隧道工程施工的方法篇1

关键词：铁路客运；专线隧道；施工质量；管理策略

Abstract:Chinarailwayareconstantlyconstructionandimprovementin,andintherailwaypassengertransporthasmadeoutstandingprogress,especiallytheestablishmentoftherailwaypassengerspecialline,becomeChina'srailwayconstructiontosignofmoderndevelopment.Speciallinetunnelconstructionasanimportantprojectoftheconstructionoftherailwaypassengertransport,oneoftheeffectiveoperationofrailwaypassengertransporthasimportantinfluence.Therefore,intheconstructionofrailwaypassengerspecialline,moreshouldpayattentiontoimprovespeciallinetunnelconstructiontechnology,effectivemanagementofconstructionquality,inordertoimprovethehigh-speedpassengerrailwaytunnelconstructionqualityforrailwaypassengernormaloperationprovidedprotection.Thisarticlemainlyaimsathigh-speedpassengerrailwaytunnelconstructionisdiscussed,putsforwardsomeconstructionqualitymanagementstrategy.

Keywords:railwaypassenger;Speciallinetunnel;Constructionquality;Managementstrategy

中图分类号：TU71文献标识码：A文章编号：

我国在社会建设与城市发展过程中，将铁路客运建设作为重点工作对待，提高铁路客运专线的施工技术，规范施工质量，从而达到提高铁路客运专线运行质量的目的。在铁路客运专线施工中，隧道施工的要求更为严格，需要施工人员提高重视，以专业的态度、饱满的热情、高水平的施工技术、高效率的管理手段，有效控制铁路客运专线隧道的施工质量，进而保证铁路客运专线的高效、高质运行。

一、铁路客运专线隧道工程施工特点以及施工原则

铁路客运专线隧道工程是我国建设铁路客运的重点工程，因此，专线隧道的施工成为相关部门重点关注的对象，对其施工的要求也比较严格，需要施工人员提高重视，从铁路客运专线隧道工程施工特点入手，探寻铁路客运专线隧道工程的施工原则。

铁路客运专线隧道工程施工特点：隧道是铁路客运专线施工中所遇到的最大障碍，因为隧道工程在施工中具有如下特点。隧道本身具有空间狭小、环境恶劣、通风与采光困难等特点，因此，隧道工程施工也受到这些客观因素影响；对隧道工程进行施工，需要有高水平的技术人员凭借专业理论知识与实践经验设计工程施工图纸，有效地分析隧道工程施工中的不确定因素，并针对各种问题提出预防解决方案，以期能够保证施工的有序进行，有效地控制施工质量。

铁路客运专线隧道工程施工原则：由于隧道工程施工环境恶劣、施工难度大等特点，所以相关施工人员必须严格遵循施工原则，以在保证个人人身财产安全的前提下，控制与管理隧道工程的施工质量。在施工前期，必须对隧道的地质状况进行分析，建立综合地质预报系统，以降低施工危险性；根据实际需要合理选择施工机械设备，避免振动性较大的机械设备造成隧道坍塌情况；按工程图纸进行施工，遇到需要变更的地方必须与技术人员协商解决；工程施工所产生的废物等必须及时清理，保证隧道周边生态环境的稳定性与平衡性。另外，在施工过程中，施工人员必须严格按照施工时间进行施工，以保证施工有序进行，为施工质量提供保障。

二、铁路客运专线隧道工程施工质量管理策略

我国对铁路客运专线隧道工程施工的要求不断提高，不仅明确规定施工工艺中混凝土搅拌的温度、强度、含气量以及模板安装的尺寸等，而且对施工材料、工程结构质量等也提出了更高的要求。因此，在铁路客运专线隧道工程施工中，不仅要保证隧道工程施工的质量，还要保证工作人员的人身财产安全。相关管理人员必须对铁路客运专线隧道工程施工进行严格的管理，以在保证工作人员安全的前提下，促进工程高效、保质、按时完工。

第一，增强工程施工质量控制监督力度。隧道工程施工单位对隧道工程质量具有不可推卸的责任，因此，施工单位必须提高对工程施工质量的认识，积极完善工程施工质量控制与监督机制，增强监督力度，能够在第一时间发现施工中存在的质量问题、安全隐患等，进而提出有效的解决方法，使工程能够顺利进行，控制工程施工质量。

第二，加强对新型施工工艺的研究与实践。铁路客运专线隧道工程的施工难度较大，运用普通的施工工艺很难提高施工质量，达到理想的效果。因此，要想有效控制施工质量，就必须加强对新型施工工艺的研究与实践。相关工作人员可以根据国家最新的施工要求，从工程施工材料、施工方法、质量控制要求等方面入手，从精细的方面改进施工工艺，以提高施工质量，促进工程施工质量管理水平的提高。

第三，规范工程质量检测流程，提高质检效率。任何工程施工都需要进行质量检测，铁路客运专线隧道工程也不例外。受到新材料、新工艺、新技术、新标准等的影响，隧道工程质量检测方法与流程也应该做出相应的改变。质检工作人员必须积极完善质检制度，创新质检方法，规范质检流程，将隧道工程质量的真实情况呈现出来，为施工单位改进施工工艺、提高施工质量提供参考，同时也为有关部门的决策提供依据。

第四，改革质量控制手段，提高质量管理水平。铁路客运专线隧道工程施工质量的管理，需要所有工作人员共同努力才能达到理想的效果。因此，在隧道工程施工中，施工人员必须提高质量管理认识，积极配合质量管理人员的工作，听从技术人员的指导，针对不同的质量问题，实施科学、合理的解决措施，以提高铁路客运专线隧道工程的施工质量。

重视隧道工程的耐久性问题：隧道工程的耐久性是施工人员必须考虑的问题，它受到各种因素的影响，尤其是混凝土裂缝、隧道渗滤水、使用环境等因素，对隧道的耐久性影响最大。因此在施工中，施工人员必须对这些问题进行充分地思考，详细规划施工流程、运用创新工艺，最大化地避免这些问题，增强隧道的耐久性，提高隧道工程的质量。

施工技术创新问题：目前，我国隧道工程施工中较为有效的施工技术是全断面光面爆破技术与全过程防排水施工技术。这两种施工技术将施工流程更加细化，从小的方面进行施工设计，并将防排水作为施工重点工作之一，提高隧道的耐久性，进而为工程质量提供保障。

结语：

总而言之，我国铁路客运专线的施工受到社会各界的重视，尤其是铁路客运专线隧道的施工，因其施工要求高、所需技术复杂、质量控制难度大等特点，更是需要施工人员提高重视，积极探索创新而有效的施工技术，并加强质量控制与管理力度，进而提高铁路客运专线隧道的施工质量，为铁路客运专线的有效、有序运行提供保障。随着我国对铁路客运专线隧道施工要求的不断提高，质量控制手段的不断更新，铁路客运专线将最大化地发挥其作用，为我国建设社会主义国家做出重要贡献。

参考文献：

[1]殷庆武．浅谈铁路客运专线隧道工程开挖及初支施工质量控制技术[J].企业技术开发（下半月），2009，（03）.

[2]谭太昌．客运专线隧道衬砌施工质量常见问题分析及处理措施[J].铁道标准设计，2007，（04）.

[3]仲辉．铁路客运专线隧道二次衬砌施工质量控制[J].山西建筑，2008，（21）.

[4]王大民．铁路客运专线无碴轨道隧道渗漏水的预防与整治[J].国防交通工程与技术，2010，（01）.

隧道工程施工的方法篇2

关键词:公路隧道建设;施工质量;工程监理;质量检测

中图分类号:U455文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)22-0195-02

0引言

20世纪80年代,以隧道工程为主要方向的地下空间开发迅猛发展。公路隧道随着公路建设的不断发展,在世界各国也得到了广泛的应用。而我国是一个地形复杂的国家,在过去的20多年里我国的公路隧道建设也得到了长足的发展。据资料显示,我国目前的公路隧道规模和数量已经位居世界第一位。随着我国经济的迅速发展,公路交通建设将得到更快的发展,而公路隧道也会进入一个快速发展的历史时期,在全国交通基础设施建设发展中,必然会遇到隧道修建的问题,而在隧道开挖过程中隧道的施工质量问题是很关键的问题,本文通过对公路隧道建设发展与施工质量的分析,对公路隧道建设问题作了初步的探讨与思考。

1我国公路隧道建设发展与质量问题分析

1.1我国公路隧道建设发展

我国地域辽阔,山区公路建设任务十分繁重,尤其是在山峦耸立、地形起伏多变的地区。随着改革开放不断深化,国民经济迅速发展,公路隧道的建设取得了很大发展,高等级公路隧道建设日新月异,全国性高等级公路网格局正在形成。1979年,我国公路隧道通车里程仅为52公里,数量为375座。1993年发展到683座,总长137公里,均是二级以下的短隧道为主。2000年我国隧道通车里程为627公里/1685座。截至2007年底,我国已建成公路隧道2555公里。预计到2010年年底之前,我国将再有840多公里的公路隧道出现在中国辽阔的大地上。与公路大规模建设现状相配套,我国公路隧道的施工技术也在不断提高,并取得一系列成绩。特别是近十多年来针对公路隧道建设的现状,我国投入大量科研经费支持公路隧道工程实际问题开展科学研究,包括公路隧道施工技术规范编制、公路隧道CAD技术研究、连拱隧道建设关键技术研究等,涵盖隧道施工管理、监控防灾等领域,针对性比较强,有力地支持了我国公路隧道发展,将我国公路隧道的施工技术推向世界领先水平,比如秦岭终南山隧道是世界建设规模最大的高速公路隧道,最大埋深超过1700m。厦门翔安隧道是我国第一座钻爆法开挖的六车道海底公路隧道,上海崇明长江隧道是是世界上最大的隧桥结合工程之一,工程全长25km。

1.2我国公路隧道建设面临主要质量问题

改革开发三十年,综合国力不断增强,也带来了我国公路隧道建设快速发展的黄金时期。看到发展的同时,我们也清楚的知道我国隧道建设与发达国家相比还存在很大差距,科技研究攻关质量不高,管理技术比较落后,技术创新能力不足等都是制约公路隧道工程发展的因素。公路隧道的建设发展即也带来了施工质量问题。质量是公路隧道建设的关键,直接影响其使用期限,在公路隧道建设技术不断发展的同时,施工质量也越来越受到人们重视,开展公路隧道施工质量方面的研究,是我国公路隧道近期建设发展重点之一。公路隧道常见的质量问题可归纳如下,首先是公路隧道衬砌漏水,公路隧道衬砌漏水是当今公路隧道最为普遍的质量问题。目前国内大部分公路隧道都存在不同程度的衬砌漏水问题。在公路隧道穿越含水层时,底层中一些固有的地下水通道被公路隧道拦截,公路隧道本身所拥有的空间就成了地下水汇集的良好场所,当公路隧道质量存在缺陷时,就必然会出现衬砌漏水,这种情况也多发裂损的薄弱部分,邻近超挖回填不密实的空洞也容易发生渗漏水。还有公路隧道衬砌裂纹、公路隧道衬砌裂纹是指衬砌中出现不连续现象。外因上讲主要是岩层松弛滑坡和酸害等,内因上主要是材料性质和设计施工的不足等。衬砌腐蚀,公路隧道内金属构件的锈蚀、砖石砌体风化被侵蚀破坏等,都属于公路隧道衬砌腐蚀。公路隧道衬砌腐蚀可归纳为物理侵蚀和化学侵蚀两大类。物理侵蚀主要有冻融交替冻涨蚀,化学侵蚀主要有溶出蚀。另外衬砌压溃及剥落在公路隧道质量损害中比较多见。自然外力如滑坡地震等和材质恶化、设计缺陷等都是引起衬砌压溃及剥落的原因。还有公路隧道衬砌变形及位移,衬砌变形是指公路隧道衬砌在内外因素的作用下发生形状改变。公路隧道衬砌位移是指衬砌整体或者部分出现倾斜变化。公路隧道的衬砌从建设到破坏需要经历变形、裂损、位移和垮塌四个阶段。公路隧道衬砌变形是隧道质量问题的第一步,在公路隧道衬砌出现变形,应该对这种质量问题采取措施,避免垮塌的出现。

其次是公路隧道洞门裂损及洞口质量损害,公路隧道洞门在隧道建筑的作用承受山体纵向推力,支挡洞口边、仰坡,以稳定洞口。公路隧道洞口多修筑于风化破碎的围岩,承受较大温差变化和各类不利自然条件,容易发生质量损害。公路隧道设计对推土力计算不准、措施不当等也会很容易引起公路隧道洞门裂损。公路隧道洞门常见的质量损害有端墙前倾与衬砌环节脱节等。还有隧道冻害,因水流和围岩积水冻结,在公路隧道各部位及附属设施上发生的,隧道冻害防治是当今公路隧道技术攻关重点,应认真调查地址情况,通过设计改良和施工予以处理。另外公路隧道运营通风不畅及照明不良也是一个很重要的问题,公路隧道和铁路隧道一样均需通风,通过通风技术对公路隧道的污染物含量水平和火灾情况下的烟雾含量进行控制。在整个公路隧道的建设中,通风方案直接关系到公路隧道的工程造价和救灾功能。目前国内对公路隧道通风系统的研究还比较落后,有关火灾通风方面的研究仍需加强。此外由于经济原因,通风系统一般也没用得到很好的开启。许多隧道的照明设备没有开启,有部分公路隧道甚至因此不安装照明灯具。

公路隧道工程质量还和许多因素有关。这还包括隧道建筑材料质量参差不齐,建筑材料的试验往往被忽视,公路隧道施工的整体质量也就得不到保证。我国公路隧道修筑技术、质量控制和检验控制水平的滞后也是影响公路隧道建筑施工质量的基本原因。此外,我国一般公路隧道工程建设周期较短、一定程度影响公路隧道工程正常实施,影响隧道施工质量。

2公路隧道施工质量问题的策略分析

公路隧道施工质量问题,施工建筑材料质量控制、工序工艺质量控制以及工程竣工检查等最为关键。

首先,要重视公路隧道施工质量检测方法的确定。自我国开展公路隧道施工质量检测工作以来,如何对公路隧道施工的工程材料或者工程施工情况进行检测一直处于探索中,各有特点的许多检测方法在工程中不断得以应用,而在实践中,由于检测方法自身存在的局限性或者缺陷性等,部分检测方法逐渐被淘汰,更多符合工程实际需要的新型检测方法随之涌现。对各项工程材料或者工程施工情况的各种检测方法进行了深入研究,要结合实践经验,综合考虑施工环境和评价指标等因素,采用分析比较法,去侧重方法的实用性,最终确定具体公路隧道施工工程质量的检测方法。在此以锚杆质量检测为例,传统的锚杆施工质量检测是指锚固受力状态的检测,主要利用千斤顶进行拉拔试验,而这种检测手段会对软岩或较破碎岩层带来不利影响,费工费时。可以根据工程实际,将锚杆的检测分为材料检测和施工检测两方面完成。在施工阶段结合新型无损检测技术对锚杆整体施工质量进行检测。

其次是公路隧道施工质量检测控制指标的确定。和公路隧道施工质量检测方法相似,目前我国在对公路隧道工程质量的质量控制检测中,没有统一的质量控制检测标准,已有的公路隧道施工质量规范标准更新缓慢,不能适用工程质量控制需要,在实际公路隧道施工工程质量质量控制检测中,往往难以真正达到通过检测控制指标对公路隧道工程施工质量进行控制的目的。检测是手段,分析控制是目的,两者相互支撑。要结合公路隧道施工工程实际,新增必要的质量控制检测指标,建立起一套从公路隧道建筑材料、施工过程、竣工验收等各个环节的公路隧道施工质量控制指标体系。同样以锚杆质量质量控制检测为例,传统的锚杆质量控制检测指标仅仅在竣工验收阶段对锚杆进行试验,无法满足公路隧道施工质量控制需要。锚杆的质量控制检测指标也应该从建筑材料和施工质量两方面进行确立,与其检测的方法对应。通过建筑材料检测方面的指标和施工过程中指标,较为完整的给出锚杆施工质量控制指标体系。

最后是公路隧道建筑材料质量控制检测。公路隧道建筑材料的优劣直接影响公路隧道工程的施工质量。公路隧道的建筑材料的质量控制应选择质优价廉、信誉高的生产厂家,加强对材料检查验收,重视材料的使用认证,落实建设工业产品准用证制度,对材料质量进行跟踪,避免造成损失。所有的工程建筑材料使用须经过实验满足自检要求。对材料质量的要求还应充分考虑材料应用环境、工程部位及施工工艺等要求。注意对公路隧道施工过程和竣工检测质量控制检测,隧道竣工验收是隧道工程交付使用前对质量检验和控制的最后一道关口,对隧道进行竣工检测,使竣工验收潮规范化、标准化方向发展,可以更好地控制好工程的施工质量。

3结语

伴随我国交通建设的高速发展,公路隧道数量一直在增加,隧道施工遇到的一系列质量问题越来越多。质量的控制与质量问题的解决,作为保障安全和提高施工质量的重要手段对公路隧道建设施工具有重要意义。目前,公路隧道建设施工实践中还存在着很多问题。本文在总结前人对公路隧道建设质量问题研究的基础上,对公路隧道建设发展与施工质量问题进行了初步的探讨与分析。

参考文献

[1]李世烽.我的隧道支护设计新论[M].科学出版社,1999.

[2]关宝树.隧道工程施工要点集[M].人民交通出版社,2003.

[3]吕康成.隧道工程试验监测技术[M].人民交通出版社,2000.

隧道工程施工的方法篇3

城市矿山法隧道施工安全与风险控制

内容提要

1引言

2

围岩变形特征与破坏机理

3

施工安全与风险控制

4

近接建（构）筑物施工

1

引言

一、城市隧道的基本环境特征

1.地质类型

（1）土质（长三角地区等）

一、城市隧道的基本环境特征

1.地质类型

（2）土岩混合

土石

上软下硬

石

土忽软忽硬

石

青岛、大连等

广州、深圳等

一、城市隧道的基本环境特征

1.地质类型

（2）硬岩（北欧）

一、城市隧道的基本环境特征

2.埋深特点

普遍较浅（中国）

一、城市隧道的基本环境特征

3.周边环境

邻近既有建（构）筑物

施工相互影响大，风险高

二、城市矿山法概述

1.全断面开挖法

l-全断面开挖；Ⅱ-衬砌全断面一次开挖法

二、城市矿山法概述

1.全断面开挖法

适用条件1）整体性好的围岩；2）有大型施工机械；3）适于采用大型机械化配合施工。优点缺点

二、城市矿山法概述

2.台阶法台阶法根据台

阶长度不同,可划

分为长台阶法、

短台阶法和超短

台阶法三种。

二、城市矿山法概述

（1）长台阶法。上台阶一般50m以上或大于5倍洞径，上

下步可采用同类机械平行作业。优缺点：干扰少、机械配套、通风和测量工作简单、可进行单工序作业，但要求围岩稳定性较好。（2）短台阶法。上台阶长度小于5倍大于1～1.5洞径。优缺点：可缩短仰拱封闭时间，利于开挖面稳定，但上下台阶作业干扰较大。（3）超短台阶法。上台阶长度仅3～5m，适用于机械化程

度不高的地段。

优缺点：断面闭合较快，利于开挖面稳定，但上下台阶作业干扰很大。

二、城市矿山法概述

2.台阶法至于施工中究竟采用何种台阶法（长、短、

超短），要根据以下两个条件来决定：

初次支护形成闭合断面的时间要求，围岩越

差，闭合时间要求越短；上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。

二、城市矿山法概述

3.分部开挖法分部开挖法可分为：环形开挖留核

心土法、侧壁导坑法、中隔壁法（CD法

和CRD法）、中洞法等。

二、城市矿山法概述

3.分部开挖法

环形开挖留核心土法

二、城市矿山法概述

3.分部开挖法单侧壁导坑法侧壁导坑法

双侧壁导坑法

返回

二、城市矿山法概述

3.分部开挖法CD法中隔壁法

CRD法

二、城市矿山法概述

3.分部开挖法

在连拱隧道或分叉隧道的喇叭口地段,先开挖两洞之间的立柱(或中墙)部分,完成立柱(或中墙)混凝土浇筑后,再进行左右两洞开挖的施工。

中洞法

二、城市矿山法概述

4.其他一些适合于特大断面隧道开挖方法

二、城市矿山法概述

4.

其他一些适合于特大断面隧道开挖方法

盾构辅助法

预衬砌法

2围岩变形特征与破坏机理

一、隧道开挖后的围岩变形特征

一、隧道开挖后的围岩变形特征

土体移动的空间效应

沉降

影响

范围

一、隧道开挖后的围岩变形特征

=15.6°

横向断面地层沉降形状

一、隧道开挖后的围岩变形特征

土体分层沉降示意图

一、隧道开挖后的围岩变形特征

前期沉降

施工沉降

地表下沉曲线

掌子面

隧道

地层移动的时间效应

固结沉降

施工沉降

一、隧道开挖后的围岩变形特征

地层损失理论

地层移动由地层损失引起，并认为地表沉陷槽的体积

应等于地层损失的体积。

该法的理论基础是:在隧道施工过程中产生了一定的地

层损失，相当于从地层中挖去一块岩土体，形成一个空洞，

从而导致上部的岩土体产生移动和变形，最终该空洞被填充，而在地表则形成体积等于空洞体积的沉降槽。

二、隧道塌方机理

应该说，隧道开挖后，围岩的变形是不可避免的，但是如果在开挖后及时采取有效措施，则围岩变形处于可控范围，反之，在围岩变形超过某一极限值后发生塌方。

二、隧道塌方机理

二、隧道塌方机理

3

施工安全与风险控制1）有效支护2）隧道埋深选择

3）曲线变轨

4）各分部开挖的贡献率

5）掌子面的预加固

6）信息化施工

有效支护

隧道埋深选择将隧道建在合适的深度，减小施工风险

曲线变轨利用曲线变轨原理，根据先前监测数据预测有可能塌方时，提前改变施工方法或支护参数，使其沉降曲线改变原有轨迹，朝安全、稳定方向发展。

各分部的贡献率

通过分析各分部对拱顶沉降的贡献率，做到“好钢用在刀刃上”，重点控制主要块，快速施工次要块。

A

掌子面和侧墙对某点沉降的贡献率

径向锚杆固然重要，掌子面变形引起的土体变位也不容忽视。有时掌子面前方的超前锚杆显得更为重要。如“新意法”理念就是重视掌子面前方锚杆作用。

未有超前加固措施的

超前加固后

用玻璃纤维筋加固前方土体

信息化施工

作为新奥法三大要素

之一的信息

化施工，对

于施工安全

控制至关重

要。

信息化施工

4

近接建（构）筑物施工

一、基本概念

三大基本类型：（1）新建工程接近既有隧道施工(2)新建隧道接近既有工程

（3）两条及以上隧道近距离同期施工

一、基本概念

近接施工最主要的问题是新建工程将会对既有工程原来的稳定性产生影响。这种影响最本质的原因是由于新建工程的施工引起围岩应力状态再次重分布，从而导致一系列的力学行为变化。这种受力特征会因

工程修建的时间先后关系、空间位置关系及其施工方法的不同而不同。

二、近接影响分区

建筑荷载下的地基附加应力场

二、近接影响分区

单一隧道的二次应力场影响范围

3σy2σy1.1σy1.01σy7.27r1.1σy3.16r1.01σy10r

2.67r

λ=0

λ=1

二、近接影响分区

由于建筑物地基的附加应力影响和隧道

开挖引起的应力重分布都是局部的。从相距的远到近，有一个应力场逐渐叠加的过程。

二、近接影响分区

近接施工的影响不仅存在着局域性，而且在局部的范围内应力重分布是有梯度变化的，这也表明影响程度是不同的，因此提出近接施工影响分区及标准。

二、近接影响分区

既有规范，我们认为仅适用于软土

硬岩地层评判指标：安全系数实现方法：强度折减法多工况数值模拟

安全系数计算结果

考虑相对尺度的影响，分别计算了“隧道-建筑物”相对尺寸（D/B）为2、1、1/2的三种情况

对三种计算工况进行规律分析，建立影响分区如下：

青岛胶州湾海底隧道接线工程应用

35.0

34.9

1号楼房

4号楼房

55.013.7

11.3

2.7

5.4

7.65.4

7.6

弱影响区

弱影响区

无影响区

无影响区

16.2

16.2

10.8

强影响区

强影响区

对于上软下硬地层：（1）上面软层借鉴日本既有规范；（2）下面硬层与上述计算方法同。

青岛胶州湾海底隧道接线工程应用

智荣中学

砖3

强影响区

弱影响区

无影响区

混7

强影响区

弱影响区

无影响区

二、对策研究对于强影响区的对策研究

（1）对既有隧道或工程采取措施

(2）对新建隧道或工程采取措施（3）对既有工程和新建工程之间的围岩采取措施

（硬岩、软岩有别）

再来一个我们以往的案例：

深圳重叠隧道

1、概述-近接施工基本概念及工程背景

2）依托工程概况

深圳地铁一期工程1号线:深圳建市以来政府投资最大的国家重点工程项目线路全长17.39Km，设车站15座由深圳市地铁有限公司承担建设管理全线于2000年开工，03年完成土建施工，04年12月建成通车

1

概述

2）依托工程概况

本课题《地铁重叠隧道设计与施工关键技术研究》是结合地铁1号线罗大段工程的修建进行的。罗大段工程：位于深圳罗湖区，起于深圳火车站，出火车站后往北沿人民南路，邻罗雨干渠,在嘉宾路口设国贸站，出国贸站往北穿越深南东路后进入东门商业区，在此设置老街站（与地铁3号线换乘），出站后往西沿解放路在红岭中路与深南中路交叉口西侧设大剧院站。

香港特区

1

概述

2）依托工程概况

罗大段线路:全长约2.8Km含4站3区间（含桩基托换工程）土建投资约7.48亿元由铁二

院设计由中铁隧道局等单位施工

1

概述

3）工程特点和难点

（1）工程穿越城市繁华商贸中心区，环境异常复杂

国大段线路三站两区间长1778.6km，土建投资近5.8亿元

罗湖区

（人口密度：9821人/平方公里）

中海商城

下穿布吉河下穿广深高速电影大厦A7铁路3线高架桥（外扩A2地下室）

永新商业城

利联广场南塘商业广场

（A18）

下穿人民桥桥台

布吉

（A9）

和平广场

（A40）

深建司

（A7）

华胜商厦

（A12）

东门商业区

下穿百货广场大楼9层裙楼3层地下室

下穿深南东路人行天桥

金辉大厦深圳邮电局

（A15）（A32）

横穿路中笔架山渠

河

下穿华中酒店3层群楼并行下穿路中罗雨干渠

人民中旅大厦

（A17）

天虹商场

（A6）

天安国际

（A40）

南

路深房广场

（A52）

国贸大厦

国贸站国贸站

1

概述

3）工程特点和难点

（2）区段地层上软下硬，地下水位高，地质条件差

罗雨干渠

地下水位线

地下水位线

国老区间地质纵断面图

总体看：地层“上软下硬”：上部主要为软弱的砾质粘性土和砂层，下部（局部）为强度较高的微风化层；

高地下水位：地下水位埋深约3.7m，隧道位于地下水

之中；土质围岩工程特性很差：花岗岩全风化层及残积土，遇水及扰动后极易软化崩解，强度迅速降低；F4断层及次生断层：破碎，围岩自稳性很差；

国大区间围岩条件统计：“上软下硬”段长度占总长

50.0%；软岩段占38.5%；硬岩段占11.5%。

1

概述

3）工程特点和难点

（3）重叠隧道规模大，空间转换复杂，技术难度和风险大

13.0～15.6m

1.6m

2号竖井

双洞重叠隧道净距小（1.6m～10.8m）。全段隧道空间转换复杂。

技术难点：

①重叠线型设计与结构形式选择②双洞重叠近接影响分析与评价③设计分段与支护参数确定

工程经验缺乏

1

概述

3）工程特点和难点

（4）隧道浅埋，采用浅埋暗挖法施工，沉降控制要求高拱顶埋深9～16m，最小在布吉河河底；罗国区间围岩总体软弱，采用盾构法施工；国大区间多处正穿既有建筑基础，处理难度大，且局部遇硬岩，施工困难，因此采用浅埋暗挖法施工；地面建筑密集，道路及地下管线纵横交错，沉降控制十分严格；在饱和含水地层中采用浅埋暗挖法施工，地层易失水，沉降控制有较大难度。

技术难点：

④双洞施工顺序与施工间距的确定

⑤单洞双层隧道浅埋暗挖法施工方法⑥不同洞型空间转换方法

⑦沉降控制及困难地段辅助施工方法

工程经验较缺乏或较少

1

概述

3）工程特点和难点

（5）近接建（构）筑物多，

相互影响十分严重

（6）桩基托换类型、数量多，单体规模大，难度大风险高

2

浅埋暗挖法两隧道的近接度标准

2

浅埋暗挖法两隧道的近接度标准

1）数值分析

分析图：一洞室埋深10m，另一洞室沿其四周分布于不同位置

2

1）数值分析

浅埋暗挖法两隧道的近接度标准

判定标准：塑性区和最大主应力

重分布的双重标准。计算系列：总共38组，见下表。

上/下洞埋深

两洞连线的水平角度-90°-60°

两洞净距0.5D、1.0D、1.5D、2.0D、3.0D1.0D、2.5D0.5D、1.0D、1.5D、2.0D1.0D0.5D、1.0D、1.5D1.75D2.0D1.1D

施工顺序

上洞埋深10m/下洞埋深变化

-45°-30°015°30°45°

“先上后下”

“先下后上”

90°

0.5D

2

1）数值分析

浅埋暗挖法两隧道的近接度标准

限于篇幅，以两洞水平进行分区判定说明。0.5D时，塑性

区贯通；

1.0D时，强影

单洞开挖

响区和弱净距0.5D

影响区的

分界点；1.5D时，近接

影响忽略

不计。净距1.0D净距1.5D

2

1）数值分析

浅埋暗挖法两隧道的近接度标准

近接影响分区图

2

1）数值分析

浅埋暗挖法两隧道的近接度标准

近接影响分区图

3

重叠隧道设计与施工技术

3

重叠隧道的设计与施工技术

主要内容：

1）重叠隧道设计分段

2）重叠隧道施工顺序

3）重叠隧道工作面合理间距

4）不同洞型空间转换方法

3

研究方法

重叠隧道的设计与施工技术

（1）数值模拟——计算模型

整体模型图

典型断面图

隧道结构图

模型概述：重点分析重叠及交错隧道段，纵向范围为CK2+360～CK2+390单洞双层段30m，CK2+390～CK2+560双洞段170m，共长200m，隧道断面范围为80m（宽）×75m（高）。

3

研究方法

重叠隧道的设计与施工技术

（2）模型试验——试验模型

整体模型图

衬砌试件

概述：围岩为V级；施工顺序为“先上后下”；考察开挖下洞对上洞衬砌的影响。

3

重叠隧道的设计与施工技术

1）重叠隧道设计分段研究

（1）深圳重叠隧道近接度分区

按照深圳地铁重叠线路隧道实际洞型分布形态，得出该工程两隧道近接影响程度判定结果

3

重叠隧道的设计与施工技术

1）重叠隧道设计分段研究

（1）深圳重叠隧道近接度分区

与日本铁路隧

道近接度分区

标准相比：

在下半空间范

围内接近，其它范围有所差

异

3

重叠隧道的设计与施工技术

1）重叠隧道设计分段研究

（2）深圳重叠隧道近接影响分段

双洞重叠隧道相互影响情况分段表

洞型净距大小小于等于0.5D0.5D~1.0D双洞重叠隧道0.5D~1.0D1.0D~1.5D1.5D以上里程K2+382.75～K2+483两洞位置关系影响分区强影响长度(m)100.52723755118.7

下45度区

K2+483～K2+518K2+518~K2+555K2+555～

K2+610K2+610～K2+728.7强影响强影响

上45度区

弱影响无影响

3

重叠隧道的设计与施工技术

1）重叠隧道设计分段研究

（3）深圳重叠隧道分段设计参数确定

当左线隧道位于右线隧道下45°区，且两隧道净距小于1.0D时，设计支护参数加强两级。当左线隧道位于右线隧道上45°区，且两隧道净距小于1.0D时，设计支护参数加强两级。当左线隧道位于右线隧道上45°区，且两隧道净距小于1.5D时，设计支护参数加强一级。当左线隧道位于右线隧道上45°区，且两隧道净距大于1.5D时，按一般单线隧道设计。

3

重叠隧道的设计与施工技术

（3）综合结论工1与工2均满地表下沉（mm）-20.18-23.52-10.36-9.76足规范要求；Ⅴ级围岩，数值分析与模型试验的结论一致，即工1最优；上部Ⅴ级下部Ⅲ级围岩，工2最优；Ⅲ级围岩，工2最优；

2）重叠隧道施工顺序研究

①不同研究方法结果比较表研究方法围岩条件方案工1工2工1工2初期支护最小安全系数4.752.4210.911.35塑性区(m)3.53.01.51.5

V级

理论计算上部Ⅴ级下部Ⅲ级Ⅲ级模型试验V级

工1

工2工1工2

6.19

5.24---

0---

-0.6

-0.5-50.7-102.9

注：由于模型试验是根据初勘选择的地质参数，故地表下沉位移与计算值相差较大。

3

重叠隧道的设计与施工技术

3）重叠隧道工作面合理间距研究

分析方法：数值模拟；

模型试验。

施工方案：工1---“先上后下”；工2---“先下后上”。

围岩条件：上下洞V级；

上下洞Ⅲ级。

3

重叠隧道的设计与施工技术

4）重叠隧道不同洞型空间转化技术

（2）深圳地铁不同洞型空间转化采用方案

经过综合论证，深圳地铁老大区间重叠隧道采用了方案③，成功地解决了不同洞型空间转换的问题。

2号竖井位置

0：52~1：20

3

重叠隧道的设计与施工技术

5）重叠隧道技术总结

提出了浅埋暗挖法施工两隧道的近接度标准，根据该标准，将深圳地铁重叠隧

道分为三段，即强影响段、弱影响段和无影响段。根据该分段进行了相应支护

参数设计，即强影响段支护设计加强两级；弱影响段加强一级；无影响段则按一般隧道设计。

确定了重叠隧道施工顺序，即：在软弱围岩条件下，采用“先上后下”；在上

软下硬和硬岩条件下，采用“先下后上”。确定了重叠隧道各工作面合理间距，即：在软弱和上软下硬围岩条件下，后建隧道掌子面与先建隧道的二次衬砌工作面之间的合理间距应大于6D；在硬岩条件下，则应大于5D。比选了重叠隧道不同洞型空间转换方法，即：采用暗挖法时，以单洞双层隧道向双洞重叠隧道施工

为宜；采用明挖法时，在洞型转变处设置一竖井，向两个方向掘进施工，难度最小。

4单洞双层隧道设计与施工技术

4

单洞双层隧道的设计与施工技术

1）单洞双层隧道设计

边墙高度小于或者等于13m，采用一般支护措施边墙高度大于13m，采

用加强支护措施

4

2）施工总则

单洞双层隧道的设计与施工技术

6~12m6~12m1.5~2.5m

1.5~2.5m

6.8m

隧道开挖、支护步骤分布横断面图

隧道开挖、支护步骤分布纵断面图



以信息化施工管理为核心，严格贯彻执行浅埋暗挖法十八字方针；开挖支护施工步骤：采用正台阶法，自上而下，四个台阶，顺序施工。

0：00~0：51

平均13.2m

6~12m

1.5~2.5m

4

单洞双层隧道的设计与施工技术

3）各台阶掘进施工根据其作业空间及所处地质条件的不同，主要采用：

（1）人工预留核心土分部开挖；（2）小型液压反铲全断面开挖；（3）微震光面爆破技术辅助开挖等三种方式

4

单洞双层隧道的设计与施工技术

6）单洞双层隧道技术总结（1）提出了单洞双层隧道设计方法；（2）总结了单洞双层高直边墙隧道施工技术，形成了较完整的单洞双

层隧道浅埋暗挖施工工法；

隧道工程施工的方法篇4

关键词：大断面隧道；施工技术；混凝土

隧道工程项目是建筑项目中不可或缺的一部分，也是工程质量的关键点，该工程涉及范围具有一定的广泛性特点，相对的在施工过程中，对施工技术及操作工艺的要求普遍较高，并且隧道施工效率及质量还会受到外界因素直接影响，一旦控制不当，山体滑坡及坍塌等问题就很有可能会发生，而隧道施工就会被迫停止，隧道质量也会遭到直接破坏，特别是在大断面隧道施工中，不良作用会进一步加剧。以此，为了进一步提高施工质量，确保隧道施工环境更加安全，就需要对施工技术进行优化选择，使其施工效用能够充分发挥。

一、大断面隧道施工控制要点

1.提高大断面隧道施工工艺水准

在开展任何施工项目前，都需要将前期工作准备妥当，尤其是在大断面隧道施工中，施工方在推进施工项目前，需要对施工技术进行针对性选择，并采取积极有效的措施优化施工结构，更新技术应用框架，使其更加符合隧道工程的技术应用指标，与此同时，还需要对引进并学习先进的施工技术，并将其熟练、高效的应用到隧道工程中。例如：从当前形势来看，大断面隧道施工中所应用的施工技术是以先拱后墙为主体，并且其侧重点区域大多集中在地质结构复杂、断层不够完整的劣势环境下。

这种方法明显与现阶段的隧道施工需求难以契合，因此，在现代技术水平不断提升的现实作用下，先拱后墙的施工方法已经与大断面的隧道需求之间呈现出了难以相符的不良特点，因此，在目前的隧道施工中该方法已经被其他方法所取代，相对的台阶施工方法由于具有一定的技术优势，而被广泛应用于施工项目中。在实际应用过程中，台阶施工方法能够提升隧道施工的安全指标、强化施工结构的稳固性，使其与预期目标高度符合，这样不仅能够实现对施工项目的有效缩减，更能降低施工成本，提高工程经济效益，提升隧道工程整体能效。

2.对施工图纸进行严格审核

施工D纸是推进施工项目的首要条件及基础动力，也就是说施工质量会受到图纸直接影响，因此，一旦大断面隧道施工图纸不能精准反映施工实际情况，或者存在其他问题及缺陷，施工项目的顺利推进就会受到直接阻碍，施工周期也会有所延长，这就需要大断面隧道施工人员肩负起自身职责，在没有进行施工前对图纸进行严格审核，如果发现问题就需要将问题记录下来，并通过相关人员及时将其修正。除此之外，在对施工图纸整体内容及涵盖项目进行研究及审核时，还要将施工环境及施工设备等必要因素纳入重点考量范畴中，一旦发现其与现场施工存在差异的细节及问题，也需要在第一时间进行修改，确保施工图纸与施工情况完全契合，只有这样才能进行下一步施工。

3.严格监督大断面隧道施工操作流程

大断面隧道工程在整个施工过程中，易受很多因素所影响，如施工工艺、施工材料、施工技术或是其他因素等，因此，隧道施工单位施工人员在实施隧道施工的过程中，需严格监督施工操作流程，做好隧道工程项目施工管理及严格监督，特别对隧道施工材料，需要严加监管，针对一些易爆、易燃、易造成污染的材料，需严密监管，以保证隧道施工材料保存、运输的安全性。而且在整个施工期间，可能会伴发一些危险因素，如果难以较好地避免，则会造成施工人员损伤严重。在此种情况下，需进一步贯彻及执行有关监管制度，以合理、科学地安排施工人员进行监督，从而制定较为详细地施工方案，以便将大断面隧道施工安全隐患降到最低。

二、大断面隧道施工技术的有效运用

1.做好大断面隧道突水防治工作

大断面隧道施工技术应用过程中，需做好地质预报工作，经运用液压钻孔台车超前钻挖来预报隧道施工项目现场地质状况，以充分明确大断面隧道的开挖前方实际地质水文状况。一般情况下，施工人员可将6m～7.5m的距离当作开挖探水的长度，当开挖5m，可保留一个大约2.5m的探水作业，避免隧道开挖时发生严重突水。若大断面隧道工程施工时，隧道涌水量较大，且完全超出规定标准，需立即选用全断面来进行堵水注浆。且注浆的材料一般选择水泥―水玻璃浆液，在选择水泥时，通常以42.5号普通硅酸盐水泥为首选，且凝胶时长需按照施工现场实际施工情况来确定，这样有利于及时制止隧道涌水。

2.大断面隧道锚杆施工技术的运用

大断面隧道施工过程中，将锚杆施工技术运用于其中，可大大提升现场施工效率及施工质量，具体作用机制主要表现为：第一，在有效运用锚杆钻孔施工技术开展各项工程施工时，需要先采用岩凿机于整个隧道预设点做相应的施工操作，且在整个操作过程中，施工人员需要将预设点上各种铁锈、杂质等完全清除干净；第二，为了进一步防治施工时岩屑影响到锚杆施工技术的运用，施工前，施工人员应该将锚杆岩屑内的残余污染物、孔洞等彻底清除干净，认真检查各个孔洞是否整洁，且保证清洁度和施工规定要求完全相符，而后将之前所配备好的药包直接放置在锚杆孔洞内，需要注意的是，相关人员在放置药包过程中，应该多加注意，需在保证可将药包完全固定于锚杆孔内的同时，又要确保药包没有发生任何变形或是泄露；最后，施工人员将事先准备好的杆体直接插到岩石的孔道内，确保钢筋和杆体网焊可完整连接。

3.大断面隧道混凝土喷射施工技术的有效运用

大断面隧道工程中的混凝土进行施工时，有效运用喷射施工技术，主要包括施工技术、湿喷施工技术两种，其中，施工技术重点用于改善施工现场环境，经节省速凝剂运用量，以缩减大断面隧道施工成本；而湿喷施工技术运用时，每次所喷射厚度保持在5cm～10cm间，其回弹力偏低，可大大提升混凝土喷射工程施工粘结性、支护能力。同时，施工人员应准确控制混凝土喷射各项施工指标，如厚度、喷射密度、强度等，重点查看所选规格应与项目施工标准相符，加大混合材料配比，缩减速凝剂运用量等，以进一步增强墙体粘合性。

4.大断面隧道洞口、明洞施工技术的有效运用

针对目前大断面隧道工程施工情况分析，需在洞口破土开展施工之前，综合考虑不同施工现场周边的施工环境，且对各个施工环境做仔细调研，调研内容包括：施工现场的天气状况、地质条件、地下水变换等，尤其要全面、细致地调研仰坡以及周边环境，并立即查看施工附近有无悬石、危石等。

施工人员在开展大断面隧道工程施工工作时，通过做好大断面隧道施工控制关键点，并有效运用各种隧道施工技术，以在确保大断面隧道工程得以安全、顺利实施的同时，提升工程施工效率及施工质量。例如，施工人员需不断完善及健全大断面隧道工程组织设计，进一步优化工程项目各个施工环节，确保施工操作规范性的同时，使隧道施工技术运用后的效果充分发挥出来，以保证大断面隧道施工质量。

参考文献：

隧道工程施工的方法篇5

【关键词】隧道；施工技术；管理

1前言

在实际生活中，尽管存在“金遂银桥”的说法，但是，由于隧道施工的条件既复杂又艰难，导致隧道施工技术很难管理，容易出现大亏、小盈的现象出现。尤其是对于那些较大的隧道工程来说，可能会潜在很多的影响因素，隧道工程管理系数较大。目前，施工管理工作是整个施工管理工作的最核心内容，特别是对施工的质量、进度、成本等都发挥着重要的作用。

2隧道施工中常见的技术方法

2.1盾构喷射砼施工技术

盾构施工技术通常情况下指的是在河流的浅水区或者是沿海地区，最适合用在软弱不透水的粘土中。用此方法，在大气中就可以完成开挖，在压力很大时，可能会有部分粘土被挤入隧道，可以在隧道导坑上施加一定的压力。到目前为止，喷射砼技术在国外已经广泛被使用，据统计90%的隧道工程都是采用喷施砼施工技术，而且运用这项技术可以提高工程质量，最终实现保护隧道的目的。

2.2沉埋隧道防水技术

沉管法适合用在土质比较松软的海底，尤其在不规则的地方可以使挖槽费用增多，然而，硬岩基槽的截面可以使用此方法。就目前的技术来说，沉埋隧道防水方法已经比较成熟，特别在国外河流、海洋中建造通道中常常采用此方法。然而，隧道防排水问题能否处理好，会影响到隧道的使用寿命。所以，在隧道建设的前期，严格执行规范要求，认真做好隧道防排水工作。到目前为止，隧道工程与地下防排水工作取得了较大进步。

3隧道施工管理的重要性

3.1保证隧道施工安全的途径

在制度施工方案和选择施工技术的过程中，首先要考虑到每一个工序中可能会出现的危害，进而确定危险源，及时采用有效的预防、补救方法，同时，在短时间内制定一套完整的应急预案。现如今，由于设计勘察手段比较落后，导致在隧道施工过程中会出现很多影响因素的影响，尤其是在地理条件非常复杂的山区，潜在大量安全隐患，例如：涌水、瓦斯等。由此看来，在施工过程中，要结合超前地质探测方法，提前预测施工地段的地质条件，这样，可以有效的减少自然灾害的影响。

3.2提高施工质量

施工质量是确保施工安全的前提条件。提高工程质量，就要使施工工艺科学、合理，并且在施工过程中要不断对工程质量进行检验。目前，由于隐蔽隧道工程占有大多数，因此，在工程竣工后再发现问题，就很难进行修改，因此，可以运用最先进的方法进行检测，例如：雷达检测、声波检测等。这样，可以保证隧道施工的质量。由此看来，在施工过程中，要加强对施工现场的监控，同时还要借助一些先进的检测技术，只有确保前一个工序满足要求，才可以对后一个工序进行施工。

3.3有效控制成本

施工方案的优劣会直接影响到施工成本控制，一方面，如果能够制度出科学、合理的方案，那么就可以最大限度的节省人力、物力和财力，从而可以选择简单的机械设备。另一方面，在施工阶段，施工单位不仅要满足用户的要求，同时还要确保隧道的质量，充分考虑和分析地质条件和施工单位的技术水平以及施工工艺等方面，对设计图纸要认真审查，及时提出合理的修改意见。这样，可以减少竣工后再修改方案费用的支出。

4目前隧道施工的基本现状和解决的有效措施

4.1精细化程度不够

目前，大多数隧道项目在施工过程中，对施工技术和作业指导做得不详细，未能充分发挥出指导作用，因此，施工队伍的团结合作和经验直接决定了隧道施工质量和进度的优劣。但是，由于施工队伍大多数都是农民，具有很大的流动性，这些都不利于施工工作的顺利开展。由此看来，必须对现场施工进行科学管理，并且要给适当指导。

4.2要有严谨的工作态度

在隧道施工阶段，对现场的基本情况要熟悉掌握，利于各自检测手段对施工质量进行检验，以便满足最初的设计要求，并最终达到预期的效果，同时也可以及时发现存在的问题，并采取有效的措施加以解决。只有在隧道施工之前认真预测可能会出现的问题，这样一来，在施工阶段，可以把握重点、重视对施工现场的控制，在隧道工程竣工之后要加以核对，从而遂整个施工控制形成一个封闭的过程，以便发现、分析和解决问题。比如：在施工之前的测量工作要认真执行双检制度，对放样测量和长度测量等进行复测，这样，使得测量工作成为一个封闭的模式，从而确保施工尺寸的准确。

4.3转变传统的施工管理理念

隧道施工要转变传统的施工管理观念，在施工过程中，不仅要提高施工管理水平，而且最重要的是提高施工水平。施工技术管理和理念要运用到施工过程中，现如今，比较流行的施工管技术管理大多数是通过讲学、积极参与到管理工作中的方式才实现的。

4.4要有超前意识

由于隧道工程施工程序复杂，涉及到的问题很多，根据可能遇到的问题、技术困难等，及时做好预防准备工作，及时发现问题和解决问题，这样可以有效避免遇到问题时仓促解决问题的不良现象。例如：在施工前，应该对施工现场地质条件等进行认真调查，及时了解和掌握施工信息，这样，在隧道施工阶段可以正确的指导施工。

4.5监督单位要认真做好监督管理工作

隧道施工技术不管是先进还是落后，都是保证隧道设计符合要求，从而，保证隧道的施工质量，把成本消耗降低到最低。但是，由于在施工过程中，普遍存在一些问题：第一，监督单位缺少对现场的监督工作；第二，施工条件的复杂，未能做到全过程监控，只对一些重点工序进行监督，给隧道工程安全留下了很多安全隐患；第三，对施工重点控制执法不严。这些，都会直接影响到隧道施工技术管理工作的顺利开展，所以，监督单位要长期紧盯工程施工，不仅要紧盯施工方案和出现问题，更要认真抓细节工作。特别是技术管理中测量、地质测量、机械设备选择等方面都要由专业的人去完成，只有合理分工，才能将施工人员的潜能充分发挥出来。建设出质量优、合格的隧道工程。

5结束语

总体说来，隧道施工技术管理成为整个施工管理工作的核心内容，特别是对隧道的安全、质量和成本等发挥着重要的作用。因此，在施工过程中，每一人都要各司其职，尽职尽责，制定出科学的施工方案，同时更要确保施工到位，这样，才能建设出高质量、低消耗的工程，使企业在激烈的市场环境下稳步发展。

参考文献：

[1]刘玉清，蒋俊峰，邵大鹏.新寨隧道进口浅埋偏压隧道施工技术[J].现代隧道技术,2011（2）.

[2]郝俊锁，沈殿臣，王会军.梅岭关瓦斯隧道施工技术[J].现代隧道技术,2011（2）.

隧道工程施工的方法篇6

关键词：隧道断面测量三维坐标法

中图分类号：U45文献标识码：A

0引言

隧道施工中各种工序衔接紧凑，平行作业、交叉施工的工程很多，从而留给测量的工作时间较少。采用全站仪结合计算器进行测量，内外业用时最少，测量工作对工程作业时间影响最小。

1极坐标断面测量法

1.1原理

先用仪器测出待测断面内任意一点记录其坐标，根据实测点坐标与后视中线基点坐标利用坐标反算求出两点间距离，再用坐标方位角推算原理推算出隧道中线与这条实测边的夹角，根据余弦公式算出实测点所对应的中线点距后视中线基点的距离，用后视中线基点里程减去此间距即为该实测点里程，再运用正弦公式算出实测点距隧道中线的距离，连接实测点与圆心构成一个直角三角形，利用勾股定理算出实测点距圆心的距离，用此距离减去设计半径就可以求得实测点的超欠挖情况。

1.2图―1J为实测点距隧道中线距离，L为实测点所对应的中线点到后视中线基点的水平距离即为隧道洞内里程，F为实测点到后视中线基点的水平距离，N为L与F的夹角。图--1隧道断面测量示意图

1.3数据采集：

1.3.1待测断面放样

可放出隧道中线或距中线任意宽度的点位，只需记录实测点坐标即可。

1.3.2断面测量

需要测待测断面什么位置的超欠挖情况，只需用仪器测出该位置的坐标即可，坐标记录时需记录横坐标x，纵坐标y，高程Z。

2全站仪结合FX-5800计算器测量操作方法

2.1隧道中线放样

将所测点数据X、Y、Z输入计算器程序，然后按EXE键查看输出结果中的“J=”值，如果出现正数则表示所测点偏中线右侧，如果出现负数则表示所测点偏中线左侧。前视立镜员调整棱镜位置重测，重负此操作直到“J=”为0即可。

2.2隧道开挖断面放样

开挖断面需放出隧道开挖断面的几个特征点，此时直接用仪器测量任意点后查看输出结果，调整仪器望远镜，重复此操作直至各个待测点符合设计要求为止。

2.3隧道内任意点的里程确定

只需测出任意点坐标，输入到计算器程序，查看输出结果中的“L=”值即为此点里程。

2.4隧道内任意断面拱顶标高检测

将所测数据X、Y、Z输入程序，查看结果中的“J=”值，确定此点距中线还有多少，然后调整仪器望远镜直到结果中“J=”为0为止。此时所测点位即为隧道拱顶，然后查看结果中的“R=”值，如果显示正数则表示此处拱顶比设计值高了，如果显示负数则表示此处拱顶比设计值低了。

2.5隧道净空高度测量

将所测数据X、Y、Z输入程序，查看结果中的“J=”值，确定此点距中线还有多少，然后调整仪器望远镜直到结果中“J=”为0为止。此时所测点位即为隧道拱顶中线位置，然后查看结果中的“R=”值，如果显示正数则用隧道设计净空高度加上“R=”值，即为隧道实测净空高度。如果显示负数则用隧道设计净空高度减去“R=”值的绝对值，即为隧道实测净空高度。

2.6隧道断面测量

用仪器可测待测断面内的特征点或任意点，将X、Y、Z输入程序，查看结果中的“R=”值，如果显示正数则表示该处超挖，显示负数则表示该处欠挖，可作为后期施工调整的依据，此功能也可以用于隧道断面的检查。

2.7数据分析

程序中F值则是通过坐标反算求得

N为通过坐标反算及方位角推算原理求得

程序结论中“R=”值的计算要用到计算器程序语言，程序中If表示“如果”，Else表示“否则”，是一种判断语言，根据数据与语言可使程序自动选择所需要的子程序进行计算。

待测点位于哪个台阶内是根据待测点的实际标高确定的。

如图-1所示，当待测点在上台阶的范围内时，程序将自动执行If后的程序用来计算，图-1中通过实测点做一条断面中线的垂线，连接实测点与圆心O,此时就构成了一个直角三角形，直角三角形的一条直角边为J，另一条直角边则就是程序中的Z-(H-6.69)，利用勾股定理计算出实测点距圆心的距离。最后用求得的实际距离减去半径即为此点的超欠挖值。

当待测点位于阶的范围内时程序将自动转到第一个Else后的程序进行计算。

“R=”显示负数时则表示该处欠挖，当“R=”显示正数则表示该处超挖。

当待测点位于下台阶的范围内时程序将自动转到第二个Else后的程序进行计算。

“R=”显示负数时则表示该处欠挖，当“R=”显示正数则表示该处超挖。

3测量数据处理

3.1计算器简介

CASIOFX―5800计算器可用于各种工程测绘程序的编制，且编制方法简单便于应用，运行速度快速、简便，数据处理精确。

3.2程序简介

此程序可用于隧道中线放样、开挖断面放样、任意点的里程确定、拱顶标高检测、净空高度测量、断面测量与检查，此程序可边测边出结果。

为了与CASIO系列可编程计算器编程使用符号一致，部分符号按汉语拼音首位为代码，各别符号程序说明中会做出解释。FX―5800测量计算程序如下：

3.2.1直线

程序名：SDDM(隧道断面-1)

“CX”?C

“CY”?D

“Z”?Z

“F=”:√((C-31486.299)²+(D-49327.819)²)F

“N=”:28°08′34.89″-(180°+arctan((D-49327.819)÷(C-31486.299))N

“L=”：79100-Abs(F×COS(N))L

“J=”:F×Sin(N)J

“H=”:2215.022-(79100-L)×0.0128+9.08H

If(Z≥H-3.35):Then“R=”:(√(Abs(J)²+(Z-(H-6.69))²)-6.69)R：

ElseIf(H-3.35≥Z≥H-6.66):Then“R=”:(√((Abs(J)-0.05)²+(Z-(H-6.66))²)-6.63)R：

Else(Z≥H-9.08)=>“R=”:(√((Abs(J)-0.05)²+(H-6.66-Z)²)-6.63)R：IfEnd:

IfEnd

程序说明：F实测点到后视中线基点的水平距离

N图-1中L与F的夹角

L实测点所对应的中线点到后视中线基点的水平距离，即为隧道洞内里程

J实测点距隧道中线距离

H实测断面拱顶设计高程

Abs(J)J的绝对值

程序中各数据含义：31486.299后视中线基点X坐标

49327.819后视中线基点Y坐标

28°08′34.89″隧道中线方位角

79100后视中线基点里程

2215.022后视中线基点底板标高

12.8‰隧道纵坡

实测超欠挖值输出用“R=”表示

如遇曲线隧道测量方法不变，程序中需要适当调整，具体调整方法如下：

3.2.2圆曲线

现以圆曲线为例如图-2所示：

图-2中b表示该点里程桩号；R表示圆曲线半径；F表示实测点到圆心O的距离；N表示圆心角；L为所求点里程；

将SDDM(隧道断面-1)中设计坐标改为圆心坐标，其他数据根据实际断面大小进行调整。

程序公式需要调整如下：

“L=”：b+Abs(π×R×N÷180°)L

“J=”：F-RJ(注：图-2中曲线为左转“J=”值如果出现正数则表示所测点偏中线右侧，如果出现负数则表示所测点偏中线左侧。如果曲线右转则与之相反)

3.2.3缓和曲线

在缓和曲线上求任意点的法线方向十分简单，但要求测站要对应那个桩号法线上的点，相当复杂。采用近似法，完全能满足测量精度要求。在测站前后的线路上,各选一距离合适的点做为计算点，把两点当作直线看，按直线计算即可。测点见图―3所示。

本程序输入单位与输出单位均为m