隧道工程施工安全控制課件

隧道工程施工安全控制

2015.11目錄第一部分技術(shù)控制第二部分隧道施工的基本原則第三部分隧道施工方法第四部分隧道施工事故分析及處理第五部分隧道施工監(jiān)測技術(shù)第六部分隧道風險評估第七部分承包商安全管理第一部分技術(shù)控制一、隧道施工技術(shù)的發(fā)展1、1949年以前基本是人工開挖、手工操作襯砌、機具簡單、技術(shù)落后的時期。當時鐵路隧道建設(shè)既沒有固定專業(yè)技術(shù)隊伍，也沒有完整的設(shè)計、施工規(guī)范，設(shè)備機具少，方法簡單，工人勞動強度大，效率很低。人工打眼木排架支撐2、20世紀50年代（1）隧道施工由人力為主轉(zhuǎn)入小型機械施工；（2）制定了施工規(guī)范；（3）測量方法采用兩條基線的三角網(wǎng)和導線法；（4）輔助坑道采用斜、豎井和平行導坑，豎井最深達130m余；（5）施工方法以上下導坑先拱后墻法為主；（6）開始采用平行導坑和管道進行施工通風；（7）較長隧道試用后翻式裝碴機裝碴，用電瓶車牽引軌道運輸出碴；（8）逐步采用水泥砂漿注漿防水。干風鉆打眼濕風鉆打眼3、20世紀60~70年代（1）推廣采用機械設(shè)備，以中小型機械施工為主；（2）平面控制測量采用閉合導線法和一條基線的三角網(wǎng)；（3）施工方法以漏斗棚架先墻后拱法為主，部分采用全斷面開挖；（4）試用光面爆破；（5）對整治巖溶、巖爆、坍塌、涌水和瓦斯突出等也逐步積累經(jīng)驗。4、20世紀80年代（1）普遍采用新奧法施工；（2）開挖方法普遍采用全斷面、半斷面法；（3）采用光面深孔爆破、預(yù)裂爆破、弱爆破技術(shù)減少對圍巖的擾動；（4）噴錨支護技術(shù)大發(fā)展；（5）編制鐵路隧道新奧法指南；（6）應(yīng)用監(jiān)控量測進行信息化設(shè)計和施工；（7）進入大型機械配套時期，引入鑿巖臺車、裝運碴機械、噴錨及灌漿機械；（8）在軟弱圍巖施工中由新奧法的發(fā)展出現(xiàn)淺埋暗挖法。5、20世紀90年代以來（1）制定鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)則，形成有中國特色的隧道修建新方法；（2）濕噴混凝土技術(shù)、工藝及濕噴機；（3）自進式錨桿支護技術(shù)的發(fā)展；（4）單線鐵路長隧道快速施工配套技術(shù)與設(shè)備；（5）淺埋暗挖法進一步發(fā)展，由臺階法演變?yōu)閱蝹?cè)壁導坑法、雙側(cè)壁導坑法、中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)；（6）采用隧道掘進機（TBM）施工，標志著我國單線鐵路長隧道的修建技術(shù)，也達到了國際先進水平。

近半個世紀以來，中國鐵路隧道修建技術(shù)雖然有很大發(fā)展，但與世界一些工業(yè)發(fā)達國家比較，還有一定差距。二、隧道施工的基本認識

(1)隱蔽性大；

北京地鐵崇文門站宜萬鐵路野山關(guān)隧道廈門海底隧道斜井(2)作業(yè)的循循環(huán)性強強；廈門海底底隧道開開挖方法法第1步：開挖挖第2步：安裝裝鋼拱架架第3步：噴混混凝土第4步：拆除除臨時支支護第5步：二次次襯砌(3)作業(yè)空間間有限；；(4)作業(yè)的綜綜合性；；(5)施工是動動態(tài)的，，施工過過程的力力學動態(tài)態(tài)是變化化的，圍圍巖物理理力學性性質(zhì)也是是變化的的；(6)作業(yè)環(huán)境境惡劣；；(7)作業(yè)的風風險性大大。宜萬鐵路路某隧道道涌水圓粱山隧隧道突水水突泥某黃土隧隧道塌方方三、隧道道施工的的基本理理念隧道施工工的基本本理念：：愛護圍巖巖、內(nèi)實實外美、、重視環(huán)環(huán)境、動動態(tài)施工工。所謂愛護護圍巖：：一層含義義是不損損傷或少少損傷遺遺留圍巖巖的固有有支護能能力，這這可以通通過采用用機械開開挖技術(shù)術(shù)和控制制爆破技技術(shù)予以以解決；；一層含含義是通通過各種種手段和和方法增增強圍巖巖的支護護能力，，如采用用支護技技術(shù)、加加固或予予加固技技術(shù)以及及各種輔輔助施工工技術(shù)等等。這些些技術(shù)形形成了隧隧道施工工的核心心技術(shù)。。所謂內(nèi)實實外美：：關(guān)鍵是內(nèi)內(nèi)實，而而內(nèi)實的的關(guān)鍵就就是要做做到四密密實，即即：混凝凝土密實實、噴混混凝土密密實、噴噴混凝土土與圍巖巖密實、、二次襯襯砌與初初期支護護密實。。這牽涉涉到混凝凝土、噴噴混凝土土、回填填、支護護接觸等等技術(shù)。。所謂重視視環(huán)境：：一層含義義是指內(nèi)內(nèi)部環(huán)境境，即施施工作業(yè)業(yè)環(huán)境；；一層是是對外部部環(huán)境，，即對周周邊環(huán)境境的影響響。重視視環(huán)境是是時代的的要求，，許多環(huán)環(huán)境技術(shù)術(shù)都是因因時代的的變遷而而得到發(fā)發(fā)展，許許多基準準都是因因環(huán)境的的要求而而制定。。所謂動態(tài)態(tài)施工：：是指隧道道施工過過程中地地質(zhì)條件件是不斷斷變化的的，力學學動態(tài)是是不斷變變化的，，因而采采用的各各種施工工方法和和技術(shù)也也應(yīng)該是是不斷變變化的，，來適應(yīng)應(yīng)這種不不斷變化化的過程程。因此此，隧道道施工的的各種決決策都要要在施工工階段的的地質(zhì)技技術(shù)、施施工階段段的量測測技術(shù)和和施工階階段的質(zhì)質(zhì)量控制制技術(shù)的的基礎(chǔ)上上進行管管理。第二部分隧隧道道施工的基本本原則1、洞門前不設(shè)設(shè)路塹，必須須早進晚出，，不破壞山體體環(huán)境。2、必須重視巖巖溶地區(qū)的綜綜合地質(zhì)超前前預(yù)報，物探探與鉆探相結(jié)結(jié)合，鉆探長長短結(jié)合以短短為主，預(yù)報報范圍前方＜＜30m，隧道周邊外外1倍洞徑，做為為工序列入。。164、一次支護要要強，承受部部分水壓和全全部土荷載，，淺埋和水底底隧道則承受受全部水荷載載和土荷載，，二次模筑初初砌做為安全全儲備。5、全部采用網(wǎng)網(wǎng)構(gòu)鋼拱架，，取消型鋼拱拱架，靠近工工作面的第一一排鋼拱架不不受力，噴混混凝土后的網(wǎng)網(wǎng)構(gòu)拱架承受受10倍荷載，工鋼鋼則承受4倍荷載，工鋼鋼后部混凝土土噴不上，容容易產(chǎn)生滲漏漏水。6、一次支護由由鋼筋網(wǎng)、鋼鋼拱架、噴混混凝土組成，，鋼拱架接頭頭聯(lián)結(jié)處設(shè)鎖鎖腳錨管（灌灌漿）。7、取消系統(tǒng)錨錨桿。軟弱地層不設(shè)設(shè)錨桿，只設(shè)設(shè)索腳錨管。。Ⅴ～Ⅵ級圍巖不設(shè)錨錨桿。Ⅲ～Ⅳ級圍巖局部破破碎設(shè)置錨桿桿和鋼筋網(wǎng)。。錨錨桿在設(shè)設(shè)計計算中是是不予考慮。。錨錨桿是施施工時臨時加加固的手段。。錨錨桿施作作的時空效應(yīng)應(yīng)很難實現(xiàn)。。8、軟弱地層必必須采用潮噴噴混凝土，不不提倡濕噴混混凝土。9、必須采用復(fù)復(fù)合式襯砌結(jié)結(jié)構(gòu)型式，一一次支護和二二次模筑襯砌砌之間必須設(shè)設(shè)半包式防水水隔離層，不不允許全包，，采用無釘鋪鋪設(shè)防水板，，無紡布后部部必須設(shè)置系系統(tǒng)排水盲管管。水的處理理有兩個理念念：一是以堵堵為主，限排排為輔。二是是全堵方案，，遠排近堵，，給水有排出出的通道。10、取消中部排排水溝。11、反對長隧短短打。提倡設(shè)置平行行導坑，可提提高正洞2倍速度。斜斜井設(shè)置僅是是0.5倍的正洞速度度。豎豎井是是0.1～0.3倍的正洞速度度。斜斜坡道道不同于斜井井，是無軌運運輸，僅是0.5倍的正洞速度度。12、正臺階施工工不允許分長長、中、微臺臺階，臺階長長度為一倍洞洞徑，第一個個上臺階高度度必須為2.5m，小導管長度度為臺階高度度加1m。13、支護結(jié)構(gòu)施施工必須是一一次支護從上上向下施作，，二次模筑襯襯砌必須從下下向上施作。。14、必須堅持動動態(tài)設(shè)計、動動態(tài)施工、動動態(tài)管理，設(shè)設(shè)計人員必須須及時修改圖圖紙，必須尊尊重施工信息息。15、設(shè)計人員必必須提高業(yè)務(wù)務(wù)素質(zhì)，要超超越規(guī)范，創(chuàng)創(chuàng)新設(shè)計；有有新理念、新新創(chuàng)新。應(yīng)用用新技術(shù)、新新工藝、新材材料、新設(shè)備備、新儀器，，反對抄襲圖圖紙。16、要實事求是是，確定合理理工期，合理理造價。不合合理工期、不不合理造價是是造成質(zhì)量差差、工程壽命命短及安全事事故發(fā)生的主主要原因。17、要建立循環(huán)環(huán)經(jīng)濟的理念念；要有系統(tǒng)統(tǒng)地下工程的的理念；要有有方便運營維維修的理念；；要有保護環(huán)環(huán)境的理念；；要有重視方方案設(shè)計比選選的理念。18、隧道頂部允允許塌方空洞洞存在，拱頂頂上方要有2m土厚保護。第三部分隧隧道施施工方法一、開挖方方法的種類按開挖隧道斷斷面分類：全全斷面法，臺臺階法和分部部開挖法。1、全斷面開挖挖法適用性：適用于I～III級圍巖。優(yōu)缺點：作業(yè)業(yè)空間大，適適合于機械化化施工，速度度快，便于組組織管理；但但圍巖穩(wěn)定性性低，且需較較強的開挖、、出碴、支護護能力；爆破破效果好，震震動次數(shù)少，，利于圍巖穩(wěn)穩(wěn)定，但每次次爆破強度大大。2、臺階開挖法法適用性：適用于IV～V級圍巖。分類：按上臺階超前前長度分長臺臺階法、短臺臺階法、超短短（微）臺階階法。（1）長臺階法：：上臺階一般50m以上或大于5倍洞徑，上下下步可采用同同類機械平行行作業(yè)。優(yōu)缺點：干擾少、機械械配套、通風風和測量工作作簡單、可進進行單工序作作業(yè)，但要求求圍巖穩(wěn)定性性較好。（2）短臺階法：：上臺階長度小小于5倍大于1～1.5洞徑。優(yōu)缺點：可縮短仰拱封封閉時間，利利于開挖面穩(wěn)穩(wěn)定，但上下下臺階作業(yè)干干擾較大。（3）超短臺階法法：上臺階長度僅僅3～5m，適用于機械械化程度不高高的地段。優(yōu)缺點：斷面閉合較快快，利于開挖挖面穩(wěn)定，但但上下臺階作作業(yè)干擾很大大。3、分部開挖法法分部開挖法分分：環(huán)形開挖挖留核心土法法、中隔壁法法（CD法和CRD法）、雙側(cè)壁壁導坑法。（1）環(huán)形預(yù)留核核心土法特點：留核心土支撐撐工作面，穩(wěn)穩(wěn)定性較好。。進度慢，分塊塊多，不利通通風（2）中隔壁（CD）法特點：沿一側(cè)自上而而下分兩部或或三部進行；；每開挖一部施施做錨噴支護護、安設(shè)鋼架架、施做中隔隔壁；底部設(shè)臨時仰仰拱；中隔壁墻依次次分部連接；；開挖中隔壁另另一側(cè)，步驟驟同上。（3）中隔壁（CD）法特點：沿一側(cè)自上而而下分兩部或或三部進行；；每開挖一部施施做錨噴支護護、安設(shè)鋼架架、施做中隔隔壁；底部設(shè)臨時仰仰拱；完成一側(cè)的1-2部即施工另一一側(cè)1-2部；形成左右側(cè)交交叉施工的情情形。（4）雙側(cè)壁導坑坑法特點：雙導坑使洞室室最大開挖跨跨度更小，穩(wěn)穩(wěn)定性增加；；耗材增加；進度慢；適用于地表沉沉陷要求高，，或跨度更大大的隧道。4、開挖方法選選擇的原則基本原則：在保證圍巖穩(wěn)穩(wěn)定前提下，，選擇恰當開開挖方式，盡盡量提高掘進進速度。即：以安全為前提提，綜合考慮慮工程地質(zhì)及及水文地質(zhì)條條件、圍巖類類別、埋置深深度、斷面大大小、施工機機械、經(jīng)濟、、工期等。當隧道施工對對周圍環(huán)境產(chǎn)產(chǎn)生不利影響響時，環(huán)境條條件業(yè)作為選選擇施工方法法的因素之一一。如：城市市地鐵對地表表沉降要求嚴嚴格控制；地地下水流失對對居民用水產(chǎn)產(chǎn)生影響時。。二、堅硬圍巖巖隧道施工技技術(shù)（一）光面爆爆破和預(yù)裂爆爆破隧道施工中，，采用光面爆爆破和預(yù)裂爆爆破的主要原原因是控制爆爆破對遺留巖巖體的損傷，，其重要標志志就是控制隧隧道的超欠挖挖。目前由爆爆破造成的超超欠挖，是個個嚴重而普遍遍的問題。它它對隧道施工工速度和成本本有著不容忽忽視的影響。。在超欠挖嚴嚴重的情況下下，對坑道的的穩(wěn)定性也會會產(chǎn)生一定的的影響。由于于爆破引起的的超欠挖雖然然是不可避免免的，但是可可以控制的，，良好的爆破破技術(shù)可以使使超欠挖控制制在一定的水水平之內(nèi)。因因此，研究和和實施控制超超欠挖的技術(shù)術(shù)是十分必要要的。以設(shè)計的隧道道開挖輪廓線線為基準，實實際開挖獲得得的斷面在基基準線以外部部分稱為超挖挖，在基準線線以內(nèi)的部分分則稱為欠挖挖。典型的開挖斷面實測圖現(xiàn)狀根據(jù)對近百座座隧道的調(diào)查查和統(tǒng)計，在在采用礦山法法（鉆爆法））施工的隧道道中，平均超超挖值為38.7cm，最大達到76cm。采用控制爆爆破技術(shù)后，，平均超挖值值已減小到16~20cm，而且開挖表表面的平坦性性也得到了較較大的改善。。但仍然有不不少隧道的超超挖值達到30cm左右。即使象象隧道施工技技術(shù)水平較高高的國家，也也仍有不少隧隧道的平均超超挖達到25~30cm。根據(jù)研究和和調(diào)查的結(jié)結(jié)果，影響響超欠挖的的因素可以以歸納為以以下幾點：：1、鉆孔精度度；2、爆破技術(shù)術(shù)；3、施工組織織管理；4、測量劃線線；5、地質(zhì)條件件變化；6、其它。根據(jù)對276個開挖循環(huán)環(huán)的統(tǒng)計，，6個因素對超超欠挖的影影響程度見見圖3。其中以鉆鉆孔精度對對超欠挖影影響最大（（44.2％），其次次是爆破技技術(shù)（20.3％）、施工工管理（17.6％）、測量量劃線（7.6％）、地質(zhì)質(zhì)變化（6.1％）等。即即前3項因素的影影響占82％。因此控控制超欠挖挖的重點是是控制鉆孔孔精度、爆爆破和施工工管理。影響因素統(tǒng)計分析解決方法與與途徑1、改變“寧寧超勿欠””的傳統(tǒng)觀觀念在控制超欠欠挖技術(shù)的的研究中，，首先應(yīng)改改變觀念，，即必需需改變“寧寧超勿欠””的傳統(tǒng)觀觀點，樹立立“少欠少少超”的觀觀點。也就就是說，應(yīng)應(yīng)容許一定定程度的欠欠挖，例如如，日本在在隧道施工工中，基本本上容許概概率為16％的欠挖。。即在開挖挖斷面上取取100個點，有不不超過16個點的超挖挖就可以了了。這樣就就可以避免免開挖輪廓廓線的無謂謂擴大，而而使超挖得得以減少。。例如，鐵鐵路隧道施施工規(guī)范（（TB10204——200）規(guī)定：當當圍巖完整整、石質(zhì)堅堅硬時，容容許巖石個個別突出部部分（每1m2不大于0.1m2）侵入襯砌砌。侵入值值應(yīng)小于襯襯砌厚度的的1/3，并小于10cm。對噴錨襯襯砌應(yīng)不大大于5cm。2、提高鉆孔孔技術(shù)水平平鉆孔技術(shù)對對隧道超欠欠挖的影響響主要是周周邊炮孔的的外插角、開口位置置e和鉆孔的深深度L，它們與超超欠挖高度度(h)有如下的關(guān)關(guān)系：h=e+Ltan(/2)上式表明：：隨外插角角和鉆孔深度度L的增大，h增大。L是一個設(shè)計計指標，可可在設(shè)計中中加以控制制，即在其其它條件一一定時，采采用較淺孔孔爆破對減減少超挖是是有利的。。這也是國國外在鉆孔孔深度上很很少采用超超過4.0m以上深孔的的原因。而而在一般情情況下，都都采用3.5m左右的鉆孔孔深度。此此外，深孔孔爆破的一一次裝藥量量也大，對對周邊圍巖巖的損傷也也大。和L主要取決于于司鉆工的的操作水平平和所采用用的鉆機性性能。通常常，鉆機都都有一個外外緣高度h，為保證后后續(xù)掘進能能正常鉆孔孔，就必須須有一個超超挖高度hd（即超挖控控制下限））。國內(nèi)常用的的瑞典阿特特拉斯、日日本古河、、芬蘭托姆姆洛克等鑿鑿巖臺車，，其hd=5～7cm。因此，如如采用液壓壓鉆孔臺車車，鉆孔需需要的最小小平均超挖挖約為7cm，這實際上上也就是平平均線性超超挖的控制制下限。而而鐵路隧道道的容許超超挖一般為為ha＝15cm。這樣，如如L＝3m，則外插角角應(yīng)為＝4.55°°；如L＝5m，則為＝2.65°°。為確?？乜刂疲欢ㄒμ岣咚舅俱@人員的的操作水平平和責任心心，并借助助激光指向向儀、測斜斜儀輔助定定向，或采采用計算機機控制的鑿鑿巖臺車來來鉆孔。此外由于鉆鉆孔作業(yè)覆覆蓋空間所所限，以及及受隧道形形狀影響，，拱部180°°范圍內(nèi)，應(yīng)應(yīng)控制上仰仰角，而在在兩側(cè)邊墻墻部位則應(yīng)應(yīng)控制水平平的外插角角，對底板板則應(yīng)注意意下插角。。實際施工中中，周邊孔孔開口位置置e有三種情況況，其出現(xiàn)現(xiàn)機率和差差值大小則則主要決定定于鉆孔水水平。第一種情況況（a），不影響響超欠挖；；第二種情況況（b），將使超超挖增加一一個e值；第三種情況況（c），將使超超挖減小一一個e值，但出現(xiàn)現(xiàn)欠挖。因因而，鉆孔孔時先定位位，后鉆進進，并在掌掌子面上完完整醒目地地標出周邊邊孔位線，，把e控制在較小小范圍內(nèi)（（約在3cm）是可能的的。周邊孔開口口誤差的幾幾種情況當、L一定時，e作為一個獨獨立參數(shù)，，當e為正值時（（即孔口位位置在設(shè)計計線外時）），隨e的增加，h增加；而當當e為負值時，，隨e的減少，h則減少。從實際施工工的經(jīng)驗看看，控制是比較困難難的，但控控制e值是可能的的。如一些些國家容許許一定的欠欠挖，即有有意識地使使e為負值（圖圖3中的c情況），對對減少超挖挖是有效的的。3、進一步解解決好爆破破技術(shù)參數(shù)數(shù)的合理匹匹配在對國內(nèi)外外100多座隧道的的超欠挖統(tǒng)統(tǒng)計結(jié)果表表明：爆破破技術(shù)對超超欠挖影響響也是很大大的。這里里所謂的爆爆破技術(shù)指指：爆破方方法、爆破破方式以及及各種爆破破參數(shù)。爆破方法的的影響。從從下表可以以看出即使使采用控制制爆破也仍仍然有相當當數(shù)量的隧隧道超欠挖挖。但與普普通爆破比比較，超挖挖約降低47.3%。爆破方法的的比較爆破方法平均超挖（cm）欠挖（cm）比較（％）備注普通爆破38.70

無統(tǒng)計100最大76cm控制爆破20.40

無統(tǒng)計52.7最大37cm開挖方式的的不同，爆爆破方式有有：全斷面面一次爆破破、臺階法法爆破、導導洞先行擴擴大爆破和和預(yù)留光面面層爆破等等方式。通通常認為地地質(zhì)條件許許可時，全全斷面一次次爆破方式式（包括臺臺階法）有有利于減少少爆破重復(fù)復(fù)振動、減減少工序轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換和干擾擾，便于快快速施工。。而從減少少超挖，改改善開挖成成形看，預(yù)預(yù)留光面層層、導洞先先行開挖的的爆破方式式是比較好好的。表2是三種爆破破方式的效效果比較。。不同爆破方式效效果比較爆破方式超挖值（cm）欠挖值（％）炮孔保存率（％）備注全斷面、臺階法10.8～14.53～1360～80作業(yè)方法和地質(zhì)預(yù)留光面層12.882～775條件大致相同導洞先行擴大7.2～10.50.3～0.681～86在控制爆破中，，主要的技術(shù)參參數(shù)包括：單位位巖石炸藥消耗耗量q、周邊孔線裝藥藥密度g、周邊炮孔布置置等。合理地解解決這些參數(shù)之之間的配合，對對減少超欠挖是是至關(guān)重要的。。單位巖石炸藥耗耗量q與平均線性超挖挖h呈線性正相關(guān)關(guān)關(guān)系。過大或過過小都不能獲得得較好結(jié)果。圖圖4是平均線性超挖挖h炮孔保存率k及炮孔利用率之間的關(guān)系。在在孔深3.0m、IV類圍巖、液壓鉆鉆孔等實驗條件件下，且h＝7cm，h＝15cm，k＝0.7，＝0.9時，最優(yōu)的q值為＝1.05~1.2kg/m3。h-q，h-k，h-關(guān)系圖h-gk-g關(guān)系圖周邊孔線裝藥密密度與超挖大體上呈呈冪函數(shù)的關(guān)系系而與炮眼保存存率則呈拋物線線相關(guān)關(guān)系（圖圖5）。在與相相同的條件下，最優(yōu)的g值為0.18~0.28kg/m。。周邊孔的布置，，在其它因素一一定時，超挖高高度h隨周邊孔間距E的增大而增加；；而對最小抵抗抗線W而言，它與超挖挖高度h則有近似拋物線線的關(guān)系。由此可見，較小小的E（某一范圍內(nèi)））將有助于減少少超挖，并提高高輪廓的光滑性性；而對W則是處于某一范范圍內(nèi)，才能使使超挖控制在要要求的目標范圍圍內(nèi)。因此，為為獲得較小超挖挖和光滑輪廓就就必須使周邊孔孔間距E/W處于合理范圍。。由施工實驗統(tǒng)計計，當E、W一定，且L＝3.5m，g＝0.25kg/m時，E/W與h，k有圖6的關(guān)系?？梢姡?，相對間距E/W對超挖和輪廓成成形的影響是很很大的，根據(jù)實實驗，在IV類圍巖中，合理理相對間距E/W＝0.65～1.10之間，周邊孔間間距E＝45～80cm，最小抵抗線W＝50～80cm之間。E/W-hE/W-k關(guān)系（3）爆破器材及及裝藥方法采用合理的爆破破器材（雷管和和炸藥）和裝藥藥方法，可以減減小由于爆破產(chǎn)產(chǎn)生的振動和應(yīng)應(yīng)力波對圍巖的的破壞作用，因因而有利于減小小超欠挖，提高高輪廓質(zhì)量。測試表明，當相相鄰段位炮孔起起爆時差小于50ms時，振動波會在在圍巖中產(chǎn)生疊疊加作用，從而而加大對圍巖的的擾動和破壞，，使超挖增大，，成形變差。這這在節(jié)理發(fā)育的的圍巖中，更為為明顯。在條件件大體相同的條條件下，用等差差雷管、半秒雷雷管和毫秒雷管管所作的現(xiàn)場對對比實驗表明，，以“等差”雷雷管爆破效果最最好、振動小。。采用毫秒雷管管跳段使用也可可以獲得較好的的效果。因此，，從控制超欠挖挖的角度看，宜宜推廣“等差““雷管或應(yīng)注意意配置好毫秒雷雷管的段別。裝藥方法有：(a)體積不耦合裝藥藥，即藥包直徑徑于掘進炮眼藥藥包直徑一樣，，藥包集中在孔孔底部分；(b)空氣間隔裝藥；；(c)小直徑藥包，全全孔均勻裝藥。?？卓诰门谀嗄喽氯?。不同藥包和裝藥藥方法的爆破效效果裝藥方法藥包直徑（mm）平均超挖（cm）炮眼保存率（％）炮眼利用率（％）集中裝藥40、3514.806892.0間隔裝藥3212.7270.593.5連續(xù)裝藥20～2510.6870.193.3由表可以看出：：小藥包連續(xù)裝裝藥對控制超挖挖效果最好，比比之間隔裝藥和和集中裝藥分別別減少超挖16％和28％。因此，在爆爆破中宜推廣采采用小直徑藥包包的連續(xù)裝藥。。4、現(xiàn)場施工管理理和組織在爆破質(zhì)量管理理中，應(yīng)堅持以以下基本原則：：必須采用控制爆爆破（光面爆破破、預(yù)裂爆破等等），通過工程程類比和現(xiàn)場實實驗，優(yōu)化爆破破參數(shù)設(shè)計；在滿足技術(shù)經(jīng)濟濟要求的情況下下，應(yīng)優(yōu)先考慮慮采取操作簡單單、且精度高、、有良好性能的的鉆孔機械、測測量放線儀器、、斷面檢測儀器器以及爆破器材材等；應(yīng)嚴格控制斷面面的測量放線精精度，特別是要要避免隨意放大大或縮小斷面的的現(xiàn)象；必須嚴格控制鉆鉆孔精度，重點點是控制周邊眼眼的外插角、開開口誤差以及炮炮眼在斷面分布布的均勻性；必須嚴格控制重重要爆破作業(yè)質(zhì)質(zhì)量，特別是要要控制裝藥量，，并保證正確的的起爆順序；必須做到及時檢檢測和及時反饋饋；必須強化施工組組織管理、推行行作業(yè)標準化、、并經(jīng)常加強作作業(yè)人員文化和和責任心的教育育等。5、測量放線首先要保證中線線和標高的準確確。其次是要通通過正確的方法法來保證輪廓線線位置的準確。。中線和標高的偏偏移，將使斷面面輪廓線向一側(cè)側(cè)偏移，造成開開挖斷面一側(cè)超超挖、一側(cè)欠挖挖。通常隧道掌掌子面都是傾斜斜的，會引起放放線誤差。提高高放線精度方法法是：采取激光光指向儀控制隧隧道掘進方向，，提高中線和標標高的精度；并并配合放線提高高輪廓線放線精精度。6、地質(zhì)條件地質(zhì)條件是客觀觀條件，它是確確定爆破參數(shù)的的基本依據(jù)。目目前，爆破設(shè)計計主要是經(jīng)驗、、類比或現(xiàn)場實實驗設(shè)計、因而而地質(zhì)條件的影影響就主要表現(xiàn)現(xiàn)在隨掘進而不不斷變化上。其其中主要是圍巖巖節(jié)理裂隙的變變化。在現(xiàn)場施施工中，應(yīng)根據(jù)據(jù)情況調(diào)整鉆孔孔方位和角度，，或適當調(diào)整周周邊孔的參數(shù)。。為此可采取如如下措施：在施施工中，緊跟開開挖面進行調(diào)整整觀測描述；并并對圍巖的節(jié)理理裂隙狀態(tài)進行行預(yù)測；據(jù)此調(diào)調(diào)整爆破參數(shù)和和施工方法或采采取局部內(nèi)移炮炮眼、局部空孔孔不裝藥、加密密炮眼、局部調(diào)調(diào)整起爆順序等等輔助措施。預(yù)裂爆破也是低低振動爆破的一一種方法。將爆破時的振動動控制在一定值值以下，來減少少對遺留巖體的的損傷。主要是是在外周設(shè)置槽槽孔，把它作為為自由面，從外外向中央次序爆爆破。預(yù)裂爆破與普通通爆破的比較預(yù)裂爆破與普通通爆破的比較爆破參數(shù)普通爆破（A）預(yù)裂爆破（B）降低比（B/A）爆破參數(shù)總炸藥量（ｋｇ）單位炸藥量（ｋｇ／ｍ３）炮眼數(shù)（個）單位炮眼數(shù)（個／ｍ３）44.40.90932.816.50.34692.10.370.74爆破振動振動速度（cm/s）水平垂直1.002.750.320.300.160.11Ｋ值掏槽水平垂直47865539470.080.07擴大水平垂170.19采用外周槽孔爆爆破的方法，在在炸藥量上減到到1/3，振動值減到1/5～1/14，效果是顯著的的。為了加速槽槽孔的鉆孔速度度，開發(fā)了槽孔孔鉆機。槽孔鉆機示意圖圖（二）工程案例例分析[案例1]-廣州龍頭山隧道道雙洞八車道，最最大開挖跨度20.7m，是國內(nèi)在建公公路隧道中跨度度最大的隧道之之一，隧道的矢矢跨比為0.65，是典型的扁坦坦形公路隧道。。施工方法：洞洞口Ⅱ、Ⅲ類圍巖采用雙側(cè)側(cè)壁導坑法，進進入Ⅳ、Ⅴ類圍巖采用全斷斷面中導洞法施施工。距隧道300m有一軍用地下油油庫，對控制爆爆破要求很高。。我國《爆破安全規(guī)程》規(guī)定沿用M、A薩道夫斯基公式式：通過現(xiàn)場爆破振振動監(jiān)測，得出出振速，代入上上式，進行回歸歸分析，得出k,值，然后根據(jù)上上式可算出任意意點的速度。其中：Q—炸藥量，kgR—炸源至測點間距距離，mM—藥量指數(shù)，K、α—與爆破點地形、、地質(zhì)條件有關(guān)關(guān)的系數(shù)和衰減減指數(shù)?；貧w公式根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722－86），各類建構(gòu)筑筑物所允許的安安全振動速度規(guī)規(guī)定如下：（1）土窯洞、土胚胚房、毛石房屋屋為1cm/s;（2）一般磚房、非非抗震的大型砌砌塊建筑物為2～3cm/s；（3）鋼筋混凝土框框架房屋為5cm/s；（4）水工隧洞為10cm/s；（5）交通隧洞為15cm/s。由于現(xiàn)場地質(zhì)條條件復(fù)雜，建議議采用交通隧洞洞安全振動速度度或者更小的允允許速度進行控控制。下面根據(jù)據(jù)現(xiàn)場的實際情情況將地質(zhì)條件件分為三大類，，并分別給出安安全振動速度，，如下：（1）堅硬完整的地地層，取安全振振速為10cm/s；（2）一般中硬、完完整性較好地層層，取安全振速速為5cm/s；（3）庫附近，取安安全振速為2cm/s。單段最大藥量與與距離關(guān)系優(yōu)化后的炮眼布布置三、軟弱圍巖隧隧道施工技術(shù)（一）概述軟弱圍巖的自支支護能力比較弱弱，甚至沒有自自支護能力。因因此，在軟弱圍圍巖中施工最重重要的是：如何提高圍巖的的自支護能力，，來保證開挖及及后續(xù)作業(yè)的進進行。在軟弱圍巖中，，提高圍巖自支支護能力的方法法很多。根據(jù)國國內(nèi)外的施工經(jīng)經(jīng)驗，基本方法法是控制圍巖的的松弛、流失。。其原則是：穩(wěn)定掌子面、及及時閉合和加固固地層。具體方法如下：：1）穩(wěn)定掌子面的的方法：正面噴噴混凝土和錨桿桿；超前支護；；留核心土。2）及時閉合的方方法：臨時仰拱拱或底部橫撐；；加強基腳；向向底部地層注漿漿加固；底部錨錨桿；改變施工工方法。3）加固地層：注注漿加固；超前前支護；地表面面加固。（二）掌子面自自穩(wěn)性評價方法法日本根據(jù)據(jù)近9000個掌子面面的數(shù)據(jù)據(jù)，其中中典型的的崩塌事事例列于于表。掌子面崩崩塌現(xiàn)象象:（1）在斷層層中，根根據(jù)斷層層破碎程程度可能能產(chǎn)生小小的崩塌塌，也可可能出現(xiàn)現(xiàn)很大規(guī)規(guī)模的崩崩塌，可可能出現(xiàn)現(xiàn)一次，，也可能能出現(xiàn)多多次；（2）在互層層圍巖中中，崩塌塌一般多多是小規(guī)規(guī)模的。。例如第第三紀的的砂巖頁頁巖互層層，可能能由于少少量的涌涌水使固固結(jié)度低低的砂巖巖層流出出，殘留留的泥巖巖也會呈呈塊狀剝剝落。崩崩塌的程程度因砂砂巖的固固結(jié)度、、層理面面間隔、、層理面面的固結(jié)結(jié)度、砂砂巖層的的滯水水水量、水水壓等而而異。崩崩塌的時時間多在在涌水狀狀況有急急劇變化化的時期期發(fā)生。。（3）在強風風化的圍圍巖中，，會產(chǎn)生生比較大大的崩塌塌，有涌涌水時崩崩塌的規(guī)規(guī)模會更更大；（4）在有層層理面的的容易崩崩塌的圍圍巖中，，會產(chǎn)生生比較大大規(guī)模的的崩塌。。根據(jù)層層理面的的強度、、涌水的的狀況，，在幾小小時內(nèi)就就會產(chǎn)生生多次崩崩塌，瞬瞬時發(fā)生生大規(guī)模模崩塌的的情況也也不少。。（5）在砂層層中，多多發(fā)生比比較小規(guī)規(guī)模的和和中等規(guī)規(guī)模的崩崩塌。在在沒有涌涌水的砂砂礫層中中，掌子子面可能能是自穩(wěn)穩(wěn)的，但但會從拱拱頂發(fā)生生小規(guī)模模的掉落落。表2評價指標標和方法法不穩(wěn)定原因?qū)ο髧鷰r評價方法評價指標沿龜裂、層理的崩塌龜裂性的巖層層狀巖層塊體理論不連續(xù)面情報（走向、傾斜、連續(xù)性、摩擦角、間隔等）ＲＭＲ法不連續(xù)面情報RQD、巖石強度因涌水壓、凝聚力降低引起的崩塌土砂圍巖未固結(jié)圍巖均質(zhì)系數(shù)細顆粒含有率顆粒組成、含水比、比重、單位體積重量、透水系數(shù)、涌水壓因圍巖強度不足，變形大引起的崩塌膨脹性圍巖圍巖強度比等顆粒組成、含水比、比重、液限、塑限、陽離子交換容量、單位體積重量、單軸抗壓強度初期位移速度初期位移速度土砂圍巖單位體積重量、凝聚力、內(nèi)摩擦角未固結(jié)圍巖準彈性系數(shù)凈空位移評價指標標及方法法：表2列出有關(guān)關(guān)評價掌掌子面穩(wěn)穩(wěn)定性的的評價指指標及方方法。表3給出砂質(zhì)質(zhì)圍巖的的掌子面面自穩(wěn)性性的最簡簡易的判判斷指標標。表3掌子面穩(wěn)穩(wěn)定性評評價（砂砂質(zhì)圍巖巖）圍巖級別圍巖狀態(tài)分類指標相對密度（DR）細顆粒含有率(FC)IN掌子面基本穩(wěn)定的圍巖DR≥80％FC≥10％IL掌子面不穩(wěn)定，只要有很小變化，就可能流出的圍巖FC<10％特L掌子面穩(wěn)定性顯著差，開挖會引起重大變化的圍巖DR<80％根據(jù)統(tǒng)計計，涌水的影影響很大大，一般說掌掌子面涌涌水量在在100L/min附近，可可作為穩(wěn)穩(wěn)定和坍坍塌的判判斷基準準，在500L/min以上幾乎乎都坍塌塌。埋深對掌掌子面的的自穩(wěn)定定性也有有很大影影響。淺埋與深深埋相比比，主要要是難以以形成承承載拱。。同時，，在這種種情況下下多數(shù)會會有地形形偏壓、、表層軟軟弱堆積積物、風風化帶等等對隧道道開挖有有很大影影響的特特殊問題題。地表下沉沉與埋深深也有密密切關(guān)系系。埋深大時時，在隧隧道橫斷斷面內(nèi)形形成了承承載拱，，開挖引引起的下下沉局限限在隧道道周邊，，而埋深深小時，，沒有形形成承載載拱，開開挖下沉沉會直接接達到地地表面。。如圖1所示，淺淺埋隧道道的掌子子面松弛弛將達到到地表面面，在橫橫斷面方方向不能能形成承承載拱，，在縱向向的掌子子面前方方也形成成不了承承載拱。。根據(jù)實實測結(jié)果果的分析析，首先先是接近近掌子面面前方的的圍巖急急劇下沉沉，并向向后方擴擴展，結(jié)結(jié)果形成成了圖2所示的盆盆狀的地地表下沉沉。此下沉槽槽的坡度度是與圍圍巖中發(fā)發(fā)生的剪剪應(yīng)變相相對應(yīng)的的。超過過此限界界后，如如圖所示示就會發(fā)發(fā)生地表表開裂。。a)開挖上半半斷面（（埋深小小時）；；b)開挖下半半斷面（（埋深小小時）；；c)開挖上半半斷面（（埋深大大時）；；d)開挖下半半斷面（（埋深小小時）。。圖1埋深與隧隧道縱斷斷面內(nèi)的的下沉圖2地表下沉沉與地表表（三）穩(wěn)穩(wěn)定掌子子面的方方法有代表性性的穩(wěn)定定掌子面面的工法法的分類類列于表表。工法拱頂穩(wěn)定掌子面穩(wěn)定使用材料工法說明超前支護（超前錨桿、小導管等）◎○錨桿小導管（注漿）鋼筋采用錨桿等提高前方圍巖約束的方法使用小導管注漿加固掌子面插入角度：10～30；超前支護（鋼插板等）◎○鋼筋鋼背板L型鋼在掌子面自穩(wěn)性差的圍巖中，噴混凝土施工前有崩塌時，可采用此法。斜錨桿○○錨桿插入角度：45О～70О短管棚◎○管棚在沒有凝聚力的圍巖中采用。管長：5～7m；直徑：小于45cm；視情況可進行注漿。正面噴混凝土◎噴混凝土提高掌子面正面的自穩(wěn)性正面錨桿◎錨桿玻璃纖維錨桿保持掌子面自穩(wěn)性的方法掌子面穩(wěn)穩(wěn)定性降降低的原原因，視視圍巖條條件而異異，在多多數(shù)情況況下，可可考慮以以下幾點點：?凝聚力不不足而崩崩塌（未未固結(jié)圍圍巖、裂裂隙性圍圍巖）；；?因地下水水而崩塌塌（未固固結(jié)圍巖巖、裂隙隙性圍巖巖）；?因強度不不足產(chǎn)生生大變形形而崩塌塌（膨脹脹性圍巖巖）。此外，作作為特殊殊情況，，也有掌掌子面沿沿地質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)面擠擠出的情情況。根據(jù)功能能不同，，穩(wěn)定掌掌子面的的方法可可分為以以下幾種種：?支持圍巖巖的（超超前支護護、短管管棚等））；?改良圍巖巖的（注注漿等））；?發(fā)揮錨桿桿作用的的（斜錨錨桿、正正面錨桿桿等）；；?噴混凝土土加強的的等。1、超前支支護超前支護護是使用用錨桿、、單一鋼鋼管、鋼鋼筋等，，沿隧道道外輪廓廓以低角角度打設(shè)設(shè)的方式式防止掉掉塊，是是加固掌掌子面前前方圍巖巖、約束束圍巖的的方法。。也可加加設(shè)插板板防止掉掉塊。超超前支護護基本上上是借助助構(gòu)件的的抗彎剛剛度發(fā)揮揮作用的的，因此此，采用用抗彎剛剛度大的的構(gòu)件是是有利的的。（1）單管用于沒有有凝聚力力的圍巖巖，防止止拱頂松松弛、崩崩落。一一般采用用34～48mm的鋼管，，以30～60cm的間隔和和5～30的仰角打打入。打打入長度度一般為為掘進進進尺的2～3倍。此法的主主要問題題是：在在有礫石石（孤石石）或固固結(jié)好的的圍巖中中應(yīng)用困困難。其其次是鋼鋼管下方方的圍巖巖易崩落落，超挖挖大。為為減少超超挖可減減少打入入角度，，使鋼管管從支護護構(gòu)件中中通過。。圖1單鋼管超超前支護護例（2）鋼插板板鋼插板是是在崩塌塌性顯著著的圍巖巖中，以以較大面面積支護護拱頂為為的手段段。鋼插插板的寬寬度一般般采用15cm，長度為為1.2~1.6m，以間隔隔30cm左右打入入。一般般都在拱拱頂120范圍內(nèi)施施設(shè)。其其實施例例參見圖圖2~圖4。圖2鋼背板超超前支護護圖3鋼背板施施工例圖4鋼插板施施工示意意圖圖5小導管注注漿例圖6注漿錨桿桿（3）注漿小小導管注漿小導導管是向向掌子面面附近的的圍巖注注漿，以以改善圍圍巖狀況況，保證證掌子面面穩(wěn)定的的方法。。實踐證證實：掌掌子面斜斜上方對對隧道的的穩(wěn)定具具有很大大的影響響，因此此，開挖挖前改善善此部分分的狀況況，對增增加隧道道的穩(wěn)定定性是極極為重要要的。小小導管注注漿不僅僅是掌子子面穩(wěn)定定的對策策，也是是改善隧隧道穩(wěn)定定性的對對策，要要充分加加以研究究和運用用。小導管注注漿視有有無錨桿桿、藥液液的不同同、改良良深度等等而不同同。圖5是一個施施工例，，成功運運用于洞洞口有崩崩塌危險險的地段段。圖6是采用布布壓注塞塞的壓注注錨桿實實例，打打入錨桿桿后，通通過壓注注塞將水水泥砂漿漿、水玻玻璃注入入，壓注注壓力2~5kg/cm2。壓注材材料不僅僅有水泥泥、水玻玻璃，還還有以高高壓（30kg/cm2）壓注的的泡沫尿尿烷，此此法的施施工步驟驟見圖7。圖7壓注泡沫沫尿烷的的超前支支護2、斜錨桿桿斜錨桿是是作為支支護結(jié)構(gòu)構(gòu)的一部部分軸力力構(gòu)件而而發(fā)揮其其作用的的，用以以改善拱拱頂斜上上方的圍圍巖。多多采用在在易崩塌塌的圍巖巖中，作作為支護護拱頂?shù)牡妮o助方方法。斜錨桿通通常與系系統(tǒng)錨桿桿同時施施工。向向掌子面面拱部的的斜上方方，以50~80cm的間隔，在拱部60~100cm范圍內(nèi)，打入異型型鋼筋，錨固材采采用砂漿。錨桿長長3~4m，仰角30~60。包括通常錨桿在在內(nèi)的錨桿實施例例見圖8。圖8錨桿的實例3、小管棚注漿小管棚的施工，基基本上與注漿小導導管相同。因超前前支護范圍大，多多采用長度5～7m的鋼管，以間隔30～60cm的距離打入。超前前支護效果好，但但費時，對施工循循環(huán)有一定影響。。4、掌子面正面噴混混凝土正面噴射混凝土是是在開挖后的自穩(wěn)穩(wěn)性差的開挖面噴噴射3~10cm左右的混凝土，覆覆蓋掌子面，以防防止掌子面松弛，，提高掌子面的自自穩(wěn)性（圖9）。噴混凝土不是是作為軸力構(gòu)件發(fā)發(fā)揮作用的，是防防止剝離的，常常常與正面錨桿同時時使用。此外通通過觀察噴射表面面是否有龜裂發(fā)生生，還可以獲得有有無崩塌發(fā)生的信信息。圖9正面噴射混凝土例例5、正面錨桿正面錨桿是在掌子子面有顯著崩塌的的情況下采用的。。錨桿長2～3m，視崩塌情況施設(shè)設(shè)。在膨脹性圍巖中進進行掌子面加強的的施工例見圖10。圖10膨脹性圍巖的掌子子面加強例６、留核心土為了充分利用掌子子面的空間支護效效應(yīng)，留核心土，，也是比較有效的的穩(wěn)定掌子面的方方法。（四）控制地層松松弛的加固地層的的方法穩(wěn)定圍巖和控制地地表下沉的方法包包括：（1）壓注法以加固圍巖、止水水為目的而采用的的工法。向砂質(zhì)土土壓注易于獲得較較好的效果，在黏黏性土中的效果不不好。為進行有效效地壓注，要采用用與圍巖性質(zhì)相適適應(yīng)的藥液和方法法。（2）凍結(jié)法在山嶺隧道中采用用較少，但其加固固圍巖、止水的效效果非常好，可靠靠性高。在軟弱粉粉砂層、大量涌水水圍巖、接近結(jié)構(gòu)構(gòu)物施工的場合是是很合適的。缺點點是從準備時間到到發(fā)揮效果的時間間很長。（3）垂直錨桿法是一種用錨桿從隧隧道上方加固地層層的一種方法。一一般從地表面鉆60～125mm的鉆孔，而后插入入鋼筋。其作用是是：利用砂漿和周周邊圍巖的凝聚力力控制下沉、利用用抗剪能力防止洞洞口滑坡，施工實實例較多。（4）管棚法一般多在洞口施工工時采用。根據(jù)使使用的鋼管直徑分分類，有小直徑鋼鋼管管棚和中、大大直徑鋼管的管棚棚。在埋深小的隧隧道，正上方有建建筑物時，也可采采用此法。最近，，利用特殊的鉆孔孔機械，邊鉆孔、、邊注漿，在土砂砂隧道中產(chǎn)生較好好的效果。（5）水平高壓旋噴法法在掌子面與隧道軸軸線平行，用特殊殊機械鉆孔，同時時向管體內(nèi)高壓噴噴射水泥漿液，形形成50~70cm的圓柱體的工法。。材料3天的強度可達8~10MPa，改善圍巖的效果果很高。是改善掌掌子面自穩(wěn)性和控控制地表下沉的較較好的方法。但施施工設(shè)備多，系統(tǒng)統(tǒng)龐大。（6）隔斷墻法一般作為止水的輔輔助工法采用，但但也有用于控制地地表下沉的對策而而采用的。它可以以降低開挖引起的的地表下沉及其向向周圍的傳播。在隧道兩側(cè)用剛性性材料構(gòu)筑地中墻墻，用以隔斷下沉沉向周圍的波及。。施工時要注意地地表條件的影響。。（７）預(yù)襯砌法應(yīng)該指出，控制圍圍巖松弛和地表下下沉的方法，許多多是與止水方法相相聯(lián)系的，很難截截然分開。為了說說明的方便，一些些方法將在地下水水對策中加以說明明。（五）斷面及時封封閉在軟弱圍巖中，斷斷面及時閉合是成成功的關(guān)鍵，許多多工程實踐，都充充分地證實了這一一點。我們在這方方面的教訓也是深深刻的。在任何情況下，使使隧道斷面能在較較短時間內(nèi)閉合是是極為重要的，在在巖石隧道中，因因圍巖的結(jié)構(gòu)作用用，能“自封閉””；而在軟弱、土土砂圍巖中，則必必需改變“重視上上部支護、忽視斷斷面閉合”的做法法。斷面及時封閉閉的方法視施工方方法而異，下面分分３種情況加以說說明。1、臨時仰拱在臺階法中，常常常采用修筑臨時仰仰拱的方法，如圖圖１。圖1臨時仰拱施工例2、加強底部也可以采用加強底底部的方法，如加加強基腳、向底部部地層注漿或設(shè)置置底部錨桿等。為為了控制上部斷面面的下沉，并確保保底腳處的承載力力，設(shè)置了鋼管樁樁。如圖2所示。其最大軸力力是800kN。圖2底腳加固也可以用高壓噴射射攪拌方法加固掌掌子面前方的地層層和底腳的地層，，如圖3和圖4所示。圖3底部加固圖4各種加固方法的應(yīng)應(yīng)用3、改變施工方法如將全斷面法該為為超短臺階法，或或?qū)D法該為CRD法等，也可以大大大縮短斷面封閉時時間?！纠弧咳珨嗝娣ǎ膛_臺階法寶中線上的大寨嶺嶺隧道全長3136m，最大埋深約170m。隧道穿越大寨黃黃土塬，進口位于于洞溝旁居民的窯窯洞下面，出口位位于三岔溝右岸兩兩條沖溝交匯處的的小土梁下。隧道穿越黃土梁，，洞身除出口約80m范圍為Q2老黃土地層外，其其余均為Q1砂粘土地層，Q1砂粘土結(jié)構(gòu)緊密，，質(zhì)地堅硬，硬塑塑，天然含水量14.9~26％。隧道圍巖分類類為Ⅳ、V類。隧道采用復(fù)合襯砌砌，初期支護及二二次襯砌的有關(guān)設(shè)設(shè)計參數(shù)如表1。表1大寨嶺隧道施工設(shè)設(shè)計參數(shù)表

起止里程DⅡK159十632DⅡK159十850DⅡK159+850DⅡK162+450DⅡK162+450D]Ikl62十768

備注

圍巖級別—長度V級—218mⅣ級—2600mV級—318m初期支護C20噴混凝土厚度15cm10cm15cmφ6×φ6(環(huán)×縱)鋼筋網(wǎng)拱墻設(shè)拱墻設(shè)拱墻設(shè)網(wǎng)格20cm×20cmφ22錨桿L=2.5m100cm×80cm(環(huán)×縱)L=2.0m120cm×100cm(環(huán)×縱)L=2.5m100cm×80cm(環(huán)×縱)系統(tǒng)錨桿V級24.4根／mⅣ級16.5根／m二次襯砌拱墻C20素混凝土厚度35cm30cm35cm仰拱C15混凝土厚度40cm35cm40cm仰拱C20混凝土厚度(長63m)40cm無(長18m)40cm

預(yù)留變形量10cm7cm10cm隧道進、出口分別別于1990年12月20日及25日開工，進口居民民窯洞室內(nèi)地坪距距洞頂開挖線僅2.5m，進深27m處，洞頂埋深20m；出口洞頂埋深8.0m，進深30m處埋深18.0m，兩口進洞段均屬屬淺埋地段。施工時先對洞頂2倍洞徑范圍設(shè)地表表予加固錨桿，錨錨桿長L=3.5m，間距1.0m×l.0m交錯排列，洞門仰仰坡刷至起拱線后后，沿洞體開挖線線外0.2m設(shè)雙層水平超前錨錨桿長3.5m，錨桿尾端用環(huán)筋筋聯(lián)結(jié)成支承構(gòu)架架，按先拱后墻法法完成了洞口段的的施工，洞身地段段按短臺階法施工工，上臺階用風鎬鎬開挖，架子車運運土倒在下臺階，，下臺階以0.6m3電動反鏟(WY60A)控裝，配合3m3梭礦有軌運輸，自自制構(gòu)件襯砌臺車車進行二次襯砌，，每12小時完成一個開挖挖、出碴、噴錨、、仰拱開挖灌注作作業(yè)循環(huán)，每天基基本完成二個循環(huán)環(huán)，施工作業(yè)程序序如圖5所示。圖5隧道施工作業(yè)程序序圖根據(jù)施工量測得到到的數(shù)據(jù)進行分析析，判斷施工設(shè)計計的初期支護參數(shù)數(shù)，不能抑制圍巖巖變形，圍巖與初初期支護變形無穩(wěn)穩(wěn)定趨勢，經(jīng)多次次研究，對初期支支護進行多次修改改與調(diào)整。如進口口段的V級圍巖地段初期支支護參數(shù)，調(diào)整為為預(yù)留變形量100mm，錨桿長由2.0m改為2.5m，間距由1.2m×l.0m改為1.0m×l.0m(環(huán)×縱)，噴層厚度改為15cm，增設(shè)格柵等，并并采用硫鋁酸鹽早早強水泥進行初噴噴與SF早強錨固藥卷施作作錨桿等加強措施施，以達到提高初初期支護的早期強強度，增強初期支支護的剛度，抑制制圍巖與初期支護護變形，使之向穩(wěn)穩(wěn)定的趨勢發(fā)展，，但這些措施實施施后均未獲得明顯顯效果，說明經(jīng)過過調(diào)整后的支護參參數(shù)仍然沒有達到到抑制圍巖變形的的要求。通過對大寨嶺隧道道施工量測資料信信息分析，隧道開開挖后變形速率較較大，開挖五天后后的變形率大于5mm/d時，很難獲得收斂斂的變形曲線，施施工中再不采取措措施必將引起圍巖巖的失穩(wěn)導致塌方方。因為土質(zhì)隧道道在開挖后的極短短時間里變形很快快，要求量測點的的布設(shè)和初始讀數(shù)數(shù)盡可能早地進行行，由于土質(zhì)隧道道不需要爆破，用用機械和人工開挖挖，這就有可能在在一次開挖循環(huán)之之后即安裝測點和和測初始讀數(shù)，時時間可控制在12小時或更短的時間間內(nèi)，將斷面及時時封閉。圖5-1DK243+009斷面沉降時態(tài)曲線線（11月25日斷面封閉、12月16日做二襯）【例二】大跨黃土隧道斷面面封閉時間對沉降降影響圖5-4DK242+980斷面沉降時態(tài)曲線線（11月30日斷面封閉、12月20日做二襯）圖5-5DK243+009斷面水平收斂時態(tài)態(tài)曲線（11月25日斷面封閉、12月16日做二襯）圖5-8DK242+980斷面水平收斂時態(tài)態(tài)曲線（11月30日斷面封閉、12月20日做二襯）斷面閉合時間對變變形的影響：DK243+009斷面閉合時間13天，距掌子面約36m，變形穩(wěn)定后拱頂頂沉降87mm，水平收斂45mm，而DK242+980斷面閉合時間7天，距掌子面距離離約21m，變形穩(wěn)定后拱頂頂沉降52mm，水平收斂32mm。后者比前者：閉合合快46％，距掌子面距離離短42％，拱頂沉降小40％，水平收斂小29％。由此可見，，斷面及早早閉合、縮縮短仰拱與與掌子面的的距離對控控制變形的的效果十分分顯著。（六）有關(guān)關(guān)臺階長度度問題臺階長度之之所以定為為1倍洞徑（D），主要因因為：承載載拱的跨度度約為1倍洞徑。在1倍洞徑區(qū)段段周圍地層層產(chǎn)生橫向向和縱向兩兩個承載拱拱的作用，，這對開挖挖是有利的的，臺階長長度超過1倍洞徑將失失去縱向承承載拱受力力結(jié)構(gòu)，僅僅有橫向平平面承載拱拱受力結(jié)構(gòu)構(gòu)。上臺階若選選用大于1.5倍洞徑的長長臺階，在在開挖時縱縱向變位大大，上臺階階斷面形狀狀不利于受受力，而且且容易引起起周圍地層層松動，塑塑性區(qū)增大大，造成拱拱腳附近受受力大而使使其失去穩(wěn)穩(wěn)定性。上臺階若過過短，小于于1倍洞徑，因因洞內(nèi)縱向向破裂面超超過工作面面，易造成成洞頂土體體下滑，引引起工作面面不穩(wěn)定，，所以軟弱弱地層不能能采用短臺臺階法施工工，但是若若用硬巖爆爆破法施工工時，為了了便于風鉆鉆打眼，可可設(shè)置超短短臺階。從安全角度度考慮，臺臺階長度定定為1倍洞徑是合合理的，施施工機械的的配置也應(yīng)應(yīng)遵守這個個原則。因因此，在采采用正臺階階法施工時時，應(yīng)樹立立一個概念念，不要分分長臺階、、短臺階、、微臺階，，這是長期期施工經(jīng)驗驗教訓的總總結(jié)，有關(guān)關(guān)施工規(guī)范范中也取消消了這種說說法，也不不再提半斷斷面法開挖挖。需要說說明的是，，在II類砂卵石地地層中進行行大斷面正正臺階開挖挖，必須同同時實施深深孔注漿和和小導管超超前支護、、預(yù)注漿輔輔助工法。。四、特大斷斷面施工方方法在修筑地下下發(fā)電廠、、地下倉庫庫、地下商商業(yè)街及地地鐵車站時時，經(jīng)常出出現(xiàn)地下大大空間的施施工問題。。這些建筑筑物若在埋埋深較淺、、軟弱不穩(wěn)穩(wěn)定的Ⅲ~Ⅴ級圍巖中，，一般用淺淺埋暗挖法法施工。當?shù)刭|(zhì)條件件差、斷面面特大時，，一般設(shè)計計成多跨結(jié)結(jié)構(gòu)，跨與與跨之間有有梁、柱連連接。比如如常見的三三跨兩柱的的大型地鐵鐵站、地下下商業(yè)街、、地下停車車場等，一一般采用中中洞法、側(cè)側(cè)洞法、柱柱洞法及洞洞樁墻法（（地下蓋挖挖法）等方方法施工，，其核心思思想是變大大斷面為中中小斷面，，提高施工工安全度。。（一）中洞洞法施工中洞法施工工就是先開開挖中間部部分（中洞洞），中洞洞內(nèi)施作梁梁、柱結(jié)構(gòu)構(gòu)上。由于于中洞的跨跨度較大，，施工中一一般采用CD法、CRD法或眼睛法法等進行施施作。中洞洞法施工工工序復(fù)雜，，但兩側(cè)洞洞對稱施工工，比較容容易解決側(cè)側(cè)壓力從中中洞初期支支護轉(zhuǎn)移到到梁柱上時時產(chǎn)生的不不平衡側(cè)壓壓力問題，，施工引起起的地面沉沉降較易控控制。該工工法多在無無水、地層層相對較好好的時應(yīng)用用。該工法法空間大，，施工方便便，混凝土土質(zhì)量也能能得到保證證。當施工工隊伍水平平較高時，，多采用該該工法施工工。采用該該工法施工工，地面沉沉降均勻，，兩側(cè)洞的的沉降曲線線不會在中中洞施工的的沉降曲線線最大點疊疊加，應(yīng)為為優(yōu)選方案案。終南山隧道道中洞法施施工示意圖圖（三）柱洞洞法施工施工中，先先在立柱位位置施作一一個小導洞洞，可用臺臺階法開挖挖。當小導導洞做好后后，在洞內(nèi)內(nèi)再做底梁梁、立柱和和頂梁，形形成一個細細而高的縱縱向結(jié)構(gòu)。。該工法的的關(guān)鍵是如如何確保兩兩側(cè)開挖后后初期支護護同步作用用在頂縱梁梁上，而且且柱子左右右水平力要要同時加上上且保持相相等，這是是很困難的的力的平衡衡和力的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換交織在在一起的問問題。在第第④步增設(shè)設(shè)強有力的的臨時水平平支撐是解解決問題的的一個辦法法，但工程程量大，不不易控制。。另一個辦辦法是在第第②步的空空間用片石石（間層用用素混凝土土或三合土土）回填密密實，使立立柱在承受受不平衡水水平力時，，依靠回填填物給予支支持，這樣樣左邊和右右邊施工就就可以不同同步地將水水平荷載轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到立柱柱縱梁上。。這樣做雖雖能確保立立柱的質(zhì)量量，但造價價較高。柱洞法施工工示意圖（三）側(cè)洞洞法施工側(cè)洞法施工工就是先開開挖兩側(cè)部部分（側(cè)洞洞），在側(cè)側(cè)洞內(nèi)做梁梁、柱結(jié)構(gòu)構(gòu)，然后在在開挖中間間部分（中中洞），并并逐漸將中中洞頂部荷荷載通過側(cè)側(cè)洞初期支支護轉(zhuǎn)移到到梁、柱上上。這種施施工方法，，在處理中中洞頂部荷荷載轉(zhuǎn)移時時，相對于于中洞法要要困難一些些。兩側(cè)洞施工工時，中洞洞上方土體體經(jīng)受多次次擾動，形形成危及中中洞的上小小下大的梯梯形、三角角形。改土土體直接壓壓在中洞上上，中洞施施工若不夠夠謹慎就可可能發(fā)生坍坍塌。采用用該工法施施工引起的的地面沉降降較大，而而中洞法則則不會出現(xiàn)現(xiàn)這種情況況。側(cè)洞法施工工步序（四）樁柱柱法樁柱法就是是先開挖，，在洞內(nèi)制制作挖孔樁樁。梁柱完完成后，再再施作頂部部結(jié)構(gòu)，然然后在其保保護下施工工，實際上上就是將蓋蓋挖法施工工的挖孔樁樁梁柱等轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入地下進進行，因此此也稱做地地下式蓋挖挖法。該工工法施工工工序較多，，且由于地地下工作環(huán)環(huán)境很差，，施工質(zhì)量量較難保證證?？酃皶r時由于跨度度較大，安安全性稍差差。該工法法是為民工工隊準備的的低水平施施工法，洞洞內(nèi)挖孔環(huán)環(huán)境破壞很很大，是一一種不宜過過多提倡的的方法。樁柱法施工工步序示意意（五）各種種開挖方式式的比較（六）工程程案例分析析[案例1]北京地鐵五五號線崇文文門站施工工技術(shù)（1）工程概況況地鐵五號線線崇文門站站位于崇文文門路口下下，采用““淺埋暗挖挖法”施工工。車站與與既有地鐵鐵二號線崇崇文門站東東端喇叭口口式過渡段段區(qū)間立交交，并從其其下方穿過過。五號線線崇文門車車站結(jié)構(gòu)為為雙柱三跨跨島式暗挖挖車站，車車站兩端為為雙層結(jié)構(gòu)構(gòu)（地下一一層為站廳廳層，地下下二層為站站臺層），，中間為單單層結(jié)構(gòu)（（系站臺層層），車站站總長度208.9m，總寬度24.2m，站臺寬度度14m。車站頂板板覆土：雙雙層結(jié)構(gòu)為為8～9.3m，單層結(jié)構(gòu)構(gòu)為13.5m。車站施工的的難點主要要集中在新新建車站近近距離（凈凈距1.98m）暗挖施工工下穿既有有地鐵環(huán)線線結(jié)構(gòu)。崇文門車站站平面圖新建車站與與既有線的的關(guān)系（2）過既有線線施工方案案采用φ600咬合管幕，，鋼管管徑徑φ600mm，壁厚16mm，長度為36m。管幕布置置在既有環(huán)環(huán)線區(qū)間隧隧道和車站站拱頂之間間，距離車車站初支30cm，沿車站隧隧道單層斷斷面拱部布布設(shè)一環(huán)，，鋼管之間間采用工字字鋼相互咬咬合，環(huán)向向間距中—中為725mm。在大管棚棚的施工過過程中，考考慮到開挖挖時管棚在在一定的階階段是作為為荷載存在在的，同時時管棚具有有足夠的剛剛度，所以以在初支施施工過程中中暫時不進進行管棚鋼鋼管的填充充工作，在在鋼管支座座施工完成成后，鋼管管內(nèi)再填充充無收縮水水泥砂漿，，用來提高高鋼管剛度度和防止管管棚鋼管腐腐蝕后造成成地