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第1篇：隧道開挖要求范文

關鍵詞：黃土山嶺隧道 隧道開挖 洞身開挖

中圖分類號：U457 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（c）-0094-02

BLTJ-14標段全長15.897 km，起訖里程DK1 012+435.5～DK1 028+332。包括隧道2座、斜井5座、橫洞2座、橋梁1座、無砟軌道31.8 km。正線隧道：共有2座，均為單洞雙線隧道，總長15 817.4 m，其長隧道1座為古城嶺隧道，長度為10

364.6 m，長隧道1座為蘭山隧道，長度為5 452.8 m。

1 工程地質(zhì)特點

該工程地處隴西黃土高原西北部，地面高程1 704～1 897 m，沿線地形起伏較大，位于黃土高原梁峁，溝壑縱橫區(qū)。黃土梁峁區(qū)頂部及山坡上為第四系上更新統(tǒng)風積砂質(zhì)黃土覆蓋，溝谷中分布有第四系全新統(tǒng)沖積黃土、洪積圓礫土和上更新統(tǒng)沖、洪積砂質(zhì)黃土及粗圓礫土，溝心多為第四系碎石類土層，局部第三系底層出露，洞身主要為沖積砂質(zhì)黃土及第三系泥巖夾砂巖及礫巖，局部為碎石類土。地處隴西系內(nèi)旋褶帶，構(gòu)造相對簡單。晚第三紀以來，區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運動較為活躍，表現(xiàn)為河谷階地上升顯著，現(xiàn)代河流侵蝕、下切明顯，河谷兩岸階地發(fā)育，構(gòu)成頗為典型的河谷階地地貌，新構(gòu)造運動在區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為差異性整體抬升運動，山地斷塊強烈隆升，盆地相對下沉，形成現(xiàn)今的地貌形態(tài)和格局。

2 工程難點分析

古城嶺隧道出口及蘭山隧道進口無進洞條件，同時還需要采取橫洞進洞通過。同時大坪溝中橋兩側(cè)存在高差達到140 m的陡崖，這加大了臨建規(guī)劃難度，尤其是加大了場地布置以及施工便道難度。另外，該隧道還存在較多地質(zhì)災害風險，如自重濕陷性黃土、黃土陷穴等地質(zhì)類型以及正線隧道多個工作面為反坡施工，主要的施工難點及重點如下。

（1）古城嶺隧道洞身主要為濕陷性黃土不良地質(zhì)，其Ⅴ級圍巖3 434.6 m占33.1%，Ⅳ級圍巖6 530 m占63.0%，造成隧道開挖難度大、風險高。在不良地質(zhì)段進行隧道開挖施工是隧道施工難點。

（2）古城嶺隧道出口瀕臨陡崖，場地布置以及臨建規(guī)劃難度較大，同時存在滑坡風險高，橫洞進洞與洞口穩(wěn)定的確保是該隧道工程施工的難點。

（3）環(huán)境保護要求高。工程處于黃土高原丘壑區(qū)，生態(tài)環(huán)境脆弱，為省級重點環(huán)境治理區(qū)及保護區(qū)，工程實施期間，環(huán)境保護與建設協(xié)調(diào)要求高，工程實施期間如何確保環(huán)境及生態(tài)安全是該隧道工程施工的重點和難點。

3 工程難點處理方案提出

結(jié)合上述所總結(jié)的該隧道施工難點可以表明，該隧道工程風險大、難度大?；谏鲜鏊岢龅碾y點，該工程古城嶺隧道出口無進洞條件，通過橫洞進洞。正線隧道均為單洞雙線斷面，輔助坑道除古城嶺隧道4#斜井為雙車道斷面外，其余橫洞均為單車道+錯車道斷面。隧道的正線洞口均位于Ⅳ級自重濕陷性風積砂質(zhì)黃土地層，需先進行洞頂黃土陷穴填筑、柱錘沖孔樁基底加固，三七灰土基礎換填、明洞及管棚施工，以及橋隧相連的古城嶺隧道出口洞頂抗滑樁施作，待上述工序施工完成后方可暗挖進洞。

鑒于輔助坑道及正線隧道均為黃土及軟巖隧道，4#斜井及古城嶺隧道出口橫洞、古城嶺后半座正線隧道為軟巖隧道，穿越地層主要為泥巖，局部為泥巖夾砂巖、泥巖夾礫巖、礫巖，隧道采用松動爆破開挖。輔助坑道采用上、下臺階法開挖，同時鑒于正線隧道屬于Ⅳ級圍巖，經(jīng)考慮隧道開挖施工選取三臺階法（圖1），對于黃土隧道屬于Ⅳ級圍巖，隧道開挖施工選取三臺階七步法，針對于一般地段的Ⅴ級圍巖隧道開挖，則開挖方法選取三臺階設臨時橫撐法。

4 處理技術實施

針對該工程隧道屬于黃土山嶺隧道，因此在整個隧道開挖施工過程中，應當對其采取超前探測，可通過采取物探技術方式實施。開挖施工方法主要采取機械開挖為主，人工開挖為輔。

4.1 隧道洞口開挖施工

針對于整個隧道洞口開挖，為了有效確保山坡的穩(wěn)定性，應當避免雨季實施施工，同時在開挖施工前首先檢查邊、仰坡以上的山坡穩(wěn)定，尤其是針對邊、仰坡及早做好坡面防護，盡可能地減少破壞山體，另外在開挖施工全過程采取實施監(jiān)測。

該隧道工程在進行開挖明洞、洞門施工前，為了能有效防止邊坡落石等情況，先設置好洞口邊、仰坡外的截、排水溝。開挖施工時裝碴由裝載機或挖掘機實施，運碴則由自卸汽車實施。開挖施工時嚴格按照設計圖紙要求進行，對于開挖接近超前支護相應標高時，必須先采取超前支護處理。為了能有效保證邊坡的穩(wěn)定性，結(jié)合邊坡地形穩(wěn)定程度，坡面用錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴混凝土作為臨時防護。邊仰坡刷坡開挖采取自上而下進行，控制各層開挖高度為2～3 m范圍內(nèi)，各分層均采取錨桿網(wǎng)噴支護處理。

4.2 洞身工程施工

洞身開挖方法：Ⅳ級巖石地段采用三臺階法；Ⅴ級圍巖采用三臺階并設臨時橫撐。隧道Ⅴ級圍巖段采用三臺階法臨時橫撐法開挖，首先進行超前支護，進行上臺階開挖初期支護及橫向支撐施工階開挖階支護及橫向支撐施工下臺階開挖邊墻及底部支護仰拱澆注臨時橫向支撐拆除拱墻二襯。三臺階臨時仰拱開挖法施工工序圖如圖2所示。開挖過程采用弱爆破或松動爆破時，嚴格按照爆破設計進行，并不斷進行優(yōu)化。特別要注意斷面交界處的超欠挖和成形控制是重點。量測必須及時緊跟，及時分析反饋，指導安全施工。

三臺階法開挖工序為：第1步：開挖①部臺階，同時每循環(huán)進尺一次，均應做好超前支護。做好上臺階洞身結(jié)構(gòu)初期支護；第2步：上臺階施工適當距離后，開挖②部臺階，并進行階初期支護；第3步：階施工適當距離后，開挖③部臺階，并進行階初期支護；第4步：開挖④步臺階，及時封閉初期支護，及時施作仰拱混凝土、填充混凝土，及早封閉成環(huán)。 臺階法開挖順序圖如圖3所示。

4.3 爆理時注意事項

鉆爆擬用松動爆破、機械配合、人工休整方式進行開挖。作業(yè)隊根據(jù)每次爆破后的爆破效果，分析原因并及時修正爆破參數(shù)，提高爆破效果，改善技術經(jīng)濟指標。根據(jù)圍巖地質(zhì)情況及開挖斷面尺寸，采用復式楔形掏槽。爆破器材選用乳化炸藥，規(guī)格為Ф32藥卷，雷管采用1～7段塑料導爆管非電毫秒雷管，電容式非電毫秒雷管激發(fā)器起爆。炮眼直徑選用42 mm鉆孔直徑，采用電鉆鉆孔。炮眼深度根據(jù)有關設計資料及相關標準，上臺階進尺不超過1榀鋼架間距（0.6 m），除掏槽眼外，其余眼均采用0.7 m深鉆孔，掏槽眼為0.8 m；上斷面炮眼布置采用掏槽眼+底板眼+周邊眼的松動爆破方式。另外，采用復式楔形掏槽，設置3+2對掏槽眼，掏槽眼間距100 cm；周邊眼距離開挖輪廓線10 cm，周邊眼間距采用45 cm。

5 結(jié)語

文章結(jié)合黃土地質(zhì)隧道施工實例，了解到該隧道施工過程中嚴格貫徹“弱爆破”的原則，同時施工中加強地質(zhì)鉆探，采用弱爆破開挖，減少對應力集中區(qū)的擾動，以及采用超前小導管預支護、支護及襯砌早成型，最終確保了該黃土隧道安全施工，為同類工程提供參考借鑒。

⒖嘉南

[1] 昝文博，賴金星，邱軍領.四車道大跨度淺埋黃土隧道開挖方案數(shù)值分析[J].理工大學學報：自然科學版，2016（5）：39-41.

[2] 張永安.客運專線黃土隧道三臺階七步開挖技術及沉降控制[J].工程技術研究，2016（11）：81-82.

第2篇：隧道開挖要求范文

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A

施工方案

1.1、根據(jù)該隧道的圍巖類別，圍巖軟弱、破碎，連拱施工工序多，工藝要求高的特點，選定“弱爆破、少擾動、早噴錨、緊封閉、勤測量”的施工方法，先進行導洞開挖，其后采取先右洞后左洞逐步推進的方式開挖，左洞比右洞掌子面滯后30m以上，時間相隔20天以上，從進口獨頭掘進，最終完成連拱開挖與襯砌。

1.2、導洞開挖，三導洞均采用臺階法半斷面開挖，即雙側(cè)壁導洞，中導洞。導洞開挖步驟是：⑴中導洞上半斷面開挖支護；⑵中導洞下半斷面開挖支護；⑶中墻模注；⑷右側(cè)導洞上半斷面開挖支護；⑸右側(cè)導洞下半斷面開挖支護；⑹左側(cè)導洞上半斷面開挖支護；⑺左側(cè)導洞下半斷面開挖支護。

通過這7個步驟可以使三個導洞完成開挖與支護。工程轉(zhuǎn)到下道工序右、左洞開挖。

1.3、右洞開挖步聚：⑴上弧導開挖;⑵初期支護;⑶拆除導洞臨時支護;⑷開挖核心土;⑸仰拱砼澆筑;⑹二次襯砌。左洞開挖步聚：⑺上弧導開挖；⑻初期支護；⑼拆除臨時支護；⑽開挖核心土；⑾仰拱砼澆筑；⑿二次襯砌。

1.4、因圍巖破碎在開挖之前，施作超前小導管并注漿，開挖均采用上下半斷面短臺階法，臺階長度3－5m，隨挖隨噴射砼，采用鋼拱格構(gòu)及錨桿相結(jié)合的方法進行防護。

二、主要施工方法

2.1、中導洞開挖斷面選擇

中導洞開挖斷面選擇：滿足模筑中墻砼及予埋件的最小空間要求，中導洞偏離中墻中線0.7m，考慮到出碴等因素，中洞寬為5m，高7m，臺階長5¬7m，拱圈半徑2.5m。監(jiān)時支護：在II類圍巖地段設鋼架間距1.0m，材料為16號工字鋼及錨桿Φ22，與φ6鋼筋網(wǎng)連接噴射20號砼14cm進行防護。III類圍巖段根據(jù)實際情況取消鋼拱架。用注漿錨桿長5.0m，間距80cm(用于頂部)。由于本隧道只有150m長，采用了先將中導洞貫通，然后倒退模筑中墻砼，這樣施工比較方便。

2.2、側(cè)壁導洞開挖斷面選擇

主要滿足出碴運輸初期支護作業(yè)的要求，開挖斷面定為高7m，寬4m。側(cè)壁導洞開挖斷面豎向高度滿足格構(gòu)鋼架安裝(拱腳至拱腰長6.27m，半徑6m)最小空間要求，橫向?qū)挾葷M足開挖運輸最小空間要求，結(jié)構(gòu)輪廓盡可能園順。隧道中心一側(cè)臨時支護，用鋼拱架支護，材料為16號工字鋼，縱向間距1.00米，φ6鋼筋網(wǎng)，φ22錨桿長3M間距60×80cm（環(huán)×縱）梅花形布置，噴射20號砼14cm，外側(cè)為永久性初期支護。導洞開挖后按從里到外的工序進行。防護必須及時進行以免坍塌。支護同左右洞施工，采用裝載機出碴，并作好通風防塵，排水等工作。

2.3、左右洞開挖

按照左右洞相互錯開30m的施工方案進行。開挖確保施工安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。用臺階法開挖，臺階長3－5 m，采用光面爆破，按圖示順序為：①上弧導開挖；②初期防護。從里到外，防護順序為：雙層φ6鋼筋網(wǎng)，間距15×15cm；20號工字鋼拱架安裝縱距50cm（III類圍巖為鋼格構(gòu)縱間距1.2M）；安裝φ100YAS排水半管，12cm厚預留變形量，TDT450土工布，1.0mm厚LDPE防水板，25cm厚噴射砼，最后，完成拱部防護，再進行下道工序。③拆除導洞臨時支護。④核心土開挖出碴。裝載機配合自卸翻斗車運輸，然后轉(zhuǎn)向抑拱砼澆筑、二次襯砌等工作，使開挖部分順利完成。

2.4、鉆爆作業(yè)

爆破技術參數(shù)為：根據(jù)圍巖種類，每次進尺1.0m。掏槽眼深度1.2m，輔助眼深度1.0m。間距0.6m，排距0.8m，裝藥系數(shù)0.5，周邊眼深度1.2m，間距0.45m，外傾0.15m，最小抵抗線0.5m，裝藥集中度0.15kg/m。

采用2#巖石炸藥或巖石乳化炸藥，雷管為非電毫秒雷管。施工中根據(jù)圍巖實際情況和爆破效果及時調(diào)整爆破參數(shù)。

2.5、裝碴運輸，爆破后出碴，采用側(cè)卸裝載機裝碴，自卸汽車運輸。同時作好通風防塵等工作。

2.6、超前支護

本隧道超前支護設計為φ50小導管注漿，導管長4.5m。采用7655型鑿巖機打眼，導管與襯砌面設5°仰角打入拱部圍巖。導管環(huán)向間距為30cm，每打完一排導管后，灌注水泥砂漿。注漿壓力2.0Mpa，孔口設止?jié){塞，超前小導管搭接長度大于1.0m。尾部焊接在鋼拱架上。

2.7、初期支護

安裝鋼拱架，按設計每節(jié)6.27分節(jié)預先加工好，斷面為15×15cm現(xiàn)場拼裝，位置垂直隧道中線，拱架之間用Φ25縱向鋼筋焊接牢固。噴射砼：在隧道凈空尺寸符合要求的情況下，清除所有松動危石，用高壓風，噴水沖洗巖面，然后采用噴漿機進行噴射砼作業(yè)。噴射時，噴嘴正對受噴面作均勻順時針方向旋轉(zhuǎn)，施轉(zhuǎn)直徑30cm。巖面有較大坑洼時，先噴凹處，然后找平。噴射距離控制在0.8－1.2m噴射角度90°。

2.8、錨桿施工關峽隧道采用Φ22mm錨桿，長度3.0m普通鑿巖機打孔，孔位、孔徑、孔深及布置均滿足設計要求，使孔內(nèi)注漿飽滿。壓力控制在1－1.5Mpa之間。

第3篇：隧道開挖要求范文

關鍵詞：深基坑施工地鐵盾構(gòu)隧道影響

中圖分類號：U231文獻標識碼： A

深基坑施工對地鐵盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)和運營有重大潛在影響，因此，必須在深基坑施工期間對地鐵盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)進行監(jiān)控，防止由于深基坑施工導致隧道結(jié)構(gòu)事故，影響列車運營安全。

一、關于深基坑施工要點分析

1.在降水施工過程中，必須先施工具有代表性的1-2口井進行抽水試驗，校核水文地質(zhì)設計參數(shù)后，方可進行其它降水井施工。管井施工應按規(guī)定進行施工與質(zhì)量驗收，實管、濾水管的長度及井管外側(cè)回填料的高度應根據(jù)降水井的深度、地層結(jié)構(gòu)及降水要求而定。管井抽水開泵后30min 取水樣測試，其含砂量應小于1/50000，如抽水時間在3個月以上含砂量應小于1/100000。在降水維持運行階段，應配合土方開挖和地下室施工時對抽排水量、地下水位、環(huán)境條件變化進行控制。

2.基坑工程施工過程中必須進行監(jiān)測，制定切實可行的詳細的監(jiān)測方案，并通過監(jiān)測數(shù)據(jù)指導基坑工程的施工全過程。

二、關于地鐵盾構(gòu)隧道的安全標準

在深基坑施工對地鐵盾構(gòu)隧道不造成破壞，采用的地鐵隧道保護標準為:地鐵結(jié)構(gòu)設施絕對沉降量及水平位移量不大于20mm；隧道變形曲線的曲率半徑不小于15000m；相對彎曲不大于 1 /2 500；收斂變形小于20mm；滿足地鐵盾構(gòu)隧道設計自身預留徑向沉降不超過50mm的控制標準。

三、關于實例分析

1.工程概況。金沙湖綠軸下沉式廣場位于杭州下沙金沙湖北側(cè)九沙大道和彩虹綠軸交叉口處，西臨地鐵1號線下沙西站，廣場為月牙形。總面積為14580m2，其下為地鐵1號線盾構(gòu)區(qū)間上、下行線，坑底距盾構(gòu)管片最小距離為3.17m，隧道外徑6.2m，廣場核心區(qū)上方為上跨下沉廣場的大道連續(xù)鋼箱梁橋(3m+22.5m+22.5m +3m)。廣場平均開挖深度為5.3m，橋梁樁基承臺開挖深度為6.8m，本工程土建部分于2011年12月完成，經(jīng)后續(xù)1年的連續(xù)監(jiān)測，各構(gòu)筑物無變化。

2.周邊環(huán)境及工程水文地質(zhì)。場區(qū)建設期間，周圍環(huán)境相對較好，其下為地鐵1號線下沙西站―中心站盾構(gòu)區(qū)間外。開挖土層主要有: 地鐵盾構(gòu)區(qū)間位于1層粉質(zhì)砂土和1層砂質(zhì)粉土。

3.圍護和降排水設計。下沉廣場周邊按設計的景觀緩坡式放坡，部分地段采用掛網(wǎng)錨噴，地鐵盾構(gòu)區(qū)間范圍為本基坑的核心區(qū)，地基加固采用三軸攪拌樁滿堂套打加固，剖面呈“門”字形 ，其中隧道兩側(cè)土體。灌注樁樁基分為 3類: 加固抗拔樁81根，樁長45.2m，布設在隧道兩側(cè)，共3排；結(jié)構(gòu)抗拔樁45根；橋梁樁基24根,樁長 56.78m。地鐵隧道內(nèi)部加固措施，原擬采用型鋼“米”字形加固，管片縱向采用型鋼連接，法向采用增設錨桿注漿，應急情況下，隧道內(nèi)堆載壓重措施，因地鐵鋪軌和試車需要，同時也為今后在地鐵運營情況下，地鐵上部類似基坑工程設計施工提供經(jīng)驗的需要，隧道內(nèi)部不作任何加固處理，對施工提出了較高要求。根據(jù)本場地地質(zhì)水文情況、工程基坑開挖及基礎底板結(jié)構(gòu)施工要求，同時考慮地鐵隧道的有效保護，采用自流深井降水，內(nèi)放300UPVC 管，各管井間距在15-20m，分兩種深度的降水井施工，非核心區(qū)共設83口，井深 16m，核心區(qū)設10口，井深 10m，基坑周邊設400mm×400mm的排水溝。

4.施工方案

（1）隧道開挖分段分區(qū)數(shù)值模擬。取長度為 300m、高度為 150m 范圍內(nèi)的土體作為計算對象，建立ANSYS模型，隧道頂部開挖寬度按照34m考慮，模擬開挖后計算坑腳最大隆起量為9mm，已超出設定報警值，必須分區(qū)分段進行開挖。mm，已超出設定報警值，必須分區(qū)分段進行開挖，如圖所示。

（2）開挖分區(qū)。根據(jù)地鐵隧道保護和施工總體進度要求，施工開挖分兩期進行，一期為廣場隧道盾構(gòu)穿越段即核心區(qū)土方開挖，該區(qū)域長53.4m寬 33.2m；二期為廣場南、北兩側(cè)非核心區(qū)開挖。

（3）開挖分段分層跳槽。廣場基底距離左線隧道管片頂最小距離為 3.17m，距離右線隧道管片頂?shù)淖钚【嚯x為4.33m，開挖深度為 5.3m，橋梁承臺位置為5.95m；開挖依據(jù)“時空效應”理論，以及縱向分段、豎向分層、分步、對稱的原則，結(jié)合數(shù)值模擬分析確定每次開挖的長度為 33.2m，寬度為 5．75-6.00m，分層開挖厚度不超過2m，開挖和底板鋼筋綁扎混凝土澆筑時間不超過 24h。跳槽開挖順序: 2(8)4(6)1(9)3(5,7)，如圖所示。

（4）坑底及時壓重加載核心區(qū)分段開挖及時澆筑墊層和底板混凝土后，為減少坑底回彈變形量，采取臨時堆載措施，一方面降低卸荷水平，另一方面盡可能縮短卸荷后的暴露時間，堆載通常在底板混凝土具備一定強度后即可進行，加載也可在隧道內(nèi)部進行，以適當平衡上部土體開挖的卸荷量。

5.工程監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測數(shù)量如下: 坑外土移測斜孔13個，坑外地下水位觀測孔34個，地表沉降觀測點244個，管片沉降、收斂、水平位移觀測218環(huán)，坑內(nèi)利用管井水位觀測點10個。隧道沉降、收斂報警值: 累計變形 8mm，連續(xù)3d的位移速率超過2mm /d。對隧道管片沉降、收斂、水平位移采用信息化法實時采集數(shù)據(jù)，根據(jù)實際施工監(jiān)控，在三軸攪拌套打過程中，隧道管片最大累計位移為－6.7mm(下沉)，開挖施工完工后隧道管片最大累計位移為5.6mm (上 浮) ，隧道變形嚴格控制在要求的±10mm范圍內(nèi)。

四、關于深基坑施工對地鐵盾構(gòu)隧道的影響分析

1.盾構(gòu)掘進對地面的影響，分析過程中采用了對應分層分塊開挖的施工順序進行分析，即:第一場地普查及修整。進一步查明管線的分布以及周邊建筑的結(jié)構(gòu)類型、基礎形式和施工情況。場地地坪絕對標高應控制在設計要求范圍內(nèi)，局部高出此標高處應進行卸土、修整。第二施工深井，啟動降水工作。分層分塊大面積卸土至2 m標高，每層的開挖深度不得大于2m。第三施工圍護樁和加固區(qū)域。要求先施工止水帷幕，再施工鉆孔樁。工程樁已先行施工區(qū)域，加固體采用高壓旋噴樁施工。第四圍護樁達到設計強度且地下水位到位后，沿盾構(gòu)線縱向基坑分塊跳挖施工，每塊的寬度不大于15m。每塊的施工要求如下:分隔成的每塊尺寸為 15m×90m，其中長邊垂直盾構(gòu)線；15m×90m的分塊沿長邊再次分層分塊施工，挖土至-1m 標高；開挖盾構(gòu)隧道以外區(qū)域土方，分層挖土至坑底后，立即進行加筋墊層施工；待盾構(gòu)隧道以外區(qū)域加筋墊層達到設計強度后，分層分塊開挖盾構(gòu)隧道部位的土體直至坑底標高，立即進行加筋墊層的施工。按要求分層分塊開挖剩余的土方，立即進行加筋墊層的施工。

2.基坑開挖引起的區(qū)間隧道側(cè)向水平位移。在深基坑的施工過程中，對區(qū)間隧道縱向的影響范圍，尤其是側(cè)向水平位移的大小，將是施工和設計需要重點關注的對象。就基坑施工過程對隧道的影響程度而言，基坑開挖第一層和第二層時，隧道的側(cè)向位移增速較緩慢，位移量值較小，因而對區(qū)間隧道的影響不大。隨著基坑內(nèi)部土體加固強度的提高，隧道水平側(cè)移值逐漸減小，基坑內(nèi)部土體的強度對隧道的水平側(cè)移影響較為顯著。

地鐵盾構(gòu)區(qū)間上方基坑開挖工程，坑底距隧道盾構(gòu)區(qū)間距離小，開挖范圍廣，面積大，對地鐵盾構(gòu)區(qū)間影響范圍大，采用“門”字形三軸攪拌樁全斷面套打?qū)ν馏w進行加固的設計方式，結(jié)合分區(qū)分段跳槽開挖的施工方法，嚴格按照隧道管片位移信息化監(jiān)測情況指導開挖施工，隧道變形可以控制在報警值范圍內(nèi)。

參考文獻：

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［2］李進軍，王衛(wèi)東 . 緊鄰地鐵區(qū)間隧道深基坑工程的設計和實踐［J］. 鐵道工程學報，2011，(11):104－111.

第4篇：隧道開挖要求范文

內(nèi)容摘要：黃山至衢州高速公路浙江段衢州市境內(nèi)隧道較多，B8合同段有五個隧道長為3.5KM。其中東頭塢隧道、蕉塢隧道采用并行雙線小凈距隧道形式。 東頭塢隧道長為161m，蕉塢隧道長590m。本工程主要位于浙皖中低山丘陵，地勢陡峻，部分位于山間沖積盆地，地勢較平坦。其中東頭塢隧道主要穿越全-強風化泥巖，巖體呈碎裂狀松散結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙發(fā)育-較發(fā)育。蕉塢隧道穿越全-微風化泥巖，其中強風化泥巖灰青色，層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面鐵錳質(zhì)渲染。根據(jù)隧道的圍巖情況：東頭塢、蕉塢隧道Ⅴ級圍巖，擬采取正向單側(cè)壁導坑開挖法施工。以工程實例對小凈距隧道開挖方法、施工要點、支護等進行闡述，加強了對小凈距隧道從設計到施工的理解。

1、小凈距隧道開挖方法

對于東頭塢、蕉塢隧道Ⅴ級圍巖，采取正向單側(cè)壁導坑開`挖法施工。

正向單側(cè)壁導坑開挖、支護順序圖

⑵、施工要點

Ⅴ級圍巖的開挖，上臺階采用人工與風鎬配合開挖，下臺階采用機械開挖，用ZC3型電動側(cè)卸式裝載機裝車，自卸車出碴，其開挖的工序為：

①右洞（后掘進洞）上臺階Ⅰ的開挖一般應落后于左洞下臺階Ⅰ的距離按設計要求為35-45m。當左洞（先掘進洞）出現(xiàn)圍巖穩(wěn)定性較差、監(jiān)控量測數(shù)據(jù)收斂性不好情況時，右洞上臺階Ⅰ宜滯后于左洞下臺階Ⅱ進行。同理，此時右洞上臺階Ⅱ宜滯后于左洞二次襯砌完成后進行；

②側(cè)壁臨時支護拆除應在下臺階Ⅱ完成的同時進行，仰拱回填應盡早施作；

③左洞二次襯砌與右洞下臺階Ⅱ開挖面的合理距離應根據(jù)左洞下臺階Ⅱ開挖放炮震動情況作具體確定，一般為20-30m；

④右洞二次襯砌與右洞下臺階Ⅱ開挖面的合理距離應考慮放炮沖擊和震動對襯砌的影響確定，一般為20-30m；

⑤在臺階施工拉開合理距離情況下，各臺階施工均可平行進行。

⑥施工中必須嚴格配合爆破震動測試和圍巖變形測試等科研工作的開挖；

⑦中夾巖柱超前支護的打設角度可根據(jù)現(xiàn)場圍巖狀況和設計目的可在5-30度之間進行調(diào)整；

⑧在Ⅴ級圍巖掌子面穩(wěn)定性較好、施工機具和施工能力許可的條件下，單側(cè)壁導坑的上臺階Ⅰ、下臺階Ⅱ（上臺階Ⅱ、下臺階Ⅱ）可合為一步進行開挖。

⑨如果掌子面穩(wěn)定性差，單側(cè)壁導坑分為兩個臺階不能確保掌子面穩(wěn)定，則可根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件，將單側(cè)壁的開挖、支護分為三或四臺階進行。

IV級圍巖區(qū)段：隧道施工先掘進洞模筑襯砌應超前后掘進洞開挖工作面不小于40m。后掘進洞宜采用側(cè)壁導坑、拱部留核心土弧形開挖，先掘進洞采用臺階法施工。

III級圍巖區(qū)段：隧道施工先掘進洞模筑襯砌應超前后掘進洞開挖工作面不小于30-35m。先掘進洞宜采用臺階法或全斷面法開挖；后掘進洞開挖時，先在斷面底部中心開挖一道寬2-3m、高4-5m的超前導洞，超前長度5m，然后采取光面爆破開挖剩余斷面一次到位。

2.小凈距隧道與正常分離式隧道比較有三個突出的特點：

A、左右隧道之間的間距較?。|頭塢隧道左右線之間的最小間距為17.21m、蕉塢隧道左右線之間的最小間距為7.46 m（設計線至設計線）;B、隧道整體圍巖較差（東頭塢隧道與蕉塢隧道基本上是IV級、V級圍巖）；C、隧道埋深較淺（東頭塢隧道洞頂埋深最厚為48m，蕉塢隧道洞頂埋深最厚為52m）

因此，小凈距隧道開挖時應按照“能挖不爆”的原則進行開挖，盡量使用挖掘機進行開挖，如果一定需要爆破時應嚴格遵循“短開挖、強支護、勤量測、早封閉”的原則進行施工。

小凈距隧道的鉆爆設計基本上類同于正常分離隧道的鉆爆設計，但在孔深、單孔裝藥量上較正常分離隧道少。在鉆爆時應注意及時收集整理資料，隨時調(diào)整爆破參數(shù)。

3、小凈距隧道支護結(jié)構(gòu)

⑴ 小凈距隧道圍巖的受力、變形特點 小凈距隧道圍巖的受力、變形特征與隧道斷面型式、斷面尺寸、圍巖類別、隧道埋深、中夾巖柱體厚度、開挖方式、支護型式和參數(shù)選取等眾多因素有關。其中，小凈距隧道與普通分離式隧道的主要區(qū)別是，前者中夾巖柱體的厚度較薄，因施工過程中的多次擾動而成為受力薄弱環(huán)節(jié)。當圍巖類別較低，巖柱較薄時，其中夾巖柱體將形成貫通的塑性區(qū)，嚴重影響圍巖的穩(wěn)定性。 圖1為開挖單洞和雙洞后，拱頂位移與隧道凈距、圍巖類別的關系曲線圖?？芍绊斘灰齐S隧道凈距減小、圍巖類別降低而急劇增加。 圖2為雙洞開挖后等效應力隨隧道凈距的變化情況圖。從中可以看出小凈距隧道隨著中夾巖柱體厚度的減小，其圍巖的受力變得愈來愈不利，尤其是中夾巖柱體的受力。 因此，對于小凈距隧道宜限據(jù)圍巖條件、巖柱厚度等因素選取合理的斷面型式、開挖方式和支護參數(shù)等。⑵ 小凈距隧道支護結(jié)構(gòu)設計原則 小凈距隧道與普通分離式隧道相比，中夾巖柱體厚度較薄，受力不利，加之地質(zhì)條件變化較大，參數(shù)準確選取相當困難，因此，對于小凈距隧道支護結(jié)構(gòu)設計，宜在監(jiān)控量測的基礎上采用動態(tài)設計的原則。需注意以下幾個方面的問題： (1)初次支護宜采用錨噴支護，有利于及早進行支護，保護圍巖、穩(wěn)定圍巖的變形，同時，有利于根據(jù)實際監(jiān)控量測情況進行支護加強。 (2)初期支護宜作為主要受力結(jié)構(gòu)，二次襯砌采用模筑混凝土或鋼筋混凝土，只承受少量荷載，主要作為安全儲備，有利于在圍巖條件惡化后，保證隧道的長期安全性。 (3)中央巖柱體的穩(wěn)定性是小凈距隧道是否成功的關鍵，應根據(jù)情況對中夾巖柱體采用大噸位預應力錨索、對拉錨桿、無阽結(jié)鋼絞線、小導管預注漿、水平貫通式錨桿等技術進行加固。 (4)仰拱對減小、抑制圍巖的變形，改善支護結(jié)構(gòu)的受力有重要作用，因此，對于小凈距隧道宜考慮設置仰拱并使其盡早閉合。 (5)由于現(xiàn)場地質(zhì)條件的復雜性和多變性，對于支護結(jié)構(gòu)、中夾巖柱、圍巖的受力和變形狀態(tài)進行現(xiàn)場監(jiān)控量測具有重要意義。 (6)雖然數(shù)值計算在參數(shù)選取、模型建立上與現(xiàn)場實際情況有較大的出入，當在隧道設計中用以作為輔助手段，研究圍巖、支護結(jié)構(gòu)變形、受力不利部位和薄弱環(huán)節(jié)，作為定性分析，仍是很有必要的。 (7)巖柱厚度對支護結(jié)構(gòu)、圍巖的受力和變形，特別是巖柱體的穩(wěn)定有重要的影響，因此，無論何種圍巖，巖柱體均不宜過小。⑶小凈距隧道的施工 小凈距隧道的施工方法與普通分離式隧道相比差別不大，但由于中夾巖柱體厚度較小，在施工過程中，其是受力薄弱部位，穩(wěn)定性較差，因此，在施工中對中夾巖柱體的保護將至關重要。小凈距隧道施工的難點、重點是合理選取開挖順序、控制爆破作業(yè)，確保隧道開挖過程圍巖的穩(wěn)定，減小兩隧道之間由于凈距較小引起的圍巖變形、爆破震動等不利因素。對于低類別圍巖、軟弱、破碎圍巖來說，重在確定合理的開挖順序，減少對圍巖的擾動；對于高類別圍巖、堅硬、完整圍巖，重在控制爆破振動對圍巖穩(wěn)定性的影響。（3.1） 采用合理的開挖順序 為確保開挖過程中圍巖的穩(wěn)定性，減小因隧道間距小引起的圍巖變形、爆破震動等不利因素，滿足小凈距隧道中央巖特有的加固要求，一般情況下，I、II類圍巖采用正向單側(cè)壁導坑法的開挖方法，Ⅲ類圍巖采用反向單側(cè)壁導坑的開挖方法,IV、V、VI類圍巖采用超前導坑預留光面層的開挖方法。 表1 雙車道小凈距隧道推薦采用施工方法

(1)對于I、II類圍巖，宜采用正向單側(cè)壁導坑法，該法有利于及早對中夾巖柱進行加固，及早對中夾巖柱進行監(jiān)控量測，為開挖后存在的風險提供超前預報，以便及時處理。 當遇隧道斷面較大、圍巖條件較差、隧道淺埋、地下水豐富時，圍巖難以自穩(wěn)，應對圍巖進行超前預加固、地表加固或?qū)蝹?cè)側(cè)壁的上、下臺階進―步采用分步開挖。 當圍巖狀況較好，掌子面穩(wěn)定性好，為發(fā)揮大型設備的優(yōu)勢，加快施工進度，也可以將單側(cè)側(cè)壁的上、下臺階合為一步開挖或采用上下臺階與正向單側(cè)壁導坑組合法，但應控制開挖進尺。 (2)對于Ⅲ類圍巖，宜采用反向單側(cè)壁導坑，有利于減小爆破振動對中夾巖柱的影響，當圍巖條件較好、掌子面易穩(wěn)時，對于土質(zhì)、軟質(zhì)巖石條件，可采用上下臺階與正向單側(cè)壁導坑組合法；對于硬質(zhì)巖石條件，可采用上下臺階與反向單側(cè)壁導坑組合法或上下臺階法。 (3)對于Ⅳ、V、Ⅵ類圍巖，宜采用超前導坑預留光面層的開挖方法，增加開挖臨空面，降低爆破對巖柱的影響。Ⅳ、V、Ⅵ類圍巖自穩(wěn)定性好，開挖的關鍵在于減小爆破振動對巖柱的影響，由于超前導坑的存在，二次擴挖(預留光爆層)的爆破裝藥量可以大大減小，從而降低爆破對巖柱的影響。對于巖柱較厚時，可采用上下臺階和全斷面開挖法。 (4)由數(shù)值計算町知，小凈距隧道后開挖隧道對先前施工隧道的影響較先施工隧道對后施工隧道的影響大，因此，在兩孔隧道地質(zhì)條件不同的情況下，先開挖地質(zhì)條件較差的[C較有利。（3.2）控制爆破施工中的振動效應 (1)采用低威力、低曝速炸藥或采用小直徑不偶合裝藥 某隧道工程中，在二號巖石硝銨炸藥中混入13％的添加劑，制成低爆速炸藥，使二號巖石硝銨炸藥的爆速從3 200m／s降至1 800m／s，振動觀察表明，降震效果可達40％-60％。 (2)采用微差爆破 試驗表明，采用微差爆破后，與齊發(fā)爆破相比可降震約50％。微差段數(shù)越多，降震效果越好(如圖3所示)。當每段起爆時間間隔大于100ms時，各段爆破產(chǎn)生的地震波無明顯疊加，降震效果比較明顯。

(3)采用預裂爆破或預鉆防震孔 在爆破體與保護體之間鉆鑿不裝藥的單排、雙排防震孔(如圖4所示)或采用預裂爆破，降震率可達30～50％。 同時，也可以在預裂炮孔內(nèi)側(cè)打一排孔，酌情少量裝藥，與預裂孔同時起爆，從而形成破碎區(qū)，這就可為內(nèi)部的大規(guī)模開挖建立隔震屏障，如圖5所示。

(4)限制一次起爆的肽裝藥量 當保護體的容許臨界振動速度確定后，可以根據(jù)經(jīng)驗公式，計算出一次爆破的最大裝藥量計裝藥量大于該值又無其他可靠降震措施時，則必須分次爆破，控制一次爆破的炸藥量。 (5)采用分步開挖，增加臨空面。 爆破體每增加一個臨空面，其振動效應可相應降低10％～15％。

4、 圍巖監(jiān)控量測

該隧道按新奧法設計和施工，采用復合式襯砌，監(jiān)控量測是一項重要的管理工作，必須有專人負責，及時做好信息反饋，指導施工和修正設計。施工期成立一個量測小組，由隧道工程師任組長，配備2名測工。每次量測資料及時繪制成“位移―時間曲線圖”，送交總工程師審閱，出現(xiàn)問題立即研究對策，果斷處理。測點位置的布置及量測儀器嚴格按規(guī)范及設計文件要求執(zhí)行。

6、結(jié)論

小凈距雙洞隧道的施工難度、工期和造價高于普通雙線獨立隧道，低于連拱雙線隧道。在地質(zhì)條件良好、地形條件受制約時，是一種較好的隧道結(jié)構(gòu)形式。小凈距雙洞隧道施工的難點、重點是控制爆破作業(yè)，必須確保隧道開挖過程圍巖的穩(wěn)定，減小兩隧道之間由于凈距較小引起的圍巖變形、爆破震動等不利因素。小凈距雙洞隧道施工的關鍵是中間巖柱的加固和穩(wěn)定，由于圍巖自穩(wěn)性和支護結(jié)構(gòu)的受力較一般隧道復雜，必須充分利用隧道圍巖的自承、自穩(wěn)能力，通過圍巖加固措施使隧道修建達到經(jīng)濟、合理的目的。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國交通部. 公路隧道施工技術規(guī)范（JTJ042―94）.北京：人民交通出版社，1995.

[2] 劉艷青，鐘世航等 小凈距并行隧道力學狀態(tài)的試驗研究．巖石力學與工程學報 2000（9）：

第5篇：隧道開挖要求范文

關鍵詞：全斷面開挖法；臺階法；交叉中隔墻；雙側(cè)壁導坑法

Abstract: the selection of excavation method, dealing with the tunnel cross section size and shape, engineering geological conditions of surrounding rock, embedment depth, supporting conditions, construction conditions, environmental conditions, time limit for a project request, quantity, mechanical ability, comprehensive analysis of factors related to construction safety, economy, using proper excavation method, especially should be adapted to support conditions.

Key words: full face excavation method; The steps; Cross the wall; Double wall pilot tunnel method

中圖分類號： U45 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

隧道施工中，開挖方法是影響圍巖穩(wěn)定的重要因素之一。隧道開挖常用的方法有全斷面法、臺階法、交叉中隔墻法、雙側(cè)壁導坑工法。從工程造價和施工速度考慮，施工方法選擇順序應為：全斷面法正臺階法交叉中隔墻法雙側(cè)壁導坑法。從施工安全考慮，順序正好反過來。在當前的施工實踐中，采用最多的方法是臺階法，其次是全斷面法。在大斷面隧道中，雙側(cè)壁導坑（眼鏡法）采用較多，由于施工機械的發(fā)展和輔助工法的采用，施工方法有向更多地采用全斷面法，特別是全斷面法與超短臺階法結(jié)合的發(fā)展趨勢。

一、隧道施工的基本技術原則

因為圍巖是隧道的主要承載單元，所以要在施工中充分保護和愛護圍巖。避免過度破壞和損傷遺留圍巖的強度，使暴露的圍巖盡量保留既有的質(zhì)量，是最重要最基本的原則。

為了充分發(fā)揮圍巖的結(jié)構(gòu)作用，應容許圍巖有可控制的變形。

變形的控制主要是通過支護阻力(即各種支護結(jié)構(gòu))的效應達到的。

二、全斷面開挖法

全斷面開挖法是指將整個隧道開挖斷面一次鉆孔、一次爆破成型、一次初期支護到位的隧道開挖方法。

1、全斷面開挖法的特點：有較大的作業(yè)空間，有利于采用大型配套機械化作業(yè)，提高施工速度，且工序少，施工操作比較簡單，便于施工組織和管理，較分部開挖法減少了爆破震動次數(shù)。但由于開挖面較大，圍巖相對穩(wěn)定性降低，且每個循環(huán)工作量較大，每次深孔爆破引起的震動較大，因此要求具有較強的開挖、出渣能力和相應的支護能力。

2、全斷面開挖法的要求

① 有較大的斷面進尺比（即開挖斷面面積與掘進進尺之比），可獲得較好的爆破效果，且爆破對圍巖的震動次數(shù)較少，有利于圍巖的穩(wěn)定，但每次爆破震動強度卻較大，要求進行嚴格的控制爆破設計，尤其是對于穩(wěn)定性較差的圍巖。

全斷面法一次開挖成形，開挖跨度較大，高度較高，隧道周邊圍巖出現(xiàn)更大范圍的塑性化和更大的變形，隧道拱腳和墻腳處的應力集中更嚴重，隧道拱頂更不穩(wěn)定，圍巖自穩(wěn)所要求的圍巖自身強度較高。

全斷面法的使用范圍

主要適用于Ⅰ～Ⅲ級硬巖地層和Ⅱ級軟巖地層。對于Ⅳ級硬巖地層，在采取超前錨桿、超前小管棚、超前預注漿等輔助施工措施加固后，也可采用全斷面法施工，但應根據(jù)具體圍巖情況適當縮短開挖進尺。淺埋段、偏壓段和洞口段不宜采用全斷面法開挖。

二、臺階法

1、臺階法的優(yōu)缺點

臺階法施工就是將結(jié)構(gòu)斷面分成兩個或幾個部分，具有上下斷面兩個工作面或多個工作面，分步開挖。其優(yōu)點是靈活多變、適用性強，有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度，能較早地使支護閉合，有利于開挖面的穩(wěn)定性和控制其結(jié)構(gòu)變形及由此引起的地面沉降。缺點是上下部作業(yè)有互相干擾，應注意下部作業(yè)時對上部穩(wěn)定性的影響，臺階開挖會增加對圍巖的擾動次數(shù)等。

臺階法適用范圍

臺階法適用于Ⅲ、Ⅳ級圍巖地層和洞口段、偏壓段、淺埋段的Ⅰ～Ⅳ級硬巖地層和Ⅱ、Ⅲ級軟巖地層，但應視具體情況采取超前大管棚、超前錨桿、超前小管棚、超前預注漿等輔助施工措施進行超前加固，并根據(jù)工程實際、地層條件和機械條件，選擇合適的臺階方式。

3、正臺階法

①正臺階上下兩部分步開挖法

將斷面分成上下兩個臺階開挖，上臺階長度一般控制在1～1.5倍洞徑，但必須在地層失去自穩(wěn)能力之前盡快開挖下臺階，支護形成封閉結(jié)構(gòu)。若地層較差，為了穩(wěn)定工作面，也可輔以小導管超前支護等措施。

②正臺階分步開挖留核心土法

該法適用于較差的地層，上臺階取1倍洞徑左右環(huán)形開挖，留核心土，用系統(tǒng)小導管超前支護、預注漿穩(wěn)定工作面，用網(wǎng)構(gòu)鋼拱架做初期支護，拱腳、墻腳設置鎖腳錨桿。當隧道斷面較高時，可以分多層臺階法開挖，但臺階長度不允許超過1.5倍洞徑。

臺階開挖時應注意事項

臺階長度要適當。選用長臺階還是短臺階、微臺階，應根據(jù)兩個條件來確定：其一是初期支護形成閉合斷面的時間要求，圍巖穩(wěn)定性愈差，閉合時間要求愈短；其二是上半斷面施工時開挖、支護、出渣等機械設備所需的空間大小的要求。

還應注意解決好上、下半斷面作業(yè)的相互干擾問題，尤其是短臺階干擾較大，要注意作業(yè)組織，對于長度較短的隧道，可將上半斷面貫通后，再進行下半斷面施工。下部開挖時，應注意上部的穩(wěn)定，若圍巖穩(wěn)定性較好，則可以分段順序開挖，若圍巖穩(wěn)定性較差，則應縮短下部掘進循環(huán)進尺，若穩(wěn)定性更差，則可以左右錯開，或先拉中槽后挖邊幫。

交叉中隔墻法

交叉中隔墻法也稱CRD工法(Cross Diaphragm)。當CD工法仍不能保證圍巖穩(wěn)定和隧道施工安全要求時，可在CD工法的基礎上對各分部加設臨時仰拱，將原CD工法先開挖中壁一側(cè)改為兩側(cè)交叉開挖、步步封閉成環(huán)而改進發(fā)展的一種工法。

交叉中隔墻法的特點

最大特點是將大斷面施工化成小段面施工，各個局部封閉成環(huán)的時間短，控制早期圍巖變形，每個步序受力體系完整。

②CRD工法各分部間應拉開一定的距離，距離以保證掌子面穩(wěn)定為準，一般為1～1.5倍洞徑(此處洞徑取分部高度和跨度的大值)，但在能保證掌子面圍巖穩(wěn)定的情況下，可適當縮短距離，以保證操作空間要求。

交叉中隔墻法的適應范圍

CRD工法適用于特別破碎的巖石、碎石土、卵石土、圓礫土、角礫土及黃土組成的Ⅴ級圍巖和軟塑狀黏性土、潮濕的粉細砂組成的Ⅵ級圍巖及較差圍巖中的洞口段、偏壓段、淺埋段等。

四、雙側(cè)壁導坑法

1、雙側(cè)壁導坑法是雙側(cè)壁導坑超前中間臺階法的簡稱，也稱眼鏡（睛）工法，也是變大跨度為小跨度的施工方法。

2、雙側(cè)壁導洞法以臺階法為基礎，將隧道斷面分成雙側(cè)壁導洞和上、下臺階4部分，將大跨度分成3個小跨度進行作業(yè)，其雙側(cè)壁導洞尺寸以滿足機械設備和施工條件為主確定。該工法工序較復雜，導坑的支護拆除困難，鋼架連接困難，而且成本較高，進度較慢。

3、雙側(cè)壁導坑法主要適用于斷面很大、地層較差的Ⅳ、Ⅴ級圍巖地層、不穩(wěn)定巖體和淺埋段、偏壓段、洞口段。

第6篇：隧道開挖要求范文

    關鍵詞:地鐵隧道 水平凍結(jié) 凍結(jié)壁 地表變形 數(shù)值模擬

    凍結(jié)法由于具有高強、阻水、均勻、靈活、經(jīng)濟等特點,在日本及歐洲各國的城市地鐵等市政工程中都有廣泛應用。我國在北京、上海地鐵施工中也采用過局部凍結(jié)技術,但地鐵隧道的水平凍結(jié)施工在我國還沒有先例。北京地鐵大北窯車站區(qū)間隧道施工首次成功地采用了水平凍結(jié)技術,水平凍結(jié)長度40 余米。工程地處交通樞紐,交通繁忙、建筑眾多,隧道上覆多條地下市政管線。凍結(jié)施工伴有凍脹和融降現(xiàn)象,過量的凍脹量和融降量將使地下管線及地上的建筑物、道路等受到影響甚至破壞,因此,研究和預測城市地鐵隧道水平凍結(jié)對地下管線、地表變形的影響規(guī)律十分必要。

    1  工程簡介

    北京地鐵大北窯區(qū)間隧道局部水平凍結(jié)施工工程距大北窯車站東側(cè)40 m , 位于建外大街與東三環(huán)的交叉處,有多條地下管線,隧道頂部有2 m 厚的粉細砂層,由于多條管線滲漏,致使粉細砂土飽和。隧道暗挖施工時出現(xiàn)流砂坍塌,為保障地面立交橋的安全暢通, 隔斷門向西40 m 隧道采用局部水平凍結(jié)法施工。地質(zhì)情況為:0~ -115 m 為雜填土層, -115~ -1015 m 為輕亞粘土層, -1015~ -1215 m 為粉細砂層, -1215 ~ -1815 m 為圓礫石層,隧道底部-1815~ -2215 m 為輕亞粘土層。

    2  FLAC 軟件及模型的建立

    FLAC 軟件即連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日分析軟件,是目前世界上最優(yōu)秀的巖土力學數(shù)值計算軟件之一,在模擬支護體方面可提供梁、樁、錨桿、殼體等多種結(jié)構(gòu)單元,非常適合于研究隧道開挖等巖土工程問題。

    211  施工隧道的數(shù)值分析模型

    選取凍結(jié)法施工隧道的橫斷面作為開挖模擬的力學幾何模型,以現(xiàn)場原型工程為研究對象?？紤]問題的對稱性,取一半建立模型,待開挖的隧道斷面取半徑為3 m 的圓形,上覆蓋土層厚12 m , 隧道底板土層厚度分別取10 m 和23 m , 滿足大于隧道開挖影響范圍3~ 5 倍的要求。力學模型尺寸為23 m ×28 m , 按平面應變問題求解,模型底部邊界采用固定X 、Y 方向位移約束,左、右邊界都采用固定X 方向的位移約束條件。由于原型工程屬于淺埋隧道,座落在其上方的東三環(huán)立交橋的樁基持力層在隧道底板埋深水平以下,故地表上方不需加載。212  隧道分步開挖模型選取工程現(xiàn)場隧道縱斷面作為隧道開挖模擬的力學幾何模型,隧道縱向長40 m , 斷面高112 m , 開挖步距2 m , 上覆土層厚12 m , 隧道底部范圍土層深10 m , 平面40 m ×28 m , 網(wǎng)格劃分為1 120 單元,按平面應變問題求解,模型底部邊界采用固定X 、Y 方向位移約束,左右邊界采用固定X 方向約束。213  模型的有關參數(shù)本模型采用摩爾—庫侖準則參考有關資料確定模型材料參數(shù)如表1 。

    表1  模型材料參數(shù)

    3  隧道開挖過程數(shù)值計算結(jié)果處理

    在修正模型中輸入土體初始參數(shù)后,計算分析主應力、塑性區(qū)發(fā)展狀況及拱頂和隧道上方地表的垂直位移過程,得到如下結(jié)論:

    (1) 作為施工隧道開挖中承受上覆地壓的主要載體 凍結(jié)壁的拱腳上出現(xiàn)應力集中,應力集中系數(shù)可達3~4 之多。

    (2) 凍結(jié)壁拱腳凍土體可能會出現(xiàn)塑性屈服區(qū),這正是現(xiàn)場隧道收斂測試中出現(xiàn)的兩拱腳之間距離先減小后增大現(xiàn)象的根本原因。

    (3) 在隧道開挖造成土層損失引起地表下沉的過程中,由于抗壓、抗彎強度等力學指標比周圍土體大得多的凍結(jié)壁減緩了隧道中線及附近的地表下沉,從而減少了地表下沉量。

    根據(jù)PECK原理作出如下地層地表沉降預測:

    2

    -x

    S = Smax ·exp

    2 i2 式中 Smax 地表最大沉降量;

    i 沉降槽寬度系數(shù);

    x 距隧道中心線距離。

    取i = 0141 H ( H 為開挖深度),繪出按PECK 公式計算的地面沉降曲線(見圖1) 。

    圖1  地表沉降曲線圖

    比較表明,由模擬得到的地面沉降曲線與PECK 公式的曲線相一致。從圖1 可知,隧道開挖后形成的地表沉降槽在垂直隧道軸線方向上的影響范圍為隧道外側(cè)約215 倍洞徑。將沉降槽近似看成三角形,沉降槽的平均傾斜率ΔT = SmaxΠW = 01000 75( W 為沉降槽的半寬) 。根據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GBJ7 —89) 的規(guī)定,對于高度< 60 m 的多高層建筑,基礎的允許傾斜率≤01003 ,所以隧道水平凍結(jié)施工引起的正常地面沉降不會使地面建筑和混凝土路面遭到破壞。

    改變凍結(jié)壁厚度(018 m、112 m、115 m、118 m) 得到 地表沉降與凍結(jié)壁關系曲線見圖2 。

    圖2  地表沉降與凍結(jié)壁厚度的關系

    從以上圖形可得出如下結(jié)論:

    (1) 凍結(jié)壁的厚度參數(shù)是隧道水平凍結(jié)施工中的一個重要參數(shù),凍結(jié)壁對控制地表沉降的作用很明顯。地表沉降在凍結(jié)壁厚度S = 112 m 時為12 mm , S = 018 m 時為16 mm(增加60 %), S = 115 m 時為10 mm(減少了20 %) 。

    (2) 對于原型工程,其他條件(開挖步距、臺階工作面長度及掘砌工藝等) 不變時,凍結(jié)壁厚度可降為018 m ,此時地表沉降量為16 mm ,滿足北京地鐵施工地表沉降量最大允許值30 mm 的要求,取一倍安全系數(shù),得到合理的凍結(jié)壁厚度為115 m。

    4  隧道開挖施工動態(tài)數(shù)值模擬

    采用虛擬支撐力法來模擬開挖斷面的空間效應。在正臺階工作面長度為4 m、開挖步距2 m 以及其他條件都與現(xiàn)場相同的情況下,在模擬程序中設置隧道的順次開挖拱頂及地表監(jiān)測點,拱頂處從點( i = 4 , j = 17) 開始, 每隔2 m 設置一個測點, 直至( i = 12 , j = 17) ,前后共設5 個測點;隧道中線垂直上方地表從點( i = 1 , j = 29) 開始,每隔2 m 設置一個測點,直至( i = 33 , j = 29) ,前后共設17 個測點。分析隧道中線垂直上方地表各點、拱頂各監(jiān)測點的沉降數(shù)據(jù)得到如下結(jié)論:

    (1) 當掌子面開挖到與測點距離相差110~115 倍洞徑時,隧道開挖就對地表產(chǎn)生影響,造成一定范圍的沉降。

    (2) 當開挖工作面推進到距離超過測點2~3 倍洞徑時,變形速率逐漸穩(wěn)定下來,主要是地層的變形逐漸趨于平緩。

    在開挖第5 步時,改變開挖步距( L 0 = 2 m、3 m、4 m) ,得到拱頂測點( i = 1 , j = 17) 的位移沉降歷史圖(圖3) 。  分析表明,在開挖步距L0 = 4 m 的情況下,檢測點

    注:菱形點、方點及三角點分別代表開挖步距為2 、3 、4 m 。

    圖3  不同開挖步距對應的拱頂沉降歷史

    ( i = 1 , j = 17) 地表下沉量約為L 0 = 1 m 的117 倍。在現(xiàn)有施工能力及組織水平的基礎上,根據(jù)圖示的數(shù)據(jù)比較,考慮選擇開挖步距L0 = 3 m 是較為合理的。在開挖第5 步時,改變臺階工作面長度( L = 2 m 、3 m、6 m) ,得到地表測點( i = 1 , j = 43) 的沉降歷史圖(圖4) 。

    注:菱形點、方點及三角點分別代表開挖步距為2 、3 、4 m 。

    圖4  不同臺階工作面長度對應的地表沉降歷史

    分析表明,適當降低臺階工作面長度對地表沉陷及拱頂下沉量的影響不大,但增大臺階工作面長度卻能明顯地減少地表的沉陷值及隧道的收斂變形值。在北京復—八線采用水平凍結(jié)法施工時,臺階工作面的合理優(yōu)化長度L = 5 m 。

    5  結(jié)論

    (1) 通過基于原型工程的數(shù)值模擬可得到隧道水平凍結(jié)法開挖施工中應力場、位移場分布特征。

    (2) 通過數(shù)值計算得到的考慮地表沉降情況下的合理凍結(jié)壁厚度為115 m 。

第7篇：隧道開挖要求范文

關鍵詞：圍巖、臺階法、單側(cè)壁導坑法、光面爆破、最大單響藥量

中文分類號：U455，文獻標識碼：B

1工程概況

鴨江隧道進出口均屬重慶市武隆縣鴨江鎮(zhèn)所轄，進洞口以南約200m斜坡坡腳為老國道319線，洞口所處斜坡中部有簡易機耕道通過，機耕道與老國道319線相連，需修建便道約200m，交通較為不便；出洞口以南約60m為在建南涪鐵路鴨江隧道，正前方為鐵路施工棄渣場，渣場向東約140m為鴨江至武隆公路，施工需修建便道約200m，交通較為方便。隧道大體沿構(gòu)造線方向布設，左線ZK13+868～ZK14+924.81、右線YK13+867.1～YK14+925.5，隧道穿越地帶相對高差達320m，隧道最大埋深200m。隧道區(qū)屬構(gòu)造剝蝕侵蝕深切低山斜坡地貌，Ⅳ級和Ⅴ級圍巖地段。

2隧道開挖

洞口土質(zhì)或易坍塌軟弱Ⅴ級圍巖地段采用環(huán)形導坑預留核心土法或單側(cè)壁導坑法開挖，Ⅳ級和Ⅴ級圍巖洞身深埋段采用臺階法開挖。

2.1臺階法開挖

Ⅳ級圍巖和Ⅴ級圍巖洞身深埋地段均采用臺階法開挖方式。該地段在進行超前預支護后開挖上臺階土石方，上臺階開挖主要以光面爆破為主要掘進手段，最后進行上臺階初期支護；臺階長度定為50m～80m；下臺階采用左右馬口不對稱開挖，開挖后立即進行初期支護，使圍巖盡早封閉成環(huán)，見臺階法施工步序圖

2.2環(huán)形導坑預留核心土法開挖

洞口土質(zhì)或易坍塌軟弱Ⅴ級圍巖地段采用環(huán)形導坑預留核心土法開挖。上半斷面采用光面減震爆破和機械開挖為主要手段（施工中能采用機械開挖的盡量采用機械開挖），待施工完拱部初期支護后，再開挖核心土，每次必須確保預留不下于5m的核心土巖柱；下臺階采用左右馬口側(cè)壁預留保護層不對稱開挖，側(cè)壁保護層厚度為70～100cm，采用人工開挖進行修整，開挖后立即進行初期支護，使圍巖盡早封閉成環(huán)，見環(huán)形導坑預留核心法施工步序圖。

施工工序如下：

1、上弧形導坑開挖

2、上弧形導坑拱部錨噴支護、鋼架支撐

洞口土質(zhì)或易坍塌軟弱Ⅴ級圍巖地段采用單側(cè)壁導坑法開挖。施工中把掌子面劃分為四個區(qū)，四個區(qū)依次進行錯位流水作業(yè)，首先在小導管超前預支護的前提下進行左側(cè)壁上半斷面的開挖、支護；待左側(cè)上半斷面完成5～10m后再進行左側(cè)壁下半斷面開挖和支護；當左

側(cè)壁下半斷面施工長度達到5m后，再進行右側(cè)壁上半斷面的開挖和支護；最后進行右側(cè)壁下半斷面開挖和支護，右側(cè)壁上半斷面同樣比下半斷面超前5～10m。施工中必須一掘一支護，嚴禁空頂作業(yè)，見單側(cè)壁導坑法施工步序圖。

洞口V級圍巖淺埋段按單側(cè)壁導坑法開挖，施工順序如下：

（一）左側(cè)上導坑開挖與初期支護

1、超前小導管預注漿完成后，開始導坑開挖

2、導坑初支，隧道噴射混凝土分兩次完成，初噴1～3cm，鋼架支撐安設后復噴至25cm，中隔墻一次噴夠5cm。

3、安設隧道1段工字鋼及中隔墻1段工字鋼。

（二）左側(cè)下導坑開挖與初期支護

4、待上導坑施工長度完成5～10m后開始導坑開挖

5、導坑初支，隧道噴射混凝土分兩次完成，初噴1～3cm，鋼架支撐安設后復噴至25cm，中隔墻一次噴夠5cm。

6、安設隧道2段工字鋼及中隔墻2段工字鋼。

（三）右側(cè)上導坑開挖與初期支護

7、待左側(cè)下導坑開挖長度到達5m后，開始右側(cè)上導坑開挖。

8、導坑初支，隧道噴射混凝土分兩次完成，初噴1～3cm，鋼架支撐安設后復噴至25cm。

9、安設隧道1段工字鋼

（四）右側(cè)下導坑開挖與初期支護

10、待上導坑施工長度完成5～10m后，開始導坑開挖導坑初支，隧道噴射混凝土分兩次完成，初噴1～3cm，鋼架支撐安設后復噴至25cm。

11、安設隧道3段工字鋼。

12、澆注仰拱混凝土。

13、澆注拱墻混凝土。

施工中注意事項：

1、循環(huán)長度根據(jù)襯砌臺車長度確定，最好開挖超過二次襯砌得長度不大于12m。一般要求二次襯砌緊跟開挖進行。

2、中隔墻設置18號工字鋼與隧道18工字鋼對應形成導坑初期支護的加勁措施，中隔墻工字鋼采用鋼板焊接連接。

3、中隔墻初期支護：Ø22砂漿錨桿，長0.8m環(huán)向間距1.0m，縱向間距0.8，C20噴砼5 cm。

4、支撐拆除要按照“先頂后拆”的原則進行。

5、開挖仰拱時，應注意防止邊墻受擠壓而內(nèi)移。

6、18工字鋼縱向以Ø22鋼筋連接，該鋼筋環(huán)向間距為1.0m。

7、此方法工作面窄，工序多，支撐用料大，造價 ，測量困難，但其最大的優(yōu)點是劃整為零，減小開挖跨徑而達到防止塌方的目的。因此，本方法原則上僅用于地質(zhì)條件差的洞口V級圍巖淺埋段和局部破碎帶。

3爆破設計

3.1、爆破方式

隧道開挖主要采用光面爆破，以確保開挖輪廓平整圓順，Ⅳ級圍巖地段單循環(huán)進尺不大于3.0m；Ⅴ級圍巖洞身深埋地段單循環(huán)進尺不大于2.0m；洞口土質(zhì)或易坍塌軟弱Ⅴ級圍巖地段單循環(huán)進尺不大于1.0m。施工中周邊眼采用φ25mm小藥卷進行間隔裝藥，掏槽眼、輔助眼、底板眼采用φ32mm藥卷連續(xù)裝藥。1、本圖尺寸注明者，余均以

3.2、設計原則

（1）爆破飛石距離控制：以爆破工作面為基準，爆破飛石距離控制在S≤50m，由于在隧道內(nèi)爆破，以不損壞成形隧道結(jié)構(gòu)及隧道內(nèi)施工設備為原則。

（2）爆破地震波控制：根據(jù)周圍建筑物及設施結(jié)構(gòu)和特性，按照《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）規(guī)定爆破振動安全允許標準，對居民一般磚房的爆破震動速度控制在V≤2.5cm/s，對相鄰鐵路隧道的爆破震動速度控制在V≤15cm/s。

（3）爆破沖擊波控制：由于在隧道內(nèi)爆破，無受沖擊波影響的建筑物，一次齊發(fā)藥量較小，沖擊波的危害可忽略不計。

3.3、最大單響藥量計算

經(jīng)過現(xiàn)場考察和資料顯示，隧道口離最近民房有110m，隧道右線距鐵路隧道最近處約40m，隧道左右線最小間距約17.5m，為防止爆破施工對以上近距離構(gòu)筑物的影響，根據(jù)《爆破安全規(guī)程》相關規(guī)定及世界著名爆破專家薩道夫斯基公式計算，并嚴格控制最大起爆單響裝藥量。

Q=R3(V/K)3/a

式中：

Q――炸藥量，齊發(fā)爆破為總裝藥量，延時爆破為最大一段單響藥量，kg；

R――控制點與爆源中心的距離，m；

V――保護對象所在地質(zhì)點安全允許振動速度，cm/s；

K，a――與爆破點至計算保護對象間的地形、地質(zhì)條件有關的系數(shù)；

根據(jù)隧道圍巖地質(zhì)條件，參照《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2003）規(guī)定，?。?/p>

K＝250，a＝1.8

代入上式，計算出最大允許單響藥量見下表：

3.4、鉆爆參數(shù)選擇

爆破參數(shù)的確定采用理論計算方法、工程類比法與現(xiàn)場試爆相結(jié)合，在保證爆破振動速度符合安全規(guī)定的前提下，提高隧道開挖成型質(zhì)量和施工進度。

除周邊眼之外的炮眼裝藥量均可按以下公式計算（周邊眼按照光面爆破設計）：

q=k×a×w×L×ё（kg）

式中q――單眼裝藥量（kg）：

k――炸藥單耗（kg/m³）；

a――炮眼間距（m）；

w――炮眼爆破方向的抵抗線（m）；

L――炮眼深度（m）；

ё――炮眼部位系數(shù)（參照下頁表所示）。

（5）炮眼堵塞

堵塞作用使炸藥在受約束條件下作充分爆炸進而提高能量利用率，因此堵塞長度不小于20cm，堵塞材料采用炮泥（組分砂:粘土:水=3:1:1）。堵塞質(zhì)量要求密實，不能有空隙和間斷，見Ⅳ、Ⅴ級圍巖炮孔布置圖。

3.5、裝藥結(jié)構(gòu)

周邊光爆孔采用間隔裝藥，并用導爆索、竹片把φ25藥卷綁扎成炸藥串裝入孔中，孔口用炮泥堵塞。其裝藥結(jié)構(gòu)見《光爆孔裝藥結(jié)構(gòu)示意圖》。

3.6、光面爆破質(zhì)量標準和技術要求

爆破后的圍巖面應圓順平整，無欠挖，超挖量控制在設計要求范圍內(nèi)。圍巖為整體性好的堅硬巖石時，炮眼痕跡率應大于85%，中硬巖石應大于80%，軟巖應大于60%。圍巖面上無粉碎巖石和明顯的裂縫，也不應有浮石（巖性不好時應無大浮石）。

測量現(xiàn)場畫出開挖斷面中線和輪廓線，根據(jù)鉆爆設計圖標出炮眼位置，開挖班組根據(jù)炮孔位置進行鉆孔，鉆孔完畢后再按炮眼布置圖進行檢查，合格后方可裝藥連線爆破。

爆破后進行敲邦找頂檢查，對存在的險情或隱患及時采取措施進行處理，并采用激光斷面儀檢查爆破效果和超欠挖情況，根據(jù)檢查結(jié)果不斷修正爆破參數(shù)，以便更好達到光爆效果

4 裝碴運輸

4.1主洞采用無軌運輸，裝碴采用挖掘機配合裝載機，出碴采用15t自卸汽車。

4.2 設備配置及循環(huán)時間計算

（1）、計算單車循環(huán)時間T0

T0=t1+t2+t3+t4+t5(min)

式中：t1―裝車時間(min)，此處取3min；

t2―載重行駛時間（min），此處洞外取0.5km，洞內(nèi)為1.0km，則L=1.5km；V1 :載重時的平均速度（km/h），此處取10km/h，所需9min；

t3―卸車時間（min），此處取1min；

t4―空車返回時間（min），V2：空車的平均速度（km/h），此處取20km/h，L=1.5km，所需時間4.5min；

t5―其他可能發(fā)生的停車時間（min），取1min；

代入各數(shù)值后，計算得T0=18.5min

（2）、車輛需要量計算

所需車輛數(shù)量為：

n=(t2+t3+t4+t5)/(t1+t6)+1

式中：t6―自卸汽車進入裝料點的對位時間（min），此處取1min，其余與上相同。

代入數(shù)值計算得：n≈5輛

（3）、計算循環(huán)時間T

T=QγT′/qK1K2

式中：Q―計劃生產(chǎn)量（m3），此處按Ⅳ級圍巖考慮，進尺按2.7m，則為265m3

T′―t1+t6（h），此處為(3+1)/60=0.067

γ―圍巖容重（t/m3）,此處取2.7

q―汽車載重量（t），此處為15

K1―汽車噸位利用系數(shù), 此處取0.85

K2―時間利用系數(shù), 此處取0.9

代入數(shù)值計算得：T=2.5h

即每個循環(huán)的出渣時間可在2.5小時之內(nèi)完成。

（4）、結(jié)論

在洞內(nèi)最大距離情況下，配備5臺15 t自卸汽車可在2.5小時內(nèi)完成進尺2.7m的裝碴任務。在開挖過程中，由于洞內(nèi)長度未達到最大值，故適當保證自卸汽車的數(shù)量即可滿足在2.5小時內(nèi)完成裝碴作業(yè)的要求。

5 結(jié)語

第8篇：隧道開挖要求范文

關鍵詞：超大斷面淺埋黃土隧道三臺階內(nèi)撐法施工技術

1概述

淺埋黃土隧道，一般處于坡積殘土、新黃土地層。新黃土大孔發(fā)育，具垂直節(jié)理，土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散一稍密一中密；含水量較小，一般為5％～15％；易產(chǎn)生天生橋和陷穴。覆蓋于地表。由于其垂直節(jié)理發(fā)育，在垂直節(jié)理面上因節(jié)理切割形成豎向軟弱面，軟弱面之間粘聚力很小，多個軟弱面互相切割，形成與周邊圍巖粘聚力很小的棱體，在下部開挖隧道時形成臨空面，受開挖擾動和支護缺陷。在重力的作用下棱體塌落形成塌方。破壞有持續(xù)發(fā)展的特點。

黃土隧道圍巖壓力按深淺埋有所不同，大量的研究表明：淺埋黃土隧道圍巖壓力主要為松動壓力。淺埋隧道兩側(cè)拱腰壓力較大，最大壓力在兩側(cè)邊墻腳處。黃土隧道圍巖壓力的另一個重要特點是側(cè)壓力較大，接近于垂直壓力。

2 三臺階內(nèi)撐法工藝流程土

第一步：上臺階弧形導坑開挖，噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護，架設鋼架并復噴砼至設計厚度，形成較穩(wěn)定的承載拱。

第二步：在上臺階開挖超過10m，保留5～7m核心土，在核心土后面，施工水平橫行內(nèi)撐及三支扇形支撐，與拱架焊接相連。

第三步：滯后上臺階10～20m，分左右側(cè)進行階開挖支護，注意拱架根部落到實處。

第四步：滯后階5～10m，分左右側(cè)進行下臺階開挖支護，注意拱架根部落到實處。

第五步：開挖仰拱，及時施作仰拱砼、填充混凝土，及早封閉成環(huán)。

第六步：根據(jù)圍巖量測結(jié)果，適時施作二次襯砌。

3 工程實例

3．1 工程概況

本項目大斷面隧道洞身開挖以青龍2＃隧道工程為例，青龍2＃隧道最大開挖斷面為212m2，普通開挖斷面為191m2。改DⅡK201+065-200為淺埋段，局部埋深僅1.6m；改DⅡK201+200-339段為淺埋偏壓段，埋深在8.3-28m之間，隧道設計為雙線隧道。隧道線間距為5.0～4.43m。

隧道區(qū)表覆第四系全新坡洪積(Q3dl+pl)新黃土，第四系中更新統(tǒng)洪積層(Q2pl)老黃土，新黃土淺黃色,堅硬，以粉粒為主，土質(zhì)均勻，具蟲孔，大孔隙，含云母，白色假菌絲，具濕陷性；老黃土黃褐色，堅硬，以黏粒為主，土質(zhì)均勻，含云母，白色假菌性絲，鈣質(zhì)結(jié)合，呈散體狀結(jié)構(gòu)。地表分布新黃土，據(jù)分析，該土層具濕陷性，濕陷系數(shù)δs=0.031-0.055，為自重濕陷場地，濕陷等級為Ⅱ級，勘測未見地下水，雨季有少量孔隙水。隧道襯砌支護參數(shù)如下表

3．2 工程施工

1、上臺階弧形導坑開挖支護

上臺階弧形導坑開外，每循環(huán)一榀，約70cm。開挖高度為4.5米，在保證安全的前提下方便挖掘機操作。核心土長5米，上寬5米，下寬10米，既保證操作空間，又盡可能保證核心土留大，以保證安全。

上臺階超前階10～20m。開挖方式采用挖掘機成型，按照測量的輪廓線，人工配合風鎬修邊，使其符合輪廓要求，不欠挖。

上臺階施工要點：

1）核心土保留5m即可，隨著開挖的前進而隨上臺階挖去。

2）經(jīng)檢查，開挖輪廓符合要求后進行初噴混凝土，噴厚約4cm，以封閉圍巖。噴時自下而上，噴槍距受噴面約100m，基本垂直。

3）按照設計在加工棚加工好鋼拱架，運到現(xiàn)場。人工對拱架落腳處進行夯實，立拱架，先兩側(cè)，在拱頂拼接合龍。吊線檢查，固定。焊接連接鋼筋，連接筋間距100cm。

4）焊接鋼筋網(wǎng)片，注意鋼筋網(wǎng)片搭接，到邊到底，不留空。

5）施工鎖腳錨桿，鎖腳錨桿長4m，在拱架根部以上100cm內(nèi)布置，緊貼拱架兩側(cè)施做，尾部與拱架焊接，每端4根共8根，

6）施工錨桿，錨桿長度、間距符合設計，錨桿，錨桿尾部與拱架焊接，使其連成一整體。

7）噴射混凝土，噴射混凝土自下而上噴射，厚度分兩次施工，以免過厚造成掉塊。

2、內(nèi)支撐施做

內(nèi)支撐在核心土開挖后進行施工，采用雙工字鋼合并做橫向水平撐，支頂?shù)揭寻惭b的型鋼支撐上，并與之焊接牢固；在水平橫支撐上立三支扇形支撐，一支豎直，兩支在一端與豎直撐并在一起，另外一端分散撐在同一榀型鋼拱架上，與之焊接牢固，像折扇的扇骨。

施工要點：

1）扇形支撐與橫行水平支撐連接牢固，支撐與型鋼拱架焊接牢固。

2）扇形支撐必須在階開挖前立好。

3）扇形支撐的位置應保證上臺階的開挖操作空間，以保證上臺階的施工。

3、階開挖

中、下臺階開挖分左右兩側(cè)，階滯后上臺階約10～20m，階開挖高度約3m，左右側(cè)錯開5～10m，階開挖，每次挖1～2榀，視監(jiān)控量測數(shù)據(jù)而定。機械開挖，預留10～15cm人工修正。開挖到位要及時進行支護，封閉圍巖。

階施工要點

1）開挖注意要保護好上臺階的拱架，并保證扇形支撐腳部的“保安巖柱”（也即是扇形支撐下的圍巖），拱腳處須人工清理干凈土及混凝土，在拱架間噴射混凝土厚度不夠部分，要鑿除，以保證初支質(zhì)量。

2）階支護，在人工修邊時，要注意拱架高度，在拱架落腳處預留5cm，進行夯實。連接板對接良好，4個螺絲上緊。

3）焊接連接筋及鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片要與上部網(wǎng)片搭接在一起，不留空，其余要求與拱部相同。

4）施工錨桿，特別要注意施工好鎖腳錨桿，要求與拱部相同。

5）噴射混凝土，要求與上臺階相同。

4、下臺階開挖支護

下臺階施工滯后階約5～10m，其余施工參考階施工工藝。

5、仰拱開挖支護

仰拱開挖前，拆除開挖樁號內(nèi)的扇形支撐及保安巖柱。

仰拱開挖按照全幅進行，每循環(huán)開挖不超過6m。開挖時，注意不要挖到下臺階已經(jīng)安裝好的拱架，拱腳處不能超挖，以免掉拱。

在開挖到位后進行仰拱支護，把下臺階拱架用人工清理出來，連接板對接。

連接筋焊接，連接筋間距為100cm，6m通長焊接在一起，以保證仰拱拱架的穩(wěn)定性。

噴射混凝土，要求與拱部同。

4 結(jié)語

1、在洞身開挖中，必須密切注意洞身圍巖的變化，黃土地區(qū)，特別要關注圍巖的含水量變化，這關系到支護體系是否合適，含水量變大，說明圍巖有突變的可能，較弱的支護參數(shù)會導致圍巖失穩(wěn)。

2、在斷面比較大的情況下，必須縮小斷面開挖，否則，很容易出現(xiàn)險情，造成無法挽救的損失。

3、中、下臺階開挖，左右兩側(cè)須錯開5m以上距離，同一榀拱架不得同時落腳。

4、上臺階開挖進尺以一榀拱架間距為循環(huán)進尺，中、下臺階視圍巖情況，可以開挖2～3榀的間距，及時封閉圍巖。

5、開挖以機械開挖至輪廓線以內(nèi)10cm處，然后人工配合小型機具修邊，以控制超挖。

6、每次開挖，支護拱架拱腳落到實處，鎖腳錨桿與拱腳焊接牢固。

第9篇：隧道開挖要求范文

【關鍵詞】明挖法；地鐵；人行地通道

1、引言

照母山立交工程位于重慶市星光大道、金開大道兩條道路交叉處，由擬建金開大道主線高架橋、改建星光大道延伸段至照母山隧道、新建三條匝道及人行地通道、人行天橋組成。修建的目的是實現(xiàn)花溝片區(qū)與大竹林片區(qū)的銜接與交流。擬建人行地通道下穿金開大道，跨越軌道五號線地鐵區(qū)間隧道，位于軌道控制保護區(qū)內(nèi)。地通道采用明挖法施工，全長42m，為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。由于人行地通道的施工對地鐵區(qū)間隧道構(gòu)成潛在的風險，為此，本文對人行地通道施工過程中地鐵隧道的位移和應力狀態(tài)進行安全評估，其分析結(jié)果可作為同類工程的參考依據(jù)。

2、計算模型

采用有限元軟件Midas-GTS進行二維開挖分析，計算范圍為長70m，高55m的二維模型，經(jīng)過優(yōu)化后的網(wǎng)格如圖1所示。地通道底板到地鐵隧道結(jié)構(gòu)頂?shù)呢Q直距離為16.99m，兩條地鐵隧道線間凈距為16.4m，隧道初期支護厚度為0.23m，二襯厚度為0.35m。計算范圍內(nèi)的巖土體采用二維平面應變單元計算；隧道襯砌采用梁單元計算。

圖1有限元網(wǎng)格

3、材料參數(shù)及計算條件

3.1材料參數(shù)

本次計算區(qū)域位于照母山立交人行地通道與軌道五號線區(qū)間隧道相交地段，區(qū)間隧道位于人行地通道正下方，計算范圍內(nèi)的隧道圍巖以素填土和中風化砂質(zhì)泥巖為主，局部夾粉質(zhì)粘土層和強風化泥巖層。區(qū)間隧道位于中風化泥巖層中，圍巖級別為V級。有限元計算采用的單元類型及材料參數(shù)如表1所示，考慮施工對周圍巖土體擾動，材料參數(shù)根據(jù)地勘資料提供的設計參考值按0.85倍折減。

3.2 計算前提

計算荷載：結(jié)構(gòu)自重；巖土體開挖產(chǎn)生的圍巖釋放荷載；人行地通道正常運營后產(chǎn)生的人群附加荷載5kPa。

邊界條件：模型底面約束豎直方向的自由度，側(cè)面約束水平向的自由度，地表為自由面。

程序使用“生死”單元的方法實現(xiàn)基坑開挖、回填和結(jié)構(gòu)物的修建。巖、土體材料的屈服條件采用莫爾-庫侖屈服準則。

3.3 模擬開挖過程

（1）為簡化計算，縮短計算時間，區(qū)間隧道采用全斷面一次性開挖模擬，并且一次性施作好襯砌，即先計算初始靜力場；然后全斷面開挖隧道，再修筑襯砌。

（2）地通道開挖引起區(qū)間隧道上方圍巖卸載，模擬明挖施工對區(qū)間隧道受力影響；

（3）地通道結(jié)構(gòu)施作后人工回填，模擬地通道施工完成后對區(qū)間隧道受力影響；

（4）施加地通道的人群荷載，模擬正常使用時的狀態(tài)。

4、計算結(jié)果

圖2截面位置示意圖

對有限元模型進行模擬計算可以得到在人行地通道施工開挖、回填土體和正常使用三個階段，地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力。對區(qū)間隧道指定截面（如圖2所示）的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，按照《鐵路隧道設計規(guī)范》（TB10003―2005）計算各截面在偏心受壓下的安全系數(shù)見表3。地鐵區(qū)間隧道在三個階段的最大位移見表2。

由以上數(shù)據(jù)可知，地鐵區(qū)間隧道在人行地通道施工開挖、回填土體和正常使用三個階段的產(chǎn)生的最大變形在10mm內(nèi)，其結(jié)構(gòu)內(nèi)力按規(guī)范計算滿足承載力要求和抗裂要求。因此，人行地通道的施工不會對地鐵區(qū)間隧道造成危險。

結(jié) 論

通過照母山立交工程人行地通道施工及使用期間對軌道五號線地鐵區(qū)間隧道影響的有限元計算可以得到如下結(jié)論：

（1）人行地通道施工對地鐵區(qū)間隧道的影響，主要是造成區(qū)間隧道上方圍巖卸載，使隧道受力狀態(tài)產(chǎn)生變化，隧道最大變形隨著施工開挖、回填土體及地通道正常使用呈減小趨勢，結(jié)構(gòu)的安全性能滿足承載力要求和抗裂要求，地通道施工不會對地鐵區(qū)間隧道造成危險。

（2）因地鐵區(qū)間隧道已經(jīng)修建完成，所以人行地通道施工時，應采用人工開挖或機械開挖方式，不得采取爆破開挖；應做好防排水工作，防止地表降水沿裂隙下滲至區(qū)間隧道；施工過程中應對隧道變形進行嚴格監(jiān)控，確保對區(qū)間隧道的影響在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)變形超限，或者變形發(fā)展超速，應立刻停止施工，直到找出原因并采取有效對策后才能繼續(xù)施工。

參考文獻

[1]吉茂杰，劉國彬.開挖卸荷引起地鐵隧道位移的預測方法[J].同濟大學學報（自然科學版），2001，29（5）：531-535.