隧道施工论文十篇

隧道施工论文篇1

关键词：公路隧道施工技术

0引言

随着公路隧道建筑规模的扩大，两车道隧道已远不能满足日渐增长的行车要求，三车道隧道已在实践中得到大规模运用。隧道规模越大技术也相应复杂，因此，与过去一般公路隧道在设计、施工和运营管理方面均有质的差别，这带给公路隧道建设者的是机遇更是挑战。

1施工技术简介

隧道质量取决于工艺质量，工艺质量取决于开挖、初期支护及防排水质量等，初期支护和防排水质量等比较好控制可以加强监管，那么重点就是开挖质量，开挖质量又取决于钻爆质量，就是说理论上没有了超欠挖后续的初支质量就有了保证，因此说隧道质量的好坏很大程度上取决于钻爆的质量，首先确定钻爆的方案预裂爆破还是光面爆破首先我们从理论上来分析，由于v级围岩岩体松散、裂隙较发育无法采用或实现光面爆破技术，那么必须熟练掌握预裂爆破技术及特点。

2预裂爆破

进行石方开挖时，在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏影响，使之获得较平整的开挖轮廓，此种爆破技术为预裂爆破。预裂爆破不仅在垂直、倾斜开挖壁面上得到广泛应用；在规则的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用预裂爆破。预裂爆破要求：①预裂缝要贯通且在地表有一定开裂宽度。对于中等坚硬岩石，缝宽不宜小于1.0cm；坚硬岩石缝宽应达到0.5cm左右；但在松软岩石上缝宽达到1.0cm以上时，减振作用并未显著提高，应多做些现场试验，以利总结经验。②预裂面开挖后的不平整度不宜大于15cm。③预裂面上的炮孔痕迹保留率应不低于80％，且炮孔附近岩石不出现严重的爆破裂隙。

根据预裂爆破的特性、要求经过试验和反复研究对钻爆设计做了适宜的改动做到动态控制，主要技术措施、指标最后确定如下：炮孔直径一般为50～200mm，对深孔宜采围较大的孔径。炮孔间距宜为孔径的8～12倍，坚硬岩石取小值。不耦合系数（炮孔直径d与药卷直径d0的比值）建议取2～4，坚硬岩石取小值。线装药密度一般取250～400g／m。分散药卷的相邻间距不宜大于50cm和不大于药卷的殉爆距离。考虑到孔底的夹制作用较大，底部药包应加强，约为线装药密度的2～5倍。装药时距孔口1m左右的深度内不要装药，可用粗砂填塞，不必捣实。填塞段过短，容易形成漏斗，过长则不能出现裂缝。一般情况来说开挖应尽量采用大断面或较大的断面开挖，以减少对围岩的扰动，根据围岩特征经过反复研究、现场考察、论证和试验洞的开挖，由于断面大开挖方法最后确定为双、单侧壁导坑开挖法，钻爆方案确定为V级围岩预裂爆破设计，IV级围岩实践光面爆破，实践证明这两种爆破方案均符合辖区隧道IV、V围岩实际，按照此方案实施爆破，爆破效果较好。但要解决的问题是双、单侧壁导坑法二次扰动比较大，加之围岩比较松散极易出现塌方，特别是浅埋段甚至会出现冒顶，方案是可行的，问题是要怎么去解决二次扰动问题，经过实践和多次试验证明二次扰动对围岩、初支影响非常大，初支表面加上爆破震动效应的影响靠近掌子面处基本上都会出现开裂、变形，拱架接头有的会应力扭曲，甚至出现掉拱，某种程度上来讲双、单侧壁拱架是起到了简支梁在中部给一个支点的反作用力的作用，是破坏整体受力的作用，如何加之利用导坑开挖优势，取长补短又要确保质量安全呢，首先我们经过理论分析围岩受力情况，单、双侧壁是分部开挖、分阶段受力（持续受力）、整体持续收敛的一个过程，经过反复试验发现二次扰动其实如果控制在围岩变化（拱顶下沉、周边收敛、位移）在一定的范围内时，扰动是对围岩、初支影响最小，在这区段进行下部接腿、成环或导坑中部接拱最为可行也是最安全的，对初支的影响可以忽略不计，其次就是必须要严格开挖步序，必须是两内侧壁先行，后续工序跟进循序渐进的工艺，遇到比较软弱围岩时（如流沙、断裂层）侧壁导坑也须遵循“短进尺，弱爆破，强支护，早封闭”的原则。

3明洞施工及洞门施工

洞口边、仰坡和明洞开挖与支护应自上而下分层开挖，而且要洞外、临防、排水要先行，使地表水通畅，避免地表水冲刷坡面。必要是采取人工修坡，防止超挖，减少对洞口相邻地段的扰动；开挖暴露的边坡及时施作设计的防护，降低围岩暴露而风4洞口V级围岩浅埋、破碎段的开挖与支护进洞方式：洞口段覆盖层薄、地质条件差，当开挖深度至起拱线时，先施作进洞导向墙及大管棚，待明洞衬砌完成后，接长管棚尾端，搭接于明洞上，使管棚尾端形成一个固定支撑，在大管棚的保护下开口进内侧壁，两内侧壁导坑的进尺也要错开前后（5～10m）。如果是小间距还必须设置预应力对拉锚杆。V级围岩破碎带开挖与支护：上断面内侧壁导坑先进，进尺0.7m，立即对围岩面初喷，顺围岩安设第一层Φ8的钢筋网片，并连接成整体，架设主动及临时支护的型钢拱架，并用Φ25钢筋将拱架与上一榀连接成整体，打孔送入Φ25中空锚杆并压注浆，安设第二层钢筋网片，分层喷护至设计轮廓线，注意每榀拱架背面的密实情况，进尺约5~10m后，下断面的导坑开挖支护，同时外侧壁导坑也可开挖，当下断面成环进尺约20～35m后，核心土上部弧形导坑开挖支护接拱，进尺3m～5m后可开挖中部及支护，最后下部隧底与先前的左右导坑的下断面完全结合封闭成环，共分七部开挖支护，所有工序必须严格遵循开挖支护步序，必须是两内侧壁先行，后续工序跟进循序渐进的工艺。同时必须要有监控量测的数据为基础，应力的重新分配或转换，将增加支护与地层的位移、沉降、变形，拆除前后应加强洞身变形及支护受力的监控量测，5IV级围岩段的开挖与支护本区段IV级围岩根据围岩的节理发育、走向和围岩的风化脆弱程度情况我们将其区分为两种情况对待，一种为IV级一种为IV级加强段，为了节约成本和发挥最大的时间效应，开挖方法也有所调整准IV级为上下台阶留核心土开挖法－正台阶开挖，IV级加强段为CD工法工序开挖－单侧壁开挖法；钻爆开挖均采用实践光面爆破，为了进一步搞好光面爆破，提高爆破效率，实现安全快速开挖，提前实现独头施工贯通，施工与监理单位共同成立了一个光面爆破技术专题小组，在认真总结Ⅲ级围岩爆破实践的基础上，研究探讨IV围岩全断面光爆技术，施工过程中效果甚好，特别是上下台阶法施工，炮眼残痕率达95%，特殊地段拱部钎痕率达85%，边墙达80%，局部最大超挖量为10㎝，欠挖量为8㎝，IV级围岩实践采用光面爆破取得的有关技术参数及效果，爆破专题组通过多次爆破实践，反复修正爆破参数，最终确定IV类围岩的钻爆方案。6Ⅲ级围岩段的开挖与支护隧道Ⅲ级围岩因岩性较IV、V级围岩更稳定，施工相对更易于完成。通常Ⅲ级围岩均采用台阶法开挖，利用多功能作业台架，人工钻爆开挖，采用光面爆破，每循环进尺3～3.5m，应注意：台阶长度不宜超过隧道开挖宽度的1.5倍，台阶不宜多分层；上台阶施工时，应采取有效措施控制其下沉和变形；下台阶应在上台阶喷射混凝土强度达到设计强度70%后开挖。当机械化程度较高，各隧道施工工序能及时完成时，也可采用全断面施工，施工过程中必须确保系统锚杆的施工质量。根据Ⅲ级围岩的岩性，通常钻爆开挖均采用实践光面爆破，要求残留炮孔痕迹，应在开挖轮廓面上均用分布。炮孔痕迹保留率：硬岩不少于80%，中硬岩不少于70%。相邻两孔之间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆破裂隙，相邻两孔之间出现的台阶形误差不得大于150mm。具体炮眼的深度、角度和间距应按具体爆破设计要求确定，应符合具体爆破精度规定。施工支护紧随开挖面及时施作，支护采用锚杆、锚杆挂网、喷射混凝土或锚喷联合支护的方式。超级秘书网：

参考文献：

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关键词：防水板隧道施工应用

在隧道施工建设过程中，解决好防水问题，是确保隧道工程质量、从根本上消除隧道病害和增加隧道寿命的重要环节，而选择好防水材料和正确的施工方法是隧道防水成功的关键。下表1所列是部分合成树脂防水卷材的主要技术性能指标。

一、施工准备

1、施工器具的准备

（1）热合焊接机1-2台：用于防水材料之间搭接时进行热合焊接。

（2）热风焊枪1-2把：在铺设防水材料进程中，用其对人为或其它原因造成防水板破损而进行的修补。

（3）检漏器：用于检测双焊缝搭接质量，加压检查焊接是否牢固。

（4）另还需配备作业平台1个、电钻2台、电络铁（75W）2把、小压轮2个、钉锤2把等。

2、施工现场的准备

（1）施工平台车要尽可能的便于施工，并确保安全。

（2）按照规范的要求，尽可能使基面平整，对于超欠挖要进行处理。

（3）对初期支护外露的锚杆，尖锐物要进行处理，避免损伤防水材料。

（4）清理作业现场，清除一切对防水材料可能造成损伤的锐利之物。

二、施工技法及流程

1、铺设防水板

（1）铺设防水布时，用专用的塑料垫片，并根据基面的不同情况尽量选在基面的四处采用钢钉、螺丝钉及塑料胀管将防水板固定在基面上。

（2）在铺设防水布时，应使防水布保持一定的松弛度，松弛度以手掌将防水布贴在岩面上没有紧绷感为准；在环向铺设时，应注意防水板的纵向与隧道的纵向垂直。

（3）在铺设过程中，两块防水板搭接处应预留不少于20cm的搭接余量，防水板的焊缝宽度为10-20cm。

（4）在进行焊缝前，先将热合焊接机进行预热，并设定好温度和爬行进度，温度一般设定在300℃左右，速度设定在2个速度单位，当指示灯由绿变红时即可操作，焊接过程中要根据缝的热熔情况随时调整温度或速度控制旋扭，直至焊缝熔接达到最佳效果。

（5）焊缝尽可能一次完成，尽量减少间断和停机次数，避免不必要的修补，如有间断或停机应及时进行修补。

（6）防水板的纵向焊缝与横向焊缝重合时，首先将焊好的焊缝边缘部位剪平约100cm，再进行另一条焊缝的焊接，然后用热风焊枪将两条焊缝的重合部分焊接密实。

（7）在铺设防水板时，应预留下一段1-2m的搭接余量。

2、验收检查

（1）领工员要随时检查焊接质量，防水布有无漏洞，有破损漏洞的用黑色记号笔圈出来，质检人员也要随时检查安装质量，并用红色记号笔圈出破损处。[]

（2）在防水板搭接的双焊缝中间所形成的气带，用检漏器进行焊缝气压检测，如有泄压，应查出泄漏点并及时用热风焊枪进行修补，直至检测合格。

（3）在完成铺设后和进行二次衬砌前，应对防水板进行全面认真的严格检查，防止施工过程的某些遗漏和人为损坏。

（4）对发现的破损处要进行标记，并用热风焊枪及时进行修补，修补时，补丁要剪成圆角，不宜剪得过小。修补质量以手撕不掉为准，如能被撕掉需重新修补。

（5）二次衬砌前还应注意加强对防水板的防护，避免造成人为的损坏和不必要的修补。

（6）进行二次衬砌浇注时，更要注意对防水板的保护，因为此时再使防水板破损，将无法再进行修补，必将留下永远的隐患。

（7）在二次衬砌完成后，要注意对防水板预留部分的保护，以保证下一施工段的顺利进行。

三、防水板的保护及施工时的注意事项

1、防水板的保护

(1)当衬砌紧跟开挖时，衬砌端部预留的接头防水板要采取防护措施，防止掌子面放炮时，飞石砸破防水板。

（2）衬砌加强钢筋的安装、各种预埋件的设置、挡头模板的安装、混凝土输送管道的就位以及灌筑混凝土等作业都很有可能出现撞破、刺穿或烧穿防水板的现象，防水板一旦遭到破坏必须立即进行修补。

2、施工时的注意事项

（1）开始挂防水布之前，先检查岩面是否有突出的尖锐棱石，如果有，应先将尖锐棱角打掉，而对于凹陷得特别大的地方，要先用喷射硂给填充起来。

（2）在挂外层防水板时，要让防水板紧贴岩面，锚钉应尽量钉在四处，并保持防水板有一定的自由运动空间，防水板要焊接好，防止脱落。

（3）对于在挂防水板时损坏的地方，要逐一检查出来，焊补好。

（4）打硂的过程中，要随时检查防水板有无被拉动、脱落、损坏，如有应及时修补，并派专人在现场检查修补质量。

四、防水板铺设与相关工序间的关系

1、光面爆破、初期支护是基础工序。光面爆破与初期支护尽管都不属于防排水系统施工范畴，但它们与防排水系统施工密切相关，光面爆破效果好，环向弹簧排水管就可以圆顺地沿围岩表面设置，初期支护表面平顺(指表面凹凸部分的矢高/弦长≤1/6)时，就可减去挂防水板前局部找平这一环节，且能保证防水板与喷射混凝土表面密贴，同时钉与钉之间防水板松弛量的预留易得到合理控制。

2、衬砌背后的各种排水管必须按设计认真设置，遵循“以排为主，防排结合”的原则，确保排水畅通，以降低二次衬砌背后的水压力，从而延长防水板的使用寿命，达到防水可靠的效果。

3、灌筑二次衬砌混凝土前，必须将边墙基底的浮渣清理干净，否则会造成洞身衬砌不均匀沉降，混凝土施工接缝处的防水板易被拉裂。

4、灌筑二次衬砌混凝土时，在输送泵的出料口处要设防护物，防止出料管冲出的料流不断冲击防水板，将防水板磨破。

五、结束语

防水板的应用在隧道施工中处于至关重要的地位，它是确保隧道工程质量、从根本上消除隧道病害和增加隧道寿命的重要环节。因此，对防水板在隧道施工中的应用进行研究和探讨具有重大的现实意义。

参考文献：

1、薛绍祖编著.地下建筑工程防水技术[M].北京:中国建筑工业出版社.2003.

2、孙继伟.隧道无钉铺设复合防水板在宝兰二线的应用[J].石家庄铁道学院学报.2002(1).

3、司伟锋.隧道防水板无锚钉铺设技术[J].重庆交通学院学报.2002(2).

4、黄健文.地下工程EVA防水板施工技术[J].广东建材.2006(6).

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1．1顶管的技术特点

(1)属于顶管铺管技术和环境保护施工方法，并具有不开挖面层就能够穿越交通设施和建筑物;(2)由于被铺设管道的上部土层未经扰动，故管道寿命较长;同时由于无需拆迁土层之上建筑物，故有很高的经济效益;(3)顶管力学性能优良，适应各种土质。

1．2泥水加压平衡式顶管施工注意事项

泥水加压平衡式顶管工作原理为采用机械切削泥土并应用水力输送弃土，同时利用泥水压力平衡地下水压力和土压力，控制地表隆起和沉降。在施工中需要注意的事项为:一是注意掘进机处于停机状态时需要防止泥水流失，以便保持挖掘面稳定。二是施工过程之中，需要注意观察地下水压力变化和挖掘面的稳定状况，并检查泥水浓度和相对密度及进排泥泵流量的正常度。

2地铁穿越类型及其风险

地铁穿越区分为上部穿越和下部穿越，两者区分点是顶管是从隧道上方还是下方穿过，如若是上方穿过就是上部穿越，反之如若是下方穿过就是下部穿越。上下部穿越之间的特征最大区分点是:上部穿越由于集中卸载导致隧道上浮，下部穿越由于地层损失导致隧道下沉;不过两者都会使得隧道差异沉降，形成小曲率半径，进而严重影响隧道使用状况甚至结构安全。以下分别探讨上部穿越和下部穿越风险:

(1)上部穿越风险:一是隧道隆起具有不可恢复性。下部穿越采取二次注浆措施使得下沉隧道恢复，而上部穿越则对隆起部分毫无办法使得下沉复位。二是土质差，稳定所需时间较长，这是缘于施工管道埋深较浅使得土体力学性质较差所致。三是应对措施有限。在隧道上方卸载是其隆起缘由，但由于隧道上方面层不存在加载条件或不能充分实施加载而使得隆起不能下沉复位。

(2)下部穿越风险:一是后期整改周期长。在列车停运期间，遵循多次、多点、均匀原则并采取二次注浆措施来减少扰动性。二是同步注浆存在注浆压力过大而使得周边土体容易劈裂，导致地层损失难以控制。

(3)顶管穿越风险:设计风险包括工作井施工设计和洞口加固设计风险;地质勘察风险包括地质差异和勘察不准或疏漏;施工参数风险包括推进速度、顶进正面土压力、顶进纠偏、管道拼装、出土量、注浆参数等;监测风险包括监测数据不准和监察数据传输不及时;此外还包括材料风险和机械故障风险。

3施工风险控制要点

3．1顶管工作井和顶管接收井

顶管工作井属于顶管施工临时设施，可供顶进设备安放，并对管内土方进行提升处理。而在工作坑设置和顶进形式选择时，需要兼顾多种因素，并按不同的顶进方向区分为单向和多向顶进、调头和对头顶进。顶管接收井的围护结构可采用SMW工法桩进行满堂加固的高压旋喷桩和内插型钢，这样由于顶管施工涉及面较宽，不可避免地影响地铁结构，因此，严禁拔除近地铁侧型钢。

3．2顶进速度

在顶管施工过程之中，要保持匀速缓慢速度，并控制在l0mm/min之内，以保证刀盘对土体的切削，从而减少扰动。而顶进速度的控制可以通过顶管机的液压系统增设节流阀和冷却系统，以对千斤顶顶进油量予以控制并防止油温过高。

3．3顶管正面压力

土仓中的压力须与开挖面的正面水土压力保持平衡，并控制好顶管顶进速度和出土量，如若顶进速度加快而出土率较小，就会增大土体压力而使得地面隆起，反之亦然。因此需要做到:顶进速度保持匀速缓慢，顶进方向予以严格控制，顶管纠偏力尽减少。

3．4顶管纠偏

在顶管施工过程之中，严格遵循顶管施工技术规范，不随意更改施工标准。相对顶管纠偏而言，切实做到顶管顶进l0cm就进行一次纠偏，严格禁止单次大幅度纠偏;顶管纠偏操作要做到“勤”和“微”，对于“勤”而言，不仅对显示屏和指示灯等在内的仪器及其它观察点要做到持续观察，而且集中注意力做到勤动作，保持顶进度缓慢均速，顶进方向按照设计标准进行，不会出现较大偏差。对于“微”而言，保证不会出现大幅度的纠偏和过正纠偏，以便防止出现管接头开口造成漏水和形成S形管道。这样，每次顶管纠偏都要采取小角度纠偏，避免造成轴线弯曲和地面沉降。

3．5同步注浆及置换注浆

对于同步注浆而言，注浆压力需要大于隧道底处的土压力值，以便保证浆体充分渗人周围土体;同时，选择触变性能良好的膨润土制浆材料，并尽力将膨润土泥浆套随机头向前移动，以便形成连续的环状浆套。对于置换注浆而言，是在顶管施工完毕后予以换浆，换浆时间因地点差异而有所不同，对于距离隧道15m之外的地方可以不受时间限制而随时进行换浆，而对于隧道及其前后15m所经之处要在列车停运期间内进行;在换浆期间，如若一旦发现隧道变化过大，需要即时停止换浆。

4结语

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在对断层破碎带与隧道的关系进行研究前，首先应当对断层的基本类型加以明确，根据断层两盘相对位移的关系，大体上可将断层分为以下三种类型：其一，正断层。此类断层主要是指沿着断层岩石面的倾斜方向下盘相对上升，上盘下对下降的断层。这类断层的形成主要与张拉力和重力有关，其断层面的倾角相对比较陡峭，断层线以平直居多；其二，逆断层。此类断层具体是指下盘相对下降，上盘相对上升的断层，多数都是在地壳挤压作用下形成的，断层的两盘多数都处于闭合状态；其三，平移断层。此类断层则是指两盘沿着断层走向发生相对位移，断层面近乎于直立，倾角较陡，一般都是在地壳水平运动过程中，在受剪切力的作用下而形成的。

1.1断层破碎带

断层破碎带主要是因为断层两盘在相对滑动的过程中，使两侧的岩层遭受挤压作用而破碎，进而形成的长条状且方向一致的破碎带，它的宽度与岩石的性质、断层距离以及断层性质等因素有关。按照破碎带中岩石的破碎程度可将之分为角砾岩、断层泥、磨砾岩等几种类型。

1.2断层破碎带与隧道的关系

当隧道工程穿越断层地段时，隧道施工难度的大小一般取决于断层的性质、破碎带结构中岩石的破碎程度、含水性以及断层活动性等因素。当施工方法、机械设备等条件相差不大时，断层破碎带与隧道之间的关系直接影响施工难度和工期。通常情况下，当隧道的轴线无限接近于垂直构造的方向时，且断层规模较小、宽度不大、含水量较低时，施工难度较小；如果隧道的轴线与构造方向斜交或是平行时，隧道穿越破碎带的长度会随之增大，并且会伴随出现较为强大的侧压力，为了确保施工安全，此时必须对隧道支护体系进行加强，并及时进行封闭。

2.高原隧道工程穿越断层破碎带的施工技术

在高原隧道工程建设过程中，时常会遇到穿越断层破碎带的情况，为了确保隧道施工顺利进行，必须采取合理可行的施工技术，下面对此展开详细论述。

2.1施工方法

（1）超前地质预报。

在隧道开挖穿越断层破碎带时，常常会出现坍塌、突水等问题，为了保证施工安全、有序进行，应当在隧道施工过程中，采用超前地质预报。该方法是确保隧道穿越断层破碎带施工安全的有效途径之一。应当对穿越断层破碎带的隧道进行地质调查，并按照隧道已有的勘察资料和隧洞内开挖作业面的地质描述，借助相关工具，对作业面前方的地质情况进行推测，同时，在隧道开挖的过程中依据超前地质预报的实际情况进行随时补充，借此来了解即将穿越的破碎带的位置、宽度等情况，制定有针对性的施工技术措施，确保施工顺利进行。

（2）加固圈。

这里所指的加固圈就是利用超前小导管+水泥浆液在隧道拱部120度范围内的四周形成强度与厚度足够的加固拱，借此来提高围岩自身的承载能力和稳定性。

（3）正台阶法。

这是隧道穿越破碎带时较为常用的一种开挖方法，在开挖过程中，要遵循短进尺、强支护的开挖原则，上下台阶的高度差应当合理，并采取左右交错的方式进行开挖。同时，要控制好两个台阶之间的纵向距离，这样有助于极早落底。此外，开挖之后，要尽可能减少围岩在外界环境中的暴露时间，及时进行初期支护。

（4）初期支护。

常用符合设计要求的混凝土对隧道掌子面进行初喷封闭，随后采用工字钢制作钢拱架，并在纵向上用钢筋进行连接。

2.2施工技术要点

（1）导管布设。

在施工中，确保小导管的布设位置与角度符合设计要求是比较重要的环节。同时，可采取钻孔打入法对小导管进行施工。

（2）浆液施工。

对于岩体破碎程度较为严重、裂隙较为发育、空隙较大的围岩而言，采用超前预注浆的方法进行施工存在一定的难度。在具体施工过程中，预防浆液大量流失、控制注浆液是关键环节，也是确保加固圈安全、稳定、可靠的有效途径。

①注浆参数的合理确定。

在工程没有特殊要求的前提下，小导管施工的水泥浆液水灰比可以确定为0.8-1.0左右，水玻璃的浓度为30-35左右，两者混合后的体积比为1:0.3-1:0.8，注浆压力最小不得低于0.5MPa，最大不得超过10MPa。

②注浆准备。

在正式注浆前，应当先对注浆管路进行认真检查，借此来确保管路通畅、机械性能良好。当各项准备工作全部完毕之后，应进行现场注浆试验，从而确定最佳的注浆参数，并以此为依据进行施工。

③注浆要点。

采用液压双液注浆泵将预先配制好的浆液注入到小导管当中，注浆可以采取两次间歇的方式进行。第一次注浆时，应当适当减少水灰比，并增加水玻璃的掺入量，注浆压力应当控制在0.5-1.2MPa这一区间范围内，并在钻孔内有浆液流出时停止注浆，随后间隔3-5h左右，进行二次注浆。在第二次注浆时，应当将注浆压力提高在1.5-10MPa，并在浆液注入量低于20L/10min时，停止注浆。

2.3监控量测

隧道穿越断层破碎带的施工中，为了确保施工质量，必须进行监控量测，可将监控的重点放在对拱顶下沉及周边收敛上。对隧道开挖作业面的观测应当在每次开挖完成后进行，当地质情况变化较小时，可每天观测1次；初期支护至少每天观测1次；水平收敛与拱顶下沉的量测可以采用相同的频率，当拱顶的下沉量相对较大时，除了要加强对拱顶下沉的量测之外，还应当对拱腰和基底进行量测。

2.4施工注意事项

为了确保施工质量，应当对如下事项加以注意：其一，在钻孔前，应当对孔位进行精确测定，并对每个测好的孔位进行编号。在钻孔时，为防止孔斜等情况的发生，可以采用测斜仪，并对小导管的打入方向进行严格控制，同时，做好各个钻孔的记录。若是发现某个孔的误差超过设计或是规范标准规定的限值时，必须及时进行处理，如果终孔之后，仍然超限则应当采取注浆封孔的措施，并在其达到一定强度之后，在原位上重新钻孔。其二，注浆时若是发现较大的空洞，应当先注入一定量的水泥浆液，或是混凝土，然后再进行注浆。

3.结论

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1.1风险应对

所谓的风险应对就是指在隧道工程施工时发生风险时所采取的风险管控措施，通常情况下，风险应对措施主要包括两大类，第一类为在还未发生安全风险的时候，针对已经确定的风险因素制定有真对性的控制对策，从而最大限度的减轻风险，常见的有分散、缓解以及风险规避等措施；第二类则为风险发生之前，借助于相应的财务管控措施来降低风险因素对项目目标实现程度的影响，常见的有保险、转移以及风险自留等措施。

1.2 风险监控

从过程的角度来看，风险监控工作是处于公路隧道施工安全风险管理流程中的末端，当然其也是只属于项目风险控制领域的一部分内容，并且风险监控是应贯穿于风险管理的全过程的。另外，作为一个连续不间断的过程中，风险监控工作应是在考虑到项目整个风险管理过程后所确定衡量标准，并且及时的跟踪和评价风险管理活动的完成情况。

2 公路隧道施工风险特征及风险应对技术措施

2.1 公路隧道施工风险的特征

（1）公路隧道工程的施工风险具有较强的隐蔽性；（2）公路隧道施工风险对工程的水文条件和地质条件有一定的依赖性；（3）公路隧道施工风险的发生具有一定的随机性；（4）公路隧道施工风险与施工场地的实际条件有密切的关系；（5）随着公路隧道施工的进行，风险发生的概率也越来越大；（6）公路隧道施工风险所带来的后果是较为严重的。

2.2 公路隧道施工风险的技术应对措施

2.2.1 崩塌和塌方

在开挖隧道的过程中，有很多原因都可能导致塌方问题的出现，通常情况下我们将其归纳为两大类，第一类是自然因素的影响，如地下水变化、地质条件以及受力状态等，第二类则为人为因素的影响，如不合适的设计方案或是施工方法等，针对隧道施工中的崩塌和塌方的风险，我们可以采取以下的技术措施：应采用围岩“预加固”的技术，从而提升围岩的性能指标。也可以采用预切槽或是旋喷拱，最大限度的避免围岩出现变形的问题。在施工的过程中也可以采取相应的防水措施，避免其渗入到隧道之中。施工时应选择最合理的开挖方法，开挖时可采用中壁法、眼镜法、短台阶法和台阶法等技术，可以采取增设钢筋网、加密加长锚杆、加密钢架以及喷射钢纤维混凝土等初期支护措施。还应做好围岩的量测工作，发现异常情况时应采取改变衬砌断面形式、采用钢筋混凝土衬砌、提升衬砌混凝土强度以及增加衬砌混凝土的厚度等有效的处理措施。

2.2.2 岩溶

当隧道穿越的岩层是有可溶性的，那么就会出现岩溶的问题，常采用以下的处理措施：（1）对小型的溶洞进行堵塞的处理，常采用浆砌片石、换填片石和干砌片石对位于隧道底部的小溶洞进行回填和压实，如果小溶洞是位于隧道边墙的位置处，那么就应用浆砌片石将其封堵，重点做好混凝土衬砌的封闭工作。（2）对较大规模的溶洞进行处理时，常采用的技术措施为跨越，如拱桥跨越、简支梁跨越、边墙拱跨越和栈桥跨越等，也可以采用支承强加固的措施，如挖孔桩支顶加固、拱桥支顶加固和支承柱加固等；（3）在岩溶隧道的施工阶段，应采用管棚注浆综合预加固的技术，微震爆破，重点做好初期防护工作。

2.2.3 岩爆

在隧道地下工程的开挖阶段，由于开挖卸荷情况的存在，那么洞壁的应力就会出现重新分布的情况，储存在岩体中的弹性应变能就会得到释放，从而出现剥落、弹射以及爆裂松脱的现象，这就是所谓的岩爆现象。而在出现了岩爆后，我们常采用以下的技术措施：在设计文件中如果有埋藏较深并且地质坚硬的岩层这类地质，那么就要提前制定好防范措施。岩爆通常都发生在新开挖的工作面或是其附近位置处，多为拱腰部位或是顶部，因此，这些部位应是保护施工人员的重点部位。常采用超前释放孔的方法来降低岩爆发生的概率，并且尽可能的释放岩层的原始应力。在岩面位置处应喷洒水湿润，从而提前的释放出部分能量。在爆破开挖的过程中，应及时的向边墙和拱顶位置处喷射混凝土，增设钢筋网以及锚杆，控制岩层的暴露时间，从而降低岩爆发生的概率。如果发生的岩爆现象，对于那些没有落地的石块，应及时的将其清撬。在岩爆发生的区域内，施工人员应佩戴防弹背心和钢盔，施工设备应增加防护钢棚，发生强烈的岩爆时，应将人员和设备及时的撤离出岩爆区域。

2.2.4 涌水

作为较为常见的一类地质灾害，大型溶洞、金属矿山积水、老窖积水以及断层等不良地质都是以出现涌水的问题的，常采用的技术措施为：科学的确定溶洞的水源流向以及溶洞与隧道的位置关系，常采用的方法为泄水洞、暗管、暗沟、铺设排水沟以及开凿引水槽等；之后应将水堵住，暗河以及溶洞并不会有太大的流水量，如果有其他的分支和出口，应采用注浆堵水的方法。将抽水机与管道排水的方式搭配起来，分别设置集水井和固定泵站，在开挖面和固定泵站之间设置临时移动泵站，用潜水泵将水抽到集水井的位置处。

3 结束语

隧道施工论文篇6

关键词：锚喷治水支护泵送自防水混凝土承载耐久性。

近来，由于工作之便，找到三个国家重点建设项目的高速公路隧道建设工地考察，实地参观了施工现场，对于现行的施工技术和程序有些思考。今撰文提出新的技术方案，供工程技术人员参考。

现行的施工技术程序为三道工序：

1、爆破后，在岩巷中采用锚喷技术进行支护，封住裸岩；

2、喷展表面铺贴一层有机板材；

3、在有机板上浇筑自防水混凝土。

这种工艺为刚柔结合的防水衬砌技术。

当参观现场作业后，第一层是喷射混凝土，效果仅是支护，喷层无抗渗性能。而对于隧道工程各种复杂的地质情况，尤其是含水层串通微细裂隙给工作面造成淋渗水时，这种支护的质量抵挡不住岩体渗漏水的浸入。当工程第一道工序结束时，仍有部分区段照旧淋水。仅是把原来在基岩的渗水，现位移到喷层表面，喷层根本没有封住淋渗水，因喷层无抗渗效果。

针对淋水问题询问施工人员，答复为；他们一旦铺设有机板材后，淋水即抵挡在有机板外顺板材流入盲沟排出，浇筑混凝土时不会受影响。

我认为：作为一道至关重要的防水屏障，在铺设了有机板材时必须与支护层贴实，而喷层表面是凹凸状不平整的工作面，在这样基础上铺设有机板材，留有许多小空间却无法贴实。

有机板材的应用位置，是两层混凝土间的夹层，喷层不平，混凝土浇筑时粗骨料石子锋芒容易刺破有机板材。那么，一旦有机板材被人为破损，何谈防水功效？是弊病之一。另外，喷层与浇筑混凝土的主要作用是承载，把一个实施30cm的混凝土工程人为分成两层，并且不能粘结为一体，降低了混凝土的整体性，损失其承载功效是沿弊病之二。再说混凝土的使用寿命与有机板不能同步，混凝土服务年限大于70年，而有机板小于70年，也小于工程的服务年限。夹层有机板材客观存在自然老化，因此说，一旦有机板材老化即丧失了防水功效，是弊病之三。这种技术的关键是被动防水，因第一层支护不防水，仅依靠有机板材和衬砌混凝土的防水功能，这样，工艺多而没有达到主动防治水的效果，值得研究。

针对上述技术现状，现提供用二道工序完成隧道防水与承载的施工技术方案：

1、锚喷治水支护

2、内衬自防水泵送混凝土本项目的特点：锚喷治水支护、迎水封堵渗水点，达到主动治水的目的。第二道衬砌工序与前道喷射混凝土粘结密实。形成整体的自防水高强度构件。

1、粘结力作用，BR防水剂与水泥水化时，反应生成物——无机硅胶，在喷射作业时，喷射物在胶体粘结力的作用下，呈团状喷出，在岩体上粘结牢固，迎水喷射能有效地封住淋渗水点、微细裂隙等。形成的喷层达到治理淋水目的。

2、在速凝前提下，喷层抗压强度提高10——35％，改变了掺速凝型产品而损失喷层程度的通病。

3、降低回弹率，本技术回弹率低于15％，而其它产品回弹率为35％，对于提高工效、降低原料消耗是十分显著的。

4、喷层内在质量有所改变，因本技术喷射混凝土是团状，在岩体上因喷射物粘结力大于3MPa，利于粘结。作业时，后续喷射物呈嵌入式粘着成型，提高了喷层的密实性，抗压程度提高10——30％。喷层不仅是提高强度，抗渗指标大于S20，级配喷射混凝土最佳时抗渗可达S30以上。本发明的锚喷治水支护把原锚喷支护的技术改进为以治水为主，并达到自防水功能的双重效果。

5、喷层的耐久性，BR锚喷治水支护把常规的顶板淋水问题迎刃而解。广大用户对BR喷层治水与支护耐久性是非常关注的。因本技术有效的提高了喷射物粒子粘结力和粘结附着力，经检测粘结力大于3.4MPa，在常规的喷射混凝土工程中，这样的质量是极为少见的。所施工程无剥离，不起鼓，粘着牢固。喷层厚度8——12cm，抗渗大于S20的自防水质量，封闭了岩体渗漏水的通道，达到主动治水的目的。

另外，BR水化物——无机硅胶体对混凝土体内钠离子拆出有抑制作用，杜绝化学腐蚀。对于喷层提高耐久性。抗渗自防水的性能是非常有利的。

本项技术对支撑的钢拱架和钢筋无锈蚀危害。

本项技术是用BR速凝型增强防水剂喷射混凝土工艺，顶林水作业，在顶板每平方面积淋水量1m3/h的条件下，用本技术可治水封闭岩体，治理淋水，喷层抗渗大于S30的抗渗性能。

1、凝固时间：BR速凝型增强防水剂喷射混凝土凝固时间30s一7min；

2、喷层厚度10cm，喷射混凝土配制C20的级别，喷层抗渗大于S20；

3、提高抗压强度10——30％，粘结力大于3.4MPa；

4.适用地质条件：表土层渗淋水，砂层涌水封治，泥质角砾者普淋普渗，各种基岩淋水和冶金矿硫酸根离子含量448mg／L，均可预水治理。目前，己实施治水工程四万延米，均取得良好效果。

在锚喷治水支护层的表面，干燥无淋水的条件下，浇筑BR泵进自防水混凝土为第二道工艺，混凝土抗修大于S32，抗压提高10—20％以上，耐久性稳定。

隧道施工论文篇7

关键词：隧道程 卓越工程师计划 课程整合 实践学分 工程职业道德

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（b）-0000-00

1 引言

国家卓越工程师教育培养计划（下文简称卓越计划）是为贯彻党十七大所提出的“走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署”，为落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》而实施的高等教育重大计划[1]。卓越计划的实施可促进促进工程教育改革和创新，提高我国工程教育人才培养质量。

作为国家卓越计划的第二批试点院校，重庆交通大学土木建筑学院以2012级隧道与轨道工程两个班为试点班级，采用卓越计划培养模式的教学大纲。根据试点班级的教学效果，再对教学大纲进行修订并进一步在其他专业推广。《隧道工程》是隧道与轨道工程专业的主干专业课程，要求学生同时具有理论知识和现场工程实践经验，这刚好符合了卓越工程师的培养理念。因此基于“卓越工程师计划”的培养模式和培养方案，对《隧道工程》课程进行改革十分必要。

2 《隧道工程》课程的现状和不足

《隧道工程》的教学目的是使学生掌握有关山岭隧道的勘察、构造、结构设计原理、结构计算、施工、监测、通风、照明的基本知识，对山岭隧道有比较全面、深入的了解，从而具备从事隧道工程施工和管理的基本知识，具有解决复杂围岩中隧道设计的能力。

按照传统的培养方案，隧道与轨道工程专业的学生在大三下学期进行《隧道工程》（48学时理论，共3学分）的学习，在大四上学期进行《隧道结构电算》（24学时理论+16学时上机教学，共2学分）和《隧道通风与运营设施》（32学时理论教学，共2学分）。通过以上3门课程的学习，可以使学生系统的掌握隧道勘查、设计、施工和运营整个生命周期的理论基础和工程特点，但该培养模式有以下两方面的不足：

（1）在《隧道工程》课程中，已经简略的介绍了有限元的基本原理和隧道通风设计和施工措施，而《隧道结构电算》对有限元的基本原理和软件计算、《隧道通风与运营设施》对通风原理、设计和运营管理又进行了细化讲授。这3门课程的教学内容有一定的重复、时间搭接不连贯。

（2）传统的《隧道工程》课堂授课在现场实践之前进行，虽然老师们花费了很大的精力搜集了大量的现场图片和少量的施工录像，但这对于整个隧道施工的生命过程而言显得很单薄，并不能满足学生对现场的求知欲和现场真实感。传统的隧道现场实习安排在毕业实习中，此时课堂授课已经结束近1年。学生在现场实践过程中往往会感慨：“原来是这样啊”！实践教学确实会加深学生对隧道理论学习的认识，但却因为时间安排的原因，无法提高《隧道工程》课堂授课的效果。

3 基于“卓越工程师计划”的《隧道工程》课程改革

3.1 相似课程的整合

针对目前《隧道工程》与其他课程的内容有重复的问题，依据卓越工程师培养计划的指导思想，制定新的课程大纲，将《隧道工程》、《隧道结构电算》、《隧道通风与运营设施》三门课程进行打通讲授。通过改革后《隧道工程》，不仅能使学生从整体上掌握公路隧道的勘察、设计理论，而且可掌握隧道结构设计的电算软件，做到理论基础与软件操作的统一；同时可对隧道的防排水、照明、通风的设计和运营管理有系统的认识。并通过与之匹配的课程设计，使学生掌握隧道勘察、设计、施工和管理的整个过程。

整合后的《隧道工程》充分利用了每个课时，授课内容层层递进，使学生全面掌握的隧道设计理论和软件设计操作实践。同时，在电算软件学习过程中，发挥三维数值仿真软件模型立体化、结果形象化的优势，建立和演示隧道结构-围岩相互作用的数值模型，不仅可辅助学生对知识点的理论，还可激发学生的科研激情。

3.2 课堂授课与隧道现场实践的结合

针对课堂授课与隧道现场实践时间安排不相匹配的问题，在《隧道工程》课程中专门设置0.5学分的现场实践要求。利用合作企业所提供的隧道设计、施工现场基地，在工程现场搭建教学平台。改变隧道现场时间的时间，做到课堂理论学习与现场实践学习的同步推进。此外，扩展现场实践的途径，可充分发挥多媒体的优势，通过录制隧道勘查、施工、运营期间的录像，生动、贴近实际的讲授书本理论知识。通过隧道现场的实践，学生可充分体会到隧道线路选择、地质超前预报的重要性，直观的建立隧道设计与施工的转化关系，在理解中学习，避免陷入死记硬背的误区。

3.3 工程职业道德教育

近期频出的隧道施工事故，已经引起了广大教育者的重视和警醒，目前的隧道工程教学忽视了对学生工程道德的教育。学校中的土木专业学生是工程中的卓越工程师，将承担起建设国家重大工程项目、推动工程技术进步的重任。有技术而无道德的工程师，是最大的潜在隐患。为了国家工程建设的未来，必须将对学生的工程道德教育引入本科课堂。结合已建或者在建工程的事故案例，引导学生分析工程出现问题的原因，同时加强学生的技能教育和道德教育。

4 结语

依据国家“卓越工程师培养”的思路，结果本校《隧道工程》的特点，通过对课程内容、教学手段的改革，实现多角度、多层次的课程讲授，必定会达到更好的教学效果。辅以工程职业道德教育，培养培养技术过硬、职业道德高尚的卓越工程师，为国家的建设添砖加瓦。

参考文献

[1] 王宝玺. 关于实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J]. 高校教育管理学报，2012，6（1）：15-19.

[2] 施成华. 隧道课程互动式教学方法的探索与实践[J]. 长沙铁道学院学报（社会科学版），2009，10（3）：87-88.

[3] 孙明磊，朱正国. “隧道工程”课程教学改革与实践[J]. 教师，2009，20：60-61.

[4] 宋玉香，贾晓云，刘勇. 强化科研 提升隧道工程教学品质[J]. 高等建筑教育，2010，19（4）：96-98.

隧道施工论文篇8

关键词：隧道工程；连拱隧道；设计施工理论；动态施工力学

中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：

1连拱隧道的设计施工理论

早期隧道的设计完全是凭经验进行的 ,到十九世纪初才逐渐形成自己的计算理论 ,用于指导隧道的设计与施工。隧道设计计算理论的发展 ,大致可以分为以下几个阶段:刚性结构设计阶段 ,弹性结构设计阶段 ,考虑弹性抗力设计阶段 ,弹性地基梁设计阶段 ,连续介质设计阶段(包括解析法和数值法),现代复合支护设计与优化设计阶段。

连拱隧道的结构设计主要包括初期支护、二次衬砌、中隔墙和防水层设计。直中墙连拱隧道和曲中墙连拱隧道由于中墙设计方法不同 ,使它们具有连拱隧道的共同特性外 ,又具有各自的特点。直中墙连拱隧道的一般结构型式及施工顺序如图 1 所示。它与单洞隧道的主要区别在于直中墙和排水系统 ,其中墙在中导洞贯通后即浇筑 ,它既是初期支护和二次衬砌的支撑点 ,又是防水层的支撑结构。洞室开挖后初期支护支撑于中墙 ,而防水层则绕过初期支护与中墙的结合部越过中墙顶与洞室内其它防排水设施形成完整的排防水系统;中墙的中央纵向每隔一定间距设竖向排水管 ,以排除中墙顶凹部的积水。中导洞与中墙之间的孔洞只有在初期支护和中墙防排水层施工完成后回填。这样就由于中导洞与中墙之间的孔洞得不到及时回填造成开挖时毛洞跨高比增大 ,使洞周围岩石于较为不利的受力状态 ,从而影响施工安全和进度 ,而且由于没办法回填密实 ,也给营运安全带来隐患。再因部分围岩裂隙水经中墙顶凹部通过排水管排入排水沟 ,容易造成凹部积水 ,并且该部位排防水系统施工难度大 ,质量难以控制 ,造成隧道中墙渗水 ,影响结构耐久性和营运安全。直中墙连拱隧道施工工序如图 2 所示( Ⅱ～ Ⅲ类围岩),其顺序是: (1)开挖中导洞 ①,施作临时支护 ②及中墙砌筑 ③; (2)开挖边导洞 ⑤,施作初期支护和二次衬砌 ⑥及防水层 ④; (3) 开挖拱部、施作初期支护和二次衬砌及防水层; (4) 开挖左、右底部 ,施作仰拱及回填 ,施作路面及排水系统; (5) 左右边导洞、仰拱开挖不得同时进行 ,施工中应注意及时支撑 ,并平衡推力。曲中墙连拱隧道一般结构如图 2 所示 ,它与直中墙连拱隧道的主要区别在于中墙及其处的排水处理。在中导洞贯通后即修建中墙 ,要求中墙顶部与中导洞顶紧密接触 ,这样就克服了直中墙连拱隧道中导洞与中墙之间的存在着空洞的缺点 ,使主洞开挖时毛洞跨度相对减小 ,有利于洞周围岩的稳定。其施工顺序( Ⅱ～ Ⅲ类围岩) 是: (1) 开挖中导洞 ①、临时支护 ②及中墙砌筑 ③; (2) 开挖左洞上导坑 ④及初支⑤; (3) 开挖右洞上导坑 ⑥及初支 ⑦; (4) 开挖左下导坑 ⑧,施作左洞边墙及仰拱仰拱初支 ⑨; (5) 开挖右下导坑 ⑩,施作右洞边墙及仰拱初支 ; (6) 左洞仰拱浇筑及二次衬砌,施作路面及排水系统;(7) 右洞仰拱浇筑及二次衬砌,施作路面及排水系统。与图 1 工序相比较 ,图 2 少了两个侧导洞的开挖和支护及中墙回填三个步骤 ,从而节省了施工时间和工程费用。对于连拱隧道的洞口设计根据周围的地形条件 ,结合隧道的防排水要求 ,遵循“早进洞 ,晚出洞”的原则确定洞口位置。对于岩质稳定的 Ⅳ类以上围岩和地形开阔地区 ,常设计端墙式洞门;对于地质条件差的 Ⅲ类以下围岩以及需要开挖路堑的地方 ,采用翼墙式洞门;当洞口岩层坚硬、整体性好、节理不发育且不易风化 ,路堑开挖后仰坡极为稳定 ,并且没有较大的排水要求时采用环框式洞门; 当洞外需要设置遮光棚时 ,其入口通常外伸很远 ,此时采用遮光棚式洞门。另外还有柱式洞门和台阶式洞门 。

图 1 中墙连拱隧道一般结构

图 2 曲中墙连拱隧道一般结构

隧道洞门构造按照规范施工 ,洞门墙的厚度可按计算或结合其他工程类比确定 ,但其厚度最小不得小于 0. 5m。洞门墙必须置于稳固地基上 ,而且基底埋入土质地基的深度不应小于 1m ,嵌入岩石地基的深度不应小于 0. 5m。对于地基强度偏小的松软地基 ,可根据情况采用扩大基础、换土、桩基础、压浆加固地基等措施。

连拱隧道是埋置于岩土层中的地下结构物 ,周围被围岩所包围 ,它的受力、变形与围岩密切相关 ,支护结构与围岩作为一个统一的受力体系相互约束 ,共同工作。这种共同工作正是地下结构与地面结构的主要区别。从地下结构理论发展情况看 ,设计计算方法大致分为几种:即结构力学方法(荷载- 结构模式) 、岩体力学方法(地层 - 结构模式) 、监控设计方法、工程类比法以及目前常用的有限元设计计算法。

1963 年奥地利学者 L. 腊布兹维奇提出“新奥地利隧道施工法”(New AustriaTunneling Method),简称新奥法(NATM) 。它是以控制爆破或机械开挖为主要掘进手段 ,以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法 ,理论、量测和经验相结合的一种施工方法。同时又是一系列的指导设计和施工的原则。它更多的还是一种设计概念、设计理念。由于连拱隧道形状、结构复杂 ,要得出连拱隧道的理论解析是相当困难的。因此设计时要求遵循新奥法原则 ,常采用工程类比法和监控设计方法以及有限元法设计计算。

2 连拱隧道的现场监控量测

例如，双连拱隧道在日本从 1974 年在伊祖隧道首次采用 ,我国于 20 世纪 90 年代陆续开始采用 ,目前在云南、福建、安徽、浙江、湖南和广东等省份已经和正在修建的公路连拱隧道几十座 ,如今对连拱隧道研究主要根据铁路隧道和小跨度隧道的经验。由于隧道围岩地质条件复杂 ,其物理力学参数受地质条件、支护方式、支护时间、开挖方法和地下水的影响 ,导致了隧道支护衬砌结构受力的不确定 ,隧道地下工程结构的设计目前仍以工程类比为主 ,理论计算仅作定性分析。因此对隧道进行监控量测是非常重要的 ,同时也是新奥法设计中的一个重要组成部分。而连拱隧道结构类型在国内外都是一种比较新颖的结构形式 ,从设计到施工都还处于摸索阶段 ,因此对连拱隧道进行监控量测 ,掌握围岩的动态变化及隧道结构的受力分布特征是非常重要的 ,也是为以后同类的结构隧道积累科学数据及经验。通过监控量测 ,指导施工 ,调整施工工序 ,修正支护参数 ,确保隧道的顺利贯通。

3拱隧道的研究方向展望

(1) 一步优化连拱隧道设计理论 ,为修建更多的连拱隧道提供理论依据;

(2)大力开展连拱隧道现场监控量测试验研究 ,对围岩稳定性进行预测预报;

(3)加大连拱隧道开挖的超前预报力度 ,确保施工安全;

(4)加强连拱隧道动态施工力学研究 ,一是开展连拱隧道室内模型试验 ,二是进行隧道开挖仿真模拟分析 ,优化连拱隧道的设计施工 ,更好地指导现场施工;

(5)进一步做好连拱隧道中墙防排水工作。

参考文献：

[1] 李国锋. 联拱隧道施工技术[C]. 2001 年全国公路隧道学术会议论文集. 北京:人民交通出版社 ,2001. 181～187.

[2] 高世军. 双联拱隧道的技术性设计[C]. 2001 年全国公路隧道学术会议论文集. 北京:人民交通出版社 ,2001. 46～50.

隧道施工论文篇9

关键词：公路隧道工程 施工阶段风险 评价指标体系 模糊层次评价模型

中图分类号:F540.3 文献标识码:A

文章编号:1004-4914（2012）02-290-04

一、引言

本文对公路隧道工程施工阶段质量风险的研究，在参考工程质量风险评价以及其他行业的风险评价研究的基础上，将风险评价的基本理论应用于公路隧道工程质量风险评价，实现对公路隧道工程施工阶段质量风险评价的研究与探讨。本文对公路隧道工程施工阶段风险评价进行全面研究，完善隧道施工质量风险管理体系，为从事隧道施工的单位和相关人员提供分析隧道施工阶段质量风险的管理方法及应用程序具有重要的理论意义和现实意义。

二、公路隧道工程施工阶段质量风险的构成与指标分析

公路隧道工程项目规模大、投资高、涉及面广、技术密集，对社会、国民、经济等要素都有着重大影响。公路隧道工程质量风险是将一般质量风险概念运用于隧道工程研究中的特例，是指隧道工程项目在设计、施工和竣工验收等各个阶段可能遭遇的质量风险。本文主要从人员的因素、物的因素、方法的因素、环境因素等四个方面对公路隧道工程项目施工阶段存在的质量风险进行分析。

1.人的因素。人是指直接参与隧道工程施工的组织者、指挥者和操作者。人作为控制的对象，是避免产生失误；作为控制动力，是充分调动人的积极性，发挥人的主导作用。人的因素影响主要包括人的技术水平、人的生理缺陷、人的心理行为以及人的错误行为等。而其中人的政治素质、业务素质和身体素质是影响质量的首要因素。故本文在总结人的指标归纳为两个:隧道工程管理者的素质和操作者的素质。

2.物的因素。公路隧道工程作为实体工程，物的因素影响是必然的。本文主要讨论物的因素主要包括材料（包括原材料、成品、半成品、构配件）和机械设备对公路隧道工程质量风险的影响。材料构成隧道工程实体的物质基础，材料费约占隧道工程造价的60%，而且品种多，数量大，所以工程材料的质量对工程项目的质量有着重要的影响，因此对公路隧道工程材料的质量进行严格控制对提高隧道工程的质量具有重要的意义。

隧道工程施工中采用了大量的各种施工机械，加快了施工进度，也促使了隧道施工技术的不断发展，而其中机械设备的选择和利用率，是主要部分。故本文以机械设备选择的合理性和机械设备的利用率作为其主要指标之一，来分析其对隧道工程质量风险的影响。

3.方法的因素。隧道工程所谓方法主要是指隧道工程项目的施工组织设计、施工方案、施工技术措施、施工工艺、检测方法和措施等。所采取的“方法”是否得当，直接影响到工程项目的质量形成，特别是施工方案是否合理和正确，不仅影响到施工质量，还对施工的进度和费用产生重要影响。因此应结合工程项目的实际情况，从技术、组织、管理、经济等方面进行全面分析，确保施工方案在技术上可行、经济上合理，方法先进，操作简便，既能保证工程项目质量，又能加快施工进度，降低成本。

4.环境的因素。影响隧道工程质量的环境因素较多，归纳起来有三个方面，即隧道工程技术环境、隧道工程管理环境和劳动环境。其中，隧道工程技术环境即隧道工程地质、地形地貌、水文地质、工程水文、气象等；隧道工程管理环境主要包括质量管理体系、质量管理制度、工作制度、质量保证活动等；劳动环境包括劳动组合、施工工作面等。在工程项目施工中，环境因素是在不断变化的，如施工过程中气温、温度、降水、风力等。前一道工序为后一道工序提供了施工环境，施工现场的环境也是变化的。不断变化的环境对隧道工程项目的质量就会产生不同程度的影响。因此，环境因素的控制，就是要通过合理确定施工方法，安排施工时间和交叉作业等，为施工活动创造有利于提高质量的环境。

三、公路隧道工程施工阶段风险评价模型的构建

1.评价指标体系的建立。根据前面对公路隧道工程施工阶段质量风险因素的分析，本文建立以下指标体系，如图1所示。

2.模糊层次评价模型的建立。

（1）确定因素的层次。设因素集为U=（u1，u2,…，um）,ui（i=1，2，…m）为第一层次（即最高层次）中第i个元素，它由第二层次中n个因素决定。即：

ui=（ui1，ui2,…，uin）,（i=1，2，…m）

（2）建立权重集。运用AHP法分析每一层中各个指标的重要程度，分别给每一指标赋予相应的权重并进行归一化处理。通过10名相关行业、有丰富经验的专家对该项目各方案中的每个因素进行打分，并运用统计方法确定出各个不同因素最终的权值大小。如下表所示:

故归一化后，一级指标权重分配为：

因素W（0.1186，0.0951，0.3265，0.4598）

同理，可以得出二级指标权重分配：

人的因素W1（0.6210，0.3790）

物的因素W2（0.5360，0.2694，0.1946）

方法的因素W3（0.5373，0.3743，0.0884）

环境的因素W4（0.4325，0.1779，0.3896）

（3）评价集建立。评价集就是评判者对评判对象可能作出的各种总的评价结果组成的集合。公路隧道工程项目施工阶段风险程度的评价是一个模糊概念，是用经典数学无法解决的。本文将评价集划分为五个等级，如下：

V=（v1,v2,v3,v4,v5）={低风险，轻低风险，中度风险，较高风险，高度风险}

（4）评价矩阵。用隶属度分别描述各子因素相对于评判集V的隶属程度，得出单因素模糊评判矩阵。

其中，r'ij表示第i个一级评价指标下的第1个二级指标隶属于第j个评价等价程度，i为一级指标的数目，k为第i个一级指标下的二级指标的数目，n为评判集中评语的数目，r'ij的意义及求法如下:

首先由各位评价委员对每个被评价的子因素进行评定，然后通过统计整理的方法得到相对于子因素Vij的若干个评语:其中包括Vij1个u1级评语，Vij2个u2级评语，…以及Vijn个un级评语，则子因素层指标Vij隶属于第uk级评语的程度即隶属度为:

（5）模糊综合评价运算。

一级模糊综合评判:

二级模糊综合评判：

式中，bk（k=1，2，…，p）表示评判对象按第一层次中所有因素评价时，第k个元素的隶属度。B为模糊综合评价的结果；W为模糊评价因素权重集合。

此为风险指标评价的最终结果，从中可以直观地反映出某公路隧道工程施工阶段所面临的质量风险。

四、案例分析

1.工程概况。湖南省HT高速公路是国家高速公路网“7918网”规划南北纵向线中的第7纵―包头至茂名国家高速公路的重要组成部分，是湖南省“五纵七横”高速公路网规划中的第5纵。HT高速公路起自怀化市竹田西互通，与SH高速公路怀化连接线相接，并与包茂高速公路JH段相接，路线全长197.636Km。

本项目位于湖南省最偏远的湘西南，项目区处于云贵高原向江南丘陵的过渡地带――雪峰山之西麓，呈南高北低的总体地貌格局，地势起伏明显，高差较大，侵蚀、溶蚀构造地貌形成沟溪较发达。其隧道多处于板岩地区，围岩情况整体性较差，多为薄层结构，水系发育，围岩遇水软化易崩解，节理裂隙较发育，围岩级别和原设计有多处不符，针对复杂的施工环境和技术难度，有三位专家参与施工阶段风险因素的预测工作，分别是项目经理、风险分析专家和技术专家。

2.施工阶段风险评价。根据前文评价指标体系的建立以及层次评价模型的构建，可以确定一级指标和二级指标的权重分配以及评价集的划分。

用隶属度分别描述各子因素相对于评判集V的隶属程度，得出单因素模糊评判矩阵如下：

一级模糊综合评判:

B1=W1°R1=（0.156，0.204，0.297，0.288，0.115）

B2=W2°R2=（0.259，0.2411，0.295，0.135，0.071）

B3=W3°R3=（0.184，0.165,0.256，0.25，0.145）

B4=W4°R4=（0.237，0.222，0.215，0.223，0.103）

二级模糊综合评判，并做归一化处理后为：

此为湖南省HT高速公路隧道工程施工阶段质量风险指标评价的最终结果，得出HT高速公路隧道工程施工阶段质量风险等级为较高风险。根据以上结果可以得出湖南省HT高速公路隧道工程施工阶段质量风险分布饼状图：

3.风险评价结果分析及应对。根据以上对湖南省HT高速公路隧道工程施工阶段质量风险进行评价，可以得出以下结论：

（1）在人员的因数、物的因素、方法的因数、环境的因素四个影响因素中，方法因素和环境因素所占的比重较大，为主要风险。为减少方法因素引起的质量风险，项目部应积极引进先进的技术（如提高掘进效率和光爆效果等）、采取正确的施工工序（例如：控制好掌子面掘进、下台阶掘进和二衬施工工序的调整以及钢筋原材料的加工等工序调整工作）。对于环境因素引起的质量风险，项目部应该积极做好地质预报和监控量测工作，及时掌握隧道施工中隧道的地质情况和隧道初支变形、沉降等，以其指导施工，以确保施工的安全与质量，同时建立良好的劳动保障以及质量安全控制制度，以此促使施工有条不紊地进行。

（2）在四大影响因素中，人员风险所占的比重次之，为较主要风险。为减少经济风险，项目部应根据施工实际情况积极召开技术交流和技术交底会议以及多种形式的培训工作等，提高项目部隧道工程施工管理水平和施工队伍现场操作，从而使施工管理者的施工管理水平和施工操作者的操作水平得到提高，并且更好地与施工现场实际情况相结合，使施工隧道质量风险得到较好的控制。

（3）物的因素所占的比重最小，为次要风险。为控制这种因素对质量风险的影响，项目部保证机械使用的合理性与正确性，购置先进的设备，尽量避免设备闲置，以确保施工的效率，在实际操作中，重视技术交底工作，使机械的操作更加规范，保障隧道施工的顺利进行。

五、结论

该评价模型具有可行性和易操作性等特点，通过以上建立的指标体系和模型,可以对某一公路隧道工程施工阶段质量风险进行评价,从而得出隧道工程的质量风险水平。

参考文献：

1.佘娜.工程质量风险评价及评价模型的研究[学位论文].重庆：重庆交通大学，2007

2.陈远祥,周高平,宾雪锋.工程项目施工阶段投资风险层次分析辨识模型[J].广西交通科技，2003(3)

3.张庆峰.基于模糊网络分析的隧道施工风险评价[学位论文].重庆：重庆交通大学，2008

4.杜栋.庞庆华.现代综合评价方法与案例[M].北京:清华大学出版社,2005

5.胡建兰,王鹏飞,史庆忠.建筑工程施工安全事故的模糊综合评价法[J].建筑安全，2007（4）

隧道施工论文篇10

关键词： 明挖法；隧道施工；近接桥梁；基桩、影响；对策

中图分类号： U455 文献标识码： A

前言： 随着我国经济的进一步发展，对于交通的要求越来越高，一些偏远地区以及城市的地下空间成为人们开辟的焦点，在修建铁路时或者在修建地下通道时，经常会在一些山体或者地下开凿隧道，以减少修建道路的距离，降低施工的成本。然而，在对有些隧道进行施工时，有时会遇到不同的地质条件，采用明挖法施工时可能会对周边环境产生一定程度的影响，一旦出现大幅度的扰动，就有可能造成工程灾害的发生。针对这样的问题，科研人员按照隧道与原有地质条件的共同特点及相应的空间上的分布情况，对施工期间受到影响的不同地区，按照轻重等级进行了分类，据此确定施工的具体策略。本片文章详细描述了在隧道施工的过程中，以三维有限模型为理论依据，分析了施工时对近接桥梁的桩基的原有结构产生的影响，并根据得到的数据，将所造成的影响控制在合理的范围之内，以下就是具体的论述过程：

一、隧道施工的概述

1、隧道的设计

不同的气候条件、地理环境以及周围排水状况是隧道建设需要考虑的主要因素，对于实际高度在四千至五千厘米高度的隧道来说，槽深的范围控制在五百至七百厘米，长度大约一千二百米，线路的初始建设应当以施工地点的总泵站为宜，方向为自北向东。

2、施工位置的地质条件和水文状况

不管对于何种工程施工，在施工之前，仔细全面的掌握当地的地质状况和水文条件是极其必要的，隧道施工也是如此。这是因为，只有在在了解一定的情况后，才能具有针对性的采取一定的措施。在地质勘探方面，一些学者已经通过大量的实验，得到较为准确的结论。结论显示：在地下大约七百厘米左右的土层上含有较多的滞水，这表明一般可以不去过多的考虑排水的问题。同时，实验的数据显示，地表的人工堆积土层的厚度在11米至12米左右较为合适，然后依次分别填入粉土、二层粉质粘土、最后在铺三层细沙，确保地质条件符合施工的标准。但是，有一个很关键的问题需要特殊的注意，就是当人工堆积的土层下有沉积层时，应先铺筑几层粉土做为保护层，其余的再用粉质粘土来填充，最后在铺设几层的粉土和粉质粘土，就能彻底的解决问题了。

2、实验有限元数值的分析

①有限元数值模型的确立

每个即将施工的隧道都会在设计的图纸中含有较多精细的数值，这些有限的元数值在经过反复的运算之后，可以得出其具体的大小，一般确定在30m*50m*50m为宜，这组数据的具体含义是：施工人员应该在本来的施工方向上设定为30米，在施工隧道的横截面上选取50米，同时在深度上确定为50米。隧道施工也需要在材料的选择上进行综合的考虑，弹塑性材料通常是隧道施工的主要材料，摩尔库伦理论是解决本构方程的核心计算依据，对于工程的土体和承台应以实体单元为主，梁单元则非常适合隧道的桩基建设，衬砌工程通常选择板单元。对于所设定的有限元数值模型，仅仅包括以上的三个方向是不够的，隧道施工的侧面和底面同样需要考虑进去，应采用一定的方法对其加以限制。隧道的桩基是隧道建设的关键性因素，选择古德曼的接触单元可以对承台施工过程中可能出现的水位平移问题产生有效地约束，对于隧道的承载能力则需要考虑隧道顶部的土层压力和隧道底部的土质结构，同时不要忽视隧道本身对地面产生的重力。

②隧道的衬砌建设和挖掘的模拟

隧道建设，需要对土体进行大量的开凿，然而在开始挖掘之前，土层本身就受到其自身的重力影响以及一些其他的重力的作用，受压变形，并且在隧道真正开始开工之后，基坑所承受的土体的压力就会稍微减弱，土体的重力对其的荷载在一定程度上得到释放，该篇文章通过以下的几种方法，对实际的隧道施工进行逼真的模拟，记录下其具体工作流程：

a）适当的扩大隧道本身的重力，让承台、桩基发挥其功能，同时保证桩基的位移距离为0，这样做的目的就是为了在隧道进行真正施工前取得很好的应力场。

b）先对隧道的一部分进行挖掘，让此部分的功能带动其他单元，让隧道的衬砌作用发挥最大化，目的是为了让隧道内部的衬砌部分的施工与实际当中更加符合，提高模拟度。

c）隧道建设的施工过程要不断的根据需要在关键的位置设置临时支撑点，这时一般选用梁单元最为合理，因为其具有足够的内应力，但是梁单元的选用应该根据土层所承受的侧压力来适当的选择。

土体侧移问题的解决

③实验结果

任何隧道在施工的过程中都无法保证不会对周边的土体造成影响，只是会对周围产生的影响程度有所不同，一般都呈现由中间向四周递减的规律，土体所受影响是最为明显的，土体的改变会影响到隧道的桩基的状况，以上的种种情形可以促使我们对具体的实验结论进行进一步的了解，通过分析，最终得到了准确的实验结论，结论如下：

A：土体所受影响的规律

隧道建设都需要对土体进行开凿，土体在人们进行挖掘的过程中，会释放一定的应力，这种力就会造成挖掘点周围的土体，有着向挖掘点靠拢的趋势，当隧道施工进行到中部时，这时的应力是最大的，并且应力的大小呈现出由隧道中部向隧道的两端逐渐变弱的的规律。这种规律的形成是由于土体在开挖的过程中，土体侧向压力释放到外部而产生的，侧向的压力在隧道中部弯曲的程度最大，因此弯曲的数值也呈现出由中部向两端递减的规律。

B：隧道底部的土移问题

隧道基坑的施工可能会导致基坑底部的部分土体出现松动，进而影响到土体的应力的变化，相应的基坑底部的土体就会向上收敛，规律是：隧道基坑底部的收敛值达到最大，也就是说土体释放出的应力造成的弯曲值也达到了最大。

C：隧道基坑的沉降规律

以上的一系列数据足以显示出，隧道施工对周围土体的影响是不可避免的，这种摩擦力会导致隧道的桩基会因此发生沉降。在桩基的上部总会有新的基坑的出现，因此桩基的上部所承受的摩擦力会最大，而下部则相对较小，所以就是桩基上部沉降问题严重，下部则不会太明显。

D：桩基的水平位移问题

隧道基坑施工往往会造成土体的受力出现难以预计的变化，基坑都建造在桩基的上部，桩基上部的土层会随着桩基的移动而出现向着基坑的方向移动的规律，而正如前面所说，桩基的下部所受外界压力的影响较小，上部与下部位移的程度不符，就会出现扭曲的状况。此外，还应该注意到一个问题，那就是桩基下部与桩基上部位移的方向不一致，也就是说桩基下部是向着与基坑相反的方向运动的。

二、具体对策

A ：对于基坑在挖掘过程中出现的向周围收敛的问题，可以在施工队伍进行具体的隧道施工时，增加对基坑的有效支撑，同时还要设置一些防护措施保护基坑的安全，防止外界力量对其产生影响。

B ：基坑的建设一般都会穿过桩基，这种现象会造成桩基的上部变形大于桩基下部的变形，并且也会造成桩基的上部和下部的位移方向相反，针对这一问题，可以通过对桩基周围的土体进行深层次的加固，尽最大程度降低对桩基本身的影响。

[结束语]：隧道建设是我国经济发展和生产生活必须面对的问题，然而隧道建设又是一项极为复杂的问题。隧道的建设可以造福人们，方便人们出行，但是如果不能有效控制其施工对近接桥梁桩基的影响，就会让其弊大于利，大大降低其建造的效果，为此本文针对隧道建设对近接桥梁产生的影响进行了全方位的分析，得出了科学准确的结论，提出了具有建设性意义的具体措施。

[参考文献]：