隧道工程支护的基本要求精选(九篇)

第1篇：隧道工程支护的基本要求范文

Abstract： As the development of current social economy， the domestic highway tunnel construction abandons the traditional two-line highway tunnel construction model， and gradually adapts four-lane highway tunnel construction. Starting from the four lane tunnel construction technology， this paper studies and discusses a series of mechanics issue in four-lane tunnel construction process.

关键词： 四车道公路隧道；力学；新奥法

Key words： Four-lane highway tunnel；mechanics；new Austrian method

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）02-0097-02

0 引言

随着经济的发展，车流量日益增加的社会需求，采用双车道公路隧道的理论进行设计、施工，已不能符合实际需求。因此目前国内的公路隧道施工逐渐倾向于采用四车道公路隧道的施工，同扁平率较大的单洞双线公路隧道的施工不同，四车道公路隧道的大断面隧道，横断面的跨度较双车道增加了一倍，如还按照双车道隧道施工的高跨比即扁平率来设计，工程造价会有大幅提升，因此我们只能以降低扁平率的方式来降低成本。因为扁平率的降低，会造成对围岩稳定度以及隧道结构稳定性的极大影响，尤其在以自重应力场为主的情况下对扁平结构影响会更大，必然由此带来更多新的技术问题。

对四车道公路隧道施工中的力学体系进行深入研究越来越显得重要。同时此课题的研究也适合我国基础建设的设计与施工实际需求，从而使四车道隧道施工达到经济合理、安全快速的施工要求。

1 国外四车道隧道施工现状分析

国外如瑞典、奥地利、挪威、日本以及韩国在四车道公路隧道领域的建设中处于世界先进水平，其中又以韩国最为熟练和先进。新奥法设计与施工技术、围岩动态分析技术、中隔壁法、TBM法和双侧壁导坑超前法等技术在大跨度扁坦公路隧道施工中被广泛应用。

韩国现有的11座四车道大跨度公路隧道全是采用的新奥法（NATM法），在设计、施工上根据实际地质，采用土力学和岩力学中的数值分析方法进行计算。结合新奥法基本原理和要求，在实际施工期，在洞室内部进行严格的监控测量。具体工作有拱周边变形监测、围岩变形监测、拱顶下沉监测、锚杆轴力和锚固力的测定以及喷射混凝土与围岩间接触应力的测定等一系列内容。

2 国内四车道施工现状分析

过去，我国公路隧道主要为二车道或三车道，这也是由我国实际情况所决定的：①国内岩石的物理力学特性及隧道工程地质条件相当复杂；②国内在大跨度扁坦公路隧道施工上千差万别，没有统一的勘查规范；③行业内极少有关于大跨度公路隧道施工力学、施工方法、断面结构和支护衬砌工艺等研究的学术成果。

而国内的四车道公路隧道多数处于规划和建设中。1990年通车的沈大高速全长375公里，是国内双向四车道开创新纪元，被称为“神州第一路”。不过现在也因日益增加的车流量而不堪重负。2003年2月21日，国务院所批“十五”期间重点改扩建项目，由交通部确定的“高速公路改扩建示范工程”的沈大高速开始全线封闭改扩建，从双向四车道改为双向八车道。这就充分暴露了我们在实际的设计和施工过程中，缺乏超前意识，以静止的观点规划高速公路建设，结果不断的重复投资和重复建设，造成资金和原材料等资源的浪费。

3 现行隧道工程设计与施工方法分析与研究

传统的隧道设计是基于经验设计方法的“荷载一结构”模式，而在理论上更为完善、合理的“岩体一结构”模式中，围岩不但是荷载，而且也是结构，在分析过程中要重视结构与围岩的共同作用，以及围岩的自承能力，体现了新奥法的理念与精髓。在实际隧道和地下工程施工中，关键的问题是开挖和支护两个工序。

在施工力学行为上，四车道公路隧道施工与两车道公路隧道有着明显的区别，不仅跨度大于断面扁平，且在自重应力场作用下，围岩开挖后拱部岩体向洞内变形导致两侧岩体向外挤压，使边墙部位产生拉应力区。水平收敛远远小于拱顶下沉，尤其在边墙位移小，部分位移甚至向外发生膨胀。拱顶下沉是四车道隧道中围岩稳定判据的关键因素。位移随着开挖呈台阶式增加，而历时曲线则总体呈S形，用Hill函数拟合其拟合程度最好。

3.1 大跨度公路隧道分部开挖施工力学分析 岩体在初始应力状态（自重及参与构造应力状态等）下处于一定的平衡状态。当洞室开挖之后，由于工程力的作用破坏了原先的初始状态，使洞室周围一定范围内的缘由岩体受到影响。从洞室开挖始，原先的初始状态被工程力的作用破坏，洞室周围的原有岩体受到影响，在影响范围内的那部分岩体即称之为围岩。围岩的稳定性是指在保持施工中洞室结构形成的暴露面尺寸和形状的性质。

通常围岩丧失稳定性有如下三种形式：①上部岩层重量引发应力集中区的岩石被破坏；②在自重力作用下崩落岩石形成冒落；③岩石表面因塑性变形形成无明显破坏的大幅度位移。

因隧道的纵向长度远大于横断面尺寸，所以围岩中应力分布可以视为平面问题，除位于隧道两端围岩可能同时产生沿纵轴方向的变形外，其余各处的围岩都只会产生沿横断面方向的变形。因此，隧道围岩的应力分布问题为平面应变问题。

3.2 新奥法中支护与围岩共同作用施工的力学分析 围岩在自身平衡过成长的变形、破裂使支护结构因受压力并变形，因此围岩性态及其变化对支护的作用有重要影响。另外，支护的刚度和强度抑制岩体变形和破裂的发展，同时，也影响了支护自身的受力。因此，支护与围岩形成一个共同体；共同体的耦合作用和互为影响的情况，形成“围岩—支护”的共同作用。所以，在新奥法中，支护结构的设计原理其实就是柔性支护和围岩体共同变形、破坏的塑性和弹性理论。

隧道开挖后，引起一定范围内围岩应力重分布，并有局部地层残余应力的释放。一定范围内围岩发生位移并形成松弛，从而恶化围岩的物理力学性质，引发薄弱处隧道围岩发生局部破坏。随着破坏的扩大，从而造成整个隧道的坍塌。给予围岩内缘的支护力的大小，直接决定围岩体中的塑性区的大小。若危岩体中塑性区变大，则围岩对支护的变形压力越小。而原岩一次压力越大，塑性的半径也就会越大，围岩强度性质由两个指标反映——内摩擦角值和粘结力越小，岩体强度则越低，塑性半径就越大。以上是新奥法柔性支护理论的出发点，在隧道设计、施工工程中采取支护措施时需要积极利用。由此使支护受到的变形压力尽可能的小，并相应的降低支护工程量和工程造价。

3.3 锚喷支护作用施工的力学分析 以喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土等结构组合起来的形式称之为锚喷形式。实际工程实践说明相较于以往的现浇混凝土衬砌，锚喷支护更为优越。锚喷结构能及时、有效的支护和控制围岩变形，防止岩块坠落或坍塌，发挥围岩自承能力，所以锚喷支护更为优越和合理。锚喷支护能大量的节省混凝土、劳动力、原材料等，提高工程施工效率，工程造价相较于现浇混凝土衬砌可降低400%，并有利于施工机械化，进一步改善劳动条件。

锚喷支护以其良好的物理力学性能，是一种符合岩体力学原理的积极支护方法。能及时支护加固围岩，并与围岩密贴，封闭岩体的张性裂隙和节理，加固围岩结构面，有效的发挥和利用岩块间的镶嵌、咬合和自锁作用，从而提高岩体自身的强度、自承能力和整体性。锚喷支护结构柔性好，与围岩构成共同承载体系，共同变形。能在变形过程中调整围岩应力，抑制变形发展，避免坍塌，并能抑制大的松散压力出现。

不过，到目前为止，锚喷支护仍需发展和不断完善，从作用机理的探讨到设计、施工方法研究等方面，都有待科学技术工作者的进一步成就，以实现理论和实际的融合。

3.4 结合新奥法隧道设计施工的基本思想和岩石力学分析 在岩石力学基本原理和新奥法隧道设计施工的基本思想的指导下，本文利用大型有限元分析软件ANSYS对沈大高速公路韩家岭四车道公路隧道的施工开挖方法及未按稳定进行了有限元模拟分析，取得了一定的成果。

3.4.1 就严格意义上来说，现行规范无法指导设计四车道公路隧道的设计、施工，忽略了围岩本身亦是结构这一关键特性，只能指导设计15m以内跨度的公路隧道工程。用有限元分析软件ANSYS分析软件对几种常用的施工方法施工过程进行相关的有限元模拟分析，即能解决上述问题。大量的实际计算分析结果表明：隧道设计，考虑围岩不能仅作荷载，它同时也是结构，应意识到围岩与结构共同作用的重要性，考虑其自承能力，以更为完善、合理的“岩体—结构”模式取代基于经验设计方法的传统“荷载—结构”模式。

3.4.2 新奥法从理论上计算出在施工开挖各部时围岩与支护结构式各个点的应力应变情况能随时及时的判断支护结构、围岩在开挖后的稳定性，使设计更为安全可靠、经济合理，杜绝施工阶段险情的发生。

3.4.3 通过实际有限元的分析结果，我们能知道，隧道分部开挖，是有其科学依据的。同时，如果分部过细过多，则会造成增加对围岩体的扰动，延长扰动时间，违反了控制围岩与支护结构稳定性的初衷，适得其反。因而分部最好不要超过六部，在时间上，也最好采用左右对称开挖，效果更为显著。

对于四车道公路隧道，由于断面特别大，施工方法宜采用中隔壁法（CD工法）、中隔壁交叉台阶法（CRD工法）、双侧壁导坑法（眼镜法）。加速施工法即尽快形成一次支护封闭断面的做法，是防止变形、坍塌的关键步骤。从塑性区分布上来看，施工中采用长锚杆稳定地层并加固围岩的做法，既不经济，又不能加快施工进度。下导坑超前台阶法由于分部过细过多，致使围岩收到严重的扰动，与新奥法的基本思想相悖，无法有效控制支护结构与围岩稳定性，施工过程又复杂，支护工艺要求高，工程造价就更高了。

4 结束语

本文没有对涉及沿途流变分析动力进行分析，随着理论技术水平的提高，和计算机技术的不断深入与发展，公路隧道及地下工程的动力稳定性分析也将具有更深远的研究意义。我们通常所做的数值分析工作仅是通过有限的几种常用方法进行二维平面问题的模拟，而公路隧道及地下工程的开挖在实际中其实是一个复杂的三维时间—空间的问题，施工开挖的的方法也还有许多值得研究探讨和提高。如何利用大型三维有限元模型进行大跨度公路隧道及地下工程的施工力学效应数值模拟分析，仍将是未来一个值得研究的课题。

参考资料：

[1]《公路隧道设计规范》（JTJ026-90）.北京，人民交通出版社，1990.

[2]《工程岩体分类标准》（GB-50218-94）.北京，中国计划出版社，1995.

[3]《岩土工程勘察规范》（GBJ-95）.北京，中国建筑业出版社，1995.

第2篇：隧道工程支护的基本要求范文

【关键词】深基坑 既有盾构区间 三维数值分析

一、引言

随着城市轨道交通网络的迅速发展，较多的基坑工程会不可避免地在地铁结构沿线进行施工，而基坑施工是一项很复杂的工程，它会引起周围地层初始应力发生改变，进而导致紧邻的地铁结构受力和变形发生改变。【1】而地铁车站和区间隧道结构是对变形要求极为严格的地下结构物。深基坑紧邻既有地铁盾构区间是一项难度较高的工程，为减少基坑施工对已成型的地铁盾构隧道的影响，确保既有隧道的安全，本文以杭州某深基坑南侧紧邻已经建成的地铁1号线盾构隧道作为背景，采用有限元软件建立三维数值分析模型，对基坑施工的全过程进行动态模拟。研究深基坑工程施工对紧邻地铁盾构隧道的影响，探讨深基坑开挖对紧邻地铁盾构隧道影响的控制措施，可为类似工程提供一定的借鉴意义。

二、工程概况

杭州某深基坑工程呈长条形，平面尺寸约为251×75m，基坑的开挖深度为12.56m，局部电梯井深坑来挖深度为15.06m。基坑南侧为地铁1号线已经建成但尚未运营的地铁盾构隧道，基坑围护结构内边线距离盾构隧道管片外皮的距离为8.25m。，区间盾构线与基坑的位置关系详见图1，

场地地层的主要物理参数见表1所示。

三、有限元模拟分析

3.1 三维模型建立及内容

盾构隧道的变形要求极其严格，结构绝对最大位移不能超过20mm，变形曲线的曲率半径不小于15000m，相对弯曲不大于1/2500。为保护地铁盾构隧道的安全，选取深基坑、相邻隧道、隧道周边土体进行数值计算。深基坑宽72米，长248米，盾构区间隧道距离深基坑外边4.18米，盾构隧道外径为3.1米，两盾构隧道中心间距为15米。

采用空间数值模型，土体采用弹塑性三维元模型，屈服准则为Mohr-Coulomb；基坑围护墙、车站主体等采取板壳单元模型模拟，混凝土支撑、格构柱、盾构隧道等采取梁柱单元模型模拟，采用线弹性屈服准则【2】。模型底部施加横向及竖向约束，两侧施加横向约束，约束尽量符合真实受力情况。接地弹簧采用受压弹簧。本计算模型地下水位取为地面下0.5m。本计算模型未考虑坑外降水作用。主要计算围护结构的位移及内力、控制中心基坑开挖对相邻盾构区间的影响即产生的附加弯矩及位移。【3】

3.2计算结果及分析

（1）基坑开挖变形

本基坑平面尺寸较大，混凝土支撑受温度变形影响较大，基坑开挖采用增量法进行分析，开挖完成后基坑位移变形如图3所示。

计算结果表明：考虑支撑温度影响后围护墙体最大位移值发生在基坑变形中，约为30毫米。可考虑适当采用坑外降水减少土体压力以控制变形。

（2）基坑开挖围护结构内力分析

基坑开挖使围护结构地下连续墙产生内力，基坑较大，空间效应明显，以下为计算两个方向的弯矩值，如图4、图5所示：

从上述图中可以看出在支撑处地下连续墙内的应力较大，存在应力集中的情况。空间模型与常规的平面计算模型不同，弯矩值在墙体横向、竖向都各处不等，云图状分布。围护墙正、负最大弯矩绝对值在900～2300KNm左右。平面计算模型中基坑变形较小，为22mm，弯矩较小，800～1900KN。平面模型中将间距7～8米的钢筋混凝土支撑简化成每米的支撑刚度进行计算，假设了地下连续墙在横向的变形都相等，而实际上地下连续墙横向变形不等，在有支撑处地下连续墙变形较小，在无支撑处变形较大。空间模型较真实地反映了围护体系的工作受力情况。

由图7可看出，在临近地下连续墙处混凝土支撑轴力较大，最大标准值约3800KN。

（3）深基坑开挖对盾构区间的影响

由于相邻隧道左线及右线与深基坑净距较小，基坑开挖对盾构区间隧道存在较大影响。如图8和图9：

盾构隧道随基坑开挖产生纵向变形，侧壁最大位移约18mm。隧道收敛发生变化，约0.0185-0.015=0.0028m=2.8mm。

因此按照目前盾构隧道周围土体未加固的情况下，深基坑开挖不能满足地铁运营要求。但尚可以满足未运营隧道的要求：任意点的附加位移和沉降≤20mm。同时，基坑开挖对盾构隧道产生了附加弯矩，最大附加弯矩为52KNm。如图10和图11所示：

基坑开挖对隧道影响评估及建议：深基坑开挖对盾构隧道影响较大，应在基坑开挖时对盾构隧道进行监控量测，根据监控量测情况进行开挖施工。根据监测情况及隧道的现状情况，建议根据监控量测情况，在位移较大的部位采用八点预应力支撑进行隧道内支撑。支撑系统采用图12所示，支撑布置位置采取图13所示。

支撑每5环设置一道，西侧30环范围内共设6环。东侧15米范围内，共设3道。根据监测情况有可能增加设置。同时建议对隧道进行二次注浆。隔一环注一环，对隧道进行保护。同时根据监测情况补充注浆措施。

四、结论

1、深基坑开挖对相邻地铁车站及区间产生一定的影响，应根据监测情况实时跟进，尤其对地铁区间盾构隧道应进行重点保护，严格控制隧道变形及收敛值。临近隧道处的基坑开挖变形控制为本工程的重点及难点。

2、地铁运营时间对控制中心基坑施工起到控制作用。建议基坑赶在地铁运营之前尽快施工。

3、建议适当增加坑外降水减少基坑变形。工期安排上提前施工盾构隧道两侧基坑，尽快施工完主体结构，缩短基坑暴露时间，尽量减少基坑变形。建议基坑开挖前即对盾构隧道进行洞内二次注浆

4、建议在平面计算模型的基础上适当加大配筋量，考虑钢筋混凝土支撑的空间影响。建议根据监控量测情况对盾构隧道内增设预应力内支撑。

参考文献：

【1】包鹤立等.深基坑开挖对相邻已建地铁车站的影响分析.现代隧道技术.2007年增刊

第3篇：隧道工程支护的基本要求范文

关键词：隧道明挖法施工；基坑支护；仿真分析；方案比选。

中图分类号：TV551文献标识码： A

城市隧道建设，不可避免地要穿越一些建、构筑物，包括城市桥梁、地铁、楼房、市政管道等，密集的区域。隧道明挖基坑紧邻既有建、构筑物，作为大开挖施工的支护结构，要求对周边岩土体变形和沉降起到严格的控制作用，从而大大地增添了明挖法施工难度。为此，是否针对特定情形，采取了最优的基坑支护形式，是化解这类疑难的关键所在。设计中，应对基坑特定区段，准确模拟预设的各类施工步骤，进行仿真分析，以明晰支护结构、基坑影响范畴以内的地表、建、构筑物变形发展趋势，为后续的建造流程，提供可用的指引。

一、工程概况

广州市天河区花城大道东延线首期工程下沉隧道下穿华南快速路高架桥梁，高架桥桥墩采用双柱式盖梁柱式墩，桩基为直径1.3米的嵌岩桩，基岩为微风化泥质粉砂岩。下沉隧道分南、北线两线分别从桥墩南、北两侧穿过，开挖深度接近10米，隧道明挖基坑也分出了南、北两线，同步挖掘、支护和回填。基坑边缘距桩基最小距离不足2米，基坑正下方是正在运营的广州地铁五号线。

南、北基坑中间桥墩桩基础和其周边的土体，因被支护桩围住而存留下来，形成坑内孤岛。桥墩桩基础在隧道施工期间，保持原始的受力模式。与此同时，支护桩形成的包围构架，也形成隧道施工期间高架桥墩的保护构架。

图1基坑平面图

支护桩受桥下净空限制，采用直径1.2米和直径1.4米人工挖孔灌注桩，内支撑采用两道钢筋砼。支护桩周围布设高压旋喷桩止水帷幕。孤岛中留存的土体，也采用旋喷桩予以固结加固。

图2基坑横断面图

本工程基坑虽然规模不大，但周边环境对工程的敏感程度不言而喻，如何降低施工对建、构筑物影响，在合理的投资下，最大限度确保工程安全，是本工程重难点所在。

二、仿真分析

本工程采用Midas GTS软件进行二维仿真分析，水平方向取基坑边缘以外三倍开挖深度范围，垂直方向取基坑开挖深度两倍范围。对本工程重点关注的基坑边缘岩土体、基坑支护结构及桥墩桩基础等部位的网格进行细化处理，将整个计算模型划分为12675个，节点为5732个。

图3二维网格模型

计算工况模拟如下

D1：开挖表层1.2m土体并设置第一道内支撑；

D2: 开挖至坑内4.2m深，并设置第二道内支撑；

D3: 开挖至基底；

D4: 侧墙浇筑至第二道支撑下方0.5m处，设临时支撑后拆除第二道支撑；

D5: 顶板浇筑后，拆除第一道内支撑。

表1仿真分析结果一览表

注：警戒值按《建筑基坑工程监测技术规范GB50497-2009》确定

从上面的计算结果看，设计支护方案对基坑周边岩土体起到较明显的加强作用，桥梁桩基、支护结构和岩土体理论变形量控制在相对较小的范围内，基坑和桥梁稳定性均有保证。后续施工过程的环境监测数据也表明，仿真分析的确较好的反映了基坑和周边环境的变形趋势，虽然计算值与实际监测结果存在一定差异，但鉴于岩土工程计算分析离散性较大，这一现象也是可以理解的。

三、基坑支护方案的比选

（一）支护桩形式的比选

由于明挖基坑位于高架桥梁下方，施工净空仅有约4.3米，一般的支护桩施工机械都无法进入。设计时，笔者曾对比过多排树根桩和人工挖孔桩两种支护桩形式。树根桩目前在国内主要用于地基加固处理，在基坑支护中的应用仍不是很广泛，理论计算研究也还不成熟。且树根桩由于桩径小，整体性和抗变形能力都较差，对施工质量的控制要求也很高。

人工挖孔桩由于桩径大，刚度也大，对控制支护结构变形有着明显的优势，理论计算和施工工艺也已经很成熟。而本项目地质主要以可塑状态的粉质粘土、粘土为主，并不违反广东省关于禁止使用人工挖孔桩的规定，只要严格遵循按施工规范，施工安全和质量是可以保证的。

（二）支撑形式的比选

本工程支护设计时，分别比较了预应力锚索支撑、一道钢筋砼顶撑加两道设置了预压力的钢管内支撑的组合体系，和两道钢筋砼内支撑体系这三种不同的内支撑形式。在同等水平间距布置下，后者的支撑刚度要明显大于前面两种形式，更好地控制了支护结构和周边环境的变形。可见，当明挖基坑需特别严格地控制周边环境变形时，选用钢筋砼内支撑往往能获得更佳的设计效果；但当环境控制要求不是特别严格时，采用施工空间大的锚索支撑或方便拆卸型钢内支撑则更为合适。

（三）完善的监测机制

对于高风险的深基坑工程，动态施工管理向来是工程安全保障的关键工作之一。本次支护设计中编制了全面而细致的基坑及周边环境监测专项设计，该专项设计中对支护结构的内力、变形、位移，和周边环境，包括桥梁结构的沉降、位移，岩土体的变形、沉降，地下水位变化等项目，都提出了具体而明确的监测要求，为及时调整施工方案，确保工程安全提供了重要的指导信息。

四、施工控制重点

首先，本工程明挖基坑从桥墩南、北两侧穿过，桥墩桩基础被支护桩围住形成孤岛。与此同时，南、北两侧用于平衡坑外土压力的内支撑又同时将荷载传递到这孤岛上。这种设计虽然最大限度地保护了桥墩竖向承载力，但为避免使桩基础承受本不应承受的水平荷载，设计文件中必须要求施工时严格执行南、北两侧基坑对称开挖、对称支撑、对称回填、对称拆撑的施工顺序，两侧开挖深度和回填高度相差不得超过1m。

其次，除了基坑上方的高架桥外，基坑下方正在运营的广州地铁五号线员潭盾构区间的安全，同样不可忽视。设计方案除严格执行地铁保护要求，控制支护结构与地铁的距离，还格外强调严禁采用冲击、爆破的施工工艺，并要求支护桩、止水桩既要满足深度要求，而且也不能超长，以保证盾构区间安全。

结束语

明挖隧道基坑支护设计，应根据工程对周边环境保护要求的不同，具体情况具体分析，采取有针对性的支护设计方案，以安全为大前提，兼顾经济性、可操作性，而不应生搬硬套、一味抄袭。

参考文献：

[1]杨晓杰.地铁隧道明挖法施工基坑支护稳定性研究 [J].地下空间与工程学报，2010年6月.

第4篇：隧道工程支护的基本要求范文

关键词：浅埋小净距；施工；技术要点

中图分类号：TQ639.2 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2013）-12-0198-01

1、工程实例

（1）工程简介。黄楝树隧道位于河南省南阳市淅川县西簧乡低山区。隧道总体走向呈南北向曲线布置。隧道大埋深约117米，采用小净距（测设线间距：进口中24.87米，出口中16.92米）布置。

隧道以Ⅳ、Ⅴ级围岩为主，围岩受地质构造影响严重，节理（裂隙）发育，隧道施工过程中，极易沿软弱构造面产生整体滑动、坍塌、洞内冒顶，因而隧道工程施工是本标段的关键工程项目。

（2）隧道断面。隧道采用受力条件好、断面利用率高的三心圆（曲墙半圆拱）断面，断面净宽10.88m，净高11m。

（3）洞内岩体结构。本隧道岩质主要为奥陶系石灰岩，强中风化岩体，节理裂隙发育，呈微张状，岩体破碎，且碎石松散；中风化岩体，节理发育，呈闭合状，岩体较破碎，呈碎石压碎结构或镶嵌结构。根据岩石力学性质试验资料按岩石和抗压强度测定，隧道进口岩体抗压强度为41MPa，隧道洞身段岩体抗压强度为63MPa，为坚硬宜破碎岩。Ⅳ级围岩占隧道全长40%。Ⅴ级围岩占隧道全长60%。

2、施工重点

黄楝树隧道属于小净距浅埋隧道，施工中应遵循 “短进尺、强支护、少扰动、弱爆破、勤观测、早封闭”的施工原则，并将保证中岩柱的稳定与保护做为施工的重点，重点控制爆破震动对中岩柱体整体稳定性的破坏。当左右洞室毛洞间距小于25米时，因而两洞的间距较近，施工中会相互影响，因此有不同于普通分离式隧道的特点。

隧道浅埋段为洞口偏压段地段，对地表沉降有严格要求的地段，Ⅴ级围岩较差段可采用CD法进行施工，避免隧道岩体整体稳定，同时可以采用大管棚及超前小导管加强支护，按新奥法原则进行，爆破时可采取控制爆破法（最大临界震动速度V≤15cm/s），跟踪优化调整爆破参数，控制药量，严格控制超挖，结合初期支护及早进行二次衬砌。

3、重点剖析

（1）暗挖爆破法施工。黄楝树隧道进洞地段石质松散，围岩自身承载力小，埋深较浅，易造成较大的沉降和地表开裂。先利用超前地质探测手段，提前预测松散、破碎带的情况，然后选择合理的施工方法进行施工。施工时必须遵守超前支护、分步开挖、随挖随护、密闭支撑、围岩量测，及早衬砌的原则。在施工Ⅴ级围岩较差段应尽量减少岩层的暴露、松动，各施工工序的距离尽量缩短。

（2）洞内支护施工。初期支护：隧道各级围岩初支喷砼均应采用湿喷法。混凝土喷射分片依次自下而上进行，先喷钢拱架与拱（墙）壁间混凝土，后将钢拱架喷成龙骨状，再将两拱之间用混凝土喷平。每次喷层厚度为拱顶6～8cm，边墙10～15cm。两次间隔时间控制在40-60分钟。喷射机的工作风压控制在0.3～0.5MPa范围内。喷射砼分层喷射时，底层喷射厚度不小于4cm。

锚杆支护：注浆锚杆体采用RD25中空注浆锚杆，砂浆锚杆采用螺纹锚杆，根据围岩开挖实际情况，结合设计图纸和施工规范要求确定孔位、孔深和倾角。

钢架支护：为保证钢拱架置于稳固的地基上，施工中在钢拱架基脚部位预留0.15-0.2m2原地基；架立钢拱架时挖槽就位，并在钢拱架基脚处设槽钢以增加基底承载力。钢拱架平面垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2度。钢拱架架立后尽快喷砼作业，先从拱脚或墙脚处向上喷射以防止上部喷射料虚掩拱脚（墙脚）不密实，造成强度不够，拱脚（墙脚）失稳。

管棚注浆支护：隧道洞口段设置30m管棚支护，管棚采用φ108热轧无缝钢管，环向间距40cm，与线路方面平行上倾角1度，沿开挖线外10cm以50cm间距将孔口管牢固焊接在I20a工字钢上，防止浇筑砼时产生位移。注浆量由压力控制，初压0.5～l.0MPa，终压为2.0MPa，持续5分种结束。注浆结束后管内用M30水泥砂浆填充密实。

（3）监控量测。隧道围岩变形量测、隧道地表下沉变形量测。监控量测项目的测线和测点布置，量测点安设应能保证初读数在爆破24h内和下一个循环爆破前完成，并测取初读数。

将量测数据进行处理和分析，绘制位移―距开挖面曲线，位移速度―时间曲线，并对量测资料进行回归分析得出位移――时间曲线，当水平收敛位移速度为0.1～0.2mm/d时，拱顶位移速度为0.1mm/d以下时一般可认为围岩已基本稳定，此时可施作二次砼衬砌。

4、实施预防及效益

2013年5月至2013年12月黄楝树隧道施工过程中，对施工重点控制及难点分析总结，浅埋小净距隧道施工重点为爆破开挖及支护监测，严格按施工组织及设计要求施工，对难点部位进行反复排查摸索研究，形成一套针对于类似黄楝树隧道施工难点施工方案，在施工中应着重对此进行注意。

光面爆破比非光面爆破减少超挖量15%，按现行规范标准平均超挖值为150cm，即每延米少开挖约2.0m3。减少同标号喷射混凝土超挖回填量约2m3，同时也节省了火工品和因非光面爆破所造成的围岩破碎所需钢支撑、锚杆、钢筋网等初期支护的工程量。

管棚及锚杆增加围岩整体受力，按新奥法使围岩形成整体受力结构，隧道安全系数提高，塌方、冒顶、滑层危险级别降底，节约后期成本。

5、结束语

针对黄楝树隧道工程的特点，由于其岩体特殊的物理性质，在隧道浅埋小净距段施工中，极易发生塌方、垮塌、滑坡、侵陷等质量和安全事故。因此必须采取加强支护措施，以便于危险段的正常施工。同时，该隧道工程含不良地质情况，包括软弱围岩、断层等，本文从暗挖爆破法、洞内支护、及监控量测分别提出了相应的技术措施要点，以保证隧道的施工质量。

随着国民经济的发展，公路、铁路建设速度逐步加大，施工地形地质也更加复杂，针对隧道施工中的浅埋小净距地段的施工技术研究，可以减少施工过程及后期运营带来的安全隐患以及风险。

参考文献：

[1]易丽萍.现代隧道设计与施工[M].北京：中国铁道出版社，1997.

[2]才.隧道工程[M].人民交通出版社，1987.

第5篇：隧道工程支护的基本要求范文

关键词：隧道工程；衬砌；病害；处治措施

0引言

近年来，随着我国交通行业的不断发展，不仅仅道路桥梁工程项目的建设数量不断增加，隧道工程作为其中较为关键的组成部分，同样也得到了较好构建，隧道工程项目的施工同样越来越常见，并且也确实在很多方面表现出了较为理想的通行能力，但是其施工复杂性和难度同样也比较高，需要围绕着隧道工程项目的施工流程进行严格把关。隧道工程项目中衬砌施工是比较重要的一点，应该详细把握衬砌施工操作的基本要点环节，对于可能出现的病害问题进行重点防控，提升其整体施工水平。

1隧道工程衬砌施工要点

隧道工程项目施工的难度比较大，其涉及到的水文、地质条件较为复杂，进而也就存在着较多的干扰因素，为了提升其整体施工水平，降低可能出现的各类隐患缺陷，必须要把握好隧道工程衬砌施工技术操作的各个基本环节，对于初期支护以及永久性支护的落实进行详细把关，提升其整体施工质量水平。

1.1隧道工程衬砌初期支护

对于隧道工程项目衬砌施工操作的有效落实，初期支护是比较重要的一点，其直接关系到后续隧道工程项目施工建设的连贯性和可靠性，能够有效规避可能出现的基本障碍缺陷。在这种隧道工程初期衬砌处理中，因为很可能遭遇软弱岩层结构，如此也就必然很可能会造成较为明显的威胁，需要制定较为可行的施工方案，确保初期支护较为可靠。在初期支护处理中，需要首先做好之后处理，然后再进行开挖操作，如此才能够有效规避可能出现的支护不及时问题，保障了后续开挖以及其它操作的可行性效果；在初期支护处理过程中，往往还需要重点加强对于爆破环节的严格把关，确保能够形成理想的标准化效果，实现弱爆破模式，有效降低可能出现的不良威胁，短进尺同样也是比较重要的一个基本要求，应该在支护处理中引起足够重视；对于初期支护操作的有效开展，往往还需要重点加强对于封闭方面的详细实时监管，尽量做好早封闭处理，如此也就能够有效解决可能存在的施工隐患，将隧道支护价值发挥到最大；在整个隧道工程初期支护处理过程中，往往还需要重点加强对于测量工作的高度重视，保障其测量能够较为及时准确，积极跟进隧道工程项目的初期支护，尽量确保施工操作得到较好协调，对于存在的问题进行及时修正。当然，对于这种隧道工程衬砌施工中的初期支护操作，其同样也需要借助于混凝土施工技术手段进行有效落实，这种混凝土施工技术手段的运用也就需要重点做好全过程严格控制，保障混凝土材料的选择和应用能够较为合理，并且能够在较大程度上表现出较为理想的作用效能，避免因为混凝土型号不匹配，或者是混凝土材料的质量存在问题而影响到最终的施工效果；对于后续混凝土材料的喷射处理，同样也需要借助于较为合理的机械设备进行有效处理，保障这些混凝土喷射机械设备的应用能够较为理想，满足于初期支护的基本要求，对于相关联的一些锚杆设备或者是格栅支架设备等，也需要进行详细全面监控，确保其能够形成理想的初期支护效果，对于密实度以及稳定性进行重点把关。

1.2隧道工程衬砌永久性支护

对于隧道工程衬砌施工操作的有效落实，永久性支护操作同样也需要重点把关，其关系到后续隧道工程项目的应用耐久性效果，需要在初期支护完成后，沉降以及收敛都达到稳定状态时进行的有效施工处理。在隧道工程隧道衬砌施工处理中，其需要首先把握好防水卷材的有效运用，确保防水卷材能够应用较为合理，保障混凝土材料具备较为稳定的挂靠基础条件，并且能够形成较为稳定的防水体系，规避可能出现的隐患缺陷；此外，对于隧道工程衬砌永久性施工处理，同样也需要把握好混凝土浇筑的规范性，确保混凝土材料的浇灌能够充分可靠，对于以往比较常见的混凝土质量缺陷，或者是混凝土浇筑不及时问题进行重点把关控制，促使其能够形成稳定施工效果；在混凝土浇筑处理过程中，对于压力的有效控制同样也是比较基本的一个条件，其需要确保混凝土材料在浇筑完成后，持续施压10分钟左右，保障其能够形成稳定结构，避免出现脱空问题；在永久性支护衬砌施工完成后，必须要重点加强对于检测环节的高度重视，应该保障隧道工程衬砌结构的厚度、脱空状况等得到较好分析，了解其是否能够满足于隧道工程项目的基本施工效果，对于可能存在的各类问题进行及时解决修正，保障衬砌结构的稳定性和可靠性。

2隧道工程衬砌病害处治措施

在隧道工程衬砌施工处理过程中，最为常见的一类病害问题就是混凝土裂缝缺陷，混凝土施工材料作为当前隧道工程衬砌中最为核心的材料，其如果出现使用方面的故障偏差，必然会严重影响整体应用性能，由此带来的威胁也是比较突出的。隧道工程衬砌裂缝缺陷的出现主要就是表现为温度应力带来的收缩以及膨胀现象，进而也就极有可能会造成隧道工程衬砌结构中出现裂缝，影响其完整性和耐久性效果，最终必然也就能够形成较大安全隐患。结合这种隧道工程衬砌裂缝问题的产生，其需要重点围绕着整个施工流程进行全面规范控制，首先做好混凝土材料的审核把关，确保混凝土材料能够符合衬砌施工需求，各类原材料都能够较为合理可靠，避免应用劣质原材料进行施工处理，尤其是在水泥材料的选择方面，更是需要重点加强型号选择，保障水泥材料的水化热性能指标得到优化，如此也就能够对于后续温度应力形成较为理想的控制效果；此外，还需要重点加强对于混凝土材料配置方面的控制，避免各类原材料在添加数量方面出现偏差，尤其是对于水泥材料的应用量，必须要较为合理可靠，既能够满足于强度方面的基本要求，也能够避免较多水化热的出现，并且加强搅拌处理，充分提升其散热效果；对于混凝土材料的喷射处理，需要在衬砌施工中规范化把关，将衬砌目标进行全方位混凝土喷射，保障衬砌结构较为合理可靠，能够缓解隧道工程项目中存在的混凝土挂靠不稳定问题，提升其整体性效果；当然，在混凝土喷射完成后，也需要重点加强养护管理以及详细检测分析，了解其混凝土衬砌结构状态，对于存在的威胁问题进行及时协调，避免其形成较为明显的隧道隐患威胁。对于隧道工程衬砌中已经出现的裂缝问题，也需要采取同类型的混凝土材料进行增补处理，提升其完整性和强度。

3结束语

综上所述，对于隧道工程衬砌施工操作的有效落实，重点加强对于各个基本流程的关注和控制是必不可少的，尤其是对于初期支护以及永久性支护处理，更是需要进行严格把关，综合提升其混凝土材料应用价值，保障衬砌施工效果。

参考文献

[1]刘世元.隧道工程衬砌及病害处治研究[J].建材与装饰,2016,(19):272-273.

[2]华立辉.浅析隧道工程衬砌及病害处治[J].建筑知识,2016,(01):79-80.

[3]刘燕鹏,缑婷,田正,蔺虎平,李祥.公路隧道运营期衬砌病害分析及对策研究[J].公路,2015,(10):257-263.

[4]刘海京,郑佳艳,林志.公路隧道裂损病害快速加固及修复技术探讨[J].公路隧道,2012,(01):16-19.

第6篇：隧道工程支护的基本要求范文

关键词： 地铁；隧道；大断面；钻爆法；双侧壁导坑法

Abstract: as a "New Orleans method", the branch of meshshotcreting firstly law has been built in the subway engineering have occupied an important position. This paper briefly introduces the method of meshshotcreting firstly the process principle, characteristics and range of applications, and based on this, advances the method in chongqing and the application of the subway.

Keywords: the subway; Tunnel; Large sections; Drilling and blasting method; Meshshotcreting firstly method

中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：

随着城市化进程的加快，城市的规模和功能也在逐步的扩大和完善，地铁的修建在很多大城市如火如荼地进行。城市地铁设计中选择施工工法时应充分考虑施工期间对地面交通、建筑拆迁、管线改移的影响，尤其在地铁穿越建筑密集人流较大的繁华商业区时，宜优先选用暗挖法。结合重庆地区砂质泥岩、砂岩为主的地质围岩情况，暗挖车站多采用钻爆法施工。针对地铁车站大跨度、大空间地下结构，尤其对周边环境结构保护要求较高站点宜采用以控制拱顶下沉为主的技术先进、安全度高的双侧壁导坑法施工。本文以重庆地铁一号线高庙村车站为例，浅析双侧壁导坑法在重庆地铁中的应用。

1、双侧壁导坑法施工的工艺原理简介

作为“新奥法”的一个分支，地铁隧道双侧壁导坑法施工是一项边开挖边浇筑的施工技术。其原理就是把整个隧道大断面分割成对称的导坑和左右上下多个小断面施工,以此化整为零，从各个小断面单独掘进，最后形成一个大的隧道,导坑断面近似椭圆，周边轮廓圆顺，避免应力集中，利用土层或岩层在开挖过程中短时间的自稳能力，采用网状支护形式，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构，用中隔壁核心土承担部分受力[1]。

2、双侧壁导坑法施工的特点和应用范围

2.1双侧壁导坑法施工的特点

(1)双侧壁导坑法因分步开挖断面较小且及时形成初期支护，充分利用中隔壁核心土的支撑作用，最大限度控制大断面隧道拱部下沉，更能保障大断面车站隧道开挖施工的安全；

(2)双侧壁导坑法是“新奥法”的一个分支，并在“新奥法”基本理论的基础上进行了充分的改进和完善，以此构建出全新的隧道建设理论和操作方法。该方法在公路、铁路、城市轨道建设中广泛应用，技术成熟、先进可靠；

2.2 双侧壁导坑法在重庆地铁中的应用范围

(1)隧道埋深较浅，地面无足够施工场地采用明挖法施工的大断面车站、风道及单洞双线等大断面隧道；

(2)隧道绝对埋深较深，但周边环境结构保护要求较高的大断面车站、风道及单洞双线等大断面隧道；

(3)围岩承载力较差、地表沉降要求较高或地下水丰富的地铁车站、风道及单洞双线等大断面隧道。

3、双侧壁导坑法在重庆地铁中的应用

3.1工程概况

重庆地铁一号线11标高庙村车站位于高九路与石小路交叉路口下方，采用10m岛式站台，单拱双层结构，车站总长度194.1m。车站为复合式衬砌结构，主体隧道标准段开挖宽度为20.7m，高度为17.6m。车站埋置较深，顶部覆层厚度32～33m,按覆跨比划分，属中埋隧道。但地面重要建筑有石小路及高九路立交，其中石小路与高庙村车站走向基本一致，桥墩桩基底与车站隧道拱顶距离17m～20m；高九路与高庙村车站基本垂直跨越，其桩边距高庙村车站隧道侧墙最小净距约5.6米，桥梁桩底距隧道拱顶约14m。此站因周边建筑保护要求较高。另外，重庆地区地下车站以砂质泥岩、砂岩为主，暗挖法施工较多采用钻爆法进行开挖，开挖方法一般有全断面法和分步开挖法。分步开挖法又分为台阶法、导洞法、CD法、CRD法和双侧壁导坑法等等。基于以上情况，在施工方案必选时选用了安全度高、先进可靠的双侧壁导坑法施工。

3.2双侧壁导坑法施工过程

高庙村车站双侧壁导坑法施工时，侧导洞分上中下三个台阶，上台阶土石方采用微振爆破技术开挖，并直接翻入阶。侧洞中下台阶因上台阶已开挖形成了有利临空面，且具有一定的减振效果，采用爆破开挖。每次开挖长度根据围岩实际情况控制在0.6～1.2m(一至二榀格栅钢架)，初期支护及时进行，两侧洞均设临时钢架支撑并喷锚封闭，做到步步封闭成环。两洞之间的中间部分开挖作业方式同侧洞，并及时架设拱部钢拱架，使之与两侧洞及时联接成环。

车站主体隧道共有四种支护方式，全部采用双侧壁导坑法施工。支护参数为R32中空注浆锚杆，L=4.0m，拱部间距1.0×0.6m，边墙间距1.5×0.6m，φ8钢筋网150×150mm网格，格栅钢架间距0.6m/榀，喷射C25砼300mm，局部设置R32超前小导管。临时中隔墙采用100mmC25喷射砼及Φ22锚杆支护，以工字钢支撑加强。

车站主要施工步序为：①施工超前支护(超前锚杆)，开挖左上导洞，施工该部初期支护(锚、网、格栅、喷砼)、临时中隔墙及其支护、临时型钢横支撑；②开挖右上导洞，施工该部初期支护(锚、网、格栅、喷砼)、临时中隔墙及其支护、临时型钢横支撑；③开挖左中导洞，施工该部初期支护(锚、网、格栅、喷砼)、临时中隔墙及其支护、临时型钢横支撑；④开挖右中导洞，施工该部初期支护(锚、网、格栅、喷砼)、切除该部中隔墙的锚杆；⑤开挖左下导洞，施工该部初期支护(锚、网、格栅、喷砼)、切除该部中隔墙的锚杆；⑥开挖右下导洞，施工该部初期支护(锚、网、格栅、喷砼)、切除该部中隔墙的锚杆；⑦开挖核心土上导洞，施工该部初期支护 (锚、网、格栅、喷砼)、切除该部中隔墙的锚杆；⑧开挖核心土中导洞，施工该部初期支护(锚、网、格栅、喷砼)、切除该部中隔墙的锚杆；⑨隧道核心土下部开挖，施工该部初期支护Ⅳ，仰拱铺设防水层，绑扎钢筋并浇筑混凝土；⑩整体台车就位，施做防水、绑扎钢筋浇筑拱墙混凝土。

双侧壁导坑法属新奥法的一个分支，其锚杆、钢架、钢筋网、喷射混凝土等施工技术与常规新奥法施工完全一致，本文不再赘述。

4、讨论

双侧壁导坑法，在城市地铁暗挖隧道的施工过程中，通过将大断面化整成零，分成几个小断面单独开挖，虽然开挖断面分块多，全断面支护时间较长，但各分块开挖后是立即各自封闭的，所以在开挖过程中隧道变形几乎不发展。它的缺点是速度较慢、成本较高，它的突出优势是不影响城市交通、最大限度控制拱顶沉降，所以在城市轨道交通建设中广泛采用。双侧壁导坑法的采用，结束了我国城市地铁大开挖的历史，开创了我国在建筑密集、人口集中繁华地段或软弱地层修建地铁的新途径。对以后大跨度隧道尤其是城市地铁大跨度隧道施工起到很好的借鉴作用。

参考文献

[1]蔡启章.双侧壁导坑法在地铁浅埋暗挖隧道中的应用[J].科技之友，2010年05月.

第7篇：隧道工程支护的基本要求范文

关键词：市政工程 隧道施工 浅埋暗挖技术

在市政工程隧道施工过程中应用到浅埋暗挖技术，针对技术形式的特殊性，需要提前对技术类型进行掌握，以施工设计具体要求作为基础，按照应用要点进行落实。但是在施工阶段受到干预性因素的影响，施工阶段可能会存在很多问题，需要重视隧道支护和防坍塌技术，按照应用要点进行落实，避免出现施工不当的现象。

一、浅埋暗挖技术分析

浅埋暗挖技术指的是矿山法，是在新奥法基础上进行的施工形式。需要结合工程施工要点，以完善的隧道理论以及操作方式作为基础，将技术进行落实。浅埋暗挖技术和新奥法之间的区别在于，该设计形式适用于开发城市的松散土，适用于介质围岩条件，隧道直径小于或者等于介质围岩条件，隧道的直径要小于或者等于隧道埋深，在修建隧道的过程中采用较小的地表沉降[1]。

根据设计优势可知，在城市交通设计阶段，需要掌握浅埋技术的特点，其工作原理如下：需要充分利用土层，根据其在挖掘过程中的应用特点掌握自稳能力，同时落实支护措施，形成一种密闭的围堰技术。根据不同施工技术的要求，浅埋暗挖技术在应用过程中适应范围比较广，能省略很多程序，是当前应用广泛的一种施工方式，可以应用到有水条件的地层施工中。

二、市政工程隧道施工的现状

市政工程施工管理涉及到的影响因素比较多，根据隧道施工机制的具体要求，需要了解施现状，从当前施工管理入手，掌握地质环境，并根据施工流程要求进行。以下将对市政工程隧道施工的现状进行分析。

1.环境条件复杂

隧道施工的地质条件比较复杂，对建筑区域进行分析阶段，需要考虑到管线、建筑群以及交通量等方面因素，在现有施工基础上需要进行优化设计，使其适应管线设计具体要求。隧道施工不能危及到管线和建筑安全，对施工需要严格进行控制，由于隧道所处的地层比较软，地层中涉及到道路施工、管线施工以及迁移等，很多土质比较松散，甚至呈现出流态。隧道结构范围内管线可能出现漏水的现象，居民排水沟水源比较多，沉积现象严重，进而导致地下水无法及时补给。在区域施工阶段，存在砂质粘性土或者其他类型的粘性土，土质不均匀，甚至存在沉积的现象。考虑到透水性的要求，如果容易软化，经过崩解后，地表下沉，甚至出现坍塌的现象，导致其出现变形[2]。

2.土质不稳定

隧道开挖地段存在严重的不稳定的现象，以软本层为主，在隧道施工阶段需要对容易出现软化以及崩塌的岩石进行处理，掌握岩石类别。隧道穿越地层以砂质粘性土为主，局部为冲击砂层，由于地层比较软弱，因此隧道开挖后，周边围岩可能出现自重作用力下降的现象，如果出现松弛或者变形的现象，则会出现严重的坍塌现象。如果对地表控制不定，则会丧失稳定性，给施工带来影响。

3.地下管线渗漏

考虑到上层滞水以及稳定性要求，需要掌握水源补给情况，根据稳定性结构以及范围做好布控工作。此外风道结构以及范围结构要求，如果整体上比较饱和，部分地层会水囊或者空洞等现象。降水工作比较滞后，对风道开挖后可能会存在不利的影响，如果施工顺序不利于地层的稳定，则势必增加工程风险。

三、市政工程隧道施工措施

根据市政工程施工管理的具体要求，需要提前对工艺类型进行掌握，按照施工流程要求进行。以下将对市政工程隧道施工措施进行分析。

1.上台阶施工

地下管线比较复杂且多，为了保证地表安全性，要提前对结构施工类型进行掌握，考虑到地质环境以及地质条件等因素，对周围土体进行摆喷施工，起到加固的作用。为了避免地面出现施工不稳定或者其他现象，必须保证管线设计合理性。上台阶施工阶段，为了减少开挖对围岩的扰动，可以应用人工风镐进行开挖，首先对拱部进行开挖，留住核心部门，对支护结构进行调整后，开挖土方运载到下台阶，开挖后，立即进行支护[3]。

2.下台阶施工

下台阶施工以人工配合为主，需要根据施工程序进行，采用DH55-V挖掘机，开挖施工时，采用机械开挖的方式，对中央土体进行挖掘，两侧轮廓大约为30-50cm，人工开挖后，对其进行修整和处理，处理后减少土体的扰动。隧道下台阶开挖深度为110m，开挖后进行支护作业，封闭成环后，不能超过循环进尺范围，进而保证施工安全。

3.隔离桩的设定

在风道以及建筑物区间，为了达到隔离的作用，需要采用小导管进行注浆处理，控制地层变形。只有做好监控和测量工作，才能使其按照信息流程进行。在施工阶段掌握暗挖隧道的具体要求，对影响范围、影响程度以及支护结构的实际情况进行了解，满足施工要求。

四、市政工程隧道施工中浅埋暗挖技术应用要求

市政工程施工阶段，对浅埋暗挖技术形式有严格的要求，根据施工流程以及处理要求进行落实。

1. 浅埋暗挖技术的原理

浅埋暗挖技术和新奥法有同样的原理，具体施工阶段，引起信息化设计和施工理念，能实现实时测量和控制。浅埋暗挖施工阶段，对基本荷载以及复合衬砌、初期支护承担，利用二次衬砌作为安全储备，特殊荷载可由初支、二衬共同承担。此外可以应用多种辅助方式，以超前支护作为基础，以改善围岩作为基础，调动围岩的自承能力。施工过程中可以采用多种铺助方式，以超前支护作为基础，改善加固围岩。不同开挖方式能形成封闭作用，在多种作用体系下形成联合支护体系，提升施工的安全性和稳定性。浅埋暗挖技术在市政工程隧道施工、地下管道施工中有重要的作用[4]。

2.管棚支护技术

浅埋隧道对支护技术的要求比较严格，同时也是浅埋暗挖施工的关键。在超前支护施工阶段，管棚法施工便利，造价低，可以根据管井大小进行分类。如果钢管两端的支撑体系足够大，开挖引起的变形量比较小，管棚起到明显的支护作用，两端支护梁成为弹性支撑，上覆地层的变形包括挠曲变形和端头支撑变形等，施工阶段可以通过提升管棚高度或者支撑梁刚度进行调整。

3.双侧壁导坑法施工

浅埋暗挖双侧壁导坑法施工以粘性土层为主，同时在砂层以及砂卵层中也有一定的作用。根据施工机制要求，需要对整个隧道断面进行调整，将其分为大小相同的6个断面进行应用。每一个断面单独进行挖掘，形成一个大的隧道，边开挖边进行浇筑。施工中可以采用土层进行稳定性控制，以网状支护作为基础，形成密闭性的支护结构。双侧壁导坑分部开挖施工方法安全性比较高，但是工序比较多，如何保证隧道开挖的进度是关键所在，要按照施工机制要求进行。

结束语

针对市政工程隧道施工浅埋暗挖施工形式的具体要求，本次研究中从上台阶施工、下台阶施工、隔离桩的设定、管棚支护技术、双侧壁导坑法施工等方面入手，做好施工管理工作。相关工作人员要掌握浅埋暗挖施工的流程，提前对市政工程隧道施工现状进行了解，从施工现状入手，做好施工处理工作，提升施工效果。

参考文献

[1]赵增璐，王志宇.在地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的应用[J].科技资讯，2014，27（03）：31.

[2]李耀卿.浅埋暗挖技术在南平市天台隧道工程施工中的应用[J].探矿工程（岩土钻掘工程），2005，12（13）：56-58.

第8篇：隧道工程支护的基本要求范文

【关键词】 广州地铁 浅埋暗挖 大跨 渡线隧道 隧道设计 施工

1 隧道概况

1.1隧道位置

广州地铁二号线公园前站至纪念堂站区间隧道从公园前站北端经人民公园、穿府前路，从广州市人民政府旁经连新路，穿东风路，与纪念堂站相接，全长614m，该区间除左右正线外，地铁二号线与一号线在此区间设联络线及存车线，存车线与右线间设东南渡线。由于受线型控制，周边环境的制约，以及从地质条件、结构形式、结构受力等多方面综合分析，经技术经济比较，确定在DK14+177．77-DK14+207．27长29．5m段形成四线交汇大跨度隧道，定义为渡线隧道。该段隧道两端分为分修的单线隧道和双线隧道(单线隧道和双线隧道间净距最小处仅0．85m)。为方便施工和加，陕施工进度，在DK14+199．27—DK14+207．27段没8．0mmx20．5m的圆端形竖井。则在DK14+177．77—DK14+199．27长21．5m段采用暗挖法施工。

该段渡线暗挖隧道位于连新路与府前路的交汇处，广州市政府右前侧，地理位置重要。隧道拱顶埋深约15．0m。隧道结构基本处于含砾粗砂岩的强风化带和全风化带中。要求地表沉降最大不超过30mm，隆起量最大不超过10nlm，施工不得对市政府办公有影响。

1．2 工程地质概况

该段属珠江I级堆积地，地形较平缓，地面街道较窄。该段隧道所处地层主要为白垩系上统三水组康乐段砂岩中，拱部主要为全风化、强风化带。由上至下地层分述如下：

(1)人工填土(Q4m1)：为素填土和杂填土，成份杂，由碎石、砖块及生活垃圾和粘性土等组成，呈松散～稍密状，潮湿，局部有架空现象，属I级土。

(2)冲积—洪积土层：由冲积、洪积作用形成的粘性土(包括粉质粘土，粘土)和粉土组成。粘性土呈可塑～硬塑，粉土呈稍密～中密状，均匀，粘性强。属Ⅱ级松土。

(3)残积土层{Qe1)：由残积作用而形成的粉质粘土、粉土组成。粉质粘土以粘粒为主，粘性强；粉土以粉粒为主。湿—稍湿，由基岩风化而成，含粉砂粒，夹全风化和强风化岩块。为呈硬塑—坚硬状的粉质粘土以及呈中密-密实状的粉土，属Ⅱ级松土。

以上三层土底层距隧道拱顶距离为4～5m。

(4)岩石全风化带：棕红色，岩石已风化成土柱状或土块状，稍湿，较密实、坚硬；岩石组织结构已基本破坏，但可辨认；风化不均匀，局部夹强风化岩块。属Ⅲ级硬土。

(5)岩石强风化带：棕红色，主要由白垩系康乐段粉砂岩、泥质粉砂岩、中砂岩等组成；岩石组织结构已大部分破坏，但尚可清晰辨认，矿物成分已显著变化；风化裂隙发育，岩体破碎；钙质、泥质胶结，岩芯呈碎块状、饼状，也有呈土状，岩质软，属Ⅳ级软石。

(6)岩石中等风化带：棕红色、暗红色，方含砾砂岩、泥质粉砂岩结构，中厚层状构造；岩石组织结构部分破坏，矿物成分基未变化，—般有风化裂隙及构造裂隙，岩芯—般呈柱状，也有碎块状、饼状；钙质、泥质、铁质胶结，岩质坚硬，完整性好，胶结程度好；属V级次坚石。隧道所处段的围岩级别为V级。1．3 水文地质

本段隧道地下水有贮存于第四系覆盖层中的孔隙水和贮存于基岩中的裂隙水。地下水位埋深1．30-3．10m。第四系冲积—洪积土层和残积土层，含水贫乏，透水性较差，富水性较小，属于相对不透水层。强风化带和中等风化带岩石，风化裂隙、构造裂隙和节理相对发育，岩石裂隙水主要赋存于强风化带和中等风化带内。抽水试验所得渗透系数(K)为o．04m／d。经水质分析，确定地下水对混凝土结构以及其中的钢筋无侵蚀陛。

1．4地震烈度

根据国家1991年地震基本烈度区划图(1：400万)，广东省1990年地震烈度区划图(1：80万)，本段隧道工程地震基本烈度为Ⅶ度。

2 隧道建筑限界及主要设计原则

2．1 建筑限界

隧道内净空的确定主要从列车运行建筑限界、结构的适当富裕量以及结构的受力、变形等方面综合考虑。隧道内净空近似于一个平放的“鸡蛋”，净宽19．112m(隧道开挖宽度为21．6m)，净高11．697m(仰拱底至拱顶)，宽高比约为1．6：1，采用七心圆(如图1)。

2．2 主要设计原则

(1)按《铁路隧道喷锚构筑法》进行设计和施工，采用复合式衬砌形式。

(2)隧道施工引起的地面沉降量控制在30rani以内，隆起量控制在10mm以内。

(3)隧道结构按共同变形理论进行力学分析和计算。初期支护与地层共同承受施工期间的围岩压力，二次衬砌承受30％的围岩压力和全部静水压力。

(4)二次衬砌配筋以强度和裂缝宽度控制计算，要求最大裂缝宽度允许值为：迎水面0．2mm、背水面0．3mm。

(5)隧道结构按Ⅶ度地震烈度进行抗震验算并设防。

(6)隧道防水等级55--级，初支与二衬间全环设防水层。

3 结构计算

由于该隧道跨度大、埋深浅，无相类似工程可类比。所以采用先进的软件对鲒构进行模拟分析计算是进行合理设计和安全施工的重要依据。在设计中采用ANSYS V5．5版有限元分析程序模拟隧道施工方法(双侧壁导坑法)的施工过程进行了三维有限元分析。通过三维计算获得了隧道采用暗挖法施工时各阶段围岩的应力应变状态、围岩塑性区分布、地表沉降以及隧道支护结构中的内力变化情况，并研究了大跨隧道施作二衬的时间以及施作二衬时拆除中间临时支护的分段长度，为本隧道采用暗挖法设计与施工提供了科学依据与技术指导。

隧道结构的三维计算分析采用隧道与地层共同作用的受力模式。根据施工方法和水文地质条件设定：地层荷载与静水压荷载采用水土分算，隧道开挖时初期支护与围岩共同承受施工期间的围岩压力，当二次衬砌施作以后，二次衬砌应承受后期形变压力和静水压力。

通过对隧道开挖过程的模拟计算，隧道开挖以后引起的地表的最大沉降量为5．738mm，其发生在隧道拱顶部位相对应的地表处；开挖以后引起的地层水平位移最大之处位于拱腰部位，最大位移值为1．757mm。隧道初支的竖向位移最大发生在拱顶中部，为17．574mm。而其水平最大位移发生在的拱腰中部，为1．653mm。隧道二衬的竖向位移最大发生在拱顶的中部，为18．936mm。而隧道二衬的水平最大位移发生在左侧的拱腰中部，为1．757mm。通过对二衬最大位移值与其相对应地表的竖向位移值相比，很明显，隧道开挖以后引起的最大沉降发生二衬拱顶部位，而不在地表处。对于大跨隧道初支与二衬的弯矩和轴力由于计算了较多断面，本文仅以其中有代表性的断面的计算结果进行分析说明。在该断面处初支的最大弯矩发生在左右两侧侧腰处，最大弯矩呈负弯矩，其数值为47．05kN·m。而该断面处初衬的轴力在左右两个拱肩部位处较大，最大轴力位于右侧拱肩处，数值为1 069．26kN，左侧拱肩处的最大轴力为1 049．89kN，从初支的轴力图分析，初支均处于受压状态。从计算分析看，隧道初支不同断面处的弯矩和轴力会出现一定的差别(内力的数量级相同)，其出现差别的主要原因在于初支在开挖过程中不是及时封闭的，其闭合过程是随着开挖步骤和顺序而发生变化。因而致使各个断面的内力发生变化。

隧道在该断面处二衬的最大弯矩发生在右侧拱脚处，最大弯矩呈负弯矩，其数值为254．77kN·m；隧道二衬的轴力在左右两个拱脚和拱腰部位较大，最大轴力位于左侧拱腰处，数值为3 682．79kN，右侧拱脚处的轴力为3442．1kN。二衬的拱顶、拱腰和拱墙均处于受压状态，而仰拱中部则处于受拉状态。从计算分析看，隧道二衬不同断面处的弯矩和轴力会出现一定的差别(内力的数量级相同)，二衬内力出现差别的原因也与初支的原因相同。

为掌握大跨隧道在开挖过程中各个施工步骤所采取临时支护的受力状态，还对开挖过程中临时支护的内力进行了计算。由于大跨隧道开挖过程模拟计算步骤较多，而且模拟开挖时各个开挖面之间前后存在有一定的差距，况且每个开挖步骤中临时支护施作的顺序也不尽相同，其计算结果的数量相应较多，本文仅对开挖大跨隧道时的横联、隔墙以及开挖上半断面时立柱在最不利工况下的内力计算结果列于表1中所示。

表1 大跨隧道开挖过程中临时支护在最不利工况时的内力值

转贴于 从计算的结果得到如下结论：

(1)通过对渡线大跨隧道开挖过程的三维非线有限元计算可知，采用超前注浆长管棚的双侧壁导坑法施工该大跨隧道是完全可行的，用此法施工时所引起的地表沉降可以控制在规定的范围之内。其施工步骤及工序图见图2。

图2 施工步骤及工序图

(2)采用水土压力分算的计算原则，通过三维有限元计算表明，在开挖过程中随临时支护的施作，初期支护能够保持隧道的稳定，厚度为800mm的二次衬砌可以单独承受100％的静水压力及围岩后期形变压力的增量。

(3)在对渡线大跨隧道开挖过程的模拟计算中发现，在采用超前注浆长管棚的双侧壁导坑法施工时，虽然管棚减少了因开挖引起的地表沉降，但管棚不能取代开挖上部时的立柱支护，当开挖断面的上部区域土层时，也即开挖拱部第⑨和第⑩步土层时，立柱起到了非常重要的支撑作用，两排相邻间距为0．5m的立柱支护可以有效地减少开挖引起的地表沉降。

(4)通过对大跨隧道中间核心土部位开挖过程的模拟，得出拆除立柱的最大纵向距离不得超过

8．0m，这也是要求施工拱部二衬的最大纵向长度。同时得出大跨隧道横断面不同开挖步骤之间的前后开挖断面的纵向长度最大不得超过15m，否则地表沉降和结构的受力将难以控制。

(5)通过三维有限元计算表明，当在两侧导坑土层开挖完并且二衬浇筑完成达强度后，可以拆除导坑的横联和隔墙。考虑到为敷设隧道防水板而先要拆除影响段的横联与隔墙，通过有限元计算，每次拆除横联与隔墙的分段长度不得超过10m。此外在开挖中间核心土（12）和（13）步骤之后，随着二衬的连续跟进就可以逐段拆除横撑和隔墙，这时二衬的维护作用也得以体现。再者在计算过程中还发现，若过早拆除横联、隔墙以及立柱等临时支护时，会引起洞室失稳而发生垮塌.

(6)从模拟计算还得知，采用双侧壁导坑法施工大跨隧道时，应边开挖边支护。也就是说初期支护和二次衬砌应随开挖连续跟进，以防止开挖洞室因暴露时间过长而发生大变形导致的垮塌。

4 隧道结构的设计

通过模拟分析计算，为设计提供了可靠的科学依据。本着安全、经济、合理的设计原则，对隧道的各种支护结构进行了深入细致的研究，并根据设计原则和有关规范、规则进行验算，力争使各项设计参数都经济合理。确定隧道衬砌结构采用复合式衬砌形式，初期支护采用喷混凝土、钢筋网、锚杆和格栅钢架组成联合支护体系，二衬采用钢筋混凝土，隧道拱部设双层φ108超前大管棚，侧壁设φ42超前注浆小导管辅助施工。各种参数如下：

(1)φ108大管棚：利用竖井进行大管棚施工。大管棚设双层，层间距0．7m(上下层错开布置)，设于拱部90度范围。下层管棚孔口沿隧道开挖轮廓线外0．30mm布置，环向中心间距0．40m。外插角1度，管棚采壁厚8．0mm的无缝钢管，管棚长24．0m。管棚内加4φ20组成的钢筋笼以增强管棚刚度。通过管棚向地层注浆。

(2)超前注浆小导管：φ42热轧无缝钢花管，壁厚3．5n皿，长4．5 m，环向间距0．3m，纵向间距

3．0m。设于下拱腰15度范围内，外插角7度，注水泥浆。

(3)喷射混凝土：C20早强混凝土，厚350mm(可采用模喷)。

(4)系统锚杆：WTD25中空注浆锚杆，L=4 500m，间距500mm*1 000mm，设于除拱顶90度范围外的拱墙及拱脚。

(5)格栅钢架：主筋直径φ28四肢格栅钢架，间距500mm。

(6)钢筋网：φ10钢筋，网格尺寸150mmx150mm，全环设置。

(7)二次衬砌：C25、S8防水钢筋混凝土，厚800mm。

5施工方法及施工

由于该隧道断面大(开挖断面宽21．6m，开挖面积为253．7平方米)，为目前我国地铁隧道单跨最大的暗挖隧道。而且埋深浅，地质条件较差，地面沉降控制较严。拟采用双侧壁导坑开挖、先墙后拱二次衬砌法施工。

为避免坍塌及突然涌水，确保施工的绝对安全，隧遍施工中采取稳扎稳打、步步为营的方式，遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护，少扰动、早喷锚、勤量测、早封闭、速反馈、控沉降”的原则。隧道开挖后，及时喷混凝土封闭围岩和掌子面，及时施作初期支护和施工临时支护。施工中尽量减少对围岩的扰动，尽量采用人工开挖，当不得不爆破开挖时，采用光面、预裂、微振爆破等控制爆破技术。在施工中作好地质超前预报工作，并根据超前预报情况，采取相应的对策和方法。隧道开挖每循环进尺，根据地质‘晴况一般采用0．5～1．0m。采取短进尺，弱爆破施工。隧道各工序间做到工序紧扣、衔接。施工期间加强施工排水，在水较大时，在掌子面下设超前钻孔局部排水，保证开挖面处于无水状态，提高地层自稳能力。监控量测随隧道施工的进行及时进行监测，并根据监测结果及时分析原因并用于指导施工，将工程施工中可能出现的隐患消灭在萌芽状态，保证了施工绝对安全和有效地控制了地面沉降。佃到了信息化施工。

隧道在施工过程中未发生任何安全事故，未发生大的坍塌，地面沉降也控制在设计和规范规定的范围内，未影响地面交通和各公共设施的安全。

6 隧道防排水设计及施工

隧道防排水设计按国家颁发的《地下工程防水技术规范》的要求，并遵循“以防为主，防排结合，多道设防、综合治理”的原则。隧道结构防水等级按二级设计，实行全包防水。初期支护与二衬之间全断(包括仰拱)设PVC(＝δ1．5)复合防水板和350g／平方米土工布缓冲层。二次衬砌混凝土抗渗标号不小于S8。施工缝采用20mmx30mm缓膨型遇水膨胀止水条。

防水板在施工中采用无钉敷设，接缝采用热焊机双面焊接，并进行充气检查。在挂防水板前做到初支表面尽量平整，必要时采用砂浆抹平，在钢筋绑扎过程中对防水板进行适当保护，以防止钢筋对防水板的破坏，当发现破损时及时进行修补：施工缝表面进行凿毛，并涂环氧砂浆，保证了施工缝的防水要求。在隧道防水层铺设前．当初支有明显渗漏水时，采用向初支背后围岩注浆，达到无明显渗漏水后方可施作防水层：

7 施工监控量测

由于本隧道是按喷锚构筑法设计、施工的浅埋地下工程，为了掌握地层及洞室在施工过程中的力学动态，确保洞室稳定和地面建筑物的安全，必须进行现场的监控量测工作：同时可验证结构模拟计算的科学性，为以后相类似工程积累经验。通过对观察及量测数据的分析和判断后，对围岩—支护体系的稳定状态和地表建筑物的安全度进行预测，并据反馈的信息指导、调整相应的工程措施，合理安排施工工序．以确保施工安全和隧道稳定。现场监控量测工作贯穿于施工过程的始终。

监测的项目、相关要求及监测结果：

(1)地质、地物及支护状况的观察：主要是对岩性、预注浆效果、围岩自稳性、地下水、支护结构的变形，地面建筑物的变形及下沉等情况进行观察及描述。它是在每次开挖及初期支护后进行；

(2)地表下沉的量测：每10m一个断面，测点应与拱顶下沉位移测点一—对应，布在同一断面上。地表下沉点按普通水准基点埋设，并在破裂面以外3-4倍洞跨处设若干水准基点，作为各测点高程量测的基准。量测在开挖面前方2-3倍B(B为毛洞宽度)处开始进行，直到开挖面后方3-5倍B，地表沉降基本停止为止。同时地面邻近建筑物亦布点进行监控量测。监测结果显示地面沉降为10～18m，与模拟计算分析基本一致。

(3)拱顶下沉、水平收敛位移的量测：每10m一个断面。量测结果与模拟计算分析基本一致。

(4)钢支撑内应力量测：每10榀钢支撑一对狈叻计。根据量测数据分析，钢支撑受到了较大的应力，对隧道施工安全起到了较大的作用。

(5)模筑衬砌钢筋应力、围岩与喷层间接触压力、锚杆轴力量测：该段隧道中量测了两个断面。

洞内各测点尽量靠近开挖面布置，与开挖面距离不大于1．0m，在开挖后12h内或在下一次开挖前读取初始数据。各数据应按规范规定的设计值来控制。同时根据施工现场的实际需要进行了其它一些选测项目的监测。各项监测数据基本控制在规范允许的范围内。

8 新技术、新材料的应用

(1)采用喷锚构筑法原理设计和施工城市地铁区间大跨度浅埋暗挖隧道，充分利用了围岩的自稳能力。

(2)为控制地表沉降和辅助施工，在大跨度隧道中采用双层长管棚和采用双侧壁导坑法进行施工。

(3)在设计中应用ANSYSV5．5版有限元分析程序对隧道的各步施工步骤进行三维模拟分析，并将计算分析结果指导设计和施工。

第9篇：隧道工程支护的基本要求范文

关键词：公路隧道 改扩建 方案 施工工序

从1888年修建狮球岭隧道开始，到19世纪70年代我国已经修建了大量的隧道。但是由于当时的经济条件、施工技术等各方面的限制以及交通的需求量较小，已修建的铁路、公路隧道多以单线为主。

高速路的大量修建，为了满足线路技术指标、缩短路程和行车时间、减少病害，提高运营效益，隧道的优越性日益显著。为了适应当前的运输需要、提高运输能力以及满足安全行驶的需要，隧道由原来的单线隧道发展到双线或者多线，既有隧道的改扩建工程逐步提上日程。

隧道改扩建是指对技术标准不能满足运输要求的既有隧道进行技术改扩建，主要内容包括调整线路平、纵断面，扩大隧道净空，增设洞内建筑物或者对隧道局部损坏地段的补强与修复。对既有线进行技术改建而要求隧道改扩建的一般形式有：既有单线隧道改建，既有单线隧道改建为双线或多线隧道，以及既有单线隧道改建并增建复线隧道。

但在一些地区，由于受地质地形条件和施工条件限制，不能新建复线，只能在既有隧道的基础上进行扩挖，扩大隧道净空断面以增加行车车道，满通客流量增加的行车需求。

1.改扩建方案

由于既有公路隧道所处地形、地质、施工技术、交通量及其长度的不同，隧道改扩建的方案也不近相同，具体可分为如下几种形式

（1）单洞双向两车道隧道改建为双洞单向两车道隧道；这是隧道改扩建最为简单的一种形式，直接在原来隧道左边或者右边以一定的距离修一条新的隧道。

（2）双洞单向两车道隧道改建为双洞单向三车道隧道；这种改建方式比较复杂，需要在既有隧道上进行扩挖，扩挖的形式一般有以下三种：①原隧道左侧大部分扩挖（对于一个单洞来说）；②原隧道右侧大部分扩挖；③原隧道处在扩挖断面的中部。

（3）双洞单向两车道隧道改建为8车道隧道；扩建形式有两种：①改建为双洞单向四车道隧道；②改建为四洞单向两车道隧道。

2.方案分析

（1）方案（1）最为重要的是修建新隧道尽量少扰动既有隧道，这就要求修建新隧道距原隧道中心满足一定的要求，尽量避免两个隧道为小净距隧道。

表1 分离式双洞的隧道最小净距

注：B指的是隧道开挖宽度。

（2）方案（2）扩挖形式有三种，分别针对不同的情况：

1）当既有两隧道中心距太小或者向中间扩挖形成小净距隧道，两隧道分别向两侧扩挖。优点：①隧道在扩建的过程中，能够有效减少对两隧道中间部分围岩的扰动；②扩挖在不拆除原有隧道支护上进行，不影响原有隧道车辆通行；③扩挖断面支护结束后，拆除原有隧道支护，交通管制时间段。缺点： ①开挖空间小，不利于大型机械开挖，施工进度慢；②需要施做临时支撑，降低施工速度。

2）当既有隧道中心距较大远或者向中间扩挖不能形成小净距隧道，两隧道向中间扩挖。优点：①隧道扩挖距离较近，有利于施工机械调配，现场许多设施可以共用。缺点：①隧道扩挖距离较近，开挖过程中，对中间的围岩扰动比较大，容易出现围岩坍塌；②隧道开挖断面近，两个洞施工干扰比较大，降低了施工进度。

3）当既有隧道中心较小且隧道向两边扩挖受限制（比如一侧埋深较浅、偏压），这样只能使原隧道处于扩挖断面的中部。优点：①开挖断面分布均匀，有利于在原隧道支护基础上进行全断面开挖，施工速度快，对上部围岩扰动次数少，有利于结构的稳定；②开挖空间大，施做临时支撑、加固围岩比较容易。缺点：①上部围岩若不能及时支护，容易塌方，造成施工事故；②需要施做临时支撑，减缓了施工速度，不利于施工进度的管理。③在施工过程中，需要对交通管制，干扰车辆的正常通行。

（3）方案（3）有两种扩挖形式，有如下特点：

1）当隧道围岩地质较好，适宜扩挖成大断面，就改建为双洞单向四车道的形式。优点：①断面大，有利于机械化施工，提高施工速度；缺点：①开挖断面大，初期支护的时间较长，围岩外露的时间较长，容易坍塌，造成工程事故；②需要拆除原隧道衬砌，耗时费力，增加成本。

2）当隧道围岩地质条件较差，又满足整条线路线形要求，就改为四洞单向两车道的形式；优点：①直接在原隧道附近修建两条新隧道，不影响原有隧道车辆通行，不必拆除原有隧道衬砌结构；②运用已经很成熟的开挖方法，便于大型机械化施工，施工速度快。缺点：①爆破震动影响原有隧道衬砌结构，局部衬砌结构会出现裂缝，新隧道修筑结束后，需要对原隧道进行加固处理。

3.方案选择原则

（1）根据既有隧道形式和交通量大小，选择隧道改扩建方案；

（2）根据既有隧道中心距的大小和所处地形，选择隧道改扩建方案；

（3）根据既有隧道工程地质条件，选择隧道的改扩建方案。

4.隧道改扩建方案的施工方法举例

在既有隧道改扩建实例当中，日本大藏隧道施工技术值得我国公路隧道改扩建工程借鉴。大藏隧道位于日本北九州岛国道高速4号线，因交通量增加的需求，须将其中长度170m的两车道隧道段扩挖为三车道隧道。在施工中，既有的两车道仍需通车。其施工程序如图1所示。大藏隧道的扩挖断面除建筑限界要求求之外，考虑扩挖中使用机具所占空间，拟定为可使用施工机具断面及可使用小型机具的最小断面。为维持施工中行驶车辆安全，车道净空在线设置门字型钢制防护板，避免敲除既有隧道的衬砌直接掉落，并可作为施工机具的工作平台。

图1大藏隧道扩挖施工工序

5.结论

本文就既有隧道改扩建方案做出归纳，分析了各个方案适用条件和优缺点，给出隧道改扩建方案的指导原则，为以后的隧道改扩建工程提供了一定的借鉴和参考意义。最后介绍了日本大藏隧道改扩建施工方法，对我们以后隧道改扩建施工技术有一定借鉴意义。

参考文献：

[1]李煜川.既有隧道扩建工程的施工力学行为研究[M].2008.

[2]武建强.公里隧道扩建开挖方案比选及施工力学行为研究[M].2009.