隧道工程施工控制要点.pdfVIP

矿山法隧道施工控制原理及要点

一、控制原理

新奥法是以隧道工程经验和岩体力学理论为基础，将锚杆和喷射

混凝土组合在一起作为主要支护手段的施工方法，已成为现代隧道工

程新技术的标志之一。新奥法技术摒弃了以整体式混凝土衬砌被动地

支撑洞室围岩的传统做法，改由柔性、薄壁、能与围岩紧密帖合的锚

喷网支护保护、加固围岩，从而发挥围岩的自承与自稳能力形成天然

承载结构，从而达到省工、省料和降低造价的目的。

新奥法的基本要点可归纳如下：

1、岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分

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，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械

掘进。

2、为了充分发挥岩体的承载能力，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

与围岩密帖、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构，例如，锚喷支

护等。这样，就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时

间（包括闭合时间）来控制岩体的变形。

3、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。

4、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。

5、为了敷设防水层，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。

6、二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下

修筑的，围岩和支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安全

度。

上述新奥法的基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早锚喷，勤

量测、快封闭”。复合柔性支护和基于现场施工监测及信息反馈分析

的信息化施工是新奥法的核心和关键。

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新奥法施工中尤其要重视初期支护以发挥围岩的自承能力，《公

路隧道设计规范》（JTGD70－2004）（以下简称《设计规范》）中明确

规定：“复合式衬砌中的二次衬砌，Ⅰ～Ⅲ级围岩中为安全储备，并

按构造要求设计；Ⅳ、Ⅴ级围岩中为承载结构，可采用地层结构法计

算内力和变形。”。可见，Ⅰ～Ⅲ级围岩中完全依靠初期支护控制围

岩变形，而在Ⅳ、Ⅴ级围岩中更应重视初期支护，必要时采取辅助措

施，充分保护和发挥不良地质围岩的自承能力。重视初期支护包括两

方面的内容：（1）初期支护要及时，即使Ⅰ、Ⅱ级围岩也要注意，这

两级围岩采用光面爆破后也会出现个别地方的岩石松动，如果不及时

打上锚杆，也会因后面的爆破扰动，将已松动的岩石震下来。对Ⅳ、

Ⅴ级围岩由于本身的自稳能力差，变形时间效应比Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩

要小得多，不把握初期支护时间，等到岩石松动时才去支护，就失去

利用围岩自身承载能力的机会。（2）初期支护要紧帖围岩，用初期支

护紧帖围岩并形成整体才能调动围岩自身承载能力共同控制围岩变

形，如果初期支护同围岩帖合不紧，形成空隙，使支护与围岩分离，

提供了围岩变形的空间条件并不断向围岩深处发展，造成松动破坏区

扩大，最后由初期支护单独承担荷载，易使支护失稳、围岩坍塌。

二、控制要点

2.1洞口段施工质量控制

隧道施工中，洞口段围岩一般比较破碎、地质条件较差，应遵循

尽量减少对岩体扰动的原则，以提高洞口段岩体和边、仰坡的稳定性。

《设计规范》及《施工规范》均作了规范性要求，强调“早进洞、晚

出洞”，尽量避免大挖大刷，在保持边、仰坡稳定的前提下，及时施

作洞口，并在进洞之前，结合洞口的实际情况，先作好洞口地表的防

排水措施。在大断面、浅埋和地质条件差的情况下通常采用地表预注

浆、超前长管棚注浆等预加固措施。

隧道洞口段施工质量控制重点是进洞施工质量和地表预加固质量。

（1）进洞施工要严格遵循“短进尺，小循环，早锚喷，强支护，

快封闭”的原则，及时施作洞门及其排水系统。通常可采用短台阶或

超短台阶法施工，先施工上台阶，凡能用十字镐、风镐进行人工施工

的情况，不允许爆破；需爆破时，可采用由隧道中心掏槽分段起爆，

严格控制药量，人工风镐修边，控制超欠挖，减少对围岩的扰动。开

挖断面尺寸修整至设计要求后，及时进行初期支护，一般可初喷混凝

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