隧道工程分类范文第1篇

【关键词】 隧道 小近距 围岩应力分布 有限元法

1 前 言

在城市繁华地区或一些特定地段，受既有建筑物或地质条件的限制及地下空间综合开发利用的影响，隧道间距或隧道与其他结构物间的距离变得越来越小，为了适应这种发展，小净距隧道的修建也越来越多。小净距隧道是介于连拱隧道和普通分离式双洞隧道间的一种结构形式，在工程应用上有自身的特点：(1)造价与普通分离式双洞隧道相比差别较小，但比连拱隧道要低得多；(2)肩章仔公路整体线形规划和优化。目前单洞隧道及分离式双洞隧道的相关技术已趋成熟。但对于小净距隧道，隧道距离近，地质条件又往往是浅埋的软弱围岩，隧道间相互影响，这类隧道的施工仍然十分的困难。本文针对城市隧道小净距的特殊性，通过大型通用软件ANSYS从数值分析着手研究双线小净距平行隧道的围岩受力状态及稳定性随净距变化和围岩类别变化的变化规律，为隧道工程修建提供参考和积累经验。

2 有限元建模计算

计算对象为某城市双线小净距隧道，隧道单洞跨度10．4m，高8．54m。在ANSYS中建模分网如图1，计算范围为宽90m，高60m，围岩采用平面四节点实体单元(plane 42)模拟，围岩材料为线弹性，物理力学参数见表1。

表1 围岩物理力学参数

3 小净距双线隧道的围岩受力及稳定性分析

《公路隧道设计规范》中规定，两相邻隧道的剐、净距应按围岩、地质条件和隧道断面尺寸及施工方法等因素来确定。一般可按表2的数值取用。

表2 两相邻单线隧道的最小净距

注：B-隧道开挖断面的宽度

上表要求的最小净距的主要因素是，将两相邻隧道应分别置于围岩应力相互影响及施工影响范围之外，或者说使其间岩柱具有足够强度和稳定性。但在修建城市隧道时，由于建筑物和地质因素的影响，隧道间距一般难以满足规范规定的要求。因此，本次计算以不同隧道净距和围岩类别来分析双线隧道的围岩受力特性和稳定性。

3．1 净距对双线小净距隧道的围岩受力及稳定性的影响

按埋深30m，围岩类另II-IV净距分别取3．5m、5m、8m、15m、25m等多种工况，计算了各种工况的毛洞开挖围岩的应力重叠区和拱顶位移，图2为III类围岩毛洞开挖的等效应力等值线图 (由于篇幅所限，其他工况等效应力图不再列出)，图中等值线为等效应力等值线。图3为左洞拱顶位移随隧道净距变化图。

d=25m单洞应力

以上为应力等值线图，SEQV=0．14e7Pa

根据计算得出：

(1)随着两隧道净距的减少，隧道周边围岩的受力越来越不利。通过计算发现，对于11类围岩当隧道净距大于3B，对于III类围岩当隧道净距大于2．5B，对于IV类围岩当隧道净距大于2B时两隧道周边围岩的受力状态基本与单洞隧道相同，即两隧道相互影响很小。

以Ⅲ类围岩为例，当隧道净距为3，5m时隧道右洞开挖引起左洞隧道周边围岩的应力大幅上升(左洞先开挖)，特别是中夹层围岩，高应力区重叠严重，可见在小净距隧道中中夹层围岩受力是十分不利的，在实际工程中应该给予高度的重视，采取必要的加强围岩的措施以加强其稳定性，同时也可以看出在隧道开挖过程中，高应力区通常是在隧道两侧首先出现，虽然这并不意味着隧道围岩两侧围岩首先破坏，这是因为围岩的拉压强度不一致即围岩是各向异性体与计算的假设不同的结果，但是由于在净距隧道中，另一洞的修筑会引起本洞的围岩应力的大幅提高所以这时洞周两侧的围岩也应给予足够的重视。而且通过分析还发现随着净距的增大隧道围岩的受力有明显的好转，当净距为15m时隧道围岩的受力与单洞隧道围岩应力已差别不大，当净距为25m时两隧道几乎无相互影响。

(2)随着隧道间净距的减少，隧道的拱顶位移明显的增大，其围岩稳定性就变得越来越不利。以III类围岩为例，拱顶位移随净距变化曲线见图3，从中可以看出，随着隧道净距的增大，隧道左洞拱顶位移明显减少。当净距大于2．5B(25m)时，双洞开挖后左洞拱顶位移和单洞开挖后拱顶位移基本接近，说明两隧道净距大于2．5B后，两隧道几乎无相互影响。

3．2 围岩类别对双线小净距隧道稳定性的影响

由于城市隧道多数埋置在软岩当中，围岩的自承能力很弱，而围岩的物理力学特性对围岩的稳定性有着至关重要的影响，因此围岩类别是影响双线隧道围岩受力的另一重要因素。图4为埋深30m，净距5m时，左洞拱顶位移随围岩类别变化图。

从图中可以看出，随着围岩类别的降低，双洞开挖后左洞拱顶位移比单洞开挖后拱顶位移明显增加。但随着围岩类别的逐步提高，双洞开挖后左洞拱顶位移和单洞开挖后拱顶位移的差值明显减少，如图中所示IV类围岩时，即使两隧道净距仅为5m，两者也基本接近。

通过上述分析，可见围岩类别对双线小净距隧道的围岩稳定性影响很大，随着围岩类别的降低，围岩稳定性变得越来越不利。

4 结 论

根据计算研究，双线净距隧道的围岩受力状态及稳定性与隧道净距和围岩状态有关系切的关系一般有以下特征：

(1)随着两隧道净距的减少，隧道周边围岩的受力越来越不利。通过计算发现，对于II类围岩当隧道净距大于3B，对于111类围岩当隧道净距大于2．5B，对于IV类围岩当隧道净距大于2B时隧道周边围岩的受力状态基本与单洞隧道相同，即两隧道枢影响很小。

(2)随着隧道间净距的减少，隧道的拱顶位移明显的增大，其围岩稳定性就变得越来越不利。

(3)围岩类别对双绷、净距隧道的围岩稳定性影响很大，随着围岩类别的降低，围岩稳定性变得越来越不利。

参考文献

【1】陈少华等.小净距隧道的结构受力特点及工程措施国际隧道研讨会暨公路建设交流大会论文集(上册)．北京：人民交通出版社，2002

隧道工程分类范文第2篇

【关键词】隧道；勘察；围岩工程；地质条件

引言

隧道勘察是隧道工程建设重要前提条件，隧道勘察不仅影响着隧道的路线选择，更影响着隧道的长期运营、关系着我国交通建设的发展。隧道勘察的主要目的是为了能够确定隧道的施工位置、方法以及支护结构、衬砌类型等技术设计方案，隧道勘察必须对所处范围内的地形地貌状况、地质条件、地下水的分布及水文水量等环境情况进行勘察，尤其是对隧道的施工位置的工程地质条件要进行仔细分析，对于围岩的稳定性熟悉了解，为隧道的施工路线选择以及全程施工资金预算提供科学依据和重要保障。由于隧道所处的地质条件复杂，且断面大、隧道长，所以隧道的施工过程中的不良地层容易引起塌方、涌水等危险，加之围岩地层又具有不可见性和复杂性的特点，都给施工增加了难度系数和危险系数。因此，隧道勘察中对围岩工程地质的详细调查和分析对后期隧道的设计和施工具有十分重要的作用。

一、隧道施工前勘察设计工作重点

在进行隧道设计施工前，应先获取各种详细资料对施工做到确切的了解，所以需要对设计规划范围进行调查和分析，例如地形地貌特征、地质条件、环境气候、施工条件等方面的调查，分析有关资料和经验总结，广泛深入的获取重要的资料，为隧道的设计规划以及维护管理做好充分的准备。

（一）文献资料的收集和整理

文献资料的收集和整理主要是对隧道施工所处的相关地形地貌、工程地质、水文地质、气象条件、环境灾害等资料进行收集和整理，做好详细的规划和设计。

（二）地形地质调查

地形的调查关系到隧道的施工路线的设计，选取最优路线，是施工的重要前提；地质调查主要是关系到实际地质条件是否符合隧道施工的结构稳定性，例如是否存在活动断裂，大型破碎带和滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用的调查工作。

二、隧道勘察中围岩工程地质的重要性

（一）围岩工程地质对隧道的重要性

工程地质条件不是一成不变的，它是随着环境的改变以及区域的不同而发生变化，这不仅关系到隧道的前期施工，更关系到竣工后隧道的运营和养护。本节主要从以下三个方面讨论围岩工程地质条件对隧道的重要性。

1.岩体结构及种类

岩体的种类复杂多样，不同种类的岩体结构也不同，特别注意花岗岩、凝灰岩、千枚岩、片岩、板岩、泥岩、页岩等。很多岩体受环境影响较大，例如泥岩、页岩受风化影响较大，时间久了便会形成深度风化甚至变为花风化土，沿断层风化且存在于岩体内部的断层难以发现，风化带的宽度也不相同。另外，岩石的种类及发生的物理化学风化对于隧道的选址和后期的施工都会带来不同程度的影响，因此必须把施工地段的基本岩体种类和结构以及特殊地质条件进行详细调查，以防出现额外的经济损失。

2.地质构造

地质构造方面主要是隧道的建设必须避开活动断裂带以及断层破碎带，尤其是含水量丰富的破碎带地区，如若无法避开，则需令隧道与破带垂直或大角度斜交通过，并及时做好支护以及排水措施，防止出现塌方、破碎带出现水涌等安全事故。所以在隧道勘察中除了采用必要勘察手段外，还要采用工程地质测绘、工程物探相配合的勘察手段。对可能存在断裂或大型破碎带的地段要重点调查，必要时应进行专题研究。

（二）围岩工程地质对隧道施工的影响

随着科学技术的不断发展和经济水平的不断提高，隧道的施工工艺以及施工的设备和器械都在不断的更新和进步，多样化、复杂化的施工工艺不仅提高了隧道工程的质量，也加强了隧道施工的安全性以及环保性。

随着技术的不断进步，传统的钻爆法施工已经逐渐趋于成熟且相对于TBM技术有着自身的优势，例如：隧道施工地段的围岩种类繁多，而钻爆法可以不受隧道断面尺寸、形状的限制以及不良地质条件的限制和约束，适用于多种条件；设计方案在施工过程中会随着地质条件的变化而不断调整，传统钻爆法的施工工艺可随之灵活变化；随着时间的持久，技术人员已经积累丰富的施工经验，有着自身完整的工程工艺，技术娴熟；有一定的经济性。另一方面，钻爆法也有自身的缺陷和不足，例如施工工序繁琐多样，且各工序相互干扰性较强，开挖速度迟缓；安全性较低，工人在环境恶劣的条件下劳动强度较大；对地层的扰动影响较大，超欠挖现象尤为严重，极易引发岩爆等围岩稳定性问题。

（三）围岩工程地质对隧道衬砌类型及材料选择的重要性

隧道在长期深埋在地下时，其周围的围岩会对衬砌产生一定的压力，还会约束衬砌变形，因此，衬砌的断面类型、材料和厚度等都要根据围岩的状况经过衬砌计算来决定。

1.衬砌材料

混凝土、钢筋砼的整体性、密实性、抗渗性较好，能够有效防止围岩松动产生的透水现象；喷射混凝土密实性较高，能够快速的封闭围岩裂隙，密贴于岩石表面能够起到封闭岩石缝隙的作用；锚杆是用机械方法加固围岩的一种材料，在围岩松动时可以利用锚杆支护进行防护。

2.衬砌类型

①直墙式衬砌：这类衬砌类型主要是用于垂直围岩压力为主要计算荷载、水平围岩压力很小的情况。

②曲墙式衬砌；主要是为了抵抗较大的水平压力，另外在地基条件较差时还可设置仰拱来避免衬砌沉陷。

③复合式衬砌：此类衬砌是结合以上两种传统衬砌方法、对初期支护进行现浇混凝土二次衬砌。

④圆形断面隧道：隧道可以利用圆形或近似圆形的断面来抵抗膨胀性围岩压力，且断面可以使用掘进机进行挖掘。

⑤矩形断面隧道：采用沉管法进行施工时，断面形式为矩形。在一般的软土地区，可以采用矩形断面隧道在不能抵御较大水平推力的区域，另外，举行断面隧道的利用率较其他而言相对较高，且城市隧道使用较广泛。

结语

总的来说，隧道勘察中的围岩工程地质条件对隧道的设计和后期的施工具有十分重要的作用。主要在隧道选址、施工、运营以及后期维护等方面都有着决定性的作用，而且围岩的地质条件对隧道周围的环境也有一定的影响。随着社会的不断发展，人们普遍提倡的绿色施工、绿色运营也受到了施工方的重视，而隧道的施工建设正可以充分体现可持续发展战略，另外，围岩工程地质则决定了隧道勘察设计的好坏，因此，隧道勘察中围岩工程地质对隧道的建设具有十分重要的作用，对我国工程建设的发展具有长远的意义。

参考文献

[1]张健儒. 山岭隧道软弱围岩工程地质特性及施工对策[J]. 隧道建设，2014，08：749-753.

[2]肖广智，李齐闵，王三星. 中铁隧道勘测设计院有限公司铁路工程地质世纪成就回顾[J]. 铁道工程学报，2005，S1：47-52.

[3]钱伟平. 乌鞘岭隧道建成的思考和对规范修编的建议[J]. 铁道标准设计，2010，S1：32-35+73.

[4]贾社康. 浅谈镇安隧道围岩工程地质条件评价[J]. 华北国土资源，2010，03：55-57.

隧道工程分类范文第3篇

关键词：公路；隧道施工；灌浆法

前言

随着社会生活对交通事业的需求逐渐增大，越来越多的公路隧道得以建设。在建设公路隧道过程中，为了保证隧道工程质量，确保隧道整体结构的安全性，施工企业常选择灌浆法来予以施工。从实际施工效果角度考虑，灌浆法在公路隧道中的应用，能够实现对隧道结构应力效果的有效提升，是提升隧道施工质量的重要技术类型。

1 工程概况

段家田隧道地处龙陵山间盆地北部山林内，许家坡南东面，属构造剥蚀中切割长垣垄状山地地形地貌，山体混圆，植被很发育，地形纵坡起伏较大，自然坡度一般在30～400之间，隧道区最高点高程为1715m，坡面冲沟发育，切割较深，多呈“V”字型，属山岭重丘区。起讫桩号左幅K6+425～K7+015，右幅K6+455～K7+000，全长1135m。整个隧道围岩级别为Ⅴ级，岩体稳定性较差，且隧道埋深较大，最大埋深为63.5m。

2 灌浆法施工原理

灌浆法是现代工程建设事业当中的重要技术类型，其在公路隧道施工中的有效应用，能够实现对隧道裂缝病害的有效处理。其利用液压、气压原理，将浆液通过注浆管输送到隧道裂缝位置，然后利用浆液对裂缝的充填、渗透和挤密，来实现对隧道裂缝空气的排除，然后依靠浆液固化作用，来实现对裂缝位置的有效粘结，实现对裂缝位置强度、应力结构的补强，提高隧道围岩的整体性，及隧道整体的强度、承载力、防水性能，为隧道工程的安全运行提供有力保障。

3 灌浆法在公路隧道施工中的设计

根据灌浆法施工流程分析，其设计工作主要可以分为以下四个阶段：

3.1 施工标准确定

灌浆法的施工标准可以分为施工质量标准和灌浆强度标准两个方面：（1）施工质量标准。其主要根据公路桥梁工程隧道工程的设计质量标准来予以确定，保证其能够与隧道工程设计质量保持一致；（2）灌浆强度标准。灌浆强度标准实施灌浆施工完成后，其灌浆部分所能够达到的基本强度要求。

3.2 选定施工段落

在公路隧道施工过程中，基于施工难度、施工成本以及施工效果的综合考虑，应选择隧道裂缝、沉降情况较为集中的位置等来作为灌浆法的施工段。

3.3 灌浆材料配比

灌浆材料作为灌浆法的主要内容，其材料选择是否得当、配合比是否科学，会对灌浆法的直接效果产生重要影响。目前，灌浆主剂可以分为“粒状浆材”和“化学浆材”两种。（1）粒状浆材。粒状浆材是指有水泥、沥青、粘土及他们的混合物而制成的浆材，其是一种悬浊液，具有取材容易、配方简单、价格便宜、环保效果好的优势。根据浆材稳定性可分为“稳定粒状浆材”和“不稳定粒状浆材”两种。（2）化学浆材。化学浆材是一种真溶剂，在实际灌注过程中，其具有灌注全面，灌注效果好的优势。根据化学浆材的成分内容其可分为“无机浆材”和“有机浆材”两种，其中“无机浆材”指硅酸盐，“有机浆材”则包含环氧树脂类、甲基丙烯酸酯类、聚氨酯类、丙烯酰胺类、木质素类等多种浆材。

3.4 施工半径扩散

在实际施工过程中，灌浆法所针对的公路隧道施工段地质很难保持一致，其渗透系数、孔隙率都会存在一定的差异。在这种情况下，施工企业不能完全按照公式计算范围结果来对隧道进行灌浆施工，而是要根据对地质资料的收集、分析与研究，通过试验来确定扩散半径，确保灌浆施工方法的有效性。为了确保灌浆质量，我们施工过程中通常会采用较小的扩散半径，以此来保证灌浆效果。

4 灌浆法在公路隧道施工中的应用

在实际施工过程中，为了保证灌浆法实施的有效性，施工企业需要做好以下几方面工作：

4.1 裂缝表面处理

在对隧道裂缝进行灌浆之前，必须要先对裂缝表现进行处理，将其杂质清理干净，并沿裂缝凿开“V型”或“U型”槽，槽体宽度、深度由裂缝的具体情况予以确定。开凿顺序为先纵深、后凿宽。凿槽完成后，可利用钢丝刷和气泵来对混凝土碎屑及粉尘进行处理，确保隧道裂缝表面槽体达到无杂质标准。

4.2 施工准备工作

在完成裂缝开凿清理后，施工人员要开始进行其他施工准备工作，由于灌浆法施工较为复杂，难度偏大，因此施工准备工作必须要做到全面、细致，以保证灌浆法的实际应用效果。准备工作可以分为以下几个方面：（1）设备。要对所灌浆设备进行检修、维护，保证每一个机械设备都能够达到最佳工作状态；（2）材料。要对灌浆材料种类、级别、配合比等内容进行检查，并利用实验来对扩散半径、灌浆孔距予以确认；（3）人员。要保证灌浆人员、技术人员、质量监控人员全部就位，施工过程中严格监督，并且对施工过程进行记录。

4.3 施工工艺流程

灌浆工艺施工流程主要分为六个主要环节：（1）埋设灌浆嘴。目前常用的灌浆嘴有灌浆盒和灌浆管两种，其中灌浆管适用范围较广，灌浆盒则主要应用于裂缝端部、贯穿位置及裂缝宽度较大部分。在埋设灌浆嘴时，要确保每一个裂缝处至少布置一个进浆孔和排气孔。（2）封缝。封缝是为了使裂缝形成一个密封性空腔，为灌浆施工创造空间。在实际施工中，可用水泥砂浆对凿槽裂缝予以封缝，为提升砂浆与裂缝的粘着力，可在槽面上先刷上一层环氧树脂浆，然后在嵌填水泥砂浆。在封缝后要对其效果予以检查，确保避风效果良好。（3）配置浆液。浆液的配置要严格按照施工准备来予以进行，确保浆液能够满足实际工作需求。在配置浆液时，要根据浆液凝固时间及灌浆速度来确定配置浆液的多少。（4）灌浆。灌浆的主要设备为灌浆泵。在保证灌浆泵良好工作前提下，横缝灌浆行为要从裂缝一端向另一端进行，竖缝要自下而上灌注。灌注浆液为化学浆液时，其压力要控制在0.2～0.4Mpa，若灌注浆液为水泥浆液时，其压力要控制在0.4～0.8Mpa。（5）封口。灌浆完成后，在保证缝内浆液初凝且不外流后，可拆除灌浆嘴，之后用环氧胶泥或灌浆液水泥膏来对灌浆孔进行封口抹平。封缝后，要对灌浆嘴上的残留浆液予以清除，以备重复使用。对灌浆效果的检查方法可以通过压缩空气和压力水来实现，钻芯取样也是测试灌浆力学效果的常用方法。

5 结束语

综上所述，灌浆法作为以压力为主动力的浆体灌注技术，其能够通过对浆体的灌注、粘合来实现对隧道结构的整体强度及应力水平的增强，是当前公路隧道施工环节中不可或缺的技术类型。为了能够更好的发挥出灌浆法在公路隧道施工中的作用，施工企业一定要做好对隧道工程实际情况的分析，确保灌浆法应用的有效性，为公路隧道的正常、安全通行打下良好而又坚实的基础保障。

参考文献

[1]仝刚.公路隧道软土地基处理对策[J].交通标准化，2014，1：112-114.

[2]郭鲁.公路隧道工程施工中灌浆法加固技术的应用[J].交通建设与管理，2014，12：112-114.

隧道工程分类范文第4篇

关键词：公路隧道；勘察设计；隧道施工

随着国民经济的发展，公路隧道无论从数量或规模上都在不断增加。目前，航空勘测、遥感技术、物探技术、岩层中应力应变的量测技术、电子计算机技术等的广泛应用，使隧道勘测设计技术水平也有很大提高。水平钻探技术和预灌浆技术的不断提高，增强了隧道开挖过程的安全性。并能保证隧道工程的施工质量。

1 隧道勘察设计

1.1 隧道勘测

前期踏勘为确定隧道位置、隧道类型、施工方案、环保和后期维护等提供技术依据，要对隧道所在地区的地貌、地质状况，以及地下水分布情况和水量等水文资料进行勘测。

在隧道预设段落进行地质钻探调查过程中，须了解区域内围岩的类别。围岩对隧道整体稳定性、使用寿命和设计施工方案有决定性影响，可依据围岩的综合强度来选择隧道设计方案与施工方法。

1.2 隧道选线

隧道位置的选择，直接决定了建设项目类型、工程造价、以及通车后的养护与安全运营。因此，在踏勘测量时，结合路线的基本走向，在深入调查的基础上，深入研究，权衡轻重。决定取舍。方案应综合考虑政治、经济、国防、环保及工程造价等因素进行论证，加以比选。通常当路线开挖深度超过30m时，就应进行隧道与深度开挖方案的比较。论证阶段不仅需考虑施工难度和施工成本，同时还需兼顾建成后运营及维护成本。

隧道平面线形设计应与隧址两端路线线形相一致。在隧道起点、终点和中间控制点之间按选线原则找出本着路线最短，成本最低的通过点，将隧道作为一个基础控制点，发挥隧道线形在总体布线中的重要作用。在各控制点之间反复穿线、插点，结合具体地形地貌条件综合考虑平、纵、横三方面的合理安排，确定道路中线的位置，尽量避免高边坡的出现。

确定隧址主要是要考虑地质条件，洞口位置，隧道长度。地质条件对隧址的选择起决定性的作用，只要地质条件较好，隧道加长也是可以的，隧道应按照“顾全大局，兼顾两头，能长则长”的原则确定隧道的长度。隧道能较好地解决克服高程、缩短路线长度、减少洞口两端接线的桥梁和路基规模。

要根据线路标准、地形、地质等条件选定隧道位置和长度。选线应作多种方案的比较。长隧道要考虑辅助坑道和运营通风的设置。洞口位置的选择要依据地质情况。考虑边坡和仰坡的稳定，避免塌方。

1.3 纵断面设计

沿隧道中线的纵向坡度要服从线路设计的限制坡度。纵坡形状以单坡和人字坡居多，单坡有利于争取高程，人字坡便于施工排水和出碴。

隧道的平纵线形应顺应地形与隧道前后衔接的道路整体线形及当地环境景观协调一致。并考虑地质条件及场地对施工难易程度的影响。隧道避免设置平曲线的主要原因是线形和通风，当受地形、地质条件限制时宜采用不设超高的平曲线半径。实际上当采用大半径曲线时，对中短隧道的通风不会造成大的影响。

1.4 横断面设计

隧道横断面由车道、左侧侧向宽度、右侧侧向宽度、检修道(或人行道或余宽)组成。

隧道横断面即衬砌内轮廓，是根据不侵入隧道建筑限界而制定的(隧道标准净宽横断面见图1)。

1.5 辅助坑道设计

辅助坑道有斜井、竖井、平行导坑及横洞四种。斜井是在中线附近的山上有利地点开凿的斜向正洞的坑道。斜井倾角一般在180一27。之间，采用卷扬机提升。斜井断面一般为长方形，面积约为8～14m2。竖井是由山顶中线附近垂直开挖的坑道，通向正洞。其平面位置可在铁路中线上或在中线的一侧(距中线约20m)。竖井断面多为圆形，内径约为4.5―6.Om。平行导坑是距隧道中线17～25m开挖的平行小坑道，以斜向通道与隧道连接，亦可作将来扩建为第二线的导洞。

此外，隧道设计还包括洞门设计，以及开挖方法和衬砌类型的选择等。

2 隧道施工

2.1 隧道掘进

隧道开挖是隧道施工的重中之重。工程的质量、进度、安全、效益等无不与之密切相关，开挖符合要求，支护才有一个顺利的保证基础。开挖方式可分为手掘式、半机械式及机械式。按挡土形式分敞开式，也叫明挖，其开挖面从隧道外能直接看得到。这种方式多用于浅埋隧道或城市铁路隧道；密闭式，不能直接看到开挖面，只能靠各种装置而间接地掌握开挖面，适用于通过高山的隧道。

2.1.1 超前地质预报

开挖遇到最大困难是隧道围岩、地质构造、渗水等情况复杂多变，很难完全了解。为了及时掌握变化的情况，指导施工，就要重视测量和地质超前预报。在隧道开挖过程中，每前进lm都有可能出现新情况。所以超前预报就显得尤为重要，目前我们能够采用的地质超前预报手段有：打超前探孔法，地震波法和超声波探测法，也可以借鉴有经验的地质专家根据地貌特征，掌子面岩石产状，地质构造特征对前方地质情况的判断。

2.1.2 中线及高程控制

在隧道进行中线测量以前。就要考虑将来隧道打通后的偏差数值。根据隧道的长度和平面形状，在地形图上先行布置测点的位置和预计的贯通点，并在平面图上量出必要的尺寸，再根据规范规定的极限误差试算出测角和量距的必要精度，然后进行测量。这个过程叫做测量设计或叫做隧道贯通误差的预计4km以下的隧道中线贯通极限误差为±lOOmm；4―8km的隧道中线贯通极限误差为±150mm。

隧道高程数据的准确对控制建设规模至关重要，短隧道应用普通水平仪，长隧道应用精密水平仪即能保证需要达到的精度。高程贯通极限误差为±50mm。

在隧道掘进过程中，及时对工程进行推进控制测量。通过控制测量，以测定隧道的纵向坡度、方向偏离等，来获悉隧道的掘进状态。

2.1.3 掘进方式

全断面开挖法和分部开挖法是钻爆法开挖常用的方法，但隧道施工很复杂，时常遇到各种困难情况，如大断层、流沙、膨胀地层、溶洞、大量涌水等，尚需采取相应措施。

盾构法是采用盾构作为施工机具的隧道施工方法。松软地质多采用盾构法开挖。盾构是一种圆形钢结构开挖机械，其前端为切口环，中间为支撑环，后端为盾尾。开挖时。切口环首先切入地层并能掩护工人安全地工作；支撑环是承受荷载的主要部分，其中安设多台推进盾构的千斤顶及其他机械；盾尾随着上述两部分前进，保护工人安装铸铁管片或钢筋混凝土管片。盾构法适用于松软地层，施工安全，对地层扰动少，控制围岩周边准确，极少超挖。

掘进机法是在整个隧道断面上，用连续掘进的联动机施工的方法。普通型掘进机的前端是一个金属圆盘，以强大的旋转和推进力驱动旋转，圆盘上装有数十把特制刀具，切割地层，圆盘周边装有若干铲斗将切割的碎石倾入皮带运输机，自后部运出。机身中部有数对可伸缩的支撑机构，当刀具切割地层时。它先外伸撑紧在周围岩壁上，以平衡强大的扭矩和推力。掘进机法的优点是对围岩扰动少，控制断面准确，无超挖，速度快，操作人员少。优点是改善作业环境、减轻劳动强度、提高推进速度、缩短工期；不足是造价较高、需要大量设备配合、工作占地面积大。掘进机法施工对于短隧道或曲线半径小的隧道不太适合。

2.1.4 开挖的出土方式

进行隧道开挖，就其出土而言，主要为隧道内的出土。当隧道较长，为加快进度，也有在垂直于隧道轴线方向，设竖井出土。

在隧道轴线开挖时，出土方式：轨道式是隧道内常见的一种出土方法，轨道车是用蓄电池电瓶车，操作方便，成本低，电瓶车常用载重量在2～6t之间，配线可为单线、复线及三线等；胶带式是用胶带循环运转，能连续大量出土，费用低，工作方便，不足是不能运送材料；装载车式就是用铲车装土，汽车运输，这样效率高，但工作面大，废气排出多不利通风。

从竖井向外出土分为：抓斗方式，是在竖井内设一个土坑或土斗，将开挖的土倒于斗内，再用抓斗抓上土提升出隧道出土；链盘提升机方式，是在提升塔两侧，用循环链并在其上装置盘状装土容器，当容器装满土后，连续不断地作水平或垂直运转，从而将土提升装车运走。

2.2 隧道支护

隧道开挖后，为使围岩稳定，确保运营安全，需按一定轮廓尺寸建造一层具有足够强度的支护结构，这种隧道支护结构称为隧道衬砌。隧道洞身衬砌按新奥法原理，结合工程类比法设计。常用的衬砌种类有就地灌注混凝土类、预制块拼装、喷锚或单喷混凝土、复合式衬砌。

2.2.1 复合式衬砌

复合式衬砌是在喷锚或单喷支护之后，再就地灌注～层混凝土，形成喷锚支护同混凝土衬砌结合的复合式衬砌结构。如遇有水地段可在两层支护间加挂一层塑料板或做其他防水层。

2.2.2 喷锚支护

在隧道工程中，喷锚支护有可能取代构件支撑。喷锚支护的主要优点是支护及时，安全可靠，并能大量节约木材和钢材。欧洲一些国家在较弱地层的大断面爆破后，采用长锚杆结合喷混凝土做支护，已获得成功。中国亦曾在老黄土隧道开挖中使用喷锚支护。自喷锚支护发展后，对较弱岩层也可进行全断面开挖，以全断面开挖取代分部开挖。

在岩石地层中采用全断面开挖及喷混凝土衬砌，其质量好坏首先取决于光面爆破。运用新奥法原理，考虑围岩自身承载能力，可在坑道爆破后初期支护以喷，锚，网为主要支护手段，喷混凝土采用湿喷工艺。I、Ⅱ、Ⅲ类围岩径向锚杆采用中空注浆锚杆，还增加了钢拱架或格栅钢架支护。辅助措施为在I、Ⅱ类围岩采用大管棚或小导管注浆超前预加固，Ⅲ类围岩采用超前锚杆预支护。为了抗震与防冻融，I、Ⅱ类围岩段二次衬砌采用了带仰拱钢筋混凝土结构。

3 结语

隧道工程是公路工程建设中的重要组成部分。隧道设计施工相对于路基工程、路面工程、桥涵工程来说有它的复杂性和特殊性：首先在勘察设计阶段，要根据当地地质地貌特点，勘察设计工作务必力求科学严谨、数据准确全面；在施工阶段，必须严格遵循施工规范及设计方案，保证按图施工。同时加强施工管理，选择好先进、合理的施工机具，做好工艺控制。

掘进机开挖法正在不断改进创新，液压凿岩机的更新完善，使隧道开挖进度大大提高。光电测量仪器和激光导向设备的使用，提高了长隧道施工的精确程度。

隧道工程分类范文第5篇

关键字：公路隧道病害病害治理处理措施

中图分类号： U45 文献标识码： A 文章编号：

一、引言

随着我国社会经济的快速发展，公路道路建设也大量增加，公路隧道是公路建设的重要组成部分。但是现在已建的公路隧道或者正在建的公路隧道都存在着不同程度的衬砌裂缝、变形、漏水等问题。根据相关部门对我国6000余座公路隧道的统计发现，接近2000多座公路隧道出现了上述衬砌裂缝、变形、漏水等问题。出现问题的原因很多，很复杂，主要原因包括了自然原因和人为原因两方面。自然原因包括公路隧道的断面过大，衬砌结构类型繁多，隧道所穿过地区的地质条件差；人为原因主要指隧道设计人员对隧道的地质条件认识不全面而盲目设计，现有的隧道设计方法不成熟，同时还包括了造价方面、运营管理以及对施工质量的把控等方面。根据调查，笔者发现公路隧道出现最多的病害是衬砌裂缝和隧道渗水、漏水问题，这些问题在所有的隧道病害中占比例最大。

二、病害类型及其成因

（一）衬砌裂缝

衬砌裂缝是直接反映公路隧道的衬砌结构受力大小的表象之一，在公路隧道研究中有着不可小视的作用。根据专家的调查和总结，对当前的隧道裂缝划分了三种类型，即是纵向裂缝、斜向裂缝、环向裂缝。三种裂缝类型中，纵向裂缝的长度最长，对隧道的稳定性影响和安全性威胁最大。公路隧道的拱腰位置是纵向裂缝发生最多的地方，占了纵向裂缝发生率的一半以上，所以拱腰是隧道病害重点设防的地方。

造成衬砌裂缝的原因分为两种，一是非受力裂损，一是受力裂损。非受力裂损的产生原因主要有混凝土收缩或者施工的质量因素，专家戴成元等将公路隧道衬砌当作受力的实体，着重研究了衬砌所受的水平应力、衬砌的沉降不均匀、拱部的受力不均匀等方面。经过研究表明，公路隧道混凝土衬砌裂缝的主要产生原因是混凝土的温度升降以及混凝土的干缩情况。

受力裂损是公路隧道产生衬砌裂缝的外力因素。这里的外力主要是指地震、地层压力、岩石的膨胀力等等。根据专家们的经验和实践证明，大部分的衬砌受力裂损是因为岩体被挖开以后，破坏了岩石的原始稳定状态，进而导致岩石整体方向向隧道内移动，甚至是向隧道内坍塌。不论是何种情况，隧道周围的岩体只要被开挖就会产生一定的变形，从而对已经浇灌好的衬砌结构造成不平衡的地层压力，最后随着时间的推移出现不同层次和形态的裂缝或变形。受力裂损中最常出现的裂缝有弯张裂缝、剪切裂缝、扭弯裂缝等几种类型。它们在公路隧道有时候内单独出现，有时候是集体出现，前者危害较小，后者危害巨大。

（二）渗漏水

据相关数据统计，在建成十年以上的公路隧道中，约有70%的公路隧道出现了各种病害，约有90%的隧道出现了渗漏水现象。这使渗漏水一下成为公路工程质量的通病之一。根据公路隧道养护中所遇渗漏水的程度，将渗漏水分为湿润、渗水、滴水、漏水、射水、涌水六级，渗漏水的多发在公路隧道的环缝、纵缝、注浆孔位置以及专用洞室旁通道里。

（三）衬砌变形

我国的公路隧道的衬砌变形是以净空位移量测的变形速度为判断标准。目前根据资料统计，常见的变形有错台错缝、边墙下沉、断面变形等，变形产生的原因主要是由外力引起。

断面变形是指衬砌受到了外力作用而引起拱轴发生了形变，以横向变形为主。错台错缝是指按照错台的方向有凸出的错台或者是凹陷的错台，这种变形主要发生在公路隧道的拱线或是施工缝处。其产生是因为拱线和施工处比较薄弱，受到剪切应力的作用下易出现错台错缝。边墙下沉是隧道变形中非常严重的一个问题，因为边墙和隧道底板的整体相连，如果边墙下沉便会导致隧道地板变形。隧道底板变形就很容易导致隧道衬砌的变形或者损坏，严重的时候会危及到隧道的稳定性。

（四）其他病害

1、冻害

隧道冻害现象主要出现在东北寒冷地区，特别是存在有冻涨性土质的地区。冻害容易诱发混凝土衬砌出现裂缝。形成冻害的原因主要有三点。（1）气温寒冷的作用；（2）季节冻结圈的作用；（3）围岩的岩性对冻涨的影响。

2、震害

公路隧道受到地震的影响多在地震活跃地区。地震对隧道的破坏程度，是根据震级的大小而定。受到不同等级地震影响，隧道会出现不同层次的病害现象。轻微地震会导致隧道出现裂缝、渗漏水等问题；严重地震会引起隧道衬砌结构塌方，甚至是完全损毁。

三、病害治理措施

（一）衬砌裂缝治理

公路隧道裂缝主要指的是隧道内部混凝土的裂缝。混凝土的裂缝产生原因很复杂，可能是一种因素导致，亦可能是多种因素综合的情况下产生的裂缝。施工人员根据裂缝的不同程度，来判定隧道的裂缝等级。在对裂缝治理的时候要根据不同的裂缝产生原因，分清裂缝是受力裂缝还是非受力的裂缝，再针对性的采取合适的措施。

（二）渗漏水治理

因为渗漏水是地下工程常会出现的问题，所以对于渗漏水的处理方法多种多样，防水堵漏的工具和材料也多不甚数。不过要达到理想的治理效果，需在防渗补漏时科学设计防补方案，合理选取防补材料，在防补工作进行时要严控施工质量等。在做公路隧道防渗补漏时，要多结合国内其他隧道的防渗补漏的经验，做到“排堵结合，多道设防、综合治理”的原则。针对不同情况不同特点的渗漏水，针对性的采取防补措施。

（三）其他病害治理

1、冻害的治理

对于冻害，前文已经剖析了产生的原因主要是积水和围岩岩性问题。所以在治理冻害的时候，要根据地域情况采取综合治水、或是改造土壤、或是保温防冻等措施。

2、震害的治理

对于还未完成的公路隧道震害治理最根本的措施就是提高衬砌结构的抗震等级，提高衬砌结构的柔性和韧性；对于已经完成的隧道震害治理只能通过对衬砌结构进行加固补强来治理。

四、结语

在我国，公路隧道建设正处于高速的发展期。公路隧道的病害也是层出不穷，严重影响到交通安全，因此在新的公路隧道建设中或者是对旧的公路隧道的维护中，道路管理者要加大投入，提高工程质量，完善防护措施，力求减少公路隧道病害的出现。

参考文献：

[1] 李斌.高速公路隧道病害成因及整治技术研究[J].城市建设,2010,(15):57-58.