隧道不良地质及特殊地段施工技术
几种不良和特殊地质地段隧道施工的处理措施
浅谈几种不良和特殊地质地段隧道施工的处理措施摘要：在修建隧道及地下工程中，工程地质状况及水文地质情况是人们面临的首要对象.在一般情况下，隧道的修建速度和质量好坏取决于对地质状况的认识和掌握程度。
当地质状况较好时，工程的进展就顺利，工程的工期、质量、造价等都能按计划地正常进行；当地质条件较差，遇到特殊及不良地质地段时，如富水软弱围岩、流沙、镕洞、膨胀岩、高地应力等，工程就会受阻，主要表现为工期的延长、质量的下降、工程造价的剧增，同时还有可能出现大的安全事故，导致人员的伤亡，设备的损坏等现象的发牛。
关键词：不良地质隧道处理措施中图分类号：p51 富水断层破碎围岩在隧道施工中，往往会遇到断层破碎带、富水软岩及大量涌水地段，给隧道施工带来严重困难。
断层破碎带是隧道施工中最常见的不良地质地段，特别是在山区沟谷中，地质上有“十沟九断”的说法。
断层带内岩休挤压破碎，常呈块石、碎石或角砾状，有的甚至呈断层泥，岩体强度低，围岩压力增大，自稳能力下降，容易坍塌，施工困难。
在富水软弱破碎园岩隧道施工中，虽然采用深孔注浆达到了止水田结的目的，但固结范园有限，加上地质及注浆有些不确定因素，为保障施工万无一失，—般在开挖前均采用超前支护，超前支护一般采用超前锚秆或超前小导管。
对于地下水压较大的隧道，开挖前一般还要采取排水降压措施钻孔深度应超出注桨范围。
开挖方法对于富水软弱破碎围岩隧道施工十分重要，开挖方法有半端面法、正台阶预留核心土开挖法、双侧壁导坑法。
2高地应力作用下的软岩2.1高应力软岩的概念高地应力是一个相对的概念，它是相对于围岩强度而言的。
也就是说，当围岩强度与围岩内部的最大地应的比值，即围岩强度应力比达到某一水平时，才能称为高地应力或极高应力。
2.2挤压性围岩挤压性软弱围岩在高地应力作用下发生挤压大变形及破坏的特征不仅受围岩本身力学性质的影响，还与原始地应力状况及工程因素等有关。
高地应力挤压性围岩隧道大变形有如下特征：（1）变形量大.国内隧道最大水平收敛达120cm，最大拱顶下沉37cm。
不良和特殊地质地段隧道施工
03
对于高瓦斯地层，应采取抽放措施降低瓦斯压力，并加强 支护，防止瓦斯突出和冒顶事故的发生。
采空区隧道施工
采空区隧道施工的难度在于采空区的空间位置和稳定性不确定，可能存在塌陷风险。 因此，施工前应进行详细的地质勘察和稳定性评估。
在施工过程中，应采取适当的支护措施，如使用大拱脚、小导管注浆等，以防止隧 道塌陷和变形。同时，应加强监测，及时发现和处理异常情况。
对于大范围的采空区，可能需要采用桥梁、桩基等特殊结构跨越，以确保隧道施工 的安全和质量。
岩溶发育地段隧道施工
岩溶发育地段隧道施工的难点在于岩溶 形态复杂多变，存在突水、突泥等风险。 因此，施工前应进行详细的地质勘察和
超前钻。
在施工过程中，应遵循“以堵为主、限 对于大型岩溶洞穴，可能需要采用桩基、
量排放”的原则，采取注浆、管棚等措 托梁等特殊结构跨越，以确保隧道施工
某富水地层隧道施工案例
总结词
止水要求高
详细描述
为防止突水、涌水，需采取有效的止 水措施，如设置止水帷幕、排水孔等 。
某富水地层隧道施工案例
总结词
施工难度大
详细描述
富水地层中施工开挖难度大，易发生泥泞、塌落等情况，需 采取相应措施确保施工安全。
某富水地层隧道施工案例
总结词
环境保护要求高
详细描述
隧道施工应尽量减少对周边环境的影 响，控制水土流失，保护生态环境。
事故情况。
04
不良和特殊地质地段隧道施 工案例分析
某软弱围岩隧道施工案例
总结词
技术难度大
详细描述
该隧道穿越软弱围岩地层，岩石强度低，稳定性差，容易发生坍塌和变形。
某软弱围岩隧道施工案例
总结词
隧道特殊和不良地质地段施工方案
隧道特殊和不良地质地段施工方案隧道内主要的特殊地质和不良地质地段为断层破碎带、岩溶发育地段、采空区、高低温地段、高地应力地段、放射性、瓦斯及有害气体地段。
1.断层破碎带施工断层破碎带地段容易发生突水突泥和塌方风险，通过超前地质预报和施工地质工作获取的地质信息及施工揭示的工程、水文地质情况，判定断层破碎带及影响带范围，制定施工方案和工程措施。
施工方法和措施：按照“早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭、勤量测”的原则施工，步步为营，稳步前进。
根据设计文件要求并视围岩情况采用三台阶七步预留核心土法或中隔壁法短进尺、弱爆破辅以人工风镐开挖，严控装药量，尽量减少对围岩的扰动，合理疏排地下水，加强初期支护和二次衬砌结构，快速封闭成环，改善支护结构的受力状态，控制隧道的收敛及拱顶下沉。
施工中将超前地质预报和监控量测纳入工序管理，根据预报和监测结果，评价支护的可靠性和围岩的稳定状态，及时调整工程设计和施工措施，优化调整相应的施工方法和支护措施，改善围岩结构，提高围岩自稳能力，确保工程质量安全。
2.岩溶发育地段施工岩溶发育地段容易发生突水突泥和塌方风险，通过超前地质预报和施工地质工作获取的地质信息及施工揭示的工程、水文地质情况，判定溶蚀带和其它富水构造以及施工中可能发生突水、突泥、塌方等施工灾害地段。
施工方法和措施：按照“断面封闭、超前注浆、释能降压、超前支护、快速开挖、加强支护、及时封闭、监控量测、信息反馈、优化设计”的原则施工。
开挖采用微台阶法或三台阶七步法短进尺光面爆破，严控装药量，尽量减少对围岩的扰动，合理疏排地下水，加强支护结构，快速封闭成环，改善支护结构的受力状态，控制隧道的收敛及拱顶下沉。
施工中加强超前地质预报工作，做好超前地质钻探，做好防排水，加强洞内外监控量测，将超前地质预报和监控量测纳入工序管理，根据预报和监测结果，及时发现问题，及时调整工程设计和施工措施，必要时采用超前帷幕、周边注浆或局部注浆加固围岩并封堵地下水，优化调整相应的施工方法和支护措施，改善围岩结构，提高围岩自稳能力，加强工艺、工序控制，确保工程质量安全。
公路工程施工安全技术隧道不良地质和特殊岩土地段工程
公路工程施工安全技术隧道不良地质和特殊岩土地段工程1 富水软弱破碎围岩隧道施工应符合下列规定：1施工过程应加强对隧道围岩和支护结构变形、地下水变化的监测，并应依据监测结论动态调整设计和施工参数。
2应严格控制开挖循环进尺，初期支护应及时施作。
3应遵循“防、排、堵、截”相结合的原则治水。
4施工中出现浑水、突水突泥、顶钻、高压喷水、出水量突然增大、坍塌等突发性异常情况应立即停止施工、分析异常原因，并应妥善处理。
11.2岩溶地质隧道施工应符合下列规定：1应先开展地质调查，并根据综合地质预报对溶洞里程、影响范围、规模、类型、发育程度和填充物、储水及补给情况、岩层稳定程度以及与隧道的相对位置等做出预测分析，制定防范措施。
2应遵循“因地制宜、综合治理”的原则施工。
3 隧道溶洞与地表水存在水力联系时，宜在旱季进行溶洞处理和隧道施工。
4岩溶段爆破开挖应严格控制单段起爆药量和总装药量，控制爆破震动。
5应备用足够数量的排水设备。
11.3 含水沙层和风积沙隧道施工应符合下列规定：1含水沙地段开挖应遵循“先治水、后开挖”的原则，风积沙地段开挖应遵循“先加固、后开挖”的原则；循环进尺应严格控制，并应加强监控量测。
2开挖完成后应及时支护、尽早衬砌、封闭成环。
施工过程中应遇缝必堵，严防沙粒从支护缝隙中漏出。
11.4 黄土隧道施工应符合下列规定：1施工前应验证黄土的年代、成因、含水率、强度、压缩性、孔隙率、抗水性等情况，掌握详细的地质信息。
2进洞前，洞口的防排水系统应施作完毕。
应采取回填夯实、填土反压、改变地表水径流等方法处理地表和浅埋段的冲沟、陷穴、裂缝。
3宜在旱季开挖洞口，雨季施工应采取控制措施。
4含水率较大的地层应及时排水，不得浸泡墙脚、拱脚。
5 施工中应密切观察垂直节理。
6施工中应密切监测拱脚下沉情况。
11.5膨胀岩土地质隧道施工应符合下列规定：1施工前应查明膨胀岩七岩性、规模、各向异性程度、吸水性、圄岩强度比、水文地质、膨胀机理等情况，选择合适的施工方法和预控措施。
不良地质地段隧道施工的安全技术措施
不良地质地段隧道施工的安全技术措施
不良地质主要包括：软弱破碎富水围岩、岩溶地质、膨胀岩地质、岩爆地质、涌水、瓦斯外溢。
（一）危险源：除了具有一般地质地段所具有的危险源以外，还存在坍塌、突泥、突水、岩爆、初期支护结构出现大的垮塌。
（二）控制原则
1、软弱破碎富水围岩、岩溶地段：必须根据设计提供的的地质资料，有针对性地开展超前地质预报工作，根地质预报获取的地质资料制定相应的施工方案，根据实际揭示的地质情况及时修改施工参数。
2、膨胀岩地段：支护与围岩应紧贴，严格控制围岩变形。
采用严防水、少扰动、早封闭的措施。
施工期间应有专人监测，当围岩变形加速时，立即撤走人员。
3、在岩爆地段：可在掌子面钻孔、喷水释放部分应力，减弱岩爆危害。
施工应有专人观测，发觉岩壁面发生响声，立即示警撤走人员。
5、施工中加强对围岩和支护体系的监控量测。
当发现围岩和支护体系变形速率异常时，立即采取有效措施，情况严重时应将全部人员撤离危险区域。
6、瓦斯地段：主要是消除瓦斯超限和积存，断绝一切可能引燃瓦斯爆炸的火源。
施工中要加强通风，每个洞口必须设专职瓦斯检查员，一般情况下每小时检测一次。
隧道内严禁使用油灯、电石灯、汽灯等有火焰的灯火照明。
任何人员进入隧道必须接受检查，严禁将火柴、打火机及其他可自燃的物品带入洞内。
7、在不良地质地段施工，必须有应急预案，储备足够的抢险急救物资设备，如准备小导管、管棚长钢管、双浆液注浆机、管棚钻机、型钢拱架、泥浆泵、水泵等。
不良和特殊地质地段隧道施工的处理措施
在修建 隧道及地下工程 中， 工程地质状 况及水 文地质情况是人 有半端面法 、 正 台阶预留核心土开挖法 、 双侧壁导坑法。 开挖手段上 ， 采取两种方法 ： 一种是在特别软弱 的围岩段 ， 采用 决于对地质状况 的认识和掌握程度 。当地质状况较好时 ， 工程的进 非钻爆开挖 ， 如利用十字镐 、 风镐开挖或利用小型挖装机开挖 ； 另一 展就顺利 ， 工程 的工期 、 质量 、 造价等都能按计划地 正常进行 ； 当地 种是采用控制爆破措施 ， 如松动爆破 、 微振动爆破等 。 这两种方法的 质条件较差 ，遇到了特殊及不 良地质地段 时 ，如富水 软弱围岩 、 流 目的是 一致 的， 就是尽可能地减小开挖对 围岩 的扰动 。 沙、 溶洞 、 膨胀岩 、 瓦斯 、 高地应 力等 ， 工程 就会 受阻 ， 主要 表现为工 ２ 膨胀性和挤压性 围岩 期 的延长 、 质量 的下降 、 工程造价的剧增 ， 同时还有可能 出现大 的安 膨胀性 围岩是指矿物成分主要由亲水性矿物组成 ， 同时具有吸 全事故 ， 导致人员 的伤亡 ， 设备的损坏等现象 的发生 。 水显著膨胀 软化 和失水收缩硬裂两种特性 ， 且具有湿胀干缩往复变 １富水 断层破碎 围岩 形 的高塑性粘性 土。决定膨胀性 的亲水 矿物主要是蒙脱 石粘土矿 在 隧道施工 中， 往 往会 遇到断层破碎带 、 富水软 岩及 大量涌水 物 。 地段 ， 给隧道施 工带来严重 困难。 膨胀性围岩的判别 ， 目前 国内外大体上依据以下两个方面 ： 一 断层破碎带是隧道施 工中最常见 的不 良地质地段 ， 特 别是在 山 是 间接反映岩石膨胀英标 ， 如矿物构成 成分 、 颗粒含量 、 阳离子 交换 区沟谷中 ， 地质上有“ 十沟九断” 的说法。 断层带 内岩体挤压破碎 ， 常 量 和干燥饱和吸水率 ； 二是直接定 量反 映皋石膨 胀力 学指标以及不 呈块石 、 碎石或角砾状 ， 有的甚至呈断层泥 ， 岩体强度低 ， 围岩压力 同荷载下的膨胀 率大小 的指标 。 增大 ， 自稳能力下降 ， 容易坍塌 ， 施工 困难 。 ２ ． １膨胀性 围岩的判别 。膨胀性 围岩 的判 别可按《 铁 路膨胀岩 富水软岩是指在各类土质 、 软岩 、 极严重 风化 的各种岩层 、 极软 隧道技术规范》 进行判定 ， 主要 的试验指标包括极 限膨胀力 、 极限膨 弱破碎 的断层带 以及求积 、 坡 积层 中 ， 在 富含 地下 水的情况下 ， 岩体 胀率 、 极限膨胀量 、 干燥饱 和吸水率 、 围岩强度 比等 内容 。 ２ ． ２膨胀性围岩对 隧道施工 的危害。由于膨胀性围岩的特殊工 强度很低 ， 自 稳能力极差的围岩。大量涌水是隧道施工 中比较常见 的不 良地质现象。在雨量充沛和地下水 丰富地区 ， 隧道穿过断层破 程地质性质及其 围岩压力特性 ， 使膨胀 土隧道围岩普遍具 有开裂 、 碎带 、 裂 隙密集带 、 向斜 部 、 不 同岩层 接触带或岩熔发育地段 时 ， 施 内挤 、 坍塌和膨胀等变形现象 。 膨胀土隧道围岩变形常具有速度快 、 工期间可能会发生地下水 和承压水大量涌出。 破坏性大 、 延续时间长和整治较 困难等特点 。膨胀性 围岩对 隧道施 对 于富水软弱破碎围岩 隧道 ， 设计 一般根据地表探测 和少量 的 工 的影 响 如 下 ： 地质钻孔为 主 ， 推断地下深 处的隧道地质条件 ， 这往往与隧道施 工 １ ） 围岩开裂。隧道开挖后 ， 由于开挖面上岩体原 始应 力释放产 实际遇到的地质条件存在差异 。 而隧道施 工对地质 的变化又非常敏 生胀裂 ； 另外 ， 因为表层土体风干而脱水 ， 产生收缩裂缝 。 同时， 两种 感， 特别是复杂地层施 工 ， 更要求准确预报施 工前 方的工程地 质和 因素都可 以使土 中产生裂 隙张开扩大 ， 沿 围岩周边产生裂 缝 ， 尤其 水文地质条件。因此 ， 应把地质超前预报作为一个工序纳入生产过 在拱部 围岩容易产生张拉裂缝与上述裂缝贯通 ， 形成局部变形 区。 程。 ２ ） 隧道下沉 。由于隧道下部膨胀岩体 的承载力较低 ， 加之隧道 富水软弱破碎围岩隧道的显著特点就是地下 水对施工 的影 响。 上部围岩压力过大 ， 隧道下沉变形明显。 另外 ， 隧道 只能采用分部开 这类 隧道地下水发育 ， 除裂隙水外 ， 往往与地表水 串通 ， 形成补给通 挖 ， 在后 部工序开挖暴露 的围岩 出现风化膨胀 ， 产生较大 的收缩地 道， 使施工长期处 于地下水干扰 之中。并且软 弱破碎地层地下水一 压力 ， 加 上坑道的下沉 ， 往往造成 支撑 过渡变形 、 失效 ， 进 而引起土 般不 能形成集 中水流 ， 往往 以散水形式从坑道周壁或隧底 流出 ， 施 体坍塌 、 挤压和膨胀变形等现象 。 工处理更加 困难。 ３ ） 围岩膨胀 突出和坍塌 。隧道 开挖过程 中或开挖后 ， 围岩产生 为了防止或减轻地下水对施工特别是对开挖 的影响 ， 必须对地 膨胀变形 ， 周边土体向洞内膨胀 突出， 造成开挖断面缩小。 在土体丧 由于 围岩压力 和膨胀压力 的综合作 下水进行处理 。近年来 ， 在富水软弱破碎围岩隧道施工 中探索 出许 失支撑或支撑力不够 的状态下 ， 多行之有效 的办法 ， 使这些 隧道 的施 工得 以正常进行 ， 并加快 了施 用 ， 使 土体产生局部破坏形 成坍塌现象 。 工进度 ， 提高 了工程质量 ， 保障了施工安全。 ４ ） 隧道底部 隆起 。隧道底部开挖后 ， 洞底围岩的上部压力解 除， 富水软弱破碎 围岩隧道处理地 下水 的原则一般是 以堵截为 主， 又无支护体约束时 ， 由于应 力释放 ， 洞底 围岩产生卸荷膨胀 ， 加之 坑 排引为辅 。堵截地下水 的办法主要有两类 ： 一类是整个富水段进行 道积水 ， 使洞底 围岩产生浸水膨胀 ， 造成彻底 围岩 隆起变形 。 注浆 止水 ， 并加 固松 散岩体 ， 这种 办法是将 富水段岩层结构通 过高 ５ ） 衬砌变形和破坏 。 在整体式（ 模筑混凝土） 衬砌 中， 常发生下列 压注 浆进行调整 ， 相 当于提高 围岩等级 ， 使围岩在原有基础 上整个 现象 ： ８ １ ． ． 在先拱后墙法施工 中， 拱部衬砌完成后至开控 马 口的这段时 综合指标得以改善， 主要措施有深孔劈裂、 挤压注浆。 另一类是对富 间， 由于 围岩 和膨胀 压力 ， 常常产 生拱脚 内移 ， 同时 发生不均 匀下 水地段沿隧道开挖轮廓线以外进行环形注浆， 形成止水帷幕， 防止 沉 ， 拱脚支撑受力 大 ， 发生扭 曲、 变形或折 断 ； ｂ ． 拱 顶受挤压下沉 ， 也 或减小地下水进入开挖工作面。 这种办法并不能改变开挖段的岩体 有 向上 凸起 ， 拱顶外缘经 常出现纵 向贯通拉裂缝 ， 出现挤裂 、 脱皮、 结构。主要措施有浅孔注浆、 管棚注浆、 小导管注浆、 中空锚杆注浆 掉块现象 ； ｃ ． 在拱腰部位出现纵 向裂缝 ， 这些裂缝有时可逐渐发展 到 以及目 前正处于研究阶段的水平旋喷注浆技术等。 张开 、 错台； ｄ ． 当采 用旦墙式边墙 时 ， 边墙 常受膨胀侧 压而开裂 ， 甚 在富水软弱破碎围岩隧道施工中， 虽然采用深孔注浆达到了止 至张开 、 错 台， 少数 也有 出现水平裂缝的情况 。 参考文献 水固结的目的， 但固结范围有限， 加上地质及注浆有些不确定因素， １ 】 李建文． 宏观地质预报在 隧道 Ｔ Ｓ Ｐ 探 测和解译 中的应 用【 Ｊ ］ ． 山西建 为保障施工万无一失， 一般在开挖前均采用超前支护。 超前支护一 【 筑． ２ ０ ０ ９ （ ２ ９ ） ． 般采用超前锚杆或超前小导管。 ２ ｌ ｉ ￣ 长青， 许人 平 ， 叶勇 ， 等． 地质 雷达在岩质 隧道 施＿ Ｔ － 超前 预报 中 对于地下水压较大的隧道，开挖前一般还要采取排水降压措 ［
不良地质段隧道施工安全措施
制定定期和不定期的有害气体 检测制度，确保及时掌握隧道 内有害气体浓度。
03
通风措施加强
根据有害气体检测结果，采取 加强通风措施，如增加通风设 备功率、优化通风布局等，降 低有害气体浓度。
04
应急预案制定
针对可能发生的有害气体超标 情况，制定相应的应急预案， 包括人员疏散、紧急处置等措 施，确保人员安全。
勘察方法
采用地质测绘、地球物理 勘探、钻探等多种手段进 行综合勘察。
勘察内容
包括地形地貌、地层岩性 、地质构造、水文地质、 地震烈度等方面的详细调 查。
风险评估方法
风险评估目的
识别隧道施工过程中可能 遇到的不良地质现象，评 估其对施工安全和进度的 影响程度。
评估方法
采用定性和定量评估相结 合的方法，如专家打分法 、模糊综合评估法等。
结构强度和稳定性。
不良地质段定义及分类
不良地质段定义
指隧道施工过程中遇到的地质条 件复杂、围岩稳定性差、易发生 地质灾害的地段。
分类
根据地质条件和灾害类型，不良 地质段可分为软弱围岩、断层破 碎带、岩溶地区、高地应力区等 。
典型案例分析
案例一
某隧道穿越断层破碎带，施工过程中出现塌 方、涌水等灾害，通过采取超前支护、注浆 加固等措施成功穿越。
案例二
某岩溶地区隧道施工，遇到大型溶洞和暗河 ，通过超前钻探、注浆堵水等措施保证了施 工安全。
案例三
某高地应力区隧道施工，遇到岩爆、大变形 等灾害，通过加强支护参数、释放应力等措 施有效控制了灾害发展。
02
地质勘察与风险评估
前期地质勘察工作
01
02
03
地质勘察目的
明确隧道穿越地区的地质 构造、岩性、水文地质条 件等，为后续设计和施工 提供准确依据。
隧道不良地质专项施工方案(完整版)
隧道不良地质专项施工方案(完整版)隧道不良地质专项施工方案(完整版)一、前期准备工作1.搜集隧道施工区域的地质资料，包括地质构造、岩石类型、地层分布、地下水情况等。
2.组织专家对隧道穿越地质进行评估，确定不良地质区段。
3.制定施工方案前，现场进行勘察，对地表进行测量，确认地质情况。
二、隧道衬砌设计1.根据不良地质区段的情况，采用适当的衬砌方式，如喷射混凝土衬砌、钢筋混凝土衬砌等。
2.根据地质情况确定衬砌的厚度和材料的选择，确保衬砌的抗冲击和抗裂性能。
三、支护措施设计1.根据不良地质区段的情况，确定支护类型，包括锚杆支护、喷射锚杆支护、钢支撑等。
2.根据地质情况确定支护的间距和深度，保证支护稳定性。
3.加强对支护工程的监测，及时调整支护方案。
四、地下水处理1.对于存在地下水的不良地质区段，采取必要的预防措施，包括抽水、防水排水等。
2.根据地下水情况，选择合适的防水材料，进行隧道壁面的处理，确保隧道的密封性。
五、施工过程管控1.制定施工方案前，根据不良地质区段的情况，进行全面的安全评估，确保施工过程的安全性。
2.加强现场巡检和监测，及时发现不良地质问题，采取相应的处理措施。
六、施工质量控制1.建立健全的施工质量管理体系，对施工过程进行监督和检查。
2.加强与施工单位的沟通，确保施工质量符合要求。
七、环境保护措施1.施工过程中，采取隔离措施，防止对环境产生不良影响。
2.加强对施工废弃物的处理和处置，保持施工环境的整洁。
以上是隧道不良地质专项施工方案的完整版，其中包括了前期准备工作、隧道衬砌设计、支护措施设计、地下水处理、施工过程管控、施工质量控制和环境保护措施。
根据具体的地质情况，可进行相应的调整和补充。
不良和特殊地质地段隧道施工教学课件
施工前的准备工作
地质勘察：了解地质情况，确定隧道施工方案 设备准备：准备隧道施工所需的机械设备和工具 人员培训：对施工人员进行安全培训和技能培训 应急预案：制定隧道施工应急预案，确保施工安全
冻胀和融沉
施工难度和挑战
地质条件复杂：如岩石破碎、地下 水丰富等
施工技术要求高：如隧道开挖、支 护、衬砌等
添加标题
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添加标题
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施工环境恶劣：如高温、高湿、有 毒有害气体等
安全风险大：如塌方、涌水、突泥 等
施工安全的重要性
确保施工人员的生 命安全
减少施工过程中的 事故和损失
提高施工效率和质 量
岩爆地段的施工
岩爆原因：岩石应力、地下 水、温度等因素
岩爆现象：岩石在压力作用 下突然破裂，产生爆炸现象
岩爆预防：加强地质调查，采 取预防措施，如注浆、锚固等
岩爆处理：及时采取应急措施， 如封闭隧道、疏散人员等
冻土地段的施工
冻土特性：冻土的物理、化学 性质和冻融规律
施工方法：冻结法、融化法、 热棒法等
施工安全和环境 保护
施工安全措施
制定安全施工方案，明 确安全责任
加强安全教育，提高安 全意识
配备安全防护设备，确 保施工安全
加强现场管理，确保施 工环境安全
定期进行安全检查，及 时发现并解决问题
制定应急预案，应对突 发情况
环境保护措施
不良与特殊地质地段隧道施工
特殊地质地段隧道施工时，不宜采用全断面开 挖。应视地质、环境、安全、工程质量等条件合理 选用。
8.掘进时遇有围岩压力过大注意事项
当扩挖后发现顶部下沉，应立好拱架和模板先灌筑 满足设计断面部分的拱圈，待混凝土达到所需强度 并加强拱架支撑后，再行挑顶灌筑其余部分。挑顶 作业宜先护后挖，暴露面应用支撑封闭严密。
二、隧道遇到溶洞的处理措施
当隧道施工遇到岩溶危害时，可按岩溶对隧道 的不同影响情况及施工条件，采取引流、跨越、加 固、清除、注浆等不同措施或综合治理。 (1)隧道通过岩溶区，应查明溶洞分布范围和类型， 岩层的完整稳定程度、填充物和地下水情况，据以 确定施工方法。 (2)隧道穿过岩溶区，如岩层比较完整、稳定，溶洞 已停止发育，有比较坚实的填充，且地下水量小， 可采用探孔或物探等方法，探明地质情况。如有变 化应采取相应的措施。
2.合理选择施工方法
在施工中应以尽量减少对围岩产生扰动和防止水 的浸湿为原则，宜采用无爆破掘进法。在开挖过程中 尽可能缩短围岩暴露时间，并及时衬砌。开挖方法宜 不分部或少分部，多采用正台阶法、侧壁导坑法和 “眼镜法”。
3.防止围岩湿度变化
隧道开挖后及时喷射混凝土，封闭和支护围岩。 在有地下水渗流的隧道，应采取切断水源并加强洞 壁与坑道防、排水措施，防止施工积水对围岩的浸 湿等。
一、隧道内岩爆的特点
(2)施工中应遵循“短开挖、少扰动、强支护、实回 填、严治水、勤量测”的施工原则，紧凑施工工序， 精心组织施工。 (3)开挖方法宜采用短台阶法或分部开挖法(留核心法)， 初期支护应紧跟开挖面施作。 (4)黄土围岩开挖后暴露时间过长，围岩周壁风化至 内部，围岩体松弛加快，进而发生坍方。 (5)做好洞顶、洞门及洞口的防排水系统工程，并妥 善处理好陷穴、裂缝，以免地面积水浸蚀洞体周围， 造成土体坍塌。
不良地质隧道施工技术对策ppt课件
一、隧道施工的主要风险 二、不良地质隧道施工技术对策 三、不良地质隧道施工组织与管理
1
隧道施工的主要风险 ——风险来源
隧道施工的主要风险就是由不良地质带来的。
• 由于岩石方面引起的有：断层破碎带、高地应力、
软弱围岩、放射性
• 由于地下水引起的有：突水、 • 由于气体引起的有:爆炸、燃烧、毒害 • 由于前两者组合原因引起的有：突泥、地热、大
——洞口出洞塌方预防（反打情况）
• 地形地质调查 • 方案制订 • 控制爆破
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不良地质隧道施工技术对策
——软岩大变形控制技术
• 开挖尽量减少扰动控制爆破（进尺及药量、
非爆破开挖）
• 及时提供水平支撑 • 研究特殊设备配备 • 严格控制施工步距 • 及时施作二衬
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特殊设备
——C6钻机
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不良地质隧道施工技术对策
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Thank you for your attention
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1.支护施作前—围岩级别确定有误。 2.支护成环前—结构处于不稳定状态或临界状态，没有形成有效 结构，无法抵抗围岩压力作用。 3.支护成型中，开挖下部支护断面（下台阶、仰拱开挖）时，上 部支护沉降过大，或者支护背后岩体溜坍，导致支护整体失稳。
• 掌子面后方（俗称回头塌）
1.支护成型后，支护变形过大导致失稳，引发塌方。 2.墙部预留峒室时人为切断正洞支护钢架，使支护不能闭合，形 不成有效结构，墙部坍塌，引起塌方 3.仰拱开挖时上部失稳。 4.支护拆换中。
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不良地质隧道施工技术对策
——洞口进洞塌方预防
核对地形，优化洞口设计。
• 排水系统早作。 • 做好“端头加固”——包括边坡、管棚、导管加
隧道施工常见不良地质及处理方法
隧道施工常见不良地质及处理方法摘要：在隧道施工中，常遇到一些不利于施工的特殊地质地段，如这些特殊地段处理不好将严重影响施工进度、安全和质量。
本文主要探讨了隧道施工中常见的岩溶地段、松散地层、滑坡地段、煤系地层、岩爆等不良地质及其处理方法。
关键词：隧道施工；不良地质；处理方法在隧道施工中的一些不良地质和特殊地质地段，隧道围岩变形大、变化快和成因复杂，事故具有不确定性和突发性的特点，施工中除了应遵守一般的技术规范外，还应该根据围岩的实际情况，在支护、衬砌过程中采取一些针对性强的辅助施工技术方法，以满足施工安全和工程质量。
1岩溶地段处理方法隧道在溶洞地段施工时，根据设计文件有关资料及现场实际情况，查明溶洞分布范围、类型情况、岩层的稳定程度和地下水情况等，分别以引、堵、越、绕等措施进行处理。
1.1引排水当暗河和溶洞有水流时，宜排不宜堵。
在查明水源流向及其与隧道位置的关系后，用暗管、涵洞、小桥等设施，渲泄水流或开凿引水洞，将水排出洞外。
当水流的位置在隧道上部或高于隧道时，在适当距离外，开凿引水洞(或引水槽)将水位降低到隧道底部位置以下，再行引排。
1.2堵填当不能排水，或由于溶洞规模大且溶洞填充物为含水量较大的溶洞泥时，采用封堵的方法。
在边墙及拱部采用注浆方式形成防水帷幕。
对于已停止发育、径跨较小、无水的溶洞，根据其与隧道相交的位置及其充填情况，采用混凝土、浆砌片石或干砌片石予以回填封闭。
1.3跨越当溶洞仅在隧道底部较大较深，或者填充物松软不能承载结构物时，采用梁、拱跨越。
1.4绕行施工施工中遇到一时难以处理的溶洞时，采用迂回导坑或通过平导绕过溶洞区，继续进行隧道施工，再行处理溶洞。
1.5岩溶地段隧道施工注意事项施工过程中进行综合详细的超前地质探测预报工作，调查清楚岩溶的大小和其他发育情况，根据其类型确定正确的处理方案，溶洞段施工各工序应紧密衔接、支护和衬砌及时。
充分体现以人为本的观念，确保施工安全。
在施工过程中，喷锚支护及开挖应在无水压或低水压的状态下施工。
隧道施工中常见的不良地质以及处理措施
隧道施工中常见的不良地质以及处理措施下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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隧道工程不良地质段施工措施
隧道工程不良地质段施工措施（1）松散地层地段施工松散地层的特点是稳定性差，结构松散，若有地下水时施工中极易发生坍塌。
在这类地层施工时，首先对围岩进行超前预加固，施工采用手段：先固后挖，密闭支撑，边挖边封闭的办法。
支护方式主要有超前管棚注双液浆、钢架支撑、超前锚杆等加固岩体。
（2）断层破碎带施工①断层对隧道施工的影响断层的断裂面处，有较大的剪应力和残余应力，断层带的岩体破碎，一般有碎石、角砾岩等，岩体强度低、围岩压力大。
断层对隧道施工的影响程度主要决定于断裂破碎带的宽度及破碎带胶结情况。
1) 隧道通过断层带，极易发生坍塌和涌水，直接影响隧道的稳定，施工时应加强支护，缩短各工序间的距离，尽快衬砌；2) 断层带中，由于充填物处于压缩状态，开挖后潜在应力释放，发生较大膨胀压力使隧道变形；3) 断层面倾向隧道，且倾角大于10°者，对隧道产生偏压，当隧道轴线与断裂线平行或交角甚小，则侧压力更大；4) 在软、硬不同岩层中，断裂面的柔性岩石，往往形成不透水层，而在脆性岩的破碎角砾带，极易储存大量地下水，开挖时常常发生承压、涌水，危害较大。
②施工方法1) 采用台阶法施工，按设计要求及时施作超前支护、初期支护及加强支护，根据围岩监控量测成果及时完成二次砼衬砌和砼仰拱施作，尽快形成闭合。
可采用的支护方式有：注浆锚杆、管棚及小导管注浆、超前支护固结止水、挂网、喷浆、钢架加强支护等。
2) 加强围岩监控量测，及时反馈信息指导施工，科学调整支护参数，合理确定二次砼衬砌时间。
3) 精心施作复合防水板；采用全断面液压钢模衬砌台车、泵送砼灌注砼衬砌，装设钢模挡头板，安设橡胶止水带。
③施工注意事项1) 各施工工序之间距离尽量缩短，并尽快使衬砌全断面闭合，以减少岩层的暴露松动和地压增大。
(2) 开挖有水流出时，凿眼安置套管集中引排，使其不漫流。
3) 开挖面向隧道前进方向钻凿不少于2个超前钻孔，以探明前方地质。
4) 下台阶分部开挖时，先在拱脚增打2～3排锁脚锚杆。
隧道不良和特殊地质地段施工措施
隧道不良和特殊地质地段施⼯措施不良和特殊地质地段施⼯措施在修建隧道中，常遇到⼀些不利于施⼯的特殊地质地段。
如膨胀⼟围岩、黄⼟、溶洞、断层、松散地层、流沙、岩爆等。
在开挖、⽀护和衬砌过程中，由于各种因素的影响都可能发⽣⼟⽯坍塌，坑道受压⽀撑变形，衬砌结构断裂和各种特殊施⼯问题，严重影响施⼯进度、安全和质量。
隧道穿越含有⽡斯的地层，更严重地威胁着施⼯安全。
本章将讲述⼀些在特殊地质条件下进⾏隧道施⼯时应掌握的基本加识、采取相应的施⼯办法和防范措施。
隧道通过特殊地质地段施⼯时应注意以下⼏点：⑴施⼯前应对设汁所提供的⼯程地质和⽔⽂地质资料进⾏详细分析了解，深⼊细致地作施⼯调查，制订相应的施⼯⽅法和措施，备⾜有关机具材料，认真编制和实施施⼯组织设计，使⼯程达到安全、优质、⾼效的⽬的。
反之，即便地质并⾮不良，也会因准备不⾜，施上⽅法不当或措施不⼒导致施⼯事故，延误施⼯进度。
⑵特殊地质地段隧道施⼯，以“先治⽔、短开挖、弱爆破、强⽀护、早衬砌、勤检查、稳步前进”为指导原则。
隧道选择施⼯⽅法(包括开挖及⽀护)时，应以安全为前提，综合考虑隧道⼯程地质及⽔⽂地质条件、断⾯型式、尺⼨、埋置深度、施⼯机械装备、⼯期和经济的可⾏性等因素⽽定。
同时应考虑围岩变化时施⼯⽅法的适应性及其变更的可能性，以免造成⼯程失误和增加投资。
⑶隧道开挖⽅式，⽆论是采⽤钻爆开挖法、机械开挖法，还是采⽤⼈⼯和机械混合开挖法，应视地质、环境、安全等条件合理选⽤。
如⽤钻爆法施⼯时，光⾯爆破和预裂爆破技术，既能使开挖轮廓线符合设计要求，⼜能减少对围岩的扰动破坏。
爆破应严格按照钻爆设计进⾏施⼯，如遇地质变化应及时修改完善设计。
⑷隧道通过⾃稳时间短的软弱破碎岩体、浅埋软岩和严重偏压、岩溶流泥地段、砂层、砂卵(砾)⽯层、断层破碎带以及⼤⾯积淋⽔或涌⽔地段时，为保证洞体稳定可采⽤超前锚杆、超前⼩钢管、管棚、地表预加固地层和围岩预注浆等辅助施⼯措施，对地层进⾏预加固、超前⽀护或⽌⽔。
隧道工程不良地质隧道施工
黄土节理
褐色古土壤黄 土层，有一定
坑道顶部极易产生“塌顶”；位于 侧壁出现侧壁掉土，处理不当会引
延续性
起较大坍塌
黄土冲沟 地段
较大范围内平 行走向，且埋 深较小
当隧道在较长范围内沿着冲沟或塬 边平行走向，而覆盖较薄或偏压很 大时，易发生较大的坍塌或滑坡。
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影响因素
特征
潜在危险
隧道在其上方，基础有下沉的危 黄土溶洞 常见的一种不 害；隧道在其下方，常发生冒顶；
（四）合理进行围岩支护
喷锚支护，稳定围岩。 衬砌结构及早封闭。
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膨胀岩和挤压性围岩隧道设计 柔性结构设计
先行导坑法。通过围岩释放部分初始应力。 多重支护法。 可缩式支护方法。先刚性支护。可缩式锚杆、钢架。 分阶段综合控制。大刚度支护和衬砌；大范围围岩加固。
刚性结构设计
大刚度支护和衬砌。 大范围围岩加固。
围岩普遍开裂 洞室下沉 围岩膨胀突出和坍塌 隧道底部隆起 衬砌变形和破坏
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挤压性围岩
（（一一））挤概压念岩概念
挤压性围岩是高地应力作用下的软岩。挤压性软弱围岩在高地应力作 用下发生挤压大变形及破坏的特征不仅受围岩本身力学性质的影响，还与 初始应力场状况及工程因素有关 。
（二）挤压性围岩隧道变形特征
地层时代 全新世 晚更新世 中更新世 早更新世
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常用名称 新黄土 新黄土 老黄土 老黄土
黄土按其物理性质分：
分类名称 黄土质粘砂土 黄土质砂粘土 黄土质粘土
塑性指数 1＜IP≤7 7＜IP≤17 17＜IP
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（二）黄土地层对隧道施工的影响
影响因素
试论隧洞施工中常见的不良地质以及处理措施
试论隧洞施工中常见的不良地质以及处理措施【摘要】隧洞施工中常见的不良地质是施工过程中的重要问题，如果不及时处理将会对工程造成严重影响。
本文通过分析常见的不良地质类型，地质预测技术，治理措施，支护措施和排水处理等内容，探讨了如何有效应对这些问题。
在结论部分指出加强地质勘察是预防不良地质发生的关键，科学施工规划和强化监测预警也是提高隧洞施工质量的重要手段。
通过本文的研究可以为隧洞施工提供参考，帮助工程人员更好地应对不良地质问题，保障工程的顺利进行和质量可靠。
【关键词】隧洞施工、不良地质、地质预测、治理措施、支护措施、排水处理、地质勘察、施工规划、监测预警。
1. 引言1.1 研究背景隧洞施工是地下工程中常见的施工方式，其关键问题之一就是不良地质条件。
不良地质条件会给隧洞施工带来诸多困难和风险，因此如何有效地处理不良地质，保障隧道施工的安全和顺利进行，成为了工程领域的重要课题。
在隧洞施工过程中，常见的不良地质类型包括岩溶洞、软弱地层、断层带、地下水等。
这些不良地质条件会导致隧道施工困难，甚至造成工程事故。
针对不同类型的不良地质，需要采取相应的地质预测技术和治理措施。
地质预测技术包括地质勘察、地质雷达探测、地层探测等，可以帮助工程师提前了解地下地质情况，为施工提供参考依据。
治理措施包括地质灾害防治、地下水处理、爆破技术等，可以有效应对不良地质条件带来的问题。
加强地质勘察、科学施工规划和强化监测预警成为了隧洞施工中处理不良地质的重要措施，有助于提高工程施工质量和安全性，为工程建设提供保障。
1.2 研究意义隧洞施工是现代交通建设中不可或缺的一环，而在隧洞施工过程中常常会遇到各种不良地质问题，如地层塌陷、地表沉陷、地下水涌入等，给施工带来了诸多困难和风险。
对隧洞施工中常见的不良地质及其处理措施进行研究具有重要的意义。
研究不良地质在隧洞施工中的影响，有助于提高施工过程中的安全性和效率。
了解各种不良地质类型的特点和规律，能够有效预防和应对地质灾害的发生，确保施工人员和设备的安全。
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隧道不良地质及特殊地段施工技术
1.1断层破碎带施工
断层及断层破碎带影响范围内裂隙较发育，岩层破碎、自稳能力差，富水性和导水性较好，易发生坍塌和涌水。
(1)隧道断裂破碎带及其影响带施工遵循“先预报、预加固、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、快反馈、控变形”的原则，配备水平钻机、陆地声纳仪、地质雷达、TSP203地质预报仪等仪器，采用常规地质法、声波法、地球物理法相结合的综合手段进行地质超前预报，按照“石变我变”的动态原则组织施工。
(2)施工前结合设计切实掌握所遇断层带的所有情况，充分利用综合超前地质探测预报分析成果，及时做好封闭衬砌及排水工作。
(3)做好断层地段施工的防排水：当断层带地下水是由地表水补给时，在地表设置截排水系统；对断层承压水，在每个掘进循环中，向巷道前进方向钻凿不少于2个超前钻孔，其深度在4m以上，以探明地下水的情况；随工作面的向前推进挖好排水沟，并根据岩质情况，必要时加以铺砌；反坡施工时，则除准备足够的抽水机械设备外，应安排适当的积水坑。
(4)对于低强度或松散地层结构松散，稳定性较差地段，若有地下水时则更甚，在施工中极易发生坍塌，在这类地层
中施工，主要是减少对围岩的扰动，遵循“超前探水、以堵为主、控制排水、堵排结合”的原则。
其常用的施工手段有：先护后挖，密闭支撑，边挖边封闭的方法。
(5)断层带施工时优先进行防排水作业。
通过断层带的各工序之间距离尽量缩短，并尽快进行全断面封闭，以减少岩层的暴露、松动和地压增大。
开挖时严格掌握炮眼数量、深度和装药量，尽量减少爆破对围岩的扰动；如遇两侧软硬不同时，用偏槽法开挖，按先软后硬顺序交错进行。
断层地带的支护作业结合设计宁强勿弱，并经常检查加固。
衬砌紧跟开挖，及时封闭。
(6)断层破碎带采用中隔壁法施工，必要时采用双侧壁导坑法施工，减震光面爆破。
严格掌握炮眼数量、深度及装药量，尽量减少爆破对围岩的扰动；下台阶施工采用左、右错进的方法。
(7)初期支护施做本着“宁强勿弱”的原则，开挖后应立即喷砼封闭岩面，然后进行钢架支撑、锚、网、喷联合支护，即时施做仰拱（临时仰拱），并及时进行量测反馈修正支护参数。
(8)根据监控量测结果及时分析反馈，及时调整支护参数，确保施工安全顺利进行；开挖及初期支护后仰拱及填充要紧跟；在量测资料反映围岩稳定后及时进行拱墙砼衬砌。
1.2软岩地段施工措施
对于可能发生软岩大变形的地段，进行适当的应力释放，应力释放到一定程度，就要及时有效支护, 即采用预支护、喷锚网、钢架和钢筋砼结构支护, 既要保证隧道结构的安全, 又要确保围岩不侵入净空。
大变形段采取的对策措施如下：
⑴分部开挖、及时支护、及时封闭。
⑵加厚喷层。
围岩由于变形大，喷层破坏，可分层喷射施工，这样既可保持支护的柔性，又可保持喷层的完整性。
⑶使用加长锚杆，加固塑性区围岩。
⑷加大预留位移量。
大变形段隧道洞壁位移比正常段隧道大，所以在设计中考虑了增大预留变形量，以避免变形过大造成侵限。
⑸加强二次衬砌，采用加厚衬砌厚度，提高衬砌混凝土标号，并采用钢筋混凝土衬砌。
为了限制初期支护的变形不致于过大，要求尽快施作二次模注衬砌，致使二次衬砌与初期支护共同承受围岩压力，因此设计中考虑提高二次初砌的承载能力。
⑹掌子面设小导管进行应力释放，必要时可压注水泥浆预加固掌子面。
1.3隧道洞口及浅埋段施工
本标段隧道进出口及浅埋段岩体完整性差，整体强度较低，洞室稳定性差，易坍塌，不利于隧道施工及安全。
在开
挖时强调围岩变形的控制而不是强调围岩变形的释放，根据围岩状况选择合适的开挖方法，适度缩短开挖进尺，支护采用强度较高和刚度较大的初期支护，限制土体变形，同时二次衬砌和仰拱紧跟，形成封闭结构，保证施工安全。
局部破碎地段预注浆加固围岩，提高围岩自稳能力。
施工过程中加强监控量测，并根据监控量测结果及时调整支护参数和施工方法。
浅埋地带按照“先护顶、后开挖”的要求组织施工，采用超前预注浆加固围岩，施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的施工原则。
⑴在浅埋隧道施工中要尽量少刷或不刷坡，超前支护进洞，采用分部开挖，尽量减小开挖断面，主要施工方法：
①洞口段加固：洞口段覆盖层加固主要采用超前大管棚注浆预支护。
采用洞内管棚注浆和小导管注浆相结合的综合加固手段，管棚采用φ108mm×6mm，一次打入长度一般为10～40m；在强有力的超前支护下安全进洞。
②洞身超前支护：采用I20b型钢钢架支撑，打设超前小导管，并注浆；超前小导管按照纵向间距2.0m～2.5m一环布置，确保施工安全，防止塌方。
③短开挖：采用预留核心土台阶法开挖，开挖进尺控制在1.0m以内。
④加强初期支护：采用钢拱架、注浆锚杆、挂网、喷射
砼联合支护，必要时上台阶底部和中部设I18工字钢临时钢撑，防止围岩坍塌。
⑤掌子面加固：采取喷射砼封闭掌子面和掌子面注浆加固措施。
⑥快衬砌，早成环：除及时加强初期支护外，也可提高二次衬砌参数，并适时施作二次衬砌，而不要等变形基本稳定后再施作。
⑦监控量测：在洞口至少设两个断面，加强地表沉降监测，发现异情，及时处理。
⑵主要施工技术措施
①加强初期支护，保证预留变形
为了增加初期支护对大变形的适应，采用喷混凝土、打径向锚杆、挂钢筋网、架格栅刚架等支护手段。
施工时做到支护及时，到位。
喷混凝土分两次施工，先喷10～20cm，待变形后期再喷10cm，达到设计喷层厚度。
为防止喷层变形后侵入二次支护净空，将预留变形量适度加大，具体通过量测视变形情况确定并做到先柔后刚，刚柔并济。
②采取短进尺弱爆破，以减少对岩体的扰动
缩短循环，减少扰动，提高开挖后围岩的自稳能力，争取在围岩剥落松弛之前，形成有效的支护，为后序工序创造安全施工的时间和空间。
可采用限定进尺和弱爆破的方法来实现。
③加强监控量测，及时施工混凝土，尽早封闭成环
施工过程中加强对隧道围岩监控量测工作，并根据数据分析结果确定混凝土施工。
后部的仰拱及隧道填充混凝土要随掌子面开挖同步进行，及时形成封闭结构提高整体受力效果。