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1、 广东交通职业技术学院城市轨道交通学院 2012届城市轨道交通工程技术专业毕业设计/论文广东交通职业技术学院城市轨道交通学院城市轨道交通工程技术专业毕业设计论文论文题目：隧道浅埋暗挖施工技术学生姓名：钟伟鹏学 号：5522093122指导老师：蒋英礼专 业：城市轨道交通工程技术班 级：09城市轨道交通工程技术（1）班二0一二年三月隧道浅埋暗挖施工技术摘要通过近两个世纪的探索，山岭隧道建设形成了多种设计理论和工法，如新奥法、浅埋暗挖法、矿山法等，这些设计理论和工法在实践中发挥了十分重要的作用。浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法，具有埋深浅、地层岩性差、存在地下
2、水、周围环境复杂等特点。应用浅埋暗挖法设计、施工时，同时采用多种辅助工法超前支护，改善加固围岩，调动部分围岩的自承能力；并采用不同的开挖方法，及时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计方法，实现不塌方、少沉降、安全施工，并形成多种综合配套技术。关键词: 浅埋；暗挖隧道；施工；技术TUNNEL SHALLOW DEPTH EXCAVATON CONSTRUCTION TECHNOLOGYABSTRACTAlong with the development of high grade highway in the mountainous a
3、rea highway tunnel under complex geological the construction method , construction of security , environmental protection , economy increasingly attention by people. Tunnel construction process in geological conditions of the diversity and complexity , should use modern mechanics analysis of surroun
4、ding rock and supporting the community in basic mechanics rules , again with traditional mechanics theory analysis and combined with concrete tunnel engineering practice method or technology to solve for tunnel construction under complicated conditions. The tunnel engineering construction often invo
5、lves complex engineering environment conditions, including complex engineering environment and complex geological environment,the following wear for road, through rich in groundwater diluvial body , through fault fracture zone , through rrivers or submarine ,ect. So, choose reasonable tunnel constru
6、ction scheme of complex engineering in environment and the geological construction is of great significance.Key words: shallow buried; underground tunnel; construction technology29 目录1 绪论 12 概述 22.1 工程特点 22.2 浅埋暗挖法施工基本原则 52.3 浅埋暗挖法“18字方针”63 开挖方法 73.1 开挖方法的选择 73.2 全断面开挖方法 83.2.1 施工顺序 83.2.2 适用范围 83.2
7、.3 优缺点 83.2.4 注意事项 83.3 台阶法施工 83.3.1 正台阶法开挖 93.3.2 台阶法优缺点 93.3.3 注意事项 93.4 分部开挖法 103.4.1中隔墙法（CD法） 104 复杂条件下的浅埋暗挖施工 124.1 隧道穿越运营公路的浅埋暗挖施工 124.1.1 工程概况 124.1.2 坡荷隧道下穿S320省道施工方案134.2 有水条件下的浅埋暗挖施工 144.3 山岭隧道浅埋段施工 164.3.1 山岭隧道浅埋段特点 164.3.2 施工关键技术 175 坡荷隧道特殊问题 185.1 坡荷隧道工程概况 185.2 坡荷隧道边仰坡问题 195.2.1 工程实例 1
8、95.2.2 处理措施 205.3 坡荷隧道塌方处理 215.4 坡荷隧道控制沉降措施 236 监控量测技术 246.1 监控量测的目的246.2 监测项目246.2.1 目测256.2.2 水平净空收敛、拱顶下沉26参考文献27致谢281. 绪论浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行地下洞室暗挖施工的一种方法，继1984年王梦恕院士在军都山隧道黄土段试验成功的基础上，又于1986年在具有开拓性、复杂性、风险性的北京复兴门地铁折返线工程中应用，在拆迁少、不扰民、不破坏环境的条件下获得成功。同时，结合我国国情及水文地质条件，创造了小管超前支护技术、“8”字形网构钢拱架设计和制造技术、正台阶环形开挖
9、留核心土施工技术，提出了“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的“18字方针”，突出时空效应对防塌的重要作用，提出在软弱地层快速施工的理念，由此形成了浅埋暗挖法，创立了适用于软弱地层的地下工程设计、施工方法。目前，我国浅埋暗挖公路隧道、地铁隧道在许多山区、大城市正蓬勃开展，随之而来的工程事故也时有发生，隧道上覆地层的整体沉陷、突发性塌方事故，不得不引起人们的重视。浅埋暗挖法，对于浅埋段隧道施工的意义十分重大。目前在建的广西靖那高速第二标段的坡荷隧道出口端正是采用了这一方法。采用浅埋暗挖法施工，有效地减少了由于地层损失而引起的地表移动变形等环境问题，不但使施工对周边环境的影响降到最低
10、，而且由于及时调整、优化支护参数，提高了施工质量和速度，安全系数也大大地提高了，为隧道施工提拱了安全保障，具有重大的社会效益和环境效益。2.概述浅埋暗挖法提出新的设计理念，初期支护按承担全部基本荷载设计，二次模筑衬砌作为安全储备，初期支护和二次衬砌共同承担荷载。2.1 工程特点与其他地下工程施工工法相比，浅埋暗挖法具有以下技术特点。1. 埋深浅对于浅埋地下工程而言，其显著特点是埋深浅，在施工过过程中，地层承载力差，开挖引起的地层应力波迅速传到地表，从而引起明显的地表沉降，对周边环境的影响较大，超过一定限度，会引起整体失稳，发生塌方。因此，对地层预加固、开挖方法、支护衬砌等提出了更高的要求。所以
11、，围绕如何有效控制浅埋地下工程扰动诱发的地表沉降变形，成为浅埋地下工程设计、施工、研究的重点、难点和热点问题。基于控制地表变形、减少对环境的不利影响、降低施工成本，形成了各种适用于浅埋地下工程的施工方法。2. 地质条件差浅埋暗挖法是在软弱围岩浅埋地层中修建山岭隧道洞口段、城区地下铁道及其他适于浅埋地下工程的施工方法。它主要适用于不宜明挖施工的土质或软弱无胶结的砂、卵石等第四纪地层。基本属于VVI级围岩，岩性软弱，大多为土质地层。3. 辅助工法多样由于浅埋暗挖法适用于软弱地层中，预先加固改良地层是一项必不可少的技术措施。地层预加固的主要目的是为开挖支护顺利实施，即保证在一定时间段内开挖面的稳定，
12、同时考虑减小地表沉降，降低施工对周围环境的影响。这些地层预加固方法统称为辅助工法，包括注浆法、降水法、超前小导管法、长管棚法。a. 注浆法注浆法是浅埋暗挖施工中使用最多的一种辅助工法，通常配合小导管、大管棚使用。液浆在土体中固结并在注浆压力下扩散并挤密土体，起到加固地层、止水的作用。广西壮族自治区靖那高速坡荷隧道出口端下穿S320省道，埋深只有56m，采用了地表注浆这一方法，有效地加固改良了地层。图为注浆施工工艺流程图图2.1坡荷隧道地表注浆清理地表测量布孔钻 孔清 孔小导管加工安装小导管封口止浆注 浆下一根小导管图2.2地表注浆施工工艺流程图b. 超前小导管法超前小导管支护是软弱地层浅埋暗挖
13、施工时，优先采用的一种地层加固方法。通过超前小导管注浆，使地层得到固结改良，保证掌子面开挖时掌子面稳定，阻止过大塌方发生。超前小导管长度一般为35m，直径3050mm，环向间距2040cm，以一定外插角（1030）打入带孔小导管，并注浆。以坡荷隧道VI级围岩为例，导管长度为4.5m，直径50mm，环向间距35cm，导管尾部与拱架相接。 图2.3 超前小导管c. 长管棚法 长管棚法用于暗挖隧道的超前加固，布置在隧道的拱部周边。管棚一般都要进行注浆，以获得更好的地层加固效果。管棚一般在刚开始进洞时施工，长度为1545m，具体视围岩情况而定。长管棚施工工艺：加工制作架立管棚钢拱架 测设中线及水平 检
14、查已开挖断面形状 安设架立管棚钢拱架及导向管 施工套拱砼 钻管棚管孔眼 安装管棚钢管、注浆 开挖断面 喷砼等施工初期支护 图2.4安装大管棚4. 开挖方法较多采用浅埋暗挖施工时，常见的开挖方法有正台阶法、环形开挖留核心土法，以及适用于特殊地层条件的其他施工方法，如交叉中隔墙法（CRD法）、中隔墙法（CD法）、双侧壁导坑法等。选择开挖方法时，应根据具体地下工程的各方面条件综合考虑，选择最安全、最经济、最理想的设计和施工方案。5. 风险管理难度大浅埋暗挖工程通常具有工期长，规模大，技术复杂，地质条件不确定，不良地质多，施工中的意外事故和施工造成的环境影响对工程的进展产生的影响很大的特点。因此，我们
15、要防患于未然，把风险造成的损失降到最低。6. 施工影响小2.2 浅埋暗挖法施工基本原则根据浅埋暗挖法的施工特点、工艺流程、特殊措施、辅助工法以及自身在坡荷隧道的实践经验，总结形成了浅埋暗挖法施工的基本原则。1.选择适宜的辅助施工工法，优先采用小导管超前支护。2.在地面动荷载作用下，先进行地表注浆，预先加固地层，小导管配合进行超前支护。3.在有水的地方，应先引水，排水。4.选择最安全、最经济的开挖方法，并严格控制每循环的进尺长度，进尺一般为0.5 0.75m，因为拱部局部塌方的高度一般是进尺长度的1/2。5.大跨施工应选择边打跨为小跨的施工方法，如CD法、CRD法。在确保安全、经济的前提下，开挖
16、方法的选择次序为：当开挖断面宽度大于10m以上时，应优先选择CD法，在迫不得已的情况下，可以考虑CRD法；当开挖断面宽度小于10m时，应优先采用正台阶法；当下沉量控制不住时，再考虑采用CD法或CRD法。工程实践证明，如在坡荷隧道，开挖断面宽度为13.5m，而且围岩为VI级围岩，采用CD法开挖是安全且经济的。6.由于地层条件很差，在喷层和地层间经常出现空隙，该空隙多发生在拱顶附近和拱脚处。所以喷浆时应多加注意。7.应做好拱脚的处理，在拱脚处应打设能注浆的锁脚锚杆，这是防止拱脚下沉的关键。8地下工程的衬砌必须采用复合式衬砌结构形式，要求衬砌厚度一般不能小于30cm。坡荷隧道由于要下穿S320省道，
17、且围岩太差，衬砌厚度设计为60cm。初期支护和二次模筑衬砌之间必须设防水隔离层，采用无钉铺设防水板，防水板后部必须设置系统排水盲管，并将纵向盲管的水排掉，在一定距离设置横向引水管(2030m一道)，将水排入中心水沟。系统排水盲管分为环向排水盲管和纵向排水盲管，环向盲管通常每隔10m设置一道，水多的地方为35m一道。9.为突出快速施工，应做到“5个及时”，即及时支护、及时封闭、及时量测、及时反馈、及时整改。10.坚持“18字方针”,即管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测。11.监控量测技术是监控拱顶下沉、边墙收敛和防止塌方的最可靠的办法，必须认真、快速获取监控量测的结果，掌控洞内的变化
18、情况。12严格纪律，严格工艺，严格管理。2.3 浅埋暗挖法“18字方针”浅埋暗挖法施工中必须坚持“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的“18字方针”，其具体内容如下：“管超前”利用钢拱架为支点，使用超前小导管注浆防护，超前小导管长度一般为35m，直径3050mm，环向间距2040cm，外插角为1030。“严注浆”在小导管超前支护后，立即压注水泥浆，增强围岩自稳能力。“短开挖”严格控制每循环进尺，VI围岩每次开挖50cm，每次环状开挖，预留核心土，开挖后及时喷射38cm厚混凝土。“强支护”在浅埋段隧道进行施工，初期支护必须十分牢固，确保隧道安全。按照初喷混凝土测量立钢拱架挂钢筋网打
19、锚杆喷射混凝土的工序进行支护。下穿S320省道的坡荷隧道初期支护喷射混凝土为31cm。“快封闭”CD法开挖时，先开挖左导洞上半断面，及时支护；再开挖左导洞下半断面，及时支护。右导洞紧跟着施工，及时成环，并及时封闭仰拱，使初期支护成为一个闭合的整体，此时拱顶沉降及边墙收敛渐趋稳定。“勤量测”量测是对施工过程中围岩及结构变化情况进行动态跟踪的主要手段，量测信息及时而准确地反馈给施工，以便及时改正施工措施，及时整改。3.开挖方法采用浅埋暗挖法施工时，常见的开挖方法见下表。表3-1 浅埋暗挖法修建隧道主要开挖方法施工方法重要指标比较适用条件沉降工期造价全断面法围岩好一般最短低正台阶法围岩较差一般短低环
20、形开挖留核心土法围岩差一般短低单侧壁导坑法围岩差较大较短低中隔墙法（CD法）围岩差较大较短偏高交叉中隔墙法（CRD法）围岩差较小长高双侧壁导坑法围岩差大长高3.1 开挖方法的选择 浅埋隧道开挖方法的选择，应以地质条件为主要依据，结合工期、隧道长度、断面大小、施工队的机械设备能力和施工技术水平等综合因素考虑。同时，应尽量采用新技术、新工艺、新设备、以提高施工速度，保证施工质量，提高施工效率，改善劳动条件。还应考虑到威围岩条件发生变化时，开挖方法的适应性和变更的可能性。所选的开挖方法应既能满足工程要求，又能降低成本。3.2 全断面开挖方法按设计将整个隧道开挖断面采用一次开挖成形（主要是爆破或机械开
21、挖）、初期支护一次到位的施工方法叫全断面开挖法。3.2.1 施工顺序全断面开挖方法的主要工序为：使用移动式钻孔台车或人工钻孔全断面钻孔装药连线爆破出渣局部锚喷支护下一个循环。3.2.2适用范围全断面法主要适用于级围岩。3.2.3 优缺点优点：（1）可以减少开挖对围岩的扰动次数，有利于围岩天然承载拱的形成；（2）全断面开挖法有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，工序少，便于施工组织和管理。缺点：（1）对地质条件要求非常严格，围岩必须有足够的自稳能力；（2）开挖面大，围岩相对稳定性降低；3.2.4 注意事项采用全断面开挖时应注意：（1）加强对开挖面前方的工程地质和水文地质的
22、调查，对不良地质情况，要及时预报，随时准备应急措施、改变施工方法，以确保施工安全和工程进度。（2）各工序机械设备要配套，充分发挥机械设备的使用效率和各工序之间的协调作用，确保各项工作的顺利进行。（3）加强各种辅助作业和辅助施工方法的设计与施工检查。（4）全断面法开挖选择支护类型时，应优先考虑锚杆和锚喷混凝土、挂网等支护形式。3.3 台阶法施工台阶法开挖就是将开挖断面分成两步或多步开挖，具有上下两个工作面，可分为正台阶法，中隔墙台阶法等。该法在浅埋暗挖法中应用最广，可根据工程实际、地层条件及机械条件，选择适合的台阶方式。3.3.1正台阶法开挖根据围岩情况，正台阶法可分为两步或多步台阶法。（1）上
23、下两步台阶开挖法使用此方法，一般围岩较好（级），将断面分成上下两个台阶开挖，上台阶长度一般控制在11.5倍洞径以内，上台阶高度控制在2.5m。必须在地层失去自稳能力之前尽快开挖下台阶，支护后形成封闭结构。（2）多步开挖留核心土该法适用于围岩较差，VVI级围岩的地质条件。上台阶取1倍洞径左右环形开挖留核心土；用系统小导管超前支护稳定工作面；用钢拱架做初期支护，拱脚设置锁脚锚杆；下台阶及时跟进；及时封闭仰拱，以控制沉降。（3）环形开挖留核心土采用环形开挖留核心土，可防止工作面的挤出，其开挖方法是上部导坑弧形断面留核心土平台，拱部初期支护，再开挖中部核心土。图3.1 环形开挖留核心土 1-上导坑开挖
24、；2-拱部网喷支护；3-中核开挖；4-下部开挖3.3.2 台阶法优缺点优点：1.灵活多变，适用性强，凡是软弱围岩、第四纪沉积地层，必须采用正台阶法；2.台阶法开挖具有足够的作业空间和较快的施工速度，台阶有利于开挖面的稳定性。缺点：上下部作业有干扰，台阶开挖会增加对围岩的扰动次数。3.3.3 注意事项（1）台阶数不宜过多，长度要适当，充分利用地层纵向承载拱的作用；（2）软弱地层施工时，要及时封闭成环；（3）上下台阶架设拱架时，拱脚必须落在实处，可在拱脚处垫木板，采用锁脚锚杆稳固拱脚，防止拱顶下沉；（4）解决上下台阶作业的相互干扰问题，做好作业施工组织，质量监控和安全管理工作。3.4 分部开挖法分
25、部开挖法主要适用于围岩较差的大断面地下工程，尤其是限制地表下沉的浅埋段隧道施工，该法包括单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中隔墙法（CD法）、交叉中隔墙法（CRD法）等多种形式。坡荷隧道在穿越S320省道的浅埋段施工主要采用了中隔墙法（CD法）。坡荷隧道出口浅埋段围岩为级围岩，采用这种施工方法，即保证了洞顶省道的行车安全，又保证了洞内施工安全。3.4.1中隔墙法（CD法）1. 概述中隔墙法（CD法）是指先开挖隧道一侧，并施作临时中隔墙，当先开挖一侧超前一定距离后，在分部开挖隧道另外一侧的隧道开挖方法。CD法主要适用于围岩较差和不稳定岩体，且地表下沉要求严格的地下工程施工。中隔墙法（CD法）以台阶法为
26、基础，将隧道断面从中间分成46个部分，使上下台阶左右各分成23个部分，每一部分开挖并支护后形成独立的闭合单元。 中隔墙 图3.3 CD法开挖方式2. 工艺流程采用中隔墙法施工时，每步的台阶长度都应控制，一般台阶长度为57m。为稳定工作面，中隔墙法一般与超前小导管预注浆等辅助施工措施配合使用。施工准备 测量放线右侧上台阶超前支护左侧上台阶超前支护右侧上台阶开挖支护左侧上台阶开挖支护拆除临时支撑右侧下台阶开挖支护左侧下台阶开挖支护全断面初期支护、临时封闭 图3.4 CD法工艺流程图3. 优缺点优点：（1）各部封闭成环的时间短，结构受力均匀，形变小； （2）由于施工时化大跨为小跨，步步封闭，因此，每
27、部开挖扰动土层的范围相对小得多，封闭时间短，结构很快就处于整体较好的受力状态。同时，中隔墙也起到了增大结构刚度的作用，有效抑制了结构的变形。(3）该法适用于较差地层，如采用人工配合机械开挖的级围岩和浅埋、偏压及洞口段工程。缺点：（1）由于地层软弱，断面较小，只能采用小型机械进行施工，且分块太多，工序繁多。（2）临时支撑的施作和拆除困难，成本较高。（3）有必要采用爆破时，必须控制药量，避免损坏中隔墙。4.复杂条件下的浅埋暗挖施工隧道工程建设常常涉及复杂的环境条件，包括复杂的工程环境和地质环境，如下穿已有道路，穿越富含水地下水的坡积体，穿越断层破碎带等。4.1 隧道穿越运营公路的浅埋暗挖施工随着交
28、通网络建设的发展，近年来全国出现许多下穿已有道路的隧道修建问题。修建一般隧道主要控制围岩坍塌、过大变形、突水和掌子面片落等工程事故，而在已有道路下修建隧道的主要控制目标是道路路面的沉降要小于一定限度，保证道路正常通行。因此，在此类工程中选择合理的工法，控制地表下沉，将对已有结构物的影响控制在允许范围内具有重要意义。4.1.1 工程概况坡荷隧道（K63+216K65+490）地处那坡县坡荷乡，全长2274m，是广西壮族自治区靖那高速第二合同段最长的隧道，属本标段的控制性工程。进、出口靠近省道S320，进场较方便。坡荷隧道采用进出口双向掘进。隧道洞口位于深沟谷，地形起伏较大。坡荷隧道出口下穿S32
29、0省道，隧道上方覆盖层只有5-7m，属于浅埋段，且S320省道车辆频繁，交通繁忙。若洞口段采用明挖法修筑，必须对公路全幅开挖，将阻断省道交通,地方交通部门不允许。 坡荷隧道出口段，地层覆盖层为第四系堆积土及人工弃渣，为杂色粉质粘土，含页岩和石灰岩的碎石块，结构较松散，下伏为页岩及石灰岩，岩体风化强烈，围岩自稳能力差，成洞条件差，必须做好超前支护。整个出口端的堆积体约20m深，隧道整体穿越堆积体，堆积体局部含水丰富。坡荷隧道出口段处于斜坡地段，上部有一已建公路和隧道轴线斜交，公路中心离左线洞口约45m，离右线洞口约40m。省道S320距离本隧道洞顶的距离约57m。下图为坡荷隧道出口。图4.1 坡
30、荷隧道出口位置4.1.2 坡荷隧道下穿S320省道施工方案考虑到隧道洞口段地质情况，围岩较松散破碎，大部分为原先修筑省道时的堆积土，自然成洞条件差，采用洞外减载、洞外补强和洞内加固三种方法相结合等措施来提高围岩自身的承载力，确保进洞施工安全。（1）洞外减载主要是指在省道靠近高速公路小桩号一侧修筑一条7m宽的临时便道，以方便在施工省道S320下方暗洞时，可以疏导省道上的重载，从而达到为隧道减轻负荷的目的。（2）洞外补强主要是针对出口端的松散堆积体进行注浆加固，使隧道周边松散体固结成整体，改善洞口松散体的物理性质，从而提高围岩自身的承载力，改善隧道成洞条件。1.隧道处在约20m深的松散碎石土中，所
31、以采用洞外地表注浆加固方案，使松散的碎石胶结和超前支护共同作用，确保隧道安全进洞。2.注浆采用50钢管，钢管采用梅花形布置，设置间距为0.75m。拱顶部分钢管长度为距离隧道拱顶0.30.5m，两侧边墙的位置要求设置3排注浆管，注浆管长度比仰拱底深0.5m。3.注浆浆液采用1:1的水泥净浆。注浆压力为0.51.0MPa。（3）洞内加固则是指通过设置半明半暗、修筑长管棚跨越、洞内初期支护和二衬进行补强等方式提高隧道支护的承载力，最终达到结构安全、结构性能和整体沉降满足要求的目的。洞内加固方案应当结合地表加固方案同时进行，针对该段下穿省道，左右洞各设置了60m的型支护，主要采用了I25b的工字钢，间
32、距50cm，同时将隧道二衬厚度调整为60cm。隧道内加固方案主要的优点是能保证公路畅通，对环境起到保护作用，确保施工安全。1.洞口套拱施工：采用898mm大管棚超前注浆支护，898mm管棚采用热轧无缝花钢管，间距40cm，范围拱部120内，左、右洞均为45m长。另外，坡荷隧道出口洞口段采用50*4的小导管，单根长4.5m，角度=10-30，环向间距0.4m，搭接不小于1.1m。 2.同时为减小刷坡，实现隧道零开挖进洞，出口右洞设置了7m的半明半暗结构形式，将部分明洞在修筑好护拱后进行暗作，从而减少对省道松散边坡的扰动，实现安全进洞。3.开挖形式：级围岩采用CD法开挖。开挖时可视边墙稳定情况，适
33、当加设50小导管注浆加固。4.出口左右洞各增设60m型的衬砌支护。5.注意事项： 监控量测应加强，特别是对公路路面的观测，因为洞内施工，对路面影响较大，路面容易出现开裂的现象。洞内施工应采用机械开挖，尽快支护成环，二次衬砌通过监控量测数据分析后，及时跟进。 预留足够的开挖沉降量，初步计划预留30-35cm，确保初期支护不侵限。 由于隧道地处省道下方，且在急弯和陡坡段，施工过程中必须注意上方省道S320 的交通疏导，加强施工安全控制。4.2 有水条件下的浅埋暗挖施工隧道通过的地层有含水、渗水、涌水和地下水水压，这些都是客观存在的。地下水对隧道的危害主要有：使软岩软化，水压增大；促使破碎带崩塌；使
34、粘土、土质岩膨胀，围岩发生流变；无胶结围岩流动化，围岩崩塌，丧失稳定等。总之，地下水的存在会对软岩、土、沙层造成不稳定，增大荷载。大量地下水与高水压常会酿成洞内突水、突泥、突沙及地面沉陷等重大事故。为了防止隧道施工中地下水引起灾害，必须根据隧道工点的实际地质与水文地质条件和施工方法对地下水进行调查和有效控制。有效控制地下水主要有两种方法:即排水和止水。止水的方法常常与围岩的加固相联系。坡荷隧道出口段处于S320省道下方，省道两边的水沟及S320省道改路旁的水沟会渗水到洞内掌子面，每一次下雨的时候掌子面的水流就跟水龙头的一样。经过综合考虑，最后采取了导坑排水的方法。下表为处理地下水的方法。表4-
35、1 处理地下水对策表处理涌水对策堵水排水降水方法名称注浆法导坑排水底设导坑排水钻孔排水深井降水适用条件可注性地层：1.水量较小，水压较低2.浅埋隧道地面注浆。1.利用渣坑道作为排水坑道；2.水量较大，压力较大时，为处理涌水设置侧导坑。1.涌水量很大；2.城市地铁不允许地下水流失。1.深埋隧道2.地层透水系数较大。1.深埋或浅埋隧道通过含水地层时，且围岩具有可降水性能；2.埋深在30m以内较合适。效果评价1.实用；2.效果好，起到堵水与固结围岩的作用。实用，有效1.实用有效，能排除大量涌水，大大降低水压；2.有利于稳定掌子面；3.底部基本能达到无水作业。1.实用效果好；2.同时起到探查前方地质作
36、用；3.有稳定掌子面作用。1.实用效果好；2.底部基本能达到无水作业。对掌子面的影响掌子面须停止施工1.掌子面与排水导坑可同时作业；2.对掌子面施工有一定影响掌子面与排水导坑可同时作业，互不干扰。掌子面钻孔与排水钻孔同时进行，几乎无干扰。对掌子面施工无影响费用较大小很大小中等4.3 山岭隧道浅埋段施工近年来，随着我国高等级公路及铁路的发展，山岭隧道的建设规模越来越大。隧道在降低交通事故发生率、缩短行程、提高车速、保护环境等方面发挥了积极作用，取得了良好的社会效益和经济效益。山岭隧道浅埋段的施工多出现在洞口段、低山隧道和傍山隧道。4.3.1 山岭隧道浅埋段特点山岭隧道具有如下特点;1. 埋深浅由
37、于埋深浅，开挖过程中难以形成承载拱，变形快，开挖引起的下沉直接达到地表，而且浅埋隧道掌子面前方的先行下沉很大，会造成很大的地表下沉，甚至塌穿地表。2. 地质条件复杂山岭隧道浅埋段所处位置决定了多数情况下会有地形偏压、表层软弱堆积物、风化带等对隧道开挖有很多影响的特殊问题，会出现下沉急剧增大、地表开裂等异常现象，有时也会有掌子面不稳定等现象。 图4.2 坡荷隧道出口段3.开挖易引起塌方浅埋段隧道难以形成承载拱，偏压造成对衬砌背后的围岩压力不对称，软弱堆积物在自然或人为因素作用下极易复活，最不稳定，而风化作用使岩土体裂隙增大，强度减弱，地表水易侵入，影响其稳定性，造成塌方等地质灾害。4.3.2 施
38、工关键技术1. 超前地质预测预报技术对山岭隧道浅埋段进行超前地质预测预报，是防止隧道塌方，保证施工安全的关键措施。超前地质预测预报的主要方法有地面地质调查、掌子面地质素描、地质雷达、红外线探测、超前水平钻孔等。坡荷隧道最近一次预测预报是采用了掌子面地质素描的方法。2.洞口段施工关键技术（1）隧道进洞位置的选定要根据洞口处的地形、地质状况而定，不要为了缩短隧道的长度而偏压进洞，使洞口处挖深过大，破坏山体坡面的稳定和植被。根据地形的条件，因地制宜地选择隧道洞门形式，使其与周边的自然环境和景观相协调。实践中，一般选用削竹式不受力洞门，洞口变坡点应设置合理，防止雨水流入洞内。（2）对浅埋、偏压、地质条
39、件较差的隧道洞口，洞身段应先预加固后再开挖，视地质条件可采用地表砂浆锚杆、地面预注浆等加固围岩方法，网喷混凝土或砂浆锚杆加固边仰坡。并根据围岩情况设置大管棚（1040m）、超前注浆小导管等超前支护措施。（3）洞口段施工中最关键的工序是进洞开挖，应根据地质条件，选择合理的开挖方法与开挖方式。采用钻爆法开挖，一定要坚持“短进尺，弱爆破”的光面爆破。进洞开口进尺不超过1.5m。洞口地段为 级围岩，地质条件较差，采用台阶法施工，上半断面尽量采用预留核心土环形开挖的方法。洞口地段为 级围岩，要采取提高围岩强度和加固围岩的施工方法施工，如采用CD法或CRD法。（4）台阶法开挖下部时，应采用跳槽马口开挖，且
40、应开挖一榀接一榀钢拱架，随挖随支护随喷混凝土和打设锚杆。（5）开挖台阶不宜过长，做到尽早成环，先做仰拱，尽早封闭。同时，应尽早衬砌，首环衬砌长度不应小于6m，一般二衬台车为812m。（6）隧道洞口工程衬砌不允许采用“先拱后墙”施工方法。（7）尽早完成洞门工程，增强洞口段的稳定性。3.偏压隧道施工关键技术大多数偏压隧道常属于浅埋偏压，既有偏压问题，又有浅埋问题。因此，考虑施工技术时，应二者兼顾。坡荷隧道进口端就属于浅埋偏压隧道，当时采取了地表砂浆锚杆和山体卸载的措施解决了偏压隧道外侧岩土体的失稳问题。（1）采用锚杆、山体卸载或锚索加固外侧岩土体的措施来解决外侧岩土体失稳问题。锚杆直径为22mm或
41、25mm，锚杆长度为36m，按100cm100cm200cm200cm间距梅花形布置。（2）对于偏压隧道外侧岩土体有严重失稳且数量较大时，考虑用抗滑桩方法来防止外侧岩土体失稳或坍塌，从而确保隧道不塌方。（3）一般采用台阶法施工，上半断面尽量采用预留核心土环形开挖法；对于大跨度、大断面偏压隧道，采用双侧壁导坑法施工。（4）开挖后钢支撑支护紧跟，且应开挖一榀支撑一榀钢拱架，随挖随支护随喷混凝土和打设锚杆。台阶法开挖下部时，应采用左右错开开挖马口接下部支撑。（5）偏压隧道二次衬砌应紧跟掌子面，二衬到掌子面的距离不超过30m。5. 坡荷隧道特殊问题隧道是修建于岩土体的特殊构筑物，随着交通建设的不断发展，各种复杂的隧道相继修建，隧道的结构形式也越来越多，因此面临的隧道也越来越多。5.1坡荷隧道工程概况坡荷隧道位于那坡县坡荷乡，进口和出口处均有省道S320通达，交通较为便利。气候属于亚热带湿润季风气候，雨热同期，干湿分明，年平均气温18.4，年降雨量为1533.4mm，全年降雨量的80