【正文】 )無側(cè)面開口或開槽的擴(kuò)大斷面型； (2)有側(cè)面開口或開槽的擴(kuò)大斷面型； (3)喇叭型：分直線型和曲線型兩種，如圖 3 所示。由于以往我國缺乏大斷面客運(yùn)專線隧道支護(hù)參數(shù)的研究，也沒有成熟可 靠的支護(hù)參數(shù)可供借鑒，根據(jù)各設(shè)計單位擬定的參數(shù)，廣泛征求專家建議，結(jié)合國內(nèi)外工程實(shí)例的類比，形成了斷面內(nèi)凈空為 100 m2 的暗挖隧道的襯砌支護(hù)參數(shù)，如表 9 所示。 ③ 洞頂及其附近有水塘、水庫、水渠及河溝時，要考慮因修建隧道而引起地表水流失而影響居民正常生 產(chǎn)生活的可能，可采取穩(wěn)妥的防止水源漏失的措施。 在遠(yuǎn)離水源長度大于 6 km 的隧道洞口和緊急出口處設(shè)置儲水池或地下水罐，以備洞內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時消防用水。從隧道工程的發(fā)展趨勢來看，鉆爆法仍將是今后山嶺隧道最常用的開挖方法。 鋼木構(gòu)件支撐類似于地上的“荷載－結(jié)構(gòu)”力學(xué)體系。我國從 20 世紀(jì) 60 年代開始引用錨桿和噴射混凝土技術(shù)，近幾十年來，通過工程實(shí)踐積累了豐富的在 不良地質(zhì)等困難條件下用新奧法修建隧道工程的成功經(jīng)驗(yàn)，如在嚴(yán)重風(fēng)化的千枚巖地層中修建的下坑隧道；位于黃土、砂質(zhì)粘土層中的軍都山隧道；以及在圍巖急劇變形拱頂沉降最大達(dá)400mm的金家?guī)r隧道等。 早支護(hù)，是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)。顯然，開挖是隧道施工的第一道工序，也是關(guān)鍵工序。 全斷面開挖法 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。同時，機(jī)械化的發(fā)展又推動了隧道施工工藝水平的不斷提高。 (2)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。施工方法見施工順序：人 工或單臂掘進(jìn)機(jī)開挖環(huán)形拱部十架立鋼支撐，掛鋼絲網(wǎng)，噴射混凝土十在拱部初期支護(hù)保護(hù)下，用挖掘機(jī)械單臂掘進(jìn)機(jī)開挖核心土個隨即接長邊墻鋼支撐，掛網(wǎng)噴射混凝土，并進(jìn)行封底十根據(jù)圍巖變形，施作二次襯砌。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，在衡廣復(fù)線香爐坑隧道、大秦線西坪隧道通過塌方體、北京地鐵西單車站等地下工程中均有應(yīng)用。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。在隧道工程歷史中，這樣的事例并不鮮見，造成了人、財、物的大量消耗。因此此類超前支護(hù)主要適用于應(yīng)力不太大，地下水較少的軟弱圍巖的隧道工程中，如土砂質(zhì)地層、弱膨脹性地層、流變性較小的地層、裂隙發(fā)育的巖體、斷層破碎帶等、淺埋無顯著偏壓的隧道。 ~2176。 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；采用鋼插板 (長度小于 10m)的稱為板棚。 (3)設(shè)計、施工要點(diǎn) ①管棚的各項技術(shù)參數(shù)要視圍巖地質(zhì)條件和施工條件而定。鉆孔平面誤差不大于 15cm，角度誤差不大于 176。在此加固圈的保護(hù)下即可安全地進(jìn)行開挖等作業(yè) (圖 9)。之間，一般采用 15176。 ④對于不透水的粘土層，則宜采用高壓劈裂注漿。 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；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。注漿后即可形成較大范圍的筒狀封閉加固區(qū)，稱 為圍幕注漿。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)和彈塑性理論計算出開挖坑道后圍巖的壓力重分布結(jié)果，并確定其塑性破壞區(qū)的大小 (R0－ r0)，這也就是應(yīng)加固區(qū)的大小。 表 13 孔隙率和充填率表 土質(zhì) 壚坶 粘土 粉砂 砂 砂 礫 注漿目的 堵水加固 堵 水 加 固 堵 水 孔隙率 (%) 范圍值 65~75 50~70 40~60 46~50 40~48 30~40 46~50 40~48 40~60 28~40 22~40 標(biāo)準(zhǔn)值 70 60 50 48 44 35 48 44 50 34 31 充填率 a(%) 約 30 約 30 約 20 約 60 約 50 約 50 約 50 約 40 約 60 約 60 約 60 為了做好注漿工作，必須事先對被加固圍巖進(jìn)行試驗(yàn)，查清圍巖的透水系數(shù)、土顆粒組成、孔隙率、飽和度、密度、 PH 值、剪切和抗壓強(qiáng)度等。 注漿壓力應(yīng)根據(jù)地層條件、機(jī)械能力等因素在現(xiàn)場試驗(yàn)確定。 ②鉆孔。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。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。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。平整洞頂?shù)乇?，排除積水，整理隧道周圍流水溝渠。 (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，確保拱墻連接良好。 洞口的施工方法 洞口段施工方法的確定取決于諸多因素。 (3)洞口段圍巖為Ⅱ Ⅲ級，地層條件較差時，宜采用上 半斷面長臺階法進(jìn)洞施工。開挖前應(yīng)對圍巖進(jìn)行預(yù)加固措施，如采用超前預(yù)注漿錨桿或采用管棚注漿法加固巖層后，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)。因此，在特殊地質(zhì)地段進(jìn)行隧道施工時，除了應(yīng)遵守一般技術(shù)要求外，還應(yīng)遵守一些特殊規(guī)定，采取針對性較強(qiáng)的輔助方法施工。并根據(jù)施工方案，制定相應(yīng)的施工方法和技術(shù)措施，備足有關(guān)機(jī)具材料，認(rèn)真編制和實(shí)施施工組織設(shè)計。 (3) 加強(qiáng)監(jiān)控和量測工作 采用新奧法 施工的隧道，為掌握施工中圍巖和支護(hù)的力學(xué)動態(tài)及穩(wěn)定程度，以及確定施工工序，保證施工安全及工程質(zhì)量，影視實(shí)施現(xiàn)場量測，充分利用監(jiān)控量測指導(dǎo)施工。構(gòu)件支撐基礎(chǔ)應(yīng)鋪設(shè)墊板。挑頂作業(yè)宜先護(hù)后挖，暴露面應(yīng)用支撐封閉嚴(yán)密。 此類典型隧道工例較多，如表 15 為國內(nèi)富水軟弱破碎地質(zhì)隧道統(tǒng)計，形成了“預(yù)探測、先治水、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早 封閉”的技術(shù)原則，并先后形成了“雙線鐵路隧道富水軟弱破碎圍巖大斷面工法”、“隧道富水?dāng)鄬訋羁壮邦A(yù)注漿全封閉固結(jié)止水工法”、“小導(dǎo)管超前注漿施工工法”和“水下隧洞超前鉆探全封閉帷幕注漿開挖工法”等工法和研究成果。 巖溶地質(zhì) 我國是碳酸鹽分部較為廣泛的國家，覆蓋及出露的碳酸鹽巖總面積約占國土總面積的 1/5。 (9) 襯砌出現(xiàn)開裂或下沉?xí)r注意事項 特殊地質(zhì)地段隧道襯砌，為防止圍巖松弛，圍巖壓力作用在襯砌結(jié)構(gòu)上，致使襯砌出現(xiàn)開裂、下沉等不良現(xiàn)象，采用模筑襯砌施工時，除遵守隧道施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定施工外，還應(yīng)注意：當(dāng)拱腳、墻基松軟時，灌筑混凝土前應(yīng)采取措施加固基底。 (6) 選用掘進(jìn)方法時注意事項 特殊地質(zhì)地段隧道施工時，不宜采用全斷面開挖。 (4) 使用噴錨技術(shù)注意事項 特殊地質(zhì)地段隧道，除大面積淋水地段、流沙地段外，均可采用錨噴支護(hù)施工。 (2) 選擇施工方法注意事項 施工中應(yīng)經(jīng)常觀察圍巖和地下水的變異情況，量測支護(hù)、襯砌的受力情況，注意地形、 地貌和地表的變化，防止突發(fā)事故。瓦斯溢出地層，更嚴(yán)重地影響著隧道施工安全。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 ，必要時可在開挖底面施做臨時仰拱。上部開挖進(jìn)尺一般控制在 以下，并嚴(yán)格控制爆破藥量。根據(jù)地層情況 ，可分為以下幾種施工方法； (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，初始 1020m區(qū)段的開挖，爆破進(jìn)尺應(yīng)控制在 2~3m。 (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。 (2)洞口施工宜避開雨季和融雪期。 洞口工程中的洞門施工，一般可在進(jìn)洞后做，并應(yīng)作好邊、仰坡防護(hù)，以減少洞門施工對洞身施工的干擾。 各種輔助工法的主要設(shè)計參數(shù)和應(yīng)用時機(jī)如表 14 所示。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。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%。一般采用帶孔眼的焊接鋼管或無縫鋼管。注漿材料的選擇參見小導(dǎo)管注漿部分。 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 圖 10 超前深孔圍幕注漿 工程中常用充填率來估算和控制注漿總量。 ②劈裂注漿 即對于顆粒更細(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。 ⑤注漿后應(yīng)視漿液種類，等待 4h(水泥－水玻璃漿 )~8 h(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 (亦即超前注漿的最短超前量 )。 ②采用水泥－水玻璃漿液時，水泥漿的水灰比可用 :1~:1；水玻璃濃度為 25176。 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)。 (2)性能特點(diǎn)及適用條件 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。要打一眼，裝一管，由上而下順序進(jìn)行。 ~2176。因此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。 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)。 (3)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。 隧道施工中常用的輔助穩(wěn)定措施有： ??????????????????????????超前深孔圍幕注漿超前小導(dǎo)管注漿注漿加固圍巖和堵水插板長管棚短管棚管棚超前支護(hù)前方圍巖臨時仰拱封底超前錨桿錨固前方圍巖噴射混凝土封閉工作面預(yù)留心土擋護(hù)開挖面穩(wěn)定工作面 上述輔助穩(wěn)定措施的選用應(yīng)視圍巖地質(zhì)條件、地下水情況、施工方法、環(huán)境要求等具體情況而定，并盡量與常規(guī)施工方法相結(jié)合，進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一種或幾種同時使用。 各施工方法的適用范圍總結(jié)如表 12 所示。采用先施作隧道中墻混凝土，后開挖兩側(cè)的施 工方法。 環(huán)形開挖留核心土法施工具有簡單明了，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，施工較安全等特點(diǎn)。 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。 表 11 隧道機(jī)械化施工作業(yè)線 作業(yè)線 采用的大型機(jī)械設(shè)備 開挖作業(yè)線 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 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，如圖 6 所示。 圖 5 隧道掘進(jìn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)橫道圖 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 1 2 3 4 5 6 7 8 時 間 (h) ① ② ① ② ① ③ ② ② ① ② ③ ① ③ ② ① ② ③ ① ① ③ ② ① ② ③ ① ③ ③ ② ② ① ② ③ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ① ③ ② ④ ⑤ ⑥ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 表 10 隧道主要施工 (開挖 )方法 序號 名稱 橫斷面示意 縱斷面示意 1 全斷面開 挖法 2 臺階法 3 環(huán)形開挖預(yù)留核心土法 4 單側(cè)壁導(dǎo) 坑法 5 雙側(cè)壁導(dǎo) 坑法 6 中洞法 7 中隔壁法 (CD) 8 交叉中隔壁法(CRD) (2)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。 因此，隧道開挖的基本 原則是：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。必要時可采取超前預(yù)支護(hù)措施。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，