浅谈隧道施工开挖支护的施工要点

张宇柏

摘要：随着工业技术不断发展和长足的进步，中国的工程项目有了明显的增加，而且建设规模也越来越大。隧道工程开挖支护随着工程建设行业的发展而迎来了前所未有的机会和很好的发展条件。这些年以来，隧道工程开挖支护技术在施工中得到了很全面的应用，本文简要的分析了隧道工程开挖支护的施工技术。

关键词：隧道工程；开挖；支护

中国隧道工程建设的进程越来越快，为了避免大规模建设带来的破坏，合理运用隧道工程是更好地构建和谐交通的基础。明挖法和暗挖法是隧道的两种施工方法。明挖法：地面先挖开，先在露天情况下修建隧道结构，之后再将修建好的隧道结构覆盖回填。暗挖法：开挖和修筑隧道结构是在地下进行，在施工时隧道上面的地层不挖开。暗挖法又分为：矿山法、隧道掘进机法、盾构法。隧道进洞采用大断面开挖的明挖法，这是一种简单的容易实施的方法，由于土石方量大，因此，对周边的植被破有非常大的破坏性。明挖法对于埋深较大的隧道是不适用的，在山岭道路上做隧道施工，必须使用矿山法。矿山法中的最重要、最常用、最有效的一种开挖方法是喷锚构筑法，下面的内容中，我们一起讨论一下隧道的开挖与支护的方法。

一、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。建筑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：全断面法、台阶法、三台阶法、三台阶七步开挖法、三台阶临时仰拱法、CRD法等。全断面法适用于I、II级围岩施工，台阶法适用于III级围岩施工，三台阶法适用于IV级围岩施工，三台阶七步开挖法适用于V级围岩施工，三台阶临时仰拱法适用于V级围岩浅埋、偏压、断层破碎带、中等膨胀性泥沙岩、土质地层暗挖地段施工。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

新奥地利隧道施工方法的简称是新奥法，概念是：20世纪50年代，奥地利学者拉布西维兹教授提出，以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，支护手段采用锚杆和喷射混凝土组合的方式的施工方法，这个方法经过许多国家的实践研究，在60年代正式取得专利和命名。少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭是新奥法的基本施工原则。以盾构这种施工机械在地面以下开挖隧道的施工方法称作盾构法，盾构法可以在承受地层压力的同时在地层中推进的活动钢筒。盾构法的优点是一次成型，可以对围岩体减少重复的扰动，进而实现全程机械化施工。

（二）隧道开挖

在围岩可以保持稳定的情况下，减少对围岩的扰动，选择恰当的开挖方法和掘进方式，并将挖掘进度尽量提高，这就是隧道开挖的基本原则。在开挖和掘进方式的选择时，应该考虑到隧道围岩地质条件及其变化情况，选择的方法要能适应地质条件及其变化，也要能保证围岩的稳定性，同时应该保证快速掘进和减少对围岩的扰动。开挖成形方法就是隧道开挖方法，从开挖隧道的横断面分部情形来分，可以将开挖方法分成以下几种全断面法、台阶法、三台阶法、三台阶七步开挖法、三台阶临时仰拱法、CRD法等。将设计断面分上半断面和下半断面两次开挖成型，也有采用台阶上部弧形导坑超前开挖的方法称为台阶开挖法。这种方式适用于含软弱夹层带或节理发育地段的III、IV、V级围岩。台阶法细分又可以分成：三台阶法、三台阶七步开挖法、三台阶临时仰拱法。是由台阶法变化来的主要应用在采用短台阶法开挖遇到土质、涌水、掌子面坍塌等段落。特点是，施工的调整很小，是在遇到短距离围岩变化的时候可以最先采用的方式，对施工安全性能的提高很有帮助，缺点是工序比较多，进尺一般不超过米，比较短。

二、支护方法

（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對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，正因为如此，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

为了对岩土体的变形产生一定的约束，我们采用在岩土体内打入锚杆的方法，并且通过向围岩施加压力，使原来处于二轴应力状态的洞室内表面的围岩保持三轴应力状态，从而，围岩体刚度的恶化就被有效的控制了。尤其在松动区内围岩的刚度，这种方法尤为有效。岩土体中的系统锚杆起到形成了被约束变形的岩土体加固圈，形成了能够承受外部荷载的岩土体承载拱，并且与岩土体共同承受外部荷载，增强了岩土体的稳定性的作用。组合中空锚杆除了起到系统锚杆的作用外，同时对其注浆后可使硐室内表面围岩形成一个整体，效果更好。

（三）挂钢筋网

在一般情况下，钢筋网是与锚杆连接在一起使用的，由于锚杆布设有一定的距离，锚杆约束作用之间的岩土体因此比较薄弱，很可能发生坍塌事故，因此，用钢筋网连接锚杆之间的距离保持稳定作用，使松散的岩土块体处于三轴应力状态中。

三、结束语

对于中国的山岭丘陵地区来说，隧道的应用有非常重要的意义，我国隧道的施工必须根据环境因素的影响，如：不同的施工地域、水文等，综合各种实际情况，因地制宜的制定符合当地区域实际情况的隧道开挖与支护方案。我希望，这篇文章的隧道的开挖与支护方法的分析，可以被相关的从业人员合理的采纳其中有利的方面，通过先进的技术知识来运用到实际工作中去，将西方国家的隧道开挖与支护方法采用的成功经验借鉴过来，更高的提升我国隧道的质量。

参考文献：

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