隧道的修建方法精选(九篇)

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第1篇：隧道的修建方法范文

风险很高的轮渡

展开地图，我们可以发现辽宁省的大连市和山东省的烟台市直线距离是120公里。120公里的距离不算远，但这是隔海相距的120公里――辽宁半岛和山东半岛隔渤海而不相联。

因为开车不能直达，所以从烟台到大连的120公里直线距离，需要绕出1600公里才能到达。既然开车渡海有难度，那不妨坐轮船到达嘛。是的，大连和烟台两市之间是有海航线的，两地的许多货运客运都是靠着轮渡完成，甚至自东北地区而来的火车也可从铁路上“搬下来”，由大连轮船渡到烟台，然后再装到烟台的铁路上继续南行，这种技术叫“跨海铁路轮渡”。

但自古以来，海上航行都是一件风险特别高的出行方式，几年前，山东烟台海域就曾发生一起特大海难事故，一客轮沉没，造成118人死亡，172人失踪。那海峡两岸能不能找到更快、更安全的交通方式呢？当然能，那就是在海底构建海底隧道。

让渡海更安全的海底隧道

其实，修建海底隧道的最初想法不是提升交通速度，而是为了降低海运风险。1945年，有个叫皤谷逸男的日本人向政府建议开凿自本州和北海道之间的海底隧道。可是政府不当回事，没有听从皤谷逸男的建议。9年后，一艘名为“洞爷丸”的渡轮在本州和北海道的航行过程中遇台风翻沉，造成1155人死亡。经此沉船惨剧，皤谷逸男挖筑海底隧道提议才得到政府许可并动工兴建。

在海底开挖隧道是一项综合工程，体现着一个国家的技术水平和工程能力。目前，掌握海底隧道优秀技术的国家非英国莫属。英国兴建的英吉利海峡铁路隧道，采用的各项技术几乎成为海底隧道修建的技术标准，这些标准解决了海底隧道建设的许多技术细节和难题。比如火车在海底隧道内高速行驶时会对空气进行挤压，隧道内空气压力会增加，从而给火车带来很大的空气阻力，这个难题是这样解决的：隧道沿线每250米设一个2米直径的卸压管，从后勤服务洞的顶上跨过，把两个铁路主洞连接起来，这会让空气可以在两个铁路主洞之间快速交换流通，火车行驶时就可以把受挤压的空气从“此洞”排到“彼洞”，从而快速降低空气压力，大大减轻火车在行驶过程中所受的空气阻力。

最长的海底隧道

随着科技的进步和人类工程能力的不断提升，人们挖筑海底隧道的志向越来越宏伟，原来是在数公里以内的海底下挖筑通行隧道，后来就能在二三十公里以内的海底下挖筑海底隧道了。如今，我国已经决定在辽宁省的大连市和山东省的烟台市之间超过100公里的海底下挖筑海底隧道了。随着科技的进步，在太平洋下挖筑海底隧道也并非天方夜谭。

目前，世界上最长的海底隧道是“英吉利海峡海底火车隧道”，它连接英国和法国，于1987年底动工，1993年投入使用，全长49公里，其中海底段长38公里。还有一条长隧道是“日本青函海底隧道”，它横越日本津轻海峡，全长54公里，海底部分23公里。1964年动工，1987年建成。很明显，我国将要修建的“渤海湾海底隧道”，将以120公里的长度成为世界第一海底隧道了。

知识链接：开挖海底隧道的几种方法

比较落后的钻爆法

所谓“钻”是指在施工操作面上打眼，所谓“爆”是指“在眼内填充炸药起爆”。这种方法最早用于矿石开采，后来用在海底隧道的挖掘。钻爆开挖海底隧道，效率高，速度快，但是因为需要“爆炸”，所以会引发塌方事故，危险度高，是一种技术含量低的隧道挖掘方法，目前基本被淘汰。

不能在深海中运用的沉管法

先在地面上用水泥预制成海底隧道的一节节箱体，然后把这些箱体一个接一个地沉放于海底疏浚好的基槽内，对接好，这类似于在地面上修铁路，只不过修铁路对接的是铁轨，而修海底隧道对接的是“水泥预制管道”。水泥管道对接完毕之后，再把管道内的海水抽干，海底隧道就建成了。这种构建海底隧道的方法是“陆上预制，水下安装”，所以工程量要小许多，工程难度也会降低。但水泥预制管道承受海水压力的能力有限，所以不能在较深的海水中铺设。

最先进的盾构法

如今，最先进的海底隧道开挖工具应该是盾构机了。这种机器是实现海底隧道全自动开挖的高科技工具，它的模样像是一条“钻木虫”，头部有切削装置，可以轻易把石土“嚼碎”吞进“肚里”，“肚里”有传送装置把石土送到尾部运走。盾构机在“吃土前进”的过程中，还会把预制混凝土管片一片片拼接到“吃出”的隧道壁上，形成结实的支撑层，可谓是“吃出一段，支撑出一段”，速度快并且安全性高，现在越来越多的海底隧道都在使用这种盾构机开挖了。

盾构机的设计是仿生学的结果。一位工程师偶然发现船蛆在蛀食船木时，会一边打洞，一边从身体表面分泌出一种液体加固洞体，于是工程师受此启发研发了最初的盾构机。现在，美国制造的盾构机长达近百米，可谓是个超级大钻，其集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能。用这种高科技的大家伙开挖海底隧道真是又快又准。

海底隧道：让沟通无极限

展开地图，我们就会发现：凡是被海水隔断的陆地之间都可以开挖海底隧道，因此海底隧道不仅可以成为国内交通方式，还是联系国与国之间的通道。就国内而言，我国已经修建了厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道，即将修建“渤海湾海底隧道”。长远来看，还可以修建台湾海峡海底隧道和琼州海峡海底隧道，这样就可以把台湾岛、海南岛用隧道交通的方式和大陆紧密联系在一起了。放眼国际，中国和韩国之间也可以修一道“跨国海底隧道”，美国和墨西哥之间也可以修建“墨西哥湾海底隧道”，俄罗斯和美国也可以修建“白令海峡海底隧道”，总之，沟通无极限，海底隧道是挖不完的。

未来人类将移居海底？

开挖海底隧道改变的不仅仅是陆陆之间的交通方式，对人类的生存和发展也有着极其深远的影响。

第2篇：隧道的修建方法范文

关键字：公路隧道；施工技术

Abstract: as to the mountains of soft soil of tunnel construction technology, mainly concentrated in the steps method and meshshotcreting firstly method two types, besides the method using the broader. Combining with the individual in the process of work in practice experience, this paper introduces some highway construction in the process of construction technology of the tunnel, and based on this, sums up the highway tunnel and tunnel waterproof and drainage technology and so on related technologies, hope to a view to play a valuable role.

Key word: highway tunnel; Construction technology

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：

一.隧道开挖分析

本文主要探讨的是洞口较大出洞口VI类岩围的隧道修建。在具体的施工过程当中，拱顶的修建存在着较大的技术难度，与此同时地形地貌的特点在隧道地表上经常会出现不同程度的下沉和开裂的情况，如果没有在隧道开挖部分打好基础，很有可能会在拱脚部分出现开裂的现象，尤其是拱脚的接合处这种现象最为明显。为了解决这一问题就必须要根据隧道具体的施工情况以及的地形地质情况进行深入的分析。除此之外隧道修建的位置还存在如下的地形地势特点：土层松软，土壤湿度较大，地基的承载能力不足等等。与此同时隧道埋入山洞的深度相对于其他类型的地质层而言要更深一些，这样无疑就增加了隧道的自拱度，传统的公路隧道的施工，总是可以依据围岩的结构特点自动的形成拱度，而对于此处的隧道却很难够自动形成，因而就必须要采取各种各样的施工修建策略来加固隧道，借助外力的支撑作用形成拱度，因为此处的基础承载力是实现主动支撑结构的重要基础和保障。在长期的工作实践中可以总结出一个规律，那就是在隧道进行开挖的过程当中，做好前期的地质探测工作是尤为重要的，只有这样才能够确保在具体的施工过程当中减少技术难度，在有限的资源条件的情况下最大限度的节约人力物力和财力。

二.风、水、电作业，通风、防尘和施工排水

（一）施工供风

对于公路隧道的施工和修建而言，提前做好施工供风处理是十分重要的。由于修建隧道的地形地势特点，很难借助自然风的力量加速施工的进度，因而通常情况下都需要在隧道的进口和出口处安置供风机械设备，在实际的工作过程当中发现修建空气压缩机站是十分有效的施工技术方法。由于山岭软土地形区的地势特点，可以在隧道的进口处安置两台20m3/min的空气压缩机，在隧道的出口处安置一台10m3/min的空气压缩机，通过这样的方式能够有效的保障隧道在施工的过程当中的风力是足够的。

（二）施工用水

由于山岭地区地势地形较高，因而不能够保障水源的足够供给，而在隧道的修建过程当中需要借助水力的方式来带动施工设备。所以可以在隧道的进口和出口的地方修建高山水池，通常情况下水池修建的高度是需要结合具体的地形特质来确定的，对于洞口较大的公路隧道的修建而言，可以在距离隧道拱顶29m位置的山顶处修建水池，而水源则可以从隧道出口的山脚处迁移过来，比如说可以在山脚处挖一个水池，再通过动力设备将水压到山顶的高山水池上，在此基础上借助管道的方式将水引流到隧道当中，以确保施工的设备用水和工作人员的生活用水是充足的。在实际的工作过程当中发现，高山集水池的水源复杂，很容易出现安全隐患，因而在引用过程当中要进行严格的水质检验，只有确保水源的PH值是合格的，一旦发现酸性或者是硫酸盐，氯化物超标的情况必须要进行及时的处理。一方面这些物质是不符合生活用水的标准的，另外一个方面它们会影响水泥的凝结硬化，很容易造成隧道的坍塌和安全隐患，同样的这部分水源也不能用于搅拌栓的施工处理中。

（三）施工供电

电力设备是维系隧道施工的重要基础和保障。在隧道修建的前期可以在进口和出口处安置变压器，通常情况下需要选取略高于居民电压的功率，315KVA是比较合适的选择，在变压器的转换下可以利用山下居民电网进行供电，除此之外还需要在隧道的进口和出口的地方各安置一台220KW的发电机，以备不时之需。至于动力设备的采用，可以采用三相交变电流，额定电压控制在380V之内，而照明用电一律采用居民额定电压220V，为了进一步的保障隧道施工修建的安全性，所有线路都要认真的检测好是否做好了漏电保护策略，从根本上杜绝用电安全隐患的发生。需要注意的是，隧道施工所有的线路架设和用电器的安装必须要符合《公路隧道施工技术规范》的相关技术标准和规定。

（四）施工通风、防尘

公路隧道洞口内经常需要进行爆理以便更进一步的完成掘进施工，此时就需要做好通风和防尘工作。通常情况下湿式凿岩的施工技术能够有效的减少灰尘的产生，当岩洞经过爆理之后可以在洞内洒一些水以此能够快速的降低粉尘的浓度。在实际的工作过程当中发现，施工通风通常需要采取压入式的施工方式效果最佳，用3台抽流风机送到洞口处能够加速粉尘的吸入，而送风口应该尽量控制在开挖面之下，二者之间的距离控制在15cm之下最佳。

（五）施工排水

公路隧道在施工过程当中做好施工排水准备是十分重要的，它能够在最短时间按内排除由于挖掘压力而造成的地下水的涌入以及施工废水的沉积。通常情况下我们将出口到进口坡度为1.54%的距离成为隧道上坡，以此为界限隧道出口的施工为顺坡施工，因而在此阶段的排水可以利用自然坡度的优势，在借助塑料管的方式下降这些积水排到洞口之外。同样的进口处的施工为隧道反坡施工，此阶段的排水策略可以通过开挖地段，构建集水坑的方式进行，并在抽水机的帮助下利用压力差将积水排到洞口之外。

三.隧道施工

（一）施工方法

结合前面所分析的关于此地段的公路隧道施工存在的问题，在对地形地貌等方面的分析之后，采用台阶法和双侧壁导坑法结合的施工技术是最合适的。具体来说就是在半断面开挖的过程当中，采用无轨运输的方式将渣子运送到山下，当进入到小导坑开挖阶段的时候，由于机械设备体积和客观条件的限制，可以用人工开挖的方式来代替机器开挖，在快要结束的时候将小拖拉机运送到洞中配合人工出渣，完成本阶段的开挖。在仰拱加固的阶段要做好混凝土的调配和供给工作。

（二）钢管桩施工

钢管桩可以采用4个直径为89mm的钢管进行无缝衔接，需要注意的是这些钢管都要做预先的处理，对前端钢管进行加工，使其以圆锥状呈现出来，注意控制好他们的长度要在20cm的范围内。至于钢管桩管体下部分的加工则采用加工溢流孔的设计方式，这样做是为了更好的完成注浆部分的施工，而在管口处则要确保其形态是完整的，在1m的范围内都不需要做任何的溢流孔处理，钢管桩管体下部分的溢流孔的直径要控制在8mm之内，而孔与孔之间的间距为25cm最佳。在清楚施工障碍的过程当中，可以选取1m为进度指标进行处理，与此同时还可以在钢管桩安装的阶段同时安装排水管，以便于快速的将隧道内的积水排除，要确保隧道内的施工现场是干燥的，杜绝浸泡现象的出现。

（三）防水层铺设前对初期支护的检查和处理

在公路隧道防水层铺设的前期准备工作当中，应该着力做好初期支护喷射混凝土的的工作，并通过反复的断面测量的方式，将欠挖部分一一找出，并及时的凿除，除此之外还需要对混凝土表面的凹凸部分进行预先处理，具体的可以通过分层喷射的方式将其铺平。在实际的工作过程当中发现，在防水层铺设前经常会出现许多外露的锚头以及钢筋网，为了不影响后续的施工步骤，应该要将其清除干净，在此基础上对这些破碎的界面用水泥和砂浆进行填平，这样做是为了确保混凝土的表面是平整光滑的。在铺设前，还需要仔细检查衬砌背后的排水设施是否是完整牢靠的，尤其是排水设施的布置是否合理，盲沟、引水管和排水暗沟等等都应该要进行完整的镶嵌和链接，并确保他们都处于密封的状态之下，并假设反滤层。对于那些气候比较严寒的地区，还应该要设置保温排水设施，并做好充足的防潮准备。

四.小结

本文结合个人在实践工作过程当中的经验总结，就公路隧道的施工技术展开探讨。通过介绍山岭地区公路隧道的施工过程，在此基础上进行适当延伸。首先进行了隧道开挖的分析，并做了简要的说明，在此基础上分别对一系列后续的施工方案进行了阐述。然而由于个人所学知识以及阅历的局限性，并未能够做到面面俱到，希望能够凭借本文引起广大学者的广泛关注。

参考文献

[1]宋金峰;圆梁山隧道注浆堵水方案及施工技术研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

[2]张青林;重庆地铁隧道TBM始发段的施工技术研究[D];北京交通大学;2011年

[3]赵胤;长大隧道钻爆法施工参数优化研究[D];北京交通大学;2010年

[4]纪慧琢;高海拔特长隧道火灾烟气流动特性的数值模拟分析[D];北京交通大学;2010年

[5]尤鸿波;特长隧道自然风影响因素及计算方法研究[D];西南交通大学;2010年

第3篇：隧道的修建方法范文

关键词 郑西客专 黄土隧道基础 沉降研究

中图分类号：TB21 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-0-02

客运专线不同于普通铁路的一个最大的特征之一，在于线路的高度平顺性及对线下工程严格的工后沉降要求，故站前专业的设计重点之一在于，如何把各种构筑物的工后沉降控制在允许范围之内。郑西客专位于我国黄土分布的核心范围，全线总延长77 km隧道，其中五十公里为开挖面积约163 m2的Q3、Q2新老黄土隧道（已建黄土隧道最大开挖断面不到140 m2，而且修建较少）。与以往黄土地区修建的铁路隧道相比，本线黄土隧道具有断面大、穿黄土段落长、地质复杂的特点。郑西客专黄土隧道从工程地质上分具体有以下三个难点：函谷关隧道全长7851 m，为国内最长的黄土隧道，该隧道位于黄土台塬及其斜坡地带，最大埋深220 m，隧道洞身大部分为砂质黄土，土体稳定性差[1]，以该隧道为代表的长大砂质黄土隧道修建技术；张茅隧道全长8483 m，出口3km范围黄土隧道位于地下水位线以下，土体含水量超过以往的富水黄土隧道，达饱和含水量[1]，施工极其困难，以张茅隧道为代表的长大富水黄土隧道修建技术；阌乡隧道全长770 m，埋深30 m，进出口较长段落均位于湿陷性黄土范围，而且湿陷性土层厚度达25 m[1]，以该隧道为代表的湿陷性黄土隧道基础处理，是郑西客专黄土隧道修建的又一技术难题。郑西客专黄土隧道的大规模修建，无疑是我国黄土隧道建设的一个新台阶。我国学者对黄土隧道进行过大量研究工作：铁路部门：上世纪60年代铁道部成立黄土双线隧道现场设计研究组，对陇海线三门峡～潼关段13座出现裂缝的黄土双线隧道进行试验研究；八十年代铁科院在大秦线对浅埋黄土隧道做过大断面开挖与喷锚支护的研究；1989年中铁隧道局主持“浅埋黄土质双线铁路隧道施工新技术”研究；九十年代修建的宝中线、神延线、神朔线、西延线、朔黄线等出现了大量的单线及部分双线黄土隧道，神延铁路公司与西南交通大学“黄土隧道施工研究”；1999年铁一局主持“大跨度黄土隧道新奥法施工综合技术研究”。公路部门：随着近些年西北高速公路的大量修建，公路系统针对双车道公路隧道（开挖断面105 m2）做过较多的研究。如2000年～2001年甘肃省交通厅与长安大学“公路黄土隧道围岩特性及支衬结构受力性状研究”；黄陵延安高速公路公司与长安大学“黄土隧道结构设计与施工控制研究”。在黄土隧道基础加固方面，甘肃省交通厅与长安大学及中铁19局完成“土家湾隧道软黄土地基加固技术试验研究”。按《客运专线无碴轨道铁路设计指南》（以下简称《指南》），路基工后沉降不应大于15 mm，长度大于20 m的路基，允许的最大工后沉降量为30 mm；桥梁墩台均匀沉降量不大于20 mm；涵洞的地基为压缩性土地层时，其工后沉降量不应大于30 mm。而该《指南》对隧道只要求底部加仰拱，对沉降并未做明确规定[2]。主要由于隧道是深埋于地下的封闭结构，土体处于三轴压缩状态，工后沉降量一般很小。黄土隧道同样有沉降问题，隧道结构不同于桥涵、路基，隧道的沉降要求有其自身的特点。据我国学者对黄土的研究，在一定压应力作用下，黄土变形大体有四种形式：弹性变形、压密变形、塑性变形和蠕变变形。黄土是一种天然状态下结构比较强的土质，常处于欠压密状态，主要为压密变形，而压密变形又表现为压缩变形和湿陷变形[3]。故当隧道基底为非湿陷性黄土时，隧道底部黄土变形主要为压缩变形；当隧道基底为湿陷性黄土时，必须考虑消除黄土的湿陷性。

1 已建铁路、公路黄土隧道基础处理情况

2 郑西客专黄土隧道沉降计算

采用大型有限差分软件对地基处理的工后沉降进行计算。造成工后沉降的荷载取为列车荷载与钢轨荷载，按ZK标准活荷载图示考虑，并考虑列车的振动造成的动力效应。

2.1 荷载计算

2.2 隧道沉降计算

2.2.1 计算方法及模型描述

本计算选取富村二号隧道的Ⅴ级黄土加强段，埋深为10 m，根据实际地形建模，先生成初始应力场，施做二次衬砌并且进行隧底填充（模型上未建道板及轨道），然后追加道板及轨道的荷载，最后位移置0，追加列车荷载。沿横截面方向左右各取70 m，约5倍洞径左右；隧底以下取45 m；为简化计算隧道纵向长度方向取10 m。

2.2.2 施做道板及轨道后的沉降

3 黄土隧道基础沉降现场量测情况

4 郑西客专黄土隧道工后沉降分析

由于《指南》对隧道工后沉降没有明确的规定，但是通过理论分析或有限元计算均表明，各种地层的隧道均有工后变形问题，只是大小不一样。隧道是一个埋藏于山体内的连续及封闭的刚性结构物，特别在土石分界或新老黄土分界处，如果有即使很微小的不均匀沉降，则结构很可能产生开裂病害。而桥涵（连续刚构除外）、路基是开放体系，若基础发生沉降，则只对线型有影响，一般结构部分没问题。

客运专线建设大家更关心的是路基和桥涵的工后沉降问题，对隧道工程的沉降关注不多。过去我们修普速铁路对这个问题研究的不是很深，对于岩石隧道若洞口有土层，往往对土质隧道基础进行特殊处理，土石分界处设沉降缝的方法，其目的主要是防止衬砌开裂，而较少考虑隧道的下沉量问题，认为即使隧道下沉可以通过预留沉落量、调整道碴高度等措施解决。而对于整个隧道位于土层中，则一般不考虑基础处理，认为隧道即使有沉降也是均匀沉降，结构不会有问题。基础承载力、结构下沉及衬砌开裂三个概念在隧道设计中应该澄清一下，基础承载力不够并不能理解为结构一定会下沉（土体比较密实的情况）。而基础承载力不够对隧道结构本身不利，因为基底会发生应力重分布现象，如果结构刚度不够，可能就要发生开裂。

《指南》对隧道工程没有明确规定工后沉降量，关于隧道的工后沉降，笔者认为：应当首先以不超过路基工后沉降，并且应满足隧道在发生微小沉降时，结构不致破坏为

原则。

5 郑西客专黄土隧道基础处理方案

对于郑西客专黄土隧道基础处理，由于隧道工程和路基、桥涵工程不一样，衬砌施工后背后土体始终处于三轴压缩状态，限制了土体的变形，土体体积如果结构没有破坏，则体积也不会有变化，微小的工后沉降以黄土的压缩变形为主，一般洞身地段老黄土可压缩性很小。目前有种观点认为：隧道基础以下土体已经承受了几百万年的上覆土体的重量，这个重量远大于围岩压力+隧道自重+列车荷载。

（1）关于湿陷性黄土基础处理

对于隧道洞口及浅埋段，往往为新黄土，形成年代较近，结构疏松，力学性质差及一般均有一定的湿陷性，处理措施主要目的在于消除黄土的湿陷性。

《湿陷性黄土地区建筑规范》（以下简称《黄土规范》）强制规定：甲类建筑应消除地基的全部湿陷量或采用桩基础穿透全部湿陷性黄土层，或将基础设置在非湿陷性黄土层上[4]。无疑客运专线应属甲类建筑。因此按照《黄土规范》：湿陷性黄土隧道基础处理应穿透基底以下全部湿陷性黄土层。而该规范编制时针对的多是湿陷厚度小于二十米的楼房建筑，基于全部处理湿陷性土层后投资增加不大的情况。郑西线部分黄土隧道洞口湿陷层厚度达三十米，是否有必要全部处理，要结合隧道工程荷载及地下水的特征，是值得深入研究的问题。

我国黄土地区基础处理方面用的较多的方法，主要有灰土垫层法、水泥土挤密桩法、桩基础、高压旋喷注浆等。郑西客专黄土隧道采用水泥土挤密桩法，该方法由于采用横向挤压成孔，使得桩间土得以充分挤压，和水泥土桩形成复合地基，这种方法工程量小，效果较好，但隧道内空间有限，特别两边墙脚处不易施工，应有配套的施工机具，同时挤密桩施工对初期支护有一定的扰动影响。郑西客专已经施工了隧道内水泥土挤密桩的情况来看，达到了消除隧底黄土湿陷性的

目的。

（2）施工过程中避免对基础的扰动

6 结语

通过以上分析得出以下几点结论：

（1）隧道工程的沉降控制标准：应当以不超过路基工后沉降，并且应满足隧道在发生微小沉降时，结构不破坏的原则作为客运专线隧道工后沉降设计控制值有一定的参考价值；（2）计算结果说明郑西客专黄土隧道沉降量满足无碴轨道工后沉降要求；（3）郑西客运专线黄土隧道基础处理应以消除洞口新黄土湿陷性为目的，水泥土挤密桩法可以作为隧道内消除黄土湿陷性的工程措施；（4）黄土隧道基础施工过程中的关键工序为：清楚干净基底虚土，防止水浸泡。（5）无碴轨道铺设应在隧道基础沉降稳定后，并对隧道基础沉降作系统的评估，确认其工后沉降符合设计要求后方能实施。

参考文献

[1] 中铁二院工程集团有限责任公司[J].成都：郑西客专隧道施工图，2006（3）.

[2] 铁建设函[2005]754号.客运专线无碴轨道铁路设计指南[J].铁道科学研究院，2005（10）.

第4篇：隧道的修建方法范文

关键字：地铁施工；保护措施；施工和管理

中图分类号：U231文献标识码： A

近40年的发展，我国地铁修建方法已由最初单一的明挖法．发展到现在的多种方法并存。施工技术不断发展提高。这些方法的出现和实施，极大地推动了地铁建设事业的快速发展。下面就这些方法各自的特点及各自适合的施工条件，进行初步的探讨。

一、．地铁隧道施工技术分析

1盾构法

盾掏法在我嚣最早的应用是在20世纪五六十年代的时侯．是用来修建地下捧水道的．随着箍工技术的不断成煞和发展，工程逐渐的采用了土压式和泥土式的现代盾构技术．采用羼构技术修建地铁不仅能达刭安全可靠的效果，同时还有环儇的作用．在我国大部分的地铁建设中，使用的都是盾构技术，目前我国的詹梅机已经达到了60多台．随着詹构技术的不断研究和实际工程应用的增多，盾构法的施工技术和君构机配套技术也得到了一定的发展，目前正在使用的盾构技术法主要有区同单圜盾构和双圆盾构技术，此外还有一种在实验阶段的、尚不成熟技术就是方形断面盾构技术，在束来能够实现全面的应用。

2浅埋暗挖法

浅埋暗挖法的核心技术被概括为18字方针：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。其主要的技术特点为：动态设计、动态施工的信息化施工方法，建立了一整套变位、应力监测系统；强调小导管超前支护在稳定工作面中的作用；研究、创新了劈裂注浆方法加固地层；发展了复合式衬砌技术，并开创性地设计应用了钢筋网构拱架支护。由于该工法在有水条件的地层中可广泛运用，加之国内丰富的劳动力资源，在北京、广州、深圳、南京等地的地铁区间

隧道修建中得到推广， 已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道．而且在大跨度车站的修筑中有相当广泛的应用。此外，该方法也广泛应用于地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。

3新奥法

新臭法是新臭炮利隧道揸工方法的简称，也被成为锚喷构筑法．这种技本的优点就是对地面的干扰比较小，而且工程的投资也相对来说比较小，在实际的应用中也积累了一定的经验，能够对工程的质量起翔⋯定的保障。新臭法施工技术在世界地铁建设中都有一定的发展．智剩的圣她亚哥新趋铁以及我国北京的复兴门车站工程采用的都是新寞法技术．而针对于我国的地质条件，在新臭法的基础上，又有了一种比较完替的浅埋暗挖法，这种新的技术方法可以有效的避免对地面的千扰性．同时又对底层有着较强的适应性和高度的灵活性，应用于我国大部分的城市的地铁修建中。

4钻爆法

我国地域广大、地质类型多样，重庆、青岛等城市处于坚硬岩石地层中，广州地铁也有部分区段处于坚硬岩石地层中，这种地质条件下修建地铁通常采用钻爆法开挖、喷锚支护。钻爆法施工的全过程可以概括为：钻爆、装运出碴，喷锚支护，灌注衬砌，再辅以通风、排水、供电等措施。在通过不良地质地段时，常采用注浆、钢架、管棚等一系列初期支护手段。根据隧道工程地质水文条件和断面尺寸，钻爆法隧道开挖可采用各种不同的开挖方法，例如：上导坑先拱后墙法、下导坑先墙后拱法、正台阶法、反台阶法、全断面开挖法、半断面开挖法、侧壁导坑法、CD法、CRD法等。对于爆破，有光面爆破、预裂爆破等技术。对于隧道初期支护，有锚杆、喷混凝土、挂网、钢拱架、管棚等支护方法。及时的测量和信息反馈常用来监测施工安全并验证岩石支护措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等几种方法，其中在喷射混凝土内表面张挂聚乙烯或聚氯乙烯板．再灌注二次混凝土衬砌，被认为是一种效果良好的防渗漏措施。

二、地铁施工对地表沉降影响

1施工降水的影响

根据地质勘察资料，在施工降水时，应考虑到当前最不利的水位降深位置；同时应考虑采用哪种降水方案会产生较小的地面沉降；估计因降水导致地层有效应力增加而带来的最不利的地层沉降值。如果地铁结构邻近有风险很大的建筑物，并且降水可能会对建筑物产生较大的影响时，应进行专项降水方案的设计。

2 暗挖施工过程的影响

采用三维数值模型，模拟在某一施工工法下的施工过程，分析对邻近地层和建筑物柱基的影响方式；利用已有的实测数据“标定”数值模型（确定模型计算参数）；然后利用“标定”的数值模型预测后续施工工序对建筑物沉降的影响水平。

三、建筑物保护措施

施工前调查所有在施工影响范围内的建筑物，着重查明建筑物的结构形式、基础形式、数量、修建年代、材质、质量状况、工作状态、与地铁线路的位置关系等。当建筑物具有很大的破坏风险时，应遵循“先加固、后施工”的原则。施工前的主要加固措施：

（1）根据工程实际情况，选择进行地层注浆、隔离桩等措施，严重时可以采用建筑物桩基托换或加固措施；

（2）地层注浆：从地表或洞内注浆加固地层；

（3）隔离桩：从地表或洞内施作隔离桩；当邻近建筑物破坏的风险较大时，应考虑在地面或洞内施作隔离桩，并对建筑物基础进行处理，控制基础相邻的地层沉降。当建筑物为桩基础，可以考虑实施桩间注浆，提高外侧土体的固结程度与密实度，增加桩底部承载区域内的约束，力求将桩周的摩阻力损失降至最低。从而减小建筑物本身的变形程度。如果建筑物基础为桩基础，且桩长较短，应考虑在地面打设深桩，通过后植筋技术承台扩大，并将部分荷载转移至新增设的深桩上，使之能与短桩共同承受上部荷载，一起抵抗后续施工中的变形。

（4）对建筑物进行基础托换或加固。

当邻近建筑物破坏的风险较小时一般时，可以边施工、边加固，并进行施工过程量测监控。当邻近建筑物破坏的风险较小时，可以先施工、后加固，即在施工结束后，再根据具体情况确定是否需要对建筑物进行加固。

结语

随着城市化进程的提速，我国许多大中型城市的轨道交通建设计划，也快速地付诸实施，它极大地拓展了城市的区域范围，缩短了物流、人流和信息流的消耗时间．提高了城市公共交通的效率。社会迫切等待着地铁的发展，而地铁的发展又必须有新的施工技术做支持。这些技术和经验对以后城市地铁的飞速发展具有很强的现实指导意义。

参考文献

[1] 王梦恕. 地下工程浅埋暗挖技术通论[M]. 合肥: 安徽教育出版社, 2004.

[2] 麻永华, 贺善宁. 建筑物下浅埋暗挖隧道施工技术研究[J]. 隧道及地下工程, 2004, (12): 74－77.

第5篇：隧道的修建方法范文

关键词：土质隧道；裂缝分析；预防

Abstract: The tunnel project has been constructed in our country has a large portion of soil tunnel, soil tunnel due to special reasons and construction process of the medium is easy to collapse and so on, so that the completion of the soil tunnel are more or less crack greatly small, difficult to normal operation management. How to prevent cracks or reduce soil tunnel tunnel is the worker's responsibility, from the soil tunnel by various reasons stress variation and the design and construction of soil tunnel cracks, and puts forward the prevention or reduction of soil tunnel crack.

Key words: soil tunnel; fracture analysis; prevention

中图分类号： U45 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1 前言

近几十年来我国在各种工程中修建了数以千计的隧道工程，其中土质隧道占了很大的比重。本文所说的土质隧道包含公路、铁路、地下铁道工程中在土质围岩中修建的隧道工程。经过国家有关部门对运营隧道的调查，发现大部分已建成运营的土质隧道或多或少都存在衬砌开裂的现象，严重的经常影响到运营安全。许多工程刚刚完工还未交付使用就已经出现裂缝，这一现象在铁路隧道中尤为常见。如果是个别土质隧道出现一些衬砌开裂的现象，也不值得大惊小怪，问题是，近年来土质隧道衬砌发生衬砌裂缝几乎已成了普遍现象。神木至延安铁路的十几座土质隧道在施工过程中都曾出现大大小小的裂缝，陕西境内的多座公路隧道在投入使用后几年时间都曾进行过裂缝防水整治。全国其它地方关于土质隧道病害的事例更是不胜枚举，以上实例充分说明，土质隧道发生裂缝已不是个别现象，隧道工程技术人员对此应予以足够的重视。本文从土质隧道受力变化机理、及设计施工等方面谈一点看法，旨在抛砖引玉。

2 土质围岩中开挖洞室后洞周应力演变

2.1土的认识土是岩石经风化作用（包括物理风化、化学风化及生物风化），然后以不同的搬运方式在不同的地点堆积下开的历史产物。土是多相介质的堆积物，它的种类繁多，按成因不同从大的方面可分为残积土、沉积土（沉积土可进一步细分为陆地流水沉积土、陆地静水沉积土、冰川沉积土、风成沉积土、海相沉积土）、土壤层。土的结构一般有单粒结构、蜂窝结构、絮状结构等，土的工程性质主要取决于土的结构构造、矿物成分、粒度成分及孔隙中水溶液的性质等，另一方面也取决于生成年代的长短、地理条件的变迁等。土体的固体颗粒之间及颗粒与水之间的相互作用，使土的物理力学性质很复杂。目前还没有一种严格的理论来表达土的力学性质，工程上还在把土当成简单的弹性体或理想的弹塑性体，在土力学中大量的应用弹性理论或弹塑性理论，这种近似的方法不能准确的反映实际情况。

2.2土层中开挖洞室后洞周应力的变化过程大量的隧道工程就修建在由各种不同结构不同性质的土层构成的土质围岩中，在地下洞室开挖以前，土层中的各点均处于三向受力的平衡状态，但这种平衡状态并不是一成不变的，随着自然界的地壳运动，随着风吹日晒，雨水渗透，地层中的应力变化无时无刻不在进行着。当地下洞室开挖后，地层中的应力平衡就遭到破坏，为了维持新的平衡，人们采取了各种各样的方法，在多种方法中，新奥法（NATM）的理论无非是最新颖，最科学的方法，它彻底改变了很久以来人们对地下洞室开挖支护的认识，把围岩作为受力结构的一部分，这是一个聪明而又科学的想法。

在我们为这个科学的方法而欣喜，以为新奥法可以解决地下工程中的所有问题时，我们却不得不面对许多完全按新奥法原理设计施工的隧道工程出现许多裂缝的事实。为什么会出现这种问题呢？设计者们翻来覆去的检查了他们采用的原始数据及计算过程，都没有发现有什么差错，可就是按此方法设计的土质隧道越来越多的出现裂缝。其实，这其中最大的原因就在于我们把自然界动态的过程当成静态过程来进行设计。试想一想，我们在设计中采用的反映围岩特性的重要指标γ、C、φ值，是不是从我们设计隧道开始就不会再有变化？我们在浅埋隧道设计中采用的计算围岩压力的方程中的滑移面是否在我们设计完隧道后就不会再有变化？由此计算出的浅埋隧道的围岩压力是否就不会再有变化？我们在深埋隧道的设计中采用的坍落拱计算高度是否在我们设计后就不会再有变化？由此计算出的深埋隧道的围岩压力是否就不会再有变化？我们在隧道设计中采用的各种荷载形式是否就与实际一致？我们所采用的各种衬砌形式是否适应地层中的应力变化？如果我们对以上问题都能有明确肯定的回答，我想隧道衬砌肯定是不会产生裂缝的。

土质围岩中修建的隧道自从洞室被开挖的那一刻起，围岩中的应力重分配就重新开始，如果是按新奥法原理设计，在初衬达到变形稳定后只能说是达到了一次暂时的平衡，二衬施工后，不论是设计者还是施工者都会确信工程已经高质量的完工了。实际并非如此，在大家毫不关心的情况下，在自然界降水的作用下，或在土层被扰动后进行的长期的固结作用下，洞周地层中的应力已经和隧道设计或刚建成时发生了很大的变化，初衬和二衬却还在努力的抵抗着不断变化的地层应力，如果初衬和二衬的强度足够大，能够应付后来发生的应力变化，那末这个工程在很长的时间内可以放心地使用。如果不能够抵抗后期发生的应力变化，隧道衬砌就会用各种各样的裂缝表现出它所遭受的各种无法承受的压力。以上主要是想说明，土质围岩中的洞室开挖后，应力的变化是一直在进行着的，施工过程中初衬的稳定并不表示围岩变形的完成及应力分配的终结。土层被扰动以后的再次固结是一个相当漫长的过程，洞室开挖后引起地层中水流路径的变化也是一个相当长的过程，在这个过程中，洞周地层中的应力时刻都在发生着变化。因此，对于许多土质隧道建成后多年才出现裂缝就不难理解了。

第6篇：隧道的修建方法范文

关键词：地质雷达技术；隧道地质；应用

Abstract: the tunnel construction process, because the underground rock, hydrology geology condition is not clear, some accidents often happen. Occurrence ofaccidents such as collapse, sudden inrush of water, not only caused serious casualties, but also cause delays,and equipment damage. The construction of tunnel withdifficulty. Also reduces the economic benefits of tunnel construction. Therefore, advanced prediction in tunnel construction is very important. The tunnel constructionschedule, safety, quality, investment is very important.Geological radar detection technology in tunnelconstruction to provide useful information, unsafe factors decreased tunnel in the construction process, the key factors are safe and rapid construction of the tunnel.

Keywords: geological radar technology of tunnel geological; application;

中图分类号： P412.25 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

前言

隧道超前预测现在越来越受到修建隧道工程实施的关注，其重要原因是隧道修建过程中安全问题越来越受到关注。但隧道地质超前最重要的应用技术是地质雷达技术。地质雷达技术对隧道超前预测非常重要。故我们此篇文章重要讨论其应用。

超前地质预报工作的目的及任务

1.1目的

为隧道的修建提供有用的资料，减少隧道修建过程中的不安全因素，使隧道能安全经济并且快速的修建成功。

1.2任务

1.2.1对没有修建的地段进行围岩地质条件的探测

对未修建的但是将要修建的地段，我们探测的内容有：是否有地下水的存在，溶岩溶洞是否发育，岩性变化的情况，是否存在断层和发育有破碎带等。

1.2.2预报有可能会发生的灾难性突发状况

例如在地下储藏有害气体的大量溢出。由于岩土的不稳定导致的塌方。地下储藏有地下水。这些都会对隧道施工造成严重后果。要通过雷达技术分析判断，避免事故发生。

2.地质雷达进行超前预报的基本理论

地质雷达技术在隧道超前预测中至关重要，但是其原理却是非常简单，即就是物理中的电磁波反射原理。电磁波在岩体岩土介质中传播，由发射天线发出一束电磁波脉冲。电磁波在地下传播，由于波有反射性质，当传播的电磁波遇到物质时，即就是介质，会在物质与物质的分界面发生电磁波反射。反射的波会被接收天线所接收，由接收天线处理。

3.地质雷达的探测方法和步骤

3.1准备工作

由于地质雷达技术的原理是电磁波反射原理，所以所有能干扰电磁波的物件，都会对探测造成一定影响。我们在应用电磁波的时候首先排除地面干扰电磁波的物体。例如一些有磁性的物体或者是金属。

3.2测线布置

测线的布置应该是越密越精确，但是有些时候由于地质条件有些点测不出。一般情况下我们布置测线是按照‘十’字形布置。但有时我们也按照‘井’字形布置。在有些崎岖不平的地方一般是一个点一个点的探测，点数一般为5到12个。两点间的距离一般为0.5到1米。

3.3数据采集及处理

为了使数据更加精确，明确介质条件，都要对原始的雷达波进行一系列处理。对平均道的抽取。对时间要静校正、增益。压制干扰波，突出有效波。

3.4数据分析与解释

地质超前预测是应用雷达技术来探测未施工地段的岩体情况，做到防患于未然。这里所谓的“防患”就得根据雷达探测的数据资料来分析隧道可能发生的事故。数据资料在雷达技术上用图像显示出来。所以我们根据雷达显示的图像异常的形态，特征，还有电磁波的衰弱情况来分析我们看不到的岩体的性质以及地质特征。若是存在特殊异常体，则电磁波反射信号强。若是岩体质量差则反映在雷达上电磁波衰弱，这是根据岩石对电磁波的吸收性来决定的。掌子面跟未施工地段的地下特征差异越大，反射波则能量则越强。可以根据这些异常做出有用的地质解释。

4.地质雷达在隧道超前预报中的应用

4.1对不利于施工的地质体的探测

溶洞带，含水带，富有裂隙带，断层以及破裂带，岩土疏松带。这些地质岩体带不利于施工，更不利于隧道的修建，我们要利用地质雷达技术，结合掌子面的附近地质水文，地质工程情况将这些不利于施工的地质带的位置基本上确定。确定这些不良地质带后，根据具体情况下做出不同的施工方案，以此避免在施工过程中发生意外。

4.2探测未知岩溶

喀斯特是岩溶的另一个地貌名称,指的是一些可溶性岩石收到水中化学物质的溶蚀，水的物理冲刷作用，所形成的具有一定空间的沟，槽，和一些空洞。岩溶发育的必不可少的条件是可溶性岩石，例如碳酸盐岩，含有化学成分的可流通的水等。下渗的地表水以及流动的地下水，对溶岩非常重要。岩溶与围岩性质差异很大，所以其地质雷达图像很容易判断其异常。在溶洞内大量充填围岩碎块，水，空气，上覆岩石，这些充填物与称为“槽”的可溶性岩石之间的物质差异很大。由于介质的多样性，以及物质的差异性，而在溶岩中形成电性界面。我们只要探测出这个电性界面就探测出了岩溶的位置。同样，由于介质的多样性，电磁波的反射波图像随着溶岩溶洞的具体情况而发生相应的变化一般情况是在横向上变化。

若存在强反射包围弱反射，则说明可能是溶洞存在的雷达图像。强反射是溶洞侧壁反射的，并且常常有弧形的绕射现象。溶洞内的物质为填充物，填充物的反射为弱反射，具有高频，低幅，波形密集的特征。但是，如果填充物为水，局部的波可变强。

4.3富水带探测

含有大量水的岩体区域，如果没有被预测出来，在隧道施工过程中将会释放出大量的水，这将影响隧道的施工进程和施工安全。

如果岩体中含有水，则会影响岩体岩石介质的介电常数，从而影响反射波的波形，传播时间等。具体是，岩石中含水时，岩石的介电常数增大，在介质中具体表现为电磁波的传播速率降低，时间变长，在反射波形图像中则可能出现的是异常的正峰。另一方面，还产生强反射和绕射现象。还会由于出现散射现象而使波形紊乱。不仅如此，频率也发生变化，由高频迅速的变为低频。

4.4探测断层破碎带

断层破碎带由于存在裂隙，这是由外来物质充填到裂隙中，外来物质和原岩性质差异大，所以介质常数差异也大。同时在裂隙中也可能有大量的水充填，这也影响介质常数，裂隙中地下水的存在，使得断层附近以及破碎带附近稳定性差。破碎带空隙多，所以含水多。电磁波在穿过破碎带时，由于破碎带的胶结情况不同岩石性质不同，而使得波形比较乱。具体表现在地质雷达的图像中则表现为：频率变化，偶尔出现断面波，地层发育有反射波，错短的同相轴，振幅能量明显增强，有时有绕射波。破碎带两侧的物质差异构造差异，使得具有波阻抗差异。由于这些波阻抗差异，使得电磁波在通过界面时电磁波的电磁能能量增强同时波幅增大。

4.5裂隙密集带的探测

断裂的两岩体，它们没有发生明显的错动，即就是节理，也称之为裂隙。裂隙的发育对岩体的稳定性有很大的影响。对岩体的强度也有很重要的作用。由于裂隙中可充填不同物质，导致介质常数不同，与周围围岩形成电性差异。当电磁波传播到裂隙时，会产生较强的界面反射波。由于裂隙内充填的物质具有不均一性，直接表现在雷达图像中就是，会有散射、绕射、波形杂乱等特征，波幅变化大。同相轴连续，反映了裂面的平直。

小结

虽然地质雷达技术是目前一种既方便又快捷而且还精确的探测技术，但是地质雷达所得到的资料有时候具有多解性，我们在对探测地区进行分析的时候，最好将地质雷达探测资料与掌子面的地质情况性质相结合，得到更加全面更加有效更加精确的结果。

参考文献：

[1]刘志刚. 隧道隧洞施工地质技术[M ]. 北京:中国铁道出版社, 2001.

[2]赵永贵,刘浩,孙宇等.隧道地质超前预报研究进展[J ].地球物理学进展,2003 , 18 (3) : 460～464.

[3]范占峰，李天斌，孟陆波，等．地质雷达在公路隧道中的应用【J]．公路，2OLO(2)：209-213．

[4]韩振中，张文连．地质雷达在隧道检测中的波形识别及应用【J】．桥隧机械施工技术，2007(12)：66—68．

第7篇：隧道的修建方法范文

关键词：地层变形 浅埋暗挖法 影响因素

1. 浅埋暗挖法简介

施工方法对地铁车站和区间隧道结构型式的确定以及地铁土建工程造价有决定性影响。施工方法的选择，受沿线工程地质和水文地质条件、周围环境条件、线路平面位置、隧道埋置深度等多种因素的制约，同时对施工期间的地面交通和城市居民的正常生活、施工工期、工程的难易程度等产生直接影响。

地铁区间隧道采用矿山法施工是近年来为适应城市浅埋隧道的需要而发展起来的一种施工方法，也称浅埋暗挖法。目前在我国地铁区间隧道建设中已广泛采用。浅埋暗挖法施工，工艺简单、灵活，并可根据施工监控量测的信息反馈来验证或修改设计和施工工艺，以达到安全与经济的目的。

浅埋暗挖法认为浅埋隧道按松散荷载计算，超浅埋隧道则按全土柱加地面动、静换算荷载计算，并提倡采用岩柱理论和太沙基公式进行结构分析计算。隧道施工时，由于承载拱效应，原始地层应力并非全部转化为作用在结构上的荷载，作用在隧道衬砌上的压力小于初始应力（这已被大量的工程测试资料所验证），这是由于隧道开挖后洞室周围地层应力释放，隧道的拱形形状及地层内部摩擦力等导致的承载拱发挥作用，使周围地层应力重分布并产生两种变化，即一部分被释放，另一部分向深部和其它方向转移。当施设衬砌支护后，地层应力释放过程受到抑制，一部分释放荷载作用于衬砌结构上，这部分荷载的大小正是需要计算的。

2.浅埋暗挖施工技术

2.1地铁隧道的主要施工技术

通常在地面条件允许的情况下，地铁区间隧道宜采用明挖法，但对社会环境影响很大，仅适合在无人、无交通、管线较少之地应用。随着我国工程建设法规、法制的完善、对大型工程建设项目综合效益的要求和环境保护意识的提高，在城市地下铁道的建设中，因埋深条件、周边环境条件等因素的限制，在建筑物密集的繁华市区和特殊地质地形区段普遍要求采用暗挖法施工。浅埋暗挖法是一种适合不同断面、造价偏低、灵活多变的施工方法，是今后应推广的施工方法。

2.2浅埋暗挖设计理论

浅埋暗挖设计理论的特点是运用量测信息，反馈于设计和施工，同时采取超前支护、改良地层、注浆加固等配套技术来完成隧道及地下工程的设计与施工。隧道深埋或浅埋并非单纯指洞顶与地面之间的厚度，还应结合上覆地层的水文地质与工程地质特征、松散状况，围岩结构特征及风化、破碎程度，断层影响的程度，结构强度以及地下水等因素综合判定。通常，深埋隧道荷载按塌落拱计算；浅埋隧道按松散荷载计算；超浅埋隧道则按全土柱加地面动、静换算荷载计算。

3.浅埋暗挖法的应用

3.1浅埋暗挖法的应用

近几年来随着城市轨道交通的发展， 许多的地铁乘客出入口与人行地下通道规划在一起， 但其施工方法大多采用明挖法， 然而在既有道路改造中， 采用明挖法和盖挖法施工占地多、交通干扰大、地下管线拆迁量大、容易造成环境污染。如果在上海引进浅埋暗挖法就克服了上述缺点， 减少了对环境的影响， 能保证交通畅通和地下管线的正常使用。

3.2暗挖施工引起地层变形的影响因素分析

浅埋暗挖法最初应用北京地铁是在第四纪地层、无水、地表无建筑物的条件下，采用了管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、速反馈的施工原则成功应用的。在超前小导管注浆加固等辅助措施的配合下，不断完善得到一系列辅助施工措施，目前运用的广州、深圳地铁都是非第四纪地层，且富含地下水，伴有砂层，地表密集民房、埋深最小达0.8m、暗挖车站跨度达26m等复杂条件，因此，对暗挖法的施工工艺和辅助工法提出了更高的要求，以此保证地铁施工对周边环境的环保和安全要求。

4.深圳地铁案例分析

本文选取深圳地铁I期工程6标段为例剖析不同施工工艺对地表沉降的影响程度。

4.1工程概况

6标为双线单洞隧道，马蹄形断面(6.2mx6.7m），正台阶法开挖，区间隧道范围内上覆第四系全新统人工堆积层，海积冲积层及第四系中统残积层，下伏燕山期花岗岩，地下水丰富；隧道埋深较浅，部分位置上覆砂层，开挖面土质强度较低，上覆砂层地段条件极差。

4.2超前预加固辅助工法

从最初的超前小导管注浆预加固到现在应用广泛的各种浅埋暗挖辅助工法都以适用不同的地层条件及隧道周边环境要求为标准。从6标的工程实践来看，针对不同的地层条件，特别是在地下水丰富地区施工地铁隧道（大部分标段不能采取前期降水处理），在不同的地质条件下，超前预加固方法和参数的选择相当重要。

6标一般地层条件下，隧道上覆粘土或粉质粘土，且土层较厚，故水量较小，因此采用超前小导管注浆预加固；一般地层到富水砂层地段之间的过渡段水量逐渐变大，采用长短结合的小导管注浆预加固，达到双层的加固效果，短导管外插角比长导管大，管径和间距增大；在富水砂层地段采用长短结合的小导管注浆预加固或小管棚加固，后者对改善开挖面条件和控制地层变形效果显著。注浆压力及注浆量的控制对预加固效果有影响，地层较好的情况下可以不注浆。

4.3开挖时空顺序

地铁隧道开挖在土中进行，开挖扰动使原始地层应力重分布，而土的自稳能力较差，暗挖法开挖不像盾构法施工有足够的抗力支撑扰动地层，只能以超前预加固和“短开挖、早支护”保证地层的稳定。因此掌握开挖和支护的时空效应对稳定地层，保证施工安全，控制地层变形都有很大帮助，对于掌子面而言要把握开挖进尺、分步开挖顺序；对双线隧道则要确定左右线的间距。

4.4施工进度的基本情况分析

施工进度的快慢与开挖进尺及每一个开挖循环所用的时间有关，因此，考虑在预加固前提下土体的自稳时间及地层的塑性变形发展确定工序。现场每个工序循环耗时如表1，每个班做1．5个循环，开挖进尺为1mm／循环，无支护时间为4小时；而当地层条件较差时，开挖进尺减小为0．75或0．6m／循环，超前预支护长短结合需要更多时间，而开挖土方减少开挖时间减少，即预支护强度提高和无支护时间减少，地层变形减小。

隧道通过含水砂层地段时，施工进度慢则掌子面裸露时间长，而上台阶没有施作临时横撑或临时仰拱，且上台阶拱脚容易积水，土的强度又低，虽然用钢板或木板支撑，拱部结构仍产生整体下沉，隧道结构不及时封闭成环，对沉降的发展不易控制。因此施工过程中工程技术人员应当及时做好超前的地质预报，随时改变顶支护参数，保证安全、快速施工。六标一般情况上、下台阶2～3m／d(下台阶机械施工，相对进尺快，有时隔天开挖)砂层地段开挖进尺小，开挖困难进度慢，甚至不时停工，其沉降大.当然在地层条件极差位置，土体易失稳，6标边墙曾出现喷混凝土前大面积土体滑落，相当危险，现场采用三台阶开挖，缩短每步开挖的时间，保证了施工的顺利进行。这也是对地层变形的有效控制。

5.努力方向

我国已有近40年的地铁修建史，尤其是近十多年来的快速发展，丰富和创新了我国地铁规划、设计、施工、管理运用、防灾救灾设备维修的技术方法及工作制度。由于我国地域广大、地质情况多样，地铁修建技术也必然极具复杂性和高难度。就目前来讲，我们已有的技术手段可以应付除西部和东北地区以外的大部分区域的城市地铁修建任务，更为可贵的是我们已经锻炼和造就了一大批有经验的、有高度责任感的地铁建设工作者和能吃苦耐劳、有风险精神及创新智慧的设计、施工队伍。

展望未来，为使我国地铁修建技术日臻完善，保证地铁工程质量，实现地铁的社会经济效益最大化，我国尚需在以下几个方面努力。

5.1尽快统一地铁和轻轨修建的设计、技术标准、施工技术规范和工程验收技术标准，以便使我国地铁和轻轨工程设施和设备产品规范化、系列化，对国产化也十分有利.

5.2组织力量对地铁施工设备进行系统研制开发。

5.3加强地下工程施工辅助工法的研究开发和创新。

5.4在地下工程防水施工工艺、新材料、新技术方面加大研究的力度和进程。

第8篇：隧道的修建方法范文

关键词：黄土隧道 工程地质灾害 含水量

0 引言

中国黄土分布面积大、范围广，具有特殊成分和工程地质特性。近年来随着国家基本建设力度的加大和西部大开发的深入, 在原有铁路隧道的经验基础上, 陆续修建了一些高等级黄土公路隧道、铁路隧道,因此有必要研究黄土隧道可能产生的工程地质灾害,为隧道设计、施工提供新的依据，从而提供有效的施工工艺方法。

西河口隧道左线ZK7+582～ZK7+690全长108米，右线K7+615～ K7+720全长105米，隧道设计为三车道大断面隧道，设计速度为100公里/小时，汽车荷载等级为公路—Ⅰ级。围岩以粉土和沙卵石为主，左线洞体埋深2.3～18.3米，右线洞体埋深3.7～20.4米，隧道下穿目前保存完好，属于国家一级保护文物的明长城。因此对隧道施工而引起的地层沉降有着严格要求。本文主要对黄土隧道可能受到的主要灾害分析并介绍其防治方法，以保障施工安全与文物的完好无损为最终目的。

1黄土道路隧道的主要工程地质灾害

1.1物理地质作用产生的灾害

物理地质作用是指塑造地壳面貌的自然地质作用, 包括内力与外力地质作用。黄土区物理地质作用主要有: 构造运动, 剥蚀, 搬运, 沉积作用等。在黄土地区修建道路隧道, 或多或少会受到物理地质作用并产生一定的工程地质灾害, 概括起来主要有:

1.1.1塌方, 塌顶, 坍洞

黄土垂直节理发育, 彼此在水平方向的连接力较弱, 黄土隧道一般按疏松石质隧道的普氏理论计算、设计。在干燥时, 黄土的强度较高, 衬砌受力较小; 遇水后颗粒联结力削弱, 黄土强度随之降低, 此时极易引起衬砌受力不均匀,成为偏压隧道, 造成塌方等地质灾害。西河口隧道由于采用地表注浆方案，为使机车辆及设备搬运到地表，致使左线出口段左侧刷坡严重引起隧道受力不均匀, 使支护受偏压,并导致在施工期间地表产生多条明显裂缝, 威胁施工安全安全。后采用加强超前支护，并及时跟进二衬，使地表注浆与洞内施工分期进行，以保障施工安全

1.1．2滑坡、滑塌

隧道洞口及隧道表层斜坡地段均可能产生滑坡、滑塌。表层斜坡地段具有黄土高边坡特征, 同时又是受人为改变较大的自然边坡, 坡体内应力大小和方向均发生了变化, 经过反复干湿膨胀收缩, 发生裂隙, 在雨水的催化作用下容易产生滑坡、滑塌等工程地质灾害。

1.2水作用产生的灾害

本区降水量较小, 年降水量约为424.6mm, 降水主要集中在7、8、9三个月, 约占全年的60% 以上, 故而夏季雨水多、易成灾。

1.2．1地表冲刷、水土流失

多年气象资料表明, 本区雨水集中在7、8、9三个月且分布极不均匀。集中降雨冲击、松动并携带走大量表层黄土向底处流动, 改变了隧道覆盖层的厚度、地形地貌, 造成隧道受力变化甚至引起偏压。水流还可冲裂黄土护坡, 引起开裂、剥落。

1.2．2隧道湿水

黄土具有特殊的性质, 颗粒吸水性较差, 渗透性较好。雨水除大量随地表迅速流走外, 一部分以潜水形式入渗到黄土层中, 下渗到隧道内表面, 造成隧道潮湿、甚至积水; 坡角潮湿易风化剥落进而悬空坍塌。

1．3综合作用产生的灾害

1.3．1冻害

本区最大冻深1.3m 左右, 在隧道路面、侧墙均可产生一定程度的冻害, 长期的冻融作用会引起衬砌松动。

1.3．2路基路面下沉

由于密实度不够或大量积水, 使得路基黄土滑移, 孔隙减小, 造成路基路面下沉。

2黄土道路隧道工程地质灾害的主要防治措施

2.1防排结合

本地区缺水, 但由于降雨集中而使水往往具有一定的危害。一般可在隧道洞口设截水洞、护坡,洞内设排水沟, 增设防渗层等, 并合理输导、排泄隧洞覆盖土层地表水, 消除或减小水的破坏作用。

2.2合理衬砌

黄土具有良好的天然直立性, 黄土隧道相当于疏松石质隧道,衬砌厚度为0.6m。挖掉不稳定土体, 改变土质、合理施工, 合理衬砌, 在最弱的地方加大衬砌、消除偏压; 同时加强施工工程地质勘察, 及时改善衬砌。

2.3消除黄土湿陷性

采取工程措施(如夯实、换土、预载、预浸水等)增加土密度, 减小孔隙率, 提高弦线模量, 消除黄土湿陷性。

2.4加固洞口

洞口加固包括: a)加强洞脸工程, 在洞口10m以内设计砖、石或钢筋混凝土洞脸, 在外部设防水冲沟, 在内部与土体紧密连接成整体; b) 加强地面排水工程, 在洞顶设截水沟、土埂等将雨水引离洞口,在洞口坡面设护面堵塞夯实孔洞和裂隙。同时进行生态防护工程。

3结论

黄土是第四纪大陆松散堆积物, 与人类活动密切相关, 近年来陆续修建了一些黄土道路隧道, 也为本隧道提供了宝贵的经验。

参考文献:

[1]朱汉华，尚岳全.公路隧道设计与施工新法[M].北京:人民交通出版社，2002.

[2]关文章. 湿陷性黄土工程性能新篇[M ] . 西安: 西安交通大学出版社, 1992.

[3]倪万魁, 韩启龙. 黄土土性参数的统计分析[ J] . 工程地质学报, 2001 ( 1) : 62 ～ 67.

第9篇：隧道的修建方法范文

[关键词] 隧道工程 暗挖法 施工技术

1.引言

隧道及地下建筑工程施工时，须先开挖出相应的空间，然后在其中修筑衬砌。施工方法的选择，应以地质、地形及环境条件以及埋置深度为主要依据，其中对施工方法有决定性影响的是埋置深度。埋置较浅的工程，施工时先从地面挖基坑或堑壕，修筑衬砌之后再回填，这就是明挖法。当埋深超过一定限度后，明挖法不再适用，而要改用暗挖法，即不挖开地面，采用在地下挖洞的方式施工。目前，隧道工程的暗挖法已经成为隧道施工的主流技术，在各类公路、铁路以及城市地铁隧道中都有广泛的应用。

2.公路路基加固的主要方法

2.1 矿山法

矿山法是一种传统的施工力法，是人们在长期的施工实践中发展起来的。矿山法是指用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法。矿山法的基本理论依据是，隧道开挖后受爆破影响，造成围岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落。鉴于这种松弛荷载理论依据，其施工方法是采取分割式按分部顺序一块一块的开挖，并妥求边挖边撑以策安全，所以支撑复杂，材料消耗多。由于这种施工方法，因其工作面小，不能使用大型的凿岩钻孔设备和装卸运输工具，故施工进度慢，建设周期长，机械化程度低，耗用劳力多。但矿山法投入小，造价低，但只适合土质较好的城市地区和山岭隧道。它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。

2.2 新奥法

新奥法是新奥地利隧道施工方法的简称，在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护。在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说承载地应力的主要是围岩体本身。而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。传统法认为巷道围岩是一种荷载，应用后壁混凝土进行支护。而新奥法将围岩作为巷道构件的承载部分，因此施工时应尽可能全截面掘进，以减少巷道周围围岩应力的扰动，并采用光面爆破，微差爆破等措施，减少对围岩的震动以保全其整体性。新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。

2.3 掘进机法

掘进机法是挖掘隧道、巷道及其它地下空间的一种方法。它是用特制的大型切削设备，将岩石剪切挤压破碎，然后通过配套的运输设备将碎石运出。掘进机法可分为全断面掘进机的开挖施工、独臂钻的开挖施工、天井钻的开挖施工、带盾构的掘进法等。

2.4 盾构法

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。采用盾构法施工时首先要在置放盾构机的地方打一个垂直井，再用混泥土墙进行加固；然后将盾构机安装到井底，并装配相应的千斤顶；利用千斤顶之力驱动井底部的盾构机往水平方向前进，形成隧道；将开挖好的隧道边墙用事先制作好的混泥土衬砌加固，地压较高时可以采用浇铸的钢制衬砌加固来代替混泥土衬砌。

盾构法的主要优点包括除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施T易于管理，施工人员也比较少；土方量少；穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候条件的影响；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性。 不足之处在于：断面尺寸多变的区段适应能力差； 新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。