喷锚构筑法在软弱围岩隧道施工中的应用

采用锚喷构筑法设计和施工软弱围岩隧道时，首先要确定开挖方法，开挖方法主要根据地质条件、断面大小及周边环境条件等因素选择，目前一般采用工程类比法，并结合模拟计算、数值分析确定。根据国内软弱围岩及不良地质隧道设计和施工经验，开挖方法主要采用台阶法，大跨、浅埋等地质条件较差或地表沉降控制要求严格时，可考虑采用CD法或侧壁导坑法，根据地质情况还需要采用预加固等辅助工法施工。

在用喷锚构筑法进行隧道开挖施工的过程中，首先选择合理的开挖断面形状尺寸，给支护预留变形量，开挖后及时做好支护、封闭围岩或者采取加固围岩，提高其强度等措施，保护开挖面围岩的自身承载能力，使围岩的扰动影响控制在最小范围内，以达到使其与人工支护结构共同承受围岩压力的目的。

应用喷锚构筑法施工隧道的开挖方法主要有：全断面法、台阶法、中隔壁法(CD)、交叉中隔壁法CRD、双侧壁导坑法。除较小断面的辅助导坑( 比如导坑适宜采用全断面法施工) 外，一般情况下，在软弱围岩及不良地质隧道中，大多采用分部开挖的方法，其中台阶法、中隔壁法(CD)、侧壁导坑法应用较多，针对较大跨断面，三台节留核心土或交叉中隔壁法CRD、双侧壁导坑法比较实用。

喷锚构筑法台阶法

台阶法适用于Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道，具体做法是将设计开挖面分为两个或三个台阶，上部台阶先行开挖、支护，下部台阶依次进行施工。根据铁路单线Ⅳ级围岩隧道全断面法施工与两台阶法施工对比，台阶法施工围岩的总变形量要大于全断面施工的总变形量，而且台阶法施工的变形量主要发生在上台阶施工阶段，所以说要尽量减小上台阶的开挖面，一般长度控制在10 m之内，高度控制在4 m之内。

喷锚构筑法中隔壁法

中隔壁法( 又称为CD法)，该方法适用于Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级浅埋、大跨围岩隧道，就是左右导洞分别开挖，设钢支撑喷混凝土中隔墙的一种分部开挖方法。采用CD法，可以减小软弱壁围岩隧道、大跨度隧道开挖跨度和高度，通过增加中隔墙等临时支护构架，形成分部开挖，初期支护快速封闭成环，使分部开挖环环相扣。开挖时，首先沿隧道一侧自上而下分为两部或三部进行，各部的开挖高度一般控制在3.5 m左右，每开挖一步都要及时施作锚喷支护、安装钢拱架、施作中隔壁，中隔壁从上到下依次分布连接成弧形，之后再开挖中隔壁的另一侧。左右侧纵向间距一般控制在30 ～50 m，在浇筑二次衬砌前，将对应的中隔壁逐段拆除。

喷锚构筑法交叉中隔壁法

交叉中隔壁法( 又称CRD法) ，是一种分部开挖法。简单地说，就是为了防止隧道塌方，把一个隧道断面，分割成4块或6块开挖，增设临时仰拱，降低变形和坍塌风险。两者的主要区别是：CD法是在软弱围岩大跨度隧道中，先分部开挖隧道的一侧，并施作中隔壁，然后再分部开挖另一侧的施工方法。CRD法是在软弱围岩大跨度隧道中，先分部开挖隧道一侧，施作中隔壁和横隔板，再分部开挖隧道另一侧并完成横隔板施工的施工方法。就是将隧道分成N个断面进行开挖，CD法与CRD法的主要区别在于CRD法要做临时仰拱，而CD法没有这个工序。

喷锚构筑法双侧壁导坑法

双侧壁导坑法，又称双侧壁导洞法或眼镜工法。一般将开挖面分成四块：左、右侧壁导坑、上部核心土、下台阶。施工顺序一般是从左到右、从上而下，开挖一步及时施作初期支护。侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用，并考虑机械设备和施工条件而定。但宽度不宜超过断面最大跨度的1 /3。高度以到起拱线为宜，这样，导坑可分二次开挖和支护，不需要架设工作平台，人工架立钢支撑也较方便。导坑与台阶的距离没有硬性规定，但一般应以导坑施工和台阶施工不发生干扰为原则，所以在短隧道中可先挖通导坑，而后再开挖台阶。上、下台阶的距离则视围岩情况参照短台阶法或超短台阶法拟定。左、右侧导坑错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。单侧壁、双侧壁导坑法优缺点及适用条件：当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1 /2。双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多，扰动大，初次支护全断面闭合的时间长，但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的，所以在施工中间变形几乎不发展。双侧壁导坑法施工安全，但临时支护较多，施工速度较慢，过程成本较高。

上述各种方法基本上都是分部开挖，均是将大断面分解为若干个小断面，掘进的顺序基本上为从上而下，从两侧到中间，必要时留核心土，每部开挖后要求及时施作初期支护，这种方法一般要求仰拱超前施作，二衬紧跟 。2100433B

锚喷构筑法与TBM法、盾构法相比较，优点是具有对地层较强的适应性和高度灵活性，可以大量安排劳务施工，机械设备水平要求不高，投入相对低廉，经济性较好，因此广泛应用。

缺点：机械化水平较低，二次衬砌与开挖面距离较长，施工时间相对较晚，不能充分发挥二衬的支护能力，设计施工往往不能很好地结合，支护参数与实际围岩情况容易脱节，在等待监控量测及围岩变形稳定过程前，往往使初期支护承受较大的压力，容易造成变形过大，甚至侵限或坍塌，必要时还需要换拱，容易错过良好的二衬施作时机，出现这种情况，不仅费时、还费工、费力，影响工期，增大工程成本，而盾构施工恰好能够弥补这方面的不足。

盾构法是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法，盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序是在盾构的自身支撑、保护下循环进行，相对而言，对地层的扰动较小。盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶; 钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装( 或现浇) 一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。盾构法在我国城市地铁应用较为广泛 。

锚喷构筑法在进行隧道施工的过程中首先通过混凝土的喷射以及锚杆支护来进行隧道的稳定支护，确保隧道围岩的稳定，避免隧道内围岩发生松动或者变形。在这一过程中涉及到了隧道支护的测量、监控以及施工等多个方面的内容。锚喷构筑法施工过程中的关键性技术措施及相应的作用机理如：

喷锚构筑法混凝土喷射

在进行隧道施工的过程中，为了确保开挖面能够得到及时的封闭，确保一些软弱围岩能够及时的被稳定，通常会采用喷射混凝土来提高围岩的强度，吸收围岩的变形。在选择混凝土时可以选择钢纤维混凝土，对于一些应力较高的区域，可以选择高强度的玻璃纤维。在进行混凝土喷射的过程中，并不是说混凝土的厚度越厚其强度就是越高的，一定要根据工程的需要控制好混凝土的喷射厚度。一般而言，喷射的混凝土厚度应当控制在开挖厚度的 1/40 以内，只要能够满足隧道初步支护的目的就可以了。

喷锚构筑法钢拱架

钢拱架在隧道内需要同时承受隧道顶部的围岩以及荷载以及钢拱架之间的围岩荷载，在隧道施工的过程中应用钢拱架能够有效的避免隧道发生大幅度的变形。在隧道施工的过程中，施工人员应当科学合理的应用钢拱架，在应用钢拱架时要确保其与隧道的开挖线紧密的贴合。一般情况下钢拱架的强度以及刚度都要远远优于格栅拱架，并且其强度也较高，能够在较大的外界作用力下保持稳定不发生形变。

喷锚构筑法锚杆

在隧道施工的过程中，锚杆的应用能够有效的避免隧道内的围岩剪切力失去稳定。在隧道施工的过程中，因为涉及不当或者是施工不当，很容易导致隧道发生大幅度的变形，在这种情况下施工人员应用锚杆能有效的表面其发生崩塌，确保隧道开挖的稳定。在施工时应当在隧道的拱角位置安装锁脚锚杆，这样能够避免隧道的底部发生大幅度的形变或者崩塌 。

我国山岭隧道施工方法主要有喷锚构筑法、TMB法和盾构法，其中喷锚构筑法相对盾构、TMB法来讲比较经济，尤其适用地层复杂多变、隧道结构形式复杂等情况，在我国应用比较广泛。喷锚构筑法是根据新奥法原理，结合我国工程实践，以岩土力学原理为基础，合理利用围岩的自承能力，尽量减少开挖对围岩的扰动，使围岩成为支护体系中重要的组成部分的一种施工方法。隧道采用喷锚构筑法在我国推广应用以来，已经有几十年的历史，并且取得了大量的科技成果，积累了丰富的设计与施工经验。

锚喷构筑法在开挖面以喷射混凝土、锚杆支护、拱架为主要支护手段，对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控，指导隧道工程的设计施工。关键技术包括：控制爆破( 硬岩：光面爆破)、监控量测、初期支护、二次衬砌和预加固等辅助技术 。

内容介绍

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《城市淤泥地层地下过街道浅埋暗挖工法》的工法特点是：

1.采用二重管钻机无收缩浆液注浆技术，先按设计范围注浆加固软弱地层，进行超支护，再按分部工序进行开挖、支护、衬砌。

2.注浆工艺以多角度、多频次、全断面的动态作业方式进行，以克服注浆盲区，减小地面隆起。

3.实行全程监控信息化动态管理，注浆辅助喷锚构筑法建井；超前支护、分部双CD法开挖通道。

4.二重管钻机无收缩浆液注浆技术被成功用于水平作业，并可用于建筑物纠偏和防水堵漏。

5.对场地要求不高，方法灵活，适用于不同工程断面结构，能充分降低地下工程施工对地面建筑物、交通、地下管线等城市设施的影响程度。

6.可操作性强，能满足工程建设经济、合理、快速、安全、优质的各项指标要求。