現代施工技術隧道施工隧道施工技術一、隧道施工概述1.隧道施工方法的分類：（1）山嶺隧道施工方法礦山法（鉆爆法）——傳統礦山法、新奧法掘進機法（2）淺埋及軟土隧道施工方法明挖法、地下連續梁、蓋挖法、淺埋暗挖法、盾構法（3）水底隧道施工方法沉埋法、盾構法2.隧道施工技術和管理解決的問題（1）隧道施工技術主要研究的問題各種隧道施工方法所需的技術方案和措施（如開挖、掘進、支護和襯砌）；隧道穿越特殊地質地段時（如膨脹土、黃土、溶洞、塌方、流沙、高地溫、巖爆、瓦斯地層等）的施工手段；隧道施工過程中的通風、防塵、防有害氣體及照明、風水電作業的方式方法和對圍巖變化的量測監控方法。（2）隧道施工組織主要解決的問題解決施工組織設計（如施工方案的選擇、施工技術措施、場地布置、進度控制、材料供應、勞力及機具安排等）和施工中的技術管理、計劃管理、質量管理、經濟關理、安全管理。3.隧道各種施工方法簡介（1）山嶺隧道施工的掘進機法隧道掘進機施工法是用隧道掘進機切削破巖，開鑿巖石隧道的施工方法。與鉆爆法開挖隧道施工過程相比，掘進機施工的過程是連續的，具有隧道工程“工廠化”的特點。其優點為機械化程度高，安全、勞動強度低，對地層擾動小，襯砌支護質量好，通風條件好等；其缺點為對地質條件的依賴性大，設備的型號一旦確定，開挖斷面尺寸不可改變，一次性投資大等。掘進機切削破碎巖石機理：它在掘進時盤形刀沿巖石開挖面滾動，同時通過大刀盤均勻地在每個盤形刀上對巖面施加壓力，形成滾動擠壓切削而實現破巖。大刀盤每轉動一圈，將慣入巖面一定深度，在盤形刀刀刃與巖石接觸處，巖石被擠壓成粉末，從這個區域開始，裂縫向相鄰的切割槽擴展，進而形成片狀石渣。（2）淺埋隧道的明挖法施工明挖法施工的隧道（有時稱明洞，其主體結構施工與地面上工程相似。正在施工南京玄武湖隧道為城市湖底隧道，采用淺埋明挖法施工。①基坑支護方法陸地段：中央路西側，采用鉆孔灌注樁垂直支護加砼內撐，止水采用水泥土攪拌樁帷幕。中央路東側，采用SMW工法垂直支護加鋼管內撐。湖底段：一般段采用放坡大開挖，梁洲段單側垂直支護采用水泥土攪拌樁加旋轉土釘支護新技術。②主體結構關鍵施工工藝施工段的劃分和施工順序的安排：以每90m的伸縮縫為界，45m處設置寬1m的后澆帶，45m中分三倉澆筑砼。高約7m厚1m的外側墻采用無對拉螺栓的支模技術，其中有：H型鋼組合桁架外楞、H型鋼外楞、工字鋼組合桁架外楞以及外用施工電梯標準節組合的外楞等形式。優化砼配合比和大體積砼和超長砼結構的信息化施工控制技術。各種部位及接縫的防水技術等。（4）淺埋隧道的蓋挖施工蓋挖法是先蓋后挖，即先以臨時路面或結構頂板維持地面暢通再向下施工。蓋挖逆作法——用剛度更大的圍護結構取代原鋼樁，用結構頂板作為路面系統和支撐，結構施工順序為自上而下挖土后澆筑側墻樓板至底板完成。蓋挖半逆作法——施工順序為：圍護結構-頂板-挖土到基坑底-底板及側墻-中板及側墻。蓋挖法施工優點為：結構的水平位移小，結構板作為基坑開挖的支撐，節省了臨時支撐，縮短占道時間，減少地面干擾，受外界氣候影響小。缺點為：出土不方便，板墻柱施工接頭多需防水處理，結構框架形成前中間立柱能夠支承上部荷載有限。蓋挖施工主要的幾種類型：蓋挖順作法、蓋挖逆作法、蓋挖半逆作法、蓋挖順作法和蓋挖逆作法的組合、蓋挖法與暗挖法的組合、蓋挖法和盾構法的組合。蓋挖的主要施工措施：

a.對中間臨時柱，蓋挖順作法施工時，大多采用在永久柱兩側單獨設置臨時柱；蓋挖逆作法施工時，多將臨時柱與永久柱合二為一。施工縫的接頭形式施工縫處理方法

b.逆作法施工時，結構內襯墻及立柱由上而下分段施工，砼施工縫的處理十分重要。（5）淺埋隧道的暗挖法施工淺埋隧道暗挖法施工可參考新奧法的基本原理，開挖中采用多種輔助措施加固圍巖，充分調動圍巖的自承能力，開挖后及時支護，封閉成環，使其與圍巖共同作用形成聯合支護體系，有效抑制圍巖過大變形。采用暗挖法應與明挖法、蓋挖法、盾構法等充分比較后決定。（6）水底或深埋隧道的盾構法施工盾構法施工是以盾構這種施工機械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法，其構思是由法國工程師布魯諾（Brunel)在船板上蛀蟲鉆孔的啟示下于1818年提出。盾構（Shield)是一個既可支承地層壓力又可以在地層中推進的活動鋼筒結構。鋼筒的前端設置有支撐和開挖土體的裝置，鋼筒的中段安裝有頂進所需的千斤頂；鋼筒尾部可以拼裝預制或現澆隧道襯砌環。盾構每推進一環距離，就在盾尾支護下拼裝（或現澆）一環襯砌，并向襯砌外圍的空隙中壓注水泥砂漿，以防隧道及地面下沉。盾構推進的反力由襯砌環承擔。盾構施工時先修建一豎井，在豎井處安裝盾構，盾構開挖出的土體由豎井通道送出地面。盾構法施工的優點：①可在盾構支護下安全地開挖、襯砌；②掘進速度快。盾構推進、出土、拼裝襯砌均機械化施工，勞動強度低；③施工時不影響地面交通與設施，穿越河道時不影響通航；④施工中不受季節，風雨等氣候條件影響；⑤施工中沒有噪聲和振動，對周圍環境沒有干擾；⑥在松軟含水土層中修建埋深較大的長隧道更具技術和經濟的優越性。盾構機工作內景。泥水加壓盾構泥水加壓盾構由盾殼、開挖機構、推進機構、送排泥漿機構、拼裝機構和附屬機構等組成。泥水加壓盾構施工時的工作過程為：開啟刀盤驅動液壓馬達，驅動轉鼓并帶動切削刀盤轉動。開啟送泥泵，將一定濃度的泥漿泵入送泥管壓入泥水室中。在開啟盾構千斤頂，使盾構向前推進。此時切削刀盤上的刀切入土層，切下的土渣與地下水順著刀槽流入泥水室中，土渣經刀盤與攪拌器的攪拌成為濃度更大的泥漿。隨著盾構不斷推進，土渣量不斷增加，泥水不斷注入，泥水室的泥漿壓力逐漸增大，當泥水室的泥漿壓力足以抵抗開挖面的土壓力與地下水壓力時，開挖面保持相對穩定而不坍塌。只要控制進入泥水室的泥漿量和渣土量與泥水室排出的泥漿量相平衡，開挖工作就能順利進行。泥水加壓盾構的優點為適用范圍大，多用于含水率較高的砂質、砂礫石層、江河、海底等特殊的超軟地層中。能獲得其他類型盾構難以達到的較小的地表沉陷與隆起。泥水加壓盾構的操作比較容易，可實現遠距離遙控。泥水加壓盾構的缺點為：由于切削刀盤和泥水室泥漿的阻隔，不能直接觀察到開挖面的工作情況，對開挖面的處理和故障排除不利。在粘土層中開挖，泥水分離困難。泥水加壓盾構在目前各類盾構中價格最貴。土壓平衡盾構土壓平衡盾構在總結泥水加壓盾構和其他類型盾構優缺點的基礎上發展起來的一種新型盾構。它同樣由盾殼、開挖機構、推進機構、送排泥漿機構、拼裝機構和附屬機構等組成。土壓平衡盾構與泥水加壓盾構相比，變為泥土倉，只要保持從螺旋輸送機與泥土倉中輸送出去的土渣量與切削下來的流入泥土倉的土渣量相平衡，開挖工作就能順利進行。土壓平衡盾構就是通過土壓管理來保持土壓力或渣土量相對平衡與穩定來進行工作的。塔內用四臺600t千斤頂聯動加載，做極限破壞試驗。預制的盾構片砼平板型管片（7）水底隧道的沉埋法施工沉埋法又稱沉管法，是修筑水底隧道的主要方法。沉埋法施工時，先在遂道地址附近修建的臨時干