专题四隧道施工方法

1、 NoImage3、掌子面变形控制技术研究、掌子面变形控制技术研究 不同控制技术施工效应对比分析不同控制技术施工效应对比分析 对常规、预留核心土及掌子面加固对比超前注浆工法进行对比分对常规、预留核心土及掌子面加固对比超前注浆工法进行对比分析。析。 工况工况开挖方法开挖方法备注备注工况工况1 1常规台阶法常规台阶法上台阶长度上台阶长度9m9m，下台阶长，下台阶长6m6m工况工况2 2超前深孔帷幕注浆预加固超前深孔帷幕注浆预加固上台阶长度上台阶长度9m9m，下台阶长，下台阶长6m6m工况工况3 3环形开挖预留核心土环形开挖预留核心土上台阶长度上台阶长度9m9m，下台阶，下台阶6m6m，核心土长，核

2、心土长4.5m4.5m工况工况隧道埋隧道埋深深/m/m开挖方法开挖方法备注备注工况工况1 1300m300m台阶法台阶法上台阶长度上台阶长度6m6m，下台阶长，下台阶长6m6m，距落底掌子面，距落底掌子面9m9m施作仰拱施作仰拱工况工况2 2300m300m环形开挖预留核心环形开挖预留核心土土上台阶长度上台阶长度9m9m，核心土长，核心土长3m3m，距落底掌子面，距落底掌子面9m9m施作仰拱施作仰拱工况工况3 3300m300m环形开挖预留核心环形开挖预留核心土土上台阶长度上台阶长度9m9m，核心土长，核心土长4.5m4.5m，距落底掌子，距落底掌子面面9m9m施作仰拱施作仰拱工况工况4 43

3、00m300m环形开挖预留核心环形开挖预留核心土土上台阶长度上台阶长度9m9m，核心土长，核心土长6m6m，距落底掌子面，距落底掌子面9m9m施作仰拱施作仰拱完成情况完成情况4、洞周变形控制技术研究、洞周变形控制技术研究 计算工况围岩级别隧道埋深/m开挖方法上断面扁平率备注工况1300台阶法0.3上台阶长度9m，下台阶长6m工况2300台阶法0.45上台阶长度9m，下台阶长6m工况3300台阶法0.6上台阶长度9m，下台阶长6m工况4300台阶法0.3上台阶长度9m，下台阶长6m工况5300台阶法0.45上台阶长度9m，下台阶长6m工况6300台阶法0.6上台阶长度9m，下台阶长6m工况730

4、0台阶法0.3上台阶长度9m，下台阶长6m(1)上断面扁平率的影响上断面扁平率的影响效应上台阶扁平率对拱顶下沉和下台阶水平收敛影响较小；上台阶扁平率对拱顶下沉和下台阶水平收敛影响较小；初期支护结构所受拉应力影响较大，易导致拱顶支护混初期支护结构所受拉应力影响较大，易导致拱顶支护混凝土开裂。凝土开裂。 完成情况完成情况(2)支护结构闭合时机研究支护结构闭合时机研究单线隧道单线隧道级围岩工况如表级围岩工况如表7-29所示，双线隧道工况同台阶长度施所示，双线隧道工况同台阶长度施工效应部分。工效应部分。表表-29-29计算工况计算工况工况隧道埋深/m开挖方法备注工况1300m台阶法上台阶长度6m，下台

5、阶长6m，距落底掌子面9m施作仰拱工况2300m台阶法上台阶长度9m，下台阶长6m，距落底掌子面9m施作仰拱工况3300m台阶法上台阶长度12m，下台阶长6m，距落底掌子面9m施作仰拱工况4300m台阶法上台阶长度6m，下台阶长6m，距落底掌子面3m施作仰拱工况5300m台阶法上台阶长度6m，下台阶长6m，距落底掌子面15m施作仰拱完成情况完成情况 及时支护封闭有利控制围岩变形，在软岩条件下应改变流水及时支护封闭有利控制围岩变形，在软岩条件下应改变流水作业，必要时单工序作业。作业，必要时单工序作业。（3）支护刚度对洞周位移的控制效果）支护刚度对洞周位移的控制效果以以级围岩双线隧道（隧道埋深级围

6、岩双线隧道（隧道埋深300m300m）为例，对双层支护作用及第）为例，对双层支护作用及第二层的支护时机进行了分析二层的支护时机进行了分析 。双层支护形式可明显改善支护结构受力状态；双层支护形式可明显改善支护结构受力状态；建议第二层支护与下台阶喷混凝土同时施作或与仰拱同建议第二层支护与下台阶喷混凝土同时施作或与仰拱同时施作。时施作。完成情况完成情况5、拱脚加强支护技术、拱脚加强支护技术锁脚、大拱脚、临时仰拱不同形式。锁脚、大拱脚、临时仰拱不同形式。完成情况完成情况（1）锁脚锚管有一定作用，软岩现场施工质量难以保）锁脚锚管有一定作用，软岩现场施工质量难以保证。证。（2）扩大拱脚对上台阶水平收敛有明

7、显控制作用）扩大拱脚对上台阶水平收敛有明显控制作用 。（3）临时仰拱对水平收敛有较好的控制作用，同时可）临时仰拱对水平收敛有较好的控制作用，同时可改善支护结构的受力状态。改善支护结构的受力状态。6、锚杆作用时间效应分析、锚杆作用时间效应分析根据兰渝线两水隧道薄层炭质千枚岩开挖后先施作锚杆时极易剥落掉快、根据兰渝线两水隧道薄层炭质千枚岩开挖后先施作锚杆时极易剥落掉快、逐渐扩大导致局部失稳的现状，拟先钢架喷混凝土支护后再施作锚杆。逐渐扩大导致局部失稳的现状，拟先钢架喷混凝土支护后再施作锚杆。 （1）先喷后锚与先锚后喷两种工法，其隧道变形、支护结构受力）先喷后锚与先锚后喷两种工法，其隧道变形、支护结

8、构受力及围岩塑性区范围差别都较小。及围岩塑性区范围差别都较小。（2）破碎岩层极易剥落掉快，此时可建议先喷后锚，有利于长锚）破碎岩层极易剥落掉快，此时可建议先喷后锚，有利于长锚杆施工，有利于施工平行作业，也有利于锚杆质量控制杆施工，有利于施工平行作业，也有利于锚杆质量控制 。 完成情况完成情况 众所周知，新奥法是隧道施工理念的一大进步。它的成就是将围岩也视为支护承载体系的一部分；采用锚喷等简单积极的支护技术以控制隧道的收敛变形；强调系统监控量测以了解围岩的变形反应。但在最初新奥法原理阐述中将注意力集中到隧道开挖后收敛变形上，忽视了前方核心土变形的重要性，也没有对预支护技术的作用给以足够的认识。新

9、奥法在处理低度至中度困难应力强度条件下隧道开挖是成功的，但对恶劣的地层，浅埋地面环境控制要求高的条件下，新奥法就体现了它的局限性。新奥法原理之一是初期支护稳定之后再施作二次衬砌，在不良地质中机械应用常导致不良后果。 该工法认为，隧道掘进时对隧道周边及前方一定范围的围岩产生扰动，改变了围岩原始应力状态。在开挖面周边区域内，围岩由三轴应力逐渐转变为平面应力状态，开挖面及前方一定范围内围岩应力重分布。开挖后围岩变形也在扰动区域内提前发生，变形大小取决于开挖后的应力状态和围岩强度及变形特征。 隧道开挖扰动后周边及前方围岩所产生的变形分为掌子面围岩挤压变形、掌子面前方围岩预收敛变形及开挖后洞室围岩收敛变

10、形三类 该工法分为两个实施阶段：在设计阶段完成地质勘察、诊断及处理措施设计；施工阶段则边实施作业边监控量测，然后优化调整，使开挖面和洞身结构体系形成平衡，保持稳定。我国在不良地质条件下修建隧道实践中积累了丰富的经验，对不稳定地层的开挖中，掌子面稳定作用也有一定的认识。例如很早就运用注浆技术加固前方及周边的地层；土质隧道中拱部常环状开挖，预留核心土以防止掌子面的坍塌；在松散破碎岩体中利用超前小导管注浆及管棚技术以保护开挖面前方地层等。意大利及南欧国家把水平旋喷拱、预切槽及管棚等预支护的应用称为“先进的新奥法”，认为扩大了新奥法的运用范围。可见，A.DE.CO-RS工法是归纳了大量施工实践经验，通过近代岩土力学三维分