公路隧道施工方法篇1
【关键词】公路隧道；施工技术；质量问题
一、公路隧道施工阶段的技术处理
1、隧道开挖
大洞隧道左线出口洞口VI类围岩施工中，隧道拱顶下沉大，地表出现不同程度的下沉及开裂现象，拱脚局部有开裂的现象。通过对左线施工情况及右线地质资料的分析，洞口段隧道位于堆积土中，隧道斜穿沟心，且土层松软、松散、含水，地基承载力低。同时隧道埋深浅，极难形成自拱度，靠围岩自身无法控制围岩变形，必须采取支撑措施，而基础承载力是主动支撑有效的前提和保证，超前探明地质情况，并进行基础处理就非常必要。
2、初期支护施工
初期支护由系统锚杆、钢筋网、喷射砼、钢拱架组成，导坑支护与洞身初期支护一起施工。现场制作1：1胎模平台一套，并放设1：1钢模试拼大样。截割下料，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。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，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。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。安装锚杆后喷3M厚钢纤维砼，安设拱架，单元间按设计连接，并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ф25钢筋焊接，连接钢筋环向间距1，0m，钢架间距LS2-1段50M，LS2段80M。为加强拱脚，在钢拱架脚加设两根长3，5m的锁脚锚杆。
3、洞身开挖
按照隧道设计的结构以及施工现场的地质情况，一般施工作业都是采用导洞先行的方式的，中导洞掘进45m左右时开始浇注中墙。只有中墙的混凝土强度大于70%时才可以进左洞，右洞的掌子面落后左洞10m控制。在围岩变形已经趋于稳定后再施工作业左右洞二次模筑衬砌，如果初期的支护强度不足或是围岩的变形过大，那么不但要加大初期支护的强度，同时还要修改二次衬砌设计的参数。左右洞的二次衬砌与掌子面之间的间距的控制范围应为25-35m。
4、二次衬砌
开挖中隔墙基础，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。立模、模板采用特制大块钢模，每次立模长度为9m，模板规格与正洞台车和模板一致，加工两节段模板。采用外拉内顶办法加固模板，用泵送砼一次浇注每段隔墙，对顶部与中导洞临时支护相接触处要充塞密实。砼中掺加早强剂，当强度达到2，5Mpa后可以拆模，拆模后立即养护。左、右洞二次模注衬砌二次衬砌施工在围岩变形基本稳定后进行。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、横向排水管等。绑扎钢筋房中加工成型的钢筋，预埋设计的各种孔、管、线、件。台车就位，复核中线及标高，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。捣固采用插入式捣固器振捣。砼中掺入水泥重量6%的FS防水剂，砼具备早强、缓凝、高流态（坍落度一般为15cm左右）性能。强度达到设计的2，5MPa后，即可拆模，并洒水养护不得小于14天。砼于隧道出口附近设50m3/h拌合楼拌合，砼水平运输采用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。
二、公路工程中隧道施工
1、施工方法根据前期施工存在的问题，现采用台阶法和双侧壁导坑法相结合的施工方法，半断面开挖时，出碴采用无轨运输，挖掘机、正铲侧卸式装载机配合8吨自卸汽车运输出碴；小导坑开挖时，采用人工开挖，小拖拉机配合人工出碴，及时进行支护；仰拱加固紧跟并且及时施作衬砌混凝土。
2、钢管桩施工钢管桩采用准89×4无缝钢管，前端加工成圆锥状，长度20cm；钢管桩管体下半部分须加工溢流孔，以利于注浆施工，孔口lm范围内不加工溢流孔，溢流孔直径8mm、间距25cm。按每次lm进度指标进行清除施工障碍物工作，并施工临时排水管等措施进行场地排水，杜绝施工场地受水浸泡现象发生；测量放线，标出钻孔位置；钻机钻孔（可直接夯进）、下管，注超细水泥（MC）单液浆，注浆压力为1.5～2.0MPa，注浆完成后，对桩间土进行轻型触探试验，锤击数大于35击，承载力不小于250kPa，达不到时，进行加密等处理。每处理完成5m，进行仰拱混凝土施工，其间用过车梁保证已施工段稳定。根据工地条件，导坑条形基础施工，钢筋在导坑内绑扎关模后，采用泵送C25混凝土进行施工，先施工水平条形基础后，安装拱脚，再施工竖直条形基础。
三、初砌柔性防水和背面排水工程的设置
1、防水层铺设前对初期支护的检查和处理防水层铺挂前，应先对初期支护喷射混凝土进行断面量测，对欠挖部位加以凿除，对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平。外露的锚杆头及钢筋网应齐根切除，并用水泥砂浆抹平，使混凝土表面平顺。在铺挂前，还应检查衬砌背后的排水设施，如盲沟、引水管和排水暗沟是否相互连接嵌入及接头是否连接密封牢固，盲沟、引水管和排水暗沟是否加设反滤层。严寒地区保温排水设施是否有防潮措施。修筑的深埋渗水沟，回填材料除应满足保温、透水性好的要求外，水沟四周是否有防泥砂渗入且回填密实的材料。
2、防水层铺设好后检查和处理防水层铺挂结束，应对其焊接质量和防水层铺设质量进行检查。用手托起防水板，看其是否能与喷射混凝土密贴；看防水板表面是否有被划破、扯破、扎破等破损现象；看焊接或粘结宽度是否符合要求，且有无漏焊、假焊、烤焦等现象；进行压水（气）试验，看其有无漏水（气）现象等，检查防水板铺挂质量。如果发现存在问题，除应详细记录外，并立即进行修补或返工处理。
3、止水带安装与控制防水混凝土施工缝是衬砌防水混凝土间隙灌注施工造成的，对于施工缝的防排水处理，在复合式衬砌中，一般采用塑料止水带或橡胶止水带。在浇筑二次衬砌混凝土前，可用钢丝刷将上层混凝土刷毛，或在衬砌混凝土浇筑完后4-12h内，用高压水将混凝土表面冲洗干净，并检查止水带接头是否完好，止水带在混凝土浇筑过程中是否刺破，止水带是否发生偏移。如发现有割伤、破裂、接头松动及偏移现象，应及时修补和处理，以保证止水带防水功能。检查是否有固定止水带和防止偏移的辅助设施、止水带接头宽度是否符合要求、止水带是否割伤破裂、止水带是否有卡环固定并伸入两端混凝土内等项目，做好详细检查记录，如存在问题时，应立即进行修补或返工处理。
参考文献：
公路隧道施工方法篇2
关键词：复杂地质隧道施工总结
中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：
一、前言
复杂多变地质条件是指地下工程在开挖后，围岩由于原有的力平衡状态受到破坏并在地下水的作用下产生过度变形、滑坍或膨胀的地质现象。由于复杂地质条件的影响，会造成建设工期的延长，增加工程费用，严重时会造成工程停滞不前。
二、断层及破裂带的处理及施工方法
断层从表现形式来分可分为压性断层、张性断层、扭性断层和压扭断层等。其对工程的影响各不相同。在隧道施工中，弄明白断层的表现形式对制订施工计划及确定掘进方案是非常有用的。在具体的施工过程中，对断层属于哪一种类型，隧道处于什么样的地层中要做到心中有数，然后对可能存在的问题具体分析，做到有的放矢。当遇到断层破碎带，其工程特点是：围岩呈角砾状松散结构，泥质充填，自稳性极差，开挖后拱顶掉块现象严重。针对这种地质情况，通常情况下我们采取了以下施工组织和技术方案。
（一）、施工方案
以浅眼短循环掘进，尽可能减小围岩塑料性变形区域，避免坍方。每循环进尺0.5~0.75m，既以一榀拱架或格栅为单元教学掘进，以缩短围岩在无支护下的塑性变形时间。实行“三班八小时制”连续施工。同时，对爆破作业中的设备选型，围岩类型及打眼、装药、围岩状况以及爆破效果等各项数据进行回归分析，从而对爆破中的各个环节参数进行改进，以达到最佳状态。另外，浅眼短循环作业也利于爆破的进行，爆破后超挖量较小，减少了回填量，同时加快了施工进度。
（二）、施工方法
1、超前支护
在断层破碎带采用全部采用Φ42超前注浆小导管支护，并压注水泥浆液以固结松散岩体，增强了围岩的自身强度，减少围岩变形量。注浆导管加工成花管，根据围岩和实际施工的具体情况，在具备大型钻孔台车施工的条件下，以4.5～6m为宜。
2、开挖
采用光面爆破开挖。为了充分保证开挖的实际效果，在施工时应结合围岩的地质情况，选用合理的钻孔设备，确定爆破方案，同时对爆破后的效果及相关数据及时反馈给爆破技术人员，以便及时调整下次施工爆破方案。虽然在这种地段下的光面爆破效果较差，残眼率较低，但它对围岩的扰动较小，整体成型轮廓较好，欠挖处理较少，对施工效果也具有不可估量的作用。
3、支护
隧道的初期支护在新奥法中具有十分重要的意义。一般隧道施工中，对初期支护的要求及设计均较保守。但由于地质情况了解得少，因此对断层发育严重，围岩初期塑性形变较大且短期内难以停止的区段，就需要采用一些强化初期支护的办法来补强。如加密径向药卷锚杆的布置；对变形开裂段压注水泥浆液；提前进行二次衬砌等办法。所有这些均需要在对围岩进行精密的监控量测的基础上进行确定，否则只靠目视判断，就太缺乏科学依据了。为了保证初期支护的准确及时，就需要技术人员及施工的工人在施工中根据实际情况，科学合理地采取适当的办法。
4、二次衬砌及仰拱
对局部形变较大的断层分布区，加强围岩的监控量测是十分重要的。现在隧道施工中多采用正台阶法，因此，在施工中上下导坑均需要布设一些监控点。通过对监控量测的数据进行分析，对已稳定的初期支护区段及时进行二次衬砌，以及对部分变形剧烈且很不稳定的区段及时施作二次衬砌进行封闭。仰拱施作在二次衬砌后及时跟进，使隧道形成一个统一的整体。
三、含水层与流沙岩层的处理及施工方法
破碎岩层与砂砾岩层含水后，稳定性会随含水量的增加而急剧地降低。针对破碎岩层含水情况，关键要处理好地下水。在施工过程采用排、堵相结合的原则，先在开挖面钻深孔，进行排水，等水流变小后再施作超前注浆小导管，钢管预先钻孔按梅花型布置，间隔50cm,直径为5mm。所压注的浆液以水灰比为0.8﹕1的CS浆液为宜。但必须注意的是排水钻孔的孔深应大于注浆孔深在2m以上。具体施工方法为：
（一）、防排水
隧道内施工车辆、人员来往比较频繁，排水系统在安排上应充分考虑到在不影响施工的前提下，最大限度地排除围岩内的水。由于上导坑的初出水量占整个隧道出水量的70%以上，但集中水泵又较为困难，因此采用凹形开挖，两侧稍高，中间略低的办法，将上导坑与下导坑做成长而缓的下坡，较好地解决了这个问题。对于下导坑开挖，主要采取在二次衬砌段设置集水池，集中进行抽水。尽量保证掌子面部分干燥，使施工能顺利进行。
（二）、支护与加固
由于围岩中水分的急剧流失会对围岩的应力重分布造成极大的影响，因此在排水到一定程度时，应立即完成初期支护，对水流实施封闭。同时，较为密集地打入径向小导管，压注水灰比为0.8﹕1的水泥水玻璃浆液，使隧道洞身周边的围岩迅速形成一个受力拱圈，从而达到一个稳定的状态。
四、软弱膨胀易流变层的处理及施工方法
遇到弱膨胀易流变的围岩，由于围岩自稳性极其差（开挖断面无法自稳），无法自行成洞，使开挖、支护都加大了难度。为此，采取的措施为：
（一）、超前小导管
超前小导管注浆，由渗透注浆改为劈裂注浆，以使在围岩中形成脉状固结体，并挤压围攻岩，提高围岩自稳能力。所注浆液以水灰比为0.8﹕1的CS浆液为宜。每排超前小导管压浆前用喷射混凝土8cm～10cm止浆墙封闭开挖面，同时严格保证注浆的压力要达到2～4Mpa，以达到相应的注浆效果。
（二）、排水
排水采用超前导管引流排水为主，加强下部导坑的施工排水为辅。下部排水采用含水层施工的排水方案。对于超前排水，则需要在施工中及时疏导水流的同时，由专业技术人员认真观察围岩的变化情况，进行监控量测，对围岩的应力变化和水流的情况及时加以了解分析，以确定合理的施工方案，确保施工顺利进行。
（三）、开挖及初期支护
开挖时应预留核心土，对开挖掌子面喷射C20混凝土进行封闭，两侧弧形导坑每次只开挖一半，开挖后支立半榀工字钢架，并以木支撑进行临时支撑，支立拱架后，尽快施作径向锚杆、挂网、喷射混凝土及时进行封闭，一侧的初期支护完成后，再支立另半榀拱架，拱架连接于前半榀拱架上，在喷射混凝土完成后拆除木支撑。
初期支护喷射混凝土时，为增加喷射混凝土的抗剪能力以及混凝土的韧性，宜加密钢筋网，并尽量采用双层钢筋为宜。
公路隧道施工方法篇3
【关键字】公路隧道；现场施工；质量管理；措施
中图分类号：U459.2文献标识码：A文章编号：
在公路建设的不断发展下，近年来公路隧道的施工项目在不断增加。在公路建设中建设隧道，不仅能大幅度缩短车辆的行车路程，予市民方便，在山区环境下还可避免坍塌、滑坡等地质灾害。公路隧道的施工质量是交通事业稳步发展的重要保证，对公路隧道的工程施工做好管理工作是施工作业中首要解决的问题。现对公路隧道现场施工的情况、常见问题以及管理措施进行阐述。
1.公路隧道现场施工的特点
隧道施工是一种结构特殊的施工工作，其特点与一般道路施工有所不同。①隧道施工属于先有荷载，再有结构的工程，即在已有初始应力场的施工介质内部进行构筑结构[1]。由于隧道施工结构的受力程度无法确定，所以公路隧道工程的施工质量受隧道现场施工情况的影响，例如开挖隧道时使用的方法与支护的结构强度、时间等。②大部分隧道施工工程的隐密性都比较高，无法通过表面对工程的具体质量进行观察，也不能对其进行直观鉴定与评估，仅能通过图纸观察其效果，导致现场施工中的工程风险难以发现，而现场施工中即使发现问题也难以根据现象深入判断问题的产生原因，阻碍了造成问题的实质分析。③公路隧道是以相似隧道工程为主，计算机为辅，结合两者对其进行设计，导致无法预见施工过程中的因素，因此产生了对隧道整体进行动态设计的需求，增加了工程设计的困难度。④由于以上原因，公路隧道的现场施工时间往往较长。
2.公路隧道现场施工中常见的问题与解决措施
公路隧道的现场施工中常会出现一些质量问题，例如通风情况不好、照明条件不良、界限受侵与衬砌渗漏、开裂等问题，这些都是公路隧道现场施工中的常见问题[2]。目前的隧道施工中，施工方根据现场施工的通病，总结了科学的解决方案。其中包括：①由于支护质量问题以及沉降不均匀所导致的衬砌开裂问题，可在现场施工中采取先墙后拱法，同时保持侧墙基底的干净整洁，这样不仅可以增强支护的初期质量，还可预防衬砌开裂的问题。②施工中的混凝土结构，其抗渗能力不足，可将UEA膨胀剂结合AEC膨胀水泥，两者混合可产生适度的膨胀，增强混凝土的致密度，弥补混凝土结构上的不足，提高其抗渗性能。③现场施工时使用整体式的移动模块浇注混凝土，用以二次衬砌除拱圈，公路隧道施工方结合隧道衬砌的实际情况，对模板尺寸进行科学合理的设计。施工缝承载能力不足时，纵向施工缝可增设钢筋插筋，设置遇水膨胀止水条，以改善其结构承受力。
3.公路隧道现场施工质量管理的措施
3.1完善质量管理的相关体系
施工方以控制变形作为首要的质量控制工作，以仰拱、二次衬砌作为质量控制的相关重要方法，强化公路隧道现场施工的整体控制管理力度。为提高项目的安全性与进度，制定符合实际的公路隧道现场施工管理机制。明确施工项目各方面的文件，例如程序文件、质量手册、质量目标与方针等，帮助各单位了解自身的施工内容、施工流程与施工标准，实施分工负责的施工方案。
3.2严格控制施工材料的质量
3.2.1采购方面通过原材料招标活动选择信誉可靠、质量好、生产管理有优势的厂家，并对厂家所提供的材料进行抽样检验[3]，根据检验结果以及供需要求，确定施工原料的供应商。
3.2.2存放方面根据材料的类型、性质分开存放，并使用隔离设施对不同的材料进行隔离存放。为防止大小不同的沙石混合，采用分层式堆放方法。施工单位根据施工区域的环境制定相应的通风、防潮、排水等措施，若环境属于干燥型，应建立水泥库。施工材料到货后，对其进行种类、出厂日期、标号分类标签，避免混乱。
3.3严格控制现场施工的各个环节
3.3.1施工前进行测量工作施工前，首先对施工区域的地质、地貌进行科学测量，并根据当地地貌制定科学合理的具体施工方案，同时在开挖隧道洞之前，按照规定要求反复测量施工控制网。
3.3.2选取适合的开挖方法开挖隧道时使用科学合理的开挖方式，不仅可保证隧道开挖的质量，还可控制开挖断面的断面尺寸、规整程度与超欠挖，使隧道的开挖质量受到保证。隧道开挖的断面尺寸应根据工程设计的详细情况而决定[4]，先对施工数据进行计算与实际测量，满足两个指标，分别是支撑沉落量与预留变形量。为断面选择开挖方法与开发技术时，对断面的围岩类型进行考虑，根据岩石的硬度决定开挖方法，通常采用预裂爆破以及钻爆法，岩石质地较硬的采用钻爆法，质地较软的采用预裂爆破[5]。
3.3.3严格控制隧道支护质量根据新奥法岩体力学理论，隧道开挖之后首先要及时进行隧道支护工作，使围岩岩体的变形受到制约，并发挥支护的承载力，降低荷载力。目前国内公路隧道工程项目常用的支护手段为锚喷支护。检测混凝土强度值的常用方法中包括了喷大板法，使用喷大板法制作试块，进行抗压试验，从而检验混凝土的强度值。
3.3.4对隧道的防水设施做好质量控制工作在隧道施工过程中制定科学合理的防水对策，是科学施工过程中是必不可少的环节。施工中常用方法为引流堵漏法，可有效处理因滴水所产生的裂缝，渗水严重的部位可采用注浆堵漏的方法进行处理。
3.3.5严格控制隧道衬砌的质量由于围岩岩体松动，隧道施工中二次衬砌常有裂缝产生。通常使用刻度放大镜或是塞尺检查裂缝，施工人员根据裂缝的实际情况采取相应的解决措施。
3.4完善施工技术管理措施
施工单位应在公路隧道建设项目的总工程师带领下，建立完善的施工技术控制管理系统，系统设定当中要包括具体负责隧道工区项目的技术管理要求。施工人员须严格落实技术管理要求与ISO9000系列标准，根据当中的要求进行施工，实现岗位责任制。针对各不相同的施工程序以及步骤，制定详细的操作技术与工艺流程，实行分工负责与管理的措施，在关键的施工环节安排经验丰富的施工人员操作，为施工过程中发现的问题给予及时处理解决的保证。
3.5提高现场施工作业的监管
加强公路隧道现场施工作业的质量监管是施工质量得以保障的关键环节。公路隧道现场施工人员应清楚明白自身的工程责任，施工时遵循施工质量的要求。监管人员要严厉处罚现场施工中的人为偷工减料行为。施工方应根据施工中的锚喷质量、原材料标准状态、试验情况、收敛检测、施工桩号等各方面要素，以保证施工质量为前提，制定相关要求，辅助监管人员对现场施工作业进行监管。此外，现场施工人员要根据施工质量相关要求，不定期对施工部位做详细的抽样检验与评估工作，尤其是对施工质量密切相关的混凝土情况、衬砌厚度情况等施工步骤，要及时进行检测，对发现的问题及早进行有效处理，认真落实对施工质量的控制工作。
4.总结
公路隧道工程的质量管理工作属于复杂性质的系统工程之一，施工人员与管理人员应明确公路隧道施工是一项特殊工程，了解施工过程中的常见问题与解决措施。此外，控制好施工过程中的施工质量，加强现场施工作业的监管，保证公路隧道施工的整体质量。
【参考文献】
[1]胡毛毛.浅谈公路现场施工质量管理的必要性与方法措施[J].科技促进发展,2010(08)：164-165.
[2]郭福良.公路隧道建设发展与施工质量研究[J].科技创新导报，2012(24)：143.
[3]武强,刘善涛.浅议公路工程施工中进度控制和质量控制的作用与关系[J].科技信息，2011(12)：319
公路隧道施工方法篇4
Abstract：Asthedevelopmentofcurrentsocialeconomy，thedomestichighwaytunnelconstructionabandonsthetraditionaltwo-linehighwaytunnelconstructionmodel，andgraduallyadaptsfour-lanehighwaytunnelconstruction.Startingfromthefourlanetunnelconstructiontechnology，thispaperstudiesanddiscussesaseriesofmechanicsissueinfour-lanetunnelconstructionprocess.
关键词：四车道公路隧道；力学；新奥法
Keywords：Four-lanehighwaytunnel；mechanics；newAustrianmethod
中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）02-0097-02
0引言
随着经济的发展，车流量日益增加的社会需求，采用双车道公路隧道的理论进行设计、施工，已不能符合实际需求。因此目前国内的公路隧道施工逐渐倾向于采用四车道公路隧道的施工，同扁平率较大的单洞双线公路隧道的施工不同，四车道公路隧道的大断面隧道，横断面的跨度较双车道增加了一倍，如还按照双车道隧道施工的高跨比即扁平率来设计，工程造价会有大幅提升，因此我们只能以降低扁平率的方式来降低成本。因为扁平率的降低，会造成对围岩稳定度以及隧道结构稳定性的极大影响，尤其在以自重应力场为主的情况下对扁平结构影响会更大，必然由此带来更多新的技术问题。
对四车道公路隧道施工中的力学体系进行深入研究越来越显得重要。同时此课题的研究也适合我国基础建设的设计与施工实际需求，从而使四车道隧道施工达到经济合理、安全快速的施工要求。
1国外四车道隧道施工现状分析
国外如瑞典、奥地利、挪威、日本以及韩国在四车道公路隧道领域的建设中处于世界先进水平，其中又以韩国最为熟练和先进。新奥法设计与施工技术、围岩动态分析技术、中隔壁法、TBM法和双侧壁导坑超前法等技术在大跨度扁坦公路隧道施工中被广泛应用。
韩国现有的11座四车道大跨度公路隧道全是采用的新奥法（NATM法），在设计、施工上根据实际地质，采用土力学和岩力学中的数值分析方法进行计算。结合新奥法基本原理和要求，在实际施工期，在洞室内部进行严格的监控测量。具体工作有拱周边变形监测、围岩变形监测、拱顶下沉监测、锚杆轴力和锚固力的测定以及喷射混凝土与围岩间接触应力的测定等一系列内容。
2国内四车道施工现状分析
过去，我国公路隧道主要为二车道或三车道，这也是由我国实际情况所决定的：①国内岩石的物理力学特性及隧道工程地质条件相当复杂；②国内在大跨度扁坦公路隧道施工上千差万别，没有统一的勘查规范；③行业内极少有关于大跨度公路隧道施工力学、施工方法、断面结构和支护衬砌工艺等研究的学术成果。
而国内的四车道公路隧道多数处于规划和建设中。1990年通车的沈大高速全长375公里，是国内双向四车道开创新纪元，被称为“神州第一路”。不过现在也因日益增加的车流量而不堪重负。2003年2月21日，国务院所批“十五”期间重点改扩建项目，由交通部确定的“高速公路改扩建示范工程”的沈大高速开始全线封闭改扩建，从双向四车道改为双向八车道。这就充分暴露了我们在实际的设计和施工过程中，缺乏超前意识，以静止的观点规划高速公路建设，结果不断的重复投资和重复建设，造成资金和原材料等资源的浪费。
3现行隧道工程设计与施工方法分析与研究
传统的隧道设计是基于经验设计方法的“荷载一结构”模式，而在理论上更为完善、合理的“岩体一结构”模式中，围岩不但是荷载，而且也是结构，在分析过程中要重视结构与围岩的共同作用，以及围岩的自承能力，体现了新奥法的理念与精髓。在实际隧道和地下工程施工中，关键的问题是开挖和支护两个工序。
在施工力学行为上，四车道公路隧道施工与两车道公路隧道有着明显的区别，不仅跨度大于断面扁平，且在自重应力场作用下，围岩开挖后拱部岩体向洞内变形导致两侧岩体向外挤压，使边墙部位产生拉应力区。水平收敛远远小于拱顶下沉，尤其在边墙位移小，部分位移甚至向外发生膨胀。拱顶下沉是四车道隧道中围岩稳定判据的关键因素。位移随着开挖呈台阶式增加，而历时曲线则总体呈S形，用Hill函数拟合其拟合程度最好。
3.1大跨度公路隧道分部开挖施工力学分析岩体在初始应力状态（自重及参与构造应力状态等）下处于一定的平衡状态。当洞室开挖之后，由于工程力的作用破坏了原先的初始状态，使洞室周围一定范围内的缘由岩体受到影响。从洞室开挖始，原先的初始状态被工程力的作用破坏，洞室周围的原有岩体受到影响，在影响范围内的那部分岩体即称之为围岩。围岩的稳定性是指在保持施工中洞室结构形成的暴露面尺寸和形状的性质。
通常围岩丧失稳定性有如下三种形式：①上部岩层重量引发应力集中区的岩石被破坏；②在自重力作用下崩落岩石形成冒落；③岩石表面因塑性变形形成无明显破坏的大幅度位移。
因隧道的纵向长度远大于横断面尺寸，所以围岩中应力分布可以视为平面问题，除位于隧道两端围岩可能同时产生沿纵轴方向的变形外，其余各处的围岩都只会产生沿横断面方向的变形。因此，隧道围岩的应力分布问题为平面应变问题。
3.2新奥法中支护与围岩共同作用施工的力学分析围岩在自身平衡过成长的变形、破裂使支护结构因受压力并变形，因此围岩性态及其变化对支护的作用有重要影响。另外，支护的刚度和强度抑制岩体变形和破裂的发展，同时，也影响了支护自身的受力。因此，支护与围岩形成一个共同体；共同体的耦合作用和互为影响的情况，形成“围岩—支护”的共同作用。所以，在新奥法中，支护结构的设计原理其实就是柔性支护和围岩体共同变形、破坏的塑性和弹性理论。
隧道开挖后，引起一定范围内围岩应力重分布，并有局部地层残余应力的释放。一定范围内围岩发生位移并形成松弛，从而恶化围岩的物理力学性质，引发薄弱处隧道围岩发生局部破坏。随着破坏的扩大，从而造成整个隧道的坍塌。给予围岩内缘的支护力的大小，直接决定围岩体中的塑性区的大小。若危岩体中塑性区变大，则围岩对支护的变形压力越小。而原岩一次压力越大，塑性的半径也就会越大，围岩强度性质由两个指标反映——内摩擦角值和粘结力越小，岩体强度则越低，塑性半径就越大。以上是新奥法柔性支护理论的出发点，在隧道设计、施工工程中采取支护措施时需要积极利用。由此使支护受到的变形压力尽可能的小，并相应的降低支护工程量和工程造价。
3.3锚喷支护作用施工的力学分析以喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土等结构组合起来的形式称之为锚喷形式。实际工程实践说明相较于以往的现浇混凝土衬砌，锚喷支护更为优越。锚喷结构能及时、有效的支护和控制围岩变形，防止岩块坠落或坍塌，发挥围岩自承能力，所以锚喷支护更为优越和合理。锚喷支护能大量的节省混凝土、劳动力、原材料等，提高工程施工效率，工程造价相较于现浇混凝土衬砌可降低400%，并有利于施工机械化，进一步改善劳动条件。
锚喷支护以其良好的物理力学性能，是一种符合岩体力学原理的积极支护方法。能及时支护加固围岩，并与围岩密贴，封闭岩体的张性裂隙和节理，加固围岩结构面，有效的发挥和利用岩块间的镶嵌、咬合和自锁作用，从而提高岩体自身的强度、自承能力和整体性。锚喷支护结构柔性好，与围岩构成共同承载体系，共同变形。能在变形过程中调整围岩应力，抑制变形发展，避免坍塌，并能抑制大的松散压力出现。
不过，到目前为止，锚喷支护仍需发展和不断完善，从作用机理的探讨到设计、施工方法研究等方面，都有待科学技术工作者的进一步成就，以实现理论和实际的融合。
3.4结合新奥法隧道设计施工的基本思想和岩石力学分析在岩石力学基本原理和新奥法隧道设计施工的基本思想的指导下，本文利用大型有限元分析软件ANSYS对沈大高速公路韩家岭四车道公路隧道的施工开挖方法及未按稳定进行了有限元模拟分析，取得了一定的成果。
3.4.1就严格意义上来说，现行规范无法指导设计四车道公路隧道的设计、施工，忽略了围岩本身亦是结构这一关键特性，只能指导设计15m以内跨度的公路隧道工程。用有限元分析软件ANSYS分析软件对几种常用的施工方法施工过程进行相关的有限元模拟分析，即能解决上述问题。大量的实际计算分析结果表明：隧道设计，考虑围岩不能仅作荷载，它同时也是结构，应意识到围岩与结构共同作用的重要性，考虑其自承能力，以更为完善、合理的“岩体—结构”模式取代基于经验设计方法的传统“荷载—结构”模式。
3.4.2新奥法从理论上计算出在施工开挖各部时围岩与支护结构式各个点的应力应变情况能随时及时的判断支护结构、围岩在开挖后的稳定性，使设计更为安全可靠、经济合理，杜绝施工阶段险情的发生。
3.4.3通过实际有限元的分析结果，我们能知道，隧道分部开挖，是有其科学依据的。同时，如果分部过细过多，则会造成增加对围岩体的扰动，延长扰动时间，违反了控制围岩与支护结构稳定性的初衷，适得其反。因而分部最好不要超过六部，在时间上，也最好采用左右对称开挖，效果更为显著。
对于四车道公路隧道，由于断面特别大，施工方法宜采用中隔壁法（CD工法）、中隔壁交叉台阶法（CRD工法）、双侧壁导坑法（眼镜法）。加速施工法即尽快形成一次支护封闭断面的做法，是防止变形、坍塌的关键步骤。从塑性区分布上来看，施工中采用长锚杆稳定地层并加固围岩的做法，既不经济，又不能加快施工进度。下导坑超前台阶法由于分部过细过多，致使围岩收到严重的扰动，与新奥法的基本思想相悖，无法有效控制支护结构与围岩稳定性，施工过程又复杂，支护工艺要求高，工程造价就更高了。
4结束语
本文没有对涉及沿途流变分析动力进行分析，随着理论技术水平的提高，和计算机技术的不断深入与发展，公路隧道及地下工程的动力稳定性分析也将具有更深远的研究意义。我们通常所做的数值分析工作仅是通过有限的几种常用方法进行二维平面问题的模拟，而公路隧道及地下工程的开挖在实际中其实是一个复杂的三维时间—空间的问题，施工开挖的的方法也还有许多值得研究探讨和提高。如何利用大型三维有限元模型进行大跨度公路隧道及地下工程的施工力学效应数值模拟分析，仍将是未来一个值得研究的课题。
参考资料：
[1]《公路隧道设计规范》（JTJ026-90）.北京，人民交通出版社，1990.
[2]《工程岩体分类标准》（GB-50218-94）.北京，中国计划出版社，1995.
[3]《岩土工程勘察规范》（GBJ-95）.北京，中国建筑业出版社，1995.
公路隧道施工方法篇5
【关键词】公路；隧道施工；安全
公路作为经济发展的承载体，随着经济的发展获得了快速的发展。在公路建设中，公路隧道的修建解决了很多山区公路的修建难题，对我国公路事业的发展产生了重要的影响。在任何工程施工中，施工安全都是最关键的因素，在公路隧道施工中也是如此。在公路隧道施工中，因为公路隧道施工的特殊性，所以对于公路隧道施工安全的探讨对维护施工安全具有重要的意义。
1公路隧道施工中存在的安全问题
1.1公路隧道的设计不合理
在公路施工的过程中，需要修建公路隧道的地带地质条件比较复杂。在实际的公路隧道设计中，设计部门和施工部门不是同一个单位。设计单位在设计的过程中，可能因为勘测问题或者对施工技术判断失误等问题，导致公路隧道的设计不符合实际的施工过程，导致公路隧道在施工的过程中出现安全问题，也给运营期安全造成隐患。
1.2安全施工管理制度不健全
在目前的公路隧道工程中，安全施工的意识还比较薄弱，施工企业没有建立健全的安全施工管理制度，导致在施工安全管理方面出现漏洞。公路隧道施工安全，除了要依靠设计安全之外，还要保证施工材料的质量和施工工艺符合规范。在购买材料环节，由于没有严格控制，导致部分材料的质量出现问题。在施工工艺方面，施工单位依据方案组织施工，经验因素较大，遇到新工艺、新材料时未能及时完善施工工艺，导致施工工艺出现了一定的不合理性。在施工进度方面，由于过于追赶工期，改变工艺流程，导致公路隧道施工的质量出现了一定的问题，施工安全得不到保障。
1.3施工工艺亟需完善
目前，在我国公路隧道的施工过程中，亟需完善的部分包括以下几个方面：第一，机械化水平亟需提高。目前，我国公路隧道施工过程的机械化水平相对来说是比较高的，但是极个别的施工环节还是依靠传统的方法来作业的，比如：爆破挖空环节、系统锚杆钻孔环节，使用传统的手段进行施工，经常发生爆破的范围过大或者过小，钻孔的深度过深或者过浅等问题，二次爆破对围岩和初期支护造成较大扰动，从而影响施工安全。第二，二次衬砌施工环节亟需完善。在公路隧道的二次衬砌施工过程中，主要通过模板台车来完成混凝土的运送和浇筑，但是因为模板台车比较长，模板拆卸的时间过早，衬砌的厚度不到位等问题，导致隧道施工安全和成品质量受到影响。
2公路隧道施工安全对策
2.1完善设计方案
科学的公路隧道施工设计是公路隧道施工安全的前提。在进行公路隧道设计的过程中，为了保证公路隧道设计的科学性，要对工程地的地质情况进行详细的勘察，对施工地段的岩层结构和地下水分布进行全面的了解，在勘察的时候要保证勘察方式的准确性。然后根据详细的勘察结果来设计方案，然后将各种设计方案进行相互比对，最后选出最科学的设计方案，然后根据其他设计方案对这个设计方案进行优化和完善。
2.2健全公路隧道施工安全管理制度
为了保证公路隧道的施工安全，健全公路隧道施工安全管理制度是保证。公路隧道安全施工管理制度的健全需要从以下三个方面来进行。
第一，严格控制材料质量。施工材料的质量安全对公路隧道施工安全具有重要的影响。首先，要根据设计方案确定材料的规格和数量，设计合理的预算方案；其次，在采购材料的过程中，要对材料的生产厂家和出场合格证进行详细的审核；再次，在材料进场之前，要对采购回来的材料进行试验室检验，以此来检测材料的质量；最后，要严格控制材料的进场，在进场时要对材料的质量进行抽检，以保证进场的材料和试验室检测的材料的规格和种类的一致性，检验合格的材料方可投入使用。对于不合格的材料要进行及时的清除和替换，以保证公路隧道材料的质量符合标准。
第二，加强施工过程监管。在施工之前，要成立一个专业的工程监管队伍，这个队伍的成员要以工程设计专家和施工技术人员为核心，同时要加入工程建设单位和施工单位的负责人。这个监管团队在施工的过程中，要实时地对公路隧道工程进行监管，特别针对软弱围岩隧道窑加强变形监测和超前地质预报管理，对在公路隧道施工中出现的问题及时地进行商讨和解决，及时地变更设计图纸，并且做好过程资料保存工作，以方便以后的工程检测和维护。
第三，加强施工人员管理。施工人员管理对于公路隧道的施工安全来说具有重要的作用。加强施工人员管理，首先，在施工之前，要做好技术交底工作，将公路隧道工程的施工技术和在施工过程中需要注意的问题进行详细的交底。然后，在公路施工的过程中，为了提高施工人员的工作效率和工作质量，最好的办法就是实行岗位责任制。将整个工程分为不同的环节，然后由各个施工班组对其施工内容负责，对施工质量、安全控制好的班组要进行物质奖励，对施工质量、安全控制差的班组要进行一定的惩罚，以此来改善施工人员重进度轻质量、安全的问题，在最大程度上保证公路隧道的施工安全。
第四，加强危险源管理，突出专职安全管理职能。专职安全员在施工过程中重点做好以下监控管理：监督施工人员接受技术交底及安全教育；协助爆破员、爆破安全员做好爆破施工警戒；依据施工方案对施工过程各关键工序进行安全检查；纠正作业人员的违章行为；督促施工现场存在的各类安全隐患进行整改，减少施工隐患，杜绝安全事故的发生。
2.3改善施工工艺
公路隧道工程的施工工艺是公路隧道工程施工安全的关键。在施工的过程中，要根据设计方案和施工条件来选择合适的施工工艺，尤其是在爆破和钻孔阶段，要积极引进先进的爆破工艺和钻孔工艺，通过计算确定合理的控制爆破范围和钻孔深度等爆破参数。保证隧道施工中各类围岩仰拱、二衬施工的安全步距符合要求，二衬距离掌子面的步距控制在的面积控制在IV级围岩不大于90米，V类围岩不大于70米，仰拱距离掌子面距离III类围岩不超过90米，IV类围岩不超过50米，V类围岩不超过40米。对于二次衬砌的施工安全控制，可以从以下几个方面来进行。第一，将模板台车的长度控制在10米左右，混凝土浇筑时必须对称浇筑，不得使台车受到偏压；第二，优化混凝土的施工配合比及浇筑速度，避免混凝土产生收缩裂缝和冷缝。
3结语
随着公路事业的发展，公路隧道工程也取得了很大的进展。在施工的过程中维护公路施工安全对保证工程质量，对维护施工人员的安全具有重要的意义。维护公路隧道安全可以从控制材料质量、完善施工安全管理制度、改进施工工艺三个方面来完成。
参考文献：
[1]张鹏.浅析公路隧道施工安全管理[J].中国科技财富，2010（14）.
[2]杨际宇.浅析公路隧道施工安全风险管理问题[J].城市建设理论研究（电子版），2012（12）.
公路隧道施工方法篇6
关键词：隧道施工；安全管理；评价体系
1确保隧道施工安全的关键是技术管理
虽然影响隧道施工安全的因素很多，但客观的因素是隧道所处的地质条件和自然环境，而主观的因素就是人们对地质的认识能力和改造环境的能力。根据施工的具体条件应用科学、合理的施工方案及施工技术进行隧道施工，是预防和规避施工安全事故的重要手段。从技术管理的角度考虑施工安全，主要就是预防和控制隧道塌方。因此，确保隧道施工安全，技术管理应该从以下几个方面着手。
1.1加强地质超前预报，预防隧道塌方
隧道地质工作贯穿于整个隧道的施工过程，不良的地质状况对隧道施工影响很大，隧道塌方不仅会影响施工进度、加大施工成本，更严重的是往往形成灾难性事故，导致人员伤亡。将超前地质预报工作纳入隧道施工技术管理，按照“物探先行，钻探验证，有掘必探，先探后掘”的原则组织施工，是隧道施工安全的制度保证。由于隧道地质的复杂性，地质超前预报工作在预测的准确性上距施工要求尚有一定差距。但是随着地质预测预报技术的进步与发展，探测隧道地质状况的方法有多种，根据设计提供的地质资料，并结合施工过程中对隧道围岩观察与判断，将预报手段的适应性进行选择与优化组合，使预测的地质状况尽量接近围岩的实际状况，然后制定合理的施工方案及方法，对预防及控制隧道塌方、保证施工安全还是意义很大的。
1.2选择科学合理的施工方案、注重工艺控制
随着隧道工程施工技术的长足进步，新的施工方法层出不群，针对特定的隧道施工，如何选择科学合理的施工方法，是施工单位综合能力的具体体现，更是安全生产的前提和有力保障。大量的事实证明，绝大多数的隧道塌方都与施工方案不合理有关。比如，当隧道围岩发生变化时，为了不影响施工进度或节约施工成本，现场技术管理人员有时会存在侥幸心理，不及时改变施工方案，从而造成隧道塌方，甚至会导致劳务人员的伤亡。其次，很好的技术方案在实施的时候也有可能败，究其原因，就是施工工艺控制不严。
2建立健全安全管理制度及措施
安全管理工作在公路隧道施工中是一项重点工作，安全管理工作的好坏不仅直接关系到人的生命安全、工程进度及企业效益，而且牵连到一个企业的声誉和管理素质。建立健全安全管理制度，严格执行安全保证措施，保证公路隧道的施工顺利进展。
2.1落实安全责任、实施责任管理
隧道施工的安全管理要以“项目经理亲自挂帅、专职安全员直接负责、全员参与”为原则，按照“安全第一、预防为主”的原则，建立健全安全组织结构和安全管理制度，有组织、有领导的展开安全管理活动。项目部要制定安全目标，明确各级岗位人员的安全责任，抓制度落实、抓责任落实。项目经理是施工安全管理的第一责任人，而专职安全员作为安全管理的直接负责人，要经常对施工安全进行定期和不定期的监督检查，加强安全目标管理和各项安全制度的执行情况，认真填写安全检查记录和各种安全统计报表，及时分析安全动态，提高安全管理水平，将安全隐患消除在萌芽状态。
2.2安全风险管理及施工应急措施
公路隧道作为一种比较特殊的建筑结构，在施工过程中安全风险源比较多，如隧道塌方，突发性的涌水、排放的有毒有害气体、岩溶、软弱断层等不良地质灾害，都有可能造成较大的施工安全事故。因此，在隧道施工中要加强安全风险管理，采取预测预防的措施，避免和控制此类安全事故的发生。但是，安全事故虽然是人们不希望发生的，可有时也往往是违背人们意愿的。因此，在施工前要做好事故应急预案及措施。事故一旦发生，立即启动应急预案，采取有效措施，控制事故继续发展，将人员伤亡及经济损失减小到最低程度。同时，要以严肃、科学的态度去认识事故、实事求是的按照规定、要求上报相关部门，分析并弄清楚事故发生的过程及原因，落实造成事故的安全责任，吸取经验教训并组织彻底的整改，预防此类事件的再次发生。
3狠抓工程质量确保隧道施工安全
“百年大计、质量第一”，工程质量是施工企业永远的主题，没有质量就危及安全。从广义上看，质量包涵安全工作质量，安全概念也内涵着质量，交互作用，互为因果，安全为质量服务，质量需要安全保证。对于公路隧道，不合格的工程质量，不仅直接威胁着隧道的施工安全，而且对今后的隧道运营有可能造成安全隐患。比如：隧道超前支护、一次衬砌的质量不合格时，很有可能会造成隧道坍塌，危及施工人员的生命安全；隧道防排水工程质量不合格时，不仅使隧道衬砌结构和运营设施受到浸蚀破坏，渗漏在路面上的水还影响到车辆的运营安全，有可能造成交通安全事故。由此可见，在公路隧道的施工中，紧抓工程质量就是保证隧道施工的安全、保证隧道运营的安全。因此，项目部要健全质量保证体系，严格按照质量保证体系文件进行质量管理，做到从资源投入和过程控制上保证工程质量、确保施工安全。
4改善施工环境、加强劳动保护
在公路隧道施工中，加强安全管理的目的就是保证施工人员的人身安全与健康。由于公路隧道为地下工程，不但隧道围岩自身有时会放出有毒有害于人身健康的气体，而且在施工过程中产生的机械尾气、粉尘及噪音对人的身体健康也是非常不利的，改善施工环境、加强劳动保护，预防职业病，保护施工人员的身体健康应属于安全管理的范畴。因此，在今后的隧道施工中，要不断地改善施工环境、加强劳动保护，不但要保证施工人员的生命安全，也要保护好他们的身心健康，因为他们真正才是公路隧道工程的缔造者和建设者。
5公路隧道施工安全评价
公路隧道为地下线性工程建筑,隧道施工属地下作业,存在很多不安全的因素,隧道施工伤亡事故频率比较高,这些事故给国家和施工企业带来重大损失,也给职工和家属带来严重的不幸和痛苦。因此,我们要学习掌握好公路隧道施工安全的规律,必须建立和健全安全管理的规章制度、建立安全保证体系,公路隧道施工的伤亡事故是可以避免或减少到最低程度的。
5.1施工安全评价
我国是一个发展中国家,各省市隧道建设基础比较薄弱,随着高等级公路和高速公路的迅速发展,在建和预投建的公路隧道日益增多。随着国民经济的不断发展,隧道工程建设项目增多,规模扩大,难度增高,速度也加快。由于隧道工程建设具有一次性耗资投入大,工期长,社会属性强的特点,施工中的安全问题容易造成广泛的影响,给人们的生命和财产造成危害,因此隧道施工安全评价具有越发显著的地位。现行的施工安全评价方法基本是施工安全检查评分表法,由国家有关部门或各隧道施工单位制订检查评分项目和评分标准,各单位根据具体情况选取评分标准进行评分汇总,对施工安全状况做出评价,形成了一种集成定性与定量、主观与客观的评价方法。现行的《建筑施工安全检查评分标准》就是在这种形势下出现的,虽然检查评分表具有操作简单、通用性强、评价项目全面等特点,但它是一种静态的评价方法,在表中各检查项目分值固定限制了它的灵活性和适用性。如果完全按照检查评分表进行评价,难免得出不符合施工项目具体情况的结果。因此要做出科学的施工安全评价,需要在检查评分表的基础上研究科学的评价方法。
5.2实施公路隧道施工安全评价的必要性
现有的隧道安全评估大多是有关运营隧道或隧道施工过程中某一方面的安全性评估,通过对大量事故资料调查和隧道工程施工安全所面临的事故多发的严重形势,从行业的角度来看,还没有一个完善的隧道施工安全评价体系,在隧道施工的安全评价方面几乎没有涉足。对于建筑施工项目安全性评价体系来讲,隧道施工项目虽属于建筑施工,但具体的施工方法和建筑施工没有统一的标准,所以对于建筑施工主要采用国家和行业下达的安全检查表,施工企业以此作为标准对照施工进行的安全评价,具有一定的局限性。而且对于建筑施工作用的系统较大,对于一些具有特殊施工状况的情况,难以达到普遍性、针对性、
科学性。隧道施工安全评价就是在这种情形下,摆脱系统干扰,建立自己独立的安全评价体系,具有较强的针对性,为隧道施工安全管理提供了科学依据,所以建立和实施隧道施工安全评价体系有重要的意义和价值,对隧道施工安全评价的研究是十分必要和紧迫的,对本系统
进行研究属一项开创性工作。
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