隧道的施工方法与工艺

隧道的施工方法与工艺中交路桥科技有限公司主要内容：1隧道施工概述2新奥法4明挖法5盖挖法6盾构法8沉管法9顶进法10浅埋暗挖法12辅助施工方法—预支护控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工辅助导坑及辅助作业隧道施工方法与工艺7掘进机法隧道工程施工的特点第1节隧道施工概述隧道施工方法及其选择隧道施工技术的发展隐蔽性大第1节隧道施工概述一、隧道工程施工的特点作业空间有限，工作面少作业的循环性强作业的综合性施工始终与工程地质和水文地质有关地处偏远，交通不便施工不受气候影响施工环境恶劣，风险性大施工是动态的第1节隧道施工概述二、隧道施工方法及其选择1.施工方法分类隧道施工方法山岭隧道施工方法浅埋及软土隧道施工方法水底隧道施工方法矿山法(钻爆法)掘进机法传统矿山法新奥法明挖法地下连续墙法盖挖法浅埋暗挖法盾构法沉埋法盾构法工程重要性施工条件：技术水平动力、材料、机械围岩条件隧道断面积隧道埋深工期、投资与效益环境条件及对环境的要求施工单位习惯做法2.选择施工方法考虑的因素通用施工机械专用施工机械－盾构专用施工机械－TBM掘进机法包括隧道掘进机(TunnelBoringMachine，简写为(T.B.M.)法和盾构掘进机法。前者应用于岩石地层，后者则主要应用于土质围岩，尤其适用于软土、流砂、淤泥等特殊地层。沉管法、明挖法等则是用来修建水底隧道、地下铁道、城市市政隧道等，以及埋深很浅的山岭隧道。矿山法因最早应用于矿石开采而得名，由于在这种方法中，多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖，故又称为钻爆法。有时候为了强调新奥法与传统矿山法的区别，而将新奥法从矿山法中分出另立系统。第1节隧道施工概述二、隧道施工方法及其选择2.选择施工方法考虑的因素隧道施工过程和方法是多种多样的，经常采用的矿山法中大致有全断面法、台阶法和分部开挖法三大类。在当前的施工实践中，采用最多的方法是台阶法，其次是全断面法。在大断面隧道中，单侧壁导坑(中隔壁法)和双侧壁导坑(眼镜法)采用较多。常用方法说明：(1)充分保护和爱护围岩(2)应容许围岩有可控制的变形(3)变形控制主要是通过支护阻力(即各种支护结构)的效应实现(4)施工中实地监控量测，及时提出可靠、足够的量测信息(5)支护应能大面积的、牢固的与围岩紧密接触、能及时施设和应变能力强的支护手段(6)施工过程是围岩力学状态不断变化的过程(7)隧道断面能在较短时间内闭合极为重要(8)建立设计—施工检验—地质预报—量测反馈—修正设计的一体化系统第1节隧道施工概述二、隧道施工方法及其选择3.施工应遵循的原则第1节隧道施工概述二、隧道施工方法及其选择3.施工原则精要少扰动——开挖时尽量减少扰动次数、扰动强度、扰动范围及扰动持续时间。早支护——开挖后及时施作初期锚喷支护，使围岩变形受控。勤量测——以直观、可靠的量测方法和数据准确评价围岩及支护的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以及时调整支护及开挖方法。紧封闭——（1）采取喷射混凝土等防护措施，避免因围岩长时间暴露导致强度和稳定性降低；（2）适时对围岩封闭支护。第1节隧道施工概述三、隧道施工技术的发展加强施工阶段地质判释技术，完善判释方法和手段隧道施工方法的标准化、模式化提高单一工作面的掘进速度，减少辅助工程数量，控制超欠挖加强环境意识，改善地下作业环境，减少对周边环境和结构物的影响重视工程质量，加强施工阶段质量检测，以减轻隧道运营后的维修养护工作量加强施工中的灾害预测、预防与控制不断提高施工管理水平，从多种角度降低工程成本，提高地下工程可持续发展的效应，使之适应技术发展的需求加强应用施工新技术的研究主要内容：1隧道施工概述2新奥法4明挖法5盖挖法6盾构法8沉管法9顶进法10浅埋暗挖法12辅助施工方法—预支护控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工辅助导坑及辅助作业隧道施工7掘进机法新奥法的基本概念第2节新奥法隧道超欠挖与塌方新奥法监控量测与信息反馈施工过程中的力学解析与分析新奥法的开挖方法及工序新奥法的支护技术新奥法的钻进及出渣隧道施工围岩变形控制新奥法主要内容：第2节新奥法一、新奥法的基本概念1.新奥法的由来及概念（1）由来全称为新奥地利的施工方法，NewAustrainTunnelingMethod(NATM)（2）产生背景锚杆在20世纪出现喷射混凝土在1940年末研制成功岩石力学的理论发展为新奥法提供了科学依据（3）新奥法的概念用薄层支护手段保持围岩强度、控制围岩变形，以发挥围岩自承载能力，并通过施工监控量测指导隧道的设计与施工。（4）三大要素控制爆破喷锚支护监控量测（5）三项作业开挖初次支护二次支护第2节新奥法一、新奥法的基本概念2.新奥法原理要点（1）承载体系：支护＋围岩（2）少扰动围岩（3）既允许又限制围岩变形（4）复合式衬砌（初衬＋二衬）（5）初期支护应尽量做成柔性（6）二衬尽可能结构圆顺、刚度大、整体性好（7）进行有效的监控量测（8）通过“排堵措施“解决衬砌渗水第2节新奥法一、新奥法的基本概念3.新奥法施工工序施工准备确定施工方案开挖初期支护监控量测是否符合管理标准防水隔离层二次支护竣工修改支护参数修改开挖方法和顺序修改施工方案是否必要时预支护以改良地层新奥法的基本概念第2节新奥法隧道超欠挖与塌方新奥法监控量测与信息反馈新奥法的开挖方法及工序新奥法的支护技术新奥法的钻进及出渣隧道施工围岩变形控制新奥法主要内容：第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（一）横断面开挖方法全断面开挖法台阶法包括：(1)长台阶法(2)短台阶法(3)超短台阶法分部开挖法

(1)环形开挖留核心土法(台阶分部开挖法)(2)单侧壁导坑法

(3)双侧壁导坑法(眼镜法)(4)中洞法

(5)中隔壁法－CD法

(6)交叉中隔壁法－CRD法第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（二）全断面开挖方法1.概念——全断面开挖法是按设计开挖断面一次爆破成型全断面施工方法(单位：m)120～150ⅢⅡ1ⅡⅢ表示方法：横断面工序图、纵断面工序展开图习惯标注方法：①阿拉伯字1、2、3...表示挖掘;②罗马字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ...表示支护；第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（二）全断面开挖方法2.施工顺序（1）钻孔台车钻眼、装药、联接导火线；（2）台车退出、引爆炸药，开挖出整个隧道断面；（3）排除危石（俗称“找顶”）；（4）喷射拱圈混凝土，必要时安设拱部锚杆；（5）装碴机将石碴装入运输车辆，运出洞外；（6）喷射边墙混凝土，必要时安设边墙锚杆；（7）根据需要可喷射第2层混凝土和隧道底部混凝土；（8）量测、判断围岩和初期支护的变形，为支护参数修改提供依据；（9）开始下一轮循环。量测台车就位钻眼装药、放炮找顶出碴锚喷通风第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（二）全断面开挖方法3.适应条件4.施工特点工序少、干扰少，便于施工组织管理；开挖面大，便于机械化作业，爆破效果好（深眼爆破），进度快；开挖一次成形，减少了爆破次数，对围岩扰动少；地质适用范围较窄，要求地质条件较好，否则当地质条件变化时改变施工方法不易Ⅲ～Ⅰ级围岩大型施工机具（钻孔台车：四臂、二臂等）经济性考虑：开挖距离越长越经济第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（二）全断面开挖方法5.机械化施工的三条主要作业线作业线采用的大型机械设备开挖作业线钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车（无轨）、装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车（有轨）喷锚作业线混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、喷锚作业平台、进料运输设备及锚杆灌浆设备模筑衬砌作业线混凝土拌和作业厂、混凝土输送车及输送泵、施作防水层作业平台、衬砌钢模台车第2节新奥法凿岩台车作业以凿岩台车为龙头的单线隧道快速施工机械化作业线机械化出渣作业线机械化衬砌作业线第2节新奥法机械化出渣作业线机械化衬砌作业线四臂凿岩台车作业第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（二）全断面开挖方法全断面开挖工作面设备布置开挖喷锚模筑衬砌第2节新奥法全断面开挖第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法1.特点将断面分成上半断面和下半断面两部分-分别开挖目前适用性最广的施工方法随台阶长度的调整，几乎可用于所有地层－是主导方法3种：长台阶法短台阶法超短台阶法第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法公路隧道台阶开挖方法上半断面炮眼布置第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法台阶开挖方法台阶法上导坑先贯通第2节新奥法第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法2.选择条件（1）初期支护形成闭合环的时间要求：围岩越差，闭合时间要求越短，则台阶必须缩短（2）施工机械效率：效率高，则可以缩短支护闭合时间，台阶可延长这2个条件反映一个原则：即希望初期支护尽快闭合软弱围岩以第1条件为主围岩较好时以第2条为主发挥机械效率，保证施工经济性第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法3.长台阶法台阶长度：L≥5B，B为洞室的宽度。甚至可以上台阶先贯通，即为“半断面法”。特点：进度快，仅次于全断面法。适用于：Ⅲ～Ⅰ级围岩。作业顺序：

(1)开挖上半断面：钻眼－装药－爆破－锚喷－推石碴到下半断面

(2)开挖下半断面：将推下的石碴运出－钻眼－爆破－出碴－边墙锚喷

(3)整个断面完成第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法4.短台阶法台阶缩短：（1～1.5）B≤L＜5B,特点：①支护闭合时间加快，围岩稳定性增加；②台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。适用于：Ⅴ、Ⅳ级围岩第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法4.短台阶法答：上台阶存碴面积减小，往下台阶推碴次数增多。解决办法：增加平行作业的时间，有利于加快进度

①皮带运输机

②过渡坡道

Ⅰ、钢结构跳板(仰拱先做)Ⅱ、石碴坡道(仰拱后做)～见图问题：台阶缩短对施工进度有何不利？第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法4.短台阶法第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（三）台阶开挖方法5.超短台阶法上台阶长度仅为3～5m。特点：更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工干扰大。适用于：软弱破碎围岩(Ⅴ、Ⅵ级围岩)①下半断面开挖应在上半断面初期支护基本稳定后才能进行；②开挖后要及时喷砼，暴露时间愈长愈不安全；③量测要及时，当位移速度加快时，应立即采取措施。短台阶施工注意：答：反台阶法：速度快、不安全、淘汰问题：能否下台阶先进？第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（四）分部开挖方法大断面化小部分按顺序开挖第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（四）分部开挖方法1.环形开挖留核心土法特点：①留核心土支顶工作面，稳定性优于超短台阶法②进度慢、分块多、不利通风适用于：土质或易坍塌的软弱围岩；小型施工机具(1)环形开挖留核心土法(台阶分部开挖法)(2)单侧壁导坑法(3)双侧壁导坑法(眼镜法)(4)中洞法(5)中隔壁法－CD法(6)交叉中隔壁法－CRD法第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（四）分部开挖方法1.环形开挖留核心土法三维图第2节新奥法第2节新奥法核心土工字钢临时工作平台第2节新奥法三台阶七步开挖法第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（四）分部开挖方法2.单侧壁导坑法特点：

①洞室开挖跨度减小，有利于围岩稳定；

②导坑要闭合，增加了材料用量；

③进度慢。适用：断面跨度大，对地表沉陷有控制要求的软弱底层第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（四）分部开挖方法3.双侧壁导坑法特点：

①双导坑，使洞室最大开挖跨度更小，稳定性增加；

②耗材增加；

③进度慢。适用：对地表沉陷要求更高，或跨度更大的隧道第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（四）分部开挖方法3.双侧壁导坑法1.双侧导坑的开挖是对开还是错开？为什么？答：应错开挖，间距7～10m。避免在同一断面上同时开挖的总跨度过大。2.导坑尺寸如何确定？答：应满足施工要求，但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3。问题：第2节新奥法双侧壁导坑法第2节新奥法运用“双侧壁导坑法”修建国内第一大跨双连拱的公路隧道—最大开挖跨度32.6米的京珠高速公路五龙岭隧道国内第一座海底储气工程—汕头LPG工程第2节新奥法大跨隧道软弱围岩施工第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（四）分部开挖方法4.中洞法特点：先开挖中间岩土体，施作中墙混凝土，后开挖两侧适用于：双连拱隧道第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（四）分部开挖方法4.中洞法中洞法开挖高度应大于中墙高度1m，开挖宽度应大于5m中洞开挖长度取决于隧道长度、宽度及地质条件，一般为50～80m中洞开挖后应及时施作初期支护，在分段浇筑中墙混凝土中墙混凝土达到设计强度后拆模，并进行临时横向支撑施工要求：第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序（四）分部开挖方法①③②⑤④⑥①③②⑤④⑥第2节新奥法二、新奥法的开挖方法及工序5.中隔壁法—CD法－CenterDiaphragm沿一侧自上而下分2部或3部进行每开挖一部及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁底部设临时仰拱中隔壁墙依次分部连接开挖中隔壁墙的另一侧，步骤同上特点：适用于：Ⅴ~Ⅵ级围岩的浅埋双线隧道第2节新奥法5.中隔壁法三维图第2节新奥法第2节新奥法CRD工法施工技术第2节新奥法大跨度地下结构－地铁车站第2节新奥法大跨度地下结构－地铁车站第2节新奥法北京地铁西单站新奥法的基本概念第2节新奥法隧道超欠挖与塌方新奥法监控量测与信息反馈新奥法的开挖方法及工序新奥法的支护技术新奥法的钻进及出渣隧道施工围岩变形控制新奥法主要内容：第2节新奥法三、隧道施工围岩变形控制一、基本原理1.拱部效应：开挖面前方围岩的应力状态处于弹性范围内时，开挖面轮廓线附近产生弹性变形

此时开挖面处于稳定状态。第2节新奥法三、隧道施工围岩变形控制一、基本原理2.转移拱部效应：开挖后围岩处于弹～塑性状态，开挖轮廓四周及开挖面将向隧道内产生塑性变形，“拱部效应”从开挖轮廓周围外移到地层中。此转移只能通过足够的支护措施来实现和控制。3.无拱部效应：开挖后围岩产生破坏－滑移的应力状态，围岩大变形随之产生，围岩极不稳定，“拱部效应”难以形成，易坍塌。此时必须采取支护措施协助围岩形成，“拱部效应”。塑性变形第2节新奥法隧道“拱部效应”的形成及其位置取决于开挖后的围岩变形特征及其大小三、隧道施工围岩变形控制一、基本原理σδ拱部效应转移拱部效应无移拱部效应②①③第2节新奥法三、隧道施工围岩变形控制一、基本原理隧道开挖扰动后，周边及前方围岩产生的变形：三维特征掌子面围岩挤压变形掌子面前方围岩预收敛变形开挖后洞室围岩收敛变形掌子面破坏形式：围岩脱落岩层分离掌子面滑动取决于前方围岩的预收敛第2节新奥法三、隧道施工围岩变形控制一、基本原理变形反应从掌子面前方逐渐向隧道后方发展：预收敛、挤压、收敛收敛变形是应力－应变过程的最后阶段可通过控制超前围岩的变形来控制隧道总变形。措施：预加固手段增加前方围岩的强度第2节新奥法三、隧道施工围岩变形控制一、基本原理第2节新奥法三、隧道施工围岩变形控制二、施工要点两个阶段：设计阶段－完成地质勘察、诊断及处理措施

施工阶段－施工作业、监控量测－调整优化1.设计阶段（1）地质－岩性勘测依据获取的信息，将隧道各地段围岩进行分级（A、B、C三级24个亚级）每一分级围岩具有相似的地质及力学特征（2）开挖过程围岩变形行为预测（诊断）预测各不同围岩级别在开挖过程中的变形行为（3）确定开挖方法及支护措施（处治）尽量采用全断面开挖采取必要的预加固、预支护及初期支护措施以减小变形、防止塌方施作钢筋混凝土二衬，尽快浇筑仰拱第2节新奥法四、隧道施工围岩变形控制二、施工要点第2节新奥法三、隧道施工围岩变形控制二、施工要点采取的措施第2节新奥法三、隧道施工围岩变形控制二、施工要点（1）施工作业通过现场勘察及附加测试确定设计文件的有效性及可行性对细部设计进行改进按施工方案认真作业控制围岩变形（2）监控量测在开挖面前方、上方及后方安装监测点监测围岩变形与施工同步进行（3）修正及调整根据监测结果分析和解释决定是否继续施工修正设计参数调整施工措施1.施工阶段新奥法的基本概念第2节新奥法隧道超欠挖与塌方新奥法监控量测与信息反馈新奥法的开挖方法及工序新奥法的支护技术新奥法的钻进及出渣隧道施工围岩变形控制新奥法主要内容：四、新奥法的支护技术第2节新奥法1.喷射混凝土（一）初期支护主要采用锚喷支护（1）喷射混凝土的特点充填裂隙加固围岩封闭围岩壁面防止风化喷射混凝土与围岩组成共同承载体系（2）喷射混凝土的优缺点优点：柔性支护支护及时

不用模板、拱架施工工艺简单缺点：回弹量大、止水性弱（3）喷射混凝土的喷射方式1）干喷2）湿喷3）潮喷四、新奥法的支护技术第2节新奥法1.喷射混凝土（一）初期支护1）干喷干喷是将砂、石、水泥按一定比例干拌均匀投入喷射机，同时加入速凝剂，用高压空气将混合料送到喷头，最后与高压水混合后以高速喷射到岩面上。（3）喷射混凝土的喷射方式2）湿喷用湿喷机压送拌和好的混凝土，在喷头处添加液态速凝剂，再喷到岩壁上。干喷湿喷四、新奥法的支护技术第2节新奥法1.喷射混凝土（一）初期支护（3）喷射混凝土的喷射方式四、新奥法的支护技术第2节新奥法1.喷射混凝土（一）初期支护3）潮喷潮喷是将砂、石料预加水，使其浸润成潮湿状，再加水泥搅拌均匀，从而降低上料和喷射时的粉尘，其工艺流程同干喷。（3）喷射混凝土的喷射方式（4）喷射混凝土的材料及其组成1）喷射混凝土的材料水泥喷射混凝土对所采用水泥基本要求：掺入速凝剂后凝结快、保水性好、早期强度增加快、收缩小。优先采用325号以上的普通硅酸盐水泥。砂子石子速凝剂一般为水泥质量的2%～4%（喷拱部时可用3%～4%，喷边墙时可用2%～3%）水泥浆初凝应不大于5min，终凝应不大于10min。四、新奥法的支护技术第2节新奥法（一）初期支护2）喷射混凝土的配合比和水灰比质量比－水泥：中砂或中粗砂：石子边墙采用－1:(2～2.5):(2～2.5)

拱部采用－1:2:(1.5～2.0)水灰比：一般为0.4～0.5

1.喷射混凝土（4）喷射混凝土的材料及其组成（5）喷射混凝土的机械(具)设备喷射作业的机械(具)设备主要包括：混凝土喷射机、上料机、搅拌机、机械手、混凝土运送搅拌车、混凝土喷射三联机等。四、新奥法的支护技术第2节新奥法1.喷射混凝土（一）初期支护（5）喷射混凝土的机械(具)设备（1）双罐式混凝土喷射机（2）转体式混凝土喷射机四、新奥法的支护技术第2节新奥法1.喷射混凝土（一）初期支护（5）喷射混凝土的机械(具)设备（3）转体式混凝土喷射机(4)转盘式混凝土喷射机四、新奥法的支护技术第2节新奥法2.喷射混凝土的施工工艺（一）初期支护（1）喷射混凝土的施工准备材料、机械(具)的准备施喷场地准备（2）施喷作业（指干式喷射）1）风、水压风压：风源风压应稳定在

0.4~0.65MPa。水压：规定喷射作业区的系统水压应大于0.4MPa。2）喷嘴与受喷岩面之间的距离和角度距离：喷嘴与受喷岩面之间的距离以0.8～1.2m为宜角度：垂直向刚喷射过的混凝土部位倾斜不大于10°3）一次喷射厚度及各喷层之间间隔时间厚度：根据喷射效率、回弹损失等因素确定间隔时间：当采用(红星Ⅰ型)速凝剂时可在5～10min以后进行下一次喷射四、新奥法的支护技术第2节新奥法2.喷射混凝土的施工工艺（一）初期支护（3）堵管问题的处理原因：粗集料过大(粒径大于25cm以上)

水泥硬块或其它杂物混合料(主要是砂)湿度过大(大于6%)

风压偏低另外若司机操作不对混合料未吹完就停风误开放气阀而停风处理：喷射机司机应立即关闭马达，随后关闭风源。喷射手将软管拉直，然后用手锤敲击以寻找堵管处。找到堵管部位后，可将风压升到0.3～0.4Mpa(不超过0.5Mpa)，并用锤击堵管部位，使其畅通。四、新奥法的支护技术第2节新奥法2.喷射混凝土的施工工艺（一）初期支护（4）喷射混凝土的养护

《铁路隧道施工规范》规定：喷射混凝土终凝后2h起即应开始洒水养护，洒水次数以能保持混凝土具有足够的湿润状态为定，养护期不得少于14昼夜。（5）水泥裹砂法喷射混凝土工艺优点：粘结性能良好回弹量少(低于15％)

粉尘浓度低(小于10mg/m3)

强度高且稳定一次喷射厚度大(可达10～40cm)

有涌水时也容易喷敷节约大量水泥第2节新奥法工艺流程（6）钢纤维喷射混凝土工艺（7）喷射混凝土的质量检查原材料进库检查与验收喷射混凝土强度检查喷层与围岩粘结情况的检查喷层厚度的检查（5）水泥裹砂法喷射混凝土工艺

在砂子中加上适量水，使水泥颗粒粘结在砂子表面，形成低水灰比的净浆薄壳，用以提高混凝土或砂浆强度的方法四、新奥法的支护技术第2节新奥法3.锚杆（1）锚杆支护效应（一）初期支护组合梁均匀压缩拱原理四、新奥法的支护技术第2节新奥法3.锚杆（一）初期支护机械式锚固锚杆－楔缝式、胀壳式粘结式锚固锚杆－靠粘结材料摩擦式锚固锚杆－杆体与孔壁摩擦当隧道通过软弱围岩等地段时：机械式锚杆锚固容易失效粘结式砂浆锚杆施工不便而采用摩擦式锚杆可以收到良好支护效果（2）锚杆类型四、新奥法的支护技术第2节新奥法3.锚杆（一）初期支护（3）锚杆的布置1）局部布置拱腰以上部位锚杆方向应有利于锚杆的受拉。拱腰以下及边墙部位锚杆宜逆向不稳定岩块滑动方向。锚杆的间距：2）系统布置锚杆宜垂直隧道周边轮廓布置，对水平成层岩层，应尽可能与层面垂直布置在岩面上锚杆宜成菱形排列，纵横间距为0.6～1.5m。系统锚杆间距不宜大于锚杆长度的1/2，在Ⅴ、Ⅵ级围岩中，锚杆间距宜为0.5～1.2m。隧道轴向四、新奥法的支护技术第2节新奥法3.锚杆（一）初期支护（4）锚杆的尺寸1）锚杆直径锚杆一般采用16Mn或5号钢，条件不具备时可用3号钢。对于端部锚固的锚杆，其抗拉力大于或等于设计锚固力，即：锚杆直径d：常用的锚杆直径一般为18～22mm。2）锚杆长度起悬吊作用的锚杆：长度须穿透不稳定块体并在坚硬稳定岩体内有一定锚固长度。软弱围岩中系统布置的锚杆：岩体视为单一塑性体，锚杆的长度应穿过塑性区。按施工经验来确定锚杆长度：中等以上硬质围岩：软弱围岩：四、新奥法的支护技术第2节新奥法3.锚杆（一）初期支护（5）钢筋砂浆锚杆的安装工艺1)材料及配合比钢筋：宜采用螺纹钢筋；水泥：选用不低于325号的普通硅酸盐水泥；砂子：严格过筛的粒径不大于3mm的中、粗砂；速凝剂：红星Ⅰ型，掺量为水泥质量的2%～4%；骨料比：1：1～1：1.2；水灰比：0.4～0.45。2）灌浆设备孔径应大于锚杆直径15～20mm，在灌浆前应用高压风将孔眼吹净。3）钻孔及清孔4）注浆及安装锚杆将注浆管插入到孔底，在注浆的同时，将注浆管徐徐向外拔出，待注浆管口距钻孔口20～30cm时，停止注浆，然后将锚杆插入至孔底部将砂浆挤满钻孔。四、新奥法的支护技术第2节新奥法3.锚杆（一）初期支护钻孔

安装锚杆连接注浆机注浆钢筋砂浆锚杆的安装第2节新奥法四、新奥法的支护技术第2节新奥法4.钢架（一）初期支护对于自稳时间很短的Ⅴ、Ⅵ级围岩隧道；浅埋、偏压隧道；隧道处于粉细砂、大面积淋水等地段；为了抑制围岩过大的变形。（1）使用条件（1）架设后立即受力（2）强度和刚度均较大（3）可承受松动压力钢架最大特点：（2）钢架类型型钢钢架格栅网构钢架四、新奥法的支护技术第2节新奥法4.钢架（一）初期支护1）型钢钢架常用：工字型钢、H型钢、槽钢、U型钢、钢管及钢轨等缺点：钢架较重，架设困难；不便于加工制作；钢架与喷射混凝土结合不良，粘结力较小。2）格栅网构钢架特点：质量轻，制作容易，架设方便，省工省料与喷射混凝土结合良好，能形成整体钢筋混凝土结构易与锚杆、超前小导管形成整体钢架纵向间距，视围岩而定一般为0.75～1.2m

两榀钢架之间设置直径为20～22mm纵向钢拉杆只有十分必要时才使用纵向拉杆四、新奥法的支护技术第2节新奥法4.钢架型钢钢架四、新奥法的支护技术第2节新奥法4.钢架格栅网构钢架四、新奥法的支护技术第2节新奥法格栅网格拱架超前小导管钢筋网纵向连接筋锚杆四、新奥法的支护技术第2节新奥法二次支护（二）模筑混凝土衬砌（1）混凝土材料选择及准备水泥砂子、石子外加剂和混合材水（2）模筑混凝土衬砌施工准备模板：一般采用整体移动式模板台车四、新奥法的支护技术第2节新奥法（二）模筑混凝土衬砌（3）混凝土的制备与运送采用机械搅拌，设置搅拌站严格按配比供料和加水，保证水灰比隧道不长时，搅拌站可设在洞外隧道较长时，采用搅拌车运送混凝土途中运输时间不应超过45min（4）混凝土灌注施工保证振捣密实，处理好施工缝注意对称灌注，两侧同时或交替进行灌注应分段进行，自由倾落高度不宜超过2m分层灌注，每层厚度一般为15～30cm灌注保证连续性衬砌分段施工应与沉降缝、伸缩缝及设备洞位置统一考虑四、新奥法的支护技术第2节新奥法（三）衬砌结构防水保证隧道内干燥是正常运营的重要条件之一重要性：延长隧道使用年限；确保行车安全确保结构不受破坏确保附属设施完好1.防水措施喷射混凝土防水塑料防水板防水模筑混凝土衬砌防水防水涂料防水注浆堵水2.排水措施盲沟泄水孔排水沟隧道外新奥法的基本概念第2节新奥法隧道超欠挖与塌方新奥法监控量测与信息反馈新奥法的开挖方法及工序新奥法的支护技术新奥法的钻进及出渣隧道施工围岩变形控制新奥法主要内容：1.爆破概念及破岩机理钻眼爆破掘进2.钻孔机具3.爆破材料4.起爆方法5.起爆网络6.隧道常用爆破方法预留变形、炮眼种类及布置、炮眼参数、装药结构、炸药消耗、起爆及时差、爆破施工第2节新奥法五、新奥法的钻进及出渣隧道施工掘进——是指对坑道范围内岩体的破碎挖除方式。（一）单臂掘进机及人工掘进在软质岩石及土质隧道中，为减少对围岩扰动，避免爆破震动对围岩的破坏，可以采用单臂掘进机掘进。常用单臂掘进机是铣盘式采矿机。挖斗式挖掘机及铲斗式装渣机亦可以用于隧道掘进。在不能采用爆破掘进的软弱破碎围岩和土质隧道中,若隧道工程量不大，工期要求不太紧，又无机械或不宜采用机械掘进时，则可以采用人工掘进。常用的掘进方式一般山岭隧道最常用钻眼爆破钻眼爆破掘进、单臂掘进机掘进、人工掘进第2节新奥法（一）单臂掘进机及人工掘进五、新奥法的钻进及出渣铣盘式采矿机人工挖掘第2节新奥法钻眼爆破掘进－用凿岩机钻孔，钻孔内装填炸药使坑道设计范围内的岩体爆破破碎的过程。（二）钻眼爆破掘进对围岩扰动破坏较大，有时因爆破震动致使围岩产生坍塌，故较适用于坚石、次坚石质隧道。五、新奥法的钻进及出渣开挖作业要求：按设计要求开挖出断面（形状、尺寸、表面平整、超欠挖等）；石碴大小适中，抛掷范围相对集中，便于装碴运输；转眼工作量少，掘进速度快，少占作业循环时间；尽量减少对围岩的扰动；减少对施工机具及支护结构的破坏；减少对环境的破坏。第2节新奥法（二）钻眼爆破掘进1.爆破有关概念及破岩作用机理（1）无限介质中的爆破假定将药包埋置在无限介质中进行爆破，在远离药包中心不同位置，有不同爆破作用。分四个区域：五、新奥法的钻进及出渣压缩粉碎区－半经为R1范围的区域；抛掷区－R1与R2之间的范围；破坏区－R2与R3之间的范围，松动区；震动区－R3与R4之间的范围。R3R1R2R4五、新奥法的钻进及出渣第2节新奥法（二）钻眼爆破掘进1.爆破有关概念及破岩作用机理（2）爆破基本概念临空面－自由面，暴露在空气中的开挖面爆破漏斗－在有临空面时，炸药爆破形成的一个圆锥形爆破凹坑最小抵抗线(W)－药包中心到自由面的最短距离爆破漏斗半经(r)－最小抵抗线与自由面交点到爆破漏斗边沿距离爆破作用指数－爆破漏斗半径r与最小抵抗线W的比值n(n=r/w)

作用－描述爆破漏斗大小、爆破性质、抛掷堆积情况等因素标准抛掷爆破：n=1

加强抛掷爆破：n>1

加强松动或减弱抛掷爆破：0.75<n<1

松动爆破：n<0.75

平坦地形松动爆破，只能看到岩土破碎和隆起，不见爆破漏斗R1第2节新奥法（二）钻眼爆破掘进2.钻孔机具五、新奥法的钻进及出渣按使用动力按钻进工作原理风动凿岩机内燃凿岩机电动凿岩机液压凿岩机冲击转动式旋转式旋转冲击式风动凿岩机—俗称风钻，以压缩空气为动力凿岩台车：将多台凿岩机安装在一个专门的移动设备上，实现多机同时作业，集中控制可以同时进行多孔凿岩，缩短钻孔时间，加快掘进速度适用于大断面或全断面隧道开挖按结构划分按行走方式划分凿岩台车门架式液压钻臂式实腹式轮胎式履带式轨道式五、新奥法的钻进及出渣第2节新奥法（二）钻眼爆破掘进2.钻孔机具气腿式风动凿岩机五、新奥法的钻进及出渣第2节新奥法（二）钻眼爆破掘进2.钻孔机具钻孔前准备气腿式风动凿岩机五、新奥法的钻进及出渣第2节新奥法（二）钻眼爆破掘进2.钻孔机具风镐破岩以四臂凿岩台车为龙头的双线隧道无轨运输机械化作业线第2节新奥法台车钻孔施工第2节新奥法（二）钻眼爆破掘进3.爆破材料五、新奥法的钻进及出渣（1）炸药爆破材料：炸药、起爆、传爆材料。起爆、传爆材料：雷管、导火索、导爆管敏感度－指炸药在外界起爆能作用下爆炸反映的难易程度，即炸药爆炸对外能的需要程度爆速－炸药爆炸时爆轰在炸药内部的传播速度称为爆速爆力（威力）－炸药爆炸时对周围介质做功的能力称为爆力。炸药的爆力越大，其破坏能力越强，破坏的范围及体积也越大。猛度－炸药爆炸后对与之接触的固体介质的局部破坏能力称为猛度。殉爆距离－一个药包（主动药包）爆炸后，能引起与它不相接触的邻近药包（被动药包）爆炸，这种现象称为被动药包的“殉爆”。这两个邻近药包的距离为殉爆距离。炸药的性能：第2节新奥法（二）钻眼爆破掘进3.爆破材料五、新奥法的钻进及出渣铵梯炸药－加入硝酸铵、梯恩梯和木粉作成的硝铵炸药(俗称铵梯炸药)浆状（水胶）炸药－该种炸药具有抗水性强、密度高、爆炸威力大、原料广、成本低和安全等优点，常用于有水爆破中。乳化炸药－通常是以硝酸铵，硝酸钠水溶液与碳质燃料通过乳化作用形成的乳脂状混合炸药，也称为乳胶炸药。硝化甘油炸药－硝化甘油炸药抗水性强、密度高、爆炸威力大。隧道工程中常用的炸药：使用最广－硝铵类炸药，炸药成分：▲硝酸铵，占60％以上

▲梯恩梯或硝酸钠(钾)，占10％～15％

▲木粉（可燃剂与松散剂）在无瓦斯坑道中使用的铵梯炸药，简称为岩石炸药，2号岩石炸药就是最常用的一种；在有瓦斯坑道中使用的炸药，简称为煤矿安全炸药。第2节新奥法（二）钻眼爆破掘进3.爆破材料五、新奥法的钻进及出渣硝铵炸药隧道爆破炸药形式：卷型，柱状药包药卷直径有32mm、35mm、40mm，长度为150mm周边光爆炸药卷直径一般为22mm、25mm，长度为200~600mm可按爆破设计炸药品种、装药结构和用药量选择。药卷直径有32mm、35mm、40mm等，长度为150mm第2节新奥法（二）钻眼爆破掘进3.爆破材料五、新奥法的钻进及出渣（2）起爆、传爆材料1）导火索和火雷管

2）电雷管3）塑料导爆管与非电雷管4）导爆索和继爆管

第2节新奥法火雷管导火索非电雷管塑料导爆管电雷管第2节新奥法电雷管塑料导爆索导爆管毫秒双向继爆管第2节新奥法（二）钻眼爆破掘进1)光面爆破五、新奥法的钻进及出渣光面眼第2节新奥法（二）钻眼爆破掘进五、新奥法的钻进及出渣光面爆破效果深孔预裂爆破包括：装渣、运输及卸渣第2节新奥法（三）出渣六、新奥法的钻进及出渣1.装渣翻斗式蟹爪式挖斗式铲斗式装碴机械有轨式运输无轨式运输轮胎履带（1）装碴量计算（2）装碴方式（3）装碴机械将开往爆破的石碴装入运输车辆应为开挖后的涂碴体积人力装碴和机械装碴第2节新奥法（三）出渣六、新奥法的钻进及出渣2.运输有轨出碴车辆斗车梭式矿车槽式矿车（1）有轨运输优点：不排有害气体、污染轻、设备构造简单、占用空间小等缺点：轨道铺设较复杂、维修工作量大、调车作业复杂、轨道延伸影响作业等（2）无轨运输优点：不需要铺设复杂的运输轨道、运输速度快、管理简单、配套设备少等缺点：排放废气、污染较重、需要强大的通风等3.卸碴石碴处理、卸碴场地：加工成衬砌混凝土材料的粗骨料；用作路基填方或洞外工作场地填方；弃于山谷或河滩考虑：卸碴方便、不占良田、不堵塞航道、不污染环境第2节新奥法（三）出渣六、新奥法的钻进及出渣3.卸渣铲斗式装碴机第2节新奥法（三）出渣六、新奥法的钻进及出渣3.卸渣有轨装碴机输送带耙斗轨道第2节新奥法（三）出渣六、新奥法的钻进及出渣3.卸渣有轨运输新奥法的基本概念第2节新奥法隧道超欠挖与塌方新奥法监控量测与信息反馈新奥法的开挖方法及工序新奥法的支护技术新奥法的钻进及出渣隧道施工围岩变形控制新奥法主要内容：七、隧道超欠挖与塌方第2节新奥法

以设计的隧道开挖轮廓线为基准线，实际开挖获得的断面在基准线以外的部分称为超挖，在基准线以内的部分则称为欠挖。（1）概念（2）影响超欠挖的因素

钻孔精度爆破技术施工组织管理测量放线地质条件变化其他1.超挖与欠挖实际开挖线设计开挖线超挖欠挖七、隧道超欠挖与塌方第2节新奥法“宁超勿欠”——传统观点“少欠少超”——现代观点（3）超欠挖的两种观点不是无谓扩大开挖轮廓线，而是科学制定允许的超、欠挖量。铁路隧道施工规范(TB10204-2000)规定：当围岩完整、石质坚硬时，容许岩石个别突出部分(每1m2不大于0.1m2)侵入衬砌；侵入值应小于衬砌厚度的1/3，并小于10cm；对喷锚衬砌应不大于5cm。七、隧道超欠挖与塌方第2节新奥法2.塌方塌方是最为常见、比较典型的一种事故。（1）发生坍方的主要原因

不良地质及水文地质条件人为因素坚持“先排水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤量测”加强坍方的预测（2）预防坍方的施工措施（3）隧道坍方的处理措施a.查明原因，制定处理方案。发生坍方后，应及时迅速处理b.先加固未坍塌地段，然后清除碴体，完成衬砌c.处理坍方的同时，应加强防排水工作d.坍方地段的衬砌，应视坍穴大小和地质情况予以加强e.采用新奥法施工的隧道或有条件的隧道，坍方后要加设量测点，增加量测频率，根据量测信息及时研究对策七、隧道超欠挖与塌方第2节新奥法2.塌方

(3)隧道坍方的处理措施大规模坍方处理实例示意图新奥法的基本概念第2节新奥法隧道超欠挖与塌方新奥法监控量测与信息反馈新奥法的开挖方法及工序新奥法的支护技术新奥法的钻进及出渣隧道施工围岩变形控制新奥法主要内容：施工准备确定施工方案开挖初期支护监控量测是否符合管理标准防水隔离层二次支护竣工修改支护参数修改开挖方法和顺序修改施工方案是否必要时预支护以改良地层七、监控量测与信息反馈第2节新奥法重要环节七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（一）监控量测的目的为设计和修正支护结构及参数提供依据；正确选择开挖丰富和支护施作时间；为隧道施工和长期使用提供安全信息；研究新奥法力学机理和设计理论的重要途径。（二）量测元件及仪器1.百分表，千分表，挠度计其表盘最小刻度值为0.01mm的称为百分表，为0.001mm的称千分表，为0.05mm并可连续读数，量程无限大的称为挠度计。2.收敛计坑道开挖后，随着围岩应力重分布，坑道相对侧壁的距离将产生变化，当围岩应力趋于平衡时，这种变化将逐渐趋于稳定，这一变化过程称为“收敛”，这种相对距离的量测称为“收敛量测”。有：重锤型收敛计、弹簧张力型收敛计、钢丝扭距平衡型收敛计第2节新奥法百分表千分表挠度计七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（二）量测元件及仪器重锤型钢尺七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（二）量测元件及仪器弹簧式收敛计弹簧式收敛计第2节新奥法七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（二）量测元件及仪器3.位移计

位移计有两种类型，一类是机械式，另一类是电测式。其构造是由定位装置、位移传递装置、孔口固定装置、百分表或读数仪等部分组成。4.锚杆拉力计锚杆拉力计主要用作锚杆拉拔实验，由手动油泵和空心千斤顶，压力表，油管组成。拉力计最大拉拔力可达400kN，上面可安装百分表测千斤顶行程。5.钢筋计长期埋设在混凝土建筑物内，测量结构内部的钢筋应力。电磁感应式钢筋计又称钢弦式（振弦式）钢筋计应用广泛。七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（二）量测元件及仪器机械式位移计电阻式多点位移计七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（二）量测元件及仪器钢弦式量测锚杆钢筋计七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（二）量测元件及仪器6.岩土压力盒对支护的内应力及其与围岩接触应力的量测可采用盒式压力传感器(称压力盒)进行测试。将压力盒埋设于混凝土内的测试部位及支护一围岩接触面的测试部位，压力盒所受压力即为该部位(测点)应力。压力盒有两种传感方式，一种是变磁阻调频式，另一种是液压式。7.隧道激光断面测量仪目前国内应用较多的此类仪器有铁二局的非接触自动坐标（TAPS）激光断面仪，铁道部的SJC—1型激光断面仪，地矿部探矿工艺所的DMY—I激光断面仪，北京光电技术研究所的BJSD-2激光隧道限界检测仪。七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（二）量测元件及仪器压力盒七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（二）量测元件及仪器压力盒压力盒混凝土衬砌七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（二）量测元件及仪器混凝土钢筋计混凝土钢筋计七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（二）量测元件及仪器钢弦式压力盒布置图七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计包括：选择和确定量测手段和项目；测点布置；量测频率；制定实施计划等。1.现场监控量测的项目及选择各类围岩条件下量测项目的重要性

项目围压条件应测项目选测项目洞内观察净空变位拱顶下沉地表/围岩内下沉围岩内部位移锚杆轴力衬砌内力锚杆拉拔试验围压试件试验洞内测弹性波速硬岩(断层等破碎带除外)⊙⊙⊙⊙△*△*△△△△软岩(不发生强大塑性地压)⊙⊙⊙⊙△*△*△*△△△软岩(发生强大塑性地压)⊙⊙⊙⊙○△○△土砂⊙⊙⊙⊙○△*△*○⊙土质试验△说明：⊙-必测项目；

○-应测项目；△-必要时进行的项目；△*-量测结果对判断是增强还是减弱支护有参考价值七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计2.监控量测计划的制定（1）地质和支护状态观察地质和支护状态观察包括工作面观察和支护结构的支护效果观察。（2）测试断面、测线、测点、测孔的布设测试断面有两种，一是单一测试断面，二是综合测试断面。

1)拱顶下沉和周边位移一般布设在同一断面，其测试断面间距可按《锚喷支护技术规范》(GBJ86—85)规定。

2)地表下沉量测与埋深关系很大，其测试断面间距可参照表6-12执行。

3)其它量测项目一般都可布置在综合测试断面上，常称为代表性测试断面，其断面间距和数量视具体需要而定。在一般围岩条件下，200m～500m设一个断面。七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计拱顶下沉、周边位移测试断面间距地表下沉测试断面间距2.监控量测计划的制定条件洞口附近施工进展200m前施工进展200m后断面间距(m)1020(土砂围岩减小到10)30(围岩变化1次至少设1断面)埋深与洞室跨度B的关系h>2BB<h<2Bh<B断面间距(m)20-5010-205-10七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计（3）周边位移的测线布置坑道周边相对位移的测线可参照表及图布置。周边位移测线数2.监控量测计划的制定地段开挖方法一般地段特殊地段洞口附近埋深小于2B埋有膨胀压力或偏压实施选测项目代表性地段全断面开挖1条水平3条或5条3条或5条或7条短台阶开挖2条水平3条或6条3条或6条3条或6条3条或5条或6条多台阶开挖每台阶1条水平每1台阶3条每1台阶3条每1台阶3条每1台阶3条七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计（4）围岩内位移的测孔布置围岩内部相对位移的测孔，一般与周边位移测线相应布置，以便使两项测试结果能够互相验证，协同分析和应用。围岩内部位移测孔布置（5）量测轴力的锚杆布置量测锚杆中的变形，求出锚杆轴力3测孔5测孔7测孔七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计围岩内部位移量测八、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计广州地铁公园前站锚索应力量测内昆线青山隧道衬砌无损检测七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计洞周收敛量测八、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计

洞周收敛量测七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计（6）衬砌应力衬砌应力量测是为了研究一次衬砌或二次衬砌内的应力分布以及外荷载情况，作为分析和评定安全性的依据。喷层应力量测点布置3测点6测点9测点七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计钢支撑应力量测八、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计

钢支撑应力量测八、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计

钢筋计测格栅应力八、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计喷层应力量测喷层应力测点的布置七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计二衬应力量测接头应力计钢支撑八、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计

二衬应力量测七、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计（7）地表、地中沉降的测点布置浅埋隧道开挖时必然引起地面沉陷，量测的目的是了解地面下沉范围、量值；地面及地中下沉随工作面推进的规律；地面及地中下沉稳定的时间。地表、地中沉降测点，主要应布置在洞室中轴线上方的地表或地中(钻孔中)，在主点的横向上也应布置必要数量的测点。另外，在沉降区以外还应设置测点作为参照。开挖沉陷规律观测八、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计地表沉降观测八、监控量测与信息反馈第2节新奥法原始记录及量测资料整理（三）现场监控量测设计数据处理每次收敛量测后，均应对量测断面内每条测线分别回归分析，求出各自回归精度最高的收敛—时间回归方程和收敛—距开挖面距离回归方程。以推算最终位移和掌握位移变化规律。用收敛量测结果判断隧道的稳定性地下结构的稳定性判断有二个方面：*初期支护后的稳定性判断，据此确定二次支护施工时间；*洞周总收敛量，在规定允许值之内，且不大于预留变形量，据此判断结构不会侵入限界。八、监控量测与信息反馈第2节新奥法（三）现场监控量测设计隧道周边允许相对位移值（%）注：①相对位移值系指实测值与可测点距离之比，或拱顶位移实测值与隧道宽度之比。

②脆性围岩取表中较小值，塑性围岩取表中较大值。

③Ⅰ、Ⅴ、Ⅵ类围岩可按工程类比原理选定允许值范围。围岩类别

覆盖厚度（m）＜５０５０－－１００＞３００Ⅳ类０.１０～０.３００.２０～０.５００.４０～１.２０Ⅲ类０.１５～０.５００.４０～１.２００.８０～２.００Ⅱ类０.２０～０.８００.６０～１.６０１.００～３.００八、监控量测与信息反馈第2节新奥法（四）量测数据的反馈

信息反馈的目的，就是进行施工管理和调整支护设计，以确保施工的安全性和设计的经济性。1.施工管理量测的动态管理分为“量”和“质”2个方面，凡可以用数字大小表述的量测项目，归结为“量”的管理，如周边位移、拱顶下沉、锚杆轴力等。2.信息反馈修正设计信息反馈修正设计的内容：施工方法变更的建议；施工工序的更改；预留变形量的修改或确认；设计参数的修改或确认；采用辅助施工措施的建议。3.反分析计算洞口段施工3洞口段及明洞施工方法洞口段概念进洞方法明洞施工先墙后拱法先拱后墙法一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(一)洞口段概念指洞口浅埋段，即开挖可能给洞口地表造成不良影响的范围。图洞口段的一般范围洞门位置明暗交界明洞段洞口段HH--深浅埋分界处

覆盖层厚度，约

为2～2.5倍天然

拱高度。一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(一)洞口段概念洞口段施工注意事项:洞口段特点：(1)覆盖浅、地质差，地表水汇集。(2)进洞顺利与否，对工程的展开影响甚大。⑴先清理洞口边仰坡有可能滑塌的表土及危石。⑵刷坡应自上而下逐段开挖。⑶不采用深眼大爆破开挖边仰坡。⑷洞门厚度内的衬砌应与洞身衬砌同时施工，连成整体。⑸端墙砌筑与回填应两侧对称同时进行，以防衬砌产生偏压。⑹洞口应设置加强衬砌段，其长度一般不小于10m。一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)进洞方法影响施工方法的因素：根据地质条件有：1.全断面法进洞适应于：Ⅱ、Ⅰ级围岩。注意事项：初始10～20m区段的开挖，应将爆破进尺控制在2～3m。●施工机具配备情况●洞外相邻建筑的影响●地形条件●地质条件---最为重要！一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)进洞方法视地质条件，严格控制爆破进尺：⑴Ⅳ、Ⅲ级围岩～短台阶爆破进尺1.5m～2.5m；网、锚、喷支护。⑵Ⅴ、Ⅳ级围岩～短台阶爆破进尺在1.5m以内；超前锚杆(或小导管)，钢拱架。⑶Ⅵ、Ⅴ级围岩～超短台阶进尺0.5～1.0m；不爆破，人工或机械挖掘。2.台阶法进洞当围岩很差，超短台阶法往往还不够安全，可用:⑴环形开挖留核心土法⑵侧壁导坑法⑶下导坑法(4)预支护进洞超前锚杆、超前小导管、管棚等适用：软弱破碎地层等。3.其它进洞方法一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)进洞方法一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)进洞方法下导坑进洞方式154325315～20m一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)进洞方法一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)进洞方法现场管棚管棚及套拱护拱是隧道施工管棚（一般为108或89钢管）时的一种外部建筑，主要是用于管棚定位等一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)进洞方法管棚及套拱场地平整——测量放样——开挖护拱基础——基础处理——浇筑护拱基础砼——安装钢管脚手架、砼提升架、护拱型钢拱架等——安装孔口管——安装护拱砼内外模板——浇筑护拱砼套拱（护拱）施工顺序：一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)进洞方法套拱（护拱）一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)进洞方法套拱（护拱）一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)进洞方法一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)进洞方法适用于：覆盖层薄、边仰坡不稳、偏压等。方法：在洞口处先作一段明洞，抵紧仰坡坡脚，在明洞上及时回填以加固仰坡，然后暗挖进洞。4.明洞法进洞二、明洞施工方法3洞口段及明洞施工方法1.先墙后拱法

全称为“全部明挖先墙后拱法”。适用于：临时边坡能暂时稳定的对称式明洞。优点：衬砌整体性好，施工空间大，有利于施工。缺点：土方开挖量大，刷坡较高。明洞先墙后拱法二、明洞施工方法3洞口段及明洞施工方法2.先拱后墙法

适用于：不宜大范围开挖边仰坡的情况。优点：土石方开挖量较小，刷坡较低。缺点：衬砌整体性较差，边墙防水层施作不方便。明洞先拱后墙法311：mⅡ4Ⅴ6Ⅶ主要内容：1隧道施工概述2新奥法4明挖法5盖挖法6盾构法8沉管法9顶进法10浅埋暗挖法12辅助施工方法—预支护控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工辅助导坑及辅助作业隧道施工7掘进机法放坡开挖4明挖法支护开挖法地下连续墙法概念：明挖法是从地表面向下开挖形成露天的基坑在基坑中修筑衬砌，敷设外贴式防水层最后用土回填围护结构无支撑围护结构有支撑明挖法施工模拟图4明挖法1.围护结构施工2.第一层开挖支撑4明挖法明挖法施工演示3.第n层开挖支撑4.浇捣底板混凝土4明挖法明挖法施工演示5.浇捣中板及顶板混凝土6.结构车站主体完成4明挖法明挖法施工演示一、放坡开挖4明挖法适用于隧道埋深较浅、地势、地面空旷，土质稳定，地下水位较低的情况。此法机械化程度高，施工速度快，质量也易得到保证。一、放坡开挖4明挖法

二、支护开挖4明挖法支护开挖法是将基坑围护结构插入基坑底部以下，开挖到设计标高后，再进行主体结构施工。视边坡的稳定性，基坑内即可设置支撑，也可不设。1.围护结构无支撑特点：悬臂围护结构：

木桩钢桩挖孔桩灌注桩钢筋混凝土预制桩连续墙减小位移与变形措施：

大刚度围护结构围护结构顶部设圈梁坑外挖土减压坑外降水坑外注浆、旋喷、搅拌、粉喷加固坑内预留原状土台设置护脚二、支护开挖4明挖法2.围护结构有支撑基坑深度较大，开挖时除采用围护结构外，还常采用支撑加强围护结构以抵抗较大的侧压力。支撑分为水平支撑、斜支撑以及采用锚杆、土钉加固等。二、支护开挖4明挖法2.围护结构有支撑(1)水平支撑水平支撑常用的形式有横撑和角撑(图)，基坑拐角或断面变化处用角撑，其它一般用横撑。采用水平支撑优点：墙体水平位移小；安全可靠，开挖深度不受限制；要求围护结构的平面形状比较规则，以矩形为最佳。开挖基坑宽度较大时，支撑应加设中间支柱来保持其稳定性。中间支柱应在开挖前按设计位置作好。二、支护开挖4明挖法2.围护结构有支撑(2)斜支撑斜支撑是在基坑横向宽度较大或形状不规则，不便使用水平支撑时采用的支撑形式。采用斜支撑时，围护结构上部水平位移比较大，易引起基坑外地面及附近建筑下沉，对沉降要求严格的地段应十分慎重，因此基坑开挖深度也受到一定限制。(3)锚杆锚杆是一种设在基坑外的支撑。一般由锚头、拉杆和锚固体三个基本部分组成。锚头锚固在围护结构上。锚固体在岩石中的为岩石锚杆，在土层中的为土层锚杆。基坑开挖时，作用在围护结构上的侧应力可由锚杆与岩土之间产生的作用力来平衡。锚杆是受拉杆件，可采用高强钢索，充分发挥其抗拉性能。二、支护开挖4明挖法2.围护结构有支撑斜支撑锚杆二、支护开挖4明挖法二、支护开挖4明挖法二、支护开挖4明挖法二、支护开挖4明挖法钢板桩三、地下连续墙法4明挖法概念：在地下挖掘一段狭长的深槽，在槽内放入钢筋笼，浇筑一段钢筋混凝土墙体，然后连接起来形成一道连续的地下墙体，称为地下连续墙。分为现浇地下连续墙、预制地下连续墙、排桩地下连续墙。可作为地下结构的一部分。优缺点：施工时不产生大量噪音和震动

墙体刚度大、防渗性能好

能适应软土地质条件工程施工对周围土体扰动小灌注混凝土无需模板，节省木板和劳力须随地质条件选用不同的挖槽机械，成本高泥浆等措施稳定槽壁处理麻烦。4明挖法1.现浇地下连续墙三、地下连续墙法三、地下连续墙法4明挖法2.预制地下连续墙概念：挖槽、预制墙板组拼、水泥浆固化、成墙3.排桩地下连续墙(1)钻冲孔排桩地下连续墙两钻一冲：按一定桩距钻孔、浇筑钢筋混凝土成桩、两桩间冲孔、浇筑钢筋混凝土－形成排桩地下连续墙三、地下连续墙法4明挖法(2)挖孔排桩地下连续墙间隔挖孔、下钢筋笼、浇筑混凝土、成挖孔桩、桩间挖土、凿除护壁混凝土、下钢筋笼、浇筑混凝土、新旧桩成一体－成墙a)桩孔护壁开挖；b)成桩；c)桩间开挖3.排桩地下连续墙三、地下连续墙法4明挖法三、地下连续墙法4明挖法三、地下连续墙法4明挖法主要内容：1隧道施工概述2新奥法4明挖法5盖挖法6盾构法8沉管法9顶进法10浅埋暗挖法12辅助施工方法—预支护控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工辅助导坑及辅助作业隧道施工7掘进机法一、概念与类型5盖挖法概念：盖挖法是先盖后挖，即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通再向下施工。两种类型：

盖挖顺作法：开挖到底，自下而上施作地下结构盖挖逆作法：从上到下开挖，边开挖，边自上而下作结构结构的水平位移小；结构板作为基坑开挖的支撑，节省了临时支撑；缩短占道时间，减少对地面干扰；受外界气候影响小。盖挖法优点：盖挖法缺点：出土不方便；板墙柱施工接头多，需进行防水处理；工效低，速度慢；结构框架形成之前，中间立柱能够支承的上部荷载有限。二、盖挖顺作法工序开挖到底，自下而上施作地下结构5盖挖法①支挡柱(墙)②路面盖板③上段开挖④埋设物防护⑤主体开挖⑥修筑结构物⑦恢复埋设物⑧回填⑨拆除路面盖板⑩拔除支挡桩或拆除支挡墙头部⑾恢复路面①⑥③⑤⑧⑾②⑨④⑦⑩5盖挖法盖挖逆作法工程实例主要内容：1隧道施工概述2新奥法4明挖法5盖挖法6盾构法8沉管法9顶进法10浅埋暗挖法12辅助施工方法—预支护控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工辅助导坑及辅助作业隧道施工7掘进机法6盾构法机械化隧道掘进盾构法-适用于土层及软弱富水地层掘进机法-适用于各类岩石地层6盾构法一、盾构法1