隧道工程概况
隧道工程概况范文第1篇
关键词:风险评价; 模糊综合评价; 风险定级; 盾构隧道; 施工风险
盾构法主要应用于地下隧道工程,由于地下和水底工程地质环境的不确定性,使得在隧道施工时存在很多不确定的风险因素,这些因素如果处理不当就可能产生严重后果.对盾构隧道施工存在的各种风险进行评价和定级,从而采取各种合适的针对性措施,实施风险控制,防止风险事件的发生,具有十分重要的意义.
工程项目风险评价的方法主要有检查表式综合评价法、优良可劣评价法、道氏指数法以及权衡风险法等,这些评价方法大多建立在对工程项目所存在的各类风险进行客观量度的基础上,没有体现风险评价过程中专家的作用,且系统性不强,对风险大小的描述比较模糊,缺少直观的结论,不便于决策者做出进一步的决策.本文采用r=p×c定级法对采用盾构法的武汉长江水下隧道工程的施工风险进行分析和定级评价,其结果可供隧道工程施工风险控制参考.
1 r=p×c定级法
r=p×c定级法是综合考虑风险因素发生概率和风险后果,给风险定级的一种方法,其中,r表示风险;p表示风险因素发生的概率;c表示风险因素发生时可能产生的后果.p×c不是简单意义的相乘,而是表示风险因素发生概率和风险因素产生后果的级别的组合.r=p×c定级法是一种定性与定量相结合的方法,是目前国内外比较推崇的一种风险评价方法,采用此法对建设工程项目风险因素实施定级步骤如下.
a. 找出工程项目存在的各种主要风险因素.
b. 根据实际情况,并借鉴以往类似建设工程项目风险管理的经验,分析各个风险因素的发生概率,得出发生概率p.
c. 根据发生后可能产生的后果,对人、环境和工程项目本身造成影响的程度,采用定量计算的方法给这些风险因素划分后果等级;一般划分为5个等级(灾难性、重大、严重、中等、轻微),通过定量计算确定各个风险因素的后果等级c.
d. 最后综合风险因素的影响程度等级c和其发生的概率p,将两者组合起来,参照r=p×c定级方法的风险评估矩阵,确定各个风险因素的等级并制定不同的方案,用比较合理的措施实施风险管理和风险控制.
2 施工风险识别
武汉长江隧道,被称为“万里长江第一隧”,是目前长江上正在进行的首条穿越长江江底的过江隧道.该项目工程量大、工期长,且在江底施工,施工难度大,技术要求高,在施工中潜在风险因素多,施工风险管理难度大.结合长江隧道工程特殊的地理位置、工程地质水文以及盾构法施工技术的特点等,参考国内外类似工程隧道施工经验,在风险识别的基础上,采用专家调查法和层次分析法识别出长江隧道工程在采用盾构进行施工时主要有以下15种风险因素:地质预测预报准确性(u1)、盾构机适应性和可靠性(u2)、盾构进出洞(u3)、开挖面失稳(u4)、盾尾密封失效(u5)、软硬不均且差异性较大地层施工(u6)、盾构江底段可能换刀(u7)、盾构隧道衬补强度不够(u8)、盾构的推进控制不当(u9)、较大的地层损失及不均匀沉降(u10)、开挖面有障碍物(u11)、隧道上浮(u12)、高水位粉细砂层联络通道施工(u13)、基坑失稳(u14)及隧道透水(u15).
3 施工风险定级评价
3.1风险事件及其发生的概率确定
对长江隧道工程施工风险进行评价,分析并找出施工阶段可能发生的主要风险,并确定这些主要风险发生的概率,是r=p×c风险定级法的第一步.通过对武汉长江隧道工程风险的分析,得出了工程可能发生的15种主要风险因素,采用专家调查法和层次分析法得出这些主要风险事件发生的概率范围(表1).
3.2 用模糊综合评价法对风险事件后果排序
模糊综合评价法(fuzzycomprehensiveevaluation,简称fce),可以分为单因素模糊评价和多层次模糊评价,这里只介绍单因素的模糊评价方法,其评价过程如下.
a. 确定因素集.因素集为各种风险因素的集合,即u={u1,u2,…,un}.
b. 给定各因素的权重.由于评价指标体系具有明显的层次性,可采用层次分析法或由专家确定各指标层的权重,一般用权重向量a={a1,a2, …,an}表示.
c. 建立评价等级集.评价等级集是评价者对评价对象可能做出的各种评价结果所组成的集合,即v=(v1,v2,…,vn).这里,由十位专家组成评价小组,评价等级分为5级,即v={很好,好,一般,差,很差}.
d. 确定隶属关系,建立模糊评价矩阵.从u到v的一个模糊映射,可以确定一个模糊关系r,它可表示为
r={rij|i=1,2,…n;j=1,2,…,m},(1)
式中,rij为隶属度,即第i个指标隶属于第j个评价等级的程度.
e. 进行模糊矩阵的运算,得到模糊综合评价结果为b=a·r.
用模糊综合评价法对长江隧道工程施工风险进行评价时,具体计算过程如下.
a. 确定风险事件集和后果评语集两个论域.前面已经找出了长江隧道工程施工阶段的15种主要风险,将这些风险事件构成集合,就形成风险事件因素集u={u1,u2,…,u15}.评价风险事件产生的后果,一般分成五种情况,这五种情况就构成了长江隧道工程风险事件的后果评语集v={灾难性(v1),重大(v2),严重(v3),中等(v4),轻微(v5)}.
b. 确定参评风险事件因素权重值.参评风险事件因素权重值的确定,就是确定风险事件因素的权重向量距阵a.本文主要采用0-1评分累计法,即经过专家对每个风险事件评分后,取其平均值,求得各参评因素权重值(表2),则参评风险事件因素的权重向量为
a={a1,a2,…,a15}={0.124,0.072,0.01,0.124,0.072,0.03,0.072,0.072,0.03,0.03,0.01,0.03,0.072,0.124,0.124}.
c. 计算模糊关系距阵r.作为从u到v的一个模糊映射,可以确定一个模糊关系r,它可以表示为一个模糊矩阵(式(1)).rij可以通过专家投票百分比法确定,即由专家及有关人员组成投票小组,按照评语等级分级标准,在每项评价因素的m个等级中进行投票,最后以百分数确定rij.通过专家投票,经统计和计算,就可以得出模糊距阵r.以计算r11为例,专家30人中,对评价因素u1的5个评语中,投v1的有25人,则r11=25/30=0.833.依此类推,可计算得到r矩阵的其他因素,得到r为
根据计算的综合评价值,用五个区间将长江隧道工程的15种风险事件因素纳入上述后果评语集v定义的五个级别,具体划分情况见表3.
3.3 风险定级
表4是r=p×c风险定级法的工程灾害风险评估矩阵,表中数值和字母的组合就是表示风险事件的p和c的组合.
根据表4,对工程风险事件的p·c组合进行分级,从表5中可以看出,每一级风险水平都有多个p和c的组合情况.
通过前面的分析和计算,得出长江隧道工程施工阶段可能发生的主要风险事件发生的概率以及发生后造成后果的等级,将每个风险事件的概率和后果等级组合起来,再参照表5,就可以确定每个风险事件的等级(表6).
摘 要:根据工程风险评价的基本原理,针对水下盾构隧道施工的特点,提出了一种可以对水下隧道工程的施工风险进行定级评估的方法,其主要原理是将定性和定量结合起来,正确定位各个风险因素,从而指导风险控制和管理.并以长江隧道工程为例,阐述了r=p×c风险定级法的具体应用.
关键词:风险评价; 模糊综合评价; 风险定级; 盾构隧道; 施工风险
盾构法主要应用于地下隧道工程,由于地下和水底工程地质环境的不确定性,使得在隧道施工时存在很多不确定的风险因素,这些因素如果处理不当就可能产生严重后果.对盾构隧道施工存在的各种风险进行评价和定级,从而采取各种合适的针对性措施,实施风险控制,防止风险事件的发生,具有十分重要的意义.
工程项目风险评价的方法主要有检查表式综合评价法、优良可劣评价法、道氏指数法以及权衡风险法等,这些评价方法大多建立在对工程项目所存在的各类风险进行客观量度的基础上,没有体现风险评价过程中专家的作用,且系统性不强,对风险大小的描述比较模糊,缺少直观的结论,不便于决策者做出进一步的决策.本文采用r=p×c定级法对采用盾构法的武汉长江水下隧道工程的施工风险进行分析和定级评价,其结果可供隧道工程施工风险控制参考.
1 r=p×c定级法
r=p×c定级法是综合考虑风险因素发生概率和风险后果,给风险定级的一种方法,其中,r表示风险;p表示风险因素发生的概率;c表示风险因素发生时可能产生的后果.p×c不是简单意义的相乘,而是表示风险因素发生概率和风险因素产生后果的级别的组合.r=p×c定级法是一种定性与定量相结合的方法,是目前国内外比较推崇的一种风险评价方法,采用此法对建设工程项目风险因素实施定级步骤如下.
a. 找出工程项目存在的各种主要风险因素.
b. 根据实际情况,并借鉴以往类似建设工程项目风险管理的经验,分析各个风险因素的发生概率,得出发生概率p.
c. 根据发生后可能产生的后果,对人、环境和工程项目本身造成影响的程度,采用定量计算的方法给这些风险因素划分后果等级;一般划分为5个等级(灾难性、重大、严重、中等、轻微),通过定量计算确定各个风险因素的后果等级c.
d. 最后综合风险因素的影响程度等级c和其发生的概率p,将两者组合起来,参照r=p×c定级方法的风险评估矩阵,确定各个风险因素的等级并制定不同的方案,用比较合理的措施实施风险管理和风险控制.
2 施工风险识别
武汉长江隧道,被称为“万里长江第一隧”,是目前长江上正在进行的首条穿越长江江底的过江隧道.该项目工程量大、工期长,且在江底施工,施工难度大,技术要求高,在施工中潜在风险因素多,施工风险管理难度大.结合长江隧道工程特殊的地理位置、工程地质水文以及盾构法施工技术的特点等,参考国内外类似工程隧道施工经验,在风险识别的基础上,采用专家调查法和层次分析法识别出长江隧道工程在采用盾构进行施工时主要有以下15种风险因素:地质预测预报准确性(u1)、盾构机适应性和可靠性(u2)、盾构进出洞(u3)、开挖面失稳(u4)、盾尾密封失效(u5)、软硬不均且差异性较大地层施工(u6)、盾构江底段可能换刀(u7)、盾构隧道衬补强度不够(u8)、盾构的推进控制不当(u9)、较大的地层损失及不均匀沉降(u10)、开挖面有障碍物(u11)、隧道上浮(u12)、高水位粉细砂层联络通道施工(u13)、基坑失稳(u14)及隧道透水(u15).
3 施工风险定级评价
3.1风险事件及其发生的概率确定
对长江隧道工程施工风险进行评价,分析并找出施工阶段可能发生的主要风险,并确定这些主要风险发生的概率,是r=p×c风险定级法的第一步.通过对武汉长江隧道工程风险的分析,得出了工程可能发生的15种主要风险因素,采用专家调查法和层次分析法得出这些主要风险事件发生的概率范围(表1).
3.2 用模糊综合评价法对风险事件后果排序
模糊综合评价法(fuzzycomprehensiveevaluation,简称fce),可以分为单因素模糊评价和多层次模糊评价,这里只介绍单因素的模糊评价方法,其评价过程如下.
a. 确定因素集.因素集为各种风险因素的集合,即u={u1,u2,…,un}.
b. 给定各因素的权重.由于评价指标体系具有明显的层次性,可采用层次分析法或由专家确定各指标层的权重,一般用权重向量a={a1,a2, …,an}表示.
c. 建立评价等级集.评价等级集是评价者对评价对象可能做出的各种评价结果所组成的集合,即v=(v1,v2,…,vn).这里,由十位专家组成评价小组,评价等级分为5级,即v={很好,好,一般,差,很差}.
d. 确定隶属关系,建立模糊评价矩阵.从u到v的一个模糊映射,可以确定一个模糊关系r,它可表示为
r={rij|i=1,2,…n;j=1,2,…,m},(1)
式中,rij为隶属度,即第i个指标隶属于第j个评价等级的程度.
e. 进行模糊矩阵的运算,得到模糊综合评价结果为b=a·r.
用模糊综合评价法对长江隧道工程施工风险进行评价时,具体计算过程如下.
a. 确定风险事件集和后果评语集两个论域.前面已经找出了长江隧道工程施工阶段的15种主要风险,将这些风险事件构成集合,就形成风险事件因素集u={u1,u2,…,u15}.评价风险事件产生的后果,一般分成五种情况,这五种情况就构成了长江隧道工程风险事件的后果评语集v={灾难性(v1),重大(v2),严重(v3),中等(v4),轻微(v5)}.
b. 确定参评风险事件因素权重值.参评风险事件因素权重值的确定,就是确定风险事件因素的权重向量距阵a.本文主要采用0-1评分累计法,即经过专家对每个风险事件评分后,取其平均值,求得各参评因素权重值(表2),则参评风险事件因素的权重向量为
a={a1,a2,…,a15}={0.124,0.072,0.01,0.124,0.072,0.03,0.072,0.072,0.03,0.03,0.01,0.03,0.072,0.124,0.124}.
c. 计算模糊关系距阵r.作为从u到v的一个模糊映射,可以确定一个模糊关系r,它可以表示为一个模糊矩阵(式(1)).rij可以通过专家投票百分比法确定,即由专家及有关人员组成投票小组,按照评语等级分级标准,在每项评价因素的m个等级中进行投票,最后以百分数确定rij.通过专家投票,经统计和计算,就可以得出模糊距阵r.以计算r11为例,专家30人中,对评价因素u1的5个评语中,投v1的有25人,则r11=25/30=0.833.依此类推,可计算得到r矩阵的其他因素,得到r为
根据计算的综合评价值,用五个区间将长江隧道工程的15种风险事件因素纳入上述后果评语集v定义的五个级别,具体划分情况见表3.
3.3 风险定级
表4是r=p×c风险定级法的工程灾害风险评估矩阵,表中数值和字母的组合就是表示风险事件的p和c的组合.
根据表4,对工程风险事件的p·c组合进行分级,从表5中可以看出,每一级风险水平都有多个p和c的组合情况.
通过前面的分析和计算,得出长江隧道工程施工阶段可能发生的主要风险事件发生的概率以及发生后造成后果的等级,将每个风险事件的概率和后果等级组合起来,再参照表5,就可以确定每个风险事件的等级(表6).
确定了风险因素的等级后,就可以将对风险因素抽象的认识变成定量的具体的认识,根据风险的级别确定风险控制的重点,结合各个风险因素发生的概率和产生的后果拟定合理的风险管理和控制计划,让风险管理的目标明确化,实现合理经济的风险管理.
4 结 语
大型水底隧道工程,由于其地质环境的特殊性,在施工阶段可能存在各种各样的风险,如果对风险事件的认识和分析仅仅局限于其外在表象,那么风险管理将无从着手.从纷繁复杂的风险表象中,找出风险事件发生的概率以及其发生后造成后果的严重程度,用定量方法将这两者结合起来,正确定位各个风险因素,从而采取合适的策略有效控制和管理风险.
参考文献
[1] 易萍丽.现代隧道设计与施工[m].北京:中国铁道出版社,1997.
[2] 高渠清.高渠清隧道及地下工程论文选集[m].北京:中国铁道出版社,1996.
隧道工程概况范文第2篇
摘 要:电力电缆顶管隧道施工须穿越运营中的地铁上方，需采取严格的施工控制措施，控制地铁隧道的变形，限制施工对地铁隧道上方的土体产生扰动，工程采用了周密的泥浆套稳定控制技术、轴线控制技术等多项技措，很好地控制了地铁的隧道变形;施工中应用MARC软件建立了电力电缆顶管隧道穿越地铁隧道的三维数值计算模型。施工结束后，实测数据与模型计算值较吻合，为今后此类施工提供了借鉴。
关键词:电力电缆顶管隧道;穿越;地铁隧道;施工技术
1 工程概况及施工特点
1.1 工程概况
西藏路电力顶管隧道工程采用三维曲线顶管法施工，管道内径2.7m，外径3.2m。电力隧道全长约3.03km，北起新疆路，南至复兴中路。其中4号顶管工作井位于西藏中路、九江路路口，3号工作井位于西藏中路、新闸路路口，4~3区间设计长度576m，在距4号工作井(顶管始发井)约108m处，电力顶管隧道从运行中的地铁2号线隧道上方穿越，整个穿越2号线上行、下行线隧道的总投影长度约25.0m，电力顶管隧道与地铁隧道之间的净距离约1.5m，影响投影宽度为3.3m，电力隧道设计中心线与地铁2号线间所夹锐角约为75°。电力隧道与地铁2号线间相对位置见图1所示。
隧道工程概况范文第3篇
关键词：洞口仰坡；蒙特卡洛法；FLAC3D；强度折减法
中图分类号： C35 文献标识码： A
1 引言
滑坡灾害是仅次于地震灾害和洪水灾害的一种严重自然灾害。面对滑坡灾害，为合理确定并评价滑坡体对工程的影响，必需进行边坡稳定性分析。
结构可靠度指的是结构或构件在规定的时间内，在规定的条件下具备预定功能的概率。可靠度的近似分析的方法主要有有限元法、一次二阶矩法、二次二阶矩法、统计矩法和蒙特卡罗法等。其中，蒙特卡罗法是一类采用统计抽样理论近似求解数学、物理和工程技术问题的数值方法，这类方法仍属概率法，其计算效率较高，尽管得出的结构失效概率带有一定的近似性，但通常其精度足以满足工程的需要，因此在工程中得到广泛应用。
强度折减法是由Duncan提出，定义边坡的稳定安全系数为土的实际抗剪强度与临界破坏时折减后的剪切强度之比。强度折减法不断调整土体的强度指标c、，其中为折减系数，然后对边坡进行数值分析，通过不断增加折减系数，反复分析边坡，直到其达到临界破坏，此时得到的折减系数即为稳定安全系数。采用强度折减法，可以直接利用FLAC3D软件进行边坡稳定性系数计算，作为边坡稳定性的判断依据。
2 工程地质概况
隧道出口地区属构造剥蚀丘陵―低山地貌区，地形起伏较大，植被较发育。隧道出口地形坡度稍陡，隧道轴线经过地段地面高程约300m～558m。隧道进口斜坡较陡，出口斜坡较缓。隧道进出口两端均分布有乡村公路。其隧道地质组成及特征如下：
①覆盖层：边坡覆盖层物质成份主要为第四系残坡积碎石土及粉质粘土夹碎石，灰黄-黄褐色，碎石成份为强风化片岩，稍密，土石比4：6，碎石粒径一般为2～8cm。粉质粘土呈硬可塑状。覆盖层平均厚度8.00m。
②基岩：边坡下伏基岩的成份为片岩，灰黄、青灰色，鳞片状变晶结构，片状构造，主要矿物成份为云母、石英、钠长石，根据岩石风化程度可分为强风化带和中风化带，采取中风化岩石样作饱和单轴抗压强度试验，抗压强度17.25～23.64Mpa，平均值为20.88Mpa，天然重度γ=26.80～28.20KN/m3，平均值为27.68Mpa。边坡全貌图1所示：
图1 场区边坡全貌图
隧道轴线经过地段地面高程约290～540m，场区地形经人工形成多级平台，边坡平面上呈“圈椅状”，方向285°，边坡后缘高程364m，前缘高程292m，前后缘高差72 m。
3 可靠度及边坡稳定性评价
3.1 蒙特卡洛法原理
蒙特卡洛法[1]亦称为随机抽样技术或统计试验方法，是人工产生和利用随机数的方法的总称。蒙特卡洛法根据随机变量Xi的分布函数选取随机数输入到分析中，由此可以得到一个安全系数。由于输入的参数是随机变量，因此得到的安全系数也是一个随机变量，通过重复运算，就可以得到能够代表安全系数的随机样本，由此样本，可以进行统计特征计算和分布拟合检验，最后求解安全指标可靠度和失效概率。其计算过程如图2所示：
图2 蒙特卡洛法计算过程
可靠度评价标准[2]如表1、2所示：
表1 破坏概率与斜坡稳定状况划分表
蒙特卡洛法主要的确定在于其重复计算量极大，但目前计算机的广泛应用已经解决了这个问题，类似MATLAB等数值分析软件使运算效率及精度大大提高[3]。
蒙特卡洛法不受极限状态方程是否线性，分布是否服从正态等条件的限制，只要模拟次数足够多，就能得到一个相对精确的失效概率值；蒙特卡洛法除了能求解构件可靠度问题，还能很方便地求解体系可靠度问题；蒙特卡洛法还可用来拟合线型[4-5]。因此，被广泛应用于水工、港口结构及岩土工程中。
3.2 计算参数选择及模型建立
首先根据一般的工程情况，拟建立优化模型，对模型的尺寸进行优化设计。本文将模型边界按张鲁渝、郑颖人等人的建议，左边界至坡脚的距离等于1.5H（边坡高度），坡顶至右边界的距离等于2.5H，坡顶部到底部边界的距离等于2H的方式进行扩大。最终边界确定范围如图3所示：
图3 模型范围示意图
根据对现场土质采样进行室内土工实验，得到土体所需的计算参数如表3 所示：
表3 岩石参数表
在进行模拟时，整个模型分为表层碎石土层，中层弱风化岩层以及下层强风化岩层，边坡表层碎石土层采用elastic（弹性）模型，弱风化及强风化岩层采用摩尔库伦模型，在整个建模过程中，应用实体单元模拟整个边坡结构。模拟隧道开挖前后的变形状态时，采用elastic模型，并调整表层土参数。模型建立效果如图4、图5所示：
图4削坡前网格划分图 图5 削坡后网格划分图
3.3 结果分析
A. 可靠度分析结果
模拟次数N=10000次，得到开挖前后可靠度指标及失效概率如表4所示：
表4 可靠度分析表
B. 边坡稳定性分析
基于强度折减法，利用FLAC3D软件进行数值模拟，计算得出边坡在两种状态下的稳定性系数，详细见表5。
表5 边坡稳定系数计算成果表
由表中数据可以看出：
（1）开挖隧道后，仰坡在没有进行加固处治的状态下，安全系数计算结果仅为1.03，从理论上讲，该边坡处于极限平衡状态，同时也时时处于低危险状态。《公路路基设计规范》中规定，对抗滑坡体进行稳定性验算时，抗滑安全系数宜采用1.15～1.20；对高速公路、一级公路宜采用1.20～1.30。所以开挖后的边坡安全系数不足以满足工程要求，须对其进行加固处理。
（2）天然工况下边坡安全系数为1.23，符合高速公路安全系数的标准，此时边坡处于稳定状态，与可靠度分析结果基本相符；
4 结论与建议
本文结合某隧道洞口仰坡工程实例，基于蒙特卡洛法计算失效概率，同时利用数值模拟软件计算边坡稳定性系数，对隧道洞口仰坡稳定性进行综合评价。主要得到以下结论：
基于蒙特卡洛法及强度折减法，综合评价花石沟隧道洞口仰坡在开挖前处于稳定状态，开挖后处于低危险状态，必须进行加固处治。
利用蒙特卡洛法进行可靠度分析，得到天然工况下失效概率仅为3.824%，开挖后失效概率为6.939%，开挖后边坡处于低危险状态；基于强度折减法，计算得到开挖前后边坡的稳定性系数分别为1.23和1.03，开挖后边坡稳定性系数处于极限状态，存在一定的危险性。
[参考文献]
[1]吴强.蒙特卡洛法在岩质边坡稳定分析中的应用研究[J].广西水利水电，2002，（3）：5-7.
[2]何木.基于传递系数法的边坡稳定性可靠度分析及应用[D].成都理工大学，2010.
[3]印金国.Matlab可视化界面设计与控件使用[J].电脑编程技巧与维护，2007，（1）：30-35.
隧道工程概况范文第4篇
关键词：重叠隧道；施工方案；效果评价
一、工程概况
1.1 工程范围
深圳地铁5号线5307标太怡区间隧道包含5号线和7号线预留段，均为矿山法施工的暗挖区间隧道。其中5号线2#竖井往太安站方向与7号线预留段设置为上下重叠隧道，5号线在上，7号线在下。重叠段隧道左线长175m，右线长232m。平面位置关系见图1。5号线隧道由2#竖井进入，7号线隧道由3号竖井进入。
1.2 设计概况
重叠段隧道5号线部分设计为由双联拱隧道过渡到两条单洞单线隧道，7号线部分为两条单洞单线隧道，5、7号线隧道净距最小仅为90 cm。
1.3 地质概况
根据地质勘探资料及现场施工情况，重叠隧道段7#线主要位于强风化岩，其顶部为富水性强的全风化岩，底板局部位置位于中风化岩中。5#线主要位于粉质粘土及全风化岩中。围岩等级判定为Ⅴ~Ⅵ级。
由于7号线先进行开挖，相对5号线形成区域性降水作用，固开挖过程中揭示，7号线含水量丰富，5号线含水量较小。
1.4 工程环境
该段隧道上方地表建筑物主要有百仕达花园、百仕达东郡、东晓肉菜市场及南城百货商场。其中东晓肉菜市场为摩擦桩基，距隧道初支外轮廓距离不足10cm。南城百货为浅基三层建筑物，隧道从其一侧正下方穿越，为确保房屋安全，隧道施工前须进行桩基托换处理。
二、具体施工方案
2.1原设计施工方案
设计要求，先施工下方7号线隧道，7号线隧道衬砌完成后，再进行5#线开挖初支施工。
2.2 实际调整施工方案
为迎接2011年深圳大运会，改善城市轨道交通环境，业主要求深圳地铁5号线土建工程须于2010年2月全部完成。太怡区间线路长，断面形式繁多，工程环境复杂，施工难度高，工期压力大。在前期竖井选址及征地拆迁工作终就已较策划开工工期滞后近4个月，另外，受洞内及地表建筑物变形控制的影响，曾先后暂停隧道开挖来完成横通道及竖井二衬，致使工期压力倍增，成为整个地铁5号线土建工程的关键线路之一。
2.3实际调整后施工方案
2.3.1 注浆止水圈
实际方案中，7号线隧道开挖仍为重叠段隧道施工第一步骤。但在超前一定距离后，不等其衬砌完成即先展开5号线开挖，由此可提早双联拱施工时间。
方案调整后施工顺序见图2。
图2重叠隧道方案调整后施工流程图
为此，在7号线洞内采取全断面径向注浆，在隧道周边形成一道封闭的止水加固圈，用于取代二次衬砌的止水作用，并同时起到一定土体加固作用，避免因7号线渗漏降水或土体变形对5号线初支结构造成影响。
方案优化前后对比见图3。
图3 方案优化前后对比图
注浆止水圈设置为2m厚，以确保有效起到止水作用。施工中该优化方案先选择20米作为试验段进行实践，通过监测数据分析，试验段 5、7号线及地表沉降变形情况均处于安全可控范围之内，遂将本方案推广至剩余重叠隧道施工当中。
2.3.2注浆止水圈施作方法
注浆管直径φ42，t=3.5，垂直于初支面打设，按间距500mm*500mm呈梅花型布置，管长2m。
注浆浆液采取水泥-水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.4~0.6MPa。
因7号线隧道开挖采用台阶法进行，注浆管在初支过程中埋设，在初支封闭成环之后再进行注浆施工。
2.3.3 各掌子面步距的确定
试验段施作过程中，首先预确定在7号线掘进25米后，即先展开5号线双联拱中导洞开挖，同时过程中对5、7号线初支结构及对应地表加大监测力度。对监测结果进行分析：单独进行7号线开挖时，隧道初支结构无明显变形，地表沉降速率约0.2mm/d左右（受隧道开挖土体失水影响）；5号线中导洞开挖后，初支结构变形及地表沉降速率均未发生明显变化。
即初步认为将5号线掌子面滞后于7号线25米时，开挖过程中双线干扰影响可减少至忽略不计。据此原则，确定5#线及7#线的掌子面步距为5#线中上导洞掌子面（最前方掌子面）滞后于7#线左线（滞后于右线）下台阶25米。
5号线双联拱侧洞按设计要求暂不开挖，待中导洞初支完成并施工完中隔墙后，再组织进行开挖施工。7号线左右线隧道错开12米，上下台阶错开3～5米。
三、效果评价
3.1 沉降控制情况
注浆止水圈的作用及各掌子面步距的确定均建立在对试验段监测成果分析的基础上，鉴于隧道范围地质情况复杂多变，不确定因素较多，因此过程中仍紧密跟踪隧道及地表变形情况。该段重叠隧道按上述方案全部施工完成后，最终监测情况见下表。
由上表得知，洞内及地表沉降均处于可控范围内。优化后施工方案较有效的保证了重叠隧道施工的安全、顺利推进。
3.2 工期节约情况
按原设计方案要求，先施作完7号线二衬后，才能再展开5号线施工。7号线隧道重叠部分左线长175米，右线长232米，受客观环境限制，只能单工作面进行，并且只有在隧道开挖全部结束后才能有效展开衬砌施工。
按7号线正常施工进度计算，隧道开挖1.5m/d，全部完成共需时间（按右线隧道）155天，假设此后立即开展衬砌施工，并且衬砌完成一段后马上进行5号线开挖，则从7号线开始施工算起，需约160天后才能展开5号线施工。
而优化方案当中，7号线开挖只需超前25米后，即能展开5号线施工，比原设计方案节约工期约140天，大大缓解了太怡区间总体工期压力。
3.3 重叠隧道在施工组织上的使用
工程后期，距离重叠段隧道不远处的5号线大断面隧道受2#竖井提升能力制约，开挖、捡底的土方外运及衬砌材料的吊入冲突干扰大，施工组织较难开展。
因此，制定了将5号线土方通过重叠隧道卸至7号线的方案，具体如下：
在重叠段隧道位置打设一处连通5、7号线的上下卸渣通道，将5号线隧道开挖土方及仰拱捡底土方运输至重叠段隧道位置，由卸渣通道卸至7号线，再通过7号线运输至3#竖井吊出。而3#竖井当时自身的施工任务基本结束， 完全能满足5号线土方的吊出，由此有效缓解了2#竖井提升压力，确保了大断面隧道施工的正常组织开展。
四、结语
隧道工程概况范文第5篇
【摘要】贵州为岩溶高发育地区，公路洞挖施工因受岩溶洞穴、断层破碎带、裂隙以及地下岩溶水等多方面的影响，存在很大安全隐患。已建的贵金线3号隧道隧道位于贵阳市城区北部黔灵公园西侧厂黄坝乡境内，隧道段单幅横断面15.382×7.90米，隧道轴线间距24.02～30.225m，全线长970m为双向六车道。隧洞开挖采用新奥法施工，洞挖中采用可行性的施工技术及应急措施、安全保证措施，解决洞挖施工安全难题，可对相似岩溶地层洞挖施工提供借鉴作用。
【关键词】公路隧洞；洞挖；施工技术
1. 概 况
1.1工程概况。
（1）贵金线3号隧道隧道为大跨径小净距隧道，进口段线路位于曲线上，曲线半径为100米，按单向3车道，双向6车道设计，单幅横断面15.382×7.90米。场地位于贵阳溶蚀盆地的西部外缘，黔灵湖西侧，属中低山沟谷及溶丘地貌。区内地形主要呈南北向延伸，区域地貌明显的受到地层近南北走向及岩性控制。
（2）贵金线3号隧道东接贵金线黔灵2号大桥，西接金阳新区兴筑东路。3号隧道工程中桩里程桩号为YK3+823～YK4+809（左线），YK3+825～YK4+848（右线）。3#隧道基本以最短距离垂直穿越南北向延伸的山脊。在进口端，隧道按2890方向呈弧线进入山体，进口位置与山体坡面方向接近正交，隧道进入山体后按弧线曲率半径100m向左逐渐转为2700方向，并直线穿出山体。值得注意的是在YK3+930～YK3+980里程桩范围，隧道左线外侧受冲沟影响，洞顶完整顶板厚度为11～15m，不足一倍洞跨。
1.2地质构造。
贵金线3号隧道地质构造上位于长轴北北东向的黔灵湖向斜的西翼，该向斜轴部位于黔灵湖西侧靠谷底部位，轴部地层为侏罗系（J）红色砂泥岩层，该向斜翼部地层倾角呈现从靠近向斜核部向翼部逐步趋缓的变化特征，且在岩质相对较软的砂岩和钙质泥岩部位倾角变化相对较大。从隧道经过的地段至地面路基地段呈现为一套连续的单斜岩层，地表未发现断层通过，岩层产状从进口段1200～1100∠750～700渐变为1010∠400，在隧道进口段二桥、三桥组T3s+e石英砂岩、钙质泥岩中，岩层产状即由1200～1100∠750～700渐变为1100 ∠500～450，考虑一切小断层，地表不易发现，开挖过程中，可能遇到小断层与褶曲，地质构造略图；隧道出口段至路基段岩层产状稳定在1010∠400，隧道进出口走向与岩层走向接近正交。主要工程不良地质现象有：
（1）浅埋段：隧道进口段里程桩号YK3+930～YK3+980，出口段里程桩号YK4+620～YK4+803，洞顶完整岩体厚度3～16m，洞身里程桩号YK3+930～YK3+980范围受山体冲沟的切割，洞顶较完整岩体厚度为11～15m，且存在洞顶应力不均衡，均不足一倍洞跨，属于不良地质洞段，对隧道成洞不利。
（2）软质岩：三叠系上统二桥组、三桥组（T3s+e）及改茶组（T2gc）中所含钙质泥岩，虽完整性系数较高，但强度较低，遇水和暴露在空气中时易崩解，且大量发育在隧道转弯位置，因此洞室开挖时需及时封闭和衬砌，尽量减少岩体与空气及水的接触时间。
