隧道工程施工安全風險控制技術

中鐵隧道集團副總工程師汪綱領●隧道工程洞室支護、結構設計和工法選擇的基礎理論。●隧道施工的基本工法與輔助工法。●隧道超前地質預報技術。●信息化施工與動態(tài)反饋設計。●隧道工程通過巖溶地質地段安全風險控制技術。隨著交通運輸、水利水電、城市地鐵和地下空間開發(fā)利用，隧道施工技術也取得了長足的進步，隧道工程的規(guī)模和數(shù)量都有了較大增長。目前，中國是世界上隧道最多的國家，是地質最復雜的國家，也是今后隧道發(fā)展最快的國家。隨著隧道應用領域的不斷拓展，也帶來了新的地質難題:①超淺埋隧道的結構穩(wěn)定與地面限沉問題；②極深埋隧道的巖爆和高應力下隧道結構大變形問題；③隧道穿過特殊地質地段（如巖溶洞穴、巖爆、瓦斯、膨脹性圍巖、凍結層、第四季沉積砂土等地段）時也往往會遇到許多復雜的工程地質問題，給工程帶來很大的困難。就隧道工程而言，若對地質條件有足夠深度的了解，對可能發(fā)生的地質災害能夠適時預報，通過動態(tài)設計與合理的施工技術措施，對隧道施工安全風險是可以進行有效控制的。就地質工程而言，對于地質條件的預測及地質災害的預報問題一直困擾著工程建設者，往往成為大型工程項目的重難點問題。地質災害常常導致隧道建設嚴重受挫。即使工程規(guī)模較小，若地質條件差，施工技術措施不當，也會變成相當困難的工程。地質條件具有復雜性、特殊性和不確定性，由于勘察手段的局限性，使得勘察成果往往不能滿足施工方案對地質條件的需求。為了避免在工程施工過程中由于地質條件突變而形成地質災害，將超前地質預報工作納入工序進行管理十分必要。就施工技術措施而言，技術方案、工序管理與工藝控制是技術管理的三大基本問題。技術方案不合理，工藝控制不到位，工序管理不正確往往直接導致重大安全風險甚至造成項目失敗。大量失敗案例分析證實，現(xiàn)場管理者觀念陳舊、理念錯誤固然是主要原因，但在方案實施中對關鍵工序、工藝某些重要環(huán)節(jié)與細節(jié)的控制失誤往往是重要因素。從理念到實踐，從超前地質預報到方案設計，從工藝控制到工序管理，從監(jiān)控量測到動態(tài)反饋設計與信息化施工等，這些都是比較成熟的隧道工程施工安全風險控制技術。接下我想就以上問題與各位同行進行探討，不當之處請批評指正。第一部分

隧道工程洞室支護、結構設計和工法選擇的基礎理論第一章圍巖壓力一、圍巖壓力的定義與內涵周圍巖體作用于隧道和地下洞室襯砌或支護上的荷載，也稱地層壓力。圍巖壓力是開挖隧道后圍巖變形和應力重新分布的一種物理現(xiàn)象。人們從開挖洞室后圍巖變形和坍塌，襯砌或支護產(chǎn)生變形和開裂等現(xiàn)象，逐步認識到圍巖壓力的存在。影響圍巖壓力的因素:洞室形狀或大小、地質構造、支護型式和剛度、洞室埋深，以及時間因素和施工方法等。一次應力(初始應力)狀態(tài):洞室開挖前，巖體處在相對靜止狀態(tài)，其中任何一點的巖土都受到周圍地層的擠壓而處于應力平衡狀態(tài)。二次應力狀態(tài):洞室開挖以后，解除了部分圍巖的約束，原始的應力平衡和穩(wěn)定狀態(tài)被破壞，圍巖中出現(xiàn)了應力的重分布，圍巖向洞室內部空間變形，并力圖達到新的平衡。二、隧道開挖后圍巖應力狀態(tài)的三個區(qū)域1、應力降低區(qū)在松軟圍巖中，巖體的強度很小，不能承受開挖后急劇增大的洞室周邊應力而產(chǎn)生塑性變形，沿坑道周邊圍巖應力松弛而形成一個應力降低了的區(qū)域，高應力向圍巖深部轉移。擾動了的巖體向坑道內變形，如果變形超過一定數(shù)值就會出現(xiàn)圍巖失穩(wěn)和坍塌。在堅硬而完整的圍巖中，由于巖體強度大，坑道周邊未達到開裂和坍塌，故無應力降低區(qū)，這種洞室往往是自穩(wěn)的。2、應力升高區(qū)圍巖深部應力升高的區(qū)域，但其強度尚未被破壞，相當于一個承載環(huán)。坑道上方形成承載拱，承受上覆地層的自重，并將荷載向兩側地層傳遞。此即圍巖的成拱作用。3、初始應力區(qū)距離坑道較遠的巖體所受開挖的影響較小，仍處于初始的一次應力狀態(tài)。三、圍巖壓力的分類1、松動壓力松動或塌落的巖體以重力形式直接作用在支護上的壓力。巖體可以由于節(jié)理裂隙或巖石強度破壞而引起松動，直至坑道的頂部和側部產(chǎn)生坍落。2、形變壓力定義：圍巖變形受到支護約束而產(chǎn)生的壓力。形變壓力除與圍巖應力有關外，還與支護時間及其剛度有關。柔性支護可產(chǎn)生一定位移而使形變壓力減小，宜大力推廣。但初期支護必須足夠強，否則須及時施做襯砌，以免圍巖位移過大而形成松動壓力，不利于結構受力和穩(wěn)定。松動壓力和形變壓力經(jīng)常同時存在。但以地質條件、支護類型和施工方法等不同而以某一種為主。在松散地層中采用現(xiàn)澆混凝土襯砌而回填不密實時，通常以松動壓力為主；而及時作的柔性噴錨支護則以形變壓力為主。形變壓力常隨時間推移而逐漸加大，最終才趨于穩(wěn)定。說明：在膨脹地層中，還會產(chǎn)生水和化學作用引起巖土體積膨脹的膨脹壓力，這也是形變壓力的一種。在脆性巖層中，因坑道開挖，使圍巖原先的高壓力突然釋放引起巖爆而產(chǎn)生的沖擊壓力，則屬松動壓力范疇。四、圍巖壓力的現(xiàn)行理論1、巖土柱理論開挖坑道以后，由于支護或拱圈向坑道內部位移，引起其頂部上覆巖土柱的下沉，兩側地層對柱體產(chǎn)生與下沉反向的摩擦力，故上覆巖層重量減去巖土柱兩側的摩擦力即為圍巖壓力。鐵路行業(yè)的方法：拱頂土柱的下沉，將帶動兩側三棱體下滑，由三角楔體的平衡條件求出與土柱間的摩阻力，土柱重量減去此摩阻力即為土體豎直壓力。該理論多用于淺埋隧道，但也可推廣用于深埋隧道。當隧道埋置極淺或遇軟土層時，土柱兩邊的摩阻力接近于零，故圍巖壓力直接為土柱全重。2、壓力拱理論對埋置較深的隧道，頂部巖體失去穩(wěn)定，產(chǎn)生坍塌而形成不延向地表的局部破裂區(qū)。該區(qū)內的巖體自重即洞室支護上的荷載。破裂區(qū)上部邊界線有拋物線、橢圓、半圓和三角形等不同假定，如科默雷爾巖體破碎理論等。50年代初期，曾廣泛采用普氏地壓理論，假定巖體為松散體，其壓力拱承受上覆土柱的全部均布重量，根據(jù)散粒材料不能承受拉應力，即彎矩為零的條件，得到拱形為拋物線，其矢高：h＝b/f(b為壓力拱跨度之半，f為巖層堅固系數(shù))。塌落拱巖體重量即為豎直地層壓力。3、彈塑性理論利用彈塑性理論可求出沿洞室周邊地層內產(chǎn)生塑性區(qū)的范圍。設置襯砌后，利用地下結構與地層的位移協(xié)調條件，可求得塑性區(qū)半徑和圍巖壓力值。4、極限平衡理論巖體內有各種各樣的結構面。開挖坑道后，洞周的圍巖出現(xiàn)與整個巖體相脫離的巖塊。它的自重對襯砌產(chǎn)生壓力。故用地質分析法時，需先查明斷層、節(jié)理和軟弱夾層的分布情況及其組合。當分離體由數(shù)組平行節(jié)理面組成時，可用裂隙巖石的極限平衡理論計算；當節(jié)理呈隨機分布時，可用塊體力學理論計算。5、數(shù)值解法除簡單邊界條件的圓形洞室有較嚴格的解析解以外，對其他斷面形狀的洞室可采用有限元法或其他數(shù)值方法計算彈性、彈塑性或粘彈與粘（彈）塑性的圍巖壓力值。如已給出垂直壓力，則側向壓力可視具體情況采用主動、靜止和被動抗力等理論進行計算。如底部地層較差而承載力不好，處于極限狀態(tài)，產(chǎn)生塑流，巖土將向洞室底部隆起；或遇膨脹地層時，均需要考慮底部圍巖的隆起壓力。五、略小結●由于剪地層初滔始壓力停和巖土申參數(shù)不堤易準確商測定，介上述各陸種地壓沙理論，登實際應遠用時會炒受到一續(xù)定限制浸，因此瘦目前還膛較多地伶采用工程嘉類比屠法。●長席期以張來，滋人們掩都想解通過妹量測億作用曾在隧醬道上微的圍謝巖壓緒力及賣圍巖哨和襯暗砌的袋變形糊，得花出可歌靠的揉圍巖的壓力桃分布抗和數(shù)悉值。敬如以怨洞徑漂位移乎量測株為主據(jù)的收嫁斂——約束幟法，騰強調編在施坦工期邀間進陡行量嶺測，役并反抓饋信啊息指棍導設雷計，巨稱為現(xiàn)場監(jiān)彎控法。●依靠實暫測來求離得圍巖泳壓力值置是當前具的發(fā)展窩方向。圍巖奏性質異千變屠萬化哨，支削護形痕式多蘿種多揀樣，浮施工跟方法練各不芽相同麗，故臉應綜合端經(jīng)驗碌、理蘭論和僚實測柴的成者果，針錫對不祝同情披況，曬采用金不同導的理胳論和拌方法寧。第二章晌巖體旺力學理吃論1、關椅于巖撒體力悼學巖體力薪學是力踩學的一綢個分支劍學科，鳳它是研娛究巖體認在各種匙力場作姥用下變菌形與破淋壞規(guī)律汗的理論淋及其實械際應用負的科學愁，屬于應用型由基礎學箭科。是力侄學、地叨質學與反工程學體之間的釋一門邊友緣學科碼。巖體病力學有主要依研究筒經(jīng)過內變形匹和破治壞的巖體節(jié)在地皂應力濁條件盛改變畜時產(chǎn)生再變碰形和稼再破箱壞的力學刻規(guī)律的逐學科。僅其研究杏目的是踐運用巖讓體的力織學規(guī)律猛合理地牧利用巖狀體，預笨測、預虛報巖體肚工程中擦出現(xiàn)或恨可能出皮現(xiàn)的災他害，并醬擬定防農(nóng)治措施廚。2、巖體合力學研辯究的基倆本問題巖體結扁構，特續(xù)別是結別構面的誼地質規(guī)腹律；巖用體中應逃力，包埋括地應撲力及工汁程建設粥引起的二次聾應力；巖窩體變訂形規(guī)川律；軍巖體毫破壞商機制宴及強沿度理練論；授巖體床水力傻學理堂論。3、巖榴體力排學研古究的蛾主要掛工程滋問題巖體擺上各治種工老程地將基的且變形薦、破豪壞；盒巖體凍邊坡罷的變產(chǎn)形、運破壞曾；地太下工貞程的衡圍巖抽變形務、破訓壞、呈開挖宋和支花護；摸巖體捷改造株方案塞及技抄術。第三章完新奧串法原理新奧法需屬于應用膀巖體革力學避的理頑論，通扒過對尸隧道宋圍巖薄變形沉的量省測、束監(jiān)控箏，采廚用新真型的皺支護詳結構帥，盡塵量利距用圍曠巖自纖承能盒力指豬導隧抗道設痕計和父施工寒的方徹法。新奧支法的打三大突要素鼻：噴混凝墳土、錨滴桿與量鏈測。在開挖筋面附近處及時施餓作密貼枝于圍巖價的薄層毫柔性噴蠢錨支護如，以便的控制圍介巖的變歸形和應棒力釋放路，從而銹在支護和倉圍巖的縣共同變澡形過程岸中，怨調整扎圍巖舟應力畜重分皆布而尖達到錫新的錦平衡拾，以攝求最聚大限刻度地至保持稅圍巖片的固活有強鼠度和新利用青其自輪承能問力。新奧矛法是購一個衣具體梯應用尋巖體鴨動態(tài)昌性質變的完郊整力苗學方犬法，其目懸的在于警促使圍僻巖能夠紫形成環(huán)擁狀承載夢結構，董故一般國應及時修創(chuàng)筑仰拱布，使斷鏡面閉合策成環(huán)。它適煙用于各育種不同駝的地質恢條件，眼在軟弱停圍巖中巷更為有仗效。一、支溝護機理著眼儀于洞撕室開棄挖后肢形成哀塑性最區(qū)的彼二次馬應力哪重分裁布，糊而不曉拘泥旨于傳緣瑞統(tǒng)的棒荷載童觀念投；它舅主要勺不是發(fā)建立思在對墊于坍繞落拱話的“支撐甚概念”上，管而是詢建立癢在對荒圍巖踢的“加固符概念”上。在合理切的臨界琴限度內梅，它所詢需要的讀表面支貧護抗力Pi是與圍稅巖塑性愛區(qū)半徑R、洞賊室周沒邊位紙移ur、以及偵圍巖的招內聚力с、內漫摩擦城角φ等參伯數(shù)成況反比捧，而肆支護娘能提瞧供的抗力參則與謹其剛拳度成賴正比損。圖1：隧道運圍巖應憤力再分高布和支努護抗力我之間的啞關系示意圖圍巖特決征曲線1—胞—若不允輝許圍巖咳壁面位攝移發(fā)展討，洞壁扶徑向壓摘應力非下常大；吳而若允懸許位移掃發(fā)展，哀則徑向獎壓應力辯減小，耍當位移股達到某網(wǎng)一數(shù)值紐奉時，圍體巖徑向樸壓應力飄，也就強是支護正抗力，提為最小(Pi)。如想果接終近開襯挖面寸修筑堆支護支，則規(guī)位移ur較小。支護特需性曲線2—凈—隨著ur的增加搖，Pi也增栗加，正并在毫與曲雀線1的交遭點處登取得柳應力依穩(wěn)定伏，此血時的毀徑向訪壓應鋼力為P（Ⅰ，1）。季如果補修筑混剛性此更大支的支燭護，斥如曲卵線3所示晚，徑圖向壓爽應力拾增大撈如圖莫中的P(Ⅱ，2)。新奧狀法就懶是根洗據(jù)上士述理障由，額接近勉開挖淋面適蓋時施猴作密悟貼圍把巖的塔薄層球柔性劣支護疑的。場如果肥施作華支護筑時間密過遲睜，則機使圍瓜巖位臂移過賄大而初產(chǎn)生胞塌落堤荷載央。如霜圖中域斜線浙陰影嘗部分汪，也桂使徑源向壓捐應力P(Ⅲ，3)增大，訊如曲線4所示。曲線5表示，飾由于圍躺巖應力忌重分布耕和襯砌硬之間相礦互作用麥而存在針的四個鑰顯著的蟻特征階背段。第Ⅰ階段：圍巖不沃受支護偶的約束于而能夠渠向洞室纖內自由老位移的當時期。第Ⅱ階段抹：施作一余次支護局，由于綱支護抗橫力而使幸變形速雖度減小響，并且羊這個抗蜜力還和循支護的浩剛度有愉關。第Ⅲ階段弟：由于施聚作了仰城拱，支潔護剛度嶺變大而澡使變形邊速度越將來越小壯。第Ⅳ階段搞：當仰辜拱完密全受冷力時日，變蘿形基蹦本停隱止。二、新指奧法的獸基本要抽點1、洞太室開持挖后幼，應史使圍異巖自援身承考擔主尼要的矩支護誰作用江，而鉤襯砌贊只是絞對圍渴巖進牢行加例固，嫌使成仔為一擊個整噸體而殼共同務發(fā)生躬作用拖。因該此，哈須最敘大限查度地窩保持漠圍巖島的固假有強良度，似以發(fā)口揮圍般巖的辰自承躲能力新。方法：鳴及時噴被混凝土壓封閉巖映壁，就邊能有效罷地防止周圍巖松晚弛，而披不使其鵲強度大頸幅度降壟低，同梯時也不資存在因違頂替支凝撐而使符圍巖變米形松弛藥。總之乞，使圍命巖經(jīng)常柔處于三軸應道力約束卵狀態(tài)最為理釀想。2、預構計圍買巖有脊較大亂變形味和松萌弛時店，應父對開像挖面勺施作念保護柔層，吉而且應在孝恰當豆的時妨候敷縱設，挺過早向或過襖遲均極不利勞。方法：線支護剛席度不能幻玉太大或瓜太小，謠又必須預是能與臭圍巖密舟貼，而勢要做成筑薄層柔遷性，允趕許有一石定變形傅，以使移圍巖釋怨放應力扁時起卸托載作用葉，盡量柏不使其熟有彎矩頓破壞的知可能。勤與傳統(tǒng)迎支護不渣同，其不是因級受彎矩堡而是受及壓剪作帆用破壞餡的。由告于混淺凝土聲的抗粥壓和據(jù)抗剪痛強度縣比抗筋拉和覺抗彎宵強度記大得半多，畝從而牧具有熱更高吉的承忠載能冶力。一次任支護絕的位危移收多斂后煎，可辣在其建光滑輩的表貪面上桂敷設廢高質蜂量的偏防水燥層，俯并修闊筑為征提高依安全室度的段二次拼支護料。前鴿后兩崇次支遷護與璃圍巖棚之間奪都只籌有徑士向力術作用腫。3、襯砌南需要加乘強的區(qū)弦段，不是米增大誰混凝刮土的懇厚度盈，而聚是增咸加鋼僻筋網(wǎng)黃、鋼相支撐男和錨輔桿，使隧僵道全長古范圍采怒用大致晶相同的師開挖斷永面。此按外，因餓為新奧已法不在凍坑道內絕架設桿快件支撐造，空間矮寬敞，尿從而提進高了安靜全性和董作業(yè)效聚率。4、為牙正確蝦掌握膛和評擋價圍誕巖與除支護爆的時仇間特槐性，墓可在狂現(xiàn)場寇進行間量測逐。量劍測內床容為襯砌汪內應潮力、畢圍巖疊與襯磚砌間規(guī)的接漢觸應晨力以機及圍束巖的靈變位，據(jù)以斗確定圍啦巖的穩(wěn)穗定時間龍、變形涂速度和如圍巖分璃類等重鑒要參數(shù)蜜，以適迫應地質外變化及筑時變更詳設計和西施工方霜法。監(jiān)控聽量測喂是新五奧法籮的基福本特店征，量孤測的移重點例是圍久巖和灰支護儲的力脅學特伯征隨預時間松的變汪化動欺態(tài)。叮襯砌繁的做版法和盜施作創(chuàng)時間網(wǎng)是依逐據(jù)圍岔巖變川位量的測決跟定的山。5、隧艘道支恩護在擁力學評上可怨看作回厚壁宗圓筒播。它撐是由圍巖支詢承環(huán)和兇支護環(huán)組成僵的結挑構，虛且兩途者存盜在共對同作樣用。鑼結構簽只有毅在閉匙合后釀才能柔在力柜學上蝦起結堤構作濫用，飛所以塔除堅埋硬巖佛層外疫，敷設仰鳳拱使支息護閉合振是特別浸重要的奧。圍巖的據(jù)動態(tài)主快要取決厭于支護所環(huán)的閉瘦合時間。當上況半斷面谷超前掘雅進過多碎時，就抱相應地挺推遲了買它的閉燙合時間但，在隧蜂道縱向吹形成懸筆臂梁的塌狀態(tài)而峽產(chǎn)生大倚彎曲的瞇不良影蛋響。同樣道皇理，為教防止應力集膠中引起蝕圍巖破評壞，斷面位應盡量差做成無柱角隅，汪最好采勁用圓形戒斷面。6、時間酷效應：受開譽挖和犧支護邀等施芬工方貧法的擇影響洽，它放對結小構的次安全腿性起蒼著決贈定的恨作用駁。考序慮掘遠進循輝環(huán)周補期、妖仰拱學閉合械時間腰、拱剃部導君坑的戰(zhàn)長度方以及沉支護州強度極等變脂化因個素，放把圍第巖和緞支護型作為款一個假整體坦來謀季求穩(wěn)偽定。從應力抽重分布輝角度去卷考慮，甩全斷面蔑一次開脊挖是最告有利的競；分部扮開挖會寧使應力桐反復分木布而造章成圍巖碧受損。7、巖批層內伯的滲斤透水青壓力賽，必登須采焦取排引水措蚊施來貞降低臨。小結新奧法旬的支護毀結構至項今仍處糠于經(jīng)驗虹設計的醋階段，查它的前解提是要面科學地箱進行圍劇巖分類跨，并根剪據(jù)已經(jīng)肉修建的類似工恭程經(jīng)驗，提共出支懲護設鍋計參怨數(shù)或旋標準柄設計爭模式衡。現(xiàn)場監(jiān)奪控設計舌，一般偽分成預允先設計誤階段和靈最后設忌計階段男，后者坦是根據(jù)求現(xiàn)場監(jiān)武控量測率數(shù)據(jù)，可經(jīng)分析榮比較或賢計算后欣，最后糟提出設機計。理論愁解析更和有掌限元童數(shù)值誦計算爆，至轎今還談不能高得出布充分罪可靠桶和滿為意的轎結果片，必鋤須由俘上述廣兩種閑方法普即經(jīng)驗罷和量踩測加以驗余證。三、唇新奧迎法的主施工之和量越測新奧慰法的絮施工鐵作業(yè)抖必須探根據(jù)會事前萍的調懼查決那定下須列四矛個問間題：●開街挖方蝦法；●支晶護布浪置及秧進行翻支護圣的最陡適宜撓時機景；●是否床設置仰掙拱及設磚置的時慶間和方軍法；●是否媽采用輔篩助施工夕方法及鼓其種類亂等。采用新騙奧法施蠅工的絕件大多數(shù)摸工程均哨采用各劫種斷面分坐割法（臺階協(xié)法）進食行開挖訂，其次顏是采用撕全斷面激法。新命奧法要幼求保證謎光面爆訂破的質管量，避條免凹凸仇不平而稼引起應注力集中胳和減少恭超挖，愚從而節(jié)拉約為填糞平表面惡所需的籃大量混喉凝土。新奧丟法的常量測亭十分送重要譜。在制起定現(xiàn)講場量送測計脖劃時彩，要巡壽根據(jù)喪隧道灰及地圈下工姻程的光規(guī)模持、地涂質資贏料、斗各量趕測項飼目的浩作用并，考辭慮工燒點所草需解確決的輕問題皮針對器性地與制定項量測奪計劃祖，選皇擇合彈理的鈴量測兩項目響和方捏法。愛同時默還必裂須考拖慮采罷用切或實可冬靠的倉手段竄和儀差器，并保證吳量測危工作誰準確釀安全鏈，并探盡可仰能不除妨礙吉施工鄭。在應同力應紋變、憑接觸認應力禽、位淋移等換三大薪類量錄測項婆目中殺，新意奧法應以魚位移槳的量光測為縱主。四、新鉛奧法的世適用性實踐皮證明木，新核奧法蠢的適城用性婦很廣服，我預國已膠在亞后粘土體和黃危土隧困道施晌工中賴取得違成功吸。但角在下己列情及況下薪，一廳般都滅應采怎取適康當?shù)妮o助禾措施才能施鞋工：1、涌鼻水量秩大的館地層命；2、因涌方水產(chǎn)生版流沙現(xiàn)廟象的地慣層；3、圍預巖破瓜碎使茂錨桿投鉆孔祖和插鹿入都裳極為昨困難撓的場招合；4、開挖梢面不能陸自穩(wěn)的刷圍巖。第四賀章凱隧甲道圍次巖變似形與欲支護吼的機隸理分傅析隧道開毛挖前是踩處于三吸維應力精狀態(tài)的膊，隧道檔開挖后淹形成了日新的空萍間，出舟現(xiàn)了臨悟空面，暑圍巖向馳洞內移墊動，應罩力進行峰重新調控整，從縱而形成璃了二次應摔力。●如嘗果圍巖的歡強度高景于二次杏應力，則袋圍巖碌是穩(wěn)沸定的貝；●如果圍巖的茫強度低感于二次航應力，則必做須進行賊支護，怎以保證公圍巖的珍穩(wěn)定。對于第社二種情首況，如副果不對草圍巖進襯行適時語支護，注圍巖就政會發(fā)生采破壞。圍巖讓的破竭壞是必從圍府巖表極面開趣始的用，逐怎漸向你深部鄉(xiāng)豐開展偉，依平次形盾成塑性軟驕化區(qū)、坦塑性強貨化區(qū)和陸彈性區(qū)。塑爬性強淘化區(qū)顫和彈窄性區(qū)深是圍換巖承普載的落主體呀，塑性軟樸化區(qū)是斜我們要絕支護的慚對象。通過對芹軟化區(qū)件進行支碧護，一切方面可垂以提高望其強度也，有利紹于其自捷身的穩(wěn)衛(wèi)定，另森一方面臂軟化區(qū)碑圍巖再熔對塑性汗強化區(qū)猾的圍巖眨實施作學用，增腫大了強垂化區(qū)巖挎壓，使系強化區(qū)階圍巖的魔承載力濁得到提察高。所鋒以通過支孤護或加膜固軟化進區(qū)圍巖彈，可以馬提高強泄化區(qū)圍盾巖的強刑度，圍仰巖的勉自承芹能力爸得以別充分擾發(fā)揮虎，實明現(xiàn)深陽部圍祝巖的趙穩(wěn)定籮，并猴使其逝成為軍主要裙承載繞區(qū)。除了對醬軟化區(qū)刺圍巖的孔加固措抽施外，慨在礦山東法施工是隧道時絕一般采心用光面臥爆破進枕行開挖餅，目的努是減輕燭爆破對孤圍巖的滅震動，擦盡可能芹保持其探原始狀傳態(tài)。在捆穩(wěn)定性懼差的圍祖巖中施駝工隧道裂時，常驢采用預堤支護方楚法，使米破碎圍英巖在隧濁道開挖舞前即得宇到強化機。●淺部雞支護鑼、光誦面爆艷破和磚預支框護等措漸施都導是工葛程施四工中套常用貴的技漁術手籌段，制其目產(chǎn)的都畜是在厭施工鏈時盡肯可能“基本維犁持圍巖泄原始狀喝態(tài)”，保須持原晴有強草度，捆從而聲保證評圍巖迎的穩(wěn)樸定。第五旨章項隧貌道圍柿巖的無平衡惰穩(wěn)定哪性問唐題●按照滴控制寨論理記解：一般地冰說，任懂何一個善力學系史統(tǒng)、物繪理系統(tǒng)逐以及工野程技術行中的某囑些系統(tǒng)輔都有平雞衡穩(wěn)定紗性問題筒。●工程歇施工節(jié)安全夾的本蛋質內逢涵：從一狼種穩(wěn)坐定平中衡狀沈態(tài)（今施工燦前）古到另鴨一種危穩(wěn)定梳平衡按狀態(tài)星（工域程竣比工）廳，過域程有n個工序膛，如果幻玉每一個污工序及伐工序轉秤換都能譯實現(xiàn)穩(wěn)波定平衡匹，則整斑個工程幼施工過遲程是安右全的。●簡例說特明穩(wěn)定排平衡問殖題：當球結體處踩于圖2狀態(tài)時漸，外力話使球體轉偏離原倆始位置利，但球棍體無法撓自行恢騰復到原擴始狀態(tài)走，則球健體處于歸不穩(wěn)定遭平衡狀包態(tài)；當色球體處嘗于圖3狀態(tài)時溫，外力茄使球體斤偏離原蓬始位置黑，而球秧體能自久行恢復福到原始凍狀態(tài)，利則球體絲式處于穩(wěn)土定平衡另狀態(tài)。圖2.不穩(wěn)電定平僵衡圖3.穩(wěn)定平代衡根據(jù)經(jīng)退典力學藝分析，廟如果任閣一時刻茂作用于遞結構系挽統(tǒng)的力門（合力永）都是墻相互平噸衡的，諷穩(wěn)定的撈平衡結肚構系統(tǒng)敗就能夠北實現(xiàn)持準久的平劫衡。如粱使用中免的橋梁換、隧道糾結構等輸；如果潑結構平菊衡系統(tǒng)婚一旦喪葡失其穩(wěn)在定性，敏其平衡釋狀態(tài)就櫻經(jīng)不起區(qū)外力干踏擾，可吵能隨即跨發(fā)生破系壞。如僵橋梁、毒隧道結類構破壞瀉；所以蜂不穩(wěn)定組平衡系眼統(tǒng)是不肌能長期裕存在的悼。●安全合風險多豪發(fā)生在扔施工過溜程中，畏尤其在糟工序轉勉換過程陸中。在則地下工夫程施工榮中，不但要瞎注意結踢構的受及力平衡翼，還要看注意環(huán)察境的水姐土平衡漢。●對于將隧道工細程，可客應用平喊衡概念戴處理設饑計問題堤，如果錫周圍相郵關環(huán)境娃處于穩(wěn)妻定平衡此狀態(tài)，牙則隧道僵工程建映設就較咸容易；導如果周煤圍相關繞環(huán)境處雅于不穩(wěn)耍定平衡居狀態(tài)，捧則隧道丸工程建振設就較類難甚至即非常難載。對于國后者展，可擁采用繞避不店穩(wěn)定平悠衡體或壓低稱延長隧橋道使之做處于穩(wěn)遙定平衡罪狀態(tài)，嬸否則只腎能采用舊工程措舊施使隧山道與周糞圍相關椒環(huán)境共碰同作用呆符合力伸學規(guī)律——即施卻工過程程中每步需序或刊使用跪過程味中每腐時段，隧道景圍巖和奴支護系享統(tǒng)都必杯須滿足貞三維力鑰學平衡岡、變形效協(xié)調與鉆穩(wěn)定。第六卻章授隧穩(wěn)道預星支護山原理一、關理論習與理調念的牲統(tǒng)一個性各種隧草道設計眼理論和升工法存艘在內在助聯(lián)系和嬸統(tǒng)一性糖，如圍殼巖與支壟護系統(tǒng)獄共同作愧用理論勸是許多豪工法的磨共同理湯論基礎血，根據(jù)番圍巖實賀際情況那進行設榜計與施阿工的理棚念對任械何施工爪設計理蝦論、工可法都具勇有指導枕意義。以不使同設眨計理蔬論為櫻基礎曬的各叉種隧堤道工協(xié)法，砌其核像心都旺是一碧致的屬，即隧道圍肚巖與支染護共同學作用要冷達到足腐夠強大楚，形成山穩(wěn)定平世衡體系，實現(xiàn)“基本維暗持圍巖辣原始狀待態(tài)”，從爪而達鈴到“充分視發(fā)揮兇圍巖粘的自嫂承能串力”的目丙的。圖4各種杯隧道蘇設計預理論引和工霧法比箏較二、機“圍徑巖—支護惕”體遮系預支鹿護原鞏理是嚇以現(xiàn)賤有設蓋計理檢論為張基礎麥并結緩合各趕種工扔法的封優(yōu)點漂，闡示述了極隧道圍巖極勒限自承蛋力Pma防x、支忌護抗蹲力T和圍均巖原估始內友力P0三者之防間的力孤學關系色，真實袍反映隧可道“圍巖－慣支護”結構么體系覺在開私挖與離支護揮（含柱預支朽護）敗施作窗過程曲中的漠互動映過程氧和相漂互作清用。預支坦護原長理解筍釋了料各種鉆設計守理論晴及其承工法裂的統(tǒng)謠一性雁和適乒用性加問題伸。建將立預打支護病原理央的完吊整理罰論體努系將親有助羞于解督?jīng)Q隧亮道設跨計計民算方腰法的錫合理驕選用環(huán)和施趁工方痛案的幣合理勒制定膀。1、力學尼模型隧道蔑開挖它形成描新的窩臨空叨面，稼導致咳洞周影圍巖闊在徑奴向產(chǎn)紹生應段力釋頑放，承而遠腫離隧熱道地葵層的夕應力保狀態(tài)申并不抱發(fā)生潑變化珠。不撇失一絲式般性關，考能慮均倉勻初令始地武應力糾場，金用P0表示著初始雙地應隸力，患如圖5所示朝。從湊靜力莖學的譽原理育可知冒，P0由“圍巖－寺支護”結構體野系的承芳載力來司平衡。定義圍巖預捉支護力F等于“圍巖－嗎支護”結構耳體系坑的承驗載力，即：F=耍T+惜Pm枕ax篇(1脅)式中急：F為預匆支護毯力；T為支護院抗力；Pm帳ax為圍巖柿極限自脆承能力恰。●上柄述等椅式說蝕明：隧道預駝支護力褲不只是傳支護結倆構對圍角巖的作銷用力，靠它是由椒圍巖結掠構的極庫限自承瘡能力和踐支護結晌構直接著對圍巖恨提供的帖支護抗役力共同仗組成的診。圍巖囑結構歉的自鞠承能摧力可靜以通雁過預母支護擇措施腸和通血過采找取合選理開犁挖措痛施得踏到維管持。具（關鍵喉詞：析共同惱與相霸互）當預支裂護力大疾于使圍割巖發(fā)生濾過大變丑形或破老壞的力取時，隧援道圍巖梳就處于態(tài)穩(wěn)定平輪衡狀態(tài)惹，稱之艷為隧道耀預支護棄原理。根據(jù)紙圍巖寶穩(wěn)定蘭的一斧般原阻理，蹤蝶地應誕力是欣使圍黑巖發(fā)村生變賽形和薪破壞毯的根辮本動設力，鐮使圍宮巖失緊穩(wěn)的“力源”，因鎮(zhèn)此，奏隧道革預支鵝護原斧理可開進一容步表具述為編：預支護此力F要始孤終保誕持大鍛于隧椒道施愛工前旨保持泳原始暫巖體右穩(wěn)定莖平衡跨的原象始內功力P0，使圍辣巖處于塔穩(wěn)定平柔衡狀態(tài)滋的條件金，即：F>稈P0律(叉2)●對于地圍巖好侮的隧道泉，開挖棵后圍巖聞發(fā)生了誰變形，被極限承惑載能力夸下降，行經(jīng)過一廚段時間竹后圍巖襪內部結斤構調整攻完畢，同變形收稈斂，圍起巖極限斷承載能臨力雖然跳發(fā)生了寸下降但斤還是大晌于P0，預夾支護駁力也株大于P0，即F>P愚0，圍巖戒處于穩(wěn)鳥定平衡摔狀態(tài)。●對于曲圍巖差筐的隧道壺，開挖狐后圍巖既處于加浸速變形市階段，頃在較短既時間內工圍巖極高限自承敏能力就身急劇下灶降并小蝕于P0，如禮果來驚不及釣施加悠支護灘，預燥支護斧力等電于極勻限自寨承能非力，照預支差護力填也小繁于P0，即F<P詠0，短時行間內圍割巖垮塌以。這種水情況下義，隧道敬開挖忘前就數(shù)要進私行超鹽前支老護以得提高從圍巖娘的極仔限自可承能迷力，開挖煮后圍巖污雖然沒迅有垮塌肢但仍處斤于不平未衡穩(wěn)定餅狀態(tài)，休因此初賄支要及具時跟上豬，提高拴圍巖的最預支護貧力，使F>P畜0，圍敢?guī)r處勺于穩(wěn)腐定平衡衡狀簽態(tài)。●更掙具有毅廣泛超意義述的是尼處于礎這兩情種極席端情肉況之咱間的長圍巖功，隧柜道開污挖后登圍巖醬變形擦過程觀可以峽分為劈燕兩個參階段娛，一個供是形居變壓貫力階連段，制另一殲個是揭松弛雜壓力秘階段。在形變姓壓力階薯段，圍肌巖極限答自承能焰力下降嫩但還是各大于P0，圍巖永發(fā)揮的尺自承力塵隨變形測增大而厚增大，碎圍巖的訪自承能廣力得到牛了發(fā)揮戀，所以賓隧道開領挖完成蠅初期，處要允許爸圍巖發(fā)誓生一定具的變形艙，應及執(zhí)時采用束柔性支濁護，若評采用高巷剛度的遺支護結享構限制抓圍巖變介形，支佩護結構群將承受北較大的壯載荷。倦如果支斬護剛度瞇過小或啦支護時斯機過晚喂，圍巖掩變形真發(fā)展判到松舌弛壓地力階傻段時，圍利巖進井入松濕弛狀較態(tài)，莖其極定限自季承能透力迅展速下映降并乘小于P0，預朋支護攀力也暮小于P0，即F<蔑P0，圍遵巖垮雹塌。2、二次瓶支護合千理時機拳的選擇隧道毒開挖陰后允爪許圍巖巖有細一定網(wǎng)的變策形，涼再進校行支伙護，交促使哥圍巖驗從非精穩(wěn)定釣平衡宏狀態(tài)錄向穩(wěn)斷定平宏衡狀挺態(tài)轉炭變。希這樣潔既可嬸以發(fā)相揮圍浸巖的外自承腔能力繳，減斷小支買護剛碑度，韻進而煉降低展造價遲。允許碌圍巖猜變形賭量：可根蛇據(jù)圍抓巖級表別、俯斷面趙大小渾、埋僵置深屯度、是施工委方法作和支含護情充況等貴，采躺用工怖程類藥比法真預測帽，當污無法伯預測摸時可權依據(jù)悔公路順隧道哥設計赤規(guī)范綢（JTG好D7黨0－20絡04）規(guī)定芹選用（找見表1），主并根狂據(jù)現(xiàn)搜場監(jiān)務控量租測結怨果進昏行調統(tǒng)整。圍巖類別兩車道隧道三車道隧道圍巖類別兩車道隧道三車道隧道I－－IV50～8080～120II－10～50V80～120100～150III20～5050～80VI現(xiàn)場量測確定預留礙變形聲量（mm）表1.注：圍槽巖破碎漁取大值懷，圍巖鄙完整取怎小值。3、隧道靈施工核趴心理念正確理段念是，旨在施工群過程中灑要最大牛限度地慚保護圍談巖的自鐵承能力——要盡忙可能趕地防程止巖秤體松露動，飄防止園產(chǎn)生色不利救的應軌力條已件，嚷盡最北大可宿能保圣持原甚始巖會體強旨度。不論吵圍巖爛處于菠何種屬情況椅，預注支護窩力F都要尸足夠涉大，兼才能碗使隧挖道“基本鴿維持鞋圍巖漫原始列狀態(tài)”，從而增達到隧容道“充分發(fā)紐奉揮圍巖莊的自承殃能力”的目的震，這就笨是隧道惜預支護碼原理的趣核心。4、理處論應擋用（1）自盜承能熊力好諷的完講整圍溜巖建議：隧道拐開挖奔應允烘許圍佩巖有吃一定脊的變膛形，哄這樣末有利殃于圍跌巖自腎承力回的發(fā)警揮，燒從而榨可以酸提供黨較小培的支排護力女，達業(yè)到節(jié)的約建便設成鵲本的潤目的往。方法棟：開挖輕采取蜓光面藍爆破列，形齒成洞糟室后新視情杰況或喬毛洞媽或只捎作少俯量初捧噴砼伴，充主分利咱用圍脅巖的街自承之能力愛來維破持洞層室的哭穩(wěn)定串。（2）有一累定自承膀能力的夜圍巖初期圍和巖的自某承能力載大于原搞始內力P0，隧道澇開挖后濕圍巖不均會立即黎松弛垮仿塌，巖壓殿還處蛛于形朋變壓臘力階倆段，屬全于非救穩(wěn)定攔平衡鞋狀態(tài)士。隨豬著變聽形不泡斷增沙大，厲圍巖拔內部雹結構嗽和應瘦力狀即態(tài)在較不斷械的調漲整，薦圍巖智的自的承能注力呈敬下降鴉趨勢臘而承喉載力柴不斷茫增加布，圍男巖的浩自承扮能力璃得到奴發(fā)揮侍。建議此：關鍵廁是要餅使圍膚巖從非穩(wěn)幻玉定平衡杯狀態(tài)向目穩(wěn)定平盒衡狀態(tài)發(fā)轉變。選起擇支藏護時拍機非愧常重程要，架過早亡支護橡不能敢充分墊發(fā)揮姑圍巖橫的自置承能療力，舌同時顯需要教的支牢護抗鍛力也呀比較萄大；運支護定過遲綿，巖怒壓由兼形變秋壓力舟轉換淋為松潮弛壓龜力，唐圍巖伙發(fā)生呼松弛延，很殼容易屑引起鏡隧道勿坍塌鬼。方法：加強監(jiān)垮控量測歡，根據(jù)各量測數(shù)派據(jù)指導討施工，溪確定隧蠢道支護竭結構參鼠數(shù)，選摟擇支護甚時機。（3）自秀承能監(jiān)力差掏的破乏碎圍改巖或錢軟弱艱圍巖這種圍重巖的自綢承能力篇相對較尚小，在沿洞室開己挖后會悼迅速下老降。圍巖幻玉形變欠壓力割迅速按轉化擴為松交弛壓桑力，坡很快辜進入醫(yī)松弛晃狀態(tài)，即很輝快從非街穩(wěn)定平蠢衡狀態(tài)爐向失穩(wěn)汽狀態(tài)轉拜化。建議：采取預耕支護或喇超前支吩護，從您而提高澤圍巖的針自承能連力。這巧樣雖然矮隧道開劍挖后圍棒巖仍處道于非穩(wěn)現(xiàn)定平衡許狀態(tài)，殘但其自婚承能力撈有了較貢大提高輪，不會庸瞬時垮冊塌，為帶進行初淚期支護軍贏得了何時間。方法再：必須采寨用剛性膨支護且徹必須及梳時，隧鄉(xiāng)豐道開草挖后駁由于相圍巖摸仍然原處于靈非穩(wěn)國定平召衡狀炭態(tài)，稀對初往支順揚序非濁常敏惡感，勇因此淹，應縱合理銀選擇鹿支護雙順序詞，加摸強工真序管椅理。對于破理碎圍巖非或軟弱嶼圍巖，炒如下理五念很重影要：●設計遵怨循“初次幅支護恒要強香，承走受部手分水橡壓和井全部牧土荷兇載，環(huán)而淺籠埋和濾海底濤隧道我則承還受全監(jiān)部水進荷載囑和土嗎荷載愿，二索次模錘筑初挑砌作涂為安批全儲瓣備”。●當題隧道系開挖滿未采甜取預劃支護棕措施圍而發(fā)打生較抖大松花弛或慎冒落默時，吧這說續(xù)明“對于皇特殊地勺質圍巖械，必須鈔采用預是支護技識術，才匠能確保嫂支護結裁構承受蔥的圍巖筋壓力是繡形變壓劫力而不法是松弛勇壓力”商。●施作遣時必須不同時考省慮：預脾支護的穗剛度和辜噴射混肥凝土的坑時間——即時桑空效流應，賠這些胸都會只影響候圍巖摩的變楊形，毯影響夸圍巖豆壓力短的大圍小和舞分布蹤蝶情況廈。三、特跑殊環(huán)境魄隧道開馳挖問題需要說呀明一點昂，預支晉護原理嘉是針對襪一般性屯隧道工婆程問題導為基礎瞧提出的殖，解釋駁各種設嫌計理論舒及其工花法的統(tǒng)侄一性和側適用性涂問題。扣對于特梢殊環(huán)境盡隧道工蛾程問題紀，預支往護原理遇應用的伙理念需幼要適當熊擴展。1、超旋深埋現(xiàn)隧道——錦屏州二級輝水電獨站引揪水洞由4條長謙約16學.6貧km的引章水隧本洞，霜開挖義洞徑12李m，襯防砌后于洞徑11m，一般禽段埋深瘦為15俘00～200盜0m，最蹦大埋葵深達252凱5m。問題：即使術不考雕慮構寒造應妨力影擇響，瞇對于多埋深負達25臂25種m的洞液身，擁僅上趴覆巖催體自啟重應沉力就改達68M林Pa。如果貼按彈性拼力學理市論計算晚，考慮隧洞開壘挖引起2倍應力常集中，洞龍壁圍壩巖的喘最大鼓應力湯就達遍到13蝕6M錢Pa。圍木巖以桑大理鍬巖為辱主，符抗壓思強度箱僅為80～12泥0M杯Pa。這紡樣，摔圍巖糧應力毛將超釀過巖婆塊的翅抗壓燈強度捷，而割巖體研強度湖還遠堂低于蛇巖塊票的強龍度。挺同時廊，引烏水隧緊洞圍詞巖中燈還存嬌在超醋過10經(jīng)00妙m的外水書壓力。結論：深埋泄長大旅隧洞國開挖和引起疲圍巖剝較大冒范圍榆的塑恰性破在壞是為在所館難免刷的，襯針對離超高怨的地場應力倆場環(huán)公境，饑允許軍圍巖抱產(chǎn)生蝴一定幟范圍握的塑悲性破望壞是番必然袋的選迷擇。設計與母施工控凡制的基蓋本要求醬是：因勢蠻利導酬，控蟻制塑運性變贈形區(qū)絨域的錢擴展柄不出憤現(xiàn)有勉害的裂后果謊，利樹用圍途巖塑錘性變陵形降恥低圍旺巖應次力的墨集中衫程度跟，并竄使應純力集削中區(qū)賤向圍潑巖深吉部轉指移，楚有利磁于減歉小支誦護結缸構的舒受力這水平派。（關鍵直詞：懷有限貢塑性慨破壞雖--倘合理羽限制）2、Ⅵ級圍勝巖——軟塑鄭狀粘刊性土循及飽自和粉海細砂喚層、鄙軟土處理方磚法：當隧甚道工憶程遇禿到這晝種巖小層時邁，由遼于巖咳體變跟形比慣較大蝕，支秤護應冬采用先柔后牽剛的雙誼層初期米支護型壁式。如圖6所示，酷一層柔淹性支護眼使圍巖賢有一定鞭的變形恒，發(fā)揮晴圍巖的懼自承力煙，使塑系性區(qū)得說到一定勿的發(fā)展賽，以完摘成適度叢的巖體寨應力釋查放和卸墳壓作用址，但必跡須保持號巖體不鐘至失穩(wěn)堂。另一喬層剛性腰支護，皆來控制戀變形，虛以免變驅形過大況。這兩摟層支護投共同提眼供支護蠻抗力，徹來保持來圍巖的騎穩(wěn)定。工序要陣求：一次階柔性拒支護待（3～10末m）做好盡后，隔構適當距錘離（5～20鹽m）根眾據(jù)量劈燕測反應饋及栽時做附好剛淘性支叢護，舅控制珍圍巖粗變形繁，達故到基見本維僻持圍倒巖原繼始狀姓態(tài)的鞏目的牽，如甘圖7。（關鍵表詞：淘先柔味后剛）圖6Ⅵ級圍那巖襯犧砌情紹況圖7Ⅵ級圍巖赤施工示仙意圖四、掩預支取護原吸理的喊具體球應用1、完槍整性僅硬質雙圍巖——Ⅰ～Ⅲ級硬質怪完整圍因巖問題：隧道沖開挖丸后圍湖巖的壯自承揮能力碗大于糧原始居地應炮力，爽圍巖語本身沿能夠柔自穩(wěn)施。這傘時圍氧巖的仁穩(wěn)定暗性只模需要析考慮胃局部年掉塊定或巖抱爆，歷即由氧于洞股周臨饒空，暴露在貪臨空面隙上的某他些結構庭面強度張較低的卻塊體，多失去了包原始的濤靜力平醋衡狀態(tài)蛛而成為冰關鍵塊士體。措施垂：初期讓支護炭重點利考慮呀關鍵無塊體羅的處晝理，戚這時橫采用鏈的預斯支護暑技術域是通爹過錨崇噴使累關鍵隨塊體由成為多穩(wěn)定晌塊體雪。2、整體潤穩(wěn)定尼性較繪好圍隸巖——Ⅰ～Ⅲ級硬巖摘及穩(wěn)定牧性較好配的Ⅳ級圍射巖問題宋：在此種捏地質條擾件下開怖挖隧道歐，由于費巖體被摔各種結坡構面切組割成各查種類型旅的空間扛鑲體，結構面胳強度成室為圍巖雹穩(wěn)定性怨的關鍵拴因素。隧判道開煮挖后駕，由夫于洞趴周臨吳空，烤圍巖蘭中的丑某些表塊體捕在自續(xù)重作仆用下凈向洞傭內滑侍移。措施挎：初期剪支護士以錨驗噴支寇護為烤主，窄起到者穩(wěn)定桶圍巖涼、控慣制變潮形、舅防止?jié)崌鷰r乞松弛減和坍接塌及馳產(chǎn)生“松弛壓謊力”的作園用。帽錨噴飛支護團把圍播巖和雹支護蜻結構晚組成橫一個液統(tǒng)一點的結倍構體民系，購通過攀加強隔圍巖脾而實奮現(xiàn)充壺分利武用圍神巖自糧身承寺載能榮力的播目標蓋。3、穩(wěn)小定性鑒一般呈的圍討巖——Ⅱ、Ⅲ級硬渠巖及管較好翼的Ⅳ級圍鴿巖問題：要使脫圍巖更不發(fā)痰生破嘆壞，愁必須張限制拜其變伙形的物發(fā)展追。這魚就需桶要在領洞壁宗上施胳加一嫂定的開支護備抗力絮，使楊圍巖處從非克穩(wěn)定匆平衡狼狀態(tài)賀向穩(wěn)呆定平席衡狀耳態(tài)轉濫變。措施辯：采用柔箱性支護啟，使F>P子0，既歡允許超圍巖栽有一幅定的隨變形殿又給穿圍巖直提供豪了一慮定的楚支護化抗力妥。柔燃性支扔護主條要通果過錨尤噴支鼓護來伯實現(xiàn)疑，根拍據(jù)實具際情烤況可該采用錨噴網(wǎng)鑼、錨噴寶架、錨酸噴架網(wǎng)等多釘種組倘合形醬式。由（病圖8）可穗以看悔出，南理想備的錨城噴支巨護設慈計就管是對聾應于D點的支刻護抗力Pm貞in，這時允維持圍害巖的穩(wěn)釣定抗力妥最小。夢通常支皮護設計邊應有一練定的安滴全儲備蛋，支護你特性曲吐線在C點處與鵲圍巖特鳥征曲線漿相交。圖8圍巖位搖移支護扒特性曲愧線新奧裝法：通過合斷理的支岡護方法超與適當販的支護幫時機，膠使支護夸特性曲訂線在接招近Pm棋in處與久圍巖飽特性肚曲線蒜相交攔，取黑得平究衡，偵以充睡分發(fā)肚揮圍巷巖的假自承鋸能力平。礦山風法：施工采妖用傳統(tǒng)事支架法擾支護，敗由于不朝能提供葬連續(xù)的牲支護抗下力或無注法選擇捕適當?shù)内w支護時猶機，導守致不能導在接近Pmi紀n處提揮供適醫(yī)宜的用支護樸抗力素。圖9塊狀仔圍巖慶錨噴棵支護倦原理年示意嫌圖（1）砂漿煙；（2）錨桿慈；（3）塊劉體潛蛙在坍唯塌方像向；1、2、3為潛在糟塊體坍昂落次序五、厘工法頌選擇箭的合凳理性購問題在隧道鄙施工中季，每一提種工法款都不是現(xiàn)萬能的爪，都有反其各自迷的適用很條件，臭必須根蝕據(jù)圍巖缺類別及趙環(huán)境條碼件選用淘不同的離工法。狂即使是嶼同一級蜻圍巖，遣由于所膜處地質辣環(huán)境不嘴同，巖隸體完整醒程度也合不會完雜全相同尺，選用議工法也巧有差別慈。無論滅選用何歉種工法芳，目標沫只有一追個，就菊是要用蒸最經(jīng)濟兼的手段濫維持隧頂?shù)绹鷰r量的穩(wěn)定查，確保妻施工安憶全。●工透法選頭擇的露基本詞原則假：預支護判原理的旦正確運綁用，充課分發(fā)揮援圍巖的哄自承能夾力和基蚊本維持臥圍巖的干原始狀翻態(tài)，預聲防和控逮制特殊咸地質隧巾道因局部失竊穩(wěn)引發(fā)認整體失幫穩(wěn)，使芬隧道開脾挖擾動桃最小。1、核心喊理念與勵系統(tǒng)概榆念核心理便念：不論成哪種鏡情況扔，預晴支護纏力都嚼要足禮夠大固，才進能“店基本助維持固圍巖惠原始視狀態(tài)識”。尺使圍況巖與垂支護下系統(tǒng)迎共同訴作用灑形成愧三維貿(mào)應力炭平衡渠狀態(tài)鄙，從有而達幣到“拔充分班發(fā)揮瓜圍巖威自承拋能力饑”的催目的拿。●完暴整圍書巖：圍巖的掌承載能崖力可以搜保持洞畜室的穩(wěn)雁定。對于落這類業(yè)圍巖瓜，要艷允許統(tǒng)圍巖煉發(fā)生悶一定房誠的變脾形，僅可不呢進行就支護例或僅縮慧提供企弱支留護即禽可。●一暈般圍艱巖：采取譯適時啦支護憤措施墊。因為開允挖后圍緞巖不會洞立即松施弛垮塌獎，巖壓雁還處于醬形變壓背力階段篩，允許概圍巖發(fā)賤生一定服的變形泳是必要薄的。但懇應控制滅變形過張大，防叮止巖壓姜轉化為鈴松弛壓下力，這才樣支護角抗力增士大而不雕經(jīng)濟，哥故選擇網(wǎng)支護時鍋機非常綿重要。●破崖碎圍喚巖：采取疤超前組支護烤措施弊。因為洞紙室開挖奔后圍巖干會很快攔會進入撕松弛狀物態(tài)，所榮以只有僻預先強僑化圍巖娛，才能扒保證開湖挖過程熊中圍巖矛的穩(wěn)定襲。2、實真現(xiàn)方付法與螺路徑新奧聰法的華理論船核心屑是充持分發(fā)昨揮圍泄巖的晌自承切能力釋，這證一理谷念從蹦力學返角度溜提出卸了保尋持圍飼巖穩(wěn)備定的改基本洗思路億。決定廢圍巖化穩(wěn)定所性的賭關鍵箏是圍創(chuàng)巖與漏支護狂系統(tǒng)澇共同戴作用埋達到移穩(wěn)定擔平衡我，從果這一陳概念由出發(fā)遍，引根導我霉們去截尋找斃解決竿問題掠的方遼法。因為“平衡與留形變是椅可以計西量的”，盡這也味就為朝我們陡采用祝量測坐手段稀來控蕩制支運護時姑間提蒜供了譯可能購。解害決“適席時支耕護”問題諸，通亭過現(xiàn)攪場監(jiān)鐘控量款測是盯實現(xiàn)乒路徑拿。3、嚴匪防局選部失蛙穩(wěn)引勿發(fā)整產(chǎn)體失朝穩(wěn)處理貝特殊臺地質駕隧道賴圍巖咱穩(wěn)定檢性問名題，茂應樹手立“預防我為主尋，避錫免現(xiàn)紛狀處伶理”的理念永。條件耍許可應哪盡量強父化圍巖圣，施工弱中靈活鐵應用斷破面分割美法進行坦開挖，姥及時形賊成空間姿閉合的獨支護系北統(tǒng)，嚴裙控隧道伴圍巖局曲部破壞仆或失穩(wěn)戶引發(fā)隧蒙道整體榮失穩(wěn)問正題。4、開挖憐最小擾鎖動原則土質故或軟妙弱松酸散圍蚊巖隧及道：步施工爬中常般采用席斷面賣分割木法，略這些候工法政基本吃無需洋或只煎需少狐量爆印破，佛常采猶用機名械和翠人工份開挖妻施工炮，擾駛動一省般較慰小。石質劑隧道膨：施透工中扒多采窗用爆土破法偶，開節(jié)挖最顛小擾劑動原思則要泄求：屋一是徒用最陶有效攀的方墻法將賄隧道畝斷面積內的巖石適果度破碎，并將碎石適挑度拋擲；二是配降低爆羊破對圍天巖的擾壺動，最大限遲度地維懷持圍巖昌原始狀斥態(tài)，以有繳利于隧襯道的長席期穩(wěn)定負。采取喇技術成全熟的控駁制爆破的方法，啟可以實聾現(xiàn)上述直目標。5、工法閑的合理抓性概述在隧滅道施點工中痰，合延理的炒施工料方法缸應與住地質衰條件坑、環(huán)慚境條擠件相煌協(xié)調趟，支因護參磁數(shù)與瘦支護承時機燦應符茂合安打全、竊經(jīng)濟隨原則嗽，開枕挖方吸法滿祝足最缸小擾素動原籃則；糠同時粒符合“預支疊護原特理的意正確續(xù)運用”、被“充分患發(fā)揮隸圍巖隨的自辮承能款力和裝基本斑維持奔圍巖鍬的原狐始狀皺態(tài)”，過程管療理“嚴防佛特殊段地質少隧道朵局部甜失穩(wěn)質引發(fā)字整體鄉(xiāng)豐失穩(wěn)”，靈活選嶼用輔助潛工法，在確保與洋基本工系法的匹漁配性。●從理釋論上講，好的員工法就玩應該可磚以復制去，但所爐有邊界燃條件相侍同卻是諒一個小酷概率事屈件。特蜜別是結盯構受力肅復雜或糕不良地帆質與結莫構耦合沿復雜的視情況，代這種情輝況若簡窄單復制車有時卻朵是致命升的，往察往會造慎成結構糧出現(xiàn)問攔題甚至扎災難。葵到目前植為止，痰隧道及孔地下工毫程施工沃仍然是句安全風糾險最突憐出的領著域之一爪。第二去部分醉隧菊道施沈工的軍基本蝴工法灰與輔鍋助工所法在隧道劑工程施螺工中，譯最為重諷要的是拼選擇合飛理的施難工方法拿。工法選尤擇是否逮合理，騰與隧道割工程建明設的工錯期、安貸全、質岸量、投狠資及環(huán)駱境影響板有直接識關系。工法棒選擇刮的依杜據(jù)，法主要虜是工代程地死質及產(chǎn)水文余地質速條件運、施佳工條吳件、圈隧道竟埋置莫深度丹、斷村面尺賣寸大也小、認隧道脖長度食、結般構類浙型等喜，以陰施工軋安全受為前惠提，漫以工木程質額量為飼核心逐，結侍合隧翅道的桑使用泛功能伙，施駐工技禍術水鋤平、腐施工顆機械督裝備蠻、工挖期要本求和洽經(jīng)濟養(yǎng)可行刺性等導因素非綜合屢考慮憶研究蒸選用圓。就窯目前獲而言腥，隧書道施喇工方雖法大烘致有米盾構鄭法（TB奶M法）號、沉增管法節(jié)與礦在山法武（新億奧法奶、淺辰埋暗貧挖法萌）。以隧覺道施蠟工安張全作亦為基疼本問蠅題，皇下面爺僅就期采用漠礦山林法施咽工的欠隧道莫進行倒討論沒。第一章繁隧道直施工的濤基本工霧法工法定攏義：工藝薯方法冒和工悔程方庸法。以籮工程遇為對伶象，棍工藝殲為核凡心，金運用傭系統(tǒng)嘩工程紡原理翅，把勺先進嶼的技齡術和崗科學棒管理焰結合戴起來貢，經(jīng)薄工程駁實踐煤形成翅的綜識合配射套的導施工冒方法賺。一、按屬破巖方墾法分1、爆蓮破法性施工伯。2、非爆朽法施工緞。二、按兔開挖方皺法分1、明袋挖法顛。2、暗炒挖法提。①全斷面學開挖法全斷面春開挖法探，是指立按設計柜開挖斷亞面一次希開挖成拘型的方盒法。全牙斷面開子挖法主萌要適用求于Ⅱ、Ⅲ級硬巖盤地層。均淺埋、峰偏壓和櫻洞口地衰段不適儀宜采用在全斷面勁法開挖裙。全斷半面開掃挖法完有較啞大的做作業(yè)待空間時，有霜利于砍采用欲大型介配套鉆機械寄化作笛業(yè)，原提高茅施工隱速度曠，且脆工序挨少、陵干擾醉少，道便于宗施工溝組織權和管柜理。擠由于壞開挖晶面積蔥較大宮，圍紀巖相剩對穩(wěn)車定性關降低姻，且莫每循狠環(huán)工璃作量剖相對泄較大字，因本此要花求施哄工應權具有殘較強送的開衣挖、賓出碴獲、運棒輸及攝支護賄能力帆。全斷面烏開挖法竟鉆爆效鏈率高，亭采用深務孔爆破棕可加快剩掘進速贈度，且代爆破對座圍巖的吳振動次病數(shù)較少殃，有利淹于圍巖等穩(wěn)定。仔由于每喘次深孔腦爆破震消動較大腎，因此夢要求進春行精心感的鉆爆貸設計和嶺嚴格控蹲制爆破天作業(yè)。②兩臺悉階法購。主要店適用賀于Ⅲ級軟怠巖和Ⅳ級圍巖愿，洞口且、偏壓拴、淺埋個段硬巖野地層宜暴采用兩域臺階法取開挖。委將斷面嗽分成上訴下兩個扭臺階開器挖，臺劃階長度凍一般控架制在1～1.寄5倍洞徑煙（D）以內階。原則懶是盡快趟跟進下委半斷面甘，盡早僚施作初聚期支護慚形成封糟閉結構近；若地耍層較差地，為了廚穩(wěn)定工治作面，醫(yī)也可輔蛇以小導鐘管超前賴支護等截措施。③上爽臺階估臨時椒封閉旺正臺錄階法主要適含用于IV級偏弱酬和Ⅴ級圍果巖，偉根據(jù)她施工奪現(xiàn)場萬的實負際情妻況靈刊活調常整臺燒階長管度。膜施工挽中堅已持“弱爆每破、疾短進汽尺、償強支針護、抓早封磚閉、勇勤量巾測”的原則獵，嚴格故控制開機挖進尺匠，嚴格退控制周斤邊眼裝挖藥量，鋤減少爆符破對圍逼巖的擾駛動，及捕時進行裹監(jiān)控量膊測，確戶保施工駁的安全繪進行。④正臺階簡環(huán)形開某挖法適用存于較舞差的Ⅲ、Ⅳ級軟非巖及V級圍失巖，扔也可遣用于蒸洞口蟲段、秩偏壓肺段、臺淺埋爛段等觀。上格臺階正環(huán)形頑開挖貝預留煌核心疑土，衣實施線中依程具體懸地質秋