隧道施工方法課件

隧道工程巖土與地下工程教研室張軍偉隧道工程巖土與地下工程教研室張軍偉6隧道工程SUIDAOGONGCHENG『第六章▎隧道施工方法『6.1▎傳統(tǒng)礦山法『6.2▎新奧法『6.3▎新奧法的施工技術(shù)『6.4▎洞口段及明洞施工方法『6.5▎輔助施工方法『6.6▎特殊地質(zhì)地段的施工方法『6.7▎鉆爆開挖和裝渣運(yùn)輸『6.8▎隧道支護(hù)施工『6.10▎隧道施工現(xiàn)場監(jiān)控量測『6.9▎隧道掘進(jìn)機(jī)施工6隧道工程『6.1▎傳統(tǒng)礦山法

在傳統(tǒng)的礦山法中，歷史上形成的變化方案很多，其中包括全斷面法、臺(tái)階法、側(cè)壁導(dǎo)坑法等。鑒于我國隧道施工中已很少采用傳統(tǒng)礦山法，僅介紹其中具有代表性的上下導(dǎo)坑先拱后墻法和下導(dǎo)坑先拱后墻法。『6.1.1▎上下導(dǎo)坑先拱后墻法

是軟弱地層中修筑隧道的一種基本的傳統(tǒng)方法，也是我國以往修筑隧道采用的最廣泛的方法之一，它主要用于不穩(wěn)定的或穩(wěn)定性較差的Ⅲ~Ⅳ級(jí)圍巖。

施工順序（圖6-1）：開挖下導(dǎo)坑1，并盡快架設(shè)木支撐；在下導(dǎo)坑開挖面后約30~50m處開挖上導(dǎo)坑2和架設(shè)木支撐，然后上導(dǎo)坑落底3；上、下導(dǎo)坑間開挖漏斗（見圖中虛『6.1▎傳統(tǒng)礦山法在傳統(tǒng)的礦山法中，線所示），以便于上部開挖出碴。由上導(dǎo)坑向兩側(cè)開挖④（“擴(kuò)大”），邊開挖邊架設(shè)扇形木支撐；在扇形支撐之間立拱架模板，灌注拱圈混凝土（Ⅴ），邊灌注邊頂替、拆除扇形支撐；開挖中層⑥（“落底”）；左右錯(cuò)開，縱向跳躍開挖馬口⑦、⑨，每個(gè)馬口的縱向長度不宜超過拱圈灌注節(jié)長的一半；緊跟馬口開挖后，立即架設(shè)邊墻模板，由下而上灌注邊墻混凝土Ⅷ、Ⅹ；挖水溝、鋪底（在隧道底部鋪設(shè)不小于10cm厚的混凝土）。

應(yīng)說明的是，上導(dǎo)坑由2和3兩部組成，這是因?yàn)楫?dāng)在軟弱地層中施工時(shí)，由于木支撐難以及時(shí)支護(hù)，往往拱頂圍巖會(huì)有較大的下沉，所以必須留足沉落量（20~50cm），這就導(dǎo)致上導(dǎo)坑開挖高度較高，使得工人施工很不方便，故一般分為上、下兩部開挖。線所示），以便于上部開挖出碴。由上導(dǎo)坑向兩側(cè)開挖④（“擴(kuò)大”圖6-1上下導(dǎo)坑先拱后墻法下導(dǎo)坑上導(dǎo)坑上導(dǎo)坑落底擴(kuò)大立模板，灌澆混凝土養(yǎng)生7-10d挖中層挖馬口砌邊墻

優(yōu)點(diǎn)：在拱圈保護(hù)下進(jìn)行拱下作業(yè)，施工安全；工作面多，便于拉開工序和安排較多的勞力，加快施工進(jìn)度；當(dāng)?shù)刭|(zhì)發(fā)生變化時(shí)，改變施工方法容易。

缺點(diǎn)：開挖兩個(gè)導(dǎo)坑增加工程造價(jià)；開挖馬口時(shí)施工干擾大；襯砌整體性差；工序多，不便于施工管理。16344279ⅦⅤX123467Ⅶ9XV5015~2015~2015~2015~2020~1015~2020~50圖6-1上下導(dǎo)坑先拱后墻法下導(dǎo)坑上導(dǎo)坑上導(dǎo)坑落底立模板，灌開挖兩個(gè)導(dǎo)坑增加工程造價(jià)；開挖馬口時(shí)施工干擾大；襯砌整體性差；工序多，不便于施工管理。優(yōu)點(diǎn)在拱圈保護(hù)下進(jìn)行拱下作業(yè)，施工安全；工作面多，便于拉開工序和安排較多的勞力，加快施工進(jìn)度；當(dāng)?shù)刭|(zhì)發(fā)生變化時(shí)，改變施工方法容易。缺點(diǎn)上下導(dǎo)坑法『6.1.2▎下導(dǎo)坑先拱后墻法

下導(dǎo)坑先拱后墻法主要用于Ⅱ~Ⅲ級(jí)圍巖。施工順序如圖6-2：以下導(dǎo)坑領(lǐng)先，2、3、4部開挖完成時(shí)，斷面如蘑菇形，以后步驟與上下坑先拱后墻法相同。開挖兩個(gè)導(dǎo)坑增加工程造價(jià)；優(yōu)點(diǎn)在拱圈保護(hù)下進(jìn)行拱下作業(yè)，施工圖6-2下導(dǎo)坑先拱后墻法

下導(dǎo)坑先拱后墻法有出渣方便，施工安全的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是：消耗的木材鋼軌較多，棚架易因爆破受損，挖馬口還影響施工進(jìn)度，襯砌的整體性也差。Ⅶ6Ⅴ下導(dǎo)坑30～5011Ⅶ6443210～1510～15拉槽挑頂50～6040～5010～15擴(kuò)大灌拱挖馬口砌邊墻3246Ⅴ圖6-2下導(dǎo)坑先拱后墻法下導(dǎo)坑先拱后墻法有『6.2▎新奧法『6.2.1▎新奧法名稱由來與產(chǎn)生的歷史背景

新奧法的全稱是新奧地利隧道工程方法，即NewAustrianTunnelingMethod，縮寫為NATM，是由奧地利學(xué)者L.V.Rabcewiez、L.Muller等教授創(chuàng)建于上世紀(jì)五十年代，在1963年正式命名為新奧地利隧道工程方法。它的產(chǎn)生是基于以下背景：(1)錨桿支護(hù)在20世紀(jì)初出現(xiàn)(2)噴射混凝土機(jī)在20世紀(jì)40年代末研制成功(3)巖石力學(xué)的理論發(fā)展為新奧法提供了科學(xué)依據(jù)『6.2▎新奧法『6.2.1▎新奧法名稱由來與產(chǎn)生『6.2.2▎新奧法的基本概念核心內(nèi)容是充分發(fā)揮圍巖的自承能力。對新奧法的誤解新奧法以控制爆破（光面爆破、預(yù)裂爆破等）為開挖方法；以噴錨作為主要支護(hù)手段；通過監(jiān)測控制圍巖變形，動(dòng)態(tài)修正設(shè)計(jì)參數(shù)和變動(dòng)施工方法。把新奧法理解為隧道開挖與支護(hù)的方法誤以為采用了錨噴支護(hù)就是新奧法對施工監(jiān)控量測不夠重視『6.2.2▎新奧法的基本概念核心內(nèi)容是充分發(fā)揮圍巖的自對新奧法正確認(rèn)識(shí)新奧法是修建隧道一種基本理論，是包含設(shè)計(jì)于施工內(nèi)容的隧道工程新概念。新奧法使用錨噴支護(hù)是為了達(dá)到保護(hù)圍巖強(qiáng)度、控制圍巖變形、實(shí)現(xiàn)發(fā)揮圍者自承能力的目的。只有采用施工監(jiān)控量測才能掌握圍巖變形動(dòng)態(tài)，做到控制變形。錨桿、噴射混凝土和施工量測是新奧法的三大要素?！?.2.3▎新奧法施工的要點(diǎn)

1)在隧道的整個(gè)支護(hù)體系中，圍巖是承載結(jié)構(gòu)的一部分，施工中要合理利用圍巖的自承能力，保持圍巖的穩(wěn)定；對新奧法正確認(rèn)識(shí)新奧法是修建隧道一種基本理論，是包含設(shè)計(jì)于施

2)隧道開挖時(shí)，應(yīng)盡可能減輕對隧道圍巖的擾動(dòng)或盡可能不破壞圍巖的強(qiáng)度。

3)允許圍巖有一定的變形，初期支護(hù)應(yīng)盡量做成柔性的，以便與圍巖緊密接觸，共同變形和共同承載，充分圍巖的自身承載作用。

4)洞室開挖后及時(shí)施作初期支護(hù)，封閉圍巖表面，抑制圍巖體的早期變形，待圍巖穩(wěn)定后，再進(jìn)行二次襯砌，但遇軟弱圍巖特別是洞口段襯砌要緊跟。

5)隧道的幾何形狀必須滿足在靜力學(xué)上作為圓筒結(jié)構(gòu)的計(jì)算條件，因此,要盡可能使結(jié)構(gòu)做得圓順(如做成圓形或橢圓形的),不產(chǎn)生突出的拐角,避免產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。同時(shí),盡早使襯砌結(jié)構(gòu)閉合(封底)，以形成承載環(huán)；2)隧道開挖時(shí)，應(yīng)盡可能減輕對隧道圍巖的擾

6)對隧道周邊進(jìn)行位移收斂量測是施工過程中必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，從現(xiàn)場量測反饋信息及時(shí)修改設(shè)計(jì)和施工方案。

7)對外層襯砌周圍巖體的滲水，要通過足夠的“排堵措施”予以解決，如在兩層襯砌之間設(shè)置中間防水層等?！?.2.4▎新奧法施工方法1.全斷面法

全斷面法全稱為“全斷面一次開挖法”，即按隧道設(shè)計(jì)斷面輪廓一次開挖成型的方法，如圖6-3所示。

全斷面法常適用于Ⅰ~Ⅲ級(jí)硬巖的石質(zhì)隧道，可采用深孔爆破施工。6)對隧道周邊進(jìn)行位移收斂量測是施工過程中1-全斷面開挖；2-錨噴支護(hù)；3-模筑混凝土掘進(jìn)方向231231圖6-3全斷面施工方法

優(yōu)點(diǎn)：較大的作業(yè)空間，有利于采用大型配套機(jī)械化作業(yè)，提高施工速度，工序少，干擾少，便于施工組織與管理，采用深孔爆破時(shí)，可加快掘進(jìn)速度，對圍巖的震動(dòng)次數(shù)較少，有利于圍巖穩(wěn)定。

缺點(diǎn)：是由于開挖面較大，圍巖相對穩(wěn)定性降低，且每1-全斷面開挖；2-錨噴支護(hù)；3-模筑混凝土掘進(jìn)方向2312循環(huán)工作量相對較大，要求施工單位有較強(qiáng)的開挖、出渣與運(yùn)輸及支護(hù)能力，采用深孔爆破時(shí)，產(chǎn)生的爆破震動(dòng)較大，對鉆爆設(shè)計(jì)和控制爆破作業(yè)要求較高。①用鉆孔臺(tái)車鉆眼，然后裝藥、聯(lián)接導(dǎo)火線；②退出鉆孔臺(tái)車，引爆炸藥，開挖出整個(gè)隧道斷面；③排除危石；④噴射拱圈混凝土，必要時(shí)安設(shè)拱部錨桿；⑤用裝碴機(jī)將石碴裝入運(yùn)輸車輛，運(yùn)出洞外；⑥噴射邊墻混凝土，必要時(shí)安設(shè)邊墻錨桿；⑦根據(jù)需要可噴第二層混凝土和隧道底部混凝土；⑧開始下一輪循環(huán)；⑨通過量測判斷圍巖和初期支護(hù)的變形，待基本穩(wěn)定后，施作二次模注混凝土襯砌。全斷面施工工序循環(huán)工作量相對較大，要求施工單位有較強(qiáng)的開挖、出渣與運(yùn)輸及支1)

加強(qiáng)對開挖面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的調(diào)查。2)

各工序機(jī)械設(shè)備要配套。3)

加強(qiáng)各種輔助施工方法的設(shè)計(jì)和施工檢查。4)

重視和加強(qiáng)對施工操作人員的技術(shù)培訓(xùn)。5)

在選擇支護(hù)類型時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮錨桿和噴射混凝土、掛網(wǎng)、拱架等支護(hù)型式。全斷面施工注意問題2.臺(tái)階法

是新奧法中適用性最廣的施工方法，多適用于Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖中。它將斷面分成上半斷面和下半斷面兩部分分別進(jìn)行開挖，如圖6-4所示，隨著臺(tái)階長度的調(diào)整，它幾乎可以用于所有的地層。根據(jù)臺(tái)階的長度，它有長臺(tái)階法、短臺(tái)階法和超短臺(tái)階法三種方式。1)加強(qiáng)對開挖面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的調(diào)查。2)各1—上半部開挖2—拱部噴錨支護(hù)3—

拱部襯砌4—下半部中央部開挖5—

邊墻部開挖6—邊墻部噴錨支護(hù)及襯砌2614553圖6-4臺(tái)階施工方法1)長臺(tái)階法如圖6-5a，上、下開挖斷面相距較遠(yuǎn)，一般上臺(tái)階超前50m以上或大于5倍洞寬。施工時(shí)，上、下部可配備同類機(jī)械進(jìn)行平行作業(yè)。當(dāng)機(jī)械不足時(shí)也可用一套機(jī)械設(shè)備交替作業(yè)，即在上半斷面開挖一個(gè)進(jìn)尺，然后再在下斷面開挖一個(gè)進(jìn)尺。當(dāng)隧道長度較短時(shí)，亦可先將上半斷面全部挖通后，再進(jìn)行下半斷面施工，習(xí)慣上又稱為“半斷面法”。1—上半部開挖2—拱部噴錨支護(hù)3—拱部襯砌4

（2）短臺(tái)階法如圖6-5b，這種方法也是分成上下兩個(gè)斷面開挖，兩個(gè)斷面相距較近，一般上臺(tái)階長度小于5倍但大于1~1.5倍洞寬，或5~50m，上下斷面基本上可以采用平行作業(yè)，其作業(yè)順序和長臺(tái)階法相同。短臺(tái)階法能縮短支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合的時(shí)間，改善初期支護(hù)的受力條件，當(dāng)遇到軟弱圍巖時(shí)需慎重考慮，必要時(shí)應(yīng)采用輔助施工措施穩(wěn)定開挖工作面，以保證施工安全。圖6-5臺(tái)階法掘進(jìn)方向掘進(jìn)方向B21B2<B>(1~1.5)B12212B1a)>5B112掘進(jìn)方向b)c)a)長臺(tái)階法b)短臺(tái)階法c)超短臺(tái)階法（2）短臺(tái)階法如圖6-5b，這種方法也是分成上下兩(3)超短臺(tái)階法如圖6-5c，這是一種適于在軟弱地層中開挖的施工方法，一般在膨脹性圍巖及土質(zhì)地層中采用。為了盡快形成初期閉合支護(hù)以穩(wěn)定圍巖，上下臺(tái)階之間的距離進(jìn)一步縮短，上臺(tái)階僅超前3~5m，不能平行作業(yè)，只能采用交替作業(yè)，因而施工進(jìn)度會(huì)受到很大的影響。在軟弱圍巖中采用超短臺(tái)階法施工時(shí)應(yīng)特別注意開挖工作面的穩(wěn)定性，必要時(shí)可對圍巖采用預(yù)加固或預(yù)支護(hù)措施，如向圍巖中注漿或打入超前水平小導(dǎo)管等。

臺(tái)階法優(yōu)點(diǎn)：開挖具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度，有利于穩(wěn)定，上部開挖支護(hù)后，下部作業(yè)較安全。

缺點(diǎn)：上下部作業(yè)互相干擾，臺(tái)階開挖會(huì)增加對圍巖的擾動(dòng)次數(shù)等。(3)超短臺(tái)階法如圖6-5c，這是一種適于在1)

臺(tái)階數(shù)不宜過多，臺(tái)階長度要適當(dāng)，一般以一個(gè)臺(tái)階垂直開挖到底，保持平臺(tái)長2.5m~3m為好。2)

個(gè)別破碎地段可配合噴錨支護(hù)和掛網(wǎng)施工。3)

上部開挖時(shí)，因臨空面較大，易使爆破面渣塊較大，不利于裝渣，應(yīng)適當(dāng)密布中小炮孔。3)

采用臺(tái)階法開挖關(guān)鍵問題是臺(tái)階的劃分形式。臺(tái)階劃分要求做到爆破后渣量較大，鉆孔作業(yè)面與出渣運(yùn)輸干擾少。臺(tái)階法注意問題3.分部開挖法(1)臺(tái)階分部開挖法又稱環(huán)形開挖留核心土法，適用于一般土質(zhì)或易坍塌的軟弱圍巖地段。上部留核心土可以支擋開挖工作面，增強(qiáng)開挖工作面的穩(wěn)定，施工安全性較好。一般環(huán)形開挖進(jìn)尺為0.5m~1.0m，不宜過長，上下臺(tái)階可用單臂掘進(jìn)機(jī)開挖，開挖和支護(hù)順序如圖6-6所示。1)臺(tái)階數(shù)不宜過多，臺(tái)階長度要適當(dāng)，一般以一個(gè)臺(tái)階垂直開掘進(jìn)方向7541327126453圖6-6臺(tái)階分部開挖法1—上弧形導(dǎo)坑開挖2—拱部噴錨支護(hù)3—拱部襯砌4—中核開挖5—下部開挖6—邊墻部噴錨支護(hù)及襯砌7—灌筑仰拱

優(yōu)點(diǎn)：與超短臺(tái)階法相比，臺(tái)階的長度可以加長，相當(dāng)于短臺(tái)階法的臺(tái)階長度，減少了上下臺(tái)階的施工干擾，施工速度可加快。而且較側(cè)臂導(dǎo)坑法的機(jī)械化程度高。

缺點(diǎn)：開挖中圍巖要經(jīng)受多次擾動(dòng)，而且斷面分塊多，支護(hù)結(jié)構(gòu)形成全斷面封閉的時(shí)間長，將可能使圍巖變形增大，需要結(jié)合輔助施工措施對開挖工作面及其前方巖體進(jìn)行預(yù)支護(hù)或預(yù)加固。掘進(jìn)方向7541327126453圖6-6臺(tái)階分部開挖法1(2)單側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于圍巖穩(wěn)定性較差（如軟弱松散圍巖），隧道跨度較大，地表沉陷難于控制地段。該法確定側(cè)壁導(dǎo)坑的尺寸很重要，一般側(cè)壁導(dǎo)坑的寬度不宜超過0.5倍洞寬，高度以到起拱線為宜，導(dǎo)坑可分二71583426掘進(jìn)方向743132圖6-7單側(cè)壁導(dǎo)坑法1—側(cè)壁導(dǎo)坑開挖2—側(cè)壁導(dǎo)坑錨噴支護(hù)及設(shè)置中壁墻臨時(shí)支撐3—后行部分上臺(tái)階開挖4—

后行部分下臺(tái)階開挖5—后行部分噴錨支護(hù)6—拆除中壁墻7—灌筑仰拱8—灌筑洞周襯砌次開挖和支護(hù)，不需要架設(shè)工作平臺(tái)，人工架立鋼支撐也較方便，開挖和支護(hù)順序如圖6-7所示。(2)單側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于圍巖穩(wěn)定性較差（如軟弱松

優(yōu)點(diǎn)：是通過形成閉合支護(hù)的側(cè)導(dǎo)坑將隧道斷面的跨度一分為二，有效地避免了大跨度開挖造成的不利影響，明顯地提高了圍巖的穩(wěn)定性。

缺點(diǎn)：是因?yàn)橐┳鱾?cè)壁導(dǎo)坑的內(nèi)側(cè)支護(hù)，隨后又要拆除，增加了工程造價(jià)。(3)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

又稱眼鏡工法，適用于在軟弱圍巖中，當(dāng)隧道跨度更大（如三車道公路隧道等）或因環(huán)境要求，且要求嚴(yán)格控制地表沉陷地段。開挖和支護(hù)順序如圖6-8所示。

導(dǎo)坑尺寸擬定的原則同單側(cè)壁導(dǎo)坑法，但寬度不宜超過斷面最大跨度的1/3。左、右側(cè)導(dǎo)坑應(yīng)錯(cuò)開開挖，以避免在同一斷面上同時(shí)開挖而不利于圍巖穩(wěn)定。優(yōu)點(diǎn)：是通過形成閉合支護(hù)的側(cè)導(dǎo)坑將隧道斷面的231347掘進(jìn)方向64385172612圖6-8雙側(cè)壁導(dǎo)坑法1—側(cè)壁導(dǎo)坑開挖2—側(cè)壁導(dǎo)坑錨噴支護(hù)及設(shè)置中壁墻臨時(shí)支撐3—后行部分上臺(tái)階開挖4—

后行部分下臺(tái)階開挖5—后行部分噴錨支護(hù)6—拆除中壁墻7—灌筑仰拱8—灌筑洞周襯砌

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雖然開挖斷面分塊多一點(diǎn)，對圍巖的擾動(dòng)次數(shù)增加，且初期支護(hù)全斷面閉合的時(shí)間延長，但每個(gè)分塊都是在開挖后立即各自閉合的，所以在施工期間變形幾乎不發(fā)展。該法施工安全，但進(jìn)度慢，成本高。231347掘進(jìn)方向64385172612圖6-8雙側(cè)壁導(dǎo)(4)其他施工方法中隔墻法（簡稱“CD”法）和交叉中隔墻法（簡稱“CRD”法）是兩種適用于軟弱地層的施工方法，特別是對于控制地表沉陷有很好的效果，一般主要用于城市地下鐵道施工中，因其造價(jià)高，故在山嶺隧道中很少采用，但在特殊情形中，也可采用，如膨脹土地層?！?.2.5▎新奧法施工中可能發(fā)生的問題及處理措施

新奧法施工的基本原則：是根據(jù)圍巖性質(zhì)允許產(chǎn)生適量的變形，但又不使圍巖松動(dòng)失穩(wěn)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將新奧法中經(jīng)常出觀的一些異常現(xiàn)象及應(yīng)采取的措施列于表6-1中。(4)其他施工方法中隔墻法（簡稱“CD”法）和交叉1．全斷面開挖2．超前預(yù)裂爆破、切縫等釋放能量1．瓦斯檢測并進(jìn)行稀釋2．注水

瓦斯或巖爆1.縮短掘進(jìn)長度，盡快閉合支護(hù)2.改變施工方法1.增補(bǔ)錨桿(根數(shù)、直徑、密度)2.改變錨桿型號(hào)或類型(如將砂漿錨桿改為中空錨桿)

錨桿軸力增大，墊板松弛或錨桿斷裂。1.掛鋼筋網(wǎng)2.打局部錨桿3.設(shè)置系統(tǒng)錨桿開挖后盡快噴射混凝土，并適當(dāng)加厚噴層或封閉支護(hù)。

噴混凝土層出現(xiàn)明顯裂縫、脫離甚至塌落1.縮短掘進(jìn)長度2.預(yù)加固地層3.改變施工方法1.加厚底腳處的噴射混凝土，增加支撐面積。2.盡快施作仰拱，形成閉合支護(hù)

地基承載力不足，下沉增大或產(chǎn)生底鼓。1.加強(qiáng)排水措施(井點(diǎn)降水等)2.注漿止水3.改變施工方法1.加速混凝土硬化(增加速凝劑等)2.噴射混凝土前作好排水3.設(shè)置鋼筋網(wǎng)，或?qū)摻罹W(wǎng)格加密。

開挖面出現(xiàn)涌水或涌水量增加1.加鋼支撐2.預(yù)支護(hù)圍巖3.改變施工方法立即施噴混凝土和打錨桿開挖面頂部出現(xiàn)掉塊1.縮小開挖斷面，改變施工方法。2.預(yù)支護(hù)圍巖(打超前導(dǎo)管等)3.必要時(shí)設(shè)置鋼支撐1.縮短掘進(jìn)長度，保留核心土2.向掌子面或隧底噴射混凝土，形成封閉支護(hù)

凈空位移量增大，位移速率變快，掌子面變得不穩(wěn)定措施B措施A施工中現(xiàn)象表6-1

施工中的現(xiàn)象及處理措施1．全斷面開挖1．瓦斯檢測并進(jìn)行稀釋瓦斯或巖爆1.縮短掘進(jìn)注：A指進(jìn)行比較簡單的改變就可解決問題的措施；

B指包括需要改變支護(hù)方法等比較大的變動(dòng)才能解決問題的措施?！?.2.5▎新奧法與傳統(tǒng)礦山法的區(qū)別

新奧法與傳統(tǒng)礦山法的基本施工程序看上去大致相同，但實(shí)際上對隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效果卻截然不同。現(xiàn)將二者的主要區(qū)別列于表6-2。分塊較多分塊較少施工方法無必須采用量測可采用必須采用控制爆破不強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào)閉合支護(hù)單層模注混凝土襯砌復(fù)合式襯砌永久支護(hù)木支撐為主、鋼支撐噴錨支護(hù)臨時(shí)支護(hù)支護(hù)傳統(tǒng)礦山法新奧法開挖方法表6-2

傳統(tǒng)礦山法與新奧法施工的區(qū)別注：A指進(jìn)行比較簡單的改變就可解決問題的措施；『6.2.5『6.3▎新奧法的施工技術(shù)『6.3.1▎新奧法施工程序否修改施工方案改變開挖步驟、順序修正支護(hù)參數(shù)是確定施工方法施工準(zhǔn)備開挖現(xiàn)場監(jiān)控量測初期支護(hù)防水層二次襯砌竣工

采用新奧法施工的隧道，施工時(shí)應(yīng)視其規(guī)模、地質(zhì)條件以及安全合理施工的要求，充分利用現(xiàn)場量測信息指導(dǎo)施工，根據(jù)已建立的量測管理基準(zhǔn)，對隧道的施工方法、斷面開挖步驟及順序、初期支護(hù)的參數(shù)等進(jìn)行合理調(diào)整。其主要施工程序如圖6-9所示。圖6-9新奧法施工程序是否符合管理基準(zhǔn)『6.3▎新奧法的施工技術(shù)『6.3.1▎新奧法施工『6.3.2▎新奧法施工基本原則少擾動(dòng)新奧法施工基本原則早支護(hù)勤量測緊封閉在進(jìn)行隧道開挖時(shí)，要盡量減少對圍巖的擾動(dòng)次數(shù)、擾動(dòng)強(qiáng)度、擾動(dòng)范圍和擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間；是指開挖后及時(shí)施作初期噴錨支護(hù)，使圍巖的變形進(jìn)入受控制狀態(tài)；指以直觀、可靠的量測方法和量測數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確評(píng)價(jià)圍巖的穩(wěn)定狀態(tài)，或判斷其動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢，以便及時(shí)調(diào)整支護(hù)形式和開挖方法，確保施工得以安全和順利地進(jìn)行；指要盡快形成對圍巖的封閉形支護(hù)，這樣做可以有效控制圍巖變形，使得支護(hù)和圍巖共同進(jìn)入良好的工作狀態(tài)?！?.3.2▎新奧法施工基本原則少擾動(dòng)新奧法施工基本原則『6.3.3▎錨桿1.錨桿的支護(hù)效應(yīng)

是利用金屬或其他高抗拉性能的材料制作的一種桿狀構(gòu)件。使用機(jī)械裝置、粘結(jié)介質(zhì)，將其安設(shè)在地下工程的圍巖或其他工程體中，形成能承受荷載，阻止圍巖變形的錨桿支護(hù)。

把隧道洞壁附近具有裂隙、節(jié)理的不穩(wěn)定巖體，用錨桿固定在深層的堅(jiān)固穩(wěn)定的巖體上，將不穩(wěn)定巖體的重量傳遞給深層堅(jiān)固巖體承擔(dān)，起到懸吊效應(yīng)，如圖6-10所示。(1)懸吊效應(yīng)圖6-10懸吊效應(yīng)圖『6.3.3▎錨桿1.錨桿的支護(hù)效應(yīng)(2)組合梁效應(yīng)

錨桿可將若干層層狀巖體串聯(lián)在一起，增大層間的摩阻力形成組合梁效應(yīng)，如圖6-11所示。圖6-11組合梁效應(yīng)圖(3)加固梁效應(yīng)

按一定間距在隧道周邊呈放射狀布置的成組錨桿(或稱系統(tǒng)錨桿)，可使一定厚度范圍內(nèi)有節(jié)理、裂隙的破裂巖體或軟弱巖體緊壓在一起形成連續(xù)壓縮帶。這種加固效應(yīng)在使用預(yù)應(yīng)力錨桿時(shí)顯得十分明顯，如圖6-12所示。在錨桿預(yù)張應(yīng)力P的作用下，每根錨桿周圍都形成一個(gè)兩頭呈圓錐形的筒狀壓縮區(qū)，各錨桿所形成的壓縮區(qū)彼此搭接，形成錨桿(2)組合梁效應(yīng)錨桿可將若干層層狀巖一條厚度為W的均勻壓縮帶。在均勻壓縮帶中產(chǎn)生了徑向壓應(yīng)力sr，給壓縮外的圍巖提供了徑向支護(hù)抗力，使圍巖接近于三向受力狀態(tài)，增加了圍巖的穩(wěn)定性。圖6-12加固效應(yīng)2.錨桿的種類

錨桿須具備的兩個(gè)基本條件：①受力后產(chǎn)生變形，且其本身不受破壞；②與圍巖保持緊密接觸。錨桿間松動(dòng)帶拱效應(yīng)0r+Lr0θσrσWDD一條厚度為W的均勻壓縮帶。在均勻壓縮帶中產(chǎn)生了徑向壓應(yīng)力sr1)全長粘結(jié)型錨桿，包括普通水泥砂漿錨桿、早強(qiáng)水泥砂漿錨桿、樹脂錨桿、水泥卷錨桿、中空注漿錨桿和自鉆式注漿錨桿等。2)端頭錨固型錨桿，包括機(jī)械錨固錨桿、樹脂錨固錨桿、快硬水泥端頭錨桿等。3)摩擦型錨桿包括縫管錨桿、楔管錨桿、水脹錨桿等。4)預(yù)應(yīng)力錨桿和自鉆錨桿等。錨桿種類3.錨桿的布置和質(zhì)量檢查

錨桿的布置分為局部布置和系統(tǒng)布置。局部布置主要用在堅(jiān)硬而裂隙發(fā)育或有潛在龜裂及節(jié)理的圍巖，重點(diǎn)加固不穩(wěn)定塊體。錨桿局部布置時(shí)，拱腰以上部位錨桿方向應(yīng)有利于錨桿的受拉，拱腰以下及邊墻部位錨桿宜逆向不穩(wěn)定巖塊滑動(dòng)方向。系統(tǒng)布置的錨桿應(yīng)用在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖條件下，并符合下列規(guī)定：1)全長粘結(jié)型錨桿，包括普通水泥砂漿錨桿、早強(qiáng)水泥砂漿錨桿1）錨桿一般應(yīng)沿隧道周邊徑向布置，當(dāng)結(jié)構(gòu)面或巖層層面明顯時(shí)，應(yīng)與巖體主結(jié)構(gòu)面或巖層層面呈大角度布置。

2）錨桿應(yīng)按矩形排列或梅花形排列。

3）錨桿間距不得大于1.5m。間距較小時(shí)，可采用長短錨桿交錯(cuò)布置。

4）兩車道隧道系統(tǒng)錨桿長度一般不小于2.0m，三車道隧道系統(tǒng)錨桿長度一般不小于2.5m。

錨桿質(zhì)量檢查，包括長度、間距、角度、方向、抗拔力等。其中主要是抗拔力試驗(yàn)，對于重要工程可增加灌漿密度試驗(yàn)。『6.3.4▎鋼拱架

在圍巖條件較差地段或地面沉降有嚴(yán)格限制時(shí)，應(yīng)在初期支護(hù)內(nèi)增設(shè)鋼拱架。常用的鋼拱架有：鋼筋格柵拱架、工字形型鋼拱架、U形型鋼拱架和H形型鋼拱架。1）錨桿一般應(yīng)沿隧道周邊徑向布置，當(dāng)結(jié)構(gòu)面或巖層層面1）鋼拱架支護(hù)必須有足夠的剛度和強(qiáng)度，能夠承受隧道施工期間可能出現(xiàn)的荷載。2）鋼拱架支護(hù)間距宜為0.5~1.5m。鋼拱架應(yīng)分節(jié)制作，節(jié)段與節(jié)段之間通過鋼板用螺栓連接或焊接。3）采用鋼拱架支護(hù)的地段連續(xù)使用鋼拱架的數(shù)量不小于3榀；鋼拱架支護(hù)榀與榀之間必須用直徑18~22mm的鋼筋連接，連接筋的間距不大于1m，并在鋼拱架支護(hù)內(nèi)緣、外緣交錯(cuò)不置。4）鋼拱架與圍巖之間混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm；臨空一側(cè)的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于20mm?！?.3.5▎噴射混凝土1.噴射混凝土的特點(diǎn)1）鋼拱架支護(hù)必須有足夠的剛度和強(qiáng)度，能夠承受隧道施工期間可

噴射混凝土是用噴射機(jī)把滲有速凝劑的粗細(xì)骨料混凝土以適當(dāng)?shù)膲毫?，高速噴射到隧道巖壁表面凝結(jié)而成的混凝土。由于混凝土顆粒在高速度噴射的猛烈沖擊下，混凝土被連續(xù)地?fù)v固和壓實(shí)，具有密實(shí)的結(jié)構(gòu)和較好的物理力學(xué)性能。噴射混凝土具有充填裂隙加固圍巖、封閉圍巖壁面防止風(fēng)化和噴射混凝土與圍巖組成共同承載體系等特點(diǎn)。

噴射混凝土與普通模筑混凝土比較有如下優(yōu)越性：1）噴射混凝土致密，早期強(qiáng)度高，可與圍巖牢固粘結(jié)形成整體，改傳統(tǒng)模筑混凝土的消極支護(hù)為積極支護(hù)，且薄層柔性噴射混凝土與圍巖能夠共同變形，從而減少作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力；

2）能及時(shí)支護(hù)，有效地控制圍巖的有害變形，有利于安全施工；噴射混凝土是用噴射機(jī)把滲有速凝劑的粗細(xì)骨3）不用模板、拱架，節(jié)省大量鋼木材料，相應(yīng)的降低了隧道工程的造價(jià)；施工工藝簡單，操作方便，機(jī)械化程度高，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高施工效率。2.噴射混凝土的噴射方式(1)干噴將砂、石、水泥按一定比例干拌均勻投入噴射機(jī)，同時(shí)加入速凝劑，用高壓空氣將混合料送到噴頭，再在該處與高壓水混合后以高速噴射到巖面上。其工藝流程如圖6-13所示。(2)潮噴將砂、石料預(yù)加水，使其浸潤成潮濕狀，再加水泥拌合均勻，從而降低上料和噴射時(shí)的粉塵，其工藝流程同干噴。(3)濕噴用濕噴機(jī)壓送拌合好的混凝土，在噴頭處添加液態(tài)速凝劑，再噴到巖面上。工藝流程如圖6-14所示。3）不用模板、拱架，節(jié)省大量鋼木材料，相應(yīng)的降低了細(xì)骨料粗骨料水泥攪拌機(jī)干式噴射機(jī)速凝劑壓縮空氣噴頭水圖6-13干噴、潮噴工藝流程細(xì)骨料粗骨料水泥攪拌機(jī)濕式噴射機(jī)速凝劑壓縮空氣噴頭水外加劑圖6-14濕噴工藝流程細(xì)骨料粗骨料水泥干式速凝劑壓縮空氣噴頭水圖6-13干噴3.噴射混凝土的材料及其組成摻入速凝劑后凝結(jié)快、保水性好、早期強(qiáng)度增加快、收縮小。水泥噴射混凝土的材料砂子石子速凝劑水應(yīng)符合普通混凝土所要求的用砂標(biāo)準(zhǔn)。采用堅(jiān)硬、耐久的卵石或碎石。石子的最大粒徑與混凝土噴射機(jī)的輸料管直徑有關(guān)，一般不宜超過管內(nèi)徑的1/3。加速混凝土的凝結(jié)、硬化，提高早期強(qiáng)度；減少回彈量；防止因重力作用而引起的流淌或脫落；增大一次噴射厚度，縮短分層噴射的時(shí)間間隔。用水的要求與普通混凝土相同，水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì)。(1)噴射混凝土的材料3.噴射混凝土的材料及其組成摻入速凝劑后凝結(jié)快、保(2)噴射混凝土的配合比和水灰比1)配合比指每1m3噴射混凝土中水泥、砂子和石子的重量比例。2)水灰比它也是影響噴射混凝土地強(qiáng)度和其他物理力學(xué)性能的重要因素。若水灰比過小，不僅料束分散，回彈量增多，粉塵大，而且噴層上會(huì)出現(xiàn)干斑，砂窩等現(xiàn)象，影響噴射混凝土的密實(shí)度。當(dāng)水灰比過大時(shí)，會(huì)造成噴層流淌、滑移，甚至大片坍落，影響混凝土強(qiáng)度。4.噴射混凝土的機(jī)械(具)設(shè)備

噴射作業(yè)的機(jī)械(具)設(shè)備主要包括：混凝土噴射機(jī)、上料機(jī)、攪拌機(jī)、機(jī)械手、混凝土運(yùn)送攪拌車、混凝土噴射三聯(lián)機(jī)等。(2)噴射混凝土的配合比和水灰比1)配合比混凝土噴射機(jī)混凝土噴射機(jī)空壓機(jī)攪拌機(jī)空壓機(jī)攪拌機(jī)5.噴射混凝土的施工工藝(干式噴射)

在噴射作業(yè)中要掌握好幾個(gè)問題：(1)風(fēng)壓、水壓參考風(fēng)壓與混合料水平運(yùn)送長度(輸料管長度)的簡單關(guān)系初步選擇風(fēng)壓，一般要求風(fēng)源風(fēng)壓應(yīng)穩(wěn)定在0.4～0.65Mpa才能在噴嘴處使風(fēng)壓穩(wěn)定在0.1～0.25Mpa范圍內(nèi)。若風(fēng)壓過小，則噴射動(dòng)能太小，粗骨料沖不進(jìn)砂漿層而脫落；若風(fēng)壓過大，則噴射動(dòng)能大，粗骨料會(huì)碰撞巖面而回彈。為保證高壓水從水環(huán)孔眼中告訴射出形成水霧，使干拌合料充分濕潤水化，水壓要比風(fēng)壓高0.1～0.15MPa。一般規(guī)定噴射作業(yè)區(qū)的系統(tǒng)水壓應(yīng)大于0.4Mpa。5.噴射混凝土的施工工藝(干式噴射)(2)噴嘴與受噴巖面之間的距離和角度通常在噴頭上接一個(gè)直徑為100mm長為0.8～1.0m的塑料攏料管。它使水泥充分水化，且噴射混凝土束集中及回彈石子不致傷害噴射手。當(dāng)風(fēng)壓適宜時(shí)，噴嘴與受噴巖面之間的距離以0.8～1.2m為宜。噴嘴與受噴巖面的角度，一般應(yīng)垂直或稍微向剛噴射過的混凝土部位傾斜（不大于10°），以使回彈物收到噴射束的約束，抵消部分彈回的能量而減少回彈量。噴射拱部時(shí)應(yīng)沿徑向噴射。(3)一次噴射的厚度及各噴層之間間隔時(shí)間當(dāng)噴層較厚時(shí)需分層噴射。一次噴射的厚度應(yīng)根據(jù)噴射效率、回彈損失、混凝土顆粒之間的凝聚力和噴層與受噴面間的粘著力等因素確定。(2)噴嘴與受噴巖面之間的距離和角度通常在噴頭(4)噴射分區(qū)與噴射順序?yàn)榱藴p少噴射混凝土因重力作用而引起的滑動(dòng)或脫落現(xiàn)象，噴射時(shí)應(yīng)按照分段、分部、分塊、由下而上，先邊墻后拱墻和拱腰，最后噴拱頂?shù)脑瓌t進(jìn)行。6.噴射混凝土堵管問題的處理粗集料過大；混合料濕度過大致使摩擦力增大；輸料軟管彎頭過小及風(fēng)壓偏；司機(jī)操作不對，如先開馬達(dá)后給風(fēng)；混合料未吹完就停風(fēng)；誤開放氣閥而停風(fēng)等。噴射機(jī)司機(jī)立即關(guān)閉馬達(dá)，隨后關(guān)閉風(fēng)源，噴射手將軟管拉直，然后用手錘敲擊以尋找堵管處。當(dāng)找到堵管部位后，可將風(fēng)壓升到0.3～0.4Mpa(不超過0.5Mpa)，并用錘擊堵管部位，使其暢通。排出堵管時(shí)，噴嘴前方嚴(yán)禁站人，以免被噴傷。原因解決(4)噴射分區(qū)與噴射順序?yàn)榱藴p少噴射混凝土因重7.鋼纖維噴射混凝土工藝

噴射混凝土在抗拉、抗彎、抗裂、抗沖擊性等方面都存在明顯的不足，噴層開裂、剝落時(shí)有發(fā)生，并導(dǎo)致落石、滲水等一系列病害。

鋼纖維噴射混凝土是指在噴射混凝土中加入一定數(shù)量的鋼纖維。由于鋼纖維均勻分布在混凝土中，為混凝土提供了非連續(xù)性的微型配筋，從而提高了材料的抗拉、抗彎、抗沖擊和耐磨性以及早期強(qiáng)度、韌性和延展性，并改善了其他物理力學(xué)性能。鋼纖維噴射混凝土的物理力學(xué)性能，受到鋼纖維的形狀、長徑比、摻入量及在混凝土中的分布狀態(tài)，排列方向等各種因素的影響。7.鋼纖維噴射混凝土工藝噴射混凝土8.噴射混凝土的質(zhì)量檢查

為了確保噴射混凝土的質(zhì)量，應(yīng)作如下幾方面檢查：

1）每批原材料進(jìn)庫(場)，均用進(jìn)行質(zhì)量檢查與驗(yàn)收。

2）噴射混凝土強(qiáng)度檢查。

3）噴層與圍巖粘結(jié)情況的檢查。

4）噴層厚度的檢查?！?.3.6▎復(fù)合式襯砌

復(fù)合式襯砌是由初期支護(hù)和二次襯砌及中間夾防水層組合而成的襯砌形式。復(fù)合式襯砌要以下規(guī)定：

1）初期支護(hù)宜采用錨噴支護(hù)，即由噴射泥土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼拱架等支護(hù)形式單獨(dú)或組合使用，錨桿支護(hù)宜采用全長粘結(jié)錨桿。8.噴射混凝土的質(zhì)量檢查為了確

2）二次襯砌宜采用模筑混凝土或模筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌截面宜采用連接圓順等厚襯砌斷面，仰拱厚度宜與拱墻厚度相同。3）在確定開挖斷面時(shí)，除應(yīng)滿足隧道凈空和結(jié)構(gòu)尺寸外，還應(yīng)考慮初期支護(hù)并預(yù)留適當(dāng)?shù)淖冃瘟俊！?.4▎洞口段及明洞施工方法『6.4.1▎洞口段施工方法1.洞口段的概念

所謂“洞口段”，是指隧道開挖可能給洞口地表造成不良影響(下沉、塌穴等)的洞口范圍。一般情況下，可將洞口淺埋段劃分為洞口段，見圖6-15。2）二次襯砌宜采用模筑混凝土或模筑鋼筋圖6-15洞口段的一般范圍注：H為深淺埋分界處覆蓋層厚度，約為2～

2.5倍天然拱高度。

隧道洞口工程主要包括邊仰坡土石方、邊仰坡防護(hù)、路塹擋護(hù)、洞門圬工、洞口排水系統(tǒng)、洞口檢查設(shè)備安裝和洞口段洞身襯砌等。洞門結(jié)構(gòu)一般在暗洞施工一段以后再做。邊仰坡防護(hù)應(yīng)及時(shí)作好。洞門位置明暗交界H明洞段

暗洞段洞口段圖6-15洞口段的一般范圍注：H為深淺埋分界處覆蓋層厚度，2.進(jìn)洞方法

洞口段施工中最關(guān)鍵的工序就是進(jìn)洞開挖。洞口段施工方法的確定取決于諸多因素，如地質(zhì)條件、地形條件、施工機(jī)具配備情況、洞外相鄰建筑的影響、隧道自身構(gòu)造特點(diǎn)等。其中最主要的是地質(zhì)條件。(1).全斷面法進(jìn)洞當(dāng)洞口段圍巖為Ⅰ~Ⅱ級(jí)，地層條件良好時(shí)，一般可采用全斷面直接開挖進(jìn)洞，初始10m~20m區(qū)段的開挖，應(yīng)將爆破進(jìn)尺控制在2m~3m。洞口3m~5m區(qū)段可以掛網(wǎng)噴混凝土及設(shè)鋼拱架予以加強(qiáng)，其余施工支護(hù)一般采用素噴混凝土支護(hù)，視情況也可在拱部設(shè)置局部錨桿。(2).臺(tái)階法進(jìn)洞當(dāng)洞口段圍巖為Ⅲ~Ⅳ級(jí)，地層條件較好時(shí)，可采用臺(tái)階法進(jìn)洞。爆破進(jìn)尺控制在1.5m~2.5m。施工支護(hù)采用系統(tǒng)錨桿和鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，必要時(shí)設(shè)置鋼拱架加強(qiáng)施工支護(hù)。2.進(jìn)洞方法洞口段施工中最關(guān)鍵的工(3).其它進(jìn)洞方法當(dāng)洞口段圍巖為Ⅴ級(jí)及以上，地層條件很差時(shí)，還可考慮采用環(huán)形開挖留核心土法、側(cè)壁導(dǎo)坑法或下導(dǎo)坑法等。開挖進(jìn)尺應(yīng)控制在1.0m以下，宜采用人工開挖，必要時(shí)才采用弱爆破。施工支護(hù)必須緊貼開挖工作面，然后才能進(jìn)行開挖，隨挖隨支。施工支護(hù)采用網(wǎng)噴混凝土，系統(tǒng)錨桿；鋼拱架縱向間距為0.5~1.0m，必要時(shí)可施做臨時(shí)仰拱。開挖完畢后及早施作鋼筋混凝土襯砌。

若洞口有坍方、落石的威脅，或仰坡不甚穩(wěn)定，還可用接長明洞的方式進(jìn)洞?！?.4.2▎明洞施工方法1.先墻后拱法

又稱“全部明挖先墻后拱法”，如圖6-16。適用于埋深較淺，且按臨時(shí)邊坡開挖能暫時(shí)穩(wěn)定的對稱式明洞。(3).其它進(jìn)洞方法當(dāng)洞口段圍巖為Ⅴ級(jí)及以上，地圖6-16明洞先墻后拱法圖1-臺(tái)階1開挖2-臺(tái)階2開挖3-臺(tái)階3開挖4-灌注邊墻5-灌注拱部

優(yōu)點(diǎn)：襯砌整體性好，施工空間大，有利于施工。

缺點(diǎn)：是土方開挖量大，刷坡較高。2.先拱后墻法

當(dāng)路塹邊坡較高、明洞埋置較深，或明洞位于松軟地層中，不能明挖一挖到底時(shí)(全部明挖可能引起邊坡坍塌)，應(yīng)采用先拱后墻法施工，如圖6-17。3213211：n1：m5454圖6-16明洞先墻后拱法圖1-臺(tái)階1開挖2-臺(tái)階2開挖

施工步驟：開挖拱部以上土石(挖至拱腳)，灌注拱圈，作外貼式防水層，進(jìn)行初步回填，然后暗挖拱腳以下土石，灌注邊墻，故又稱明拱暗墻法。

優(yōu)點(diǎn)：土石方開挖量較小，刷坡較低。

缺點(diǎn)：襯砌整體性較差，邊墻的施工空間窄小，防水層施作不方便。圖6-17明洞先拱后墻法1-上臺(tái)階開挖2-灌注拱部3-下臺(tái)階中央開挖4-左側(cè)馬口開挖5-灌注左側(cè)邊墻6-右側(cè)馬口開挖7-灌注右側(cè)邊墻641：m12357施工步驟：開挖拱部以上土石(挖至拱腳)，灌注『6.5▎輔助施工方法預(yù)留核心土噴射混凝土封閉開挖工作面超前錨桿(亦可用小鋼管)管棚臨時(shí)仰拱封底。預(yù)支護(hù)措施輔助施工方法預(yù)加固措施預(yù)注漿加固地層地表噴錨預(yù)加固超前小導(dǎo)管注漿等預(yù)支護(hù)與預(yù)加固雙重作用『6.5▎輔助施工方法預(yù)留核心土預(yù)支護(hù)措施輔助施工方法『6.5.1▎超前錨桿

在隧道開挖之前，在開挖面的拱部一定范圍內(nèi)，沿隧道斷面的周邊，向地層內(nèi)打入一排縱向錨桿(或小鋼管)，通過錨桿對圍巖的加固作用，形成超前于工作面的圍巖加固棚，在此棚的保護(hù)下進(jìn)行開挖。開挖一個(gè)進(jìn)尺后，再打入一排縱向錨桿，再掘進(jìn)，如此往復(fù)推進(jìn)，如圖6-18所示。圖6-18超前錨桿設(shè)置方式『6.5.1▎超前錨桿在隧道開挖之前，在

超前錨桿設(shè)計(jì)遵循的原則：

1）超前錨桿設(shè)置范圍，對于拱部宜為隧道拱部外弧全長的1/6~1/2。

2）錨桿長度定為3~5m，拱部超前錨桿縱向兩排之間應(yīng)有1m以上的水平搭接段；錨桿間距，Ⅳ級(jí)圍巖定為40~60cm，Ⅴ級(jí)圍巖宜為30~50cm。

3）充填砂漿宜采用早強(qiáng)砂漿，其強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M20。

超前錨桿主要適用于土砂質(zhì)地層、膨脹性地層、裂隙發(fā)育的巖體以及斷層破碎帶等，其設(shè)計(jì)參數(shù)見表6-3。5°~10°5°~10°30~503~53220~25Ⅴ5°~10°5°~10°40~603~53218~22Ⅳ小鋼管錨桿外插角環(huán)向間距(cm)錨桿、小鋼管長度(m)小鋼管直徑(mm)錨桿直徑(mm)圍巖級(jí)別表6-3

超前錨桿、超前小鋼管設(shè)計(jì)參數(shù)超前錨桿設(shè)計(jì)遵循的原則：注：1.外插角指錨桿或小鋼管與隧道縱向開挖輪廓線的夾角。

2．錨桿或小鋼管的長度應(yīng)與實(shí)際掘進(jìn)循環(huán)長度一起考慮。

3．中空錨桿目前的最小直徑為25mm?！?.5.2▎管棚

當(dāng)隧道位于松軟地層、遇到塌方、淺埋隧道，要求限制地表沉陷量，或很差的地質(zhì)條件下進(jìn)洞時(shí)，均可采用管棚預(yù)支護(hù)。在所有的預(yù)支護(hù)措施中，它是支護(hù)能力最強(qiáng)大的，但其施工技術(shù)也較復(fù)雜，造價(jià)較高。設(shè)置方式如圖6-19。圖6-19管棚設(shè)置方式鋼拱架1°～2°鋼管(φ70～180)鋼管(φ70～180)縱向連接鋼筋注：1.外插角指錨桿或小鋼管與隧道縱向開挖輪廓線的夾角。『

鋼管構(gòu)造如圖6-20，管壁上須留注漿孔，孔徑為10～16mm，孔眼間距為100～200mm，呈梅花形布置。鋼管注漿有兩種方式，一種是通過管壁上的注漿管向地層內(nèi)注漿，另一種主要是為了增加鋼管剛度，向鋼管內(nèi)注入混凝土。圖6-20管棚鋼管構(gòu)造f

70～f

180200200100100100100

鋼管注漿孔鋼筋籠f10～f16注漿孔鋼管構(gòu)造如圖6-20，管壁上須留注漿孔，孔

管棚設(shè)計(jì)遵循的原則：1）管棚的形狀和導(dǎo)管的布置應(yīng)根據(jù)隧道開挖面的形狀選擇。

2）導(dǎo)管環(huán)向間距應(yīng)根據(jù)地層性質(zhì)、地層壓力、導(dǎo)管設(shè)置部位、鉆孔機(jī)具和隧道開挖文式等條件確定，一般為30~50cm，縱向兩組管棚間應(yīng)有不小于3.0m的水平搭接長度。

3）導(dǎo)管宜選用熱軋無縫鋼管，外徑宜為80~180mm，長度為10~45m分段安裝時(shí)，分段長4~6m，前后兩段管子之間用絲扣連接或焊接，連接的長度為10～45m。

4）導(dǎo)管上的注漿孔孔徑宜為10~16mm，間距宜為15~20cm，呈梅花形布置。

5）當(dāng)需增加管棚鋼架支護(hù)的剛度時(shí)，可在鋼管內(nèi)注入水泥砂漿。

6）在護(hù)拱上沿隧道開挖輪廓線縱向鉆設(shè)的管棚孔不得侵入隧道開挖輪廓線，孔深設(shè)計(jì)宜為10~45m。護(hù)拱的基礎(chǔ)應(yīng)放在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上。管棚設(shè)計(jì)遵循的原則：1）管棚的形『6.5.3▎超前小導(dǎo)管注漿

超前小導(dǎo)管注漿也是一種廣泛使用的輔助施工措施，它往往與鋼拱架一起設(shè)置。設(shè)置方式如圖6-21所示。小導(dǎo)管注漿屬滲入性注漿，雖然鋼管本身的支護(hù)能力不如管棚，但其注漿加固地層的效果比管棚好。它適用于較干燥的砂土層、砂卵(礫)石層、斷層破碎帶、軟弱圍巖淺埋段。圖6-21超前小導(dǎo)管設(shè)置方式小導(dǎo)管(鋼管)縱向連接筋鋼拱架10°～15°小導(dǎo)管(f38～f42)『6.5.3▎超前小導(dǎo)管注漿超前小導(dǎo)管注

超前小導(dǎo)管設(shè)計(jì)遵循的原則為：1）小導(dǎo)管宜采用直徑42~50mm的無縫鋼管，長度宜為3~5m。

2）小導(dǎo)管前部注漿孔孔徑宜為6~8mm，間距宜為10~20cm，呈梅花形布置，尾部長度不小于30cm。

3）小導(dǎo)管環(huán)向設(shè)置間距可為20~50cm，外插角10°~30°，兩小導(dǎo)管間縱向水平搭接長度不小于100cm。

4）小導(dǎo)管應(yīng)與鋼拱架組成支護(hù)系統(tǒng)。

超前小導(dǎo)管支護(hù)剛度和預(yù)支護(hù)效果均大于超前錨桿，如圖6-22。在開挖掘進(jìn)之前，先用噴射混凝土將開挖面和5m范圍內(nèi)的隧道圍巖壁面封閉，然后沿拱部周邊一定范圍打入小導(dǎo)管，導(dǎo)管的外插角宜控制在10~15°。小導(dǎo)管插入鉆孔后應(yīng)外露一定長度(約20cm)，以便連接注漿管。兩組小導(dǎo)管前后縱向搭接長度不小于1m。導(dǎo)管的尾部通常從格柵鋼拱架的腹部穿過并與鋼拱架焊接牢固，共同組成預(yù)支護(hù)系統(tǒng)。超前小導(dǎo)管設(shè)計(jì)遵循的原則為：1圖6-21超前小導(dǎo)管鋼管構(gòu)造

小導(dǎo)管注漿以加固圍巖為主，因此通常壓注水泥砂漿，水灰比為0.5~1.0。當(dāng)巖體破碎，圍巖止?jié){效果不好時(shí)，亦可采用水泥～水玻璃雙液注漿。

注漿以后應(yīng)進(jìn)行效果檢查，可以用地質(zhì)鉆取注漿后的巖芯檢查，也可以用聲波探測儀測量巖體聲波速度，判斷注漿效果。檢查結(jié)果如未達(dá)到要求，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)孔注漿。f37～42鋼管錐頭注漿孔預(yù)留止?jié){段鐵箍≥30cm注漿孔管壁梅花型布置注漿圖6-21超前小導(dǎo)管鋼管構(gòu)造小導(dǎo)管注漿『6.5.4▎預(yù)注漿加固地層

在開挖之前，先往地層中注漿以加固圍巖。超前鉆孔注漿加固

注漿加固地層的灌注管一般采用帶孔眼的焊接鋼管或無縫鋼管，為了防止?jié){液反流，要堵塞鉆孔壁與灌注管之間的孔隙，常用的堵塞方式有兩種，一種是普通堵塞，就是用鉛絲、木楔等材料在注漿孔口將縫隙堵死，它適用于淺孔注漿；另一種是專用的止?jié){塞，用橡膠制作，套在注漿管上，靠注漿壓力使其擠緊孔壁來止?jié){，這種方法多用于深孔注漿。地表注漿加固預(yù)注漿加固地層『6.5.4▎預(yù)注漿加固地層在開挖之前，『6.5.5▎地表錨噴預(yù)加固

在淺埋洞口地段，由于覆蓋層較薄，可能會(huì)形成邊挖邊塌的局面，使得進(jìn)洞困難；在偏壓洞口段，往往一側(cè)邊坡開挖過高，形成不穩(wěn)定邊坡，危及施工和運(yùn)營。在這樣的情況下，可采用地表錨噴加固。通過對地表的預(yù)加固，可以使得進(jìn)洞順利進(jìn)行，也可以為改變坡率創(chuàng)造條件。(1)洞口邊仰坡表層預(yù)加固先按設(shè)計(jì)坡度刷坡，然后沿坡面噴射混凝土，必要時(shí)加設(shè)鋼筋網(wǎng)。適用于松軟砂土質(zhì)地層坡面的加固，可防止表層的剝落和滑塌。(2)洞門上方陡坎加固和仰坡加固如圖6-23所示，洞門上方陡坎系指洞門端墻施工前，襯砌拱頂外緣至仰坡坡腳的陡立壁面。如果巖體較軟弱，可往陡坎中水平打入錨桿(或小導(dǎo)管)，錨桿布置寬度以隧道洞寬為準(zhǔn)，并噴射混凝土將陡坎面封閉，必要時(shí)加設(shè)鋼筋網(wǎng)。『6.5.5▎地表錨噴預(yù)加固在淺埋洞口地圖6-23洞口上方陡坎加固(2)洞口淺埋段預(yù)加固當(dāng)洞口自然坡面較平緩，圍巖軟弱，隧道覆蓋層淺，洞口開挖后地層不能自穩(wěn)時(shí)，以錨桿加固為主，最好能將錨桿伸至襯砌拱圈外緣的設(shè)計(jì)位置，以增加錨桿鎖固圍巖的能力。

地表錨噴預(yù)加固噴射混凝土厚度一般為5～10cm，錨桿常用20錳硅螺紋鋼筋，直徑16～22cm，長度一般為3～6m，或依具體情況而定，鋼筋網(wǎng)用A3鋼筋，直徑6～8mm，編扎成40cm×40cm的網(wǎng)格，焊接于錨桿地表出露端。圖6-23洞口上方陡坎加固(2)洞口淺埋段預(yù)加『6.6▎特殊地質(zhì)地段施工方法

特殊地質(zhì)地段是指膨脹地層、軟弱黃土層、塌方、巖溶、巖爆、流砂、高地溫、瓦斯等地層。

特殊地質(zhì)地段隧道，由于巖層的地質(zhì)條件成因復(fù)雜，地質(zhì)條件具有突變性，事故具有突發(fā)性，對隧道施工的危害極大。因此除了應(yīng)遵守一般技術(shù)要求外，還應(yīng)采取針對性較強(qiáng)的輔助施工方法。『6.6.1▎膨脹性圍巖1.膨脹性圍巖的特性

隧道開挖不久，常見到圍巖因開挖而產(chǎn)生變形，或者因浸水而膨脹，或因風(fēng)化而開裂等現(xiàn)象。隧道的頂部及兩側(cè)向內(nèi)擠入，底部鼓起，隨著時(shí)間的推移，會(huì)出現(xiàn)支撐破壞、襯砌變形?！?.6▎特殊地質(zhì)地段施工方法特殊地質(zhì)

膨脹土圍巖常常具有明顯的塑性流變特性，開挖后將產(chǎn)生較大的塑性變形。隧道施工開挖過程中，常有初期圍巖變形大，發(fā)展速度快等現(xiàn)象。膨脹土圍巖因吸水而膨脹，失水而收縮，都將破壞圍巖的穩(wěn)定性。2.膨脹土圍巖對隧道施工的危害

由于膨脹土圍巖的特殊工程地質(zhì)性質(zhì)及其圍巖壓力特性，使隧道存在普遍開裂、內(nèi)擠，甚至局部坍塌等變形現(xiàn)象。膨脹土隧道圍巖變形常具有速度快、破壞性大、延續(xù)時(shí)間長和整治較困難等特點(diǎn)。施工中常見出現(xiàn)圍巖裂縫、隧道下沉、圍巖膨脹突出和坍塌、底鼓以及襯砌變形和破壞等現(xiàn)象。3.隧道在膨脹土圍巖中的施工要點(diǎn)膨脹土圍巖常常具有明顯的塑性流變特性，開挖后(1)加強(qiáng)對圍巖壓力及流變的調(diào)查和量測在施工過程中，除了位移量測外，還應(yīng)對圍巖壓力及其流變情況進(jìn)行充分的調(diào)查和量測，分析其變化規(guī)律。對地下水亦應(yīng)探明分布范圍及規(guī)律，了解水對施工的影響程度，以便根據(jù)圍巖動(dòng)態(tài)采取相應(yīng)的施工措施。(2)合理選擇施工方法在膨脹土隧道中常用的施工方法有：短臺(tái)階或超短臺(tái)階法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、眼鏡工法等。后兩種方法適于跨度較大的隧道，但它們的斷面閉合時(shí)間較遲，必須注意防止邊墻混凝土受壓向隧道內(nèi)擠。另外環(huán)形開挖留核心土法、中隔墻法等也可采用，具體選擇應(yīng)依據(jù)施工條件而定。(1)加強(qiáng)對圍巖壓力及流變的調(diào)查和量測在施工過(3)加強(qiáng)支護(hù)膨脹性圍巖地段隧道，除開挖后需立即噴射混凝土外，應(yīng)及早進(jìn)行支護(hù)。當(dāng)膨脹壓力較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及圍巖變形狀態(tài)，可采用不同類型的型鋼支撐，或鋼管環(huán)箍支撐、鋼格柵支撐等。拱圈灌注后，拱腳部位應(yīng)立即設(shè)置足夠強(qiáng)度的橫撐，以抵擋兩側(cè)圍巖向內(nèi)擠壓變形?！?.6.2▎黃土1.黃土對隧道施工的影響(1)黃土節(jié)理在紅棕色或深褐色的古土壤黃土層，常具有各方向的構(gòu)造節(jié)理，并有一定延續(xù)性。在隧道開挖時(shí)，土體容易順著節(jié)理張松或剪斷。如果這種地層位于隧道頂部，則極易產(chǎn)生“塌頂”。如果位于側(cè)壁，則普遍出現(xiàn)側(cè)壁掉土，若施工時(shí)處理不當(dāng)，常會(huì)引起較大的坍塌。(3)加強(qiáng)支護(hù)膨脹性圍巖地段隧道，除開挖后需立即(2)黃土沖溝地段、黃土溶洞與陷穴隧道在黃土沖溝或塘邊地段施工時(shí)，當(dāng)隧道在較長的范圍內(nèi)沿著沖溝或塘邊平行走向，而覆蓋較薄或偏壓很大的情況下，容易發(fā)生較大的坍塌或滑坡現(xiàn)象。

黃土溶洞與陷穴是黃土地區(qū)經(jīng)常見到的不良地質(zhì)現(xiàn)象，隧道若修建在其上方，則有基礎(chǔ)下沉的危害。隧道若修建在其下方，常有發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU(xiǎn)。隧道若修建在其鄰側(cè)，則有可能承受偏壓，(3)水對黃土隧道施工的影響黃土在干燥時(shí)很堅(jiān)固，承壓力也較高，施工可順利進(jìn)行。當(dāng)其受水浸濕后則呈不同程度的濕陷性，會(huì)突然發(fā)生下沉現(xiàn)象，使開挖后的圍巖迅速喪失自穩(wěn)能力，如果支護(hù)措施滿足不了變化后的情況，極容易造成隧道坍塌。(2)黃土沖溝地段、黃土溶洞與陷穴隧道在黃土

若洞內(nèi)排水不良，洞內(nèi)道路會(huì)泥濘難行，不論是無軌還是有軌運(yùn)輸都會(huì)給道路的維護(hù)、機(jī)械的使用與保養(yǎng)、隧道的鋪底或仰拱施工等作業(yè)造成很大的困難。2.黃土隧道施工要點(diǎn)

黃土隧道施工，應(yīng)做好黃土中構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布狀況的調(diào)查。對因構(gòu)造節(jié)理切割而形成的不穩(wěn)定部位，在施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)措施，防止坍塌，確保安全施工。施工中應(yīng)遵循“短開挖、少擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)、實(shí)回填、嚴(yán)治水、勤量測”的施工原則，要求施工工序緊湊，精心組織施工。開挖方法宜采用短臺(tái)階法或環(huán)形開挖留核心法，初期支護(hù)應(yīng)緊跟開挖面施作。黃土圍巖開挖后不能暴露時(shí)間過長，否則圍巖壁面會(huì)風(fēng)化至內(nèi)部，使得土體松弛加快，以至發(fā)生坍方。若洞內(nèi)排水不良，洞內(nèi)道路會(huì)泥濘難行，不論是無

做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥善處理好陷穴、裂縫，以免地面積水浸蝕洞體周圍，造成土體坍塌。3.黃土隧道的洞門設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

非濕陷性黃土地基上的洞門設(shè)計(jì)應(yīng)考慮地表水沖刷防護(hù)；濕陷性黃土地基上的洞門，應(yīng)根據(jù)黃土的物理性質(zhì)，對端、翼墻地基采取適當(dāng)?shù)膿Q填夯實(shí)措施；黃土隧道洞門墻背上的壓力可按庫侖理論計(jì)算，同時(shí)應(yīng)考慮土壤粘聚力的作用，根據(jù)地質(zhì)條件選擇合理的洞門形式，同時(shí)要對洞門的穩(wěn)定性進(jìn)行相關(guān)演算?！?.6.3▎溶洞做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥1.溶洞的類型

溶洞一般有死、活、干、濕、大、小幾種類型。

當(dāng)隧道穿過可溶性巖層時(shí)，有的溶洞位于隧道頂部，洞穴大且?guī)r質(zhì)破碎，容易發(fā)生坍塌。有的溶洞位于隧道底部，充填物松軟且深，使隧道基底難于處理。有時(shí)溶洞或溶槽位于隧道掌子面前方且有大量淤泥質(zhì)充填物，當(dāng)隧道掘進(jìn)至其邊緣時(shí)，含水充填物不斷涌入隧道，難以遏止，甚至使地表開裂下沉，山體壓力劇增。有時(shí)遇到大的水囊或地下暗河，巖溶水或泥砂夾水大量涌入隧道。有的溶洞、暗河迂回交錯(cuò)、分支錯(cuò)綜復(fù)雜、范圍寬廣，處理十分困難。2.隧道溶洞處理措施1.溶洞的類型溶洞一般有死、活、干

隧道通過巖溶區(qū)，應(yīng)查明溶洞分布范圍和類型，巖層的完整穩(wěn)定程度、填充物和地下水情況，據(jù)以確定施工方法。在巖溶地段，隧道常用處理溶洞的方法，有“引、堵、越、繞”四種。(1)引遇到地下暗河或溶洞有水流時(shí)，宜排不宜堵。應(yīng)在查明水源流向及其與隧道位置的關(guān)系后，用暗管、涵管或小橋等設(shè)施渲泄水流，或開鑿泄水洞將水排除洞外(如圖6-24)。圖6-24橋涵宣泄水流隧道通過巖溶區(qū)，應(yīng)查明溶洞分布范圍和類型，巖(2)堵對已停止發(fā)育、跨徑較小，無水的溶洞，可根據(jù)具體情況，采用混凝土、漿砌片石或干砌片石回填封閉；或加深邊墻基礎(chǔ)，加固隧道底部(如圖6-25)。當(dāng)隧道拱頂有溶洞時(shí)，可視溶洞的巖石破碎程度在溶洞頂部采用錨桿或網(wǎng)錨噴加固，必要時(shí)可考慮注漿，并加設(shè)隧道護(hù)拱及拱頂回填進(jìn)行處理(如圖6-26)。圖6-25溶洞堵填圖6-26錨桿加固與護(hù)拱干砌片石混凝土填實(shí)漿砌片石漿砌片石錨桿漿砌片石或混凝土護(hù)拱片石、碎石回填密實(shí)(2)堵對已停止發(fā)育、跨徑較小，無水的溶洞，可根(3)越當(dāng)隧道一側(cè)遇到狹長而較深的溶洞，可加深該側(cè)的邊墻基礎(chǔ)通過(圖6-27)。隧道底部遇有較大溶洞并有流水時(shí)，可在隧道底部以下砌筑圬工承重墻，支承隧道結(jié)構(gòu)，跨越而過，在承重墻內(nèi)應(yīng)套設(shè)涵管引排溶洞水(圖6-28)。隧道過墻部位遇到較大、較深的溶洞，不宜加深邊墻基礎(chǔ)時(shí)，可在邊墻部位或隧底以下筑拱跨過(圖6-29)。圖6-27加深邊墻基礎(chǔ)圖6-28在承重墻內(nèi)設(shè)涵管圖6-29筑拱跨越溶洞(3)越當(dāng)隧道一側(cè)遇到狹長而較深的溶洞，可加深該(4)繞巖溶區(qū)施工，個(gè)別溶洞處理耗時(shí)且困難時(shí)，可采用迂回導(dǎo)坑繞過溶洞，繼續(xù)進(jìn)行隧道前方的施工，以節(jié)省時(shí)間，加快施工進(jìn)度，同時(shí)處理溶洞。繞行開挖迂回導(dǎo)坑時(shí)，應(yīng)與溶洞保持一定的間距，以防止洞壁失穩(wěn)。3.溶洞地段施工的注意事項(xiàng)

1)當(dāng)施工到達(dá)溶洞邊緣時(shí)，各工序應(yīng)緊密銜接，支護(hù)和襯砌趕前。同時(shí)應(yīng)利用探孔或物探作超前預(yù)報(bào)，設(shè)法探明溶洞的形狀、范圍、大小、充填物及地下水等情況，據(jù)以制定施工處理方案及安全措施。

2)

施工中注意檢查溶洞頂部，及時(shí)處理危石。當(dāng)溶洞較大、較高且頂部破碎時(shí)，應(yīng)先噴射混凝土加固，再在靠近溶洞頂部附近打入錨桿，并應(yīng)設(shè)置施工防護(hù)架或鋼筋防護(hù)網(wǎng)。(4)繞巖溶區(qū)施工，個(gè)別溶洞處理耗時(shí)且困難時(shí)，可

3)爆破作業(yè)應(yīng)盡量做到多打眼、打淺眼，控制爆破藥量，減少對圍巖的擾動(dòng)，防止一次爆破后溶洞內(nèi)的填充物突然大量涌入隧道，或溶洞水突然襲擊隧道，造成嚴(yán)重?fù)p失。

4)在溶洞充填體中掘進(jìn)，如充填物松軟，可用超前支護(hù)施工。如充填物為極松散的礫石、塊石堆積或流塑狀粘土及砂粘土等，可于開挖前采用地表注漿、洞內(nèi)注漿或地表和洞內(nèi)注漿相結(jié)合加固。如遇顆粒細(xì)、含水量大的流塑狀土壤，可采用劈裂注漿技術(shù)，注入水泥漿或水泥水玻璃雙液漿進(jìn)行加固。

5)溶洞末做出處理方案前，不要將棄碴隨意傾填于溶洞中。因棄碴覆蓋了溶洞，不但不能了解其真實(shí)情況，反而會(huì)造成更多困難。3)爆破作業(yè)應(yīng)盡量做到多打眼、打淺眼，控制『6.6.4▎塌方1.發(fā)生塌方的主要原因(1)不良地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

1）隧道穿過斷層及其破碎帶，或在薄層巖體的小曲摺、錯(cuò)動(dòng)發(fā)育地段，一經(jīng)開挖，潛在應(yīng)力迅速釋放、圍巖失穩(wěn)，輕則引起圍巖掉塊、坍落，重則引起坍方。

2）當(dāng)通過各種堆積體時(shí)，由于圍巖結(jié)構(gòu)松散，顆粒間無膠結(jié)或膠結(jié)差，開挖后引起坍塌。

3）在軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育或泥質(zhì)充填物過多的地層中，均易產(chǎn)生較大的坍塌。

4）隧道穿越地層覆蓋過薄地段，如在沿河傍山、偏壓地段、溝谷凹地淺埋和丘陵淺埋地段極易發(fā)生坍方?！?.6.4▎塌方1.發(fā)生塌方的主要原因5）巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下，軟弱面的強(qiáng)度大為降低，因而發(fā)生滑坍。

6）地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用加劇了巖體的失隱和坍落。(2)隧道設(shè)計(jì)考慮不周1）隧道選定位置時(shí)，地質(zhì)勘查不細(xì)，未能作詳細(xì)的分析，或未能查明可能坍方的因素。沒有繞開可以繞避的不良地質(zhì)地段，使得隧道選址不合理。

2）設(shè)計(jì)本身可能存在不合理的地方。(3)施工方法和措施不當(dāng)1）施工方法與地質(zhì)條件不相適應(yīng)；地質(zhì)條件發(fā)生變化時(shí)，沒有及時(shí)改變施工萬法；工序間距安排不當(dāng)，致使支護(hù)應(yīng)該盡快閉合而沒有閉合。5）巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下2）噴錨支護(hù)不及時(shí)，圍巖暴露時(shí)間過久。噴射混凝土的質(zhì)量、厚度不符合要求。

3）按新奧法施工的隧道，沒有按規(guī)定進(jìn)行量測，或信息處理失誤、或反饋不及時(shí)，導(dǎo)致決策失誤，喪失了對圍巖的有效控制。

4）沒有科學(xué)地進(jìn)行控制爆破，圍巖爆破用藥量過多，因而擾動(dòng)過度，引起坍塌。

5）對危石檢查不重視、不及時(shí)，或處理危石措施不當(dāng)，引起巖層坍塌。2.塌方前的預(yù)兆1）量測信息所反應(yīng)的變形速度或數(shù)值超過允許值。

2）噴射混凝土產(chǎn)生縱橫向裂紋或龜裂。

3）在坑頂或坑壁發(fā)現(xiàn)不斷掉下土塊、小石塊或構(gòu)件支撐間隙不斷漏出砂、石屑。

4）巖層層理、節(jié)理縫或裂隙變大、張開。

5）隧道內(nèi)滲水、滴水突然加劇或變渾。2）噴錨支護(hù)不及時(shí)，圍巖暴露時(shí)間過久。噴射混凝土的質(zhì)3.預(yù)防塌方的施工措施選擇安全合理施工方法加強(qiáng)塌方預(yù)測預(yù)防塌方施工措施先排水短開挖弱爆破強(qiáng)支護(hù)快襯砌勤檢查、勤量測觀察法一般量測法微地震學(xué)測量法和聲學(xué)測量法加強(qiáng)初期支護(hù)3.預(yù)防塌方的施工措施選擇安全合理施工方法加強(qiáng)塌方4.隧道塌方的處理措施

隧道發(fā)生坍方后，應(yīng)及時(shí)迅速的處理，切忌拖延。處理時(shí)必須詳細(xì)觀測坍方的范圍、形狀及坍穴的地質(zhì)構(gòu)造，查明坍方發(fā)生的原因和地下水活動(dòng)情況，制定切實(shí)可行的處理方案?？砂聪铝蟹椒ㄟM(jìn)行處理：

(1)小坍方坍穴不高，且縱向延伸不長，首先加固坍體兩端洞身，并抓緊噴射混凝土或采用錨噴聯(lián)合支護(hù)封閉坍穴頂部和側(cè)部，再進(jìn)行清碴。在確保安全的前提下，也可在坍碴上架設(shè)臨時(shí)支架，穩(wěn)定頂部，然后清碴。臨時(shí)支架的拆除須待灌筑襯砌混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后方可進(jìn)行。最后要用漿砌片石或干砌片石將坍穴填滿。4.隧道塌方的處理措施隧道發(fā)生坍方

(2)大坍方坍穴高、坍碴數(shù)量大，且坍碴體完全堵住洞身時(shí)，宜采取先護(hù)后挖的方法。在查清坍穴規(guī)模大小和穴頂位置后，可采用管棚法和注漿固結(jié)法穩(wěn)固圍巖和碴體，待其基本穩(wěn)定后，按先上部后下部的順序清除碴體，并盡快完成模注混凝土襯砌(加強(qiáng)型)。對襯砌背后的空穴，可先用漿砌片石回填一定厚度，再以棄碴填實(shí)。當(dāng)坍穴很大，全部填滿有困難時(shí)，也可考慮采用噴錨支護(hù)等方法穩(wěn)定坍穴洞壁，或請?jiān)O(shè)計(jì)單位共同做出處理。

(3)坍方冒頂指一直坍到了地表。在清碴前應(yīng)先支護(hù)陷穴口，地層極差時(shí)，可在陷穴口附近地面布置地表錨桿對地層予以加固，洞內(nèi)坍體可采用管棚等方法穿越。同時(shí)，地表陷穴要用雨布遮蓋，周圍開挖臨時(shí)排水溝，以防雨水流入洞內(nèi)。(2)大坍方坍穴高、坍碴數(shù)量大，且坍碴體完

(4)洞口坍方指進(jìn)洞方法不當(dāng)導(dǎo)致洞口地表塌方，需采取明洞的方法(現(xiàn)場也稱之為“暗洞明作”)進(jìn)洞。一般來說，接了明洞以后都可以解決問題，但增加了工程造價(jià)。

(5)防排水的處理措施隧道坍方往往與地下水的活動(dòng)密切相關(guān)，故“治坍應(yīng)先治水”是隧道施工的基本常識(shí)。一旦發(fā)生坍方，首先應(yīng)積極采取措施，截?cái)嗟乇硭疂B入坍體范圍，在洞內(nèi)防止地下水滲入坍方地段，以免坍方繼續(xù)擴(kuò)大。具體措施有：

1)地表沉陷和裂縫，用粘土緊密夯實(shí)，周圍開挖截水溝，防止地表水滲入。

2)坍方冒頂時(shí)，在陷穴口地表四周挖溝排水，設(shè)雨棚遮蓋穴頂。陷穴口的回填應(yīng)高出地面，用粘土或圬工封口。(4)洞口坍方指進(jìn)洞方法不當(dāng)導(dǎo)致洞口地表塌

3)坍體內(nèi)有地下水活動(dòng)時(shí)，應(yīng)用管槽引至排水溝排出，以防止水對坍體的繼續(xù)破壞?！?.6.5▎巖爆

是巖體中聚集的高彈性應(yīng)變能，因隧道開挖而發(fā)生的一種應(yīng)力釋放現(xiàn)象。地層巖性條件地應(yīng)力條件巖爆形成條件只發(fā)生于結(jié)構(gòu)完整或基本完整的脆性硬巖地層中。多見于石英巖、花崗巖、正長巖、閃長巖、花崗閃長巖、大理巖、花斑狀大理巖、片麻巖等巖體；巖爆多發(fā)生于埋深大的隧道中，因只有埋深大才足以形成高地應(yīng)力。3)坍體內(nèi)有地下水活動(dòng)時(shí)，應(yīng)用管槽引至排水溝

巖爆的工程現(xiàn)象：當(dāng)隧道開挖時(shí)，巖體受到急劇破壞，巖片由圍巖壁面上突發(fā)性地飛出，發(fā)出爆裂聲，而且大都發(fā)生在隧道掌子面附近及側(cè)壁上，有時(shí)頻繁出現(xiàn)，有時(shí)甚至?xí)永m(xù)一段時(shí)間后才逐漸消失。1.隧道內(nèi)巖爆的特點(diǎn)

1)巖爆在未發(fā)生前并無明顯的預(yù)兆，雖然經(jīng)過仔細(xì)找頂，但并無空響聲，一般認(rèn)為不會(huì)掉落石塊的地方，也會(huì)突然發(fā)生巖石爆裂聲響，石塊有時(shí)應(yīng)聲而下，有時(shí)暫不墜落。在沒有支撐的情況下，對施工安全威脅甚大。

2)巖爆時(shí)，巖塊自洞壁圍巖母體迸射而出，一般呈中間厚邊緣薄的不規(guī)則片狀，塊度大小多呈幾厘米長寬的薄片，個(gè)別達(dá)幾十厘米長寬。嚴(yán)重時(shí)，上噸重的巖石從拱部彈落，造成巖爆坍方。巖爆的工程現(xiàn)象：當(dāng)隧道開挖時(shí)，巖體受到急劇破

3)巖爆發(fā)生的地點(diǎn)，多在新開挖工作面及其附近，個(gè)別的也發(fā)生在距新開挖工作面較遠(yuǎn)處，巖爆多發(fā)生在爆破后2~3小時(shí)。

4)在溶孔較多的巖層里，則不會(huì)發(fā)生巖爆。2.巖爆的防治措施噴射混凝土或噴鋼纖維混凝土、錨桿加固、噴錨支護(hù)、網(wǎng)錨噴聯(lián)合、鋼支撐網(wǎng)噴聯(lián)合等。目的是給圍巖一定的徑向約束，使圍巖的應(yīng)力狀態(tài)較快地從平面轉(zhuǎn)向三維應(yīng)力狀態(tài)，達(dá)到延緩或抑制巖爆發(fā)生的目的。強(qiáng)化圍巖弱化圍巖巖爆防治措施往巖層中注水，注水能改變巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，降低巖石的脆性和儲(chǔ)存能量的能力。解除圍巖中的高地應(yīng)力，方法有超前預(yù)裂爆破、排孔法、切縫法等。目的是消減圍巖中的能量，便能量平和地轉(zhuǎn)化或釋放。3)巖爆發(fā)生的地點(diǎn)，多在新開挖工作面及其附近3.巖爆地段隧道施工的注意事項(xiàng)

1)如設(shè)有平行導(dǎo)坑，則平導(dǎo)應(yīng)超前于正洞一定距離，以了解地質(zhì)，判斷是否會(huì)發(fā)生巖爆，為正洞施工達(dá)到相應(yīng)地段時(shí)加強(qiáng)防治提供依據(jù)。如有條件，可采用聲波探測預(yù)報(bào)巖爆工作。

2)爆破應(yīng)選用預(yù)先釋放部分能量的方法，如超前預(yù)裂爆破法、切縫法和排孔法等。爆破應(yīng)嚴(yán)格控制用藥量，以盡可能減少爆破對圍巖的擾動(dòng)。

3)根據(jù)巖爆發(fā)生的頻率和規(guī)模情況，必