專題四隧道施工方法

1、 NoImage3、掌子面變形控制技術研究、掌子面變形控制技術研究 不同控制技術施工效應對比分析不同控制技術施工效應對比分析 對常規(guī)、預留核心土及掌子面加固對比超前注漿工法進行對比分對常規(guī)、預留核心土及掌子面加固對比超前注漿工法進行對比分析。析。 工況工況開挖方法開挖方法備注備注工況工況1 1常規(guī)臺階法常規(guī)臺階法上臺階長度上臺階長度9m9m，下臺階長，下臺階長6m6m工況工況2 2超前深孔帷幕注漿預加固超前深孔帷幕注漿預加固上臺階長度上臺階長度9m9m，下臺階長，下臺階長6m6m工況工況3 3環(huán)形開挖預留核心土環(huán)形開挖預留核心土上臺階長度上臺階長度9m9m，下臺階，下臺階6m6m，核心土長，核

2、心土長4.5m4.5m工況工況隧道埋隧道埋深深/m/m開挖方法開挖方法備注備注工況工況1 1300m300m臺階法臺階法上臺階長度上臺階長度6m6m，下臺階長，下臺階長6m6m，距落底掌子面，距落底掌子面9m9m施作仰拱施作仰拱工況工況2 2300m300m環(huán)形開挖預留核心環(huán)形開挖預留核心土土上臺階長度上臺階長度9m9m，核心土長，核心土長3m3m，距落底掌子面，距落底掌子面9m9m施作仰拱施作仰拱工況工況3 3300m300m環(huán)形開挖預留核心環(huán)形開挖預留核心土土上臺階長度上臺階長度9m9m，核心土長，核心土長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況工況4 43

3、00m300m環(huán)形開挖預留核心環(huán)形開挖預留核心土土上臺階長度上臺階長度9m9m，核心土長，核心土長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況完成情況4、洞周變形控制技術研究、洞周變形控制技術研究 計算工況圍巖級別隧道埋深/m開挖方法上斷面扁平率備注工況1300臺階法0.3上臺階長度9m，下臺階長6m工況2300臺階法0.45上臺階長度9m，下臺階長6m工況3300臺階法0.6上臺階長度9m，下臺階長6m工況4300臺階法0.3上臺階長度9m，下臺階長6m工況5300臺階法0.45上臺階長度9m，下臺階長6m工況6300臺階法0.6上臺階長度9m，下臺階長6m工況730

4、0臺階法0.3上臺階長度9m，下臺階長6m(1)上斷面扁平率的影響上斷面扁平率的影響效應上臺階扁平率對拱頂下沉和下臺階水平收斂影響較?。簧吓_階扁平率對拱頂下沉和下臺階水平收斂影響較?。怀跗谥ёo結(jié)構(gòu)所受拉應力影響較大，易導致拱頂支護混初期支護結(jié)構(gòu)所受拉應力影響較大，易導致拱頂支護混凝土開裂。凝土開裂。 完成情況完成情況(2)支護結(jié)構(gòu)閉合時機研究支護結(jié)構(gòu)閉合時機研究單線隧道單線隧道級圍巖工況如表級圍巖工況如表7-29所示，雙線隧道工況同臺階長度施所示，雙線隧道工況同臺階長度施工效應部分。工效應部分。表表-29-29計算工況計算工況工況隧道埋深/m開挖方法備注工況1300m臺階法上臺階長度6m，下臺

5、階長6m，距落底掌子面9m施作仰拱工況2300m臺階法上臺階長度9m，下臺階長6m，距落底掌子面9m施作仰拱工況3300m臺階法上臺階長度12m，下臺階長6m，距落底掌子面9m施作仰拱工況4300m臺階法上臺階長度6m，下臺階長6m，距落底掌子面3m施作仰拱工況5300m臺階法上臺階長度6m，下臺階長6m，距落底掌子面15m施作仰拱完成情況完成情況 及時支護封閉有利控制圍巖變形，在軟巖條件下應改變流水及時支護封閉有利控制圍巖變形，在軟巖條件下應改變流水作業(yè)，必要時單工序作業(yè)。作業(yè)，必要時單工序作業(yè)。（3）支護剛度對洞周位移的控制效果）支護剛度對洞周位移的控制效果以以級圍巖雙線隧道（隧道埋深級圍

6、巖雙線隧道（隧道埋深300m300m）為例，對雙層支護作用及第）為例，對雙層支護作用及第二層的支護時機進行了分析二層的支護時機進行了分析 。雙層支護形式可明顯改善支護結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)；雙層支護形式可明顯改善支護結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)；建議第二層支護與下臺階噴混凝土同時施作或與仰拱同建議第二層支護與下臺階噴混凝土同時施作或與仰拱同時施作。時施作。完成情況完成情況5、拱腳加強支護技術、拱腳加強支護技術鎖腳、大拱腳、臨時仰拱不同形式。鎖腳、大拱腳、臨時仰拱不同形式。完成情況完成情況（1）鎖腳錨管有一定作用，軟巖現(xiàn)場施工質(zhì)量難以保）鎖腳錨管有一定作用，軟巖現(xiàn)場施工質(zhì)量難以保證。證。（2）擴大拱腳對上臺階水平收斂有明

7、顯控制作用）擴大拱腳對上臺階水平收斂有明顯控制作用 。（3）臨時仰拱對水平收斂有較好的控制作用，同時可）臨時仰拱對水平收斂有較好的控制作用，同時可改善支護結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。改善支護結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。6、錨桿作用時間效應分析、錨桿作用時間效應分析根據(jù)蘭渝線兩水隧道薄層炭質(zhì)千枚巖開挖后先施作錨桿時極易剝落掉快、根據(jù)蘭渝線兩水隧道薄層炭質(zhì)千枚巖開挖后先施作錨桿時極易剝落掉快、逐漸擴大導致局部失穩(wěn)的現(xiàn)狀，擬先鋼架噴混凝土支護后再施作錨桿。逐漸擴大導致局部失穩(wěn)的現(xiàn)狀，擬先鋼架噴混凝土支護后再施作錨桿。 （1）先噴后錨與先錨后噴兩種工法，其隧道變形、支護結(jié)構(gòu)受力）先噴后錨與先錨后噴兩種工法，其隧道變形、支護結(jié)

8、構(gòu)受力及圍巖塑性區(qū)范圍差別都較小。及圍巖塑性區(qū)范圍差別都較小。（2）破碎巖層極易剝落掉快，此時可建議先噴后錨，有利于長錨）破碎巖層極易剝落掉快，此時可建議先噴后錨，有利于長錨桿施工，有利于施工平行作業(yè)，也有利于錨桿質(zhì)量控制桿施工，有利于施工平行作業(yè)，也有利于錨桿質(zhì)量控制 。 完成情況完成情況 眾所周知，新奧法是隧道施工理念的一大進步。它的成就是將圍巖也視為支護承載體系的一部分；采用錨噴等簡單積極的支護技術以控制隧道的收斂變形；強調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控量測以了解圍巖的變形反應。但在最初新奧法原理闡述中將注意力集中到隧道開挖后收斂變形上，忽視了前方核心土變形的重要性，也沒有對預支護技術的作用給以足夠的認識。新

9、奧法在處理低度至中度困難應力強度條件下隧道開挖是成功的，但對惡劣的地層，淺埋地面環(huán)境控制要求高的條件下，新奧法就體現(xiàn)了它的局限性。新奧法原理之一是初期支護穩(wěn)定之后再施作二次襯砌，在不良地質(zhì)中機械應用常導致不良后果。 該工法認為，隧道掘進時對隧道周邊及前方一定范圍的圍巖產(chǎn)生擾動，改變了圍巖原始應力狀態(tài)。在開挖面周邊區(qū)域內(nèi)，圍巖由三軸應力逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫鎽顟B(tài)，開挖面及前方一定范圍內(nèi)圍巖應力重分布。開挖后圍巖變形也在擾動區(qū)域內(nèi)提前發(fā)生，變形大小取決于開挖后的應力狀態(tài)和圍巖強度及變形特征。 隧道開挖擾動后周邊及前方圍巖所產(chǎn)生的變形分為掌子面圍巖擠壓變形、掌子面前方圍巖預收斂變形及開挖后洞室圍巖收斂變

10、形三類 該工法分為兩個實施階段：在設計階段完成地質(zhì)勘察、診斷及處理措施設計；施工階段則邊實施作業(yè)邊監(jiān)控量測，然后優(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。我國在不良地質(zhì)條件下修建隧道實踐中積累了豐富的經(jīng)驗，對不穩(wěn)定地層的開挖中，掌子面穩(wěn)定作用也有一定的認識。例如很早就運用注漿技術加固前方及周邊的地層；土質(zhì)隧道中拱部常環(huán)狀開挖，預留核心土以防止掌子面的坍塌；在松散破碎巖體中利用超前小導管注漿及管棚技術以保護開挖面前方地層等。意大利及南歐國家把水平旋噴拱、預切槽及管棚等預支護的應用稱為“先進的新奧法”，認為擴大了新奧法的運用范圍?？梢姡珹.DE.CO-RS工法是歸納了大量施工實踐經(jīng)驗，通過近代巖土力學三維分