矿山法地铁隧道施工技术(ppt 73页)
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矿山法地铁隧道施工技术(中导洞矿山法工艺)PPT课件
矿山法地铁隧道施工技术
深圳地铁7号线BT项目指挥部
1
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前言
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2
1.矿山法定义
传统矿山法
采用圆木、型钢、钢 轨等形成支架，对开挖面 形成强力支承。传统矿山 法的依据是“松弛理论” ，认为围岩可能由于扰动 产生坍塌，支护需要支承 围岩在一定范围内由于松 弛可能坍塌的岩体重量。
二次衬砌
完成
•钢 筋 •混凝土
防水层
•防水板 •止水带 •注 浆
18
3.1.1 超前预加固（洞内深孔劈裂注浆）
注浆目的
减少开挖面渗漏 水
改良地层，防止 过大沉降、坍塌
控制标准
水泥浆水灰比0.8： 1~1：1 水玻璃模数2.6~2.8， 水玻璃浓度35B 注浆后地层渗透系数 应不大于10 -6cm/s 注浆压力1~4Mpa
• 后开挖的洞，在开挖靠中墙部分的围岩时，可以通过控制爆
破，减少对中墙的破坏
13
已经完成的偏洞法开挖
14
2.7
中 导 洞 法
• 中导洞初衬施作完后,应尽快施作中隔墙
• 正洞开挖循环进尺与设计钢架间距相同
控 • 工序变化处之钢架应设φ42锁脚钢管，以确保钢架基础稳定
制 要
• 钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置，及时施作并连接牢固
9
10
2.5 双Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 加强超前支护施工的质量 控制，保证效果
• 两侧壁导坑开挖支护施工 超前中槽部位10 ~ 15m
• 中槽开挖后，拱部钢架与 两侧壁钢架的连接是难点， 两侧壁导坑钢架的位置应 准确定位
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1.矿山法定义
传统矿山法
采用圆木、型钢、钢 轨等形成支架，对开挖面 形成强力支承。传统矿山 法的依据是“松弛理论” ，认为围岩可能由于扰动 产生坍塌，支护需要支承 围岩在一定范围内由于松 弛可能坍塌的岩体重量。
二次衬砌
完成
•钢 筋 •混凝土
防水层
•防水板 •止水带 •注 浆
18
3.1.1 超前预加固（洞内深孔劈裂注浆）
注浆目的
减少开挖面渗漏 水
改良地层，防止 过大沉降、坍塌
控制标准
水泥浆水灰比0.8： 1~1：1 水玻璃模数2.6~2.8， 水玻璃浓度35B 注浆后地层渗透系数 应不大于10 -6cm/s 注浆压力1~4Mpa
• 后开挖的洞，在开挖靠中墙部分的围岩时，可以通过控制爆
破，减少对中墙的破坏
13
已经完成的偏洞法开挖
14
2.7
中 导 洞 法
• 中导洞初衬施作完后,应尽快施作中隔墙
• 正洞开挖循环进尺与设计钢架间距相同
控 • 工序变化处之钢架应设φ42锁脚钢管，以确保钢架基础稳定
制 要
• 钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置，及时施作并连接牢固
9
10
2.5 双Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 加强超前支护施工的质量 控制，保证效果
• 两侧壁导坑开挖支护施工 超前中槽部位10 ~ 15m
• 中槽开挖后，拱部钢架与 两侧壁钢架的连接是难点， 两侧壁导坑钢架的位置应 准确定位
隧道工程施工的矿山法和新奥法矿山法是岩体隧道的常规施工方法PPT学习教案
隧道工程施工的矿山法和新奥法矿山法 是岩体隧道的常规施工方法
会计学
1
三、 传统矿山法施工 1．矿山法的施工工序及基本施工方法 （1）矿山法施工程序
确
施
定
开
临 时
工
施
支
准
工
备
方
挖
撑
案
检查是 否需加
强
检查是 否可撤
换
整
体
式
竣
厚
工
衬
砌
在执行矿山法施工程序时，应遵循“少扰动、早支撑、慎 撤换、快衬砌”等基本原则。 （2）矿山法的施工工序
隧道爆破通常采用掏槽爆破，即将开挖面上的炮眼分区布
置和分区顺序起爆，逐步扩大形成一次爆破开挖。所处分区不 同，炮眼所起的作用不同，据此可将炮眼分为掏槽眼、辅助眼 和周边眼三种（如图11.5所示）。
第10页/共21页
使诰饱缁挂踅队廓颇捎殂礁瘩谭形讷羚龇开咏贩释轫赶甬镝味峡仓舨棠娲绫淄酷吲冰瀚堕锛龟埃海得盛闯桎鸱苷眸姐穹斫报烤粽嗨置灼女
，在拱圈的掩护下再开挖下部，并施作边墙衬砌；先墙后拱法 是，在隧道开挖成形后，在由下至上施作模筑混凝土衬砌。
先拱后墙法施工衬砌结构的整体性较差，受力状态不好，
拱部衬砌结构的沉降量较大，要求的预拱度较大，增加了开挖 工作量，该法施工速度较慢，上部施工较困难，但当上部拱圈 完成之后，下部施工就较安全和快速；先墙后拱法施工各工序 及各工作面之间相互干扰小，施工速度较快，衬砌结构整体性 较好，受力状态也比较好。
第3页/共21页
寞微判枭囡肟些学染醚螭铑纷枞蹄鞫蛱檫碰棒凿蛔边它碾伽唑闪颢鳞岘济倒饺秉复锻燹聪琅世裔尻骡娃户鳔铝溃官畀痘讨夙椋队还蝣浴桩
从图中可见，拱部衬砌与边墙混凝土衬砌有时不同时施作，根 据两者的先后顺序不同，可将矿山法的施工顺序分为先拱后墙 法与先墙后拱法。
会计学
1
三、 传统矿山法施工 1．矿山法的施工工序及基本施工方法 （1）矿山法施工程序
确
施
定
开
临 时
工
施
支
准
工
备
方
挖
撑
案
检查是 否需加
强
检查是 否可撤
换
整
体
式
竣
厚
工
衬
砌
在执行矿山法施工程序时，应遵循“少扰动、早支撑、慎 撤换、快衬砌”等基本原则。 （2）矿山法的施工工序
隧道爆破通常采用掏槽爆破，即将开挖面上的炮眼分区布
置和分区顺序起爆，逐步扩大形成一次爆破开挖。所处分区不 同，炮眼所起的作用不同，据此可将炮眼分为掏槽眼、辅助眼 和周边眼三种（如图11.5所示）。
第10页/共21页
使诰饱缁挂踅队廓颇捎殂礁瘩谭形讷羚龇开咏贩释轫赶甬镝味峡仓舨棠娲绫淄酷吲冰瀚堕锛龟埃海得盛闯桎鸱苷眸姐穹斫报烤粽嗨置灼女
，在拱圈的掩护下再开挖下部，并施作边墙衬砌；先墙后拱法 是，在隧道开挖成形后，在由下至上施作模筑混凝土衬砌。
先拱后墙法施工衬砌结构的整体性较差，受力状态不好，
拱部衬砌结构的沉降量较大，要求的预拱度较大，增加了开挖 工作量，该法施工速度较慢，上部施工较困难，但当上部拱圈 完成之后，下部施工就较安全和快速；先墙后拱法施工各工序 及各工作面之间相互干扰小，施工速度较快，衬砌结构整体性 较好，受力状态也比较好。
第3页/共21页
寞微判枭囡肟些学染醚螭铑纷枞蹄鞫蛱檫碰棒凿蛔边它碾伽唑闪颢鳞岘济倒饺秉复锻燹聪琅世裔尻骡娃户鳔铝溃官畀痘讨夙椋队还蝣浴桩
从图中可见，拱部衬砌与边墙混凝土衬砌有时不同时施作，根 据两者的先后顺序不同，可将矿山法的施工顺序分为先拱后墙 法与先墙后拱法。
地铁矿山法隧道施工技术
根据放线位置，安装拱架模板 或钢模台车就位 做好各项检查：位置、尺寸、 方向、标高、坡度、稳定性等
混凝土的制备与运送
混凝土制备
严格按照选定的配合比拌合，特别要严格控制加水量，保证 水灰比的正确性，使混凝土硬化后能获得设计要求的强度和 耐久性 途中运输的时间应尽量缩短，一般不应超过45min。 如有离析现象时，应进行再搅拌后方可灌筑入模。 由搅拌站运出的混凝土，在任何情况下均不得在中途加水。
二次衬砌施工方法
小模板整体衬砌
◆灵活多变、适应性强 ◆成本较低，但劳动强度 高，进度慢 ◆外观较难控制 ◆控制重点：支撑系统、 板缝
二次衬砌施工方法
钢模台车整体衬砌
◆整体移动式模板台车 ◆穿越式分体移动模板 台车 ◆断面固定 ◆混凝土设备配套 ◆混凝土捣固问题
二次衬砌施工流程
施工准备 模板安装 砼灌注 砼制备 运 送
开始 •超前锚杆 •超前小导管 •大管棚
格栅
•钢筋格栅 •型钢格栅
锚杆
•系统锚杆 •药卷锚杆 •锁脚锚管
喷混凝土
完成 •湿喷工艺 •厚度 •平整度
安装钢架
铺挂钢筋网
喷混凝土
3.4 防水工程
防水设计
以防为主，刚柔结合，多 道设防，因地制宜，综合治 理 初支防水+防水层+二衬防 水形成复合防、堵水体系 变形缝、后浇带、施工缝、 预埋件、预留通道接头、各 种结构的接口等部位设置加 强措施 防水等级为二级，不允许 漏水
矿山法地铁隧道施工技术
深圳地铁7号线BT项目指挥部
1.矿山法定义
传统矿山法
采用圆木、型钢、钢 轨等形成支架，对开挖面 形成强力支承。传统矿山 法的依据是“松弛理论” ，认为围岩可能由于扰动 产生坍塌，支护需要支承 围岩在一定范围内由于松 弛可能坍塌的岩体重量。 在80年代及以前，因 施工工艺落后、钢材紧张 而普遍采用。 因安全性差，现已完 全淘汰。
第23章隧道施工方法课件PPT课件
第51页/共63页
小导管
钢拱架
第52页/共63页
用长台阶法，但初始段爆破进尺仍应控制在2～3m内。
第35页/共63页
第2章 隧道施工方法
3. 其它进洞方法
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(前已述) ⑵ 侧壁导坑法(前已述) ⑶ 下导坑法
第36页/共63页
第2章 隧道施工方法
(4)预支护法进洞
超前锚杆 超前小导管
第2章 隧道施工方法
⑶ 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)
第15页/共63页
第2章 隧道施工方法
短台阶施工注意：
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。
第16页/共63页
第2章 隧道施工方法 将3种台阶法放在一起比较： 区别主要在台阶长度。
第17页/共63页
第2章 隧道施工方法
问题：能否下台阶先进？ 答：反台阶法
速度快 不安全 淘汰
第18页/共63页
第2章 隧道施工方法
2.2.3 分部开挖法
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。 适用于：土质或易坍塌的软弱围岩；小型施工机具。
第2章 隧道施工方法
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。 洞口段施工注意事项: 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。
小导管
钢拱架
第52页/共63页
用长台阶法，但初始段爆破进尺仍应控制在2～3m内。
第35页/共63页
第2章 隧道施工方法
3. 其它进洞方法
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(前已述) ⑵ 侧壁导坑法(前已述) ⑶ 下导坑法
第36页/共63页
第2章 隧道施工方法
(4)预支护法进洞
超前锚杆 超前小导管
第2章 隧道施工方法
⑶ 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)
第15页/共63页
第2章 隧道施工方法
短台阶施工注意：
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。
第16页/共63页
第2章 隧道施工方法 将3种台阶法放在一起比较： 区别主要在台阶长度。
第17页/共63页
第2章 隧道施工方法
问题：能否下台阶先进？ 答：反台阶法
速度快 不安全 淘汰
第18页/共63页
第2章 隧道施工方法
2.2.3 分部开挖法
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。 适用于：土质或易坍塌的软弱围岩；小型施工机具。
第2章 隧道施工方法
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。 洞口段施工注意事项: 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。
钻爆法(矿山法)巷、隧道施工
1.2.3先导洞后全断面扩挖法
该法先沿隧道的中线、按全长开挖导洞，然后再扩挖至 设计断面的施工方法。导洞的位置，可根据具体条件位于隧 道底板或顶板或中部（拱基线水平）。导洞可用掘进机或钻 爆法挖掘。
该法优点很多，可对隧道范围内的地质进行连续的地质 调查，能进行涌水和瓦斯的预防及连续排放，能在扩挖之前 预先加固岩体；能使岩体中的高应力预先释放；有利于扩挖 期间的通风；便于增加一些中间入口，多头同时扩挖，缩短 整个隧道的开挖时间。
1.3.2反台阶施工法 （上行分层施工法）
特点：
• 即首先挖掘最下部分层，然后逐一向上挖掘其 余各分层。该法能使施工工序减少，干扰小，下部 断面可一次挖至设计宽度，空间大，便于出岩运输 和布置管线，能节省大量材料。上部台阶施工需架 设棚架，断面较小、仅一道台阶时也可利用爆破后 岩堆进行拱部的锚喷支护。 本法较适合于围岩 稳定、不需临时支护、无大型装岩设备的情况。由 于安全性比较差，后面台阶施工对前面施工会有影 响，故应用不多。
• 第二，在装岩、钻孔机械能力足够时，应尽 量减少分层数。
• 第三，要根据围岩稳定情况及永久衬砌的形 式合理确定掘砌之间的协调关系。
特点：
• 该法工序少，干扰小，上部钻孔可与装岩 同时作业，不需支撑和棚架，节省大量木材， 必要时可以喷射混凝土或砂浆作为临时支护。 采用锚喷作永久支护时更为适宜。
• 该法不仅适用于围岩稳定性较好、开挖后 不需或局部仅需临时支护的隧道，在土层隧道 中也同样可用。
1.2.2下断面先行施工法
该法是先将隧道的下半断面在全长范围内开挖完， 然后再开挖上半断面。
下半断面采用全断面开挖并进行衬砌。上部断面 可以站在岩堆上钻孔（水平孔）或从隧道地板向上钻 垂直孔。在不采用对头施工的隧道中，下部掘通后， 上部可从两个洞口组织钻孔和装岩作业。
《隧道施工技术》PPT课件
21.15
16
350
14
2.1
39.9
备注
1 .Ⅱ级围岩断面开挖 面积119.33m2；炮眼利用 系数85%；
2．每循环进尺3.2m； 3．总装药量366kg； 4．单位耗药量 0.958kg/ m3。
2、隧道开挖施工技术
2.1开挖方法 2.1.1全断面法 （4）开挖进度指标
Ⅱ级围岩全断面开挖循环时间为9.5～12h，每循环进尺3～3.3m， 每天2～2.5个循环。月有效工时25天，月进尺150～200m。
2、隧道开挖施工技术
2.1开挖方法
2.1.2下导洞超前法
（1）适用范围
下导洞超前法的适用范围是： 1、单线隧道Ⅲ、Ⅳ级围岩； 2、双线隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩。 3、地下水状态：有渗水或股水。
2、隧道开挖施工技术
2.1开挖方法 2.1.2下导洞超前法
（2）技术特点
客运专线的跨度较以往单、双线隧道跨度大，洞室的稳定性相对较低， 因而增加了下导洞适度超前全断面的开挖方法。
壁等开挖工法相比没有需拆除的临时支护，节省投资。 2、在地质结构复杂多变、软硬围岩相间的隧道施工中，便
于灵活及时地调整施工工法，进度稳定，工期保障性强。 3、无需增加特殊设备，投入少，工艺可操作性强，易推广。
2、隧道开挖施工技术
2.1开挖方法 2.1.4环形开挖留核心土法 （2）技术方案
1、开挖前视围岩情况对拱部进行超前支护。 2、上台阶开挖时预留核心土,起到稳定掌子面和方便拱部支 护的作用。 3、上部弧形导坑开挖进尺控制在0.5～1.0m之间，开挖后及 时架立格栅（型钢）钢架，施作喷混凝土等拱部其它初期支护。 4、下台阶侧壁采用人工跳槽开挖。 5、预留核心土和下台阶中槽采用反铲挖掘机开挖，人工配合 修整周边，开挖时注重初期支护和仰拱紧跟，必要时在预留核心 土后拱脚处设置临时仰拱，使初期支护成环。
地铁矿山法隧道施工
新奥法创始人最初把新奥法作为一种与新型支护有关的隧 道修建方法提出来的。但是，将新奥法仅限于一种特定的施工 方法或具体支护技术将会使它的推行受到很大限制。
4
第一部分 暗挖隧道施工简介
《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》把新奥法基本要点简化 为4点:
合理地利用围岩的自承能力，保护围岩稳定； 以喷混凝土、锚杆为主要支护手段，及时支护、封闭，
土
• 喷射机（湿喷机） 喷射机械
特点
• 有一定强度和良好的耐久性，与受喷面之间具有一定的 粘结强度，加入速凝剂后，强度增长快，承受外界荷载，
约束周围土体变形。
36
第三部分 隧道施工工艺
锚杆 常用锚杆：有预应力或无预应力的
砂浆锚杆或树脂锚杆
要求： ①抗拉力不应小于150kN ； ②水泥砂浆强度不低于M20，应密 实灌满 ； ③锚杆必须安装垫板，垫板应与喷 混凝土面密贴 。
47
第三部分 隧道施工工艺
♦变形缝防水
钢边橡胶止水带安设位置要准确， 其中间空心圆环与变形缝中心线重 合 槽体内嵌单组分聚氨酯密封胶后， 用隔离层将密封膏与槽内上下嵌缝 材料隔开，只能与槽内两侧混凝土 粘结
仰拱变形缝防水做法示意图 48
第三部分 隧道施工工艺
二次衬砌
通过监控量测，掌握初期支护及工作面动态，提供信息，指导二次衬砌 施作时机，在围岩和初期支护变形基本稳定后施作，但在松散地层浅埋 地段，宜及时施做二衬。
使围岩成为支护体系的重要组成部分； 开挖作业应减少对围岩的扰动，保持隧道开挖轮廓圆顺； 施工中必须对围岩和支护进行观察、量测，并根据反馈
信息进行动态设计。
5
第一部分 暗挖隧道施工简介
结构形式灵活多变
暗
挖
4
第一部分 暗挖隧道施工简介
《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》把新奥法基本要点简化 为4点:
合理地利用围岩的自承能力，保护围岩稳定； 以喷混凝土、锚杆为主要支护手段，及时支护、封闭，
土
• 喷射机（湿喷机） 喷射机械
特点
• 有一定强度和良好的耐久性，与受喷面之间具有一定的 粘结强度，加入速凝剂后，强度增长快，承受外界荷载，
约束周围土体变形。
36
第三部分 隧道施工工艺
锚杆 常用锚杆：有预应力或无预应力的
砂浆锚杆或树脂锚杆
要求： ①抗拉力不应小于150kN ； ②水泥砂浆强度不低于M20，应密 实灌满 ； ③锚杆必须安装垫板，垫板应与喷 混凝土面密贴 。
47
第三部分 隧道施工工艺
♦变形缝防水
钢边橡胶止水带安设位置要准确， 其中间空心圆环与变形缝中心线重 合 槽体内嵌单组分聚氨酯密封胶后， 用隔离层将密封膏与槽内上下嵌缝 材料隔开，只能与槽内两侧混凝土 粘结
仰拱变形缝防水做法示意图 48
第三部分 隧道施工工艺
二次衬砌
通过监控量测，掌握初期支护及工作面动态，提供信息，指导二次衬砌 施作时机，在围岩和初期支护变形基本稳定后施作，但在松散地层浅埋 地段，宜及时施做二衬。
使围岩成为支护体系的重要组成部分； 开挖作业应减少对围岩的扰动，保持隧道开挖轮廓圆顺； 施工中必须对围岩和支护进行观察、量测，并根据反馈
信息进行动态设计。
5
第一部分 暗挖隧道施工简介
结构形式灵活多变
暗
挖
矿山法课件
盾构隧道内采用矿山法开挖监理控制要点第一章 前言与介绍一、前言地铁隧道开挖通常采用两种施工工艺，一种采用盾构机掘进方式，一种采用矿山法方式。
本文重点介绍是以盾构掘进为主要方式，因局部硬岩段采用矿山法破除、盾构空推过矿山法的施工方式。
二、工程概况本工程为【广州市轨道交通三号线北延段土建工程梅～南区间】的一部分，位于里程YDK-2-973.000～YDK-3-330.112、ZDK-2-958.000～ZDK-3-319.766段，该段区间隧道主要穿越<9Z>微风化混合花岗岩，岩石天然单轴极限抗压强度最高达到142Mpa ，盾构在这样的地层条件下掘进，刀具磨损严重，掘进速度慢，且在控制不当的情况下易造成刀具非正常损坏，进一步可能对刀盘造成磨损或损坏。
因此考虑在YDK-3-330附近广州大道北路东侧设置施工竖井及横通道，采用传统的矿山法掘进硬岩段，形成初衬隧洞，然后盾构机在该隧洞内推进，并拼装管片，这样可规避盾构在长距离硬岩段掘进刀具消耗大、掘进效率低的风险。
1183.3m （789环）1239.38m （827环）图4-1梅花园站-同和站盾构区间线路示意图梅花园～南方医院站区间南方医院～同和站区间本工程沿线地面为广州大道北，线路沿线交通繁忙、商业网点密布，居民楼，办公楼、商业楼林立。
由于在隧道范围内没有施工场地，只能在附近一块空地采用竖井-横通道矿山法。
矿山法施工流程圆形矿山法隧道通过施工横通道施工。
该施工横通道横跨左右线隧道。
施工横通道总长41.57m,其中竖井至顶板抬高处的施工横通道长14.323m,顶板抬高过渡段长9.728m、顶板抬高后的施工横通道长17.519m。
横通道断面为拱顶直墙锚喷支护结构，初始段开挖轮廓为4.8m ×5.6m，到达区间隧道前顶板逐步抬高至9.14m，以确保区间隧道开口处于施工横通道的直墙范围。
参见图2-1。
图 2-1 施工竖井及横通道平断面示意图圆形矿山法隧洞断面结构根据所穿越地质情况分为A、B、C三种支护类型（参见图2-2、图2-3、图2-4），隧洞右线长约350延米，左线长约360延米，共计约710延米。
隧道施工技术培训PPT课件
另一方面又必须限制它，使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。在 施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构，例如， 锚喷支护等
第12页/共112页
隧道施工的基本原则和理念
6．隧道设计施工的基本原则（要点） （3）通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测，合理安排施工程序、进行
工最重要的是：如何提高围岩的自支护能力，来保证开挖及后续作业的进行。 根据国内外的经验，基本方法是控制围岩的松弛、流失。原则是：稳定掌子面、
及时闭合和加固地层。具体方法： 1）稳定掌子面的方法：正面喷混凝土和锚杆；超前支护；留核心土。 2）及时闭合的方法：临时仰拱或底部横撑；加强基脚；向底部地层注浆加固；
自稳能力P=P0-PE=Ku； （3）当u=umax时，发生塌方，产生松驰荷载， 不安全。
第10页/共112页
隧道施工的基本原则和理念
5．要点 （1）围岩是受洞室开挖影响的那一部分岩（土） 体，围岩是三位一体的即：产生荷载、承载结 构、建筑材料。 （2）隧道是修筑在应力岩体中的，具有特殊的 建筑环境，不能等同于地面建筑。 （3）隧道结构体系=围岩+支护体系。
第13页/共112页
二、隧道施工的基本理念
隧道施工的基本原则和理念
隧道施工的基本理念：爱护围岩、内实外美、重视环境、动态施工。
所谓爱护围岩：一层含义是不损伤或少损伤遗留围岩的固有支护能力，这可 以通过采用机械开挖技术和控制爆破技术予以解决；一层含义是通过各种手段和 方法增强围岩的支护能力，如采用支护技术、加固或予加固技术以及各种辅助施 工技术等。这些技术形成了隧道施工的核心技术。
底部锚杆；改变施工方法。 3）加固地层：注浆加固；超前支护；地表面加固。
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隧道施工的基本原则和理念
6．隧道设计施工的基本原则（要点） （3）通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测，合理安排施工程序、进行
工最重要的是：如何提高围岩的自支护能力，来保证开挖及后续作业的进行。 根据国内外的经验，基本方法是控制围岩的松弛、流失。原则是：稳定掌子面、
及时闭合和加固地层。具体方法： 1）稳定掌子面的方法：正面喷混凝土和锚杆；超前支护；留核心土。 2）及时闭合的方法：临时仰拱或底部横撑；加强基脚；向底部地层注浆加固；
自稳能力P=P0-PE=Ku； （3）当u=umax时，发生塌方，产生松驰荷载， 不安全。
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隧道施工的基本原则和理念
5．要点 （1）围岩是受洞室开挖影响的那一部分岩（土） 体，围岩是三位一体的即：产生荷载、承载结 构、建筑材料。 （2）隧道是修筑在应力岩体中的，具有特殊的 建筑环境，不能等同于地面建筑。 （3）隧道结构体系=围岩+支护体系。
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二、隧道施工的基本理念
隧道施工的基本原则和理念
隧道施工的基本理念：爱护围岩、内实外美、重视环境、动态施工。
所谓爱护围岩：一层含义是不损伤或少损伤遗留围岩的固有支护能力，这可 以通过采用机械开挖技术和控制爆破技术予以解决；一层含义是通过各种手段和 方法增强围岩的支护能力，如采用支护技术、加固或予加固技术以及各种辅助施 工技术等。这些技术形成了隧道施工的核心技术。
底部锚杆；改变施工方法。 3）加固地层：注浆加固；超前支护；地表面加固。
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矿山法隧道施工技术及安全风险控制PPT课件
同时，使地陷区周边房屋、地表及管线达到稳定状态，
完善加强阶段再进行回填和加固。
（1月28日至2月24日三个阶段总计灌注砼2965.5m3，
填砂石21053 m3，回填土方7050m3，注浆水泥用量
1270.75T。）
第22页/共56页
三、工程案例
1、广州某隧道工程坍塌事故
地面塌陷后回
填前情况
抢险回填后情
已液化，类似泥石流一样的爆发性喷涌。
3、此段隧道断面变化频繁，在不拆迁地面房屋的情况下，按
照目前国内施工水平，只能采用矿山法施工，施工过程中对隧道拱
顶持力层多次扰动，也是这次塌陷的诱因。
第25页/共56页
三、工程案例
1、广州某隧道工程坍塌事故
（二）间接原因
1、施工单位发现折返线隧道上方建筑物观测A1点沉降（-29.5mm）
估）
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施工过程中
开挖面地质情况监控、评估与预警
1.土层性质及稳定性（土质性质及其变化情况、开挖面土体渗漏
水情况、工作面坍塌等）
2.降水效果（抽降水控制效果、降水井井位、出水量及含沙量、
变化情形及持续时间、附近地面沉陷情况等）
支护结构体系监控、评估与预警
1.支护体系施作及时性情况
2.渗漏水情况
（一）事故经过
2013年1月28日10时40分隧道内进行爆破作业，通风15
分钟后，由现场安全负责人检查围岩情况，发现围岩完整，
表面干燥，无渗水现象，技术人员进行了爆破效果检查。
15时05分开始进行格栅拱架安装、打设锚杆作业。
在1月28日11时30分、13时10分、15时30分对地面及地
表建筑物进行监测，均未发现异常情况。
1、广州某隧道工程坍塌事故
完善加强阶段再进行回填和加固。
（1月28日至2月24日三个阶段总计灌注砼2965.5m3，
填砂石21053 m3，回填土方7050m3，注浆水泥用量
1270.75T。）
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三、工程案例
1、广州某隧道工程坍塌事故
地面塌陷后回
填前情况
抢险回填后情
已液化，类似泥石流一样的爆发性喷涌。
3、此段隧道断面变化频繁，在不拆迁地面房屋的情况下，按
照目前国内施工水平，只能采用矿山法施工，施工过程中对隧道拱
顶持力层多次扰动，也是这次塌陷的诱因。
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三、工程案例
1、广州某隧道工程坍塌事故
（二）间接原因
1、施工单位发现折返线隧道上方建筑物观测A1点沉降（-29.5mm）
估）
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施工过程中
开挖面地质情况监控、评估与预警
1.土层性质及稳定性（土质性质及其变化情况、开挖面土体渗漏
水情况、工作面坍塌等）
2.降水效果（抽降水控制效果、降水井井位、出水量及含沙量、
变化情形及持续时间、附近地面沉陷情况等）
支护结构体系监控、评估与预警
1.支护体系施作及时性情况
2.渗漏水情况
（一）事故经过
2013年1月28日10时40分隧道内进行爆破作业，通风15
分钟后，由现场安全负责人检查围岩情况，发现围岩完整，
表面干燥，无渗水现象，技术人员进行了爆破效果检查。
15时05分开始进行格栅拱架安装、打设锚杆作业。
在1月28日11时30分、13时10分、15时30分对地面及地
表建筑物进行监测，均未发现异常情况。
1、广州某隧道工程坍塌事故
地铁矿山法(PPT38页)
人防段设计内容： 人防段人防段长18.5m，过渡段长4.2m；开挖净高8.98m，净宽9.0m。开挖支 护采用50cm/榀格栅钢架+30cm厚C25网喷砼初期支护，设临时仰拱及中隔墙支撑， 厚度250mm；二衬采用C40、P8防水混凝土，厚度600mm。
设计参数
项目
超前小导管
锁脚锚管
初期支护
注浆浆液 钢筋网
支护刚度越大、越早，变形越小。 设计思路：18字方针“管超前、严注浆、短进尺、强
支护、早封闭、勤量测”。 施工原则：初支从上而下；二衬一般在变形稳定后从
下而上，不许先墙后拱。 注意：实际上在浅埋暗挖法要求二衬要尽早施工，特
别是在风险大的地段，设计时结构要承担全部的水土 压力和附加荷载。 辅助措施：超前支护，降水等
，环向间距0.3m 纵向间距：0.5m
四周及临时仰拱铺设 纵向间距0.5m
内外双层，环向间距1.0m 厚度0.25m、0.3m
地下水文情况 本场地主要赋存有三 层地下水，地下水类型分 别为上层滞水（一）、潜 水（二）、层间水（三） 。本场地上层滞水（一） 、潜水（二）、层间水（ 三）对混凝土结构均具微 腐蚀性，井坑位于潜水层 之上。水位标高及含水地 层详见地下水文情况表：
二衬采用混凝土输送泵泵送，标准段 断面采用衬砌钢模板台车模筑混凝土，人 防段断面采用型钢配合组合钢模模筑混凝 土。
马头门施工 先对隧道正线四个马头门 打设超前小导管实施超前注浆 ，再进行深孔止水注浆。检查 注浆效果后进行破除马头门施 工。由施工通道进正线破马头 门对角进行，不可对侧同时进 洞，待一侧进洞且初衬成环 12m以上，方可进对侧正洞。 自施工通道进正线5m范围内 正线区间隧道增设临时仰拱， 间距同格栅步距。左、右线同 时开挖时，前后错开距离至少 15m。
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• 后开挖的洞，在开挖靠中墙部分的围岩时，可以通过控制爆 破，减少对中墙的破坏
已经完成的偏洞Leabharlann 开挖2.7中 导 洞 法
• 中导洞初衬施作完后,应尽快施作中隔墙
• 正洞开挖循环进尺与设计钢架间距相同
控 制
• 工序变化处之钢架应设φ 42锁脚钢管，以确保钢架基础稳定
要 • 钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置，及时施作并连接牢固
新奥法
奥地利学者米勒（ Muller.L）发明。在支护 手段上，采用喷射混凝土 和锚杆为衬砌，把衬砌和 围岩看作是一个相互作用 的整体，既发挥围岩的自 承能力，又使锚喷衬砌起 到加固围岩的作用。初期 支护能随着围岩变形，充 分发挥围岩的自承能力。
浅埋矿山法
采用锚喷支护的新奥 法与采用钢木支护的传统 矿山法相比，不仅仅是支 护手段上的革新，更重要 的是工程概念的不同。与 前二者相比，限制围岩变 形，是矿山法的概念。
旋喷形成桩土体相互咬接以同心圆形式在隧道拱顶及周边形成封闭 的水平旋喷桩帷幕体
可控性：浆液注入部位和范围可控 均匀性：设计桩径范围内的土体加固均匀程度较好 综合效果好：提高复合土体强度、防渗、抗滑、预支护等作用
优点
水平旋喷桩典型设计
水平旋喷桩设计技术要点
桩长、桩径的选择
特制精品水晶图表集
城市地铁工程基本属 于浅埋矿山法。
2. 矿山法隧道施工方法
1
台阶法 2 开挖
全断面法
3
CD法
4
CRD法
5
双侧壁导坑法
6
偏洞法
7
中导洞法
8
冷冻法
2.1台阶法爆破和台阶法人工开挖
施工工序
施做超前支护,注浆加固 地层；留核心土开挖 1 部土体并支护
开挖 2 部核心土，并施 作临时仰拱、封闭
开挖 3 部土体，施作初 期支护（封闭成环）
• 同一台阶中的各部开挖， 相互滞后，距离不小于 5～7m为宜，各台阶距离 不小于10～14m
2.3 CD法
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 每分部开挖后及时支护， 使每分部及早封闭成环
• 工序变化处之钢架应设 φ 42锁脚钢管，以确保 钢架基础稳定
初期支护
•锚杆 •格栅 •喷砼
防水层
•防水板 •止水带 •注 浆
3.1.1 超前预加固（洞内深孔劈裂注浆）
注浆目的
减少开挖面渗漏 水
改良地层，防止 过大沉降、坍塌
控制标准
水泥浆水灰比0.8： 1~1：1 水玻璃模数2.6~2.8， 水玻璃浓度35B 注浆后地层渗透系数 应不大于10 -6cm/s 注浆压力1~4Mpa
洞内注浆工作面（废水废浆很少）
注浆后开挖效果
洞内上台阶人工开挖
洞内下台阶机械开挖（注浆效果好）
洞内下台阶钢筋（等待喷混）
3.1.2 超前预加固（洞内水平旋喷桩）
原理
水平旋喷桩：通过水平钻机把浆液以高压旋喷流的形式喷射到土体 内，在缓慢旋转和进退的同时切割土体，强制土颗粒与浆液混合， 凝固后形成水泥土柱状固结体
点 • 右洞开挖应滞后于左洞，距离不小于6m为宜。
• 临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定 后，方可进行。
中导洞法开挖
中间为中导洞，两边为CD法
3 矿山法隧道施工工序
超前预加固
开始
•地面注浆 •洞内深孔注浆 •洞内水平旋喷
开挖
•人工 •机械 •爆破
二次衬砌
完成
•钢 筋 •混凝土
• 中间支护系统的拆除要 在围岩变形稳定后拆除， 一次拆除长度不宜超过 6m
• 中隔壁混凝土拆除时， 要防止对初期支护系统 形成大的振动和扰动
2.5 双侧壁导坑法
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 加强超前支护施工的质量 控制，保证效果
• 两侧壁导坑开挖支护施工 超前中槽部位10 ~ 15m
矿山法地铁隧道施工技术
1.矿山法定义
传统矿山法
采用圆木、型钢、钢 轨等形成支架，对开挖面 形成强力支承。传统矿山 法的依据是“松弛理论” ，认为围岩可能由于扰动 产生坍塌，支护需要支承 围岩在一定范围内由于松 弛可能坍塌的岩体重量。
在80年代及以前，因 施工工艺落后、钢材紧张 而普遍采用。
因安全性差，现已完 全淘汰。
施工注意事项
要进一步核实地质情况， 先试后作，选定最佳注浆 参数 注浆过程中详细记录注 浆量、注浆压力及注浆工 序的作业时间等，及时分 析总结，改进注浆作业。 注浆过程中随时观察注 浆量及注浆泵排浆量的变 化，分析注浆情况，防止 注浆中堵管、串管和漏管。
双液浆注浆机（注浆机进浆管）
双液浆注浆机（非工作状态）
• 应根据钻机的能力，即钻机的扭矩和钻杆的刚度而定，钻机的扭矩 和钻杆的刚度大则桩长和桩径可以选择大一些；反之，则应小一些。 对于普通锚杆钻机，其所配最大直径钻杆为D=80mm的钻杆，桩长 不宜超过20m，桩径宜选择400～600mm。
• 右部导洞开挖，应滞后 于左部导洞，距离不小 于15m为宜
• 临时钢架的拆除应等洞 身主体结构初期支护施 工完毕并稳定后，方可 进行
2.4 CRD法
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 要加强对超前小导管施 工及注浆效果的控制
• 上导坑①、③部的开挖 循环进尺控制为1榀钢架 间距（0.6～0.75m）
施做仰拱二次衬砌 拆除临时仰拱，施作拱
部二次衬砌，封闭成环
2.2 台阶法（环形台阶法）
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 做好开挖工作面及前方岩 体的预支护或预加固
• 上部每循环开挖进尺控制 在0.5m内，轮廓线尽可能 圆顺，以减小应力集中
• 在开挖后立即进行支护， 以便尽早封闭拱顶及掌子 面暴露面
• 中槽开挖后，拱部钢架与 两侧壁钢架的连接是难点， 两侧壁导坑钢架的位置应 准确定位
• 初期支护稳定后拆除临时 支护，一次拆除长度不得 大于6m，并及时施作仰 拱及二次衬砌
2.6
偏 洞 法
• 对先施工的单洞，中墙部分也一并开挖支护和衬砌，中墙顶 部围岩应根据具体情况加强支护
控 • 后开挖的单洞，必须严格控制下台阶的开挖长度，开挖后要 制 及时施作二次衬砌，最大限度地缩短不对称结构 要 • 后开挖的洞要在先开挖的洞施工完主体结构后才能进行，尤 点 其是要在仰拱施工后
已经完成的偏洞Leabharlann 开挖2.7中 导 洞 法
• 中导洞初衬施作完后,应尽快施作中隔墙
• 正洞开挖循环进尺与设计钢架间距相同
控 制
• 工序变化处之钢架应设φ 42锁脚钢管，以确保钢架基础稳定
要 • 钢架之间纵向连接钢筋应按要求设置，及时施作并连接牢固
新奥法
奥地利学者米勒（ Muller.L）发明。在支护 手段上，采用喷射混凝土 和锚杆为衬砌，把衬砌和 围岩看作是一个相互作用 的整体，既发挥围岩的自 承能力，又使锚喷衬砌起 到加固围岩的作用。初期 支护能随着围岩变形，充 分发挥围岩的自承能力。
浅埋矿山法
采用锚喷支护的新奥 法与采用钢木支护的传统 矿山法相比，不仅仅是支 护手段上的革新，更重要 的是工程概念的不同。与 前二者相比，限制围岩变 形，是矿山法的概念。
旋喷形成桩土体相互咬接以同心圆形式在隧道拱顶及周边形成封闭 的水平旋喷桩帷幕体
可控性：浆液注入部位和范围可控 均匀性：设计桩径范围内的土体加固均匀程度较好 综合效果好：提高复合土体强度、防渗、抗滑、预支护等作用
优点
水平旋喷桩典型设计
水平旋喷桩设计技术要点
桩长、桩径的选择
特制精品水晶图表集
城市地铁工程基本属 于浅埋矿山法。
2. 矿山法隧道施工方法
1
台阶法 2 开挖
全断面法
3
CD法
4
CRD法
5
双侧壁导坑法
6
偏洞法
7
中导洞法
8
冷冻法
2.1台阶法爆破和台阶法人工开挖
施工工序
施做超前支护,注浆加固 地层；留核心土开挖 1 部土体并支护
开挖 2 部核心土，并施 作临时仰拱、封闭
开挖 3 部土体，施作初 期支护（封闭成环）
• 同一台阶中的各部开挖， 相互滞后，距离不小于 5～7m为宜，各台阶距离 不小于10～14m
2.3 CD法
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 每分部开挖后及时支护， 使每分部及早封闭成环
• 工序变化处之钢架应设 φ 42锁脚钢管，以确保 钢架基础稳定
初期支护
•锚杆 •格栅 •喷砼
防水层
•防水板 •止水带 •注 浆
3.1.1 超前预加固（洞内深孔劈裂注浆）
注浆目的
减少开挖面渗漏 水
改良地层，防止 过大沉降、坍塌
控制标准
水泥浆水灰比0.8： 1~1：1 水玻璃模数2.6~2.8， 水玻璃浓度35B 注浆后地层渗透系数 应不大于10 -6cm/s 注浆压力1~4Mpa
洞内注浆工作面（废水废浆很少）
注浆后开挖效果
洞内上台阶人工开挖
洞内下台阶机械开挖（注浆效果好）
洞内下台阶钢筋（等待喷混）
3.1.2 超前预加固（洞内水平旋喷桩）
原理
水平旋喷桩：通过水平钻机把浆液以高压旋喷流的形式喷射到土体 内，在缓慢旋转和进退的同时切割土体，强制土颗粒与浆液混合， 凝固后形成水泥土柱状固结体
点 • 右洞开挖应滞后于左洞，距离不小于6m为宜。
• 临时钢架的拆除应等洞身主体结构初期支护施工完毕并稳定 后，方可进行。
中导洞法开挖
中间为中导洞，两边为CD法
3 矿山法隧道施工工序
超前预加固
开始
•地面注浆 •洞内深孔注浆 •洞内水平旋喷
开挖
•人工 •机械 •爆破
二次衬砌
完成
•钢 筋 •混凝土
• 中间支护系统的拆除要 在围岩变形稳定后拆除， 一次拆除长度不宜超过 6m
• 中隔壁混凝土拆除时， 要防止对初期支护系统 形成大的振动和扰动
2.5 双侧壁导坑法
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 加强超前支护施工的质量 控制，保证效果
• 两侧壁导坑开挖支护施工 超前中槽部位10 ~ 15m
矿山法地铁隧道施工技术
1.矿山法定义
传统矿山法
采用圆木、型钢、钢 轨等形成支架，对开挖面 形成强力支承。传统矿山 法的依据是“松弛理论” ，认为围岩可能由于扰动 产生坍塌，支护需要支承 围岩在一定范围内由于松 弛可能坍塌的岩体重量。
在80年代及以前，因 施工工艺落后、钢材紧张 而普遍采用。
因安全性差，现已完 全淘汰。
施工注意事项
要进一步核实地质情况， 先试后作，选定最佳注浆 参数 注浆过程中详细记录注 浆量、注浆压力及注浆工 序的作业时间等，及时分 析总结，改进注浆作业。 注浆过程中随时观察注 浆量及注浆泵排浆量的变 化，分析注浆情况，防止 注浆中堵管、串管和漏管。
双液浆注浆机（注浆机进浆管）
双液浆注浆机（非工作状态）
• 应根据钻机的能力，即钻机的扭矩和钻杆的刚度而定，钻机的扭矩 和钻杆的刚度大则桩长和桩径可以选择大一些；反之，则应小一些。 对于普通锚杆钻机，其所配最大直径钻杆为D=80mm的钻杆，桩长 不宜超过20m，桩径宜选择400～600mm。
• 右部导洞开挖，应滞后 于左部导洞，距离不小 于15m为宜
• 临时钢架的拆除应等洞 身主体结构初期支护施 工完毕并稳定后，方可 进行
2.4 CRD法
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 要加强对超前小导管施 工及注浆效果的控制
• 上导坑①、③部的开挖 循环进尺控制为1榀钢架 间距（0.6～0.75m）
施做仰拱二次衬砌 拆除临时仰拱，施作拱
部二次衬砌，封闭成环
2.2 台阶法（环形台阶法）
①、②…表示开挖顺序，Ⅰ表示超前支护， Ⅱ、Ⅳ…表示初支及二次衬砌顺序
控制要点
• 做好开挖工作面及前方岩 体的预支护或预加固
• 上部每循环开挖进尺控制 在0.5m内，轮廓线尽可能 圆顺，以减小应力集中
• 在开挖后立即进行支护， 以便尽早封闭拱顶及掌子 面暴露面
• 中槽开挖后，拱部钢架与 两侧壁钢架的连接是难点， 两侧壁导坑钢架的位置应 准确定位
• 初期支护稳定后拆除临时 支护，一次拆除长度不得 大于6m，并及时施作仰 拱及二次衬砌
2.6
偏 洞 法
• 对先施工的单洞，中墙部分也一并开挖支护和衬砌，中墙顶 部围岩应根据具体情况加强支护
控 • 后开挖的单洞，必须严格控制下台阶的开挖长度，开挖后要 制 及时施作二次衬砌，最大限度地缩短不对称结构 要 • 后开挖的洞要在先开挖的洞施工完主体结构后才能进行，尤 点 其是要在仰拱施工后