1、第七章 隧道噴錨支護(hù)與設(shè)計(jì)現(xiàn)代支護(hù)理論與設(shè)計(jì)要點(diǎn): 一切方法、手段和措施都圍繞圍巖穩(wěn)定為目的； 支護(hù)與圍巖視作統(tǒng)一的復(fù)合體，支護(hù)和圍巖共同作用； 在復(fù)合體中，圍巖是承載主體，最大限度的發(fā)揮圍巖的自承能力，同時(shí)也要發(fā)揮支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力； 憑借現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)手段，劃定圍巖級(jí)別，獲得力學(xué)參數(shù)，指導(dǎo)施工； 對(duì)不同的地質(zhì)條件，力學(xué)特征的圍巖，靈活采用不同支護(hù)方式和相應(yīng)的力學(xué)計(jì)算模型?；疽螅?支護(hù)必須與周圍巖體大面積的牢固接觸，即保證支護(hù)-圍巖作為一個(gè)統(tǒng)一的支護(hù)體系而共同工作； 重視初期支護(hù)的作用，并使初期支護(hù)與二次支護(hù)相互配合，協(xié)調(diào)一致的工作； 有限的變形以發(fā)揮圍巖承載作用； 必須保證支護(hù)結(jié)構(gòu)及時(shí)

2、施作。如支護(hù)施作過(guò)晚，會(huì)使圍巖暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，產(chǎn)生過(guò)度的位移而瀕臨破壞； 支護(hù)結(jié)構(gòu)要根據(jù)隧道圍巖的實(shí)際動(dòng)態(tài)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和修改，以適應(yīng)不斷變化的圍巖狀態(tài)；錨噴支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)的區(qū)別： 對(duì)圍巖和圍巖壓力的認(rèn)識(shí)上：傳統(tǒng)支護(hù)理論：松散壓力;現(xiàn)代支護(hù)理論：阻止圍巖變形的形變壓力。 在圍巖和支護(hù)間的相互關(guān)系上：傳統(tǒng)支護(hù)理論：將圍巖與支護(hù)分開(kāi)考慮，視為“荷載-結(jié)構(gòu)”體系錨噴支護(hù)理論：將圍巖和支護(hù)視為統(tǒng)一體，二者組成“圍巖-支護(hù)”體系共同參與工作。 在支護(hù)功能和作用原理上：傳統(tǒng)支護(hù)理論：支護(hù)只是為了承受荷載；錨噴支護(hù)理論：支護(hù)是為了及時(shí)穩(wěn)定和加固圍巖。 在設(shè)計(jì)計(jì)算方法上：傳統(tǒng)支護(hù)理論：主要是確定作用在支護(hù)上的荷

3、載；錨噴支護(hù)理論：設(shè)計(jì)的作用荷載是巖體的地應(yīng)力，圍巖和支護(hù)共同承載； 在支護(hù)形式和工藝上：傳統(tǒng)支護(hù)理論：模注混凝土；錨噴支護(hù)理論：施工方法簡(jiǎn)單，靈活，不需模板，無(wú)需回填，在圍巖松動(dòng)之前能及時(shí)加固圍巖。錨噴支護(hù)使用時(shí)應(yīng)掌握的三個(gè)基本點(diǎn)：1.圍巖是隧道穩(wěn)定的基本部分。2.支護(hù)、襯砌要薄而具有柔性并與圍巖密貼，使因產(chǎn)生彎矩而破壞的可能性達(dá)到最小。3.設(shè)計(jì)施工中要正確地估計(jì)圍巖特性及其隨時(shí)間的變化。錨噴支護(hù)施工原則：1.采取各種措施，確保圍巖不出現(xiàn)有害松動(dòng)。2.使圍巖變形適度發(fā)展，最大限度發(fā)揮圍巖自承能力。3.保證錨噴支護(hù)與圍巖形成共同體。4.選擇合理的支護(hù)類型與參數(shù)并充分發(fā)揮其功效。5.采取正確的施

4、工方法。6.依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。錨噴支護(hù)的特點(diǎn)： 及時(shí)性：噴射砼，如早強(qiáng)，能迅速給圍巖提供支護(hù)抗力； 粘貼性：噴射砼與圍巖能全面密貼粘結(jié)，粘結(jié)力一般可達(dá)70kg/cm3； 柔性：容易調(diào)節(jié)圍巖變形，可控制圍巖塑性變形適度發(fā)展，發(fā)揮自承能力； 深入性：錨桿可深入圍巖一定深度加固圍巖，形成承載圈； 靈活性：支護(hù)類型、參數(shù)、數(shù)量可靈活調(diào)整。 封閉性：可阻止水對(duì)圍巖的侵蝕而引起風(fēng)化等。錨噴支護(hù)包括錨桿支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、噴射混凝土錨桿聯(lián)合支護(hù)、噴射混凝土鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)、噴射混凝土與錨桿及鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)、噴鋼纖維混凝土支護(hù)、噴鋼纖維混凝土錨桿聯(lián)合支護(hù)。錨桿類型： 全長(zhǎng)粘結(jié)型 端頭錨固型 摩擦型預(yù)應(yīng)

5、力型錨桿錨桿的力學(xué)作用： 懸吊作用 減跨作用 組合梁作用 整體加固作用 懸吊作用（將不穩(wěn)定巖層懸吊在堅(jiān)固巖層上，阻止圍巖移動(dòng)滑落） 減跨作用（在隧道頂板巖層中打入錨桿，相當(dāng)于在頂板上增加了支點(diǎn)，使隧道跨度減小，從而使頂板巖體應(yīng)力減?。?組合梁作用（在巖層中打入錨桿，將若干薄弱巖層錨固在一起，類似將疊合的板梁變成組合梁，提高巖層的承載力） 整體加固作用（錨桿群錨入圍巖后，其兩端附近巖體形成圓錐形壓縮區(qū)，按照一定間距排列的錨桿在錨固力作用下構(gòu)成一個(gè)均勻的壓縮帶，即承載環(huán)）噴射砼的作用： 充填裂隙加固圍巖； 找平，封閉圍巖表面防止風(fēng)化； 噴砼與圍巖組成共同承載結(jié)構(gòu)。噴混凝土的特點(diǎn)：(1)噴射混凝土具

6、有強(qiáng)度增長(zhǎng)快、粘結(jié)力強(qiáng)、密度大、抗?jié)B性好的特點(diǎn) (2)與普通模筑混凝土相比，噴射混凝土施工將輸送、澆注、搗 固幾道工序合而為一，更不需模板，因而施工快速、簡(jiǎn)捷。 (3)噴射混凝土能及早發(fā)揮承載作用。 (4)試驗(yàn)表明，噴射混凝土與模筑混凝土相比，其物理力學(xué)性能多有所改善錨桿是深層加固圍巖，噴射混凝土是表層及局部加固圍巖錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算方法：以工程類比為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)方法；以現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)為基礎(chǔ)的監(jiān)控法；以理論分析為基礎(chǔ)的計(jì)算法；綜合方法。開(kāi)挖面的“空間效應(yīng)”，是指洞室在掘進(jìn)過(guò)程中，由于受到開(kāi)挖面的約束，使開(kāi)挖面附近的圍巖不能立即釋放其全部位移，這種現(xiàn)象稱為開(kāi)挖面的“空間效應(yīng)”；錨噴支護(hù)施工原則：1、

7、采取各種措施，確保圍巖不出現(xiàn)有害松動(dòng)。2、使圍巖變形適度發(fā)展，合理利用圍巖自承能力。3、保證錨噴支護(hù)與圍巖形成共同體。4、選擇合理支護(hù)類型和參數(shù)，并充分發(fā)揮其功效。5、 合理安排施工程序。采取各種措施，確保圍巖不出現(xiàn)有害松動(dòng)： 洞形及側(cè)壓系數(shù)的選擇問(wèn)題，即在洞室的布置和造型上應(yīng)適應(yīng)原巖應(yīng)力狀態(tài)和巖體的地質(zhì)、力學(xué)特征，盡量爭(zhēng)取一個(gè)較好的受力條件。避免小交角和緩傾角；盡量調(diào)整側(cè)壓力系數(shù)接近于1 采用控制爆破技術(shù)：減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)程度 減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)：盡可能采用全斷面一次開(kāi)挖 初期支護(hù)及時(shí)快速：及時(shí)是抑制圍巖變形的有害發(fā)展 合理利用開(kāi)挖面空間效應(yīng)抑制圍巖變形 盡量減少其他外界因素（水、潮）對(duì)圍

8、巖的影響：對(duì)有地下水的裂隙巖體，要防止大的滲透壓力 第8章 隧道通風(fēng)與防塵隧道內(nèi)污染的形成：施工期間：爆破、施工設(shè)備、瓦斯；運(yùn)營(yíng)期間：汽車排放出的廢氣，CO和煙霧；隧道內(nèi)突發(fā)事件的產(chǎn)生：火災(zāi)、消防、交通混亂通風(fēng)方式：自然通風(fēng)（交通風(fēng)(活塞風(fēng))、自然風(fēng)）、機(jī)械通風(fēng)（縱向通風(fēng)、橫向通風(fēng)、半橫向通風(fēng)、組合通風(fēng)）影響通風(fēng)方式選擇的因素：隧道長(zhǎng)度、隧道交通條件、隧道所處地層的地質(zhì)條件、隧道所處地區(qū)的地形和氣象條件。第10章 隧道施工方法及其基本作業(yè)隧道工程特點(diǎn)可歸納如下： 隧道工程全部為隱蔽工程，工程地質(zhì)和水文十分重要，甚至起決定性的作用； 公路隧道是一個(gè)形狀扁平的建筑物，施工工作面少(正常情況下只有進(jìn)

9、、出口兩個(gè)工作面)，工期較長(zhǎng); 施工環(huán)境差，采取有效措施加以改善； 工程施工不受季節(jié)變換及氣候變化的影響； 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； 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。隧道施工過(guò)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。 隧道施工應(yīng)遵循的基本精神和原則：“少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉?！?在施工中必須充分保護(hù)圍巖，避免過(guò)度破壞和損傷遺留圍巖的強(qiáng)度，使暴露的圍巖盡量保留既有的質(zhì)

10、量，因此，采用控制爆破技術(shù)是必要的； 為了充分發(fā)揮圍巖的承載力，應(yīng)允許并控制圍巖的變形 變形的控制主要通過(guò)支護(hù)阻力(即各種支護(hù)結(jié)構(gòu))的效應(yīng)達(dá)到的。 必須在施工中進(jìn)行實(shí)地量測(cè)監(jiān)控，及時(shí)提出可靠的、足夠數(shù)量的量測(cè)信息，以指導(dǎo)施工和設(shè)計(jì)； 在施工過(guò)程中，必須建立設(shè)計(jì)施工檢驗(yàn)地質(zhì)預(yù)測(cè)量測(cè)反饋修正設(shè)計(jì)的一體化的動(dòng)態(tài)施工管理系統(tǒng)，以不斷的提高和完善隧道施工技術(shù) 選擇支護(hù)手段，一般應(yīng)選擇大面積、牢固的與圍巖緊密接觸的、能及時(shí)施設(shè)和應(yīng)變能力強(qiáng)的支護(hù)手段； 在可能的條件下，應(yīng)盡量采用全斷面或大斷面分部的開(kāi)挖方法； 在任何情況下，使隧道斷面能在較短時(shí)間內(nèi)閉合是極為重要的； 為保證二次襯砌的質(zhì)量和整體性，在任何情況

11、下，都應(yīng)采用先墻后拱的施工順序。掘進(jìn)方式分為人工開(kāi)挖掘進(jìn)，單臂掘進(jìn)機(jī)和鉆眼爆破掘進(jìn)三種；開(kāi)挖方法：按開(kāi)挖工具分為人工開(kāi)挖、鉆爆開(kāi)挖和機(jī)械開(kāi)挖；按開(kāi)挖斷面分全斷面開(kāi)挖、臺(tái)階開(kāi)挖、斷面分部開(kāi)挖。施工方法選擇需要考慮的因素： 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(lái)；地質(zhì)和水文條件 ，其中包括圍巖級(jí)別、地下水及不良地質(zhì)現(xiàn)象等 施工技術(shù)條件和機(jī)械裝備狀況 施工中動(dòng)力和原材料供應(yīng)情況； 隧道的橫斷面積 隧道的埋深 工期 施工中動(dòng)力和原材料供應(yīng)情況； 工程投資與運(yùn)營(yíng)后的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益； 施工安全狀況，有關(guān)污染、地面沉降等環(huán)境方面的要求和限制。新奧法定義：它是以控制爆破為

12、開(kāi)挖方法，以噴射混凝土和錨桿作為主要支護(hù)手段，通過(guò)監(jiān)測(cè)控制圍巖的變形，動(dòng)態(tài)修正設(shè)計(jì)參數(shù)和變動(dòng)施工方法的一種隧道施工方法，其核心內(nèi)容是充分發(fā)揮圍巖的自承能力。新奧法施工：“少擾動(dòng)、早噴錨、勤量測(cè)、緊封閉、管超前”全斷面開(kāi)挖的優(yōu)點(diǎn)：工序少，相互干擾少，便于組織施工和管理； 工作空間大，便于大型機(jī)械化施工 ；施工進(jìn)度高，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。施工環(huán)境較好，圍巖擾動(dòng)小。全斷面開(kāi)挖方法：適用于較完整的、堅(jiān)硬圍巖，如、級(jí)圍巖。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。適用條件跨度較大，圍巖較破碎的情況。選擇何種臺(tái)階法，取決于以下條件：初期支護(hù)形成閉

13、合斷面的時(shí)間要求，圍巖越差，閉合時(shí)間要求越短；上斷面施工所用的開(kāi)挖、支護(hù)、出碴等機(jī)械設(shè)備對(duì)施工場(chǎng)地大小的要求。 分部開(kāi)挖法可分為三種變化方案：臺(tái)階分部開(kāi)挖法；單側(cè)壁導(dǎo)坑法；雙側(cè)壁導(dǎo)坑法 單側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工順序：1.開(kāi)挖側(cè)壁導(dǎo)坑，并進(jìn)行初期支護(hù)，應(yīng)盡快使導(dǎo)坑的初期支護(hù)閉合。2.開(kāi)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(kāi)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。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工順序：1.開(kāi)挖一側(cè)導(dǎo)坑，應(yīng)盡快使初期支護(hù)閉合。2.相隔適當(dāng)距離后開(kāi)挖另一側(cè)導(dǎo)坑，并建造初期支

14、護(hù)。3.開(kāi)挖上部核心土，建造拱部初期支護(hù)，拱腳支承在初期支護(hù)上。4.開(kāi)挖下臺(tái)階，建底部初期支護(hù)，使全斷面閉合。5.拆除導(dǎo)坑臨空部分的初期支護(hù)。6.建造內(nèi)層襯砌。不良地質(zhì)地段隧道施工原則：先治水、弱爆破、短開(kāi)挖、早襯砌、勤量測(cè)、強(qiáng)支護(hù)、穩(wěn)步推進(jìn)原則。巖爆產(chǎn)生的主要條件：地層的巖性條件、地應(yīng)力的大小、從能量的觀點(diǎn)來(lái)看，巖爆是否發(fā)生及其表現(xiàn)形式就主要取決于巖體中是否儲(chǔ)存了足夠的能量，是否具有釋放能量的條件及能量釋放的方式等。巖爆的特點(diǎn)：巖爆在未發(fā)生前并無(wú)明顯的預(yù)兆；巖爆時(shí)，巖塊自洞壁圍巖母體彈射出來(lái)，一般呈中厚邊薄的不規(guī)則片狀 巖爆發(fā)生的地點(diǎn)，多在新開(kāi)挖工作面及其附近，個(gè)別的也有距新開(kāi)挖工作面較遠(yuǎn)處

15、，巖爆發(fā)生頻率隨暴露后的時(shí)間延長(zhǎng)而降低。防治巖爆發(fā)生的措施主要有二：一是強(qiáng)化圍巖，二是弱化圍巖。 瓦斯放出的類型：瓦斯的滲出（最大）、瓦斯的噴出、瓦斯的突出 膨脹土圍巖的特性：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，常常具有明顯的塑性流變特性，開(kāi)挖后將產(chǎn)生較大的塑性變形。 膨脹土圍巖對(duì)隧道施工的危害：圍巖裂縫、坑道下沉、底膨、圍巖膨脹突出和坍塌、襯砌變形和破壞隧道遇到溶洞的處理措施：隧道通過(guò)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。巖溶地段隧道常用處理溶洞的方法，有“引、堵、越、繞”四種。引：遇到暗河或溶洞的水流，宜排不宜堵。引即是通過(guò)暗管、涵洞、小橋等將水引流，排出洞外。堵：對(duì)已停止發(fā)育、跨徑較小，無(wú)水的溶洞，可根據(jù)其與隧道相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。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(guò)。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(guò)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(kāi)