2012年11月淺埋暗挖隧道的設(shè)計(jì)與施工目錄一、與施工有關(guān)的勘測(cè)設(shè)計(jì)問(wèn)題二、暗挖隧道施工技術(shù)三、軟弱圍巖施工四、暗挖隧道輔助工法五、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)六、關(guān)于隧道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估七、機(jī)械化發(fā)展2一、與施工有關(guān)的勘測(cè)設(shè)計(jì)問(wèn)題礦山法新意法設(shè)計(jì)施工理念新奧法設(shè)計(jì)施工理念

礦山法【minetunnellingmethod】是一種傳統(tǒng)的施工方法。它的基本原理是，利用具有足夠強(qiáng)度和剛度的結(jié)構(gòu)去抵抗由于隧道開(kāi)挖而形成的地層地層松弛荷載。新奧法【NewAustrianTunnelingMethod;NATM】是應(yīng)用巖體力學(xué)理論，以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，及時(shí)的進(jìn)行支護(hù)，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分，并通過(guò)對(duì)圍巖和支護(hù)的量測(cè)、監(jiān)控來(lái)指導(dǎo)隧道施工和地下工程設(shè)計(jì)施工的方法和原則。新意法，即巖土控制變形分析法，是在圍巖的壓力拱理論和新奧法施工理論的基礎(chǔ)上提出來(lái)，其基點(diǎn)是注重掌子面前方超前核心圍巖的穩(wěn)定。意大利全斷面預(yù)加固隧道施工工法適用于軟弱地層，大斷面隧道開(kāi)挖及用于淺埋隧道控制地面沉降和擠壓地層的深埋隧道開(kāi)挖，在特殊地質(zhì)中施工具有很大的優(yōu)勢(shì)。

隧道設(shè)計(jì)理念的發(fā)展和傳承隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法目前我國(guó)隧道的設(shè)計(jì)方法與國(guó)外基本一致，一般采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、類(lèi)比設(shè)計(jì)及解析設(shè)計(jì)三種方法，從地下工程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀看，多數(shù)采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。有些學(xué)者提出隧道工程是門(mén)藝術(shù)，這門(mén)“藝術(shù)”指的就是實(shí)踐。隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法①標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)：依據(jù)圍巖的分級(jí)，采用標(biāo)準(zhǔn)斷面進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（大量工程實(shí)踐總結(jié)的結(jié)構(gòu)模式）②類(lèi)比設(shè)計(jì)：根據(jù)類(lèi)似工程地理位置、環(huán)境、工程實(shí)例，選定施工方法、安全對(duì)策和結(jié)構(gòu)體系。③解析設(shè)計(jì)：通過(guò)理論計(jì)算確實(shí)隧道結(jié)構(gòu)體系，常用的方法有結(jié)構(gòu)力學(xué)方法和巖石力學(xué)方法。常用的襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)整體式襯砌：適用盾構(gòu)和部分TBM施工的管片襯砌。傳統(tǒng)礦山法用的的混凝土襯砌，砌塊等。復(fù)合式襯砌：即隧道開(kāi)挖后采用噴錨為主，進(jìn)行初次支護(hù)，混凝土襯砌為二次襯砌，兩者間主要設(shè)防水板。噴錨襯砌：地質(zhì)條件好的隧道中使用，挪威法，新奧法地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范GB50157-2003圍巖分級(jí)見(jiàn)《施工期隧道工程圍巖分級(jí)指導(dǎo)意見(jiàn).docx》初期支護(hù)和襯砌的設(shè)計(jì)依據(jù)是勘測(cè)階段的圍巖分級(jí)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2003）第10.1.2條規(guī)定:“暗挖結(jié)構(gòu)的圍巖分級(jí)按現(xiàn)行《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》確定”。鐵路圍巖分級(jí)和荷載最初來(lái)源對(duì)1000多次坍方空腔高度的統(tǒng)計(jì)淺埋隧道的界定鐵路、公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范的分界思路

假定在一定圍巖類(lèi)別條件下承載拱和坍落體存在,且要保證承載拱穩(wěn)定,分界標(biāo)準(zhǔn)是坍落體高度的2·0~2·5倍。簡(jiǎn)易推斷：覆蓋層H為隧道開(kāi)挖跨度B的2·0~2·5倍淺埋隧道的界定城市淺埋隧道的問(wèn)題更復(fù)雜,除了埋深、圍巖條件的關(guān)系外，還有隧道表面的荷載傳遞的問(wèn)題深埋應(yīng)定義為隧道襯砌結(jié)構(gòu)所受?chē)鷰r壓力為形變壓力,淺埋隧道襯砌結(jié)構(gòu)所受?chē)鷰r壓力為松動(dòng)壓力初期支護(hù)TB10003-2005鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范初期支護(hù)的設(shè)計(jì)主要是工程經(jīng)驗(yàn)和工程統(tǒng)計(jì)，關(guān)鍵是施工過(guò)程中的修正初期支護(hù)關(guān)于初期支護(hù)的剛度

初期支護(hù)是一種柔性支護(hù)，允許和圍巖一起變形圍巖的變形壓力在山嶺隧道中往往大于松散壓力，對(duì)圍巖變形約束越大，需要的結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度越大。對(duì)于地鐵隧道而言，由于埋藏淺，初始地應(yīng)力很小，荷載是地層松散壓力。地鐵隧道多采用格柵鋼架+噴射混凝土，對(duì)于易坍方的地段，宜采用型鋼鋼架，以快速形成支護(hù)能力關(guān)于初噴和復(fù)噴的問(wèn)題開(kāi)挖后初噴可以迅速使開(kāi)挖后圓順，避免切向應(yīng)力集中關(guān)鍵是迅速閉合成環(huán)在形成靜定或超靜定結(jié)構(gòu)前，初期支護(hù)的承載能力很弱圍巖穩(wěn)定的時(shí)空效應(yīng)影響各工序與掌子面距離當(dāng)仰拱完成后，一般不會(huì)發(fā)生隧道內(nèi)的坍塌關(guān)注地下水的影響

地面的塌陷與隆起

二暗挖隧道施工技術(shù)暗挖隧道施工方法按破巖機(jī)理分鉆爆法非爆開(kāi)挖按開(kāi)挖斷面分全斷面法分部開(kāi)挖法分部開(kāi)挖法：臺(tái)階法（上下臺(tái)階法、三臺(tái)階法、三臺(tái)階預(yù)留核心土環(huán)形七步開(kāi)挖法、三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法等）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、中隔壁法（CD)、交叉中隔壁法（CRD)其他：導(dǎo)洞法中導(dǎo)洞法（雙連拱隧道）頂管法

鉆爆法是最常規(guī)的暗挖隧道開(kāi)挖方法，其關(guān)鍵是鉆爆設(shè)計(jì)和光面爆破暗挖隧道分部開(kāi)挖示意圖臺(tái)階法該工法一般適合于Ⅳ級(jí)圍巖，要求臺(tái)階長(zhǎng)度不大于1倍洞徑，仰拱距掌子面距離不大于2倍洞徑。環(huán)形導(dǎo)坑(預(yù)留核心土)法該方法利用核心土穩(wěn)定掌子面，然后開(kāi)挖兩側(cè)邊墻、中部核心土，最后開(kāi)挖仰拱。該工法步驟多，工藝要求高。CD法（中隔壁法）該工法適合于淺埋地段或穿越建（構(gòu)）筑物時(shí)采用，以減少沉降，防止坍方。該工法是將隧道分為左右兩部分進(jìn)行開(kāi)挖，先在一側(cè)采用臺(tái)階法分層開(kāi)挖及支護(hù)，再開(kāi)挖隧道另一側(cè)。每臺(tái)階縱向長(zhǎng)度3～5m。初期支護(hù)仰拱緊跟下臺(tái)階，封閉成環(huán)。CRD法（交叉中隔壁法）該工法在特殊條件下采用。該工法是將大斷面隧道上、下、左、右分塊開(kāi)挖，并施作初期支護(hù)和臨時(shí)橫撐（臨時(shí)仰拱），每臺(tái)階縱向長(zhǎng)度3～5m，步步封閉成環(huán)。CRD工法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖照片隧道施工安全步距要求

鐵建設(shè)[2010]120號(hào)文

7.隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖地段、隧道淺埋、下穿建筑物及鄰近既有線地段施工開(kāi)挖應(yīng)按照《爆破安全規(guī)程》采用控制爆破,或采用非爆破方法。8.軟弱圍巖隧道Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí)地段采用臺(tái)階法施工時(shí),應(yīng)符合以下規(guī)定:(1)上臺(tái)階每循環(huán)開(kāi)挖支護(hù)進(jìn)尺Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖不應(yīng)大于1榀鋼架間距,Ⅳ級(jí)圍巖不得大于2榀鋼架間距(2)邊墻每循環(huán)開(kāi)挖支護(hù)進(jìn)尺不得大于2榀。(3)仰拱開(kāi)挖前必須完成鋼架鎖腳錨桿,每循壞開(kāi)挖進(jìn)尺不得大于3m。(4)隧道開(kāi)挖后初期支護(hù)應(yīng)及時(shí)施作并封閉成環(huán),Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖封閉位置距離掌子面不得大于35m。18軟弱圍巖及不良地質(zhì)鐵路隧道的二次襯砌應(yīng)及時(shí)施作,二次襯砌距掌子面的距離:Ⅳ級(jí)圍巖不得大于90m,Ⅴ、Ⅵ級(jí)圍巖不得大于70m。

關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)鐵路隧道設(shè)計(jì)施工安全管理工作的通知

(建技〔2010〕352號(hào))

增加了時(shí)間要求關(guān)于光面爆破光面爆破是巖質(zhì)隧道技術(shù)管理的源頭安全質(zhì)量效益影響光面爆破的因素圍巖整體性爆破參數(shù)周邊眼的數(shù)量間距鉆孔質(zhì)量（方向）隧道斷面大小和開(kāi)挖長(zhǎng)度合理的臨空面

一般是拱部好于邊墻預(yù)留光爆層光面爆破關(guān)鍵在于管理銑挖法是近年來(lái)興起的一種新的施工方法，將銑挖機(jī)安裝在任何類(lèi)型的液壓挖掘機(jī)上，高效替代挖斗、破碎錘、液壓剪等通用配置，應(yīng)用于隧道掘進(jìn)及輪廓修正、銑挖機(jī)為隧道開(kāi)挖提供了一種嶄新的施工方法，適用于軟巖隧道。蘭渝和合福（閩贛）都有應(yīng)用。關(guān)于非鉆爆技術(shù)銑挖法橫向銑挖機(jī)縱向銑挖機(jī)銑挖頭預(yù)切槽技術(shù)用特制的鏈?zhǔn)綑C(jī)械切刀沿?cái)嗝嬷苓呥B續(xù)切割出一條厚約數(shù)十厘米，深數(shù)米的窄槽，同時(shí)應(yīng)用與切刀一體化的混凝土灌注設(shè)備注入混凝土，形成一個(gè)連續(xù)的，起預(yù)先支護(hù)作用的混凝土拱殼。然后在“拱殼”支護(hù)下進(jìn)行工作面的全斷面機(jī)械挖掘關(guān)于隧道場(chǎng)地布置洞內(nèi)三管兩線布置圖洞外場(chǎng)地布置以洞內(nèi)的需求為宗旨場(chǎng)地布置以大宗物流運(yùn)送為主線，兼顧動(dòng)力供應(yīng)，保證運(yùn)輸線路通暢。因地制宜科學(xué)安排（經(jīng)計(jì)算分析）注意留夠新風(fēng)距離供水宜采用變頻增壓技術(shù)關(guān)于監(jiān)控量測(cè)目測(cè)是隧道監(jiān)控量測(cè)的一個(gè)重要項(xiàng)目

要求有嚴(yán)格的安全值班制度和良好的照明條件應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件安排量測(cè)項(xiàng)目

主要包括拱頂下沉和水平收斂，淺埋段應(yīng)進(jìn)行地表沉降量測(cè)目前采用有尺量測(cè)的較多。由于隧道斷面大，采取有尺量測(cè)時(shí)，施工干擾大、耗時(shí)長(zhǎng)。

應(yīng)大力推廣采用全站儀利用貼片反射進(jìn)行量測(cè)。三軟弱圍巖施工軟弱圍巖定義一般公路、鐵路Ⅳ級(jí)以下圍巖為軟弱圍巖。城市隧道由于埋藏較淺，圍巖多為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ甚至Ⅵ級(jí)?！兜罔F設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2003）規(guī)定:“暗挖結(jié)構(gòu)的圍巖分級(jí)按現(xiàn)行《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》確定”。因此，目前地鐵、軌道交通圍巖分級(jí)應(yīng)依照現(xiàn)行《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》確定。表3鐵路隧道圍巖基本分級(jí)級(jí)別巖體特征土體特征圍巖彈性縱波速度υp(km/s)Ⅳ極硬巖，巖體破碎；硬巖，巖體較破碎或破碎；較軟巖或軟硬巖互層，且以軟巖為主，巖體較完整或較破碎；軟巖，巖體完整或較完整具壓密或成巖作用的黏性土、粉土及砂類(lèi)土，一般鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)的粗角礫土、粗圓礫土、碎石土、卵石土、大塊石土、黃土（Q1、Q2）1.5～3.0Ⅴ軟巖，巖體破碎至極破碎；全部極軟巖及全部極破碎巖（包括受構(gòu)造影響嚴(yán)重的破碎帶）一般第四系堅(jiān)硬、硬塑黏性土，稍密及以上、稍濕、潮濕的碎石土、卵石土、粗圓礫土、細(xì)圓礫土、粗角礫土、細(xì)角礫土、粉土及黃土（Q3、Q4）1.0～2.0Ⅵ受構(gòu)造影響很?chē)?yán)重呈碎石、角礫及粉末、泥土狀的斷層帶軟塑狀黏性土，飽和的粉土、砂類(lèi)土等＜1.0（飽和狀態(tài)的土＜1.5）由于埋深關(guān)系，地鐵隧道以土質(zhì)軟弱圍巖居多(一)軟弱圍巖主要工程地質(zhì)特點(diǎn)軟弱圍巖一般是指巖質(zhì)軟弱、承載力低、節(jié)理裂隙發(fā)育、結(jié)構(gòu)破碎的圍巖，工程地質(zhì)特點(diǎn)有：(1)巖體破碎松散、粘結(jié)力差：一般為土層、巖體全風(fēng)化層、擠壓破碎帶等構(gòu)成的圍巖，由于結(jié)構(gòu)破碎松散，巖體間的粘結(jié)力差，開(kāi)挖洞室后，僅靠顆粒間的摩擦效應(yīng)和微弱膠結(jié)作用成拱，這類(lèi)巖體極不穩(wěn)定，尤其是在淺埋地段容易發(fā)生坍塌冒頂。(2)圍巖強(qiáng)度低、遇水易軟化：一般以頁(yè)巖、泥巖、片巖、炭質(zhì)巖、千枚巖等為代表的軟質(zhì)巖地層，由于其強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差，開(kāi)挖暴露后易風(fēng)化、遇水易軟化，尤其是深埋地段受高應(yīng)力影響容易發(fā)生塑性變形，造成洞室內(nèi)擠。(3)巖體結(jié)構(gòu)面軟弱、易滑塌：主要是存在于受結(jié)構(gòu)面切割影響嚴(yán)重的塊狀巖體中，由于結(jié)構(gòu)面的粘結(jié)強(qiáng)度較低，開(kāi)挖后周邊巖體極易沿結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生松弛、滑移和墜落等變形破壞現(xiàn)象。變形量大變形集中發(fā)生在工序轉(zhuǎn)換期一旦大變形形成，就難以控制。土質(zhì)淺埋隧道變形特征軟弱圍巖變形由三部分組成：一是，隧道正前方掌子面的水平位移，表現(xiàn)為掌子面的水平鼓出;二是，掌子面前方圍巖下沉，淺埋隧道表現(xiàn)為地表下沉，形成沉降槽;三是，剛開(kāi)挖的隧道洞壁出現(xiàn)收斂變形，表現(xiàn)為拱頂下沉和邊墻內(nèi)移;掌子面鼓出/地表沉降槽拱頂下沉和邊墻內(nèi)移P37針對(duì)不同的軟弱圍巖變形特征，從支護(hù)參數(shù)、斷面形式、施工工法以及施工設(shè)備等幾個(gè)方面考慮控制變形的手段：軟巖加固技術(shù)P381）長(zhǎng)錨桿加固塑性圈：根據(jù)塑性區(qū)范圍及軟質(zhì)片巖厚度，錨桿長(zhǎng)度8～12m不等，錨桿采用R32N自進(jìn)式錨桿，間距1～1.2m，結(jié)合錨桿向圍巖中壓注水泥漿液；長(zhǎng)錨桿加固塑性圈軟巖加固技術(shù)P392）提高支護(hù)剛度：初期支護(hù)是受力主體，它要求有一定的強(qiáng)度、剛度以抑制圍巖的變形。通常采用格柵鋼架——I16型鋼鋼架——I18型鋼鋼架——I20型鋼鋼架——H175型鋼鋼架等手段逐級(jí)進(jìn)行加強(qiáng)試驗(yàn)，以控制圍巖的變形。剛性支護(hù)措施軟巖加固技術(shù)P403）分層加強(qiáng)支護(hù)，逐步控制變形：支護(hù)結(jié)構(gòu)形式為“第一層初期支護(hù)＋第二層加強(qiáng)支護(hù)+模筑襯砌”的雙層支護(hù)體系。分層支護(hù)措施軟巖加固技術(shù)模筑襯砌在鐵路隧道中襯砌承受全部圍巖壓力P414）優(yōu)化開(kāi)挖斷面，改善結(jié)構(gòu)受力條件圖原有斷面圖優(yōu)化斷面-I烏鞘嶺F4大變形段斷面軟巖加固技術(shù)常見(jiàn)的控制拱腳下沉技術(shù)有：（1）鎖腳錨管技術(shù)鎖腳錨管當(dāng)它作為承載結(jié)構(gòu)時(shí)，主要是傳遞來(lái)自于上部初期支護(hù)的壓力，因此，應(yīng)盡量沿拱腳切線方向設(shè)置。若施作不到位，將降低錨管作用效果。圖鎖腳錨管控制拱腳沉降P432）臨時(shí)仰拱技術(shù)臨時(shí)仰拱在臺(tái)階法開(kāi)挖的軟巖大斷面隧道中經(jīng)常使用，能讓上臺(tái)階臨時(shí)封閉成環(huán)，有效地控制上半段面支護(hù)的沉降，保證下臺(tái)階開(kāi)挖的安全。圖臺(tái)階法臨時(shí)仰拱控制拱腳沉降（3）擴(kuò)大拱腳技術(shù)擴(kuò)大拱腳是通過(guò)展寬基礎(chǔ)，減小地基壓力的方法，實(shí)現(xiàn)控制支護(hù)沉降的又一種有效的技術(shù)手段。其關(guān)鍵是基礎(chǔ)要有足夠的寬度，設(shè)計(jì)寬度一般為0.8～1.0m。施作時(shí)，若拱腳寬度不夠，將造成沉降過(guò)大，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。圖擴(kuò)大拱腳控制拱腳沉降常見(jiàn)的隧道坍方類(lèi)型可以歸納為兩類(lèi)：一是掌子面水平變形過(guò)大，發(fā)生掌子面擠出坍方；另一類(lèi)是支護(hù)下沉過(guò)大，出現(xiàn)整體失穩(wěn)坍方。

圖掌子面擠出坍方圖整體失穩(wěn)坍方關(guān)于塌方關(guān)于塌方軟弱圍巖隧道施工的核心是“控制變形、防止坍方”鞏固前方穩(wěn)定后方

噴射混凝土封閉掌子面防止塌方擴(kuò)大加快完成后方的仰拱和襯砌（即使初支變形，也要完成仰拱）對(duì)于變形侵限的初支“先支后換”密切關(guān)注地表，做好應(yīng)急回填通過(guò)塌體一般需注漿加固

關(guān)于塌方塌方隧道地面坍坑P48（1）洞口大管棚長(zhǎng)度不足、質(zhì)量欠缺；（2）超前小導(dǎo)管施做不到位，施工方法選擇不當(dāng)；（3）初期支護(hù)強(qiáng)度不足，鋼架連接不可靠、鎖腳不穩(wěn)固，落底鋼架懸空榀數(shù)過(guò)多，工序失衡、封閉不及時(shí)；（4）監(jiān)控量測(cè)不到位；（5）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)不及時(shí)、不準(zhǔn)確，掌子面地質(zhì)素描有欠缺、隱患未發(fā)現(xiàn)；（6）現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)圍巖特性認(rèn)識(shí)不足，支護(hù)措施不到位，臺(tái)階落底兩側(cè)同時(shí)開(kāi)挖，仰拱開(kāi)挖不符合要求；（7）停工后初支暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，二襯嚴(yán)重滯后等。關(guān)于施工中宜發(fā)生問(wèn)題的環(huán)節(jié)四隧道施工輔助工法主要的輔助工法（見(jiàn)表2）超前預(yù)支護(hù)管棚小導(dǎo)管錨桿

注漿帷幕注漿深孔注漿

旋噴豎直旋噴樁水平旋噴樁降水排水洞外井點(diǎn)降水洞內(nèi)真空降水表2常用輔助工法及其原理簡(jiǎn)介工法原理簡(jiǎn)介應(yīng)用舉例1管棚法(Piperoofing/UmbrellaMethod)開(kāi)挖之前將一個(gè)傘形的金屬保護(hù)棚架預(yù)先安放在隧道二襯拱圈的外弧線上，該棚架由一定間距排列的大慣性力矩的鋼管構(gòu)成，起到保護(hù)下部地層開(kāi)挖的作用。先用鉆機(jī)打一定深度的鉆孔，然后插入金屬鋼管，再用注漿機(jī)壓入水泥砂漿或混合漿液。待其凝固后就可以開(kāi)挖。馬塞地鐵2號(hào)工程、第一福田尾隧道、中梁山隧道工程、北京第三使館區(qū)的供熱管線工程的暗挖隧道施工等。2壓縮空氣法或氣壓室法被開(kāi)挖地層的穩(wěn)定性往往取決于地層是否充分排水，在地層透水性差時(shí)水對(duì)開(kāi)挖影響不大，但在地層透水性好時(shí)如砂層，水就會(huì)對(duì)開(kāi)挖產(chǎn)生較大的影響。這時(shí)一般用排水井和壓縮空氣控制地下水。后者利用壓縮空氣的壓力(0.lMPa左右)來(lái)抑制地下水不流出，并對(duì)開(kāi)挖面產(chǎn)生支護(hù)作用，減小地面沉降。慕尼黑和維也納的地鐵工程己經(jīng)取得了成功。3冷凍法（冷結(jié)施工法）采用冷凍機(jī)和循環(huán)泵將氟利昂(CaCl2)或低溫液化氣通過(guò)冷凍管注入隧道前方地層中使地層孔隙水凍結(jié)而得到強(qiáng)化，一般按30m一段進(jìn)行土木施工的方法。但要考慮解凍后的地面下沉(5cm左右)?？蛇m用于重載地鐵、上下水逆工程和交通隧道等的施工。Frankfurt的Main河底地鐵、秘魯?shù)呐凉淼繸urich的Milchbuck公路隧道(均為軟弱巖石)和日本神戶(hù)的布引隧道(風(fēng)化花崗巖)。4頂蓋法（KarntnerTopCoverMethod）1983年由BetonundMonierbauWixLiesenhoffundPhilippHolgmann組合公司提出，其主要步驟是：明挖壕溝到隧逆拱頂；利用切入隧迢開(kāi)挖輪廓的泥土作為建造隧道頂蓋的土模板；澆注混凝士拱后回填壕溝；在頂蓋保護(hù)下結(jié)合必要的臨時(shí)支護(hù)來(lái)開(kāi)挖隧道。優(yōu)點(diǎn)是能有效控制地面沉降，工期短。德國(guó)波鴻市的韋斯特坦根特公路隧道的施工。表2常用輔助工法及其原理簡(jiǎn)介5預(yù)襯砌法（PreliningMethod）沿開(kāi)挖而周?chē)脵C(jī)械(鏈鋸)切割圍巖，形成環(huán)形溝槽，立即用速凝混凝土填充以在開(kāi)挖而前方形成一個(gè)類(lèi)似拱殼的錐形襯砌連續(xù)體，離開(kāi)挖中間部分。混凝土拱殼加固前方地層，并用作初期支護(hù)來(lái)保持地層彈性，防止崩塌和地層沉降。軟巖中稱(chēng)預(yù)筑拱法。曾用于巴黎地鐵泥灰土段施工。6預(yù)切施工法(PrecuttingMethod)沿開(kāi)挖面周?chē)脵C(jī)械(鏈鋸)切割圍巖，再用爆破法開(kāi)挖內(nèi)部巖體。可保證不超挖，開(kāi)挖周邊光滑，應(yīng)力集中小，爆破作業(yè)不影響洞外圍巖，耗藥量低，地面爆震小。硬巖中稱(chēng)預(yù)切施工法，曾用于巴黎地鐵石灰?guī)r段施工。7ECL法擠壓混凝土襯砌法（ExtrudedConcreteLiningMethod）：邊掘進(jìn)邊向地層灌注混凝土使之與地層緊密結(jié)合的新型混凝土襯砌法。掘進(jìn)速度快，最高可達(dá)340m/月。日木信濃川水電站第二水工隧洞、Akima隧道8高壓懸噴灌注樁法(HighPressureJet-Grouting)以低于20－40Mpa的高壓將水泥漿強(qiáng)行噴入地層中，借助于鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)和不斷提升將地層改良成承載柱體或成為地下?lián)鯄蚋羲粔?，在擬開(kāi)挖隧道輪廓上方形成噴灌柱體頂拱，再進(jìn)行隧道開(kāi)挖的施工法。適于無(wú)粘聚力的砂層或礫石，不適于有粘性和不透水的地層。Usuitoge隧道9預(yù)制管片施工法開(kāi)挖后噴射混凝土（可加鋼支撐）支護(hù)圍巖，用安裝機(jī)裝配管片，再在噴層和管片之間壓注沙漿。美國(guó)帕克斯肯輸水隧洞、巴黎地鐵廣泛應(yīng)用P53采用先進(jìn)的施工設(shè)備。如采用PST-60搖臂鉆機(jī)和SM-14鉆機(jī)進(jìn)行水平旋噴加固以及掌子面玻璃纖維錨固技術(shù)圖進(jìn)行超前預(yù)加固施工輔助工法——關(guān)于水平旋噴P54水平旋噴樁的樁徑效果P55施工中采用的降水方法：垂直深井降水、超前真空深孔降水、輕型井點(diǎn)降水。輔助工法關(guān)于降水多級(jí)輕型井點(diǎn)降水管網(wǎng)集水井P56掌子面泥化現(xiàn)象明顯，穩(wěn)定性較差，基底呈稀糊狀，隧道變形大，支護(hù)破壞乃至坍塌，施工進(jìn)度緩慢，施工難度和風(fēng)險(xiǎn)極高。桃樹(shù)坪隧道降水前掌子面砂層溜塌情況粉細(xì)砂流動(dòng)P57蘭渝鐵路桃樹(shù)坪隧道三級(jí)降水系統(tǒng)完成后，在掌子面后方布置6臺(tái)真空降水泵，其中單臺(tái)水泵最大抽水量約在6m3/h，平均日抽水量約在600～800m3/d。通過(guò)水平真空降水結(jié)合大口井降水后，上、中、下臺(tái)階在開(kāi)挖過(guò)程中均達(dá)到無(wú)水作業(yè)，降水效果良好。大口井降水真空降水管路五超前地質(zhì)預(yù)報(bào)P59

地質(zhì)超前預(yù)報(bào)有地質(zhì)調(diào)查法、超前鉆探法、物探法和超前導(dǎo)坑法。1）地質(zhì)調(diào)查法：包括隧道地表補(bǔ)充地質(zhì)調(diào)查、掌子面和洞身地質(zhì)編錄，地質(zhì)作圖等。2）超前鉆探法：包括超前地質(zhì)鉆探、加深炮孔探測(cè)及孔內(nèi)攝像。3）物探法：

①?gòu)椥圆ǚ瓷浞ǎ?/p>

②電磁波反射法；

③紅外探測(cè)；

④高分辨直流電法等。4）超前導(dǎo)坑法：包括平行超前導(dǎo)坑法、正洞超前導(dǎo)坑法等。地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的方法城市地鐵隧道以施工期的補(bǔ)充鉆探為主P60①TSP地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)：TSP203系統(tǒng)工作原理圖TSP地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理圖常用方法TSP地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)地震反射法預(yù)報(bào)目前常用的方法P61②地震反射法預(yù)報(bào)：地震反射法原理示意圖地震反射法數(shù)據(jù)處理圖P62地質(zhì)超前預(yù)報(bào)可采用長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)、中距離預(yù)報(bào)和短距離預(yù)報(bào)。1）長(zhǎng)距離預(yù)報(bào)：預(yù)報(bào)長(zhǎng)度100m以上。采用地質(zhì)調(diào)查法、地震波反射法及100m以上的超前鉆探等。2）中距離預(yù)報(bào)：預(yù)報(bào)長(zhǎng)度30～100m以上。采用地質(zhì)調(diào)查法、彈性波反射法及30～100m以上的超前鉆探等。3）短距離預(yù)報(bào)：預(yù)報(bào)長(zhǎng)度30m以?xún)?nèi)。采用地質(zhì)調(diào)查法、彈性波反射法、電磁波反射法（地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)）、紅外探測(cè)及小于30m的超前鉆探等。地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的距離P63電法圖2.4-6烏鞘嶺隧道V8不同高程CSAMT二維反演圖六