第8章隧道施工技術知識框架概述

隧道工程是指在交通線路的修建過程中為穿越山體或河流、海洋或既有建筑物或構筑物而修筑具有出入口供汽車、火車、行人通行的地下建筑物。1970年，國際經濟合作與發展組織（OECD）召開的隧道會議綜合了各種因素，對隧道所下的定義為：“以任何方式修建，最終使用于地表以下的條形建筑物，其空洞內部凈空斷面在2m2以上者均為隧道。”8.1.2隧道的分類隧道的分類隧道工程所涉及的工程范圍較為廣泛，可以根據不同的分類方法將隧道分為不同種類，具體分類內容如下所示：（1）根據隧道頂部上覆圍巖能否能形成壓力拱（自然拱）將隧道分為淺埋隧道和深埋隧道，不同種類的巖石種類其臨界深度也是不一樣的，一般采用塌方平均高度hq的2~2.5倍為深淺埋的臨界高度。（2）按照隧道所處地理位置可分為山嶺隧道、淺埋及軟土隧道、水底隧道等。（3）按照隧道所處的地層情況可分為巖石隧道或巖質隧道、土質隧道或軟土隧道隧道的分類（4）按照隧道用途分類可分為交通隧道、市政隧道、水工隧道和礦山隧道等。（5）按隧道斷面形式分類：主要有圓形斷面隧道、多心圓斷面隧道、馬蹄形斷面隧道、矩形斷面隧道等斷面形式。（6）按隧道的長度分類：隧道長度是指進出口洞門端墻面之間的距離，以端墻面或斜切式洞門的斜切面與設計內軌頂面的交線同線路中線的交點計算。根據《公路隧道設計規范》（JTGD70-2-2014），公路隧道按其長度可分為四類：全長3000m以上為特長隧道；全長1000m以上至3000m為長隧道；全長500m以上至1000m為中隧道；全長500m以下為短隧道。（7）按上下行隧洞間的距離可分為：分離式隧道、小凈距隧道和連拱隧道（見）。概述8.1.3隧道的結構及其組成隧道結構是由主體結構和附屬結構組成的。其中主體結構包括隧道洞門及洞身襯砌部分。為了滿足隧道的使用功能，隧道除應由主體結構外，還應具有其他的一些設施，包括緊急停車帶、人行橫道、洞內排水系統、電力電纜系統、通風系統等。一、主體結構（一）洞門隧道兩端洞口處的結構部分稱為洞門。它是在隧道洞口利用圬工材料等修筑用以保護洞口穩定、引離地表水、并對周圍環境起到裝飾作用的支擋結構物。其主要作用是：減少洞口土石方的開挖量；穩定邊仰坡；引離地表水及裝飾洞口的作用。洞門通常按照其結構構造分為端墻式洞門、翼墻式洞門、削竹式洞門、柱式洞門、環框式洞門及遮光棚式洞門等。8.1.3隧道的結構及其組成（二）洞身襯砌隧道開挖后，為了避免隧道變形或巖石風化，都需要修建支護結構，即襯砌。從隧道襯砌施工工藝方面將隧道襯砌的形式分為噴錨支護、裝配式襯砌及整體式襯砌。1.噴錨支護噴錨支護常用的材料有噴射混凝土（有時加鋼筋網或鋼纖維）、錨桿和鋼拱架。一般可根據地質條件和結構形式的變化組合使用。（1）噴射混凝土。噴射混凝土是以壓縮空氣為動力，將摻有速凝劑的混凝土拌合料與水合成為漿狀，噴射到坑道的巖壁上凝結而成的。噴射混凝土分為干噴、潮噴、濕噴三種，以濕噴工藝較優。8.1.3隧道的結構及其組成（2）錨桿或錨索。錨桿或錨索是用金屬或其他抗拉強度較高的材料制成的一種桿狀構件，并使用某些機械裝置或黏結介質，將其安設在隧道及地下工程的圍巖體中或其他工程結構體中，利用桿端錨頭的膨脹作用，或利用灌漿黏結，增加巖體的強度和抗變形能力從而提高圍巖的自穩能力。2.裝配式襯砌裝配式襯砌是構件在現場或工廠預制，然后將構件運進坑道內再進行拼裝成一環接著一環的襯砌。其特點是襯砌拼裝后能夠立即受力，便于機械化施工，改善勞動條件，節省勞力。目前多在盾構法施工的隧道內使用。8.1.3隧道的結構及其組成3.整體式襯砌整體式襯砌是指就地灌注混凝土施工襯砌，也稱模筑混凝土襯砌。其施工工藝流程為：立模→澆筑→養護→拆模。模筑襯砌的特點是：對地質條件的適應性強，易于按需要成形，整體性好，抗滲性強，并適用于多種施工條件，如可用木模板、鋼模板或襯砌模板臺車等，整體式襯砌按照不同的圍巖類別采用不同的襯砌厚度。4.復合式襯砌目前，公路隧道均采用以“初期支護、防水層及二次襯砌（整體式襯砌）”組成的復合式結構（見圖8?2）。8.1.3隧道的結構及其組成（1）初期支護隧道是埋藏于地面以下的條形建筑物，被巖土體圍繞。在隧道周圍一定范圍內，對洞身的穩定有影響的巖（土）體，即由于受開挖影響而發生應力狀態改變的巖（土）體，我們稱之為圍巖。隧道在巖土體開挖后，自身很難保持穩定，為了達到洞室穩定及施工安全的目的，而在洞室開挖后對洞室圍巖采取的支撐、加強作用的構件和其他處理措施總稱為支護。現代隧道施工技術采取的支護手段通常有噴射混凝土、掛網噴射混凝土、鋼拱架、錨桿噴射混凝土及其聯合支護。8.1.3隧道的結構及其組成（2）防水層防水層為不透水表面光滑的高分子防水卷材，它不但起到將地層滲水拒于二次襯砌之外的防水作用，而且對初期噴射混凝土及二次襯砌模筑混凝土來說，還起到隔離與潤滑作用，使初期支護噴射混凝土對二次襯砌混凝土的約束應力減少，從而避免模筑混凝土產生裂縫，提高了二次襯砌混凝土的防水抗滲能力。防水層通常由兩部分組成，緩沖墊層與防水板。防水板采用厚度1.5mm以上的EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）或ECB（乙烯、醋酸乙烯與瀝青共聚物），緩沖墊層一般采用質量大于400g/m2的無紡布。（3）二次襯砌二次襯砌一般采用整體式鋼筋混凝土襯砌。8.1.3隧道的結構及其組成（4）仰拱填充隧道仰拱通常是弧形，而車輛行駛面是有一定斜率的平面，因此需要采用建筑材料將仰拱上方和路面結構間的空間進行填充，常用的仰拱填充材料為水泥混凝土。

（5）路面結構路面結構主要有兩種，即水泥混凝土路面和瀝青混合料路面。8.1.3隧道的結構及其組成8.1.3隧道的結構及其組成二、附屬結構（一）緊急停車帶緊急停車帶的間隔，主要根據故障車的可能推動距離確定。一般很難確定距離的大小，如小車較卡車滑行距離長，人力推動也較省力；下坡較上坡滑行距離長，推動也省力。在隧道內一般取500~800m。汽車專用隧道取500m，隧道長度大于600m時應在中間設置一處。混合交通隧道取800m，隧道長度大于900m時應在中間設置處。緊急停車帶的有效長度，應滿足停放車輛進入所需的長度，一般進入需20m，最低值為15m，寬度一般為3.0m。8.1.3隧道的結構及其組成（二）行車橫道和行人橫洞行車橫道與隧道正洞應該形成一個小于90°的夾角，單向交通的隧道采用45°~60°夾角。隧道長度在1000m~1500m時宜在隧道中間設一處。行人橫洞是在分離式單向交通的雙洞隧道中，當一個隧道內發生事故時，汽車無法立即疏散，事故內車輛的乘客可通過行人橫洞疏散。行人橫道的凈空為2.5m（高）×2m（寬），設置間距可取250m，并不得大于500m。（三）防排水系統1.防水措施常用的防水措施有噴射混凝土、塑料防水板方法、模筑混凝土襯砌防水、防水涂料防水等。8.1.3隧道的結構及其組成（1）模筑混凝土襯砌防水內層襯砌采用就地澆筑的混凝土本身具有防水功能。（2）塑料防水板防水在內外層襯砌之間敷軟聚氯乙薄膜、聚異丁烯片等防水卷材，塑料板防水一般厚度為1.2mm。防水層接縫處，一般用熱氣焊接，或用電敏電隨焊接，也可采用適當的溶劑做溶解焊接，以達到防水的目的。（3）涂料防水在隧道內表面涂刷防水涂料，如乳化瀝青、環氧焦油等，使在隧道內表面形成不透水的薄膜。（4）防水砂漿抹面在普通砂漿中摻入防水劑，從而提高砂漿抹面的防水性能。目前應用較多的是防水砂漿主要有氯化鐵砂漿和氯化鈣防水砂漿。8.1.3隧道的結構及其組成8.1.3隧道的結構及其組成（1）模筑混凝土襯砌防水內層襯砌采用就地澆筑的混凝土本身具有防水功能。（2）塑料防水板防水在內外層襯砌之間敷軟聚氯乙薄膜、聚異丁烯片等防水卷材，塑料板防水一般厚度為1.2mm。防水層接縫處，一般用熱氣焊接，或用電敏電隨焊接，也可采用適當的溶劑做溶解焊接，以達到防水的目的。（3）涂料防水在隧道內表面涂刷防水涂料，如乳化瀝青、環氧焦油等，使在隧道內表面形成不透水的薄膜。（4）防水砂漿抹面在普通砂漿中摻入防水劑，從而提高砂漿抹面的防水性能。目前應用較多的是防水砂漿主要有氯化鐵砂漿和氯化鈣防水砂漿。8.1.3隧道的結構及其組成2.排水排水常利用“排水盲溝→泄水管→排水溝”的形式進行隧道的排水。這種方法主要是將襯砌背后的水引入盲溝內匯集，然后通過與盲溝連接的泄水管將水從盲溝引入隧道內的排水溝，最后從排水溝排走。3.截水截水是將流向隧道的地表水或地下水截斷，從而使水改路。對于地表水應設置地表排水溝、截水溝將水引離隧道；對于地下水主要采用設置導坑、泄水洞或井點降水等方法。4.堵水在隧道施工、運營過程中，當有滲漏水時，常采用噴射混凝土、注漿和防水混凝土襯砌等方法堵水進行堵水。8.1.3隧道的結構及其組成（四）施工縫、變形縫施工縫，也稱循環縫。隧道襯砌混凝土施工所產生的冷接縫，是防水薄弱環節之一，也是隧道中最易發生滲漏的地方。隧道襯砌施工縫處理不好，不僅會造成襯砌混凝土裂縫及洞內漏水，嚴重影響隧道的正常使用和行車安全，進一步還會降低結構的強度和耐久性。為防止由于襯砌不均勻下沉而引起的裂損，在地質條件變化顯著、襯砌受力不勻地段，應設置沉降縫；為防止由于溫度變化劇烈或混凝土凝結時的收縮影響而引起的襯砌開裂，應設置伸縮縫，以上兩種結構縫統稱為變形縫。變形縫應采用柔性材料做防水處理。8.1.3隧道的結構及其組成8.1.3隧道的結構及其組成（五）通風設施公路隧道的通風方式大體可分為自然通風和機械通風兩種。自然通風是利用洞內的天然風流和汽車運行所引起的活塞風（交通風）來達到通風的目的。機械通風則是在自然通風不能滿足要求時，設置一系列通風機械，通過送入或排出空氣來達到通風目的。8.1.3隧道的結構及其組成（六）隧道內部裝飾在公路隧道或城市地鐵內，為了增加隧道內的美觀，提高能見度，吸收噪聲和改變隧道內的環境，內部裝飾有時是非常必要的。內部裝飾具有保持隧道內的亮度、減少襯砌對汽車尾氣的吸收、防止襯砌的腐蝕、吸收噪聲等作用。常見的內部裝飾類型有粉刷、涂料、塑料裝飾或黏貼各種裝飾材料等。8.2隧道施工方法隧道施工方法是開挖與支護等工序的組合。隧道施工過程通常包括：在地層內挖出士石，形成符合設計斷面的坑道，進行必要的支護和襯砌，控制坑道圍巖變形，保證隧道施工安全和長期安全使用。隧道施工技術主要研究解決上述各種隧道施工方法所需的技術方案和措施（如開挖掘進、支護和襯砌施工方案與措施）；隧道穿越特殊地質地段時（如膨脹土、黃土、溶洞塌方、流沙、高地溫、巖爆、瓦斯地層等）的施工手段；隧道施工過程中的通風、防塵及防有害氣體的方式方法和對圍巖變化的量測監控方法。8.2.2隧道施工方法的選擇8.2.2隧道施工方法的選擇8.2隧道施工方法一、定義“新奧法”簡稱為NATM（NewAustrianTunnellingMethod），即新奧地利隧道施工方法。新奧法概念是奧地利學者拉布西維茲（L.V.Rabcewicz）教授于20世紀50年代提出的，它以隧道工程經驗和巖體力學的理論為基礎，將錨桿和噴射混凝土組合在一起，作為主要支護手段的一種施工方法，經過一些國家的許多實踐和理論研究，于60年代取得專利權并正式命名。之后新奧法在西歐、北歐、美國和日本等許多地下工程中獲得極為迅速的發展，已成為現代隧道新技術標志之一。NATM于20世紀60年代傳到我國，70年代末80年代初在我國得到迅速發展。可以說，目前我國幾乎所有重點、難點的地下工程都使用了新奧法，新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍巖地段修筑隧道的一種基本方法。8.2隧道施工方法二、新奧法施工工藝特點（1）新奧法與傳統支護理念的區別傳統支護理念認為隧道圍巖是一種荷載，應使用加強的襯砌結構支護松動圍巖。而新奧法將圍巖視為隧道承載構件的一部分，圍巖既是荷載，又是承載結構；（2）保護隧道圍巖自身的承載能力（3）允許圍巖發生一定的變形（4）重視超前地質預報、現場圍巖分級和監控量測工作8.2隧道施工方法新奧法適用范圍（1）具有較長自穩時間的中等巖體（2）弱膠結的砂和石礫以及不穩定的礫巖；（3）強風化的巖石；（4）剛塑性的黏土泥質灰巖和和泥質灰巖；（5）堅硬黏土，也有帶堅硬夾層的貓土；（6）微裂隙、但很少黏土的巖體；（7）在很高的初應力場條件下，堅硬的和可變堅硬的巖石。8.2隧道施工方法在下述條件下應用新奧法時，必須與一些輔助方法相配合：（1）有強烈地壓顯現的巖體；（2）膨脹性巖體（要與仰拱與底部錨桿相配合）；（3）在一些松散巖體中，要與鋼背板相配合；（4）在蠕動性巖體中，要與凍結法或預加固法等相配合。在下列圍巖中應慎用新奧法：（1）大量涌水的巖體；（2）由于涌水會產生流沙現象的圍巖；（3）極為破碎，錨桿鉆孔、安裝都極為困難的巖體；（4）開挖面完全不能自穩的巖體等。8.2隧道施工方法在下述條件下應用新奧法時，必須與一些輔助方法相配合：（1）有強烈地壓顯現的巖體；（2）膨脹性巖體（要與仰拱與底部錨桿相配合）；（3）在一些松散巖體中，要與鋼背板相配合；（4）在蠕動性巖體中，要與凍結法或預加固法等相配合。在下列圍巖中應慎用新奧法：（1）大量涌水的巖體；（2）由于涌水會產生流沙現象的圍巖；（3）極為破碎，錨桿鉆孔、安裝都極為困難的巖體；（4）開挖面完全不能自穩的巖體等。8.2隧道施工方法施工原則“圍巖不穩，支護幫助，遇強則弱，遇弱則強，按需提供，先柔后剛，監控量測，動態調整”。根據以上解決問題的基本思路和支護設計的基本原則，作為一種施工方法，新奧法施工的基本原則可以歸納為“少擾動，早錨噴，勤量測，緊封閉”。這四項基本原則的具體含義解釋如下：8.3.3施工工藝流程8.3隧道新奧法施工技術一、洞口施工與進洞方法常見的隧道進洞方法有超前小導管進洞和超前管棚進洞（圖

8?8）兩種，無論采用哪種進洞方法都必須先在洞口位置設置鋼筋混凝土套拱（圖

8?9），并在套拱內按設計要求預埋導管（孔口管），以便向洞內施作小導管或長管棚。8.3隧道新奧法施工技術8.3隧道新奧法施工技術8.3隧道新奧法施工技術二、超前地質預報常用的超前地質預報方法主要有：隧道地震預報法（TunnelSeismicPrediction，簡稱TSP）和地質雷達法。（一）TSP地質超前預報8.3隧道新奧法施工技術（二）地質雷達探測地質雷達系統主要由控制單元、發射機、接收機及電源、光纜、通信電纜、觸發盒、測量輪等輔助元件組成。8.3隧道新奧法施工技術三、超前支護必須堅持“先支護（或強支護）、后開挖、短進度、弱爆破、快封閉、勤測量”的施工原則，并做好詳細的施工記錄。8.3隧道新奧法施工技術（一）超前錨桿錨固前方圍巖1.構造組成超前錨桿是沿開挖輪廓線，以稍大的外插角，向開挖面前方安裝錨桿，形成對前方圍巖的預錨固，在提前形成的圍巖錨固圈的保護下進行開挖作業8.3隧道新奧法施工技術2.性能特點及適用條件超前錨桿支護的柔性較大，整體剛度較小。雖然可以與系統錨桿焊接以增強其整體性，但對于圍巖應力較大時，其后期支護剛度就有些不足。此類超前支護主要適用于地應力不大，地下水較少的軟弱圍巖的隧道工程中，如土砂質地層、弱膨脹性地層、流變性較小的地層、裂隙發育的巖體及斷層破碎等，淺埋無顯著偏壓的隧道，也適宜采用中小型機械施工。8.3隧道新奧法施工技術（二）管棚超前支護前方圍巖1.構造組成管棚支護是利用鋼拱架沿開挖輪廓線以較小的外插角，向開挖面前方打入鋼管或鋼插板構成的棚架來形成對開挖面前方圍巖的預支護的一種支護方式（圖8?15）。采用長度小于10m的鋼管稱為短管棚；采用長度為10~45m且較粗的鋼管稱為長管棚；采用鋼插板（長度小于10m）的稱為板棚。8.3隧道新奧法施工技術

管棚因采用鋼管或鋼插板作縱向預支撐，又采用鋼拱架作環向支撐，其整體剛度較大，對圍巖變形的限制能力較強，且能提前承受早期圍巖壓力。因此管棚法特別適用于圍巖壓力來得快、來得大、對圍巖變形及地表下沉有較嚴格要求的軟弱破碎圍巖隧道工程中。如土砂質地層、強膨脹性地層、強流變性地層、裂隙發育的巖體、斷層破碎帶、淺埋有顯著偏壓等圍巖的隧道中。

此外，在一般無膠結的土及砂質圍巖中，采用插板封閉較為有效；當遇到流塑狀巖體或巖溶嚴重流泥地段或地下水豐富的巖層，采用管棚與圍巖內注漿相結合的手段加固圍巖，也是行之有效的方法。8.3隧道新奧法施工技術（三）超前小導管注漿1.構造組成超前小導管注漿是在開挖前，先用噴射混凝土將開挖面5m范圍內的坑道封閉，然后沿坑道周邊向前方圍巖內打入帶孔小導管，并通過小導管向圍巖壓注起膠結作用的漿液，待漿液硬化后，坑道周圍巖體就形成了有一定厚度的加固圈（圖8?16）。在此加固圈的保護下即可安全地進行開挖作業。若小導管前端焊一個簡易鉆頭，則可鉆孔、插管一次完成，稱為自進式注漿錨桿。8.3隧道新奧法施工技術（三）超前小導管注漿1.構造組成超前小導管注漿是在開挖前，先用噴射混凝土將開挖面5m范圍內的坑道封閉，然后沿坑道周邊向前方圍巖內打入帶孔小導管，并通過小導管向圍巖壓注起膠結作用的漿液，待漿液硬化后，坑道周圍巖體就形成了有一定厚度的加固圈（圖8?16）。在此加固圈的保護下即可安全地進行開挖作業。若小導管前端焊一個簡易鉆頭，則可鉆孔、插管一次完成，稱為自進式注漿錨桿。2.性能特點及適用條件超前小導管注漿支護是通過小導管對圍巖進行注漿加固，漿液被壓注到巖體裂隙中并硬化后，不僅將巖塊或顆粒膠結為整體起到了加固作用，而且填塞了裂隙，阻隔了地下水向坑道滲流的通道，起到了堵水作用。因此，超前小導管注漿不僅適用于一般軟弱破碎圍巖，也適用于地下水豐富的軟弱破碎圍巖。8.3隧道新奧法施工技術8.3隧道新奧法施工技術（四）超前深孔帷幕注漿1.超前注漿深孔預注漿一般可超前開挖面30~50m，可以形成有相當厚度和較長區段的筒狀加固區，從而使得堵水的效果更好，也使得注漿作業的次數減少，它更適用于有壓地下水及地下水豐富的地層中，可采用大中型機械化施工。如果隧道埋深較淺，則注漿作業可在地面進行；對于深埋較大的隧道可利用輔助平行導坑對正洞進行預注漿，這樣都可以避免與正洞施工的干擾，縮短施工工期。2.注漿范圍圖8?17為圍巖注漿加固范圍示意圖，即形成筒狀加固區。要確定加固區的大小，即確定圍巖塑性破壞區的大小，可以按巖體力學和彈塑性理論計算出開挖坑道后圍巖的壓力重分布結果，并確定其塑性破壞區的大小，也就是應加固區的大小。8.3隧道新奧法施工技術8.3隧道新奧法施工技術四、隧道開挖（一）隧道開挖的方法在隧道的開挖過程中，不同的開挖方法對保持圍巖的穩定狀態有直接而重要的影響，正確的開挖方法能夠很好地適應地質條件及其變化，并能保持圍巖的穩定。新奧法常用的開挖方法有全斷面法、臺階法、環形開挖留核心土法、CD法（中隔墻法）、CRD法（交叉中隔壁法）和側壁導坑法。1.全斷面法全斷面法主要適用于較好圍巖，全斷面開挖法施工操作比較簡單，為了減少對地層的擾動次數，在采取局部注漿等輔助施工措施加固地層后，也可采用全斷面法施工（圖8?18）。全斷面開挖法有較大的作業空間，有利于采用大型配套機械化作業，提高施工速度，且工序少，便于施工組織和管理。但由于開挖面較大，圍巖穩定性降低，且每個循環工作量較大，對于巖質隧道每次深孔爆破引起的震動較大，因此要求進行精心的鉆爆設計，并嚴格控制爆破作業。8.3隧道新奧法施工技術8.3隧道新奧法施工技術2.臺階法臺階法是隧道施工最為常用的一種方法（圖8?19），因其開挖步序少，施工速度快而易于為工程技術人員所采用。8.3隧道新奧法施工技術根據臺階長度不同，又劃分為長臺階法、短臺階法和微臺階法三種。施工中采用哪一種臺階法，要根據兩個條件來決定，第一是對初期支護形成閉合斷面的時間要求，圍巖越差，要求閉合時間越短，第二是對上部斷面施工所采用的開挖、支護、出渣等機械設備需要施工場地大小的要求。對軟弱圍巖，主要考慮前者，以確保施工安全；對較好圍巖，主要考慮如何更好地發揮機械設備的效率，保證施工中的經濟效益，因此只考慮后一條件。8.3隧道新奧法施工技術3.環形開挖留核心土法環形開挖留核心土法常用于VI級圍巖單線和V~Ⅵ級圍巖雙線隧道掘進。施工順序為：人工或單臂掘進機開挖環形拱部，架立鋼支撐，掛鋼絲網，噴射混凝土。在拱部初期支護保護下，開挖核心土和下半部，隨即接長邊墻鋼支撐，掛網噴射混凝土，并進行封底。根據圍巖變形，適時施作二次襯砌.環形開挖留核心土法（圖8?21）施工開挖工作面穩定性好，施工較安全，但施工干擾大、工效低。在土質及軟弱圍巖中使用較多，在大秦線軍都山隧道黃土段等隧道施工中均有應用。8.3隧道新奧法施工技術8.3隧道新奧法施工技術4.CD法和CRD法CD法也稱中隔墻法，主要適用于地層較差和不穩定V~Ⅵ級巖體，且地面沉降要求嚴格的地下工程施工。當CD法仍不能滿足要求時，可在CD法的基礎上加設臨時仰拱，即所謂的CRD法（也稱交又中隔墻法）。CRD法的最大特點是將大斷面施工化成小斷面施工，各個局部封閉成環的時間短，控制早期沉降好，每個步序受力體系完整。因此，結構受力均勻，形變小。另外，由于支護剛度大，施工時隧道整體下沉微弱，地層沉降量不大，而且容易控制。8.3隧道新奧法施工技術8.3隧道新奧法施工技術8.3隧道新奧法施工技術5.側壁導坑法側壁導坑法分單側壁導坑和雙側壁導坑（圖8?24），以雙側壁導坑法為例來說明。雙側壁導坑法也稱眼睛工法，是變大跨度為小跨度的施工方法，其實質是將大跨度分成三個小跨度進行作業，主要適用于地層較差、斷面很大的公路隧道及地下工程。該法工序較復雜，導坑的支護拆除困難，有可能由于測量誤差而引起鋼架連接困難，從而加大了下沉值，而且成本較高，進度較慢。一般采用人工和機械混合開挖，人工和機械混合出渣。8.3隧道新奧法施工技術8.3隧道新奧法施工技術實踐證明：選擇合理的施工方法，可以安全地施工隧道，并將地表沉降控制在設計要求范圍內。因此，選擇一種合理的施工方法是工程成敗的關鍵。綜合國內外施工經驗，基于經濟性及工期考慮，其施工方法選擇的順序為：全斷面法→臺階法→環形開挖預預留核心土法CD法→CRD法→側壁導坑法。從安全性角度考慮，順序正好相反。在工程實踐中，應根據地質條件、斷面大小、地面環境等因素從施工方法的可實現性、安全性、工期、適應性、技術性和經濟性六個方面綜合考慮，選擇施工方法。8.3隧道新奧法施工技術8.3隧道新奧法施工技術（二）隧道開挖的方式開挖方式是指對隧道范圍內巖體的挖除方式（破巖方式），常用的公路隧道開挖方式有人工開挖、機械挖掘及鉆眼爆破開挖三種。1.人工開挖8.3隧道新奧法施工技術2.機械挖掘機械挖掘有兩方面含義：大型綜合機械和一般機械。大型綜合機械指的是TBM與盾構。一般機械常見的是挖掘機和獨臂鉆。它們均采用機械方式切削破碎巖土并挖除坑道范圍內的巖土。8.3隧道新奧法施工技術8.3隧道新奧法施工技術五、初期支護初期支護一般有噴射混凝土、錨桿、鋼拱架、鋼筋網等以及它們的組合組成，其應緊跟隧道開挖作業面及時施作，結合監控量測成果，及時封閉成環，保證施工安全。（一）噴射泥凝施工噴射混凝土是在地下工程施工中，為盡快使開挖土體面穩定的一種支護措施。它借助噴射機械，利用壓縮空氣作動力，將水泥、砂、石子、水配合的拌和料，并摻加速凝劑，通過高壓管高速噴射到受噴面上，依靠高速噴射時集料的反復連續撞擊壓密混凝土硬化而成，使噴射的混凝土能夠在幾分鐘內終凝，且強度增長快，并與其他支護措施如錨桿、鋼筋網聯合形成支護整體共同承受拉應力和剪應力，大幅度地提高工作面土體的承載力，并快速穩定。8.3隧道新奧法施工技術8.3隧道新奧法施工技術五、初期支護初期支護一般有噴射混凝土、錨桿、鋼拱架、鋼筋網等以及它們的組合組成，其應緊跟隧道開挖作業面及時施作，結合監控量測成果，及時封閉成環，保證施工安全。（一）噴射泥凝施工噴射混凝土是在地下工程施工中，為盡快使開挖土體面穩定的一種支護措施。它借助噴射機械，利用壓縮空氣作動力，將水泥、砂、石子、水配合的拌和料，并摻加速凝劑，通過高壓管高速噴射到受噴面上，依靠高速噴射時集料的反復連續撞擊壓密混凝土硬化而成，使噴射的混凝土能夠在幾分鐘內終凝，且強度增長快，并與其他支護措施如錨桿、鋼筋網聯合形成支護整體共同承受拉應力和剪應力，大幅度地提高工作面土體的承載力，并快速穩定。8.3隧道新奧法施工技術（4）噴射混凝土完成后，應及時進行養護，其養護應符合下列規定：①混凝土噴射終凝2h后，應采用養護臺架進行濕潤養護，養護日時間不得少于14d。②黃土或其他土質隧道，以噴霧養護為宜，以防止噴水過多軟化下部土層。③隧道內環境氣溫低于5℃時，不得進行噴水養護。（5）噴射混凝土在冬期施工時，應滿足以下要求：①噴射作業區的氣溫不應低于5℃，在結冰的巖面上，不得噴射混凝土②混合料進入噴射機料斗前溫度不應低于5℃。③對液體速凝劑進行加熱處理，溫度不應低于10℃（最佳為20℃）。④噴射混凝土強度未達到6MPa前，不應使其受凍。8.3隧道新奧法施工技術（二）鋼筋網施工在噴射混凝土中增設鋼筋網，可以防止受噴面由于承受噴射力而塌落，減少回彈量、噴射混凝土層的開裂，增強初期支護的整體作用，通常與錨桿或鋼架焊接成一體。鋼筋網鋪設應符合下列要求：（1）鋼筋網宜在初噴混凝土后鋪掛，使其與噴射混凝土形成一體，底層噴射混凝土的厚度不宜小于4cm。（2）砂土層地段應先鋪掛鋼筋網，沿環向壓緊后再噴混凝土。（3）采用雙層鋼筋網時，第二層鋼筋網應在第一層鋼筋網被混凝土覆蓋后鋪設，其覆蓋厚度不應小于3cm。（4）鋼筋網可利用風鉆氣腿頂撐，以便貼近巖面，鋼筋網應與錨桿或其他固定裝置連接牢固，與鋼架綁扎時，應綁在靠近巖面一側。（5）噴射混凝土時，應調整噴頭與受噴面的距離、噴射角度，以減少鋼筋振動，降低低回彈，并保證鋼筋網噴凝土保護層厚度不小于4cm（6）噴射中如有脫落的石塊或混凝土塊被鋼筋網卡住時，應及時清除。8.3隧道新奧法施工技術（三）錨桿施工錨桿（索）是用金屬或其他高抗拉性能的材料制作的一種桿狀構件，錨桿是噴錨支護中的一個重要組成部分，在噴錨聯合支護中起著主要作用。8.3隧道新奧法施工技術1.普通水泥砂漿錨桿普通水泥砂漿錨桿是以普通水泥砂漿作為黏結劑的全長黏結式錨桿，其構造如圖8?30所示。8.3隧道新奧法施工技術2.早強水泥砂漿錨桿3.早強藥包內錨頭錨桿不管用什么類型的藥包，其設計、施工基本一致。8.3隧道新奧法施工技術4.縫管式錨桿縫管式錨桿是一種全長錨固，主動加固圍巖的新型錨桿，它立體部分是一根縱向開縫的高強度鋼管，當安裝于比管徑稍小的鉆孔時，可立即在全長范圍內對孔壁施加徑向壓力和阻止圍巖下滑的摩擦力，加上錨桿托盤托板的承托力，從而使圍巖處于三向受力狀態。8.3隧道新奧法施工技術5.楔縫式內錨頭錨桿8.3隧道新奧法施工技術6.脹売式內錨頭預應力錨索脹殼式內錨頭預應力錨索主要由機械脹売式內錯頭、錨索（鋼絞線）外錨頭以及灌注的黏結材料等組成，其構造見圖8?34所示。8.3隧道新奧法施工技術（四）鋼拱架施工鋼拱架是在隧道開挖初期支護期間，為使圍巖保持穩定而按照隧道開挖輪廓線布設的由鋼筋格柵或型鋼、鋼軌等制成的支護骨架結構，鋼架安裝后可達到支撐圍巖穩定、限制圍巖變形的目的，它通常與鋼筋網、噴射混凝土等結合共同受力。目前公路工程隧道施工中采用的鋼拱架主要以格柵拱架（圖8?35a）和型鋼拱架（圖8?35b）為主。8.3隧道新奧法施工技術七、仰拱和仰拱填充施工仰拱是二次襯砌的底部，仰拱填充是為行車道建立的一個基礎平臺。仰拱及仰拱填充（圖8?36）通常初期支護后施工，且宜超前拱墻混凝土施工，其超前距離宜保持在3倍以上的拱墻循環作業長度。8.3隧道新奧法施工技術六、防水隔離層8.3隧道新奧法施工技術六、防水隔離層8.3隧道新奧法施工技術六、防水隔離層8.3隧道新奧法施工技術八、模筑二次襯砌拱墻（一）施工條件在隧道初期支護完成后，為防止圍巖不致因暴露