隧道支护、衬砌施工方法

确保初期支护质量施工技术措施 （1）采取各种措施，确保围岩不出现有害松动。 ①在洞室的布置和造型上应适应原岩应力状态和岩体的地质、力学特征， 尽量争取较好的受力条件； ②施工过程中要尽量减少围岩强度的恶化。采用控制爆破技术、减少对围 岩的扰动次数、支护要及时迅速。减少对围岩的扰动破坏，可有效减少贯通节 理裂隙，减少渗水通道，有利于防水； ③合理利用开挖面的空间效应，抑制围岩变形； ④尽量减少其它外界因素（主要是水和潮气）对围岩的影响。例如，对风 化、潮解、膨胀等岩体要及早封闭，有地下水的裂隙岩体要注意防止大的渗透 压力。 （2）调节控制围岩变形，在不进入有害松动的条件下适度发展，以便最大 限度地发挥围岩自身承载能力。
(一)、超前支护
在浅埋、严重偏压、岩溶流泥地段、砂土层、砂卵(砾)石层、 自稳性差的软弱破碎地层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水地段
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进行施工时，可采用辅助施工方法对地层进行预加固、超前支护或
止水。可以采取以下稳定开挖面的方法：地面砂浆锚杆；超前锚杆 或超前小导管支护；管棚钢架超前支护；超前小导管预注浆；超前
隧道支护、衬砌施工
★ 隧道支护体系是由围岩和支护两部分组成的,支护结构的基本作用 是：保持隧道断面的使用净空，防止围岩质量的进一步恶化，承受可能出 现的各种荷载，使隧道支护体系有足够的安全度。 隧道开挖后，打破了岩体的应力平衡；围岩向洞内方向发生位移， 以寻求新的平衡，如岩体强度及完整性较好，岩体便能自稳或自稳时间较 长；若围岩强度不足或有不利的软弱结构面，则围岩岩块掉落或发生过大 的变形，围岩稳定时间较短或不能自稳则需要进行围岩支护。新奥法将围 岩视为隧道的一种承载结构，施工时根据承载能力大小构筑薄壁、柔性、 与围岩紧贴的支护结构（以喷射混凝土、锚杆为主要手段）并使围岩与支 护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地利用围岩本身的承载 力及保持围岩稳定，而不致松动破坏。基于围岩自承拱效应理论，为维护 和加强围岩拱圈效应，应选择合理的超前支护及预加固技术。
1、锚杆（管）
⑴锚杆的悬吊作用 在缓倾斜岩层中，锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上部稳固的岩层上，阻止岩层或 岩块的垮塌。锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量，并据此设计锚杆支护参数。 ⑵锚杆的组合梁作用 在没有稳固岩层提供悬吊支点的薄层状岩层 中，可利用锚杆的拉力将层状地层组合起来，形 成组合梁结构进行支护。组合梁作用的本质在于 通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁(板)的岩层 挤紧，增大岩层间的摩擦力。同时，锚杆本身也 提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。锚杆把 数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这 时被锚固岩层便可看成组合梁，全部锚固层能共 同变形，拱顶岩层抗弯刚度大大提高。决定组合 梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力、杆体强 度和岩层性质。
前管棚并注浆的方法。采用“先支后挖”，以确保掌子面的稳定
和极力控制对地表面和近接结构物的影响。超前支护可以尽可能 保持隧道围岩的原有强度和变形特性，尽可能保持隧道围岩初始 应力作用下的原始状态。
（二）、初期支护
锚喷支护的力学作用及锚固机理 锚喷支护原理的基本要素：及时性、粘贴性、柔性、深入性、灵活性和密 贴性。 锚杆（管）的作用与效果：支撑围岩、加固围岩、提高层间摩阻力形成组 合梁、悬吊、减跨等作用。锚杆安设作业应在初喷混凝土后及时进行，钻孔前 应根据设计要求定出孔位，钻孔方向宜尽量与岩层主要结构面垂直。 采用钢架喷射混凝土，起骨架支撑作用。钢架支撑可选用H型钢、工字钢、 钢筋格栅等制作。 喷混凝土的作用与效果：支撑围岩、卸载、填平补强围岩、覆盖围岩表面、 防止围岩松动、分配外力。喷射作业应分段、分片由下而上顺序进行。喷射砼 作业需紧跟开挖面时，下次爆破距喷混凝土作业完成时间的间隔不得小于4h。 钢筋网的作用与效果：减少裂缝、提高支护的抗震能力、增强喷混凝土的 整体性、增强喷层的柔性、提高喷层承载力。采用钢筋网喷射混凝土时，可在 岩面喷射一层混凝土后再进行钢筋网的铺设，并在锚杆安设后进行。
围岩预注浆加固(包括周边劈裂预注浆、周边短孔预注浆)。
超前支护由于构筑方法的不同，有的是以横向刚性大的拱形构 造为主，有的是以纵向连续性强的梁构造为主，也有具有两者功能
的。
超前支护方法分类 超前支护的分类 混凝土拱壳方式 水平喷射注浆方式 预计的功能 隧道横向刚性大（拱结构）
※隧道横向刚性大（拱结构）
一般隧道塌方为防止沉降过大时的处 理方法，在拱架背后的空腔内灌注一定厚
度混凝土形成环向拱圈，混凝土厚度一般
为1.5~2m，若背后空腔较大或有继续塌落 的可能情况时，可继续在拱圈背后填充软
质、松散材料形成缓冲体，以防止进一步
危及隧道结构或沉陷。
※ 隧道纵向刚性大（梁结构）
在开挖前对掌子面拱圈一定角度范围打设超前小导管、超
洞室的形成是通过一定的施工过程或说是一定的力学 过程来实现的。
洞室结构体系=周围地质体+支护结构
与之相适应的力学过程
微小变形区是指开挖面前方1-1.5D的区域，该段变形占总变形的20%～30%， 主要是由于工作面开挖导致的前方围岩应力释放及围岩失水固结而成，急剧增大 区是指开挖面后方1～３D的区域，该区域围岩变形速率加速增加，变形量急剧增 大，此阶段变形占总变形量的50%～60%，该阶段变形主要是由于隧道开挖造成边 界条件发生变化，扰动覆盖土体并引起应力场的重分布所造成。缓慢变形区是指 开挖面后方3～5D的区域，变形量缓慢增加，变形曲线开始收敛，此阶段变形占 总变形量的10%～15%，稳定变形区是指在开挖面后方5D以外的区域，该区域围岩 变形增长缓慢，围岩趋于稳定状态，此阶段变形占总变形量的5%～10%.
（3） 保证喷锚支护与围岩形成共同体，不允许初期支护背后出现空洞 或钢架支立没有密贴围岩（超挖的情况下可采用混凝土垫块，以保证钢架与 围岩受力）。 （4）选择合理的支护类型与参数并充分发挥其功效。 ①支护类型的确定应根据围岩地质特点、工程断面大小和使用条件要 求等综合考虑。 ②支护参数的设计应贯彻“等强度支护”的设计思想和整体加固与局 部加强相结合的原则。 ③选择合理的锚杆类型与参数，在围岩中有效形成承载环。