【正文】 收斂變形 三類，如圖 642所示。 ?各種變形及失穩(wěn)表現(xiàn)均與掌子面前方圍巖的 強(qiáng)度 有關(guān)； ?變形反應(yīng)從掌子面 前方 圍巖變形開始，逐漸沿隧道 向后發(fā)展 ，形成 預(yù)收斂、擠壓和收斂變形 ，收斂變形是最后階段； ?可以通過控制超前圍巖的變形（擠壓變形、預(yù)收斂變形）來控制隧洞總變形，措施是增加 超前核心圍巖的強(qiáng)度 。 ?充分了解圍巖狀況，要研究隧道開挖時是否存在 “拱部效應(yīng)”以及如何采取適當(dāng)?shù)?開挖和支護(hù)措施 （包括預(yù)支護(hù)措施）來形成“拱部效應(yīng)” 。為此該工法形成一套工作程序，如表 641所示。 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 『 ▎ 實(shí)施要點(diǎn) 分為兩個實(shí)施階段：在設(shè)計(jì)階段完成地質(zhì)勘察、診斷及處理措施設(shè)計(jì)；施工階段邊作業(yè)邊監(jiān)控量測，優(yōu)化調(diào)整，使開挖面和洞身結(jié)構(gòu)體系形成平衡，保持穩(wěn)定。 （一）設(shè)計(jì)階段 1．地質(zhì) — 巖性勘測 （勘測） 詳細(xì)地質(zhì)調(diào)查和勘測，了解圍巖地質(zhì)及地質(zhì)力學(xué)特征，盡可能獲取圍巖強(qiáng)度及變形參數(shù) (c， φ ， E)，以便分析圍巖變形規(guī)律。將隧道各地段圍巖進(jìn)行分類 (A、 B、 C三類 )，每一類圍巖具有相似的地質(zhì)及地質(zhì)力學(xué)特征。 2．開挖過程圍巖 變形行為預(yù)測 （診斷） 預(yù)測各圍巖在開挖過程中的變形行為。根據(jù)圍巖的上述資料，及理論計(jì)算結(jié)果，預(yù)測各圍巖在未采取支護(hù)措施下圍巖和掌子面體系的穩(wěn)定性。 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 判定隧道哪些地段屬于： ?穩(wěn)定的體系 （圍巖變形在 彈性 范圍內(nèi)）； ?短期穩(wěn)定體系 （圍巖變形在 彈塑性 范圍內(nèi)，失穩(wěn)主要表現(xiàn)為掌子面及周邊局部脫落）； ?不穩(wěn)定體系 （變形在 滑動破壞 范圍，失穩(wěn)表現(xiàn)為掌子面滑動及隧道塌方）。 即將各地段圍巖歸納為圖 641及圖 642的三種類別?？蛇\(yùn)用 特征曲線法 、 三維數(shù)值模型 分析圍巖應(yīng)力狀態(tài)，還可計(jì)算不同施工階段的靜力學(xué)效應(yīng)以及掌子面擠壓變形和不同條件下掌子面的滑動狀態(tài)。該工法列出了判定 A、 B、 C三類圍巖的各項(xiàng)條件（表 642）。 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 3．確定開挖方法及穩(wěn)定支護(hù)措施（處治） 假定各段隧道具有同樣的應(yīng)力 — 應(yīng)變形態(tài)， 確定措施（預(yù)支護(hù)及普通支護(hù)）保證在開挖輪廓四周形成“拱部效應(yīng)”，控制隧道變形。 確定采用何種 開挖方法 （含開挖每步進(jìn)尺）最適于產(chǎn)生“拱部效應(yīng)”，保證隧道長期及短期穩(wěn)定的施工工藝。非隧道掘進(jìn)機(jī) ( TBM)開挖的情況下，可以遵循下述原則： ?盡量采用全斷面掘進(jìn) 。即便困難條件下，可通過圍巖保護(hù)和加固，以便有效利用大型機(jī)械，并能高速、安全掘進(jìn)。 ?開挖后，采取必要的 預(yù)加固、預(yù)支護(hù)及初期支護(hù)措施 以減小變形、防止塌方 。 穩(wěn)定性體系 — 簡單的初期支護(hù)措施； 不穩(wěn)定體系 — 前方大范圍預(yù)加固或預(yù)支護(hù)，加固及保護(hù)圍巖核心。 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 短期穩(wěn)定體系 — 普通支護(hù)或預(yù)支護(hù)。 目前，采用較多的穩(wěn)定圍巖的方法如圖 643所示。 ?施作 二襯（鋼筋）混凝土 ，盡快 澆注仰拱 以阻止開挖產(chǎn)生的極速變形。不同類別地層采用不同斷面形狀及尺寸，彈塑性平面及三維有限元模型分析施工及運(yùn)營階段受力情況。制定施工計(jì)劃，包括各工序的距離、工作循環(huán)及每日進(jìn)尺等。擬定監(jiān)控量測方案驗(yàn)證設(shè)計(jì)及地質(zhì)條件變化時對應(yīng)措施。 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG （二）施工階段 1．施工作業(yè) 承包人通過現(xiàn)場勘察及附加測試確定設(shè)計(jì)文件的有效性及可行性，必要時改進(jìn)。按擬定的施工方案作業(yè)，控制隧道的變形。 2．監(jiān)控量測 監(jiān)控和施工同時進(jìn)行，監(jiān)測地層真正反應(yīng)。反應(yīng)以變形現(xiàn)象表現(xiàn)出來。為此，在開挖面前方、開挖面上方及后方安裝合適的監(jiān)測點(diǎn)。監(jiān)測項(xiàng)目如圖 644所示，圖中 ①為預(yù)收斂變形；②為擠壓變形；③為收斂變形 。隧道出現(xiàn)短期穩(wěn)定或不穩(wěn)定，而隧道的極限荷載允許，可在開挖前方特定斷面安裝多點(diǎn)垂直儀器以監(jiān)測預(yù)收斂。采用縱向滑動測微計(jì)測取開挖面上的擠壓變形值。收斂變形則用常規(guī)方法量測。施工完后仍要監(jiān)測，以保證整個隧道服務(wù)壽命期間的安全。 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 3．設(shè)計(jì)調(diào)整 通過監(jiān)測，決定是否繼續(xù)按設(shè)計(jì)的斷面和施工方案進(jìn)行施工，或?qū)δ承┐胧┻M(jìn)行調(diào)整，以保證開挖面和洞周圍巖之間的穩(wěn)定平衡，確保隧道安全建成。 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 『 ▎ 與新奧法的比較 新奧法成就及缺陷： ?圍巖視為支護(hù)承載體系的一部分； ?采用錨噴支護(hù)技術(shù)控制隧道的收斂變形； ?強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控量測以了解圍巖的變形反應(yīng)； ?只注意開挖后的收斂變形，忽視前方核心土變形； ?對預(yù)支護(hù)認(rèn)識不足； ?適合處理低至中度困難應(yīng)力強(qiáng)度條件下隧道開挖，對惡劣的地層，淺埋地面環(huán)境控制要求高的地段，有局限性。 ?初期支護(hù)穩(wěn)定之后再施作二次襯砌，在不良地質(zhì)中機(jī)械地利用這一原理常導(dǎo)致不良后果。 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 我國對掌子面穩(wěn)定作用也有一定的認(rèn)識。很早就運(yùn)用注漿技術(shù)加固前方及周邊的地層；土質(zhì)隧道中拱部常環(huán)狀開挖，預(yù)留核心土以防止掌子面坍塌；在松散破碎巖體中利用超前小導(dǎo)管注漿及管棚技術(shù)以保護(hù)開挖面前方地層等。 意大利及南歐國家把水平旋噴拱、預(yù)切槽及管棚等預(yù)支護(hù)的應(yīng)用稱為“先進(jìn)的新奧法”，認(rèn)為擴(kuò)大了新奧法的運(yùn)用范圍。 新意法是歸納了大量施工經(jīng)驗(yàn)，通過近代巖土力學(xué)三維分析和實(shí)驗(yàn)研究加以升華提煉的，對施工中圍巖變形的控制比新奧法更為全面，如圖 645所示。該工法能在寬廣的圍巖類型及各種應(yīng)力應(yīng)變條件成功運(yùn)用，在極其困難的地質(zhì)和變形控制要求條件下還能保證一定的進(jìn)度，是繼新奧法之后隧道修建理念的又一新進(jìn)展。 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 『 ▎ 隧道洞口施工 『 ▎ 洞口地段的一般概念 隧道施工的洞口地段 ， 是指隧道進(jìn)口 （ 或出口 ） 附近對隧道施工有影響的地段 。 一般情況下 ， 可將洞口淺埋段劃分為洞口段 ， 見 圖 。 洞門位置 明暗交界 H 明洞段 暗洞段 洞口段 注： H為深淺埋分界處覆蓋層厚度，約為 2 ～ ?；?12倍最大洞徑 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 『 ▎ 洞口段施工注意事項(xiàng) 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 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)及時作好 。 『 ▎ 洞口段施工注意事項(xiàng) ?先清理洞口邊仰坡有可能滑塌的表土及危石 。 ?刷坡應(yīng)自上而下逐段開挖 。 ?不采用深眼大爆破開挖邊仰坡 。 ?洞口圬工基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固的地基上 ， 強(qiáng)度不足應(yīng)加固 。 ?洞門厚度內(nèi)的襯砌應(yīng)與洞身襯砌同時施工 ， 連成整體 。 ?端墻砌筑與回填應(yīng)兩側(cè)對稱同時進(jìn)行 ， 以防襯砌產(chǎn)生偏壓 。 ?洞口應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)襯砌段 ， 其長度一般不小于 5m。 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 『 ▎ 洞口的施工方法 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 。 全斷面法進(jìn)洞 當(dāng)洞口段圍巖為 Ⅰ ~Ⅱ 級，地層條件良好時，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。 臺階法進(jìn)洞 當(dāng)洞口段圍巖為 Ⅲ ~Ⅳ 級，地層條件較好時，可采用臺階法進(jìn)洞。爆破進(jìn)尺控制在 ~。施工支護(hù)采用系統(tǒng)錨桿和鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，必要時設(shè)置鋼 拱架加強(qiáng)施工支護(hù)。 隧 道 工 程 SUI DAO GONG CHENG 其它進(jìn)洞方法 當(dāng)洞口段圍巖為 Ⅴ 級及以上，地層條件很差時，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 ，宜采用人工開挖，必要時才采用弱爆破。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 ~，必要時可施做臨時仰拱。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。