发布时间：2023-03-02 15:05:44
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的隧道论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
由于地层地质的复杂性，大跨软岩隧道工程仍然面临着以下几个急需解决的关键问题:
1)对围岩变形的判断与控制。对于软岩隧道围岩变形的研究主要集中在三个方面:
a．从理论方面对变形机理进行研究;
b．选择合理的施工工法对围岩变形进行控制;
c．运用有限元或其他数值模拟的手段对围岩的变形量和变形趋势进行预测。从众多的学术论文和科研成果中不难发现，对于围岩变形的机理多是采用连续性介质理论进行分析，而实际工程中的围岩是非连续的，它是岩块和结构面在三维空间的一种非定向关系。尤其是对于地质状况比较复杂的软弱围岩，都是由多种物理成分组成的，且各物理成分的大小、多少及分布具有很大的随机性。但是，在实际的研究和应用中，例如采用数值模拟的方法对软岩隧道围岩变形进行分析时，又必须运用岩体的本构关系，这本身就是存在问题的，更不要说计算结果的准确性了。不论是理论分析还是数值模拟都没有办法对围岩的变形量进行准确的判断。这将引起另外一个问题，就是在采取控制变形措施时，通常采用的是依据相似工程经验制定施工方案，并没有针对不同的变形量采取相应的控制措施，因此变形控制措施也具有一定的盲目性。另外，隧道施工中变形可以达到1．0m甚至更大，软弱围岩变形本质上属于大变形问题，然而岩体力学中使用的弹塑性变形理论虽然对材料的非线性进行了考虑，但是严格意义上仍属小变形理论。
2)对合理支护时机的探讨。隧道二次衬砌施作时机始终是隧道界讨论的热点问题，二次衬砌的支护时机是保证二次衬砌长期稳定的关键。特别是对于软岩大变形隧道，如果二次衬砌施作过晚，则可能造成初期支护变形过大而无法控制，以致隧道失稳;但如果施作过早，则不利于地应力的释放和充分发挥围岩的自稳能力，从而使二衬受力过大而导致开裂，降低了隧道结构稳定性。因此，合理确定二次衬砌施作时机是保证隧道施工阶段和长期运营阶段安全性的关键。但是现阶段，对于隧道二次衬砌支护时机的研究仍然没有形成系统的体系。研究者多根据具体的工程背景选择不同的岩石弹塑性模型，采用的确定合理支护时机的判定方法也各有不同。对于二衬支护时机的影响因素的分析也多是针对单一影响因素，并没有综合考虑。
2大跨软岩隧道的发展与展望
为了满通建设的需要，将不可避免的遇到更多的软岩隧道工程。围岩大变形的控制问题仍然是未来软岩隧道工程需要解决的关键问题。从根本上讲要更深入的研究围岩的变形机理，找出适用于实际工程地质状况的围岩的本构关系。在施工的过程中，超前地质预报要贯穿整个隧道的开挖过程，监控测量要及时跟进。对于具有代表性的工程要完善施工工法，以便以后类似工程经验借鉴。隧道是地层围岩和支护结构共同组成的复杂受力体。支护是一个过程，一个好的支护方案要让这一过程与围岩变形过程相协调。考虑到软弱围岩的蠕变特性，围岩的自稳能力是与施加相关的，因此二次衬砌的支护需要一个合理的时机。反过来理解，如果要确定合理的二衬支护时机，首先要对围岩的蠕变特性和变形机理进行充分而深入地分析，只有在此基础上，才能选择适当的支护时机和支护形式以及确定合适的支护参数。由于目前的研究多针对二次衬砌的支护时机探讨，应该将整个支护过程统一起来，形成与不同围岩级别、不同断面尺寸、不同开挖方式、不同支护参数相对应的系统的支护方案，以及更完善的施工工法。
3结语
关键词：隧道防排水注浆堵水防水布铺设
目前隧道衬砌渗漏水问题,尤其是施工缝处、隧道的接口处及管节之间的连接处等薄弱环节的渗、漏水更为严重。如何搞好隧道防排水设计及裂缝防水技术,是保证行车安全和隧道能否长期使用的重要条件。
一、进洞前防排水处理
首先,在隧道进洞前应对隧道轴线范围内的地表水进行了解,分析地表水的补给方式、来源情况,做好地表防排水工作:用分层夯实的粘土回填勘探用的坑洼、探坑;对通过隧道洞顶且底部岩层裂缝较多的沟谷,建议用浆砌片石铺砌沟底,必要时用水泥砂浆抹面;开沟疏导隧道附近封闭的积水洼地,不得积水;在地表有泉眼的地方,涌水处埋设导管进行泉水引排;在隧道洞口上方按设计要求做好天沟,并用浆砌片石砌筑,将地表水排到隧道穿过的地表外侧,防止地表水的下渗和对洞口仰坡冲刷,并与路基边沟顺接成排水系统;洞顶开挖的仰坡、边坡坡面可用喷射混凝土将其封闭,并对洞口上方及两侧挂网喷浆;若在洞顶设置高压水池时,应做好防渗防溢设施,且水池宜设在远离隧道轴线处等。
二、开挖过程中对涌水地段的防排水处理
(一)涌水地段的防排水处理原则。在隧道施工过程中,应对开挖面出现的涌水进行调查分析,找准原因,采取“以排为主,防、排、截、堵相结合”的综合治理原则,因地制宜地制定治理方案,达到排水通畅、防水可靠、经济合理和不留后患的目的。
(二)涌水地段的原因分析。造成隧道涌水现象一般是由于地下水发育,洞壁局部有水流涌出;碰到断层地带,岩石破碎,裂隙发育,出现涌水现象;洞顶覆盖层较薄,岩石裂隙发育,开挖地表水下渗等原因。施工中应对洞内的出水部位、水量大小、涌水情况、变化规律、补给来源及水质成分等做好观测和记录,并不断改善防排水措施。
(三)涌水地段的处理方法。对于洞内涌水或地下水位较高的地段,可采用超前钻孔排水、辅助坑道排水、超前小导管预注浆堵水、超前围岩预注浆堵水、井点降水及深井降水等辅助施工方法。当涌水较集中时,喷锚前可用打孔或开缝的摩擦锚杆进行排水;当涌水面积较大时,喷锚前可在围岩表面设置树枝状软式透水管,对涌水进行引排,然后再喷射混凝土;当涌水严重时,可在围岩表面设置汇水孔,边排水边喷射。
三、二次衬砌中防排水处理与控制
(一)防水层安装与控制
1.防水层进场时检查。除按必要的工作程序进行取样检查外,还应检查防水板表面是否存在变色、皱纹(厚薄不均)、斑点、撕裂、刀痕、小孔等缺陷,存在质量缺陷时,应及时处理。
2.防水层铺设前对初期支护的检查和处理。防水层铺挂前,应先对初期支护喷射混凝土进行量测,对欠挖部位加以凿除,对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平。外露的锚杆头及钢筋网应头齐根切除,并用水泥砂浆抹平,使混凝土表面平顺。
3.防水层铺设好后检查和处理。防水层铺挂结束,监理工程师应对其焊接质量和防水层铺设质量进行检查。其检查方法有:(1)用手托起防水板,看其是否能与喷射混凝土密贴。(2)看防水板表面是否有被划破、扯破、扎破等破损现象。(3)看焊接或粘结宽度(焊接时,搭接宽度为10cm,两侧焊缝宽度应不小于2.5cm;粘结时,搭接宽度为10cm,粘结宽度不小于5cm)是否符合要求,且有无漏焊、假焊、烤焦等现象。(4)拱部及拱墙壁露的锚固点(钉子)是否有塑料片覆盖。(5)每铺设20延长米～30延长米,剪开焊缝2处～3处,每处0.5m。看是否有假焊、漏焊现象。(6)进行压水(气)试验,看其有无漏水(气)现象等,检查防水板铺挂质量。如果发现存在问题,除应详细记录外,并立即通知施工单位进行修补,不合格者应坚决要求返工。
(二)止水带安装与控制
防水混凝土施工缝是衬砌防水混凝土间隙灌注施工造成的,对于施工缝的防排水处理,在复合式衬砌中,一般采用塑料止水带或橡胶止水带。
1.二次衬砌端部的检查与处理。在浇筑二次衬砌混凝土前,可用钢丝刷将上层混凝土刷毛,或在衬砌混凝土浇筑完后4h-12h内,用高压水将混凝土表面冲洗干净,并检查止水带接头是否完好,止水带在混凝土浇筑过程中是否刺破,止水带是否发生偏移,如发现有割伤、破裂、接头松动及偏移现象,应及时修补和处理,以保证止水带防水功能。
2.止水带安装质量的检查与处理。检查是否有固定止水带和防止偏移的辅助设施、止水带接头宽度是否符合要求、止水带是否割伤破裂、止水带是否有卡环固定并伸入两端混凝土内等项目,做好详细检查记录,如存在问题时,应立即通知施工单位进行修补,不合格者应坚决要求返工。
(三)混凝土浇筑与控制
衬砌混凝土施工时,应督促施工单位加强商品砼的后仓管理,定期不定期的进行检查。混凝土振捣时必须专人负责,避免出现欠振、漏振、过振等现象。加强施工缝、变形缝等薄弱环节的混凝土振捣,排除止水带底部气泡和空隙,使止水带和混凝土紧密结合。
四、二次衬砌渗漏处理与控制
(一)引流堵漏。对于滴水及裂纹渗漏处,可采用凿槽引流堵漏施工方法。如在渗漏部位顺裂缝走向将衬砌混凝土凿出一定宽度和深度(如宽20mm,深30mm)的沟槽,埋设直径略大于沟槽宽度或与沟槽宽度相当的半圆胶管将水引入边墙排水沟内,再用无纺布覆盖半圆胶管或防水堵漏剂封堵,然后用颜色相当的防水混凝土封堵或抹面。
(二)注浆堵漏。对于渗漏严重部位,可采用注浆堵漏施工方法。如在渗漏部位凿出一定宽度和深度(如直径80mm,深40mm)的凹坑,清理混凝土渣,并检查表面混凝土密实性,从渗漏部位向衬砌钻孔,其深度建议控制在衬砌厚度范围内,埋管注浆,其注浆浆液通过设计确定。注浆结束后,其凹坑可按文中上述4.1方法做防水堵漏处理。
五、结语
每道工序的施工质量都对隧道防排水效果产生很大的影响,施工中的每一点疏忽都可能造成渗漏水隐患。因此,应加强对每道工序的施工质量控制,严格按规范施工确保施工达到设计效果,使隧道防排水工程质量有保证。
参考文献:
隧道衬砌一般常用的形式有整体式衬砌、复合式衬砌、喷锚衬砌。整体式衬砌通常为保证施工安全要采用喷锚支护等临时支护措施，这种支护不是永久的受力结构，只有模筑混凝土才是永久受力结构。复合式衬砌通常也将喷锚支护作为初期临时支护，内层用模筑混凝土作为二次衬砌的永久结构，为防止初期喷锚支护和二次模筑混凝土衬砌间因为材料、受力或其他因素而发生不同变形，进而导致混凝土出现裂纹，一般要在两层间根据需要设置防水层或隔离层。喷锚衬砌是将喷锚支护作为了永久性衬砌结构，适用于地下水不充裕的Ⅲ级或以上围岩的短隧道，喷锚支护是柔性结构，它充分利用围岩的自承能力和围岩形成一体产生共同变形。通过对这三种常用衬砌形式受力结构的分析，我们可以非常清晰地认识到：三种衬砌中喷锚支护极为重要，其施工质量直接关联隧道主体结构的工程质量，如果出现质量问题，将为公路隧道施工以至于整条公路留下质量隐患或安全隐患。
二、公路隧道支护技术
公路隧道初期支护方式要根据施工要求采取不同的支护形式。主要选择的有喷射混凝土、锚杆、钢筋网和钢架等支护形式。
（1）喷射混凝土：其方法大致分为素喷和网喷两种，喷射混凝土的作用是对围岩节理、裂隙起到充填作用，将不连续的岩层层面胶结起来，形成一个整体。同时产生楔效应增加岩块间的磨擦系数，进而有效防止岩块沿软弱面滑移脱落，使表面岩块保持稳定状态。喷射混凝土由于具有一定粘结力和抗剪强度，能与岩层粘贴的同时和围岩形成了统一的承载体系，极大改善了喷层的受力条件。喷射混凝土一定要及时并做到分层施喷，喷层虽薄但其具有较高的强度。这样，喷层有效控制了围岩变形。即使在围岩仍有较大变形的情形下，仍不致于产生坍塌，这样就有效提高了围岩自承能力。同时喷射混凝土能使隧道周边的围岩尽早封闭，进而有效防止了围岩的进一步风化。在喷射混凝土作业施工中，首先要做好职工准备，准备充足的材料如水泥、砂、石、速凝剂、水等，严格检验材料质量，尽量用新鲜的相容性试验合格的水泥和速凝剂，砂、石含水率要达标。检修好喷射机、混凝土搅拌机等设备，并进行就位前的试运转。风管和水管管路及接头要确保良好。检查开挖断面，将附着于岩面的泥圬冲冼干净。对渗漏较大处做好引排水处理。在做好充足的准备工作后进行操作，操作中要注意：控制好风压、水压和水灰比。要想保证喷射混凝土的质量，降低回弹率，减少挥发粉尘，喷射作业时要求风压控制要稳定，压力大小应调整适当。水压通常要比水压50-100Kpa，要在喷头水环位置形成水雾，充分湿润干拌合料。干喷时，如果喷射的混凝土易粘着，回弹小而且表面湿润光泽，说明水量适中。如发现表面无光、回弹物多、灰尘大、混凝土不密实等现象，则说明水量小。如果表面出现流淌滑动现象，则说明水量大。要掌握好喷射角度和喷射距离。喷嘴与岩面的角度一般要垂直于岩面。如果靠近边墙，应将喷嘴略向下俯约10°左右，使混凝土喷射在较厚的混凝土顶端。喷嘴与岩面的距离一般保持在0.8-1.2m。每一次喷射混凝土的厚度，应掌握在拱部为5-6cm，边墙为7-10cm。喷射的顺序应先墙后拱从下而上，先喷凹处找平，然后继续向上喷射。喷射时料束要尽量呈旋转轨迹运动，大致要一圈压半圈，纵向按蛇形进行。为保持喷层表面平整，喷射完应对表面再扫射一层。喷射顺序应自上向下，料束要呈横扫方式运动，不能旋转或者停留。
（2）锚杆：锚杆主要起到了悬吊、加固和组合梁的作用，根据材质不同可以分为砂浆、药卷和自进注浆锚杆。其悬吊作用主要表现在：因为外部震动或其他因素导致局部岩块不稳定，为防止岩块脱落，就用锚杆把活动岩块吊挂在稳定的岩体上。或者将应力区内不稳定的围岩悬挂在应力区以外牢固稳定的岩体上，从而保证了这部分岩体能够保持相对稳定的特性。其加固作用主要表现在：从围岩的径向四周科学布设锚杆，随着围岩的挖空，部分松软的围岩在锚杆的固定之下，与主体形成承载拱形，不至于脱落造成围岩形变。喷射混凝土后，与围岩形成一体，共同承载了外部压力。其组合梁作用表现在：锚杆将岩层紧密连接在一起，促使岩层达到了密合程度，大幅增加了岩层间的摩擦力，这种酷似组合梁的结构，充分发挥了固定围岩的作用。使用锚杆时，要注意位置分布，做到布局合理，大部分锚杆位置是沿着隧道周边呈梅花状均匀分布，方向与周边岩面尽量保持垂直。由于锚固力不足或锚杆强度不够往往会导致锚杆失效，这就要求要采取更换高强度锚杆、大径锚杆或增加锚杆数量、增大锚孔直径等有效措施加以解决。
（1）对该隧道工程的各项施工进行科学合理的安排，重点突出，保证各项施工过程的连续性和衔接性，加快施工进度，确保在规定的工期内按时完工。
（2）在施工过程中，充分利用新技术和新设备来提高工程质量和效率，努力提高施工的技术水平。
（3）施工过程中，要杜绝一切的安全隐患，各项安全保障措施要跟上，确保施工过程的安全。
2施工组织设计编制的几个要点
（1）本标段的主要工程内容为隧道基坑井点降水、隧道基坑开挖、隧道抗拔桩地基加固、隧道主体混凝土工程、隧道防排水、变电站、泵站、K1+839～K2+940区域内地面道路和有关的污水处理、雨水管线工程。根据业主的总体工期要求，本标段工程定于2012年6月1日正式开工，2013年3月27日竣工，工程施工工期为300天。参建单位为中铁十五局集团第六工程有限公司。
（2）本标段工程的施工组织机构有项目经理、项目副经理、项目总工程师、工程技术部、计划财务部、安全质量部、环保办公室、物资设备部、工地实验室、综合办公室以及各个施工队伍。
（3）依照本标段的具体施工情况，将本工程分成了3个区段，见表1。K1+839～K2+290施工区段的任务是该区段的基坑井点降水、基坑的开挖、边坡的防护、抗拔桩的施工、隧道底板、主体混凝土的施工、隧道防水的施工和隧道变电所、泵房站、隧道顶的覆土回填。K2+290～K2+610施工区段的任务是该区段的基坑井点的降水、基坑的开挖、边坡的防护、隧道底板、主体混凝土的施工、隧道防水的施工和隧道覆土的回填。K2+610～K2+940施工区段的任务是该区段的基坑井点降水、基坑的开挖、边坡的防护、隧道底板、主体混凝土的施工、隧道防水的施工以及泵房站、隧道覆土的回填。
（4）把安全施工当成头等大事来抓，严防重伤或死亡事故的发生。争创省级安全文明施工工地和文明施工样板工地，在施工的过程中，严格的遵守相关的法律法规，出台具体的文明施工管理办法，并且在环保、绿化等方面都要达到国家相关的标准。
3协调工作的几个要点
（1）做好该标段工程的平面布置调配工作，该标段工程施工场地可以分成3个区域，场内生活区和办公区设施有：工程管理人员和施工人员的住房、管理人员办公室及会议室、食堂、洗浴间、卫生间等。生产设施区有：材料堆放区、砂子堆放区。砂浆拌合站、钢筋加工场、临时弃土场、配电室、消防库、门卫、洗车场等。
（2）交通导行措施在修建施工便道时，应节约成本，充分利用工地外的道路，修建的施工便道和工地外的道路相同，满足工地内行车、运料和弃土运输的需要。本标段工地修建的施工便道的宽度为5米，每隔200米的距离建设30米的错车道，以方便安全和文明施工。
（3）安全管理及环境保护措施本工程地处郑州市森林公园附近，施工范围比较小，加之前期还有其他工程正在施工，施工区域内施工单位很多，人员比较复杂，因此，施工中必须加强施工人员的日常管理，定期给施工人员开展安全管理和环境保护的教育，是人人都意思到安全和环保的重要性，自觉自愿的遵守相关的安全、环保规定。
4本标段工程施工组织设计的几个难点及应对方案
4.1施工组织设计的难点
（1）本标段地下水水位较高，隧道基坑开挖深度大，基坑开挖必须将地下水位降低至基坑底以下1m，施工降水决定着基坑开挖及主体结构施工的施工质量和进度，施工降水为本工程的难点工程之一。
（2）本标段的防水施工较为系统复杂，防水的效果直接影响到本标度隧道的工程质量，严重影响着该隧道工程的运行安全和使用寿命。所以，本标段隧道的防水工程体系的建设是施工的一个难点。
（3）隧道长，地质不良，工程内容全面，工期压力大。本标段隧道长度约1.1千米，并且该隧道的施工区域地质状况比较差，土质松散，结构稳定性差。特别是采用明挖法施工，工作面狭窄，保质量、保安全、保工期完成隧道施工任务十分艰巨。
（4）本标段工程的工期短，场地狭小不利于施工的展开。隧道主体结构施工工期紧，在6个月时间内完成隧道基开挖、防护，隧道主体混凝土浇筑及隧道防水工程，在1101米的狭长地带完成此工程存在一定难度。
4.2应对方案
（1）项目部组成一个以项目技术总工程师为负责人，工程技术部门参加的施工降水领导小组，主持降水方案的研讨，负责降水效果的沟通和降水措施的制定。开挖后通过既有降水井，建立地下水动态监测网，较准确地掌握地下水动态变化，根据水位变化情况调整开泵时间及开泵数量。
（2）在工程的防水施工方面，处理要做好一般的雨季防水施工措施外，还要增加几点防水措施：在整个施工周期内，工程管理人员应随时掌握当地的天气情况，根据天气情况对工期进行调整；提前预备好防水的材料和设施，以备不时之需；由于本标段地下水水位较高，在进行基坑开挖时，应提前做好各种各样可能出现的紧急情况下的处理预案，一旦出现漏水情况及时的采取措施，把风险降到最低；制定雨天交通管理办法，方便工地内的交通疏导。
（3）必须细化隧道的施工组织方案，对控制工期的地段采取减少分段长度、增加设备投入，加强施工组织与管理、采取科学的基坑开挖防护方案等措施。
雷达探测技术最早于1985年由美国对已运营80年的纽约地铁隧道进行了全面的质量检测，同时取得良好的检测效果。Holub采用地质雷达对瑞士一条长2km左右的引水隧洞的严重渗水段进行了探测，查明了空洞和渗水部位，并经钻孔得到了证实。Cardarelli使用地质雷达层析成像技术，对意大利中部的一条隧道进行探测，围岩的不连续性和弹性特性采用200MHz天线和层析资料进行分析，松散区的范围确定采用450MHz天线进行探测，查明了隧道围岩坍塌的主要原因为混凝土的废退和岩石的碎裂。我国探地雷达的研究工作开始于上世纪70年代中期。以煤炭科学研究总院重庆分院高克德教授为首的探地雷达研究小组，针对煤矿生产的特点自主创新，研制开发出了具有自主产权的探地雷达系列产品-KDL系列矿井防爆探地雷达仪，开创了我国在探地雷达技术使用的先河。由钟世航同志通过分析提出若干提高探地雷达探测精度的措施，周黎明、王法刚同志通过分析认为只要探地雷达波速测定相对精确的情况下，衬砌混凝土厚度检测误差的能控制在2~4cm以内，但对脱空宽度和高度只能给一个概值，另外，李晋平、冯慧民、刘东升、葛增超、杨缄鑫等都在探地雷达隧道衬砌检测中做过理论研究与实际应用。
2地质雷达检测方法与检测技术
隧道后期质量检测应考虑隧洞结构完整性要求，结合隧洞工程检测目的与工程实际情况，检测工作应主要以测绘、裂隙调查等方法配合洞外地表与洞内进行地质雷达探测的综合无损检测技术。在隧道混凝土衬砌施工质量检查过程中，由于其隐蔽性较强，属薄壁结构，施工困难，施工容易造成衬砌混凝土厚度不符合设计要求、衬砌混凝土与岩体结合不密实等质量事故。在后期检测过程中采用常规的检验方法如局部开孔等，其方法效率低下且代表性较差，同时对衬砌混凝土结构的整体性有较大影响。故采用在洞外地表与洞内进行地质雷达探测的综合无损检测技术，可以对隧道衬砌混凝土的结构、裂缝分布及延展进行检测，同时还可对浅部围岩变形进行检测。
探地雷达对地下目标体的探测采用的是高频电磁波，其在地下介质中的传播过程实际是一个褶积滤波过程，由于地下介质的物性和几何性质的不均匀性及地下介质的电性的不均一性，电磁波在地下介质中的传播相当复杂，各种噪声干扰严重，同时，探地雷达在接收地下介质的反射波的同时，也会接收到地面以上的各种噪声和干扰信号。因此，实际接收的探地雷达信号不再是发射信号的简单叠加，附带了一些波形畸变的子波，这些子波都有不同尺度变化使得探地雷达信号具有非平稳性，脉冲信号非线性衰减等特点。探地雷达回波信号不能直接准确清晰地反映目标体，必须经过适当的数据处理，以改善数据质量，为图像判释和地质解释提供清晰的反射波信号。探地雷达数据处理的目的就是压制各种噪声和干扰，提高分辨率，使探地雷达图像剖面上显示最大分辨率的反射波，收集反射波的各种有用参数（包括电磁波速度，振幅和波形资料），以便对探地雷达图像做出准确可靠的地质解释。
3引水隧道衬砌检测方法
引水隧洞质量控制的关键是要控制好开挖及衬砌混凝土的质量。衬砌混凝土施工首先应对原材料、中间产品等的质量进行严格的检测与控制，其次对关键工序的施工质量进行严格的过程控制。对于衬砌混凝土质量的后期检测，根据以上分析，可优先采用以测绘、裂隙调查等方法配合洞外地表与洞内进行地质雷达探测的综合无损检测技术。隧道衬砌探地雷达检测时，应先合理布置测线，测线可能布置在远离电缆线、金属物等，一般采用纵向布线方式，在左右边墙、左右拱腰及拱顶位置布置五条测线，特殊情况下可布置环向测线，以辅助纵向测线检测，初期支护厚度一般较薄，表明不平整，为满足分辨率要求，保证探测数据质量，一般用800MHz屏蔽天线，若800MHz屏蔽天线探测范围不足以覆盖初期支护后的缺陷时需换用500MHz屏蔽天线，对于二次衬砌，由于厚度相对较厚，一般采用500MHz屏蔽天线，初期支护检测和二次衬砌检测均按5m或10m一标记打标。探地雷达检测过程需要注意以下几点：①检测前应全面了解检测任务，充分做好检测前的准备，如根据需要正确设置探测参数等。②严格控制测区内的金属构件或无线电发射源等产生较强电磁波干扰设备。③应选用绝缘材料为探测天线的支撑器材，天线操作人员不应佩带含有金属成分的物件，注意人员和仪器安全。④检测过程中，应保持工作天线的平面与探测面密贴或基本平行，距离相对一致。⑤做好现场记录，记录标记位置，测线范围内是否有障碍物、障碍物的确切位置，准确的测线位置等。
4结论
1）地质雷达应用于浅埋深小断面引水隧道具有极其广阔的前景，地质雷达技术可有效地对隧道混凝土的密实度、与岩体的接触紧密度等进行连续、全面、快速、精确的无损伤检测。
2）利用地质雷达进行引水隧道衬砌检测时，应先合理布置测线，根据衬砌厚度合理选用地质雷达天线。
关键词：隧道断层破碎带支护施工
东风隧道是朔黄铁路线上第四长大隧道，系双线隧道，全长3290m，我部施工出口端DIK47+610-DIK48+974段，长1364m.其中DIK47+880-Dm48+040段通过Ⅱ类围岩断层破碎带，岩性主要为片岩、页岩、砂岩且夹薄层泥灰岩，节理、层理及裂隙发育，层面交错，风化极为严重，呈压碎状态，致使围岩自稳能力极差，成型困难。
针对上述情况，结合施工生产要素及施工生产能力，按照“管超前、严注浆、短开挖、不（弱）爆破、强支护、快封闭、勤测量、速反馈”的施工原则，在拱部超前小管棚注浆预固结围岩的保护下，采用三部台阶法进行施工。拱部预留核心土，周边采用风镐开挖，核心土及中槽运用PC200挖掘机开挖。
一、超前小管棚施工
1.1工艺原理在破碎松散岩体中超前钻孔，打入小导管并压注具有胶凝性质的浆液，浆液在注浆压力的作用下呈脉状快速渗入破碎松散岩体中，并将其中的空气、水分排出，使松散破碎体胶结、胶化，形成具有一定强度和抗渗阻水能力的以浆胶为骨架的固结体，从而提高围岩的整体性、抗渗性和稳定性；使超前小管棚与固结体形成一个具有一定强度的壳体，在壳体的保护下进行开挖支护施工。
1.2小管棚及注浆设计采用4m/根的∮42mm小导管布设在拱部，外插角5°～7°，环向间距33cm，纵向环距2.5m，即每施作一排小导管，开挖支护2.5m；压注1：1水泥浆液，采用525#普通硅酸盐水泥，浆液中掺水泥用量3～5％的40Be‘水玻璃，以缩短浆液的胶化固结时间，控制浆液的扩散范围。
1.3施工要点1.3.1小导管加工4m／根的∮42mm小钢管一端加工成尖锥形，距另一端100cm的位置开始至尖锥端之间按梅花型间距为20cm布设∮6mm的孔眼4排，以利于小导管推进和浆液渗入破碎岩体。
1.3.2小导管安设如岩体松软，采用YT-28型风动凿岩机直接推送，如遇夹有坚硬岩石处，先用YT-28型风动凿岩机钻眼成孔后再推进就位。
在施作小导管前应注意：
第一，喷3～5cm厚混凝土封闭掌子面作为止浆墙，为注浆作好准备工作；
第二，准确测量隧道中心线和高程，并按设计标出小导管的位置，误差±15mm；
第三，用线绳定出隧道中心面，随时用钢尺检查钻孔或推进小导管的方向，以控制外插角达到设计的标准；
第四，施工顺序为从两侧拱腰向拱顶进行，为提前注浆留好作业空间。
1.3.3注浆选用UB6型注浆泵注浆，采用浆液搅拌桶制浆。为防止浆液从其他孔眼溢出，注浆前对所有孔眼安装止浆塞，注浆顺序从两侧拱脚向拱顶。由于岩体孔隙不均匀，考虑风镐环形开挖的方便，同时要达到固结破碎松散岩体的目的，保证开挖轮廓线外环状岩体的稳定，形成有一定强度及密实度的壳体，特别是确保两侧拱脚的注浆密实度和承载力，采取注浆终压（0.8～1.2MPa）和注浆量双控注浆质量，拱脚的注浆终压高于拱腰至拱顶。通过现场试验确定拱脚终压为1.2MPa，拱腰范围为1.0MPa，拱顶为0.8MPa.注浆时相邻孔眼需间隔开，不能连续注浆，以确保固结效果，又达到控制注浆量的目的。
二、开挖为控制超欠挖及减少对围岩的扰动，拱部弧形及边墙周边均采用风镐分台阶开挖，核心土及中槽均采用挖掘机开挖，开挖进尺根据围岩稳定性确定为l—2棍钢格栅的间距，即0.5～1.0m，边墙按钢格栅的两个单元分两个台阶施工，上下台阶相距2m，左右边墙错开2m.
三、锚喷初期支护
3.1初期支护参数系统锚杆采用3m／根的WTD25型中空注浆锚杆，纵向、环向间距均为100cm，梅花型布置；拱墙设钢格栅，间距50cm，钢格栅每侧拱脚设4m／根的WTD25中空注浆锁口锚杆，按梅花型布置在钢格栅的两侧，环向间距50cm；挂∮6双层钢筋网，网格尺寸为15cm×15cm，喷射混凝土厚25cm.
3.2喷射混凝土材料及机具选定
3.2.1机具喷混凝土采用Bz—5型混凝土喷射机，压力为0.2～0.4MPa.
3.2.2水泥及细骨科采用425并普通硅酸盐水泥；细骨料选用山西原平市忻口砂，砂率控制在50％，含泥量≤3％。
3.2.3粗骨科采用规格为7～15mm的碎石，经试验选用石灰岩生产的各项指标均达到设计要求的碎石。
3.2.4粘稠剂选用STC型粘稠剂，经现场试验，最佳掺量为水泥用量的10％，3min初凝，6min终凝，而且可大量减少回弹量。
3.2.5水灰比水灰比过大、过小都会使混凝土回弹量增加，浪费大量的材料；经现场多次试验确定，水灰比为o.47的混凝土喷射效果最佳。
3.3喷射混凝土开挖后为缩短围岩的暴露时间，防止围岩进一步风化，必须先初喷混凝土3～5cm厚再封闭围岩；待钢格栅及钢筋网安设好后，再喷混凝土10～12cm°；最后在下一循环喷射混凝土时分两次喷射至设计厚度。
（1）采用掺STC型粘稠剂半湿式喷射混凝土工艺，减小洞内粉尘污染及回弹量。
（2）喷射前用高压风将岩壁面的粉尘和杂物吹干净，水泥、粗、细骨料加少量水，用搅拌机干拌，水量按水灰比配制混凝土应加入水总量的20％；拌好后将干料运至喷射作业点再进行人工拌和，并按水泥用量的10％掺入粘稠剂。
（3）喷射作业分段、分片由下向上依次分层进行，每段长度为3m.为加快混凝土强度的增长速度及提高混凝土的喷射效果，用多盏碘钨灯提高作业环境温度。
（4）喷头喷射方向与岩面偏角小于10°，夹角为45°；喷头至受喷面距离在0.6～1.0m之间，喷头呈螺旋形均匀缓慢移动，一般绕圈直径在0.4m为宜。
3.4注浆在初喷混凝土封闭围岩后按设计布设锚杆和注浆。锚杆孔位误差控制在《铁路隧道施工规范》规定的误差范围之内。
3.4.1钻进用YT—28型手持式风动凿岩机凿孔并清孔，应沿径向进行钻孔，确保锚入稳定岩层的深度。
3.4.2插入锚杆将安装好锚头的WTD25中空注浆锚杆插入锚孔，锚头上的倒刺立即将锚杆挂住。
3.4.3安装止浆塞、垫板、螺母在锚杆尾端安装止浆塞、垫板和螺母。
3.4.4注浆通过快速注浆接头将锚杆尾端和UB6型注浆机连接。开动机器压注1：1水泥浆，掺水泥用量3％的40Be‘的水玻璃，为了保证锚固质量及改良围岩结构，注浆终压必须达到0.8MPa.3.5挂钢筋钢筋网片采用∮6圆钢，除锈处理后按设计加工成100cm×200cm的网片；挂设时网片必须随受喷面的起伏铺设，与受喷面间留3cm作为保护层，网片与系统锚杆焊接牢固，确保喷射混凝土时不移动。
3.6安设钢格栅钢筋除锈后按设计要求分节加工成型，钢格栅分节间通过钢板用螺栓联接。
（1）钢格栅严格按设计间距架立。
（2）为充分发挥钢格栅的承载能力，首先要求钢格栅必须垂直且与线路方向垂直；其次，架立拱部钢格栅时，严格控制左、右拱脚标高，以防拱架偏斜，影响与边墙钢格栅架的圆顺连接或侵入衬砌厚度。
（3）为方便拱部钢格栅与边墙钢格栅的连接，在拱脚连接处铺不小于20cm厚的粗砂或石屑。边墙钢格栅底部必须置于基岩上，以防下沉变形。
四、监控量测初期支护完成后，在拱顶、拱脚及边墙的内轨顶面标高处埋设测点进行拱顶下沉和水平收敛量测。测试元件用∮12圆钢加工而成，每根元件长25cm，锚入初期支护体20cm，外露5cm，以防震动影响量测结果。水平收敛量测采用铁科院武汉岩体力学研究所研制的收敛仪进行观测。量测频率开始6h观测1次，然后根据变形量的减小而减小量测频率，即12h、24h、48h、72h、168h，根据量测结果及时调整工序及预留变形量、开挖进尺等，便于指导施工，确保施工安全。量测点每隔5m布设1组。经量测，拱顶最大累计下沉量为11mm，水平最大累计收敛量为13mm.通过对断层破碎带采用超前小导管棚预支护、人工环形及周边开挖技术和锚喷初期支护措施，且通过现场监控量测得出以下结论：
（1）周边人工开挖可减小对围岩的扰动，有效控制超欠挖。
1.1泄露电缆方式
传统覆盖中，使用泄漏电缆进行隧道覆盖。电磁波在泄漏电缆中纵向传输的同时通过槽孔向外界辐射电磁波，外界的电磁场也可通过槽孔感应到泄漏电缆内部并传送到接收端。但是，泄漏电缆的传输损耗大，仅适用于覆盖要求高而均匀的场景。这种方法的优点为，可减小信号阴影和遮挡，在复杂的隧道中采用泄漏电缆，信号波动范围减少，与其它天线系统相比，隧道内信号覆盖均匀，可对多种服务同时提供覆盖，泄漏电缆本质上是宽带系统，多种不同的无线系统可以共享同一泄漏电缆，考虑到在隧道中经常使用某些无线系统（寻呼系统、告警系统、广播等），采用共享一条泄漏电缆的方法，可省去架设多个天线的工程。其缺点在于，由于整个是一个串联系统，在隧道比较长的情况下，放大器需要串联使用，系统噪声比较高，降低了信号的可靠性。如果泄露电缆长度较长，其信号衰减明显，使用成本大幅上升，而且成本相对较高，系统结构相对复杂。适用于无源系统安装受限的环境
1.23G微蜂窝方式
本方案由3G移动通信微蜂窝基站、3G专用核心网共同组成。针对隧道通信的专用场景，本方案将采用微蜂窝联合组网的方式进行覆盖。微蜂窝基站通过以太链路和固定网络进行连接，同时，有线网络连接核心网设备，构成完整的接入侧网络，如图1。本系统提供标准的3G移动通信功能，同时兼容WCDMA、TD-SCDMA两种模式基站组网。基站侧提供WCDMA、TD-SCDMA两种版本的设备，可以提供标准商用终端的接入使用。支持基站间切换功能，保障移动场景下的业务畅通。网络支持语音、视频、短消息以及PS域数据业务。同时实现和SIP网络以及IMS实体的互联互通。考虑到专用通信场景的需要，系统同时支持强插、强拆、分组会议、广播、群呼、监听、录音等调度业务。组网时规划将按照场景实地的无线环境进行评估，重点区域如闭塞位置、屏蔽位置将重点部署基站设备，利用微蜂窝基站的低成本、灵活配置的特点实现目标全域的信号覆盖。核心网将部署安装在网络中控机房，同时提供友好的配置使用界面，快速配置和调整网络设备和组网规模。
1.3WLAN覆盖方式
电力隧道无线专网覆盖方案可采用WLAN覆盖方式。WLAN无线局域网（WirelessLocalAreaNetworks）利用无线技术在空中传输数据、话音和视频信号。能够方便地联网，因为WLAN可以便捷、迅速地接纳新加入的雇员，而不必对网络的用户管理配置进行过多的变动；WLAN在有线网络布线困难的地方比较容易实施，使用WLAN方案，则不必再实施打孔敷线作业，因而不会对建筑设施造成任何损害。如在电力隧道中采用该方案，需采用500mW的合路型AP，AP采用直放+吸顶天线覆盖方式。从POE交换机通过网线与AP连接，AP再接天线，对目标隧道进行全面、无缝的覆盖。本方案边缘场强根据AP及无线终端接收天线灵敏度确定，同时根据现场无线环境、干扰源情况、系统容量、数据流量、系统信噪比等因素，本系统设定边缘场强≥-75dBm，
2方案对比
为了直观比较三个方案的优缺点，综合成本、配置、管理等多方面因素。综合上述分析，采用WLAN技术进行无线网络覆盖是较可行的方案。
3结语
项目主要工程内容包括主隧道及隧道出、入口路槽明挖段线下工程：
1）隧道为分离式铁路单线隧道，由2个4．625km的主洞和18个横通道组成，单个横通道长约17m；隧道施工总长9556m；
2）西口明挖段长约1165m，主要为石方开挖及挡墙工程；
3）东口明挖段长约960m，主要为钻孔桩挡墙、土方开挖以及一座抽水泵房工程；招标文件规定可以选择钻爆法、TBM工法中的其中一种来进行报价，通过经济技术比较分析，选择了钻爆法。
2项目合作模式
设计施工总承包模式在国外较流行和成熟，而在我国正处于推广阶段。采用设计施工总承包模式可以使得设计方案更贴合实际施工，有效地控制投资，在一定程度上能减少变更设计和设计、施工交流不畅的问题，并可以取得缩短建设周期、降低建设成本、提高工程质量的综合效果，还可使业主免于处理各种复杂的协调关系，因此在国际上广为流行。设计施工总承包要求承揽单位应同时具有相应的设计和施工资质。目前我国同时具有设计和施工资质的企业并不多，因此参与国外项目投标一般采用联合体模式，由两家或两家以上单位优势互补。该项目投标采用了国内惯用的联合体投标模式，为了减小国内大量劳务人员输出的难度，对一些分项工程或者专项工程进行了分包，构成了一个复杂而系统的设计施工总承包模式。特别注意的是，由于分包单位众多，同一条隧道的不同施工工序由不同单位完成，工作面矛盾、施工组织冲突等问题需及时协调，因此中标后总承包单位的协调、组织工作需尤其重视。该隧道项目采用中方公司———A公司与外方当地公司组成联合体的合作模式。A公司与一家以色列公司组成联合体共同管理项目，中外双方在联合体中所占股份50％∶50％。
3合同单价的调整和工程量清单特点
报价方式分总价合同方案和单价合同方案，该项目采用了单价合同方案。由于该项目拟定采用的隧道工程的施工方法为NATM（钻爆法），投标报价阶段仅能获得招标方提供的粗略的不同岩石长度和岩石质量分级，不能保证施工中实际情况完全与之相符，为了方便后期施工中变更设计或者索赔工作的进行，因此该项目投标采用单价合同方案。合同额将来会根据围岩质量情况进行相应调整，好的岩石会减少延期付款，差的岩石业主会追加付款。另外，在投标报价过程中，该项目的工程量清单与国内的工程量清单有一些不同之处，以色列的工程量清单相对来说比较粗。例如，在土方开挖部分，以色列的工程量清单会显示每单位长度的价格，而国内的工程量清单则要详细很多，分为土方开挖、出砟运输、支护、排水、爆破等等分项，分别给出价格，最后整合出单位长度的价格。
4项目重点及难点
以色列的很多基础设施项目均采用欧美等发达国家的规范与标准，项目标准要求高。该项目也不例外，其特点主要有如下几点：
4．1付款条件
该工程工期控制紧，采用划分非常详细的里程碑付款。该项目按照里程碑事件申请付款，申请45天后的每月10号或25号付款。该项目总工期39个月，里程碑划分如下：
1）完成三个阶段的设计，共计价3次；
2）根据进洞需要完成洞外工程并完成隧道50m开挖支护，付洞外工程，共计价4次；
3）完成东西明挖段的开挖挡墙工程和完成全部明挖工程，共计价4次；
4）单洞每开挖385m计价一次，共24次；
5）防水及二衬每完成490m计价一次，共19次；
6）混凝土底板每完成925m计价一次，共10次；
7）连接横通道每完成一座计价一次，共18次；以上合计83个付款里程碑。且根据不同的施工方式，每个里程碑付款的比例会有所不同。
4．2工期奖罚及项目调价
在以色列实施项目，业主一般规定了非常具体的奖罚制度。该项目奖罚制度为：每提前一个月奖励合同额0．6％，上限为3．6％；延期完工罚款合同额每月1％，上限为5％。另外，以色列的项目调价制度有点特殊：80％付款根据道路造价指数调价，20％付款根据房屋造价指数调价。
4．3工程范围大，单位工程多，分包单位多，协调工作大
该工程涉及开挖、支护、出碴、二次衬砌、机电等单位工程，涉及设计分包商、开挖和支护分包商、二衬防水、二衬钢筋工程及二衬混凝土工程、土方及洞口明挖分包商等众多分包单位，有效的协调是工程顺利进行的关键。该工程隧道施工总长约9556m，沿线环境复杂，存在多处断层、地下水等施工难度较大地段，不确定因素多，施工风险高。
4．4必须保证混凝土的连续供应
在以色列，新建、在建工程，在施工现场架设混凝土搅拌机（现场设搅拌站）现场搅拌混凝土审批困难，而只能统一使用商品混凝土。此举可避免水泥粉尘和噪音污染，而且流水化作业生产制作，水泥质量稳定，可以大大提高工程施工质量。但这也给施工带来了一定困难，如商品混凝土的夜间及周末、节假日供应将影响项目工期及成本。经过项目部多日的协调，夜间及周六、节假日供应商品混凝土已解决，没有大的影响，没有额外费用。
4．5工人签证审批严格
但凡在国外承接项目，对于需要大量中国工人完成的项目，中国工人签证都是一个很关键的问题，必须妥善解决。以色列最近几年出台了一系列关于劳工的政策，对进入以色列的劳工有很多限制。该项目为了解决工人施工问题，通过申请专家签证，输出了有限的工人。这不仅限制了劳工输出的数量，且在很大程度上大大增加了签证和工人输出的成本（专家签证一年的费用比劳工签证高）。该工程为了解决工人缺乏的问题，在项目实施过程中，实行了多个单项工程的分包，与国际上其他国家的公司合作，从而很好地缓解了这一矛盾。
4．6爆破材料规定和限制
以色列爆破用品限制非常严格，所以在使用爆破用品时需要特别注意。
1）爆破材料的运输、处理、存储和使用需要根据相关法律进行，并需要经过劳工部施工监督项目经理和以色列警察的批准。如果以色列警察批准了爆破材料的存储，监督员有权到访施工区爆破材料的存储，并视察存储组织和保安。
2）对于进出存储的爆破材料，承包商需要保持连续记录和不断地监督所有数量的爆破材料以及附近的收发。项目经理或者劳工部监督施工的项目经理会，根据自己的决定，随机抽查这些记录。如果出现任何情况的偷盗，应立即通知警察和监督员。
3）项目经理对炸药操作的批准并不减免承包商对其雇员、监督管理人员、现场到访者或者过路人的安全以及整个施工和财产安全负责权的责任。任何由于爆破操作造成的对施工、公共财产、安装财产或者私人财产的损害都必须由承包商自己负责赔偿。
4）如果警察批准在隧道内存储炸药，那么存储在隧道内的炸药用量不能超过正常施工24h的用量，需要经过数量审查和经过劳工部监督施工的项目经理和以色列警察的批准。此要求同样适用于雷管、爆破加速器、导火线和其它进行爆破施工所需要的附件。
5）在隧道内存储炸药和附件以及存储细节需要经过劳工部监督施工的项目经理的特别批准。如果劳工部的项目经理或以色列警察不颁发这些批文，承包商无权向以色列铁路公司进行任何索赔或者要求。
6）在炸药存储区附近30m内不得安装变压器或者任何会释放火星的仪器。
7）出现闪电期间所有装药必须停止。
5结语
