隧道开挖方式精选(九篇)

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第1篇：隧道开挖方式范文

关键词：水利隧道工程；洞身开挖；衬砌施工；方法；应用

隧道工程是我国社会经济发展的主要形式，是土木工程的分支，和水利水电工程的建设相辅相成，洞身开挖与衬砌施工是水利隧道工程施工的重要形式，深刻影响整个水利隧道工程的施工质量。但是从当前发展实际情况来看，洞身开挖与衬砌施工在具体实施中会受到外界环境因素的影响出现隧道变形和坍塌等问题，这些问题严重制约了水利隧道工程的施工建设质量。因此，文章结合某水利隧道工程施工建设实际情况，就该工程中洞身开挖与衬砌施工方法的应用问题进行探究。

1水利隧道工程洞身开挖的主要应用形式

隧道是修建在地面以下的通路和空间，具体内涵是以某种用途为设计要点，在地面下使用规范的方式，按照规定尺寸和形状设计出来的洞室。水利隧洞工程是土木工程的重要组成，伴随人类社会的进步发展，隧道工程不仅被利用在水工隧洞中，也开始被人们应用到上下水道、输电线路等大型管路通道中，在多个领域得到了广泛的应用【1】。

1.1台阶开挖技术形式

在水利隧道工程施工中，施工单位需要根据施工场地的实际情况来选择适合的洞身开挖技术开展施工。其中，台阶开挖技术形式十分适合被应用到地势结构复杂的水利隧道工程中。在具体施工中施工人员需要对施工地点开展必要的保护措施，通过台阶的方式来对石土方进行挖掘，在挖掘的过程中施工人员还需要对台阶的高度做出全面的控制，将台阶的长度控制在50m到80m之间，形成围绕环型，从而更好的提升水利隧道工程的施工质量【2】。

1.2光面爆破技术形式

水利隧道洞身开挖深受外界多个环境因素的影响，在外界因素的干扰下容易出现变形、坍塌的问题。在水利隧道工程施工的过程中施工人员还需要对隧道洞身本身所使用的技术形式进行全面的分析。从实际应用情况来看，爆破施工技术也是水利隧道工程施工中的常用技术形式，在应用这项技术的时候需要做好施工现场保护工作，从中心地开始光面爆破工作。在实施爆破操作的时候需要预留相应的核心土层岩柱，将土层岩柱的高度设定在5m左右，预留厚度在70cm到100cm之间【3】。

2水利隧道工程衬砌施工技术的应用形式

2.1测量放线中的应用形式

在基本渠坡建设完成之后需要施工人员在施工现场开展全方位的测量工作，在实施测量操作的时候施工人员要注重保持测量线之间的水平高度，即将水平高度控制在2.6m左右，将测量线之间的间隔距离控制在9m左右。另外，在隧道测量放线工作中施工人员需要在适合的位置设定高程点，并通过对高程点的合理利用来提升衬砌施工质量。

2.2工程养护应用形式

混凝土材料水利隧道工程衬砌施工的常见技术形式，在使用这类材料施工之后施工人员还需要做好施工现场的后期维护管理，严格关注和把控混凝土振捣、混凝土密实处理工作。在实施养护操作的时候施工人员可以利用喷雾的形式来完成混凝土表面的保护工作，使混凝土表面始终保持湿润的状态。

2.3一次支护中的应用形式

水利隧道工程施工量和施工规模庞大，所涉及的施工环节也比较多，一次支护就是一项重要对施工环节。在实施一次支护的时候要求施工人员能够应用先进的施工设备来将工模运输到施工现场，对工模实施全面的剪裁，而后完成铺设工作，并做好支护边缘的压实处理【4】。在实施一次支护施工操作的时候需要施工人员严格按照规范的标准来控制土层面层之间的间隔距离，一般每一个土层面间的距离为10cm，最大程度上避免发生干扰的现象。在水利水电隧道一次支护过程中，施工人员要对每一个土层进行全面的连接。在实施土层连接和一次支护施工操作的时候还需要安排专门的人员来完成连接操作，一般情况下双缝连接是一次支护施工的常用连接形式。在连接施工结束之后，施工人员还需要在连接地点开展后续的打孔工作，并在打孔操作中检验其质量是否合格，避免出现质量相对较差的工程【5】。

3某水利隧道工程施工建设的实际情况

文章所研究水利隧道工程的总体程度为10.932千米，工程的等级设定为一级，正线施工为单数，限制倾斜坡度为12%，最小曲线半径为120mm，牵引线为内燃线，牵引质量为1350吨。隧道工程项目包含笔架山二号隧道、北衙隧道。北衙隧道是整个工程施工的难点，在施工中隧洞全程会涉及到两个施工横洞，长度分别为190.54m和695.79m。

3.1地形地貌

二号隧洞为中山地貌，出口端位于中山峡谷区域，地势呈现出左边高右边低的特点，进出口端陡峭，地面高程为1980m到2370m。，隧洞的高度差为390m，洞身地段比较平缓，起伏坡度在10度到25度之间。北衙隧道为溶蚀、剥蚀构造的中山地貌，进出口位于中山峡谷地貌区。地势左边高右边低，自然坡度在30度到50度之间，高程范围在2000m到2500m之间。地区周围交通便利，但是洞身和出口端的交通不够便利【6】。

3.2地质

隧道所在区域为第四系全新统滑坡堆积、崩积、错落堆积的地貌，在整个区域范围内分布了比较多类型的土质。隧道所在区域地震峰值的加速度为0.2g。测试地区多数沟槽属于季节性水流，区域范围内没有出现大面积的地表水体，地表水质会对混凝土带来腐蚀。地区范围内存在的不良地质包含滑坡、错落、岩堆、泥石流、岩溶。

4文章所研究水利隧道工程洞身开挖方案的选择和设计

4.1水利隧道洞口施工方案

隧道洞口段按照短进尺、弱爆破、强支护、频测量的原则来开展施工，在施工的过程中还需要及时做好洞口边坡防护和洞顶截排水设施的安排。

4.2正洞洞身的开挖施工

整个工程三级围岩结构采取了全断面开挖的模式，在断面开挖的过程中采用了多功能台架配合人工手持风钻钻研的开挖模式，所有全面光面爆破一次成型。四级围岩采取了台阶法开挖形式，上下台阶采用了多功能台阶和人工手持风钻配合的爆破形式。

4.3装渣运输方案

整个标段隧道除了车场滩斜井、一号斜井之外的其他正洞好辅助坑道都是用了无轨运输模式，单线采用了装载机装渣，双线采用了挖掘装载机装渣。自动卸载车辆会将工程多余的残渣运输到垃圾场之外到地区。正洞隧道出渣专门使用了装载机设备，汽车在将废弃料运输到斜井井底的渣场之后还需要通过转运措施来将其运送到矿车上，在斜井提升机的作用下将其运输到废弃渣栈桥之外的地方。

5文章所研究水利隧道工程衬砌施工技术

5.1初期支护施工方案

基于地区的地质环境特点，文章所研究水利隧道工程在建设的初期阶段就配合使用多个类型的台阶和人工风钻孔、锚杆、立拱架来完成材料的喷灌。在整个工程开挖施工之后还需要在初期阶段做好必要的封闭围岩管理工作。

5.2仰拱填充、结构防水、二次衬砌施工

仰拱和隧底施工在隧道底部开挖支护完成之后进行，在完成这项工作之后还需要施工人员能够对现场施工做出必要的指导，从而保证施工过程中的交通不间断。排水盲管和防护板会采用专用作业台架和人工铺设的结合作用模式，拱墙衬砌采取12m液压模板台车完成整体全断面的衬砌施工，混凝土被运输到搅拌站完成生产加工。

5.3水利隧道工程施工设施的配备

第一，施工排水方案。顺坡开挖隧道排水采取的是顺坡自然排水的形式，在具体实施操作的时候仅仅在开挖面和仰共区间来设置抽水设备，将施工过程中产生的废水抽到成型的水沟内部，沿着自然顺坡排出到隧道外的污水池中，由专业人员处理污水池中的污水，在处理达标之后将其对外排放。后坡开挖隧道排水主要采取的是潜水泵紧跟开挖作业面的形式，在隧道洞内部会设置移动水厂，开挖作业面所涉及到水会被抽送到移动水仓内部，借助移动水仓中的抽水机将水抽送到洞口或者顺坡地段，而后引导洞外的污水处理池中，经过一系列的处理之后最终排放出来。第二，施工现场的通风方案。在文章所研究的水利隧道工程中采用独头压入的通风方式，根据施工现场的实际情况综合选择应用巷道式通风方案和接力通风方案。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对于断层破碎带、软弱围岩地段、洞口浅埋地段要做好前期地质预测预报工作，按照短进尺、强支护、弱爆破和分布开挖操作的原则来组织施工人员开展施工。对于碳质板岩变形较大的地段则是需要做好前期阶段的地质勘查预测和监督控制工作，根据监督控制的结果来开展超前支护施工，提升水利隧洞工程的初期支护强度和刚度。第四，水利隧道工程的超前地质预报和监督测量。①超前地质预报。不同地质、水文环境下水利隧道施工所面临的情况不同，为了能够确保水利隧道工程施工的顺利进行，需要施工人员做好隧道超前地质预测预报工作。在工作预报中常用的预报方式有地质素描、地质调查、地质雷达、长距离地质超前预报、炮眼超前钻孔预报等。②监督测量。在水利隧道工程的过程中需要做好洞内外观察、地表下沉和水平监测工作。在施工的过程中为了能够更好的反映出围岩支护结构的变形情况，可以使用无尺量测量方式来测量拱顶下沉情况，在监测之后还需要综合整理监测数据信息绘制拱顶下沉、水平位移参数曲线，并由施工人员应用先进的学科知识对隧道工程初期阶段的时态曲线开展回归分析。第五，机械化配套方案的实施。①钻爆作业线。在水利隧道工程施工的过程中选择使用多功能作业架实施光面爆破施工。②装运作业线。无轨运输使用侧卸载机装渣设备，配合反铲完成施工。有轨运输斜井使用反铲装渣，卷扬机牵引矿产运输车运输。③喷锚施工。在实施喷锚施工作业的时候要使用到多功能作业台架、风动打锚杆眼。④衬砌作业。在隧洞外设置专门的混凝土自动化计量拌合站来生产混凝土，使用12m的液压模板台车完成衬砌施工，并使用专门的运输车辆来完成混凝土运输。

6结束语

文章结合某水利隧洞工程施工发展实际情况，从洞身开挖和衬砌施工方式应用两个角度着重分析了优化隧道工程施工的具体对策，根据不同围岩等级来采取不同的开挖方式，开挖之后还需要及时做好初期支护封闭围岩和二次衬砌处理，从而使得整个工程施工能够达到预期的衬砌施工效果。

参考文献

[1]祁成恩.隧道工程洞身开挖与衬砌施工方法的应用[J].农业科技与信息.2016,(20)：150+152.

[2]李英杰.隧道工程洞身开挖方案与衬砌施工方法的应用[J].常州工学院学报,2010(05):11-15.

[3]欧阳结新.公路隧道洞身开挖与支护的多机种机械化作业模式与集成研究[D].重庆交通大学，2015.

[4]王新增.新奥法在岭南高速公路隧道施工中的应用[J].筑路机械与施工机械化,2007,(010):48-50.

[5]惠波.新奥法施工技术在公路隧道工程中的应用[J].工程技术研究.2018,(04):35-36.

第2篇：隧道开挖方式范文

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.

关键词： 隧道工程；微台阶开挖；施工技术

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

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）12-0155-03

0 引言

在以往隧道施工中，为了安全快速的掘进，一直延用的是短台阶法，但在短台阶法施工中，上、下导台阶在交叉施工过程中存在相互干扰大，影响施工进度、造成机械人员窝工等缺点。为了解决这些问题，确保怀玉山隧道的施工进度和节约施工成本，避免传统的上、下台阶法在施工过程中相互干扰大、开挖台阶过长、初期支护未及时封闭成环造成隧道塌方的弊端，采用微台阶开挖施工工法，严格按“短开挖、强支护”的原则，利用一个开挖台架完成上下台阶的钻孔、装药，同时爆破、同时出碴，以此缩短工序间的衔接时间，同时给后续工序提供更大的空间，缩短了掌子面与仰拱、二次衬砌之间的距离，为今后类似隧道工程施工开挖提供参考。

1 工程概况

该标段施工的怀玉山隧道右线起止里程为YK21+013～YK22+700，共1687m，其中采用微台阶法开挖共计863m，怀玉山隧道左线起止里程为ZK21+002～ZK22+700，共1698m，采用微台阶法开挖共计853m。围岩多为强风化花岗岩，因而隧道施工必须遵循“安全第一”的原则，按照“弱爆破、短进尺、强支护、早衬砌”的施工方法进行施工。

2 施工方法及技术措施

2.1 施工总体方案 为了使隧道安全、快速的掘进，避免由于开挖台阶过长、初期支护未及时封闭成环造成隧道塌方，严格按“短开挖、强支护”的原则，采用微台阶开挖施工方案，即在怀玉山隧道Ⅳ、Ⅴ级施工时，根据设计图纸及现场实际情况，采用一个开挖台架并在开挖台架上增设拼装式悬臂平台来完成台阶的钻孔、爆破、出渣、支护，以此缩短施工工序之间的衔接时间，缩短掌子面与仰拱、二衬之间的距离，进行安全快速的洞身开挖。

2.2 各工序施工方法

2.2.1 工艺流程 如图3-图6。

2.2.2 微台阶施工方法

2.2.2.1 Ⅳ级围岩每循环开挖进尺2m，Ⅴ级围岩每循环开挖进尺0.8m。

2.2.2.2 上台阶可超前3-5m，利用一个开挖台架完成上下台阶的钻孔、装药，同时爆破、同时出碴。爆破采用光面爆破。

2.2.2.3 开挖轮廓线的确定。隧道开挖轮廓线考虑隧道设计内轮廓尺寸、初期支护及二次衬砌设计厚度及预留周边围岩变形量确定；隧道采用构件支撑，开挖时预留支撑沉降量，以保证衬砌设计厚度。

2.2.2.4 钻爆施工。中线、水平控制点布设：为便于检查开挖断面的尺寸及形状，在施工中设置控制点。中线施工控制点在直线地段每10米设一个，曲线地段每5米设一个，中线控制点应设在拱顶处，水平施工控制点每10米设一个。中线、水平基点布设：距开挖面每50米埋设一个中线桩，每100米设一个临时水准点。钻眼前定出开挖断面中线、水平线，用红油漆准确绘出开挖断面轮廓线，并标出炮眼位置，经检查合格后方可钻眼。（表1）

①定位开眼。人工搭建施工平台配多台风动凿岩机钻眼，其轴线与隧道保持平行。就位后按炮眼布置图正对钻孔。对于掏槽眼和周边边眼的钻眼精度要求比其它眼要高，开眼误差控制在5cm内。（图7）

②钻眼。按照不同孔位，将钻工定点定位。要求钻工熟悉炮眼布置图，具有熟练操作凿岩机械的能力，尤其是钻周边眼，应该安排经验丰富的老钻工实施，并安排专人进行指挥，必须保证钻周边眼工作的顺利安全实施，且满足相关的施工要求。另外，根据眼口位置岩石的凹凸程度调整炮眼深度，保证炮眼底在同一平面上。

施工时控制好炮眼的角度、深度、密度，使之符合设计要求，是保证光爆质量的关键之一，为此，需符合下列精度要求：1）掏槽眼：眼口间距误差和眼底间距误差必须小于等于5cm。2）辅助眼：眼口排距、行距误差都必须小于等于5cm。3）周边眼：沿隧道设计断面轮廓线上的间距误差应小于等于5cm；眼底不超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超过15cm；眼深误差不宜大于100mm。

内圈炮眼至周边眼的排距误差不大于5cm，炮眼深度超过2.5m时，内圈炮眼与周边眼宜采用相同的斜率。

如果开挖面凹凸较大，应根据实际情况调整炮眼深度，同时对药量进行相应调整，保证除了掏槽眼之外的炮眼底都在同一垂直面上。

③清孔及成孔检查。钻眼完成后，严格成孔检查。依照相关的规范要求进行检查并做好记录，一旦发现不符合规范标准的炮眼重钻，必须采取有效的修正措施，只有在检查符合规范标准的基础上才能进行装药爆破，同时要求装药前，用高压风、水将炮眼内泥浆、石屑吹洗干净。

④装药。装药分片分组，按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”，要定人、定位、定段别，依照相关规范要求进行装药。

⑤出碴。隧道出碴根据现场施工条件及弃渣场距离，本工程配斗容3m3装载机一台装碴，挖机清底，自卸汽车10台运输。钢架加工可采用工厂化制作方案，亦可在现场加工制作。现场加工可在工点按1：1胎模热弯制成，加工后要试拼，允许误差为：沿隧道周边轮廓偏差为±3cm，平面（翘曲）偏差±2cm。接头连接，要求每榀之间可以互换；钢筋钢架的腹部八字形单元可在工厂压制，运至现场后再分段胎模焊接而成。

2.2.2.5 钢架安装。钢架在初喷砼后安装，要求尽量与围岩靠近，但需留2～3cm间隙作混凝土保护层。钢架安装确保两侧拱脚必须放在牢固的基础上。安装前必须保证底脚处的干净整洁；拱脚标高不足时，应设置钢板进行调整，必要时可用混凝土加固基底，禁止用土、石回填；拱脚高度应低于上半断面底线15～20cm，当拱脚处围岩承载力不够时，应向围岩方向加大拱脚接触面积。钢架严格按设计架设，应严格控制中线及标高，钢架安装允许偏差横向和高程均为±5cm，倾斜度不得大于2°。分片钢架在开挖面组装成整榀钢架，每节连接螺栓应拧牢固。钢架立起后，根据中线、水平将其校正到正确位置，然后用定位筋固定，并用纵向连接筋将其和相邻钢架连接牢靠，钢架与壁面间用钢楔或混凝土垫块楔紧。

2.2.2.6 初期支护喷砼。上下台阶可同时进行喷浆支护。喷射混凝土应采用湿喷工艺进行施工。湿喷机工作时要求系统风压不小于0.5MPa，风量不小于10m3/min，工作风压一般控制在0.4～0.5MPa。施工要点：

喷射作业分段、分片由下而上顺序进行，每段长度不宜超过6m。

一次喷射厚度应根据设计厚度和喷射部位确定，初喷厚度不小于4～6cm。

首层喷砼时，要着重填平补齐，将小的凹坑喷圆顺。岩面有严重坑洼处采用锚杆吊模喷砼处理。

喷射作业应以适当厚度分层进行，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝后间隔1h以上且初喷表面已蒙上粉尘时，受喷面应用高压风水清洗干净。

作业开始时，应先送风，后开机，再给料，待砼从喷嘴喷出后，再供给速凝剂；结束时，先关闭速凝剂计量泵，之后停止供料，待喷嘴残留的少量砼和速凝剂完全吹净后，再停风。

喷射机的风压，应满足喷头处的压力在0.1MPa左右。喷射作业完毕或因故中断喷射时，必须将喷射机和输料管内的积料清除干净。

喷头距岩面距离以0.6m～1.2m为宜，与受喷面基本垂直，喷射料束与受喷面垂线成5°～15°夹角时最佳；喷射时，应使喷射料束螺旋形运动。

当岩面普遍渗水时，可先喷砂浆，并加大速凝剂掺量，在保证初喷后，按原配比施工。当局部出水量较大时采用埋管、凿槽、树枝状排水盲沟等措施，将水引导疏出后，再喷砼。

钢架与壁面之间的间隙应用混凝土充填密实；喷射混凝土应由两侧拱脚向上对称喷射，并将钢架覆盖。

喷混凝土终凝2h后，喷水养护，养护时间不少于7d；气温低于+5℃时，不喷水养护。

2.2.3 微台阶施工时注意事项 当进行微台阶施工时为保证施工安全质量，特别注意以下几点：

2.2.3.1 装药：为控制超欠挖，应按光面爆破控制装药量，周边眼采用间隔装药方式。

2.2.3.2 起爆顺序：掏槽眼辅助眼周边眼底板眼，底板眼可较常规装药量大，目的是起到抛碴作用。

2.2.3.3 喷射砼：采用湿喷砼不仅可以保证喷射砼的强度质量，还可以有效降低粉尘和回弹量。

2.2.3.4 初期支护完成后，要布设监控测量点，对开挖支护完成后的断面经常进行量测，如有异常及时补测，及时对观测数据进行整理，包括观测数据计算、填表制图、误差处理等。

2.2.4 安全措施 采用微台阶法施工时，由于是上下台阶平行推行，在下台阶开挖前应该保证上台阶已经发挥作用的初期支护一切正常，所有的步骤都严格按照相关的规范标准进行。另外，要求上台阶最少有一榀钢架在下台阶开挖后不形成悬空，只有这样才能保证该方案的顺利实施，只有在施工的过程中严格控制和管理各项施工工序，保证每项施工工序都符合相关的规范标准，避免不安全因素的出现。

因掌子面存在个别工序间的交叉作业，一个作业面内可能存在人员、机械同时施工的情况，必须严格规定人员进出线路；开挖台架移动过程中，要求周围10米范围内无人。最好选择比较平顺的道路，在移动的过程中尽量保证台架不动。

专业性很强的工种必须经过相关部门培训，取得相应资格证书才能上岗，比如电工、电焊工、爆破工等；为保护作业人员安全，应焊接安全防护网在台架作业平台周边；作业台架照明采用36V安全电压；要求进入作业面的作业人员穿着规定的服装，严禁穿着违禁服装；爆破15min后，检查人员才能进入掌子面检查，并且只有在确定安全的情况下才能开展下一步的工作，即安排专人清除松动石块；要求射砼全体工作人员都必须配戴口罩，喷射手还应该配戴脸部防护罩，因为其在作业的过程中很容易受到那些回弹小石子的伤害，也正因为如此要求喷射点5m范围内不得站人。

2.2.5 环保措施 依照相关规定标准排放施工引起的“废烟、废气、废水”及堆放废物。

隧道内所有排出洞外的水都必须经过严格的处理，符合相关规定标准后才能排入指定地表水体。

爆破后会产生很多的粉尘污染物，这时应该及时进行通风、洒水，最大程度地减少其对人体造成的损害；为了提高喷射砼强度质量、减少回弹，喷射砼应采用湿喷工艺，如此可有效减少喷射砼粉尘对人体造成的损害。

3 结束语

通过采用微台阶法开挖，缩小各工序衔接时间差，加快施工进度，减少了人员、设备窝工。采用微台阶法开挖每月可多开挖20m左右，同时节约了单位产值的劳动力和机械成本采用微台阶法开挖隧道，可给后续工序创造更多的作业空间，仰拱距掌子面的安全距离完全可控，安全管理、文明施工等都得到极大的提高。

参考文献：

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

[2]JTG B01-2003，公路工程技术标准[S].北京：人民交通出版社，2004.

[3]JTG D70-2004，公路隧道设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

第3篇：隧道开挖方式范文

关键词：施工安全；隧道；技术控制

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

中图分类号： U455 文献标识码： A 文章编号：

一、工程概况

舟山市定海小沙至鸭岑线公路改建工程大岭隧道位于本工程K5+449.5-K5+838段，全长388.5m，该隧道1994年开工建设，1998年投入使用。受当时条件限制，隧道未进行正式的地质勘察，设计依据不足，支护衬砌参数偏低、没有完善的防排水系统。此外，该隧道施工不规范，超欠挖现象严重，隧道施工过程中曾出现大坍方一处，小坍方多处，虽然最终完工并投入使用，但质量较差，存在一定的隐患。

2003年该隧道出现渗漏水及局部裂缝，为保证安全，对该隧道进行了套衬加固处理和渗漏水整治。加固后，隧道净空断面减小，隧道全宽减为8.4m，净高约4m。经过几年的运营，在套衬砼局部又出现纵向裂缝，同时，原塌方段也出现不同程度的渗漏水，表明该隧道安全，渗漏水隐患未彻底根除。

在本工程中，为节省投资，根据省厅浙交复2006114号文件，考虑对大岭隧道改造后利用。受老隧道净宽8.4m限制，难以按60km/h改造（正常净宽为10m），只能勉强满足40km/h（正常净宽9m）要求。原有改造设计主要包括以下内容：第一，老隧道下挖73m后直墙重新落底，使隧道净高达到4.5m满足40km/h要求；第二，对原隧道套衬纵向裂缝进行处理：首先采用锚杆加固，然后在裂缝位置凿槽，灌注环氧树脂；第三，对隧道原塌方段不同程度的渗漏水进行排、堵结合综合治理。

二、项目存在的隐患及解决措施

项目部根据原有改造方案进行下挖，在施工中发现原有设计下挖方案存在以下几个问题，主要有渗漏水隐患和安全隐患。

1、渗漏水隐患

1.1 隧道拱顶纵向裂缝处理需打锚杆，直墙落底前需打锁脚锚杆，两种情况均将无法避免破坏原有防水板。

1.2 直墙新、老砼水平接缝及直墙砼跳马口施工的竖向接缝难以有效防水。

1.3 下挖后衬砌背后裂隙水的引排比较困难。

1.4 原塌方段由于未施工套衬，没有完善的防排水体系，渗漏水综合治理效果难以保证。

2、安全隐患

经对套衬砼裂缝形成原因进行分析，认为老隧道围岩应力较大，以至于套衬施工不久后也出现纵向裂缝。本次改造设计用锚杆加固，虽然暂时能抑制裂缝发展，但若干年后仍可能出现裂缝。

鉴于存在以上种种问题及隐患，项目部向业主、驻地办、设计单位提出对大岭隧道设计方案进行变更，并上交了扩孔开挖初步的设计方案及施工思路。2007年4月6日定海区交通局组织召开了大岭隧道设计方案专题论证会议，共同探讨下挖落底方案的利弊及其他方案的可行性。会议认为大岭隧道下挖改造只能基本满足使用要求，安全隐患仍然存在，并且原渗漏水位置虽经处理，但难以根治，同时由于下挖直墙落底又新增了渗漏水薄弱环节。为解决以上问题，会议提出了扩挖方案和改线。考虑到重新选择隧道线位将受地形、地貌限制同时征地及拆迁工程量大，对周围自然环境破坏大，会议认为应保持原隧道线位不变，采用扩挖方案：即拆除老隧道衬砌，扩挖后按新建隧道支护、衬砌。该方案不但能彻底解决安全、渗漏水隐患，避免出现“3年1小修，5年1大修”的现象，而且与全线设计标准统一，满足行车速度60km/h要求。扩挖方案不足之处是原隧道地质较差，又有老塌方段，费用很高，需增加许多投资，同时塌方段处理存在一定风险。

根据会议纪要意见，本次按60km/h设计速度进行扩挖设计，进出洞口各增加一段明洞，进洞口桩号为K5+405，出洞口桩号K5+853，隧道总长度为428.06m。

三、地质构造稳定性情况

区域上主要发育北东向断裂。隧址区主要发育近南北向、北西西向断裂构造。现简要描述如下：

1、F1断层

走向近南北，大部分位于隧道左侧，与隧道轴线平行，且小部分与隧道重合。在里程K5+540-K5+640附近与隧道相交。在顶鞍部的庙后（里程约K5+635），F1断层产状280°∠75°。在出洞口左侧见到断层呈直立产出。断裂带内岩石较破碎，次级节理裂隙较发育，断裂带宽约10-20m，与隧道轴线部分重合或呈小角度相交，对隧道影响极大。

2、F2断层

在里程K5+660附近通过，走向北西西，倾角近直立。断裂带内岩石较破碎，裂带宽约3-5m。与隧道轴线呈大角度相交。

场区内受F1、F2断层及其影响带，地下主要为构造裂隙水，施工时漏水现象，岩石破碎，大部分地段稳定性较差。

根据《浙江省构造体系与地震分布规划图》及其《说明书》，场区属慈溪～定海地震带，该地震带处于昌化～普陀近东西向导震大断裂带东段，历史上曾发生过5.5级地震（定海），近期在舟山本岛东侧发生4级以上地震二次，微震达三十次之多，表明近期地震活动性较强。根据《中国地震参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度系数为0.100。

第4篇：隧道开挖方式范文

首先计算地铁隧道受基坑开挖作用所产生的附加荷载，然后在Winkler地基模型的基础上建立地铁隧道纵向变形影响的基本微分方程，根据Galerkin方法将该方程转换为一维有限元方程进行计算，同时研究其他因素诸如小同隧道埋深、距离基坑开挖现场远近、小同地基土质和小同隧道外径等对隧道纵向变形的影响。所得的成果对于合理制定针对基坑开挖而对临近地铁隧道实施的保护措施具有十分大的积极意义。

关键词：两阶段分析法 基坑开挖 地铁运行

1引言

城市地铁的建设极大地推动了城市房地产的开发，使得在地铁沿线形成房价高涨却仍然如火如荼的局面，然而因此却也造成了地铁隧道受附近高层建筑施工中基坑开挖的影响甚至致使地铁正常运行收到影响的现象，更有甚者，有些高层建筑的基坑就处于地铁隧道的上方，紧邻隧道，由此会引起隧道纵向不均匀沉降，从而严重威胁隧道结构安全和地铁列车安全。因此，针对基坑开挖对地铁隧道的影响进行研究并提出相应的建议具有很重要的实际意义。

要解决该种工程问题主要是运用应力控制有限元数值模拟方法。该方法的特点是在模拟基坑开挖的同时，将周围土体和地铁隧道看作一个整体进行分析，其中采用杀死单元技术来模拟基坑开挖，然后反向施加开挖边界节点力来模拟土体应力释放。FCFEM最大的优势是其能够模拟隧道与土体间复杂的相互作用以及土体的弹塑，此外基坑施工过程也可以较好模拟，但利用FCFEM进行弹塑性变形分析时，得到的土体附加应力场的准确性在很大程度上取决于土体本构模型及其参数的选取。此外，由于FCFEM工作量较大，计算往往需要专业软件并且建模复杂，故较大限制了该方法在一般工程中的推广应用。

目前该领域存在的有限元建模复杂与计算耗时的缺点亟待改进，有鉴于此，本文提出运用两阶段分析方法来分析基坑开完低于周边已经在运行的地铁所造成的纵向变形的影响。由于基坑开挖引起的坑底和四周坑壁土体同时卸荷所产生的影响也能为该方法所考虑到，故而更加符合工程实际。

2用两阶段分析法分析地铁隧道变形影响

2.1作用在地铁隧道上的附加应力

在本文分析中作用在隧道轴线上的附加应力可基于Mindlin基本解积分求得。计算中的基本假定为：土体为弹性半空问内的均质土体，隧道纵轴线方向平行于矩形荷载作用区域的长边或短边，不考虑隧道存在对土体附加应力的计算影响。

2.2地铁隧道纵向变形理论

在Winkler地基模型中地基基床系数k的取值至关重要。地基土层分布情况及其压缩性、基底面积和形状以及与荷载和刚度有关的地基应力等许多复杂因素都影响着该值在Winkler地基梁上和弹性半空问地基梁上能够得到相同的位移值和弯矩值。隧道与土体之问保持弹性接触，用不间断分布的弹簧来模拟两者之问的相互作用，隧道与土体问不发生分离，满足变形协调条件。隧道所受到的外力荷载一部分来白基坑开挖引起的土体附加荷载，一部分来自地基弹簧给予的外载。通过对弹性地基上长梁的试验研究证实，梁的强度明显影响着地基基床，给出了既能反映土层性质（土体泊松比和弹性模量），又能体现梁本身性质（截面宽度和抗弯刚度）公式。Attewelh's]采用Vesic所提出的地基基床系数计算公式就隧道开挖对周边管线和建筑物的影响进行了研究，表明在线弹性分析中相同荷载作用移。

3地铁隧道所受附加应力影响因素分析

（1）距离施工荷载远近对竖向附加应力的影响为土体泊松比为0.4 ，隧道轴线位于地表以下15 m、偏离荷载中轴线不同程度时作用于隧道纵向的附加应力分布，中显示应力值随隧道纵轴坐标的增加而迅速减小，而且隧道位于荷载投影面以内应力值的降幅要远大于位于荷载投影面以外的降幅，同时可以看出距离荷载远近对应力值影响较大。

（2）不同隧道埋深对竖向附加应力的影响

隧道轴线与矩形分布荷载中轴线投影重合时不同隧道埋深时其纵向的附加应力分布，中显示应力值随隧道纵轴坐标的增加而迅速减小，埋深越小，竖向应力分布越集中，向两侧减小的幅度越大。

临近荷载作用是导致地铁隧道纵向不均匀沉降的重要因素之一，为此在地铁附近进行基坑施工必须采取有效的技术措施来控制隧道的位移。《上海地铁保护技术标准》规定：建筑垂直荷载（包括基础地下室）及降水、注浆等施工因素引起的地铁隧道外壁附加荷载不得大于20 kPao

4地铁隧道纵向变形影响因素分析

（1）不同隧道埋深对其纵向变形的影响是隧道轴线与矩形分布荷载中轴线投影重合时不同隧道埋深引起隧道的竖向最大位移和最大弯矩。当隧道埋深较小时，分布即通过增大土体x聚力和内摩擦角，增大土体弹性模量，使得基床系数k增大，从而减小隧道变形。荷载离隧道较近，所引起的竖向附加应力也较大，从而使隧道的位移和弯矩值都较大。随着隧道埋深的增加，隧道结构的最大位移和最大弯矩值迅速减小。所以，存在一定覆土厚度对保障地铁隧道的安全运营有重要意义。由相关规范规定，在城市软土区采用盾构法施工的覆土层最浅也不得小于盾构的直径。

（2）不同地基土质对隧道纵向变形的影响

隧道埋深为15 m，且纵轴与矩形分布荷载中轴线投影重合时不同地基土质引起隧道的竖向最大位移和最大弯矩曲线。由看出，随着地基基床系数的增大，隧道最大位移和最大弯矩明显减小。可见，为确保隧道结构安全，在进行隧道纵断面选线时，应该尽量选择土质较好（即地基基床系数值较大）土层。此外，为降低临近施工对已建地铁的扰动，对隧道周围土体加固的原理也缘于此。

5结论

本文在计算基坑开挖引起的土体附加应力时综合考虑了坑底土体卸荷效应以及四周坑壁的卸荷效应，因此，本文建立的计算模型与实际工程更加接近。本文运用两阶段分析方法，明确了力学传递机制，指出了计算基坑开挖所引起的隧道位置处的土体附加应力，这与隐含于土体本构模型及其参数选取中的整体有限元数值模拟方法相比，是最大的特点与长处。本文通过对地铁隧道纵向受力变形不同影响因素的研究，得出纵向受力变形受其不同隧道埋深、距离荷载远近、不同地基土质和不同隧道外径等因素较明显的影响。

第5篇：隧道开挖方式范文

【关键词】近距离交叠隧道；影响；crd法；台阶法

引言

在近距离交叠隧道开挖施工，会对其围岩产生较大影响，研究不同开挖方式，针对crd法与台阶法，模拟其在近距离交叠隧道施工中的影响，并为之采取改进措施，提升近距离交叠隧道施工质量安全，以下对此做具体分析。

1、浅析两种施工方法

1.1crd法

crd法，适用于软弱且大断面隧道施工场合；应用隔壁、仰拱把断面上下、左右进行分割开挖，并且在施工过程中，每一步都要求临时仰拱（横撑）闭合。

1.2台阶法

台阶法中，可以分为正台阶法与反台阶法。前者适用于稳定性较差的岩层施工，可以将整个坑道断面分为几层，由上向下分部进行开挖，每层开挖面的前后距离较小而形成几个正台阶。后者主要用于稳定性较好的岩层中施工，也可以将整个坑道断面分为几层，在坑道底层先开挖宽大的下导坑，再由下向上分部扩大开挖。

2、模拟分析crd法、台阶法对近距离交叠隧道的影响

2.1近距离交叠隧道案例

实际工程中，该隧道施工项目，全长6827m，是双连拱结构，全长 705m，其大跨双线长度是182m；右侧设长为6854m贯通平导。该偏近距离交叠隧道地质情况较为复杂，具备溶洞、暗河以及落水洞等岩溶现象。

2.2数值模拟分析

应用FLAC3D有限差分程序，对近距离交叠隧道施工进行数值模拟，如下图1、图2所示：

对crd法以及台阶法施工中引起的地表沉降进行预测规划。计算结果见表1。

从中我们可以看出，针对近距离交叠隧道开挖施工中，针对近距离交叠隧道施工中，应注意避免偏压，可以在浅埋隧道洞口段施工中，对于其最大弯矩处，确保其应力可以分布在中隔墙之上，以此来承受荷载，故此应该确保开挖的轮廓线圆顺，避免荷载应力集中。

2.3影响分析

近距离交叠隧道施工中，在其下部开挖中应用CRD法，由于每个开挖面支护限制塑性区演化，从而可以减少施工中的塑性区范围。CRD 法开挖近距离交叠隧道时，拱顶累积位移量会产生变化，开挖初始影响距离仅为12m；在开挖面0～7以及10～17m位置处，近距离交叠隧道拱顶位移量变化则较为明显；然而在开挖面-4～7m处，隧道拱顶位移量变化显著。CRD法施工时，每开挖步施工完毕后开挖面能够封闭成环，可以有效减小围岩塑性区拓展，CRD法围岩塑性区体积小。近距离交叠隧道施工中，其中主要影响中，破坏危险点主要集中在拱顶、拱脚、拱底以及直墙边处，CRD法、台阶法的最大、最小主应力都表现是拉应力， CRD法施工中其各点最大、最小主应力最小。

根据模拟分析，近距离交叠隧道施工中，应用台阶法施工，在下部台阶开挖滞后，衬砌直墙底部位置处塑性区体积变小。破坏危险点主应力存在拱顶、拱脚、直墙边、拱，均是拉应力，并且拱脚位置处的最大、最小主应力大。

3、优化近距离交叠隧道施工

在近距离交叠隧道施工中，找好施工中的关键点，优选施工方法，选择台阶法、crd法、台阶法交叉施工的形式，还应该根据施工工期、施工质量因素，做好施工中的关键环节。中隔墙的施工作业，采取自大里程往小里程方向的施工方法，在中隔墙施工开始一段时间之后，需要及时转入对隧道正洞的开挖作业。在近距离交叠隧道施工过程当中，应用crd法，需要做好每一步的支护工作，分别完成对锁扣导管以及护拱的施工作业；近距离交叠隧道施工中，衬砌C30钢筋混凝土，厚达到50cm，仰拱填充为C25号混凝土，近距离交叠隧道仰拱、仰拱填充一定要分开浇筑。近距离交叠隧道台阶法施工中，可以利用上一循环架立钢架，开挖隧道上部弧形导坑，并在拱部进行超前支护，之后在环向开挖上部弧形导坑，并需要预留核心土3～5m，及时做好初期支护，喷4cm厚的混凝土，架设钢架。施工中，一定要参考围岩的监控量测数值，了解围岩的收敛速率，选择合适的浇筑时机，以防在隧道个别部位出现受拉、受压破坏。在已施工锁口导管、以及护拱的掩护作用之下，需要展开对正洞的施工作业，正洞的施工作业需要在“上下台阶”方案作用之下进行开挖，同时对两侧边导洞施工作业予以取消。

结论

综上所述，通过以上模拟分析，针对近距离交叠隧道施工中，应用不同开挖方法，也会对围岩拱顶沉降量、衬砌应力集中、围岩塑性区大小产生不同程度的影响。实际中，可以应用台阶法、CRD法、台阶法施工模式，有效降低对近距离交叠隧道的影响，防止隧道衬砌变形，提升近距交叠隧道施工安全，提升施工经济效益。

参考文献

[1]王清标，蒋金泉，路林海等.不同开挖方式对近距离交叠隧道影响模拟研究[J].岩石力学与工程学报，2013，（10）：2079-2087.

第6篇：隧道开挖方式范文

关键词：路桥隧道工程；开挖；支护；施工要点

在经济快速发展的过程中，我国建筑工程有了较快的发展。路桥隧道工程作为众多建筑工程中的一部分，其工程建设的速度也在不断的提高。较大工程在建设的过程中不免会对环境造成一定的影响，而路桥隧道工程作为较大规模的工程，严格规范工程施工标准，将开挖与支护指标尽可能的加以完善，是保障路桥隧道工程得以顺利施工，而减少对环境影响的重要措施。这样的施工规划可以构建和谐的交通建设。

1路桥隧道工程施工中常用的施工方法

路桥隧道施工中常用的方法为明挖法和暗挖法。其中明挖法主要是指，开挖最先从地面开始，露天环境下，将隧道的建筑结构设计好，此项过程完工后，再覆盖修建好的隧道结构。暗挖法主要是指从地下对隧道进行开挖和结构修建，施工过程，不开挖隧道上面的地层。其中暗挖法又分为几种不同的形式。比如盾构法、矿山法、隧道掘进机法等。明挖法主要是打断开挖，适用于隧道进洞时，此种方法操作较为简单，便于实施。但是明挖法会对环境造成严重的破坏，比如破坏植被。因此埋藏较深较大的隧道不使用明挖法。矿山法多用来对山岭隧道的施工，矿山法也是路桥隧道施工中较为常用的方法，其中矿山法中喷锚构筑优势最为常见的开挖方法。

2对路桥隧道开挖的分析

隧道开挖的条件所处的地质环境较为复杂。隧道开挖的影响因素有多种，包括自然因素和人工因素。其中自然因素主要是地应力、地下水、地址断层等因素，人工因素主要是开挖支护方式、操作模式、支护时间等。根据实际的地质情况、围岩的稳定性等情况选择合适的路桥隧道开挖和支护方式是隧道施工中所要遵循的原则，这体现了因地制宜的原则。随着工程施工技术的不断发展，隧道开挖的方式有多种，比如全断层面开挖、台阶分部开挖、单双侧导坑开挖等。其中全断层面开挖适用于一级围岩处，台阶开挖则是用于工级围岩处，一级围岩处上下台阶间的距离必须能通过操作机器，在将翻渣量减少的情况下，常采用台阶分部开挖法[1]。在围岩较差、沉降需要严格控制的围岩处常采用导坑开挖发。支护方法的选择也有多种，比如锚喷网架注浆、钢筋混凝土支护、预应力锚索支护等。在实际施工中，支护方式的选择常为多种方式并用。下面为重点讨论的内容。

2.1隧道施工方法概述

对地下坑道的开挖，并在此基础上修建隧道常采用矿山法。矿山法作为隧道施工法中的一种具有多方面的优点。比如该种施工开挖方法在扰动较小的情况下，对周围环境的影响较小，并且支撑尽早、撤换恒定、衬砌迅速是矿山法施工中所要遵守的原则。矿山法施工的基本方法有多种，主要有漏斗棚架法、侧壁导坑法、品字形导坑先拱后墙法等。兴起于奥地利的隧道施工法为新奥地利隧道施工法，该项隧道施工方法是在20世纪50年代提出的，新奥法隧道施工所遵循的理论基础为岩体力学和长期进行隧道施工形成的经验。新奥法隧道施工法被许多国家所使用。该项施工方法所要遵循的原则是少扰动、早喷锚、勤测量、紧密封。盾构法主要采用的施工机械是盾构，此种施工法可以承受较大的地层压力，因而适用于地面以下的隧道开挖。盾构法开发隧道可以减少成型次数，通常情况下仅仅一次就可以成型。这样的施工特点可以对围岩的干扰减小，从而有利于全程机械化的实现[2]。

2.2隧道开挖

掘进方式和开挖方式的选择需要立足于保持围岩的稳定，在扰动围岩较少的情况下选择最佳的方式。在此基础上提高掘进速度，是隧道开挖时所要遵循的原则之一。隧道围岩地质条件及其变化情况是开挖掘进方式选择所要参考的标准之一。开挖掘进方式必须适应施工场地地质环境变化的情况，并较少对围岩的影响。隧道开挖方法中的开挖成型方法可以分为以下几种不同的方法，其中依据开挖隧道所形成的断层面可以有以下几种，全断层面开挖法、六核心土台阶开挖法、台阶开挖法以及分部开挖法。台阶开挖法适用于断面设计为上下层两部分的端面形式。在三级、四级围岩地带（软层夹层地带、节理发育地带）可以采用台阶开挖法。其中超短台阶法、短台阶法和长台阶法优势台阶法包含的方法。对于围岩变化距离较短时可以采用短台阶法，此种方法施工调整幅度较小，因此有较高的安全性，但是短台阶法有较多的施工工序，是优缺点并存的施工方法[3]。

3支护方法

3.1锚杆支护

锚杆支护可以约束岩土体的变形情况，主要是将锚杆打入岩体体内，在独一围岩施压的情况下发挥作用。改变应力状态，将二轴应力变为三轴应力，由此可以增加围岩体的刚度。锚杆支护实用性最强的地带是围岩松动地带。

3.2喷射混凝土

喷射混凝土可以药盒、镶嵌岩体快，将其粘合为一个整体，此种喷射混凝土的方法可以避免围岩的松动，起到牢固围岩的作用。并可以使围岩呈现三轴应力状态，在围岩表面形成抗力和剪力。并且在混凝土的作用下，可以避免岩土体的塌陷，增强岩土体的强度，此外喷射混凝土的支护方式也可以与其他支护方式联用，以此增强其支护效果[4]。

3.3钢支撑

钢支撑主要是依靠其自身的刚度增强其岩土体的稳定性，实际施工中钢支撑需要将间距严格按照图纸安装得当，在间距合理的情况下可以发挥其最大的作用。钢支撑使用最多的地质就是岩土体稳定性不强的地方，其中工字钢支撑和格栅钢架结构是钢支撑的两种形式。实际施工中不同支撑方式混用使钢支撑使用的常见方式。

3.4挂钢筋网

钢筋网和锚杆支护连用是其常见的方式。钢筋网主要是为了弥补锚杆设置距离较大的问题，在距离较大的情况下，会提高岩土体坍塌的可能。所以借助于钢筋网可以有效将这一问题解决，从而建立岩土体的三轴应力状态，增加其稳定性[5]。

第7篇：隧道开挖方式范文

【关键词】隧道；小净距；设计原则；施工步骤

中图分类号：U459 文献标识码：A 文章编号：

1前言

在地下铁道、铁路隧道、公路隧道中，因为受到地形、整体线路这些客观因素的制约，通常在间距不够的外界因素下建设两孔或多孔隧道。在这样的状况下，当前往往选用连拱隧道及隧道等独特结合构造形式，而工程状况显示，连拱隧道潜在很多的缺点：

因为开挖总断面较大、扁平率很低、工程比较复杂，工程当中非常容易出现塌陷的情况，工程作业的安全性能不能够保证；

2)由于结构构造复杂，中墙顶部连接处的防水问题很3囡解决，建成后容易渗漏水，严重影响公路隧道的适用性和耐久性；

3)连拱结合构造对变形是比较敏感的，衬砌容易出现裂缝，破坏结构整体，安全性较差；

4)进出口浅埋段及低类别围岩段工程造价过高等。而隧道施工工艺同普通分离式隧道相比差别较小，较之连拱隧道施工技术比较简便，造价低，施工安全性和长期可靠性易获得保障。但因为隧道中夹岩柱体的厚度比较小，其围岩稳定性和变形特征，支护结构的受力机制具备自己的特点，所以，支护结构的设计原则和施工方法将会跟其他结合构造式隧道不一样。

2 隧道围岩的受力、变形特征

隧道围岩的受力、变形特征与隧道断面型式、断面尺寸、围岩类别、隧道埋深、中夹岩柱体厚度、开挖方式、支护型式和参数选取等多方面因素有关系。其中，隧道与普通分离式隧道的主要区别是，前者中夹岩柱体的厚度较薄，因施工过程中的多次扰动而成为受力薄弱环节。当围岩类别较低，岩柱较薄时，其中夹岩柱体将形成贯通的塑性区，非常危害着围岩的稳定性能。

所以，针对隧道宜限据围岩条件、岩柱厚度等因素选取合理的断面型式、开挖方式和支护参数等。

3 隧道支护结构设计原则

隧道跟一般分离式隧道比较，中夹岩柱体厚度较薄，受力不利，加上外在的地形状况变化比较大，参数准确选择是比较难得。所以，针对隧道支护结构设计，宜在监控量测的基础上采用动态设计的原则。应当注意以下几点问题：

(1)初次支护宜采用锚喷支护，有利于及早进行支护，保护围岩、稳定围岩的变形，同时，有利于根据实际监控量测情况进行支护加强。

(2)初期支护宜作为主要受力结构，二次衬砌采用模筑混凝土或钢筋混凝土，只承受少量荷载，主要作为安全储备，有利于在围岩条件恶化后，保证隧道的长期安全性。

(3)中央岩柱体的稳定性是隧道是否成功的关键，应根据情况对中夹岩柱体采用大吨位预应力锚索、对拉锚杆、无阽结钢绞线、小导管预注浆、水平贯通式锚杆等技术进行加固。

(4)仰拱对减小、抑制围岩的变形，改善支护结构的受力有重要作用，因此，对于隧道宜考虑设置仰拱并使其尽早闭合。

(5)由于现场地质条件的复杂性和多变性，对于支护结构、中夹岩柱、围岩的受力和变形状态进行现场监控量测具有重要意义。

(6)虽然数值计算在参数选取、模型建立上与现场实际情况有较大的出入，当在隧道设计中用以作为辅助手段，研究围岩、支护结构变形、受力不利部位和薄弱环节，作为定性分析，仍是很有必要的。

(7)岩柱厚度对支护结构、围岩的受力和变形，特别是岩柱体的稳定有重要的影响，因此，无论何种围岩，岩柱体均不宜过小。

4 隧道的施工

隧道的施工方法与普通分离式隧道相比差别不大，但由于中夹岩柱体厚度较小，在施工过程中，其是受力薄弱部位，稳定性较差，因此，在施工中对中夹岩柱体的保护将至关重要。隧道施工的难点、重点是合理选取开挖顺序、控制爆破作业，确保隧道开挖过程围岩的稳定，减小两隧道之间由于净距较小引起的围岩变形、爆破震动等不利因素。对于低类别围岩、软弱、破碎围岩来说，重在确定合理的开挖顺序，减少对围岩的扰动；对于高类别围岩、坚硬、完整围岩，重在控制爆破振动对围岩稳定性的影响。

4.1 采用合理的开挖顺序

为确保开挖过程中围岩的稳定性，减小因隧道间距小引起的围岩变形、爆破震动等不利因素，满足隧道中央岩特有的加固要求，一般情况下，I、II类围岩采用正向单侧壁导坑法的开挖方法，Ⅲ类围岩采用反向单侧壁导坑的开挖方法,IV、V、VI类围岩采用超前导坑预留光面层的开挖方法。

(1)对于I、II类围岩，宜采用正向单侧壁导坑法，该法有利于及早对中夹岩柱进行加固，及早对中夹岩柱进行监控量测，为开挖后存在的风险提供超前预报，以便及时处理。

当遇隧道断面较大、围岩条件较差、隧道浅埋、地下水丰富时，围岩难以自稳，应对围岩进行超前预加固、地表加固或对单侧侧壁的上、下台阶进—步采用分步开挖。

当围岩状况较好，掌子面稳定性好，为发挥大型设备的优势，加快施工进度，也可以将单侧侧壁的上、下台阶合为一步开挖或采用上下台阶与正向单侧壁导坑组合法，但应控制开挖进尺。

(2)对于Ⅲ类围岩，宜采用反向单侧壁导坑，有利于减小爆破振动对中夹岩柱的影响，当围岩条件较好、掌子面易稳时，对于土质、软质岩石条件，可采用上下台阶与正向单侧壁导坑组合法；对于硬质岩石条件，可采用上下台阶与反向单侧壁导坑组合法或上下台阶法。

(3)对于Ⅳ、V、Ⅵ类围岩，宜采用超前导坑预留光面层的开挖方法，增加开挖临空面，降低爆

破对岩柱的影响。Ⅳ、V、Ⅵ类围岩自稳定性好，开挖的关键在于减小爆破振动对岩柱的影响，由于超前导坑的存在，二次扩挖(预留光爆层)的爆破装药量可以大大减小，从而降低爆破对岩柱的影响。对于岩柱较厚时，可采用上下台阶和全断面开挖法。

(4)由数值计算町知，隧道后开挖隧道对先前施工隧道的影响较先施工隧道对后施工隧道的影响大，因此，在两孔隧道地质条件不同的情况下，先开挖地质条件较差的[C较有利。

4.2 控制爆破施工中的振动效应

(1)采用低威力、低曝速炸药或采用小直径不偶合装药

某隧道工程中，在二号岩石硝铵炸药中混入13%的添加剂，制成低爆速炸药，使二号岩石硝铵炸药的爆速从3 200m/s降至1 800m/s，振动观察表明，降震效果可达40%-60%。

(2)采用微差爆破

试验表明，采用微差爆破后，与齐发爆破相比可降震约50%。微差段数越多，降震效果越好。当每段起爆时间间隔大于100ms时，各段爆破产生的地震波无明显叠加，降震效果比较明显。

(3)采用预裂爆破或预钻防震孔

在爆破体与保护体之间钻凿不装药的单排、双排防震孔(如图4所示)或采用预裂爆破，降震率可达30～50%。

同时，也可以在预裂炮孔内侧打一排孔，酌情少量装药，与预裂孔同时起爆，从而形成破碎区，这就可为内部的大规模开挖建立隔震屏障。

(4)限制一次起爆的肽装药量

当保护体的容许临界振动速度确定后，可以根据经验公式，计算出一次爆破的最大装药量计装药量大于该值又无其他可靠降震措施时，则必须分次爆破，控制一次爆破的炸药量。

(5)采用分步开挖，增加临空面。

爆破体每增加一个临空面，其振动效应可相应降低10%～15%。

5 结 论

我国在飞速的发展，不管是从哪些方面来讲，我国的建筑业一直是上升的趋势，但是在建设隧道的过程中也是有很多的弊端出现的，隧道因中夹岩柱体厚度比较稀薄，造成围岩、支护结构受力不合，这样给工程作业造成很大的难度。但，只要在设计、施工中坚持“精准设计、专心施工、准时支护、定时测量”的准则，科学选择断面方式、支护参数、开挖方法和工程有关秩序，一定能够有效的显现出小间距隧道的优势，与此同时，达到经济效益高、安全性能好的最终目的。

参考文献

[1] 刘艳青，钟世航等 小净距并行隧道力学状态的试验研究.岩石力学与工程学报 2000(9)：590～594

[2] 倪新兴，隧道施工技术西部探矿工程，2002(3)：78~79

[3] 秦峰.浅论隧道开挖方法.公路隧道，2003(2)：24-28

第8篇：隧道开挖方式范文

[关键词]大跨度；公路隧道；施工技术；动态

中图分类号：F45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0238-01

公路等交通基础设施在地区和区域经济发展中，发挥着重要的作用。在西部公路建设中，常常要开凿隧道，但是由于隧道内岩溶发育，地质灾害频发，隧道施工的难度大、危险大[1]。为了保证施工的安全性、进度，应加大对大跨度公路隧道动态施工技术的研究。笔者在本文中，结合具体工程，对这一命题进行了有益的探究。

一、岩溶隧道施工的地质灾害

在隧道掘进过程中，破坏含水层，导致结构水动力与围岩力学平衡状态遭到破坏，则易发生隧道涌水，是一种地下水以流体形式瞬间释放的动力破坏现象。隧道涌水对施工的安全性会有严重的影响，为了避免发生隧道涌水，应加强控制，避免破坏施工含水层。

隧道涌水可造成各种环境地质灾害，比如造成岩溶地面沉降与塌陷，且地面塌陷具有突发性、危害性大等特点，成为大跨度公路隧道施工中常见的地质灾害类型。隧道涌水还可造成水资源减少甚至枯竭，对本地人民的生活和生产用水产生影响，特别是岩溶与断裂带突水，影响范围极广。

隧道涌水还会导致生态环境恶化，石漠化蔓延，导致地区发展活力丧失，出现秃山石漠，人们被迫转移居住地。另外，隧道涌水还会导致水质污染，一是造成水环境污染，二是严重污染地下水。

某大跨度公路隧道工程左线最大埋深为216m，右线最大埋深为220m，属于高式隧道，行车时速设计为80km/h，建筑净高5m、限界净宽为10.3m，开挖断面面积为82.23～102.45m2。隧道地形起伏大，陡坎较多，且沟谷流水为季节性水流，一些施工段泉点错，属于常年流水沟。根据工程地质勘查结构，不良地质主要是岩溶，由于隧道工程岩溶发育，对隧道顶板、底板的稳定性影响大，且在施工过程中，可能遇到“管道型”突水突泥。

二、大跨度公路隧道开挖与支护分析

大跨度公路隧道工程地质条件复杂，由于地质环境不同，围岩特稳定也不同，所以需要选择合适的隧道支护方式与开挖方式。当前，隧道开挖方法有台阶法、导坑法、全断面开挖法和单侧壁导坑法等。

（一）隧道开挖方法

隧道开挖应选择合适的方法，遵循一定的原则，确保围岩的稳定性，尽量提高开挖的速度，在选择开挖方法时，考虑隧道围岩地质条件及其变化，并考虑隧道岩体的坚硬程度，选择可提高掘进速度的方法。该隧道工程施工的顺序为：超前地质预报超前支护隧道开挖初期支护仰拱开挖、浇筑砼防水板的铺设拱墙二次衬砌[2]。

不同层级的围岩采用不同的开挖方法：II、III级围岩，选择全断面开挖方法，将进尺控制在2.5m～3.0m范围内；洞口浅埋IV级围岩，采用台阶分部法开挖方法，进尺控制在0.6～1.0m，上下台阶长度为10m～15m；洞身IV级围岩，采用台阶法，进尺为1.5～2.0m，台阶长度为20～30m。而隧道衬砌采用复合式衬砌方式。其中，防水板采用作业台架人工无钉铺设工艺制作，而初期支护与隧道开挖同步进行，采用超前大管棚、超前锚杆预支护等。

（二）隧道施工工艺

隧道进出口段的围岩条件差，在技术洞口开挖与地表处理后，应对洞口进行支护，确保洞口的稳定性，采用超前支护，在洞口浅埋地段，用台阶分部法施工，尽快完成二次衬砌，并封闭成环。

由于隧道洞身处于泥灰岩阶段，为雁等级为III级、IV级别，成洞条件好，所以对于III级围岩地段，采用全断面开挖法，出渣结束后，根据设计挂网、打锚杆，并根据设计要求喷砼，及时封闭。而对于洞身IV级围岩，则采用台阶方法，长度为20～30m。

三、大跨度公路隧道动态施工

奥地利学者提出了新奥法，是综合了岩石力学理论、施工测试和喷锚技术等的一种新的工程施工方法，该方法的主要特点是，通过多种测量方法，动态监测开挖后的隧道围岩，指导隧道支护结构设计与施工[3]。

（一）隧道动态施工的基本原理分析

隧道施工实在复杂的地层中进行的，由于支护方案、开挖方案多样，对围岩稳定性影响不同，也会产生不同的施工成本。新奥法从施工措施方面，对隧道施工的效益和安全性进行了总结，且阐明了动态施工的基本原理。而朱维申教授提出了岩体动态施工力学的原则：

一是施工受到各种自然条件的影响，围岩稳定性、施工经济性分析为系统工程。正确认识影响施工的各种因素，需动态分析影响围岩稳定性的各种因素，将采取的措施看做一个动态的和开放的系统工程。

二是在工程施工和后期使用过程中，围岩的稳定性和经济效益是不断变化的。从力学的角度看，其是一个非线性的变化过程，与应力路径、历史和最终状态等均密切相关[4]。由于复杂大型洞室的施工顺序不同，对施工或者运行期间的安全性和经济性将产生影响。

三是大跨度隧道工程施工支护设计与稳定性评价，需要综合运用新奥法中的观点，需求最优的施工方案。在因素分析中，应根据动态力学原理，分段开挖洞室，并围绕优化施工的目标来进行。在大跨度公路隧道动态施工围岩稳定性数值分析过程中，以某隧道工程为例，其在Ⅱ类围岩之中，而且隧道是半圆拱曲墙断面，净跨14.8米，矢跨比0.8，实际开挖宽度可达16.7米，高度13.3米，面积可达222.4平方米，高度为8.9米，施工难度比较大，而且技术也非常的复杂。在对围岩稳定性分析过程中，需采用地层-结构模式，对地层比较差的Ⅴ级围岩稳定性进行分析研究，评价开挖操作对围岩产生的影响，并且明确拱顶下沉、塑性区以及周边收敛情况，从而得出计算模型。

在隧道施工过程中，掌子面后方1.2D范围之内，CRD法围岩出现塑性区。在掌子面后方1.5D范围之内，纵向上CD法围岩出现了塑性区。施工结束后，0.8D、0.6D以内，采用CD法、CRD法周边围岩，均有塑性区。

四是按照优化方案不断深化与修正原有的认识，并积极做好观察与监控工作，以判断施工方案的合理性，及时调整施工和支护方案，确保后续施工的安全性、顺利性和经济性。

（二）动态信息化施工在隧道施工中的应用

在隧道中利用动态信息化施工，应将超前地质预报纳入施工中，隧道超前地质预报采用超前水平钻孔、掌子面地质素描和TSP -203地震波探测系统等，并针对隧道围岩不同地段，采用水平收敛、拱顶沉降和钢支撑内力监测等方法，判断隧道围岩与支护的稳定性，保证施工的安全和效益。

其中，TSP-203地震波探测系统资料分析的流程为：原始数据软件计算得到时间、深度剖面提取参数地质解释[5]。

根据施工进度与施工实际水平，笔者给出的建议为：一是预测段顶板较薄，岩性以弱风化、微风化岩为主，裂隙比较发育，岩体的完整性较差；二是预测段节理裂隙比较发育，一般为黄泥质充填，综合地表分析，沿节理溶槽发育，地下水位下降后，被泥质填充，所以应加强支护，禁止麻痹大意，并加强对围岩的检测工作；

三是按照工程地质调查结果，隧道内的地形起伏大，且多为较陡的地形起伏，隧道内的水流为季节性水流，雨水的渗透性好，所以在隧道施工中，应加强排水，做好排水设施，避免对施工造成不利的影响。

结语

随着公路建设的发展，特别是西部地区公路事业的发展，在公路隧道施工中，遇到复杂地质的情况越来越多，增加了施工的难度。而在公路隧道施工中，实时动态化施工，动态监测施工及围岩稳定性，对于保证施工的安全性，提高施工的效率具有重要的意义。本文主要从岩溶危害、隧道施工支护和隧道动态信息化施工等方面进行了有益的探索。

参考文献

[1] 李军.大跨度公路隧道动态施工围岩稳定性数值分析[D].河海大学，2006.

[2] 张晓彬，吕中玉.大跨度公路隧道设计与施工技术及其发展趋势[J].山西建筑，2007，22：341-343.

[3] 杨寰.大跨度公路隧道动态施工围岩稳定性数值分析[J].中华民居（下旬刊），2013，04：340-341.

第9篇：隧道开挖方式范文

关键词：水电站；引水隧洞；开挖方法；支护方法

中图分类号：TV672文献标识码： A

水电站引水隧洞施工是一项涉及范围广、学科知识广的系统性工程，任何一个环节都会对施工质量产生严重影响，因此，必须综合考虑多方面进行，促进水电站引水隧洞施工的顺利进行。

一、某水电站工程概况

在帕米尔高原上的某水电站，是一项集合发电、灌溉、改善生态环境以及防洪等于一体的综合水利工程，隧洞开挖断面7×5米，洞长6.5km，总库容量达到了每立方米6.44亿，装机容量为20万kw，坝高35米，正常情况下的蓄水位为3290米。本工程主要由拦河坝、泄水建筑物、引水建筑物、发电厂房、开关站等组成。

二、水电站引水隧洞开挖技术

（一）前期的准备工作

在进行隧洞开挖之前，需要做好前期的准备工作，需要连接好电路、水路等管道，准备好锚杆以及其他所需的设备材料。在具体的测量过程中，必须对施工现场进行全面的地质勘查工作，详细掌握施工现场的水文环境与地质环境，综合考虑施工周围的环境以及各个因素，科学、合理的选择开挖方式。施工人员必须全面掌握设计意图，深入了解施工具体方案，进而保障在具体的施工做成中做到“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体危石等，开挖洞顶截水沟。洞口土石方明挖自上而下分层进行（层高2～3m），土方采用反铲挖装，石方薄层采用YT28手风钻钻孔，光面爆破法开挖，厚层边坡采用QZJ-100B钻预裂孔梯段爆破。开挖的土石方就近用于洞口施工场地平整，多余弃料运到指定弃渣场。边仰坡防护与明洞开挖同步进行，即每层开挖后及时修整边坡，跟进喷锚支护。洞脸开挖完成，洞门边仰坡喷砼封闭，沿洞脸周边打长锚锁口，稳固坡面，完善洞顶及洞外一切防排水设施后，方后开始洞身开挖。

（三）洞身开挖

隧道进出口段及断层破碎带围岩类别为Ⅴ、Ⅳ类，隧道洞身以Ⅲ类围岩为主，由于隧道开挖断面大，施工中要特别加强安全措施，开挖后及时支护，针对不同的围岩情况采用不同的开挖方法。

1全断面法施工

Ⅲ类围岩段采用BOOMRE353多臂钻全断面光面爆破开挖，每循环进尺按3.5m进行。其他隧道开挖采用YT28手风钻断面光面爆破开挖，每循环进尺按3.2m进行。出渣在洞内采用3.0m³侧卸装载机挖装，15t自卸汽车运输至相应弃渣场，其中2号交通洞支洞出渣在1号施工支洞采用3.0m³侧卸装载机挖装，15t自卸汽车运输至相应弃渣场，1.0m³液压反铲辅助安全处理和清理工作面。开挖工作面不稳定岩体采取随机锚杆支护，系统锚喷支护滞后开挖工作面20.0m与开挖平行作业。隧道施工坚持“强支护、早封闭、勤量测”的原则。各部工序间隔距离可根据现场情况定，不宜太长。

2台阶法施工

Ⅴ、Ⅳ类围岩段开挖采用BOOMRE353多臂钻台阶法施工，其他隧道开挖采用YT28手风钻钻孔，开挖每循环进尺2.5m，出渣在洞内采用3.0m³侧卸装载机挖装，15t自卸汽车运输至相应弃渣场。利用上一循环的架立的钢架施作超前锚杆支护，光面爆破开挖上台阶。施工上台阶周边的初期支护，并设锁脚锚杆，上台阶开挖一段距离后，爆破开挖下台阶。施工下台阶周边的初期支护，并设置锁脚锚杆。隧道施工坚持“强支护、早封闭、勤量测”的原则。采用短台阶施工，台阶长度5～8m，各部工序间隔距离具体可根据现场情况定，不宜太长。钢架之间纵向连接钢筋及时施作并连接牢固。

（四）控制开挖质量

保障开挖断面高程以及中心线符合标准要求，开挖隧道之后，及时检查隧底的实际地质条件。结合每一次的开挖情况以及岩体情况，判断围岩的稳定情况。与此同时，严格控制隧道开挖的超欠挖，结合不同的地质条件，选择适合的爆破器材与钻爆参数，提高钻眼以及划线的精准性，进一步控制超欠挖情况。

三、水电站引水隧洞支护方式

（一）支护施工程序

初期支护按“新奥法”原则适时进行，洞内支护种类包括锚杆、钢筋网、喷砼、钢支撑等初期方式。

Ⅲ类围岩段对局部不稳定的一些三角棱体或楔形体和节理裂隙较发育的围岩视具体情况采用随机锚杆支护，系统锚喷支护滞后开挖2～3个循环进行施工；Ⅳ、Ⅴ类围岩地段由于地质条件较差，超前锚杆支护和一次支护及时进行，钻爆后暂不出渣，经安全处理、平渣后，立即初喷砼封闭岩面，再采用砂浆锚杆、钢拱架及挂网喷砼等支护手段，形成柔性封闭环，确保围岩稳定。

（二）、锚杆施工

锚杆施工采用人工配合平台车安插锚杆、注浆机注浆。锚杆钻孔孔位、角度、深度等严格按照设计图纸进行施工，严格控制质量，施工方法

1、孔位放样：锚杆孔位由测量工配合值班技术员按设计图纸布孔，或根据场监理工程师的指示布孔，孔位偏差应小于10cm。

2、钻孔、吹洗孔：采用多臂凿岩台车或手风钻进行钻孔，供风利用洞外空压机站集中供风，管道送至工作面。开孔应按施工图纸布置的钻孔位置进行，孔位偏差应不大于100mm；孔径应大于锚杆直径15mm以上。

（三）、喷砼施工

1、作业程序

喷砼遵循先侧墙后顶拱的顺序，自下而上分层分片施喷，有挂网的部位按初喷砼挂网复喷砼的程序施工。

2、配合比

喷射砼配合比，通过室内试验和现场试验确定，并应符合施工图纸要求，保证喷层性能指标的前提下，尽量减少水泥和水的用量。速凝剂的掺量通过现场试验确定，喷射砼的初凝和终凝时间，应满足设计和现场喷射工艺的要求，喷射砼的强度必须满足设计要求。

3、喷砼施工

喷射作业应分段、分片进行。喷射施工时，喷枪口的加水压力要满足施工加水量的要求。喷嘴至坡面的垂直距离宜为0.6～1.0m；喷嘴应按螺旋形轨迹一圈压半圈的方向沿横向移动，层层喷射，确保厚度，使砼均匀密实，表面平整；喷嘴与喷射面尽量保持垂直，以减少回弹，确保砼的质量。

结语：

综上所述，随着经济的快速发展以及科学技术突飞猛进的发展，人们对于水电的需求标准越来越高，水电站在人们的日常生活中起到的作用越来越突出，强化水电站引水隧洞开挖及支护方法探付，具有重要的指导性意义。

参考文献：

[1].邰喜军，王安宇，胡晓明. 水电站引水隧洞石方爆破施工[J]. 黑龙江水利科技. 2007(02).