隧道工程的优缺点精选(九篇)

第1篇：隧道工程的优缺点范文

关键词：隧道工程；新奥法；施工技术

0引言

近年来随着我国公路建设的快速发展，由8.5万公里构成的“7918”高速公路网已经建成。而我国人口较多，有关部门正在规划和完善国家高速公路网络，以满足人们出行和经济发展的需求。由于高速公路线形的技术指标高，当其进入山区或重丘区时就不可避免地需要采用隧道来穿越山岭。因此，在我国中西部山区修建高速公路，通常桥梁和隧道所占的比例较高，而且建设难度较大。

1隧道工程特点

在进行隧道施工时，必须充分考虑隧道工程的特点，才能在保证隧道安全的条件下，快速、优质、低价地建成隧道建筑物。隧道工程的特点，可归纳如下：

（1）整个工程埋设于地下，因此工程地质和水文地质条件对隧道施工的成败起着重要的、甚至是决定性的作用。不仅要在勘测阶段做好详细的地质调查和勘探，尽可能准确地掌握隧道工程范围内的岩层性质、岩体强度、完整程度、地应力场、自稳能力、地下水状态、有害气体和地温状况等资料，并根据这些原始材料，初步选定合适的施工方法，确定相应的施工措施和配套的施工机具[2]。

（2）公路隧道正常情况下只有进、出口两个工作面，相对于桥梁、线路工程来说，隧道的施工速度比较慢，工期也比较长，往往使一些长大隧道成为控制新建公路通车的关键工程。因此，要求施工中加强管理、合理组织、避免相互干扰。洞内设备、管线路布置应周密考虑，妥善安排。隧道施工机械应当结构紧凑，坚固耐用。

（3）地下施工环境较差，甚至在施工中还可能使之恶化，例如爆破产生有害气体等。必须采取有效措施加以改善，使施工场地合符卫生条件，并有足够的照度，以保证施工人员的身体健康，提高劳动生产率。

（4）公路隧道大多穿越崇山峻岭，因此施工工地一般都位于偏远的深山狭谷之中，运输不便，供应困难，这些也是规划隧道工程时应当考虑的问题之一。

（5）公路隧道埋设于地下，一旦建成就难以更改，所以除了事先必须审慎规划和设计外，施工中还要做到不留后患。

当然，隧道工程也有很多有利的方面，例如施工可不受或少受昼夜更替、季节变换、气候变化等自然条件改变的影响，可以竟日终年、稳定地安排施工。

2新奥法

新奥法即新奥地利隧道施工方法，原文是New Austrian Tunneling Method，简称为NATM。它与法国称收敛约束法或有些国家所称动态观测设计施工法的基本原则一致。

目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法，技术经济效益是明显的。新奥法的基本要点可归纳如下：

（1）岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分保护岩体，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。

（2）为了充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形，使围岩中能进行承载环；另一方面又必须限制它，使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。

（3）为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快闭合，而成为封闭的筒形结构。

（4）通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测，合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。

（5）为了敷设防水层，或为了承受由于锚杆锈蚀，围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载，可采用复合式衬砌[3]。

（6）二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的，围岩和支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安全度。

上述新奥法的基本要点可扼要的概括为“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”[1]。

新奥法施工按开挖断面的大小及位置，基本上又可分为全断面法、台阶法、分部开挖法三大类及若干变化方案，其优缺点及适用条件如下：

（1）全断面法：适用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级较完整的坚硬围岩，必须具备大型施工机械。优点：工序少，相互干扰少，便于组织施工和管理，工作空间大，便于组织大型机械化施工，因此施工进度高。

（2）台阶法：台阶法中包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法三种。

①长台阶法。适用条件：凡是在全断面法中开挖面不能自稳，但围岩坚硬不用底拱封闭断面的情况。

②短台阶法。适用条件：Ⅰ-Ⅴ级围岩，尤其适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩。优点：可缩短支护结构闭合的时间，改善初期护的受力条件，有利于控制隧道收敛速度和量值。缺点：上台阶出碴时对下半断面施工的干扰较大，不能全部平行作业。

③超短台阶法。适用条件：适用于膨胀性围岩和土质围岩，要求及早闭合断面的场合。优点：初期支护全断面闭合时间更短，更有利于控制围岩变形。缺点：上下断面相距较近，机械设备集中，作业时相互干扰较大，生产效率较低，施工速度较慢。

（3）分部开挖法：台阶分部开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法。

①台阶分部开挖法。适用条件：适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩中。优点：与超短台阶法相比，台阶长度可以加长，减少上下台阶施工干扰；而与下述的侧壁导坑法相比，施工机械化程度较高，施工速度可加快。

②单侧壁导坑法。适用条件：适用于断面跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中。

③双侧壁导坑法。适用条件：当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差。优缺点：双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多，扰动大，初期支护全断面闭合的时间长，但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的，所以在施工中间变形几乎不发展。

4结语

随着社会经济的发展，隧道建设也发展的越来越快，这必然会对隧道的施工技术带来了挑战和完善的机遇。本文根据我国隧道发展的现状探讨了隧道施工的种类、特点及其适用条件，对隧道施工等方面具有一定的参考价值。

参考文献：

[1]王成，隧道工程[M].北京：人民交通出版社，2009，8.

第2篇：隧道工程的优缺点范文

关键词：复杂地质条件；超前地质预报；地质雷达；TSP法

Abstract: Introduce the methods of the advanced geological prediction and classification , by analyzing the advantages and disadvantages of each method, summarize the comprehensive advance geological forecast in tunnel construction system method

Key words: Complex Geological Conditions, Advanced Geological Prediction, Geological Radar, Tunnel Seistoic Prediction method

中图分类号：TU7 文献标识码：A

一、超前地质预报

（一）超前地质预报的概念

超前地质预报是根据地面地质调查、掌子面地质调查以及地球物理探测等方法对隧洞建设中可能遇到的各种不良地质体及可能发生的各类施工地质灾害进行预测预报。广义而言，隧道(洞)超前地质预报包含勘察设计阶段和施工阶段的预报；狭义上讲，隧洞超前地质预报是在施工阶段的超前地质预报。

（二）国内外超前地质预报发展现状

1972年8月，在美国芝加哥召开了快速掘进与隧道工程会议。从那时起，隧道(洞)施工超前地质预报一直倍受各国广泛重视。随着隧道(洞)建设快速发展，对地质预报的要求也就越来越全面和详细，已经从单纯地质条件的预报发展到地质体成灾程度预报，不同地质体处理措施预报等。

1、国外超前地质预报发展情况

准确预报施工前方地质条件是隧道(洞)建设的迫切要求。八十年代开始，发达国家都将这类问题列为重点研究课题。日本重点研究开挖前方地质预报；澳大利亚研究隧道(洞)施工前方地层状况预报；德国研究掌子面附近地层动态的详细调查；法国则把不降低掘进速度的勘探方法作为重点研究课题。随着全世界通信、电子、计算机、数据处理等技术的飞速发展，超前地质预报的方法发展出不同于传统的地质分析方法的多种地球物理探测方法。包括TSP地震波发射法、地质雷达法、红外探测法、瞬变电磁法、BEAM法等方法。

2、国外超前地质预报发展情况

从总体上来说，我国隧洞超前地质预报工作还十分薄弱。上个世纪，与国外同行相比，我们既缺乏专职施工地质队伍，又不重视具体施工地质工作，当然就谈不上超前地质预报工作。

20世纪50年代中期，铁二院首先在渝黔线凉风垭隧洞中以地质测绘为主要手段，采用地质分析法预报隧洞前方10~30 m的地质情况；70年代，谷德振教授开始采用地质分析法研究断层预测预报技术；80年代中期，工程人员在衡广复线大瑶山隧道(洞)开展了地质法和声波透射法地质超前预报技术；1985年，孙广忠等以地质情况为基础，隧道(洞)地质素描(短距离超前地质预报)为主要手段的方法，配合超前钻速仪、钻孔声波测试，钻孔潜望镜，压水试验等方法，取得了很大的成功。1996年~1998年，铁道部第一勘测设计院在秦岭特长隧道(洞)开展了施工地质综合测试工作及超前预报工作，为全面隧道(洞)施工地质工作奠定了基础。同时，跟随世界其他国家的潮流和趋势，地球物理探测方法，如TSP法、地质雷达法、瞬变电流法、BEAM法都取得了应用和实践，也取得了非常不错的效果。

二、超前地质预报的分类

超前地质预报分类方法较多，常见的有按照预报方法手段、预报空间位置、预报距离进行分类。我们按照最常用的预报距离和预报方法的工作原理进行分类。

（一）依据探测预报距离分类

依据预测预报的距离，可将预测预报方法划分为：长距离超前地质预报和短距离超前地质预报两类。

1、长距离超前地质预报的距离一般可达工作面前方150~300米，甚至更远。主要包括地质调查、TSP探测等。它的任务主要是较准确的查明掌子面工作前方150~300米范围内规模较大，严重影响隧道(洞)施工、易造成塌方的不良地质体的位置、性质、规模和含水性。

2、短距离超前地质预报，也叫追踪预报，预报距离一般在15~30米左右。主要包括掌子面地质素描、瞬变电磁法、地质雷达法、超前钻探法等。它的任务是依据隧道(洞)掌子面或导洞掌子面的地质特征，通过观察、量测、鉴别和分析，结合长期超前预报成果，推断工作面前方15~30米范围可能出现的地层、岩性变化情况，推断掌子面各种不良地质体向掌子面前方延伸的情况。

（二）依据其预测预报方法的工作原理分类

依据探测预报方法工作原理，可将超前地质预报分成地球物理法（也叫物探方法），地质分析法，超前水平钻探以及超前导坑法三大类。

1、地球物理法（物探法）主要包括TSP隧道(洞)地震波探测超前地质预报方法、地质雷达探测（电磁波反射）法、红外探水超前地质预报方法、负式速度法、声波CT技术预报、陆地声纳法、高密度电阻率法等物探法、BEAM法等。

2、地质分析法主要包含地表地质调查、地质素描法、地质作图预测法、地下地质构造、地表地质构造相关性分析法等

3、超前水平钻探法和超前导坑法等包含超前深孔钻探（30~100m）、超前浅孔钻探法（5~6m）和超前导坑法

（三） 各种超前预报方法的适用范围和优缺点

各种超前地质预报方法都不可避免的存在局限性，有其优缺点和适用范围，我们总结如下表1-1所示：

表1-1 各种超前方法的适用范围和优缺点对比表

三、隧道(洞)超前地质预报综合分析方法

正因为超前地质预报方法都存在一定局限性，如何提高预报的准确性和及时性就成为国内外隧道(洞)工程地质界需要解决的技术难题，非常有必要提出一种综合预报体系。在隧道(洞)不良地质预报方法和隧道(洞)施工地质灾害预测方法研究的基础上，通过进一步对隧道(洞)超前地质综合预报方法进行研究，建立以地质分析为核心的综合预报体系。

隧道(洞)超前地质综合预报工作体系是在“以地质分析为核心，综合物探分析，洞内外结合、长短预测结合，物性参数互补”原则下做出的，如下图1-1所示

图1-1 隧道(洞)超前地质综合预报体系

四、总结

地质预报是一个连续的、渐进的、系统的工作，目前已基本形成的针对某一隧道(洞)的地质情况制定预报方案-选择预报方法-实施-验证-调整的使用过程。这也是因为对地质情况的认识也是一个随着工程的进展、时间的推移、信息的不断输入而不断地深入的过程。

在施工过程中需要不断收集地质信息，通过和预测结果进行对比、分析，找出对地质情况认识的不足，修正我们的认识，并改进预报方案。

在预报方式上应采取多种手段联合应用的综合超前地质预报，充分发挥各自方法的优势，取长补短，优势互补，互相验证。预报实施方案要尽量科学合理，做到尽量不干扰施工。任何预报方式只能作为一种手段和参考依据，其结论不可能100%准确，施工中不能完全依赖于预报结论而盲目施工。

参考文献:

[1] 孟陆波.隧道超前地质预报技术与计算机辅助预报系统研究.成都理工大学博士论文,2009.6

[2] 张存亮.隧道超前地质预报方法及应用研究 西安科技大学硕士论文 2011.6

[3] 温佐彪，张辉.综合超前地质预报技术体系的构建与实践. 公路工程 2011.4

第3篇：隧道工程的优缺点范文

【关键词】盾构技术 现状 优点 看法

中图分类号：U455.43 文献标识码： A

引言

现代经济的迅速发展加大了我国对隧道工程的需求，隧道施工常用的方法是明挖法、浅埋暗挖法和盾构法，其中盾构法由于施工方便、施工速度快、环境污染小且安全性高从而得到迅速的发展，目前盾构技术已成为地铁、通信、电力、水道等城市隧道的主要施工方法。本文对盾构技术的现状及优点进行了总结，并阐述了对我国盾构技术的一些看法。

1.盾构技术的现状

盾构技术起步于1818年，由英国工程师布鲁诺尔提出并取得了专利。1869年Great提出采用新开发的圆形盾构，扇形铸铁管片，使得建造跨过泰晤士河的第二隧道圆满完工，随后他又在南伦敦隧道施工中成功运用了盾构和气压结合的技术，为现代盾构技术奠定了基础。

19世纪末到20世纪中叶盾构技术相继传入美国、法国、德国、日本、前苏联和我国，并得到了发展，建造了各种不同用途的隧道，其中包括美国巴尔的摩，法国巴黎，德国柏林，前苏联莫斯科、列里格勒，日本东京等，使得盾构技术在世界各国开始推广普及。

20世纪60年代中期至80年代，盾构技术继续发展，并完善了圆形断面的盾构技术，包括压气盾构、挤压盾构、土压盾构、泥土加压盾构、泥水盾构等。

20世纪90年代是盾构技术发展的黄金时期，在该时期盾构技术得到了改进和提升，比如泥土成分配比，出泥、出土的速度参数的优化等，施工断面从常规的单圆形向双圆形、三圆形、矩形、马蹄形及复合断面发展，施工技术向高速施工、长距离施工、急曲线施工、地中对接技术等转化，使得盾构技术逐渐成熟，加速了盾构技术的自动化进程。

2.盾构技术的优点

传统的明挖法由于经常受到地形地貌的限制，导致应用领域不宽，并且由于明挖法施工速度慢，施工工期长，导致交通长时间阻塞，不仅给居民出行带来困难，也加大了工程的负担，并且给其他商业行业造成了一定的经济损失；另外，由于明挖法对施工人员需求较大且易造成周围地层的沉降，不仅给周围构造物的安全造成威胁，而且也给施工人员本身造成威胁；最后由于施工过程噪声大，污染大，严重影响了人们的正常生活。

盾构技术的蓬勃发展解决了明挖法中存在的诸多缺陷，其优点包括：(1)施工不再受地形地貌等地表环境的影响，使得盾构技术应用更为广泛；(2)施工占用地表面积较少，使得地面通行受到的影响较小，对人们正常的出行影响较小；(3)适用于大深度、大口径施工，使得施工成本得以降低；(4)施工速度较快，施工工期较短；(5)操作简单，施工过程所需人员较少；(6)噪声、震动污染较小，对周围居民正常生活影响较小；(7)盾构法修建的隧道抗震性能较明挖法好。

由此可见盾构技术使得隧道施工向着机械化、省力化、大深度、长距离方向发展，并且对城市隧道的施工带来了极大的便利，使得盾构技术在所有隧道施工技术中一直处于稳固的统治地位。

3.对我国盾构技术的看法

我国盾构技术起步较晚，直到现在我国盾构技术在发展过程中依然存在着诸多的缺点。例如地中盾构对接技术尚不成熟；进、出洞技术尚有难题未攻克；竖井隧道一体化施工技术还处于一片空白；盾构技术在特殊地域所能应用较少等等。

鉴于我国盾构技术的以上缺点，我国应本着隧道安全性、耐久性、经济性、清洁性、适用性、美观性的原则，改造原有的技术并引进新技术，完善我国盾构技术，攻克盾构技术种类不多的缺点，使我国盾构技术向着机械化、省力化、标准化、规范化、信息化方向迈进。

由于目前土压、泥水盾构技术已在我国铺开形势，因此当务之急是健全每个施工环节的管理系统，其中包括：(1)做好对工作面稳定性及盾构机本身性能的检查工作，防止因隧道坍塌、盾构机异常等造成的不必要损失，并定期对刀具的磨损情况进行检查；(2)做好洞内外的测量工程，并引起先进的测量技术，制定合理的规范和修正方法；(3)盾构机运作期间应对盾构数据进行采集分析，并对各种参数进行调整，使得盾构机运转更加合理化；(4)固定周期对盾构机的刀具、液压装置等进行检修；(5)做好注浆质量和注入操作的管理；(6)采用合理的管片拼接技术，并研究新型管片以改善管片性能，如纤维混凝土管片；(7)加强对盾构隧道运营期的加固处理和防渗工作。

4.结语

盾构技术是现代隧道施工技术中的关键技术，本文总结了盾构技术发展的现状及盾构技术较传统明挖法的优势，并据此提出了对我国盾构技术发展过程中的一些看法。我国盾构技术在关键技术上已经取得了突破的进展，并且也实现了盾构机的中国制造，但在隧道施工工程中还是存在着诸多缺陷，在隧道施工中，施工单位不仅要做好隧道基础施工与关键施工技术，同时还要做好隧道施工管理与质量监控，确保隧道工程具有较高施工质量水平， 提高隧道的耐用性、安全性和舒适性，加快建立健全的管理系统。

【参考文献】

[1]刘宣宇.盾构技术的发展与展望[J].施工技术，2013，1.

第4篇：隧道工程的优缺点范文

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 6 m ～7.5 m 的距离当作开挖探水的长度，当开挖 5 m，可保留一个大约 2.5 m 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：

第5篇：隧道工程的优缺点范文

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

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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

3σ y 2σ y 1.1σ y 1.01σ y 7.27r 1.1σ y 3.16r 1.01σ y 10r

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

55.0 13.7

11.3

2.7

5.4

7.6 5.4

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17.39 Km， 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 2.8 Km 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1778.6 km，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 ～ 15.6 m

1.6 m

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、3.0D 1.0D、2.5D 0.5D、1.0D、1.5D、2.0D 1.0D 0.5D、1.0D、1.5D 1.75D 2.0D 1.1D

施工顺序

上洞 埋深 10m / 下洞 埋深 变化

-45° -30° 0 15° 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0.5D 0.5D~1.0D 双洞 重叠 隧道 0.5D~1.0D 1.0D~1.5D 1.5D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) 100.52 72 37 55 118.7

下45度区

K2+483～K2+518 K2+518~K2+555 K2+555～

K2+610 K2+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1.0 D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1.0 D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1.5 D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1.5 D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 4.75 2.42 10.9 11.35 塑性区 (m) 3.5 3.0 1.5 1.5

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

6~12m 6~12m 1.5~2.5m

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；

第6篇：隧道工程的优缺点范文

摘要：在我国西南、中南地区，岩溶地质灾害分布较为普遍。由于岩溶分布不明显，因此在该地区实施隧道施工较为困难。那么，如何在岩溶分布较多的地区进行隧道施工，提高隧道质量呢？结合实际，笔者通过岩溶对隧道影响的分析，提出了在岩溶地区进行隧道施工的关键性技术，望能抛砖引玉。

关键词：岩溶地区 隧道 影响 施工技术

岩溶是地表水和地下水经过不断补给、径流、渗透和循环对可溶性岩层进行化学溶解作用和机械破坏作用的产物。作为岩溶发育的基本条件，岩石的可溶性和裂隙性以及水的侵蚀性和流通性是岩溶地区隧道施工的难点。如何提高岩溶地区隧道施工技术成了当前业界所面临的重要课题。

一、岩溶对隧道施工的影响

岩溶是地表水和地下水对可溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用而形成的各种地表或地下溶蚀现象的总称。

在岩溶地区进行隧道工程的建设，阻力很大。溶洞位于底部，因充填物软而松，不利于隧道基底的施工；位于上部，施工时容易出现充填物坍塌，不宜开挖；有些地区的溶洞岩质不坚固，破碎物较多，施工时稍有不慎，容易发生坍塌情况；的遇到填满饱含水分的充填物溶囊，当隧道掘进至其边缘时，含水充填物不断涌入隧道，难以遏止，甚至地表开裂下沉，山体压力剧增；在施工时，也有可能遇上较大的水囊，导致岩石、泥土随水大量冲向隧道；还有的溶洞，错综复杂、迂回交错，其中的分支分布较广，处理起来具有一定的难度。

二、隧道施工常采取的主要技术手段

1 地质预报

采取地质预报的方式主要目的有两个：1）在施工期间，避免地质灾害突发，从而给人们的生命财产安全的危害；2）对地质进行预报，可随动态变化的环境及调整设计内容。目前，我国地质预报的主要手段有地质素描、物探、钻探及洞探，其检测的可信度随其前后顺序递增。然而，由于岩溶地质千变万化，不可能仅靠单一的检测手段就可准确预报。下面是笔者总结出的地质预报技术手段的优缺点，望能给业界人士根据实际需要综合应用：

1）TSP202( TSP203)超前地质预报

a 优点。（1）使用范围广。该种预报手段可在极软岩地质中监测，也可在极硬岩中工作，因此使用范围广；（2）跨度大。能预报掌子面前方100~ 350 m范围内的地质状况, 围岩越硬越完整预报长度就越大；（3）干扰小。TSP202( TSP203)超前地质预报时间大约需30分钟，在隧道施工休息间隙，便可安排此项工作；（4）预报数据及时。在对现场进行数据采集的第2天，便可出报告。

b 缺点。（1）TSP202( TSP203)超前地质预报是根据24个爆破孔与接收器之间的弹性波速度的平均值和地质体反射波到达接收器的时间，来确定其预报地质体距离掌子面的位置，而实际情况与地质体预报的位置有所不同，导致其准确性有些变化；（2）预报的精度所能反映出的地质体的宽度是根据采样间隔和岩体弹性波速度来确定的；（3）该种预报方法对断层、弱硬岩接触面等面状结构的预报较为准确，而对溶洞等点状地质体的放射信号不强，尤其是宽度小于0. 4m 的小型溶洞更是难以预报。

2）地质雷达

a 优点。（1）在地表探测5~ 30m 范围内的地下地层或地质异常体如溶洞、空隙等)反射信号比较明显；灰岩地区隧道铺底前采用中~ 低频率的天线可作为探明隧底隐伏岩溶洞穴的手段；（2）而隧道混凝土衬砌质量无损检测可采用高频率的天线。

b 缺点。（1）由于雷达仪器的密封性能不好，导致其容易损坏，且操作不方便，不适合远距离的探测；（2）雷达的使用环境应较为宽敞，而隧道内的空间条件不大适合雷达的探测，再加上洞内钢架、钢轨等金属构件的干扰，使其探测效果不佳。

3）红外探测

a 优点。该仪器体形较小，容易携带，操作程序简便，且可对探测地区实施全空间、全方位角度的探测，能对隧道空间及掘进面前方30m范围内是否存在隐伏水体或含水构造进行预测，占用隧道施工的时间基本可忽略，后期的数据分析、总结，简洁易懂、耗时较短。

b 缺点。预测隧道内是否存在水体只限于在探测点前方30m 范围内，且水体的具体情况如水量、具体方位等都无法探测，可以说红外探测正处于定性分析阶段，定量分析还有待研究。

2 隧道底部遇到溶洞的处理技术

对已无太大变化、空间小且无水的溶洞，可依据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用混凝土、浆砌片石等予以回填封闭。而是否需要边墙基础可根据实际的地质情况来决定。

1）当遇到大且深的溶洞时， 可采用梁拱跨越。实施这种边墙基础应注意，梁端、拱座应选在较为稳固的基石上进行建设，为了增加稳定性，也可用混凝土进行加固；2）在溶洞进行隧道施工时，若遇到狭长且深的溶洞，可加深该侧的边墙基础通过；3）当隧道底部遇到较大溶洞并有流水时，可在隧底以下砌筑浆砌片石或混凝土支墙，支撑隧道结构，并在支墙内套设涵管引排溶洞水；4）若是遇到大溶洞，那么隧道施工的处理较为复杂，可视实际情况而定，采取边墙梁及行车梁通过。

3 隧道拱部上方遇到溶洞的处理技术

当溶洞具有较为稳固的完整顶板、无明显渗漏水现象，且其厚度在岩洞跨度的1/2以上时，可采用一般的路基及桥梁施工方案直接在溶洞中施工，可不需要衬砌结构；若出现渗漏水现象，应做好衬砌结构，以保护溶洞内通行的车辆安全。在对溶洞内的松石进行清除时，应采用锚杆或大钢管、钢轨加固岩体，防止岩洞或顶板的塌方。

总而言之，岩洞地区进行隧道的施工较为复杂，为了提高施工质量，施工人员应不断总结施工经验，提高对各种岩洞情况的认识，此外，还应加强对理论知识的学习，从而提升自己解决问题的能力，为我国西南、中南岩洞地区隧道的施工贡献一份力量。

参考文献:

[1]陆少伟,何剑.岩溶隧道施工关键技术探讨[J]. 铁道工程学报. 2009(03)

[2]龙勇.公路隧道在岩溶地区的设计及溶洞处理分析[J]. 科技资讯. 2010(17)

第7篇：隧道工程的优缺点范文

关键词：渗漏；裂缝；灌浆；缺陷

Abstract: the concrete defects are often happened, hydraulic structures grouting technology is an important part in water conservancy engineering in the foundation treatment methods and means, in the dam foundation seepage control, bank slope treatment and water conveyance tunnel surrounding rock has been widely applied. Water conveyance tunnel grouting and concrete defect treatment method should be adopted according to the practical situation of different measures, in order to achieve the desired effect, can satisfy the demands of building security and stability and seepage control.

Key words: leakage; Fracture; Grouting; defects.

中图分类号： U45文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

引言

隧洞灌浆主要是指用于水工隧洞、竖井、斜井和其它地下洞室的围岩或混凝土（钢衬）支护结构加固、防渗的灌浆工程，较多使用的有回填灌浆、围岩固结灌浆和接触灌浆。此外还有在隧洞掘进过程中遇地下水丰富的地层或十分破碎的地层时，用于阻水和临时支护的超前注浆；用于加强结构、改善受力状态的预应力灌浆等。在隧洞中还可能进行其它用途的灌浆，如帷幕灌浆、深层岩体固结灌浆等，在混凝土施工过程中，由于模板固定不牢、模板拼接不严，模板安装不规范、模板因欠修欠保养，造成面板凹凸变形，混凝土振捣不足、不到位等因素造成混凝土缺陷。

一、混凝土缺陷在输水隧洞工程中的表现形式

水工混凝土建筑物由于体积庞大、施工周期长、结构及运行条件复杂等特点，使其在施工及运行过程中难免产生各种各样的缺陷，如裂缝、渗漏、冲磨破坏等。对于输水隧洞洞壁有裂缝渗水，表现为局部潮湿或间断性滴水；砼衬砌伸缩缝处渗漏滴水及洞底板有涌水等现象。输水隧洞所产生缺陷的概率是很高的，几乎每一座输水隧洞都会或多或少地出现一种或几种缺陷，而且随着一大批输水隧洞的老龄化，缺陷问题也日益突出。对缺陷的处理过去都停留在一些传统的施工工艺及材料上，效果是非常有限的，如何有效地处理水工混凝土建筑物的缺陷，使输水隧洞工程正常地发挥其效益，消除隐患是水利科研人员所面临的一个重要课题。因此，开展利用新技术、新材料、新工艺来处理水工混凝土缺陷的应用与研究，在输水隧洞工程中起着至关重要的作用。

二、输水隧洞灌浆与混凝土缺陷的关系

混凝土材料以其抗压强度高、耐火性好、使用灵活，施工方便等优点成为当今世界用途最广泛、用量最大的建筑材料。在建设事业中发挥着巨大的作用。但是由于混凝土是一种多相非均质的脆性材料，其抗拉强度低、韧性差、在外荷载(如静、动荷载)、结构次应力、变形变化(温度、收缩、不均匀沉陷)等作用下很容易产生裂缝。水工混凝士建筑物出现裂缝后，不但有损外观，而且有的裂缝降低了结构的整体刚度、耐久性和防渗能力、影响其使用功能。对于输水隧洞产生裂缝后，都会进行混凝土缺陷修补，针对混凝土裂缝的不同成因、是否贯通和危害程度不同等因素，采用的裂缝处理方法也不同，常用方法有表层处理、封填柔性材料、灌浆处理等。而对输水隧洞，常常除一般的强度要求外，还要有一定的防渗性，贯通性裂缝不仅会引起输水隧洞渗漏水，而且长期渗漏水的存在还会引发构筑物的变形和破坏。因而输水隧洞裂缝常用灌浆处理进行防渗堵漏和补强，以确保结构物的防渗和安全。而裂缝处理所采用的处理方法、选用的灌浆材料、灌浆工艺手段、设备等是修复工程能否取得预期效果的关键因素。另外，对于输水隧洞岩石比较破碎，岩石存在较大裂隙、漏水通道等情况下也需要用灌浆的方法来解决。

三、输水隧洞灌浆与混凝土缺陷处理方法

（一）裂缝渗水的处理方法

对于缝宽

对于缝宽2mm

对于缝宽>4mm的裂缝。采用开槽嵌填柔性止水密封材料，用聚合物水泥砂浆表面覆盖，内部进行化学灌浆处理。化学灌浆作为混凝土内部的第一道防水．可沿裂缝开凿深约4cm的u形槽，槽内嵌填柔性防水密封材料,灌浆孔一般采用斜孔布置。嵌填材料采用GB柔性止水密封条作为第二道防水，为保护嵌缝材料。在距槽口表面约3cm的槽内用聚合物水泥砂浆覆盖。最后在表面涂刷lcm厚的PCS柔性防水涂料作为第三道防水。

（二）伸缩缝渗水的处理方法

伸缩缝渗水处理方法是沿缝凿宽30cm，深15cm的矩形槽,将凿开并清洗干净的砼表面涂刷聚合物粘接剂,用聚合物水泥砂浆抹平槽底面，如果渗水，先用堵漏粉进行堵漏，如果有局部射水点，需要打排水孔，并安装临时排水管。安装三元乙丙板复合CB的止水带，并用不锈钢压板条及膨胀螺栓固定止水带，涂砂浆界面剂,回填配好的聚合物水泥砂浆，将聚合物水泥砂浆沿中部切缝，以适应结构缝的自由变形，表面抹平，表面涂刷加强型PCS柔性防水涂料。

（三）冒水情况的处理方法

此种情况多发生在岩溶地区和混凝土中有特大缺陷的地方。应针对出水点，根据出水量的大小，首先在涌水处四周砼上进行凿毛处理，用快凝水泥封堵漏水处并同时埋设一段适当直径的注浆管和导水管，将水集中引到导水管中导出,再将周围可能冒水冒浆的岩缝和孔洞封堵好，然后从注浆管中进行反压灌浆，反压灌浆的压力为P=PI+P2，其中,P1为孔口管关闭后的水稳定压力，P2为正常情况下的灌浆压力。或待封堵砼达到一定强度后，沿注浆管进行化学灌浆，待导水管流出浓浆后将其堵塞。再在四周钻孔进行补强化灌。

（四）裂隙岩层中灌浆处理方法

在一般的裂隙岩层中灌浆，多数情况可在1—3h之内结束灌浆，当出现吸浆量大，灌浆难以结束时，应查明原因，采取相应措施，一般按以下原则进行处理：

1.降压。用低压甚至用自流式灌浆，待浆液逐渐充满裂隙，水泥达到初凝时间后再逐渐提高压力．按浆液变换原则进行常规灌浆。

2.间歇灌浆。在灌注一定数量水泥或灌注一定时间后，停止灌浆一段时间。每次间歇之前，水泥灌浆量或灌浆时间根据地质情况、灌浆目的确定。间歇时同通常为2—8h。

3.浓浆灌注。当某级浆液的注入量已达300L以上，或灌注时间已达30min,而压力和注入事均无改变或改变不明显时，应改浓一级水灰比，当注入率大于30L／min时，可根据具体情况越级加浓。

4.加速凝剂。在浓度最大的浆液(一般为0．5：1)中掺入水泥用量的3％一5％水玻璃、氯化钙速凝剂。

5.灌注水泥砂浆。根据灌注情况，也可选用水泥浆液中掺质地坚硬的天然砂或人工砂。掺砂量不宜大于水泥重量的200％，砂的粒径不大于2．5mm,细度模数不大于2．0,S03含量小于l％,含泥量不大于3％,有机物含量不大于3％。

以上各种浆液中加入掺合料和外加剂的种类及数量都要通过现场试验进行确定,达到设计压力下结束灌浆。

结束语

上述灌浆与缺陷处理方法各有优缺点,吸浆量情况的处理方法具有操作简单、施工快捷等优点，但有时可能因浆液扩散过远造成浆液浪费。但体现了保证处理效果又可节约材料、减少投资的目的，满足工程运用和设计要求。总之，灌浆与缺陷处理应参考同类工程的实践和灌浆试验成果进行。结合工程的具体情况，采取一种或多种措施进行处理,才能达到预期的效果。

参考文献：

第8篇：隧道工程的优缺点范文

[关键词]公路隧道；隧道照明；照明节能

中图分类号：TM861 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0263-01

1 前言

高速公路的建设逐步向山区延伸，公路隧道数量日趋增多，截至2014年，全国公路隧道为12404处，1075.67万m。公路隧道的优点在于减少道路里程、提升行车速度、提高交通运输效率和节省用地；缺点是照明系统能耗较高，被人们戏称为 “能耗大户”。随着越来越多的公路隧道投入运营，节能减排的重要性和紧迫性就越来越明显了，节能减排在公路隧道照明方面的形势越来越严峻。

2 高速公路隧道照明系统设计方案

2.1 高速公路隧道照明系统的特点

高速公路大体上是半封闭空间，空间内部由特殊管状结构构成。这种设计容易造成隧道内外交通环境差别过大，导致车辆通过隧道时产生明暗交替，影响行车视觉。所以，以隧道通行安全性与运行环境舒适性为前提，高速公路隧道设计过程中需要综合考虑影响照明质量的因素，例如闪烁现象、亮度均匀、视觉特效、路面亮度等。根据国际照明委员会规定，高速公路隧道在设计过程中需要考虑到驾驶员的暗适应、明适应能力。因此可以将隧道照明分为五个部分：接近段、入口段、过渡段、中间段、出口段。如图2所示：

2.2 高速公路隧道照明系统节能设计要求

2.2.1 接近段设计。接近段作为接近隧道洞口的一段道路，主要起到对驾驶员视觉初步调解作用。接近段空间亮度接近洞外亮度，所以不需要设置照明。一般情况下，接近段路基两侧会种植大量树木或设置百叶天棚、断墙洞口等减光措施。该设计目的在于减弱“黑洞”效应，节省能源。

2.2.2 入口段设计。高速公路隧道洞口第一段路便是入口段，该路段光照设计目的在于消除“黑洞”效应对驾驶员的影响，避免交通事故的发生，并起到一定优化节能作用。根据《公路隧道通风照明设计规范》规定K值计算法计算亮度，即：

Lth=L20（S）・K

2.2.3 过渡段设计。车辆经过入口段后，隧道照明亮度便会渐渐降至中间段照明水平，这个过程中照明由亮变暗的区域被称为过渡段。过渡段照明设计目的在于帮助驾驶员适应较低亮度，克服“适应滞后”效应。根据《公路隧道通风照明设计规范》规定，过渡段共有TR1、TR2、TR3三段，过渡段长度根据隧道设计最高时速，并依照CIE适应曲线函数进行计算，即：

Ltr=Lth*（1.9+t）-1.4

2.2.4 中间段设计。高速公路隧道最长的一段道路即为中间段，驾驶员经过之前三段道路后已经完全适应隧道内照明程度，所以中间段照明为基本照明。《公路隧道通风照明设计规范》规定高速公路隧道中间段最低亮度要求为2.5cd/m2。一般情况下，中间段照明亮度设计按表1设计取值即可。

2.2.5 出口段设计。出口段作为高速公路隧道最后一段道路，通过该路段适应时间较短，所以在出口段照明设计上应以消除“白洞”效应为主。根据《公路隧道通风照明设计规范》相关规定，出口段亮度应为中间段照明亮度5倍，长度取值60m。

3 公路隧道照明节能存在的突出问题

通过调查研究，我国高速公路隧道照明节能主要存在以下突出问题：一是经济效益和生态效益之间的平衡，高速公路隧道照明节能减排方案的实施在一定程度上使企业的投入成本变高，变相地降低了企业的经济效益，如目前大量推广应用的公路隧道LED灯就存在一个突出的问题――“节能不节钱”；二是目前市场上存在很多打着节能旗号的不合格产品，但是企业如何对这些产品进行鉴定，缺少权威机构的强力支持；三是国内尚未建立适用于高速公路隧道的能耗指标体系，造成企业无法准确掌握高速公路隧道照明的具体能耗情况和节能效果，亩制约了节能减排工作的深入开展；四是我国的相关政策和法规对高速公路隧道照明节能减排的支持力度不够，现阶段高速公路隧道照明节能基本是企业自发组织的；五是各级部门对高速公路隧道照明节能减排的资金投入较少。

4 公路隧道照明节能的对策

4.1 合理布设照明灯具

目前国内高速公路隧道内照明灯具的传统布置方式有3种：两侧对称布灯、两侧交错布灯、中间单排布灯。选择不同的布灯方式，其所用灯具数量和养护难易会有所区别。实验数据表明，中间单排布灯比两侧布灯效率高，两侧交错布灯比两侧对称布灯效率高。工程实践证明，选用拱顶侧偏布灯，灯具的安装高度为6.3m，既是一种效率较高的布灯方式，而且能较好地解决需要完全封闭隧道才能进行高速公路隧道照明灯具维护维修的难题。

4.2 钠灯与LED灯的技术组合

目前国内高速公路隧道照明灯具主要为高压钠灯。高压钠灯具有光效较高、寿命较长、色温高、舒适性强等优点，同时也存在大量的电能损耗，频繁地更换灯具增加了运营费用，会产生光污染、热辐射等缺点，这些缺点都限制着高速公路的正常运营。

目前，隧道使用的新光源中LED灯是使用最多的，它具有显色性较好，很接近于自然光，减少司乘人员白天驾车进入隧道的适应时间，提高行车安全。同时，LED光源工作电压低，输出光通量随电压波动小，效率比高压钠灯高，可达90%以上，减少了额外的功率消耗，节能效果较好。

隧道出入口段的照明，由于必须解决入口“黑洞”、出口“亮洞”的现象，对照明亮度有很高的要求，照明灯具的布设也相对较多，再加上洞口烟雾浓度高的特点，现在实际运用中把不同光源结合起来，即在隧道的出入口段、过渡段采用高压钠灯和LED灯相结合的方式，这种“组合照明”方式不仅能满足隧道照明亮度的要求，而且提高了照明效率，优化了照明效果，同时也可以使隧道的运营成本降到最低。

5 结语

（1）目前国内大部分高速公路隧道照明能耗严重，造成该现象的主要原因是隧道照明系统设计照度超标、控制方式相对落后、节能理念存在误区、节能措施比较单一。

（2）高速公路隧道照明节能措施有以下3个方面：技术性节能、结构性节能和管理性节能。工程实践表明，节能技术由单一技术运用向综合技术运用转变，结构性节能由注重技术向解决关键问题转变，管理思路由粗放式运营向精细化运营转变，那么高速公路隧道运营照明节能20% 以上的目标是完全可以实现的。

（3）由于高速公路隧道照明必须解决入口“黑洞”、出口“亮洞”的问题，而高速公路隧道 LED 灯在大功率灯具技术上还存在很多问题，目前尚不能完全取代传统高压钠灯。

（4）目前无论是国家政策导向，还是企业的成本考虑，在保证安全的前提下使用更加省电的高速公路隧道照明模式将是以后隧道照明的研究和发展方向。因此，“采用合理的高压钠灯与LED灯具结合，根据不同时间段、不同天气情况洞内外光度差的不同以及隧道内有车和无车时对亮度的不同要求，使用调光设备进行调光控制”，这一高速公路隧道照明模式将会得到越来越多的应用。

（5）高速公路隧道的光电照明造成能源供应短缺与运营成本增加。本文提出的在隧道的入口加强段和过渡段采用高压钠灯和LED灯相结合、基本段全部采用LED灯照明的方式，不仅满足了高速公路隧道照明的要求，而且降低了隧道运营、电费和维护成本，使整个隧道达到节能环保的要求。

参考文献

[1] 涂耘，王少飞，张琦，等.西汉高速公路隧道照明系统评估研究[J].照明工程学报，2010，21（5）：15-21，36.

[2] 涂耘，王少飞，邓欣，等.公路隧道LED灯应用探讨[J].照明工程学报，2011，22（5）：51-55.

第9篇：隧道工程的优缺点范文

1.事故产生的主要原因

造成事故的原因是多方面。俗话说：隧道施工怕软不怕硬，怕湿不怕干。隧道地质条件复杂，施工作业面狭窄，工序之间干扰大，作业环境差，不安全因素多，加上防护措施不落实，很容易发生各类事故。但是，造成隧道施工事故多发的根本原因不只是客观条件，我认为主观因素者居多。

（1）领导管理不善

少数施工企业管理者，满足于传统的经验管理模式，缺乏现代化的科学管理方法，对隧道施工的新情况、新问题没有作认真分析研究，不作事故预想；不能正确处理安全与进度、安全与管理、安全与效益的辩证关系，重进度，以包代管，追求收入，忽视安全；更有的企业把隧道工程分包给民工队伍施工，缺乏监督检查，工期没有保证，安全更没有。

（2）施工秩序不良

有的企业不能坚持科学施工，隧道施工支护不及时，衬砌远远落后于掘进，特别是喷锚支护不符合要求，愉工减料严重，甚至无支护盲目掘进；有的机械设备不配套，故障不能及时排除带病作业；“三管两路”无序，材料、机具堆放不齐；通风排烟不畅；施工资金到位不正常等因素，都潜伏着大量事故隐患。

（3）职工违章违纪

不认真学习安全技术知识和操作规程，有章不循，有禁不止，明知故犯，满不在乎，逞能冒险，无知蛮干，劳动纪律松弛，酿成伤亡事故。

（4）基础工作薄弱

基层管理人员缺乏，技术干部不足，班组长能力不强，工人技术水平不高。随着科技进步，在隧道施工中不断采用新方法、新技术、新机械，但企业对职工队伍的安全教育和技术培训没有跟上去，很难保障各项技术规程和安全措施在工点上落实。

2.控制事故的主要对策和途径

为了确保隧道施工人身安全，企业必须从强化员工管理，工程管理和安全管理入手，采取综合治理措施，由单纯的经验管理向现代科学管理转变，由被动处理事故向主动预防事故转变，真正把隧道施工搞上去，把各类事故降下来，以达到安全、优质、高效之目的。其主要对策和途径有以下几方面：

（1）正确选择隧道施工方法

在选择隧道施工方法时，应注意以下问题：一是应根据围岩级别和岩性、隧道断面的大小、设备、工期及技术水平等因素综合考虑确定；二是优先采用能够使支护尽快封闭成环的全断面法、下台阶法、CD法、CRD法、中洞法进行开挖，以减少工序干扰，便于机械施工，改善作业环境，保证施工安全；三是对地质条件变化大的隧道，选择施工方法应考虑到适应性，尽量避免变更施工方法，打乱施工秩序，影响安全和进度；四是采用新技术、新设备、新工艺、应有保证安全质量的有效措施。同时，施工单位要根据设计要求及施工方案，运用网络计划技术，认真编制实施性施工组织设计。在实施中，要经常分析施工形势和执行施工组织设计的情况，结合现场实际，落实安全技术措施，在保证安全和质量的前提下，按期完成任务。

（2）搞好不良地质隧道施工安全

对隧道施工安全来说，不良地质的主要问题是岩石破碎，极易坍塌，甚至伴有大量涌水、流石、流泥，因而给施工安全造成威胁。不良地质隧道施工，应首先核对设计文件，详细调查工程地质及水文地质情况，做好相应的准备，采取与之相适应的施工控制。施工中，应按照先治水、短开挖、弱爆破、先护顶、强支护、早衬砌的原则，稳步前进。应加强检查与量测，经常观察地质、地貌和地下水的变化情况，检查支护、衬砌的受力状态，防止突然发生事故。在制定处理方案的同时，必须制定相应的安全技术措施，向施工检查员进行交底，据以贯彻实施。长沙引水23标萑家冲隧道，被工程专家确定为典型的区域性不良地层，是长沙引水工程咽喉工程。然而，我们施工单位广大职工，依靠科技进步，科学组织施工，坚持标准化作业，根据地质差、断层多大、地下水丰富等特点，召开施工技术研讨会，研究施工方案和技术攻关措施，采取先管棚后注浆的方法，坚持“短开挖、不爆破、快喷锚、强支护、勤量测、紧衬砌”的原则，稳扎稳打，保证了隧道安全贯通。

（3）坚持标准化作业

认真开展安全标准工地建设，积极推进作业标准化、规范化，建立良好的隧道施工环境和秩序，是实现安全生产的重要保证。企业要组织工程技术人员学习施工技术规范，掌握设计标准，正确指导施工；严格要求每个作业人员遵守操作规程，进行正规化施工，为安全生产创造有利条件。在隧道开挖中，必须严格实行光面爆破，实施正确的喷锚支护，搞好围岩量测，加快后部衬砌的跟进。塑料导爆管引爆既安全又经济，目前是用于隧道爆破作业比较理想的器材，应普及推广使用。同时，要搞好隧道施工通风防尘，采取喷雾洒水、机械通风和个人防护的综合措施，使洞内空气含尘浓度降低到国家标准以下。特别要搞好含瓦斯隧道施工安全防护，来防瓦斯爆炸事故发生。

（4）提高员工队伍素质