隧道工程的分类篇1
【关键词】膨胀；隧道；控制
随着我国改革开放进程的不断向前，我国经济社会得到了飞速发展，工程建设能力也得到了较快发展。当前，在国家改善民生，大力推进城镇化建设的时期，各类建设工程在我国大地上如火如荼的开展，作为建设工程施工过程中重要一环的工程项目质量管理在这一过程中也得到了飞速发展。目前，我国建设工程项目管理中已经形成了以现代管理理念为主的项目施工管理机制，但是，科学技术的发展，各类新技术、新材料和新结构的不断涌现，给施工管理带来了不小的挑战，要想保证施工项目更好更快进行，建设工程项目管理也需要与时俱进。在当前的建设工程项目中，隧道工程项目的建设，是施工过程中质量控制的关键点。如何加强隧道工程项目施工，对施工质量进行有效控制，是当前工程管理广泛研究和探讨的问题。本文结合笔者负责的某隧道的施工质量控制任务，浅谈一下隧道施工过程中质量控制的要点，并主要结合该隧道的浅埋膨胀岩土性质隧道进行细致论述。
一、膨胀岩土对隧道施工的危害
膨胀岩土由于遇水能够快速的发生膨胀，导致岩体出现软化和泥化现象，而且在风等条件的作用下，会快速失水，导致岩土收缩干裂，使得自身岩体强度急剧下降，这样的岩土性质，在隧道施工时会产生如下几个方面的危害：
（一）围岩坍塌
在隧道开挖过程中，围岩内部的原始应力会不断被释放，由于膨胀岩土性质不稳定，遇到水再膨胀就会使原有的隐藏在岩土中的裂缝持续扩大，裂缝贯通和扩张，使得围岩由于失稳而出现坍塌。
（二）拱部下沉
在隧道开挖过程中，往往是开挖一部分再支护一部分，但是，由于膨胀岩土隧道在开挖时，处于拱部的围岩会失去支撑力，一旦围岩承受的压力过大，将会使拱部的围岩下沉甚至是变形，对隧道内的支撑出现变形，一旦变形过大将会失去效果，导致拱部的坍塌。
（三）围岩膨胀突出
由于在隧道施工过程中，膨胀土会出现一定的压力释放，使得隧道四周的土体直接向隧道洞内突出，导致开挖的净空缩小，一旦出现压力过大的情况或者是支护补强不及时，将会出现土体的局部破坏甚至是连续破坏。
（四）底鼓
对于膨胀岩土性质的隧道施工，在隧道洞体开挖后，洞底的岩土由于岩土上层压力得到解除，会出现一定的卸荷膨胀，如果洞内存在一定的积水或者是岩土下部存在浸水，会出现一定的浸水膨胀，进而加剧底部围岩的鼓出变形。
（五）衬砌变形
隧道开挖后，进行衬砌支撑后，由于围岩存在巨大的膨胀压力，使得拱顶的衬砌可能出现下沉或者是上凸，从而出现受拉区出现较宽的纵向裂缝，受压区出现挤裂、脱皮或者掉块，使得衬砌结构产生张开、错台，最终使衬砌出现破坏。
二、膨胀岩土隧道施工质量控制要点
由于隧道工程的特点，决定了此类工程一旦质量问题把控不严格，出现隧道支护结构出现故障，将会使整个隧道的安全性面临严重的威胁，一旦出现隧道垮塌等事故，对人民群众生命财产安全造成无法估量的损害，即使出现问题进行维修，相关维修过程也会十分复杂，耗费的资金数目也很大。因此，在膨胀岩土围岩隧道施工中，一定要不断完善施工工艺，提高工艺水平，做好工艺中重要过程的质量控制，确保整个隧道工程中各受力结构和支护结构的稳定性得到保证。
（一）做好膨胀岩土类别隧道施工过程模拟
进行膨胀岩土围岩类别隧道施工过程的模拟，对将来的实际施工具有决定性的指导作用。为了更好的完成膨胀岩土围岩类别隧道施工过程的模拟，从以下三个方面提出建议：
1、对塑性区先进行模拟分析
在对塑性区进行分析时，应先绘制膨胀土围岩塑性区的分布图，依据塑性区的分布规律，确定合适的开挖方式。由于Ⅰ类、Ⅱ类围岩在整个分析过程中均无明显的塑性区，由相关知识可得出iii类、iV类围岩在隧道中，洞室围岩是很稳定的。在模拟时，对此类区域即可只进行简单的模拟分析。对于iii、iV类围岩，尤其是iV类围岩，模拟时应重点分析其中顶部围岩土的塑性，依据顶部围岩土的塑性，确定开挖后是否需要进行临时支护或者贯通锚杆支护。在隧道施工过程中，如果是小间距隧道施工，其临时岩柱、中隔墙和隧道侧壁均是重点关注的部位，所以在塑性区模拟中，这些部位也应特别重视。
2、对洞室周边围岩应力变化规律模拟
在围岩应力变化规律的模拟过程中，应在熟知相关岩层的类别的基础上，并对大致的岩层厚度进行界定，在岩层厚度界定过程中，由于膨胀岩土属于iV类围岩，则在判定厚度时，取最大可能值。对相关岩层厚度进行判定之后，需要对围岩开挖时边界应力变化规律进行模拟研究。对于研究过程中出现的问题应进行认真细致的分析，特别是膨胀岩土围岩的高应力区，要预防因隧道开挖而出现洞室周边局部应力集中引起的岩崩事件。
3、对爆破过程进行模拟分析
在对爆破过程进行模拟研究时，应不断分析，最终确定好爆破过程中需要的炸药用量、炸药的埋放地点和方式、起爆方式与各点位爆破时间差，使爆破取得最好的效果。在对爆破过程的模拟中，也要确定各种突发状况发生后，对爆破工作带来的影响，对施工人员和机械的危害，并采取切实有效的方式进行预防。
（二）做好拱脚稳定性控制
在具体的拱脚稳定性控制技术中，可以对隧道受力情况进行仔细分析，在相关节点上设置锁脚锚管以提升稳定性；拱脚围岩处采取补强或者是注浆，提升拱脚围岩处的强度，减轻拱脚的承力，减少变形；研究拱脚支护新技术，并对实际应用效果进行认真仔细研究，争取能早日应用于实际施工中，提升拱脚稳定性。
（三）对施工人员进行岗前培训
由于膨胀岩土围岩性质的隧道施工过程中，需要不同工种的人员进行施工。对于不同岗位的工作人员，对他们的要求是不一样的，但是为了促进工程的质量管理水平的提升，提升工程质量控制有效性，有必要从不同岗位工作人员的专业素质水平、专业技能和对管理的认识水平提升方面着手，对他们进行分类和专门的岗前培训，使他们认识到在建筑工程中扮演的重要角色，充分认识工程管理的重要性，在平时的工作中，注意自己的专业技能得到有效发挥的同时，保证施工安全，确保工程进行中能够按照管理部门制定好的得到认可的管理方法和要求完善自身，使工程按期按质完成。
总结：
在膨胀岩土类的土质地区进行隧道的修建时，除了需要采取有效的开挖方式和选择较强的支护设计之外，其工程质量水平控制的要点应集中在施工过程中，只有将实际的施工过程控制好，才能最有效的保证工程的建筑质量。
参考文献：
[1]王键.浅埋膨胀岩土隧道施工质量控制要点[J].西部探矿工程，2014，12：170-172.
隧道工程的分类篇2
关键词：隧道建设，灾害类型，防治措施，正常运营
中图分类号：U45文献标识码：a文章编号：
概述：
隧道是铁路，水渠，各类管道等遇到岩，土，水体障碍时开凿的穿过山体或水底的内部通道，是“生命线”的工程，其主体是人工地下结构，处于天然介质的环境中，随着我国铁路，道路建设不断发展，隧道建设的水平得到了极大地提高，原来的“工程”不断地被突破，隧道的建设成就世界瞩目，目前隧道的健康问题严重。另一方面，由于我国隧道建设与维修的经验相对国外来讲尚存在一些差距，对隧道健康的认识存在着严重的不足，在运营的过程中不可避免的会出现水害，衬砌裂损，冻害，这些病害无疑对隧道的安全运行构成了重要的威胁。这也就要求设计人员在在隧道规划和设计阶段要预防可能出现的危害，制定出合理的措施以应对这些病害来保证这些生命线的安全和畅通运营。
隧道的水害及其防治
水，是人类不可或缺的资源之一，然而，在隧道修建和运营的过程中，不可避免的会遇到水的干扰和危害，因此，水害是隧道最常见的危害之一，隧道水害主要是指运营隧道水害，即围岩的地下水和地表水直接或间接地以渗漏或涌出的形式进入隧道内而造成危害。
1.1，水害的类型及危害
在一定的地质条件下隧道的类型可以分为隧道渗漏水，涌水，衬砌周围积水和潜流冲刷三类：
隧道渗漏，按其发生的部位和流量可以分为：拱部有渗水，滴水，漏水成线和成股射流，在隧道的边墙上又有渗水，滴水，这些危害无疑对隧道稳定，洞内设施，行车安全，地面建筑和隧道周围水环境产生诸多不良影响甚至威胁。
衬砌周围积水是指运营隧道中地表水或地下水向隧道周围渗流汇集而成的危害，水压过大时必然会导致衬砌破裂，从而使围岩浸水软化，承载力降低。
潜流冲刷是由于地下水渗流和流动而产生的冲刷和溶蚀作用，其危害有以下三点：（1）衬砌基础下沉，边墙开裂或仰拱，整体道床下沉开裂。（2）围岩华移错动导致衬砌变性开裂。（3）超挖围岩回填不实或全部回填者，英气围岩坍塌从而导致衬砌破坏。
1.2水害的防制措施
隧道防水要“防患于未然”，首先从设计做起，要在水文地质调查的基础上，从工程规划，结构设计，材料选择，施工工艺等方面进行合理设计。要贯彻“防，排，截，堵相结合。刚柔并济，因地制宜，综合治理”的原则，才能取得良好的防水效果。
2.隧道衬砌裂损及其防治
2.1，隧道衬砌破裂的类型及危害
隧道衬砌是承受地层压力，防土围岩变形塌落的工程主体建筑物。根据隧道衬砌开裂的裂缝走向及和隧道长度方向的相互关系，分为“纵向裂缝”，“环向裂缝”和“斜向裂缝”三大类，然而，无论出现哪一类，衬砌结构都会受到一定的影响，衬砌裂损的主要危害有（1）降低衬砌结构对围岩的承载能力。（2）拱部衬砌掉块，影响行车和行人的安全（3）裂缝漏水，造成洞内设施锈蚀，道床翻浆，严寒和寒冷地区还会产生冻害。
2.2，隧道衬砌开裂的原因分析
导致隧道衬砌开裂的原因有多重，追及到主要的原因，可归纳为两个方面的原因，一方面是设计方面的不足，隧道设计时，因围岩级别划分不准，衬砌类型选择不当，造成衬砌结构与围岩实际荷载不相适应，从而引发了裂损病害。另一方面，在隧道施工的过程中，受技术条件的限制，方法不当，管理不善，造成工程质量不良也是衬砌发生破损。因此，应当从这两个方面着手来应对隧道衬砌开裂所带来的问题。
2.3，衬砌开裂的防治措施
为了良好的防治衬砌开裂，应当加强地质勘探工作，为隧道衬砌结构提供准确地工程地质与水文地质资料，采用地质雷达探测，开挖面超前钻探等方法进行超前地质预报，对不良地质地段衬砌，应贯彻“宁强勿若，宁曲勿直，加强衬砌过渡段，宁长勿短的设计原则。
3，隧道冻害及其防治
3.1，隧道冻害概念
在我国北方寒冷地带，隧道也会由于温度的原因而无法正常运营，即为隧道冻害，隧道冻害是寒冷地区和严寒隧道地区的隧道内水流和围岩积水冻结，引起隧道拱部挂冰，边墙结冰，洞内网线设备挂冰，围岩冻胀，衬砌胀裂，隧底冰锥，水沟冰塞，路线冻害等，影响到安全运营和建筑物正常使用的各种病害。
3.2，隧道冻害的成因
寒冷气温的作用必不可少的是隧道冻害形成的原因之一，其气温的变化冻融交替是其主要的原因。除了气温作用，隧道在设计和施工时，对防冻问题没有考虑或考虑不周，造成衬砌防水能力不足，洞内排水设施埋深不够，治水措施不当，施工有缺陷，都会造成和加重运营阶段隧道的冻害。
3.3，隧道冻害的防治措施
严寒及寒冷地区隧道冻害的防治，其最基本的措施是综合治水，更换土壤，保温防冻，结构加强，防治融塌等，可以根据当地的实际情况对其进行综合运用。
4,结束语
我国已成为拥有隧道数量和长度最多的国家，同时也是隧道病害最严重的国家之一，隧道灾害防治的工作任重而道远，是一项系统工程，要求业主，设计，施工，材料供应，运营等单位紧密配合，既要求设计在业主的支持下，采用先进可靠的预防技术和优化设计，又要求施工在现场监理的严格监督和密切配合下，保证工作的顺利进行从而保证隧道灾害的防治以及其正常的运行。
参考文献
［1］覃仁辉，王成.隧道工程［m］.重庆交通大学：人民交通出版社.
［2］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.
［3］黄成光.公路隧道工程施工［m］.北京：人民交通出版社.
隧道工程的分类篇3
本文以上述影响因素为基础对西南地区隧道工程条件下岩溶地下水系统的变化进行特征分析。依据系统边界的变化及隧道涌水汇水面积，将隧道工程下岩溶地下水系统的变化归纳为3种类型。隧道穿越岩溶类型(岩溶含水岩组的埋藏条件)、构造特征、补给特征以及岩溶水径流方式不同的岩溶地下水系统时，地下水系统边界及隧道涌水汇水面积边界的变化可大致归于上述3种类型中的某一种。其中，Ⅰ类常见于型岩溶区隧道穿越背斜构造、向斜构造及单斜构造，－覆盖型岩溶区隧道穿越背斜构造、向斜构造，亦可见于－埋藏型岩溶区隧道横向穿越向斜构造或隧道走向与岩层走向垂直穿越单斜构造;Ⅱ类常见于型岩溶区隧道穿越背斜构造，亦可见于－埋藏型岩溶区隧道走向与岩层走向平行穿越单斜构造;Ⅲ类可见于－覆盖型或－埋藏型岩溶区隧道纵向穿越背斜构造、向斜构造或隧道走向与岩层走向平行穿越单斜构造。
2典型案例分析
研究区位于黑龙潭—官渡断裂以东，滇池北东岸，紧邻昆明市区。区内褶皱构造以大凹子背斜为主，背斜走向北东—南西，核部为寒武系地层，两翼产状较平缓，依次为泥盆系、石炭系、二叠系地层。选择研究区金汁河地下水系统(Ι)作为隧道工程岩溶地下水系统典例。本文假设3种隧道穿越方案，分别将不同隧道穿越方案影响下的岩溶地下水系统与天然岩溶地下水系统的特征进行对比分析，并初步预测隧道涌水量及其涌水危险性。
2.1天然岩溶地下水系统特征
金汁河地下水系统(Ι)位于研究区西北侧，靠近昆明盆地边缘。该系统北侧以金汁河和盘龙江的地下水分水岭为界，西侧以第四系和基岩的接触界线为界，东侧和南侧均以地下水分水岭为界。金汁河地下水系统(Ι)可划分为九龙湾地下水系统(Ι－1)、庄科地下水系统(Ι－2)和石头山地下水系统(Ι－3)3个子系统。九龙湾地下水系统(Ι－1)位于金汁河地下水系统的北西侧，大凹子背斜的北西翼，其北东侧以金汁河和盘龙江的地下水分水岭为界，南西侧以第四系与基岩的接触界线为界，北西侧以地表分水岭和可溶岩与非可溶岩的接触界线为界，南东侧以可溶岩与非可溶岩的接触界线为界。主要的含水岩组为p1Y、C2w和D3z地层。系统内可溶岩和非可溶岩呈单斜构造互层状出露，呈北东—南西向展布。庄科地下水系统(Ι－2)位于金汁河地下水系统的中部、大凹子背斜的北西翼，其北侧、西侧与东侧以可溶岩与非可溶的接触界线为界，岩层近南北向展布，主要的含水岩组为1l地层。石头山地下水系统(Ι－3)位于九龙湾地下水系统与庄科地下水系统之间，以可溶岩与非可溶岩的接触界线为界，主要的含水岩组为1l地层。
2.2隧道工程下岩溶地下水系统变化特征
2.2.1方案一隧道穿越p1y可溶岩地层，其走向与岩层走向近于平行。该区域地质条件较简单，为单斜构造，无断裂发育。p1y碳酸盐岩上覆p2β岩浆岩，岩层呈北东—南西走向，倾向北西。从天然岩溶地下水系统划分来看，隧道属于p2β岩浆岩地下水系统;从剖面上看，因隧道的开挖，隧道成为Ι－1系统新的排泄点。隧道施工影响范围内，地下水循环发生改变。在隧道工程的影响下，将Ι－1系统北西侧以渗透系数低于隧道所在位置天然围岩的1/10的缓冲带边界为边界进行调整(图2a)，隧道涌水汇水面积的勾画可与天然岩溶地下水系统的划分相同。
2.2.2方案二隧道平行于断裂走向穿越1l可溶岩地层，断层性质为逆断层，且导水。因断层的错动，使1l可溶岩地层再一次出露地表。D2h、2d地层相对隔水，被圈闭的1l地层形成一相对独立的岩溶地下水系统(Ι－3)。从天然岩溶地下水系统划分来看，隧道属于Ι－3系统;从剖面上看，隧道在开挖过程中，以隧道为中心形成新的势汇，同时袭夺Ι－2系统与Ι－3系统的水量，系统内地下水的运动特征和补排关系发生改变。在隧道工程的影响下，应调整天然岩溶地下水系统边界，将Ι－2系统与Ι－3系统合并为一个完整的地下水循环体系，此时隧道涌水的汇水面积增大。
2.2.3方案三隧道走向与单斜地层走向近于垂直，且隧道穿越两个相互平行的岩溶地下水系统(Ι－1，Ι－2);隧道在非可溶岩段施工时，及时衬砌止水。从隧道纵剖面上看，隧道在开挖过程中，成为系统新的排泄点。隧道施工破坏了原有的渗流场平衡，致使地下水的运动特征和补排关系发生改变。在隧道工程的影响下，将Ι－1系统和Ι－2系统北西侧以隧道线路所在平面与非可溶岩层面相交线在平面上的投影为边界进行调整，隧道涌水汇水面积的勾画可与天然岩溶地下水系统的划分相同。
2.3隧道涌水量预测及危险性分析
假设隧道涌水过程已经与改变之后的岩溶地下水系统循环过程相平衡，采用基于水均衡原理的降雨入渗系数法初步预测计算隧道的涌水量。从表2中可以看出:隧道工程的施工使地下水系统的边界发生了移动，但隧道涌水汇水面积的勾画，方案二改变，方案一和方案三与天然岩溶地下水系统的划分相同。由此可知，方案一、方案三属于隧道工程下岩溶地下水系统变化类型Ⅱ，方案二属于隧道工程下岩溶地下水系统变化类型Ⅲ。方案二中，因汇水面积的增大，隧道总正常涌水量增加1813.61m3/d，雨季最大涌水量增加3627.22m3/d，单位长度正常涌水量增加2.78m3/(d•m)，单位长度最大涌水量增加5.56m3/(d•m)，隧道发生涌突水的危险性显著提高。
3讨论
(1)地下河管道系统发育的地区，地下河是该区地下水主要的运移通道，也是岩溶地下水系统主要的径流、排泄通道。为了分析隧道与系统天然排泄点间的补、排关系，明确隧道施工对渗流场的扰动范围，本文将较短小的地下河管道视作“天然排泄点”。
(2)隧道施工造成开挖空间周围应力重新分布，致使围岩发生变形与破坏。围岩变形范围内应存在某一点，该点处的渗透系数与隧道所在位置天然围岩的渗透系数成某一比例，致使在该点向隧道内与隧道外方向的岩层中，地下水流线变化明显。实际工程应用中，隧道开挖破坏地下水水流系统，形成的地下水分水岭是难以确定的。因此，可以依据隧道围岩的变形范围来考虑一个缓冲带，以该缓冲带的边界作为隧道工程下岩溶地下水系统的划分边界。
(3)隧道工程引起大范围地下水系统边界的变化是一个长期的过程。隧道涌水量的计算需要在隧道涌水过程已经与地下水循环动态平衡的前提下进行。
(4)本文仅对岩溶类型(岩溶含水岩组的埋藏条件)、构造特征、补给特征、岩溶水径流方式与隧道工程特点相组合的简单模式进行系统变化特征的归纳。而对于考虑复合构造、强径流带特征、排泄特征、隧道施工方法等的复杂情况，还需要进一步深入探讨。
4结论
隧道工程的分类篇4
【关键词】水下隧道风险管理
人类在进行聚居之初，选择了依水而建的原则，几千年的人类文明历史同时也是人类不断征服江河湖海的历史。江河湖海在为人类带来便利的同时，也限制了人类活动的空间，特别是飞速发展的当今社会，消除江河湖海阻碍成为必然需求，水下隧道的应用已逐渐成为地下工程领域的一个重要发展方向。
一、水下隧道的发展概况
人类对于从地下穿越江河的探索一直没有停顿过，在公元前2180-前2160年古巴比伦修建了一条穿越幼发拉底河长约900米的人行隧道。1807年英国在伦敦动工修建连接泰晤士河两岸的人行隧道，开挖时因无法克服泥水涌入隧道而被迫停工，直到1825年初次采用盾构法施工，才于1843年建成第一条泰晤士河水底隧道。在国外比较具有代表性隧道有英法海峡隧道（英法）、青函隧道（日本）等。中国从1960年起修建上海黄浦江的三条隧道开始，也陆续修建很多水下隧道，比较具有代表性隧道有甬江隧道、珠江隧道、黄浦江地铁隧道等；在建的水下隧道有厦门翔安隧道、青岛胶州湾隧道、长江隧道等。从近代第一条水下隧道采用原始盾构法开始，水下隧道施工的历史已历经160多年，期间随着社会的不断进步，新材料、新工艺的不断涌现，水下隧道施工工法也日益呈现出多样性，目前已为工程界所应用的主要工法有钻爆法、盾构法、沉管法、围堰明挖法、冻结法、铣挖法等，近年来又提出了水下悬浮隧道概念。
二、风险分析
地下水环境是非常复杂的。一方面，在地质勘探技术尚存在一些局限性，对地质情况难以准确掌握，存在一定的不确定性；另一方面，在应对地下水方面我们尚未完全掌握可靠成熟的施工手段，特别是对地下水处理施工完成后的效果判断，还需要进一步的工程探索。
1、认知风险
现在对于地下工程领域的探索和认知仍然停留在较低的水平，工程地质、水文地质、风险定量分析等方面研究不足以完全揭示水下隧道所面临的所有工程风险。目前的一些工程理论尚停留在假说的基础上，定性分析多于定量分析，目前采用的一些定量分析手段处于起步阶段，其准确性往往与工程实际存在一定差异，存在一些不确定性和不准确性。
2、决策风险
工程项目的决策都是建立于一定的客观环境和主观环境中，如果这些因素不能统筹考虑，而是过于追求某些期望值，那么势必会造成工程措施的不平衡性，成为工程风险的诱因。例如建设单位不顾及工程地质情况，不能根据地质情况选择事宜的水下隧道施工工法，而是片面要求设计、施工单位采用高、新、尖的措施和设备，而在实际过程中又追求低投资，随意压低工程造价，使得工程施工管理存在很大困难，在主观上人为增大了工程的风险性。
3、管理风险
水下隧道进入工程阶段面临的管理风险简单的可以分为两类：一类是由于参建单位管理不到位，造成设定的工程措施没有施作或者完全施作，降低了风险防御能力，增大风险或者直接引发工程事故；另一类是施工过程中，出现某些与地质勘查不符或者施工造成的异常情况，形成工程风险，而由于某些因素的存在，没有及时解决出现的问题，造成施工现场情况不断恶化，加大工程风险。
4、地质风险
水下隧道地质情况的复杂性和不确定性是安全风险的根源所在，不同的工法对于不同地质条件的敏感性是不同的，对于工程地质和水文地质环境要求差异很大，例如钻爆法适用于围岩透水性差、完整性好，岩石较为坚硬的地质条件；盾构法除对硬质围岩和软弱不均地质条件存在一定工程难度外，具有较广泛的适用性；沉管法则对工程地质条件不甚敏感，而更关注于建成后影响工程主体稳定一些水文地质和水文条件，如流速、管段底部填充物液化问题等。
5、运营风险
由于地下工程施工技术或者到时设计理念存在的局限性，水下隧道投入运营状态后，由于运营荷载、地质条件变化、突发灾害性事件等情况的出现，引起水下隧道主体工程状态发生变化，进而诱发安全风险。例如运营荷载对隧道施工缝处防水结构的持续作用，加速其老化或者破损，造成隧道内渗漏水严重，降低水下隧道使用功能；又如隧道内发生爆炸、火灾等突发性事件，对隧道局部结构造成破坏，由于缺乏救援通道等设计，通风不能有效进行、积水不能排除、人员不能及时撤入安全区域，扩大了人员伤亡，甚至导致工程主体报废。
三、不同工法的风险特点
1、钻爆法
钻爆法面临的主要风险有涌水、突水、围岩坍塌以及主体结构渗漏水等，既有客观因素引起的，如透水岩层、断裂带、风化带等；也有主观因素诱发的，如超前勘探不及时、施工质量粗劣等。
2、盾构法
盾构法面临的主要风险有高水压、盾构不适应围岩条件、设备坏损被困、以及主体结构渗漏水等，施工的安全风险更多的体现在管理方面，对区域地质条件的准确判释、合理掘进参数的选择、良好的设备保养维护以及优良的工程质量等，都是有效化解水下隧道安全风险的必选，缺一不可。
3、沉管法
沉管法面临的主要风险有涉水作业风险、防水结构失效、岸上段维护结构等。
4、围堰明挖法
围堰明挖法面临的主要风险有基础处理、维护结构、防水结构失效等，围堰明挖法风险控制的显著特征是该工法更为注重主体工程地质条件的改变，其要求通过改变地质条件的各种工程措施后，为主体工程施工提供一个安全的作业环境。围堰明挖法风险更多的集中在工程措施方面，如基底的加固处理、维护支撑结构的稳定性等。
5、冻结法
冻结法最为显著特征是通过低温冷冻技术冻结水下隧道通过区域的地层，为主体工程施工提供一个安全的作业环境。这一特点决定了冻结法最大风险为冻结失效或局部失效，起因可能是设备故障、冷却参数设置不合理、施工工艺控制有误或者局部地层不适用冷却法等因素。
6、铣挖法
铣挖法实际就是传统意义上的局部掘进机开挖法，和tBm法、盾构法都属于机械开挖方式，但是没有防护盾壳，其施工安全风险与钻爆法基本相同。
7、悬浮法
悬浮法隧道是一个建造水下隧道的新理论，目前尚处于理论探索阶段，悬浮法隧道能否成功的关键在于能否解决工程材料问题和隧道姿态控制问题，其最大工程风险也在于此。
四、全面风险管理
1、风险管理体系
水下隧道安全风险体系的建立、运行、调整贯穿于项目管理的各个阶段，风险管理体系建设是所有参建单位都必须予以高度重视的一项基础工作，是水下隧道风险管理的基石。由于水下隧道风险管理体系与一般工程并无不同之处，本文不再赘述。
2、决策阶段
水下隧道最大的安全风险始于决策阶段，原因很简单，在这个阶段风险分析、风险评估、预防措施和管理模式、施工图纸等都将基本确定，一旦某个环节出现决策失误，将会对这个工程建设产生严重影响，成为安全风险的诱因。决策阶段的风险管理应注意以下几个问题。
（1）避免“先入为主”的思想。在没有进行详细、准确的地质勘探和专家论证前，建设单位不应对水下隧道应选用的工法考虑过多，更不能明示或暗示勘查、设计和专家组应优先选用某种工法。这种做法会干扰有关人员、单位对水下隧道的建设做出全面、客观的判断和分析，无形中增加了工程风险。
（2）做好地质勘查工作。地勘资料的准确性对于水下隧道的决策起着至关重要的作用，因此必须对地勘单位的监察予以高度重视，可以通过设置地勘监理、第三方补充勘查等措施来确保地勘资料的准确性。
（3）做好专家评审工作。专家的选择应本着多样性、代表性原则进行，地质、结构、水文、材料、环保、灾害等方面的专家都应有所邀请，专家评审会应当成与会专家提供一个充分思考、畅所欲言的平台。应根据项目的进展情况召开不同深度的专家评审会，对于不同阶段的工程风险进行充分、详细的分析论证。
（4）合理的投资控制。鉴于水下隧道的高风险性，作为建设单位应当有合理的投资控制行为，不能片面追求低投入，应留有充足的应对重大风险的措施费用。对于涉及隧道水处理、不良地质处理等方面的特殊工程措施应可以灵活处理，对施工单位经济利益的适当保护，可以提高其采取安全措施的积极性和主动性，从而降低建设单位管理风险。
（5）必要的冗余设计理念。鉴于水下隧道的高风险性和难以重复性，建议在进行水下隧道设计时采用冗余设计理念，对于一些关键措施应备有一定冗余量；对于一些关键部位应有一定的冗余措施，从而提高隧道的抗风险能力。
3、施工阶段
（1）地质复勘的问题。考虑到每个单位的施工水平、施工能力、施工习惯等存在一定的差异性，而这些差异可能会体现出施工单位对地质条件的不同适应性，因此笔者建议在工程进行施工前，根据施工单位的具体情况和工程地质勘探的情况，有针对性的适当安排地质复勘或者补充地质勘测。
（2）反应迅速的动态管理。水下隧道处于水底的环境，出现特殊工况后，必须迅速应对处理，否则一旦贻误处理时机，可能会酿成严重后果。需要建立参建各方参与的工程应急管理机构，做到分工明确，责任清晰。
4、运营阶段
（1）工程状态监测。主要包括外部环境监测、工程本体的状态监测和工程运营状况监测三个方面。外部环境监测是对隧道本体所在区域环境条件进行监测的过程；本体状态监测应在渗漏水情况、实体耐久性、工况环境等方面设置必要的手段进行监测；运营状况监测则应在隧道内通行情况、空气质量等方面进行实时监测。工程状态监测应安排常设机构和专职人员负责。
（2）应急机制的建立。成立专门的应急机构，专门负责水下隧道突发事件的处理。根据水下隧道在运营阶段可能出现的风险，制定各类具有针对性的应急预案，方案应经过必要的专家评审过程。
（3）应急人员、设备、物资的准备。根据应急预案进行必要的人员、设备、物资准备工作，特别是应对有关应急人员定期开展应急训练，确保发生突发事件时，能够迅速投入使用，将事件控制在初发阶段，最大限度减少灾害损失。
五、结束语
因为长期从事安全质量工作的关系，对于安全风险管理，笔者经常用一句话提醒自己“安全事故发于偶然，源于必然”。偶然因素往往是不可控的，而必然因素是我们可以探知、可以预防的。因此，只要做好必要的控制工作，水下隧道的安全风险是完全可控的。日臻成熟的安全风险管理手段将为水下隧道广阔前景奠定坚实的基石。
【参考文献】
[1]关宝树：隧道工程施工要点集[m].人民交通出版社，2003.
隧道工程的分类篇5
关键词：隧道工程；专项风险评估；风险源；风险控制
随着国家对安全生产工作越来越重视，安全风险评估工作在各行各业都得以普遍开展。在公路工程施工建设过程中，安全风险评估工作已经成为项目开工的一个先决条件，如何在前期的风险评估工作中全面、系统地预见可能发生的各类施工风险，为工程施工提供有效的风险控制措施显得尤为重要，本文以辽宁中部环线南山隧道专项安全风险评估为例，探讨山体隧道施工中的风险评估方法，为同类工程的风险评估工作提供借鉴。
1工程简述
南山隧道是辽宁中部环线高速公路的一部分，位于铁岭市和抚顺市交界处鲢鱼沟附近，呈北西－南东向展开，设计两条分离式单行曲线隧道，隧道左幅长1075m，右幅长1210m，如图1。隧道围岩为Ⅳ、Ⅴ级为主，隧道铁岭端洞口段和中间段左右线均位于直线上，本溪端洞口段左右线分别位于R＝3500m、R＝4000右偏圆曲线上。隧道铁岭端平面线位线间距为16．8m，本溪端平面线位线间距为24．4m，隧道最大平面线位间距位于中间段，为263m。在项目总体风险评估工作中，已经将南山隧道列为iii级风险，需要进行专项风险评估。
2专项风险评估
2．1施工工序分解及风险源普查开展专项风险评估时，首要步骤是结合施工单位编制的施工组织设计，对工程进行工序分解，南山隧道按照施工过程，可以细分为：场地平整；施工场地布设；边坡开挖及防护；洞口施工；超前支护；洞身开挖；初期支护；仰拱施工；监控量测；二衬防水层施工和二衬施工。风险源普查，主要是根据施工经验和相关的安全生产规程，结合现场施工情况，确定可能发生的施工风险，南山隧道施工中可能发生的风险有：物体打击；高处坠落；触电；起重伤害；坍塌；涌水突泥；机械伤害；爆破伤害和车辆伤害等。2．2风险源辨识风险源辨识是分解工序和风险源普查的情况，将各道工序中可能发生的潜在事故和伤害程度逐一列举，从人、机、料、法、环等方面对可能导致事故的致险因子进行分析，是专项评估的最重要环节，只有准确地确定了潜在事故类型和致险因子，才能准确地制定具体预防措施。因此，风险源辨识环节应谨慎细致，避免单纯依靠一两个人盲目分析的形式，应该广泛讨论，征求各方意见，最好由风险评估单位组织施工、监理、设计和业主各方共同讨论，集思广益才能得到最贴近施工现场情况的辨识结果。以下是南山隧道洞身开挖的风险源辨识结果，也是经由多方讨论以后达成的共识成果。2．3风险源分析在充分的风险源辨识之后，评估小组需要参考设计图纸并结合多次现场实地考察情况，对潜在的事故类型进行分析，判断事故发生的可能性、确定是否应该将该风险源作为重大风险源进行详细评估分析。在隧道施工中，主要应该根据隧道的水文地质条件、施工工艺和开挖方法等方面对风险源进行评估分析。南山隧道未发现地表水，无泉眼出露；地下水以第四系孔隙水及基岩风化裂隙水为主，水量随大气降水量及节理裂隙贯通情况不同而变化，围岩富水性不均一，透水性较弱。在洞身山坳处ZK288＋840～ZK288＋940（K288＋850～K288＋940）段有电阻率偏低现象，推测为岩石风化界面较深或节理裂隙发育。隧道区未发现有大型断裂构造发育。隧道区出口端全强风化岩层较厚，岩芯呈砂土、碎石状，层厚5．6～12．5m。铁岭段洞口存在偏压问题。隧道洞口处左侧地势低，右侧地势高，存在偏压问题。隧道开挖方式主要采用钻爆法，软弱围岩段也可采用机械开挖或人工开挖。开挖方法根据围岩级别和隧道埋深情况分别采用台阶预留核土法和上下台阶法，也可根据实际需要采用CD法、CRD法进行施工。二次衬砌混凝土采用整体式液压模板台车浇筑。施工过程中应严格遵循“短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测”的指导原则。通过施工工序分解、风险辨识、风险分析、专家调查等一系列过程，初步确定隧道在开挖过程中可能会发生的坍塌、涌水／渗水、洞口失稳等事故为重大风险源。下一步对其进行分析和估测。
3重大风险源分析
3．1风险矩阵和管理评估指标风险矩阵和管理评估指标是依据事故发生的可能性、人员伤亡等级、财产损失等级、企业的施工经验、管理水平、人员素质等综合因素确定施工等级和折减系数的方法，是一个系统的计算过程，具体计算方法在交通运输部《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》（交质监发［2011］217号附件）中有详细的说明，在这里就不再冗述。3．2事故可能性分析事故可能性分析同样是一个详细的量化计算过程，这里省略计算过程，仅列出南山隧道各项重大风险源可能性分析结果。见表2～表4。
险控制措施
之前一系列的量化分析结果，最终目的就是为了提出行之有效的风险控制措施。在提供风险控制措施时，评估人员应广泛参考同类工程的成功经验，在技术、管理、人员、设备等方面提出行之有效的控制措施，便于施工单位现场实施。根据南山隧道风险评估结果，评估组将隧道风险分为一般风险源和重大风险源。所谓一般风险源，是指风险源相对简单，影响因素间关联性较低，运用一般知识和经验即可防范的风险源。南山隧道主要一般风险源为触电、高处坠落、物体打击、车辆伤害等事故。此类风险结合各类施工规范要求，健全各类操作规程、开展好安全培训教育、编制安全施工方案和应急预案、做好各类安全防护措施，在此不再冗述。重大风险源是针对工程特点，评估出来的可能产生重大人员伤亡或财产损失的风险源，针对此类风险源应提出详实有效的控制措施。南山隧道重大风险源主要包括：隧道整体安全、坍塌风险、涌水、渗水事故、洞口失稳等。评估小组针对重大风险源，从做好洞口洞内排水、加强监控量测、进行超前地质预报、安装洞口门禁设施、设置逃生管道、合理采用开挖形式等诸多方面提出了具体的措施和建议。
5结语
隧道工程的分类篇6
关键词：铁路隧道；病害；原因；防治
中图分类号：U25文献标识码：a
中国的铁路已有较长的发展历史，由于中国的地形特点具有较大的差异性，因此目前我国的铁路隧道大约有50000座，这些隧道的建成极大的保证了铁路运输的需要，方便了各地人们的出行和运输的需求。但由于各地的气候、地貌、隧道施工等原因的影响，在部分隧道使用过程中出现了不同程度的病害，极大的威胁了铁路运营的安全。在铁路隧道的运营过程中出现了不同程度的漏水、冻害、洞口病害等，因此我们需要对这些病害产生的原因和防治措施进行具体的分析，从而寻求出治理的措施，以保证隧道的正常运营。
1隧道漏水的危害及原因
隧道漏水严重影响了隧道的正常运营，漏水会破坏隧道内的养护环境，对隧道内的一些技术设备的正常使用产生影响，因此要查明漏水的具体原因，从而针对漏水产生的不同原因进行针对性的治理。在长期的实践工作中，针对隧道漏水的不同部位和情况进行了划分，如，拱部渗水、滴水、漏水成线和成股射流；边墙有渗水、淌水；少数隧道有涌水病害等。
1.1隧道漏水所产生的危害
1.1.1铁路隧道内为了运营的需要，电力设施比较齐全，一旦发生漏水时，极易造成部分设备跳闸或是漏电等事故，不仅直接影响到隧道运营时的安全性，同时对人身的安全也构成很大的威胁。
1.1.2我国各地区的气候差异性较大，在冬季，我国大部分地区都处于寒冷季节，还有一部分地区处于严寒地带，在这种地区内如果隧道发生漏水事故，则会导致隧道的边墙、拱部挂满冰，严重的会导致铁路线路内也会因漏水的渗透而发生结冰现象，从而使线路在结冻及冻胀的情况下出现高低不平的现象，这些情况都严重的影响了隧道的正常运行，给铁路的安全运行带来严重的影响。
1.1.3在隧道内所产生地表水和地下水需要良好的排水设施保证线路的排水需要，线路出现排水不良地段时，会对其轨道下的地基造成损坏，出现翻浆冒泥等情况，从而引起路基的不稳定，导致轨道的变形，会列车的运营安全性造成较大的影响。
1.1.4洞内漏水潮湿，轨道下的枕木及固定轨道的扣件等结构极易被锈蚀，其使用寿命会大打折扣。
1.1.5一些隧道，环境水中含有侵蚀性介质，造成衬砌混凝土和砂浆腐蚀损坏，降低衬砌的支承能力，增加大维修费用。
1.1.6局部隧道所在地区发生洪灾时，部分隧道在洪灾后会因涌水导致衬砌和基础发生破坏，轨道在洪水的反复冲刷下会使道床冲空，当在列车的荷载下，轨道发生变形或是断裂，所造成的危害十分严重。
1.2漏水的原因
1.2.1隧道一般所处都是高山地带，此处隧道内含有丰富的地下水，同时在隧道设计时没有进行详细的地下水勘探工作，导致在设计时排水系统不完善，当隧道投入使用后，则会成为此处地下水的汇集通道，如果此时防排水设施不完善，那么含水层与隧道围岩连通后必然会发生隧道漏水病害。
1.2.2隧道穿过含水的地层。如穿过砂类土和漂卵石类含水地层；断层带节理及裂隙发育，含裂隙水的岩层；石灰岩、白云岩等可溶性岩层，有充水的溶洞或暗河等与隧道相连通时；浅埋隧道地段，地表水沿覆盖层的裂缝渗到隧道内。
1.2.3隧道衬砌综合治水设施不完善或年久失效。隧道衬砌在修建之初其排水设备就不完善，在施工时混凝土施工质量没有控制好，存在着孔隙裂缝，从而使衬砌自身的防水能力较差，对于防水层也没有进行防渗处理。同时，部分隧道的衬砌有完善的排水设备，但在长期的使用过程中，因缺乏必要的维修和保养措施，从而使这些排水设备出现了阻塞情况。
1.3隧道漏水的防治
1.3.1采用防水混凝土，以调整混凝土配合比和掺外加剂等方法，来提高自身密实度和抗渗性。
1.3.2设置内、外贴式防水层。防水层所用材料有水泥类、合成树脂类、合成橡胶类、沥青类等。内贴式防水层常用喷射法筑成，有喷射吵浆，或混凝土防水层，喷射乳化沥青胶防水层，喷涂ml500水泥密封剂防水层等；外贴式防水层常采用上述防水材料制成的薄板。喷射法的优点，施工机械化程度高，工效快，不受基面凹凸不平的影响，连续性好。改建或更换隧道衬砌时，亦可采用复合衬砌（即在外侧喷混凝土支护与内侧模筑混凝土，中间加塑料防水板）。
防止局部缝隙渗漏：构筑中的衬砌施工缝、伸缩缝、沉降缝，一般用：橡胶、塑料止水带；沥青木板油膏、沥青麻筋、油毡防水层；氯丁胶片防水层等作主要隔水层。隧道的渗漏缝隙，可用速凝止水材料，如超早强水泥（日本的止水水泥）等堵塞，然后再敷以聚氯乙烯胶泥条或掺有高分子材料的水泥（如聚氨酯水泥）等。衬砌有较集中的漏水点时，可在临近漏水点5～10cm处，钻孔注浆，布孔按梅花形，间距1～2m，采用超细早强水泥或化学浆液注入。
隧道水害的防治工作，重点应放在勘测、设计、施工阶段，特别是施工中要尽力处理水患，若留给运营将很难整治。
2隧道冻害防治
为防止隧道冻害而采取的防治措施
2.1完善隧道防排水设施。
2.2在严寒地区应设置深埋渗水沟、防寒泄水洞，在寒冷地区应设置浅埋保温侧沟。
2.3加强衬砌结构，如采用防水混凝土曲墙加仰拱衬砌、防水钢筋混凝土衬砌、网喷混凝土加固，应加设抗冻胀锚杆增大衬砌抵抗侧压力的能力。
2.4改良土壤，压浆固结岩石土（消除冻胀性），细粒土更换为粗粒土或保温隔热层（换土厚为冻深1.0倍以上）。
2.5保温防冻解冻，如在衬砌与围岩间加设保温层（加气混凝土等），洞口设防寒帘幕（可用厚帆布缝成帘幕，与信号机联锁，自动开闭，为安全计备有手动开闭，以保持长隧道中部气温有效果），排水沟采暖防冻（在洞口段上下层水沟间铺设暖气管道冬季供热），泄水洞夏季通热风解冻（机械送热风融化泄水洞内结冰）。
2.6其他防冰措施
对于极度寒冷地区当隧道发生冻害时，作为临时紧急处理：采用电热防冻，红外线融冰，向侧沟注投氯化钠、氯化钙等降低水的冰点防冻，可以有效的根除冻害，保证隧道的行车安全。
3隧道洞口病害防治
隧道洞门病害是隧道洞口病害的一种，隧道洞门是支挡进出口正面仰坡及路堑边坡，连接洞内衬砌，拦截和排导仰坡水流和小量土石，防护洞门线路和保证行车安全的建筑物。
参考文献
[1]林辉杰.隧道工程常见病害的成因及防治[J].今日科苑.2008（04）.
隧道工程的分类篇7
关键词：公路隧道工程；超浅埋施工；技术研究
0引言
进入21世纪以来，社会水平迅速提高，为了满足经济发展的需求，交通体系也变得越来越复杂。特别是对于山地地区，经常会出现隧道下穿公路的现象，而该类工程的施工质量有着较高的要求，特别是对于超浅埋段的隧道，只有做好基坑方案的设计，并且按照严格的技术手段进行操作，才能从根本上避免各类危险事故的发生。下面，笔者首先介绍了公路隧道工程中做好超浅埋段施工的重要性，然后对超浅埋地段隧道施工工艺和关键的施工环节进行深入分析。
1公路隧道工程中做好超浅埋段施工的重要性
首先，在公路隧道工程中，保证超浅埋段的施工质量是确保交通安全的重要条件；随着交通体系的迅猛发展，我国的交通结构逐渐复杂化，而且越来越朝着立体空间的方向发展。与此同时，公路上的车流量也迅速增大，为了满通需求，许多类似于超浅埋施工的隧道工程下穿公路的工程也越来越普遍。在该类工程中，隧道拱部是公路的地表负载和围岩压力的主要集中区域，为了更好的疏散压力，避免因压力过大而造成的隧道拱部下沉过多的现象，应该设计人员应该结合实际的工程现状做好下穿方案，这是防止路面发生坍陷，保证行车安全的重要举措。此外，对于山地丘陵地区的施工工程，与其他普通的施工技术相比，存在着较大的施工难度，如果不能保证超浅埋段的施工质量，其地表下沉现象会经常发生。而且如果设计方案不够合理，或者施工方案选择不当，那么隧道开裂、沉陷的现象会经常发生，更有甚者还会造成通天陷坑，这不仅会延误工程的工期，而且还会对人们的交通安全造成威胁。
2超浅埋隧道施工方案简述
超浅埋隧道是指埋地深度较浅的隧道；一般而言，隧道洞孔的顶部到地表的土层厚度就叫埋深，超浅埋隧道是指隧道的洞径比隧道埋深深度的二分之一还要小的隧道总类。超浅埋隧道与其他隧道工程有着较大的区别，隧道开挖后，超浅埋隧道所承受的压力几乎全部为全部的上覆土所产生的土压力。超浅埋隧道施工方案一般应用在建设公路铁路时遇到了山岭的阻碍，为了穿过山地丘陵，使得交通得以顺畅而修建的一类构筑物。一般超浅埋隧道由由主体结构和附属结构组成，主体结构包括洞门、和洞身衬砌，附属结构物主要包括隧道给排水、通风、照明、供电等系统组成。随着近几年公路交通的不断发展，超浅埋隧道下穿公路的现象也越来越普遍，而且我国成功的案例也很多，如重庆轻轨特大跨、超浅埋车站隧道采用的是双侧壁导坑法；如武广客运专线浏阳河隧道下穿京珠高速公路地段所采用的是分部台阶法等等。这些工程的成功不仅给我国提供了许多借鉴的案例，而且在不断的发展过程中，还给我国的超浅埋隧道的施工提供了更加先进的经验。由此可见，我国超浅埋隧道施工已经发展到了一定的阶段，而为了保证工程质量，还应该从经济和保护围岩的角度选择合适的施工方案，进而保证施工安全。
3在隧道工程中超浅埋段关键施工技术分析
3.1隧道超前预支护技术
首先，在隧道施工前，应该结合浅埋段的施工现状，根据梁拱效应、环槽效应、加固效应等做好预支护环节的处理，而且为了保证施工质量的可靠性，还可以采用管棚超前支护、双层注浆小导管超前支护等方式。其次就是双层超前注浆小导管关键施工技术的应用；一般而言，钢管长度要小于顶入长度，而且钢管的直径要比钻孔直径小0.5厘米左右；而且为了方便与注浆管路相互连接，在顶管的过程中还应该注意管口的保护，进而避免其发生变形。再者，为了满足压力需求，在小导管安装完成后，还应该进行相应的压力试验，一般用水压来完成，压力小于1兆帕则为正常。
3.2洞身开挖关键施工技术
为了避免开挖面积过大，进而导致塌方现象，在浅埋段的开挖过程中应该保证洞身开挖关键施工技术选用的准确性，而且这也是避免开挖初期支护变形过大的手段。而且在浅埋段开挖的过程中应该按照标准的顺序来进行，开挖方法的选择顺序如下：首先要使用双侧壁导坑法和交叉中壁法进行操作，待到双壁完成后，再选择中隔壁法和环形开挖留核心土法进行操作，最后的环节是台阶法。在台阶法的选择中，三台阶七步开挖方法是最为常用的一种。在开挖过程中，该方法不仅可以扩大施工作业空间，而且还更加有利于平行作业，进而有利于机械化施工，节省成本，缩短工期，从而达到安全、快速、节约投资的目的。
3.3防止钢拱架下沉的技术措施
首先，为了避免出现钢拱架下沉的现象，应该对对钢拱架的锁脚做好固定工作，为了保证安全，必要的时候可以多增加几根锁脚钢管。此外，钢拱架安装完成后，及时进行喷射混凝土进行覆盖，而且为了保证喷射过程中的合格性，应该分层分段的完成。为了保证喷射混凝土的厚度，混凝土的浇筑环节应该分时段多次完成。
4结语
综上所述，随着我国公路交通的不断发展，我国对超浅埋施工技术在隧道工程中的技术质量提出了更高的要求。为此，在隧道工程的施工中，应该不断提高围岩承载力及整体性，保证较好的工程质量，如此，才能确保施工过程中的安全性。
参考文献：
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隧道工程的分类篇8
abstract：aimingattheretainingstructureproblemofGanyanggoutunnel'ssurroundingrock，numericalsimulationisusedtocalculateandanalysesonifthereareanchorcablesonthetopoftunnel'ssurroundingrock.theresultindicatedthatthetopsurroundingrockisstablewithoutanchorcable，whichgreatlysavestheprojectcostanditgivessomereferencestothesimilarprojects.
关键词：黄土隧道;支护结构;数值模拟
Keywords：tunnelinloess;retainingstructure;numericalsimulation
0引言
新建山西中南部大能力铁路对外通道干阳沟隧道位于临汾市浮山县境内，隧道进口里程位于北韩站出站后的杨村河村，隧道出口位于上村河村。隧道起始里程DK361+735～DK370+190，中心里程DK365+962.5，全长8455m，地面高程间于720-920之间，隧道最大埋深约200m，最小埋深为10m。
隧道处于丘陵区，地势起伏较大，地面标高720～920m，相对高差约200m，隧道进口坡度较缓，出口处坡度较陡，地表冲沟发育，多为V型沟，无河流改道的地貌特征，主要特点为主沟两侧发育了较多的支沟，沟两侧均为砂质黄土、粉土、粉质黏土等漫滩相冲积物，沟心未见基岩出露。
隧道进口段位于第四系中更新统砂质黄土土层中，砂质黄土具自重湿陷性，为Ⅲ级自重湿陷，属于Ⅲ级严重湿陷性场地类型。支护难度较大，但对于顶部围岩而言，其本身具有一定的自承能力，故分别对其有顶部锚杆和无顶部锚杆的围岩应力应变进行研究。干阳沟隧道黄土段断面图如图1所示。
1隧道围岩支护研究意义与现状
地下隧道开挖后，由于洞周卸载，破坏了开挖前的平衡状态，隧洞周围各点应力状态发生变化，各点产生位移，应力重新调整，为了有效阻止上述变形的发生，一般通过对隧道进行支护来满足正常使用的要求，另一方面，隧道围岩也具有一定的自主承载能力。因此，对隧道的支护设计应分别从以上两个方面来考虑。
国内外众多学者在围岩支护、稳定性方面都做了相应的研究与分析。杨峰，阳军生[1]应用极限分析上极限法计算了浅埋隧道围岩压力，构造了浅埋隧道围岩两种刚体平动破坏模式，并推导了理论公式;朱汉华，潘明军[2]针对《公路隧道设计规范》中有关围岩压力计算和支护设计参数取值与其围岩分类结合不紧、应用不方便的情况，根据规范中围岩分类的有点，提出了山岭隧道围岩压力计算和支护设计参数取值办法;王永岩[3]通过有限元与优化理论的结合，提出了一种新的简单的地下工程围岩压力计算的反算法，并对计算地下工程围岩压力分布进行了新的探讨;范文，俞茂宏，孙萍等[4]基于统一强度理论，推导得出了硐室形变围岩压力的统一解;atkinsonJH和pottsDm[5]模型试验和极限分析上限法、下限法研究了无粘性土浅埋隧道稳定性问题。在前人研究的基础上，采用数值模拟分别对有顶部锚杆和无顶部锚杆两种情况下干阳沟黄土隧道的支护结构进行分析，通过分析对现有支护形式进行优化。
2支护条件下围岩数值模拟计算
干阳沟隧道DK361+735-DK362+600段位于砂质黄土土层中，DK362+600-DK367+100段隧道位于第四系土层与基岩界面地段，由于土层与基岩的强度、工程性质差异较大，故专门对于黄土段隧道的支护结构形式进行计算分析，以便准确评价支护后隧道的稳定性和优化隧道的支护结构提供理论指导。
2.1模型的建立及参数取值由于整个黄土段隧道的上覆岩层厚度不同，因此在计算的过程中，取DK361+735-DK362+600段上覆岩层的平均值进行计算。整个模型尺寸为80×200×80m3（x方向×y方向×z方向），共5120个单元，6048个节点。
侯朝炯，勾攀峰[7]通过试验和理论分析，研究了巷道锚杆支护对锚固范围岩体峰值强度和残余强度的强化作用以及对锚固体峰值强度前后，e，c，？渍，等力学参数的改善。对于岩土体与岩土试块之间数值上的差别，采用强度折减法和工程类比法对力学参数进行修正。
根据干阳沟隧道工程地质勘察报告，计算过程中取岩土体力学参数如表1所示。
2.2模型材料的破坏准则岩体与土体等这一类材料都属于非常复杂的介质，在不同的条件下会呈现出多种属性。根据上覆岩层材料的力学特征，在数值计算的过程中采用摩尔-库伦强度准则。摩尔-库伦强度准则是目前岩石力学中应用最为广泛的准则之一，其基本思想是认为岩石破裂面产生的破坏剪应力受到岩石材料的内聚力和摩擦力的抵抗，当破裂面上的破坏剪应力等于岩石的内聚力和摩擦力时，岩石开始发生剪切破坏，其表达式为[8]：
？子f=c+？滓tan？渍（1）
式中，c为岩石凝聚力，mpa;？渍为岩石内摩擦角。
2.3计算结果分析
2.3.1顶部有锚杆计算得到隧道黄土段在有顶部锚杆时围岩的竖向位移等值线图如图2所示。
围岩水平向位移等值线图如图3所示。
通过上述计算结构可以看出，当顶部存在锚杆支护时，此时隧道顶部的竖向位移为0.023m，水平位移为0.011m，均非常小。
2.3.2取消顶部锚杆没有有顶部锚杆时围岩的竖向位移等值线图如图4所示。
围岩水平向位移等值线图如图5所示。
通过上述计算结构可以看出，当顶部存在锚杆支护时，此时隧道顶部的竖向位移为0.095m，水平位移为0.042m。
根据《铁路隧道设计规范》（tB10003-2005）[9]中关于隧道初期支护极限相对位移和稳定性判别方法，隧道浅埋段埋深小于等于50m，隧道围岩为V级，要求拱脚水平净空变化极限位移U0=0.30～1.00m，同时拱顶相对下沉极限值为U0=0.06～0.12m。
根据计算得到数值U
3结论
针对干阳沟隧道黄土段支护结构的形式问题，以数值模拟为手段进行了计算分析。分别计算了在有顶部锚杆支护和无锚杆支护两种情况下隧道围岩顶部的变形情况，通过分析，在取消隧道顶部围岩支护锚杆的情况下，围岩顶部的变形量仍比较小，在规范规定的合理范围内。故最后围岩的支护形式中取消了顶部锚杆，使得工程成本大大降低，同时也为其它类似工程提供了有益的参考。
参考文献：
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隧道工程的分类篇9
关键词：隧道施工；地质灾害问题；措施
中图分类号：U45文献标识码：a
引言
隧道施工中经常出现的地质灾害现象给交通运输业的发展带来很多极其不利的影响。它不仅极大的缩短了隧道的使用寿命,甚至由于不良施工导致引起的车辙现象更是极大危害着人们的生命及财产安全。因此,我们应勇敢的面对挑战,积极寻求解决措施,加强对施工细节的管理,尽可能地减少和避免地质灾害现象的出现,从而提高隧道的施工质量。
一、隧道施工地质灾害分类与分析
（一）隧道施工地质灾害分类
（1）围岩的变形破坏：这类灾害的产生主要与围岩的岩性、结构体和结构面的几何切割特征及应力条件有关。包括：①软弱岩体的变形破坏：主要破坏形式表现为大的变形位移和滑塌等；②破碎岩（如断层破碎带、风化带等）的变形破坏：主要表现为大量的掉块、滑塌、崩塌和泥砂石流等；③块状岩的变形破坏：主要表现为局部掉块；④坚硬脆性岩的岩爆：多发生于深埋、高应力区的隧道中。
（2）涌水、突泥灾害：这类灾害主要是由于隧道的开凿，破坏或改变了隧道所在地区原来的水文地质环境，隧道成为新的良好的地下水排泄通道引起。灾害的主要形式包括：①破碎岩的裂隙、缝隙渗水、漏水、涌水；②岩溶裂隙水、管道水的涌出，以及携带大量泥砂的突泥、突砂。
（3）地面沉降和塌陷：由于隧道开挖及大量抽排地下水引起。包括：①浅埋隧道、城市地铁或大型管道开挖及大量抽取地下水造成的地面沉降；②岩溶地区隧道开挖排放大量地下水造成的地面塌陷和泉水枯竭。
（4）其它地质灾害。主要包括：①有害气体（如瓦斯）突出造成的灾害；②地下水对隧道建筑物的侵蚀、腐蚀作用引起的灾害；③隧道的冻融灾害；④高地温灾害；⑤地震灾害。
（二）隧道地质灾害分析
由于隧道工程属于人类工程活动的一种，其诱发地质灾害的特点与人类工程诱发地质灾害的特点别无二致，可以分成以下三个特点：隧道地质灾害发生的根本原因可以归结为人类工程活动的盲目性和不科学性，工程建设同地质环境不协调所致。同自然地质灾害相比，隧道地质灾害强度低、频度较大，危害性大。隧道地质灾害的发生具有可防止性。
因此，为避免隧道施工地质灾害的发生，应多管齐下，加强防治措施，具体如下：做好地质勘察研究工作；合理确定防治目标；多方案比选防治工程方案；重大地质灾害防治工程进行专门的可行性论证；妥善确定防治工程的施工方法和施工程序，实行信息化施工；加强监测工作。
二、隧道地质灾害形成的因素
隧道发生地质灾害的根本因素是人类不科学的施工和盲目的施工、隧道施工方法和施工环境不协调。一般情况下,隧道地质灾害和自然地质灾害进行比较,有着强度低、频率大和危害大的特点,是有着可预防性质的,所以在隧道施工中,做好隧道施工地质灾害常见问题的预防,可以有效控制地质灾害的发生。
隧道地质灾害预防工作需要做好地质的勘测,确定防治的目标,优化防治方案,选择防治施工的方法,加强施工管理和监督,只有这样,才能控制好隧道地质灾害形成的因素,使隧道施工中的常见地质灾害问题减少发生的频率。
随着我国交通行业的飞速发展,隧道施工项目越来越多,施工技术得到了很大的进步。受长度和深度等多方面的影响,使隧道施工的地质环境越来越复杂,施工遇到地质灾害问题更多,还有很多不可预料的灾害,只有进一步提高施工技术,加强预测与防治措施,才能真正保证隧道的安全施工和顺利完成。
三、隧道施工中常见的地质灾害现象
（一）围岩出现变形破坏现象
在隧道施工中,围岩遭到变形破坏是十分常见的现象,导致围岩局部和整体区域大变形坍塌、破裂,甚至坚硬的围岩体出现岩爆等严重后果,带来很多安全隐患,严重威胁着人们的生命安全。之所以会出现围岩变形破坏现象,主要是由于围岩特殊的地质结构所造成的。围岩所特有的特性,地应力的性质以及地下水的情况都有着直接的联系。特别是岩爆现象,出现的次数更是十分的频繁,经常出现在没有地下水的情况下。经过大量实践证明,岩爆经常以片帮,劈裂,弹射等现象为主要表现形式,甚至会引发地震等更为严重的地质灾害现象。而对于其他一般情况下的围岩变形破坏,大多会出现在断层破碎带、接触不良或者是不整合的比较软弱的岩层等地质环境中。
（二）隧道施工中出现塌方现象
在隧道施工的过程当中,由于地质结构常常出现不稳定现象,使得岩层的薄体区域经常出现小的褶曲,在对这种地质结构下的岩体进行打穿时,极有可能会导致地面沉降不均匀或者是软弱岩层体塌方等现象出现。当隧道经过岩层的破碎地带以及断层地带时,岩体内潜在的地应力得到释放,地质结构过于松散,所承受的压力也不断增加,岩层颗粒与颗粒之间的胶结性能也不高,导致在开挖隧道之后,围岩体难以保持稳定而出现塌方现象。特别是当隧道在经过进出口位置及其附近区域时,围岩更不容易保持稳定,极大地增加了出现坍塌现象的可能性。值得注意的一点是,坍塌大多发生在涌水区域,特别是涌水区域的顶部与右侧坍塌现象更为常见,降低了隧道施工质量,造成很多不必要的事故发生,直接威胁着人们的生命安全。
（三）隧道施工中出现涌水突水现象
众所周知,在施工施工中出现的地质灾害中,涌水突水现象发生的几率最高,而且所带来的危害也更为严重。因此,涌水现象越来越受到研究隧道施工地质灾害等专家的高度重视,不断进行广泛的试验和测验以便更好的研究涌水问题。涌水这种地质灾害主要是因为开凿时隧道遭到破坏或者是隧道所在区域原有的地质构造发生了改变,使得良好的地下水通过隧道进行排泄而发生的。其有很多表现形式,比如岩层破碎处出现裂缝,渗漏现象严重,岩溶裂隙水以及管道水被涌出,或者在涌水时会伴随着大量的泥沙、突沙等情况。
四、隧道施工地质灾害常见问题的防治措施
（一）塌方的防治措施
很多松散和破碎的围岩都会发生隧道的塌方,一般情况下,要对围岩整体进行稳定性和强度的处理。施工中常见的处理方法有:超前长管棚和超前锚杆等措施,这些措施都可以使围岩进行稳定与强度的加固处理,使隧道塌方机率降低。而断面大隧道在开挖中,一定要对软弱围岩的部分采取逐步开挖的施工方法,这样既可以使围岩大大缩短暴露的时间,在开挖后,也可以立刻进行支护处理,使隧道围岩稳定性大大增加。
（二）岩爆的防治措施
岩爆的防治措施,既可以采取预报的监测,也可以使用地应力进行卸除,使用多循环分步开挖及超前高压注水等施工方法对岩爆可能发生的部位重点监测和预控,这些措施可以缓解岩爆造成的危害程度。
（三）突水与涌水的防治措施
隧道施工出现的突水与涌水等地质灾害可以通过排、堵的措施,或者排堵结合使用的措施进行相应的处理。在对突水与涌水治理的同时,也要对施工工程附近暗河及溶洞的突水部位做好监测与预控。通过监测与预控实现对施工阶段地质的预报。监测与预控工作既要准确的分析出溶洞与暗河和隧道的交汇位置,在隧道施工出现突水与涌水后,对非岩溶深埋的隧道要进行排水导坑及钻孔疏干的治理措施。岩溶隧道和浅埋隧道的治理要以堵为主,在最大程度上阻止地下水位下降,防止地面出现塌陷及井泉干涸等现象,这些问题会直接破坏周围的生态环境。施工中还可以使用先隔水层然后再进行含水层的开挖,可以有效防止发生突水的地质灾害,有时也可以使用超前引排和超前预注浆等施工方式,都可以有效减少突水的地质灾害程度。
（四）地面坍塌与沉陷的防治措施
地面发生坍塌,可以采取回填、绕避等施工方式,有时还要对施工洞穴的顶板加固等措施,这些措施都可以有效预防地面坍塌和井泉的干涸,防止对周围环境造成的恶劣影响。很多浅埋隧道地表坍塌都是由隧道塌方造成的,所以可以在隧道开挖初期,采取锚初期的支护,控制隧道发生变形。
（五）其他地质灾害的防治措施
隧道在施工中如果穿过煤层,很可能发生瓦斯爆炸,所以一定要对地质预挖部位进行地质的探测,加强地质隧道施工的超前预报十分重要。另外还有钻爆法隧道施工对防爆的处理和防治措施。
结语
综上所述，隧道施工存在很多安全隐患和风险，但是施工中只要我们能认清常见的地质灾害成因，规范施工，做好防治防范措施，就能减少和避免这些地质灾害现象的发生，将隧道施工的风险和安全隐患降到最低。
参考文献：
[1]毛井玉.谈公路隧道施工中复杂地质环境的处理[J].广东科技,2014,10:144+137.
隧道工程的分类篇10
【关键词】；地铁隧道；小净距大断面隧道；开挖支护；施工技术
中图分类号：tU94+1文献标识码：a文章编号：
一、引言
随着我国经济的不断发展，对于交通发展的需求也日益增长，为了能够对这一需求进行满足，同时也为了能够对分离式隧道最小净距要求所带来的一系列突出问题进行解决，不得不对小净距大断面隧道建设进行提升[1]。地铁隧道小净距大断面隧道在开挖支护施工中经验存在一定的不足，因而需要在不断的实践中总结经验，从而不断的对施工技术进行提高。
二、小净距隧道的定义
随着新奥法的产生，隧道施工随之走向成熟，随着我国高等级公路建设的快速发展，大跨径、小净距工程也随之发展迅速起来。其中小净距隧道在《JtCD70-2004公路隧道设计规范》中被定义为：指一些上下行双洞洞壁的净距比较小，不能够以独立的双洞进行考虑的隧道结构。其中在文献[2]中进一步对小净距隧道的定义进行了分析，并根据双洞之间所产生的影响程度不同，对其进行了分类，其分类情况如表一所示。
表一小净距隧道的分类
三、工程概况
某地铁隧道建设，需要穿过一座山，其中设计隧道宽为50m，两洞之间的建筑界限为850m，单洞横断宽度为145m。隧道中是采用的三心圆曲边墙形式，其净宽设计为15050m，地铁道到拱顶的距离为8012m、到仰拱底的距离为2134m。属于是典型的小净距大断面隧道。这一隧道位于丘陵山地地区，其地形变化比较大，并且场地地层的组成主要是残积砂质粘性土、中风化凝灰熔岩、强风化凝灰熔岩以及微风化凝灰熔岩。在隧道的进出口出有一个天然斜坡。其中隧道的围岩级别以及支护类型如表二所示。
表二隧道的围岩级别以及支护类型
四、工程设计施工方案
（1）工程设计要求。根据隧道隧道建设地区的实际情况，为了能够对施工过程中的不不利因素所带来的影响进行消除，以免造成坍塌、失稳等情况，就必须要对其施工设计提出要求[3]。首先需要进行周密的支护措施。其设计严格按照新奥法进行，采用的为复合式衬砌结构，其初期结构为锚杆、喷射混凝土以及钢筋网，并利用钢拱架、注浆小导管以及大管棚等支护措施进行辅助。二次衬砌采用模筑混凝土衬砌。这两次支护之间设立防水隔离层。其开挖和支护顺序为：（1）先进行大管棚、注浆小导管等超前支护，洞内中隔壁墙支护采用U29钢支撑和喷射砼；（2）在进行过二洞间中夹岩加固后即可进行洞身开挖，其洞内中隔壁墙支护采用U29钢支撑和喷射砼；（3）在洞身开挖之后，就要立即进行初期支护，其洞内中隔壁墙支护采用喷射砼，其厚度约为10cm。
（2）工程施工技术。整个施工过程都严格按照新奥法原理进行，并且在施工过程中一直坚持“短进尺、弱爆破、强支撑、早封闭、勤量测”的施工原则，其中隧道浅埋段施工中采用的是上下台阶开挖方式，剩下的各项施工技术均是按照设计要求进行的。其施工技术主要有：（1）超前支护措施先行。首先在洞身进行开挖之前，进行大管棚、超前小导管以及中夹岩加固小导管，还要进行注浆。其次采用对108mm管棚进行钻孔和安装，其中采用丝扣把长度为5m的钢管进行连接，在施工过程中确保其施工误差径向为15cm，管棚注浆按照固结管棚有限范围内的土地进行设计，其浆液的扩散半径为0.5m，所采用的为C30水泥浆分段注浆方法。最后采用50mm热轧钢管作为超前小钢管，打眼采用锚杆钻机进行，按照采用台车顶进。（2）隧道开挖采用的是“弱爆短进”的方法，以对周边围岩的扰动尽量进行减少，围岩开挖主要以人工配合机械为主，一些需要采用爆破的围岩只需采用小炮松动爆破即可。上下阶的开挖高度的确定需要根据施工机械作业空间的要求进行，在实际施工中其控制一般是按照6m进行，另外上台阶拱脚一定要开挖到具有一定承载力的底层层位之上，以对钢支撑拱脚的受力需要以及稳定性进行确保。在开挖过程中，其左右洞掌子面通常要错开30m的洞距。（3）初期支护。在将浅埋以及软弱围岩地段开挖之后，就要立即进行初喷，以对围岩的时间进行减少，其次即可依照之前的图纸设计，进行锚杆、钢支架架立以及钢筋网施工，并且在其施工技术之后，还要马上进行复喷，对初期支护喷射砼施工进行完成。（4）在整个施工过程中，不间断的进行监控量测。其中监控量测包括隧道试验段拱顶下沉、钢支撑内力、周边收敛以及围岩压力等内容，一旦发现出现异常，既要立即采取有效预防措施。
（3）工程施工安全措施。在整个施工过程中，还要采取一定的安全措施。其包括：（1）对各工序、各作业班组之间的联系以及配合进行加强，并对围岩的时间最大化的进行减少，以对围岩失稳以及施工人员的安全问题的发生进行避免。（2）不良地段的施工，一定要安排专人进行检查，一旦发现喷锚支护变异或者损坏的情况的时候，一定要立即进行锚杆并复喷砼增设或者直接对钢支撑进行增设[4]。（3）在测量过程中，一旦出现数据突变或者异变的时候，就要立即制定有效的应急措施，以对施工作业安全进行确保等。
五、施工效果评价
在这次施工中，由于隧道的开挖空间比较大，因此大部分施工都可以采用机械化作业，从而对开挖、出渣等工序作业时间进行了大大的缩短，从而对工程的建设进度进行了加快。并且所采用的上下台阶开挖方式，再加上施工组织的科学合理性以及支护措施的有效性，从而对两洞之间的相互干扰进行消除，实现了单洞上下台阶的流水交叉作业，对机械利用率进行了大大的提高[5]。全程变形量以及变形速率都在设计规范以内。
六、结语
地铁隧道小净距大断面隧道开挖支护中的重点，主要是在隧道浅埋段，只要在此进有效可行的开挖和支护措施，并对洞顶覆盖层的破坏进行一定防范，最大化的减少对围岩的扰动，对围岩的变形进行有效的抑制，在整个施工过程严格按照施工要求进行，即可有效的提高施工稳定性和安全性[6]。
【参考文献】：
[1]黄永忠，颜炳杰，既有隧道间新建小净距大断面四车道隧道动态施工监测技术[J]，现代隧道技术，2010年47（1）：45-49
[2]四川省交通厅公路规划勘察设计研究院，双洞小净距隧道设计、施工关键技术研究[R]，西部交通建设科技项目，2007,10（2）：154-158
[3]杨永波，刘明贵，张国华，李祺，邻近既有隧道的新建大断面隧道施工参数优化分析[J]，岩土力学，2010,31（4）：1217-
[4]孔祥兴，夏才初，仇玉良，张丽英，龚建伍，平行小净距盾构与CRD法黄土地铁隧道施工力学研究[J]，岩土力学，2011,32（2）：516-524