隧道施工方法及其基本作業(yè)

（建筑工程管理）隧道施工

方法及其基本作業(yè)

2020年4月

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第10章隧道施工方法及其基本作業(yè)

10.1概述

10.1.1隧道工程特點(diǎn)

隧道施工過程通常包括：在地層中挖出土石，形成符合設(shè)計(jì)輪廓尺寸的坑道；進(jìn)行必要

的初期支護(hù)和砌筑最后的永久襯砌，以控制坑道圍巖變形，保證隧道長(zhǎng)期地安全使用。

在進(jìn)行隧道施工時(shí)，必須充分考慮隧道工程的特點(diǎn)，才能在保證隧道安全的條件下，快

速、

優(yōu)質(zhì)、低價(jià)地建成隧道建筑物。隧道工程的特點(diǎn)，可歸納如下：

(1)整個(gè)工程埋設(shè)于地下，因此工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件對(duì)隧道施工的成敗起著重要的、

甚至是決定性的作用。例如：當(dāng)年修建穿越阿爾卑斯山的圣哥達(dá)隧道時(shí)，由于遇到事先未料

到的高溫(41℃)和涌水(6601/min)，給施工帶來很多困難，最后延期二年才完成。因

此，不僅要在勘測(cè)階段做好詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查和勘探,盡可能準(zhǔn)確地掌握隧道工程范圍內(nèi)的巖

層性質(zhì)、巖體強(qiáng)度、完整程度、地應(yīng)力場(chǎng)、自穩(wěn)能力、地下水狀態(tài)、有害氣體和地溫狀況等

資料，并根據(jù)這些原始材料，初步選定合適的施工方法，確定相應(yīng)的施工措施和配套的施工

機(jī)具。而且，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和勘探手段的局限性，在施工中出現(xiàn)前所未料的情況仍

不可避免。因此，在長(zhǎng)大隧道的施工中，還應(yīng)采取試驗(yàn)導(dǎo)坑(如日本青函隧道)、水平超前

鉆孔、聲波探測(cè)、導(dǎo)坑領(lǐng)先等技術(shù)措施，進(jìn)一步查清掘進(jìn)前方的地質(zhì)條件，及時(shí)掌握變化的

情況。以便盡快地修改施工方法和技術(shù)措施。

(2)公路隧道是一個(gè)形狀扁平的建筑物，正常情況下只有進(jìn)、出口兩個(gè)工作面，相對(duì)

于橋梁、線路工程來說.隧道的施工速度比較慢，工期也比較長(zhǎng)，往往使一些長(zhǎng)大隧道成為

控制新建公路通車的關(guān)鍵工程。為此，需要附加地開挖豎井、斜井、橫洞等輔助工程來增加

工作面，加快隧道施工速度。此外，隧道斷面較小，工作場(chǎng)地狹長(zhǎng)，一些施工工序只能順序

作業(yè)，而另一些工序又可以沿隧道縱向展開，平行作業(yè)。因此，要求施工中加強(qiáng)管理、合理

組織、避免相互干擾。洞內(nèi)設(shè)備、管線路布置應(yīng)周密考慮，妥善安排。隧道施工機(jī)械應(yīng)當(dāng)結(jié)

構(gòu)緊湊，堅(jiān)固耐用。

(3)地下施工環(huán)境較差，甚至在施工中還可能使之惡化，例如爆破產(chǎn)生有害氣體等。

必須采取有效措施加以改善，如人工通風(fēng)、照明、防塵、消音、隔音、排水等，使施工場(chǎng)地

合符衛(wèi)生條件，并有足夠的照度，以保證施工人員的身體健康，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

(4)公路隧道大多穿越崇山峻嶺，因此施工工地一般都位于偏遠(yuǎn)的深山狹谷之中，往

往遠(yuǎn)離既有交通線，運(yùn)輸不便，供應(yīng)困難，這些也是規(guī)劃隧道工程時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮的問題之一。

(5)公路隧道埋設(shè)于地下，一旦建成就難以更改，所以，除了事先必須審慎規(guī)劃和設(shè)

計(jì)外，施工中還要做到不留后患。

當(dāng)然，隧道工程也有很多有利的方面，例如施工可以不受或少受晝夜更替、季節(jié)變換、

氣候變化等自然條件改變的影響，可以竟日終年、穩(wěn)定地安排施工。

10.1.2隧道施工應(yīng)遵循的基本精神和原則

以往，人們都認(rèn)為在地層中開挖坑道必然要引起圍巖坍塌掉落，開挖的斷面越大，坍塌

的范圍也越大。因此，傳統(tǒng)的隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法是將圍巖看成是必然要松弛塌落，而成為作

用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載。傳統(tǒng)的隧道施工方法則是將隧道斷面分成為若干小塊進(jìn)行開挖，隨

挖隨用鋼材或木材支撐，然后，從上到下，或從下到上砌筑剛性襯砌。這也是和當(dāng)時(shí)的機(jī)械

設(shè)備、建筑材料、技術(shù)水平相一致的。

近十幾年來，巖石錨桿、噴射混凝土的機(jī)械和巖石力學(xué)方面的進(jìn)展，人們對(duì)開挖隧道過

程中所出現(xiàn)的圍巖變形、松弛、崩塌等現(xiàn)象有了深入的認(rèn)識(shí)，為提出新的、經(jīng)濟(jì)的隧道施工

方法創(chuàng)造了條件。1963年，由奧地利學(xué)者L?臘布茲維奇教授命名為"新奧地利隧道施工法

(NewAstriaTunnellingMethod)",簡(jiǎn)稱"新奧法(NATM)"正式出臺(tái)。它是以控制

爆破或機(jī)械開挖為主要掘進(jìn)手段，以錨桿、噴射混凝土為主要支護(hù)方法，理論、量測(cè)和經(jīng)驗(yàn)

相結(jié)合的一種施工方法。同時(shí)又是一系列指導(dǎo)隧道設(shè)計(jì)和施工的原則，其中包括：

(1)因?yàn)閹r體是隧道結(jié)構(gòu)體系中的主要承載單元，所以在施工中必須充分保護(hù)巖體，

盡量減少對(duì)它的擾動(dòng)，避免過度破壞巖體的強(qiáng)度。為此，施工中斷面分塊不宜過多，開挖應(yīng)

當(dāng)采用光面爆破、預(yù)裂爆破或機(jī)械掘進(jìn)。

(2)為了充分發(fā)揮巖體的承載能力，應(yīng)允許并控制巖體的變形。一方面允許變形，使

圍巖中能形成承載環(huán)；另一方面又必須限制它，使巖體不致過度松弛而喪失或大大降低承載

能力。為此，在施工中應(yīng)采用能與圍巖密貼、及時(shí)砌筑又能隨時(shí)加強(qiáng)的柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，例如，

錨噴支護(hù)等。這樣，就能通過調(diào)整支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和參與工作的時(shí)間(包括底拱閉合

時(shí)間)來控制巖體的變形。

(3)為了改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性能，施工中應(yīng)盡快使之閉合，而成為封閉的筒形結(jié)構(gòu)。

另外，隧道斷面形狀要盡可能地圓順，以避免拐角處的應(yīng)力集中。

(4)在施工的各個(gè)階段，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)監(jiān)視，及時(shí)提出可靠的、數(shù)量足夠的量測(cè)信

息，如坑道周邊的位移或收斂、接觸應(yīng)力等。并及時(shí)反饋用來指導(dǎo)施工和修改設(shè)計(jì)。

(5)為了敷設(shè)防水層，或?yàn)榱顺惺苡捎阱^桿銹蝕，圍巖性質(zhì)惡化、流變、膨脹所引

起的后續(xù)荷載，采用復(fù)合式襯砌。

上述新奧法的基本原則可扼要的概括為："少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉"。

10.1.3隧道施工方法及其選擇

一個(gè)多世紀(jì)以來，世界各國(guó)的隧道工作者在實(shí)踐中已經(jīng)創(chuàng)造出能夠適應(yīng)各種圍巖的多種

隧道施工方法。習(xí)慣上將它們分成為：礦山法、掘進(jìn)機(jī)法、沉管法、頂進(jìn)法、明挖法等。

礦山法因最早應(yīng)用于礦石開采而得名，它包括上面已經(jīng)提到的傳統(tǒng)方法和新奧法。由于

在這種方法中，多數(shù)情況下都需要采用鉆眼爆破進(jìn)行開挖，故又稱為鉆爆法。有時(shí)候?yàn)榱藦?qiáng)

調(diào)新奧法與傳統(tǒng)礦山法的區(qū)別，而將新奧法從礦山法中分出另立系統(tǒng)。

掘進(jìn)機(jī)法包括隧道掘進(jìn)機(jī)(TunnelBoringMachine,簡(jiǎn)寫為T.B.M.)法和盾構(gòu)掘

進(jìn)機(jī)法。前者應(yīng)用于巖石地層，后者則主要應(yīng)用于土質(zhì)圍巖，尤其適用于軟土、流砂、淤泥

等特殊地層。

沉管法，…等則是用來修建水底隧道、地下鐵道、城市市政隧道等，以及埋深很淺的

山嶺隧道。

選擇施工方案時(shí)，要考慮的因素有如下幾方面：

A.工程的重要性。一般由工程的規(guī)模、使用上的特殊要求，以及工期的緩急體現(xiàn)出

來；

B.隧道所處的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；

c.施工技術(shù)條件和機(jī)械裝備狀況；

D.施工中動(dòng)力和原材料供應(yīng)情況；

E.工程投資與運(yùn)營(yíng)后的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益；

F.施工安全狀況，

G.有關(guān)污染、地面沉降等環(huán)境方面的要求和限制。

應(yīng)該看到隧道施工方法的選擇，是一項(xiàng)"模糊”的決策過程，它依賴于有關(guān)人員的學(xué)識(shí)、

經(jīng)驗(yàn)、毅力和創(chuàng)新精神。對(duì)于重要工程則需匯集專家們的意見，廣泛論證。必要時(shí)應(yīng)當(dāng)開挖

試驗(yàn)洞對(duì)理論方案進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證。

從目前我國(guó)公路隧道發(fā)展趨勢(shì)來看，在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，仍以采用新奧法為主，這

也符合世界潮流。所以，本書將著重論述新奧法施工中的有關(guān)問題，而概略地介紹傳統(tǒng)的礦

山法。其它方法一般不用于山嶺隧道，因此此處不作介紹，需要時(shí)可參考有關(guān)書籍。

10.2新奧地利隧道施工法

新奧法施工，按其開挖斷面的大小及位置，基本上又可分為：全斷面法、臺(tái)階法、分部

開挖法三大類及若干變化方案。

10.2.1全斷面法

按照隧道設(shè)計(jì)輪廓線一次爆破成型的施工方法叫全斷面法。它的施工順序是：

A.用鉆孔臺(tái)車，鉆眼，然后裝藥、聯(lián)接導(dǎo)火線；

B.退出鉆孔臺(tái)車，引爆炸藥，開挖出整個(gè)隧道斷面；

C.排除危石，安設(shè)拱部錨桿和噴第一層混凝土；

D.用裝硝機(jī)將石硝裝入出硝車，運(yùn)出洞外；

E.安設(shè)邊墻錨桿和噴混凝土；

F.必要時(shí)可噴拱部第二層混凝土和隧道底部混凝土；

G.開始下一輪循環(huán)；

H.在初期支護(hù)變形穩(wěn)定后，或按施工組織中規(guī)定日期灌注內(nèi)層襯砌。

全斷面法適用于W~VI類巖質(zhì)較完整的硬巖中。必須具備大型施工機(jī)械。隧道長(zhǎng)度或施

工區(qū)段長(zhǎng)度不宜太短，否則采用大型機(jī)械化施工的經(jīng)濟(jì)性差。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)長(zhǎng)度不應(yīng)小于

lkmo

根據(jù)圍巖穩(wěn)定程度亦可以不設(shè)錨桿或設(shè)短錨桿。也可先出硝,然后再施作初期支護(hù)，但

一般仍先施作拱部初期支護(hù)，以防止應(yīng)力集中而造成的圍巖松動(dòng)剝落。

全斷面法的優(yōu)點(diǎn)是：工序少，相互干擾少，便于組織施工和管理；工作空間大，便于組

織大型機(jī)械化施工，因此施工進(jìn)度高，目前我國(guó)公路隧道一般都能保持月進(jìn)成洞平均150m

左右，高者已接近300m/月。

采用全斷面法應(yīng)注意下列問題：摸清開挖面前方的地質(zhì)情況，隨時(shí)準(zhǔn)備好應(yīng)急措施（包

括改變施工方法等），以確保施工安全；各種施工機(jī)械設(shè)備務(wù)求配套，以充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備

的效率；加強(qiáng)各項(xiàng)輔助作業(yè)，尤其加強(qiáng)施工通風(fēng)，保證工作面有足夠新鮮空氣；加強(qiáng)對(duì)施工

人員的技術(shù)培訓(xùn)，實(shí)踐證明，施工人員對(duì)新奧法基本原理的了解程度和技術(shù)熟練狀況，直接

關(guān)系到施工的效果。

10.2.2臺(tái)階法

臺(tái)階法中包括長(zhǎng)臺(tái)階法、短臺(tái)階法和超短臺(tái)階法等三種，其劃分一般是根據(jù)臺(tái)階長(zhǎng)度來

決定的，如圖1021所示。至于施工中究竟應(yīng)采用何種臺(tái)階法，要根據(jù)以下兩個(gè)條件來決定：

A.初期支護(hù)形成閉合斷面的時(shí)間要求，圍巖越差，閉合時(shí)間要求越短；

B.上斷面施工所用的開挖、支護(hù)、出硝等機(jī)械設(shè)備對(duì)施工場(chǎng)地大小的要求。

(a)長(zhǎng)臺(tái)階法

(b)短臺(tái)階法

(C)超短臺(tái)階法

圖1021

在軟弱圍巖中應(yīng)以前一條件為主，兼顧后者，確保施工安全。在圍巖條件較好時(shí)，主

要考慮是如何更好的發(fā)揮機(jī)械效率，保證施工的經(jīng)濟(jì)性，故只要考慮后一條件?，F(xiàn)將各種

臺(tái)階法敘述如下：

(1)長(zhǎng)臺(tái)階法。這種方法是將斷面分成上半斷面和下半斷面兩部分進(jìn)行開挖，上、下

斷面相距較遠(yuǎn)，一段上臺(tái)階超前50m以上或大于5倍洞跨。施工時(shí)上下都可配屬同類機(jī)械進(jìn)

行平行作業(yè)，當(dāng)機(jī)械不足時(shí)也可用一套機(jī)械設(shè)備交替作業(yè)，即在上半斷面開挖一個(gè)進(jìn)尺，然

后再在下斷面開挖一個(gè)進(jìn)尺。當(dāng)隧道長(zhǎng)度較短時(shí)，亦可先將上半斷面全部挖通后，再進(jìn)行下

半斷面施工，即為半斷面法。

長(zhǎng)臺(tái)階法的作業(yè)順序?yàn)椋?/p>

1)對(duì)于上半斷面。用兩臂鉆孔臺(tái)車鉆眼、裝藥爆破，地層較軟時(shí)亦可用挖掘機(jī)開挖。

安設(shè)錨桿和鋼筋網(wǎng)，必要時(shí)加設(shè)鋼支撐、噴射混凝土。用鏟斗為1.6m3的推鏟機(jī)將石硝推

運(yùn)到臺(tái)階下，再由裝載機(jī)裝入車內(nèi)運(yùn)至洞外。根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)形成閉合斷面的時(shí)間要求，必要

時(shí)在開挖上半斷面后，可建筑臨時(shí)底拱，形成上半斷面的臨時(shí)閉合結(jié)構(gòu)，然后在開挖下半斷

時(shí)再將臨時(shí)底拱挖掉。但從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來看，最好不這樣做，而改用短臺(tái)階法。

2)對(duì)于下半斷面。用兩臂鉆孔臺(tái)車鉆眼、裝藥爆破。裝硝直接運(yùn)至洞外。安設(shè)邊墻錨

桿(必要時(shí))和噴混凝土。用反鏟挖掘機(jī)開挖水溝。噴底部混凝土。開挖下半斷面時(shí)，其炮

眼布置方式有兩種：平行隧道軸線的水平眼；由上臺(tái)階向下鉆進(jìn)的豎直眼，又稱插眼，如圖

10—2-2所示。前一種方式的炮眼主要布置在設(shè)計(jì)斷面輪廓線上，能有效地控制開挖斷面。

后一種方式的爆破效果較好，但爆破時(shí)石硝飛出較遠(yuǎn)，容易打壞機(jī)械設(shè)備。

圖1022

3)待初期支護(hù)的變形穩(wěn)定后，或根據(jù)施工組織所規(guī)定的日期敷設(shè)防水層(必要時(shí))和

建造內(nèi)層襯砌。

長(zhǎng)臺(tái)階法的縱向工序布置和機(jī)械配置如圖1023所示。

相對(duì)于全斷面法來說，長(zhǎng)臺(tái)階法一次開挖的斷面和高度都比較小，只需配備中型鉆孔臺(tái)

車即可施工，而且，對(duì)維持開挖面的穩(wěn)定也十分有利。所以，它的適用范圍較全斷面法廣泛，

凡是在全斷面法中開挖面不能自穩(wěn)，但圍巖堅(jiān)硬不用底拱封閉斷面的情況，都可采用長(zhǎng)臺(tái)階

法。

(2)短臺(tái)階法。這種方法也是分成上下兩個(gè)斷面進(jìn)行開挖，只是兩個(gè)斷面相距較近，

一般上臺(tái)階長(zhǎng)度小于5倍但大于1~1.5倍洞跨。上下斷面采用平行作業(yè)。

短臺(tái)階法的作業(yè)順序和長(zhǎng)臺(tái)階相同。

由于短臺(tái)階法可縮短支護(hù)結(jié)構(gòu)閉合的時(shí)間，改善初期支護(hù)的受力條件，有利于控制隧道

收斂速度和量值，所以適用范圍很廣，n~vi類圍巖都能采用，尤其適用于n、in類圍巖,

是新奧法施工中主要采用的方法之一。

短臺(tái)階法的缺點(diǎn)是上臺(tái)階出硝時(shí)對(duì)下半斷面施工的干擾較大，不能全部平行作業(yè)。為解

決這種干擾可采用長(zhǎng)皮帶機(jī)運(yùn)輸上臺(tái)階的石砧;或設(shè)置由上半斷面過渡到下半斷面的坡道，

將上臺(tái)階的石硝直接裝車運(yùn)出。過渡坡道的位置可設(shè)在中間，亦可交替他設(shè)在兩側(cè)。過渡坡

道法在斷面較大的三車道隧道中尤為適用。

采用短臺(tái)階法時(shí)應(yīng)注意下列問題：初期支護(hù)全斷面閉合要在距開挖面30m以內(nèi)，或距開

挖上半斷面開始的30天內(nèi)完成。初期支護(hù)變形、下沉顯著時(shí)，要提前閉合，要研究在保證施

工機(jī)械正常工作的前提下臺(tái)階的最小長(zhǎng)度。

（3）超短臺(tái)階法。這種方法也是分成上下兩部分，但上臺(tái)階僅超前3~5m,只能采用

交替作業(yè)。

超短臺(tái)階法施工作業(yè)順序?yàn)椋▓D1024）:

用一臺(tái)停在臺(tái)階下的長(zhǎng)臂挖掘機(jī)或單臂掘進(jìn)機(jī)開挖上半斷面至一個(gè)進(jìn)尺。安設(shè)拱部描

桿、鋼筋網(wǎng)或鋼支撐。噴拱部混凝土。用同一臺(tái)機(jī)械開挖下半斷面至一個(gè)進(jìn)尺。安設(shè)邊墻

錨桿、鋼筋網(wǎng)或接長(zhǎng)鋼支撐，噴邊墻混凝土（必要時(shí)加噴拱部混凝土）。開挖水溝、安設(shè)

底部鋼支撐，噴底拱混凝土。灌注內(nèi)層襯砌。

如無大型機(jī)械也可采用小型機(jī)具交替地在上下部進(jìn)行開挖，由于上半斷面施工作業(yè)場(chǎng)地

狹小，常常需要配置移動(dòng)式施工臺(tái)架，以解決上半斷面施工機(jī)具的布置問題。

由于超短臺(tái)階法初期支護(hù)全斷面閉合時(shí)間更短，更有利于控制圍巖變形。在城市隧道施

工中，能更有效地控制地表沉陷。所以，超短臺(tái)階法適用于膨脹性圍巖和土質(zhì)圍巖，要求及

早閉合斷面

的場(chǎng)合。當(dāng)然，也適用于機(jī)械化程度不高的各類圍巖地段。

超短臺(tái)階法的缺點(diǎn)是上下斷面相距較近，機(jī)械設(shè)備集中，作業(yè)時(shí)相互干擾較大，生產(chǎn)效

率較低，施工速度較慢。

采用超短臺(tái)階法施工時(shí)應(yīng)注意以下問題：在軟弱圍巖中施工時(shí)，應(yīng)特別注意開挖工作面

的穩(wěn)定性，必要時(shí)可采用輔助施工措施，如向圍巖中注漿或打入超前水平小鋼管，對(duì)開挖面

進(jìn)行預(yù)加固或預(yù)支護(hù)。

最后還應(yīng)指出，在所有臺(tái)階法施工中，開挖下半斷面時(shí)要求做到以下幾點(diǎn)：

1）下半斷面的開挖（又稱落底）應(yīng)在上半斷面初期支護(hù)基本穩(wěn)定后進(jìn)行，或采用其它

有效措施確保初期支護(hù)體系的穩(wěn)定性；采用單側(cè)落底或雙側(cè)交錯(cuò)落底，避免上部初期支護(hù)兩

側(cè)同時(shí)懸空；又如，視圍巖狀況嚴(yán)格控制落底長(zhǎng)度，一般采用3m,并不得大于6m。

2）下部邊墻開挖后必須立即噴射混凝土，并按規(guī)定做初期支護(hù)。

3）量測(cè)工作必須及時(shí)，以觀察拱頂、拱腳和邊墻中部位移值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)速率增大，應(yīng)立

即進(jìn)行底（仰）拱封閉，或縮短進(jìn)尺，加強(qiáng)支護(hù)，分割掌子面等。

10.2.3分部開挖法

分部開挖法可分為三種變化方案：臺(tái)階分部開挖法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，

見圖1025。

（1）臺(tái)階分部開挖法。又稱環(huán)形開挖留核心土法，一般將斷面分成為環(huán)形拱部（圖中

的1、2、3）、上部核心土（4）、下部臺(tái)階（5）等三部分。根據(jù)斷面的大小，環(huán)形拱部又

可分成幾塊交替開挖。環(huán)形開挖進(jìn)尺為0.5~1.0m,不宜過長(zhǎng)。上部核心土和下臺(tái)階的距離,

一般為1倍洞跨。

（a）臺(tái)階分步開挖法

（b）單側(cè)壁導(dǎo)坑法

（c）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

圖10.2.5

臺(tái)階分部開挖法的施工作業(yè)順序?yàn)椋?/p>

用人工或單臂掘進(jìn)機(jī)開挖環(huán)形拱部。架立鋼支撐、噴混凝土。在拱部初期支護(hù)保護(hù)下，

用挖掘機(jī)或單臂掘進(jìn)機(jī)開挖核心土和下臺(tái)階，隨時(shí)接長(zhǎng)鋼支撐和噴混凝土、封底。根據(jù)初期

支護(hù)變形情況或施工安排建造內(nèi)層襯砌。

單側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工作業(yè)順序?yàn)椋?/p>

1）開挖側(cè)壁導(dǎo)坑，并進(jìn)行初期支護(hù)（錨桿加鋼筋網(wǎng)、或錨桿加鋼支撐、或鋼支撐，噴

射混凝土），應(yīng)盡快使導(dǎo)坑的初期支護(hù)閉合；

2）開挖上臺(tái)階，進(jìn)行拱部初期支護(hù)，使其一側(cè)支承在導(dǎo)坑的初期支護(hù)上，另一側(cè)支承

在下臺(tái)階上；

3）開挖下臺(tái)階，進(jìn)行另一側(cè)邊墻的初期支護(hù)，并盡快建造底部初期支護(hù)，使全斷面

閉合；

4）拆除導(dǎo)坑臨空部分的初期支護(hù)；

5）建造內(nèi)層襯砌。

單側(cè)壁導(dǎo)坑法是將斷面橫向分成3塊或4塊，每步開挖的寬度較小，而且封閉型的導(dǎo)坑初

期支護(hù)承載能力大，所以，單側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于斷面跨度大，地表沉陷難于控制的軟弱松散

圍巖中。

（3）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，又稱眼鏡工法。當(dāng)隧道跨度很大，地表沉陷要求嚴(yán)格，圍巖條件

特別差，單側(cè)壁導(dǎo)坑法難以控制圍巖變形時(shí)，可采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明，雙側(cè)壁

導(dǎo)坑法所引起的地表沉陷僅為短臺(tái)階法的1/2左右。

這種方法一般是將斷面分成四塊：左、右側(cè)壁導(dǎo)坑（1）、上部核心土（2）、下臺(tái)階（3）。

導(dǎo)坑尺寸擬定的原則同前，但寬度不宜超過斷面最大跨度的1/3。左、右側(cè)導(dǎo)坑錯(cuò)開的距離,

應(yīng)根據(jù)開挖一側(cè)導(dǎo)坑所引起的圍巖應(yīng)力重分布的影響不致波及另一側(cè)已成導(dǎo)坑的原則確定。

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工作業(yè)順序?yàn)椋?/p>

10.2.4施工中可能發(fā)生的問題及其對(duì)策

新奧法施工的基本原則，是根據(jù)圍巖性質(zhì)允許產(chǎn)生適量的變形，但又不使圍巖松動(dòng)塌落。

在設(shè)計(jì)、施工過程中，若對(duì)圍巖性質(zhì)判斷不準(zhǔn)或情況不明，或噴射混凝土、打錨桿、立鋼支

撐時(shí)間和方法有誤，圍巖松動(dòng)就會(huì)超過預(yù)計(jì)。此時(shí)，應(yīng)根據(jù)觀察和量測(cè)結(jié)果找出原因，進(jìn)行

改正。但是，很多場(chǎng)合不能明確原因，因此只能針對(duì)所發(fā)生的現(xiàn)象采取措施。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),

將新奧法中經(jīng)常出現(xiàn)的一些異常現(xiàn)象及應(yīng)采取的措施列于表10.2.1中，其中A指進(jìn)行比較簡(jiǎn)

單的改變就可解決問題的措施，B指包括需要改變支護(hù)方法等比較大的變動(dòng)才能解決問題的

措施。當(dāng)然，表中只列出大致的對(duì)策標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)先用哪種措施，要視各個(gè)隧道的圍巖條件、施

工方法、變形狀態(tài)綜合判斷。

施工中的現(xiàn)象及其處理措施表1021

施工中的現(xiàn)象措施A措施B

正面變得不穩(wěn)定L縮短一次掘進(jìn)長(zhǎng)度。2.開挖時(shí)保留核心土。L縮小開挖斷面。2.在正面打錨桿。3.

開3.向正面噴射混凝土04.用插板或并排鋼管采取輔助施工措施對(duì)地層進(jìn)行預(yù)加固

挖打入地層進(jìn)行預(yù)支護(hù)

面開挖面頂部掉塊增L縮短開挖時(shí)間及提前噴射混凝土。2.采用1.加鋼支撐。2.預(yù)加固地層

及大插板或并排鋼管。3.縮短一次開挖長(zhǎng)度。4.

其開挖面暫時(shí)分部施工。

附開挖面出現(xiàn)涌水或1.加速混凝土硬化（增加速凝劑等）。2.噴1.采取排水方法（如排水鉆孔、井點(diǎn)降

近者涌水量增大射混凝土前作好排水。3.加掛網(wǎng)格密的鋼筋水……等）。2.預(yù)加固地層

網(wǎng)。4.設(shè)排水片。

地基承載力不足，下1.注意開挖，2.不3.要損壞地基圍巖。4.加厚1.增加錨桿。2.縮短臺(tái)階長(zhǎng)度，3.及早

沉增大底腳處噴混凝土,5.增加支撐面積。閉合支護(hù)環(huán)。4.用噴混凝土作臨時(shí)底

拱。5.預(yù)加固地層。

產(chǎn)生底鼓及早噴射底拱混凝土1.在底拱處打錨桿。2.縮短臺(tái)階長(zhǎng)度，

3.及早閉合支護(hù)環(huán)。

噴噴混凝土層脫離甚1.開挖后盡快噴射混凝土。2.加鋼筋網(wǎng)。3.打錨桿或增加錨桿

混至塌落解除涌水壓力。4.加厚噴層。

凝噴混凝土層中應(yīng)力1.加鋼筋網(wǎng)。2.在噴混凝土層中增設(shè)縱向伸1.增加錨桿（用比原來長(zhǎng)的錨桿）。2.

±增大，產(chǎn)生裂槽和剪縮縫。加入鋼支撐。

切破壞。

錨錨桿軸力增大，墊板L增強(qiáng)錨桿（加長(zhǎng)）。2.采用承載力大

桿松弛或錨桿斷裂。的錨桿。3.為增大錨桿的變形能力,4.

在墊錨板間加入彈簧等。

鋼支撐中應(yīng)力增大，松開接頭處螺栓，鑿開噴混凝土層，使之可1.增強(qiáng)錨桿。2.采用可伸縮的鋼支撐，

鋼產(chǎn)生屈服自由伸縮。3.在噴混凝土層中設(shè)縱向伸縮縫。

支凈空位移增大，位移L縮短從開挖到支護(hù)的時(shí)間。2提前打錨桿。L增強(qiáng)錨桿。2.縮短臺(tái)階長(zhǎng)度，3提前

撐速度變快。3.縮短臺(tái)階、底拱一次開挖的長(zhǎng)度。4.當(dāng)噴閉合支護(hù)環(huán)。4.在錨桿墊板間夾入彈簧

混凝土開裂時(shí)，5.設(shè)縱向伸縮縫。墊圈等。5.采用超短臺(tái)階法，6.或在上

半端面建造臨時(shí)底拱。

10.3傳統(tǒng)的礦山法

在傳統(tǒng)的礦山法中，歷史上形成的變化方案很多，其中也包括：全斷面法、臺(tái)階法、側(cè)

壁導(dǎo)坑法、…等。它與新奧法的根本區(qū)別，除了施工原理不同外，在具體作業(yè)上還有：傳統(tǒng)

的礦山法中不強(qiáng)調(diào)采用錨噴支護(hù)，而大量采用鋼、木支撐；不強(qiáng)調(diào)要及早閉合支護(hù)環(huán)；很少

采用復(fù)合式襯砌，而是大量采用剛度較大的單層襯砌；不進(jìn)行施工量測(cè)等。近年來，由于施

工機(jī)械的發(fā)展，以及傳統(tǒng)礦山法明顯的不符合巖石力學(xué)的基本原理和不經(jīng)濟(jì)，已逐漸由新奧

法所取代。只有在一些缺少大型機(jī)械的中、短隧道中，或不熟悉新奧法的施工單位還采用傳

統(tǒng)的礦山法。本書只簡(jiǎn)單地?cái)⑹鲆弧⒍N典型的，并具有中國(guó)特色的，現(xiàn)在仍可能采用的傳

統(tǒng)礦山法。

10.3.1漏斗棚架法

全名叫下導(dǎo)坑漏斗棚架法，亦稱下導(dǎo)坑先墻后拱法。它是硬巖層中修筑隧道的一種基本

的傳統(tǒng)方法，也是我國(guó)八十年代前修筑公路、鐵路隧道采用得最廣泛的方法之一。

此法的基本施工程序（圖1031）是：首先開挖下導(dǎo)坑①，在下導(dǎo)坑開挖面后約30~50m

處，開始架設(shè)"漏斗棚架"，然后在漏斗棚架上方開挖②、③部（"挑頂"）和④部（"擴(kuò)

大"）。它們的間距以互不干擾為原則，一般可采用15~20m。挑頂和擴(kuò)大爆下的石硝直接

堆放在棚架上，并通過漏斗口向下裝入礦車內(nèi)運(yùn)出洞外。石硝裝完后即可拆除棚架，開挖⑤

（"刷幫"）和⑥邊墻、水溝。此時(shí)整個(gè)隧道開挖完畢。在一定的安全距離（10~20m）外

灌注邊墻VII和拱圈VDI混凝土。最后鋪底砌水溝。

圖10.3.1

下導(dǎo)坑的形狀一般為梯形，堅(jiān)硬圍巖中也可用矩形。其寬度2.8~3Q（鋪單運(yùn)輸線），

或3.8~4.4m（鋪雙運(yùn)輸線），高度視裝硝機(jī)裝載高度而定，一般約2.8~3.0m,見圖10.3.2。

在中長(zhǎng)隧道中為運(yùn)輸暢通多采用雙線導(dǎo)坑。

圖10.3.2

漏斗棚架的結(jié)構(gòu)構(gòu)造如圖10.3.3所示。

采用漏斗棚架法施工時(shí)應(yīng)注意如下問題：下導(dǎo)坑開挖是領(lǐng)先工序，它的開挖速度直接影

響整個(gè)隧道的施工進(jìn)度，因此，要千方百計(jì)予以保證；漏斗棚架是卸、裝硝的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，必

須具有足夠的強(qiáng)度和剛度以承受爆破時(shí)石硝的沖擊作用；挑頂時(shí)如發(fā)現(xiàn)拱頂有坍塌的預(yù)兆，

應(yīng)立即用圓木支頂住。

漏斗棚架法施工的優(yōu)點(diǎn)：便于人力、小型機(jī)具開挖；挑頂、擴(kuò)大的石硝通過漏斗棚架裝

車，效率高，節(jié)省人力和機(jī)械；工作面多，可以安排較多的人力和機(jī)具，進(jìn)行平行作業(yè)，加

快施工進(jìn)度。

漏斗棚架法的缺點(diǎn)：設(shè)置棚架需消耗大量木材和鋼材；斷面分塊多，對(duì)圍巖擾動(dòng)大，而

且拱頂圍巖暴露過長(zhǎng)，所以，只適用于W~VI類圍巖；工作面多雖可平行作業(yè)，但相互干擾

大，尤其刷幫開挖容易損壞風(fēng)、水管、電力線和堵塞運(yùn)輸。

圖10.3.3

10.3.2上下導(dǎo)坑先拱后墻法

上下導(dǎo)坑先拱后墻法，又稱拱圈支承法，是軟地層中修筑隧道的一種基本的傳統(tǒng)方法，

也是我國(guó)以往修筑隧道采用得最廣泛的方法之一。

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圖10.3.4

此法的基本施工程序（圖10.3.4）是：首先開挖下導(dǎo)坑①，并盡快架設(shè)木支撐。在下導(dǎo)

坑開挖面后約30~50rn處開挖上導(dǎo)坑②和架設(shè)木支撐。上、下導(dǎo)坑間開挖漏斗（如圖中虛線

所示），以便于上斷面出硝。距上導(dǎo)坑15~2。米，進(jìn)行上導(dǎo)坑落底開挖③。然后由上導(dǎo)坑向

兩側(cè)開挖④（"擴(kuò)大"），邊開挖邊架設(shè)扇形支撐。在扇形支撐之間立拱架模板，灌注拱圈

混凝土V,邊灌注邊頂替、拆除扇形支撐。開挖中層⑥（"落底"）。左右錯(cuò)開，縱向跳躍

開挖馬口⑦、⑨，每個(gè)馬口的縱向長(zhǎng)度一般取拱圈灌注節(jié)長(zhǎng)的一半。緊跟馬口開挖后，立即

架設(shè)邊墻模板，由下而上灌注邊墻混凝土VIII、X。挖水溝、鋪底。

采用上下導(dǎo)坑先拱后墻法施工時(shí)應(yīng)注意下列問題：開挖馬口時(shí)要絕對(duì)避免拱圈兩側(cè)拱腳

同時(shí)懸空；邊墻灌注到頂部時(shí)要仔細(xì)地做到與拱腳的聯(lián)接，保證襯砌的整體性。

和漏斗棚架法比起來，它有如下優(yōu)點(diǎn)，拱部圍巖暴露時(shí)間短，開挖馬口、灌注邊墻都是

在拱圈保護(hù)下進(jìn)行的，因此，施工安全，能適用于較軟弱的口、in類圍巖。其缺點(diǎn)是襯砌整

體性差，開挖兩個(gè)導(dǎo)坑成本高、速度慢。

10.4不良地質(zhì)條件下隧道施工

10.4.1概述

在修建隧道中，常遇到一些不利于施工的特殊地質(zhì)地段。如膨脹土圍巖、黃土、溶洞、

斷層、松散地層、流沙、巖爆等。在開挖、支護(hù)和襯砌過程中，由于各種因素的影響都可能

發(fā)生土石坍塌，坑道支撐變形，襯砌結(jié)構(gòu)斷裂，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度、安全和質(zhì)量。隧道穿越

含有瓦斯的地層，更嚴(yán)重地威脅著施工安全。

隧道通過特殊地質(zhì)地段施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

A.施工前應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)所提供的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料進(jìn)行詳細(xì)分析了解，深入細(xì)致地

作施工調(diào)查，制訂相應(yīng)的施工方案和措施，備足有關(guān)機(jī)具及材料，認(rèn)真編制和實(shí)施施工組織

設(shè)計(jì)，使工程達(dá)到安全、優(yōu)質(zhì)、高效的目的。反之，即便地質(zhì)并非不良，也會(huì)因準(zhǔn)備不足，

施工方法不當(dāng)或措施不力導(dǎo)致施工事故，延誤施工進(jìn)度。

B.特殊地質(zhì)地段隧道施工，以"先治水、短開挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早襯砌、勤檢查、

穩(wěn)步前進(jìn)"為指導(dǎo)原則。在選擇和確定施工方案時(shí)，應(yīng)以安全為前提，綜合考慮隧道工程地

質(zhì)及水文地質(zhì)條件、斷面型式、尺寸、埋置深度、施工機(jī)械裝備、工期和經(jīng)濟(jì)的可行性等因

素而定。同時(shí)應(yīng)考慮圍巖變化時(shí)施工方法的適應(yīng)性及其變更的可能性，以免造成工程失誤和

增加投資。

C.隧道開挖方式，無論是采用鉆爆開挖法、機(jī)械開挖法，還是采用人工和機(jī)械混合開

挖法，應(yīng)視地質(zhì)、環(huán)境、安全等條件來確定。如用鉆爆法施工時(shí)，光面爆破和預(yù)裂爆破技術(shù)，

既能使開挖輪廓線符合設(shè)計(jì)要求，又能減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)破壞。爆破應(yīng)嚴(yán)格按照鉆爆設(shè)計(jì)進(jìn)

行施工，如遇地質(zhì)變化應(yīng)及時(shí)修改完善設(shè)計(jì)。

D.隧道通過自穩(wěn)時(shí)間短的軟弱破碎巖體、淺埋軟巖和嚴(yán)重偏壓、巖溶流泥地段、砂層、

砂卵（礫）石層、斷層破碎帶以及大面積淋水或涌水地段時(shí)，為保證洞體穩(wěn)定可采用超前錨

桿、超前小鋼管、管棚、地表預(yù)加固地層和圍巖預(yù)注漿等輔助施工措施，對(duì)地層進(jìn)行預(yù)加固、

超前支護(hù)或止水。

E.為了掌握施工中圍巖和支護(hù)的力學(xué)動(dòng)態(tài)及穩(wěn)定程度，以及確定施工工序，保證施工

安全，應(yīng)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，充分利用監(jiān)控量測(cè)指導(dǎo)施工。對(duì)軟巖淺埋隧道須進(jìn)行地表下沉

觀測(cè)，這對(duì)及時(shí)預(yù)報(bào)洞體穩(wěn)定狀態(tài)，修正施工方案都十分重要。

F.穿過未膠結(jié)松散地層和嚴(yán)寒地區(qū)的凍脹地層等，施工時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的措施外，均可

采用錨噴支護(hù)施工。爆破后如開挖工作面有坍塌可能時(shí)，應(yīng)在清除危石后及時(shí)噴射混凝土護(hù)

面。如圍巖自穩(wěn)性很差，開挖難以成形，可沿設(shè)計(jì)開挖輪廓線預(yù)打設(shè)超前錨桿。錨噴支護(hù)后

仍不能提供足夠的支護(hù)能力時(shí)，應(yīng)及早裝設(shè)鋼架支撐加強(qiáng)支護(hù)。

G.當(dāng)采用構(gòu)件支撐作臨時(shí)支護(hù)時(shí)，支撐要有足夠的強(qiáng)度和剛度，能承受開挖后的圍巖

壓力。圍巖出現(xiàn)底部壓力，產(chǎn)生底膨現(xiàn)象或可能產(chǎn)生沉陷時(shí)應(yīng)加設(shè)底梁。當(dāng)圍巖極為松軟破

碎時(shí)，應(yīng)采用先護(hù)后挖，暴露面應(yīng)用支撐封閉嚴(yán)密。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，可結(jié)合管棚或超前錨桿

等支護(hù)，形成聯(lián)合支撐。支撐作業(yè)應(yīng)迅速、及時(shí)，以充分發(fā)揮構(gòu)件支撐的作用。

H.圍巖壓力過大，支撐受力下沉侵入襯砌設(shè)計(jì)斷面，必須挑頂（即將隧道頂部提高）

時(shí)，其處理方法是：拱部擴(kuò)挖前發(fā)現(xiàn)頂部下沉，應(yīng)先挑頂后擴(kuò)挖。當(dāng)擴(kuò)挖后發(fā)現(xiàn)頂部下沉，

應(yīng)立好拱架和模板先灌筑滿足設(shè)計(jì)斷面部分的拱圈，俟混凝土達(dá)到所需強(qiáng)度并加強(qiáng)拱架支撐

后，再行挑頂灌筑其余部分。挑頂作業(yè)宜先護(hù)后挖。

I.對(duì)于極松散的未固結(jié)圍巖和自穩(wěn)性極差的圍巖，當(dāng)采用先護(hù)后挖法仍不能開挖成形

時(shí)，宜采用壓注水泥砂漿或化學(xué)漿液的方法，以固結(jié)圍巖，提高其自穩(wěn)性。

J,特殊地質(zhì)地段隧道襯砌，為防止圍巖松弛，地壓力作用在襯砌結(jié)構(gòu)上，致使襯砌出

現(xiàn)開裂、下沉等不良現(xiàn)象。因此，采用模筑襯砌施工時(shí)，除遵守隧道施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)

定施工外，還應(yīng)注意：當(dāng)拱腳、墻基松軟時(shí)，灌筑混凝土前應(yīng)采取措施加固基底。襯砌混凝

土應(yīng)采用高標(biāo)號(hào)或早強(qiáng)水泥，提高混凝土等級(jí)，或采用摻速凝劑、早強(qiáng)劑等措施，提高襯砌

的早期承載能力。仰拱施工，應(yīng)在邊墻完成后抓緊進(jìn)行，或根據(jù)需要在初期支護(hù)完成后立即

施作仰拱，使襯砌結(jié)構(gòu)盡早封閉，構(gòu)成環(huán)形改善受力狀態(tài)，以確保襯砌結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定堅(jiān)固。

10.4.2膨脹土圍巖

膨脹土系指土中粘土礦物成分主要由親水性礦物組成，同時(shí)具有吸水顯著膨脹軟化和失

水收縮硬裂兩種特性，且具有濕脹干縮往復(fù)變形的高塑性粘性土。決定膨脹性的親水礦物主

要是蒙脫石粘土礦物。

（1）膨脹土圍巖的特性

穿過膨脹土地層的隧道，常?？梢砸姷介_挖后不久圍巖因開挖而產(chǎn)生變形，或者因浸水

而膨脹，或因風(fēng)化而開裂等現(xiàn)象。使坑道的頂部及兩側(cè)向內(nèi)擠入，底部膨起，隨著時(shí)間的增

長(zhǎng)導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)，支撐、襯砌變形和破壞。這些現(xiàn)象說明膨脹土圍巖性質(zhì)是極其復(fù)雜的。它

與一般土質(zhì)的圍巖性質(zhì)有著根本的區(qū)別。

膨脹土圍巖的基本特性，主要有以下三方面：

1）膨脹土圍巖大多具有原始地層的超固結(jié)特性，使土體中儲(chǔ)存有較高的初始應(yīng)力。當(dāng)

隧道開挖后，引起圍巖應(yīng)力釋放，強(qiáng)度降低，產(chǎn)生卸荷膨脹。因此，膨脹土圍巖常常具有明

顯的塑性流變特性，開挖后將產(chǎn)生較大的塑性變形。

2）膨脹土中有各種形態(tài)發(fā)育的裂隙，形成土體的多裂隙性。膨脹土圍巖實(shí)際上是土塊

與各種裂隙和結(jié)構(gòu)面相互組合形成的膨脹土體。由于膨脹土體在天然原始狀態(tài)下具有高強(qiáng)度

特性，隧道開挖后洞壁土體失去邊界支撐而產(chǎn)生脹縮，同時(shí)因風(fēng)干脫水使原生隱裂隙張弛，

使圍巖強(qiáng)度急劇衰減。因此，隧道施工開挖過程中，常有初期圍巖變形大，發(fā)展速度快等現(xiàn)

象。

3）膨脹土圍巖因吸水而膨脹，失水而收縮，土體中干濕循環(huán)產(chǎn)生脹縮效應(yīng)。一是使主

體結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度衰減或喪失，圍巖壓力增大。二是造成圍巖應(yīng)力變化，無論膨脹壓力或收

縮壓力，都將破壞圍巖的穩(wěn)定性，特別是膨脹壓力將對(duì)增大圍巖壓力起疊加作用。

（2）膨脹土圍巖對(duì)隧道施工的危害

由于膨脹土圍巖具有上述基本特征，施工中常見下列幾種情況，簡(jiǎn)述如下：

1）圍巖裂縫：隧道開挖后，由于開挖面上主體原始應(yīng)力釋放產(chǎn)生脹裂；另外，因?yàn)楸?/p>

層土體風(fēng)干而脫水，產(chǎn)生收縮裂縫。同時(shí)，兩種因素都可以使土中原生隱裂隙張開擴(kuò)大。沿

圍巖周邊產(chǎn)生裂縫，尤其在拱部圍巖容易產(chǎn)生張拉裂縫與上述裂縫貫通，形成局部變形區(qū)。

2）坑道下沉：由于坑道下部膨脹土體的承載力較低，加之上部圍巖壓力過大，而產(chǎn)生

坑道下沉變形?？拥赖南鲁?，往往造成支撐變形、失效，進(jìn)而引起主體坍塌等現(xiàn)象。

3）圍巖膨脹突出和坍塌：膨脹土開挖過程中或開挖后。圍巖產(chǎn)生膨脹土變形，周邊土

體向洞內(nèi)膨脹突出，開挖斷面縮小。在土體喪失支撐或支撐力不夠的狀態(tài)下，由于圍巖壓力

和膨脹壓力的綜合作用，使土體產(chǎn)生局部破壞，由裂縫發(fā)展到出現(xiàn)溜塌，然后逐漸牽引周圍

土體連續(xù)破壞，形成坍塌。

4）底膨：隧道底部開挖后，洞底圍巖的上部壓力解除，又無支護(hù)體約束的條件下，由

于應(yīng)力釋放，洞底圍巖產(chǎn)生卸荷膨脹；加之坑道積水，使洞底圍巖產(chǎn)生浸水膨脹。因而造成

洞底圍巖膨出變形。

5）襯砌變形和破壞：在先拱后墻法施工中，拱部襯砌完成后至開挖馬口的這段時(shí)間，

由于圍巖和膨脹壓力，常常產(chǎn)生拱腳內(nèi)移，同時(shí)發(fā)生不均勻下沉，拱腳支撐受力大，發(fā)生扭

曲、變形或折斷。拱頂受擠壓下沉，也有向上凸起。拱頂外緣經(jīng)常出現(xiàn)縱向貫通拉裂縫，而

拱頂內(nèi)緣出現(xiàn)擠裂、脫皮、掉塊現(xiàn)象。在拱腰部位出現(xiàn)縱向裂縫，這些裂縫有時(shí)可發(fā)展到張

開、錯(cuò)臺(tái)。當(dāng)采用直墻時(shí)，邊墻常受膨脹側(cè)壓而開裂，甚至張開、錯(cuò)臺(tái)，少數(shù)曲墻也有出現(xiàn)

水平裂縫的情況。當(dāng)?shù)撞课醋鲅龉盎騼H做一般鋪底時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)底部膨起，鋪底被破壞。

（3）膨脹土圍巖的隧道施工要點(diǎn)

1）加強(qiáng)調(diào)查、量測(cè)圍巖的壓力和流變

在膨脹土地層中開挖隧道，除了認(rèn)真實(shí)施設(shè)計(jì)文件所提出的技術(shù)要求外，在施工過程中

應(yīng)對(duì)圍巖壓力及其流變情況進(jìn)行充分的調(diào)查和量測(cè)，分析其變化規(guī)律。對(duì)地下水亦應(yīng)探明分

布范圍及規(guī)律，了解水對(duì)施工的影響程度，以便根據(jù)圍巖動(dòng)態(tài)采取相應(yīng)的施工措施。如原設(shè)

計(jì)難以適應(yīng)圍巖動(dòng)態(tài)情況，也可據(jù)此作適當(dāng)修正。

2）合理選擇施工方法

膨脹土隧道圍巖壓力的施工效應(yīng)，是導(dǎo)致隧道變形病害的主要原因。采用合理的施工方

法，對(duì)隧道的穩(wěn)定性有著十分重要的作用。因此，在施工中應(yīng)以盡量減少對(duì)圍巖產(chǎn)生擾動(dòng)和

防止水的浸濕為原則，所以宜采用無爆破掘進(jìn)法。如采用掘進(jìn)機(jī)、風(fēng)鎬、液壓鎬等開挖。在

開挖過程中盡可能縮短圍巖暴露時(shí)間，并及時(shí)襯砌，以盡快恢復(fù)洞壁因土體開挖而解除的部

分圍巖應(yīng)力，減少圍巖膨脹變形。開挖方法宜不分部或少分部，多采用正臺(tái)階法、側(cè)壁導(dǎo)坑

法和"眼鏡法"。正臺(tái)階法適用于跨度小的隧道，它分部少相互干擾小，且能較早地使支護(hù)

（襯砌）閉合。側(cè)壁導(dǎo)坑法和"眼鏡法”較適用于跨度較大的隧道，它具有防止上半斷面支

護(hù)（襯砌）下沉的優(yōu)點(diǎn)，但全斷面閉合時(shí)間較遲，必須注意防止邊墻混凝土受壓向隧道內(nèi)擠。

3）防止圍巖濕度變化

隧道開挖后，膨脹土圍巖風(fēng)干脫水或浸水，都將引起圍巖體積變化，產(chǎn)生脹縮效應(yīng)。因

此，隧道開挖后及時(shí)噴射混凝土，封閉和支護(hù)圍巖。在有地下水滲流的隧道，應(yīng)采取切斷水

源并加強(qiáng)洞壁與坑道防、排水措施，防止施工積水對(duì)圍巖的浸濕等。如局部滲流，可采用注

漿堵水阻止地下水進(jìn)入坑道或浸濕圍巖。

4）合理進(jìn)行圍巖支護(hù)

膨脹土圍巖支護(hù)必須適應(yīng)圍巖的膨脹特性。在施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

A.噴錨支護(hù)，穩(wěn)定圍巖。噴錨支護(hù)作為開挖膨脹土圍巖的施工支護(hù)，可以加強(qiáng)圍巖的

自承能力，允許有一定的變形而又不失穩(wěn)。采用噴錨支護(hù)，應(yīng)緊跟開挖，必要時(shí)在噴射混凝

土的同時(shí)采用鋼筋網(wǎng)。也可采用鋼纖維混凝土提高噴層的抗拉和抗剪能力。當(dāng)膨脹壓力很大

時(shí)，可用錨噴及鋼架或格柵聯(lián)合支護(hù)，在隧道底部打設(shè)錨桿，也可以在隧道頂部打入超前錨

桿或小導(dǎo)管支護(hù)。膨脹土圍巖隧道的支護(hù)，盡可能使其在開挖面周壁上迅速閉合。如果是臺(tái)

階開挖，可在上半部開挖后盡快作出半部閉合，使圍巖盡早受到約束?？傊?，不論采用哪一

種類型的支護(hù)，都必須根據(jù)工程實(shí)際情況及圍巖變形狀態(tài)而定。

B.襯砌結(jié)構(gòu)及早閉合。膨脹土圍巖隧道開挖后，圍巖向內(nèi)擠壓變形一般是在四周同時(shí)

發(fā)生，所以施工時(shí)要求隧道襯砌及早封閉。從理論上講，拱部、邊墻及仰拱宜整體完成，襯

砌受力條件最好。但受施工條件的限制往往難以實(shí)現(xiàn)。因此，在灌筑拱圈部分時(shí)，應(yīng)在上臺(tái)

階的底部先設(shè)置臨時(shí)混凝土仰拱或噴射混凝土作I缶時(shí)仰拱，以使拱圈在邊墻、仰拱未完成前，

自身形成臨時(shí)封閉結(jié)構(gòu)。然后當(dāng)進(jìn)行下部臺(tái)階施工時(shí)，再拆除臨時(shí)仰拱，并盡快灌筑永久性

仰拱。

10.4.3黃土

黃土是在干燥氣候條件下形成的一種具有褐黃、灰黃或黃褐等顏色，并有針狀大孔、垂

直節(jié)理發(fā)育的特殊性土。黃土在我國(guó)分布較廣。黃河中游的河南西部、山西南部、陜西和甘

肅的大部分地區(qū)為我國(guó)黃土和濕陷性黃土的主要分布區(qū)。這些地區(qū)的黃土分布厚度大、地層

全而連續(xù)，發(fā)育亦較典型。

（1）黃土對(duì)隧道施工的影響

1）黃土節(jié)理：在紅棕色或深褐色的古土壤黃土層，常具有各方向的構(gòu)造節(jié)理，有的原

生節(jié)理呈X型，成對(duì)出現(xiàn)，并有一定延續(xù)性。在隧道開挖時(shí)，土體容易順著節(jié)理張松或剪斷。

如果這種地層位于坑道頂部，則極易產(chǎn)生"塌頂"。如果位于側(cè)壁，則普遍出現(xiàn)側(cè)壁掉土，

若施工時(shí)處理不當(dāng)，常會(huì)引起較大的坍塌。

2）黃土沖溝地段：隧道在黃土沖溝或塘邊地段施工時(shí)，當(dāng)隧道在較長(zhǎng)的范圍內(nèi)沿著沖

溝或嫄邊平行走向，而覆蓋較薄或偏壓很大的情況下，容易發(fā)生較大的坍塌或滑坡現(xiàn)象。

3）黃土溶洞與陷穴：黃土溶洞與陷穴，是黃土地區(qū)經(jīng)常見到的不良地質(zhì)現(xiàn)象，隧道若

修建在其上方，則有基礎(chǔ)下沉的危害。隧道若修建在其下方，常有發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU(xiǎn)。隧道若

修建在其鄰側(cè)，則有可能承受偏壓。

4）水對(duì)黃土隧道施工的影響；在含有地下水的黃土層中修建隧道，由于黃土在干燥時(shí)

很堅(jiān)固，承壓力也較高，施工可順利進(jìn)行。當(dāng)其受水浸濕后，呈不同程度的濕陷后，會(huì)突然

發(fā)生下沉現(xiàn)象，使開挖后的圍巖迅速喪失自穩(wěn)能力，如果支護(hù)措施滿足不了變化后的情況，

極容易造成坍塌。

施工中洞內(nèi)排水不良，洞內(nèi)道路會(huì)形成泥濘難行，不論是無軌還是有軌運(yùn)輸都會(huì)給道路

的維護(hù)、機(jī)械的使用與保養(yǎng)、隧道的鋪底或仰拱施工作業(yè)等方面帶來很大的困難。

（2）黃土隧道的施工方法

1）黃土隧道施工，應(yīng)做好黃土中構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀與分布狀況的調(diào)查。對(duì)因構(gòu)造節(jié)理切

割而形成的不穩(wěn)定部位，在施工時(shí)加強(qiáng)支護(hù)措施，防止坍塌，以策安全施工。

2）施工中應(yīng)遵循"短開挖、少擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)、實(shí)回填、嚴(yán)治水、勤量測(cè)"的施工原則，

緊湊施工工序，精心組織施工。

3）開挖方法直采用短臺(tái)階法或分部開挖法（留核心法），初期支護(hù)應(yīng)緊跟開挖面施作。

4）黃土圍巖開挖后暴露時(shí)間過長(zhǎng)，圍巖周壁風(fēng)化至內(nèi)部，圍巖體松弛加快，進(jìn)而發(fā)生

坍方。因此，宜采用復(fù)合式襯砌，開挖后以噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼支撐作初期支護(hù)，

以形成嚴(yán)密的支護(hù)體系。必要時(shí)可采用超前錨桿、管棚支撐加固圍巖。在初期支護(hù)基本穩(wěn)定

后，進(jìn)行永久支護(hù)襯砌。襯砌背后回填要密實(shí)，尤其是拱頂回填。

5）做好洞頂、洞門及洞口的防排水系統(tǒng)工程，并妥善處理好陷穴、裂縫，以免地面積

水浸蝕洞體周圍，造成土體坍塌。在含有地下水的黃土層中施工時(shí)，洞內(nèi)應(yīng)施作良好的排水

設(shè)施。水量較大時(shí)，應(yīng)采用井點(diǎn)降水等法將地下水位降至隧道襯砌底部以下，以改善施工條

件加快施工速度。在干燥無水的黃土層中施工，應(yīng)管理好施工用水，不使廢水漫流。

（3）黃土隧道施工的注意事項(xiàng)

1）施工中如發(fā)現(xiàn)工作面有失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)用噴射混凝土封閉、加設(shè)錨桿、架立鋼支

撐等加強(qiáng)支護(hù)。

試驗(yàn)表明，在黃土隧道中噴射混凝土和砂漿錨桿作為施工臨時(shí)支護(hù)效果良好。

2）施工時(shí)特別注意拱腳與墻腳處斷面，如超挖過大，應(yīng)用漿砌片石回填。如發(fā)現(xiàn)該處

主體承載力不夠，應(yīng)立即采取相應(yīng)措施進(jìn)行加固。

3）黃土隧道施工，宜先作仰拱，如果不能先作仰拱時(shí)，可在開挖與灌筑仰拱前，為防

止邊墻向內(nèi)位移，應(yīng)加設(shè)橫撐。

4）施工中如發(fā)現(xiàn)不安全因素時(shí)，應(yīng)暫停開挖，加強(qiáng)臨時(shí)支護(hù)，以便采取適應(yīng)性的工序

安排。

10.4.4溶洞

溶洞是以巖溶水的溶蝕作用為主，間有潛蝕和機(jī)械塌陷作用而造成的基本水平方向延伸

的通道。溶洞是巖溶現(xiàn)象的一種。

巖溶是指可溶性巖層，如石灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、石膏、巖鹽等，受水的化學(xué)和

機(jī)械作用產(chǎn)生溝槽、裂縫和空洞以及由于空洞的頂部塌落使地表產(chǎn)生陷穴、洼地等類現(xiàn)象和

作用。我國(guó)石灰?guī)r分布極廣，常會(huì)遇到溶洞。因此，在這些地區(qū)修建隧道，必須予以注意。

（1）溶洞的類型及對(duì)隧道施工的影響

溶洞一般有死、活、干、濕、大、小幾種。死、干、小的溶洞比較容易處理，而活、濕、

大的溶洞，處理方法則較為復(fù)雜。

當(dāng)隧道穿過可溶性巖層時(shí)，有的溶洞巖質(zhì)破碎，容易發(fā)生坍塌。有的溶洞位于隧道底部,

充填物松軟且深，使隧道基底難于處理。有時(shí)遇到填滿飽含水份的充填物溶槽，當(dāng)坑道掘進(jìn)

至其邊緣時(shí)，含水充填物不斷涌入坑道，難以遏止，甚至使地表開裂下沉，山體壓力劇增。

有時(shí)遇到大的水囊或暗河，巖溶水或泥砂夾水大量涌入隧道。有的溶洞、暗河迂回交錯(cuò)、分

支錯(cuò)綜復(fù)雜、范圍寬廣，處理十分困難。

（2）隧道遇到溶洞的處理措施

1）隧道通過巖溶區(qū)，應(yīng)查明溶洞分布范圍和類型，巖層的完整穩(wěn)定程度、填充物和地

下水情況，據(jù)以確定施工方法。對(duì)尚在發(fā)育或穿越暗河水囊等地質(zhì)條件復(fù)雜的巖溶區(qū)，應(yīng)查

明情況審慎選定施工方案。對(duì)有可能發(fā)生突然大量涌水、流石流泥、崩坍落石等，必須事先

制定措施，確保施工安全。

2）隧道穿過巖溶區(qū)，如巖層比較完整、穩(wěn)定，溶洞已停止發(fā)育，有比較堅(jiān)實(shí)的填充，

且地下水量小，可采用探孔或物探等方法，探明地質(zhì)情況，如有變化便于采取相應(yīng)的措施。

如溶洞尚在發(fā)育或穿越暗河水囊等巖溶區(qū)時(shí)，則必須探明地下水量大小、水流方向等，先要

解決施工中的排水問題，一般可采用平行導(dǎo)坑的施工方案，以超前鉆探方法，向前掘進(jìn)。當(dāng)

出現(xiàn)大量涌水、流石流泥、崩坍落石等情況時(shí)，平導(dǎo)可作為泄水通道，正洞堵塞時(shí)也可利用

平導(dǎo)在前方開辟掘進(jìn)工作面，不致正洞停工。

3）巖溶地段隧道常用處理溶洞的方法，有"弓|、堵、越、繞"四種。

A.引

遇到暗河或溶洞有水流時(shí)，直排不宜堵。應(yīng)在查明水源流向

及其與隧道位置的關(guān)系后，用暗管、涵洞、小橋等設(shè)施渲泄水流

或開鑿泄水洞將水排除洞外（圖10.4.1）。當(dāng)巖溶水流的位置

在隧道頂部或高于隧道頂部時(shí)，應(yīng)在適當(dāng)距離處，開鑿引水斜洞

（或引水槽）將水位降低到隧底標(biāo)高以下，再行引排。當(dāng)隧道設(shè)

有平行導(dǎo)坑時(shí)，可將水引入平行導(dǎo)坑排出。

B.堵

對(duì)已停止發(fā)育、跨徑較小，無水的溶洞，可根據(jù)其與隧道相圖1041橋涵渲泄水流示意圖

交的位置及其充填情況，采用混凝土、漿砌片石或干砌片石予以回填封閉；或加深邊墻基礎(chǔ),

加

固隧道底部（圖10.4.2）。當(dāng)隧道拱頂部有空溶洞時(shí)，可視溶洞的巖石破碎程度在溶洞頂部

采用錨桿或錨噴網(wǎng)加固，必要時(shí)可考慮注漿加固并加設(shè)隧道護(hù)拱及拱頂回填進(jìn)行處理（圖

10.4.3）。

圖1042溶洞堵填示意圖圖1043噴鋪加固與護(hù)拱示意圖

C.越

當(dāng)隧道一側(cè)遇到狹長(zhǎng)而較深的溶洞，可加深該側(cè)的邊墻基礎(chǔ)通過（圖1044）。隧道底

部遇有較大溶洞并有流水時(shí)，可在隧道底部以下砌筑壇工支墻，支承隧道結(jié)構(gòu)，并在支墻內(nèi)

套設(shè)涵管引排溶洞水（圖10.4.5）。隧道邊墻部位遇到較大、較深的溶洞，不宜加深邊墻基

礎(chǔ)時(shí)，可在邊墻部位或隧底以下筑拱跨過（圖10.4.6）。當(dāng)隧道中部及底部遇有深狹的溶洞

時(shí)，可加強(qiáng)兩邊墻基礎(chǔ)，并根據(jù)情況設(shè)置橋臺(tái)架梁通過（圖10.4.7）。隧道穿過大溶洞，情

況較為復(fù)雜時(shí)，可根據(jù)情況，采用邊墻梁、行車梁等，由設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)特殊設(shè)計(jì)后施工。

圖10.4.4加深邊墻基礎(chǔ)示意圖圖1045支墻內(nèi)套設(shè)涵管示意圖

D.繞

在巖溶區(qū)施工，個(gè)別溶洞處理耗時(shí)且困難時(shí)，可采取迂回導(dǎo)坑繞過溶洞，繼續(xù)進(jìn)行隧道

前方施工，并同時(shí)處理溶洞，以節(jié)省時(shí)間，加快施工進(jìn)度。繞行開挖時(shí)，應(yīng)防止洞壁失穩(wěn)。

（3）溶洞地段隧道施工的注意事項(xiàng)

1）當(dāng)施工達(dá)到溶洞邊緣，各工序應(yīng)緊密銜接，支護(hù)和襯砌趕前。同時(shí)應(yīng)利用探孔或物

探作超前預(yù)報(bào)，設(shè)法探明溶洞的形狀、范圍、大小、充填物及地下水等情況，據(jù)以制定施工

處理方案及安全措施。

2）施工中注意檢查溶洞頂部，及時(shí)處理危石。當(dāng)溶洞較大較高且頂部破碎時(shí)，應(yīng)先噴

射混凝土加固，再在靠近溶洞頂部附近打入錨桿，并應(yīng)設(shè)置施工防護(hù)架或鋼筋防護(hù)網(wǎng)。

圖1046筑拱跨過示意圖圖1047架梁跨過示意圖

3）在溶蝕地段的爆破作業(yè)應(yīng)盡量做到多打眼、打淺眼，并控制爆破藥量減少對(duì)圍巖的

擾動(dòng)。防止在一次爆破后溶洞內(nèi)的填充物突然大量涌入隧道，或溶洞水突然襲擊隧道，造成

嚴(yán)重?fù)p失。

4）在溶洞充填體中掘進(jìn)，如充填物松軟，可用超前支護(hù)施工。如充填物為極松散的礫

石、塊石堆積或流塑狀粘土及砂粘土等可于開挖前采用地表注漿、洞內(nèi)注漿或地表和洞內(nèi)注

漿相結(jié)合加固。如遇顆粒細(xì)、含水量大的流塑狀土壤，可采用劈裂注漿技術(shù)，注入水泥漿或

水泥水玻璃雙液漿進(jìn)行加固。

5）溶洞未做出處理方案前，不要將棄渣隨意傾填于溶洞中。因棄渣覆蓋了溶洞，不但

不能了解其真實(shí)情況，反而會(huì)造成更多困難。

10.4.5坍方

隧道開挖時(shí)，導(dǎo)致坍方的原因有多種，概括起來可歸結(jié)為：一是自然因素，即地質(zhì)狀態(tài)、

受力狀態(tài)、地下水變化等；二是人為因素，即不適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，或不適當(dāng)?shù)氖┕ぷ鳂I(yè)方法等。

由于坍方往往會(huì)給施工帶來很大困難和很大經(jīng)濟(jì)損失。因此，需要盡量注意排除會(huì)導(dǎo)致坍方

的各種因素，盡可能避免坍方的發(fā)生。

（1）發(fā)生坍方的主要原因

1）不良地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

A.隧道穿過斷層及其破碎帶，或在薄層巖體的小曲褶、錯(cuò)動(dòng)發(fā)育地段，一經(jīng)開挖，潛

在應(yīng)力釋放快、圍巖失穩(wěn)，小則引起圍巖掉塊、坍落，大則引起坍方。當(dāng)通過各種堆積體時(shí)，

由于結(jié)構(gòu)松散，顆粒間無膠結(jié)或膠結(jié)差，開挖后引起坍塌。在軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)育或泥質(zhì)充填物

過多，均易產(chǎn)生較大的坍塌。

B.隧道穿越地層覆蓋過薄地段，如在沿河傍山、偏壓地段、溝谷凹地淺埋和丘陵淺埋

地段極易發(fā)生坍方。

C.水是造成坍方的重要原因之一。地下水的軟化、浸泡、沖蝕、溶解等作用加劇巖體

的失穩(wěn)和坍落。巖層軟硬相間或有軟弱夾層的巖體，在地下水的作用下，軟弱面的強(qiáng)度大為

降低，因而發(fā)生滑坍。

2）隧道設(shè)計(jì)考慮不周

A.隧道選定位置時(shí)，地質(zhì)調(diào)查不細(xì)，未能作詳細(xì)的分析，或未能查明可能坍方的因素。

沒有繞開可以繞避的不良地質(zhì)地段。

B.缺乏較詳細(xì)的隧道所處位置的地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，引起施工指導(dǎo)或施工方案的失

誤。

3）施工方法和措施不當(dāng)

A.施工方法與地質(zhì)條件不相適應(yīng)；地質(zhì)條件發(fā)生變化，沒有及時(shí)改變施工方法；工序

間距安排不當(dāng)；施工支護(hù)不及時(shí)，支撐架立不合要求，或抽換不當(dāng)"先拆后支"；地層暴露

過久，引起圍巖松動(dòng)、風(fēng)化、導(dǎo)致坍方。

B.噴錨支護(hù)不及時(shí)，噴射混凝土的質(zhì)量、厚度不符合要求。

C.按新奧法施工的隧道，沒有按規(guī)定進(jìn)行量測(cè)，或信息反饋不及時(shí)，決策失誤、措施

不力。

D.圍巖爆破用藥量過多，因震動(dòng)引起坍塌。

E.對(duì)危石檢查不重視、不及時(shí)，處理危石措施不當(dāng)，引起巖層坍塌。

(2)預(yù)防坍方的施工措施

1)隧道施工預(yù)防坍方，選擇安全合理的施工方法和措施至關(guān)重要。在掘進(jìn)到地質(zhì)不良

圍巖破碎地段，應(yīng)采取"先排水、短開挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早襯砌、勤量測(cè)"的施工方法。

必須制訂出切實(shí)可行的施工方案及安全措施。

2)加強(qiáng)坍方的預(yù)測(cè)。為了保證施工作業(yè)安全，及時(shí)發(fā)現(xiàn)坍方的可能性及征兆，并根據(jù)

不同情況采用不同的施工方法及控制坍方的措施，需要在施工階段進(jìn)行坍方預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)坍方

常用的幾種方法：

A.觀察法

(a).在掘進(jìn)工作面采用探孔對(duì)地質(zhì)情況或水文情況進(jìn)行探察，同時(shí)對(duì)掘進(jìn)工作面應(yīng)進(jìn)行

地質(zhì)素描，分析判斷掘進(jìn)前方有無可能發(fā)生坍方的超前預(yù)測(cè)。

(b).定期和不定期地觀察洞內(nèi)圍巖的受力及變形狀態(tài)；檢查支護(hù)結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了較大的

變形；觀察是否巖層的層理、節(jié)理裂隙變大，坑頂或坑壁松動(dòng)掉塊；噴射混凝土是否發(fā)生脫

落；以及地表是否下沉等。

B.一般量測(cè)法

按時(shí)量測(cè)觀測(cè)點(diǎn)的位移、應(yīng)力，測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不正常的受力、位移

狀態(tài)及有可能導(dǎo)致坍方的情況。

C.微地震學(xué)測(cè)量法和聲學(xué)測(cè)量法

前者采用地震測(cè)量原理制成的靈敏的專用儀器；后者通過測(cè)量巖石的聲波分析確定巖石

的受力狀態(tài)，并預(yù)測(cè)坍方。

3)加強(qiáng)初期支護(hù)，控制坍方：當(dāng)開挖出工作面后，應(yīng)及時(shí)有效地完成噴錨支護(hù)或噴錨

網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，并應(yīng)考慮采用早強(qiáng)噴射混凝土、早強(qiáng)錨桿和鋼支撐支護(hù)措施等。這對(duì)防止局部

坍塌，提高隧道整體穩(wěn)定性具有重要的作用。

(3)隧道坍方的處理措施

1)隧道發(fā)生坍方，應(yīng)及時(shí)迅速處理。處理時(shí)必須詳細(xì)觀測(cè)坍方范圍、形狀、坍穴的地

質(zhì)構(gòu)造，查明坍方發(fā)生的原因和地下水活動(dòng)情況，經(jīng)認(rèn)真分析，制定處理方案。

2)處理坍方應(yīng)先加固未坍塌地段，防止繼續(xù)發(fā)展。并可按下列方法進(jìn)行處理：

A.小坍方，縱向延伸不長(zhǎng)、坍穴不高，首先加固坍體兩端洞身，并抓緊噴射混凝土或

采用錨噴聯(lián)合支護(hù)封閉坍穴頂部和側(cè)部，再進(jìn)行清渣。在確保安全的前提下，也可在坍渣上

架設(shè)臨時(shí)支架，穩(wěn)定頂部，然后清渣。臨時(shí)支架待灌筑襯砌混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后方可拆除。

B.大坍方，坍穴高、坍渣數(shù)量大，坍渣體完全堵住洞身時(shí)，宜采取先護(hù)后挖的方法。

在查清坍穴規(guī)模大小和穴頂位置后，可采用管棚法和注漿固結(jié)法穩(wěn)固圍巖體和渣體，待其基

本穩(wěn)定后，按先上部后下部的順序清除渣體，采取短進(jìn)尺、弱爆破、早封閉的原則挖坍體，

并盡快完成襯砌（圖1048）。

C.坍方冒頂，在清渣前應(yīng)支護(hù)陷穴口，地層極差時(shí)，在陷穴口附近地面打設(shè)地表錨

木干，洞內(nèi)可采用管棚支