隧道工程的施工篇1
关键词：隧道工程;施工技术管理;不良地质;风险规避
Abstract:inthetunnelconstructionprocess,thefaceoftheparticularityofthegeological,easytoencounterbadgeologicalhazards,thereforeintheimplementationoftheprojectneedsascientificconstructiontechnologymanagement.Thispaperanalyzesthetunnelprojectimplementationofkarst,fault,microcommonmudatthestone,thecauseofthepoorgeologicalcharacteristics,anditsharmfulness,tothestudyofgeologicalrules,combinedwithexamples,itanalyzesthecorrespondingtreatmentmeasures,summarizesavoidriskmeasures,improvetheconstructiontechnologymanagementlevel.
Keywords:tunnelproject;Constructiontechnologymanagement;Badgeological;Riskaversion
中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：
引言：隧道工程是公路建设的主要构筑物，具有隐秘性，施工复杂，遭受着自然灾害的不可抗性及地质条件复杂、参数离散的困扰，施工技术难度大，风险高。近年来随着我国隧道工程发展日臻成熟，安全生产意识逐渐加强，在对隧道工程施工当中的施工管理要求也越来越高，在施工管理过程当中，要注意到各种不可避免的不良地质对施工造成的风险和干扰，经过具体分析，形成系统有效的管理方法，攻克各类不良地质，抓好施工安全，保证工程质量，提升建设水平。
隧道工程施工技术管理概述
隧道施工技术管理在项目管理中发挥着重要的作用，其主要体现在安全、质量、进度、成本等方面。隧道施工条件复杂，变数较大，工程项目管理非常困难。作为工程项目施工管理的核心工作之一，施工技术管理对工程项目的施工安全管理、质量、进度控制、控制等方面起着重要的作用。好的施工技术管理可以对隧道工程施工起促进作用，反之亦会起制约作用。
隧道工程施工常见不良地质
不良地质是指由于人为活动或地质作用引起的，对建设工程有不良影响的地表或地下岩体的各种变形和运动。隧道施工当中遭遇到的不良地质多种多样，如崩塌、岩溶、断层等，许多不良地质形态不稳定，易受地壳运动、雨水冲刷外在条件影响和改变，难以通过纸质资料进行掌握和排查，至今仍是隧道施工当中的一大难题。本文以区内某高速公路特长隧道为例，说明在施工中遇到不良地质的情况和采取的技术处理方案。
岩溶地质
如图1，岩溶地质又可称为卡斯特地质，根据《地球科学大辞典》的解释，可将其定义为“水对可溶性岩石(碳酸盐岩,硫酸盐岩,卤化物岩等)进行以化学溶蚀作用为特征(并包括水的机械侵蚀和崩塌作用，以及物质的携出,转移和再沉积)的综合地质作用，以及由此所产生的现象的统称”。
地下埋藏的岩溶(地下溶洞等)和覆盖型岩溶群数众多，包括地表土覆盖的溶蚀峰丛、落水洞、土洞等，难以勘察度，且会出现数据资料和实际情况不相符，变化太大等情况，时有岩溶突水突泥灾害发生，导致对建设工程产生不同程度的危害，影响施工安全。
图1岩溶地质
2.2断层地质
在自然界，大规模的破裂面被称为地质断层，如图2所示，即是断裂两侧的底层或岩体发生明显相互错动，具有明显位移的断裂。断层又包括正断层、逆断层、平推断层、压扭性断层、张扭性断层等，可组合为地垒或地。
断层作用促使岩石破碎、风化加强，从而导致地基强度降低、失稳或滑坡，不利于工程建设，在断层发育地带建隧道往往容易出现整体破坏、坍塌、透顶、突水、岩爆等情况，因此隧道轴线应避免与断层走向平行或垂直，有条件情况下最好避开大型的断层带。
图2断层地质
2.3突泥、突石地质
图3突泥、突石地质
如图3所示，突泥、突石等即为由于突水导致的大量泥砂涌入井巷所造成的灾害。于岩溶陷落柱、断裂破碎带、松散含水层等形成泥沙涌入。突泥突砂除造成人员伤亡外，有时还堵塞排水系统，淹埋设备，引发地面塌陷。
突泥、突石由于突泥突石会形成新的排水通道，改变现有水文地理条件，在施工当中稍有不慎便会发生意外，容易造成施工进度缓慢，甚至带来人员伤亡、场地被毁、工期延误的后果。
2.4地表沉陷地质
图4地表沉陷
根据一般性定义，地表沉陷是指地下采空区顶板垮落引起的地表变形，即如图4所示。采空区矿柱系统中一些最薄弱部位往往会在长期承载过程中受到风化、地震等作用而遭到摧毁。局部破坏的累积最终会蔓延至整个系统。通常，当矿柱的破坏率超过60％，采空区顶板就要发生冒落，并或多或少地波及到地表。
地表沉陷引发的灾害通常是源于采空区顶板突发性大范围下降，伴随强烈的爆炸冲击，导致地面沉降和裂谷，引发建筑面积地面沉降，如果需要在地表沉陷地段修建隧道，就要在该类地段应利用结构手段确保建筑物安全。
各种不良地质的不同应对措施
岩溶地质应对措施
岩溶地质处理，应在地层岩性，地质构造，地下水循环条件和区域地壳运动方面研究。分析地层岩性分布规律和区域夷平面分布规律，以掌握岩溶隧道的地址区岩溶地下水补给，径流和排泄途径，进一步考虑隧道高程和路线，标出危险区和重点防灾节。
施工中遇到一大型溶洞，该溶洞纵向长49m，深22m，宽50m，高30余米，顶部有两处直径约5m落水洞向上发育。洞壁有新生黄土，并有水线流下，整个洞壁呈水平或近水平层发育，层间夹泥，溶洞内左侧塌落破碎体堆积。
处理方案：
1、用片石在下部回填至圆心下1m标高位置，采用超前管棚进洞施工，待重车碾压稳定地层后，再进行反开挖至中心水沟底下3m位置，进行3m厚C20砼基础施工，防止下沉。
2、用钢管架对洞壁进行局部挂网，防止溶洞壁掉块造成人员伤亡和机械损失。
3、安全进洞后，进行二衬施工，并于车行横洞处预留开口，最为后期处理预留通道。
断层地质应对措施
出现大量涌水的断层可采取排堵结合法并安排适当的集水坑和排水沟
在地表设置截排系统引排地表水，在施工当中，向隧洞前进方向钻凿不少于2个的4米以上的超前钻孔检测地下水。
断裂带施工过程之间的距离应尽可能短，并尽快尽可能封闭衬砌，以减少围岩暴露和增大地面的压力。
在隧洞断层地段，严格控制各炮眼数量、深度及装药量，尽量减少扰动围岩。
突泥和突石地质应对措施
在隧道施工中，由于突泥等情况，在地表造成一个纵向15m、横向20m、深8-24m的漏斗状地表沉陷坑。坑沿周边1-5m有宽80-100cm的裂缝，地表覆盖层厚度35.5m。沉陷发生在约60度陡坡上，距下方乡村公路约30m高。有明显的溶蚀痕迹，西面为腐殖土、碎石土覆盖层，南面地表裂缝已经形成，并且朝外延伸。
处理方案为：
1、先清理沉陷坑周围植被松土，采用塑料篷布覆盖，对沉陷揭露岩面及周边裂缝区域Φ22药卷锚杆L=3.5m，1m*1m梅花布置，用Φ8钢筋20*20cm网格挂网C25喷射混凝土10cm。地表沉陷坑上方，3-5m外设置截水沟，断面尺寸参照洞顶排水沟设计。随时观察地表变化。
2、1）在地表施做挂网喷砼时，掌子面回填碴土，进一步稳定掌子面。
2）在拱部180度范围内，按照1.0m（环向）*1.0m（纵向）间距，梅花形布置L=4m，Φ42*4mm注浆导管，注浆。立即开挖施做仰拱及回填，由YK45+805向外施做。
3、退后3m，自YK45+817起，于拱部150度范围内打设Φ51*8mm，L=6.0m自进式注浆锚杆，环向间距30cm，仰角10-15度，每米一排。
4、考虑到突泥流碴堆碴较远因地制宜采用微台阶法进尺，短进尺强支护，I20b型钢拱架，纵向间距50cm，系统采用Φ25自进式注浆锚杆L=4m，拱顶240度范围内按环向90cm×纵向50cm布置。
5、及时封闭仰拱施做二衬，采用支架模板短板浇筑，每进尺3m立即施做二衬。
6、施工期间全过程观察，预留好安全逃生通道。
地表沉陷地质应对措施
在一处地表沉陷区域内，围岩支离破碎，岩质松散，掌子面发现多处线状流水，围岩节理发育很好，岩体破碎程度严重，蓄涵大量的裂隙水。经过慎重考虑，决定采取措施如下：
（1）从填充面底层开始，每2m用粉质粘土回填铺设一层双向土工格栅，过程中撒入水泥粉，以增加土体强度，提高其稳定性；
（2）每层土工格栅间铺2层无纺土工布，防止回填土体细颗粒在渗流作用下被带走，导致管涌；
（3）处理沉陷区域中的渗水点，现场拌制无沙混凝土用以浇筑防护挡块，并在外部覆盖无纺土工布，完成沉陷区域回填后用水泥砂浆铺砌防水层；
（4）在掌子面进行水泥注浆，对掌子面以及核心土进行封闭，增加强度；在地表增设截水沟，控制掌子面的渗水量。
4.施工技术管理小结
1、建立数学模型，对各种工况模拟计算分析；
2、采用技术、安全、经济可行性综合比较法；
3、采用先进的超前探测设备，及早发现各种不良地质情况，提前采取相应技术措施；
4、严格遵守短进尺、弱爆破、强支护、勤量测的原则，尽量减少或避免工程施工对隧道地质造成的额外不利影响。
5.结语
对隧道工程中可能出现的不良地质加以研究并总结应对措施措施对于保证隧道工程施工安全顺利、规避或降低风险十分重要。加强对不同地质的规律研究和运用高科技手段进行良好的施工技术管理有利于最大限度发挥人力资源和工作效能，创造效益最大化，保证施工安全和工程质量。
参考文献
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隧道工程的施工篇2
区间隧道穿越砬夏河施工
截水墙结合钢管引流并对明水进行引排在影响范围河流上游下游各设一道处设置混凝土截水墙。墙顶高出河床流水面0.8m，并在截水墙内预埋12根Φ320mm长度44m钢管引流，使河水通过钢管跨越正线区间影响范围。用混凝土对市政污水管道进行加固位于河道中间和位于河漫滩的雨污合流管道，矿山法钻爆施工对管道影响较大容易产生断裂，采用先明挖后对管道周围浇筑混凝土包裹的方法对管道进行加固[1-3]。首先探明管道具置，向下开挖将影响范围内的管道周围土石清出，然后向沟槽内沿管壁浇筑混凝土，以此增加管壁厚度和管道体积，加强管道抗断裂和防沉降能力。对排污井用素混凝土填充：排污井位于区间左线右上方，深度约为9m，直径约为2.8m，已经深入拱顶，先用污水泵将井内水抽出，然后将井底淤泥清理，最后填充素混凝土直至河床顶面。2.1.3钢管桩注浆对地下水进行封堵在引流钢管进、出口内侧各打入5排Φ90钢管桩，钢管桩长度为6m，间距为0.5m，梅花形布置，压入质量比为1∶1的水泥浆，对地下水进行封堵。钢管桩管头部位设30°椎体，中间部位钻直径为6～8mm的溢浆孔，间距为25cm呈梅花形布置。管尾部0.8m范围内不钻孔以防漏浆，末端焊直径为6mm的环形箍筋，以防打钢设管时端部开裂，影响注浆管联接。对河床底旋喷注浆加固河床底部岩层多为碎石土、建筑垃圾等，岩土体松散，稳定性较差，我部拟采用单管旋喷注浆法加固地层。首先利用钻机把安装在注浆管(单管）底部侧面的特殊喷嘴，置入土层下方12m处，控制注浆压力为20MPa左右注入质量比为1∶1的水泥浆，将河床底部的碎石土固结。施工中对每一环节严格控制质量，并做好施工记录：一是钻杆要进行量测，并作记录，经常检查孔深，保证孔深达到设计要求。二是严格按设计配合比例率拌制水泥浆液，拌制好的水泥浆液超过2h不能使用。三是旋喷桩施工中，严格控制空压机、高压水泵、送浆泵的压力和提升喷浆速度。四是提升过程中，拆卸钻杆后，继续旋喷施工时，保持钻杆有不小于10cm的搭接长度。五是经常检查高压系统、管道系统、使压力、流量能够达到规范要求以保证桩径达到设计要求。打设两口降水井并对地下水进行井点降水因河床下方地下水十分丰富，我部计划在施工影响范围内河流左右侧各打设一口降水井，以排除地下水，减少对施工的影响。降水井结构如下：降水井直径为Φ600mm，全孔下入Φ300mm水泥砾石滤水管。井孔沉淀管以上4m范围的滤水管外包一层密目尼龙网，全孔回填粒径为3～7mm中粗砂滤料，井深考虑为12m。抽水采用200QJ40-39/3型潜水泵，流量30～55m3/h，扬程50m，采用自动抽水控制装置，保证水位线时刻处于设计位置。2.2洞内施工技术及技术要点2.2.1洞内采用超前小导管注浆支护每次开挖前，采用区间环向小导管帷幕注浆，以此改善围岩的物理力学性能，起到增加围岩防渗和自稳能力[4-6]。小导管为Φ42热轧水煤气管，壁3.25mm，管头30°椎体，小导管环向间距0.3m。外插角度为10°～15°，L=3m，小导管中间部位钻直径为6～8mm的溢浆孔呈梅花形布置，间距为15cm，尾部0.8m范围内不钻孔以防漏浆，末端焊直径为6mm的环形箍筋。超前小导管注浆材料为水泥水玻璃双液浆，水泥浆∶水玻璃=1∶0.8。小导管打设完成后开始进行小导管注浆，严格控制注浆压力为0.6MPa，终压必须达到设计要求，并稳压，保证浆液的渗透范围，防止出现结构变形、串浆等异常现象。洞内施工时初期支护加强措施开挖结束后，立刻对掌子面进行封闭处理，在掌子面上初喷3~5cm混凝土，并安装钢筋网片，搭接长度25cm。为加强地层加固效果，原来的隔榀打设超前小导管改为每榀打设超前小导管。每榀格栅两拱脚处各打设2根锁脚锚管，注水泥水玻璃双液浆。同时严格进行初衬背后注浆，保证初衬背后围岩密实以达到防水效果[7]。爆破减振措施区间围岩不稳定，拱顶埋深较浅，因此将控制爆破作为施工控制的重点。钻爆法施工采用减震爆破措施，增加雷管段数，减少单眼最大装药量控制炮眼深度，采取不耦合装药。爆破参数见表2、表3；炮孔布设见图3、第99页图4。施工中坚持多打眼，少装药，短进尺的原则。采用减轻震动爆破设计，主要措施为：在隧道拱部带状布设减震孔，爆破时，先起爆周边孔形成预裂隔振带；严格控制每循环进尺在0.5m左右，采用楔形掏槽技术；爆破后对隧道进行及时支护，减少单眼最大装药量，控制炮眼的深度；增加减震孔，孔内不装药或装半卷药。控制爆破采用延期毫秒雷管，控制最大段起爆药量，确保砬夏河基床处振动满足爆破安全要求。采用楔形掏槽，拱部设减震孔，多打孔少装药，采用孔内和孔外微差爆破，使用高精度多段位雷管，控制最大段装药量，以最大限度控制爆破震动速度。掏槽眼孔口距为1.4m，孔底距离为0.2m。周边眼间距0.45m，辅助眼眼距0.7m。周边眼为a=0.45m，抵抗线w=0.60m，辅助眼a=0.70m。爆破振动安全速度根据爆破评估报告、《爆破安全规程》及现场的地质地形情况，爆破安全震动安全速度允许值V允=5cm/s。爆破地震波计算公式为：V=K/R/Qmax1/3!"a，式中：V为地震波振动速度，cm/s；K，a分别为与爆破地点至计算保护对象间的地质地形有关的系数和衰减系数；R为震源中心距建筑物的距离，m；Q为最大单段装药量，kg；M为药包指数。条形药包取1/3。根据现场实际情况，爆源中心到振速控制点距离9m，根据爆破设计0.4kg，据隧道穿越为中风化泥灰岩和爆破评估报告K=150，a=1.6；计算最大爆破震动：Vmax=K/R/Q1/3!"1.6=150/9/0.41/3!"1.6=2.73cm/s＜5cm/s.（2）据以上计算，该爆破设计能够满足砬夏河对爆破施工的安全要求。
区间隧道穿越砬夏河施工安全措施
隧道工程的施工篇3
在我国经济的快速发展下，深埋特长隧道越来越多，对通风设计的要求也越来越高。对于特长深埋隧道来说，为了实现隧道的分段通风，常常需要设置很多通风井，通风井的断面积或位置会对隧道的通风造成非常大的影响。基于此，论文对特长隧道工程通风施工技术进行了探讨。
【关键词】
特长隧道工程；通风施工；技术
1案例介绍
潮州至惠州高速公路TJ16合同段路基工程起点桩号K185+000，终点桩号K195+300，路线长10.300km；路面工程起点桩号K148+025.606，终点桩号K195+300，路线长47.275km。主要施工内容为特长隧道1座（左线5190m、右线5225m）、大桥2座、涵洞11道、通道4道、莲花山服务区、路基挖方161.5×104m3，填方161.4×104m3、路面工程等，本文重点对特长隧道通风施工技术进行探讨。2地质构造由地质勘察结果，结合区域地质资料，隧址区下伏基岩为侏罗系上统南山村组（J3n）熔结凝灰岩、下统银瓶山组（J1y）砂岩及燕山期（γ52-3）花岗岩等。据1∶5万区域地质资料及本次勘察成果，隧址区共发育有F13、F14两条断裂。根据地质勘察的调查成果显示，断裂断层延伸至隧道，ZK189+690～ZK189+840、K189+760～K189+910、ZK191+165～ZK191+225及K191+130～K191+190段围岩受其影响，岩体破碎，自稳能力较差，隧道开挖可能导致突泥突水。莲花山隧道区基岩进口段岩性为花岗岩，出口段岩性为熔结凝灰岩，主要有3组节理裂隙，裂隙面平整规则，延展性好，间距较小。从节理玫瑰花图可看出，主节理方向为北东向和北西向，与区域构造主方向一致。根据《广东省潮州至惠州高速公路工程场地地震安全性评价报告》（2011年5月），F13及F14均为非全新活动断裂，已处于稳定状态，区域地质稳定。
3隧道通风方式的选择
在特长隧道施工过程中，由于隧道深入到山体之中，隧道中的氧气量比较少，并且混有非常多的有害气体导致隧道中的空气质量差，严重威胁施工人员的身体健康。采取相应的通风措施可以使有害气体的浓度得以降低，保证施工人员身体健康，提高施工效率，保证施工安全有序地开展。一般情况下，在公路隧道的施工中，内燃机设备会排放出大量的废气，其污染源也会散落在隧道的沿线，稀释难度大，通风技术难度较大[1]。当前，使用压入式通风独头通风的最大长度为3400m,而使用巷道式通风，则可以极大延长通风长度。例如，日本关越公路隧道的开挖长度为11km，正洞开挖断面的面积为8513m2,辅助坑道开挖断面积为2113m2，正洞和辅助坑道都使用全断面开挖锚杆支护无轨运输进行施工。通风机选用压入式巷道通风机，通风总量为6200m3/min。隧道通风主要是为了使洞内的作业环境得以改善。由于不同的施工工序对洞内环境造成的污染不同，并且随着隧道挖掘深度的增加，通风量也会变大。因此，要分阶段设计通风方案，在制定通风方案之前，应对通风系统需要的风压和风量进行计算。1）炸药爆炸的需风量，按同时爆炸炸药的最大数量进行计算：2）需风量要以洞中同时作业人数最多时进行计算，需风量按照以下公式计算：3）通风机的供风量大小为:
4隧道通风施工技术
隧道通风要对当前的设备进行重复利用，在可以达到通风效果的基础上，对风机数量进行合理的调配。由于隧道的通风属于动态过程，所以，需要根据不同的作业工序对风量的需求情况，对供风进行动态调整。要在达到净空要求的前提下，尽量使用直径比较大的风管来降低损耗。为了进一步降低通风系统日后的运营成本，需要加大一次性投资。考虑到管道压入式通风方法在1800m以后不能保证通风效果。为了满足要求，研究决定采用分段抽出式通风和巷道混合通风的方式代替压入式通风[2]。这种通风方式主要是利用洞中的新鲜空气在掌子面周围形成洞内循环，从而置换出掌子面中的废气，然后在距离掌子面300m左右的距离使用射流风机将废气排出。此外，在防水板台车和二衬台车位置各加装了2台小的射流风机，用于解决台车位置对风速的阻碍问题。
4.1进洞1800m通风施工分别在右洞洞口和左洞洞口均布置了1台轴流式通风机，由于风机的抽风速度可以根据具体情况进行调整，所以，在使用的过程中可以在保证经济性的基础上，合理地调整风量[3]。为了避免衬砌台车对风速形成阻碍，需要使用1台射流机来提高风流循环速度，使洞中的风速大于0.15m/s，要求风流中瓦斯的含量要在0.05%以上，如图1所示。
4.21800~2600m混合通风施工在左洞和右洞均挖掘1800m并且连通第2个横洞后，采用射流通风进行通过施工，通过利用射流设备吸卷升压的作用，将空气诱导到洞中进行流动，进而实现换气通风的目的。首先，将3台射流风机布置到右洞，然后进行全纵向射流通风，提高右洞的排烟速度，由于轴流风机通风会在左洞产生负压，所以可以将洞外的新鲜风流源源不断地送入，并利用轴流风机送到左洞和右洞的掌子面。实践证明，利用这种通风方案来进行通风，通风效果良好。当隧道掘进到2000m以上后依然可以保持掌子面的每秒中的风速达到1~2m。如图2所示。
5保证通风质量的相关措施
5.1建立完善的制度1）安排专人进行风机的值守，并严格按照规定要求进行风机的相关操作，定期对风机进行检修，保证风机长期处于稳定的工作状态下。2）安排专门的风管维修工人。每板都要对所有的风管进行检查，调整不顺不平的地方。如果发现风管出现了漏风等情况，要立即进行处理，对于破损不严重的管节，使用快干胶水进行补缝。如果管节破损严重，要立即进行更换。为降低漏风系数、提高管道的密封度，需将每100m管道的漏风系数控制在2%以内。3）做好运输设备的保养工作，要按照管理要求定期对设备进行维护，尤其是燃油系统和进气系统，要做好保养工作，然后进行衬垫过滤，从而降低废气的产生量。
5.2做好岗前培训工作对于负责通风作业以及各个工区操作的施工人员，要求做好岗前培训工作，讲解设备维修知识、通风操作知识、保养知识，管道的安装、调试、维修的基本原则和操作规范。
5.3使用大循环无风门巷道排烟技术通过无风门巷道通风技术可以显著提升排烟的速度，在特长隧道中的应用日益广泛。这种排烟技术可以和传统的通风方式并联、串联使用。经测算，使用这种通风方式，每月仅电费可省11万元左右，具有非常不错的经济效益。
5.4利用自制水幕降尘器降低粉尘和低炮烟污染为了降低粉尘和炮烟，本工程使用直径为20mm的镀锌钢管来进行水幕降尘器的制作，钢管的一端套上闸阀，另一端堵死。然后使用小钻头在钢管上钻出无数个小孔。在放炮之前要安装好，和掌子面紧靠，并在两边的拱腰上安装，最好是每一边安装两个。在放炮时，进行开闸并放高压水喷雾。不仅取得了良好的效果，并且也正确了一定的时间，工作效率显著提升。通过和专用洒水车相互配合定期洒水，保证出碴过程中不产生扬尘。
6结语
综上所述，在特长隧道施工过程中，选择合理的施工方案是施工的重点和难点。本文通过实际案例，对隧道的通风风量和通风风压进行了计算，然后根据工程的实际情况，选择了合理的通风施工措施，降低了工程的费用和造价，具有一定的参考价值。
【参考文献】
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隧道工程的施工篇4
关键词：公路工程隧道施工
1施工技术方案
1.1施工作业线安排
按照隧道设计结构以及工程地质的情况，施工作业采用了中导洞先行，中导洞掘进40～50米浇注中墙。在中墙混凝土强度达到70％以上再进左洞，右洞掌子面落后左洞按10m控制。经监控量测，围岩变形基本稳定后同时施作左右洞二次模筑衬砌。当围岩变形过大，初期支护力不足时,除应及时增强初期支护外,亦可修改二次衬砌设计参数后提前施作模筑混凝土。左右洞二次衬砌与掌子面间距控制在25～35m之间。这就在进、出口各自建立了中导洞、中墙、左、右洞开挖、二次模筑衬砌五道并行的作业流水线,拓展了隧道施工作业面,为加快隧道施工进度奠定了坚实的基础。
1.2风、水、电作业，通风、防尘和施工排水
1.2.1施工供风:其在隧道的进、出口每个位都设置了一座空气压缩机站,各安装2台20m3/min和1台10m3/min的空气压缩机以保障隧道施工用风。
1.2.2施工用水进、出口可分为：在距隧道拱顶30m以上的山顶各修建一座100m3的高山水池,水源一是在隧道出口右侧山脚挖一集水池,收集山泉水抽上山顶水池,再用管道输水至出口供施工生活用水。一是从电站水渠中抽水至山顶蓄水池再用管道输水至进口,供施工、生活用水。所有水源都要经过水质检验,PH值小于4或者硫酸盐、氯化物含量超过有关规范的允许值以及含有对水泥凝结硬化有害的杂质的水石不得用于搅拌砼。
1.2.3施工供电:在隧道进、出口都安装上一台315KVA变压器,利用附近的地方电网供电,同时各准备一台功率为220KW的发电机组备用。动力设备采用三相380V,照明用电采取220V,为确保安全,所有线路都安装漏电保护开关。线路的架设及各种电器的安装必须符合《公路隧道施工技术规范》JTJ042-94的有关要求。
1.2.4施工通风、防尘:洞内如需爆破掘进,一定要坚持湿式凿岩,爆破后洒水以降低粉尘浓度。施工通风采用压人式,用3台轴流风机分别向中导洞、左、右洞送风,送风口距开挖面的距离不大于15m。
l.2.5施工排水:主要是排除一些可能涌人隧道的地下水和施工废水。隧道从出口至进口为1.54％的上坡。出口施工为顺坡施工,施工排水采用自然坡利用塑料管将水引出洞外。进口施工为反坡施工,施工排水采用在开挖地段挖集水坑,用抽水机抽出洞外。
2主要工序施工方法
2.1超前小导管施工
2.1.1制管:在超前小导管系用外径为50mm,壁厚为5mm热轧无缝钢管加工成长500cm。然而将钢管一端加热锻成锥头,另一端焊上钢箍,留400mm作为止浆段,然后沿管壁四周钻四排注浆孔,各排孔位互相错开,间距150mm,孔径8mm。
2.1.2钻孔:按照设计环向间距以紧靠开挖面的钢支撑为支点先定出孔眼的位置,按1O。外插角从钢支撑外侧钻孔,孔深500cm,小导管纵向间距:中导320cm,左、右洞250cm。
2.1.3安装导管注浆:成孔后用高压风清孔,安装小导管后用牛角泵压注30号水泥浆,注浆压力为O.7～1.0MPa,达到压力时持续15分钟停止注浆。
2.2系统锚杆施工
一般隧道采取的的锚杆可分两种:中导洞和进出口成洞面临时支护用φ22mm螺纹钢砂浆锚杆,左、右洞用φ25mm中空注浆锚杆。锚杆按设计长度加丝口长,下料后用套丝机套出12cm长螺纹。在初喷砼后用红漆按设计问距梅花形布置,点出锚杆孔位。用风动凿岩机垂直岩面钻孔。成孔后用高压风清除孔内碴屑,砂浆锚杆在注浆后插入锚杆,安装垫板、螺栓；中空锚杆是安装锚杆后注浆,注浆压力为0.5～1.0MPa，终压为2.O～2.5MPa。砂浆锚杆注3O号水泥砂浆,中空锚杆压注3O号水泥浆。锚杆安装后三天内不准敲击锚杆头,也不准悬挂重物。
2.3钢拱架施工
2.3.1现场制作1:1胎模平台一套,并且放设l:1钢模试拼大样。
2.3.2截割下料,先将切割好的型钢放在1:1胎模上,固定后用乙炔焰加热达到一定深度后,均速起动胎模千斤顶,将型钢压制成型。
2.3.3各单元的接头板可分两种型式:钢拱架与中隔墙的连接是在连接单元的一端焊上A3钢板,与预埋在中隔墙的钢板双面焊接,各单元之间的连接采用U型钢之间一定长度的搭接并用连接件压紧。
2.3.4将加工好的各单元构件放在大样台上试拼,轮廓误差不大于3cm,钢拱架平放时,平面翘曲应小于+2cm。
2.3.5用经纬仪和水准仪准确量测型钢拱架,在隧道法线方向的位置与高程,用红油漆准确标注拱顶、拱脚和边墙等控制点位置,设置足够的定位锚杆。
2.3.6对超挖较大的部位,用浆砌片石镶补,拱或墙脚有虚碴或不稳定时,清除松碴,用砼填平,再用槽钢沿纵向铺,确保钢拱架脚稳固。
2.3.7当安装锚杆后喷3cm厚钢纤维砼,安设拱架，单元间按设计连接,并且与定位锚杆锁脚锚杆焊接在一起,钢架与喷层之间空隙,用骑马垫塞紧。钢架间纵向用φ25钢筋焊接,连接钢筋环向间距1.0m。钢架间距LS2-1段50cm。LS2段80cm。
2.3.8型钢钢架开口侧朝向隧道中心。
2.3.9为了更好加强拱脚,在钢拱架脚加设两根长3.5m的锁脚锚杆。
2.4洞身开挖
中导洞开挖,其在成洞面临时支护完成之后,按照中导洞开挖轮廓线挖槽,初喷砼后嵌入首榀钢格栅拱架,与洞外所立的钢格栅用纵向钢筋连成整体,挂钢筋网后喷射砼形成洞口棚架,以首榀钢格栅为支点,按超前小导管环向间距以10。外插角向钢格栅外侧打入小导管,注浆4h后进行中导洞开挖。中导洞开挖循环进尺O.5～1.2m,开挖成型进行中线、水平检查,符合设计要求后立即初喷5cm厚2O号素砼。按设计的锚杆间距梅花形布置,用红漆画点出锚杆孔位,用风动凿岩机垂直岩面钻孔,清孔后注入3O号水泥砂浆,安装φ22L=250cm砂浆锚杆,挂钢筋网后按设计纵向间距安装钢格栅拱架。两榀拱架之间用u型钢筋插接,纵向连接筋环向间距100cm,钢格栅纵向问距80cm。
安装好钢拱架之后喷射砼至设计厚度,进行下一循环。中导洞开挖采用两台阶开挖,上下台阶以起拱线分界,台阶长3～5m,上台阶开挖的土用人工翻至下台阶再用装载机配合汽车运弃。上台阶开挖后及时支护，然后开挖下台阶。下台阶先挖中槽,两边各留上宽lm,下宽2m土台,然后左右错进开挖两边,接长支护至导坑底部。
2.5左、右洞开挖
左、右洞开挖当中墙砼达到了设计强度的70％以后来进行,采用了两台阶分步平行开挖,上台阶从拱脚至拱顶,含整个拱部。为站人施工方便,上台阶可分两步开挖:先挖环形导坑,后挖中核,中核至拱顶高度1.6m～2.0m。台阶长5m～10m,上台阶开挖的土方用人工翻至下台阶再用装载机配合汽车运弃。下台阶开挖先挖中槽,外侧边墙留上宽2m,下宽4m的平台。中槽掘进5m～8m,跳槽开挖边墙,马口槽宽2m,净距3m。仰拱随同边墙马口一起开挖,符合设计尺寸后立即初喷5cm厚砼,施工边墙部分锚杆,接长钢支撑至中隔墙,喷射砼至设计厚度,形成封闭的环形支护。仰拱开挖连成一衬砌节段长度应及时浇筑仰拱,加强对围岩的支撑。左、右洞一次开挖不宜大于1m,左洞先进,右洞开挖面按落后左洞10m控制。
2.6二次衬砌
2.6.1开挖当中隔墙基础,绑扎在钢筋房内弯制成型的隔墙钢筋,预理左、右洞钢支撑接头钢板。主洞环形排水盲沟、纵向排水管。
2.6.2立模、模板采取特制大块钢摸,每一次立模长度为9m,模板规格与正洞台车和模板一致,加工两节段模板。
2.6.3采取外拉内顶办法加固模板。
2.6.4采取泵送砼一次浇注每一段隔墙。
2.6.5对顶部与中导洞临时支护相接触处要充塞密实。
2.6.6砼中掺加早强剂,其砼具有早强及缓凝高流态性能。当强度达到2.5MPa后方可拆模。拆模后要立即养护,养护14天。
2.7左、右洞二次模注衬砌
2.7.1初期支护经处理至表面无明显的渗水、漏水无突出的锚杆头、钢筋头及表面平整后,再铺设环向排水盲沟、纵向排水管、横向排水管，再铺设土工布、EVA防水板。
2.7.2绑扎钢筋房中加工成型的钢筋,其预埋设计的每一种孔、管、线以及件。
2.7.3台车就位,复核中线及标高,能使二次衬砌内轮廓符合设计要求,泵送砼一次完成一节段砼的灌注。
2.7.4捣固采用了插入式捣固器振捣。
2.7.5然而砼中掺入水泥重量6％的FS防水剂,砼具有早强、缓凝以及高流态(坍落度一般为15cm左右)性能。
2.7.6强度达到设计的2.5MPa后,即可以拆模,并洒水养护不得小于14天。
2.7.7其砼于隧道出口附近设于50m3/h拌合楼拌合,砼水平运输采取砼输送泵运到隧道出口进行浇注。在隧道顶拱部位设置砼溜槽下料,以防止骨料分离。
隧道工程的施工篇5
关键词:铁路工程；铁路隧道；隧道施工；铁路施工；风险管理
中图分类号：U45文献标识码：A
一、前言
随着国家经济的不断发展以及道路交通运输事业的不断进步，我国铁路交通工程建设发展日益迅速。铁路隧道工程施工作为铁路交通工程建设的重要环节，铁路隧道施工具有施工环境较差、地质状况复杂等特点，这给隧道工程的建设和运营带来了潜在的风险。通过对风险进行全面的识别、合理的评判，才能使工程免受重大损失，保证工程效益。
二、铁路隧道施工安全风险管理的重要意义
铁路隧道工程的特点，决定了安全风险管理水平的高低是铁路隧道施工能否安全顺利进行的关键性因素，也是确保工期控制精度、质量控制水平以及人身安全的重要措施。隧道工程技术的难度系数评估、安全事故的可能性、事故发生的概率及后果损失程度、施工突发事件的预防措施及紧急预案等，均是施工安全风险管理的核心内容。因此，铁路隧道工程项目风险管理与一般工程的管理功能有所差异，对隧道工程系统总体效益最大化的实现具有十分重要的意义。做好安全风险管理工作，有利于增强隧道工程项目参与方的的风险管理意识和风险管理能力，有效控制风险、降低风险、减少经济损失。在施工准备期，可以增强项目参与方防范事故意识和协作精神，明确工程目标、任务和工程风险，以利于风险管理企业科学决策，准确地评估工程工期及建设成本，为进一步优化施工方案提供理论依据，进而做好隧道施工过程中的风险分配工作，使每个施工人员带着强烈的安全和质量意识贯穿施工始终，确保隧道工程建设的圆满完成。
三、铁路隧道工程施工风险管理的产生原因
在进行隧道施工时,发生风险的原因主要有施工技术和地质条件等客观因素,以及施工人员具备的风险意识过于薄弱等主观因素相关。综合上考虑,由于隧道施工本身环境的风险性,再加之主观行为的诱导,就造成了风险事故发生概率高,最终产生承载体的损失巨大,在隧道施工过程中,风险产生的机理主要如下。
1、隧道施工的技术复杂、难度较大
因为隧道施工具有较大的规模,作业空间狭窄,同时,机械设备具有复杂的构造上,数量较多,就导致了隧道施工在技术上的复杂性。隧道往往还要从穿山越岭,又导致了客观上施工难度的加大。上述因素相互作用,便可能引发大量的风险。例如宜昌云集隧道的施工过程中,在约为500m深处的层石板产生垮塌的现象,合宁铁路亭子山在施工的过程中出现隧道塌方的现象、在宜万铁路高阳寨隧道施工过程中出现岩崩等,隧道施工本身的技术复杂、难度较大,是引起这些事故的重要原因。
2、隧道施工的地质条件大多极为复杂
隧道穿越围岩种类很多,在具体施工过程中,围岩条件、围岩类别与设计可能会有所出入,通常更为复杂,并且具有一定的突发性。例如宜万铁路的野三关隧道施工中,曾发生一起特大透水事故,造成了3人死亡7人失踪的悲惨局面。事后分析,发现该事故主要原因是施工地区频繁降雨,使地下岩腔受到地表水的影响,最终和断层水系相连通,存储了数量众多的承压水体,但是在具体调查勘探的过程之中,并没有找到承压水体,在揭露隧道岩体的时候,岩溶水压产生了承载失衡,就造成了事故的出现。
3、施工人员风险意识薄弱
从目前来说,我国在隧道施工的过程之中,一线工人存在着缺乏系统的知识学习和风险意识欠缺的现象。同时,由于隧道施工具有较大的规模,工期较长,因此,牵涉到数量众多的工人,因此,在操作施工的过程之中,会出现因为风险意识不足而导致的风险问题。例如,在上海轨道交通4号线出现的管涌坍塌,就可以归结为责任事故的范畴中,如果施工人员风险意识足够,是完全可以避免悲剧发生的。
四、铁路隧道工程施工中的风险管理策略
1.建立安全风险专门管理机构
为确保铁路隧道施工的安全，防范施工风险，铁路相关管理部门应建立安全风险专门管理机构，制定严格的安全风险管理制度，确立风险管理目标，以“安全施工”为原则，把安全风险管理工作责任到人。同时，对于地质、岩土等环境因素较为复杂的隧道工程项目，应进行专项风险评估研讨，选择科学有效的施工技术，制定明确有效的实施方案和多个风险应急预案，在施工过程中严把安全关和质量关，及时监督检查，对发现的安全隐患立即组织整改，防范于未然。
2.加强铁路隧道工程施工全过程风险管理
铁路隧道工程全过程风险管理是铁路施工企业施工风险管理的关键，加强铁路隧道工程全过程风险管理是有效提高铁路隧道工程质量的重要环节。铁路隧道工程全过程风险管理主要从以下几个方面入手。第一，建立铁路隧道工程风险管理交底制度。在每一个项目施工之前，风险管理人员都应该根据规章制度做好风险管理工作。做好相应的项目风险管理交底工作。其次，制定相应的风险管理项目业指导书。对不同的机械、材料、环境以及方法进行相应的监控，确保按照项目作业指导书进行铁路隧道工程风险管理。再次，执行铁路隧道工程施工样板制度，在进行大面积的铁路隧道工程施工之前，铁路隧道工程企业应该实施样板制度，保障铁路隧道工程质量得到有效提升。
3.加强人才队伍建设。
建设一支懂管理、精技术、高素质的人才队伍是实现风险管理的智力保障。首先，应在隧道工程项目上配足各类专业技术人员。要想建设一支懂管理、精技术、高素质的人才队伍，专业技术人员必须也只有在隧道工程项目中经受磨练，才能成才，所以专业技术人员的配备非常关键。其次，要赋予现场项目管理上的工程师足够的决策处理权力。正确地判断现场反馈的信息，果断地采取措施，对现场管理又是那么重要。另外，不仅要加强内部管理，而且要加强与设计、监理的沟通；动态管理条件下不仅要精通专业技术，而且要熟知合同内容；一些定量的信息可能通过先进测试技术取得，但由经验和教训组合成的定性的信息则需要在实践中不断总结才能得到。
4.加强施工安全培训,提高安全维护水平
工程部门要加强宣传意识，重视管理团队的学习观念，积极培训专业人员，增加管理者的安全文化知识。首先，必须加强安全生产理念,努力完成技术培训工作,不断强化管理者、操作者的技能水平和安全生产知识。严格遵守安全风险管理的相关法律法规和规章制度,开展安全保障计划,实施各种施工安全措施,做好安全急救准备,配置应急人员、工具、设备,应急救援方案，并按照程序送往监督机构审批，得到批准后,定期组织演习。隧道工程全部人员必须在上岗前熟练掌握施工技术和了解安全基本知识,考核通过后才能上岗。所有人员必须持有上岗资格证，从而提高工作队伍的专业水平。
五、结束语
铁路隧道工程施工中存在较多风险，通过加强风险识别，落实风险处理制度,不断增强施工人员的安全意识和技术素质,提高综合安全管理水平,全面强化施工过程的安全控制,达到规避施工高风险,安全施工的目的。
参考文献:
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[2]张伯阳,严少发.浅谈山区铁路隧道工程施工中的风险管理及控制措施[C].//中国交通建设股份有限公司2011年现场技术交流会论文集.2011:1013-1016.
[3]贺志军.山岭铁路隧道工程施工风险评估及其应用研究[D].中南大学,2009.
[4]张生伟.铁路隧道工程施工风险管理[J].中国高新技术企业,2010,(15):190-191.
隧道工程的施工篇6
关键词：隧道施工矿山法施工工程地质施工方法
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：
1、矿山法施工
矿山法施工是一种较为传统的隧道施工方式，属于暗挖法的一种，其基本原理是松弛荷载原理，即对隧道进行开挖施工之后，隧道会受到爆破作用的影响，使得岩体发生破裂并处于一种非常松弛的状态，非常容易发生坍塌现象。基于这种原理，矿山法施工采用的方法是将隧道分割成若干部分，然后按照分部顺序对隧道进行逐块开挖，并且一边开挖一边对其进行支撑以保证其不会发生坍塌现象。支撑方式主要有木材支撑和钢制材料支撑，由于木材韧度不够且容易折断变形等，所以目前已经很少使用，大部分都是使用钢制材料作为支撑。
按照衬托砌筑施工的顺序，矿山法施工可以分为先拱后墙法、先墙后拱法以及综合方法。其中，先墙后拱法包括很多细分方法，例如：漏斗棚架法（又称下导坑先墙后拱法）、台阶法、上下导坑先墙后拱法、单侧壁导坑先墙后拱法、双侧壁导坑先墙后拱法等。综合方法主要包括：蘑菇形法。此外，矿山法施工方法还包括全断面法、CD法（中隔墙法）、CRD法（交叉中隔墙法）、中洞法、侧洞法、桩洞法、柱洞法等。
2、隧道工程矿山法施工适用的工程地质
工程地质的主要内容包括：岩土组成成分、岩土物理性质、岩土的化学性质、岩土的强度应变力等力学性质、岩土的微观结构以及岩土对隧道稳定性影响等。在隧道工程中，对工程地质的描述主要包括稳定性差的松软岩土层、稳定性强的坚硬岩土层以及稳定一般的岩土层等。下面我们介绍一下先拱后墙法、漏斗棚架法、台阶法、全断面法、上下导坑先墙后拱法、蘑菇形法、侧壁导坑先墙后拱法、CD法（中隔墙法）这几种方法适用的所适用的岩土层。
先拱后墙法：主要适用于松软的稳定性差的岩土层，此外也可以用于坚硬稳定岩土层中高度较高、跨度较大的隧道施工。
漏斗棚架法：该方法主要适用于稳定性强的坚硬的岩土层，在铁路隧道施工中，曾得到过广泛应用。
台阶法：台阶法分为正台阶法和反台阶法两种。正台阶法主要适用于在稳定性差的松软的岩土层中施工。反台阶法主要适用于在稳定性强的坚硬的岩土层中施工。
全断面法：主要适用于坚硬稳定岩土层中的小型断面隧道施工以及中型断面隧道施工。
上下导坑先墙后拱法：主要是在稳定性差的松软的岩土层中使用，但是该方法需要较多的木质材料作为支撑，还需要多次替换等，施工起来非常麻烦且安全系数很低，所以在我国隧道施工中几乎没有采用过这种方法。
蘑菇形法：这种方法主要应用于稳定性一般的岩土层施工，在铁路工程隧道施工以及大断面隧道施工中都有使用。
侧壁导坑先墙后拱法：该方法主要是在大跨度隧道工程施工时使用。其经常应用于松软不稳定岩土层中的大跨度隧道施工，也经常应用在周围岩土压力很大、地层结构不稳定的大跨度隧道工程施工。此外，在坚硬稳定的岩土层结构中，也常采用侧壁导坑先墙后拱法修建大跨度隧道。
CD法（中隔墙法）：主要应用在稳定性差的松软岩土层中的隧道施工。
在实际应用中，工程地质远要比我们描述的复杂得多，所以隧道工程施工中，也经常会把几种矿山施工方法结合起来使用。有些时候，也会因为特殊的工程地质条件，而在某些步骤或者工序中稍作一些改变。我们将上面的几种矿山法施工方法归纳起来，可以看出：在松软不稳定的岩土层中进行隧道开挖，可以使用的方法有：先拱后墙法、正台阶法、上下导坑先墙后拱法、CD法（中隔墙法）等。在坚硬稳定的岩土层中进行隧道开挖，可以使用的方法有：漏斗棚架法、反台阶法等。在稳定性一般的岩土层中进行隧道开挖，可以使用的方法主要为蘑菇形法。全断面法主要适用于稳定坚硬岩层中的中小断面隧道开挖。侧壁导坑先墙后拱法则适用于大跨度隧道工程施工。
3、隧道工程矿山法施工的施工方法分析
我们主要对先拱后墙法、漏斗棚架法、正反台阶法、全断面法、蘑菇形法、侧壁导坑先墙后拱法进行施工方法分析。
先拱后墙法：主要是指在施工过程中，先对拱顶进行砌筑施工，后对边墙进行砌筑施工的方法。首先开挖中间底部，然后开挖拱顶，并进行砌筑支撑工作，顺着拱顶往下再向边墙上层部分开挖，接着向边墙中下层进行开挖，并砌筑边墙。
漏斗棚架法：主要是指在施工过程中，先对边墙进行砌筑施工，后对拱顶进行砌筑施工的方法。首先从隧道中间的底部开始向拱顶处进行开挖，接着从两边边墙的上层断面开始向边墙下层进行开挖，并先将边墙砌筑起来，再顺着边墙往上将拱顶砌筑起来。
台阶法：正反台阶法的第一步都是先将断面分层并进行测量，正台阶法接下来利用钻眼爆破方法从上层台阶开始往下开挖，然后经过喷射混凝土、下放锚杆、上层设置钢筋网、用钢架作支撑、装置脚锚杆、混凝土二次喷射等步骤，完成开挖。反台阶法是利用钻眼爆破方法从下层台阶开始往上开挖，然后都再经过喷射混凝土、下放锚杆、设置钢筋网、用钢架作支撑、混凝土二次喷射完成开挖。
全断面法：这种施工方法是将整个断面进行一次性开挖的方法，经常会用到矿车、装碴机等大型机械设备。
蘑菇形法：是将先拱后墙法和先墙后拱法结合起来的一种方法，开挖顺序是先对断面中间底部进行开挖，然后沿中间底部往上开挖出一个底部小的面，接着对断面的整个上层部分进行从下往上的开挖，直到挖到拱顶，然后再对断面的边墙中下层进行开挖，在开挖过程中，对松弛的地方或者易于坍塌的地方做支护。
侧壁导坑先墙后拱法：首先对侧壁的一部分开挖，利用锚杆、喷射混凝土、钢筋网以及钢架进行联合支护，将中隔墙以及仰拱部分进行临时支护，形成支护圈；然后错开已开挖部分合适的距离，开始开挖侧壁的第二部分，支护同第一部分一样；接着在墙壁另一侧以同样的方式开挖第三部分与第四部分，接着分别开挖隧道顶部以及底部，并进行支护；最后拆除中隔墙等临时支护，并浇筑混凝土等，完成开挖。
4、结论
在隧道工程中，矿山法施工作为钻眼爆破方法的一种得到了广泛的应用，本文主要分析了矿山法施工中几种较为重要的施工方法，并介绍分析了它们所使用的工程地质环境以及施工方法。常用的矿山法施工方法主要包括先拱后墙法、漏斗棚架法、正反台阶法、全断面法、蘑菇形法、侧壁导坑先墙后拱法等。
参考文献：
[1]单磊.小断面水下隧道矿山法施工技术[J].铁道标准设计，2008，7:107-109
[2]李毅.矿山法修筑公路隧道的施工方法[J].科学之友，2011，2：29-30
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