浅谈隧道工程施工技术的特点

浅谈隧道工程施工技术的特点

【摘要】随着我国隧道工程的逐步增多，对隧道工程施工技术也提出了更高的要求。当前，隧道工程呈现出多元化的发展趋势，这就加深了人们对隧道开挖施工技术的不断探索和创新。根据隧道工程施工的地质条件、投资成本要求、工程建设需求等方面因素设计出合理、科学、经济的施工技术方案，对于确保工程施工安全、缩短工程施工周期、降低工程建设成本以及提高工程质量具有重要作用。基于此点，本文对新奥法、挪威法、掘进机法、盾构法以及沉管法等五大隧道施工技术的特点进行浅谈。

【关键词】隧道工程；施工技术；新奥法；挪威法；掘进机法；随着现代支护理论的建立和完善，促使了新奥法、挪威法、浅埋暗挖法等更具科学性的隧道施工技术相继出现，与此同时，先进的机械施工技术也随之不断发展，掘进机法、盾构机法以及沉管法的适应性应用，为实现隧道工程施工的全机械化作业奠定了坚实基础，极大地提高了隧道施工速度，确保了施工安全性和施工质量。现阶段，隧道施工技术已经广泛被应用于铁路、公路、电力、矿山、河道和海峡穿越等工程建设中，随着隧道施工技术的不断丰富，应在充分了解隧道施工技术特点的情况下，结合隧道工程施工要求合理选择施工技术。

1 新奥法施工技术特点

1.1 新奥法概述

新奥法是新奥地利隧道施工技术的简称。现阶段，新奥法已经成

为我国隧道工程施工的主导方法，也被称之为锚喷构筑法。新奥法适用于硬岩或软岩隧道施工，但是在中硬至硬岩隧道建设中却存在着一些问题，如维修难度大、建设成本高、开挖量大等。新奥法是以最大限度发挥围岩自承作用为理论基础，利用开挖面的空间约束作用和围岩的自承能力，将锚杆加固、喷射混凝土、测量技术作为三大支柱技术，对围岩进行加固处理，从而达到约束围岩变形、松弛的目的。同时，新奥法通过对支护和围岩的测量和监控，从而可以为指导工程设计施工提供准确依据。将新奥法运用于岩石地层施工中，可采用全断面一次开挖或分步开挖的方法，运用锚喷支护和锚喷支护复合衬砌，并根据工程的实际情况也可以做二次衬砌；将新奥法运用于土质地层施工中，通常情况下先对地层加固后，再进行开挖支护和衬砌，如遇有地下水的状况，必须采取降水措施后方可允许施工。

1.2 新奥法施工技术特点

1.2.1 隧道最基本的稳定部分是围岩，新奥法力求减少对围岩的扰动，尽可能地维护围岩体原有的强度性，可降低30%左右的支护成本。

1.2.2 为了使衬砌与支护紧密贴合于围岩，并且保持薄、柔的特性，新奥法可采用喷射混凝土、锚杆、钢支撑、钢筋网等支护方法进行围岩加固，有效地避免因受弯曲而发生破坏现象，确保了隧道施工的安全性。

1.2.3 在施工的全过程中对围岩的特性和随时间的变化进行监

控测量，并依据围岩位移变形速率、分类、自稳时间等信息确定合理的支护参数。对隧道施工状态进行严格监视，一旦出现围岩和支护结构变形情况，便会及时采取措施予以解决，从而在根本上消除了施工安全隐患。

1.2.4 新奥法施工技术由于其具备地面干扰小、投资成本相对较小、施工经验成熟、工程质量较高等优点，已经广泛被应用于城市地铁、矿山巷道、山岭隧道等地下隧道工程施工中。

2 挪威法施工技术特点

2.1 挪威法概述

挪威法在建设理念方面与新奥法有诸多相似之处，均将岩体自身的承载作用作为基础理论，而支护只作为加固岩体的辅助手段。挪威法施工技术具有建设成本低、施工快捷、维修方便等特点，被证实是一种高效的隧道施工技术，特别是在中硬至硬岩隧道建设中显示出无可替代的优越性，已经在西方国家得到广泛应用。挪威法特别重视爆破后的地质观测工作，由工程师对撑子面以其附近的地质情况进行观测，计算出岩石质量q值，并依据观测结果和q值，对支护结构进行合理设计，真正做到了信息化施工和动态监测施工。挪威法施工技术特色不仅体现在q值法的应用上，还包括离散单元法、风险分享系统以及其他施工管理技术的应用。

2.2 挪威法施工技术特点

2.2.1 挪威法特别强调施工前的两次地质勘探工作，占据工程总投资的3~5%。由于挪威法减少了超前地质预报环节，所以减少了原

型观测工作量，无须进行二次衬砌，可降低工程建设成本的20~30%。

2.2.2 挪威法中采用了钢纤维混凝土和自立式锚杆支护方法，可以达到快速安全施工和化简施工工序的目的。

2.2.3 由于挪威法施工技术无须二次衬砌，所以在防水板出现漏水状况时可以进行局部修补，有利于降低维修费用和维修难度，且不影响隧道工程的正常施工进度。

3 掘进机法施工技术特点

3.1 掘进机法概述

掘进机法又称tmb法，是利用特制的大型切削设备，将电动机作为主轴旋转的驱动力，使刀盘贴近岩壁，通过利用盘型滚刀对岩石进行破碎，从而使隧道断面一次成型。当前，掘进机法在实际操作中，由于其理论基础、制造工艺和机械设计尚处于发展和完善阶段，所以还需要不断地进行改良。在我国的隧道施工技术中，改良全断面岩石掘进机施工技术已经成为重要任务。

3.2 掘进机法施工技术特点

3.2.1 一般情况下，掘进机法的开挖断面呈圆形，具有极强的承压稳定性。由于该技术能够使隧道切削成型，所以消除了爆破法的危险因素，极大地减少了岩体松动、冒顶的安全隐患，降低了支护工作强度。同时，在对土质和软弱地层施工时，适宜选用护盾式掘进机，以提高隧道施工的安全性。

3.2.2 掘进法在均质岩层隧道施工中的掘进速度较快，为钻眼爆破法掘进速度的2~2.5倍。同时，掘进法开挖的断面平整，消除了

爆破应力，无须在硬岩中进行临时支护，或者在软岩或中硬岩中采用钢圈梁、喷锚、钢丝网进行简易支护即可，可以有效地减少清理作业量和混凝土用量，能够降低总成本20~30%。

3.2.3 掘进机法对破碎产生的粒度均匀的岩渣和土屑可由皮带

运输机排除，使运输工序简便易行，不影响掘进速度。

3.2.4 掘进机法采用集中控制操作，为实现自动化操作和远距离操作奠定了基础。

4 盾构法施工技术特点

4.1 盾构法概述

盾构法是指利用盾构器械在破碎岩层或软质地基中进行隧道开挖、衬砌等隧道建设的全机械化作业施工技术。盾构法施工技术在隧道施工中的应用主要是通过盾构管片和外壳支撑岩体结构，以达到防止隧道内壁坍塌的目的，并用切削装置在开挖作业前方进行土体开挖，用千斤顶设备在开挖作业后方进行加压顶进，与此同时拼装混凝土管片，从而完成隧道结构的建设工作。

4.2 盾构法施工技术特点

4.2.1 盾构法较为适用于软土基段施工，由于其可以同时进行掘进、出渣、拼装土衬砌块等工序，从而极大地提高了施工速度，保证了隧道建设质量。

4.2.2 盾构法在进行土层开挖和衬砌支护时，可以利用盾构掩护作用极大地保证了施工的安全性，尤其是在水深流急、河床不稳定、河道狭窄等地质条件下运用盾构法施工技术具有明显的优越性。