背景资料:
某公路隧道设计为双向四车道分离式隧道,沥青混凝土路面,隧道合同工期为36个月。左右隧道分别长4855m,中线间距30m,隧道最大埋深1049m,纵坡为3%人字坡,其地质条件为:岩性为砂岩、石灰岩,局部有煤系地层;瓦斯含量低,属于瓦斯隧道;穿越F1、F2、F3三条断层;地下水发育洞壁局部有股水涌出,特别是断层地带岩石破碎,涌水更为严重。在该隧道施工过程中进行了监控量测。左右洞围岩级别分别为:Ⅱ级3415m,Ⅲ级540m,Ⅳ级310m,Ⅴ级590m。在距进口2100md(对应里程K27+850)处设计了一座斜井,斜井长450m,向下纵坡5%~8%,隧道纵断面围岩级别和长度示意图如图所示。
(来学网)
施工单位进场后,经现场调查发现,进口处为深沟,且跨沟桥台位于隧道进口。经综合考虑,施工单位提出了设计变更方案,在距进口280m增设一条长150m的横洞,取消斜井。根据该隧道的地质条件,对于稳定性较差的Ⅳ~Ⅴ级围岩承包人拟采用分部开挖法施工。
施工计划进度指标为:Ⅱ级围岩开挖支护130m/月,Ⅲ级围岩开挖支护90m/月,Ⅳ级围岩开挖支护70m/月,Ⅴ级围岩开挖支护30m/月,二次衬砌200m/月,施工准备3个月,二次衬砌及沟槽施工结束滞后于开挖支护1个月,路面铺筑及交通机电工程施工2个月,横洞施工4个月,斜井6个月,不确定因素影响1个月。进出洞口所增加的时间已经综合考虑,不再单独计算。
问题:
1.列出三种分部开挖法具体方法。对于稳定性较差的Ⅳ~Ⅴ级围岩,承包人采用的开挖施工方法是否合理?说明理由。
2.在该隧道施工过程中应进行监控量测,隧道的监控量测必测项目有哪些?
3.该隧道施工是否需要进行安全风险评估?为什么?在什么情况下需作专项风险评估?
4.计算增加横洞取消斜井的隧道施工最短工期(计算结果以月为单位,保留一位小数)。
5.隧道二次衬砌采用一部台车从出口往隧道进口施工可以吗?为什么?
6.如果将二次衬砌改为120m/月,用垂直图如何表示隧道二次衬砌的施工进度图?
正确答案:
1.分部开挖法具体方法有中隔壁法、双侧壁导坑法、留核心土法。承包人采用的留核心土法开挖,是合理的,留核心土法开挖面小便于支撑和稳定;如果施工单位采用上下台阶法则不合理,因为背景资料中“隧道开挖过程中,由于地下水发育,洞壁局部有股水涌出,特别是断层地带岩石破碎,涌水更为严重”,所以不宜采用全断面或台阶法。
2.应进行监控量测的必测项的前三个项目,分别是洞内外观察、周边位移、拱顶下沉,而地表下沉根据洞口的埋深确定量测否,由于最大埋深1049m一般可以不测,当洞口段埋深≤2倍的洞宽时就应测。
3.应进行安全风险评估,因为长度4855m,超过3000m,并且有Ⅴ级围岩,断层地带岩石破碎,涌水更为严重。在总体风险评估等级达到Ⅲ级(高度风险)及以上时需作专项风险评估。
4.横道图绘制和计算,根据题意:施工准备3个月,横洞4个月。设:1号队从横洞往进口方向施工,2号队从横洞往出口方向施工,3号队从出口往进口方向施工。2号队和3号队在290m的Ⅴ级围岩处汇合,先暂时估算2号队和3号队到该围岩的端点处的时间,最后确定具体汇合桩号(下图)。

1号队开始于7月后的施工时间为:40/130+90/90+60/30+90/90=4.3个月。
2号队开始于7月后施工时间估计为:1920/130+180/90+70/70=14.8+2+1=17.8个月。
3号队开始于3月后的施工时间估计为:90/30+70/70+150/30+70/70+90/90+1455/130+90/90+100/70=3+1+5+1+1+11.2+1+1.4=24.6个月。
先算2号队24.8个月施工到27.6个月的Ⅴ级的时间为:27.6-24.8=2.8个月,长度为:2.8×30=84m;再计算2号队和3号队各施工长度为:(290-84)/2=103m,时间为:103/30=3.4个月。开挖支护完成为:3+24.6+3.4=31个月。
二次衬砌与开挖支护FTF=1个月,即二次衬砌完成时间为32个月,4855/200=24.3个月(这样计算实际是错的,待下一问题解决,但对工期计算结果无影响);路面铺筑及交通机电工程施工2个月;不确定因素1个月。所以隧道施工最短工期为:32+2+1=35个月。
5.隧道二次衬砌采用一部台车从出口往隧道进口施工是不行的。5问题不行的理由:因为从垂直图中很容易看出二衬与开挖支护有交叉,使得二次衬砌无法连续施工,就不可能是24.3个月。要采用两部台车。参见下图。

5问题的正确处理答案如下
3号二次衬砌时间=2218÷200=11.1个月。2号二次衬砌时间=2637÷200=13.2个月

6.如果将二次衬砌改为120m/月,用垂直图表示隧道二次衬砌的施工进度图,其错误垂直图如图所示。

出口二次衬砌时间=2218÷120=18.5个月。横洞二次衬砌时间=2637÷120=22.0个月。
6问题120m/月的正确表示如下:
横洞1号面二次衬砌时间=280÷120=2.33个月,2号二次衬砌时间=2357÷120=19.64个月。
配套案例题(2025)