隧道施工要点（三）

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1、第四部分　保护围岩、控制围岩的松弛－软弱围岩软弱围岩的自支护能力是比较弱的，甚至没有自支护能力。因此，在软弱围岩中施工最重要的是提高围岩的自支护能力，来保证开挖及后续作业的进行。在软弱围岩中，提高围岩自支护能力的方法是很多的。根据国内外的施工经验，提高围岩自支护能力的基本方法是控制围岩的松弛、坍塌。其原则是：稳定掌子面，及时闭合和加固地层。具体的主要施工方法可归纳如下.　1）稳定掌子面的方法　·正面喷混凝土和锚杆；　·超前支护；　　　　·留核心土。2）及时闭合的方法·设临时仰拱或底部横撑；·加固强基脚；　·向底部地层

2、注浆加固；　·设底部锚杆；　　　　·改变施工方法。　3）加固地层　·注浆加固；　·超前支护；　　　　·地表面加固。这些措施是综合的和相互补充的，应视具体情况选择采用。施工要点一掌子面自稳性评价方法日本根据近９０００个掌子面的数据，其中典型的　崩塌事例列于表１。表１掌子面崩塌的典型事例1．掌子面的崩塌现象32掌子面崩塌现象有如下的趋势。·在断层中，根据断层的程度可能产生小规模的崩塌，也可能出现很大规模的崩塌，崩塌可能出现一次，也可能出现多次。·在互层围岩中，崩塌一般多是小规模的。例如第三纪的砂岩页岩互层，可能由于少量的

3、　涌水使固结度低的砂岩层流出，残留的泥岩也会呈块状剥落。崩塌的程度因砂岩的　固结度、层理面间隔、层理面的固结度、砂岩层的滞水的水量、水压等而异。崩塌的时间多在涌水状况有急剧变化的时期发生。·在强风化的围岩中，会产生比较大的崩塌，有涌水时崩塌的规模会更大。·32在有层理面的容易崩塌的围岩中，会产生比较大和大规模的崩塌。根据层理面的强度、涌水的状况，在几小时内就会产生多次崩塌，瞬时发生大规模崩塌的情况也不少。·在砂层中，多发生比较小规模的和中等规模的崩塌。在没有涌水的砂砾层中，掌子面可能是自稳的，但会从拱顶发生小规模的掉

4、落。如何评价掌子面的稳定性，首先要明确影响掌子面稳定性的因素（指标）。表2列出有关评价掌子面稳定性的指标。表2评价指标和方法不稳定原因对象围岩评价方法评价指标沿龟裂、层理的崩塌龟裂性的岩层层状岩层块体理论不连续面状态（走向、倾斜、连续性、摩擦角、间隔等）ＲＭＲ法不连续面状态，RQD，岩石强度因涌水压、凝聚力降低引起的崩塌土砂围岩未固结围岩均质系数细颗粒含有率颗粒组成、含水比密度，单位体积重量，透水系数，涌水压因围岩强度不足，变形大引起的崩塌膨胀性围岩围岩强度比等颗粒组成，含水比，密度，液限，塑限，阳离子交换容量，单位

5、体积重量，单轴抗压强度初期位移速度初期位移速度土砂围岩单位体积重量，凝聚力，内摩擦角未固结围岩准弹性系数净空位移2．评价方法目前应用较多的评价方法是：1）相对密度、细颗粒含有率的方法砂质土围岩具有粒状土的特性，抗剪强度低，地层承载力也低，遇水会流失，很难保证掌子面的稳定性。其评价指标主要采用细颗粒含有率和均质系数。对砂质围岩的掌子面自稳性的最简易的判断指标，如表3所示。表3掌子面稳定性评价（砂质围岩）围岩级别围岩状态分类指标相对密度（DR）细颗粒含有率（FC）IN掌子面基本稳定的围岩DR≥８０％FC≥１０％32DR<

6、８０％IL掌子面不稳定，只要有很小变化，就可能流出的围岩FC<１０％特L掌子面稳定性显著差，开挖会引起重大变化的围岩注：细颗粒含有率：土中含有小于75μm的颗粒比率。2）围岩强度比的方法粘性土具有塑性地压的特性，因此多采用围岩强度比的方法评价其自稳性。一般可根据表4的基准进行分级。表4粘性土的围岩分级围岩分级围岩强度比（Cf）浸水崩解度粘性土IN掌子面基本稳定的围岩Cf≥2.0ILc掌子面不稳定，有很小的变化就有正面挤出可能性的围岩1.5≤Cf<2.00.5≤Cf<1.5A~C特LC　　掌子面稳定性特别低，对开挖有重

7、大影响的围岩DCf<0.5注：Cf=σc/γH（σc：围岩单轴抗压强度）根据统计，涌水的影响很大，一般说掌子面涌水量在１００L／ｍｉｎ附近，可作为稳定和崩塌的判断基准，在５００L／ｍｉｎ以上几乎都是崩塌此外，埋深对掌子面自稳性也有重大影响。浅埋与深埋相比，主要是难以形成承载拱。同时，多数伴有地形偏压、表层软弱堆积物、风化带等对隧道开挖有很大影响的特殊问题。视地质条件会出现下沉急剧增大、地表开裂等变异，有时也会出现掌子面不稳定等现象。所以，要根据情况采取掌子面稳定措施和控制地表下沉措施。地表下沉与埋深有密切关系。埋深大

8、时，在隧道横断面内形成了承载拱，开挖引起的下沉局限在隧道周边，而埋深小时，没有形成承载拱，开挖下沉会直接达到地表面。在这种情况下，埋深小的隧道，因不能期待形成承载拱，故为防止支护下沉、增强支承力，而应采取必要的措施，并研究采用药液压注、垂直锚杆等辅助工法。如图1所示，浅埋时的掌子面松弛将达到地表面，不仅在横断面方向不能形成承载拱，在纵向的掌子面