220903地下工程施工及技術(shù)-隧道圖文并茂

目錄一、前言二、新奧法簡(jiǎn)介三、隧道的施工方法四、幾點(diǎn)體會(huì)十一月221一、前言 十一月222

隧道工程發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)一、隧道的概念及種類

1．隧道的概念

狹義定義：用以保持地下空間作為交通孔道的工程建筑物。廣義定義：以某種用途，在地面下用任何方法按規(guī)定形狀和尺寸修筑的斷面積大于2m2的洞室。2．隧道的種類

按不同的分類方式不同的分類方法：土質(zhì)隧道石質(zhì)隧道按所處的地質(zhì)條件淺埋隧道深埋隧道按隧道的埋置深度山嶺隧道城市隧道按所處的地理位置

水底隧道鐵路隧道公路隧道地下鐵道人行通道交通類隧道引水隧道尾水隧道導(dǎo)流隧道泄洪隧道水工隧道給水隧道排水隧道管路隧道市政隧道采礦巷道運(yùn)輸巷道礦山隧道按隧道的用途人防隧道鐵路隧道的長(zhǎng)度等級(jí)劃分：1、長(zhǎng)度在500m及以下為短隧道； 2、長(zhǎng)度在500m以上至3km為中長(zhǎng)隧道；3、長(zhǎng)度在3km以上至10km為長(zhǎng)隧道；4、長(zhǎng)度在10km以上為特長(zhǎng)隧道；十一月226鐵路隧道的開挖斷面等級(jí)劃分：1、斷面積在10m2及以下為小斷面；

2、斷面積在10m2以上至50m2為中等斷面；3、斷面積在50m2以上至100m2為大斷面；4、斷面積在100m2以上為特大斷面；十一月227二、我國(guó)隧道及地下工程發(fā)展的現(xiàn)狀(一)規(guī)模

1．交通類隧道

(1)鐵路隧道

據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國(guó)大陸2013年底運(yùn)營(yíng)鐵路隧道有11074座，總長(zhǎng)8938．78km；2014年在建的鐵路隧道有4206座，長(zhǎng)度7795．15km；已規(guī)劃有4600余座鐵路隧道，總長(zhǎng)10600km。目前運(yùn)營(yíng)鐵路最長(zhǎng)的隧道為關(guān)角隧道，長(zhǎng)32645m；運(yùn)營(yíng)最長(zhǎng)的水下隧道是獅子洋隧道，長(zhǎng)度10800m。在建最長(zhǎng)的鐵路隧道為中緬鐵路大通道大（理）至瑞（麗）鐵路高黎貢山隧道，長(zhǎng)34538m。

武廣222座172.152km廣深24座32.016km鄭西38座76.876km石太32座74.904km合武37座64.706km甬溫59座88.115km溫福59座149.423km福廈37座40.406km廣珠4座4.172km在建客運(yùn)專線隧道

(2)公路隧道

截至2013年底，我國(guó)大陸有公路隧道11359座，總長(zhǎng)9605．6km，與2012年相比凈增1337座，長(zhǎng)度增加1552．9km。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國(guó)高速公路增長(zhǎng)迅速，2010—2013年，高速公路的增長(zhǎng)率為29．0%，而其隧道總里程與座數(shù)的增長(zhǎng)率分別為46．7%和35．0%，遠(yuǎn)高于公路本身的增長(zhǎng)率。目前運(yùn)營(yíng)最長(zhǎng)的公路隧道為秦嶺終南山隧道，長(zhǎng)18020m；其次為麥積山隧道，長(zhǎng)12286m；第3位為包家山隧道，長(zhǎng)11193m。在我國(guó)公路隧道方面，跨江越海隧道工程蓬勃發(fā)展。

(3)地下鐵道

截至2013年末，中國(guó)大陸已有19個(gè)城市開通了地鐵，擁有83條運(yùn)營(yíng)線路，總里程達(dá)2746km；至2014年底，運(yùn)營(yíng)里程會(huì)超過3000km。另有15個(gè)城市的首條地鐵線正在建設(shè)中。目前全部在建的地鐵線路達(dá)106條，總里程超過2400km。2．水工隧洞

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2013年，已建成的地下水電站已超過3000座，已建成的各類水工隧洞超過10000km；正在建設(shè)的引水隧洞超過1000km；已規(guī)劃的引水隧洞工程長(zhǎng)度超過2000km。目前在建的、長(zhǎng)度比較長(zhǎng)的引水隧洞有引漢濟(jì)渭工程秦嶺特長(zhǎng)輸水隧洞（全長(zhǎng)98．3km）、引紅濟(jì)石工程隧洞（全長(zhǎng)19．76km）、引洮工程隧洞（長(zhǎng)96．35km）、引大濟(jì)湟工程隧洞（全長(zhǎng)24．17km）、遼西北供水工程隧洞（全長(zhǎng)230km）、吉林中部引松供水工程隧洞（全長(zhǎng)134．631km，隧洞直徑6．6m，采用TBM施工）。3．地下工程

城市地下空間的開發(fā)與利用：地下商場(chǎng)，地下車庫，地下倉庫等地下建筑物以及各大中型平戰(zhàn)結(jié)合工程相繼建設(shè)。地下共同管溝：如石家莊同其他城市一樣供電線路基本要穿行于地下隧道中。地下儲(chǔ)、輸油氣工程(二)技術(shù)狀況1．長(zhǎng)大隧道

鉆爆法施工(大瑤山隧道、秦嶺鐵路隧道平導(dǎo)、秦嶺公路隧道)

快速掘進(jìn)(月進(jìn)尺500m，已達(dá)世界水平)

出碴運(yùn)輸系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)

TBM施工(秦嶺隧道、在建大伙房隧道)TBM快速掘進(jìn)與對(duì)不良地層的適應(yīng)性出碴運(yùn)輸系統(tǒng)大瑤山隧道標(biāo)志性工程新奧法成功應(yīng)用施工進(jìn)度全隧道最高年成洞4245m,月成洞521m單口月成洞218m，開挖205m，襯砌303m大瑤山隧道秦嶺隧道標(biāo)志性工程20世紀(jì)建成的最長(zhǎng)鐵路隧道TBM成功應(yīng)用施工進(jìn)度TBM施工最高日進(jìn)尺40.5m,月進(jìn)尺528.1m鉆爆法施工最高月進(jìn)尺456m秦嶺隧道烏鞘嶺隧道標(biāo)志性工程通過4條區(qū)域性大斷層和3000m千枚巖地層創(chuàng)造了單線隧道施工進(jìn)度最快紀(jì)錄Ⅳ級(jí)圍巖單工作面436m/月Ⅴ級(jí)圍巖連續(xù)5個(gè)月進(jìn)度200mⅣ、Ⅴ級(jí)圍巖交錯(cuò)情況下平均月掘進(jìn)324mⅢ、Ⅳ級(jí)圍巖交錯(cuò)情況下單工作面最高成洞271.8m/月，連續(xù)6個(gè)月成洞超過200m烏鞘嶺隧道標(biāo)志性工程軟巖深埋復(fù)雜應(yīng)力隧道的修建技術(shù)取得突破高地應(yīng)力軟巖大變形富水烏鞘嶺隧道風(fēng)火山和昆侖山隧道標(biāo)志性工程高海拔4995m凍土設(shè)計(jì)施工雙層模筑混凝土多道防水措施保溫隔熱措施低溫早強(qiáng)耐久性防水混凝土洞內(nèi)空調(diào)風(fēng)火山隧道昆侖山隧道2．不良地質(zhì)隧道施工技術(shù)

富水?dāng)鄬悠扑榈刭|(zhì)流砂地質(zhì)巖溶地質(zhì)高地應(yīng)力巖爆高地應(yīng)力擠壓大變形煤系地層濕陷性黃土

3．設(shè)計(jì)理論

隧道結(jié)構(gòu)或地下結(jié)構(gòu)與地面結(jié)構(gòu)所處環(huán)境不同，它是處在巖土地層或通稱為圍巖中，既受到圍巖的荷載作用，又受到圍巖的約束有利作用。荷載—結(jié)構(gòu)地層—結(jié)構(gòu)目前的設(shè)計(jì)理論收斂—約束經(jīng)驗(yàn)類比

針對(duì)不同條件采用不同的設(shè)計(jì)理論。

水平壓力e豎直壓力q脫離區(qū)拱棚邊墻變形后外輪廓線仰拱抗力區(qū)底壓力彈性抗力太行山隧道四長(zhǎng)大隧道工程概況

太行山特長(zhǎng)隧道位于石太客運(yùn)專線孤山車站和盂縣車站之間，是本線的重點(diǎn)控制工程，隧道通過該段太行山山脈的主峰越宵山，越宵山最高高程為1320m，隧道最大埋深445m，太行山隧道設(shè)計(jì)為雙洞單線隧道，兩線線間距35m。隧道左線進(jìn)口里程為DK69+276，出口里程為DK97+168，隧道全長(zhǎng)27892m；隧道右線進(jìn)口里程為右DK69+286，出口里程為右DK97+163，隧道全長(zhǎng)27877m。大瑤山隧道群

大瑤山一號(hào)隧道、二號(hào)隧道和三號(hào)隧道共3座隧道組成，長(zhǎng)度分別為10081m、6024m和8387m。雙線隧道，線間距5m，最高時(shí)速350km/h，有效斷面積100m2。總工期40個(gè)月。

一號(hào)隧道右側(cè)設(shè)置2268m的平導(dǎo)，出口左側(cè)設(shè)置885m的橫洞；二號(hào)隧道進(jìn)出口左側(cè)分別設(shè)置長(zhǎng)約340和320m的橫洞；三號(hào)隧道進(jìn)出口左側(cè)分別設(shè)置長(zhǎng)約256m和1272m的平導(dǎo)。大瑤山隧道獅子洋隧道

位于廣深港客運(yùn)專線東涌站至虎門站區(qū)間，穿越珠江口獅子洋河段，是中國(guó)第一座水下鐵路隧道，行車目標(biāo)值350km/h。

工程范圍全長(zhǎng)10800m，隧道長(zhǎng)度10490m，引道敞開段長(zhǎng)310m。明、暗挖加盾構(gòu)法施工。隧道采用雙洞單線結(jié)構(gòu)，斷面凈空有效面積約65m2。盾構(gòu)段結(jié)構(gòu)內(nèi)徑9.8m，外徑10.8m，管片厚度50cm，采用7+1分塊方式，單層鋼筋混凝土襯砌。左右線之間的聯(lián)絡(luò)橫通道23處。盾構(gòu)段采用4臺(tái)泥水平衡式盾構(gòu)施工，總工期41個(gè)月。獅子洋隧道瀏陽河隧道

武廣客運(yùn)專線，全長(zhǎng)10100m。下穿京珠高速公路、星沙開發(fā)區(qū)、瀏陽河與長(zhǎng)沙市機(jī)場(chǎng)高速公路。設(shè)計(jì)為單洞雙線，線間距5m，行車目標(biāo)值350km/h。斷面凈空有效面積約100m2。

設(shè)計(jì)施工工期27個(gè)月，設(shè)置3座豎井和1個(gè)斜井。豎井采用矩形結(jié)構(gòu)，位于隧道頂；斜井采用無軌運(yùn)輸。瀏陽河隧道二、新奧法簡(jiǎn)介 十一月2236一、新奧法（NATM）概述二、新奧法施工的基本程序三、新奧法施工的基本原則一、新奧法（NATM）概述“新奧法”，即奧地利隧道施工新方法，是奧地利隧道學(xué)家臘布希維茲教授在總結(jié)錨噴支護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上首先提出的，簡(jiǎn)稱為NATM(NewAustrianTunnellingMethod）、它是以控制爆破或機(jī)械開挖為主要掘進(jìn)手段，采用錨桿和噴射混凝土作為初期支護(hù)，把理論、量測(cè)和經(jīng)驗(yàn)結(jié)合在一起，達(dá)到坑道的基本穩(wěn)定，待隧道開挖成形后，再逐步地施作內(nèi)層襯砌作為安全儲(chǔ)備，以保持隧道長(zhǎng)期穩(wěn)定的施工方法。同時(shí)又是一系列指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工的原則。新奧法主要采用錨桿和噴射混凝土作為維護(hù)圍巖穩(wěn)定的初期支護(hù)，以幫助圍巖獲得初步穩(wěn)定，施作后的錨噴支護(hù)即成為永久性承載結(jié)構(gòu)的一部分而不予拆除，然后在此基礎(chǔ)上再施作內(nèi)層襯砌作為安全儲(chǔ)備（內(nèi)層襯砌也稱為后期支護(hù)）。初期支護(hù)、內(nèi)層襯砌與圍巖三者共同構(gòu)成了永久的隧道結(jié)構(gòu)承載體系。十一月2239新奧法三大要素？光面爆破噴錨支護(hù)監(jiān)控量測(cè)(一)新奧法的基本要點(diǎn)可歸納如下：1．巖體是隧道結(jié)構(gòu)體系中的主要承載單元，在施工中必須充分保護(hù)巖體，盡量減少對(duì)它的擾動(dòng)，避免過度破壞巖體的強(qiáng)度。為此，施工中斷面分塊不宜過多，開挖應(yīng)當(dāng)采用光面爆破、預(yù)裂爆破或機(jī)械掘進(jìn)。新奧法將圍巖視為隧道承載構(gòu)件的一部分，因此，施工時(shí)應(yīng)盡可能全斷面掘進(jìn)，以減少隧道周邊圍巖應(yīng)力的擾動(dòng)，并采用光面爆破、微差爆破等措施。減少對(duì)圍巖的震動(dòng)，以保全其整體性。同時(shí)注意隧道表面盡可能平滑，避免局部應(yīng)力集中。十一月22412．為了充分發(fā)揮巖體的承載能力，應(yīng)允許并控制巖體的變形。一方面允許變形，使圍巖中能形成承載環(huán)；另一方面又必須限制它，使巖體不致過度松弛而喪失或大大降低承載能力。在施工中應(yīng)采用能與圍巖密貼、及時(shí)筑砌又能隨時(shí)加強(qiáng)的柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，例如，錨噴支護(hù)等。這樣，就能通過調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和它參加施作的時(shí)間（包括閉合時(shí)間）來控制巖體的變形。十一月22423、為了改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性能，施工中應(yīng)盡快閉合，而成為封閉的筒形結(jié)構(gòu)。另外，隧道斷面形狀應(yīng)盡可能圓順，以避免拐角處的應(yīng)力集中。

4、允許圍巖由一定量的變形，以利于發(fā)揮圍巖的固有強(qiáng)度。同時(shí)隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)，也應(yīng)具有預(yù)定的變形量，以緩和隧道壓力。

十一月2243二、新奧法施工的基本程序三、新奧法施工的基本原則“少擾動(dòng)、早支護(hù)（錨噴）、勤量測(cè)、緊封閉”

（1）少擾動(dòng)，是指在進(jìn)行隧道開挖時(shí)，要盡量減少對(duì)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。

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

（3）勤量測(cè)，是指以直觀、可靠的量測(cè)方法和量測(cè)數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確評(píng)價(jià)圍巖（或圍巖加支護(hù)）的穩(wěn)定狀態(tài)，或判斷其動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，以便及時(shí)調(diào)整支護(hù)形式、開挖方法，確保施工安全和順利進(jìn)行。（4）緊封閉，一方面是指采取噴射混凝土等防護(hù)措施，避免圍巖因長(zhǎng)時(shí)間暴露而致強(qiáng)度和穩(wěn)定性的衰減，尤其是對(duì)于易風(fēng)化的軟弱圍巖。另一方面更為重要的是指要適時(shí)對(duì)圍巖施作封閉形支護(hù)，而且可以使支護(hù)和圍巖能進(jìn)入良好的共同工作狀態(tài)。十一月2246三、隧道的施工方法 第一節(jié)隧道施工方法概述一、隧道施工基本概念二、隧道施工方法的分類及其選擇三、礦山法概述一、隧道施工基本概念1.隧道工程施工2.隧道施工方法3.隧道施工技術(shù)4.隧道施工管理1．隧道工程施工隧道工程施工是指按照規(guī)定的使用目的、規(guī)定的設(shè)計(jì)要求、規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使用適當(dāng)?shù)娜藛T、資金、機(jī)械、材料，運(yùn)用適當(dāng)?shù)氖┕し椒?、施工技術(shù)和施工管理，在指定的地層中修建隧道及地下洞室建筑物的建筑活動(dòng)。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。隧道施工過程通常包括：在地層中挖出土石，形成符合設(shè)計(jì)斷面的坑道，進(jìn)行必要的支護(hù)和襯砌，控制坑道圍巖變形，保證隧道施工安全和長(zhǎng)期安全使用。1）隱蔽性大2）作業(yè)的循環(huán)性強(qiáng)3）作業(yè)空間有限4）作業(yè)的綜合性5）施工是動(dòng)態(tài)的6）作業(yè)環(huán)境惡劣7）作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)性大8）氣候影響小隧道施工具有以下特性：2．隧道施工方法隧道施工方法是開挖和支護(hù)等工序的組合*隧道施工方法主要研究在不同地下建筑環(huán)境條件下，修建不同建筑形式的隧道時(shí)，對(duì)建造過程的施工工序的劃分、作業(yè)程序的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)的選擇，以及對(duì)人員、材料、機(jī)械、資金的綜合調(diào)配與應(yīng)用。*在隧道施工中最重要的是選擇合理的施工方法。常用的施工方法有：傳統(tǒng)礦山法（日本稱為背板法）、新奧法(NATM）、明挖法、蓋挖法、盾構(gòu)法（Shield）、掘進(jìn)機(jī)法、沉埋法。

或者定義為：為達(dá)到規(guī)定的使用目的、規(guī)定的設(shè)計(jì)要求、規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使用一定的人員、材料、機(jī)械、資金，運(yùn)用一定的技術(shù)措施和管理措施，遵循一定的作業(yè)程序，修建隧道及地下洞室建筑物的方法。

混凝土襯砌模板臺(tái)車盾構(gòu)法施工技術(shù)：插刀盾構(gòu)法；土壓平衡盾構(gòu)法；泥水盾構(gòu)法；復(fù)合式盾構(gòu)法；頂管法。2007年7月26日，在南京地鐵二號(hào)線漢中門工地，工人們?cè)陧樌龆吹亩軜?gòu)機(jī)旁揮舞旗幟。

遼寧省大伙房水庫輸水工程全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)

西康鐵路秦嶺隧道Ⅰ線(左線)隧道使用2臺(tái)8.8米敞開式掘進(jìn)機(jī)（TBM）由隧道兩端相向施工。

沉管法施工技術(shù)：沉埋管段法；懸浮管段法。3.隧道施工技術(shù)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(shí)（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(duì)圍巖變化的量測(cè)監(jiān)控方法。4.隧道施工管理隧道施工管理是以按期完成合同為目的，研究隧道施工管理體系的建立、運(yùn)行和改進(jìn)，以及過程的計(jì)劃、實(shí)施、檢查、改進(jìn)（PDCA）的方法和程序。

施工方案選擇、施工方法選擇、施工技術(shù)選擇；施工進(jìn)度控制、施工質(zhì)量控制、施工成本控制；施工場(chǎng)地布置；施工人員聘用和培訓(xùn)、工程材料和能源采購和供應(yīng)、施工機(jī)械購置和配備；環(huán)境保護(hù)、職業(yè)健康與安全保護(hù)等項(xiàng)。施工過程中的工作一般包括：按照管理的對(duì)象可以將隧道施工管理分為：人事管理、材料管理、機(jī)械管理、技術(shù)管理、質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)管理、安全管理等方面。隧道施工管理主要解決施工組織設(shè)計(jì)（如施工方案的選擇、施工技術(shù)措施、場(chǎng)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(jì)劃管理、質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)管理、安全管理等問題。二、隧道施工方法分類及其選擇（一）隧道施工方法的分類（二）隧道施工方法的適用條件（三）隧道施工方法的選擇原則（一）隧道施工方法的分類（二）隧道施工方法的適用條件（三）隧道施工方法的選擇原則選擇施工方法時(shí)需考慮的基本因素大體上可歸納為：1、施工條件

2、圍巖條件3、隧道斷面積4、埋深5、工期6、環(huán)境條件三、礦山法概述“礦山法”因其最早應(yīng)用于坑道采礦而得名。它是采用鉆眼爆破方式破巖，縱向分段，橫向全斷面或分部開挖，每一部分開挖成形后即對(duì)暴露圍巖加以適當(dāng)?shù)闹位蛑ёo(hù)，繼而提供必要的永久性人工結(jié)構(gòu)以保持隧道長(zhǎng)期穩(wěn)定的施工方法。礦山法又因其采用“鉆眼爆破”方式破巖，故隧道工程中也稱之為“鉆爆法”?！皞鹘y(tǒng)礦山法”

“新奧法”第二節(jié)主要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(duì)圍巖的擾動(dòng)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。全斷面開挖法臺(tái)階開挖法分部開挖法第二節(jié)主要開挖方法一、開挖輪廓線、預(yù)留變形量、開挖面的支撐作用二、開挖方法的種類與選擇原則

三、全斷面開挖法四、臺(tái)階開挖法五、分部開挖法一、開挖輪廓線、預(yù)留變形量、開挖面的支撐作用1、開挖輪廓線的確定與預(yù)留變形量2、開挖面的支承作用1、開挖輪廓線的確定與預(yù)留變形量考慮到開挖坑道后，圍巖因失去部分約束而產(chǎn)生向坑道方向的收縮變形，施工開挖輪廓線應(yīng)在設(shè)計(jì)開挖輪廓線的基礎(chǔ)上適當(dāng)加大，保證圍巖變形完成后，坑道斷面大小仍能滿足設(shè)計(jì)要求（保證襯砌厚度）。這部分加大量稱為預(yù)留（圍巖）變形量。2、開挖面的支承作用隧道施工作業(yè)最前端的橫斷面稱為“開挖面”或“掌子面”。

開挖面前方將被挖出而尚未挖除的巖體，對(duì)已開挖區(qū)段的圍巖起著一定的約束作用，這種約束作用稱為“開挖面的支承作用”。二、開挖方法的種類與選擇原則1、開挖方法的種類2、隧道開挖方法的選擇原則1、開挖方法的種類2、隧道開挖方法的選擇原則隧道開挖方法的選擇就是要確定橫斷面分部開挖面的大小和縱向分段掘進(jìn)的深度，及其動(dòng)態(tài)調(diào)整措施。

隧道開挖方法的選擇，應(yīng)主要考慮圍巖的穩(wěn)定性，開挖與其他工序之間的相互干擾，施工過程中巖體應(yīng)力重分布和結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，還應(yīng)考慮隧道設(shè)計(jì)斷面大小和形狀，以及掘進(jìn)方式、作業(yè)空間大小、機(jī)械配備能力、支護(hù)條件、工期要求、工區(qū)長(zhǎng)度、經(jīng)濟(jì)性等因素的影響，進(jìn)行綜合分析，選用既有利于圍巖穩(wěn)定，又滿足作業(yè)空間等要求的開挖方法?，F(xiàn)代隧道工程圍巖承載理論主張盡可能采用大斷面，同時(shí)主要通過調(diào)整掘進(jìn)進(jìn)尺來適應(yīng)不同穩(wěn)定能力的圍巖條件。

三、全斷面開挖法全斷面開挖法就是按照設(shè)計(jì)輪廓一次爆破成形，然后修建襯砌的施工方法。圖6-2全斷面開挖法1-全斷面開挖法;2-錨噴支護(hù);3-模筑混凝土襯砌（一）全斷面法施工的順序三、全斷面開挖法（二）適用條件（三）全斷面法施工特點(diǎn)（四）全斷面開挖法的技術(shù)要點(diǎn)（一）全斷面法施工的順序隧道掘進(jìn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)橫道圖(1)施工準(zhǔn)備完成后，用鉆孔臺(tái)車鉆眼，然后裝藥，聯(lián)接起爆網(wǎng)路；(2)退出鉆孔臺(tái)車，引爆炸藥，開挖出整個(gè)隧道斷面；(3)進(jìn)行通風(fēng)、撒水，排煙、降塵；(4)排除危石，安設(shè)拱部錨桿和噴第一層混凝土；(5)用裝碴機(jī)將石碴裝入礦車或運(yùn)輸機(jī)，運(yùn)出洞外；(6)安設(shè)邊墻錨桿和噴混凝土；(7)必要時(shí)可噴拱部第二層混凝土和隧道底部混凝土；(8)開始下一輪循環(huán)；(9)在初次支護(hù)變形穩(wěn)定后，或按施工組織中規(guī)定日期灌注內(nèi)層襯砌。（三）全斷面法施工特點(diǎn)（1）開挖斷面與作業(yè)空間大、干擾?。?）有條件充分使用機(jī)械，減少人力（3）工序少，便于施工組織與施工管理，改善勞動(dòng)條件（4）開挖一次成形，對(duì)圍巖擾動(dòng)少，有利于圍巖穩(wěn)定優(yōu)點(diǎn)：

缺點(diǎn)：采用全斷面開挖，每次爆破震動(dòng)強(qiáng)度較大，因此要求進(jìn)行分段裝藥，嚴(yán)格控制爆破設(shè)計(jì)，尤其是對(duì)于穩(wěn)定性較差的圍巖。因開挖面大，圍巖相對(duì)穩(wěn)定性降低，且每循環(huán)工作量相對(duì)較大，因此要求具有較強(qiáng)的開挖、出碴能力和相應(yīng)的支護(hù)能力。四、臺(tái)階開挖法臺(tái)階開挖法一般是將設(shè)計(jì)斷面分上半斷面和下半斷面兩次開挖成型。臺(tái)階開挖法主要適用于圍巖穩(wěn)定性較好，但隧道斷面較大的條件下，或者隧道斷面不太大，但圍巖穩(wěn)定性較差的條件下。臺(tái)階法上斷面開挖臺(tái)階法上斷面開挖臺(tái)階法上斷面開挖臺(tái)階法上斷面開挖采用何種臺(tái)階法？

(1)初次支護(hù)形成閉合斷面的時(shí)間要求，圍巖越差，閉合時(shí)間要求越短；(2)上斷面施工所用的開挖、支護(hù)、出碴等機(jī)械設(shè)備施工場(chǎng)地大小的要求。（一）長(zhǎng)臺(tái)階法

（二）短臺(tái)階法

（三）超短臺(tái)階法（微臺(tái)階法）

四、臺(tái)階開挖法（一）長(zhǎng)臺(tái)階法

這種方法是將斷面分成上半斷面和下半斷面兩部分進(jìn)行開挖，上下斷面相距較遠(yuǎn)，一般上臺(tái)階超前50m以上或大于5倍洞跨。

2、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件

1、長(zhǎng)臺(tái)階法的作業(yè)順序

1、長(zhǎng)臺(tái)階法的作業(yè)順序

A、上半斷面開挖：①用兩臂鉆孔臺(tái)車鉆眼、裝藥爆破，地層較軟時(shí)亦可用挖掘機(jī)開挖。②安設(shè)錨桿和鋼筋網(wǎng)，必要時(shí)加設(shè)鋼支撐、噴射混凝土。③用推鏟機(jī)將石碴推運(yùn)到臺(tái)階下，再由裝載機(jī)裝入車內(nèi)運(yùn)至洞外。④根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)形成閉合斷面的時(shí)間要求，必要時(shí)在開挖上半斷面后，可建筑臨時(shí)底拱，形成上半斷面的臨時(shí)閉合結(jié)構(gòu)，然后在開挖下半斷面時(shí)再將臨時(shí)底拱挖掉。B、下半斷面開挖①用兩臂鉆孔臺(tái)車鉆眼、裝藥爆破。裝碴直接運(yùn)至洞外。②安設(shè)邊墻錨桿(必要時(shí))和噴混凝土。③用反鏟挖掘機(jī)開挖水溝。噴底部混凝土。C、待初期支護(hù)的變形穩(wěn)定后，或根據(jù)施工組織所規(guī)定的日期敷設(shè)防水層（必要時(shí)）和建造內(nèi)層襯砌。相對(duì)于全斷面法來說，長(zhǎng)臺(tái)階法一次開挖的斷面和高度都比較小，只需配備中型鉆孔臺(tái)車即可施工，而且，對(duì)維持開挖面的穩(wěn)定也十分有利。所以，它的適用范圍較全斷面法廣泛，凡是在全斷面法中開挖面不能自穩(wěn)，但圍巖堅(jiān)硬不要用底拱封閉斷面的情況，都可采用長(zhǎng)臺(tái)階法，一般適用于地質(zhì)條件較差的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖。在上、下兩個(gè)臺(tái)階上，分別進(jìn)行開挖、支護(hù)、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等作業(yè)線，有足夠的工作空間和相當(dāng)?shù)氖┕に俣?，上部開挖支護(hù)后，下部作業(yè)就較為安全；但上下部作業(yè)有一定的干擾，因此臺(tái)階長(zhǎng)度適當(dāng)長(zhǎng)一些，一般考慮至少為50m，但臺(tái)階長(zhǎng)度過長(zhǎng)，如大于100m，則增加了軌道的鋪設(shè)長(zhǎng)度，同時(shí)其通風(fēng)排煙、排水的難度也大大增加這樣反而降低了施工的綜合效率，因此推薦臺(tái)階長(zhǎng)度為50-80m。2、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件

（二）短臺(tái)階法

這種方法也是分成上下兩個(gè)斷面進(jìn)行開挖，只是兩個(gè)斷面相距較近，一般上臺(tái)階長(zhǎng)度小于5倍，為10-15m，即1-2倍開挖寬度，上下斷面采用平行作業(yè)。短臺(tái)階法的作業(yè)順序和長(zhǎng)臺(tái)階相同。

短臺(tái)階法主要是考慮拉開工作面，減少干擾，因此臺(tái)階長(zhǎng)度不宜過短。上臺(tái)階一般采用少藥量的松動(dòng)爆破，出渣采用人工或小型機(jī)械轉(zhuǎn)運(yùn)至下臺(tái)階，一般不考慮有軌運(yùn)輸。因此臺(tái)階長(zhǎng)度又不宜過長(zhǎng)，如果超過15m，則出渣所需的時(shí)間顯得過長(zhǎng)。優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件：

短臺(tái)階法可縮短支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合的時(shí)間，改善初次支護(hù)的受力條件，有利于控制圍巖變形。是新奧法施工中經(jīng)常采用的方法。適用：Ⅰ～Ⅴ級(jí)圍巖，尤其適用于地質(zhì)條件差的Ⅲ-Ⅴ級(jí)圍巖。缺點(diǎn)是上臺(tái)階出碴時(shí)對(duì)下半斷面施工的干擾較大，不能全部平行作業(yè)。為解決這種干擾可采用長(zhǎng)皮帶機(jī)運(yùn)輸上臺(tái)階的石碴；或設(shè)置由上半斷面過渡到下半斷面的坡道。將上臺(tái)階的石碴直接裝車運(yùn)出。過渡坡道的位置可設(shè)在中間，也可交替地設(shè)在兩側(cè)。過渡坡道法通用于斷面較大的雙線隧道中。

初期支護(hù)全斷面閉合要在距開挖面30m以內(nèi)，或距開挖上半斷面開始的30天內(nèi)完成。初期支護(hù)變形、下沉顯著時(shí)，要提前閉合，要研究在保證施工機(jī)械正常工作的前提下臺(tái)階的最小長(zhǎng)度。采用短臺(tái)階法時(shí)應(yīng)注意下列問題：（三）超短臺(tái)階法（微臺(tái)階法）

超短臺(tái)階法是將設(shè)計(jì)坑道斷面內(nèi)的巖體分為上半斷面、下半斷面2部分，在一個(gè)作業(yè)循環(huán)內(nèi)同時(shí)挖除，并始終保持上半斷面超前于下半斷面形成一個(gè)臺(tái)階的開挖方法，也稱為“微臺(tái)階開挖法”。適用于Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖，一般為3-5m的臺(tái)階長(zhǎng)度，采用交替作業(yè)。1、超短臺(tái)階法施工作業(yè)順序

2、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件

3、臺(tái)階開挖法的技術(shù)要點(diǎn)1、超短臺(tái)階法施工作業(yè)順序

①用一臺(tái)停在臺(tái)階下的長(zhǎng)臂挖掘機(jī)或單臂掘進(jìn)機(jī)開挖上半斷面至一個(gè)進(jìn)尺。②安設(shè)拱部錨桿、鋼筋網(wǎng)或鋼支撐，噴拱部混凝土。③用同一臺(tái)機(jī)械開挖下半斷面至一個(gè)進(jìn)尺。安設(shè)邊墻錨桿、鋼筋網(wǎng)或接長(zhǎng)鋼支撐，噴邊墻混凝土（必要時(shí)加噴拱部混凝土）。④開挖水溝、安設(shè)底部鋼支撐，噴底拱混凝土。灌筑內(nèi)層襯砌。2、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件

①將上、下半斷面合為一個(gè)作業(yè)面同步開挖，與全斷面開挖法基本相同，可以有足夠的工作空間和較快的施工速度。②臺(tái)階開挖法將隧道下半斷面滯后開挖，掌子面始終保留一個(gè)微臺(tái)階，既有利于開挖面的穩(wěn)定和圍巖的穩(wěn)定，也給上部提供了一個(gè)工作平臺(tái)，便于上部進(jìn)行各項(xiàng)作業(yè)。③臺(tái)階開挖法既可以采用大型施工機(jī)械，也可以采用中小型施工機(jī)械，其出渣、進(jìn)料運(yùn)輸方面也與全斷面開挖法基本相同。④臺(tái)階開挖法在遇到前方圍巖地質(zhì)條件的突變（如突變?yōu)檐浫跗扑?、突水、泥石流或溶洞）時(shí)，其防御性要好一些，相對(duì)于全斷面開挖法而言，可以避免造成較大的損失，并且可以比較方便地轉(zhuǎn)換為留核心土環(huán)形開挖法或其他分部開挖法。由于超短臺(tái)階法初次支護(hù)全斷面閉合時(shí)間更短，更有利于控制圍巖變形。在城市隧道施工中，能更有效的控制地表沉陷。所以，超短臺(tái)階法適用于膨脹性圍巖和土質(zhì)圍巖，要求及早閉合斷面的場(chǎng)合。當(dāng)然，也適用于機(jī)械化程度不高的各類圍巖地段。缺點(diǎn)是上下斷面相距較近，機(jī)械設(shè)備集中，作業(yè)時(shí)相互干擾較大生產(chǎn)效率較低，施工速度較慢。采用超短臺(tái)階法施工時(shí)應(yīng)注意以下問題：在軟弱圍巖中施工時(shí)，應(yīng)特別注意開挖工作面的穩(wěn)定性，必要時(shí)可采用輔助施工措施，如向圍巖中注漿或打入超前水平小鋼管，對(duì)開挖面進(jìn)行預(yù)加固或預(yù)支護(hù)。五、分部開挖法分部開挖法是開挖軟弱巖層或土層隧道的一種施工方法，主要適用于隧道斷面較大或圍巖穩(wěn)定性較差的條件下。它將隧道斷面分部開挖逐步成型，且一般將某部超前開挖。

導(dǎo)坑的作用主要是超前探察前方巖體的工程地質(zhì)條件。先行開挖形成的坑道稱為“導(dǎo)坑”,“導(dǎo)坑超前開挖法”（一）臺(tái)階分部開挖法（環(huán)形開挖留核心土法）五、分部開挖法（二）單側(cè)壁導(dǎo)坑法

（三）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，又稱眼鏡工法

（四）中洞法（洞柱法）（五）中隔壁法（CD）（六）交叉中隔壁法（CRD）（一）臺(tái)階分部開挖法（環(huán)形開挖留核心土法）（一）臺(tái)階分部開挖法（環(huán)形開挖留核心土法）1、開挖面分部形式

2、施工作業(yè)順序3、施工要求4、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件

1、開挖面分部形式

2、施工作業(yè)順序

①用人工或單臂進(jìn)機(jī)開挖環(huán)形拱部。②安設(shè)拱部錨桿、鋼筋網(wǎng)或鋼支撐、噴混凝土。③在拱部初次支護(hù)保護(hù)下，用挖掘機(jī)或單臂掘進(jìn)機(jī)開挖核心土和下臺(tái)階，隨時(shí)接長(zhǎng)鋼支撐和噴混凝土、封底。

④根據(jù)初次支護(hù)變形情況或施工安排建造內(nèi)層襯砌。3、施工要求開挖進(jìn)尺為0.5～2.0m，不宜過長(zhǎng)。

上部核心土和下臺(tái)階的距離，一般雙線隧道為1倍洞跨，單線隧道為2倍洞跨。

開挖后應(yīng)及時(shí)施作噴錨支護(hù)、安設(shè)鋼架支撐，每?jī)砷摷苤g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(gè)斷面的50%；當(dāng)圍巖地質(zhì)條件差，自穩(wěn)時(shí)間較短時(shí)，開挖前在拱部設(shè)計(jì)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。

4、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件

優(yōu)點(diǎn)：

簡(jiǎn)單明了，施工易行，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；

施工安全性好。

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(zhǎng)，這些都有可能使圍巖變形增大。因此，它常要結(jié)合輔助施工措施對(duì)開挖工作面及其前方巖體進(jìn)行預(yù)支護(hù)或預(yù)加固。

適用條件：Ⅵ級(jí)圍巖單線和Ⅴ—Ⅵ級(jí)圍巖雙線

與超短臺(tái)階法相比，臺(tái)階長(zhǎng)度可以加長(zhǎng)，減少上下臺(tái)階施工干擾；與下述的側(cè)壁導(dǎo)坑法相比，施工機(jī)械化程度較高，施工速度可加快。（二）單側(cè)壁導(dǎo)坑法

1、開挖面分部形式

2、施工作業(yè)順序3、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件

出口側(cè)壁導(dǎo)坑臺(tái)階法施工1、開挖面分部形式

側(cè)壁導(dǎo)坑上臺(tái)階下臺(tái)階2、施工作業(yè)順序①開挖側(cè)壁導(dǎo)坑，并進(jìn)行初次支護(hù)(錨桿加鋼筋網(wǎng)、或錨桿加鋼支撐、或鋼支撐，噴射混凝土)，應(yīng)盡快使導(dǎo)坑的初次支護(hù)閉合；②開挖上臺(tái)階，進(jìn)行拱部初次支護(hù)，使其一側(cè)支承在導(dǎo)坑的初次支護(hù)上，另一側(cè)支撐在下臺(tái)階上；③開挖下臺(tái)階，進(jìn)行另一側(cè)邊墻的初次支護(hù)，并盡快建造底部初次支護(hù)，使全斷面閉合；④拆除導(dǎo)坑臨空部分的初次支護(hù)；⑤建造內(nèi)層襯砌。3、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件

單側(cè)壁導(dǎo)坑法是將斷面橫向分成3塊或4塊，每步開挖的寬度較小，而且封閉型的導(dǎo)坑初次支護(hù)承載能力大，所以，單側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于斷面跨度大，地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖中。（三）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，又稱眼鏡工法

1、開挖面分部形式

2、施工作業(yè)順序3、施工要求4、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件

1、開挖面分部形式

寬度不宜超過斷面最大跨度的1/3。左、右側(cè)導(dǎo)坑錯(cuò)開的距離，應(yīng)根據(jù)開挖一側(cè)導(dǎo)坑所引起的圍巖應(yīng)力重分布的影響不致波及另一側(cè)已成導(dǎo)坑的原則確定,一般為30-50m。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工核心土開挖雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工2、施工作業(yè)順序①開挖一側(cè)導(dǎo)坑，并及時(shí)地將其初次支護(hù)閉合。②相隔適當(dāng)距離后開挖另一側(cè)導(dǎo)坑，并建造初次支護(hù)。③開挖上部核心土，建造拱部初次支護(hù)，拱腳支承在兩側(cè)壁導(dǎo)坑的初次支護(hù)上。④開挖下臺(tái)階，建造底部的初次支護(hù)，使初次支護(hù)全斷面閉合。⑤拆除導(dǎo)坑臨空部分的初次支護(hù)。⑥建造內(nèi)層襯砌。3、施工要求側(cè)壁導(dǎo)坑高度以達(dá)到起拱線為宜；側(cè)壁導(dǎo)坑形狀應(yīng)接近于橢圓形斷面，導(dǎo)坑斷面為整個(gè)斷面的1/3；側(cè)壁導(dǎo)坑領(lǐng)先長(zhǎng)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(shí)進(jìn)行初期支護(hù)，并盡早封閉成環(huán)。4、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件

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)，但速度較慢，成本較高。適用于Ⅴ—Ⅵ級(jí)圍巖雙線或多線隧道掘進(jìn)。

當(dāng)隧道跨度很大，地表沉陷要求嚴(yán)格，圍巖條件特別差，單側(cè)壁導(dǎo)坑法難以控制圍巖變形時(shí)，可采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。（四）中洞法（洞柱法）中洞法適用于雙連拱隧道。采用先開挖中洞并支護(hù)，在中洞內(nèi)施作隧道中墻混凝土，后開挖兩側(cè)的施工方法。中洞法施工要求：中洞法開挖高度應(yīng)大于中墻高度1m，開挖寬度應(yīng)大于5m；中洞開挖長(zhǎng)度根據(jù)隧道長(zhǎng)度、寬度以及地質(zhì)情況綜合考慮，一般為50—80m；對(duì)長(zhǎng)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(shí)施作初期支護(hù)，再分段灌筑中墻混凝土，每一縱向段長(zhǎng)度為4—10m，在中墻混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可拆模，并進(jìn)行臨時(shí)橫向支撐。

中洞拱部開挖（五）中隔壁法（CD）適用于V～Ⅵ級(jí)圍巖淺埋雙線隧道。中隔壁法施工要求：

各部開挖時(shí)，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35m；后一側(cè)開挖應(yīng)全斷面及時(shí)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。（六）交叉中隔壁法（CRD）適用于Ⅴ～Ⅵ級(jí)圍巖淺埋的雙線或多線隧道。采用交叉中隔壁法施工，除滿足中隔壁法的要求外，尚應(yīng)滿足：設(shè)置臨時(shí)仰拱，步步成環(huán)；自上而下，交叉進(jìn)行；中隔壁及交叉臨時(shí)支護(hù)，在灌注二次襯砌時(shí)，應(yīng)逐段拆除。CRD法開挖全景十一月22134CRD法開挖局部十一月22135第五節(jié)隧道洞口施工

三、洞口的施工方法一、洞口地段的一般概念二、洞口地段施工注意事項(xiàng)一、洞口地段的一般概念

隧道洞口地段，一般地質(zhì)條件差，且地表水匯集，施工難度較大。施工時(shí)要結(jié)合洞外場(chǎng)地和相鄰工程的情況，全面考慮、妥善安排、及早施工，為隧道洞身施工創(chuàng)造條件。隧道施工的洞口地段，是指隧道進(jìn)口（或出口）附近對(duì)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。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隧道洞口工程在一般情況下，可以將由于隧道開挖可能給上坡地表造成不良影響的洞口范圍稱為洞口加強(qiáng)段。

洞口地段特點(diǎn)洞口地段地層一般較破碎，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(shí)，容易產(chǎn)生縱向推滑力；洞口附近山體覆蓋層較薄，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(shí)，通常會(huì)產(chǎn)生側(cè)向壓力。因此，該地段在開挖時(shí)宜特別謹(jǐn)慎小心，隨挖隨撐，并盡快做好襯砌。二、洞口地段施工注意事項(xiàng)

洞口段施工中最關(guān)鍵的工序就是進(jìn)洞開挖。隧道進(jìn)洞前應(yīng)對(duì)邊仰坡進(jìn)行妥善防護(hù)或加固，作好排水系統(tǒng)。(1)在場(chǎng)地清理作施工準(zhǔn)備時(shí)，應(yīng)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。(2)洞口施工宜避開雨季和融雪期。(3)洞口部分圬工基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固的地基上。(4)洞門拱墻應(yīng)與洞內(nèi)相鄰的拱墻襯砌同時(shí)施工連接成整體，以確保拱墻連接良好。洞門端墻的砌筑與回填應(yīng)兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，防止對(duì)襯砌產(chǎn)生側(cè)壓。(5)洞口段洞身施工時(shí)，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。(6)洞門完成后，洞門以上仰坡腳受破壞處，應(yīng)及時(shí)處理。三、洞口的施工方法(1)洞口段圍巖為Ⅲ級(jí)以下，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10——20m區(qū)段的開挖，爆破進(jìn)尺應(yīng)控制在2—3m。施工支護(hù)，于拱部可施做局部錨桿；墻、拱采用素噴混凝土支護(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)。(2)洞口段圍巖為Ⅲ—Ⅳ級(jí)，地層條件較好時(shí)，宜采用正臺(tái)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(shí)設(shè)鋼拱架加強(qiáng)施工支護(hù)。(3)洞口段圍巖為Ⅲ一Ⅴ級(jí)，地層條件較差時(shí)，宜采用上半斷面長(zhǎng)臺(tái)階法進(jìn)洞施工。上半斷面先進(jìn)50m左右后，拉中槽落底，在保證巖體穩(wěn)定的條件下，再進(jìn)行邊墻擴(kuò)大及底部開挖。上部開挖進(jìn)尺、般控制在1.5m以下，并嚴(yán)格控制爆破藥量。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。(4)洞口段圍巖為Ⅴ級(jí)以上，地層條件差時(shí)，可采用分部開挖法和其他特殊方法進(jìn)洞施工。具體方法有：開挖前應(yīng)對(duì)圍巖進(jìn)行預(yù)加固措施，如先采用超前預(yù)注漿錨桿或采用管棚注漿法加固巖層，然后用鋼架緊貼洞口開挖面進(jìn)行支護(hù)，再采用短臺(tái)階或預(yù)留核心土環(huán)形開挖法等進(jìn)行開挖作業(yè)。在洞身開挖中，支撐應(yīng)緊跟開挖工序，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(shí)可在開挖底面施做臨時(shí)仰拱。開挖完畢后及早施作混凝土內(nèi)層襯砌。

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進(jìn)洞施工前，先施作邊仰坡加固和洞頂截水溝。邊仰坡刷坡從上而下，隨開挖隨噴錨，封閉圍巖暴露面。開挖到起拱線處，施工超前大管棚導(dǎo)向墻，接著進(jìn)行超前大管棚施工。

進(jìn)洞開挖一定要短進(jìn)尺，每循環(huán)只能開挖一榀。上部臺(tái)階一定長(zhǎng)度以后，應(yīng)立即進(jìn)行下臺(tái)階開挖支護(hù)，使初支封閉成環(huán)，控制初支變形。洞口的襯砌和洞門要早做，以鎖住洞口，有利于洞口安全和文明施工。軟弱圍巖淺埋隧道施工，襯砌臺(tái)車未進(jìn)場(chǎng)之前，原則上不能進(jìn)行洞內(nèi)開挖。洞門的位置選擇非常關(guān)鍵，應(yīng)堅(jiān)持“早進(jìn)晚出”原則，要盡量保持原地形地貌，除了必要的清表和松散土體清除，應(yīng)避免大開挖，如果洞口仰坡非常陡且高，應(yīng)加長(zhǎng)隧道。十一月22144第六節(jié)初期支護(hù)

一、概述二、錨桿三、噴射混凝土四、鋼拱架五、初期支護(hù)的施工原則一、概述2．錨噴支護(hù)工程特點(diǎn)1．初期支護(hù)的基本概念1．初期支護(hù)的基本概念在開挖后的洞室周邊，施作鋼、混凝土等支撐物，向洞室周邊提供抗力，控制圍巖變形，這種開挖后隧道內(nèi)的支撐體系，稱為隧道支護(hù)。為控制圍巖應(yīng)力適量釋放和變形，增加結(jié)構(gòu)安全度和方便施工，隧道開挖后立即施作剛度較小并作為永久承載結(jié)構(gòu)一部分的結(jié)構(gòu)層，稱為初期支護(hù)。初期支護(hù)一般由錨桿、噴射混凝土、鋼架、鋼筋網(wǎng)等及其它們的組合組成，它是現(xiàn)代隧道工程中最常用的支護(hù)形式和方法。2．錨噴支護(hù)工程特點(diǎn)(1)靈活性。(2)及時(shí)性。(3)密貼性。(4)深入性。(5)柔性。(6)封閉性二、錨桿

（一）錨桿的支護(hù)效應(yīng)錨桿（索）是用金屬或其他高抗拉性能的材料制作的一種桿狀構(gòu)件。(1)支承圍巖。(2)加固圍巖。(3)提高層間摩阻力，形成“組合梁”。(4)“懸吊”作用。(1)支承圍巖。(2)加固圍巖。(3)提高層間摩阻力，形成“組合梁”。(4)“懸吊”作用。（二）錨桿的種類A．按其對(duì)圍巖加固的區(qū)域來分，可分為系統(tǒng)錨桿、超前錨桿和局部錨桿3種。

①系統(tǒng)錨桿是指在一個(gè)掘進(jìn)進(jìn)尺范圍內(nèi)的巖體被挖除后，沿隧道橫斷面的徑向安裝于圍巖內(nèi)的錨桿，以形成對(duì)已暴露圍巖的錨固，并在已加固且穩(wěn)定的坑道中進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的開挖等作業(yè)。②超前錨桿是指沿開挖輪廓線，以稍大的外插角，向開挖面前方圍巖內(nèi)安裝的錨桿，形成對(duì)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)。③局部錨桿是指為維護(hù)圍巖的局部穩(wěn)定或?qū)Τ跗谥ёo(hù)的局部加強(qiáng)，只在一定的區(qū)域和要求的方向局部安裝的錨桿。B.按其在巖體中的錨固形式來分，可分為4種，見下表。（二）錨桿的種類及各自的設(shè)計(jì)施工要點(diǎn)三、噴射混凝土噴射混凝土既是一種新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)，又是一種新的施工工藝。它是使用混凝土噴射機(jī)，按一定的混合程序，將摻有速凝劑的細(xì)石混凝土，噴射到巖壁表面上，并迅速固結(jié)成一層支護(hù)結(jié)構(gòu)，從而對(duì)圍巖起到支護(hù)作用。噴射混凝土可以作為隧道工程的永久性或臨時(shí)性支護(hù)，也可以與各種形式的錨桿、鋼纖維、鋼拱架、鋼筋網(wǎng)等構(gòu)成組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)。它的靈活性也很大，可以根據(jù)需要分次追加厚度。因此除用于地下工程外，還廣泛應(yīng)用于地面工程的邊坡防護(hù)、加固，基坑防護(hù)，結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)等。

噴混凝土的作用1．支撐圍巖3．填平補(bǔ)強(qiáng)圍巖2．“卸載”作用4．覆蓋圍巖表面5．阻止圍巖松動(dòng)1．支撐圍巖3．填平補(bǔ)強(qiáng)圍巖4．覆蓋圍巖表面2．“卸載”作用5．阻止圍巖松動(dòng)6．分配外力四、鋼拱架1．構(gòu)造組成2．性能特點(diǎn)3．設(shè)計(jì)要點(diǎn)4．施工要點(diǎn)鋼拱架因其整體剛度和強(qiáng)度均較大，對(duì)圍巖松弛變形的限制作用更強(qiáng)，可及時(shí)阻止有害松動(dòng)，也可以承受已發(fā)生的松弛荷載，保證坑道穩(wěn)定與安全，還可以作為超前支護(hù)的反支點(diǎn)。1．構(gòu)造組成鋼拱架型鋼拱架花鋼拱架（格柵鋼架）工字鋼拱架槽鋼拱架鋼管拱架鋼筋焊接制成1．構(gòu)造組成1．構(gòu)造組成1）接頭鋼拱架每榀分為2-6節(jié)，主要是為便于架設(shè)；為保證接頭剛度，鋼拱架的接頭有端板栓接、夾板栓接及套管連接3種形式。2）墊板鋼拱架構(gòu)件下端斷面積較小，應(yīng)設(shè)底板，以增加支承面積。若圍巖軟弱，承載力不足，為防止拱架下沉，應(yīng)在其下加設(shè)鋼板、木板、片石鋪墊，必要時(shí)可增設(shè)混凝土基座或縱向托梁（工字鋼）。3）縱向聯(lián)系為保證拱架的縱向穩(wěn)定性，各榀拱架之間應(yīng)設(shè)有足夠的縱向聯(lián)系。當(dāng)有縱向荷載（包括爆破沖擊荷載）時(shí)，則應(yīng)設(shè)置縱向斜撐。1．構(gòu)造組成(1)鋼拱架的整體剛度較大，可以提供較大的早期支護(hù)剛度；型鋼拱架較格柵鋼架能更早承載。(2)鋼拱架可以很好地與錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土相結(jié)合，構(gòu)成聯(lián)合支護(hù)，增強(qiáng)支護(hù)的有效性，且受力條件較好。尤以格柵鋼架結(jié)合最好。(3)格柵鋼架采用鋼筋現(xiàn)場(chǎng)加工制作，技術(shù)難度和要求并不高；對(duì)隧道斷面變化適應(yīng)性好。(4)型鋼拱架的彎制需要有專用的大型彎制機(jī),故多是在加工廠加工制作后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)的,型鋼拱架的接頭形式和尺寸相對(duì)固定,當(dāng)實(shí)際開挖的坑道輪廓不夠圓順時(shí),型鋼拱架的架設(shè)就有些困難。(5)鋼拱架的安裝架設(shè)方便。當(dāng)圍巖變形較大時(shí),還可以設(shè)置可縮性接頭,以減小支護(hù)阻力,釋放圍巖內(nèi)應(yīng)力。2．性能特點(diǎn)五、初期支護(hù)的施工原則(一)聯(lián)合效應(yīng)原則(二)先護(hù)后挖原則(三)預(yù)防為主原則（施工過程中（二次襯砌前）可能發(fā)生的問題及對(duì)策）(一)聯(lián)合效應(yīng)原則在隧道工程中，為適應(yīng)地質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)條件的變化，常將各種單一支護(hù)方法進(jìn)行恰當(dāng)組合，共同構(gòu)成較為合理的、有效的和經(jīng)濟(jì)的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。但不論何種組合形式，將其通稱為聯(lián)合支護(hù)。

(二)先護(hù)后挖原則針對(duì)軟弱破碎圍巖條件，隧道工作者研究出了許多“特殊穩(wěn)定措施”。這些特殊穩(wěn)定措施包括“超前支護(hù)”、“注漿加固”和“冷凍固結(jié)”三大類。針對(duì)軟弱破碎圍巖條件下的隧道工程，采取特殊穩(wěn)定措施進(jìn)行隧道設(shè)計(jì)和施工的基本原則是：“先支護(hù)（或先加固）、后開挖，逆序施作；短進(jìn)尺、弱爆破，萬勿冒進(jìn)；強(qiáng)支護(hù)、快襯砌，適時(shí)封閉；重觀察、勤量測(cè)，莫等坍方；錨噴行、鋼架好，根本注漿”。(三)預(yù)防為主原則

（施工過程中（二次襯砌前）可能發(fā)生的問題及對(duì)策）另一方面應(yīng)密切關(guān)注地形、地貌、地質(zhì)和地下水條件及其突然變化的情況，以及觀測(cè)到的圍巖變形動(dòng)態(tài)的異常變化的情況，制定相應(yīng)的緊急預(yù)備方案和有關(guān)的安全措施，極力預(yù)防坍方、突泥、流砂、大變形等工程事故的發(fā)生；發(fā)生時(shí)應(yīng)及時(shí)阻止坍方的進(jìn)一步擴(kuò)大。一方面應(yīng)進(jìn)行隧道動(dòng)態(tài)信息的反饋分析，對(duì)施工方法、支護(hù)時(shí)機(jī)、各支護(hù)參數(shù)等加以調(diào)整；第七節(jié)輔助坑道

一、橫洞二、平行導(dǎo)坑三、斜井四、豎井五、投料孔一、橫洞

當(dāng)隧道傍山沿河、側(cè)向覆蓋層較薄時(shí)，就可以考慮設(shè)置橫洞。一般情況下，橫洞不長(zhǎng)，較經(jīng)濟(jì)，因此在地形條件允許時(shí)，宜優(yōu)先考慮采用橫洞來增辟工作面。在隧道側(cè)面修筑的與之相交的坑道。運(yùn)輸方式可采用無軌運(yùn)輸或有軌運(yùn)輸。橫洞縱坡因考慮到便于排水及重車下坡運(yùn)輸方便，有軌運(yùn)輸時(shí)應(yīng)向外設(shè)不小于3%的下坡，無軌運(yùn)輸時(shí)可視車輛情況而定。

連接形式雙聯(lián)式單聯(lián)式為便于車輛運(yùn)輸，相交處可用半徑不小于7倍軸距的圓曲線相連。橫洞與隧道的交角一般不小于60°,地形限制時(shí)不宜小于40°，交角太小則銳角段圍巖較易坍塌，斜交時(shí)最好朝向隧道主攻方向。相交處用半徑不小于12m的曲線連接。在考慮把橫洞作為運(yùn)營(yíng)時(shí)的通風(fēng)口的情況下，橫洞斷面大小應(yīng)按通風(fēng)要求及施工需要一并考慮，并宜修筑（至少在兩端適當(dāng)長(zhǎng)度