隧道工程的主要施工方法篇1
关键词：地铁隧道；施工方法；地铁工程
出于解决城市交通拥堵问题，地铁工程成为了城市建设的必要选择，目前地铁工程已经成为了多数城市交通建设的重要组成部分。从我国兴建第一条地铁线路开始，我国城市地铁工程施工已经经历了二十多个年头，积累了一定的地铁隧道施工经验，保证了地铁隧道施工质量能够满足使用要求。经过了解发现，目前地铁隧道的常用施工方法主要包括：明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等等。以下我们将重点分析目前地铁隧道的常用施工方法：
一、地铁隧道施工的明挖法
在地铁隧道施工中，明挖法主要是从地面由上向下深挖，从地面上一直挖到地下的标高为止，然后从基层标高的位置由下至上进行砌筑施工，完成地铁隧道的主体施工，保证地铁隧道的结构强度满足实际使用需求。从目前地铁施工过程来看，明挖法是比较成熟的隧道施工方法，是地铁隧道施工方法中的首先，只要地面条件允许，我们应尽量选择明挖法。但是通过对目前城市地铁施工了解后发现，由于地铁路线普遍与公路重合，地铁线路以上存在大量的建筑物，因而明挖法的应用范围相对过去有所变小。所以，在目前的城市地铁隧道施工中，我们应在适合的地段，正确采用明挖法开展地铁隧道施工，同时还应积极探索新的施工方法，弥补明挖法的不足，充分满足城市地铁隧道施工的需要。
二、地铁隧道施工的盖挖法
盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工.主体结构可以顺作，也可以逆作。这种方法是在明挖法的基础上探索出来的，对缓解地铁隧道施工地上交通状况有着重要意义。由于目前城市道路交通繁忙，我们要在地铁工程建设中尽量减少对地上交通的影响。因此我们在城市繁忙地带修建地铁车站时，要减少对道路的占用，保证地铁车站设在主干道上，而交通不能中断，同时又能确保一定交通流量要求，在这种情况下，我们可以选用盖挖法。从目前城市地铁隧道施工情况来看，如何减少对地上交通的影响成为了现实的需求，由此盖挖法成为了重要选择，为城市地铁隧道施工提供了重要技术支撑，保证了城市地铁隧道施工的有效进行。
三、地铁隧道施工的暗挖法299
1、暗挖法是在特定条件下，不挖开地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工力一法。暗挖法主要包括：钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。其中尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛。由于地铁隧道施工多是处于地下施工，在地下施工的时间较长，因此我们利用暗挖法的机会较多，我们必须对暗挖法的种类和功能有清楚的了解，实现对暗挖法的有效利用，从根本上发挥暗挖法的优势，提升整个地铁隧道施工的质量，保证地铁隧道施工能够满足质量要求。
2、地铁隧道施工的盾构法
盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构（shield）是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶；钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。
在盾构法中，主要用到了辅助设备，形成了盾构支撑面，利用盾构设备所形成的支撑空间，快速浇筑隧道衬砌环，采取逐渐推进式的方式，逐渐推进隧道进深，保证隧道能够施工一段稳定一段，施工一段交付一段，提高地铁隧道施工效率，保证地铁隧道施工质量达到要求。目前盾构法已经成为了地铁隧道施工的主要方法之一，在地铁隧道施工中正发挥着越来越重要的作用。由于盾构法中需要盾构设备，所以我们在盾构设备的选用上应注意强度和承载力的要求，要以实际需要为主，避免发生坍塌事故。
3、地铁隧道施工的沉管法
沉管法是将隧道管段分段预制，分段两端设临时止水头部，然后浮运至隧道轴线处，沉放在预先挖好的地槽内，完成管段间的水下连接，移去临时止水头部，回填基槽保护沉管，铺设隧道内部设施，从而形成一个完整的水下通道。其中地铁隧道施工沉管法的典型案例如下：
广州珠江隧道是我国第一条公路与地铁合用的越江隧道，公路隧道全长1238.5m。河中段隧道埋置在河床下.不影响水面通航，河中沉管段全长457m。该沉管为多孔矩形钢筋混凝土结构，其中包括两个双车道机动车孔、一个地铁孔、一个电缆管廊。沉管断面为典型矩形断面，外形尺寸为33mx7956m（宽x高），底板厚1.2m、顶板厚1.0m，两外侧墙分别为0.7m和0.55m、最长管节的混凝土量达12000砰。管段的基底坐落在河床的风化花岗岩层上。开槽时采用了炸礁施工。基础处理采用灌砂法。
四、地铁隧道施工的混合法
通常我们可以根据地铁隧道的实际情况，在地铁隧道的施工过程中采用以上2种或2种以上的方法同时使用，称其为混合法。在实际的地铁工程隧道施工中，单纯使用以上的某一种施工方法往往难以达到要求，通常都是多种隧道施工方法的组合。其中最常见的施工方法是明挖法、盖挖法和盾构法相结合，根据不同地段采取不同的施工方法，已经成为了地铁隧道施工的重要原则。所以，地铁隧道施工的混合法在实际施工过程中采用的最多。从目前地铁隧道施工的实际过程来看，混合法成为了必然选择，在地铁隧道施工过程中发挥了重要作用，促进了地铁隧道工程的有效进行。因此，我们要对地铁隧道施工的混合法有正确的认识。
五、结论
通过本文的分析可知，地铁工程已经成为了城市发展的重要组成部分，对解决城市拥堵起到了相当重要的作用。而在地铁隧道施工过程中，要想提高工程质量，就要对目前地铁隧道施工的常用方法有全面的了解，并在施工过程中积极采用以上施工方法，保证地铁隧道施工的有效进行，全面提高城市地铁隧道工程质量，为城市地铁隧道工程提供技术保证。通过以上施工方法的了解，这些施工方法在城市地铁隧道施工中已经得到了重要应用，并取得了积极应用，因此我们要大力推广。
参考文献：
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隧道工程的主要施工方法篇2
关键词:水利工程；隧洞；隧道；施工方法
1隧洞施工的方法
隧道施工过程通常包括:在地层中开挖出土石,形成符合设计轮廓的坑道；行必要的初次支护和砌筑最后的永久衬砌,以控制坑道围岩变形,保证隧道长期的安全使用。进行隧道施工时,必须充分考虑隧道工程的特点,才能在保证施工安全的条件下,快速、优质的完成隧道施工。隧道工程有如下特点:工程地质和水文地质条件对隧道施工的成败起着很重要甚至决定性作用；隧道施工过程比较慢,工期也比较长；地下施工环境较差,甚至施工过程中还会恶化；山岭隧道大多穿越崇山峻岭,施工过程中运输不便,供应困难；山岭隧道埋于地下,一旦建成难以修改。
施工方法的选择应以地质条件为主要依据,结合工期、建筑物长度、断面尺寸、结构类型以及施工技术力量等综合考虑。同时,要考虑在地质条件变化的情况下,变换施工方法的可能性。其指导思想可概括为:
1)不论何种施工方案都应确保施工的安全,并需制定相应的安全技术措施,以适应隧道施工环境差、不安全因素多的状况。
2)选择施工方法应根据设计文件、施工调查情况、地质、围岩类别、隧道长度、断面、衬砌、工期要求以及施工队伍的技术水平等因素综合考虑。
3)优先选用全断面或少分部的开挖方法,以减少施工工序,便于机械化作业,改善作业环境,利于施工安全。
4)对地质变化较大的隧道施工环境,选择施工方法时要考虑地质变化的适应性,尽量避免变更施工方法打乱工序,影响进度和安全。
5)尽量采用成熟的新技术、新工艺、新设备,积极开拓创新,提高综合施工水平。
2大跨度水利工程隧洞适用施工方法分析
随着隧道水工隧洞施工实践的积累,以及大跨度隧道施工技术研究的深入和施工设备的革新,尤其是natm理论的日趋完善在世界各国地下工程中的广泛应用,使大跨度隧道的施工方法较80年代以前有了很大程度的改善。传统的小块、多次分割断面的挖掘方法已基本被摒弃,取而代之的是采用快速、安全、有效及有利于围岩及掌子面稳定的多种施工方法,如:台阶法、CD法和CRD法、眼镜法等。同时辅助工法也有了较大的发展。这些施工技术的改进和发展对大跨交通隧道的建设产生了巨大的影响。
2.1隧道的基本施工方法
通过对隧道基本施工方法的研究以及工程实例的调研,结合目前的施工技术水平,可以认为处于软弱围岩的大跨度隧道的开挖方法主要有下列三类六种基本施工方法。
(1)上半断面台阶法(短台阶法、上半断面临时封闭台阶法)上半断面台阶法由于施工空间大,速度相对较快,适于大型机械开挖,故采用较多,在大部分围岩条件下都可采用。
(2)中壁法(CD法、CRD法)
在掌子面不稳定,不适合使用上半断面台阶法的情况下可使用中壁法。该法可较好的适用与浅埋、围岩特别差、地表沉陷要求严格的工程施工。
(3)双侧导坑开挖法(双侧导坑超前开挖法、眼镜法)在不适合使用上半断面台阶法,承载力不足的地段,可采用双侧壁导坑法。该法可较好的适用于浅埋、围岩特别差、地表沉陷要求严格的工程施工。在洞口段以及未固结围岩、断层破碎带等不稳定围岩中施工时,加之,大跨度隧道施工中拱脚处应力集中、拱顶弯矩大等特点,应尽量控制围岩松弛,防止失稳。对洞口段,由于其地质条件一般较差、围岩较破碎,地表水及地下水较丰富,施工困难、易塌方,因此,在施工前应充分调查,认真核实文件。且宜先修洞外工程,如边、仰坡土石方,路堑挡墙,天沟、边沟等排水工程,以在进洞前修建为宜。这样,可使边坡稳定,隧道开挖得以顺利进行,雨季还可以减少雨水冲刷造成洞口塌方。对不稳定围岩可采取的主要对策有:采
用辅助工法,缩短进尺和分割掌子面等。综上所述,在选择大跨度隧道的施工方法时,除了要考虑现有的施工技术水平和机械设备外,尤其要注重隧道的特定形状,通过洞室形状确定的开挖次序对抑制地层的松动、优化断面闭合时间都有很大的影响。
2.2隧洞或隧道的辅助施工方法
大跨度隧道的施工主要应解决两大问题即:掌子面的稳定与合理化施工(安全而快速的施工)。除基本施工方法外,辅助工法的选用是解决上述两个问题必不可少的手段。辅助工法作为基本施工方法的重要补充,在隧道洞口地段、软弱围岩地段的应用是必不可少的。从目前的施工实践情况来看,辅助工法大体分为两类,即超前支护和一般的辅助工法。其中,在大跨度隧道施工中,超前支护是研究的重点。按构造形式、超前支护长度分,超前支护可分为:
(1)超前加固:如插板、注浆锚杆、超前锚杆等,超前长度一般在5m以下。
(2)管棚:管棚是在恶劣条件下能安全开挖、防治地表下沉、防护地中及地上结构物的有效施工方法,其主要适用于软弱、硬质、砂砾地层或软岩、破碎地层带。管棚的布置,管间距及施工区间主要决定于地表及地质条件、施工精度等。另外,插入的钢管周围及内部,也可以压注水泥浆、砂浆,使钢管与围岩密贴并强化管棚的效果。
(3)预衬砌:如预切槽法等,超前长度一般小于5m。
(4)注浆法:如围岩化学注浆等,其超前长度可达几十米。实际应用时,要根据工程情况和地质条件决定注浆范围、注浆压力及浆液配合比。
3隧道施工方法的选择和新技术
选择施工方案时,要考虑的因素主要有:工程重要性；隧道所处工程地质和水文地质条件；施工技术条件和机械装备情况；施工中动力和原材料供应情况；工程投资与运营后的社会效益和经济效益；施工安全情况；有关污染、地面沉降等环境方面的要求和限制。同时,为了有效、全的进行大跨度隧道的施工,需要进行新技术的开发,这些技术包括:
1)光面爆破、使装药作业省力化。特别是因下半断面和仰拱的开挖部分占的比重增大,有必要开发适合此部位开挖的技术研究。
2)国外工程实践表明:长锚杆的作用是显著的,特别是在孔壁不能自稳的围岩中,长锚杆更为必要。因此,开发在不能自稳的围岩中打设长锚杆的技术也是重要的研究课题。
3)对于大断面隧道工程,喷混凝土的设计厚度和喷射量都变大了,因此,采用高效率的、大容量的机械和高强度混凝土施作,以控制厚度的增加。
隧道工程的主要施工方法篇3
1．1用暗挖法建出入口匝道的方法
1．1．1用管幕+冻结法建主隧道与匝道盾构隧道间分合流拓宽段(aw－1工法)1)施工方法。在盾构法隧道主线完成后，再以小直径的盾构施工匝道隧道至分合流点，然后施工主隧道和匝道隧道间的分合流段。日本某工程根据现有技术和施工条件，对分合流段车道拓宽段(以下简称“拓宽段”)进行了如下3种施工方法(见表1)的比较。其中，以弧形管幕+冻结防水方法为最优(aw－1方案)。2)匝道分合流段横断面设计。沿道路方向分合流段横断面设计尺寸在不断变化。框架横断面宽度第一段最大，加减速段(第二段)和逐渐变窄段(第三段)内部空间逐步减少，第三段已不再有匝道隧道，只需施工弧形管幕来保证框架内所需的空间即可。
1．1．2构筑椭圆形衬砌环满足盾构法隧道、匝道间分合流段的建设(aw－2工法)日本横滨环线道路北段为二管平行的盾构法隧道(Φ12．49)，其间共设置了4个分合流区段，地下拓宽段为建造耐久、防水的扩大段结构，在分合流段沿隧道纵向以管幕法建椭圆形断面的衬砌环。
1．1．3利用竖井构筑二主线隧道间管幕再暗挖出入口车道间拓宽段(aw－3工法)日本新宿线对明挖施工会严重影响地面交通或地下构筑物的不易处理区段，采用了利用竖井、通过管幕支撑上部土体，然后开挖2条隧道间的土体，最后完成出入口的非明挖施工方法。该工法施工过程中，结构受力体系会发生重大变化，可能出现管幕、地面沉降、隧道变形、隧道上浮等问题，应对不同工况下临时挡土墙、竖井、隧道管片、隧道内部支撑、管幕梁进行三维整体分析后进行设计，并辅以必要的施工监测来确保安全。
1．2通过工作井内明挖施工完成主线隧道与匝道隧道间的拓宽段
根据工程沿线环境条件、用地情况、交通特征与需求，再结合施工工艺、流程，对有条件设工作井的情况，则可较方便地在工作井内完成主线隧道与出入口匝道间分合流拓宽段的施工，并可为匝道的暗挖施工———矩形顶管或矩形盾构提供实施条件。根据需要与可能，主线隧道有双管单层和单管双层之分。双管隧道出入口匝道设置又有成对对称设置和前后错开单侧设置两种。
1．2．1日本新宿首次采用特殊的明挖技术，切割已成环钢管片建出入口匝道(mw－1工法)在日本东京中央环线新宿线地下工程中，为不减少地面道路的车道数，保证地面道路的正常交通，全线长11km中的70%均以盾构法施工。沿线表层为亚黏土层，盾构掘进范围主要有东京碎石层和n值超过50的Kazusa层。施工中，在两条平行隧道建成后，对出入口匝道上方土层采用明挖施工，再按需切割已成环的盾构隧道的钢管片，然后施工钢筋混凝土框架构筑匝道。为了缩短工期，在新宿线工程中，当盾构刚推过匝道处，即开始切割隧道，该工法施工出入口的示意图。因开挖深度和钢管片切割范围随主线、匝道线路纵断面变化而变化，故钢筋混凝土框架的位置、形状也在逐步变化。施工中主要关键技术有:1)有效解决挡土墙底与隧道衬砌间渗漏水问题。2)采用合理的临时支撑，防止在开挖和框架底部施工过程中的土体坍塌，将隧道变形限制在允许范围内。3)隧道开挖段采用适当的复合结构，控制结构变形、应变。匝道段钢管片在匝道施工中和施工后都会产生附加应力与变形，设计中应以施工阶段不同工况应力分析为基础，采用特殊的加强钢管片(含结构型式和材质的加强)与有效、合理的支撑。
1．2．2在明挖工作井内按需完成主线、匝道隧道间分合流拓宽段的设计1)主线双管单层隧道方案。现以一主线设计速度为60km/h的双向4车道小客车专用地下道路隧道设计为例，取单向主线车道宽度为3．25m×2+2．5m(应急车道)。匝道设计速度为40km/h，车道宽度为3．25m+2．0m(停车带)。车行道净高3．5m。
综合考虑道路建筑限界、隧道设备限界、安全疏散要求、施工误差等因素，主线圆隧道内径取11．0m，外径12．0m，根据道路规范规定，拓宽段由45m渐变段和120m加速车道段(减速车道段长仅70m，现均按加速车道计)构成，不同情况下工作井的规模大小如下:(1)匝道对称设置(mw－2、3、4工法)。①对称设置入口匝道与出口匝道情况下，明挖施工的工作井范围见图，按较紧凑的安排工作井长度165．00m、出入口端工作井宽度61．90m。②当设一对入口匝道时，工作井长度165．00m、宽度51．45m(两端扩大部分垂直线路方向错位约8．7m)。③设一对出口匝道时，工作井长度115．00m，工作井最大宽度为51．45m(二端扩大部分垂直线路方向错位约8．7m)。2)匝道单侧设置(mw－5、6、7)。①单侧设入口匝道情况时，单线工作井长165．00m，宽33．45m。②单侧设出口匝道时，工作井长度短，长约115．00m，宽33．45m。③主线中设双车道及集散车道(3．25m×2+3．25m)，集散车道服务于出入口匝道段渐变、分合流之需。这样盾构法隧道外径扩至13．40m，但工作井长度缩减至91．00m、最大宽度为65．20m。2)主线单管双层隧道方案。当采用单管双层隧道时，主线隧道直径必然要加大，相应工作井深度加深、平面尺寸缩小。下层车道的匝道长度会增加，相比上层匝道约需增长180m左右。
(1)当上、下层车道内均布置双向4车道+应急车道时，隧道外径为14．5m。不同情况(mw－8、9工法)下工作井的设计规模如下:①匝道对称设置，应急车道设在车行方向右侧的情况。对称分别设立上层出口匝道、下层入口匝道时，按较紧凑的安排，隧道工作井长165m、最大宽度49．4m。若需设上层入口匝道、下层出口匝道，虽布置有别，但工作井尺寸大小相。②单侧设置出入口匝道，上层和下层应急车道设在盾构断面同一侧的情况。当需设立上层出口匝道、下层入口匝道或需上层入口匝道、下层出口匝道时，工作井的外包尺寸长约165m、最宽约37．45m。
(2)主线全线上、下层均设双车道+集散车道(3．25m×2+3．25m)，集散车道主要服务于出入口匝道段渐变、部分分合流段之需，这样盾构法隧道外径扩大至15．5m(mw－10工法)，工作井长度87．00m、宽度38．45m，两端井位扩大段垂直线路方向错位约8．7m。
2拓宽段实施方案比选
根据上述介绍，对盾构隧道出入口匝道拓宽段设置的暗挖法、明挖法两大类中的不同方案进行了比较，其内容主要为:主线交通安全、出入通组织;环境影响、占地范围;施工技术难度、风险;工程投资等。
3结语
隧道工程的主要施工方法篇4
【关键词】隧道；设计理论；施工技术
改革开放以来，我国经济发展迅速，城市规模不断扩大，城市人口剧增，许多城市不同程度地出现了建筑用地紧张，生存空间拥挤，交通堵塞等问题。这些问题给人类居住条件带来很大影响，阻碍了现代城市的可持续发展。为了缓解以上问题，我国及世界上其他各国都开始向地下空间发展，隧道工程便是对地下空间利用的一种体现。与西方发达国家相比，我国隧道建设起步较晚，存在施工经验不够丰富、设计理念不够先进等问题。不过，改革开放以后，我国隧道工程发展迅速，各种隧道工程的建设为我国隧道理论的发展、完善提供了宝贵的经验。
一、隧道工程理论
隧道设计理论主要有两种，一种是二十世纪20年代提出的传统的“松弛荷载理论”，其核心内容是：稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载；不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支撑。这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。
另一种理论是二十世纪50年代提出的现代支护理论，即“围岩承载理论”（简称“岩承理论”），其核心内容是：围岩稳定显然是其自身有承载自稳能力；不稳定围岩丧失稳定确实有一个过程的，如果在这个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然能进入稳定状态。这是一种比较现代的理论，它已经脱离了地面工程考虑问题的思路，而更接近于地下工程实际，半个世纪以来已被工程界广泛接受和推广应用，并且表现出了广阔的发展前景。
二、隧道超前地质预报
隧道建设是一项十分复杂的工作，为了防止发生重大工程事故，确保施工过程中的稳定和安全，必须认真做好超前地质预报工作，尽可能详细地调查隧道位置的区域工程地质、水文地质情况，施工过程中应做到勤监测，密切注意围岩状况，及时发现异常情况，以保证后续工作的顺利开展。
隧道超前地质预报不仅可以进一步查清隧道开挖工作面前方的工程地质和水文地质条件，指导工程施工的顺利进行，而且还可以降低地质灾害发生的几率和危害程度，并为优化工程设计提供地质依据。由此可见，隧道超前地质预报对于安全科学施工、提高施工效率、缩短施工周期、避免事故损失、节约投资等具有重大的社会效益和经济效益。因此，对隧道超前地质预报工作应给予足够的重视。
三、隧道施工方法以及选择原则
目前，常用的隧道施工方法有矿山法（又称钻爆法）、新奥法（我国称为“锚喷构筑法”）、明挖法、盖挖法、盾构法、掘进机法、沉埋法（又称沉管法）。
矿山法指的是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法。矿山法是一种传统的施工方法。它的基本原理是，隧道开挖后受爆破影响，造成岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落。矿山法施工的基本原则是“少扰动、早支撑、慎撤换、快衬砌”。
“新奥法”是奥地利隧道学家腊布希维兹教授在总结锚喷支护技术的基础上首先提出的，简称为natm（newaustriantunnellingmethod）。它是采用锚杆和喷射混凝土作为初期支护，达成围岩的基本稳定，带隧道开挖完成后，在逐步地作内层衬砌作为安全储备，以保持隧道长期稳定的施工方法。至今，可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开natm.新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。
明挖法指的是先将隧道部位的岩（土）体全部挖除，然后修建洞身、洞门，再进行回填的施工方法。具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大。
盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺作，也可以逆作。在城市繁忙地带修建地铁车站时，往往占用道路，影响交通当地铁车站设在主干道上，而交通不能中断，且需要确保一定交通流量要求时，可选用盖挖法。
盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。盾构法开挖隧道通常适用于软土而不适用于岩石中。
掘进机法是挖掘隧道、巷道及其它地下空间的一种方法。简称tBm法，是用特制的大型切削设备，将岩石剪切挤压破碎，然后，通过配套的运输设备将碎石运出。分为：全断面掘进机的开挖施工，独臂钻的开挖施工，天井钻的开挖施工，带盾构的tBm掘进法。
沉埋法指的是将箱形或管形水泥混凝土预制构件，分段沉埋至河底或海底而构成隧道的施工方法。
目前常用的隧道施工方法主要有上述几种，不同的施工方法有各自的适用范围，在具体工程中选择何种方法应遵循以下原则：在选择隧道施工方法时，应综合考虑围岩工程地质、水文地质条件、隧道工程结构条件和工程施工条件，使所选方法与围岩自稳能力、工程地质条件以及隧道断面大小、形状相适应，并应满足施工技术水平、施工安全、作业空间、施工速度、施工成本控制、工程质量、环境保护、施工组织和管理方面的要求。
四、隧道支护
隧道支护结构的基本作用是保持隧道断面的使用净空，防止岩体质量的进一步恶化，同围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系，承受可能出现的各种荷载。此外，支护结构必须能够提供一个能满足使用要求的工作环境，保持隧道内部的干燥和清洁。
隧道的支护主要有初期支护和后期支护。初期支护的主要作用是承受“早期围岩压力”，帮助围岩达到“基本稳定”，以便安全、顺利地挖除坑道内岩体，保证隧道在施工期间的稳定和安全。初期支护的常用方法有锚喷支护和超前支护。后期支护的作用主要是承受后期围岩压力，并提供“安全储备”，以及满足构造、美观、降阻和耐久等方面的要求，保证隧道在服务期的长期稳定和安全。
五、隧道工程施工质量检测
隧道工程试验检测工作是隧道工程施工技术管理中的一个重要组成部分，同时也是隧道工程施工质量控制和竣工验收评定工作中不可缺少的一个主要环节。工程实践经验证明，不重视施工控制和施工现场质量的控制管理工作，而仅靠经验评估是造成工程出现早期破坏的重要原因。因此，要想切实提高隧道工程施工质量，缩短施工工期，降低工程投资，在建立健全工程质量监测制度的同时，必须配备一定数量的试验检测设备和相应的专职检测技术人员。
六、我国隧道发展方向
改革开放以来，我国隧道建设事业蓬勃发展，目前我国隧道数量已经跃居世界第一位。但我国仅仅是一个隧道大国，而非隧道强国，与西方发达国家相比，我国隧道建设还存在着机械化施工程度不高，施工工艺不够先进，质量控制不够严格，工程事故频发等缺陷。隧道技术的发展表明，今后我国隧道技术的研究方向为：非爆破的机械化施工、合理规划与环境保护、设计可靠合理、使用安全等方面。
参考文献：
[1]隧道安全施工技术手册傅鹤林等编著北京：人民交通出版社2010.6
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作者简介：
张毅鹏（1991—），男，郑州大学土木工程学院2010级土木工程专业四班。
隧道工程的主要施工方法篇5
关键词：千枚岩；大变形；分析；施工对策
abstract:thesametunnelislocatedinthousandpieceswillowrocklocation,constructionbecauseofsurroundingrockdeformationisearly,leadingtotheprimarysupporttheproblemsuchascraze,seriousimpactontheconstructionsafetyandconstructionschedule.throughtheanalysisofthereasonofsurroundingrockdeformation,inconstructionprocess,accordingtodifferentrockmasstakedifferent,effectiveconstructionmethod,tocontrolthedeformationofthesurroundingrockhasagoodeffect.
Keywords:thousandpiecesrock;Largedeformation;analysis;Constructionstrategies
中图分类号：U45文献标识码：a文章编号：
引言
近年来，国家对基础建设的投入越来越大，铁路、公路、城市地下工程、资源开采等工程项目随处可见，工程很多都是在软弱围岩中进行的。如作者参与修建的西汉高速公路大（河坝）两（河）连接线工程中的柳树垭隧道。在软岩工程越来越频繁的情况下，对软岩工程中的围岩变形问题进行总结研究具有重要的工程实用价值和现实意义。文中作者通过施工过程的实际方法，总结了千枚岩隧道变形的基本特征，分析了变形原因及采取的施工对策。
1、千枚岩隧道变形的主要原因
千枚岩隧道的变形有很多形式，其中以仰拱起鼓、隧道两侧挤压、初期支护开裂、拱顶下沉等类型发生较多。引起变形发生的主要原因如下：
（1）围岩自身因素。
围岩本身自承重能力差、自稳时间短、来压快、容易变形，且变形量大、快、时间长。千枚岩隧道的自稳时间仅为几十分钟到几个小时，变形速度从5mm／d～100mm／d不等，变形持续时间一般为25d～60d，隧道变形快，开挖后要立即支护或超前支护，方能保证隧道围岩不致冒落。
（2）应力影响。
受隧道埋深、构造应力及集中应力作用的影响，千枚岩隧道的围岩应力水平很高，岩体内残余应力较大，这就使得隧千枚岩道四面受压，不仅有顶压、侧压，还有底压，容易发生底鼓等变形，所以选择好的洞型来缓解围岩应力是很重要的。
（3）千枚岩遇水膨胀。
由于多是千枚岩由各种粘土矿物构成，它们吸水性强，且发生显著的体积膨胀，致使隧道变形破坏。在隧道中有很多的裂隙渗水和隧道底板积水，所以很容易因软岩遇水膨胀导致隧道不均衡受力，从而造成隧道开裂、变形。
（4）支护不力或失效。
支护不力有技术和操作两方面原因，支护不力造成隧道变形破坏在隧道支护初期表现在外观上，而后期影响是潜在的，当受到其他因素影响时，表现很明显，因此在进行支护时要全面考虑，保证支护长期有效。
（5）滑坡体的活动
柳树垭隧道进口段围岩较差。隧道进口段围岩是较破碎强风化的千枚岩。遇水软化而丧失强度。无自稳能力，从而使隧道产生大变形。隧道进口处存在一大型古滑坡体。由于滑坡体的活动，隧道内出现大变形现象：初期支护开裂和拱顶下沉现象。值得注意的是，隧道整体可能向外和向侧面发生了滑动。滑坡体的活动是隧道进口左线产生大变形的一个重要的原因。
2、千枚岩岩隧道的支护
（1）千枚岩隧道支护原理
千枚岩隧道支护的着眼点应放在充分利用和发挥自承能力上，必须改变传统的单纯提高支护刚度的思想，支护结构及强度应与加固围岩、提高围岩自承能力相结合，与围岩变形及强度相匹配；采取卸压、加固与支护相结合的方法，统筹考虑、合理安排。对高地应力区，要卸得充分；对大变形区，要让得适度；对松散破碎区，要注意整体加固；对隧道围岩，整体要支护。进行围岩变形量测，准确地掌握围岩的活动状态，根据量测结果进行反馈，以确定二次支护结构的参数。
（2）千枚岩隧道支护原则
在千枚岩隧道支护中，应遵循以下基本支护原则：
a|、维护和保持围岩强度的原则。千枚岩在经水或风化影响后强度明显降低，开挖后应及时用喷射混凝土封闭岩面，防止围岩风化潮解。另外，光面爆破等技术措施对保持围岩的强度有利。
B、提高围岩残余强度的原则。通过提高支护参数改善围岩应力状态；超前锚杆支护加固围岩；注浆加固来提高围岩残余强度，这些方法有效的改善了围岩应力状态及分布，形成具有较高承载能力和可塑性的加固层。
3、千枚岩隧道仰拱起鼓的综合治理
对千枚岩隧道仰拱起鼓的防治，有加固和卸压两种方法。但对实际隧道施工来说，采用加固原理的方法更经济合理，适合隧道施工，常用的方法有以下几种：
（1）、增加底板围岩的变形阻力。主要措施有砌筑底拱，架设可缩性封闭形支架，这两种方法可以分别使用，也可组合使用，主要用于永久隧道的底板支护，适应能力比锚杆加固强。
（2）提高底板围岩的强度。主要措施有打底板锚杆，底板注浆加固等。用锚杆加固底板可形成底板组合梁结构，减少底鼓。注浆加固是在已破坏的底板处打若干钻孔并注入双液浆，凝固后将已破碎的岩层重新粘结为整体，则可部分或全部恢复岩层的原始强度，提高底板承载能力，减少底鼓。
（3）联合支护。既提高底板围岩的强度又增加围岩的变形阻力，这是目前最常见的方法。如全封闭喷锚联合支护，喷锚网全封闭料石砌碹联合支护等。为了更有效的控制隧道变形与底鼓，施工后应尽早加固强度较弱的帮角部位，在拱脚处增设锁脚锚杆，这样可以减小角部的应力集中程度，提高围岩帮角的自承能力，减少隧道底鼓和顶板的下沉量。
4、施工对策
由于柳树垭隧道地质情况复杂。在施工过程中初期支护产生不同程度的变形。为有效的抑制围岩变化而造成支护变形，针对不同地质情况分别采用了双侧壁法、三台阶开挖法、双层工字钢法及相应的辅助施工措施。
（1）双侧壁导坑法双侧壁导坑法适用于隧道洞口浅埋偏压Ⅱ类围岩及洞身富水性较强的构造破碎带。支护参数本施工法应用新奥法原理，导坑初期支护由系统导管、钢筋网、喷射混凝土、工字钢钢拱架组成，辅以小导管超前支护。
（2）施工主要步骤及施工注意事项
施工主要步骤：①开挖侧壁导坑上半面；i侧壁导坑上半面初期支护；②开挖侧壁导坑下半断面；Ⅱ侧壁下半断面初期支护及仰拱填充施工；③主洞拱部弧形开挖；Ⅲ主洞拱部初期支护；④主洞核心土及阶开挖；⑤主洞中部下台阶开挖；⑥主洞中部仰拱及填充施工。⑦拆除侧壁导坑初期支护⑧拱部二次衬砌。
施工注意事项：导坑采2台阶施工，循环进尺长度不大于1米。洞身左右侧壁错开距离不小于3米；主洞分三台阶开挖，上台阶长度不小于3米，阶长度不小于6米，下台阶二次衬砌紧眼。
结语
随着浅地表隧道工程越来越多，施工中也会越来越多的接触到软岩地层，因此，研究软岩地质条件下的施工问题具有很重要的现实意义。当前，在软岩隧道施工中，还有很多问题有待解决，比如如何更好地解决隧道的底鼓问题，减少施工成本；如何进一步推进支护技术的改革，选择合理支护方式；如何更好的解决软岩隧道的治水问题，减少隧道的膨胀等等。所以，对广大工程技术人员来说，从基本原理原则出发去探索更多的新技术新方法将是大家面临的全新课题。
参考文献：
[1]许兆义，王连俊，杨成永．工程地质基础[m]．北京：中国铁道出版社。2003．
隧道工程的主要施工方法篇6
关键词:隧道过程施工风险管理风险控制
中图分类号:tU7文献标识码:a文章编号:1672-3791(2012)05(c)-0144-02
风险(Risk)是指损失发生的不确定性,它是不利事件或损失发生的概率及其后果的函数[1～2]。根据这一定义,风险可以通过量化来衡量,可将其表达为:
式中,为风险事件发生的可能性;为风险事件发生对工程项目的影响结果。
对于大型土木工程项目如隧道工程等,受到社会和自然环境的影响,其建设一般均需很长的建造期和较高的造价以及众多参与者。由工程项目开始到完成的过程中以及建成后的运营阶段,都存在很多的风险和不确定性。如果可以对风险适当地加以控制,则可以产生巨大的社会效益和经济效益。隧道工程全寿命期内的风险包括施工风险、合同风险及市场风险等多种。本文仅就隧道施工过程中的风险管理相关内容进行阐述,对在施工过程中可能发生的风险就识别、评估方法,以及减轻和控制的措施进行分析与探讨,为隧道施工风险管理提供参考[3]。
1隧道施工风险的特有特征
隧道施工属于地下作业,照明通风、岩爆塌方等问题都是地下施工有的问题。另外,由于地质勘探的局限性、隧道所处地质条件的复杂性和多变性,地质条件的优劣及是否准确勘察直接影响隧道施工安全、质量和进度。所以,隧道工程施工风险除具有一般风险的特征外,还具有许多自身所独有的特点,主要表现为隧道施工风险对工程地质和水文地质条件具有高度依赖性,以及由此产生的隧道施工风险的隐蔽性和风险发生的随机性。同时,隧道施工风险的后果非常严重,影响较大,且隧道工程施工的开展也会加大风险发生的可能性。另外,隧道施工风险还与其现场环境等有一定关系。
根据隧道风险的特点,结合已有研究和经验积累,隧道工程施工中常见的风险因素具体包括施工风险(如可能造成重大风险事故的塌方、岩爆、突水等),技术风险(如施工技术不合理、爆破控制不当等),自然风险(如不可抗拒的自然灾害等),管理风险(如管理人员不合格等)和设备风险(如设备安装事故等)[4～5]。
基于隧道施工风险诸多的独特性,在隧道施工过程风险管理中充分认识与了解这些特性,针对不同的特性采取相应的措施等予以应对和控制,以实现对隧道施工风险的有效管理。
2隧道施工风险管理的基本内容
隧道工程项目是一个投资大、工期长、涉及面广的复杂系统,在这些项目的建设过程中还会存在许多的不确定性和不可预见的因素,因而隧道工程建设中存在较大、较多风险因素。为使各风险因素对工程项目造成的不利影响降至最低,有必要在隧道工程施工中实施合理有效的风险管理。通过风险规划、风险分析和风险监控,科学合理地使用管理方法、技术手段对项目涉及的风险实施有效控制,主动系统地对项目风险进行全过程管理及监控,达到降低项目风险,妥善处理风险事故不利后果的目的[6]。
3隧道施工风险识别与评估
隧道施工风险管理的目的是通过有效的风险管理使隧道施工过程中可能产生的风险及后果降至最小。而风险识别作为整个风险管理的开始和基础,能否准确、全面识别风险因素显得尤为重要。风险评估则是在风险识别的基础上,通过系统分析和判别风险的各种因素,综合评价其影响水平。
简单来讲,风险识别的首要任务是找出风险因素,并定性判别风险的性质、发生的可能性以及对工程项目的影响水平。即通过某种或几种方法的结合,尽可能全面地对工程项目所面临的和潜在的风险,并加以分析、判断、归类的过程。目前隧道工程中常用的风险识别方法整体上分为定性的、定量的和综合的三种识别方法。定性的识别方法一般比较直观,对识别人的经验水平等要求较高,主要有专家调查法,幕景分析法,头脑风暴等;对于较为复杂的隧道工程一般需要比较系统的风险识别,定量的识别方法主要有敏感性分析,蒙特卡罗模拟,故障树分析法等;而综合的风险因素识别方法综合了定性的和定量的分析方法,主要有系统动力学,影响图分析法,Swot分析方法等。
在准确、全面识别风险事件后,要对其进行相应的风险评估。目前常用的风险评估方法有十多种。总的来说,风险评估方法可分为定性的和定量的风险评估两种。隧道施工风险评估是个非常复杂的系统,在隧道工程建设前期,由于地质等不确定性,获得的信息量较少,这时可通过定性的风险评估方法对影响隧道施工的关键因素如工期、费用等进行预测,为方案决策提供数据基础;而在结构详细设计及施工运营阶段后,地层信息、周围环境及设计目标等参数已较明确,在借鉴已有工程经验的基础上,可选用定量的风险评估方法进行全面准确的评估。然而,不同的风险评估方法由于数理机理不同,在分析问题的深度、广度和精确度方面亦不相同。目前主要采用的风险评估方法[7]有定性的和定量的分析方法。其中定性的方法有风险矩阵,风险指数,mS风险评价体系;定量的主要有multirisk、tCm模型、Dat模型、CeVp模型等方法。
风险评估具有超前性,准确、定量的预测潜在风险事件发生的可能性及可能带来的损失大小非常困难。但在同类事件的统计资料数据等不足的情况下,定性分析也非常重要。由于隧道施工环境复杂以及相关资料等的缺乏,目前主要依赖于专家调查法。因此实践中应根据工程的具体政策、目标、评价目的和评估的不同阶段而选用定性或定量或二者兼而有之的风险评估方法[8]。
隧道工程的主要施工方法篇7
关键词：小净距；公路隧道；施工方法
中图分类号：U455文献标识码：a
近几年来，在公路隧道施工形式中出现了一种相对较为特别的隧道布置方法及技术，并取得了较好的施工效果，这一种新型的隧道技术是小净距隧道。伴随着越来越多的小净距隧道得到修建，相关人员也加强了对这种隧道的研究，并不断总结经验与教训，使得小净距隧道技术取得了较大的进步。但是目前这种隧道施工方法还存在很多不足的地方，本文对小净距公路隧道施工中出现的问题展开探究，并提出相应的解决措施。
1小净距大跨度隧道施工方法简介
为了减少征地面积起到保护环境的作用，小径距隧道作为一种新型的隧道施工方法得到广泛应用。由我司承建的云南小龙高速公路马鞍山隧道是一种双向四洞八车道小净距隧道，开挖过程中拉开左右线掌子面的距离，及时对隧道中间岩柱进行加固支护，防止先行洞及后行洞之间产生影响。先行洞二次衬砌超前后行洞开挖，超前距离控制在20m以内，用控制爆破的施工方法，在开挖以后进行喷锚支护，及时进行监控量测。在受力特点方面小净距隧道比分离式隧道更为复杂，如果从施工方面小净距与分离式有很多相似的地方，同时对于质量更易控制，成本更小。
2小净距隧道的相关问题分析
（1）规范规定：如上文所说，小净距隧道是相对于分离式隧道来说，也就是不大于分离式隧道的最小净距要求的一种公路隧道。小净距隧道有别于连拱、分离式隧道。净间距在20m～2m的隧道都可称为小净距隧道，但是不一样的净间距的隧道类型对于中间岩柱的相关加固操作以及在双洞施工的过程中产生的影响较大。所以，应尽可能地将小净距隧道的研究工作进行细化，应对小净距隧道的相关施工方法理论知识以及关键施工与设计技术进行全面而详细的分析，进而满足施工的实际目标。
（2）主要依照分离式隧道的相关判断标准以判断小净距隧道内的围岩稳定性的有关指标，结合具体的工程，利用现场监测综合分析小净距隧道能否真正适应工程的实际情况，对于小净距隧道的特点以及相关优势，相关的人员要进行详细的分析。
3施工技术分析
3.1开挖过程
开挖的过程中，主要有开挖的先后次序、方法措施及断面开挖滞后距离等有关问题。在结合工程的具体情况进行隧道的开挖技术进行选取时，应对工程的安全性进行考虑，再分析施工的能力大小、隧道围岩的问题、工序的转换方面以及施工及其设备等因素。目前在我国公路隧道公路中，应用最多的小净距隧道施工方法主要包括以下几种：
侧壁导坑法一般是应用于破碎以及节理发育的Ⅳ与Ⅴ级围岩，把开挖断面分割成几个部分，有效地减少开挖跨度，对导坑实行先行施工，加固中间岩柱，在小净距隧道施工的中，侧壁导坑法应用相对较为广泛；台阶法由于工序较易组织，同时施工过程中应用的机器设备简单、费用相对较低，具有相对广泛的应用，此方法应用于侧壁导坑法、Ⅲ与Ⅳ级围岩先行洞的开挖，预留光爆层法；CD法、CRD法的中心隔墙可以稳固地面支撑，防止地面沉降，此方法应用于Ⅴ与Ⅵ级软弱围岩，地面出现沉降的地区，Ⅴ级围岩后行洞的开挖；而对于全断面法来说，一般应用于围岩较为完整、具有较强自稳能力的Ⅰ与Ⅱ级围岩中，其优势是具有较快的施工速度。
3.2对中间岩柱进行加固
中间岩柱体受到双向爆破振动的影响较大，受力也比较复杂，并且岩柱体在相邻的隧道开挖时，对围岩和掌子面的稳定性都起着十分重要的作用。在进行施工时，如何保障中间岩柱保持稳定，是小净距隧道施工和设计的核心技术。加固中间岩柱的措施主要有：长锚杆、注浆预加固和对拉锚杆加固。综合分析岩柱厚度、围岩类别和爆破影响等各影响因素来选择具体的加固办法。注浆预加固是采用比较广泛的方法，不仅能够单独的应用在较大的间距隧道，加固中间岩柱，还能够和对拉锚杆、长锚杆相结合，来加固近距离的小净距隧道中间岩柱。一般情况下，对拉锚杆适用在6m以下厚度的中间岩柱。
3.3监控量测
由于双洞间的相互效果作用，对于围岩来说，具有较为复杂的受力，在小净距隧道进行施工时，应重视现场监控量测的重要性，不但可以对检测先行洞结构的相关安全性问题进行检验，与此同时还可以对隧道的加固措施是否有效以及后行洞施工过程是否妥当等问题进行检验。所以，依据小净距隧道的相关特点，不仅要对规范规定的重点项目进行详细的监控检验，还应对监控测量中间岩柱的内部产生的位移、相关支护内力以及围岩松弛的范围大小和后行洞的爆破振动速度情况等问题进行检验。在隧道的施工时候必须确保隧道的安全性与稳定性，因而必须对监控量测方法与技术进行足够的重视。
结语
小净距公路隧道在施工过程中，具有较大的施工难度，在施工的过程中，必须保证隧道开挖的时候，围岩有足够的稳定性，使两隧道间因为净距较小所导致的爆破震动以及围岩变形等影响因素有效地得到控制。在应用于小净距隧道的过程中，应注意相关的问题，有效地应用关键技术，同时重视监控量测的作用，确保隧道的安全性与稳定性，使隧道修建起到经济、合理的目标。
参考文献
隧道工程的主要施工方法篇8
[关键词]隧道施工安全现状隧道事故
近十多年来，随着我国的高速公路的快速发展，公路隧道的建设也取得了迅猛发展，每年几乎都有数十座以上的隧道建成。至2008年，我国已建成5426座公路隧道，总长度3186km，长度超过5000m以上的已有20多座（不包括在建隧道）[1]。
全国每年都有许许多多的隧道在施工，而隧道施工由于地质的复杂性和多样性，其事故的发生率也较其它岩土工程高而且严重。如何使隧道在施工过程中保持安全无事故依旧是一个需要讨论且重视的话题。
一、隧道施工的安全现状
隧道的迅猛发展固然令人欣喜，然而，由于隧道施工场地的狭小，地质条件的复杂多变、不可预测的风险因素多，周围环境的影响巨大，技术及管理力量难以充分保证，以及对隧道施工过程的安全风险认识不够客观，安全管理不够科学，安全管理的投入不到位，所以，隧道施工建设中，事故频发，形势非常严峻令人堪忧，隧道施工事故教训深刻。
根据国家安全生产监督管理总局2001年1月至2007年5月统计上报的284起建设项目重、特大事故来看，公路建设工程重特大事故94起，占建设工程事故总数的34%，死亡人数约占31%，一次死亡10人以上的特大安全事故占50%，死亡人数占同类型死亡总数的51%，损失非常惨重。特别是近几年来，重大事故频发。初步统计，2004至2008年，我国共发生46起隧道施工事故。
我国隧道建设的规模大、发展快的客观事实以及所面对的严峻的安全形势决定了隧道安全管理的必要性及紧迫性。目前，国家也已重视隧道施工安全的重要性，2007年交通部提出要“建立桥隧工程设计和施工安全风险评估制度”，2007年铁道部也做了“关于加强铁路隧道工程安全工作的若干意见”。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》也明确提出要“坚持节约发展、安全发展，实现可持续发展”，首次把安全生产与节约资源、保护环境的基本国策相提并论，一起作为转变经济增长方式的重要内容。然而，以国内目前的现状看，还存在许多的施工单位，甚至包括安全技术人员，都很少把科学精确的安全分析方法引入实际施工过程中去，而是只以自己的工作经验去进行安全分析，继而难以制定出实际有效的安全措施。安全措施的不到位，也往往是事故发生的导火索。
运用科学的安全管理施工方法，对隧道施工过程中存在的安全隐患进行有效的辨识及评价，并对危险源进行针对性的安全控制，制定出有效的安全措施。以安全管理的方针，对隧道施工进行安全管理，这就要求必须先对隧道施工过程中所可能存在的危险源进行辨识，并对其进行科学的评价，从而消除危险，减少施工损失，最终实现施工安全零事故[2]。
二、隧道施工事故简介
1、隧道施工危险因素
隧道施工中引起事故的因素很多，其类别主要有：坍塌、物体打击、机械伤害、放炮、车辆伤害、起重伤害、冒顶片帮、瓦斯爆炸、火药爆炸、触电、火灾、灼烫淹溺、中毒和窒息以及其他伤害等。由于地质类型和性质不同，隧道施工技术条件千变万化，没有统一固定的施工模式，而且随着施工环境和施工机械等客观条件的变化，在隧道施工过程中还会不断出现新的情况，特别是在突泥、突水，软岩失稳的时候更容易导致事故的发生。只有清楚地认识了这些事故形式，了解事故的诱因，并在施工过程中认真、负责，做好检测，并且按章操作，才能预防事故的发生。在事故发生后要能清醒地作出正确的判断，并作出正确的决策。
2、隧道施工事故特点
对于从2004―2008年我国隧道施工所发生的事故中，可以列出关于2004-2008年我国隧道施工所发生的事故类型及事故发生次数表，见表1-1。
经统计，可以看出坍塌、物体打击、透水、冒顶片帮等事故类型占事故总数的主要部分，是事故预防的重点，其中坍塌是隧道施工过程中的第一要害。隧道工程具有地质复杂多变，作业空间狭小，不可预见性因素多，各种危险有害因素相交织等特点，因此，施工风险极高，工伤事故屡见不鲜[3]。
3、隧道施工事故发生规律
通过统计与分析可知，在隧道施工开挖、支护、衬砌、装岩运输等各环节中都容易引发各种事故。隧道施工事故的发生规律总结如下：
1)近年来由于隧道施工企业开始注重安全问题，事故次数和死亡人数均呈下降趋势。
2)坍塌、物体打击、透水、冒顶片帮等事故类型占事故总数的主要部分，这是事故预防的重点，其中坍塌是隧道施工过程中的第一要害。坍塌事故不但占隧道施工事故的比重大，而且其发生的事故等级大多为较大事故，死亡人数占的比重也大。
3)由于中西部地区地形主要以山区为主，在建隧道较多。隧道施工事故主要集中在中西部地区，东部地区则较少。
4)多数事故为较大事故，发生重大和特别重大事故较少，但多为恶性事故[3]。
4、隧道施工事故发生原因
发生安全事故的原因主要有以下几个方面：
1)突发性的地质灾害。
主要是在施工过程中，隧道施工工作面前方或开挖轮廓外侧的特大岩溶溶腔突然压溃腔壁，造成突水突泥地质灾害。这种灾害发生突然，造成作业人员伤亡最多、经济损失最大。
2)对围岩稳定性判断不准，设计支护措施偏弱。
大部分发生塌方的隧道，是由于在勘测设计阶段对影响围岩稳定性的工程地质情况认识不足，而在施工过程中又没有及时地进行变更设计，致使采用的支护措施偏弱，稍有不慎，就会发生大规模的塌方。
3)施工方法不当。
初期支护措施的力度不能满足围岩稳定的要求。有很多隧道在施工时，没有严格按照设计文件上的要求采取工程措施，有的隧道是擅自改变工法，有的是施工工序质量不合格，有的是偷工减料，有的是施工方法不当。
4)现场施工安全措施不健全，施工管理不到位。
对施工现场的爆破器材管理不善，用电线路、钢筋焊接等作业安全措施不到位，台车拼装和边坡土石方作业安全意识淡薄等。
目前，国家越来越重视安全管理在隧道施工过程中的重要性，安全监督管理机构的监督职能日益完善和齐备，安全管理的重视会使安全有效措施得以顺利实施，安全技术的进步也会使隧道施工安全得以保障。
参考文献：
[1]彭立敏，刘小兵.隧道工程[m].长沙:中南大学出版社,2009.
隧道工程的主要施工方法篇9
关键词：地下隧道工程；地质问题；超前预报；处理方法
中图分类号：e271文献标识码：a
一、隧道地下工程的概述
相对于市政工程与房屋工程，人们对于隧道及地下工程的了解并不多，因此，在其进行施工建设之前，相关企业和人员有必要对隧道及地下工程的概念和施工内容做到知晓和熟悉。所谓隧道及地下工程，主要是指从事研究及建造各种隧道及地下工程的一门应用科学和工程技术，其过程阶段包括规划、勘测、设计、施工及养护，隶属于土木工程下的一个分支，施工内容主要包括勘测和设计两个部分，前者主要负责隧道位置的选择，进而根据地形、地质环境来选择最合理、经济的路线走向，为后期的施工打好基础;而后者则是要按照设计图纸的要求来把纸上的构造框架落实实施，通过一些有效的方法使隧道及地下工程得以顺利进展。
二、工程地质隧道及地下工程的密切联系
由于隧道及地下工程一般是在岩体及土层中修建的通道和各种类型的地下建筑物，这就难免要涉及地质条件的影响及问题，如果把隧道及地下工程比作一棵大树，那么工程地质就是这棵大树的根基，只有根基深厚可靠，才能稳定保护整个大树健康成长，屹立不倒，所以工程地质的条件是否适宜对于隧道及地下工程的建设质量好坏起到了十分重要的作用，是其施工建设中不可忽略影响因素，因此，在隧道及地下工程项目施工之前，一定要对所处地质环境进行深一步的研究与分析，找出不利条件，采用不同的施工方法和技术来进行解决，做到因地制宜，结合实地情况，具体问题具体分析。例如:我国部分地区的一些特殊地质条件，对于软土地层，在施工建设中就应该变换有效的措施方案，采用符合地层要求的顶管、沉管和盾构;而对于长隧道需要采用水平钻井的方法来进行施工。
三、隧道施工超前地质预报研究现状分析
对于地下隧道工程中地质来说，首先要做好超前地质预报。超前地质预报是施工过程中不可或缺的重要组成部分之一，其具体是指在隧道施工中，合理运用各种技术、方法和手段，对隧道的施工掌子面前方围岩状况进行及时、准确、有效的预判，从而使施工人员做到心中有数，并提前采取有效的措施加以应对，避免各类地质灾害问题的发生，减少灾害损失，提高施工安全性。由于隧道工程所在地的地质条件复杂各异，故此对施工超前地质预报所需达到的工程效果也均不相同，由此催生出了各种不同的预报方法和技术手段。目前，较为常用的隧道施工超前地质预报方法有以下几大类:
(一)地质法
该方法是目前隧道施工超前地质预报中最为基本且常用的方法之一，其主要依据地表、隧洞、掌子面的地质调查结果进行超前预报。具体而言，就是依据地表外露的岩石体结构面产生形状及其发育破碎机理和岩石风化程度等基本特征，并借助地质图和构造相关性分析，推测岩石体结构面在隧道穿越深度的出露位置，进而推测出隧道掌子面前方可能出现的地质构造情况。按照隧洞内部与外部的地质调查以及施工掌子面的地质简图，再结合节理统计分析等，对掌子面前方岩体的特性、变形趋势、失稳的可能性、破碎带发育情况、围岩强度等进行推测，并以此为依据制定合理、可行的施工措施，从而确保隧道施工顺利进行。地质法具体涵盖以下内容:
(1)地表地质调查。具体是指通过对隧道所在地开展大范围细致的地质调查工作，复核地勘资料，掌握水文地质详情，为隧道施工超前地质预报提供指导性依据，其归属定性方法的范畴。
(2)地质素描。在隧道正式开挖之后，对施工掌子面的地质情况进行迅速调查，并据此做出详细的地质跟踪记录，绘制出掌子面的剖面图，进而获得前方不良地质体的特征信息。
(二)超前地质钻探、导坑法
该方法实质上是一种直接探测的方法，通过直接揭露隧道施工掌子面前方的地质情况，对掌子面前方地质条件进行准确的预报。这种方法常被用于地质条件相对比较简单的隧道工程当中，例如，岩层产生状况变化较小、地层受构造运动影响不大的隧道等等。与其它超前地质预报方法相比，该方法在准确度方面的优势较为明显。大体上可将之分为以下两种方法:
(1)超前水平钻孔法。在施工掌子面或一侧的耳室进行超前水平钻孔，通过钻进速度测试、岩芯强度实验等途径，分析掌子面前方的岩体性质、含水情况、岩层软硬程度及其完整性。
(2)超前导坑法。借助超前导坑揭示隧道的地质情况，进而指导隧道开挖与支护。
(三)物探法
该方法是基于岩土体之间不同的物理性质，并借助不同的探测仪器和方法，对隧道所在地的地球物理场变化进行探测，进而判断水文地质情况，其属于间接的测试方法。由于物探法对隧道掌子面的施工几乎不存在影响，而且对地质的破坏程度也比较轻。所以，这种方法在近年来获得了快速发展。目前，在隧道施工中较为常用的物探法有以下几种:
(1)tSp法。这是现阶段国内外隧道工程施工长距离地质超前预报最为先进的一种方法，它的基本原理是借助人工激发地震波，并接收反射波，按照波在不同介质当中传播各异的特性，通过对反射波信号的分析，预测掌子面前方可能存在的不良地质体，如软弱面、富水带、溶洞等等，进而获得这些不良地质体的可靠位置、形状、规模等等。这种方法最为显著的优点是探测距离远、抗干扰能力强、不占用施工掌子面的空间、分辨率较高等等。
(2)红外探水法。该技术常被用于隧道掌子面前方含水体的探测。其基本原理如下:由于地质体以及水体内部分子存在不停运动的特点，它们会在红外辐射波的作用下，产生出强度各不相同的辐射场，借助探测仪便可对掌子面前方一定范围内的围岩体红外场强度进行测量，由此可判断出掌子面前方是否存在含水体。
(3)声波反射法。该方法归属于弹性波探测的范畴，其主要是利用声波的传播特征，并结合隧道的地质勘测资料，判断岩土体工程的地质特性。这种方法的探测距离通常在70－90m左右，其优点是费用较低、预报准确、占用掌子面的施工时间较少，而且方法本身比较简单，可操作性较强。
四、隧道地下工程容易产生的地质危害
隧道及地下工程的施工建设中很容易受到工程地质问题的影响，使得本来就不容易的施工工作变得更加举步维艰。比如:塌方的影响，在地下隧道开挖后，由于使用爆破的方式，会使围岩在经受土质松动以及变形压迫的情况之后，变得更脆弱，极易形成塌方，同时其与隧道开挖面的结构面非常容易产生土块变形塌落的隐患，最后由局部慢慢扩散形成整体塌方的趋势。与此同时，滑坡的产生也是影响隧道及地下工程进度质量的重要原因，很多滑坡的形成都在山区发生，多数源于地质活动引发的，在隧道的建设过程中，滑坡的现象常常出现在进出口、偏压以及浅埋等地段，一旦发生，后果不堪设想，势必造成生命财产上的重大损失。
五、隧道地下工程对于工程地质问题的处理方法
(1)严格做好地质勘测工作。隧道及地下工程的建设工作中，地质勘测起到了十分重要的作用，正所谓:“知己知彼，百战不殆”，在施工开始之前，一定要对施工所处地点的地质条件有所了解，进行分析和研究，它是工程设计的重要资料，为以后的施工过程提供了宝贵的依据，否则，在还没摸清地质环境的情况下去进行施工工作，无疑会冒着很大风险，给整个工程都埋下了巨大的安全隐患，因此，开工之前的地质勘测调查工作是必不可少的。
(2)加强技术提高和责任监督。伴随着科技的不断进步，施工建设中越来越多的新方法新工艺涌现出来，很多以前的老旧的施工方法已经不再适用，为了满足实际的工作要求，在隧道与地下工程的建设当中，已采用了很多新式的是施工方法或方案，比如:利用逆作法施工，坑内降水坑外注水等方法，有效地提高了其稳定性;另外，可以借助计算机等工具进行数据的分析，工程技术参数的计算。与此同时，大力加强对隧道及地下工程的施工建设的监督力度，以现场为重点，全面细致地整个工程的施工过程进行严密监控，不放过任何一个安全疑点，进而及时发现并解决，保证工程的施工质量和经济利润。
(3)反复论证审核施工方案，减少地质问题发生。隧道及地下工程的施工方案是指导工人正确合理施工的重要根据，因此它的实施必须经过反复的推敲研究之后，确保没有问题之后，方可实行，否则无法做到在工程的复杂多变的建设过程中没有失误和安全危险。比如:降水设计方案的选取，就要预先通过论证、分析、找出其可行的地方与缺少的不足点，进而补充进去，使方案更全面、完整、实用，以此选择出最优的降水设计方案，让工程施工变得更有把握。由此可见，对于施工方案的对比分析与审核是施工前不可或缺的一项工作，只有提前对实际施工容易出现的情况做具体的分析总结，才能更好地避免地质危害对于隧道及地下工程项目的施工建设影响。
结语
总之，在隧道及地下工程的施工建设中一定要考虑地质危害给工程带来的巨大影响，这关乎到整个工程建设的质量、安全和经济问题，不容忽视，只有提高自身技术施工水平，不断在实际工程中总结经验和教训，才能在未来的项目建设中取得更好的成绩。同时，还要做好，在隧道工程施工中，超前地质预报具有至关重要的作用，预报结果的准确性与否直接关系到施工是否能够顺利进行。
参考文献
[1]王齐仁.隧道地质灾害超前探测方法研究[D].中南大学,2008.
[2]吴治生.岩溶隧道的环境地质问题[J].铁道工程学报,2006,01:70-73+99.
隧道工程的主要施工方法篇10
关键词：下穿施工；既有隧道
中图分类号：U455文献标识码：a文章编号：
aBStRaCt：withthelarge-scaleconstructionofcitytracktraffic,theengineeringcasesthatsubwaytunnelunderconstructionbythenewsubwaylinesorsimilarundergroundstructurearegrowingwitheachpassingday,howtoeffectivelyanalysetheinfluencedegreeofunderconstructiontometrotunnel,totaketargetedmeasurestocontroltheinfluenceofunderconstructioninasaferange,isthemaintechnicalbottleneckofthecurrentundercrossingexistingsubwaytunnelengineering.thisartcleanalysisestheinfluenceoftheburieddepthoftunnel,crossingundertheinfluencescopeandthereductiondegreeofinfluencefactorstoshieldtunnel,compositesupportingtunnelandtheexcavationandcast-in-placeboxtypestructure.
Keywords：subwayprotection；theexistingsubwaytunnel
前言
如果说二十世纪是地上工程蓬勃发展的世纪，那么二十一世纪必将是地下工程的世纪。随着我国国民经济的迅猛发展，城市的发展导致了城市规模不断扩大，城市化进程逐步加快，城市人口急剧增加，对城市交通运输的压力越来越大。地铁已经成为人们出行的一种主要交通方式，对城市的交通疏导发挥着无法取代的作用。
地铁施工除了考虑自身因素外，还需要考虑与既有线路的关系，包括下穿既有线路、上穿既有线路和平行既有线路等。在三种关系中，下穿既有线路无疑是影响最大的一类，一旦发生问题将会影响既有线路的运营通车，导致破坏性的后果。地铁自身极大的运输能力对于缓解城市交通压力起到了很关键的作用，一旦地铁发生情况并且影响了运营的要求，地铁的停运将会对其社会效益和经济效益产生极大的危害，因此就需要对下穿施工对既有线路的影响进行研究分析，为以后的铁设计和施工提供一定的借鉴意义。
地铁隧道常见的结构型式主要有盾构隧道、矿山法隧道和明挖法隧道三种，本文中通过建立力学计算模型，从既有隧道结构埋深的大小、下穿施工的影响范围和下穿施工的影响程度三个方面探讨了下穿施工过程中三种隧道的沉降变形情况。
1.力学计算模型建立思路
为了能够比较真实全面地反映下穿施工对既有隧道结构的影响，并充分考虑到地铁隧道结构自身的特点，本文采用了荷载-结构法的基本思想，将地铁隧道结构下部土体简化为地基弹簧，上部及两侧的土体简化为压力荷载，建立了荷载-结构-基床系数折减法力学模型，通过对隧道结构下部土体基床系数的折减来模拟下穿施工对其影响的大小，具体主要分为两个方面的折减：
（1）下穿工程多种多样，模型中通过变换既有隧道下部土体基床系数的折减系数来实现各种工况；
（2）下穿工程的施工方法、下穿净距以及地层条件也各不相同，模型中采用在影响范围内对基床系数的大小进行折减来体现其影响程度。
2.不同因素下下穿施工的影响
2.1既有隧道埋深的大小
力学计算模型中分别取既有隧道埋深为4m、8m、12m，下穿影响基床系数的折减范围取为9m，基床系数折减为20mpa/m，三种隧道结构断面的沉降变化曲线见图2-1～2-3。
图2-1下穿过程盾构隧道随埋深变化的沉降曲线
图2-2下穿过程矿山法隧道随埋深变化的沉降曲线
图2-3下穿过程明挖法隧道随埋深变化的沉降曲线
从图中可以看出，既有隧道在下穿过程中形成了以下穿中心为轴线的沉降槽，并在轴线位置处达到最大沉降值；随着既有隧道埋深的不断增加，沉降量不断增加。
同时可以看到，明挖法隧道的最大沉降量要明显小于盾构隧道和复合式支护隧道，主要体现在隧道的两端有了较小的隆起，主要是因为明挖隧道结构自身刚度大，整体性好，对于下穿施工的敏感程度相对较低。
2.2下穿施工的影响范围
力学计算模型中分别取下穿施工的影响范围（基床系数折减的范围）为1.5m、3.0m、6.0m、9.0m和12.0m，并假定既有隧道埋深为8.0m，折减后的基床系数取值为20mpa/m，三种隧道结构断面的沉降变化曲线见图2-4～2-6。
图2-4下穿过程盾构隧道随折减范围大小的沉降变化曲线
图2-5下穿过程矿山法隧道随折减范围大小的沉降变化曲线
图2-6下穿过程明挖法隧道随折减范围大小的沉降变化曲线
从图中可以看出，既有隧道在下穿过程中仍然形成了以下穿中心为轴线的沉降槽，并在轴线位置达到最大沉降值；随着既有盾构隧道下部基床系数折减范围的不断增加，沉降量不断增大。
明挖法隧道结构与盾构隧道、复合式支护隧道结构一个比较明显的区别，随着折减范围的不断增加，隧道沉降等幅度的增大，没有较大幅度增大，而且最大沉降量都明显小于其他两种隧道。
2.3下穿施工的影响程度
力学计算模型中分别取地基土基床系数折减为0mpa/m、20mpa/m、40mpa/m、60mpa/m（其中0mpa/m表示下穿过程对既有隧道下部土体的扰动最大，地基土与隧道结构完全脱开，而60mpa/m表示下穿施工对既有隧道下部土体完全没有任何影响，为极端的情况），并取隧道的埋深为8m以及下穿的土体基床系数折减范围为12m，三种隧道结构断面的沉降变化曲线见图2-7～2-9。
图2-7下穿过程盾构隧道随基床系数变化的沉降曲线
图2-8下穿过程矿山法隧道随基床系数变化的沉降曲线
图2-9下穿过程明挖法隧道随基床系数变化的沉降曲线
从图中可以看出，隧道同样在下穿过程形成了以下穿中心为轴线的沉降槽，并在轴线位置达到最大沉降值；随着既有盾构隧道下部基床系数折减值的减小而沉降量不断增大；当下部土体的基床系数从20mpa/m减小至0时，隧道结构的沉降量增加较快，出现了“跳跃”现象，其中以矿山法隧道最为剧烈。
由计算结果可知，地下结构的周边土层对于控制结构的变形起着至关重要的作用，周边土层的好坏或存在与否对于结构本身的影响是不可忽视的。
结论
（1）三种常见的隧道结构在下穿过程都形成了以下穿中心为轴线的沉降槽，并在轴线位置达到最大沉降值，在同等条件下盾构隧道均为三种型式最大者，复合式支护隧道次之，明挖隧道最小，这与结构自身的刚度大小有着明显的关系；
（2）当下部土体的基床系数从20mpa/m减小至0时，矿山法隧道的沉降变形出现了异于其他两种因素影响下的变化情况，可知周边的土体对于控制矿山法隧道的变形起着至关重要的作用；
（3）通过对三种影响因素的分析，了解了不同隧道结构的变化特点及规律，能够为今后的下穿工程提供一定的参考依据。
参考文献
[1]白海卫.新建隧道下穿施工对既有隧道纵向变形的影响和工程措施研究[D].北京交通大学硕士学位论文，2007
[2]郭强.某电力盾构隧道下穿地铁区间施工引起的轨道结构变形及动力特性研究[D].北京交通大学硕士学位论文，2010