西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）
(1) 隧道的承载部分主要是围岩；
(2) 尽可能不破坏作为承载要素的围岩强度； (3) 极力防止围岩松动；
(4) 避免围岩处于单轴及两轴受力状态； (5) 对围岩的变形加以控制；
(6) 适时进行衬砌；
(7) 衬砌要薄以防止产生弯矩；
(8) 用钢筋网、锚杆加强衬砌而不要增加厚度； (9) 依据围岩变形量测来决定衬砌方法和时间； (10) 隧道可视为支护及岩石承载环所组成的厚壁管； (11) 衬砌不能有缺口，以保证圆环作用； (12) 全断面开挖比分部开挖有利； (13) 施工方法对结构安全起决定作用； (14) 圆化衬砌棱角，以避免应力集中； (15) 如为复合式衬砌，内层衬砌也要薄；
(16) 初期支护要满足稳定需要，二次衬砌仅作为安全储备； (17) 测定衬砌应力及围岩的变位，才能正确的进行设计和施工； (18) 要用排水的方法降低岩体中水的渗透压力。
1.2 施工方法分类
施工方法根据断面分块情况和开挖顺序分类如下：
(1) 全断面法
常用在Ⅰ～Ⅱ类硬岩中，利于组织大型机械化作业，提高施工速度，可采用深孔爆破。
(2) 台阶法
① 长台阶法 一般上台阶超前50m以上或大于5倍洞跨，施工中上下部可配属同类型较大型机械平行作业或交替作业。在短隧道或Ⅰ～Ⅱ类硬岩长隧道可一次将上半断面挖通后，再挖下半断面，施工干扰少，机械配套，测量较简单，可进行单项作业。
② 短台阶法 上台阶长度小于5倍洞跨，但大于1～1.5倍洞跨，适用于Ⅳ～Ⅴ类围岩，可缩短仰拱封闭时间，改善初期支护受力条件，但上台阶施工干扰较大。
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③ 超短台阶法 上台阶仅超前3m～5m，断面闭合较快。此法多用于机械化程度不高的各类围岩地段，当遇软弱围岩时需慎重考虑，必要时采用辅助施工措施稳定开挖工作面以保证施工安全。
(3) 分部开挖法?
① 台阶分部开挖法(环形开挖留核心法)适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩地段。核心土支挡开挖工作面，利于及时施作拱部初期支护，增强开挖工作面稳定。在拱保护下开挖核心土，安全性好，一般环形开挖进尺为0.5m～1.0m左右，不宜过长，上下台阶可用单臂掘进机开挖。上下台阶距离在洞跨10m左右时取一倍洞跨，洞跨为5m左右时可取2倍洞跨；
② 单侧壁导坑法 适合于围岩较差、跨度大、地表沉陷难于控制时。此法单侧壁导坑超前，中部和另一侧断面采用正台阶法施工，故兼有正台阶法和双侧导坑法的优点，且洞跨可随机械设备和施工条件决定；
③ 双侧壁导坑法 适用于浅埋大跨度隧道，地表下沉量要求严格，围岩条件特别差时配合辅助施工方法安全可靠，但是速度慢、造价高。
采用台阶法施工时，下半断面的落底和封闭应在上部断面初期支护基本稳定后进行。
新奥法施工应根据地质和施工机具条件，尽量采用对围岩扰动少的开挖支护方法。
1.3 岩石地层的新奥法施工
岩石地层当采用钻爆法开挖时，应采用光面爆破和预裂爆破技术，尽量减少欠挖和超挖。
1.3.1 光面爆破与预裂爆破
根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，严格控制周边眼的装药量和装药结构，采用小直径药卷和低爆速炸药，采用毫秒微差有序起爆，爆破参数可采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定，无条件试验时，可参考表1.1，1.2选用。
表1.1 光面爆破参数
饱和单轴抗
岩石 种类
压 极限强度 Rb (MPa)
装 药 不偶合系
数K
周边眼 间 距 E (cm)
周边眼最小 抵抗线 W (cm)
相对距 E/W
周边眼装药 集中度 q (kg/m)
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硬 岩 中硬岩 软 岩
>60 >30～60 ≤30
1.25～1.50 1.50～2.00 2.00～2.50
55～70 45～60 30～50
70～85 60～75 40～60
0.8～1.0 0.8～1.0 0.5～0.8
0.30～0.35 0.20～0.30 0.07～0.15
表1.2 预裂爆破参数
饱和单轴抗
岩石种类 硬 岩 中硬岩 软 岩*
压极限强度 Rb (MPa) >60 >30～60 ≤30
装药不偶合系数K 1.2～1.3 1.3～1.4 1.4～2.0
周边眼间距 E (cm) 40～50 40～45 30～40
周边眼至 内圈崩落眼 间距(cm)
40 40 30
周边眼装药集中度 q (kg/m) 0.35～0.40 0.25～0.35 0.09～0.19
*软岩隧道的爆破相对距离宜取较小值
1.3.2 爆破振动速度要求
若采用光面爆破，爆破振动速度应小于下列数值：硬岩15cm/s、中硬岩10cm/s、软岩5cm/s。隧道上方有建筑物时，爆破振动对建筑物的破坏左右，取决于爆破地震波到达建筑物时的强度，爆破振动地震波的传播方向与建筑物相对位置，爆破地震波延续时间，建筑物的类型、形状、高度、破损程度，爆破振动频率与建筑物固有频率之间的关系等等。虽然评价爆破振动对建筑物的破坏作用是一项及其复杂的工作，但是人们通过一系列爆破对建筑物破坏影响的调查研究，仍然提出了相应的破坏判据，见表1.3，1.4。
表1.3 建筑物破坏和震动速度的关系
震 级 1 2 3 4 5 6 无损坏
简易房屋 轻微损坏 简易房屋 一般房屋轻微损坏
简易房屋破坏，一般房屋损坏，砂浆地面出现裂缝 建筑物破坏和严重破坏 建筑物严重破坏 一般建筑物
震动速度 （cm/s） <2.5 2.5～5.0 5.0～10.0 10.0～25.0 10.0～50.0
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表1.4 建筑物允许震动速度值
建筑物 抗震级别
1 2 3 4 5
建筑物特性
设计烈度7度及以上的工业建筑
一般工业建筑，基础好，质量好的砖墙瓦顶民房 基础土质好，一般的砖瓦房，有主要设备的厂房
基础土质差，一般的砖瓦房，陈旧的砖墙瓦顶房屋，木骨架瓦房，质量好的土坯瓦顶房
具有历史价值的建筑物。砾石墙民房，土坯墙民房，民居窑洞，安装有精密设备的实验室
震动速度 （cm/s） 5～7 3～5 1.5～3.0 0.8～1.5 0.4～0.8
为了减少爆破对环境的影响，国外发明了岩石隧道全断面掘进机，使隧道掘进速度加快，效率提高，大大减轻劳动强度，有的月进度达到1Km以上。此外，采用隧道掘进机还有施工安全、开挖面平整、超挖小、节约衬砌混凝土、没有爆破振动、对围岩振动破坏小等优点。但在较短的隧道中使用是不经济的，一般要求隧道长度/直径>600时才适用。隧道掘进机对有溶洞、断层的地层适应能力差，因此在选用前应对工程地质进行详细调查。
对于较软的岩石也可使用机械预切槽法及水利切割法等工艺。
1.3.3 初期支护
围岩开挖后应立即进行必要的支护，并使围岩与支护尽量密贴，以稳定围岩。围岩条件比较好时，可简单支护或不支护。采用喷射混凝土、锚杆作为初期支护时的施工顺序，一般为先喷射混凝土后打锚杆；围岩条件恶劣时，则采用初喷混凝土→架钢支撑→打锚杆→二次喷射混凝土。锚杆杆位、孔径、孔深及布置形式应符合设计要求，锚杆杆体露出岩面的长度不宜大于喷混凝土层厚度，锚杆施工质量应符合有关规范要求。
对有水地段的锚杆施工经常采取以下措施：如遇孔内流水，可在附近另钻一孔，再设锚杆，亦可采用管缝锚杆；或采用速凝早强药包锚杆；或采用管形锚杆并向围岩压力注浆等。
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1.4 松散地层的新奥法施工(浅埋暗挖法) 1.4.1概述
近年来,采用浅埋暗挖法施工的地下铁道工程已越来越多,它的优越性也越来越明显，目它已经成为城市地下铁道施工采用的主要方法之一。
浅埋暗挖法是在新奥法的基础上，针对城市地下工程的特点发展起来的。城市浅埋地下工程的特点主要是：覆土浅、地质条件差(多数是未固结的土砂、粘性土、粉细砂等)自稳能力差、承载力小、变形快，特别是初期增长快，稍有不慎极易产生坍塌或过大的下沉，而且在隧道附近往往有重要的地面建筑物或地下管网，给施工带来严格的要求等。
与其他施工方法相比，浅埋暗挖的法具有许多特点。 ① 适用于各种地质条件和地下水条件；
② 具有适合各种断面形式(单线、双线及多线、车站等)和变化断面(过渡段、多层断面等)的高度灵活性；
③ 通过分部开挖和辅助施工方法，可以有效地控制地表下沉和坍塌； ④ 与盾构法相比较，在较短的开挖地段使用，也很经济；
⑤ 与明挖法相比较，可以极大地减轻对地面交通的干扰和对商业活动的影响，避免大量的拆迁；
⑥ 从综合效益观点出发，是比较经济的一种施工方法。
有关深浅埋的分界问题，一直是工程界所关注的问题。对深浅埋隧道的认识，有许多不同的观点，根据国内外近50个试验段的试验资料和工程实例，将覆土厚度(H)和隧道开挖宽度(B)的比值等于或大于2.0，作为深浅埋分界深度是合适的。
目前，在浅埋的概念中，由于施工方法选择的需要，根据工程特点，又将浅埋分为浅埋和超浅埋2种。一般说来，上层覆土发生整体下沉的可能时，就属于超浅埋。或当覆土厚度与隧道开挖宽度之比值小于0.4，也可为属于超浅埋。
1.4.2 浅埋暗挖法的施工技术 1.4.2.1.施工的基本原则
根据国内外的工程实践，浅埋暗挖法的施工应贯彻如下原则：
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