1、 不良地质条件隧道施工技术论文论文名称： 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个隧道工程施工的关键。针对隧道洞口的特点,如何做到超前思维,制定出切实可行的进洞施工方案,使其既能减少隧道洞口边坡开挖和防护工程量,同时也能加快洞口段的施工进度,确保施工安全,对此进行施工技术研究。结论:隧道洞口施工应根据现场地形、地质、水文条件,从环保角度出发,制定出科学合理的进洞方案,采用合理的施工技术、方法和步骤开展施工。关键词：洞口段特点 位置的选择 支护技术 开挖技术Tunnel portal sectionAbstract:Tunnel portal const
2、ruction 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
3、 the 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 protec
4、tion, 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 technology1 引言在隧道开挖和衬砌施工过程中，围岩、衬砌的受力和变形情况难以获得确定解答，施工
5、中开挖方法和支护形式是隧道施工中的关键技术，如何选择合理的开挖方法和支护形式是隧道工作者要考虑的。在隧道现场施工中，一般根据上部地质情况、土层覆盖厚度、结构受力特征、隧道开挖的时空效应及施工各工序间的相互影响等因素而决定施工方法，精简施工工序，提高施工效率，一般情况下，还要对经济情况、工期的影响进行分析，同时结合数值分析来综合考虑。2 隧道洞口段特点（1） 洞口段部位穿过山体表层，而山体表层岩石风化程度高，稳定性差。（2）洞口段处于浅埋地段，并且围岩破碎软弱，隧道口部成洞比较困难。（3）隧道轴线与山体或岩层走向斜交时，山体对洞口段易形成偏压在隧道工程中，洞口段埋深小，难以形成载拱;洞口段围岩一
6、般较为破碎，地质条件差，而边仰坡开挖又将破坏山体原有平衡。因此洞口段往往是地质条件最为复杂的地段，如果设计方案考虑不周，或施工方法选用不当，会导致隧道进洞困难，出现坡面崩塌、滑动，偏压，地表下沉，基础承载力不够现象，影响邻近建筑物。2 隧洞洞口段位置选择洞口位置选择是否合理，将对隧道的施工工期、质量和安全有重大的影响。所以在隧道路线设计中，洞口位置的选择是一项很重要的工作。理想的洞口位置应该选择地质条件良好，地势开阔，施工方便，施工造价合理之处。但在实际工程中难以完全满足要求，在选择隧道洞口位置时应该综合考虑以下几个原则。（1）洞口尽可能设在山体稳定、地质条件好、地下水不太丰富的地方。（2）洞
7、口不宜设在垭口沟谷的中心或沟底洼处，不要与水争路。（3）洞口应尽可能设在路线与地形等高线相垂直的地方。（4）洞口高程应在洪水水位以上。（5）洞口边坡及仰坡均不宜开挖过高。（6）洞口不宜设在有水沟或者水渠横跨线路上。洞口开挖尽量不刷动原生坡面。（7）洞口宜有一定的施工场地。3 常用开挖方法 根据我国目前施工实际情况和国外经验，将常用的五种公路隧道施工中的开挖方法简述如下： 3.1 全断面法 全断面法是指将隧道的断面一次开挖成型，或钻爆或掘进，开挖后统一进行支护衬砌的施工方法。 它适用级整体性较的围岩，有时也用于 IV 级围岩，前提是在开挖过程中这种围岩能自稳。 它的特点是：工序少，对施工组织和管
8、理有利；开挖断面大大，可以采用深孔爆破，加快开挖进度；轮廓一次成型，扰动围岩次数少；作业空间大，有利于大型机械作业。 3.2 台阶法 台阶法也叫半断面法，将断面一分为二进行开挖，是全断面法的变化方法，它使用的前提是围岩能在短期内自稳，被国内绝大多数隧道所采用。 台阶法包括长台阶法、短台阶法和微台阶法等三种，其划分是根据台阶长度确定。采用哪种台阶法，选择原则有两个：初期支护从施作到基本能自稳的时间长短；上部台阶施工时所需要的空间大小。对岩性较差的围岩，主要考虑第一个原则；对岩性较好的围岩，主要考虑第二个条原则。3.2 长台阶法长台阶法上下两断面相距较远，一般上台阶超前 50m 以上或大于 5 倍
9、洞宽。在上下台阶上可同时进行平行作业，也可以先在上断面开挖一个进尺，瑞在下断面开挖一个进尺，当隧道长度较短时，也可以先将上断面全部挖通后，再进行下断面开挖，相对于全断面来说，长台阶法一次开挖的断面和高度较小，只需配备中型钻孔台车即可，而且对于维持掌子面的稳定也有利。它适用范围较全断面法广泛，一般适用 I-V 级围岩。 3.3 短台阶法短台阶法志长台阶法类似，只是两个断面相距较近，一般上台阶长度小于 5 倍洞宽且大于 11.5 倍洞宽，上下断面采用平行作业，-级围岩都能采用，是新奥法中采用的主要方法之一。 短台阶法施工中，当初期支护变形、下沉显著时，要提前闭合，保证在施工机械正常工作的前提下下台
10、阶的最小长度。 3.4 微台阶法 微台阶法是全断面开挖的一种变异形式，适用于 V-VI 级围岩，一般台阶长度为35m，台阶长度小于 3m 时，无法正常进行钻眼和拱部的喷锚支护作业；台阶长度大于 5m 时，利用爆破将石碴翻至下台阶有较大的难度，必须采用人工翻碴。微台阶法上下断面相距近，应注意开挖工作面的稳定，必要时进行加固和支护。 3.5 保留核心土法 这种方法使用中主要指环形开挖留核心土法，它将开挖断面分为环形拱部、上部核心和下部台阶三个部分，由短台阶法发展而来。先用人工或小型掘进机开挖环形拱部，进行拱部锚喷；再开挖上部核心土和下部台阶土体，进行边墙和底部初期支护；向前推进继续重复开挖上中下部
11、土体；待围岩和初期支护的变形基本稳定后，施作二衬。 这种方法优点是施工步骤简单，在遇到短距离围岩变化时可优先使用，能较快地提高施工的进度；不足是这种方法一次开挖的进尺较短，一般在 1m 左右，而且顶部空间较小，不易于拱顶部的支护实施。 3.6 中隔壁法 这种方法是将断面从中间隔开，分为两侧，先沿一侧自上而下分为二或三部进行，再开挖另一侧。断面每块开挖和支护后形成闭合单元，有利于围岩稳定，减小净空位移及地表深陷。 各分块纵向间隔距离视围岩变形情况，参照短台阶法决定。 中隔壁法适用于断面跨度大，地表沉陷量要求较小的软弱围岩中的浅埋隧道。 3.7 交叉中隔壁法 交叉中隔壁法也是将断面从中间隔开，分为
12、两则，先开挖一侧的上部，再开挖另一侧的上部，左右两侧交叉进行开挖和支护。在所有支护中，中隔壁及交叉临时支护在在灌注二次衬砌时逐段拆除。 它适用于软弱围岩浅埋的双线或多线隧道。4 支护形式分析 在早期，隧道是为矿山为服务的，那时候支护是主要是用钢木构件支撑，其中木支撑主要用圆木，它可以构成矩形或扇形支撑，不能较好适应隧道断面形状，且磨损率高，耐久性差，安全性也不高，一般属临时支护，在进行模筑混凝土后需要拆除，现在很少采用。钢支撑，主要以工字型钢，钢筋和旧钢轨为主，可以构成拱形支撑，可较好适应隧道断面形状的要求，且具有较大的承载能力和很好的耐久性，可作永久支护，施工较木支撑简便且安全。随着社会的发
13、展，现在的新奥法主要以喷锚支护为主要手段，这种支护不像早期的刚性支护，它是一种柔性支护，允许围岩有一定的变形。 在现代隧道支护理论中，也将隧道支护他为永久支护和临时支护。这两种支护并没有严格上材料和形式的区别，只是在于临时支护一般在施作永久支护后在拆除。隧道洞口段的支护，有超前管棚支护、超前小导管注浆、超前锚杆预支护、钢拱架、喷射混凝土、钢筋网。 临时支护是为了确保施工安全面设置的支护，其设置情况随开挖后隧道围岩的稳定情况而定，、级围岩为先开挖后支护，、级围岩是边开挖边支护，级围岩是先支护后开挖。 永久支护是隧道支护中必不可少的，不像临时支护需要时才用，因此永久支护的重要性较高，其结构形式也较
14、多，一般来说主要依据围岩条件而定，、级围岩中进行局部锚杆支护，、级围岩中主要采用锚喷支护，、级围岩中多采用锚、喷、网支护，必要时加设钢拱架。在新黄土隧道施工中洞口段施工，洞外边仰坡防护方案该隧道进口段土质系新黄土类，含水量较大，水分蒸发后很容易变为松散土体，因此洞顶土体极为松散，而且在隧道拱口右侧土体内还存在落水洞，施工难度极大。为了保持洞口山体稳定，在尽量不伤及坡面原状的情况下，先对洞口段洞顶及隧道右侧的落水洞进行综合治理：首先对落水洞进行分层压实回填，并且落水洞顶部扩大Im范围内用C15砼进行回填，回填50cm厚，防止雨水渗入落水洞，影响隧道拱部土体的承载力，二是尽早完成洞口排水系统，并清
15、除洞口上方可能滑塌的表土，采用网喷进行封闭，网喷参数：锚杆为 22砂浆锚杆，L一4m，钢筋网为 6钢筋20cm，喷射砼为8cm 厚的C20砼保证边坡稳定，为下一步洞身开挖创造条件。5 洞口段加固方案和洞身开挖方案的调整(1)针对洞内地质情况，以及落水洞与隧道的位置，结合小导管地表注浆的实验结果，最后确定采用长度为20m的大管棚进行超前支护，以确保隧道施工安全。(2)根据新奥法的基本原理，软岩隧道开挖后及时支护，严格控制变形，尽早封闭成环。原设计隧道采用上下导坑进行开挖，由于一次开挖面积较大，影响隧道洞身的稳定，并且很容易产生大的变形，为了确保安全，把隧道洞身开挖调整为三步开挖，采取短进尺，少扰
16、动，强支护的施工方案。参考文献1孙玉国,何荣康,白继承;隧道洞口段预加固措施及施工方法J;世界隧道;2000 年 03 期2 欧凌勇;浅析复杂地质条件下公路隧道洞口的施工方法J;中国高新技术企业;2009 年 08 期3中华人民共和国行业标准，JTG D702004公路隧道设计规范s中华人民共和国发布，人民交通出版社发行，20044聂贤海;超前管棚支护在隧道施工中的应用技术J;山西建筑;2007年10期5安刘生;隧道洞口施工地表预加固技术及应用J;北京工业大学学报;2007年03期6钱波；不良地质条件隧道施工技术；中国水利水电；20127贾明辉;隧道洞口边坡稳定性与控制技术研究D;同济大学;2007年
