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隧道的修建方法范文1
隧道施工；新奥法；传统矿山法
[中图分类号]U45[文献标识码]A[文章编号]1009-9646（2011）08-0031-02
隧道是一种修建在地下，两端有出入口，供车辆、行人、水流及管线等通过的工程建筑物。是一种断面相对较小的细长结构，因此隧道问题可简化为平面应变问题。隧道工程具有以下特点：（1）施工全过程受制于地质条件；（2）大型的隐避工程；（3）施工环境较差；（4）多地处偏远山区，交通不便；（5）狭长建筑物，工作面很少；（6）施工不受气候影响。
基于以上特点隧道施工方法主要有矿山法、明挖法、掘进机法、盾构法、沉管法、顶进法等，在隧道工程发展史上，矿山法一直占据着主导地位。20世纪60年代正式问世的新奥法从理论到施工都与旧的矿山法有很大的不同。
一、新奥法基本理论
新奥法是用薄层支护手段来保持围岩强度，控制围岩变形，以发挥围岩的自承能力，并通过施工监控测量来指导隧道工程的设计与施工。新奥法是一种隧道施工的基本理论，是包含设计和施工内容的隧道工程新概念。新奥法的隧道结构体系计算模型是采用岩体力学模型，将支护与围岩视为一体，作为共同承受荷载的隧道结构体系，围岩是直接的承载单元，支护结构只是用来约束和限制围岩的变形。新奥法必须包括采用锚杆、喷射混凝土的锚喷支护结构，但不能误认为采用了锚喷支护就是新奥法，新奥法采用锚喷支护是为了达到保护围岩的强度、控制围岩变形、实现发挥围岩自承能力的目的。此外新奥法十分重视施工监控测量，只有采用施工监控测量才能掌握围岩变形动态，做到监控变形，同时现场施工测量的资料是完善设计，指导施工的重要依据。
总的来说，新奥法充分考虑了围岩的自承能力，认为围岩塑性强化区和弹性区是主要的承载结构，施工中基本维持围岩原始状态。它是以既有隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法。新奥法的基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早喷锚，勤量测、紧封闭”。
二、新奥法修建隧道的优点
1.新奥法成为软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法，技术经济效益是明显的。采用现场监控、量测信息指导施工，即通过对隧道施工中量测数据和对开挖面的地质观察等进行预测、预报和反馈，并根据已建立量测数据为基准，对隧道施工方法、断面开挖步骤及顺序，初期支护的参数进行合理调整，从而使隧道围岩稳定，保证施工安全、工程质量和支护结构的经济性。
2.传统的矿山法是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形后，逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式厚衬砌作为永久性支护的施工方法，木构件支撑由于其耐久性差和对坑道形状的适应性差，支撑撤换工作既麻烦又不安全，且对围岩有所扰动；新奥法的锚喷支护技术与传统的钢木构件支撑技术相比，不仅仅是手段上的不同，更重要的是工程概念的不同，是人们对隧道及地下工程问题的进一步认识和理解。
三、新奥法与传统矿山法比较
新奥法与传统矿山法均采用钻爆法施工，与传统矿山法的最大不同，是新奥法充分考虑了围岩，并视围岩为主体承载结构，考虑其适当变形以充分发挥围岩的自承能力和及时支护以控制围岩变形，另进行施工监测，关注围岩变形情况，以指导施工。
新奥法与传统矿山法主要有以下区别：
1.对围岩压力的认识不同
传统理论认为洞室结构承受来自围岩某一检动范围内(如坍落拱)的全部岩石重量所引起的荷载，而这一范围的大小与支护结构本身无关洞室结构设计采用荷载――结构模式。而新奥法对围岩压力的认识则不一样，它不是给定的，而是支护与围岩力学体系的平衡结果，因而支护结构不采用荷载――结构模式，而是将支护与围岩视为统一的力学体系，采用岩体力学模型。
2.对围岩的认识不一样
传统的矿山法，只是把围岩视为一种被挖去的岩体，强调的是及时支护，视围岩为荷载；而新奥法则把围岩视为承载单元，是围岩――支护体系中的一部分，所以必须尽可能地保护围岩，发挥围岩的自承作用。
3.洞室支护手段不一样
传统矿山法的支护手段，一般是木支撑(临时)和模筑混凝土衬砌，木支撑只能被动地承受围岩的松动荷载；而新奥法的支护手段是多种多洋的，有喷、锚、网、柔性钢架、超前支护、模筑衬砌等，能有效地控制围岩的变形，并充分的发挥围岩的承载能力。新奥法强调闭合支护使得更符合岩体力学的原则，有利于稳定围岩。
4.施工方法不一样
除了在全断面法中，二者都是一个开挖断面外，在其他施工方法中，在同样的条件下，传统矿山法的分块较多，而新奥法采用了锚喷支护，分块较少。
5.洞室防水性能不一样
采用传统矿山法修建的隧道，防水性能较差。而采用新奥法修建的隧道，由于在两次衬砌之间可铺设防承层，因而防水性能大为改善。
6.施工进度不一样
采用传统矿山法修建隧道成洞水平较低。而采用新奥法修建的隧道，由于采用大断面开挖，同时没有了纵横交错密布的木支撑，使得新奥法施工的工作空间大为扩展，大型机械进洞，机械化作业程度较高，因而施工开挖和成洞水平较高。
7.施工安全性不一样
传统矿山法施工，由于采用木支撑，支撵顶替作业频繁，易发生坍方，存在许多不安全因素。而采用新奥法施工的隧道，由于喷锚支护能及时施作，并在监控量测指导下施工，及时反馈围岩及支护的变位信息，使施工的安全性大为提高。
[1]彭立敏,刘小兵.隧道工程[M].中南大学出版社,2009年9月.
[2]代刚.新奥法原理在隧道施工中的应用[J].太原科技,2006（6）.
隧道的修建方法范文2
关键词：公路隧道 改扩建 方案 施工工序
从1888年修建狮球岭隧道开始，到19世纪70年代我国已经修建了大量的隧道。但是由于当时的经济条件、施工技术等各方面的限制以及交通的需求量较小，已修建的铁路、公路隧道多以单线为主。
高速路的大量修建，为了满足线路技术指标、缩短路程和行车时间、减少病害，提高运营效益，隧道的优越性日益显著。为了适应当前的运输需要、提高运输能力以及满足安全行驶的需要，隧道由原来的单线隧道发展到双线或者多线，既有隧道的改扩建工程逐步提上日程。
隧道改扩建是指对技术标准不能满足运输要求的既有隧道进行技术改扩建，主要内容包括调整线路平、纵断面，扩大隧道净空，增设洞内建筑物或者对隧道局部损坏地段的补强与修复。对既有线进行技术改建而要求隧道改扩建的一般形式有：既有单线隧道改建，既有单线隧道改建为双线或多线隧道，以及既有单线隧道改建并增建复线隧道。
但在一些地区，由于受地质地形条件和施工条件限制，不能新建复线，只能在既有隧道的基础上进行扩挖，扩大隧道净空断面以增加行车车道，满通客流量增加的行车需求。
1.改扩建方案
由于既有公路隧道所处地形、地质、施工技术、交通量及其长度的不同，隧道改扩建的方案也不近相同，具体可分为如下几种形式
（1）单洞双向两车道隧道改建为双洞单向两车道隧道；这是隧道改扩建最为简单的一种形式，直接在原来隧道左边或者右边以一定的距离修一条新的隧道。
（2）双洞单向两车道隧道改建为双洞单向三车道隧道；这种改建方式比较复杂，需要在既有隧道上进行扩挖，扩挖的形式一般有以下三种：①原隧道左侧大部分扩挖（对于一个单洞来说）；②原隧道右侧大部分扩挖；③原隧道处在扩挖断面的中部。
（3）双洞单向两车道隧道改建为8车道隧道；扩建形式有两种：①改建为双洞单向四车道隧道；②改建为四洞单向两车道隧道。
2.方案分析
（1）方案（1）最为重要的是修建新隧道尽量少扰动既有隧道，这就要求修建新隧道距原隧道中心满足一定的要求，尽量避免两个隧道为小净距隧道。
表1 分离式双洞的隧道最小净距
注：B指的是隧道开挖宽度。
（2）方案（2）扩挖形式有三种，分别针对不同的情况：
1）当既有两隧道中心距太小或者向中间扩挖形成小净距隧道，两隧道分别向两侧扩挖。优点：①隧道在扩建的过程中，能够有效减少对两隧道中间部分围岩的扰动；②扩挖在不拆除原有隧道支护上进行，不影响原有隧道车辆通行；③扩挖断面支护结束后，拆除原有隧道支护，交通管制时间段。缺点： ①开挖空间小，不利于大型机械开挖，施工进度慢；②需要施做临时支撑，降低施工速度。
2）当既有隧道中心距较大远或者向中间扩挖不能形成小净距隧道，两隧道向中间扩挖。优点：①隧道扩挖距离较近，有利于施工机械调配，现场许多设施可以共用。缺点：①隧道扩挖距离较近，开挖过程中，对中间的围岩扰动比较大，容易出现围岩坍塌；②隧道开挖断面近，两个洞施工干扰比较大，降低了施工进度。
3）当既有隧道中心较小且隧道向两边扩挖受限制（比如一侧埋深较浅、偏压），这样只能使原隧道处于扩挖断面的中部。优点：①开挖断面分布均匀，有利于在原隧道支护基础上进行全断面开挖，施工速度快，对上部围岩扰动次数少，有利于结构的稳定；②开挖空间大，施做临时支撑、加固围岩比较容易。缺点：①上部围岩若不能及时支护，容易塌方，造成施工事故；②需要施做临时支撑，减缓了施工速度，不利于施工进度的管理。③在施工过程中，需要对交通管制，干扰车辆的正常通行。
（3）方案（3）有两种扩挖形式，有如下特点：
1）当隧道围岩地质较好，适宜扩挖成大断面，就改建为双洞单向四车道的形式。优点：①断面大，有利于机械化施工，提高施工速度；缺点：①开挖断面大，初期支护的时间较长，围岩外露的时间较长，容易坍塌，造成工程事故；②需要拆除原隧道衬砌，耗时费力，增加成本。
2）当隧道围岩地质条件较差，又满足整条线路线形要求，就改为四洞单向两车道的形式；优点：①直接在原隧道附近修建两条新隧道，不影响原有隧道车辆通行，不必拆除原有隧道衬砌结构；②运用已经很成熟的开挖方法，便于大型机械化施工，施工速度快。缺点：①爆破震动影响原有隧道衬砌结构，局部衬砌结构会出现裂缝，新隧道修筑结束后，需要对原隧道进行加固处理。
3.方案选择原则
（1）根据既有隧道形式和交通量大小，选择隧道改扩建方案；
（2）根据既有隧道中心距的大小和所处地形，选择隧道改扩建方案；
（3）根据既有隧道工程地质条件，选择隧道的改扩建方案。
4.隧道改扩建方案的施工方法举例
在既有隧道改扩建实例当中，日本大藏隧道施工技术值得我国公路隧道改扩建工程借鉴。大藏隧道位于日本北九州岛国道高速4号线，因交通量增加的需求，须将其中长度170m的两车道隧道段扩挖为三车道隧道。在施工中，既有的两车道仍需通车。其施工程序如图1所示。大藏隧道的扩挖断面除建筑限界要求求之外，考虑扩挖中使用机具所占空间，拟定为可使用施工机具断面及可使用小型机具的最小断面。为维持施工中行驶车辆安全，车道净空在线设置门字型钢制防护板，避免敲除既有隧道的衬砌直接掉落，并可作为施工机具的工作平台。
图1大藏隧道扩挖施工工序
5.结论
本文就既有隧道改扩建方案做出归纳，分析了各个方案适用条件和优缺点，给出隧道改扩建方案的指导原则，为以后的隧道改扩建工程提供了一定的借鉴和参考意义。最后介绍了日本大藏隧道改扩建施工方法，对我们以后隧道改扩建施工技术有一定借鉴意义。
参考文献：
[1]李煜川.既有隧道扩建工程的施工力学行为研究[M].2008.
[2]武建强.公里隧道扩建开挖方案比选及施工力学行为研究[M].2009.
隧道的修建方法范文3
关键词: 地铁车站; 盾构隧道; 结构参数; 有限元法
国外许多城市不仅用盾构法修建地铁区间隧道， 还用盾构法修建地铁车站等特殊断面结构。直接采用盾构法或配合盾构法修建地铁车站等特殊断面结构已成为世界各国地下铁道施工的最新技术前沿之一[ 1～3 ] 。
目前由于我国设备能力及设计施工技术经验不足，仅在区间隧道的修建时采用盾构法，而车站及特殊断面的隧道尚未采用。一般为了给盾构机提供场地， 在区间隧道修建前必须先修建区间隧道两端的地铁车站，并且相邻的区间隧道不能连续修建，这无疑限制了盾构法的大规模采用。为寻求盾构法在城市地铁工程中大规模应用的突破口，结合我国实情，作者以广州地铁3 号线林和西路站为工程背景，在国内首次对在区间盾构隧道的基础上修建地铁车站的方案进行了研究[ 4 ] ，列出了两连拱岛式站台车站、四条平行隧道岛式站台车站、四条平行隧道侧式站台车站、三条平行隧道岛式站台车站和三连拱岛式站台车站等基本方案形式，本文采用有限元法模拟手段就最具可能性的区间隧道基础上修建三连拱岛式站台地铁车站的方案进行了研究。
1 三连拱地铁车站方案概况
1. 1 车站基本情况
林和西路站位于天河北路与林和西路交叉口，呈南北向。车站周围超高层建筑较多，道路较窄，交通繁忙;站两侧建筑物距离较近，站位东、西向调整幅度非常有限;站位所处位置两旁建筑物的地下室已超出道路规划红线，造成出入口及风亭的布置困难;客流量较小;地下管线密集。
本站地形平坦，为珠江一级阶地，第四系覆盖层以人工堆积、冲洪积、残积为主，厚5. 1～14. 5 m ， 局部可见淤泥质土和细砂透镜体。强风化岩面埋深5. 1～ 14. 5 m 。地质构造简单，未发现有断层通过。部分地段有砂层孔隙水， 及风化岩裂隙水，稳定地下水位埋深1. 90～5. 70 m 。
1. 2 设计原则和技术标准
根据《广州市轨道交通3 号线工程总体策划纲要(讨论稿) 》中的车站施工方法及综合情况一览表，林和西路站为3 级车站、客流4 365 人/h、线路轨面埋深15 ～20 m 、岛式站台、站台宽8 m 、线间距13. 2 m 、施工方法为盾构过站后采用矿山法扩挖。林和西路地铁车站的主要技术标准以《地下铁道设计规范》( GB50157 -92) 为准。
1. 3 车站结构型式
根据对林和西路站的具体情况分析，结合现阶段国内施工装备和能力，提出车站为单层三连拱岛式站台车站，站厅设在地面或两端地下，站台两端可设辅助用房，站台与站厅之间由楼梯和自动扶梯连接(车站断面图见图1) 的车站结构型式。
2 有限元数值模拟
采用两种平面应变数值模拟方法对在区间盾构隧道基础上采用矿山法扩挖的单层三连拱岛式站台地铁车站进行数值模拟研究。首先采用荷载2结构模式对三连拱岛式站台地铁车站在不同埋深条件下最终主体结构的高跨比和厚度进行研究;再采用考虑施工效应的数值模拟方法对车站的整个施工过程进行模拟，对施工中的临时支护和主体结构的适应性进行研究。
2. 1 荷载2结构模式
2. 1. 1 基本假设和计算模式
荷载2结构模式的基本假设为:主体结构为小变形弹性梁，将主体结构离散为足够多个等厚度直梁单元; 用布置于全周各节点上的弹簧单元来模拟围岩与结构的相互作用;弹簧单元不承受拉力，受拉力的弹簧自动脱落;拱底作用相同的竖向反力来平衡地面荷载、土压、水压及结构的自重。具体计算模式如图2 所示。
2. 1. 2 计算参数和模型本次采用ANSYS 软件梁单元(BEAM 3) 模拟主体结构，弹簧单元(COMBIN 14) 模拟弹簧，将所有的荷载换算为等效节点荷载加到每个节点上。在每个节点上都加上径向的弹簧，弹簧的刚度为同一点处地层的弹性抗力系数，通过反复计算确定弹簧的有无。总共划分了128 个梁单元和28 个弹簧单元。岩土体计算参数以实际的地质勘测资料为准，主体结构盾构隧道管片为C50 混凝土，但根据管片的接头效应和刚度等效原理，将其弹模折减到原值的0. 75[5] ，其他结构取C30 混凝土的参数。计算采用水土合算的形式，荷载取值如下:岩土体的容重为20 kN/m3，钢筋混凝土的容重为25 kN/立方米，地面活载为20 kN/平方米，水平压力用竖向荷载乘以侧压力系数0. 538(地质资料) 。地层的弹性抗力为16 MPa/m ， 有限元模型网格、约束和荷载见图3。
2. 1. 3 计算情况
根据荷载2结构模式的基本假设，本次计算取车站主体结构的最不利受荷情况即可能的最大埋深:轨面埋深21. 5 m 模拟计算。站厅取3 种不同的净高，分别为5. 5 m 、6. 0 m 和6. 5 m ; 每种站厅净高下主体结构取3 种不同的厚度，分别为0. 4 m 、0. 5 m 和0. 6 m 。
2. 1. 4 计算结果和分析
每一种情况的计算结果包括结构的变形、弯矩、轴6. 5 m ， 主体结构厚度0. 5 m 为例，将部分计算结果如力和剪力。将部分计算结果由表1 列出，以站厅净高图4～ 图6 列出。
表1 主体结构最大弯矩及相应的轴力
从以上计算结果分析:
(1) 随着站厅净高的增加，拱顶、仰拱和盾构管片的最大弯矩都明显减小，拱顶处最大减小了80 %(从328 kN·m 减小到59 kN·m) ;虽然相应的轴力也有所减小，但减小的百分比很小，最大只有6 %(从1 080 kN 减小到1 022 kN) ，对于混凝土材料而言，这样的内力变化是有利的，故在考虑站厅净高时，在条件允许的情况下，应尽量增加站厅的净高。
(2) 两侧立柱弯矩的变化情况是先由小增大再由大减小(从274 kN·m 增大到303 kN·m ， 再从303 kN ·m 减小到297 kN·m) ，而相应的轴力减小却不太明显，最大只有6 %(从2 373 kN 减小到2 221 kN) ，说明对立柱而言，并非站厅的净高越高越好，而是有一个合理的高度。
(3) 在相同站厅净高条件下，拱顶和仰拱的弯矩随主体结构厚度增加的变化情况是先由大减小再由小增大(以站厅净高6. 5 m ， 拱顶的弯矩变化为例，先从101 kN·m 减小到59 kN ·m ， 再从59 kN ·m 增大到141 kN·m) ，相应的轴力变化情况是先由小增大再由大减小(从1 160 kN 增大到1 181 kN ， 再从1 181 kN 减小到1 140 kN) ，但两侧立柱和盾构管片的内力变化幅度较小(最大不超过10 %)，故在考虑主体结构厚度时，在满足材料要求的前提下，应选择合理的主体结构厚度。
(4) 从盾构管片的内力分布来看，三连拱岛式站台车站结构盾构管片的内力，与相应的盾构区间隧道管片内力分布在相同的量级上，说明采用这种方法没有给盾构管片增加太大的附加内力，并且更重要的是管片不需要作任何特殊处理，采用普通的盾构管片就可以满足结构要求。
综上分析，对盾构法隧道基础上扩挖的三连拱岛式站台车站，在轨面埋深为21. 5 m 时主体结构参数的合理取值如下:站厅净高6. 5 m ， 主体结构厚度0. 5 m ， 管片部分采用普通盾构管片。主体结构混凝土各部分的应力分布情况如表2 所示。从表上可看出，盾构隧道管片主体结构厚度为0. 3 m 的C50 钢筋混凝土平板型、通过内外两侧配钢筋后(比如，钢筋净保护层厚为50 mm ， As = 1 018 平方毫米) 能够满足结构的长期安全性要求。再次说明此种结构形式的管片主体结构本身是可行的。其他部位采用0. 5 m 厚的C30 钢筋混凝土也能满足结构的长期安全性要求。
表2 结构各部分应力分布情况表
2. 2 考虑施工效应的有限元数值模拟
2. 2. 1 计算模型和参数为了考察轨面埋深21. 5 m 、主体结构站厅净高6. 5 m 、厚0. 5 m 、普通盾构管片和临时支护在整个施工过程中的可行性与安全性，进行了考虑施工效应的有限元数值模拟。采用ANSYS 程序的平面应变方法、Drucker2Prager (D2P) 材料、单元“ 生(alive) ”与“ 死(kill) ”的处理功能和隧道开挖等效释放载荷的概念[6 ] 进行模拟，对在盾构法隧道基础上扩挖的三连拱岛式站台地铁车站整个施工过程进行了数值模拟。使用等参四边形单元(PLAN E 42) 模拟岩土体， 梁单元(BEAM 3) 模拟主体结构。计算边界为:左右取1. 5 倍三连拱隧道跨度，下边界取1 倍三连拱洞室高，上边界取至地面;最终计算边界为高35 m ， 宽77 m ; 轨面埋深为-21. 5 m 。整个模型总共划分成2 639 个单元， 有限元网格划分如图7 所示。同荷载2结构模式，将其弹模折减到原值的0. 75 ， 其他结构取C30 混凝土的参数，加固区岩体和超前支护根据等效加固原理采用将围岩参数提高的方法进行模拟。物理力学参数见表3 。
2. 2. 2 施工过程的模拟
施工方法为先用盾构机修建两条平行的盾构区间隧道，再采用CRD 法扩挖，最终修成单层三连拱车站。施工步骤(见图8) 为:修建盾构隧道左洞1 修建盾构隧道右洞2 修建左立柱3 对4 的外周地层进行加固改良及超前支护开挖左上部4 并做初期支护修建右立柱5 对6 的外周地层进行加固改良及超前支护开挖右上部6 并做初期支护开挖左下部7 并做初期支护开挖右下部8 并做初期支护拆除7 、8 部分的盾构管片修筑主体结构。
在开挖4 、6 、7 和8 步时，使用钢支撑和喷射混凝土进行支护，钢支撑用14 号工字钢，喷射混凝土用C20 ， 厚25 cm 。计算参数取值以《地下铁道设计规范》( GB50157 -92) 为准。
2. 2. 3 计算结果和分析每一施工步的结果包括土层的应力、位移和结构的变形、弯矩、轴力、剪力。以弯矩为例，将其中几步的最大最小内力值(以结构的弯矩和轴力为例) 见表4 。模拟结果以图表示，见图9～ 图11 。每步模拟计算的
表4 结构内力随开挖变化情况表
最大弯矩为293. 9 kN·m ， 和第7 步结构的最大弯矩为-340. 9 kN·m) ，结构的内力值远远小于荷载2结构模式的内力值。而这些个别较大值产生的原因是应力集中或局部应力分布不均造成的，这些可以在施工过程中选择恰当的临时支护措施，确定合理的支护参数得以解决。故从总体上讲，轨面埋深21. 5 m ， 主体结构站厅净高6. 5 m ， 主体结构厚度0. 5 m ， 普通盾构管片的结构在整个施工过程中主体结构和临时支护是安全的，建议的设计参数能够满足施工阶段对结构提出的要求。
3 结论
通过本文的数值模拟分析，可以得出如下结论:
(1) 根据目前我国地下铁道修建技术的现状，在盾构法隧道基础上扩挖地铁车站的思路是完全可行的，这不但可以使盾构法在城市地铁工程中大规模的应用，还可以较大幅度地降低工程的造价，进一步提高地铁工程的建设质量，缩短建设周期。
(2) 目前我国的地铁车站的轨面埋深一般在10～ 25 m 之间，通过林和西路站为主要工程对象较大埋深(轨面埋深21. 5 m) 的模拟计算，只要选用适当的车站主体结构参数，采用普通盾构管片，整个车站主体结构能够满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。
(3) 在整个施工过程中，只要选择恰当的临时支护措施，确定合理的支护参数，应力集中或局部应力分布不均造成的局部应力增大问题可以解决。
(4) 在三连拱地铁车站扩挖时，虽然盾构隧道的
从模拟结果可知，除个别施工步外(第4 步结构的内力有所增大，但在管片的设计时，不需要作任何特殊处理。虽然在结构上满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，在施工过程中是可行的，但是在一些细部方面，如盾构管片在无损条件下的拆装及再利用， 结构雁型部的防水和施工过程对周围环境的影响等问题还需要做进一步的研究。
参考文献
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隧道的修建方法范文4
关键词：复杂地形地质；隧道进洞；施工技术
Abstract: with the national highway and railway transportation industry development, the scope of its construction has increased, and in the process of building may meet different topographical and geological conditions, including the complicated terrain geological conditions tunnel construction has strong into the hole of the technical. Through the previous YouXi tunnel on fujian and jiangxi view sound tunnel construction of depression into the hole of the summary and research, the paper will be elaborated in the complex terrain geological condition, the construction of the tunnel hole in technology and project, and for future tunnel into the hole technology provides the construction experience, and to promote the rapid development of China's transportation roads.
Keywords: complex topography and geology; Tunnel into the hole; Construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号
复杂的地形地质在道路修建中常有遇到，而在此种状况下的隧道进洞技术成为整个隧道修建的关键所在。通过先前对福建尤溪隧道和江西观音坳隧道进洞施工情况的分析和总结，不难看出隧道进洞的技术施工方案是根据洞口段的围岩及地形情况来确定的。如何安全可靠的进入正洞进行下一步施工的关键因素，就在于隧道进洞具体方案的合理性与准确性。前文所述的福建尤溪隧道地形险峻、山峰林立、沟谷纵横，而江西的观音坳隧道处于断裂构造的交错位置，并且围岩十分的不稳定，两处隧道的修建都处于复杂的地形地质条件之下。所以通过对其的全面分析和总结，本文将进一步对复杂地形地质条件下的隧道进洞施工技术，分析研究出更为具体、有效的施工方案。
一、复杂地形地质条件下隧道进洞施工工艺流程。
复杂地形地质条件下，隧道进洞的施工工艺流程与正常的隧道进洞施工工艺流程大同小异，只是在复杂地形地质条件下隧道进洞要进行细节化的施工，其整个施工流程可用下图表示：
二、复杂地形地质条件下隧道进洞前的准备工作。
隧道施工的复杂地形地质条件包括软弱围岩、不规则山体及碎石弃渣等不利于隧道施工的自然状况。复杂的地形地质条件在不利于隧道施工的同时，对隧道施工过程中的人员安全也造成了很大的威胁，所以针对于复杂地形地质条件下，隧道在进行正常开挖前，做好隧道进洞前的洞外控制测量的准备，以保证隧道的顺利开挖。
洞外控制测量。由于隧道进洞的施工处于复杂的地形地质条件下，所以施工前期首先要进行洞外控制测量。由于隧道洞口的地形及地质条件较为复杂，因此洞外控制测量成为进行开工后洞内施工测量的主要依据。通常隧道施工的洞外控制测量一般采用平面控制测量和高程控制测量两种方式，但由于施工处于复杂地形地质条件下，因此为了保证控制测量的精确度，往往会选择采用GPS控制测量系统。GPS控制测量系统，在设计好的洞口处分别设置GPS测点，同时将其与三角测量法有效的结合起来，从而形成稳固的洞外控制网。然后通过洞外控制测量成果，计算由洞外控制点引测进洞测设数据，并据此指导隧道的进洞。
三、复杂地形地质条件下隧道进洞的施工方案。
由于处于复杂地形地质条件下，通常会有围岩固定性差、地质断裂及水文地质条件复杂等现象，所以在进行隧道进洞施工时要根据实际情况来制定相关的施工方案方法。通过对先前各地隧道进洞施工技术方案的了解和分析，总结出以下在复杂地形地质条件下隧道进洞的施工方案，以完善隧道施工的技术工艺和方法。
1、隧道洞外截水沟。
对于在水文地质条件较为复杂的区域进行的隧道进洞施工，要在隧道洞外设置修建截水沟，避免发生水流灌洞的现象。例如已修建江西观音坳隧道，隧道洞口处于低凹处且正对峡谷，此时如果不做好洞外截水工作，就很容易造成雨季洪水灌洞的不良后果，甚至导致洞口坍陷，由此看来进洞前做好防水工作具有重要作用。所以对于复杂地形地质条件下的隧道施工，要根据实际情况全面考虑施工的具体方案。
2、明洞施工及边仰坡的防护。
在复杂地形地质条件下，隧道洞口多采用明洞施工，因为明洞更加适用于偏压、浅埋等复杂得地形地质条件。复杂地形地质条件下，隧道进行明洞施工即采用明挖法施工，但是在洞口土石方开挖前，首先要进行仰坡防护工作。仰坡防护工作，即对隧道进洞区域仰坡上的碎石、浮砂及危石进行清除，并与截水沟有效结合，从而形成畅通的洞口排水系统。然后对于隧道洞口的边仰坡，要按照先期的设计要求从上往下开挖，并且在挖的过程中对于雨水较强的地方，要实行分台阶开挖，以免雨水过强而影响施工。同时在进行刷坡的过程中，要实现仰坡开挖与防护的同步进行，并且在开挖后及时检查坡度，在坡度合格后进行相关的支护工作。
3、隧道进洞的支护及辅助措施。
3.1、套拱超前小导管进洞。
对于隧道洞口围岩稳定性较差的状况下，通常采用套拱超前小导管进洞的支护方法。在复杂的地形地质条件下，围岩稳定性较差，所以为了保证隧道洞口仰坡的稳定性，制定相应长度的套拱，并且使之与混凝土及钢架焊接牢固，同时在仰坡开挖线20米外设置相应规格的小导管，从而用小导管进行灌注水泥砂浆。最后检查套拱混凝土的各个尺寸，达标后进行拆模并采用人工弧形导坑开挖进洞。
3.2、管棚施工。
通常情况下的复杂地形地质条件下，实行套拱超前小导管进洞就已足够，但是对于V级浅埋土质的隧道洞口施工中，为有效保证洞口段的安全性，有必要采用超前大管棚。如此在隧道洞口搭建大管棚不但确保了洞口段的施工安全，而且还对隧道洞口的仰坡起到了很好的稳定作用。
3.3、洞口段地表加固。
由于隧道洞口可能处于软弱围岩浅埋地段等因素，造成地表下沉、拱顶下沉等不良后果，所以在施工前要进行隧道洞口地标的加固工作。隧道洞口地表加固可采用地标钻孔注浆等类似方法，均能取得良好的加固效果。
3.4、隧道进洞洞身开挖。
在一切隧道进洞准备及支护工作做好后，就要进一步实施洞口的开挖工程，隧道洞口开挖的施工过程包括洞口的钻爆施工、弃渣装运及洞口开挖后的支护，最后继续隧道的整体施工。
3.4.1、隧道进洞的钻爆施工。
进行洞口开挖，首先要对洞口进行钻爆施工。对于洞口的钻爆必须要经过专业精心的设计，测量放样布眼并采用钻孔台车或风动凿岩机进行钻眼。施工时要根据施工地段具体情况，控制好炮眼的深度、角度以及密度，从而保证良好的爆破质量。
3.4.2、隧道洞口弃渣装运。
在完成隧道进洞的钻爆施工后，要及时将弃渣运出洞口。弃渣通常采用隧道专用挖掘装载机运出，从而进行隧道进洞的下一步施工。
3.4.3、隧道进洞的支护。
隧道进洞的初期支护由隧道施工中的“新奥法”而来，根据围岩的自身承载能力，设置相应的支护。首先，隧道进洞的初期维护，通常采用喷射混凝土的方法，但由于隧道施工处于复杂的地形地质条件下，所以建议采用湿喷罚喷射混凝土；其次进行锚杆施工，以作为基坑支护用；最后是钢架和钢筋网的制作，以确保隧道进洞钻豹施工后，洞顶及四周围岩的稳定，为隧道的深层施工起到了重要的保障作用。如此施工过后，复杂地形地质条件下的隧道进洞施工就得以完成了，为后序的隧道施工奠定了坚实的基础。
综上文所述，复杂地形地质条件下隧道进洞施工前，应根据掀起的设计做好相应的准备工作，以确保隧道进洞施工的安全性，并且积极做好洞口仰坡的清除与支护工作。由于复杂地形地质条件带来的诸多不便，都会对隧道进洞的施工安全和施工质量造成严重的影响，因此我们有必要不断的分析探究出更好的隧道进洞施工方案。通过不断的实践证明，在复杂地形地质条件下进行隧道进洞施工，都应根据施工地段的具体情况，经过全面有效的分析和总结，制定出相应的隧道进洞施工方案，从而确保隧道施工的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]、隧道进洞方案11.2.百度专业建筑文献.2010.12.
[2]、隧道施工组织设计.豆丁网建筑/环境.2011.07.
[3]、陈卫华.复杂地质条件和施工环境下地铁盾构进洞技术初探.2011.10.
[4]、佚名.碎石弃渣地段的隧道进洞方案.中华铁道网.2008.02.
隧道的修建方法范文5
【关键词】隧道工程 特性 质量 监理要点 管理方法
1、隧道工程
隧道工程，指的是在地下或者水下铺设可以供机动车辆通行的铁路等建筑物的工程。根据工程所在位置的不同，可以分为山岭隧道工程、水下隧道工程和城市隧道工程这三大类。山岭隧道工程是指为了减少路面行驶距离，避免大的坡道而从山岭或者丘陵下打通道路实现穿越的工程，它是修建最多的隧道工程；水下隧道工程是指从河流或者海峡穿越，从河流下面或者海底铺设隧道通过的工程；最后一中，是为了满足大城市的需要，在城市的地下实现穿越的工程，即城市隧道工程 [2]。
隧道工程因其自身的特殊性，且往往受到地质条件的影响，因而一般具有隐蔽性和应变性。施工过程中，其工序十分复杂，且需要循环性与全天候进行施工作业。
2、隧道工程的质量要求
隧道一般是大型的永久性的地下建筑物，其质量安全意义重大。因而国家对其投资很大，对质量的永久性要求也很高[1]。因而在隧道的建设过程中，从开挖到最后完成的每一道工序、每一个环节施工质量，国家都从技术和政策上做出了很多强制的规定，以及质量标准和最后的验收标准。总得来说，隧道工程的质量要求主要包括以下几个方面：第一，隧道的开挖工程质量；第二，隧道的支护工程质量，其中包括了对各种建筑材料质量的要求；第三，排水工程的质量，其中也包括了对材料质量的要求；第四，隧道的路面工程质量；最后一方面是隧道洞口的工程质量要求。
隧道工程复杂而工程巨大，对质量的要求也很高。因而，做好隧道工程的监理和管理工作，才能最终保障隧道工程的质量。
3、隧道的监理要点
隧道工程的监理主要是通过监理工程师来执行的，作为整个工程质量的检验者，其责任是很重大的[2]。因而，对监理人员自身的要求也很高，监理人员自身责任感应该很强，职业道德方面应当表现良好。应当按照严格的质量标准和设计进行日常检查，能够认真、独立的执行号监理任务，坚持原则。自身专业知识过关，面对具体问题能够具体分析，有较强的解决事情的能力。最后，也是最重要的，作为隧道工程的监理人员，应当做到吃苦耐劳，迎难而上 [4]。
监理人员在隧道工程修建中，应做到：
3.1 施工中应该注意
3.1.1 做好预案
3.1.2 技术更新要快，尽量使用先进的掘进的工艺，淘汰旧的工艺
3.1.3 隧道工程具有控制性，施工的条件往往比较差，所以选用的队伍应当作风过硬、且敢打硬仗，具有稳定性，技术人员则应当要求有丰富的施工经验以及地质经验。
3.1.5 实施二次衬砌的工程时，必需严格遵守隧道工程的施工技术规范，以及相关的规定，水泥必需采用高标号或者早强水泥。
3.2 必需严格的控制欠挖，尽量做到减少超挖，监理人员自身则应当提高超、欠挖量的测定频率，并且严格的控制好超挖部分的回填质量。
3.3锚喷支护的方面，在支护工程开始前，所有的原材料，像是锚杆、水泥、砂、碎石等等这些原材料，必须先通过监理人员的抽检和认可。原材料的比例也要严格按照设计的标准。
3.4隧道的施工过程中，还有一项重要的工作就是施工的量测，以及监控现场的施工量测。量测前必需先进行初步的调查，然后根据工程的地质条件，施工的方法和环境的要求以及当时的经济条件等等实行的。
3.4.1 计划量测，这方面的工作包括了有，选择好量测的项目、设置好测试断面、测线、测点、测孔、确定好量测的频率和时间，这些计划工作是承包商负责的， 监理人员负责计划的审批。
3.4.2 实施量测，相关的监理人员专门负责隧道施工进行量测，基于先前制订的计划，观察地质和支护的状况，对周边位移、拱顶下沉，锚杆拉拔力等等这些项目进行重点观测。做到按规定的频率，及时地进行量测，了解掌握围岩以及支护的动态，报告信息，以便后续的施工。
3.4.3监理人员进行监控量测，并记录，然后绘制出围岩以及支护的位移和时间的关系曲线，进行研究分析。以便更新初期的参考数据，更有利于施工。
3.5防排水施工
隧道不漏不渗是质量安全的关键内容之一，要做到工程不渗不漏，就要对二次衬砌前排水的施工质量进行严格的把关。主要应当严格实施好以下点：
3.5.1 衬砌防水
3.5.2 对施工缝以及沉降缝进行止水试验
3.5.3 衬砌的背面保障排水通常
3.5.4 调整好防排水的措施
3.5.5 做好防排水的工程，确保隧道不渗漏
3.6 保障隧道施工的安全
监理人员的工作不仅仅只是对隧道工程的质量进行监理，还应当包括帮助业主实施安全管理，避免发生伤亡事故。
3.6.1开工前认真审查施工组织设计，帮助承包人选择合理的施工方法，对施工场地进行统一规划，建立安全制度，以利文明施工和安全生产。
3.6.2隧道施工安全问题，主要指的是安全问题和质量问题，两者都很重要，平时施工作用中，必须加强对安全问题的重视，严格按照有关规定，做到质量与安全两手抓，两手硬。
3.6.3承包方应当建立起安全责任制，必须有相关熟悉安全生产的操作规定的人员，建立好安全台帐，确保能够每天安全的交底，一切以预防为主，确保安全施工。
3.6.4 在施工的技术方面，应当帮助承包人实施管理。保证合理的安排进度、作业循环以及生产均衡。从而，避免因忙碌，抢攻而发生安全事故。
3.6.5严格执行进入工地的人员必须戴好规定的防护用具。
3.6.6 施工单位的特殊工种，其工作人员必须持证上岗，应当加强维护和检修机械设备，存贮和领用爆炸物品必须符合规定。
3.6.7 加强对施工安全的监督检查，对违犯施工安全规则，危及安全的施工点要求承包人立即纠正，必要时停工整顿，复查合格后方可复工。
3.6.8 承包人应当在隧道工程的洞口等等一些适当的场所，设置一个专门储备急救材料的场所。万一在洞内发生了险情，应当立即疏散和撤离施工人员，指定专人看守，且一定要设立好相关的标志。及时向上级报告，并采取相应的措施。
4、隧道工程的管理方法
隧道的修建方法范文6
关键词：隧道工程；施工方法；技术分析；绿色环保
中图分类号：TQ639.2文献标识码： A 文章编号：
引言：
自古以来隧道工程建设都是一个国家重点发展的对象，它是国家经济发展的核心条件。通常隧道都有自身独特的便捷性、优越性和灵活性，它对整个运输方式有着不可代替的作用。随着运输行业的迅速壮大，它自然变得也越来越标准化、合理化、规模化。在这个变化较快的物质生活时代，人们都渴望能够迅速了解和购买自己所喜欢的东西，此时隧道工程运输就变得十分重要，它大大节约了运输的时间和成本，提高了运营者利润，同时也带动了更大的市场需求。以上也充分说明在道路建设的过程中对隧道工程建设的质量有着较大的要求，显然隧道工程的施工实施方法及主要施工技术分析也就变得极有研究意义，不断地完善它的不足，确保在未来道路建设过程中它能跟好的服务于所有运输行业，努力使它向国际化标准发展，让它的作用更充分的显现出来，造福于整个社会。
一、隧道工程的作用及发展现状
一般所有的隧道都是修建在地层中的运输通道，也常被称为地下建筑物。它主要是为人们提供运输方便和供人过往的作用，大大使物质交换的节奏变得更快，带动整个经济的快速发展。目前我国是全世界地下隧道工程数量最多，地质极为复杂的国家。高速铁路建设以及海底隧道建设已经被国家纳入重点发展的目标，高原冷冻铁路和火车重载铁路技术也正在进行一系列的研究改革，新型高端的建设技术也都逐渐在被开发出来，各种钻爆、浅埋、超浅、辅助工程等有用技术变得日益的更加成熟，这些新技术都促使我国隧道工程的质量大大提高，同时也在迫使中国隧道工程建设向标准化、规模化、国际化方向发展。但是在发展的过程中也存在很多的隐藏的问题，隧道建设的质量要求达不到质量检测标准，隧道坍塌的现象时有发生，另外高原隧道技术仍不能很好的解决“高原反应”这一问题，这严重制约了我国交通道路的发展，不利于新时代建设发展要求，也不能够满足现代社会的需要，同时也还将进一步的妨碍社会主义的发展和繁荣。
二、我国隧道工程常用施工技术及存在的问题
由于我国的地质面貌十分独特，地层内部结构也比较的复杂，这使得我国隧道工程常用施工技术也变得多种多样，各种技术也都有着各自的运用要求，交叉相互作用发挥出它独特的作用。目前我国主要的施工技术有：（1）深海底抗压建设技术；（2）超浅埋、浅埋暗造技术；（3）深层钻爆施工技术；（4）辅助工程建造技术；（5）开敞式新型挖掘技术；（6）盾构法建造技术；（7）保护环境施工技术；（8）深管道埋藏技术等许多其它新技术。
虽然技术众多但在施工修建的过程中存在的问题也很多，就目前隧道工程发展而言，其主要问题有：（一）对土质结构了解不深，致使确定施工方案存有不合理之处，造成出现豆腐渣工程现状；（二）海底隧道抗压效果达不到实际要求，长出现变形问题；（三）高原冷冻铁路的质量难以保证，耐用性能较弱；（四）环保隧道技术做的不够到位，造成环境被破坏的现象时有发生；（五）新技术开发速度较慢，满足不了社会建设的需求，亟待提高；（六）隧道工程建设系统缺乏统一的施工标准要求，常出现施工不科学问题。
三、提高隧道工程施工技术质量的有效措施
要想改变这些制约隧道建设发展的问题，提高施工技术质量就得从影响这一问题的原因出发。（一）施工研究人员在施工前必须要对工地的地质结构进行深入的研究分析，要做到具体情况具体化分析，以免出现分析失误的现象。要对整个施工方案仔细的审核合格后才可以进行施工修建;（二）针对抗压问题必须要重视施工的材料和施工的质量要求，要保证它的抗压能力在其理论能承受的范围之内，可以适当的结合一些国外先进的海底隧道修建技术，从而使整个施工步骤变得更加合理化；（三）高原冷冻铁路的质量主要是靠建造材料的性能来决定的，设计人员必须根据实际经验情况及理论修建要求来选取合适的建材，并且在建造前要充分的考虑到解决冻坏问题的有效方法，在必要时应该对其进行可续的防冻保养处理，从而提高它的使用寿命；（四）当代建设要求绿色环保，在隧道修建时各种化学原料的处理工作是十分的重要，对于有严重危害的材料要尽量少使用，而且要对其使用要求十分清楚，避免因使用不当而造成自己和环境受到损害，减少一些不必要的损失；（五）隧道新技术开发速度是决定整个工程建设进程的主要原因，因此加大新技术开发的力度是完全有发展必要的，对于新技术的研发要结合国内隧道工程建设的基本情况来确定，要充分保证该技术能够符合当代社会发展要求，同时也可以根据国内外的先进理论和经验来完善它的技术要求；（六）标准化建设便于对整个隧道施工技术的规范管理，可以使其形成一个完善而又独立的发展体系，这也有利于推动建设事业的发展速度。在标准化建设的过程中必须要进行反复的经验教训总结和和科学的理论技术指导，要让它的实际工作价值得具体的体现，不能够只停留在理论的基础上，需要结合具体的工作，利用好相关的理论知识，这样才能够让实际工作得到一个好的体现。
四、结语
我国作为一个发展中国家，正是处于快速建设发展的阶段，加大对隧道工程建设是完全有必要的，它的快速发展不仅具有现实研究意义而且还具有发展的历史意义。虽然我国道路建设发展的较快，但是由于它发展起步较晚，因此与国外的道路建设技术相比仍有很大的差距，许多施工质量都很难达到标准要求，造成的后果也是可想而知的。目前国内隧道工程建设还没有完全形成标准化、合理化、规模化，导致出现这样的原因主要有施工技术存在欠缺和控制管理不够合理，从而使给它的发展带来很大的约束。在未来的隧道建设发展的过程中设计人员要对施工方案进行反复地分析研究，不能太过片面的思考，必须充分结合理论和经验来完成每一步任务。虽然隧道建设发展的很快，但这也给我们带来了巨大的技术挑战，各种细小的问题都在逐步地被标准化。信息化技术也正在被用于隧道建设过程中，通过信息分析检测保证了施工的准确性，大大地提高了建设工程的质量。
参考文献
【1】周爱国 ，隧道工程现场施工技术，人民交通出版社，2004.
【2】傅鹤林隧道安全施工技术手册，人民交通出版社，2010.
【3】王万德，隧道工程施工技术，东北大学出版社有限公司，2010.
【4】朱晓光、孟凡玉，公路隧道施工技术分析，黑龙江科技信息，2011.
【5】《施工技术》杂志社组，路桥与隧道工程施工新技术典型案例与分析，机械工业出版社，2011.
