漫谈矿山法隧道技术第九讲——隧道开挖和支护的方法

强调对隧道开挖和支护关系的基本认识： 开挖和支护是隧道施工的2大基本工序，开挖的基本原则就是把对周边围岩的松弛降低到最小限度，弹性变形和少许塑性变形是容许的，超过围岩极限应变变形（过度变形或松弛）的场合需要依靠各种支护对策。开挖和支护有先挖后支和先支后挖2种模式，一般采用前者，当开挖后隧道围岩不稳定时，采用后者。随着施工技术的进步、采用大型施工机械的要求和大断面隧道的出现，对隧道开挖方法选择的观点有了极大变化： 1)在选定开挖方法时，要以大断面开挖为指向，围岩条件不是唯一的决定因素； 2）尽可能不采用施工中含有需要废弃的和临时性作业的分部开挖法； 3）把机械开挖法与分部开挖法相结合，如TBM导坑超前扩挖法，在欧洲和日本等国已经成为大断面隧道施工的基本方法； 4）在同一座隧道，开挖方法频繁变化，既不经济也不安全，主张在全隧道中（除洞口段外）采用同一种开挖方法--全地质型开挖方法，如全断面法或台阶法，当围岩条件剧烈变化时，采用注浆、超前支护等应对措施。介绍日本、美国和欧洲等国规范、指南推荐的隧道开挖方法概况： 1）日本从隧道围岩级别、洞口段和洞身段等方面分类，给出隧道相应的开挖方法，基本以全断面法和台阶法为主；在断面比较大、比较长的隧道，采用TBM导坑超前扩挖法。2）美国把围岩分为岩质围岩和土质围岩2大类，其推荐的开挖方法基本相同，即全断面法、台阶法和中隔壁法，仅采用的支护方法不同。3）欧洲各国由于围岩条件总体比较好，多采用全断面法和台阶法。归纳选择开挖方法的基本条件： 施工条件、围岩条件、隧道断面面积、埋深、工期和环境条件。