巖石隧道施工方法
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巖石隧道施工方法范文第1篇
關鍵詞：有限元法；軟弱圍巖；應力分析；變形分析
中圖分類號：TU31 文獻標示碼：A
1 概述
軟弱圍巖是隧道常見的穿越區，圍巖的穩定性是目前影響隧道工程質量的主要因素。如何開挖巖體使其初始狀態不受過大擾動，從而使巖體處于相對穩定狀態，是一個非常復雜的問題。本文通過有限元分析法對隧道周圍巖層進行不同方式開挖下應力和變形分析，尋求使圍巖受到較小擾動的施工方案，進而使隧道工程的施工及使用更加安全、可靠。
2 工程概況及分析計算的原理、模型
2.1 工程概況
某隧道工程位于韶關北部的山區中，屬于山中地形，以構造腐蝕作用為主，主要巖性為第四紀下灰色、褐色、灰白色花崗巖石，部分夾白云質灰巖。設計凈跨寬度約為9.6m，凈空高度為5.6m的半。立墻圓拱形斷面，在二類結構圍巖中最大開挖寬度為10.5m，高度為6.5m。隧道最大埋深58m。全風化層層為灰褐色、灰白色花崗巖，半巖土狀，中心破碎，平均層厚約為40m；強腐蝕帶為淺灰色、灰褐色花崗巖，節理裂隙發育作用較強，平均層厚度27m；弱風化巖層為巖性較好的玄武巖。施工地段內地下水排泄較為順暢。
2.2 設計原理
2.3 計算模型
我們知道隧道開挖僅對圍巖周圍一定范圍內產生較明顯的影響，而距開挖部位較遠的地方，應力及變形變化會很小，距三倍洞跨處其應力和變形變化一般都在3%以下，為減小有限元模型中邊界條件對運算結果產生的不利影響，計算模型的邊界范圍取等于三倍洞跨進行有限元模擬計算。隧道斷面如圖1。
根據有限元計算方法的基本原理，計算時把不同地層的巖體看作均質來考慮，在平面單元有限元計算中二次襯砌采用梁桿單元模擬，錨桿用軸力單元模擬，荷載為周圍巖石結構自重和邊界上部巖體的壓力。取對整個開挖隧道最不利區段的斷面進行有限元計算模擬。選取隧道圍巖及支護材料的計算參數見表1。
3 模擬計算結果
3.1 上下臺階開挖法：首先，隧道拱部采用上臺階開挖法；其次，已經開挖的拱部打入錨桿并噴射混凝土進行初期支護；第三步，采用下臺階法開挖；第四步，對隧道兩側立墻進行支護；第五步，對開挖的隧道斷面進行整體二次襯砌。則采用不同工序下圍巖拱頂、左右拱角、左右立墻中部關鍵點的位移情況見表2。
當拱部開挖后在拱部頂部區域和開挖面底部圍巖中出現了應力較為集中現象，其最大應力為4.99MPa。當下臺階開挖后，在拱肩部的臨時支護層中也出現應力較為集中現象，其最大應力為3.50MPa。
3.2 兩側超前施工法：第一步，對隧道設計斷面的兩側同時進行超前開挖；第二步，對已開挖部分進行錨桿支護并施作噴射混凝土初期支護；第三步，對剩余部分進行開挖；第四步將開挖斷面先進行初期支護并對整個斷面進行永久性二次襯砌支護。
隧道斷面兩側導洞開挖后在導洞斷面底部及拱角與剩余部位相交處出現了應力集中現象，最大應力為1.35MPa。開挖出現斷面二次襯砌完成后在襯砌底部出現應力集中，最大應力為2.36MPa。
3.3 中壁CRD施工法：首先，采用上臺階法對左部開挖；其次，對已經開挖的拱部打入錨桿并及時噴射混凝土進行支護；第三步，采用上臺階法開挖右半部分；同樣，對開挖部分打入錨桿并噴射混凝土支護；第四步，采用下臺階法左下部分開挖施工，然后對新開挖部分打入錨桿和噴射混凝土初期支護；第五步，同樣采用下臺階法開挖隧道斷面的右下部分；第六步，對開挖部分打入錨桿并噴射混凝土初期支護。最后對全斷面進行二次襯砌施工。
隧道拱部左半部分開挖后在開挖斷面頂部引起圍巖應力重分布，最大應力為0.935MPa。二次襯砌完成后在斷面底角部位形成應力集中，最大應力2.36MPa。
4 結果分析
4.1 根據計算結果，三種有限元分析的模擬施工方法均無塑性區出現，故都是可行的施工方法。通過對比：兩側開挖優于其它兩種方案，與上下臺階開挖相比較，兩側開挖方案在應力和位移量上都小于上下臺階分步開挖；上下臺階開挖與中壁CRD法相比，中壁CRD法開挖造成過大的應力集中，數值上比上下臺階開挖大，造成的位移量也較大。
4.2 通過對不同方案計算結果的應力場和位移場的變化分析，發現開挖次數過多，并不會使位移量和應力減少。在每次開挖后都會有巖層位移的增加，而襯砌支護后位移量又會減少，這說明襯砌支護在隧道開挖過程中的作用是非常明顯的。
4.3 運用有限元分析法對隧道圍巖進行應力和應變進行分析，比傳統的實驗方法節約大量的費用和時間。
參考文獻
[1]潘昌實.隧道力學數值方法[M].北京：中國鐵道出版社，1995.
巖石隧道施工方法范文第2篇
【關鍵詞】隧道；大斷面；V型圍巖；鉆爆法；施工方案
中圖分類號： 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8500（2014）03-0108-02
一、工程概況
雅瀘高速公路C3合同段老虎石隧道位于雅安市滎經縣，左線隧道起訖里程為K31+613～K33+325，隧道長1712m；右線隧道起訖里程為YK31+613～K33+303，隧道長度長1690m。隧道最大埋深420m，圍巖多呈“V”型，斷面尺寸為：寬1278cm×高1005cm。
二、鉆爆設計
（一）鉆爆法開挖作業工序
測量放樣布眼臺車（臺架）及風水管路就位鉆眼裝藥堵塞聯結起爆網絡起爆通風找頂清理危石出碴清底。
鉆爆法施工時，綜合考慮地質條件、開挖斷面、開挖進尺、爆破器材等條件，并通過爆破試驗確定爆破參數，試驗時參照光面爆破參數表。
（二）光面爆破施工的要求
1.殘留炮孔痕跡，應在開挖輪廓面上均勻分布。炮孔痕跡保留率：硬巖不少于80%，中硬巖不少于70%，軟巖不少于50%。
2.相鄰兩孔之間的巖面平整，孔壁不應有明顯的爆破裂隙。
3.相鄰兩孔之間出現的臺階形誤差不得大于150mm。
光面爆破參數表1
（1） 爆破參數選擇
Ⅴ型圍巖采用上下臺階法開挖掘進，軟質巖施工要控制周邊光爆孔，確保無超欠挖。爆破器材選用2#巖石乳化炸藥，塑料導爆管電雷管起爆系統毫秒微差有序起爆。采用人工鉆孔，其光面爆破設計如下：鉆爆采用楔形掏槽眼方法，孔口直徑均采用Φ42mm，利用2#巖石乳化炸藥。
①炸藥類型：2號巖石乳化炸藥。
②雷管類型：非電毫秒雷管。
③孔口直徑：Φ42mm。
④周邊眼間距：50cm。
⑤周邊眼裝藥密度：0.07～0.15kg/m。
4.V 型圍巖開挖鉆爆設計圖
圖1 V 型圍巖上下臺階鉆爆設計圖
圖2 周邊眼裝藥示意圖
圖3 上斷面楔形掏槽眼設計圖
V型圍巖上斷面光面爆破設計參數表
V型圍巖下斷面光面爆破設計參數表
三、鉆爆作業
（一）鉆爆作業按照鉆爆設計進行。當開挖條件出現變化時，爆破技術應隨圍巖條件的變化而作相應改變。
（二）鉆炮眼前繪出開挖斷面的中線、水平和斷面輪廓，并根據爆破設計標出炮眼的位置，經檢查符合設計要求后，方可鉆眼。
（三）炮眼的深度、角度、間距應按設計要求確定，并應符合設計精度要求。鉆眼完畢，應按炮眼布置圖進行檢查，并做好記錄，經檢查合格后，方可裝藥。裝藥前應將炮眼內泥漿、存水及石粉吹洗干凈，所有裝藥的炮眼均應及時堵塞炮泥，周邊眼的堵塞長度不小于200mm。
（四）周邊眼以一次同時起爆。當在軟巖地段必須對爆破震動加以控制時，周邊眼可根據地質條件分組起爆。
（五）爆破后應設專人負責清幫清頂，同時要對開挖面和未襯砌地段立即進行檢查，如察覺可能產生險情時，立即采取措施，及時處理。
（六）襯砌斷面的開挖爆破屬分部開挖作業，應嚴格遵守“短進尺、弱爆破”的原則，遵守有關“爆破與震動”的作業要求；核心圍巖的開挖爆破，不得對已襯砌結構的安全產生影響甚至破壞。
V型圍巖爆破效果圖
四、超欠挖控制措施
鉆爆法開挖是否經濟、高效，關鍵是控制好超欠挖。項目部成立超欠挖管理領導小組，編制超欠挖管理辦法，并嚴格執行。
（一）鉆爆施工中將采取如下措施
1.根據不同地質情況，選擇合理的鉆爆參數，選配多種爆破器材，完善爆破工藝，提高爆破效果。
2.提高畫線、鉆眼精度，尤其是周邊眼的精度，是直接影響超欠挖的主要因素，因此要認真測畫中線高程，準確畫出開挖輪廓線。
3.提高裝藥質量，杜絕隨意性， 防止雷管混裝。
（二）斷面輪廓檢查及信息反饋
了解開挖后斷面各點的超欠挖情況，分析超欠挖原因，及時更改爆破設計，減少誤差，配專職測量工檢查開挖斷面。
五、主要經濟技術指標
V型圍巖上下斷面光面爆破主要經濟技術指標
通過以上鉆爆法爆破施工方案，雅瀘高速C3項目老虎石隧道大斷面V型圍巖于2009年10月5日施工順利完成。采用本方案的鉆爆法，根據實際圍巖狀況適當調整爆破參數，達到最佳爆破效果。一是能夠很好的控制超欠挖，立設鋼拱架無侵限現象，節約時間；二是有效的控制裝藥量，節約炸材。三是有效的控制噴射混凝土厚度，節約噴射混凝土用量。
參考文獻：
[1]四川省交通廳公路規劃勘察設計研究院.老虎石隧道兩階段設計圖文件
巖石隧道施工方法范文第3篇
Abstract： Due to its unique advantages， multi-arch tunnel is widely used in road construction. According to related materials and some data， this article briefly introduces double multi-arch highway tunnel construction method.
關鍵詞： 雙連拱；公路隧道；施工方法；研究
Key words： double multi-arch；highway tunnel；construction method；research
中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）16-0164-02
0 引言
在我國高等級的公路和市政道路的建設過程中，為了在一定程度上能夠獲得良好的經濟效益，工程技術人員從公路的整體路線、工程的造價等因素進行綜合考慮，施工過程中大多都采用了雙連拱隧道方案。根據我國目前設計施工技術的研究現狀得知：施工中不同程度地出現過開挖過程中的圍巖坍塌，建筑墻面出現大面積裂縫，工程造價難于控制等問題。因此，針對這些方面，在雙連拱隧道建設過程中實施合理的施工技術成了重要問題。
1 研究背景
在我國目前已經建成的公路中，在關于隧道問題的解決上，主要采用了雙洞分離的方案進行建設整修，在這方面的經驗是十分豐富的，但是在那種比較特殊的地區，通過對實際的線型、造價和連接方式進行綜合分析，繼續采用雙洞分離的方案進行施工是不可取的，因此，為了在一定程度上獲得良好的經濟效果，雙連拱隧道成了重要的方案，目前在四川、重慶等許多省市在建的公路中，大多都采用了雙連拱隧道。
據調查得知，正在修建中的浙江省金麗溫高速公路主要在地質及地形條件十分復雜的山嶺重丘區通過，為了在一定程度上能夠獲得良好的經濟效果，對其實際情況進行綜合考慮后，采用了連拱隧道的方案，由于它的總長度為90公里，因此，連拱隧道就有20座之余，同時，連拱隧道建設過程中的規模和難度更是公路建設中前所未有的。為很好的解決連拱隧道施工過程中的相關技術問題，對建設中的金麗溫進行直接指導，經過許多人員的共同研究，終于找出了最佳方案。對此，下面就針對雙連拱隧道施工工程中的合理方法進行系列研究。
2 雙連拱隧道工程的發展現狀及研究方法
2.1 發展現狀 國外的許多國家在修建過程中都采用連拱技術，并有著相當豐富的施工經驗。就拿日本來說，它在高等級公路隧道和城市隧道中也采用了連拱隧道，主要的施工方法有以下幾種：三導洞全斷面施工方法、三導洞半斷面施工方法、三導洞CD施工方法等，現階段對連拱的研究主要是：對于那種不良地質條件下的地層處理、開挖方式和方法以及超大斷面隧道的開挖方式和方法的研究。
2.2 研究方法 在對地下進行施工時，要先對地下工程進行設計計算，它的計算過程中存在著結構模式和共同作用模式。結構模式比較簡單，是長期以來的主導方法，缺點主要是將圍巖和結構進行一定程度上的割裂，使其無法真正對施工過程中的圍巖力學進行描述，包括地表及地中的位移。共同作用模式主要是對連續介質力學的研究，目前對單孔隧道研究的比較多。
隧道研究過程中最好用的方法是現場原型試驗，它通過在一定程度上對現場的數據進行研究，不僅可以為施工提供很好的依據，還能在一定程度上做到直接指導工程。目前，國內外的許多大型工程都采用這種現場試驗的方法。現場試驗主要包括：周邊位移測量、圍巖深部位移測量、地質觀察等，對連拱隧道來說，它的研究成果主要體現在：通過這種現場原型試驗，可以取得圍巖的動態特征，判別它的實際受力情況，及時建立現場監控，并提出解決過程中出現不良情況時的應對措施。
隧道過程中使用最多的一種方法是模型試驗，它具有非常全面的優點，還可以在一定程度上滿足別的方法所不能滿足的條件，模型試驗可以說是一種定性實驗，也可以是計算結構時的輔助工具，它還可以作為獨立工具。對模型試驗進行準確分析是技術人員需要重視的，國內外利用模型試驗對施工過程中的結構研究有著非常多的案例，也可以說，用模型試驗的方法對隧道及地下工程進行系列研究，國內外已經取得很大的成績，并且它的理論已經日益完善。據調查得知，隨著計算機的不斷引入，在1962年的巖土力學研究上取得了很大的進步，特別是針對巖土力學的數值和模擬方面，它的這一研究成果為以后的進一步研究提供了有利條件，數值模擬的方法有：邊界元法、有限元法、無單元法等，這些方法的相繼出現，在科研方面有著舉足輕重的作用。在隧道的研究過程中，如果只是單純的采用一種方法，在一定程度上很難做到得出正確的結論，如果在分析過程中，稍微出現點問題，就會產生很大的影響。如果運用上面的方法，就有可能避免分析中的錯誤。下面，就簡要介紹一下雙連拱公路隧道的施工方法。
3 施工方法
3.1 三導洞施工法 三導洞施工法除了在墻的位置開挖一個導洞外，還要在上、下兩側進行導洞的開挖，當中墻混凝土和邊墻混凝土施工完成后再進行正洞的開挖施工，這屬于先墻后拱法。方法原理主要是把一個大洞分成多個小洞，然后再利用小洞的有利特點，構成穩定的支護。兩側的導洞主要是為了解決側墻的支撐，中導洞則是為了為其提供支撐點。這種施工方法的優點是：工期短，成本低；安全可靠，在處理過程中進行了結構的轉化，可以保證施工過程中的安全性；工序簡單，拆除量小等。當然，它也存在著一定的缺點，那就是：滲水現象發生的比較頻繁，在一定程度上加大了成本，造價高，施工斷面比較小。
3.2 中導洞施工法 中導洞施工就是先把中間的洞穿透，并在此基礎上砌筑中墻和左右洞，其他部分按單洞掘進。相對于三導洞的施工方法，這種中導洞施工方法的優點是：工序比較簡單、機械化程度也比較高；初期進行支護施工時工作量小、施工進度快，在一些方面節約了成本；對中導洞進行施工，主要就是為了能夠為后面的洞提供條件。缺點是：由于該地地質條件比較復雜，因此圍巖地段不利于施工的開展，會導致安全問題的發生；先對中間進行施工，會導致過程中中墻變形、滲水等問題的出現。
3.3 無導洞施工法 雙連拱隧道按兩個單獨的單洞進行考慮，也就是這兩個洞是獨立的，各個形成系統結構。開挖過程中要結合相應的地形條件，嚴格按照單洞開挖方式進行，在開挖時盡量避免對先行洞的破壞。無導洞的優點是：通過所采取的單洞排水系統，可以在一定程度上提高工程質量；在一定程度上減少了工序，縮短了工程時間；在減少開挖支護的同時，也降低了施工過程中的工程造價；進度快，工期短。無導洞施工過程中要確保注意一下幾點：對于那種過程中先施工的單洞，中墻也應該和它們一起進行支護保護，為了保持結構的平衡性，中墻應根據施工的實際情況進行支護的加強，比如，可以在中墻把錨桿和圍巖進行連接，為先施工的單洞在一定程度上提供支撐；后施工的洞應該格外注意對稱性，以免受到不對稱受力的影響，從而造成不可避免的破壞。
由于雙連拱隧道是由兩座隧道通過相同的墻連接在一起的雙洞隧道，因此它是一種具有發展前景的結構隧道。因此，它的施工方法可以總結為以上三種，在對雙連拱隧道進行開挖過程中要格外注意中墻的安全性，避免施工過程中出現坍塌，在一定程度上影響著施工的進度。
4 結語
綜上所述，進行雙連拱施工過程中應該時刻注意方法的選取，因為，好的方法決定好的未來，就好比說：好的學習方法，可以更快速地促進一個人的發展。在建設行業也是一樣的道理，經濟的快速發展，帶動著產業鏈的擴大，當然，這是需要一定的條件為其提供相應的基礎，只有在好基礎上開展工作，才能更好的進步。本文通過相關資料對雙連拱隧道進行了系列講解，主要是希望借此告訴大家：在對公路隧道進行施工時，對方法的選取是非常重要的，但是，并不是所有的方法都是固定的、一成不變的，這需要在以后的生活中工程師們的不斷創新和實驗，從而更好的為我國的建筑事業發展作出貢獻。
參考文獻：
[1]王昌勝.淺埋偏壓連拱隧道施工順序及支護結構力學行為研究[D].中南大學，2012.
巖石隧道施工方法范文第4篇
【關鍵詞】軌道交通；礦山法；區間隧道；防水施工
中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：
一．引言
隨著經濟的發展，軌道交通已經成為了一種較為普遍的交通形式。軌道交通的防水工作至關重要，如果處理不好，則很容易引起質量事故，輕則開裂滲漏，影響壽命，重則危及結構安全，影響使用，所以加強其防水研究十分必要。
二．結構防水概述
1．設計原則
（1）結構防水設計遵循“以防為主、剛柔結合、多道防線、因地制宜、綜合治理”的原則。只有在漏水量小于規范要求的前提下，才允許進入主體結構內部的極少量滲水疏排。
（2）采用鋼筋混凝土結構自防水體系，輔以柔性全包防水層的防水體系，多道防線并重，施工縫、變形縫等接縫防水為防水重點。
2．防水標準
區間隧道及連接通道等附屬結構的防水等級為一級，頂部不允許滴漏，其他不允許漏水，結構表面可有少量濕漬，總濕漬面積不應大于總防水面積的6/1000，任意100㎡防水面積上的濕漬不超過4處，單個濕漬最大面積不應大于0.2㎡。
三．我國隧道防水現狀
1.隧道工程防水設計技術現狀我國防水設計從總體上肯定了遵循“防、排、截、堵，剛柔結合，因地制宜，綜合治理”和堅持“多道設防、多種材料復合使用”的原則，并總結出了在不同類型工程中采用防排結合(或是以堵為主，以疏為輔)、材料防水與構造防水結合、柔性防水材料(卷材、涂料)與接縫密封材料互補并用等設計方法。防水設計是十分重要的。
2.隧道工程防水規定及存在的問題存在問題主要表現在如下幾個方面：隧道防水的等級不明確；大部分隧道規范對防水等級的劃分比較模糊；隧道防水的設計依據不充分；防水設計脫離結構設計，不能綜合考慮。隧道工程設計在制訂圍護結構主體防水方案時，難以充分掌握工程不同區間的水文地質變化情況和在施工過程中將會出現哪些滲漏狀況及其滲漏程度。設計部門很少有專門研究防水材料、負責防水設計的人員，面對數百種各種各樣的防水材料和各自不同的特點，要他們完全正確地使用每一種材料，充分發揮各種材料的優點，自然是困難的。
3.隧道工程施工技術現狀施工技術和工藝裝備日趨成熟，基本上可以適應各類新型防水材料的發展。許多施工單位通過大量工程實踐，總結制訂出的一些適用性強，能夠解決滲漏水問題的操作規程或防水工法，在保證防水工程的質量中發揮了重要作用。然而，由于施工過程出現滲漏的隨機性很強，往往處于邊施工邊堵漏的局面，相當多的工程在施工后期和竣工后需要進行多次維修。因而對承擔該類地下工程的施工單位的資質與防水技術水平提出了更高要求。
四．礦山法區間隧道防水施工技術
1．初期支護
地下工程的初期支護為噴射混凝土，由施工工藝的限制，不能進行振搗，鋼筋網及格柵鋼架中的迎水面鋼筋背面常噴不密實，出現空洞。另外，噴射混凝土直接接觸巖土面，在開挖面有滴水的情況下，水會增大混凝土局部水灰比，待混凝土凝固后，多余的水分蒸發之后就會形成滲水通路。一般來講，噴射混凝土可以降低滲水量，但無法完全防住滲水。
2．全封閉防水層
（1）設在初期支護與二次襯砌之間的全封閉的防水層，采用1.5㎜厚PVC防水板和400g/㎡無紡布保護層，材料選型時要求防水板具有較高的強度、延伸性及耐久性。鋪設工藝：先對初支基面找平，初支表面凸出鋼筋及鋼管頭要切割掉，摸平，抹上沙漿，另外，要把基面的泥土浮渣清洗干凈。
（2）先仰拱后拱墻環向全斷面鋪設無紡布，采用鋼釘加塑料圓墊片將無紡布釘在初支砼表面，呈梅花型布置。鋪設完無紡布后，采用同樣的順序鋪設PVC防水板,用熱吹風槍將PVC防水板黏合于塑料圓墊片上，再用雙縫熱熔焊機順所留接縫搭接部位進行焊接，橫向與縱向焊縫接口部位人工補焊。
理論上說,防水板防水的效果應該是很好的，但是防水板的實際效果往往受材料本身質量及施工工藝問題、施工質量等許多因素的制約，存在以下質量問題：
①防水板施工中，對不能采用機械焊接的部位（如交叉接點處，破損處），一般采用烙鐵或熱吹風機融化板材，再用手按壓黏接。由于材料熔點較高（>200℃）這樣施工的焊縫不可能完全達到密封要求。
②由于初支面不能做到完全平整，防水板在施工中又容易被人為破壞（被初支表面硬物或鋼筋擊穿，被鋼筋焊渣燒穿等）
③防水板在高水頭的靜水壓作用下，只要防水板有一處破損，地下水就會通過破損處滲入到防水板與二次襯砌混凝土之間。
④防水板外側的無紡布保護層本身是一個導水層，在防水層外側形成一道透水通路。由于初支與防水板不可能全面密貼，特別是隧道頂部的防水板在兩側受已施工完畢混凝土側墻的約束，更容易在拱部形成大的空洞。這些空洞在二次襯砌外側形成透水通道，對排水不利，又使二次襯砌承受較大的外水壓力，對結構的安全有一定的損害。
⑤當隧道二次襯砌施工完畢后，如發現滲水現象也無法修補防水板。
3．二襯背后回填注漿
（1）由于二次襯砌混凝土在凝固后，會產生收縮，這樣會造成二襯混凝土與防水板之間有一定的縫隙，如防水板破損，這些縫隙就形成水流通道，直至全斷面。此縫隙就由回填注漿來填充。既能起到防水的作用，還能緩沖初支受力后與二次襯砌混凝土之間力的傳遞。在每個施工縫封閉的防水區域內設置2~3個預埋注漿管，注漿管固定在防水層表面，注漿材料選用水灰比1：（0.4~0.5）的普通水泥漿，在水泥漿中添加2%~3%的微膨脹劑，注漿壓力可根據實際情況確定。
4．二次襯砌防水混凝土
防水混凝土是所有防線中最重要的一道，所以防水混凝土質量很關鍵，防水混凝土的防水質量受配合比、施工工藝、養護條件等施工因素的影響很大。
（1）防水混凝土施工
混凝土的配合比設計合理，施工操作符合規范，養護得當，可以提高抗滲強度；反之，則在同樣材料下，抗滲性能會明顯降低。規范中對制作防水混凝土的各個環節，即配合比設計、集料的選用、模板架立、混凝土攪拌、運輸、澆注、振搗、養護、拆模、施工縫處理等各工序均有嚴格規定。
①二次襯砌結構中，多數采用C40防水混凝土，抗滲等級為P10，采用先仰拱后拱墻的澆注方式，為了混凝土振搗密實，在澆注拱墻臺車時，采用插入式振搗棒與附著式振搗器相結合。在拆模后，灑水養護14天，在早期，持續保持防水混凝土表面濕潤。
② 施工縫、變形縫的處理
a.變形縫
區間隧道變形縫設置在區間隧道與車站、區間隧道與聯絡通道、人防段兩頭的接口部位。寬度為2cm。采取以下處理措施：在變形縫部位的模注混凝土外側設置背貼式止水帶，在變形縫部位設置中埋式鋼邊止水帶，變形縫內側采用密封膠進行嵌縫密封止水，密封膠必須沿變形縫環向封閉。
b.施工縫
采用背貼式止水帶與遇水膨脹膩子條，遇水膨脹橡膠條進行加強防水處理。遇水膨脹止水條固定在施工縫表面預留的凹槽內，后續混凝土澆注前，凹槽外的施工縫表面須鑿毛處理，混凝土面必須清洗干凈。
③ 但是在施工中，施工縫是最薄弱的環節，造成漏水的施工原因主要為：
a.施工縫基面不鑿毛清洗，或者為了追求基面的毛面效果，灌注混凝土時特意不振搗密實。
b.基面未清理干凈，或雖已清理，但在支模過程中產生的木屑、混凝土殘渣又掉落在基面上。
c.在鑿毛的基面上直接安裝止水條，造成止水條與基面不密貼。
d.止水條安裝不規范，跑位或者止水條保管不善，安裝時已經膨脹完畢。
e.基面沒有灑水濕潤或濕潤不充分，新澆混凝土部分水分被舊混凝土吸收，從而導致混凝土水化不充分。
五．結束語
隨著技術的進步，我國軌道交通區間隧道防水施工技術有了較大的提高。但是，在具體的施工過程中還是存在著許多的問題，這就需要我們共同努力推動技術的突破。
參考文獻：
[1]《錨桿噴射混凝土支護技術規范》（GB50086-2010）；
巖石隧道施工方法范文第5篇
關鍵詞：軟弱圍巖；大斷面隧道；雙側壁導坑法；CRD法；三臺階臨時仰拱法
1 引言
隨著我國社會經濟的飛速發展，隧道建設規模越來越大，100 m2 以上的大斷面隧道大量涌現，有些客運專線隧道開挖斷面甚至達150～180 m2，且多數是在軟弱地層中穿越[1, 2]。國內外雖然已有不少關于軟弱圍巖大斷面隧道的研究成果[3, 4]，但可供借鑒的設計與施工經驗仍舊偏少，有必要開展軟弱圍巖大斷面隧道施工方法的比選與現場應用研究。
目前軟弱破碎圍巖地段的大斷面隧道施工設計多采用雙側壁導坑法、CRD法（CD法）等施工方法，并且在高速公路、客運專線和地鐵工程中獲得了成功應用，但是三臺階法、核心土法等其他工法的應用大部分也都取得了良好的效果[5, 6]。現場施工中有必要根據實際工況進行綜合比選，以確定合理的施工方法。本文以溫嶺市萬泉路隧道為依托，選取雙側壁導坑法、CRD法和三臺階臨時仰拱法三種施工方法，從施工工序、施工組織、結構影響和變形控制等方面進行綜合對比分析，并結合現場應用效果，提出了軟弱圍巖大斷面隧道施工方法選擇的建議。
2 施工方法優選原則
根據已有施工經驗，參考相關研究成果[1~6]，歸納總結軟弱圍巖大斷面隧道施工方法的優選原則如下：
（1）首先考慮施工安全，根據不同開挖方法制定相應措施應對施工中的各種風險因素。
（2）根據設計文件、現場情況、地質條件、斷面型式及工期等因素全面考慮。
（3）條件允許情況下，優先選用分部較少的開挖方法，以適應大型機械化作業，提高施工工效。
（4）考慮加快封閉成環，在圍巖自穩時間內完成初支封閉。
（5）考慮易于前后銜接的施工方法，以應對圍巖突變區域的工法轉化，節省投資。
3 施工工序介紹
3.1雙側壁導坑法施工工序
雙側壁導坑法施工工序如下：
（1）開挖一側導坑，并及時將其初期支護閉合；
（2）相隔適當距離后開挖另一側導坑，并施作初期支護；
（3）開挖上部核心土，施作拱部初期支護，拱腳支承在兩側壁導坑的初期支護上；
（4）開挖下臺階，施作底部初期支護，使初期支護全斷面閉合；
（5）拆除臨時支護，澆筑二次襯砌。
圖1 雙側壁導坑法施工工序示意圖
3.2 CRD法施工工序
CRD法施工工序如下
（1）以上下臺階法部開挖1、2部導坑，并進行初期支護；
（2）相隔適當距離后再以上下臺階法開挖3、4部導坑，并施作初期支護；
（3）再相隔適當距離開挖5、6部導坑，并施作初期支護，使全斷面閉合；
（7）逐步拆除臨時支護，澆筑二襯。
圖2CRD法施工工序示意圖
3.3 三臺階臨時仰拱法施工工序
三臺階臨時仰拱法施工工序如下：
（1）開挖1部臺階；施作初期支護及底部噴混凝土封閉。
（2）適當距離后，開挖2部臺階，施作洞身初期支護及封閉。
（3）開挖3部臺階，及時封閉初期支護；施作仰拱及仰拱回填；
（4）澆筑二襯。
圖3 三臺階臨時仰拱法施工工序示意圖
4 施工方法比選
4.1 施工組織方面
雙側壁導坑法采用導坑法和臺階法相結合。設備投入多，利用率低，相互干擾大，循環時間長，施工組織難度大。
CRD法采用左右相隔3～5m的距離掘進。但由于中隔壁的施做，左右不能通視，且大型機械無法進行施工，對施工掘進速度不利。
三臺階臨時仰拱法在施工過程中采用小挖機開挖上臺階，上臺階開挖的渣土直接出到階，及時施做臨時仰拱。階配置大挖機出渣以及開挖，及時施做臨時仰拱。下臺階采用挖機開挖，出渣車運輸，下臺階開挖完成后即開挖仰拱，初支封閉成環。現場機械利用率高，各臺階間干擾不大，施工組織容易，循環快。
以上對比可以看出，三臺階臨時仰拱法在機械配置上較合理，利用率高，工序循環和轉換快，施工組織容易，可顯著縮短工期。而雙側壁導坑法和CRD法將隧道斷面以臨時支撐分割成多個相對獨立的小空間，致使大中型機械設備不能使用或效率降低，而需增加小型機械數量，機械投入較大，利用率卻不高，施工組織復雜，施工工期較長。
4.2 初期支護結構影響方面
軟弱圍巖地段大斷面隧道初期支護設計常采用較強的參數，具有較大的強度和剛度，以抑制圍巖的松弛變形。而雙側壁導坑法、CRD法都人為地將初支多次分片分塊，不能保證支護結構各構件的可靠度，構件的接口也對其強度和剛度造成弱化和損失。由于分步挖掘時接長鋼支撐的施工誤差更會放大其剛度損失，噴射砼在鋼支撐的接口處產生強度弱化，除了由不同期砼的連接強度影響外，更由于接口處的回彈料和泥土影響，使鋼筋網的非搭接趨于明顯化。由于初支剛度弱化，臨時支撐拆除后，已閉合的初支和圍巖再次進入不穩定狀態，雖然每次拆撐長度有所限制，但就單個斷面來說仍處于不穩定狀態，增加了施工風險。而三臺階臨時仰拱法由于對初期支護結構分塊少，對結構安全方面的影響較小。
4.3 二襯結構影響方面
一般情況下，二次襯砌應在圍巖和初支變形基本穩定后施作，淺埋隧道軟弱圍巖與初支不穩定又難以及時補強時，應及時施作加強的二次襯砌。雙側壁導坑法、CRD法要求分段拆除臨時支撐，施作二次襯砌，這種襯砌方式存在以下不利影響：
① 由于二次襯砌結構自身質量要求和砼表面平整度要求使用拱墻一體化襯砌臺車，防水層施工和鋼筋綁扎的需求，不可能允許二次襯砌分片分塊施工。特別防水板的鋪設、分段接長無法確保焊接質量。襯砌前適時在較長范圍內拆除臨時支護便是順理成章的事。臨時支護拆除后，荷載必將再分配、再調整，致使圍巖和初支再次進入不穩定狀態。
② 圍巖和初支尚未穩定即進行二襯施工，致使二襯從澆筑到達到設計強度前一直承受來自初支的荷載，容易使二襯產生裂紋，導致隧道出現滲漏水災害。
4.4 工序銜接方面
雙側壁導坑法采用自下而上的施工方法，三臺階臨時仰拱法和CRD法都是由上而下開挖，因此相較于雙側壁導坑法，三臺階臨時仰拱法和CRD法之間的工序轉換銜接較方便，施工過程中可根據圍巖變化情況及時變更施工方法。而雙側壁導坑法與CRD法、三臺階臨時仰拱法間的工序轉換較難實施。
4.5 變形控制方面
一般情況下，三臺階臨時仰拱法一次開挖斷面較大，洞內變形和開挖引起的地表沉降相對較大，變形較難控制，開挖后需及時施作臨時仰拱封閉初支，以抑制變形。而雙側壁導坑法和CRD法在初支階段，由于各區塊斷面小和臨時支護的閉合效應，結構變形和地表沉降明顯小于三臺階臨時仰拱法，隨初支分階段施作，上部沉降會累次疊加，在非對稱荷載的影響下，易發生不均勻沉降，圍巖和初支基本達到穩定狀態后，拆除臨時支撐會導致二次突發變形和沉降，多次變形累加，也會使洞內變形和地表沉降較大。三種施工方法比較，雙側壁導坑法的變形最容易控制，CRD法變形相對較大，而三臺階臨時仰拱法的變形最大。
4.6 綜合比選
通過以上幾個方面的對比分析，三種施工方法的比選結果見表1。
表1 三種施工方法比選結果
綜合分析，三臺階臨時仰拱法在資源配置、結構安全、工序銜接和施工成本等方面具有明顯優勢，在變形可控情況下，適用于工期較為緊張的軟弱圍巖大斷面隧道施工。而雙側壁導坑法和CRD法由于成本高、工序多，進度慢，更適合于地質條件差、地表沉降有嚴格要求且工期相對較為寬松的工程。在實際施工中，對于工期緊張的工程，可優先選用三臺階臨時仰拱法施工，同時加強現場監控量測，如果變形沉降量過大，則立即改變工法，采用工序易于銜接的CRD法施工。只有在變形極難控制的情況下，才考慮采用雙側壁導坑法施工。
5 現場應用研究及建議
該公路隧道開始施工后，即對現場展開了監控量測工作，分別對各施工方法區段典型斷面的周邊收斂、拱頂沉降和地表沉降進行了監測。三種施工方法在正常狀態下的監控量測結果見表2。
表2 三種施工方法現場監測數據對比
以上監測結果可以看出，各施工方法引起洞內外變形具有如下特點：
（1）在累計變形量方面，三臺階臨時仰拱法 ＞ CRD法 ＞ 雙側壁導坑法。
（2）對于三種施工方法，開挖后均設置有臨時支撐，在橫向上有效抑制了圍巖的周邊收斂變形，所以周邊收斂小于拱頂沉降和地表沉降值。
（3）對于雙側壁導坑法和CRD法，由于每一步開挖斷面小，且開挖后均有臨時支撐封閉，在拆除臨時支撐前的周邊收斂和拱頂沉降值均較小，洞內變形主要發生在拆撐后到二襯施作前這段時間，而地表沉降則伴隨在開挖與支護全過程中。
（4）對于三臺階臨時仰拱法，由于每一步開挖斷面均相對較大，洞內外變形伴隨在整個開挖與支護過程中，洞內支護完全封閉、仰拱施作完成后，變形也即會逐漸趨于穩定。
（5）現場施工中，三臺階臨時仰拱法施工段出現了局部初支和地表開裂的情況，但仰拱封閉后裂縫即不再發展，雙側壁導坑法和CRD法施工段支護結構和地表均未出現明顯開裂。總體來看，三種施工方法的洞內外變形均處于可控范圍，在安全性方面均滿足要求。
綜合以上現場監測與分析結果，在軟弱圍巖大斷面隧道施工中，變形控制較為寬松條件下可優先選用三臺階臨時仰拱法施工，同樣可滿足施工安全要求，且可大幅提高施工進度和節約施工成本。圍巖條件差且變形要求嚴格條件下，應盡量考慮采用CRD法施工，以方便后期圍巖條件逐漸轉好后與三臺階臨時仰拱法進行銜接轉換。以上兩種方法實在不能控制變形發展時，再考慮采用雙側壁導坑法施工。可不論采用那種施工方法，都要嚴格遵守“管超前、短進尺、強支護、快封閉、勤量測”的施工原則，重視監控量測在隧道施工中的重要作用，盡量縮短工作面到初期支護封閉成環之間的距離和施工時間，以減小圍巖變形。
6 結論
本文依托于溫嶺市萬泉路隧道，對雙側壁導坑法、CRD法和三臺階臨時仰拱法三種軟弱圍巖大斷面隧道施工方法從施工工序、施工組織和變形控制等方面進行綜合對比分析，結合現場監測情況分析三種施工方法的現場應用效果。得出以下結論：
（1）三臺階臨時仰拱法在施工工序、資源配置、結構安全、工序銜接和施工成本等方面具有明顯優勢，在變形可控情況下，適用于工期較為緊張的軟弱圍巖大斷面隧道施工。
（2）在變形控制方面，雙側壁導坑法效果最好，三臺階臨時仰拱法效果最差。但若加強施工控制，做好超前支護，及時封閉支護結構，三臺階臨時仰拱法同樣可以滿足安全要求。
（3）圍巖條件差且變形要求嚴格條件下，應盡量考慮采用CRD法施工，以方便后期圍巖條件逐漸轉好后與三臺階臨時仰拱法進行銜接轉換。
