隧道施工总结大全11篇

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篇（1）

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况

张家湾隧道设计为单线隧道，全长3758m，中心里程DK42+664。进口里程为DK40+785，出口里程为DK44+543。本隧道坡度为5‰纵坡。

隧道围岩分为Ⅲ～Ⅴ级：其中Ⅲ级围岩1744m；Ⅳ级围岩1865m；Ⅴ级围岩149m。

隧道出口边仰坡采用锚网喷防护。按新奥法施工，采用光面爆破及湿喷技术。Ⅲ级围岩地段采用全断面法开挖，Ⅳ、Ⅴ级围岩地段采用台阶法开挖，锚网喷初期支护，拱墙一次衬砌。

2、技术要求

隧道监控量测的项目可分为必测项目和选测项目两大类。

必测项目一般包括：

⑴洞内、外观察；

⑵二次衬砌前净空变化；

⑶拱顶下沉；

⑷地表下沉（浅埋隧道必测，H0≤2b时）；

⑸二次衬砌后净空变化；

⑹沉降缝两侧底板不均匀沉降；

⑺洞口段与路基过渡段不均匀沉降观测。

选测项目根据具体情况而定：⑴地表下沉（H0≥2b时）；⑵隧底隆起等。

3、施工要求

3.1测点布置

洞顶地表下沉量测断面布置7个点（中间一个，2米一个，4米一个，5米一个对称布置）

洞内周边收敛量测布置4条（2条水平测线，2条斜测线）。

拱部下沉、底部上拱、填充面下沉1个断面各布置1个点。根据开挖方法不同，拱顶下沉和底部上鼓点应采用不同的布置方式，测点应根据施工情况进行合理布置，并能反映围岩、支护稳定状态，以指导施工。

净空变化，拱顶下沉和地表下沉（浅埋地段）等监控必测项目，应设置在同一断面。

3.2测点设置要求及测设工具

周边位移量测以水平相对净空变化值的量测为主，水平净空变化量测线的布置应根据施工方法、地质条件、量测断面所在位置、隧道埋置深度等条件确定。拱顶下沉量测断面的位置在每一断面宜布置1～3个点。若地质条件复杂，下沉量大或偏压明显时，应同时量测拱腰下沉及基底隆起量。监控量测点必须及时埋设，开挖支护后2小时内读取初始数据。监控量测点要设置标识牌，标示里程、设点时间、责任人等相关信息。坑道周边收敛计可选铰弹簧式或重锤式，拱顶下沉量测采用水平仪、水准仪和挂钩钢尺等，有条件时可采用激光隧道断面监测仪进行量测。变形量测可采用单点或多点式锚头和传力杆，配以机械式百分表或点测位移计。

3.3量测方法

⑴水平收敛量测方法

水平相对净空变化的量测首先要求将预埋件按要求的时间及方法埋设，然后进行仪器的安装(如下图所示)。

当仪器安装完成后，利用弹簧秤、钢丝绳、滑管给钢尺施加固定的水平张力(弹簧秤拉力90N)，并在百分表读得初始数值X0；因第一次量测的初始读数是关键性读数，应反复测读；当连续量测3次的误差R≤0.18mm(R值根据收敛计不同而异)时才能继续爆破掘进作业。用同样方法可读得间隔时间t后的t时刻的Xi值，则t时刻的周边收敛值Ut即为百分表两次读数差：

Ut=L0～Lt+Xtl～Xto

式中：L0——初读数时所用尺孔刻度值；

Lt——t时刻时所用尺孔刻度值；

Xtl——t时刻时经温度修正后的百分表读数值，

Xtl= Xt+εt

Xto——初读数时经温度修正后的百分表读数值，

Xt0= X0+εt0

Xt——t时刻量测时百分表读数值；

X0——初始时刻百分表读数值；

ε——温度修正值，

εt=α(T0～T)L

α——钢尺线膨胀系数；

T0——鉴定钢尺的标准温度，T0=20℃；

T——每次测量时的平均气温；

L——钢尺长度。

⑵拱顶下沉量测方法

拱顶下沉量测采用水准测量法进行，后视点可设在稳定衬砌上，用水平仪进行观测(如下图所示)。将拱顶初始相对高差与t时刻相对高差相减变得拱顶下沉量，即：Ut=(Q0+P0)～(Q+P)=(Q0～Q)+(P0～P)。若Ut为正值，则表示拱顶下沉；若Ut为负值，则表示拱顶向上位移。

3.4监测资料整理、数据分析及反馈

监控量测数据的计算分析主要包括以下内容：

⑴拱顶下沉、净空收敛的位移量，绘制时态曲线。

⑵围岩压力与支护间接触压力值，绘制时态曲线和断面压力分布图。

⑶初期支护、二次衬砌应力（应变）值，绘制时态曲线，反算结构内力并绘制断面内力分布图。

⑷地表沉降值，绘制横向和纵向时态曲线曲线。

⑸孔隙水压力值，绘制孔隙水压力的时态曲线及孔隙水压力与深度的关系曲线。

⑹爆破振动速度，绘制振动速度与测点至震源距离关系曲线。

现场量测所取得的原始数据，不可避免的会具有一定的离散性，其中包含着测量误差。因此，应对所测数据进行一定的数学处理。数学处理的目的是：将同一量测断面的各种量测数据进行分析对比、相互印证，以确定量测数据的可靠性；探求围岩变形或支护系统的受力随时间变化的规律，判定围岩和初期支护系统稳定状态。

在取得监测数据后，及时由专业监测人员整理分析监测数据。结合围岩、支护受力及变形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较，及时绘制各种变形或应力～时间关系曲线，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况，并将结果反馈给设计、监理，从而实现动态设计、动态施工。

目前，回归分析是量测数据数学处理的主要方法，通过对量测数据回归分析预测最终位移值和各阶段的位移速率。

每次测量时要做好详细的量测记录，记录内容包括日期、时间、里程编号、环境温度、量测数据等，并及时根据现场测量数据绘制时态曲线和空间关系曲线。当位移时间曲线趋于平缓时，及时进行量测数据的回归分析，以推求最终位移和掌握位移变化的规律。目前，常采用的回归函数有：

对数函数U=A+Bln(t+1)

U=Aln()

指数函数U=Ae～B/t

U=A(e～Bt0～e～BT)

双曲函数U=A

式中：U—变形值(mm)；

A、B—回归系数；

t—量测时间(d)；

t0—测点初读数时距开挖时的时间(d)；

T—量测时距开挖时的时间(d)。

具体方法如下：

(1)将量测记录及时输入计算机系统，根据记录绘制纵横断面地表下沉曲线和洞内各测点的位移u～时间t的关系曲线，见图4。

图4位移u～时间t的关系曲线图

(2)若位移～时间关系曲线如上图中b所示出现反常，表明围岩和支护已呈不稳定状态，加强支护，必要时暂停开挖并进行施工处理。

(3)当位移～时间关系曲线如上图中a所示趋于平缓时，进行数据处理或回归分析，从而推算最终位移值和掌握位移变化规律。

(4)各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定后，进行二次衬砌的施作。

3.5监控量测管理

围岩稳定性的综合判别，应根据量测结果按以下方法进行。

⑴按变形管理等级指导施工，见表2。

表2 变形管理等级

⑵根据位移变化速度判别

净空变化速度持续大于5.0mm/d时，围岩处于急剧变形状态，应加强初期支护。

水平收敛（拱脚附近）速度小于0.2mm/d，拱顶下沉速度小于0.15mm/d，围岩基本达到稳定。

在浅埋地段以及膨胀性和挤压性围岩等情况下，应采用监控量测分析判别。

⑶根据位移时态曲线的形态来判别

当围岩位移速率不断下降时（du2/d2t＜0），围岩趋于稳定状态；

当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t=0），围岩不稳定，应加强支护；

当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t＞0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。

围岩稳定性判别是一项很复杂的也是非常重要的工作，必须结合具体工程情况采用上述几种判别准则进行综合评判。

⑷工程安全性评价应根据表2要求的位移管理等级进行，并采用表3相应的工程对策。

表3工程对策

4. 监控量测质量控制

4.1技术措施

⑴根据隧道地质情况、施工方法、断面情况制定监控量测实施方案，制定监控量测控制基准值，成立监控量测工作小组，及时掌握使用先进仪器设备。

隧道开挖后应及时进行地质素描及数码成像，必要时进行物理力学试验。当浅埋隧道上方有地面建筑物、地下管线时，而且需要钻爆法开挖时，应进行爆破振动监测。

⑵隧道开挖时要及时对工作面地质变化和围岩稳定情况观察，察看喷射混凝土、锚杆和钢架等的工作状态，发现异常时立即采取相应处理措施。浅埋地段要做好洞顶地面观察和沉降监测。

⑶测点应在开挖面施工后及时安设，并尽快取得初读数，测点布置应牢固可靠、易于识别，并注意保护，拱顶下沉和地表下沉量测基点应与洞内或洞外水准基点联测，每15～20d应校核一次。

⑷净空变化和拱顶下沉点布置在同一断面上，测点断面间距根据地质条件、隧道结构形式、开挖支护方式等确定，一般Ⅲ级围岩不大于30m，Ⅳ级围岩不大于10m、V级围岩不大于5m。

⑸必测项目监控量测频率：按位移速度≥5mm/d，测2次/d，在1～5mm/d，测1次/d，在0.5～1mm/d，测1次/2～3d，在0.2～0.5mm/d，测1次/3d，在＜0.2mm/d，测1次/7d。隧道结构应力、应变监测频率根据设计和施工要求及反馈结果确定。

⑹监测结果分析采用散点图（时态曲线）和回归分析法，依据时态曲线的形态结围岩稳定性、支护结构的工件状态安全性评价，并提出实施意见指导施工。

⑺当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂停掘进，并及时分析原因，采取处理措施。

⑻当采用接触量测时，测点挂钩应做成闭合三角形，保证牢固不变形。

4.2管理措施

⑴将监测管理及监测实施计划纳入施工生产计划中，作为一个重要的施工工序来抓，并保证监测有确定的时间和空间。各施工单位应由工程技术管理中心组成专门监测小组，具体负责各项监测工作。

⑵制定切实可行的监测实施方案和相应的测点埋设保护措施，并将其纳入工程的施工进度控制计划。

⑶施工监测紧密结合施工步骤，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支护结构、变形的影响，据此优化施工方案。

⑷积极配合监理、设计单位做好对监测工作的检查、监督和指导，及时向监理、设计单位报告情况和问题，并提供有关切实可靠的数据记录，工程完成后，根据监测资料整理出标段的监测分析总报告纳入竣工资料中。

⑸量测项目人员要相对固定，保证数据资料的连续性。量测仪器专人使用、专业机构保养、专业机构检校。量测设备、元器件等在使用前均经过检校，合格后方可使用。

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【中图分类号】 TU712.3 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123（2011）02-135-02

The Subway Tunnel Engineering Construction Spot Mmonitor Method Summary

【Abstract】 For construction safety that insure the subway tunnel, enhance to round in start construction process the rock monitors,

according to further round the rock variety circumstance excellent turn the design with adjust to start construction project, practice the

information turns monitoring construction, becoming an important work mission.Monitors to the spot of the some item tunnel engineering

now the method make the textual summary.

【Key words】 subway； Tunnel engineering； Construction spot； Monitor method； Summary

1工程简述

广州地铁三号线设计自花都白云机场北往南到番禺广场，线路长，开挖深度大。北半段从花都白云机场北到广州东站线路多丘陵起伏，地面高差大，建构筑物复杂。由于深度大，且穿越地层多为花岗岩石，北半段难以采用盾构或明挖的施工方法，整个线路需要开凿大量的隧道，隧道工程的施工技术安全成为该地铁工程项目的重点与难点。

为确保隧道的施工安全，在施工过程中加强围岩监测，根据围岩变化情况进一步优化设计和调整施工方案，实行信息化监测施工成为一项重要工作任务。现对该项目隧道工程的现场监测方法作本文的总结。

2现场监测安排

该项目隧道工程施工现场监测项目及内容列于表1。

全断面开挖时水平收敛基线布置3条，起拱线处水平布1条，起拱线下2m处布置1条，轨面以上1m处布置1条；正台阶开挖时水平收敛基线亦布置3条，起拱线上1m处布置1条，起拱线下1m处布置1条，轨面以上1m处水平布置1条。拱顶下沉测点的位置在每个断面内布置3点，各测点布置如图2和图3所示。

3监测方法

3．1周边水平位移监测。喷锚支护施作后，用风钻凿?准40mm、深200mm的孔，先用1：1水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆，尽量使同一基线两测点的固定方向在同一直线上，等砂浆凝固后，即可进行监测工作。采用SWJ－Ⅳ隧道收敛计监测，SWJ－Ⅳ隧道收敛计结构见图4。

3．2拱顶下沉监测。拱顶位移监测的测点用风枪打眼埋设好固定杆，并在外露杆头设挂钩。测点的大小要适中，如过小，测量时不易找到；如过大，爆破时易被打坏。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被掩埋，要尽快重新设置，以保证数据不中断。

采用水平仪、水准尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉，精度可达1～2mm。监测时用一把2～4m长的挂钩式钢尺挂上即可。拱顶下沉量监测见图5。

3．3地表下沉监测。与洞内收敛、拱顶下沉监测断面里程对应，地表下沉监测点集中设在隧道中线附近，并在开挖面前方H＋h1处设测点，（H为隧道埋深，h1为上半断面净高），直到开挖面后方约3～5B处。

采用水平仪、水准尺配合测量地表沉降，精度可达2～4mm。用经纬仪将所有测点布设于同一直线上。测点钢筋安设就位后，表面磨平，并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。地表沉降监测区间及测点布置见图6与图7。

4监测实施与处理

各个隧道工程初期支护施作2h后即埋设测点，进行第一次监测数据采集。测试前检查仪表设备是否完好，如发现故障应及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，只有测点状态良好时方可进行测试工作。测试中按各项监测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次；三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，若读数相差过大则应检查仪器仪表安装是否正确、测点是否松动，当确认无误后再按前述监控监测要求进行复测。每次测试都要认真做好原始数据记录，并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。监测数据应在现场进行粗略计算，若发现变位较大时，应及时通知现场施工负责人，以便采取相应的处理措施。试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作。及时进行资料整理，监控监测资料须认真整理和复核。

该项目的监测频率见表2。

在实施过程中，将监测数据进行处理和分析，绘制时间――位移曲线。一般情况会出现如图8所示的两种时间─位移特征曲线。

①图表示绝对位移值逐渐减小，支护结构趋于稳定，可施作模筑混凝土衬砌。

②图表示位移变化异常，出现反弯点初期支护出现严重变形，这时应及时通知施工管理人员，该段支护须采取加强措施，确保隧道不坍方；严重时施工人员须迅速撤离施工现场，保证施工人员安全。

5结语

在该工程的施工过程中，通过现场监测，及时了解了围岩及支护变形情况，以此调整和修正支护参数，保证了围岩的稳定和施工安全，并提供了判断围岩和支护系统稳定的依据，确定混凝土衬砌施作时间。

该工程项目的整个监测过程与数据，基本上都没有超过设计规定的限值，但没有超过并不等于完全平安无事。在该线路地铁隧道的梅花园至燕塘区间，采用的是正台阶爆破开挖方法，虽然所有监测数据都在施工管理允许范围内，但爆破基本完成时发现该区段隧道附近居住小区部分房屋开裂。经过对房屋的鉴定，虽然造成的开裂并不影响结构的安全使用，但也造成居民一定的心理负担，遭到投诉并为处理而造成一定的经济损失。

从该工程项目所出现的问题看，对于城市地铁隧道，尤其是对居民区附近采取爆破开挖的地铁隧道，有必要制定更严格的监测管理值与上限值，同时应增加洞内弹性波速度测试（采用各种声波仪及配套探头）与增加地中岩体垂直位移及水平位移等B类监测项目，以便在施工监测过程中，依据更为全面的监测资料反映的问题，及时采取相应措施，更好地保证工程的施工安全并加快施工进度，并以此积累现场监测数据资料，总结经验，提高施工技术水平。

现场监测是在隧道施工过程中对围岩和支护系统的稳定状态进行的，通过该工程项目的施工监测分析，可为初期支护和模筑混凝土衬砌的参数调整提供依据，把监测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计和施工中，进一步优化设计和施工方案，以达到安全、经济、快速施工的目的，是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。

参考文献

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中图分类号：U455.14文献标识码：A文章编号：

1工程概况

1.1工程简介

贺街隧道位于广西省贺州市贺街镇境内，隧道全长2438m，隧道进出口里程分别为DK592+058、DK594+496。隧道内设“人”字坡，DK592+058至DK593+850为11.42‰上坡，隧道内长度1792m；DK593+850至DK594+496为7‰下坡，隧道内坡长646m。

贺街隧道进口多次出现洞口段滑塌和山体地表开裂以及洞顶坍塌现象，造成进口已施工的初期支护发生严重变形，洞内掌子面失稳，隧道进口停止施工。经设计院现场勘察，制定加固方案，在进口隧道左右侧设置抗滑桩，对进口浅埋段采用旋喷桩加固。

1.2地形地貌

贺街位于剥蚀丘陵区，以构造剥蚀中低山为主，地形陡峭，植被发育，隧道最大埋深约200m。隧道轴线总体走向为148°。进口段为浅埋偏压段。洞身穿越地质为第四系残坡积(Q4el+dl)、泥盆系中统郁江阶(D2y)等地层。隧道进口附近发育一向斜构造，两翼岩层产状55°∠32°、274°∠41°；进口边坡顺层。根据地震波折射与EH4电磁波测深资料：DK592+095～+115、DK592+325～+360附近存在物探低速、低阻异常带，围岩以强风化泥质砂岩、强风化泥质粉砂岩、弱风化泥质页岩为主，强风化层厚度＞50m。

隧道区地下水类型主要为基岩裂隙水，除进出口附近富水外，补给源主要为大气降水。通过基岩裂隙、岩层破碎带和下降泉径流和排泄。隧道洞身溪沟较发育，溪沟中常年有水流。

2施工技术方案及工艺

贺街隧道进口两侧设有23根锚固桩防护。DK592+058～+090段为明洞，采用明挖法施工，该段范围采用桩板结构，仰拱底部设置Ф1.25m钻孔桩24根，共8排，间距4.0m，每个横断面3根，间距6.0m； DK592+125～+145段和DK592+210～+255段采用旋喷注浆对地表进行加固；DK+090～+125段原施工初支段采用明拱暗墙法施工，隧道拱部140°范围设计采用1m厚护拱支护，护拱拱脚采用φ1.0m桩基锁脚，此段基底设计采用φ76钢管桩注浆加固；DK592+125～+205段设有Φ159洞口长管棚，自DK592+125～+190段暗洞衬砌类型为Ⅴc，DK592+190～+205段暗洞衬砌类型为Ⅴb，开挖建议工法为CRD法；DK592+205～+255段衬砌类型为Ⅴb，设双层Ф50小导管超前支护，开挖工法：DK592+205～+210为CRD法，DK592+210～+255为四步CD法。

2.1施工工艺流程

锚固桩施工旋喷桩施工洞口截水天沟施工洞口段开挖洞口管棚施工洞口段护拱暗墙段护拱施工拆换洞内原临时仰拱支护洞内DK592+125～+255段开挖、支护及二衬施工，同时进行DK592+058～+090段桩基施工待隧道贯通后隧底钢管桩施工处理DK592+090～+125段初支DK592+058～+090段仰拱施工。

2.2施工情况

2.2.1锚固桩施工

隧道进口共设计锚固桩23根，其中左侧17根，右侧6根，桩径采用2.25m×2.5m和2.5m×2.75m两种形式，桩长16～28m。已于2010年8月完成锚固桩施工。

2.2.2旋喷桩施工

DK592+125～+145段和DK592+210～+255段采用旋喷桩加固处理，其中DK592+125～+145段旋喷桩加固范围为隧底下2m至拱顶上5m，DK592+210～+255段加固范围为拱顶上5m至弱风化灰岩或砂岩面。

旋喷桩施工完毕后，开挖洞顶临时排水沟，对洞口段(DK592+090-DK592+125)覆盖土进行开挖，拆除原洞口段上部初支拱架，并于2011年1月完成洞口长管棚施工。

2011年3月完成明拱暗墙段锁脚桩基施工，2011年5月完成护拱施工。目前护拱顶已完成第一次2m回填。

2.3施工要求

2.3.1原施工临时仰拱

DK592+090-DK592+125段原施工初支拱架因变形较大已经侵限需要拆除，在施工洞口管棚及护拱时已拆除上部初支拱架，目前剩余临时仰拱和下台阶初支拱架及进口仰拱混凝土。人工用风镐破除临时仰拱与初支拱架连接处的混凝土，然后用气割割断临时拱架，每次切割不超过2榀，直至DK592+125位置。

2.3.2 K590+125～+255段洞身施工

隧道进口为Ⅴ级围岩，浅埋偏压，DK592+125～+210段设计建议采用CRD法进行开挖施工（图1），DK592+210～+255段采用四步CD法（图2），以便及时形成临时封闭结构，确保隧道的稳定，保证隧道的施工安全。

图1 CRD法施工工序横断面图

图2 CD法施工工序横断面图

2.3.3 DK292+058～+090段桩基施工

在进行掌子面施工的同时，施工DK592+058～+090段仰拱底部桩基，桩基施工采用冲击钻机钻孔，钢护筒和泥浆护壁，由于桩基有岩溶存在，钻孔过程中采用抛填黏土、片石方式进行回填，对于溶腔较大且危险的桩基采用钢护筒跟进方式进行钻孔，钻孔到位后吊车下放钢筋笼，混凝土采用导管法进行水下灌注。

2.3.4 DK592+090～+125隧底钢管桩注浆加固

DK592+090～+125明拱暗墙段基底位于全风化泥质砂岩、粉砂岩、碳质页岩岩层中，地下水位高，设计采用φ76钢管桩注浆加固，长度9.5～19m不等。注浆范围：钢管桩注浆至基岩面以下0.5m；钢管桩布孔间距为1m×1m，正方形布置；注浆材料采用水泥单液浆。在注浆加固前先采用弱爆破法破除仰拱及填充混凝土，每3.0～4.0m作为一个施工段，一个施工段的仰拱及填充混凝土拆除后进行钻孔注浆加固。

3注意事项

（1）合理安排工序，防止各工序之间相互干扰，确保安全；

（2）施工坚持“明地质、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则；

（3）采用爆破时严格控制炮孔深度及装药量；

（4）钢架间的连接筋要按要求设置，工序变化处钢架要设置锁脚钢管并注浆处理；

（5）临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定后方可进行；

（6）加强监控量测，及时反馈结果，分析洞身结构的稳定，实施调整支护参数，同时为二衬施作提供依据。

4 实施过程中的检测

贺街隧道进口洞口段隧道埋深浅、地质条件差、地下水位浅，施工风险大，因此在DK592+090-+255段设置试验段，对初支围岩间、初支二衬间的接触压力以及地表、围岩深部、支护结构的变形进行现场监测分析。通过及时、准确的现场监测结果判断隧道结构的安全及周边环境的安全，并及时反馈施工，调整支护参数和施工工艺，从而保证隧道工程施工安全。

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中图分类号：U45 文献标识码： A

1 工程施工特点

1.1围岩风化程度较高

浅埋及软弱围岩隧道围岩多为强风化、全风化，全部或部分围岩呈砂土状、土夹石状或泥夹石状。

1.2自稳能力差

浅埋及软弱围岩隧道围岩风化程度较高，当该围岩受到轻微扰动时，往往就会失去自稳能力，出现掉块、脱落，控制不当甚至会坍塌冒顶。

2 施工技术及控制要点

2.1暗洞进洞前施工准备

由于隧道洞口一般为浅埋段，施工时应采取一定的技术措施，确保洞口的稳定，为进洞做好准备。

边仰坡开挖应避开雨季，开挖前应施作好截水天沟，边仰坡应自上而下开挖，坡面可能滑塌的土及危石应全部清除，边仰坡开挖完成后，应及时施作临时防护措施。

2.2超前支护

超前支护主要划分为超前管棚、超前小导管。超前管棚在前文已做了介绍，本节重点总结超前小导管施工技术。

超前小导管管体材料为无缝钢管，需根据不同的围岩级别选择不同的直径及壁厚，管身前端钻设直径为1.0cm的浆液扩散孔，尾端预留1.0～1.5m的止浆段。小导管长度为4.0～5.0m，外插角为10?～15?，小导管前端加工为锥形，便于插入，尾端与钢架焊接形成完整的临时支护体系。注浆时，浆液通过管身的浆液扩散孔渗入围岩，起到固结加固围岩的作用。

两个循环的小导管应有1.0～1.5m的搭接，当下一循环的开挖时，应注意观察验证已施工完的超前小导管的施作质量，并作好记录，指导后续施工。

图3-1 使用风动钻机送顶超前小导管

2.3开挖

软弱围岩隧道开挖应以“新奥法”的少扰动、短进尺、弱爆破、紧封闭为总体指导思想，同时，施工时严格依照原铁道部【120号】文的规定的每循环开挖进尺及施工步距要求，即Ⅴ级围岩上台阶每循环开挖控制在1榀钢架间距，下台阶开挖为两榀钢架间距，仰拱至掌子面的距离不得大于35m，二衬至掌子面的距离不得大于70m。

开挖前应编制详细的施工技术交底，对开挖工法、中线及高程、预留变形量、超欠挖等作出明确要求。

2.4初期支护

由于钢架施工直接关系到净空、二衬厚度、喷射混凝土平整度、初期支护施工质量等重要技术指标，个人认为钢架施工是初期支护最重要的环节，因此本节重点介绍钢架施工技术及控制要点。

2.4.1钢架的加工制作

施工前应按设计尺寸绘制钢架详细尺寸图，便于加工厂下料加工。钢架尺寸应充分考虑施工误差及预留变形量，施工前期应遵循宁大勿小的原则，施工过程中根据监控量测成果适当调整，此项将在3.10中做详细总结。

考虑到受力及对拼装的影响，钢架连接板及连接角钢必须采用钻孔机钻孔，不得使用氧气乙炔烧焊。

第一榀钢架加工完毕后应在平整的水泥地试拼，检查拼装后钢架整体轮廓尺寸是否符合设计要求，对于格栅钢架，还应检查平面翘曲是否符合要求。钢架在试拼无误后，方可用于洞内施工。

2.4.2钢架的安装

钢架加工完成后，宜尽早使用。在运往洞内时，应轻拿轻放，防止钢架受损变形。

掌子面完成排险及断面检查后，测量放样钢架位置，放样点用红色喷漆及水泥钉标记于掌子面，钢架应严格按照放样点支立，钢架必须落底于牢固的基础上，两节钢架间螺栓必须使用专用扳手旋紧加固。相邻两榀钢架间距误差不得大于10cm，并且设置纵向连接。钢架施工完成后应及时落底接长，封闭成环，改善其受力状态。

2.4.2完善初期支护体系

钢架支立完毕后，应打设系统锚杆，铺挂钢筋网片，并与钢架焊接形成整体。

喷射混凝土施工为初期支护施工的最后一道程序，喷射时应控制风压（R0.5Mpa）及角度（90?），减少回弹量并保证混凝土密实度，喷射混凝土应自下而上分层、分段进行，喷射面层时应重点控制平整度。若受喷面被钢架、钢筋网覆盖时，可将喷嘴稍加倾斜，保证钢架背后密实无空洞。

2.5临时支护

临时支护主要包括锁脚钢管及临时钢架，主要作用为控制钢架沉降。钢架固定好后，应打设锁脚钢管，钢架与锁脚钢管间角度为45?，并采用Φ22“U”型钢筋进行可靠焊接。锁脚钢管施作简单易行，可有效的限制钢架下沉，因此，软弱围岩及不良地质段可适当增加锁脚钢管数量（钢架与锁脚钢管采用Φ22“U”型钢筋焊接如下图所示）。

图3-2采用Φ22“U”型钢筋焊接 图3-3打设双层锁脚钢管

2.6仰拱

3.6.1软弱围岩段仰拱施工注意事项

软弱围岩隧道仰拱应遵循开挖多少、封闭多少的原则，一次开挖长度不得超过3.0m。开挖标高、中线、轮廓应符合设计要求，基底不得有虚渣、积水。开挖完成后及时组织支立钢架，喷射混凝土封闭。

图3-4 采用4步CD法施工时，仰拱钢架施工

2.7二次衬砌

3.7.1二次衬砌施作条件：

①二次衬砌施工应满足施工步距要求，二次衬砌到掌子面距离：Ⅳ围岩不得大于90m，Ⅴ级围岩不得大于70m。

②二次衬砌应在初期支护基本稳定后方可施作。

③为确保二衬厚度，施作二次衬砌前应进行初支断面扫描，有侵限的应处理合格后方可施作二次衬砌。

④初支面有股状及大面积散状渗漏水的，在敷设防水板前应进行引排处理，确保二衬混凝土施工质量。

⑤二次衬砌施工前，应检查喷射混凝土的平整度，尤其是Ⅲ级围岩光爆地段，如平整度不合格，在二衬混凝土浇筑完成后，拱顶防水板背后会有空洞产生。因此对于平整度不足部位需补喷混凝土。

⑥二次衬砌施工前，应清除初期支护表面的尖锐物、凸出物。需注意的是上台阶与下台阶连接钢板的位置，由于喷射上台阶时，存在喷射混凝土堆积的现象，易造成该部位侵限，施工时应注意。

3.7.2二次衬砌防排水施工

二次衬砌防排水施工技术总结已在《高速铁路隧道工程防排水施工技术控制要点及优化措施》中做了详细介绍，本节不再累述。

证，以便准确的指导施工。

2.8监控量测

监控量测应作为关键工序纳入施工组织设计。监控量测必须紧接开挖、支护作业，按照设计要求进行布点和监测，并根据现场情况及时调整量测的项目和内容。

监控量测应为施工管理提供一下信息：

1.围岩和支护的稳定性，二衬可靠性的信息

2.二次衬砌合理的施作时间

3.为施工中调整围岩级别，调整预留变形量，修改支护系统设计和变更施工方法提供依据。

监控量测的主要项目为，洞内、外观察，拱顶下沉、净空变化。

监控量测点必须及时埋设，开挖支护后2小时内读取原始数据。监控量测点要设置标识牌，标识里程、设点时间等相关信息。

隧道拱顶下沉和净空变化的量测断面间距：Ⅳ级围岩不得大于10m，Ⅴ级围岩不得大于5m。隧道浅埋。隧道浅埋等地段，地表必须设置监控网点并实施监测，当拱顶下沉、水平收敛速率达5mm/d或位移累计达100mm时，应暂掘进，并及时分析原因，采取处理措施。

监控量测的频率应随着围岩的沉降速率而调整。

2.9小结

篇（5）

引言

盾构隧道施工阶段的管片结构受力特性与正常使用阶段具有一定的差异性。在隧道的正常使用阶段，只需要进行管片结构的平面应变力的分析。而在施工阶段，由于受到多种不确定因素的影响，管片结构的受力问题则成为了典型的三维问题。为了保证隧道施工的质量以及管片结构的安全，对盾构隧道施工过程中的管片结构受力特征进行深入的研究是很有必要的。

1 施工过程的管片结构受力特征研究

1.1 施工过程的管片受力情况

盾构隧道施工的整个过程都在地下，盾构隧道设计应以力学理论、结构理论和连续介质理论为指导，综合分析隧道结构和地层的相互作用情况。但是就目前来看，使用的较为广泛的设计理论依然是荷载结构法，而利用这种方法只能对隧道衬砌结构进行计算，却无法进行围岩应力和变形的计算，因为，受到施工工艺和环境的影响，很多荷载的施加具有一定的随机性[1]。但是，由于在盾构隧道施工阶段，需要在管片结构上进行作用力的施加，所以需要采用合理的方法进行管片结构受力特征的分析，从而避免施工荷载对管片结构的破坏。就目前来看，盾构隧道施工施加在管片结构上的荷载有施工荷载和操作荷载。其中，施工荷载包含了千斤顶推力、盾尾密封刷压力、壁后注浆压力、上浮力等多种作用力。而操作荷载则主要为管片拼装机的推力。

首先，千斤顶推力是隧道施工的主要驱动力，同时也是施工过程中管片结构所承受的最大的外力。淤泥质粘土层中的千斤顶推力最高将达到12MN，全断面沙土地层的千斤顶推力则能够达到20MN，而跨江海的盾构隧道的千斤顶推力则达到了30MN以上[2]。

其次，注浆压力主要是在注浆填充盾尾间隙的过程中产生的，而在该种压力达到一定的数值时，将引起管片局部或整体上浮、错位、开裂或其他形式的破坏。所以，壁后注浆是盾构隧道施工的重要工作，关系着施工质量的好坏。而通常情况下，在管片完成安装后注浆时，管片外侧围岩压力将达到最大。在扣除初始应力的情况下，这种压力增量最高将达到143.5kPa。而在盾构机械进行掘进时，围岩压力也会随之变化。例如，在盾构推进19环的情况下，28.5m后围岩的拱顶压力就会在18.8到35.2kPa之间，左侧为56.4到68kPa之间，右侧则在41.1到59.3kPa之间。此外，注浆压力也是导致管片结构内力增长的重要因素。

再者，盾构隧道承受的上浮力是在注浆完成后产生的。因为，在注浆完成后，盾构会在水泥浆液凝结的时间里进行掘进。而在这种情况下，会有一定范围内的管片未能得到及时裹住，从而导致管片悬浮在注浆液中，进而使管片承受一定的上浮力。此外，由于盾壳与管片之间存在着一定的摩擦力的同时，管片也会承受盾尾密封刷对其的环向压力，所以在盾构长时间停止掘进时，这些压力将对管片结构产生一定的影响。最后，在管片拼装的过程中，管片结构将承受装配器荷载对其的作用。一方面，管片本身的自重较重，所以需要装配器施加足够的作用力进行管片的拼装。另一方面，在进行管片拼装的过程中，需要进行拼装位置的来回调整。而一旦出现了管片断面受力不均的情况，就会导致管片内部产生应力。

1.2 施工过程的管片结构受力特征

从受力特征角度来看，盾构隧道施工的过程中，管片结构主要有三种受力特征，既典型三维特征、不确定性和不可忽视性[3]。其中，管片结构的典型三维受力特征指的是因为管片结构受到了来自于千斤顶推力、注浆压力等多个方向的作用力。所以，在进行施工过程的管片结构的受力情况的分析时，难以将管片结构的受力情况简化成平面模型，因此也给管片结构的受力分析问题带来了一定的困难。就目前来看，通常用来进行施工过程的管片结构受力情况分析的方法为修正惯用法。具体来说，就是将管片环当做是刚度均匀的环来进行管片结构的受力分析。而管片结构受力之所以具有一定的不确定性，是因为作用在管片结构上的千斤顶推力在盾构隧道掘进阶段和纠偏阶段有所不同。此外，在纠偏阶段，由于千斤顶推力会在管片结构上产生一定的应力集中效应，所以也导致了管片结构的受力的不确定性。此外，由于盾构机械偏移带来的拼装轴线偏移问题，也使得管片间存在着一定的拼装应力，从而也导致管片结构受力的不确定性。管片结构受力的不可忽视性，则是因为在盾构施工过程中，管片结构会受到施工荷载的影响而产生结构的破坏现象。所以，想要保证施工的质量和管片结构安全，就不能忽视管片结构的受力问题。

1.3 导致管片结构破坏的受力情况分析

在盾构隧道施工的过程中，管片裂缝、管片局部破损、管片渗漏和管片错台都是较为常见的管片结构破坏现象[4]。管片裂缝主要是因为施工荷载对管片结构的作用而造成的。一方面，在盾构机械进行姿态的调整时，盾壳应力会积聚到一定的程度，并导致管片结构的破损。另一方面，在盾构掘进的过程中，由于管片环中心轴线与盾构机械中心轴线存在着一定的偏差，所以导致管片产生一定的轴向弯矩，进而产生相应的裂缝。管片局部破损的原因是管片在运输或拼装的过程中遭受了挤压、冲撞和摩擦等作用力。在盾构隧道施工的过程中，管片的错位会导致管片之间的止水条不能正常的吻合，进而造成管片的渗水。同时，一些贯穿性裂缝的存在，也同样会引起管片渗水。此外，由千斤顶摆放位置不对引发的止水条损坏和拼装过程造成的止水条脱落，也同样会导致管片的渗漏。最后，管片错台也是较为常见的管片结构破损现象，而之所以出现这一现象，则是管片结构受到了注浆压力、上浮力、盾构机姿态调整等多种因素的影响。

2 结论

总而言之，为了保证盾构隧道施工的质量，在进行隧道管片结构设计时，要综合考虑施工过程对管片结构的各种不利影响。而从本文的研究来看，管片结构的受力情况较为复杂，只有通过三维模型体系，才能更好的进行管片结构受力情况和特征的分析。同时，在进行管片结构破裂和渗漏等问题的研究时，需要考虑到管片结构的三维特性、不确定性和不可忽略性这三种受力特征。只有这样，才能全面看待管片结构受力问题，从而确保管片结构施工及运营阶段的安全，同时促进盾构隧道施工质量的提高。

参考文献：

[1]叶飞，何川，王士民.盾构隧道施工期衬砌管片受力特性及其影响分析[J].岩土力学，2011（32）.

[2]陈旭明.盾构穿越矿山法隧道施工过程管片结构受力特征研究[D].武汉工程大学，2013.

[3]郭瑞，何川，方勇.膨胀土地层中盾构隧道管片结构受力分析与对策研究[J].现代隧道技术，2010（47）.

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中图分类号:F540.3 文献标识码:A

文章编号:1004-4914（2012）02-290-04

一、引言

本文对公路隧道工程施工阶段质量风险的研究，在参考工程质量风险评价以及其他行业的风险评价研究的基础上，将风险评价的基本理论应用于公路隧道工程质量风险评价，实现对公路隧道工程施工阶段质量风险评价的研究与探讨。本文对公路隧道工程施工阶段风险评价进行全面研究，完善隧道施工质量风险管理体系，为从事隧道施工的单位和相关人员提供分析隧道施工阶段质量风险的管理方法及应用程序具有重要的理论意义和现实意义。

二、公路隧道工程施工阶段质量风险的构成与指标分析

公路隧道工程项目规模大、投资高、涉及面广、技术密集，对社会、国民、经济等要素都有着重大影响。公路隧道工程质量风险是将一般质量风险概念运用于隧道工程研究中的特例，是指隧道工程项目在设计、施工和竣工验收等各个阶段可能遭遇的质量风险。本文主要从人员的因素、物的因素、方法的因素、环境因素等四个方面对公路隧道工程项目施工阶段存在的质量风险进行分析。

1.人的因素。人是指直接参与隧道工程施工的组织者、指挥者和操作者。人作为控制的对象，是避免产生失误；作为控制动力，是充分调动人的积极性，发挥人的主导作用。人的因素影响主要包括人的技术水平、人的生理缺陷、人的心理行为以及人的错误行为等。而其中人的政治素质、业务素质和身体素质是影响质量的首要因素。故本文在总结人的指标归纳为两个:隧道工程管理者的素质和操作者的素质。

2.物的因素。公路隧道工程作为实体工程，物的因素影响是必然的。本文主要讨论物的因素主要包括材料（包括原材料、成品、半成品、构配件）和机械设备对公路隧道工程质量风险的影响。材料构成隧道工程实体的物质基础，材料费约占隧道工程造价的60%，而且品种多，数量大，所以工程材料的质量对工程项目的质量有着重要的影响，因此对公路隧道工程材料的质量进行严格控制对提高隧道工程的质量具有重要的意义。

隧道工程施工中采用了大量的各种施工机械，加快了施工进度，也促使了隧道施工技术的不断发展，而其中机械设备的选择和利用率，是主要部分。故本文以机械设备选择的合理性和机械设备的利用率作为其主要指标之一，来分析其对隧道工程质量风险的影响。

3.方法的因素。隧道工程所谓方法主要是指隧道工程项目的施工组织设计、施工方案、施工技术措施、施工工艺、检测方法和措施等。所采取的“方法”是否得当，直接影响到工程项目的质量形成，特别是施工方案是否合理和正确，不仅影响到施工质量，还对施工的进度和费用产生重要影响。因此应结合工程项目的实际情况，从技术、组织、管理、经济等方面进行全面分析，确保施工方案在技术上可行、经济上合理，方法先进，操作简便，既能保证工程项目质量，又能加快施工进度，降低成本。

4.环境的因素。影响隧道工程质量的环境因素较多，归纳起来有三个方面，即隧道工程技术环境、隧道工程管理环境和劳动环境。其中，隧道工程技术环境即隧道工程地质、地形地貌、水文地质、工程水文、气象等；隧道工程管理环境主要包括质量管理体系、质量管理制度、工作制度、质量保证活动等；劳动环境包括劳动组合、施工工作面等。在工程项目施工中，环境因素是在不断变化的，如施工过程中气温、温度、降水、风力等。前一道工序为后一道工序提供了施工环境，施工现场的环境也是变化的。不断变化的环境对隧道工程项目的质量就会产生不同程度的影响。因此，环境因素的控制，就是要通过合理确定施工方法，安排施工时间和交叉作业等，为施工活动创造有利于提高质量的环境。

三、公路隧道工程施工阶段风险评价模型的构建

1.评价指标体系的建立。根据前面对公路隧道工程施工阶段质量风险因素的分析，本文建立以下指标体系，如图1所示。

2.模糊层次评价模型的建立。

（1）确定因素的层次。设因素集为U=（u1，u2,…，um）,ui（i=1，2，…m）为第一层次（即最高层次）中第i个元素，它由第二层次中n个因素决定。即：

ui=（ui1，ui2,…，uin）,（i=1，2，…m）

（2）建立权重集。运用AHP法分析每一层中各个指标的重要程度，分别给每一指标赋予相应的权重并进行归一化处理。通过10名相关行业、有丰富经验的专家对该项目各方案中的每个因素进行打分，并运用统计方法确定出各个不同因素最终的权值大小。如下表所示:

故归一化后，一级指标权重分配为：

因素W（0.1186，0.0951，0.3265，0.4598）

同理，可以得出二级指标权重分配：

人的因素W1（0.6210，0.3790）

物的因素W2（0.5360，0.2694，0.1946）

方法的因素W3（0.5373，0.3743，0.0884）

环境的因素W4（0.4325，0.1779，0.3896）

（3）评价集建立。评价集就是评判者对评判对象可能作出的各种总的评价结果组成的集合。公路隧道工程项目施工阶段风险程度的评价是一个模糊概念，是用经典数学无法解决的。本文将评价集划分为五个等级，如下：

V=（v1,v2,v3,v4,v5）={低风险，轻低风险，中度风险，较高风险，高度风险}

（4）评价矩阵。用隶属度分别描述各子因素相对于评判集V的隶属程度，得出单因素模糊评判矩阵。

其中，r'ij表示第i个一级评价指标下的第1个二级指标隶属于第j个评价等价程度，i为一级指标的数目，k为第i个一级指标下的二级指标的数目，n为评判集中评语的数目，r'ij的意义及求法如下:

首先由各位评价委员对每个被评价的子因素进行评定，然后通过统计整理的方法得到相对于子因素Vij的若干个评语:其中包括Vij1个u1级评语，Vij2个u2级评语，…以及Vijn个un级评语，则子因素层指标Vij隶属于第uk级评语的程度即隶属度为:

（5）模糊综合评价运算。

一级模糊综合评判:

二级模糊综合评判：

式中，bk（k=1，2，…，p）表示评判对象按第一层次中所有因素评价时，第k个元素的隶属度。B为模糊综合评价的结果；W为模糊评价因素权重集合。

此为风险指标评价的最终结果，从中可以直观地反映出某公路隧道工程施工阶段所面临的质量风险。

四、案例分析

1.工程概况。湖南省HT高速公路是国家高速公路网“7918网”规划南北纵向线中的第7纵―包头至茂名国家高速公路的重要组成部分，是湖南省“五纵七横”高速公路网规划中的第5纵。HT高速公路起自怀化市竹田西互通，与SH高速公路怀化连接线相接，并与包茂高速公路JH段相接，路线全长197.636Km。

本项目位于湖南省最偏远的湘西南，项目区处于云贵高原向江南丘陵的过渡地带――雪峰山之西麓，呈南高北低的总体地貌格局，地势起伏明显，高差较大，侵蚀、溶蚀构造地貌形成沟溪较发达。其隧道多处于板岩地区，围岩情况整体性较差，多为薄层结构，水系发育，围岩遇水软化易崩解，节理裂隙较发育，围岩级别和原设计有多处不符，针对复杂的施工环境和技术难度，有三位专家参与施工阶段风险因素的预测工作，分别是项目经理、风险分析专家和技术专家。

2.施工阶段风险评价。根据前文评价指标体系的建立以及层次评价模型的构建，可以确定一级指标和二级指标的权重分配以及评价集的划分。

用隶属度分别描述各子因素相对于评判集V的隶属程度，得出单因素模糊评判矩阵如下：

一级模糊综合评判:

B1=W1°R1=（0.156，0.204，0.297，0.288，0.115）

B2=W2°R2=（0.259，0.2411，0.295，0.135，0.071）

B3=W3°R3=（0.184，0.165,0.256，0.25，0.145）

B4=W4°R4=（0.237，0.222，0.215，0.223，0.103）

二级模糊综合评判，并做归一化处理后为：

此为湖南省HT高速公路隧道工程施工阶段质量风险指标评价的最终结果，得出HT高速公路隧道工程施工阶段质量风险等级为较高风险。根据以上结果可以得出湖南省HT高速公路隧道工程施工阶段质量风险分布饼状图：

3.风险评价结果分析及应对。根据以上对湖南省HT高速公路隧道工程施工阶段质量风险进行评价，可以得出以下结论：

（1）在人员的因数、物的因素、方法的因数、环境的因素四个影响因素中，方法因素和环境因素所占的比重较大，为主要风险。为减少方法因素引起的质量风险，项目部应积极引进先进的技术（如提高掘进效率和光爆效果等）、采取正确的施工工序（例如：控制好掌子面掘进、下台阶掘进和二衬施工工序的调整以及钢筋原材料的加工等工序调整工作）。对于环境因素引起的质量风险，项目部应该积极做好地质预报和监控量测工作，及时掌握隧道施工中隧道的地质情况和隧道初支变形、沉降等，以其指导施工，以确保施工的安全与质量，同时建立良好的劳动保障以及质量安全控制制度，以此促使施工有条不紊地进行。

（2）在四大影响因素中，人员风险所占的比重次之，为较主要风险。为减少经济风险，项目部应根据施工实际情况积极召开技术交流和技术交底会议以及多种形式的培训工作等，提高项目部隧道工程施工管理水平和施工队伍现场操作，从而使施工管理者的施工管理水平和施工操作者的操作水平得到提高，并且更好地与施工现场实际情况相结合，使施工隧道质量风险得到较好的控制。

（3）物的因素所占的比重最小，为次要风险。为控制这种因素对质量风险的影响，项目部保证机械使用的合理性与正确性，购置先进的设备，尽量避免设备闲置，以确保施工的效率，在实际操作中，重视技术交底工作，使机械的操作更加规范，保障隧道施工的顺利进行。

五、结论

该评价模型具有可行性和易操作性等特点，通过以上建立的指标体系和模型,可以对某一公路隧道工程施工阶段质量风险进行评价,从而得出隧道工程的质量风险水平。

参考文献：

1.佘娜.工程质量风险评价及评价模型的研究[学位论文].重庆：重庆交通大学，2007

2.陈远祥,周高平,宾雪锋.工程项目施工阶段投资风险层次分析辨识模型[J].广西交通科技，2003(3)

3.张庆峰.基于模糊网络分析的隧道施工风险评价[学位论文].重庆：重庆交通大学，2008

4.杜栋.庞庆华.现代综合评价方法与案例[M].北京:清华大学出版社,2005

篇（7）

Abstract：The article analyzes the connection bridge engineering research in design and construction, the characteristics of the tunnel DongMen poor geological conditions in the construction method and the points for attention and the basic steps of the construction of the abutment, difficulty and treatment measures and bridge under construction technology of the abutment connection. For existing and possible bridge connection to the design and construction of the conditions were summarized and analyzed

Key Words: construction method; the tunnel window; abutment

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1.引言

桥隧连接工程的研究在行业内还未有共识性通用性的规范可循，还属于比较开放性的讨论课题，因此对桥隧连接工程设计、施工过程中形成的默认性的技术和经验进行分析并分类总结具有重要的理论和实际意义。本文基于桥隧连接工程设计、施工工程中遇到的困难和问题，从桥隧连接地段的桥隧衔接段(包括隧道洞门、桥台、桥梁边梁、短路基等构造)、桥梁架设、施工组织管理等方面对既有经验进行分析总结，找寻普适性的规律。

2.桥隧连接工程设计、施工特点

桥隧连接工程不同于单一的桥梁或隧道可进行独立设计、施工，不必考虑彼此的互相影响，而现实别在重岭山区将二者分开设计、施工的情况并不多。这时就必须将二者放在一起综合考虑，以形成统一连续的设计、施工过程，得到良好的受力状况和很好的运营效果。综合看来，桥隧连接工程的设计、施工具有如下的特点:

2.1.桥隧连接工程的相互干扰性

桥隧连接工程在设计和施工过程中都表现出了突出的相互干扰性。以整体型桥隧连接方式为例。在桥隧连接工程的设计过程，有时由于场地有限或地质情况的要求，必须设计整体型的桥隧连接工程。该类型结构，桥台直接浇注在隧道内部，桥梁的梁板则直接搭设在桥台上，也就是要伸入隧道明洞内部。由于在高速公路上通常桥梁较隧道有更大的横向净宽，桥梁伸入隧道的那跨边梁便可能与前几跨的梁板几何尺寸截然不同，当然隧道的明洞由于需要满足桥梁梁板的尺寸一般需要加大加宽，因此当出现整体型桥隧连接工程时设计过程便不能独立设计桥梁或隧道，桥梁的设计干扰了隧道的设计，隧道的设计同时干扰了桥梁的设计，干扰性非常突出，许多时候需要根据实际情况变更设计。

当然，在施工过程中，桥隧连接工程也存在突出的相互干扰性问题。如对于整体型桥隧连接工程由于桥台在隧道内浇注，那么桥梁的边跨梁板只有在隧道洞门开挖完成才能架设，这样桥梁才能贯通，但由于桥梁和隧道两者相交，隧道的洞门施工由于地形陡峭或无场地等因素又无法展开，有时只得从隧道的另一端开挖，这样桥梁的贯通只能制约于隧道的施工，隧道的施工又反过来受到桥梁的限制无法实现对挖，无法两头并进。又如，在高速公路的建设中，桥梁和隧道往往归属于不同的施工单位，若桥梁先贯通，承担桥梁建设的施工单位为了保证桥梁的质量有时不会把桥梁提供给承担隧道建设的施工单位作为隧道开挖除渣的施工便道等等。

2.2.桥隧连接工程的综合性

桥隧连接工程同时涉及到桥梁、路基路面和隧道三种最主要的高速公路工程结构类型，本身就具有路桥隧相结合的综合性。桥隧连接工程在设计上需要考虑三种不同的结构形式，设计时既要保持三者的本来面目和结构特性，维持彼此的个性，又要综合考虑三者在连接区域的通用性，保证彼此的共性。因此桥隧连接工程表现为设计的综合性。在施工过程中，在进行桥梁、路基路面、隧道施工的各自施工时，需要同时考虑彼此的施工进度，调整施工计划和步骤，实现又好又快的施工目的。因此桥隧连接工程的施工是个综合的进行-调整-再进行的循环过程，又表现为桥隧连接施工的综合性。

2.3.桥隧连接工程的相对独立性

尽管桥隧连接工程在设计和施工上表现了很强的综合性，但作为桥梁、路基路面和隧道的结合体，其又有很强的独立性。设计和施工过程中，尽管桥隧连接的区域是设计和施工中必须认真考虑并妥善解决的难题，但主要的工作量还是在相对独立的三个构造物的常规设计和施工上。设计时，在设计方案确定后，桥梁、路基路面和隧道一般是在不同的科室或设计处完成的，独立性较强;施工时，尽管要综合考虑各个结构的施工进度，但最终要实现整条高速公路的贯通，桥梁或道路或隧道的工程量和工作时间相对于连接区域而言要大的多，因此，施工过程中，各结构的自身建设仍然是重要的主体。

2.4.桥隧连接工程的后续性

如前所述，桥隧连接工程在设计和施工过程需要考虑的问题很多，但设计和施工时的综合处理措施并不能完全保证桥隧连接工程段的良好运营，设计和施工并非一劳永逸的工作。桥隧连接工程作为一种特殊的结构形式，在运营过程中，表现出了很强的后续性。据不完全统计，在高速公路的运营阶段，桥隧连接段的工程问题最为突出，主要表现为:由于桥梁、道路、隧道所处的地质状况的不同，桥墩桥台、路面和隧道围岩的地质沉降不一，造成高速公路的路面铺装在桥隧连接段凹凸不平，许多地方跳车严重;桥梁、道路、隧道排水设施由于长期运营和地质情况的变化出现排水不畅甚至隧道水上路上桥、桥梁无法排水、桥隧连接段积水等现象，非常不利于车辆的通行;车辆由桥梁入隧道或由隧道上桥时，明暗变化明显，司机无法适应，桥隧连接段多次发生交通事故;隧道洞门边坡植被破坏严重时而出现落石甚至泥石流，泥沙冲入路面或桥梁，通行安全得不到保障等等。以上的问题都不是设计和施工时考虑到并采取相应措施希望避免就可以完全不发生的。因此桥隧连接段在充分做好设计和施工工作的同时，还需要进行经常性的养护，做到早发现早处理，保证高速通行的顺畅。

3.总结

桥隧连接工程不同于单一的桥梁或隧道可进行独立地设计和施工，存在彼此的互相影响。因此桥隧连接工程的设计与施工应考虑其相互干扰性、综合性、相对独立性和后续性的特点，使桥隧连接工程的设计规范化、施工优化，保证建设和运营过程中的安全性。

参考文献

[1] 王树英. 隧道施工对邻近扩大基础桥梁结构的影响研究[M]. 中南大学, 2007

[2] 高自茂等. 客运专线桥隧相连运架装备方案研究. 桥梁, 2005, 06:1-4

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1 前言

云罗高速罗岭隧道位于云罗高速公路双凤至双东段。隧道左线进口桩号LK4+840，出口桩号LK6+359，长1519m；右线隧道进口桩号RK4+855，出口桩号RK6+354，长1499m，均属长隧道。隧道围岩由第四系松散覆盖层和基底白垩系罗定群砾岩和泥盆系东岗岭组砂岩、铁质砂岩、炭质灰岩及其风化层组成，白垩系和泥盆系呈不整合接触。隧道穿越多处沟谷地带，埋深浅，地质较差，存在软弱夹层等地质情况，围岩主要由强风化砾、砂岩组成，裂隙发育、岩体破碎、岩质软，遇水易软化崩解，容易出现塌方的情况。

在罗岭隧道施工过程中，已多次遇到夹层地质下的软弱破碎围岩，针对此类隧道围岩，稍有不慎极易发生塌方，若夹层地质同时伴随涌水，极易突发形成涌泥险情。

纵观罗岭隧道贯穿的几个垭口，均属浅埋段，埋深约15～20m，存在断层破碎带，因此，我处对于浅埋、存在夹层或围岩破碎地段隧道施工特别重视，通过对此类围岩施工经验作出总结，在探测前方围岩的情况下，在支护类型选择上做出了长足的努力。

2 施工方案

2.1 超前地质预报探测前方围岩

2.1.1 通过TSP超前地质预报探测前方围岩

2.1.2 通过现场经验探测前方围岩

现场经验可以通过“望、闻、问、切”来较准确地确定有限范围的围岩情况。

望___通过肉眼观察掌子面围岩的颜色、质地、渗水、解理走向等方面，初步判断情况。

闻___如前方围岩局部出现瓦斯等危险气体而超前预报又未及时探明时，可通过嗅觉可提前预知。

问___询问钻孔工人：

（1）钻孔难易程度，在掌子面炮眼钻孔施工中，通过感受钻杆的钻进速度来判断围岩的软硬情况。

（2）注浆情况，超前小导管施工过程中，可在小导管注浆时判断前方围岩情况，如注浆压力骤降，注浆量明显增加，则可判定前方存在裂隙，围岩松散急剧变差或者有可能出现溶洞等不良地质情况，此时需注意控制施工进度并结合其他施工现象综合判断前方围岩情况。

切___ “接触”掌子面围岩，通过超前地质钻探或触摸掌子面围岩，分辨其软硬情况，综合肉眼观察得出的解理走向可大致判断前方围岩的软硬的分界区域，从而对隧道局部施工采取相应的支护。

2.2 施工工艺及流程

超前支护___洞身开挖___初期支护___防排水设置___边墙施工___仰拱、二衬施工。

2.2.1 超前支护

在施工隧道伴有裂隙发育或渗水的浅埋段时极易出现坍塌的情况。罗岭隧道夹层地质围岩施工时，为稳固前方围岩，保证掌子面开挖安全，加强了超前支护参数——改用6米长的双层小导管和注单液浆的方法加固围岩。

2.2.2 洞身开挖

夹层地质条件下隧道开挖采用三台阶法进行开挖，上台阶、阶每台阶长5m，阶、下台阶施工时左右两侧错位施工，开挖采用机械开挖，如需爆破时采用弱爆破或风镐凿除进行开挖。鉴于此开挖方法的灵活性跟机动性，如遇围岩变差，可迅速转变为C.R.D法开挖，以确保安全，具体施工工艺如下：

（1）上台阶开挖

超前支护完成后，沿隧道开挖轮廓线环向开挖上台阶，开挖进尺控制在1～2榀拱架。开挖后，立即进行初喷4cm厚C20砼，封闭掌子面，并架设I20b工字钢架，按设计施工系统锚杆及锁脚锚杆，锁脚锚杆施作角度：斜向下45°。

（2）中、下台阶开挖

中、下台阶开挖需错位开挖，两侧不能同时掘进，如图，左侧先进尺2～3榀拱架并初支完成后开挖右侧。

（3）仰拱开挖

仰拱不能与下台阶同时开挖施工，应单独开挖，每循环进尺2m，左右侧错位开挖，及时施作初支，封闭成环，环向受力。

2.2.3 初期支护

（1）初喷

开挖完成后，立即进行初喷4cm厚C20砼，封闭掌子面，完成后立即进行拱架、锚杆、钢筋网及复喷施工。

（2）锚杆施工（在围岩松散、软弱并渗水时可采用小导管代替锚杆施工）

初喷完成后，进行锚杆施工。

（3）钢筋网

钢筋网采用φ8钢筋，网格间距20cm*20cm。保护层厚度不小于1cm，与受喷岩面间隙不大于3cm。

（4）工字钢拱架

山塘段围岩差，自稳能力较弱，原设计初支采用I20a工字钢架硬性支护，建议采用I20b工字钢架硬性支护以增加拱架抗压能力。

（5）锁脚锚杆

由于初期支护并不能立即封闭成环，故而，为稳定上台阶拱架，需特别注意锁脚锚杆的施工，在山塘段加强锁脚锚杆的施工，每榀工字钢拱脚处设置8根φ42的注浆小导管对拱架进行锁脚处理，小导管施工角度与工字钢架成45°角斜向下施工。

（6）拱架落脚处处理

上台阶拱架施工需尽量垂直，并且对拱架落脚处进行着重处理。如落脚处为软质围岩时采用高标号水泥垫块进行塞垫以保证拱架受力，同时及时施做临时排水沟，将洞内积水及时排至洞外，以免被积水浸泡，软化围岩，影响结构受力。

（7）复喷

上述步骤完成后，立即复喷22cm厚C20砼，待喷砼强度达到设计强度后进行下一循环的开挖。

2.2.4 防水与排水

在施工时渗水特别大的时候，在掌子面进行钻孔埋设钢插管或PVC引水管，将水引至施工时临时修筑的排水沟内，而后通过边沟排至洞口沉淀池。临时排水沟设置在隧道两侧距离边墙1m距离处，以免水流侵蚀边墙岩体，软化基础，产生拱架下沉隐患。

2.2.5 边墙、仰拱及二衬施工

待拱部初期支护完成后，及时施作边墙及仰拱，封闭成环，形成环向受力。边墙跟仰拱的施工每次进尺不得超过1m。

（1）下边墙按左右侧分边错开开挖支护，工字钢架不得悬空，底脚必须落在有力的支撑面上，且支撑面必须先清理并整平，如遇破碎围岩，需用高强度水泥垫块进行塞垫，同时采用加强锁脚锚杆对工字钢的固定；

（2）仰拱以隧道纵向中心线为界进行左右分边开挖支护，等待另一边施工后可尽快闭合，形成闭合环。

（3）尽快施工二次衬砌，辅助初期支护共同承载围岩压力，二衬跟掌子面距离不得大于50m，以策安全。

2.3 监控量测

待初支完成后，立即布监测点，加强洞内及地表的监控量测。

（1）加密塌方段监控量测的点位布置，洞内每5m布置一个断面，必要时加密至2m一个断面。

（2）加强监控频率，2次/d，随时掌握围岩和支护的动态变化信息。并及时对监控数据进行分析处理，同时进行相关计算跟判断，以便指导施工作业。

（3）现场量测应及时根据量测数据绘制净空水平收敛，拱顶下沉时态曲线及净空水平收敛，拱顶下沉距开挖工作面距离的关系图。

（4）围岩及支护的稳定性应根据开挖工作面的状态，净空水平收敛值及拱顶下沉量的大小和速率综合判定，当位移速度无明显下降，或者支护砼表面已出现明显裂缝时，必须立即采用补强措施，并改变施工方法或设计参数。

（5）浅埋偏压段，根据隧道顶部地表沉降及拱顶沉降量测值对土体内部垂直位移进行回归分析，求出量测断面的沉降稳定值。

（6）量测过程中若发现地表位移过大或下沉速度无稳定趋势时，我处通知设计单位对隧道支护参数及时进行调整及补强。

3 质量控制、安全及环保措施

3.1 质量控制要点

3.1.1 按标准控制好超前钢管实测项目

3.1.2 按标准控制好喷砼支护实测项目

3.1.3 按标准控制好锚杆支护实测项目

3.1.4 质量控制措施

（1）每一批材料运到施工现场时，必须抽检，保证其质量。

（2）隧道开挖施工严格按照“先探测、管超前、非爆破、严控水、短进尺、强支护、勤量测、早衬砌”的原则组织施工。

（3）在隧道开挖前，对隧道地表中线附近范围进行勘察，施工中应加强监控量测工作，严格按设计方案施工，确保隧道安全、顺利通过。

（4）严格控制锁脚锚杆及拱架落脚处及小导管注浆施工。

（5）开挖后应按设计要求的量测项目及频率进行围岩量测，及时反馈量测信息。

3.2 安全保证措施

（1）电动机械的安全设置应符合国家有关标准和安全技术规程。

（2）隧道开挖中，应在每次开挖后及时观察、描述围岩裂隙结构状况、岩体软硬程度、出水量大小，核对设计情况，判断围岩的稳定性。

（3）隧道在开挖过程中，尽量减少挖掘机对隧道边沿的开挖，应采用人工风镐对隧道周边进行修整，减少对围岩的扰动，避免侧壁或拱顶掉块现象。

3.3 隧道工程环境保护的技术保证措施

（1）在爆破作业中，采用水幕降尘，保证作业面粉尘含量达标。

（2）在弃碴场设置喷水降尘系统，在弃碴作业时喷水降尘，并做好弃渣场防护，防止水土流失。

（3）在洞口段施工中开挖的土石方要及时清运，不能堵塞溪流。

（4）废浆废液集中遗弃到废浆池，严禁污染农田，保护自然环境不受破坏。

4 创新点总结及经济效益分析

4.1 创新点总结

（1）将超前地质预报与现场经验相结合综合判别围岩情况，在前方围岩较弱的情况下提前加固围岩，提前预防隧道施工时可能出现的塌方。

（2）系统整理了隧道浅埋并伴有夹层的地质段施工应注意的施工事项、通用的施工思路以及具体的施工方法。

4.2 经济效益分析

通过云罗高速夹层地质隧道涌泥、塌方处理技术研究，我们总结并整理出此类围岩的系统施工方法，为以后隧道类似围岩的施工提供了很好的经验。通过探明前方围岩情况的经验为隧道施工及变更支护作出了依据跟指导，很大程度上避免了隧道施工时可能出现的塌方，间接地缩短了工期并大大节约了塌方处理的成本，同时大大增加了隧道施工的安全性。

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Abstract: with the national highway and railway transportation industry development, the scope of its construction has increased, and in the process of building may meet different topographical and geological conditions, including the complicated terrain geological conditions tunnel construction has strong into the hole of the technical. Through the previous YouXi tunnel on fujian and jiangxi view sound tunnel construction of depression into the hole of the summary and research, the paper will be elaborated in the complex terrain geological condition, the construction of the tunnel hole in technology and project, and for future tunnel into the hole technology provides the construction experience, and to promote the rapid development of China's transportation roads.

Keywords: complex topography and geology; Tunnel into the hole; Construction technology

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号

复杂的地形地质在道路修建中常有遇到，而在此种状况下的隧道进洞技术成为整个隧道修建的关键所在。通过先前对福建尤溪隧道和江西观音坳隧道进洞施工情况的分析和总结，不难看出隧道进洞的技术施工方案是根据洞口段的围岩及地形情况来确定的。如何安全可靠的进入正洞进行下一步施工的关键因素，就在于隧道进洞具体方案的合理性与准确性。前文所述的福建尤溪隧道地形险峻、山峰林立、沟谷纵横，而江西的观音坳隧道处于断裂构造的交错位置，并且围岩十分的不稳定，两处隧道的修建都处于复杂的地形地质条件之下。所以通过对其的全面分析和总结，本文将进一步对复杂地形地质条件下的隧道进洞施工技术，分析研究出更为具体、有效的施工方案。

一、复杂地形地质条件下隧道进洞施工工艺流程。

复杂地形地质条件下，隧道进洞的施工工艺流程与正常的隧道进洞施工工艺流程大同小异，只是在复杂地形地质条件下隧道进洞要进行细节化的施工，其整个施工流程可用下图表示：

二、复杂地形地质条件下隧道进洞前的准备工作。

隧道施工的复杂地形地质条件包括软弱围岩、不规则山体及碎石弃渣等不利于隧道施工的自然状况。复杂的地形地质条件在不利于隧道施工的同时，对隧道施工过程中的人员安全也造成了很大的威胁，所以针对于复杂地形地质条件下，隧道在进行正常开挖前，做好隧道进洞前的洞外控制测量的准备，以保证隧道的顺利开挖。

洞外控制测量。由于隧道进洞的施工处于复杂的地形地质条件下，所以施工前期首先要进行洞外控制测量。由于隧道洞口的地形及地质条件较为复杂，因此洞外控制测量成为进行开工后洞内施工测量的主要依据。通常隧道施工的洞外控制测量一般采用平面控制测量和高程控制测量两种方式，但由于施工处于复杂地形地质条件下，因此为了保证控制测量的精确度，往往会选择采用GPS控制测量系统。GPS控制测量系统，在设计好的洞口处分别设置GPS测点，同时将其与三角测量法有效的结合起来，从而形成稳固的洞外控制网。然后通过洞外控制测量成果，计算由洞外控制点引测进洞测设数据，并据此指导隧道的进洞。

三、复杂地形地质条件下隧道进洞的施工方案。

由于处于复杂地形地质条件下，通常会有围岩固定性差、地质断裂及水文地质条件复杂等现象，所以在进行隧道进洞施工时要根据实际情况来制定相关的施工方案方法。通过对先前各地隧道进洞施工技术方案的了解和分析，总结出以下在复杂地形地质条件下隧道进洞的施工方案，以完善隧道施工的技术工艺和方法。

1、隧道洞外截水沟。

对于在水文地质条件较为复杂的区域进行的隧道进洞施工，要在隧道洞外设置修建截水沟，避免发生水流灌洞的现象。例如已修建江西观音坳隧道，隧道洞口处于低凹处且正对峡谷，此时如果不做好洞外截水工作，就很容易造成雨季洪水灌洞的不良后果，甚至导致洞口坍陷，由此看来进洞前做好防水工作具有重要作用。所以对于复杂地形地质条件下的隧道施工，要根据实际情况全面考虑施工的具体方案。

2、明洞施工及边仰坡的防护。

在复杂地形地质条件下，隧道洞口多采用明洞施工，因为明洞更加适用于偏压、浅埋等复杂得地形地质条件。复杂地形地质条件下，隧道进行明洞施工即采用明挖法施工，但是在洞口土石方开挖前，首先要进行仰坡防护工作。仰坡防护工作，即对隧道进洞区域仰坡上的碎石、浮砂及危石进行清除，并与截水沟有效结合，从而形成畅通的洞口排水系统。然后对于隧道洞口的边仰坡，要按照先期的设计要求从上往下开挖，并且在挖的过程中对于雨水较强的地方，要实行分台阶开挖，以免雨水过强而影响施工。同时在进行刷坡的过程中，要实现仰坡开挖与防护的同步进行，并且在开挖后及时检查坡度，在坡度合格后进行相关的支护工作。

3、隧道进洞的支护及辅助措施。

3.1、套拱超前小导管进洞。

对于隧道洞口围岩稳定性较差的状况下，通常采用套拱超前小导管进洞的支护方法。在复杂的地形地质条件下，围岩稳定性较差，所以为了保证隧道洞口仰坡的稳定性，制定相应长度的套拱，并且使之与混凝土及钢架焊接牢固，同时在仰坡开挖线20米外设置相应规格的小导管，从而用小导管进行灌注水泥砂浆。最后检查套拱混凝土的各个尺寸，达标后进行拆模并采用人工弧形导坑开挖进洞。

3.2、管棚施工。

通常情况下的复杂地形地质条件下，实行套拱超前小导管进洞就已足够，但是对于V级浅埋土质的隧道洞口施工中，为有效保证洞口段的安全性，有必要采用超前大管棚。如此在隧道洞口搭建大管棚不但确保了洞口段的施工安全，而且还对隧道洞口的仰坡起到了很好的稳定作用。

3.3、洞口段地表加固。

由于隧道洞口可能处于软弱围岩浅埋地段等因素，造成地表下沉、拱顶下沉等不良后果，所以在施工前要进行隧道洞口地标的加固工作。隧道洞口地表加固可采用地标钻孔注浆等类似方法，均能取得良好的加固效果。

3.4、隧道进洞洞身开挖。

在一切隧道进洞准备及支护工作做好后，就要进一步实施洞口的开挖工程，隧道洞口开挖的施工过程包括洞口的钻爆施工、弃渣装运及洞口开挖后的支护，最后继续隧道的整体施工。

3.4.1、隧道进洞的钻爆施工。

进行洞口开挖，首先要对洞口进行钻爆施工。对于洞口的钻爆必须要经过专业精心的设计，测量放样布眼并采用钻孔台车或风动凿岩机进行钻眼。施工时要根据施工地段具体情况，控制好炮眼的深度、角度以及密度，从而保证良好的爆破质量。

3.4.2、隧道洞口弃渣装运。

在完成隧道进洞的钻爆施工后，要及时将弃渣运出洞口。弃渣通常采用隧道专用挖掘装载机运出，从而进行隧道进洞的下一步施工。

3.4.3、隧道进洞的支护。

隧道进洞的初期支护由隧道施工中的“新奥法”而来，根据围岩的自身承载能力，设置相应的支护。首先，隧道进洞的初期维护，通常采用喷射混凝土的方法，但由于隧道施工处于复杂的地形地质条件下，所以建议采用湿喷罚喷射混凝土；其次进行锚杆施工，以作为基坑支护用；最后是钢架和钢筋网的制作，以确保隧道进洞钻豹施工后，洞顶及四周围岩的稳定，为隧道的深层施工起到了重要的保障作用。如此施工过后，复杂地形地质条件下的隧道进洞施工就得以完成了，为后序的隧道施工奠定了坚实的基础。

综上文所述，复杂地形地质条件下隧道进洞施工前，应根据掀起的设计做好相应的准备工作，以确保隧道进洞施工的安全性，并且积极做好洞口仰坡的清除与支护工作。由于复杂地形地质条件带来的诸多不便，都会对隧道进洞的施工安全和施工质量造成严重的影响，因此我们有必要不断的分析探究出更好的隧道进洞施工方案。通过不断的实践证明，在复杂地形地质条件下进行隧道进洞施工，都应根据施工地段的具体情况，经过全面有效的分析和总结，制定出相应的隧道进洞施工方案，从而确保隧道施工的安全性和可靠性。

参考文献：

[1]、隧道进洞方案11.2.百度专业建筑文献.2010.12.

[2]、隧道施工组织设计.豆丁网建筑/环境.2011.07.

[3]、陈卫华.复杂地质条件和施工环境下地铁盾构进洞技术初探.2011.10.

篇（10）

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

以往在山岭中修建的岩石隧道由于自然条件的恶劣以及施工设备的落后，致使在施工过程中以及运营期间均可能出现大量的工程事故，例如：崩塌、冒顶、岩爆、火灾等等，从而造成巨大的财产损失和人员伤亡。因此，如何尽可能地减小岩石隧道事故发生率以及灾害损失，已经成为一个迫切需要重视的课题。风险分析理论可望为此提供一条可行的途径。目前，国外对岩石隧道工程风险的研究还处于起步阶段，无论是理论还是实际应用都尚待完善，而且目前所取得的成果基本上都是针对运营阶段的风险(例如火灾，通风等问题)，国内在此方面的研究相对就更少，基本上还停留在纯技术分析层面。本人在施工中，通过对相关工程的了解与分析，总结出了各种可能在岩石隧道施工中出现的风险，应做好有效的风险分析、风险预测、风险评价、风险转移等，并提出了相应的意见。

二、岩石隧道工程事故统计分析

随着我国科学、技术水平的不断进步，岩石隧道工程中所使用的设备与技术水平也在不断的更新，这就有效的降低了岩石隧道施工中的危险因素。可是，由于其工作性质的影响，与其他行业相比，隧道施工存在的危险因素仍然较高。以下对岩石隧道工程事故进行了统计与分析，具体内容为：

2.1 从施工方法角度进行分析

在隧道工程施工中常用的施工方法有：矿山法、盾构法和顶管法。通过相关资料我们可以了解到，在进行岩石隧道施工的过程中，最危险的一种方法就是矿山法施工，发生事故的比例达到了50%以上；其次就是盾构法，大概占30%多；顶管发所占比例相对较小，大概有20%左右。

2.2 从事故死亡人数角度进行分析

在对隧道工程中造成人员死亡的事故中，由于建设机械问题而造成的事故最多，大概占总数的25%左右，然后依次是崩塌冒顶、坠落、爆炸和火灾、翻车、飞石掉落、起重机以及其他因素。

2.3 从施工过程角度进行分析

一般情况下，在岩石隧道内进行的施工主要包括开挖、出渣、支护以及衬砌，不同的施工过程造成的事故频率也是不同的，在这几种施工过程中，事故发生率最高的是开挖以及支护过程，出渣与衬砌相对较低。

2.4 从事故发生地点角度进行分析

通过对事故发生地点的统计，我们可以了解到，在使用矿山法的施工中，发生事故几率最高的地点为掌子面，达到了65%，其次就是洞内，大概占30%，这两个地点发生事故的概率就高达95%；在使用盾构法施工的过程中，发生事故的地点主要有掌子面、洞内以及竖井，他们所占的比率差不多，都在25%左右；在使用顶管法施工的过程中，发生事故几率最高的地点为竖井，其次就是除了洞内、洞外以及掌子面的其他地点，大概占20%。

三、岩石隧道工程风险分析

3.1 风险分析的基本概念

通过相关统计数据我们可以了解到，由于岩石隧道施工的不确定因素较多，施工难度较大，风险也相对较高。所以，在进行岩石隧道工程施工的各阶段可能造成风险的因素进行详细的分析与总结，从而对风险进行有效的预防与控制。对风险进行有效的控制并不是代表能够将风险完全的消除，我们一定要正确的看待这一问题。

风险是现代社会中经常用到的一个术语，是与人类的生产、生活相伴产生的。对于风险的概念可以通俗地解释为：风险就是不幸事件发生的可能性；或者说风险是一个事件产生令人不希望发生的后果的可能性(概率)。国际隧道协会(ITA)对风险的定义为：灾害事故对人身安全及健康可能造成损害的概率。

所谓的风险分析，就是对风险所造成的危害、损失等进行科学、系统的评估，具体包括以下几方面内容：首先，就是对风险进行辨识，只有对那些潜在的风险产生足够的认识与了解，才能归类、总结出那些风险较大的因素；其次，就是对风险进行评估，也就是对整理出来的风险可能造成的后果以及发生的几率进行评估，总结出详细的概率分布；最后，就是对风险进行评价，将总结出来的结果与规定标准进行比较，并给出评价。

3.2 岩石隧道的风险因素及辨识

在进行岩石隧道工程的施工过程中，不仅要对可能存在的各种风险因素进行详细的了解与分析，还要能够对这些风险进行准确的辨识，这样才能根据实际情况采取相应措施。在施工前期就要做好全面的准备工作，充分考虑到施工中可能存在的各种风险，这样才有利于做出正确的决策。在项目开始施工之后，就要重点进行施工风险管理，这样才能有效避免事故的发生，保证岩石隧道工程的顺利进行。在运营过程中，则主要表现在效益风险，以及重大安全事故风险。

在进行岩石隧道工程施工的过程中，最容易发生事故的阶段就是施工阶段，主要包括以下几方面的风险因素：

第一、自然风险

由于自然环境的变幻莫测，在进行岩石隧道施工的过程中要面临各种自然灾害所造成的风险，例如地震、台风、洪水、雷击、暴雪、高温、大雨等。

第二、环境风险

岩石隧道工程属于大型工程，在施工的过程中不可避免的要使用各种机械设备，这样就会造成一定的粉尘、噪音、废气等污染，而且在对岩石的挖掘过程中还会释放一定的有毒气体，造成了一定的空气污染。

第三、施工风险

施工过程中可能出现的风险因素最多，主要包括施工技术风险因素、施工现场风险因素、设备风险因素、原材料和成品半成品材料风险因素以及进度施工管理及人员素质方面的因素。

第四、重大事故风险

在进行岩石隧道施工的过程中，也可能会遇到火灾、爆炸、崩塌等重大事故。

3.3风险控制

隧道工程的风险控制无外乎是风险转移和风险自留。风险转移就是通过保险，以及分包等形式将风险转移，但是目前国内有关隧道方面的保险费率研究相对比较落后，而且分析基本上是由保险公司单方面进行，业主基本上不作相应研究，这显然存在很大问题。而解决的办法应该是由业主委托独立的咨询公司进行分析，但国内类似的咨询公司基本没有。因此，工程保险对业主来讲仍然存在一定风险。对于自留的风险，应该采取相应措施进行防治，尤其是那些会造成人员伤亡或重大工程事故的风险，要尽可能地消除。如对于隧道施工引起地面下沉、建筑物开裂，可以采取的控制措施可能有：分部开挖方法、超前锚杆支护或超前管棚加固、采用控制爆破技术、加强隧道开挖后的支护以及加强施工检测等。但采取这些措施之前，要进行科学性、可行性、经济性的论证和优化，使自留的风险在合理的经济指标下达到最低。

四、结束语

综上所述，岩石隧道工程中的风险因素非常复杂，施工队伍及工程技术人员，一定要对施工现场进行充分的了解，根据实际情况运用科学、合理、有效的方法制定出详细可行的施工方案，并对可能存在的风险以及可能发生的事故进行系统的、详细的分析与总结，并做好相应的预防措施，从而降低风险发生的概率，避免造成人员伤亡事故的发生。

参考文献

[1] 杨萍. 公路隧道衬砌背后缺陷风险评估研究[J]. 中国安全科学学报. 2011.01:17-19

[2] 李春耕. 浅谈如何作好隧道施工技术管理[J]. 民营科技. 2013.01:24-26

篇（11）

隧道施工是一个复杂的系统工程，任何一个方面、一个阶段、一个环节的工作没有做好都有可能酿成重大事故，导致严重的后果，会给隧道施工造成极大的危害，比如延误工期、出现比较严重的机械损失，甚至威胁着施工人员的生命安全。隧道塌方是隧道建设中发生频率最高的工程灾害，以成昆线为例，全线共有415座隧道，施工中约有25%的隧道发生过大型塌方。笔者参建的锦屏水电站对外交通专用公路，全线共设隧道9座，平均每座隧道塌方约3次。针对国内在建的或者已建的隧道多次塌方，交通部专门总结了十八字口诀“管超前、严注浆、短开挖、快封闭、勤量测、快衬砌”，对减少隧道塌方起到了一定的作用。但应对多变的地质环境，有待我们更深入的分析与经验总结，减少建设中的塌方损失，创造出优质、安全、经济的工程产品。

1. 隧道塌方原因

塌方是围岩失稳的一种表现方式，当支护结构刚度不够或支护不及时，引发围岩大面积的坍塌，即为塌方。防治塌方，首先是要找到塌方的原因。隧道塌方产生的原因是多方面的，主要包括客观地质因素和主观人为因素两方面的原因。

1.1 客观原因。客观原因主要是地质差异性造成的。隧道施工时穿过断层或者地层覆盖比较薄弱的地段，例如穿过水源比较丰富的土层如水塘、冲沟、水库等，穿过风化比较严重的岩层；或者在隧道施工中遇到溶洞、裂隙、软硬差异比较大的岩层分界处，这些都是会引起隧道塌方的比较常见的不良地质现象。容易产生塌方的常见地质不良有：第四系各类堆积层、断层破碎带或软弱夹层、高地应力、溶洞、涌水等。

1.2 主观原因

1.2.1设计时考虑不周。隧道施工前的设计对施工的安全性起着重要作用，如果在勘测设计阶段对隧道要经过的地段的地质情况掌握的不全，就不能正确地分析该地段是否存在着比较特殊的或者不良地质现象。如果不能正确分析，就有可能把隧道设在地质条件不好的位置，增加了塌方的几率。隧道设计还要考虑地质条件可能会发生的变化，并根据变化及时地对支护参数进行调整。

1.2.2施工方法不当。施工人员忽视围岩细微变形，对不良地质洞段没有采取合理的开挖方法，爆破参数设计不合理，对围岩的扰动过大，开挖后支护不及时，围岩暴露时间过长，引发掌子面或掌子面附近洞段坍塌。同时为了获取更多利润，一些施工人员，职业操守较差，偷工减料，减薄喷锚厚度，降低喷射混凝土质量，锚杆的数量及间距达不到设计要求。要求注浆的锚杆不注浆，要求注浆的小导管不注浆，拉拔力不满足设计要求。

2. 塌方预防

结合塌方原因的分析，可知预防塌方的关键有三点：第一、探明地质情况，通过工程超前预报，提前预测，发现前方不良工程地质状况，及时制定应对措施，选择适应的开挖及支护措施，避免打无准备之仗。第二、制定正确的施工方法。根据探明的地质岩层情况，选取适应的开挖工法，软岩少装药，弱爆破，且不可盲目装药，放大炮。严格按照对应围岩级别的支护措施及时进行支护，使围岩与初期支护及时组成一个承载体系，充分发挥围岩自身承载能力。第三、全过程、全方位进行围岩量测。对已施工地段围岩及支护状况的安全、稳定作 定性、定量分析，反馈指导于施工。

3. 塌方发生后的处理方法

塌方的处理必须建立在对塌方正确认识的基础上，根据施工经验，塌方处理方案制定的一般处理原则是先巩固后方，防止塌方扩大，塌方发生后在一定时间内就会趋于稳定，形成自然拱，经过观测和稳定分析，确定塌方稳定后，再对塌方体进行逐步加固处理。

3.1 里庄隧道K50+373～K50+390段坍塌处治。里庄隧道全长7147m。K50+373～K50+390段为强风化绿泥石片岩，局部变质，多呈薄层状构造。结合现场塌方情况分析，由于上导坑轮廓线外均为不稳定塌渣，故在上半断面均采用超前小导管配合钢拱架支护方案，钢拱架间距50cm，采用两排超前小导管，梅花型布置，超前小导管采用φ42×4的花管，L=6.0m，第一排角度控制在5°～15°，第二排角度控制在20°～30°，超前小导管环向间距30cm，纵向排距均为1.5m，为保证小导管施作角度，在钢拱架内穿孔打设小导管，并与钢拱架焊接，注浆材料采用水泥浆，终压控制在2.0MPa。挂网采用φ8盘条，间距15cm×15cm，然后喷C20砼33cm。在下半断面开挖时边墙采用径向注浆小导管代替锚杆进行支护，小导管间排距为1.0m×1.0m，小导管长度4.5m。塌腔高度较大，为防止上方陆续掉渣砸坏现有洞身结构物，在小导管加固后，设置拱顶预留孔，泵送C20砼（2m厚）于拱顶上方，形成现有支护上方的砼防护层。

3.2 花椒园隧道巨型花岗岩切割坍塌处治。花椒园隧道长1135m，洞身段岩体为钾长花岗岩，节理主要有三组（1）产状234°∠54°，节理面平直光滑、无充填，间距0.3m；（2）产状277°∠82°，节理面平直光滑、无充填，间距5m，（3）产状205°∠84°，节理面平直光滑、无充填，间距0.2m。期间在隧道掘进至Ⅳ级围岩段时，发生大块花岗岩楔形掉块，砸坏施工台车，洞身周边的初期支护径向锚杆，随大块石掉落，在拱顶形成3m高的塌腔。

3.3 木珠砻隧道土夹石覆盖层洞段坍塌处治。木珠砻隧道全长118m，洞身段岩体以钾长花岗岩为主，节理发育,节理面粗糙。经过现场分析，洞身无水，冒顶堆渣较高，采用渣堆“穿”的方式较为可行，设计提出的处治方案为，封闭掌子面前渣体，堆码沙土袋压脚，在堆渣顶掌子面拱部设置环向超前小导管，注浆加固，沿现有超前小导管上挑大角度设径向注浆导管，注浆固结成临时拱圈。待拱顶部初稳之后，在塌渣上形成顶部作业台阶，分三台阶法，实施钢拱架支撑，拱周及边墙打设环向系统锚杆加固，如此循环，坍塌体就穿过了。洞外冒顶位置采用砼硬化加固，并做好防水处理。

4. 结论与展望

结合工程实际及现代隧道新奥法原理，安全建设隧道的前提条件是预防塌方为主，治理塌方为辅。

要防止塌方，我认为要做好以下工作：1）做好塌方客观因素的防备工作。通过对掌子面及开挖洞段详细的地质素描工作，借助地质人员丰富的岩土专业知识，或借助先进的地质探测仪器，对未来洞挖段地质情况进行判断，提供准确的预测，为下步开挖及支护做好资料准备。2）做好塌方主观因素的防备工作。这是一个相互协作过程。3）检查与补救阶段，同样更是新奥法的精髓所在，那就是做好变形量测工作。监测成果对历史洞挖与支护是否合理有效，发现问题可以亡羊补牢，未发现异常，对新一轮洞挖支护是一个成功的参照。

以上总结了隧道塌方的预防和塌方发生后的治理方法与措施，以期指导实际工程。隧道施工通常地质条件多变、施工作业各异，广大建设者应针对不同的围岩采用合适的工法，动态设计，以不变应万变，确保隧道安全施工。

参考文献