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隧道的修建方法范文1
隧道施工；新奧法；傳統礦山法
[中圖分類號]U45[文獻標識碼]A[文章編號]1009-9646（2011）08-0031-02
隧道是一種修建在地下，兩端有出入口，供車輛、行人、水流及管線等通過的工程建筑物。是一種斷面相對較小的細長結構，因此隧道問題可簡化為平面應變問題。隧道工程具有以下特點：（1）施工全過程受制于地質條件；（2）大型的隱避工程；（3）施工環境較差；（4）多地處偏遠山區，交通不便；（5）狹長建筑物，工作面很少；（6）施工不受氣候影響。
基于以上特點隧道施工方法主要有礦山法、明挖法、掘進機法、盾構法、沉管法、頂進法等，在隧道工程發展史上，礦山法一直占據著主導地位。20世紀60年代正式問世的新奧法從理論到施工都與舊的礦山法有很大的不同。
一、新奧法基本理論
新奧法是用薄層支護手段來保持圍巖強度，控制圍巖變形，以發揮圍巖的自承能力，并通過施工監控測量來指導隧道工程的設計與施工。新奧法是一種隧道施工的基本理論，是包含設計和施工內容的隧道工程新概念。新奧法的隧道結構體系計算模型是采用巖體力學模型，將支護與圍巖視為一體，作為共同承受荷載的隧道結構體系，圍巖是直接的承載單元，支護結構只是用來約束和限制圍巖的變形。新奧法必須包括采用錨桿、噴射混凝土的錨噴支護結構，但不能誤認為采用了錨噴支護就是新奧法，新奧法采用錨噴支護是為了達到保護圍巖的強度、控制圍巖變形、實現發揮圍巖自承能力的目的。此外新奧法十分重視施工監控測量，只有采用施工監控測量才能掌握圍巖變形動態，做到監控變形，同時現場施工測量的資料是完善設計，指導施工的重要依據。
總的來說，新奧法充分考慮了圍巖的自承能力，認為圍巖塑性強化區和彈性區是主要的承載結構，施工中基本維持圍巖原始狀態。它是以既有隧道工程經驗和巖體力學的理論為基礎，將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護手段的一種施工方法。新奧法的基本要點可扼要的概括為：“少擾動、早噴錨，勤量測、緊封閉”。
二、新奧法修建隧道的優點
1.新奧法成為軟弱破碎圍巖地段修建隧道的一種基本方法，技術經濟效益是明顯的。采用現場監控、量測信息指導施工，即通過對隧道施工中量測數據和對開挖面的地質觀察等進行預測、預報和反饋，并根據已建立量測數據為基準，對隧道施工方法、斷面開挖步驟及順序，初期支護的參數進行合理調整，從而使隧道圍巖穩定，保證施工安全、工程質量和支護結構的經濟性。
2.傳統的礦山法是以木或鋼構件作為臨時支撐，待隧道開挖成形后，逐步將臨時支撐撤換下來，而代之以整體式厚襯砌作為永久性支護的施工方法，木構件支撐由于其耐久性差和對坑道形狀的適應性差，支撐撤換工作既麻煩又不安全，且對圍巖有所擾動；新奧法的錨噴支護技術與傳統的鋼木構件支撐技術相比，不僅僅是手段上的不同，更重要的是工程概念的不同，是人們對隧道及地下工程問題的進一步認識和理解。
三、新奧法與傳統礦山法比較
新奧法與傳統礦山法均采用鉆爆法施工，與傳統礦山法的最大不同，是新奧法充分考慮了圍巖，并視圍巖為主體承載結構，考慮其適當變形以充分發揮圍巖的自承能力和及時支護以控制圍巖變形，另進行施工監測，關注圍巖變形情況，以指導施工。
新奧法與傳統礦山法主要有以下區別：
1.對圍巖壓力的認識不同
傳統理論認為洞室結構承受來自圍巖某一檢動范圍內(如坍落拱)的全部巖石重量所引起的荷載，而這一范圍的大小與支護結構本身無關洞室結構設計采用荷載――結構模式。而新奧法對圍巖壓力的認識則不一樣，它不是給定的，而是支護與圍巖力學體系的平衡結果，因而支護結構不采用荷載――結構模式，而是將支護與圍巖視為統一的力學體系，采用巖體力學模型。
2.對圍巖的認識不一樣
傳統的礦山法，只是把圍巖視為一種被挖去的巖體，強調的是及時支護，視圍巖為荷載；而新奧法則把圍巖視為承載單元，是圍巖――支護體系中的一部分，所以必須盡可能地保護圍巖，發揮圍巖的自承作用。
3.洞室支護手段不一樣
傳統礦山法的支護手段，一般是木支撐(臨時)和模筑混凝土襯砌，木支撐只能被動地承受圍巖的松動荷載；而新奧法的支護手段是多種多洋的，有噴、錨、網、柔性鋼架、超前支護、模筑襯砌等，能有效地控制圍巖的變形，并充分的發揮圍巖的承載能力。新奧法強調閉合支護使得更符合巖體力學的原則，有利于穩定圍巖。
4.施工方法不一樣
除了在全斷面法中，二者都是一個開挖斷面外，在其他施工方法中，在同樣的條件下，傳統礦山法的分塊較多，而新奧法采用了錨噴支護，分塊較少。
5.洞室防水性能不一樣
采用傳統礦山法修建的隧道，防水性能較差。而采用新奧法修建的隧道，由于在兩次襯砌之間可鋪設防承層，因而防水性能大為改善。
6.施工進度不一樣
采用傳統礦山法修建隧道成洞水平較低。而采用新奧法修建的隧道，由于采用大斷面開挖，同時沒有了縱橫交錯密布的木支撐，使得新奧法施工的工作空間大為擴展，大型機械進洞，機械化作業程度較高，因而施工開挖和成洞水平較高。
7.施工安全性不一樣
傳統礦山法施工，由于采用木支撐，支攆頂替作業頻繁，易發生坍方，存在許多不安全因素。而采用新奧法施工的隧道，由于噴錨支護能及時施作，并在監控量測指導下施工，及時反饋圍巖及支護的變位信息，使施工的安全性大為提高。
[1]彭立敏,劉小兵.隧道工程[M].中南大學出版社,2009年9月.
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隧道的修建方法范文2
關鍵詞：公路隧道 改擴建 方案 施工工序
從1888年修建獅球嶺隧道開始，到19世紀70年代我國已經修建了大量的隧道。但是由于當時的經濟條件、施工技術等各方面的限制以及交通的需求量較小，已修建的鐵路、公路隧道多以單線為主。
高速路的大量修建，為了滿足線路技術指標、縮短路程和行車時間、減少病害，提高運營效益，隧道的優越性日益顯著。為了適應當前的運輸需要、提高運輸能力以及滿足安全行駛的需要，隧道由原來的單線隧道發展到雙線或者多線，既有隧道的改擴建工程逐步提上日程。
隧道改擴建是指對技術標準不能滿足運輸要求的既有隧道進行技術改擴建，主要內容包括調整線路平、縱斷面，擴大隧道凈空，增設洞內建筑物或者對隧道局部損壞地段的補強與修復。對既有線進行技術改建而要求隧道改擴建的一般形式有：既有單線隧道改建，既有單線隧道改建為雙線或多線隧道，以及既有單線隧道改建并增建復線隧道。
但在一些地區，由于受地質地形條件和施工條件限制，不能新建復線，只能在既有隧道的基礎上進行擴挖，擴大隧道凈空斷面以增加行車車道，滿通客流量增加的行車需求。
1.改擴建方案
由于既有公路隧道所處地形、地質、施工技術、交通量及其長度的不同，隧道改擴建的方案也不近相同，具體可分為如下幾種形式
（1）單洞雙向兩車道隧道改建為雙洞單向兩車道隧道；這是隧道改擴建最為簡單的一種形式，直接在原來隧道左邊或者右邊以一定的距離修一條新的隧道。
（2）雙洞單向兩車道隧道改建為雙洞單向三車道隧道；這種改建方式比較復雜，需要在既有隧道上進行擴挖，擴挖的形式一般有以下三種：①原隧道左側大部分擴挖（對于一個單洞來說）；②原隧道右側大部分擴挖；③原隧道處在擴挖斷面的中部。
（3）雙洞單向兩車道隧道改建為8車道隧道；擴建形式有兩種：①改建為雙洞單向四車道隧道；②改建為四洞單向兩車道隧道。
2.方案分析
（1）方案（1）最為重要的是修建新隧道盡量少擾動既有隧道，這就要求修建新隧道距原隧道中心滿足一定的要求，盡量避免兩個隧道為小凈距隧道。
表1 分離式雙洞的隧道最小凈距
注：B指的是隧道開挖寬度。
（2）方案（2）擴挖形式有三種，分別針對不同的情況：
1）當既有兩隧道中心距太小或者向中間擴挖形成小凈距隧道，兩隧道分別向兩側擴挖。優點：①隧道在擴建的過程中，能夠有效減少對兩隧道中間部分圍巖的擾動；②擴挖在不拆除原有隧道支護上進行，不影響原有隧道車輛通行；③擴挖斷面支護結束后，拆除原有隧道支護，交通管制時間段。缺點： ①開挖空間小，不利于大型機械開挖，施工進度慢；②需要施做臨時支撐，降低施工速度。
2）當既有隧道中心距較大遠或者向中間擴挖不能形成小凈距隧道，兩隧道向中間擴挖。優點：①隧道擴挖距離較近，有利于施工機械調配，現場許多設施可以共用。缺點：①隧道擴挖距離較近，開挖過程中，對中間的圍巖擾動比較大，容易出現圍巖坍塌；②隧道開挖斷面近，兩個洞施工干擾比較大，降低了施工進度。
3）當既有隧道中心較小且隧道向兩邊擴挖受限制（比如一側埋深較淺、偏壓），這樣只能使原隧道處于擴挖斷面的中部。優點：①開挖斷面分布均勻，有利于在原隧道支護基礎上進行全斷面開挖，施工速度快，對上部圍巖擾動次數少，有利于結構的穩定；②開挖空間大，施做臨時支撐、加固圍巖比較容易。缺點：①上部圍巖若不能及時支護，容易塌方，造成施工事故；②需要施做臨時支撐，減緩了施工速度，不利于施工進度的管理。③在施工過程中，需要對交通管制，干擾車輛的正常通行。
（3）方案（3）有兩種擴挖形式，有如下特點：
1）當隧道圍巖地質較好，適宜擴挖成大斷面，就改建為雙洞單向四車道的形式。優點：①斷面大，有利于機械化施工，提高施工速度；缺點：①開挖斷面大，初期支護的時間較長，圍巖外露的時間較長，容易坍塌，造成工程事故；②需要拆除原隧道襯砌，耗時費力，增加成本。
2）當隧道圍巖地質條件較差，又滿足整條線路線形要求，就改為四洞單向兩車道的形式；優點：①直接在原隧道附近修建兩條新隧道，不影響原有隧道車輛通行，不必拆除原有隧道襯砌結構；②運用已經很成熟的開挖方法，便于大型機械化施工，施工速度快。缺點：①爆破震動影響原有隧道襯砌結構，局部襯砌結構會出現裂縫，新隧道修筑結束后，需要對原隧道進行加固處理。
3.方案選擇原則
（1）根據既有隧道形式和交通量大小，選擇隧道改擴建方案；
（2）根據既有隧道中心距的大小和所處地形，選擇隧道改擴建方案；
（3）根據既有隧道工程地質條件，選擇隧道的改擴建方案。
4.隧道改擴建方案的施工方法舉例
在既有隧道改擴建實例當中，日本大藏隧道施工技術值得我國公路隧道改擴建工程借鑒。大藏隧道位于日本北九州島國道高速4號線，因交通量增加的需求，須將其中長度170m的兩車道隧道段擴挖為三車道隧道。在施工中，既有的兩車道仍需通車。其施工程序如圖1所示。大藏隧道的擴挖斷面除建筑限界要求求之外，考慮擴挖中使用機具所占空間，擬定為可使用施工機具斷面及可使用小型機具的最小斷面。為維持施工中行駛車輛安全，車道凈空在線設置門字型鋼制防護板，避免敲除既有隧道的襯砌直接掉落，并可作為施工機具的工作平臺。
圖1大藏隧道擴挖施工工序
5.結論
本文就既有隧道改擴建方案做出歸納，分析了各個方案適用條件和優缺點，給出隧道改擴建方案的指導原則，為以后的隧道改擴建工程提供了一定的借鑒和參考意義。最后介紹了日本大藏隧道改擴建施工方法，對我們以后隧道改擴建施工技術有一定借鑒意義。
參考文獻：
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[2]武建強.公里隧道擴建開挖方案比選及施工力學行為研究[M].2009.
隧道的修建方法范文3
關鍵詞: 地鐵車站; 盾構隧道; 結構參數; 有限元法
國外許多城市不僅用盾構法修建地鐵區間隧道， 還用盾構法修建地鐵車站等特殊斷面結構。直接采用盾構法或配合盾構法修建地鐵車站等特殊斷面結構已成為世界各國地下鐵道施工的最新技術前沿之一[ 1～3 ] 。
目前由于我國設備能力及設計施工技術經驗不足，僅在區間隧道的修建時采用盾構法，而車站及特殊斷面的隧道尚未采用。一般為了給盾構機提供場地， 在區間隧道修建前必須先修建區間隧道兩端的地鐵車站，并且相鄰的區間隧道不能連續修建，這無疑限制了盾構法的大規模采用。為尋求盾構法在城市地鐵工程中大規模應用的突破口，結合我國實情，作者以廣州地鐵3 號線林和西路站為工程背景，在國內首次對在區間盾構隧道的基礎上修建地鐵車站的方案進行了研究[ 4 ] ，列出了兩連拱島式站臺車站、四條平行隧道島式站臺車站、四條平行隧道側式站臺車站、三條平行隧道島式站臺車站和三連拱島式站臺車站等基本方案形式，本文采用有限元法模擬手段就最具可能性的區間隧道基礎上修建三連拱島式站臺地鐵車站的方案進行了研究。
1 三連拱地鐵車站方案概況
1. 1 車站基本情況
林和西路站位于天河北路與林和西路交叉口，呈南北向。車站周圍超高層建筑較多，道路較窄，交通繁忙;站兩側建筑物距離較近，站位東、西向調整幅度非常有限;站位所處位置兩旁建筑物的地下室已超出道路規劃紅線，造成出入口及風亭的布置困難;客流量較小;地下管線密集。
本站地形平坦，為珠江一級階地，第四系覆蓋層以人工堆積、沖洪積、殘積為主，厚5. 1～14. 5 m ， 局部可見淤泥質土和細砂透鏡體。強風化巖面埋深5. 1～ 14. 5 m 。地質構造簡單，未發現有斷層通過。部分地段有砂層孔隙水， 及風化巖裂隙水，穩定地下水位埋深1. 90～5. 70 m 。
1. 2 設計原則和技術標準
根據《廣州市軌道交通3 號線工程總體策劃綱要(討論稿) 》中的車站施工方法及綜合情況一覽表，林和西路站為3 級車站、客流4 365 人/h、線路軌面埋深15 ～20 m 、島式站臺、站臺寬8 m 、線間距13. 2 m 、施工方法為盾構過站后采用礦山法擴挖。林和西路地鐵車站的主要技術標準以《地下鐵道設計規范》( GB50157 -92) 為準。
1. 3 車站結構型式
根據對林和西路站的具體情況分析，結合現階段國內施工裝備和能力，提出車站為單層三連拱島式站臺車站，站廳設在地面或兩端地下，站臺兩端可設輔助用房，站臺與站廳之間由樓梯和自動扶梯連接(車站斷面圖見圖1) 的車站結構型式。
2 有限元數值模擬
采用兩種平面應變數值模擬方法對在區間盾構隧道基礎上采用礦山法擴挖的單層三連拱島式站臺地鐵車站進行數值模擬研究。首先采用荷載2結構模式對三連拱島式站臺地鐵車站在不同埋深條件下最終主體結構的高跨比和厚度進行研究;再采用考慮施工效應的數值模擬方法對車站的整個施工過程進行模擬，對施工中的臨時支護和主體結構的適應性進行研究。
2. 1 荷載2結構模式
2. 1. 1 基本假設和計算模式
荷載2結構模式的基本假設為:主體結構為小變形彈性梁，將主體結構離散為足夠多個等厚度直梁單元; 用布置于全周各節點上的彈簧單元來模擬圍巖與結構的相互作用;彈簧單元不承受拉力，受拉力的彈簧自動脫落;拱底作用相同的豎向反力來平衡地面荷載、土壓、水壓及結構的自重。具體計算模式如圖2 所示。
2. 1. 2 計算參數和模型本次采用ANSYS 軟件梁單元(BEAM 3) 模擬主體結構，彈簧單元(COMBIN 14) 模擬彈簧，將所有的荷載換算為等效節點荷載加到每個節點上。在每個節點上都加上徑向的彈簧，彈簧的剛度為同一點處地層的彈性抗力系數，通過反復計算確定彈簧的有無。總共劃分了128 個梁單元和28 個彈簧單元。巖土體計算參數以實際的地質勘測資料為準，主體結構盾構隧道管片為C50 混凝土，但根據管片的接頭效應和剛度等效原理，將其彈模折減到原值的0. 75[5] ，其他結構取C30 混凝土的參數。計算采用水土合算的形式，荷載取值如下:巖土體的容重為20 kN/m3，鋼筋混凝土的容重為25 kN/立方米，地面活載為20 kN/平方米，水平壓力用豎向荷載乘以側壓力系數0. 538(地質資料) 。地層的彈性抗力為16 MPa/m ， 有限元模型網格、約束和荷載見圖3。
2. 1. 3 計算情況
根據荷載2結構模式的基本假設，本次計算取車站主體結構的最不利受荷情況即可能的最大埋深:軌面埋深21. 5 m 模擬計算。站廳取3 種不同的凈高，分別為5. 5 m 、6. 0 m 和6. 5 m ; 每種站廳凈高下主體結構取3 種不同的厚度，分別為0. 4 m 、0. 5 m 和0. 6 m 。
2. 1. 4 計算結果和分析
每一種情況的計算結果包括結構的變形、彎矩、軸6. 5 m ， 主體結構厚度0. 5 m 為例，將部分計算結果如力和剪力。將部分計算結果由表1 列出，以站廳凈高圖4～ 圖6 列出。
表1 主體結構最大彎矩及相應的軸力
從以上計算結果分析:
(1) 隨著站廳凈高的增加，拱頂、仰拱和盾構管片的最大彎矩都明顯減小，拱頂處最大減小了80 %(從328 kN·m 減小到59 kN·m) ;雖然相應的軸力也有所減小，但減小的百分比很小，最大只有6 %(從1 080 kN 減小到1 022 kN) ，對于混凝土材料而言，這樣的內力變化是有利的，故在考慮站廳凈高時，在條件允許的情況下，應盡量增加站廳的凈高。
(2) 兩側立柱彎矩的變化情況是先由小增大再由大減小(從274 kN·m 增大到303 kN·m ， 再從303 kN ·m 減小到297 kN·m) ，而相應的軸力減小卻不太明顯，最大只有6 %(從2 373 kN 減小到2 221 kN) ，說明對立柱而言，并非站廳的凈高越高越好，而是有一個合理的高度。
(3) 在相同站廳凈高條件下，拱頂和仰拱的彎矩隨主體結構厚度增加的變化情況是先由大減小再由小增大(以站廳凈高6. 5 m ， 拱頂的彎矩變化為例，先從101 kN·m 減小到59 kN ·m ， 再從59 kN ·m 增大到141 kN·m) ，相應的軸力變化情況是先由小增大再由大減小(從1 160 kN 增大到1 181 kN ， 再從1 181 kN 減小到1 140 kN) ，但兩側立柱和盾構管片的內力變化幅度較小(最大不超過10 %)，故在考慮主體結構厚度時，在滿足材料要求的前提下，應選擇合理的主體結構厚度。
(4) 從盾構管片的內力分布來看，三連拱島式站臺車站結構盾構管片的內力，與相應的盾構區間隧道管片內力分布在相同的量級上，說明采用這種方法沒有給盾構管片增加太大的附加內力，并且更重要的是管片不需要作任何特殊處理，采用普通的盾構管片就可以滿足結構要求。
綜上分析，對盾構法隧道基礎上擴挖的三連拱島式站臺車站，在軌面埋深為21. 5 m 時主體結構參數的合理取值如下:站廳凈高6. 5 m ， 主體結構厚度0. 5 m ， 管片部分采用普通盾構管片。主體結構混凝土各部分的應力分布情況如表2 所示。從表上可看出，盾構隧道管片主體結構厚度為0. 3 m 的C50 鋼筋混凝土平板型、通過內外兩側配鋼筋后(比如，鋼筋凈保護層厚為50 mm ， As = 1 018 平方毫米) 能夠滿足結構的長期安全性要求。再次說明此種結構形式的管片主體結構本身是可行的。其他部位采用0. 5 m 厚的C30 鋼筋混凝土也能滿足結構的長期安全性要求。
表2 結構各部分應力分布情況表
2. 2 考慮施工效應的有限元數值模擬
2. 2. 1 計算模型和參數為了考察軌面埋深21. 5 m 、主體結構站廳凈高6. 5 m 、厚0. 5 m 、普通盾構管片和臨時支護在整個施工過程中的可行性與安全性，進行了考慮施工效應的有限元數值模擬。采用ANSYS 程序的平面應變方法、Drucker2Prager (D2P) 材料、單元“ 生(alive) ”與“ 死(kill) ”的處理功能和隧道開挖等效釋放載荷的概念[6 ] 進行模擬，對在盾構法隧道基礎上擴挖的三連拱島式站臺地鐵車站整個施工過程進行了數值模擬。使用等參四邊形單元(PLAN E 42) 模擬巖土體， 梁單元(BEAM 3) 模擬主體結構。計算邊界為:左右取1. 5 倍三連拱隧道跨度，下邊界取1 倍三連拱洞室高，上邊界取至地面;最終計算邊界為高35 m ， 寬77 m ; 軌面埋深為-21. 5 m 。整個模型總共劃分成2 639 個單元， 有限元網格劃分如圖7 所示。同荷載2結構模式，將其彈模折減到原值的0. 75 ， 其他結構取C30 混凝土的參數，加固區巖體和超前支護根據等效加固原理采用將圍巖參數提高的方法進行模擬。物理力學參數見表3 。
2. 2. 2 施工過程的模擬
施工方法為先用盾構機修建兩條平行的盾構區間隧道，再采用CRD 法擴挖，最終修成單層三連拱車站。施工步驟(見圖8) 為:修建盾構隧道左洞1 修建盾構隧道右洞2 修建左立柱3 對4 的外周地層進行加固改良及超前支護開挖左上部4 并做初期支護修建右立柱5 對6 的外周地層進行加固改良及超前支護開挖右上部6 并做初期支護開挖左下部7 并做初期支護開挖右下部8 并做初期支護拆除7 、8 部分的盾構管片修筑主體結構。
在開挖4 、6 、7 和8 步時，使用鋼支撐和噴射混凝土進行支護，鋼支撐用14 號工字鋼，噴射混凝土用C20 ， 厚25 cm 。計算參數取值以《地下鐵道設計規范》( GB50157 -92) 為準。
2. 2. 3 計算結果和分析每一施工步的結果包括土層的應力、位移和結構的變形、彎矩、軸力、剪力。以彎矩為例，將其中幾步的最大最小內力值(以結構的彎矩和軸力為例) 見表4 。模擬結果以圖表示，見圖9～ 圖11 。每步模擬計算的
表4 結構內力隨開挖變化情況表
最大彎矩為293. 9 kN·m ， 和第7 步結構的最大彎矩為-340. 9 kN·m) ，結構的內力值遠遠小于荷載2結構模式的內力值。而這些個別較大值產生的原因是應力集中或局部應力分布不均造成的，這些可以在施工過程中選擇恰當的臨時支護措施，確定合理的支護參數得以解決。故從總體上講，軌面埋深21. 5 m ， 主體結構站廳凈高6. 5 m ， 主體結構厚度0. 5 m ， 普通盾構管片的結構在整個施工過程中主體結構和臨時支護是安全的，建議的設計參數能夠滿足施工階段對結構提出的要求。
3 結論
通過本文的數值模擬分析，可以得出如下結論:
(1) 根據目前我國地下鐵道修建技術的現狀，在盾構法隧道基礎上擴挖地鐵車站的思路是完全可行的，這不但可以使盾構法在城市地鐵工程中大規模的應用，還可以較大幅度地降低工程的造價，進一步提高地鐵工程的建設質量，縮短建設周期。
(2) 目前我國的地鐵車站的軌面埋深一般在10～ 25 m 之間，通過林和西路站為主要工程對象較大埋深(軌面埋深21. 5 m) 的模擬計算，只要選用適當的車站主體結構參數，采用普通盾構管片，整個車站主體結構能夠滿足承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的要求。
(3) 在整個施工過程中，只要選擇恰當的臨時支護措施，確定合理的支護參數，應力集中或局部應力分布不均造成的局部應力增大問題可以解決。
(4) 在三連拱地鐵車站擴挖時，雖然盾構隧道的
從模擬結果可知，除個別施工步外(第4 步結構的內力有所增大，但在管片的設計時，不需要作任何特殊處理。雖然在結構上滿足承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的要求，在施工過程中是可行的，但是在一些細部方面，如盾構管片在無損條件下的拆裝及再利用， 結構雁型部的防水和施工過程對周圍環境的影響等問題還需要做進一步的研究。
參考文獻
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隧道的修建方法范文4
關鍵詞：復雜地形地質；隧道進洞；施工技術
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
中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號
復雜的地形地質在道路修建中常有遇到，而在此種狀況下的隧道進洞技術成為整個隧道修建的關鍵所在。通過先前對福建尤溪隧道和江西觀音坳隧道進洞施工情況的分析和總結，不難看出隧道進洞的技術施工方案是根據洞口段的圍巖及地形情況來確定的。如何安全可靠的進入正洞進行下一步施工的關鍵因素，就在于隧道進洞具體方案的合理性與準確性。前文所述的福建尤溪隧道地形險峻、山峰林立、溝谷縱橫，而江西的觀音坳隧道處于斷裂構造的交錯位置，并且圍巖十分的不穩定，兩處隧道的修建都處于復雜的地形地質條件之下。所以通過對其的全面分析和總結，本文將進一步對復雜地形地質條件下的隧道進洞施工技術，分析研究出更為具體、有效的施工方案。
一、復雜地形地質條件下隧道進洞施工工藝流程。
復雜地形地質條件下，隧道進洞的施工工藝流程與正常的隧道進洞施工工藝流程大同小異，只是在復雜地形地質條件下隧道進洞要進行細節化的施工，其整個施工流程可用下圖表示：
二、復雜地形地質條件下隧道進洞前的準備工作。
隧道施工的復雜地形地質條件包括軟弱圍巖、不規則山體及碎石棄渣等不利于隧道施工的自然狀況。復雜的地形地質條件在不利于隧道施工的同時，對隧道施工過程中的人員安全也造成了很大的威脅，所以針對于復雜地形地質條件下，隧道在進行正常開挖前，做好隧道進洞前的洞外控制測量的準備，以保證隧道的順利開挖。
洞外控制測量。由于隧道進洞的施工處于復雜的地形地質條件下，所以施工前期首先要進行洞外控制測量。由于隧道洞口的地形及地質條件較為復雜，因此洞外控制測量成為進行開工后洞內施工測量的主要依據。通常隧道施工的洞外控制測量一般采用平面控制測量和高程控制測量兩種方式，但由于施工處于復雜地形地質條件下，因此為了保證控制測量的精確度，往往會選擇采用GPS控制測量系統。GPS控制測量系統，在設計好的洞口處分別設置GPS測點，同時將其與三角測量法有效的結合起來，從而形成穩固的洞外控制網。然后通過洞外控制測量成果，計算由洞外控制點引測進洞測設數據，并據此指導隧道的進洞。
三、復雜地形地質條件下隧道進洞的施工方案。
由于處于復雜地形地質條件下，通常會有圍巖固定性差、地質斷裂及水文地質條件復雜等現象，所以在進行隧道進洞施工時要根據實際情況來制定相關的施工方案方法。通過對先前各地隧道進洞施工技術方案的了解和分析，總結出以下在復雜地形地質條件下隧道進洞的施工方案，以完善隧道施工的技術工藝和方法。
1、隧道洞外截水溝。
對于在水文地質條件較為復雜的區域進行的隧道進洞施工，要在隧道洞外設置修建截水溝，避免發生水流灌洞的現象。例如已修建江西觀音坳隧道，隧道洞口處于低凹處且正對峽谷，此時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，甚至導致洞口坍陷，由此看來進洞前做好防水工作具有重要作用。所以對于復雜地形地質條件下的隧道施工，要根據實際情況全面考慮施工的具體方案。
2、明洞施工及邊仰坡的防護。
在復雜地形地質條件下，隧道洞口多采用明洞施工，因為明洞更加適用于偏壓、淺埋等復雜得地形地質條件。復雜地形地質條件下，隧道進行明洞施工即采用明挖法施工，但是在洞口土石方開挖前，首先要進行仰坡防護工作。仰坡防護工作，即對隧道進洞區域仰坡上的碎石、浮砂及危石進行清除，并與截水溝有效結合，從而形成暢通的洞口排水系統。然后對于隧道洞口的邊仰坡，要按照先期的設計要求從上往下開挖，并且在挖的過程中對于雨水較強的地方，要實行分臺階開挖，以免雨水過強而影響施工。同時在進行刷坡的過程中，要實現仰坡開挖與防護的同步進行，并且在開挖后及時檢查坡度，在坡度合格后進行相關的支護工作。
3、隧道進洞的支護及輔助措施。
3.1、套拱超前小導管進洞。
對于隧道洞口圍巖穩定性較差的狀況下，通常采用套拱超前小導管進洞的支護方法。在復雜的地形地質條件下，圍巖穩定性較差，所以為了保證隧道洞口仰坡的穩定性，制定相應長度的套拱，并且使之與混凝土及鋼架焊接牢固，同時在仰坡開挖線20米外設置相應規格的小導管，從而用小導管進行灌注水泥砂漿。最后檢查套拱混凝土的各個尺寸，達標后進行拆模并采用人工弧形導坑開挖進洞。
3.2、管棚施工。
通常情況下的復雜地形地質條件下，實行套拱超前小導管進洞就已足夠，但是對于V級淺埋土質的隧道洞口施工中，為有效保證洞口段的安全性，有必要采用超前大管棚。如此在隧道洞口搭建大管棚不但確保了洞口段的施工安全，而且還對隧道洞口的仰坡起到了很好的穩定作用。
3.3、洞口段地表加固。
由于隧道洞口可能處于軟弱圍巖淺埋地段等因素，造成地表下沉、拱頂下沉等不良后果，所以在施工前要進行隧道洞口地標的加固工作。隧道洞口地表加固可采用地標鉆孔注漿等類似方法，均能取得良好的加固效果。
3.4、隧道進洞洞身開挖。
在一切隧道進洞準備及支護工作做好后，就要進一步實施洞口的開挖工程，隧道洞口開挖的施工過程包括洞口的鉆爆施工、棄渣裝運及洞口開挖后的支護，最后繼續隧道的整體施工。
3.4.1、隧道進洞的鉆爆施工。
進行洞口開挖，首先要對洞口進行鉆爆施工。對于洞口的鉆爆必須要經過專業精心的設計，測量放樣布眼并采用鉆孔臺車或風動鑿巖機進行鉆眼。施工時要根據施工地段具體情況，控制好炮眼的深度、角度以及密度，從而保證良好的爆破質量。
3.4.2、隧道洞口棄渣裝運。
在完成隧道進洞的鉆爆施工后，要及時將棄渣運出洞口。棄渣通常采用隧道專用挖掘裝載機運出，從而進行隧道進洞的下一步施工。
3.4.3、隧道進洞的支護。
隧道進洞的初期支護由隧道施工中的“新奧法”而來，根據圍巖的自身承載能力，設置相應的支護。首先，隧道進洞的初期維護，通常采用噴射混凝土的方法，但由于隧道施工處于復雜的地形地質條件下，所以建議采用濕噴罰噴射混凝土；其次進行錨桿施工，以作為基坑支護用；最后是鋼架和鋼筋網的制作，以確保隧道進洞鉆豹施工后，洞頂及四周圍巖的穩定，為隧道的深層施工起到了重要的保障作用。如此施工過后，復雜地形地質條件下的隧道進洞施工就得以完成了，為后序的隧道施工奠定了堅實的基礎。
綜上文所述，復雜地形地質條件下隧道進洞施工前，應根據掀起的設計做好相應的準備工作，以確保隧道進洞施工的安全性，并且積極做好洞口仰坡的清除與支護工作。由于復雜地形地質條件帶來的諸多不便，都會對隧道進洞的施工安全和施工質量造成嚴重的影響，因此我們有必要不斷的分析探究出更好的隧道進洞施工方案。通過不斷的實踐證明，在復雜地形地質條件下進行隧道進洞施工，都應根據施工地段的具體情況，經過全面有效的分析和總結，制定出相應的隧道進洞施工方案，從而確保隧道施工的安全性和可靠性。
參考文獻：
[1]、隧道進洞方案11.2.百度專業建筑文獻.2010.12.
[2]、隧道施工組織設計.豆丁網建筑/環境.2011.07.
[3]、陳衛華.復雜地質條件和施工環境下地鐵盾構進洞技術初探.2011.10.
[4]、佚名.碎石棄渣地段的隧道進洞方案.中華鐵道網.2008.02.
隧道的修建方法范文5
【關鍵詞】隧道工程 特性 質量 監理要點 管理方法
1、隧道工程
隧道工程，指的是在地下或者水下鋪設可以供機動車輛通行的鐵路等建筑物的工程。根據工程所在位置的不同，可以分為山嶺隧道工程、水下隧道工程和城市隧道工程這三大類。山嶺隧道工程是指為了減少路面行駛距離，避免大的坡道而從山嶺或者丘陵下打通道路實現穿越的工程，它是修建最多的隧道工程；水下隧道工程是指從河流或者海峽穿越，從河流下面或者海底鋪設隧道通過的工程；最后一中，是為了滿足大城市的需要，在城市的地下實現穿越的工程，即城市隧道工程 [2]。
隧道工程因其自身的特殊性，且往往受到地質條件的影響，因而一般具有隱蔽性和應變性。施工過程中，其工序十分復雜，且需要循環性與全天候進行施工作業。
2、隧道工程的質量要求
隧道一般是大型的永久性的地下建筑物，其質量安全意義重大。因而國家對其投資很大，對質量的永久性要求也很高[1]。因而在隧道的建設過程中，從開挖到最后完成的每一道工序、每一個環節施工質量，國家都從技術和政策上做出了很多強制的規定，以及質量標準和最后的驗收標準。總得來說，隧道工程的質量要求主要包括以下幾個方面：第一，隧道的開挖工程質量；第二，隧道的支護工程質量，其中包括了對各種建筑材料質量的要求；第三，排水工程的質量，其中也包括了對材料質量的要求；第四，隧道的路面工程質量；最后一方面是隧道洞口的工程質量要求。
隧道工程復雜而工程巨大，對質量的要求也很高。因而，做好隧道工程的監理和管理工作，才能最終保障隧道工程的質量。
3、隧道的監理要點
隧道工程的監理主要是通過監理工程師來執行的，作為整個工程質量的檢驗者，其責任是很重大的[2]。因而，對監理人員自身的要求也很高，監理人員自身責任感應該很強，職業道德方面應當表現良好。應當按照嚴格的質量標準和設計進行日常檢查，能夠認真、獨立的執行號監理任務，堅持原則。自身專業知識過關，面對具體問題能夠具體分析，有較強的解決事情的能力。最后，也是最重要的，作為隧道工程的監理人員，應當做到吃苦耐勞，迎難而上 [4]。
監理人員在隧道工程修建中，應做到：
3.1 施工中應該注意
3.1.1 做好預案
3.1.2 技術更新要快，盡量使用先進的掘進的工藝，淘汰舊的工藝
3.1.3 隧道工程具有控制性，施工的條件往往比較差，所以選用的隊伍應當作風過硬、且敢打硬仗，具有穩定性，技術人員則應當要求有豐富的施工經驗以及地質經驗。
3.1.5 實施二次襯砌的工程時，必需嚴格遵守隧道工程的施工技術規范，以及相關的規定，水泥必需采用高標號或者早強水泥。
3.2 必需嚴格的控制欠挖，盡量做到減少超挖，監理人員自身則應當提高超、欠挖量的測定頻率，并且嚴格的控制好超挖部分的回填質量。
3.3錨噴支護的方面，在支護工程開始前，所有的原材料，像是錨桿、水泥、砂、碎石等等這些原材料，必須先通過監理人員的抽檢和認可。原材料的比例也要嚴格按照設計的標準。
3.4隧道的施工過程中，還有一項重要的工作就是施工的量測，以及監控現場的施工量測。量測前必需先進行初步的調查，然后根據工程的地質條件，施工的方法和環境的要求以及當時的經濟條件等等實行的。
3.4.1 計劃量測，這方面的工作包括了有，選擇好量測的項目、設置好測試斷面、測線、測點、測孔、確定好量測的頻率和時間，這些計劃工作是承包商負責的， 監理人員負責計劃的審批。
3.4.2 實施量測，相關的監理人員專門負責隧道施工進行量測，基于先前制訂的計劃，觀察地質和支護的狀況，對周邊位移、拱頂下沉，錨桿拉拔力等等這些項目進行重點觀測。做到按規定的頻率，及時地進行量測，了解掌握圍巖以及支護的動態，報告信息，以便后續的施工。
3.4.3監理人員進行監控量測，并記錄，然后繪制出圍巖以及支護的位移和時間的關系曲線，進行研究分析。以便更新初期的參考數據，更有利于施工。
3.5防排水施工
隧道不漏不滲是質量安全的關鍵內容之一，要做到工程不滲不漏，就要對二次襯砌前排水的施工質量進行嚴格的把關。主要應當嚴格實施好以下點：
3.5.1 襯砌防水
3.5.2 對施工縫以及沉降縫進行止水試驗
3.5.3 襯砌的背面保障排水通常
3.5.4 調整好防排水的措施
3.5.5 做好防排水的工程，確保隧道不滲漏
3.6 保障隧道施工的安全
監理人員的工作不僅僅只是對隧道工程的質量進行監理，還應當包括幫助業主實施安全管理，避免發生傷亡事故。
3.6.1開工前認真審查施工組織設計，幫助承包人選擇合理的施工方法，對施工場地進行統一規劃，建立安全制度，以利文明施工和安全生產。
3.6.2隧道施工安全問題，主要指的是安全問題和質量問題，兩者都很重要，平時施工作用中，必須加強對安全問題的重視，嚴格按照有關規定，做到質量與安全兩手抓，兩手硬。
3.6.3承包方應當建立起安全責任制，必須有相關熟悉安全生產的操作規定的人員，建立好安全臺帳，確保能夠每天安全的交底，一切以預防為主，確保安全施工。
3.6.4 在施工的技術方面，應當幫助承包人實施管理。保證合理的安排進度、作業循環以及生產均衡。從而，避免因忙碌，搶攻而發生安全事故。
3.6.5嚴格執行進入工地的人員必須戴好規定的防護用具。
3.6.6 施工單位的特殊工種，其工作人員必須持證上崗，應當加強維護和檢修機械設備，存貯和領用爆炸物品必須符合規定。
3.6.7 加強對施工安全的監督檢查，對違犯施工安全規則，危及安全的施工點要求承包人立即糾正，必要時停工整頓，復查合格后方可復工。
3.6.8 承包人應當在隧道工程的洞口等等一些適當的場所，設置一個專門儲備急救材料的場所。萬一在洞內發生了險情，應當立即疏散和撤離施工人員，指定專人看守，且一定要設立好相關的標志。及時向上級報告，并采取相應的措施。
4、隧道工程的管理方法
隧道的修建方法范文6
關鍵詞：隧道工程；施工方法；技術分析；綠色環保
中圖分類號：TQ639.2文獻標識碼： A 文章編號：
引言：
自古以來隧道工程建設都是一個國家重點發展的對象，它是國家經濟發展的核心條件。通常隧道都有自身獨特的便捷性、優越性和靈活性，它對整個運輸方式有著不可代替的作用。隨著運輸行業的迅速壯大，它自然變得也越來越標準化、合理化、規?；Ｔ谶@個變化較快的物質生活時代，人們都渴望能夠迅速了解和購買自己所喜歡的東西，此時隧道工程運輸就變得十分重要，它大大節約了運輸的時間和成本，提高了運營者利潤，同時也帶動了更大的市場需求。以上也充分說明在道路建設的過程中對隧道工程建設的質量有著較大的要求，顯然隧道工程的施工實施方法及主要施工技術分析也就變得極有研究意義，不斷地完善它的不足，確保在未來道路建設過程中它能跟好的服務于所有運輸行業，努力使它向國際化標準發展，讓它的作用更充分的顯現出來，造福于整個社會。
一、隧道工程的作用及發展現狀
一般所有的隧道都是修建在地層中的運輸通道，也常被稱為地下建筑物。它主要是為人們提供運輸方便和供人過往的作用，大大使物質交換的節奏變得更快，帶動整個經濟的快速發展。目前我國是全世界地下隧道工程數量最多，地質極為復雜的國家。高速鐵路建設以及海底隧道建設已經被國家納入重點發展的目標，高原冷凍鐵路和火車重載鐵路技術也正在進行一系列的研究改革，新型高端的建設技術也都逐漸在被開發出來，各種鉆爆、淺埋、超淺、輔助工程等有用技術變得日益的更加成熟，這些新技術都促使我國隧道工程的質量大大提高，同時也在迫使中國隧道工程建設向標準化、規模化、國際化方向發展。但是在發展的過程中也存在很多的隱藏的問題，隧道建設的質量要求達不到質量檢測標準，隧道坍塌的現象時有發生，另外高原隧道技術仍不能很好的解決“高原反應”這一問題，這嚴重制約了我國交通道路的發展，不利于新時代建設發展要求，也不能夠滿足現代社會的需要，同時也還將進一步的妨礙社會主義的發展和繁榮。
二、我國隧道工程常用施工技術及存在的問題
由于我國的地質面貌十分獨特，地層內部結構也比較的復雜，這使得我國隧道工程常用施工技術也變得多種多樣，各種技術也都有著各自的運用要求，交叉相互作用發揮出它獨特的作用。目前我國主要的施工技術有：（1）深海底抗壓建設技術；（2）超淺埋、淺埋暗造技術；（3）深層鉆爆施工技術；（4）輔助工程建造技術；（5）開敞式新型挖掘技術；（6）盾構法建造技術；（7）保護環境施工技術；（8）深管道埋藏技術等許多其它新技術。
雖然技術眾多但在施工修建的過程中存在的問題也很多，就目前隧道工程發展而言，其主要問題有：（一）對土質結構了解不深，致使確定施工方案存有不合理之處，造成出現豆腐渣工程現狀；（二）海底隧道抗壓效果達不到實際要求，長出現變形問題；（三）高原冷凍鐵路的質量難以保證，耐用性能較弱；（四）環保隧道技術做的不夠到位，造成環境被破壞的現象時有發生；（五）新技術開發速度較慢，滿足不了社會建設的需求，亟待提高；（六）隧道工程建設系統缺乏統一的施工標準要求，常出現施工不科學問題。
三、提高隧道工程施工技術質量的有效措施
要想改變這些制約隧道建設發展的問題，提高施工技術質量就得從影響這一問題的原因出發。（一）施工研究人員在施工前必須要對工地的地質結構進行深入的研究分析，要做到具體情況具體化分析，以免出現分析失誤的現象。要對整個施工方案仔細的審核合格后才可以進行施工修建;（二）針對抗壓問題必須要重視施工的材料和施工的質量要求，要保證它的抗壓能力在其理論能承受的范圍之內，可以適當的結合一些國外先進的海底隧道修建技術，從而使整個施工步驟變得更加合理化；（三）高原冷凍鐵路的質量主要是靠建造材料的性能來決定的，設計人員必須根據實際經驗情況及理論修建要求來選取合適的建材，并且在建造前要充分的考慮到解決凍壞問題的有效方法，在必要時應該對其進行可續的防凍保養處理，從而提高它的使用壽命；（四）當代建設要求綠色環保，在隧道修建時各種化學原料的處理工作是十分的重要，對于有嚴重危害的材料要盡量少使用，而且要對其使用要求十分清楚，避免因使用不當而造成自己和環境受到損害，減少一些不必要的損失；（五）隧道新技術開發速度是決定整個工程建設進程的主要原因，因此加大新技術開發的力度是完全有發展必要的，對于新技術的研發要結合國內隧道工程建設的基本情況來確定，要充分保證該技術能夠符合當代社會發展要求，同時也可以根據國內外的先進理論和經驗來完善它的技術要求；（六）標準化建設便于對整個隧道施工技術的規范管理，可以使其形成一個完善而又獨立的發展體系，這也有利于推動建設事業的發展速度。在標準化建設的過程中必須要進行反復的經驗教訓總結和和科學的理論技術指導，要讓它的實際工作價值得具體的體現，不能夠只停留在理論的基礎上，需要結合具體的工作，利用好相關的理論知識，這樣才能夠讓實際工作得到一個好的體現。
四、結語
我國作為一個發展中國家，正是處于快速建設發展的階段，加大對隧道工程建設是完全有必要的，它的快速發展不僅具有現實研究意義而且還具有發展的歷史意義。雖然我國道路建設發展的較快，但是由于它發展起步較晚，因此與國外的道路建設技術相比仍有很大的差距，許多施工質量都很難達到標準要求，造成的后果也是可想而知的。目前國內隧道工程建設還沒有完全形成標準化、合理化、規?；瑢е鲁霈F這樣的原因主要有施工技術存在欠缺和控制管理不夠合理，從而使給它的發展帶來很大的約束。在未來的隧道建設發展的過程中設計人員要對施工方案進行反復地分析研究，不能太過片面的思考，必須充分結合理論和經驗來完成每一步任務。雖然隧道建設發展的很快，但這也給我們帶來了巨大的技術挑戰，各種細小的問題都在逐步地被標準化。信息化技術也正在被用于隧道建設過程中，通過信息分析檢測保證了施工的準確性，大大地提高了建設工程的質量。
參考文獻
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【4】朱曉光、孟凡玉，公路隧道施工技術分析，黑龍江科技信息，2011.
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