導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇隧道開挖方式，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

Abstract： Along with rapid rural development， China's building of railway and highway tunnel is more and more. Combined with production practice， the paper summarizes the tunnel construction of railway， and presents the construction technology and excavation method choice.

關(guān)鍵詞： 鐵路；隧道；開挖

Key words： railway；tunnel；excavation

中圖分類號(hào)：[U25] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2012）35-0094-02

0 引言

我國(guó)是一個(gè)山高水清的國(guó)家，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高，鐵路隧道也在不斷的增加，本人結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，以及具體工程案例主要針對(duì)案例中的隧道開挖施工技術(shù)，包括工程特點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)以及施工處理原則；洞口工程開挖與支護(hù)；洞身工程全斷面開挖；洞身開挖施工注意事項(xiàng)等做出了簡(jiǎn)要闡述分析，以供類似隧道工程參考。

1 隧道力學(xué)特征和施工特點(diǎn)

1.1 力學(xué)特征 較之前的建設(shè)單線和雙線鐵路隧道，客運(yùn)專線鐵路大斷面隧道，開挖的跨度較大、高度較高，下面是力學(xué)特征。拱頂巖塊崩塌的可能會(huì)更嚴(yán)重，隧道拱頂不是很穩(wěn)定，拱頂圍巖存在拉應(yīng)力區(qū)；標(biāo)準(zhǔn)有較高的圍巖強(qiáng)度或良好的地基承載力，隧道拱腳和邊墻腳處的應(yīng)力集中更嚴(yán)重；輔助施工措施要求更強(qiáng)，松弛壓力更大，淺埋隧道的埋深范圍較大，產(chǎn)生拱作用要求的埋深較深；開挖之后，圍巖自穩(wěn)的要求標(biāo)準(zhǔn)圍巖強(qiáng)度更高一些，隧道周圍圍巖呈現(xiàn)出更多范圍的塑性化和更大的變形。

1.2 施工特點(diǎn) 鐵路大斷面隧道施工非常的復(fù)雜， “勤量測(cè)、緊支護(hù)”更為關(guān)鍵；應(yīng)堅(jiān)持“斷面化大為小、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、短進(jìn)尺、勤量測(cè)，來(lái)對(duì)待堆積體、破碎地帶、淺埋處、洞口處、黃土隧道；對(duì)鐵路大斷面隧道建筑辦法的確認(rèn)、隧道的穩(wěn)固與安全有很大的干擾的，不僅包括圍巖的全面性，還有圍巖本身強(qiáng)度性。

2 鐵路大斷面隧道開挖方法選擇

汽車專線隧道開挖經(jīng)常用到的辦法為整體斷面方法、CRD工方法、CD工方法、臺(tái)階方法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑工方法，鉆爆方法依然是我國(guó)現(xiàn)在使用廣泛、成功的隧道建設(shè)方法。從建筑成本和工程效率斟酌，建設(shè)的先后順序是：全斷面方法正臺(tái)階方法臺(tái)階設(shè)臨時(shí)仰拱CD工方法CRD工方法眼鏡工方法；從工程的建筑安全正好相反。在建筑成本、工程效率、各方安全等方面，怎樣擇選適合的開挖方法，應(yīng)依照現(xiàn)實(shí)的情況理性均衡、結(jié)合考慮，是我們目前要面對(duì)的問(wèn)題。

2.1 整體斷面法 整體斷面開挖方法是指將全面的隧道開挖以及斷面當(dāng)時(shí)鉆孔、當(dāng)場(chǎng)爆破形成、一次初期支護(hù)一步到位的隧道開挖方法。整體斷面開挖方法施工起來(lái)相對(duì)很容易了，最好是運(yùn)用移動(dòng)式鉆孔臺(tái)車或全能臺(tái)架，整體斷面一次鉆孔，并使用裝藥連線，之后將鉆孔臺(tái)車撤后至安全地方再爆破，一次爆破成功，爆出碴之后對(duì)全面開挖輪廓來(lái)初噴，鉆孔臺(tái)車或多功能臺(tái)架再推移到開挖面就位，在進(jìn)行另一個(gè)爆破工序，同時(shí)，運(yùn)用支護(hù)臺(tái)架整體斷面施工作業(yè)僅剩初期支護(hù)工作。由于整體斷面方法一次開挖形成，開挖跨度非常大，高度也是非常高的，隧道周圍圍巖呈現(xiàn)較大空間的塑性化和非常嚴(yán)重的無(wú)形了，隧道拱腳和墻腳處的應(yīng)力集中更為復(fù)雜，隧道拱頂非常不穩(wěn)固。針對(duì)硬巖隧道，本身就有著很高的硬度，因此圍巖本身硬度根本不會(huì)干擾隧道穩(wěn)定與安全的關(guān)鍵要素。由于軟巖隧道本身強(qiáng)度大多比較低的，經(jīng)常會(huì)干擾隧道穩(wěn)固與安全的控制要點(diǎn)。對(duì)于按照《鐵路隧道圍巖分級(jí)判定標(biāo)準(zhǔn)》判定的圍巖級(jí)別，在確認(rèn)隧道開挖法時(shí)應(yīng)全面的想到圍巖本身硬度。硬巖隧道可經(jīng)過(guò)利用超前桿錨、超前預(yù)注漿、超前小管棚等協(xié)助工程建設(shè)來(lái)超前預(yù)加固，因而提升圍巖的全面性，但針對(duì)軟巖隧道，各種超前預(yù)加固措施對(duì)圍巖本身硬度提升面局限?？傊糠N要素考慮，結(jié)合原來(lái)相似的項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)鐵路大斷面隧道，整體斷面方法關(guān)鍵適合用非淺埋Ⅰ～Ⅲ級(jí)硬巖地層和Ⅳ～Ⅵ級(jí)軟巖地層。當(dāng)隧道處于非淺埋Ⅳ級(jí)硬巖地層時(shí)，在采取超前小管棚、超前錨桿、超前預(yù)注漿等協(xié)助施工問(wèn)題穩(wěn)固之后，還可以運(yùn)用整體斷面方法操作，但應(yīng)依照全面的圍巖狀況適當(dāng)縮短開挖進(jìn)尺。洞口段、偏壓段和淺埋段不適合運(yùn)用整體斷面方法開挖。整體斷面開挖方法有很大的操作空間，有利于運(yùn)用大型配套施工設(shè)備，提升建設(shè)效率，而且操作的工序少，管理起來(lái)簡(jiǎn)單一些，部分開挖方法降低了爆破震動(dòng)數(shù)量。開挖的面積非常大，圍巖得不到穩(wěn)定，讓每個(gè)過(guò)程都加大了工作量，每次深孔爆破勾起的震動(dòng)非常大，所以要求我們來(lái)精心的鉆爆設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格控制并執(zhí)行爆破作業(yè)。

2.2 臺(tái)階法 臺(tái)階法施工就是分成幾個(gè)不同的部分來(lái)同時(shí)進(jìn)行，就是將結(jié)構(gòu)斷面分成兩個(gè)或幾個(gè)部分，依照地層現(xiàn)有的情況和設(shè)備的配置狀況，我們結(jié)合原來(lái)的建筑經(jīng)驗(yàn)，依照鐵路斷面隧道本身的力學(xué)特征，綜合分析考慮圍巖等級(jí)劃分中的巖性指標(biāo)、巖體整體狀況等，臺(tái)階法適用于Ⅰ～Ⅳ級(jí)硬巖地層和Ⅱ～Ⅲ級(jí)軟巖地層洞口段、偏壓段、淺埋段，Ⅲ～Ⅳ級(jí)硬巖地層和Ⅲ、Ⅳ級(jí)軟巖地層，臺(tái)階法可以分成中隔墻臺(tái)階法、正臺(tái)階法等。根據(jù)當(dāng)下的形式狀況采用超前預(yù)注漿、超前小管、棚超前錨桿、超前大管棚等協(xié)助建設(shè)措施來(lái)作穩(wěn)固。臺(tái)階法開挖優(yōu)勢(shì)非常多，能使支護(hù)較早地合閉，要看項(xiàng)目的現(xiàn)狀、機(jī)械條件和地層條件，擇選適合臺(tái)階方式。這樣有利于控制構(gòu)架扭曲及構(gòu)成的地面下沉。上臺(tái)階尺度經(jīng)常制定在1～1.5倍大小，依照地層狀況，分成兩塊或多塊開挖。這樣做是有利無(wú)害的，臺(tái)階尺度超出這個(gè)局限，會(huì)迷失縱向承載拱受重的構(gòu)架，留下橫向平面承載拱受力構(gòu)架，臺(tái)階尺度之所以定為1～1.5倍洞徑，關(guān)鍵是在1～1.5倍這一塊的周邊地層出現(xiàn)橫向和縱向兩者承載拱的功能。在開挖的同時(shí)縱向變位非常大，上臺(tái)階斷面形狀不能太用力，上臺(tái)階如果較短，不足1倍洞徑，很容易導(dǎo)致洞頂土體下滑，導(dǎo)致我們工作的地方及其不穩(wěn)，主要是由于較軟的地層，洞內(nèi)縱向裂面超過(guò)了工作的地方。上臺(tái)階如果超出1.5倍洞徑的長(zhǎng)臺(tái)階，構(gòu)成拱腳就近承受力過(guò)大而使其沒(méi)有了穩(wěn)固性，很輕易的干擾到其它地方的正常，塑性區(qū)加大。

松軟地層避免運(yùn)用短臺(tái)階法操作。然而，如果強(qiáng)硬的巖地層，巖體比較全面，可設(shè)置超短臺(tái)階，以便于風(fēng)鉆打眼，采用爆破法施工。從安全方面分析，操作設(shè)備的配置必須按照以下要求去做，臺(tái)階尺度應(yīng)為1～1.5倍洞徑是正常的。對(duì)此，在運(yùn)用臺(tái)階法操作時(shí)，只有1～1.5倍洞徑長(zhǎng)度的臺(tái)階，不能分短臺(tái)階、長(zhǎng)臺(tái)階、微臺(tái)階。依照分的不同，臺(tái)階法可做成上下兩部分步開挖法和多部分步開挖留核心土開挖法。

2.2.1 上下兩部分步開挖法 上下兩部分步開挖法操作工序由圖1所示，該方法適合用在強(qiáng)度較硬巖Ⅲ、Ⅳ級(jí)，軟巖Ⅲ級(jí)，偏壓段、洞口段、淺埋段Ⅰ～Ⅲ級(jí)硬巖地層和Ⅳ～Ⅵ級(jí)較軟巖地層?？蓪嗝娣肿魃虾拖聝蓚€(gè)臺(tái)階同時(shí)開挖，臺(tái)階尺度正常調(diào)整在1～1.5倍洞徑（D）以里，但一定在地層失去自穩(wěn)能力之前抓緊開挖下一個(gè)臺(tái)階，支護(hù)構(gòu)成閉封構(gòu)架；如果地層很差的話，讓工作地方穩(wěn)定了，還可用以超前小導(dǎo)管支護(hù)等方式。上和下兩部臺(tái)階方法開挖示意圖見圖1。

2.2.2 多部分步開挖留核心土法 這種方法適合用在比較差的地層，偏壓段、洞口段、硬巖Ⅱ、Ⅲ級(jí)和淺埋段軟巖Ⅲ、Ⅳ級(jí)，圍巖非常軟的巖Ⅲ、Ⅳ級(jí)。上面的臺(tái)階取1倍洞徑可以繞圈開挖，留住關(guān)鍵土壤，可用系統(tǒng)超前小導(dǎo)管支護(hù)、預(yù)注漿穩(wěn)固在工作面；初期支護(hù)用網(wǎng)構(gòu)鋼拱架做；拱腳、墻腳設(shè)置鎖腳錨桿。開挖工序由圖2所示。

2.2.3 臺(tái)階法開挖優(yōu)劣勢(shì) 它是大部分方法里面的最基礎(chǔ)方法，所有較軟的圍巖地層，都可以用臺(tái)階法，因?yàn)樗`活多變，適用性強(qiáng)。而且，當(dāng)我們?cè)谂龅降貙泳哂凶兓瘯r(shí)，還可以在換其它的方法。臺(tái)階大部分利于開挖面的穩(wěn)固，應(yīng)有大量的工作時(shí)間和非?？斓牡牟僮魉俣龋饕巧喜块_挖支護(hù)之后，下半部工作則相對(duì)比較安全；我們要避免主要下部操作時(shí)對(duì)上部的穩(wěn)固性的干擾，臺(tái)階法開挖的不足是上和下部操作互相干涉，臺(tái)階法開挖會(huì)加大圍巖擾的數(shù)量等。

2.3 側(cè)壁導(dǎo)坑法 運(yùn)用這法開挖同時(shí)，單側(cè)壁導(dǎo)坑距離一般超前的在2倍洞徑之上。單側(cè)壁導(dǎo)坑法是指在隧道斷面一側(cè)先開挖一導(dǎo)坑，距離必須并一直超前，再開挖隧道斷面剩下的部分隧道開挖方法。很多是用人工獨(dú)立開挖、人和設(shè)備聯(lián)合開挖、人工和機(jī)械聯(lián)合出碴。確保工作的地方是穩(wěn)定的超前小管棚，超前錨桿、必須使用、超前大管棚、超前預(yù)注漿等協(xié)助操作措施來(lái)超前加以穩(wěn)定。斷面剩下的部分開挖的時(shí)候，可運(yùn)用控制爆破避免損壞已構(gòu)成的導(dǎo)坑的暫時(shí)支護(hù)。使用這種方法可加大跨斷面為小跨斷面，安全、可靠的使隧道順利開挖，將導(dǎo)坑跨度控制在4～6m，則斷面剩下跨度是8～10m。單側(cè)壁導(dǎo)坑法是來(lái)用于地質(zhì)較差、斷面非常大、采用臺(tái)階法開挖非常困難的Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖地層。

2.4 中隔墻法（CD工法） 把隧道斷面分成兩左右段，先開挖左（或者右）側(cè)，在開挖的同時(shí)還要在隧道斷面中間部分建個(gè)暫時(shí)的支撐隔墻，另一側(cè)隧道斷面的施工方法就是CenterDiaphragm工法，簡(jiǎn)稱CD工法，等到隧道斷面開挖的一側(cè)比例一側(cè)朝前后開挖。把隧道斷面分為兩段并在中間部分建立暫時(shí)的支撐隔墻，這種方法能使隧道斷面在開挖過(guò)程中更安全可靠，還能減小隧道斷面的跨度，使斷面受力更合理。

2.5 鐵路大斷面隧道開挖施工法的支護(hù)措施和協(xié)助措施 根據(jù)新奧法施工原理，聯(lián)合鐵路大斷面隧道的力學(xué)特征，為保證隧道穩(wěn)固和操作安全，應(yīng)該在擇選隧道開挖施工法同時(shí)運(yùn)用適合的支護(hù)方法和協(xié)助措施。①不只拱部、墻部要達(dá)成合格的標(biāo)準(zhǔn)的光爆效果，仰拱、交叉口、墻腳、洞室、底部、變斷面地方也應(yīng)該注意，用心對(duì)待隧道的整體斷面光面爆破操作。應(yīng)該按光面爆破來(lái)規(guī)劃，以降低超欠挖還能出現(xiàn)的應(yīng)力集中，及時(shí)達(dá)到和墻拱統(tǒng)一光面爆破結(jié)果。②開挖之后降低圍巖無(wú)形，打消應(yīng)力集中，立即初噴混凝土對(duì)開挖輪框巖面來(lái)密封和平衡。③為保證鐵路大斷面隧道承受的需求，使開挖斷面周圍構(gòu)成非常大空間的承載環(huán)，增加錨桿尺度；為降低承載環(huán)里面可能呈現(xiàn)的拉應(yīng)力，以使承載環(huán)的承受力度更有效，可運(yùn)用預(yù)應(yīng)力錨桿；為使承載環(huán)能立刻構(gòu)成，可使用快凝環(huán)氧樹脂錨桿、速凝砂漿錨桿等能立即受力的錨桿。④為使圍巖和支護(hù)初期一塊的承載構(gòu)架馬上構(gòu)成，要做好錨桿、鋼架支柱和復(fù)噴混凝土操作。⑤為化解拱頂不穩(wěn)固和墻腳、拱腳承受力大以及應(yīng)力集中的問(wèn)題，要增強(qiáng)對(duì)隧道拱腳、拱頂和墻腳的保護(hù)。⑥仰拱開挖應(yīng)該對(duì)整個(gè)斷面一塊完成，嚴(yán)禁待隧道開挖幾百米后才開始仰拱開挖、支護(hù)和二襯施工。應(yīng)依照圍巖狀況，制約開挖的進(jìn)度，仰拱開挖后支護(hù)初期應(yīng)立即來(lái)密封，嚴(yán)禁仰拱施工與無(wú)仰拱段撿鋪底同步進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝金印，劉楊.淺埋暗挖雙聯(lián)拱大跨隧道下穿既有線綜合施工技術(shù)[J].價(jià)值工程，2012，（14）.

篇2

關(guān)鍵詞：隧道施工 開挖控制 放樣方法

1工程概況

石牙山隧道屬?gòu)V梧高速公路河口至雙鳳段第五合同段，位于云安縣境內(nèi)，設(shè)計(jì)左線隧道里程LK53+366.16～LK57+922.07，長(zhǎng)4555.91m，右線隧道里程RK53+344.16～RK57+950.61，長(zhǎng)4606.45m。本工程為特長(zhǎng)隧道，設(shè)計(jì)為分離式雙洞四車道，左、右線間距約40m，設(shè)計(jì)行車速度為80km/h，采用復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)為錨噴支護(hù)、二次襯砌為模筑混凝土曲墻式襯砌。建筑限界凈高5m，洞內(nèi)行車道寬度7.5m，兩側(cè)設(shè)路緣帶。

2施工方法

結(jié)合目前國(guó)內(nèi)、外公路、鐵路、礦山等隧道洞身開挖的經(jīng)驗(yàn)和方法，我們根據(jù)不同地質(zhì)情況采用不同的洞身開挖方法：

洞口淺埋地段和Ⅴ級(jí)圍巖地段，采用留核心土環(huán)形上、下臺(tái)階開挖法。即全斷面分上、中、下三級(jí)臺(tái)階分段掘進(jìn)，上臺(tái)階掘進(jìn)一段距離后再進(jìn)行第二級(jí)臺(tái)階的掘進(jìn)，然后是第三級(jí)臺(tái)階仰拱部分的掘進(jìn)。三級(jí)臺(tái)階的掘進(jìn)過(guò)程中要始終保持一定的距離，并預(yù)留核心土。下圖中標(biāo)識(shí)的②、④部分為核心土區(qū)域。中間豎線表示當(dāng)分臺(tái)階掘進(jìn)仍不能滿足圍巖穩(wěn)定時(shí)，第二、三級(jí)臺(tái)階可再分左、右兩部分分別掘進(jìn)。

3測(cè)量放樣

測(cè)量放樣的主要作用是通過(guò)測(cè)量?jī)x器在施工掌子面上放出開挖輪廓線或周邊眼輪廓線，開挖輪廓線是以開挖斷面中心點(diǎn)為圓心、以設(shè)計(jì)凈空半徑+二次襯砌厚度+初期支護(hù)厚度+預(yù)留沉落量+施工誤差的和為半徑的圓弧線?，F(xiàn)階段常用的開挖輪廓線放樣的方法主要有：開挖面中心點(diǎn)坐標(biāo)法和開挖面中軸線法。隨道測(cè)量技術(shù)和測(cè)量設(shè)備的進(jìn)步，出現(xiàn)了一種全新的輪廓線放樣方法：免棱鏡全斷面法。下面是幾種測(cè)量放樣方法的介紹和總結(jié)：

3.1開挖面中心點(diǎn)坐標(biāo)法

這種放樣方法的基本原理是先用測(cè)量?jī)x器測(cè)量出開挖面的大致樁號(hào)，并放出該樁號(hào)的開挖面中心點(diǎn)坐標(biāo)，再以開挖面中心點(diǎn)為圓心、以開挖面輪廓半徑為半徑，在開挖面上畫出的圓弧線即為開挖面輪廓線。

如果說(shuō)上述誤差在隧道開挖施工中還能做為允許誤差的話，那么，在以隧道中心點(diǎn)為圓心畫出開挖輪廓線時(shí)產(chǎn)生的誤差就不能簡(jiǎn)單做為誤差處理了。由于以隧道中心點(diǎn)為圓心畫出開挖輪廓線是基于開挖面是一個(gè)完全垂直于隧道中線的垂直平面的，而上面提到開挖平面偏差可能達(dá)1m以上，實(shí)際放樣輪廓線投影到設(shè)計(jì)開挖面后就產(chǎn)生了投影誤差，以石牙山隧道二襯半徑576cm為例，實(shí)際產(chǎn)生的誤差達(dá)：576-（5762-1002）0.5=9cm，且隧道半徑越大、開挖面偏差越大，產(chǎn)生的誤差也就越大。誤差分析如下圖：

如上圖，在留核心土環(huán)形上、下臺(tái)階開挖法中的上臺(tái)階開挖中，位于下臺(tái)階內(nèi)的隧道中心點(diǎn)還沒(méi)有開挖出來(lái)，無(wú)法對(duì)隧道中心點(diǎn)進(jìn)行放樣，自然也就無(wú)法采用這種放樣方法進(jìn)行測(cè)量放樣。這就需要下面的放樣方法進(jìn)行鋪助放樣。

3.2開挖面中軸線法

這種放樣方法的基本原理是先用測(cè)量?jī)x器測(cè)量出開挖面頂部和底部的大致樁號(hào)，并分別放出開挖面頂部樁號(hào)的中線頂點(diǎn)坐標(biāo)和底部樁號(hào)的中線低點(diǎn)坐標(biāo)；再將兩點(diǎn)連線，并從頂點(diǎn)開始以0.5m為單位將連線分成若干等份（分段長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際需要確定）；經(jīng)過(guò)各等分點(diǎn)畫水平線，并以等分點(diǎn)為起點(diǎn)分別在水平線兩端量取長(zhǎng)度為L(zhǎng)的線段，這里的L=（R2-(R-0.5n)2）0.5，R為開挖半徑，n為從頂點(diǎn)開始的第n個(gè)等分點(diǎn)；在開挖面上逐個(gè)連接各線段外端點(diǎn)，其連線即為開挖面輪廓線。放樣原理如下圖：

這種放樣方法敘述起來(lái)好像比較復(fù)雜，其實(shí)在實(shí)際放樣過(guò)程中也是比較省時(shí)、省力的。因?yàn)檫@種放樣方法也只需用儀器放出隧道中線的上、下兩個(gè)點(diǎn)，剩下的工作是通過(guò)人工在兩點(diǎn)間進(jìn)行連線和劃分線段，然后以各等分點(diǎn)為中點(diǎn)、并通過(guò)等分點(diǎn)量取2L長(zhǎng)度，量出的各線段的端點(diǎn)連線即為放樣輪廓線。放樣過(guò)程比前一種方法多了一道工序，整個(gè)放樣過(guò)程耗時(shí)約25min左右的時(shí)間，加對(duì)點(diǎn)、放點(diǎn)、觀測(cè)、記錄的所有相關(guān)技術(shù)人員也只用4～5個(gè)人。

前面介紹了上一種放樣方法因隧道開挖掌子面是一個(gè)非常不規(guī)則的“平面”，在以隧道中心點(diǎn)為圓心畫出開挖輪廓線時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。同樣，在我們以等分點(diǎn)為中點(diǎn)并通過(guò)等分點(diǎn)水平量取2L長(zhǎng)度時(shí)，也存在類似的誤差：L-（L2-1002）0.5，且這里的L越小，產(chǎn)生的誤差比越大。如下圖：

以上兩放樣方法都存在較大誤差，較有測(cè)量經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員會(huì)在可能產(chǎn)生較大誤差處進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。但這種誤差屬系統(tǒng)誤差，且放樣值比設(shè)計(jì)值永遠(yuǎn)偏小，不能完全消除，造成欠挖。往往在開挖完成后，需要對(duì)欠挖部分洞身進(jìn)行補(bǔ)挖，而補(bǔ)挖控制不好反而又會(huì)造成超挖，非常不利于成本控制。下面介紹的第三種放樣方法則很好的解決了這方面的誤差。

3.3免棱鏡全斷面法

需要說(shuō)明的是免棱鏡全斷面法是本人在此暫時(shí)冠名，實(shí)際還沒(méi)有此專業(yè)技術(shù)名詞，這種放樣方法的基本原理是利用拓普康GPT―7000全站儀的免棱鏡激光測(cè)量功能和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)每一個(gè)放樣點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)地計(jì)算、放樣、測(cè)量，并使放樣結(jié)果無(wú)限接近設(shè)計(jì)值。

用拓普康GPT―7000全站儀進(jìn)行免棱鏡全斷面放樣法的具體操作步驟是：1、將隧道所有曲線要素（包括平曲線和豎曲線）、隧道開挖斷面要素（包括隧道輪廓線的各種半徑和相應(yīng)的圓心位置）等輸入測(cè)量?jī)x器；2、測(cè)量技術(shù)人員在完成建站后根據(jù)需要確定開挖輪廓線的放樣點(diǎn)數(shù)，并將點(diǎn)數(shù)輸入儀器；3、測(cè)量?jī)x器會(huì)自動(dòng)將設(shè)計(jì)開挖輪廓線分成相同數(shù)量等距輪廓點(diǎn)，并按順序編號(hào)；4、輸入想要放樣的輪廓點(diǎn)編號(hào)，將儀器對(duì)準(zhǔn)開挖面的任一點(diǎn)并測(cè)量；5、測(cè)量?jī)x器會(huì)通過(guò)發(fā)射激光和接收反向射測(cè)出該點(diǎn)所處橫斷面的樁號(hào)，并計(jì)算出到該斷面上想要放樣的輪廓點(diǎn)，儀器需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度（測(cè)量過(guò)程為免棱鏡狀態(tài)）；6、按計(jì)算結(jié)果將儀器轉(zhuǎn)動(dòng)至相應(yīng)位置并再測(cè)量（由于計(jì)算結(jié)果是基于斷面為完全平面而得出，與實(shí)際相差較大。為取得較快的測(cè)量速度，經(jīng)驗(yàn)是轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算值的2/3較為合適）；7、重復(fù)5、6項(xiàng)操作，直至儀器計(jì)算結(jié)果滿足允許誤差要求；8、輸入想要放樣的第二個(gè)輪廓點(diǎn)，重復(fù)操作5、6項(xiàng)直到放樣結(jié)束。

由于這種放樣方法會(huì)對(duì)每一放樣點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并計(jì)算相應(yīng)誤差，所以其放樣誤差可精確至5mm以下，不再存在因測(cè)量誤差而產(chǎn)生的超、欠挖情況。不但可以補(bǔ)償相對(duì)第一種測(cè)量方法所多用的時(shí)間，還可以節(jié)省在工、料、機(jī)等方面提成本。

4測(cè)量總結(jié)

利用拓普康GPT―7000全站儀放樣的免棱鏡全斷面放樣法具有如下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：

4.1放樣時(shí)間短，縮短工序循環(huán)時(shí)間

對(duì)如熟練操作者而言，整個(gè)放樣過(guò)程只要約25min左右的時(shí)間，雖比第一種放樣法時(shí)間稍長(zhǎng)，但與第二種放樣方法基本相當(dāng)。但由于前面兩種放樣方法存在不可避免的系統(tǒng)誤差，且差值偏小，很容易因測(cè)量原因造成洞身欠挖。而一次欠挖將導(dǎo)致增加一次工序循環(huán)，造成至少5h以上的時(shí)間損失。從這方面考慮，三種放樣方法，以免棱鏡全斷面放樣法放樣時(shí)間最短，最能縮短工序循環(huán)時(shí)間。

4.2放樣精度高

由于這種放樣方法是對(duì)每一放樣點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并計(jì)算相應(yīng)誤差的，所以其放樣誤差可精確至5mm以下，與前面兩種近10cm誤差的放樣方法，不可同日而語(yǔ)。這種放樣誤差在隧道開挖中完全可以忽略不計(jì)，即使在隧道二襯施工放樣時(shí)其精度也能滿足規(guī)范要求。

4.3節(jié)約施工成本

拓普康GPT―7000全站儀或有相當(dāng)功能的測(cè)量?jī)x器按現(xiàn)在的價(jià)格是90000元左右，而不具免棱鏡激光測(cè)量的全站儀價(jià)格在60000左右，在價(jià)格上成本似乎要比前面的放樣方法要高。

但放樣過(guò)程中所需人員可減少1～2人，且放點(diǎn)工人只需將儀器投射的激光紅點(diǎn)處標(biāo)上標(biāo)記既可，勞動(dòng)強(qiáng)度大為減少。

篇3

關(guān)鍵詞：黃土隧道；開挖支護(hù)；施工

Abstract: Loess tunnel is a common style in highway construction of Shanbei region. Due to its unique characteristics of loess geological surrounding rock, how to select the excavation supporting method in the construction will directly influence the engineering quality and construction economic benefits. This paper summarizes two different excavation supporting construction methods.

Key words: loess tunnel; excavation supporting; construction

中圖分類號(hào)：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2012）

1 前言

黃土隧道是我國(guó)西北地區(qū)高速公路施工中常見的一種隧道類型，在陜西北部黃土高原及山西等地分布較為廣泛。黃土隧道由其獨(dú)特的地質(zhì)圍巖特點(diǎn)，施工中采用不同的開挖支護(hù)方式將直接影響工程施工質(zhì)量及工程經(jīng)濟(jì)效益。下面以作者施工的青蘭高速陜西境某標(biāo)段黃土隧道為例，對(duì)兩種不同的開挖支護(hù)施工方式進(jìn)行總結(jié)分析。

2 工程概況

吉家村隧道為左右分離式隧道，單洞凈寬10.25米，凈高7.0米，建筑限界高度5.0米。隧道左線全長(zhǎng)2550m，右線全長(zhǎng)2440m，隧道平面進(jìn)口位于圓曲線上，出口位于直線上。該隧道屬于黃土深埋隧道，其穿越黃土塬面區(qū)，最大埋深145～154m，且隧道埋深在地下水位以下，以V級(jí)圍巖為主，隧道工程地質(zhì)問(wèn)題主要表現(xiàn)為黃土陷穴、落水洞、濕陷性黃土、膨脹土、滑坡、崩塌及隧道淺埋段穩(wěn)定問(wèn)題等。設(shè)計(jì)主要采用復(fù)合式襯砌，按“新奧法原理”，施工中嚴(yán)格遵循“短進(jìn)尺、少擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)、嚴(yán)治水、勤量測(cè)、早封閉”的施工原則，緊湊施工工序，精心組織施工。

3 兩種開挖支護(hù)施工方式詳解

根據(jù)本隧道設(shè)計(jì)圖紙及實(shí)際圍巖情況，結(jié)合工程施工進(jìn)度，施工中先后采用了兩種不同的開挖支護(hù)施工方式，分別為“三臺(tái)階七步流水施工法”及“兩臺(tái)階預(yù)留核心土法”。兩種均采用機(jī)械開挖為主、人工開挖為輔的方式進(jìn)行施工。

下面分別就兩種不同的開挖施工作詳細(xì)敘述，總結(jié)兩種施工方式的優(yōu)缺點(diǎn)以供施工參考。

3.1 三臺(tái)階七步流水施工法

施工中，將隧道整體斷面由上至下劃分為四個(gè)層次，隧道拱腳以上為上、中、下三臺(tái)階，拱腳至隧底為仰拱部分，施工順序按照由上而下，左右交錯(cuò)分臺(tái)階開挖支護(hù)的方式進(jìn)行。

首先開挖上臺(tái)階拱頂部分，對(duì)該部分進(jìn)行初期支護(hù)施工，一般采用鋼拱架及錨桿、鋼筋網(wǎng)片、噴射混凝土襯砌。上臺(tái)階開挖高度由拱頂往下約1.5m~~2.0m，以滿足人員操作平臺(tái)空間。上臺(tái)階掘進(jìn)5m左右，然后組織中部邊墻跟進(jìn)開挖支護(hù)，按左右順序錯(cuò)開施工。上、階依次在縱向拉開距離，再跟進(jìn)下臺(tái)階左右邊墻開挖支護(hù)施工，拱架支護(hù)至拱腳。最后再進(jìn)行仰拱開挖支護(hù)、整個(gè)斷面封閉成環(huán)，隧道斷面形成穩(wěn)固的環(huán)狀初支結(jié)構(gòu)。

施工步序圖如下：

圖一：上中下“三臺(tái)階七步流水施工法”施工步序圖

3.2 兩臺(tái)階預(yù)留核心土法

按該方法施工，隧道拱腳以上總體為上、下兩個(gè)臺(tái)階，拱腳至隧底為仰拱部分，施工順序仍按照由上而下的順序進(jìn)行，但在上臺(tái)階開挖時(shí)，先對(duì)隧道環(huán)向部分進(jìn)行開挖支護(hù)施工，預(yù)留掌子面前核心土，核心土預(yù)留不宜過(guò)大，環(huán)狀開挖部分寬度約1m，以便于進(jìn)行挖掘機(jī)操作施工，減少人工開挖量。待環(huán)向施工支護(hù)完畢，再行挖除核心土，然后分左右邊墻交替開挖支護(hù)施工。最后進(jìn)行仰拱開挖，封閉成環(huán)施工。

施工步序圖如下：

圖二：上下“兩臺(tái)階預(yù)留核心土法”施工步序圖

3.3兩種施工方式的異同點(diǎn)分析

這兩種不同的方式，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，均能夠有效滿足黃土隧道開挖支護(hù)施工需要。其共同的特點(diǎn)是均以機(jī)械開挖為主、人工配合為輔的方式進(jìn)行施工，隧道拱腳以上2~3m范圍的邊墻開挖支護(hù)及隧底仰拱開挖支護(hù)中，兩種施工方式基本相同。其顯著的不同點(diǎn)在于隧道上半斷面的施工。具體到實(shí)際施工中有如下幾點(diǎn)：

⑴三臺(tái)階施工法，上半斷面按上下分兩個(gè)臺(tái)階，開挖分兩次進(jìn)行，拱架支護(hù)及噴射混凝土施工需要施作兩個(gè)循環(huán)；而預(yù)留核心土法施工，上半斷面按環(huán)向分內(nèi)外兩個(gè)層次，開挖分兩次進(jìn)行，拱架支護(hù)及噴射混凝土施工則在環(huán)向土方開挖后一次完成。

⑵三臺(tái)階施工中，單次土方開挖量較小，而預(yù)留核心土施工時(shí)，由于邊墻一次開挖至拱腳以上約2~3m位置，故環(huán)向開挖土方量較大，開挖難度亦增大。

⑶三臺(tái)階拱架支護(hù)在上半斷面分三次進(jìn)行，單次拱架支護(hù)難度小，噴射混凝土施工量小，邊墻部分工序循環(huán)次數(shù)相應(yīng)增多；預(yù)留核心土法施工，一次拱架支護(hù)周長(zhǎng)增加，支護(hù)時(shí)間長(zhǎng)，噴射混凝土量大，但總體循環(huán)次數(shù)僅一次，總體作業(yè)時(shí)間較之前者縮短。

⑷三臺(tái)階開挖時(shí)能將拱頂至拱腰部位及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)施工，有利于隧道拱頂范圍的施工安全，但整體看，由于開挖支護(hù)循環(huán)次數(shù)的增加，對(duì)隧道土體擾動(dòng)次數(shù)相應(yīng)增加，由邊墻分次開挖引起的拱頂施工沉降量明顯變大，拱架上下難以連接圓順；而預(yù)留核心土法施工，拱架一次支護(hù)加大后，能減少開挖支護(hù)循環(huán)次數(shù)，同時(shí)拱架連接線形易于控制，其垂直度也較前者有較大提高，同時(shí)也避免了多次邊墻土體擾動(dòng)而形成的施工拱頂沉降。故三臺(tái)階施工要求的隧道預(yù)留變形量一般情況下明顯大于預(yù)留核心土法的預(yù)留沉降量。

4黃土隧道開挖施工的控制點(diǎn)

在兩種不同的開挖支護(hù)施工中，黃土隧道較之一般巖石隧道，控制點(diǎn)關(guān)鍵在于以下三個(gè)方面：

5.1充分考慮預(yù)留沉降變形量

黃土隧道因其圍巖軟弱，絕大部分為老黃土，部分為膨脹土，開挖后，圍巖自穩(wěn)能力差，因此容易產(chǎn)生拱頂下沉，同時(shí)邊墻向內(nèi)收斂變形等現(xiàn)象。這就要求開挖支護(hù)施工中充分考慮預(yù)留沉降變形量，可以采取擴(kuò)大開挖輪廓線，加大拱架支護(hù)半徑的措施來(lái)確保后續(xù)二襯施工空間及支護(hù)結(jié)構(gòu)尺寸。考慮沉降變形量主要分兩個(gè)部分，一部分是施工開挖時(shí)，由于土體擾動(dòng)，邊墻拱架與拱頂順接的過(guò)程中產(chǎn)生的沉降變形；另一部分是初期支護(hù)完成后，二襯施工之前，由于隧道山體圍巖本身的自然壓力，向內(nèi)擠壓產(chǎn)生的沉降收斂變形。

在實(shí)際施工中，黃土隧道開挖后至二襯施工前的沉降變形量局部能達(dá)到30cm，按正常施工工序，開挖后初期支護(hù)要及時(shí)，二襯與掌子面距離控制盡量在50m以內(nèi)。因此預(yù)留變形量是關(guān)鍵控制點(diǎn)之一。

5.2初期支護(hù)拱架鎖腳錨桿施工

在黃土隧道中，拱架支護(hù)一般采用剛性的型鋼拱架，確保型鋼拱架支護(hù)作用的關(guān)鍵點(diǎn)在于鎖腳錨桿。一般設(shè)計(jì)中，鎖腳錨桿與拱架之間連接采用焊接方式。在實(shí)際施工中，鎖腳錨桿可以在外露端頭加工成“L型”，將直角彎鉤部分穿過(guò)拱架工字鋼腹板。這樣能有效避免因焊接不到位而導(dǎo)致鎖腳錨桿失效，增強(qiáng)拱架的穩(wěn)定性。經(jīng)噴射混凝土施工后，鎖腳錨桿能與鋼拱架形成有效的整體支護(hù)體系，控制初期支護(hù)變形。

5.2隧道掌子面排水

黃土隧道在開挖過(guò)程中，掌子面的排水施工是重要的控制點(diǎn)之一。在含水量較大的地段，需要進(jìn)行預(yù)排水及開挖后排水。所謂預(yù)排水，即在開挖之前，將掌子面土體中的水通過(guò)插入管預(yù)先導(dǎo)出，一般采用鉆孔花鋼管做導(dǎo)流管。

在二襯施工完成前，掌子面及初期支護(hù)段，均可能出現(xiàn)不同程度的滲水，甚至形成細(xì)流，可以采用集中導(dǎo)排的方式將其及時(shí)引入排水溝，排出洞外。嚴(yán)格控制因掌子面及拱腳因積水浸泡而導(dǎo)致圍巖松軟、初期支護(hù)變形。

5 兩種施工方式的適用范圍

兩種開挖支護(hù)方式均能較好地應(yīng)用于黃土隧道施工中，但也存在一定的差別。具體地講，對(duì)于圍巖土質(zhì)含水量較小的地段，預(yù)留核心土法施工既能確保施工安全質(zhì)量，又能減少邊墻支護(hù)次數(shù)，單個(gè)工作日內(nèi)施工循環(huán)增加，施工進(jìn)度比三臺(tái)階法明顯加快。但對(duì)于穩(wěn)定性較差、且含水量較大的地段，三臺(tái)階施工一次開挖范圍小、支護(hù)時(shí)間短，能更好地確保施工過(guò)程中的安全。

在筆者所施工的隧道中，上述兩種施工方式都得到了應(yīng)用。比較來(lái)看，在施工組織連貫緊湊的前提下，預(yù)留核心土法日均可作3.5個(gè)施工循環(huán)，掌子面月進(jìn)尺最快能達(dá)到100米，而三臺(tái)階施工月進(jìn)尺約90米,。因此預(yù)留核心土法更能縮短工期，提高工程經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)語(yǔ)

黃土隧道的不同于一般巖石隧道，其最大區(qū)別就在于開挖初支施工，分析上述兩種不同的施工方式，目的在于進(jìn)一步加深其特點(diǎn)認(rèn)識(shí)，希望有助于同類型隧道施工參考借鑒。

參考文獻(xiàn)：

篇4

關(guān)鍵詞：城市隧道；淺埋；微震動(dòng)；免爆破；開挖

Abstract: Within the city of tunnel construction, neighboring living population is more, DongDing residents dense, tunnel shallow, cannot use the blasting excavation, with pneumatic picks excavation of large amounts of artificial construction, low efficiency, long time limit, can't meet the schedule and cost requirements of the situation, adopting micro shock from blasting excavation method, for cemented gravel soil city tunnels for excavation, solve the construction problems excavation.

Keywords: the city tunnel; shallow buried; vibration; avoid blasting; excavation

中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

蘭州市南山路伏龍坪隧道位于蘭州市城關(guān)區(qū)市區(qū)，為上下行分離的雙管暗挖隧道，道路等級(jí)為城市主干道，全長(zhǎng)1308米。由于地理環(huán)境復(fù)雜，隧道周邊居住人口較多，尤其洞頂居民密集，一般沒(méi)有地下深基礎(chǔ)，對(duì)于施工安全、環(huán)境的保護(hù)及水土保持有相當(dāng)高的要求，同時(shí)隧道埋深較淺，埋深最深處為69m，最淺處僅為10m。圍巖破碎，以Ⅳ級(jí)為主、局部Ⅲ級(jí)，夾雜大量膠結(jié)砂礫土，整體潮濕，局部有少量裂隙水。

對(duì)這一特殊環(huán)境下隧道的施工，不能用爆破開挖施工，我們盡心組織，認(rèn)真研究，提出了微震動(dòng)免爆破開挖方法，克服開挖施工難題。

1、研究隧道特點(diǎn)，不能采用常規(guī)開挖方法

伏龍坪隧道除了地理環(huán)境復(fù)雜，隧道周邊居住人口較多的特點(diǎn)外，還有隧道斷面設(shè)計(jì)形式多，跨度大，二車道加寬斷面凈寬12.22m，三車道加寬斷面凈寬16.46m，這種二、三車道漸變的隧道施工難度大、安全要求高；地質(zhì)條件復(fù)雜，隧道穿越地層在地貌單元上屬黃河南岸Ⅳ級(jí)階地，主要為填土、粉土、碎石、膠結(jié)砂礫土等。

這些地質(zhì)和環(huán)境特點(diǎn)，應(yīng)用隧道施工常規(guī)技術(shù)，采用爆破方法開挖Ⅳ級(jí)圍巖嚴(yán)重影響隨到周圍居民房屋的安全，也造成噪音污染，從施工安全、環(huán)境保護(hù)、危害社會(huì)穩(wěn)定等方面都有較大負(fù)面影響。應(yīng)用風(fēng)鎬開挖人工施工工作量大、效率低，工期長(zhǎng)，成本高，不能滿足建設(shè)單位的工期要求。因此認(rèn)真研究提出新的開挖方法成為施工人員面臨的當(dāng)務(wù)之急。

2、采用微震動(dòng)免爆破開挖方法，克服開挖施工難題

為解決常規(guī)開挖方法的不利因素，針對(duì)圍巖夾雜大量膠結(jié)砂礫土的現(xiàn)狀，兼顧分離式隧道開挖應(yīng)遵循的“少擾動(dòng)、快加固、勤量測(cè)、早封閉”的原則，我們提出了微震動(dòng)免爆破開挖方法，對(duì)膠結(jié)砂礫土城市隧道進(jìn)行開挖施工，解決開挖施工難題。

膠結(jié)砂礫土城市隧道微震動(dòng)免爆破開挖方法的主要工藝原理為：在城市淺埋隧道的施工中，對(duì)于類似膠結(jié)砂礫土地層，由于用風(fēng)鎬難以開挖，而采用鉆爆法施工又會(huì)對(duì)地表建筑物和附近居民產(chǎn)生較大擾動(dòng)，此時(shí)可采用佩戴破碎錘的挖掘機(jī)對(duì)巖體進(jìn)行振動(dòng)沖擊破碎。

3、微震動(dòng)免爆破開挖有科學(xué)的工藝流程和質(zhì)量安全保證

3.1 施工準(zhǔn)備

在開挖施工前，除了常規(guī)的測(cè)量準(zhǔn)備、組建試驗(yàn)室、物資準(zhǔn)備、人員準(zhǔn)備外，機(jī)械的準(zhǔn)備是重中之重，將本著“先進(jìn)、適用、合理、配套”的原則配置機(jī)械設(shè)備，具有良好性能、佩戴破碎錘的挖掘機(jī)是最關(guān)鍵的開挖機(jī)械。應(yīng)注意在使用破碎錘前檢查螺栓和連接頭是否松動(dòng)，液壓管路是否有泄漏現(xiàn)象；檢查活塞氮?dú)馐覊毫?，如氮?dú)獠蛔銊t應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充。各項(xiàng)機(jī)械性能檢查、施工條件具備、滿足施工要求后，方可組織施工。

3.2 巖體破碎

采用佩戴破碎錘的挖掘機(jī)進(jìn)行巖體的振動(dòng)沖擊破碎時(shí)，錘體下落要平穩(wěn)，禁止用錘體猛力沖擊石料；沿鋼釬方向壓實(shí)后進(jìn)行擊打，嚴(yán)禁空打；不要用液壓破碎器在堅(jiān)硬的巖石上啄洞；不得在液壓缸的活塞桿全伸或全縮狀況下操作破碎器；當(dāng)液壓軟管出現(xiàn)激烈振動(dòng)時(shí)應(yīng)停止破碎器的操作，并檢查蓄能器的壓力；防止挖掘機(jī)的動(dòng)臂與破碎器的鉆頭之間出現(xiàn)干涉現(xiàn)象；不要在同一位置進(jìn)行1分鐘以上的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)擊打作業(yè)；不要將鋼釬以外部位浸入水中或泥中進(jìn)行作業(yè)；不要使用機(jī)體落下的方法來(lái)砸碎巖石；不要在挖掘機(jī)油缸行程末端狀態(tài)下進(jìn)行擊打作業(yè)。

3.3 循環(huán)作業(yè)

巖體破碎后轉(zhuǎn)入下一破碎點(diǎn)，行走時(shí)，破碎錘體內(nèi)收，提至距地面40cm—50cm高度；行走過(guò)程中需要換向時(shí)，必須停車緩慢換向，嚴(yán)禁同時(shí)進(jìn)行其他操作；履帶板上落有石塊時(shí)禁止啟動(dòng)行走。

4、開挖施工不能盲目追求進(jìn)度，還應(yīng)注意相關(guān)事項(xiàng)

由于圍巖中有大量膠結(jié)砂礫土，破碎程度嚴(yán)重，穩(wěn)定性差，所以在微震動(dòng)免爆破開挖施工過(guò)程中，把確保圍巖穩(wěn)定、杜絕坍塌放在首位，及時(shí)有效地做好初期支護(hù)工作，嚴(yán)禁盲目掘進(jìn)。開挖后及時(shí)初噴，并在12小時(shí)內(nèi)完成初期支護(hù)。

4.1 保證施工機(jī)械停置于穩(wěn)固的地基上，施工中專人觀察，若地基較軟弱，在施工前應(yīng)鋪設(shè)鋼板基礎(chǔ)。

4.2 施工中專人指揮機(jī)械，引導(dǎo)施工部位，隨時(shí)提高警惕，確保施工安全。

4.3 開挖0.5米-1.0米，立即進(jìn)行鋼拱架支護(hù)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行焊接。拱腳部位易發(fā)生塑性剪切破壞，該部位鋼架除栓接外，還四面幫焊，確保接頭的剛度和強(qiáng)度。

4.4 噴射混凝土應(yīng)及時(shí)跟上，將拱架與巖面之間的間隙噴射飽滿，達(dá)到密實(shí)。

4.5 噴射混凝土應(yīng)分層分次分段噴射完成，初噴混凝土盡早進(jìn)行“早噴錨”，復(fù)噴混凝土在量測(cè)指導(dǎo)下進(jìn)行，即“勤量測(cè)”的基本原則，保證噴射混凝土的復(fù)噴適時(shí)有效。

4.6 在進(jìn)行下循環(huán)開挖前，認(rèn)真組織質(zhì)量驗(yàn)收和安全檢查。拱架間距每榀檢查，尺量；保護(hù)層厚度每榀檢查，自拱頂每3m一個(gè)點(diǎn)，鑿孔檢查；垂直度檢查每榀一查，用全站儀測(cè)量；安裝偏差和拼接偏差每榀檢查，用尺量。認(rèn)真查看圍巖變形及滲水情況，雀斑安全后進(jìn)行下循環(huán)作業(yè)。

5、微震動(dòng)免爆破開挖工藝對(duì)綠色施工、降低成本的特點(diǎn)明顯

微震動(dòng)免爆破開挖施工，在保證質(zhì)量、工期的前提下，降低了隧道施工對(duì)地表建筑物和居民的擾動(dòng)，有效的控制了超欠挖，節(jié)約了施工成本，克服了傳統(tǒng)鉆爆法振動(dòng)大、炸藥成本投入大等不利因素，在安全、造價(jià)、工期、技術(shù)等多方面取得良好效益。此方法多用于隧道穿越城市居民區(qū)、鬧市區(qū)及周邊有因爆破振動(dòng)可能受損的重要建筑物，并且?guī)r體的巖性允許破碎錘破碎的場(chǎng)合。

用佩戴破碎錘的挖掘機(jī)進(jìn)行巖體的振動(dòng)沖擊破碎，由于施工便捷、速度快、環(huán)境擾動(dòng)小、所需勞動(dòng)力少，施工工期、質(zhì)量能夠得到保證，給全社會(huì)展現(xiàn)出了隧道開挖施工的機(jī)械化、快節(jié)奏、擾動(dòng)小、高質(zhì)量、高效益的了彩色、環(huán)保、節(jié)約型施工風(fēng)采。

6、結(jié)語(yǔ)

篇5

【關(guān)鍵詞】公路隧道；開挖與支護(hù)；方法

前言：現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促進(jìn)了我國(guó)公路、鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也對(duì)其建設(shè)施工行業(yè)起到巨大的推動(dòng)作用。作為公路與鐵路工程中的重要組成部分，隧道工程施工質(zhì)量的控制與一直以來(lái)都是施工企業(yè)管理工作的重點(diǎn)，對(duì)隧道工程竣工使用安全有著重要的影響。如何有效加強(qiáng)對(duì)公路隧道的開挖與支護(hù)方法的探究，并且綜合環(huán)境因素制定合乎實(shí)際的隧道的開挖與支護(hù)方法，保障道路隧道的安全、平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)。

一、公路隧道的開挖分析

隧道是處于復(fù)雜地質(zhì)條件下的建筑工程，它受天然形成的地質(zhì)狀態(tài)如地應(yīng)力、地質(zhì)物理參數(shù)、地下水、地質(zhì)斷層等因素和人工開挖操作如開挖方式、支護(hù)方式、支護(hù)時(shí)間等因素影響很大。由于隧道所處的地質(zhì)環(huán)境不同，其圍巖穩(wěn)定特性也不同，因此應(yīng)采用的支護(hù)方式和開挖方式也就不一樣。目前隧道的開挖方式主要有全斷面開挖方法、臺(tái)階法、臺(tái)階分部開挖法、導(dǎo)坑法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。全斷面開挖方法適用于一級(jí)圍巖，臺(tái)階法適用于工級(jí)圍巖，上下臺(tái)階之間的距離，能滿足機(jī)具正常作業(yè)，并減少翻渣工作量臺(tái)階分部開挖法適用于一級(jí)圍巖，一般環(huán)形井挖進(jìn)尺以為宜導(dǎo)坑法適用于級(jí)圍巖，各工序安排緊湊，能保證施工安全單雙側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于圍巖較差、沉降需要控制的隧道。而支護(hù)方式通常采用錨噴、錨網(wǎng)噴、錨噴網(wǎng)架、錨噴網(wǎng)架注漿、鋼架支護(hù)、鋼筋混凝土支護(hù)、注漿加固和預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)等，實(shí)際應(yīng)用中常常采用多次支護(hù)、聯(lián)合支護(hù)等形式。以下，筆者從隧道的開挖與支護(hù)技術(shù)角度著重分析。

（一）隧道施工方法概述

凡采用一般開挖地下坑道方法修筑隧道的都稱為礦山法。礦山法施工的基本原則是： 少擾動(dòng)、早支撐、恒撤換、快襯砌。其基本施工方法有漏斗棚架法、反臺(tái)階法、正臺(tái)階法、全斷面開挖法、上下導(dǎo)坑先拱后墻法、下導(dǎo)坑先導(dǎo)后墻法、品字形導(dǎo)坑先拱后墻法、側(cè)壁導(dǎo)坑法。

新奧法，即新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱， 新奧法概念是奧地利學(xué)者拉布西維茲教授于20 世紀(jì)50年代提出的， 它是以隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)， 將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護(hù)手段的一種施工方法， 經(jīng)過(guò)一些國(guó)家的許多實(shí)踐和理論研究， 于60 年代取得專利權(quán)并正式命名。新奧法施工的基本原則是： 少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉。

盾構(gòu)法，是以盾構(gòu)這種施工機(jī)械在地面以下開挖隧道的施工方法，盾構(gòu)是一個(gè)既可以承受地層的壓力，又可以在地層中推進(jìn)的活動(dòng)鋼筒。它能夠一次成型，減少對(duì)圍巖體的重復(fù)擾動(dòng)， 全過(guò)程可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。

（二）隧道開挖

隧道開挖的基本原則是在保證圍巖穩(wěn)定或減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)的前提條件下，選擇恰當(dāng)?shù)拈_挖方法和掘進(jìn)方式，并應(yīng)盡量提高掘進(jìn)速度。即在選擇開挖方法和掘進(jìn)方式時(shí)，一方面應(yīng)考慮隧道圍巖地質(zhì)條件及其變化情況，選擇能很好地適應(yīng)地質(zhì)條件及其變化，并能保持圍巖穩(wěn)定的方法和方式另一方面應(yīng)考慮隧道范圍內(nèi)巖體的堅(jiān)硬程度，選擇能快速掘進(jìn)，并能減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)的方法和方式。隧道開挖方法實(shí)際上是指開挖成形方法。按開挖隧道的橫斷面分部情形來(lái)分，開挖方法可分為全斷面開挖法、臺(tái)階開挖法、留核心土臺(tái)階開挖法、分部開挖法等。臺(tái)階開挖法，一般是將設(shè)計(jì)斷面分上半斷面和下半斷面兩次開挖成型，也有采用臺(tái)階上部弧形導(dǎo)坑超前開挖的。臺(tái)階法適用于III，IV級(jí)圍巖且含軟弱夾層帶或節(jié)理發(fā)育地段。根據(jù)圍巖的破碎程度，臺(tái)階法又可分為長(zhǎng)臺(tái)階法、短臺(tái)階法、超短臺(tái)階法。由臺(tái)階法變化而來(lái)，上臺(tái)階超前倍洞跨，主要應(yīng)用在采用短臺(tái)階法開挖遇到土質(zhì)、涌水、掌子面坍塌等段落。特點(diǎn)是施工調(diào)整不大，在遇到短距離圍巖變化時(shí)可優(yōu)先采用，能較快提高施工的安全性，但工序增多，進(jìn)尺較短（一般不超過(guò)1m）。分部開挖法是將隧道斷面分部開挖逐步成型，且一般將某部超前開挖，故可稱為導(dǎo)坑超前開挖法。常用的有上下導(dǎo)坑超前開挖法、上導(dǎo)坑超前開挖法、單（雙）側(cè)壁導(dǎo)坑超前開挖法等。

二、公路隧道的支護(hù)方法分析

（一）噴射混凝土

向洞室內(nèi)表面圍巖噴射混凝土，能使被裂隙分割的巖塊體粘接起來(lái)，保持巖塊體的咬合和鑲嵌作用，通過(guò)提高巖塊體的粘接力和摩擦力來(lái)有效的防止圍巖松動(dòng)，并避免或緩和了應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生，而且給圍巖表面以抗力和剪力，使圍巖處于有利于穩(wěn)定的三軸應(yīng)力狀態(tài)，并通過(guò)噴混凝土層自身的結(jié)構(gòu)剛度，來(lái)阻止不穩(wěn)定體的坍塌。噴射混凝土自身有一定的剛度，能夠抵抗巖土體的坍塌，并且往往和其它支護(hù)方法共同作用，承受支護(hù)結(jié)構(gòu)的受壓變形，因此噴射混凝土支護(hù)方法是現(xiàn)代隧道施工最常用的方法之一。

（二）錨桿支護(hù)

在巖土體中打入錨桿，能約束巖土體的變形，并通過(guò)向圍巖施加壓力，使原來(lái)處于二軸應(yīng)力狀態(tài)的洞室內(nèi)表面的圍巖保持三軸應(yīng)力狀態(tài)，從而阻止了圍巖體剛度的惡化，尤其是松動(dòng)區(qū)內(nèi)圍巖的剛度。通過(guò)在巖土體中的系統(tǒng)錨桿的作用，在巖土體中形成了被約束變形的巖土體加固圈，形成了能夠承受外部荷載的巖土體承載拱，與巖土體共同承受外部荷載，增強(qiáng)了巖土體的穩(wěn)定性。

（三）注漿導(dǎo)管超前支護(hù)

超前注漿導(dǎo)管在超前支護(hù)方法上其作用類似于超前錨桿，縱向支撐松散的巖體，在隧道開挖的開挖輪廓線施做，由后部的鋼支撐和前方未開挖部分巖土體支撐起中間部分的巖土體，起縱向梁作用。同時(shí)由于通過(guò)對(duì)導(dǎo)管內(nèi)注漿和砂漿錨桿注漿，漿液將進(jìn)入巖土體的裂隙中，形成剛度較大的土層加固圈，提高了巖土體的穩(wěn)定性。這種方法對(duì)于裂隙發(fā)育的塊狀巖體效果為佳，超前注漿導(dǎo)管的對(duì)巖土體的注漿加固作用較超前錨桿效果要突出。由于向巖土體內(nèi)注入了漿液，填補(bǔ)了巖土體中裂隙，不但提高了巖上體的力學(xué)性能指標(biāo)，同時(shí)起到了防水的作用，地下水往往會(huì)降低圍巖等級(jí)，不易使巖體失穩(wěn)，發(fā)生坍塌，因此，這種方法對(duì)于含水地層的支護(hù)加固效果尤其顯著。

（四）管棚超前支護(hù)

管棚施工方法主要用于巖土體的成拱效果極差的巖土體地層，這種地層由于地層自重，產(chǎn)生較大的巖土體側(cè)向壓力，隧道內(nèi)會(huì)發(fā)生縱向的坍塌，引起前于地層自重，產(chǎn)生較大的巖土體側(cè)向壓力，隧道內(nèi)會(huì)發(fā)生縱向的坍塌，引起前方地層的陷落。為確保進(jìn)洞的安全，首先在洞口部位施工管棚，采用直徑較大的鋼管超前布置在開挖的外輪廓線，超前的距離較大，形成縱向鋼梁的作用，可以有效的減小由于巖土體自重產(chǎn)生的側(cè)向壓力，穩(wěn)定前方地層。

結(jié)語(yǔ)

公路隧道的應(yīng)用對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)以及山嶺丘陵地區(qū)的發(fā)展具有重要意義，我國(guó)公路隧道的施工必須根據(jù)不同的施工地域、水文等一系列環(huán)境因素的影響，綜合各種實(shí)際情況制定符合當(dāng)?shù)貐^(qū)域?qū)嶋H情況的隧道開挖與支護(hù)方案。筆者衷心希望，以上關(guān)于公路隧道的開挖與支護(hù)方法的探究能夠被相關(guān)負(fù)責(zé)人本著對(duì)公路隧道質(zhì)量負(fù)責(zé)的態(tài)度，合理的吸收采用其中有益的方面，并通過(guò)對(duì)先進(jìn)科技手段的引用，借鑒西方國(guó)家對(duì)隧道開挖與支護(hù)方法采用的成功經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而更好的提高我國(guó)公路隧道的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]謝立炳.淺析公路隧道的開挖與支護(hù)方法技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2009，04：127-128.

篇6

關(guān)鍵詞:隧道工程；開挖；支護(hù)

中國(guó)路橋隧道工程建設(shè)的進(jìn)程越來(lái)越快，為了避免大規(guī)模建設(shè)帶來(lái)的破壞，合理運(yùn)用路橋隧道工程隧道開挖與支護(hù)中各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是路橋建設(shè)可持續(xù)發(fā)展，更好地構(gòu)建和諧交通的基礎(chǔ)。明挖法和暗挖法是路橋隧道的兩種施工方法。明挖法:地面先挖開，先在露天情況下修建隧道結(jié)構(gòu)，之后再將修建好的隧道結(jié)構(gòu)覆蓋回填。暗挖法:開挖和修筑隧道結(jié)構(gòu)是在地下進(jìn)行，在施工時(shí)隧道上面的地層不挖開。暗挖法又分為:礦山法、隧道掘進(jìn)機(jī)法、盾構(gòu)法。隧道進(jìn)洞采用大斷面開挖的明挖法，這是一種簡(jiǎn)單的容易實(shí)施的方法，由于土石方量大，因此，對(duì)周邊的植被破有非常大的破壞性。明挖法對(duì)于埋深較大的隧道是不適用的，在山嶺道路上做隧道施工，必須使用礦山法。礦山法中的最重要、最常用、最有效的一種開挖方法是噴錨構(gòu)筑法，下面的內(nèi)容中，我們一起討論一下路橋隧道的開挖與支護(hù)的方法。

1路橋隧道的開挖分析

隧道是在地質(zhì)條件復(fù)雜的條件下開挖的建筑工程，因此，受到地應(yīng)力，地址物理參數(shù)，地下水，地址斷層等因素和開挖方式、支護(hù)方式、支護(hù)時(shí)間等人工開挖操作的影響比較大。建筑隧道采用的支護(hù)方式和開挖方式要因地制宜的選擇，跟據(jù)工程所處的地質(zhì)環(huán)境和圍巖穩(wěn)定性不同，而采用不同的方案。現(xiàn)在，隧道開挖的方式有:全斷面開挖方法、臺(tái)階法、臺(tái)階分部開挖法、導(dǎo)坑法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。在一級(jí)圍巖處適合使用全斷面開挖方法，工級(jí)圍巖處適合采用臺(tái)階法，一級(jí)圍巖處，上下臺(tái)階之間的距離應(yīng)該滿足機(jī)器正常作業(yè)的需求，并減少翻渣工作量，因此適合選用臺(tái)階分部開挖法。導(dǎo)坑法由于各工序安排緊湊，能保證施工安全，適用于圍巖較差、沉降需要控制的隧道。支護(hù)方式一般使用:錨噴、錨網(wǎng)噴、錨噴網(wǎng)架、錨噴網(wǎng)架注漿、鋼架支護(hù)、鋼筋混凝土支護(hù)、注漿加固和預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)等方式，在實(shí)際應(yīng)用中，聯(lián)合支護(hù)，多次支護(hù)等形式是經(jīng)常采用的，下面，我們從隧道的開挖與支護(hù)技術(shù)角度，進(jìn)行重點(diǎn)的分析討論。

1．1隧道施工方法概述

礦山法是指一般開挖地下坑道方法修筑隧道，少擾動(dòng)、早支撐、恒撤換、快襯砌是礦山法的基本原則。漏斗棚架法，反臺(tái)階法，正臺(tái)階法，全斷面開挖法，上下導(dǎo)坑先拱后墻法，，下導(dǎo)坑先導(dǎo)后墻法，品字形導(dǎo)坑先拱后墻法，側(cè)壁導(dǎo)坑法是礦山法的基本施工方法。新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱是新奧法，概念是:20世紀(jì)50年代，奧地利學(xué)者拉布西維茲教授提出，以隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，支護(hù)手段采用錨桿和噴射混凝土組合的方式的施工方法，這個(gè)方法經(jīng)過(guò)許多國(guó)家的實(shí)踐研究，在60年代正式取得專利和命名。少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉是新奧法的基本施工原則。以盾構(gòu)這種施工機(jī)械在地面以下開挖隧道的施工方法稱作盾構(gòu)法，盾構(gòu)法可以在承受地層壓力的同時(shí)在地層中推進(jìn)的活動(dòng)鋼筒。盾構(gòu)法的優(yōu)點(diǎn)是一次成型，可以對(duì)圍巖體減少重復(fù)的擾動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化施工。

1．2隧道開挖

在圍巖可以保持穩(wěn)定的情況下，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，選擇恰當(dāng)?shù)拈_挖方法和掘進(jìn)方式，并將挖掘進(jìn)度盡量提高，這就是隧道開挖的基本原則。在開挖和掘進(jìn)方式的選擇時(shí)，應(yīng)該考慮到隧道圍巖地質(zhì)條件及其變化情況，選擇的方法要能適應(yīng)地質(zhì)條件及其變化，也要能保證圍巖的穩(wěn)定性，同時(shí)應(yīng)該保證快速掘進(jìn)和減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。開挖成形方法就是隧道開挖方法，從開挖隧道的橫斷面分部情形來(lái)分，可以將開挖方法分成以下幾種:全斷面開挖法，臺(tái)階開挖法，留核心土臺(tái)階開挖法，分部開挖法。將設(shè)計(jì)斷面分上半斷面和下半斷面兩次開挖成型，也有采用臺(tái)階上部弧形導(dǎo)坑超前開挖的方法稱為臺(tái)階開挖法。這種方式適用于含軟弱夾層帶或節(jié)理發(fā)育地段的三、四級(jí)圍巖。臺(tái)階法細(xì)分又可以分成:長(zhǎng)臺(tái)階法，短臺(tái)階法和超短臺(tái)階法。是由臺(tái)階法變化來(lái)的，上臺(tái)階超前倍洞跨，主要應(yīng)用在采用短臺(tái)階法開挖遇到土質(zhì)、涌水、掌子面坍塌等段落。特點(diǎn)時(shí)，施工的調(diào)整很小，是在遇到短距離圍巖變化的時(shí)候可以最先采用的方式，對(duì)施工安全性能的提高很有幫助，缺點(diǎn)是工序比較多，進(jìn)尺一般不超過(guò)一厘米，比較短。將隧道斷面分部開挖逐步成型，且一般將某部超前開挖的方法是分部開挖法，也可以稱作導(dǎo)坑超前開挖法。上下導(dǎo)坑超前開挖法，上導(dǎo)坑超前開挖法，單側(cè)壁導(dǎo)坑超前開挖法，雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前開挖法等是常用的方法。

2支護(hù)方法

2．1噴射混凝土

為了保持巖塊體的咬合和鑲嵌作用，使被裂隙分割的巖塊體粘接起來(lái)，我們會(huì)采用向洞室內(nèi)表面圍巖噴射混凝土的方法，通過(guò)提高巖塊體的粘接力和摩擦力來(lái)有效的防止圍巖松動(dòng)，這樣對(duì)應(yīng)力的集中產(chǎn)生的現(xiàn)象有規(guī)避和緩解的作用。同時(shí)，可以在圍巖表面產(chǎn)生抗力和剪力，圍巖因此而處于有利于穩(wěn)定的三軸應(yīng)力狀態(tài)，而且噴混凝土層自身的結(jié)構(gòu)剛度可以對(duì)不穩(wěn)定體的坍塌現(xiàn)象起到阻止的作用。噴射混凝土自身有一定的剛度因此對(duì)巖土體的坍塌現(xiàn)象有一定抵抗作用，與此同時(shí)，可以使用其他的支護(hù)方法，共同承受支護(hù)結(jié)構(gòu)的受壓變形，真因?yàn)槿绱耍F(xiàn)代隧道施工經(jīng)常用的方法之一就是噴射混凝土支護(hù)方法。

2．2錨桿支護(hù)

為了對(duì)巖土體的變形產(chǎn)生一定的約束，我們采用在巖土體內(nèi)打入錨桿的方法，并且通過(guò)向圍巖施加壓力，使原來(lái)處于二軸應(yīng)力狀態(tài)的洞室內(nèi)表面的圍巖保持三軸應(yīng)力狀態(tài)，從而，圍巖體剛度的惡化就被有效的控制了。尤其在松動(dòng)區(qū)內(nèi)圍巖的剛度，這種方法尤為有效。巖土體中的系統(tǒng)錨桿起到形成了被約束變形的巖土體加固圈，形成了能夠承受外部荷載的巖土體承載拱，并且與巖土體共同承受外部荷載，增強(qiáng)了巖土體的穩(wěn)定性的作用。

2．3掛鋼筋網(wǎng)

在一般情況下，鋼筋網(wǎng)是與錨桿連接在一起使用的，由于錨桿布設(shè)有一定的距離，錨桿約束作用之間的巖土體因此比較薄弱，很可能發(fā)生坍塌事故，因此，用鋼筋網(wǎng)連接錨桿之間的距離保持穩(wěn)定作用，使松散的巖土塊體處于三軸應(yīng)力狀態(tài)中。

2．4鋼支撐

利用支撐結(jié)構(gòu)自身的剛度來(lái)穩(wěn)定巖土體的方式是鋼支撐，可以達(dá)到控制巖土體的變形的目的，在工作面開挖完成以后一般應(yīng)該立刻按照設(shè)計(jì)間距安裝鋼支撐，這樣能夠?qū)⑺淖饔贸浞值陌l(fā)揮出來(lái)，起到穩(wěn)定巖土體的作用。在巖土體自身穩(wěn)定性極差的地層通常會(huì)使用鋼支撐，鋼支撐一般有兩種形式:鋼筋制作的格柵鋼架結(jié)構(gòu)和型鋼制作的工字鋼支撐。為了確保保巖土體的穩(wěn)定，噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)經(jīng)常與鋼支撐混合使用。

篇7

關(guān)鍵詞：隧道開挖技術(shù)三臺(tái)階起步開挖法

中圖分類號(hào)： U455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

0 引言

軟弱圍巖是指在工程施工中產(chǎn)生明顯的變形尤其是塑性變形，以及具有巖體松散、破碎、裂隙發(fā)育等現(xiàn)象的巖體。隨著我國(guó)隧道事業(yè)的不斷發(fā)展，在今后的工程建設(shè)中這類軟弱圍巖在施工中出現(xiàn)的概率會(huì)明顯加大。然而一旦遇到這類軟巖如若開挖不得當(dāng)必將造成巖體大變形、巖體坍塌以及更加嚴(yán)重的工程事故，給國(guó)家和人民帶嚴(yán)重的損失。因此合理的開挖技術(shù)對(duì)于今后在處理這類軟弱圍巖開挖方面顯得異常重要。

本文以某公路隧道為依托，對(duì)三臺(tái)階七步開挖法進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析以及其與其他開挖方法相比的優(yōu)勢(shì)。

1工程概況

某高速公路靠椅山隧道，隧道分左右線，設(shè)計(jì)為單洞三車道，采用R=7.4m單心圓曲墻式襯砌。最大開挖跨度為16.7m，最大開挖高度為10.1m。最大開挖斷面165.45m2,地質(zhì)為中下泥盆統(tǒng)桂光群砂巖及泥質(zhì)粉砂巖夾薄層頁(yè)巖，因受摺曲及構(gòu)造擠壓影響，巖層節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層破碎，巖石風(fēng)化成亞砂土、亞粘土，原巖結(jié)構(gòu)完全破壞。

2三臺(tái)階七步開挖法

三臺(tái)階七步開挖法是在對(duì)“新奧法”的認(rèn)識(shí)加深與理解基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)的。所謂三臺(tái)階七步開挖法就是將隧道開挖面，即掌子面分為三個(gè)臺(tái)階七個(gè)子步分別進(jìn)行開挖并預(yù)留核心土。各部位的開挖與支護(hù)沿隧道縱向錯(cuò)開、平行推進(jìn)的隧道施工方法。關(guān)寶樹在其《軟弱圍巖隧道施工技術(shù)》中指出，在軟弱圍巖開挖中預(yù)留核心土有利于掌子面及圍巖的穩(wěn)定，而且預(yù)留核心土半徑越大，其對(duì)掌子面約束能力越強(qiáng)，故在采用三臺(tái)階七步法時(shí)在允許情況下盡量選用大半徑核心土；宋曙光等人在其關(guān)于臺(tái)階法施工的文獻(xiàn)中分析了臺(tái)階法施工階高度的選取對(duì)于掌子面、拱頂、底板等周邊位移及沉降的影響，經(jīng)過(guò)比較認(rèn)為上臺(tái)階選取斷面高度的三分之二或者到最大寬度處對(duì)減少沉降最為有利。

三臺(tái)階七步開挖法施工步驟：

第1步，上部弧形導(dǎo)坑開挖：在拱部超前支護(hù)后進(jìn)行，環(huán)向開挖上部弧形導(dǎo)坑，預(yù)留核心土，核心土長(zhǎng)度宜為3～5m，寬度宜為隧道開挖寬度的1/3～1/2。開挖循環(huán)進(jìn)尺應(yīng)根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，最大不得超過(guò)1.5m，開挖后立即初噴3～5cm混凝土。上臺(tái)階開挖矢跨比應(yīng)大于0.3，開挖后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，架設(shè)鋼架，在鋼架拱腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角30°打設(shè)鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。

第2、3步，左、右側(cè)階開挖：開挖進(jìn)尺應(yīng)根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，最大不得超過(guò)1.5m，開挖高度一般為3～3.5m，左、右側(cè)臺(tái)階錯(cuò)開2～3m，開挖后立即初噴3～5混凝土，及時(shí)進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，接長(zhǎng)鋼架，在鋼架墻腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角30°打設(shè)鎖腳錨桿，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。

第4、5步，操作步驟與第2、3步完全相同。

第6步，上、中、下臺(tái)階預(yù)留核心土：各臺(tái)階分別開挖預(yù)留的核心土，開挖進(jìn)尺與各臺(tái)階循環(huán)進(jìn)尺相一致。

第7步，隧底開挖：每循環(huán)開挖長(zhǎng)度宜為2～3m，開挖后及時(shí)施作仰拱初期支護(hù)，完成兩個(gè)隧底開挖、支護(hù)循環(huán)后，及時(shí)施作仰拱，仰拱分段長(zhǎng)度宜為4～6m。

此法開挖的原理是在隧道縱斷面上通過(guò)核心土留設(shè)、加強(qiáng)鎖腳、仰拱與二襯緊跟等方式對(duì)圍巖進(jìn)行約束，抑制圍巖變形，改善開挖范圍圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)受力和變形，提高圍巖與支護(hù)體系的整體穩(wěn)定性。此法最大的特點(diǎn)是通過(guò)分部支護(hù)結(jié)構(gòu)和輔助措施最大限度地發(fā)揮軟弱圍巖自身有限的承載力；還有便是充分調(diào)動(dòng)后方已閉合成環(huán)的初支及二襯的空間支撐作用，以此加強(qiáng)襯砌、圍巖的時(shí)空效應(yīng)。

此法與CD法、CRD法相比雖然都是臺(tái)階法，相比之下三臺(tái)階七步法具有不設(shè)臨時(shí)支撐，可采用大型開挖機(jī)具，開挖進(jìn)度快，成本低還可以降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 三臺(tái)階七步開挖法示意圖

篇8

【關(guān)鍵字】偏壓作用；小間距隧道；施工

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一 小間距隧道的工程簡(jiǎn)介

1、小間距隧道常見結(jié)構(gòu)形式

隧道平面是在服從路線走向的前提下, 結(jié)合隧址區(qū)地形、地質(zhì)、輔助坑道位置( 長(zhǎng)大隧道) 、洞口線形、洞外構(gòu)造物以及環(huán)境等因素綜合布設(shè), 其布置形式一般有以下3 種: 一是上下行分離式隧道, 二是上下行分離式小間距隧道, 第三種是雙連拱隧道或上下雙層隧道。對(duì)于小間距隧道, 其結(jié)構(gòu)形式根據(jù)其在空間的幾何位置關(guān)系可分為平行小間距隧道、錯(cuò)臺(tái)式小間距隧道和正交或斜交、重疊、交疊過(guò)渡等形式。在目前的公路工程中, 小間距隧道常見的形式為平行小間距隧道。如1998 年建成的招寶山隧道,兩隧道之間的凈距僅為3.40~ 4.20 m, 為0.28B( 隧道開挖寬度) 。

2、小間距隧道的工程特點(diǎn)

小間距隧道結(jié)構(gòu)形式介于分離式和連拱隧道之間, 在某些條件下小間距隧道的技術(shù)可靠性與經(jīng)濟(jì)合理性有可取之處。首先, 與雙孔平行隧道相比, 它具有兩端接線難度較小、占地較少的優(yōu)點(diǎn), 但其造價(jià)要比普通分離式隧道高一些; 和連拱隧道相比, 同樣具備占地相對(duì)較少、兩端接線相對(duì)容易布設(shè)的優(yōu)勢(shì),同時(shí)還具有施工工藝簡(jiǎn)單、施工質(zhì)量易控制、工期較短、工程造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)。其次, 小間距隧道可以增加路線布線的自由度, 尤其在某些橋隧相連或有特殊要求的條件下, 可以作為解決接線問(wèn)題的重要手段之一。其三, 采用小間距隧道方案可少占土地, 具有良好的環(huán)保效益。雙連拱隧道與小間距隧道的主要區(qū)別是雙連拱隧道是兩拱一體結(jié)構(gòu), 一般將其作為一個(gè)整體來(lái)分析。其施工工序較多, 工藝流程復(fù)雜, 工期長(zhǎng), 造價(jià)高。國(guó)內(nèi)雙洞四車道連拱隧道中隔墻厚度為1m-2.5 m, 且完全由鋼筋混凝土澆注完成, 中隔墻又分為直墻整體式、曲墻整體式以及二次襯砌獨(dú)立成環(huán)的復(fù)合式中隔墻等3 種型式。小間距隧道正是試圖彌補(bǔ)雙連拱隧道之不足, 同時(shí)吸取雙洞隧道完全分離布置的優(yōu)勢(shì), 是在工程實(shí)踐中產(chǎn)生的一種結(jié)構(gòu), 其施工性質(zhì)屬于近接施工, 既體現(xiàn)了完全分離雙洞的特點(diǎn), 又體現(xiàn)了雙連拱隧道共享單個(gè)􀀁 中夾壁􀀁的特點(diǎn)。考慮到隧道斷面形狀、尺寸, 雙隧道施工的方式方法以及分步開挖擾動(dòng)的相互影響, 尤其是對(duì)中夾壁穩(wěn)定性影響等的諸多因素, 小間距隧道的凈間距取值應(yīng)比同等條件下的連拱隧道凈間距大。

二、偏壓作用下小間距隧道的施工過(guò)程（以位于陜西省鎮(zhèn)安縣的長(zhǎng)哨隧道為例）

施工方案按照左、右線隧道先后開挖順序分為兩組共六種方案，第一組為先開挖左線隧道、后開挖右線隧道的3種方案。隧道開挖方法說(shuō)明見表2，方案的施工工步及有限元網(wǎng)格模型如圖2所示。第一種方案左線采用明挖．在左線隧道二次襯砌完成后進(jìn)行人工回填；第二和第三方案中的左線采用蓋挖法，在第二步拱頂初期襯砌后立即進(jìn)行人工回填。第二組在保持單洞開挖工步不變的情況下，只改變兩隧道的開挖順序，即采用先開挖右線隧道，后開挖左線隧道的開挖順序。各方案對(duì)隧道分期開挖、錨噴初期支護(hù)和永久支護(hù)的全過(guò)程進(jìn)行有限元模擬．分析過(guò)程中視圍巖為彈塑性材料，圍巖所處狀態(tài)采用德魯克一普拉格準(zhǔn)則進(jìn)行判定。初始地應(yīng)力場(chǎng)由自重形成。開挖釋放荷載模擬方法采用反轉(zhuǎn)應(yīng)力釋放法，支護(hù)受力情況根據(jù)實(shí)際施工距工作面的距離確定。

三、有關(guān)偏壓隧道施工應(yīng)注意的問(wèn)題

偏壓隧道塑性區(qū)規(guī)律圖3給出了先施工左線和先施工右線兩種開挖順序下。六種方案整體施工完成后的隧道結(jié)構(gòu)塑性區(qū)分布情況，圖中藍(lán)色區(qū)為應(yīng)力狀態(tài)已達(dá)到屈服狀態(tài)的區(qū)域。表3給出了各方案塑性區(qū)面積的量值情況。由塑性區(qū)分布圖發(fā)現(xiàn)：

(1)由于山體的偏壓作用，無(wú)論采用哪種施工方案，圍巖塑性區(qū)均呈現(xiàn)不對(duì)稱分布，右線隧道受山體偏壓作用較左線隧道明顯。

(2)山腳至右線拱頂、右線隧道左仰拱及右邊墻區(qū)域、左線隧道拱頂區(qū)域，出現(xiàn)塑性區(qū)的幾率較大。

(3)先施工右線線隧道與先施工左線隧道相比，減少了塑性區(qū)面積，由表3可見，最大降幅達(dá)到30．3％，可見存在偏壓時(shí)。采用何種開挖順序，直接影響圍巖的塑性區(qū)情況。

(4)雖然各方案出現(xiàn)面積大小不等的塑性區(qū)，但初次支護(hù)和二次支護(hù)在整個(gè)施工過(guò)程中始終處于彈性狀態(tài)。

2、偏壓隧道變形規(guī)律

由計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在偏壓作用下，深埋側(cè)的隧道周邊位移要明顯大于淺埋側(cè)，且深埋側(cè)受偏壓影響較明顯．表現(xiàn)在右線隧道周邊位移分布不對(duì)稱，右線右拱腰至邊墻位移向外擴(kuò)張；隧道周邊最大位移均發(fā)生在右線拱底，由于各方案變形趨勢(shì)類似，給出方案l整體施工后的位移矢量圖，放大系數(shù)為8倍，如圖4所示。

由位移矢量圖也可以看出，這種復(fù)雜受力下，圍巖，尤其是兩隧道之間圍巖。容易發(fā)生向淺埋一側(cè)的偏移。以下著重考察兩隧道之間圍巖的水平偏移情況。故對(duì)各方案均選擇兩隧道之間圍巖中線上近拱角與近仰拱的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行比較分析，結(jié)果見表4。

由表4可以看出：

(1)關(guān)鍵點(diǎn)水平位移量值均為正值，說(shuō)明偏壓作用下。兩隧道間圍巖向淺埋一側(cè)側(cè)移偏向．且近拱腰關(guān)鍵點(diǎn)的側(cè)移大于近仰拱的關(guān)鍵點(diǎn)側(cè)移。

(2)先施工深埋一側(cè)的隧道，可以減少隧道間圍巖的側(cè)移偏向。最大降幅可達(dá)39．04％，也說(shuō)明了這種偏壓作用下，先施工深埋側(cè)隧道的合理性。

(3)蓋挖法與明挖法相比，關(guān)鍵點(diǎn)的水平側(cè)移相對(duì)較小，尤以右線采用側(cè)壁導(dǎo)洞開挖方式的方案水平側(cè)移值最??；就對(duì)兩隧道之間圍巖的擾動(dòng)來(lái)看，側(cè)壁導(dǎo)洞的開挖方式相對(duì)較利于圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3、施工要點(diǎn)小姐結(jié)

(1)偏壓載荷作用下，先施工深埋側(cè)隧道、再施工淺埋側(cè)隧道可以有效降低塑性區(qū)面積、減少隧道間圍巖向淺埋一側(cè)的偏移。淺埋側(cè)隧道及時(shí)做人工回填．即暗挖優(yōu)于明挖的開挖方式。同時(shí)保證回填質(zhì)量，可以有效減少隧道周邊及兩隧道之間圍巖的側(cè)移變形。

(2)右線隧道受偏壓作用的影響更大，表現(xiàn)在應(yīng)力位移均大于左線隧道。因此，在右隧道施工時(shí)更應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)方案。緊跟施工掌子面及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，并確保施工質(zhì)量。

四 總結(jié)

關(guān)于小間距隧道相關(guān)問(wèn)題的研究仍需大量的依托工程進(jìn)行深入研究與檢驗(yàn), 需要本領(lǐng)域的同仁們進(jìn)一步地思考、關(guān)注和探索。如對(duì)最小臨塑凈距、最小設(shè)計(jì)凈距的計(jì)算公式, 小間距隧道容許位移( 警戒值) 的計(jì)算公式, 中夾墻加固技術(shù)與爆破影響, 以及提出的一些設(shè)計(jì)理念、環(huán)保進(jìn)洞技術(shù)等等, 均有待進(jìn)一步的工程實(shí)踐檢驗(yàn)與補(bǔ)充完善。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周罡，孔少波，楊新安 崗石區(qū)間超小間距隧道施工技術(shù) 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2005，24(6)：864．866．

[2]李乾，于海亮．北京地鐵小間距淺覆土平行盾構(gòu)隧道施工技術(shù)田．施工技術(shù)，2012，41(1)：78。83．

篇9

論文關(guān)鍵詞：公路隧道，襯砌，開挖方法，雙孔支護(hù)

 

0 引言

當(dāng)前，關(guān)于單拱隧道的開挖方式，主要有三種，即全斷面法、臺(tái)階法和環(huán)形法[1]。在地形和地質(zhì)較為惡劣的情況下，合理的隧道開挖方案和支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)維持隧道圍巖的穩(wěn)定有重要作用，對(duì)不同開挖法和不同支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比研究，其結(jié)果對(duì)工程實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義。本文以隸屬Ⅳ級(jí)巖體（即碎石結(jié)構(gòu)、易松動(dòng)）的隧道為研究對(duì)象，對(duì)后兩種開挖法進(jìn)行數(shù)值模擬[2]，對(duì)比分析隧道圍巖的應(yīng)力和變形特征期刊網(wǎng)，旨在探討隧道在開挖和支護(hù)過(guò)程中普遍的問(wèn)題，如拱頂塌方、底部拱起、掉快、拱肩破碎等，并提出更好的襯砌結(jié)構(gòu)形式，避免或減緩上述病害的出現(xiàn)。

1.有限元模型與相關(guān)參數(shù)

相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)為：建筑限界寬10.0m，高6.0m；內(nèi)凈空采用拱部單心圓方案，凈空面積為60.25m2，凈空周長(zhǎng)32.50m；Φ22錨桿，間距為60cm，桿長(zhǎng)3m；C25噴射混凝土厚度28cm；洞室周圍圍巖選取面積10080。建模時(shí)，取彈塑性平面應(yīng)變模型；在開挖及支護(hù)后，把襯砌作為骨架結(jié)構(gòu)，考慮錨桿和噴射混凝土的共同作用[2-6]；圍巖及襯砌的物理參數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)資料和相應(yīng)規(guī)范擬定，其值如表1所示。 根據(jù)有限元數(shù)值計(jì)算特點(diǎn)，對(duì)其施工工序做了相應(yīng)的簡(jiǎn)化，處理后的步驟如表2。邊界約束為兩側(cè)施加滑動(dòng)支座，使水平位移為0；下側(cè)則施加豎向約束，使垂直位移為0；上側(cè)為自由邊界。網(wǎng)格劃分時(shí)期刊網(wǎng)，選用二維四節(jié)點(diǎn)等參單元PLANE42劃分圍巖；用二維梁?jiǎn)卧猙eam3來(lái)模擬襯砌，錨桿用二維桿單元Link1。隧道所承受荷載主要有自重應(yīng)力場(chǎng)和側(cè)壓力，參照公路隧道規(guī)范選取[2]。

表1 圍巖及各結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)參數(shù)表

Tab.1The mechanical parameters of rock and other structures

 

材料

彈性模量E/Gpa

泊松比

密度/Kg.m-3

內(nèi)聚力/Mpa

內(nèi)摩擦角/°

圍巖（Ⅳ級(jí)）

5

0.35

2200

0.7

60

初襯

C25混凝土

25

0.25

2300

——

——

錨桿

175

0.30

7850

篇10

關(guān)鍵詞：深基坑支護(hù)明挖

中圖分類號(hào)：TV551文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

0引言

隧道或地下洞室工程，其設(shè)計(jì)核心問(wèn)題都?xì)w結(jié)于開挖和支護(hù)兩個(gè)關(guān)鍵工序上，城市隧道的出現(xiàn)，尤其明挖法隧道，更是對(duì)以上兩個(gè)關(guān)鍵工序提出了更高的要求。隧道明挖法具有施工簡(jiǎn)單、快捷、經(jīng)濟(jì)、安全的優(yōu)點(diǎn),城市地下隧道式工程發(fā)展初期都把它作為首選的開挖技術(shù)。其缺點(diǎn)是對(duì)周圍環(huán)境影響較大。本文將以廣明高速SG06標(biāo)明挖隧道為例,闡述城市隧道明挖法施工。

1工程概況

廣明高速公路廣州段SG06標(biāo)基本沿金山大道走向，下穿市廣路。其中隧道共兩條，祈福隧道全長(zhǎng)1848m，鐘村隧道920m。

祈福隧道與番禺區(qū)鐘屏岔道走向重合，鐘屏岔道現(xiàn)為12m寬雙向2車道，沿線主要有祈福新村大型樓盤等自然村；鐘村隧道北側(cè)緊靠鐘屏環(huán)山河。兩條隧道均采用全斷面開挖再施工隧道主體結(jié)構(gòu)的施工方式。

2明挖隧道施工順序、特點(diǎn)和方法選擇

2.1施工順序

根據(jù)廣明高速SG06標(biāo)的總體施工安排，鐘村隧道、祈福隧道圍護(hù)樁、止水樁施工完成后，進(jìn)行基坑土方開挖支護(hù)工作。

基坑開挖從上到下依次進(jìn)行，分層分段開挖。支撐架設(shè)、土釘墻與錨索施工與土方開挖密切配合，在土方挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后及時(shí)打設(shè)錨桿、打設(shè)錨索、架設(shè)鋼支撐、減少無(wú)支撐暴露時(shí)?，F(xiàn)場(chǎng)基坑開挖深度較設(shè)計(jì)開挖深度偏大，且偏差大于0.3m，必須通知設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。

2.2明挖隧道特點(diǎn)

城市明挖隧道施工的兩個(gè)關(guān)鍵工序?yàn)殚_挖和支護(hù)，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全及穩(wěn)定是本工程的重點(diǎn)，防止基坑因失穩(wěn)或圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過(guò)大導(dǎo)致坍塌，確?；颖旧砑爸苓叚h(huán)境的安全。

2.3施工方法選擇

①本工程基坑支護(hù)工程量大、工序多、工期短，需要的機(jī)械設(shè)備及人力大，因而周到嚴(yán)密的后勤保障是本基坑工程成功的先決條件。計(jì)劃指導(dǎo)施工，周密計(jì)劃在先，順利施工后行。

②控制性測(cè)量放線，地下管線標(biāo)示明確，指導(dǎo)施工作業(yè)。

③挖土機(jī)進(jìn)場(chǎng)清理施工場(chǎng)地，對(duì)地表障礙物予以清除。

④施工首先進(jìn)行便橋及交通疏解便道施工，再進(jìn)行圍蔽施工，后進(jìn)行旋挖樁施工（抗浮樁、圍護(hù)樁、立柱樁）水泥攪拌樁及旋噴樁止水帷幕的施工鋼板樁施工土方分層開挖土釘墻施工樁頂冠梁預(yù)應(yīng)力錨索施工鋼支撐施工。

支撐段先施工支撐立柱樁，分層開挖，分層施工內(nèi)支撐梁，且土方開挖與基坑支護(hù)流水施工交替進(jìn)行。同時(shí)穿行坡頂、坡底排水溝的施工。

3施工重點(diǎn)、難點(diǎn)因素

本工程長(zhǎng)2.8公里，采用明挖施工，周邊建筑物及交通復(fù)雜，與主干道重合個(gè)，主干道兩旁為大型社區(qū)、樓盤和商場(chǎng)，且施工范圍內(nèi)存在的管線有PE200燃?xì)夤?、LNG管、DN800供水管、高壓電纜、高壓電線桿等多條現(xiàn)狀管線，沿線房屋密集，節(jié)點(diǎn)復(fù)雜。管線遷改和建筑物拆遷量大，隧道最大埋設(shè)14.7m，寬39.6米，一次開挖作業(yè)面大。施工中需要進(jìn)行交通疏解和協(xié)調(diào)配合難度大，且距離基坑邊2米有LNG高壓管道，施工風(fēng)險(xiǎn)大，必須采用相應(yīng)加固措施。明挖基坑深度大，作用空間狹窄，斷面尺寸大，且地層中的砂層、淤泥和地下水造成基坑支護(hù)難度大。

4主要施工方法

4.1深基坑的圍護(hù)

本隧道涉及到的深基坑圍護(hù)方法：①放坡開挖技術(shù)。②混凝土灌注樁支護(hù)技術(shù)。③土釘墻支護(hù)技術(shù)。④砼和鋼結(jié)構(gòu)支撐支護(hù)方法。⑤攪拌樁止水帳幕支護(hù)技術(shù)。⑥錨索支護(hù)技術(shù)。

由于本隧道工程施工環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，因此不同的隧道地段根據(jù)周邊建筑物環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境約束，運(yùn)用不同的基坑圍護(hù)方法。本工程主要使用四種組合支護(hù)方法，主要有① (鉆孔灌注樁+砼支撐+鋼管支撐+樁間止水帷幕)。②（鉆孔灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索）。③放坡開挖+土釘墻。④攪拌樁擋土墻。

4.1.1旋挖樁施工方法

鉆孔樁直徑采用φ0.8m～φ1.3m五種，樁長(zhǎng)7m～20m。在旋挖鉆孔前，準(zhǔn)備塑性指數(shù)Ip≥17的粘土，做好循環(huán)泥漿池，比重為1.1～1.3的護(hù)壁泥漿，開孔時(shí)，開啟鉆機(jī)將鉆筒中心對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)樁位中心，先將鉆頭垂吊穩(wěn)定后，再慢慢導(dǎo)正下入井孔，然后勻速下放至作業(yè)面，液壓裝置加壓，旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，按低鉆速、輕壓慢鉆的原則緩緩鉆進(jìn)。鉆桿采用伸縮式鉆桿，鉆頭為筒式活門掏渣筒。施工過(guò)程中可以通過(guò)鉆機(jī)本身的三向垂直控制系統(tǒng)反復(fù)檢查成孔的垂直度，確保成孔質(zhì)量。

4.1.2樁間止水帷幕施工方法

樁間止水帷幕采用水泥攪拌樁和高壓旋噴樁兩種。懸噴樁擋土止水采用單排φ0.6m@1.2m樁間止水，懸噴樁進(jìn)入不透水層1m以上。水泥攪拌樁采用單排φ0.6m@0.4m樁間止水，進(jìn)入基坑底1m或硬塑土1m以上。

4.1.3砼支撐施工方法

砼支撐梁截面尺寸為60×85m，與冠梁高度相同且一起澆筑，頂高程為地面下1m。

4.1.4鋼支撐施工方法

第一層混凝土支撐施工完畢后，進(jìn)行第二層土方的開挖，開挖到第二道鋼支撐設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0.5米后，開始安裝架設(shè)鋼支撐。第二道與第三道鋼支撐在直撐范圍內(nèi)均支撐在鋼圍檁上，斜撐段與鋼墊箱連接。

鋼支撐按設(shè)計(jì)要求加工，根據(jù)支頂距離選合適的節(jié)段用螺栓連接法蘭盤拼接成要求的長(zhǎng)度。施工時(shí)要求鋼支撐易安裝、好拆卸，因而加工一個(gè)固定端頂頭，一個(gè)活動(dòng)端頭。當(dāng)預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，用鋼楔鎖定。

4.1.5錨索施工方法

預(yù)應(yīng)力錨索采用2～4束7φ5預(yù)應(yīng)力鋼筋線，錨索鉆孔直徑150mm，錨索傾角300，豎向間距2.5m，預(yù)應(yīng)力相應(yīng)位置做冠梁（腰梁）貫通，設(shè)置于支護(hù)樁的中軸線位置，預(yù)應(yīng)力錨索至少進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖5m。

4.1.6土釘墻施工方法

錨桿采用φ22mm-φ25mm-φ28mm,水平間距1.2～1.3m，縱向間距1.2～1.5m，錨桿傾角150-300。

噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，采用工藝，厚度為120mm，分兩次噴射。

4.1.7攪拌樁擋土墻施工方法

在人工填土、沖擊粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土路段采用格柵式攪拌樁擋墻，厚度3.8m。在巖砂交界段，格柵式攪拌樁墻最外側(cè)攪拌樁需改為旋噴樁，進(jìn)入巖層不小于1.5m。

4.2基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)警戒值的確定應(yīng)滿足《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-99）的相關(guān)要求。一般情況下，警戒值均由兩部分控制, 即總允許變化量和單位時(shí)間內(nèi)允許的變化量。

在保證安全的前提下, 綜合考慮工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)等因素, 減少不必要的資金投入。

綜上，各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)警戒值確定如下：

坡（樁）頂水平位移：累計(jì)警戒值取30mm（一級(jí)）、40mm（二級(jí)），速率警戒值取3mm/d。

土體側(cè)向位移：累計(jì)警戒值取30mm（一級(jí)）、40mm（二級(jí)），速率警戒值取3mm/d。

地下水位：累計(jì)警戒值取1m，速率警戒值取0.5m/d。

錨桿（索）拉力：警戒值取0.8倍拉力設(shè)計(jì)值。其中錨桿拉力設(shè)計(jì)值在由業(yè)主提供。

地面沉降：累計(jì)警戒值取40mm，速率警戒值取5mm/d。

樁（支護(hù)結(jié)構(gòu)變形）：累計(jì)警戒值取30mm（一級(jí)）、40mm（二級(jí)），速率警戒值取3mm/d。

中立柱沉降警戒值：基坑開挖引起的立柱隆起或沉降不得超過(guò)25mm（一級(jí)）、35mm（二級(jí)），每天發(fā)展不超過(guò)5mm。

支撐軸力：警戒值取0.8倍軸力設(shè)計(jì)值。其中支撐軸力設(shè)計(jì)值由業(yè)主提供。

建（構(gòu)）筑物位移、傾斜警戒值：位移累計(jì)警戒值為25mm（一級(jí)）、35mm（二級(jí)），位移速率警戒值為3mm/d。傾斜累計(jì)警戒值為0.002H,（H為建筑承重結(jié)構(gòu)高度），傾斜速率警戒值為連續(xù)3天傾斜速度＞0.0001H/d。

裂縫：建筑結(jié)構(gòu)裂縫累計(jì)警戒值為2mm，若呈現(xiàn)持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，須立即報(bào)警。

管線位移：累計(jì)警戒值為30mm，速率警戒值為3mm/d?；虬垂芫€運(yùn)營(yíng)方要求取小值。

4.3深基坑開挖方法

基坑開挖方案擬采用混挖方式進(jìn)行，即根據(jù)不同的開挖深度、施工條件和支護(hù)類型，確定不同的開挖方案，對(duì)土釘墻、樁錨支護(hù)無(wú)支撐段采用全斷面水平分層，縱向分段開挖方案，對(duì)鉆孔樁+內(nèi)支撐段，開挖深度在1.5m～4.5m時(shí)采用縱向通道開挖法，開挖深度大于4.5m采用縱向通道中部拉槽加水平分層開挖法。

4.3.1無(wú)支撐段土方開挖（土釘墻、鉆孔樁加預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)）

土釘墻、預(yù)應(yīng)力錨索圍護(hù)是隨著基坑挖土的進(jìn)行而逐步施工的，因此土釘墻及預(yù)應(yīng)力錨索施工與挖土作業(yè)交叉進(jìn)行，二者的配合至關(guān)重要，直接關(guān)系到基坑的安全和施工工期，需合理安排，分層分段作業(yè)。

土方開挖前，沿場(chǎng)地四周布設(shè)排水溝和截水溝，避免地表水流入開挖基坑內(nèi)。

挖土從上至下分層分段依次進(jìn)行，每層開挖深度不得超過(guò)同層土釘墻、錨索下0.5m,每層分段開挖長(zhǎng)度不得超過(guò)30m,嚴(yán)禁超挖或在上一層未加固完畢就開挖下一層。當(dāng)遇到地下管線時(shí)，應(yīng)通知市政、電力部門，將期移位后再行施工。

4.3.2支撐段土方開挖方案（鉆孔樁加內(nèi)支撐）

4.3.2.1分段分層與支撐時(shí)間控制

主體基坑開挖根據(jù)本工程基坑規(guī)模、幾何尺寸，圍護(hù)墻體及支撐結(jié)構(gòu)體系的布置和施工條件，分段進(jìn)行開挖和澆筑底板，每段開挖再按分層、分小段進(jìn)行，并限時(shí)完成每小段的開挖和支撐。

根據(jù)支撐道數(shù)，分為3皮土?？紤]機(jī)械挖土及支撐的效率，每層厚度控制在2～4m，每一層土以機(jī)械挖土至支撐底面標(biāo)高為原則，然后小型挖機(jī)抽槽開挖出支撐位置。

4.3.2.2土方施工方法

分層挖土?xí)r，從中間向側(cè)墻挖土，即中部拉槽開挖，兩側(cè)各預(yù)留2m寬穩(wěn)定臺(tái)階，開挖過(guò)程中形成土體護(hù)壁。土方開挖總體開挖順序是：縱向分段、豎向分層，臺(tái)階式后退挖土，分臺(tái)階配合安裝鋼支撐，開挖到第三層時(shí)，基坑內(nèi)放置0.4 m3挖掘機(jī)進(jìn)行掏土、攢堆，配合長(zhǎng)臂挖掘機(jī)，見基坑開挖示意圖：

第一層：開挖至冠梁底部，施工樁頂冠梁與第一道砼支撐；

第二層：開挖至第二道剛支撐底標(biāo)高，安裝第二道支撐；

第三層：開挖至坑底，鑿除部分樁體，澆筑墊層、底板。

5結(jié)束語(yǔ)

城市明挖隧道的施工方法多種多樣，施工過(guò)程中總會(huì)對(duì)路面交通造成一定 的影響。隨著我國(guó)地下城市隧道建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，原有的施工技術(shù)不斷地發(fā)展與提高的同時(shí)，新的施工方法也被應(yīng)用到施工當(dāng)中，施工技術(shù)水平得到不斷提升。通過(guò)大量了解城市建筑設(shè)施，地表和地下公用設(shè)施，以及人工地層和自然地質(zhì)介質(zhì)環(huán)境，選擇合適安全的基坑支護(hù)方法尤其重要。

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