淺談隧道施工開挖支護的施工要點

張宇柏

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

關鍵詞：隧道工程；開挖；支護

中國隧道工程建設的進程越來越快，為了避免大規模建設帶來的破壞，合理運用隧道工程是更好地構建和諧交通的基礎。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構，之后再將修建好的隧道結構覆蓋回填。暗挖法：開挖和修筑隧道結構是在地下進行，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筑法，下面的內容中，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

隧道是在地質條件復雜的條件下開挖的建筑工程，因此，受到地應力，地址物理參數，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，跟據工程所處的地質環境和圍巖穩定性不同，而采用不同的方案。現在，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、土質地層暗挖地段施工。支護方式一般使用：錨噴、錨網噴、錨噴網架、錨噴網架注漿、鋼架支護、鋼筋混凝土支護、注漿加固和預應力錨索支護等方式，在實際應用中，聯合支護，多次支護等形式是經常采用的，下面，我們從隧道的開挖與支護技術角度，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50年代，奧地利學者拉布西維茲教授提出，以隧道工程經驗和巖體力學的理論為基礎，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。以盾構這種施工機械在地面以下開挖隧道的施工方法稱作盾構法，盾構法可以在承受地層壓力的同時在地層中推進的活動鋼筒。盾構法的優點是一次成型，可以對圍巖體減少重復的擾動，進而實現全程機械化施工。

（二）隧道開挖

在圍巖可以保持穩定的情況下，減少對圍巖的擾動，選擇恰當的開挖方法和掘進方式，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，應該考慮到隧道圍巖地質條件及其變化情況，選擇的方法要能適應地質條件及其變化，也要能保證圍巖的穩定性，同時應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理發育地段的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用在采用短臺階法開挖遇到土質、涌水、掌子面坍塌等段落。特點是，施工的調整很小，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，這樣對應力的集中產生的現象有規避和緩解的作用。同時，可以在圍巖表面產生抗力和剪力，圍巖因此而處于有利于穩定的三軸應力狀態，而且噴混凝土層自身的結構剛度可以對不穩定體的坍塌現象起到阻止的作用。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，共同承受支護結構的受壓變形，正因為如此，現代隧道施工經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生一定的約束，我們采用在巖土體內打入錨桿的方法，并且通過向圍巖施加壓力，使原來處于二軸應力狀態的洞室內表面的圍巖保持三軸應力狀態，從而，圍巖體剛度的惡化就被有效的控制了。尤其在松動區內圍巖的剛度，這種方法尤為有效。巖土體中的系統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，增強了巖土體的穩定性的作用。組合中空錨桿除了起到系統錨桿的作用外，同時對其注漿后可使硐室內表面圍巖形成一個整體，效果更好。

（三）掛鋼筋網

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

三、結束語

對于中國的山嶺丘陵地區來說，隧道的應用有非常重要的意義，我國隧道的施工必須根據環境因素的影響，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地區域實際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，可以被相關的從業人員合理的采納其中有利的方面，通過先進的技術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驗借鑒過來，更高的提升我國隧道的質量。

參考文獻：

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