1、 不良地質條件隧道 施工技術論文 論文名稱： 隧道洞口段 2013年10月20日 隧道洞口段要摘：隧道洞口段施工是整個隧道工程施工的關鍵。針對隧道洞口的特點,如何做到超前思維,制定出切實可行的進洞施工方案,使其既能減少隧道洞口邊坡開挖和防護工程量,同時也能加快洞口段的施工進度,確保施工安全,對此進行施工技術研究。結論:隧道洞口施工應根據現場地形、地質、水文條件,從環保角度出發,制定出科學合理的進洞方案,采用合理的施工技術、方法和步驟開展施工。關鍵詞：洞口段特點 位置的選擇 支護技術 開挖技術Tunnel portal sectionAbstract:Tunnel portal construc

2、tion is the key to the whole tunnel engineering construction. According to the characteristics of the tunnel portal, how to do forward thinking, to develop a feasible construction plan into the hole, make it can not only reduce the tunnel entrance slope excavation and protection of quantities, at th

3、e same time also can accelerate the construction of the hole section, to ensure the construction safety, construction technology research. Conclusion: the tunnel portal construction should according to the site topography, geology, hydrology condition, from the perspective of environmental protectio

4、n, formulate scientific and reasonable solution into the hole, adopting reasonable construction technology, method and steps to carry out the construction.Key words: the mouth of the cave the characteristic location choice supporting excavation technology 1 引言 在隧道開挖和襯砌施工過程中，圍巖、襯砌的受力和變形情況難以獲得確定解答，施工中

5、開挖方法和支護形式是隧道施工中的關鍵技術，如何選擇合理的開挖方法和支護形式是隧道工作者要考慮的。在隧道現場施工中，一般根據上部地質情況、土層覆蓋厚度、結構受力特征、隧道開挖的時空效應及施工各工序間的相互影響等因素而決定施工方法，精簡施工工序，提高施工效率，一般情況下，還要對經濟情況、工期的影響進行分析，同時結合數值分析來綜合考慮。2 隧道洞口段特點 （1） 洞口段部位穿過山體表層，而山體表層巖石風化程度高，穩定性差。 （2）洞口段處于淺埋地段，并且圍巖破碎軟弱，隧道口部成洞比較困難。（3）隧道軸線與山體或巖層走向斜交時，山體對洞口段易形成偏壓 在隧道工程中，洞口段埋深小，難以形成載拱;洞口段圍

6、巖一般較為破碎，地質條件差，而邊仰坡開挖又將破壞山體原有平衡。因此洞口段往往是地質條件最為復雜的地段，如果設計方案考慮不周，或施工方法選用不當，會導致隧道進洞困難，出現坡面崩塌、滑動，偏壓，地表下沉，基礎承載力不夠現象，影響鄰近建筑物。2 隧洞洞口段位置選擇 洞口位置選擇是否合理，將對隧道的施工工期、質量和安全有重大的影響。所以在隧道路線設計中，洞口位置的選擇是一項很重要的工作。理想的洞口位置應該選擇地質條件良好，地勢開闊，施工方便，施工造價合理之處。但在實際工程中難以完全滿足要求，在選擇隧道洞口位置時應該綜合考慮以下幾個原則。 （1）洞口盡可能設在山體穩定、地質條件好、地下水不太豐富的地方。

7、 （2）洞口不宜設在埡口溝谷的中心或溝底洼處，不要與水爭路。 （3）洞口應盡可能設在路線與地形等高線相垂直的地方。 （4）洞口高程應在洪水水位以上。 （5）洞口邊坡及仰坡均不宜開挖過高。 （6）洞口不宜設在有水溝或者水渠橫跨線路上。洞口開挖盡量不刷動原生坡面。（7）洞口宜有一定的施工場地。3 常用開挖方法 根據我國目前施工實際情況和國外經驗，將常用的五種公路隧道施工中的開挖方法簡述如下： 3.1 全斷面法 全斷面法是指將隧道的斷面一次開挖成型，或鉆爆或掘進，開挖后統一進行支護襯砌的施工方法。 它適用級整體性較的圍巖，有時也用于IV級圍巖，前提是在開挖過程中這種圍巖能自穩。 它的特點是：工序少，

8、對施工組織和管理有利；開挖斷面大大，可以采用深孔爆破，加快開挖進度；輪廓一次成型，擾動圍巖次數少；作業空間大，有利于大型機械作業。 3.2 臺階法 臺階法也叫半斷面法，將斷面一分為二進行開挖，是全斷面法的變化方法，它使用的前提是圍巖能在短期內自穩，被國內絕大多數隧道所采用。 臺階法包括長臺階法、短臺階法和微臺階法等三種，其劃分是根據臺階長度確定。采用哪種臺階法，選擇原則有兩個：初期支護從施作到基本能自穩的時間長短；上部臺階施工時所需要的空間大小。對巖性較差的圍巖，主要考慮第一個原則；對巖性較好的圍巖，主要考慮第二個條原則。 3.2 長臺階法長臺階法上下兩斷面相距較遠，一般上臺階超前50m以上或

9、大于5倍洞寬。在上下臺階上可同時進行平行作業，也可以先在上斷面開挖一個進尺，瑞在下斷面開挖一個進尺，當隧道長度較短時，也可以先將上斷面全部挖通后，再進行下斷面開挖，相對于全斷面來說，長臺階法一次開挖的斷面和高度較小，只需配備中型鉆孔臺車即可，而且對于維持掌子面的穩定也有利。它適用范圍較全斷面法廣泛，一般適用I-V級圍巖。 3.3 短臺階法短臺階法志長臺階法類似，只是兩個斷面相距較近，一般上臺階長度小于5倍洞寬且大于11.5倍洞寬，上下斷面采用平行作業，-級圍巖都能采用，是新奧法中采用的主要方法之一。 短臺階法施工中，當初期支護變形、下沉顯著時，要提前閉合，保證在施工機械正常工作的前提下下臺階的

10、最小長度。 3.4 微臺階法 微臺階法是全斷面開挖的一種變異形式，適用于V-VI級圍巖，一般臺階長度為35m，臺階長度小于3m時，無法正常進行鉆眼和拱部的噴錨支護作業；臺階長度大于5m時，利用爆破將石碴翻至下臺階有較大的難度，必須采用人工翻碴。微臺階法上下斷面相距近，應注意開挖工作面的穩定，必要時進行加固和支護。 3.5保留核心土法 這種方法使用中主要指環形開挖留核心土法，它將開挖斷面分為環形拱部、上部核心和下部臺階三個部分，由短臺階法發展而來。先用人工或小型掘進機開挖環形拱部，進行拱部錨噴；再開挖上部核心土和下部臺階土體，進行邊墻和底部初期支護；向前推進繼續重復開挖上中下部土體；待圍巖和初期

11、支護的變形基本穩定后，施作二襯。 這種方法優點是施工步驟簡單，在遇到短距離圍巖變化時可優先使用，能較快地提高施工的進度；不足是這種方法一次開挖的進尺較短，一般在1m左右，而且頂部空間較小，不易于拱頂部的支護實施。 3.6中隔壁法 這種方法是將斷面從中間隔開，分為兩側，先沿一側自上而下分為二或三部進行，再開挖另一側。斷面每塊開挖和支護后形成閉合單元，有利于圍巖穩定，減小凈空位移及地表深陷。 各分塊縱向間隔距離視圍巖變形情況，參照短臺階法決定。 中隔壁法適用于斷面跨度大，地表沉陷量要求較小的軟弱圍巖中的淺埋隧道。 3.7交叉中隔壁法 交叉中隔壁法也是將斷面從中間隔開，分為兩則，先開挖一側的上部，再

12、開挖另一側的上部，左右兩側交叉進行開挖和支護。在所有支護中，中隔壁及交叉臨時支護在在灌注二次襯砌時逐段拆除。 它適用于軟弱圍巖淺埋的雙線或多線隧道。 4 支護形式分析 在早期，隧道是為礦山為服務的，那時候支護是主要是用鋼木構件支撐，其中木支撐主要用圓木，它可以構成矩形或扇形支撐，不能較好適應隧道斷面形狀，且磨損率高，耐久性差，安全性也不高，一般屬臨時支護，在進行模筑混凝土后需要拆除，現在很少采用。鋼支撐，主要以工字型鋼，鋼筋和舊鋼軌為主，可以構成拱形支撐，可較好適應隧道斷面形狀的要求，且具有較大的承載能力和很好的耐久性，可作永久支護，施工較木支撐簡便且安全。 隨著社會的發展，現在的新奧法主要以

13、噴錨支護為主要手段，這種支護不像早期的剛性支護，它是一種柔性支護，允許圍巖有一定的變形。 在現代隧道支護理論中，也將隧道支護他為永久支護和臨時支護。這兩種支護并沒有嚴格上材料和形式的區別，只是在于臨時支護一般在施作永久支護后在拆除。 隧道洞口段的支護，有超前管棚支護、超前小導管注漿、超前錨桿預支護、鋼拱架、噴射混凝土、鋼筋網。 臨時支護是為了確保施工安全面設置的支護，其設置情況隨開挖后隧道圍巖的穩定情況而定，、級圍巖為先開挖后支護，、級圍巖是邊開挖邊支護，級圍巖是先支護后開挖。 永久支護是隧道支護中必不可少的，不像臨時支護需要時才用，因此永久支護的重要性較高，其結構形式也較多，一般來說主要依據

14、圍巖條件而定，、級圍巖中進行局部錨桿支護，、級圍巖中主要采用錨噴支護，、級圍巖中多采用錨、噴、網支護，必要時加設鋼拱架。 在新黃土隧道施工中洞口段施工，洞外邊仰坡防護方案該隧道進口段土質系新黃土類，含水量較大，水分蒸發后很容易變為松散土體，因此洞頂土體極為松散，而且在隧道拱口右側土體內還存在落水洞，施工難度極大。為了保持洞口山體穩定，在盡量不傷及坡面原狀的情況下，先對洞口段洞頂及隧道右側的落水洞進行綜合治理：首先對落水洞進行分層壓實回填，并且落水洞頂部擴大Im范圍內用C15砼進行回填，回填50cm厚，防止雨水滲入落水洞，影響隧道拱部土體的承載力，二是盡早完成洞口排水系統，并清除洞口上方可能滑塌

15、的表土，采用網噴進行封閉，網噴參數：錨桿為 22砂漿錨桿，L一4m，鋼筋網為 6鋼筋20cm，噴射砼為8cm 厚的C20砼保證邊坡穩定，為下一步洞身開挖創造條件。5 洞口段加固方案和洞身開挖方案的調整 (1)針對洞內地質情況，以及落水洞與隧道的位置，結合小導管地表注漿的實驗結果，最后確定采用長度為20m的大管棚進行超前支護，以確保隧道施工安全。 (2)根據新奧法的基本原理，軟巖隧道開挖后及時支護，嚴格控制變形，盡早封閉成環。原設計隧道采用上下導坑進行開挖，由于一次開挖面積較大，影響隧道洞身的穩定，并且很容易產生大的變形，為了確保安全，把隧道洞身開挖調整為三步開挖，采取短進尺，少擾動，強支護的施工方案。參考文獻1孫玉國,何榮康,白繼承;隧道洞口段預加固措施及施工方法J;世界隧道;2000年03期2