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隧道的開挖方式范文第1篇

Abstract： According to the author's construction experience on the Deshang high-speed railway A6 Huaiyushan tunnel engineering， this paper introduces the use of micro level excavation construction method to ensure the safe and fast driving of Ⅳ andⅤ surrounding rock， reduce construction costs， conduct the tunneling boring in a safe， low-cost and short cycle situation， and avoid the collapse caused by too long excavation stage and not timely closed looped initial support， to provide a reference for future similar tunnel entrance construction project.

關(guān)鍵詞： 隧道工程；微臺階開挖；施工技術(shù)

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

中圖分類號：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）12-0155-03

0 引言

在以往隧道施工中，為了安全快速的掘進(jìn)，一直延用的是短臺階法，但在短臺階法施工中，上、下導(dǎo)臺階在交叉施工過程中存在相互干擾大，影響施工進(jìn)度、造成機(jī)械人員窩工等缺點(diǎn)。為了解決這些問題，確保懷玉山隧道的施工進(jìn)度和節(jié)約施工成本，避免傳統(tǒng)的上、下臺階法在施工過程中相互干擾大、開挖臺階過長、初期支護(hù)未及時(shí)封閉成環(huán)造成隧道塌方的弊端，采用微臺階開挖施工工法，嚴(yán)格按“短開挖、強(qiáng)支護(hù)”的原則，利用一個(gè)開挖臺架完成上下臺階的鉆孔、裝藥，同時(shí)爆破、同時(shí)出碴，以此縮短工序間的銜接時(shí)間，同時(shí)給后續(xù)工序提供更大的空間，縮短了掌子面與仰拱、二次襯砌之間的距離，為今后類似隧道工程施工開挖提供參考。

1 工程概況

該標(biāo)段施工的懷玉山隧道右線起止里程為YK21+013～YK22+700，共1687m，其中采用微臺階法開挖共計(jì)863m，懷玉山隧道左線起止里程為ZK21+002～ZK22+700，共1698m，采用微臺階法開挖共計(jì)853m。圍巖多為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，因而隧道施工必須遵循“安全第一”的原則，按照“弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早襯砌”的施工方法進(jìn)行施工。

2 施工方法及技術(shù)措施

2.1 施工總體方案 為了使隧道安全、快速的掘進(jìn)，避免由于開挖臺階過長、初期支護(hù)未及時(shí)封閉成環(huán)造成隧道塌方，嚴(yán)格按“短開挖、強(qiáng)支護(hù)”的原則，采用微臺階開挖施工方案，即在懷玉山隧道Ⅳ、Ⅴ級施工時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場實(shí)際情況，采用一個(gè)開挖臺架并在開挖臺架上增設(shè)拼裝式懸臂平臺來完成臺階的鉆孔、爆破、出渣、支護(hù)，以此縮短施工工序之間的銜接時(shí)間，縮短掌子面與仰拱、二襯之間的距離，進(jìn)行安全快速的洞身開挖。

2.2 各工序施工方法

2.2.1 工藝流程 如圖3-圖6。

2.2.2 微臺階施工方法

2.2.2.1 Ⅳ級圍巖每循環(huán)開挖進(jìn)尺2m，Ⅴ級圍巖每循環(huán)開挖進(jìn)尺0.8m。

2.2.2.2 上臺階可超前3-5m，利用一個(gè)開挖臺架完成上下臺階的鉆孔、裝藥，同時(shí)爆破、同時(shí)出碴。爆破采用光面爆破。

2.2.2.3 開挖輪廓線的確定。隧道開挖輪廓線考慮隧道設(shè)計(jì)內(nèi)輪廓尺寸、初期支護(hù)及二次襯砌設(shè)計(jì)厚度及預(yù)留周邊圍巖變形量確定；隧道采用構(gòu)件支撐，開挖時(shí)預(yù)留支撐沉降量，以保證襯砌設(shè)計(jì)厚度。

2.2.2.4 鉆爆施工。中線、水平控制點(diǎn)布設(shè)：為便于檢查開挖斷面的尺寸及形狀，在施工中設(shè)置控制點(diǎn)。中線施工控制點(diǎn)在直線地段每10米設(shè)一個(gè)，曲線地段每5米設(shè)一個(gè)，中線控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)在拱頂處，水平施工控制點(diǎn)每10米設(shè)一個(gè)。中線、水平基點(diǎn)布設(shè)：距開挖面每50米埋設(shè)一個(gè)中線樁，每100米設(shè)一個(gè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。鉆眼前定出開挖斷面中線、水平線，用紅油漆準(zhǔn)確繪出開挖斷面輪廓線，并標(biāo)出炮眼位置，經(jīng)檢查合格后方可鉆眼。（表1）

①定位開眼。人工搭建施工平臺配多臺風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆眼，其軸線與隧道保持平行。就位后按炮眼布置圖正對鉆孔。對于掏槽眼和周邊邊眼的鉆眼精度要求比其它眼要高，開眼誤差控制在5cm內(nèi)。（圖7）

②鉆眼。按照不同孔位，將鉆工定點(diǎn)定位。要求鉆工熟悉炮眼布置圖，具有熟練操作鑿巖機(jī)械的能力，尤其是鉆周邊眼，應(yīng)該安排經(jīng)驗(yàn)豐富的老鉆工實(shí)施，并安排專人進(jìn)行指揮，必須保證鉆周邊眼工作的順利安全實(shí)施，且滿足相關(guān)的施工要求。另外，根據(jù)眼口位置巖石的凹凸程度調(diào)整炮眼深度，保證炮眼底在同一平面上。

施工時(shí)控制好炮眼的角度、深度、密度，使之符合設(shè)計(jì)要求，是保證光爆質(zhì)量的關(guān)鍵之一，為此，需符合下列精度要求：1）掏槽眼：眼口間距誤差和眼底間距誤差必須小于等于5cm。2）輔助眼：眼口排距、行距誤差都必須小于等于5cm。3）周邊眼：沿隧道設(shè)計(jì)斷面輪廓線上的間距誤差應(yīng)小于等于5cm；眼底不超出開挖斷面輪廓線10cm，最大不得超過15cm；眼深誤差不宜大于100mm。

內(nèi)圈炮眼至周邊眼的排距誤差不大于5cm，炮眼深度超過2.5m時(shí)，內(nèi)圈炮眼與周邊眼宜采用相同的斜率。

如果開挖面凹凸較大，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整炮眼深度，同時(shí)對藥量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，保證除了掏槽眼之外的炮眼底都在同一垂直面上。

③清孔及成孔檢查。鉆眼完成后，嚴(yán)格成孔檢查。依照相關(guān)的規(guī)范要求進(jìn)行檢查并做好記錄，一旦發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的炮眼重鉆，必須采取有效的修正措施，只有在檢查符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行裝藥爆破，同時(shí)要求裝藥前，用高壓風(fēng)、水將炮眼內(nèi)泥漿、石屑吹洗干凈。

④裝藥。裝藥分片分組，按炮眼設(shè)計(jì)圖確定的裝藥量自上而下進(jìn)行，雷管要“對號入座”，要定人、定位、定段別，依照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行裝藥。

⑤出碴。隧道出碴根據(jù)現(xiàn)場施工條件及棄渣場距離，本工程配斗容3m3裝載機(jī)一臺裝碴，挖機(jī)清底，自卸汽車10臺運(yùn)輸。鋼架加工可采用工廠化制作方案，亦可在現(xiàn)場加工制作?，F(xiàn)場加工可在工點(diǎn)按1：1胎模熱彎制成，加工后要試拼，允許誤差為：沿隧道周邊輪廓偏差為±3cm，平面（翹曲）偏差±2cm。接頭連接，要求每榀之間可以互換；鋼筋鋼架的腹部八字形單元可在工廠壓制，運(yùn)至現(xiàn)場后再分段胎模焊接而成。

2.2.2.5 鋼架安裝。鋼架在初噴砼后安裝，要求盡量與圍巖靠近，但需留2～3cm間隙作混凝土保護(hù)層。鋼架安裝確保兩側(cè)拱腳必須放在牢固的基礎(chǔ)上。安裝前必須保證底腳處的干凈整潔；拱腳標(biāo)高不足時(shí)，應(yīng)設(shè)置鋼板進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)可用混凝土加固基底，禁止用土、石回填；拱腳高度應(yīng)低于上半斷面底線15～20cm，當(dāng)拱腳處圍巖承載力不夠時(shí)，應(yīng)向圍巖方向加大拱腳接觸面積。鋼架嚴(yán)格按設(shè)計(jì)架設(shè)，應(yīng)嚴(yán)格控制中線及標(biāo)高，鋼架安裝允許偏差橫向和高程均為±5cm，傾斜度不得大于2°。分片鋼架在開挖面組裝成整榀鋼架，每節(jié)連接螺栓應(yīng)擰牢固。鋼架立起后，根據(jù)中線、水平將其校正到正確位置，然后用定位筋固定，并用縱向連接筋將其和相鄰鋼架連接牢靠，鋼架與壁面間用鋼楔或混凝土墊塊楔緊。

2.2.2.6 初期支護(hù)噴砼。上下臺階可同時(shí)進(jìn)行噴漿支護(hù)。噴射混凝土應(yīng)采用濕噴工藝進(jìn)行施工。濕噴機(jī)工作時(shí)要求系統(tǒng)風(fēng)壓不小于0.5MPa，風(fēng)量不小于10m3/min，工作風(fēng)壓一般控制在0.4～0.5MPa。施工要點(diǎn)：

噴射作業(yè)分段、分片由下而上順序進(jìn)行，每段長度不宜超過6m。

一次噴射厚度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)厚度和噴射部位確定，初噴厚度不小于4～6cm。

首層噴砼時(shí)，要著重填平補(bǔ)齊，將小的凹坑噴圓順。巖面有嚴(yán)重坑洼處采用錨桿吊模噴砼處理。

噴射作業(yè)應(yīng)以適當(dāng)厚度分層進(jìn)行，后一層噴射應(yīng)在前一層混凝土終凝后進(jìn)行。若終凝后間隔1h以上且初噴表面已蒙上粉塵時(shí)，受噴面應(yīng)用高壓風(fēng)水清洗干凈。

作業(yè)開始時(shí)，應(yīng)先送風(fēng)，后開機(jī)，再給料，待砼從噴嘴噴出后，再供給速凝劑；結(jié)束時(shí)，先關(guān)閉速凝劑計(jì)量泵，之后停止供料，待噴嘴殘留的少量砼和速凝劑完全吹凈后，再停風(fēng)。

噴射機(jī)的風(fēng)壓，應(yīng)滿足噴頭處的壓力在0.1MPa左右。噴射作業(yè)完畢或因故中斷噴射時(shí)，必須將噴射機(jī)和輸料管內(nèi)的積料清除干凈。

噴頭距巖面距離以0.6m～1.2m為宜，與受噴面基本垂直，噴射料束與受噴面垂線成5°～15°夾角時(shí)最佳；噴射時(shí)，應(yīng)使噴射料束螺旋形運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)巖面普遍滲水時(shí)，可先噴砂漿，并加大速凝劑摻量，在保證初噴后，按原配比施工。當(dāng)局部出水量較大時(shí)采用埋管、鑿槽、樹枝狀排水盲溝等措施，將水引導(dǎo)疏出后，再噴砼。

鋼架與壁面之間的間隙應(yīng)用混凝土充填密實(shí)；噴射混凝土應(yīng)由兩側(cè)拱腳向上對稱噴射，并將鋼架覆蓋。

噴混凝土終凝2h后，噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d；氣溫低于+5℃時(shí)，不噴水養(yǎng)護(hù)。

2.2.3 微臺階施工時(shí)注意事項(xiàng) 當(dāng)進(jìn)行微臺階施工時(shí)為保證施工安全質(zhì)量，特別注意以下幾點(diǎn)：

2.2.3.1 裝藥：為控制超欠挖，應(yīng)按光面爆破控制裝藥量，周邊眼采用間隔裝藥方式。

2.2.3.2 起爆順序：掏槽眼輔助眼周邊眼底板眼，底板眼可較常規(guī)裝藥量大，目的是起到拋碴作用。

2.2.3.3 噴射砼：采用濕噴砼不僅可以保證噴射砼的強(qiáng)度質(zhì)量，還可以有效降低粉塵和回彈量。

2.2.3.4 初期支護(hù)完成后，要布設(shè)監(jiān)控測量點(diǎn)，對開挖支護(hù)完成后的斷面經(jīng)常進(jìn)行量測，如有異常及時(shí)補(bǔ)測，及時(shí)對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，包括觀測數(shù)據(jù)計(jì)算、填表制圖、誤差處理等。

2.2.4 安全措施 采用微臺階法施工時(shí)，由于是上下臺階平行推行，在下臺階開挖前應(yīng)該保證上臺階已經(jīng)發(fā)揮作用的初期支護(hù)一切正常，所有的步驟都嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。另外，要求上臺階最少有一榀鋼架在下臺階開挖后不形成懸空，只有這樣才能保證該方案的順利實(shí)施，只有在施工的過程中嚴(yán)格控制和管理各項(xiàng)施工工序，保證每項(xiàng)施工工序都符合相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，避免不安全因素的出現(xiàn)。

因掌子面存在個(gè)別工序間的交叉作業(yè)，一個(gè)作業(yè)面內(nèi)可能存在人員、機(jī)械同時(shí)施工的情況，必須嚴(yán)格規(guī)定人員進(jìn)出線路；開挖臺架移動(dòng)過程中，要求周圍10米范圍內(nèi)無人。最好選擇比較平順的道路，在移動(dòng)的過程中盡量保證臺架不動(dòng)。

專業(yè)性很強(qiáng)的工種必須經(jīng)過相關(guān)部門培訓(xùn)，取得相應(yīng)資格證書才能上崗，比如電工、電焊工、爆破工等；為保護(hù)作業(yè)人員安全，應(yīng)焊接安全防護(hù)網(wǎng)在臺架作業(yè)平臺周邊；作業(yè)臺架照明采用36V安全電壓；要求進(jìn)入作業(yè)面的作業(yè)人員穿著規(guī)定的服裝，嚴(yán)禁穿著違禁服裝；爆破15min后，檢查人員才能進(jìn)入掌子面檢查，并且只有在確定安全的情況下才能開展下一步的工作，即安排專人清除松動(dòng)石塊；要求射砼全體工作人員都必須配戴口罩，噴射手還應(yīng)該配戴臉部防護(hù)罩，因?yàn)槠湓谧鳂I(yè)的過程中很容易受到那些回彈小石子的傷害，也正因?yàn)槿绱艘髧娚潼c(diǎn)5m范圍內(nèi)不得站人。

2.2.5 環(huán)保措施 依照相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)排放施工引起的“廢煙、廢氣、廢水”及堆放廢物。

隧道內(nèi)所有排出洞外的水都必須經(jīng)過嚴(yán)格的處理，符合相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后才能排入指定地表水體。

爆破后會(huì)產(chǎn)生很多的粉塵污染物，這時(shí)應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行通風(fēng)、灑水，最大程度地減少其對人體造成的損害；為了提高噴射砼強(qiáng)度質(zhì)量、減少回彈，噴射砼應(yīng)采用濕噴工藝，如此可有效減少噴射砼粉塵對人體造成的損害。

3 結(jié)束語

通過采用微臺階法開挖，縮小各工序銜接時(shí)間差，加快施工進(jìn)度，減少了人員、設(shè)備窩工。采用微臺階法開挖每月可多開挖20m左右，同時(shí)節(jié)約了單位產(chǎn)值的勞動(dòng)力和機(jī)械成本采用微臺階法開挖隧道，可給后續(xù)工序創(chuàng)造更多的作業(yè)空間，仰拱距掌子面的安全距離完全可控，安全管理、文明施工等都得到極大的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]王夢恕.地下工程淺埋暗挖法技術(shù)通論[M].安徽：安徽教育出版社，2004.

[2]JTG B01-2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民交通出版社，2004.

[3]JTG D70-2004，公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004.

隧道的開挖方式范文第2篇

關(guān)鍵詞：大跨度雙連拱隧道；地層變形；加固方案；數(shù)值模擬

中圖分類號：U45文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

隧道施工在下穿既有線時(shí)，無可避免地要對地層產(chǎn)生擾動(dòng)，造成上方既有線路的隆沉，影響運(yùn)營；同時(shí)，既有線路處于運(yùn)營狀態(tài)也對新建下穿隧道的設(shè)計(jì)和施工提出了更高的要求。因此需要科學(xué)的制定考慮時(shí)空效應(yīng)的開挖和支撐的施工設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而可靠合理的利用土體自身在開挖過程中控制位移的潛力，有效的控制地表隆沉變形，保證既有線路安全運(yùn)營。

本文針對某新建客專4線雙連拱隧道下穿既有線的隧道開挖方法進(jìn)行了優(yōu)化，通過有限元數(shù)值計(jì)算對優(yōu)化前后的開挖方法對既有線的影響進(jìn)行了對比分析。

1 工程概況

暗挖下穿隧道的里程段長度約為80m，拱頂埋深1.92～9.47m，隧道開挖跨度達(dá)28m。其支護(hù)結(jié)構(gòu)橫斷面見圖2-6-1。隧道采取的支護(hù)和加固措施為：

（1）超前支護(hù)：隧道拱部120°范圍采用φ159×8mm雙層管棚超前支護(hù)，管棚沿隧道外輪廓布置，環(huán)向間距30cm，排間距30cm；在隧道開挖過程中，設(shè)φ42×5mm超前小導(dǎo)管進(jìn)行支護(hù)，小導(dǎo)管環(huán)向間距30cm，縱向間距1.0m，長2.5m。

（2）初期支護(hù)：初期支護(hù)噴射C25纖維早強(qiáng)砼，厚度為35cm，縱、橫隔壁厚度為30cm，鋼架采用型鋼鋼架，每0.5m設(shè)置一榀。

（3）防水及二次襯砌： 隧道全斷面鋪設(shè)自粘式防水卷材，二次襯砌C35P12鋼筋砼澆筑。

（4）線路加固：采用注漿方式加固路基。

隧道開挖采用中洞法+CRD工法，將整個(gè)斷面開挖橫向分為側(cè)洞和中洞共3個(gè)洞，單個(gè)洞室采用CRD工法開挖支護(hù)。先施工中洞，再對稱自上而下施工兩側(cè)洞。

由于隧道洞身大部分位于砂層中，圍巖穩(wěn)定性極差，因此施工嚴(yán)格執(zhí)行“小分塊，多循環(huán)，快封閉，勤量測，及時(shí)支撐，步步成環(huán)”大斷面初期支護(hù)體系的原則，嚴(yán)格控制每循環(huán)進(jìn)尺在0.5m，每循環(huán)開挖結(jié)束后，立即噴射5cm厚混凝土封閉掌子面。

2 計(jì)算模型和相關(guān)物理力學(xué)參數(shù)

有限元模擬中所需的物理力學(xué)參數(shù)如下。

材料參數(shù)

表1 計(jì)算輸入支護(hù)參數(shù)

表2 計(jì)算輸入土層參數(shù)

不同開挖方案的有限元建模

圖1 優(yōu)化前的隧道開挖方案

圖2 優(yōu)化前開挖方案的有限元模型

圖3 優(yōu)化后的開挖方案

圖4 優(yōu)化后開挖方案的有限元模型

圖5優(yōu)化前的開挖方案中二襯施工前的豎向位移云圖

圖6優(yōu)化后的開挖方案中二襯施工前的豎向位移云圖

（4）兩種開挖方案的地表沉降曲線

圖7優(yōu)化前的開挖方案施工過程中地表沉降變化曲線

圖8 優(yōu)化后的開挖方案施工過程中地表沉降變化曲線

根據(jù)優(yōu)化前開挖方案和優(yōu)化后開挖方案的土層變形和地表沉降的分析結(jié)果，可知，兩種開挖方案的變形趨勢基本一致，由于左右兩隧洞的斷面是不對稱的，因此地表沉降也呈現(xiàn)出不對稱的趨勢，左洞的地表沉降要明顯大于右洞；在施作完中隔墻后，中隔墻的支護(hù)效果明顯，使得地表沉降呈現(xiàn)雙峰曲線的形狀，之后在進(jìn)行開挖作業(yè)時(shí)，右洞開挖引起的地表沉降要明顯大于左洞。

總體來看，優(yōu)化前的開挖方案引起的地表沉降最大值為23mm左右，而優(yōu)化后引起的最大地表沉降則為16mm左右，可見，從控制地表沉降的角度來看，優(yōu)化后的開挖支護(hù)方案要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的開挖支護(hù)方案。

3 結(jié)論與討論

本文借助有限元軟件對新建大跨度鐵路隧道下穿既有線的不同施工方法對地表沉降的影響進(jìn)行了計(jì)算分析，在相同土層狀況和相同加固方案的條件下：

（1）單純從不同施工方案對地表沉降的影響來看，優(yōu)化后的隧道分部施工開挖方案要明顯優(yōu)于優(yōu)化前的方案；

（2）由于該雙連拱隧道斷面的不對稱性所引起的地表不均勻沉降應(yīng)予以重視，如在隧道頂部區(qū)域采取不對稱的加固方案。

由于巖土材料和工程地質(zhì)的復(fù)雜性，數(shù)值模擬分析時(shí)極難選取合適的參數(shù)來反映現(xiàn)場實(shí)際，而且，由于施工工序的高度復(fù)雜性，采取二維平面應(yīng)變分析對真實(shí)施工的模擬結(jié)果也有較大影響。這些都是有待于進(jìn)一步研究和討論的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 萬靈．大跨度前埋深隧道施工對地表變形影響數(shù)值分析研究[D]．廣州：廣東工業(yè)大學(xué)巖土工程專業(yè)，2011

隧道的開挖方式范文第3篇

【關(guān)鍵詞】V級圍巖；開挖工法；綜合比較

在近些年的南方地區(qū)特別是沿海地區(qū)高速公路建設(shè)中，較軟弱圍巖開挖方式的選擇一直是隧道施工中必然需要考慮的，特別是V級圍巖，如何能做到既能保證施工安全又能保證開挖進(jìn)度且能合理控制施工成本，是廣大隧道施工項(xiàng)目技術(shù)人員的研究方向。

福建漳州某隧道設(shè)計(jì)均為IV級、V級圍巖，在V級圍巖施工過程中兼有中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）、三臺階法、上下臺階法開挖，本文對前3種辦法進(jìn)行淺述及比選，以選擇最合理的開挖方式。

1、工程概況

隧道左線長2297米，右線長2244米，地質(zhì)條件相對復(fù)雜，為該項(xiàng)目控制性工程。隧道為分離式長隧道，隧道左洞V級圍巖1122米，IV級圍巖1175米，右洞V級圍巖1088米，IV級圍巖1156米。

隧道區(qū)地下水主要為風(fēng)化基巖中網(wǎng)狀裂隙-孔隙水，以及基巖裂隙水。隧道位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面之上，山坡坡體較陡，地表水總體較貧乏，且隧道場址區(qū)未見明顯的井、泉發(fā)育，總體上來說隧道場區(qū)為弱透水層。且有多條斷層及節(jié)理密集帶通過，對隧道洞身圍巖的穩(wěn)定較不利。

設(shè)計(jì)IV級及V級石質(zhì)圍巖采用上下臺階法進(jìn)行施工，V級土質(zhì)圍巖采用中隔壁法進(jìn)行施工。根據(jù)現(xiàn)場圍巖情況及以往施工經(jīng)驗(yàn)，研究后決定洞口段80米范圍內(nèi)先采用CD法及CRD法進(jìn)行施工，然后根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況適時(shí)更換為三臺階法進(jìn)行施工，并對比兩種施工方法后確定最佳開挖方案。

2、CD法及CRD法開挖

CD法，即中隔壁法，定義為在軟弱圍巖大跨度隧道中，先開挖隧道的一側(cè)并施工中隔壁墻，然后再分步開挖隧道的另一側(cè)的施工方法。CRD法，即交叉中隔壁法，主要是在CD法的基礎(chǔ)上，為了增加掌子面的穩(wěn)定，控制下沉量，適應(yīng)大斷面施工，采用增設(shè)臨時(shí)仰拱的方法封閉成環(huán)的施工方法。

CRD開挖法主要施工工序如下：

1.開挖左側(cè)導(dǎo)坑上臺階。

Ⅱ.左側(cè)導(dǎo)坑上臺階初期支護(hù)（包括側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)、拱墻初期支護(hù)及臨時(shí)仰拱），施工上臺階鎖腳錨桿。

3.開挖左側(cè)導(dǎo)坑下臺階（包括臨時(shí)仰拱）。

Ⅳ.左側(cè)導(dǎo)坑下臺階初期支護(hù)（包括側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)、拱墻初期支護(hù)及仰拱初期支護(hù)），必要時(shí)邊墻腳設(shè)置鎖腳錨桿。

5.開挖右側(cè)導(dǎo)坑上臺階。

Ⅵ.右側(cè)導(dǎo)坑上臺階初期支護(hù)（包括拱墻初期支護(hù)及臨時(shí)仰拱），施工上臺階鎖腳錨桿。

7.開挖右側(cè)導(dǎo)坑下臺階（包括臨時(shí)仰拱）。

Ⅷ.施工下臺階初期支護(hù)（包括仰拱初期支護(hù)及仰拱初期支護(hù)），必要時(shí)邊墻腳設(shè)置鎖腳錨桿。

Ⅸ.拆除中隔壁臨時(shí)支護(hù)

Ⅹ.分步施工防排水系統(tǒng)和仰拱、邊墻、拱部二次模筑混凝土襯砌。

CD法開挖在以上步驟中省略臨時(shí)仰拱的施工步驟。

在該隧道進(jìn)出口80m范圍內(nèi)的CD法及CRD法施工過程中，經(jīng)過第三方的監(jiān)控量測數(shù)據(jù)顯示，進(jìn)出口地表邊坡測點(diǎn)共21個(gè)，有6個(gè)位移量超過2mm/周，累計(jì)平均位移2.25cm，處于安全階段。初支周邊位移及拱頂下沉所有測線或測點(diǎn)位移小于50%預(yù)警值變化速率小于1mm/d，處于最安全的I級報(bào)警狀態(tài)，總體可控。

3、三臺階預(yù)留核心土法開挖

三臺階預(yù)留核心土開挖法是指在隧道開挖過程中,在三個(gè)臺階上分五個(gè)開挖作業(yè)面（有仰拱段為四個(gè)臺階六個(gè)開挖作業(yè)面），以前后六個(gè)不同的位置相互錯(cuò)開同時(shí)開挖，然后分部同時(shí)支護(hù)，縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間，盡早使初期支護(hù)封閉成環(huán),形成整體支護(hù)，仰拱、二襯緊跟,逐步向縱深推進(jìn)的作業(yè)方法。主要步驟如下：

① 上部弧形導(dǎo)坑環(huán)向開挖，施作拱部初期支護(hù)；

② 中、下臺階左右錯(cuò)開開挖，施作墻部初期支護(hù)；

③ 中心預(yù)留核心土開挖，隧道底部開挖，施作底部初期支護(hù)。

每部開挖后均應(yīng)及時(shí)支護(hù)，隧道底部初期支護(hù)后應(yīng)及時(shí)施作仰拱，盡早封閉成環(huán)。

在該隧道進(jìn)出口改換三臺階法施工的80m范圍內(nèi)的第三方監(jiān)控量測數(shù)據(jù)顯示，進(jìn)出口地表邊坡測點(diǎn)位移未見明顯變化，處于安全階段。初支周邊位移及拱頂下沉所有測線或測點(diǎn)位移略有增大，但仍處于最安全的I級報(bào)警狀態(tài)，總體可控。

4、綜合比較

通過該隧道施工過程中三種開挖方法的現(xiàn)場施工情況來看，總的各有優(yōu)劣，具體對比如下：

項(xiàng)目 CD法 CRD法 三臺階法

施工安全方面 較安全 安全 較安全

技術(shù)難度方面 較高 高 一般

施工機(jī)械方面 中小型 小型 中大型

工序復(fù)雜方面 較復(fù)雜 復(fù)雜 較簡單

工程造價(jià)方面 較高 高 較低

地表沉降監(jiān)測 小 小 小

拱頂沉降監(jiān)測 小 小 較小

周邊位移監(jiān)測 小 小 較小

掌子面監(jiān)測 穩(wěn)定 穩(wěn)定 穩(wěn)定

漳州該隧道長度為2270.5米，屬于長隧道，且Ⅴ級圍巖占到了隧道總長度的48.7%，原設(shè)計(jì)采用了比較保守的CRD開挖方法，開挖施工工序較多、施工面狹小、開挖面臨時(shí)支撐多、空間狹小、難以發(fā)揮大機(jī)械開挖作業(yè)的作用，進(jìn)度緩慢，效率低，一個(gè)施工面每天掘進(jìn)不足0.5米,以該隧道左洞為例，兩個(gè)洞口開挖，每個(gè)作業(yè)隊(duì)要開挖Ⅴ級圍巖561米，Ⅳ級圍巖需要開挖587.5米，按照Ⅴ級圍巖每天掘進(jìn)0.5米，Ⅳ級圍巖每天掘進(jìn)3米進(jìn)算，開挖時(shí)間就需要1318天，再加上Ⅴ級圍巖與Ⅳ級圍巖變化段的交叉施工，無法滿足隧道的工期要求,工期矛盾十分突出。

從施工實(shí)際情況來看，CD法及CRD法施工工序較多，斷面分塊也較多，同時(shí)施工會(huì)產(chǎn)生互相干擾，擾動(dòng)大，對施工安全較不利。且由于分塊后斷面較狹窄，不利于大型施工機(jī)械進(jìn)行施工，經(jīng)常發(fā)生對臨時(shí)中隔壁和監(jiān)控量測布點(diǎn)的破壞。且隧道開挖爆破施工對中隔壁會(huì)產(chǎn)生較大的影響，且中隔壁拆除過程中會(huì)對已穩(wěn)定圍巖產(chǎn)生二次擾動(dòng)，有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。臨時(shí)支護(hù)拆除難度較大，且造成材料浪費(fèi)。特別是對于該隧道來說，由于V級圍巖占比大，但是CD法及CRD法工序多，較繁雜，進(jìn)度受較大影響，且臨時(shí)支護(hù)須待監(jiān)控量測證明圍巖穩(wěn)定后方可拆除，對項(xiàng)目工期造成非常大的影響。

三臺階法開挖過程中上中下三個(gè)臺階同時(shí)進(jìn)行施工，互不干擾，施工空間相比來說較大，有較好的施工平臺，初期支護(hù)中的錨桿及小導(dǎo)管施工較方便，施工質(zhì)量也得到了保證。改變開挖方法后每天掘進(jìn)可達(dá)到2~3米，且由于Ⅳ級圍巖采用上下臺階開挖，在Ⅴ級圍巖與Ⅳ級圍巖變化段銜接性較好，節(jié)約了較多工期，成本也降低了，且工程總體仍處于可控狀態(tài)。

5、結(jié)論

通過對該隧道V級圍巖各種開挖方法的實(shí)踐和綜合比較，得出結(jié)論：CD法及CRD開挖法較適合大斷面開挖施工，通過中隔壁的減跨，臨時(shí)仰拱的及時(shí)封閉成環(huán)，可確保掌子面的穩(wěn)定性，控制拱頂下沉量。

普通斷面V級土質(zhì)圍巖可采用三臺階預(yù)留核心土法進(jìn)行施工，V級石質(zhì)圍巖可采用上下臺階法進(jìn)行施工，但開挖過程中要嚴(yán)格遵照“短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)封閉、勤量測”的原則進(jìn)行施工，隨開挖隨支護(hù)，嚴(yán)格按初期支護(hù)要求進(jìn)行超前、徑向錨桿及小導(dǎo)管施工，下一個(gè)臺階的開挖應(yīng)在上一臺階的初期支護(hù)基本穩(wěn)定后進(jìn)行，并加強(qiáng)施工過程中隧道監(jiān)控量測工作，采取必要措施，確保施工安全。

隧道的開挖方式范文第4篇

內(nèi)容摘要：黃山至衢州高速公路浙江段衢州市境內(nèi)隧道較多，B8合同段有五個(gè)隧道長為3.5KM。其中東頭塢隧道、蕉塢隧道采用并行雙線小凈距隧道形式。 東頭塢隧道長為161m，蕉塢隧道長590m。本工程主要位于浙皖中低山丘陵，地勢陡峻，部分位于山間沖積盆地，地勢較平坦。其中東頭塢隧道主要穿越全-強(qiáng)風(fēng)化泥巖，巖體呈碎裂狀松散結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙發(fā)育-較發(fā)育。蕉塢隧道穿越全-微風(fēng)化泥巖，其中強(qiáng)風(fēng)化泥巖灰青色，層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面鐵錳質(zhì)渲染。根據(jù)隧道的圍巖情況：東頭塢、蕉塢隧道Ⅴ級圍巖，擬采取正向單側(cè)壁導(dǎo)坑開挖法施工。以工程實(shí)例對小凈距隧道開挖方法、施工要點(diǎn)、支護(hù)等進(jìn)行闡述，加強(qiáng)了對小凈距隧道從設(shè)計(jì)到施工的理解。

1、小凈距隧道開挖方法

對于東頭塢、蕉塢隧道Ⅴ級圍巖，采取正向單側(cè)壁導(dǎo)坑開`挖法施工。

正向單側(cè)壁導(dǎo)坑開挖、支護(hù)順序圖

⑵、施工要點(diǎn)

Ⅴ級圍巖的開挖，上臺階采用人工與風(fēng)鎬配合開挖，下臺階采用機(jī)械開挖，用ZC3型電動(dòng)側(cè)卸式裝載機(jī)裝車，自卸車出碴，其開挖的工序?yàn)椋?/p>

①右洞（后掘進(jìn)洞）上臺階Ⅰ的開挖一般應(yīng)落后于左洞下臺階Ⅰ的距離按設(shè)計(jì)要求為35-45m。當(dāng)左洞（先掘進(jìn)洞）出現(xiàn)圍巖穩(wěn)定性較差、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)收斂性不好情況時(shí)，右洞上臺階Ⅰ宜滯后于左洞下臺階Ⅱ進(jìn)行。同理，此時(shí)右洞上臺階Ⅱ宜滯后于左洞二次襯砌完成后進(jìn)行；

②側(cè)壁臨時(shí)支護(hù)拆除應(yīng)在下臺階Ⅱ完成的同時(shí)進(jìn)行，仰拱回填應(yīng)盡早施作；

③左洞二次襯砌與右洞下臺階Ⅱ開挖面的合理距離應(yīng)根據(jù)左洞下臺階Ⅱ開挖放炮震動(dòng)情況作具體確定，一般為20-30m；

④右洞二次襯砌與右洞下臺階Ⅱ開挖面的合理距離應(yīng)考慮放炮沖擊和震動(dòng)對襯砌的影響確定，一般為20-30m；

⑤在臺階施工拉開合理距離情況下，各臺階施工均可平行進(jìn)行。

⑥施工中必須嚴(yán)格配合爆破震動(dòng)測試和圍巖變形測試等科研工作的開挖；

⑦中夾巖柱超前支護(hù)的打設(shè)角度可根據(jù)現(xiàn)場圍巖狀況和設(shè)計(jì)目的可在5-30度之間進(jìn)行調(diào)整；

⑧在Ⅴ級圍巖掌子面穩(wěn)定性較好、施工機(jī)具和施工能力許可的條件下，單側(cè)壁導(dǎo)坑的上臺階Ⅰ、下臺階Ⅱ（上臺階Ⅱ、下臺階Ⅱ）可合為一步進(jìn)行開挖。

⑨如果掌子面穩(wěn)定性差，單側(cè)壁導(dǎo)坑分為兩個(gè)臺階不能確保掌子面穩(wěn)定，則可根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件，將單側(cè)壁的開挖、支護(hù)分為三或四臺階進(jìn)行。

IV級圍巖區(qū)段：隧道施工先掘進(jìn)洞模筑襯砌應(yīng)超前后掘進(jìn)洞開挖工作面不小于40m。后掘進(jìn)洞宜采用側(cè)壁導(dǎo)坑、拱部留核心土弧形開挖，先掘進(jìn)洞采用臺階法施工。

III級圍巖區(qū)段：隧道施工先掘進(jìn)洞模筑襯砌應(yīng)超前后掘進(jìn)洞開挖工作面不小于30-35m。先掘進(jìn)洞宜采用臺階法或全斷面法開挖；后掘進(jìn)洞開挖時(shí)，先在斷面底部中心開挖一道寬2-3m、高4-5m的超前導(dǎo)洞，超前長度5m，然后采取光面爆破開挖剩余斷面一次到位。

2.小凈距隧道與正常分離式隧道比較有三個(gè)突出的特點(diǎn)：

A、左右隧道之間的間距較?。|頭塢隧道左右線之間的最小間距為17.21m、蕉塢隧道左右線之間的最小間距為7.46 m（設(shè)計(jì)線至設(shè)計(jì)線）;B、隧道整體圍巖較差（東頭塢隧道與蕉塢隧道基本上是IV級、V級圍巖）；C、隧道埋深較淺（東頭塢隧道洞頂埋深最厚為48m，蕉塢隧道洞頂埋深最厚為52m）

因此，小凈距隧道開挖時(shí)應(yīng)按照“能挖不爆”的原則進(jìn)行開挖，盡量使用挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，如果一定需要爆破時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵循“短開挖、強(qiáng)支護(hù)、勤量測、早封閉”的原則進(jìn)行施工。

小凈距隧道的鉆爆設(shè)計(jì)基本上類同于正常分離隧道的鉆爆設(shè)計(jì)，但在孔深、單孔裝藥量上較正常分離隧道少。在鉆爆時(shí)應(yīng)注意及時(shí)收集整理資料，隨時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)。

3、小凈距隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)

⑴ 小凈距隧道圍巖的受力、變形特點(diǎn) 小凈距隧道圍巖的受力、變形特征與隧道斷面型式、斷面尺寸、圍巖類別、隧道埋深、中夾巖柱體厚度、開挖方式、支護(hù)型式和參數(shù)選取等眾多因素有關(guān)。其中，小凈距隧道與普通分離式隧道的主要區(qū)別是，前者中夾巖柱體的厚度較薄，因施工過程中的多次擾動(dòng)而成為受力薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)圍巖類別較低，巖柱較薄時(shí)，其中夾巖柱體將形成貫通的塑性區(qū)，嚴(yán)重影響圍巖的穩(wěn)定性。 圖1為開挖單洞和雙洞后，拱頂位移與隧道凈距、圍巖類別的關(guān)系曲線圖?？芍绊斘灰齐S隧道凈距減小、圍巖類別降低而急劇增加。 圖2為雙洞開挖后等效應(yīng)力隨隧道凈距的變化情況圖。從中可以看出小凈距隧道隨著中夾巖柱體厚度的減小，其圍巖的受力變得愈來愈不利，尤其是中夾巖柱體的受力。 因此，對于小凈距隧道宜限據(jù)圍巖條件、巖柱厚度等因素選取合理的斷面型式、開挖方式和支護(hù)參數(shù)等。⑵ 小凈距隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 小凈距隧道與普通分離式隧道相比，中夾巖柱體厚度較薄，受力不利，加之地質(zhì)條件變化較大，參數(shù)準(zhǔn)確選取相當(dāng)困難，因此，對于小凈距隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，宜在監(jiān)控量測的基礎(chǔ)上采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的原則。需注意以下幾個(gè)方面的問題： (1)初次支護(hù)宜采用錨噴支護(hù)，有利于及早進(jìn)行支護(hù)，保護(hù)圍巖、穩(wěn)定圍巖的變形，同時(shí)，有利于根據(jù)實(shí)際監(jiān)控量測情況進(jìn)行支護(hù)加強(qiáng)。 (2)初期支護(hù)宜作為主要受力結(jié)構(gòu)，二次襯砌采用模筑混凝土或鋼筋混凝土，只承受少量荷載，主要作為安全儲(chǔ)備，有利于在圍巖條件惡化后，保證隧道的長期安全性。 (3)中央巖柱體的穩(wěn)定性是小凈距隧道是否成功的關(guān)鍵，應(yīng)根據(jù)情況對中夾巖柱體采用大噸位預(yù)應(yīng)力錨索、對拉錨桿、無阽結(jié)鋼絞線、小導(dǎo)管預(yù)注漿、水平貫通式錨桿等技術(shù)進(jìn)行加固。 (4)仰拱對減小、抑制圍巖的變形，改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力有重要作用，因此，對于小凈距隧道宜考慮設(shè)置仰拱并使其盡早閉合。 (5)由于現(xiàn)場地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多變性，對于支護(hù)結(jié)構(gòu)、中夾巖柱、圍巖的受力和變形狀態(tài)進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控量測具有重要意義。 (6)雖然數(shù)值計(jì)算在參數(shù)選取、模型建立上與現(xiàn)場實(shí)際情況有較大的出入，當(dāng)在隧道設(shè)計(jì)中用以作為輔助手段，研究圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、受力不利部位和薄弱環(huán)節(jié)，作為定性分析，仍是很有必要的。 (7)巖柱厚度對支護(hù)結(jié)構(gòu)、圍巖的受力和變形，特別是巖柱體的穩(wěn)定有重要的影響，因此，無論何種圍巖，巖柱體均不宜過小。⑶小凈距隧道的施工 小凈距隧道的施工方法與普通分離式隧道相比差別不大，但由于中夾巖柱體厚度較小，在施工過程中，其是受力薄弱部位，穩(wěn)定性較差，因此，在施工中對中夾巖柱體的保護(hù)將至關(guān)重要。小凈距隧道施工的難點(diǎn)、重點(diǎn)是合理選取開挖順序、控制爆破作業(yè)，確保隧道開挖過程圍巖的穩(wěn)定，減小兩隧道之間由于凈距較小引起的圍巖變形、爆破震動(dòng)等不利因素。對于低類別圍巖、軟弱、破碎圍巖來說，重在確定合理的開挖順序，減少對圍巖的擾動(dòng)；對于高類別圍巖、堅(jiān)硬、完整圍巖，重在控制爆破振動(dòng)對圍巖穩(wěn)定性的影響。（3.1） 采用合理的開挖順序 為確保開挖過程中圍巖的穩(wěn)定性，減小因隧道間距小引起的圍巖變形、爆破震動(dòng)等不利因素，滿足小凈距隧道中央巖特有的加固要求，一般情況下，I、II類圍巖采用正向單側(cè)壁導(dǎo)坑法的開挖方法，Ⅲ類圍巖采用反向單側(cè)壁導(dǎo)坑的開挖方法,IV、V、VI類圍巖采用超前導(dǎo)坑預(yù)留光面層的開挖方法。 表1 雙車道小凈距隧道推薦采用施工方法

(1)對于I、II類圍巖，宜采用正向單側(cè)壁導(dǎo)坑法，該法有利于及早對中夾巖柱進(jìn)行加固，及早對中夾巖柱進(jìn)行監(jiān)控量測，為開挖后存在的風(fēng)險(xiǎn)提供超前預(yù)報(bào)，以便及時(shí)處理。 當(dāng)遇隧道斷面較大、圍巖條件較差、隧道淺埋、地下水豐富時(shí)，圍巖難以自穩(wěn)，應(yīng)對圍巖進(jìn)行超前預(yù)加固、地表加固或?qū)蝹?cè)側(cè)壁的上、下臺階進(jìn)―步采用分步開挖。 當(dāng)圍巖狀況較好，掌子面穩(wěn)定性好，為發(fā)揮大型設(shè)備的優(yōu)勢，加快施工進(jìn)度，也可以將單側(cè)側(cè)壁的上、下臺階合為一步開挖或采用上下臺階與正向單側(cè)壁導(dǎo)坑組合法，但應(yīng)控制開挖進(jìn)尺。 (2)對于Ⅲ類圍巖，宜采用反向單側(cè)壁導(dǎo)坑，有利于減小爆破振動(dòng)對中夾巖柱的影響，當(dāng)圍巖條件較好、掌子面易穩(wěn)時(shí)，對于土質(zhì)、軟質(zhì)巖石條件，可采用上下臺階與正向單側(cè)壁導(dǎo)坑組合法；對于硬質(zhì)巖石條件，可采用上下臺階與反向單側(cè)壁導(dǎo)坑組合法或上下臺階法。 (3)對于Ⅳ、V、Ⅵ類圍巖，宜采用超前導(dǎo)坑預(yù)留光面層的開挖方法，增加開挖臨空面，降低爆破對巖柱的影響。Ⅳ、V、Ⅵ類圍巖自穩(wěn)定性好，開挖的關(guān)鍵在于減小爆破振動(dòng)對巖柱的影響，由于超前導(dǎo)坑的存在，二次擴(kuò)挖(預(yù)留光爆層)的爆破裝藥量可以大大減小，從而降低爆破對巖柱的影響。對于巖柱較厚時(shí)，可采用上下臺階和全斷面開挖法。 (4)由數(shù)值計(jì)算町知，小凈距隧道后開挖隧道對先前施工隧道的影響較先施工隧道對后施工隧道的影響大，因此，在兩孔隧道地質(zhì)條件不同的情況下，先開挖地質(zhì)條件較差的[C較有利。（3.2）控制爆破施工中的振動(dòng)效應(yīng) (1)采用低威力、低曝速炸藥或采用小直徑不偶合裝藥 某隧道工程中，在二號巖石硝銨炸藥中混入13％的添加劑，制成低爆速炸藥，使二號巖石硝銨炸藥的爆速從3 200m／s降至1 800m／s，振動(dòng)觀察表明，降震效果可達(dá)40％-60％。 (2)采用微差爆破 試驗(yàn)表明，采用微差爆破后，與齊發(fā)爆破相比可降震約50％。微差段數(shù)越多，降震效果越好(如圖3所示)。當(dāng)每段起爆時(shí)間間隔大于100ms時(shí)，各段爆破產(chǎn)生的地震波無明顯疊加，降震效果比較明顯。

(3)采用預(yù)裂爆破或預(yù)鉆防震孔 在爆破體與保護(hù)體之間鉆鑿不裝藥的單排、雙排防震孔(如圖4所示)或采用預(yù)裂爆破，降震率可達(dá)30～50％。 同時(shí)，也可以在預(yù)裂炮孔內(nèi)側(cè)打一排孔，酌情少量裝藥，與預(yù)裂孔同時(shí)起爆，從而形成破碎區(qū)，這就可為內(nèi)部的大規(guī)模開挖建立隔震屏障，如圖5所示。

(4)限制一次起爆的肽裝藥量 當(dāng)保護(hù)體的容許臨界振動(dòng)速度確定后，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算出一次爆破的最大裝藥量計(jì)裝藥量大于該值又無其他可靠降震措施時(shí)，則必須分次爆破，控制一次爆破的炸藥量。 (5)采用分步開挖，增加臨空面。 爆破體每增加一個(gè)臨空面，其振動(dòng)效應(yīng)可相應(yīng)降低10％～15％。

4、 圍巖監(jiān)控量測

該隧道按新奧法設(shè)計(jì)和施工，采用復(fù)合式襯砌，監(jiān)控量測是一項(xiàng)重要的管理工作，必須有專人負(fù)責(zé)，及時(shí)做好信息反饋，指導(dǎo)施工和修正設(shè)計(jì)。施工期成立一個(gè)量測小組，由隧道工程師任組長，配備2名測工。每次量測資料及時(shí)繪制成“位移―時(shí)間曲線圖”，送交總工程師審閱，出現(xiàn)問題立即研究對策，果斷處理。測點(diǎn)位置的布置及量測儀器嚴(yán)格按規(guī)范及設(shè)計(jì)文件要求執(zhí)行。

6、結(jié)論

小凈距雙洞隧道的施工難度、工期和造價(jià)高于普通雙線獨(dú)立隧道，低于連拱雙線隧道。在地質(zhì)條件良好、地形條件受制約時(shí)，是一種較好的隧道結(jié)構(gòu)形式。小凈距雙洞隧道施工的難點(diǎn)、重點(diǎn)是控制爆破作業(yè)，必須確保隧道開挖過程圍巖的穩(wěn)定，減小兩隧道之間由于凈距較小引起的圍巖變形、爆破震動(dòng)等不利因素。小凈距雙洞隧道施工的關(guān)鍵是中間巖柱的加固和穩(wěn)定，由于圍巖自穩(wěn)性和支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力較一般隧道復(fù)雜，必須充分利用隧道圍巖的自承、自穩(wěn)能力，通過圍巖加固措施使隧道修建達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國交通部. 公路隧道施工技術(shù)規(guī)范（JTJ042―94）.北京：人民交通出版社，1995.

[2] 劉艷青，鐘世航等 小凈距并行隧道力學(xué)狀態(tài)的試驗(yàn)研究．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào) 2000（9）：

隧道的開挖方式范文第5篇

【關(guān)鍵詞】隧道；小凈距；設(shè)計(jì)原則；施工步驟

中圖分類號：U459 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1前言

在地下鐵道、鐵路隧道、公路隧道中，因?yàn)槭艿降匦巍⒄w線路這些客觀因素的制約，通常在間距不夠的外界因素下建設(shè)兩孔或多孔隧道。在這樣的狀況下，當(dāng)前往往選用連拱隧道及隧道等獨(dú)特結(jié)合構(gòu)造形式，而工程狀況顯示，連拱隧道潛在很多的缺點(diǎn)：

因?yàn)殚_挖總斷面較大、扁平率很低、工程比較復(fù)雜，工程當(dāng)中非常容易出現(xiàn)塌陷的情況，工程作業(yè)的安全性能不能夠保證；

2)由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，中墻頂部連接處的防水問題很3囡解決，建成后容易滲漏水，嚴(yán)重影響公路隧道的適用性和耐久性；

3)連拱結(jié)合構(gòu)造對變形是比較敏感的，襯砌容易出現(xiàn)裂縫，破壞結(jié)構(gòu)整體，安全性較差；

4)進(jìn)出口淺埋段及低類別圍巖段工程造價(jià)過高等。而隧道施工工藝同普通分離式隧道相比差別較小，較之連拱隧道施工技術(shù)比較簡便，造價(jià)低，施工安全性和長期可靠性易獲得保障。但因?yàn)樗淼乐袏A巖柱體的厚度比較小，其圍巖穩(wěn)定性和變形特征，支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力機(jī)制具備自己的特點(diǎn)，所以，支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和施工方法將會(huì)跟其他結(jié)合構(gòu)造式隧道不一樣。

2 隧道圍巖的受力、變形特征

隧道圍巖的受力、變形特征與隧道斷面型式、斷面尺寸、圍巖類別、隧道埋深、中夾巖柱體厚度、開挖方式、支護(hù)型式和參數(shù)選取等多方面因素有關(guān)系。其中，隧道與普通分離式隧道的主要區(qū)別是，前者中夾巖柱體的厚度較薄，因施工過程中的多次擾動(dòng)而成為受力薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)圍巖類別較低，巖柱較薄時(shí)，其中夾巖柱體將形成貫通的塑性區(qū)，非常危害著圍巖的穩(wěn)定性能。

所以，針對隧道宜限據(jù)圍巖條件、巖柱厚度等因素選取合理的斷面型式、開挖方式和支護(hù)參數(shù)等。

3 隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

隧道跟一般分離式隧道比較，中夾巖柱體厚度較薄，受力不利，加上外在的地形狀況變化比較大，參數(shù)準(zhǔn)確選擇是比較難得。所以，針對隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，宜在監(jiān)控量測的基礎(chǔ)上采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的原則。應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)問題：

(1)初次支護(hù)宜采用錨噴支護(hù)，有利于及早進(jìn)行支護(hù)，保護(hù)圍巖、穩(wěn)定圍巖的變形，同時(shí)，有利于根據(jù)實(shí)際監(jiān)控量測情況進(jìn)行支護(hù)加強(qiáng)。

(2)初期支護(hù)宜作為主要受力結(jié)構(gòu)，二次襯砌采用模筑混凝土或鋼筋混凝土，只承受少量荷載，主要作為安全儲(chǔ)備，有利于在圍巖條件惡化后，保證隧道的長期安全性。

(3)中央巖柱體的穩(wěn)定性是隧道是否成功的關(guān)鍵，應(yīng)根據(jù)情況對中夾巖柱體采用大噸位預(yù)應(yīng)力錨索、對拉錨桿、無阽結(jié)鋼絞線、小導(dǎo)管預(yù)注漿、水平貫通式錨桿等技術(shù)進(jìn)行加固。

(4)仰拱對減小、抑制圍巖的變形，改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力有重要作用，因此，對于隧道宜考慮設(shè)置仰拱并使其盡早閉合。

(5)由于現(xiàn)場地質(zhì)條件的復(fù)雜性和多變性，對于支護(hù)結(jié)構(gòu)、中夾巖柱、圍巖的受力和變形狀態(tài)進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控量測具有重要意義。

(6)雖然數(shù)值計(jì)算在參數(shù)選取、模型建立上與現(xiàn)場實(shí)際情況有較大的出入，當(dāng)在隧道設(shè)計(jì)中用以作為輔助手段，研究圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、受力不利部位和薄弱環(huán)節(jié)，作為定性分析，仍是很有必要的。

(7)巖柱厚度對支護(hù)結(jié)構(gòu)、圍巖的受力和變形，特別是巖柱體的穩(wěn)定有重要的影響，因此，無論何種圍巖，巖柱體均不宜過小。

4 隧道的施工

隧道的施工方法與普通分離式隧道相比差別不大，但由于中夾巖柱體厚度較小，在施工過程中，其是受力薄弱部位，穩(wěn)定性較差，因此，在施工中對中夾巖柱體的保護(hù)將至關(guān)重要。隧道施工的難點(diǎn)、重點(diǎn)是合理選取開挖順序、控制爆破作業(yè)，確保隧道開挖過程圍巖的穩(wěn)定，減小兩隧道之間由于凈距較小引起的圍巖變形、爆破震動(dòng)等不利因素。對于低類別圍巖、軟弱、破碎圍巖來說，重在確定合理的開挖順序，減少對圍巖的擾動(dòng)；對于高類別圍巖、堅(jiān)硬、完整圍巖，重在控制爆破振動(dòng)對圍巖穩(wěn)定性的影響。

4.1 采用合理的開挖順序

為確保開挖過程中圍巖的穩(wěn)定性，減小因隧道間距小引起的圍巖變形、爆破震動(dòng)等不利因素，滿足隧道中央巖特有的加固要求，一般情況下，I、II類圍巖采用正向單側(cè)壁導(dǎo)坑法的開挖方法，Ⅲ類圍巖采用反向單側(cè)壁導(dǎo)坑的開挖方法,IV、V、VI類圍巖采用超前導(dǎo)坑預(yù)留光面層的開挖方法。

(1)對于I、II類圍巖，宜采用正向單側(cè)壁導(dǎo)坑法，該法有利于及早對中夾巖柱進(jìn)行加固，及早對中夾巖柱進(jìn)行監(jiān)控量測，為開挖后存在的風(fēng)險(xiǎn)提供超前預(yù)報(bào)，以便及時(shí)處理。

當(dāng)遇隧道斷面較大、圍巖條件較差、隧道淺埋、地下水豐富時(shí)，圍巖難以自穩(wěn)，應(yīng)對圍巖進(jìn)行超前預(yù)加固、地表加固或?qū)蝹?cè)側(cè)壁的上、下臺階進(jìn)—步采用分步開挖。

當(dāng)圍巖狀況較好，掌子面穩(wěn)定性好，為發(fā)揮大型設(shè)備的優(yōu)勢，加快施工進(jìn)度，也可以將單側(cè)側(cè)壁的上、下臺階合為一步開挖或采用上下臺階與正向單側(cè)壁導(dǎo)坑組合法，但應(yīng)控制開挖進(jìn)尺。

(2)對于Ⅲ類圍巖，宜采用反向單側(cè)壁導(dǎo)坑，有利于減小爆破振動(dòng)對中夾巖柱的影響，當(dāng)圍巖條件較好、掌子面易穩(wěn)時(shí)，對于土質(zhì)、軟質(zhì)巖石條件，可采用上下臺階與正向單側(cè)壁導(dǎo)坑組合法；對于硬質(zhì)巖石條件，可采用上下臺階與反向單側(cè)壁導(dǎo)坑組合法或上下臺階法。

(3)對于Ⅳ、V、Ⅵ類圍巖，宜采用超前導(dǎo)坑預(yù)留光面層的開挖方法，增加開挖臨空面，降低爆

破對巖柱的影響。Ⅳ、V、Ⅵ類圍巖自穩(wěn)定性好，開挖的關(guān)鍵在于減小爆破振動(dòng)對巖柱的影響，由于超前導(dǎo)坑的存在，二次擴(kuò)挖(預(yù)留光爆層)的爆破裝藥量可以大大減小，從而降低爆破對巖柱的影響。對于巖柱較厚時(shí)，可采用上下臺階和全斷面開挖法。

(4)由數(shù)值計(jì)算町知，隧道后開挖隧道對先前施工隧道的影響較先施工隧道對后施工隧道的影響大，因此，在兩孔隧道地質(zhì)條件不同的情況下，先開挖地質(zhì)條件較差的[C較有利。

4.2 控制爆破施工中的振動(dòng)效應(yīng)

(1)采用低威力、低曝速炸藥或采用小直徑不偶合裝藥

某隧道工程中，在二號巖石硝銨炸藥中混入13%的添加劑，制成低爆速炸藥，使二號巖石硝銨炸藥的爆速從3 200m/s降至1 800m/s，振動(dòng)觀察表明，降震效果可達(dá)40%-60%。

(2)采用微差爆破

試驗(yàn)表明，采用微差爆破后，與齊發(fā)爆破相比可降震約50%。微差段數(shù)越多，降震效果越好。當(dāng)每段起爆時(shí)間間隔大于100ms時(shí)，各段爆破產(chǎn)生的地震波無明顯疊加，降震效果比較明顯。

(3)采用預(yù)裂爆破或預(yù)鉆防震孔

在爆破體與保護(hù)體之間鉆鑿不裝藥的單排、雙排防震孔(如圖4所示)或采用預(yù)裂爆破，降震率可達(dá)30～50%。

同時(shí)，也可以在預(yù)裂炮孔內(nèi)側(cè)打一排孔，酌情少量裝藥，與預(yù)裂孔同時(shí)起爆，從而形成破碎區(qū)，這就可為內(nèi)部的大規(guī)模開挖建立隔震屏障。

(4)限制一次起爆的肽裝藥量

當(dāng)保護(hù)體的容許臨界振動(dòng)速度確定后，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算出一次爆破的最大裝藥量計(jì)裝藥量大于該值又無其他可靠降震措施時(shí)，則必須分次爆破，控制一次爆破的炸藥量。

(5)采用分步開挖，增加臨空面。

爆破體每增加一個(gè)臨空面，其振動(dòng)效應(yīng)可相應(yīng)降低10%～15%。

5 結(jié) 論

我國在飛速的發(fā)展，不管是從哪些方面來講，我國的建筑業(yè)一直是上升的趨勢，但是在建設(shè)隧道的過程中也是有很多的弊端出現(xiàn)的，隧道因中夾巖柱體厚度比較稀薄，造成圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)受力不合，這樣給工程作業(yè)造成很大的難度。但，只要在設(shè)計(jì)、施工中堅(jiān)持“精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、專心施工、準(zhǔn)時(shí)支護(hù)、定時(shí)測量”的準(zhǔn)則，科學(xué)選擇斷面方式、支護(hù)參數(shù)、開挖方法和工程有關(guān)秩序，一定能夠有效的顯現(xiàn)出小間距隧道的優(yōu)勢，與此同時(shí)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益高、安全性能好的最終目的。

參考文獻(xiàn)

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