隧道软弱围岩(断层)专项施工方案
谈软弱围岩铁路隧道开挖安全施工技术
谈软弱围岩铁路隧道开挖安全施工技术隧道开挖是铁路建设中的重要环节，而软弱围岩对隧道开挖的安全施工造成了一定的挑战。
软弱围岩的特点是岩体强度低、渗透性大、易塌方等，因此在软弱围岩中进行隧道开挖需要采取一系列的安全施工技术措施。
一、软弱围岩特性分析软弱围岩是指岩土体强度较低，易发生破坏和变形的岩土体。
软弱围岩的特点主要有以下几个方面：1.强度低：软弱围岩的抗压强度和抗拉强度很低，岩体容易发生破裂和变形。
2.渗透性大：软弱围岩中的孔隙和裂缝比较发育，渗透性大，地下水迅速渗透，容易引起地下水涌入和地表沉陷。
3.易塌方：软弱围岩的岩层结构相对疏松，容易发生塌方和滑坡，严重危害施工现场的安全。
软弱围岩对隧道开挖的安全施工提出了严峻的挑战，施工单位在实际工程中需要根据软弱围岩的特性，采取有效的安全施工技术措施，确保隧道开挖的安全和顺利进行。
1.岩体勘察与预测在软弱围岩的隧道开挖前，需要对岩体进行详细的勘察和预测，了解软弱围岩的具体情况和特性。
通过岩体钻探、岩芯取样、地质雷达、地下水位监测等手段，获取软弱围岩的地质信息、构造特征、水文地质条件等，为隧道开挖的施工方案设计提供科学依据。
2.合理的开挖工艺针对软弱围岩的特性，需要采用合理的隧道开挖工艺。
可以采用分段开挖、切坡开挖、钻爆掘进等方式，减小开挖面积，降低软弱围岩的应力，减少岩体破坏和变形发生的可能性。
3.支护结构设计软弱围岩的隧道开挖需要进行严密的支护设计。
支护结构主要包括锚杆、钢架、注浆固化、喷锚等，可以通过加固岩体、加强隧道结构的稳定性，防止塌方和滑坡的发生。
4.监测预警系统在软弱围岩的隧道开挖施工过程中，需要建立完善的岩体监测预警系统，对软弱围岩的变形、位移、渗水、应力等进行实时监测和预警。
一旦发现岩体出现异常变化，能够及时采取措施，并对施工人员进行预警和疏散，确保施工现场的安全。
5.施工方案优化软弱围岩隧道开挖的施工方案需要不断优化，根据实际施工情况进行调整，及时解决施工中遇到的问题和难点。
隧道软弱围岩和断裂带施工安全措施方案
隧道软弱围岩和断裂带施工安全措施方案隧道施工中遇到软弱围岩和断裂带是常见情况，这些地质条件都会给工程施工带来一定的危险性。
为了保障隧道施工的安全，必须采取相应安全措施。
本文将针对隧道软弱围岩和断裂带施工安全措施方案进行详细介绍。
一、软弱围岩施工安全措施方案1. 确定软弱围岩区域。
通过对隧道周边地质进行勘探，找出软弱围岩区域，以便在施工时有针对性地采取安全措施。
2. 加强支护。
软弱围岩容易发生塌方现象，因此，在施工时必须加强支护。
可以采用钢筋混凝土喷射支护、搭设钢架支撑等方式，以增强围岩的稳定性。
3. 加强测量监控。
通过安装位移仪、测斜仪等设备进行监控，随时掌握软弱围岩的变形情况，及时采取措施保证施工安全。
4. 确定安全堵头范围。
软弱围岩区域容易发生塌方、滑坡等安全事故，因此在施工前必须将安全堵头范围确定，并在该范围内采取相应的堵头措施。
5. 加强作业人员安全教育。
对于处在软弱围岩区域工作的人员，必须进行安全教育，提高其安全意识，同时配备必要的安全防护用具。
二、断裂带施工安全措施方案1. 确定断裂带位置。
通过勘探分析，确定断裂带的具体位置，以便在施工时采取相应的安全措施。
2. 加强围岩加固。
断裂带处的岩石往往较松散，容易发生崩落。
因此，在施工时，必须加强对岩石的加固，以增强其稳定性。
3. 加强支护。
有些断裂带比较深，施工时要加强支撑。
在深度较大的断裂带处，可以采用搭设钢架、钢筋混凝土衬砌等方式加强支护。
4. 及时排水。
一些断裂带处可能十分潮湿，需要进行排水处理，以防止水流侵蚀岩石，导致其稳定性下降。
5. 实施岩锚技术。
岩锚是一种固结性支撑技术，可以增强断裂带处的承载能力，提高其稳定性。
因此，在一些较深断裂带处可以采用岩锚技术进行支撑。
6. 加强作业人员安全教育。
由于断裂带处的岩石较松散，对施工人员的个人安全造成威胁，因此在施工前必须对所有人员进行安全教育，强化安全意识，安排必要的防护措施。
总之，在施工过程中遇到软弱围岩和断裂带，必须认真采取相应安全措施，以确保施工安全。
软弱围岩及断层破碎带隧道施工技术
浅谈软弱围岩及断层破碎带隧道施工技术摘要：结合某隧道为ⅴ级围岩及断层破碎带施工，针对软弱围岩以及断层破碎带特点，结合成功实践经验，采取“早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”措施，提出施工中重点施工措施，以控制和加快该隧道工程的施工。
关键词：软弱围岩；断层破碎带；隧道施工on the soft rock and fault fracture zone tunnel construction technologyli zhen weiabstract: a tunnel is ⅴ grade rock and fault fracture zone construction for soft rock and fault fracture zone characteristics, combined with successful experience, to take “early prediction, the first flood, pipe ahead, short footage, weak burst and strong support protection, tight closure, ground measurements, “measures of the construction of key construction measures to control and accelerate the construction of the tunnel project.keywords:soft rock;fault fracture zone;tunnel construction一、工程简介某分离式大风口隧道，左线进口洞门为翼墙式洞门，右线进口洞门为台阶式端墙洞门，左线长2312.092米，右线长2325米，复合衬砌，沥青砼路面，隧道净空均为10.25×5米，围岩级别为ⅲ、ⅳ、ⅴ级；及断层破碎带施工二、软弱围岩开挖鉴于本隧道某段围岩岩体破碎、节理发育，施工时围岩易发生失稳和坍塌，为此本工程采用人工配合机械开挖的方法，机械开挖不动必须爆破的地方，严守“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测、二衬紧跟”的原则，采用微震或预裂爆破施工。
第7部分-软弱围岩的隧道施工
2.斜锚杆 斜锚杆是作为支护结构的一部分轴力构件而发挥其作
用的，用以改善拱顶斜上方的围岩。多采用在易崩塌的围 岩中，作为支护拱顶的辅助方法。
斜锚杆通常与系统锚杆同时施工。向掌子面拱部的斜 上方，以50~80cm的间隔，在拱部60~100cm范围内，打入 异型钢筋，锚固材采用砂浆。锚杆长3~4m，仰角30~60 。 包括通常锚杆在内的锚杆实施例见图8。
（3）在强风化的围岩中，会产生比较大的崩塌，有涌水时 崩塌的规模会更大；
（4）在有层理面的容易崩塌的围岩中，会产生比较大规模 的崩塌。根据层理面的强度、涌水的状况，在几小时内就会产 生多次崩塌，瞬时发生大规模崩塌的情况也不少。
（5）在砂层中，多发生比较小规模的和中等规模的崩塌。 在没有涌水的砂砾层中，掌子面可能是自稳的，但会从拱顶发 生小规模的掉落。
保持掌子面自稳性的方法
掌子面稳定性降低的原因，视围岩条件而异，在多数 情况下，可考虑以下几点:
• 凝聚力不足而崩塌（未固结围岩、裂隙性围岩）； • 因地下水而崩塌（未固结围岩、裂隙性围岩）； • 因强度不足产生大变形而崩塌（膨胀性围岩）。 此外，作为特殊情况，也有掌子面沿地质结构面挤出的 情况。 根据功能不同，稳定掌子面的方法可分为以下几种: • 支持围岩的（超前支护、短管棚等）； • 改良围岩的（注浆等）； • 发挥锚杆作用的（斜锚杆、正面锚杆等）； • 喷混凝土加强的等。
（5）水平高压旋喷法 在掌子面与隧道轴线平行, 用特殊机械钻孔, 同时向管 体内高压喷射水泥浆液, 形成 50~70cm的圆柱体的工法。 材料3天的强度可达8~10MPa, 改善围岩的效果很高。是改 善掌子面自稳性和控制地表下沉的较好的方法。但施工设 备多, 系统庞大。 （6）隔断墙法 一般作为止水的辅助工法采用, 但也有用于控制地表下 沉的对策而采用的。它可以降低开挖引起的地表下沉及其 向周围的传播。 在隧道两侧用刚性材料构筑地中墙, 用以隔断下沉向周 围的波及。施工时要注意地表条件的影响。
软弱围岩隧道爆破施工技术方案完成
软弱围岩隧道爆破施工技术方案完成一、前言随着城市化的快速发展，地下交通建设已经扮演了越来越重要的角色。
然而，在隧道建设的过程中，软弱围岩被认为是施工难度最大的问题之一。
其强度低、稳定性差等特点，常常会导致隧道开挖进度受限，甚至会出现灾难性的倒塌事故。
因此，在软弱围岩区域开展隧道爆破施工，将是一项非常具有挑战性的任务。
本文将探讨在软弱围岩隧道爆破施工中的关键技术方案。
二、方案设计2.1 工程准备工作在开始爆破施工前，需要进行一系列的工程准备工作，包括：2.1.1 详细地质勘探：需要对软弱围岩的性质、厚度、岩性进行详细的勘探，以便确定最合适的爆破方案。
2.1.2 环境治理：爆破施工会产生较强的噪音、振动和扬尘等环境问题，需要提前进行综合治理，保证施工过程中的环境污染控制和环保安全。
2.1.3 安全管理：对施工现场进行安全评估和危险预警，建立安全施工预案和应急预案等，以便应对突发事件。
2.2 爆破设计软弱围岩隧道的爆破设计是施工中的关键问题之一，下面将对爆破设计过程中的几个方面进行详细探讨。
2.2.1 岩体分区分段：通过分析不同区域的软弱围岩特性，将整个隧道划分为若干个岩体分区，以便针对不同岩体采取不同的爆破方案。
2.2.2 确定爆破参数：根据分区分段的结果，合理设计爆破参数。
在软弱围岩区域，爆破参数的设计需要考虑以下因素：使用的炸药种类、药量、起爆方式、爆破序列等等。
2.2.3 预测振动和噪音：在软弱围岩区域进行爆破时，振动和噪音是很难避免的。
因此，在设计爆破参数的同时，需要考虑隧道周围的环境是否会受到影响，以便降低施工过程中的环境影响。
2.3 施工管理在软弱围岩隧道爆破施工中，需要注意以下几个方面：2.3.1 实施有效油泥墙：由于软弱围岩的特殊性，很容易导致土样流失和滑坡等问题。
因此，需要通过实施有效的油泥墙来维护施工安全。
2.3.2 实施高精度控制技术：为确保爆破施工的精度和效果，需要对相关设备和技术进行高精度控制。
软弱围岩隧道施工技术
频 ，封 闭环 形 成 的时 间 长 ，安 全 与 进 度 、进 度 与 质 量 的 矛 盾 突 出 。
３．软 弱围岩 的危害 软 弱围岩 的透 水性 能较差 、固结速 率缓 慢等特 点往 往会使施工工程 中的路面所具有 的稳定性和承载 性相 对较 差。一旦有较大 的负载外 力施加到路面 上时 ，很 容易对路 面 的质量 产生 较大 的影响 ，从 而危及 交通 安全 。除 此之 外 ，软 弱围岩所 带来 的危害还 会体 现在路堤滑坡和路基沉 降这两个 方面 。首先 ，由于软 弱围岩 自身透水性和固结速 率 的基 本特 点所 产生的影响 ，往往会导致公路的稳定性较 低 。尤其是在坡 度路面的施工建设中 ，不稳定 的软弱围岩 在 受到较大强度 的外力作用时随时都会发生滑坡 ，从而产 生 施 工 事 故 。 而 另 一 个 方 面 ， 由于 软 弱 围 岩 的含 水 量 比较 大 ，而且其内部有着很多的微小间隙 ，以软弱 围岩 为基础 建设的路面承载力极为有限。而在施工过程 中难免会对 其 长 时 间 持 续 施 加 高 强 度 外 力 ，在 力 的作 用 下 很 容 易 发 生 路 基 沉 降 ，更 严 重 的 甚 至 会 导 致 路 面 坍 塌 断 裂 的后 果 。 而 这 也是绝大多数软弱围岩所带来的最为常见 的路面危害。
二 、软弱变形机制及控制原则 围岩 的变形机 制一般 有多种情 况和 多个方面 ，这主要 是 由岩石 的复 杂性决定 的 ，多数情况下变形机制主要可 以 分 为 以下 两 个 方面 。 １．材料 变形机制 当 围 岩 变 形 时 通 常 是 经 过 弹 性 变 形 、 塑 性 变形 及 黏 性 变形来 实现材 料变形的一系列过程 ，故材料变形主 要包括 这 ３种 变形 。 ２．岩 层 结 构 变形 层状围岩 的弯 曲变形 、软弱夹层 的挤 出变形、块状 围 岩的滚动变形 以及土砂 围岩 的挤密或者松 弛变形及结构面 的 滑 动 变 形 均 为 岩 层 结 构 变 形 的形 式 。
超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法的探讨
超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法的探讨摘要：随着我国高速铁路和客运专线的建设，出现了大批的超大断面隧道，这些隧道的开挖断面面积往往在150m2以上，对于软弱破碎围岩，超大断面隧道的施工难度很大。
本文对其进行阐述。
关键词：超大断面软弱破碎围岩隧道施工方法前言：近年来，国家加大了交通基础设施建设，特别是客运专线和高速铁路建设进入了前所未有的高峰期。
以“四纵四横”为重点，规划中的客运专线大部分项目己经开工建设，有的即将竣工，剩余项目也将陆续开工。
高速铁路对路线线形要求较高，因而在山岭地区，桥隧占全线的施工比重大。
高速铁路一般设计列车时速为200~250Km/h，为了克服高速列车在隧道内运行所引起的空气动力学问题，新建的高速铁路隧道基本采用双线隧道，线路中超大断面隧道在山岭地区相继出现，这些隧道净空面积为100m2以上，开挖断面面积达到150m2以上。
特别是对于软弱破碎围岩，超大断面隧道的施工难度大，而以往所建的单线铁路和普通铁路隧道基本上是采用传统的矿山法修建，但是工程实践证明，随着隧道跨度和断面的增大，围岩变形的时间效应将进一步显现，隧道开挖引起的应力重分布对隧道的稳定性影响更大，特别对于软弱破碎围岩，这些影响更为明显。
一、软弱破碎围岩隧道采用的开挖方法软弱破碎围岩隧道采用的开挖方法一般为台阶法、预留核心土环形开挖法、CD法、CRD法、双侧壁导坑法等，如图1所示。
上述分部开挖的工法是为了通过小断面、支护及时封闭、临时支护或支撑等技术来保证隧道稳定性，这些开挖支护方式有其积极意义，但它限制了大型隧道施工机械的使用，进度慢、安全性差，在遇到深埋条件时，往往还不能实现变形控制要求。
另外，施工一味为了安全而采用过量的支护措施和多分部施工方法，施工工期长，有时又因支护不当而出现安全、质量事故。
图1隧道常见的开挖工法图软弱破碎围岩的研究目前多集中在矿山领域，而在铁路隧道方面的研究较少。
矿山巷道与隧道的差别很大，矿山巷道的断面尺寸一般较小，使用时间较短，对围岩变形控制要求低，而隧道相对断面尺寸较大，使用年限较长，对围岩变形的控制也较高，这些差别也就决定了两者研究的侧重点必然不尽相同。
市政大跨度隧道软弱围岩段安全、快速施工技术措施
为主 ，为Ｖ级围岩 ；两侧 洞壁为弱风化 基岩 ，由于岩 屑石英砂岩夹有薄层粉砂 质泥岩 ，泥岩软化系数低 ， 遇水 已崩解 ，围岩类别为 Ｖ级。 ２ ．隧道洞 身段 。左 、右线 洞线在 同一 山体 内穿
越 ，工程地质 条件相近 。洞身段 穿越康 山组 （ ２ ） ＳＫ
中细粒 岩屑砂岩 ，唐家坞 组 （ ３ ）的岩屑石英砂 岩 Ｓｔ 及西 湖组 （ ３ ）的石英砂岩 ，围岩 为 Ｖ、Ⅳ 、Ｉ 围 Ｄｘ Ｉ Ｉ 岩 ，以Ｖ、Ⅳ级软弱围岩为主 。 洞身段主要有Ｆ 、Ｆ 、Ｆ 三条大 断层 。Ｆ 与洞线 ｌ ２ ３ １ 近 正交 ，带宽约２ ￣３ ｍ ０ ０ ，带 内岩体挤 压破碎 ，性状 差 ，两侧岩体受其影响 ，同产状节理发育 ，影 响带宽
城 市 市政 隧道 。
泥岩及粉砂质泥 岩。本段岩体完整性差 ，围岩类别为
Ｖ级 。
并实 时判断 出表 明故障类别的故障编码信号 ；最后通
过驱动显示 电路 ，从而７ 种不同故障便 经７ 发光二 极 个 管显示 出来。
【 吴振 磊．电梯控制 系统在 Ｐ Ｃ实训 中的应 用 Ⅲ． ２ ］ Ｌ 中国西 部科技 ，００９（ ４ ． ２１， ２ ）
一
、
工 程 概 况
半 山隧道位于杭州市拱墅区半山镇境 内，为杭州
二 、工 程 地 质 、水 文 地 质 概 况
（ 工程地质概况 一）
秋石快速路 二期 的控制性工程 。半 山隧道呈南北走 向
１ ．隧道进 出 口段 。隧道进 口段 山坡 植被发育 ，
覆盖层厚３ ０ ． ｍ ． ～５ ０ 。洞 口两侧 和洞项 以含碎 石亚粘
技 术 ，０１３ ８ ． ２ １ ，０（ ）
２ １ 。８（ ） ０ １３ ７ ．
软弱围岩隧道台阶法五步开挖施工工法(参考模板)
软弱围岩隧道台阶法五步开挖施工工法1、前言隧道通过软弱围岩地段时，由于围岩的整体强度低，自稳能力差，隧道开挖后自稳时间短，甚至没有自稳时间，隧道开挖后拱顶及局部应力集中过大易出现坍塌冒顶，隧道结构极易失稳，给施工带来极大的困难。
我局在恩施凤凰山隧道施工过程中，结合施工能力和现场实际地质条件，依据新奥法原理改进施工方案，采用上下台阶预留核心土分五步进行开挖支护，拱部和边墙分别采用组合模板台车衬砌。
该施工工艺具有以下特点：1、减少了对周边围岩的扰动，且台阶之间可平行穿插作业；2、开挖面稳定，作业较为安全；3、机械利用率高，施工周期短。
通过四川凉山州官地水电站对外交通公路E标段煤炭沟隧道、杭瑞高速鸡口山隧道等软弱围岩隧道的施工，总结了成功的经验，取得了良好的经济效益的社会效益，并形成本工法。
2、工法特点2.0.1将监控量测技术、数据处理和信息反馈技术应用于施工，动态调整施工方法和支护，确保施工安全；2.0.2运用上下台阶预留核心土法进行开挖支护，拱部边墙先施做系统锚杆注浆，分部封闭成环，初期支护为网、锚、喷加型钢钢架，二次衬砌为钢筋混凝土结构；2.0.3采用五步开挖作业简便，无需使用特殊施工机械，容易推广应用；2.0.4边墙与拱部采用一套组合模板台车，具有费用低、效率高、混凝土外观质量好的优点。
3、适用范围3.1．1本工法适用于新奥法指导施工的较大跨度软弱围岩隧道。
3.1．2本工法适用于各种埋深Ⅳ-Ⅴ级围岩公路隧道和类似跨度与其他级别围岩的隧道工程。
4、工艺原理4．0．1采用上下台阶预留核心土法施工较大跨度的隧道，其机理是将洞室断面分为上部环形拱部、上部核心土、下部弧形拱部、下部核心土以及仰拱，由于上下部有核心土支挡着开挖面，而且能及时施做拱部初期支护，开挖工作面稳定性好，施工安全有保障。
上下台阶预留核心土法施工示意图：见图4．1。
上下台阶预留核心土施工示意图图一11123上弧形导坑开挖及支护上核心土开挖及支护下弧形导坑开挖及支护下核心土开挖仰拱开挖及支护345超前小导管隧道掘进方向12345图4．14．0．2以岩体力学理论为基础，监控量测为依据，采用新奥法原理和控制爆破技术，及时喷锚进行初期支护，针对围岩软弱的特点，经监控量测数据反馈，合理确定工序间的关系。
液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工工法
液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工工法液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工工法一、前言隧道工程中，遇到软弱围岩通常会给施工带来一系列问题，如掘进速度慢、安全风险高等。
而液压破碎锤作为一种高效、安全的开挖工具，广泛应用于软弱围岩隧道施工中。
本文将详细介绍液压破碎锤开挖软弱围岩隧道的施工工法，包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点液压破碎锤开挖软弱围岩隧道的工法具有以下特点：1）高效快速：液压破碎锤具有高频率、高能量的打击力，能够快速破碎围岩，提高掘进速度；2）安全可靠：采用液压控制系统，操作简便，减少了人工破碎的危险性；3）适应性强：能够适应各种软弱围岩，如黏土、软石等；4）对环境友好：噪音低、震动小，不会对周围环境和建筑物造成影响。
三、适应范围液压破碎锤开挖软弱围岩隧道的工法适用于软弱围岩较多的情况，如泥质岩、许多软固土、次生岩溶层等。
同时，该工法适用于直径较大的隧道掘进，可以满足高速、高效、安全的施工要求。
四、工艺原理液压破碎锤开挖软弱围岩隧道的工艺原理是通过液压破碎锤的高频率冲击力，将围岩破碎、锤击产生的破碎岩屑通过挖掘装置清理，实现隧道的掘进。
同时，还需要施工工法与实际工程之间的联系，采取相关技术措施，如合理的爆破设计、支护结构的选择等，以确保施工工法的理论依据和实际应用。
五、施工工艺液压破碎锤开挖软弱围岩隧道的施工工艺分为以下几个阶段：1）准备工作：包括现场勘察、材料准备、机具设备的调试等。
2）围岩爆破：根据围岩的特性，合理设计爆破方案，并采取必要的安全措施。
3）液压破碎锤开挖：根据实际施工情况，选用合适的液压破碎锤进行开挖，控制打击力度和频率。
4）岩屑清理：使用挖掘装置将破碎的岩屑清理出隧道，确保施工环境安全整洁。
5）支护工艺：根据隧道围岩的情况，选择合适的支护材料和结构进行支护，提供施工环境的稳定性和安全性。
6）施工验收：对施工质量进行验收，检查施工工艺的可行性和效果。
软弱围岩隧道施工技术
定期组织应急演练，提高施工人员的应急反应能力和协同作战能力， 确保在紧急情况下能够迅速、有效地进行处置。
应急资源储备
建立应急物资储备库，储备必要的应急救援物资和设备，确保在应急 情况下能够及时调用。
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TBM掘进机法
ห้องสมุดไป่ตู้TBM掘进机类型
根据地质条件和隧道断面形状，TBM 掘进机可分为开敞式TBM、护盾式 TBM等类型。
TBM掘进机施工流程
TBM掘进机在始发井内安装就位后， 向前推进并破岩、出碴，形成隧道断 面。同时，通过支护装置对围岩进行 支护，确保施工安全。
03
支护与加固技术
初期支护技术
喷射混凝土技术
05
监控量测与信息化施工
监控量测的目的和内容
掌握围岩动态和支护结构的工作状态
通过监控量测，及时了解隧道施工过程中围岩的变形、应力变化以及支护结构的受力情况 ，为施工安全和质量控制提供依据。
验证支护结构设计效果
通过对比监控量测数据与支护结构设计参数，验证支护结构设计的合理性和有效性，为后 续施工提供参考。
软弱围岩隧道施工技术
目
CONTENCT
录
• 隧道施工概述 • 软弱围岩隧道施工方法 • 支护与加固技术 • 开挖与出渣技术 • 监控量测与信息化施工 • 施工安全与风险管理
01
隧道施工概述
隧道施工的定义与分类
定义
隧道施工是指在山体、地下等地质体中开挖通道，以满足交通、 水利、市政等工程建设需求的施工过程。
施工质量追溯
借助BIM技术和信息化手段， 建立施工质量追溯系统。对隧 道施工过程中的关键工序、隐 蔽工程等进行详细记录和数据 采集，实现施工质量的可追溯 性管理。
软弱围岩隧道施工技术
幻灯片0软弱围岩隧道预防坍方安全施工技术铁道部工程管理中心二○一○年八月幻灯片1前言目前在建隧道6600公里，已规划建设隧道7600公里，隧道呈现“三多”特点（隧道数量多、长大隧道多、风险隧道多）。
其中软弱围岩隧道占有相当大的比例。
软弱围岩隧道施工，除地质条件差，还会遇到断面大、埋深浅、下穿公路或建筑物等情况，从而使施工更加复杂，难度更大。
目前，由于技术措施不合理、施工方法不当、施工工艺不到位、现场管理薄弱等环节的诸多问题，造成了大量的隧道变形和坍方事故，损失巨大，教训深刻。
幻灯片2如何提高软弱围岩隧道施工水平，预防变形和坍方，确保施工安全，其核心是抓住软弱围岩隧道工程特点，落实好“三超前、四到位、一强化”施工技术关键环节。
●三超前：超前预报、超前加固、超前支护●四到位：工法选择到位、支护措施到位、快速封闭到位、衬砌跟进到位●一强化：强化量测幻灯片3目录1 软弱围岩隧道变形、坍方事故案例2 软弱围岩隧道地质特征和工程特点3 软弱围岩隧道施工技术幻灯片41 软弱围岩隧道变形、坍方事故案例幻灯片51.1事故案例郑西客专南山口隧道大坍方（2007年7月15日发生）。
坍方段埋深86米，地质为强风化粉砂岩及卵石土，采取台阶法施工。
掌子面初期支护首先出现掉块、开裂，3天后发生大坍方，坍方长度146米，洞内初期支护全部破坏，造成地表房屋开裂，经济损失较大。
坍方原因：快速封闭不到位、衬砌跟进不到位、量测未到位。
（上台阶开挖83米，仰拱距掌子面126米，二衬距掌子面146米）。
幻灯片6南山口隧道大坍方照片幻灯片7幻灯片8●贵广铁路东科岭隧道涌砂坍方（2010年1月19日发生）。
坍方段埋深21m（属浅埋），地质为向斜构造全风化花岗岩，呈砂状，开挖扰动后呈流塑状，地表为水田和常年流水水沟。
进口开挖到398米处，掌子面施作超前小导管时，突然发生涌砂坍方，涌砂量约800立方，随后地面出现坍陷，坍坑直径约35米。
涌砂坍方原因：未进行超前预报、未进行超前加固、未进行超前支护幻灯片9东科岭隧道涌砂坍方照片幻灯片10东科岭隧道地面坍坑照片幻灯片11●张集铁路旧堡隧道初期支护开裂变形（2010年2月26日发生）。
软弱围岩公路隧道施工技术
３ ５ 明洞顶 外侧 防水 处理 ．
１ 明洞段隧道两侧开挖轮廓线外各 １． ） ０ ０Ｉ 围内用 ３ ７灰 ｎ范 ： 土夯填 ， 形成斜坡 ， 封闭地表水 。
２ 灰土斜坡顶面施作 ３ ｍ浆砌 片石护拱 ， 灰土坡脚施作 ） ０ｅ 在 导坑开挖 ， 左右侧 中台阶开挖 ， 右侧 下台 阶开挖 ， 中下 台阶核 宽 ３ ． ｍ， １０Ｅ 浆砌 片石垂裙 ， 离水源 ， 左 上 ０ ０ｃ 深 ． ｌ ｉ 隔 以免 渗入 隧道范 心土开挖 ， 隧底开挖 。ｂ 开挖中各 台阶长 度、 ． 循环 尺寸、 左右 台阶 围内地下 。 错开长度 、 上下 台阶高度严格控制 。第一个台阶 ３ ５ｍ， ． 第二个 台 阶 ３ｍ， 第三个 台阶 ２ ５ Ｉ 台阶施工流程见图 ２ ．６Ｉ。三 Ｔ 。
参考文献 ：
［］ 李 Ｉ
图 ２ 三台阶七步开挖法工序 正面示意图
ห้องสมุดไป่ตู้
勇， 孙
锋． 台阶法在高速铁路 山岭 隧道浅埋段 中的 三
应 用［ ］ 山西建筑 ，００，６ ４ ：３ －３ ． Ｊ． ２ １ ３ （ ）３ ０３ １
Ｃｏ ｃ ｒ ｉ ｎ ｏ ｓｒ ｃｉ ｎ ｔ ｃ ｎｏｏ ｙ ｏ ｈａ ｑ ｎｇ ｕ ｔ ｎｎ ｌｏ ｅ ｕ ｕ ｅ ｎ ｅ ｎ ｎｇ ｏ ｃ ｎ ｔ ｕ ｔｏ ｅ ｈ ｌｇ ｆＳ ｎ ｉ ｙ ｕ ｅ ｐ ｎ ｃ ｔｔ ｎｎ ｌ
理后明洞顶 流水 面高出原地 面 ３ ７ 。 ．８ｉ ｎ
ｎ
４ 结语
明洞利用三台阶七步流水 法暗作 ， 少开挖量 ， 减 节约耕 地 ， 加
８
ｎ
快施工进度 ， 为施工人员 、 机械提供 安全保 障， 增加 型钢拱架增强 了明洞衬砌强度 ， 双层 防水保证隧道不会渗漏水 ， 确保运营安全。
液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工工法(2)
液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工工法液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工工法一、前言液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工工法是一种广泛应用于隧道施工中的方法。
在软弱围岩中，传统的爆破施工容易引起岩体塌方，给施工带来巨大的风险。
而利用液压破碎锤开挖，可以在保证施工安全的前提下，有效提高施工效率，减少工期，并且还能降低对环境的影响。
二、工法特点液压破碎锤开挖软弱围岩隧道的特点主要包括以下几点：1. 施工速度快：液压破碎锤开挖具有高效的破碎能力，在软弱围岩中能够快速进行破碎，施工速度较快。
2. 安全可靠：相比于传统的爆破施工，液压破碎锤开挖在软弱围岩中更加稳定安全，能够有效避免岩体塌方等安全隐患。
3.噪声污染小：液压破碎锤开挖相对于爆破施工而言，噪声较低，减少了对周边居民的干扰和环境的污染。
4. 灵活性高：液压破碎锤安装在挖掘机等机械设备上，可以灵活移动和操作，适用于各种隧道工程。
三、适应范围液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工工法适用于软弱围岩中的隧道施工，特别适用于需要保护地下管线等重要设施的场景。
同时，该工法还适用于对施工速度要求较高的项目。
四、工艺原理液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工的原理是通过挖掘机上的液压破碎锤对软弱围岩进行破碎，然后利用挖掘机进行清理和运输。
在实际工程中，需要根据围岩的特性和施工要求，采取不同的技术措施，如设置支撑和喷射混凝土等，以确保施工的稳定和安全。
五、施工工艺液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工可以分为以下几个阶段：1. 断面初掏：通过挖掘机搭载的液压破碎锤进行初掏，将软弱围岩破碎并清理出来。
2. 喷射混凝土：在破碎的软弱围岩上喷射混凝土，加固围岩，增强隧道的稳定性。
3. 支护施工：根据设计要求，进行支护结构的施工，如设置钢架、锚杆等。
4. 残唐清理：清理残存的碎石和泥浆，以确保隧道的平整和通畅。
六、劳动组织液压破碎锤开挖软弱围岩隧道施工工法的劳动组织主要包括挖掘机操作员、破碎锤操作员、清理工人等，他们需要密切协作，配合进行施工工作。
隧道工程不良地质隧道施工
黄土节理
褐色古土壤黄 土层，有一定
坑道顶部极易产生“塌顶”；位于 侧壁出现侧壁掉土，处理不当会引
延续性
起较大坍塌
黄土冲沟 地段
较大范围内平 行走向，且埋 深较小
当隧道在较长范围内沿着冲沟或塬 边平行走向，而覆盖较薄或偏压很 大时，易发生较大的坍塌或滑坡。
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影响因素
特征
潜在危险
隧道在其上方，基础有下沉的危 黄土溶洞 常见的一种不 害；隧道在其下方，常发生冒顶；
（四）合理进行围岩支护
喷锚支护，稳定围岩。 衬砌结构及早封闭。
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膨胀岩和挤压性围岩隧道设计 柔性结构设计
先行导坑法。通过围岩释放部分初始应力。 多重支护法。 可缩式支护方法。先刚性支护。可缩式锚杆、钢架。 分阶段综合控制。大刚度支护和衬砌；大范围围岩加固。
刚性结构设计
大刚度支护和衬砌。 大范围围岩加固。
围岩普遍开裂 洞室下沉 围岩膨胀突出和坍塌 隧道底部隆起 衬砌变形和破坏
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挤压性围岩
（（一一））挤概压念岩概念
挤压性围岩是高地应力作用下的软岩。挤压性软弱围岩在高地应力作 用下发生挤压大变形及破坏的特征不仅受围岩本身力学性质的影响，还与 初始应力场状况及工程因素有关 。
（二）挤压性围岩隧道变形特征
地层时代 全新世 晚更新世 中更新世 早更新世
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常用名称 新黄土 新黄土 老黄土 老黄土
黄土按其物理性质分：
分类名称 黄土质粘砂土 黄土质砂粘土 黄土质粘土
塑性指数 1＜IP≤7 7＜IP≤17 17＜IP
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（二）黄土地层对隧道施工的影响
影响因素
软弱围岩隧道微台阶快速开挖施工工法(2)
软弱围岩隧道微台阶快速开挖施工工法软弱围岩隧道微台阶快速开挖施工工法一、前言：随着现代交通建设的不断发展，隧道建设越来越常见。
然而，软弱围岩隧道的施工一直是一个难题，传统的施工方法效率低下、安全风险高。
为了解决这一问题，开发出了软弱围岩隧道微台阶快速开挖施工工法。
二、工法特点：该工法通过采用微台阶的方式进行开挖，能够有效地提高施工的速度和安全性。
微台阶能够减少软弱围岩的塌方风险，稳定围岩，并减小施工对周围环境的影响。
此外，施工期间不需要大量的支护结构，节省了成本和时间。
三、适应范围：该工法适用于软弱围岩隧道的开挖，可以用于不同地质条件下的隧道施工，包括软土、粉砂、黏土等。
四、工艺原理：该工法的核心原理是通过微台阶的设置来稳定软弱围岩，提高施工效率。
在施工过程中，首先进行地质勘探，确定地质条件和围岩稳定性。
然后根据地质情况设计微台阶的形状和距离，并制定相应的施工计划。
在施工过程中，采取一系列的技术措施，包括预先处理围岩、合理控制开挖速度、定期采集围岩数据等，以确保施工过程安全稳定。
五、施工工艺：该工法的施工过程包括以下几个阶段：1.地质勘探与分析：通过地质勘探工作，获得地质条件和围岩情况的详细数据，并进行分析和评估。
2.微台阶设计与设置：根据地质分析的结果，设计合适的微台阶形状和距离，并进行施工准备工作。
3.预先处理围岩：在施工前，对围岩进行必要的预处理工作，如土体加固、围岩钢支撑等。
4.开挖施工：按照设计的微台阶形状和距离，进行开挖工作，并及时采集围岩数据进行监测和分析。
5.安全监测与控制：在开挖过程中，定期进行围岩的安全监测，采取相应的控制措施，确保施工过程的稳定和安全。
六、劳动组织：在施工过程中，需要合理组织人员和协调工作，包括地质勘探人员、设计人员、施工人员等。
同时，需要制定详细的施工计划，并进行必要的培训和安全教育。
七、机具设备：该工法所需的机具设备包括挖掘机、破碎机、钢支撑设备、监测仪器等。
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石山隧道进口软弱围岩（断层）专项施工方案
一、编制依据
1、xxx合同段工程施工总承包招标文件及设计文件、两阶段施工图设计等；
2、国家、交通部现行的公路工程建设施工规范、设计规范、验收标准、安全规范等；
3、国家及福建省相关法律、法规及条例等；
4、现场踏勘收集到的地形、地质、气象和其它地区性条件等资料；
5、近年来高速公路等类似施工经验、施工工法、科技成果；
6、福建省高速公路标准化建设指南和施工要点；
7、我单位拥有的国家级、部级工法、科技成果和长期从事高等级公路建设所积累的丰富施工经验。
二、工程概况
1、工程概况
我部承建的石山隧道0.5座，为分离式双洞隧道，隧道全长855.8m，为长隧道，左洞长854.1m，右洞长857.5m。
隧道进出口均位于平面曲线内，进口左右线曲线半径分别为R左=3000m和R右=2850m；隧道纵坡坡率/坡长：左洞为0.7%/854.1m，右洞0.7%/857.5m；隧道进口设计桩号：左洞为ZK63+572，右洞为YK63+565；进口设计高程：左洞为586.69m，右洞为586.64m。
2、地形、地貌
隧址区属剥蚀低山地貌，隧道轴线大致呈南北走向，地形呈波状起伏，起伏较大，隧道最大埋深约为160m，地表植被较发育，覆盖层较薄。
进口侧山坡自然坡度25～30°，出口侧山坡自然坡度35～40°。
3、地层岩性
本隧址场区表层多为第四系残坡积土，一般厚度3-6m，冲沟底部及陡坎略薄些，下伏侏罗系南园组（J3n）凝灰熔岩及其风化层。
隧道洞身围岩为侏罗系南园组（J3n）的凝灰熔岩，属较硬-坚硬岩，岩体一般较完整，对隧道洞身围岩的稳定较有利，据地质调绘及钻孔揭露隧道区主要发育有3条裂隙带及断裂构造带，对隧道围岩不利，影响隧道围岩级别，隧道开挖时，围岩稳定性较差，易产生塌方掉块，应加强支护和监测措施，各段的具体评价见隧道纵断面图。
拟建隧道最大埋深约160m，深部围岩主要为微风化凝灰熔岩，节理裂隙发育较少-较发育，较有利于地应力的释放和调整，但钻孔中未见有岩芯饼化等高应力作用现象，综合临近泉三高速公路等工程经验分析，本隧道在隧洞区内出现高地应力的可能性不大。
隧址区未见有矿体分布，不会产生瓦斯等有害气体。
但施工中粉尘可能较大，施工中应注意粉尘污染监测工作，并做好通风工作。
4、地质构造及地震动参数
根据《厦门至沙县高速公路（安溪至沙县）泉州段线路工程地震安全性评价》，线路地震设防烈度属于6度区，测区内50年超越概率10％的平均土质条件下峰值加速度为0.05g，中硬土场地动反应谱特征周期为0.45s，区域地质相对稳定，建议抗震设计按《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）规范执行。
5、水文地质条件
隧道位于当地侵蚀基准面之上，山坡坡体起伏较大，隧道地表水系不发育，仅部分冲沟底部见有小水流。
隧址区四周地形较陡，一般坡度25-35°，地形切割较强烈，降雨后地表水沿坡排泄迅速，无有利地表水蓄积之地形。
地下水按埋藏条件及赋存介质不同主要有：①基岩风化网状裂隙水：赋存于碎块状强风化岩～中风化岩层的网状裂隙中。
隧道区岩性为侏罗系南园组（J3n）凝灰熔岩，碎块状强风化岩层裂隙较发育，富水性及导水性相对较强，接受大气降水的补给，厚度相对较小，勘察期间水量较贫乏，对洞身围岩及开挖影响较小，主要对隧道进、出口及浅埋段围岩的施工有影响。
②基岩裂隙水：洞身围岩主要为微风化凝灰熔岩，主要受节理裂隙等控制，受大气降水的补给和基岩风化裂隙水的补给，向山体附近的沟谷中排泄，富水性一般较差，节理密集带相对较富水，但本隧道3条节理带宽度小，故地下水贫乏。
隧址区场地环境类型的分类为Ⅲ类，按地层渗透性分，属弱透水层中的地下水。
据该隧道所取水样的水质简分析结果，按《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）附录D的有关规定进行判别，隧道的地表水及地下水对砼无腐蚀性。
根据《水文地质手册》及《铁路工程水文地质勘察规程》（TB10049-2004/J339-2004），综合估算出隧道单洞正常涌水量取750m3/d。
三、软弱围岩（断层）带地质情况
断裂构造特征一览表
在隧道断层、褶皱、裂隙带施工过程中，加强施工超前地质预测预报工作，以获取开挖面前方的地质信息，加强超前支护，及时调整隧道施工方案，指导隧道安全施工，避免发生地质灾害。
四、软弱围岩（断层）施工技术方案
1、设计支护加固措施
1)、对F2-1、F2-2断层其影响带YK64+295、YK64+385段围岩设计为Ⅳ级，采用Ⅳ级围岩的开挖、初支及二衬支护形式。
①、采用超前小导管注浆预支护，纵向间距3m/环。
钢管采用外径50mm、壁厚5mm的热扎无缝钢管，钢管长度为5m。
钢管外插角分别采用15°交错布置。
不同外插角钢管环向间距均为50cm，每循环共设置钢管33根，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于183cm。
小导管注浆参数：水泥砂浆水灰比0.5～1.0(重量比)；注浆压力0.5～1.0Mpa。
对于涌水量较大的松散破碎带，可采用具有针对性的注浆材料。
②、严格按设计采用上下台阶法施工。
③、拱、墙采用18cm厚C20喷射砼、网格为20cm×20cm的ф6钢筋网、3m长ф22砂浆锚杆进行锚喷网联合支护，并用4×ф25钢筋格栅，间距1.0米/榀。
④、二次衬砌采用35cm厚C25防水混凝土。
2)、对f4断层其影响带YK64+385段围岩设计为Ⅳ级，采用Ⅳ级围岩的开挖、初支及二衬支护形式。
①、采用超前小导管注浆预支护，纵向间距 2.1m/环。
钢管采用外径50mm、壁厚5mm的热扎无缝钢管，钢管长度为5m。
钢管外插角分别采用15°交错布置。
不同外插角钢管环向间距均为60cm，每循环共设置钢管27根，纵向相邻两排的水平投影搭接长度不小于128.1cm。
小导管注浆参数：水泥砂浆水灰比0.5～1.0(重量比)；注浆压力0.5～1.0Mpa。
对于涌水量较大的松散破碎带，可采用具有针对性的注浆材料。
②、严格按设计采用上下台阶法施工。
③、拱、墙采用20cm厚C20喷射砼、网格为20cm×20cm的ф6钢筋网、3m长ф22砂浆锚杆，间距120cm×120cm梅花性进行锚喷网联合支护，并用
4×ф25钢筋格栅，间距0.7米/榀。
④、二次衬砌采用40cm厚C25防水钢筋混凝土。
2、作好超前地质预测预报
1)、全隧道采用地质素描、地质摄影。
2)、在断层带前100m，开始采用TGP206G进行超前地质预测预报进行探测，直至断层带通过。
重点探查断层带的位置、断层破碎带的规模、物质组成等。
3)、在TGP206G探明断层带位置和规模的前提下，在断层破碎带及影响带前5m前用超前水平钻孔进行探测（φ50孔，每断面3孔）。
重点探查断层带的涌水量以及岩性变化等。
3、作好监控量测
1)、严格按照监控量测方案作好过断层段的监控量测工作，及时上报量测数据分析结果，以便根据分析结果变化及时应急方案处理。
2)、根据断层段围岩设计，在过渡段围岩各设一个监控量测断面，在断层及其影响带处设三至四个监控量测断面。
五、石山隧道进口软弱围岩（断层）施工组织机构及其职责
1、组织机构
组长：
副组长：
组员：
2、工作职责
2.1组长职责
项目部经理负责过断层实施过程的协调管理，负责指导、监督、检查现场工作实施情况。
2.2副组长职责
1、项目部副经理，负有督促、检查、指导职责。
应经常深入施工现场，指导、帮助作业班组严格执行过断层施工工艺。
2、应根据设计文件要求和过断层方案，制定实施过断层方案的人员、设备、材料等工艺。
根据实施过程中的现场情况变化，确定切实可行的施工方法。
2.3组员职责
1、根据施工图设计、施工规范要求和上报已审批的过软弱围岩（断层）施工方案，对隧道相关作业班组进行各工序的技术交底，在实施过程中进行监督检查。
负责施工过程中的日常安全质量监督检查。
2、配合监控量测工作组作好TGP206G物探和超前水平钻孔地质预报。
2、在方案实施过程中，严格按照技术交底科学合理安排、全程跟踪，督促、指导作业班组安全、保质的完成过断层施工。
3、负责隧道过断层施工的日常测量放样工作，保证隧道施工线位的准确性。