岩石隧道施工方法
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岩石隧道施工方法范文第1篇
（重庆城市交通开发投资（集团）有限公司 重庆 400000）
【摘 要】本文针对重庆的地质特点，对选择适当的TBM类型修建重庆地铁进行简要分析。
关键词 重庆轨道；地铁；施工方法；掘进机；特点；TBM
建设“畅通重庆”让重庆轨道交通的建设进入了快速发展期，必须选择优质、快速、安全、高效的施工方法按时完成轨道项目的建设，才能确保“十二五”末通车总里程的目标。TBM工法与普通的隧道工法相比有较多的优点，本文针对重庆的地质特点，对选择适当的TBM类型修建重庆地铁进行简要分析。
1. 重庆轨道在“十二五”后期建设任务繁重?
（1）城市轨道交通是促进城市经济发展，改善城市生态环境、优化城市结构、实现城市可持续发展的关键。随着我市经济持续快速发展、城市化进程的不断加快，我市城市轨道交通建设进入了快速发展时期。?
（2）为确保圆满完成“十二五” 期间的各项目标任务，根据国家和重庆市有关部门的工作部署，重庆轨道集团结合实际情况，编制了“十二五” 发展规划。围绕轨道交通网络化发展的要求，以组织为保障、以项目为平台、以人才为基础、以重点关键技术为突破口，构建轨道交通网络化经营机制，完善轨道交通换乘枢纽建设，形成以快速轨道交通为骨干，各类公共客运交通方式有效结合的现代化交通体系。为实现“达到国内先进水平、稳居西部一流地位、体现重庆特色文化”的国内一流轨道交通品牌企业而努力，为城市经济总量增长提供新的空间。 ?
（3）轨道交通建设规划为：在“十二五”期间，除继续做好二号线的运营工作，以及一、二、三、六号线及六号线支线建设、运营管理工作外，同时将陆续启动轨道交通中期建设规划中四号线、五号线、九号线、环线、一号线璧山段、空港线等工程的建设，新开工建设轨道交通 250公里。“十二五”末实现通车总里程 252 公里。新开工建设轨道交通 250公里，与目前在建178公里相比，“十二五”后期重庆轨道的建设任务将更加繁重。
2. 地铁主要施工方法?
由于在城市中修建地下铁道，其施工方法受到地面建筑物、道路、水文地质、环境保护、施工机具等因素的影响较大，因此采用的施工方法也不尽相同。施工方法的选择应根据工程的性质、规模、地质和水文条件、以及地面和地下障碍物、施工设备、环保和工期要求等因素，经全面的技术经济比较后确定。按规划四号线、五号线、九号线、环线、一号线璧山段、空港线等均为地铁，为了确保“十二五”末通车总里程目标的实现，优质、快速、安全的修建地铁隧道，选择恰当的施工方法是必须考虑的问题之一。目前国内修建地铁的施工方法主要有钻爆法、浅埋暗挖法、明挖法、掘进机法等。?
2.1 明挖法。
明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。
明挖法是地铁区间隧道施工的首选方法，在地面条件允许的情况下宜采用明挖法施工。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济、安全，常被作为首选方案。但缺点也明显，如阻断交通时间较长，噪声与震动等对环境的影响。因此仅适合在无人、无交通、管线较少之地应用。?
2.2 暗挖法。
暗挖法是在特定条件下，不挖开地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法。暗挖法的优点是不影响城市交通，缺点就是进度慢、安全风险大。钻爆法、浅埋暗挖法、掘进机法均属于暗挖法。?
（1）浅埋暗挖法和钻爆法是采用爆破或适宜的方法开挖，以锚喷作一次支护，必要时加钢拱支架，再合理进行二次支护。 浅埋暗挖法和钻爆法施工作业均在地下进行，但对地面有噪声和振动影响，工作面环境恶劣。?
（2）掘进机法是利用集掘进、出渣、支护和通风、防尘等多功能为一体的高效隧道施工机械(TBM)施工的方法。与钻爆法相比，具有施工快速、优质、安全、高效、环保等突出优点，是地铁隧道施工方法的主要发展方向。
3. 掘进机分类及特点?
3.1 全断面掘进机是一种集掘进、出渣、支护和通风、防尘等多功能为一体的高效隧道施工机械。TBM是隧道掘进机的英文名称Tunnel Boring Machine缩写。?
3.2 目前在国内对全断面隧道掘进机有两种提法：一是岩石掘进机（TBM），二是盾构机。?
3.2.1 岩石掘进机。?
3.2.1.1 岩石掘进机（TBM）就是适合硬岩掘进的隧道掘进机，适用于山岭隧道硬岩掘进，代替传统的钻爆法，在相同的条件下，其掘进速度约为常规钻爆法的3～5倍，最佳日进尺可达150m。具有快速、优质、安全、经济、有利于环境保护和劳动力保护等优点。?
3.2.1.2 根据掘进机的结构形式，可将其分为开敞（敞开）式掘进机、单护盾式掘进机、双护盾式掘进机。六号线一期TBM试验段工程使用的就是罗宾斯公司制造的敞开式TBM。?
3.2.1.3 敞开式掘进机（开敞式TBM）是一种旋转的岩石隧道开挖设备，并以一定的速度将开挖下来的碴土从刀盘工作面转运出去。该掘进机包括三个主要部件：(1) 刀盘 ；（2）机头架和大梁 ；（3）支撑和推进系统。其他的部件为包括变频调速（VFD）电机、主轴承及其密封系统、及其密封系统、挡尘板、操作控制台、刀盘水喷雾系统、碴土铲斗和皮带运输系统以及电气和液压系统。将所有这些系统组合在一起形成一台机器，这台机器能够完成开挖岩石、围岩支护，并将破碎的碴土转运出去。?
3.2.1.4 敞开式TBM的核心部分是主机系统，主机系统主要由带刀具的刀盘、刀盘驱动和推进系统组成。主机刀盘上安装有一定数量的盘形滚刀，当刀盘旋转时，盘形滚刀划出的痕迹是以刀盘中心为圆心、间距均匀的同心圆切槽。在掘进时，支撑系统把主机架牢固地锁定在开挖的隧道洞壁上，承受刀盘扭矩和推进力的反力。推进油缸以支撑系统为支点，把推力施加给主机架和刀盘，推动刀盘破岩掘进。在推力作用下，安装在刀盘上的盘形滚刀紧压岩面，随着刀盘的旋转，盘形滚刀绕刀盘中心轴公转，并绕自身轴线自转。在刀盘强大的推力、扭矩作用下，滚刀在掌子面固定同心圆切缝上滚动，当推力超过岩石的强度时，盘形刀下的岩石直接破碎，盘形刀贯入岩石，掌子面被盘形滚刀挤压碎裂而形成多道同心圆沟槽。随着沟槽深度的增加，岩体表面裂纹加深扩大，当超过岩石的剪切和拉伸强度时，相邻同心圆沟槽间的岩石成片剥落。崩落在隧底的岩碴被随刀盘旋转的均布在刀盘上的铲斗、刮板收集到主机内的皮带机上，通过皮带机系统转载后，运送至后配套将石碴转载于矿车上运出。?
3.2.1.5 敞开式TBM鞍架上装有超前钻机、锚杆注浆系统、应急喷射砼设备和钢拱架安装机等。超前钻机可以完成超前小导管或超前锚杆等超前支护工作，锚杆钻机可快速前后移动，可以靠近工作面安装锚杆，钢拱架安装机可及时安装钢拱架。钻锚杆孔和安装锚杆、钢拱架安装、混凝土喷射等初期支护作业可以与掘进作业同时进行，即初期支护可以与掘进作业同时进行。初支完成后采用混凝土衬砌施作二衬。?
3.2.2 盾构机。?
（1）盾构机是适于在土中的隧道掘进机，适用于软弱性围岩施工的隧道掘进。?
（2）盾构机是盾构隧道掘进机的简称。是一种用于软岩、软土隧道暗挖施工，具有金属外壳，壳内装有整机及辅助设备，在其掩护下进行开挖、出碴、整机推进和管片安装等作业，使隧道一次成形的机械。是目前城市地铁建设中速度快、质量好、安全性能高的先进技术。采用盾构机施工的区间隧道，可以做到对土体弱扰动，不影响地面建筑物和交通，减少地上、地下的大量拆迁，使整体工期明显压缩。?
（3）盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。?
（4）盾构机的分类方法很多，可按盾构切削断面的形状、盾构自身构造的特征、尺寸的大小、功能、挖掘土体的方式、开挖面的挡土形式、稳定开挖面的加压方式、施工方法、适用土质的状况等多种方式分类，但根本区别是其应用的设计原理。根据开挖面稳定以及掘进、出土模式的不同，盾构可分为敞开式、半敞开式、土压平衡式、泥水式等，它们都适用于相应的土层结构。?
（5）当某一段隧道穿越不同地层结构时，用以上任一形式的盾构都不适于单独将此段隧道掘进贯通，而根据相应土层情况要用两台或多台盾构， 在隧道段掘进长度较短时很不经济， 或由于条件限制使布置多台盾构非常困难。此时需将以上不同形式的盾构进行组合，在结构空间允许的情况下，将不同形式盾构的功能部件同时布置在一台盾构上，掘进过程中可根据地质情况进行功能或工作模式的切换；这种在不同的地层经转换后可以以不同的工作模式运行的盾构称为复合（混合）式盾构或复合式TBM。复合式TBM可以根据土层地质和水文条件作调整，其本质上是对开挖面支撑方式以及刀具布置、排土机构进行调整。复合式盾构的组合模式有压缩空气／敞开式、泥水式／敞开式、土压平衡式／敞开式、泥水式／土压平衡式、敞开式／泥水式／土压平衡式等。?
（6）复合式TBM的适应性较大，能用于粘结性、非粘结性、有水或无水、软土或软岩、砂卵石、硬岩等多种复杂的地层，施工速度较高，能有效的控制地表沉降。随着TBM机和辅助功能的完善与发展，如局部气压平衡系统的采用，加泥加泡沫系统的采用，以及防喷涌功能系统和保压泵碴装置的应用等，已使复合式TBM具有了十分完善的功能和先进的技术性能。?
（7）复合式TBM可以根据地层的不同特性分别采用不同的掘进模式进行开挖。在不稳定的地层中开挖时复合式TBM可以采用泥水式／土压平衡式掘进；在稳定性比较好的地层中可以采用敞开式掘进；根据实际地层的不同还可以采用半敞开式掘进，并且各种掘进模式可以灵活可靠地相互转换。通过各种工作模式的组合工作，复合式TBM机能够适应工程中的各种地段，确保安全可靠掘进。?
（8）在会展支线施工使用的复合式TBM就是可以采用敞开式、半敞开式、土压平衡式三种模式掘进的复合土压平衡式TBM。
4. 敞开式TBM与复合式TBM的比较?
4.1 工作环境不一样。?
（1）敞开式TBM一般用在岩石整体较完整，有较好的自稳性、地下水较少的硬岩及软岩地层。?
（2）复合式TBM主要用于软土地层；但随着技术的进步，通过设计选择恰当的刀盘开口率，合理的刀具布置和刀具可以根据地层软硬不同进行互换以及工作模式的转换，复合式TBM已经可适应各种地层的掘进。?
（3）从工作环境的角度来看，复合式TBM的适应性要强一些。?
4.2 支护方式不同。?
（1）敞开式TBM采用复合式衬砌。在TBM掘进的同时利用TBM设备自带的锚杆钻机、拱架安装设备及喷射混凝土等设备完成区间隧道的初期支护施工，二次衬砌在隧道开挖、初支完成，全线贯通后集中进行施工。复合式衬砌质量较好，防水效果较好。?
（2）复合式TBM采用管片衬砌。利用TBM设备自带的管片安装机安装管片，然后通过盾尾的注浆管道将砂浆注入到开挖直径和管片外径之间的环形间隙（简称超挖间隙）。实现边掘进边衬砌，隧洞贯通衬砌也完成，不过掘进与衬砌是交替进行，也不能同时并举。?
（3）从会展支线的实际情况看，由于岩层强度均在20MPa以上，有很强的自稳能力，复合式TBM掘进经过后，超挖间隙不象在软土层能及时收敛变小，使管片有较大的自由度，同时因超挖间隙收敛小，环形间隙大，同步注浆的浆液注入量大于理论注浆量，且在初凝前给管片一个上升的浮力，使得管片上浮，造成管片轴线偏位、管片间错台、管片接头部位止水条被破坏或不起作用，易发生渗漏水，需进行整治。?
（4）管片是在工厂预制，质量有保障，但因安装问题容易出现错台等现象，发生渗漏水。复合式衬砌质量较容易控制，防水效果较好。因此，从防水的角度，复合式衬砌较好，即敞开式TBM法较好。?
4.3 工期不同。?
（1）敞开式TBM采用复合式衬砌。掘进的同时完成隧道的初期支护，等隧道全线贯通后再进行二次衬砌，不能同步施工，没有有效利用时间，工期相对较长。同时在隧道较长时，初支完成后较长时间才施作二衬，存在初支垮塌的安全风险。?
（2）复合式TBM采用管片衬砌。实现边掘进边衬砌，隧洞贯通衬砌也完成，工期相对较短且无安全风险。?
（3）为了解决敞开式TBM掘进与衬砌不能同步施工、工期较长的问题，中铁十八局在中天山隧道施工中已经开发并成功地应用了敞开式 TBM掘进与二次衬砌同步施工技术，在重庆今后的敞开式TBM施工中可以引进该技术，掘进与衬砌同步施工，实现有效利用时间、缩短工期。 ?
（4）从工期上比较，一般情况下复合式TBM工期较敞开式TBM短；如果敞开式 TBM采用掘进与二次衬砌同步施工技术，工期可能与复合式TBM没有较大差别，或者比复合式TBM更快。?
4.4 灵活性不同。?
（1）敞开式TBM长度/直径≤1，灵敏度高，易精确调整方向，可在±30mm以内。盾壳较短，掘进时摩擦力较小，不易出现卡机现象。?
（2）复合式TBM盾壳较长，调整方向不易，掘进时摩擦力较大，易出现卡机现象。
5. 建议意见?
（1）虽然重庆仅在会展支线使用了复合式TBM，且工期、质量等与钻爆法相比并不明显，但国内许多城市已经使用复合式TBM用于地铁建设的事例，证明复合式TBM确实可适应各种地层的掘进，在地质条件复杂的情况下，为了保证掘进的顺利，宜优先选用复合式TBM。但在有较好的自稳性、地下水较少的硬岩及软岩地层，为了避免复合式TBM超挖间隙收敛慢、小，导致同步注浆量大、管片轴线偏位、管片错台、管片接头部位止水条被破坏或不起作用，发生渗漏水等现象，应尽量使用敞开式TBM，因为复合式衬砌质量有保障，防水效果好，如果能采用掘进与二次衬砌同步施工技术，工期也可缩短。如果选用复合式TBM，就需要认真研究分析注浆液的配比和恰当的初凝时间，控制好掘进进度，确保管片位置的稳定和接头部位的防水效果。?
岩石隧道施工方法范文第2篇
Abstract： Based on the construction experience of Guanggan Expressway phyllite tunnel， it is believed that geological exploration data should be made full use of in the process of design and construction and the "new Austrian tunneling method" is not the only method for tunnel construction. Appropriate construction methods should be taken according to the characteristics of surrounding rock.
关键词： 千枚岩；断层；施工方法
Key words： phyllite；fault；construction method
中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）29-0124-02
1 杜家山公路隧道工程施工经验
1.1 杜家山公路隧道工程概况 杜家山隧道位于广元市青川县境内，进口位于青川县木鱼镇文武村八组柳树沟左侧；出口位于青川县骑马乡新明村三组王石沟右侧。设计为双向分离式越岭隧道，全长1846m，最大埋深约196m。
隧道位于F4（活动断裂）下盘，岩体主要为绢云母千枚岩。工程区内发育三条FS8、Fd1、Fd2次级断层，均为逆冲断层。其中FS8断层破碎带宽约400～450m，产状192°∠72°；Fd1断层产状约340～350°∠60～70°，断裂带宽度约1.80～2.0m，主要表现为糜棱岩化带；Fd2位于隧道洞身段，与隧道交角约79°，其产状约350°∠75～81°，破碎带宽约200～220m。
隧道按降水入渗法计算单洞正常涌水量QS=402.7m3/d，最大涌水量Q0=644.3m3/d；按地下水动力学法单洞正常涌水量QS=312.1m3/d，最大涌水量Q0=1179.9m3/d。
1.2 杜家山公路隧道施工设计与经验 杜家山公路隧道基本按“新奥法”设计与组织施工，以穿越最破碎的Fd2断层段施工为例。该段岩体为绢云千枚岩，呈破碎及散体状结构，且该段穿越山间槽谷地形，地下水补给条件好，设计开挖过程为先筑砼止浆墙，再分段注浆，以后每个注浆段完工后留5米不开挖作为下一注浆段的止浆盘；采用双层小导管超前加固；采用加强型衬砌类型。图1为注浆加固布设图。其它施工情况（略）。
实际上，在强度低、变形大、遇水易软化的千枚岩软岩地层，施工难度极大（略），以该岩性为主的杜家山隧道施工月均进尺仅20余米。工程验收前隧道共发现6处明显渗漏水，6处明显漏水段大部分处于Fd2断层破碎带。
该断面附近的初期支护出现2次大变形及坍塌灾害，坍腔高约8m，灾害部位位于拱腰至边墙。
隧道的K15+432断面二衬首先在边墙至拱腰部出现多处微小裂纹，裂纹长0.5～1m不等，宽0.5mm～1.5mm不等，后在隧道拱肩至拱顶处突然发生混凝土剥落，有纵向连接筋外露。
杜家山隧道二次衬砌还曾在环向突然（10分钟内）发生开裂和混凝土剥落，有纵向连接筋外露，并被挤压外凸变形。表现为张性开裂，经多次组织各方专家开评审会，认为二衬开裂处突然的动荷载可能来自原坍方地段在汶川地震余震多次作用和地下水软化作用后的再次坍塌。（图2）
1.3 其它隧道工程的施工经验 余朝阳总结四川阿坝色尔古电站千枚岩大断面引水隧洞施工方法的经验有：原设计人工钻爆，分3个上下台阶，左右错进开挖。初支后，喷射混凝土完全破坏，拱架拧成了“麻花”状，并且折成数节。对于支护措施的反复经验总结，大体经历4个阶段，即原设计阶段、加大型钢号阶段、加大型钢号并加密型钢间距阶段、双拼型钢+WTD长锚杆阶段，分述如下：
第1阶段：临时支护主要采取系统锚杆+网喷结构，采用I14型钢@0.8m+系统锚杆+网喷结构，钢筋网片均为单层20cm×20cm。在临时支护后一周，喷射混凝土大面积开裂，钢架直接破坏，监控量测围岩收敛速率达到30mm/d，设计支护形式失败。
第2阶段：变更设计方案。采用型钢支撑，系统锚杆与原设计方案不变。采取I18型钢@0.8m，超前支护采取？准22锚杆；？准42超前小导管。实施后，一周内拱架应力明显增加，至两周后，拱架开始变形，一月后，拱架扭曲，喷射混凝土破坏，支护措施失败。
第3阶段：确定按第2阶段参数，在之前支护的基础上加密间距，将型钢榀间距调整为0.6m和0.5m。施工后，一月内累计变形均超过30cm，三个月后，累计变形达到100cm，局部超过130cm，仍然失败。
第4阶段：邀请国内隧道专家会勘。确定最终的临时支护方案为：①实施长度大于6m的自进式中空锚杆；②通过中空锚杆注水泥净浆锚固，并对围岩实施固结；③采用双榀双榀I20b拼焊钢架支护，依然实施单层小导管超前支护，并实施拟？准5钢筋纵向连接成整体。拱架双拼后按纵向间距0.6m和0.5m布置。实施后，围岩变形得到有效控制。但实际施工中，由于炭质千枚岩容易坍孔，超过6m钻进时，卡钻频繁，只有约有30%边墙锚杆钻进了6m深度。
2 对千枚岩公路隧道施工经验的深思
2.1 没有充分利用地勘资料 例如已知隧道与Fd2断层相交，Fd2断层是逆冲断层，属于挤压破碎型，断层裂隙受挤压破碎的物质对隧道的开挖与支护影响极大，尤其是Fd2断层，宽度有几百米，相对于小裂隙断层内的充填物，其在开挖面因重力向下运动的过程中，两侧断层岩壁对其的剪切力约束小，则更易落。象这些分析，设计时应考虑是否还适用于“新奥法”施工。
根据产状分析，Fd1断层与隧道斜交，倾角为60～70°。假设重力为围岩的大主应力方向，则根据文献[1]可知，其定位角为30～20°。又知定位角为90°时岩石抗压强度最大，定位角为30°时岩石的抗压强度最小。则表明杜家山隧道千枚岩因构造作用处于强度最小状态，又因为断层走向与隧道纵向斜交，则强度不利的状态即对拱顶受力产生影响，也对边墙受力产生影响。
相应的，Fd2 断层与隧道几乎正交，计算得知其定位角为15-19°。也处于强度最不利的受力状态，但因断层走向与隧道近乎正交，则主要影响拱顶的受力。
若充分利用地勘资料，就会有针对性的采用不同的设计、施工或预防措施。这应该是目前国内隧道设计与施的通病。总之，根据广甘高速数个千枚岩隧道施工的经验，认识到：①千枚岩石是一种结构性很强的岩石，隧道设计与施工中要考虑千枚岩石、岩体构造与隧道布设的关系。若岩层倾角为60°左右。则定位角为30°左右，这时对隧道结构受力最不利；若岩体的走向与隧道纵向正交，则对隧道拱顶的受力最不利；若岩体的走向与隧道纵向平行，则对隧道单侧边墙受力最不利；若岩体的走向与隧道斜交，则对隧道的拱顶和单侧边墙受力最不利。一般情况下逆断层较正断层对隧道开挖施工更为不利。②对双洞隧道，还要考虑采用抗偏压的措施，先开挖埋深较深一侧时，中隔墙受力和倾斜较小，左、右洞施工间距应达到2-3倍的洞径以上，才能在施工过程中不互相影响，更有利于隧道的整体结构稳定。解决隧道进口偏压问题可在隧道山体坡脚一侧进行反压回填，在隧道进口洞门左右两侧设置抗滑挡墙，洞门墙也按抗滑挡墙设计。要做好隧道地表的防排水处理，重点放在山体裂缝和断裂带附近。
2.2 对施工方法的深思 隧道的施工方法应与围岩的性质有关，例如深理在十分破碎岩体中的隧道，可考虑按蹋落拱围岩压力的矿山法支护施工；浅埋在松散岩体中的隧道，可考虑强支护或盾构施工法；对设置在软弱泥土中的隧道，可考虑盾构法或排水、预加固、法施工；对在高含水的砂层中设置的隧道，尽量配合用冷冻法或水玻璃预加固法施工；对于膨涨岩体中的隧道，可能只有采用强支护法施工；对于设置在稳定岩体中的隧道，可采用“新奥法”施工。
“新奥法”施工的先决条件是围岩必须具有自持、自稳能力，若具有，才可遵循少扰动、短进尺、强支护、快封闭、勤量测的施工原则。若不具有，人工“创造”条件，例如预注浆，人工“倒贴”条件，例如采用管棚和钢拱架甚至是止浆墙，就不一定合适，主要是经济上划不来。因此建议：不同的围岩条件，应有不同的隧道施工方法。设计上应重视，施工上也应重视。
参考文献：
[1]郑达，巨能攀.某水电站坝址千枚岩的岩石强度各向异性特征[J].成都理工大学学报（自然学版），2011，38（4）.
[2]余朝阳.炭质千枚岩大变形地层中大断面引水隧洞支护方法[J].施工技术，2011年6月.
[3]广甘高速勘察设计报告.四川公路规划勘察设计研究院.2012.12.
[4]广甘路设计工作报告.四川公路规划勘察设计院.广甘高速公司.2012年11月.
[5]广甘高速公路项目建设执行报告.广甘高速公司.2012年11月.
[6]中铁十四局集团广甘高度公路G7标段施工总结报告[R].2012.
岩石隧道施工方法范文第3篇
关键词：隧道施工；关键要素
Abstract: this article in view of the tunnel engineering geological conditions of the complex, construction management difficult characteristic, detailed explanation to the tunnel construction of the five key elements, including the excavation, support, ventilation, roads, lining, in order to perfect the tunnel engineering;, and to better ensure the safety of the tunnel construction, quality and economic benefit, so as to promote the development of tunnel engineering.
Keywords: tunnel construction; Key elements
中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：
引 言：随着国民经济的稳步发展, 我国的基础建设工程领域不断扩大, 特别是在近些年的土木建设工程中地下工程的比例居高不下, 并且向长、大隧道发展, 以避开不良地质, 缩短运距, 提高运力。总体来说, 地下工程的建设技术已日臻成熟, 新技术、新材料、新工艺、新设备的不断涌现为地下工程的建设提供了更为科学的保证措施。文中根据多年的施工经验及体会, 对隧道施工的关键要素提出一些看法, 以供参考。
1 隧道工程的关键要素
隧道施工的终极目的是“贯通”, 因此, 不论采取何种方案都局限在“凿岩出渣、衬砌”这个范围内, 施工方案确定后, 开挖、支护、通风、道路和衬砌等各工序工艺是否科学, 直接影响到施工的安全、质量和经济效益。
1. 1 开挖
1. 1. 1 T BM刀具的破岩机理
滚刀在刀盘上以一定的刀间距分布, 掘进时刀盘在驱动装置的带动下匀速旋转, 同时启动推进油缸使滚刀以一定的力作用在开挖面的岩面上。滚刀随刀盘的旋转在岩石摩擦作用下在开挖面滚动, 当滚刀作用在岩石上的压力大于岩石的强度时, 岩石被破坏剥落。岩石在滚刀正应力破坏的同时刀刃沿部分的岩石在应变时产生龟裂, 刀盘进一步顶压, 使得滚刀更加深入岩层, 从而在岩层表面部分产生张力, 导致龟裂向更深更远处进一步的增加, 使相邻刀具作用轨迹之间的岩石剥落, 从而实现T BM 的开挖掘进。
1. 1. 2 盾构的工作原理
现在较常用的盾构为组合盾构, 其特点是自身能前进, 不需要以衬砌环作后座, 不用支配式的衬砌管片, 可以用现浇的钢筋混凝土衬砌。它吸取了自进和任意组合灵活性好的优点, 克服了体积大、推进较难等缺点。它的工作原理是: 滑动护板宽约( 坑道的横向) 0. 8 m~ 1. 2 m, 长约( 坑道的纵向) 7 m, 与护板座组合成基本单元体, 护板与护板座只能前后伸缩滑动, 根据坑道的形状和大小的需要沿着坑道边界布置, 护板座连成一个整体, 组成为滑动护板自进盾构体。它是通过每个滑动护板逐个前进而向前推进, 当全部护板前进完毕后, 再将护板座拉向前进, 至此使整个滑动护板盾构体前进一个进程。在它的保护下前部可以挖土并将土运走, 而掘进后的尾部空间, 此时滑动护板的尾部又是一个外模板, 可以在它的保护下绑扎钢筋、立内模和端模并浇筑混凝土。机械掘进速度快、质量好, 但成本高, 对操作人员及地质条件要求高, 其发展前景广泛; 目前在我国隧道施工中钻爆法仍占主导地位。
1. 1. 3 钻爆法开挖
隧道钻爆法开挖关键是光面爆破的控制, 光爆控制好, 可以减少超欠挖, 减少对岩体的扰动, 减少混凝土回填, 节约成本; 光爆效果控制的好坏和开挖方式、钻孔设备及爆破参数的设计等因素有关。控制好光爆效果重点应从以下几方面着手:
1) 选择性能良好的钻孔设备;
2) 根据围岩级别综合考虑围岩状况、岩石整体性好坏、节理裂隙发育规律等多方面因素, 精确合理设计爆破参数;
3) 对操作人员进行岗前培训。
1. 2 支护
支护是安全的保证。隧道支护应根据不同的围岩类别及地质状况进行施作, 对洞口存在堆积体、滑坡体、浅埋及软弱地层等不良地质隧道,例如，某隧道施工中采用了大管棚、小导管注浆超前支护, 地表注浆加固及地面旋喷桩加固等措施。部分隧道洞口设置抗滑桩保证坡体的整体稳定, 进洞后尽快施作洞门, 确保进洞洞口安全; 洞内软弱地层地段以锚、喷、网为主要支护手段, 必要时加格栅钢架, 强化支护措施, 同时减少对岩体的扰动, 抑制围岩过度松弛变形, 确保洞内施工安全。
1. 3 通风
1. 3. 1 独头通风
独头通风方式是目前采用的主要通风方式, 独头通风又分为压出式通风和压入式通风。
1) 压出式通风( 抽出式) 。例如，中铁二十局在“引大入秦”8 号引水洞的施工过程中采用了压出式通风。8 号引水洞全长4 000 余米,单口长2 000 余米, 无平导, 当时采用1 m 直径的硬质通风管, 通风设备采用2×55 km 的日产通风机, 通风机安装在洞口, 爆破后废气从通风管抽出洞外, 新鲜空气流经全洞, 效果很理想, 通风时间由原来的210 min 缩短到30 min, 不论从施工进度或经济效益方面都取得了满意的效果, 仅因通风时间的缩短而节约的电费和软质通风管的费用即可满足购置硬质通风管,同时硬质通风管也有其不便的因素, 即制作及安装较困难。
2) 压入式通风。是隧道施工中常用的方式, 优点是掌子面空气新鲜, 有利于施工人员工作, 其关键是计算好通风量及风管、设备等。
1. 3. 2 巷道通风
利用平行导坑作主要回风道, 如图1 所示。巷道式通风的最大优点是在最短的时间内使正洞空气清新,采用这种方式通风应注意两个问题:
1) 横通道应随导坑的前进及时封闭, 一般保留不超过3 个。
2) 平行导坑口应设两道风门, 横通道设一道风门, 风门应保持密封, 尽量做到不漏风。隧道出口采用巷道式通风, 效果比较理想。
1. 4道路
道路造环境。仰拱和铺底超前施作可以有效地改善隧道施工环境。首先, 可以防止围岩过度松弛变形, 对保证施工安全、消除安全隐患起到重要作用; 其次, 极大地改善了洞内环境, 提高了洞内文明施工程度。例如，某铁路施工隧道仰拱和铺底时, 铺设10 m~ 12 m 跳板过渡, 既保证了仰拱和铺底的施工质量, 又不影响洞内其他工序施工。仰拱和铺底超前是值得推广的施工方案, 关键是采取合适的方案避开与其他工序的干扰。
1. 5 衬砌
衬砌树形象。衬砌是隧道内最重要的结构。隧道衬砌质量的好坏直接关系到隧道施工安全及运营安全, 也是一个单位的形象代表。例如，某铁路隧道衬砌根据隧道长度、围岩状况及不良地质存在的情况等因素采用了整体式衬砌、复合式衬砌、抗水压衬砌等多种形式, 同时注重施工质量, 做到“内实外美, 不渗不漏”。衬砌质量和原材料、混凝土配合比、搅拌、运输、浇筑、振捣、模板台车的安装就位等工艺控制及相关参数有关。铁路隧道衬砌施工采取紧跟的原则, 即衬砌施工以距掌子面不超过200 m 为限。仰拱超前、衬砌紧跟能在洞内迅速形成闭合环, 防止围岩过度松弛变形, 保证了施工安全, 在软弱地层段其作用更为显著。从铁路整个隧道衬砌来看, 衬砌质量上了一个台阶。
2 结束语：
隧道施工的方法在不断发展, 人类对隧道安全、快速的施工方法在不断探索。文中所论述的隧道施工的关键要素不可能一一概全, 难免有遗漏之处, 对隧道施工的关键要素的认识也是“仁者见仁、智者见智”, 不足之处愿同各位同行在做商讨。
参考文献：
岩石隧道施工方法范文第4篇
关健词：双联拱隧道；软弱围岩；三台阶；施工技术
Abstract: In this paper the design and construction of the Baise to the the Jingxi highway Gansu central outside Tuen double arch tunnel, tunnel depth, structural characteristics, geological conditions, the safe duration requirements, described in detail the guide hole in the soft surrounding rock double-arch tunnelthe three-step excavation and construction methods and techniques of practice has proved that the method is safe and quickly complete the tunnel construction, reduce construction costs, a good technical and economic benefits.
Key words: double-arch tunnel; weak surrounding rock; three steps; construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
0前言
公路隧道工程施工是一项综合性复杂施工技术，该技术一般包括爆破（岩石）、挖运、初次支护（超前钢筋或锚杆、钢拱架架设、喷混凝土、打锚杆及挂钢筋网）、复合式防排水、钢筋、模板、混凝土衬砌、施工通风、施工测量控制等技术。双联拱隧道作为一种较新的隧道结构形式，存在施工相对工期长，施工复杂繁琐、技术安全要求高等特点，特别是左右洞开挖与支护交错进行，导致围岩应力变化和衬砌荷载转换复杂化，中墙顶部围岩因受多次开挖爆破的扰动，极易发生安全质量事故。而在软弱围岩地质条件下，双联拱隧道施工犹如在蛋糕中打洞，如施工方法不当，不但会造成隧道大面积垮塌、衬砌、中墙开裂和渗漏水等恶性安全质量事故，而且还造成财产损失、工期延误和巨大社会影响。影响双连拱隧道施工方法的因素较多，主要取决于隧道围岩级别、埋深、开挖面积、跨度、工期等。由于开挖工作是隧道施工过程中的第一流程，关键工序，该工作好坏与否直接影响隧道施工的安全、质量和成本。因此，双连拱隧道施工方法的选择集中体现在开挖方法上，以下介绍广西百色至靖西高速公路陇央外屯双联拱隧道中导洞三台阶施工开挖方法与技术。
1工程概况
1.1工程简况
广西百色至靖西高速公路陇央外屯隧道，设计为双联拱双向四车道高速公路隧道，起讫里程为K16+164～K16+576，全洞长为412m，其中明洞长为10米，暗洞长为402m。隧道最大埋深49m，左右线测量基线间距为4.5m, 隧道内轮廓为单心圆曲墙，圆半径为5.85m，连拱隧道中隔墙为曲线墙,净宽11.71m+2.44m+11.71m，净高7.11m。全隧道均采用新奥法施工，初次柔性支护体系的复合式衬砌结构，在柔性支护与复合式衬砌之间增设防水层。隧道设计开挖采用三导洞施工，见下图。
1.2技术标准
广西百色至靖西陇央外屯隧道按高速公路标准设计，行车速度为100Km/h，双跨连拱，单洞建筑界限净宽10.75m，净高5m，洞内路面设计荷载为公路Ⅰ级。
1.3地质概况
隧道穿过地层为中~强风化泥质粉砂岩，隧道区围岩分为V、IV两级，其中V类围岩190m，IV类围岩222m，为软~较软岩石，中薄层状结构，构造裂隙及风化裂隙发育，岩体破碎，围岩稳定性差，单轴饱和抗压强度0.5~18.55Mpa，岩体弹性波速2171~4000km/s，内聚力0.8~1.2Mpa。开挖时极易产生大的冒顶、坍塌，侧壁部稳定，洞室有滴水及渗流现象,成洞条件较差。
2软弱围岩双联拱隧道施工技术难点
软弱围岩的工程地质性质决定了双联拱隧道开挖后自稳能力差，表现出“自稳时间短，易坍塌”的特征。隧道开挖后，围岩与洞壁均向隧道净空方向变形，如果这种变形不进行控制，可能发生隧道坍塌。而采用合理的开挖形式及施工顺序是保证施工质量安全、加快施工进度的关键；施工过程中由单侧洞施工过渡到双侧洞施工，围岩应力释放不平衡，使中墙承受较大偏心荷载，可能导致中墙失稳，因此合理选择开挖方式、先行洞和后行洞开挖工作面间距，直接关系道隧道整体结构的稳定性。
3施工方案及开挖方法选择
根据本隧道围岩工程地质性质和双跨连拱隧道结构的特点，以及工期、质量、安全、经济要求，在施工方案讨论研究时，我们拟定了双联拱隧道中导洞三台阶分部开挖施工方法与技术，弃用原设计图纸采用三导洞开挖施工方法。中导洞三台阶分部开挖施工方法相对于三导洞开挖施工方法，减少了两个侧导洞的施工，拱墙采取整体一次衬砌，施工质量好，具有工序较简单、机械化程度较高、临时初期支护和拆除工作量小，施工进度较快，施工成本低的特点，而且中导洞先施工，为左右主洞施工创造了条件。
4中导洞三台阶分部开挖施工方法特点
⑴该方法依据新奥法指导施工。
⑵超前开挖中导洞，可起到地质预报作用。同时中导洞从隧道两端开挖，分段施工，浇筑一段长度中隔墙混凝土后由洞口进行主洞开挖，可加快施工进度。
⑶在施工过程中遵循“短进尺，弱爆破，强支护，勤测量，早成环”施工原则，同时应用量测监控信息化管理方法指导施工，根据量测信息反馈结果调整工艺参数，确保施工安全。
⑷由于采用台阶分部开挖，分部支护封闭，将大断面改为小断面施工，支护体系能及时、充分发挥作用，减对少围岩的扰动，能有效地控制围岩变形和地表下沉量。
⑸采用土工合成材料施工技术、光面爆破技术、模板台车技术、软性支护、量测等新技术。
⑹以超前锚杆（小导管）和钢架、锚杆、钢筋网喷混凝土相结合的软性支护，二次钢筋混凝土衬砌结构，自上而下地逐步完成开挖，控制围岩变形，作业安全可靠。
⑺全断面一次施作防水层和混凝土衬砌，确保施工质量；无需增加特殊设备，投入少，操作性强，易推广。
5双连拱隧道施工流程
连拱隧道施工按中导洞左主洞右主洞顺序开挖、衬砌；在完成中隔墙施工，混凝土强度达到设计值后才能进行左主洞，后右主洞，再左主洞，继而右主洞逐步推进，如此往复循环依次进行，最终完成连拱隧道开挖、衬砌施工。同一端洞口右侧主洞的施工掌子面要滞后左侧主洞的施工掌子面20m以上，时间要滞后20天以上。单洞中二次衬砌到掌子面的最大间距≤30m。
岩石隧道施工方法范文第5篇
关键词: 地铁隧道; FLAC ; 数值模拟
1 引言
广州地铁地处珠江三角洲地区，隧道所在地层软硬程度不一，其物理力学性能参数比较离散，而且地下水丰富。地层上部为第四系海陆交替相沉积及河流冲积等土层包括松散的人工填土层、淤泥以及淤泥质土层和冲～ 洪积土层。下赋岩层却为强度和硬度都较大的花岗岩，包括全风化带、强风化带以及中风化和微风化带，特点就是岩质坚硬。
总之，地铁三号线沿线各段的地质条件差别较大，有的地段处于软土地层中，而有的地段处于半土半岩的地层中，且岩石的强度还很大。在这样的地层中进行隧道的施工是比较困难的，尤其是其支护的形式要不断地根据周围的围岩状况进行调整。具体施工时虽然强化了监控量测的作用，以测量的结果随时修正各类参数，但基本上还是沿袭了初步设计里面的相关内容，并没有从实质上真正根据量测的数据来采取相应合理的支护形式，也就是说整个区间隧道基本上就采用了一种或两种支护方案， 这显然不能满足隧道周边围岩变化多端的要求。本文的主要内容是针对某一围岩情况，模拟不同的支护形式和支护参数，分析其对隧道周边位移和应力场的影响，寻找一种合理的支护方式来满足地铁隧道关于安全性和耐久性的要求。
2 模型建立
2.1 计算软件
针对隧道的某一横断面，轴向影响可以忽略不计，可看做是一平面应变问题， 在本文中选择FLAC22D 差分计算程序作为模型分析软件。
该程序采用拉格郎日元法，利用节点位移连续条件，对连续介质进行大变形计算与分析。在计算过程中将计算区域划分为若干网格(单元)，每个单元在给定的边界条件下遵循指定的线性或非线性本构关系。在求解大变形时，因为每一时步的变形很小，可近似采用小变形的本构关系和一些理论与定理，最后将各时步的变形叠加，即得到大变形的结果。
FLAC 提供了多种弹塑性材料本构模型，可对弹性模型、摩尔—库仑模型、砌体节理模型、应变软化和强化等多种材料进行模型，利用空单元来模拟地下开挖;有静力、动力、蠕变、渗流、温度等计算模式，并且各种模式之间可以相互耦合，以用来模拟各种复杂的岩土和土木工程问题。可模拟地应力场的生成、边坡或地下洞室的开挖、混凝土衬砌、锚杆或锚索的设置、地下渗流等。程序内还设置了多种结构形式，如岩体、土体等其他材料实体，梁、柱、壳以及人工结构，如支护、衬砌、锚杆、锚索、摩擦桩、板桩等。其中的压杆 梁单元，可用来模拟地面开挖时的撑杆以及巷道工程中的混凝土衬砌; 锚杆单元则可以是定点锚固，也可以沿全长砂浆锚固，还可用于模拟预应力锚索等拉张或压力作用的支护构件。
2.2 网格划分与边界条件
2.2.1 计算条件及计算范围
计算过程中不可取一个无限体来分析，由工程经验知，在距开挖面隧道直径的4 倍处可忽略边界条件的影响。所模拟的隧道直径大约为7～10m ， 所以计算模型长度取110m ，高度取57m ，其中隧道埋深约为17m。
2.2.2 单元的划分
采用矩形单元，在隧道断面处进行局部加密， 共划分成400 ×320 个单元。
2.2.3 边界条件
模型两侧的边界条件为限定水平移动的滑动支撑，模型底部的边界条件为限定垂直位移的滑动支撑，模型上部为自由边界，如图3.1 和图3.2 所示。
图1 单洞单线并行隧道计算模型
图2 大跨度隧道计算模型
2.3 模型物理力学参数与屈服准则
2.3.1 物理力学参数的选取
在选用岩土计算参数时，要剔除岩体与实验岩块间尺寸效应的影响，可取实验参数的1/ 10～1/ 5 作为计算参数。
2.3.2 屈服准则
该计算以广州地铁三号线为背景，对单洞双线和单洞单线并行隧道分别进行计算分析，施工方法采用新奥法，衬砌为复合式衬砌。针对不同的围岩类别和不同的岩土材料采用不同的力学计算模型。
对Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类围岩，主要是由填土、砂层及岩石风化后的产物组成，塑性较强的弹塑性地质材料，土的性质比较突出，在材料达到屈服极限后， 可产生较大的塑性流动。对这几类材料选用摩尔库仑(Mohr2Coulomb) 屈服准则来对其进行模拟。
2 1 + sinφ 1 + sinφ
fs =σ1-σ3 1 -sinφ + 2 c
1 -sinφ
ft
=σ1-σ3 其中:σ1 、σ3 分别为最大、最小主应力， c 为粘聚强度， < 为内摩擦角，σ为受拉强度。
t 当fs < 0 时材料将发生剪切破坏，材料在达到屈服极限后，在恒定的应力水平下产生塑性流动。在拉应力状态如果拉应力超过材料的抗拉强度即: ft < 0 时，材料发生拉破。
在Ⅳ类和Ⅴ类围岩中，主要是岩石类材料，岩石的性质较为明显，可以采用应变软化准则来进行模拟和分析。在这一准则中，屈服函数、势函数、塑性流动法则以及应力修正与摩尔一库仑准则是完全一致的，不同之处就是粘聚强度、内摩擦角、剪涨角和抗拉强度等在通过塑性屈服点以后，在应变软化模型中会出现软化现象。
隧道的支护采用锚杆和复合式衬砌，其中锚杆用杆单元进行模拟，复合式衬砌主要是混凝土构成，其变形也遵循摩尔2库仑屈服准则。
2. 4 计算方案与模拟方法
隧道周边的应力场、位移场以及其他参数不仅受地质情况、锚杆、衬砌等因素的影响，而且还受施工方法的制约。所以，根据隧道所处地段的地质状况、隧道跨度、施工方法以及所采用的支护措施制定以下计算分析方案，并将不同方案下的计算结果进行比较分析。
(1) 围岩类别为Ⅰ类和Ⅱ类，中等跨度，CRD 工法施工，采用
3. 5m ，间距0. 8 ×0. 6m ，菱形布置;全断面单层设置
钢筋网，规格Φ8 ×Φ8 ，间距150 ×150mm。初衬采用C20 ，S6 喷射早强砼，厚度350mm ;二衬是模筑C25 ，S8 钢筋砼，厚度600mm 。
(2) 围岩类别为Ⅰ 类和Ⅱ 类，中等跨度，CRD 工法施工，采用
(3) 围岩类别为Ⅰ 类和Ⅱ 类，小跨度，台阶法施工，采用
初衬采用C20 ，S6 喷射早强砼，厚度350mm ; 二衬是模筑C25 ，S8 钢筋砼，厚度600mm 。
(4) 围岩类别为Ⅰ 类和Ⅱ 类，小跨度，台阶法施，采用热扎无缝钢管大管棚注浆，双排布置，上下排距800mm ， 钢管长度2. 0m 。其余参数同(3) 。
3 计算结果
在计算结果中选择隧道周边塑性区分布情况来分析应力场。由于计算中未考虑水平荷载的影响，故只选择垂直位移曲线来查看隧道周围的位移趋势。有关计算结果如下:
3. 1 隧道周边塑性区分析
图1 方案一塑性区分布图
图2 方案二塑性区分布图
由图1 和图2 可以看出: 对于大跨度的隧道， 管棚注浆较小导管注浆会使得塑性区的范围有所减小，锚杆端点的受力降低，但塑性区的总体形状以及出现剪切塑性的位置基本上是不变的。
同时，通过比较图3 和图4 ， 对于单洞单线的小跨度隧道，同样会出现与大跨度隧道相类似的结果。再分别比较图1 和图3 以及图2 和图
4 ， 可以得出:跨度不同，施工方法不一致同样会使得塑性变点，这更有利于隧道的支护。
图3 方案三塑性区分布图
图4 方案四塑性区分布图区的分布产生变化。因此，在跨度不变的情况下，采用同一种施工方法时，用强度较大的管棚注浆并不能从根本上改变塑性区的分布形式，仅使其范围会有所减小，同时锚杆端头的受力有所降低。反之，如果考虑隧道跨度的影响，那么小跨度将更有利于隧道的支护， 在同等条件下，小跨度隧道更容易施工和维护。
3. 2 位移场分析
模拟计算时未考虑水平构造应力，只分析对垂直下沉量的影响。
图5 方案一隧道周边垂直位移
对图5 和图6 进行比较，可以看出: 在大跨度下管棚注浆可以明显减少隧道上方的垂直下沉量， 从15mm 减少到12 . 5mm 。但对最大值出现的位置没有影响。
再对图7 和8 进行比较，同样可以得出以上结论，并且垂直下沉量减少的程度大于在大跨度下的情况。所以，管棚注浆对控制隧道上方的下沉量是
图6 方案二隧道周边垂直位移
图7 方案三隧道周边垂直位移
图8 方案四隧道周边垂直位移非常有效的，尤其是在小跨度的情况下效果更加明显。
同时，还可以看出:在采用同一种注浆方式下， 小跨度可以有效地控制拱顶下沉。因此在条件允许的情况下尽量选用小跨度隧道，这样不仅可以节省大量的支护材料，并且在同等条件下施工将会更加容易，还能有效地满足隧道的安全性和耐久性等方面的要求。
另外，通过对分析其他力学因素，在施工过程中还应注意以下问题:
(1) 施工过程中无论是采用CRD 法还是短台阶法，都要密切监测围岩的变形情况，掌握好初期支护和二衬的施做时机，防止过迟或过早，要充分发挥围岩的自承能力。
(2) 在采用分部开挖时，下半断面支护的施做要及时，防止由于下半断面的施工而造成上半断面支护的悬空。
(3) 在采用CRD 工法施工的隧道，初衬和临时支撑连接处受力较大，施工时要加强此处的支护。
(4) 二衬在受力变形过程中，在拱顶、仰拱跨中以及抑拱和边墙相连接的地方受力较大，施工时上述地点的支护要加强。
(5) 采用CRD 法施工时，临时支撑的一次拆除长度要加以控制，防止临时支撑拆除后围岩产生较大的变形。
4 结论
大强度支护系统并不能从根本上改变塑性区的分布形状，但会减小塑性区的分布范围: 小跨度隧道的塑性区较大跨度隧道分布的均匀，一般受载情况下不会出现突变点:大强度支护可有效地抑制隧道拱顶的下沉，尤其对于小跨度隧道效果更加明显。
参考文献
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岩石隧道施工方法范文第6篇
关键词：隧道；千枚岩地质；施工技术
中图分类号：U655.4 文献标识码：A
0 引 言
在我国西南和中南地区修建隧道，通过的地层地貌千差万别，面临的新问题也层出不穷，杜家山隧道出现了以往工程中少见的千枚岩。千枚岩是一种浅变质的具有千枚状构造的岩石，属于区域变质浅变质带岩之一，是泥质、粉砂质或中酸性凝灰岩石经过区域变质作用而形成的。千枚岩主要具有两个典型的工程特征，一是遇水泥化，当千枚岩含水量超过其稳定状态原始含水量时，则表面出现软化、泥化的特征，特别是在富水隧道仰拱路基部位的千枚岩，经过工程机械的碾压，迅速软化并不断发展为砂石；二是千枚岩在开挖暴露后，其岩石里面的水分迅速流失，将会出现岩石的剥落，崩解，软化，最后成为沙土。正是由于千枚岩具有上述的工程特性，在千枚岩隧道中常常会出现一些地质灾害，这些都是我们工程设计施工中必须注意的。
1工程概况
杜家山隧道位于四川省广元市青川县境内，进口位于青川县木鱼镇文武村八组柳树沟左侧，出口位于青川县骑马乡新明村三组王石沟右侧。杜家山隧道
左洞起止里程为ZK15+052～ZK16+885（全长1833米）；右洞起止里程为K15+024～K16+910（全长1886米）。隧
道为双线分离式，平面布置为测量线间距为16m～29m的并行线；隧道左、右线均采用钻爆法施工，进出口四洞掘进。
杜家山隧道穿越山体由多个山脊组成，总体呈东西走向，并以大角度与山体走向斜交（交角约79°），区内最高标高在隧道中部，达885.4m；最低标高为隧道进口外的冲沟，约600.00m，相对高差约285.40m，属中等切割的构造剥蚀型低山窄谷地貌。
杜家山隧道最大埋深约196m，地层岩性复杂，设计为Ⅳ、Ⅴ级围岩。围岩主要以抗风化能力差的绢云千枚岩、砂质千枚岩以及断裂破碎带为主。砂质千枚岩、绢云千枚岩片理面极发育，质软，层间结合差，遇水软化，施工中极易坍塌，因此在软岩和极软岩中开挖隧道的一个最关键的问题，是采取合理的施工方法技术和有效的支护措施。
2施工技术
2.1 Ⅳ、V级围岩段开挖施工技术
V级围岩段开挖前采用超前注浆小导管和大管棚进行预加固，采用弧形导坑预留核心土法开挖。开挖施工中，尽量不采用爆破作业，采用镐铲作辅助开挖，需爆破时，采用微震光面爆破，人工利用多功能台车装药联线； V级围岩两端洞口浅埋地段开挖方法如下图1示。全断面共分5部进行人工或机械掏挖；分部开挖的顺序依次为13468，，一次开挖长度为0.5m；每分部开挖后，先喷4cm厚的混凝土，然后打锚杆，挂钢筋网，架立周边钢架，施工钢架底部锁脚锚杆，喷混凝土至设计厚度进行初期支护；分部开挖底部不喷混凝土，不设钢筋网；导坑开挖完成后，分别开挖左、右侧边墙；边墙开挖后，立即进行锚喷支护并将钢架拱顺接下来，形成整体；钢架按分片组装，采用钢板、螺栓连接；边墙开挖完成后，最后开挖核心
图1 洞口V级围岩浅埋段施工方法图
土；浇筑仰拱及填充混凝土；1部工作面开挖超前10～15m后，根据量测数据收敛趋于稳定后，一次浇注拱墙混凝土衬砌；隧道拱顶开挖中遇孤石，应先行采用初期支护通过，孤石超界部分在二次衬砌施工时再进行人工处理，局部与拱架支设位置矛盾，可局部增设拱架，调整间距以通过孤石处。
IV级围岩段开挖前采用拱部超前锚杆进行预加固，IV级围岩采用正台阶法光面爆破作业开挖，上台阶钻眼深度为1.5米，循环进尺1.2米，下台阶钻眼深度2.2米，循环进尺2.0米，上台阶循环作业两次，下台阶循环作业一次。开挖后立即挂钢筋网喷4cm厚的混凝土，及时按设计要求打设φ22超前锚杆，随后分层喷混凝土至设计厚度进行初期支护。施工按“先深探，管超前、严注浆、半断面、留核心、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤测量”的原则进行，并按设计要求及时进行量测监控。施工进入不良地质地段前，采用超前钻探来探明地质和水文地质情况，对易失稳易坍塌的地段，对掌子面进行喷素混凝土封闭，喷层厚度为3～5cm
2.2断层软弱破碎带施工技术
ZK15+461.5～ZK15+701.5段240米以及K15+460～K15+720段260米总计500米地段为断裂破碎带，物质组成以构造片岩、绢云千枚岩、断层角砾，局部夹断层泥，岩体呈破碎及散体状结构，且该段穿越山间槽谷地形，地下水补给条件好，施工中可能出现涌突水现象。要加强超前地质预报工作，超前钻孔探明地下水发育情况、岩体完整程度等地质概况，根据物探结果、探水孔水量及围岩条件决定是否实施预注浆工艺。在该段根据地质预报结果，开挖后实施80米注浆，详见下图2、图3和图4。加固范围为开挖轮廓线外5米，注浆分段长度根据实际注浆长度进行划分，一个注浆段完成后留5米不开挖作为下一注浆段的止浆岩盘，注浆孔布置由工作面向开挖方向呈伞形辐射状，钻孔布置成圈，内外圈按梅花形排列，长短孔结合，确保注浆充分。同时采用双层小导管超前加固方案，衬砌采用加强型衬砌类型。
图2 注浆孔断面布置图
图3 止浆墙纵断面
图4 软弱破碎带围岩注浆加固图
2.3超前注浆理论分析
注浆就是利用压力将能固化的浆液通过注浆管注入岩土裂隙或松散土层中，通过浆液的凝结固化土的颗粒，填充孔隙或裂隙，从而改善土层（岩层）物理力学性能的一种方法。通过注浆，可以提高地基承载力、增强土体的抗剪强度，减小土体渗透性。注浆加固与其它加固方法相比有明显的优点：①施工设备简单、占地面积小，狭窄场地和矮小空间均可施工；②施工振动和噪声小，对环境影响小；③加固深度可深可浅，易于控制。因此自1982年法国人查理士贝尼首次使用冲击泵注入粘土和石灰加固港口砌筑墙（文献记载最早的注浆施工方法）以来，注浆法在土木工程的各个领域中，特别是在地下工程、水电工程、井巷工程中得到了广泛的应用，已成为不可缺少的施工方法。
本工程富水千枚岩地段每3m进行一次超前注浆，小导管采用先钻孔后下钢管法施工，钻孔时开孔从工作面最后一榀工字钢拱架上部穿过，打入小导管后，钢管尾部和工字钢架焊接成整体。止浆墙采用喷射砼，掌子面上台阶范围，喷10cm厚砼进行封闭，采用2台KBY50/70注浆泵进行注浆作业。径向注浆小导管在进行初期支护时同步打设，在开挖下一循环的时候对本循环打设的径向小导管进行注浆作业，为了节约时间，径向注浆管全部用铁丝绑在事先预埋在边墙的由10钢筋上，采用4台KBY50/70注浆泵在开挖时注浆。
（1）浆液的选择
本隧道注浆以堵水为目的，选定浆液为水泥一水玻璃浆液。水泥一水玻璃类浆液是以水泥和水玻璃为主剂，两者按一定比例采用双液方式注入，必须要做细致配合比满足注浆要求的注浆材料，是一种用途极其广泛，使用效果很好的注浆材料。
工地试验室根据隧道涌水量、水压等对双液浆的配合比做了大量的试验，以确定最佳的凝胶时间。在取得大量试验参数的基础上，选取能充分满足注浆扩散范围为准，保证一次注浆段（5m）固结强度，又方便施工，核算工程成本的原则，选定水灰比0.75～0.8:1浓度为30～35°体积比为1:0.3～1：1。
（2）注浆压力的确定
注浆压力是注浆的主要参数，它对浆液的扩散，裂隙充填，注浆效果的好坏起到决定性作用，所以必须有足够的压力克服静水压力和岩层阻力，方能达到预期的目的，因此正确选择注浆压力及合理注浆参数，是注浆过程中的关键问题，通过现场二十多次循环注浆试验，得出采用较高的注浆压力，在保证注浆质量前提下，使钻孔数尽可能减少。较高注浆压力能在充填物中造成劈裂灌注，使较弱千枚岩地层施工期支护结构受力机理研究的饱和岩层及涌水破碎带的密度、强度得到改善。此外，高压注浆还有助于挤出浆液中的多余水份，使浆液结石的程度提高。注浆压力与围裂隙发育程度、涌水压力、浆液材料及凝胶时间有关，通过本隧道施工实践确定初压为0.5～1Mpa、终压为2Mpa。但是开始注浆要视具体围岩涌水量及岩性强度、完整性等因素考虑，随时作出适当调整。
（3）注浆量
单孔注浆量按浆液在岩层中为均匀扩散的计算，所使用公式如下：
式中：—单孔注浆量，
——浆液扩散半径，；
——注浆孔长，
——地层的裂隙，；
——浆液在岩石裂隙中的充填系数，视岩石情况取0．3～0．9；
——浆液消耗率。
2.4爆破设计
本工程施工采用微震光面爆破，辅以人工风镐开挖。为保证隧道光面爆破效果，采用标准化作业并不断优化和调整爆破技术和具体参数。
（1） 放样布眼：钻眼前，用激光准直仪定位，经纬仪、水平仪、钢尺相配合，测量人员用红油漆准确绘出开挖断面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，误差不超过5cm。
上台阶：①、周边眼间距40cm，双排内外距20cm共94个；②、拱底16个炮眼间距81.6cm；③、掌子面内布眼72个；④、共计182个炮眼。下台阶：①、周边眼间距40cm，共54个；②、拱脚双拱，底部周边眼单排；③、内侧布37个眼间距80×80。如图5所示。
图5 炮眼布置图
（2）定位开眼：采用钻孔台车或风动凿岩机钻眼，轴线与隧道轴线保持平行，就位后按钻眼布置图钻孔，掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求为控制在5cm以内。
（3）钻眼、清孔：安排技术熟练的操作人员施做，严格按设计要求和具体情况、确定的设备进行施工。装药前，用炮钩和高压风将炮眼内石屑刮出吹净。
（4）装药：按照炮眼设计图确定的装药量自上而下分片分组进行，雷管对号安设，要定人、定位、定段别，不得乱装药。所有炮眼按要求用炮泥堵塞。
（5）联结起爆网络：按设计联结网络操作，起爆网路为复式网路，充分保证起爆的可靠性和准确性。导爆管不能打结，各炮眼雷管连接次数相同，导爆索的连接方向准确、连接点必须牢固，引爆雷管用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处，连好后，专职监炮员认真检查验收。
（6）起爆方法
采用毫秒电雷管起爆炸药，防爆起爆器起爆电雷管。
（6）做好安全工作，非点炮人员撤离到安全区后方可引爆。有瞎炮，要专门处理。及时检查光爆效果，分析原因，
3结语
按照新奥法施工的理念，遵循“管超前、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则，制定富水千枚岩地段超前物探、钻探结合探水、超前注浆堵水、超短台阶人工开挖（局部辅以弱爆破）、初支加强、仰供超前、二衬紧跟的施工方案。穿越断层软弱破碎带采用的周边围岩注浆加固级围岩段开挖措施。相对于国内以往千枚岩地质隧道大多采用正台阶法及大截面型钢、锚索等控制变形的施工方法来说具有操作简便、转换灵活、施工快捷等特点,对同类工程具有一定参考价值. 为今后类似工程的施工提供可借鉴经验。
参考文献：
［1］公路隧道设计规范 (JTG070－2004)。
［2］公路工程施工监理规范JTJ077 – 95
岩石隧道施工方法范文第7篇
【关键词】城市地铁;开挖施工;仿真模拟;有限元分析
目前，在世界各国的城市地铁施工中，由于地质环境具有很强的不确定性和模糊性，隧道围岩错综复杂的变化，开挖方式的多样性，导致不能准确地采用一种本构模型对地铁开挖过程进行数值模拟，因此迫切地需要一种恰当的方法对地铁隧道进行有效的模拟研究。目前，地铁隧道模拟研究的方法有物理实验方法、工程类比方法和数值模拟方法。物理实验方法费用高，时间长，工程类比方法由于划分比较粗糙，与实际有时差距较大。因而，有限元数值分析方法是目前地铁隧道研究的一种非常经济的方法。本文主要介绍采用大型通用有限元ANSYS软件进行地铁隧道开挖三维仿真分析的全过程，以此来判断施工方法选择的合理
性、围岩的稳定性以及支护参数能否满足设计要求。在地铁施工过程中进行有限元数值模拟分析能够验证施工方案的可行性，为地铁安全稳定的施工进行服务，为工程规划决策者提供依据和指导。 1 地铁情况概述 1.1 地铁工程概况
某市地铁工程线路总长度67.62公里，地铁工程估算总投资287.38亿元，采用矿山法暗挖施工的区间37个，采用盾构法施工的区间9个。本标段设计范围为A站、B站以及与之连接的两条区间隧道工程，起讫里程为DK6+044.469～DK7+355.129，本标段全长1310.66米。 1.2 地铁平面设计
地铁A站全长182.2m，采用PBA（洞柱法）工法施工，两端各设置一处风井及风道，在施工期间作为施工竖井及横通道使用。从两端对向开挖车站主体结构，在中间位置实现贯通。车站设置四个出入口，其中两个预留接口与后期地面建筑共同开发。
A站～B站区间隧道全长556双线米，基本沿Z路下方穿行，需要下穿一处长约370m的地下购物长廊及一处8*5m暗渠。
图1 地铁A站平面图Fig.1 Metro Station A Plan 1.3 地铁横断面设计
本场区地面现况路处起伏较小，中部低，两端高，地面高程在14.83～17.21m之间。隧道最大覆土厚度18.09m，最小覆土厚度14.82m。
车站采用四导洞开挖，上层三个，下层一个。导洞开挖尺寸为5.6*5.6m，格栅钢架+网喷混凝土支护形式，上台阶拱脚处设置两根锁脚锚管，控制沉降变形量。
图2 A站横断面设计图Fig.2 Station A Longitudinal design
图3 A站～B站区间隧道标准断面横断面设计图Fig.3 Station A～Station B Longitudinal design 1.4 工程地质概况
在地形地貌及地层结构方面，场区整体上看中部低，两端高。地面高程14.83～17.21米。场区地貌为坡残积台地。勘察深度范围内的地层为第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、第四系冲洪积层（Q4al+pl）、震旦系五行山群长岭子组（Zwhc）钙质板岩、板岩及碎裂岩、并有中生代燕山期辉绿岩（βμ）侵入。
在水文地质特征方面，场地内无地表河流经过。沿线地下水类型主要是第四系孔隙水和基岩裂隙水、地下水主要赋存于第四纪地层的孔隙中和基岩裂隙中。由于地层的渗透性差异，基岩中的水略具承压性，基岩裂隙发育，孔隙水与裂隙水局部具连通性。岩石富水性和透水性与节理裂隙发育情况关系紧密，节理裂隙发育的不均匀性导致其富水性和透水性也不均匀。
在岩土工程分析与评价方面，设计地震分组为第一组，区间场地类别为Ⅱ类，部分区段围岩不稳定，易坍塌，应采取辅助施工措施。 1.5 隧道支护结构
区间隧道标准段为双线双洞布置，马蹄形断面，开挖尺寸为6.0m*6.2m，采用矿山法施工。各类衬砌施工方案如下：
Z1衬砌：适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩标准断面，采用上下台阶方法开挖，系统锚杆加挂钢筋网喷射砼支护，拱部打设系统砂浆锚杆，φ22@1000x1000mm，周圈挂钢筋网φ6@150X150mm，喷射混凝土150mm。
Z2衬砌：适用于Ⅳ级围岩标准断面穿越建（构）筑物段，采用上下台阶方法开挖，拱部120°范围内设置超前小导管，小导管为φ42@300，L=3000mm，外插角15°，每榀格栅打设一环。格栅钢架+喷锚支护，初支厚度250mm，格栅间距750mm;钢格栅由四根φ25钢筋焊接而成。开挖掌子面一次循环进尺500mm～1000mm，及时喷射混凝土封闭，尽量减少围岩暴露时间。 2 地铁施工方法介绍
根据隧道穿越的不同地质状况，隧道结构主要位于中风化板岩及辉绿岩中，围岩级别分别为Ⅳ级、Ⅲ级。根据围岩特性及隧道覆土厚度以及周边环境特征，对明挖、盾构以及矿山法暗挖进行深入分析比较，矿山法因其技术及工艺简单，适用断面灵活，无需大型机械等优点已经在地铁建设中大量采用，并取得了成功，同时也积累了大量的经验。本区间采用矿山法施工。
施工中应严格遵循短进尺、弱爆破、快封闭、勤量测的原则，严格控制循环进尺和爆破震动速度，确保安全施工。其施工过程如图4所示。
图4 开挖顺序示意图Fig.4 Excavation diagram 3 有限元建模 3.1 计算模型
采用大型有限元计算软件 ANSYS 进行隧道开挖的3D模拟数值分析。由于隧道及地下工程结构都属于细长结构物，即隧道的横断面相对于纵向的长度来说很小，可以假定在围岩荷载作用下，在其纵向没有位移，只有横向发生位移。所以隧道力学分析可以采用弹性理论中的平面应变模型进行。
图5 计算断面地层及隧道有限元模型图Fig.5 Finite element model of Figure 3.2 计算参数
计算的力学参数如表1所示。
表1 隧道支护结构参数设计Table 1 Design of structural parameters of the tunnel
初期支护
二次衬砌
喷射混凝土
锚杆
模筑混凝土
标号
厚度（cm）
直径（mm）
长度（m）
间距（m）
标号
拱厚度（cm）
边墙厚度（cm）
仰拱厚度（cm）
200
10
20
2
1.2
300
30
30
铺底10 3.3 计算结果分析
对地铁结构，选用ANSYA有限元软件进行了位移、应力及应变分析，根据《混凝土结构设计规范》进行强度和变形的验算，以此来判断施工方法选择的合理性、围岩的稳定性以及支护参数能否满足设计要求，用来验证施工方案的可行性。
（1） 变形分析
地铁开挖后围岩位移变形过程反映了围岩应力重分布的过程，此过程从隧道开挖到围岩变形稳定，过程持续时间的长短和变形值的大小直接反映隧道开挖后围岩重分布应力状态。从图6可以看出，最大的变形量为0.942mm，按照规范，完全能满足设计要求。
图6 位移等直线图Fig.6 components of displacement
（2） 应力分析
从图7、图8、图9可以看出，最大压应力为6.68MPa，混凝土最大拉应力为-1.31MPa。从《混凝土结构设计规范》中，可以查出C30混凝土的抗压设计强度为14.30MPa，抗拉设计强度为1.43MPa，压应力和拉应力都未超过设计强度，结构能满足强度要求。
图7 应力分量图
Fig.7 components of stress
图8 应变分量图
Fig.8 components of strain
图9 主应变分量图
Fig.9 components of principal strain 4 结论
通过大型有限元计算软件ANSYS 模拟隧道开挖和支护，能够在开挖过程中对隧道的变形和应力状况进行准确的描述及预判，从而便于制定开挖和支护方案，能够指导设计施工，节省大量成本，ANSYS能够为隧道施工控制提供较为可靠的手段和依据。 参考文献
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岩石隧道施工方法范文第8篇
关键词：监控量测 围岩 稳定
一、工程概况
半坡隧道位于贵州省黔南州，为一座上、下行分离的四车道高速公路中隧道，左线长950m，右线长960m，最大埋深约150m。隧道地处贵州高原南部中低山峰丛，穿越泥盆系石英砂岩夹泥岩和白云岩、灰岩互层；节理裂隙发育，有多条断裂线，地下水丰富，软质岩遇水后易软化，因而围岩稳定性差。其岩性主要为：亚粘土、碎石土、强风化白云岩、弱风化页岩、砂岩及泥质粉砂岩、灰岩；弱风化白云岩、泥灰岩，节理裂隙发育，岩体破碎～极破碎，围岩自身稳定性差。
二、量测项目
监控量测可以及时提供地下结构的变形和受力情况等信息，判断施工工艺的可行性、设计参数的合理性，提出更加恰当的施工方法和合理的支护措施，实现隧道信息化动态施工控制，达到既能安全快速施工，又能节省工程造价的目的。根据规范要求，结合半坡隧道施工的实际工程情况，开展了以下的现场监控量测工作：
必测项目：（1）地质和支护观察、（2）周边收敛量测、（3）拱顶下沉量测、（4）锚杆内力量测。必测项目量测方法简单，量测密度大，量测信息直观可靠，贯穿在整个施工过程中。
选测项目：（1）地表下沉量测、（2）围岩内部位移量测、（3）围岩与喷射混凝土间接触压力量测、（4）喷射混凝土与二次衬砌间接触压力量测、（5）喷射混凝土内应力量测、（6）二次衬砌内应力量测、（7）钢支撑内力量测。埋设选测项目断面遵循的原则是①地质恶劣，节理裂隙发育，岩石破碎；②围岩类别渐变；③隧道埋深较浅；④偏压严重；⑤断层破碎带；⑥施工方案变更时所处断面。以便更深入地掌握围岩稳定状态与支护效果，对支护措施有效监控，作出安全性评价，指导施工。
三、数据采集和分析
现场监控量测人员按规范和监控量测大纲规定的频率坚持每天到洞内采集数据和进行地质跟踪调查，如发现量测数据出现异常变化或围岩地质情况变差，则及时分析引起变化的原因并通知有关各方，使问题得到及时处理，同时量测频率在规范规定的基础上增加。
隧道围岩监控量测数据管理系统所生成的时间空间效应曲线和深孔量测项目围岩内部分布图，在一张图纸上综合反映了量测断面桩号、量测断面隧道埋深、施工方法、工程进度、测点位置等信息，能够全面地分析随着时间的推移和掌子面的向前推进，量测断面的围岩变形和支护结构受力的大小和发展趋势，准确判断围岩和支护结构的稳定性，围岩内部的松动范围，对每一个断面的各量测项目分别进行分析，判断变形和应力是已趋于稳定或是有继续发展的趋势，给出一个明确的判断，对隧道施工起到了积极的指导作用。
四、断面围岩稳定性分析
ZK234+365断面位于半坡隧道贵阳端涌水处治地段，该段裂隙水很大，呈股状、线状的涌水点达十多处，采用局部注浆堵水、排堵结合。断面岩性为灰色、褐黄色薄~中层状含砂泥质板岩，岩石板理发育，岩石质软，破碎，局部为褐灰色粘土层，粘土固结差、松散，断面岩石自稳能力极差，易掉块或坍塌。
施工采用上下导坑法开挖，其中上导坑预留核心土开挖。主要支护参数如为：1、初期支护：（1）C20喷射混凝土厚26cm。（2）20b工字钢钢拱架，间距60cm。（3）D25中空注浆锚杆，L=300cm，间距60cm（纵）x100cm（环），按梅花形布置。（4）φ8双层钢筋网，间距20cmx20cm。2、二次衬砌：C25钢筋混凝土砼厚团50cm。地表采用水泥¬-水玻璃注浆加固，洞内辅助施工措施采用超前小导管。
地表下沉：其变化曲线呈现出一定的规律性，从时间空间变化曲线进行分析，总体上分三个阶段（1）缓慢增长阶段，从洞内开挖逐步靠近本量测断面开始，直到开挖面距离本量测断面为5m，平均变形速率在0.061~0.194mm/d之间；（2）快速增长阶段，从开挖面距离本量测断面5m开始，直到开挖面离开本量测断面10m，平均变形速率在0.925~4.93mm/d之间，该阶段下沉完成总下沉量的85%以上；（3）缓慢增长---逐渐趋稳阶段，为开挖面离开本量测断面10m以后，平均变形速率在0.15~0.35mm/d之间之间。5个测点的地表下沉稳定值分别为：44mm、60mm、64mm、37mm、16mm，呈现出明显的左侧下沉大、右侧下沉小的状态，与本地段偏压的状态吻合。
拱顶下沉：本断面的拱顶下沉波动较大，三个测点的变化趋势基本一致，测点埋设初期，在左侧偏压的作用下，拱顶下沉测点先向上移动，三个测点的最大量测值分别为-2mm、-7mm、-9mm，上台阶开挖面逐渐远离本断面后，测点逐渐向下移动，稳定下沉值分别为6mm、2mm、-2mm，围岩变形较小，处于比较稳定的状态。
周边收敛：拱腰的周边收敛逐渐增大，总体上分两个阶段，上台阶开挖初期，拱腰的周边收敛增加速度较快，后逐渐减缓，下台阶开挖时，拱腰的周边收敛又短暂地有所增加，其稳定收敛值为12.4mm，边墙的的周边收敛量测值很小。
接触压力：围岩与喷射混凝土接触压力呈中间大两侧小地状态，拱顶测点的接触压力最大，接触压力达到0.433Mpa，30天后则趋于稳定，喷砼与二次衬砌接触压力很小，处于稳定状态。
内部应力：喷射混凝土内部应力呈现出左侧受拉右侧受压的状态，与本断面左侧埋深大右侧埋深小，呈偏压状态吻合，真实地反映了的结构的真实受力状态。其中右侧拱腰的喷射混凝土内部应力较大，测点埋设初期增加较快，量测20天后受力趋于稳定，其稳定量测值为1.9Mpa，二次衬砌内部应力较小，量测值小于0.4Mpa。
钢支撑内力：拱顶测点的钢支撑内力最大，测点埋设后的变化很快，30天后拱顶测点的钢支撑内力已逐渐趋于稳定，稳定量测值为21KN，其余测点的量测值很小。
围岩内部位移：本断面的围岩内部位移较大，表明隧道施工开挖对围岩有所扰动，其中左侧拱腰围岩壁面和围岩内部0.7m处的位移最大，量测值分别为10mm、8.5mm，均为向隧道内空移动，右侧拱腰围岩内部2.1m处的位移最大，量测值为6mm，为向隧道外移动，分析表明在偏压的作用下，围岩和隧道结构有向右移动的现象。
锚杆轴力：本断面的锚杆轴力以受压为主，基本上都呈现出往围岩内部轴力逐渐减小的状态，稳定量测值均小于8KN，分析表明锚杆的作用尚未充分发挥出来，因此，可适当增加锚杆的长度。
五、结论
通过对半坡隧道围岩类型典型断面的稳定性分析，得出以下结论：
（1）半坡隧道出口浅埋偏压段的支护措施和施工方法是恰当的，支护结构形成了比较稳定的承载拱，洞内变形较小，围岩处于稳定状态。