隧道工程第章隧道施工基本方法

隧道工程第10章隧道施工基本方法學(xué)習(xí)本章目的：（1）掌握新奧法隧道施工的基本方法；（2）掌握不良地質(zhì)隧道的施工方法；（3）掌握隧道開挖方法和主要支護(hù)手段。第10章隧道施工基本方法10.1概述10.2新奧法施工10.3傳統(tǒng)的礦山法10.4不良地質(zhì)條件下隧道施工10.5隧道開挖10.6隧道支撐及襯砌施工10.1概述1、隧道工程特點2、隧道施工應(yīng)遵循的基本精神和原則3、隧道施工方法及其選擇

4、隧道施工技術(shù)的發(fā)展

1、隧道工程特點隧道施工過程通常包括：在地層中挖出土石，形成符合設(shè)計輪廓尺寸的坑道；進(jìn)行必要的初期支護(hù)和砌筑最后的永久襯砌，以控制坑道圍巖變形，保證隧道長期地安全使用。其特點可歸納如下：⑴隧道工程全部為隱蔽工程，工程地質(zhì)和水文十分重要，甚至起決定性的作用；⑵公路隧道是一個形狀扁平的建筑物，施工工作面少(正常情況下只有進(jìn)、出口兩個工作面)，工期較長;⑶施工環(huán)境差，采取有效措施加以改善；⑷工程施工不受季節(jié)變換及氣候變化的影響；⑸施工工地一般都位于偏遠(yuǎn)的深山狹谷之中，往往遠(yuǎn)離既有交通線，運輸不便，供應(yīng)困難；⑹公路隧道埋設(shè)于地下，一旦建成就難以更改，所以，除了事先必須審慎規(guī)劃和設(shè)計外，施工中還要做到不留后患。2、隧道施工應(yīng)遵循的基本精神和原則

⑴在施工中必須充分保護(hù)圍巖，避免過渡破壞和損傷遺留圍巖的強(qiáng)度，使暴露的圍巖盡量保留既有的質(zhì)量，因此，采用控制爆破技術(shù)是必要的；⑵為了充分發(fā)揮圍巖的承載力，應(yīng)允許并控制圍巖的變形●允許圍巖變形達(dá)到不在圍巖中形成松弛的量級；●必須限制圍巖變形，使圍巖不會過渡松弛而喪失或大大降低承載力；⑶變形的控制主要通過支護(hù)阻力(即各種支護(hù)結(jié)構(gòu))的效應(yīng)達(dá)到的。因此，在施工中必須合理決定：①支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型②支護(hù)結(jié)構(gòu)參與工作的時間③各種支護(hù)手段的相互配合④底部封閉時間⑤1次掘進(jìn)長度等等；⑷必須在施工工中進(jìn)行實實地量測監(jiān)監(jiān)控，及時時提出可靠靠的、足夠夠數(shù)量的量量測信息，，以指導(dǎo)施施工和設(shè)計計；⑸在施工過程程中，必須須建立設(shè)計計－施工檢檢驗－地址址預(yù)測－量量測反饋－－修正設(shè)計計的一體化化的施工管管理系統(tǒng)，，以不斷的的提高和完完善隧道施施工技術(shù)⑹選擇支護(hù)手手段，一般般應(yīng)選擇大大面積、牢牢固的與圍圍巖緊密接接觸的、能能及時施設(shè)設(shè)和應(yīng)變能能力強(qiáng)的支支護(hù)手段；；●多采用用噴砼、并并與錨桿、、金屬網(wǎng)聯(lián)聯(lián)合使用；；●要與鋼鋼支撐或格格柵等配合合使用；●臨時仰仰拱也是重重要的、不不容忽視的的支護(hù)手段段；⑺在可能的條條件下，應(yīng)應(yīng)盡量采用用全斷面或或大斷面分分部的開挖挖方法；⑻在任何情況況下，使隧隧道斷面能能在較短時時間內(nèi)閉合合是極為重重要的；●必須改改變“重視視上部結(jié)構(gòu)構(gòu)、忽視底底部結(jié)構(gòu)””的觀點；；●應(yīng)盡量量采用能先先修筑仰拱拱(或臨時仰拱拱)或鋪底的施施工方法；；⑼為保證二次次襯砌的質(zhì)質(zhì)量和整體體性，在任任何情況下下，都應(yīng)采采用先墻后后拱的施工工順序。3、隧道施工工方法及其其選擇⑴隧道施施工方法一個多世紀(jì)紀(jì)以來，世世界各國的的隧道工作作者在實踐踐中已經(jīng)創(chuàng)創(chuàng)造出能夠夠適應(yīng)各種種圍巖的多多種隧道施施工方法。。習(xí)慣上將將它們分成成為：礦山法、掘掘進(jìn)機(jī)法、、沉管法、、頂進(jìn)法、、明挖法等等。①礦山法因最早應(yīng)用用于礦石開開采而得名名，它包括括上面已經(jīng)經(jīng)提到的傳傳統(tǒng)方法和和新奧法。。由于在這這種方法中中，多數(shù)情情況下都需需要采用鉆鉆眼爆破進(jìn)進(jìn)行開挖，，故又稱為為鉆爆法。。有時為了了強(qiáng)調(diào)新奧奧法與傳統(tǒng)統(tǒng)礦山法的的區(qū)別，而而將新奧法法從礦山法法中分出另另立系統(tǒng)。。②掘進(jìn)機(jī)法包括隧道掘掘進(jìn)機(jī)（TunnelBoringMachine，簡寫為T．B．M．）法和盾盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)機(jī)法。③沉管法、、頂進(jìn)法、、明挖法則則是用來修修建水底隧隧道、地下下鐵道、城城市市政隧隧道等，以以及埋深很很淺的山嶺嶺隧道。⑵施工方法選選擇需要考考慮的因素素①工程的的重要性。。一般由工工程的規(guī)模模、使用上上的特殊要要求，以及及工期的緩緩急體現(xiàn)出出來；②地質(zhì)和水文文條件，，其中包括括圍巖級別別、地下水水及不良地地質(zhì)現(xiàn)象等等●圍巖級級別是對圍圍巖工程性性質(zhì)的綜合合判定，對對施工方法法的選擇起起著重要的的甚至決定定性的作用用；③施工技術(shù)條條件和機(jī)械械裝備狀況況實踐證實，，施工條件件是決定施施工方法的的最基本的的因素，它它包括一個個施工隊伍伍所具備的的施工能力力、素質(zhì)以以及管理水水平。④施工中動力力和原材料料供應(yīng)情況況；⑤隧道的的橫斷面積積隧道橫斷面面的形狀和和尺寸，對對施工方法法選擇也有有一定的影影響。⑥隧道的埋深深隧道的埋深深與圍巖的的初始應(yīng)力力場及多種種因素有關(guān)關(guān)，在同樣樣的地質(zhì)條條件下，由由于埋深不不同，施工工方法也有有很大差異異。⑦工期作為設(shè)計條條件之一的的工期，在在一定程度度上會影響響基本施工工方法的選選擇。因此此，工期決決定了在均均衡生產(chǎn)的的條件下，，對應(yīng)配備備的開挖、、運輸?shù)染C綜合生產(chǎn)能能力的基本本要求，即即對施工均均衡速度、、機(jī)械化水水平和管理理模式的要要求。⑧施工中動力力和原材料料供應(yīng)情況況；⑨工程投投資與運營營后的社會會效益和經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益；；⑩施工安安全狀況，，⒒有關(guān)污染、、地面沉降降等環(huán)境方方面的要求求和限制。。當(dāng)隧道施工工對周圍環(huán)環(huán)境產(chǎn)生不不良影響(如爆破震動動、地表下下沉、噪聲聲、地下水水條件的變變化等)時，環(huán)境條條件也成為為選擇隧道道施工方法法的重要因因素之一，，在城市條條件下，甚甚至?xí)蔀闉檫x擇施工工方法的決決定性因素素。應(yīng)該看到隧隧道施工方方法的選擇擇，是一項“模模糊”的決決策過程，它依賴于于有關(guān)人員員的學(xué)識、、經(jīng)驗、毅毅力和創(chuàng)新新精神。對對于重要工工程則需匯匯集專家們們的意見，，廣泛論證證。必要時時應(yīng)當(dāng)開挖挖試驗洞對對理論方案案進(jìn)行實踐踐驗證。從目前我國國公路隧道道發(fā)展趨勢勢來看，在在今后很長長一段時間間內(nèi)，仍以以采用新奧奧法為主，，這也符合合世界潮流流。4、隧道施工工技術(shù)的發(fā)發(fā)展從改革、開開放以來，，我國鐵路路、公路、、水電站等等隧道工程程的發(fā)展又又進(jìn)入了一一個新的時時期，這不不僅表現(xiàn)在在隧道數(shù)量量的增加，，也表現(xiàn)在在隧道長度度的突破。。隧道技術(shù)術(shù)的發(fā)展，，面臨一個個新的機(jī)遇遇和挑戰(zhàn)，，從目前的的工程實際際，在今后后很長一段段時間內(nèi)，，鉆爆法仍仍然是修建建山嶺隧道道的主流，，因此，改改造和完善善鉆爆法及及其相關(guān)技技術(shù)，仍然然是刻不容容緩的，必必須及時總總結(jié)經(jīng)驗，，適應(yīng)形式式發(fā)展要求求。4、隧道施工工技術(shù)的發(fā)發(fā)展為了適應(yīng)我我國山嶺隧隧道工程發(fā)發(fā)展的需要要并結(jié)合隧隧道工程技技術(shù)的發(fā)展展趨勢，目目前施工中中，必須予予以關(guān)注的的問題是：：⑴隧道施施工方法的的標(biāo)準(zhǔn)化、、模式化；；⑵不斷提提高單一工工作面的掘掘進(jìn)速度，，減少輔助助工程數(shù)量量，控制超超欠挖⑶改善地下作作業(yè)環(huán)境，，提高施工工效率，減減少災(zāi)害事事故的發(fā)生生；⑷重視工工程質(zhì)量，，加強(qiáng)施工工階段質(zhì)量量檢測，以以減輕隧道道運營后的的維修養(yǎng)護(hù)護(hù)工作量；；⑸施工中的災(zāi)災(zāi)害預(yù)測、、預(yù)防與控控制；⑹不斷提提高施工管管理水平，，從多方面面降低工程程成本，提提高地下工工程可持續(xù)續(xù)發(fā)展的效效應(yīng)，使之之適應(yīng)技術(shù)術(shù)發(fā)展的需需求。實質(zhì)上，這這幾點也就就是衡量隧隧道施工水水平的重要要標(biāo)志，我我們與一些些發(fā)達(dá)國家家的技術(shù)相相比，其差差距也就在在此。10.2新奧法施工工1963年，由奧地地利學(xué)者L·臘布茲維奇奇教授命名名為“新奧奧地利隧道道施工法（（NewAstriaTunnellingMethod）”，簡稱““新奧法（（NATM）”正式出出臺。它是是以控制爆爆破或機(jī)械械開挖為主主要掘進(jìn)手手段。10.2新奧法施工工10.2新奧法施工工以錨桿、噴噴射混凝土土為主要支支護(hù)方法，，通過監(jiān)測測控制圍巖巖的變形，，動態(tài)修正正設(shè)計參數(shù)數(shù)和變動施施工方法的的一種隧道道施工方法法，其核心內(nèi)容容就是充分分發(fā)揮圍巖巖的自承能能力。新奧法施工工，按其開開挖斷面的的大小及位位置，基本本上又可分分為：全斷斷面法、臺臺階法、分分部開挖法法三大類及及若干變化化方案。1、全斷面開開挖方法：：按隧道設(shè)計計輪廓線一一次爆破成成型的施工工方法，適適用于較完完整的、堅堅硬圍巖，，如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖。全斷面開挖挖法工作面面設(shè)備布置置⑴開挖施工程程序①用鉆孔孔臺車，鉆鉆眼，然后后裝藥、聯(lián)聯(lián)接導(dǎo)火線線；②退出鉆鉆孔臺車，，引爆炸藥藥，開挖出出整個隧道道斷面；③排除危危石，安設(shè)設(shè)拱部錨桿桿和噴第一一層混凝土土；④用裝碴碴機(jī)將石碴碴裝入出碴碴車，運出出洞外；⑤安設(shè)邊邊墻錨桿和和噴混凝土土；⑥必要時時可噴拱部部第二層混混凝土和隧隧道底部混混凝土；⑦開始下下一輪循環(huán)環(huán)；⑧在初期支支護(hù)變形穩(wěn)穩(wěn)定后，或或按施工組組織中規(guī)定定日期灌注注內(nèi)層襯砌砌。⑵全斷面開挖挖的優(yōu)點●工序少少，相互干干擾少，便便于組織施施工和管理理；●工作空空間大，便便于大型機(jī)機(jī)械化施工工；●施工進(jìn)進(jìn)度高，目目前，我國國公路隧道道一般都能能保持月進(jìn)進(jìn)成洞平均均150m左右，高者者已接近300m／月?！袷┕きh(huán)環(huán)境較好⑶采用全斷面面法應(yīng)注意意下列問題題：●摸清開挖挖面前方的的地質(zhì)情況況，隨時準(zhǔn)準(zhǔn)備好應(yīng)急急措施，以以確保施工工安全；●各種施工機(jī)機(jī)械設(shè)備務(wù)求配配套，以充分發(fā)發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的的效率；●加強(qiáng)各項輔輔助作業(yè)，尤其其加強(qiáng)施工通風(fēng)風(fēng)，保證工作面面有足夠新鮮空空氣；●加強(qiáng)對施工工人員的技術(shù)培培訓(xùn)，增強(qiáng)施施工人員對新奧奧法的理解2、臺階法臺階法中包括長長臺階法、短臺臺階法和超短臺臺階法等三種，，其劃分一般是是根據(jù)臺階長度度來決定的。●適用條件跨度較大，圍巖巖較破碎的情況況?！襁x擇何種臺臺階法，取決于于以下條件：★初期支護(hù)形成閉閉合斷面的時間間要求，圍巖越越差，閉合時間間要求越短；★上斷面施工工所用的開挖、、支護(hù)、出碴等等機(jī)械設(shè)備對施施工場地大小的的要求。⑴長臺階法是將斷面分成上上半斷面和下半半斷面兩部分進(jìn)進(jìn)行開挖，上、、下斷面相距較較遠(yuǎn)，一段上臺臺階超前50m以上或大于5倍洞跨?！衿淇v向工序布置置和機(jī)械配置如如圖所示●適用條件：適用范圍較全斷斷面法廣泛，凡凡是在全斷面法法中開挖面不能能自穩(wěn)，但圍巖巖堅硬不用底拱拱封閉斷面的情情況，都可采用用長臺階法。⑵短臺階法分成上下兩個斷斷面進(jìn)行開挖，，兩個斷面相距距較近，一般上上臺階長度小于于5倍但大于1~1.5倍洞跨。上下斷斷面采用平行作作業(yè)。●適用條件適用范圍很廣，，Ⅰ-Ⅴ級圍巖都能采用用，尤其適用于于Ⅳ、Ⅴ級圍巖，是新奧奧法施工中主要要采用的方法之之一?！駜?yōu)點：短臺階法可縮短短支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合合的時間，改善善初期支護(hù)的受受力條件，有利利于控制隧道收收斂速度和量值值●缺點上臺階出碴時對對下半斷面施工工的干擾較大，，不能全部平行行作業(yè)。●采用短臺階法時時應(yīng)注意下列問問題：①初期支護(hù)的的全斷面閉合應(yīng)應(yīng)在距開挖面30m以內(nèi)，或距開挖挖上半斷面開始始的30天內(nèi)完成。②初期支護(hù)變變形、下沉顯著著時，要提前閉閉合；③要研究在保保證施工機(jī)械正正常工作的前提提下臺階的最小小長度。⑶超短臺階法這種方法也是分分成上下兩部分分，但上臺階僅僅超前3~5m，只能采用交替替作業(yè)。●適用條件超短臺階法適用用于膨脹性圍巖和土土質(zhì)圍巖，要求及早閉合合斷面的場合。。也適用于機(jī)械化化程度不高的各各類圍巖地段。。●優(yōu)點：超短臺階法初期期支護(hù)全斷面閉閉合時間更短，，更有利于控制制圍巖變形。在在城市隧道施工工中，能更有效效地控制地表沉沉陷?！袢秉c上下斷面相距較較近，機(jī)械設(shè)備備集中，作業(yè)時時相互干擾較大大，生產(chǎn)效率較較低，施工速度度較慢?！癯膛_階法施工工時應(yīng)注意以下下問題：在軟弱圍巖中施施工時，應(yīng)特別別注意開挖工作作面的穩(wěn)定性，，必要時可采用用輔助施工措施施，如向圍巖中中注漿或打入超超前水平小鋼管管，對開挖面進(jìn)進(jìn)行預(yù)加固或預(yù)預(yù)支護(hù)。⑷下半臺階開挖需需要注意：●下半斷面的的開挖（又稱落落底）應(yīng)在上半半斷面初期支護(hù)護(hù)基本穩(wěn)定后進(jìn)進(jìn)行；采用單側(cè)側(cè)落底或雙側(cè)交交錯落底，避免免上部初期支護(hù)護(hù)兩側(cè)同時懸空空；●下部邊墻開開挖后必須立即即噴射混凝土，，并按規(guī)定做初初期支護(hù)?！窳繙y工作必必須及時，以觀觀察拱頂、拱腳腳和邊墻中部位位移值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)速率增大，應(yīng)應(yīng)立即進(jìn)行底（（仰）拱封閉，，或縮短進(jìn)尺，，加強(qiáng)支護(hù)，分分割掌子面等。。3、分部開挖法分部開挖法可分分為三種變化方方案：臺階分部部開挖法、單側(cè)側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙雙側(cè)壁導(dǎo)坑法⑴臺階分部開挖法法(弧形導(dǎo)坑法)又稱環(huán)形開挖留留核心土法，一一般將斷面分成成為環(huán)形拱部(圖中的1、2、3)、上部核心土(4)、下部臺階(5)等三部分。環(huán)形開挖進(jìn)尺為為0.5-1.0m，不宜過長。上上部核心土和下下臺階的距離，，一般為1倍洞跨。小型掘進(jìn)機(jī)＋擴(kuò)擴(kuò)挖爆破法日本在1968～1969首次在惠那山隧隧道的4.45m導(dǎo)坑開挖中采用用了TBM，約掘進(jìn)1000m。之后在三車道道的舞子隧道用用于開挖直徑5.0m的運輸坑道，巖巖層的單軸抗壓壓強(qiáng)度是100～250MPa的花崗巖，平均均掘進(jìn)速度是1.0～1.7m/h，共掘進(jìn)2400m?！襁m用條件這種方法適用于于一般土質(zhì)或易坍坍塌的軟弱圍巖巖中。●優(yōu)點：與超短臺階法相相比，臺階長度度可以加長，減減少上下臺階施施工干擾；而與與下述的側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法相比，施施工機(jī)械化程度度較高，施工速速度可加快?！衽_階分部開挖時時應(yīng)注意下列問問題：開挖中圍巖要經(jīng)經(jīng)受多次擾動，斷面分塊多，，支護(hù)結(jié)構(gòu)形成成全斷面封閉的的時間長，這些些都有可能使圍圍巖變形增大。。⑵單側(cè)壁導(dǎo)坑法這種方法一般是是將斷面分成三三塊：側(cè)壁導(dǎo)坑坑(1)、上臺階(2)、下臺階(3)。側(cè)壁導(dǎo)坑尺寸寸應(yīng)本著充分利利用臺階的支撐撐作用，并考慮慮機(jī)械設(shè)備和施施工條件而定。。一般側(cè)壁導(dǎo)坑坑寬度不宜超過過0.5倍洞寬，高度以以到起拱線為宜宜。●適用條件單側(cè)壁導(dǎo)坑法是是將斷面橫向分分成3塊或4塊，每步開挖的的寬度較小，而而且封閉型的導(dǎo)導(dǎo)坑初期支護(hù)承承載能力大，所所以，單側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法適用于斷斷面跨度大，地地表沉陷難于控控制的軟弱松散散圍巖中。⑶雙側(cè)壁導(dǎo)坑法這種方法又稱眼眼鏡工法，一般般是將斷面分成成四塊：左、右右側(cè)壁導(dǎo)坑(1)、上部核心土(2)、下臺階(3)。導(dǎo)坑尺寸擬定定的原則同前，，但寬度不宜超超過斷面最大跨跨度的1/3。左、右側(cè)導(dǎo)坑坑錯開的距離，，應(yīng)根據(jù)開挖一一側(cè)導(dǎo)坑所引起起的圍巖應(yīng)力重重分布的影響不不致波及另一側(cè)側(cè)已成導(dǎo)坑的原原則確定?！襁m用條件當(dāng)隧道跨度很大大，地表沉陷要要求嚴(yán)格，圍巖巖條件特別差，，單側(cè)壁導(dǎo)坑法難難以控制圍巖變變形時，可采用用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法法?，F(xiàn)場實測表明明，雙側(cè)壁導(dǎo)坑坑法所引起的地地表沉陷僅為短短臺階法的1/2左右?！駜?yōu)缺點：雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雖雖然開挖斷面分分塊多，擾動大大，初期支護(hù)全全斷面閉合的時時間長，但每個個分塊都是在開開挖后立即各自自閉合的，所以以在施工中間變變形幾乎不發(fā)展展。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施施工安全，但速速度較慢，成本本較高。4、施工中可能發(fā)發(fā)生的問題及其其對策新奧法施工的基基本原則，是根根據(jù)圍巖性質(zhì)允許產(chǎn)生適量的的變形，但又不使圍巖巖松動塌落。在施工過程中，，若對圍巖性質(zhì)質(zhì)判斷不準(zhǔn)，或或噴射混凝土、、打錨桿、立鋼鋼支撐時間和方方法有誤，圍巖松動就會超超過預(yù)計。施工中的現(xiàn)象及及其處理措施10.4不良地質(zhì)條件下下隧道施工1、概述（1）隧道施工中中的不良地質(zhì)類類型溶洞斷層松散地層流沙黃土膨脹土圍巖巖暴瓦斯地層(2)開挖和支護(hù)過程程中可能造成的的危害土石坍塌(大塌方或小塌方方)隧道支撐變形襯砌結(jié)構(gòu)斷裂嚴(yán)重影響施工進(jìn)進(jìn)度瓦斯地層會威脅脅施工安全（3）不良地質(zhì)地段段隧道施工原則則先治水弱爆破短開挖早襯砌勤量測強(qiáng)支護(hù)穩(wěn)步推進(jìn)原則2、膨脹土圍巖（1）膨脹土圍巖的的特性★膨脹土圍巖巖大多具有原始始地層的超固結(jié)特性，使土體中中儲存有較高的初始應(yīng)力力，常常具有明顯顯的塑性流變特特性，開挖后將將產(chǎn)生較大的塑性變形。★膨脹土中有各種種形態(tài)發(fā)育的裂裂隙，形成土體體的多裂隙性。膨脹土圍巖實實際上是土塊與與各種裂隙和結(jié)結(jié)構(gòu)面相互組合合形成的膨脹土土體★膨脹土圍巖巖因吸水而膨脹，失水而收縮，，土體中干濕循循環(huán)產(chǎn)生脹縮效應(yīng)?！蛞皇鞘怪黧w結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞，強(qiáng)度衰衰減或喪失，圍圍巖壓力增大。?！蚨窃斐蓢鷰r巖應(yīng)力變化，無無論膨脹壓力或或收縮壓力，都都將破壞圍巖的的穩(wěn)定性，特別別是膨脹壓力將將對增大圍巖壓壓力起疊加作用用。（2）膨脹土圍巖對對隧道施工的危危害★圍巖裂縫★坑道下沉★底膨★圍巖膨脹突突出和坍塌★襯砌變形和和破壞（3）膨脹土圍巖隧隧道施工要點★加強(qiáng)觀測圍圍巖的壓力和流流變★合理選擇施施工方法★防止圍巖濕濕度變化★合理進(jìn)行圍圍巖支護(hù)（4）膨脹土圍巖支支護(hù)必須適應(yīng)圍圍巖的膨脹特性性。在施工時應(yīng)注意意：◎噴錨支護(hù)，，穩(wěn)定圍巖◎襯砌結(jié)構(gòu)及及早閉合3、黃土黃土是在干燥氣氣候條件下形成成的一種具有褐褐黃、灰黃或黃黃褐等顏色，并并有針狀大孔、、垂直節(jié)理發(fā)育育的特殊性土。（1）黃土對隧道施施工的影響因素素★黃土節(jié)理★黃土沖溝地地段★黃土溶洞與與陷穴★水對黃土隧隧道施工的影響響（2）黃土隧道的施施工方法★應(yīng)做好黃土土中構(gòu)造節(jié)理的的產(chǎn)狀與分布狀狀況的調(diào)查?！飸?yīng)遵循“短開挖、少擾動動、強(qiáng)支護(hù)、實實回填、嚴(yán)治水水、勤量測”的施工原則，，緊湊施工工序序，精心組織施施工?！镩_挖方法宜采用用短臺階法或分分部開挖法（留核心法），初期支護(hù)應(yīng)應(yīng)緊跟開挖面施作★做好洞頂、、洞門及洞口的的防排水系統(tǒng)工工程，并妥善處處理好陷穴、裂裂縫，以免地面面積水浸蝕洞體體周圍，造成土土體坍塌?！镆瞬捎脧?fù)合式襯砌，開挖后以噴射射混凝土、錨桿桿、鋼筋網(wǎng)和鋼鋼支撐作初期支支護(hù)，以形成嚴(yán)嚴(yán)密的支護(hù)體系系。必要時可采采用超前錨桿、、管棚支撐加固固圍巖。襯砌背后回填要要密實，尤其是是拱頂回填。（3）黃土隧道施工工的注意事項★施工中如發(fā)發(fā)現(xiàn)工作面有失失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)及及時用噴射混凝凝土封閉、加設(shè)設(shè)錨桿、架立鋼鋼支撐等加強(qiáng)支護(hù)?！锸┕ぶ袘?yīng)遵遵循“短開挖、少擾動動、強(qiáng)支護(hù)、實實回填、嚴(yán)治水水、勤量測”的施工原則，，緊湊施工工序序，精心組織施施工?！锾貏e注意拱腳與墻腳處斷面的回填。?！镆讼茸餮龉埃绻荒芟茸髯餮龉皶r，可在在開挖與灌筑仰仰拱前，為防止止邊墻向內(nèi)位移移，應(yīng)加設(shè)橫撐撐?！锸┕ぶ腥绨l(fā)發(fā)現(xiàn)不安全因素，應(yīng)暫停開挖，，加強(qiáng)臨時支護(hù)護(hù)。3、溶洞溶洞是以巖溶水水的溶蝕作用為為主，間有潛蝕蝕和機(jī)械塌陷作作用而造成的基基本水平方向延延伸的通道。溶溶洞是巖溶現(xiàn)象象的一種。巖溶是指可溶溶性巖層，如如石灰?guī)r、白云云巖、白云質(zhì)質(zhì)灰?guī)r、石膏膏、巖鹽等，受水的化學(xué)學(xué)和機(jī)械作用用產(chǎn)生溝槽、、裂縫和空洞洞以及由于空空洞的頂部塌塌落使地表產(chǎn)產(chǎn)生陷穴、洼洼地等類現(xiàn)象象和作用。（1）溶洞的類型型及對施工的的影響溶洞一般有死死、活、干、、濕、大、小小幾種。死、干、小的溶洞比較容容易處理，而而活、濕、大的溶洞，處理理方法則較為為復(fù)雜。（2）隧道遇到溶溶洞的處理措措施※隧道通過巖溶溶區(qū)，應(yīng)查明溶洞分布布范圍和類型型，巖層的完整整穩(wěn)定程度、、填充物和地地下水情況，，據(jù)以確定施施工方法。※巖溶地段隧道道常用處理溶溶洞的方法，，有“引、堵、越、、繞”四種。A．引遇到暗河或溶溶洞的水流，，宜排不宜堵。引即是通過暗管、涵洞、、小橋等將水引流，，排出洞外。。B．堵對已停止發(fā)育育、跨徑較小小，無水的溶溶洞，可根據(jù)據(jù)其與隧道相相交的位置及及其充填情況況，采用混凝土、漿砌砌片石或干砌片石予予以回填封閉；或加深邊墻墻基礎(chǔ)，加固固隧道底部。。溶洞堵填噴鋪加固與護(hù)護(hù)拱C．越當(dāng)隧道一側(cè)遇遇到狹長而較較深的溶洞，，可加深該側(cè)側(cè)的邊墻基礎(chǔ)礎(chǔ)通過。加深邊墻基礎(chǔ)礎(chǔ)支墻內(nèi)套設(shè)涵涵管筑拱跨過架梁跨過D．繞在巖溶區(qū)施工工，個別溶洞洞處理耗時且且困難時，可可采取迂回導(dǎo)導(dǎo)坑繞過溶洞，繼續(xù)進(jìn)行隧道道前方施工，并同時處理理溶洞，以節(jié)節(jié)省時間，加加快施工進(jìn)度度。繞行開挖挖時，應(yīng)防止止洞壁失穩(wěn)。。（3）溶洞地段隧隧道施工的注注意事項◎當(dāng)施工到到達(dá)溶洞邊緣緣，各工序應(yīng)應(yīng)緊密銜接，，支護(hù)和襯砌砌及時。同時時應(yīng)利用探孔孔或物探作超超前預(yù)報，設(shè)法探明溶洞洞的形狀、范范圍、大小、、充填物及地地下水等情況況，據(jù)以制定施施工處理方案案及安全措施施。◎施工中注注意檢查溶洞洞頂部，及時時處理危石。?！蛟谌芪g地段的的爆破作業(yè)應(yīng)應(yīng)盡量做到多多打眼、打淺淺眼，并控制制爆破藥量減減少對圍巖的的擾動。◎在溶洞充充填體中掘進(jìn)進(jìn)，如充填物物松軟，可用用超前支護(hù)施施工?！蛉芏次醋鲎龀鎏幚矸桨赴盖?，不要將將棄渣隨意傾傾填于溶洞中中。4、坍方隧道開挖導(dǎo)致致坍方的原因因有多種，概概括起來可歸歸結(jié)為：一是自然因素，即地質(zhì)狀態(tài)態(tài)、受力狀態(tài)態(tài)、地下水變變化等；二是人為因素，即不適當(dāng)?shù)牡脑O(shè)計，或不不適當(dāng)?shù)氖┕すぷ鳂I(yè)方法等等。（1）發(fā)生坍方的的主要原因◎不良地質(zhì)質(zhì)及水文地質(zhì)質(zhì)條件◎隧道設(shè)計計考慮不周◎施工方法法和措施不當(dāng)當(dāng)◎施工組織織管理不到位位（2）預(yù)防坍方的的施工措施◎隧道施工工預(yù)防坍方，，選擇安全合合理的施工方方法和措施至至關(guān)重要。在掘進(jìn)到地質(zhì)質(zhì)不良圍巖破破碎地段，應(yīng)應(yīng)采取“先排水、短開開挖、弱爆破破、強(qiáng)支護(hù)、、早襯砌、勤勤量測”的施工原則則。必須制訂訂出切實可行行的施工方案案及安全措施施。◎加強(qiáng)坍方的預(yù)預(yù)測。預(yù)測坍方常常用的幾種方方法：A．觀察法B．一般量測法法C．微地震學(xué)測測量法和聲學(xué)學(xué)測量法◎加強(qiáng)初期期支護(hù)，控制制坍方（3）隧道坍方的的處理措施◎詳細(xì)觀測測坍方范圍、、形狀、坍穴穴的地質(zhì)構(gòu)造造，查明坍方方發(fā)生的原因因和地下水活活動情況，經(jīng)經(jīng)認(rèn)真分析，，制定處理方方案?！蛱幚硖綉?yīng)先加固未坍塌塌地段，防止繼續(xù)發(fā)發(fā)展◎處理坍方方的同時，應(yīng)應(yīng)加強(qiáng)防排水工工作。◎坍方地段段的襯砌，應(yīng)應(yīng)視坍穴大小小和地質(zhì)情況況予以加強(qiáng)?！虿捎眯聤W法施施工的隧道或或有條件的隧隧道，坍方后后要加設(shè)量測點，增加量測頻率率，根據(jù)量測信信息及時研究究對策。淺埋埋隧道，要進(jìn)進(jìn)行地表下沉沉測量。大規(guī)模坍方處處理實例：1—第一次注漿；；2—第二次注漿；；3—第三次注漿；；4—管棚；5—坍線；6—坍體；7—初期支護(hù)；8—注漿孔；9—混凝土封堵墻墻5、松散地層松散地層，結(jié)結(jié)構(gòu)松散，膠膠結(jié)性弱，穩(wěn)穩(wěn)定性差，在在施工中極易易發(fā)生坍塌。。隧道穿過這這類地層，應(yīng)應(yīng)減少對圍巖巖的擾動，一一般采取先護(hù)后挖，密密閉支撐，邊挖邊封閉的施工原則，，必要時可采采用超前注漿漿改良地層和和控制地下水水等措施。下面簡述幾種種主要施工方方法：（1）超前支護(hù)隧道開挖前，，先向圍巖內(nèi)內(nèi)打入釬、管管、板等構(gòu)件件，用以預(yù)先支護(hù)圍巖巖，防止坑道掘掘進(jìn)時巖體發(fā)發(fā)生坍塌?！虺板^桿或超超前小鋼管：：采用這種方法法是爆破前，，將超前錨桿桿或小鋼管打打入掘進(jìn)前方方穩(wěn)定的巖層層內(nèi)，末端支支撐在拱部圍圍巖內(nèi)的懸吊吊錨桿或格柵柵拱支撐上。?！虺肮芘锓ù朔ㄟm用于圍圍巖為砂粘土土、粘砂土、、亞粘土、粉粉砂、細(xì)砂、、砂夾卵石夾夾粘土等非常散軟、破破碎的土壤，鉆孔后極易易塌孔的地層層。（2）超前小導(dǎo)管預(yù)注注漿超前小導(dǎo)管預(yù)注漿漿是沿開挖外輪廓廓線，以一定角度打入管壁壁帶孔的小導(dǎo)管，并以一定壓力向管內(nèi)壓壓注水泥或化學(xué)漿漿液的措施。此法適用用于自穩(wěn)時間很短短的砂層、砂卵（（礫）石層等松散散地層施工。（3）降水、堵水在松散地層中含水水，對隧道施工的的危害極大。排除除施工部位的地下下水，有利于施工工。在地下水豐富，而而且排水條件或排排水費用太高，經(jīng)經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比比選，可采用注漿堵水措施。注漿堵水又又分地面預(yù)注漿和和洞內(nèi)開挖工作面面預(yù)注漿。6、流沙流沙是沙土或粉質(zhì)質(zhì)粘土在水的作用用下喪失其內(nèi)聚力力后形成的，多呈呈糊漿狀，對隧道道施工危害極大。。治理流沙必先治水水，以減少沙層的含含水量為主。宜采取以下措施進(jìn)進(jìn)行治理：（1）加強(qiáng)調(diào)查，制訂訂方案：施工中應(yīng)應(yīng)調(diào)查流沙特性、規(guī)規(guī)模，了解地質(zhì)構(gòu)成、、貫入度、相對密密度。粒徑分布、、塑性指數(shù)、地層層承載力、地下水水壓力和透水系數(shù)數(shù)等，并制訂出切切實可行的治理方方案。（2）因地制宜，綜合合治水：隧道通過過流沙地段，處理理地下水的問題，，是解決隧道流沙沙、流泥施工難題題中的首要關(guān)鍵技技術(shù)。施工時，因因地制宜，采用““防、截、排、堵”的治理方法?！蚍馈⒌乇頊喜蹖?dǎo)排排系統(tǒng)及仰坡地表表局部防滲處理，，防止降雨和地表表水下滲?！蚪亍谡粗馑匆灰粋?cè)，采用深井降降水，將儲藏豐富富構(gòu)造裂隙水，通通過深井抽水排走走，減少正洞的靜水和和動水壓力，對地地下水起到攔截作作用?！蚺拧袟l件的隧道在正正洞水源下游一側(cè)側(cè)開挖一條洞底低低于正洞仰拱的泄泄水洞，用以降排排正洞的地下水，，或采用水平超前前鉆孔真空負(fù)壓抽抽水的辦法，排除除正洞的地下水。?！蚨隆捎米{方法充填填裂隙，形成止水水帷幕，減少或堵堵塞滲水通道?！裣茸o(hù)后挖，加強(qiáng)支支護(hù)●盡早襯砌，封封閉成環(huán)流沙地段，拱部和和邊墻襯砌混凝土土的灌筑應(yīng)盡量縮縮短時間，盡快與仰拱形成封封閉環(huán)。即使圍巖中出現(xiàn)現(xiàn)流沙也不會對洞洞身襯砌造成破壞壞。7、巖爆（1）巖爆產(chǎn)生的主要要條件◎地層的巖性條條件◎地應(yīng)力的大小小◎從能量的觀點點來看，巖爆是否否發(fā)生及其表現(xiàn)形形式就主要取決于于巖體中是否儲存了足夠的能量量，是否具有釋放能能量的條件及能量量釋放的方式等。。（2）巖爆的特點◎巖爆在未發(fā)生生前并無明顯的預(yù)預(yù)兆◎巖爆時，巖塊塊自洞壁圍巖母體體彈射出來，一般般呈中厚邊薄的不不規(guī)則片狀◎巖爆發(fā)生的地地點，多在新開挖挖工作面及其附近近，個別的也有距距新開挖工作面較較遠(yuǎn)處，巖爆發(fā)生生頻率隨暴露后的的時間延長而降低低。（3）巖爆的防治措施施巖爆產(chǎn)生的前提條條件取決于圍巖的應(yīng)力狀態(tài)與與圍巖的巖性條件件。在施工中控制和和改變這兩個因素素就可能防止或延延緩巖爆的發(fā)生。。因此，防治巖爆爆發(fā)生的措施主要要有二：一是強(qiáng)化圍巖，二二是弱化圍巖?！驈?qiáng)化圍巖出發(fā)點是給圍巖一一定的徑向約束，使圍巖的應(yīng)力狀狀態(tài)較快地從平面面轉(zhuǎn)向三維應(yīng)力狀狀態(tài)，以達(dá)到延緩緩或抑制巖爆發(fā)生生的目的?！蛉趸瘒鷰r目的是改變巖石的的物理力學(xué)性質(zhì)，，降低巖石的脆性和和儲存能量的能力力?；蚴墙獬芰浚?，使能量向有利的的方向轉(zhuǎn)化和釋放放。8、瓦斯地層瓦斯是地下坑道內(nèi)內(nèi)有害氣體的總稱稱，其成分以沼氣氣（甲烷CH4）為主，一般習(xí)慣慣即稱沼氣為瓦斯。當(dāng)隧道穿過煤層、油頁巖或含含瀝青等巖層，或從其附附近通過而圍巖破破碎、節(jié)理發(fā)育時時，可能會遇到瓦瓦斯。（1）瓦斯的性質(zhì)◎瓦斯（沼氣））為無色、無臭、無味味的氣體，與碳化氫氫或硫化氫混合在在一起，發(fā)生類似似蘋果的香味◎瓦斯比重為0.554，僅占空氣一半，隧道內(nèi)瓦斯容易易存在坑道頂部，，其擴(kuò)散速度比空空氣大1．6倍，很容易透過裂隙滲透到結(jié)構(gòu)松散的的巖層?！蛲咚共荒茏匀既迹珮O易燃燒（2）瓦斯的燃燒和爆爆炸性當(dāng)坑道中的瓦斯，，濃度小于5％遇到火源時，瓦瓦斯只是在火源附附近燃燒而不會爆爆炸；瓦斯?jié)舛仍?%～6%到14％～16%時，遇到火源具有爆炸性；瓦斯?jié)舛却笥?4％～16％時，一般不爆炸炸，但遇火能平靜靜地燃燒（3）瓦斯放出的類型型從巖層中放出瓦斯斯，可分為三種類類型：◎瓦斯的滲出◎瓦斯的噴出◎瓦斯的突出以上三種瓦斯放出出形式，以第一種種放出的瓦斯量為為大。（4）防止瓦斯事故的的措施◎隧道穿過瓦斯斯溢出地段，應(yīng)預(yù)預(yù)先確定瓦斯探測方法，并制訂瓦斯稀釋措施、防爆措施和緊急急救援措施等；◎隧道通過瓦斯斯地區(qū)的施工方法法，宜采用全斷面開挖；◎加強(qiáng)通風(fēng)是防止瓦瓦斯爆炸最有效的的辦法，使瓦斯的濃度吹吹淡到允許限度限限度內(nèi)，將其排出出坑外。◎洞內(nèi)空氣中允許的的瓦斯?jié)舛葢?yīng)控制制在下述規(guī)定以下下A、洞內(nèi)總回風(fēng)風(fēng)流流中小于0.75％。B、從其他工作面進(jìn)進(jìn)來的風(fēng)流中小于0．5％。C、掘進(jìn)工作面2％以下。D、工作面裝藥爆破破前1％以下。10.5隧道開挖目前，開挖隧道的的主要方法仍然是是鉆孔爆破法。開開挖工作包括鉆眼、裝藥、爆破破、出渣等幾項內(nèi)容。隧道施工所采用的的爆破方法中，用用得最多的是炮眼眼爆破法。爆破方方法要研究的問題題主要是炮眼布置、炮眼參參數(shù)以及裝藥起爆等。1、炮眼布置和周邊邊眼的控制爆破掘進(jìn)工作面的炮眼眼可分為掏槽眼、、輔助眼和周邊眼眼，如圖所示⑴掏槽眼布置●作用是將開挖挖面