山岭隧道Ⅳ级围岩不同应力释放率下施作二衬规律

道支护分初期支护（初衬）和永久性模筑支护（二衬）道支护分初期支护（初衬）和永久性模筑支护（二衬)1.1 概述作为高等级公路的山岭隧道来说，它是大型的永久性的地下建筑物。

国家对此地下工程的投资大，对其工程的永久性质量要求很高。

为此在隧道的修建过程中，从开挖到修建完成的每道工序、每个环节的分部工程、分项工程的施工质量，国家从技术政策上做出了多种强制规定，并制订了质量标准，这就是国家级的各种设计、施工规范与验收标准。

从总体上说：隧道工程的质量主要包括有：1、隧道开挖工程质量；2、隧道支护工程质量包括各种建筑材料的质量；3、隧道排水工程质量包括防排水材料的质量；4、隧道路面工程质量；5、隧道洞口工程质量包括明洞工程质量，就是这五大块质量和总体。

2.1 隧道工程中各分项工程的控制按《公路工程质量检验评定标准》的规定：每座隧道应是具有独立施工条件的单位工程。

每个单位工程中又按照施工长度、结构部位、施工特点等划分出了9项分部工程，每项分部工程下又按不同的施工方法、材料、工序等划分出了若干个分项工程。

总之由于隧道属地下隐蔽工程，其建设条件又不可预见，可变因素多的特点，影响总体工程质量的因素环节较多，为此，应严格按各种规范要求及验收标准的规定，层层把关，控制、验收，才能达到本高速路工程质量全优的质量目标。

下面就将隧道工程中开挖、支护的重要性讲一下。

2.1.1 隧道开挖当隧道围岩类别及其相应的结构形式确定后，如何选用相适应的开挖方法和支护条件是关键的第一步。

设计文件根据通过结构计算和以往工程中所采用的支护所得成功经验，给定了不同围岩的开挖方法和支护参数。

根据设计文件建议的开挖方法，执行具体施工的承包商应认真的研究与试验，应选择安全转换工序，快速的掘进方法：一般在Ⅱ类围岩及以下的软弱围岩，一般采取多导坑的分部开挖法，如侧壁导坑法。

开挖工艺应遵循短进尺，早封闭，强支护的要求。

对于Ⅱ-Ⅳ类围岩及以下的软弱围岩，一般采用两步台阶法即长台阶法：上部断面先行，待全部完成或大部完成上部断面后再开挖下部断面。

二次衬砌二衬作用：二次衬砌保证了隧道在运营使用中永久稳定、安全、美观, 同时也是作为安全储备的一种工程措施。

地质条件良好的围岩依据新奥法原理施工的隧道在初期支护后结构基本稳定，但在不良特殊地质段初期支护很难保证围岩结构的长期稳定，需模筑砼二次衬砌立即加强围岩变形支撑。

初期支护也很难封闭山体内水系而导致隧道内仍有渗漏水，这就需要防排水系统结合二次衬砌来保证隧道的不渗不漏。

二次衬砌也承受软弱围岩的蠕变压力，膨胀性地压，或者浅埋隧道受到的附加荷载等。

在出现较大自然的变化，如地震、山体出现了偏压及过大的压力水等等破坏力很强的自然灾害时，隧道初期支护不能完全保证围岩的稳定，这就需要进行二次衬砌以加强山体变化的支撑稳定。

二衬前支护表面轮廓扫描，至少没10 米一个断面，检查轮廓超欠现象，如有欠挖及时处理，保证二衬砼厚度，一般在支护过程中及时检查修正，按照规范预留沉降量一般都能保证支护不侵界。

一般隧道设计防排水系统：在隧道初期支护与二次衬砌间设置环向排水盲沟（管）及防水层（整体防水板），隧道两侧拱脚设置纵向排水管，隧道仰拱中心设置纵向水泥管保暖水沟，拱脚纵向塑料排水管与仰拱中心水泥管中心沟间设置横向排水管。

防水层背后的水通过盲沟（管）及防水层背后流至隧道两侧拱脚的纵向排水管，再通过横向排水管流至仰拱中心水泥管保暖水沟，最后通过中心沟流至洞外。

二次衬砌采用抗渗砼，每模砼间设有止水带或止水条。

1、防水板背后排水盲沟管的布设、安装先在喷射混凝土面上定位划线，线位布设原则上按设计盲沟管间距进行，但根据洞壁实际渗水情况作适当调整，尽可能通过喷射层面的低凹处和有出水点的地方。

利用钢钉或专用夹扣将盲沟（管）沿线固定在砼表面，保证紧贴表面。

集中出水点沿着水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封处沿堵，以便地下水从管中集中流出。

防排水板的拼装与铺设支护表面处理测量隧道断面，利用作业台车对断面进行修整，首先应凿除喷射混凝土表面“葡萄状”结块，用电焊或氧焊将初期支护将外露的锚杆头和钢筋头等铁件齐根切除，在割除部位用细石混凝土抹平覆盖，以防刺破防水板。

隧道二次衬砌的合理支护时机研究摘要：新奥法由于能有效地利用围岩本身支承能力，使围岩和支护结构共同作用，能有效地克服冒顶和局部塌方等事故，并且由于支护结构包括初次支护和二次衬砌，大大提高了隧道防水效果和安全储备，因此在隧道修建中得到了广泛应用。

而隧道二次衬砌的施工则是隧道施工中的重中之重，确定合理的二衬施作时间对充分发挥围岩的自承能力、隧道洞室开挖的经济和安全性具有重要意义。

关键词：隧道二衬：支护时机：监控量测：隧道开挖：三维模拟1 前言隧道二次衬砌的支护时机研究一直是隧道施工中的一个重点及难点。

随着软岩工程力学的发展和完善，隧道施工中支护时机的确定，得到更多学者和工程界人士的关注。

二次衬砌施作时机始终是隧道界讨论的热点问题，目前提出了大量的方法，来判断二衬的合理支护时机，其中有通过弹塑性理论来对隧道二衬支护时机进行分析，有通过隧道围岩蠕变特性来对其进行分析，还有通过隧道的各种开挖方法来对二衬支护时机进行分析，以及通过非线性弹塑性以及对软弱围岩进行三维有限元分析来进行二衬合理支护时机的分析等等。

2 支护时机的确定（1）二衬支护时机确定的原则与标准①影响隧道周边最终位移量的因素1）岩体的物理力学性质；2）原始地应力大小；3）开挖方式；4）掘进速度；5）支护时机；6）支护方式。

②隧道周边容许位移量的确定原则1）城市地下隧道的下沉量尽量小，一般不能超过5～10毫米；2）浅埋山岭隧道容许位移量可以大些，一般小于30毫米；3）深埋隧道洞周的位移不致引起有害松动为原则，一般30毫米左右；③二次衬砌支护时间选择原则：1）各测试项目的位移速率明显收敛，围岩基本稳定；2）已产生的各项位移已达预计总位移量的80%～90%；3）周边位移速率小于0.2mm/d，或拱顶下沉速率小于0.15mm/d。

（2）二衬支护时机的确定方法黏弹塑性介质中隧道衬砌的位移计算式：（3）最佳支护时间的物理意义确定最佳支护时间进行二次支护，主要是为了满足隧道支护系统的条件，可以充分发挥围岩自承能力，并尽可能地释放能量，降低支护结构受到的压力。

隧道标准化施工培训〔第四期1 二次衬砌1.1一般要求1.1.1需应严格按《关于规范高速公路拌和站、预制场、钢筋加工场建设的通知》〔闽高路工［2009］172号的要求,执行隧道二衬台车准入制度。

1.1.2为保证衬砌工程质量,隧道一般地段〔含洞身、明洞、加宽段的二衬施工必须采用全断面模板台车和泵送作业。

1.1.3隧道洞口段二衬必须及时施作,掘进超过50m的,必须停止开挖进行二衬施工；洞口及洞内软岩段二次衬砌尽早施工,其他段落根据监控量测结果适时施工,一般情况下二衬距掌子面距离不超过200m；二衬作业面距铺底作业面距离一般为30m,距矮边墙作业面距离一般为50m,以保证正常二衬施工进度。

1.1.4二衬施工前须对初期支护断面进行激光测量,对不符合要求的进行处理。

1.1.5洞内出现的地下水,经化验确认对衬砌结构有侵蚀性时,应按图纸要求针对不同侵蚀类型采取不同类型的抗侵蚀性混凝土。

设计无要求时,应及时上报变更处理。

1.1.6当围岩级别有变化时,衬砌断面的级别亦应相应变化,但需获得监理人批准。

围岩较差地段的衬砌,应向围岩较好地段伸延,一般伸延长度为5m。

1.1.7隧道防排水设施、预埋件及预留洞室模板等的安装质量要符合设计及规范要求。

1.1.8项目业主要委托有资质的专业检测单位对二衬钢筋、保护层厚度、空洞情况进行检测。

对检查不合格的项目,承包人必须进行整改处理。

1.1.9为确保衬砌不侵入隧道建筑限界,在放样时可将设计的轮廓线适当予以扩大。

1.1.10对已完成的衬砌地段,应继续观察二衬的稳定性,注意变形、开裂、侵入净空等现象,及时记录。

1.2施工工序二次衬砌施工工艺流程见图1.2。

1.3施工要点1.3.1衬砌模板台车1.3.1.1台车制作〔1二次衬砌施工〔含加宽段应采用全液压自动行走的整体衬砌台车,衬砌台车应结构尺寸准确,各种伸缩构件、液压系统、电气控制系统运行良好,合理设置各支承机构；应满足自动行走要求,并有闭锁装置,保证定位准确。

山岭隧道施工时常会遇到突涌水灾害，严重威胁施工安全，如何对突涌水灾害提前进行风险评估及防控是隧道工程中面临的难点问题。

论文通过对隧道已发生突涌水灾害的案例分析，进行山岭隧道突涌水评估及防治措施研究。

本文主要针对山岭隧道的工程地质特点及设计、施工方案，参照像关提出的山岭隧道突涌水风险防控措施，通过隧道风险评估提出的突涌水风险等级标准，对不同风险等级进行了总结和分析，系统的从超前预报、开挖施工、辅助施工、突水涌泥量监测、应急与演练等方面提出山岭隧道突涌水风险防控措施。

应用提出的隧道突涌水风险评估模型进行隧道突涌水风险评估，根据风险评估提出的风险等级后提前采取风险防控措施，可以降低隧道施工期间突涌水发生的概率。

在风险评估及防控措施不能彻底保证灾害不发生的情况下，提出了突涌水灾害处治措施建议。

山岭隧道；突涌水灾害；风险防控；灾害处治；1 引言进入 21 世纪，我国隧道工程数量急剧增多，越来越多的长大山岭隧道得到修筑。

山岭隧道在修筑过程中会穿越各种地质复杂的段落，施工中可能产生各种地质灾害。

常见的隧道施工地质灾害有地陷、坍塌、大变形、岩爆、瓦斯、突涌水等。

其中，隧道突涌水是其中典型的地质灾害。

突涌水灾害已发生在大量修筑的公路隧道中。

广安至重庆高速公路华蓥山隧道在施工期间发生了十次以上的突涌水事故，突涌水期间伴有着大量的涌泥涌砂，涌水量最大值高达 14300 m3/ d，延误了隧道工期; 大瑶山隧道在经过 F9 断层时，断层上盘压碎围岩及支护措施，造成为了地表塌陷、塌方和涌水灾害；军都山隧道在施工至围岩节理裂隙发育段时浮现了大量泥砂石流灾害；家竹管隧道在施工中洞内多处浮现岩溶管道破裂造成的突涌水，由于突涌水段相对地势较高，洞内地下水无法自行流出洞口，导致隧道多次被淹没，机械设备损坏严重。

新庄隧道施工至 K30+512 段时，右侧拱顶浮现塌方，形成高度约 3 米，宽度约 3 米的空洞，地下水在塌方段涌出，涌水量约 300m3/d，如图 1 所示。

隧道二次衬砌施工安全技术方案一、编制依据：l．《xxxxx专线铁路隧道工程施工技术指南》（TZ214-2005）;2. 《xxxxx专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准》（铁建设…2005‟160号）;3．《铁路工程施工安全技术规程》（上、下册）(TB10401.2-2003 );4. 《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）;5.《双线隧道复合式衬砌》(通隧[2005]0301 );6. xxxxx客运专线公司下发的各隧道施工图纸、施工参考图及要求。

二、适用范围：本标段xx座隧道的二次衬砌、台车模板加工。

三、工程概况：我单位承担建设的xxx客运专线乌xxxx标xxx单元内共有隧道xx座，全长xxm。

设计要求采用新奥法原理进行施工，各级围岩均采用复合式衬砌，复合式衬砌结构是有初期支护和二次衬砌组成，在初期支护和二次衬砌之间设臵防水隔离层。

本标段隧道衬砌类型按现行《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）中的围岩分级划分。

对于复合式衬砌，初期支护按主要承载结构，在IV、V级围岩中考虑与二次衬砌共同承载。

二次衬砌是复合式衬砌的内层结构，与外层的喷锚初期支护及围岩共同组成整体的支护体系。

根据规范要求，二次衬砌采用大型钢模板，衬砌台车模筑混凝土灌注。

二次衬砌应根据围岩及初期支护的变形监控量测资料综合分析后施作。

根据本标段隧道设计要求，IV、V级围岩地段仰拱应紧跟施作，及早封闭成环，二次衬砌施工也应及早施作，不可长时间滞后。

对围岩变形过大或初期支护变形不收敛，又难以及时补强时，可设臵临时仰拱或横撑以封闭开挖面，必要时可提前施作二衬，以改善施工结构的受力状态。

四、隧道二衬、台车的几点技术说明1、台车采用钢结构大模板，具有液压支拆模和电动走行系统，工厂制造后运至现场安装，为确保衬砌不侵入隧道建筑限界，并考虑适当的应预留变形量，在台车制作时已将台车模板轮廓线比设计轮廓线扩大10～15cm，施工前检查台车尺寸是否准确，掌握加工偏差大小情况，并将检查结果报施技部，经施技部精测队再次检查合格后方可使用。

浅谈山岭隧道围岩等级与初期支护参数之间的关系摘要：随着现代化公路建设的高速发展，越来越多的公路隧道得以修建，以“少扰动，早喷锚，勤量测，紧封闭”为基本原则的新奥法施工技术在地下工程中的应用也越来越广泛，按照新奥法施工的指导思想，不同等级的围岩在初期支护的设计与施工中都有着不同的工艺与措施，本文通过山岭隧道不同等级围岩对应不同初期支护的各项支护参数，简单阐述了二者之间的关系。

关键词：山岭隧道围岩等级初期支护参数围岩的分级与自稳能力1、1围岩的分级根据《公路隧道设计规范》（jtdg70-2004），我国根据岩石的坚硬程度和岩体的完整程度两个基本因素的定性特征和定量的岩体基本质量指标值bq综合进行初步分级；对围岩进行详细定级时，应在岩体基本质量分级基础上考虑修正因素的影响，修正岩体基本质量指标值，按修正后的岩体基本质量指标值[bq]，结合岩体的定性特征综合评判，确定围岩的详细分级。

表1公路隧道围岩分级围岩级别围岩或土体主要定性特征围岩基本质量指标bq或修正的围岩基本质量指标[bq]ⅰ坚硬岩，岩体完整，巨整体状或巨后层状结构＞550ⅱ坚硬岩，岩体完整，块状或后层状结构较坚硬岩，岩石完整，块状整体结构 550~451ⅲ坚硬岩，岩体较破碎，巨块（石）碎（石）状镶嵌结构较坚硬岩或较软硬岩层，岩体较完整，块状体或中厚层结构450~351ⅳ坚硬岩，岩体破碎，破碎结构较坚硬岩，岩体较破碎~破碎，镶嵌碎裂结构较软岩或较硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整~较破碎，中薄层状结构350~251ⅳ土体：1 压密或成岩作用的粘性土及砂性土2 黄土（q1、q2）3 一般钙质、铁质胶结的碎石土、卵石土、大块土ⅴ较软岩，岩体破碎软岩，岩体较破碎~破碎极破碎各类岩体，碎、裂状，松散结构≤250ⅴ一般第四系的半干硬至硬塑的粘性土及稍湿至潮湿的碎石土，卵石土、圆砾、角砾及黄土（q3、q4）非粘性土呈松散结构，粘性土及黄土呈松软结构ⅵ软塑状粘土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等注：本表不适合用于特殊条件的围岩分级，如膨胀性围岩、多年冻土等。

二次衬砌二衬作用：二次衬砌保证了隧道在运营使用中永久稳定、安全、美观,同时也是作为安全储备的一种工程措施。

地质条件良好的围岩依据新奥法原理施工的隧道在初期支护后结构基本稳定，但在不良特殊地质段初期支护很难保证围岩结构的长期稳定，需模筑砼二次衬砌立即加强围岩变形支撑。

初期支护也很难封闭山体内水系而导致隧道内仍有渗漏水，这就需要防排水系统结合二次衬砌来保证隧道的不渗不漏。

二次衬砌也承受软弱围岩的蠕变压力，膨胀性地压，或者浅埋隧道受到的附加荷载等。

在出现较大自然的变化，如地震、山体出现了偏压及过大的压力水等等破坏力很强的自然灾害时，隧道初期支护不能完全保证围岩的稳定，这就需要进行二次衬砌以加强山体变化的支撑稳定。

二衬前支护表面轮廓扫描，至少没10米一个断面，检查轮廓超欠现象，如有欠挖及时处理，保证二衬砼厚度，一般在支护过程中及时检查修正，按照规范预留沉降量一般都能保证支护不侵界。

一般隧道设计防排水系统：在隧道初期支护与二次衬砌间设置环向排水盲沟（管）及防水层（整体防水板），隧道两侧拱脚设置纵向排水管，隧道仰拱中心设置纵向水泥管保暖水沟，拱脚纵向塑料排水管与仰拱中心水泥管中心沟间设置横向排水管。

防水层背后的水通过盲沟（管）及防水层背后流至隧道两侧拱脚的纵向排水管，再通过横向排水管流至仰拱中心水泥管保暖水沟，最后通过中心沟流至洞外。

二次衬砌采用抗渗砼，每模砼间设有止水带或止水条。

1、防水板背后排水盲沟管的布设、安装先在喷射混凝土面上定位划线，线位布设原则上按设计盲沟管间距进行，但根据洞壁实际渗水情况作适当调整，尽可能通过喷射层面的低凹处和有出水点的地方。

利用钢钉或专用夹扣将盲沟（管）沿线固定在砼表面，保证紧贴表面。

集中出水点沿着水源方向钻孔，然后将单根引水盲管插入其中，并用速凝砂浆将周围封处沿堵，以便地下水从管中集中流出。

防排水板的拼装与铺设支护表面处理测量隧道断面，利用作业台车对断面进行修整，首先应凿除喷射混凝土表面“葡萄状”结块，用电焊或氧焊将初期支护将外露的锚杆头和钢筋头等铁件齐根切除，在割除部位用细石混凝土抹平覆盖，以防刺破防水板。

隧道二衬环向裂缝成因分析及其防治对策研究摘要以闽西北某高速公路山岭隧道为工程背景，深入调查隧道二衬环向裂缝分布特征和发展趋势，通过理论计算、试验研究等方法，分析工程地质条件、地下水、钢筋保护层厚度、二衬厚度和强度、台车长度等因素对二衬环向裂缝的影响，在此基础上提出相应的防治对策，所得结论供同类工程参考。

关键词：隧道二衬环向裂缝原因分析防治对策1 前言二衬裂缝是公路隧道施工中常见的病害之一。

裂缝不仅影响美观，还给结构稳定埋下安全隐患。

裂缝如果处理不及时，则可能引起二衬渗（漏）水、钢筋锈蚀，并造成结构受力重分布，引起裂缝扩展，形成恶性循环。

严重时可能引起二衬局部掉落，甚至造成结构的整体性破坏，从而缩短隧道的维护周期和使用寿命[1]。

根据裂缝与隧道轴线的走向关系，隧道二衬裂缝可以分为纵向裂缝、斜向裂缝和环向裂缝。

一般认为环向裂缝多发生在施工缝、沉降缝处，或发生在洞口、不良地质地带与完整岩石地层的交接处[2]。

本文以闽西北某高速公路山岭隧道为工程背景，深入调查环向裂缝分布特征和发展趋势，在此基础上，探讨工程地质条件、地下水、二衬质量、二衬模板台车等因素对二衬环向裂缝形成的影响，并提出相应的防治对策。

2 裂缝调查2.1 裂缝分布特征闽西北某高速公路山岭隧道系双洞分离式四车道隧道，左洞进出口桩号为ZK16+428～ZK17+912，全长1484m；右洞进出口桩号为YK16+429～YK17+940，全长1511m。

隧道施工结束后于2009年2月发现左洞和右洞在K17+600～+800段不同程度出现环向裂缝。

结合裂缝分布及工程实际情况，采用非金属超声波仪、裂缝宽度测定仪检测裂缝发展的深度和宽度。

同时采用钢筋位置测定仪和地质雷达检测对应位置钢筋保护层厚度和二衬厚度，在此基础上判定裂缝是否穿透钢筋保护层厚度或贯穿隧道二衬。

现场观测发现K17+600～+800段裂缝以垂直隧道纵轴的环向裂缝为主，局部存在斜裂缝。

斜裂缝主要出现在配电室和消防窗等开洞位置，这些位置的裂缝与局部开洞引起应力集中有关。