導語：如何才能寫好一篇隧道施工指南，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：南門口隧道；洞口施工；工程方案；效果明顯

1 工程概況

南門口隧道位于福建省龍巖市境內(nèi)，進口里程為DK231+898，出口里程為DK242+199。隧道全長10301m，隧道洞身最大埋深390m，隧道洞身段為剝蝕低山區(qū)，主要為變質(zhì)巖、沉積巖和侵入巖；其中侵入巖及硅質(zhì)巖為硬巖，其它一般為軟巖及極軟巖，圍巖等級為Ⅱ-Ⅴ級，構(gòu)造帶易發(fā)生涌泥、透水等災害，沿線的風化層及土層深厚，處于汛期，易形成泥石流災害。

為保證隧道洞口施工安全順利進行，根據(jù)工程實際具體情況，制定相應的工程方案迫在眉睫。本文結(jié)合工程實際和專家技術經(jīng)驗，探討該工程隧道洞口施工方案。

2 明洞施工方案

南門口隧道進口DK231+898-DK231+910，洞口明挖段12米，出口DK242+176-DK242+199，明挖段長度23米。明挖段采用機械法開挖，由上至下分臺階進行，人工整修邊坡，按設計要求，一次到位。明挖段臨時邊坡采用錨噴網(wǎng)臨時支護，明洞開挖，開挖一級支護一級，上臺階支護完成后再開挖下臺階。洞口段邊坡整修到位后，按設計進行加固、防護，進暗洞前洞口采用超前支護，首先沿開挖輪廓線施做導向墻，導向墻內(nèi)安裝超前導向管，在距明暗洞分界里程8米處留管棚工作平臺，待套拱和管棚施做完成后再落低形成洞進洞。

3 超前大管棚施工

在南門口隧道DK231+910-DK231+960段隧道拱部分別設一環(huán)50M長φ108管棚，環(huán)向間距0.4M，每環(huán)47根。南門口隧道出口DK242+143-DK242+176段隧道拱部分別設一環(huán)33M長φ108管棚，環(huán)向間距0.4M，每環(huán)47根。

為保證管棚方向、角度的施工精度，設置管棚導向墻，導向墻尺寸1m*1m，導向墻設2榀I20a工字鋼。導向墻采用C25砼，導向墻設置范圍為拱頂180°范圍內(nèi)。導向墻內(nèi)設置2榀I20a的工字鋼架，工字鋼架按照圖紙進行加工，分3臥，各單元之間采用M24*65螺栓連接。鋼架外緣設1M長φ140mm壁厚5mm導向鋼管，根據(jù)線路縱坡設置鋼管外插角2°，平行于線路方向。當混凝土達到70%的設計強度后，進行管棚施工。

4 管棚施工

管棚采用水平地質(zhì)鉆機鉆孔，鉆孔前搭設作業(yè)平臺，鉆機安裝要牢固，防止不均勻下沉、位移、傾斜等影響鉆孔質(zhì)量現(xiàn)象發(fā)生，鉆機掌子面不超過2m。鉆進時發(fā)生坍孔、卡鉆，需補注漿后在鉆進。認真做好鉆進過程中的原始記錄，及時對孔口巖屑進行地質(zhì)判斷、描述。作為開挖洞身的地質(zhì)預探預報，作為指導洞身開挖的依據(jù)。鋼管分節(jié)頂入，鋼管接頭在同一斷面的接頭數(shù)應不超過50%，相鄰鋼管接頭至少錯開1米。管棚鋼管分節(jié)長度4-6M，安裝前應在地面預先排好并進行編號再依次安裝，保證接頭分布符合要求。采用水平地質(zhì)鉆機低速頂進鋼管。接長鋼管應滿足手里要求，鋼管接頭采用絲扣連接，絲扣長20cm，相鄰鋼管接頭應前后錯開，同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%。注漿前應進行現(xiàn)場注漿實驗，并根據(jù)實際情況確定注漿參數(shù)、漿液配合比、注漿壓力。注漿時在孔口設止?jié){塞，注漿管外露長度為10cm。以便連接孔口閥門和管路。注漿從拱腳開始向拱頂逐孔注漿，如遇竄漿或跑漿，則間隔一孔或幾孔進行注漿。注漿壓力根據(jù)埋深及裂隙張開程度確定，一般壓力越高，漿液充填飽滿，結(jié)體強度高、不透水性好，并能減少注漿孔數(shù)。但壓力過高，會使裂隙增大，漿液流失過遠及工作面冒漿等，注漿壓力應逐步升高，達到設計終壓并繼續(xù)注漿15分鐘以上。若注漿量超限，未達到壓力要求，應調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿，直至符合注漿質(zhì)量要求，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍空隙均為漿液充填，方可終止注漿。注漿結(jié)束后及時清除管內(nèi)漿液，并用20號水泥砂漿充填，增強管棚剛度和強度。

5 結(jié)束語

通過對該隧道洞口采取上述方法進行施工，有效保證了隧道施工的質(zhì)量與安全，具有較好的實際工程效益。

參考文獻

[1]李術才，劉斌，孫懷鳳，等.隧道施工超前地質(zhì)預報研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].巖石力學與工程學報，2014，33（6）：1090-1113.

[2]李曉紅.隧道新奧法及其量測技術[M].北京：科學出版社，2002.

篇2

【關鍵詞】隧道工程；光面爆破；超欠挖；控制

隧道爆破施工中超欠挖現(xiàn)象不可避免，有效控制超欠挖對減少對圍巖的擾動，充分發(fā)揮其自承能力，確保施工安全，提高工程質(zhì)量，節(jié)約成本有重要作用。對于如何有效控制超欠挖，筆者查閱眾多專業(yè)書籍、期刊等發(fā)現(xiàn)大多數(shù)都是從作業(yè)人員管理、爆破設計等方面進行了概述，其中對于爆破設計大都是引用施工規(guī)范要求，沒有針對具體情況進行說明。本文結(jié)合改建鐵路成都至昆明線擴能工程永仁至廣通段麻栗樹隧道施工，詳細闡述了隧道爆破周邊眼鉆眼質(zhì)量對超前挖的影響，并針對性的提出超欠挖控制措施。

1 工程概況

栗樹隧道位于云貴高原北部，地層巖性單一，以砂巖夾泥巖為主，單軸飽和抗壓強度32～35Mpa，為硬巖；地質(zhì)構(gòu)造較為簡單，巖層單斜，產(chǎn)狀平緩，垂直節(jié)理較發(fā)育，洞身設計為Ⅳ級圍巖，長2170m。設計要求按新奧法原理組織施工，光面爆破，采用臺階法施工。設計初期支護為4cm初噴混凝土+18cm格柵拱架+3cm噴射混凝土保護層，拱架間距1.0m。根據(jù)《鐵建設2010第120號文》要求Ⅳ級圍上臺階每循環(huán)進尺不得超過兩榀，即2m。根據(jù)《鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗收標準》規(guī)定隧道允許超挖值Ⅳ級圍巖拱部最大超挖不得大于25cm，邊墻超挖不得大于10cm。當圍巖完整、石質(zhì)堅硬時允許巖石個別突出部分侵入襯砌不大于5cm（每1m2不大于0.1m2）。

2 次硬巖爆破開挖中存在的問題及分析

根據(jù)《鐵路隧道工程施工技術指南》及設計文件規(guī)定進行了爆破設計，施工中根據(jù)爆破效果不斷調(diào)整了爆破參數(shù)，發(fā)現(xiàn)超欠挖現(xiàn)象依然嚴重?，F(xiàn)場施工總結(jié)發(fā)現(xiàn)主要是受周邊眼鉆眼質(zhì)量影響。

根據(jù)《鐵路隧道工程施工技術指南》要求周邊眼沿開挖輪廓線布置，間距40-55cm，允許外插角斜率為孔深的±5%，眼口位置允許誤差為±5cm，眼底不得超出開挖輪廓線15cm。根據(jù)設計初支厚25cm，拱架間距1.0m，每循環(huán)進尺2m。為減少圍巖要求初支端距開挖面控制在0.3～0.5m。施工中存在周邊眼眼口定位、外插角斜率選取等主要問題，存在以下幾種情況：

（1）按《鐵路隧道施工技術指南》要求進行鉆眼，周邊眼布置于開挖輪廓線，外插角斜率為孔深5%，以拱頂為例示意如圖1所示。由于上循環(huán)初支已施作，炮眼無法施工。

（2）保證外插角斜率，周邊眼口盡量靠近開挖輪廓線。炮眼外插角取允許值5%，同樣以拱頂為例，開挖示意如圖2所示。但爆破后欠挖嚴重，初支無法施作。

（3）保證周邊眼眼口定位準確，不考慮外插角斜率。以拱頂為例，開挖示意如圖3所示。此時，炮眼外插角斜率為0.5，最大超挖為0.75m，超挖嚴重，不符合《鐵路隧道工程施工技術指南》要求。

綜合以上分析得出，有加強支護的Ⅳ級圍巖爆破鉆眼時不能嚴格按照《鐵路隧道工程施工技術指南》中的爆破參數(shù)進行作業(yè)。通常施工中采用以下方式進行鉆眼，即同時調(diào)整周邊眼口位置和外插角，開挖示意如圖4所示。

施工中通常控制炮眼超出第一榀拱架位置開挖線0.1m（如圖4）來確保拱架能按設計要求準確安裝。理論計算一循環(huán)拱頂超挖斷面積為0.288m2，麻栗樹隧道Ⅳ級圍巖拱墻開挖線周長為25.6m，一循環(huán)2m超挖方量為7.37m3，隧道全長2170m，超挖9986m3。

根據(jù)麻栗樹隧道施工出渣單價為23元/方，超挖運費W1=23元×9986m3=229678元。噴射混凝土材料單價為430元/m3，按20%回彈量計算，超挖部分噴射混凝土成本W(wǎng)2=9986m3×（1+0.2）×430元/m3=5152776元。合計超挖部分造成損失5382454元。

機械裝渣用時平均0.5min/m3，超挖用時h1=9986m3×0.5min/m3/60=83h，噴射混凝土作業(yè)用時平均0.2h/m3，超挖部分噴射混凝土用時h2=9986×（1+0.2）×0.2=2397h，合計2480h，103天。

綜上所述，超挖不僅對圍巖擾動大、破壞圍巖自身穩(wěn)定，還嚴重影響工程進度，造成的材料損失巨大。嚴格控制超欠挖很有必要。

圖1 以周邊眼布置為控制時的爆破問題示意圖 圖2 以外插角斜率為控制時的爆破問題示意圖

圖3 以周邊眼眼口定位為控制標準 圖4 同時調(diào)整周邊眼口位置和外插角，開挖示意圖

3 超挖控制技術

要改變過去“寧超毋欠”的觀念，樹立“珍愛圍巖、保護圍巖”的理念。在提高作業(yè)人員水平、加強現(xiàn)場管理、選用合適的機具和爆破器材基礎上，重點從鉆眼方式和質(zhì)量、裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)著手控制超欠挖。

3.1鉆眼方式

通過分析原爆破鉆眼方式造成超挖大的原因，通過現(xiàn)場施工總結(jié)決定改變鉆眼方式。周邊眼分兩組，即長短眼，長眼炮孔深2.0m，眼底距初支面44cm，爆破滿足第二榀拱架安裝，短眼炮孔深0.5m，眼底距初支面35cm，爆破滿足第一榀拱架安裝鉆眼（如圖5）。鉆桿緊靠初支拱架，短眼鉆桿在1.0m處做好標記，長眼鉆桿在2.5m位置做好標記，以鉆桿和初支接觸點為支點調(diào)整鉆桿方向，根據(jù)相似三角形特性可知短眼鉆桿作記號處到初支面距離是眼底到初支面距離的二分之一，同理長眼鉆桿作記號處到初支面距離是眼底到初支面距離的五分之四。即短眼記號處到初支面距離為17.5cm，長眼記號處到初支面距離為35.2cm，見圖6所示。

3.2 周邊眼間距控制

通長減小周邊眼間距能有效造提高光爆效果，但炮眼數(shù)量增多，作業(yè)時間變長，增大周邊眼間距會造成相鄰炮孔中間局部欠挖，單孔炸藥量增加，影響光爆效果。根據(jù)爆破效果，若相鄰炮孔間無欠挖則可增大間距，若相鄰炮孔間有欠挖則需減小間距。施工中通常每種周邊眼間距控制在25-35之間，長短眼交叉布置。

3.3鉆眼質(zhì)量控制

（1）要定人定機定崗，作業(yè)人員熟悉使用機具和所在位置需要掌握的方向和角度。

（2）每循環(huán)拱架安裝必須滿足規(guī)范要求，要對安裝偏差進行實測記錄，下循環(huán)鉆眼前要標出拱架安裝偏差值，使鉆眼作業(yè)人員能及時調(diào)整。

（3）拱架安裝誤差及初支端到開挖面的距離調(diào)整鉆桿角度。

（4）由于開鉆時鉆桿跳動，導致周邊眼口定位不準，所以在鉆頭剛鉆入巖層時暫定鉆機，根據(jù)眼口位置和初支端到開挖面距離調(diào)整鉆桿外插角后繼續(xù)鉆眼。

（5）由于鉆眼參數(shù)要依據(jù)初支面確定，所以必須控制噴射混凝土面滿足設計要求。

3.4裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)

周邊眼采用小直徑連續(xù)反向裝藥結(jié)構(gòu)。裝藥量根據(jù)爆破效果調(diào)整，若炮孔完整的殘留一半于圍巖，炮眼殘留清晰則說明裝藥量適合，裝藥結(jié)構(gòu)合理。若爆破后炮孔外局部超挖嚴重，局部欠挖則說明裝藥不均勻，應采用更小直徑藥卷或空氣間隔裝藥法。

圖5 爆破滿足第一榀拱架安裝鉆眼 圖6 建議的控制爆破方法

3.5 控制洗過及成本影響分析

以拱頂為例，初支拱架距開挖面0.5m，拱頂拱架安裝檢查為-4cm（即拱架高程比設計底4cm），則短眼底到初支面的距離應為4cm+35cm=39cm，短眼鉆桿記號到初支面距離為39cm*0.5=19.5cm，長眼底到初支面的距離為4cm+44cm=48cm，長眼鉆桿記號到初支面距離為48cm*0.8=38.4cm。作業(yè)人員可根據(jù)以上數(shù)據(jù)進行準確鉆孔。

按照上述方法鉆眼爆破，如圖所示，一循環(huán)縱斷面超挖面積0.042m2，比原鉆眼方式減少0.246m2，減少超挖8533m3，節(jié)約成本Q=8533×23+8533×1.2×430=4599287元，節(jié)約工期88天。

4 結(jié) 論

隧道施工中影響超欠挖的因素有地質(zhì)情況、爆破參數(shù)、作業(yè)機具、爆破器材和作業(yè)人員水平等，本文主要針對爆破參數(shù)中周邊眼鉆眼法對超欠挖影響進行了介紹，其他因素未詳細說明。施工中應改變過去“寧超毋欠”的觀念，樹立“珍愛圍巖、保護圍巖”的理念，綜合考慮各方面因素，多方面采取措施提高光爆效果，保證工程質(zhì)量，節(jié)約成本。

參考文獻：

[1] 鐵路隧道施工技術指南.鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院.2008-10

[2] 鐵路隧道鉆爆法施工工序及作業(yè)指南.鐵道部經(jīng)濟規(guī)劃研究院.2007-03

[3] 鐵路隧道工程質(zhì)量驗收標準.中國鐵道出版社.2003-12

[4] 關于進一步明確軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道設計施工有關要求的通知.2010-07

[5] 隧道工程技術 高等教育出版社

[6] 符勝斌.淺析隧道光面爆破施工技術的應用.建材與裝飾.2013-11

[7] 田雙貴.隧道施工超欠挖控制淺析.山西建筑.2005-05

篇3

【關鍵字】高速公路；隧道；通風；供電[Abstract] In the construction of highway tunnel ventilation, power supply is an important link to ensure the construction of normal, plays a crucial role in the tunnel construction safety, construction of environmental and energy efficiency. Combined with the engineering example, introduce the application of ventilation, power supply technology in highway tunnel construction, provides the reference for the similar engineering construction.

[keyword] highway tunnel; ventilation; power supply;中圖分類號： F54文獻標識碼：A文章編號：

一、工程概況

福建省莆田至永定高速公路泉州段白山同隧道位于泉州市安溪縣湖頭鎮(zhèn)，進出口A3、A4兩個標段雙向掘進。該隧道設計為雙線雙洞隧道，單洞長4.005公里，建筑限界為10.25×5.0（寬×高），屬分離式隧道。隧道起點樁號K19+995，終點樁號K24+000。其中隧道進口A3標段施工長度1.5公里，出口A4標段施工長度2.5公里。二、施工供電技術

2.1供電方式

由于白山同隧道出口施工段落較長，單洞長度達到2.5公里，需制定通風、供電專項方案。出口前期共安裝變壓器3臺，根據(jù)對隧道周邊電網(wǎng)情況調(diào)查，在隧道洞口段已安裝莆永高速專線，有500KVA及1000KVA電壓器，隧道生活區(qū)及拌合站安裝配備315KVA電壓器。其中500KV變壓器提供洞口通風機及洞口工程臨時用電，1000KVA變壓器提供洞口空壓機、洞內(nèi)混凝土輸送泵及洞內(nèi)臨時用電。

2.2施工用電量計算

（1）生活區(qū)、拌合站及鋼筋場

安裝一臺315KVA變壓器供生活區(qū)及拌合站（功率90KW）、鋼筋加工場用電滿足該供電區(qū)域。

（2）洞口通風機及洞外臨時用電：

220KV軸流風機2臺即440KV＜500KV；

（3）洞口空壓機、洞內(nèi)混凝土輸送泵及洞內(nèi)臨時用電：

施工現(xiàn)場設備用電功率（1000KVA變壓器供電）：

2臺混凝土輸送泵每臺功率為：75KW與55KW，共130KW；

2臺濕噴機每臺功率為：7.5KW共15KW；

現(xiàn)在施工現(xiàn)場空壓機6臺，每臺功率為135.5KW，共813KW；

洞外生活用電共50KW；

乘以0.8系數(shù)作為實際用電量 計算總和為：

（813+15+130）*0.8=766.4KW＜1000KV

洞內(nèi)高壓電纜選用3*95m+1鋁芯線。

2.3后期供電計劃

后期增加空壓機數(shù)量電壓不夠時，在洞口增加一臺1000KVA的變壓器，滿足施工現(xiàn)場需要。

三、通風設計方案

3.1編制說明

白山同隧道全長4000m，屬于特長隧道。其中出口施工長度2500米，采用爆破法開挖，通風排煙難度較大。

為了改善勞動條件、保證施工人員的身體健康，提高勞動效率，加快施工速度，特制定本通風方案。

3.2編制依據(jù)

⑴ 莆永高速公路白山同隧道出口施工圖。

⑵《公路隧道施工技術規(guī)范》JTGF60-2009。

⑶《公路隧道工程施工技術指南》；

⑷《公路隧道工程施工安全技術規(guī)程》；

⑸《煤礦安全規(guī)程》等煤礦現(xiàn)行有關規(guī)范、規(guī)程等；

⑹《公路瓦斯隧道技術規(guī)范》；

⑺ 設計計算采用的勞衛(wèi)標準。

①一氧化碳最高允許濃度30mg/ m3

②二氧化碳不得大于0.5％

③氮氧化物為5mg/m3 以下。

④洞內(nèi)最高平均溫度不大于28℃

⑤洞內(nèi)噪音不得大于90dB（A）

⑥洞內(nèi)最小排塵風速不得小于0.25m/s

⑦粉塵濃度小于30mg/ m3（含有10％以上游離SiO2粉塵），水泥塵小于6 mg/ m3（含有10％以下游離SiO2粉塵）。

⑧瓦斯?jié)舛刃∮?％

3.3通風量計算

1、各環(huán)節(jié)風量計算

①施工人員所需風量：VP=UP·m·k（m3/min）

式中參數(shù)如下：

UP：洞內(nèi)每人所需新鮮空氣量，一般按（3m3/min/人）計算

m：洞內(nèi)同時工作的最多人數(shù)取30

K：通風備用系數(shù)?。?.1～1.5）

VP=3*30*1.3

＝117 m3/min

②爆破散煙所需風量

本隧道采用壓入式通風

計算風量：Q=（m3/min）

式中參數(shù)如下：

A：同時爆破的炸藥量（㎏），按Ⅲ級圍巖爆破計算取274㎏

S:隧道斷面面積（m2），取Ⅲ級圍巖開挖斷面面積83 m2

t:通風時間30（min）

L:爆破后炮煙的擴散長度，LS=15+A/5=15+274/5=69.8m

Q==544.7 m3/min

③按內(nèi)燃機作業(yè)廢氣稀釋的需要計算

Q=n·A

=（3*200+1*165）*2.8

=2142m3/min）

n：洞內(nèi)使用內(nèi)燃機作業(yè)的總功率

A：內(nèi)燃機每1KW所需的風量，一般2.8 m3/min·KW

④按洞內(nèi)允許最小風速計算

Q=60·v·S

=60×0.15×83

=747 m3/min

V：洞內(nèi)允許最小風速（m/s），取0.15 m/s

S:隧道斷面面積（m2），?、蠹墖鷰r開挖斷面面積83 m2

2、單洞所需風量計算

通過計算、比較，單洞工作面需風量由稀釋內(nèi)燃機作業(yè)廢氣控制，需風量為2142m3/min。

①考慮漏風的風量計算

通風機的供風量除滿足上述計算的需要風量外，還應考慮漏失的風量(風管最長狀態(tài)下的漏風系數(shù))。

Q=1.05×2450=2572.5m3/min

β：風管百米漏風率，取1.3%

P：漏風系數(shù)P，取 1.05

②進入洞內(nèi)施工時洞口風機計算。

由上述計算，確定工作面計算風量(Q計)為K572.5m3/min，風速0.15m/s，根據(jù)最不利的情況下計算的最大風量值(Q總)選擇洞口處的風機。

Q總=KQ計/(1-β)L/100

=1.0×2572.5/(1-0.013)2450/100=3544.7(m3/min)

結(jié)論:根據(jù)以上計算結(jié)果,洞口選擇風量為3544.7m3/min的風機才能滿足正洞施工通風需求。根據(jù)現(xiàn)場實際情況,可在洞口選擇一臺SD-Ⅱ-150型軸流風機，最大風量為3000 m3/min，在進洞1000米時再增加一臺風量為2000m3/min的風機。

3.4通風方案

采用壓入式獨頭通風。風管采用Φ180cmPVC軟質(zhì)通風管，在洞門外不小于20m處沿隧道一側(cè)高架。同時加強通風管理，防漏降阻，控制百米漏風率在1％以內(nèi)，以滿足施工生產(chǎn)的環(huán)境需要。

風機安裝位置在洞口20m以外，避免洞內(nèi)壓出的污氣反循環(huán)進入風機形成二次污染。風機出口設置變徑硬管與風管連接，風機與風管接口處法蘭間加密封墊，剛性風管與柔性風管結(jié)合處綁扎三道，以減小局部漏風和阻力。

3.5洞內(nèi)風管布置：

通風管道采用Φ180cmPVC軟質(zhì)通風管懸掛線路左側(cè)拱腰位置，采用吊掛安裝，避開其它管線。

洞內(nèi)通風軟管立面布置見圖。

風管安裝要求：

⑴ 通風管吊掛要平直、拉緊吊穩(wěn)，避免出現(xiàn)褶皺增加阻力

⑵ 當外徑不同的風管連接時。應以大小頭過渡，過渡長度以3-5m為準

⑶ 通風管末端距工作面不超過50m。

⑷ 施工襯砌中必須拆卸通風管時必須保證風管不得被人為損壞。

3.6通風管理

3.6.1加強環(huán)保意識，重視通風工作，向煤礦學習，成立專業(yè)的通風隊伍，負責通風機、通風管安裝，維護，以及通風方式變換，并承擔通風效果的責任。

3.6.2通風監(jiān)測是搞好通風除塵的重要工作，通風技術人員負責日常的有害氣體濃度監(jiān)測，根據(jù)濃度調(diào)量，合理供風，省電節(jié)能。

3.6.3當風管供風到1000米時，應進行一次漏風率測定，判斷風管維護水平，推斷4000米時的總漏風率。

3.6.4炮眼應采用水炮泥封堵，既可減少殘眼，又可使污染在源頭得到治理。

3.6.5控制運碴車的柴油煙排放濃度，也是取得通風效果的重要措施。

四、結(jié)語

白山同隧道通風、供電施工組織編制合理，能夠滿足工程施工的需要，保證工程施工安全正常進行,改善了洞內(nèi)施工環(huán)境，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益，從實例工程中對隧道通風、供電進行研究，總結(jié)出靈活、實用的施工工藝為以后類似施工設計提供一些經(jīng)驗。

參考文獻：

篇4

【關鍵詞】：高速鐵路、隧道、V級圍巖、光面爆破

【 abstract 】 : introduces the passenger dedicated line into chongqing four party tablet tunnel construction process, the smooth blasting technology of the tunnel grade V rocks in the construction technology of the excavation, determined the grade V of the surrounding rock tunnel excavation smooth blasting scheme, analyzes the advantages and disadvantages in the construction process of, for high speed railway tunnel construction to provide the reference.

【 keywords 】 : high speed railway, tunnel, grade V surrounding rock, smooth blasting

中圖分類號：U238文獻標識碼：A 文章編號：

1 工程概況

1.1 工程簡介

中交二航局承建的成渝客運專線CYSG-3標段的四方碑隧道位于四川省內(nèi)江市境內(nèi)，隧區(qū)屬丘陵地貌，地形坡度一般為15～25°，地面高程360～418m，起訖里程DK140+585~DK141+310，全長725m，其中V級圍巖有496m，IV級圍巖有159m。隧道表層為坡殘積層粉質(zhì)黏土；下伏侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組泥巖夾砂巖,單斜構(gòu)造。地下水水質(zhì)類型為HCO3-Ca2+，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)具硫酸鹽侵蝕，環(huán)境等級為H1。洞身泥巖質(zhì)軟，巖層近于水平，節(jié)理發(fā)育。隧道進、出口巖層風化帶厚度較大。

V級圍巖地質(zhì)條件差，是隧道施工的安全高風險地段，因此，V級圍巖開挖支護成為了四方碑隧道的施工難點。為保證在隧道V級圍巖開挖施工過程中的安全與進度，提高施工效益，采用鉆爆法開挖、光面爆破技術，襯砌類型為雙線隧道復合式襯砌。

1.2 開挖方案

四方碑隧道V級圍巖開挖施工分為臺階法和中壁（CD）法。每步開挖后均及時支護，隧底初期支護后及時施做仰拱，盡早封閉成環(huán)。

本文以實際施工中的臺階法開挖為例進行論述。

2 光面爆破施工技術

2.1光面爆破工藝流程

⑴ 確定光爆方案：地質(zhì)條件調(diào)查初步爆破方案光爆參數(shù)選擇洞眼分布設計。

⑵ 實施起爆作業(yè)：測量放樣定位開眼鉆孔清孔裝填炸藥起爆通風排煙排險檢查光爆效果。

⑶ 參數(shù)動態(tài)修正：確定爆破設計后，先選取與隧道地質(zhì)情況近似或一致的圍巖進行光爆試驗，起爆后根據(jù)光爆效果修改設計參數(shù)，根據(jù)新的設計參數(shù)對洞身圍巖進行爆破，重復上述工作，不斷地根據(jù)實際情況對光爆設計參數(shù)進行動態(tài)修正，保證光爆效果及施工安全、進度。

圖1光面爆破施工工藝流程

2.2 確定光爆方案

由于地質(zhì)情況的多變性和不可完全預見性，在同一斷面爆破開挖過程中，可同時出現(xiàn)不同硬度的巖層，為了達到更理想的爆破效果，并不是全隧單一使用同一爆破方案，通常是根據(jù)巖層的實際情況調(diào)查后來對方案進行調(diào)整。

2.2.1地質(zhì)條件調(diào)查

四方碑隧道V級圍巖為弱風化泥質(zhì)砂巖夾泥巖，屬于軟質(zhì)巖，洞身整體置于該巖體內(nèi)。

2.2.2初步爆破方案

根據(jù)開挖斷面形式及地質(zhì)情況，爆破器材選用：有水地段周邊眼采用防水乳化炸藥，無水地段采用2號巖石硝銨炸藥，周邊眼采用φ25mm規(guī)格的光爆專用炸藥，人工鉆眼，φ32×200規(guī)格的炸藥，引爆非電毫秒雷管，非電毫秒雷管用1-17段非電毫秒雷管跳段使用，傳爆材料采用導爆管、導爆索。

鉆眼機具使用YT-28風槍，成孔直徑48mm，通風裝置為壓入式通風機。

圍巖每循環(huán)進尺3m，炮眼深度根據(jù)進尺長度，掏槽眼、底眼按3.1m取值，周邊眼、崩落眼、輔助眼按3m取值。

裝藥結(jié)構(gòu)

2.2.3光爆參數(shù)選擇

在光爆試驗前，通常可根據(jù)經(jīng)驗參數(shù)或相關技術規(guī)范的推薦參數(shù)進行光爆參數(shù)選擇。四方碑隧道在光爆試驗參數(shù)選擇時參考了鐵建設[2010]241號《高速鐵路隧道工程施工技術指南》中的相關參數(shù)，如表1所示。

表1光面爆破參數(shù)

巖石類別 周邊眼間距

E（cm） 周邊眼抵抗線

W（cm） 相對距離

E/W 裝藥集中度

q（kg/m）

極硬巖 50~60 55~75 0.8~0.85 0.24~0.4

硬巖 40~55 50~60 0.8~0.85 0.15~0.25

軟質(zhì)巖 30~45 45~60 0.75~0.8 0.04~0.15

根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)查，四方碑隧道V級圍巖屬于軟質(zhì)巖，初步確定了試驗光爆參數(shù)，如表2所示。

表2試驗光爆參數(shù)

圍巖等級 巖石類別 周邊眼間距

E（cm） 周邊眼抵抗線

W（cm） 相對距離

E/W 裝藥集中度

q（kg/m）

V級 軟質(zhì)巖 40 60 0.67 0.132

對于軟質(zhì)巖，E值應偏小，W值應偏大。

炸藥單耗以2#巖石炸藥進行經(jīng)驗取值，上臺階斷面面積為64.5m2，下臺階斷面面積為75.2m2，周邊眼經(jīng)驗數(shù)據(jù)均為0.55kg/m3。通過公式q=QEW計算得到裝藥集中度分別為0.132kg/m。

2.2.4洞眼分布設計

通過對試驗光爆參數(shù)的選擇，按照光爆參數(shù)進行炮眼布置，如圖2所示。

圖2炮眼布置圖

2.3 實施起爆作業(yè)

2.3.1 測量放樣

使用全站儀確定開挖方向和標高，在掌子面用紅油漆標示輪廓線。

2.3.2 定位開眼

按炮眼布置圖標示各種炮眼所在位置，控制誤差在5cm以內(nèi)。

2.3.3 鉆孔

將風動鑿巖機就位，在標示的炮眼位置鉆孔?？刂聘鞣N炮眼位置誤差在5cm以內(nèi)。

2.3.4 清孔

裝填炸藥前應將炮眼內(nèi)的巖粉、積水清理干凈，并檢查炮眼深度、角度、方向，對不符合要求的炮眼進行處理。

2.3.5 裝填炸藥

分片分組按炮眼布置圖自上而下進行裝填炸藥，周邊眼采用小直徑藥卷連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，如圖3所示。其他炮眼采用連續(xù)裝藥反向起爆裝藥結(jié)構(gòu)。

所有炮眼都采用泡泥堵塞，周邊眼堵塞長度取35cm，其他炮眼堵塞長度不小于1m。

圖3小直徑藥卷連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)示意圖

2.3.6 起爆

起爆聯(lián)接網(wǎng)絡采用復式網(wǎng)絡，起爆前爆破員對起爆網(wǎng)絡進行檢查，導爆管不得打結(jié)、拉伸，各炮眼雷管連接段數(shù)一致，且同一斷面起爆順序應由內(nèi)向外。

2.3.7 通風排煙

爆破后進行通風，吹散炮煙后，經(jīng)檢查確認空氣合格且等待時間在15min以上，準許作業(yè)人員進行爆破點進行下道工序作業(yè)。

2.3.8 排險

在作業(yè)前對瞎炮、殘炮進行檢查處理，處理瞎炮、殘炮在爆破員的直接指導下進行，無擅自處理情況，爆破員做好交接和記錄工作。

2.3.9 檢查光爆效果

爆破后檢查光爆效果，V級圍巖無大的剝落、坍塌，輪廓符合設計要求，掌子面平整。

2.4 參數(shù)動態(tài)修正

在初次試驗光爆或每次開挖光爆之后，根據(jù)檢查記錄和實際效果對光爆參數(shù)進行修正了改進，以便更好的控制開挖輪廓線、超欠挖以及圍巖穩(wěn)定性，保證施工安全。

根據(jù)對現(xiàn)場實際情況的統(tǒng)計，及時正確地修正周邊眼參數(shù)，更好的控制開挖輪廓線，縮小超欠挖的范圍，具體如下：

⑴ 周邊眼分布設計完成后，在鉆孔過程中注意避免將炮眼布置在圍巖薄弱處，個別地點調(diào)整周邊眼的數(shù)量和間距，防止圍巖出現(xiàn)坍塌。

⑵ 適當調(diào)整周邊眼到輪廓線的距離，可以更好的控制軟巖地質(zhì)的光爆輪廓線，一般取值8~15cm較為理想。

⑶ 適當增大周邊眼最小抵抗線到70cm，控制相對路基E/W在0.6左右，軟巖光爆效果較為理想。

3 總結(jié)

V級圍巖地質(zhì)條件較差，在臺階法和中壁（CD）法進行開挖的過程中，光面爆破對開挖輪廓線和圍巖穩(wěn)定性有較大的積極作用，削減了薄弱巖層對鉆爆作業(yè)的負面影響，通過實際運用光面爆破技術進行開挖作業(yè)以后，相比傳統(tǒng)礦山爆破技術，光面爆破在很大程度上保證了超欠挖情況符合規(guī)范及驗標要求，不但提高了安全爆破的穩(wěn)定性，而且使得在開挖過程中避免了大塊巖石難以搬運的情況，使施工進度得到相應提高。光面爆破在客運專線隧道V級圍巖開挖的成功應用，標志著軟弱圍巖施工工藝的提升和進步，對今后隧道軟弱圍巖開挖的施工有著重要的意義。

參考文獻

[1] 鐵建設[2010]241號.高速鐵路隧道工程施工技術指南[S].

[2] 韋愛勇.工程爆破技術[M].2010.

篇5

Abstract： Construction safety is very important content in railway operation safety management， and has a close relationship with enterprise's safety production， which requires managers must ensure that the safety risk is in a controlled state during the maintenance of the tunnel. The current risk management lacks forward-looking and predictability. This paper analyzes the risk management framework and steps and sums up the risk management framework including risk identification， risk analysis， risk evaluation and risk control. And taking the Bazhun line tunnel maintenance works of Baoshen railway for example， the level of risk is evaluated， so as to make risk events reduced to acceptable range through effective measures.

關鍵詞： 安全管理；隧道維修；風險預控管理體系

Key words： tunnel maintenance；safety management；risk management system

中圖分類號：TU714 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）19-0016-04

0 引言

鐵路營業(yè)線施工安全管理是一個老生常談的問題，我國鐵路建設飛速發(fā)展，鐵路運營速度不斷提升，貨運鐵路運量不斷加大，這都給營運鐵路維修帶來了諸多安全管理上的問題。隧道作為一種特殊的工程類型在運營鐵路維修過程中顯現(xiàn)了許多難以克服的問題，由于受到地理位置的限制，隧道地段維修施工過程中存在潛在的通訊、照明、安全防護等條件限制，特別是營業(yè)線中隧道維修工程由于屬于受限空間，人員和機械設備存在未及時避車和侵線安全隱患，極易發(fā)生影響鐵路運輸?shù)陌踩a(chǎn)事故，造成不可挽回的社會影響和經(jīng)濟損失。因此，營業(yè)線隧道維修工程雖然工程內(nèi)容較少，但是安全管理的重要性可見一斑，如何加強施工過程控制成為隧道維修工程的重中之重。

我們通常在運營鐵路隧道維修工程中遵守鐵路相關的規(guī)定、辦法、規(guī)則等行業(yè)標準，但是這種被動的安全管理模式不能適應當前施工安全管理形勢，如何從主觀能動性、標準執(zhí)行性、過程監(jiān)管等多方面綜合提高安全管理水平成為我們工作中研究的重點。

風險預控管理體系是神華集團公司在煤礦領域推行安全管理體系并予以執(zhí)行的，幾年來成果顯著，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局將該體系向全國其他行業(yè)予以推行。包神鐵路作為神華鐵路板塊的長子也執(zhí)行了風險預控管理體系并應用到實際生產(chǎn)當中，但是在工程項目安全管理中風險管理體系建設還存在一些盲區(qū)，本文將風險預控管理體系拓展到施工安全管理上面，從危險源辨識、風險分析、風險評估、風險控制四方面入手，將風險事件采取有效的控制措施，將風險值降低到可接受范圍內(nèi)，從而確保工程施工安全，進而保障鐵路運輸安全。

1 風險管理國內(nèi)研究現(xiàn)狀

受到西方國家的影響，我國在20世紀80年代開始了包括風險的原理、概念、方法和實踐等的風險研究相關工作。風險管理理論隨著發(fā)展和壯大也開始慢慢應用于其他領域和行業(yè)，近幾年來的在地下結(jié)構(gòu)工程施工方面的風險研究尤為突出，例如，范益群在《隧道及地下工程設計系統(tǒng)的風險管理》中，提出了改進型的層次分析方法如何應用于隧道工程的風險研究；丁士昭教授采用施工風險評估和研究方式為地鐵工程項目的風險管理提供了規(guī)避風險模式的參考依據(jù)。

我國的隧道工程風險管理開始于2004年，逐步進入正軌，土木工程學會還專門成立研究隧道及地下工程的風險管理委員會；我國從2007年開始陸續(xù)出版了如《地鐵及地下工程建設風險管理指南》等關于地鐵工程建設風險管理的指導手冊和標準。這些理論都有效的指導隧道工程建設項目，但是如何有效的應用到已建成隧道維修工程之中，如何將風險管理理論應用到實際生產(chǎn)中成為本文的研究重點。

2 風險預控管理的實際應用

2.1 工程項目概況

包神鐵路集團公司是神華集團控股的子公司，正式整合重組于2013年6月20日，由神華包神鐵路有限責任公司、神華新準鐵路有限責任公司、神華甘泉鐵路有限責任公司合并組建。目前包神鐵路集團公司所轄的塔韓、包神、新準、甘泉4條鐵路線兩橫兩縱，互相連接，正線總里程達到了734公里，占目前神華鐵路板塊運營總里程的30%以上。

巴準鐵路線地處西南部鄂爾多斯市，全長128km，由于巴準線工程剛剛竣工驗收不久，工程存在一些質(zhì)量缺陷。包神集團管理最長隧道巴準線馬石梁隧全長3686m，2015年6月竣工驗收。驗收后隧道存在保溫水溝無保溫材料、隧道內(nèi)水溝無浸油木蓋板未施工、施工垃圾、電纜溝蓋板強度不合格、無硬化路肩等缺陷問題，這些問題委托神華包神鐵路工程公司負責消缺工程缺陷，作為該公司安全管理部門的負責人，如何做好缺陷工程中安全過程控制管理成為工作重點。

2.2 風險評估前準備

2.2.1 風險評估依據(jù)

以包神鐵路巴準線馬石梁隧道維修工程建設項目為例，在施工前收集《鐵路隧道風險評估與管理暫行規(guī)定》（鐵建設[2007]200號）、《鐵路營業(yè)線施工安全管理辦法》（鐵運[2012]280號）、《電氣化鐵路有關人員電氣安全規(guī)則》（鐵運[2016]23號）、《鐵路工務安全規(guī)則》（鐵運〔2006〕177號）、《部分危險作業(yè)安全生產(chǎn)行業(yè)標準》、《神華集團安全風險預控管理體系標準》等一系列規(guī)范、標準、指南等資料，同時以近年來在隧道維修過程中發(fā)生的事故案例作為借鑒依據(jù)，這些都為風險辨識、評估做好的充分的前期準備。

結(jié)合馬石梁隧道維修工程實際特點，開展了危險源辨識與評估工作，了解風險產(chǎn)生的原因及變化規(guī)律，并結(jié)合風險類型制定了有效的防范措施，通過風險控制策略中的風險規(guī)避、風險轉(zhuǎn)移、降風險控制、風險自留等四種控制措施，有效降低風險發(fā)生的概率，從而達到風險預控安全的目的。

2.2.2 風險評估對象及目標

評估對象：包神鐵路巴準線馬石梁隧道維修工程

評估目標：通過危險源辨識和風險評估工作的開展，能夠識別隧道維修工程項目所有潛在存在的風險因素，并通過風險矩陣法確定風險等級，提出風險控制的相應措施，將各類風險的殘留值降低到可以接受的水平，進而達到保障安全、保證工期、保證運輸安全、控制投資的多重目的。后果或損失與評估目標的關系如表1所示。

2.2.3 風險評估人員的組成

參與風險源辨識人員應由具備隧道工程或者運輸專業(yè)5年以上工作或管理經(jīng)驗，對工程風險有足夠了解并有工程管理經(jīng)驗的人員參加，并隨機抽調(diào)公司各站區(qū)工隊各類專業(yè)技術人員、安全員配合辨識。參加風險評估人員的技術職稱為工程師及上，并具有8年以上隧道維修工作或者運輸管理工作經(jīng)驗，在包神鐵路集團公司內(nèi)部專家?guī)祀S機抽取，由工務、運輸、電務等每個專業(yè)至少1名人員組成，工程公司安全質(zhì)量部全程參與評估工作，同時將評估結(jié)果上報包神集團公司安全質(zhì)量部進行評審、備檔。

2.2.4 風險評估程序及危險源辨識

隧道維修工程風險因素包括人員、機械設備、環(huán)境和管理四方面因素。通過詳細分析所搜集的隧道修建和運營資料，病害調(diào)查資料等，采取現(xiàn)場調(diào)查、專家訪談、以往同類事故對比等方法對隧道維修施工過程中這四類風險的危險源或風險源進行識別和歸納，總結(jié)隧道維修工程在施工過程中可能發(fā)生的會造成人員傷亡風險、列車非正常停車風險等，并參照《神華集團風險預控管理體系審核指南》詳細統(tǒng)計和歸類風險源、危險因素、風險后果、事故類型、風險概率、風險程度等信息（如表2所示）。

2.3 風險評估

風險評估主要采用風險矩陣法，即根據(jù)事故發(fā)生的可能性賦值及其可能造成損失賦值的乘積來衡量風險的大小，其計算公式為：D=P×C式中：D―風險值；P―事故發(fā)生的可能性賦值，依據(jù)類似的相關事故經(jīng)驗予以賦值。C―事故可能造成損失的賦值，假設事故實際發(fā)生并按照風險管理的要求，取各種可能后果中損失最為嚴重的情況進行確定。

為提高工作效率，確保風險評估的可靠度并便于危險源的動態(tài)管理，風險管理小組采用微軟EXCEL數(shù)據(jù)模型表達風險矩陣（圖1），即利用數(shù)據(jù)的有效性、相關性、合理性控制風險發(fā)生概率與事故經(jīng)濟損失指標，再嵌套利用IF（logical_test，value_if_true，value_if_false）函數(shù)將風險發(fā)生概率指標、事故經(jīng)濟損失指標最終與風險值及風險等級之間形成邏輯運算，實現(xiàn)了風險評估程序的自動電算化的目標。

通過專家打分、類似案例，得出模糊評價權(quán)重值，對風險發(fā)生的可能性大小和事件發(fā)生后帶來損失的嚴重程度賦予相應的數(shù)值，分值范圍均為1到6，1代表風險發(fā)生可能性最小、損失嚴重程度最輕，6代表風向發(fā)生可能性最大、損失嚴重程度最重，兩者的乘積即為風險值。（備注：風險嚴重程度賦值分以雙指標中的人員傷亡或經(jīng)濟損失作為參考）（表3）

通過風險識別和風險評估，作者最終確定包神鐵路巴準線馬石梁隧道維修工程施工過程中存在危險源12項（如表4所示），其中，低風險危險源共計0項、一般風險源共計4項、中等風險危險源共計3項、重大風險源共計4項、特別重大風險源共計1項，特別重大風險源主要是施工材料運輸過程中裝在加固方面。

其中，風險類別為“人員”的危險源4項，管理對象涉及駐站聯(lián)絡員、現(xiàn)場防護員、施工人員等崗位；風險類別為“機械設備”的危險源4項，管理對象涉及包括對講機、軌道車、滅火器、施工材料等4種；類型為“環(huán)境”的危險源為1項，管理對象是隧道結(jié)構(gòu)特點及營業(yè)線列車；類型為“管理”的危險源為3項，主要問題在于人員培訓上崗、工器具擺放、材料裝卸等。從表中分析，風險類別為“人員”和“機械“危險源分別有4項，占危險源總數(shù)的33.3%，因此“人的不安全行為”和“ 物的不安全狀態(tài)”是該工程項目危險源控制的重點和難點。

2.4 風險控制

通過上述風險評估結(jié)果及包神鐵路隧道維修工程風險等級的評定，對于風險事件必須采取有效措施才能是風險降低到可接受范圍內(nèi)。

現(xiàn)分別就風險等級中的人、機、環(huán)、管四類風險的相關控制措施介紹如下：

①人的因素，通過崗前教育培訓、設置專職安全員、為施工人員購置意外傷害保險、佩帶個人防護用品等措施降低風險；

②機的因素，通過定期鑒定機械設備、定期保養(yǎng)設備等措施可以將降低機械類危險因素，以這樣的方式可以減少機械設備故障率，已達到降低風險等級的效果；

③環(huán)的因素，通過學習隧道相關科普知識、隧道基礎知識培訓、隧道結(jié)構(gòu)認識等減少環(huán)境因素對施工的影響，已達到降低風險等級的效果；

④管的因素，通過應急預案、崗前培訓、加固方案審批、標準化作業(yè)等措施降低風險等級的效果。

總而言之，為降低事件發(fā)生的可能性和降低事件后果的嚴重度，作為影響風險大小的兩個因素，風險控制的方式方法便是主要針對這兩個因素。在制定應對風險的對策和措施的同時，優(yōu)先考慮的是工程和技術，通過合理的設計和全面的管理，盡最大的可能從根本上消除危險因素、危害因素或者替代。這樣就可以把相關聯(lián)的風險避開，已達到降低總體風險的效果。

3 結(jié)論

首先，針對包神鐵路巴準線馬石梁隧道維修工程項目的特點和管理實踐經(jīng)驗，從人員、機械設備、環(huán)境和管理四方面對施工安全風險進行系統(tǒng)的、全面的分析，力求達到對施工安全管理水平的提升和施工環(huán)境的改善，有利于規(guī)范施工作業(yè)行為、改善施工作業(yè)環(huán)境、維護設備設施，為安全管理系統(tǒng)的建立提供了些建設性理論。

其次，本文創(chuàng)新點是在風險管理中細化了風險識別、風險評估、風險分析的應用過程，如何將不太容易量化的風險因素指標進行了綜合賦值評估，并將風險識別中的危險源進行了雙重指標量化賦值取乘積的方式獲得最終風險值，并根據(jù)圖表中的危險等級進行定性歸納，這樣就給風險評估工作提供了客觀的數(shù)據(jù)依據(jù)，可以更加準確的評估出事故發(fā)生概率及危險性大小，這樣就讓安全管理人員作出準確的風險控制措施，并將風險控制措施制作成危險源卡片遞交到一線生產(chǎn)當中去，可以有效地降低危險發(fā)生的可能性或者規(guī)避風險。

從實踐角度和實操性來說是方法簡單、容易推廣、實操性強的一套理論體系，便于企業(yè)全員參與安全管理工作。

最后，本文在大量相關文獻回顧的基礎之上，整理了工程安全風險管理的相關理論知識，并結(jié)合包神鐵路巴準線馬石梁隧道維修工程項目的施工特點，總結(jié)出鐵路施工安全風險管理框架，并應用于實際鐵路項目的風險分析，為鐵路企業(yè)的施工安全風險管理工作提供了一些理論和實踐的參考依據(jù)。

由于時間的限制，本文還存在著一些問題，有待進一步的思考與研究：

①本文在對鐵路施工安全風險因素的探討中，分為了人員、機械設備、環(huán)境和管理四方面，在今后的研究中，可以對這四方面風險因素進行細化，能幫助管理人員更好的識別和評估鐵路施工安全風險。

②本文中對風險評價的方法進行總結(jié)，是基于風險因素與風險因素之間是相互獨立互不關聯(lián)的，但是在實際情況中，風險之間可能或多或少存在一定的相關性，在今后的研究中，在風險評價的定量計算中，建議全面分析風險的關聯(lián)性，并考慮到計算分析中。

參考文獻：

[1]隧道養(yǎng)護[J].鐵道建筑，1995（08）.

篇6

【關鍵詞】特大斷面穿越溝谷軟弱圍巖淺埋地表水豐富

中圖分類號：U45文獻標識碼： A 文章編號：

1工程概況

1.1概述

滬昆高鐵杭長段九塘隧道位于湖南省株洲市醴陵市，全長1208.75m,里程樁號為DK845+991.25-DK851+200。地表屬低山、丘陵地貌，地形起伏較大。其中DK850+525-DK850+585為穿越山谷淺埋段，地表為階梯狀稻田，實測覆土厚度最淺處為4m。圍巖級別為Vb，設計斷面152㎡，屬特大斷面隧道。原設計采用三臺階七步法進行施工,超前支護為φ89洞身長管棚及φ42單層小導管，3m徑向注漿。

1.2地質(zhì)概況

DK850+525-DK850+585淺埋段表層分布有黑褐色淤泥質(zhì)土、Qdl+el粉質(zhì)粘土，含少量礫石，厚0～1 m。下伏基巖為Ptx板巖，全～弱風化，褐黃～褐紅色，全風化呈土狀。強風化泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，弱風化呈青灰色，砂礫結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀紊亂多變。洞身處于全～弱風化基巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，易形成塌方、掉塊。

1.3水文地質(zhì)條件

DK850+525-DK850+585淺埋段地表水較發(fā)育，為山區(qū)溪流型溝谷，流量隨季節(jié)性變化明顯，主要靠大氣降水補給，以地表徑流形式排泄。地下水為基巖裂隙水和風化裂隙水，水量不豐。

2防止圍巖變形失穩(wěn)因素分析

2.1地質(zhì)原因

該淺埋段圍巖級別為Vb，洞身處于全～強風化基巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，易形成塌方、掉塊

2.2地表水（下）水原因

該淺埋段施工期間正值雨季，地表水豐富，由于地處谷底，埋深淺且節(jié)理裂隙發(fā)育，地表水很容易通過裂隙進入巖體，進而軟化、浸泡、沖蝕、溶解巖體，加劇巖體變形及失穩(wěn)。

2.3施工原因

施工方法過程中超前支護不到位，開挖進尺過大，初期支護未及時跟進等是造成形失穩(wěn)因的主要原因。

3地表處理

為最大限度減少雨季地表水對隧道施工的影響，防止塌方、掉塊，覆蓋地表，引排地表水是關鍵。施工前，在淺埋段溝谷上游約50米處橫跨谷底開挖1.2 m×1.2 m截水溝截斷上游溪流，截水溝兩端接1.0 m×1.0 m排水溝繞行整個淺埋段與下游溪流相連。整個淺埋段頂部由排水溝環(huán)繞形成的封閉區(qū)域采用防水布覆蓋。

4超前支護

4.1 φ89洞身管棚施工

4.1.1施工程序

施工準備測量放羊澆筑套拱、搭設作業(yè)平臺鉆孔、清孔、檢孔頂入棚管噴砼封閉工作面注漿注漿效果分析封閉、連接鋼架結(jié)構(gòu)結(jié)束。

4.1.2施工要求

①．試驗室提前做好注漿漿液配合比，并做注漿試驗

管棚的管距、管深、注漿效果等應符合設計及規(guī)范要求。

②．用鋼管搭設施工作業(yè)平臺，保證作業(yè)平臺穩(wěn)固，不搖晃、下沉。

③．用鋼管搭設施工作業(yè)平臺，保證作業(yè)平臺穩(wěn)固，不搖晃、下沉。

4.2 φ42超前小導管施工

4.2.1施工程序

每個施工單元為一個完整的作業(yè)區(qū)，施工程序為：施工準備測量定位鉆孔作業(yè)清孔、檢孔小導管安裝噴砼封閉掌子面注漿作業(yè)注漿效果分析管尾與鋼架焊接結(jié)束

4.2.2施工要求

①．試驗室提前做好注漿漿液配合比，并做注漿試驗

小導管的管距、管深、注漿效果等應符合設計及規(guī)范要求。

②．小導管前端長約10cm做成尖錐形，尾部焊接φ6～8mm鋼筋做加勁箍，尾部長度不小于30cm內(nèi)不開孔作為止?jié){段，其余管壁上每隔15cm梅花型鉆眼，眼孔直徑為10mm。

③．注漿施工中認真填寫注漿記錄，隨時分析和改進作業(yè)，并注意觀察施工支護工作面的狀態(tài)。注漿參數(shù)應根據(jù)注漿試驗結(jié)果及現(xiàn)場情況調(diào)整。

5.洞身開挖

5.1開挖方案的確定

由于是淺埋段且拱部圍巖軟弱破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，邊墻位置軟硬圍巖相間，隧道斷面大，故而在設計三臺階七步施工法的基礎上進行優(yōu)化，形成四臺階施工法。開挖時嚴控輪廓線放樣精度、周邊眼鉆孔角度,采用多鉆孔、少裝藥的方式，盡可能少的減少對圍巖的擾動。開挖示意圖如下：

四臺階法施工開挖示意圖

5.2開挖及支護方式

采用四臺階法開挖，超前大管棚加超前小導管注漿充分固結(jié)隧道周邊大于3 m的破碎巖體，形成自穩(wěn)護拱。開挖進尺控制在0.5～0.7m/循環(huán)，要嚴格按照順序開挖，臺階長度以2～3 m為宜。開挖完畢，支護措施嚴格按照設計圖Vb圍巖施工，條件具備時及時施做仰拱拱架以封閉成環(huán)。

6.認真做好圍巖量測及分析以指導施工

量測點按每斷面5個點，每5m一個斷面嚴格按規(guī)范要求布設。監(jiān)控量測項目包括地表沉降、拱頂下沉、拱腳收斂墻腳收斂等。要及時分析量測成果，以評價支護的可靠性和圍巖的穩(wěn)定性，及時調(diào)整支護參數(shù)指導后續(xù)施工。

7仰拱及二次襯砌混凝土施工施工

圍巖和支護變形趨于穩(wěn)定后，及時按照設計要求施工仰拱及二襯混凝土，使圍巖應力和支護結(jié)構(gòu)盡早平衡。二襯的施工時機以初支變形速率小于5㎜/d后較合適。

8結(jié)束語

九塘隧道穿越山谷淺埋段采用四臺階法施工，確保了雨季地表水豐富時段該隧道的安全順利掘進，該法最大限度的減少了對軟弱圍巖的擾動,超欠控制較為理想，實現(xiàn)了較好的社會和經(jīng)濟效益，也為同類特大斷面淺埋隧道施工提供了借鑒。特大斷面淺埋隧道應用四臺階法的施工原則可歸納為“先排水、短開挖、多臺階，弱爆破、強支護、勤量測、早襯砌”，具體施工過程中應結(jié)合實際制定切實可行的施工方案及安全措施。

篇7

【關鍵詞】防水板防水；變形縫；排水

1 工程概況

觀景臺隧道位于河北省興隆縣-遵化縣112國道八仙溝-車道峪-小子莊段，北起南灣子村南側(cè)500m，向南經(jīng)三道梁子、八仙溝村東，至車道峪村，隧道最大埋深為422m。隧道進口里程為DK343+365，出口里程為DK349+885，隧道全長6520m。鐵路等級為國鐵重載I級雙線鐵路，設計行車速度為120km/h，隧道縱坡為10.6‰。

2 洞內(nèi)的防排水施工技術

隧道結(jié)構(gòu)防排水施工按照“防、排、截、堵相結(jié)合，因地制宜，綜合治理”的原則進行，通過系統(tǒng)治理，達到隧道不滲不漏的防水目標。隧道防水應重視初期支護防水，以襯砌結(jié)構(gòu)自防水為主體，以防水層防水、施工縫、變形縫防水為重點，以滿足結(jié)構(gòu)設計和使用要求。

當?shù)叵滤畬炷两Y(jié)構(gòu)具有侵蝕性時，應采取相應的措施，保證混凝土結(jié)構(gòu)的安全和耐久性。對于隧道穿過巖溶、斷裂破碎帶，預計地下水較大，當采用以排為主；可能影響生態(tài)環(huán)境時，根據(jù)實際情況采用“以堵為主，限量排放”的原則，達到堵水有效、防水可靠、經(jīng)濟合理的目的。在巖溶發(fā)育地段，則采用“以疏為主、以堵為輔”的原則，應強調(diào)盡量維系巖溶暗河的既有通路，嚴禁隨意封堵溶洞、暗河。

2.1 防水：

防水主要是防止地下水滲出襯砌及仰拱填充面，主要包括噴射混凝土防滲、塑料防水板、施工縫防水、防水混凝土自身防水等。

2.1.1 噴射混凝土

噴射混凝土的主要功能是快速封閉巖層，約束圍巖變形，并與圍巖共同作用，防止圍巖失穩(wěn)。同時也具有一定的防水功能和抗?jié)B能力，使其在內(nèi)水壓力作用下不致產(chǎn)生危及圍巖穩(wěn)定的大量滲水。在高水流、水壓情況下，噴射混凝土封閉水是無效的，應事先對巖石排水或注漿，以降低水流和水壓。

2.1.2 塑料防水層

塑料防水板是隧道防水的核心，是隧道防水的重要措施。防水層不僅起到防水作用，而且還對初期支護和二次襯砌起到隔離作用。因此防水層的施作，應在初期支護變形基本穩(wěn)定和二次襯砌灌注之前進行。

防水層通常是由緩沖墊層與防水板兩部分組成。塑料防水板宜選用高分子材料，在規(guī)格規(guī)定的長度內(nèi)不允許有接頭。防水板厚度應不小于1.5mm，選擇耐刺穿性好、柔性好、耐久性好的材料；緩沖墊層材料通常采用無紡土工布，其搭接寬度不應小于5cm，材料應按設計要求選用，其單位面積質(zhì)量不宜小于300g/，具有良好的導水性，一般采用射釘固定。固定點間距：一般拱部0.5~0.8m，邊墻0.8~1.0m，底部1~1.5m，呈梅花形排列，并左右上下成行固定。在凸凹較大的基面上，在斷面變化處增加固定點，保證其與混凝土表面密貼。

防水板鋪設宜采用從拱部向邊墻環(huán)狀鋪設，松緊應適度并留有余量，檢查時要保證防水板全部面積均能抵到圍巖。用帶熱塑性圓墊圈的射釘將土工布平整順直地固定在基層上，熱塑性墊圈應采用與防水板相熔的材質(zhì)。

防水板之間的搭接縫應采用雙焊縫，以調(diào)溫、調(diào)速熱楔式自動爬行式熱合機熱熔焊接，細部處理或修補可采用手持焊槍焊接。對鋪設好的額防水板需進行充氣檢查，方法是在焊縫中央加氣至0.25Mpa 時，停止充氣，若在10min 內(nèi)氣壓降在10%以內(nèi)，則說明焊縫合格，否則說明有焊縫不嚴，需進行補焊。

2.1.3 施工縫、變形縫防水

施工縫是由于隧道襯砌混凝土施工時產(chǎn)生的，是防水薄弱環(huán)節(jié)之一，是隧道經(jīng)常發(fā)生滲漏的地方。沉降縫是由于地質(zhì)條件顯著變化和襯砌受力不均地段設置，為防止溫度變化或混凝土收縮影響而引起襯砌開裂，應設置伸縮縫，這兩種縫統(tǒng)稱為變形縫。

二次襯砌結(jié)構(gòu)混凝土施工應連續(xù)一次澆筑完成，宜少留縱向施工縫，拱圈、仰拱、底板不得留縱向施工縫。觀景臺隧道二次襯砌施工縫為每12米一道，環(huán)向施工縫防水采用中埋式橡膠止水帶加遇水膨脹橡膠止水條，縱向施工縫防水措施為中埋式橡膠止水加混凝土界面劑。

變形縫在地層承載力顯著變化、隧道襯砌明暗分界處、斷面明顯變化處設置，變形縫的寬度為2cm，采用中埋式橡膠止水帶加遇水膨脹橡膠止水條再加聚硫橡膠嵌縫材料兩道防水措施，并填塞瀝青木絲板。變形縫縫內(nèi)兩側(cè)應平整、清潔、無滲水。止水帶埋設位置應準確，安裝牢固，不得有扭曲變形等現(xiàn)象，止水帶部位的混凝土應進行充分的振搗，確保混凝土成分密實，嚴禁振搗棒觸及止水帶。

2.1.4 防水混凝土自身防水

襯砌應采用防水混凝土，其抗?jié)B等級不得小于P8，具有較強的防水能力，斷層破碎帶及影響帶富水地段其抗?jié)B等級不小于P10。當?shù)叵滤畬炷劣星治g性時，應采取有效措施，其耐侵蝕性系數(shù)不小于0.8，裂縫控制寬度不大于0.2mm，并不得貫通。在施工過程中一定要對混凝土振搗密實，并在混凝土中添加抗裂防水混凝土膨脹劑，以提高混凝土防裂滲的能力。

2.2 洞內(nèi)排水：

洞內(nèi)的排水主要就是將襯砌背后的地下水排出。隧道排水采取在襯砌背后環(huán)向和縱向設置軟式透水管盲溝，盲溝伸入泄水孔管，將水排到隧道兩側(cè)的水溝中。

環(huán)向排水盲管沿縱向設置的間距應滿足設計要求，并應根據(jù)洞內(nèi)滲、漏水的實際情況，在地下水較大的地段應加密設置排水盲管。安裝時環(huán)向盲管應盡量緊貼滲水巖壁，減小地下水由圍巖到環(huán)向盲管的阻力；盲管布置應圓順，不得起伏不平。環(huán)向盲管安裝時應用鋼卡等固定，再噴射混凝土封閉，首先應用土工布將縱向排水管包裹，使泥砂不得進入縱向盲管。其次，應用土工布半裹縱向盲管，使從上部下流之水在縱向盲管位置盡量流入管內(nèi)，而不讓地下水在盲管位置縱橫漫流?？v向排水盲管在整個隧道排水系統(tǒng)中是一個中間環(huán)節(jié)，起著承上啟下的作用，縱向排水盲管安裝坡度符合設計要求，通向水溝的泄水管應有足夠的泄水坡。

3 總結(jié)

隧道的防排水方案及措施是根據(jù)隧道施工部位水質(zhì)條件和滲漏情況決定的，在滲水量較大處適當?shù)脑黾影惭b環(huán)向及縱向盲管，特別嚴重的部位可使用鉆孔排水，將水集中匯入排水溝。隧道防水施工的實踐表明,隧道的防排水是一項綜合性工程，是以排水為主、防排結(jié)合、綜合治理，采用防、 堵、截、 排相結(jié)合，以形成完整的防排水體系。也是多年實踐經(jīng)驗總結(jié)出來較為有效的一種防排水措施。隧道內(nèi)一定要對不同的地址情況，滲水情況采取不同的防排水措施，以保證隧道能夠正常的運營。

參考文獻

[1]張曉瑋．高速鐵路隧道防排水施工工藝. 中國新技術新產(chǎn)品. 2009年第3期.

篇8

【關鍵詞】隧道；擴挖；技術；研究

1 工程概況

穗莞深城際鐵路太平隧道全長14.49km，位于東莞市厚街、虎門鎮(zhèn)境內(nèi)，沿莞太路敷設，地面分布有大量建（構(gòu)）筑物。拱頂覆土厚度約10～20m，為厚度不均的可塑性粘土、中砂層及風化巖。洞身穿行于全、強、弱風化砂巖、含礫砂巖中，局部地段為燕山期中粗?；◢弾r，花崗巖與第三系含礫砂巖呈不整合接觸。屬典型城市地下隧道。

因技術標準變化，已完工的2240.8單線米隧道內(nèi)輪廓已不能滿足新技術標準的要求，需對已施工隧道的初支進行破除然后擴挖至新的結(jié)構(gòu)斷面。

2 擴挖結(jié)構(gòu)

太平隧道礦山法區(qū)間擴挖施工的2240.8單線米隧道由四座豎井，十六個作業(yè)面承擔，單作業(yè)面最長擴挖長度為540m。擴挖段巖性為砂巖、含礫砂巖，圍巖等級為Ⅲ～Ⅵ級，共10種擴挖斷面結(jié)構(gòu)，本文就難度大、風險高的兩種擴挖斷面進行闡述。

2.1 Ⅴ級圍巖標準段擴挖至下錨段

原Ⅴ級圍巖標準段采取φ22格柵鋼架，間距0.6m。超前支護采用拱部120°范圍內(nèi)φ42 L=4.0m的超前小導管。邊墻設3.5m長的砂漿錨桿，掛網(wǎng)錨噴支護，初支厚度0.3m。

拱部擴挖最大值1.903m，隧底擴挖最大值約0.3m,邊墻擴挖0.8～1.2m，每延米擴挖約25.3m3土石方。

2.2 Ⅳ級圍巖標準段擴挖至盾構(gòu)通過段

Ⅳ級圍巖標準段采取φ22格柵鋼架，間距0.6m。超前支護采用拱部120°范圍內(nèi)φ42 L=4.0m的超前小導管。邊墻設3.0m長的砂漿錨桿，掛網(wǎng)錨噴支護，初支厚度0.25m。

拱部擴挖最大值2.81m，隧底擴挖最大值2.01m,邊墻擴挖2.56～3.04m。

3 擴挖施工

3.1 擴挖施工方案

礦山法隧道擴挖施工就其本質(zhì)是一個預加固、拆除、擴挖、受力轉(zhuǎn)換作業(yè)的過程。其中預加固在擴挖施工中至關重要，它決定了后續(xù)工序?qū)嵤┑臈l件。

擴挖施工必然對圍巖再次造成擾動或破壞，在擴挖施工前需對擴挖范圍及應力拱一定范圍內(nèi)的土體進行預加固，以達到止水及加固土體的作用。常見的預加固措施主要有超前錨桿、超前小導管、徑向注漿、管棚支護、帷幕工法、水平旋噴樁、凍結(jié)管施工。根據(jù)本工程實際情況，并綜合考慮洞內(nèi)施工條件、加固目的層、工程造價、工期因素，選擇徑向注漿方案。

注漿孔按梅花型布置，環(huán)向間距0.65～0.75m，縱向間距1.7m，孔深至擴挖輪廓線以外3.0m，孔口管長度根據(jù)圍巖情況確定。漿液采用純水泥（個別富水段落，采用雙液漿），水灰比1：1，注漿壓力按擬加處靜水壓力加上0.5～1.0Mpa確定。典型擴挖斷面徑向注漿斷面圖如圖所示。

3.2 擴挖施工步驟

隧道的擴挖必定涉及到結(jié)構(gòu)的受力轉(zhuǎn)換，因此擴挖的施工步驟由不同結(jié)構(gòu)受力的特點所決定。隧道的斷面由拱組成，因此隧道受力即是拱結(jié)構(gòu)的受力。

土體給隧道斷面的壓力，對于拱結(jié)構(gòu)來說是分布徑向力，此時對拱結(jié)構(gòu)受力的分析可根據(jù)力法公式進行：

δ11X1+Δ1p=0

在拱結(jié)構(gòu)受徑向力的體系中：

=

可根據(jù)上述兩式，計算得拱部任意截面所承受的彎矩和軸力，最終求出X1，即為拱角水平推力。因此可根據(jù)拱結(jié)構(gòu)受力特點，即拱結(jié)構(gòu)可以將豎向力轉(zhuǎn)化為水平力的特點，確定施工基本步驟：首先破除拱部初支，進行拱部擴挖；此時隧道拱部所受的徑向力轉(zhuǎn)化為水平力，此水平力可由鎖腳錨桿和邊墻所抵抗。其次進行邊墻的擴挖，此時徑向力轉(zhuǎn)化的水平力由鎖腳錨桿和仰拱抵抗。最后進行仰拱擴挖。

故詳細的施工步驟為：

預注漿架設開挖臺車破除拱部初支混凝土拱部水平擴挖至外輪廓線拱部初支施工破除邊墻初支并擴挖至外輪廓邊墻初支施工破除仰拱初支擴挖至外輪廓仰拱初支施工。

4 擴挖施工措施要點

4.1 擴挖施工前，必須打設檢查孔檢查徑向注漿效果，當檢查孔最多只有滴水（不成線）且滲水量不大于2L/d時，則判斷注漿達到效果，否則應進行補充注漿。

4.2 擴挖遵循水平擴挖的原則，盡量減少挑頂、跳槽施工，合理規(guī)劃工作面和逃生通道。

4.3 Ⅲ、Ⅳ級圍巖原初期支護原則按不超過2榀格柵的長度拆除；Ⅴ、Ⅵ級圍巖原初期支護原則上應逐榀拆除，逐榀擴挖，做好鎖角錨管施工，及時封閉擴挖后的初支。

4.4 Ⅲ、Ⅳ級圍巖水平單方向擴挖采用臺階法，臺階長度根據(jù)揭示后的圍巖情況綜合現(xiàn)場情況確定；Ⅴ、Ⅵ級圍巖順序依次拆除拱部初支并擴挖、施工擴挖斷面拱部初支、拆除原邊墻初支并擴挖、施工擴挖斷面邊墻初支、拆除原仰拱初支并擴挖、施工擴挖斷面仰拱初支。

4.5 Ⅴ、Ⅵ級圍巖可根據(jù)揭示的掌子面情況，酌情增設超前小導管，以策安全。

4.6 鑒于隧道擴挖施工的風險，初期支護需達到設計強度的75%，方可進行相鄰循環(huán)段的拆換。

4.7 擴挖期間需做好監(jiān)控量測工作，根據(jù)量測成果提供反饋信息，用于指導施工。

5 結(jié)束語

太平隧道礦山法擴挖現(xiàn)已全部完成施工。本文通過對擴挖施工技術的總結(jié),為類似工程中提供參考。

參考文獻

[1]高速鐵路隧道工程施工技術指南.北

篇9

Abstract： By introducing the force principle of large pipe roof advanced support in poor geological tunnel construction， design and construction elements of large pipe roof and the scope of application， combined with the case of long and large pipe roof advanced support construction of Xinfenghuang No.2 tunnel hole， this paper summed up the role of long and large pipe roof advanced support technology through weak rock.

關鍵詞： 長大管棚；超前支護；隧道

Key words： long and large pipe roof；advanced support；tunnel

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）08-0165-02

1 工程概況

海南西環(huán)鐵路鳳三段新鳳凰二號隧道全長805m，位于海南省三亞市鳳凰鎮(zhèn)，為客貨共線雙線鐵路隧道，設計行車時速為200km/h，線路縱坡為3‰、-18‰的“人”字坡。隧道內(nèi)輪廓拱頂凈高8.15m，凈寬11.5m，內(nèi)凈空面積81.37m2。該隧道進、出口洞口段埋深較淺，屬淺埋型，多通過強風化層，距離較長，且具球風化現(xiàn)象，開挖穩(wěn)定性差，結(jié)構(gòu)面易被軟化，可能出現(xiàn)巖塊脫落或坍塌。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，為了保證洞口邊仰坡安全，能夠順利進洞，要求在隧道進出口段采用長度為60mΦ159超前大管棚支護和注漿進行預加固處理。

2 管棚受力原理與計算模型

2.1 受力原理 一般會在隧道洞口段施工時采用大管棚超前支護法，這種方法能夠有效的支撐和加固圍巖，很大程度的防止軟弱圍巖下沉、松弛和坍塌等。它的工作原理是：一是可以通過管棚注漿使拱頂預先形成加固的保護環(huán)。這個保護環(huán)能夠為隧道施工創(chuàng)造良好的開挖條件，因為其可以發(fā)揮“承載拱”的作用，有效的減少拱內(nèi)部圍巖的承載壓力；二是當超前管棚沿隧道開挖輪廓周邊密布時，加固環(huán)的變形變小，傳遞給隧道支護結(jié)構(gòu)的上部荷載也隨之減小，同時會把拱部圍巖的形變應力傳遞給支撐拱架。因為相互連接的支持拱架可以形成整體支護，能夠保證掘進施工和初期支護的安全。

2.2 計算模型 當開挖隧道洞口時，下部土體會被挖出，管棚端部懸空。這時因為大部分的管棚鋼管長度都在已預加固地層內(nèi)，并且它還會受到地層固定的約束，這時的懸空段起到支撐洞口上部荷載q1的作用（見圖1）；當在隧道洞內(nèi)施工時，鋼管的前后兩段作用的地方是不同的，這時中間懸空的鋼管段可簡化為兩端受固定約束的簡支梁（見圖2），管棚承受上部土體荷載q1和路面荷載q2的作用。

有關資料顯示，在計算洞口段和洞內(nèi)段的開挖進尺尺度的時候采用懸臂梁和簡支梁的計算模型是科學的。

3 大管棚施工設計

3.1 大管棚設計參數(shù) ①導管規(guī)格：熱軋無縫鋼管，外徑159mm，壁厚8mm。②管距：環(huán)向間距40cm。③傾角：外插角以1°為宜。④大管棚每環(huán)施作長度為60m，鋼管前段呈錐形。⑤導向管規(guī)格：熱軋無縫鋼管，外徑194mm，壁厚5mm。⑥鋼管內(nèi)設置鋼筋籠，鋼筋籠主要由三根主筋和固定環(huán)組成，主筋直徑為18mm，鋼筋之間每35cm間距用3cm長Φ50鋼管連接，鋼管壁厚3.5mm。⑦鋼管上鉆注漿孔，孔徑16mm，孔縱向間距為20cm，呈梅花形布置，尾部留大于等于100cm的不鉆孔的止?jié){段。見圖3、4。

3.2 注漿參數(shù)設計 ①灌注漿液：水泥漿液，有時也可采用水泥玻璃雙液漿；②注漿參數(shù)：水泥漿、水灰比為1：1（重量比），注漿壓力為2.0MPa～2.5MPa；③注漿擴散半徑：大于等于0.5m；④為了積累鋼管注漿施工經(jīng)驗和合理化注漿參數(shù)，需要在注漿前進行現(xiàn)場注漿試驗。單根鋼管注漿量為：Q=π·γ2·L+π·R2·L·η·α·β

式中，r為鋼管半徑；L為鋼管總長度；R為漿液擴散半徑，取0.5m；η為地層孔隙率，堆積體經(jīng)測試為12%；α為漿液有效充填率，取0.9；β為漿液損耗系數(shù)，取1.15。經(jīng)計算單根鋼管注漿量Q=6.927m3。

4 大管棚施工

大管棚施工工藝流程如圖5。

4.1 施工準備 ①做好孔口定位可以保證管棚施工質(zhì)量，最好先試著鉆幾個孔再正式鉆孔，尤其是對于那些復雜地層來說。②為了不影響注漿效果和管棚施工質(zhì)量，在高壓注漿之前，一定要把各孔口封堵完好。③在開挖過程中，為了防止鋼管脫節(jié)，造成塌方，應該保證鋼管之間的連接質(zhì)量。

4.2 大管棚導向墻工字鋼支撐施工 洞口前端采用1m導向墻，截面為1m×1m。導向墻在洞口襯砌外輪廓以外施作。先施作3排20a工字鋼，間距為50cm，在工字鋼拱部144°范圍內(nèi)均勻布設40個導向管，導管長度1m，環(huán)距為40cm，導向管的外插角保證不小于1°。對導向管與三榀工字鋼支撐進行焊接，并采用Φ22鋼筋將大管棚的導向管焊接在工字鋼導向墻上，用C20砼澆筑導向墻混凝土。

4.3 鉆孔 ①鉆孔時導向管可以考慮導向墻中預埋的鋼套管，為了保證掌子面在壓力注漿時不出現(xiàn)漏漿、坍塌，必須在掌子面上先噴一層素混凝土才能作為止?jié){墻；②在保證鉆機機械正常的情況下才可以進行鉆孔，在鉆孔的過程中，是否加泥漿或水泥漿應該依據(jù)實際的情況確定；③為了避免發(fā)生加鉆現(xiàn)象，應該控制好鉆進速度，保證勻速前進，尤其是在鉆頭遇到夾泥夾砂層時；④應該把開鉆上挑角度控制在3°-5°之間，并控制量測角度和鉆進方向。

4.4 大管棚安裝 ①為了避免出現(xiàn)塌孔，應該在鉆孔結(jié)束后及時的安設管棚鋼管；②鋼管逐節(jié)頂入，采用長15cm的絲扣連接；③應該及時填塞密實鋼管和鉆孔壁間的縫隙，在鋼管外漏段焊上法蘭盤、止?jié){閥，且保證焊接強度和密實度。

4.5 注漿施工

4.5.1 大管棚注漿施工程序及方法如下：①只有保證管路和機械設備正常才能開始壓漿試驗，因為這時獲得的注漿參數(shù)是合理的，才能開始注漿；②在注漿的過程中，應該不定期的檢查各處是否有異常情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，應該立即采取必要的防治措施，比如馬上停止注漿或封堵串漿口等；③如果注漿壓力持續(xù)保持5min以上達到2.5MPa，就可以停止注漿，立即封堵注漿口；④在注漿過程中，應該安排專人負責填寫《注漿記錄表》，記錄各相關數(shù)據(jù)，觀察壓力表值，監(jiān)控聯(lián)通裝置。

4.5.2 注漿效果評定 評定注漿效果應該注意如下細節(jié)：①要想觀察注漿充填情況，可以采取對注漿加固區(qū)進行鉆孔取芯的方式獲?。虎趹撓扔^察好孔內(nèi)涌水顏色及涌水量，只有涌水顏色較澄清或夾帶水泥渣塊，或涌水量小于0.4L/min時才可以進行鉆孔施工，反之，則應該補注或重注。

5 結(jié)語

①超前管棚支護結(jié)合注漿技術能夠有效的改善松軟破碎巖層的物理力學性質(zhì)，采取這種技術時水泥漿液能夠充滿鋼管周圍巖石的縫隙，達到固結(jié)圍巖的效果。

②大管棚和注漿施工操作非常方便，工藝也簡單，不需要大型機具設備，但是效果也非常明顯，同時它不僅施工速度快、安全性能高，也具有很高的經(jīng)濟和社會效益等。

③該方法已經(jīng)在新鳳凰二號隧道進出口端淺埋級圍巖工程中得到了應用，效果非常明顯，不僅保證了工程的順利完成，也取得了很高的經(jīng)濟效益和社會效益。

總之，長大管棚超前支護技術能夠在應對不良地質(zhì)條件的隧道掘進施工和塌方處理時起到非常關鍵的作用，因為它不僅具有很高的可靠性和支護能力，適用于很多的地段，比如含水的沙土質(zhì)底層或破碎道等，還能夠增加施工安全度，保證巖體穩(wěn)定，減少地表下沉和防止圍巖松弛、坍塌，是新奧法與其他輔助施工方法的完美結(jié)合。

參考文獻：

[1]黎愛清，呂秀華.長大管棚施工方法[J].兩部探礦工程，2003，91（12）：80-81.

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[3]TB10003-2005，鐵路隧道設計規(guī)范[S].中國鐵道出版社.

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【關 鍵 詞】免刷坡 進洞 施工

中圖分類號：TU74文獻標識碼： A

1.工程概況

1.1隧道簡介

珠藏洞隧道為分離式長隧道，位于十堰市房縣榔口鄉(xiāng)珠藏洞村境內(nèi)，隧道軸線方向約233°，呈南東～北西向展布。隧道左洞起訖樁號為ZK60+248～ZK62+605,全長2357 m，右洞起訖樁號為YK60+315～YK62+605,全長2290 m，屬長隧道，隧道最大埋深約385 m。

隧道進口設計標高分別為左洞269.332m，右洞269.550 m；出口隧道設計標高分別為左洞285.921 m，右洞286.028 m。隧道右洞進口處于平曲線半徑左洞R=2700m 的左偏圓曲線上，右洞洞身及出口處于直線上，左洞處于直線上，隧道路基不設超高。隧道縱面線型左洞為0.78%、-1.41%；右洞為0.78%、-1.41%。

1.2地質(zhì)情況

1.2.1地形地貌

隧址區(qū)屬構(gòu)造剝蝕侵蝕低中山區(qū)，地形起伏較大，植被較發(fā)育。隧道軸線經(jīng)過地段地面高程約280m～692m，相對切割深度約412m，最大埋深約約385m。隧道進出口斜坡陡峭，基巖出露。省道305于隧址區(qū)穿過。

1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造

由于南秦嶺褶皺帶向南逆掩，使這個褶皺帶內(nèi)形成一系列向北傾斜的逆斷層，故各巖層間多以斷層接觸。這就是區(qū)域上稱城口（四川）-（房縣）-青峰-襄樊-廣濟斷裂的一段，該斷裂在隧址區(qū)形成數(shù)條高角度斷層、破碎帶及韌性剪切帶。經(jīng)調(diào)查，右規(guī)模不等的3條斷層以大角度穿越隧道區(qū)，使隧道圍巖局部變得較破碎，且已EW向為主，分別為F7-2、F8-2、F9-2。該系列斷層傾向為340°～10°，傾角一般為70°～90°，斷層內(nèi)巖石局部破碎，發(fā)育碎裂巖及大量構(gòu)造透鏡體，透鏡體大小不等，最大直徑約15m；該組斷層大多表現(xiàn)明顯多期構(gòu)造，斷層性質(zhì)復雜；該系列斷層一般破碎帶寬度30～200m，延伸長度一般大于2Km。

F7-2、F8-2斷層走向約295°，近直立，延伸長度大于2Km，斷層內(nèi)巖石較破碎，右明顯的碎裂巖化，斷層帶兩側(cè)巖體節(jié)理發(fā)育，縱橫交錯，不成組，故斷層破碎帶無明顯界限，寬度約100～150m；該斷層延伸至省道S222路邊陡坎，破碎帶清晰可見。

F9-2走向約296°近直立，寬度約100～200m，延伸長度大于2Km，巖層發(fā)生擠壓變形，并有構(gòu)造角礫巖及碎裂帶，巖體完整性差，斷層走向約296°，近直立，北盤巖性為震旦系白云巖，南盤出露巖性為奧陶系生物碎屑灰?guī)r夾薄層頁巖。

F7-2、F8-2、F9-2斷層均穿越隧道洞身，破碎帶寬度較大，巖體破碎，且可能發(fā)育有微小~小型巖溶管道，對隧道影響較大。

2.施工重難點

由于珠藏洞隧道進口段邊坡陡峭且?guī)r石，長時間受雨水等沖刷，風化嚴重，進口段臨S305省道較近，進洞場地狹窄。如果采用傳統(tǒng)的進洞施工方法，邊、仰坡刷坡或拉槽土方量非常大，會增加防護圬工，勞動強度大、進洞速度慢、施工周期長、施工成本高；施工作業(yè)比較繁瑣，隧道結(jié)構(gòu)受力不合理，而且對坡體擾動大，施工安全隱患大；此外，造成S305省道受阻，且周圍地表植被破壞嚴重，環(huán)境污染大。因此研究新的進洞施工工法是很有必要的。

3.S305省道改擴

考慮現(xiàn)場施工所遇地段具體情況，并考慮到經(jīng)入耐用及施工機械等均為重型機械，所以施工便道的承載力要求相應較高，結(jié)合現(xiàn)場施工情況及需求，將從右洞K60+300處沿山體側(cè)修建便道，便道長度230米，順接到原S305省道老橋橋頭附近，便道經(jīng)過左洞洞口位置，待右洞進洞后，利用隧道棄渣將左洞洞口位置場地擴大，達到左洞進洞施工要求。在修筑此便道前須將原S305省道進行拓寬，保證當?shù)匕傩盏恼Ｍㄐ小?/p>

4.免刷坡進洞施工技術

免刷坡進洞施工采用先施工臨空面下導基礎，澆筑C25混凝土抗滑擋墻，將臨空面下導鋼拱架預埋在擋墻中，混凝土高度埋到中導與上導拱架連接板位置。加強了臨空面基礎承載能力，采用抗滑混凝土鋼管擋墻，使臨空面明洞臨空端起到抗滑作用，抵抗單壓，形成不刷邊、仰坡，上導早進洞的快速施工方法。

4.1免刷坡進洞施工工序

在隧道洞口兩側(cè)，開挖抗滑擋墻基礎，打入鋼管樁；將下導鋼拱架間隔預支在抗滑擋墻基礎內(nèi)，澆筑混凝土作為抗滑擋墻；支設中導鋼拱架，澆筑抗滑擋墻混凝土；掏槽開挖暗洞端的上導拱腳，支護上導鋼拱架，與中導鋼拱架形成環(huán)狀；開挖上導拱腳槽，預留上導核心土；上導施工完后，開挖中導和下導，形成隧道三臺階法施工。

詳見圖1：免刷坡進洞施工工藝流程圖

圖1 免刷坡進洞施工工藝流程圖

4.2護拱施工

隧道進洞超前支護采用超前注漿小導管，為防止上部坡積體對洞口護拱的向外擠推作用，在洞口護拱施作之前，采用在隧道洞口設置抗滑樁擋墻的支護措施，并與護拱形成共同的受力結(jié)構(gòu)。

4.3計算分析

我們對隧道免刷坡進洞施工過程力學效應進行三維數(shù)值模擬分析，對該結(jié)構(gòu)支護受力、支護變形、地表沉降、仰坡穩(wěn)定性等方面進行研究分析進行研究，驗證結(jié)構(gòu)設計方案的科學性和合理性。

4.3.1模擬分析

根據(jù)《鐵路隧道設計規(guī)范》等相關規(guī)范，圍巖土體采用Mohr-coulomb理想彈塑性模型建立；超前小導管及其注漿體加固區(qū)域形成一個整體用以加固圍巖，采用shell單元模擬；洞口護拱和初支混凝土采用實體彈性單元模擬。邊界約束為前后左右邊界施加相應方向的水平位移約束，下邊界施加豎向位移約束，上邊界為自由面。

4.3.2施工步驟模擬

免刷坡進洞施工過程數(shù)值模擬步驟為:開挖下導臨空段基礎 澆筑C25混凝土基礎及施工擋土墻 預埋設置兩側(cè)鋼架 回填開挖土體形成核心土 設置上臺階襯砌形成進洞條件 按照預留核心土施工工法進洞。

4.3.3結(jié)果分析

4.3.3.1支護受力分析

根據(jù)計算得出洞口護拱結(jié)構(gòu)最大壓應力為2.04MPa，主要分布在與仰坡交接的右拱腰處，最大拉應力為0.74MPa，主要分布在與仰坡交接處的拱頂處；由《鐵路隧道設計規(guī)范》可知，C25噴射混凝土基本可以滿足洞口護拱及進洞后初支受力要求。

4.3.3.2支護變形分析

根據(jù)計算結(jié)果得出進洞后暗挖段的初支位移均較小，拱頂最大沉降為0.79cm，邊墻最大水平位移為0.54cm。對于暗挖段，由于洞口護拱對仰坡的保護作用及超前注漿小導管的加固作用，隧道的開挖對仰坡土體的擾動較小，有效的減小了初支的位移。

4.3.3.3地表沉降分析

提取隧道仰坡處地表位移，不同埋深處的地表位移曲線顯示隨著埋深的逐漸增加，地表沉降逐漸變小，最大地表沉降出現(xiàn)在埋深10m處，最大地表沉降值為6.26mm，且沉降曲線呈不對稱分布，左側(cè)沉降由于地形影響，使施工對左側(cè)影響區(qū)域變小。

4.3.3.4仰坡穩(wěn)定性分析

仰坡穩(wěn)定是進洞施工的重中之重，故為確保該技術措施的可行性，須針對進洞之后的仰坡穩(wěn)定性進行評價，應用強度折減法，計算進洞之前及進洞之后的仰坡安全系數(shù)，對改技術措施進行定量評價。

強度折減法就是通過對圍巖的剪切強度代表值進行不斷的折減直到圍巖達到極限破壞狀態(tài)為止。下面以服從摩爾―庫侖準則的材料為例來闡述強度折減法的基本原理。令w為強度安全系數(shù)，折減后的圍巖強度可以表示為：

根據(jù)上式可以得出：，

式中：----分別為黏聚力和黏聚力修正值；

----分別為內(nèi)摩擦角和內(nèi)摩擦角修正值。

利用強度折減法計算其穩(wěn)定性計算結(jié)果對比見表1。

表1 仰坡穩(wěn)定性計算結(jié)果

計算工況 穩(wěn)定系數(shù)（FOS） 穩(wěn)定性評價

進洞前 2.2 穩(wěn)定

進洞后 2.0 穩(wěn)定

（1）進洞前后仰坡安全系數(shù)分別為2.2、2.0，均大于《建筑邊坡工程技術規(guī)范》規(guī)定的1.3，仰坡穩(wěn)定性符合安全要求；

（2）進洞前后仰坡的滑移面位置基本一致，但是進洞后的滑移面范圍更大，已經(jīng)發(fā)展至邊坡位置，安全系數(shù)減小15%，達到2.0，但是依舊處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。

通過對進洞前后仰坡穩(wěn)定性分析可知：該技術可以有效地防止隧道上方坡積體土體的向外擠出，確保明洞襯砌結(jié)構(gòu)及仰坡的穩(wěn)定，從數(shù)值分析結(jié)果驗證了此進洞施工技術的有效性。

5.施工技術要求及控制措施

5.1施工要點

⑴測量放樣，在隧道兩側(cè)測量出洞底標高；

⑵在兩側(cè)開挖下導基礎，按下導拱腳標高再下挖2.0m，作為加強基礎；

⑶打設抗滑樁，在基礎中打入Φ100mm、L=3.0m鋼管樁，間距1m，梅花形布置，增強地基承載能力。將下導拱架按間距0.5m預支在洞門里程到開挖長度范圍內(nèi)；

⑷澆筑C25混凝土基礎，不需支立模板使混凝土基礎與山體形成整體；

⑸預立下導鋼拱架，將臨空面下導鋼拱架預埋在擋墻中，擋墻基礎外側(cè)收0.5m，鋼拱架內(nèi)側(cè)混凝土保護層5cm，擋墻底寬3m，外側(cè)1:0.25收坡，并預埋下I16導拱架，共21榀；

⑹澆筑抗滑混凝土擋墻，混凝土擋墻高度澆筑到下導與中導拱架連接板位置。擋墻內(nèi)外側(cè)用土回填夯實，同時將核心土回填成型；

⑺立中導臨空段拱架與下導連接，支立兩側(cè)中導21榀與下導拱架連接，繼續(xù)立模澆筑混凝土到上導與中導連接板位置，為上導拱架支立創(chuàng)造條件；

⑻開挖上導拱腳槽，用挖掘機配合人工開挖上導拱腳槽，留核心土，循環(huán)進尺為一榀鋼架間距0.5m；

⑼立上導與中導成環(huán)，先支護3榀共1m，與中導拱架形成環(huán)狀；

⑽支護噴錨成環(huán)，并及時掛網(wǎng)噴混凝土形成整體。當上導開挖支立拱架接觸到坡面時施作超前小導管支護，小導管采用Φ42mm，L=6m，密排布設，直至形成上導進洞施工條件。

5.2操作要點

⑴上導進尺21榀（10m）完成后，開挖中導。中導每跟進1榀，上導同時進尺1榀。中導推進5m后開挖偏壓端下導，形成三臺階施工；

⑵抗滑樁打設時樁長的確定要打入硬土層，采用挖掘機配合人工作業(yè)；

⑶上導拱腳要采用開槽的方法施工，以減少對坡體的擾動；

⑷每次開挖控制在1榀拱架間距的長度，并及時封閉成環(huán)。

5.3質(zhì)量控制措施

⑴逐級進行技術交底，交底到工班作業(yè)人員；

⑵上導開挖時在滿足作業(yè)空間和臺階穩(wěn)定的前提下，應盡量縮短臺階長度，核心土長度控制在3~5m，寬度宜為隧道開挖寬度的1/3~1/2；

⑶形成三臺階七步流水作業(yè)法后，施工嚴格控制開挖長度，合理確定循環(huán)進尺，每次開挖不得超過1榀拱架長，開挖后立即初噴3~5cm厚混凝土，封閉以減少圍巖暴露時間。立架完成后及時掛網(wǎng)噴混凝土，使拱架及時封閉成環(huán)；

⑷嚴格施作超前支護，控制好超前支護外插角，超前小導管注漿滿足設計要求，保證上導在超前支護的保護下掘進；

⑸隧道周邊部分應預留30cm人工開挖，其余部分宜采用挖掘機開挖，不得超挖，減少圍巖擾動；

⑹鋼拱架應嚴格按設計及規(guī)范要求加工制作和架設，鋼拱架鎖腳錨管外插角合理，注漿飽滿，并焊接牢固。

6.小結(jié)

⑴通過數(shù)值模擬，對洞口護拱和支護受力、變形及地表沉降進行分析，驗證了免刷坡進洞施工的有效性，并通過現(xiàn)場試驗段施工，總結(jié)了免刷坡進洞施工方法與工藝；

⑵免刷坡進洞施工工法最大限度地解決了隧道進洞邊、仰坡刷方量超大問題，與傳統(tǒng)刷坡方法相比較能大大減少土側(cè)壓，減小邊坡防護污工量，節(jié)約了成本，經(jīng)濟效益顯著；

⑶免刷坡進洞施工技術實用性強，施工工藝操作簡便、機械投入少，適用范圍廣，技術可靠，具有很大的優(yōu)越性，易推廣使用；施工質(zhì)量、安全有保證，對地表植被破壞小，甚至不破壞，環(huán)境污染小，環(huán)保、文明施工程度高，效果良好。

【參考文獻】

[1]《鐵路隧道設計規(guī)范》（TB10003-2005），中國鐵道出版社出版.

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