時，地層最大位移為18.6mm，位于下部右拱頂處，拱底隆起為11.4mm;下部施工完成后，地表位移為8.0mm左、右;上部施工后，地層位移大幅增加，最大下沉為28.2mm，位于上部右側拱頂，最大隆起為14.1mm，地表位移為18.0mm左、右。施工完成后，地表位移小于30.0mm，處于安全基準范圍內。

4結論與建議

第4篇：巖石隧道施工方法范文

【關鍵詞】軟巖地區；公路隧道；施工技術

在公路隧道的設計和施工中,對圍巖的正確認識是進行合理設計、安全施工的必要前提。對于軟巖地區的隧道工程,施工前應對軟弱圍巖認真調查,嚴格執行隧道施工的有關規范和標準進行施工。

1 工程概況

某隧道單跨凈寬為9.55m,凈高為7.1m,采用三心圓曲墻拱;中隔墻為直線,厚度呈線性變化,由0.57m過渡到2.82m,隧道凈空為21.8m。Ⅱ類軟巖開挖跨度為24.495m。隧道區域地貌類型屬構造剝蝕溶蝕中-低中山峽谷。地表覆蓋層厚約17～30m,屬淺埋。根據開挖后觀察到的情況,地層巖性為薄層泥質灰巖,產狀160°～173°∠27°～36°。節理發育,節理間距5～8條/m,泥質充填。圍巖破碎,完整性差,呈碎石狀松散結構,地下水較發育,巖溶強烈發育。根據隧道施工揭示的巖層情況推斷,此段屬于Ⅱ類圍巖。

2 施工方法

2.1 施工工藝

該隧道主要工程特點是跨度大,地質條件差,不良地質現象主要是隧道洞口圍巖裂隙發育,巖溶影響大,引發的工程災害主要是冒頂、塌方等。基于安全、優質、高效、經濟考慮,摒棄了已取得成功經驗的“雙側壁導坑―中導坑的三導坑半斷面先墻后拱法”施工工藝,而是結合實際情況,研究確定了“中導坑先行、主洞兩側壁導坑的正臺階半斷面先拱后墻法”施工工藝。Ⅱ類軟巖段施工程序見圖1。

圖1Ⅱ類圍巖連拱隧道施工工序圖

1―中導坑開挖；2―中導坑初期支護；3―中隔墻混凝土澆筑；4―開挖左側主洞上半斷面；5―施作左側拱部初期支護；6―開挖左側下導坑；7―施作左側下導坑初期支護；8―澆筑左側二次混凝土襯砌；9―拆除中導坑左側支護,開挖核心土；10―開挖右側主洞上半斷面；11―施作右側拱部初期支護；12―開挖右側下導坑；13―施作右側下導坑初期支護；14―澆筑右側二次混凝土襯砌；15―拆除中導坑右側支護,開挖核心土。

2.2 洞身開挖

2.2.1 每次用全站儀準確繪出開挖輪廓線,定出周邊眼、掏槽眼的位置；周邊眼位置距開輪廓線5cm,嚴格控制鉆孔外插角度,以達到規范規定的允許超挖量；每次爆破后及時檢查效果,并將測量數據輸入計算機處理后及時修正爆破參數,以達到最佳效果。

2.2.2 采用“中導坑先行、取洞兩側壁導坑的正臺階半斷面先拱后墻法”,由進口方向獨頭施工。先開挖中導坑,開挖尺寸為4.5m×6.5m,其支護后的凈空剛好滿足徐州產ZL50裝載機出碴。開挖完成后對中導坑進行錨噴網支護,局部地段架設14工字鋼架,再澆筑中隔墻混凝土,為平衡一側隧道拱圈推力,要求在主洞開挖前即完成中隔墻頂部防水層、回填混凝土,并在中隔墻另一側用圓木支頂。中隔墻施工完后進行正臺階上半斷面環行開挖并保留核心土。上半斷面開挖尺寸為10.35m×5.05m,嚴格控制循環進尺,每次進尺0.6～1.0m。為避免彎矩過大造成初期支護變形、開裂以至冒頂、塌方等嚴重后果,隧道開挖先由左洞進行,先開挖的主洞與中隔墻回填方向一致,左右洞工作面距離為20～30m,并且確保右線工作面落后左線二襯及仰拱已施作完地段。正臺階上、下斷面間距為20m。

上半斷面初期支護施作完畢,通過對隧道洞身收斂和位移的監測并確認穩定后,再集中機械進行下半斷面開挖。下半斷面分部開挖,先開挖側墻,采用對稱馬口跳槽法。根據圍巖的情況,馬口開挖每次控制在3m以內,同時在開挖過程中嚴格控制炮眼的深度、眼數和裝藥量。再拆除中導坑左側支護,進行下半斷面核心土開挖。

2.3 初期支護施工

2.3.1 中導坑由于洞徑小,覆跨比大,支護參數為:噴射C20混凝土,厚度80cm；鋼筋網采用 8圓鋼,網孔尺寸20cm×20cm；系統錨桿采用D25中空注漿錨桿,每根長3.5m,1.2m×0.75m,梅花形布置;鋼支撐采用I14工字鋼,間距100cm/榀；

2.3.2 主洞埋深淺、跨度大,部分存在山體偏壓,主要以剛性支護為主,其主要支護參數為:噴射C20混凝土,厚度25cm;R32N超前自進式錨桿,錨桿與襯砌中線平行以8°～12°仰角打入拱部圍巖,長6m,環向間距50m,縱向間距4.5m;鋼筋網采用 8圓鋼,網孔尺寸20cm×20cm;徑向錨桿采用3.5m長 22藥卷錨桿及6m長 25預應力(鋼筋)錨桿長短結合；當鋼支撐墊板下或拱墻結合部基礎較軟且有地下水時,增設2~3根鎖腳錨桿,每根長4m;鋼支撐采用I20b工字鋼,間距50cm/榀;采用上下臺階施作鋼支撐時,為避免拱部初支結構下沉、拉裂,又對立好的拱架采取對撐、斜撐及內拉等方法進一步加固。并在墻拱結合處,打WTD25鎖腳錨桿或 42×4無縫鋼管進行注漿及先施作縱向托梁的方法進行支撐；

2.3.3 在這里需要提及的是,噴混凝土采用濕噴工藝,噴射機械采用成都產ZP―VB2型濕噴機,三峽42.5級水泥,RH液態速凝劑摻量4%,最大摻量7%。濕噴工藝與干噴相比粉塵較小,有效地減少了回彈,節約了成本,提高了工作效率;

2.4 監控量測技術

通過對施工過程中圍巖和支護狀況的監控量測,運用力學計算法或經驗法,進行信息反饋及預測預報,優化施工組織設計,指導現場施工,確保隧道施工的安全和質量,及時掌握圍巖和支護的動態,為修改設計提供數據,為調整施工方法提供依據。為此,專門成立監控量測小組,負責對周邊位移、拱頂下沉、地表下沉進行監測,對地質及支護情況進行觀察。

2.5 二次襯砌

在漆樹槽隧道施工過程中,既要重視監控量測的信息反饋及預測預報的時效性,又要考慮到山區高速公路復雜地質條件下在設計時經驗類推法所帶來的局限性。軟巖隧道早期變形快,如果等圍巖收斂變形趨于穩定時再進行二襯,假如設計時支護剛度和強度不夠,很可能導致初期支護變形、開裂甚至冒頂或塌方,后果不堪設想。因此采取了二襯緊跟、仰拱及時封閉成環的施工措施,有效地控制了圍巖變形。在進行二襯時須注意以下幾點: (1)左、右兩洞及中墻二襯三者施工縫不能重合在一個斷面上,相互錯開至少2m；(2)為了避免拱部襯砌混凝土結構下沉、拉裂等現象發生,在隧道的二次襯砌中,不宜采用先拱后墻法施工混凝土襯砌； (3)襯砌采用整體式液壓鋼模臺車一次完成；(4)根據規范的要求預留變形量,進一步保證隧道凈空設計要求。

3 體會與建議

實踐證明,只有充分靈活運用“新奧法”的施工原則,才能牢牢掌握主動權，且連拱隧道混凝土襯砌不宜采用先拱后墻的施工方法,其拱墻結合部所帶來的滲漏水問題、沉降問題、混凝土外觀問題等不能忽視。另外，連拱隧道施工過程中必須要加強對監控量測結果的分析,尤其是要以拱部垂直位移、中隔墻以上的拱部水平收斂為重點。

參考文獻

[1]關寶樹.隧道工程設計要點集[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2]王建紅.淺談軟弱圍巖隧道施工技術[J].鐵道建筑,2006(12):54-55.

第5篇：巖石隧道施工方法范文

Abstract： LEC method is now commonly used risk analysis method， but this method is too subjective in the risk occurrence probability making. Aimed at this defect， this paper improves the subjective marking-making of risk occurrence probability to the two factors， "system intrinsic energy" and "artificial control energy". Finally， this paper applies the improved model to the safety risk occurrence probability of tunnel construction of a highway project and has achieved good results.

關鍵詞： LEC法；公路工程；安全風險分析

Key words： LEC method；highway engineering；safety risk analysis

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）30-0118-03

0 引言

近年來LEC方法廣泛應用于風險管理的各個領域并發揮著越來越大的作用。但是，該方法存在著很大的局限性，這主要是由于風險發生可能性的確定方法和過程過于依賴主觀判斷，本文則在深入研究該方法的基礎上圍繞著合理改進及實際應用展開研究。

1 傳統LEC方法及不足

1.1 LEC法概述 LEC評價法是一種傳統方法，是一種對潛在環境中的風險源進行識別定位的一種方法，從本質上講，LEC法在風險評價中的數據來源主要是事故發生大小的概率、在危險環境人體暴露的可能性、危險發生所造成的后果三個方面：LEC法的表達式為：D=L*E*C

式中：L——事故發生概率；E——人體暴露的頻繁程度；C——一旦危險發生造成的后果。

一般來說，D的數值越大則潛在風險越大。所以采用LEC法進行風險評價就要著重從L和E這兩個方面對風險進行控制。

1.2 該方法的不足 在D計算過程的三個要素中，危險環境下人體暴露的概率E和風險發生所造成后果C的估計相對比較客觀，其判斷數值往往能夠客觀反映出真實情況，但是L的取值往往主觀判斷有些失真，這就給LEC法帶來一些局限性，若主觀判斷的L值不準確就容易造成評價失真。

L的判斷由于主觀因素過大在很大程度上影響了該方法的準確性，這對風險分析結果是有影響的。所以，有必要針對這一特點對L的取值方法進行改進，使其更加科學合理。

2 LEC法的改進研究

2.1 L取值的改進 L數值的實際意義是風險發生的可能概率，而風險事故的發生則取決于某工序或者工作自身存在的能量及人們對這種能量的控制能力。所以，本文將L取值劃分為由“該工序或者要素的系統固有能量”和“人們在生產過程和安全管理中的綜合能力對系統固有能量的控制能力”兩個要素組成，并且兩個要素的差就是風險事故發生的可能性L。

改進模型中L的表達式為：L=B-B1

式中：B：系統固有能量大小；B1：系統人為的控制能量。

傳統LEC方法表達式結合上式可知，改進LEC法表達為：D=（B-B1）*E*C

2.2 模型參數的取值研究 傳統方法下LEC法中L的打分為從0到10不等的數值，發生概率越大則數值越大。所以改進方法中的L值也應在該范圍，本文對原方法的改進是希望通過降低主觀成分而提高L取值客觀性。

為了使復雜問題簡單化，我們假設人們對于風險的控制能力反映五個方面。分別是：作業人員素質、現場安全組織機構、工藝技術安全措施、規章制度及安全教育程度。

本文規定各因素取值之和為5并根據專家意見給這5個因素賦予權重如表1。

依據項目管理的實際情況，本文按照以下標準對各因素進行打分。

結合某工序的自身特點及項目實際情況通過前文規定的計算方法就可以得到改進LEC模型中的B1值。

本文B的含義為“系統自身固有能量”，本文中，系統的概念主要指的是工序及組成該工序的各個動作所含有的固有能量，所以對于各個工序來講B的取值比較客觀。

本文對于B1的取值范圍的定義在5分到20分之間，但B1的取值在15分以上幾乎是不可能的，因為這基本是一種完美的理想狀態，所以多數時候B1的數值應在5分到15分之間。為了使得L的取值處在合理范圍，B的取值應該在15到10分之間。

B取值的另一要素就是我們在進行風險分析時研究對象的特點及我們所選定的考慮的要素。B由于是系統的固有能力，所以當固有能量越高的時候B的得分就要越高，以隧道項目為例，B的取值可見表3。

3 案例分析

HQ高速項目的施工正在進行，本文將改進后的LEC法應用于該項目的隧道施工安全風險管理中。運用前文構建的改進LEC法可知，E的取值取決于人員暴露于危險環境的頻繁程度，其取值見表4。

同理，事故后果C的取值可見表5。

本文根據高速項目實際情況確定，總分在400以下，認為是低度風險；風險分數值在400以上，是要采取措施進行整改的重大風險，風險的具體劃分如表6所示。

由上文可知模型中的E和C在不同情況下的取值，而L的取值則通過L=B-B1得到。本文B的值由經驗豐富的從業人員及相關專家討論取定。B1的值則根據上文所提出的方法加計算得到，以鉆眼工序中漏電風險因素為例，B1取值的計算式為：0.5*0.5*2+1*2+2.5*3+0.5*1+0.5*2=12。

同理，可以計算出其他工序的B1值，由此可得到表7。

通過表7的評價結果可以發現，風險等級為四級的有爆破項目中的無統一指揮及啞炮未查出兩項，并建議項目部將該兩項風險列為主要安全風險防控對象。

最終項目部采納了建議并制定了相應的應急預案，通過該方法分析后的公路各分部工程安全風險管理的針對性更強，管理人員可以在工序層面直觀的找到安全風險威脅的來源，提高了施工過程的安全風險管理水平。

4 結論

將本文構建的模型應用于實際的HQ高速項目隧道施工安全風險管理中，使得該項目各個標段均能夠主動的發現并預防在工序層次的簽在風險。應用本文改進模型使得該項目的安全風險管理水平得到了很大的提高，證明了本文對LEC法的改進是合理可行的并具有一定實踐意義的。

參考文獻：

[1]喬鵬.公路工程基礎定額數據測定方法選擇及多因素數據差異性研究.碩士論文.2010.

[2]王首緒.喬鵬.張征爭等.基于AHP方法的公路施工定額現場測定方法的適應性選擇[J].中外公路，2010，4：72-76.

第6篇：巖石隧道施工方法范文

[關鍵詞]淺埋暗挖法 隧道施工 基本原理 應用

中圖分類號：TU523 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）17-0115-01

1. 淺埋暗挖法的含義

所謂淺埋暗挖法，就是指施工人員在距離地表較淺的地下所進行的各種地下洞室挖掘的一種施工方法。由于該種施工方法的施工過程成本投入較低，且周圍的拆遷較少，使用過程中靈活多變且不需要各種專用設備的輔助，淺埋暗挖法在當前我國各種地下工程施工中得到了較為廣泛的應用。尤其是在隧道施工方面，淺埋暗挖法更是充分發揮了自己的優勢，提高了具體的施工效率及企業的經濟效益。

在進行隧道施工的過程中，施工人員必須充分考慮隧道線路所穿越的土層及土質情況，而后根據這些情況制定合理的施工方案，并選擇配套的施工技術等。該中方法主要采用了超前加固、改變開挖的臺階的長度以及優化開挖的順序等手段來進一步提高隧道的開挖質量，保證施工安全，提高施工效率。因此，淺埋暗挖法可以充分利用地下的空間，避免對地上的周圍環境造成不必要的影響。

2. 淺埋暗挖法的基本原理

要理解淺埋暗挖法的效果，就必須弄清楚其基本的原理。淺埋暗挖法是在新奧法的理論基礎上提出來的，而新奧法理論這是圍繞隧道施工提出來的。它的核心內容及主旨精神是在隧道開挖的過程中，施工人員必須采取合理的措施，保護隧道周圍的巖石及土層等，以便提高周圍巖石及土層的穩定性，保證施工安全。也就是說，施工企業要認真考察隧道周圍土層的實際情況，而后對周圍土層的變形進行合理的管理及控制。例如，很多施工企業會采取積極的措施，對隧道周圍的土層進行加固處理，防止出現土層沉降及穩定性下降的現象。

淺埋暗挖法在新奧法理論的基礎上，作了進一步的提升。在初次支護的過程中，施工人員必須合理設計支護的荷載，同時將二次模筑襯砌作為施工的安全儲備，這樣一來，工程的穩定性就會得到進一步的提高。同時，在應用淺埋暗挖法進行施工時，工作人員要采用多種輔助方法。如超前支護法，這樣可以加固施工地點周圍巖石的穩定性，并提高其承受力。或者說，施工人員可以采用合理的開挖方法，使施工地點的各種支護封閉起來形成一個環路，構成聯合的支護體系。另外，在施工過程中，工作人員要做好監控測量工作，并將得到的信息及時反饋給其他工作人員。這些人員要利用實際信息，不斷調整和優化施工方案，盡量避免塌方、沉降等安全事故的發生，提高施工安全管理水平。

3. 淺埋暗挖法在隧道施工中的應用

為了充分發揮淺埋暗挖法在隧道施工中的作用，筆者認為各個隧道施工企業必須做好以下幾個方面：提高施工技術、加強對施工現場的監測控制以及及時處理各種坍塌事故等。下面，筆者將結合潼湖隧道施工方案進行具體的闡述，該工程的具體情況如下： 潼湖隧道處于華南準地臺湘桂贛粵中拗褶束的中部，斷裂構造較發育。淺部巖石風化裂隙發育，巖體完整性較差，深部節理裂隙不發育～較發育，地表主要五組（裂隙）節理裂隙組合不利于隧道圍巖穩定。

3.1 提高施工技術，防止地面沉降

淺埋暗挖法在當前的隧道施工中得到了較為廣泛的應用，但一個現象的出現另大部分的施工企業感到頭疼 在隧道施工的過程中，由于施工技術及施工方法不到位，施工現場的地面出現下沉跡象。這極大地影響了正常的施工進度，對施工質量也造成了極大地影響。首先，施工單位必須聘請專門的工作人員對施工地點的土質、土層等進行嚴格的勘測和調研，根據土質的不同特點選擇合適的施工方法。其次，優化施工技術，主要采用控制爆破技術，盡量建設對周圍巖石及土層的擾動程度，以便提高巖石自身的承載能力，充分發揮支護結構的作用。隧道施工的過程中，地面沉降的出現是各種因素相互作用的結果。為了防止地面下降，施工人員最好對控制地下水的抽排放工作.同時，可以選用旋噴樁來阻斷地下滲水通道，將地下水含量控制在合理的范圍之內。到目前為止，對于不同的隧道工程施工過程中出現的地面沉降問題，我們并不能得出其準確的影響因素。因此，各個施工企業必須從各個方面，采取各種積極有效的措施，盡量防止地面的沉降，保證隧道工程安全迅速進行。

3.2 加強對施工現場的監測控制

在應用淺埋暗挖法進行隧道施工時，工作人員必須要做好檢測和控制工作。首先，要堅持先護頂后開挖的原則，在充分考察土質情況的前提下，可采用地面注漿和地面錨桿的方法對施工地點的土層進行預先加固。其次，要選擇合理的開挖方式，最好一邊開挖，一邊進行支護，保證土層的穩定性。開挖基本成形以后，要進行初次支護，加強各個工作環節之間的銜接。一旦發現初次支護的結構發生變形，且進行再次支護處理不合適時，要對隧道周圍的巖石進行注漿，改善支護的受力條件，防止出現變形過大的情況。就潼湖隧道工程來說，根據實測結果結合實地定出邊仰坡開挖線，在開挖線5米外定出截水溝，人工開挖。開挖過程適當調整截水溝線形，盡量保證其順暢美觀且不積水。同時，在開挖挖時先清除邊仰坡上的浮土、危石和堆石，再按設計進行邊仰坡放線，開挖部位按先外后內自上而下進行，開挖時使用挖機開挖，裝載機配合自卸車裝運棄渣至指定位置。再次，應盡量降低施工過程對周圍土層及巖層所造成的負面影響，采用綜合的配套施工技術，實現安全施工。在一些遠離市區的隧道施工過程中，可以采用爆破開挖的方式，進一步提高施工效率。

3.3 及時處理各種坍塌事故

在隧道施工的過程中，由于各種因素的影響，總會發生一些令人不愉快而又影響工程質量的事情。尤其是坍塌事故，確實給隧道施工造成了極為嚴重的負面影響。究其原因，主要在于以下幾個方面：第一，施工地點底層預加固效果不好。尤其是在一些土層松軟地區，容易出現坍塌情況。第二，隧道工程開挖面暴露的時間過長，且由于受到地面震動影響較大，坍塌可能性較大。第三，降水、河湖暗挖等會使地下水含量過多，破壞原有平衡，引起坍塌。為了盡量避免坍塌事故的發生，施工企業必須采取以下措施：首先，檢測施工地點的狀況，并對其進行適當地加固處理。其次，開挖后要及時封閉，減少其暴露時間，盡量早封閉，而后進行注漿。再次，重視地下水及地表水的處理工作，減少施工地點的含水量，保證土層的穩定性。除此之外，施工企業必須做好安全管理工作，盡量避免各種安全事故的發生，保證人們的生命安全等。

4. 總結

淺埋暗挖法的應用極大地提高了工程的施工效率，對于隧道工程的建設來說具優勢十分重要的意義。但就目前來看，在隧道施工中該方法的應用仍然存在不少問題。經過分析和研究，筆者認為當前隧道施工企業應該不斷提高具體的施工技術，盡量避免地面下沉現象的出現；加強對施工現場的監測，以便及時發現問題并解決問題；及時處理施工過程中出現的坍塌事故，并采取各種安全措施，盡量避免各種安全事故的發生。總之，各個施工企業必須重視淺埋暗挖法的應用，同時還要加快技術創新，優化隧道施工技術，建設高質量隧道，促進我國道路交通事業的順利發展。相信未來，我國的隧道施工技術一定能得到更好的發展，隧道工程的質量也會進一步提高。

參考文獻

第7篇：巖石隧道施工方法范文

關鍵詞: 新屋隧道；F1斷裂帶；靜態爆破；TSP超前地質預報

1.引言

近年來，隨著我國交通基礎設施建設規模的逐步擴大，城市快速路建設的快速發展和交通量的逐步增多，大斷面公路隧道工程將日益增加。但是，對于雙向八車道（或單向四車道）大斷面公路隧道工程施工實踐并不多。當前，我國現階段的四車道大斷面公路隧道建設既無成熟的經驗供參考，又無標準的規范可參照；從目前情況來看，由于其自身具有眾多復雜的因素，再加上四車道隧道的跨度大，因而大斷面隧道的施工技術總結顯得尤為重要。

我們將目前國內雙向八車道公路隧道及相似地下工程建設情況做一匯總，見下表1-1，從表中我們可以看出，雙線八車道公路隧道單洞最大跨度在23米左右，其最大高度含仰拱13米左右，從起拱線算起矢跨比最小為0.41,設計、施工建設難度都很大。而新屋隧道是目前國內扁平率較小、長度較長的雙向八車道公路隧道。

表1－1 雙向八車道公路隧道及相似地下工程建設情況

2、項目概況

2.1、工程簡介

新屋隧道位于深圳市西麗片區塘朗山，是一座雙向八車道公路隧道, 左線起訖里程：Z12+220～Z12+844，長624m；右線起訖里程：Y12+240～Y12+844，長604m；左、右線隧道結構間凈距為19m～34m，左、右線隧道結構間凈距為19m～34m，隧道內設車行橫通道和人行橫通道各1處，中心里程分別為：Y12+430和Y12+550。

2.2、地質及水文情況

根據地域資料及地質調查，勘查區及其周邊出露的地層主要有第四系地層、燕山期粗粒花崗巖、加里東區混合花崗巖。隧道地貌單元為剝蝕丘陵地帶，地勢起伏較大，植被茂盛，自然地形坡度一般20～40度，地面標高一般在30～107m。

新屋隧道隧址區屬南亞熱帶季風氣候，雨量充沛，干濕季節明顯，夏秋季有臺風，臺風影響時間為5～12月。地下水主要為松散土類孔隙水和基巖裂隙水。松散類土厚度變化較大且不穩定，水量中等～貧乏，隧道基巖為燕山期粗粒花崗巖和加里東期混合花崗巖，節理發育，儲水量較大，是該區的主要含水層位，含水層富水性及透水性較好。根據水質分析，地下水對混凝土具分解類酸型中等腐蝕性。

2.3、隧道設計情況

（1）隧道平、縱斷面

左、右線隧道均為曲線隧道，平曲線半徑為1200m，左、右線隧道結構凈距為19～34m。左右線縱坡設計由小里程至大里程分兩個坡度1%和1.25%。

（2）隧道凈空、橫斷面

隧道橫斷面按分離式雙洞、即單洞四車道單向行駛斷面設計。隧道斷面凈寬18.99m，行車寬度15m（4×3.75m），雙側設寬0.75m檢修道；行車道凈高5m。路面橫坡2%，向曲線內側下坡。隧道內輪廓設計為五心圓拱形式。內輪廓尺寸考慮了結構施工誤差、預留變形、運營期間的部分設備安裝及裝修所需空間。

（3）結構形式

按新奧法原理設計，充分利用圍巖自承能力，隧道支護結構除明洞段，均采用復合式襯砌結構。有Ⅴ級復合加強、Ⅴ級復合、Ⅳ級復合、Ⅲ級復合及明洞五種斷面形式，各斷面均設雙側電纜溝，設清、污分流雙側水溝。

2.4、工程特點及難點

2.4.1 工程特點

（1）、隧道跨度超大：新屋隧道是分離式雙向八車道公路隧道，隧道開挖斷面寬最大為21m，高度為13.32m。

（2）、隧道地質狀況差：隧道IV、V級圍巖占79.4%，III級圍巖占20.6%，施工工序轉換復雜，開挖進度慢。隧道在Z12+585～+615和Y12+480～+520范圍內有破碎構造帶F1，為斷層碎裂巖，節理裂隙發育，巖石破碎，需要采用超前大管棚支護、雙側壁導坑法開挖。

（3）、隧道開挖控制爆破要求高：本標段進口為工業廠區周邊建筑物較多（計量院內有精密儀器，不能受震動影響），為了避免爆破對建筑物造成破壞，隧道開挖均采取靜態爆破和光面控制爆破技術。

2.4.2 工程難點

隧道進出洞口段覆蓋較薄，巖性透水性好，雨季施工易出現涌水、坍塌。 Ⅳ、Ⅴ級圍巖施工采用雙側壁導坑法，工序復雜，組織快速化施工困難。

3、隧道施工關鍵技術

3.1、洞口淺埋暗挖段施工技術

由于地質條件較差，邊、仰坡及圍巖自穩能力極差，在這種情況下，要作好洞口段的施工，以盡快形成安全的進洞條件，采取方案為：進洞前先做好洞頂排水天溝，對仰坡進行噴錨支護，盡量少刷坡。完成長管棚超前支護后，進洞開挖采用雙側壁導坑法，人工配合機械開挖，型鋼鋼架支撐和掛網、噴、錨等聯合支護方式。

圖3-1 隧道洞口段V級圍巖雙側壁導坑法施工效果圖

隧道洞口覆蓋層較薄，暗洞進洞相對困難，因此設置了一定長度的明洞。明洞采用明挖順做法施工，洞口土石方利用人工配合機械自上而下分層開挖、分層噴錨支護；襯砌分兩部分施工，先施工仰拱及墻角鋼筋砼，后進行拱墻襯砌施工。

3.2、F1斷裂帶施工

3.2.1 F1斷裂帶情況

根據設計圖紙，隧道在Z12+590～+617和Y12+480～+524范圍內有破碎構造帶F1。左線F1斷裂帶為斷層碎裂巖、角礫巖、糜棱巖、斷層泥組成，節理裂隙發育，巖石破碎，呈微漲，巖體結構為碎塊狀鑲嵌結構或碎裂及碎裂結構，F1斷裂帶長30m，處于Ⅴ級圍巖，隧道穿越微風化層與弱風化層，隧道頂部弱風化層覆蓋厚度23m，強風化層5m。右線F1斷裂帶位于淺埋地段，圍巖主要為弱～微風化加里東期混合花崗巖，節理裂隙較發育，巖石完整性、穩定性較差，巖體呈碎石狀壓碎結構或碎塊狀鑲嵌結構。F1斷裂帶長40m，處于Ⅴ級圍巖，隧道穿越弱風化層與強風化層，隧道頂部強風化層覆蓋厚度1m，全新統沖洪積層10m。

3.2.2 F1斷裂帶施工方案

(一)左線隧道開挖方案

由于左線隧道F1斷裂帶處于微風化與弱風化之間，隧道頂部弱風化層覆蓋厚度有23m，強風化層有5m。又根據地質超前預報及勘測抽芯報告，該段范圍內巖性主要為混合花崗巖，強～弱風化，總體巖石較堅硬。節理裂隙較發育～發育，巖石較完整～較破碎（其中：+635～+623、+606～+570段節理裂隙發育，巖石較破碎）;地下水較發育，局部有滲水或小股流水；穩定性一般～較差。施工過程中根據現場實際情況，圍巖狀況好的情況下采用“三臺階弧形導坑法”開挖；圍巖狀況差的情況下采用“CD(中壁)臺階法”開挖。支護參數按設計施工。

(二)右線隧道開挖方案

由于右線F1斷裂帶位于淺埋地段，隧道穿越弱風化層與強風化層，隧道頂部強風化層覆蓋厚度1m，全新統沖洪積層10m。圍巖主要為弱～微風化加里東期混合花崗巖，節理裂隙較發育，巖石完整性、穩定性較差，巖體呈碎石狀壓碎結構或碎塊狀鑲嵌結構。開挖方法按設計采用“雙側壁導坑法”開挖。

開挖前，對于開挖掌子面首先采用20cm厚的C20噴射混凝土封閉，然后對開挖線內及開挖線以外2m范圍的巖層進行注漿止水和注漿加固處理，注漿止水加固采用長管和短管相結合的方法，長管長度L=6m，短管長度L=3m，均采用￠42×3.5鋼花管。每次掌子面封閉注漿時，預留出2根管作排水孔。長管注漿每2m一個循環，止漿墻厚度大于2m，長管注漿遺留的空隙有短管注漿彌補。注漿壓力0.5―1.5Mpa。

該段施工按設計拱部1500范圍內打設雙層超前小導管，外插角為10-150和15-300，長度L=3m，環向間距40cm，縱向間距1.5m，采用水泥水玻璃雙漿液注漿。采用雙側壁導坑法進行開挖施工，鋼架架立緊跟開挖面，做好初期支護，并同時做好現場的監控量測工作。

3.3、開挖鉆爆設計

3.3.1 光面控制爆破控制技術

新屋隧道由于開挖斷面跨度大，地質條件較復雜，隧道除進口端采用靜態爆破外，其余均采用光面控制爆破，以最大限度保護周邊巖體的完整性，控制超欠挖量。

光面控制爆破工藝流程：

3.3.2 靜態爆破施工技術

（1）、靜態爆破原理：

靜態爆破（又稱靜態破碎）是將一種含有鈣、鋁、鎂、硅、鐵等元素的無機鹽粉末狀破碎劑，用適量水調成流動狀漿體，直接灌入鉆孔中，經水化反應后，產生巨大膨脹壓力（可達30～50MPa），將巖石（抗拉強度4～10MPa）脹裂、破碎的爆破方法。

（2）、工藝特點：

破碎物體時不產生震動、噪音、飛石、粉塵及有毒氣體，屬無公害環保型產品，不屬易燃、易爆物品。運輸、保管安全可靠，使用方便。膨脹劑破碎效果穩定，一般可使被破碎物在 12 小時以內發生破碎。

（3）施工方法：

因本工程隧道進口端巖石屬Ⅴ級圍巖，隧道跨度達21m，參照暗挖隧道新奧法施工工藝，分段分區開挖作業方案，隧道上部在超前長管棚或超前小導管注漿加固圍巖的措施下，首先完成上半斷面開挖，并將工作面推進到預計位置（進洞40m）。完成上斷面開挖和支護工作后，采用相同方法進行下半斷面開挖。如果不影響上斷面施工，在保持一定距離情況下，上下斷面可同時推進。

靜態破碎工作面開展與炮孔定位受巖石風化情況影響，上斷面開挖容易在上部風化或巖石破碎帶找到突破口，在掌子面上用風鎬或炮機擴大形成一個槽，槽底深度達到一次進尺的深度，這樣增加了一個自由面，以利靜態破碎劑脹裂破巖施工。當開槽困難時，也可用大孔徑鉆孔法形成自由面，以大炮孔為中心向周邊逐步擴展，俗稱掏洞法。上斷面一般采用淺眼法，向下傾斜孔，孔徑40mm，水平進尺0.5～0.8m；下斷面采用深孔法，向下垂直孔，孔徑76mm，臺階高度3～5m。

（4）、靜態爆破參數

①、上斷面開挖

a、水平進尺L ： L＝0.5～0.8m。

b、鉆孔直徑D ：采用手風鉆鉆孔取D＝40mm

c、底盤抵抗線W ： W＝30cm

d、孔距和排距：布孔方式如圖1所示：

圖3－2靜態爆破平面布孔方式示意圖

圖3－3靜態爆破炮孔裝藥結構示意圖

孔距a ：孔距越小，開裂越容易，破碎時間也短。但是孔距越密，孔數增多，必然加大施工成本，影響施工進度，根據下列公式計算出可行的最大孔距：

a=（P/β×R1+1）d

式中：P――破碎劑膨脹壓力30兆帕；

R1――巖體的抗拉強度為6兆帕；

β――膨脹系數，β≈0.5；

d――孔徑，d=0.042。

由此可計算出孔距為30.2cm，取a=30cm。

排距b：排距b一般小于孔距a，可采取b=（0.6～0.9）×a；這里取b=30cm。

e、炮孔長度L1：L1=L＋0.5b

f、灌漿長度L2 ： L2＝b

g、用藥量：靜態爆破與炸藥爆破不同，裝藥需基本填滿空孔，用藥量可按照空孔總長度計算，并隨孔徑、孔距而異，單位體積用藥量表10所列。

單位體積裝藥量

破碎巖石類別 單位體積用藥量（kg/m3）

軟質巖石 8～10

中硬巖石 10～15

硬質巖石 12～20

破碎劑總用藥量也按被破碎巖石體積乘以單位體積耗藥量經驗數據按下式計算：

Q=V×q

式中：V――破碎巖石體積（m3）；

q――單位體積耗破碎劑量（kg/m3）。

②、下斷面開挖

a、臺階高度選取3～5米，預計施工臺階2～3個。為加快施工進度，當上面一個臺階向內靜態破碎開挖完成5～6米時，開始進行下一個臺階的施工，形成梯步式工作面。

b、布孔形式

為提高破碎效果，提高裝車能力，滿足進度需要，根據自由面較多的特點，本工程采用對數形布孔方式，即離自由面越遠，孔的間距越密。

c、鉆孔孔徑

根據以往的施工經驗，結合本工程特點，采用鉆孔直徑選擇d=76mm，當邊緣鉆機擺位空間不足時，先選手風鉆鉆孔，降低高度后再用大鉆。

d、孔距

根據上述公式計算出可行的最大孔距：a=80cm。

e、排距

排距b=60cm。

3.4、隧道開挖方法優化情況

設計要求新屋隧道Ⅳ、Ⅴ級圍巖開挖采用雙側壁導坑法， Ⅲ級圍巖開挖采用弧形導坑上下臺階法。而根據地質超前預報及現場實際開挖的情況，局部地段地質與設計不符，比設計情況要好，因此本著確保安全質量，節約成本，加快進度的原則，對隧道局部地段的開挖進行優化調整，具體如下：

1、隧道出口雙側壁導坑法改為三臺階弧形導坑法。

2、隧道進口弱風化花崗巖地層雙側壁導坑法改為三臺階弧形導坑法。

4、施工過程中輔技術措施

4.1、監控量測技術

新屋隧道施工過程中采用較為先進的監控量測手段，對隧道施工過程中的的圍巖變化，地表下沉，初期支護的受力情況及二次襯砌的受力情況進行監控量測，及時提供反饋信息，掌控隧道圍巖變化情況，分析初期支護效果，為隧道施工提供合理的安全方案，為隧道信息化施工提供最原始的數據。

4.1.1監控量測的內容

依據中國《公路隧道施工技術規范》(JTJ02429)中的要求，并根據新屋隧道的結構特點及施工方法，結合設計單位提供的隧道監測建議，擬訂了該隧道的監測項目和測試方法。其中包括：圍巖內部位移、拱頂下沉、底板隆起、錨桿軸力、鋼架支撐應力、爆破振速等，旨在采用中國成熟的快速、準確、可靠的手段，對

4.2、地質超前預報

通過應用TSP203PLUS隧道地質超前預報系統，TSP203PIUS可以預報隧道掌子面前方0～200m范圍的地層狀況，可以滿足長期（長距離）超前地質預報的要求。以新屋隧道左線出口右上導掌子面（里程：Z12+762）前方地質超前預報探測為例：

（1）、測點位置

預報時掌子面位于Z12+762里程處，在Z12＋811里程處布置預報接收孔，接收孔距掌子面49m。

（2）、測線測點布置

在隧道右邊墻（面向掌子面）的同一水平線上從外向里布置一個傳感器鉆孔和22個炮孔，傳感器鉆孔距第一個炮孔15m，炮孔間距1.3m左右，炮孔高度。

（3）、預報成果

通過對二維結果圖、掌子面狀況和設計資料的綜合分析，對主要存在問題區段進行預處理。

5、施工中的一些經驗總結

新屋隧道施工過程中，我們積累了一些施工經驗，在此與大家分享：

1、臺階法施工中，嚴格控制上中下臺階的臺階長度，可以使機械設備發揮最佳效率，有效縮短施工工期。

2、隧道開挖中，如發現圍巖性質、地質情況發生變化，應及時對所用的掘進方法、支護方式作相應調整，以適應新的圍巖條件，確保安全施工。新屋隧道右線Y12+525里程正處于F1斷裂帶與IV級圍巖交界處，由于開挖進尺過大，支護強度不足，造成掌子面局部塌方，拱頂圍巖輕微下沉，增大了投資，同時影響了工期。

3、隧道施工過程中，加強對開挖面、未支護及未襯砌斷面圍巖情況的監測和檢查，如有塌方，冒頂癥兆要及時做強支護處理。對已支護地段亦要經常檢查，有無異常變形或破壞，錨桿是否松動，噴砼層是否開裂、掉落等，一經發現應立即補救，采取適當方式加固處理。還要防止在施工過程中機械對支護的碰撞破壞。

4、當隧道掘進通過溝谷凹地等覆蓋層過薄地帶或通過沿溪傍山偏壓淺埋地段時，因圍巖自身成拱能力差，缺乏足夠穩定性，施工時應特別謹慎、應采取先支護、后開挖、快封閉、勤量測的施工方式，再根據不同地質條件，輔之以必要加固措施，穩定開挖面，確保施工安全。

5、在上臺階施做拱架支護時，應在拱腳處打設斜向鎖腳錨桿，加固圍巖地基，防止拱腳外移引起拱頂下沉開裂。此處應特別注意鎖腳錨桿的方向是斜向上。同時圍巖壓力大的應在兩拱腳間加設足夠的支撐，以防拱腳內移、拱背開裂。拱圈砼澆筑前，找平拱支承面，拱墻施工時應按設計預留鋼筋，以使拱墻連成整體，可防止拱腳內外移，為防止拱腳下沉，仰拱應盡快施作。

5、結束語

第8篇：巖石隧道施工方法范文

關鍵詞：山嶺；隧道；新奧法施工技術

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A

新奧法即奧地利隧道施工新方法是奧地利學者拉布西維茲首先提出的。它是以噴射混凝土和錨桿作為主要支護手段，通過監控測量控制圍巖的變形，便于充分發揮圍巖自承能力的施工方法。它是在錨噴支護技術的基礎上總結和提出的。錨噴支護技術與傳統的鋼木構件支撐技術相比，不僅僅是手段上的不同，更重要的是工程概念的不同，是人們對隧道及地下工程問題的進一步認識和理解。由于錨噴支護技術的應用和發展，促使隧道及地下洞室工程理論很快進入現論的新領域，也使隧道及地下洞室工程的設計和施工更符合地下工程的實際，即設計理論施工方法結構（體系）工作狀態（結果）的一致，因此，新奧法作為一種施工方法，已經在世界范圍內得到了廣泛的應用。

1 新奧法淺析

1.1 新奧法與傳統方法的區別

傳統方法把圍巖看做荷載的來源，其圍巖壓力全部由支護結構承擔（圍巖被視為松散結構，無自承能力）；而新奧法恰恰相反，它把支護結構和圍巖本身看做一個整體，兩者共同作用達到穩定洞室的目的，而且大部分圍巖壓力是由圍巖體本身承擔的，支護結構只承擔了少部分的圍巖壓力。

新奧法是完全不同于傳統方法的一種新理念，它摒棄了傳統隧道工程中應用厚壁混凝土結構支護松動圍巖的理論，其基本內容可歸結為以下幾點：

①開挖作業宜采用對圍巖擾動較小的控制爆破和較少的開挖步驟，避免過度破壞巖體的穩定性。

②隧道的開挖應盡量利用圍巖的自承能力，充分發揮圍巖的自身支護作用。

③根據圍巖特征，應采用不同的支護類型和參數，及時施作密貼于圍巖的柔性支護（如鋼拱架、錨桿和噴射混凝土等），以控制圍巖的變形和松弛。

④在軟弱破碎地段，使斷面及早閉合，以有效地發揮支護體系的作用，保證隧道的穩定性。

⑤二次襯砌原則上是在圍巖和初期支護變形基本穩定的條件下修建，使圍巖和支護結構形成一個整體，從而提高支護體系的安全度。

⑥盡量使隧道斷面周邊輪廓圓順，避免棱角突變處應力集中。

⑦通過施工中對圍巖和支護結構的動態觀測，合理安排施工程序，修正不合理的設計，并進行規范的日常施工管理。

1.2 新奧法的特點

新奧法在我國應用的最大特點就是應用了所謂的復合式襯砌，其基本的施工方法是：1.在開挖過程中，盡量減少對圍巖的擾動，為此必須采用光面爆破或預裂爆破，以維護圍巖的自承能力；2.開挖時盡量采用大斷面、少分部的開挖方法，以利于降低圍巖內部應力重分布的次數，最大限度地利用圍巖的承載力；3.根據圍巖特征，采用不同的支護類型和支護參數，及時施作錨噴支護，抑制圍巖的松弛和變形；4.在施工過程中，以量測手段為參照不斷修正設計和施工，做到既經濟合理，又安全可靠；5.根據測量數據，在確認初期支護變形收斂后，進行二次模筑混凝土襯砌。

2 新奧法施工的基本原則

新奧法施工的基本原則可以歸納為“少擾動、早錨噴、勤量測、緊封閉”。

2.1 少擾動

少擾動是指在進行隧道開挖時，盡量減少對圍巖的擾動次數、擾動強度、擾動范圍和擾動持續時間。因此要求能用機械開挖的就不用鉆爆法開挖；采用鉆爆法開挖時，要嚴格地進行控制爆破；盡量采用大斷面開挖；根據圍巖級別、開挖方法、支護條件等選擇合理的循環掘進進尺；自穩性差的圍巖，循環掘進進尺應短一些；支護要盡量緊跟開挖面，以縮短圍巖應力松弛時間。

2.2 早錨噴

早錨噴是指開挖后及時施作初期錨噴支護，使圍巖的變形進入受控制狀態。這樣做一方面是為了使圍巖不致因變形過度而產生坍塌失穩；另一方面是使圍巖變形適度發展，以充分發揮圍巖的自承能力。必要時可采取超前預支護措施。

2.3 勤量測

勤量測是指以直觀、可靠的測量方法和量測數據來準確評價圍巖（或圍巖加支護）的穩定狀態，或判斷其動態發展趨勢，以便及時調整支護形式、開挖方法，確保施工安全和順利進行。監控量測是現代隧道及地下工程理論的重要標志之一，也是掌握圍巖動態變化過程的手段和優化工程設計、施工的依據。

2.4 緊封閉

緊封閉一方面是指采取噴射混凝土等防護措施，避免圍巖因長時間暴露而導致強度和穩定性的衰減，尤其是對于易風化的軟弱圍巖；另一方面是指要適時對圍巖施作封閉性支護，這樣做不僅可以及時阻止圍巖變形，而且可以使支護和圍巖能進入良好的工作狀態。

3 施工中的必要注意事項

3.1 初期支護的施工質量要保證

支護是安全的保證。初期支護應及時施作，早封閉，快成環，控制變形。開挖后，要盡早對暴露巖石進行封閉，先初噴4-5cm厚混凝土封閉巖面，然后安裝鋼拱架、打設錨桿、掛鋼筋網，再復噴至設計厚度。

鋼拱架應按設計位置安設，鋼架之間必須用鋼筋縱向聯接，鋼拱架與圍巖之間應盡量接近，留2-3cm間隙做為保護層，中間有較大空隙時，應設墊塊墊緊，再用噴射硅噴堵實，絕不允許填塞木柴和片石；有很多隧道坍塌都是與初支背后空洞有關，因此，施工中必須加強對此道工序的控制。拱腳處要根據現場情況采用墊石、墊鋼板、縱向托梁、鎖腳錨桿等措施進行加強，這是保證下步開挖安全最重要的措施，必須認真落實；鋼架落底接長時應沿隧道兩側交錯進行，根據圍巖條件每次接長1-3楊，上下鋼拱架必須對接牢固，盡可能多的與錨桿露頭及鋼筋網焊接，以增強其聯合支護的效應；鋼拱架安裝好后，復噴混凝土到設計厚度，保護層厚度不得小于3-4cm。

錨桿根據設計要求和現場地質條件選用。一定要保證錨桿方向和數量，采用砂漿錨桿時要確保注漿飽滿，稠度適中；有水地段優先采用早強藥包錨桿、楔縫式或縫管式錨桿，端頭錨固錨桿一定要保證端頭錨固部分的緊固質量。尾部必須加托板，托板應緊固密貼圍巖和格柵，以提高錨固效果。

3.2 重視隧道監控量測和超前地預報的作用

在目前公路隧道施工中，一般采用超前地質預探探報技術、監控量測技術等手段預報隧道開挖前方工程地質和水文地質情況，監測支護結構受力變形情況，為設計變更及施工中采取相應的施工方法和支護手段提供依據。

采用監控量測技術控制地表下沉和防塌方是最可靠的方法。

隧道綜合地質超前預報是隧道安全生產的手段和重要施工工序。隧道施工期地質超前預報顯示出越來越重要的作用。在隧道開挖掘進過程中，提前發現隧道前方的地質變化，為施工提供較為準確的地質資料，從而可以及時調整施工工藝，減少和預防工程事故的發生。

結束語

新奧法是巖石力學和現代科學技術發展的成果，實踐證明，它具有強大的生命力。要成功地運用新奧法，就必須深入理解新奧法的力學原理，深入了解和掌握圍巖的地質情況及工程動態，并能將它們融成一體，指導設計和施工。這樣，才能使新奧法在生產實踐中得到成功的應用和繼續加以完善。

參考文獻

[1]陳建平.地下建筑工程設計與施工[M].中國地質大學出版社，2000.

第9篇：巖石隧道施工方法范文

關鍵詞：光面爆破參數選擇施工技術

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

近年來，在高速發展的鐵路建設中，在多山地區，隧道工程施工就變成一個重要的組成部分。而且隧道工程相對橋梁、路基、站場工程來說有它的特殊性：一般地質條件都比較復雜而且很難預測，完工后隱患不易察覺，這就必須在施工過程中控制好每道工序，嚴把質量關。因此，如何科學的根據現場隧道地質條件，確定詳細爆破施工方案，合理設計隧道開挖的爆破參數，對提高工程質量以及線路貫通運營后的安全具有要重要意義。本人就太興線新柏崖頭隧道施工為例，介紹隧道光面爆破技術應用研究。

新柏崖頭隧道工程概況

隧道位于山西省太原市剝蝕侵蝕中山區，地勢陡峻，植被較好，地面標高888～1260m以上，相對高差約370m，隧道出、入口處均位于石灰巖層。隧址處工程地質條件較好。隧道全長1310m的單線電氣化鐵路隧道。隧道最大埋深約347m。隧道進口端位于R=2000m的緩和曲線上，出口端位于直線上，隧道設置人字坡，坡率依次分別是9.8‰，3.0‰，-3.4‰。

二． 光面爆破的特點

光面爆破是先爆除主體開挖部位的巖體，然后再起爆布置在設計輪廓線上的周邊孔藥包，將光爆層炸除，形成一個平整的開挖面，是通過正確選擇爆破參數和合理的施工方法，達到爆后壁面平整規則、輪廓線符合設計要求的一種控制爆破技術。隧道全斷面開挖光面爆破，是應用光面爆破技術，對隧道實施全斷面一次開挖的一種施工方法。它與傳統的爆破法相比，最顯著的優點是能有效地控制周邊眼炸藥的爆破作用，從而減少對圍巖的擾動，保持圍巖的穩定，確保施工安全，同時，又能減少超、欠挖，提高工程質量和進度。

光面爆破方案的確定

目前，鐵路隧道光面爆破施工有兩種方法：一種是預留光爆層法；一種是全斷面一次性開挖法。

根據施工現場洞口DK21+435-DK21+450段為Ⅳ級圍巖的實際情況，為了不破壞洞口圍巖的穩定性，同時考慮爆破飛石的影響，開挖采用臺階法施工，進洞后的Ⅱ、Ⅲ級圍巖均采用全斷面一次性開挖法。

由于新柏崖頭隧道Ⅱ級圍巖占隧道全長95%以上，以下主要以Ⅱ級圍巖為主闡述全斷面光面爆破施工。

柏崖頭隧道選用的是2號巖石乳化炸藥，由于其不含任何單位炸藥和有毒物質，爆速值高，炮煙少，藥物形態較硬，不粘手，抗水性強，且在有效期內指標變化幅度遠較同類產品少小，具有良好的爆炸性能。

圖1掘進炮眼布置及掏槽眼剖面示意圖

圖2 全斷面法開挖炮眼布置示意圖

爆破方案設計

（一）爆破參數選擇

光面爆破受多種因素影響，包括圍巖強度、整體性、節理、層理等地質因素，現場圍巖地質結構千變萬化，爆破參數進行現場設計動態調整。同一類圍巖經試爆取得的技術參數，做為初步依據，每一循環爆破作業都要根據上一循環爆破效果，以及本循環圍巖特征進行適當調整，選擇一組最佳技術參數。上一循環是下一循環的預設計和試爆破。

嚴格控制周邊眼的裝藥量，采用合理的裝藥結構，盡可能的使藥沿藥眼長均勻的分布，這是實現光面爆破的重要條件。

在光面爆破中，炮眼間距E、最小抵抗線W、炮眼密集系數K、裝藥密度q是相互制約的。

（1）光爆層厚度（B）

光爆層厚度就是周邊眼最小抵抗線，它與開挖的隧道斷面大小有關。斷面跨度大，光爆眼所受到的夾制作用小，巖石比較容易崩落， 光爆層厚度可以大些，斷面小，光爆眼所受到的夾制大，光爆層厚度可以小些，光爆層的厚度與巖石的性質和構造也有關，堅硬巖石光爆層可小些，松軟破碎的巖石光爆層可大些。

（2）周邊眼密集系數

周邊眼密集系數K是周邊眼間距（E）與光爆層厚度（B）的比值，是

影響爆破效果的重要因素。

K=E/B

為了加快施工進度, 新柏崖頭隧道采取減少打眼的數量, 周邊眼間距大一些,但在炮眼密集系數不變的情況下, 最小抵抗線也要增大, 由此導致周邊眼裝藥量的增加, 造成炮眼周邊局部巖石擾動過大, 影響圍巖的穩定。鑒于隧道開挖斷面約45㎡, 跨度不大, 光爆孔所受巖石夾制作用較大。中硬巖光爆孔間距E取52 cm , 最小抵抗線W 取60 cm，光爆孔密集系數K 取0.87。

（3）裝藥量計算

光面爆破裝藥量的計算，只要是確定周邊眼光爆層炮眼裝藥集中度，即以kg/m表示，一般采用實驗方法取得或從同類工程中選取。

q=QaB

式中q——裝藥量集中度，kg/m;

Q——單位體積耗藥量，Kg/m3³；

A——周邊眼間距，m

B——光爆層厚度，m

通過現場試驗和施工經驗數據，用計算法校核，確定q=0.15～0.25kg/m.

(4)裝藥結構和起爆方式

光面爆破采用不耦合裝藥,炮眼裝藥按裝藥集中度計算出的藥量均勻裝入炮眼內。根據隧道圍巖性質和經驗, 新柏崖頭隧道不耦合系數取1.25, 即炮眼直徑40 mm , 裝32 mm 的藥卷。

（5）光面爆破的分區起爆順序為：掏槽眼——輔助眼——周邊眼——底板眼。采用多段微差起爆（由內向外）。主爆區使用非電毫秒雷管。光爆層的光爆眼用導爆索一次同時起爆。

（二）裝藥量分布及光面爆破參數表（如下表）

單線Ⅱ級圍巖全斷面光面爆破炮眼藥量分配表

五、施工技術及工藝要求

（一）放樣布眼

鉆眼前，測量人員用全站儀和水準儀，準確定出隧道中心線和拱頂面高程；用紅油漆畫出開挖輪廓線，并標出炮眼位置，其誤差不得超過5cm；每次測量放線的同時，要對上次爆破斷面進行檢查，及時調整爆破參數，以達到最佳爆破效果。

（二）鉆眼要求

掏槽眼：深度、角度按設計施工，眼口間距誤差和眼底間距誤差不得大于5cm。

輔助眼：深度、角度按設計施工，眼口排距、行距誤差均不大于5cm。

周邊眼：開眼位置在設計斷面輪廓線上的間距誤差不得大于5cm；周邊眼外斜率不得大于5cm/m，眼底不得超出開挖斷面輪廓線10cm，最大不得超過15cm。內圈眼至周邊眼的排距，誤差不得大于5cm；炮眼深度超過2.5m時，內圈眼與周邊眼宜采用相同的斜率。鉆眼裝藥率調整，當開挖面凹凸較大時，應按實際情況調整炮眼深度并相應調整裝藥量，力求所有炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一垂直面上。鉆眼完畢，按炮眼布置圖進行檢查并做好記錄，有不符合要求的炮眼應重鉆，經檢查合格后，方可裝藥爆破

（三）炮眼布置要求