基于某隧道的施工技术研究

abstract: in tunnel construction, hole serious bias twin arched tunnel is the difficulty, and we should focus on the research of the control of hole bias landslides and land subsidence tunnel in tunnel construction. based on the study of basic geological environmental conditions, through the analysis on tunnel surrounding geotechnical physical parameters and the tunnel wall rock mechanical property indicator, this paper conducts construction technology research on tunnel’s level and vertical linear construction, hole lining construction and middle wall. finally, appropriate conclusions and recommendations are given. 

关键词： 隧道工程；连拱隧道；岩土力学参数；施工技术研究；结论和建议 

key words: tunnel project；tunnels；rock mechanics parameters；research on construction technology；conclusions and recommendations 

0  引言 

随着我国社会经济的发展，国家对基础设施的建设越来越重视，其中交通是我国建设发展的重要组成部分，而隧道工程也是其中一个最重要的一个方向，有时候我们在隧道施工方面会遇到洞口严重偏压的连拱隧道，这种隧道在施工中控制中需要格外重视，且对这种隧道洞口偏压段塌方和地面沉降的控制也是隧道施工中的重点和难点，需要我们去认真研究与设计。因此，本文以红龙山隧道为工程实例，在地质环境背景资料和岩土体力学性质参数的基础上，对隧道施工各个方面分别进行设计和研究，最后给出相应的结论和建议。 

1  研究区地质环境背景 

1.1 地形地貌及地质构造分析  隧道区位于黄龙花炮厂旁的山体，有乡村公路至隧道附近，交通方便，地貌类型属构造侵蚀-溶蚀型低峰丛地貌；隧道区内位于扬子准地台－黔北台隆－遵义断拱－贵阳复杂构造变形区之普定向斜北西翼，经调查场区内未发现断层通过，综合地层产状为290°∠16°，地层属于缓倾角岩层构造形式。 

1.2 水文地质条件分析  隧道区地下水类型为岩溶裂隙水及第四系松散土层孔隙水，地下水主要靠大气降水补给，大气降雨向下补给第四系松散土层，并向下层基岩节理、风化裂隙运移，向山体低洼带排泄，所以本地区地下水对钢筋混凝土没有腐蚀性。 

1.3 不良地质现象分析  隧道区地表未见大型岩溶分布区，强风化岩体节理很发育，将岩体分割呈碎块状、角砾状，而白云岩沿节理面产生的不均匀风化及部分地段易沿节理面、岩层面产生溶蚀，存在隐伏岩溶的可能性较大，对隧道开挖有一定影响，建议加强超前预报工作。 

1.4 场地活动稳定性分析  隧道区的场地活动稳定性分析在施工前也非常重要，根据相关资料了解隧道区覆盖层厚较小，下伏基岩岩体较完整，隧道场区整体稳定，适宜建设隧道；并且根据相关资料了解，可知该地区地震动峰值加速度值为0.05g，场区地震基本烈度为ⅵ度，且场区无新构造运动迹象，因此本隧道场区整体基本稳定。 

2  岩土体工程特性分析及围岩施工 

2.1 岩土体工程特性分析  隧道区的岩土体地质特性分析对于隧道施工中的地基和围岩都非常重要，选择好的围岩持力层对于隧道施工的质量和安全都非常重要，施工中要选择一个好的持力层必须要知道场地基岩分布情况，根据相关资料可以了解场区下伏基岩为三叠系中统关岭组第三段薄～中厚层状白云岩，并且根据场区岩体的节理、裂隙发育特征、硬度与完整性，结合钻探资料将隧道区基岩划分为强、中风化灰岩两层，中风化灰岩力学相对力学性质好，因此，我们在选择基岩持力层时要选择合理的持力层，才能保证施工质量和安全。 

2.2 隧道围岩施工技术要点  隧道围岩的设计是隧道施工质量控制的重点，对施工的质量和安全都有很大关系，所以必须对围岩进行分级并且对围岩进行设计。连拱隧道k1+255～k1+352段，由于围岩为强至中风化白云岩，岩体节理裂隙很发育，岩体破碎，呈碎裂结构，建议按v级围岩进行支护；k1+352～k1+430段，由于隧道围岩为中风化白云岩，岩体节理裂隙发育，岩石较硬，岩体较破碎，呈镶嵌碎裂结构，建议按ⅳ级围岩进行支护；k1+430～k1+540段，由于为隧道出口段，围岩为强至中风化白云岩，岩体节理裂隙很发育，岩体破碎，建议按ⅴ级围岩进行支护。 

3  隧道施工技术研究 

3.1 隧道施工方法总述  隧道施工方法的优劣关系到整个隧道施工的质量与安全，所以每个环节都必须把施工方法和理论做好，具体在隧道明洞段设计采用明挖法施工，在确保洞口边坡稳定的条件下，就地全断面整体模筑式钢筋混凝土，暗洞采用新奥法施工，ⅴ级围岩段采用三导洞法，主洞正台阶法开挖，ⅳ级围岩段采用中导主洞台阶法分部开挖；隧道施工中应严格控制每循环进尺，上断面开挖时每循环进尺宜控制在1.5倍型钢拱架间距左右，上断面开挖长度小于1.5倍洞径，下断面采用左右交错开挖，每次开挖长度为1.0～3.0米，且不大于3拱架间距；隧道初期支护由上而下，采用先拱后墙法施工；对于二次衬砌，采取先施作仰拱再施作边墙及拱顶部位二次衬砌的施工顺序；二次衬砌采用混凝土运输车、输送泵和衬砌模板台车的机械化配套施工方案，确保混凝土质量达到内实外光；在隧道洞口偏压段，主导洞施工完后，先对相对低侧的主洞进行施工，后对靠山的高侧主洞进行施工，这样有利于施工质量和安全，同时有利于连拱隧道施工的总体施工。 

3.2 隧道平、纵线形施工技术  红龙山隧道由于是连拱隧道，对隧道的平、纵线形施工技术好坏就关系到后续施工作业，具体设计时客根据隧道起讫桩号为k1+260～k1+545，长285m，最大埋深约36m，所以隧道的平、纵线形设计中可以把隧道平面线形计算于半径为1300m的圆曲线上，隧道纵坡为3%的上坡，隧道平面线形位于半径为3000m的圆曲线上，隧道纵坡为-1.2%的下坡，从而方便以后的施工需求。 

3.3 洞门选择与施工技术  红龙山隧道的洞门选择应该采取“早进洞，晚出洞”为原则，最大限度地降低洞口边仰坡的开挖高度，以保证山体的稳定，同时减小对洞口自然景观的破坏。洞门型式主要考虑使用功能和地形的协调美观，并尽可能节省投资，充分考虑该隧道洞口地形、地貌等因素。红龙山隧道普定端洞口轴线与地形等高线为斜交，采用台阶式技术对洞门进行设计；隧道明洞临时边仰坡及成洞防护面采用锚网喷防护；洞门端墙外露面一般采用镶面装饰，隧道洞门建筑材料采用c20混凝土，以达到施工方便、安全和快速；隧道施工完成后对外露的临时边仰坡进行植树或植草以加强绿化，使其与周边自然环境相协调。 

3.4 隧道衬砌施工技术  红龙山隧道的衬砌施工时以新奥法原理为指导，采用复合式衬砌，并根据不同的围岩级别辅以大管棚、超前小导管等超前支护措施，二次衬砌采用模筑混凝土或者钢筋混凝土进行施工作业，其中红龙山隧道衬砌内轮廓设计不仅要按相关建筑规范中对界限的规定和要求考虑其形状和尺寸，对围岩级别、结构受力的特点进行综合分析，同时还要在施工中考虑照明、通讯、装饰等其他设施，经过对隧道衬砌内轮廓的分析和研究，设计隧道衬砌内轮廓采用半径为5.55m的单心圆，内轮廓设计高程距拱顶高度7.1m，净宽11.1m，各种设备均不得侵入建筑限界，这样留有足够的施工空间，来方便今后的施工作业。 

3.5 隧道中隔墙施工技术  红龙山连拱隧道中隔墙采用复合式曲中墙，其中ⅴ级、ⅳ级围岩段采用c25钢筋混凝土结构。中隔墙施工过程中应按主洞型钢拱架间距在墙顶预埋拱架焊接预埋件，墙顶与中导洞临时支护之间空隙应回填密实，必要时应预埋注浆管进行注浆回填。经实测最大开挖高度达22m左右，由于隧道出口位于老虎冲居民区，周围住宅较多，建筑物密布，爆破作业区距建筑物最近只有7m，安全防护难度极大，对附近居民安全造成了极大的威胁。为此，将此段把明挖改为暗挖，在综合采取超前支护、注浆加固措施后，明挖暗作，提前进洞，技术上是完全可行的，这样既降低了成洞面的仰坡高度，减少爆破施工对山体的扰动，又有利于隧道施工质量和运营安全。 

4  结论与建议 

在隧道施工建设过程中我们经常会遇到各种各样的隧道形式，诸如连拱隧道这种或者有时候还会遇到各种不同条件相互组合和叠加的情况，因此我们要根据不同的结构形式采用不同的施工技术方法来对待。通过以上在对红龙山隧道施工的设计和研究之后，有以下建议：①施工前必须对工程进行全面地实地调查，根据不同的地质环境条件选择不同的设计方案；②双联拱隧道施工洞口段是关键，必须稳扎稳打，采取稳妥的施工方案；③隧道进洞方式最好变明挖为暗挖施工，确定合理的支护方法和措施进行施工作业；④隧道施工总体设计要从环保、景观、安全、成本和工期等方面综合考虑，采取最有利并且最适宜的施工技术和支护方式来进行施工建设。只有这样，我们才能有好多施工设计方案，才能在保证施工进度的基础上最大限度的确保隧道施工的安全和质量。 

参考文献： 

[1]《公路隧道设计规范》jtg 070－2004. 

[2]《公路隧道交通工程设计规范》jtg/t d71－2004. 

[3]申玉生.软弱围岩双连拱隧道设计施工关键技术研究[d].西南交通大学，2006年. 

[4]余晓琳，黄小华，彭立敏.软弱围岩条件下连拱隧道施工阶段的受力分析[j].西部探矿工程，2002（04）. 

[5]刘洪洲，黄伦海.连拱隧道设计施工技术研究现状[j].西部探矿工程，2001（01）. 

[6]周玉宏，程崇国.连拱隧道施工方案的应力分析[j].公路交通技术，2003（03）.