淺談隧道施工開挖支護的施工要點

張宇柏

摘要：隨著工業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展和長足的進步，中國的工程項目有了明顯的增加，而且建設(shè)規(guī)模也越來越大。隧道工程開挖支護隨著工程建設(shè)行業(yè)的發(fā)展而迎來了前所未有的機會和很好的發(fā)展條件。這些年以來，隧道工程開挖支護技術(shù)在施工中得到了很全面的應(yīng)用，本文簡要的分析了隧道工程開挖支護的施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：隧道工程；開挖；支護

中國隧道工程建設(shè)的進程越來越快，為了避免大規(guī)模建設(shè)帶來的破壞，合理運用隧道工程是更好地構(gòu)建和諧交通的基礎(chǔ)。明挖法和暗挖法是隧道的兩種施工方法。明挖法：地面先挖開，先在露天情況下修建隧道結(jié)構(gòu)，之后再將修建好的隧道結(jié)構(gòu)覆蓋回填。暗挖法：開挖和修筑隧道結(jié)構(gòu)是在地下進行，在施工時隧道上面的地層不挖開。暗挖法又分為：礦山法、隧道掘進機法、盾構(gòu)法。隧道進洞采用大斷面開挖的明挖法，這是一種簡單的容易實施的方法，由于土石方量大，因此，對周邊的植被破有非常大的破壞性。明挖法對于埋深較大的隧道是不適用的，在山嶺道路上做隧道施工，必須使用礦山法。礦山法中的最重要、最常用、最有效的一種開挖方法是噴錨構(gòu)筑法，下面的內(nèi)容中，我們一起討論一下隧道的開挖與支護的方法。

一、隧道的開挖分析

隧道是在地質(zhì)條件復(fù)雜的條件下開挖的建筑工程，因此，受到地應(yīng)力，地址物理參數(shù)，地下水，地址斷層等因素和開挖方式、支護方式、支護時間等人工開挖操作的影響比較大。建筑隧道采用的支護方式和開挖方式要因地制宜的選擇，跟據(jù)工程所處的地質(zhì)環(huán)境和圍巖穩(wěn)定性不同，而采用不同的方案?，F(xiàn)在，隧道開挖的方式有：全斷面法、臺階法、三臺階法、三臺階七步開挖法、三臺階臨時仰拱法、CRD法等。全斷面法適用于I、II級圍巖施工，臺階法適用于III級圍巖施工，三臺階法適用于IV級圍巖施工，三臺階七步開挖法適用于V級圍巖施工，三臺階臨時仰拱法適用于V級圍巖淺埋、偏壓、斷層破碎帶、中等膨脹性泥沙巖、土質(zhì)地層暗挖地段施工。支護方式一般使用：錨噴、錨網(wǎng)噴、錨噴網(wǎng)架、錨噴網(wǎng)架注漿、鋼架支護、鋼筋混凝土支護、注漿加固和預(yù)應(yīng)力錨索支護等方式，在實際應(yīng)用中，聯(lián)合支護，多次支護等形式是經(jīng)常采用的，下面，我們從隧道的開挖與支護技術(shù)角度，進行重點的分析討論。

（一）隧道施工方法概述

新奧地利隧道施工方法的簡稱是新奧法，概念是：20世紀(jì)50年代，奧地利學(xué)者拉布西維茲教授提出，以隧道工程經(jīng)驗和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，支護手段采用錨桿和噴射混凝土組合的方式的施工方法，這個方法經(jīng)過許多國家的實踐研究，在60年代正式取得專利和命名。少擾動、早噴錨、勤量測、緊封閉是新奧法的基本施工原則。以盾構(gòu)這種施工機械在地面以下開挖隧道的施工方法稱作盾構(gòu)法，盾構(gòu)法可以在承受地層壓力的同時在地層中推進的活動鋼筒。盾構(gòu)法的優(yōu)點是一次成型，可以對圍巖體減少重復(fù)的擾動，進而實現(xiàn)全程機械化施工。

（二）隧道開挖

在圍巖可以保持穩(wěn)定的情況下，減少對圍巖的擾動，選擇恰當(dāng)?shù)拈_挖方法和掘進方式，并將挖掘進度盡量提高，這就是隧道開挖的基本原則。在開挖和掘進方式的選擇時，應(yīng)該考慮到隧道圍巖地質(zhì)條件及其變化情況，選擇的方法要能適應(yīng)地質(zhì)條件及其變化，也要能保證圍巖的穩(wěn)定性，同時應(yīng)該保證快速掘進和減少對圍巖的擾動。開挖成形方法就是隧道開挖方法，從開挖隧道的橫斷面分部情形來分，可以將開挖方法分成以下幾種全斷面法、臺階法、三臺階法、三臺階七步開挖法、三臺階臨時仰拱法、CRD法等。將設(shè)計斷面分上半斷面和下半斷面兩次開挖成型，也有采用臺階上部弧形導(dǎo)坑超前開挖的方法稱為臺階開挖法。這種方式適用于含軟弱夾層帶或節(jié)理發(fā)育地段的III、IV、V級圍巖。臺階法細分又可以分成：三臺階法、三臺階七步開挖法、三臺階臨時仰拱法。是由臺階法變化來的主要應(yīng)用在采用短臺階法開挖遇到土質(zhì)、涌水、掌子面坍塌等段落。特點是，施工的調(diào)整很小，是在遇到短距離圍巖變化的時候可以最先采用的方式，對施工安全性能的提高很有幫助，缺點是工序比較多，進尺一般不超過米，比較短。

二、支護方法

（一）噴射混凝土

為了保持巖塊體的咬合和鑲嵌作用，使被裂隙分割的巖塊體粘接起來，我們會采用向洞室內(nèi)表面圍巖噴射混凝土的方法，通過提高巖塊體的粘接力和摩擦力來有效的防止圍巖松動，這樣對應(yīng)力的集中產(chǎn)生的現(xiàn)象有規(guī)避和緩解的作用。同時，可以在圍巖表面產(chǎn)生抗力和剪力，圍巖因此而處于有利于穩(wěn)定的三軸應(yīng)力狀態(tài)，而且噴混凝土層自身的結(jié)構(gòu)剛度可以對不穩(wěn)定體的坍塌現(xiàn)象起到阻止的作用。噴射混凝土自身有一定的剛度因此對巖土體的坍塌現(xiàn)象有一定抵抗作用，與此同時，可以使用其他的支護方法，共同承受支護結(jié)構(gòu)的受壓變形，正因為如此，現(xiàn)代隧道施工經(jīng)常用的方法之一就是噴射混凝土支護方法。

（二）錨桿支護

為了對巖土體的變形產(chǎn)生一定的約束，我們采用在巖土體內(nèi)打入錨桿的方法，并且通過向圍巖施加壓力，使原來處于二軸應(yīng)力狀態(tài)的洞室內(nèi)表面的圍巖保持三軸應(yīng)力狀態(tài)，從而，圍巖體剛度的惡化就被有效的控制了。尤其在松動區(qū)內(nèi)圍巖的剛度，這種方法尤為有效。巖土體中的系統(tǒng)錨桿起到形成了被約束變形的巖土體加固圈，形成了能夠承受外部荷載的巖土體承載拱，并且與巖土體共同承受外部荷載，增強了巖土體的穩(wěn)定性的作用。組合中空錨桿除了起到系統(tǒng)錨桿的作用外，同時對其注漿后可使硐室內(nèi)表面圍巖形成一個整體，效果更好。

（三）掛鋼筋網(wǎng)

在一般情況下，鋼筋網(wǎng)是與錨桿連接在一起使用的，由于錨桿布設(shè)有一定的距離，錨桿約束作用之間的巖土體因此比較薄弱，很可能發(fā)生坍塌事故，因此，用鋼筋網(wǎng)連接錨桿之間的距離保持穩(wěn)定作用，使松散的巖土塊體處于三軸應(yīng)力狀態(tài)中。

三、結(jié)束語

對于中國的山嶺丘陵地區(qū)來說，隧道的應(yīng)用有非常重要的意義，我國隧道的施工必須根據(jù)環(huán)境因素的影響，如：不同的施工地域、水文等，綜合各種實際情況，因地制宜的制定符合當(dāng)?shù)貐^(qū)域?qū)嶋H情況的隧道開挖與支護方案。我希望，這篇文章的隧道的開挖與支護方法的分析，可以被相關(guān)的從業(yè)人員合理的采納其中有利的方面，通過先進的技術(shù)知識來運用到實際工作中去，將西方國家的隧道開挖與支護方法采用的成功經(jīng)驗借鑒過來，更高的提升我國隧道的質(zhì)量。

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