隧道论文十篇-ag尊龙app

隧道论文篇1

关键词：隧道工程静电除尘使用条件浓度指标

0引言

在交通事业发展迅猛的今天，公路隧道建设也得到了长足的发展。公路隧道通风设施的费用一般为工程造价的20％～30％，长大隧道甚至可达50％[1]，因此公路隧道的通风问题是十分值得关注的研究课题。

目前的隧道通风方式分为以下几种，如图1所示。

当交通流量不大，隧道长度比较短时，隧道采用自然通风即可满足要求。1924年，美国匹兹堡室自由隧道（长1800米）发生交通堵塞，洞内co浓度增高，导致很多人中毒，从此，隧道的设计中开始采用机械通风系统。

美国纽约市的荷兰隧道，采用盾构法施工，圆形断面，所以车道下面作为送风道，上部作为排风道，气流从下往上横向流动。世界上首次采用全横向通风方式。

对于圆形断面的隧道，车道的上部、下部空间可以作为风道，而对于其他断面形式的隧道就没有这种便利了。1934年，英国人在修建莫尔西隧道（长3226米）时，对尽量减少管道断面的方式做了研究，首次采用半横向通风系统。取得了很好的效果。

全横向和半横向通风方式，需要隔离较大的隧道断面空间作为风道，需要大功率的轴流风机通过斜（竖）井排出洞内废气，因此需要花费较大的工程费用和营运费用。纵向通风方式浮出水面。

对于纵向通风的研究，日本人一直走在世界的前列。1976年，日本在修建关越隧道（长10855米），首次将纵向通风应用于10km以上的隧道。并对隧道通风编程模拟，模拟的结果表明静电除尘装置加送排式纵向通风系统可以应用在关越隧道上，并得出了不论交通方式、隧道长短如何，均可采用静电除尘装置加分段纵向通风的结论。

本文通过对柴油车和汽油车在不同坡度和速度情况下的co和烟雾的排放的分析，得出静电除尘装置的基本使用条件的计算方法。

1静电除尘装置简介及其在隧道中的应用

静电除尘装置的使用场所大致分为两种类型，一是以改善隧道内视距为主要目的的隧道内设置型；一是以改善隧道口环境为主要目的的换气处设置型。本文讨论的是前者的以改善隧道内部空气品质为目的的静电除尘装置。

1.1静电除尘装置原理

如图2所示，在带负电的放电极周围的空气电离形成电离区（叫做电晕区），电晕区通常局限于放电极周围几毫米处。电离后，负离子向带正电的正极移动。含沉空气通过静电除尘装置时，获得负电荷，沉积在正极板（因此正极板也叫做集尘板）上，只有少量在电晕区通过（因为电晕区范围很小），沉积在负极板上。

1.2静电除尘装置的开发过程

静电除尘装置从第一号机的开发到现在，处理风速和除尘效率都在不断提高。

表1静电除尘装置发展过程第一代第二代第三代第四代

1978~19891986~19961996~现在1999~现在

空气洗净式静电除尘装置水洗净式静电除尘装置水洗净式静电除尘装置水洗净式静电除尘装置

处理风速7m/s处理风速7m/s处理风速9m/s处理风速9m/s

效率80%效率80%效率80%效率90%

2静电除尘装置的使用条件分析

当按照烟雾浓度指标计算得到的隧道通风需风量大于按照co浓度指标计算得到的隧道通风需风量时，隧道满足了采用静电除尘装置的必要条件。此时，若在隧道中采用静电除尘装置，则可以降低隧道的需风量，从而降低了隧道通风量，从而达到了节能的目的。

2.1满足co指标的隧道通风需风量计算方法

2.1.1co排放量计算

（1）

式中：——隧道全长co排风量，m3/s；——co基准排风量，取为0.01m3/辆·km；——考虑co的车况系数；——车密度系数；——考虑co的海拔高度系数；——考虑co的纵坡－车速系数；——考虑co的车型系数；——车型类别数；——相应类型的设计交通量，辆/h。

2.1.2稀释co的需风量计算

（2）

中：——隧道全长稀释co的需风量，m3/s；——标准大气压，取为101.325kpa；——隧道选址设计大气压；——标准气温，取为273k；——隧道夏季设计气温，k。

2.2满足烟雾指标隧道通风需风量计算方法

2.2.1烟雾排放量计算

（3）

式中：——隧道全长烟雾排风量，m2/s；——烟雾基准排风量，取为2.5m2/辆·km；——考虑烟雾的车况系数；——考虑烟雾的纵坡－车速系数；——考虑烟雾的海拔高度系数，取为1.0；——考虑烟雾的车型系数；——柴油车的车型类别数；——相应车型的设计交通量，辆/h。

2.2.2稀释烟雾的需风量计算

（4）

式中：——隧道全长稀释烟雾的需风量，m3/s；——烟雾设计浓度，m-1。

2.3临界柴油车比例

临界柴油车比例是当按co指标计算的需风量等于按烟雾指标计算的需风量时的柴油车比例。如果柴油车比例超过临界柴油车比例，则隧道就有可能需要使用静电除尘装置。

临界柴油车比例的计算方法为，利用公式（2）得出按co指标计算的需风量，利用公式（4）得出按烟雾指标计算的需风量。令二者相等，得出临界柴油车比例的计算公式为：

（5）

式中：——临界柴油车比例；——烟雾设计浓度，m-1；——co设计浓度，ppm；——co基准排风量，取为0.01m3/辆·km；——烟雾基准排风量，取为2.5m2/辆·km；——考虑co的纵坡－车速系数；——考虑烟雾的纵坡－车速系数。

表2纵向通风时不同行车速度、坡度下的临界柴油车比例（％）车速（km/h）坡度（％）

－4－3－2－101234

临界柴油车比例（％）8037.328.020.414.08.64.3－－－

7038.729.021.114.510.56.43.7－－

6040.030.021.816.012.08.35.5－－

5044.033.024.017.613.29.16.0－－

4048.036.026.220.616.913.19.96.5－

3042.732.025.621.317.817.814.511.08.0

2046.939.135.228.223.524.420.717.114.1

1051.242.738.430.725.621.318.114.912.3

2.4不同坡度组合情况下的临界柴油车比例

因为坡度的变化对隧道通风需风量的计算指标影响较大，故需研究不同坡度组合情况下的临界柴油车比例。隧道由两段组成，按照行车方向，第一段长度为，坡度为；第二段长度为，坡度为。根据公式（5），得到此隧道的临界柴油车比例为：

（6）

式中：——临界柴油车比例；——烟雾设计浓度，m-1；——co设计浓度，ppm；——co基准排风量，取为0.01m3/辆·km；——烟雾基准排风量，取为2.5m2/辆·km；——考虑co的第一段的纵坡－车速系数；——考虑co的第二段的纵坡－车速系数；——考虑烟雾的第一段的纵坡－车速系数；——考虑烟雾的第二段的纵坡－车速系数；——隧道第一段长度，m；——隧道第二段长度，m。

3结论

本文通过对于随着隧道坡度和柴油车比例变化下，隧道需风量的变化的分析，讨论了静电除尘装置的使用条件，即在一定坡度下，柴油车比例达到所谓临界柴油车比例时，才有使用静电除尘装置的需要，并且计算了不同坡度和车速下的临界柴油车比例的值。在此基础上，讨论了当隧道中有坡度变化时的情况下，临界柴油车比例的计算方法。

参考文献

[1]王永东.长大公路隧道纵向通风数值模拟研究.[d]西安：西安公路交通大学，2000.6

[2]公路隧道通风照明设计规范（jtj026.1-1999）[s].北京：人民交通出版社，2000

[3]李德英.静电吸尘在公路隧道通风中的应用.[j]现代隧道技术，2002.1

隧道论文篇2

1)施工前的内外联关系。

在施工之前主要开展的工作为可行性研究和勘察设计，以及施工前开展的招投标工作。前者涉及的内外联关系主要是隧道方案与整个路线工程，以及与自然和社会的相互作用，主要体现为方案与具体设计的合理性和科学性。后者主要涉及建设方与施工方的相互关系，即建设方与施工方的合同关系建立过程，其中关键因素是中标价格。

2)施工中的内外联关系。

施工阶段的和谐性是评价城市隧道工程建设和谐度的最主要内容。这一阶段整个工程建设过程的内外联关系可以划分为实体工程、机构人员和资金流转三个方面。实体工程方面:工程建设活动需要开挖岩土体、扰动地下水环境，隧道结构与岩土体发生相互作用;施工过程各部分、各工序发生相互作用;工程建设从外部环境获取大量的各类材料，又向环境输出废弃材料、废气和污水。机构人员方面:参与工程建设的业主、施工、监理、设计和监测检测等单位及其员工需要开展大量的互动工作，这些工作有管理与被管理、监督与被监督，以及相互协作等不同的角色关系。参与工程建设的单位还与社会其他单位或个人因材料采购、废弃物处置、污染物排放、共用其他社会资源等原因发生互动关系。资金流转方面:主要表现为承包商向监理、业主单位的资金申报审批，以及业主向承包商、承包商向材料供应商、服务提供商和劳务人员提供的资金拨付。资金流转的正确性、合理性和及时性，对工程建设活动的顺利运转也十分重要。

3)施工后的内外联关系。

施工后的内外联关系主要体现为隧道工程为社会提供服务，以及运营者对隧道进行的管理维修。隧道工程为社会提供服务:隧道方案越合理、自身状况越好，可以为社会经济发展提供的服务就越好，经济社会效益越明显。隧道工程的管理维护:管理维护一方面有利于保持隧道的健康状态和服务水平;另一方面需要花费一定的成本、对隧道运营产生一定的影响。过多、过频繁的维护和病害治理，说明隧道工程本身的建设质量存在不足。

2城市隧道和谐性的表现形式及影响因素

城市隧道工程建设的和谐性可以从技术、经济、社会和环境等四个系统得以体现，不同系统中又可细分为若干个方面，每个方面和谐性的影响因素不尽相同，相互之间可能存在重叠。

2．1城市隧道和谐性的表现形式

1)技术系统的和谐主要表现为安全、质量和进度三方面有保障。

安全方面包括不发生各种形式的安全事故，不因安全事故造成财产损失和人员伤亡;质量方面包括不出现各种类型的质量问题，工程各部分功能正常、系统相互协调;进度方面包括工程总进度得以保障，各分项或分部工程得到协调一致的推进。

2)经济系统的和谐性主要体现为业主(代表政府或社会)、承包商(机构)和参与建设的员工在经济上取得好的效益。

业主方面主要为获得合理最大化的投资回报，按时据实向承包商支付各项费用，不因安全、质量或进度等问题产生额外费用;承包商方面主要体现为在保证安全、质量的前提下获得最大的经济效益，不因安全、质量和进度问题额外增加成本;员工方面主要体现为按时获得与付出劳动相对应、与区域或行业收入水平相协调的劳动报酬，不因窝工、违规作业、工伤事故等造成不必要的损失。

3)社会系统的和谐性主要体现为外联关系、机构关系协调和员工关系等三方面处于协调、顺畅状态。

外联关系方面体现为工程建设有效避免对外部单位与个人的干扰、破坏，能够获得外部单位与个人的支持。机构关系方面体现为所有参建单位恪守本职工作，相互合作与支持，不因相互协调不畅导致正常施工中断、延误问题的正常处理等。员工关系方面体现为所有参与建设的管理者、技术人员和工人互相尊重、理解和支持，相互交流沟通顺畅，能够和谐共处。

4)环境系统的和谐性主要体现为资源消耗水平低、污染物得到有效控制和处理、施工环境扰动得到控制。

在资源消耗水平方面主要体现为工程建设消耗的各类建筑材料较少、能耗和用水量较低;在污染控制水平方面主要体现为产生的污染较少，并得到及时有效的处置，由于工程建设参数的废弃物较少等。施工扰动控制水平和谐性在施工扰民控制方面主要体现为施工产生的振动、噪声等对周边居民及单位的影响得到有效控制，对周边景观的破坏得以控制并及时得到修复。

2．2城市隧道和谐性的影响因素

通过城市隧道工程建设内外联关系的分析，城市隧道和谐性的影响因素可以归纳为以下15个方面:方案社会评价水平(c1)、施工中标价格水平(c2)、参建机构资信水平(c3)、安全事故控制水平(c4)、质量缺陷控制水平(c5)、设计变更控制水平(c6)、施工工期控制水平(c7)、反馈决策顺畅水平(c8)、企业财务健康水平(c9)、员工薪酬发放水平(c10)、内联关系协调水平(c11)、外联关系协调水平(c12)、废弃物处置水平(c13)、污染物处置水平(c14)、景观修复营造水平(c15)。

3城市隧道和谐度的层次分析法评价

城市隧道工程建设和谐度的评价是一个多指标综合评价问题，可以采取层次分析法、模糊数学法等方法进行评价，本文采取层次分析法进行分析。层次分析法的基本思想是将复杂的问题分解为若干个层次，在比原来系统简单很多的层次上逐步分析。通过比较若干因素对同一目标的影响，把决策者的主观判断用数量的形式表达和处理，从而确定它在目标中的比重。层次分析法的主要流程为:明确问题建立层次结构模型利用成对比较法构造判断矩阵进行层次排序，获得权向量进行一致性检验完成层次总排序以及一致性检验获得最优系统方案。

3．1递阶层次模型的构建

根据层次分析法理论，构建四个层阶的递阶层次模型分析模型。城市隧道工程建设的综合和谐度为第一阶(最终目标层h)，并将其分为技术(ht)、经济(hc)、社会(hs)和环境(hn)四个二阶目标层。第三层为指标层，共包括12个方面的准则(t1～c9)，即安全管理指标、质量管理指标、进度管理指标、业主经济指标、施工经济指标、员工经济指标、外联关系指标、机构关系指标、员工关系指标、资源消耗指标、污染控制指标、扰民控制指标。指标层为影响城市隧道工程建设和谐度的15种影响因素(c1～c15)。

3．2指标层权重的确定

应用层次分析法确定指标权重的方法为:利用分级比较标度方法，列出上层指标与下层相关性，由被调查者采取两两比较的方法，给出判断矩阵。然后求出判断矩阵的特征向量和特征值，进行一致性检验。

3．3和谐度等级的确定

根据和谐度的评价值，按照表1确定其评价等级。具体实施时，可以由政府或其他主管单位研究提出对工程最后的和谐度指标和等级要求进行明确，确定经济和行政奖惩方案，形成有据可查的文件。或由建设单位在施工招标和合同谈判中对工程最后的和谐度指标和等级要求进行明确(此时需要修正一些与施工单位无关的指标)，确定经济和行政奖惩方案，作为合同条款的一部分。

4某城市隧道和谐度评价实例

1)工程概况。

某城市隧道全长1823m(左线913m，右线910m)，隧道进出口位于不设超高的大曲线半径上，左右设计线相距约30m～50m，属于间距较小的分离式隧道。隧道按城市ⅱ级快速干道设计;双向四车道，单向行车，设非机动车道及人行道;设计时速40km/h，设计荷载:公路—ⅰ级;隧道净宽14．50m，净高5．0m。

2)指标权重的调查分析。

为确定城市隧道工程建设和谐度的指标权重，邀请上级主管单位和全体参建单位对和谐城市隧道建设工作进行了分析。与会25位代表(上级主管单位6名，业主6名，施工单位6名，监理和设计单位各3名，监测检测单位1名)参加了各因素重要程度的调查。与会人员分别填写了各层指标重要性调查表，其中准则层与措施层的关系采取开放形式，即每一个准则元素与哪些措施元素相关，由被调查者自己确定，在数据分析时，最多计入6种排位靠前的因素。通过对上述调查进行分析，得到了各指标对总目标的权重。

3)和谐度评价。

该隧道建设完成之后，项目建设单位对各方面工作进行总结，召开和谐隧道建设总结评估会议。上级管理单位、参与建设单位、周边企业和市民代表等35人参与了总结评估。根据和谐度与和谐度等级的对应关系，该隧道工程建设评定为“和谐”。

5结语

隧道论文篇3

隧道区碳酸岩分布广泛，寒武系除大陈岭组外均可见露头，隧道区主要穿过中统杨柳岗组和上统华严寺组。从地表调查来看，岩溶主要形式有溶纹、溶沟、溶槽等，在上寒武统含泥质条带的泥晶灰岩中，由于差异性溶蚀作用，在断面上见到鱼鳞状或波纹状溶蚀沟纹。区内溶沟、溶槽等发育较浅。溶蚀裂隙主要沿层面及一组与层面正交的节理面发育，外部宽度可达15cm，但溶隙规模受构造面控制，延展性有限，发育深度较浅，对大气降雨的导入作用不甚明显。总体来说，野外调查表明芹源岭地区地表溶蚀现象并不明显，多为溶隙和顺构造面方向的小溶洞，规模和深度都十分有限，唯一发现的一处大规模溶洞并不能说明该区域具备发育群发性大规模溶洞的条件。

2涌水量计算

2.1涌水量预测分段确定根据隧道区段地下水补、径、排特点及含水岩组富水性、岩溶发育特征，对隧道区进行分区段涌水量预测，各分段控制面积确定以1∶1万地形图为基础，结合野外调查并考虑隧道区高程的影响程度而圈定。

2.2涌水量预测方法选择及参数选取隧道涌水具有季节性变化，预测隧道涌水量时应分别计算正常涌水量与雨季最大涌水量值。涌水量预测正确性，主要取决对隧道充水条件的正确分析及计算参数和计算方法的合理选用。由于目前所获取的本区水文地质资料有限，拟采取降水入渗系数法整体上预测涌水量。降水入渗系数法：qy=ηqa=1000ηαaf/365式中：a-入渗系数；η-涌水系数；a-年均降水量（mm）；f-各区段汇水面积(km2)；qa-采用大气降水渗入法计算的渗入补给量（m3/d）；qy-采用大气降水渗入法计算的涌水量（m3/d）。区内降水量数据通过开化县气象资料获取。对涌水系数来说，本区内含水岩层均为弱富水性，且岩溶水主要运移于岩溶裂隙中，η取值空间应在0.1到0.4之间。对入渗系数来说，以区域水文地质报告已有参数为基础，同时参考各分区段入渗特征，确定最终参数取值。

2.3涌水量计算根据涌水量计算结果，隧道区年最大涌水量444.8573m3/d，年最小涌水量202.6685m3/d，年正常涌水量304.8472m3/d。按开化县历年监测的日最大降雨量预测，可能产生的最大涌水量为13007.1m3/d。

3隧道岩溶问题综合分析

3.1地层岩性对岩溶发育的控制碳酸盐岩是岩溶发育的物质基础，碳酸盐岩中的cao含量越高时，则其可溶性就越强，反之，则越弱，即白云岩类、泥灰岩类、硅质泥质炭质石灰岩类岩溶发育较弱，纯灰岩类则岩溶发育最强。从岩性角度来看，工作区上覆地层为寒武系华严寺组、杨柳岗组，本地区寒武系岩层总体特点是泥质含量较高，且碳酸盐岩常与非碳酸盐岩互层发育，因此从岩性基础上分析，本区岩溶并不发育。从实际野外调查来看，除高峰洞附近出现一较大溶洞外，也未见有其他群发性大型溶洞或地下暗河存在。

3.2地形地貌对汇水条件的控制在不同地貌条件下，岩溶发育过程是不同的。因为岩溶发育在很大程度上受地表水和渗透条件的影响，而这两者又常受地貌条件的影响，如地面坡度、切割密度和深度、水系分布等。因此，岩溶发育过程常和地貌发育过程联系在一起。地面坡度的大小直接影响渗透量的大小。在比较平缓的地方，地面径流流速缓慢，渗透量就较大，岩滚较发育。反之，地面坡度愈大，径流流速愈快，渗透量就愈小，岩溶发育就较差。从地形地貌来看，由于隧道穿过两大流域分水岭，地形坡度陡，使得补给区面积较小，径流速度较快，不利于地下水补给。

3.3地质构造与岩溶发育关系从构造角度来看，主要影响在于张性节理发育且张开度较好，主要分为顺层节理和倾向节理，其中顺层节理发育占主导，为入渗提供了良好的通道，而倾向节理沟通了多个层面的顺层节理，在其交汇地带，地下水循环活跃，往往为岩溶较发育提供了有利条件，调查中高峰洞附近的溶洞就是地下水顺着倾向节理垂直下渗，在顺层节理面处发育的一个较大的溶洞，其规模大小与此处节理大小密切相关。

4结束语

隧道论文篇4

在解决这些问题时，首先在施工当中，要在思想观念上做到重视起来，通过管理的强化，来做到对后期施工组织设计要求的有效开展。其次，要做到对各种先进、优良技术手段的综合应用，隧道工程实施当中，存在各类的土建工程，因此在施工组织设计当中，不但需要做到对工序交替及工程交替的思考，还应当做到对同一时间、地点立体交叉施工的考虑，从而满足资金、物资、人力、时间等各项条件的满足。第三，要依据施工的具体情况来进行施工组织设计，对建筑施工中的危险控制、应急求援、水文地质条件做到科学有效的安排。最后，要做到对先进施工组织设计思路的学习及引起，并根据实际相关管理，融入其中，做到对施工组织设计指导作用及效果的有效发挥。

2隧道施工管理的相关策略

2.1隧道施工的安全管理

不论是隧道工程还是其它工程，安全问题都是施工中的首要问题，因而需要在施工当中做到重点重视。首先，要做好对施工人员的安全教育与培训，使员工能够具体一定的安全素养，在隧道施工当中，能够起到安全防范作用，利用宣传及教育的方式，能将安全管理落实在隧道施工的各个环节当中，做到对员工安全意识的提高。其次，对于项目管理部门及施工企业来说，也需要做到对隧道安全管理工作的重视，采用相关措施，将安全培训工作纳入到管理与培训计划当中，进而能够做到对安全管理工作目标及需求的满足，为隧道施工项目的安全管理提供有效保障。

2.2隧道施工的成本管理

成本管理是隧道工程质量、进度、物资等因素得以控制的前提，同时也能做到对隧道工程效益的有效提升。具体来说，应从四个方面，做好隧道施工的成本管理。首先，要做到对成本控制责任体系的有效建立，通过制定相应的规范及责任，来使隧道施工项目成本能够达到既定目标。其次，预算编制之前，应当做好资料收集及材料价格、现场施工的调查工作，并做到对施工方案的有效拟定。第三，对施工所用到的材料费用等信息，要做好公开工作，保障价格信息能够得到共享及公开。最后，运用新型的技术、工艺及材料，来做到对人工成本、机械成本、设备成本费用的有效控制，并通过合理的库存，来做到对材料储备费用的有效降低。

2.3隧道施工的进度管理

隧道工程进度管理需要做好三个方面工作。首先，施工前应当对施工需求的预测，包含对生产需求量、时间、结构的预测分析，进而在财务及管理方法来采取相应的措施，保证各项工作达到平衡发展。其次，可以对施工进度进行分析，以年度、季度、月度等时间阶段进行划分，从而能够使项目管理者与施工者做到对项目进度的了解，方便施工单位的实施及监督部门的监督。最后，需根据隧道施工的实际情况，来做到对施工时间、施工计划的有效安排，并在施工当中做到严格实行，从而能够做到对隧道施工项目进度要求的满足。

2.4隧道施工的质量管理

隧道施工质量管理也需要做好三方面工作。首先，要做到对质量检验内容、标准做到明确规范，保证各项质量检测能够程序化、正规化及规范化进行。通过对隧道施工材料特性的检测，从而使其质量能够满足施工要求，避免安全事故的出现。其次，运用多项检测、定期检测、重点检测等方式，做到对隧道工程质量的系统化、综合化管理。最后，不断完成与建设质量检验体系，提升质量检测人员的专业素质，从而全面做好隧道工程质量检测工作。

3总结

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关键词：隧道掘进机（tbm）现状典型实例发展趋势

1概述

当隧道（洞）长度过长时,用常规钻爆法进行隧道施工将需要相当长的工期,隧道掘进机法施工则适合长隧道施工的需要。隧道掘进机英文名称是tunnelboringmachine,简称tbm。

根据国外实践证明：当隧道长度与直径之比大于600时,采用tbm进行隧道施工是经济的。tbm最大的优点是快速。其一般速率为常规钻爆法的3～10倍。此外,采用tbm施工还有优质、安全、有利于环境保护和节省劳动力等优点。由于tbm提高了掘进速率,工期大为缩短,因此在整体上是经济的。tbm的缺点主要是对地质条件的适应性不如常规的钻爆法；主机重量大：前期订购tbm费用较多；要求施工人员技术水平和管理水平高；对短隧道不能发挥其优越性。由于科学技术的不断迅猛进步,现在tbm可以适应较为复杂的地质条件,从松散软土到极坚硬的岩石都可以应用,使用范围日益广泛。tbm的设计制造在一定程度上反映了一个国家的综合科学技术和工业水平,体现了计算机、新材料、自动化、信息传输和多媒体等技术的综合和密集水平。一门叫做“地质机械电子学”的学科应运而生。它把机械原理、电子学原理和机器人原理应用到岩土工程学中,包括所有岩土工程技术和tbm技术。未来的发展属于自动化隧道掘进机。目前,人们已能在办公室控制掘进机操作一一法国的斯特拉堡工地证实了这一事实[1]。

掘进机的针对性很强,不同的地质条件需要不同的掘进机,也就产生了不同的掘进机；有的适用于软土,又称为盾构机：有的适用于岩石。岩石掘进机可分为开敞式、单护盾式和双护盾式,并且已研制出能进行斜井施工的,例如,已用于日本东京附近抽水蓄能电站压力管道斜井的施工。软土掘进机（盾构机）初期为气压手掘式,现今主要为泥浆加压式和土压平衡式,并且已研制出能掘进圆形连续多断面隧道掘进机,已应用于日本hiroshima新运输线的rijoh隧道：研制出垂直—水平连续隧道掘进机,已应用于日本东京污水隧道工程；研制出椭园形隧道掘进机,已应用于日本nagoya的管道施工。此外,还研制出既能在岩石又能在软土中掘进的两用混合型掘进机,已应用于英吉利海峡隧道法国侧隧道的施工、日本广岛污水隧道施工以及我国连接香港的九龙和新界的西铁隧道施工。

世界上著名的岩石掘进机制造厂商是美国的罗宾斯（robbins）公司和贾瓦（arva）公司、德国的沃斯（wirth）公司和德马克（demag）公司以及瑞典的阿拉斯·科普柯（atlas·copco）公司。而软土掘进机则以日本川崎重工业公司生产的最为著名。国外掘进机直径已达14.14m（用于日本东京湾跨海公路隧道）。

我国1966年生产出第一台直径3.4m的掘进机,在杭州人防工程中进行过试验。70年代进入工业性试验阶段,试制出sj55、sj58、sj64、ej30型掘进机。80年代进入实用性阶段,研制出sj58a、sj58b、sj40/45、ej30/32、ej50型掘进机,在河北引滦、福建龙门滩、青岛引黄济青、云南羊场煤矿、贵阳煤矿、山西古交和怀仁煤矿等工程中使用。但是,我国掘进机与国外掘进机相比较,在技术性能和可靠性等方面还有相当大的差距,需要加快掘进机的整机研究、设计和生产,迎头赶上国际先进水平。

自1978年我国实行改革开放以采,已有甘肃省引大入秦工程、山西省万家寨引黄工程和陕西省秦岭铁路隧道工程等项目引入国外大型tbm进行隧道施工,取得了成功。其中山西省万家寨引黄工程创造最高日掘进113m和最高月掘进1650m以上的记录。

隧道掘进机除主机外,还必须配备配套系统,称为后配套系统。通常主机和配套系统总长度达150m～300m。配套系统包括运碴、运料系统、支护设备、激光导向系统、供电装置、供水系统、排水系统、通风防尘系统和安全保护系统。用于水工隧洞的还有注浆系统等。tbm法与钻爆法相比,其主要优点是掘进速度快,所以配套系统是满足连续快速掘进的关键因素,其运输布置、运输能力、供水、排水流量、通风方式及风压、风量以及喷锚、混凝土管片安装、豆砾石喷射、回填灌浆的速度,必须与掘进速度相匹配。

2长隧道应用tbm的典型工程实例

2.1英吉利海峡隧道

英吉利海峡隧道全长49.2km,海下37km,共有三条平行的隧道,其中两条单线铁路隧道,内径7.6m,相距30m.,中间隧洞留作服务用,直径为4.8m。每条主洞有一单线铁路与一人行道。服务隧洞则用作通风、维修及整体安全,而在施工期间则作为超前地质预报。

隧道线路非直线也非水平,是依19世纪时已标定的蓝色白垩层而定,此种岩层坚实但不太硬,又不透水,是掘进的理想地层。由古代沉积地层组成的英吉利海峡的地质状况十分稳定,无断层、无地震活动迹象、无褶皱、又无使地质情况复杂化的大断层。然而在施工期间也有若干意外情况出现。隧道靠近蓝色白垩层的平均下部三分之一层厚处。隧道的底坡不得大于1.1％,在海面下的最大深度为90m,即在海底下40m处。

英吉利海峡两岸的地层也不对称。英国一侧海岸,地层褶皱平缓,白垩较完整。法国一侧海岸,白垩层常有裂隙,加大了地层的透水性,有碰到不稳定地层的危险性。而且还穿过一层含水的灰色白垩层达蓝色白垩层。故掘进技术不同。法国一侧,隧道掘进机可在含水层中工作,而英国一侧,隧道掘进机是设计专用于干燥的地层。另一方面,挖掘长度的分配也不一样,英国海岸掘进总长为92.4km,而法国海岸仅57.6km,因那里的地层更难以工作。

隧道开挖会合处靠近法国海岸一边,理论上是在法国一侧,洞门起19km处。实际上会合处离之稍远,因法国人进展得比预定的快。

隧道并不是单纯的配有铁轨的管道。随着隧道掘进的进展,或在隧道完工后,各种网路的设施都支承在隧道的壁上。整个网路包括有信号电缆、700部电话、5000个扩音器、4组光纤电缆以及消防水管和照明设施等。另外,还有输送部分冰冻水流的大水管通过隧道用以降温。设有技术装备的地下房室则有专门的通风与冷却设施。.英吉利海峡海底隧道工地是20世纪最大的工地之一。1990年11月估计的工程最终投资为760.8亿法郎；而集团投资增至879亿法郎,差额即用作备用金。仅仅此工程浩大的费用说明了它的规模。各工地隔英吉利海峡而分成两摊,其方法及组织均有一定的特殊性,因在全斯曼彻联合公司名下的各承包公司以其地理上的相近关系而组合在一起的。五家法国承包公司在法国一侧工作,而五家英国承包公司则在英国一侧工作。

整个工程工期7年,对如此规模的工程来说,工期是很短的。任何在施工中的拖延都会减少实际受益期限。此外,沉重的贷款上的财务费用意味着每拖延一周,即约损失1亿法郎,可以想象,每分钟都是宝贵的。为赢得这场时间上的真正竞赛,有11台隧道掘进机同时开挖隧洞。隧道掘进机上的各班组日夜轮班不停,每一工作面有五个班组。其中三组每组8小时轮换,第四组在休息,第五组在休假。

承包公司的成功与否取决于隧道掘进机的良好运转,掘进机的进展速度就表示出工程的进度。这是巨大又复杂的机械,直接以隧洞的全断面尺寸开挖土石,机械过后留下的是已衬砌好的不透水的并装备了相随的各种网路的隧道。隧道掘进机既用以开凿隧洞,又用以排出挖方料,安放拱楔块,在拱楔块后灌浆,并置放以公里计的挂在隧洞壁上的电缆及各种管道。.隧道掘进机的心脏部分——主机,长10m～13m,重达1200t,在切割头的后面有一个挖方料的排出系统与一个安置拱楔块的升降架。掘进机由一个厚7cm的金属外壳保护以临时支撑土石层。一列长250m,重约800t的技术列车（后配套系统）承担一切后勤支援：排出挖方料,送交拱楔块,通风、供电,敷设电缆及供水、供电管并铺设铁轨。

考虑到地层的不同性质,各隧道掘进机设计不一。英国一侧蓝色白垩能挺立不塌,可在掘进机护盾外壳后面立即铺设拱楔块。法国一侧海岸,地质钻探表明线路将遇到断层,可能有渗水。由于开挖的隧道深达海面下90m,故应面对9×105pa的水压力。隧道掘进机设计不透水的隔膜及高压垫圈把旋转头与隧道的其它部位分隔开。由涂有专门油脂的金属刷组成的一个止水圈可使掘进机护盾外壳在已安设的拱楔块上滑动。

隧道掘进机之后配套系统随掘进机一起前进并载着全部运行设备。这是一个真正的流动工厂。紧接护盾之后是操纵室,从操纵室工程师和技术员控制着前进速度并经摄像显示机观察掌子面。在车厢的下层,皮带输送带载着挖方料全速输送。接着是一系列的车厢,一节车厢用以搅拌灌浆材料；而后是变压器车厢,将

20000v降为380v；一节操纵千斤顶的液压系统车厢；然后一节食堂与医务室；一节水处理车厢；一节分料车厢,把挖方料分在两列新的皮带机上；一节载着20000v电缆施放机的车厢,电缆随开挖而固定在隧道的壁面上；一节车厢装压空机及渗水抽排接力站；一节车厢用以卸下水泥砂浆（供料列车可经隧道掘进机的支柱而到达此层）,一节是卸拱楔块用,这些拱楔块由专门的输送机送至工作面；一节为通风车厢（其后各车厢都有两条输送带,把挖方料卸在下面滑行的供应列车的翻斗内）；一节车厢用以进行装修及补充灌浆；有两节车厢装有管道及电缆,随进展而固定于壁上；最后一节则用以安设悬挂电缆、清扫隧道底拱并敷设服务列车的铁轨。列车后面有加利福尼亚型的道岔。

导向问题是关键,因为不仅自英吉利海峡两岸起挖通的隧洞应精密会合,而且要遵循拱楔块制造及安放要求的尺寸。隧道掘进机的位置一直由计算机按每隔187m安设的测量标志网计算。首先利用人造卫星测定了10来个地面标志点的位置。最后一个标志点上有激光装置对准隧道掘进机上的固定目标,随时向操作员指出掘进机的位置是否与存储于机上计算机内的理论轨迹相符。程序计算出修正的轨迹,依此轨迹,决定出在衬砌环圈上千斤顶的推力。

在地下经过约20km的进尺后,所得的在会合点的理论精确度约25cm,即两个开挖段之间的偏差为50cm。这正是服务隧洞在海下会合点的偏差。英国一侧的服务隧洞在地下经8km后出地.。面时仅有4mm的误差。地下两半截隧洞的会合以下法进行：当还剩下l00m待挖时,即停机并打一探测孔以检验是否在一条线上,然后以人工挖一人行孔以便两侧通讯。由于掘进机的直径大于已经衬砌的隧洞,它们既不能后退又不能向前出去。法国一侧的掘进机,回收其最大的部分而让其钢外壳留在隧洞的拱圈内,用气焊枪割下能割的部分。英国一侧的掘进机在偏离前进轴线的隧道侧边挖掘了它们自己的坟墓,就地遗弃,埋在混凝土中。

最后几米的隧洞以传统的方法开挖,以便保留以十字镐开挖的最大岩石面。这样就可进行象征隧道挖通的历史性握手。历史将记住,服务隧洞的探测孔是1990年10月30日20点25分打通的。

隧道内部全部衬以称之为拱楔块的钢筋混凝土的弧形板块,用以防备土石的可能下落并确保含水段的防渗。总共有72万块拱楔块。拱楔块的质量保证建筑物的安全与寿命（120年）。法国一侧有25万块拱楔块,英国一侧有47万块,铺砌在隧洞内部,其尺寸精度以毫米计。标准衬砌是1.4m～1.6m长的拱圈,法国一侧由5块拱楔块及一块拱顶键石组成,英国一侧由6个拱楔块加一拱顶键石组成。法国一侧的拱楔块有氯丁橡胶接缝以确保在10t水压下的防渗。拱楔块由掘进机上的机械就位后即以螺栓固定,以使接缝间压紧。这些螺栓在洞壁与拱楔块之间灌注的砂浆凝固后抽出。

怎样处理运出隧道的挖方料呢?这些挖方料的数量浩大：总共800×104m3,其中300×104m挖自法国一侧。其余则挖自英国一侧。各工地再次采用不同的解决措施。

法国一侧,自工作面挖出的挖方料视土层里含水量的大小而呈现稀或稠的粘糊糊的泥浆,从隧道掘进机的螺旋输送机或泥浆泵送出后,经各输送装置倒入运送挖方料的列车,然后送去桑加特交通井。一列车有12节翻斗式车厢,一次翻转6节,把料倾倒在井底。挖方料在井底加水经破碎机搅拌,破碎机由两带齿圆辊组成,以相反的方向旋转,然后又经一链式破碎机使之成为流态的均匀泥浆,其稠度近乎酸乳酪。台巨大的混凝土泵式的泥浆泵把泥浆打进一系列的管道中,扬高130m,打到距离为2km的丰皮里翁处,在小土坡上建一真正的土坝,长900m,高38m,泥浆打到这里并逐步地填满此水库。沉淀后的水再回收,过滤,然后注入海中,工程完工后,形成的新土山将予整治并装点景色。

英国一侧,挖出的挖方料基本上是干的,排出隧道后即倒在莎士比亚·克利夫平台处。来自工作面的装料车厢侧卸于沿铁道布置的料斗内,挖方料由链式输送装置运走,然后以每小时运2400吨土料的巨大的输送带经交通隧洞运出地面。挖方料部分加湿以免灰尘飞扬。然后由移动式输送装置或卡车倾入五个以人工堤围起的泻湖内。这些人工堤是随工程的进展而逐渐建成的,堤由两排板桩中间填混凝土形成。挖出的土石料将在海中围垦出一块新的45hm2的平台。结束时,唯一留在工地现场的是通风与维修设施。此种把挖方料运至肯特附近的解决办法被认为是较妥的。

英吉利海峡海底隧道主要由三条长50km的平行隧道组成,但它还包括有大量的地下建筑物,这些是真正的大型建筑物,例如用以安装隧道掘进机的专门的大厅。有两个大厅或称为错车室,长200m,宽20m,这样大尺寸的地下建筑从未在此条件下开挖过。这些大厅用以列车错车,以及5个地下泵站连同缓冲蓄水池以确保隧道的持续排水。

隧道掘进机的安装在巨大的地下大厅里进行。法国一侧的安装大厅就在桑加特交通井下开挖的,以便吊入大尺寸的部件。大厅长500m,直径为隧道掘进机直径的一倍半以便在掘进开始前进行检验。

英国一侧的安装大厅在莎士比亚·克利夫地下综合体内。高20m的大厅取名为“大教堂”,是依奥地利的灵活、快速的新方法（即新奥法）开挖的。

拱楔块28天强度达到55mpa,这是高质量混凝土通常强度的两倍。混凝土生产管理都由计算机控制。

根据拱楔块在隧道中所在的位置而一块一块地鉴定。拱楔块出厂由计算机控制的吊车进行,并在工厂旁是按组成整圈所需的6或8块拱楔块分类放在托架上,储放10天至一个月。

1986年选用隧道的论点之一就是其固有的安全性。实际上,铁路是最安全的长距离运输手段。在单股道的隧洞内运行的列车无正面碰车的风险。脱轨时,隧道可保持列车在其运行的轨线上以防其倾覆。铁轨则经常以超声测试检验。每隔375m与主隧道相连通的服务隧洞同时是一个地下庇护所及急救的通道。需要时,列车可经每隔1／3隧道长度处的转车大厅由一条隧道转到另一条隧道去。但平时,两条隧道是完全隔开的。穿梭列车也是很安全的。有两个牵引车头,但只要一个牵引车头就可牵引列车。当控制失灵时,有一系统可使列车自动缓缓停车。控制中心以无线电与各列车联络管理全部列车的运行。电源由英吉利海峡两岸共同供电,变压器设在专门的隧洞内,洞用防水门关闭,有其各自的检测系统与防火系统,供电电缆相互隔开,电缆有外裹层不致冒烟。

值得引起特别注意的是列车的高速运行,次数频繁,隧道较长并且在洞内同时有两万人在场。为防运载汽车的穿梭列车突发火灾的风险,考虑到汽车油箱内的汽油,火灾风险可能是很严重的,故采取了各种措施：首先,禁止在车厢内启动马达与抽烟,在穿梭列车里的人员都应保持警惕,每节车厢内设有火焰、烟雾、一氧化碳、碳氢化合物的探测器,这些探测器与驾驶室内的计算机连接口设有好几种手动及自动的灭火系统。有一普通类型的灭火器可在几秒钟内在燃烧着的汽油上喷上一层泡沫使其窒息。若乘客处于危险状态时即使用另一种灭火器,喷出烟雾可有效地防御有毒火焰。若灭火器数量不够,则防火门把乘客与火陷隔开至少可抵御半小时以上。

不锈钢结构的车厢也防火,可使其运行直至总站,进入专门装备的处理股道上去。当不可能把火车开出隧道或洞内有大火时,乘客们将引入服务隧洞,这是失火时的好庇护所,因其空气始终处于超压状态,乘客自服务隧洞乘服务车或去其它隧洞乘救护列车出洞。强力通风可排出铁路隧洞内的废气。

进行了60来次撤离测试与防火试验以测定乘客的反应能力、探测系统及设备的耐火程度。乘客们被置于与原型自然尺寸一样大的模型列车中,以便拟定数字模型予定出撤离出车厢的时间。依乘客年龄不同与有否烟雾,撤离时间自1分钟至3分20秒不等。列车故障时外侧有灯光照亮各车厢。不能排除炸弹袭击。必须要很大的装药量并嵌入隧道结构内才能炸塌隧道。但在穿梭列车上放置一个小炸药包就足以毁坏一节车厢,造成脱轨,并由之引起火灾。对此种灾难也采取了专门的预防措施,某些措施是用以探测炸药,其它一些措施则是秘密的。

英吉利海峡隧道工程是人类在工程技术领域中一项杰出的创举。这条欧洲隧道已于1994年年底正式运行,成为世界上最重要的运输系统之一,为建立一个无国境的欧洲,为促进人类交往和经济文化交流,会作出不可磨灭的贡献。

2.2日本东京湾跨海公路隧道工程

日本东京湾跨海公路西端连接产业区域的神奈川县川崎市,东端连接自然田园区域的叶县木更津市,全长15.1km。该工程于1966年4月开始进行环境及地质调查,1989年5月正式开工,1997年12月竣工并投入营运,与周围的海岸高速公路、外环公路等形成公路网,大幅度改善了首都圈的交通状态。

该公路在方案比选阶段曾有3个大的方案：①大跨径吊桥案、②桥梁与沉埋隧道结合方案、③桥梁与盾构隧道结合方案。由于吊桥塔高及架设施工设备的高度对航空管制空中域有负面影响,故未采纳①方案,②方案存在对船舶航行、渔业、环境等的不良影响等,因而也未被采纳。加之盾构掘进技术在日本已相当发达,故决定按③方案实施。该工程主要由人工岛、盾构隧道及桥梁三部分构成,均在海岸上及海底内实施,因此工程技术相当复杂,是综合技术的产物。

该公路设计车速80km／h,4车道×3.5m（随着交通量的增加,将来可拓展为6车道）。隧道长9.5km,桥梁长4.4km,为了沉放盾构掘进机并作为施工基地,在大约隧道中部设置直径195m的人工岛（隧道施工完成后作为营运通风竖井）,并在隧道两端设置人岛或通风竖井（其中一端为桥隧结合部）。全线预测交通量：投入使用时间约3.3万辆／日,20年后约6.4万辆／日。总建设费用1004823亿日元（约10000亿元人民币）。

隧道为双管道盾构隧道,外径约为14m,隧道一次衬砌环由11块管片用螺栓联结而成,每块管片厚0.65m,宽1.5m,长约4m,二次衬砌厚0.35m,为钢筋混凝土结构。

在平均水深27.5m海底开挖隧道,结构要承受海水压600kpa（最大）的压力。为了防止海水透漏进入隧道,在管片之间,一次衬砌与二次衬砌之间、管片背面注浆、联结螺栓防腐以及管片结构材料等方面采用了若干措施,取得好的效果。

在管片周边粘贴遇水膨胀性止水带,该止水材料要求具有耐水压性和耐久性。在管片联结螺栓周围安设充填式防水垫圈。在（管片背面）注浆孔内设置缓膨胀性止水环,在其孔口处充填止水材料。为了防止海水进入隧道内,同时考虑减少一次衬砌与二次衬砌之间的约束力,防止二次衬砌开裂,故在一次衬砌与二次衬砌之间铺设防水层。该防水层采用聚乙烯烃塑料板（eva）,板厚0.8mm,或聚乙烯一沥青板（ecb）,其板厚1.0mm,并与厚3mm的无纺布叠合采川,防水板与无纺布呈网格状粘结（厂制）。二次衬砌不另设止水带。

该隧道在海底要承受巨大的水压力,因此作为隧道单元的管片要求具有很高的强度和密实性,管片采用高炉矿渣水泥,矿渣掺入率为50％,从而降低了透水系数,有效控制了混凝土温度开裂,提高了管片的耐久性（长期强度）。对于加矿渣后（冬季）早期脱模强度较低和干燥收缩裂纹较多两个缺点,工程上采取了加热,旨料,用温水拌和混凝土,并采取水中养生7日以上,加湿保养管片等措施,取得较好效果（早期强度要求1500mpa）。

隧道结构内存在若干金属件,以及海水下混凝土均应考虑防腐蚀问题。在海底土层中,金属件的腐蚀速度估计为0.03mm每年,考虑结构100年的耐用期,则钢材的防腐厚度为3mm,管片混凝土表面增加5cm（外侧）或4cm（内侧）的防腐层,二次衬砌也考虑4cm的防腐层。螺栓表面采取镀锌铬或氟化乙烯树脂油漆。

东京湾是一个多地震地区,隧道主要在软弱粘土地层（冲积层）中通过,又多处与竖升等铅垂方向结构物相联结,抗震性能要求极高。

该隧道进行了抗震设计。隧道横截方向用响应位移法和地震响应法分别进行了校核,表明横向联结螺栓已满足抗震要求。隧道轴向是抗震设计的重点,用动态解析法进行了校核,决定在轴向采用了高强且具有一定柔性的长螺栓（长62cm）联结管片。

在结构解析中,未考虑二次衬砌,它的作用仅是增加隧道自重,并保护一次衬砌,因此二次衬砌只考虑自重荷载利水压荷载即可。抗震设计所考虑的地层条件分别为地质构成、地层容重、地层的刚性及衰减系数。

为了能承受海水压力等荷载,必须提高隧道横截方向的刚度。为此,将每环等分为11管片,即加入了最后插入安装的拱顶k管片的尺寸,并采取从前进方向插入安装的办法,使得管片呈等分状,从而提高了盾构环圈的刚度。

该海底隧道长约9.5km,其安全设施及营运通风非常重要。安全设施分为二类：①公路利用者自行使用的（紧急电话、手动报警装置、灭火器、消火栓、避难诱导标志、避难口）；②向公路利用者通报或警告用的（隧道入口及洞内情报板、信号灯、有线广播、无线广播）：③公路管理者使用的（火灾检测器、itv摄像器、通风（排烟）设备、路面板下部空间通风设备、给水栓、送水口、灭火器、消火栓、水泡沫喷淋装置、管理用升降口、管理人员通道、电梯、救援用直升飞机机场、船舶靠岸设施等）。

该隧道很重要的一个特点是将管理人员通道及公路利用者避难通道设于隧道路面板下部空间,避难通道入口设于隧道左侧检修道处,按每300m间距设置。该入口设有滑道,即人员一旦进入避.难口,很快可乘滑道到达隧道下部空间（安全检查区域）。另在该入口附近还设有由下部管理通道上到路面的管理用升降口,以用于紧急情况时灭火、救援活动的通道,还可用于隧道保养维修。

该隧道内设有降烟雾用的水喷淋装置,按5m间距设置喷嘴,50m为一个水喷雾区段,可在二个区段同时放水。为提高控制火灾效果,采用水性泡沫灭火药剂（3％型）与水混合的水喷雾。该喷雾装置在消防队到达现场前可有效控制火灾的漫延。

当交通事故或火灾发生时,救援人员或救援车辆从受灾车辆后面到达现场较为困难,这时可从非火灾段隧道通过川崎人工岛的车道连接通道到达现场。另外,还可以浮岛、木更津两洞口利用管理通道（下部空间）到达现场,从而有效进行灭火、救援活动。

该隧道按每150m间距设置监视摄像器,可监视洞内任何位置的情况,与报警设施、灭火设施及避难设施等构成一个整体。东京湾海底隧道洞内情况,在日本道路公团东京第二管理局的交通管制室和设施控制室实行24小时不间断监控。当火灾检测器检测到火灾发生时,要选择火灾联动方式,即自动切换到将灭火水泵、照明设备、排烟设备、下部空间通风设施、紧急报警装置等相联动的状态；另外,当用紧急.电话报告或itv摄像器发现火灾时,同样地由设施控制室切换到联动状态。东京湾海底隧道的安全设施及其通风系统非常先进、齐全,造价当然也高昂,这是以“优先考虑人的生命”为设计思想形成的。

在川崎人工岛（隧道中央部）、木更津人工岛（桥隧结合部）、浮岛（接岸部）三个盾构掘进出发基地建成,并运来盾构机等施工机械之后,即可进行隧道掘进。盾构掘进共分8个工区,即8个掘进面。总的工序是两端（木更津岛和浮岛）先于中央（川崎岛）掘进。

该隧道全部采用泥水加压式盾构掘进机,分别由日立造船、川崎重工、三菱重工、三井造船、小松、石川岛重工、日立建机等制造。掘进机外径14.14m,主机长13.5m；板厚：前仓和中仓为70mm,尾仓为80mm或40mm,盾构掘进千斤顶48只,推进速度45mm／min。

该盾构掘进机在以下5个方面具有特点：

a.管片的输送、提升、安装等工序采用全自动成套系统。

b.为防止高压水进入机械仓内,在盾构机后仓尾部挡板外设置了4段密封帚（层）及紧急止水装置。密封帚由弹簧钢、钢丝刷、不锈钢制钢网构成,为了防锈,前二者采用氟化乙烯树脂涂层,每段密封帚长0.25m（最外侧为0.3m）。

紧急止水装置设在（自掘进面后）第2和第3密封帚之间的位置。为提高止水性,在各密封帚之间注入脂（黄油）,采用黄油注入泵连续或非连续地注入。

c.为防止管片变形,设置了上下扩张式真圆保持装置。

d.为探测掘进面前方有否障碍物以及监视掘进面情况,设置了地下雷达探测装置。

e.为了便于与对方掘进机对接,设置了探查钻孔装置和冻结管等装置。整个掘进作业全面纳入计算机管理,主要由三个大的系统来承担,即①盾构掘进综合管理系统：②掘进方向自动控制系统；③掘进面前方探查与控制系统。另外,为保证隧道平纵线形的正确性,在洞外测量、竖井导入测量、洞内测量、掘进控制测量等方面均采用了先进技术。

盾构机从隧道两侧掘进,对接的精度非常重要。当初从机械误差及测量误差考虑,预计对接时错位误差为200mm,但在两台盾构机到达相对面距离为50m处时错位误差为180mm,经过调整,对接时仅为5mm。

对接钻探采用了无线电放射性同位素（r1）技术（犹如医生的听诊器）。对接工程顺序为：

a.先期到达预定位置的盾构机停止掘进,撤除盾构机封隔墙后方部分设备,安装探测钻头。

b.后期到达的盾构机在相距50m处停住,先到盾构机向后到盾构机钻探,采用无线电放射性同位素（r1）技术测定两机相对错位量,即第一次钻探（探测传感器设置于钻杆前端）。

c.后到盾构机根据此错位量边修正盾构机变位量边掘进。

d.后到盾构机掘进到30m处时,第二次钻探测定相对错位量。

e.再次边修正边掘进,在对接前夕,其刀刃面非常缓慢地靠近对方刀刃面,其间空隙为0.3m。

f.这时对后到盾构机进行解体,并作冻土保护（地基改良）工程准备。

当两机之间空隙为0.3m时,对该接合部的地层施作2m厚的环状冻结处理。冻结管直径89mm,长4m,按1m间距共48根,呈放射状,从先到盾构机前面斜向插入地层中,进行冻结,另外,为了使盾构机周围地层完全达到冻结程度,在两台对向的盾构机前端分别2.5m范围内设置了紧贴式冻结管。为了缩短工期,该冻结管是在盾构机工厂制作时预先安装上去的（一般的情况是掘进完成后在现场临时安装的）。为了确认冻结温度,分别从两台盾构机各插入8根测温管。待冻结厚度达到2m时,开始拆除盾构机密封墙。

冻结作业中非常重要的是冻结对隧道主体的影响,即冻结后土体体积增大,是否会造成盾构机变位,或引起管片环开裂,为此,设置了沉降测器进行观测,并通过冻结温度和速度来控制。

整个对接及贯通施工的作业顺序：

a.由先到盾构机实施钻探,后到盾构机根据钻探结果边修正边掘进,至到对接位置,然后拆除盾构机密封墙后方的设备（即第一次解体）。

b.插入放射式冻结管,对地中接合部实施冻结,使其形成冻土,同时继续进行第一次解体的工作。

c.第一次解体工作完成后,剩下密封墙,在两盾构机刀刃盘面之间焊接。型钢制止水板（暂时留下密封墙是为了防止万一的情况发生）。

d.钢止水板焊接工作完成后,对刀刃面周边部位进行补强,然后拆除密封墙以及盾构机其它机械部分（即第二次解体）。

e.在地中对接部设置3环钢制管片,经铺设防水板后,浇筑二次衬砌,然后,对冻土进行强制解冻,并实施衬背注浆。

送入洞内的管片由盾构机的自动装置进行组装。该装置由具有3个功能的设备构成：①洞内运送管片的绞车及输送机（能连续输送11块管片）；②升降式管片安装机（能自动完成旋转、伸缩等作业,具有自动定位功能）：③螺栓联结并紧拧装置（能自动作业）。

管片四周粘贴防水密封条和缓冲材料。密封条在抗压性、耐久性和施工性三方面均作了试验,保证能满足设计的质量要求。

防水板各接口均在现场进行烙接,烙接方法采用热式自动烙接机。为判断烙接部的止水性,在该处设置检查沟,为此采取了双列烙接,搭接宽8cm～10cm,烙接检查采取负压试验。铺挂防水板（含无纺布）时,需要安设钢筋锚杆作为临时吊挂支点,该处对防水板开孔,然后将螺母、垫圈、水膨胀橡胶衬圈与吊杆形成整体,并拧固。

二次衬砌工程包括仰拱、侧墙、中壁、路面板、上半拱及检修通道5部分,全部为钢筋混凝土结构。

二次衬砌每段浇注长度为15m,其浇注接头处的施工缝或微小错台缝需要作适当补修：混凝土浇注后,在区段中可能发生收缩开裂,同样要作裂缝补修处理,以防止内部钢筋出现锈蚀。施工缝或收缩裂缝均取0.5mm为管理基准值,补修材料分别采用氨基甲酸乙脂（类）粘接剂（亦称尿烷类材料）、树脂砂浆或沥青类涂料。

东京湾跨海公路所处的水域,其水深约30m,海底地层为淤泥或软弱厚层,又是地震多发地区,在这样严峻的自然条件下,隧道采用了安全可靠且快捷施工的新技术。开发适合在大水深且海底软弱地层中施工的大直径盾构掘进机和相应的隧道结构设计是其具有代表性的新技术。在隧道防灾技术方面也采用了新技术,例如将避难通道及管理通道设于隧道下半部窨,形成可避难、救援和消防的完整防灾系统。总之,东京湾跨海公路隧道工程所开发出来的许多新技术可推广应用于今后的盾构隧道工程。

2.3中国山西省万家寨引黄工程tbm施工

万家寨引黄工程是从根本上解决山西水资源紧缺,促进山西工农业生产发展,提高人民生活水平,维系国家能源重化工基地发展的生命工程,由万家寨水利枢纽、总干、南干、连接段、北干等部分组成。

枢纽工程是在偏关县万家寨村西黄河上修建一座90m高的混凝土重力坝,库容8.96×108m3,坝后建一调峰电站,装机容量108×104kw,年发电量27.5×108kwh。

引黄工程从万家寨水利枢纽库区取水。年引水总量12×108m3。由万家寨向东至偏关县下土寨村为总干线,全长44.35km,引水流量48m3/s；由下土寨村分水往南过偏关河穿越管涔山到宁武县头马营村为南干线,全长102.4公里,引水流量25.8m3/s,每年可向太原供水6.4×108m3；由下土寨村往东过朔州、神头折北到大同赵家小村水库为北干线,全长166.88km,引水流量22.2m3/s,每年可向朔州、大同地区供水5.6×108m3；从宁武县头马营村南干隧洞出口到太原市接水口呼延村水厂为连接段,全长138.60km,包括81.20km的天然河道和57.40km的输水管线。

引黄工程分两期完成。一期工程建设总干线、南干线、联接段和部分机组的安装,集中解决太原地区用水,一期工程概算112.97亿元,其中利用世界银行贷款4.0亿美元,其余建设资金使用水资源补偿费。二期工程建设北干线和南干泵站剩余机组的安装。工程实行国内国际招投标制。工程建成后,基本满足2020年前或更长一段时期山西省太原、大同、朔州等地区工业及城市生活的用水需要。

总干线的6#、7#、8#洞全长约22km,已于1993年3月由意大利的cmc公司中标承建,使用一台目前世界上最先进的隧洞施工机械即全断面双护盾隧道掘进机（tbm）施工；开挖直径6.125m；成洞直径5.46m。于1994年7月至1997年9月历时三年两个月贯通。隧洞经过的地质条件大部分为石灰岩地层,局部夹有n2红土层；隧洞进出口部位均覆盖着q2、q3黄土层；地下水不发育,未遇到较大的地质构造。

南干线的4#、5#、6#、7#隧洞全长约90km,由意大利的impregil。公司和cmc公司以及中国水电四局组成的万龙联营体中标承建,用四台全断面双护盾tbm对该工程全线进行施工。

南干4#、5#、6#、7#隧洞地质条件主要为灰岩（前57km）和砂岩、泥页岩互层（后33km）。6#洞有溶洞、地下水和局部软弱层。7#“洞有地下水、煤层、膨胀岩和摩天岭大断层,其影响带约长300m。隧洞开挖直径4.82m～4.94m,成洞直径4.20m～4.30m。南干4#、5#、6#、7#隧洞于1997年9月至2001年5月历时3年8个月贯通。

联接段7#隧洞长13.5km,采用一台全断面双护盾tbm施工,并且已经由意大利cmc公司中标承建。隧洞地质条件为灰岩、泥质灰岩和泥质白云岩,地下水位低于洞线。隧洞开挖直径4.819m,成洞直径4.14m。目前,该隧洞正在掘进中,并创造了最高日掘进113m和最高月进尺1645m的记录。预计2001年年底以前该洞能建成完工。

综上所述,山西省万家寨引黄工程总计采用6台tbm进行无压引水隧洞的施工,其掘进总长度为125.5km。

掘进机是这样工作的：后盾通过紧固装置,牢牢地固定在洞壁上,而后驱动电动机在推进液压缸的作用下,带动刀头破岩,此时配套辅助设备均停留在洞内,弃碴由周边铲斗不停地铲起,通过漏斗和溜槽卸到工作面的皮带运输机上,出碴列车在皮带机底部接碴。在后盾的安装室,同时进行调运和安装混凝土管片,并在安装好的管片背后和围岩之间充填豆砾石和灌浆。在掘进过程中,可控制推进液压缸的油量来完成掘进机的转向。

当刀头与前盾向前推进完成掘进,暂停工作后,前盾借助加紧装置固定在岩壁上,后盾则通过推力液压机缸的反作用力,向前推进,后续列车由固定在刀头支架上的一组特别牵引液压机缸向前推进。在后续列车前移时,通过操纵相应的装置,自动延伸风筒、水管、电缆和轨道,至此即完成了一个循环的破岩、石碴装运,延伸管线的工作。

掘进方向的掌握是依靠安装在机头上的激光导向系统产生的激光束反映到光目标上,再反映到测斜仪上,为操作人员提供刀头和前护盾的位置信息,该信息与理论轴线的差异可以精确到毫米。根据掘进的速度及进尺每隔100m左右向前移动一次激光机。对tbm单向掘进贯通精度的要求如表1所示。

表1tbm单向掘进贯通精度的要求

全部贯通测量精度

横向≤280mm

纵向≤570mm

竖向≤40mm～60mm

注：表中竖向精度根据无压引水隧洞底坡的大小决定。底坡大,取上限值。底坡小,取下限值。

此外,在tbm上安装瓦斯探测器对可能存在的瓦斯进行监测,发出警告声,并能自动中止tbm的工作。

双护盾tbm的特点是开挖、衬砌一次完成,边开挖、边衬砌。混凝土预制管片做成六边形蜂窝状。安装程序是将预制管片由专门运输车运到距开挖工作面约40m处,再改由专门起吊装卸设备转运到距开挖工作面约8m～10m的后护盾内,先装底拱片,再装边拱片,最后装顶拱片。由于形状为六边形,所以每环的底片和两侧边拱片相差半片宽度,边片和顶片也相差半片宽度。这就使得每环的环缝均不在同一断面上,各片各环间形成相互约束。

衬砌管片安装后和tbm掘进的洞径之间存在着5cm左右的空隙,这也就是tbm护盾壳的厚度及其对围岩的摩损形成的,必须用混凝土填充,使其密实。因此采用先回填豆砾石（粒径为5mm～10mm）再用水泥浆灌注,使其成为预压骨料混凝土,既保证了施工期间管片的稳定又能使管片和围岩接触紧密,形成整体共同承受外力的作用。回填程序为先填底拱片,再填两侧边拱片,最后填顶拱片。豆砾石也是由专门罐车运入洞内,由泵通过软管及管片上的预留孔打入空隙,灌注水泥浆时压力不超过0.2mpa。

每台tbm有三个班组,其中一个班组每日上午进行机械检修、保养、清理、测量等工作,其他时间为正式掘进、管片安装、回填豆砾石、灌水泥浆等工作,由其余的两个班组轮换工作。

预制混凝土管片每环均分为4片。根据不同洞径,管片厚度分别为22cm、25cm和28cm：管片宽度分别为1.2m、1.4m和1.6m。又根据围岩类别分别设计为a、b、c三种型号和a、b、c、d、e五种型号。混凝土管片在预制厂进行加工生产,根据掘进速度及进度要求,确定预制厂的生产规模及作业班次。管片厂采用蒸汽养护快速生产的工艺流程,包括钢筋加工、混凝土浇注和养护。混凝土入仓后通过液压振动台及人工插入振捣联合作业振捣,浇注好一片后推入预热窑,经过0.5h和50℃的预热后马上转入高温窑进行蒸养,温度为80℃,养护时间为2h～3h。出窑脱模后,吊运到厂房内部的预冷场预冷一昼夜,然后再转移到露天存放或使用。在预冷期间要对每个管片进行外观检查,如发现有蜂窝、麻面、掉边角等质量问题,则马上进行修补,对不能修补或修补后仍有损强度或其他质量问题的,则运到废品处放置或作他用。

掘进中遇到的问题有以下几方面：

a.溶洞

该工程在tbm掘进到总干6#洞时曾经遇到两处较大的溶洞,其体积约为30m3~50m3。采用以下方法处理：先停机,然后通过机头上的人孔对溶洞的情况进行观察,再根据对溶洞的检查情况,首先对底部进行豆砾石或混凝土回填并使其密实,当底部全部填到洞子开挖直径的高程时,则开动机子,边前进、边安装管片,对两边管片上开凿人孔对两侧及顶拱溶洞的其他部位进行填筑骨料灌浆或填筑混凝土,使溶洞部分都用混凝土填密实,并且和安装的管片结合成整体,起到完整围岩的作用。

为了预防因岩溶造成机头下沉的事故,用于岩溶发育地段施工的tbm应配有超前钻探设备。超前钻探的深度应大于每日的掘进长度,以确保tbm掘进的安全。时间可安排在每日tbm检修时进行。

对于一些小溶洞的处理,可在tbm掘进通过后,向衬砌管片与围岩间回填豆砾石后,再通过灌浆固结即可。南干6#洞也遇到溶洞,同样进行了处理。

b.断层

摩天岭大断层是南干7#洞内一区域性大断层,其影响带大约为300m长,为构造角砾岩1999年5月28日,掘进机开挖至摩天岭断层影响带,发生了卡机事故,不得不停止掘进。

卡机事故发生后,首先是打超前钻,进行超前化学灌浆、水泥灌浆：接着打上导洞,对tbm前、上方进行化学灌浆和水泥灌浆,再对前方塌方体进行了水泥灌浆。8月8日,上导洞前方发现一大空洞,再用水泥回填灌浆。在对塌方体进行固结灌浆的同时,将tbm刀盘附近的松散岩体进行开挖,确保了tbm在8月31日启动成功。

因松散岩层对tbm后护盾压力过大,造成后护盾变形,管片安装护盾的一半连接螺栓折断。采取了加焊钢板的措施,使tbm在边掘进边处理中稳步通过。

经过100多天的昼夜奋战,tbm掘进机于9月7日顺利通过大断层。

c.膨胀岩

由于膨胀岩的膨胀、收缩、崩解、软化等一系列不良的工程特性,tbm在通过7#洞2.5km长的中、强膨胀岩地层时采取以下措施：a.加强衬砌支护：有关资料表明,7#隧洞强膨胀性岩的饱和极限膨胀压力可达到3.0mpa以上,因此在衬砌管片的结构设计时,充分考虑围岩膨胀力对管片可能施加的荷载,确保衬砌结构安全。b.做好止水防渗：施工时,特别注意衬砌管片接缝宽度的控制和止水条安装的质量。膨胀岩的含水量损失越小越好,防止围岩崩解、软化而使tbm下沉等事故的发生。c.增大开挖断面：为了预留一定的围岩膨胀变形量,施工时增大边缘滚刀的外凸量或在tbm刀盘边缘加焊铲齿,以实现扩挖的目的。扩挖量的大小应根据tbm通过岩层的工程性质及围岩和隧洞的稳定性监测数据来调整。

d.土层

掘进中总干6#洞遇到较长一段n2红土层,而且含水量较大,形成塑性从而造成粘刀头的现象,使切削下来的粘泥不能较顺利地从出渣漏斗排出。只好采用人工从出渣漏斗一点一点往外掏的办法将其排除,进度非常缓慢。当然,如果所掘进的地质条件全部属于这种地层,则可选用盾构机。

土层中还遇到机头下沉,这在总干7#洞的q2、q3黄土层内出现过,其中有一处最大值达30cm～50cm,使洞底在此处形成低洼段。主要是tbm操作者没有提前将机头上抬、使其逐步爬坡以抵消其下沉。其原因是没有对此类地层承载能力能否满足tbm机头这样大的压力估计不足造成。

e.错台

错台是管片安装中普遍存在的一个问题,总干6#、7#、8#和南干4#、5#、6#、7#隧洞衬砌的每一圆环都是由4片管片组成,块与块间,环与环间都应严格按照设计要求组装。但由于管片和围岩有5cm左右的间隙,要求安装管片时一是精心对缝,二是要立即回填豆砾石和灌浆,将管片和围岩间空隙填死,使管片稳固和不产生变位。合同要求接缝平整度不超过5mm,实际有些竟达到20mm～30mm之多。产生错台原因主要是操作不熟练和操作不认真。错台表面用砂浆掺膨胀剂进行勾缝。

在联接段7#洞tbm施工中,承包商与业主、设计单位、监理单位合作,对管片设计、管片安装、回填豆砾石与灌浆等等方面进行了改进,使接缝90％以上合格（即错台小于5mm）。

f.密封问题

tbm的大密封损坏是一件大事,大密封是用于封闭旋转刀盘和tbm护盾之间的间隙,避免灰尘杂物进入驱动缸体或护盾壳内,要求密封条应耐磨有弹性,能适应由于弱性变形引起的密封间隙加宽现象。这要求密封材料具有最大的适应变形的能力,在温度不超过100℃的情况下,材料特性保持不变。tbm开挖室的温度一般在40℃以上,加上电动机散热,使密封唇摩擦生热很快超过允许温度。因此,需用多排密封并列放置,形成环形室,再通过向环形室注油来控制密封升温,同时加强监测工作保证tbm正常运转。当然,有时由于护盾刀口变形超过密封允许形值,使开挖石渣进入刀头与护盾壳间,加上刀盘旋转产生的抽吸作用使密封损坏,也有时由于支撑力从刀头传递到主轴承发生偏心。

山西省万家寨引黄工程引水隧洞先后使用了6台双护盾tbm进行施工,是到目前为止国内应用tbm最多的工程。

实践中的经验教训可初步归纳以下几方面。

a.长隧道采用双护盾tbm进行施工,具有快速、安全、掘进和衬砌同时完成的优点。万家寨引黄工程tbm施工证实了这一结论。

通过业主、设计、施工和监理诸方面的合作,总结经验,吸取教训,从总干6#、7#、8#隧洞施工质量不能令人满意,到联接段7#隧洞施工质量达到以下令人满意的指标：

①开挖误差控制到水平方向±150mm,垂直方向（即竖向）±50mm。

②管片安装错台90％控制在5mm范围内,管片接缝基本合格。

③豆砾石回填和水泥灌浆基本达到满填满灌,一次完成。

④管片接缝勾缝平滑、均匀、无微细裂缝,粘结紧密。

⑤管片生产、安装无明显破损或其他质量缺陷。

⑥创造了tbm最高日进尺113m和最高月进尺1645m的记录。

b.长隧洞采用tbm施工必须进行地质超前预测预报,否则遇到不良地质将不仅会拖延工程进度,而且会使工程陷于被动。

c.长隧洞采用tbm施工而成洞直径不大（例如本项工程南干d=4.30m～4.20）时,要十分重视洞内轻轨车辆交通安全,避免人员伤亡。万家寨引黄工程南干tbm施工的洞内交通事故死亡5人,伤2人。

d.采用双护盾tbm进行隧洞施工时,必须对管片安装人员先培训后上岗,或聘用具有管片安装经验的操作人员,否则初期管片安装质量和进度不能得到保证。

e.双护盾tbm掘进时产生的岩粉,沉积在隧洞底部120°范围内,并且岩粉被主机自重压得十分密实,水泥灌浆难能灌入岩粉层,形成强度低于灌浆后豆砾石层的一个弱层。

f.由于万家寨引黄工程所用的6台tbm全部是双护盾式,只能在护盾底部或侧面观察小窗口了解围岩情况,使得地质填图工作十分困难,这是双护盾tbm的缺点。

g.采用双护盾tbm并配合预制管片衬砌进行隧洞施工的工程,只适用于无压引水的水利水电工程。当然,公路和铁路的隧道不输送水,这种型式tbm是能充分发挥作用的。

3长隧道tbm施工中的若干问题

3.1超前地质探测问题

由于长隧道在施工前的地质勘查不可能做得十分详尽,因此常常在施工中出现一些不可预见的地质灾害,例如涌水、岩溶、瓦斯、断层、膨胀岩、高地应力、围岩大变形等。我国在60年代修建的成昆铁路全线共有415座隧道,其中发生涌水问题的占93.5％。在危地马拉的riochixoy水电站的27km长的供水隧道中,因遇到岩溶,一台tbm被埋在一个侵蚀洞穴。委内瑞拉的yacambu隧道长27km,其围岩收敛变形每分钟达到20cm,致使tbm无法完成掘进而停工。万家寨引黄工程南干7#隧洞遇到摩天岭大断层（影响带长达300m）,因进行工程处理而延误工期达3个月之久。因此,tbm在掘进过程中,必须有超前地质探测的保证。

tbm在掘进过程中,通常每天在停机维护的期间,用多方向支撑液压钻机进行超前钻探,预测可能影响掘进的问题或异常现象。但一般超前钻探约20m～30m,tbm掘进速率每天超过20m～30m时,则不能满足预测的需要。地质超前预报还有隧道地震预报法、高密度电阻率ct法和地下雷达法。

在20世纪70年代末,美国科学家发明了地下雷达（又称地质雷达或探地雷达）。80年代以来,逐步臻于完善,进入了实用阶段。我国于90年代研制出了peir－9001型矿用本安型探地雷达和tl一1a型探地雷达[4]。

法国巴黎eole工程在tbm掘进过程中利用地下雷达进行了超前探测[1]。该工程共进行了十二组雷达搜索,总长577m,径向范围为钻孔周围5m范围内。地下雷达探测获得了以下三方面的信息：低非均质雷达区,指示减压区、低密度泥灰岩；局部能量反射,指示有石膏体、水囊、或空穴存在；光点,说明可能有破碎带或界面变化。掘进过程证实了雷达结果。日本东京湾跨海公路隧道（1989—1997）也利用了地下雷达进行超前探测[3]。地下雷达的主要优点在于可无损、快速、准确探测到tbm前方的具体地质困难及其位置,以便及时采取有效措施进行处理。今后地下雷达必将在tbm施工中发挥重要的作用。

3.2长隧道工程质量的检查验收问题

tbm施工长隧道具有快速高效的特点。但是,对这些长隧道施工质量的检查验收通常靠利用回弹仪、钻孔抽查等常规手段。这些手段不能对隧道全线的工程质量作出全面完整的可靠的检验。瑞士安伯格测量技术有限公司研制出ts360型系列隧道扫描器[5]满足了隧道全线工程质量检测的需要。其中的ts360bt型隧道扫描器能测绘出衬砌表面后的缺陷。此仪器安置在运载车上,以每小时2km～4km的速率沿隧道前进,仪器上的扫描镜呈360°的旋转,于是扫描器记录下隧道沿程一条螺旋线上的温度差异的信息。经过对记录下的信息资料的数据处理,便可了解到衬砌质量的状况。此仪器已被多项隧道工程用来进行质量状况的检测,例如瑞士的baregg隧道（1990年）、苏格兰的inver隧道（1991年）、英格兰的saltwood隧道（1992年）、瑞士的fuchsenwinkel隧道（1993年）和法国的st.germain隧道（1994年）。可以预见隧道扫描器将在长隧道tbm施工质量检测中得到进一步的应用。

3.3长隧道中tbm施工的安全问题

tbm在长隧道中施工,万一发生事故,施工人员是难能迅速撤离出洞的。因此,tbm必须配备可靠的安全保护系统。总的采讲,tbm施工的事故远比钻爆法小[2]。例如,tbm法施工的长49.2km的英吉利海峡隧道事故死亡10人；而钻爆法施工的长度与英吉利海峡隧道相近的日本青涵隧道长53.9km死亡达34人。

tbm施工中发生水、火灾害的风险不大,但是丹麦greatbelt工程[1]隧道4台tbm在施工中就遇到了罕见的水、火灾害。1991年10月14日在该工程西面掘进的两台tbm中的南线tbm工作面,发生了严重的涌水事件,在没有任何前兆的情况,海水突然冲破了约12m的覆盖层,进入了机体,涌水形成了洪水,冲坏了西面的两台tbm。后来又在1994年6月11日该工程东面的一台tbm发生了严重的火灾,tbm驱动刀头的12台液压马达中的一台的液压管路被烧断,喷油着火,烧毁了该台tbm。幸运的是这两次事件均未造成人员伤亡,特别需要指出的是严重的火灾持续了17小时,周围温度高达700°左右,优秀的防爆系统和安全保护系统自动启动,防爆紧急电源开始工作,自动氧气罩的供给,保证了施工人员的安全撤离。这个实例强有力地说明tbm施工必须有可靠的安全保护系统,同时也充分地说明只要采用了可靠的安全保护系统,tbm的施工安全是可以得到保证的。

3.4长隧道的出口

当隧道采用tbm独头掘进长度超过20km,又无条件增设支洞或竖井时,将会由于向洞外出渣运距加长,向洞内运送人员、物资时间增加等原因,而降低tbm的效率。同时万一洞内发生意外事故,增加人员的危险性。因此,通常在单条长隧道情况下,大约需要每隔l0km～15km设置一出口。

3.5洞内交通安全

长隧道内径不大的洞内交通安全是一项需要引起足够重视的问题。本文工程实例之一的我国山西省万家寨引黄工程南干4#、5#、6#、7#隧洞使用4台tbm施工（总长约90km,内径4.30m～4.20m）,施工人员因忽视洞内列车往来的安全,导致5人死亡2人受伤。

3.6tbm的部件储备

长隧道采用tbm时,tbm的一些零部件容易摩损,需要更换。因此,必须有一定数量的易损部件的储备,否则会导致停机待料,延误工期,造成损失。通常部件库存量应是整机数量的10％,其供应系统应有充足的货源,完善的库房,良好的运输和通讯条件以及高效的管理人员。

4发展趋势

世界各国大力发展经济,提高生产,导致大量的物资交换和文化交流,同时也要求不断改善环境。这必将推动长隧道的修建。随着欧洲联盟各国的政治经济一体化,运输系统的运输能力需要迅速提高,预计在今后20年里运输量翻番,而阿尔卑斯山脉为欧洲南北运输筑起了一道天然屏障,大部分货物只得通过高速公路由汽车运输,造成环境问题（当地自然条件的破坏、大气污染和噪音等）,使居民越来越无法忍受。为此,计划从rosenheim穿过阿尔卑斯山脉至verona修建一条自动化地下货运铁路线,按双洞单轨布置,单洞总长大于500km。在国外拟建的长隧道还有：法国lyon至意.大利torin的长约54km的隧道；西班牙与摩洛哥之间穿过直布罗陀海峡的长约50km的隧洞；联接亚洲与美洲的长约90km的白令海峡隧道；南非莱索托高原水利工程6条隧洞总长200km。在国内除南水北调西线第一期工程隧道总长244.1km,其中最长的73km的隧道以外,计划的还有渤海海峡隧道长约57km；琼州海峡隧道长约30km以及祖国实现统一后长约144km的台湾海峡隧道等。

上述这些长隧道工程要求不断完善tbm,使之能更好地满足工程建筑的需要。tbm的发展趋势可归纳如下：

a.要求tbm能更适应不利的地质条件。例如,上面提到的穿越阿尔卑斯山脉单洞总长大于500km的铁路隧道,其覆盖深度达1200m至2400m,围岩初始应力高,围岩径向变形可能在10cm～20cm范围内,在某些极端情况下,可达30cm,甚至更大,要求tbm的开挖直径是可变的。此项工程开挖直径约6.5m,共需20多台tbm同时在不同的围岩中掘进。因此,对tbm应进行专门的设计以满足开挖直径可变的要求。这样从发展趋势来讲,将趋向于两极化。这就是既要设计能适合复杂地质条件使用的、费用高的多功能tbm,又要生产用于地质条件简单的、廉价的tbm。

b.目前公路隧洞因多车道的需要,要求大断面。三车道或三车道以上要求路面宽至少大于20m,有的甚至达到30m[1]。直径达20m～30m的tbm正处于“预研究”阶段。预计今后tbm将更大直径化[6]。因此,大直径tbm的设计制造和部件运输组装是其技术上的主要趋势之一。

c.未来的发展方向之一是全自动化tbm[1]。

d.由于计算机硬件和软件的迅速发展,tbm计算机优化设计和施工系统的开发也是发展方向之一。e.目前主要用于工业和民用管道施工的微型tbm发展很快[7]。微型tbm技术水平日本居世界首位,

隧道论文篇6

关键词：隧道开挖千枚岩地质施工技术

1.工程概况

1）地理位置及设计概况．

乌鞘岭隧道位于既有兰新线兰武段打柴沟车站和龙沟车站之间,设计为两座单线隧道，隧道长20050m，隧道出口段线路位于半径为1200m的曲线上，右、左缓和曲线伸入隧道分别为68.84m及127.29m，隧道其余地段均位于直线上，线间距40m，两隧道线路纵坡相同，主要为11‰的单面下坡,右线隧道较左线隧道高0.56～0.73m，洞身最大埋深1100m左右。隧道左、右线均采用钻爆法施工，右线隧道先期开通。隧道辅助坑道共计15座，其中斜井13座，竖井1座，横洞1座。

乌鞘岭隧道地层岩性复杂,沉积岩、火成岩、变质岩三大岩类均有,且以沉积岩为主，其分布主要受区域断裂构造控制。区内出露地层主要有第四系、第三系、白垩系及三叠系沉积岩、志留系、奥陶系变质岩，并伴有加里东晚期闪长岩侵入体。隧道横穿祁连褶皱系的北祁连伏地褶皱带和走廊过渡带两个次级构造单元,褶皱及断裂构造发育。主要不良地质为有害气体，湿陷性黄土和膨胀岩。隧道预计最大涌水量为9621.81m3/d，施工中可能发生围岩失稳，突然涌水涌泥、岩爆、热害、含煤层有害气体等地质灾害情况。

乌鞘岭隧道九号斜井工程井口位于天祝县垛什乡龙沟村石头沟组，距312国道约12公里，洞口海拔高度2802米，常年气候寒冷、干燥，冬季及夏季多雨雪，最高峰终年积雪，雨雪天气约占40%，春季多风沙，最大阵风达到12级，历史记录最低气温为零下30度。

9号斜井井口标高2804.20米，井底标高2525.23米，高差278.97米，综合坡度11.9%，扣除会车道的影响，坡度达到13.5%，为尽量减少f7断层的影响，并便于在正洞开设两个工作面，经设计院勘查，斜井在1000米处转向，转向后斜井长达2429米，是乌鞘岭隧道无轨运输辅助导坑中坡度最大的斜井。

九号斜井所承担的区段是控制工期的重点。

2.千枚岩围岩的施工特点

1）地质情况

志留系板岩、千枚岩，以千枚岩为主，局部夹有石英脉，板岩薄层状，层理不明显，节理、裂隙发育，呈薄层状角砾结构，产状不稳定，围岩破碎，局部结构面充填泥质物，面光滑、稳定性较差；千枚岩挤压揉皱，松软破碎，其中石英脉多呈酥碎砂状，以散体结构为主。开挖后呈碎石、角砾状，掌子面无明显渗水，但开挖后有少量渗漏水、滴状及面状洇湿，量小，拱部有掉块、坍塌现象。围岩整体稳定性较差。为v级围岩。

本隧道内出露的千枚岩为黑色至深灰色，千枚状构造，显微鳞片变晶结构，含水量大时呈团块状，含水量少时为鳞片状，片理极其发育，层厚0.01~2mm，岩体破碎，片理面手感光滑，有丝绢光泽。千枚岩属副变质岩，主要由沉积岩中的页岩经区域变质作用形成，主要矿物成分是绢云母、石英、绿泥石等，基本已全部重结晶，软弱矿物成分较多，因而千枚岩硬度小，单轴抗压强度小于1mpa，膨胀率13%，易风化。挤压紧密的炭质千枚岩层具有弱透水性，是相对隔水层。

2）地下水的影响

地下水在隧道施工中，对围岩的稳定性起着很大的作用，特别是在软弱的千枚岩区，更是起着控制作用。

当洞身开挖以千枚岩为主时，开始时无地下水，但不久即出现滴水，甚至股水。究其原因，可能是因为洞身的千枚岩层上部实为板岩层（由于受开挖断面制约，开挖时未揭露出板岩层）。当含有层状板岩时，在构造应力作用下，岩性较硬的板岩中会产生不同方位的贯通裂隙，这样就为地下水的流动提供了通道。一般来说，围岩洞身为千枚岩时，当千枚岩厚度达到一定程度，洞身就不会出现地下水。在开挖时围岩产生应力重分布，发生变形，形成一定的松动区与塑性区。当塑性区的范围还未接近板岩区时，而这个范围不至于使板岩中的地下水由于渗透压力而进入塑性区时，这时洞身也不会出现地下水；当初期支护不及时或初期支护强度不足以抵抗千枚岩的变形时，塑性区的范围可能更大，当超过这一范围时，地下水进入塑性区，而千枚岩遇水即软化、泥化，使塑性区条件恶化，从而使塑性区加大，这又使地下水进一步发育。塑性区的加大与地下水的发育互相促进，互相作用，使围岩稳定性不断变差，变形不断发展，产生各种病害。这一点体现在千枚岩层中地下水的延迟性（即塑性区在地下水作用下逐渐加大的过程）。

乌鞘岭隧道千枚岩区施工难度较大，主要受变质岩的特征、地质构造、千枚岩的特性和地下水所决定。

3）隧道开挖

千枚岩与板岩互层区，软硬岩相间，爆破药量难以控制，一般来说，造成软岩部分超挖、硬岩部分欠挖，导致开挖成型差。这使围岩不同部位的应力释放产生差异，不利于应力重分布，因而产生不同程度的掉块或局部坍塌。

而在全千枚岩区，岩体相当破碎，呈团块状、片状、鳞片状。开挖时易于钻进，但易塌孔。千枚遇水后软化似弹簧土，泥化呈淤泥状。初期支护施作以后，围岩变形大，且长期不收敛，局部地段4~5个月不趋于稳定；开挖时无地下水，后期地下水增大。这些病害都危及到隧道施工安全与结构质量。

3、进行行之有效的各种技术参数的试验

一）、锚杆施工

1、打眼

通过施工现场记录用50mm的钻头打1根3m长的眼孔需要12分钟，同样的钻头4m的眼孔用时16分钟，而6m的眼孔则需用时30~40分钟，φ42的钢管3m和4m深的眼孔进管时间需用1~2分钟，而6m的钢管进管时间则需用2~3分钟，同时6m深的眼孔会有部分钢管不能完全进到围岩里，外露部分长约40~60cm，比例为10%。

2、注浆

注浆用的材料为甘肃永登水泥厂生产的祁连山牌普通硅酸盐水泥p·032.5r水泥净浆，水灰比w/c为0.6

3、张拉

3m长的φ42锚管注浆前的锚杆拉拔力为10.2kn，为1.04t，注好浆后的拉拔力为1.04t，注浆后1天的锚管拉拔力为51kn为5.2t

4m长的φ42锚管注浆前的锚杆拉拔力为12.2kn，为1.24t，注好浆的锚杆拉拔力为12.8kn为1.31t，注浆后1天的锚管拉拔力为51kn为5.2t

6m长的φ42锚管注浆前的锚杆拉拔力为28.6kn，为2.92t，注好浆的锚杆拉拔力为29.1kn为2.97t，注浆后1天的锚管拉拔力为61.2kn为6.24t

3m长的锚杆28天的拉拔力为6~8t。

4、2004年7月2日，在武威方向ydk175 375~ 380段边墙部位对φ32的锚管进行试验，其中4m深的眼孔3根，6m深的眼孔3根，注浆浆液配比不变，36h后张拉，4m长的锚管张拉力为81.6kn、81.6kn、96.9kn，平均拉拔力为86.7kn，为8.85t，6m长的锚管张拉力为96.9kn、96.9kn、102.2kn，平均拉拔力为98.6kn，为10.1t。

通过以上试验结果并对比，得出：在施工中采用φ32的锚管可以达到设计要求。

二）、水泥浆液的试配与配比选择

1、2004年7月5日，对浙江金华华夏注浆材料有限公司生产的mc型注浆材料（以下简称超细水泥）掺水玻璃双液浆进行试验试拌

试验条件：水玻璃s=30be’，w/c=0.8，胶凝时间为24s，室温17℃水温11℃，双液浆w/c=0.8c：s=1：1

试验结果：

时间

4h

6h

8h

1d

2d

3d

强度值（mpa)

1.8

4.8

6.3

8.5

7.0

12.5

超细水泥掺水玻璃：

时间

1d

2d

3d

强度值（mpa)

掺量0%

1.6

1.6

掺量2%

4.1

3.1

掺量3%

3.1

4.1

4.7

2、2004年7月9日，对普通水泥掺早强剂与超细水泥掺早强剂进行强度对比试验试拌

试验条件：室温17℃，水温14℃，

试验结果：

普通水泥

超细水泥

掺量

3d强度值（mpa)

掺量

3d强度值mpa

水灰比0.8

水灰比0.6

水灰比0.8

水灰比0.6

0%

5.5

8.7

0%

10.3

11.0

2%

15.1

2%

13.2

13.1

4%

15.8

4%

10.1

17.0

6%

14.1

6%

7.0

17.5

8%

19.5

8%

7.0

10%

19.5

10%

13.2

15.6

3、2004年7月13日晚，对普通水泥不掺早强剂与超细水泥不掺早强剂进行强度对比试验

试验条件：室温15℃，水温13℃，

试验结果：

普通水泥

超细水泥

时间（h)

强度值（mpa)

时间（h)

强度值（mpa)

水灰比0.8

水灰比0.6

水灰比0.8

水灰比0.6

12

0.07

0.16

12

0.07

0.13

24

0.68

1.53

24

0.81

1.6

36

2.01

3.37

36

1.58

3.29

48

3.2

2.84

48

2.4

4.4

4、2004年7月14日晚，对hsc浆液与硫铝酸盐水泥加外加剂注浆强度对比

试验条件：室温15℃，水温13℃，

试验结果：

hsc

硫铝酸盐水泥（掺3%外加剂）

时间（h)

强度值（mpa)

时间（h)

强度值（mpa)

水灰比0.8

水灰比0.6

水灰比0.8

水灰比0.6

2

无

无

2

无

0.13

4

1.025

0.28

4

2.1

4.5

8

1.5

4.6

8

3.51

6.04

1d

4.2

8.5

1d

8.57

11.55

3d

5.20

9.45

3d

8.21

12.5

5、2004年7月15日，hsc掺1%封口外加剂强度

试验条件：室温17℃，水温14℃，

试验结果：

时间

强度值（mpa)

水灰比0.8

水灰比0.6

2h

1.00

3.75

4h

2.93

7.05

8h

4.55

8.17

1d

4.61

9.82

6、2004年7月16日，各种水泥强度对比(试件放在养护箱养护）

试验结果：

普通水泥

硫铝酸盐水泥

硫铝酸盐水泥

掺3%外加剂

硫铝酸盐水泥

hsc

时间

强度值（mpa)

水灰比0.6

水灰比0.8

水灰比0.8

水灰比0.7

水灰比0.8

8h

无

3.42

4.67

5.87

4.18

24h

2.16

4.83

6.34.

7.82

7.54

48h

3.28

4.68

6.56

9.17

6.82

72h

8.1

5.51

6.62

9.60

9.12

三）、锚索施工

2004年6月29日在b通道开始进行锚索试验，由于风钻的原因直到2004年7月4日才开始锚索注浆工作，7月6日下午锚索注浆后33h进行锚索张拉试验，锚索长度为10m，锚固段长度为2米，张拉结果为16.5t，千斤顶伸长值为34mm。2004年7月8日上午进行第2根锚索张拉试验此时为注浆后3天，锚索长度为10m，锚固段长度为2米，张拉结果为6.4t，千斤顶伸长值为24mm试验失败。与此同时，在正洞ydk175 380~ 395段进行锚索钻孔施工，于7月8日打好6m长的眼孔6根，进行锚索下锚并注浆工作，其中锚固段长度为2m，7月11日锚索注浆3天后进行张拉试验，试验结果为锚索张拉力为15t，千斤顶伸长值为18~24mm，试验成功，7月9日，在正洞ydk175 380~ 400.5段又进行锚索打眼施工,眼深为9m、10m长度不等，7月12日进行下锚注浆工作，其中锚固段分别为2m、3m、4m和5m，2004年7月15日进行张拉，张拉结果为15t，千斤顶伸长值为17~20mm，通过量测资料表明，在锚索张拉后，正洞变形明显下降，于是把锚索当作一种工序进行推广，截止到目前在武威方面已经试做锚索45根，张拉30根，张拉力为3t，千斤顶伸长值为9~14mm，兰州方向在横通道拱顶及对面边墙施做锚索16根已张拉。

4、采取动态的施工技术

主要施工方法

1、超前支护

超前支护采用φ42小导管，拱部设置，间距25cm，数量40根。超前注浆排管长度4.0m，排距控制在2.0m以内（每循环进行一次），注水泥水玻璃双液浆。

2、开挖

开挖采用微震光面爆破，辅以人工风镐开挖。

3、扒碴、装碴运输

上断面松碴采用挖掘机扒碴，装碴采用312挖装机，自卸汽车运输。

4、初期支护

4.1立拱挂网

钢支撑采用i20或h175型钢；纵向连接钢筋设双层，为φ22螺纹钢筋，每层钢筋的间距为1.0m；钢筋网设双层，采用φ8圆钢焊制而成，网片网格间距20х20cm。

钢支撑架立后，立即打设锁脚锚杆，锁脚锚杆为φ42管式注浆锚杆，长度4.0m。每榀设置，上断面8根，设置在拱脚和两节拱架连接板0.5m范围内，下断面4根，设置在拱脚上1.0~1.3m范围内。

4.2喷射混凝土

喷射混凝土采用钢纤维混凝土，混凝土标号c20。9号斜井位于富水区，临时支护喷砼中可添加微纤维，封闭毛洞壁、增加抗渗性，改善施工作业环境，加快进度。

4.3系统锚杆

系统锚杆采用φ32管式注浆锚杆，间距80х80cm，梅花形布置，拱部长度4.0m，数量16根，边墙长度6.0m，数量10根。

管式注浆锚杆采用硫铝酸盐水泥浆液注浆，注浆结束36h以后安装垫板和螺母。

4.4锚锁

锚锁采用单股钢绞线，截面积15.2cm2，一般地段采用6m长的锚索，特殊地段采用10m长的锚索，锚固长度3m，剩余为自由段长度。注硫铝酸盐水泥注浆，注浆36小时以后开始张拉，初始预应力3t。

4.5回填注浆

对喷射混凝土背后可能存在空洞的地方进行注浆，注浆材料为普通水泥浆或水泥砂浆。位置为拱顶和上断面拱脚。

5、仰拱施工

仰拱采用挖掘机开挖人工配合清碴，必要时进行弱爆破。开挖前加临时横撑，开挖后及时进行封闭，每次的开挖长度2~3m。

5.结论

乌鞘岭隧道在千枚岩地段施工，必须值得引起足够重视的是地下水的影响，在硬岩中裂隙发育，地下水的影响相对较小，而在软弱的千枚岩段，地下水的作用加速了围岩的变形，使围岩稳定条件恶化，易形成大塌方。所以在开挖时如有地下水，就应该及时施作初期支护，而且变化超过正常水平时，应加强初期支护，抑制围岩的进一步变形，防止发生坍塌。

隧道论文篇7

1.1工程概况

岗厦站为深圳市地铁一期工程一号线上的一座车站，它位于福华路与彩田路交汇处地下，车站在福华路下方，横穿彩田路，呈东西向布置。车站有效站台长度中心里程为ck7 194.951.

车站周围建筑物和人口密集，福华路与彩田路交通十分繁忙。在福华路与彩田路交汇处的四角为高层建筑，车站西部南北两侧为结构较差的八层民房。站区范围地下管线众多，计有雨水、污水、给水、煤气、电力电缆等30多条，其田路东西两侧雨、污水管埋深4m多，特别是彩田路东侧11万伏电缆埋设于车站上方。在车站西南侧14m处有较大断面的电缆隧道。

车站主体结构为地下两层三跨框架结构，长220.1m，宽21.9m，高12.8m，埋深16m多。车站及周围环境详见图1车站总平面图。

1.2车站结构设计要求

岗厦站结构设计除满足一般地铁车站设计要求外，在车站投标、初步设计期间以及随后的施工图设计中，深圳市交管局、供电局、国土规划局、业主和专家对车站设计分别提出了一些特殊的要求，涉及结构上的主要有下面几点；

（1）在车站8个月施工期间，要求彩田路半幅施工、半幅通车，并在8个月后全幅通车。

（2）11万伏电缆改迁费用大，且无处迁移，要求车站施工中采取原地保护措施，保证正常供电。

（3）彩田路范围内车站顶板要落低至地面下4.5m，以满足彩田路雨、污水管的埋设要求。由此带来中部站厅层层高降低，业主要求该处设中庭，以便站厅层和站台层连成一体，增加视觉高度效果。

（4）车站围护结构不采用地下连续墙，建议采用造价较低的矩形人工挖孔桩。

1.3工程地质与水文地质条件

站区范围内上覆第四系全新统人工堆积层（q4ml）、冲积层（q4al）及第四系残积层（q4el），下伏燕山期花岗岩（r53），各地层分布详见图2车站地质纵断面图。

1.3.1工程地质条件

（1）人工堆积层

①素填土（粉质粘土）：主要为坚硬状态，局部为硬塑，含砂砾及少量碎石，为中压缩土，层厚0～8.0m.为ⅱ类土，ⅰ类围岩。

②素填土（粘土）：主要为坚硬状态，局部为硬塑、可塑，为中压缩土，层厚0～7.5m，为ⅱ类土，ⅰ类围岩。

（2）冲积层

①粘土：主要为坚硬状态，局部为硬塑、可塑，局部含砂砾，层厚0～5.9m.为ⅱ类土，ⅱ类围岩。

②粉质粉土：主要为硬塑状态，局部为软塑、坚硬，含砂砾，为高压缩土，层厚0～6.8m.为ⅱ类土，ⅱ类围岩。

③粉砂：松散，很湿～饱和，局部含粉粒、粘粒及少量有机质，层厚0～4.1m.为ⅰ类土，ⅰ类围岩。

④中砂：松散～中密，饱和，含粉粒、粘粒，层厚0～4.9m.为ⅰ类土，ⅰ类围岩。⑤粗砂：松散～稍密，饱和，含粉粒、粘粒，层厚0～3.4m.为ⅰ类土，ⅰ类围岩。上述砂层分布于车站西端与区间交界处。

（3）残积层

①砂质粘性土：主要为坚硬状态，局部为硬塑、可塑、软塑，为高压缩性土，层厚0～16.0m.为ⅲ类土，ⅱ类围岩。

②砾质粘性土：主要为坚硬状态，局部为硬塑、可塑，为高压缩性土，层厚0～17.7m。为ⅲ类土，ⅱ类围岩。

（4）花岗岩

①全风化花岗岩：呈土夹砂砾状，为中压缩性土，顶面埋深18.0～25.2m.为ⅲ类土，ⅱ类围岩。

②强风化花岗岩：呈砂砾状，顶面埋深20.0～28.0m.为ⅳ类土，ⅲ类围岩。

③中等风化花岗岩：呈碎块及短柱状，顶面埋深22.1～30，5m.为ⅴ类土，ⅲ类围岩。

④微风化花岗岩：呈柱状，节理裂隙发育，顶面埋深22.5～31.6m.为ⅵ类土，ⅴ类围岩。

1.3.2水文地质条件

本场地地下水按赋存介质为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水。

第四系孔隙潜水主要赋存于砂类土、粘性土及残积土中，其中砂类土层具中等透水～强透水性，粘性土及残积层具弱透水性，为相对隔水层。

基岩裂隙水赋存于花岗岩风化层中，花岗岩全风化岩具弱透水性，为相对隔水层，强风化及中等风化岩具中等透水性。

勘探期间地下水埋深1.5～4.3m，高程4.27～1.19m，水位变幅0.5～1.5m.地下水对钢结构具弱腐蚀性，ck7 175～ck7 341.101段地下水对钢筋混凝土结构具弱溶解性、中等分解性腐蚀，综合评价其腐蚀等级为中等腐蚀。

2、车站结构设计特色

2.1车站围护结构采用矩形人工挖孔桩，并兼作车站主体结构侧墙

岗厦站设计招投标方案的围护结构为地下连续墙，后经专家评审，提出地下墙造价高，可采用造价较低的人工挖孔桩。我们根据岗厦站周围环境对车站基坑位移要求高的特点，采用1x1.5m的矩形榫接人工挖孔桩，其整体性和防水效果较好，在侧压力作用下桩水平位移较小。为加强桩的整体刚度和防水性能，设计了榫接的凹桩和凸桩，在榫接处设钢板丁基橡胶腻子止水带及遇水膨胀橡胶止水条，并在凹桩两侧水平钢筋端部预埋与凸桩水平钢筋连接的钢筋连接器，使矩形挖孔桩整体性类似于地下连续墙。

由于彩田路要求尽快恢复全幅通车，车站顶板采取逆筑的施工方法，相应车站结构板与桩通过预埋在桩内的钢筋连接器实现连接，逆筑时侧墙采用单层墙比双层墙施工方便，也节省了内衬，同时矩形挖孔桩1m的厚度能满足车站结构设计的要求。防水增加内防水层，即用水泥基渗透结晶型防水涂料涂抹矩形挖孔桩内侧，高度自顶板面至底板底，并在顶板、底板与桩结合面的纵向设遇水膨胀腻子止水条。因此岗厦站矩形人工挖孔桩既作车站的围护结构，又作为车站主体结构侧墙。

2.2车站中部半幅施工、半幅通车的结构措施

根据彩田路东半幅车站先施工的要求，为了在车站中部8个月施工期间保证彩田路半幅施工、半幅通车，我们在彩田路中线附近设车站东部基坑封头桩，封头桩采用φ800钻孔灌注桩，自地面深至基坑底下8m，并设三道角撑，使东部基坑开挖时，彩田路西半幅继续通车。彩田路东半幅车站逆筑顶板浇筑的同时，在封头桩边和彩田路东侧的顶板上筑两道0.5m厚的钢筋混凝土挡墙，以便彩田路东半幅恢复通车后，挡墙承受车辆和道路下土层的侧压力。彩田路东半幅通车后，可进行西半幅开挖、支撑和逆筑顶板的施工，并在彩田路西侧的顶板上筑一道0.5m厚的钢筋混凝土挡墙，在顶板上覆土后可实现彩田路全幅通车。

2.3车站中部半逆筑法施工，其它顺筑法施工

施工期间为了彩田路尽快实现全幅通车，车站中部顶板采用逆筑施工方法。顶板及顶板梁支承在钢管混凝土柱和挖孔桩上。钢管混凝土柱强度高，承载力大，并先行施工。由于顶板上覆土4.5m，每根钢管混凝土柱承载超过1000t.钢管混凝土柱采用外径为0.6m的16mn钢制成的厚20mm的钢管，钢管内浇筑c40混凝土。柱下基础为φ1600人工挖孔桩，桩底扩大为φ2600，支承在中风化花岗岩上。为了钢管混凝土柱与站厅板纵梁、底板纵梁连接，在钢管相应部位上焊接抗拉、抗剪钢板，部分纵梁受拉钢筋焊接在抗拉钢板上，抗剪钢板则将纵梁剪力传递到钢管混凝土柱。

逆筑顶板底土层承载力大部分高于100kpa，小于100kpa的土层需换填后筑土模，浇筑顶板。

除车站中部顶板逆筑外，其它部分均为顺作，方便了逆筑顶板下的出土。

2.4车站中部设中庭

车站中部站厅板在两个自动扶梯、楼梯处开两个17.93m×8.26m的大孔，为承受孔两侧站厅板垂直荷载，除车站侧墙外，孔周设纵向梁、横向梁和钢吊杆。横向梁分别支承在车站中立柱和站厅板纵梁上，纵向梁支承在挑出的横向梁和锚固在顶板暗梁内50钢吊杆上。孔两侧站厅板自身作为水平梁承受车站侧墙外的水平向水土侧压力，并支承在孔两端的站厅板上。中庭内无站厅板纵梁，中立柱为中庭柱。

2.511万伏电缆支托保护方案设计

岗厦站11万伏电缆位于彩田路东侧，距彩田路中心线的30m处横穿车站基坑。该电缆预埋在9根φ200pvc管内，pvc管用890×1700的c15混凝土固定后埋于道路下。

我们采用钢栈桥支托方案来保护11万伏电缆混凝土保护块，钢栈桥两端支承在车站外侧5m的承台上，承台下为两根φ1000的钻孔灌注桩作基础，钻孔灌注桩底至中风化花岗岩。

钢栈桥为角钢组成的空间桁架，高3.5m，宽2.8m，长30m.为避免挖开电缆混凝土保护块下土层浇筑承台梁，钢栈桥采用下沉式，承台梁底高于电缆保护块顶部。钢栈桥先制作的侧面两榀桁架分别吊装在承台梁上，并用桁架顶部杆件加以连接。混凝土保护块下采用人工间隔挖土，每隔1m挖土后，马上用一根工25的工字钢支托保护块，工字钢两端用高强度螺栓固定在栈桥侧面桁架的下弦节点板上。钢栈桥底部斜杆和内腹加劲杆，待支托工字钢安装后连接，以形成完整的空间桁架结构。车站施工完毕后，顶板覆土时，在顶板上砌砖墙支承栈桥底部支托的混凝土保护块，并在砖墙间保护块下回填砂垫层后，拆除钢栈桥。

隧道论文篇8

1.1铺装层脱落。造成铺装层脱落的原因有很多，施工人员对于工程的外观的美观性过于重视，但是对于工程本身的施工质量却相对忽视，在施工操作时不能按照相关的施工规范进行施工，这会导致隧道铺装层产生裂纹、松动和脱落现象。

1.2钢筋锈蚀。很多施工人员对于钢筋的保护意识比较淡薄，没有采取相应措施对钢筋进行保护，在钢筋暴露在空气中的时候没有对钢筋进行涂层操作，或者是涂层操作的规范性比较差，钢筋暴露在空气中容易与空气中的氧气和水发生反应，容易造成钢筋的腐蚀。另一方面，在施工人员按照要求对钢筋采取保护措施的情况下也不能完全保证钢筋不会受到腐蚀。钢筋在很多过程中都会发生不可预知的损伤，例如：储藏和运输中发生磕碰现象都会对土层造成一定的破坏。

1.3裂缝。道路桥梁隧道施工中一个重要的施工材料是混凝土，混凝土结构中裂缝是非常常见的，这个现象会对施工的质量产生不良的影响。如果混凝土质量不达标或者是施工人员没有严格按照施工规范进行操作都会使混凝土出现裂缝。当然，混凝土出现裂缝的原因也有很多，例如：施工人员对混凝土施工强度没有清晰的认识，这样会造成混凝土在空气中暴露的时间过长，在对混凝土进行配料时没有按照相关的标准进行配制，浇灌时用力不合理，后期的管理和养护不是很到位等都是造成混凝土裂缝的主要原因。

1.4安全风险。施工人员对施工安全的概念认识不清，施工安全知识掌握程度较差，因此在施工过程中经常会出现违规操作的现象。安全管理制度的建设仍然存在着很多需要完善的部分。对材料的管理工作不能严格按照相关的规定去执行，施工人员的管理力度和机器设备的正确使用等都存在着一些需要改进的问题。因此施工管理的安全性很难得到保障。

二、问题应对策略

2.1采取有效措施避免发生铺装层脱落现象。施工人员在进行施工的过程中一定要准确掌握铺装层的厚度，然后依据具体的施工情况选择材质比较好的材料，这样可以避免铺装层发生断裂现象，在对铺装层施工的过程中一定要对防水材料进行合理地使用，这样才能更好地防止渗水现象的发生，这样做不但可以提高铺装层的质量，还能够延长铺装层的使用年限，另外，地理位置也会对铺装层的质量产生非常大的影响，在整个施工过程中一定要根据所处的地理位置的地形、地势、地貌对其进行相应的处理，这样可以大大减少铺装层裂缝情况的产生。

2.2采取有效的钢筋锈蚀防御措施。在施工过程中对钢筋进行涂层处理能够非常有效的避免钢筋腐蚀状况的发生，在涂层操作结束后还要采取相应的保护措施，尽量防止钢筋在储存和运输时因发生碰撞而出现掉层的现象。如果钢筋已经出现了锈蚀现象可以采取措施对锈蚀的部分进行处理，也可以直接取出生锈部分的混凝土。2.3严格控制隧道裂缝。进行混凝土的配合比设计和施工时必须严格按照相应标准，施工人员必须在施工过程中验算裂缝情况，不同位置的混凝土构件需要配合不同的强度等级。在进行混凝土配筋率计算时必须保证计算公式的准确性和计算结果的精确性，同时还需要严格控制水泥用量和水灰比，根据混凝土的强度适当添加掺和料和外加剂。企业还需要重视施工人员的施工方面的培训，使混凝土裂缝得到有效控制，从而使施工质量获得有效提高。

2.4确保原材料质量。优质原材料使提高和完善工程质量的重要前提，施工企业必须加大对材料采购工作的重视力度，对供应商资质以及信用情况进行严格调查，在保证材料质量的基础上降低材料价格以提高企业的经济效益。严格把控材料的进场检验共组，认真进行报告单填写工作，若出现瑕疵等质量问题需要立即将材料清出施工现场，此外，为了使原材料的质量获得保证，还需要不定期进行抽检，远隔审核混凝土和钢筋等材料的出厂合格证，安排施工人员做好储存工作，防止受损。

2.5加大安全管理力度。施工人员安全观念以及意识的强弱对施工能否顺利继续具有非常重要的影响，因此，企业必须通过培训等形式不断强化施工人员的安全意识。推动安全管理制度的建立和完善，严格规范工作人员的施工行为，使施工安全系数得到有效提高。

2.6确保勘查设计工作合理有序进行。为了推动工程建设的顺利进行，降低施工质量不良事件以及意外事故等的发生率，必须于工程建设前加强勘查设计工作，尽量避开存在复杂地质地形条件的地段，确保隧道的稳固性，若所在区域定制条件稳定性较差需要及时采取相应的加固措施。严格按照施工图纸进行设计施工，尽量应用具有成熟技术和可靠性能的结构。

2.7对施工检验工作进行强化和完善。施工单位必须加强工程质量检验力度，定时或不定式进行自检，自检合格后向监理工程师报告检验结果，若在检验过程中发现不规范施工行为以及质量不达标等问题需要立即采取纠正措施。监理单位必须加强施工进度一起施工质量的管理和监督，全面监控施工的重要环节和工序，保证施工的有序进行。除此之外，还需要进行质量评定和抽检工作，使道路桥梁隧道工程的施工质量获得有效保证。

三、结束语

隧道论文篇9

关键词：隧道防排水注浆堵水防水布铺设

目前隧道衬砌渗漏水问题,尤其是施工缝处、隧道的接口处及管节之间的连接处等薄弱环节的渗、漏水更为严重。如何搞好隧道防排水设计及裂缝防水技术,是保证行车安全和隧道能否长期使用的重要条件。

一、进洞前防排水处理

首先,在隧道进洞前应对隧道轴线范围内的地表水进行了解,分析地表水的补给方式、来源情况,做好地表防排水工作:用分层夯实的粘土回填勘探用的坑洼、探坑;对通过隧道洞顶且底部岩层裂缝较多的沟谷,建议用浆砌片石铺砌沟底,必要时用水泥砂浆抹面;开沟疏导隧道附近封闭的积水洼地,不得积水;在地表有泉眼的地方,涌水处埋设导管进行泉水引排;在隧道洞口上方按设计要求做好天沟,并用浆砌片石砌筑,将地表水排到隧道穿过的地表外侧,防止地表水的下渗和对洞口仰坡冲刷,并与路基边沟顺接成排水系统;洞顶开挖的仰坡、边坡坡面可用喷射混凝土将其封闭,并对洞口上方及两侧挂网喷浆;若在洞顶设置高压水池时,应做好防渗防溢设施,且水池宜设在远离隧道轴线处等。

二、开挖过程中对涌水地段的防排水处理

(一)涌水地段的防排水处理原则。在隧道施工过程中,应对开挖面出现的涌水进行调查分析,找准原因,采取“以排为主,防、排、截、堵相结合”的综合治理原则,因地制宜地制定治理方案,达到排水通畅、防水可靠、经济合理和不留后患的目的。

(二)涌水地段的原因分析。造成隧道涌水现象一般是由于地下水发育,洞壁局部有水流涌出;碰到断层地带,岩石破碎,裂隙发育,出现涌水现象;洞顶覆盖层较薄,岩石裂隙发育,开挖地表水下渗等原因。施工中应对洞内的出水部位、水量大小、涌水情况、变化规律、补给来源及水质成分等做好观测和记录,并不断改善防排水措施。

(三)涌水地段的处理方法。对于洞内涌水或地下水位较高的地段,可采用超前钻孔排水、辅助坑道排水、超前小导管预注浆堵水、超前围岩预注浆堵水、井点降水及深井降水等辅助施工方法。当涌水较集中时,喷锚前可用打孔或开缝的摩擦锚杆进行排水;当涌水面积较大时,喷锚前可在围岩表面设置树枝状软式透水管,对涌水进行引排,然后再喷射混凝土;当涌水严重时,可在围岩表面设置汇水孔,边排水边喷射。

三、二次衬砌中防排水处理与控制

(一)防水层安装与控制

1.防水层进场时检查。除按必要的工作程序进行取样检查外,还应检查防水板表面是否存在变色、皱纹(厚薄不均)、斑点、撕裂、刀痕、小孔等缺陷,存在质量缺陷时,应及时处理。

2.防水层铺设前对初期支护的检查和处理。防水层铺挂前,应先对初期支护喷射混凝土进行量测,对欠挖部位加以凿除,对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平。外露的锚杆头及钢筋网应头齐根切除,并用水泥砂浆抹平,使混凝土表面平顺。

3.防水层铺设好后检查和处理。防水层铺挂结束,监理工程师应对其焊接质量和防水层铺设质量进行检查。其检查方法有:(1)用手托起防水板,看其是否能与喷射混凝土密贴。(2)看防水板表面是否有被划破、扯破、扎破等破损现象。(3)看焊接或粘结宽度(焊接时,搭接宽度为10cm,两侧焊缝宽度应不小于2.5cm;粘结时,搭接宽度为10cm,粘结宽度不小于5cm)是否符合要求,且有无漏焊、假焊、烤焦等现象。(4)拱部及拱墙壁露的锚固点(钉子)是否有塑料片覆盖。(5)每铺设20延长米～30延长米,剪开焊缝2处～3处,每处0.5m。看是否有假焊、漏焊现象。(6)进行压水(气)试验,看其有无漏水(气)现象等,检查防水板铺挂质量。如果发现存在问题,除应详细记录外,并立即通知施工单位进行修补,不合格者应坚决要求返工。

(二)止水带安装与控制

防水混凝土施工缝是衬砌防水混凝土间隙灌注施工造成的,对于施工缝的防排水处理,在复合式衬砌中,一般采用塑料止水带或橡胶止水带。

1.二次衬砌端部的检查与处理。在浇筑二次衬砌混凝土前,可用钢丝刷将上层混凝土刷毛,或在衬砌混凝土浇筑完后4h-12h内,用高压水将混凝土表面冲洗干净,并检查止水带接头是否完好,止水带在混凝土浇筑过程中是否刺破,止水带是否发生偏移,如发现有割伤、破裂、接头松动及偏移现象,应及时修补和处理,以保证止水带防水功能。

2.止水带安装质量的检查与处理。检查是否有固定止水带和防止偏移的辅助设施、止水带接头宽度是否符合要求、止水带是否割伤破裂、止水带是否有卡环固定并伸入两端混凝土内等项目,做好详细检查记录,如存在问题时,应立即通知施工单位进行修补,不合格者应坚决要求返工。

(三)混凝土浇筑与控制

衬砌混凝土施工时,应督促施工单位加强商品砼的后仓管理,定期不定期的进行检查。混凝土振捣时必须专人负责,避免出现欠振、漏振、过振等现象。加强施工缝、变形缝等薄弱环节的混凝土振捣,排除止水带底部气泡和空隙,使止水带和混凝土紧密结合。

四、二次衬砌渗漏处理与控制

(一)引流堵漏。对于滴水及裂纹渗漏处,可采用凿槽引流堵漏施工方法。如在渗漏部位顺裂缝走向将衬砌混凝土凿出一定宽度和深度(如宽20mm,深30mm)的沟槽,埋设直径略大于沟槽宽度或与沟槽宽度相当的半圆胶管将水引入边墙排水沟内,再用无纺布覆盖半圆胶管或防水堵漏剂封堵,然后用颜色相当的防水混凝土封堵或抹面。

(二)注浆堵漏。对于渗漏严重部位,可采用注浆堵漏施工方法。如在渗漏部位凿出一定宽度和深度(如直径80mm,深40mm)的凹坑,清理混凝土渣,并检查表面混凝土密实性,从渗漏部位向衬砌钻孔,其深度建议控制在衬砌厚度范围内,埋管注浆,其注浆浆液通过设计确定。注浆结束后,其凹坑可按文中上述4.1方法做防水堵漏处理。

五、结语

每道工序的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的影响,施工中的每一点疏忽都可能造成渗漏水隐患。因此,应加强对每道工序的施工质量控制,严格按规范施工确保施工达到设计效果,使隧道防排水工程质量有保证。

参考文献:

隧道论文篇10

1.1钢筋加工隧道衬砌用钢筋采用合格的大厂钢筋，所有钢筋均根据设计图纸在钢筋加工棚进行加工，完成后运至使用部位进行安装。

1.2钢筋施工放样现场用全站仪五点定位法定出钢筋的位置，即：以衬砌圆心为原点建立平面坐标系，通过控制拱部台车模板中心点、拱部衬砌台车外模板同边墙部模板的两个交接点、两墙部模板的底脚点来控制钢筋的位置。

1.3仰拱钢筋的施工仰拱钢筋在模筑混凝土浇筑完毕之后进行。边墙上埋设定位钢筋，仰拱底部利用定位钢筋与环向、横向钢筋可靠焊接，环向钢筋要求接头错开1m以上。

1.4拱部衬砌钢筋施工为确保二衬钢筋定位准确，钢筋保护层厚度符合要求。具体做法：（1）先由测量人员放样定出台车范围内前后两根钢筋的中心点，确定好法线方向，钢筋绑扎的垂直度采用三点吊垂球的方法确定。（2）测量调平层上定位钢筋中心点标高，定出圆心位置（自制三角架如图2所示）。（3）圆心确定后，检验定位钢筋的尺寸是否满足设计要求，全部符合要求后再固定钢筋。（4）定位钢筋固定好后，在支撑杆上标出环向主筋布设位置，在定位钢筋上标出纵向分布筋安装位置，然后开始绑扎此范围内的钢筋，各钢筋交叉处均应绑扎，钢筋接头采用双面焊接,搭接长度不小于5d。为了使二衬结构满足设计的耐久性和安全性要求，二衬钢筋保护层厚度偏差必须满足要求。该隧道二衬设计厚度有40cm、45cm、60cm三种，为提高隧道二衬混凝土钢筋保护层厚度质量，特制订以下施工措施。（1）提高隧道开挖质量，严格控制欠挖，开挖轮廓圆顺，保证开挖断面符合设计要求。（2）仰拱钢筋的加工及安装：加工前根据设计图纸计算钢筋下料长度；安装前时测量仰拱开挖后基坑尺寸，有不满足图纸的地方人工进行修整，铺设时，外层钢筋放在5cm厚高标号砂浆垫块上，其间距＜1m，呈梅花形布置，外层钢筋铺设好后，根据设计钢筋层厚度加工焊接架立筋，并拉线进行控制内层钢筋铺设位置。仰拱钢筋铺设好后，全面检查层厚，保证预留钢筋的位置符合图纸要求。（3）拱墙二衬施工前对初支凹凸不平的地方进行修整，直到断面符合图纸要求方可进行钢筋安装。（4）拱墙二衬钢筋加工及安装：加工前根据设计图纸进行下料，加工好后在特制弯曲机上进行弯曲，钢筋堆放时按编号分开堆放，以免使用时混淆；安装时先安装外层钢筋和仰拱预留钢筋进行搭接时焊接牢固，在外层钢筋和防水层之间放置5cm厚高标号砂浆垫块，其间距≯1m，呈梅花形布置。外层钢筋铺设好后，沿轮廓线每隔2m焊定位筋，根据设计钢筋层厚预先加工好定位筋，并拉线进行控制内层钢筋铺设位置，铺设好外层钢筋后，绑扎5cm厚高标号砂浆垫块，其间距≯1m，呈梅花形布置。（5）模板台车定位：钢筋及预留预埋件安装好后，对钢筋层厚进行全面检查，有不够的地方及时调整。（6）混凝土浇筑：加强对现场工人技术交底，在用振捣棒振捣过程中尽量避免接触钢筋，以防止钢筋错位。（7）钢筋安装实测项目偏差须满足下列要求。

2衬砌台车及模板安装

[5]衬砌台车采用厂制轨行式钢结构定型大模板台车，主门架尺寸构造须便于出渣车辆的出入，台车长度为9m。在衬砌台车端头，用木槽制作挡头板，在挡头板上要设置固定止水带和止水条的设施。台车由专业台车机械厂制作好后运至现场安装：（1）二衬台车在隧道洞口平整的场地上组装，试拼消除潜在的不平整和错台，台车模板安装牢固，接缝严密，确保不漏浆，浇筑中不变形、不位移；（2）安装完成后对液压系统和各设备行程及能力等进行严格的调试检验，确保满足施工需要，边墙与拱部模板应预留混凝土灌注及振捣孔口；（3）调试结束以后，对调试过程中发现的问题逐一进行解决，使之能达到设计要求及满足施工需要，对受力大、易对台车稳固性造成影响的地方及时进行补焊加强；（4）调试加固以后，对照图纸，认真核对量测，对台车中心线、模板的平整度、模板接口的联接、弧形模板的开合、液压系统的开启与关闭及工作行程等关键部位、关键项目进行认真检核，确保台车结构、材料、整体安装质量和细部处理满足要求，验收合格再投入使用。同时，在使用过程中加强维护，确保二次衬砌质量。铺设防水层：铺设防水层前，对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平，外露的锚杆头及钢筋网应齐根切除，并用水泥砂浆抹平，使混凝土表面平顺。台车就位：台车轨道采用60cm×20cm×16cm枕木、间距为45cm，钢轨采用43kg/m，轨道中心与隧道中心线允许偏差≯3cm，左右轨允许高差≯2cm。走形轨面的高程应符合规范要求。台车就位后，要校正模板外轮廓与设计净空相吻合并锁定台车。校正模板外轮廓时，应注意复核台车中线是否与隧道中线重合，台车拱顶高程是否考虑预留沉落量（该隧道二衬台车拱部模板预留沉落量为10～30mm、其高程允许偏差为设计高程加预留沉落量（ 10mm,0mm）），矮边墙与拱墙混凝土接茬处的隧道净宽是否符合设计要求，并且调整模板中心线尽量同台车大梁中心重合，使台车在混凝土灌注过程中处于良好的受力状态。

3二衬混凝土施工

[6]为确保洞身混凝土质量，二衬混凝土采用衬砌台车全断面浇筑成型，其混凝土采用自拌混凝土，输送方式采用混凝土罐车及混凝土输送泵泵送入模。附着式振捣器配插入式振捣棒捣固，衬砌循环长度为9m。为解决铺底施工与出碴的干扰，分左右侧两次浇筑铺底混凝土，铺底混凝土达到70%强度后方能通过施工车辆。

3.1混凝土的拌制与运输（1）严格控制原材料进场质量，做到每种材料必检，检测频率和质量必须满足要求。（2）严格控制混凝土配合比设计：在试验监理工程师、中心试验室的具体指导下，由工地试验室按有关技术规范进行计算和试验，完成配合比设计，并在施工过程中经常检查。（3）拌合站原材料计量的控制：施工前，拌合站的电子计量装置经过了计量部门的核准和标定，并进行了计量测试（即试拌），确保计量精度。（4）严格控制混凝土坍落度：坍落度控制在墙体100～150mm，拱部160～180mm，在拌合地点和浇筑现场均进行坍落度检测，不符合要求时，及时调整配合比。（5）混凝土的运输采用混凝土混凝土罐车。运输要点：ⅰ）混凝土在运输中应保持其匀质性，做到不分层、不离析、不漏浆。运到灌注点时，要满足坍落度的要求；ⅱ）混凝土罐车使用前清除容器内的残渣及湿润，装料要适当，防止过满溢出；ⅲ）从搅拌机卸出到浇灌完毕的延续时间不超过2h；ⅳ）运输道路保持平坦，以免造成混凝土分层离析，并根据浇灌结构情况，合理调度车辆，保持道路畅通。

3.2混凝土的浇筑与振捣二衬混凝土采用混凝土输送泵、输送管，末端采用软管连接入模，混凝土入模的自由倾落高度保证其不发生离析，现场施工中不超过2m。输送管严禁接触模板，以免混凝土压出时对管口产生的强烈冲击使模板发生小位移及局部变形；防止振捣器直接冲击防水层、钢筋、模板和预埋件，以免造成防水层、模板损坏和钢筋、预埋件位移。衬砌混凝土在浇筑时，为防止台车偏移，应从两侧拱脚向拱顶对称分层浇筑，并加强钢边橡胶止水带处混凝土捣固，两侧灌筑高差最大不超过100cm，且需连续灌注，灌注速度不宜太快，以10m3/h为宜，若必须终止则不应超过混凝土初凝时间，否则应作施工缝处理，衬砌不留施工平缝，纵向工作缝都必须竖直，相邻段浇筑时，先对已浇混凝土端头凿毛冲洗干净后再浇筑混凝土。变形缝及垂直施工缝端头模板应支立垂直、牢固。混凝土灌注至墙拱交界处，应间歇1～1.5h后方可继续灌注；边墙及墙顶部分采用插入式振捣器振捣，拱顶部分采用附着式振捣器振捣。采用插入式振捣器振捣时，分层厚度30cm，振捣时间宜为10～30s。拱顶部分振捣时附着式振捣器应单个启动，使用时，应根据需振捣的部位开启振捣器振动约30～50s。混凝土振捣应确保密实。插入式振捣棒需变换其在混凝土中的位置时，应竖向缓慢拔出，不得用插入式振捣棒平拖以驱赶下料口处堆积的拌合物振捣，待混凝土充分下沉后再浇筑拱部，以防因边墙混凝土下沉而造成拱部开裂。

3.3封顶（1）当拱部混凝土浇筑至台车最上层窗口时，应将泵送管接至拱顶圆形进浆口。从圆形进浆口泵送混凝土进入衬砌台车时，应从已衬砌段向末衬砌段进行，混凝土充填满拱部后继续泵送混凝土，直到混凝土浇筑至台车挡头约2m处。（2）在台车拱部挡头处预留环向长约2m的空间，先不安设挡头板，以便进行封顶作业。当混凝土浇筑至台车挡头约2m处时，将泵送管接至台车挡头处，通过软管从未安设挡头板处向拱顶浇筑混凝土：将软管出口端设置于模板上预封顶处，待输送出的混凝土充满封顶部分并将软管埋入混凝土约30cm时，将软管拔出约40cm，振捣后连续输送混凝土。待其埋入约30cm后，再拔出一次并振捣，直至混凝土浇筑至台车挡头。（3）当混凝土处浇筑至台车挡头时，一边安设挡头板，一边浇筑混凝土，并采用插入式振捣棒振捣密实，直至封顶完毕。（4）为保证拱部混凝土的密实性，在拱部预埋φ20mm压浆管，待衬砌混凝土强度达到设计强度的70%后再进行压浆处理。

3.4拆模该隧道二衬是在初期支护变形稳定后施作的，承重模板拆除时，二衬混凝土强度须达到20.0mpa时以上；拆除非承重模板时，按施工规范采用最后一盘封顶混凝土试件现场抗压达到的强度来控制拆模，混凝土强度不得低于5mpa，并应保证其表面及棱角不受损伤。

3.5混凝土养护[7]拆模前用水冲洗模板外表面，拆模后用水喷淋混凝土表面，以降低水化热。（1）应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土保湿养护；（2）混凝土浇水养护的时间：养护期不少于14d；（3）浇水次数应能保证混凝土处于湿润状态；（4）混凝土强度达到5mpa前，不得拆除堵头模板；（5）衬砌混凝土实测项目偏差须满足下列要求。

4二衬施工注意事项

（1）检查接缝模板、堵头板是否安装牢固，检查灌注部位的作业窗是否关闭，检查输送管接头是否牢靠。（2）灌注混凝土前，必须用水将基底冲洗干净，灌注时必须两侧同时进行，否则造成偏压导致跑模，灌注部位的作业窗两侧必须用销子插上。（3）混凝土材料的选用、配合、搅拌、运输、灌注、振捣等要求按混凝土施工技术规则进行。

5保证衬砌背部密实的措施

（1）加强光面爆破控制，提高围岩基面平整度。（2）严格施工过程控制，对初支平整度不满足要求的不予验收，直至补喷合格后才允许进入下一道工序的施工，确保初支基面平整。（3）加强防水板铺设质量控制，特别是防水板固定后的松紧度控制，预防太紧防水板崩裂，太松形成褶皱导致空洞的出现。（4）加强二衬混凝土浇筑过程的振捣质量。（5）加强各工序作业人员的质量意识和责任心，把好每道工序质量。

6结束语