隧道的开挖方式
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇隧道的开挖方式范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
隧道的开挖方式范文第1篇
在经济快速发展的过程中，我国建筑工程有了较快的发展。路桥隧道工程作为众多建筑工程中的一部分，其工程建设的速度也在不断的提高。较大工程在建设的过程中不免会对环境造成一定的影响，而路桥隧道工程作为较大规模的工程，严格规范工程施工标准，将开挖与支护指标尽可能的加以完善，是保障路桥隧道工程得以顺利施工，而减少对环境影响的重要措施。这样的施工规划可以构建和谐的交通建设。
1路桥隧道工程施工中常用的施工方法
路桥隧道施工中常用的方法为明挖法和暗挖法。其中明挖法主要是指，开挖最先从地面开始，露天环境下，将隧道的建筑结构设计好，此项过程完工后，再覆盖修建好的隧道结构。暗挖法主要是指从地下对隧道进行开挖和结构修建，施工过程，不开挖隧道上面的地层。其中暗挖法又分为几种不同的形式。比如盾构法、矿山法、隧道掘进机法等。明挖法主要是打断开挖，适用于隧道进洞时，此种方法操作较为简单，便于实施。但是明挖法会对环境造成严重的破坏，比如破坏植被。因此埋藏较深较大的隧道不使用明挖法。矿山法多用来对山岭隧道的施工，矿山法也是路桥隧道施工中较为常用的方法，其中矿山法中喷锚构筑优势最为常见的开挖方法。
2对路桥隧道开挖的分析
隧道开挖的条件所处的地质环境较为复杂。隧道开挖的影响因素有多种，包括自然因素和人工因素。其中自然因素主要是地应力、地下水、地址断层等因素，人工因素主要是开挖支护方式、操作模式、支护时间等。根据实际的地质情况、围岩的稳定性等情况选择合适的路桥隧道开挖和支护方式是隧道施工中所要遵循的原则，这体现了因地制宜的原则。随着工程施工技术的不断发展，隧道开挖的方式有多种，比如全断层面开挖、台阶分部开挖、单双侧导坑开挖等。其中全断层面开挖适用于一级围岩处，台阶开挖则是用于工级围岩处，一级围岩处上下台阶间的距离必须能通过操作机器，在将翻渣量减少的情况下，常采用台阶分部开挖法[1]。在围岩较差、沉降需要严格控制的围岩处常采用导坑开挖发。支护方法的选择也有多种，比如锚喷网架注浆、钢筋混凝土支护、预应力锚索支护等。在实际施工中，支护方式的选择常为多种方式并用。下面为重点讨论的内容。
2.1隧道施工方法概述
对地下坑道的开挖，并在此基础上修建隧道常采用矿山法。矿山法作为隧道施工法中的一种具有多方面的优点。比如该种施工开挖方法在扰动较小的情况下，对周围环境的影响较小，并且支撑尽早、撤换恒定、衬砌迅速是矿山法施工中所要遵守的原则。矿山法施工的基本方法有多种，主要有漏斗棚架法、侧壁导坑法、品字形导坑先拱后墙法等。兴起于奥地利的隧道施工法为新奥地利隧道施工法，该项隧道施工方法是在20世纪50年代提出的，新奥法隧道施工所遵循的理论基础为岩体力学和长期进行隧道施工形成的经验。新奥法隧道施工法被许多国家所使用。该项施工方法所要遵循的原则是少扰动、早喷锚、勤测量、紧密封。盾构法主要采用的施工机械是盾构，此种施工法可以承受较大的地层压力，因而适用于地面以下的隧道开挖。盾构法开发隧道可以减少成型次数，通常情况下仅仅一次就可以成型。这样的施工特点可以对围岩的干扰减小，从而有利于全程机械化的实现[2]。
2.2隧道开挖
掘进方式和开挖方式的选择需要立足于保持围岩的稳定，在扰动围岩较少的情况下选择最佳的方式。在此基础上提高掘进速度，是隧道开挖时所要遵循的原则之一。隧道围岩地质条件及其变化情况是开挖掘进方式选择所要参考的标准之一。开挖掘进方式必须适应施工场地地质环境变化的情况，并较少对围岩的影响。隧道开挖方法中的开挖成型方法可以分为以下几种不同的方法，其中依据开挖隧道所形成的断层面可以有以下几种，全断层面开挖法、六核心土台阶开挖法、台阶开挖法以及分部开挖法。台阶开挖法适用于断面设计为上下层两部分的端面形式。在三级、四级围岩地带（软层夹层地带、节理发育地带）可以采用台阶开挖法。其中超短台阶法、短台阶法和长台阶法优势台阶法包含的方法。对于围岩变化距离较短时可以采用短台阶法，此种方法施工调整幅度较小，因此有较高的安全性，但是短台阶法有较多的施工工序，是优缺点并存的施工方法[3]。
3支护方法
3.1锚杆支护
锚杆支护可以约束岩土体的变形情况，主要是将锚杆打入岩体体内，在独一围岩施压的情况下发挥作用。改变应力状态，将二轴应力变为三轴应力，由此可以增加围岩体的刚度。锚杆支护实用性最强的地带是围岩松动地带。
3.2喷射混凝土
喷射混凝土可以药盒、镶嵌岩体快，将其粘合为一个整体，此种喷射混凝土的方法可以避免围岩的松动，起到牢固围岩的作用。并可以使围岩呈现三轴应力状态，在围岩表面形成抗力和剪力。并且在混凝土的作用下，可以避免岩土体的塌陷，增强岩土体的强度，此外喷射混凝土的支护方式也可以与其他支护方式联用，以此增强其支护效果[4]。
3.3钢支撑
钢支撑主要是依靠其自身的刚度增强其岩土体的稳定性，实际施工中钢支撑需要将间距严格按照图纸安装得当，在间距合理的情况下可以发挥其最大的作用。钢支撑使用最多的地质就是岩土体稳定性不强的地方，其中工字钢支撑和格栅钢架结构是钢支撑的两种形式。实际施工中不同支撑方式混用使钢支撑使用的常见方式。
3.4挂钢筋网
钢筋网和锚杆支护连用是其常见的方式。钢筋网主要是为了弥补锚杆设置距离较大的问题，在距离较大的情况下，会提高岩土体坍塌的可能。所以借助于钢筋网可以有效将这一问题解决，从而建立岩土体的三轴应力状态，增加其稳定性[5]。
隧道的开挖方式范文第2篇
【关键词】近距离交叠隧道；影响；crd法；台阶法
引言
在近距离交叠隧道开挖施工，会对其围岩产生较大影响，研究不同开挖方式，针对crd法与台阶法，模拟其在近距离交叠隧道施工中的影响，并为之采取改进措施，提升近距离交叠隧道施工质量安全，以下对此做具体分析。
1、浅析两种施工方法
1.1crd法
crd法，适用于软弱且大断面隧道施工场合；应用隔壁、仰拱把断面上下、左右进行分割开挖，并且在施工过程中，每一步都要求临时仰拱（横撑）闭合。
1.2台阶法
台阶法中，可以分为正台阶法与反台阶法。前者适用于稳定性较差的岩层施工，可以将整个坑道断面分为几层，由上向下分部进行开挖，每层开挖面的前后距离较小而形成几个正台阶。后者主要用于稳定性较好的岩层中施工，也可以将整个坑道断面分为几层，在坑道底层先开挖宽大的下导坑，再由下向上分部扩大开挖。
2、模拟分析crd法、台阶法对近距离交叠隧道的影响
2.1近距离交叠隧道案例
实际工程中，该隧道施工项目，全长6827m，是双连拱结构，全长 705m，其大跨双线长度是182m；右侧设长为6854m贯通平导。该偏近距离交叠隧道地质情况较为复杂，具备溶洞、暗河以及落水洞等岩溶现象。
2.2数值模拟分析
应用FLAC3D有限差分程序，对近距离交叠隧道施工进行数值模拟，如下图1、图2所示：
对crd法以及台阶法施工中引起的地表沉降进行预测规划。计算结果见表1。
从中我们可以看出，针对近距离交叠隧道开挖施工中，针对近距离交叠隧道施工中，应注意避免偏压，可以在浅埋隧道洞口段施工中，对于其最大弯矩处，确保其应力可以分布在中隔墙之上，以此来承受荷载，故此应该确保开挖的轮廓线圆顺，避免荷载应力集中。
2.3影响分析
近距离交叠隧道施工中，在其下部开挖中应用CRD法，由于每个开挖面支护限制塑性区演化，从而可以减少施工中的塑性区范围。CRD 法开挖近距离交叠隧道时，拱顶累积位移量会产生变化，开挖初始影响距离仅为12m；在开挖面0～7以及10～17m位置处，近距离交叠隧道拱顶位移量变化则较为明显；然而在开挖面-4～7m处，隧道拱顶位移量变化显著。CRD法施工时，每开挖步施工完毕后开挖面能够封闭成环，可以有效减小围岩塑性区拓展，CRD法围岩塑性区体积小。近距离交叠隧道施工中，其中主要影响中，破坏危险点主要集中在拱顶、拱脚、拱底以及直墙边处，CRD法、台阶法的最大、最小主应力都表现是拉应力， CRD法施工中其各点最大、最小主应力最小。
根据模拟分析，近距离交叠隧道施工中，应用台阶法施工，在下部台阶开挖滞后，衬砌直墙底部位置处塑性区体积变小。破坏危险点主应力存在拱顶、拱脚、直墙边、拱，均是拉应力，并且拱脚位置处的最大、最小主应力大。
3、优化近距离交叠隧道施工
在近距离交叠隧道施工中，找好施工中的关键点，优选施工方法，选择台阶法、crd法、台阶法交叉施工的形式，还应该根据施工工期、施工质量因素，做好施工中的关键环节。中隔墙的施工作业，采取自大里程往小里程方向的施工方法，在中隔墙施工开始一段时间之后，需要及时转入对隧道正洞的开挖作业。在近距离交叠隧道施工过程当中，应用crd法，需要做好每一步的支护工作，分别完成对锁扣导管以及护拱的施工作业；近距离交叠隧道施工中，衬砌C30钢筋混凝土，厚达到50cm，仰拱填充为C25号混凝土，近距离交叠隧道仰拱、仰拱填充一定要分开浇筑。近距离交叠隧道台阶法施工中，可以利用上一循环架立钢架，开挖隧道上部弧形导坑，并在拱部进行超前支护，之后在环向开挖上部弧形导坑，并需要预留核心土3～5m，及时做好初期支护，喷4cm厚的混凝土，架设钢架。施工中，一定要参考围岩的监控量测数值，了解围岩的收敛速率，选择合适的浇筑时机，以防在隧道个别部位出现受拉、受压破坏。在已施工锁口导管、以及护拱的掩护作用之下，需要展开对正洞的施工作业，正洞的施工作业需要在“上下台阶”方案作用之下进行开挖，同时对两侧边导洞施工作业予以取消。
结论
综上所述，通过以上模拟分析，针对近距离交叠隧道施工中，应用不同开挖方法，也会对围岩拱顶沉降量、衬砌应力集中、围岩塑性区大小产生不同程度的影响。实际中，可以应用台阶法、CRD法、台阶法施工模式，有效降低对近距离交叠隧道的影响，防止隧道衬砌变形，提升近距交叠隧道施工安全，提升施工经济效益。
参考文献
[1]王清标，蒋金泉，路林海等.不同开挖方式对近距离交叠隧道影响模拟研究[J].岩石力学与工程学报，2013，（10）：2079-2087.
隧道的开挖方式范文第3篇
曲奥隧道是在建临合高速公路的一座小净距隧道，双洞中轴线间距为20.3m，隧道净空为10.25*5m，中间岩柱净宽为8～12m，洞内单向纵坡，进出口均采用端墙式洞门，属于典型的双线、双洞、小净距隧道。地质勘察资料表明，隧址区属峡谷山地地貌单元，洞口段为崩坡积碎石土，体积较大，基岩为三叠系板岩夹砂岩，局部为砂岩、板岩互层，节理、板理发育为切层剪节理，其将板岩、砂岩切割成大小不等菱形块，造成围岩破碎，洞线走向与岩层走向小角度相交，不利于围岩稳定。本文将以该隧道成功施工经验为例，介绍浅埋、偏压小净距隧道洞口段穿越松散堆积体的施工过程，全面分析其施工工艺流程，提出其关键工序、施工方法、技术难点和重点。
1.洞口段半明半暗偏压段套拱施工
洞口开挖遵循“早进洞”原则，减少洞口仰坡扰动，维持仰拱边坡稳定，及时以上至下施作防护，严禁高边坡暴露，提早施作排水系统，保持边坡稳定。
曲奥隧道洞口段施工采用偏压挡墙加套拱预支护的支护方式，隧道进洞前先清除浅埋段地表植被及地表土。对浅埋段部分地表土体进行清除的顺序为隧道浅埋段与暗洞交界处向洞口端逐段清除，清除后及时进行坡面喷锚防护；然后施作偏压挡墙，偏压挡墙与套拱同步施工，分两步，先施工基础、墙身、耳墙，然后施工套拱，一次分段施工至洞口端墙式洞门处，套拱一端与山体基岩采用R27自进式中空注浆锚杆连接，另一端坐落在偏压挡墙耳墙的根部位置。
偏压挡墙及套拱施作完后毕后，立即对偏压挡墙外侧采取回填土并压实的方式，来稳定挡墙内外侧压力，防止山体偏压严重造成已施工的偏压挡墙倾覆或者开裂，产生巨大安全隐患。
超前大管棚支护需跟进施工，导向墙采用100cm厚C25砼，预埋Ф127mm壁厚4mm导向管，管棚采用Ф108mm壁厚6mm热轧无缝钢管分段制作为套管施工，机械连接方式，套在锚固钻机钻杆上随偏心钻头与冲击器的顶入同时顶入管棚套管。管棚注浆采用分段注浆方式，长管棚钢管环向间隔一根注浆，浆液采用水灰比1：1水泥浆。
具体施工过程：根据松散堆积体的地质情况和40m长管棚的技术要求，管棚钻进采取套管跟进施工技术，选用性能优良的锚固钻机配合专用偏心钻头成孔工艺，套管与钻头通过管靴连接，施工超前管棚至设计深度后，稍微回转钻机，使偏心钻头偏心处回位，缓慢退出钻杆及冲击器，管棚逐根施工完毕。管棚注浆设备采用双液浆机，在孔口处设置止浆阀。注浆压力为0.5-1.0MPa，终压力为2.0MPa。从两边向中间注浆，当每孔压力逐步升高到设计终压并继续注浆15min 以上，浆液注入量已达到计算值的80%以上，或全段所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注情况时，可以结束注浆。
2.洞身开挖及施工顺序
2.1小净距隧道V级围岩施工开挖顺序
通过现场调查及地勘设计说明，曲奥隧道存在偏压且围岩破碎，隧道右线靠山体外侧，埋深较浅，地质较差，施工考虑优先开挖隧道右洞，及时施工初期支护，仰拱及二衬闭合成环后再开挖隧道左洞施工。
小净距隧道V级围岩地质较差，洞身开挖施工必须在超前支护（设计采用Ф42mm壁厚4mm的热轧无缝钢管加工而成的超前小导管做超前支护）施工完毕后，才能进行洞身开挖施工。
洞身开挖施工过程中，应严格按照“短进尺、少扰动、强支护、快加固、早成环、勤测量”的原则，根据隧道围岩情况，上台阶采用环形开挖预留弧形核心土。开挖上台阶优先选用人工配合机械开挖，局部配合小药卷爆破的方式进行开挖，不能进行人工开挖的地段采取光面微震爆破的方式进行短距离开挖，一次开挖距离不得超过1榀钢拱架构件的设计距离，左右幅禁止同时进行爆破作业，并且爆破开挖时钻进的掏槽眼应远离中加岩墙外150倍药包半径。采用微震爆破，控制先行洞爆破时最大临界震动速度v≤5cm/s，且施工过程中减少对两洞之间的中加岩柱的扰动。
小净距隧道V级围岩先行洞与后行洞掌子面距离应控制在20m-60m，禁止<20m。预留弧形核心土的长度不小于3m，一般控制在3～5m，上台阶至下台阶工作面距离5～10m。上台阶及时施工初期支护相关的支护构件及加固措施和中加岩加固锚杆，确保施工安全。
2.2小净距隧道Ⅳ级围岩施工开挖顺序
曲奥隧道Ⅳ围岩采取上下台阶法开挖，但是后行洞XSIV围岩上台阶开挖依然采取环向预留核心土的方式循环掘进，下台阶落后于上台阶5～10m，上下台阶的初期支护施作必须紧跟开挖。右洞开挖断面超前左洞开挖断面控制在30～70m。下台阶的开挖优先开挖临近中加岩柱的一侧，然后进行下台阶初期支护，及时补打中加岩加强锚杆，确保中加岩柱的稳定。
3.确保小净距隧道中加岩柱的稳定
洞口施工时，两隧道中间岩柱坡口处原地面土体必须保留，以支档坡面，保持自然坡的稳定。
3.1中加岩柱注浆小导管
洞内施工过程中，采取中加岩柱注浆小导管进行预加固，小导管采用外径42mm，壁厚4mm，长5～6m的热轧无缝钢管加工而成，小导管15cm间隔梅花形布设8mm的注浆孔，并预留50cm的止浆段，小导管环向间距35～40cm，纵向间距150cm，外插角45°左右倾斜向隧道开挖方向，尾端支撑于钢架之上，注浆浆液扩散半径一般按75～100cm控制。
3.2中加岩柱锚杆支护
洞身开挖后，中加岩柱地段增设中加岩加强锚杆，加强锚杆采用R25自进式中空注浆锚杆，锚杆长度4.5m，间距0.75m*1m，每环6根，自起拱线开始向上梅花形布设，锚杆垂直于岩面。锚杆注浆浆液水灰比0.43～0.5，强度不小于M20。
4.初期支护
根据新奥法施工的核心内容要求，小净距隧道初期支护采取架立I20型钢，锚、网、喷联合支护的方式。初喷紧跟开挖面并封闭开挖面，避免围岩长时间暴露风化，防止围岩短期内松弛出现塌方危险。喷射砼分层复喷至设计厚度厚度，且喷射混凝土强度必须达到8.0MPa以上才能进行掌子面的开挖施工。上下台阶初期支护应及时与初支仰拱、二衬仰拱闭合成环，确保施工安全。
5.结束语
曲奥隧道施工过程中避免了地表注浆，减少防护工程数量，同时确保了隧道施工过程中的施工安全和结构安全。总结有下面几点体会：
（1）浅埋、偏压小净距隧道施工的核心是如何确保偏压段内外压力平衡，施工需围绕抗偏压的核心来确定施工方案；
（2）对于隧道穿越堆积体而言，隧道施工应注意环保，尽可能“零扰动”进洞施工，避免“大开挖”施工，半明半暗抗压设计理念便是为了确保隧道洞口围岩稳定；
隧道的开挖方式范文第4篇
关键性施工技术进行分析,以便对其它工程提供有利借鉴。
1.三维有限元垂直交叉隧道施工变形分析技术
地铁持续的建设和开发,采用盾构法施工隧道也非常普遍,在采用盾构法施工过程中,隧道垂直交叉施工情况非常普遍,尤其是新建隧道垂直近距离交叉穿越已建地铁隧道的情况。那么如何控制好垂直交叉的施工带来的变形,尽量减少对即有隧道的扰动,进而确保隧道的安全性和稳定性是地铁隧道施工必需重视的问题,而采用三维有限元分析技术能够有效的对垂直交叉施工变形影响进行科学分析,进而加以预防:
1.1模型计算及土层状况分析
采用三维有限元分析技术,首先应该建立相应的土层模型,根据垂直交叉方式,对垂直交叉隧道的施工模型进行计算。另外还需要对隧道施工段的土层情况进行调查和分析,可根据已建隧道工程的原始资料和当地的水文情况进行建模分析。然后根据相关参数对不排水状态下的水平参数和排水状态下的垂直参数进行计算确定。
1.2三维有限元分析方法
土层的特性往往是决定隧道深陷值与沉降时间的重要因素,对于土层的固结沉降可以采用二维模型的方式进行模拟。由于土体的长期沉降过程,在施工中所引起的早期沉降影响较小,所以在隧道的修建过程中,深陷基本在较短的时间内比较显着,且这种沉陷通常发生在不排水的条件下。当隧道在不排水的条件下表现出深陷稳定后,隧道便会相应保持稳定。分析时可采用SAP程序进行三维弹塑性功能进行计算。为了使计算更加准确,可采用三维多节点空间进行模型的整体分析,并在弹性阶段充分考虑横观各向的导性。在开挖过程中采用推进工作面土体的刚度条件来进行模拟。模拟时将开挖的土体刚度降低到最小值来计算。通过对模量单元的降低来模拟出工作面的逐步推进情况。在施工过程中开挖阶段采用活化减退的方法来进行模拟,随着降低模量单元的增加,来模拟盾构施工的推进过程。而隧道管片的施工则是在工作面推进一定距离或者开挖一定时间以后,采用重新活化的方法进行模拟。
2.开挖技术
在地铁隧道的垂直交叉施工中,开挖对既有隧道的扰动和影响较大,如何保证土体的稳定性是垂直交叉隧道技术控制的难点。为了减少开挖对原隧道的扰动可采用短进尺和弱爆破的开挖方式。对于土体不稳定区域可采用开挖前超前注浆加固的方式,以避免造成土体的坍塌:在双洞同为新建的垂直交叉隧道施工中,需要确定好先开挖上洞还是先开挖下洞。如果先开挖上洞,那么下洞施工时,可能会造成上洞在交叉部位的下沉,所以可尽量采取先开挖下洞的方法。但是在下洞开挖完成后,上洞施工时可能会对下洞造成影响,为了减少影响施工时下洞在交叉部位的注浆支护要及时,并保证围岩与支护间没有空隙。如果交叉的上下距离小于3米,下洞在开挖和初支完成后,应该进行型钢支撑和加固,等到上洞隧道二衬施工完成后再进行拆除和下道工序。
3.弱爆破技术
在地铁隧道垂直交叉施工段的爆破技术尤其重要,可采用弱爆破技术来尽量减少对既有隧道的干扰。施工过程中需要严格控制最大段位的药量,尽量将爆破的震动速度控制在最小范围内。同时根据测量仪来测试和调整爆破的参数,以保证爆破的安全:
3.1弱爆破的原则
隧道垂直交叉施工的爆破应该采用弱震爆破方式,尽量将爆破震动控制在允许范围内,可通过控制炸药的用量来实现减少爆破震动强度的目的。进而降低隧道施工爆破对交叉段原隧道及建筑物的影响,拱墙部分可采用光面爆破的形式;核心掏槽可采用抛掷爆破的综合控制爆破技术,以便使爆破对围岩的扰动控制在最小范围内;充分利用好周围岩体的自稳性,有效的控制好地表的沉降量;严格控制超挖和欠挖问题,使隧道轮廓达到良好效果。
3.2减震带的设置
为了能够尽量减少爆破带来的震动,减小开挖爆破对隧道的扰动,爆破时需要在底部设置相应的减震带。减震带可由两排一定直径的减震孔组成,其深度应该是掘进眼的7倍,并沿其周围设直径相对小的减震孔,深度为掘进眼的2.5倍,进而起到减震的作用。
3.3爆破工艺
钻爆工艺是整个爆破作业的关键环节,对开挖质量影响极大。隧道的爆破可采用塑料导爆管或者毫秒雷管等起爆装置。其爆破工艺可选择台阶法的微振动光面爆破工艺,炸药通常选用φ32mm或者φ25mm的2#防水乳化炸药;对于周边眼可选择φ25mm的小药卷,并采用导爆索绑小药卷的空气间隔装药结构方式。对于掏槽眼、辅助眼、底眼可采取耦合装药的方式,而周边眼则可采用不耦合的装药方式;起爆顺序应该是掏槽眼、辅助眼、周边眼和底眼;另外,还应该对起爆的各参数和用
药量进行周密计算,进而确定出最为合理且有效的爆破控制参数,并排除潜在的风险,确保垂直交叉隧道的施工稳定。
4.监测技术
监测技术是隧道施工必不可手的技术手段之一,尤其是在垂直交叉隧道施工过程中,监测技术更加重要。隧道施工时可选择相对稳定的地点设置好基准点和观测点,观测点可沿车挡线纵每隔5~10m进行设置,每个断面可布置2~3个观测点。观测在设置时应该保证其通视良好,从而方便使用精密仪器进行测量,测量后的结果需要进行严密的计算,然后与上次测量结果进行对比,以确定本测量点的沉降量;还应该采用爆破振动设备对每次爆破进行测量,以确定可以对被测物体造成的振动影响。爆破测量的结果可根据电脑软件进行计算,并得出此次爆破的振速。然后根据的振速来调整用药量;同时,监测工作还需要对建筑物的裂缝进行监测、地下水位进行监测等。
5.其它关键性技术分析
5.1孔桩开挖
孔桩的开挖主要是依靠钻孔机进行,在开挖过程中,应该注意观察周围岩土的变化情况,如果地质情况与设计方案不符,应该及时上报,然后采取相应的处理措施。如果在开挖过程中出现渗水问题,可采用速凝砂浆进行封堵。桩孔在开挖过程中应该每1m检查一次轴线,以确保桩孔中线的误差小于孔深的0.5%,另外还应该及时检查孔内的二氧化碳浓度,如果浓度过高,可进行通风处理。
5.2拱底加强板施工
施工前需要对断面的尺寸进行复核,然后对拱底进行清理,保证合格以后可进行加强板的绑扎作业。绑扎时,需要对钢筋的型号、规格、间距等参数进行复核,保证其符合设计要求。
6.结论
地铁隧道的垂直交叉工程比较特殊,施工时可根据交叉的方式、地质情况、以及垂直距离等情况,采取合理的爆破方式和技术手段,尽量减小对围岩和既有建筑物的扰动,并保证隧道工程的安全性和稳定性,进而使隧道工程质量达到预期标准。
文献文献:
[1]王亮,姜德义,任松.小净距空间交叉隧道段施工技术研究[J].交通标准化.2008年第9期 .23~27.
[2]刘卫铎.地铁垂直交叉隧道工程施工[J].铁道工程学报.2010年1月第1期.91~94.
[3]巫环.主、支线交叉重叠段隧道施工技术总结[J].西部挖矿工程.2005年增刊总第111期.210~213. 随着城市交通量的日益增加,城市对地下交通网的需求也越来越大,地铁网络几乎覆盖了大城市的主要交通干道。而地铁隧道工程的增加,使垂直交叉隧道工程相应增多,地铁隧道的垂直交叉情况,使隧道工程的施工难度大大增加。在地铁隧道的垂直交叉施工过程中,对于相关施工手段和技术工艺要求也相应增加。本文将对地铁垂直交叉隧道工程的
关键性施工技术进行分析,以便对其它工程提供有利借鉴。
1.三维有限元垂直交叉隧道施工变形分析技术
地铁持续的建设和开发,采用盾构法施工隧道也非常普遍,在采用盾构法施工过程中,隧道垂直交叉施工情况非常普遍,尤其是新建隧道垂直近距离交叉穿越已建地铁隧道的情况。那么如何控制好垂直交叉的施工带来的变形,尽量减少对即有隧道的扰动,进而确保隧道的安全性和稳定性是地铁隧道施工必需重视的问题,而采用三维有限元分析技术能够有效的对垂直交叉施工变形影响进行科学分析,进而加以预防:
1.1模型计算及土层状况分析
采用三维有限元分析技术,首先应该建立相应的土层模型,根据垂直交叉方式,对垂直交叉隧道的施工模型进行计算。另外还需要对隧道施工段的土层情况进行调查和分析,可根据已建隧道工程的原始资料和当地的水文情况进行建模分析。然后根据相关参数对不排水状态下的水平参数和排水状态下的垂直参数进行计算确定。
1.2三维有限元分析方法
土层的特性往往是决定隧道深陷值与沉降时间的重要因素,对于土层的固结沉降可以采用二维模型的方式进行模拟。由于土体的长期沉降过程,在施工中所引起的早期沉降影响较小,所以在隧道的修建过程中,深陷基本在较短的时间内比较显着,且这种沉陷通常发生在不排水的条件下。当隧道在不排水的条件下表现出深陷稳定后,隧道便会相应保持稳定。分析时可采用SAP程序进行三维弹塑性功能进行计算。为了使计算更加准确,可采用三维多节点空间进行模型的整体分析,并在弹性阶段充分考虑横观各向的导性。在开挖过程中采用推进工作面土体的刚度条件来进行模拟。模拟时将开挖的土体刚度降低到最小值来计算。通过对模量单元的降低来模拟出工作面的逐步推进情况。在施工过程中开挖阶段采用活化减退的方法来进行模拟,随着降低模量单元的增加,来模拟盾构施工的推进过程。而隧道管片的施工则是在工作面推进一定距离或者开挖一定时间以后,采用重新活化的方法进行模拟。
隧道的开挖方式范文第5篇
关键词：单线隧道；双连拱隧道；大跨隧道；台阶法；双侧壁导坑法
中图分类号 文献标识码 文章编号
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（C）-0000-00
0 引言
近年来随着高速铁路的快速发展，双线大跨隧道设计越来越多，对于隧道施工技术提出了更高的要求，特别是车站与隧道相连时，设计一般为喇叭口及大跨断面，断面变化大，再加上隧道口围岩相对较差，无疑增加了施工难度。因此，高铁隧道喇叭口及大跨段施工方案的探讨和实践应用非常重要，对于提高施工质量及施工安全、加快施工进度，降低施工成本均有一定意义。本文针对毛羽山隧道进口段特殊断面方案制定及应用效果进行探讨。
1 工程概况
兰渝铁路毛羽山隧道全长8504m。进口段受宕昌车站进洞的影响，设计为喇叭口隧道。平面布置见图1。
根据隧道进口已施工段揭示，该段地层岩性属于高地应力软岩地段，地层以三叠系薄层炭质板岩为主，岩层直立，走向与洞轴线呈小夹角，对围岩稳定性影响较大，边墙自稳能力差，且易发生软岩大变形或坍塌情况，尤其是线间距较小的两单地段、双连拱、大跨地段，由于结构复杂，施工难度极大。
按照毛羽山隧道喇叭口及大跨段调整后的布置形式，由于两单间净间距越来越小，施工影响越来越大，为保证施工和结构安全，对DK278+566～+900段隧道进行了专项设计，可依次划分为两单线段（DK278+566～+660、DyK278+524～+660）、连拱段（DK278+660～+720）及大跨段（DK278+720～+900）。
2 施工方案
2.1 两单线地段
结合现场情况，单线隧道采用三台阶法施工，左线隧道DK278+566～+660段先行施工，先行段采用双层衬砌结构，外层衬砌为主要受力结构，内层衬砌视为预留补强，根据现场变形、收敛等情况考虑施作的必要性及施作时机。右线隧道DyK278+524～+660段开挖滞后左线第一层二衬，滞后左线掌子面约75m。
对于高地应力软岩大变形段，采用三台阶（微台阶）仰拱快速封闭法进行开挖，三台阶同步推进，初支仰拱及时封闭成环。三台阶法开挖见图2。
施工要点：
（1）五个作业点（上台阶1个，阶2个，下台阶2个）同时推进；利用阶出渣的同时，上台阶开始立架施工，待出渣完成，中下台阶开始立架时，上台阶喷浆，然后中下台阶同时喷浆；
（2）仰拱紧跟下台阶，有工作长度就及时施作，确保初支及时封闭控制变形，同时二衬紧跟；
（3）仰拱距掌子面距离不得大于35m，二衬距掌子面距离不得大于70m。
2.2 双连拱段
双连拱DK278+660～+720段采用中导洞法施工。施工时先施工中导洞，中导洞贯通后，从里向外倒退施作中隔墙，中隔墙施作完成后及时将其两侧空洞用沙袋回填反压密实。待回填完成后开挖施作先行侧隧道，再开挖另一侧，完成后及时二次衬砌。施工顺序见图3。
2.2.1 单线向中导洞过渡
待单线小间距隧道左线隧道开挖至DK278+655（距离连拱端头5m距离）、右线开挖至DyK278+650时，掌子面均停止掘进，并分别跟进仰拱和二衬。待左侧仰拱施工至掌子面DK278+655，开始采用中导洞断面向两线间弧形过渡，过渡平面见图4。
施工要点：
（1）在左线DK278+655隧道左边墙处，中导洞右边线以隧道左线中线夹角为36°往右线方向掘进，掘进至DyK278+662，然后开始沿着线路中线前行；
（2）左边线从距隧道左边墙2.3m处以隧道左线中线夹角为36°往左线方向掘进6m后，按曲率半径为15m的圆弧线往前过渡，过渡段长8.5m。中导洞的隧底标高为正洞隧底铺底面下144cm。
2.2.2 中导洞施工
中导洞采用上下台阶法开挖，开挖完成后，由里向外依次浇注中隔墙（从DK278+720向DK278+660）。
2.2.3 左右洞开挖、支护及二衬
中隔墙浇注完成后，为防止在正洞开挖过程中导致中隔墙倾覆，开始回填中导洞，然后左右洞分别开挖支护，完成后浇注两侧二衬混凝土。施工步骤如图3所示。
2.3 大跨地段
DK278+720～+900段属超大断面隧道，共分三种断面形式：
（1）DK278+720～+765段加宽6m断面，开挖宽度21.86m，开挖高度17m；
（2）DK278+765～+810段加宽4.4m，开挖宽度20.06m，开挖高度15.9m；
（3）DK278+810～+900段加宽2.9m，开挖宽度18.36m，开挖高度14.83m；该段最大跨度18.16～21.66m，高17m。
该段隧道跨度大、围岩软弱、构造复杂、高地应力水平属高～极高状态，施工组织复杂、施工安全风险大，施工时采用双侧壁导坑法开挖施工。
2.3.1 大跨段施工顺序
从连拱端头开始纵向20m范围找顶，形成3.6m长的全断面工作面，再采用双侧壁导坑法向重庆方向开挖大跨，完成后反向扩挖20m的找顶段。大跨段施工时左、右侧壁导坑超前采用两台阶法，中柱滞后采用三台阶法开挖。施工顺序详见图5。
2.3.2 大跨段找顶施工
连拱和最大跨段拱顶高差为4.35m，同时两拱顶不在同一纵轴线上。为降低找顶难度，先从连拱纵向爬坡20m找到连拱对应的大跨边界，再横向弧形爬坡找到大跨顶，形成工作面。连拱和大跨交界处见图6。
施工方案如下：
（1）在连拱段仰拱全部完成，二衬两侧均施工55m后，按照图7中a图断面形式进行纵向找顶施工。临时导洞断面净空位：7m×5.72m，超前支护采用φ42的小导管，间距40cm，长度3m；支护采用I20b，1榀/0.6m，喷射混凝土厚27cm；锁脚采用φ22的砂浆锚杆，1榀/8根，长4m；
（2）找顶到位，爬坡长度20m，高度3.6m，纵坡18%；
（3）找顶到位后，按照图7中c图断面形式向前平坡开挖3.6m的超前洞室。洞室的支护结构和找顶洞室一样；
（4）按照图7中a图断面和支护结构完成图7中d图运输通道的开挖支护；
（5）从超前导洞的位置垂直线路方向沿大跨外轮廓环向弧形找顶。弧形坑道开挖宽度3.6m，高度5.8m，每次进尺2榀；支护采用I22b门型钢架，1榀/0.6m，纵向连接采用[10，间距1米，喷射混凝土30cm厚，锁脚采用φ22砂浆锚杆，每榀12根；
（6）按照设计施作系统注浆锚管；完成后开始在门架内侧安装6榀大跨段上台阶的H200支护钢架，间距1榀/0.6m，并按照设计施作锁脚锚杆和喷射混凝土；
（7）从超前导洞的位置垂直线路方向开挖阶，顺接门式钢，加横撑；并及时施作阶初期支护；
（8）从超前导洞的位置垂直线路方向开挖下台阶，顺接门式钢，加横撑；并及时施作下台阶初期支护；
（9）分部开挖仰拱，顺接门架，封闭结构钢架，并及时浇注仰拱和填充混凝土；
（10）找顶完成，根据监测数据待结构稳定后，拆除门架，让大跨初期支护受力，为下一步正常开挖提供工作面。
2.3.3 大跨段开挖、支护
大跨段隧道采用双侧壁导坑法开挖施工。施工工序见图8。
施工步骤如下：
（1）在超前支护保护下，开挖左侧上、下台阶，即①、②部，每次开挖长度为0.6～0.8m（根据钢架间距确定），并及时施作初期支护及临时底撑，确保封闭成环。施工时①部超前②部3m，方向自DK278+740向至DK278+900；
（2）在滞后左侧侧壁②部5m后，在超前支护保护下，开挖右侧上、下台阶，即③、④部，每次开挖长度为0.6～0.8m（结合钢架间距确定），并及时施作初期支护及临时底撑，确保封闭成环。施工时③部超前④部3m，方向自DK278+740向DK278+900；
（3）待④部超前3m后，在超前支护保护下，开挖中导洞左上台阶，即⑤部，每次开挖长度为0.6～0.8m（结合钢架间距确定），并及时施作初期支护；
（4）待⑤部超前3m后，在超前支护保护下，开挖中导洞右上台阶，即⑥部，每次开挖长度为0.6～0.8m（结合钢架间距确定），并及时施作初期支护；
（5）待⑥部超前3m后，开挖中导洞阶，即⑦部，每次开挖长度为0.6～0.8m（结合钢架间距确定），并及时施作初期支护及临时横撑；
（6）待⑦部超前3m后，开挖中导洞下台阶，即⑧部，每次开挖长度为0.6～0.8m（结合钢架间距确定），并及时施作初期支护；
（7）待⑧部超前3m后，开挖左侧导洞仰拱，即⑨部，每次开挖长度为0.6～0.8m（结合钢架间距确定），并及时施作仰拱初期支护及接长临时竖撑，确保封闭成环；
（8）待⑨部超前3m后，开挖右侧导洞仰拱，即⑩部，每次开挖长度为0.6～0.8m（结合钢架间距确定），并及时施作仰拱初期支护及接长临时竖撑，确保封闭成环；
（9）待⑩部超前3m后，开挖中部仰拱，即
部，每次开挖长度为0.6～0.8m（结合钢架间距确定），并及时施作仰拱初期支护，确保封闭成环；
（10）待 部仰拱初期支护施作完成后，及时施作仰拱及仰拱回填；
（11）待隧道成洞长度8～10m时，拆除临时支护喷混凝土及钢架。一次拆除长度控制在10m以内。拆除临时支撑，及时施作第一层衬砌；
（12）待第一层衬砌达到设计强度的100%时及时施作第二层衬砌；
（13）隧道施工应坚持“支护超前、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的原则；
（14）拱脚及墙脚处钢架打设锁脚锚杆，确保钢架基础稳定；
（15）根据施工时的实际情况，必要时对掌子面喷射C25混凝土进行封闭。
2.3.4 大跨段衬砌施工
由于大跨段断面变化比较频繁（三种断面进行过渡，分别为标准断面加宽6m、4.4m、2.9m），因此，采用刚度和强度大、方便拆装的专用台车进行衬砌（台车长10m）。为确保施工安全，待仰拱封闭长度可以满足台车拼装后及时拼装台车，进行二衬施工。
大跨段二次衬砌采用主副门架法，主门架结构保持不变，副门架根据断面变化调整尺寸，从而减少门架拆装工作量，提高工作效率，有利于衬砌结构安全。施工顺序为从大断面向小断面施工，即由DK278+740向DK278+900施工。
施工时当第一加宽段施工完毕后，拆除模板，解除主副门架锁定，移动主门架至第二加宽段，拼装副门架，完成主副门架连接，最后安装模板（主副门架采用同一种材质，连接灵活、牢固）。
3 结束语
经过几个月的施工，两单线及双联拱段已经顺利施工完成。在施工过程中未发现初支开裂、大变形或换拱等安全质量事故。大跨段的左、右侧壁导坑已施工至正常断面处，其它工序正按照上述施工方案有条不紊的进行着。实践证明毛羽山隧道喇叭口及大跨段的施工方案是基本符合毛羽山隧道施工现场。
参考文献
[1] 李相钦.复杂地质燕尾段隧道施工技术[J].隧道建设，2007，27（4）：74-78.
[2] 周有江.燕尾式隧设计与施工探讨[J].隧道建设，2009，29（3）：367-370.
[3] 肖艳霞. 范家坪铁路隧道洞内燕尾段反向施工技术
[J].隧道建设，2010，30（2）：195-198.
[4] 吉小明，谭文.浅埋暗挖大跨隧道中的施工力学原理与施工技术研究[J].隧道建设，2010，30（S）：94-99.
[5] 巴放.大跨隧道开挖过程中围岩内力及变形分析[J].隧道建设，2006，26（5）：17-20.
[6] 李廷春. 毛羽山隧道高地应力软岩大变形施工控制技术[J]. 现代隧道技术，2011，48（2）：59-67.
[7] 尹利生，刘晓翔，崔成刚2.坪石板隧道大跨断面施工技术. 现代隧道技术，2011，48（2）：110-115.
