隧道开挖初支主要技术问题分析

马赛

摘要：隧道开挖总体的施工主要包括洞口工程、洞身主体开挖、洞内支护工程、掘进废料运输等主要工序。在具体施工中应按按照实际的地质情况确定合理的开挖方法确保安全生产，按照严格注浆保强度、短进尺保安全、强支护保施工、勤量测保精度的施工组织原则进行施工。

关键词：隧道开挖；初支技术；问题；措施

一、隧道开挖初支防护的主要作用与优点

地下隧道确立开挖方法、初期支护施工是整个工程的重点。隧道开挖初支防护的主要作用是：防止因隧道开挖工程地质结构复杂影响隧道工程进度；阻断地下水影响隧道开挖工程进度；保证隧道开挖工程施工安全。隧道开挖初支防护的优点：可以采用多种灵活的初支防护，保证工程施工进度与安全。

二、隧道的开挖分析

隧道是在地质条件复杂的条件下开挖的建筑工程，因此，受到地应力，地址物理参数，地下水，地址断层等因素和开挖方式、支护方式、支护时间等人工开挖操作的影响比较大。建设隧道采用的支护方式和开挖方式要因地制宜的选择，跟据工程所处的地质环境和围岩稳定性不同，而采用不同的方案。现在，隧道开挖的方式有:全断面开挖方法、台阶法、台阶分部开挖法、导坑法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法等。在一级围岩处适合使用全断面开挖方法，工级围岩处适合采用台阶法，一级围岩处，上下台阶之间的距离应该满足机器正常作业的需求，并减少翻渣工作量，因此适合选用台阶分部开挖法。导坑法由于各工序安排紧凑，能保证施工安全，适用于围岩较差、沉降需要控制的隧道。支护方式一般使用:锚喷、锚网喷、锚喷网架、锚喷网架注浆、钢架支护、钢筋混凝土支护、注浆加固和预应力锚索支护等方式，在实际应用中，联合支护，多次支护等形式是经常采用的，下面，我们从隧道的开挖与支护技术角度，进行重点的分析讨论。

（一）隧道施工方法概述

通过隧道工程现场勘察分析可以看出，大坪子隧道环境条件为中亚热带湿润季风气候区，冬无严寒，夏无酷暑，环境适宜；隧址区地质条件整体上呈单斜构造，区域地质较稳定，但局部分布岩溶、堆积体、危岩体等不良地质；隧道工程水文特点为含松散空隙水、基岩裂隙水、岩溶裂隙水，赋水条件一般，靠大气降水补给。为了保证施工安全和工程质量，结合隧道工程施工特点，在施工作业之前需要运用TSP203、红外线探水等仪器设备对隧道工程的整体环境条件进行精确的分析，在施工作业过程中，需要实时对地质条件进行分析测量，及时对施工参数进行协定，进而保证隧道工程的安全性施工作业。除此以外，在施工过程中需要严格把握施工工作要求和原则，缩短开挖时间，勤于对环境进行测量，注重细节变化，实现动态施工作业。

（二）隧道开挖

在围岩稳定、减少围岩扰动的条件下，选择合适的开挖方法和掘进方式，尽可能地提高开挖进度，这是隧道开挖的基本原则。在开挖方式的选择应考虑开挖，隧道围岩地质条件及其变化，选择的方法必须能够适应地质条件的变化，也能保证围岩的稳定性，应保证快速行驶，减少对围岩的扰动。隧道开挖的形成方法是，从隧道开挖段到分段点，可分为以下几种：开挖方法全断面开挖法、台阶开挖法、保持核心土台阶开挖法。提出了两种开挖方法的断面上半段和下半段的设计，上部圆弧导坑超前开挖称为台阶开挖法。该方法适用于软弱夹层或节理发育区三、四级围岩。台阶法的划分可分为长步长法、短步长法和超短步长法。采用台阶法改变，超前隧道，主要用于短台阶开挖遇到的土体、涌水、断面坍塌等。建筑施工的特点，调整是非常小的，在短距离的脸时，围岩的变化可以用施工安全的方法第一，提高非常有益的性能，缺点是过程的录像，一般不超过一厘米，相对较短的。隧道开挖的横断面逐渐形成，一般的开挖方法是一种先进的开挖方法，也叫预掘法。在先进的开挖方法标题超前导坑法、单侧壁导坑开挖推进法、双侧壁导坑法开挖方法是先进的。

三、隧道洞身开挖初支主要施工方法

隧道洞身开挖是隧道工程的主体工程项目，一般可采用台阶法与短台阶法施工，本文主要分析短台阶法施工技术。在使用短台阶法施工必要时可以预留核心土施工。在施工设置钢架时要做好锚管脚部锁紧措施，避免拱部下沉等现象的发生。在围岩性质不稳定地质条件下施工时，隧道洞身开挖施工进尺要控制在0.665m以内。超前支护是隧道工程中保证工作稳定为主要施工目的，采用超前于主作业面开挖的辅助措施。主要有超前小钢管、超前管棚、注浆加固围岩和封堵水源三种形式。①超前锚杆。超前锚杆小钢管施工中，小钢管的长度一般长于3m、不超过五米。主要是使用锚固杆固定围岩，再搭配钢架施工。②超前管棚支护。超前管棚适用于特殊困难地段，配合钢架使用。管棚钢架选用无缝钢管，具体的长度视施工进度确定。在管棚超前支护中，较短的管棚超前支护采用长度小于10m的钢管；长大管棚超前支护使用长于10m的钢管，最长不能超过45m。钢插板超前支护使用长度小于10m的钢插板做为板棚性支护。③注浆加固围岩和封堵水源。注浆加固围岩和封堵水源是使用超前导管注浆，从开挖外廓线打入隧道洞身外并注入胶结性浆液，硬化后使围岩得到加固的一种方法。主要的工作原理是利用注浆进入破碎围岩层，通过填充与胶结后形成板体起到加固和封堵地下水的作用。

四、隧道开挖初期支护施工主要控制措施

（一）喷射混凝土

为了保持岩块体的咬合和镶嵌作用，使被裂隙分割的岩块体粘接起来，我们会采用向洞室内表面围岩喷射混凝土的方法，通过提高岩块体的粘接力和摩擦力来有效的防止围岩松动，这样对应力的集中产生的现象有规避和缓解的作用。同时，可以在围岩表面产生抗力和剪力，围岩因此而处于有利于稳定的三轴应力状态，而且喷混凝土层自身的结构刚度可以对不稳定体的坍塌现象起到阻止的作用。喷射混凝土自身有一定的刚度因此对岩土体的坍塌现象有一定抵抗作用，与此同时，可以使用其他的支护方法，共同承受支护结构的受压变形，真因为如此，现代隧道施工经常用的方法之一就是喷射混凝土支护方法。

（二）锚杆支护

以岩土变形有一定的约束，我们使用的方法到锚岩土，并通过对围岩施加压力，在两个轴向应力状态围岩洞室内表面保持三轴应力状态，因此原，围岩刚度退化得到有效控制。这种方法对松动区围岩的刚度特别有效。锚杆系统在土体中形成一个岩体约束变形的加固环，形成一个能承受围岩和外承力的拱，并承受岩石和土的外部荷载，提高岩土的稳定效果。

（三）挂钢筋网

在一般情况下，钢筋网与锚杆连接使用，由于锚杆布置螺栓之间有一定的距离，岩土的约束很弱，很可能会崩溃，因此，钢筋连接螺栓和距离之间的稳定功能，使三轴应力状态下的岩体松动土块。

（四）钢支撑

利用支撑结构自身的刚度来稳定岩土体的方式是钢支撑，可以达到控制岩土体的变形的目的，在工作面开挖完成以后一般应该立刻按照设计间距安装钢支撑，这样能够将它的作用充分的发挥出来，起到稳定岩土体的作用。在岩土体自身稳定性极差的地层通常会使用钢支撑，钢支撑一般有两种形式:钢筋制作的格栅钢架结构和型钢制作的工字钢支撑。为了确保岩土体的稳定，喷射混凝土、锚杆、钢筋网经常与钢支撑混合使用。

五、结论

综上所述，隧道洞身开挖是隧道工程的主体工程项目，一般可采用台阶法与短台阶法施工。超前支护是隧道工程中保证工作稳定为主要施工目的，采用超前于主作业面开挖的辅助措施。主要有超前小钢管、超前管棚、注浆加固围岩和封堵水源三种形式。隧道开挖初期支护要根据实际施工条件采用不同的施工方式。施工中要按照施工设计要求，组合砂浆锚杆、喷射混凝土等方式进行洞身开挖超前支护。

参考文献

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