关键字：隧道工程分类隧道工程防水工艺质量控制
近年来，隧道漏水事故时有发生。2005年，广州珠江隧道出现史上第二次重大漏水事故。漏水事故引起的交通瘫痪给行车车辆造成重大影响。严重的促使车辆轮胎打滑，发生交通事故造成伤亡。作为隧道工程防水施工技术操作人员，笔者不禁深思：如何做到隧道质量过硬和安全无患？当然，隧道工程，就其施工工程本身而言是复杂的。在定义上，隧道是指修建在地下或水下并铺设铁路供机车动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。尤其定义而知，隧道是因地制宜的交通策略，由于受地质、气象环境、居民分布等一系列主、客观条件的制约。隧道施工并不可能完全保证是万无一失的。在所有隧道工程的难题中，隧道及地下工程渗漏水是长期以来困扰专家们的一个顽固性问题，也是当前地下工程建筑中突出的质量顽疾和亟待解决的问课题。我国铁路部工务部有数据统计：我国至2008年底，我国公路隧道总数已达1782座，总长度704公里，严重渗漏水隧道有490座，占总座数的28．4％，我国现在有铁路隧道6876座，总长度为3670公里，严重漏水的隧道2100座，占总座数约30％。同时，我国北京、上海和广州的城市地下铁道中，渗漏水情况也已在30％左右。在地下工程较发达的日本，据调查渗漏水也达到40％以上。由此可见，隧道及地下工程渗漏水的情况十分严重。这些数据也都表明我国隧道建设所存在的问题。在探讨隧道防水工艺之前，笔者将首先分析隧道漏水的原因影响因素以及所带来的危害。随着城市基础建设的发展，地下工程建设项目在各大城市日趋增多，但混凝土结构的抗裂防水问题一直是困扰地下工程的难题之一。
隧道漏水的危害程度也不尽相同，笔者通过工作经验总结而来以下几种危害。
1、隧道工程漏水，一方面会使隧道周围的土壤坍塌，形成空洞，危及输水隧道的结构安全。另一方面很大程度上会溶失钢筋混凝土内部存在的氢氧化钙，并使混凝土的PH值变小，这样一来便容易导致混凝土结构中的钢筋因此而发生锈蚀，氢氧化钙ph值还关系着结构混凝土的碱骨料的化学反应程度，从专业知识的角度来讲，也就是说ph的值变小，会加快其反应。强烈的反应加速混凝土的使用寿命，更甚者在正常的使用年限中，也会危害到隧道工程的结构安全，缩短了工程的使用年限。在经济和人身安全上，隧道防水必须得到十足的重视；
2、隧道工程渗漏水，会危害相关工作人员和交通过往人员。在这里以一个例子证明其危害性。如果工作人员长期在潮湿的隧道环境中工作或生活容易发生氡污染，因为在混凝土和很多建筑材料中的氡在潮湿环境下会受到腐蚀危害从而影响到人们的身体健康乃至丧失劳动能力；更明显的危害，隧道漏水轻度而讲，会淋湿路面，使路面积水或结冰。影响司机行驶安全。重则会是交通秩序紊乱，出现连串交通事故，引发火灾，爆炸等重大事故。
3、隧道工程渗漏，为缓和漏水状况，工程队须常年采用机械排水和使用抽湿机或用吸湿剂除湿，再者会使输水量流失，提高输水成本。凡此种种均会造成能耗损失，成本飙升。这样而言，不利于其在市场竞争日趋激烈的隧道工程领域占据有利的优势。
4、在运营期间,地下水常从混凝土衬砌的施工缝、变形缝、裂缝甚至混凝土孔隙等通道渗漏进隧道中,造成洞内通讯、供电、照明等设备处于潮湿环境而发生锈蚀,使隧道公共设施失去其功能。
这些危害说明隧道防水意义重大。在这里，笔者从材料选择、建筑设计方案、工程施工以及质量检测管理这四个方面论述如何进行防水工程的优化。
1，在材料选择方面要选择经过工程实践证明的成熟产品。尤其是其质量、规格和物理性能应符合国家建筑材料标准以及建筑法律规范的规定要求，另外，选定的初步材料要进行复测检验，多次质量检测后才能确定材料。
2，建筑设计方案方面，在考察岩层，地下水，周边建筑环境的实先下进行设计方案的制作。设计师和勘测人员应进行多方沟通、综合各方意见再决定设计方案。尤其应该注意的是洞室的地面标高应略高于洞口外的地面标高，以便组织有效的排水系统。对于防水薄弱部位，如变形缝、穿墙管、沟坑等等应从建筑布置上为加强防水措施创造条件。同时也要考虑可能变化的土壤结构、地下水系统，从长远的角度高瞻远瞩，达到隧道防水的万无一失。
关键词：城市交通隧道 网格盾构 土压盾构 双圆盾构 泥水盾构 沪崇苏越江工程
1 前言
上海城市人口1450万，流动人口300万，面积6340km2，目前已经成为中国的经济、贸易、金融、航运中心城市。城市的经济发展促进城市建设尤其是交通建设的发展，城市地下轨道交通具有快捷、安全的特点。上海城市轨道交通线网规划17条线路，总长780km，其中地铁11条线，长度385km。已建3条线，其中地铁2条线；在建4条线，其中地铁2条线。地铁区间隧道总长度达700km（双线），采用盾构法施工，已建约100km。
黄浦江从东北至西南流经上海城区，把上海分为浦东、浦西2部分，江面宽500m~700m，主航道水深14m~16m。近10年来，浦东的迅速发展促进了越江交通工程建设，采用大直径盾构建造江底交通隧道已得到广泛的应用。已建隧道5条，在建隧道4条拟建隧道6条。
上海地层为第四纪沉积层，其中0~40m深度内均为软弱地层，主要为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粉砂土等，这类土颗粒微细、固结度低，具有高容水性、高压缩性、易塑流等特性。在该类地层中进行盾构隧道掘进施工，开挖面稳定和控制周围地层的变形沉降十分困难。
上海地区盾构隧道技术的应用，始于1965年，近40年来，尤其是近10年来，盾构隧道技术广泛用于地铁隧道、越江公路隧道和其它市政公用隧道。本文就上海城市交通隧道盾构施工技术的发展和现状，作一个回顾和综述。
2 网络挤压盾构掘进技术的开发和隧道工程应用
2.1 φ5.18m网格挤压盾构及上海地铁试验工程
1964年，上海市决定进行地铁扩大试验工程，线路位于衡山路北侧，建2条长600m的区间隧道，隧道复土10m，隧道外径5.6m，内径5m。隧道掘进施工采用2台自行设计制造的φ5.8m网格挤压盾构，辅以气压稳定开挖面土体，于1966年底完成1200m地铁区间掘进施工，地面沉降达10cm。
2.2 打浦路隧道φ10.2m网格挤压盾构掘进施工
1965年，上海第一条穿越黄浦江底的车行隧道??打浦路隧道，全长2761m，主隧道1324m采用φ10.2m网格挤压盾构掘进施工，黄浦江约600m，水深16m，见图1所示。
φ10.2m网格挤压盾构掘进机是中国第一台最大直径的盾构，盾构总推力达7.84×104kn，为稳定开挖面土体，采用气压辅助施工方法。盾构穿越的地层为淤泥质粘土和粉砂层，在岸边采用降水辅助工法和气压辅助工法，在江中段采用全气压局部挤压出土法施工。盾构见图2所示。
圆隧道外径10m，由8块钢筋混凝土管片拼装而成。管片环宽90cm，厚60cm。管片环向接头采用双排钢螺栓联接。衬砌接缝防水采用环氧树脂。打浦路隧道于1970年底建成通车，至今已运营33年。
2.3 延安东路隧道北线φ11.3m网格挤压水力出土盾构施工
1983年，位于上海 外滩的延安东路隧道北线工程开工建设，隧道全长2261m，为穿越黄江底的2车道隧道，其中1310m为圆形主隧道，采用盾构法施工，隧道外径11m，隧道衬砌由8块高精度钢筋混凝土管片拼装而成，管片环宽100cm，厚55cm，接缝防水采用氯丁橡胶防水条。
隧道北线圆形主隧道采用了上海隧道工程公司自行设计研制的φ11.3m网格型水力出土盾构，见图3所示。在密封舱内采用高压水枪冲切开挖面，挤压进网络的土体，搅拌成泥浆后通过泥浆泵接力输送，实现了掘进、出土运输自动化。网格上布有30扇液压闸门，具有调控进土部位、面积和进土量的作用，可辅助盾构纠偏和地面沉降控制。网格板上还布设了20只钢弦式土压计，可随时监测开挖面各部位的土压值变化，实现了信息化施工。盾构最大推力可达1.08×105kn。盾构顺利穿越江中段浅复土层和浦西500m建筑密集区，保护了沿线的主要建筑物和地下管线。
3 土压平衡盾构在城市交通隧道工程的应用和发展
3.1 土压平衡盾构的引进和开发应用
近年来，我国的城市地铁隧道、市政隧道、水电隧道、公路交通隧道已经越来越多地采用全断面隧道掘进机施工，其中用得最多的是土压平衡盾构掘进机。上海、广州、深圳、南京、北京的地铁区间隧道已经采用了31台直径6.14m～6.34m的土压平衡盾构，掘进区间隧道总长度达400km。土压盾构具有机械化程度高、开挖面稳定、掘进速度快、作业安全等优点，在隧道工程中有广泛的发展前景。
土压平衡盾构适用于各种粘性地层、砂性地层、砂砾土层。对于风化岩地层、软土与软岩的混合地层，可采用复合型的土压平衡盾构。在砂性、砂砾、软岩地层采用土压盾构掘进施工，应在土舱、螺旋输送机内以及刀盘上注入泥浆或泡沫，以改良土砂的塑流性能。
3.2 φ6.34m土压盾构在上海地铁工程中的应用
1990年，上海地铁1号线开工建设，双线区间隧道选用土压平衡盾构掘进，经国际招标，7台φ6.34m土压盾构由法国fcb公司、上海市隧道工程公司、上海市隧道工程设计院、上海沪东造船厂联合体中标，利用法国混合贷款1.32亿法郎。第1台φ6.34m土压盾构于1991年6月始发推进，7台盾构掘进总长度17.37km，1993年2月全线贯通，掘进施工期仅20个月，每台盾构的月掘进长度达200～250m。掘进施工穿越市区建筑群、道路、地下管线等，地面沉降控制达＋1cm～－3cm。φ6.34m土压平衡盾构见图4所示，其主要技术性能见表1。
1995年上海地铁二号线24.12km区间隧道开始掘进施工，地铁一号线工程所用的7台φ6.34m土压盾构经维修以后，继续用于二号线区间隧道掘进，同时又从法国fmt公司和上海的联合体购置2台土压盾构，上海隧道工程股份有限公司制造1台土压盾构，共计10台土压盾构用于隧道施工。
于2000年开工兴建的上海地铁明4号工程区间隧道仍将使用这10台φ6.34m土压平衡盾构施工。2001年，向日本三菱重工购置4台φ6.34m土压平衡盾构，共计14台盾构正在掘进施工。
上海地铁隧道外径6.2m，衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，通缝拼装，环宽100cm，管片厚35cm。见图5所示，地铁4号线部分区间隧道管片采用错缝拼装，环宽120cm。
上海地铁2号与1号线垂直相交，盾构从1号线区间隧道下1m穿越，掘进施工中采用地层注浆加固、跟踪注浆、信息化施工等技术措施，确保1号线地铁安全运营，沉降控制在2cm以内。地铁4号线与2号线区间隧道相交，4号线盾构从2号线隧道下1m穿越。φ6.34m土压盾构在城市建筑群下穿越，其沉降一般也在4cm以内。盾构平均月推进长度约250m，最快达400m/月。
3.3 双圆形盾构掘进机的引进和应用
2002年，上海地铁8号线黄兴路至开鲁路站三个区间隧道，长度2,688m，采用dot双圆盾构隧道工法，并从日本引进2台φ6300m×w10900mm的双圆形土压盾构掘进机。双圆盾构见图所示，其主要技术参数见表2。
双圆隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片，错缝拼装；每环管片由11块管片拼装而成，其中2块为海鸥形，1块为柱形。管片厚度30cm，环宽120cm，见图7所示。
3.4 φ7.64m土压盾构掘进外滩观光隧道
3.4.1 工程概况
上海外滩观光隧道是我国第一条行人过江专用隧道，是一条连接南京路外滩和陆家嘴东方明珠塔的江底隧道，全长646m，隧道内径6.76m。隧道内通行一来一往2条观光车轨道。
外滩观光隧道于1998年初开工，1999年底建成运营，土建工程包括黄浦江两岸的2座出入口竖井和一条过江隧道，见图8所示。隧道位于延安东路隧道北侧，并与上海地铁二号线2条过江区间隧道在江底交叉。隧道穿越的主要地层为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土和砂质粉土。
隧道衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，管片设计强度c50，抗渗等级s8，环宽120cm，厚35cm。管片接缝防水采用epdm多孔橡胶止水带，管片背面涂防水层。
3.4.2 φ7.65m土压平衡盾构掘进施工
隧道掘进采用φ7.65m土压平衡盾构，见图9所示。盾构大刀盘切削土体，为幅条式结构。盾构长8.935m，中间有较接装置，易于纠偏施工。盾构最大推力5.2×104kn。盾构密闭舱内充满切削土砂，通过直径900mm的螺双输送机排土，通过推进速度、螺旋机转速、排土量来控制密闭舱土压，使之与开挖面水压力平衡。盾构掘进速度为0～4cm/min。
盾构于1998年11月始发推进，隧道纵坡达4.8%，；平曲线最小半径为400m，均为国内越江盾构隧道之最。盾构初推段100m内进行了土体变形、土应力、孔隙水压的监测，反馈盾构施工，调整盾构施工参数，控制施工轴线和地表沉降。盾构掘进的平均速度达8m/d，646m隧道共花费3个月的时间完成，工程质量优良。
3.5 3.8m×3.8m矩形土压盾构掘进地铁过街人行地道
常用的盾构隧道掘进机为圆形，主要是圆形结构受力合理，圆形掘进机施工摩阻力小，即使机头旋转也影响小。但是圆形隧道往往断面空间利用率低，尤其在人行地道和在行隧道工程中，矩形、椭圆型、马蹄形、双圆形和多圆形断面更为合理。日本80年代开发应用了矩形隧道，在90年代开发应用了任意截面盾构和多圆盾构，并完成了多项人行隧道、公路隧道、铁路隧道、地铁隧道、排水隧道、市政共同沟隧道等，使异形盾构技术日益成熟，异形断面隧道工程日益增多。
我国于1995年开始研究矩形隧道技术，1996年研制1台2.5m×2.5m可变网格矩形顶管掘进机，顶进矩形隧道60m，解决了推进轴线控制、纠偏技术、深降控制、隧道结构等技术难题。1999年5月，上海地铁二号线陆家嘴路站62m过街人行地道采用矩形顶管掘进机施工，研制1台3.8m×3.8m组合刀盘矩形顶管掘进机，具有全断面切削和土压平衡功能，螺旋输送机出土，掘进机的主要工作参数见表3，矩形顶管掘进机见图10。
4 大直径泥水加压盾构掘进越江公路隧道施工
4.1 延安东路隧道南线φ11.22m泥水加压盾构掘进施工
1995年，为发展浦东建设需要，上海延安东路隧道南线开工建设，为缩短工期和保护隧道沿线建筑物的需求，引进日本三菱重工制造的φ11.22m泥水加压盾构。盾构本体示意见图11。
隧道南线1300m圆形主隧道采用日本三菱重工制造的φ11.22m泥水加压盾构掘进施工，盾构本体示意见图5。盾构采用刀盘切削，总推力达1.12×105kn，刀盘扭矩4635kn·m，最大掘进速度46mm/min。盾构密封舱充满压力泥浆与开挖面水土压保持平衡，并在开挖面形成泥膜，起到稳定的作用。盾构设有掘进管理、泥水输送、泥水分离和盾尾同步双液注浆系统。掘进管理和姿态自动计测系统能及时反映盾构掘进施工的几十项参数，便于准确设定和调整各类参数。
4.2 大连路隧道φ11.22m泥水加压盾构掘进施工
上海大连路隧道全长2565m，为2来2去的两条双车道隧道，工程总投资16.55亿元。工程于2001年5月25日开工，合同工期28个月。隧道平、剖面见图12所示。
圆形主长1263m，采用2台φ11.22m泥水加压盾构同时掘进施工。隧道衬砌结构在延安东路隧道工程的基础上进行了优化改良，拼装形式由通缝改为错缝，管片厚度从55cm改为48cm，环宽由100cm增大为150cm，管片分块由8块增为9块，管片连接螺栓由直螺栓改为弯螺栓，螺栓手孔改小，管片形式由箱形改为平板型。隧道衬砌结构见图13。
泥水加压盾构的泥水输送和泥水处理是盾构施工的重要组成部分，公司自选研究设计制造了适应上海软土地层的泥水分离系统，见图14所示。
盾构进出洞土体加固全部采用冻结法。
西线隧道于2002年3月28日始发推进，至9月20日隧道贯通，工期6个月。东线隧道于6月18日 发推进，至12月底隧道贯通。盾构掘进速度平均为8m/d，最快为15m/d。两条隧道最小间距为6m。
大连路隧道于2003年9月建成通车，总工期仅28个月，是上海越江公路隧道建设周期最短的。
4.3 上海越江交通工程的发展
2001年底，复兴东路隧道工程开工建设，为2条3车道隧道，隧道外径11m，分为上下两层，是我国第一条双层隧道，全长2785m。2条1215m主隧道于2003年2月和5月先后始发推进，于11月隧道贯通。
2003年6月，翔殷路隧道工程开工建设，为2条2车道隧道，隧道全长2597m，隧道外径11.36m，内径10.2m，是目前车道最宽的盾构隧道，设计车速可达80km/h。
正在设计中的越江隧道有军工路隧道和上中路隧道(中环线配套工程)，正在规划中的越江隧道有长江西路、新建路、人民路、耀华路等4处。
长江口越江通道工程是连接上海－崇明－江苏北部的重要交通工程，位于长江口，从上海浦东－横沙岛－崇明岛－南通，采用桥隧结合的工程方案，全长68km，为3来3去6车道，设计车速100km/h。其中浦东5号沟至横沙岛穿越长江南港，采用盾构隧道施工，全长约8.5km，隧道外径15.2m。横沙岛至崇明岛越江北港，采用桥梁施工，全长9.54km。见图15所示。直径φ15.2m的盾构隧道，目前是世界上最大直径的盾构隧道，隧道断面见图16。
5 结语
上海城市交通隧道工程的发展提高了盾构隧道技术的水平。从最初的网格挤压盾构，发展到目前的土压平衡盾构和泥水加压盾构，盾构机向机械化、自动化、信息化发展，掘进速度快，盾构开挖面稳定，地面沉降控制好，环境影响小。盾构衬砌不断改进和优化。盾构与隧道技术正在向大深度、大直径、长距离掘进发展。双圆隧道、矩形隧道技术也得到应用。随着上海城市交通隧道工程建设的不断发展，盾构隧道技术水平将进一步的发展和提高。
参考文献
1、 傅德明、杨国祥. 《上海地区越江交通盾构施工技术综述》. “国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会论文集”. 人民交通出版社. 2002.10
关键词：城市交通隧道 网格盾构 土压盾构 双圆盾构 泥水盾构 沪崇苏越江工程
1 前言
上海城市人口1450万，流动人口300万，面积6340km2，目前已经成为中国的经济、贸易、金融、航运中心城市。城市的经济发展促进城市建设尤其是交通建设的发展，城市地下轨道交通具有快捷、安全的特点。上海城市轨道交通线网规划17条线路，总长780km，其中地铁11条线，长度385km。已建3条线，其中地铁2条线；在建4条线，其中地铁2条线。地铁区间隧道总长度达700km（双线），采用盾构法施工，已建约100km。
黄浦江从东北至西南流经上海城区，把上海分为浦东、浦西2部分，江面宽500m~700m，主航道水深14m~16m。近10年来，浦东的迅速发展促进了越江交通工程建设，采用大直径盾构建造江底交通隧道已得到广泛的应用。已建隧道5条，在建隧道4条拟建隧道6条。
上海地层为第四纪沉积层，其中0~40m深度内均为软弱地层，主要为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粉砂土等，这类土颗粒微细、固结度低，具有高容水性、高压缩性、易塑流等特性。WWW.133229.COm在该类地层中进行盾构隧道掘进施工，开挖面稳定和控制周围地层的变形沉降十分困难。
上海地区盾构隧道技术的应用，始于1965年，近40年来，尤其是近10年来，盾构隧道技术广泛用于地铁隧道、越江公路隧道和其它市政公用隧道。本文就上海城市交通隧道盾构施工技术的发展和现状，作一个回顾和综述。
2 网络挤压盾构掘进技术的开发和隧道工程应用
2.1 φ5.18m网格挤压盾构及上海地铁试验工程
1964年，上海市决定进行地铁扩大试验工程，线路位于衡山路北侧，建2条长600m的区间隧道，隧道复土10m，隧道外径5.6m，内径5m。隧道掘进施工采用2台自行设计制造的φ5.8m网格挤压盾构，辅以气压稳定开挖面土体，于1966年底完成1200m地铁区间掘进施工，地面沉降达10cm。
2.2 打浦路隧道φ10.2m网格挤压盾构掘进施工
1965年，上海第一条穿越黄浦江底的车行隧道――打浦路隧道，全长2761m，主隧道1324m采用φ10.2m网格挤压盾构掘进施工，黄浦江约600m，水深16m，见图1所示。
φ10.2m网格挤压盾构掘进机是中国第一台最大直径的盾构，盾构总推力达7.84×104kn，为稳定开挖面土体，采用气压辅助施工方法。盾构穿越的地层为淤泥质粘土和粉砂层，在岸边采用降水辅助工法和气压辅助工法，在江中段采用全气压局部挤压出土法施工。盾构见图2所示。
圆隧道外径10m，由8块钢筋混凝土管片拼装而成。管片环宽90cm，厚60cm。管片环向接头采用双排钢螺栓联接。衬砌接缝防水采用环氧树脂。打浦路隧道于1970年底建成通车，至今已运营33年。
2.3 延安东路隧道北线φ11.3m网格挤压水力出土盾构施工
1983年，位于上海 外滩的延安东路隧道北线工程开工建设，隧道全长2261m，为穿越黄江底的2车道隧道，其中1310m为圆形主隧道，采用盾构法施工，隧道外径11m，隧道衬砌由8块高精度钢筋混凝土管片拼装而成，管片环宽100cm，厚55cm，接缝防水采用氯丁橡胶防水条。
隧道北线圆形主隧道采用了上海隧道工程公司自行设计研制的φ11.3m网格型水力出土盾构，见图3所示。在密封舱内采用高压水枪冲切开挖面，挤压进网络的土体，搅拌成泥浆后通过泥浆泵接力输送，实现了掘进、出土运输自动化。网格上布有30扇液压闸门，具有调控进土部位、面积和进土量的作用，可辅助盾构纠偏和地面沉降控制。网格板上还布设了20只钢弦式土压计，可随时监测开挖面各部位的土压值变化，实现了信息化施工。盾构最大推力可达1.08×105kn。盾构顺利穿越江中段浅复土层和浦西500m建筑密集区，保护了沿线的主要建筑物和地下管线。
3 土压平衡盾构在城市交通隧道工程的应用和发展
3.1 土压平衡盾构的引进和开发应用
近年来，我国的城市地铁隧道、市政隧道、水电隧道、公路交通隧道已经越来越多地采用全断面隧道掘进机施工，其中用得最多的是土压平衡盾构掘进机。上海、广州、深圳、南京、北京的地铁区间隧道已经采用了31台直径6.14m～6.34m的土压平衡盾构，掘进区间隧道总长度达400km。土压盾构具有机械化程度高、开挖面稳定、掘进速度快、作业安全等优点，在隧道工程中有广泛的发展前景。
土压平衡盾构适用于各种粘性地层、砂性地层、砂砾土层。对于风化岩地层、软土与软岩的混合地层，可采用复合型的土压平衡盾构。在砂性、砂砾、软岩地层采用土压盾构掘进施工，应在土舱、螺旋输送机内以及刀盘上注入润滑泥浆或泡沫，以改良土砂的塑流性能。
3.2 φ6.34m土压盾构在上海地铁工程中的应用
1990年，上海地铁1号线开工建设，双线区间隧道选用土压平衡盾构掘进，经国际招标，7台φ6.34m土压盾构由法国fcb公司、上海市隧道工程公司、上海市隧道工程设计院、上海沪东造船厂联合体中标，利用法国混合贷款1.32亿法郎。第1台φ6.34m土压盾构于1991年6月始发推进，7台盾构掘进总长度17.37km，1993年2月全线贯通，掘进施工期仅20个月，每台盾构的月掘进长度达200～250m。掘进施工穿越市区建筑群、道路、地下管线等，地面沉降控制达＋1cm～－3cm。φ6.34m土压平衡盾构见图4所示，其主要技术性能见表1。
1995年上海地铁二号线24.12km区间隧道开始掘进施工，地铁一号线工程所用的7台φ6.34m土压盾构经维修以后，继续用于二号线区间隧道掘进，同时又从法国fmt公司和上海的联合体购置2台土压盾构，上海隧道工程股份有限公司制造1台土压盾构，共计10台土压盾构用于隧道施工。
于2000年开工兴建的上海地铁明4号工程区间隧道仍将使用这10台φ6.34m土压平衡盾构施工。2001年，向日本三菱重工购置4台φ6.34m土压平衡盾构，共计14台盾构正在掘进施工。
上海地铁隧道外径6.2m，衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，通缝拼装，环宽100cm，管片厚35cm。见图5所示，地铁4号线部分区间隧道管片采用错缝拼装，环宽120cm。
上海地铁2号与1号线垂直相交，盾构从1号线区间隧道下1m穿越，掘进施工中采用地层注浆加固、跟踪注浆、信息化施工等技术措施，确保1号线地铁安全运营，沉降控制在2cm以内。地铁4号线与2号线区间隧道相交，4号线盾构从2号线隧道下1m穿越。φ6.34m土压盾构在城市建筑群下穿越，其沉降一般也在4cm以内。盾构平均月推进长度约250m，最快达400m/月。
3.3 双圆形盾构掘进机的引进和应用
2002年，上海地铁8号线黄兴路至开鲁路站三个区间隧道，长度2,688m，采用dot双圆盾构隧道工法，并从日本引进2台φ6300m×w10900mm的双圆形土压盾构掘进机。双圆盾构见图所示，其主要技术参数见表2。
双圆隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片，错缝拼装；每环管片由11块管片拼装而成，其中2块为海鸥形，1块为柱形。管片厚度30cm，环宽120cm，见图7所示。
3.4 φ7.64m土压盾构掘进外滩观光隧道
3.4.1 工程概况
上海外滩观光隧道是我国第一条行人过江专用隧道，是一条连接南京路外滩和陆家嘴东方明珠塔的江底隧道，全长646m，隧道内径6.76m。隧道内通行一来一往2条观光车轨道。
外滩观光隧道于1998年初开工，1999年底建成运营，土建工程包括黄浦江两岸的2座出入口竖井和一条过江隧道，见图8所示。隧道位于延安东路隧道北侧，并与上海地铁二号线2条过江区间隧道在江底交叉。隧道穿越的主要地层为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土和砂质粉土。
隧道衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，管片设计强度c50，抗渗等级s8，环宽120cm，厚35cm。管片接缝防水采用epdm多孔橡胶止水带，管片背面涂防水层。
3.4.2 φ7.65m土压平衡盾构掘进施工
隧道掘进采用φ7.65m土压平衡盾构，见图9所示。盾构大刀盘切削土体，为幅条式结构。盾构长8.935m，中间有较接装置，易于纠偏施工。盾构最大推力5.2×104kn。盾构密闭舱内充满切削土砂，通过直径900mm的螺双输送机排土，通过推进速度、螺旋机转速、排土量来控制密闭舱土压，使之与开挖面水压力平衡。盾构掘进速度为0～4cm/min。
盾构于1998年11月始发推进，隧道纵坡达4.8%，；平曲线最小半径为400m，均为国内越江盾构隧道之最。盾构初推段100m内进行了土体变形、土应力、孔隙水压的监测，反馈盾构施工，调整盾构施工参数，控制施工轴线和地表沉降。盾构掘进的平均速度达8m/d，646m隧道共花费3个月的时间完成，工程质量优良。
3.5 3.8m×3.8m矩形土压盾构掘进地铁过街人行地道
常用的盾构隧道掘进机为圆形，主要是圆形结构受力合理，圆形掘进机施工摩阻力小，即使机头旋转也影响小。但是圆形隧道往往断面空间利用率低，尤其在人行地道和在行隧道工程中，矩形、椭圆型、马蹄形、双圆形和多圆形断面更为合理。日本80年代开发应用了矩形隧道，在90年代开发应用了任意截面盾构和多圆盾构，并完成了多项人行隧道、公路隧道、铁路隧道、地铁隧道、排水隧道、市政共同沟隧道等，使异形盾构技术日益成熟，异形断面隧道工程日益增多。
我国于1995年开始研究矩形隧道技术，1996年研制1台2.5m×2.5m可变网格矩形顶管掘进机，顶进矩形隧道60m，解决了推进轴线控制、纠偏技术、深降控制、隧道结构等技术难题。1999年5月，上海地铁二号线陆家嘴路站62m过街人行地道采用矩形顶管掘进机施工，研制1台3.8m×3.8m组合刀盘矩形顶管掘进机，具有全断面切削和土压平衡功能，螺旋输送机出土，掘进机的主要工作参数见表3，矩形顶管掘进机见图10。
4 大直径泥水加压盾构掘进越江公路隧道施工
4.1 延安东路隧道南线φ11.22m泥水加压盾构掘进施工
1995年，为发展浦东建设需要，上海延安东路隧道南线开工建设，为缩短工期和保护隧道沿线建筑物的需求，引进日本三菱重工制造的φ11.22m泥水加压盾构。盾构本体示意见图11。
隧道南线1300m圆形主隧道采用日本三菱重工制造的φ11.22m泥水加压盾构掘进施工，盾构本体示意见图5。盾构采用刀盘切削，总推力达1.12×105kn，刀盘扭矩4635kn·m，最大掘进速度46mm/min。盾构密封舱充满压力泥浆与开挖面水土压保持平衡，并在开挖面形成泥膜，起到稳定的作用。盾构设有掘进管理、泥水输送、泥水分离和盾尾同步双液注浆系统。掘进管理和姿态自动计测系统能及时反映盾构掘进施工的几十项参数，便于准确设定和调整各类参数。
4.2 大连路隧道φ11.22m泥水加压盾构掘进施工
上海大连路隧道全长2565m，为2来2去的两条双车道隧道，工程总投资16.55亿元。工程于2001年5月25日开工，合同工期28个月。隧道平、剖面见图12所示。
圆形主长1263m，采用2台φ11.22m泥水加压盾构同时掘进施工。隧道衬砌结构在延安东路隧道工程的基础上进行了优化改良，拼装形式由通缝改为错缝，管片厚度从55cm改为48cm，环宽由100cm增大为150cm，管片分块由8块增为9块，管片连接螺栓由直螺栓改为弯螺栓，螺栓手孔改小，管片形式由箱形改为平板型。隧道衬砌结构见图13。
泥水加压盾构的泥水输送和泥水处理是盾构施工的重要组成部分，公司自选研究设计制造了适应上海软土地层的泥水分离系统，见图14所示。
盾构进出洞土体加固全部采用冻结法。
西线隧道于2002年3月28日始发推进，至9月20日隧道贯通，工期6个月。东线隧道于6月18日 发推进，至12月底隧道贯通。盾构掘进速度平均为8m/d，最快为15m/d。两条隧道最小间距为6m。
大连路隧道于2003年9月建成通车，总工期仅28个月，是上海越江公路隧道建设周期最短的。
4.3 上海越江交通工程的发展
2001年底，复兴东路隧道工程开工建设，为2条3车道隧道，隧道外径11m，分为上下两层，是我国第一条双层隧道，全长2785m。2条1215m主隧道于2003年2月和5月先后始发推进，于11月隧道贯通。
2003年6月，翔殷路隧道工程开工建设，为2条2车道隧道，隧道全长2597m，隧道外径11.36m，内径10.2m，是目前车道最宽的盾构隧道，设计车速可达80km/h。
正在设计中的越江隧道有军工路隧道和上中路隧道(中环线配套工程)，正在规划中的越江隧道有长江西路、新建路、人民路、耀华路等4处。
长江口越江通道工程是连接上海－崇明－江苏北部的重要交通工程，位于长江口，从上海浦东－横沙岛－崇明岛－南通，采用桥隧结合的工程方案，全长68km，为3来3去6车道，设计车速100km/h。其中浦东5号沟至横沙岛穿越长江南港，采用盾构隧道施工，全长约8.5km，隧道外径15.2m。横沙岛至崇明岛越江北港，采用桥梁施工，全长9.54km。见图15所示。直径φ15.2m的盾构隧道，目前是世界上最大直径的盾构隧道，隧道断面见图16。
5 结语
上海城市交通隧道工程的发展提高了盾构隧道技术的水平。从最初的网格挤压盾构，发展到目前的土压平衡盾构和泥水加压盾构，盾构机向机械化、自动化、信息化发展，掘进速度快，盾构开挖面稳定，地面沉降控制好，环境影响小。盾构衬砌不断改进和优化。盾构与隧道技术正在向大深度、大直径、长距离掘进发展。双圆隧道、矩形隧道技术也得到应用。随着上海城市交通隧道工程建设的不断发展，盾构隧道技术水平将进一步的发展和提高。
参考文献
1、 傅德明、杨国祥. 《上海地区越江交通盾构施工技术综述》. “国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会论文集”. 人民交通出版社. 2002.10
关键词：城市交通隧道 网格盾构 土压盾构 双圆盾构 泥水盾构 沪崇苏越江工程
1 前言 黄浦江从东北至西南流经上海城区，把上海分为浦东、浦西2部分，江面宽500m~700m，主航道水深14m~16m。近10年来，浦东的迅速发展促进了越江交通工程建设，采用大直径盾构建造江底交通隧道已得到广泛的应用。已建隧道5条，在建隧道4条拟建隧道6条。
上海地层为第四纪沉积层，其中0~40m深度内均为软弱地层，主要为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粉砂土等，这类土颗粒微细、固结度低，具有高容水性、高压缩性、易塑流等特性。在该类地层中进行盾构隧道掘进施工，开挖面稳定和控制周围地层的变形沉降十分困难。
上海地区盾构隧道技术的应用，始于1965年，近40年来，尤其是近10年来，盾构隧道技术广泛用于地铁隧道、越江公路隧道和其它市政公用隧道。本文就上海城市交通隧道盾构施工技术的发展和现状，作一个回顾和综述。
2 网络 挤压盾构掘进技术的开发和隧道工程应用
2.1 Φ5.18m网格挤压盾构及上海地铁试验工程 2.2 打浦路隧道Φ10.2m网格挤压盾构掘进施工 圆隧道外径10m，由8块钢筋混凝土管片拼装而成。管片环宽90cm，厚60cm。管片环向接头采用双排钢螺栓联接。衬砌接缝防水采用环氧树脂。打浦路隧道于1970年底建成通车，至今已运营33年。
2.3 延安东路隧道北线Φ11.3m网格挤压水力出土盾构施工 隧道北线圆形主隧道采用了上海隧道工程公司自行设计研制的φ11.3m网格型水力出土盾构，见图3所示。在密封舱内采用高压水枪冲切开挖面，挤压进网络的土体，搅拌成泥浆后通过泥浆泵接力输送，实现了掘进、出土运输自动化。网格上布有30扇液压闸门，具有调控进土部位、面积和进土量的作用，可辅助盾构纠偏和地面沉降控制。网格板上还布设了20只钢弦式土压计，可随时监测开挖面各部位的土压值变化，实现了信息化施工。盾构最大推力可达1.08×105KN。盾构顺利穿越江中段浅复土层和浦西500m建筑密集区，保护了沿线的主要建筑物和地下管线。
3 土压平衡盾构在城市交通隧道工程的应用和发展
3.1 土压平衡盾构的引进和开发应用
近年来，我国的城市地铁隧道、市政隧道、水电隧道、公路交通隧道已经越来越多地采用全断面隧道掘进机施工，其中用得最多的是土压平衡盾构掘进机。上海、广州、深圳、南京、北京的地铁区间隧道已经采用了31台直径6.14m～6.34m的土压平衡盾构，掘进区间隧道总长度达400km。土压盾构具有机械化程度高、开挖面稳定、掘进速度快、作业安全等优点，在隧道工程中有广泛的发展前景。
土压平衡盾构适用于各种粘性地层、砂性地层、砂砾土层。对于风化岩地层、软土与软岩的混合地层，可采用复合型的土压平衡盾构。在砂性、砂砾、软岩地层采用土压盾构掘进施工，应在土舱、螺旋输送机内以及刀盘上注入润滑泥浆或泡沫，以改良土砂的塑流性能。
3.2 Φ6.34m土压盾构在上海地铁工程中的应用 于2000年开工兴建的上海地铁明4号工程区间隧道仍将使用这10台Φ6.34m土压平衡盾构施工。2001年，向日本三菱重工购置4台Φ6.34m土压平衡盾构，共计14台盾构正在掘进施工。 3.3 双圆形盾构掘进机的引进和应用 3.4 Φ7.64m土压盾构掘进外滩观光隧道
3.4.1 工程概况
上海外滩观光隧道是我国第一条行人过江专用隧道，是一条连接南京路外滩和陆家嘴东方明珠塔的江底隧道，全长646m，隧道内径6.76m。隧道内通行一来一往2条观光车轨道。 隧道衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，管片设计强度C50，抗渗等级S8，环宽120cm，厚35cm。管片接缝防水采用EPDM多孔橡胶止水带，管片背面涂防水层。
3.4.2 φ7.65m土压平衡盾构掘进施工
隧道掘进采用φ7.65m土压平衡盾构，见图9所示。盾构大刀盘切削土体，为幅条式结构。盾构长8.935m，中间有较接装置，易于纠偏施工。盾构最大推力5.2×104KN。盾构密闭舱内充满切削土砂，通过直径900mm的螺双输送机排土，通过推进速度、螺旋机转速、排土量来控制密闭舱土压，使之与开挖面水压力平衡。盾构掘进速度为0～4cm/min。
盾构于1998年11月始发推进，隧道纵坡达4.8%，；平曲线最小半径为400m，均为国内越江盾构隧道之最。盾构初推段100m内进行了土体变形、土应力、孔隙水压的监测，反馈盾构施工，调整盾构施工参数，控制施工轴线和地表沉降。盾构掘进的平均速度达8m/d，646m隧道共花费3个月的时间完成，工程质量优良。
3.5 3.8m×3.8m矩形土压盾构掘进地铁过街人行地道
常用的盾构隧道掘进机为圆形，主要是圆形结构受力合理，圆形掘进机施工摩阻力小，即使机头旋转也 影响 小。但是圆形隧道往往断面空间利用率低，尤其在人行地道和在行隧道工程中，矩形、椭圆型、马蹄形、双圆形和多圆形断面更为合理。日本80年代开发 应用 了矩形隧道，在90年代开发应用了任意截面盾构和多圆盾构，并完成了多项人行隧道、公路隧道、铁路隧道、地铁隧道、排水隧道、市政共同沟隧道等，使异形盾构技术日益成熟，异形断面隧道工程日益增多。
4 大直径泥水加压盾构掘进越江公路隧道施工 1995年，为 发展 浦东建设需要，上海延安东路隧道南线开工建设，为缩短工期和保护隧道沿线建筑物的需求，引进日本三菱重工制造的Φ11.22m泥水加压盾构。盾构本体示意见图11。 上海大连路隧道全长2565m，为2来2去的两条双车道隧道，工程总投资16.55亿元。工程于2001年5月25日开工，合同工期28个月。隧道平、剖面见图12所示。
泥水加压盾构的泥水输送和泥水处理是盾构施工的重要组成部分，公司自选研究设计制造了适应上海软土地层的泥水分离系统，见图14所示。
盾构进出洞土体加固全部采用冻结法。 大连路隧道于2003年9月建成通车，总工期仅28个月，是上海越江公路隧道建设周期最短的。
4.3 上海越江 交通 工程的发展 2003年6月，翔殷路隧道工程开工建设，为2条2车道隧道，隧道全长2597m，隧道外径11.36m，内径10.2m，是 目前 车道最宽的盾构隧道，设计车速可达80km/h。
正在设计中的越江隧道有军工路隧道和上中路隧道(中环线配套工程)，正在规划中的越江隧道有长江西路、新建路、人民路、耀华路等4处。
5 结语
上海城市交通隧道工程的发展提高了盾构隧道技术的水平。从最初的网格挤压盾构，发展到目前的土压平衡盾构和泥水加压盾构，盾构机向机械化、自动化、信息化发展，掘进速度快，盾构开挖面稳定，地面沉降控制好，环境影响小。盾构衬砌不断改进和优化。盾构与隧道技术正在向大深度、大直径、长距离掘进发展。双圆隧道、矩形隧道技术也得到应用。随着上海城市交通隧道工程建设的不断发展，盾构隧道技术水平将进一步的发展和提高。
关键词：铁路隧道；隧道设计；重视因素
中国的铁路隧道设计技术水平与国外的隧道技术相对比，可以很直观的看出我国隧道在设计上还是存在一个很大的差距。所以，针对现在的铁路技术政策和铁路发展的要求，我们将在铁路隧道设计方面做全新的设计理念。因此，我们需要明白目前关于铁路隧道设计应当重视哪方面？下文是本人一些拙见，仅供参考。
一、新的隧道设计理念
设计的灵魂所就在于设计的理念的创新，时代在不断的进步铁路跨越式发展也是针对与时俱进的基础想进行，在今后的隧道要求中和当前铁路的全面建设中，在铁路运输这一方面要全面贯彻 “快速、可靠、经济、环保”四大特点，技术人员在设计之初需要按照 “以人为本、服务运输、强本简末、系统优化、着眼发展”的设计理念。在建设时因地制宜结合铁路建设地点，积极采用安全、可靠、先进、成熟、经济、适用的新技术，落实到隧道工程的整体设计当中。
在新隧道规则中，国家首次明确隧道结构需要一个正常的使用年限：“隧道建筑物应按满足100年正常使用的永久性结构设计，建成的隧道应能适应运营需要，方便养护作业，并具有必要的安全防护等设施”。所以，在施工建设时需要尽一切可能全面提高隧道结构物的安全性与耐久性，尽量延长结构物在使用年限上的时间，在以后的铁路隧道设计方案上，设计人员必须全员解放思想，在设计实践中优化和创新。
二、隧道洞口工程设计
隧道的进出口是在整条隧道当中唯一一处露在外面的主要部分，目前，确定洞口位置的要求是：“早进洞、晚出洞”，对于隧道的表层挡护设施结构以及洞口和其他部分的设施，在总的设计原则上基本和以前的设计要相同。这里主要从“以人为本、服务运输、保护环境、确保安全”的角度，强调在今后的铁路隧道设计应当考虑的方面。
为确保隧道洞口挡护结构稳定和运营安全，今后设计隧道边仰坡均应永久防护。这里重点谈边仰坡喷锚防护和危石崩塌防护设计。隧道洞口边、仰坡危石崩塌防护设计隧道洞口仰坡危石、崩塌防治，设计应采取工程类比和理论计算结合实施。根据危岩类型、破坏特征、所处地质条件等因素，具体可采取以下综合措施:
用锚固技术对围岩进行加固处理；对危岩裂隙可进行封闭、注浆；悬吊的危石、险石，宜及时清除；对崖腔、空洞等应进行支顶和镶补；在崩塌区有水活动的地段，可设置拦截、疏导地表水和地下水的排水系统；可在崖脚设置拦石墙、落石槽和栏护网等遮挡、拦截构筑物。
三、隧道防排水设计
针对我国已经正常使用的铁路隧道在总体上来讲都是正常的，但是运行时间一长就会在不同程度上出现渗水的情况，根据调查发现其主要有三点原因：一是针对我们以前设计防水方面标准普遍偏低，二是在整个施工质量方面也存在一定问题，三是在前期施工管理方面不够彻底。
面对今后的隧道设计方面，我们应当重视初期对于支护的防水施工，在防水方面应当使用混凝土自防水为主体，利用施工的山体缝隙为防水重点，其后需要注浆和防水层加强防水，满足整体防水结构。今后在设计中应当要了解地下水的面积，在处理过程中应当就地取材，避免影响周围环境和居住人群。在处理措施方面要强调全面彻底解除渗水，这样才能保证隧道在今后的使用过程中安全运营。
在隧道的施工中对于防水的设计部能三心二意，需要规范的设计防水标准，将工程质量放在首位，根据施工对于山体隧道我们需要一勘探资料为主，进行全面的设计防水要求，其主要内容应该为： (1)防水标准和设防要求；(2)防水混凝土抗渗等级和其他技术指标；(3)防水层选用的材料及其技术指标；(4)工程部构造的防水措施,选用的材料及其技术指标；(5)工程结构防水系统,各种洞口工程防排水系统；洞身局部地段地表水堵、截、排系统。
四、隧道运营防灾救援
根据国外资料调研和国内工程实例的经验总结，对于隧道的正常安全防灾设计，应该全面贯彻“以防为主，防消结合”的基本理念，应坚持“以人为本”的隧道理念在今后的设计施工中应加以强调，一些较长的隧道和瓦斯隧道在隧道本身的设计之余，还是需要有一套完善的防火救援系统。一般防灾设计应从建筑防灾、通讯及报警系统、通风及排烟系统、消防措施、其它防灾措施等几部分进行。其中建筑防灾方面,主要指隧道衬砌表面耐火材料、疏散点位置、人员便捷逃生通道及紧急出口、地表滞留平台区域、防火门等设施。
通风及排烟系统主要考虑事故列车停靠在消防定点处，隧道如何排出列车滞留在隧道内的烟雾及其对人员疏散的影响。消防措施一般指隧道内的消防设施如消防水池、水管、灭火器材等。其它消防措施，主要指隧道内及紧急疏散通道内的应急照明、专用洞室及紧急出入口处设置的固定照明及显示方向灯光等；防灾设备用电的保护措施及列车车体内灭火器材、火灾探测报警系统等。隧道隧道防灾救援系统设计，要充分考虑静态投资和维护费用巨大的特点。
因此任何重点隧道防灾救援设计都必须经过多方案技术、经济比选后确定。对于特长隧道和有特殊需要的长隧道，一般运营通风的设置应与消防救援综合考虑；隧道辅助坑道的选择,也应根据隧道长度、施工期限、地形、地质、水文等条件，结合施工和运营期间通风、排水、防灾救援、疏散及弃碴等的需要，通过技术经济比较确定。
【总结】：本文结合现行隧规，借鉴和吸收国内外科研成果和工程经验，提出今后隧道设计应重视的几方面内容，从而让设计人员遵循“以人为本、服务运输、系统优化、着眼发展、环境友好”的理念。
参考文献：
[1] 曾满元,陈赤坤,赵东平. 中日铁路隧道工程技术标准对比分析研究[J]. 铁道标准设计. 2010(S1).
【关键词】铁路隧道；施工技术；难点；措施
目前随着我国铁路线路的不断延伸与扩大，所要穿越的隧道也更加复杂，尤其是在西部大开发战略的指引下，高等级铁路建设越来越多。在复杂的地质条件下，对铁路隧道施工技术提出了更高的挑战。在社会不断发展的背景下，应该不断的提高铁路隧道施工技术，设计合理的隧道施工方案，以提高铁路隧道施工质量，为我国铁路事业的发展做贡献。本文主要就铁路隧道施工中存在的难点及有效措施进行了论述。
1 铁路隧道施工中存在的难点分析
1.1隧道渗漏水问题
渗漏水是铁路隧道施工中常见的问题之一，隧道渗漏水会加快衬砌混凝土的碳化，影响到隧道结构的牢固性，缩短隧道的使用年限。渗漏水严重的影响到隧道的使用质量，不仅威胁到行车的安全，并且提高了经济损失。隧道渗漏的原因主要有以下几个方面：
1.1.1防水材料不合格
防水材料是防水工程的重要保障，在隧道工程数量快速增加的形势下，防水材料的生产企业不断增加，由此在质量上存在很多的漏洞。有些企业为了追求私立，降低成本，使用废弃的再生材料，直接导致隧道渗漏水的出现。
1.1.2排水处理不当
（1）基岩和围岩基面不平整，局部位置出现凹陷现象；表面渗水点没有处理，渗水随意蔓延；基面上的一些尖锐物没有经过处理直接把防水板和无纺布挂上去，导致防水板破裂；（2）防水板铺设不够规范；（3）没有对变形缝和施工缝做仔细的处理，使缝隙出现渗漏；
（4）隧道的基线没有得到妥善处理，留下渗水隐患。
1.2衬砌开裂破损
隧道衬砌是隧道的主要结构，也是承受荷载的主要部分，不仅要承受来自底层的压力，还要防止周围的岩石发生变化，是隧道中的主体建筑物。如果衬砌发生开裂，将会直接影响到隧道的稳定性，严重的情况下还可能会坍塌，存在巨大的安全隐患，大大的降低了隧道的安全性和使用寿命。衬砌开裂破损的主要危害如下：
（1）降低了衬砌结构的受力能力，容易出现变形；（2）在外力的作用下，衬砌会出现变形以及轻微的塌陷，减少了隧道的净空空间，使衬砌结构向隧道内倾斜，影响车辆通行；（3）拱形衬砌可能会出现掉块现象，影响火车通行；（4）由于衬砌破损，导致裂缝漏水，腐蚀隧道内设施。
1.3隧道结构被腐蚀
隧道结构腐蚀主要体现为衬砌腐蚀，因为衬砌结构直接接触土壤，土壤中含有大量水分，尤其是一些特殊地质还会含有腐蚀性环境水，这些水会通过衬砌的工作缝、毛细孔或者变形缝渗透到衬砌的内部，腐蚀构件。隧道结构被腐蚀的原因主要有四个方面：（1）存在一些腐蚀介质；（2）存在比较容易腐蚀的物质；（3）土质中含有大量地下水并且具有流动性；（4）结构的缝隙没有处理好。
1.4隧道中有瓦斯或者其他可燃性气体
由于隧道施工的特殊性，需要在地下作业，所以施工环境极其恶劣，对施工技术的要求较高。在隧道施工中，如果施工沿线有煤矿的情况下，在地层中极有可能存在瓦斯和其他可燃性气体。在气体与土壤分离的状态下，不仅对施工人员的身体有巨大的伤害，在遇到明火的情况下，极易发生爆炸，后果十分严重。
1.5初期支护不稳定
隧道的初期支护是施工继续的基础，也是保证安全施工的关键，如果初期支护不稳定，就会使支护失去一定的稳定性，这样就可能导致衬砌变形，导致一系列的问题产生。
2解决铁路隧道施工中存在的难点铁路的有效措施
2.1控制材料质量
施工材料是施工中的主体，材料的质量直接影响到隧道的防水性能，进而影响到隧道的施工质量。所以一定要严把质量关，根据工程的施工环境，选择符合地质条件的施工材料。只有保证施工材料的质量，才能够为后期的施工奠定坚实的基础。
2.2做好防水排水措施
做好防水排水措施，是保证施工顺利进行的先决条件，所以在铺设防水板时，应该根据工程实际选择优质的防水板，以先拱后墙的顺序进行铺设，下面的防水板要将上面的防水板压住，铺设过程中，掌握好松紧程度，保证铺设质量。在铺设的过程中，尤其要注意施工缝和变形缝等防水比较薄弱的部位，要更加细致认真，保证防水排水工程的施工质量。
2.3做好衬砌工作
对于衬砌结构出现的裂缝要及时进行修正，在衬砌的背后如果有空洞可以采用注浆的方式增加其强度，加大底板的稳定性能，还可以采用二次衬砌的方式对衬砌进行加固。
二次衬砌在隧道施工中，可以有效的提高隧道的使用寿命以及外观质量，衬砌主要分为两个部分：二次衬砌和仰拱衬砌。二次衬砌的时间要根据施工现场监控测量的结果确定，通常在初期支护已经基本稳定，整体的收敛值达到规范要求，围岩和初期支护变形率都比较稳定的时候再进行二次衬砌。
2.4防止腐蚀
在选择材料的时候，最好采用耐腐蚀性的水泥；在混合料中加一些有效防止腐蚀的添加剂；提高衬砌结构的整体性和密实度，防止水及腐蚀性液体渗入；加强衬砌结构的排水能力；在衬砌的外层设置一层隔离层，防止和水接触；采用防腐蚀性能高的混凝土；使用和侵蚀性水不发生化学反应的石料做衬砌。
2.5施工隧道保持通风，及时勘测
由于隧道施工的特殊性，为了保证施工的安全进行，在施工之前，要对施工地点进行详细的地质勘查，做好各项防护措施。施工过程中，通风是关键要素，能够减少可燃气体的含量。并且要及时的检测隧道内的空气含量，一旦发现问题，要及时停工，撤离施工人员，并且加大通风。在施工的过程中，要做好安全管理工作，严格按照规范执行，严禁使用明火，保证隧道施工的安全进行。
2.6加大管理力度
为保证施工的安全顺利进行，应该加强对施工人员的管理，因为施工人员是工程的直接执行者，施工人员的素质直接影响到工程的质量。所以要加强对施工人员的管理力度，不断的提升专业知识，提高质量意识。在施工的过程中，要加强监督管理力度，保证每个程序的施工质量。制定完善的施工管理体系，将规范标准落到实处，才能够保证工程的顺利进行。
3结论
总之，在铁路建设工程不断扩大的形势下，所需要的隧道施工越来越多，对施工企业提出了更高的要求。同时，由于隧道施工受到的制约因素较多，施工空间小，且受到周围地质水文条件以及各种环境的影响，对施工技术要求也越来越记。因此，为了保证铁路隧道施工的顺利进行，我们需要在实践中总结经验，不断的完善施工技术，以及加强施工管理，以促进铁路事业的持续发展。
【参考文献】
施工双线隧道穿越软岩变形大的黄土地质围岩时，对开挖和初支结构变形的控制，关系到隧道掘进安全。文章以马家坡双线铁路隧道Ⅴ级围岩段施工为例，介绍了采用导向墙大管棚进洞施工、浅埋黄土隧道选择三台阶七步法开挖时把超前地质预报和围岩监控量测工作纳入工序管理。工程实践证明，此施工方法有效，很好的约束了围岩早期变形，保障了施工安全。
关键词：
软岩隧道；超前地质预报；三台阶七步法；工序管理
1概述
双线隧道穿越软弱地质围岩进行施工时，开挖、初支结构变形，二次衬砌施作时机把握，一直以来是施工技术人员关注的重点。因为软岩隧道受较强地应力影响，多为沉降和收敛变形大的隧道，成功控制软岩隧道大变形的一个关键因素就是在于根据现场实际情况，合理运用各种支护方案，将复合变形力学机制转化为单一力学机制[1]。所以有必要通过超前地质预报和监控量测手段结合开挖后揭示地质实际围岩情况控制关键工序，因地制宜制定施工技术方案和预防预控措施，规范软岩隧道施工，避免掌子面滑塌、掌子面后方围岩失稳、初支变形或挤压破坏。本文从施工方案选择、重点工序管控、超前地质预报方法的选择等方面进行总结，以此保障软岩隧道施工有序推进，消除施工中遇到的难题。
2工程概况
兰渝铁路马家坡隧道位于甘肃省渭源县境内，属黄土高原地区，起讫里程DK113+222～DK119+052，全长5830m。设计为双线隧道，最大埋深256米，地表高程为2130～2420m，总体地形北低南高，沟壑交织，局部滑坡体较发育。穿越地层主要为：第四系全新统滑坡堆积砂质黄土和块石土，第四系上更新统冲积砂质黄土和风积砂质黄土，第四系中更新统冲积砂质黄土和细圆砾土，下伏第三系泥岩夹砂岩。地质构造不发育，没有明显的地质构造形迹，隧道洞身通过地段岩体较为破碎，裂隙发育。
3主要工序施工方案及控制要点
3.1超前地质预报
重视超前地质预报工作，指导隧道开挖方案的制定。针对马家坡隧道断层破碎带、软弱夹层等软岩不均匀地质的超前探测工作，要重点掌握(1)地层岩性：软弱夹层、破碎地层、特殊岩土；(2)地质构造：断层、节理密集带、褶皱轴等影响岩体完整性的构造发育情况；(3)不良地质：如暗河、人为坑洞及高地应力等发育情况。隧道开挖前可采用TSP203超前地质预报、红外探水、地质雷达、水平钻探法等方式对掌子面前方围岩状况进行综合预报，每循环进行超长炮眼钻孔预测，开挖后进行掌子面地质素描，记录掌子面情况。
3.2施做导向墙管棚进洞
马家坡隧道洞口处于浅埋偏压地段、地质条件差，导向墙设置由设计拱部120°范围变更为拱部180°范围，并扩大导向墙拱脚，减少洞口段沉降。导向墙顶及两拱脚处埋设测点，观测导向墙位移。长管棚结合导向墙施工，导向墙采用C20混凝土，截面尺寸为1m×1m。为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I20b工字钢架，钢架外缘设φ140cm壁厚5mm导向钢管，钢管与钢架焊接。
3.3洞身开挖方案比选原则
开挖依据设计图纸对围岩的分级，区分围岩级别编制不同里程段具体采用的台阶工法。如Ⅴ级围岩可采用三台阶七步法按新奥法原理制定技术方案组织开挖施工，宜缩短台阶距离或分部开挖留核心土。施工中具体采用哪种台阶法，要根据三个条件决定：（1）对初期支护形成闭合断面的时间要求，地质越差围岩级别越高，要求闭合时间越短；（2）上部断面施工所采用的开挖、支护、出碴等机械设备所需施工场地大小的要求；（3）隧道设计断面的大小；软岩隧道大断面施工时应采取分部开挖方式，控制台阶高度、台阶长度和台阶临空面的竖向坡度(竖向面与水平面夹角)。
3.4隧道支护
隧道围岩分级是评价隧道围岩稳定性的重要参数，也是隧道支护参数设计和施工工法确定的主要依据。目前国内外提出的工程围岩分级方法多达百种[2]，尽管各自都有其标准，但对于高地应力软岩大变形地质的围岩级别还没有统一的标准。在地质勘察设计阶段，按照不同地貌及地质单元在隧道上方布设勘探孔，但是点状勘探无法全面揭示高地应力等地质环境条件下围岩的变化。所以有必要根据地勘报告结论，诸如：浅埋段、节理密集带范围，以及靠近岩性分界带、构造带范围等地质描述情况和设计判定的围岩级别，结合超前地质预报及现场开挖揭示地质的实际情况，对围岩分级进行修正，优化支护参数。改变以往的被动接受围岩变化，为提前准备围岩变化。事先做好加强支护参数的技术准备工作，提出优化隧道结构物设计参数的建议。
3.5仰拱施工
仰拱开挖要认真贯彻新奥法施工“紧封闭”的原则，仰拱与掌子面之间距离不宜超过35m。开挖及支护原则上逐榀进行，及时封闭成环，以此减少水平收敛及沉降幅度。仰拱与仰拱填充砼要分开浇筑。仰拱在开挖与浇筑前，为防止边墙向内位移，根据围岩的软硬程度、岩层产状必要时加设临时型钢横梁顶紧。
3.6二次衬砌
二次衬砌的施做时机是二衬施工控制重点，铁路[3]和公路[4]隧道施工规范规定，当初期支护变形速率小于0.1～0.2mm/d，或者初期支护变形达到预测总变形的80%～90%时，施做二次衬砌。浅埋地段、膨胀性和挤压性围岩等情况下，要根据监控量测结果确定相应指标。具体是要以隧道极限位移为基础，以现场量测日变形量与量测总变形量为依托，把握二衬施做时机。
3.7监控量测
隧道量测断面间距根据围岩级别、断面尺寸等因素确定，Ⅴ级围岩量测断面间距为5～10m。监控量测原始记录的净空变化要有测线编号、量测时间、开挖方法、同一时间观测同一断面三次的观测值、平均值、相对初次变化值、相对上次变化值、时间间隔、变化速率等原始数据。拱顶沉降原始记录要有量测日期、本次沉降值、累计沉降值、时间间隔(d)、开挖累计时间(d)、下沉速率(mm/d)、支护参数、开挖方法等原始数据。经分析后，将净空变化和拱顶沉降记录值以图表形式呈现，方便直观准确反映围岩变化情况，以此保障施工安全。
4结束语
本文总结出的严格工序管理、强化不良地质地段管控，用超前地质预报结合围岩量测数据指导设计变更，尽量缩短掌子面开挖与仰拱、二衬之间距离的施工管理模式很好的约束了围岩早期变形，有效防止了软岩隧道施工过程中的坍塌。马家坡隧道是典型的不良地质段占比大，施工难度高。在施工管理中很好的贯彻落实了，把超前地质预报和围岩监控量测纳入工序管理的指导思想，有效修正了施工中的围岩级别、支护参数、开挖预留变形量等，为保证工期进度、施工安全、控制建造成本等方面起到了良好的作用。
参考文献
[1]软岩隧道大变形力学行为及控制技术的研究[D].重庆:重庆大学,2008.
[2]郝哲.对我国现行岩体分级系统的综合和建议[J].金属矿山,2005(9).
[3]中华人民共和国行业标准.TB10204-2002铁路隧道施工规范[S].北京:中国铁道出版社.2002.
[4]中华人民共和国行业标准编写组.JTJ042-94公路隧道施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,1994.
[5]武建广,朱洪莹.软岩大变形隧道围岩分级及支护参数适宜性探讨[J].现代隧道技术,2012.
关键字：隧道塌方；施工；围岩；塌方预防；塌方治理
隧道施工是一个复杂的系统工程，任何一个方面、一个阶段、一个环节的工作没有做好都有可能酿成重大事故，导致严重的后果，会给隧道施工造成极大的危害，比如延误工期、出现比较严重的机械损失，甚至威胁着施工人员的生命安全。隧道塌方是隧道建设中发生频率最高的工程灾害，以成昆线为例，全线共有415座隧道，施工中约有25%的隧道发生过大型塌方。笔者参建的锦屏水电站对外交通专用公路，全线共设隧道9座，平均每座隧道塌方约3次。针对国内在建的或者已建的隧道多次塌方，交通部专门总结了十八字口诀“管超前、严注浆、短开挖、快封闭、勤量测、快衬砌”，对减少隧道塌方起到了一定的作用。但应对多变的地质环境，有待我们更深入的分析与经验总结，减少建设中的塌方损失，创造出优质、安全、经济的工程产品。
1. 隧道塌方原因
塌方是围岩失稳的一种表现方式，当支护结构刚度不够或支护不及时，引发围岩大面积的坍塌，即为塌方。防治塌方，首先是要找到塌方的原因。隧道塌方产生的原因是多方面的，主要包括客观地质因素和主观人为因素两方面的原因。
1.1 客观原因。客观原因主要是地质差异性造成的。隧道施工时穿过断层或者地层覆盖比较薄弱的地段，例如穿过水源比较丰富的土层如水塘、冲沟、水库等，穿过风化比较严重的岩层；或者在隧道施工中遇到溶洞、裂隙、软硬差异比较大的岩层分界处，这些都是会引起隧道塌方的比较常见的不良地质现象。容易产生塌方的常见地质不良有：第四系各类堆积层、断层破碎带或软弱夹层、高地应力、溶洞、涌水等。
1.2 主观原因
1.2.1设计时考虑不周。隧道施工前的设计对施工的安全性起着重要作用，如果在勘测设计阶段对隧道要经过的地段的地质情况掌握的不全，就不能正确地分析该地段是否存在着比较特殊的或者不良地质现象。如果不能正确分析，就有可能把隧道设在地质条件不好的位置，增加了塌方的几率。隧道设计还要考虑地质条件可能会发生的变化，并根据变化及时地对支护参数进行调整。
1.2.2施工方法不当。施工人员忽视围岩细微变形，对不良地质洞段没有采取合理的开挖方法，爆破参数设计不合理，对围岩的扰动过大，开挖后支护不及时，围岩暴露时间过长，引发掌子面或掌子面附近洞段坍塌。同时为了获取更多利润，一些施工人员，职业操守较差，偷工减料，减薄喷锚厚度，降低喷射混凝土质量，锚杆的数量及间距达不到设计要求。要求注浆的锚杆不注浆，要求注浆的小导管不注浆，拉拔力不满足设计要求。
2. 塌方预防
结合塌方原因的分析，可知预防塌方的关键有三点：第一、探明地质情况，通过工程超前预报，提前预测，发现前方不良工程地质状况，及时制定应对措施，选择适应的开挖及支护措施，避免打无准备之仗。第二、制定正确的施工方法。根据探明的地质岩层情况，选取适应的开挖工法，软岩少装药，弱爆破，且不可盲目装药，放大炮。严格按照对应围岩级别的支护措施及时进行支护，使围岩与初期支护及时组成一个承载体系，充分发挥围岩自身承载能力。第三、全过程、全方位进行围岩量测。对已施工地段围岩及支护状况的安全、稳定作 定性、定量分析，反馈指导于施工。
3. 塌方发生后的处理方法
塌方的处理必须建立在对塌方正确认识的基础上，根据施工经验，塌方处理方案制定的一般处理原则是先巩固后方，防止塌方扩大，塌方发生后在一定时间内就会趋于稳定，形成自然拱，经过观测和稳定分析，确定塌方稳定后，再对塌方体进行逐步加固处理。
3.1 里庄隧道K50+373～K50+390段坍塌处治。里庄隧道全长7147m。K50+373～K50+390段为强风化绿泥石片岩，局部变质，多呈薄层状构造。结合现场塌方情况分析，由于上导坑轮廓线外均为不稳定塌渣，故在上半断面均采用超前小导管配合钢拱架支护方案，钢拱架间距50cm，采用两排超前小导管，梅花型布置，超前小导管采用φ42×4的花管，L=6.0m，第一排角度控制在5°～15°，第二排角度控制在20°～30°，超前小导管环向间距30cm，纵向排距均为1.5m，为保证小导管施作角度，在钢拱架内穿孔打设小导管，并与钢拱架焊接，注浆材料采用水泥浆，终压控制在2.0MPa。挂网采用φ8盘条，间距15cm×15cm，然后喷C20砼33cm。在下半断面开挖时边墙采用径向注浆小导管代替锚杆进行支护，小导管间排距为1.0m×1.0m，小导管长度4.5m。塌腔高度较大，为防止上方陆续掉渣砸坏现有洞身结构物，在小导管加固后，设置拱顶预留孔，泵送C20砼（2m厚）于拱顶上方，形成现有支护上方的砼防护层。
3.2 花椒园隧道巨型花岗岩切割坍塌处治。花椒园隧道长1135m，洞身段岩体为钾长花岗岩，节理主要有三组（1）产状234°∠54°，节理面平直光滑、无充填，间距0.3m；（2）产状277°∠82°，节理面平直光滑、无充填，间距5m，（3）产状205°∠84°，节理面平直光滑、无充填，间距0.2m。期间在隧道掘进至Ⅳ级围岩段时，发生大块花岗岩楔形掉块，砸坏施工台车，洞身周边的初期支护径向锚杆，随大块石掉落，在拱顶形成3m高的塌腔。
3.3 木珠砻隧道土夹石覆盖层洞段坍塌处治。木珠砻隧道全长118m，洞身段岩体以钾长花岗岩为主，节理发育,节理面粗糙。经过现场分析，洞身无水，冒顶堆渣较高，采用渣堆“穿”的方式较为可行，设计提出的处治方案为，封闭掌子面前渣体，堆码沙土袋压脚，在堆渣顶掌子面拱部设置环向超前小导管，注浆加固，沿现有超前小导管上挑大角度设径向注浆导管，注浆固结成临时拱圈。待拱顶部初稳之后，在塌渣上形成顶部作业台阶，分三台阶法，实施钢拱架支撑，拱周及边墙打设环向系统锚杆加固，如此循环，坍塌体就穿过了。洞外冒顶位置采用砼硬化加固，并做好防水处理。
4. 结论与展望
结合工程实际及现代隧道新奥法原理，安全建设隧道的前提条件是预防塌方为主，治理塌方为辅。
要防止塌方，我认为要做好以下工作：1）做好塌方客观因素的防备工作。通过对掌子面及开挖洞段详细的地质素描工作，借助地质人员丰富的岩土专业知识，或借助先进的地质探测仪器，对未来洞挖段地质情况进行判断，提供准确的预测，为下步开挖及支护做好资料准备。2）做好塌方主观因素的防备工作。这是一个相互协作过程。3）检查与补救阶段，同样更是新奥法的精髓所在，那就是做好变形量测工作。监测成果对历史洞挖与支护是否合理有效，发现问题可以亡羊补牢，未发现异常，对新一轮洞挖支护是一个成功的参照。
以上总结了隧道塌方的预防和塌方发生后的治理方法与措施，以期指导实际工程。隧道施工通常地质条件多变、施工作业各异，广大建设者应针对不同的围岩采用合适的工法，动态设计，以不变应万变，确保隧道安全施工。
参考文献
[1]孔祥一. 隧道塌方预测与防治措施[J].科学之友，2010,5：67-68.
购物车(0)
