隧道的修建方法精選(九篇)

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第1篇：隧道的修建方法范文

風(fēng)險(xiǎn)很高的輪渡

展開地圖，我們可以發(fā)現(xiàn)遼寧省的大連市和山東省的煙臺市直線距離是120公里。120公里的距離不算遠(yuǎn)，但這是隔海相距的120公里――遼寧半島和山東半島隔渤海而不相聯(lián)。

因?yàn)殚_車不能直達(dá)，所以從煙臺到大連的120公里直線距離，需要繞出1600公里才能到達(dá)。既然開車渡海有難度，那不妨坐輪船到達(dá)嘛。是的，大連和煙臺兩市之間是有海航線的，兩地的許多貨運(yùn)客運(yùn)都是靠著輪渡完成，甚至自東北地區(qū)而來的火車也可從鐵路上“搬下來”，由大連輪船渡到煙臺，然后再裝到煙臺的鐵路上繼續(xù)南行，這種技術(shù)叫“跨海鐵路輪渡”。

但自古以來，海上航行都是一件風(fēng)險(xiǎn)特別高的出行方式，幾年前，山東煙臺海域就曾發(fā)生一起特大海難事故，一客輪沉沒，造成118人死亡，172人失蹤。那海峽兩岸能不能找到更快、更安全的交通方式呢？當(dāng)然能，那就是在海底構(gòu)建海底隧道。

讓渡海更安全的海底隧道

其實(shí)，修建海底隧道的最初想法不是提升交通速度，而是為了降低海運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)。1945年，有個(gè)叫皤谷逸男的日本人向政府建議開鑿自本州和北海道之間的海底隧道?？墒钦划?dāng)回事，沒有聽從皤谷逸男的建議。9年后，一艘名為“洞爺丸”的渡輪在本州和北海道的航行過程中遇臺風(fēng)翻沉，造成1155人死亡。經(jīng)此沉船慘劇，皤谷逸男挖筑海底隧道提議才得到政府許可并動工興建。

在海底開挖隧道是一項(xiàng)綜合工程，體現(xiàn)著一個(gè)國家的技術(shù)水平和工程能力。目前，掌握海底隧道優(yōu)秀技術(shù)的國家非英國莫屬。英國興建的英吉利海峽鐵路隧道，采用的各項(xiàng)技術(shù)幾乎成為海底隧道修建的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)解決了海底隧道建設(shè)的許多技術(shù)細(xì)節(jié)和難題。比如火車在海底隧道內(nèi)高速行駛時(shí)會對空氣進(jìn)行擠壓，隧道內(nèi)空氣壓力會增加，從而給火車帶來很大的空氣阻力，這個(gè)難題是這樣解決的：隧道沿線每250米設(shè)一個(gè)2米直徑的卸壓管，從后勤服務(wù)洞的頂上跨過，把兩個(gè)鐵路主洞連接起來，這會讓空氣可以在兩個(gè)鐵路主洞之間快速交換流通，火車行駛時(shí)就可以把受擠壓的空氣從“此洞”排到“彼洞”，從而快速降低空氣壓力，大大減輕火車在行駛過程中所受的空氣阻力。

最長的海底隧道

隨著科技的進(jìn)步和人類工程能力的不斷提升，人們挖筑海底隧道的志向越來越宏偉，原來是在數(shù)公里以內(nèi)的海底下挖筑通行隧道，后來就能在二三十公里以內(nèi)的海底下挖筑海底隧道了。如今，我國已經(jīng)決定在遼寧省的大連市和山東省的煙臺市之間超過100公里的海底下挖筑海底隧道了。隨著科技的進(jìn)步，在太平洋下挖筑海底隧道也并非天方夜譚。

目前，世界上最長的海底隧道是“英吉利海峽海底火車隧道”，它連接英國和法國，于1987年底動工，1993年投入使用，全長49公里，其中海底段長38公里。還有一條長隧道是“日本青函海底隧道”，它橫越日本津輕海峽，全長54公里，海底部分23公里。1964年動工，1987年建成。很明顯，我國將要修建的“渤海灣海底隧道”，將以120公里的長度成為世界第一海底隧道了。

知識鏈接：開挖海底隧道的幾種方法

比較落后的鉆爆法

所謂“鉆”是指在施工操作面上打眼，所謂“爆”是指“在眼內(nèi)填充炸藥起爆”。這種方法最早用于礦石開采，后來用在海底隧道的挖掘。鉆爆開挖海底隧道，效率高，速度快，但是因?yàn)樾枰氨ā?，所以會引發(fā)塌方事故，危險(xiǎn)度高，是一種技術(shù)含量低的隧道挖掘方法，目前基本被淘汰。

不能在深海中運(yùn)用的沉管法

先在地面上用水泥預(yù)制成海底隧道的一節(jié)節(jié)箱體，然后把這些箱體一個(gè)接一個(gè)地沉放于海底疏浚好的基槽內(nèi)，對接好，這類似于在地面上修鐵路，只不過修鐵路對接的是鐵軌，而修海底隧道對接的是“水泥預(yù)制管道”。水泥管道對接完畢之后，再把管道內(nèi)的海水抽干，海底隧道就建成了。這種構(gòu)建海底隧道的方法是“陸上預(yù)制，水下安裝”，所以工程量要小許多，工程難度也會降低。但水泥預(yù)制管道承受海水壓力的能力有限，所以不能在較深的海水中鋪設(shè)。

最先進(jìn)的盾構(gòu)法

如今，最先進(jìn)的海底隧道開挖工具應(yīng)該是盾構(gòu)機(jī)了。這種機(jī)器是實(shí)現(xiàn)海底隧道全自動開挖的高科技工具，它的模樣像是一條“鉆木蟲”，頭部有切削裝置，可以輕易把石土“嚼碎”吞進(jìn)“肚里”，“肚里”有傳送裝置把石土送到尾部運(yùn)走。盾構(gòu)機(jī)在“吃土前進(jìn)”的過程中，還會把預(yù)制混凝土管片一片片拼接到“吃出”的隧道壁上，形成結(jié)實(shí)的支撐層，可謂是“吃出一段，支撐出一段”，速度快并且安全性高，現(xiàn)在越來越多的海底隧道都在使用這種盾構(gòu)機(jī)開挖了。

盾構(gòu)機(jī)的設(shè)計(jì)是仿生學(xué)的結(jié)果。一位工程師偶然發(fā)現(xiàn)船蛆在蛀食船木時(shí)，會一邊打洞，一邊從身體表面分泌出一種液體加固洞體，于是工程師受此啟發(fā)研發(fā)了最初的盾構(gòu)機(jī)?，F(xiàn)在，美國制造的盾構(gòu)機(jī)長達(dá)近百米，可謂是個(gè)超級大鉆，其集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導(dǎo)向糾偏等功能。用這種高科技的大家伙開挖海底隧道真是又快又準(zhǔn)。

海底隧道：讓溝通無極限

展開地圖，我們就會發(fā)現(xiàn)：凡是被海水隔斷的陸地之間都可以開挖海底隧道，因此海底隧道不僅可以成為國內(nèi)交通方式，還是聯(lián)系國與國之間的通道。就國內(nèi)而言，我國已經(jīng)修建了廈門翔安海底隧道、青島膠州灣海底隧道，即將修建“渤海灣海底隧道”。長遠(yuǎn)來看，還可以修建臺灣海峽海底隧道和瓊州海峽海底隧道，這樣就可以把臺灣島、海南島用隧道交通的方式和大陸緊密聯(lián)系在一起了。放眼國際，中國和韓國之間也可以修一道“跨國海底隧道”，美國和墨西哥之間也可以修建“墨西哥灣海底隧道”，俄羅斯和美國也可以修建“白令海峽海底隧道”，總之，溝通無極限，海底隧道是挖不完的。

未來人類將移居海底？

開挖海底隧道改變的不僅僅是陸陸之間的交通方式，對人類的生存和發(fā)展也有著極其深遠(yuǎn)的影響。

第2篇：隧道的修建方法范文

關(guān)鍵字：公路隧道；施工技術(shù)

Abstract: as to the mountains of soft soil of tunnel construction technology, mainly concentrated in the steps method and meshshotcreting firstly method two types, besides the method using the broader. Combining with the individual in the process of work in practice experience, this paper introduces some highway construction in the process of construction technology of the tunnel, and based on this, sums up the highway tunnel and tunnel waterproof and drainage technology and so on related technologies, hope to a view to play a valuable role.

Key word: highway tunnel; Construction technology

中圖分類號：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：

一.隧道開挖分析

本文主要探討的是洞口較大出洞口VI類巖圍的隧道修建。在具體的施工過程當(dāng)中，拱頂?shù)男藿ù嬖谥^大的技術(shù)難度，與此同時(shí)地形地貌的特點(diǎn)在隧道地表上經(jīng)常會出現(xiàn)不同程度的下沉和開裂的情況，如果沒有在隧道開挖部分打好基礎(chǔ)，很有可能會在拱腳部分出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，尤其是拱腳的接合處這種現(xiàn)象最為明顯。為了解決這一問題就必須要根據(jù)隧道具體的施工情況以及的地形地質(zhì)情況進(jìn)行深入的分析。除此之外隧道修建的位置還存在如下的地形地勢特點(diǎn)：土層松軟，土壤濕度較大，地基的承載能力不足等等。與此同時(shí)隧道埋入山洞的深度相對于其他類型的地質(zhì)層而言要更深一些，這樣無疑就增加了隧道的自拱度，傳統(tǒng)的公路隧道的施工，總是可以依據(jù)圍巖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)自動的形成拱度，而對于此處的隧道卻很難夠自動形成，因而就必須要采取各種各樣的施工修建策略來加固隧道，借助外力的支撐作用形成拱度，因?yàn)榇颂幍幕A(chǔ)承載力是實(shí)現(xiàn)主動支撐結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)和保障。在長期的工作實(shí)踐中可以總結(jié)出一個(gè)規(guī)律，那就是在隧道進(jìn)行開挖的過程當(dāng)中，做好前期的地質(zhì)探測工作是尤為重要的，只有這樣才能夠確保在具體的施工過程當(dāng)中減少技術(shù)難度，在有限的資源條件的情況下最大限度的節(jié)約人力物力和財(cái)力。

二.風(fēng)、水、電作業(yè)，通風(fēng)、防塵和施工排水

（一）施工供風(fēng)

對于公路隧道的施工和修建而言，提前做好施工供風(fēng)處理是十分重要的。由于修建隧道的地形地勢特點(diǎn)，很難借助自然風(fēng)的力量加速施工的進(jìn)度，因而通常情況下都需要在隧道的進(jìn)口和出口處安置供風(fēng)機(jī)械設(shè)備，在實(shí)際的工作過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)修建空氣壓縮機(jī)站是十分有效的施工技術(shù)方法。由于山嶺軟土地形區(qū)的地勢特點(diǎn)，可以在隧道的進(jìn)口處安置兩臺20m3/min的空氣壓縮機(jī)，在隧道的出口處安置一臺10m3/min的空氣壓縮機(jī)，通過這樣的方式能夠有效的保障隧道在施工的過程當(dāng)中的風(fēng)力是足夠的。

（二）施工用水

由于山嶺地區(qū)地勢地形較高，因而不能夠保障水源的足夠供給，而在隧道的修建過程當(dāng)中需要借助水力的方式來帶動施工設(shè)備。所以可以在隧道的進(jìn)口和出口的地方修建高山水池，通常情況下水池修建的高度是需要結(jié)合具體的地形特質(zhì)來確定的，對于洞口較大的公路隧道的修建而言，可以在距離隧道拱頂29m位置的山頂處修建水池，而水源則可以從隧道出口的山腳處遷移過來，比如說可以在山腳處挖一個(gè)水池，再通過動力設(shè)備將水壓到山頂?shù)母呱剿厣希诖嘶A(chǔ)上借助管道的方式將水引流到隧道當(dāng)中，以確保施工的設(shè)備用水和工作人員的生活用水是充足的。在實(shí)際的工作過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，高山集水池的水源復(fù)雜，很容易出現(xiàn)安全隱患，因而在引用過程當(dāng)中要進(jìn)行嚴(yán)格的水質(zhì)檢驗(yàn)，只有確保水源的PH值是合格的，一旦發(fā)現(xiàn)酸性或者是硫酸鹽，氯化物超標(biāo)的情況必須要進(jìn)行及時(shí)的處理。一方面這些物質(zhì)是不符合生活用水的標(biāo)準(zhǔn)的，另外一個(gè)方面它們會影響水泥的凝結(jié)硬化，很容易造成隧道的坍塌和安全隱患，同樣的這部分水源也不能用于攪拌栓的施工處理中。

（三）施工供電

電力設(shè)備是維系隧道施工的重要基礎(chǔ)和保障。在隧道修建的前期可以在進(jìn)口和出口處安置變壓器，通常情況下需要選取略高于居民電壓的功率，315KVA是比較合適的選擇，在變壓器的轉(zhuǎn)換下可以利用山下居民電網(wǎng)進(jìn)行供電，除此之外還需要在隧道的進(jìn)口和出口的地方各安置一臺220KW的發(fā)電機(jī)，以備不時(shí)之需。至于動力設(shè)備的采用，可以采用三相交變電流，額定電壓控制在380V之內(nèi)，而照明用電一律采用居民額定電壓220V，為了進(jìn)一步的保障隧道施工修建的安全性，所有線路都要認(rèn)真的檢測好是否做好了漏電保護(hù)策略，從根本上杜絕用電安全隱患的發(fā)生。需要注意的是，隧道施工所有的線路架設(shè)和用電器的安裝必須要符合《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。

（四）施工通風(fēng)、防塵

公路隧道洞口內(nèi)經(jīng)常需要進(jìn)行爆理以便更進(jìn)一步的完成掘進(jìn)施工，此時(shí)就需要做好通風(fēng)和防塵工作。通常情況下濕式鑿巖的施工技術(shù)能夠有效的減少灰塵的產(chǎn)生，當(dāng)巖洞經(jīng)過爆理之后可以在洞內(nèi)灑一些水以此能夠快速的降低粉塵的濃度。在實(shí)際的工作過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，施工通風(fēng)通常需要采取壓入式的施工方式效果最佳，用3臺抽流風(fēng)機(jī)送到洞口處能夠加速粉塵的吸入，而送風(fēng)口應(yīng)該盡量控制在開挖面之下，二者之間的距離控制在15cm之下最佳。

（五）施工排水

公路隧道在施工過程當(dāng)中做好施工排水準(zhǔn)備是十分重要的，它能夠在最短時(shí)間按內(nèi)排除由于挖掘壓力而造成的地下水的涌入以及施工廢水的沉積。通常情況下我們將出口到進(jìn)口坡度為1.54%的距離成為隧道上坡，以此為界限隧道出口的施工為順坡施工，因而在此階段的排水可以利用自然坡度的優(yōu)勢，在借助塑料管的方式下降這些積水排到洞口之外。同樣的進(jìn)口處的施工為隧道反坡施工，此階段的排水策略可以通過開挖地段，構(gòu)建集水坑的方式進(jìn)行，并在抽水機(jī)的幫助下利用壓力差將積水排到洞口之外。

三.隧道施工

（一）施工方法

結(jié)合前面所分析的關(guān)于此地段的公路隧道施工存在的問題，在對地形地貌等方面的分析之后，采用臺階法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法結(jié)合的施工技術(shù)是最合適的。具體來說就是在半斷面開挖的過程當(dāng)中，采用無軌運(yùn)輸?shù)姆绞綄⒃舆\(yùn)送到山下，當(dāng)進(jìn)入到小導(dǎo)坑開挖階段的時(shí)候，由于機(jī)械設(shè)備體積和客觀條件的限制，可以用人工開挖的方式來代替機(jī)器開挖，在快要結(jié)束的時(shí)候?qū)⑿⊥侠瓩C(jī)運(yùn)送到洞中配合人工出渣，完成本階段的開挖。在仰拱加固的階段要做好混凝土的調(diào)配和供給工作。

（二）鋼管樁施工

鋼管樁可以采用4個(gè)直徑為89mm的鋼管進(jìn)行無縫銜接，需要注意的是這些鋼管都要做預(yù)先的處理，對前端鋼管進(jìn)行加工，使其以圓錐狀呈現(xiàn)出來，注意控制好他們的長度要在20cm的范圍內(nèi)。至于鋼管樁管體下部分的加工則采用加工溢流孔的設(shè)計(jì)方式，這樣做是為了更好的完成注漿部分的施工，而在管口處則要確保其形態(tài)是完整的，在1m的范圍內(nèi)都不需要做任何的溢流孔處理，鋼管樁管體下部分的溢流孔的直徑要控制在8mm之內(nèi)，而孔與孔之間的間距為25cm最佳。在清楚施工障礙的過程當(dāng)中，可以選取1m為進(jìn)度指標(biāo)進(jìn)行處理，與此同時(shí)還可以在鋼管樁安裝的階段同時(shí)安裝排水管，以便于快速的將隧道內(nèi)的積水排除，要確保隧道內(nèi)的施工現(xiàn)場是干燥的，杜絕浸泡現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（三）防水層鋪設(shè)前對初期支護(hù)的檢查和處理

在公路隧道防水層鋪設(shè)的前期準(zhǔn)備工作當(dāng)中，應(yīng)該著力做好初期支護(hù)噴射混凝土的的工作，并通過反復(fù)的斷面測量的方式，將欠挖部分一一找出，并及時(shí)的鑿除，除此之外還需要對混凝土表面的凹凸部分進(jìn)行預(yù)先處理，具體的可以通過分層噴射的方式將其鋪平。在實(shí)際的工作過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，在防水層鋪設(shè)前經(jīng)常會出現(xiàn)許多外露的錨頭以及鋼筋網(wǎng)，為了不影響后續(xù)的施工步驟，應(yīng)該要將其清除干凈，在此基礎(chǔ)上對這些破碎的界面用水泥和砂漿進(jìn)行填平，這樣做是為了確?；炷恋谋砻媸瞧秸饣?。在鋪設(shè)前，還需要仔細(xì)檢查襯砌背后的排水設(shè)施是否是完整牢靠的，尤其是排水設(shè)施的布置是否合理，盲溝、引水管和排水暗溝等等都應(yīng)該要進(jìn)行完整的鑲嵌和鏈接，并確保他們都處于密封的狀態(tài)之下，并假設(shè)反濾層。對于那些氣候比較嚴(yán)寒的地區(qū)，還應(yīng)該要設(shè)置保溫排水設(shè)施，并做好充足的防潮準(zhǔn)備。

四.小結(jié)

本文結(jié)合個(gè)人在實(shí)踐工作過程當(dāng)中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，就公路隧道的施工技術(shù)展開探討。通過介紹山嶺地區(qū)公路隧道的施工過程，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)延伸。首先進(jìn)行了隧道開挖的分析，并做了簡要的說明，在此基礎(chǔ)上分別對一系列后續(xù)的施工方案進(jìn)行了闡述。然而由于個(gè)人所學(xué)知識以及閱歷的局限性，并未能夠做到面面俱到，希望能夠憑借本文引起廣大學(xué)者的廣泛關(guān)注。

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第3篇：隧道的修建方法范文

關(guān)鍵詞 鄭西客專 黃土隧道基礎(chǔ) 沉降研究

中圖分類號：TB21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-0-02

客運(yùn)專線不同于普通鐵路的一個(gè)最大的特征之一，在于線路的高度平順性及對線下工程嚴(yán)格的工后沉降要求，故站前專業(yè)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)之一在于，如何把各種構(gòu)筑物的工后沉降控制在允許范圍之內(nèi)。鄭西客專位于我國黃土分布的核心范圍，全線總延長77 km隧道，其中五十公里為開挖面積約163 m2的Q3、Q2新老黃土隧道（已建黃土隧道最大開挖斷面不到140 m2，而且修建較少）。與以往黃土地區(qū)修建的鐵路隧道相比，本線黃土隧道具有斷面大、穿黃土段落長、地質(zhì)復(fù)雜的特點(diǎn)。鄭西客專黃土隧道從工程地質(zhì)上分具體有以下三個(gè)難點(diǎn)：函谷關(guān)隧道全長7851 m，為國內(nèi)最長的黃土隧道，該隧道位于黃土臺塬及其斜坡地帶，最大埋深220 m，隧道洞身大部分為砂質(zhì)黃土，土體穩(wěn)定性差[1]，以該隧道為代表的長大砂質(zhì)黃土隧道修建技術(shù)；張茅隧道全長8483 m，出口3km范圍黃土隧道位于地下水位線以下，土體含水量超過以往的富水黃土隧道，達(dá)飽和含水量[1]，施工極其困難，以張茅隧道為代表的長大富水黃土隧道修建技術(shù)；閿鄉(xiāng)隧道全長770 m，埋深30 m，進(jìn)出口較長段落均位于濕陷性黃土范圍，而且濕陷性土層厚度達(dá)25 m[1]，以該隧道為代表的濕陷性黃土隧道基礎(chǔ)處理，是鄭西客專黃土隧道修建的又一技術(shù)難題。鄭西客專黃土隧道的大規(guī)模修建，無疑是我國黃土隧道建設(shè)的一個(gè)新臺階。我國學(xué)者對黃土隧道進(jìn)行過大量研究工作：鐵路部門：上世紀(jì)60年代鐵道部成立黃土雙線隧道現(xiàn)場設(shè)計(jì)研究組，對隴海線三門峽～潼關(guān)段13座出現(xiàn)裂縫的黃土雙線隧道進(jìn)行試驗(yàn)研究；八十年代鐵科院在大秦線對淺埋黃土隧道做過大斷面開挖與噴錨支護(hù)的研究；1989年中鐵隧道局主持“淺埋黃土質(zhì)雙線鐵路隧道施工新技術(shù)”研究；九十年代修建的寶中線、神延線、神朔線、西延線、朔黃線等出現(xiàn)了大量的單線及部分雙線黃土隧道，神延鐵路公司與西南交通大學(xué)“黃土隧道施工研究”；1999年鐵一局主持“大跨度黃土隧道新奧法施工綜合技術(shù)研究”。公路部門：隨著近些年西北高速公路的大量修建，公路系統(tǒng)針對雙車道公路隧道（開挖斷面105 m2）做過較多的研究。如2000年～2001年甘肅省交通廳與長安大學(xué)“公路黃土隧道圍巖特性及支襯結(jié)構(gòu)受力性狀研究”；黃陵延安高速公路公司與長安大學(xué)“黃土隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工控制研究”。在黃土隧道基礎(chǔ)加固方面，甘肅省交通廳與長安大學(xué)及中鐵19局完成“土家灣隧道軟黃土地基加固技術(shù)試驗(yàn)研究”。按《客運(yùn)專線無碴軌道鐵路設(shè)計(jì)指南》（以下簡稱《指南》），路基工后沉降不應(yīng)大于15 mm，長度大于20 m的路基，允許的最大工后沉降量為30 mm；橋梁墩臺均勻沉降量不大于20 mm；涵洞的地基為壓縮性土地層時(shí)，其工后沉降量不應(yīng)大于30 mm。而該《指南》對隧道只要求底部加仰拱，對沉降并未做明確規(guī)定[2]。主要由于隧道是深埋于地下的封閉結(jié)構(gòu)，土體處于三軸壓縮狀態(tài)，工后沉降量一般很小。黃土隧道同樣有沉降問題，隧道結(jié)構(gòu)不同于橋涵、路基，隧道的沉降要求有其自身的特點(diǎn)。據(jù)我國學(xué)者對黃土的研究，在一定壓應(yīng)力作用下，黃土變形大體有四種形式：彈性變形、壓密變形、塑性變形和蠕變變形。黃土是一種天然狀態(tài)下結(jié)構(gòu)比較強(qiáng)的土質(zhì)，常處于欠壓密狀態(tài)，主要為壓密變形，而壓密變形又表現(xiàn)為壓縮變形和濕陷變形[3]。故當(dāng)隧道基底為非濕陷性黃土?xí)r，隧道底部黃土變形主要為壓縮變形；當(dāng)隧道基底為濕陷性黃土?xí)r，必須考慮消除黃土的濕陷性。

1 已建鐵路、公路黃土隧道基礎(chǔ)處理情況

2 鄭西客專黃土隧道沉降計(jì)算

采用大型有限差分軟件對地基處理的工后沉降進(jìn)行計(jì)算。造成工后沉降的荷載取為列車荷載與鋼軌荷載，按ZK標(biāo)準(zhǔn)活荷載圖示考慮，并考慮列車的振動造成的動力效應(yīng)。

2.1 荷載計(jì)算

2.2 隧道沉降計(jì)算

2.2.1 計(jì)算方法及模型描述

本計(jì)算選取富村二號隧道的Ⅴ級黃土加強(qiáng)段，埋深為10 m，根據(jù)實(shí)際地形建模，先生成初始應(yīng)力場，施做二次襯砌并且進(jìn)行隧底填充（模型上未建道板及軌道），然后追加道板及軌道的荷載，最后位移置0，追加列車荷載。沿橫截面方向左右各取70 m，約5倍洞徑左右；隧底以下取45 m；為簡化計(jì)算隧道縱向長度方向取10 m。

2.2.2 施做道板及軌道后的沉降

3 黃土隧道基礎(chǔ)沉降現(xiàn)場量測情況

4 鄭西客專黃土隧道工后沉降分析

由于《指南》對隧道工后沉降沒有明確的規(guī)定，但是通過理論分析或有限元計(jì)算均表明，各種地層的隧道均有工后變形問題，只是大小不一樣。隧道是一個(gè)埋藏于山體內(nèi)的連續(xù)及封閉的剛性結(jié)構(gòu)物，特別在土石分界或新老黃土分界處，如果有即使很微小的不均勻沉降，則結(jié)構(gòu)很可能產(chǎn)生開裂病害。而橋涵（連續(xù)剛構(gòu)除外）、路基是開放體系，若基礎(chǔ)發(fā)生沉降，則只對線型有影響，一般結(jié)構(gòu)部分沒問題。

客運(yùn)專線建設(shè)大家更關(guān)心的是路基和橋涵的工后沉降問題，對隧道工程的沉降關(guān)注不多。過去我們修普速鐵路對這個(gè)問題研究的不是很深，對于巖石隧道若洞口有土層，往往對土質(zhì)隧道基礎(chǔ)進(jìn)行特殊處理，土石分界處設(shè)沉降縫的方法，其目的主要是防止襯砌開裂，而較少考慮隧道的下沉量問題，認(rèn)為即使隧道下沉可以通過預(yù)留沉落量、調(diào)整道碴高度等措施解決。而對于整個(gè)隧道位于土層中，則一般不考慮基礎(chǔ)處理，認(rèn)為隧道即使有沉降也是均勻沉降，結(jié)構(gòu)不會有問題?；A(chǔ)承載力、結(jié)構(gòu)下沉及襯砌開裂三個(gè)概念在隧道設(shè)計(jì)中應(yīng)該澄清一下，基礎(chǔ)承載力不夠并不能理解為結(jié)構(gòu)一定會下沉（土體比較密實(shí)的情況）。而基礎(chǔ)承載力不夠?qū)λ淼澜Y(jié)構(gòu)本身不利，因?yàn)榛讜l(fā)生應(yīng)力重分布現(xiàn)象，如果結(jié)構(gòu)剛度不夠，可能就要發(fā)生開裂。

《指南》對隧道工程沒有明確規(guī)定工后沉降量，關(guān)于隧道的工后沉降，筆者認(rèn)為：應(yīng)當(dāng)首先以不超過路基工后沉降，并且應(yīng)滿足隧道在發(fā)生微小沉降時(shí)，結(jié)構(gòu)不致破壞為

原則。

5 鄭西客專黃土隧道基礎(chǔ)處理方案

對于鄭西客專黃土隧道基礎(chǔ)處理，由于隧道工程和路基、橋涵工程不一樣，襯砌施工后背后土體始終處于三軸壓縮狀態(tài)，限制了土體的變形，土體體積如果結(jié)構(gòu)沒有破壞，則體積也不會有變化，微小的工后沉降以黃土的壓縮變形為主，一般洞身地段老黃土可壓縮性很小。目前有種觀點(diǎn)認(rèn)為：隧道基礎(chǔ)以下土體已經(jīng)承受了幾百萬年的上覆土體的重量，這個(gè)重量遠(yuǎn)大于圍巖壓力+隧道自重+列車荷載。

（1）關(guān)于濕陷性黃土基礎(chǔ)處理

對于隧道洞口及淺埋段，往往為新黃土，形成年代較近，結(jié)構(gòu)疏松，力學(xué)性質(zhì)差及一般均有一定的濕陷性，處理措施主要目的在于消除黃土的濕陷性。

《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（以下簡稱《黃土規(guī)范》）強(qiáng)制規(guī)定：甲類建筑應(yīng)消除地基的全部濕陷量或采用樁基礎(chǔ)穿透全部濕陷性黃土層，或?qū)⒒A(chǔ)設(shè)置在非濕陷性黃土層上[4]。無疑客運(yùn)專線應(yīng)屬甲類建筑。因此按照《黃土規(guī)范》：濕陷性黃土隧道基礎(chǔ)處理應(yīng)穿透基底以下全部濕陷性黃土層。而該規(guī)范編制時(shí)針對的多是濕陷厚度小于二十米的樓房建筑，基于全部處理濕陷性土層后投資增加不大的情況。鄭西線部分黃土隧道洞口濕陷層厚度達(dá)三十米，是否有必要全部處理，要結(jié)合隧道工程荷載及地下水的特征，是值得深入研究的問題。

我國黃土地區(qū)基礎(chǔ)處理方面用的較多的方法，主要有灰土墊層法、水泥土擠密樁法、樁基礎(chǔ)、高壓旋噴注漿等。鄭西客專黃土隧道采用水泥土擠密樁法，該方法由于采用橫向擠壓成孔，使得樁間土得以充分?jǐn)D壓，和水泥土樁形成復(fù)合地基，這種方法工程量小，效果較好，但隧道內(nèi)空間有限，特別兩邊墻腳處不易施工，應(yīng)有配套的施工機(jī)具，同時(shí)擠密樁施工對初期支護(hù)有一定的擾動影響。鄭西客專已經(jīng)施工了隧道內(nèi)水泥土擠密樁的情況來看，達(dá)到了消除隧底黃土濕陷性的

目的。

（2）施工過程中避免對基礎(chǔ)的擾動

6 結(jié)語

通過以上分析得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）隧道工程的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)當(dāng)以不超過路基工后沉降，并且應(yīng)滿足隧道在發(fā)生微小沉降時(shí)，結(jié)構(gòu)不破壞的原則作為客運(yùn)專線隧道工后沉降設(shè)計(jì)控制值有一定的參考價(jià)值；（2）計(jì)算結(jié)果說明鄭西客專黃土隧道沉降量滿足無碴軌道工后沉降要求；（3）鄭西客運(yùn)專線黃土隧道基礎(chǔ)處理應(yīng)以消除洞口新黃土濕陷性為目的，水泥土擠密樁法可以作為隧道內(nèi)消除黃土濕陷性的工程措施；（4）黃土隧道基礎(chǔ)施工過程中的關(guān)鍵工序?yàn)椋呵宄蓛艋滋撏?，防止水浸泡。?）無碴軌道鋪設(shè)應(yīng)在隧道基礎(chǔ)沉降穩(wěn)定后，并對隧道基礎(chǔ)沉降作系統(tǒng)的評估，確認(rèn)其工后沉降符合設(shè)計(jì)要求后方能實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

[1] 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司[J].成都：鄭西客專隧道施工圖，2006（3）.

[2] 鐵建設(shè)函[2005]754號.客運(yùn)專線無碴軌道鐵路設(shè)計(jì)指南[J].鐵道科學(xué)研究院，2005（10）.

第4篇：隧道的修建方法范文

關(guān)鍵字：地鐵施工；保護(hù)措施；施工和管理

中圖分類號：U231文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

近40年的發(fā)展，我國地鐵修建方法已由最初單一的明挖法．發(fā)展到現(xiàn)在的多種方法并存。施工技術(shù)不斷發(fā)展提高。這些方法的出現(xiàn)和實(shí)施，極大地推動了地鐵建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展。下面就這些方法各自的特點(diǎn)及各自適合的施工條件，進(jìn)行初步的探討。

一、．地鐵隧道施工技術(shù)分析

1盾構(gòu)法

盾掏法在我囂最早的應(yīng)用是在20世紀(jì)五六十年代的時(shí)侯．是用來修建地下捧水道的．隨著箍工技術(shù)的不斷成煞和發(fā)展，工程逐漸的采用了土壓式和泥土式的現(xiàn)代盾構(gòu)技術(shù)．采用羼構(gòu)技術(shù)修建地鐵不僅能達(dá)剄安全可靠的效果，同時(shí)還有環(huán)儇的作用．在我國大部分的地鐵建設(shè)中，使用的都是盾構(gòu)技術(shù)，目前我國的詹梅機(jī)已經(jīng)達(dá)到了60多臺．隨著詹構(gòu)技術(shù)的不斷研究和實(shí)際工程應(yīng)用的增多，盾構(gòu)法的施工技術(shù)和君構(gòu)機(jī)配套技術(shù)也得到了一定的發(fā)展，目前正在使用的盾構(gòu)技術(shù)法主要有區(qū)同單圜盾構(gòu)和雙圓盾構(gòu)技術(shù)，此外還有一種在實(shí)驗(yàn)階段的、尚不成熟技術(shù)就是方形斷面盾構(gòu)技術(shù)，在束來能夠?qū)崿F(xiàn)全面的應(yīng)用。

2淺埋暗挖法

淺埋暗挖法的核心技術(shù)被概括為18字方針：管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測。其主要的技術(shù)特點(diǎn)為：動態(tài)設(shè)計(jì)、動態(tài)施工的信息化施工方法，建立了一整套變位、應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)；強(qiáng)調(diào)小導(dǎo)管超前支護(hù)在穩(wěn)定工作面中的作用；研究、創(chuàng)新了劈裂注漿方法加固地層；發(fā)展了復(fù)合式襯砌技術(shù)，并開創(chuàng)性地設(shè)計(jì)應(yīng)用了鋼筋網(wǎng)構(gòu)拱架支護(hù)。由于該工法在有水條件的地層中可廣泛運(yùn)用，加之國內(nèi)豐富的勞動力資源，在北京、廣州、深圳、南京等地的地鐵區(qū)間

隧道修建中得到推廣， 已成功建成許多各具特點(diǎn)的地鐵區(qū)間隧道．而且在大跨度車站的修筑中有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。此外，該方法也廣泛應(yīng)用于地下車庫、過街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。

3新奧法

新臭法是新臭炮利隧道揸工方法的簡稱，也被成為錨噴構(gòu)筑法．這種技本的優(yōu)點(diǎn)就是對地面的干擾比較小，而且工程的投資也相對來說比較小，在實(shí)際的應(yīng)用中也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)こ痰馁|(zhì)量起翔⋯定的保障。新臭法施工技術(shù)在世界地鐵建設(shè)中都有一定的發(fā)展．智剩的圣她亞哥新趨鐵以及我國北京的復(fù)興門車站工程采用的都是新寞法技術(shù)．而針對于我國的地質(zhì)條件，在新臭法的基礎(chǔ)上，又有了一種比較完替的淺埋暗挖法，這種新的技術(shù)方法可以有效的避免對地面的千擾性．同時(shí)又對底層有著較強(qiáng)的適應(yīng)性和高度的靈活性，應(yīng)用于我國大部分的城市的地鐵修建中。

4鉆爆法

我國地域廣大、地質(zhì)類型多樣，重慶、青島等城市處于堅(jiān)硬巖石地層中，廣州地鐵也有部分區(qū)段處于堅(jiān)硬巖石地層中，這種地質(zhì)條件下修建地鐵通常采用鉆爆法開挖、噴錨支護(hù)。鉆爆法施工的全過程可以概括為：鉆爆、裝運(yùn)出碴，噴錨支護(hù)，灌注襯砌，再輔以通風(fēng)、排水、供電等措施。在通過不良地質(zhì)地段時(shí)，常采用注漿、鋼架、管棚等一系列初期支護(hù)手段。根據(jù)隧道工程地質(zhì)水文條件和斷面尺寸，鉆爆法隧道開挖可采用各種不同的開挖方法，例如：上導(dǎo)坑先拱后墻法、下導(dǎo)坑先墻后拱法、正臺階法、反臺階法、全斷面開挖法、半斷面開挖法、側(cè)壁導(dǎo)坑法、CD法、CRD法等。對于爆破，有光面爆破、預(yù)裂爆破等技術(shù)。對于隧道初期支護(hù)，有錨桿、噴混凝土、掛網(wǎng)、鋼拱架、管棚等支護(hù)方法。及時(shí)的測量和信息反饋常用來監(jiān)測施工安全并驗(yàn)證巖石支護(hù)措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等幾種方法，其中在噴射混凝土內(nèi)表面張掛聚乙烯或聚氯乙烯板．再灌注二次混凝土襯砌，被認(rèn)為是一種效果良好的防滲漏措施。

二、地鐵施工對地表沉降影響

1施工降水的影響

根據(jù)地質(zhì)勘察資料，在施工降水時(shí)，應(yīng)考慮到當(dāng)前最不利的水位降深位置；同時(shí)應(yīng)考慮采用哪種降水方案會產(chǎn)生較小的地面沉降；估計(jì)因降水導(dǎo)致地層有效應(yīng)力增加而帶來的最不利的地層沉降值。如果地鐵結(jié)構(gòu)鄰近有風(fēng)險(xiǎn)很大的建筑物，并且降水可能會對建筑物產(chǎn)生較大的影響時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)降水方案的設(shè)計(jì)。

2 暗挖施工過程的影響

采用三維數(shù)值模型，模擬在某一施工工法下的施工過程，分析對鄰近地層和建筑物柱基的影響方式；利用已有的實(shí)測數(shù)據(jù)“標(biāo)定”數(shù)值模型（確定模型計(jì)算參數(shù)）；然后利用“標(biāo)定”的數(shù)值模型預(yù)測后續(xù)施工工序?qū)ㄖ锍两档挠绊懰健?/p>

三、建筑物保護(hù)措施

施工前調(diào)查所有在施工影響范圍內(nèi)的建筑物，著重查明建筑物的結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)形式、數(shù)量、修建年代、材質(zhì)、質(zhì)量狀況、工作狀態(tài)、與地鐵線路的位置關(guān)系等。當(dāng)建筑物具有很大的破壞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)遵循“先加固、后施工”的原則。施工前的主要加固措施：

（1）根據(jù)工程實(shí)際情況，選擇進(jìn)行地層注漿、隔離樁等措施，嚴(yán)重時(shí)可以采用建筑物樁基托換或加固措施；

（2）地層注漿：從地表或洞內(nèi)注漿加固地層；

（3）隔離樁：從地表或洞內(nèi)施作隔離樁；當(dāng)鄰近建筑物破壞的風(fēng)險(xiǎn)較大時(shí)，應(yīng)考慮在地面或洞內(nèi)施作隔離樁，并對建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行處理，控制基礎(chǔ)相鄰的地層沉降。當(dāng)建筑物為樁基礎(chǔ)，可以考慮實(shí)施樁間注漿，提高外側(cè)土體的固結(jié)程度與密實(shí)度，增加樁底部承載區(qū)域內(nèi)的約束，力求將樁周的摩阻力損失降至最低。從而減小建筑物本身的變形程度。如果建筑物基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，且樁長較短，應(yīng)考慮在地面打設(shè)深樁，通過后植筋技術(shù)承臺擴(kuò)大，并將部分荷載轉(zhuǎn)移至新增設(shè)的深樁上，使之能與短樁共同承受上部荷載，一起抵抗后續(xù)施工中的變形。

（4）對建筑物進(jìn)行基礎(chǔ)托換或加固。

當(dāng)鄰近建筑物破壞的風(fēng)險(xiǎn)較小時(shí)一般時(shí)，可以邊施工、邊加固，并進(jìn)行施工過程量測監(jiān)控。當(dāng)鄰近建筑物破壞的風(fēng)險(xiǎn)較小時(shí)，可以先施工、后加固，即在施工結(jié)束后，再根據(jù)具體情況確定是否需要對建筑物進(jìn)行加固。

結(jié)語

隨著城市化進(jìn)程的提速，我國許多大中型城市的軌道交通建設(shè)計(jì)劃，也快速地付諸實(shí)施，它極大地拓展了城市的區(qū)域范圍，縮短了物流、人流和信息流的消耗時(shí)間．提高了城市公共交通的效率。社會迫切等待著地鐵的發(fā)展，而地鐵的發(fā)展又必須有新的施工技術(shù)做支持。這些技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)對以后城市地鐵的飛速發(fā)展具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 王夢恕. 地下工程淺埋暗挖技術(shù)通論[M]. 合肥: 安徽教育出版社, 2004.

[2] 麻永華, 賀善寧. 建筑物下淺埋暗挖隧道施工技術(shù)研究[J]. 隧道及地下工程, 2004, (12): 74－77.

第5篇：隧道的修建方法范文

關(guān)鍵詞：土質(zhì)隧道；裂縫分析；預(yù)防

Abstract: The tunnel project has been constructed in our country has a large portion of soil tunnel, soil tunnel due to special reasons and construction process of the medium is easy to collapse and so on, so that the completion of the soil tunnel are more or less crack greatly small, difficult to normal operation management. How to prevent cracks or reduce soil tunnel tunnel is the worker's responsibility, from the soil tunnel by various reasons stress variation and the design and construction of soil tunnel cracks, and puts forward the prevention or reduction of soil tunnel crack.

Key words: soil tunnel; fracture analysis; prevention

中圖分類號： U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

1 前言

近幾十年來我國在各種工程中修建了數(shù)以千計(jì)的隧道工程，其中土質(zhì)隧道占了很大的比重。本文所說的土質(zhì)隧道包含公路、鐵路、地下鐵道工程中在土質(zhì)圍巖中修建的隧道工程。經(jīng)過國家有關(guān)部門對運(yùn)營隧道的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大部分已建成運(yùn)營的土質(zhì)隧道或多或少都存在襯砌開裂的現(xiàn)象，嚴(yán)重的經(jīng)常影響到運(yùn)營安全。許多工程剛剛完工還未交付使用就已經(jīng)出現(xiàn)裂縫，這一現(xiàn)象在鐵路隧道中尤為常見。如果是個(gè)別土質(zhì)隧道出現(xiàn)一些襯砌開裂的現(xiàn)象，也不值得大驚小怪，問題是，近年來土質(zhì)隧道襯砌發(fā)生襯砌裂縫幾乎已成了普遍現(xiàn)象。神木至延安鐵路的十幾座土質(zhì)隧道在施工過程中都曾出現(xiàn)大大小小的裂縫，陜西境內(nèi)的多座公路隧道在投入使用后幾年時(shí)間都曾進(jìn)行過裂縫防水整治。全國其它地方關(guān)于土質(zhì)隧道病害的事例更是不勝枚舉，以上實(shí)例充分說明，土質(zhì)隧道發(fā)生裂縫已不是個(gè)別現(xiàn)象，隧道工程技術(shù)人員對此應(yīng)予以足夠的重視。本文從土質(zhì)隧道受力變化機(jī)理、及設(shè)計(jì)施工等方面談一點(diǎn)看法，旨在拋磚引玉。

2 土質(zhì)圍巖中開挖洞室后洞周應(yīng)力演變

2.1土的認(rèn)識土是巖石經(jīng)風(fēng)化作用（包括物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化及生物風(fēng)化），然后以不同的搬運(yùn)方式在不同的地點(diǎn)堆積下開的歷史產(chǎn)物。土是多相介質(zhì)的堆積物，它的種類繁多，按成因不同從大的方面可分為殘積土、沉積土（沉積土可進(jìn)一步細(xì)分為陸地流水沉積土、陸地靜水沉積土、冰川沉積土、風(fēng)成沉積土、海相沉積土）、土壤層。土的結(jié)構(gòu)一般有單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)、絮狀結(jié)構(gòu)等，土的工程性質(zhì)主要取決于土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物成分、粒度成分及孔隙中水溶液的性質(zhì)等，另一方面也取決于生成年代的長短、地理?xiàng)l件的變遷等。土體的固體顆粒之間及顆粒與水之間的相互作用，使土的物理力學(xué)性質(zhì)很復(fù)雜。目前還沒有一種嚴(yán)格的理論來表達(dá)土的力學(xué)性質(zhì)，工程上還在把土當(dāng)成簡單的彈性體或理想的彈塑性體，在土力學(xué)中大量的應(yīng)用彈性理論或彈塑性理論，這種近似的方法不能準(zhǔn)確的反映實(shí)際情況。

2.2土層中開挖洞室后洞周應(yīng)力的變化過程大量的隧道工程就修建在由各種不同結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)的土層構(gòu)成的土質(zhì)圍巖中，在地下洞室開挖以前，土層中的各點(diǎn)均處于三向受力的平衡狀態(tài)，但這種平衡狀態(tài)并不是一成不變的，隨著自然界的地殼運(yùn)動，隨著風(fēng)吹日曬，雨水滲透，地層中的應(yīng)力變化無時(shí)無刻不在進(jìn)行著。當(dāng)?shù)叵露词议_挖后，地層中的應(yīng)力平衡就遭到破壞，為了維持新的平衡，人們采取了各種各樣的方法，在多種方法中，新奧法（NATM）的理論無非是最新穎，最科學(xué)的方法，它徹底改變了很久以來人們對地下洞室開挖支護(hù)的認(rèn)識，把圍巖作為受力結(jié)構(gòu)的一部分，這是一個(gè)聰明而又科學(xué)的想法。

在我們?yōu)檫@個(gè)科學(xué)的方法而欣喜，以為新奧法可以解決地下工程中的所有問題時(shí)，我們卻不得不面對許多完全按新奧法原理設(shè)計(jì)施工的隧道工程出現(xiàn)許多裂縫的事實(shí)。為什么會出現(xiàn)這種問題呢？設(shè)計(jì)者們翻來覆去的檢查了他們采用的原始數(shù)據(jù)及計(jì)算過程，都沒有發(fā)現(xiàn)有什么差錯(cuò)，可就是按此方法設(shè)計(jì)的土質(zhì)隧道越來越多的出現(xiàn)裂縫。其實(shí)，這其中最大的原因就在于我們把自然界動態(tài)的過程當(dāng)成靜態(tài)過程來進(jìn)行設(shè)計(jì)。試想一想，我們在設(shè)計(jì)中采用的反映圍巖特性的重要指標(biāo)γ、C、φ值，是不是從我們設(shè)計(jì)隧道開始就不會再有變化？我們在淺埋隧道設(shè)計(jì)中采用的計(jì)算圍巖壓力的方程中的滑移面是否在我們設(shè)計(jì)完隧道后就不會再有變化？由此計(jì)算出的淺埋隧道的圍巖壓力是否就不會再有變化？我們在深埋隧道的設(shè)計(jì)中采用的坍落拱計(jì)算高度是否在我們設(shè)計(jì)后就不會再有變化？由此計(jì)算出的深埋隧道的圍巖壓力是否就不會再有變化？我們在隧道設(shè)計(jì)中采用的各種荷載形式是否就與實(shí)際一致？我們所采用的各種襯砌形式是否適應(yīng)地層中的應(yīng)力變化？如果我們對以上問題都能有明確肯定的回答，我想隧道襯砌肯定是不會產(chǎn)生裂縫的。

土質(zhì)圍巖中修建的隧道自從洞室被開挖的那一刻起，圍巖中的應(yīng)力重分配就重新開始，如果是按新奧法原理設(shè)計(jì)，在初襯達(dá)到變形穩(wěn)定后只能說是達(dá)到了一次暫時(shí)的平衡，二襯施工后，不論是設(shè)計(jì)者還是施工者都會確信工程已經(jīng)高質(zhì)量的完工了。實(shí)際并非如此，在大家毫不關(guān)心的情況下，在自然界降水的作用下，或在土層被擾動后進(jìn)行的長期的固結(jié)作用下，洞周地層中的應(yīng)力已經(jīng)和隧道設(shè)計(jì)或剛建成時(shí)發(fā)生了很大的變化，初襯和二襯卻還在努力的抵抗著不斷變化的地層應(yīng)力，如果初襯和二襯的強(qiáng)度足夠大，能夠應(yīng)付后來發(fā)生的應(yīng)力變化，那末這個(gè)工程在很長的時(shí)間內(nèi)可以放心地使用。如果不能夠抵抗后期發(fā)生的應(yīng)力變化，隧道襯砌就會用各種各樣的裂縫表現(xiàn)出它所遭受的各種無法承受的壓力。以上主要是想說明，土質(zhì)圍巖中的洞室開挖后，應(yīng)力的變化是一直在進(jìn)行著的，施工過程中初襯的穩(wěn)定并不表示圍巖變形的完成及應(yīng)力分配的終結(jié)。土層被擾動以后的再次固結(jié)是一個(gè)相當(dāng)漫長的過程，洞室開挖后引起地層中水流路徑的變化也是一個(gè)相當(dāng)長的過程，在這個(gè)過程中，洞周地層中的應(yīng)力時(shí)刻都在發(fā)生著變化。因此，對于許多土質(zhì)隧道建成后多年才出現(xiàn)裂縫就不難理解了。

第6篇：隧道的修建方法范文

關(guān)鍵詞：地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)；隧道地質(zhì)；應(yīng)用

Abstract: the tunnel construction process, because the underground rock, hydrology geology condition is not clear, some accidents often happen. Occurrence ofaccidents such as collapse, sudden inrush of water, not only caused serious casualties, but also cause delays,and equipment damage. The construction of tunnel withdifficulty. Also reduces the economic benefits of tunnel construction. Therefore, advanced prediction in tunnel construction is very important. The tunnel constructionschedule, safety, quality, investment is very important.Geological radar detection technology in tunnelconstruction to provide useful information, unsafe factors decreased tunnel in the construction process, the key factors are safe and rapid construction of the tunnel.

Keywords: geological radar technology of tunnel geological; application;

中圖分類號： P412.25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2013）

前言

隧道超前預(yù)測現(xiàn)在越來越受到修建隧道工程實(shí)施的關(guān)注，其重要原因是隧道修建過程中安全問題越來越受到關(guān)注。但隧道地質(zhì)超前最重要的應(yīng)用技術(shù)是地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)。地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)對隧道超前預(yù)測非常重要。故我們此篇文章重要討論其應(yīng)用。

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作的目的及任務(wù)

1.1目的

為隧道的修建提供有用的資料，減少隧道修建過程中的不安全因素，使隧道能安全經(jīng)濟(jì)并且快速的修建成功。

1.2任務(wù)

1.2.1對沒有修建的地段進(jìn)行圍巖地質(zhì)條件的探測

對未修建的但是將要修建的地段，我們探測的內(nèi)容有：是否有地下水的存在，溶巖溶洞是否發(fā)育，巖性變化的情況，是否存在斷層和發(fā)育有破碎帶等。

1.2.2預(yù)報(bào)有可能會發(fā)生的災(zāi)難性突發(fā)狀況

例如在地下儲藏有害氣體的大量溢出。由于巖土的不穩(wěn)定導(dǎo)致的塌方。地下儲藏有地下水。這些都會對隧道施工造成嚴(yán)重后果。要通過雷達(dá)技術(shù)分析判斷，避免事故發(fā)生。

2.地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行超前預(yù)報(bào)的基本理論

地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在隧道超前預(yù)測中至關(guān)重要，但是其原理卻是非常簡單，即就是物理中的電磁波反射原理。電磁波在巖體巖土介質(zhì)中傳播，由發(fā)射天線發(fā)出一束電磁波脈沖。電磁波在地下傳播，由于波有反射性質(zhì)，當(dāng)傳播的電磁波遇到物質(zhì)時(shí)，即就是介質(zhì)，會在物質(zhì)與物質(zhì)的分界面發(fā)生電磁波反射。反射的波會被接收天線所接收，由接收天線處理。

3.地質(zhì)雷達(dá)的探測方法和步驟

3.1準(zhǔn)備工作

由于地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的原理是電磁波反射原理，所以所有能干擾電磁波的物件，都會對探測造成一定影響。我們在應(yīng)用電磁波的時(shí)候首先排除地面干擾電磁波的物體。例如一些有磁性的物體或者是金屬。

3.2測線布置

測線的布置應(yīng)該是越密越精確，但是有些時(shí)候由于地質(zhì)條件有些點(diǎn)測不出。一般情況下我們布置測線是按照‘十’字形布置。但有時(shí)我們也按照‘井’字形布置。在有些崎嶇不平的地方一般是一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)的探測，點(diǎn)數(shù)一般為5到12個(gè)。兩點(diǎn)間的距離一般為0.5到1米。

3.3數(shù)據(jù)采集及處理

為了使數(shù)據(jù)更加精確，明確介質(zhì)條件，都要對原始的雷達(dá)波進(jìn)行一系列處理。對平均道的抽取。對時(shí)間要靜校正、增益。壓制干擾波，突出有效波。

3.4數(shù)據(jù)分析與解釋

地質(zhì)超前預(yù)測是應(yīng)用雷達(dá)技術(shù)來探測未施工地段的巖體情況，做到防患于未然。這里所謂的“防患”就得根據(jù)雷達(dá)探測的數(shù)據(jù)資料來分析隧道可能發(fā)生的事故。數(shù)據(jù)資料在雷達(dá)技術(shù)上用圖像顯示出來。所以我們根據(jù)雷達(dá)顯示的圖像異常的形態(tài)，特征，還有電磁波的衰弱情況來分析我們看不到的巖體的性質(zhì)以及地質(zhì)特征。若是存在特殊異常體，則電磁波反射信號強(qiáng)。若是巖體質(zhì)量差則反映在雷達(dá)上電磁波衰弱，這是根據(jù)巖石對電磁波的吸收性來決定的。掌子面跟未施工地段的地下特征差異越大，反射波則能量則越強(qiáng)。可以根據(jù)這些異常做出有用的地質(zhì)解釋。

4.地質(zhì)雷達(dá)在隧道超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

4.1對不利于施工的地質(zhì)體的探測

溶洞帶，含水帶，富有裂隙帶，斷層以及破裂帶，巖土疏松帶。這些地質(zhì)巖體帶不利于施工，更不利于隧道的修建，我們要利用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)，結(jié)合掌子面的附近地質(zhì)水文，地質(zhì)工程情況將這些不利于施工的地質(zhì)帶的位置基本上確定。確定這些不良地質(zhì)帶后，根據(jù)具體情況下做出不同的施工方案，以此避免在施工過程中發(fā)生意外。

4.2探測未知巖溶

喀斯特是巖溶的另一個(gè)地貌名稱,指的是一些可溶性巖石收到水中化學(xué)物質(zhì)的溶蝕，水的物理沖刷作用，所形成的具有一定空間的溝，槽，和一些空洞。巖溶發(fā)育的必不可少的條件是可溶性巖石，例如碳酸鹽巖，含有化學(xué)成分的可流通的水等。下滲的地表水以及流動的地下水，對溶巖非常重要。巖溶與圍巖性質(zhì)差異很大，所以其地質(zhì)雷達(dá)圖像很容易判斷其異常。在溶洞內(nèi)大量充填圍巖碎塊，水，空氣，上覆巖石，這些充填物與稱為“槽”的可溶性巖石之間的物質(zhì)差異很大。由于介質(zhì)的多樣性，以及物質(zhì)的差異性，而在溶巖中形成電性界面。我們只要探測出這個(gè)電性界面就探測出了巖溶的位置。同樣，由于介質(zhì)的多樣性，電磁波的反射波圖像隨著溶巖溶洞的具體情況而發(fā)生相應(yīng)的變化一般情況是在橫向上變化。

若存在強(qiáng)反射包圍弱反射，則說明可能是溶洞存在的雷達(dá)圖像。強(qiáng)反射是溶洞側(cè)壁反射的，并且常常有弧形的繞射現(xiàn)象。溶洞內(nèi)的物質(zhì)為填充物，填充物的反射為弱反射，具有高頻，低幅，波形密集的特征。但是，如果填充物為水，局部的波可變強(qiáng)。

4.3富水帶探測

含有大量水的巖體區(qū)域，如果沒有被預(yù)測出來，在隧道施工過程中將會釋放出大量的水，這將影響隧道的施工進(jìn)程和施工安全。

如果巖體中含有水，則會影響巖體巖石介質(zhì)的介電常數(shù)，從而影響反射波的波形，傳播時(shí)間等。具體是，巖石中含水時(shí)，巖石的介電常數(shù)增大，在介質(zhì)中具體表現(xiàn)為電磁波的傳播速率降低，時(shí)間變長，在反射波形圖像中則可能出現(xiàn)的是異常的正峰。另一方面，還產(chǎn)生強(qiáng)反射和繞射現(xiàn)象。還會由于出現(xiàn)散射現(xiàn)象而使波形紊亂。不僅如此，頻率也發(fā)生變化，由高頻迅速的變?yōu)榈皖l。

4.4探測斷層破碎帶

斷層破碎帶由于存在裂隙，這是由外來物質(zhì)充填到裂隙中，外來物質(zhì)和原巖性質(zhì)差異大，所以介質(zhì)常數(shù)差異也大。同時(shí)在裂隙中也可能有大量的水充填，這也影響介質(zhì)常數(shù)，裂隙中地下水的存在，使得斷層附近以及破碎帶附近穩(wěn)定性差。破碎帶空隙多，所以含水多。電磁波在穿過破碎帶時(shí)，由于破碎帶的膠結(jié)情況不同巖石性質(zhì)不同，而使得波形比較亂。具體表現(xiàn)在地質(zhì)雷達(dá)的圖像中則表現(xiàn)為：頻率變化，偶爾出現(xiàn)斷面波，地層發(fā)育有反射波，錯(cuò)短的同相軸，振幅能量明顯增強(qiáng)，有時(shí)有繞射波。破碎帶兩側(cè)的物質(zhì)差異構(gòu)造差異，使得具有波阻抗差異。由于這些波阻抗差異，使得電磁波在通過界面時(shí)電磁波的電磁能能量增強(qiáng)同時(shí)波幅增大。

4.5裂隙密集帶的探測

斷裂的兩巖體，它們沒有發(fā)生明顯的錯(cuò)動，即就是節(jié)理，也稱之為裂隙。裂隙的發(fā)育對巖體的穩(wěn)定性有很大的影響。對巖體的強(qiáng)度也有很重要的作用。由于裂隙中可充填不同物質(zhì)，導(dǎo)致介質(zhì)常數(shù)不同，與周圍圍巖形成電性差異。當(dāng)電磁波傳播到裂隙時(shí)，會產(chǎn)生較強(qiáng)的界面反射波。由于裂隙內(nèi)充填的物質(zhì)具有不均一性，直接表現(xiàn)在雷達(dá)圖像中就是，會有散射、繞射、波形雜亂等特征，波幅變化大。同相軸連續(xù)，反映了裂面的平直。

小結(jié)

雖然地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)是目前一種既方便又快捷而且還精確的探測技術(shù)，但是地質(zhì)雷達(dá)所得到的資料有時(shí)候具有多解性，我們在對探測地區(qū)進(jìn)行分析的時(shí)候，最好將地質(zhì)雷達(dá)探測資料與掌子面的地質(zhì)情況性質(zhì)相結(jié)合，得到更加全面更加有效更加精確的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

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第7篇：隧道的修建方法范文

關(guān)鍵詞：地層變形 淺埋暗挖法 影響因素

1. 淺埋暗挖法簡介

施工方法對地鐵車站和區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)型式的確定以及地鐵土建工程造價(jià)有決定性影響。施工方法的選擇，受沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、周圍環(huán)境條件、線路平面位置、隧道埋置深度等多種因素的制約，同時(shí)對施工期間的地面交通和城市居民的正常生活、施工工期、工程的難易程度等產(chǎn)生直接影響。

地鐵區(qū)間隧道采用礦山法施工是近年來為適應(yīng)城市淺埋隧道的需要而發(fā)展起來的一種施工方法，也稱淺埋暗挖法。目前在我國地鐵區(qū)間隧道建設(shè)中已廣泛采用。淺埋暗挖法施工，工藝簡單、靈活，并可根據(jù)施工監(jiān)控量測的信息反饋來驗(yàn)證或修改設(shè)計(jì)和施工工藝，以達(dá)到安全與經(jīng)濟(jì)的目的。

淺埋暗挖法認(rèn)為淺埋隧道按松散荷載計(jì)算，超淺埋隧道則按全土柱加地面動、靜換算荷載計(jì)算，并提倡采用巖柱理論和太沙基公式進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算。隧道施工時(shí)，由于承載拱效應(yīng)，原始地層應(yīng)力并非全部轉(zhuǎn)化為作用在結(jié)構(gòu)上的荷載，作用在隧道襯砌上的壓力小于初始應(yīng)力（這已被大量的工程測試資料所驗(yàn)證），這是由于隧道開挖后洞室周圍地層應(yīng)力釋放，隧道的拱形形狀及地層內(nèi)部摩擦力等導(dǎo)致的承載拱發(fā)揮作用，使周圍地層應(yīng)力重分布并產(chǎn)生兩種變化，即一部分被釋放，另一部分向深部和其它方向轉(zhuǎn)移。當(dāng)施設(shè)襯砌支護(hù)后，地層應(yīng)力釋放過程受到抑制，一部分釋放荷載作用于襯砌結(jié)構(gòu)上，這部分荷載的大小正是需要計(jì)算的。

2.淺埋暗挖施工技術(shù)

2.1地鐵隧道的主要施工技術(shù)

通常在地面條件允許的情況下，地鐵區(qū)間隧道宜采用明挖法，但對社會環(huán)境影響很大，僅適合在無人、無交通、管線較少之地應(yīng)用。隨著我國工程建設(shè)法規(guī)、法制的完善、對大型工程建設(shè)項(xiàng)目綜合效益的要求和環(huán)境保護(hù)意識的提高，在城市地下鐵道的建設(shè)中，因埋深條件、周邊環(huán)境條件等因素的限制，在建筑物密集的繁華市區(qū)和特殊地質(zhì)地形區(qū)段普遍要求采用暗挖法施工。淺埋暗挖法是一種適合不同斷面、造價(jià)偏低、靈活多變的施工方法，是今后應(yīng)推廣的施工方法。

2.2淺埋暗挖設(shè)計(jì)理論

淺埋暗挖設(shè)計(jì)理論的特點(diǎn)是運(yùn)用量測信息，反饋于設(shè)計(jì)和施工，同時(shí)采取超前支護(hù)、改良地層、注漿加固等配套技術(shù)來完成隧道及地下工程的設(shè)計(jì)與施工。隧道深埋或淺埋并非單純指洞頂與地面之間的厚度，還應(yīng)結(jié)合上覆地層的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)特征、松散狀況，圍巖結(jié)構(gòu)特征及風(fēng)化、破碎程度，斷層影響的程度，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及地下水等因素綜合判定。通常，深埋隧道荷載按塌落拱計(jì)算；淺埋隧道按松散荷載計(jì)算；超淺埋隧道則按全土柱加地面動、靜換算荷載計(jì)算。

3.淺埋暗挖法的應(yīng)用

3.1淺埋暗挖法的應(yīng)用

近幾年來隨著城市軌道交通的發(fā)展， 許多的地鐵乘客出入口與人行地下通道規(guī)劃在一起， 但其施工方法大多采用明挖法， 然而在既有道路改造中， 采用明挖法和蓋挖法施工占地多、交通干擾大、地下管線拆遷量大、容易造成環(huán)境污染。如果在上海引進(jìn)淺埋暗挖法就克服了上述缺點(diǎn)， 減少了對環(huán)境的影響， 能保證交通暢通和地下管線的正常使用。

3.2暗挖施工引起地層變形的影響因素分析

淺埋暗挖法最初應(yīng)用北京地鐵是在第四紀(jì)地層、無水、地表無建筑物的條件下，采用了管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測、速反饋的施工原則成功應(yīng)用的。在超前小導(dǎo)管注漿加固等輔助措施的配合下，不斷完善得到一系列輔助施工措施，目前運(yùn)用的廣州、深圳地鐵都是非第四紀(jì)地層，且富含地下水，伴有砂層，地表密集民房、埋深最小達(dá)0.8m、暗挖車站跨度達(dá)26m等復(fù)雜條件，因此，對暗挖法的施工工藝和輔助工法提出了更高的要求，以此保證地鐵施工對周邊環(huán)境的環(huán)保和安全要求。

4.深圳地鐵案例分析

本文選取深圳地鐵I期工程6標(biāo)段為例剖析不同施工工藝對地表沉降的影響程度。

4.1工程概況

6標(biāo)為雙線單洞隧道，馬蹄形斷面(6.2mx6.7m），正臺階法開挖，區(qū)間隧道范圍內(nèi)上覆第四系全新統(tǒng)人工堆積層，海積沖積層及第四系中統(tǒng)殘積層，下伏燕山期花崗巖，地下水豐富；隧道埋深較淺，部分位置上覆砂層，開挖面土質(zhì)強(qiáng)度較低，上覆砂層地段條件極差。

4.2超前預(yù)加固輔助工法

從最初的超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固到現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的各種淺埋暗挖輔助工法都以適用不同的地層條件及隧道周邊環(huán)境要求為標(biāo)準(zhǔn)。從6標(biāo)的工程實(shí)踐來看，針對不同的地層條件，特別是在地下水豐富地區(qū)施工地鐵隧道（大部分標(biāo)段不能采取前期降水處理），在不同的地質(zhì)條件下，超前預(yù)加固方法和參數(shù)的選擇相當(dāng)重要。

6標(biāo)一般地層條件下，隧道上覆粘土或粉質(zhì)粘土，且土層較厚，故水量較小，因此采用超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固；一般地層到富水砂層地段之間的過渡段水量逐漸變大，采用長短結(jié)合的小導(dǎo)管注漿預(yù)加固，達(dá)到雙層的加固效果，短導(dǎo)管外插角比長導(dǎo)管大，管徑和間距增大；在富水砂層地段采用長短結(jié)合的小導(dǎo)管注漿預(yù)加固或小管棚加固，后者對改善開挖面條件和控制地層變形效果顯著。注漿壓力及注漿量的控制對預(yù)加固效果有影響，地層較好的情況下可以不注漿。

4.3開挖時(shí)空順序

地鐵隧道開挖在土中進(jìn)行，開挖擾動使原始地層應(yīng)力重分布，而土的自穩(wěn)能力較差，暗挖法開挖不像盾構(gòu)法施工有足夠的抗力支撐擾動地層，只能以超前預(yù)加固和“短開挖、早支護(hù)”保證地層的穩(wěn)定。因此掌握開挖和支護(hù)的時(shí)空效應(yīng)對穩(wěn)定地層，保證施工安全，控制地層變形都有很大幫助，對于掌子面而言要把握開挖進(jìn)尺、分步開挖順序；對雙線隧道則要確定左右線的間距。

4.4施工進(jìn)度的基本情況分析

施工進(jìn)度的快慢與開挖進(jìn)尺及每一個(gè)開挖循環(huán)所用的時(shí)間有關(guān)，因此，考慮在預(yù)加固前提下土體的自穩(wěn)時(shí)間及地層的塑性變形發(fā)展確定工序?，F(xiàn)場每個(gè)工序循環(huán)耗時(shí)如表1，每個(gè)班做1．5個(gè)循環(huán)，開挖進(jìn)尺為1mm／循環(huán)，無支護(hù)時(shí)間為4小時(shí)；而當(dāng)?shù)貙訔l件較差時(shí)，開挖進(jìn)尺減小為0．75或0．6m／循環(huán)，超前預(yù)支護(hù)長短結(jié)合需要更多時(shí)間，而開挖土方減少開挖時(shí)間減少，即預(yù)支護(hù)強(qiáng)度提高和無支護(hù)時(shí)間減少，地層變形減小。

隧道通過含水砂層地段時(shí)，施工進(jìn)度慢則掌子面裸露時(shí)間長，而上臺階沒有施作臨時(shí)橫撐或臨時(shí)仰拱，且上臺階拱腳容易積水，土的強(qiáng)度又低，雖然用鋼板或木板支撐，拱部結(jié)構(gòu)仍產(chǎn)生整體下沉，隧道結(jié)構(gòu)不及時(shí)封閉成環(huán)，對沉降的發(fā)展不易控制。因此施工過程中工程技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)做好超前的地質(zhì)預(yù)報(bào)，隨時(shí)改變頂支護(hù)參數(shù)，保證安全、快速施工。六標(biāo)一般情況上、下臺階2～3m／d(下臺階機(jī)械施工，相對進(jìn)尺快，有時(shí)隔天開挖)砂層地段開挖進(jìn)尺小，開挖困難進(jìn)度慢，甚至不時(shí)停工，其沉降大.當(dāng)然在地層條件極差位置，土體易失穩(wěn)，6標(biāo)邊墻曾出現(xiàn)噴混凝土前大面積土體滑落，相當(dāng)危險(xiǎn)，現(xiàn)場采用三臺階開挖，縮短每步開挖的時(shí)間，保證了施工的順利進(jìn)行。這也是對地層變形的有效控制。

5.努力方向

我國已有近40年的地鐵修建史，尤其是近十多年來的快速發(fā)展，豐富和創(chuàng)新了我國地鐵規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理運(yùn)用、防災(zāi)救災(zāi)設(shè)備維修的技術(shù)方法及工作制度。由于我國地域廣大、地質(zhì)情況多樣，地鐵修建技術(shù)也必然極具復(fù)雜性和高難度。就目前來講，我們已有的技術(shù)手段可以應(yīng)付除西部和東北地區(qū)以外的大部分區(qū)域的城市地鐵修建任務(wù)，更為可貴的是我們已經(jīng)鍛煉和造就了一大批有經(jīng)驗(yàn)的、有高度責(zé)任感的地鐵建設(shè)工作者和能吃苦耐勞、有風(fēng)險(xiǎn)精神及創(chuàng)新智慧的設(shè)計(jì)、施工隊(duì)伍。

展望未來，為使我國地鐵修建技術(shù)日臻完善，保證地鐵工程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)地鐵的社會經(jīng)濟(jì)效益最大化，我國尚需在以下幾個(gè)方面努力。

5.1盡快統(tǒng)一地鐵和輕軌修建的設(shè)計(jì)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)規(guī)范和工程驗(yàn)收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以便使我國地鐵和輕軌工程設(shè)施和設(shè)備產(chǎn)品規(guī)范化、系列化，對國產(chǎn)化也十分有利.

5.2組織力量對地鐵施工設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)研制開發(fā)。

5.3加強(qiáng)地下工程施工輔助工法的研究開發(fā)和創(chuàng)新。

5.4在地下工程防水施工工藝、新材料、新技術(shù)方面加大研究的力度和進(jìn)程。

第8篇：隧道的修建方法范文

關(guān)鍵詞：黃土隧道 工程地質(zhì)災(zāi)害 含水量

0 引言

中國黃土分布面積大、范圍廣，具有特殊成分和工程地質(zhì)特性。近年來隨著國家基本建設(shè)力度的加大和西部大開發(fā)的深入, 在原有鐵路隧道的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上, 陸續(xù)修建了一些高等級黃土公路隧道、鐵路隧道,因此有必要研究黃土隧道可能產(chǎn)生的工程地質(zhì)災(zāi)害,為隧道設(shè)計(jì)、施工提供新的依據(jù)，從而提供有效的施工工藝方法。

西河口隧道左線ZK7+582～ZK7+690全長108米，右線K7+615～ K7+720全長105米，隧道設(shè)計(jì)為三車道大斷面隧道，設(shè)計(jì)速度為100公里/小時(shí)，汽車荷載等級為公路—Ⅰ級。圍巖以粉土和沙卵石為主，左線洞體埋深2.3～18.3米，右線洞體埋深3.7～20.4米，隧道下穿目前保存完好，屬于國家一級保護(hù)文物的明長城。因此對隧道施工而引起的地層沉降有著嚴(yán)格要求。本文主要對黃土隧道可能受到的主要災(zāi)害分析并介紹其防治方法，以保障施工安全與文物的完好無損為最終目的。

1黃土道路隧道的主要工程地質(zhì)災(zāi)害

1.1物理地質(zhì)作用產(chǎn)生的災(zāi)害

物理地質(zhì)作用是指塑造地殼面貌的自然地質(zhì)作用, 包括內(nèi)力與外力地質(zhì)作用。黃土區(qū)物理地質(zhì)作用主要有: 構(gòu)造運(yùn)動, 剝蝕, 搬運(yùn), 沉積作用等。在黃土地區(qū)修建道路隧道, 或多或少會受到物理地質(zhì)作用并產(chǎn)生一定的工程地質(zhì)災(zāi)害, 概括起來主要有:

1.1.1塌方, 塌頂, 坍洞

黃土垂直節(jié)理發(fā)育, 彼此在水平方向的連接力較弱, 黃土隧道一般按疏松石質(zhì)隧道的普氏理論計(jì)算、設(shè)計(jì)。在干燥時(shí), 黃土的強(qiáng)度較高, 襯砌受力較小; 遇水后顆粒聯(lián)結(jié)力削弱, 黃土強(qiáng)度隨之降低, 此時(shí)極易引起襯砌受力不均勻,成為偏壓隧道, 造成塌方等地質(zhì)災(zāi)害。西河口隧道由于采用地表注漿方案，為使機(jī)車輛及設(shè)備搬運(yùn)到地表，致使左線出口段左側(cè)刷坡嚴(yán)重引起隧道受力不均勻, 使支護(hù)受偏壓,并導(dǎo)致在施工期間地表產(chǎn)生多條明顯裂縫, 威脅施工安全安全。后采用加強(qiáng)超前支護(hù)，并及時(shí)跟進(jìn)二襯，使地表注漿與洞內(nèi)施工分期進(jìn)行，以保障施工安全

1.1．2滑坡、滑塌

隧道洞口及隧道表層斜坡地段均可能產(chǎn)生滑坡、滑塌。表層斜坡地段具有黃土高邊坡特征, 同時(shí)又是受人為改變較大的自然邊坡, 坡體內(nèi)應(yīng)力大小和方向均發(fā)生了變化, 經(jīng)過反復(fù)干濕膨脹收縮, 發(fā)生裂隙, 在雨水的催化作用下容易產(chǎn)生滑坡、滑塌等工程地質(zhì)災(zāi)害。

1.2水作用產(chǎn)生的災(zāi)害

本區(qū)降水量較小, 年降水量約為424.6mm, 降水主要集中在7、8、9三個(gè)月, 約占全年的60% 以上, 故而夏季雨水多、易成災(zāi)。

1.2．1地表沖刷、水土流失

多年氣象資料表明, 本區(qū)雨水集中在7、8、9三個(gè)月且分布極不均勻。集中降雨沖擊、松動并攜帶走大量表層黃土向底處流動, 改變了隧道覆蓋層的厚度、地形地貌, 造成隧道受力變化甚至引起偏壓。水流還可沖裂黃土護(hù)坡, 引起開裂、剝落。

1.2．2隧道濕水

黃土具有特殊的性質(zhì), 顆粒吸水性較差, 滲透性較好。雨水除大量隨地表迅速流走外, 一部分以潛水形式入滲到黃土層中, 下滲到隧道內(nèi)表面, 造成隧道潮濕、甚至積水; 坡角潮濕易風(fēng)化剝落進(jìn)而懸空坍塌。

1．3綜合作用產(chǎn)生的災(zāi)害

1.3．1凍害

本區(qū)最大凍深1.3m 左右, 在隧道路面、側(cè)墻均可產(chǎn)生一定程度的凍害, 長期的凍融作用會引起襯砌松動。

1.3．2路基路面下沉

由于密實(shí)度不夠或大量積水, 使得路基黃土滑移, 孔隙減小, 造成路基路面下沉。

2黃土道路隧道工程地質(zhì)災(zāi)害的主要防治措施

2.1防排結(jié)合

本地區(qū)缺水, 但由于降雨集中而使水往往具有一定的危害。一般可在隧道洞口設(shè)截水洞、護(hù)坡,洞內(nèi)設(shè)排水溝, 增設(shè)防滲層等, 并合理輸導(dǎo)、排泄隧洞覆蓋土層地表水, 消除或減小水的破壞作用。

2.2合理襯砌

黃土具有良好的天然直立性, 黃土隧道相當(dāng)于疏松石質(zhì)隧道,襯砌厚度為0.6m。挖掉不穩(wěn)定土體, 改變土質(zhì)、合理施工, 合理襯砌, 在最弱的地方加大襯砌、消除偏壓; 同時(shí)加強(qiáng)施工工程地質(zhì)勘察, 及時(shí)改善襯砌。

2.3消除黃土濕陷性

采取工程措施(如夯實(shí)、換土、預(yù)載、預(yù)浸水等)增加土密度, 減小孔隙率, 提高弦線模量, 消除黃土濕陷性。

2.4加固洞口

洞口加固包括: a)加強(qiáng)洞臉工程, 在洞口10m以內(nèi)設(shè)計(jì)磚、石或鋼筋混凝土洞臉, 在外部設(shè)防水沖溝, 在內(nèi)部與土體緊密連接成整體; b) 加強(qiáng)地面排水工程, 在洞頂設(shè)截水溝、土埂等將雨水引離洞口,在洞口坡面設(shè)護(hù)面堵塞夯實(shí)孔洞和裂隙。同時(shí)進(jìn)行生態(tài)防護(hù)工程。

3結(jié)論

黃土是第四紀(jì)大陸松散堆積物, 與人類活動密切相關(guān), 近年來陸續(xù)修建了一些黃土道路隧道, 也為本隧道提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn):

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[3]倪萬魁, 韓啟龍. 黃土土性參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析[ J] . 工程地質(zhì)學(xué)報(bào), 2001 ( 1) : 62 ～ 67.

第9篇：隧道的修建方法范文

[關(guān)鍵詞] 隧道工程 暗挖法 施工技術(shù)

1.引言

隧道及地下建筑工程施工時(shí)，須先開挖出相應(yīng)的空間，然后在其中修筑襯砌。施工方法的選擇，應(yīng)以地質(zhì)、地形及環(huán)境條件以及埋置深度為主要依據(jù)，其中對施工方法有決定性影響的是埋置深度。埋置較淺的工程，施工時(shí)先從地面挖基坑或塹壕，修筑襯砌之后再回填，這就是明挖法。當(dāng)埋深超過一定限度后，明挖法不再適用，而要改用暗挖法，即不挖開地面，采用在地下挖洞的方式施工。目前，隧道工程的暗挖法已經(jīng)成為隧道施工的主流技術(shù)，在各類公路、鐵路以及城市地鐵隧道中都有廣泛的應(yīng)用。

2.公路路基加固的主要方法

2.1 礦山法

礦山法是一種傳統(tǒng)的施工力法，是人們在長期的施工實(shí)踐中發(fā)展起來的。礦山法是指用開挖地下坑道的作業(yè)方式修建隧道的施工方法。礦山法的基本理論依據(jù)是，隧道開挖后受爆破影響，造成圍巖體破裂形成松弛狀態(tài)，隨時(shí)都有可能坍落。鑒于這種松弛荷載理論依據(jù)，其施工方法是采取分割式按分部順序一塊一塊的開挖，并妥求邊挖邊撐以策安全，所以支撐復(fù)雜，材料消耗多。由于這種施工方法，因其工作面小，不能使用大型的鑿巖鉆孔設(shè)備和裝卸運(yùn)輸工具，故施工進(jìn)度慢，建設(shè)周期長，機(jī)械化程度低，耗用勞力多。但礦山法投入小，造價(jià)低，但只適合土質(zhì)較好的城市地區(qū)和山嶺隧道。它是適合于城市地區(qū)松散土介質(zhì)圍巖條件下，隧道埋深小于或等于隧道直徑，以很小的地表沉降修筑隧道的技術(shù)方法。它的突出優(yōu)勢在于不影響城市交通，無污染、無噪聲，而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。

2.2 新奧法

新奧法是新奧地利隧道施工方法的簡稱，在我國常把新奧法稱為“錨噴構(gòu)筑法”。新奧法是應(yīng)用巖體力學(xué)理論，以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，及時(shí)的進(jìn)行支護(hù)，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分，并通過對圍巖和支護(hù)的量測、監(jiān)控來指導(dǎo)隧道施工和地下工程設(shè)計(jì)施工的方法和原則。新奧法是在利用圍巖本身所具有的承載效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技術(shù)，進(jìn)行全斷面開挖施工，并以形成復(fù)合式內(nèi)外兩層襯砌來修建隧道的洞身，即以噴混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼支撐等為外層支護(hù)形式，稱為初次柔性支護(hù)。在洞身開挖之后必須立即進(jìn)行的支護(hù)工作。因?yàn)樘N(yùn)藏在山體中的地應(yīng)力由于開挖成洞而產(chǎn)生再分配，隧道空間靠空洞效應(yīng)而得以保持穩(wěn)定，也就是說承載地應(yīng)力的主要是圍巖體本身。而采用初次噴錨柔性支護(hù)的作用，是使圍巖體自身的承載能力得到最大限度的發(fā)揮，第二次襯砌主要是起安全儲備和裝飾美化作用。傳統(tǒng)法認(rèn)為巷道圍巖是一種荷載，應(yīng)用后壁混凝土進(jìn)行支護(hù)。而新奧法將圍巖作為巷道構(gòu)件的承載部分，因此施工時(shí)應(yīng)盡可能全截面掘進(jìn)，以減少巷道周圍圍巖應(yīng)力的擾動，并采用光面爆破，微差爆破等措施，減少對圍巖的震動以保全其整體性。新奧法將錨桿、噴射混凝土適當(dāng)進(jìn)行組合，形成比較薄的襯砌層，即用錨桿和噴射混凝土來支護(hù)圍巖，使噴射層與圍巖緊密結(jié)合，形成圍巖-支護(hù)系統(tǒng)，保持兩者的共同變形，故而可以最大限度地利用圍巖本身的承載力。

2.3 掘進(jìn)機(jī)法

掘進(jìn)機(jī)法是挖掘隧道、巷道及其它地下空間的一種方法。它是用特制的大型切削設(shè)備，將巖石剪切擠壓破碎，然后通過配套的運(yùn)輸設(shè)備將碎石運(yùn)出。掘進(jìn)機(jī)法可分為全斷面掘進(jìn)機(jī)的開挖施工、獨(dú)臂鉆的開挖施工、天井鉆的開挖施工、帶盾構(gòu)的掘進(jìn)法等。

2.4 盾構(gòu)法

盾構(gòu)法是暗挖法施工中的一種全機(jī)械化施工方法，它是將盾構(gòu)機(jī)械在地中推進(jìn)，通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌，同時(shí)在開挖面前方用切削裝置進(jìn)行土體開挖，通過出土機(jī)械運(yùn)出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進(jìn)，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機(jī)械化施工方法。采用盾構(gòu)法施工時(shí)首先要在置放盾構(gòu)機(jī)的地方打一個(gè)垂直井，再用混泥土墻進(jìn)行加固；然后將盾構(gòu)機(jī)安裝到井底，并裝配相應(yīng)的千斤頂；利用千斤頂之力驅(qū)動井底部的盾構(gòu)機(jī)往水平方向前進(jìn)，形成隧道；將開挖好的隧道邊墻用事先制作好的混泥土襯砌加固，地壓較高時(shí)可以采用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混泥土襯砌。

盾構(gòu)法的主要優(yōu)點(diǎn)包括除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進(jìn)行，既不影響地面交通，又可減少對附近居民的噪聲和振動影響；盾構(gòu)推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進(jìn)行，施T易于管理，施工人員也比較少；土方量少；穿越河道時(shí)不影響航運(yùn)；施工不受風(fēng)雨等氣候條件的影響；在地質(zhì)條件差、地下水位高的地方建設(shè)埋深較大的隧道，盾構(gòu)法有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。 不足之處在于：斷面尺寸多變的區(qū)段適應(yīng)能力差； 新型盾構(gòu)購置費(fèi)昂貴，對施工區(qū)段短的工程不太經(jīng)濟(jì)。