超全面隧道施工方法及施工工藝技術(shù)講義附圖豐富

隧道施工方法及工藝技術(shù)隧道工程SUIDAOGONGCHENG『第一章▎隧道施工方法『1▎傳統(tǒng)礦山法『2▎新奧法『3▎新奧法的施工技術(shù)『4▎洞口段及明洞施工方法『5▎輔助施工方法『6▎特殊地質(zhì)地段的施工方法『7▎鉆爆開挖和裝渣運輸『8▎隧道支護施工『10▎隧道施工現(xiàn)場監(jiān)控量測『9▎隧道掘進機施工『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?！?.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級圍巖。

施工順序（圖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”）；左右錯開，縱向跳躍開挖馬口⑦、⑨，每個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，這是因為當(dāng)在軟弱地層中施工時，由于木支撐難以及時支護，往往拱頂圍巖會有較大的下沉，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。圖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：在拱圈保護下進行拱下作業(yè)，施工安全；工作面多，便于拉開工序和安排較多的勞力，加快施工進度；當(dāng)?shù)刭|(zhì)發(fā)生變化時，改變施工方法容易。

缺點：開挖兩個導(dǎo)坑增加工程造價；開挖馬口時施工干擾大；襯砌整體性差；工序多，不便于施工管理。16344279ⅦⅤX123467Ⅶ9XV5015~2015~2015~2015~2020~1015~2020~50開挖兩個導(dǎo)坑增加工程造價；開挖馬口時施工干擾大；襯砌整體性差；工序多，不便于施工管理。優(yōu)點在拱圈保護下進行拱下作業(yè)，施工安全；工作面多，便于拉開工序和安排較多的勞力，加快施工進度；當(dāng)?shù)刭|(zhì)發(fā)生變化時，改變施工方法容易。缺點上下導(dǎo)坑法『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級圍巖。施工順序如圖2：以下導(dǎo)坑領(lǐng)先，2、3、4部開挖完成時，斷面如蘑菇形，以后步驟與上下坑先拱后墻法相同。圖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。缺點是：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擴大灌拱挖馬口砌邊墻3246Ⅴ『2▎新奧法『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)錨桿支護在20世紀(jì)初出現(xiàn)(2)噴射混凝土機在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)『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手段；通過監(jiān)測控制圍巖變形，動態(tài)修正設(shè)計參數(shù)和變動施工方法。把新奧法理解為隧道開挖與支護的方法誤以為采用了錨噴支護就是新奧法對施工監(jiān)控量測不夠重視對新奧法正確認(rèn)識新奧法是修建隧道一種基本理論，是包含設(shè)計于施工內(nèi)容的隧道工程新概念。新奧法使用錨噴支護是為了達(dá)到保護圍巖強度、控制圍巖變形、實現(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

1)在隧道的整個支護體系中，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；2)隧道開挖時時，應(yīng)盡可可能減輕對對隧道圍巖巖的擾動或或盡可能不不破壞圍巖巖的強度。。3)允許圍巖有有一定的變變形，初期期支護應(yīng)盡盡量做成柔柔性的，以以便與圍巖巖緊密接觸觸，共同變變形和共同同承載，充充分圍巖的的自身承載載作用。4)洞室開挖后后及時施作作初期支護護，封閉圍圍巖表面，，抑制圍巖巖體的早期期變形，待待圍巖穩(wěn)定定后，再進進行二次襯襯砌，但遇遇軟弱圍巖巖特別是洞洞口段襯砌砌要緊跟。5)隧道的幾何何形狀必須須滿足在靜靜力學(xué)上作作為圓筒結(jié)結(jié)構(gòu)的計算算條件，因因此,要盡可能使使結(jié)構(gòu)做得得圓順(如做成圓形形或橢圓形形的),不產(chǎn)生突出出的拐角,避免產(chǎn)生應(yīng)應(yīng)力集中現(xiàn)現(xiàn)象。同時時,盡早使襯砌砌結(jié)構(gòu)閉合合(封底)，以形成承承載環(huán)；6)對隧道周邊邊進行位移移收斂量測測是施工過過程中必不不可少的一一個重要環(huán)環(huán)節(jié)，從現(xiàn)現(xiàn)場量測反反饋信息及及時修改設(shè)設(shè)計和施工工方案。7)對外層襯砌砌周圍巖體體的滲水，，要通過足足夠的“排排堵措施””予以解決決，如在兩兩層襯砌之之間設(shè)置中中間防水層層等?！?.4▎新奧法施工工方法1.全斷面法全斷面法全全稱為“全斷面一次次開挖法”，即按隧隧道設(shè)計斷斷面輪廓一一次開挖成成型的方法法，如圖3所示。全斷面法常常適用于ⅠⅠ~Ⅲ級硬巖的石石質(zhì)隧道，，可采用深深孔爆破施施工。1-全斷面開挖挖；2-錨噴支護；；3-模筑混凝土土掘進方向231231圖3全斷面施工工方法優(yōu)點：較大的作業(yè)業(yè)空間，有有利于采用用大型配套套機械化作作業(yè)，提高高施工速度度，工序少少，干擾少少，便于施施工組織與與管理，采采用深孔爆爆破時，可可加快掘進進速度，對對圍巖的震震動次數(shù)較較少，有利利于圍巖穩(wěn)穩(wěn)定。缺點：是由于開挖挖面較大，，圍巖相對對穩(wěn)定性降降低，且每每循環(huán)工作量量相對較大大，要求施施工單位有有較強的開開挖、出渣渣與運輸及及支護能力力，采用深深孔爆破時時，產(chǎn)生的的爆破震動動較大，對對鉆爆設(shè)計計和控制爆爆破作業(yè)要要求較高。。①用鉆孔孔臺車鉆眼眼，然后裝裝藥、聯(lián)接接導(dǎo)火線；；②退出鉆鉆孔臺車，，引爆炸藥藥，開挖出出整個隧道道斷面；③排除危危石；④噴射拱拱圈混凝土土，必要時時安設(shè)拱部部錨桿；⑤用裝碴碴機將石碴碴裝入運輸輸車輛，運運出洞外；；⑥噴射邊邊墻混凝土土，必要時時安設(shè)邊墻墻錨桿；⑦根據(jù)需需要可噴第第二層混凝凝土和隧道道底部混凝凝土；⑧開始下下一輪循環(huán)環(huán)；⑨通過量量測判斷圍圍巖和初期期支護的變變形，待基基本穩(wěn)定后后，施作二二次模注混混凝土襯砌砌。全斷面施工工工序1)加強對開挖挖面前方的的工程地質(zhì)質(zhì)和水文地地質(zhì)的調(diào)查查。2)各工序機械械設(shè)備要配配套。3)加強各種輔輔助施工方方法的設(shè)計計和施工檢檢查。4)重視和加強強對施工操操作人員的的技術(shù)培訓(xùn)訓(xùn)。5)在選擇支護護類型時，，應(yīng)優(yōu)先考考慮錨桿和和噴射混凝凝土、掛網(wǎng)網(wǎng)、拱架等等支護型式式。全斷面施工工注意問題題2.臺階法是新奧法中中適用性最廣廣的施工方方法，多適用于于Ⅳ、Ⅴ級級圍巖中。。它將斷面面分成上半半斷面和下下半斷面兩兩部分分別別進行開挖挖，如圖4所示，隨著臺階階長度的調(diào)調(diào)整，它幾幾乎可以用用于所有的的地層。根根據(jù)臺階的的長度，它它有長臺階法、短臺階法和超短臺階法法三種方式。。1—上半部開挖挖2—拱部噴錨支支護3—拱部襯砌4—下半部中央央部開挖5—邊墻部開挖挖6—邊墻部噴錨錨支護及襯襯砌2614553圖4臺階施工方方法1)長臺階法如圖5a，上、下開開挖斷面相相距較遠(yuǎn)，，一般上臺臺階超前50m以上或大于于5倍洞寬。施施工時，上上、下部可可配備同類類機械進行行平行作業(yè)業(yè)。當(dāng)機械械不足時也也可用一套套機械設(shè)備備交替作業(yè)業(yè)，即在上上半斷面開開挖一個進進尺，然后后再在下斷斷面開挖一一個進尺。。當(dāng)隧道長長度較短時時，亦可先先將上半斷斷面全部挖挖通后，再再進行下半半斷面施工工，習(xí)慣上上又稱為““半斷面法法”。（2）短臺階法法如圖5b，這種方法法也是分成成上下兩個個斷面開挖挖，兩個斷斷面相距較較近，一般般上臺階長長度小于5倍但大于1~1.5倍洞寬，或或5~50m，上下斷面面基本上可可以采用平平行作業(yè)，，其作業(yè)順順序和長臺臺階法相同同。短臺階階法能縮短短支護結(jié)構(gòu)構(gòu)閉合的時時間，改善善初期支護護的受力條條件，當(dāng)遇遇到軟弱圍圍巖時需慎慎重考慮，，必要時應(yīng)應(yīng)采用輔助助施工措施施穩(wěn)定開挖挖工作面，，以保證施施工安全。。圖5臺階法掘進方向掘進方向B21B2<B>(1~1.5)B12212B1a)>5B112掘進方向向b)c)a)長臺階法法b)短臺階法法c)超短臺階階法(3)超短臺階階法如圖5c，這是一一種適于在軟軟弱地層層中開挖挖的施工方方法，一一般在膨膨脹性圍圍巖及土土質(zhì)地層層中采用用。為了了盡快形形成初期期閉合支支護以穩(wěn)穩(wěn)定圍巖巖，上下下臺階之之間的距距離進一一步縮短短，上臺臺階僅超超前3~5m，不能平平行作業(yè)業(yè)，只能能采用交交替作業(yè)業(yè)，因而而施工進進度會受受到很大大的影響響。在軟軟弱圍巖巖中采用用超短臺臺階法施施工時應(yīng)應(yīng)特別注注意開挖挖工作面面的穩(wěn)定定性，必必要時可可對圍巖巖采用預(yù)預(yù)加固或或預(yù)支護措措施，如如向圍巖巖中注漿漿或打入入超前水水平小導(dǎo)導(dǎo)管等。。臺階法優(yōu)優(yōu)點：開挖具有有足夠的的作業(yè)空空間和較較快的施施工速度度，有利利于穩(wěn)定定，上部部開挖支支護后，，下部作作業(yè)較安安全。缺點：上下部作作業(yè)互相相干擾，，臺階開開挖會增增加對圍圍巖的擾擾動次數(shù)數(shù)等。1)臺階數(shù)不不宜過多多，臺階階長度要要適當(dāng)，，一般以以一個臺臺階垂直直開挖到到底，保保持平臺臺長2.5m~3m為好。。2)個別破碎碎地段可可配合噴噴錨支護護和掛網(wǎng)網(wǎng)施工。。3)上部開挖挖時，因因臨空面面較大，，易使爆爆破面渣渣塊較大大，不利利于裝渣渣，應(yīng)適適當(dāng)密布布中小炮炮孔。3)采用臺階階法開挖挖關(guān)鍵問問題是臺臺階的劃劃分形式式。臺階階劃分要要求做到到爆破后后渣量較較大，鉆鉆孔作業(yè)業(yè)面與出出渣運輸輸干擾少少。臺階法注注意問題題3.分部開挖挖法(1)臺階分部部開挖法法又稱環(huán)形開挖挖留核心心土法，適用于于一般土土質(zhì)或易易坍塌的軟軟弱圍巖巖地段。。上部留留核心土土可以支支擋開挖挖工作面面，增強強開挖工工作面的的穩(wěn)定，，施工安安全性較較好。一一般環(huán)形形開挖進進尺為0.5m~1.0m，不宜過過長，上上下臺階階可用單單臂掘進進機開挖挖，開挖挖和支護護順序如如圖6所示。掘進方向7541327126453圖6臺階分部部開挖法法1—上弧形導(dǎo)導(dǎo)坑開挖挖2—拱部噴錨錨支護3—拱部襯砌砌4—中核開挖挖5—下部開挖挖6—邊墻部噴噴錨支護護及襯砌砌7—灌筑仰拱拱優(yōu)點：與超短臺臺階法相相比，臺臺階的長長度可以以加長，，相當(dāng)于于短臺階階法的臺臺階長度度，減少少了上下下臺階的的施工干干擾，施施工速度度可加快快。而且且較側(cè)臂臂導(dǎo)坑法法的機械械化程度度高。缺點：開挖中圍圍巖要經(jīng)經(jīng)受多次次擾動，，而且斷斷面分塊塊多，支支護結(jié)構(gòu)構(gòu)形成全全斷面封封閉的時時間長，，將可能能使圍巖巖變形增增大，需需要結(jié)合合輔助施施工措施施對開挖挖工作面面及其前前方巖體體進行預(yù)預(yù)支護或或預(yù)加固固。(2)單側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法適用于圍圍巖穩(wěn)定定性較差差（如軟軟弱松散散圍巖）），隧道道跨度較較大，地地表沉陷陷難于控控制地段段。該法法確定側(cè)側(cè)壁導(dǎo)坑坑的尺寸寸很重要要，一般般側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑的寬寬度不宜宜超過0.5倍洞寬，，高度以以到起拱拱線為宜宜，導(dǎo)坑坑可分二二71583426掘進方向向743132圖7單側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法1—側(cè)壁導(dǎo)坑坑開挖2—側(cè)壁導(dǎo)坑坑錨噴支支護及設(shè)設(shè)置中壁壁墻臨時時支撐3—后行部分分上臺階階開挖4—后行部分分下臺階階開挖5—后行部分分噴錨支支護6—拆除中壁壁墻7—灌筑仰拱拱8—灌筑洞周周襯砌次開挖和和支護，，不需要要架設(shè)工工作平臺臺，人工工架立鋼鋼支撐也也較方便便，開挖挖和支護護順序如如圖7所示。優(yōu)點：是通過形形成閉合合支護的的側(cè)導(dǎo)坑坑將隧道道斷面的的跨度一一分為二二，有效效地避免免了大跨跨度開挖挖造成的的不利影影響，明明顯地提提高了圍圍巖的穩(wěn)穩(wěn)定性。。缺點：是因為要要施作側(cè)側(cè)壁導(dǎo)坑坑的內(nèi)側(cè)側(cè)支護，，隨后又又要拆除除，增加加了工程程造價。。(3)雙側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法又稱眼鏡鏡工法，，適用于在在軟弱圍圍巖中，當(dāng)隧道道跨度更更大（如如三車道道公路隧隧道等））或因環(huán)環(huán)境要求求，且要要求嚴(yán)格格控制地表沉陷陷地段。。開挖和支支護順序序如圖8所示。導(dǎo)坑尺寸寸擬定的的原則同同單側(cè)壁壁導(dǎo)坑法法，但寬寬度不宜宜超過斷斷面最大大跨度的1/3。左、右右側(cè)導(dǎo)坑坑應(yīng)錯開開開挖，，以避免免在同一一斷面上上同時開開挖而不利于于圍巖穩(wěn)穩(wěn)定。231347掘進方向向64385172612圖8雙側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法1—側(cè)壁導(dǎo)坑坑開挖2—側(cè)壁導(dǎo)坑坑錨噴支支護及設(shè)設(shè)置中壁壁墻臨時時支撐3—后行部分分上臺階階開挖4—后行部分下臺臺階開挖5—后行部分噴錨錨支護6—拆除中壁墻7—灌筑仰拱8—灌筑洞周襯砌砌雙側(cè)壁導(dǎo)坑法法雖然開挖斷斷面分塊多一一點，對圍巖巖的擾動次數(shù)數(shù)增加，且初初期支護全斷斷面閉合的時時間延長，但但每個分塊都都是在開挖后后立即各自閉閉合的，所以以在施工期間間變形幾乎不不發(fā)展。該法法施工安全，，但進度慢，，成本高。(4)其他施工方法法中隔墻法（簡稱“CD”法）和交叉中隔墻法法（簡稱“CRD”法）是兩種適用于軟弱地層的施工方法，，特別是對于于控制地表沉沉陷有很好的的效果，一般般主要用于城城市地下鐵道道施工中，因因其造價高，，故在山嶺隧隧道中很少采采用，但在特特殊情形中，，也可采用，，如膨脹土地地層。『2.5▎新奧法施工中中可能發(fā)生的的問題及處理措施新奧法施工的的基本原則：是根據(jù)圍巖性質(zhì)質(zhì)允許產(chǎn)生適適量的變形，，但又不使圍圍巖松動失穩(wěn)穩(wěn)。根據(jù)實踐經(jīng)經(jīng)驗，將新奧奧法中經(jīng)常出出觀的一些異異?，F(xiàn)象及應(yīng)應(yīng)采取的措施施列于表6-1中。1．全斷面開挖2．超前預(yù)裂爆破、切縫等釋放能量1．瓦斯檢測并進行稀釋2．注水

瓦斯或巖爆1.縮短掘進長度，盡快閉合支護2.改變施工方法1.增補錨桿(根數(shù)、直徑、密度)2.改變錨桿型號或類型(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。

噴混凝土層出現(xiàn)明顯裂縫、脫離甚至塌落1.縮短掘進長度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

地基承載力不足，下沉增大或產(chǎn)生底鼓。1.加強排水措施(井點降水等)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)支護圍巖(打超前導(dǎo)管等)3.必要時設(shè)置鋼支撐1.縮短掘進長度，保留核心土2.向掌子面或隧底噴射混凝土，形成封閉支護

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)象象及處理措施施注：A指進行比較簡簡單的改變就就可解決問題題的措施；B指包括需要改改變支護方法法等比較大的的變動才能解解決問題的措措施?！?.5▎新奧法與傳統(tǒng)統(tǒng)礦山法的區(qū)區(qū)別新奧法與傳統(tǒng)統(tǒng)礦山法的基基本施工程序序看上去大致致相同，但實實際上對隧道道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的的效果卻截然然不同。現(xiàn)將將二者的主要要區(qū)別列于表表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調(diào)強調(diào)閉合支護單層模注混凝土襯砌復(fù)合式襯砌永久支護木支撐為主、鋼支撐噴錨支護臨時支護支護傳統(tǒng)礦山法新奧法開挖方法表6-2傳統(tǒng)礦山法與與新奧法施工工的區(qū)別『3▎新奧法的施工工技術(shù)『3.1▎新奧法施工程程序否修改施工方案案改變開挖步驟驟、順序修正支護參數(shù)數(shù)是確定施工方法法施工準(zhǔn)備開挖現(xiàn)場監(jiān)控量測測初期支護防水層二次襯砌竣工采用新奧法施施工的隧道，，施工時應(yīng)視視其規(guī)模、地地質(zhì)條件以及及安全合理施施工的要求，，充分利用現(xiàn)現(xiàn)場量測信息息指導(dǎo)施工，，根據(jù)已建立立的量測管理理基準(zhǔn)，對隧隧道的施工方方法、斷面開開挖步驟及順順序、初期支支護的參數(shù)等等進行合理調(diào)調(diào)整。其主要要施工程序如如圖9所示。圖9新奧法施工程程序是否符合管理理基準(zhǔn)『3.2▎新奧法施工基基本原則少擾動新奧法施工基基本原則早支護勤量測緊封閉在進行隧道開開挖時，要盡盡量減少對圍圍巖的擾動次次數(shù)、擾動強強度、擾動范范圍和擾動持持續(xù)時間；是指開挖后及及時施作初期期噴錨支護，，使圍巖的變變形進入受控控制狀態(tài)；指以直觀、可可靠的量測方方法和量測數(shù)數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確評評價圍巖的穩(wěn)穩(wěn)定狀態(tài)，或或判斷其動態(tài)態(tài)發(fā)展趨勢，，以便及時調(diào)調(diào)整支護形式式和開挖方法法，確保施工工得以安全和和順利地進行行；指要盡快形成成對圍巖的封封閉形支護，，這樣做可以以有效控制圍圍巖變形，使使得支護和圍圍巖共同進入入良好的工作作狀態(tài)。『3.3▎錨桿1.錨桿的支護效效應(yīng)是利用金屬或或其他高抗拉拉性能的材料料制作的一種種桿狀構(gòu)件。。使用機械裝裝置、粘結(jié)介介質(zhì)，將其安安設(shè)在地下工工程的圍巖或或其他工程體體中，形成能能承受荷載，，阻止圍巖變變形的錨桿支支護。把隧道洞壁附附近具有裂隙隙、節(jié)理的不不穩(wěn)定巖體，，用錨桿固定定在深層的堅堅固穩(wěn)定的巖巖體上，將不不穩(wěn)定巖體的的重量傳遞給給深層堅固巖巖體承擔(dān)，起起到懸吊效應(yīng)應(yīng)，如圖10所示。(1)懸吊效應(yīng)圖10懸吊效應(yīng)圖圖(2)組合梁效應(yīng)應(yīng)錨桿可將若若干層層狀狀巖體串聯(lián)聯(lián)在一起，，增大層間間的摩阻力力形成組合合梁效應(yīng)，，如圖11所示。圖11組合梁效應(yīng)應(yīng)圖(3)加固梁效應(yīng)應(yīng)按一定間距距在隧道周周邊呈放射射狀布置的的成組錨桿桿(或稱系統(tǒng)錨錨桿)，可使一定定厚度范圍圍內(nèi)有節(jié)理理、裂隙的的破裂巖體體或軟弱巖巖體緊壓在在一起形成成連續(xù)壓縮縮帶。這種種加固效應(yīng)應(yīng)在使用預(yù)預(yù)應(yīng)力錨桿桿時顯得十十分明顯，，如圖12所示。在錨錨桿預(yù)張應(yīng)應(yīng)力P的作用下，，每根錨桿桿周圍都形形成一個兩頭呈呈圓錐形的的筒狀壓縮縮區(qū)，各錨錨桿所形成成的壓縮區(qū)區(qū)彼此搭接接，形成錨桿一條厚度為為W的均勻壓縮縮帶。在均均勻壓縮帶帶中產(chǎn)生了了徑向壓應(yīng)應(yīng)力sr，給壓縮外外的圍巖提提供了徑向向支護抗力力，使圍巖巖接近于三三向受力狀狀態(tài)，增加加了圍巖的的穩(wěn)定性。。圖12加固效應(yīng)2.錨桿的種類類錨桿須具備備的兩個基基本條件：：①受力后后產(chǎn)生變形形，且其本本身不受破破壞；②與與圍巖保持持緊密接觸觸。錨桿間松動動帶拱效應(yīng)0r+Lr0θσrσWDD1)全長粘結(jié)型型錨桿，包括普通通水泥砂漿漿錨桿、早早強水泥砂砂漿錨桿、、樹脂錨桿桿、水泥卷卷錨桿、中中空注漿錨錨桿和自鉆鉆式注漿錨錨桿等。2)端頭錨固型型錨桿，包括機械械錨固錨桿桿、樹脂錨錨固錨桿、、快硬水泥泥端頭錨桿桿等。3)摩擦型錨桿桿包括縫管錨錨桿、楔管管錨桿、水水脹錨桿等等。4)預(yù)應(yīng)力錨桿桿和自鉆錨桿等。錨桿種類3.錨桿的布置置和質(zhì)量檢檢查錨桿的布置置分為局部布置和系統(tǒng)布置。局部布置置主要用在在堅硬而裂裂隙發(fā)育或或有潛在龜龜裂及節(jié)理理的圍巖，，重點加固固不穩(wěn)定塊塊體。錨桿桿局部布置置時，拱腰腰以上部位位錨桿方向向應(yīng)有利于于錨桿的受受拉，拱腰腰以下及邊邊墻部位錨錨桿宜逆向向不穩(wěn)定巖巖塊滑動方方向。系統(tǒng)統(tǒng)布置的錨錨桿應(yīng)用在在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級圍巖條件件下，并符符合下列規(guī)規(guī)定：1）錨桿一般應(yīng)應(yīng)沿隧道周周邊徑向布布置，當(dāng)結(jié)結(jié)構(gòu)面或巖巖層層面明明顯時，應(yīng)應(yīng)與巖體主主結(jié)構(gòu)面或或巖層層面面呈大角度度布置。2）錨桿應(yīng)按矩矩形排列或或梅花形排排列。3）錨桿間距不不得大于1.5m。間距較小時，可可采用長短短錨桿交錯錯布置。4）兩車道隧道道系統(tǒng)錨桿長長度一般不不小于2.0m，三車道隧隧道系統(tǒng)錨錨桿長度一一般不小于于2.5m。錨桿質(zhì)量檢檢查，包括括長度、間距距、角度、、方向、抗抗拔力等。其中主要是抗拔拔力試驗，對于重要要工程可增增加灌漿密密度試驗。?！?.4▎鋼拱架在圍巖條件件較差地段段或地面沉沉降有嚴(yán)格格限制時，，應(yīng)在初期期支護內(nèi)增增設(shè)鋼拱架架。常用的的鋼拱架有有：鋼筋格柵拱拱架、工字形型鋼鋼拱架、U形型鋼拱架架和H形型鋼拱架架。1）鋼拱架支護護必須有足足夠的剛度度和強度，，能夠承受受隧道施工工期間可能能出現(xiàn)的荷荷載。2）鋼拱架支護護間距宜為0.5~1.5m。鋼拱架應(yīng)應(yīng)分節(jié)制作作，節(jié)段與與節(jié)段之間間通過鋼板板用螺栓連連接或焊接接。3）采用鋼拱架架支護的地地段連續(xù)使使用鋼拱架架的數(shù)量不小于于3榀；鋼拱架架支護榀與與榀之間必必須用直徑徑18~22mm的鋼筋連接接，連接筋筋的間距不不大于1m，并在鋼拱拱架支護內(nèi)內(nèi)緣、外緣交錯錯不置。4）鋼拱架與圍圍巖之間混混凝土保護護層厚度不不應(yīng)小于40mm；臨空一側(cè)側(cè)的混凝土土保護層厚厚度不應(yīng)小小于20mm?！?.5▎噴射混凝土土1.噴射混凝土土的特點噴射混凝土土是用噴射射機把滲有有速凝劑的的粗細(xì)骨料料混凝土以以適當(dāng)?shù)膲簤毫?，高速速噴射到隧隧道巖壁表表面凝結(jié)而而成的混凝凝土。由于于混凝土顆顆粒在高速速度噴射的的猛烈沖擊擊下，混凝凝土被連續(xù)續(xù)地?fù)v固和和壓實，具具有密實的的結(jié)構(gòu)和較較好的物理理力學(xué)性能能。噴射混混凝土具有有充填裂隙加固圍圍巖、封閉圍巖壁面防防止風(fēng)化和噴射混凝土與圍圍巖組成共同承承載體系等特點。噴射混凝土與普普通模筑混凝土土比較有如下優(yōu)優(yōu)越性：1）噴射混凝土致密密，早期強度高高，可與圍巖牢牢固粘結(jié)形成整整體，改傳統(tǒng)模模筑混凝土的消消極支護為積極極支護，且薄層層柔性噴射混凝凝土與圍巖能夠夠共同變形，從從而減少作用在在支護結(jié)構(gòu)上的的壓力；2）能及時支護，有有效地控制圍巖巖的有害變形，，有利于安全施施工；3）不用模板、拱架架，節(jié)省大量鋼鋼木材料，相應(yīng)應(yīng)的降低了隧道道工程的造價；；施工工藝簡單單，操作方便，，機械化程度高高，減輕勞動強強度，提高施工工效率。2.噴射混凝土的噴噴射方式(1)干噴將砂、石、水泥泥按一定比例干干拌均勻投入噴噴射機，同時加加入速凝劑，用用高壓空氣將混混合料送到噴頭頭，再在該處與與高壓水混合后后以高速噴射到到巖面上。其工工藝流程如圖13所示。(2)潮噴將砂、石料預(yù)加加水，使其浸潤潤成潮濕狀，再再加水泥拌合均均勻，從而降低低上料和噴射時時的粉塵，其工工藝流程同干噴噴。(3)濕噴用濕噴機壓送拌拌合好的混凝土土，在噴頭處添添加液態(tài)速凝劑劑，再噴到巖面面上。工藝流程程如圖14所示。細(xì)骨料粗骨料水泥攪拌機干式噴射機速凝劑壓縮空氣噴頭水圖13干噴、潮噴工藝藝流程細(xì)骨料粗骨料水泥攪拌機濕式噴射機速凝劑壓縮空氣噴頭水外加劑圖14濕噴工藝流程3.噴射混凝土的材材料及其組成摻入速凝劑后凝凝結(jié)快、保水性性好、早期強度度增加快、收縮縮小。水泥噴射混凝土的材材料砂子石子速凝劑水應(yīng)符合普通混凝凝土所要求的用用砂標(biāo)準(zhǔn)。采用堅硬、耐久久的卵石或碎石石。石子的最大大粒徑與混凝土土噴射機的輸料料管直徑有關(guān)，，一般不宜超過過管內(nèi)徑的1/3。加速混凝土的凝凝結(jié)、硬化，提提高早期強度；；減少回彈量；；防止因重力作作用而引起的流流淌或脫落；增增大一次噴射厚厚度，縮短分層層噴射的時間間間隔。用水的要求與普普通混凝土相同同，水中不應(yīng)含含有影響水泥正正常凝結(jié)與硬化化的有害雜質(zhì)。。(1)噴射混凝土的材材料(2)噴射混凝土的配配合比和水灰比比1)配合比指每1m3噴射混凝土中水泥、砂子和和石子的重量比比例。2)水灰比它也是影響噴射射混凝土地強度度和其他物理力力學(xué)性能的重要要因素。若水灰灰比過小，不僅僅料束分散，回回彈量增多，粉粉塵大，而且噴噴層上會出現(xiàn)干干斑，砂窩等現(xiàn)現(xiàn)象，影響噴射射混凝土的密實實度。當(dāng)水灰比比過大時，會造造成噴層流淌、、滑移，甚至大大片坍落，影響響混凝土強度。。4.噴射混凝土的機機械(具)設(shè)備噴射作業(yè)的機械械(具)設(shè)備主要包括：：混凝土噴射機、上料機、攪拌機、機械手、混凝土運送攪拌拌車、混凝土噴射三聯(lián)聯(lián)機等?；炷羾娚錂C空壓機攪拌機5.噴射混凝土的施施工工藝(干式噴射)在噴射作業(yè)中要要掌握好幾個問問題：(1)風(fēng)壓、水壓參考風(fēng)壓與混合合料水平運送長長度(輸料管長度)的簡單關(guān)系初步步選擇風(fēng)壓，一一般要求風(fēng)源風(fēng)風(fēng)壓應(yīng)穩(wěn)定在0.4～0.65Mpa才能在噴嘴處使使風(fēng)壓穩(wěn)定在0.1～0.25Mpa范圍內(nèi)。若風(fēng)壓壓過小，則噴射射動能太小，粗骨料沖不進進砂漿層而脫落落；若風(fēng)壓過大大，則噴射動能能大，粗骨料會會碰撞巖面而回回彈。為保證高壓水從從水環(huán)孔眼中告告訴射出形成水水霧，使干拌合合料充分濕潤水水化，水壓要比比風(fēng)壓高0.1～0.15MPa。一般規(guī)定噴射射作業(yè)區(qū)的系統(tǒng)統(tǒng)水壓應(yīng)大于0.4Mpa。(2)噴嘴與受噴巖面面之間的距離和和角度通常在噴頭上接接一個直徑為100mm長為0.8～1.0m的塑料攏料管。。它使水泥充分分水化，且噴射射混凝土束集中中及回彈石子不不致傷害噴射手手。當(dāng)風(fēng)壓適宜宜時，噴嘴與受受噴巖面之間的的距離以0.8～1.2m為宜。噴嘴與受噴巖面面的角度，一般應(yīng)垂垂直或稍微向剛剛噴射過的混凝凝土部位傾斜（（不大于10°），以使回彈物收到到噴射束的約束束，抵消部分彈彈回的能量而減減少回彈量。噴噴射拱部時應(yīng)沿沿徑向噴射。(3)一次噴射的厚度度及各噴層之間間間隔時間當(dāng)噴層較厚時需需分層噴射。一一次噴射的厚度度應(yīng)根據(jù)噴射效效率、回彈損失失、混凝土顆粒粒之間的凝聚力力和噴層與受噴噴面間的粘著力力等因素確定。。(4)噴射分區(qū)與噴射射順序為了減少噴射混混凝土因重力作作用而引起的滑滑動或脫落現(xiàn)象象，噴射時應(yīng)按按照分段、分部部、分塊、由下下而上，先邊墻墻后拱墻和拱腰腰，最后噴拱頂頂?shù)脑瓌t進行。。噴射混凝土堵管管問題的處理粗集料過大；混混合料濕度過大大致使摩擦力增增大；輸料軟管管彎頭過小及風(fēng)風(fēng)壓偏；司機操操作不對，如先先開馬達(dá)后給風(fēng)風(fēng)；混合料未吹吹完就停風(fēng)；誤誤開放氣閥而停停風(fēng)等。噴射機司機立即即關(guān)閉馬達(dá)，隨隨后關(guān)閉風(fēng)源，，噴射手將軟管管拉直，然后用手錘敲擊擊以尋找堵管處處。當(dāng)找到堵管管部位后，可將將風(fēng)壓升到0.3～0.4Mpa(不超過0.5Mpa)，并用錘擊堵管管部位，使其暢暢通。排出堵管管時，噴嘴前方嚴(yán)禁站站人，以免被噴噴傷。原因解決7.鋼纖維噴射混凝凝土工藝噴射混凝土在抗抗拉、抗彎、抗抗裂、抗沖擊性性等方面都存在在明顯的不足，，噴層開裂、剝剝落時有發(fā)生，，并導(dǎo)致落石、、滲水等一系列列病害。鋼纖維噴射混凝凝土是指在噴射射混凝土中加入入一定數(shù)量的鋼鋼纖維。由于鋼鋼纖維均勻分布布在混凝土中，，為混凝土提供供了非連續(xù)性的的微型配筋，從從而提高了材料的抗抗拉、抗彎、抗抗沖擊和耐磨性性以及早期強度度、韌性和延展展性，并改善了了其他物理力學(xué)學(xué)性能。鋼纖維噴射混凝凝土的物理力學(xué)學(xué)性能，受到鋼鋼纖維的形狀、、長徑比、摻入入量及在混凝土土中的分布狀態(tài)態(tài)，排列方向等等各種因素的影影響。8.噴射混凝土的質(zhì)質(zhì)量檢查為了確保噴射混混凝土的質(zhì)量，，應(yīng)作如下幾方方面檢查：1）每批原材料進庫庫(場)，均用進行質(zhì)量量檢查與驗收。。2）噴射混凝土強度度檢查。3）噴層與圍巖粘結(jié)結(jié)情況的檢查。。4）噴層厚度的檢查查?！?.6▎復(fù)合式襯砌復(fù)合式襯砌是由由初期支護和二次襯砌及中間夾防水層組組合而成的襯砌形式。復(fù)復(fù)合式襯砌要以以下規(guī)定：1）初期支護宜采采用錨噴支護，即由噴射泥土土、錨桿、鋼筋筋網(wǎng)和鋼拱架等等支護形式單獨獨或組合使用，，錨桿支護宜采采用全長粘結(jié)錨錨桿。2）二次襯砌宜采采用模筑混凝土土或模筑鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)，襯砌截面宜采采用連接圓順等等厚襯砌斷面，，仰拱厚度宜與與拱墻厚度相同同。3）在確定開挖斷斷面時，除應(yīng)滿滿足隧道凈空和和結(jié)構(gòu)尺寸外，，還應(yīng)考慮初期期支護并預(yù)留適適當(dāng)?shù)淖冃瘟?。?！?▎洞口段及明洞施施工方法『4.1▎洞口段施工方法法1.洞口段的概念所謂“洞口段””，是指隧道開開挖可能給洞口口地表造成不良良影響(下沉、塌穴等)的洞口范圍。一一般情況下，可可將洞口淺埋段段劃分為洞口段段，見圖15。圖15洞口段的一般范范圍注：H為深淺埋分界處處覆蓋層厚度，，約為2～2.5倍天然拱高度。。隧道洞口工程主主要包括邊仰坡坡土石方、邊仰仰坡防護、路塹塹擋護、洞門圬圬工、洞口排水水系統(tǒng)、洞口檢檢查設(shè)備安裝和和洞口段洞身襯襯砌等。洞門結(jié)結(jié)構(gòu)一般在暗洞洞施工一段以后后再做。邊仰坡坡防護應(yīng)及時作作好。洞門位置明暗交界H明洞段暗洞段洞口段2.進洞方法洞口段施工中最最關(guān)鍵的工序就就是進洞開挖。。洞口段施工方方法的確定取決決于諸多因素，，如地質(zhì)條件、、地形條件、施施工機具配備情情況、洞外相鄰鄰建筑的影響、、隧道自身構(gòu)造造特點等。其中中最主要的是地質(zhì)質(zhì)條件。(1).全斷面法進洞當(dāng)洞口段圍巖為為Ⅰ~Ⅱ級，地層條件良良好時，一般可可采用全斷面直直接開挖進洞，，初始10m~20m區(qū)段的開挖，應(yīng)應(yīng)將爆破進尺控控制在2m~3m。洞口3m~5m區(qū)段可以以掛網(wǎng)噴噴混凝土土及設(shè)鋼鋼拱架予予以加強強，其余余施工支支護一般般采用素素噴混凝凝土支護護，視情情況也可可在拱部部設(shè)置局局部錨桿桿。(2).臺階法進進洞當(dāng)洞口段段圍巖為為Ⅲ~Ⅳ級，地層層條件較較好時，，可采用用臺階法法進洞。。爆破進進尺控制制在1.5m~2.5m。施工支支護采用用系統(tǒng)錨錨桿和鋼鋼筋網(wǎng)噴噴射混凝凝土，必必要時設(shè)設(shè)置鋼拱架加強強施工支支護。(3).其它進洞洞方法當(dāng)洞口段段圍巖為為Ⅴ級及及以上，，地層條條件很差差時，還還可考慮慮采用環(huán)形開挖留核核心土法法、側(cè)壁導(dǎo)坑坑法或下導(dǎo)坑法法等。開挖挖進尺應(yīng)應(yīng)控制在在1.0m以下，宜宜采用人人工開挖挖，必要要時才采采用弱爆爆破。施施工支護護必須緊緊貼開挖挖工作面面，然后后才能進進行開挖挖，隨挖挖隨支。。施工支支護采用用網(wǎng)噴混混凝土，，系統(tǒng)錨錨桿；鋼鋼拱架縱縱向間距距為0.5~1.0m，必要時時可施做做臨時仰仰拱。開開挖完畢畢后及早早施作鋼鋼筋混凝凝土襯砌砌。若洞口有有坍方、、落石的的威脅，，或仰坡坡不甚穩(wěn)穩(wěn)定，還還可用接長明洞洞的方式進進洞?！?.2▎明洞施工工方法1.先墻后拱拱法又稱““全部明明挖先墻墻后拱法法”，如如圖16。適用于埋埋深較淺淺，且按按臨時邊邊坡開挖挖能暫時時穩(wěn)定的的對稱式式明洞。。圖16明洞先墻墻后拱法法圖1-臺階1開挖2-臺階2開挖3-臺階3開挖4-灌注邊墻墻5-灌注拱部部優(yōu)點：襯砌整體體性好，，施工空空間大，，有利于于施工。。缺點：是土方開開挖量大大，刷坡坡較高。。2.先拱后墻墻法當(dāng)路塹邊邊坡較高高、明洞洞埋置較較深，或或明洞位位于松軟軟地層中中，不能能明挖一一挖到底底時(全部明挖挖可能引引起邊坡坡坍塌)，應(yīng)采用用先拱后后墻法施施工，如如圖17。3213211：n1：m5454施工步驟驟：開挖拱拱部以上上土石(挖至拱腳腳)，灌注拱拱圈，作作外貼式式防水層層，進行行初步回回填，然然后暗挖挖拱腳以以下土石石，灌注注邊墻，，故又稱稱明拱暗暗墻法。。優(yōu)點：土石方開開挖量較較小，刷刷坡較低低。缺點：襯砌整體體性較差差，邊墻墻的施工工空間窄窄小，防防水層施施作不方方便。圖17明洞先拱拱后墻法法1-上臺階開開挖2-灌注拱部部3-下臺階中中央開挖挖4-左側(cè)馬口口開挖5-灌注左側(cè)側(cè)邊墻6-右側(cè)馬口口開挖7-灌注右側(cè)側(cè)邊墻641：m12357『5▎輔助施工工方法預(yù)留核心心土噴射混凝凝土封閉閉開挖工工作面超前錨桿桿(亦可用小小鋼管)管棚臨時仰拱拱封底。。預(yù)支護措措施輔助施工工方法預(yù)加固措措施預(yù)注漿加加固地層層地表噴錨錨預(yù)加固固超前小導(dǎo)導(dǎo)管注漿漿等預(yù)支護與與預(yù)加固固雙重作作用『5.1▎超前錨桿桿在隧道開開挖之前前，在開開挖面的的拱部一一定范圍圍內(nèi)，沿沿隧道斷斷面的周周邊，向向地層內(nèi)內(nèi)打入一一排縱向向錨桿(或小鋼管管)，通過錨錨桿對圍圍巖的加加固作用用，形成成超前于于工作面面的圍巖巖加固棚棚，在此此棚的保保護下進進行開挖挖。開挖挖一個進進尺后，，再打入入一排縱縱向錨桿桿，再掘掘進，如如此往復(fù)復(fù)推進，，如圖18所示。圖18超前錨桿桿設(shè)置方方式超前錨桿桿設(shè)計遵遵循的原原則：1）超前錨桿桿設(shè)置范范圍，對對于拱部部宜為隧隧道拱部部外弧全全長的1/6~1/2。2）錨桿長度度定為3~5m，拱部超超前錨桿桿縱向兩兩排之間間應(yīng)有1m以上的水水平搭接接段；錨錨桿間距距，Ⅳ級圍巖定定為40~60cm，Ⅴ級圍巖宜宜為30~50cm。3）充填砂漿漿宜采用用早強砂砂漿，其其強度等等級不應(yīng)應(yīng)低于M20。超前錨桿桿主要適適用于土土砂質(zhì)地地層、膨膨脹性地地層、裂裂隙發(fā)育育的巖體體以及斷斷層破碎碎帶等，，其設(shè)計計參數(shù)見見表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)向間距距(cm)錨桿、小小鋼管長長度(m)小鋼管直直徑(mm)錨桿直徑徑(mm)圍巖級別別表6-3超前錨桿桿、超前前小鋼管管設(shè)計參參數(shù)注：1.外插角指指錨桿或或小鋼管管與隧道道縱向開開挖輪廓廓線的夾夾角。2．錨桿或或小鋼管管的長度度應(yīng)與實實際掘進進循環(huán)長長度一起起考慮。。3．中空錨錨桿目前前的最小小直徑為為25mm。『5.2▎管棚當(dāng)隧道位位于松軟軟地層、、遇到塌塌方、淺淺埋隧道道，要求求限制地地表沉陷陷量，或或很差的的地質(zhì)條條件下進進洞時，，均可采采用管棚棚預(yù)支護護。在所所有的預(yù)預(yù)支護措措施中，，它是支支護能力力最強大大的，但但其施工工技術(shù)也也較復(fù)雜雜，造價價較高。。設(shè)置方方式如圖19。圖19管棚設(shè)置方式鋼拱架1°～2°鋼管(φ70～180)鋼管(φ70～180)縱向連接鋼筋鋼管構(gòu)造如圖20，管壁上須留注漿漿孔，孔徑為10～16mm，孔眼間距為100～200mm，呈梅花形布置。。鋼管注漿有兩種種方式，一種是通通過管壁上的注漿管向地層層內(nèi)注漿，另一種種主要是為了增加加鋼管剛度，向鋼鋼管內(nèi)注入混凝土土。圖20管棚鋼管構(gòu)造f70～f180200200100100100100鋼管注漿孔鋼筋籠f10～f16注漿孔管棚設(shè)計遵循的原原則：1）管棚的形狀和導(dǎo)管管的布置應(yīng)根據(jù)隧隧道開挖面的形狀狀選擇。2）導(dǎo)管環(huán)向間距應(yīng)根根據(jù)地層性質(zhì)、地地層壓力、導(dǎo)管設(shè)設(shè)置部位、鉆孔機機具和隧道開挖文文式等條件確定，一般為30~50cm，縱向兩組管棚間間應(yīng)有不小于3.0m的水平搭接長度。。3）導(dǎo)管宜選用熱軋無無縫鋼管，外徑宜為80~180mm，長度為10~45m分段安裝時，分段段長4~6m，前后兩段管子之之間用絲扣連接或或焊接，連接的長長度為10～45m。4）導(dǎo)管上的注漿孔孔孔徑宜為10~16mm，間距宜為15~20cm，呈梅花形布置。。5）當(dāng)需增加管棚鋼架架支護的剛度時，，可在鋼管內(nèi)注入入水泥砂漿。6）在護拱上沿隧道開挖輪廓線縱向鉆鉆設(shè)的管棚孔不得得侵入隧道開挖輪輪廓線，孔深設(shè)計計宜為10~45m。護拱的基礎(chǔ)應(yīng)放在在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上。?！?.3▎超前小導(dǎo)管注漿超前小導(dǎo)管注漿也也是一種廣泛使用用的輔助施工措施施，它往往與鋼拱拱架一起設(shè)置。設(shè)設(shè)置方式如圖21所示。小導(dǎo)管注注漿屬滲入入性注漿，，雖然鋼管管本身的支支護能力不不如管棚，，但其注漿漿加固地層層的效果比比管棚好。。它適用于于較干燥的的砂土層、、砂卵(礫)石層、斷層層破碎帶、、軟弱圍巖巖淺埋段。。圖21超前小導(dǎo)管管設(shè)置方式式小導(dǎo)管(鋼管)縱向連接筋筋鋼拱架10°～15°小導(dǎo)管(f38～f42)超前小導(dǎo)管管設(shè)計遵循循的原則為為：1）小導(dǎo)管宜采采用直徑42~50mm的無縫鋼管管，長度宜宜為3~5m。2）小導(dǎo)管前部部注漿孔孔徑徑宜為6~8mm，間距宜為為10~20cm，呈梅花形形布置，尾尾部長度不不小于30cm。3）小導(dǎo)管環(huán)向向設(shè)置間距可為20~50cm，外插角10°~30°，兩小導(dǎo)管管間縱向水水平搭接長長度不小于于100cm。4）小導(dǎo)管應(yīng)與與鋼拱架組組成支護系系統(tǒng)。超前小導(dǎo)管管支護剛度度和預(yù)支護護效果均大于超前前錨桿，如如圖22。在開挖掘掘進之前，，先用噴射射混凝土將將開挖面和和5m范圍內(nèi)的隧隧道圍巖壁壁面封閉，，然后沿拱拱部周邊一一定范圍打打入小導(dǎo)管管，導(dǎo)管的的外插角宜宜控制在10~15°。小導(dǎo)管插插入鉆孔后后應(yīng)外露一一定長度(約20cm)，以便連接接注漿管。。兩組小導(dǎo)導(dǎo)管前后縱縱向搭接長長度不小于于1m。導(dǎo)管的尾尾部通常從格柵鋼拱拱架的腹部部穿過并與與鋼拱架焊焊接牢固，，共同組成成預(yù)支護系系統(tǒng)。圖21超前小導(dǎo)管管鋼管構(gòu)造造小導(dǎo)管注漿漿以加固圍圍巖為主，，因此通常常壓注水泥泥砂漿，水水灰比為0.5~1.0。當(dāng)巖體破破碎，圍巖巖止?jié){效果果不好時，，亦可采用用水泥～水水玻璃雙液液注漿。注漿以后應(yīng)應(yīng)進行效果果檢查，可可以用地質(zhì)質(zhì)鉆取注漿漿后的巖芯芯檢查，也也可以用聲聲波探測儀儀測量巖體體聲波速度度，判斷注注漿效果。。檢查結(jié)果果如未達(dá)到到要求，應(yīng)應(yīng)進行補孔孔注漿。f37～42鋼管錐頭注漿孔預(yù)留止?jié){段段鐵箍≥30cm注漿孔管壁梅花型布置置注漿『5.4▎預(yù)注漿加固地層層在開挖之前，先先往地層中注漿漿以加固圍巖。。超前鉆孔注漿加加固注漿加固地層的的灌注管一般采采用帶孔眼的焊焊接鋼管或無縫縫鋼管，為了防防止?jié){液反流，，要堵塞鉆孔壁壁與灌注管之間間的孔隙，常用用的堵塞方式有有兩種，一種是是普通堵塞，就就是用鉛絲、木木楔等材料在注注漿孔口將縫隙隙堵死，它適用用于淺孔注漿；；另一種是專用用的止?jié){塞，用用橡膠制作，套套在注漿管上，，靠注漿壓力使使其擠緊孔壁來來止?jié){，這種方方法多用于深孔孔注漿。地表注漿加固預(yù)注漿加固地層層『5.5▎地表錨噴預(yù)加固固在淺埋洞口地段段，由于覆蓋層層較薄，可能會會形成邊挖邊塌塌的局面，使得得進洞困難；在在偏壓洞口段，，往往一側(cè)邊坡坡開挖過高，形形成不穩(wěn)定邊坡坡，危及施工和和運營。在這樣樣的情況下，可可采用地表錨噴噴加固。通過對對地表的預(yù)加固固，可以使得進進洞順利進行，，也可以為改變變坡率創(chuàng)造條件件。(1)洞口邊仰坡表層層預(yù)加固先按設(shè)計坡度刷刷坡，然后沿坡坡面噴射混凝土土，必要時加設(shè)設(shè)鋼筋網(wǎng)。適用用于松軟砂土質(zhì)質(zhì)地層坡面的加加固，可防止表表層的剝落和滑滑塌。(2)洞門上方陡坎加加固和仰坡加固固如圖23所示，洞門上方陡陡坎系指洞門端端墻施工前，襯襯砌拱頂外緣至至仰坡坡腳的陡陡立壁面。如果果巖體較軟弱，，可往陡坎中水水平打入錨桿(或小導(dǎo)管)，錨桿布置寬度度以隧道洞寬為為準(zhǔn)，并噴射混混凝土將陡坎面面封閉，必要時時加設(shè)鋼筋網(wǎng)。。圖23洞口上方陡坎加加固(2)洞口淺埋段預(yù)加加固當(dāng)洞口自然坡面面較平緩，圍巖巖軟弱，隧道覆覆蓋層淺，洞口口開挖后地層不不能自穩(wěn)時，以以錨桿加固為主主，最好能將錨錨桿伸至襯砌拱拱圈外緣的設(shè)計計位置，以增加加錨桿鎖固圍巖巖的能力。地表錨噴預(yù)加固固噴射混凝土厚度度一般為5～10cm，錨桿常用20錳硅螺紋鋼筋，，直徑16～22cm，長度一般為3～6m，或依具體情況況而定，鋼筋網(wǎng)網(wǎng)用A3鋼筋，直徑6～8mm，編扎成40cm×40cm的網(wǎng)格，焊接于于錨桿地表出露露端。『6▎特殊地質(zhì)地段施施工方法特殊地質(zhì)地段是是指膨脹地層、軟弱弱黃土層、塌方方、巖溶、巖爆爆、流砂、高地地溫、瓦斯等地層。特殊地質(zhì)地段隧隧道，由于巖層層的地質(zhì)條件成成因復(fù)雜，地質(zhì)質(zhì)條件具有突變變性，事故具有有突發(fā)性，對隧隧道施工的危害害極大。因此除除了應(yīng)遵守一般般技術(shù)要求外，，還應(yīng)采取針對對性較強的輔助助施工方法?！?▎膨脹性圍巖1.膨脹性圍巖的特特性隧道開挖不久，，常見到圍巖因因開挖而產(chǎn)生變變形，或者因浸浸水而膨脹，或或因風(fēng)化而開裂裂等現(xiàn)象。隧道道的頂部及兩側(cè)側(cè)向內(nèi)擠入，底底部鼓起，隨著著時間的推移，，會出現(xiàn)支撐破破壞、襯砌變形形。膨脹土圍巖常常常具有明顯的塑性性流變特性，開挖后將產(chǎn)生生較大的塑性變變形。隧道施工工開挖過程中，，常有初期圍巖巖變形大，發(fā)展展速度快等現(xiàn)象象。膨脹土圍巖巖因吸水而膨脹脹，失水而收縮縮，都將破壞圍圍巖的穩(wěn)定性。。2.膨脹土圍巖對隧隧道施工的危害害由于膨脹土圍巖巖的特殊工程地地質(zhì)性質(zhì)及其圍圍巖壓力特性，，使隧道存在普普遍開裂、內(nèi)擠擠，甚至局部坍坍塌等變形現(xiàn)象象。膨脹土隧道道圍巖變形常具具有速度快、破壞性大、延續(xù)時間長和整治較困難等特點。施工中常見出現(xiàn)現(xiàn)圍巖裂縫、隧隧道下沉、圍巖巖膨脹突出和坍坍塌、底鼓以及及襯砌變形和破破壞等現(xiàn)象。3.隧道在膨脹土圍圍巖中的施工要要點(1)加強對圍巖壓力力及流變的調(diào)查查和量測在施工過程中，，除了位移量測測外，還應(yīng)對圍圍巖壓力及其流流變情況進行充充分的調(diào)查和量量測，分析其變變化規(guī)律。對地地下水亦應(yīng)探明明分布范圍及規(guī)規(guī)律，了解水對對施工的影響程程度，以便根據(jù)據(jù)圍巖動態(tài)采取取相應(yīng)的施工措措施。(2)合理選擇施工方方法在膨脹土隧道中中常用的施工方方法有：短臺階或超短臺臺階法、單側(cè)壁壁導(dǎo)坑法、眼鏡鏡工法等。后兩種方法法適于跨度較大大的隧道，但它它們的斷面閉合合時間較遲，必必須注意防止邊邊墻混凝土受壓壓向隧道內(nèi)擠。。另外環(huán)形開挖留核心心土法、中隔墻法等也可采用，具體體選擇應(yīng)依據(jù)施施工條件而定。。(3)加強支護膨脹性圍巖地段段隧道，除開挖挖后需立即噴射射混凝土外，應(yīng)應(yīng)及早進行支護護。當(dāng)膨脹壓力力較大時，應(yīng)根根據(jù)實際情況及及圍巖變形狀態(tài)態(tài)，可采用不同同類型的型鋼支支撐，或鋼管環(huán)環(huán)箍支撐、鋼格格柵支撐等。拱拱圈灌注后，拱拱腳部位應(yīng)立即即設(shè)置足夠強度度的橫撐，以抵抵擋兩側(cè)圍巖向向內(nèi)擠壓變形。?！?▎黃土1.黃土對隧道施工工的影響(1)黃土節(jié)理在紅棕色或深褐褐色的古土壤黃黃土層，常具有有各方向的構(gòu)造造節(jié)理，并有一一定延續(xù)性。在在隧道開挖時，，土體容易順著著節(jié)理張松或剪剪斷。如果這種種地層位于隧道道頂部，則極易易產(chǎn)生“塌頂””。如果位于側(cè)側(cè)壁，則普遍出出現(xiàn)側(cè)壁掉土，，若施工時處理理不當(dāng)，常會引引起較大的坍塌塌。(2)黃土沖溝地段、、黃土溶洞與陷陷穴隧道在黃土沖溝溝或塘邊地段施施工時，當(dāng)隧道道在較長的范圍圍內(nèi)沿著沖溝或或塘邊平行走向向，而覆蓋較薄薄或偏壓很大的的情況下，容易易發(fā)生較大的坍坍塌或滑坡現(xiàn)象象。黃土溶洞與陷穴穴是黃土地區(qū)經(jīng)經(jīng)常見到的不良良地質(zhì)現(xiàn)象，隧隧道若修建在其其上方，則有基基礎(chǔ)下沉的危害害。隧道若修建建在其下方，常常有發(fā)生冒頂?shù)牡奈ｋU。隧道若若修建在其鄰側(cè)側(cè)，則有可能承承受偏壓，(3)水對黃土隧道施施工的影響黃土在干燥時很很堅固，承壓力力也較高，施工工可順利進行。。當(dāng)其受水浸濕濕后則呈不同程程度的濕陷性，，會突然發(fā)生下下沉現(xiàn)象，使開開挖后的圍巖迅迅速喪失自穩(wěn)能能力，如果支護護措施滿足不了了變化后的情況況，極容易造成成隧道坍塌。若洞內(nèi)排水不良良，洞內(nèi)道路會會泥濘難行，不不論是無軌還是是有軌運輸都會會給道路的維護護、機械的使用用與保養(yǎng)、隧道道的鋪底或仰拱拱施工等作業(yè)造造成很大的困難難。2.黃土隧道施工要要點黃土隧道施工，，應(yīng)做好黃土中構(gòu)造造節(jié)理的產(chǎn)狀與與分布狀況的調(diào)調(diào)查。對因構(gòu)造節(jié)理理切割而形成的的不穩(wěn)定部位，，在施工時應(yīng)加加強支護措施，，防止坍塌，確確保安全施工。。施工中應(yīng)遵循““短開挖、少擾動動、強支護、實實回填、嚴(yán)治水水、勤量測”的施工原則，，要求施工工序序緊湊，精心組組織施工。開挖方法宜采用用短臺階法或環(huán)形開挖留核心心法，初期支護應(yīng)緊緊跟開挖面施作作。黃土圍巖開開挖后不能暴露露時間過長，否否則圍巖壁面會會風(fēng)化至內(nèi)部，，使得土體松弛弛加快，以至發(fā)發(fā)生坍方。做好洞頂、洞門門及洞口的防排排水系統(tǒng)工程，并妥善處理好好陷穴、裂縫，，以免地面積水水浸蝕洞體周圍圍，造成土體坍坍塌。3.黃土隧道的洞門門設(shè)計應(yīng)遵循的的原則非濕陷性黃土地地基上的洞門設(shè)設(shè)計應(yīng)考慮地表水沖刷刷防護；濕陷性黃土地地基上的洞門，，應(yīng)根據(jù)黃土的的物理性質(zhì)，對對端、翼墻地基基采取適當(dāng)?shù)膿Q填夯實措施；黃土隧道道洞門墻背上的的壓力可按庫侖侖理論計算，同同時應(yīng)考慮土壤壤粘聚力的作用用，根據(jù)地質(zhì)條條件選擇合理的的洞門形式，同同時要對洞門的的穩(wěn)定性進行相相關(guān)演算?！?▎溶洞1.溶洞的類型溶洞一般有死、活、干、濕濕、大、小幾種類型。當(dāng)隧道穿過可溶溶性巖層時，有有的溶洞位于隧隧道頂部，洞穴穴大且?guī)r質(zhì)破碎碎，容易發(fā)生坍坍塌。有的溶洞洞位于隧道底部部，充填物松軟軟且深，使隧道道基底難于處理理。有時溶洞或或溶槽位于隧道道掌子面前方且且有大量淤泥質(zhì)質(zhì)充填物，當(dāng)隧隧道掘進至其邊邊緣時，含水充充填物不斷涌入入隧道，難以遏遏止，甚至使地地表開裂下沉，，山體壓力劇增增。有時遇到大大的水囊或地下下暗河，巖溶水水或泥砂夾水大大量涌入隧道。。有的溶洞、暗暗河迂回交錯、、分支錯綜復(fù)雜雜、范圍寬廣，，處理十分困難難。2.隧道溶洞處理措措施隧道通過巖溶區(qū)區(qū)，應(yīng)查明溶洞洞分布范圍和類類型，巖層的完完整穩(wěn)定程度、、填充物和地下下水情況，據(jù)以以確定施工方法法。在巖溶地段段，隧道常用處處理溶洞的方法法，有“引、堵、越、繞繞”四種。(1)引遇到地下暗河或或溶洞有水流時時，宜排不宜堵堵。應(yīng)在查明水水源流向及其與與隧道位置的關(guān)關(guān)系后，用暗管管、涵管或小橋橋等設(shè)施渲泄水水流，或開鑿泄泄水洞將水排除除洞外(如圖24)。圖24橋涵宣泄水流(2)堵對已停止發(fā)育、、跨徑較小，無無水的溶洞，可可根據(jù)具體情況況，采用混凝土土、漿砌片石或或干砌片石回填填封閉；或加深深邊墻基礎(chǔ)，加加固隧道底部(如圖25)。當(dāng)隧道拱頂有有溶洞時，可視視溶洞的巖石破破碎程度在溶洞洞頂部采用錨桿桿或網(wǎng)錨噴加固固，必要時可考考慮注漿，并加加設(shè)隧道護拱及及拱頂回填進行行處理(如圖26)。圖25溶洞堵填圖26錨桿加固與護護拱干砌片石混凝土填實漿砌片石漿砌片石錨桿漿砌片石或混凝土護拱片石、碎石回回填密實(3)越當(dāng)隧道一側(cè)遇遇到狹長而較較深的溶洞，，可加深該側(cè)側(cè)的邊墻基礎(chǔ)礎(chǔ)通過(圖27)。隧道底部遇遇有較大溶洞洞并有流水時時，可在隧道道底部以下砌砌筑圬工承重重墻，支承隧隧道結(jié)構(gòu)，跨跨越而過，在在承重墻內(nèi)應(yīng)應(yīng)套設(shè)涵管引引排溶洞水(圖28)。隧道過墻部部位遇到較大大、較深的溶溶洞，不宜加加深邊墻基礎(chǔ)礎(chǔ)時，可在邊邊墻部位或隧隧底以下筑拱拱跨過(圖29)。圖27加深邊墻基礎(chǔ)礎(chǔ)圖28在承重墻內(nèi)設(shè)設(shè)涵管圖29筑拱跨越溶洞洞(4)繞巖溶區(qū)施工，，個別溶洞處處理耗時且困困難時，可采采用迂回導(dǎo)坑坑繞過溶洞，，繼續(xù)進行隧隧道前方的施施工，以節(jié)省省時間，加快快施工進度，，同時處理溶溶洞。繞行開開挖迂回導(dǎo)坑坑時，應(yīng)與溶溶洞保持一定定的間距，以以防止洞壁失失穩(wěn)。3.溶洞地段施工工的注意事項項1)當(dāng)施工到達(dá)溶溶洞邊緣時，，各工序應(yīng)緊緊密銜接，支支護和襯砌趕趕前。同時應(yīng)利用探探孔或物探作作超前預(yù)報，，設(shè)法探明溶溶洞的形狀、、范圍、大小小、充填物及及地下水等情情況，據(jù)以制制定施工處理理方案及安全全措施。2)施工中注意檢檢查溶洞頂部部，及時處理理危石。當(dāng)溶洞較大、、較高且頂部部破碎時，應(yīng)應(yīng)先噴射混凝凝土加固，再再在靠近溶洞洞頂部附近打打入錨桿，并并應(yīng)設(shè)置施工工防護架或鋼鋼筋防護網(wǎng)。。3)爆破作業(yè)應(yīng)盡盡量做到多打打眼、打淺眼眼，控制爆破破藥量，減少少對圍巖的擾擾動，防止一次爆爆破后溶洞內(nèi)內(nèi)的填充物突突然大量涌入入隧道，或溶溶洞水突然襲襲擊隧道，造造成嚴(yán)重?fù)p失失。4)在溶洞充填體體中掘進，如如充填物松軟軟，可用超前前支護施工。。如充填物為極極松散的礫石石、塊石堆積積或流塑狀粘粘土及砂粘土土等，可于開開挖前采用地地表注漿、洞洞內(nèi)注漿或地地表和洞內(nèi)注注漿相結(jié)合加加固。如遇顆顆粒細(xì)、含水水量大的流塑塑狀土壤，可可采用劈裂注注漿技術(shù)，注注入水泥漿或或水泥水玻璃璃雙液漿進行行加固。5)溶洞末做出處處理方案前，，不要將棄碴碴隨意傾填于于溶洞中。因棄碴覆蓋了了溶洞，不但但不能了解其其真實情況，，反而會造成成更多困難。?！?▎塌方1.發(fā)生塌方的主主要原因(1)不良地質(zhì)及水水文地質(zhì)條件件1）隧道穿過斷層層及其破碎帶帶，或在薄層層巖體的小曲曲摺、錯動發(fā)發(fā)育地段，一一經(jīng)開挖，