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篇(1)

關鍵詞：西山特長隧道施工方案總結

中圖分類號：U45文獻標識碼： A 文章編號：

1、工程建設總體概況

1.1、工程概況

太古高速公路西山隧道全長13.65km，建成后是我國第二長公路隧道（僅次于秦嶺終南山隧道）。S3標工程全長7.25km，起止里程Y（Z）K7+550～Y（Z）K14＋800，主要為西山特長隧道古交端及洞口路基工程。其中S3標段的左洞全長7110m，右洞全長7030m，設計為解決運營通風和施工需要，設2號斜井和2號豎井，2號斜井全長424m，設計坡度為25°，屬于陡坡斜井，斜井中部設隔板分為進出風道，負責左洞的運營通風。2號豎井設計為圓形斷面，深度156.8m，襯砌后直徑為8.2m。豎井中部設計為0.3m厚的鋼筋砼隔板，將豎井分隔為進、出風道，在井底設送風道和排風道分別與右洞連通。

西山隧道出口段平面圖

1.2項目部和工區設置

太古高速公路項目于2008年底中標，2009年2月份人員開始陸續進場。在進行駐地建設的同時，開始進行新增斜井以及出口的進洞施工準備工作。根據項目所處地理位置以及施工的需要，將工程劃分為斜、豎井和出口兩個工區同時組織施工，考慮到后期主要的工作量在斜、豎井工區，將項目部建在斜、豎井工區，便于施工現場管理。

1.3項目主要節點

2009年4月20日新增斜井正式進洞施工，5月1日隧道出口右洞正式進洞施工，5月3日出口左洞的橫通道開始施工，5月13日進入正洞施工。

2010年5月中旬新增斜井進右洞正洞施工，7月下旬通過車行橫洞從右洞進入左洞施工，2011年11月2日晚斜井與出口左右洞開挖面先后貫通。

2011年11月19日右洞與S2標右洞貫通，12月9日左洞與S2標左洞貫通。

2012年4月正洞二襯全部完成，5月車通、人通及水溝電纜槽完工。

2、工程特點和難點

進場以后，通過對工程項目實地進行勘查，認真審核施工設計圖紙，充分調查了解隧道穿越地區的地質情況，對該項目的特點和難點進行了認真的研究分析，主要有以下幾個方面：

2.1、隧道單洞施工長度大，施工工期緊

西山隧道的左右線單洞開挖長度為14.14公里，工期要求34個月，十分緊張。

2.2、隧道工程地質條件復雜多變，施工難度大

根據設計資料，隧道穿過的地層十分復雜，施工中有可能遇到的不良地質情況有巖溶、涌突水、煤層及瓦斯、陷落柱及斷層破碎帶、膨脹性圍巖、巖爆和承壓水地段，施工難度大。

2.3、隧道獨頭掘進施工長度大，技術難點多

隧道單洞長度在7000米以上，同時設有斜井和豎井，隧道獨頭掘進施工的長度要達到3500米以上，隧道施工中的通風、供電、出碴運輸等對進度影響很大，項目需要解決的技術難點很多。

通過對該工程重難點進行認真分析，明確了施工中應當充分考慮的問題，對確定總體施工方案和施工組織設計的編制，起到了很好的指導作用，理清了現場施工組織安排的思路，為進一步采取相應的措施明確了目標和方向。

3、施工總體方案的優化

3.1 增設緩坡斜井方案

S3標段隧道原設計為解決運營通風和施工需要，設2號斜井和2號豎井。2號斜井全長424m，設計坡度為25°，屬于陡坡斜井，斜井中部設隔板分為進出風道，負責左洞的運營通風。2號豎井深度156.8m，襯砌后直徑8.1m，中部設隔板分為進出風道，負責右洞的運營通風。

根據設計情況，在出口作為施工作業面的同時，一般應采取利用2號斜井輔助正洞施工方案，由于該斜井設計屬于陡坡斜井，需要在斜井口配備大噸位的絞車和礦車，斜井部分采用有軌運輸進行施工。正洞內采用無軌運輸，并在斜井底設存碴場，洞碴通過斜井有軌運輸至洞口，再采用無軌運輸至棄碴場。

針對該隧道地質情況復雜，工期十分緊迫的實際情況，采取緩坡斜井輔助正洞施工方案是比較好的選擇，我們通過對施工現場的詳細勘查，提出了增設緩坡斜井輔助正洞施工的方案，新增斜井全長1130m，最大坡度12.5％，采用雙車道無軌運輸，該方案順利通過了集團公司組織的專家論證會。新增斜井方案經項目部提出上報業主后，得到了業主的認可，并組織專家論證會進行論證，建議將新增斜井作為永久工程應急救援通道，后期經過進一步爭取，將新增斜井作為正式工程納入到山西省交通136工程中。

3.2 2號斜井及2號豎井施工方案

采用新增斜井輔助正洞施工后，原設計的2號斜井承擔運營通風功能，在集團公司專家論證會上，專家提出對運營通風設計進行優化，建議將2號豎井直徑擴大，左右洞共用2號豎井通風，將原設計2號陡坡斜井取消。該方案向業主提出后，由于運營通風變更屬于重大設計變更，需交通廳審批，過程較長，業主急于完成年度投資計劃，項目部不得已只能按2號豎井原設計進行施工。

在后期新增斜井納入136工程后，最終仍然是對運營通風設計進行了優化，利用2號豎井承擔左右洞運營通風，原設計的2號斜井取消。

2號豎井的設計直徑8.1m，深度156.8m。由于我公司沒有類似豎井的施工經驗，通過反復比較,選擇了傳統的利用提升井架和絞車進行施工的方案，自上而下地進行開挖支護，開挖支護到底后，自下而上進行二襯施工的方案，同時考慮后期有可能利用豎井輔助正洞施工，設備配置上留有一定的富余量，最終確定配備大型井架和直徑2.5m的礦用提升絞車進行施工。

3.3第二斜井輔助正洞施工的設想

在2009年隧道各工區施工正常后，項目部對隧道穿越的地形地貌進行了詳細的勘查，隧道在距離出口約2.5km處穿越一溝谷，洞頂埋深約40m。鑒于隧道施工受地質情況等不確定因素的影響較大，為保證按期完工，綜合各方面的條件，提出了在該處設斜井輔助正洞施工的設想，經過詳細的實地勘查，該溝谷位置的水、電等均具備條件，具備設斜井輔助正洞施工的條件，僅需要新修便道約3km。通過初步設計，斜井長度約400m，坡度10％左右，與正洞交匯處距離出口約2800m，距離新增斜井與正洞交匯處約2300m。如果增加該斜井（采用單車道并設錯車道，預計增加投入約800萬元），可以大大緩解正洞施工的工期壓力，減小斜井和出口獨頭掘進的距離，減少斜井和出口正洞施工的成本。但由于種種原因，該方案未能實施。

4專項施工技術方案的編制和實施

根據工程進展情況，及時針對施工中的關鍵部位和特殊工序，先后組織技術人員編制和優化了多個專項施工方案，解決遇到的技術難題，實施以后均取得較好的效果，不但充分體現出了我單位的施工技術水平，還保證了工程快速順利實施，施工中優化并采用的主要有以下幾項技術方案。

篇(2)

關鍵詞 軟巖隧道；施工工藝；檢測技術

中圖分類號U25 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）48-0172-03

The Construction Technology of Weak Surrounding Rock Tunnels from the Tunnel Construction Work

WU Chong

Shenhua Xinzhun Railway Co.， Ltd. Inner Mongolia， Ordos 017000

Abstract In the condition of weak surrounding rocks， safety and quality accidents will probably happen during the tunnel construction work， such as the great deformation and side fall roof caving. Based on the weak surrounding rock tunnel collapse treatment experience， this essay systematically analysis the construction technology that the weak surrounding rock tunnel construction usually takes. Further， a proposal can be raised that the basic construction rules should obey and the advanced detection technology should import in the weak surrounding rock tunnel construction work.

Keywords Weak Surrounding Rock Tunnels; Construction Technology; Detection Technology

1 工程概況

大準鐵路南坪支線肖家沙隧道，是點岱溝至南坪工業廣場鐵路運煤專用支線全線開通的關鍵控制工程，隧道進口里程為DK8+520，出口里程為改DK9+765，全長1 245m。隧道進口至DK8+528.11位于半徑為800m的曲線上，DK8+528.11至改DK9+039.80位于直線上，自改DK9+039.80至隧道出口位于半徑為800m的曲線上。隧道內縱坡自隧道進口至DK8+950為10.5‰的上坡，DK8+950至改DK9+750為7‰的上坡，改DK9+750至隧道出口為1‰的下坡。

1.1 工程地質及水文地質

該隧道位于剝蝕低山區，地形起伏很大，山頂地表大部分辟為耕地，局部為荒地。隧道進口地勢較緩，但進口左側沖溝下切較深；出口地形較陡，線路左側有一陡洞，深約3m。隧道頂植被稀少，表覆第四系上更新統沖風積層（）濕陷性新黃土，濕陷系數 0.015~0.070；洞身地層主要為二疊系上統（）泥巖及砂巖，節理發育，呈全風化（W4）～弱風化（W2），巖層產狀，其中泥巖屬膨脹巖；隧道進出口洞頂地層為新黃土夾粉細沙薄層。

本隧道地下水主要為基巖裂隙水，地下水水量不大，主要含水層為節理裂隙發育的砂巖風化層，受大氣降水補給，對混凝土不具侵蝕性，滲透系數新黃土及砂巖為K=0.5，泥巖為K=0.001~0.005。

1.2 設計參數（改DK9+010~590段）

隧道改DK9+010~590段，原設計為Ⅳ級圍巖，采用短臺階或超短臺階法施工，初期支護及二次襯砌為噴錨施工復合式襯砌（詳見圖1），參數見表1。

1.2.1 超前支護

隧道拱部140°范圍內采用超前小導管注漿支護，小導管采用42熱軋鋼管，長3.5m。環向每米3根布置，縱向每2榀格柵打一環，施工外插角為10°~15°。注漿材料選用水泥漿，灰水重量比采用1:1，注漿壓力0.8MPa。

1.2.2 初期支護

初期支護以噴混凝土、鋼筋網、格柵鋼架及錨桿組成，支護緊隨開挖并封閉成環。其中噴射混凝土采用碳塑加強筋纖維噴射混凝土新工藝，以提高噴射混凝土的質量和增強抗裂性，并減少回彈量；鋼筋網拱墻設置，鋼筋直徑采用8，網格尺寸為25×25cm；Ⅳ級圍巖段格柵鋼架（詳見圖2）按局部設計，工程數量按2m/榀，實際施工時在需要設置的段落集中架設，間距按1.2m考慮，格柵縱向連接筋為22鋼筋，環向間距1.0m，單排布置；錨桿拱墻設置，在拱部120°范圍內采用帶排氣管的新型CD組合式中空注漿錨桿，邊墻采用砂漿錨桿，錨桿長2.5m，環、縱間距1.2m，呈梅花狀布置。

1.3 二次襯砌

拱墻及仰拱為C25混凝土，厚度分別為30cm和40cm，仰拱填充為C20混凝土。仰拱超前封閉，二次模筑襯砌按先墻后拱順序全斷面一次整體灌注。

1.4 防排水措施

隧道初期支護與二次襯砌間于拱墻設置新型HDPE防水排水板，襯砌背后設環向盲溝，間距按12m一道，在墻腳處設縱向軟管透水盲溝；襯砌施工縫按8m一道，施工縫設膨潤土止水條。

2 塌方事故處理

2.1 事故概況

2006年12月5日，結合本隧道復雜地形、地質及前期施工情況，為確保隧道結構永久性質量安全，本著動態施工的管理理念，兼考慮隧道總體施工進度等因素，就改DK9+010~590原Ⅳ級圍巖段設計，曾提出如下變更：

1）于仰拱增設砂漿錨桿及鋼筋網片，格柵鋼架由原設計的局部設置調整為1榀/m設置，全斷面封閉成環；

2）初期支護噴射混凝土厚度調整為22cm，二次襯砌厚度按45cm施作，隧道凈空斷面尺寸不變；

3）其余施工參數維持原設計，變更后的復合式襯砌結構圖詳見圖3。

但由于該段地質條件復雜多變，圍巖屬未固結軟弱泥巖夾砂巖，且風化嚴重，自支護能力較差，開挖后由于其自重應力及構造應力的釋放，變形較大，給施工的動態管理造成相當困難。2007年7月23日上午11時，在進行隧道出口改DK9+440~443段左側邊墻初期支護馬口開挖時發生突然坍塌，塌方沿臨空面迅速擴展，致使改DK9+420~460段左側初期支護從拱頂至邊墻連同格柵一起全部垮塌，圍巖發生大面積坍塌，塌方數量約為400多方。從洞內的坍體表面觀察來看，該段地質為強風化泥巖夾砂巖，節理發育，基巖裂隙水受雨季降水補給下滲，致使泥巖浸水呈現出中等崩解性、膨脹性及抗剪強度降低等特點，圍巖結構十分松散，主要依靠層間粘結力結合，整體穩定性極差。

2.2 處理措施――管棚工法

第一步：對改DK9+460~470段用工字鋼做卡口梁，加強鎖腳和徑向錨桿等加固處理，并盡快施作改DK9+460~476段仰拱及矮邊墻，每循環施作4m。仰拱施作完成后拆除卡口梁，及時澆注此段二次襯砌。

第二步：從洞外運土對塌方段右側進行填筑，用于穩定坍體及施作系統錨桿的平臺，同時對右側沒有變形的拱架增加鎖腳及徑向錨桿。

第三步：在改DK9+461處架設2榀I22型鋼護拱，作為管棚施作支撐，護拱間距10cm并采用22鋼筋與原有拱架進行連接，同時做好管棚頂進鉆孔（施工外插角5°）及推進基地。

第四步：在塌方范圍內頂進89mm、長L=6m的鋼管，環向間距30cm，縱向每循環搭接長度為2m，注漿壓力1.5MPa（管棚布置圖詳見圖4）。

圖4塌方段管棚及小導管布置圖

第五步：待管棚成形后，拆除已垮塌拱架部分，重新進行噴錨掛網，并就塌方范圍初期支護采取如下技術措施：

1）邊墻增設徑向小導管，長度3.5m，環縱間距1.5m，梅花型布置，注漿壓力1.5MPa；

2）將CD組合式中空注漿錨桿及砂漿錨桿，由原設計的長2.5m變更為3m，環、縱間距由原設計的1.2m變更為1m，梅花狀布置；

3）噴射混凝土厚度由變更后的22cm調整為28cm。

第六步：及時跟進仰拱及二次襯砌，并采用噴漿機對襯砌背后空洞進行填充注漿處理。

3 技術效果分析

3.1 管棚、小導管及錨桿作用分析

3.1.1 管棚工法

管棚工法是沿隧道開挖斷面外輪廓以一定間隔與隧道平行鉆孔后插入鋼管，再從插入的鋼管內壓注充填水泥漿或砂漿，來增加鋼管巖的抗剪切強度，并使鋼管與圍巖形成一體，構成棚架體系。在軟弱圍巖條件下的隧道施工，管棚工法能有效防止圍巖的松弛變形，同時其梁式結構對防止圍巖的松弛崩塌也是十分有利的。在設計中，要充分考慮圍巖地質條件、周邊環境、隧道開挖斷面、埋深以及隧道的施工方法等，來決定管棚的配置、形狀、施工范圍、管棚間隔及斷面等。

3.1.2 小導管注漿

1）超前小導管

超前小導管注漿是向掌子面附近的圍巖壓注水泥、砂漿及水玻璃等壓注材料，以改善圍巖狀況并使掌子面達到穩定的方法。由于掌子面斜上方的圍巖狀況對隧道的穩定性具有很大的影響，因此改善該部分的圍巖狀況對提高隧道的穩定性是極為重要的。同時作為超前支護，超前小導管以低角度打設的方式沿隧道外輪廓平行打入掌子面前方圍巖，可有效約束圍巖的松弛變形，防止崩落掉塊。

超前支護基本是借助構件的抗彎剛度發揮作用，因此采用抗彎剛度大的構件是有利的，對于單管超前支護，一般采用34mm~48mm的鋼管，以30cm~60cm的間隔和5°~30°的仰角打入，打入長度一般為掘進進尺的2倍~3倍。

2）徑向小導管

小導管注漿不僅是掌子面穩定的對策，還可充分運用于改善隧道周邊圍巖的穩定性。對于徑向小導管注漿，是在隧道開挖后徑向打入隧道拱部及邊墻，并向周邊圍巖壓注注漿材料，其設計、施工、原理及效用與超前小導管基本相同。

3.1.3 錨桿

錨桿是隧道施工過程中維護圍巖穩定，保證施工安全的重要支護手段之一，施工完成后，在一定程度上還可以作為永久支護結構的一部分發揮作用。對于軟弱圍巖中的隧道施工，錨桿能有效限制約束圍巖變形，制止圍巖強度的惡化，其加固作用，可使圍巖中松動區的節理裂隙及破裂面等得以聯結，使錨固區圍巖形成整體加固帶，大幅提高圍巖強度，同時錨桿群可有效提高層狀圍巖的層間結合力，以提高隧道的整體穩定性。

錨桿施工中，要合理確定錨桿參數，充分發揮群錨作用，避免不配置墊板、布置不合理、砂漿充填不密實及長錨短打等現象發生。

3.2 塌方處理效果

本次塌方處理從7月24日開始，至9月底處理完畢，整個處理過程歷時2個多月，實際注漿量224.0m3。注漿完畢后，開挖情況顯示，坍體泥巖破碎體及土石松散體相當于凝結成一個低標號的混凝土整體，隧道拱部也具備了自穩能力，經量測資料分析，坍體處于穩定狀態，從開挖支護到二次襯砌，塌方段再沒有發生變形和下沉等安全質量事故，完全達到了塌方處理的預期目的，這同時也說明了處理方案選擇的正確與合理性。

4 結論

在隧道施工的整個工程中，一旦發生災害性事故，不僅延誤工期、大幅度提高工程費用，同時如處理不當，還會遺留工程質量后患，甚至出現人生傷害，但由于隧道施工地質條件的不斷變化，當一些不能預計到的突發現象發生時，應采取各種應變措施，按照安全、優質、高效、投資節約的總原則對事故進行處理，這就是動態施工管理的本質含義。

在軟弱圍巖中的隧道施工，導致塌方的原因雖然是多種多樣的，但如果在施工管理和技術上加以認真地改善，遵循“先預探、管超前、預注漿、短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測、快反饋、緊襯砌”的施工原則，加強超前地質預報和監控量測信息反饋，及時調整設計參數，就會使塌方事故得到有效控制，因此要更多地從施工方面去分析塌方的原因，如由于搶工期心切而忽略地質因素；片面追求進尺而不及時封閉斷面或不及時跟進襯砌；在出現塌方跡象時不采取或被動采取輔助措施；破碎巖層中不設超前支護或支護不到位等，都是造成塌方或是塌方擴大的原因。

參考文獻

[1]關寶樹，楊其新.地下工程概論[M].成都：西南交通大學出版社，2001.

[2]鐵道部.鐵路隧道工程施工技術指南（TZ 204-2008）[S].北京：中國鐵道出版社，2008.

篇(3)

關鍵詞：復雜地形地質；隧道進洞；施工技術

Abstract: with the national highway and railway transportation industry development, the scope of its construction has increased, and in the process of building may meet different topographical and geological conditions, including the complicated terrain geological conditions tunnel construction has strong into the hole of the technical. Through the previous YouXi tunnel on fujian and jiangxi view sound tunnel construction of depression into the hole of the summary and research, the paper will be elaborated in the complex terrain geological condition, the construction of the tunnel hole in technology and project, and for future tunnel into the hole technology provides the construction experience, and to promote the rapid development of China's transportation roads.

Keywords: complex topography and geology; Tunnel into the hole; Construction technology

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號

復雜的地形地質在道路修建中常有遇到，而在此種狀況下的隧道進洞技術成為整個隧道修建的關鍵所在。通過先前對福建尤溪隧道和江西觀音坳隧道進洞施工情況的分析和總結，不難看出隧道進洞的技術施工方案是根據洞口段的圍巖及地形情況來確定的。如何安全可靠的進入正洞進行下一步施工的關鍵因素，就在于隧道進洞具體方案的合理性與準確性。前文所述的福建尤溪隧道地形險峻、山峰林立、溝谷縱橫，而江西的觀音坳隧道處于斷裂構造的交錯位置，并且圍巖十分的不穩定，兩處隧道的修建都處于復雜的地形地質條件之下。所以通過對其的全面分析和總結，本文將進一步對復雜地形地質條件下的隧道進洞施工技術，分析研究出更為具體、有效的施工方案。

一、復雜地形地質條件下隧道進洞施工工藝流程。

復雜地形地質條件下，隧道進洞的施工工藝流程與正常的隧道進洞施工工藝流程大同小異，只是在復雜地形地質條件下隧道進洞要進行細節化的施工，其整個施工流程可用下圖表示：

二、復雜地形地質條件下隧道進洞前的準備工作。

隧道施工的復雜地形地質條件包括軟弱圍巖、不規則山體及碎石棄渣等不利于隧道施工的自然狀況。復雜的地形地質條件在不利于隧道施工的同時，對隧道施工過程中的人員安全也造成了很大的威脅，所以針對于復雜地形地質條件下，隧道在進行正常開挖前，做好隧道進洞前的洞外控制測量的準備，以保證隧道的順利開挖。

洞外控制測量。由于隧道進洞的施工處于復雜的地形地質條件下，所以施工前期首先要進行洞外控制測量。由于隧道洞口的地形及地質條件較為復雜，因此洞外控制測量成為進行開工后洞內施工測量的主要依據。通常隧道施工的洞外控制測量一般采用平面控制測量和高程控制測量兩種方式，但由于施工處于復雜地形地質條件下，因此為了保證控制測量的精確度，往往會選擇采用GPS控制測量系統。GPS控制測量系統，在設計好的洞口處分別設置GPS測點，同時將其與三角測量法有效的結合起來，從而形成穩固的洞外控制網。然后通過洞外控制測量成果，計算由洞外控制點引測進洞測設數據，并據此指導隧道的進洞。

三、復雜地形地質條件下隧道進洞的施工方案。

由于處于復雜地形地質條件下，通常會有圍巖固定性差、地質斷裂及水文地質條件復雜等現象，所以在進行隧道進洞施工時要根據實際情況來制定相關的施工方案方法。通過對先前各地隧道進洞施工技術方案的了解和分析，總結出以下在復雜地形地質條件下隧道進洞的施工方案，以完善隧道施工的技術工藝和方法。

1、隧道洞外截水溝。

對于在水文地質條件較為復雜的區域進行的隧道進洞施工，要在隧道洞外設置修建截水溝，避免發生水流灌洞的現象。例如已修建江西觀音坳隧道，隧道洞口處于低凹處且正對峽谷，此時如果不做好洞外截水工作，就很容易造成雨季洪水灌洞的不良后果，甚至導致洞口坍陷，由此看來進洞前做好防水工作具有重要作用。所以對于復雜地形地質條件下的隧道施工，要根據實際情況全面考慮施工的具體方案。

2、明洞施工及邊仰坡的防護。

在復雜地形地質條件下，隧道洞口多采用明洞施工，因為明洞更加適用于偏壓、淺埋等復雜得地形地質條件。復雜地形地質條件下，隧道進行明洞施工即采用明挖法施工，但是在洞口土石方開挖前，首先要進行仰坡防護工作。仰坡防護工作，即對隧道進洞區域仰坡上的碎石、浮砂及危石進行清除，并與截水溝有效結合，從而形成暢通的洞口排水系統。然后對于隧道洞口的邊仰坡，要按照先期的設計要求從上往下開挖，并且在挖的過程中對于雨水較強的地方，要實行分臺階開挖，以免雨水過強而影響施工。同時在進行刷坡的過程中，要實現仰坡開挖與防護的同步進行，并且在開挖后及時檢查坡度，在坡度合格后進行相關的支護工作。

3、隧道進洞的支護及輔助措施。

3.1、套拱超前小導管進洞。

對于隧道洞口圍巖穩定性較差的狀況下，通常采用套拱超前小導管進洞的支護方法。在復雜的地形地質條件下，圍巖穩定性較差，所以為了保證隧道洞口仰坡的穩定性，制定相應長度的套拱，并且使之與混凝土及鋼架焊接牢固，同時在仰坡開挖線20米外設置相應規格的小導管，從而用小導管進行灌注水泥砂漿。最后檢查套拱混凝土的各個尺寸，達標后進行拆模并采用人工弧形導坑開挖進洞。

3.2、管棚施工。

通常情況下的復雜地形地質條件下，實行套拱超前小導管進洞就已足夠，但是對于V級淺埋土質的隧道洞口施工中，為有效保證洞口段的安全性，有必要采用超前大管棚。如此在隧道洞口搭建大管棚不但確保了洞口段的施工安全，而且還對隧道洞口的仰坡起到了很好的穩定作用。

3.3、洞口段地表加固。

由于隧道洞口可能處于軟弱圍巖淺埋地段等因素，造成地表下沉、拱頂下沉等不良后果，所以在施工前要進行隧道洞口地標的加固工作。隧道洞口地表加固可采用地標鉆孔注漿等類似方法，均能取得良好的加固效果。

3.4、隧道進洞洞身開挖。

在一切隧道進洞準備及支護工作做好后，就要進一步實施洞口的開挖工程，隧道洞口開挖的施工過程包括洞口的鉆爆施工、棄渣裝運及洞口開挖后的支護，最后繼續隧道的整體施工。

3.4.1、隧道進洞的鉆爆施工。

進行洞口開挖，首先要對洞口進行鉆爆施工。對于洞口的鉆爆必須要經過專業精心的設計，測量放樣布眼并采用鉆孔臺車或風動鑿巖機進行鉆眼。施工時要根據施工地段具體情況，控制好炮眼的深度、角度以及密度，從而保證良好的爆破質量。

3.4.2、隧道洞口棄渣裝運。

在完成隧道進洞的鉆爆施工后，要及時將棄渣運出洞口。棄渣通常采用隧道專用挖掘裝載機運出，從而進行隧道進洞的下一步施工。

3.4.3、隧道進洞的支護。

隧道進洞的初期支護由隧道施工中的“新奧法”而來，根據圍巖的自身承載能力，設置相應的支護。首先，隧道進洞的初期維護，通常采用噴射混凝土的方法，但由于隧道施工處于復雜的地形地質條件下，所以建議采用濕噴罰噴射混凝土；其次進行錨桿施工，以作為基坑支護用；最后是鋼架和鋼筋網的制作，以確保隧道進洞鉆豹施工后，洞頂及四周圍巖的穩定，為隧道的深層施工起到了重要的保障作用。如此施工過后，復雜地形地質條件下的隧道進洞施工就得以完成了，為后序的隧道施工奠定了堅實的基礎。

綜上文所述，復雜地形地質條件下隧道進洞施工前，應根據掀起的設計做好相應的準備工作，以確保隧道進洞施工的安全性，并且積極做好洞口仰坡的清除與支護工作。由于復雜地形地質條件帶來的諸多不便，都會對隧道進洞的施工安全和施工質量造成嚴重的影響，因此我們有必要不斷的分析探究出更好的隧道進洞施工方案。通過不斷的實踐證明，在復雜地形地質條件下進行隧道進洞施工，都應根據施工地段的具體情況，經過全面有效的分析和總結，制定出相應的隧道進洞施工方案，從而確保隧道施工的安全性和可靠性。

參考文獻：

[1]、隧道進洞方案11.2.百度專業建筑文獻.2010.12.

[2]、隧道施工組織設計.豆丁網建筑/環境.2011.07.

[3]、陳衛華.復雜地質條件和施工環境下地鐵盾構進洞技術初探.2011.10.

[4]、佚名.碎石棄渣地段的隧道進洞方案.中華鐵道網.2008.02.

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關鍵詞：鐵路；隧道襯砌；快速施工

1 前言

某鐵路隧道全長1703米，標段內所有隧道襯砌設計為復合式加強襯砌，設計為單心圓曲墻式斷面，凈空斷面尺寸相同，初期支護和二次襯砌間設置防水板，IV級、V級圍巖段襯砌設計為鋼筋砼結構，II、III級圍巖段襯砌設計為素砼結構。標段內隧道襯砌施工中，采用襯砌臺車、砼罐車運輸、泵送灌注拱墻的方式，在棋堂坳隧道II、III級圍巖段曾實現了450m/月（兩臺臺車）的單月最快施工速度，實現隧道襯砌快速施工，效果顯著。

2 隧道襯砌工序結構的重新劃分及工藝流程

隧道襯砌施工，首先必須清楚的認識到，采用大型襯砌模板臺車施作，與采用普通小模板施工工藝相比較，在施工組織、工序流程、勞動力組織等方面都存在根本的差異，特別是隧道襯砌結構工序的劃分是否合理，將對隧道襯砌施工的進度產生直接的影響，通過在本標段幾個隧道襯砌施工過程中從開始摸索、到調整總結，最后在實現快速襯砌并取得良好效果的基礎上，根據隧道襯砌的工序順序，對襯砌結構進行相對較為合理的劃分（下圖1）并制定了相應的工序流程圖（下圖2）。

3 隧道襯砌快速施工的施工方法

3.1 隧道襯砌快速施工的施工要點

根據標段內隧道襯砌快速施工經驗，隧道襯砌要實現快速施工，基礎是仰拱填充及矮邊墻的超前施工，關鍵是模板臺車的快速就位調試、拱墻泵送砼快速灌注的過程控制，輔以處理好襯砌施工中各工序間的循環、平行或交叉施工關系，保障是高素質的勞動力和良好的機械設備，從而最終實現隧道襯砌快速施工的目的。

3.2 仰拱、仰拱填充及矮邊墻砼灌注超前施工

隧道襯砌快速施工的第一步是仰拱、仰拱填充及矮邊墻超前施工，在實際施工中，一般來說隧道下部開挖長度達到50m時，應進行仰拱及填充砼施工，以便使襯砌臺車進洞，在隧道襯砌中段施工時，以仰拱施作里程至下部開挖里程長達50m時進行仰拱及填充施工的一次循環，前頭預留20―25m作為裝碴、車輛調頭及行車使用，這樣可以保證在仰拱、仰拱填充及矮邊墻施工期間隧道內其他工序的正常進行，如開挖長度超過100m時利用多付仰拱棧橋（12m）交錯澆注，即先澆注前倉仰拱、矮邊墻及后倉仰拱填充，每倉澆注長度計劃為7―9m，施工砼量約為120―160m3左右，采用砼罐車運送砼，從仰拱一端進行澆注，每次砼澆注施作時間基本保持在8―10小時之內；在整個隧道襯砌施工過程中，只要在條件允許的情況下，就應該抓緊時間進行仰拱、仰拱填充及矮邊墻的超前施工，超前施工的長度越多對襯砌施工的后面工序越有利，這樣既保障隧道初期支護的安全、保證洞內文明施工、方便行車，更重要的是為隧道襯砌的后序作業快速施工鋪設了便利之路。

3.3 襯砌模板臺車的快速就位調試

襯砌模板臺車的主要結構：隧道襯砌模板臺車是普通的（12m）臺車，其主要結構為10mm厚鋼板弧圈外模、整體式鋼架支撐結構和操作施工平臺、電動輪軌行走系統、電動液壓操作系統五個組成部分。

臺車鋼軌的預鋪設。這是襯砌臺車快速就位調試的第一步，施工中鋼軌的鋪設是根據隧道中線與已經施工好的邊墻的尺寸來進行控制（下圖4），根據設計尺寸計算出鋼軌中心至隧道中線的實際距離，鋼軌的鋪設必須嚴格按照中線尺寸鋪設好，因為襯砌臺車的橫向調整尺度非常小，如果鋼軌鋪設的偏移量過大，襯砌臺車的中線就位很難，甚至造成不必要的返工；同時鋼枕垛的高度也要嚴格控制，施工中根據襯砌臺車的操作平臺高度、升降油缸的最大升高尺度以及隧道設計凈空、拱頂與填充面高程的高差通過核算確定，通過實際操作經驗總結，鋼枕垛的高度稍微高一點較為合理，其次鋼枕垛之間的間距也要控制好，一般間距保持在0.4米范圍內，臺車地腳支撐處最好安設雙鋼枕垛，以保證臺車的穩定性。實際施工中，鋼軌一般都采取預先鋪設，以便臺車一脫模下來即可直接就位，從而節省時間。

4 體會

（1）隧道襯砌快速施工還涉及到防水板的鋪設和Ⅳ級、Ⅴ級圍巖段的鋼筋安裝兩道工序，因防水板的鋪設的工藝單純，Ⅳ級、Ⅴ級圍巖段的鋼筋安裝數量較少，雖然不至于影響整個隧道襯砌的工期要求，但還是要協調好該兩道工序與襯砌其他工序的合理銜接。

（2）注意對拌和站拌和設備、襯砌臺車、砼輸送泵、砼輸送罐車等的工程機械的維修保養，保證能正常發揮作用，并合理調配使用及配置，以減少資源浪費，加快進度，獲取經濟效益。

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關鍵字 隧道邊溝 施工工藝 氣囊法 優缺點

1. 工程簡介

甘肅武罐高速公路麻崖子特長隧道全長為9km，起訖樁號為K56+680～K65+680，為雙線分離式隧道。麻崖子特長隧道采用兩側整體式邊溝，左線邊溝長9005米，右線邊溝長9000米；其中邊溝內凈空為34.5×40cm，邊溝頂面不鋪設路面，即路面與邊溝頂面齊平，在襯砌變形處設置變形縫；右側邊溝在緊急停車帶處不隨電纜溝一起彎折，即位于緊急停車帶處路面橫坡邊坡點處；且本邊溝沿隧道縱向每25米設一處沉砂井，鋪設75×42cm鑄鐵蓋板。

2. 工藝原理

氣囊整體施工隧道邊溝工藝顧名思義就是主要采用氣囊條一次成型管溝凈空，沿隧道走向分段施工的一種施工工法。

3.施工工藝流程及操作要點

3.1. 工藝流程

氣囊施工工藝流程總體分為：邊溝測量、施工準備、氣囊入位、澆注混凝土、脫模養護等步驟。

3.2 施工工藝及操作要點

3.2.1 氣囊結構構造及使用要點

本工藝采用直徑33.5cm的氣囊條作為內模，外包裹厚度為0.5cm的塑料保護袋以保護氣囊內模不因施工受到損壞，內模與外保護袋接觸的四個倒角用橡膠條填塞，形成90°直角，確保結構凈空以滿足設計要求；保護袋上面鋪設一層透明薄膜，施工混凝土前對保護袋均勻涂抹油以確保脫模時不粘接混凝土，保證混凝土的外觀質量，又可使保護袋不被拉裂損壞，還可以節省脫模時間，提高施工進度；脫模時均勻緩慢釋放氣囊袋內高壓氣體，然后使外力作用于氣囊袋端頭，勻速拉出即可。

3.2. 2施工測量

氣囊施工必須做到按設計圖紙精確放樣，重點注意氣囊中線、標高及氣囊兩側壁與邊溝邊墻的距離，這是控制邊溝內凈空的關鍵。

3.2.3 綁扎鋼筋

邊溝鋼筋采用Ф8和Ф12兩種，中墻內布置間距為16cm，成對設置，邊溝蓋板及溝底鋼筋間距為12cm，邊溝側墻內布置間距為22.5cm。

邊溝鋼筋綁扎分兩大步驟。

第一步驟即12#筋彎起，按照不同部位的設計長度進行折彎，該步驟可在鋼筋加工場集中作業完成；

第二步驟即8#筋與12#鋼筋圈的綁扎，形成邊溝鋼筋架。邊溝蓋板12#筋暫不彎起，待氣囊安裝入位好之后再彎折并按規范綁扎。

鋼筋具體操作須按照“《公路橋涵施工技術規范JTJ041-2000》第10章‘鋼筋’有關規定進行。鋼筋位置允許偏差值見表1：

檢 查 項 目

允許偏差（mm）

受力鋼筋間距

兩排以上排距

±5

同排

梁、板、拱肋

±10

基礎、錨碇、墩臺、柱

±20

灌注樁

±20

箍筋、橫向水平鋼筋、螺旋筋間距

0，-20

鋼筋骨架尺寸

長

±10

寬、高或直徑

±5

彎起鋼筋位置

±20

保護層厚度

柱、梁、拱肋

±5

基礎、錨碇、墩臺

±10

板

±3

表1 鋼筋位置允許偏差[1]

3.2.4 氣囊安裝入位

按照3.2.1點所述使用要點將準備好的氣囊條連同保護袋一次性入位鋼筋架內，然后彎折邊溝蓋板12#筋形成閉合保護圈，微調氣囊保證氣囊線性、頂面平整度及氣囊與周壁距離滿足要求；必要時適當對氣囊進行加固，可采用墊木塊或水泥塊于氣囊袋與鋼筋架之間，卡住氣囊達到固定氣囊的目的，待現場澆注混凝土時拆除臨時墊塊。氣囊安裝大樣圖見下圖

氣囊安裝大樣圖

3.2.5混凝土施工

澆注混凝土之前，必須檢查好氣囊是否破損，還須保證氣囊在進行混凝土澆注時不會發生氣囊上浮；插入式振搗棒與氣囊應保持一定距離防止損壞保護膜；配合比：混凝土標號應嚴格按設計要求進行配合比施工，確保混凝土強度達到要求。

3.2.6 氣囊安全施工

由于采用空氣壓縮機對氣囊充氣，由此氣囊的安全氣壓十分重要，氣壓與氣囊的作業長度有一定的關系，在進行高壓充氣時，應嚴格檢查氣嘴的封閉性，以防意外發生；根據現場施工總結，25米的氣囊施工安全氣壓宜控制在0.15～0.2Mpa范圍內。

4. 應用案例

由于麻崖子特長隧道的施工時間緊，任務重，如果單純采用傳統的模板分塊法施工工藝，則會在施工進度，文明施工，等多方面制約項目建設的展開，所以在邊溝的實際施工過程中，優化了傳統的模板分塊施工工藝，總結出氣囊法施工工藝，該工藝先后經歷：摸索—試用—優化—成熟四個階段，該項目采用氣囊施工工藝后，隧道邊溝施工工期相對原施工計劃縮短2個月，為隧道路面的施工創造極為有利的局面，大大節省施工工期和成本；

5. 結束語：

1. 與傳統工藝相比，該工藝具有工序簡單，節省工序、工時的優點，施工進度快，從而為施工進度爭取時間，贏得良好的經濟效益。

2. 與傳統工藝相比，該工藝施工出來的邊溝構件美觀，整體成型好。

3. 與傳統工藝相比，該工藝由于不需要投入大量預制模板或現澆模板等，從而施工成本相對較低，但有時會存在脫模困難，邊溝內周壁輪廓標準性較差等缺點。

4. 由于該工藝在洞內交叉作業下施工且不影響其他工序作業，所以該工藝特別適用于長、特長隧道的邊溝施工。

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關鍵字：公路隧道；施工技術

Abstract: as to the mountains of soft soil of tunnel construction technology, mainly concentrated in the steps method and meshshotcreting firstly method two types, besides the method using the broader. Combining with the individual in the process of work in practice experience, this paper introduces some highway construction in the process of construction technology of the tunnel, and based on this, sums up the highway tunnel and tunnel waterproof and drainage technology and so on related technologies, hope to a view to play a valuable role.

Key word: highway tunnel; Construction technology

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A文章編號：

一.隧道開挖分析

本文主要探討的是洞口較大出洞口VI類巖圍的隧道修建。在具體的施工過程當中，拱頂的修建存在著較大的技術難度，與此同時地形地貌的特點在隧道地表上經常會出現不同程度的下沉和開裂的情況，如果沒有在隧道開挖部分打好基礎，很有可能會在拱腳部分出現開裂的現象，尤其是拱腳的接合處這種現象最為明顯。為了解決這一問題就必須要根據隧道具體的施工情況以及的地形地質情況進行深入的分析。除此之外隧道修建的位置還存在如下的地形地勢特點：土層松軟，土壤濕度較大，地基的承載能力不足等等。與此同時隧道埋入山洞的深度相對于其他類型的地質層而言要更深一些，這樣無疑就增加了隧道的自拱度，傳統的公路隧道的施工，總是可以依據圍巖的結構特點自動的形成拱度，而對于此處的隧道卻很難夠自動形成，因而就必須要采取各種各樣的施工修建策略來加固隧道，借助外力的支撐作用形成拱度，因為此處的基礎承載力是實現主動支撐結構的重要基礎和保障。在長期的工作實踐中可以總結出一個規律，那就是在隧道進行開挖的過程當中，做好前期的地質探測工作是尤為重要的，只有這樣才能夠確保在具體的施工過程當中減少技術難度，在有限的資源條件的情況下最大限度的節約人力物力和財力。

二.風、水、電作業，通風、防塵和施工排水

（一）施工供風

對于公路隧道的施工和修建而言，提前做好施工供風處理是十分重要的。由于修建隧道的地形地勢特點，很難借助自然風的力量加速施工的進度，因而通常情況下都需要在隧道的進口和出口處安置供風機械設備，在實際的工作過程當中發現修建空氣壓縮機站是十分有效的施工技術方法。由于山嶺軟土地形區的地勢特點，可以在隧道的進口處安置兩臺20m3/min的空氣壓縮機，在隧道的出口處安置一臺10m3/min的空氣壓縮機，通過這樣的方式能夠有效的保障隧道在施工的過程當中的風力是足夠的。

（二）施工用水

由于山嶺地區地勢地形較高，因而不能夠保障水源的足夠供給，而在隧道的修建過程當中需要借助水力的方式來帶動施工設備。所以可以在隧道的進口和出口的地方修建高山水池，通常情況下水池修建的高度是需要結合具體的地形特質來確定的，對于洞口較大的公路隧道的修建而言，可以在距離隧道拱頂29m位置的山頂處修建水池，而水源則可以從隧道出口的山腳處遷移過來，比如說可以在山腳處挖一個水池，再通過動力設備將水壓到山頂的高山水池上，在此基礎上借助管道的方式將水引流到隧道當中，以確保施工的設備用水和工作人員的生活用水是充足的。在實際的工作過程當中發現，高山集水池的水源復雜，很容易出現安全隱患，因而在引用過程當中要進行嚴格的水質檢驗，只有確保水源的PH值是合格的，一旦發現酸性或者是硫酸鹽，氯化物超標的情況必須要進行及時的處理。一方面這些物質是不符合生活用水的標準的，另外一個方面它們會影響水泥的凝結硬化，很容易造成隧道的坍塌和安全隱患，同樣的這部分水源也不能用于攪拌栓的施工處理中。

（三）施工供電

電力設備是維系隧道施工的重要基礎和保障。在隧道修建的前期可以在進口和出口處安置變壓器，通常情況下需要選取略高于居民電壓的功率，315KVA是比較合適的選擇，在變壓器的轉換下可以利用山下居民電網進行供電，除此之外還需要在隧道的進口和出口的地方各安置一臺220KW的發電機，以備不時之需。至于動力設備的采用，可以采用三相交變電流，額定電壓控制在380V之內，而照明用電一律采用居民額定電壓220V，為了進一步的保障隧道施工修建的安全性，所有線路都要認真的檢測好是否做好了漏電保護策略，從根本上杜絕用電安全隱患的發生。需要注意的是，隧道施工所有的線路架設和用電器的安裝必須要符合《公路隧道施工技術規范》的相關技術標準和規定。

（四）施工通風、防塵

公路隧道洞口內經常需要進行爆理以便更進一步的完成掘進施工，此時就需要做好通風和防塵工作。通常情況下濕式鑿巖的施工技術能夠有效的減少灰塵的產生，當巖洞經過爆理之后可以在洞內灑一些水以此能夠快速的降低粉塵的濃度。在實際的工作過程當中發現，施工通風通常需要采取壓入式的施工方式效果最佳，用3臺抽流風機送到洞口處能夠加速粉塵的吸入，而送風口應該盡量控制在開挖面之下，二者之間的距離控制在15cm之下最佳。

（五）施工排水

公路隧道在施工過程當中做好施工排水準備是十分重要的，它能夠在最短時間按內排除由于挖掘壓力而造成的地下水的涌入以及施工廢水的沉積。通常情況下我們將出口到進口坡度為1.54%的距離成為隧道上坡，以此為界限隧道出口的施工為順坡施工，因而在此階段的排水可以利用自然坡度的優勢，在借助塑料管的方式下降這些積水排到洞口之外。同樣的進口處的施工為隧道反坡施工，此階段的排水策略可以通過開挖地段，構建集水坑的方式進行，并在抽水機的幫助下利用壓力差將積水排到洞口之外。

三.隧道施工

（一）施工方法

結合前面所分析的關于此地段的公路隧道施工存在的問題，在對地形地貌等方面的分析之后，采用臺階法和雙側壁導坑法結合的施工技術是最合適的。具體來說就是在半斷面開挖的過程當中，采用無軌運輸的方式將渣子運送到山下，當進入到小導坑開挖階段的時候，由于機械設備體積和客觀條件的限制，可以用人工開挖的方式來代替機器開挖，在快要結束的時候將小拖拉機運送到洞中配合人工出渣，完成本階段的開挖。在仰拱加固的階段要做好混凝土的調配和供給工作。

（二）鋼管樁施工

鋼管樁可以采用4個直徑為89mm的鋼管進行無縫銜接，需要注意的是這些鋼管都要做預先的處理，對前端鋼管進行加工，使其以圓錐狀呈現出來，注意控制好他們的長度要在20cm的范圍內。至于鋼管樁管體下部分的加工則采用加工溢流孔的設計方式，這樣做是為了更好的完成注漿部分的施工，而在管口處則要確保其形態是完整的，在1m的范圍內都不需要做任何的溢流孔處理，鋼管樁管體下部分的溢流孔的直徑要控制在8mm之內，而孔與孔之間的間距為25cm最佳。在清楚施工障礙的過程當中，可以選取1m為進度指標進行處理，與此同時還可以在鋼管樁安裝的階段同時安裝排水管，以便于快速的將隧道內的積水排除，要確保隧道內的施工現場是干燥的，杜絕浸泡現象的出現。

（三）防水層鋪設前對初期支護的檢查和處理

在公路隧道防水層鋪設的前期準備工作當中，應該著力做好初期支護噴射混凝土的的工作，并通過反復的斷面測量的方式，將欠挖部分一一找出，并及時的鑿除，除此之外還需要對混凝土表面的凹凸部分進行預先處理，具體的可以通過分層噴射的方式將其鋪平。在實際的工作過程當中發現，在防水層鋪設前經常會出現許多外露的錨頭以及鋼筋網，為了不影響后續的施工步驟，應該要將其清除干凈，在此基礎上對這些破碎的界面用水泥和砂漿進行填平，這樣做是為了確保混凝土的表面是平整光滑的。在鋪設前，還需要仔細檢查襯砌背后的排水設施是否是完整牢靠的，尤其是排水設施的布置是否合理，盲溝、引水管和排水暗溝等等都應該要進行完整的鑲嵌和鏈接，并確保他們都處于密封的狀態之下，并假設反濾層。對于那些氣候比較嚴寒的地區，還應該要設置保溫排水設施，并做好充足的防潮準備。

四.小結

本文結合個人在實踐工作過程當中的經驗總結，就公路隧道的施工技術展開探討。通過介紹山嶺地區公路隧道的施工過程，在此基礎上進行適當延伸。首先進行了隧道開挖的分析，并做了簡要的說明，在此基礎上分別對一系列后續的施工方案進行了闡述。然而由于個人所學知識以及閱歷的局限性，并未能夠做到面面俱到，希望能夠憑借本文引起廣大學者的廣泛關注。

參考文獻

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[4]紀慧琢;高海拔特長隧道火災煙氣流動特性的數值模擬分析[D];北京交通大學;2010年

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關鍵詞：隧道工程；溝谷淺埋段；過渡段；界限深度

中圖分類號：U455.49 文獻標志碼：B

文章編號：1000-033X（2017）03-0086-05

Abstract： By summarizing and comparing the applicability of the excavation method， the digging method and the shallow burial method in shallow buried terrain， combined with the terrain features and geological conditions of the valley， it was proposed that zoning design and construction should be applied when the tunnel crosses the shallow buried section of valleys. And the differences in construction and support of the transition section and the countermeasures were analyzed. The results show that it is feasible to set the boundaries for U and V-shaped valleys as the boundaries of ultra-shallow buried depth and shallow buried depth. The use of measures to set the deformation joints or reserve an amount of deformation can effectively eliminate the difference in stiffness between structures； gradient pile length is a feasible solution for structural transition.

Key words： tunnel engineering； shallow buried section of valley； transition section； boundary depth

0 引 言

隨著中國高等級公路建設持續推進，原有低等級公路加速改擴建，山嶺隧道得到充分發展的同時，其面臨的地形、地質情況也更為復雜多變[1] ，修建難度越來越大。淺埋段地層較薄，隧道開挖最危險的是圍巖破碎[2]。工程技術人員對淺埋地形下的隧道施工進行了大量研究，總結出較為系統的施工經驗。王偉鋒和畢俊麗[3]研究了常見的幾種淺埋暗挖工法在軟巖淺埋隧道中的施工，提出雙側壁導坑法在圍巖變形和塑性區控制方面較其他工法效果更好。黃忠財等[4]研究了拱頂蓋挖法在淺埋與超淺埋隧道中的適用性，給出了相應的技術要點和適用條件。陶坤等[5]研究了隧道洞口淺埋段長大管棚機械化施工的相關問題，分析并提出了解決方法。尹學平和唐紅寧[6]研究了大斷面隧道淺埋段采用蓋挖法施工的適用性，提出采用蓋挖法替代淺埋暗挖法的施工條件。聶建春等[7]研究了不同偏壓情況下的大斷面淺埋隧道施工中的位移控制效果和支護承載情況，給出了不同地表傾角條件下的最優施工方法。董鑫等[8-9]對淺埋隧道洞口施工過程中的圍巖變形特征進行分析，總結了淺埋段隧道的施工經驗。劉建中[10]研究了隧道在淺埋、偏壓及軟巖條件下的進洞施工特點，給出了相應的施工關鍵技術和處理措施。李永[11]研究了軟流塑狀地層條件下隧道的進洞施工技術，提出隧道進洞應采用適當的輔助工法進行地層加固。

值得注意的是，目前的工法研究大部分局限于工法自身的優化和工法間的比較，對多種工法的組合運用研究程度不夠，對工法過渡段的關鍵技術認識不足。同時，工法的研究主要基于淺埋地形上覆土層厚度小、圍巖條件差、開挖后難以形成承載拱的特征，對變化顯著的溝谷地形尚沒有針對性的研究。故本文以隧道穿越溝谷淺埋段為背景，著手研究各種地形地質條件下多種工法組合的施工方案，并對組合施工中存在的技術難題進行探討，尋求切實可行的解決方案，為實際工程提供技術指導。

1 淺埋隧道施工方法

常見的淺埋隧道施工方法包括明挖法、蓋挖法和淺埋暗挖法三類[12]。在實際施工過程中，應依據現場的地形、地質、隧道埋深等情況，選擇最適宜的施工方法。

明挖法是指向下挖土至設計標高后，在基坑中進行隧道主體結構的修建，之后回填基坑，恢復地面[13-14]。由于明挖法開挖基坑深度較大，在地形陡峻的情況下，基坑的防護工程量較大，不僅增加了施工費用，也增大了施工的難度。工程施工中，明挖法一般用于埋置深度淺、山體橫縱坡度小的情況。

蓋挖法是指先開挖隧道拱部范圍內的一定土體，修建護拱后，進行上覆土體回填，并在護拱的保護下進行下部土體開挖[15]。相比于明挖法，蓋挖法基坑開挖深度顯著減小，有利于基坑的防護工作，且其受地形條件的限制較小，m用于大多數淺埋的情況。

淺埋暗挖法是采用小導管超前支護、格柵拱架支護等支護措施，配合分部開挖的方法，在距離地面較近的地下進行洞室暗挖施工。淺埋暗挖法對隧道埋深有一定的要求，同時需要一系列的輔助工法來保證施工的安全和質量，工程造價較高。

2 溝谷淺埋段施工方法選擇

溝谷是暴流侵蝕所成的槽形洼地，小的僅長10 m，大的可達數十公里。在溝谷的發育過程中，受到流水、跌水和渦流的沖刷及重力的崩塌作用，溝谷處的圍巖破碎且富水，工程性質較差。溝谷兩側坡體的坡度與坡體巖土體性能密切相關，巖質邊坡坡度較陡，而土質邊坡坡度較緩。坡度各異的邊坡與寬窄不一的溝谷組合，構成了自然界迥異的溝谷類型。隧道穿越溝谷時，選擇施工方法主要考慮溝谷類型及隧道的埋置深度2個因素，圍巖的工程性質對具體的隧道施工有較大影響。

當隧道穿越溝谷的長度較短時，從簡便施工的角度考慮，忽略溝谷局部間的差異，以整個溝谷的情況作為施工方法選擇的依據。此時，隧道施工方法的選擇主要考慮隧道穿越溝谷段的平均覆跨比，并結合相應的地形地質情況、地下水狀況、工程造價等因素，具體參數指標見表1。

當隧道穿越溝谷的長度較長時，溝谷內的地形地質情況對隧道施工影響較大，此時再采用單一的施工方法穿越整個溝谷淺埋段將無法保證施工的質量和安全。工程中常用的做法是：根據溝谷的類型，將地形差異明顯的區段分割出來（圖1），各區段單獨考慮覆跨比、圍巖狀況、地下水等因素，確定區段內的施工方法，而整個溝谷段的隧道施工是幾種方法的組合。

如圖1（a）所示，整個溝谷地形變化平緩，谷底平坦開闊，兩側坡體坡度適中，屬于U型溝谷。圖中所示隧道埋置深度淺，上覆土層厚度在谷底部位較小，向兩側緩慢增加。以超淺埋界限深度、淺埋界限深度為界，將溝谷劃分為5個區段。在谷底超淺埋段，考慮施工安全性，可選用明挖法或蓋挖法進行隧道施工，不宜采用淺埋暗挖法；淺埋范圍內的坡體視具體的圍巖情況，選擇蓋挖法或淺埋暗挖法；深埋區段正常施工。

如圖1（b）所示，溝谷地形變化較大，溝谷兩側坡體較陡，溝谷為狹窄的沖溝，屬于V型溝谷。淺埋隧道在瞎勸疾鄞Ω哺遣愫穸冉閑。向兩側快速增厚。此時，忽略可能存在的超淺埋區段，僅以淺埋界限深度作為溝谷分區的限界。在谷底淺埋段，圍巖破碎且富水，宜優先考慮蓋挖法施工；深埋區段正常施工。

上述的分區設計是針對2種典型的溝谷類型給出的一般性施工建議。實際工程中，工程設計人員應在探明溝谷地形地質情況的基礎上，結合隧道的實際埋深、施工隊伍的技術水平、工程預算費用等因素，確定出一套完整的分區施工方案。

3 組合施工過渡段技術方案

針對溝谷淺埋段地形地質特征，采用多種施工方法組合開挖是保證施工質量和安全的有效措施。但是，組合施工中必然存在著施工接頭的過渡問題。在實際工程中，由于結構間剛度差異或基礎承載能力不同，接頭成為結構滲漏水、基礎差異沉降等問題頻繁出現的部位，嚴重影響隧道的后期運營。為了消除這些安全隱患，保證隧道的營運安全，工程技術人員應采取一定的措施，盡量避免上述問題的出現，或實施行之有效的預防措施，對可能出現問題的部位提前設防。

3.1 明挖法與淺埋暗挖過渡段

明挖與淺埋暗挖過渡段一般采用套拱加管棚作為進洞和出洞的超前支護措施。在隧道明挖到明暗交界斷面前的一定位置時，采用留核心土法開挖基坑，以核心土的抗推力保證明暗交界斷面的穩定；其后施作套拱和管棚，并反過來施作明洞襯砌；待襯砌達到一定強度后，分層對稱回填土體，再進行暗洞的開挖，如圖2所示。

3.2 邊樁蓋挖法過渡段

在采用蓋挖法進行隧道施工的區段，由于地基承載能力不同，極可能出現有邊樁蓋挖法和無邊樁蓋挖法配合施工的情況，此時就涉及到2種不同類型蓋挖法的過渡問題。

無邊樁蓋挖法適用于地基承載力較好的情況，其護拱承受的荷載通過設置在地基上的枕梁傳遞到地基上，具體結構如圖3所示。

有邊樁蓋挖法適用于地基承載力較差的情況，護拱上的荷載傳遞到托梁，再通過樁基傳遞到隧底基巖上，具體結構如圖4所示。

在上覆荷載相當的情況下，基礎埋深對結構沉降影響較大。在蓋挖法過渡段，通過調整樁長使有邊樁基礎均勻過渡到無邊樁基礎，將銜接部位的基礎埋深高差控制在一定的范圍，是預防結構差異沉降的有效措施。同時，由于托梁與枕梁的受力情況不同，在兩者的銜接部位應該設置1道變形縫，釋放結構的內部應力，具體結構如圖5所示。

3.3 蓋挖法與淺埋暗挖過渡段

施工過程中，使用套拱加管棚作為蓋挖法與淺埋暗挖法的過渡方式。關于過渡段的施工工序，可以參照明挖法與淺埋暗挖法。本過渡段的研究重點在于蓋挖法護拱與管棚套拱的過渡問題。此2種結構在結構尺寸、基礎形式及受力特性上存在著明顯的差異，突兀的轉變將引起襯砌內力局部不均勻、基礎差異沉降等問題，會影響隧道后期運營。

護拱作為隧道開挖的保護結構，僅承受上部填土的壓力，結構厚度相對較薄。套拱作為固定和支撐管棚端部的受力結構，在穩定性和承載力方面要求較高，結構相對較為厚實。工程中，為了確保初期支護和二次襯砌在過渡段的連續性，應控制護拱與套拱的內表面平整過渡。

無邊樁蓋挖法的護拱基礎為條形枕梁，設置于隧道起拱線部位；有邊樁蓋挖法的護拱基礎主要取決于地基的承載力情況，以滿足上部結構要求的樁基埋深為準；而套拱的基礎深度則需要綜合考慮管棚長度、管棚支護范圍內的圍巖條件、地基承載力等因素，往往深入隧道基底。3種結構的基礎埋深存在著一定差異，而基礎埋深、基礎形式及結構受力方面的差異，必然導致結構差異沉降現象，進而引發結構滲漏水、襯砌開裂等一系列問題。實際工程中，采用護拱和套拱間設置變形縫、襯砌與護拱（或套拱）間預留變形量的方式，將差異沉降的不利影響控制在隧道襯砌外部，從而有效預防護拱與套拱差異沉降對隧道的后期運營產生實質性的不利影響，具體結構如圖6所示。

3.4 明挖法與蓋挖法過渡段

明挖法和蓋挖法的施工槽在開挖寬度和深度上都存在一定差異，實際施工中應注意銜接斷面土體的穩定。同時，蓋挖法護拱將上覆荷載傳遞給基礎，大大增加了基礎處土（石）體的應力。隧道兩側的土（石）體受施工擾動大，應力集中現象顯著，應該重點防護。

對于有邊樁蓋挖法，護拱傳遞的上覆荷載通過樁基傳遞到基底土層中，故對兩側土（石）體影響較小。無邊樁蓋挖法的上覆荷載通過枕梁傳給下部土（石）體，在隧道暗挖過程中，該部分土（石）體因一側臨空，極易失穩破壞。實際工程中，采用在護拱枕梁處設置外傾的鎖腳錨桿措施（圖7），將上覆荷載傳遞到隧道兩側更廣的土（石）體中，避免應力集中引起的土（石）體坍塌問題。

蓋挖法的隧道結構包括護拱、初期支護及二次襯砌，而明挖法只有明洞襯砌，兩者的結構剛度差異較大。對于結構剛度上的差異，工程中常用的方法是在銜接位置設置變形縫。此銜接位置變形縫設置在明洞襯砌與二次襯砌之間，位置屬于隧道襯砌范疇，故變形縫不僅要能夠釋放兩墻體的不均勻內力，還應該有較好的防滲水能力。此處可以參考地鐵基坑施工中相應的接頭處理設計[16]。

4 結 語

溝谷地形變化大，地質條件差，隧道施工難度大。通過總結和比較淺埋隧道的常見施工方法，分析溝谷地形地質特征，得出以下幾點結論。

（1）隧道穿越溝谷淺埋地形時，根據隧道穿越長度的不同，采用不同的施工設計理念。穿越長度較短時，忽略溝谷地形地質變化情況，以溝谷整體情況進行分析，選擇一種最適宜的施工方法；當隧道穿越長度較長時，應根據具體的溝谷特征分區段選擇施工方法。

（2）U型溝谷以超淺埋深度和淺埋深度作為分區的限界，V型溝谷以淺埋深度作為分區的限界。對溝谷超淺埋區段，不宜采用淺埋暗挖法施工，溝谷淺埋區段宜先選用蓋挖法進行施工。

（3）淺埋暗挖法與其他工法的過渡段宜采用套拱加管棚超前支護作為過渡手段，同時采用留核心土開挖保證明暗交接斷面土體的穩定。

（4）通過樁長漸變的方式，使護拱基礎從有邊樁蓋挖法的基礎埋深平穩過渡到無邊樁蓋挖法的基礎埋深，并在結構銜接部位設置變形縫，有效預防地基剛度差異所引起的結構破壞問題。

（5）采用設置變形縫及預留變形量的組合措施，有效預防蓋挖法護拱與管棚套拱因結構剛度、受力特性等方面的差異所引起的結構內力差異。同時，為了確保初期支護和二次襯砌在過渡段的連續性，應控制護拱與套拱的內表面平整過渡。

（6）對于無邊樁蓋挖法而言，應在枕梁底部設置外傾鎖腳錨桿，避免施工槽兩側的土體因應力過大而發生破壞。同時，設置在隧道襯砌范圍內的變形縫除滿足釋放結構內力的基本要求外，還應該有較好的防滲水能力。

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