大断面隧道施工技术

（ 5） 为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快闭合，
而成为封闭的筒形结构。另外，隧道断面形状应尽可能圆顺， 以避免拐角处的应力集中。
二、隧道施工的基本理念
动态施工。
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、
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
锚喷支护等
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、进行设计变更及日常的施工管理。即实施施工
监控量测。
（ 4） 为了防止隧道渗漏水，或为了承受由于锚杆锈蚀，围
岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载，可采用复合式 衬砌（初期支护＋防水层＋二次衬砌）。
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。
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（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。
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）
（1）岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必
土、回填、支护接触等技术。
隧道施工的基本原则和理念
所谓重视环境：一层含义是指内部环境，即施工作业环境； 一层是对外部环境，即对周边环境的影响。重视环境是时代的 要求，许多环境技术都是因时代的变迁而得到发展，许多基准 都是因环境的要求而制定。 所谓动态施工：是指隧道施工过程中地质条件是不断变化 的，力学动态是不断变化的，因而采用的各种施工方法和技术 也应该是不断变化的，来适应这种不断变化的过程。因此，隧 道施工的各种决策都要在施工阶段的地质技术、施工阶段的量 测技术和施工阶段的质量控制技术的基础上进行管理。
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。这是
一种传统的理论，其代表人物有泰沙基和普氏
等人。它类似于地面工程考虑问题的思想，至 今仍被广泛的应用着。
隧道施工的基本原则和理念
另一种理论是二十世纪50年代提出的现代 支护理论，或称“岩承理论”。其核心内容是： 围岩稳定显然是岩体自身有承载自稳能力；不 稳定围岩丧失稳定是有一个过程的，如果在这
个过程中提供必要的帮助或限制，则围岩仍然
能够进入稳定状态。这种理论体系的代表性人
物有拉布西维兹、米勒-菲切尔、芬纳-塔罗勃
和卡斯特奈等人。
隧道施工的基本原则和理念
这是一种比较现代的理论，它已经脱离 了地面工程考虑问题的思路，而更接近于地 下工程实际，半个世纪以来已被广泛接受和 推广应用，并且表现出了广阔的发展前景。
须充分保护岩体，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩
体的强度。为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采
用控制爆破（光面爆破、预裂爆破）或机械掘进。
（2）应允许并控制岩体的变形。一方面允许变形，使围岩
中能形成承载环；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，
一、隧道主要施工（开挖）方法
隧道施工：开挖和支护 核心问题： （1）如何开挖，方能 更有利于洞室的稳定 和便于支护； （2）若需要支护时， 又如何支护才能更有 效地保证洞室稳定和 便于开挖。
隧道施工的基本原则和理念
2.隧道开挖后力学状态
隧道施工的基本原则和理念
3．由力学平衡方程可知，弹簧在P0作用时处于 平衡状态；弹簧在发生变形u后，在PE的作用下 又处于平衡状态，假设弹簧的弹性系数为K，则 有：
P0=PE+Ku
隧道施工的基本原则和理念
4.对公式P0=PE+Ku的讨论
（ 1 ）当 u=0 时， P0=PE 即不允许围岩变形， 即围岩
隧道施工的基本原则和理念
由以上可以看出，前一种理论更注意结
果和对结果的处理；而后一种理论则更注意
过程和对过程的控制，即对围岩自承能力的 充分利用。由于有此区别，因而两种理论体 系在过程和方法上各自表现出不同的特点。 收敛-约束法是岩承理论在隧道工程实践中的 代表方法。
隧道施工的基本原则和理念
（二）用一个弹簧来理解收敛-约束法的力学原理 1.隧道开挖前力学状态
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隧道施工技术
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隧道施工的基本原则和理念
一、隧道施工的基本原则
（一）隧道设计施工的两大理论及其发展过程 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，
隧道施工技术
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大断面隧道施工技术
公路隧道建设宽度分级
序次 1 2 3 4
跨度分级 开挖宽度B（m） 小跨度隧道 B＜9 中跨度隧道 9≤B＜14 大跨度隧道 14≤B＜18 超大跨度隧道 B≥18
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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。
隧道施工的基本原则和理念
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
采用刚性支护，不经济；
（ 2 ）当u↑时， PE↓；当u↓时， PE↑ 发生变形，可释放一定的荷载（卸荷作用）， 所以要允许围岩产生一定的变形，以充分发挥 围岩的自承能力。是一种经济的支护措施， 围
岩的自稳能力P=P0-PE=Ku；
（ 3 ）当 u=umax 时， 发生塌方，产生松驰荷载，
不安全。
隧道施工的基本原则和理念
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。 所谓内实外美：关键是内实，而内实的关键就是要做到 四密实，即：混凝土密实、喷混凝土密实、喷混凝土与围岩
密实、二次衬砌与初期支护密实。这牵涉到混凝土、喷混凝