小凈距隧道支護(hù)設(shè)計(jì)與施工控制的深度剖析與實(shí)踐探索一、引言1.1研究背景與意義隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，公路、鐵路等交通線路不斷向山區(qū)、復(fù)雜地形區(qū)域延伸。在這些區(qū)域進(jìn)行隧道工程建設(shè)時(shí)，受地形地貌、線路規(guī)劃以及環(huán)境保護(hù)等多種因素的限制，小凈距隧道這種特殊的隧道結(jié)構(gòu)形式得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。小凈距隧道是指雙洞隧道間距介于分離式隧道和連拱隧道之間，其中間巖柱厚度較小，兩洞結(jié)構(gòu)彼此產(chǎn)生有害影響的隧道。與傳統(tǒng)的分離式隧道和連拱隧道相比，小凈距隧道具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在地形復(fù)雜的山區(qū)，當(dāng)線路需要穿越狹窄山谷、陡峭山坡或臨近既有建筑物時(shí)，小凈距隧道可以有效減少洞口開挖范圍，降低對(duì)周邊環(huán)境的破壞，同時(shí)減少線路展線長(zhǎng)度，節(jié)省工程投資和土地資源。其接線短、占地量小的特點(diǎn)，使其在城市交通建設(shè)中也具有顯著優(yōu)勢(shì)，能夠更好地適應(yīng)城市空間有限、周邊環(huán)境復(fù)雜的條件。然而，小凈距隧道由于中夾巖柱體厚度較薄，在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力情況比普通分離式隧道更為復(fù)雜。施工過(guò)程中的多次開挖擾動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致中夾巖柱成為受力薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)圍巖級(jí)別較低、巖柱較薄時(shí)，中夾巖柱體甚至可能形成貫通的塑性區(qū)，嚴(yán)重威脅隧道的整體穩(wěn)定性和施工安全。此外，后行洞的爆破開挖會(huì)使先行洞圍巖產(chǎn)生再次應(yīng)力重分布，對(duì)先行洞的圍巖穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響，增加了施工難度和風(fēng)險(xiǎn)。支護(hù)設(shè)計(jì)與施工控制對(duì)于小凈距隧道的安全和穩(wěn)定起著關(guān)鍵作用。合理的支護(hù)設(shè)計(jì)能夠增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性，有效控制圍巖變形，防止坍塌事故的發(fā)生。通過(guò)優(yōu)化支護(hù)參數(shù)，如錨桿長(zhǎng)度、間距，噴射混凝土厚度等，可以提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力，確保隧道在施工和運(yùn)營(yíng)期間的安全。而科學(xué)的施工控制則可以最大程度地減少施工過(guò)程對(duì)圍巖的擾動(dòng)，合理安排施工順序和時(shí)間間隔，嚴(yán)格控制爆破振動(dòng)等不利因素，從而保障隧道施工的順利進(jìn)行。綜上所述，深入研究小凈距隧道支護(hù)設(shè)計(jì)與施工控制具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。它不僅能夠?yàn)樾艟嗨淼赖墓こ虒?shí)踐提供科學(xué)的理論指導(dǎo)，提高隧道建設(shè)的質(zhì)量和安全性，降低工程風(fēng)險(xiǎn)和成本，還能進(jìn)一步豐富和完善隧道工程的理論體系，推動(dòng)隧道工程技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，為我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀小凈距隧道作為一種特殊的隧道結(jié)構(gòu)形式，在國(guó)內(nèi)外都受到了廣泛關(guān)注，許多學(xué)者和工程技術(shù)人員對(duì)其支護(hù)設(shè)計(jì)與施工控制進(jìn)行了深入研究。在支護(hù)設(shè)計(jì)理論方面，國(guó)外起步較早，挪威、美國(guó)、日本等國(guó)家在小凈距隧道研究中取得了一系列成果。挪威的經(jīng)驗(yàn)是巖柱的厚度與隧道高度相近，對(duì)于矮洞，巖柱厚度要稍厚些；對(duì)于高洞，若巖體質(zhì)量較好，巖柱厚度可稍小，最小厚度不小于5.0m，一般可為大洞高度的0.6-0.8倍。美國(guó)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，當(dāng)洞室上覆最小巖石厚度為H或洞跨相等；巖體較差，巖柱厚度應(yīng)大些，拱頂應(yīng)有較強(qiáng)的支護(hù)。日本在近接隧道影響范圍分類基礎(chǔ)上，針對(duì)兩隧道不同相互位置關(guān)系將隧道凈距與影響范圍聯(lián)系起來(lái)，形成了較為系統(tǒng)和有指導(dǎo)意義的成果。這些研究為小凈距隧道支護(hù)設(shè)計(jì)提供了重要的參考依據(jù)。國(guó)內(nèi)學(xué)者在小凈距隧道支護(hù)設(shè)計(jì)理論方面也進(jìn)行了大量研究。一些學(xué)者通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等手段，深入研究了小凈距隧道圍巖的受力、變形特點(diǎn)，提出了相應(yīng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。如認(rèn)為小凈距隧道初期支護(hù)宜采用錨噴支護(hù)，以便及早進(jìn)行支護(hù)，保護(hù)圍巖、穩(wěn)定圍巖的變形；初期支護(hù)宜作為主要受力結(jié)構(gòu)，二次襯砌采用模筑混凝土或鋼筋混凝土，主要作為安全儲(chǔ)備。還有學(xué)者對(duì)中夾巖柱的加固技術(shù)進(jìn)行了研究，提出根據(jù)情況對(duì)中夾巖柱體采用大噸位預(yù)應(yīng)力錨索、對(duì)拉錨桿、無(wú)陷結(jié)鋼絞線、小導(dǎo)管預(yù)注漿、水平貫通式錨桿等技術(shù)進(jìn)行加固。通過(guò)對(duì)不同圍巖條件下小凈距隧道的數(shù)值模擬分析，得出了合理的支護(hù)參數(shù)，如仰拱的施設(shè)將使隧道結(jié)構(gòu)的承載力提高10％左右，仰拱的設(shè)置可以改善圍巖的受力狀態(tài)有效減小拉應(yīng)力，仰拱的設(shè)置可使隧道拱頂沉降位移減小40％左右，仰拱的施設(shè)可使隧道周邊圍巖的塑性區(qū)深度減小等重要結(jié)論。在施工控制技術(shù)方面，國(guó)外在爆破控制、施工順序優(yōu)化等方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。在爆破控制方面，采用小循環(huán)進(jìn)尺、分區(qū)開挖、微差爆破、加強(qiáng)炮孔堵塞、合理設(shè)置光爆層以及控制炮孔側(cè)向最小抵抗等措施來(lái)降低爆破振動(dòng)對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。在施工順序優(yōu)化上，根據(jù)隧道的地質(zhì)條件、圍巖級(jí)別等因素，合理安排先行洞和后行洞的開挖順序、開挖錯(cuò)開距離以及襯砌和開挖的錯(cuò)開距離等。國(guó)內(nèi)在小凈距隧道施工控制技術(shù)研究方面也取得了顯著成果。在爆破施工安全控制方面，針對(duì)小凈距隧道爆破施工中后行洞爆破對(duì)先行洞圍巖穩(wěn)定的影響以及中夾巖柱易受二次擾動(dòng)破壞等難點(diǎn)，提出了一系列有效的減振措施。在施工過(guò)程中，通過(guò)圍巖監(jiān)控量測(cè)來(lái)實(shí)時(shí)掌握圍巖支護(hù)體系的穩(wěn)定狀態(tài)，為初期支護(hù)和二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)。如在某小凈距隧道施工中，通過(guò)對(duì)隧道施工過(guò)程的三維數(shù)值模擬，對(duì)比分析了先挖洞和后挖洞的施工對(duì)相互間圍巖以及支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，得出先挖洞對(duì)后挖洞的影響比后挖洞對(duì)先挖洞的影響要明顯小的結(jié)論，從而指導(dǎo)施工順序的優(yōu)化。對(duì)于城市小凈距隧道，還研究了下穿建筑物過(guò)程中對(duì)建筑物沉降的控制技術(shù)，提出在靜態(tài)控制措施基礎(chǔ)上進(jìn)行跟蹤注漿，動(dòng)態(tài)地控制建筑物的沉降，并分析了注漿抬升的機(jī)理及特點(diǎn)。盡管國(guó)內(nèi)外在小凈距隧道支護(hù)設(shè)計(jì)與施工控制方面取得了豐碩的成果，但仍存在一些不足之處。在支護(hù)設(shè)計(jì)理論方面，目前的研究大多基于特定的工程背景和地質(zhì)條件，缺乏普適性的理論體系。對(duì)于一些復(fù)雜地質(zhì)條件下的小凈距隧道，如軟弱圍巖、富水地層等，現(xiàn)有的支護(hù)設(shè)計(jì)方法還不能完全滿足工程需求。在施工控制技術(shù)方面，雖然有多種控制措施，但在實(shí)際應(yīng)用中，如何根據(jù)具體工程情況選擇最優(yōu)的施工控制方案，還缺乏系統(tǒng)的方法和理論指導(dǎo)。此外，對(duì)于小凈距隧道施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)警技術(shù)，研究還不夠深入，需要進(jìn)一步加強(qiáng)。1.3研究?jī)?nèi)容與方法本文圍繞小凈距隧道支護(hù)設(shè)計(jì)與施工控制展開研究，具體研究?jī)?nèi)容如下：小凈距隧道支護(hù)設(shè)計(jì)原則研究：深入分析小凈距隧道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，全面剖析其在施工和運(yùn)營(yíng)階段圍巖的受力、變形特性。結(jié)合工程實(shí)際案例，系統(tǒng)總結(jié)不同圍巖條件下小凈距隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，包括初期支護(hù)和二次襯砌的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。對(duì)中夾巖柱的加固技術(shù)進(jìn)行深入探討，詳細(xì)分析大噸位預(yù)應(yīng)力錨索、對(duì)拉錨桿、無(wú)陷結(jié)鋼絞線、小導(dǎo)管預(yù)注漿、水平貫通式錨桿等技術(shù)在不同地質(zhì)條件下的適用性和加固效果。小凈距隧道施工控制要點(diǎn)研究：全面分析小凈距隧道施工過(guò)程中各種因素對(duì)圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，重點(diǎn)研究爆破施工對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)影響規(guī)律，提出科學(xué)合理的減振措施。深入研究施工順序?qū)λ淼绹鷰r穩(wěn)定性的影響，通過(guò)數(shù)值模擬和工程實(shí)例分析，確定不同地質(zhì)條件下的最優(yōu)施工順序。詳細(xì)探討施工過(guò)程中的監(jiān)控量測(cè)技術(shù)，明確監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)頻率和預(yù)警值，為施工決策提供科學(xué)依據(jù)。支護(hù)設(shè)計(jì)與施工控制的關(guān)聯(lián)性研究：深入分析支護(hù)設(shè)計(jì)與施工控制之間的相互作用關(guān)系，探討如何通過(guò)優(yōu)化施工控制措施來(lái)實(shí)現(xiàn)支護(hù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。以實(shí)際工程為依托，通過(guò)數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，驗(yàn)證支護(hù)設(shè)計(jì)與施工控制方案的合理性和有效性，提出改進(jìn)建議和措施。本文采用多種研究方法相結(jié)合，以確保研究的全面性和深入性：理論分析：運(yùn)用隧道工程學(xué)、巖土力學(xué)等相關(guān)理論，深入分析小凈距隧道圍巖的受力、變形機(jī)理，推導(dǎo)支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力計(jì)算公式，為支護(hù)設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的小凈距隧道支護(hù)設(shè)計(jì)與施工控制理論進(jìn)行系統(tǒng)梳理和總結(jié)，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，為本研究提供有益的參考和借鑒。數(shù)值模擬：利用ANSYS、FLAC3D等專業(yè)數(shù)值模擬軟件，建立小凈距隧道的三維數(shù)值模型。通過(guò)模擬不同的施工工況和支護(hù)方案，分析隧道圍巖的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，為支護(hù)設(shè)計(jì)和施工控制提供科學(xué)的預(yù)測(cè)和分析。對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行深入分析，研究不同因素對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響規(guī)律，優(yōu)化支護(hù)設(shè)計(jì)和施工控制方案。工程實(shí)例分析：選取具有代表性的小凈距隧道工程作為研究對(duì)象，對(duì)其支護(hù)設(shè)計(jì)和施工控制過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和分析。收集工程現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，與理論分析和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，總結(jié)工程實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。通過(guò)工程實(shí)例分析，檢驗(yàn)本文提出的支護(hù)設(shè)計(jì)原則和施工控制要點(diǎn)的可行性和有效性，為實(shí)際工程提供具體的指導(dǎo)和參考。二、小凈距隧道支護(hù)設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)2.1小凈距隧道的特點(diǎn)2.1.1結(jié)構(gòu)特征小凈距隧道作為一種特殊的隧道結(jié)構(gòu)形式，其最顯著的結(jié)構(gòu)特征是中夾巖柱體厚度較薄。通常情況下，小凈距隧道兩洞之間的中夾巖柱厚度一般小于1.5倍隧道開挖斷面的寬度，與普通分離式隧道和連拱隧道存在明顯差異。普通分離式隧道兩洞間距較大，圍巖壓力相互影響及施工影響范圍基本可忽略不計(jì)；連拱隧道則是通過(guò)中隔墻將兩洞連接為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，中隔墻厚度相對(duì)固定。而小凈距隧道的中夾巖柱厚度處于兩者之間，這種特殊的結(jié)構(gòu)使得其在力學(xué)性能和施工難度上都有獨(dú)特之處。在山區(qū)地形復(fù)雜的區(qū)域，當(dāng)線路需穿越狹窄山谷或臨近既有建筑物時(shí)，小凈距隧道的中夾巖柱體厚度較薄的特點(diǎn)能夠有效減少洞口開挖范圍，降低對(duì)周邊環(huán)境的破壞。同時(shí)，由于其接線短、占地量小，能更好地適應(yīng)地形條件的限制，在交通線路規(guī)劃中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。但中夾巖柱體厚度較薄也導(dǎo)致其在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中成為受力薄弱環(huán)節(jié)，容易受到多次開挖擾動(dòng)的影響，增加了圍巖失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。2.1.2受力特性小凈距隧道在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的受力情況極為復(fù)雜，涉及多個(gè)方面的因素。在施工階段，由于需進(jìn)行兩次開挖，每次開挖都會(huì)對(duì)圍巖產(chǎn)生擾動(dòng)，導(dǎo)致圍巖應(yīng)力重分布。先行洞開挖后，圍巖會(huì)產(chǎn)生初次應(yīng)力調(diào)整；而后行洞開挖時(shí)，不僅會(huì)對(duì)自身圍巖產(chǎn)生擾動(dòng)，還會(huì)使先行洞圍巖再次受到影響，產(chǎn)生二次應(yīng)力重分布。這種多次應(yīng)力重分布使得圍巖壓力的分布變得復(fù)雜，中夾巖柱作為兩洞之間的連接部分，承受著來(lái)自兩側(cè)洞室的圍巖壓力，成為受力的關(guān)鍵部位。當(dāng)中夾巖柱較薄且圍巖級(jí)別較低時(shí)，中夾巖柱體極易形成貫通的塑性區(qū)，嚴(yán)重影響圍巖的穩(wěn)定性。以某小凈距隧道工程為例，在Ⅱ類圍巖條件下，中夾巖柱厚度為5m，先行洞開挖后，中夾巖柱靠近先行洞一側(cè)出現(xiàn)了一定范圍的塑性區(qū)；后行洞開挖后，塑性區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)展，幾乎貫通整個(gè)中夾巖柱，導(dǎo)致圍巖變形急劇增大，支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的壓力也大幅增加。在運(yùn)營(yíng)階段，小凈距隧道除了要承受自重和圍巖壓力外，還需考慮車輛荷載、地震力等外部荷載的作用。車輛行駛產(chǎn)生的振動(dòng)荷載會(huì)通過(guò)路面?zhèn)鬟f到隧道結(jié)構(gòu)上，對(duì)隧道的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，小凈距隧道由于其特殊的結(jié)構(gòu)形式，更容易受到地震波的作用而產(chǎn)生較大的應(yīng)力和變形。由于兩洞之間的相互影響，地震力作用下，中夾巖柱和支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況會(huì)變得更加復(fù)雜，可能出現(xiàn)應(yīng)力集中和局部破壞的現(xiàn)象。小凈距隧道的受力特性還與隧道的埋深、斷面尺寸、開挖方式等因素密切相關(guān)。隧道埋深越大，圍巖壓力越大，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力要求越高；大斷面隧道由于其跨度較大，圍巖的穩(wěn)定性相對(duì)較差，受力情況也更為復(fù)雜；不同的開挖方式對(duì)圍巖的擾動(dòng)程度不同，從而導(dǎo)致不同的受力狀態(tài)。如采用CD法（交叉中隔壁法）開挖時(shí)，對(duì)圍巖的擾動(dòng)相對(duì)較小，能較好地控制圍巖變形和應(yīng)力分布；而采用全斷面開挖法時(shí)，對(duì)圍巖的擾動(dòng)較大，可能導(dǎo)致圍巖應(yīng)力集中和變形過(guò)大。2.2支護(hù)設(shè)計(jì)的基本原則2.2.1動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則小凈距隧道所處的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，即使在同一隧道中，不同地段的圍巖性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造等也可能存在較大差異。因此，支護(hù)設(shè)計(jì)不能僅僅依賴于初始的地質(zhì)勘察資料和理論計(jì)算，而應(yīng)采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則。在施工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲取大量的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，如圍巖的變形、應(yīng)力變化、支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力等。根據(jù)這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)分析判斷隧道的穩(wěn)定性狀況，對(duì)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。以某小凈距隧道工程為例，在施工初期，根據(jù)地質(zhì)勘察資料，設(shè)計(jì)采用了常規(guī)的支護(hù)參數(shù)。但在施工過(guò)程中，通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，某段圍巖的變形速率超出了預(yù)期，中夾巖柱的應(yīng)力也呈現(xiàn)出異常增大的趨勢(shì)。針對(duì)這一情況，施工單位立即停止施工，組織專家進(jìn)行分析論證。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，增加了錨桿的長(zhǎng)度和密度，加大了噴射混凝土的厚度，并對(duì)中夾巖柱采用了小導(dǎo)管注漿加固措施。調(diào)整支護(hù)參數(shù)后，繼續(xù)施工，通過(guò)后續(xù)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，圍巖變形得到了有效控制，支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力也趨于穩(wěn)定，確保了隧道施工的安全。動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則的實(shí)施，需要建立完善的監(jiān)測(cè)體系和信息化管理平臺(tái)。監(jiān)測(cè)體系應(yīng)包括監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇、監(jiān)測(cè)儀器的布置和監(jiān)測(cè)頻率的確定等。信息化管理平臺(tái)則用于對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸、分析和處理，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并做出決策。同時(shí)，還需要施工、設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)等各方密切配合，形成有效的溝通協(xié)調(diào)機(jī)制，確保動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則能夠順利實(shí)施。2.2.2初期支護(hù)與二次襯砌協(xié)同作用原則在小凈距隧道支護(hù)體系中，初期支護(hù)和二次襯砌起著不同但又相互關(guān)聯(lián)的作用。初期支護(hù)作為主要受力結(jié)構(gòu)，在隧道開挖后應(yīng)立即施作，其作用是及時(shí)限制圍巖的變形，承擔(dān)大部分的圍巖壓力，保護(hù)圍巖的穩(wěn)定性。初期支護(hù)一般采用錨噴支護(hù)，錨桿通過(guò)將圍巖錨固在一起，形成組合拱，提高圍巖的自承能力；噴射混凝土則能夠及時(shí)封閉圍巖表面，防止圍巖風(fēng)化和松動(dòng)，同時(shí)與錨桿共同作用，增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性和承載能力。二次襯砌主要作為安全儲(chǔ)備，在初期支護(hù)基本穩(wěn)定后施作。在圍巖條件較好的情況下，二次襯砌承受的荷載相對(duì)較小，主要是為了提高隧道結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性，防止后期因各種因素導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞。而在圍巖條件較差、初期支護(hù)無(wú)法完全控制圍巖變形的情況下，二次襯砌則需要與初期支護(hù)共同承擔(dān)圍巖壓力，確保隧道的長(zhǎng)期穩(wěn)定。以某小凈距隧道在Ⅳ類圍巖條件下的施工為例，初期支護(hù)采用了系統(tǒng)錨桿和噴射混凝土，錨桿長(zhǎng)度為3m，間距1.2m×1.2m，噴射混凝土厚度為20cm。在初期支護(hù)施作后，通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，圍巖變形在初期得到了有效控制，但隨著時(shí)間的推移，變形仍有緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)。當(dāng)二次襯砌施作完成后，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，圍巖變形基本穩(wěn)定，支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力也得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。這表明，在Ⅳ類圍巖條件下，初期支護(hù)和二次襯砌共同發(fā)揮了作用，初期支護(hù)承擔(dān)了大部分的圍巖壓力，控制了圍巖的初期變形；二次襯砌則在后期起到了加強(qiáng)支護(hù)體系的作用，確保了隧道的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。為了實(shí)現(xiàn)初期支護(hù)與二次襯砌的協(xié)同作用，在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中需要注意以下幾點(diǎn)：一是合理確定初期支護(hù)和二次襯砌的施作時(shí)間間隔，既要保證初期支護(hù)能夠充分發(fā)揮作用，又要避免二次襯砌施作過(guò)晚導(dǎo)致圍巖變形過(guò)大；二是確保初期支護(hù)和二次襯砌之間的連接牢固，能夠有效地傳遞荷載；三是在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮初期支護(hù)和二次襯砌的受力情況，合理分配兩者承擔(dān)的荷載比例，使支護(hù)體系達(dá)到最優(yōu)的力學(xué)性能。2.3支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及選擇2.3.1錨噴支護(hù)錨噴支護(hù)是小凈距隧道初期支護(hù)中廣泛應(yīng)用的一種支護(hù)形式，它主要由錨桿和噴射混凝土組成。錨桿是一種細(xì)長(zhǎng)的桿狀結(jié)構(gòu)，通常采用鋼筋制作，通過(guò)鉆孔將其安裝在圍巖中。錨桿的作用原理是利用其與圍巖之間的摩擦力和粘結(jié)力，將圍巖錨固在一起，形成一個(gè)組合拱，從而提高圍巖的自承能力。在小凈距隧道中，錨桿能夠有效地限制圍巖的變形，防止圍巖松動(dòng)和坍塌。當(dāng)圍巖受到開挖擾動(dòng)時(shí)，錨桿可以將圍巖的松動(dòng)部分與穩(wěn)定部分連接起來(lái)，使圍巖共同承受荷載，增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性。噴射混凝土是將混凝土通過(guò)噴射機(jī)高速噴射到隧道圍巖表面，形成一層混凝土支護(hù)層。噴射混凝土具有快速凝固、早期強(qiáng)度高的特點(diǎn)，能夠及時(shí)封閉圍巖表面，防止圍巖風(fēng)化和松動(dòng)。它與圍巖緊密結(jié)合，共同承擔(dān)荷載，增強(qiáng)了支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性和承載能力。在小凈距隧道中，噴射混凝土能夠有效地抵抗圍巖的壓力，控制圍巖的變形，為后續(xù)施工提供安全保障。錨噴支護(hù)在小凈距隧道中具有諸多優(yōu)點(diǎn)。它能夠及時(shí)對(duì)圍巖進(jìn)行支護(hù)，在隧道開挖后迅速發(fā)揮作用，限制圍巖的變形發(fā)展。錨噴支護(hù)施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，施工速度快，可以節(jié)省施工時(shí)間和成本。由于錨噴支護(hù)與圍巖形成一個(gè)整體，能夠充分發(fā)揮圍巖的自承能力，提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。錨噴支護(hù)適用于多種圍巖條件，尤其是在圍巖穩(wěn)定性較差的情況下，如軟弱圍巖、破碎圍巖等，能夠有效地增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性，保障隧道施工和運(yùn)營(yíng)的安全。2.3.2鋼支撐鋼支撐在小凈距隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)中起著重要的作用，主要包括工字鋼和格柵鋼架等形式。工字鋼是一種常用的型鋼，具有較高的強(qiáng)度和剛度。在小凈距隧道中，工字鋼支撐通常安裝在隧道的拱部和邊墻部位，能夠有效地承受圍巖的壓力，增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。工字鋼支撐的安裝方式一般是通過(guò)在圍巖中設(shè)置錨桿或噴射混凝土將其固定，使其與圍巖緊密結(jié)合，共同承擔(dān)荷載。格柵鋼架是由鋼筋焊接而成的一種格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，它具有重量輕、安裝方便、與噴射混凝土結(jié)合良好等優(yōu)點(diǎn)。格柵鋼架能夠根據(jù)隧道的形狀和尺寸進(jìn)行靈活加工，適應(yīng)不同的施工條件。在小凈距隧道中，格柵鋼架通常與噴射混凝土共同組成聯(lián)合支護(hù)體系，格柵鋼架作為骨架，噴射混凝土包裹在其周圍，形成一個(gè)堅(jiān)固的支護(hù)結(jié)構(gòu)。這種聯(lián)合支護(hù)體系能夠充分發(fā)揮格柵鋼架和噴射混凝土的優(yōu)點(diǎn)，提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性能。鋼支撐在增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面具有顯著作用。在圍巖壓力較大的情況下，鋼支撐能夠提供強(qiáng)大的支撐力，有效抵抗圍巖的變形和破壞。在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，鋼支撐能夠增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗震性能，減少隧道結(jié)構(gòu)的損壞。鋼支撐適用于圍巖條件較差、地質(zhì)復(fù)雜的小凈距隧道，如深埋隧道、穿越斷層破碎帶的隧道等。在這些情況下，鋼支撐能夠?yàn)樗淼朗┕ず瓦\(yùn)營(yíng)提供可靠的安全保障。2.3.3中夾巖柱加固措施中夾巖柱是小凈距隧道的關(guān)鍵部位，其穩(wěn)定性直接影響到隧道的整體安全。為了增強(qiáng)中夾巖柱的穩(wěn)定性，常采用大噸位預(yù)應(yīng)力錨索、對(duì)拉錨桿等加固技術(shù)。大噸位預(yù)應(yīng)力錨索是一種通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力來(lái)加固圍巖的技術(shù)。它由錨索體、錨具和張拉設(shè)備等組成。錨索體通常采用高強(qiáng)度鋼絞線制作，通過(guò)鉆孔將其安裝在中夾巖柱中，然后利用張拉設(shè)備對(duì)錨索施加預(yù)應(yīng)力，使錨索對(duì)中夾巖柱產(chǎn)生一個(gè)壓力，從而增強(qiáng)中夾巖柱的穩(wěn)定性。大噸位預(yù)應(yīng)力錨索能夠有效地限制中夾巖柱的變形，提高其承載能力，適用于中夾巖柱厚度較薄、圍巖條件較差的情況。對(duì)拉錨桿是一種在兩洞之間的中夾巖柱中設(shè)置的錨桿，它通過(guò)將兩洞的圍巖連接在一起，形成一個(gè)整體，從而增強(qiáng)中夾巖柱的穩(wěn)定性。對(duì)拉錨桿一般采用高強(qiáng)度鋼筋制作，兩端分別錨固在兩洞的圍巖中，中間穿過(guò)中夾巖柱。在施工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)拉錨桿的拉力，使中夾巖柱受到擠壓，提高其抗剪強(qiáng)度和承載能力。對(duì)拉錨桿適用于中夾巖柱相對(duì)較薄、兩洞間距較小的小凈距隧道。在實(shí)際工程中，根據(jù)隧道的地質(zhì)條件、中夾巖柱的厚度和受力情況等因素，合理選擇加固措施。對(duì)于中夾巖柱較薄且圍巖破碎的情況，可以采用大噸位預(yù)應(yīng)力錨索和對(duì)拉錨桿相結(jié)合的加固方式，以提高中夾巖柱的穩(wěn)定性。在施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，確保加固措施的質(zhì)量和效果。加強(qiáng)對(duì)中夾巖柱的監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握其變形和受力情況，以便根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整加固措施。三、小凈距隧道施工控制技術(shù)要點(diǎn)3.1施工方法選擇3.1.1常見施工方法介紹單側(cè)壁導(dǎo)坑法：?jiǎn)蝹?cè)壁導(dǎo)坑法適用于斷面跨度大，地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖中隧道施工。該方法是將斷面橫向分成3塊或4塊，分別為側(cè)壁導(dǎo)坑、上臺(tái)階、下臺(tái)階。側(cè)壁導(dǎo)坑尺寸應(yīng)本著充分利用臺(tái)階的支撐作用，并考慮機(jī)械設(shè)備和施工條件而定。一般情況下側(cè)壁導(dǎo)坑寬度不宜超過(guò)0.5倍洞寬，高度以到起拱線為宜，這樣導(dǎo)坑可分二次開挖和支護(hù)，不需要架設(shè)工作平臺(tái)，人工架立鋼支撐也較方便。導(dǎo)坑與臺(tái)階的距離沒(méi)有硬性規(guī)定，但一般應(yīng)以導(dǎo)坑施工和臺(tái)階施工不發(fā)生干擾為原則。上、下臺(tái)階的距離則視圍巖情況參照短臺(tái)階法或超短臺(tái)階法擬定。其施工步驟通常為先開挖側(cè)壁導(dǎo)坑，并及時(shí)施作初期支護(hù)；然后開挖上臺(tái)階，施作上臺(tái)階初期支護(hù)；最后開挖下臺(tái)階，完成下臺(tái)階初期支護(hù)。單側(cè)壁導(dǎo)坑法的特點(diǎn)是施工較為安全，由于有側(cè)壁導(dǎo)坑的支撐，可有效控制圍巖變形；但施工速度相對(duì)較慢，因?yàn)槭┕すば蜉^多，各部分施工相互影響，導(dǎo)致施工效率不高。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法：當(dāng)隧道跨度很大，地表沉陷要求嚴(yán)格，圍巖條件特別差，單側(cè)壁導(dǎo)坑法難以控制圍巖變形時(shí)，可采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，也被稱為眼鏡工法。該方法一般將斷面分成四塊，即左、右側(cè)壁導(dǎo)坑、上部核心土、下臺(tái)階。導(dǎo)坑尺寸擬定的原則與單側(cè)壁導(dǎo)坑法類似，但寬度不宜超過(guò)斷面最大跨度的1/3。左、右側(cè)導(dǎo)坑錯(cuò)開的距離，應(yīng)根據(jù)開挖一側(cè)導(dǎo)坑所引起的圍巖應(yīng)力重分布的影響不致波及另一側(cè)已成導(dǎo)坑的原則確定。施工順序?yàn)椋合乳_挖一側(cè)導(dǎo)坑，并及時(shí)將其初期支護(hù)閉合；相隔適當(dāng)距離后開挖另一側(cè)導(dǎo)坑，并建造初期支護(hù)；接著開挖上部核心土，建造拱部初期支護(hù)，拱腳支承在兩側(cè)壁導(dǎo)坑的初期支護(hù)上；再開挖下臺(tái)階，建造底部的初期支護(hù)，使初期支護(hù)全斷面閉合；最后拆除導(dǎo)坑臨空部分的初期支護(hù)，施作內(nèi)層襯砌。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的優(yōu)點(diǎn)是施工安全性高，對(duì)圍巖變形的控制能力強(qiáng)，能適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件；缺點(diǎn)是施工速度慢，成本高，因?yàn)槭┕み^(guò)程中開挖斷面分塊多，擾動(dòng)大，初期支護(hù)全斷面閉合的時(shí)間長(zhǎng)，且施工工序復(fù)雜，需要投入較多的人力、物力和時(shí)間。臺(tái)階法：臺(tái)階法是將隧道斷面分為上、下臺(tái)階進(jìn)行開挖的方法。對(duì)于城市第四紀(jì)地層，臺(tái)階長(zhǎng)度一般以控制1D內(nèi)（D一般指隧道跨度）為宜。其施工步驟為先開挖上臺(tái)階，及時(shí)施作上臺(tái)階初期支護(hù)；然后開挖下臺(tái)階，施作下臺(tái)階初期支護(hù)。臺(tái)階法的優(yōu)點(diǎn)是施工工序相對(duì)簡(jiǎn)單，施工速度較快，因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)進(jìn)行上、下臺(tái)階的施工，提高了施工效率；對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求相對(duì)較低，適應(yīng)性強(qiáng)，在不同的地質(zhì)條件和隧道規(guī)模下都能應(yīng)用。缺點(diǎn)是對(duì)圍巖的自穩(wěn)能力有一定要求，當(dāng)圍巖穩(wěn)定性較差時(shí)，上臺(tái)階開挖后可能會(huì)出現(xiàn)坍塌等安全問(wèn)題；上、下臺(tái)階施工時(shí)，相互之間的干擾較大，需要合理安排施工順序和時(shí)間間隔。CD法（中隔壁法）：主要適用于地層較差、巖體不穩(wěn)定且地面沉降要求嚴(yán)格的地下工程施工。該方法是在隧道開挖過(guò)程中，設(shè)置中隔壁將隧道分成左右兩部分，先開挖一側(cè)，再開挖另一側(cè)。施工順序?yàn)椋合乳_挖一側(cè)導(dǎo)坑，施作初期支護(hù)和中隔壁；然后開挖另一側(cè)導(dǎo)坑，施作初期支護(hù)和中隔壁；待兩側(cè)導(dǎo)坑開挖完成后，拆除中隔壁，施作二次襯砌。CD法的特點(diǎn)是施工過(guò)程中可以有效地控制圍巖的變形和地面沉降，因?yàn)橹懈舯诘脑O(shè)置增強(qiáng)了支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；但施工工序相對(duì)復(fù)雜，中隔壁的拆除需要謹(jǐn)慎操作，否則可能會(huì)影響隧道的穩(wěn)定性；施工速度相對(duì)較慢，由于分側(cè)開挖，施工效率受到一定影響。CRD法（交叉中隔壁法）：是在CD法基礎(chǔ)上加設(shè)臨時(shí)仰拱以滿足要求。施工時(shí)，將隧道斷面分成多個(gè)部分，通過(guò)設(shè)置多個(gè)中隔壁和臨時(shí)仰拱，逐步開挖隧道。其施工順序比CD法更為復(fù)雜，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。CRD法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)圍巖的支護(hù)效果更好，能更好地控制圍巖變形和地面沉降，適用于地質(zhì)條件非常復(fù)雜、圍巖穩(wěn)定性極差的情況；缺點(diǎn)是施工工序繁瑣，施工成本高，施工速度慢，因?yàn)槭┕み^(guò)程中需要頻繁地設(shè)置和拆除臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)。3.1.2根據(jù)圍巖條件選擇施工方法Ⅰ-Ⅱ類圍巖：Ⅰ-Ⅱ類圍巖一般穩(wěn)定性較差，多為軟弱、破碎的巖體，自穩(wěn)能力極低。在這種圍巖條件下，宜采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法或單側(cè)壁導(dǎo)坑法。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法通過(guò)在隧道兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)坑，及時(shí)對(duì)圍巖進(jìn)行支護(hù)，能夠有效控制圍巖變形，確保施工安全。以某小凈距隧道在Ⅰ類圍巖中的施工為例，采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，先開挖兩側(cè)導(dǎo)坑并施作初期支護(hù)，有效地限制了圍巖的變形，盡管施工速度較慢，但成功保證了隧道的順利施工。單側(cè)壁導(dǎo)坑法對(duì)于斷面跨度相對(duì)較小、圍巖條件稍好于Ⅰ類圍巖的Ⅱ類圍巖較為適用。它利用側(cè)壁導(dǎo)坑的支撐作用，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，控制圍巖變形。在實(shí)際工程中，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，如隧道的斷面尺寸、施工場(chǎng)地條件等，合理選擇單側(cè)壁導(dǎo)坑法或雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。Ⅲ-Ⅳ類圍巖：Ⅲ-Ⅳ類圍巖具有一定的自穩(wěn)能力，但在隧道開挖過(guò)程中仍需采取有效的支護(hù)措施。臺(tái)階法結(jié)合CD法或CRD法是較為適宜的選擇。臺(tái)階法施工速度較快，工序相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)于Ⅲ類圍巖，在圍巖自穩(wěn)能力較好的情況下，可以先采用臺(tái)階法進(jìn)行開挖，及時(shí)施作初期支護(hù)。但當(dāng)圍巖出現(xiàn)不穩(wěn)定跡象或隧道跨度較大時(shí)，可結(jié)合CD法或CRD法，通過(guò)設(shè)置中隔壁或交叉中隔壁，增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，控制圍巖變形。對(duì)于Ⅳ類圍巖，由于其自穩(wěn)能力相對(duì)Ⅲ類圍巖稍弱，更多地采用臺(tái)階法與CD法或CRD法相結(jié)合的方式。如某小凈距隧道在Ⅳ類圍巖段施工時(shí)，采用臺(tái)階法開挖上臺(tái)階后，及時(shí)施作初期支護(hù)和中隔壁，再開挖下臺(tái)階，有效地保證了隧道的穩(wěn)定性。Ⅴ-Ⅵ類圍巖：Ⅴ-Ⅵ類圍巖穩(wěn)定性較好，巖體較為完整，自穩(wěn)能力較強(qiáng)。在這種圍巖條件下，可以采用臺(tái)階法或全斷面法進(jìn)行施工。臺(tái)階法適用于隧道跨度適中的情況，通過(guò)上、下臺(tái)階的依次開挖和支護(hù)，能夠快速完成隧道施工。全斷面法適用于圍巖條件非常好、隧道跨度較小的情況，該方法一次性開挖整個(gè)斷面，施工速度快，效率高。如某小凈距隧道在Ⅴ類圍巖中，隧道跨度較小，采用全斷面法施工，大大縮短了施工工期，提高了施工效率。但在采用全斷面法施工時(shí)，需要對(duì)圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行充分評(píng)估，確保施工安全。不同圍巖條件下小凈距隧道施工方法的選擇應(yīng)綜合考慮多種因素，包括圍巖的穩(wěn)定性、隧道的斷面尺寸、施工場(chǎng)地條件、施工安全和進(jìn)度要求等。在實(shí)際工程中，還需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，靈活調(diào)整施工方法，確保隧道施工的安全、順利進(jìn)行。3.2爆破施工控制3.2.1爆破施工的難點(diǎn)在小凈距隧道施工中，爆破施工是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的工作，其難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。后行洞爆破開挖對(duì)先行洞圍巖穩(wěn)定會(huì)產(chǎn)生顯著影響。由于兩洞之間的凈距較小，后行洞爆破產(chǎn)生的地震波會(huì)傳播到先行洞圍巖中，導(dǎo)致先行洞圍巖產(chǎn)生再次應(yīng)力重分布。這種應(yīng)力變化可能使先行洞圍巖的塑性區(qū)擴(kuò)大，圍巖的穩(wěn)定性降低。當(dāng)圍巖級(jí)別較低時(shí)，先行洞圍巖在爆破振動(dòng)的作用下，可能出現(xiàn)松動(dòng)、坍塌等危險(xiǎn)情況，嚴(yán)重威脅施工安全。某小凈距隧道在施工過(guò)程中，后行洞爆破時(shí)，先行洞圍巖的位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，圍巖位移明顯增大，部分區(qū)域的位移超出了允許范圍，這表明后行洞爆破對(duì)先行洞圍巖穩(wěn)定產(chǎn)生了不利影響。后行洞爆破還會(huì)對(duì)中夾巖柱造成嚴(yán)重的二次擾動(dòng)。中夾巖柱本身就是小凈距隧道的薄弱環(huán)節(jié)，在先行洞開挖時(shí)已經(jīng)受到了一次擾動(dòng)，其力學(xué)性能有所下降。后行洞爆破時(shí)，中夾巖柱會(huì)受到爆破振動(dòng)的直接作用，導(dǎo)致其內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)更加復(fù)雜。當(dāng)中夾巖柱較薄且圍巖條件較差時(shí)，爆破振動(dòng)可能使中夾巖柱產(chǎn)生裂縫、破碎等現(xiàn)象，從而影響中夾巖柱的承載能力和穩(wěn)定性。如在某工程中，后行洞爆破后，對(duì)中夾巖柱進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，中夾巖柱出現(xiàn)了多條裂縫，部分區(qū)域的巖石破碎，這對(duì)隧道的整體穩(wěn)定性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。地質(zhì)條件的不利因素也會(huì)增加爆破施工的難度。在軟弱圍巖中，巖石的強(qiáng)度較低，完整性差，對(duì)爆破振動(dòng)的抵抗能力較弱。在這種情況下進(jìn)行爆破施工，容易導(dǎo)致圍巖過(guò)度破碎，增加施工風(fēng)險(xiǎn)。而在富水地層中，地下水的存在會(huì)影響炸藥的爆炸性能，降低爆破效果。地下水還會(huì)使圍巖的力學(xué)性能進(jìn)一步惡化，增加圍巖坍塌的可能性。當(dāng)隧道穿越斷層、節(jié)理裂隙發(fā)育帶等地質(zhì)構(gòu)造時(shí)，由于巖石的結(jié)構(gòu)面較多，爆破振動(dòng)容易沿著這些結(jié)構(gòu)面?zhèn)鞑ィ瑢?dǎo)致圍巖的破壞范圍擴(kuò)大，增加爆破施工的難度和風(fēng)險(xiǎn)。3.2.2爆破減振措施為了有效降低爆破振動(dòng)對(duì)小凈距隧道圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，保障施工安全，可采取一系列爆破減振措施。采用小循環(huán)進(jìn)尺是一種有效的減振方法。小循環(huán)進(jìn)尺意味著每次爆破的開挖量較小，這樣可以減少單次爆破產(chǎn)生的地震波能量。通過(guò)控制每次爆破的進(jìn)尺長(zhǎng)度，使爆破振動(dòng)的能量分散，從而降低對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響。一般來(lái)說(shuō)，小循環(huán)進(jìn)尺的長(zhǎng)度可根據(jù)圍巖條件、隧道斷面尺寸等因素確定，在軟弱圍巖中，進(jìn)尺長(zhǎng)度可控制在1-1.5m，而在較好的圍巖中，進(jìn)尺長(zhǎng)度可適當(dāng)增加，但也不宜超過(guò)2m。微差爆破技術(shù)在小凈距隧道爆破施工中也具有重要作用。微差爆破是指通過(guò)精確控制各炮孔之間的起爆時(shí)間間隔，使各炮孔的爆破地震波相互干擾、疊加，從而降低爆破振動(dòng)峰值。合理的微差時(shí)間選擇是微差爆破成功的關(guān)鍵，一般可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。在某小凈距隧道爆破施工中，通過(guò)采用微差爆破技術(shù)，將微差時(shí)間控制在50-100ms之間，有效地降低了爆破振動(dòng)，使爆破振動(dòng)速度降低了30%-40%。加強(qiáng)炮孔堵塞能夠提高爆破能量的利用率，減少爆破地震波的產(chǎn)生。炮孔堵塞材料應(yīng)具有良好的可塑性和密實(shí)性，如采用黏土、砂等材料進(jìn)行堵塞。在堵塞炮孔時(shí)，應(yīng)確保堵塞長(zhǎng)度足夠，一般堵塞長(zhǎng)度不應(yīng)小于炮孔直徑的15-20倍。通過(guò)加強(qiáng)炮孔堵塞，可使爆破能量更集中地作用于巖石破碎，減少能量向圍巖的傳播，從而降低爆破振動(dòng)。合理設(shè)置光爆層也有助于降低爆破振動(dòng)。光爆層是指在隧道開挖輪廓線周邊預(yù)留的一層巖石，通過(guò)控制周邊眼的爆破參數(shù)，使光爆層在爆破時(shí)能夠形成平整的開挖輪廓，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。光爆層的厚度一般可根據(jù)隧道斷面尺寸、圍巖條件等因素確定，通常在0.5-1m之間。在某小凈距隧道施工中，通過(guò)合理設(shè)置光爆層，有效地控制了周邊眼爆破對(duì)圍巖的影響，使圍巖的超欠挖得到了較好的控制，同時(shí)也降低了爆破振動(dòng)?？刂婆诳讉?cè)向最小抵抗也是降低爆破振動(dòng)的重要措施之一。炮孔側(cè)向最小抵抗是指炮孔中心到自由面的最短距離，合理控制炮孔側(cè)向最小抵抗可以使爆破能量更有效地作用于巖石破碎，減少能量向圍巖的傳播。在實(shí)際施工中，可根據(jù)巖石的性質(zhì)、爆破器材的性能等因素，合理確定炮孔側(cè)向最小抵抗值，一般可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化。在小凈距隧道爆破施工中，還可采用預(yù)裂爆破、減振孔等輔助措施來(lái)降低爆破振動(dòng)。預(yù)裂爆破是在主爆區(qū)爆破之前，先在爆破區(qū)周邊鉆設(shè)一排預(yù)裂孔，通過(guò)控制預(yù)裂孔的爆破參數(shù)，使預(yù)裂孔之間形成一條連續(xù)的裂縫，從而阻隔主爆區(qū)爆破地震波的傳播。減振孔則是在爆破區(qū)周邊鉆設(shè)一些小孔，通過(guò)這些小孔的存在，改變爆破地震波的傳播路徑，使地震波的能量在小孔處發(fā)生散射、衰減，從而降低爆破振動(dòng)。3.3施工順序與間距控制3.3.1先行洞和后行洞的開挖順序在小凈距隧道施工中，先行洞和后行洞的開挖順序?qū)鷰r穩(wěn)定性有著顯著影響，不同的施工方法下，合理的開挖順序也有所不同。在臺(tái)階法施工中，一般先開挖先行洞。先行洞開挖后，圍巖會(huì)產(chǎn)生初次應(yīng)力調(diào)整，形成一定的承載拱。此時(shí)，后行洞的開挖應(yīng)在先行洞初期支護(hù)基本穩(wěn)定后進(jìn)行。先開挖先行洞可以為后行洞的施工提供一定的參考依據(jù)，通過(guò)對(duì)先行洞圍巖變形和支護(hù)結(jié)構(gòu)受力情況的監(jiān)測(cè)，能夠更好地調(diào)整后行洞的施工參數(shù)。如某小凈距隧道采用臺(tái)階法施工，先行洞開挖后，對(duì)圍巖進(jìn)行了嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)圍巖在初期支護(hù)后變形基本穩(wěn)定。而后行洞開挖時(shí)，根據(jù)先行洞的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，適當(dāng)調(diào)整了爆破參數(shù)和支護(hù)時(shí)間，有效地控制了圍巖的變形，確保了施工安全。當(dāng)采用CD法或CRD法施工時(shí)，先行洞和后行洞的開挖順序需要根據(jù)具體情況進(jìn)行合理安排。在圍巖條件較差的情況下，可先開挖先行洞的一側(cè)導(dǎo)坑，及時(shí)施作初期支護(hù)和中隔壁，然后再開挖后行洞的對(duì)應(yīng)側(cè)導(dǎo)坑。這樣可以通過(guò)中隔壁的支撐作用，減少后行洞開挖對(duì)先行洞圍巖的影響。如在某小凈距隧道施工中，圍巖為Ⅲ類圍巖，采用CD法施工。先開挖先行洞的左側(cè)導(dǎo)坑，并及時(shí)施作初期支護(hù)和中隔壁，待左側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)穩(wěn)定后，再開挖后行洞的左側(cè)導(dǎo)坑。在開挖過(guò)程中，通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，先行洞圍巖的變形得到了有效控制，后行洞的施工也較為順利。不同開挖順序?qū)鷰r穩(wěn)定性的影響主要體現(xiàn)在圍巖的應(yīng)力分布和變形情況上。若先開挖后行洞，可能會(huì)導(dǎo)致先行洞圍巖的應(yīng)力集中加劇，變形增大。因?yàn)楹笮卸撮_挖時(shí)，會(huì)使先行洞圍巖的應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生改變，尤其是在中夾巖柱附近，應(yīng)力集中現(xiàn)象更為明顯。當(dāng)圍巖穩(wěn)定性較差時(shí)，這種應(yīng)力集中可能會(huì)導(dǎo)致圍巖的塑性區(qū)擴(kuò)大，甚至出現(xiàn)坍塌事故。而合理的開挖順序，如先開挖先行洞并及時(shí)施作支護(hù)，能夠使圍巖在一定程度上得到加固，增強(qiáng)其承載能力，從而減小后行洞開挖對(duì)圍巖穩(wěn)定性的影響。3.3.2開挖錯(cuò)開距離與襯砌錯(cuò)開距離先行洞和后行洞開挖錯(cuò)開距離的確定需要綜合考慮多種因素。從圍巖穩(wěn)定性角度來(lái)看，錯(cuò)開距離應(yīng)足夠大，以避免后行洞開挖對(duì)先行洞圍巖產(chǎn)生過(guò)大的擾動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，先行洞根據(jù)圍巖情況超前1-2倍洞徑較為合適。在軟弱圍巖中，為了更好地控制圍巖變形，先行洞超前的距離可適當(dāng)增大，達(dá)到2倍洞徑左右；而在較好的圍巖中，超前距離可控制在1倍洞徑。如在某小凈距隧道施工中，圍巖為Ⅱ類圍巖，先行洞超前后行洞2倍洞徑進(jìn)行開挖。在開挖過(guò)程中，通過(guò)對(duì)先行洞圍巖變形的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，圍巖變形得到了有效控制，后行洞開挖時(shí)對(duì)先行洞的影響較小。從施工進(jìn)度方面考慮，錯(cuò)開距離也不宜過(guò)大，否則會(huì)影響施工效率，延長(zhǎng)施工工期。在保證施工安全和圍巖穩(wěn)定的前提下，應(yīng)合理調(diào)整錯(cuò)開距離，使兩洞的施工能夠有序進(jìn)行，提高施工效率。先行洞襯砌和后行洞開挖錯(cuò)開距離同樣至關(guān)重要。后行洞開挖時(shí)，爆破振動(dòng)等因素可能會(huì)對(duì)先行洞襯砌產(chǎn)生影響，因此需要確保先行洞襯砌具有一定的強(qiáng)度后，再進(jìn)行后行洞的開挖。一般情況下，先行洞襯砌應(yīng)至少達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%-80%后，后行洞方可進(jìn)行開挖。同時(shí)，錯(cuò)開距離也應(yīng)根據(jù)隧道的地質(zhì)條件、爆破參數(shù)等因素進(jìn)行確定。在地質(zhì)條件較差、爆破振動(dòng)較大的情況下，錯(cuò)開距離可適當(dāng)增大；反之，可適當(dāng)減小。如某小凈距隧道在施工過(guò)程中，先行洞襯砌達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后，后行洞開始開挖。在開挖過(guò)程中，對(duì)先行洞襯砌進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)襯砌未出現(xiàn)明顯的裂縫和變形，表明錯(cuò)開距離設(shè)置合理。3.4圍巖監(jiān)控量測(cè)3.4.1監(jiān)控量測(cè)的內(nèi)容與方法小凈距隧道圍巖監(jiān)控量測(cè)是確保隧道施工安全和質(zhì)量的重要手段，其內(nèi)容涵蓋多個(gè)關(guān)鍵方面。在位移監(jiān)測(cè)方面，主要包括拱頂下沉監(jiān)測(cè)和周邊收斂監(jiān)測(cè)。拱頂下沉監(jiān)測(cè)是通過(guò)在隧道拱頂設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，利用水準(zhǔn)儀、全站儀等測(cè)量?jī)x器，定期測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)的高程變化，從而獲取拱頂下沉的數(shù)據(jù)。周邊收斂監(jiān)測(cè)則是在隧道周邊布置收斂計(jì)測(cè)點(diǎn)，使用收斂計(jì)測(cè)量測(cè)點(diǎn)之間的距離變化，以此反映隧道周邊圍巖的變形情況。某小凈距隧道在施工過(guò)程中，通過(guò)在拱頂每隔5m設(shè)置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，在隧道周邊每隔3m設(shè)置一個(gè)收斂計(jì)測(cè)點(diǎn)，對(duì)拱頂下沉和周邊收斂進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在初期支護(hù)施作后的前3天，每天監(jiān)測(cè)3次；3天后，根據(jù)圍巖變形情況，逐漸減少監(jiān)測(cè)頻率，但每周至少監(jiān)測(cè)2次。應(yīng)力監(jiān)測(cè)也是圍巖監(jiān)控量測(cè)的重要內(nèi)容之一，包括圍巖內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測(cè)和支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)。圍巖內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測(cè)通常采用壓力盒進(jìn)行，將壓力盒埋設(shè)在圍巖內(nèi)部不同位置，通過(guò)測(cè)量壓力盒所受的壓力，來(lái)獲取圍巖內(nèi)部的應(yīng)力分布情況。支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)則是在錨桿、鋼支撐等支護(hù)結(jié)構(gòu)上安裝應(yīng)力計(jì)，測(cè)量支護(hù)結(jié)構(gòu)在受力過(guò)程中的應(yīng)力變化。在某小凈距隧道中，為了監(jiān)測(cè)圍巖內(nèi)部應(yīng)力，在不同深度的圍巖中埋設(shè)了多個(gè)壓力盒；在錨桿上安裝了電阻應(yīng)變片式應(yīng)力計(jì)，在鋼支撐上焊接了振弦式應(yīng)力計(jì)，通過(guò)這些設(shè)備對(duì)圍巖內(nèi)部應(yīng)力和支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。此外，還需對(duì)爆破振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)主要使用爆破振動(dòng)測(cè)試儀，在隧道內(nèi)不同位置、周邊建筑物以及地面等設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，測(cè)量爆破時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)速度、振動(dòng)頻率等參數(shù)。某小凈距隧道在爆破施工前，在隧道內(nèi)距離掌子面5m、10m、15m處分別設(shè)置了監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在周邊建筑物的基礎(chǔ)和墻體上也設(shè)置了監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每次爆破時(shí)，使用爆破振動(dòng)測(cè)試儀對(duì)振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)，控制爆破振動(dòng)對(duì)圍巖和周邊環(huán)境的影響。3.4.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析，能夠準(zhǔn)確判斷圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為施工決策提供有力依據(jù)。在位移數(shù)據(jù)分析方面，當(dāng)拱頂下沉和周邊收斂的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)且速率較大的趨勢(shì)時(shí)，表明圍巖處于不穩(wěn)定狀態(tài)，可能存在坍塌風(fēng)險(xiǎn)。如某小凈距隧道在施工過(guò)程中，某段圍巖的拱頂下沉在3天內(nèi)累計(jì)達(dá)到50mm，且下沉速率有加快的趨勢(shì)，周邊收斂也超出了允許范圍，這說(shuō)明該段圍巖穩(wěn)定性較差，需要及時(shí)采取加強(qiáng)支護(hù)措施。通過(guò)對(duì)位移數(shù)據(jù)的分析，還可以預(yù)測(cè)圍巖變形的發(fā)展趨勢(shì)，提前做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。應(yīng)力數(shù)據(jù)分析同樣重要。當(dāng)圍巖內(nèi)部應(yīng)力超過(guò)圍巖的強(qiáng)度極限時(shí)，圍巖可能發(fā)生破壞；支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力過(guò)大，則表明支護(hù)結(jié)構(gòu)可能無(wú)法承受圍巖壓力，需要進(jìn)行調(diào)整或加強(qiáng)。在某小凈距隧道施工中，通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)某段圍巖內(nèi)部應(yīng)力接近圍巖的強(qiáng)度極限，同時(shí)鋼支撐的應(yīng)力也超出了設(shè)計(jì)允許值，這表明圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)存在安全隱患。施工單位根據(jù)這一情況，立即停止施工，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加強(qiáng)，如增加鋼支撐的數(shù)量、加密錨桿等，確保了施工安全。基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，可做出合理的施工決策。若監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)，可按照原施工方案繼續(xù)施工；若發(fā)現(xiàn)存在安全隱患，則需要及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，如減小爆破進(jìn)尺、加強(qiáng)支護(hù)等。在某小凈距隧道施工中，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某段圍巖穩(wěn)定性較差時(shí)，施工單位將爆破進(jìn)尺從原來(lái)的2m減小到1m，同時(shí)增加了噴射混凝土的厚度和錨桿的長(zhǎng)度，有效地控制了圍巖變形，保障了施工安全。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還可以為后續(xù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供參考，通過(guò)對(duì)不同施工階段監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析總結(jié)，不斷完善支護(hù)設(shè)計(jì)和施工方案，提高隧道工程的質(zhì)量和安全性。四、工程實(shí)例分析4.1工程概況本文選取某小凈距隧道工程作為研究對(duì)象，該隧道位于[具體地理位置]，是[公路/鐵路名稱]的重要組成部分。該區(qū)域地形起伏較大，山巒縱橫，隧道穿越的山體地勢(shì)陡峭，地形條件復(fù)雜。隧道所在地區(qū)屬于[氣候類型]，年降水量較大，且降水集中在[雨季月份]，這對(duì)隧道施工和運(yùn)營(yíng)的防水要求較高。隧道的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，圍巖主要由[巖石類型]組成。進(jìn)出口段圍巖以松散低液限粘土及強(qiáng)風(fēng)化泥巖為主，巖性呈松散及碎裂結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性較差，自穩(wěn)能力弱，在施工過(guò)程中容易發(fā)生坍塌等事故。中部圍巖為泥質(zhì)粉砂巖、泥巖夾粉細(xì)砂巖，屬軟質(zhì)巖，受構(gòu)造影響輕微，巖石為弱風(fēng)化，裂隙較發(fā)育-不發(fā)育，巖體較完整，局部地段較破碎，呈塊狀砌體結(jié)構(gòu)及塊石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。隧道為雙洞小凈距隧道，左線長(zhǎng)度為[X]m，右線長(zhǎng)度為[X]m，兩線最小凈距為[X]m。隧道采用新奧法原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，施工時(shí)采用復(fù)合襯砌。其設(shè)計(jì)斷面為[具體形狀，如馬蹄形等]，凈寬為[X]m，凈高為[X]m，采用三心圓曲墻帶仰拱結(jié)構(gòu)，以滿足隧道內(nèi)的行車和通風(fēng)要求。隧道的設(shè)計(jì)縱坡為[具體坡度]，以保證車輛在隧道內(nèi)的行駛安全和順暢。在隧道的進(jìn)出口處，設(shè)置了完善的洞門結(jié)構(gòu)，洞門墻采用C20級(jí)砼澆筑，以增強(qiáng)洞口的穩(wěn)定性和美觀性。洞內(nèi)路面采用240mm厚水泥混凝土，具有良好的耐磨性和抗滑性能，能夠?yàn)檐囕v行駛提供安全保障。4.2支護(hù)設(shè)計(jì)方案4.2.1初期支護(hù)設(shè)計(jì)該小凈距隧道初期支護(hù)采用錨噴支護(hù)，錨噴支護(hù)參數(shù)根據(jù)圍巖級(jí)別進(jìn)行設(shè)計(jì)。在進(jìn)出口段的Ⅱ類圍巖中，由于圍巖穩(wěn)定性較差，為了有效控制圍巖變形，保障施工安全，噴射混凝土厚度設(shè)計(jì)為26cm，以提供足夠的支護(hù)強(qiáng)度和剛度。錨桿采用長(zhǎng)度為3.5m的砂漿錨桿，這種錨桿能夠深入圍巖內(nèi)部，增強(qiáng)圍巖的錨固力，縱向間距設(shè)置為0.6m，確保錨桿在圍巖中均勻分布，共同作用形成有效的支護(hù)體系。鋼筋網(wǎng)間距為20cm×20cm，采用直徑為8mm的鋼筋焊接而成。鋼筋網(wǎng)能夠與噴射混凝土緊密結(jié)合，增強(qiáng)噴射混凝土的抗拉強(qiáng)度和抗裂性能，進(jìn)一步提高初期支護(hù)的整體穩(wěn)定性。在中部的Ⅳ類圍巖中，圍巖穩(wěn)定性相對(duì)較好，但仍需進(jìn)行有效的支護(hù)。噴射混凝土厚度設(shè)計(jì)為22cm，既能滿足圍巖支護(hù)的要求，又能避免過(guò)度支護(hù)造成資源浪費(fèi)。錨桿長(zhǎng)度為2.5m，縱向間距為0.8m，在保證錨固效果的同時(shí)，考慮到圍巖條件較好，適當(dāng)增大了錨桿間距。鋼筋網(wǎng)間距同樣為20cm×20cm。鋼支撐選用工字鋼，在Ⅱ類圍巖段，由于圍巖壓力較大，為增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，采用I20b工字鋼，這種型號(hào)的工字鋼具有較高的強(qiáng)度和剛度，能夠承受較大的圍巖壓力。在Ⅳ類圍巖段，采用I18工字鋼，根據(jù)圍巖的受力情況，合理選擇工字鋼型號(hào)，以滿足支護(hù)要求。鋼支撐的間距在Ⅱ類圍巖中為0.6m，在Ⅳ類圍巖中為0.8m，根據(jù)圍巖的穩(wěn)定性和壓力大小，合理調(diào)整鋼支撐的間距，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的有效性。鋼支撐的布置方式為全環(huán)設(shè)置，在隧道的拱部、邊墻和仰拱等部位均設(shè)置鋼支撐，形成一個(gè)封閉的支護(hù)體系，能夠全方位地承受圍巖壓力，有效控制圍巖變形。鋼支撐之間通過(guò)連接鋼筋進(jìn)行連接，連接鋼筋的直徑為22mm，間距為1m，確保鋼支撐之間的連接牢固，共同發(fā)揮支護(hù)作用。4.2.2二次襯砌設(shè)計(jì)二次襯砌采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在Ⅱ類圍巖段，由于圍巖穩(wěn)定性較差，為確保隧道的長(zhǎng)期穩(wěn)定和安全，混凝土強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)為C35，這種高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土能夠承受較大的荷載，提供可靠的安全保障。厚度設(shè)計(jì)為50cm，較厚的襯砌能夠增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載能力，有效抵抗圍巖的變形和壓力。在Ⅳ類圍巖段，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，厚度為40cm。根據(jù)圍巖的穩(wěn)定性和受力情況，合理降低了混凝土強(qiáng)度等級(jí)和厚度，在保證隧道安全的前提下，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)合理性。二次襯砌的鋼筋配置根據(jù)不同圍巖段進(jìn)行設(shè)計(jì)。在Ⅱ類圍巖段，主筋采用直徑為22mm的HRB400鋼筋，這種高強(qiáng)度鋼筋能夠增強(qiáng)襯砌的抗拉強(qiáng)度和承載能力。間距為20cm，確保鋼筋在混凝土中均勻分布，共同承受荷載。分布筋采用直徑為16mm的HRB335鋼筋，間距為25cm，分布筋能夠增強(qiáng)混凝土的抗裂性能，提高襯砌的整體性。在Ⅳ類圍巖段，主筋采用直徑為20mm的HRB400鋼筋，間距為25cm；分布筋采用直徑為14mm的HRB335鋼筋，間距為30cm。根據(jù)圍巖的受力情況，適當(dāng)調(diào)整了鋼筋的直徑和間距，以滿足支護(hù)要求。4.2.3中夾巖柱加固設(shè)計(jì)對(duì)于中夾巖柱，采用預(yù)應(yīng)力錨索和對(duì)拉錨桿相結(jié)合的加固措施。預(yù)應(yīng)力錨索采用15.24mm的鋼絞線，這種鋼絞線具有高強(qiáng)度、高韌性的特點(diǎn)，能夠承受較大的拉力。錨索長(zhǎng)度根據(jù)中夾巖柱的厚度和受力情況確定，在該隧道中，錨索長(zhǎng)度為8m，能夠深入中夾巖柱內(nèi)部，提供有效的錨固力。錨索的間距為2m×2m，呈梅花形布置。梅花形布置能夠使錨索在中夾巖柱中均勻分布，增強(qiáng)中夾巖柱的整體穩(wěn)定性。錨索的張拉控制應(yīng)力為1300MPa，通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力，使錨索對(duì)中夾巖柱產(chǎn)生壓力，提高中夾巖柱的抗變形能力。對(duì)拉錨桿采用直徑為25mm的HRB400鋼筋，這種鋼筋具有較高的強(qiáng)度和抗拉性能。錨桿長(zhǎng)度為5m，能夠貫穿中夾巖柱，將兩側(cè)洞室的圍巖連接在一起，形成一個(gè)整體。對(duì)拉錨桿的間距為1.5m×1.5m，同樣呈梅花形布置，確保對(duì)拉錨桿在中夾巖柱中均勻分布，共同發(fā)揮加固作用。在施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索和對(duì)拉錨桿的施工。在鉆孔過(guò)程中，確保鉆孔的位置、角度和深度符合設(shè)計(jì)要求，保證錨索和錨桿能夠準(zhǔn)確安裝。在錨索張拉和錨桿錨固時(shí)，嚴(yán)格控制施工工藝和參數(shù)，確保加固效果。加強(qiáng)對(duì)中夾巖柱的監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)了解中夾巖柱的變形和受力情況，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整加固措施，確保中夾巖柱的穩(wěn)定性。4.3施工控制措施實(shí)施4.3.1施工方法的應(yīng)用在該小凈距隧道施工中，針對(duì)不同圍巖條件采用了相應(yīng)的施工方法。在進(jìn)出口段的Ⅱ類圍巖中，由于圍巖穩(wěn)定性差，自穩(wěn)能力弱，采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行施工。施工時(shí)，先開挖側(cè)壁導(dǎo)坑，及時(shí)施作初期支護(hù)，包括噴射混凝土、安裝錨桿和鋼支撐等，以增強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性。在開挖側(cè)壁導(dǎo)坑時(shí)，嚴(yán)格控制開挖尺寸和進(jìn)度，確保導(dǎo)坑的形狀規(guī)則，避免對(duì)圍巖造成過(guò)大的擾動(dòng)。側(cè)壁導(dǎo)坑開挖完成后，再開挖上臺(tái)階和下臺(tái)階，同樣及時(shí)施作初期支護(hù)。上臺(tái)階和下臺(tái)階的開挖采用短臺(tái)階法，上臺(tái)階長(zhǎng)度控制在3-5m，下臺(tái)階緊跟其后，以保證施工的連續(xù)性和安全性。在中部的Ⅳ類圍巖中，采用臺(tái)階法進(jìn)行施工。臺(tái)階法施工工序相對(duì)簡(jiǎn)單，施工速度較快，能夠適應(yīng)Ⅳ類圍巖相對(duì)較好的自穩(wěn)能力。施工時(shí)，先開挖上臺(tái)階，及時(shí)施作上臺(tái)階初期支護(hù)，包括噴射混凝土、安裝錨桿和鋼筋網(wǎng)等。上臺(tái)階開挖完成后，下臺(tái)階再進(jìn)行開挖，施作下臺(tái)階初期支護(hù)。上、下臺(tái)階的距離根據(jù)圍巖情況控制在5-10m，以確保施工安全。在臺(tái)階法施工過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)圍巖的監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，如臺(tái)階長(zhǎng)度、支護(hù)時(shí)間等。4.3.2爆破施工控制措施為了降低爆破振動(dòng)對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，該隧道在爆破施工中采取了一系列減振措施。采用小循環(huán)進(jìn)尺，在Ⅱ類圍巖中，將每循環(huán)進(jìn)尺控制在1m以內(nèi)，在Ⅳ類圍巖中，進(jìn)尺控制在1.5m以內(nèi)。通過(guò)減小進(jìn)尺長(zhǎng)度，減少了單次爆破產(chǎn)生的地震波能量，降低了爆破振動(dòng)對(duì)圍巖的擾動(dòng)。采用微差爆破技術(shù)，合理選擇微差時(shí)間，在Ⅱ類圍巖中，微差時(shí)間控制在50-75ms之間，在Ⅳ類圍巖中，微差時(shí)間控制在75-100ms之間。通過(guò)精確控制各炮孔之間的起爆時(shí)間間隔，使各炮孔的爆破地震波相互干擾、疊加，有效地降低了爆破振動(dòng)峰值。加強(qiáng)炮孔堵塞，采用黏土和砂的混合物作為堵塞材料，確保堵塞長(zhǎng)度不小于炮孔直徑的20倍。通過(guò)加強(qiáng)炮孔堵塞，提高了爆破能量的利用率，減少了爆破地震波的產(chǎn)生。合理設(shè)置光爆層，光爆層厚度在Ⅱ類圍巖中為0.5m，在Ⅳ類圍巖中為0.6m。通過(guò)控制周邊眼的爆破參數(shù)，使光爆層在爆破時(shí)能夠形成平整的開挖輪廓，減少了對(duì)圍巖的擾動(dòng)。在爆破施工過(guò)程中，對(duì)爆破振動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在隧道內(nèi)距離掌子面5m、10m、15m處分別設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，使用爆破振動(dòng)測(cè)試儀測(cè)量爆破時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)速度、振動(dòng)頻率等參數(shù)。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)，如炸藥用量、炮孔間距等。通過(guò)采取這些減振措施，該隧道爆破施工的實(shí)際效果良好，爆破振動(dòng)速度得到了有效控制，在Ⅱ類圍巖中，爆破振動(dòng)速度控制在20cm/s以內(nèi)，在Ⅳ類圍巖中，控制在25cm/s以內(nèi)，滿足了施工安全和圍巖穩(wěn)定的要求。4.3.3施工順序與間距控制在該隧道施工中，先行洞和后行洞的開挖順序?yàn)橄刃卸聪乳_挖，后行洞在先行洞初期支護(hù)基本穩(wěn)定后再進(jìn)行開挖。在臺(tái)階法施工中，先行洞超前2倍洞徑進(jìn)行開挖。如先行洞洞徑為10m，則先行洞超前20m進(jìn)行開挖。在單側(cè)壁導(dǎo)坑法施工中，先行洞的側(cè)壁導(dǎo)坑超前后行洞的側(cè)壁導(dǎo)坑15m進(jìn)行開挖。通過(guò)合理安排開挖順序，有效地減少了后行洞開挖對(duì)先行洞圍巖的影響。先行洞和后行洞開挖錯(cuò)開距離控制在2倍洞徑左右，以避免后行洞開挖對(duì)先行洞圍巖產(chǎn)生過(guò)大的擾動(dòng)。在Ⅱ類圍巖中，由于圍巖穩(wěn)定性較差，為了更好地控制圍巖變形，先行洞超前后行洞2.5倍洞徑進(jìn)行開挖。在Ⅳ類圍巖中，先行洞超前后行洞2倍洞徑進(jìn)行開挖。先行洞襯砌和后行洞開挖錯(cuò)開距離控制在先行洞襯砌達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后，后行洞方可進(jìn)行開挖。在施工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)先行洞襯砌強(qiáng)度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保了先行洞襯砌和后行洞開挖錯(cuò)開距離的合理控制。如在某段施工中，先行洞襯砌經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后，后行洞開始進(jìn)行開挖，在開挖過(guò)程中，對(duì)先行洞襯砌進(jìn)行監(jiān)測(cè)，未發(fā)現(xiàn)襯砌出現(xiàn)明顯的裂縫和變形，表明錯(cuò)開距離設(shè)置合理。4.3.4圍巖監(jiān)控量測(cè)結(jié)果分析在該隧道施工過(guò)程中，對(duì)圍巖進(jìn)行了嚴(yán)密的監(jiān)控量測(cè)，包括拱頂下沉、周邊收斂、圍巖內(nèi)部應(yīng)力和支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，及時(shí)掌握了圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性變化情況。在進(jìn)出口段的Ⅱ類圍巖中，初期支護(hù)施作后的前3天，拱頂下沉速率較快，每天達(dá)到10-15mm，周邊收斂速率也較大，每天達(dá)到8-12mm。隨著初期支護(hù)的逐步穩(wěn)定和中夾巖柱加固措施的實(shí)施，拱頂下沉和周邊收斂速率逐漸減小，在7天后，拱頂下沉速率減小到5mm/d以下，周邊收斂速率減小到4mm/d以下。圍巖內(nèi)部應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在開挖過(guò)程中，圍巖內(nèi)部應(yīng)力逐漸增大，在初期支護(hù)施作后，應(yīng)力得到了一定程度的緩解，但在中夾巖柱附近仍存在應(yīng)力集中現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)拉錨桿和預(yù)應(yīng)力錨索的加固，中夾巖柱的應(yīng)力得到了有效控制，圍巖的穩(wěn)定性得到了增強(qiáng)。在中部的Ⅳ類圍巖中，拱頂下沉和周邊收斂的變化相對(duì)較小，初期支護(hù)施作后，拱頂下沉速率在3-5mm/d之間，周邊收斂速率在2-3mm/d之間。隨著施工的進(jìn)行，圍巖變形逐漸趨于穩(wěn)定。圍巖內(nèi)部應(yīng)力和支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，在Ⅳ類圍巖中，圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)相對(duì)較好，支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠有效地承擔(dān)圍巖壓力，保障了隧道施工的安全。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，及時(shí)調(diào)整了施工參數(shù)和支護(hù)措施。在Ⅱ類圍巖中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)圍巖變形速率較大時(shí)，及時(shí)增加了鋼支撐的數(shù)量和噴射混凝土的厚度，加強(qiáng)了對(duì)中夾巖柱的加固。在Ⅳ類圍巖中，根據(jù)圍巖的穩(wěn)定性情況，適當(dāng)調(diào)整了錨桿的長(zhǎng)度和間距，確保了支護(hù)結(jié)構(gòu)的有效性。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和施工參數(shù)的調(diào)整，有效地保證了隧道施工的安全和質(zhì)量。4.4實(shí)施效果評(píng)價(jià)通過(guò)對(duì)該小凈距隧道支護(hù)設(shè)計(jì)與施工控制措施的實(shí)施，取得了較為顯著的效果。在支護(hù)設(shè)計(jì)方面，根據(jù)不同圍巖條件采用的初期支護(hù)和二次襯砌設(shè)計(jì)方案，有效地保證了隧道的穩(wěn)定性。在進(jìn)出口段的Ⅱ類圍巖中，初期支護(hù)采用較厚的噴射混凝土、較長(zhǎng)的錨桿和間距較小的鋼支撐，以及中夾巖柱采用預(yù)應(yīng)力錨索和對(duì)拉錨桿加固，成功地控制了圍巖的變形。通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，拱頂下沉和周邊收斂在初期雖有較大速率，但在支護(hù)措施實(shí)施后逐漸穩(wěn)定，且未超過(guò)允許范圍，確保了施工安全。在中部的Ⅳ類圍巖中，合理的支護(hù)參數(shù)既滿足了圍巖的穩(wěn)定性要求，又實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)合理性，避免了過(guò)度支護(hù)。在施工控制方面，針對(duì)不同圍巖條件選擇的施工方法和采取的爆破施工控制、施工順序與間距控制以及圍巖監(jiān)控量測(cè)等措施，保障了隧道施工的順利進(jìn)行。單側(cè)壁導(dǎo)坑法在Ⅱ類圍巖中的應(yīng)用，有效地控制了圍巖的變形，確保了施工安全。臺(tái)階法在Ⅳ類圍巖中的應(yīng)用，提高了施工效率，加快了施工進(jìn)度。爆破施工控制措施的實(shí)施，使爆破振動(dòng)速度得到了有效控制，在Ⅱ類圍巖中控制在20cm/s以內(nèi)，Ⅳ類圍巖中控制在25cm/s以內(nèi)，滿足了施工安全和圍巖穩(wěn)定的要求。合理的施工順序與間距控制，減少了后行洞開挖對(duì)先行洞圍巖的影響，確保了兩洞施工的安全和穩(wěn)定。圍巖監(jiān)控量測(cè)為施工決策提供了科學(xué)依據(jù)，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)和支護(hù)措施，有效地保證了隧道施工的