隧道施工課件

第一節(jié)隧道施工方法第六章隧道施工

隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技術(shù)和施工管理的總稱。

一、隧道施工基本概念

第一節(jié)隧道施工方法第六章隧道施工1傳統(tǒng)礦山法隧道施工方法山嶺隧道施工方法淺埋及軟土隧道施工方法水底隧道施工方法礦山法（鉆爆法）掘進(jìn)機(jī)法新奧法蓋挖法明挖法淺埋暗挖法盾構(gòu)法沉埋法盾構(gòu)法隧道施工方法可按以下方式分類：傳統(tǒng)礦山法隧道施工方法山嶺隧道淺埋及軟土水底隧道礦山法（鉆爆2隧道施工方法的選擇主要依據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并結(jié)合隧道斷面尺寸、長度、襯砌類型、隧道的使用功能和施工技術(shù)水平等因素綜合考慮研究確定。隧道施工方法的選擇主要依據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并結(jié)合隧道3隧道施工技術(shù)主要研究解決上述各種隧道施工方法所需的技術(shù)方案和措施(如開挖、掘進(jìn)、支護(hù)和襯砌施工方案和措施)；隧道穿越特殊地質(zhì)地段時(如膨脹土、黃土、溶洞、塌方、流沙、高地溫、巖爆、瓦斯地層等)的施工手段；隧道施工過程中的通風(fēng)、防塵、防有害氣體及照明、風(fēng)水電作業(yè)的方式方法和對圍巖變化的量測監(jiān)控方法。隧道施工管理主要解決施工組織設(shè)計(如施工方案的選擇、施工技術(shù)措施、場地布置、進(jìn)度控制、材料供應(yīng)、勞力及機(jī)具安排等)和施工中的技術(shù)管理、計劃管理、質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)管理、安全管理等問題。隧道施工技術(shù)主要研究解決上述各種隧道施工方法所需的技術(shù)方案和4二、山嶺隧道的常規(guī)施工方法

山嶺隧道的常規(guī)施工方法又稱為礦山法（鉆爆法）。將采用鉆爆開挖加鋼木構(gòu)件支撐的施工方法稱為“傳統(tǒng)的礦山法”；而將采用鉆爆開挖加錨噴支護(hù)的施工方法稱之為“礦山法”或“新奧法”。

二、山嶺隧道的常規(guī)施工方法山嶺隧道的常規(guī)5

它是以木或鋼構(gòu)件作為臨時支撐，待隧道開挖成形后，逐步將臨時支撐撤換下來，而代之以整體式襯砌作為永久性支護(hù)的施工方法。

(一)傳統(tǒng)的礦山法

它是以木或鋼構(gòu)件作為臨時支撐，待隧道開挖成形后，6(二)新奧法

認(rèn)識到隧道是圍巖和支護(hù)組成的體系，應(yīng)充分保護(hù)圍巖，發(fā)揮圍巖自身的承載能力，維護(hù)圍巖的穩(wěn)定性。隧道設(shè)計與施工與隧道的圍巖條件密切相關(guān)，只有充分掌握隧道的圍巖條件，才能有合理的隧道設(shè)計與施工。(二)新奧法認(rèn)識到隧道是圍巖和支護(hù)組成的體系，應(yīng)7施工手段也由人力、小型機(jī)械化、半機(jī)械化到機(jī)械化施工。人力施工系指錘、釬、鎬、純?nèi)斯ぷ鳂I(yè)方式；小型機(jī)械化系指風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆眼、人力或小型裝渣機(jī)裝渣、人力或電瓶車牽引、小礦車運(yùn)輸、人力或機(jī)械攪拌混凝土、人力灌注襯砌的施工模式；半機(jī)械化施工系指采用氣腿式風(fēng)動鑿巖機(jī)或鑿巖臺車鉆眼、軌行鏟斗式裝渣機(jī)裝渣、礦車有軌運(yùn)輸或汽車無軌運(yùn)輸?shù)龋渲饕攸c(diǎn)是機(jī)械設(shè)備配套；機(jī)械化施工系指采用以臺車鉆眼、挖裝運(yùn)機(jī)械化作業(yè)、噴錨支護(hù)機(jī)械化作業(yè)、混凝土襯砌機(jī)械化作業(yè)、注漿機(jī)械化作業(yè)等為特征的施工模式。

施工手段也由人力、小型機(jī)械化、半機(jī)械化到機(jī)械化施工。人力施工8施工技術(shù)上不僅更加重視施工地質(zhì)工作，超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)更加豐富和有效，光面控制爆破技術(shù)獲得了廣泛應(yīng)用。噴錨支護(hù)技術(shù)已成為隧道施工支護(hù)的基本方式，實(shí)現(xiàn)了硬巖、軟弱破碎圍巖、松散砂土圍巖中的良好噴錨支護(hù)。在材料方面如ZM型系列早強(qiáng)砂漿錨桿、ZP型早強(qiáng)噴射混凝土新材料、纖維噴射混凝土、降低噴射混凝土回彈和粉塵的混凝土增粘劑等；在工藝方面干噴混凝土、潮噴、濕噴混凝土都獲得了成功應(yīng)用。在軟弱破碎等能力差的圍巖中，形成了超前支護(hù)技術(shù)、地層預(yù)加固技術(shù)，以及多分部和各分部支護(hù)及時封閉技術(shù)等。

施工技術(shù)上不僅更加重視施工地質(zhì)工作，超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)更加豐富9

新奧法即奧地利隧道施工新方法(NewAustrianTunnellingmethod－NATM)，是以噴射混凝土錨桿作為主要支護(hù)手段，通過監(jiān)測控制圍巖的變形，便于充分發(fā)揮圍巖的自承能力的施工方法。

由于錨噴支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，導(dǎo)致隧道及地下洞室工程理論步入到現(xiàn)代理論的新領(lǐng)域，也使隧道及地下洞室工程的設(shè)計和施工更符合地下工程實(shí)際，即設(shè)計理論－施工方法－結(jié)構(gòu)(體系)工作狀態(tài)(結(jié)果)的一致。

第二節(jié)新奧法的基本概念

一、新奧法的概念

新奧法即奧地利隧道施工新方法(NewAustr10

奧地利的泰勒教授認(rèn)為，所謂新奧法不是單純的開挖、支護(hù)的方法和順序，而是按照實(shí)際觀察到的圍巖動態(tài)的各項指標(biāo)來指導(dǎo)開挖隧道的方法。有人把新奧法歸納為充分保護(hù)并利用圍巖的承載能力；其施工要點(diǎn)為控制爆破、錨噴支護(hù)和施工監(jiān)測，其實(shí)施方法為設(shè)計、施工和監(jiān)測三位一體的動態(tài)模式。

。

奧地利的泰勒教授認(rèn)為，所謂新奧法不是單純的開挖、支護(hù)11

新奧法的概念，我國是在20世紀(jì)70年代末開始被人們了解和接受；從20世紀(jì)80年代開始，在一些隧道設(shè)計中貫徹了新奧法基本原理，采用了信息設(shè)計方法。1988年頒布了《鐵路隧道新奧法指南》，并編寫了“噴錨技術(shù)法規(guī)則”、“復(fù)合襯砌標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計”等作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。逐步形成具有中國特色的淺埋暗挖法(即“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”十八字決)和復(fù)合式襯砌等隧道施工技術(shù)，大大豐富和發(fā)展了新奧法原理。

新奧法在我國的發(fā)展新奧法的概念，我國是在20世紀(jì)70年代末開始被人們了解12二、新奧法施工程序施工準(zhǔn)備確定施工方案開挖初期支護(hù)量測監(jiān)控是否符合管理基準(zhǔn)？

防水隔離層二次支護(hù)竣工是修改施工方案改變開挖方法和順序修正支護(hù)參數(shù)否二、新奧法施工程序施工準(zhǔn)備確定施工方案開13三、新奧法施工的基本原則

歸納為“少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉”。

少擾動，指在進(jìn)行隧道開挖時，要盡量減少對圍巖的擾動次數(shù)、擾動強(qiáng)度、擾動范圍和擾動持續(xù)時間。

早支護(hù)，指開挖后及時施作初期錨噴支護(hù)，使圍巖的變形進(jìn)入受控制狀態(tài)。

勤量測，指以直觀、可靠的量測方法和量測數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確評價圍巖(或圍巖加支護(hù))的穩(wěn)定狀態(tài)，或判斷其動態(tài)發(fā)展趨勢，以便及時調(diào)整支護(hù)形式、開挖方法，確保施工安全和順利進(jìn)行。

緊封閉，一方面指采取噴射混凝土等防護(hù)措施，避免圍巖因長時間暴露而致強(qiáng)度和穩(wěn)定性的衰減。另一方面指要適時對圍巖施作封閉形支護(hù)。

三、新奧法施工的基本原則歸納為“少擾動、早噴錨、勤量測14第三節(jié)開挖方法隧道開挖的基本原則在保證圍巖穩(wěn)定或減少對圍巖的擾動的前提條件下，選擇恰當(dāng)?shù)拈_挖方法和掘進(jìn)方式，并應(yīng)盡量提高掘進(jìn)速度。

開挖方法分類

按開挖隧道的橫斷面分部情形來分，分為全斷面開挖法、臺階開挖法、分部開挖法等。

第三節(jié)開挖方法隧道開挖的基本原則開挖方法分類15一、全斷面開挖法

全斷面開挖法就是按照設(shè)計輪廓一次爆破成形，然后修建襯砌的施工方法。

一、全斷面開挖法全斷面開挖法就是按照設(shè)計輪廓一次16(一)施工順序隧道掘進(jìn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)橫道圖見圖。工序交換班鉆眼裝藥爆破、通風(fēng)初期支護(hù)出碴機(jī)動時間二次襯砌12345678時間(h)(一)施工順序工序交換班鉆眼裝藥爆破、通風(fēng)初17(二)適用條件

(1)I~IV級圍巖，在用于Ⅳ級圍巖時，圍巖應(yīng)具備從全斷面開挖到初期支護(hù)前這段時間內(nèi)，保持其自身穩(wěn)定的條件。(2)有鉆孔臺車或自制作業(yè)臺架及高效率裝運(yùn)機(jī)械設(shè)備。(3)隧道長度或施工區(qū)段長度不宜太短，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般不應(yīng)小于lkm，否則采用大型機(jī)械化施工，其經(jīng)濟(jì)性較差。

(二)適用條件(1)I~IV級圍巖，在用18作業(yè)線采用的大型機(jī)械設(shè)備開挖作業(yè)線鉆孔臺車、裝藥臺車、裝載機(jī)配合自卸汽車（無軌運(yùn)輸時）、裝渣機(jī)配合礦車及電瓶車或內(nèi)燃機(jī)車（有軌運(yùn)輸時）噴錨作業(yè)線混凝土噴射機(jī)、混凝土噴射機(jī)械手、噴錨作業(yè)平臺進(jìn)料運(yùn)輸設(shè)備及錨桿灌漿設(shè)備模筑襯砌作業(yè)線混凝土拌和作業(yè)廠、混凝土輸送車及輸送泵、施作防水層作業(yè)平臺、襯砌鋼模臺車隧道機(jī)械化施工中三條主要作業(yè)線作業(yè)線采用的大型機(jī)械設(shè)備開挖作業(yè)線19(三)全斷面法施工特點(diǎn)(1)開挖斷面與作業(yè)空間大、干擾?。?2)有條件充分使用機(jī)械，減少人力；(3)工序少，便于施工組織與管理，改善勞動條件；(4)開挖一次成形，對圍巖擾動少，有利于圍巖穩(wěn)定。

(三)全斷面法施工特點(diǎn)20二、臺階法

根據(jù)臺階長度不同，劃分為長臺階法、短臺階法和微臺階法三種。

施工中采用哪一種臺階法，要根據(jù)兩個條件來決定，第一是對初期支護(hù)形成閉合斷面的時間要求，圍巖越差，要求閉合時間越短，第二是對上部斷面施工所采用的開挖、支護(hù)、出渣等機(jī)械設(shè)備需要施工場地大小的要求。

二、臺階法根據(jù)臺階長度不同，劃分為長臺階法、短臺階21(一)長臺階法

長臺階法開挖斷面小，有利于維持開挖面的穩(wěn)定，適用范圍較全斷面法廣，一般適用于地質(zhì)條件較差的Ⅲ、Ⅳ、V級圍巖。

12>5L12L(一)長臺階法長臺階法開挖斷面小，有利于維22(二)短臺階法

12L12>(1~1.5)L短臺階法短臺階法適用于地質(zhì)條件差的Ⅳ、V級圍巖，臺階長度定為10~15m，即1~2倍開挖寬度，主要是考慮拉開工作面，減少干擾，因此臺階長度不宜過短。短臺階法可縮短支護(hù)閉合時間，改善初期支護(hù)的受力條件，有利于控制圍巖變形。缺點(diǎn)是上部出碴對下部斷面施工干擾較大，不能全部平行作業(yè)。(二)短臺階法12L12>(1~1.5)L短臺階法23123~5m(c)微臺階法12L(三)微臺階法

適用于V～VI級圍巖，一般為3~5m的臺階長度。微臺階法上下斷面相距較近，機(jī)械設(shè)備集中，作業(yè)時相互干擾大，生產(chǎn)效率低，施工速度慢。123~5m(c)微臺階法12L(三)微臺階法24三、分部開挖法

分部開挖法包括環(huán)形開挖預(yù)留核心土法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中洞法、中隔壁法等。

三、分部開挖法分部開挖法包括環(huán)形開挖預(yù)留核心土25(一)環(huán)形開挖留核心土法

③①②②③①②(一)環(huán)形開挖留核心土法③①②②③①②26

施工要點(diǎn)：環(huán)形開挖進(jìn)尺一般為0.5~2.0m；開挖后應(yīng)及時施作噴錨支護(hù)、安設(shè)鋼架支撐，每兩榀鋼架之間采用連續(xù)鋼筋連接，并加鎖腳錨桿；核心土面積不小于整個斷面的50％；當(dāng)圍巖地質(zhì)條件差，自穩(wěn)時間較短時，開挖前在拱部設(shè)計開挖輪廓線以外，進(jìn)行超前支護(hù)；二次襯砌采用先墻后拱法施作。。施工要點(diǎn)：27特點(diǎn)：不需要特殊的機(jī)械設(shè)備，減少施工投入；開挖工作面穩(wěn)定性好，施工較安全。但施工干擾大、工效低等。適用范圍：常用于Ⅵ級圍巖單線和V~Ⅵ級圍巖雙線隧道掘進(jìn)。特點(diǎn)：不需要特殊的機(jī)械設(shè)備，減少施工投入；開挖工作面穩(wěn)定性好28(二)側(cè)壁導(dǎo)坑法

根據(jù)側(cè)壁導(dǎo)坑開挖的個數(shù)，分為單側(cè)壁導(dǎo)坑法及雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。1.單側(cè)壁導(dǎo)坑法①②③①②③(二)側(cè)壁導(dǎo)坑法①②③①②③29施工要點(diǎn)：側(cè)壁導(dǎo)坑寬度不宜超過0.5倍洞跨，高度以到起拱線為宜。導(dǎo)坑與臺階的距離沒有硬性規(guī)定，一般以施工互不干擾為原則。適用性：由于單側(cè)壁導(dǎo)坑法每步開挖的寬度較小，而且封閉型的導(dǎo)坑初期支護(hù)承載能力大，所以它適用于斷面跨度大，地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖中。施工要點(diǎn)：側(cè)壁導(dǎo)坑寬度不宜超過0.5倍洞跨，高度以到起拱線為30施工要求：側(cè)壁導(dǎo)坑高度以到起拱線為宜；側(cè)壁導(dǎo)坑形狀應(yīng)近于橢圓形斷面，導(dǎo)坑斷面為整個斷面的1/3；側(cè)壁導(dǎo)坑領(lǐng)先長度一般為30～50m，以開挖一側(cè)導(dǎo)坑所引起的圍巖應(yīng)力重分布不影響另一側(cè)導(dǎo)坑為原則；導(dǎo)坑開挖后應(yīng)及時進(jìn)行初期支護(hù)，并盡早封閉成環(huán)。2.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法①①①②②③③施工要求：側(cè)壁導(dǎo)坑高度以到起拱線為宜；側(cè)壁導(dǎo)坑形狀應(yīng)近于橢圓31雙側(cè)壁導(dǎo)坑法具有控制地表沉陷好，施工安全等優(yōu)點(diǎn)，但進(jìn)度慢，成本高。因此，適用于斷面跨度大，地表沉陷要求嚴(yán)格，圍巖條件特別差的隧道。一般適用于V－Ⅵ級圍巖雙線或多線隧道掘進(jìn)。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法具有控制地表沉陷好，施工安全等優(yōu)點(diǎn)，但進(jìn)度慢，成32(三)中洞法

中洞法適用于雙連拱隧道。采用先施作隧道中墻混凝土，后開挖兩側(cè)的施工方法。①②②②①③③③(三)中洞法①②②②①③③③33施工要求：中洞開挖高度應(yīng)大于中墻高度1m，開挖寬度應(yīng)大于5m；中洞開挖超前長度根據(jù)隧道長度、寬度以及地質(zhì)情況綜合考慮，一般為50~80m；對長度200~300m的短隧道可先貫通中洞，然后再施工兩側(cè)側(cè)洞；中洞開挖后應(yīng)及時施作初期支護(hù)，再分段灌筑中墻混凝土，每一縱向段長度為4~10m，在中墻混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后方可拆模，并進(jìn)行臨時橫向支撐。

施工要求：中洞開挖高度應(yīng)大于中墻高度1m，開挖寬度應(yīng)大于5m34(四)中隔壁法(CD)①②③④④⑤⑥①②③⑤⑥(四)中隔壁法(CD)①②③④④⑤⑥①②③⑤⑥35施工要求：各部開挖時，周邊輪廓盡量圓順，減小應(yīng)力集中；各部的底部高程應(yīng)與鋼架接頭處一致；每一部的開挖高度為3.5m；后一側(cè)開挖應(yīng)全斷面及時封閉；左右兩側(cè)縱向間距一般為30~50m；中隔壁設(shè)置為弧形或圓弧形。

中隔壁法適用于V~Ⅵ級圍巖的淺埋雙線隧道。施工要求：各部開挖時，周邊輪廓盡量圓順，減小應(yīng)力集中；各部的36(五)交叉中隔壁法(CRD)采用自上而下分為二至三步開挖中隔墻的一側(cè)，并及時支護(hù)，待完成1~2部后，即開始另一側(cè)l~2部開挖及支護(hù)，形成左右兩側(cè)開挖及支護(hù)相互交叉的情形。

⑥①①②②③③④④⑤⑤⑥(五)交叉中隔壁法(CRD)⑥①①②②③③④④⑤⑤⑥37交叉中隔壁法施工，除滿足中隔壁法的要求外，尚應(yīng)滿足：設(shè)置臨時仰拱，步步成環(huán)；自上而下，交叉進(jìn)行；中隔壁及交叉臨時支護(hù)，在灌注二次襯砌時，應(yīng)逐段拆除。

交叉中隔壁法適用于V~Ⅵ級圍巖淺埋的雙線或多線隧道。交叉中隔壁法施工，除滿足中隔壁法的要求外，尚應(yīng)滿足：設(shè)置臨時38第四節(jié)圍巖預(yù)支護(hù)(預(yù)加固)

隧道施工中常用的輔助穩(wěn)定措施：第四節(jié)圍巖預(yù)支護(hù)(預(yù)加固)隧道施工中常用39一、超前錨桿(一)構(gòu)造組成

超前錨桿是沿開挖輪廓線，以一定的外插角，向開挖面前方鉆孔安裝錨桿，風(fēng)槍或鑿巖機(jī)或?qū)Ｓ玫腻^桿臺車鉆孔、錨固劑或砂漿錨固，形成對前方圍巖的預(yù)錨固，在提前形成的圍巖錨固圈的保護(hù)下進(jìn)行開挖等作業(yè)。

超前錨桿一、超前錨桿(一)構(gòu)造組成超前錨桿是沿開挖輪40(二)性能特點(diǎn)及適用條件

特點(diǎn)：柔性較大，整體剛度較小；工藝簡單、工效高。適用條件：主要適用于應(yīng)力不太大，地下水較少的破碎、軟弱圍巖的隧道工程中，如裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶等、淺埋無顯著偏壓隧道。也適宜于采用中小型機(jī)械施工。(二)性能特點(diǎn)及適用條件41

(三)設(shè)計、施工要點(diǎn)

1.超前錨桿的超前量、環(huán)向間距、外插角等參數(shù)，應(yīng)視圍巖地質(zhì)條件、施工斷面大小、開挖循環(huán)進(jìn)尺和施工條件而定。

一般超前長度為循環(huán)進(jìn)尺的3－5倍，宜采用3－5m長，環(huán)向間距0.3－1.0m；外插角10°－30°；搭接長度宜為超前長度的40%－60%左右。2.超前錨桿宜用早強(qiáng)砂漿全粘結(jié)式錨桿，錨桿材料可用不小于φ22的螺紋鋼筋。

(三)設(shè)計、施工要點(diǎn)423.超前錨桿的安裝誤差，一般要求孔位偏差不超過10cm，外插角不超過1°－2°，錨入長度不小于設(shè)計長度的96%。4.開挖時應(yīng)注意保留前方有一定長度的錨固區(qū)，以使超前錨桿的前端有一個穩(wěn)定的支點(diǎn)，尾端應(yīng)盡可能多的與系統(tǒng)錨桿及鋼筋網(wǎng)焊連。

5.開挖后應(yīng)及時噴射混凝土，并盡快封閉環(huán)形初期支護(hù)。6.開挖過程中應(yīng)密切注意觀察錨桿變形及噴射混凝土層的開裂、起鼓等情況。3.超前錨桿的安裝誤差，一般要求孔位偏差不超過10cm，外插43二、管棚(一)構(gòu)造組成管棚是利用鋼拱架沿開挖輪廓線以較小的外插角、向開挖面前方打入鋼管構(gòu)成的棚架來形成對開挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)。采用長度小于10m的鋼管的稱為短管棚；采用長度為10~45m且較粗的鋼管的稱為長管棚。

二、管棚管棚是利用鋼拱架沿開挖輪廓線以較小的外插角、向44a)管棚支護(hù)b)管棚鋼管縱向錯接c)鋼管端部橫向聯(lián)接a)管棚支護(hù)b)管棚鋼管縱向錯接c)鋼管端部橫向聯(lián)接45(二)性能特點(diǎn)及適用條件

特點(diǎn)：整體剛度較大，對圍巖變形的限制能力較強(qiáng)，且能提前承受早期圍巖壓力。管棚主要適用于圍巖壓力來得快來得大、對圍巖變形及地表下沉有較嚴(yán)格要求的軟弱破碎圍巖隧道工程中。

(二)性能特點(diǎn)及適用條件特點(diǎn)：整體剛度較大461.管棚的各項技術(shù)參數(shù)：長管棚管徑70～180mm，孔徑比管徑大20～30mm，環(huán)向間距0.2～0.8m；外插角1°～2°；兩組管棚間的縱向搭接長度不小于1.5m；鋼拱架常采用工字鋼拱架或格柵鋼架。2.鋼拱架應(yīng)安裝穩(wěn)固其垂直度允許誤差為±2°，中線及高程允許誤差為±5cm；3.鉆孔平面誤差不大于15cm，角度誤差不大于0.5°，鋼管不得侵入開挖輪廓線。(三)設(shè)計、施工要點(diǎn)1.管棚的各項技術(shù)參數(shù)：(三)設(shè)計、施工要點(diǎn)47

4.第一節(jié)鋼管前端要加工成尖錐狀，以利導(dǎo)向插入。要打一眼，裝一管，由上而下順序進(jìn)行。5.長鋼管應(yīng)用4～6m的管節(jié)逐段接長，打入一節(jié)，再連接后一節(jié)。6.當(dāng)需增加管棚剛度時，可在安裝好的鋼管內(nèi)注入水泥砂漿，一般在第一節(jié)管的前段管壁交錯鉆10～15mm孔若干，以利排氣和出漿，或在管內(nèi)安裝出氣導(dǎo)管，漿注滿后方可停止壓注。水泥砂漿標(biāo)號可用C20～C30，適當(dāng)加大灰砂比。7.鉆孔時如出現(xiàn)卡鉆或坍孔，應(yīng)注漿后再鉆，有些土質(zhì)地層則可直接將鋼管頂入。

4.第一節(jié)鋼管前端要加工成尖錐狀，以利導(dǎo)向插入。48三、超前注漿小導(dǎo)管(一)構(gòu)造組成

超前小導(dǎo)管注漿是沿坑道周邊向前方圍巖內(nèi)打入帶孔小導(dǎo)管，并通過小導(dǎo)管向圍巖壓注起膠結(jié)作用的漿液，待漿液硬化后，坑道周圍巖體就形成了有一定厚度的加固圈。在此加固圈的保護(hù)下即可安全地進(jìn)行開挖等作業(yè)。三、超前注漿小導(dǎo)管超前小導(dǎo)管注漿是沿坑道周邊49b)注漿半徑及孔距選擇a<40cmrrb(取30cm)鉆孔15oa)超前小導(dǎo)管布置小導(dǎo)管鋼支撐0.2m3.5~6.0mc)小導(dǎo)管全圖管箍(φ6鋼筋加焊)出漿孔1.5m不鉆孔0.2mφ25~35mm有縫鋼管b)注漿半徑及孔距選擇a<40cmrrb(取30cm)鉆孔150(二)性能特點(diǎn)及適用條件

特點(diǎn)：漿液被壓注到巖體裂隙中并硬化后，不僅將巖塊或顆粒膠結(jié)為整體起到了加固作用，而且填塞了裂隙，阻隔了地下水向坑道滲流的通道，起到了堵水作用。適用于一般軟弱破碎圍巖，也適用于地下水豐富的軟弱破碎圍巖。

(二)性能特點(diǎn)及適用條件特點(diǎn)：漿液被壓注到51(三)小導(dǎo)管布置和安裝1.小導(dǎo)管鉆孔安裝前，應(yīng)對開挖面及5m范圍內(nèi)的坑道噴射5～10cm厚的混凝土封閉。2.小導(dǎo)管一般采用φ32mm的焊接管或φ40mm的無縫鋼管制作，長度宜為3～6m，前端做成尖錐形，前段管壁上每隔10～20cm交錯鉆眼，眼孔直徑宜為6～8mm。3.鉆孔直徑應(yīng)較管徑大20mm以上，環(huán)向間距應(yīng)按地層條件而定，滲透系數(shù)大的，間距亦應(yīng)加大，一般采用20～50cm；外插角應(yīng)控制在10°～30°之間，一般采用15°。(三)小導(dǎo)管布置和安裝1.小導(dǎo)管鉆孔安裝前，應(yīng)對開挖面及5524.Ⅵ級圍巖或處理坍方時可采用雙排管；地下水豐富的松軟層，可采用雙排以上的多排管；滲入性注漿宜采用單排管；大斷面或注漿效果差時，可采用雙排管。5.小導(dǎo)管插入后應(yīng)外露一定長度，以便連接注漿管，并用塑膠泥(40Be水玻璃拌525號水泥)將導(dǎo)管周圍孔隙封堵密實(shí)。

4.Ⅵ級圍巖或處理坍方時可采用雙排管；地下水豐富的松軟層，53(四)注漿材料1.注漿材料種類及適用條件(四)注漿材料1.注漿材料種類及適用條件54①在斷層破碎帶及砂卵石地層(裂隙寬度或顆粒粒徑大于1mm，滲透系數(shù)k≥5×10-4m/s)等強(qiáng)滲透性地層中，應(yīng)采用料源廣且價格便宜的注漿材料。一般對于無水的松散地層，宜優(yōu)先選用單液水泥漿；對于有水的強(qiáng)滲透地層，則宜選用水泥－水玻璃雙漿液。②斷層帶，當(dāng)裂隙寬度(或粒徑)小于1mm，或滲透系數(shù)k≥10-5m/s時，注漿材料宜優(yōu)先選用水玻璃類和木胺類漿液。③細(xì)、粉砂層、細(xì)小裂隙巖層及斷層地段等弱滲透地層中，宜選用滲透性好、低毒及遇水膨脹的化學(xué)漿液，如聚胺脂類或超細(xì)水泥漿。④對于不透水的粘土層，則宜采用高壓劈裂注漿。①在斷層破碎帶及砂卵石地層(裂隙寬度或顆粒粒徑大于1mm，滲552.注漿材料的配比①采用水泥漿液時，水灰比可采用0.5:1～1:1；②采用水泥－水玻璃漿液時，水泥漿的水灰比可用0.5:1～1:1；水玻璃濃度為25°～40°Be，水泥漿與水玻璃的體積比宜為1:1～1:0.3。2.注漿材料的配比56(五)注漿1.注漿設(shè)備應(yīng)性能良好，工作壓力應(yīng)滿足注漿壓力要求，并應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)。2.小導(dǎo)管注漿的孔口最高壓力應(yīng)嚴(yán)格控制在允許范圍內(nèi)，以防壓裂開挖面，注漿壓力一般為0.5～1.0MPa，止?jié){塞應(yīng)能經(jīng)受注漿壓力。(五)注漿1.注漿設(shè)備應(yīng)性能良好，工作壓力應(yīng)滿足注漿壓力要求573.要控制注漿量，即每根導(dǎo)管內(nèi)已達(dá)到規(guī)定注入量時，就可結(jié)束；若孔口壓力已達(dá)到規(guī)定壓力值，但注入量仍不足，亦應(yīng)停止注漿。

4.注漿結(jié)束后，應(yīng)做一定數(shù)量的鉆孔檢查或用聲波探測儀檢查注漿效果。5.注漿后應(yīng)視漿液種類，等待4h(水泥－水玻璃漿)～8h(水泥漿)方可開挖

。開挖長度應(yīng)按設(shè)計循環(huán)進(jìn)尺的規(guī)定，以保留一定長度的止?jié){墻。3.要控制注漿量，即每根導(dǎo)管內(nèi)已達(dá)到規(guī)定注入量時，就可結(jié)束58四、超前深孔帷幕注漿注漿機(jī)理可以分成四種：滲透注漿，劈裂注漿，壓密注漿，高壓噴灌注漿。1.滲透注漿對于破碎巖層、砂卵石層、中細(xì)、粉砂層等有一定滲透性的地層，采用中低壓力將漿液壓注到地層中的空穴、裂縫、孔隙里，凝固后將巖土或土顆粒膠結(jié)為整體，以提高地層的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。(一)注漿機(jī)理及適用條件四、超前深孔帷幕注漿注漿機(jī)理可以分成四種：滲透注漿，劈裂注漿592.劈裂注漿對于顆粒更細(xì)的粘土質(zhì)不透水(漿)地層，采用高壓漿液強(qiáng)行擠壓孔周，在注漿壓力的作用下，漿液作用的周圍土體被劈裂并形成裂縫，通過土體中形成的漿液脈狀固結(jié)作用對粘土層起到擠壓加固和增加高強(qiáng)夾層加固作用，以提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。3.壓密注漿

即用濃稠的漿液注入土層中，使土體形成漿泡，向周圍土層加壓使得到加固。2.劈裂注漿604.高壓噴灌注漿通過灌漿管在高壓作用下，從管底部的特殊噴咀中噴射出高速漿液流及其外圍的高速氣流，促使土粒在沖擊力、離心力及重力作用下，隨注漿管的向上抽出與漿液混合形成柱狀固結(jié)體，以達(dá)到加固之目的。如果隧道埋深較淺，注漿作業(yè)可在地面進(jìn)行；對于深埋長大隧道可利用輔助平行導(dǎo)坑對正洞進(jìn)行預(yù)注漿，這樣可以避免與正洞施工的干擾，縮短施工工期(圖)。4.高壓噴灌注漿61正洞平行導(dǎo)坑(c)平導(dǎo)超前注漿正注漿區(qū)域已注漿區(qū)域(a)洞內(nèi)超前注漿(b)地表超前注漿正洞平行導(dǎo)坑(c)平導(dǎo)超前注漿正注漿區(qū)域已注漿區(qū)域(a)洞內(nèi)62(二)注漿范圍

要確定加固區(qū)的大小，即確定圍巖塑性破壞區(qū)的大小，可以按巖體力學(xué)和彈塑性理論計算其塑性破壞區(qū)的大小(R0－r0)，這也就是應(yīng)加固區(qū)的大小。

(三)注漿數(shù)量

注漿數(shù)量應(yīng)根據(jù)加固區(qū)需充填的地層孔隙數(shù)量來確定。工程中常用充填率來估算和控制注漿總量。所謂充填率是指注漿體積占孔隙總體積的比率。于是注漿總量可按下式計算：

Q＝n·a·A(二)注漿范圍要確定加固區(qū)的大小，即確定圍63式中：Q－注漿總數(shù)量，m3；A－被加固圍巖的體積，m3；n－被加固圍巖的孔隙率，%；a－過去實(shí)踐證實(shí)了的充填率，%。

式中：Q－注漿總數(shù)量，m3；64（四）鉆孔布置與注漿壓力一般滲透性強(qiáng)的地層，可以采用較低的注漿壓力和較大的鉆孔間距，鉆孔量也少，但平均單孔注漿量大。對于淺埋隧道，還可以采用平行布置方式，即注漿鉆孔均呈豎直方向并互相平行分布，但每鉆一孔即需移動鉆機(jī)。滲透式注漿時，注漿壓力應(yīng)大于待注漿地層的靜水壓力；劈裂式注漿時，注漿壓力應(yīng)大于待注漿地層的水壓力與土壓之和；并取一定的儲備系數(shù)，一般為1.1～1.3。（四）鉆孔布置與注漿壓力65(五)施工要點(diǎn)1.注漿管

一般用帶孔焊接鋼管或無縫鋼管或塑料管。注漿管壁上有眼部分長度根據(jù)注漿孔的位置和注漿區(qū)域來確定，其余部分不鉆眼，并用止?jié){塞將其隔開。2.鉆孔

鉆機(jī)應(yīng)根據(jù)地層條件及成孔效果選擇。鉆孔位置應(yīng)滿足設(shè)計要求，孔口位置偏差不超過5cm，孔底位置偏差不超過孔深的1%。3.注漿順序

應(yīng)先上方后下方，或先內(nèi)圈后外圈，先無水孔后有水孔，先上游(地下水)后下游順序進(jìn)行。應(yīng)利用止?jié){閥保持孔內(nèi)壓力直至漿液完全凝固。(五)施工要點(diǎn)1.注漿管2.鉆孔664.結(jié)束條件

注漿結(jié)束條件應(yīng)根據(jù)注漿壓力和單孔注漿量兩個指標(biāo)來判斷確定。單孔結(jié)束條件為：注漿壓力達(dá)到設(shè)計終壓；漿液注入量已達(dá)到計算值的80%以上。全段結(jié)束條件為：所有注漿孔均已符合單孔結(jié)束條件，無漏注。5.注漿檢查

除在注漿前進(jìn)行鉆孔質(zhì)量、材料質(zhì)量檢查、注漿后對注漿效果檢查外，注漿過程中應(yīng)密切注意注漿壓力的變化。如效果不理想，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。

4.結(jié)束條件676.開挖時間

注漿后應(yīng)視漿液種類，等待4h(水泥－水玻璃漿)至8h(水泥漿)方可開挖，但最后應(yīng)注意保留止?jié){墻，并進(jìn)行下一循環(huán)的注漿。若注漿工作在正洞以外進(jìn)行，則超前時間易于保證。

6.開挖時間68五、水平旋噴預(yù)支護(hù)旋噴法，分為垂直和水平旋噴注漿兩種方法

。施工方法：首先通過水平鉆機(jī)成孔，鉆到設(shè)計位置以后，隨著鉆桿的退出，用水泥漿或水泥一水玻璃雙漿液旋噴注入鉆成的孔腔，通過高壓射流切割腔壁土體，被切割下的土體與漿液攪拌混合、固結(jié)形成直徑600mm左右的固結(jié)體，沿隧道拱部形成環(huán)向咬合、縱向搭接的預(yù)支護(hù)拱棚。同時周圍地層受到壓縮和固結(jié)，其土體的物理力學(xué)性能得到—定程度的改善。五、水平旋噴預(yù)支護(hù)69水平旋噴樁抗彎性能不強(qiáng)，施工控制的難度較大，特別是目前我國的水平旋噴鉆機(jī)性能尚未過關(guān)，制約了水平旋噴預(yù)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。它主要適用于粘性土、砂類土、淤泥等地層。第6章隧道施工課件70六、機(jī)械預(yù)切槽法

它是利用專業(yè)的切槽機(jī)械，沿隧道外輪廓切割一定深度的切槽。切槽方式有帶鋸式和排鉆式兩種。在硬巖地層中，利用該切槽，作為爆破振動的隔振層，主要起隔振或減振的目的。在軟石或砂質(zhì)地層中，在切槽內(nèi)填筑混凝土，形成預(yù)支護(hù)拱。

六、機(jī)械預(yù)切槽法它是利用專業(yè)的切槽機(jī)械，沿隧道外輪廓切割一71作業(yè)過程：(1)用預(yù)切槽鋸沿隧道外廓弧形拱深切一寬15～30cm、長約5m的切槽。(2)在切槽內(nèi)立即填充高強(qiáng)度噴射混凝土，形成長3～5m的整體連續(xù)拱，兩次連續(xù)拱的搭接長度為0.5～2.0m。(3)用挖掘機(jī)或臂式掘進(jìn)機(jī)開挖前方作業(yè)面。自卸汽車或翻斗車可穿行于預(yù)切槽機(jī)內(nèi)。(4)必要時裝玻璃纖維錨桿，隨后噴混凝土。(5)緊隨其后，安裝隧道防水層，進(jìn)行二次襯砌。

作業(yè)過程：72優(yōu)點(diǎn)：①可減輕在硬巖爆破時，振動的擴(kuò)展；②在作業(yè)面開挖前，快速形成一臨時的整體弧形拱，從而減小圍巖變形與地表沉陷；③為人員和設(shè)備提供清潔、安全的工作條件；④有利于作業(yè)全過程的工業(yè)化及機(jī)械化，從而使進(jìn)度快速均衡，適應(yīng)性增強(qiáng)，大大節(jié)約了成本。弱點(diǎn)：在硬巖地層中應(yīng)用的最大弱點(diǎn)是推進(jìn)速度慢，較適合用于市區(qū)隧道工程、松散地層和大斷面隧道。機(jī)械切槽預(yù)支護(hù)，在國外已有多次成功應(yīng)用的實(shí)例，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。在國內(nèi)，硬巖鋸式切槽機(jī)尚在研制當(dāng)中。

優(yōu)點(diǎn)：73第五節(jié)隧道洞口施工

隧道施工的洞口地段，是指隧道進(jìn)口(或出口)附近對隧道施工有影響的地段，該地段通常因地質(zhì)地形復(fù)雜需要做特殊處理。一、洞口地段的一般概念

隧道洞口工程主要包括邊、仰坡土石方；邊、仰坡防護(hù)；端墻、翼墻等洞門圬工；洞口排水系統(tǒng)；洞口檢查設(shè)備安裝；洞口段洞身襯砌。

第五節(jié)隧道洞口施工隧道施工的洞74

洞口地段的特點(diǎn)地層一般較破碎，多屬堆積、坡積、嚴(yán)重風(fēng)化或節(jié)理裂隙發(fā)育的松軟巖層，穩(wěn)定性較差；當(dāng)巖層層面坡度與洞門主墻開挖坡度一致時，容易產(chǎn)生縱向推滑力；山體覆蓋層較薄，一旦塌方可能塌穿到地表面；若隧道處于溝谷一側(cè)或傍山時，通常會產(chǎn)生側(cè)向壓力。洞口地段的特點(diǎn)75l.場地清理時，先清理洞口上方及側(cè)方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石等，平整洞頂?shù)乇?，排除積水，整理周圍溝渠。之后施做邊、仰坡頂?shù)奶鞙稀?.宜避開雨季和融雪期。洞口土石方工程不得采用深眼大爆破或集中藥包爆破，自上而下逐段開挖。

3.洞口部分圬工基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固的地基上。二、洞口地段施工注意事項l.場地清理時，先清理洞口上方及側(cè)方有可能滑塌的表土、灌木764.洞門拱墻應(yīng)與洞內(nèi)相鄰的拱墻襯砌同時施工連接成整體，確保拱墻連接良好。洞門端墻的砌筑與回填應(yīng)兩側(cè)同時進(jìn)行。5.洞口段洞身施工時，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、地表沉陷控制以及保障施工安全等因素選擇開挖方法和支護(hù)方式。并設(shè)置不小于5m長的模筑混凝土加強(qiáng)段。6.洞門完成后，洞門以上仰坡腳受破壞處，應(yīng)及時處理。4.洞門拱墻應(yīng)與洞內(nèi)相鄰的拱墻襯砌同時施工連接成整體，確保77三、洞口的施工方法(1)洞口段圍巖為Ⅲ級以下，地層條件良好時，一般可采用全斷面直接開挖進(jìn)洞。施工支護(hù)，于拱部可施做局部錨桿；墻、拱采用素噴混凝上支護(hù)。洞口3~5m區(qū)段可以掛網(wǎng)噴混凝土及設(shè)鋼拱架予以加強(qiáng)。三、洞口的施工方法(1)洞口段圍巖為Ⅲ級以下，地層條件良78(2)洞口段圍巖為Ⅲ～I(xiàn)V級，地層條件較好時，宜采用正臺階法進(jìn)洞(不短于20m區(qū)段)，爆破進(jìn)尺控制在1.5～2.5m。施工支護(hù)采用拱、墻系統(tǒng)錨桿和鋼筋網(wǎng)噴射混凝土。必要時設(shè)鋼拱架加強(qiáng)施工支護(hù)。(3)洞口段圍巖為Ⅲ～Ⅴ級，地層條件較差時，宜采用上半斷面長臺階法進(jìn)洞施工。施工支護(hù)采用超前錨桿與系統(tǒng)錨桿相結(jié)合，掛網(wǎng)噴射混凝土。拱部安設(shè)間距為0.5~1.0m的鋼拱架支護(hù)，及早施做混凝土襯砌，確保穩(wěn)定和安全。(2)洞口段圍巖為Ⅲ～I(xiàn)V級，地層條件較好時，宜采用正臺階79(4)洞口段圍巖為Ⅴ級以上，地層條件差時，可采用分部開挖法和其它特殊方法進(jìn)洞施工。

具體方法有環(huán)形開挖預(yù)留核心土法；短臺階法等。開挖前應(yīng)對圍巖進(jìn)行預(yù)加固措施，用鋼架緊貼洞口開挖面進(jìn)行支護(hù)，再進(jìn)行開挖作業(yè)，隨挖隨支。施工支護(hù)采用網(wǎng)噴混凝土，系統(tǒng)錨桿支護(hù)；架立鋼拱架間距為0.5m，必要時可在開挖底面施做臨時仰拱。開挖完畢后及早施作混凝土內(nèi)層襯砌。(4)洞口段圍巖為Ⅴ級以上，地層條件差時，可采用分部開挖法80思考題：1.不同注漿方法的機(jī)理。2.各種預(yù)支護(hù)或預(yù)加固措施的構(gòu)造及適用性。作業(yè)題：1.簡述超前小導(dǎo)管的主要設(shè)計參數(shù)。2.不同圍巖中隧道進(jìn)洞施工方法。思考題：81第一節(jié)隧道施工方法第六章隧道施工

隧道施工是指修建隧道及地下洞室的施工方法、施工技術(shù)和施工管理的總稱。

一、隧道施工基本概念

第一節(jié)隧道施工方法第六章隧道施工82傳統(tǒng)礦山法隧道施工方法山嶺隧道施工方法淺埋及軟土隧道施工方法水底隧道施工方法礦山法（鉆爆法）掘進(jìn)機(jī)法新奧法蓋挖法明挖法淺埋暗挖法盾構(gòu)法沉埋法盾構(gòu)法隧道施工方法可按以下方式分類：傳統(tǒng)礦山法隧道施工方法山嶺隧道淺埋及軟土水底隧道礦山法（鉆爆83隧道施工方法的選擇主要依據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并結(jié)合隧道斷面尺寸、長度、襯砌類型、隧道的使用功能和施工技術(shù)水平等因素綜合考慮研究確定。隧道施工方法的選擇主要依據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并結(jié)合隧道84隧道施工技術(shù)主要研究解決上述各種隧道施工方法所需的技術(shù)方案和措施(如開挖、掘進(jìn)、支護(hù)和襯砌施工方案和措施)；隧道穿越特殊地質(zhì)地段時(如膨脹土、黃土、溶洞、塌方、流沙、高地溫、巖爆、瓦斯地層等)的施工手段；隧道施工過程中的通風(fēng)、防塵、防有害氣體及照明、風(fēng)水電作業(yè)的方式方法和對圍巖變化的量測監(jiān)控方法。隧道施工管理主要解決施工組織設(shè)計(如施工方案的選擇、施工技術(shù)措施、場地布置、進(jìn)度控制、材料供應(yīng)、勞力及機(jī)具安排等)和施工中的技術(shù)管理、計劃管理、質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)管理、安全管理等問題。隧道施工技術(shù)主要研究解決上述各種隧道施工方法所需的技術(shù)方案和85二、山嶺隧道的常規(guī)施工方法

山嶺隧道的常規(guī)施工方法又稱為礦山法（鉆爆法）。將采用鉆爆開挖加鋼木構(gòu)件支撐的施工方法稱為“傳統(tǒng)的礦山法”；而將采用鉆爆開挖加錨噴支護(hù)的施工方法稱之為“礦山法”或“新奧法”。

二、山嶺隧道的常規(guī)施工方法山嶺隧道的常規(guī)86

它是以木或鋼構(gòu)件作為臨時支撐，待隧道開挖成形后，逐步將臨時支撐撤換下來，而代之以整體式襯砌作為永久性支護(hù)的施工方法。

(一)傳統(tǒng)的礦山法

它是以木或鋼構(gòu)件作為臨時支撐，待隧道開挖成形后，87(二)新奧法

認(rèn)識到隧道是圍巖和支護(hù)組成的體系，應(yīng)充分保護(hù)圍巖，發(fā)揮圍巖自身的承載能力，維護(hù)圍巖的穩(wěn)定性。隧道設(shè)計與施工與隧道的圍巖條件密切相關(guān)，只有充分掌握隧道的圍巖條件，才能有合理的隧道設(shè)計與施工。(二)新奧法認(rèn)識到隧道是圍巖和支護(hù)組成的體系，應(yīng)88施工手段也由人力、小型機(jī)械化、半機(jī)械化到機(jī)械化施工。人力施工系指錘、釬、鎬、純?nèi)斯ぷ鳂I(yè)方式；小型機(jī)械化系指風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆眼、人力或小型裝渣機(jī)裝渣、人力或電瓶車牽引、小礦車運(yùn)輸、人力或機(jī)械攪拌混凝土、人力灌注襯砌的施工模式；半機(jī)械化施工系指采用氣腿式風(fēng)動鑿巖機(jī)或鑿巖臺車鉆眼、軌行鏟斗式裝渣機(jī)裝渣、礦車有軌運(yùn)輸或汽車無軌運(yùn)輸?shù)?，其主要特點(diǎn)是機(jī)械設(shè)備配套；機(jī)械化施工系指采用以臺車鉆眼、挖裝運(yùn)機(jī)械化作業(yè)、噴錨支護(hù)機(jī)械化作業(yè)、混凝土襯砌機(jī)械化作業(yè)、注漿機(jī)械化作業(yè)等為特征的施工模式。

施工手段也由人力、小型機(jī)械化、半機(jī)械化到機(jī)械化施工。人力施工89施工技術(shù)上不僅更加重視施工地質(zhì)工作，超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)更加豐富和有效，光面控制爆破技術(shù)獲得了廣泛應(yīng)用。噴錨支護(hù)技術(shù)已成為隧道施工支護(hù)的基本方式，實(shí)現(xiàn)了硬巖、軟弱破碎圍巖、松散砂土圍巖中的良好噴錨支護(hù)。在材料方面如ZM型系列早強(qiáng)砂漿錨桿、ZP型早強(qiáng)噴射混凝土新材料、纖維噴射混凝土、降低噴射混凝土回彈和粉塵的混凝土增粘劑等；在工藝方面干噴混凝土、潮噴、濕噴混凝土都獲得了成功應(yīng)用。在軟弱破碎等能力差的圍巖中，形成了超前支護(hù)技術(shù)、地層預(yù)加固技術(shù)，以及多分部和各分部支護(hù)及時封閉技術(shù)等。

施工技術(shù)上不僅更加重視施工地質(zhì)工作，超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)更加豐富90

新奧法即奧地利隧道施工新方法(NewAustrianTunnellingmethod－NATM)，是以噴射混凝土錨桿作為主要支護(hù)手段，通過監(jiān)測控制圍巖的變形，便于充分發(fā)揮圍巖的自承能力的施工方法。

由于錨噴支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，導(dǎo)致隧道及地下洞室工程理論步入到現(xiàn)代理論的新領(lǐng)域，也使隧道及地下洞室工程的設(shè)計和施工更符合地下工程實(shí)際，即設(shè)計理論－施工方法－結(jié)構(gòu)(體系)工作狀態(tài)(結(jié)果)的一致。

第二節(jié)新奧法的基本概念

一、新奧法的概念

新奧法即奧地利隧道施工新方法(NewAustr91

奧地利的泰勒教授認(rèn)為，所謂新奧法不是單純的開挖、支護(hù)的方法和順序，而是按照實(shí)際觀察到的圍巖動態(tài)的各項指標(biāo)來指導(dǎo)開挖隧道的方法。有人把新奧法歸納為充分保護(hù)并利用圍巖的承載能力；其施工要點(diǎn)為控制爆破、錨噴支護(hù)和施工監(jiān)測，其實(shí)施方法為設(shè)計、施工和監(jiān)測三位一體的動態(tài)模式。

。

奧地利的泰勒教授認(rèn)為，所謂新奧法不是單純的開挖、支護(hù)92

新奧法的概念，我國是在20世紀(jì)70年代末開始被人們了解和接受；從20世紀(jì)80年代開始，在一些隧道設(shè)計中貫徹了新奧法基本原理，采用了信息設(shè)計方法。1988年頒布了《鐵路隧道新奧法指南》，并編寫了“噴錨技術(shù)法規(guī)則”、“復(fù)合襯砌標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計”等作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。逐步形成具有中國特色的淺埋暗挖法(即“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”十八字決)和復(fù)合式襯砌等隧道施工技術(shù)，大大豐富和發(fā)展了新奧法原理。

新奧法在我國的發(fā)展新奧法的概念，我國是在20世紀(jì)70年代末開始被人們了解93二、新奧法施工程序施工準(zhǔn)備確定施工方案開挖初期支護(hù)量測監(jiān)控是否符合管理基準(zhǔn)？

防水隔離層二次支護(hù)竣工是修改施工方案改變開挖方法和順序修正支護(hù)參數(shù)否二、新奧法施工程序施工準(zhǔn)備確定施工方案開94三、新奧法施工的基本原則

歸納為“少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉”。

少擾動，指在進(jìn)行隧道開挖時，要盡量減少對圍巖的擾動次數(shù)、擾動強(qiáng)度、擾動范圍和擾動持續(xù)時間。

早支護(hù)，指開挖后及時施作初期錨噴支護(hù)，使圍巖的變形進(jìn)入受控制狀態(tài)。

勤量測，指以直觀、可靠的量測方法和量測數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確評價圍巖(或圍巖加支護(hù))的穩(wěn)定狀態(tài)，或判斷其動態(tài)發(fā)展趨勢，以便及時調(diào)整支護(hù)形式、開挖方法，確保施工安全和順利進(jìn)行。

緊封閉，一方面指采取噴射混凝土等防護(hù)措施，避免圍巖因長時間暴露而致強(qiáng)度和穩(wěn)定性的衰減。另一方面指要適時對圍巖施作封閉形支護(hù)。

三、新奧法施工的基本原則歸納為“少擾動、早噴錨、勤量測95第三節(jié)開挖方法隧道開挖的基本原則在保證圍巖穩(wěn)定或減少對圍巖的擾動的前提條件下，選擇恰當(dāng)?shù)拈_挖方法和掘進(jìn)方式，并應(yīng)盡量提高掘進(jìn)速度。

開挖方法分類

按開挖隧道的橫斷面分部情形來分，分為全斷面開挖法、臺階開挖法、分部開挖法等。

第三節(jié)開挖方法隧道開挖的基本原則開挖方法分類96一、全斷面開挖法

全斷面開挖法就是按照設(shè)計輪廓一次爆破成形，然后修建襯砌的施工方法。

一、全斷面開挖法全斷面開挖法就是按照設(shè)計輪廓一次97(一)施工順序隧道掘進(jìn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)橫道圖見圖。工序交換班鉆眼裝藥爆破、通風(fēng)初期支護(hù)出碴機(jī)動時間二次襯砌12345678時間(h)(一)施工順序工序交換班鉆眼裝藥爆破、通風(fēng)初98(二)適用條件

(1)I~IV級圍巖，在用于Ⅳ級圍巖時，圍巖應(yīng)具備從全斷面開挖到初期支護(hù)前這段時間內(nèi)，保持其自身穩(wěn)定的條件。(2)有鉆孔臺車或自制作業(yè)臺架及高效率裝運(yùn)機(jī)械設(shè)備。(3)隧道長度或施工區(qū)段長度不宜太短，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般不應(yīng)小于lkm，否則采用大型機(jī)械化施工，其經(jīng)濟(jì)性較差。

(二)適用條件(1)I~IV級圍巖，在用99作業(yè)線采用的大型機(jī)械設(shè)備開挖作業(yè)線鉆孔臺車、裝藥臺車、裝載機(jī)配合自卸汽車（無軌運(yùn)輸時）、裝渣機(jī)配合礦車及電瓶車或內(nèi)燃機(jī)車（有軌運(yùn)輸時）噴錨作業(yè)線混凝土噴射機(jī)、混凝土噴射機(jī)械手、噴錨作業(yè)平臺進(jìn)料運(yùn)輸設(shè)備及錨桿灌漿設(shè)備模筑襯砌作業(yè)線混凝土拌和作業(yè)廠、混凝土輸送車及輸送泵、施作防水層作業(yè)平臺、襯砌鋼模臺車隧道機(jī)械化施工中三條主要作業(yè)線作業(yè)線采用的大型機(jī)械設(shè)備開挖作業(yè)線100(三)全斷面法施工特點(diǎn)(1)開挖斷面與作業(yè)空間大、干擾?。?2)有條件充分使用機(jī)械，減少人力；(3)工序少，便于施工組織與管理，改善勞動條件；(4)開挖一次成形，對圍巖擾動少，有利于圍巖穩(wěn)定。

(三)全斷面法施工特點(diǎn)101二、臺階法

根據(jù)臺階長度不同，劃分為長臺階法、短臺階法和微臺階法三種。

施工中采用哪一種臺階法，要根據(jù)兩個條件來決定，第一是對初期支護(hù)形成閉合斷面的時間要求，圍巖越差，要求閉合時間越短，第二是對上部斷面施工所采用的開挖、支護(hù)、出渣等機(jī)械設(shè)備需要施工場地大小的要求。

二、臺階法根據(jù)臺階長度不同，劃分為長臺階法、短臺階102(一)長臺階法

長臺階法開挖斷面小，有利于維持開挖面的穩(wěn)定，適用范圍較全斷面法廣，一般適用于地質(zhì)條件較差的Ⅲ、Ⅳ、V級圍巖。

12>5L12L(一)長臺階法長臺階法開挖斷面小，有利于維103(二)短臺階法

12L12>(1~1.5)L短臺階法短臺階法適用于地質(zhì)條件差的Ⅳ、V級圍巖，臺階長度定為10~15m，即1~2倍開挖寬度，主要是考慮拉開工作面，減少干擾，因此臺階長度不宜過短。短臺階法可縮短支護(hù)閉合時間，改善初期支護(hù)的受力條件，有利于控制圍巖變形。缺點(diǎn)是上部出碴對下部斷面施工干擾較大，不能全部平行作業(yè)。(二)短臺階法12L12>(1~1.5)L短臺階法104123~5m(c)微臺階法12L(三)微臺階法

適用于V～VI級圍巖，一般為3~5m的臺階長度。微臺階法上下斷面相距較近，機(jī)械設(shè)備集中，作業(yè)時相互干擾大，生產(chǎn)效率低，施工速度慢。123~5m(c)微臺階法12L(三)微臺階法105三、分部開挖法

分部開挖法包括環(huán)形開挖預(yù)留核心土法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中洞法、中隔壁法等。

三、分部開挖法分部開挖法包括環(huán)形開挖預(yù)留核心土106(一)環(huán)形開挖留核心土法

③①②②③①②(一)環(huán)形開挖留核心土法③①②②③①②107

施工要點(diǎn)：環(huán)形開挖進(jìn)尺一般為0.5~2.0m；開挖后應(yīng)及時施作噴錨支護(hù)、安設(shè)鋼架支撐，每兩榀鋼架之間采用連續(xù)鋼筋連接，并加鎖腳錨桿；核心土面積不小于整個斷面的50％；當(dāng)圍巖地質(zhì)條件差，自穩(wěn)時間較短時，開挖前在拱部設(shè)計開挖輪廓線以外，進(jìn)行超前支護(hù)；二次襯砌采用先墻后拱法施作。。施工要點(diǎn)：108特點(diǎn)：不需要特殊的機(jī)械設(shè)備，減少施工投入；開挖工作面穩(wěn)定性好，施工較安全。但施工干擾大、工效低等。適用范圍：常用于Ⅵ級圍巖單線和V~Ⅵ級圍巖雙線隧道掘進(jìn)。特點(diǎn)：不需要特殊的機(jī)械設(shè)備，減少施工投入；開挖工作面穩(wěn)定性好109(二)側(cè)壁導(dǎo)坑法

根據(jù)側(cè)壁導(dǎo)坑開挖的個數(shù)，分為單側(cè)壁導(dǎo)坑法及雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。1.單側(cè)壁導(dǎo)坑法①②③①②③(二)側(cè)壁導(dǎo)坑法①②③①②③110施工要點(diǎn)：側(cè)壁導(dǎo)坑寬度不宜超過0.5倍洞跨，高度以到起拱線為宜。導(dǎo)坑與臺階的距離沒有硬性規(guī)定，一般以施工互不干擾為原則。適用性：由于單側(cè)壁導(dǎo)坑法每步開挖的寬度較小，而且封閉型的導(dǎo)坑初期支護(hù)承載能力大，所以它適用于斷面跨度大，地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖中。施工要點(diǎn)：側(cè)壁導(dǎo)坑寬度不宜超過0.5倍洞跨，高度以到起拱線為111施工要求：側(cè)壁導(dǎo)坑高度以到起拱線為宜；側(cè)壁導(dǎo)坑形狀應(yīng)近于橢圓形斷面，導(dǎo)坑斷面為整個斷面的1/3；側(cè)壁導(dǎo)坑領(lǐng)先長度一般為30～50m，以開挖一側(cè)導(dǎo)坑所引起的圍巖應(yīng)力重分布不影響另一側(cè)導(dǎo)坑為原則；導(dǎo)坑開挖后應(yīng)及時進(jìn)行初期支護(hù)，并盡早封閉成環(huán)。2.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法①①①②②③③施工要求：側(cè)壁導(dǎo)坑高度以到起拱線為宜；側(cè)壁導(dǎo)坑形狀應(yīng)近于橢圓112雙側(cè)壁導(dǎo)坑法具有控制地表沉陷好，施工安全等優(yōu)點(diǎn)，但進(jìn)度慢，成本高。因此，適用于斷面跨度大，地表沉陷要求嚴(yán)格，圍巖條件特別差的隧道。一般適用于V－Ⅵ級圍巖雙線或多線隧道掘進(jìn)。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法具有控制地表沉陷好，施工安全等優(yōu)點(diǎn)，但進(jìn)度慢，成113(三)中洞法

中洞法適用于雙連拱隧道。采用先施作隧道中墻混凝土，后開挖兩側(cè)的施工方法。①②②②①③③③(三)中洞法①②②②①③③③114施工要求：中洞開挖高度應(yīng)大于中墻高度1m，開挖寬度應(yīng)大于5m；中洞開挖超前長度根據(jù)隧道長度、寬度以及地質(zhì)情況綜合考慮，一般為50~80m；對長度200~300m的短隧道可先貫通中洞，然后再施工兩側(cè)側(cè)洞；中洞開挖后應(yīng)及時施作初期支護(hù)，再分段灌筑中墻混凝土，每一縱向段長度為4~10m，在中墻混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后方可拆模，并進(jìn)行臨時橫向支撐。

施工要求：中洞開挖高度應(yīng)大于中墻高度1m，開挖寬度應(yīng)大于5m115(四)中隔壁法(CD)①②③④④⑤⑥①②③⑤⑥(四)中隔壁法(CD)①②③④④⑤⑥①②③⑤⑥116施工要求：各部開挖時，周邊輪廓盡量圓順，減小應(yīng)力集中；各部的底部高程應(yīng)與鋼架接頭處一致；每一部的開挖高度為3.5m；后一側(cè)開挖應(yīng)全斷面及時封閉；左右兩側(cè)縱向間距一般為30~50m；中隔壁設(shè)置為弧形或圓弧形。

中隔壁法適用于V~Ⅵ級圍巖的淺埋雙線隧道。施工要求：各部開挖時，周邊輪廓盡量圓順，減小應(yīng)力集中；各部的117(五)交叉中隔壁法(CRD)采用自上而下分為二至三步開挖中隔墻的一側(cè)，并及時支護(hù)，待完成1~2部后，即開始另一側(cè)l~2部開挖及支護(hù)，形成左右兩側(cè)開挖及支護(hù)相互交叉的情形。

⑥①①②②③③④④⑤⑤⑥(五)交叉中隔壁法(CRD)⑥①①②②③③④④⑤⑤⑥118交叉中隔壁法施工，除滿足中隔壁法的要求外，尚應(yīng)滿足：設(shè)置臨時仰拱，步步成環(huán)；自上而下，交叉進(jìn)行；中隔壁及交叉臨時支護(hù)，在灌注二次襯砌時，應(yīng)逐段拆除。

交叉中隔壁法適用于V~Ⅵ級圍巖淺埋的雙線或多線隧道。交叉中隔壁法施工，除滿足中隔壁法的要求外，尚應(yīng)滿足：設(shè)置臨時119第四節(jié)圍巖預(yù)支護(hù)(預(yù)加固)

隧道施工中常用的輔助穩(wěn)定措施：第四節(jié)圍巖預(yù)支護(hù)(預(yù)加固)隧道施工中常用120一、超前錨桿(一)構(gòu)造組成

超前錨桿是沿開挖輪廓線，以一定的外插角，向開挖面前方鉆孔安裝錨桿，風(fēng)槍或鑿巖機(jī)或?qū)Ｓ玫腻^桿臺車鉆孔、錨固劑或砂漿錨固，形成對前方圍巖的預(yù)錨固，在提前形成的圍巖錨固圈的保護(hù)下進(jìn)行開挖等作業(yè)。

超前錨桿一、超前錨桿(一)構(gòu)造組成超前錨桿是沿開挖輪121(二)性能特點(diǎn)及適用條件

特點(diǎn)：柔性較大，整體剛度較?。还に嚭唵?、工效高。適用條件：主要適用于應(yīng)力不太大，地下水較少的破碎、軟弱圍巖的隧道工程中，如裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶等、淺埋無顯著偏壓隧道。也適宜于采用中小型機(jī)械施工。(二)性能特點(diǎn)及適用條件122

(三)設(shè)計、施工要點(diǎn)

1.超前錨桿的超前量、環(huán)向間距、外插角等參數(shù)，應(yīng)視圍巖地質(zhì)條件、施工斷面大小、開挖循環(huán)進(jìn)尺和施工條件而定。

一般超前長度為循環(huán)進(jìn)尺的3－5倍，宜采用3－5m長，環(huán)向間距0.3－1.0m；外插角10°－30°；搭接長度宜為超前長度的40%－60%左右。2.超前錨桿宜用早強(qiáng)砂漿全粘結(jié)式錨桿，錨桿材料可用不小于φ22的螺紋鋼筋。

(三)設(shè)計、施工要點(diǎn)1233.超前錨桿的安裝誤差，一般要求孔位偏差不超過10cm，外插角不超過1°－2°，錨入長度不小于設(shè)計長度的96%。4.開挖時應(yīng)注意保留前方有一定長度的錨固區(qū)，以使超前錨桿的前端有一個穩(wěn)定的支點(diǎn)，尾端應(yīng)盡可能多的與系統(tǒng)錨桿及鋼筋網(wǎng)焊連。

5.開挖后應(yīng)及時噴射混凝土，并盡快封閉環(huán)形初期支護(hù)。6.開挖過程中應(yīng)密切注意觀察錨桿變形及噴射混凝土層的開裂、起鼓等情況。3.超前錨桿的安裝誤差，一般要求孔位偏差不超過10cm，外插124二、管棚(一)構(gòu)造組成管棚是利用鋼拱架沿開挖輪廓線以較小的外插角、向開挖面前方打入鋼管構(gòu)成的棚架來形成對開挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)。采用長度小于10m的鋼管的稱為短管棚；采用長度為10~45m且較粗的鋼管的稱為長管棚。

二、管棚管棚是利用鋼拱架沿開挖輪廓線以較小的外插角、向125a)管棚支護(hù)b)管棚鋼管縱向錯接c)鋼管端部橫向聯(lián)接a)管棚支護(hù)b)管棚鋼管縱向錯接c)鋼管端部橫向聯(lián)接126(二)性能特點(diǎn)及適用條件

特點(diǎn)：整體剛度較大，對圍巖變形的限制能力較強(qiáng)，且能提前承受早期圍巖壓力。管棚主要適用于圍巖壓力來得快來得大、對圍巖變形及地表下沉有較嚴(yán)格要求的軟弱破碎圍巖隧道工程中。

(二)性能特點(diǎn)及適用條件特點(diǎn)：整體剛度較大1271.管棚的各項技術(shù)參數(shù)：長管棚管徑70～180mm，孔徑比管徑大20～30mm，環(huán)向間距0.2～0.8m；外插角1°～2°；兩組管棚間的縱向搭接長度不小于1.5m；鋼拱架常采用工字鋼拱架或格柵鋼架。2.鋼拱架應(yīng)安裝穩(wěn)固其垂直度允許誤差為±2°，中線及高程允許誤差為±5cm；3.鉆孔平面誤差不大于15cm，角度誤差不大于0.5°，鋼管不得侵入開挖輪廓線。(三)設(shè)計、施工要點(diǎn)1.管棚的各項技術(shù)參數(shù)：(三)設(shè)計、施工要點(diǎn)128

4.第一節(jié)鋼管前端要加工成尖錐狀，以利導(dǎo)向插入。要打一眼，裝一管，由上而下順序進(jìn)行。5.長鋼管應(yīng)用4～6m的管節(jié)逐段接長，打入一節(jié)，再連接后一節(jié)。6.當(dāng)需增加管棚剛度時，可在安裝好的鋼管內(nèi)注入水泥砂漿，一般在第一節(jié)管的前段管壁交錯鉆10～15mm孔若干，以利排氣和出漿，或在管內(nèi)安裝出氣導(dǎo)管，漿注滿后方可停止壓注。水泥砂漿標(biāo)號可用C20～C30，適當(dāng)加大灰砂比。7.鉆孔時如出現(xiàn)卡鉆或坍孔，應(yīng)注漿后再鉆，有些土質(zhì)地層則可直接將鋼管頂入。

4.第一節(jié)鋼管前端要加工成尖錐狀，以利導(dǎo)向插入。129三、超前注漿小導(dǎo)管(一)構(gòu)造組成

超前小導(dǎo)管注漿是沿坑道周邊向前方圍巖內(nèi)打入帶孔小導(dǎo)管，并通過小導(dǎo)管向圍巖壓注起膠結(jié)作用的漿液，待漿液硬化后，坑道周圍巖體就形成了有一定厚度的加固圈。在此加固圈的保護(hù)下即可安全地進(jìn)行開挖等作業(yè)。三、超前注漿小導(dǎo)管超前小導(dǎo)管注漿是沿坑道周邊130b)注漿半徑及孔距選擇a<40cmrrb(取30cm)鉆孔15oa)超前小導(dǎo)管布置小導(dǎo)管鋼支撐0.2m3.5~6.0mc)小導(dǎo)管全圖管箍(φ6鋼筋加焊)出漿孔1.5m不鉆孔0.2mφ25~35mm有縫鋼管b)注漿半徑及孔距選擇a<40cmrrb(取30cm)鉆孔1131(二)性能特點(diǎn)及適用條件

特點(diǎn)：漿液被壓注到巖體裂隙中并硬化后，不僅將巖塊或顆粒膠結(jié)為整體起到了加固作用，而且填塞了裂隙，阻隔了地下水向坑道滲流的通道，起到了堵水作用。適用于一般軟弱破碎圍巖，也適用于地下水豐富的軟弱破碎圍巖。

(二)性能特點(diǎn)及適用條件特點(diǎn)：漿液被壓注到132(三)小導(dǎo)管布置和安裝1.小導(dǎo)管鉆孔安裝前，應(yīng)對開挖面及5m范圍內(nèi)的坑道噴射5～10cm厚的混凝土封閉。2.小導(dǎo)管一般采用φ32mm的焊接管或φ40mm的無縫鋼管制作，長度宜為3～6m，前端做成尖錐形，前段管壁上每隔10～20cm交錯鉆眼，眼孔直徑宜為6～8mm。3.鉆孔直徑應(yīng)較管徑大20mm以上，環(huán)向間距應(yīng)按地層條件而定，滲透系數(shù)大的，間距亦應(yīng)加大，一般采用20～50cm；外插角應(yīng)控制在10°～30°之間，一般采用15°。(三)小導(dǎo)管布置和安裝1.小導(dǎo)管鉆孔安裝前，應(yīng)對開挖面及51334.Ⅵ級圍巖或處理坍方時可采用雙排管；地下水豐富的松軟層，可采用雙排以上的多排管；滲入性注漿宜采用單排管；大斷面或注漿效果差時，可采用雙排管。5.小導(dǎo)管插入后應(yīng)外露一定長度，以便連接注漿管，并用塑膠泥(40Be水玻璃拌525號水泥)將導(dǎo)管周圍孔隙封堵密實(shí)。

4.Ⅵ級圍巖或處理坍方時可采用雙排管；地下水豐富的松軟層，134(四)注漿材料1.注漿材料種類及適用條件(四)注漿材料1.注漿材料種類及適用條件135①在斷層破碎帶及砂卵石地層(裂隙寬度或顆粒粒徑大于1mm，滲透系數(shù)k≥5×10-4m/s)等強(qiáng)滲透性地層中，應(yīng)采用料源廣且價格便宜的注漿材料。一般對于無水的松散地層，宜優(yōu)先選用單液水泥漿；對于有水的強(qiáng)滲透地層，則宜選用水泥－水玻璃雙漿液。②斷層帶，當(dāng)裂隙寬度(或粒徑)小于1mm，或滲透系數(shù)k≥10-5m/s時，注漿材料宜優(yōu)先選用水玻璃類和木胺類漿液。③細(xì)、粉砂層、細(xì)小裂隙巖層及斷層地段等弱滲透地層中，宜選用滲透性好、低毒及遇水膨脹的化學(xué)漿液，如聚胺脂類或超細(xì)水泥漿。④對于不透水的粘土層，則宜采用高壓劈裂注漿。①在斷層破碎帶及砂卵石地層(裂隙寬度或顆粒粒徑大于1mm，滲1362.注漿材料的配比①采用水泥漿液時，水灰比可采用0.5:1～1:1；②采用水泥－水玻璃漿液時，水泥漿的水灰比可用0.5:1～1:1；水玻璃濃度為25°～40°Be，水泥漿與水玻璃的體積比宜為1:1～1:0.3。2.注漿材料的配比137(五)注漿1.注漿設(shè)備應(yīng)性能良好，工作壓力應(yīng)滿足注漿壓力要求，并應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)。2.小導(dǎo)管注漿的孔口最高壓力應(yīng)嚴(yán)格控制在允許范圍內(nèi)，以防壓裂開挖面，注漿壓力一般為0.5～1.0MPa，止?jié){塞應(yīng)能經(jīng)受注漿壓力。(五)注漿1.注漿設(shè)備應(yīng)性能良好，工作壓力應(yīng)滿足注漿壓力要求1383.要控制注漿量，即每根導(dǎo)管內(nèi)已達(dá)到規(guī)定注入量時，就可結(jié)束；若孔口壓力已達(dá)到規(guī)定壓力值，但注入量仍不足，亦應(yīng)停止注漿。

4.注漿結(jié)束后，應(yīng)做一定數(shù)量的鉆孔檢查或用聲波探測儀檢查注漿效果。5.注漿后應(yīng)視漿液種類，等待4h(水泥－水玻璃漿)～8h(水泥漿)方可開挖

。開挖長度應(yīng)按設(shè)計循環(huán)進(jìn)尺的規(guī)定，以保留一定長度的止?jié){墻。3.要控制注漿量，即每根導(dǎo)管內(nèi)已達(dá)到規(guī)定注入量時，就可結(jié)束139四、超前深孔帷幕注漿注漿機(jī)理可以分成四種：滲透注漿，劈裂注漿，壓密注漿，高壓噴灌注漿。1.滲透注漿對于破碎巖層、砂卵石層、中細(xì)、粉砂層等有一定滲透性的地層，采用中低壓力將漿液壓注到地層中的空穴、裂縫、孔隙里，凝固后將巖土或土顆粒膠結(jié)為整體，以提高地層的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。(一)注漿機(jī)理及適用條件四、超前深孔帷幕注漿注漿機(jī)理可以分成四種：滲透注漿，劈裂注漿1402.劈裂注漿對于顆粒更細(xì)的粘土質(zhì)不透水(漿)地層，采用高壓漿液強(qiáng)行擠壓孔周，在注漿壓力的作用下，漿液作用的周圍土體被劈裂并形成裂縫，通過土體中形成的漿液脈狀固結(jié)作用對粘土層起到擠壓加固和增加高強(qiáng)夾層加固作用，以提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。3.壓密注漿

即用濃稠的漿液注入土層中，使土體形成漿泡，向周圍土層加壓使得到加固。2.劈裂注漿1414.高壓噴灌注漿通過灌漿管在高壓作用下，從管底部的特殊噴咀中噴射出高速漿液流及其外圍的高速氣流，促使土粒在沖擊力、離心力及重力作用下，隨注漿管的向上抽出與漿液混合形成柱狀固結(jié)體，以達(dá)到加固之目的。如果隧道埋深較淺，注漿作業(yè)可在地面進(jìn)行；對于深埋長大隧道可利用輔助平行導(dǎo)坑對正洞進(jìn)行預(yù)注漿，這樣可以避免與正洞施工的干擾，縮短施工工期(圖)。4.高壓噴灌注漿142正洞平行導(dǎo)坑(c)平導(dǎo)超前注漿正注漿區(qū)域已注漿區(qū)域(a)洞內(nèi)超前注漿(b)地表超前注漿正洞平行導(dǎo)坑(c)平導(dǎo)超前注漿正注漿區(qū)域已注漿區(qū)域(a)洞內(nèi)143(二)注漿范圍

要確定加固區(qū)的大小，即確定圍巖塑性破壞區(qū)的大小，可以按巖體力學(xué)和彈塑性理論計算其塑性破壞區(qū)的大小(R0－r0)，這也就是應(yīng)加固區(qū)的大小。

(三)注漿數(shù)量

注漿數(shù)量應(yīng)根據(jù)加固區(qū)需充填的地層孔隙數(shù)量來確定。工程中常用充填率來估算和控制注漿總量。所謂充填率是指注漿體積占孔隙總體積的比率。于是注漿總量可按下式計算：

Q＝n·a·A(二)注漿范圍要確定加固區(qū)的大小，即確定圍144式中：Q－注漿總數(shù)量，m3；A－被加固圍巖的體積，m3；n－被加固圍巖的孔隙率，%；a－過去實(shí)踐證實(shí)了的充填率，%。

式中：Q－注漿總數(shù)量，m3；145（四）鉆孔布置與注漿壓力一般滲透性強(qiáng)的地層，可以采用較低的注漿壓力和較大的鉆孔間距，鉆孔量也少，但平均單孔注漿量大。對于淺埋隧道，還可以采用平行布置方式，即注漿鉆孔均呈豎直方向并互相平行分布，但每鉆一孔即需移動鉆機(jī)。滲透式注漿時，注漿壓力應(yīng)大于待注漿地層的靜水壓力；劈裂式注漿時，注漿壓力應(yīng)大于待注漿地層的水壓力與土壓之和；并取一定的儲備系數(shù)，一般為1.1～1.3。（四）鉆孔布置與注漿壓力146(五)施工要點(diǎn)1.注漿管

一般用帶孔焊接鋼管或無縫鋼管或塑料管。注漿管壁上有眼部分長度根據(jù)注漿孔的位置和注漿區(qū)域來確定，其余部分不鉆眼，并用止?jié){塞將其隔開。2.鉆孔

鉆機(jī)應(yīng)根據(jù)地層條件及成孔效果選擇。鉆孔位置應(yīng)滿足設(shè)計要求，孔口位置偏差不超過5cm，孔底位置偏差不超過孔深的1%。3.注漿順序

應(yīng)先上方后下方，或先內(nèi)圈后外圈，先無水孔后有水孔，先上游(地下水