山岭隧道开挖与支护方法
山岭隧道两种常规施工方法的综述及比较
山岭隧道两种常规施工方法的综述及比较摘要：针对山岭隧道两种常规的施工方法：传统的矿山法和“新奥法”，本文介绍了它们的施工方法和理念并进行了对比，给出了两者的主要差别。
最后简述了山岭隧道施工方法的发展趋势。
关键词：隧道工程新奥法传统矿山法松弛荷载理论岩承理论0 引言传统矿山法是山岭隧道常规施工方法，因最早应用于采矿坑道而得名。
隧道等地下工程，其核心问题，都归结在开挖和支护两个关键工序上。
即如何开挖才能更有利于洞室稳定和便于支护；如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。
在矿山法中，坑道开挖后的支护方法，大致可以分为钢木构件支撑和锚杆喷射混凝土支护两类。
习惯上将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统矿山法”；而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称之为“新奥法”。
“新奥法”与“传统矿山法”相比，在在理论基础、对围岩及支护的认识等方面都有很大的不同。
1隧道设计施工的两大理论及其发展过程二十世纪以来，人类对地下空间的需求越来越多，因而对地下工程的研究有了一个突飞猛进的发展。
在大量的地下工程实践中，人们普遍认识到，隧道及地下洞室工程，其核心问题，都归结在开挖和支护两个关键工序上。
即如何开挖，才能更有利于洞室的稳定和便于支护：若需支护时，又如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。
这是隧道及地下工程中两个相互促进又相互制约的问题。
在隧道及地下洞室工程中，围绕着以上核心问题的实践和研究，在不同的时期，人们提出了不同的理论并逐步建立了不同的理论体系，每一种理论体系都包含和解决(或正在研究解决)了从工程认识(概念)、力学原理，工程措施到施工方法(工艺)等一系列工程问题。
1.1 松弛荷载理论一种理论是二十世纪20年代提出的传统的“松弛荷载理论”。
其核心内容是：稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载：不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支撑。
这样，作用在支护结构上的荷载就是围岩在一定范围内由于松弛并可能塌落的岩体重力。
山岭隧道开挖施工方法
山岭隧道开挖施工方法山岭隧道的开挖是隧道工程中最关键的环节之一，是确保隧道工程质量和安全的基础。
山岭隧道开挖施工方法的选择和实施，对于隧道的成功开挖和施工进展具有重要意义。
下面将介绍山岭隧道开挖的施工方法。
1.悬挂法开挖悬挂法开挖是山岭隧道中常用的开挖方法之一、该方法主要适用于地质条件较好的山岭地区，施工过程中采取挂篮方式进行开挖。
悬挂法开挖的优点是施工速度快、效率高，可以实现较大断面的开挖。
但是由于地质条件的限制，使用该方法需要进行详细的地质勘察和预测，以确保施工的安全和顺利进行。
2.爆破法开挖爆破法开挖是山岭隧道开挖中常用的方法之一、该方法主要适用于地质条件复杂、岩层较硬的山岭地区。
在施工过程中，通过钻孔、填充火药、引爆等步骤来进行岩石的破碎和开挖。
爆破法开挖的优点是适用范围广，可以适应不同的地质条件和隧道要求。
但是需要进行详细的爆破设计和控制，以确保施工的安全性。
3.掘进机法开挖掘进机法开挖是山岭隧道开挖的先进方法之一、该方法主要通过掘进机进行开挖，具有高效快速、自动化程度高等优点。
掘进机法开挖适用于各种地质条件的山岭地区，可以实现快速连续的隧道开挖。
但是使用该方法需要对掘进机的选择和使用进行合理规划和设计，以确保施工的顺利进行。
4.喷射法开挖喷射法开挖是一种特殊的开挖方法，主要适用于软岩、砂土等地质条件的山岭地区。
该方法通过喷射混凝土或其他填充材料进行开挖和支护，可以实现快速、安全的隧道开挖。
但是喷射法开挖需要进行详细的材料选择和施工控制，以确保喷射混凝土的质量和稳定性。
总之，在山岭隧道开挖的施工中，选择合适的开挖方法是保证工程质量和进度的关键。
不同的地质条件和隧道要求需要选择不同的开挖方法，并进行详细的规划和设计。
同时，在施工过程中，还需要进行严密的监测和控制，确保施工的安全和顺利进行。
随着技术的不断发展，山岭隧道开挖的施工方法将会不断创新和改进，为隧道工程的发展提供更好的支持。
隧道工程中的开挖与支护技术综述
隧道工程中的开挖与支护技术综述隧道工程作为现代交通建设的重要组成部分之一，扮演着连接城市和地区的重要角色。
在隧道的建设过程中，开挖与支护技术起到了至关重要的作用。
本文将综述隧道工程中的开挖与支护技术，包括开挖方法、支护结构以及技术创新。
一、开挖方法1. 传统开挖法传统开挖法指的是采用爆破、机械开挖等传统方法进行隧道开挖的技术。
这种方法使用较多的情况下是在土层较为稳定、不易塌方和地下水渗漏较小的情况下，能够快速进行开挖，但对于地质条件较为恶劣的地区，可能会遇到困难。
2. 盾构法盾构法是一种通过在隧道开挖面前放置钢制盾构机进行隧道开挖的方法。
盾构法适用于地质条件复杂、地下水渗漏多的地区，能够有效稳定地进行隧道开挖。
盾构法具有施工噪音小、对周边环境影响小等优点，因此在城市中较为常用。
3. 全断面法全断面法是一种通过在隧道整个截面进行开挖的方法。
这种方法适用于软土地质和需求较大断面的隧道。
全断面法使用特殊的挖掘机械进行开挖，并结合支护体系对开挖面进行支护，保证隧道稳定性。
二、支护结构1. 钢支撑钢支撑是一种使用钢材作为支撑材料进行隧道支护的结构形式。
通过使用钢撑材料，能够提供较高的强度和刚度，保证隧道的稳定性。
钢支撑广泛应用于较困难的地质条件下的隧道工程中。
2. 混凝土衬砌混凝土衬砌是一种使用混凝土材料对开挖面进行覆盖的支护结构。
混凝土衬砌在施工过程中需要配备脚手架等设备，能够提供一定的强度和刚度，并保护开挖面免受外部影响。
3. 喷射混凝土喷射混凝土是一种使用喷射设备将混凝土喷射在开挖面上的支护结构。
喷射混凝土能够迅速形成支护体系，并在短时间内提供较高的强度，保护开挖面不受破坏。
三、技术创新1. 地面下降控制技术地面下降是隧道开挖过程中常见的问题之一。
通过使用地面下降控制技术，可以有效减少对周边建筑物的影响，保证施工过程的安全性。
现代技术更加注重地面下降控制技术的研究与创新。
2. 粘结胶结支护技术粘结胶结支护技术是一种新兴的支护技术，在隧道工程中逐渐被引入。
山岭隧道主要施工方法简介
• 新奥法施工在巷道开挖后采取了一系列综 合性措施：构筑防水层、围岩巷道排水； 合性措施：构筑防水层、围岩巷道排水； 选择合理的断面形状尺寸； 选择合理的断面形状尺寸；给支护留变形 余量；开巷后及时做好支护、封闭围岩等， 余量；开巷后及时做好支护、封闭围岩等， 都是为保护巷道围岩的自身承载能力， 都是为保护巷道围岩的自身承载能力，使 围岩的扰动影响控制在最小范围内， 围岩的扰动影响控制在最小范围内，并加 固围岩，提高围筵强度。 固围岩，提高围筵强度。使其与人工支护 结构共同承受巷道压力.允许围岩由一定量 结构共同承受巷道压力 允许围岩由一定量 的变形，以利于发挥围岩的固有强度。 的变形，以利于发挥围岩的固有强度。同 时巷道的支护结构， 时巷道的支护结构，也应具有预定的可缩 以缓和巷道压力。 量，以缓和巷道压力。
放映结束，谢谢大家！
• （3）安全 ） 用掘进机施工，不但减少了爆破工序， 用掘进机施工，不但减少了爆破工序，同时 在许多环节上避免了工人直接操作， 在许多环节上避免了工人直接操作，改善了工 人的劳动条件，极大地降低了伤亡事故率， 人的劳动条件，极大地降低了伤亡事故率，使 生产安全有了进一步保证。 生产安全有了进一步保证。 • （4）岩层适应性好 ） 我国使用的大多数岩石掘进机均遇到过较复杂 的地层条件，从漂石砾岩、砂砾岩、泥岩、 的地层条件，从漂石砾岩、砂砾岩、泥岩、粉 砂岩、砂岩、板岩夹千枚岩到花岗岩， 砂岩、砂岩、板岩夹千枚岩到花岗岩，岩石抗 压强度2.8-300MPA，在西康秦岭铁路隧道 号 压强度 ，在西康秦岭铁路隧道!号 线掘进中还遇到岩爆现象。 线掘进中还遇到岩爆现象。掘进机在长大隧洞 施工中，特别在岩石破碎、高山缺氧、 施工中，特别在岩石破碎、高山缺氧、严寒等 恶劣条件下有它无与伦比的优越性。 恶劣条件下有它无与伦比的优越性。
山岭隧道常用施工方法
山岭隧道常用施工方法山岭隧道施工啊，那可是有不少办法的呢。
钻爆法可是很常见的一种哦。
就像在山里打洞，先钻孔，然后装上炸药，“轰”的一声，就炸出个洞来的感觉。
不过这可不像咱们放烟花那么简单啦。
钻爆法得精确计算炸药量，少了炸不开，多了又容易出危险，把山都给震坏咯。
而且在施工的时候啊，那灰尘扑扑的，工人们可得戴着防护装备呢。
钻孔的时候，钻机嗡嗡响，就像一群勤劳的小蜜蜂在山里干活。
炸完之后呢，还要把炸下来的石头运出去，就像大扫除把垃圾清走一样。
盾构法也有它的厉害之处。
盾构机就像一个超级大的穿山甲，在山里面缓缓前进。
这个盾构机可高级啦，前面的刀盘不停地转，把泥土和岩石切碎，后面呢就把挖出来的东西运走，同时还能把隧道壁给支撑好。
就像边走路边给自己铺地毯一样，一步一步稳稳当当的。
不过盾构机那可是个大家伙，运输起来可不容易，就像要搬一个超级大的玩具，得费好大的劲儿呢。
还有新奥法。
这个方法啊，就像是和山岭交朋友，在开挖的时候，要时刻注意山体的反应。
一边挖，一边给隧道做支护，让隧道和山体能够和谐共处。
就像给山做个小手术，小心翼翼的，不能让山生气了。
新奥法要根据地质情况不断调整施工方案，就像给不同的病人开不同的药一样。
山岭隧道施工的这些方法啊，每一种都有它的特点和难点。
工人们在山里施工，那可真是不容易呢。
不管是炎热的夏天，还是寒冷的冬天，他们都在山里忙活着。
这些施工方法就像不同的魔法，把一个个山岭隧道变出来，让交通变得更加方便。
比如说钻爆法的那种“暴力美学”，盾构法的那种稳步推进，新奥法的那种和谐共生，都是人类智慧在山岭里的体现。
这些隧道修好了，就像给山开了一扇扇秘密的门，让我们可以穿梭在山岭之间，多酷呀。
隧道施工工艺详解开挖与支护工艺
隧道施工工艺详解开挖与支护工艺隧道工程是建设中的一种特殊工程，其施工过程需要经历多个工艺环节。
其中，开挖与支护是隧道施工的核心环节之一。
本文将详细介绍隧道施工过程中的开挖与支护工艺，并说明其具体步骤与实施方法。
一、开挖工艺1. 地勘阶段在开挖施工前，首先进行地质勘探与地下水勘探，确定地质情况、地下水位等关键参数，为后续的施工做好准备。
2. 表面预处理在正式开挖工作之前，需要对地表进行预处理。
这一过程包括清理和平整地表，以及搭建围挡防止泥石流、山体滑坡等自然灾害的发生。
3. 开挖方法根据具体情况，选择合适的开挖方法。
常见的开挖方法包括爆破法、机械法和掘进法。
爆破法适用于岩层较硬的情况，机械法适用于岩层松软或者含有可破碎物的情况，掘进法适用于地下水位较高的情况。
4. 过程控制在开挖过程中，需要进行合理的过程控制。
这包括对进度、质量和安全的控制。
同时，还需要定期对隧道周围地表和地下水位进行监测，确保施工过程中不发生严重的地下水渗漏或者地表塌陷等问题。
二、支护工艺1. 前期支护隧道开挖后，需要进行前期支护。
这一工艺包括喷射混凝土衬砌、锚喷支护和钢支撑等措施。
前期支护的目的是在保护隧道初次开挖的同时，控制松弛带的产生，减轻隧道周围地层的变形和破坏。
2. 中期支护随着隧道的进一步开挖，进行中期支护。
这一工艺包括喷射混凝土衬砌、钢支撑和锚固等工艺。
中期支护的目的是加强隧道的稳定性，防止地层松散和水土流失等问题的发生。
3. 后期支护在隧道开挖完成后，进行后期支护。
这一工艺包括衬砌加固、加设隧道排水系统、维护支护结构等工作。
后期支护的目的是增强隧道的耐久性和安全性，确保隧道的长期使用。
三、工艺配套设施为确保开挖与支护工艺的顺利实施，在施工过程中还需要建设一系列的工艺配套设施。
这些设施包括隧道施工设备、排水系统、通风设备等。
这些设施的建设将为开挖与支护工艺提供良好的工作环境和施工条件。
综上所述，隧道施工工艺详解开挖与支护工艺是隧道工程中的重要环节。
隧道开挖支护
隧道开挖支护一、隧道开挖：隧道施工中，开挖方法是影响围岩稳定的重要因素之一。
钻爆法仍然是目前应用最广、最成熟的山岭隧道开挖方法。
杭长客运专线隧道开挖常用的方法主要有全断面法、台阶法、三台阶临时仰拱法、六步CD工法等。
1、全断面开挖法主要适用于Ⅰ～Ⅱ级硬岩地质。
控制要点：控制循环进尺、开挖成型以及超欠挖（5cm），及时支护。
2台阶开挖法台阶法适用于Ⅳ级围岩硬质岩和Ⅲ级围岩地质。
控制要点：控制循环进尺及台阶长度（10~50m；3~10m），及时支护，仰拱及时成环。
3、三台阶临时仰拱法开挖三台阶临时仰拱法适用于Ⅳ级围岩偏压段、Ⅴ级围岩一般地段，其中Ⅴ级围岩和Ⅳ级围岩偏压、软质岩层地段设临时钢架。
控制要点：及时支护，控制循环进尺及临时仰拱及时施作，第3部台阶开挖后仰拱应紧跟。
4、六步CD工法六步CD工法适用于Ⅴ级围岩偏压段。
控制要点：循环进尺（1榀拱架）、工序步距（仰拱封闭成环IV V VI 级围岩距掌子面的距离不得大于35m ）、掌子面封闭喷射砼（8cm ）、封底C25喷砼（10cm ），2-3部之间的临时钢架。
二、超前地质预报• ① TSP 超前预报系统（100~ 150m ）• TSP202、TSP203超前预报系统，具有适用范围广、预报距离长、时间短、对施工干扰小、费用少等优点。
其基本原理是:首先在洞内指定的震源点用小量炸药激发，产生的地震波在岩石中以球面波的形式向前传播，当地震波遇到岩石物性界面(即波阻抗界面，如断层、岩石破碎带、岩性突变等)时，一部分地413 2封底C25喷 5封底C25喷封底C25喷2 封底C25喷5震信号反射回来，一部分地震信号透射进入前方介质，反射的地震信号将被两个三维高灵敏度的地震检波器接收。
通过对接收信号的运动学和动力学特征进行分析，可推断断层和岩石破碎带等不良地质体的位置、规模、产状及岩石动力参数。
•②地质雷达法（30~50m）•③超前水平钻孔法•④地质分析法（5~10m）•地质调查与推断是隧道地质超前预报最基本的方法，可以随时进行，不干扰施工，其他预报方法的解释应用，都是在地质资料分析判断基础上进行的。
隧道施工中的开挖方法与支护技术
隧道施工中的开挖方法与支护技术隧道施工是现代交通和城市建设中不可或缺的一部分，而隧道的开挖方法和支护技术则是确保隧道施工安全和质量的关键。
在隧道施工中，不同的地质条件和工程要求都会对开挖方法和支护技术提出不同的需求。
下面将对隧道施工中常用的开挖方法和支护技术进行简要介绍。
一、开挖方法1.隧道掘进法隧道掘进法是一种常用的隧道开挖方法。
它通过使用掘进装备（如钻孔机）进行连续开挖，然后移动到下一工作面进行开挖，同时进行支护和排水工作。
这种方法适用于软土、粉土、砂土等地质条件较好的区域。
2.爆破法爆破法是一种主要用于较硬地质条件下的隧道开挖方法。
它通过钻孔、装药、引爆等步骤将地质体炸碎开挖隧道。
爆破法的优势在于效率高、工序简单，但同时也存在噪音大、震动大等问题。
因此，在选择爆破法时需要考虑周边环境和工程要求。
3.盾构法盾构法是一种适用于城市地下工程和复杂地质条件下的隧道开挖方法。
它通过使用盾构机进行连续掘进和土壤完整性维护，减少了地面的震动和对周围建筑物的影响。
盾构法的优势在于开挖速度快、施工过程稳定，但同时也需要考虑施工区域的限制和盾构机的适用性。
二、支护技术1.喷射混凝土法喷射混凝土法是一种常用的隧道支护技术。
它通过将混凝土喷射到隧道壁面，形成一层坚固的衬砌，增强了隧道的承载力和稳定性。
喷射混凝土法适用于软土、砂土、黏土等地质条件，但需要考虑喷射混凝土的质量和固化时间。
2.钢支撑法钢支撑法是一种常用的隧道支护技术。
它通过设置钢支撑结构，如钢梁、钢加筋网、锚杆等，来增加隧道的整体强度和稳定性。
钢支撑法适用于较硬地质条件和较大断面的隧道，但需要考虑钢材的质量和施工的复杂性。
3.土体冻结法土体冻结法是一种特殊的隧道支护技术。
它通过降低土体温度，使其凝固成一种坚固的护土同时提供施工空间。
土体冻结法适用于软土、粉土、黏土等水分较高的地质条件，但需要考虑冻结液的类型和施工期间的温度控制。
以上介绍了隧道施工中常用的开挖方法和支护技术，每种方法和技术都有其适用的地质条件和工程要求。
山岭隧道施工过程图解
山岭隧道施工过程图解
1施做洞口
像上图所示,先根据设计好的位置,立好洞门拱架，然后浇筑混凝土。
然后打入大管棚,就是上面那一排钢管,打入之后再高压往里面注入水泥浆，它的好处就是土跟钢管水泥浆粘结在一起,形成一个拱圈状的加固土体。
这样挖的时候就不会容易垮了。
２开挖洞身,做第一层支护
隧道挖的时候了根据岩石的好坏选取不同的方法,具体来说,如果是坚硬完整的岩石，那隧道多大就可以挖多大.
一般而言,岩石隧道挖了之后不会马上垮,而土质隧道由于预先注浆或者打了锚杆(也就是粗点的钢筋)也不会马上垮，这个时候，工人就会按照测量的指示,把一些预先做成隧道轮廓样子的钢拱架安放到指定位置，如下图:
钢拱架放好之后，那些两根拱架之间的空隙要放钢筋网片，焊接好，侧向也要打入锚杆。
之后，就要喷射混凝土了。
如下图:
混凝土喷射出来之后,就会粘在钢架上，这样钢架和隧道的岩石以及混凝就组成了一个整体,共同受力。
这个时候，整个隧道如下图所示:
隧道一般是分两层支护,第一层就像上图这样的，喷射混凝土上去之后它就具有了一定的稳定能力。
3做第二层支护
用钢筋混凝土，首先需要绑扎钢筋，并且在里面铺好防水板,山里面的隧道防水工作十分重要。
钢筋做好之后,就是浇筑混凝土了。
必须使用专门的工具才能将混凝土打到墙上去．
混凝土浇筑完成后，过了规定的养护时间就可以拆模了,最后就会形成一个封闭的稳定结构，基本已经很稳固了。
隧道的主体结构就完成后,其余就是隧道的路面、防排水、通风、照明、供配电、安全等设施的施工。
山岭隧道施工—隧道施工主要开挖方法(铁路隧道施工)
Ⅱ
3
Ⅱ
3
1
6
1
4
2
2
Ⅲ
5
Ⅲ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅵ
20～30m
仰拱栈桥 6～12m
4
5
30～40m
2～3m
2～3m
说 明: Ⅰ超前支护 1左(右)侧导坑上部开挖 Ⅱ左(右)侧导坑上部支护 2左(右)侧导坑下部开挖 Ⅲ左(右)侧导坑下部支
护成环 3中槽拱部开挖 Ⅳ中槽拱部初期支护与左右Ⅱ闭合 4中槽中部开挖 5中槽下部开挖 Ⅴ中槽下部初期支护与 左右Ⅲ闭合 6拆除临时支护 Ⅵ仰拱及填充混凝土 Ⅶ拱墙二次衬砌。
Ⅳ左侧下部初期支护成环 4右侧上部开挖 Ⅴ右侧上部初期支护成环 5右侧中部开挖 Ⅵ右侧中部初期支护成环 6右侧 下部开挖 Ⅶ右侧下部初期支护成环 7拆除中隔墙及临时仰拱 Ⅷ仰拱及填充混凝土 Ⅸ拱墙二次衬砌。
交叉中隔壁法施工应符合下列规定： ①根据地质条件，隧道断面的分部，应以初期支
护受力均匀，便于发挥人力、机械效率为原则，一 般水平方向分两部、上下分二至三层开挖。
双侧壁导坑法施工应符合下列规定： ①双侧壁导坑法开挖时，应先开挖隧道两侧导坑，
再开挖中间剩余部分。 ②侧壁导坑形状宜近于椭圆形断面，导坑宽度宜
为整个断面宽度的1/3。
③侧壁导坑、中部开挖应采用短台阶，台阶长度 3-5m，必要时保留核心土。
④开挖循环进尺不宜大于初期支护钢架间距。 ⑤拱部与两侧壁间的钢拱架应定为准确，连接牢 固。
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，1998年10月开工，1999年11月全隧贯通。
复习思考题： 1、简述全断面开挖法施工的顺序。 2、全断面开挖法的适用条件是什么？？ 3、隧道施工方法按开挖隧道的横断面分部情形可分 为哪些？各有哪些规定？
铁路桥隧施工及养护—— 山岭隧道的常规施工方法
桥隧施工及养护
(2)优缺点及适用条件 由于超短台阶法初次支护全断面闭合时间更短，更有利于控
制围岩变形。在城市隧道施工中，能更有效的控制地表沉陷。所 以，超短台阶法适用于膨胀性围岩和土质围岩，要求及早闭合断 面的场合。当然，也适用于机械化程度不高的各类围岩地段。缺 点是上下断面相距较近，机械设备集中，作业时相互干扰较大生 产效率较低，施工速度较慢。在软弱围岩中施工时，应特别注意 开挖工作面的稳定性，必要时可对开挖面进行预加固或预支护。
(1) 长台阶法的作业顺序为： 上半断面开挖： ▪ 用两臂钻孔台车钻眼、装药爆破，地层较软时亦可用挖掘机开
挖 ▪ 安设锚杆和钢筋网，必要时加设钢支撑、喷射混凝土
桥隧施工及养护
▪ 用推铲机将石碴推运到台阶下，再由装载机装入车内运至 洞外 下半断面开挖： ▪ 用两臂钻孔台车钻眼、装药爆破、装碴直接运至洞外 ▪ 安设边墙锚杆(必要时)和喷混凝土 ▪ 用反铲挖掘机开挖水沟，喷底部混凝土
桥隧施工及养护
至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定： ▪ 初次支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求 越短 ▪ 上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小 的要求
在软弱围岩中应以前一条件为主，兼顾后者，确保施工安全。 在围岩条件较好时，主要考虑是如何更好地发挥机械效率．保证 施工的经济性，故只要考虑后一条件。现将各种台阶法叙述如下：
桥隧施工及养护
2 . 适用条件 全断面法适用于岩层覆盖条件简单、岩质较均匀的硬岩
中。必须具备大型施工机械。隧道长度或施工区段长度不宜 太短。根据经验，这个长度不应小于1km。
3 . 全断面开挖法的优缺点 优点 有较大的工作空间，适用于大型配套机械化施工，施工速
山岭隧道施工技术
山岭隧道施工技术----浅埋段工程施工定义：覆盖层厚度不足毛洞洞跨两倍的隧道或区段属于浅埋段工程。
其施工技术为：应根据地质条件、地表沉陷对地面建筑物的影响及保障安全等因素选择开挖方法和支护方式，并应符合下列规定：1.根据围岩及周围环境条件，可以优先采用单侧壁导坑法、双侧壁导坑法或留核心土开挖法；2.对围岩完整性较好，可采用多台阶开挖；3.浅埋段工程严禁采用全断面开挖；4.开挖后应尽快施作锚杆、喷射混凝土、敷设钢筋网或钢支撑。
当采用复合衬砌时，应加强初期锚喷支护。
Ⅴ级以下围岩，应尽快施作衬砌，防止围岩出现松动。
5.锚喷支护或构件支撑，应尽量靠近开挖面，其距离应小于1倍洞跨。
6.浅埋段的地质条件很差时，宜采用地表锚杆、管棚、超前小导管、注浆加固围岩等辅助施工方法。
隧道基本知识（六）山岭隧道洞身开挖技术1.开挖方法应考虑围岩条件，并与支护衬砌相协调；2.一般选择新奥法或矿山法施工技术；3.岩石隧道的爆破应采用光面爆破或预裂爆破技术；4.双洞（小间距隧道和连拱隧道）开挖时，应根据两洞的轴线间距、洞口里程距离、地质条件及其他自然条件，选择适宜的开挖方法，必须确定好两洞开挖的时间差；5.双洞（小间距隧道和连拱隧道）开挖时，要采取措施防止后行洞开挖对先行洞周壁产生不良影响。
隧道基本知识（七）山岭隧道洞身衬砌技术1.在选择支护方式时，应优先采用锚杆、喷射混凝土或锚喷联合作为临时支护；2.在软弱围岩中采用锚喷支护时，应根据地质条件结合辅助施工方法综合考虑；3.对不同级别的围岩，应采用不同结构形式的施工支护；4.施作二次衬砌应采用模板台车。
隧道基本知识（八）山岭隧道的排水和防护技术技术1.及时按设计做好隧道两端洞口及辅助坑道洞口的排水系统；2.及时处理覆盖层较薄和渗透性较强的地层，地表积水；3.洞内顺坡排水，其坡度应与线路坡度一致；4.洞内反坡排水，必须采取机械抽水；5.洞内有大面积渗漏水时，宜采用钻孔将水集中汇流引人排水沟，施工时应将钻孔的位置、数量、孔径、深度、方向和渗水量作详细记录，主要用于在衬砌时确定拱墙背后behou排水设施位置的设置；6.洞内涌水或地下水位较高时，可采用井点法和深井降水处理。
山岭隧道开挖施工方法
山岭隧道开挖施工方法
山岭隧道开挖施工一般涉及以下几个步骤：
1. 前期准备：确定隧道的位置、设计方案、施工计划，获取相应的施工许可和批准文件，并组织相关人员进行前期调研和勘探工作。
2. 隧道切割：使用爆破、钻孔、掘进机等方法，将隧道切割成合适的形状和尺寸。
3. 地面支护：在隧道开挖的同步进行地表的支护工作，如设置钢支撑、混凝土衬砌等，以确保地表的稳定性和安全性。
4. 出土和处理：开挖过程中产生的土方和岩石需要进行处理，如清理、运输、破碎等，以便后续利用或处理。
5. 复合地下支护：对隧道进行复合地下支护，如喷射混凝土、锚杆、钢筋网等，以增
强隧道的稳定性和承载能力。
6. 内部设备安装：根据隧道的用途，安装相应的设备和管线，如照明、通风、排水等。
7. 表层修复：在隧道开挖完成后，进行地表的修复工作，如恢复土地原貌、进行路面
修复等。
在实际施工过程中，还需要根据具体情况进行风险评估和安全措施的制定，以确保施
工过程的安全和顺利进行。
第五章 山岭隧道矿山法施工
隧道施工方法就是指隧道的开挖与支护的施工程序及方法， 按照隧道穿越地层的不同情况和目前隧道施工方法的发展，隧 道施工方法分为：
山岭隧道施工方法矿山法(钻爆法)新 传奥 统法 矿山法
掘进机法
明挖法
隧道施工方法浅埋及软土隧道施工方法盖 地挖 下法 连续樯法
浅埋暗挖法
盾构法
水底隧道施工方法盾 沉构 管法 法
“紧封闭”，一方面是指采取喷射混凝土等防护措施，避免因围岩长时间 暴露而致强度和稳定性衰减的情况发生，尤其针对易风化的软弱围岩；另一 方面是指要适时对围岩施作封闭形支护，及时阻止围岩变形，使支护和围岩 能进入良好的共同工作状态。
3．新奥法施工特点
（1）开挖作业多采用光面爆破和预裂爆破，并尽量采用大 断面或较大断面开挖，以减少对围岩的扰动；
（一）传统矿山法
传统的矿山法是人们在长期的施工实践中发展起来的，它是 以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成形后，逐步将临时支 撑撤换下来，而代之以整体式衬砌作为永久性支护的施工方法。
材料：木构件支撑（较少采用）、钢构件支撑。
传统矿山法的施工工序如下：
1.传统矿山法施工的基本原则是： 少扰动、早支撑、慎撤换、快衬砌，即“十二字原则”。
（二）新奥法
新奥法以既有隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，以 维护和利用围岩自稳能力为基点，将锚杆和喷射混凝土组合在 一起作为主要支护手段，及时进行支护，以便控制围岩的变形 与松弛，使围岩成为支护体系的一部分，形成了锚杆、喷射混 凝土和隧道围岩组成的三位一体的承载结构，共同支承岩体压 力。
新奥法的适用范围很广，从铁路隧道、公路隧道、城市地铁、 地下贮库、地下厂房直到水电站的输水隧洞、矿山巷道等，都 可采用新奥法施工。新奥法已在隧道工程中得到了广泛的应用。
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2012年6月内蒙古科技与经济June2012 第11期总第261期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.11T o tal N o.261浅谈山岭隧道开挖与支护方法姜利军,徐义芳(内蒙古鄂尔多斯市东方路桥集团有限公司,内蒙古鄂尔多斯 017000) 摘 要:对山岭隧道常规施工工艺和方法进行了研究,包括矿山法(传统矿山法和新奥法)和掘进机法,并指出它们之间的优缺点。
指出目前国内外应对山岭隧道不良地质(软弱围岩、高压富水断层破碎带、岩溶地区和岩爆地区)的某些技术措施。
对山岭隧道的一些现状进行研究,并介绍了人工地层冻结法在山岭隧道的应用趋势,当前山岭隧道施工过程中的超前支护、初期支护和二次衬砌的设计和隧道检测技术的研究现状及其目前存在的问题和解决措施,还有山岭隧道施工对环境的影响。
关键词:山岭隧道;施工方法;开挖;支护 中图分类号:U455.4 文献标识码:B 文章编号:1007—6921(2012)11—0089—04 我国是一个多山的国家,山区公路建设需要修建大量隧道。
隧道等地下工程,其核心问题,都归结在开挖和支护两个关键工序上。
即如何开挖才能更有利于洞室稳定和便于支护;如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。
1 山岭隧道的常规施工方法1.1 矿山法(钻爆法)矿山法,顾名思义,就是最早应用于采矿中的隧道工法。
其历史源远流长,是人们长期在施工实践中发展起来的。
在矿山法中,多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖,所以又称为钻爆法。
从隧道工程的实际发展方向和现场条件限制的情况下,隧道的开挖要有入口,而钻爆法可以给我们因地制宜的突破口,所以笔者认为钻爆法仍然是以后山岭隧道中最常用的施工方法。
例如:大瑶山隧道、秦岭铁路Ⅱ线隧道、白云山隧道等都是采用钻爆法施工的。
根据地质水文条件和截面尺寸,隧道开挖能采用各种不同的开挖方法,例如:上下导坑先拱后墙法,下导坑先拱后墙法,反台阶法,正台阶法,全断面开挖法,半断面开挖法,逆衬砌法,复合衬砌法(新奥法),侧壁导坑法等。
对于初期岩石支护,有喷浆、挂网、钢拱架等支护方法。
钻爆法施工的全过程可以概括为:钻爆,装载、出碴,喷锚支护,灌注衬砌。
在通过不良地质时,常采用注浆、通风和排水等辅助措施。
1.1.1 传统矿山法。
传统矿山法的核心内容是:稳定的围岩有自稳能力,不产生荷载;不稳定的岩体则可能坍塌,需要用支护结构予以支撑。
它只将围岩视为被挖去的岩体,开挖后受爆破影响,造成岩体破裂形成松弛状态,随时都有可能坍落。
基于这种松弛荷载理论依据,其施工方法是按分部顺序采取分割式一块一块的开挖,并要求边挖边撑以求安全,所以支撑复杂,木料耗用多。
它是以木或钢构件作为临时支撑,等到隧道开挖完成后,逐步将临时支撑撤换下来,而用整体式后衬砌来代替它作为永久性支护的施工方法。
木构件支撑法,例如:方木接顶就是一种用于防止隧道落顶的方法,它具有取材方便,支护及时的特点。
但是,由于其耐久性差和对隧道形状等实际情况的适应性差,支撑撤换工作既麻烦又不安全,甚至对围岩造成扰动,因此,目前已经很少采用。
相反的,钢构件支撑具有较好的耐久性和良好的对隧道形状等实际情况的适应性,施工中不用更换,所以较方便高效,更重要的是它安全性高。
1.1.2 新奥法。
随着喷锚支护的出现,使分部数目得以减少,传统矿山法进而慢慢发展成新奥法。
新奥法则把围岩视为承载单元,是围岩一支护体系的一部分,需尽可能地保护,发挥其自承作用。
新奥法原理是以岩体力学理论为基础,以喷锚支护为代表的(但不是唯一的,而有多种手段),考虑支护与围岩共同作用,确保围岩稳定的现代支护理论。
选择施工方法时,应遵循如下原则: 稳定开挖工作面是辅助措施的主要目的。
方法很多,优先选择次序为:短台阶环形挖留核心土;锚杆超前支护;小导管注浆超前支护;钻孔(4m～6m)周边预注浆超前支护;长导管注浆超前支护;全断面封闭深孔注浆工作面等形式。
尽快形成一次支护封闭断面的快速施工做法,是防止变形、塌方的重要手段。
管超前、严注浆、短进尺、强支护、紧封闭、勤量测是18字施工的方针,不能违背。
它通过对隧道围岩变形的量测、监控,采用新型的支护结构,尽量利用围岩自承能力指导隧道设计和施工的方法。
其特点是在开挖面附近及时施作密贴于围岩的薄层柔性喷射混凝土和锚杆支护,以便控制围岩的变形和应力释放,从而在支护和围岩的共同变形过程中,调整围岩应力重分布而达到新的平衡,以求最大限度地保持围岩的固有强度和利用其自承能力。
因此,它也是一个具体应用岩体动态性质的完整力学方法,其目的在于促使围岩能够形成圆环状承载结构,故一般应及时修筑仰拱,使断面闭合成圆环。
它适用于各种不同的地质条件,在软弱围岩中更为有效。
新奥法的原理虽然可用于各种类型的支护,但是,最为适用的是喷锚支护。
因此喷混凝土、锚杆、量测被认为是新奥法的三大要素。
借助现场监测及其反馈信息,可以及时对原有设计方案进行调整和完善“正确指导施工,通过对测试成果的收稿日期:2012-03-28 总第261期 内蒙古科技与经济深入分析可以给出合理的二次支护时间”即当收敛位移变形速率明显下降或变形开始趋向稳定时,应及时进行二次支护,否则位移又可能继续发展。
1.2 掘进机法(“T BM”法)掘进机是全断面开挖隧洞的专用设备。
它利用大直径转动刀盘上的刀具对岩石的挤压、滚切作用来破碎岩石隧洞掘进机开挖比钻爆法掘进速度快,用工少,施工安全,开挖面平整,造价低,但机体庞大,运输不便,只能适用于长洞的开挖,并且本机直径不能调整,对地质条件及岩性变化的适应性差,使用有局限性。
一般用于山岭隧道的中部段施工,因为此段的围岩较稳定。
“T BM”法与钻爆法的比较: “T BM”法在合适断面的隧道施工时其超挖量较钻爆法小。
“T BM”法在开挖速度上较钻爆法有绝对的优势。
“T BM”法较钻爆法使用劳动力少得多,作业强度也小,但要求工人技术素质较高。
“T BM”法较钻爆法前期准备时间长,对沿线进场道路、桥梁的承载力要求高。
“T BM”法较钻爆法在减少粉尘和毒气方面较优。
关于两种方法的适用隧道长度而言,就目前的工程实践看。
一般认为隧道长度超过3000m或更长时使用“T BM”为宜,而3000m以下的隧道还以钻爆法施工为宜。
就中国目前使用的“T BM”而言,其单位长度掘进的费用还比钻爆法高。
“T BM”的搬迁费用远比钻爆法所用机械高。
综上所述,根据中国的国情,目前还不可能大量进口“T BM”,“T BM”法的缺点是对地质条件的适应性较弱,技术要求高。
主机费用昂贵,中、短隧道不适合,所以在当前和今后一段时间内,还会以钻爆法为主开挖隧道。
当然,随着“T BM”性能的不断改进,适应性的不断提高,以及对工人劳动保护要求的提高。
“T BM”将会越来越多地应用在中国的隧道建设上。
2 山岭隧道应对不良地质的技术措施2.1 山岭隧道应对软弱围岩的技术措施软弱围岩中山岭隧道设计和施工的一般方法: 分期支护先“柔”后“刚”在这类围岩中,过早地做较厚的喷射混凝土支护,对围岩变形约束过强,导致支护结构承受较大的变形压力,易使喷射混凝土支护出现开裂破坏,一般应分期支护。
初期支护的作用是及时提供一定的支承抗力,使围岩不致发生松散,同时又允许围岩的塑性变形有一定的发展,以充分发挥围岩的自承作用。
后期支护的作用是维持隧道的长期稳定性,并满足使用要求。
设置仰拱,抑制底鼓。
采用控制爆破,减少爆破对围岩的扰动。
监控量测,修正设计,指导施工。
例如:对于节理、裂隙发育,有地下水活动,围岩稳定性较差的Ⅲ类围岩地段,宜采用早强水泥砂浆锚杆或部分快硬水泥卷全长粘结式锚杆。
浅埋隧道,一般来说埋深在2倍洞径以下时,算作是浅埋段,2倍以上算深埋。
就是说隧道顶的覆盖土层厚度小,算浅埋段。
由于地表风化作用,岩质一般比较松软,加之跨度大,结构的施工安全尤为重要,需采取比较特殊的措施处理。
2.1.1 长管棚注浆法。
洞口是个薄弱环节,发生在2008年5月的汶川发生强烈地震引起许多地方隧道的破坏,并在隧道入口结构的破坏尤为严重。
在两端洞口段埋深较浅处,根据需要在拱部打入一定长度和间距的带孔钢管,为保证钢管的打入精度,在洞门墙范围内拱部模注衬砌的外缘,设置沿纵向一定长度的钢架混凝土套拱作为导向墙。
钢管打入后,在其中压注水泥、水玻璃或其他化学浆液,注浆结束后,在钢管内以水泥砂浆填充,形成一定强度和刚度的洞口预支护。
管棚超前支护技术是破碎围岩洞口开挖的一种很好的施工技术。
通过进一步的对管棚支护技术原理、理论研究方法以及管棚支护技术的应用范围与应用条件的总结,表明套拱联合管棚支护技术是破碎围岩洞口支护技术中一种很好的施工方法。
为保证破碎围岩的洞门开挖,增强围岩的稳定和施工的安全,必须增加辅助施工措施——套拱联合管棚支护施工方法,该方法可起到快速有效形成洞门、确保洞口围岩稳定和洞挖施工安全的作用。
在软弱破碎地层中修建山岭隧道,为了防止隧道发生塌方、有效控制地表沉降,并全面保证围岩处于稳定状态,常采用一些辅助措施对围岩进行管棚预支护。
它是在拟开挖的隧道外周边钻设水平孔,然后安装钢管,再进行灌浆固结,使拱顶形成加固的伞形保护环,在该保护环的支撑下,进行循环掘进和支护施工。
该技术能同时提高隧道周边围岩的强度及抗渗性能,从而保证隧道的安全施工。
2.1.2 大断面格栅钢架支护。
根据钢格栅与喷锚结合后承载力检算结果,决定钢格栅的结构尺寸及间距,设置格栅钢架支护。
格栅钢架在洞外分片预制,洞内拼装连接。
此外,对于大断面隧道,新奥法与中心隔膜法相结合的措施是解决的方法之一。
2.1.3 地表砂浆锚杆加固。
在洞口段埋深很浅地段和洞身偏压地段,可以采用地表砂浆锚杆预加固。
地表锚杆一般深入拱部开挖轮廓线以外约50mm～60mm,两侧边墙部位的锚杆深入破裂面以下。
上述施工方法所用机械主要是:钻孔一般用三臂或四臂台车;装碴一般用装碴机;运输分汽车或轨道电瓶车两种;喷射混凝土用喷射机(分干喷、湿喷和潮喷等),衬砌混凝土已比较多地使用模板台车。
而且,有相关的统计隧道开挖各工序的消耗时间,预估单台率开挖的时间消耗,并以此为基础详细分析、计算了各个施工成本组成,得出了台车的开挖施工成本最低,节约循环时间,更有利于快速掘进的结论。
在山岭隧道软弱围岩中,三台阶施工法是一上台阶,二下台阶,三仰拱,四左幅落底,五右幅落底,六左幅仰拱,七右幅仰拱。
其中四、五可以倒置顺序,六七可以倒置位置,它就是一个隧道分部开挖的工法。
它可以发挥大型施工机械设备多工作面快速施工的优势,体现灵活多变易变的特点,能够结合地质条件等因素选择适宜的三台阶法,以满足隧道施工安全的需要。
三台阶法存在一些不足,可以通过控制好台阶长度、做牢拱脚、适当增大超前支护长度、做好临时排水工作等措施弥补。