點(diǎn)擊查看：2016年一級(jí)建造師《鐵路工程》知識(shí)點(diǎn)匯總
前言
近年來，隨著我國西部大開發(fā)力度的加大，在快速發(fā)展的公路建設(shè)中，在多山的地區(qū)，隧道工程在公路工程中就變成一個(gè)重要的組成部分。而且隧道工程相對(duì)路面，橋梁工程來說有它的特殊性：一般地質(zhì)條件都比較復(fù)雜而且很難預(yù)測(cè)，完工后隱患不易察覺，這就須在施工過程中加強(qiáng)施工管理，做好工藝控制。
隧道施工主要包括開挖和支護(hù)兩大部分。在勘察設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)，地貌，符合路線順接要求的基礎(chǔ)上，本著路線最短，成本最低的原則確定具體的施工線路。施工就要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案，保證每一步驟實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的意圖。
1、開挖
開挖是隧道施工的龍頭，質(zhì)量，進(jìn)度，安全，效益等無不與之密切相關(guān)，開挖符合要求，支護(hù)才有一個(gè)順利的保證基礎(chǔ)。
1.1開挖的輔助手段開挖的最大困難是隧道圍巖、地質(zhì)構(gòu)造、滲水等情況復(fù)雜多變，很難完全了解。為了及時(shí)掌握變化的情況，指導(dǎo)施工，就要重視測(cè)量和地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。
1.1.1測(cè)量某省最長(zhǎng)的一座3.3km的公路隧道，為上、下行分離式隧道，從兩頭同時(shí)對(duì)向開挖，四個(gè)開挖工作面，測(cè)量用同一系統(tǒng)控制，保證兩端有同一目標(biāo)，而且每二個(gè)月通過三角網(wǎng)或精密網(wǎng)對(duì)導(dǎo)線點(diǎn)校核一次，避免在施工過程中誤差累積而產(chǎn)生較大的偏差。隨著隧道開挖的進(jìn)程加大，單洞單幅導(dǎo)線就象一根甩出的繩子，越長(zhǎng)越容易偏離控制的中軸位置，也可以通過聯(lián)絡(luò)洞，把測(cè)出的導(dǎo)線值代入后相互驗(yàn)證，當(dāng)隧道開挖長(zhǎng)度超過500米時(shí)，兩端如不能相互連通糾偏，就須在一條洞中建立兩條獨(dú)立的導(dǎo)線以便相互糾偏。
1.1.2地質(zhì)超前預(yù)報(bào)隧道開挖過程中，每前進(jìn)一步都有意想不到的情況發(fā)生，所以超前預(yù)報(bào)就顯得尤為重要，目前我們能夠采用的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)手段有：打超前探孔法，地震波法和超聲波探測(cè)法，也可以借鑒有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)專家根據(jù)地貌特征，掌子面巖石產(chǎn)狀，地質(zhì)構(gòu)造特征對(duì)前方地質(zhì)情況的判斷。
1.1.2.1超前探孔法在掌子面最少布三個(gè)鉆探孔，如右圖：詳細(xì)記錄每個(gè)孔的進(jìn)鉆速度，每種不同粉塵的出現(xiàn)部位及鉆粉巖性，鉆孔涌水量的大小。根據(jù)進(jìn)鉆速度可以判斷不同部位的巖石強(qiáng)度及裂隙，節(jié)理發(fā)育情況;根據(jù)鉆粉巖性可以判斷不同巖性的里程樁號(hào);根據(jù)涌水情況就可以知道不同區(qū)域的含水情況;由1，2，3號(hào)孔的布孔位置，可以計(jì)算出巖石在整個(gè)面上的發(fā)育情況，這種方法一次可以預(yù)報(bào)20米，操作簡(jiǎn)單有效，一般施工單位通常喜歡采用。
1.1.2.2地震波和超聲波探測(cè)法根據(jù)波速在不同強(qiáng)度的巖體，空氣，水等介質(zhì)中傳播速度差異來判斷前方圍巖情況。這種方法做出的結(jié)論在離發(fā)射波30米以內(nèi)準(zhǔn)確性較高，但隨著距離漸長(zhǎng)漸差，而且投入人力物力相對(duì)較高，業(yè)主曾在隧道施工中進(jìn)行過幾次超前探測(cè)。
專家預(yù)測(cè)有時(shí)準(zhǔn)確性高，有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較大的出入，因?yàn)橛绊懏a(chǎn)生地質(zhì)變化的因素很多，而個(gè)人經(jīng)驗(yàn)不同，主觀傾向性不同可能會(huì)得出不同的結(jié)論。如果幾種方法綜合使用，相互映證，準(zhǔn)確性就會(huì)提高。以超前預(yù)報(bào)來指導(dǎo)開挖，就可以避免一些可能的塌方。
1.2開挖掘進(jìn)，開挖一般采用爆破的方式，但特殊地段須用風(fēng)鎬或鋼釬等撬挖。
1.2.1 Ⅲ類以上的圍巖，都采用全斷面爆破形式的開挖，為了保證不欠挖，少超挖，控制光面須采用光面爆破，周邊光爆孔孔距為50cm左右，采用不偶合裝藥，不偶合系數(shù)為1.25～2.5(按硝銨炸藥考慮)，中間偏下布掏槽孔，掏槽孔按錐形布置效果最好，如圖一，但這種布置在實(shí)際當(dāng)中上部和下部造孔施作不方便，所以一般采用“八”字掏孔，如圖二。光爆孔和掏槽孔中間布輔助孔，以掏槽孔為圓心呈環(huán)向布置，間距75～100cm，在孔深小于2米時(shí)光爆孔，輔助孔，掏槽孔軸向深度相同，如深度超過2米時(shí)掏槽孔深度在軸線方向適當(dāng)加深10～30cm，因?yàn)樘筒劭椎钠鸨室话銥?5%左右，所以具體加深深度根據(jù)不同圍巖的起爆率不同而定，把握的標(biāo)準(zhǔn)是起爆后三種爆破孔的孔底在同一掌子面上為宜，掏槽孔的裝藥量相對(duì)光爆孔和輔助孔都高，單耗為4～7kg/m3.視圍巖強(qiáng)度、整體性、風(fēng)化程度差異而調(diào)整，鉆孔深度可控制在0.8～3.5米，裝藥連線采用由內(nèi)向外分圈擴(kuò)散，響炮采用毫秒雷管微差逐級(jí)引爆，掏槽孔、輔助孔、光爆孔逐級(jí)爆破的時(shí)間間隔為0.05～0.1秒，當(dāng)中間拉出臨空面后周邊依次向里面爆破，每一輪爆破的強(qiáng)力沖擊波都向中部的臨空面方向，這樣減少對(duì)圍巖的震動(dòng)破壞。
1.2.2 如果說Ⅲ類以上圍巖主要強(qiáng)調(diào)光面爆破效果的話，那么Ⅱ～Ⅲ類圍巖在此基礎(chǔ)上還要加強(qiáng)安全施工，防止掉塊或掉塊而引發(fā)的塌方，因?yàn)棰蝾悋鷰r是處于強(qiáng)烈擠壓破碎帶圍巖，有明顯的滑動(dòng)面，而且滑動(dòng)面在失去支撐后會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，所以對(duì)隧道穩(wěn)定帶來嚴(yán)重威脅。開挖時(shí)布孔方式同1，周邊孔有必要采用預(yù)裂爆破，而且整體要短進(jìn)尺，弱爆破，每循環(huán)掘進(jìn)不應(yīng)超過80cm，單位體積耗藥量適當(dāng)減少，以免引起大的震動(dòng)，對(duì)圍巖的整體穩(wěn)定造成更大的破壞。
1.2.3 Ⅱ類弱或Ⅰ類圍巖可以撬挖，這種圍巖是大型斷層帶的擠壓的斷層泥或斷層充填物，大型褶皺的軸部巖石，當(dāng)失去支撐后完全沒有自穩(wěn)能力;這種圍巖開挖方式有：留核心土法開挖，小導(dǎo)洞法開挖(又叫眼睛法)，上部分臺(tái)階法開挖。
(1)留核心土法開挖掌子面核心的部分先不動(dòng)，在周邊環(huán)向用風(fēng)鎬或鍬撬挖寬約1米的圓環(huán)，支撐鋼架，噴鋼纖維混凝土施作初期支護(hù)，再開挖下一格柵鋼架的位置，邊掘進(jìn)邊擴(kuò)大環(huán)向開口，掘進(jìn)幾個(gè)循環(huán)后機(jī)械配合挖掉一部分核心土，再進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。
(2)小導(dǎo)洞法開挖(眼睛法)
兩側(cè)開挖寬約2米，高2米的導(dǎo)洞，開挖后先支護(hù)兩邊，在從兩邊向拱頂擴(kuò)挖，邊挖邊支護(hù)，等挖到一定深度后，一般4～5米，在挖中堵墻，依此推進(jìn)。
(3)上部臺(tái)節(jié)法開挖在下部筑封堵墻，拱部人工開挖高1.5～2米的前導(dǎo)洞，先支護(hù)拱頂，頂部挖出一定深度后，再向兩邊依序下挖支護(hù)，這種開挖方式導(dǎo)洞不易過深，因?yàn)槿斯ら_挖，速度較慢，而且空頂太長(zhǎng)，頂部沉降變形太大。
這種圍巖在地下水的作用下還可能產(chǎn)生吐泥涌水現(xiàn)象，更為嚴(yán)重會(huì)吐泥通頂，甚至引發(fā)整個(gè)隧道垮塌，。大風(fēng)埡口隧道下行線K254+871樁號(hào)就發(fā)生了突泥現(xiàn)象，可計(jì)算的突泥量達(dá)2000m3，地表蘭溪河灘也產(chǎn)生了塌陷，是一次隧道涌泥的典型事故。
開挖這種圍巖，就不可避免地遇到支護(hù)的問題。
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