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隧道超前地质预报的概念及其研究的目的与意义一、隧道超前地质预报的定义近年来，随着我国国民经济的迅速发展，以及高速铁路、高速公路、路、城市轨道交通等工程大规模建设，长大隧道数量也越来越多。
但隧道施工进度经常成为制约整个整个工程进展的瓶颈，隧道快速掘进的主要难题是如何超前了解掌子面前方的地质情况和岩石力学参数，其中隧道轴线的地质界面可能会在施工掘进中发生严重的问题，如塌方、突泥、突涌等灾害，尤其是当这些灾害交叉发生时，问题会更加严重。
隧道超前地质预报就是解决个难题行之有效的方法。
隧道超前地质预报是通过物探、钻探或导坑，并配合地质测绘或地质调查等手段收集的资料，对隧道的某个段落，或某个部位及其前方一定范围内的围岩地质特征、结构特征和完整状态、围岩级别及隧道开挖后的稳定性进行预测，并提出隧道前方开挖和支护建议的报告。
力图在施工前掌握前方的岩土体结构、性质、状态，以及地下水、瓦斯等的赋存情况、地应力情况等地质信息，指导隧道施工，以避免施工及运营过程中发生涌水、瓦斯突出、岩爆、大变形等地质灾害，保证施工的安全。
二、隧道超前地质预报的目的与意义隧道工程属于隐蔽工程，常常会受到各种不良地质体的影响，在隧道施工前或者施工过程中如果不能准确地对可能遇到的不良地质体进行预报或预测，就有可能影响施工的进度，甚至会引发灾难性事故。
不良地质体本包括括施工地段岩件不同的岩体、断层裂隙构浩带、强富水诱水她层、岩溶等。
不同岩性的岩体可能会对施工机械造成损害，也有可能发生冒落、塌方等事故，这不仅增加了建造及维护维修成本，还会影响工期，造成较大的损失；断层裂隙构造带对工程影响很大，破碎带可能将上下岩层的水系导通，在岩层间形成润滑层。
断层裂隙面极易滑动，造成岩层失稳，引发山体滑坡及泥石流涌动。
所以在断层裂隙构造带附近施工时，要随时观察构造的联系及导通情况，防止透水和由岩层失稳引起的事故发生；在强富水透水层以及岩溶区，主要是防止透水事故的发生，以及透水后園地层减压造成的岩层失稳。
高速公路隧道建设中的超前支护施工技术发布时间：2022-05-07T07:00:18.537Z 来源：《科学与技术》2022年第2期作者：张辉[导读] 超前支护施工技术在隧道施工中的应用较为常见张辉陕西交通公路设计研究院有限公司，陕西西安 710075摘要：超前支护施工技术在隧道施工中的应用较为常见，为了推动隧道工程能够顺利开展，同时确保安全性与稳定性，就务必强化对超前支护技术的分析以及管理。
在开始施工之前，施工单位需要将超前支护技术相关的准备工作落实到位，通过对地质进行勘察了解，建立好相应的力学模型给施工质量提供保障，从根本上提高有关技术的应用水准。
关键词：高速公路；隧道建设；超前支护；施工技术 1工程概述文章以某公路隧道工程为例，在实际的建设过程中，应该开挖二类围岩。
通过对隧道开挖的具体情况进行分析，可以了解到隧道长度200m，因此大概率会出现载荷偏移的现象，由于围岩都是黄土湿陷性围岩，稳定性欠佳，无法保障围岩能够对洞身起到支撑作用。
因此，通过超前支护施工技术来保持洞口与洞身的稳定，确保施工的稳定进行。
2超前支护施工技术的应用2.1施工准备工作(1）现场准备：超前支护施工前需要对施工区域内的场地进行合理的布置，先对场地进行整平压实，对场地内不平整的位置，需要采用优质土进行回填并整体压实，其次，要对场地内的施工便道、配电房等基础设施的建设，最后，对施工场地的进洞口进行开挖，做好仰坡设置，并将排水系统设置完成。
(2）机械准备：本工程施工主要由机械完成，在施工前需要对施工的机械进行准备，包括挖掘机、注浆泵、钻机、吊车、装载机等，然后要将所有的大型机械，在施工前需要组织联合试运行，小型机械要检查其使用性能，确认满足施工要求后，方可用于施工。
(3）技术准备：施工单位在施工前需要组织人员对施工场地周围的环境、地质条件等进行勘察，再结合勘察资料，制定施工方案，最后将详细的施工方案向所有施工人员进行技术交底，使其明确施工中采用的施工技术、施工流程、施工方法。
自进式管棚超前支护施工技术摘要：本文结合邓家湾隧道出口平导施工实例，简要分析和总结了软弱地层管棚施工技术。
关键词：隧道；坍塌；自进式；管棚支护引言超前支护是为保证隧道开挖面围岩稳定而采取的一种辅助工法，一般应用于埋深浅、围岩荷载较大，或者在围岩软弱、破碎的隧道工程中。
为保证隧道开挖时施工安全，实际工程中，常根据围岩级别采用对应超前支护措施。
1 工程概况邓家湾隧道位于喜德西～冕宁区间，进出口里程D2K372+305，出口里程DK381+695,为双线隧道。
隧道进口接短路基，隧道出口紧邻孙水河双线特大桥。
另喜德西车站渡线伸入进口端。
线路纵坡为2.5‰575m，11.1‰778m，11.9‰8897m均单面下坡。
洞身都会通过花岗岩地层，发育有垭口村断层、盐井沟断层、石板推测断层、大石板断层。
隧道最大埋深约700m。
2 地质概况出口平导P2DK380+072位于安宁河断裂带东侧，区内断裂发育，由一系列较规则的南北向直线状断裂组成，该段位于垭口村断层，为一东倾高角度逆断层，与安宁河断裂相平行，为一南北向直线状断裂组成。
受该地质构造影响，岩体的节理及裂隙非常发育，节理、裂隙密集的地段饱含地下水，以基岩的裂隙水为主，局部的地段受构造、埋藏深度多方面原因的控制具承压。
采用的深孔钻探揭示此段岩层较破碎。
3 隧道坍塌状况出口平导施工过程中P2DK380+072处发生大规模坍塌，从掌子面涌出松散坍方体沿洞身长20m，坍方体约600m³，掌子面距洞顶表面埋375m，将坍方清除后，若采用常规的支护方式不可行，经过调查和研究，采用管棚加强支护的方式通过坍塌段，常规的管棚施工是需先将围岩体成孔后再将钢管顶入孔内，但是整个坍塌段为松散体，因易发生塌孔无法施作管棚孔；为此，通过思索、调查和研究，首创采用隧道自进式管棚支护施工方法。
4 施工技术基本原理邓家湾隧道出口平导大规模坍塌及涌泥，掌子面围岩极差，为松散体，采用自进式管棚注浆进行加强支护；钻杆和套管（直径108mm）均为内外丝分节段接长，每节段为3m；将钻杆穿于套管内，钻进过程中套管跟进；钻头采用偏心装置钻头，钻出的孔径大于套管的外径1.5cm，因钻头内装有正反装置，当钻头反转时，钻头回正为不偏心，可将钻头收敛缩小从套管内取出；钻杆为空心管，气压通过钻杆流至钻头，将孔渣从套管内吹出；钻杆和套管进尺一个节段，将钻杆和套管接长，直至钻完一个根管棚的长度，将钻杆反钻从套管内取出，以此循环施工将全部套管打入前方围岩形成管棚；管棚打入完成后，对管棚加压注入水泥浆液；管棚周壁打有注浆孔，浆液通过注浆孔分散渗入周围松散围岩体内将其凝固形成稳定圈，待注入的浆液达到设计强度的85%，对掌子面进行短进尺开挖及支护；管棚根总长为15m，确保有足够的长度嵌入前端围岩内作为搭接段，管棚每根长度根据实际地质情况确定。
支护工作总结
支护工作是指在各种工程项目中，为了保障工程施工的顺利进行，需要进行的一系列辅助工作。
这些工作包括了基础设施的建设、安全保障、物资供应等等。
支护工作的重要性不言而喻，它直接关系到整个工程项目的顺利进行和施工质量的保障。
在过去的一段时间里，我有幸参与了几个大型工程项目的支护工作，并从中学到了许多宝贵的经验。
首先，支护工作需要有严谨的计划和组织，只有通过科学合理的规划，才能有效地保障施工的顺利进行。
其次，对于物资供应和安全保障等方面的工作，需要有专业的团队和设备来保障。
最后，沟通和协调是支护工作中至关重要的一环，只有通过良好的沟通和协调，才能确保各个环节的顺利进行。
在支护工作中，我们还需要时刻关注施工现场的安全问题。
通过加强安全教育和培训，提高工人们的安全意识，可以有效地减少施工事故的发生。
同时，及时发现并解决施工中的安全隐患也是支护工作的重要内容之一。
通过这段时间的支护工作，我深刻地体会到了支护工作的重要性和复杂性。
只有通过不断的学习和实践，才能不断提高自己的支护工作能力，为工程项目的顺利进行贡献自己的力量。
总的来说，支护工作是工程项目中不可或缺的一环，它需要我们具备丰富的经验和专业的知识来进行。
通过不断总结和提高，相信我们可以做好支护工作，为工程项目的成功完成贡献自己的一份力量。
隧道工程支护方案范本一、工程概况隧道是一种用于贯穿山脉、穿越江河、跨越城市和交通要道的重要工程，具有“穿山越岭、通江贯海”的重要作用。
隧道工程的支护方案是保障隧道工程施工和运营安全的重要环节，它关系着工程的质量和安全。
二、隧道工程支护方案的重要性1.保障工程安全：隧道作为地下交通通道，需要准确精密的设计和施工，隧道工程的支护方案对工程的安全至关重要。
合理的支护方案能够保障工程的施工和运营安全，同时延长工程的使用寿命。
2.减少成本：采用科学合理的隧道工程支护方案，能够减少资源和人力成本，提高工程的投资回报率。
3.减少环境影响：隧道工程支护方案应该合理考虑环境保护问题，减少对周围环境的影响。
三、隧道工程支护方案的编制1.隧道工程支护方案编制的依据支护方案的编制需要基于隧道工程的设计图纸、勘察报告、地质勘察报告和相关技术规范。
2.隧道工程支护方案的设计原则（1）安全性原则：隧道工程支护方案必须保证工程的安全运行和使用。
（2）经济性原则：隧道工程支护方案必须在保障安全的前提下尽可能减少工程成本。
（3）可行性原则：隧道工程支护方案必须符合施工技术、材料和装备的现实条件。
（4）环保原则：隧道工程支护方案必须尽量减少对环境的影响，符合环保要求。
3.隧道工程支护方案的内容（1）地质勘察报告分析：根据地质勘察报告分析地质条件和地下水情况，确定隧道支护方案。
（2）支护结构方案设计：根据地下情况以及车流量、地质条件、设计要求等确定支护结构的类型、技术指标、施工方法。
（3）施工组织方案设计：确定各项支护工程的施工顺序、施工方法、材料使用等。
（4）隧道工程支护方案的技术参数和标准：根据相关技术标准和规范确定支护方案的技术参数和施工质量标准。
四、隧道工程支护方案的实施1.隧道工程支护方案的监督隧道工程支护方案在实施过程中需要专业监理人员进行监督，确保支护方案的质量和安全。
2.隧道工程支护方案的施工隧道工程支护方案实施时需严格按照方案的设计要求进行施工，确保支护工程质量和安全。
隧道工程施工中高压水平旋喷桩超前支护技术的应用研究摘要：隧道施工在工程中较为常见，而超前支护施工技术的应用也比较广泛。
要想促进隧道工程顺利开展，提升其安全性与可靠性就必须加强对超前支护技术的分析管理。
在正式施工以前，施工单位需要做好超前支护技术的准备工作，进行地质勘察与力学模型建立，提高施工质量，不断提升相关技术的应用水平。
本文主要分析隧道工程施工中高压水平旋喷桩超前支护技术的应用研究。
关键词：隧道工程；水平旋喷桩；隧道超前支护引言目前，旋喷桩被广泛应用到建构筑物地基基坑、沟槽边坡支护的设计施工中。
在使用过程中，旋喷桩为垂直竖向施工，对于软弱底层、边坡底层具有加固稳定、防止流土流砂、止水等作用，还能够作为建构筑物与人工处理地基的桩基础。
在设计隧道工程中，根据隧道外围水平方向使用旋喷桩技术工艺。
在隧道工程设计施工过程中，根据隧道外围水平方向使用超前支护与隧道软弱围岩实现止水加固比较少见，为新型设计施工手段。
1、高压水平旋喷桩超前支护技术1.1高压水平旋喷桩机理及特点水平高压喷射灌浆桩的机理如下:用钻具，水平钻入施工所需深度，然后拔出钻杆时将浆料喷入地面，在液体爆破的水平高压力下切割土层，然后改变地面结构。
钻杆以低速(20r / min)旋转，以低速(15 ~ 30cm / s)再次拉出，使土和水泥浆完全搅拌混合，通过水泥固化形成均匀直径(大于50cm)和强度高的旋转放射线圆柱体，强化层。
高压喷射灌浆桩的技术特点如下:高强度高压喷射灌浆条件使土和水泥浆完全一体化，形成的固结体强度大大高于普通浆；均匀性强，大体积土可以完全粉碎，并与水泥泥混合，通过在桩形成过程中喷射高压水泥浆料形成均匀混合。
可控性强，土壤损伤区域由注射参数、注射位置和区域的设置控制。
1.2超前支护方案该隧道工程地质条件复杂恶劣，埋深浅。
技术上的困难在于控制地表沉降。
因此，在隧道施工的拱廊中采用水平高压喷射注浆桩，轮廓线向下开挖，帷幕灌浆用于支撑和密封。
浅谈公路隧道施工与勘察设计随着经济的发展，公路工程的建设越来越多，因此，加强公路隧道施工与勘察设计是非常有必要的。
公路勘察设计是先导，隧道施工是重点。
基于此，文章对公路隧道施工与勘察设计进行分析，以期能够提供一个借鉴。
标签：公路隧道施工；勘察设计；方式1.隧道勘察设计1.1隧道勘测前期踏勘为确定隧道位置、隧道类型、施工方案、环保和后期维护等提供技术依据，要对隧道所在地区的地貌、地质状况，以及地下水分布情况和水量等水文资料进行勘测。
在隧道预设段落进行地质钻探调查过程中，须了解区域内围岩的类别。
围岩对隧道整体稳定性、使用寿命和设计施工方案有决定性影响，可依据围岩的综合强度来选择隧道设计方案与施工方法。
1.2公路隧道的线形设计（1）隧道的纵坡设计。
在确定隧道纵坡的坡率和坡长时，应主要考虑行车安全、排水和通风三大因素，通常情况下，纵坡肯定是越小越好，这样才能保证车辆行驶的安全性。
而如果纵坡过大时，车辆的行驶速度就会很低，那么肯定就会排出大量的有毒有害气体，在较长的下坡往往更容易发生交通事故。
而从排水的角度来看，一些有地下水发育的岩溶隧道，在反坡施工时，那么首要考虑的因素就是如何有效的進行排水，所以，在进行纵坡设计时，不建议选择过长或是过大的纵坡。
（2）隧道的平面线形设计。
在设计公路隧道项目的平面线形时，通常情况下都是选择直线的，而由于地形和地质条件等因素的影响，在山区公路的隧道内部也肯定是要出现平曲线的。
并且在大量的分析国外工程案例时，我们发现隧道洞口的平面线形也通常都是平曲线，在充分考虑到了光线过渡的情况下，平曲线这种平面线形能够避免驾驶员受到“白洞”效应的影响，保证他们具有舒适的驾驶心理。
在设计平曲线的半径时，我们必须认识到与隧道外部相比，驾驶员在隧道内部行驶车辆时的行车视距和墙效应会受到更大的影响，因此，在设计平曲线的半径时应从行车安全的角度出发，选择尺寸较大的平曲线半径。
在中型隧道和短型隧道的设计工作中，不建议设置S形反向曲线，而对于那些必须设置反向曲线的长大隧道来说，必须根据相应的设计标准在反向曲线之间设置一段缓和的直线段，并且圆曲线的长度必须符合3s的行程要求。
公路隧道超前支护的工程意义
摘要隧道施工难点之一是控制圈岩与初期支护的变形，而解决这一问题应从新奥法原理出发，充分利用圈岩自承能力，加固围岩，提高圃岩承载能力。
本文利用弹塑性力学中的有关知识，论述超前支护的工程意义，以便对超前支护的设计提供理论参考。
关键词超前支护塑性区变形量围岩洞周
1 引言
岩土工程概念从工程特征来概括大致经历了“结构工程、岩体工程、地质工程”三个不同的发展阶段．岩土工程概念的发展，主要是围绕如何认识岩土(体)、环境因素、工程措施及它们三者相互作用而展开的。
岩体工程概念与结构工程概念相比，它充分考虑岩体的自承能力，摆脱了“荷载一结构”模式。
地质工程概念与岩体工程概念相比，它不仅考虑充分发挥岩体的自稳能力，而且强调岩体、环境因素，工程措施三者的相互作用，注重维护和改善环境稳定性，以期使工程地质体的工程能力得到充分发挥，从而获得地质工程系统的最佳效益。
在以“新奥法”为典型代表的现代隧道工程技术原理中，建立了系统围岩的概念，在现代隧道施工时，所要研究的对象依然是“围岩体”及其系统(如工程位置、地面环境及性质、岩性及地下水情况等诸多因素)。
为了发挥工程地质体的工程能力，必须发展舵主动控制岩体变形与位移、调整岩体的应力状态、提高岩体强度、改善与维护环境稳定性的工程技术．注浆技术、超前管棚支护技术等是有效的主动控制岩体的工程技术。
2 隧道力学模型的建立及求解
为了讨论在新奥法施工中支护与围岩共同作用原理的力学概念，假定：
a.岩体为均质的各向同性的连续弹塑性体，岩体在塑性变形、剪切破坏的极限平衡中仍表现有剩余强度。
b．隧道初始应力插为自重应力场，侧压力系教为1。
c. 隧道形状、衬砌及塑性区均为圆形。
d．隧道在一定的埋深条件下，将它看作无限体中的孔洞问题。
根据以上假设，可得力学简图1。
其中，图(b)为塑性区的脱离体图，图中σf，表示弹性区地层对塑性区地层的作用力，P l表示衬砌对塑性区地层的作用力。
图(c)为按极坐标体系在地层塑性区中取出的单元体．将塑性区的径向应力记为σrp，切向应力记为σop．在隧道施工过程中，为了考察围岩的稳定性，关键是看塑性区内的应力和变形，因此，我们分析的重点还是集中在塑性区内。
图1 隧道围岩的力学模型
2.1 塑性区应力分析
根据单元体静力平衡条件和极坐标表示的库伦一莫尔准则有；
由此可见，塑性区内的应力只与代表地层特性的常数粘结力c、摩擦角Ø及衬砌对地层塑性区的作用力P i有关，而与地层荷载P o无关．σrp一r，σop一r的关系曲线见图2。
由图2可见，在毛洞情况下，P i=0, 在洞周r等于Ro时，σrp较小，而σop＝0，表明洞周围岩受力较小，可能处于松散状态。
对于节理发育，破碎的软弱围岩，洞周岩块间的相互作用力主要是粘结力c。
此处判断隧道围岩稳定性的主要指标是岩块间的粘结力c。
如果粘结力不强，岩石就有可能掉块，甚至坍塌．因此，为保证施工安全，对粘结力不大的软弱圈岩进行超前支护是必要的。
随着塑性区的扩展，r/R。
逐渐增大，σrp与σop的值呈加速增长，两者的差值也越来越大，围岩受力的不均匀性也是渐渐明显，围岩可能会由于切向应力过大而破坏。
因此，为了保证围岩的稳定性，控制塑性区内的应力发展，采取措施减小塑性区半径将是十分关键的．下面来讨论影响塑性区半径的主要因素，以便采取合理有效的工程措施，维护围岩的稳定。
2.2 塑性区半径R p的分析
根据弹塑性理论和边界条件，可得塑性区半径R p的理论计算表达式为：
由式可见，塑性区半径R p不仅与围岩特性常数c、Ø及外荷载P。
有关，而且与衬砌对塑性区的作用力P i也有关。
在具体工程中，外荷载P o通常是个定值，因此只要讨论R p与围岩特性常数c、Ø及衬砌对塑性区的作用力P i的相互关系就可以了。
R p与各变量参数的函数关系见图3。
从图中可以看出，随着c，Ø和P i的增大, 塑性区的半径R p都会相应减小，这与工程实际是相吻合的。
同时我们也能看到，R p曲线的变
化随摩擦角Ø 值的改变最明显，在到0.5弧度(28.6°)之间变化最急剧，当十值超过0.5弧度后，Rp基本上趋于平稳。
而粘结力c对R p的影响较之Pi也要大得多。
当c≥o.6MPa之后，Rp--c曲线也逐渐趋于缓和，粘结力c的增大对塑性区半径的影响很小．但是R p—P i曲线基本上呈直线，随着P i的增大, R p逐渐减小，但其速率并不大。
由此可见，岩体物理力学参数c，是影响R p的决定性因素，通过增大衬砌尺寸来约束塑性区的发展效果是不太明显的，这与新奥法的“柔性支护”思想也是一致的。
图3 R p与其影因素间的关系曲线图
从以上分析可以看出，对于物理力学参数c、Ø值较低的软弱围岩(c<0.6MPa，Ø <30°)，施工中对岩体进行超前注浆和超前导管支护，加强岩体自身的强度，在控制塑性区半径的发展，减小塑性区内部的应力方面将可以得到很好的效果．打设超前管棚，通过管棚的粱作用，给围岩施加径向应力P i也是很有必要。
而以增加衬砌厚度为辅助手段，确保工程安全。
施工过程中的“及时支护”思想，在软弱围岩的条件下，应理解为越早越好。
越早给围岩施加约束或加固围岩，围岩塑性区的最终半径和围岩内部的二次应力也会越小，而围岩自身的强度也会越高，围岩的稳定性也可以得到保障．国内外由现场量测所得的喷混凝土衬砌与圈岩接触面上的接触应力约为150—300KPa。
参照此数值，并结合现场岩体的物理力学参数，即可确定R p值。
一旦R p的值确定了，则注浆范围和导管的长度及倾角也就可以确定。
2.3 洞周位移分析
现在施工过程中，预留变形量基本上是根据经验。
按照工程类比法确定，以“宁超勿欠”为原则，遇到软弱地层时，预留变形量将大幅度增加，工程费用也就相应增加．根据数学和力学的相关知识，我们也可以给隧道洞周的位移作一大体的估算，在确定预留变形量时作参考。
根据拉梅公式和弹塑性相关知识，我们可以推导洞周的位移公式为：
由式可见，洞周位移u o与塑性区半径R p基本上成平方关系，R p的影响因素将直接影响u o。
因此，岩体的物理力学参数c、Ø 仍然是影响洞周位移u o的关键因素，通过预支护手段提高岩石的c、Ø值，也能大大减小围岩的周边位移，减小顶留变形量，节约工程投资费用。
3 算例
设一圆形隧道半径7m，原始地应力P o为3MPa，喷射混凝土与围岩间接触应力P i为0.2MPa，Ø=30°，E＝5.68MPa，μ=0.29．采用预加固措施后，围岩物理力学参数除μ＝0.24外，其余均增加20％．试比较加固前施工过程中塑性区半径R p及洞周位移u o变化。
根据R p和u o的计算公式，可分别算得：
加固前；R p=12.25m，u o=8.15mm；
加固后：R p＝9.77m，u o＝4.857mm．
由此可见，预加固措施对控制围岩塑性区发展和约束洞周位移效果是很明显的。
4 结语
a. 预加固措施不仅可以提高围岩的物理力学性能，减小塑性区半径，减小洞周位移，在注浆效果较好的情况下可以形成“曲梁”效应．在软弱地质带，此方法应作为首选和主要的施工措施。
b．喷射混凝土的受力一般不大，粱拱效应不强，它主要起封闭围岩的作用，所以施作时要柔而及时。
不能为了保证施工安全而一味地增加衬砌厚度，不能按照“结构一荷载”法的思维去考虑。
c．超前导管的打设应根据塑性区半径、导管长度来选取合适的倾角：超前导管的粱作用也可以给隧道围岩施加一个径向约束力。
