岩石隧道施工方法精选(九篇)

第1篇：岩石隧道施工方法范文

关键词：岩石隧道工程；施工风险；风险分析

Abstract: with the rapid development of our economy and the construction technology unceasing progress, also obtained the rapid development of road and bridge construction enterprise in our country rock tunnel construction has entered a new stage of rapid development. Due to unforeseen in rock tunnel engineering construction safety factor is more, easy to cause accidents, to construction unit caused casualties and economic losses. Accordingly based on the current risk factors in the process of rock tunnel construction has carried on the system analysis, and the reasonable classification, in the process of construction of the implementation of the scientific and reasonable risk management, through effective risk analysis, using the techniques involved in the project risk effective control and reasonable treatment measures are put forward and solutions, reduce a lot of factors on the impact of the project, effectively reduce the accident risk, reduce disaster loss is of great significance for the construction units, so as to achieve the aim of reducing project risk.

Key words: rock tunnel project; Construction risk; The risk analysis.

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

前言：因岩石隧道工程与其它工程相比，在施工的过程中经常会发生一些不可预见的风险，极易受到不良自然条件的影响,在施工过程中经常出现崩塌、岩爆等工程事故,给施工单位造成严重的人员伤亡与财产损失。因此最大限度地减小岩石隧道事故发生成为施工单位最为关注的问题。目前,无论是国外还是国内对岩石隧道工程风险的研究还不够深入,因此采用风险分析与工程事故统计分析的方法，对岩石隧道施工的风险进行系统的研究，有效避免岩石隧道施工中可能发生的各类风险因素,对施工单位工程的质量与安全保障有着极其重要的作用。

1、岩石隧道工程施工中的风险识别

我国是一个地貌十分复杂的国家,有75%左右的国土是山地或丘陵，随着世界科学、技术、经济的发展，对隧道工程在数量和难度上提出了更高的要求，如施工技术日趋安全化、自动化、省力化及系统化，岩石隧道施工中的灾害也在日益减少，但重大灾害或人员伤亡的情况与其他建设行业相比数量仍然较高，岩石隧道工程在施工的过程中所面临的风险因素较多，而且大多数风险事件的发生都无法提前预见，很难通过有效的数据累计确定风险事件发生的概率，也无法准确地判断其后果的严重程度。因此综合采用多种方法对可能发生的风险加以识别，对可能发生的风险进行准确预测、分析、识别,同时按类别形成一份合理的施工风险清单，为岩石隧道工程的施工安全提供有力保障。但风险识别仅仅是对风险事件发生的可能性进行预测过程,很容易受到主观因素的影响,如何确保预测的准确性，使预测结果更加符合岩石隧道工程的施工实际状况，首先要求数据来源必须准确可靠，基次要根据岩石隧道工程的施工特点采用分解的方法对风险进行分类，将可能存在的风险分解成多个容易识别的小系统，在不同的施工阶段采用不同的方法。再次对数据的分析必须科学合理。

2、岩石隧道工程施工中常见的风险事件

2.1施工技术风险和施工组织风险

岩石隧道工程中的施工技术风险主要包括：工地条件差，施工设备备件短缺、设备缺陷、设备故障或施工设备维修不当，新技术或新方法的应用失败，施工工艺的落后，施工技术方案以及项目计划需要调整，施工进度不合理，材料质量不合格，施工技术水平低,设计方案变更，爆破控制不得当，隧道轴线定位出现偏差，隧道变形超出计划控制或质量检测技术失误等。而岩石隧道工程的施工组织风险主要包括：施工组织设计是否合理,后勤供应是否有缺陷,季节性拖延等。

2.2岩石隧道工程施工现场风险

岩石隧道工程施工现场风险主要体现在地质资料的不全面，施工控制计划可操作性差，洞外有危石，工作面塌方或洞口滑坡，密封漏损，岩爆岩溶或瓦斯爆炸，突然有水涌出，硫化氢等有毒气体释放，以及人为造成的安全措施不完善、施工用电事故，通讯不畅，施工控制计划不完善等等。

2.3岩石隧道工程施工的自然风险、管理风险、社会风险及政治经济风险

岩石隧道工程中施工的自然风险主要气候条件、地质条件及地震、滑坡、洪水、雷击、严寒、高温、雨季等各种突发性的自然灾害。岩石隧道工程中施工的管理风险包含管理措施有误、管理制度不完善、安全事故、被盗、材料和设备着火或行政干预、合同管理不完善等。社会风险包含技术失败、协调不善、环境保护罢工、安全规则和污染等因素。政治经济风险含法律法规政策约束、政局稳定性、冲突与战争、项目获准的不确定性、市场预测失误、经营管理不善、贸易条件变化、供求关系转变、价格波动、通货膨胀、资金供应和汇率变动等，以上各种因素均会影响到岩石隧道工程的施工。

3、岩石隧道工程施工中的风险评估

在岩石隧道工程施工的过程中，以统计资料和专家评判为基础，采用概率法对风险因素发生概率和后果进行评估。在目前的施工风险评估中所采用统计和风险分析的方法主要有：定量概率树分析、敏感度分析、德尔菲方法、层次分析法、影响图方法、蒙特卡洛法和模糊综合评判方法等，从具体的步骤上来说岩石隧道工程施工的过程中分为风险估计和风险评价两个方面。

3.1岩石隧道工程施工中的风险估计

在风险估计过程中，要以历史资料为依据，对施工项目活动的相关风险事件进行具体分析，在大量的施工实践与长期积累的经验中，对施工进度产生影响的风险事件发生的可能性及其程度大小进行估计，并对所有的风险因素发生概率及其带来的后果的严重性进行有效评估，做出风险因素发生概率及其损失的统计表。然后对所有的风险因素根据其概率进行随机组合，得到各种不同的风险组合，进而也就得到了每一种情况的概率和损失，将所有情况综合即可得到研究对象的每一个参数的概率分布。

3.2岩石隧道工程施工中的风险评价

在岩石隧道工程施工的过程中的风险评价指的是评估已识别风险影响和可能性确定风险量的过程,根据风险估计的结果对风险因素进行定性排序。尽管分析方法有很多种，但在实际的施工中应用最广的只有"风险量=概率×风险影响程度"，采用这种方法，计算出每一个风险的风险量，绘制水平矩阵或坐标曲线。以这种分析方法为基础，根据工程本身的重要程度确定权重，即可以清淅的找到风险管理的重点。

4、岩石隧道工程施工中的风险控制措施

4.1根据风险评估的结果采取相应的措施

岩石隧道工程的风险控制措施有风险缓解，风险自留、风险转移，施工单位可以根据风险量的大小及企业自身的风险承受能力，采取最佳的应对方式。

风险缓解是指施工单位采取一定的预防措施或纠正措施，采用合适的应急方案，将岩石隧道施工中的风险事件的发生概率与不良后果尽可能的降低。风险转移则是采取一定的方式方法将施工风险转移给他人承担的方式，由他人承受风险事件的后果并享受风险事件未有发生所带来的收益。但是这种方式并没有完全消除风险，只是把风险承担的主体改变了，目前风险转移主要有保险或分包两种形式，由于我国有关隧道方面的保险费率研究相对比较落后，而且分析基本上是由保险公司单方面进行，业主基本上不作相应研究，所以工程保险对施工单位来讲仍然存在很大风险。而风险自留则是施工单位通过对施工风险进行预测、识别、评估和分析，明确风险的性质及可能产生的后果，由自己承担风险所造成的一切后果，因此施工单位要采取相应措施进行防治，尽可能消除那些会造成人员伤亡或重大工程事故的风险。例如在混凝土浇注中的混凝土搅拌质量风险，分项分部工程工期风险，加强隧道开挖后的支护以及加强施工检测等。

4.2制定严格的规章制度

建立健全的岩石隧道施工风险管理制度是降低施工风险的重要手段之一。施工单位要配备专业的施工风险管理人员，成立专门的组织机构，对可能发生的风险实行全过程的动态监控与管理，以提高施工企业的抗风险能力，在最大程度上降低施工风险。

结束语

总之，岩石隧道的施工风险，是每个施工企业都十分关注的问题，在施工的过程中对可能发生的风险进行系统的识别、分析、评价，并提出合理的预防措施，为岩石隧道工程的安全施工提供有力保障，对我国岩石隧道施工的发展具有重要意义。

参考文献

第2篇：岩石隧道施工方法范文

论文摘要：本文首先分析了千枚岩地质条件下的爆破方案选择；其次，从掏槽、周边眼间距、装药结构及药量等方面介绍爆破方案；第三部分论述爆破地震效应措施，最后阐述爆破效果。

千枚岩是一种显微变晶片理发育面上呈绢丝光泽的低级变质岩。千枚岩典型的矿物组合主要有绿泥石、石英和绢云母，有的还含有少量的长石以及碳质和铁质等物质。有些千枚岩中还少量的含有方解石、雏晶黑云母以及黑硬绿泥石或锰铝榴石等类型的变斑晶。一般的千枚岩表现为细粒鳞片变晶结构，粒度一般也都小于0.1毫米，在片理面上常有小皱纹构造出现。千枚岩的原岩一般为黏土岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩，是低级区域变质作用的产物，其岩石强度一般较差。钻爆法是隧道施工中较为常用的方法，其中光面爆破是关键。千枚岩地质条件比较特殊，其岩石强度差，岩石破碎，饱和单轴抗压强度低，所以，研究通过光面爆破技术使此类岩石爆破参数得以优化，减轻爆破给岩石造成的影响，确保隧道轮廓的完整，具有重要的现实意义。

隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技术和施工管理的总称。隧道施工方法的选择主要依据工程地质和水文地质条件，并结合隧道断面尺寸、长度、衬砌类型、隧道的使用功能和施工技术水平等因素综合考虑研究确定。

1.确定爆破方案

在千枚岩地质条件下，一般采取台阶法开挖方式，具体方法是：在超前于洞身拱部三到五米的地方起挖，为新奥法施工提供平台，其次，洞身下半部与洞身拱部同时开挖，并同时进行锚喷支护。

所用到的周边切缝药包岩石定向断裂爆破技术的优势有：首先，炮孔药量较少，爆破给周围岩石的破坏性降低；其次，可以控制爆破成型，使爆破给围岩造成的影响减小；最后，减少炮孔数量，是炸药爆破能量利用率提高。

2.爆破方案

2. 1掏槽方式及间距的确定

在隧道开挖爆破中，掏槽爆破一直是一项比较关键的爆破技术，掏槽爆破的主要作用是掘进。其目的是在只有一个临空面的条件下，首先在工作面中央形成较小但有足够深度的槽穴，然后通过槽穴进行爆破。因此，从这个角度来看，这个槽穴也是整个地下坑道、隧道等施工开挖中的先导。掏槽方式以及间距的确定就显得尤为重要了。一般来说，隧道爆破掘进中常用的掏槽方法有三种，分别是斜眼掏槽、直眼掏槽和混合掏槽。斜眼掏槽适用干各类岩石，一般而言，炮服与工作面夹角通常为55度到70度，这个夹角会随着岩石坚硬程度的提升而变小，每个掏槽眼间距一般去3到5分米，并且随着岩石坚硬度的提高，间距的取值也越小夹角越小；直眼掏槽一般是设置空眼作为自由面，然后依次起爆临近空眼的炮孔，逐步扩大，待扩大到400~800mm时，即为辅助眼形成了足够的自由面。混合掏槽其实就是直眼和斜眼掏槽混合布置，在实质上还是直眼掏槽，只是在扩大槽孔时采用斜眼。结合千枚岩的地质条件，千枚岩地层隧道的围岩宜采用混合掏槽。对于掏槽眼来说，一般的地质条件下可以采用大间距的楔形掏槽，这种掏槽对口掏槽眼距可以达到5m 左右，能够起到少钻眼，少装药以及加快施工进度的目的。但是，在千枚岩地质条件下，采用大间距的爆破效果往往很难保证，因此，可以适当的减小楔形掏槽眼间距，一般的，v 级千枚岩地层掏槽眼间距可以确定为3米。

2. 2周边眼间距和周边眼最小抵抗线的选择

实际上，周边眼间距和周边眼最小抵抗线并没有一个确定的量。它们的选择是要根据千枚岩本身的抗爆性、采用的炸药性能以及炮眼直径和装药量而定的。在一般的情况之下，周边眼的间距应该要小于其它炮眼的间距，周边眼的最小抵抗线也要相应地减小。通过长期实践的总结，一般周边眼间距可以取e = 320到 720毫米，最小抵抗线可以取w = 500到800毫米。从减小爆破产生的振动效应,降低对周边围岩的破坏和减少爆破引起的围岩稳定性出发,采用了周边切缝药包岩石定向断裂爆破技术,根据隧道层状岩体相似模拟爆破试验和现场爆破地震动测试,进行了千枚岩地段的爆破参数设计,并结合爆破数值模拟,提出了相应的减震措施,从而达到隧道后期安全快速施工的目的,并为类似工程爆破施工提供了较好的借鉴。

2.3装药结构

千枚岩地质条件下的隧道爆破施工还要注意装药结构，装药结构是炮孔内装药的安置方式，装药结构对爆破效果的影响很大，一般的装药结构方式有耦合装药、不耦合装药、连续装药以及间隔装药这几种。往往不同的装药结构产生的爆炸效果也会截然不同，为了获取良好的爆破效果，就需要根据实际的炮孔所在位置以及每个炮孔所起的作用合理选择装药结构。

一般的，在选择装药结构时，应尽可能的通过装药的结构使炮孔全长范围内岩石受到的爆炸载荷趋于合理均匀，在此前提下，还要尽可能的保证装药结构的可施行性，不能由于太过于复杂而不能施行。经过长期的实践，我们发现在千枚岩地质条件下，炮孔直径与切缝管内药卷直径的比值，在1.5到2.0之间可能效果要好一点。

3.爆破地震效应措施

通过对千枚岩地层的岩石结构和具体的其他地质条件的分析，并结合以往的千枚岩爆破经验，可以得知在千枚岩地质条件下的隧道爆破施工中，爆炸的应力波对岩石的破坏作用主要集中在保障的周围较近地区，并且对掩饰的损失也主要是体现在对岩石的力学性能恶化完整性损伤方面。从爆炸的振动幅度来看，对千枚岩进行爆破时，往往最大的振动速度都是出现在爆破拱顶垂直方向和起拱处的水平方向上，因此，我们认为爆破时的拱顶周边的围岩可以确定为最容易发生破坏的区域。同时，爆破具有一定的对称性，一般可以考虑在设计爆破时依照中线进行对称的布置。

4.爆破效果

通过对千枚岩地段隧道的掘进开挖爆破效果及其影响因素的分析，利用现有定向断裂爆破技术，通过合理的设计爆破隧道周边部位的钻眼，同时选取合适的炸药品种以及装药结构，在适宜的掏槽形式下，基本上能够达到预期的爆破目的。千枚岩在爆破之后，基本上能够较为完全的分成两个部分，而且炮孔壁也只是在计划预定的方向和位置出线了一定的裂缝，其他区域则完全没有宏观破坏的出现，后方岩石则出现了较多的裂缝，达到了爆破的目的。另外要注意下爆破中的山岭隧道施工钻爆法，这种岩石的爆破中其关键技术是光面爆破。而千枚岩软质岩类是隧道施工经常遇到的围岩,此类围岩岩石呈千枚状、片状构造,鳞片变晶结构,主要矿物成份为绢云母、石英、绿泥石等。

在工程的减小爆破产生的震动时，要注意降低对周边岩石的破坏，这样才能够增加周围岩石的稳定性，目前最多的是采用周边切缝药包岩石定向断裂爆破技术，这对于隧道爆破来说是一种较好的技术选择。

参考文献：

[1] 翟学东.乌鞘岭隧道大台深竖井千枚岩地层钻爆设计及施工.隧道建设,2008, 28 (2) .

[2] 张应立.工程爆破实用技术冶金工业出版社,2005

第3篇：岩石隧道施工方法范文

关键词：影响隧道；地质条件；探讨

中图分类号： U45 文献标识码： A

引言：隧道工程的地质条件是影响隧道方案选择的关键因素，隧道工程的岩土介质、地质结构、水文地质等因素会对隧道山体稳定性、深部稳定性以及围岩稳定性造成影响。因此，为了隧道工程的施工安全与运行安全，必须对隧道工程地质情况及影响稳定性的因素进行勘察、分析。

1、与隧道工程相关的地质条件

1.1地下水和地表水

在隧道施工的过程中必须要考虑到隧道施工路线中是否经过某些河流，因为地表水的含量变化会对隧道的安全造成影响。这就要求在施工之前，要尽可能获得该区域的详细水文信息，以确保隧道施工和建成后的安全性。

地下水通常分为以下几种:孔隙承压水、上层滞水和基宕裂隙水。这三种类型的地下水受到不同自然因素的影响，会造成地下水水位、水压、水流的变化，影响隧道工程施工安全。

1.2地形和地貌

地形和地貌是地质构造运动的外在表现，根据地形和地貌可以分析出该地区地下的宕石分布以及地质构造等因素。根据分析结果可以设计出相应的施工方案以及对于施工过程中可能出现的安全隐患做好预防措施。

1.3地质构造

需要考虑到两个主要因素：施工区域的地质构造和隧道所在山体的工程地质构造。

2、隧道工程地质的勘察方式

为了准确掌握隧道区域工程地质特点、水文地质环境、不良地质情况，对实际围岩状况进行级别分段，为隧道工程的设计与建设提供科学处理方案，需要对隧道所处区域进行地质勘察。地质勘察主要采用地质调绘、地质钻探、高密度电物探法、地震勘探与钻孔超声波检测、抽水与压水试验、瓦斯检测等方法。

2.1隧道工程地质调绘

地质调绘的方法主要包括追索法与路线穿越法，对工程整个地质单元与隧道区两部分地质体进行分析。通过地质调绘，能够查明岩堆、危岩、软土、瓦斯、地下水等不良地质的分布情况。

2.2地质钻探

由于隧道区域地层与岩性变化的多样性，进行地质钻探时需要布置多个钻孔，加大钻孔分布范围。钻探方式主要是采用金刚石或合金钻进，对地质围岩破碎带，采用无水反循环钻进工艺。钻孔的深度除有特殊要求外，应当深入隧道设计标高2m～3m以下。钻进岩芯取样率要求破碎岩层与强风化层不小于50%，完整基岩不小于80%，覆盖层不小于50，钻探钻进过程中，仔细测定地下水位，并及时记录岩土分层、地下水位、钻进进尺速率等。

2.3高密度电物探法

对钻探方式难以查证的地质，则可以采用高密度电物探法，物探仪器主要是用α排列方式予以高密度数据采集，利用软件进行二维电阻率成像反演，能够准确判断地质情况。

2.4地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速

因隧道区域地层岩性多样化，地表风化程度不同，地震勘探与钻孔超声波测井以及探测岩石波速技术逐渐被应用。地震勘探仪器主要采用折射波法，通过定性划分结合定量指标的整体分析，确定岩石风化情况与隧道围岩类型。

2.5抽水与压水检验方式

条带状岩层组成的山岭，有较多含水单元与隔水层，其透水性与含水单元具有较大差异。为了能检验出准确的洞身段各岩层的裂隙与透水性，准确预判隧道涌水量，于钻孔施工结束后分别实施抽水与压水试验。

抽水及压水试验主要使用自制提桶与专业高扬程空气压缩机抽水与压水设施，其中提桶抽水试验用于地下水位较浅的地段，空气压缩机抽水和压水应用于地下水位较深或无地下水的岩层。

2.6瓦斯检验

主要采用一套煤管、一套瓦斯解吸仪、两个取样瓦斯罐予以瓦斯检验，具体方法为:钻孔遇煤层后，下采煤管采煤同时迅速装灌后封闭，5min内进行解吸，获得现场瓦斯解吸量，最后采用图解法算出瓦斯耗损量，二者相加即为煤层瓦斯逸出量。

3、关于工程地质环境对隧道工程的影响

在建设长大隧道、深埋隧道过程中，会遇到各种各样的地质问题，不仅会对工程工期与造价造成影响，还会给隧道的施工与运行带来安全隐患。

3.1软土地基

在湖相与滨海相等古地质环境中，软土大都沉积在相对停滞与相对运动迟缓的水环境内，此类沉积软土颗粒细软、土质软弱、孔隙度大、含水量高、容易形成蠕变、凝聚力小几乎可以被忽略。在这种地质条件上建设隧道，必须考虑工程的地质问题。1)该地质土性较软，受到隧道重负荷时容易发生沉陷，从而厚度发生改变，形成不均匀沉陷，导致隧道内衬砌等结构发生形变。2)隧道结构会受软土蠕变的影响，需及时进行支护与衬砌。3)软土一般存在于地下还原环境中，微生物作用容易形成甲烷气体，聚积在软土层孔隙内，隧道挖进时工作人员可能会受甲烷气体的危害，遇到火源还可能引起爆炸。

建设隧道时，对于软土地基，可以应采用盾构穿越。长大隧道，因软土的蠕变特点，会形成超量切削，导致在盾构掘进的前端出现蠕变凹槽，如果软土层厚度不够，容易使水潜入隧道。因此，在盾构机穿越沉积软土地带时，需做好预防措施，杜绝安全隐患。

3.2砂卵石层地基

在多样化地质条件如平原、河流、滨海、盆地中，会存在不同成因的砂卵石沉积层。由于沉积时受到古地质地理环境的影响，砂卵石层的沉积规律和颗粒级配受到沉积时水动力条件的影响。砂卵石层的危害主要是:1)隧道施工排水，造成周边砂层的机械塌陷与管涌。2)砂层涌入会引发丰富地下水。3)砂层地质结构的不同，形成不规则沉陷，为隧道带来安全隐患。4)砂层内夹杂的大块卵石，影响盾构施工。采用沉管法在湍急河流的砂卵石层中建设隧道，容易使沉管下砂层形成冲刷，损害沉管隧道。

3.3碳酸盐岩地层

在分布有可溶碳酸盐地层地区，受到不同程度的喀斯特化作用，容易在地下形成多个洞穴与通道。活跃在洞穴和通道中的喀斯特水包括孔隙水与裂隙水等，存在不同的特点。喀斯特水有主要有以下特点:1)独存与半独存的管道水流和拥有统一水力相关的地下水力面与扩散流同时存在。2)不含水岩体与含水岩体同时存在。3)非承压水流同承压水流之间互相变换。4)层流运动和紊流运动同时存在。5)非均质含水性和均质含水性复杂变化。

结语：隧道工程与水文地质条件密切相关，在水文地质条件相对简单的区域，有利于隧道工程的施工，施工成本低、工期短。在水文地质条件相对复杂的区域，需加强隧道工程的水文地质环境勘查，合理选用施工工法，合理选用截、堵、引、排水及支护措施，避免地质问题对隧道的施工、运营造成危害。

参考文献：

[1]王晓川,康勇,夏彬伟. 对提高TGP隧道地质预报系统准确性的分析[J]. 物探与化探,2012,01:153-158.

第4篇：岩石隧道施工方法范文

【关键词】隧道施工;安全隐患;防范措施

近年来,随着国防和交通工程建设的飞速发展,为了节约用地,克服地形和高程上的障碍,保护生态环境,避免出现各种高边坡病害,隧道越来越广泛地应用于国防和交通工程建设中。通过修建隧道,既能保证线路平顺和行车安全,提高运营效率,又能增加隐蔽性,提高敌对势力空中打击的防护能力。但是,由于隧道施工作业条件差,地质条件较为复杂,极易造成安全事故,造成巨大损失。因此,针对具体安全问题,采取有效措施,加强施工安全管理,确保隧道施工安全是十分必要的。下面结合横龙山隧道施工管理的一些体会,简要分析一下隧道施工安全问题及其安全措施,旨在为以后的隧道工程建设提供借鉴参考。

1 影响隧道施工安全的主要因素

要保证隧道施工安全,首先必须分析影响隧道施工安全的主要因素。从大量的隧道施工安全事故分析中不难发现,影响隧道施工安全的主要因素包括地质条件和人为因素。地质条件主要是指地面工程地质条件(如滑坡体、风化裂隙岩体、风化残积物、松散体、危石、滚石及地面冲沟等)和围岩条件(如膨胀围岩、黄土、溶洞、断层、松散地层、流砂、岩爆、瓦斯等),人为因素主要是指施工过程中的一些活动(如未按规程规范施工、偷工减料、麻痹大意等)。这些因素从总体上来讲,只要正确认识和积极预防,安全事故就会减少或不发生。

2 正确认识地质条件,采取必要的安全技术措施

在隧道施工阶段,仅了解隧道勘察设计资料是远远不够的,因为在勘察设计阶段打的钻孔不一定能全面揭示围岩的地质条件。因此,在施工过程中还必须不断补充探测,总结完善,并加以深化,以便针对具体情况采取必要的安全技术措施,确保施工安全。如在隧道洞口地段,一般地质条件较差,且地表水汇集,施工难度大,安全隐患多。因此在隧道施工前,首先要详细了解洞口上方有无滑坡体、风化裂隙岩体、风化残积物、松散体、危石、滚石及地面冲沟等情况。往往这些地质现象预示着洞口上方岩体处于一种准平衡状态,一旦受到人为活动影响,它们就有可能失去平衡而出现各种不安全隐患,如果不及早采取预防措施,很容易造成安全事故。其次,必须对这些地质现象加以认真分析和处理,为安全施工创造条件。如对滑坡体,可视具体情况采取打防滑桩、锚杆或预应力锚杆加以锚固;对风化裂隙岩体、风化残积物、松散体、危石、滚石等,可采取彻底清除或就地加以锚固(喷浆、挂网、打锚杆)等措施;对地面冲沟,则要考虑是否存在偏压,并针对具体情况采取相应的支护加固措施。此外,由于洞门上方自由面较大,围岩风化破碎严重,往往在隧道进洞前,还要对其进行加固并搭设安全棚架,防止开挖时振动危石伤人。如：隧道洞门地段就属于地质条件比较复杂的情况,其上方既有危石、滚石和风化裂隙岩体,围岩风化又较严重,且洞门与线路中线交角近45°,属地区,岩块掉下伤人的事件时有发生。在这种情况下,必须先清除危石、滚石,并采取挂网、喷浆、打锚杆措施加固风化裂隙岩体和风化围岩,消除隐患,才能达到安全进洞的目的。

特殊地质地段隧道在开挖、支护和衬砌过程中,由于各种因素的影响,随时可能发生危岩坍塌、坑道受压变形、衬砌结构断裂和各种意外问题,严重影响施工进度、安全和质量。尤其是穿越含有瓦斯的地层,施工安全问题就更为突出。如对地质条件认识不清,就有可能导致围岩类型判别失误,从而使开挖方法、支护方式与实际情况不符,造成安全隐患。因此,为了保证施工安全,施工前应对设计所提供的工程地质和水文地质资料进行详细分析,并深入细致地进行施工调查,针对具体情况确定施工方法,制定施工技术措施,备足有关机具材料。施工中应遵循“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”的方针,并要随时根据围岩的岩性、硬度、胶结情况、地质构造、结构特征、完整状态和开挖后的稳定情况等进行综合分析,及时调整开挖方法和支护参数。在制定施工方案时,应以安全为前提,综合考虑隧道工程地质及水文地质条件、断面形式和尺寸、埋藏深度、施工机械装备、工期、经济技术可行性等因素,同时考虑围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性。如深圳市福龙路横龙山隧道施工过程中,当该隧道进出洞口开挖到40m左右后,从隧道、地质地形对照图上发现隧道已进入深埋地段,且黄土土质变硬,含水量降低,裂隙减弱。根据以上地质情况,我们及时调整了围岩支护参数,将超前大管棚改为超前小管棚,不但加快了进度,超前管棚费用还降低了近40%,而且达到了安全顺利贯通的目的。

3 杜绝人为因素,保证施工安全

在隧道施工中,不按规程规范操作,偷工减料的情况时有发生。如喷锚支护不及时;锚杆或超前管棚型号、规格不对,长度、数量不够,安设不当;喷射混凝土质量、厚度不符合要求;未及时进行量测或信息反馈不及时,造成决策失误,措施不力;围岩爆破用药量过多,造成围岩扰动,使围岩软弱面强度大大降低;不重视危岩检查,处理危石措施不当等。这主要是受经济利益驱使,施工队伍怕麻烦,不按工序施工,抢工图快,盲目追求进度,忽视安全生产造成的后果。为了杜绝以上影响施工安全的人为因素,在施工过程中必须加强工序管理,严格检查质量。锚杆或超前管棚在使用前,必须先检查其型号、规格及长度,合格后方可使用;锚杆应尽量垂直于围岩软弱面安设,这样可增强围岩的自稳能力;超前管棚应沿开挖断面以1～3°夹角打设,尾部焊于钢支撑上,形成联合支撑,这样在开挖时才不致扰动围岩,同时也有利于平衡初期支护受力,阻止围岩变形。锚杆或超前管棚未按要求打设或数量不够时,必须采取补救措施并给予有关责任人适当的经济处罚。喷浆质量、厚度可通过钻孔取芯检查,同时要检查壁后空洞大小、喷浆与围岩的粘结情况等。粘结情况差时,应及时调整混凝土配合比;存在空洞时,应根据空洞大小,采取压注水泥浆或用混凝土充填密实;喷浆厚度不够时,应及时补喷,补喷后不得出现表面凹凸不平的现象。钢支撑构件材料及联接必须符合要求,并尽量与锚杆、超前管棚等联接成整体,增强联合支护能力。除上述之外,施工中还要按规定及时对围岩进行量测,及时反馈信息,以便正确决策。爆破作业要坚持采用弱爆破、光面爆破和预裂爆破方式,杜绝大爆破。对危石要加以彻底清除或就地加固。同时应坚持施工人员持证上岗,班前、班中、班后检查安全的制度。

4 结束语

综上所述,在隧道施工中,影响隧道施工安全的主要因素为工程、地质条件和安全施工管理水平。工程、地质条件的问题可以通过正确认识并采取相应的措施加以解决,安全施工管理水平可以通过科学、严格的管理来提高。可见,只要正确认识工程、地质条件,采取必要的安全技术措施,加强施工安全管理,隧道施工中的一些安全事故是完全可以避免的。

参考文献

[1]黄成光，《公路隧道施工》.北京.人民交通出版社.2001.08

第5篇：岩石隧道施工方法范文

关键词：公路隧道施工；地质灾害；不良地质

一、不良地质的类别

我国公路隧道施工主要会遇到以下六种不良地质灾害：

（一）塌方。塌方是公路隧道施工中最常见的不良地质灾害。塌方是指建筑、山体、路面、矿井、隧道等因非人为因素产生的自然下塌的现象，在公路隧道施工时经常会碰到隧道顶部突然坍塌、隧道壁松动等情况，这种情况轻则产生工程损失，重则伤及施工人员与通行人员的性命，是公路隧道施工中最为危险的不良地质灾害。隧道塌方的产生主要是由于山体本身的稳定性不高，且施工人员对隧道的稳定工作没有做好。

（二）涌水。涌水是公路隧道施工中第二常见的不良地质灾害。涌水是指隧道下的地下水极速涌出，从而破坏隧道的现象。涌水的产生主要是由于隧道的施工破坏了山体结构，导致山体压力不均，使地下水由于压力过大出现井喷。

（三）偏压。偏压是指隧道的两侧对称位置压力不均。偏压的产生主要是因为山体两侧很难保持平衡，导致隧道两侧的负荷量不同，从而使得隧道两侧压强不同。

（四）岩爆。岩爆是指开挖隧道时，开挖部位周边的岩石发生爆裂的现象。岩爆的产生主要是因为隧道施工时的爆破打乱了周边岩石的结构，使脆性岩石发生爆裂。

（五）断层。断层是指地壳岩石因受力产生过度的形变，从而引发地壳岩石的破裂且破裂面两侧产生位移的现象。

（六）岩溶。岩溶现象主要出现在山区的溶洞中，岩溶是因为岩体受到岩溶水的腐蚀而产生的。

二、对于不良地质灾害的预测方法

（一）塌方的预测方法。塌方尽管是一种突发现象，实际上是有迹可循的。会发生塌方的隧道主要会出现以下现象：一是隧道开挖后隧道顶部的岩石不断剥落甚至破裂；二是在固定好隧道支架后支架钢筋出现扭曲变形，并且喷射的混凝土出现破裂脱离的现象；三是测量到的变形速率居高不下，或者变形值突然增大。因此在施工过程中可以经常对施工周边环境进行觋测，看是否有前文所介绍的现象，以此来预测是否会发生塌方，也可以通过分析测量到的形变速率与形变值进行预测，还可以使用先进的测量方法进行预测，如微地震学测量法、声学测量法等。

（二）涌水的预测方法。任何隧道多多少少都会存在涌水的问题，涌水的预测关键是要对涌水量进行预测。涌水量可以通过建立数学模型、参照其他类似地貌、根据水平衡原理、利用地下水动力公式、使用数值方法进行预测。

（三）偏压的预测方法。偏压隧道的预测是最为直观的，由于偏压是因隧道两侧的负荷量不同导致的，在隧道施工之前，可以先观测山体的形态是否近似对称，若不对称，则可以采取山体两侧的土壤及岩体进行密度分析，并注意测量山体两侧的压力值，以此来预测隧道是否会出现偏压现象。

（四）岩爆的预测方法。公路隧道施工之前可以先使用超前钻孔对山体进行探测，根据探测的结果分析山体的岩体结构、岩体性质，以此来预测公路隧道施工时是否会发生岩爆。’使用地质雷达、红外线、岩体电磁辐射监测器也可以达到同样的效果。除此之外还可以使用微重力法、数值分析法，如塌方预测一样使用声学预测法和微地震预测法进行预测。

（五）断层的预测方法。在公路隧道施工之前应对山体及山体下的地壳迸行断层探测，断层可以通过浅层地震勘探、电法勘探、地质雷达和井间层析成像进行探测，并可以结合李四光教授的断层参数预测预报技术进行断层预测。

（六）岩溶的预测方法。岩溶的预测要综合各距离区间的预报结果进行预测，距离在两百米以上的地质预报可以使用地质素描法、地质作图法等；距离在三十米至两百米的地质预报可以使用声波反射法、深孔水平钻探法等；距离在三十米以内的地质预报可以使用地质钻探法、地质素描法、红外线探测法、地质雷达等。

三、不良地质灾害应对措施

（一）塌方的应对措施。公路隧道在施工过程中发生塌方现象时，应及时进行补救，以免导致施工人员的伤亡以及隧道塌方程度变大。对于小型的塌方，应该及时固定隧道支架，重新喷射混凝土，使用临时支架直至混凝土凝结稳定，及时处理塌方所产生的建筑垃圾。对于大型塌方，应在塌方部分使用钢拱架进行固定支撑，在钢拱架外侧使用钢筋网二次加固，并及时快速地处理塌方产生的建筑垃圾，然后分三至四次输送混凝土形成护拱，在塌方部位完全固定时才可进行下一步公路隧道的施工。

（二）涌水的应对措施。对于涌水的应对措施要分成两个方面，并且两个方面要同时进行，一个方面是排水，可以通过钻孔徘水、导坑排水、井点排水和深井排水排出涌出的地下水；另一个方面是一止水，可以通过注浆止水法进行止水。

（三）偏压的应对措施。对于偏压较严重的隧道可以采用超短台阶法施工工艺、短台阶预留核心土法、反压护拱施工方法、减载反压技术、洞外注浆固结法和护拱技术进行施工。对于一般的偏压隧道，可以通过加强隧道体的稳定性来抵抗压强。

（四）岩爆的应对措施。首先，在选取隧道位置时应尽量避开容易产生岩爆现象的位置，在情况不允许的情况下，应该尽量将隧道开挖方向设置成与最大地应力方向平行，除此之外，还要考虑设置合适的隧道形状以分散地应力。在公路隧道施工时要注意加强隧道体的稳固性，改变围岩的物理性质，使围岩变成非脆性岩体，还可以通过钻孔泄压法、巷道切割槽缝法等方法分散地应力。

（五）断层的应对措施。对于出现断层的隧道，应该通过微震爆破技术、综合控制爆破技术进行爆破开挖，采用喷锚网联合支护、钢架支护与超前支护，通过半断面微台阶法、上下断面顺序开挖法进行施工。

（六）岩溶的应对措施。对于小型溶洞，可以使用C25喷射混凝土进行填充，对于小型的隐伏型溶洞，应该使用普通混凝土进行注浆；对于中型溶洞，可以采用岩溶管道处治技术进行旅工与治理；对于大型干溶洞，可以采用托梁+板跨方案、钢管群桩加固方案、桩基托梁方案、填筑方案和跨拱方案。

四、总结

公路作为我国交通网的重要组成部分，施工人员应对公路包括公路隧道的施工提起高度重视，对于公路隧道施工中经常遇到的塌方、涌水、断层、岩爆、岩溶、偏压等不良地质灾害，要有先进有效的应对措施，以保障公路隧道施工安全流畅的进行。

第6篇：岩石隧道施工方法范文

关键词：隧道工程；围岩；矿物成分；微观结构

中图分类号：U459.4 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2016）07-0055-04

随着我国山区高速公路建设的迅速发展，隧道工程数量越来越多。隧道结构的稳定性是隧道工程建设中的工程技术人员面临的重要课题。隧道结构稳定性受到围岩岩石矿物成份、结构、构造等内在因素的影响，同时受到地下水、初始地应力、洞室内温度和岩石风化程度的外在因素的作用而不同。此外，隧道断面设计、支护结构型式和参数以及隧道施工开挖方法也对隧道结构的稳定性具有十分重要的作用。由于物质组成的非均质性和结构的复杂性，岩石的力学特性表现出复杂特性，从而导致隧道围岩及隧道结构稳定性的复杂性。岩石的矿物成分、结构和构造是决定岩石力学性质的内在因素，对岩石的力学特性影响较大。岩石的组成、结构、构造不同，岩石的力学特性表现出明显的差异。因此，通过，通过对岩石矿物成分、结构、构造研究分析，并建立岩石矿物成分、结构、构造与岩石力学特性之间的关系已经成为获得岩石力学特性的重要重途径，为掌握岩石的工程性质提供科学依据。在这方面，Merri-am、A.Tugrul和I.H.Zarif先后研究了花岗岩类矿物成分与其力学性质之间相互关系，建立了花岗岩了岩石力学性质与其岩石矿物成分、岩石组构的函数关系，并且认为矿物组成是影响岩石力学特性的最主要因素之一。候兰杰通过偏光显微镜研究了岩屑砂岩和石英砂岩的矿物成分、颗粒大小及胶结方式等组构特征，并测试了相应的力学特性，建立了砂岩的组构特征与其力学性能的函数关系。但同时指出了其函数关系的局限性。孟召平应用X衍射、荧光光谱分析方法研究了淮南新集井田煤系泥岩某煤系泥岩的矿物组成和化学成分特特征，并完成了相应的力学特性试验特，从而建立了泥岩的力学性质与其化学成分之间的定性定量关系。通过电子扫描显微镜（SEM）观察了泥质粉砂岩的黏土矿物及其微观排列，得到了母岩的风化特性和岩体内部颗粒间的填充情况，对泥岩岩石的工程特性内在因素做出了解释。同时矿物成分分析表明岩石中的黏土矿物是影响其工程特性的主要因素。赵斌采用x射线衍射方法，测定的岩样的矿物成分，使用扫描电镜扫描的相应岩样的细观结构。分析了矿物成分和细观结构与岩石力学性能的定性关系。结果表明方解石含量增加岩石力学性能降低，细的石英晶体对空隙的填充有利于提高岩石的力学性能。何谨铖通过60组岩样研究了岩石抗压强度与石英含量、水云母、方解石含量之间的关系，认为工程中应充分考虑石英含量、水云母、方解石含量对其力学性能的影响。针对地下洞室工程，闫长斌以南水北调工程为例，通过三条河流124块代表性岩样研究岩石中石英含量变化对TBM施工的影响。韩红红采用X射线仪对敦格铁路金山隧道围岩矿物成分进行了试验检测，并分析研究了矿物成分与隧道围岩工程性质的影响，为隧道施工提供了必要的参考依据。综上所述，岩石的矿物成分对岩石力学性质具有十分重要的影响，但由于岩石中矿物成分和岩石结构的复杂性，针对具体实际工程开展研究则具有直接的工程应用价值。尤其是目前针对隧道工程中围岩矿物成分和微观结构的应用研究较少，在这方面开展相应的研究工作对于指导隧道设计与施工都具有重要的应用价值。竹溪隧道工程地质勘察表明，竹溪隧道围以岩泥质板岩为主，岩性节理、裂隙极其发育，风化程度不均，包含了从强风化到弱风化不同风化程度的岩石。围岩力学性质受地下水、覆盖层厚度（最大值达到195.441m）、泥质板岩结构和矿物成分等多种因素影响而变得十分复杂。因此，结合竹溪隧道工程实际，开展矿物成分和微观结构方面的研究，以期为隧道施工及隧道塌方处治工作提供科学依据。

1 工程概况

竹溪隧道隧为山岭隧道，隧道穿过3座山体，全长2480m。图1、图2分别为竹溪隧道的进出口施工现场。

隧址区域岩层主要为元古界一下古界的变质岩，岩性以片岩、板岩、千枚岩为主，由于受地质构造的影响，地层岩性片理十分发育，片理产状分布为30-355°∠7-88°之间。同时岩体节理裂隙十分发育，主要有2组节理。节理以闭合-微张为主，裂面较平直，部分节理面充填泥质、方解石脉和石英脉。大部分隙面多见锰质侵染。从工程地质角度来讲，岩体受区域构造环境的影响蚀变后，大量片状矿物和晶粒矿物定向分布，导致岩层具各相异性，形成片状剥离面，片理化发育，形成韧性剪切带。强度、稳定性降低以及富水、易崩解、易破碎、易蠕变成为其显著特征，如图3、图4、图5和图6为竹溪隧道不同断面掌子面围岩状况。

地质勘察表明：隧址区地层表层为碎石土和角砾，分布厚度不均。基岩为强风化、弱风化泥质板岩。

第①层，碎石土：该层分布于隧道沿线表层，出口段为角砾土，工程地质性质较差。

第②层，强风化泥质板岩：分布在隧道沿线，为进出洞口的主要围岩。钻孔揭露最大厚度43.3m。多为软质岩，岩体极破碎，岩体工程地质性质较差。

第③层，弱风化泥质板岩：该层为洞身段经过的主要围岩，岩体较破碎，属较硬岩，岩体工程地质性质相对较好。

2 矿物成分试验与分析

2.1 制样与试验

泥质板岩试样取自竹溪隧道施工现场，共计8组。试样磨成粉末，采用德国Bruker-axs公司D&ADVANCE X-射线仪进行矿物成分分析，工作电压为40KV，电流40mA，扫描范围为5°-65°，扫描速度为0.02°/step。利用电子显微镜对泥质板岩的微观结构进行观察。图7为现场泥质板岩的现场取样。图8为泥质板岩矿物成分分析的D&ADVANCE X-射线仪。图9为部分试样的衍射图谱。表1为晶体相矿物成分半定量分析结果。

2.2 测试结果分析

从表1可以看出，竹溪隧道泥质板岩板岩矿物成分以绢云母、绿泥石、石英为主，夹少量高岭石、长石。矿物成分绢云母含量极大，最大含量达到64.3%，最小含量也达到22.4%。样品4中绢云母最小含量22.4%超过矿物成分平均含量值20%的12%。说明围岩中矿物成分绢云母对围岩的工程性质具有决定作用。而在不同的样品中，由于矿物成分差异性大，围岩的工程性质会具有较大的差别。同时，由于绢云母成分本身工程性质不良，大量的绢云母矿物使得围岩稳定性变差。其次，绿泥石含量最大达到25.7%，最小含量为15.4%。绿泥石的平均含量为19.3%。其平均值非常接近石英的含量平均值20.1%，说明绿泥石对围岩的稳定性具有重要影响。同样，绿泥石含量也存在不均匀性，以及绿泥石本身工程性质差，使得隧道围岩的稳定性变得不良。而泥质板岩的矿物成分高岭石平均含量约为9%，远远大于长石含量的平均值5%，而高岭石对围岩的稳定性是不利的，说明竹溪隧道岩石矿物成分中高岭石的影响不能忽视。矿物成分中，石英、长石对围岩的稳定性的作用是有利，但其含量较低。

从矿物成分分析结果来看，石英、长石的含量越多，岩石强度越高，围岩的稳定性越好；而绢云母、绿泥石、高岭石含量增加会引起岩石强度的降低，对隧道围岩的稳定性不利。根据区域变质岩石矿物成份和结构观察可知：泥质板岩中矿物成分绢云母是影响泥质板岩风化性质的主要矿物成分。原因是绢云母呈片状结构，使含绢云母成分的泥质板岩具有物理性质变化大、具有透水、不均匀和结构松散的特点，最终导致围岩稳定性变差，给隧道施工质量控制和安全管理造成了很大的困难。

3 泥质板岩内部微观结构观察与分析

3.1 岩石内部微观结构结构分析与试验结果

粘土岩具有很强的亲水特性，粘土岩的强度低、抗水性差，使得粘土岩的工程性质不良。当粘土岩节理、裂隙比较发育时，粘土岩一旦受到水的浸泡，常常产生膨胀变形、强度软化或岩体崩解，其工程性质快速劣化。在常见的三类粘土矿物中，蒙脱石对粘土岩的工程性质影响最为不利，含高岭石粘土岩的工程性质相对较好，而含伊利石的粘土岩的介于二者中间。此外，粘土岩节理、裂隙发育程度对其工程性质也具有明显的影响，粘土岩中节理、裂隙发育很少时，它是水的良好隔离层。变质岩构造和结构，对岩石的工程特性也具有重要的影响。多数变质岩都是在一定应力作用下形成的，这就形成了变质板岩所特有的板状、板状劈理构造等，这种结构、构造减弱了岩石的强度，并使板岩的力学性质呈现出各向异性及明显的不均匀特性，造成其工程地质条件不良。如在断裂带或板理劈理发育的板岩区很容易产生塌方、滑坡等地质灾害。

绿泥石板岩、含云母的泥质板岩等岩石强度降低，抗水性变差。特别是沿这些岩石的板理或板理劈理面，板岩的抗拉强度、抗剪强度很低，遇水容易滑动，沿板理或板理劈理面容易剥落。随着板理或板理劈理面的发育，以及随着板岩中绿泥石、云母等含量的增加，板岩的强度大幅度降低。当岩石中含有较多石英、正长石成分时，其工程性质变好。石英岩及大理岩等岩石，岩性相对均一，结构致密，岩石坚硬，抗压强度和抗拉强度等较高，岩体的稳定性较好。但断裂带和裂隙的发育也会对坚硬岩石的稳定性产生影响，其断裂带和裂隙常常形成裂隙含水带和地下水流动或排泄通道。它们是岩体结构的薄弱带，也容易引起层间滑动，从而使岩体的工程地质性质恶化。由地质动力作用形成的岩石完整性差、裂隙发育、强度低，常形成渗水通道和滑动面。图10为泥质板岩内部电子显微微观结构。

3.2 试验结果分析

从电镜下显微结果来看，泥质板岩有明显的板理或板状劈理构造，板理面由绢云母、绿泥石、高岭石等矿物呈定向排列构成，通过胶结作用将矿物颗粒相互连接到一起，胶结物的组成成分为绿泥石、高岭石、绢云母等。绿泥石尺寸相对较大，颗粒之间会有孔隙。这些孔隙里主要分布长石、石英等矿物，一般不存在于板理面附近。所有颗粒间的孔隙由胶结物填充后把各种颗粒粘结到一起。

以普通电子显微镜观察，矿物的内部结构、构造与组合方面：泥质板岩呈现具变余结构和斑点状构造。这是由于呈薄片状的云母类矿物及绿泥石在岩石内部的排列方向一致。从构造方面来看，其内部构造形式为板劈理和变余层理构造。泥质胶结物将矿物颗粒粘结到一起，形状为尖状、细粒状。云母类矿物多由泥质矿物变质重结晶后形成。泥质矿物经过变质运动重结晶形成绿泥石等，绿泥石多呈长条状、条带状，其平行排列使板得板岩呈现出密集的板状劈理，其层理、板状理劈裂等大体一致。层理、板理间泥质胶结的粘结力不高。

在扫描电子显微镜下观察绿泥石的矿物形态，发现这些矿物、以及这些矿物的变质矿物和泥质胶结物相互混合，定向排列粘结形成了板理面、板状劈裂间的粘结层，使泥质板岩在宏观上呈现出明显的板理。胶结层内部的胶结效果好、颗粒间粘结紧密，使得泥质板岩胶结层粘结力高，胶结层内部无明显大的孔隙。在板理面附近，大的矿物颗粒相对较少，泥质微粒较多，胶结比较松散，单个孔隙较大，总的孔隙率也较大。

4 结论

通过X衍射、电子扫描电镜对竹溪隧道泥质板岩的矿物成分试验分析和微观架构观察，得到以下结论：

（1）竹溪隧道泥质板岩板岩矿物成分以绢云母、绿泥石、石英为主，夹少量高岭石、长石。矿物成分绢云母含量极大，最大含量达到64.3%，最小含量也达到22.4%。说明围岩中矿物成分绢云母对围岩的工程性质具有决定作用。绢云母成分本身工程性质不良，大量的绢云母矿物使得围岩稳定性变差。施工中对于绢云母含量大的围岩段应该给于足够的重视；

（2）在不同的样品中，矿物成分差异性大，围岩的工程性质会具有较大的差别。施工中应该注意隧段围岩矿物成分变化频繁对围岩岩性工程性质的影响，注意岩性突然变化引起的围岩塌方等灾害发生；

第7篇：岩石隧道施工方法范文

关键词：隧洞施工、岩性、处理方法

中图分类号：TV554文献标识码： A 文章编号：

引言∶在工程建设中隧洞应用是十分厂泛的，如交通工程，国防建设．矿业生产，水工建筑等。特别是在水工建筑更为常见。在隧洞施工过程中地质是千般万化复杂多变的，也常常要碰到一些较难处理的问题，如按常规的施工方法和处理手段，显然是不适应的，毫无疑问这给工程也带来了施工难度影响了工程建设，如果处理不当还会影响工程质量，甚至危及到人民生命安全和国家财产的损失。因此，就必须根据具体问题具体分析，研究问题的特性．及时地做出正确的判断、制订出技术可靠、经济合理、施工方便、质量保证的施工方案保证工程建设顺利进行。下面根据隧洞施工中遇到的一些问题谈点认识。

1 岩性的认识

根据施工经验总结，一般坚硬和半坚硬的岩石，对隧洞稳定条件影响较小。而软弱岩石则由于强度低，抗水性差，受力后容易变形和破坏，对隧洞的稳定性影响较大。

软硬相间的层状岩体，由于其中软弱岩层强度较低，容易变形和破坏。所以在构造变动中，常沿软硬岩层的接触面发生错动，形成厚度不等的层间破碎带，大大破坏了岩体的完整性，坚硬岩层，当其裂隙发育时，透水性较强，而软弱岩层一般透水性较弱。因此，当地下水通过透水性强的多裂隙岩层至透水性弱的软弱岩层接触面时，往往受阻而在接触面集中。这样容易促使下伏软弱岩层的软化或泥化，同时由于地下水的机械潜蚀作用常将其间细粒物质带出，从而大大削弱了岩体的工程地质性质。所以，隧洞通过软硬相间的层状岩体时，容易沿接触面产生变形或塌方。

隧洞开挖前的岩体，是处在应力平衡状态中。当开挖隧洞后，破坏了岩体原有的平衡条件，而使岩体内的应力进行了重新分配，围绕隧洞周边的岩体，就出现了应力释放的松弛带这就是引起隧洞坍塌的原因所在。

2 隧洞坍塌的因素及处理办法

在隧洞掘进过程中，为了做到安全可靠，往往要采取一些手段对洞壁进行加固处理，但又要考虑到经济上的合理，那就必须进行分析岩体的特性，做到有的放矢的处理问题。根据岩性规律可综合成以下几方面。

2.1褶皱

隧洞的稳定与褶皱的型式，疏密程度及褶皱轴向与洞轴线方向交角是密切相关的。当岩层陡倾时，多为平行轴向和垂自轴向的两组近于垂直的陡倾角断裂。当岩层缓倾时，常有与褶皱轴斜交的一对高角度x型节理。这些因素都是影响隧洞稳定的潜在因素。

当隧洞沿背斜轴部通过时，背斜岩层向拱顶两侧倾斜，拱顶上部岩体重量由于拱的作用，则由两侧岩体担负。有利于隧洞的稳定性，但这只是针对褶皱较疏展而言，如果褶皱较小而开挖的洞径又大于轴部，且节理较发育，那就要特别注意，应马上采取锚固措施。

处理方法：要根据现场的具体情况，确定出具体的加固方案，一般情况下可对洞顶拱120°范围内进行锚固，锚杆可采用Φ25~28钢筋，打孔注浆插入，砂浆采用l：2水泥砂浆，坍落度要求控制在10~12的范围内，锚杆长度要求锚至岩石稳定层。但这都是相对而言，如果岩石较为破碎还必须在锚固以后，进行顶拱洞壁喷浆，使其连成整体，形成拱圈维持稳定。

当隧洞穿过向斜轴部时，两测岩石均倾向洞内，拱顶岩体重量向洞内集中，并且由于开挖而使集中在向斜轴部的压应力释放，这些作用力迭加，将促使岩体变形，且向斜轴部多储存有大量的地下水，并多具承压性质，影响了隧洞的稳定。

处理方法：处理方法大体与背斜处理方法相同，只是在锚固时，可控制在顶拱的90°范围内即可。如果岩石裂隙较发育，则可采取打超前锚杆，增强拱顶稳定性。当隧洞轴线通过背斜或向斜的一侧时，且与它们轴部接近，向斜：则锚固接近洞的一侧，背斜：侧要锚固对面的一侧与顶部。

2.2 断层破碎带

隧洞通过断层时，当破碎带宽度愈大，其走向与洞轴交角越小，则洞内出露越长，影响就愈大。破碎带物质胶结情况及碎块性质都直接影响隧洞的稳定性。破碎带组成物如为坚硬岩块，且挤压紧密或已胶结者比较弱的断层泥与组织疏松的糜棱岩或末胶结的压碎岩要稳定。但不管如何，破碎带由于岩体破碎松散，整体结构差，抗压能力极低，是影响隧洞稳定的关键所在。

处理方法：如破碎带在洞内显露的宽度在2米以下时，边墙可采用喷浆封闭的方法使其胶结自持稳定或挖掉破碎带体后浇砼。如在拱顶就要先进行锚喷，再在层间两侧的稳定岩体打锚杆，然后用槽钢或工字钢，横跨区间焊接，间距约50CM一根，中间用钢筋连接后再喷浆封闭。如果宽度较大，就应改用槽钢制成弧拱，在洞壁打锚杆焊接固定，每排间距60~80CM，然后排与排之间连成整体，并挂钢丝网后喷浆封闭。

2.3 软弱夹层

隧洞掘进中常要遇到一些软弱夹层或风化后的次生矿物如长石、云母等变成绿泥石、绢云母、高岭土以及遇水溶化的粘土岩，泥质页岩和易溶岩。这要引起高度重视，要抓住岩石的特性及时处理封闭。

处理方法：如软弱夹层出现在两侧应挖掉后，在完整的岩石两侧打锚杆再浇砼，增加侧向抗推力。如果在拱顶部处理方法与破碎带相同。如在两侧遇到粘土岩、泥质页岩和易溶岩则应在开挖后及时喷浆封闭，并避免地下水浸入，防止崩解，塌方两肩失稳。若出现在拱顶部，则应先封闭后再架弧形钢支撑再挂网喷浆封闭。

2.4 岩溶地区溶洞充填物的处理

在石灰岩地区进行隧洞施工，常常要遇到溶洞，有的年久之后里面充填大量的黄泥或乱石，给隧洞掘进带来极大的困难。

处理方法：常用的有电热法：如果洞里有明流水源先设法引开，然后在溶洞充填物(黄泥)里压入钢管，钢管里安装上电阻丝，让其通电发热，促使土体坚硬，再在上游压入槽钢桩及锚杆，维持稳定，然后再开挖，根据土体压力设计挡土墙。也有采用压管法的，压管法一般采用Φ1.0~1.2M钢管，壁厚0.5~0.8CM，钢管是用钢板卷成的，每节长1米，往溶洞对壁压进，一节一节焊接顶进，并挖空管中黄泥，直至压到对壁，再用锚杆固定，管中间用槽钢支撑，再用砼浇筑。以此类推，可用若干根管直至把洞口封住。

2.5 地下水

隧洞通过含水层时，隧洞开挖后，往往是地下水的排泄通道，改变了地下水原来的运动方式。这对隧洞稳定和施工影响也较大。

处理方法：一般是集中引流，在砼衬砌时用钢管引出，保持仓内砼不受水冲刷，待砼浇筑到达允许强度后，再灌浆封堵。

3 结束语

在隧洞施工过程中总的来说我们是采取防治结合，以防为主的原则，又要有科学的依据，要根据具体问题具体分析，掌握各种因素的不同特点，并研究它们相互间的内部联率，采取具体的综合分析方法，要善于总结经验教训，把隧洞工程的科学施工又推进一步。

参考文献：

[1] 程良奎.岩土加固实用技术[M].北京:地震出版社,2004.

第8篇：岩石隧道施工方法范文

【关键词】地质超前预报；施工安全；隧道施工

1 概况

S217长绩段改建工程煤炭山隧道为单洞式混合交通的隧道，长度为432米，隧址区为低山丘陵地貌，主要岩类为硬质岩石，在隧道的进出口的山脚下及河沟里为第四系松散物质覆盖，岩性主要为碎石混粉质粘土、角砾混粉质粘土和基岩，碎石（角砾）土成因主要为坡积、洪积和崩积，岩类为震旦系休宁组上段凝灰质细砂岩，围岩级别主要有Ⅴ级、Ⅳ级、Ⅲ级。依据地勘结果，本隧道水文地质条件简单，地下水不发育，无稳定的含水层，无泉水出露，地下水补给来源主要为大气降水，受雨水影响较大。由于隧址区经历了多次构造运动，岩层产状和地质构造复杂，另外长安端洞口松散覆盖层厚度较大，需要详细查明松散层厚度，因此，在隧道施工前要做好超前地质预报工作，确保施工安全，尤为重要。

煤炭山隧道于2012年4月正式开挖进洞，由于煤炭山隧道纵坡为-1.85%，432米长隧道两端高差7米之多，考虑到雨季施工洞内排水困难，选择进洞施工由出洞口向进洞口方向掘进的方案。

根据设计地质勘探资料显示K7+200-K7+556段位微风化凝灰质细砂岩，局部为凝灰质含砾细砂岩，黑色、灰紫色，岩石较坚硬；岩体呈中、厚层状，变余砂状构造；节理裂隙较发育，岩体较完整；地下赋水性一般，雨季降水渗入可产生滴水、淋雨状出水，[BQ]=443.2，围岩稳定性较好，成洞条件较好。设计为无超前支护Ⅲ级围岩支护方式。

2 超前地质预报

2.1 在2012年6月30日施工至K7+268掌子面通过在隧道圆心上方0.7米处水平方向布设地质雷达测线，对掌子面面向小桩号方向28m探测所得的地质雷达剖面图解译为：K7+268-K7+248处围岩整体完整性一般，节理裂隙较发育，含少量裂隙水；K7+248-K7+240处围岩节理较发育，围岩完整性较差，含较多裂隙水，容易发生掉块等现象。地质超前预报建议K7+250处开始提高围岩衬砌等级。并建议施工单位隧道开挖后及时跟进支护，对隧道内、外加强观察，发现异常，要及时上报相关部门。

2.2 当7月6日掌子面施工至K7+245处时，通过在隧道圆心上方0.6米处水平方向布设地质雷达测线，对掌子面面向小桩号方向探测所得的地质雷达剖面图解译为：K7+245处掌子面向前22米（K7+223）岩层节理裂隙发育，岩石破碎程度较高，前方围岩含较多裂隙水。结合已开挖的掌子面观察岩性为弱风化凝灰质细砂岩，灰绿色、灰色、右侧局部夹紫红色，岩石较软，局部呈粘土状，岩体呈薄层状，变余砂状构造，岩石厚度几厘米至十几厘米不等，岩体节理裂隙较发育，岩层产状145°∠82°。围岩整体完整性仍较差，岩质较软，节理裂隙发育，容易发生掉块等现象。

3 施工安全

3.1 根据K7+268掌子面地质预报的特点，我项目办会同设计单位通过对隧道施工Ⅳ级围岩超前支护的特点，将K7+253.5处开始变更为：Ф25x5mm超强中空注浆锚杆，环向间距40cm的超前支护加上纵向间距100cm，I14工字钢的初期支护的Ⅳ级围岩衬砌支护方式施工。确保了该段隧道在开挖和后期施工的安全。

3.2 根据K7+245掌子面地质预报的特点，结合已开挖掌子面的岩性，将K7+245-K7+223段按Ⅳ级围岩支护衬砌方式能满足该段围岩的施工安全，则继续采用Ⅳ级围岩支护衬砌方式进行施工。截止7月20日该段隧道由于地质情况发生变化而通过改变支护方式已安全通过，积极促进了我省“平安工地”的开展。

4 结论

通过本隧道的施工，有以下体会：

4.1 隧道工程建设的勘测阶段为设计提供地质资料受地表探测方法、技术和成本的限制，地质资料往往与实际情况有一定的差别。通过地质雷达探测隧道掌子面前方地质状况的探测是一种快速便捷、对施工影响较小的超前预报方式，能预先探测开挖掌子面的围岩情况，为安全施工提供了宝贵的资料。

4.2 对地质雷达波形图的解释和识别具有明显的多解性，所提供的超前预报当以施工进度达到预报里程时，需把预测结果和现场掌子面情况相对比，做进一步的经验积累和修正，真正做到安全施工。

【参考文献】

[1]中华人民共和国行业标准（JTG D70-2004）公路隧道设计规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]中华人民共和国行业标准（JTG F60-2009）公路隧道施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2009.

[3]叶英.隧道施工超前地质预报[M].人民交通出版社，2011.

[4]王正成，谭巨刚，等.地质雷达在隧道超前预报中的应用[J].铁道建筑，2005（2）.

[5]王炜.公路工程施工安全生产指南[M].人民交通出版社，2003.

第9篇：岩石隧道施工方法范文

关键词：浅埋；隧道施工；盖挖法；偏压

一、工艺提出背景

1.类似工艺发展史

隧道浅埋地段的施工一直是隧道施工过程中的重难点控制工程，以往遇到的浅埋围岩一般是V级围岩浅埋或临空（拱部或边墙），或其他级别的围岩隧道拱顶浅埋，伴随局部偏压。浅埋（或临空）隧道传统的施工方法可分为三种：明挖法、明拱暗墙法以及半明拱暗墙法。

其中明挖法用法较为普遍，主要适用于V级围岩埋深0～3m或隧道轮廓线部分位置临空的浅埋地段；设计和施工过程中还可以适当调整明洞的位置和长度以达到调整暗洞洞门位置的目的，确保暗洞的进洞安全。

明拱暗墙法和半明拱暗墙法适用于拱部埋深在6m以下的围岩段（V级围岩段较为常用，其他级别围岩段也可使用），其中明拱暗墙法近几年被广泛认可，并在工程实际中普遍应用；半明拱暗墙这个概念目前并没有得到广泛的认可，但在某些工程实际中已得到应用并取得了非常好的效果。

明拱暗墙法的基本原理是将拱部上部覆土全部挖掉（如图1所示），然后在隧道外侧施做拱部初支部分，并在拱脚处施做工字钢―混凝土承台（用大型号工字钢将拱脚纵向连接在一起，再一次性浇筑数十米混凝土承台将大型号工字钢埋与其中），等初支强度达到70%的设计强度时及时回填至原地面线高度以防雨水淤积；其他后续施工流程与暗洞部分相同。该方法减少了土石方挖方量，节约了成本，有利于水文环境保护；其最大的优势在于确保了拱部“0”沉降，极大降低了施工安全风险。

半明拱暗墙法的基本原理是将隧道拱部上部部分覆土挖掉（如图2所示），不同于明拱暗墙法的是其拱部初支的施做仍在洞内进行，工艺流程也与暗洞施工一致，其主要特点是卸去了隧道拱顶的压力，极大提高了施工安全。该方法若应用于上部为堆积土、下部为稳定原地貌围岩的隧道效果最显著。

2.盖挖法施工工艺提出

总上所述，对于V级围岩浅埋段以及其他级别围岩拱顶浅埋段我们都有较为成熟的施工工艺以保证施工安全进行，但在广乐高速项目我们却遇到了较为罕见的另类情况：IV级围岩段边墙部位浅埋（部分临空）。

广乐高速T28标项目段银盏1#隧道左线进口ZK246+671～ZK246+691段围岩为全风化及强风化花岗岩，裂隙较发育，围岩整体呈松散状，稳定行较差，经判断为IV级围岩段。图3和图4分别是该段的实物地形图和示意地形图。该段若想安全施工，用前面所述的三种方法均是解决不了的，因此针对边墙部位浅埋段隧道施工我们提出了盖挖法施工工艺。

二、盖挖法施工工艺

1.原理和目的

盖挖法的基本原理是借鉴了明拱暗墙法和半明拱暗墙法的基本原理，就是将暗洞施工的一部分工作在洞外完成，减少暗洞施工的难度和风险。不同的是明拱暗墙法和半明拱暗墙法是消除压力，盖挖法是增加压力。对于边墙浅埋（部分临空）段隧道而言，其最大的施工隐患是偏压，因此盖挖法施工工艺的重要目标就是消除偏压对隧道暗洞施工的影响。

2.适用范围

（1）若隧道围岩是标准的V级围岩浅埋地段（或同时存在部分临空，或同时存在局部偏压，包括拱部浅埋和边墙浅埋），且已经严重影响暗洞施工的顺利进行，此时可以采用明挖法。

（2）若隧道围岩是拱部浅埋段（可以是V级围岩，可以是其他级别围岩段，或上部是堆积土、下部是较为稳定的原地貌土），经拱部压力释放后可以确保暗洞施工的顺利进行，此时可以采用明拱暗墙法或半明拱暗墙法。

（3）若隧道围岩是非V级围岩的边墙浅埋地段（或部分临空），就如本文中所示例子属于IV级围岩边墙浅埋段，如果采用明挖法施工就需要爆破大量的岩石，就目前的国际和国内环境保护的大背景而言，这是根本不允许的；就安全和技术的角度而言，这几乎是行不通的。因为此类围岩的隧道本身就存在严重的偏压，所以采用明拱暗墙法或半明拱暗墙法也是行不通的。因此，此类围岩隧道只能采用盖挖法消除偏压以降低暗洞施工的安全风险。

总上所述，盖挖法适用于非V级围岩的边墙浅埋地段（或部分临空）。

3.工艺流程

（1）施工前在盖挖法施工部位首先要清理围岩表面的危石、孤石以及虚渣。若围岩较完整，没有风化或节理发育，此道工序可以省略。

（2）按照暗洞初支工字钢的位置和几何尺寸进行放样、立架。将浅埋部位开挖至暗洞初支工字钢的位置，将临空部位回填至该位置，并将回填物（可以是土、碎石或土+碎石）压实，然后按暗洞初支工字钢的位置立架。

（3）工字钢加固及初支其他工序施做。因为采用盖挖法施做暗洞初支工字钢时系统锚杆是无法施做的，所以必须在工字钢拱脚部位用锁脚锚杆（管）进行加强支护以起到固定工字钢的目的。工字钢加固完成后其他工序如施做连接筋、挂设钢筋网以及喷射砼等工序与暗洞施做流程和方法一致。

（4）施做护拱。初支施工完成后还要在初支的外侧浇筑一层钢筋混凝土结构物以起到保护初支位置和几何尺寸的作用，这一层结构物我们称之为护拱，如图5“混凝土浇筑区”所示。护拱的配筋和浇筑混凝土的强度及厚度没有统一要求，要根据实际情况而定，一般与该围岩段二衬的设计一致。护拱的两端必须施做于牢固的基础上，必要时在护拱两端围岩上施做锚杆并将锚杆与护拱钢筋焊接。

（5）反压回填。为消除围岩偏压对隧道施工的影响，护拱施做完成后要进行反压回填。回填的形式可采取浆砌片石回填和土石回填相结合的方式，如图5“浆砌片石回填区”和他“土石回填”区域所示。当然，也可以采用其他的回填方式，如的单一土石回填、混凝土回填+土石回填、单一浆砌片石回填以及单一混凝土回填等，要视具体情况而定。

（6）施做防排水系统。回填施做完成后要在回填物表面施做粘土隔水层和永久性排水沟（如图5所示），排水沟的大小视当地的水文条件而定。

4.技术要点

（1）盖挖法施工部位初支工字钢放样时要根据围岩情况和盖挖施工扰动情况预留一定的变形量。

（2）盖挖法施工部位初支喷射混凝土必须在盖挖施工时完成。若盖挖施工时没有进行初支喷射混凝土的施做，施工过程中可能有土石虚渣或混凝土掉快侵入初喷空间，或者盖挖施工完成后因围岩变形而有岩体侵入了初喷空间，这样会导致暗洞掘进时盖挖段的初喷无法施做。

（3）盖挖施工时也可以不进行初支喷射混凝土施工，可以在浇筑护拱时将模板布置与初支工字钢的内沿，将初支工字钢和护拱混凝土一体浇筑。

（4）回填方式和回填方量必须经过严格论证和计算，回填既要达到消除围岩偏压压力的效果，又不能造成回填物产生的压力远远大于围岩原有偏压压力。

（5）若回填方式采用的是（部分）浆砌片石回填或（部分）混凝土回填，浆砌片石或混凝土必须连续砌筑成形或一次浇筑成形，并且有部分结构侵入岩体（如图5所示“浆砌片石回填区”左下侧的倒梯形结构），防止回填物整体滑移。

（6）土石回填必须分层夯实回填。

三、小结

本文针对隧道施工以往应用于浅埋（或存在部分临空）偏压地段的施工工艺（包括明挖法、明拱暗墙法和半明拱暗墙法）不适用于非V级围岩段边墙浅埋（或存在部分临空）偏压隧道施工的情况，结合实际情况针对性的提出了盖挖法施工工艺，并系统论述了盖挖法的工艺流程和技术要点，以望对类似的非V级围岩段边墙浅埋（或存在部分临空）偏压隧道的施工起到一定的辅助作用。

参考文献：

【1】王成隧道工程.北京：人民交通出版社，2009.

【2】黄成光.公路隧道施工[M].北京：人民交通出版社，2001.

【3】杨新安，黄宏伟.隧道常见病害与防治[M] .上海：同济大学出版社，2003.