【正文】 （ 3）垂直錨桿法 是一種用錨桿從隧道上方加固地層的一種方法。一般從地表面鉆 ? 60～ 125mm的鉆孔，而后插入鋼筋。其作用是：利用砂漿和周邊圍巖的凝聚力控制下沉、利用抗剪能力防止洞口滑坡，施工實(shí)例較多。 （ 4）管棚法 一般多在洞口施工時(shí)采用。根據(jù)使用的鋼管直徑分類，有小直徑鋼管管棚和中、大直徑鋼管的管棚。在埋深小的隧道，正上方有建筑物時(shí)，也可采用此法。最近，利用特殊的鉆孔機(jī)械，邊鉆孔、邊注漿，在土砂隧道中產(chǎn)生較好的效果。 （ 5）水平高壓旋噴法 在掌子面與隧道軸線平行，用特殊機(jī)械鉆孔，同時(shí)向管體內(nèi)高壓噴射水泥漿液，形成 ?50~70cm的圓柱體的工法。材料 3天的強(qiáng)度可達(dá) 8~10MPa，改善圍巖的效果很高。是改善掌子面自穩(wěn)性和控制地表下沉的較好的方法。但施工設(shè)備多，系統(tǒng)龐大。 （ 6）隔斷墻法 一般作為止水的輔助工法采用，但也有用于控制地表下沉的對(duì)策而采用的。它可以降低開(kāi)挖引起的地表下沉及其向周圍的傳播。 在隧道兩側(cè)用剛性材料構(gòu)筑地中墻，用以隔斷下沉向周圍的波及。施工時(shí)要注意地表?xiàng)l件的影響。 （７）預(yù)襯砌法 應(yīng)該指出，控制圍巖松弛和地表下沉的方法，許多是與止水方法相聯(lián)系的，很難截然分開(kāi)。為了說(shuō)明的方便，一些方法將在地下水對(duì)策中加以說(shuō)明。此處重點(diǎn)說(shuō)明以下方法。 地表垂直錨桿工法 垂直錨桿工法是在隧道開(kāi)挖之前，在隧道上部鉆設(shè)直徑 100～ 120mm的鉆孔，鉆孔中插入粗鋼筋（一般 D＝ 25～32mm），再充填砂漿或水泥漿，在地中形成棒狀的鋼筋加固體，可以阻止因開(kāi)挖產(chǎn)生的圍巖變形，提高圍巖的抗剪切強(qiáng)度。 此工法廣泛應(yīng)用于： 防止地表下沉、穩(wěn)定隧道掌子面、處理偏壓、防止坡面崩塌。尤其適用于淺埋的軟弱圍巖和滑坡地段等施工條件惡劣的地點(diǎn)。 此工法優(yōu)點(diǎn)是與開(kāi)挖作業(yè)無(wú)干擾。但視地表的土地利用情況選用，適用性較差。 目前在設(shè)計(jì)中，主要是采用經(jīng)驗(yàn)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。如采用 D25～ 32mm的鋼筋，鉆孔直徑多采用 100～ 120mm，間隔采用 ～ ?；蛘吒鶕?jù)滑坡線及阻止坡體滑動(dòng)的計(jì)算決定鋼筋量、打設(shè)長(zhǎng)度、打設(shè)間隔及鋼筋直徑等。其設(shè)計(jì)例見(jiàn)圖 圖 2。 圖 1 垂直錨桿工法設(shè)計(jì)例 圖 2 垂直錨桿工法施工例 ２、管棚工法 管棚工法是在隧道開(kāi)挖之前 ， 沿隧道開(kāi)挖斷面外輪廓 ，以一定間隔與隧道平行鉆孔 、 插入鋼管 ， 再?gòu)牟迦氲匿摴軆?nèi)壓注充填水泥漿或砂漿 ， 來(lái)增加鋼管外周圍巖的抗剪切強(qiáng)度 ， 并使鋼管與圍巖一體化 ， 由管棚和圍巖構(gòu)成的棚架體系 。 其效果可歸納為： 粱效應(yīng)：因鋼管是先行施設(shè)的 ， 在掘進(jìn)時(shí) ， 鋼管在掌子面和后方的支撐支持下 ， 形成粱式結(jié)構(gòu) ， 以防止圍巖的崩塌和松弛 。 加強(qiáng)效應(yīng)：鋼管插入后 ， 壓注水泥漿 ， 加強(qiáng)了鋼管周邊的圍巖 。 ⑴ 管棚的配置和形狀 一般說(shuō)，多采用圖 3所示的形狀。 圖 3 管棚的配置和形狀 ⑵ 施工范圍 沿隧道軸向，管棚設(shè)置到多長(zhǎng)范圍要根據(jù)隧道周邊的地形、地表結(jié)構(gòu)物的狀況等決定。管棚的終端位置，應(yīng)達(dá)到防護(hù)對(duì)象的長(zhǎng)度加上因開(kāi)挖而造成的掌子面松弛范圍。 此工法施工可能的長(zhǎng)度，根據(jù)鉆孔機(jī)械的施工精度，可達(dá) 80m，如施工地段更長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)分段施工。 ⑶ 管棚配置間隔 隧道在公路、鐵道下方通過(guò)時(shí)，或者接近結(jié)構(gòu)物施工時(shí)，或者隧道開(kāi)挖對(duì)周邊環(huán)境有直接影響時(shí)，或者在管棚間土粒子能夠流出的軟弱圍巖時(shí)，為了能直接承受荷載、防止土粒子流出，應(yīng)選用剛性大的、中直徑（ ～）或大直徑（ ）的，帶接頭的鋼管。各種帶接頭鋼管的構(gòu)造見(jiàn)圖 4。 ⑷ 鋼管斷面 根據(jù)隧道的開(kāi)挖方法、斷面、地質(zhì)及埋深等條件，設(shè)定作用在 1根鋼管上的荷載，以支撐和前方圍巖為支點(diǎn)，按粱模式，計(jì)算斷面力決定所需的斷面性能，選擇鋼管斷面。計(jì)算圖示見(jiàn)圖 5。 圖 4 帶接頭鋼管例 ⑸ 施工例 在一座位于市街區(qū)的公路隧道，隧道長(zhǎng)度 180m，斷面積達(dá) 152m2，隧道上部房屋密集，埋深僅有 6m。隧道兩洞口有崩塌的危險(xiǎn)。隧道地質(zhì)條件是：從上到下為表土、火山灰質(zhì)黏性土、砂礫、粉細(xì)砂，下面的基巖是安山巖質(zhì)凝灰?guī)r。隧道是在軟弱的火山灰質(zhì)黏性土、砂礫、粉細(xì)砂層中通過(guò)的。為此，在全洞采用管棚法施工。管棚的配置見(jiàn)圖 6。 圖 5 管棚的計(jì)算圖示 施工的管棚，根據(jù)過(guò)去的施工實(shí)例、目前的管棚機(jī)械等條件，決定采用直徑 、 t＝ 、間隔 650cm的管棚。為全部施工的安全性，在兩洞口設(shè)置推進(jìn)基地，每一洞口各施設(shè) 90m。拱部初期支護(hù)采用鋼支撐和噴混凝土（厚25cm），鋼支撐架設(shè)后立即在鋼支撐和鋼管間打入楔塊，并噴射混凝土（圖 6）。鋼管管棚的施設(shè)精度見(jiàn)圖 7。 圖 6 管棚布置 圖 7 管棚設(shè)置精度 ３、水平高壓旋噴壓注工法和高壓噴射攪拌工法 在未固結(jié)圍巖，特別是城市的淺埋隧道，必需注意防止隧道變形和地表下沉以及確保大斷面的掌子面的穩(wěn)定兩大難題。而水平高壓旋噴壓注工法，是在一般的初期導(dǎo)管注漿的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，能較大規(guī)模地，以高壓旋噴的方式，壓注水泥漿的超前支護(hù)工法。此方法是在水平鉆孔內(nèi)采用高壓旋噴的技術(shù)，在隧道開(kāi)挖外輪廓形成拱形預(yù)襯砌、以防護(hù)掌子面。 本方法具有以下特征： ? 在隧道開(kāi)挖之前，在掌子面前方構(gòu)筑拱形剛性體，減輕傳到掌子面和支護(hù)上的荷載，控制開(kāi)挖引起的變形； ? 因采用高壓旋噴，形成改良的、強(qiáng)度高的改良體； ? 因采用專門(mén)機(jī)械施工，施工速度快。 因從洞內(nèi)施工，鉆孔應(yīng)以較小角度沿外輪廓施設(shè)?？v向的施工間隔，因采用高壓旋噴，最好按機(jī)械的適用范圍采用，如采用日本的 SR－ 11或 SR－ 510時(shí)，其長(zhǎng)度分別為 11m和18m，這樣，改良體的范圍約為 8～ 14m。改良體的搭接長(zhǎng)度不宜小于 。橫向間隔，以相互間能相互形成拱形結(jié)構(gòu)體為原則，通常，視圍巖狀況，采用 40～ 60cm左右。圖 8是某一隧道采用旋噴壓注工法的模式例，該隧道是在砂層中通過(guò)的，埋深為 15～ 7m不等。在隧道拱部形成約 60?的拱形預(yù)襯砌。 表 1是施工規(guī)格和水泥漿配比。 采用水平噴射法進(jìn)行超前加固地層。成樁直徑約650~700mm，間距 600mm，超前長(zhǎng)度 。如圖 9所示。 圖 8 高壓旋噴工法模式例 表 1 施工規(guī)格和配比 施 工 規(guī) 格 項(xiàng)目 規(guī)格 噴嘴 2 噴射壓力 400 kgf/cm2 噴射量 310～ 340 l/m 配 比 水泥 760 kg 超高壓用流化劑 12 kg 水 750 l 圖 9 水平噴射法 高壓噴射攪拌工法是采用高壓噴流切削圍巖，將開(kāi)挖的土砂和硬化劑置換或混合攪拌，在計(jì)劃范圍內(nèi)形成圓柱形的改良體的方法。通常與壓注法的目的一樣，但需要更大的強(qiáng)度和止水性的場(chǎng)合采用。 有只用超高壓水和超高壓硬化劑切削圍巖的方法與空氣并用的方法。用高壓空氣的方法有采用空氣和超高壓硬化劑切削和高壓充填的雙重管法，以及采用超高壓水和高壓空氣切削圍巖，切削部用硬化劑高壓充填的三重管的方法。 ４、預(yù)襯砌法 預(yù)襯砌法是超前支護(hù)的一種方法。在開(kāi)挖前，先沿隧道外周開(kāi)挖一厚約 20~50cm的拱形槽，開(kāi)挖后或開(kāi)挖的同時(shí)，向槽內(nèi)充填混凝土，形成一個(gè)連續(xù)的、剛性很大的拱殼，謂之預(yù)襯砌。通?？v向長(zhǎng)度約 5m。此方法在土砂等圍巖強(qiáng)度極低的地層，埋深小需要控制地表下沉的場(chǎng)合以及接近重要結(jié)構(gòu)物的場(chǎng)合采用是極為有效的方法。拱形槽的開(kāi)挖要采用專用的鏈?zhǔn)角邢鳈C(jī)（圖 10）或多軸鉆機(jī)（圖 11）進(jìn)行。 圖 10 鏈?zhǔn)角邢鳈C(jī)開(kāi)挖 圖 11 多軸鉆機(jī)開(kāi)挖 四、斷面及時(shí)封閉（閉合） 在軟弱圍巖中，斷面及時(shí)閉合是成功的關(guān)鍵，許多工程實(shí)踐，都充分地證實(shí)了這一點(diǎn)。我們?cè)谶@方面的教訓(xùn)也是深刻的。 在任何情況下，使隧道斷面能在較短時(shí)間內(nèi)閉合是極為重要的，在巖石隧道中，因圍巖的結(jié)構(gòu)作用，能“自封閉”；而在軟弱、土砂圍巖中，則必需改變“重視上部支護(hù)、忽視斷面閉合”的做法。斷面及時(shí)封閉的方法視施工方法而異，下面分３種情況加以說(shuō)明。 臨時(shí)仰拱 在臺(tái)階法中，常常采用修筑臨時(shí)仰拱的方法，如圖１。 圖 1 臨時(shí)仰拱施工例 加強(qiáng)底部 也可以采用加強(qiáng)底部的方法，如加強(qiáng)基腳、向底部地層注漿或設(shè)置底部錨桿等。為了控制上部斷面的下沉，并確保底腳處的承載力，設(shè)置了鋼管樁。如圖 2所示。其最大軸力是800kN。 圖 2 底腳加固 也可以用高壓噴射攪拌方法加固掌子面前方的地層和底腳的地層，如圖 3和圖 4所示。 圖 3 底部加固 圖 4 各種加固方法的應(yīng)用 改變施工方法 如將全斷面法該為超短臺(tái)階法，或?qū)?CD法該為 CRD法等，也可以大大縮短斷面封閉時(shí)間。 【 例一 】 全斷面法＋超短臺(tái)階法 寶中線上的大寨嶺隧道全長(zhǎng) 3136m，最大埋深約 170m。隧道穿越大寨黃土塬，進(jìn)口位于洞溝旁居民的窯洞下面，出口位于三岔溝右岸兩條沖溝交匯處的小土梁下。 隧道穿越黃土梁，洞身除出口約 80m范圍為 Q2老黃土地層外，其余均為 Q1砂粘土地層， Q1砂粘土結(jié)構(gòu)緊密，質(zhì)地堅(jiān)硬，硬塑，天然含水量 ~26％。隧道圍巖分類為 Ⅳ 、 V類。 隧道采用復(fù)合襯砌，初期支護(hù)及二次襯砌的有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如表 1。 表 1 大寨嶺隧道施工設(shè)計(jì)參數(shù)表 起 止 里 程 DⅡ K159十 632 DⅡ K159十 850 DⅡ K159+850 DⅡ K162+450 DⅡ K162+450 D]Ikl62十 768 備注 圍巖級(jí)別 — 長(zhǎng)度 V級(jí) — 218m Ⅳ 級(jí) — 2600m V級(jí) — 318m 初 期 支 護(hù) C20噴混凝土厚度 15cm 10cm 15cm φ6φ6(環(huán) 縱 )鋼筋網(wǎng) 拱墻設(shè) 拱墻設(shè) 拱墻設(shè) 網(wǎng)格 20cm 20cm φ22錨桿 L= 100c