岩石的分类分级及隧道的支护方法22311.pdf

支护形式

一，控制掌子面先行位移的技术

超前支护：开挖前对需要采取拱顶稳定对策及抑制地表下沉而控制掌子面前

方围岩的先行位移，而采取的防护和强化掌子面前方围岩的对策，统称为超前支

护

（1）小导管支护

适用于围岩应力较小、地下水较少、岩体软弱破碎、开挖面有可能坍塌的

隧道中，需注浆时宜采用早强砂浆锚杆，以便及早发挥超前支护的作用。

（2）插板支护

类似于盾构法，用千斤顶把插板压入围岩中，在插板保护下一边开挖，一

边支护、衬砌的方法。应用比较广泛，适用于崩塌性显著以及砂质围岩中等。

（3）预撑起支护

它使用厚约20cm混凝土壳或砂浆壳，形成比较柔性的拱壳，也可用厚约

30cm的混凝土形成刚性比较大的拱壳。柔性拱壳主要用于稳定掌子面，刚性拱

壳主要用于控制地表下沉。

（4)管棚法

是在隧道开挖前岩隧道外周用钻机打置超前长钢管而后在钢管内外充填

砂浆的一种工法，是抑制洞口、拱顶稳定和先行位移、地表下沉及保护周边环境

的一种方法。适用于特殊地段，如在破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性

地层、强流变性地层、裂隙发育地层、断层破碎带、浅埋偏压等隧道，目前，我

国公路隧道在进洞时基本采用大管棚（长管棚）预支护方法。

（5）水平旋喷注浆工法

是用专用机械进行钻孔，按规定速度回转钻杆，从钻杆前段用超高压泵喷

射水泥系固化材，切削围岩，造成需要的改良体的功法。在城市黏性围岩中主将

困难的场合，应用效果较好。

二，控制掌子面挤出位移的技术

（1）留核心土工法

是指在掌子面不能自稳的不良围岩中，开挖时把掌子面中央部分留下，残

留的核心土以填土的形态促使掌子面稳定的工法。原理：隧道开挖后，最靠内的

岩体成为松弛带，在一定深度，开挖面前方岩体已经发生的沿隧道切向的压性变

形仍然存在，它们处于三维应力状态下，具有较高的承载能力，能在一定时间内

保持围岩不发生整体破坏，对上弧形导坑留一定长度的核心土，降低开挖面临空

高度，减缓开挖面的坡面角定，抵抗开挖面的下滑和塌方。

（2）掌子面喷射混泥土

在开挖后的掌子面喷射5—10cm的混泥土。在不良的围岩地段，多与核心

土和掌子面锚杆并用，这对留核心土脚部作业和掌子面打设掌子面锚杆作业的安

全是很重要的。原理：从围岩中自承体系这个角度出发，使松弛带岩体得到保护

和加固，至少使它不发生松动和恶化，就可通过松弛带岩体对压密区给以保护，

使岩体，尤其是压密区岩体通过变形自我调整达到最佳状态，最后达到稳定。由

于混凝土封闭，开挖面不与隧道内潮湿的气体接触，可以减缓岩土体风化的影响。

（3）掌子面锚杆

在掌子面崩落显著的场合采用。同时，在小埋深的隧道等有塌陷的场合，

可以作为预防对策采用。掌子面锚杆一般有长度在6m以下的短锚杆和6m以上的

长锚杆。

三，控制掌子面后方位移的技术

（1）喷射高性能混凝土

混凝土是唯一能与围岩大面积的、牢固接触的一种支护方法，既能传递径

向应力也能传递切向应力。喷射混凝土与围岩的附着力可以提供隧道周边的裂隙

和节理等以剪切阻力保持块体的平衡，防止局部掉块。比较厚的喷射混凝土是作

为一个连续构件支护围岩的，给予约束围岩变形的支护力，使围岩保持近于三轴

的应力状态，控制围岩应力的释放。喷射混凝土具有能够将土压力传递到钢支架

和锚杆上的作用，而且也填平了围岩的凹面，覆盖弱层，防止应力集中，并加强

了软弱层。喷射混凝土与锚杆、喷射混凝土与钢架、喷混凝土+钢架+锚杆等组合，

对约束围岩变形，提高初期支护的能力，控制掌子面后方的位移效果是非常有效

的。

（2）高承载力锚杆

锚杆的作用效果：悬吊效果、叠合梁效果、内压效果。

（3）高规格钢支撑

钢支撑是岩隧道开挖面设置的拱形的型钢的支护构件，因为架设的同时

就能发挥其功能（条件是要与围岩紧密接触），作为在喷射混凝土强度和锚杆的

锚固材料的强度发现之前的支护是有效的。钢支撑效果：岩块保持效果、软弱层

补强效果、内压效果、混凝土补强效果、向围岩（脚部）传递荷载效果、超前支

护支点的效果。

四，控制拱脚下沉的技术

（1）临时仰拱

临时仰拱是作为上半段面临时闭合而在上半段面底部施工的。但在下半

断面开挖后变形和沉降显著的场