《隧道工程》课件第17讲隧道施工方法.ppt

1、铁路隧道工程施工技术指南铁路隧道工程施工技术指南 TZ204-2008铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南TZ321-2007铁路隧道监控量测技术规程铁路隧道监控量测技术规程TB 10121-2007铁路隧道全断面岩石掘进机法技术指南铁路隧道全断面岩石掘进机法技术指南铁建设铁建设 2007106号号铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工作业指南铁路大断面隧道三台阶七步开挖法施工作业指南(试行试行)经规标准经规标准2007119号号 铁路隧道施工机械配置的指导意见铁路隧道施工机械配置的指导意见铁建设铁建设2008777号号客运专线铁路隧道工程施工技术指南客运专线铁路隧道工

2、程施工技术指南TZ214-2005 客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准 铁建设铁建设2005160号号新新 参考书参考书隧道工程特点隧道工程特点隧道工程全部为隧道工程全部为隐蔽工程隐蔽工程，工程地质和水文十分，工程地质和水文十分重要，甚至起决定性的作用；重要，甚至起决定性的作用；隧道施工隧道施工工作面少工作面少(正常情况下只有进、出口两个正常情况下只有进、出口两个工作面工作面)，工期较长；，工期较长；隧道隧道施工环境差施工环境差，采取有效措施加以改善；，采取有效措施加以改善；工程施工不受季节变换及气候变化的影响；工程施工不受季节变换及气候变化的影响

3、；传统矿山法传统矿山法隧道施工方法隧道施工方法山岭隧道山岭隧道施工方法施工方法浅埋及软土浅埋及软土隧道施工方法隧道施工方法水底隧道水底隧道施工方法施工方法矿山法（钻爆法）矿山法（钻爆法）掘进机法掘进机法新奥法新奥法地下连续墙法地下连续墙法盖挖法盖挖法明挖法明挖法浅埋暗挖法浅埋暗挖法盾构法盾构法沉埋法沉埋法盾构法盾构法新奥法施工程序新奥法施工程序施工准备施工准备确定施工方案确定施工方案开挖开挖是否符是否符合管理合管理基准？基准？防水隔离层防水隔离层二次支护二次支护竣竣 工工是是修改施工方案修改施工方案改变开挖方改变开挖方法和顺序法和顺序修正支修正支护参数护参数否否初期支护初期支护量测监控量测监控

4、必要时须超前支必要时须超前支护或预先进行地护或预先进行地层改良层改良开挖方法分类：开挖方法分类：1 1 全断面法全断面法(全断面法、导洞超前全断法全断面法、导洞超前全断法)2 2 台阶法台阶法(两台阶、三台阶、三台阶七步开挖法、两台阶、三台阶、三台阶七步开挖法、环形导坑预留核心土法等环形导坑预留核心土法等)3 3 中隔壁法中隔壁法(中隔壁法和交叉中隔壁法中隔壁法和交叉中隔壁法)4 4 侧壁导坑法侧壁导坑法(单侧壁导坑法和双侧壁导坑法单侧壁导坑法和双侧壁导坑法)5 5 其他方法其他方法(中洞法和洞桩法等中洞法和洞桩法等)第三节第三节 主要开挖方法主要开挖方法 全采用全断面法应注意的问题全采用全断

5、面法应注意的问题(1)摸清开挖面前方的地质情况，随时准备好应急措摸清开挖面前方的地质情况，随时准备好应急措施（包括改变施工方法等），以确保施工安全；施（包括改变施工方法等），以确保施工安全；(2)各种施工机械设备务求配套，以充分发挥机械设各种施工机械设备务求配套，以充分发挥机械设备的效率；备的效率；(3)加强各项辅助作业，尤其加强施工通风，保证工加强各项辅助作业，尤其加强施工通风，保证工作面有足够新鲜空气；作面有足够新鲜空气；为控制超欠挖，提高爆破效果，有条件时可采为控制超欠挖，提高爆破效果，有条件时可采用导洞超前的方法进行全断面开挖用导洞超前的方法进行全断面开挖1212下导洞一般超前全断面下

6、导洞一般超前全断面510m，其循环进尺为，其循环进尺为23m。优点：优点：下导洞能起到超前地质预报作用，便于采取下导洞能起到超前地质预报作用，便于采取应急措施，防患于未然。应急措施，防患于未然。当地下水较丰富时，利用超前下导洞降低地当地下水较丰富时，利用超前下导洞降低地下水位效果好，对于大断面隧道尤为适用；下水位效果好，对于大断面隧道尤为适用；隧道下导洞进行作业，没有二次倒运，便于隧道下导洞进行作业，没有二次倒运，便于大型机械出碴、运料。扩挖时爆破临空面大，大型机械出碴、运料。扩挖时爆破临空面大，对围岩扰动也相对较小，各种消耗也较节省；对围岩扰动也相对较小，各种消耗也较节省；适用条件：适用条件

7、：单线隧道单线隧道、级围岩；级围岩；双线隧道双线隧道、级围岩；级围岩；地下水状态：有渗水或股水。地下水状态：有渗水或股水。台阶法可以按台阶法可以按台阶长度台阶长度、开挖分部开挖分部分为多种形式。分为多种形式。可根据地层条件、断面大小和机械配备情况选用。可根据地层条件、断面大小和机械配备情况选用。适用条件：适用条件：两部台阶法可用于双线隧道两部台阶法可用于双线隧道III级以上围岩，也可用级以上围岩，也可用于单线隧道于单线隧道IV级以上围岩地段。级以上围岩地段。三部台阶法可用于客运专线双线隧道三部台阶法可用于客运专线双线隧道III、IV级围岩、级围岩、单线隧道单线隧道VI级围岩。级围岩。台阶法施工

8、应符合下列规定：台阶法施工应符合下列规定：根据围岩条件和施工机械配备情况合理确定台阶长根据围岩条件和施工机械配备情况合理确定台阶长度、台阶高度及台阶数量，其各部形状应有利于保持度、台阶高度及台阶数量，其各部形状应有利于保持围岩稳定时的前提下尽量便于机械作业。围岩稳定时的前提下尽量便于机械作业。当围岩自稳能力较好，隧道开挖跨度不大时，为方当围岩自稳能力较好，隧道开挖跨度不大时，为方便作业，台阶长度宜控制在便作业，台阶长度宜控制在1050m以内，围岩稳定性以内，围岩稳定性较差时，台阶长度宜控制在较差时，台阶长度宜控制在310m。上部断面使用钢架时，可采用扩大拱脚和施作锁脚上部断面使用钢架时，可采用

9、扩大拱脚和施作锁脚锚杆锚杆(管管)等措施，防止拱部下沉变形。上下断面初期等措施，防止拱部下沉变形。上下断面初期支护钢架连接应平顺，螺栓连接应牢固。支护钢架连接应平顺，螺栓连接应牢固。台阶法施工应符合下列规定：台阶法施工应符合下列规定：围岩整体性较差时，施工中应采取措施减少下部开围岩整体性较差时，施工中应采取措施减少下部开挖时对上部围岩和支护的扰动，下部断面开挖应两侧挖时对上部围岩和支护的扰动，下部断面开挖应两侧交错进行，下部断面应在上部断面喷混凝土达到一定交错进行，下部断面应在上部断面喷混凝土达到一定强度后开挖。强度后开挖。当围岩不稳定时进尺宜为当围岩不稳定时进尺宜为11.5m，落底后应立即施

10、，落底后应立即施作初期支护。作初期支护。仰拱应及时施作，使支护及早闭合成环。仰拱应及时施作，使支护及早闭合成环。五、三台阶七步开挖法五、三台阶七步开挖法 三台阶七步开挖法是以弧形导坑预留核心土法为三台阶七步开挖法是以弧形导坑预留核心土法为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的施部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的施工方法。工方法。六、中隔壁法六、中隔壁法(CD)中隔壁法中隔壁法(CD(CD法法)是将隧道分为左右两部分进行开是将隧道分为左右两部分进行开挖，先在隧道一侧采用二部或三部分层开挖，施作挖，

11、先在隧道一侧采用二部或三部分层开挖，施作初期支护和中隔墙临时支护，再分台阶开挖隧道另初期支护和中隔墙临时支护，再分台阶开挖隧道另一侧，并进行相应的初期支护的施工方法一侧，并进行相应的初期支护的施工方法 七、交叉中隔壁法七、交叉中隔壁法(CRD)交叉中隔壁法交叉中隔壁法(CRD)(CRD)法是分部开挖、支护，分部闭法是分部开挖、支护，分部闭合成小环，最后全断面闭合成大环。每开挖一部均合成小环，最后全断面闭合成大环。每开挖一部均及时施作初期支护、中隔壁及临时仰拱。及时施作初期支护、中隔壁及临时仰拱。八、双侧壁导坑法八、双侧壁导坑法(眼镜工法眼镜工法)双侧壁导坑法是先开挖隧道两侧导坑，及时施作双侧壁

12、导坑法是先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期支护及临时支护，然后再根据地质条导坑四周初期支护及临时支护，然后再根据地质条件、断面大小，对剩余部分采用二部或三部开挖的件、断面大小，对剩余部分采用二部或三部开挖的方法。方法。基本术语基本术语1、超前核心土、超前核心土：是隧道掌子面前方一定体积的土体，：是隧道掌子面前方一定体积的土体，呈圆柱形，圆柱体的高度和直径大致等于隧道直径。呈圆柱形，圆柱体的高度和直径大致等于隧道直径。2、掌子面挤出变形、掌子面挤出变形：是开挖介质对隧道开挖产生的变：是开挖介质对隧道开挖产生的变形反应的主要表现形式，主要发生在超前核心土内；形反应的主要表现形式，主要发生在超

13、前核心土内；挤出变形的大小取决于超前核心土的强度、变形特征挤出变形的大小取决于超前核心土的强度、变形特征及其所处的原始应力场；挤出变形发生在掌子面表面，及其所处的原始应力场；挤出变形发生在掌子面表面，沿隧道水平轴线方向发展，其几何形状大概呈轴对称沿隧道水平轴线方向发展，其几何形状大概呈轴对称(掌子面鼓出掌子面鼓出)，或在掌子面形成螺旋状突出。，或在掌子面形成螺旋状突出。3、隧道预收敛：、隧道预收敛：是隧道掌子面前方的理论轮廓线的收是隧道掌子面前方的理论轮廓线的收敛变形，完全取决于超前核心土的强度及变形特性与敛变形，完全取决于超前核心土的强度及变形特性与其原始应力状态间的关系。其原始应力状态间的

14、关系。开挖介质变形反应研究的三个阶段开挖介质变形反应研究的三个阶段 第一阶段第一阶段：确定了隧道三种变形类型：确定了隧道三种变形类型(掌子面挤出变掌子面挤出变形、预收敛变形及收敛变形形、预收敛变形及收敛变形)及相应的隧道不稳定的表及相应的隧道不稳定的表现形式现形式(围岩脱落、剥落、掌子面坍塌及隧道塌方围岩脱落、剥落、掌子面坍塌及隧道塌方)。第二阶段第二阶段：试验证实所有变形及变形引起的不稳定：试验证实所有变形及变形引起的不稳定现象均直接或间接与掌子面前方超前核心土的强度有现象均直接或间接与掌子面前方超前核心土的强度有关。关。第三阶段：第三阶段：进行了人为调节和改良超前核心土强度进行了人为调节和

15、改良超前核心土强度以调节隧道变形的试验，研究了如何将超前核心土作以调节隧道变形的试验，研究了如何将超前核心土作为稳定围岩的工具。为稳定围岩的工具。开挖介质变形反应研究成果开挖介质变形反应研究成果1、开挖介质对隧道开挖作业的变形反应预示着是否开挖介质对隧道开挖作业的变形反应预示着是否能够形成成拱效应及成拱效应的位置，即预示着隧道能够形成成拱效应及成拱效应的位置，即预示着隧道所能达到的稳定等级。所能达到的稳定等级。2、变形反应从掌子面前方的超前核心土开始，逐步变形反应从掌子面前方的超前核心土开始，逐步沿隧道向后发展；变形反应不仅包括收敛变形，而是沿隧道向后发展；变形反应不仅包括收敛变形，而是由挤出

16、变形、预收敛变形和收敛变形组成。收敛变形由挤出变形、预收敛变形和收敛变形组成。收敛变形只是错综复杂的应力只是错综复杂的应力-应变过程的最后阶段。应变过程的最后阶段。3、掌子面掌子面超前核心土体系的变形反应与隧道洞身超前核心土体系的变形反应与隧道洞身变形之间存在直接联系，前者是因，后者是果，从而变形之间存在直接联系，前者是因，后者是果，从而强调对掌子面强调对掌子面超前核心土体系的变形反应进行监测超前核心土体系的变形反应进行监测的重要性，而不仅仅只对隧道洞身的变形进行监测。的重要性，而不仅仅只对隧道洞身的变形进行监测。开挖介质变形反应研究成果开挖介质变形反应研究成果4、对超前核心土进行防护和加固，

17、提高其刚度，可对超前核心土进行防护和加固，提高其刚度，可以控制超前核心土的变形以控制超前核心土的变形(挤出变形及预收敛变形挤出变形及预收敛变形)，从而可控制隧道洞身的收敛变形。从而可控制隧道洞身的收敛变形。研究绪论证实：可以把超前核心土视作一种新的隧研究绪论证实：可以把超前核心土视作一种新的隧道长期和短期稳定的工具；超前核心土的强度及变形道长期和短期稳定的工具；超前核心土的强度及变形特性是隧道变形的真正原因；可以通过对超前核心土特性是隧道变形的真正原因；可以通过对超前核心土进行防护和加固，提高其强度，以达到控制超前核心进行防护和加固，提高其强度，以达到控制超前核心土变形，并最终控制隧道变形的目

18、的；超前核心土的土变形，并最终控制隧道变形的目的；超前核心土的强度和变形特性对隧道的长期和短期稳定起决定作用。强度和变形特性对隧道的长期和短期稳定起决定作用。工作程序表工作程序表时期时期阶段阶段概述概述设计设计勘测勘测诊断诊断处治处治自然平衡状态分析自然平衡状态分析无稳定措施时变形现象的分析与预测（无稳定措施时变形现象的分析与预测（*）采用稳定措施时变形现象控制（采用稳定措施时变形现象控制（*）施工施工作业作业监控监控最终设最终设 计调整计调整运用稳定方法控制变形现象（运用稳定方法控制变形现象（*）变形现象的控制与监测（变形现象的控制与监测（*）,此变形现象被此变形现象被作为隧道掘进过程中围岩

19、的反应（开挖处挤压作为隧道掘进过程中围岩的反应（开挖处挤压及隧道轮廓处收敛监测，以及岩层内部的变化及隧道轮廓处收敛监测，以及岩层内部的变化监测）监测）变形现象解释（变形现象解释（*）开挖面和隧道支护体系稳定平衡开挖面和隧道支护体系稳定平衡二、实施要点二、实施要点设计阶段设计阶段勘察勘察诊断诊断处治处治设计阶段设计阶段实施实施监测监测反馈反馈1.1.设计阶段设计阶段(1)勘察阶段勘察阶段(2)诊断阶段诊断阶段(3)处治阶段处治阶段2.2.施工阶段施工阶段(1)实施阶段实施阶段 设计完成后，进入实施阶段。根据设计确定的典型设计完成后，进入实施阶段。根据设计确定的典型纵、横断面，进行隧道开挖和支护。

20、对于软弱不良地纵、横断面，进行隧道开挖和支护。对于软弱不良地层，一般需要进行超前加固，然后进行全断面机械化层，一般需要进行超前加固，然后进行全断面机械化开挖，进度可达开挖，进度可达50m/月。月。(2)监控量测监控量测 监控和施工同时进行，目的是监测地层对开监控和施工同时进行，目的是监测地层对开挖和稳定措施的真正反应。反应以变形现象表现挖和稳定措施的真正反应。反应以变形现象表现出来。为此，在开挖面前方、开挖面上及后方安出来。为此，在开挖面前方、开挖面上及后方安装合适的监测点。装合适的监测点。掌子面前方预收敛掌子面前方预收敛分层沉降监测仪分层沉降监测仪挤出变形挤出变形滑动式纵向测微计滑动式纵向测

21、微计地表及地层收敛地表及地层收敛杆式分层径向变形仪杆式分层径向变形仪收敛变形收敛变形特制条带式变形计特制条带式变形计(3)设计调整设计调整 通过监测结果的分析和解释，施工主管决定通过监测结果的分析和解释，施工主管决定是否继续按设计的断面和施工方案进行施工，或是否继续按设计的断面和施工方案进行施工，或对某些措施进行调整，以保证开挖面和洞周围岩对某些措施进行调整，以保证开挖面和洞周围岩之间的稳定平衡，确保隧道建成。之间的稳定平衡，确保隧道建成。隧道完工后，必须继续进行系统的监测，以保隧道完工后，必须继续进行系统的监测，以保证隧道在整个寿命期的安全。证隧道在整个寿命期的安全。1、地层变形反应的分析方

22、式不同、地层变形反应的分析方式不同 新奥法对地层变形反应的分析仅限于掌子面的后方，新奥法对地层变形反应的分析仅限于掌子面的后方，仅对隧道收敛进行分析；新意法不仅对掌子面后方的仅对隧道收敛进行分析；新意法不仅对掌子面后方的地层变形反应地层变形反应(收敛收敛)进行分析，而且更注重对掌子面及进行分析，而且更注重对掌子面及掌子面前掌子面前方地层的变形方地层的变形反应反应(掌子面挤掌子面挤出变形和预收出变形和预收敛敛)进行分析。进行分析。2、地层变形反应的控制方式不同、地层变形反应的控制方式不同 由于对地层变形反应的分析方式不同，新奥法与新由于对地层变形反应的分析方式不同，新奥法与新意法对地层变形反应的

23、控制方式也不同。意法对地层变形反应的控制方式也不同。新奥法采用锚杆、喷射混凝土、钢拱架、施作仰拱新奥法采用锚杆、喷射混凝土、钢拱架、施作仰拱 等手段，仅对掌子面后方的隧道施加约束作用；新意等手段，仅对掌子面后方的隧道施加约束作用；新意法不仅要求隧道的支护措施法不仅要求隧道的支护措施(包括二次衬砌和仰拱包括二次衬砌和仰拱)要与要与掌子面保持适当距离，不能落后掌子面太远，对隧道掌子面保持适当距离，不能落后掌子面太远，对隧道提供连续的约束作用，而且要求对超前核心土采取适提供连续的约束作用，而且要求对超前核心土采取适当的防护和加固措施，提高其强度和变形特性，对隧当的防护和加固措施，提高其强度和变形特性

24、，对隧道提供超前约束作用。道提供超前约束作用。四、国外应用实例四、国外应用实例意大利罗马意大利罗马-那不勒斯高速铁路隧道工程那不勒斯高速铁路隧道工程 意大利罗马意大利罗马-那不勒斯高速铁路线上共有隧道那不勒斯高速铁路线上共有隧道22座，座，总长为总长为21.8 km，均采用，均采用“新意法新意法”进行设计和施工。进行设计和施工。隧道工程采用隧道工程采用“一揽子一揽子”承包合同。该工程于承包合同。该工程于1994年年开工开工,全断面机械化开挖，施工进度很快全断面机械化开挖，施工进度很快(达到每工作达到每工作面约面约100 m/月月)，且持续、稳定。施工工期、造价、安，且持续、稳定。施工工期、造价

25、、安全、质量等都得到了很好的控制。全、质量等都得到了很好的控制。“新意法新意法”在该工在该工程中的应用取得了成功。程中的应用取得了成功。意大利博洛尼亚一佛罗伦萨高速铁路隧道工程意大利博洛尼亚一佛罗伦萨高速铁路隧道工程意大利博洛尼亚一佛罗伦萨高速铁路全长约意大利博洛尼亚一佛罗伦萨高速铁路全长约92km，其，其中隧道总长中隧道总长84.5 km。隧道穿越复杂多变的、极差的地。隧道穿越复杂多变的、极差的地层，断面面积约层，断面面积约140 m2。该项目采用。该项目采用“新意法新意法”编制编制设计规范，并以此为基础进行工程招标和施工设计。设计规范，并以此为基础进行工程招标和施工设计。该工程地质条件虽很

26、差，但是，由于按该工程地质条件虽很差，但是，由于按“新意法新意法”进进行设计和施工，把风险降到了最低，因此仍以行设计和施工，把风险降到了最低，因此仍以“交钥交钥匙匙”合同方式发包。该工程于合同方式发包。该工程于1998年开工，全断面开年开工，全断面开挖，机械化程度很高。工程进展顺利，每个工作面平挖，机械化程度很高。工程进展顺利，每个工作面平均月成洞均月成洞50m。“新意法新意法”在该工程中的应用取得了在该工程中的应用取得了巨大成功。巨大成功。Vasto隧道全长约隧道全长约6 200 m，最大埋深约，最大埋深约135 m，直径约，直径约12 m，位于意大利，位于意大利Ancona-Bari铁路线

27、上。除靠近洞口段外，铁路线上。除靠近洞口段外，Vasto隧道全部穿越黏土地层。在隧道深度处，地层饱水且隧道全部穿越黏土地层。在隧道深度处，地层饱水且对断层极为敏感。对断层极为敏感。1984年，从北洞口开始年，从北洞口开始Vasto隧道的开挖作业。隧道的开挖作业。开挖作开挖作业一直接续到业一直接续到1990年，期间不断发生严重事故，进度缓慢。年，期间不断发生严重事故，进度缓慢。该隧道原设计情况为台阶法开挖，开挖后立即进行该隧道原设计情况为台阶法开挖，开挖后立即进行喷射混凝土、钢拱架和钢筋网初期支护；二次衬砌采喷射混凝土、钢拱架和钢筋网初期支护；二次衬砌采用用1 m厚的钢筋混凝土，二次衬砌紧跟掌子

28、面，并在保厚的钢筋混凝土，二次衬砌紧跟掌子面，并在保留核心土的情况下进行浇筑，随后浇筑隧道边墙混凝留核心土的情况下进行浇筑，随后浇筑隧道边墙混凝土，最后浇筑仰拱混凝土。土，最后浇筑仰拱混凝土。隧道第隧道第1次发生严重变形后，施工单位采取了许多措次发生严重变形后，施工单位采取了许多措施，企图恢复隧道掘进，但是这些措施最终都没有发施，企图恢复隧道掘进，但是这些措施最终都没有发挥作用，最终在挥作用，最终在km38+075里程处里程处(覆盖层厚度为覆盖层厚度为 38 m)发生了严重坍方，波及隧道掌子面及其后方大约发生了严重坍方，波及隧道掌子面及其后方大约40m范围。同时，隧道二次衬砌结构产生严重变形范

29、围。同时，隧道二次衬砌结构产生严重变形(大于大于1m)，致使无法继续施工。，致使无法继续施工。Vasto隧道出现上述问题后，隧道出现上述问题后，Pietro Lunardi教授应教授应邀为该工程提供解决方案，使隧道恢复施工，并完成邀为该工程提供解决方案，使隧道恢复施工，并完成隧道剩余工作量。隧道剩余工作量。Pietro Lunardi教授遂对该隧道提教授遂对该隧道提出了基于出了基于“新意法新意法”原理的设计、施工方案，其基本原理的设计、施工方案，其基本原则是对掌子面前方的超前核心土进行超前约束和加原则是对掌子面前方的超前核心土进行超前约束和加固，以控制其变形。固，以控制其变形。采用特性线法和三

30、维挤出试验法这采用特性线法和三维挤出试验法这2种方法对隧道种方法对隧道线路的应力一应变特性进行预测线路的应力一应变特性进行预测(见图见图2)。这。这2种方法种方法对低、中、高应力状态都有效。特性线法较为直接，对低、中、高应力状态都有效。特性线法较为直接，以特性线理论为基础，根据实际情况运用分析法或数以特性线理论为基础，根据实际情况运用分析法或数值法进行计算；三维挤出试验法相对较为繁琐，以三值法进行计算；三维挤出试验法相对较为繁琐，以三维挤出试验为基础。维挤出试验为基础。在在Vasto隧道中，除了洞口附近很短区段外，运用隧道中，除了洞口附近很短区段外，运用上述上述2种方法均预测到可能会发生相当大

31、的挤出变形，种方法均预测到可能会发生相当大的挤出变形，导致掌子面不稳定，并最终导致巨大的预收敛及收导致掌子面不稳定，并最终导致巨大的预收敛及收敛变形敛变形(径向收敛超过径向收敛超过100 cm)。预测的变形值很高，。预测的变形值很高，可能会导致严重的失稳现象，如掌子面坍塌，并最可能会导致严重的失稳现象，如掌子面坍塌，并最终导致隧道坍方。终导致隧道坍方。决定采取复合防护技术，即既在超前核心土的周决定采取复合防护技术，即既在超前核心土的周围形成超前约束效应围形成超前约束效应(保护作用保护作用)，并对超前核心土进，并对超前核心土进行直接加固行直接加固(加固作用加固作用)，之后进行全断面开挖。，之后进

32、行全断面开挖。根据隧道开挖过程中将遇到的不同地质类型，设根据隧道开挖过程中将遇到的不同地质类型，设计了计了3种不同的隧道断面并采用了不同的超前支护措种不同的隧道断面并采用了不同的超前支护措施，见图施，见图3。对于上述对于上述3种隧道断面形式，均在隧道掌子面后方种隧道断面形式，均在隧道掌子面后方施作初期支护施作初期支护(包括钢支撑和喷射混凝土包括钢支撑和喷射混凝土)，并施作，并施作仰拱使隧道封闭成环，最后施作二次混凝土衬砌。仰拱使隧道封闭成环，最后施作二次混凝土衬砌。一旦确定了隧道的断面类型，就可以进行玻璃纤一旦确定了隧道的断面类型，就可以进行玻璃纤维锚杆超前核心土的加固设计。加固设计包括确定维

33、锚杆超前核心土的加固设计。加固设计包括确定需要施作的玻璃纤维锚杆的数量、长度以及在掌子需要施作的玻璃纤维锚杆的数量、长度以及在掌子面的几何布置形状。面的几何布置形状。1992年，年，2个洞口的施工同时恢复，北洞口主要个洞口的施工同时恢复，北洞口主要是对隧道坍方段进行治理，而南洞口则开始隧道开是对隧道坍方段进行治理，而南洞口则开始隧道开挖。每周工作挖。每周工作7 d，平均进度为月成洞约，平均进度为月成洞约50 m。洞口位置洞口位置明洞段明洞段过渡段过渡段洞口段洞口段隧道洞身段隧道洞身段上下部开挖分界线上下部开挖分界线23m1 2D 洞口位置洞口位置灾害现象灾害现象问题点问题点主要措施主要措施滑坡

34、滑坡由于洞口挖方破坏了原坡面的平由于洞口挖方破坏了原坡面的平衡状态，导致滑坡；在原地层滑衡状态，导致滑坡；在原地层滑坡线上开挖，导致出现新的滑坡坡线上开挖，导致出现新的滑坡地表锚杆、注浆桩、深地表锚杆、注浆桩、深基桩、挡墙、土袋等基桩、挡墙、土袋等崩塌落石崩塌落石在陡坡山崖处开挖，即使围岩条在陡坡山崖处开挖，即使围岩条件较好也极可能出现崩塌或落石件较好也极可能出现崩塌或落石喷射混凝土、地表锚杆、喷射混凝土、地表锚杆、锚索、防落石棚、注浆锚索、防落石棚、注浆偏压偏压由于地形的非对称性，作用在隧由于地形的非对称性，作用在隧道横断面上的荷载不平衡，加大道横断面上的荷载不平衡，加大隧道结构上的压力，导

35、致结构剪隧道结构上的压力，导致结构剪切破坏。切破坏。平衡压重填土、护坡挡平衡压重填土、护坡挡墙、挖切土体、减轻偏墙、挖切土体、减轻偏压力压力泥石流泥石流泥石流的冲击力极大，多从沟谷泥石流的冲击力极大，多从沟谷冲下，危害结构物安全冲下，危害结构物安全沿沟谷设梯级防沙坝沿沟谷设梯级防沙坝雪崩雪崩与泥石流同样具有极大冲击力，与泥石流同样具有极大冲击力，多发生在沟谷或陡坡处多发生在沟谷或陡坡处沿沟谷设梯级防沙坝，沿沟谷设梯级防沙坝，洞口顶部设防护棚洞口顶部设防护棚 洞口段开挖方法的确定取决于工程地质、水文地质和地形条件、隧道自身构造特点、施工机具设备情况、洞外相邻建筑的影响等诸多因素。施工中应根据实际

36、，综合选定洞口段开挖进洞方案。2、洞口段围岩为、洞口段围岩为级及以下级及以下时，可采用环形开挖预时，可采用环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法（留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法（CD法）、法）、交叉中隔壁法（交叉中隔壁法（CRD法）等分部开挖法进洞，开挖法）等分部开挖法进洞，开挖前应按设计对围岩进行预加固。前应按设计对围岩进行预加固。3、对于、对于浅埋和偏压隧道浅埋和偏压隧道，应采用地表预加固和围岩，应采用地表预加固和围岩超前支护方法，做到超前支护方法，做到“先护后挖先护后挖”。当地层条件差，可采用套拱法施工进洞时，套拱施当地层条件差，可采用套拱法施工进洞时，套拱施工工艺流程：工工艺

37、流程：套拱施工各项作业应参照以下要求进行：1 开挖 根据测量组放线，对拱架安设要求部位进行掏槽开挖，土槽宽（纵向方向）与初期支护厚度相同。土槽开挖采用人工开挖风镐辅助的方式进行。土槽挖好后，要求内表面成型好，无超挖和欠挖，以保证初期支护的厚度。清除套拱段上断面土方，在套拱结束段留中部长1.0m 宽5.0m的核心土体以抵抗掌子面前的土体压力。在掏槽过程中注意不可损坏注浆管，以便立拱架时将拱架与注浆管相焊接。2 拱架的加工、架设拱架的加工、架设 套拱段拱架宜采用工字钢，为确保套拱段的初期支护净套拱段拱架宜采用工字钢，为确保套拱段的初期支护净空尺寸、防止因拱顶下沉及侧墙收敛而侵入净空，拱架尺空尺寸、

38、防止因拱顶下沉及侧墙收敛而侵入净空，拱架尺寸在原设计拱架的基础上外放寸在原设计拱架的基础上外放20cm。其具体加工要求及安。其具体加工要求及安设工艺详见施工工艺及技术要求。在加工及架设拱架过程设工艺详见施工工艺及技术要求。在加工及架设拱架过程中要注意以下几点：中要注意以下几点：1）在拱架架设前，将拱架脚部铺垫）在拱架架设前，将拱架脚部铺垫5cm厚的砂浆找平层，厚的砂浆找平层，并在砂浆上铺设并在砂浆上铺设5cm厚方木板，以防拱架下沉。在铺设木厚方木板，以防拱架下沉。在铺设木板时要注意对拱架标高的控制。板时要注意对拱架标高的控制。2）第一榀拱架要镶嵌于事先挖好的土槽中，并与注浆）第一榀拱架要镶嵌于

39、事先挖好的土槽中，并与注浆小导管焊接。在安设时不能随意切割拱架及钢管，并将各小导管焊接。在安设时不能随意切割拱架及钢管，并将各连接螺栓上齐、拧紧，不得用小型号的螺栓替代。连接螺栓上齐、拧紧，不得用小型号的螺栓替代。3）套拱段拱架安设时要保证中线、法线的准确，其安设误差）套拱段拱架安设时要保证中线、法线的准确，其安设误差在允许误差范围之内，保证其不偏、不斜、不前俯、不后仰，在允许误差范围之内，保证其不偏、不斜、不前俯、不后仰，并对上断面脚部按设计抬高并对上断面脚部按设计抬高5cm。4）上断面拱架架设完成以后，在拱架中焊接）上断面拱架架设完成以后，在拱架中焊接22钢筋作为纵钢筋作为纵向连接筋。纵向

40、连接筋环向间距为向连接筋。纵向连接筋环向间距为1.0m，要在第一榀预留，要在第一榀预留30cm在未开挖土体中，有利于与下一榀拱架纵向连接筋相连接。在在未开挖土体中，有利于与下一榀拱架纵向连接筋相连接。在焊接纵向连接筋的同时挂双层钢筋网，钢筋网采用焊接纵向连接筋的同时挂双层钢筋网，钢筋网采用8钢筋，网钢筋，网格间距格间距200200mm，挂设时两片钢筋网搭接不得小于，挂设时两片钢筋网搭接不得小于200mm。5）套拱拱架架设完成以后，在拱脚部位焊接）套拱拱架架设完成以后，在拱脚部位焊接6根纵向连接筋，根纵向连接筋，并在每两榀拱架之间焊接抗剪钢筋以形成一水平防沉梁。并在每两榀拱架之间焊接抗剪钢筋以形

41、成一水平防沉梁。6）打设锁脚锚管，锁脚锚管可采用）打设锁脚锚管，锁脚锚管可采用42注浆钢管。注浆钢管注浆钢管。注浆钢管长以长以2.5m为宜，预留为宜，预留10cm于钢拱架。于钢拱架。3 立模、喷射上半断面混凝土立模、喷射上半断面混凝土 立模，套拱内模板可采用立模，套拱内模板可采用1cm的木板吊在套拱内侧。喷的木板吊在套拱内侧。喷射混凝土按设计要求宜采用湿喷，喷射时要从下向上分射混凝土按设计要求宜采用湿喷，喷射时要从下向上分层进行，每层喷射厚度为层进行，每层喷射厚度为35cm。注意在喷射时两侧对称。注意在喷射时两侧对称同步进行，防止因高差过大造成拱架移位。同步进行，防止因高差过大造成拱架移位。4

42、 套拱护顶开挖套拱护顶开挖 在套拱上断面混凝土浇筑完成以后，进行洞内上断面在套拱上断面混凝土浇筑完成以后，进行洞内上断面开挖支护。上断面开挖支护按照设计围岩支护进行，在开挖支护。上断面开挖支护按照设计围岩支护进行，在上断面开挖上断面开挖35m后开始进行下台阶的开挖支护。后开始进行下台阶的开挖支护。5 套拱段下台阶开挖支护套拱段下台阶开挖支护 套拱段下台阶开挖支护宜采用偏槽法进行，先沿隧套拱段下台阶开挖支护宜采用偏槽法进行，先沿隧道线路中线开挖左下侧土方仰拱土体，开挖循环为道线路中线开挖左下侧土方仰拱土体，开挖循环为0.8m，土体预留边坡坡度宜为，土体预留边坡坡度宜为1:0.5，以保证土体稳，以

43、保证土体稳定。在左下侧边墙土方开挖和仰拱完成后，边墙素喷定。在左下侧边墙土方开挖和仰拱完成后，边墙素喷4cm混凝土，立边墙拱架并打设锚杆、锁脚锚杆、挂混凝土，立边墙拱架并打设锚杆、锁脚锚杆、挂网分层喷射混凝土至设计厚度，仰拱直接喷射混凝土网分层喷射混凝土至设计厚度，仰拱直接喷射混凝土至设计厚度。最后开挖下断面右侧土石方，施工方法至设计厚度。最后开挖下断面右侧土石方，施工方法与左侧相同。在下断面施工过程中，上断面应继续开与左侧相同。在下断面施工过程中，上断面应继续开挖，单应始终保证上下台阶的长度为挖，单应始终保证上下台阶的长度为35m为宜。为宜。洞洞门门施施工工流流程程图图明洞施工流程图明洞施工流程图注意事项注意事项