隧道施工技术简明手册
管德鹏
目录
1隧道开挖应力-应变反应机理 .............................................................................................. 1
1.1开挖前的应力状态 .................................................................................................... 1 1.2开挖后的应力状态 .................................................................................................... 1 1.3开挖过程中应力-应变变化 ...................................................................................... 2 2.隧道设计方法简介 ............................................................................................................... 5 3三大控制原则 ....................................................................................................................... 6
3.1断面控制 .................................................................................................................... 6 3.2距离控制 .................................................................................................................. 11 3.3时间控制 .................................................................................................................. 16 4三个重要理念 ..................................................................................................................... 19
4.1质量决定安全的理念 .............................................................................................. 19 4.1 动态施工的理念 ..................................................................................................... 19 4.3科学组织的理念 ...................................................................................................... 22 5施工工序要点 ..................................................................................................................... 26
5.1钻爆开挖 .................................................................................................................. 26 5.2初期支护 .................................................................................................................. 28 5.3永久支护与防排水 .................................................................................................. 40 5.4监控量测 .................................................................................................................. 43 5.5超前地质探测 .......................................................................................................... 44 5.6超前支护 .................................................................................................................. 47 6几种异常状况原因分析及处理办法 ................................................................................. 52
6.1支护变形超限 .......................................................................................................... 52 6.2塌方处理 .................................................................................................................. 53
1隧道开挖应力-应变反应机理
1.1开挖前的应力状态
围岩初始应力场，一般受到两类因素的影响，一类是重力、温度、围岩物理力学性质、构造、地形等经常性的因素。另一类是地壳运动、地下水活动、人类的长期活动等暂时性的或局部性的因素。
围岩初始应力场总体是随深度增加而变大，其应力状态可视围岩的不同，分别处在弹性、隐塑性和流动三种状态。围岩的隐塑性状态在坚硬围岩中约在距地面10km以下，也有可能在浅处产生，如在岩石临界强度低〈如泥岩等〉的地段。一般情况下，在山岭隧道所涉及的范围内，都可视初始应力场为弹性的。
围岩初始应力在隧道周围同一高度有较大变化时，称之为偏压。引起偏压的原因很多，主要出现在埋深不大并且两侧埋深不同的隧道，当埋深很大且围岩一致时，埋深变化对隧道周围应力场的影响较小，不会出现偏压的情况。
1.2开挖后的应力状态
隧道开挖后，围岩应力场出现变化，洞壁周围周向应力增加，径向应力减小。洞壁周围的围岩由三相受力状态过渡为两相受力状态，即垂直临空面方向没有应力存在。围岩应力增加后的情况按以下三种情况进行分析：
第一种，当增加后的应力小于围岩的
弹性承载能力时，即围岩仍处于弹性受力状态，称之为弹性。这种情况洞室周围的围岩能很好的承受偏移的应力流，产生弹性变形，出现成拱效应。
第二种，当增加后的应力大于围岩的弹性承载能力，小于围岩强度时，靠近洞壁的围岩会处于塑性受力状态，再往深处为弹性受力状态，统称为弹塑性。这种情况洞室周围的围岩不能有效的承受偏移的应力流，产生弹-塑性变形。应力向周围扩散，增加受影响
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的围岩量，直到岩体受力状态接近围岩弹性强度极限的地方。在这种情况下，成拱效应形成在离洞壁较远处。洞室的最终静强度只由其残余强度决定，变形增加会使洞室安全性会降低。
第三种，当增加后的应力大于围岩的强度时，此时围岩出现断裂，无法达到新的平衡状态。这种情况洞室周围的围岩完全不能承受偏移的应力流，使洞室失效倒塌。
综上，第一种成拱效应是自然形成的，围岩能够长期保持稳定；第二种情况成拱效应形成在离洞壁较远处，洞室的最终静强度只由其残余强度决定，围岩能够短期保持稳定，要产生有效的成拱效应必须在掌子面后采用合适的围岩支护措施以保证隧道稳定，第三情况下成拱效应不会自然产生，需采取超前拱部预支护而形成人工成拱效应。
1.3开挖过程中应力-应变变化
开挖过程中，一个无衬砌隧道的应力状态可划分为三个区域（如下图），一是未受影响区域，距离掌子面前方较远尚未受到影响；二是掌子面区域，在掌子面影响半径之内，围岩受到很大影响；三是稳定区域，不会再次受到掌子面的影响，趋于平衡。
从未受影响区域到稳定区域，围岩从三维受力状态过渡到二维受力状态，因此掌子
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面区域是从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态的中间阶段，是施工中最重要区域，必须给予足够重视。
掌子面上所有的挖掘施工作业将在轴向和径向对围岩产生干扰，扰乱原来的应力平衡状态。隧道受挖掘作用影响的区域在纵向和横向上范围如下图
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超前核心土：超前核心土是隧道掌子面前方直径大致等于隧道直径呈圆柱形的土体。 掌子面挤出变形： 即掌子面鼓出，或在掌子面形成螺旋状突出。 隧道预收敛：隧道预收敛是隧道掌子面前方的理论轮廓线的收敛变形。 收敛变形：掌子面后方洞室横截面尺寸的减小。
掌子面挤出变形和隧道预收敛完全取决于超前核心土的强度及变形特性与其原始应力状态之间的关系。而收敛变形除了取决于洞室周围围岩的强度及变形特性，还与隧道预收敛有很大关系，隧道预收敛变形越小，收敛变形越小，反之则越大。主要是因为预收敛越小，则初期支护起作用时，岩石松散圈越小，作用在支护结构上的力越小，则收敛变形就会越小。
综上所述，我们可以得出如下结论：
1、隧道开挖过程就是围岩应力场从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，在这个过程中，隧道洞壁及掌子面的应力逐渐由三维应力状态过渡到二维应力状态，隧道洞壁周向应力增大，径向应力减小，由增加后的应力与围岩强度之间的大小关系决定无衬砌的应力状态，即弹性、弹塑性和坍塌。
2、开挖过程中，掌子面区域是从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态的中间阶段，是施工中最重要区域，必须给予足够重视。
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3、开挖过程中，隧道围岩的变形有掌子面挤出变形、隧道预变形和收敛变形，掌子面挤出变形和隧道预收敛完全取决于超前核心土，而收敛变形除了取决于洞室周围围岩，还取决于隧道预收敛，隧道预收敛变形越小，收敛变形越小，反之则越大。
4、开挖过程的挠动小，围岩的变形小，则成拱效应就越好，围岩对支护结构的作用力就越小，隧道就越安全。因此隧道施工控制主导思想是尽可能促进自然拱、人工拱的成拱效应的形成。
2.隧道设计（施工）方法简介
“矿山法”是早期修筑矿山地下工程所采用方法的总称，是一种传统方法，其理论基础是经典岩土力学的理论，如库仑-莫尔理论、太沙基理论、兰金定律以及用于深埋隧道的坍落拱普氏理论和用于浅埋隧道的沉降漏斗压力理论及全土柱压力理沦。传统方法认为巷道围岩是一种荷载，围岩压力根据上述理论来确定松动圈，应用厚壁混凝土加以支护松动围岩。
“新奥法”即新奥地利隧道施工方法的简称， 原 文 是 New Austrian Tunnelling Method 简称 NATM 。新奥法”是一种隧道支护的设计方法或原则（锚喷临时支护+现浇钢筋混凝土壳体永久支护）。与之相对应的其它支护设计方法有“挪威法”（锚喷永久支护），预制管片组合圆环支护（适合TBM即掘进机或盾构施工），预制管或箱涵支护（适合顶进施工）等。
“新奥法”认为围岩是一种承载机构，构筑薄壁、柔性、与围岩紧贴的支护结构并使围岩与支护结构共同形成支撑环，来承受压力，并最大限度地保持围岩稳定，而不致松动破坏。施工时应尽可能采用全断面掘进、机械开挖、微差爆破等措施，减少对围岩的震动，以保全其整体性。同时注意巷道表面尽可能平滑，避免局部应力集中。尽早完成掌子面附近洞壁的支护，避免变形过大。这些都是为促进拱效应的生成。
“新意法”即岩土变形控制分析法（ADECO-RS），由全球项级的知名专家意大利的Pietro Lunardi提出，“新意法”的核心是在超前核心土的试验、掌子面挤出变形、隧道预变形、收敛变形测量的基础上，利用数值分析、有限元分析等手段对围岩变形加以分析，根据分析结果，采用旋喷技术的围岩改良技术、全断面机械预切槽技术和钢纤维加固技术
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等对超前核心土进行加固，以控制围岩变形，促进拱效应的生成。它第一次使人们能在极端困难的地质-土工技术条件和应力应变状态下修建隧道，并能可靠预测工期和成本。
通过对上述方法的对比分析，我们不难得出如下结论：
1、新奥法较矿山法在对岩土理论的认识上有了长足的进步，它所提倡的以喷射混凝土为代表的柔性支护可以达到及早封闭岩面和调动围岩应力的效果；适时施作二次衬砌有可能使得厚度减薄，进而节约原材料和缩小开挖断面；它所主张的信息化设计、施工理论和现场监测控制方法将隧道工程科学推向了更高的层次。
2、新奥法较新意法尚有缺感，新奥法只是定性的描述隧道围岩的分级体系，而围岩的分级体系运用不当就会造成工程的失败，新奥法在中硬岩中应用是比较可靠的，在条件恶劣的地带和应力-应变情况下，会给工程带来极大风险。而新意法综合运用现代分析技术、检测技术，使在极端困难的地质-土工技术条件和应力应变状态下修建隧道成为可能。
3、新意法所使用的一些技术目前尚有困境，如对隧道预收敛变形的检测还只能在埋深不大的隧道中实现，如对隧道的预收敛变形的检测还只能通过地面打孔，再埋设传感设备，无法通过洞内进行，这在深埋隧道中是无法实现的。
3三大控制原则
隧道施工的三大控制分别是断面控制、距离控制和时间控制。
这三大控制实际是将隧道的安全质量控制（尤其是安全控制）直观化和量化，既给错综复杂、千头万绪的隧道安全质量管理起到了提纲挈领的作用，也是隧道安全质量管理的核心。
3.1断面控制
3.1.1断面控制的概念
断面控制就是通过一系列的措施使隧道的断面符合设计、规范和施工要求。 断面控制是一个完整的过程，大致分三个阶段，每个阶段有其控制的重点： 1、开挖阶段
控制开挖断面超欠挖是该阶段断面控制的核心，也是整个断面控制的基础。在具体
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的控制过程中应本着宁超10CM，不欠5CM的原则进行控制。
2、支护阶段
使支护轮廓满足设计要求是该阶段断面控制的核心，该阶段是断面控制工作最关键的一环，该阶段控制的好坏直接决定了断面控制的成败。其关键性在于一方面该阶段可以对开挖阶段断面控制进行补救，并且这种补救相对较容易，另一方面该阶段断面控制到位，一般情况下整个断面控制工作的目标就基本实现（特殊情况下就是围岩变形超过了预计）。
3、衬砌阶段
使衬砌厚度和衬砌轮廓满足设计要求是该阶段断面控制的核心，该阶段是断面控制工作的最后一个环节，该阶段完成后直接面对的就是实体检测和竣工验收。
应该说，开挖阶段和支护阶段的断面控制是整个断面控制工作的重中之重，可以争取到主动，而衬砌阶段的断面控制工作往往是被动的，解决问题的办法大多时候需要费时费力的返工。
3.1.2断面控制的意义
断面控制的根本意义在于它是隧道安全质量管理的基础。试想如果断面失控，隧道内整天忙于处理超欠挖、换拱、检查二衬厚度、拆除厚度不足的二衬，何谈安全、质量、进度，成本更是无从谈起。
因此，断面控制是三大控制的第一控制，是整个隧道安全质量的基础，是隧道施工管理的一大核心。具体表现在：
1、断面控制的好坏决定了隧道内各个工序能否顺利进行。
如上所述，断面控制是一个完整的过程，而这个过程贯穿了隧道施工的整个过程。如果开挖后要处理欠挖，就影响了后续的出碴、支护工序；如果支护侵入二衬厚度需要进行返工处理，就影响了后续的防水板铺设、钢筋绑扎、台车就位等一系列工序。
而工序间的影响最终导致隧道的整体施工进度受到了严重影响。 2、断面控制的好坏对隧道的施工安全产生了很大的影响。
隧道施工的安全风险主要取决于隧道的地质情况和是否采取了与之相对应的施工措施。断面控制好坏对安全的影响主要体现在：
（1）当掌子面及周边围岩较差，需要尽快封闭时，处理欠挖增大了掌子面及周边围 岩出现坍塌的风险。
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（2）对已经施工完支护的软弱围岩段，由于支护侵限必须进行换拱，增加了换拱时 出现坍塌变形的风险。
（3）对已经施工二衬的软弱围岩段，由于二衬厚度不足或者净空侵限，必须进行拆 除时，增加了拆除段出现坍塌变形的风险，而拆除二衬本身也存在很大的安全风险。
3、断面控制的好坏对隧道施工的成本产生了很大的影响。
处理欠挖、换拱一方面影响了进度，而进度最终影响的还是成本，而返工本身一方面有材料人力方面的直接损失，而由此引起的窝工也使得人力和机械增大了成本。
4、断面控制的好坏直接影响隧道施工企业的形象。
一方面，隧道净空、喷射砼厚度、二衬厚度是各类检查的重点，如果平时断面控制不到位，在迎接检查时被检查出隧道净空不够，喷射砼厚度不足，二衬砼厚度不够，而被检查通报，要求停工整改，对企业会产生很大的负面影响；另一方面如果平时隧道内经常需要进行欠挖处理、支护拆换，会使各方对施工该隧道的企业的施工能力和管理能力产生怀疑，对企业形象产生不利影响。
3.1.3断面控制的基本方法
由于断面控制是一个过程，因此断面控制的方法也对应于这一个过程，具体如下： 1、开挖阶段的基本方法 （1）开挖断面的尺寸确定。
开挖断面尺寸确定的原则，就是所确定的开挖断面尺寸不仅能满足设计要求，而且尽可能的考虑到后面的变形情况。
开挖断面尺寸=设计断面+施工误差+预留变形量+模板台车误差。
其中设计断面尺寸=设计二衬厚度+设计支护厚度，该数值在相同的衬砌支护类型下是一定值。
施工误差和现场施工人员的水平和施工习惯有关，需要根据现场施工情况估计。 预留变形量=设计的预留沉降量+实际调整值。实际调整值需要根据现场的实际情况确定，当围岩具有很强的流变性时，该数值可以大于设计的初支厚度值，为将来该段落处理大变形争取主动。
模板台车误差由两方面组成，一方面是模板台车的加工误差，现在的加工一般都能控制在1CM以内；另一方面是模板台车在砼施工后的变形误差，这和模板台车的结构、材
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质有关，同时还和工程量的大小有关，一般的施工习惯是放大5CM，当然在施工过程中需要对模板台车定期进行检查，及时调整。
（2）隧道中线高程控制。
隧道的中线和高程控制时断面控制的基础，如果中线和高程都不正确，断面控制就无从谈起。要做好这项工作要做到：
①坚持测量双检制。
测量双检制所涵盖的意义包含资料的计算和复核，测设点和已知点的相互复核，不同测量方法的复核，控制点的定期复核，公司、经理部、工区的三级复核。
②测量人员必须清楚控制点的精度，误差分配的方法和范围，线路平纵设计参数，隧道内基本的测量控制方法，并有高度的责任心。
（3）爆破设计控制
对于断面控制来讲，爆破设计控制主要针对的是周边眼的控制。其目的是确定合理的周边眼间距和深度、以及装药量、装药方式，使爆破后的开挖轮廓平整、顺滑、不存在欠挖，超挖量尽可能的小。
对于II、III类围岩来讲，爆破设计的核心是尽可能完美的实现光面爆破的效果，并避免欠挖，尤其是边墙部位的欠挖。
对于IV、V围岩来讲，爆破设计的核心一方面是避免欠挖，同时还要使超挖量尽可能的减小。对于IV、V级围岩来讲，掌子面不同部位的围岩经常表现出较大的差异。要做好爆破设计必须针对每循环的掌子面围岩情况进行及时调整，并使这种调整最大限度的满足现场实际。
比如说，当掌子面围岩非常破碎，极易出现超挖时，那么也可以将周边眼位置向隧道中心偏移，使得爆破后形成的超挖部分刚好处于设计的开挖轮廓线位置。
2、支护阶段的控制方法 （1）复核开挖后的断面尺寸。
从根本意义上讲，应该是每个开挖循环后都应该去进行开挖断面尺寸的复核，这样可以第一时间对欠挖部分进行处理。
实际的做法是，在II、III类围岩地段施工时，为了追求施工进度，往往是2~3个循环（或者更多）才进行锚喷支护，那么断面的复核也是在2~3个循环后才进行。这样做
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的一个好处是可以将这2~3个循环的欠挖部分一并处理，减少了频繁补炮所用的时间。
当然在V类、IV类围岩有型钢拱架、格栅拱架段施工时，就必须对每循环的开挖断面进行复核，以确保支护轮廓处于正确的范围内。
（2）对初支结构进行准确定位
这主要是针对V类、IV类围岩有型钢拱架、格栅拱架段的支护施工。其核心是控制拱架在安装过程中不能出现大的偏差，一方面要保证其垂直度、园顺度，另一方面要保证拱架拱顶、左右拱脚处于同一断面，尤其是拱架连接处的圆顺，在这个前提下，确保初支内轮廓处于设计轮廓线之外，不能侵限。
在这里要强调的是，实际施工中，很多现场技术人员往往在拱架定位时，为了立架方便，会下意识的吃掉一部分沉降预留，更有甚者在加工拱架时直接克扣掉，这种做法是坚决不允许的。
同时，要做好拱架的准确定位，需要技术人员必须在立拱架时全程盯控，随时检查、调整，并对最终立好的拱架进行检查，这对技术人员的素质和责任心提出了很高的要求。
（3）对已支护段进行检查
检查分两个阶段，一是对刚施工过的（前几个循环）支护进行检查。在V、IV类围岩有拱架段，这种检查往往是在对本循环的支护进行定位时同时进行的，这也是应该遵循的，这样可以第一时间发现存在的问题，利于马上纠正。
二是对已施工过一段时间的支护进行检查。这种检查可以和围岩的监控量测相结合，检查支护的变形情况，分析数据后也可以修正类似围岩情况下的预留变形量，以指导后续的支护施工。
3、衬砌阶段的控制方法 （1）检查支护断面尺寸
这是针对即将衬砌的2~3组衬砌范围的支护断面进行检查。这个检查结果直接决定了衬砌的厚度。因此必须采取强制措施确保检查顺利进行，并保证检查结果的真实，对于检查后的处理措施更要严格执行。
（2）模板台车就位检查
检查的核心是确保模板台车的中线、高程、周边轮廓正确定位后，所施工的二衬内轮廓能满足隧道的设计净空要求。并在满足设计规范的前提下，做适当的调整，以最大限
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度的同时满足净空和二衬厚度的要求。
（3）检查已施工段二衬净空和厚度
这种检查作为自检来讲，一方面是检查断面控制的最终成效，另一方面，如果发现问题，可以做到心中有数，提前处理，避免在第三方检测或竣工交验时处于绝对被动。
3.1.4断面控制的关键
1、测量
测量是断面控制中最关键的环节，贯穿于断面控制的整个过程。从开挖轮廓的放样复核，到初支钢架的定位和初支内轮廓的检查，再到二衬台车的就位和隧道净空的检测，都离不开测量。
因此，在断面控制过程中应当制定严格的测量工作制度，坚持测量双检制，做到准确放样，及时复测，责任到人，全程监控，尽可能少的出问题，尽可能早的发现问题，解决问题。
2、全程监控，严格卡控。
能否做到全程监控，严格卡控，直接关系到断面控制的成败。
全程监控是指在断面控制的全过程针对过程的各个环节和节点，进行测量和检测，目的是及时发现问题，尽早解决问题。避免因为检查不及时而出现到最后检测二衬厚度才发现厚度不足或者二衬净空严重侵限。
严格卡控是指在全程监控的过程中，必须对发现的问题及时处理，严禁发现的问题没有得到妥善处理而进入下道工序施工。为此必须制定严格的卡控制度，并明确各个关键环节的责任人，严厉奖惩，使发现的问题及时解决。
3.2距离控制
3.2.1距离控制的概念
距离控制具有宏观和微观两个方面的概念，都是基于隧道施工安全出发。 宏观的距离控制，也就是铁道部要求的步长控制。根据不同的围岩类别，将掌子面到仰拱、二衬的距离进行了强制性规定，一旦超过所规定的数据，必须停工整改。
微观的距离控制，是针对隧道的开挖施工而言。包括每循环开挖进尺、台阶长度（台
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阶法施工时）。其目的也是通过开挖进尺和台阶长度的控制，确保开挖施工安全受控。
3.2.2距离控制的意义
1、对于宏观的距离控制及步长控制而言，其意义主要有： （1）减少了掌子面到二衬之间出现回头坍塌事故的概率。
应该说，铁道部提出步长控制的一大诱因，就是近几年铁路隧道屡屡出现回头坍塌事故。这些事故的直接原因从实际角度来讲，主要是和地质、支护参数、以及施工质量有关。但是，通过步长控制，可以从空间上减少发生回头坍塌事故的范围，也就减少了发生事故的概率。另外，控制仰拱到掌子面的距离，也利于支护结构更早的封闭成环，从支护的受力分析上也更利于安全。
（2）促使施工单位的施工组织管理水平得到提高，施工组织管理更加科学合理。 应该说，在铁道部未采取步长控制的强制性措施之前，二衬拖后掌子面几百米的情况屡见不鲜，更有甚者开挖完毕后再施工二衬，仰拱施工的情况也类似。
当隧道的地质情况单一，围岩情况较好，应该说，这种施工组织方法对施工单位而言是有利的，避免了不同施工工序的相互干扰，可以最大限度的加快进度，减少成本。
然而，这种施工方法是不符合隧道围岩的受力情况的，是不科学的。当隧道地质情况复杂，围岩变化频繁，存在极大的坍塌事故风险。
目前的隧道施工的趋势是，随着科学技术的进步，生产力的发展，隧道必然是越修越长，以前由于地质复杂、科学水平受限无法开工的隧道也开始修建，隧道的地质情况也越来越复杂。修建这样的隧道，必须科学组织，合理安排各个工序，使各个工序的衔接紧密，从缩短工序循环时间上要进度，从合理制定施工方案和科学组织施工上来确保质量和安全。
铁道部的步长控制指标从客观上强迫施工企业必须去适应这种现实情况，多在夯实内功上下功夫，以便在同类企业中建立竞争优势。
2、对于微观的距离控制而言，其意义在于：
（1）通过正确的进行循环进尺长度的控制，可以减少掌子面围岩失稳的风险。 不管隧道采取何种加固、支护措施，最终隧道是需要开挖才能贯通。而正确的确定每循环的开挖进尺可以减少掌子面围岩的失稳风险。
从根本意义上讲，隧道最大的安全风险，其实是在掌子面。掌子面前方属于未知，
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目前的各种探测方法都无法将掌子面前方的地质情况了解清楚。而掌子面未支护范围的长度和掌子面失稳的概率大小从经验上讲至少成正比。
这种情况和步长控制中的二衬至掌子面的距离很相似，只是把二衬变成了支护。 （2）通过正确的控制台阶长度，可以使稳固掌子面和尽快使支护成环得到最大限度的统一。
应该说，台阶的存在是矛盾的。采取台阶法开挖通常是在隧道围岩较差时采用的开挖方法，其目的是减少掌子面的暴露面积，便于快速支护，降低了掌子面失稳的风险。但是在使用台阶法施工时却使得隧道周边围岩受扰动的次数增加，同时台阶的存在也使得支护结构无法及时封闭成环，既使得上台阶支护变形加大，又增加了后续施工（开挖下台阶、仰拱）的安全风险。
因此，必须根据隧道的围岩情况，正确的确定台阶的长度，并且在确保安全施工的前提下，使得台阶长度最短。
3.2.3距离控制的方法
1、步长控制的方法
对于步长控制来讲，似乎不存在方法问题，只存在能否严格执行的问题。目前很多施工企业的普遍做法是平时注意超限的额度，在遇到检查前，通过3~5天进行突击，使步长处于规定的范围之内。很多建设单位和监理单位也在一定程度上默认这种做法。即便如此，很多施工企业对于这种步长指标，内心仍持抵触情绪，认为对施工进度的影响太大。
因此，步长控制的核心，其实是如何做到在使步长处于指标范围之内，又使得其对施工进度的干扰降到最小。步长控制对于施工进度的干扰主要体现在两个方面，一是施工二衬时对掌子面开挖支护的干扰，二是施工仰拱时对掌子面开挖支护的干扰，这两个方面中二衬施工对掌子面开挖支护的干扰更大一些。
正如前面所说，要做好步长控制，必须从提高施工企业的管理水平和现场施工组织科学合理上狠下功夫，临时突击只是权宜之计。
（1）如何减小二衬施工对掌子面施工的干扰。
①二衬台车必须保证各种施工车辆和机械设备的通行。这就要求在加工二衬台车时，必须考虑各种施工车辆和机械设备如出碴车、装载机、挖掘机、砼罐车等的高度和宽度，确保能顺利通过二衬台车，严禁在加工台车时设计横向支撑。
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②每隔一定距离，设计砼输送站，用于放置砼输送泵和砼罐车下料。该站需要对隧道进行扩挖，扩挖尺寸的大小以进行砼施工时不影响正常车辆机械设备通行为准，并尽可能的小。
砼输送站的间距，需要进行综合考虑： 第一：砼输送泵的输送能力 第二：施工组织设计的二衬进度 第三：开挖进度 第四：步长指标
第五：结合避车洞进行设置
（2）如何减小仰拱施工对掌子面施工的干扰
①开挖仰拱结合下导施工，做好爆破控制（如需爆破），尽可能避免补炮。 ②合理确定每循环开挖长度，这需要考虑以下几方面因素：
第一：围岩情况。当围岩较差时，需要快速施工，仰拱的开挖长度要尽可能的短，已达到早封闭早成环的目的。
第二：根据拌合站的拌合能力和砼罐车的数量，计算每小时可以施工的仰拱砼方量，再根据掌子面立架、喷浆、钻孔等车辆、机械设备通过较少的工序循环时间之和，计算出一个总的砼方量，再除以每米的设计仰拱砼方量，就可以算出仰拱的开挖长度。
③仰拱砼施工，应在掌子面立架、喷浆、钻孔等车辆、机械设备通过较少的工序时间段进行，并在这些工序的时间段结束。
2、每循环开挖进尺的控制方法 （1）如何确定每循环的开挖进尺
按照一般人的理解，每循环的开挖进尺按照设计的围岩类别，再按照设计和规范指南上的规定，套用一下下个施工交底给施工班组就可以了。在隧道围岩比较单一，连续性好的情况下，这种方法或许可行。但是当隧道围岩很差，尤其是在围岩性质变化频繁，每米一变样的时候，这种方法是极不科学甚至是危险的。正确的确定循环进尺长度，需要从以下几个方面做起：
①通过各种地质预报手段和所获得的资料，对掌子面前方的围岩情况有一个总体的判断。这里面最重要的一种手段就是超强探孔。超强探孔结合孔内成像技术可以直观的了
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解前方的围岩情况和水的变化情况，对后续施工提供相对准确的总体指导。
②每循环进行加深炮孔的检测。超强探孔毕竟探测范围有限，而加深炮孔布置灵活，施工简单，速度也较快，可以及时的对掌子面前方数米（一般是5米）范围的地质情况进行检查，便于及时调整循环进尺、施工方法和支护参数。
③每循环开挖后到掌子面及时检查围岩情况，根据围岩的石质变化、裂隙发育程度、水量变化、节理走向等情况，对掌子面前方围岩情况进行预判，对有怀疑的地方可以通过加深炮孔或超强探孔进行检查验证。根据验证的情况在地址预报资料的基础上给出合理的循环进尺。
④在给出开挖循环进尺的同时，需要及时了解该循环的炮孔钻孔情况，如果在钻孔过程中发现某个炮孔内的围岩情况发生较大变化时，必须对该部位进行加深炮孔或探孔检查，根据检查的情况采取必要的调整措施（缩短循环进尺、减小支护间距、改变开挖方法等），以确保施工安全。
以上几个方面的内容其实属于隧道的动态设计范畴，对现场的技术人员有较高的要求。
（2）对于确定的循环进尺必须进行严格控制，严禁在钻孔过程中私自加深。 ①现场技术人员必须测量每循环的炮眼深度，检查与规定的循环进尺是否相符。 ②制定严格的卡控制度和严厉的奖惩措施，当炮眼深度不符合要求时，不得装药放炮，并追究相关负责人的责任。
3、台阶长度的控制方法 （1）如何确定合理的台阶长度
①台阶长度首先要满足步长控制的要求。
这是一个大原则。道理是明显的，如果步长指标是目前的围岩类别仰拱距掌子面的距离不能超过50米，那么台阶的长度就必须小于50米。
②在能满足现场安全施工的前提下，台阶长度尽可能的小，这是台阶长度控制的有一个原则。这样做的目的是使得仰拱和二衬尽可能早的施工，确保施工安全。
③根据围岩情况和机械设备情况，确定合理的台阶长度。
当掌子面围岩具有一定的自稳能力，水量较小时，可以采取2~3米的微台阶法施工。这是目前积极推广的一种施工方法。
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当掌子面围岩的自稳能力较差时，采取5~10米的短台阶法施工。具体的长度需要根据施工机具的配套情况来确定。
在目前的施工环境下，长台阶法施工是需要逐步淘汰掉的。一方面它与目前的铁路隧道是施工环境不符，容易步长超标；另一方面也不符合软弱围岩的早封闭早成环的施工原则，不利于安全。
（2）如何保证台阶长度正确受控 ①根据围岩变化情况，及时进行调整。
当围岩变化频繁时，全断面、微台阶、短台阶这几种开挖方法可能要经常变化，这就要求技术人员必须根据现场的围岩情况及时进行判断调整，采取正确的开挖方法，确定合理的台阶长度。同时施工现场必须对这些情况做好充分的准备，每当开挖方法和台阶长度发生变化时，都应相应的施工方案和机具设备（包括适应各种开挖方法的台车）与之相适应。
②通过合理调整施工工序，保证台阶长度合理受控。
这主要是通过协调好掌子面和下台阶和仰拱的施工工序来实现。这需要通过隧道施工管理负责人和技术负责人根据隧道的围岩情况、开挖方法、施工机具通盘考虑，合理安排，科学组织来获得实现，对施工企业的综合管理水平提出更高的要求。
3.2.4距离控制的关键
1、提高企业的隧道施工综合管理水平，通过合理安排、科学组织使隧道施工在安全、质量、进度、成本上得到最大程度的统一。
2、提高企业的技术管理水平和通过各种培训学习提高现场技术人员素质，使得现场技术人员能够根据现场围岩情况，及时调整循环进尺、开挖方法、支护措施，并通过制度使得这种方法的以坚持贯彻。
3.3时间控制
3.3.1时间控制的概念
时间控制是指在施工管理中，根据隧道围岩情况和施工方法，对隧道施工的各个环节进行合理的时间控制，确保施工安全受控。
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时间控制其实是与距离控制相一致的，它们都是从隧道施工安全的角度出发，距离控制只是进行了空间上的量化，便于施工管理者采取具体措施进行相应的控制，而时间控制更接近其本质。
和距离控制一样，时间控制和距离控制也具有宏观和微观两个方面的概念。 宏观的时间控制，等同于步长控制，只是将距离指标换成了时间指标。
微观的时间控制，就是采取措施，尽可能短的缩小开挖面得裸露时间，早支护，早封闭。
3.3.2时间控制的意义
1、防止距离控制概念的片面化。
由于距离控制具有直观量化的优点，因此便于现场施工人员的理解和接受，也便于采取措施进行控制。但是，如果没有了解其本质，只是片面死板的追求指标符合规定，而忘记了时间控制，也会使隧道施工存在极大的安全隐患。
例如，步长控制中最重要的一条是二衬距离掌子面的距离，某隧道在施工过程中，在V类围岩段二衬距离掌子面的距离是50米，完全满足步长指标，但是却由于种种原因停工了2个月。如果仅仅从步长指标来看，好像不存在什么问题，但是要知道，在停工的这两个月时间，二衬和掌子面之间的支护一直在承受着隧道周边围岩的持续作用，未施工仰拱断的支护更积聚着很大的应力应变风险，当隧道支护质量较差时极易出现回头坍塌。
其实换个角度考虑一下，同样可以从步长指标说明问题的所在。如果该隧道V类围岩的正常施工进度是50米，那么如果不停工，2个月的进度是100米，加上之前的50米，其实二衬至掌子面的距离实际等同于150米，已经严重超标。
对于开挖循环进尺的道理也一样，循环进尺控制的再短，不及时进行支护封闭，同样会出现掌子面失稳。
2、时间控制更体现隧道安全控制的本质，可以更全面、更深入的做好隧道的安全控制。
结合距离控制，在时间控制上通过具体的指标和规定进行进一步的完善，使隧道施工安全得到距离和时间上的双重指标控制，安全风险大大降低。
3.3.3时间控制的方法
目前时间控制并没有类似于步长控制那样的明确指标来指导现场施工，时间控制
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的最根本的方法，就是时刻根据现场的围岩情况、支护情况、施工情况，在结合距离控制的基础上，第一时间采取最适当的施工措施和技术措施，以确保隧道的施工的安全。
1、对于二衬、仰拱施做的时间控制，是否可以通过施工进度和步长指标进行推算？ 根据铁道部2010【120】号文，步长指标按照如下控制： IV、V、VI仰拱距掌子面的距离不超过35米；
V、VI级围岩二衬距掌子面距离不超过70米，IV级围岩不超过90米； III级围岩参照以前的规定二衬距掌子面距离不超过120米。
如果按照VI级围岩50米/月、V级围岩60米/月、IV级围岩80米/月、III级围岩120米/月推算，则各个围岩的二衬施做时间如下：
VI级不超过1.4个月，V级不超过1.16个月，VI级不超过0.85个月，III级不超过0.75个月；
仰拱施做的时间如下：
VI级不超过0.7个月，V级不超过0.58个月，VI级不超过0.44个月；
从上面的分析可以看出，这种推算是不合理的，尤其是仰拱的施做时间更不科学。同时也体现出铁道部的步长控制指标更多的是按照“二衬距离掌子面的距离短则发生回头坍塌的概率小这一直观经验来”的出的。
因此，在正常施工阶段，我们可以参考这个指标来进行控制，但是，当掌子面前方围岩很差，出现坍塌、甚至突泥涌水时，必须在影响掌子面安全的前提下，尽可能使二衬紧靠掌子面甚至直接顶到掌子面（处理工作面）。如果前方处理坍塌或断层导致掌子面停工，不能因为步长不超标就不进行二衬和仰拱的施工，这种现象是坚决不允许的。
2、对于掌子面围岩初支封闭的时间控制。
同样，这个时间控制仍旧是基于及时准确的对围岩情况的判断。当围岩情况和预判的一致，掌子面无安全风险时，可以按照正常的工序进行。如果围岩情况较差，那么必须采取针对性的措施及时进行处理。
例如，当掌子面掉块频繁，并有可能进一步发展时，那么立刻进行初喷往往能取得好的效果。如果按照正常的出碴再支护，再喷射砼，往往会使掉块发展成坍塌。
3.3.4时间控制的关键
时间控制的关键，在于能够对隧道真正的做到动态控制，及时根据隧道围岩情况变化，
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及时合理的调整和决定施工措施和技术安全措施的实施，以保证隧道的安全施工。
在实际的隧道施工管理中，必须时刻以采取怎样的施工、技术措施能保证隧道每一环节的施工安全为出发点，而不是片面的从距离控制、时间控制去割裂的看问题，死套指标数据。
4三个重要理念
4.1 动态施工的理念 4.1.1 动态施工的概念
动态施工，就是在隧道施工中，时刻关注隧道围岩的变化情况，根据围岩的变化情况，对隧道的开挖方法、循环进尺、支护措施进行必要的调整，使这些调整满足隧道安全生产、有序推进、成本可控的唯一选择。
动态施工是一个完整的过程，从开挖、支护到二衬，都涵盖在动态施工的范畴里面。在这个过程里面最重要的开挖、支护、防排水阶段的动态施工。
在上面的三大控制里面，也提到过动态施工的概念，尤其在距离控制和时间控制，更离不开动态控制。
随着目前高风险隧道越来越多，动态施工的概念越来越迫切的摆到面前。如何做好高风险隧道的安全质量管理，是每一个高风险隧道施工管理者面临的问题。
4.1.2 动态施工的意义
1、为什么提出动态施工？
（1）这是目前铁路隧道发展趋势的要求。
正如前面所说，铁路隧道目前有越修越长，地质情况越来越复杂的趋势。 在目前尤其是有些高风险隧道地质变化频繁，甚至一米一变化的情况下，必须根据现场实际围岩情况进行动态设计施工，才能满足隧道的安全施工要求。
（2）与之相矛盾的，是各种地质勘察预报手段无法适应目前隧道施工的要求。无论是地质勘察设计阶段还是隧道施工阶段，对于地质情况的探明仍然主要依靠传统的方法，
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而新发展起来的技术仍无法准确清楚的给出前方地质情况。因此按照以前那种按照设计图施工的思想在目前的情况下是行不通的。
设计图纸中的围岩类别的划分是通过有限的探孔，结合该地区的地层、岩层进行进推断的出的。在地质情况复杂的地区这种推断和划分往往有一定的差距。
而这种差距必须通过现场的实际情况来进行修订，通过动态设计来弥补。 2、动态施工最大的意义，就是改变了传统的按图施工的理念。
动态施工要求在施工的过程中，持续的根据围岩的变化进行动态设计，调整以前的设计支护参数，以符合现场的围岩实际情况。设计图的意义一方面是提供了施工的参考，一方面是提供了在和设计的地质情况相符的情况下的施工技术参数，而不是以前的必须严格遵循不得违背的施工法则。
3、动态设计施工对变更的及时性提出了更高的要求。
对参建各方来讲，如果按照严格的变更程序进行动态设计施工，对于变化频繁的隧道围岩来讲，是无法实行的。这就要求参建各方在实际过程中采取灵活的措施，使得变更技术措施和安全措施在第一时间能够得以实施。
4、动态设计施工对于施工企业技术管理人员的素质提出了更高的要求。 这种要求体现在以下几个方面：
（1）围岩变化情况的初步判断首先是由施工企业的现场技术人员得出的。 （2）在围岩突变时，往往是抢当时有限的几十分钟，措施对了，也许一场大的事故可能就消于无形，而措施不对，可能小问题就会引发大的事故。这要求施工企业的现场技术管理人员必须在有限的时间及时准确的对围岩变化情况和可能出现的后果做出判断，并立即采取相应的措施。
这要求技术人员一方面要有隧道施工方面扎实的理论知识，并了解隧道设计中的基本理念，明白各种支护措施的目的和作用原理，同时还要有丰富的施工经验。这些必须在不断的自我学习提高、培训和实践积累才能达到。
4.1.3 动态施工的方法
1、及时准确的了解掌子面的围岩情况。
这是动态设计施工的基础。只有及时准确的了解掌子面的围岩情况，才能有针对性的进行支护参数的调整和施工措施的采取。
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这要求现场的技术人员每循环都必须到现场查看掌子面的围岩变化情况，并对围岩情况进行预判，是否进行支护参数的调整和开挖工法的调整，达到变更情况的同时向现场监理和设计提请变更。
当现场情况紧急时，现场的技术负责人必须采取必要的措施以防止事态的进一步发展，同时将情况上报。
2、通过各种地质预报手段，尽可能准确的推断掌子面前方的围岩情况。
目前的地址预报手段有很多，但对于现场有最直接指导意义的，主要是超前探孔（取芯）和加深炮孔。
这两种方法具有结果直观、实施灵活简便的特点。通过30米左右的超前探孔，结合加深炮孔，可以确定前方围岩的基本情况，以指导后续的施工。
3、做好监控量测，及时分析支护、围岩变化情况。 在动态施工里，监控量测有两个方面的意义：
（1）作为动态施工的一部分，监控量测必须对已支护段进行检测，查看采取的措施是否能满足围岩变化的要求，并根据量测数据采取必要的措施。
（2）根据监控数据，对某类型围岩情况下的支护措施的受力进行针对性的分析，研究改进的可能方法，为以后的施工积累数据。
例如，对于隧道内某类围岩在施工中采用的是18的工字钢机型支护，在后面的监控量测中可以根据量测数据分析其受力情况，看是否通过加大工字钢型号还是间距或者是双层钢筋网来使得支护效果更好。
4、根据设计图纸提供的各种地质情况，制定各种情况的处理预案，便于现场快速执行。
这主要是针对各种突发情况而言，例如坍塌、涌水等突发情况。尤其是要考虑在设计的III、IV级围岩段发生的可能性。包括技术和安全措施以及相应的物资储备。
4.1.4 动态施工的核心
动态施工的核心，是在开挖阶段对掌子面周围及其前方一定范围内围岩的认知是否能尽可能的符合围岩的实际情况。
以目前的隧道施工技术和探测手段，要想完全掌握掌子面周围及其前方一定范围内围岩的情况是不可能的。所能做到的是通过各种手段，及时的对掌子面围岩情况进行勘察，
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并利用各种地质探测手段，对掌子面及其附近一定范围的围岩进行超前（径向和纵向）探测，综合分析，在实际施工中不断积累经验，使的对前方和周围围岩的判断越来越接近围岩的实际情况，采取的措施能确保隧道的施工安全。
4.2质量决定安全的理念 4.2.1质量决定安全的概念
隧道内决定安全的因素很多，超前加固措施、支护措施和开挖工法是否满足围岩实际情况是决定隧道施工是否安全的前提。
这里说的质量决定安全，是指当决定了采取各种措施和各种支护（包括衬砌）参数后，隧道施工的安全就是由这些措施和支护的工程质量决定的。
道理是明显的，支护措施再合理，如果施工时没有按照要求施工，钢架间距过大，喷射砼厚度不足强度不满足要求，锚杆长度和根数不足，超前小导管根数不够长度不足，就无法保证隧道施工(已施工段)的安全。
4.2.2质量决定安全的意义
1、统一了质量和安全的关系。
确保施工的安全是第一位的，而工程质量一方面既是企业的生命，关乎到工程能否顺利验交，它同时又是确保工程安全的屏障和载体。这就要求安全施工必须以确保工程质量为前提。
2、明确了质量是安全的必要条件。
正如前面所说，决定隧道施工安全的因素有很多，确保工程质量符合要求只是其中的一项必要条件。但是，如果工程质量这一必要条件得不到满足，那么安全肯定无法保障。
在目前隧道的地质情况越来越复杂，围岩变化越来越频繁的情况下，工程质量的重要性更加得到体现。以前那种根据围岩情况私自减弱支护强度的做法必须杜绝。
4.3科学管理的理念
科学管理是一个非常宽广的概念，它包含到管理的各个层面。具体到隧道施工来讲，就是要本着尊重科学，全面平衡，注重细节，重在落实，持续改进的思路去进行隧道施工
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的各项管理工作。
1、尊重科学。
就隧道施工来讲，尊重科学就是要根据隧道的实际围岩情况，合理的制定施工方案，在确保安全质量的前提下，确定切实可行的进度目标。同时在施工中根据围岩的变化情况，进行适当的调整。
2、全面平衡
全面平衡意思是一是要考虑全面，再就是要平衡各方面的关系，找到最佳的结合点。 （1）全面就是考虑全面。
要全面考虑隧道施工的内外部各方面的环境，包括外部的市场环境、政策环境、自然环境、人文环境和资源情况、运输情况，内部的隧道设计情况、管理人员情况、物资设备情况、劳务队伍情况、资金情况，只有全面的了解这些内外环境和情况，才能对隧道施工所面临的形势做出一个正确的判断，为下一步制定各方面的计划措施提供基础。
（2）平衡就是平衡各方面的关系，主要是安全、质量、进度、成本四者的关系。 在目前的建设环境下，施工企业往往面临着极其复杂的环境。竞争激励、中标价低、征地拆迁困难、工期紧、质量要求高、资金紧张、人员素质跟不上，凡此种种，让管理者痛苦不堪。如何平衡安全、质量、进度、成本四者的关系，最终实现企业效益、员工效益、社会效益，是摆在每一个管理者面前的难题。
①安全是前提
在目前的施工环境下，安全是一切施工的前提，安全具有最直接的一票否决权。 出了安全事故，现场的项目不仅要负担相应的经济损失，甚至有被清退出场的可能，而施工企业也会被停标一段时间，甚至降低企业资质，地方也可能会禁止该企业继续再本地进行投标，这对施工企业都是致命的。
②质量是生命 这包含了两个方面：
一方面，给客户提供合格的产品，是企业在市场得以生存的根本，没有产品质量的保证，企业的生存也无法保证。
另一方面，质量决定安全。当施工方案确定后，安全是由施工的质量决定的。施工质量没有保证，安全也就无法保证。
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③进度是保障
对于施工企业来讲，最紧迫的，就是工期目标。尤其在中国特有的市场环境下，工期目标往往会带有政治意义。
同时，在规定的时间内位用户提供合格的产品，也是合同的规定。这必须通过施工企业协调各种资源，确保施工进度才能实现。
但是，进度不能牺牲安全和质量。如果一味抢进度，无异于饮鸩止渴。由于抢进度引发安全质量事故，导致施工企业巨大损失的事例在现实中屡见不鲜。
④成本是目标
企业是以获取经济利益为最终目标的，施工企业也不例外。要获取经济利益，必须通过各种手段措施来控制项目的成本。
在目前的市场环境下，竞争非常激烈，施工企业为了生存，往往低价中标，这给项目实施增加了巨大的成本压力。
但是，同样，控制成本不能以牺牲安全和质量为前提，通过偷工减料来达到节约成本是必须杜绝的。
正确的做法是必须在保证安全质量的前提下，根据合理的单价估算实际成本，然后通过项目的二次经营来逐步实现最终的成本受控。
3、注重细节 细节决定成败。
一件事情做成功，需要由一系列的细节要素组成，只有将这所有的细节要素做到位，最终才能将事情做成功，而只要一个细节落空，整个事情就要失败。所以说，细节虽小，却关乎成败。
同样对于隧道施工来讲也一样。隧道施工管理包含合同、人事组织、技术、现场施工、实验检测、物资设备等各个方面，每一个方面又牵涉到具体的细部环节控制。只有把每一个细部环节都进行有效的控制，才能做好隧道的施工管理。
例如，要做好隧道的物资管理就必须从最细微的环节收料抓起，有一些项目就是因为平时不注意这些小细节的卡控，结果仅仅在材料上就造成数百万的亏空。
4、重在落实
无论是关于隧道施工的计划、方案、制度、措施，一经制定，最关键的就在于是否能
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够一步一步扎扎实实的得到贯彻落实。这就关系到的执行力问题。
所谓执行力，指的是贯彻意图，完成预定目标的操作能力。是把方案计划转化成为效益、成果的关键。执行力包含完成任务的意愿，完成任务的能力，完成任务的程度。对个人而言执行力就是办事能力；对团队而言执行力就是战斗力；对企业而言执行力就是经营能力。而衡量执行力的标准，对个人而言是按时按质按量完成自己的工作任务；对组织而言就是在预定的时间内完成方案计划目标。
（1）沟通
沟通是前提。有好的理解力，才会有好的执行力。好的沟通是成功的一半。通过沟通，群策群力集思广益可以使目标制定的更加合理，更加清楚明白，执行更顺畅。
（2）协调
协调是手段。协调内部资源。把资源协调调动到目标上，从上到下一个方向，能达到事半功倍的效果。
（3）反馈
反馈是保障。执行的好坏要经过反馈来得知，通过反馈可以及时修正执行中的偏差。 （4）责任
责任是关键。各种目标应该通过绩效考核来实现，从客观上形成一，奖惩制度，才能不会使执行作无用功。具体奖惩措施如奖金、工资调整、轮岗、评选优秀、储备人才培养等，用以增强员工的敬业精神，来更好的管理执行力。
（5）决心
决心是最后一根稻草。再好的方案目标必须有决心去做，才能实现。决心的形成要通过沟通和责任两个方面来促进形成。
沟通使执行者明确目标，责任心决定了执行者的决心。 5、持续改进
持续改进就是要不断的根据变化的内外部环境，及时修订完善既定的计划、方案、措施，使之符合不断改变的外部要求和施工现场的实际情况。
这里的持续改进的意思不仅仅是质量管理里提到的，而是从整个隧道施工的管理出发。
由于现在的长大隧道越来越多，地质越来越复杂，根据设计图纸确定的施工方案往
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往会和实际的地形、地质不符，这必须在施工过程中不断的进行调整，而施工方案的改变往往会引起施工工艺、机械、材料设备的变化，这需要重新进行项目的资源调配和协调。
因此，持续改进贯彻于整个隧道施工过程，是必须一直坚持的理念。
5施工工序要点
5.1开挖
5.1.1全断面法
1、全断面法的概念
全断面法，就是在隧洞的整个设计断面上一次性钻孔爆破，形成设计要求的断面，这种方法又可称为全断面一次爆破法。
2、全断面法的特点 （1）优点
①断面一次成形，减少对周围围岩的扰动次数，利于快速封闭成环和采取其他相关措施。
②非常有利于进行机械化施工作业，施工组织简洁，易于形成快速施工的局面。 （2）台阶法的缺点
开挖面大，围岩较差时不利于掌子面的稳定。 3、全断面法的应用
一般全断面法是在III级及以上的围岩使用的开挖方法。是不是在其他IV、V级围岩就不能用？
答案当然是否定的。
（1）对于围岩级别的认定必须从现场实际出发，而不能局限于图纸。由于隧道内围岩变化频繁，设计的V级或许是完整的基岩。
（2）即使都是V级（IV级）围岩，情况也是千差万别。尤其是有水和没水以及水量的大小对围岩稳定性的影响是非常巨大的。
一般情况下，无水或只有少量渗水的V级V级（IV级）围岩，除了少数情况下围岩的胶结情况很差，都具有一定的自稳能力。在这种情况下，通过短进尺的全断面开挖既有
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利于减少围岩的扰动次数，也利于快速施工，仰拱二衬的及时跟进。
因此，在许可的情况下，全断面是非常值得推广的。
5.1.2台阶法
1、台阶法的概念
这里所说的台阶法特指上下台阶法。它是指在隧道施工中，将隧道断面按照一定高度分为上下台阶，施工时先进行上台阶的开挖支护，然后再进行下台阶的开挖支护和仰拱的开挖施工的一种开挖方法。
根据台阶长短，可以分为以下三种 （1）微台阶法。台阶长度2~3米。 （2）短台阶法。台阶长度6~10米。 （3）长台阶法。台阶长度20~30米。 2、台阶法特点 （1）台阶法的优点
①减小开挖空间，利于掌子面的稳定。尤其和预留核心土相结合效果更明显。 ②上半断面的工作量减小，支护措施可以较快实施。 （2）台阶法的缺点
①对于整个断面的围岩来讲，增加了扰动围岩的次数，不利于围岩的自稳。 ②开挖下导时初支受力面临一次体系转换，增加了一次风险可能。
在开挖下导时，上导的初支会有一段时间拱脚悬空，失去了底板的支撑力，这是最不利的受力状态。简单分析如下：
初支所承受的压力：自身重力，失去自稳能力范围的围岩重力，正在进行应力重分配阶段的围岩变形压力。
初支所承受的拉力：锚杆尤其是锁脚锚杆的拉力，喷射砼和围岩间的粘结力和摩擦力，前后段支护的支撑力（类似简支梁）。
如果初支和围岩结合不好，纵向连接不好，锁脚锚杆长度和数量不足，极易出现初支开裂变形，甚至发生坍塌。
③不利于快速封闭成环。台阶的存在使得整个初支封闭成环的时间增加，不利于结构的整体受力，增加了变形增大的可能性。不利于仰拱和二衬的快速跟进。
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3、台阶法的应用
台阶法主要用于围岩情况较差，如果采用全断面掌子面失稳的风险极大时采用的开挖方法。
作为一种折衷，微台阶法现在正在大力推广。微台阶法可以最大限度的减小台阶法的缺点，并部分的具有全断面法的特点。
在围岩变化频繁的时候，加工开挖台车应便于开挖工法的转化，加工开挖台车可以将台车上半断面的突出部分加工成便于拆卸或者折叠，利于全断面和微台阶的快速转换。
4、台阶法施工的关键 （1）喷射砼和围岩密贴。
相对于全断面，台阶法施工的上半断面初支背后的脱空是坚决不能允许的。如果初支脱空，在开挖下导时就存在着极大的坍塌可能。
（2）锁脚锚杆。
上半断面锁脚锚杆的重要性是非常重要的。当开挖下导时，初支自身的重力和周围围岩的压力全部依靠喷射砼和围岩的粘结力以及锁脚锚杆的支撑力上。所以一定要本着宁多勿少、宁长勿短的原则施工锁脚锚杆。
（3）下导不对称开挖
这样避免了两侧拱脚同时悬空的最不利状态。 （4）控制下导开挖长度
下导开挖长度越短，上导悬空段就越短，利于上导支护的安全。
5.1.3其它分步开挖法
中隔壁法（CD）、交叉中隔壁法（CRD）、双侧壁导坑法，这些开挖方法适用于超大断面，且围岩破碎、地质条件复杂的隧道施工中。因这些开挖方法采用的比较少，工序繁多、工法转换频繁，成本投入相对较大，制约了隧道开挖速度。在此就不多做说明了。
5.2初期支护
5.2.1锚杆
1、锚杆的概念
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锚杆是锚固岩体、维护围岩稳定的杆状结构物。
锚杆作为受拉构件，它一端与初支连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段是指水泥浆体（或锚固剂）将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。
2、锚杆的作用
锚杆是岩土体加固的杆件体系结构。通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。表面上看是限制了岩土体脱离原体。宏观上看是增加了岩土体的粘聚性。从力学观点上是主要是提高了围岩体的粘聚力C和内摩擦角φ。其实质上锚杆位于岩土体内与岩土体形成一个新的复合体。这个复合体中的锚杆是解决围岩体的抗拉能力低的缺点。从而使得岩土体自身的承载能力大大加强。
（1）锚杆悬吊作用:锚杆穿过软弱、松动、不稳定的岩土体，锚固在深且稳定的岩土体上，提供足够的拉力，克服滑落岩土体的自重和下滑力，防止洞壁滑移、塌落。
（2）挤压加固作用:锚杆受力后，在周围一定范围内形成压缩区。将锚杆按适当的方式排列，使相邻锚杆各自形成的压缩区相互重叠形成压缩带。压缩带内的松动地层通过锚杆加固，整体性增强，承载能力提高，自稳能力也得到增强。
（3）组合梁（拱）作用:锚杆插入地层内一定深度后，在锚固力作用下的地层间相互挤压，层间摩阻力增大，内应力和挠度大为减小，相当于将简单叠合的数层梁（拱）变成组合梁（拱）。组合梁（拱）的抗弯刚度和强度大为提高，从而增强围岩的承载能力。锚杆提供的锚固力愈大，作用愈明显。
3、锚杆类型及特点 （1）系统锚杆
系统锚杆是按照一定间距梅花型布置得锚杆。系统锚杆的作用根据围岩情况和所在部位有以上三种作用。
系统锚杆一般都不同程度的具有挤压加固作用，拱顶的系统锚杆更多的是起到了悬吊作用和组合梁拱的作用。当围岩节理明显，多呈层状时，锚杆的组合梁拱作用更突出。当围岩强度很低，多呈松软状，锚杆的挤压加固作用更大。
（2）锁脚锚杆
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锁脚锚杆针对的是格栅拱架或者型钢拱架而言，其作用是锁定拱脚，通过锚杆的纵向拉力，限制拱脚向下滑移。在施工时必须将锚杆和拱架焊接牢固。当下导开挖时，上导拱架悬空时这种作用更加突出。
4、锚杆长度的选择
锚杆的长度的选择主要和锚杆的用途和围岩情况有关。
从设计的角度讲，锚杆的长度主要取决于围岩的松动圈厚度，其设计理念是通过锚杆，将松动圈和周围的围岩连接起来，共同承受松动圈的变形，充分发挥围岩的自稳能力。
如果要更精确的确定锚杆的长度，必须通过必要的检测手段探测现场围岩的松动圈厚度，围岩的分层厚度。
对于现场的施工来讲，当围岩整体性较好时，按照设计的锚杆长度施工就可以，但是，当围岩较差，根据前面的施工经验和量测数据，按照设计的锚杆长度无法满足安全要求时，或者岩层的分层厚度明显大于设计的锚杆长度时，必须加长锚杆长度。
在实际应用中，锚杆长度加长的作用是明显的，一是锚杆所能提供的拉力更大，利于支护的稳定，二是对围岩的加固范围增加，围岩的自稳能力进一步增强。
5、锚杆的施工要点 （1）深度
锚杆的深度是最能决定锚杆作用的因素。 ①锚杆深度对锚杆作用的影响。
对于锚杆的悬吊作用来讲，锚杆的深度直接影响锚杆锚杆处于稳定岩层的深度，从而影响锚杆所能提供的拉力的大小，最终影响锚杆加固效果。
对于锚杆的挤压加固效果来讲，锚杆的深度决定了加固（深度方向）范围的大小，从而影响围岩的承载能力和自稳能力。当然对于锚杆的挤压加固作用来讲，锚杆的间距也是其一个关键因素。
对于锚杆的组合梁拱作用来讲，锚杆深度直接决定组合梁拱的高度，从而影响组合梁拱的抗弯强度和刚度，最终影响围岩的承载能力和自稳能力。
②锚杆深度不足在施工中的体现
锚杆长度不足是一个施工质量通病，很容易被施工人员忽视。经常出现的是两种情况： 一是当围岩情况较好时，施工人员往往认为围岩具有足够的自稳能力，不需要打那么
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深甚至不打锚杆。
当围岩整体性较好时，这种认识有部分道理，但是做法错误。当围岩具有一定得节理和层状分布时，这种认识就具有很大的安全风险。因为围岩的变形有一个过程，如果开挖轮廓范围内正好有一层状岩层正好处于松动圈内，如果锚杆深度不足，甚至没打锚杆，那么一段时间后就很有可能发生坍塌。由于这种围岩情况没有钢架支撑，因此坍塌没有任何预警，对施工人员的人身安全带来极大的威胁。
二是当围岩较差，有拱架的时候，施工人员认为围岩的压力主要由拱架承担，锚杆的作用不大，施工时锚杆的深度、数量都会不足。
这种认识是极其错误的。
从设计的角度讲，之所以设计拱架，是因为锚杆的作用已经不足以抵抗围岩的变形，需要钢拱架进一步增强支护强度，这种增强是建立在锚杆作用的基础上的。如果不考虑锚杆，仅靠钢架本身的支护强度可能也无法抵抗围岩的变形压力。
（2）锚杆与周围围岩的密贴程度
锚杆于周围围岩的密贴程度影响锚杆所能提供的拉力的大小，是影响锚杆作用又一重要因素。
一般的设计都是砂浆锚杆，即锚杆施工完毕后必须灌注砂浆，通过砂浆达到强度后对锚杆的握裹力和与围岩的粘结力来使锚杆和围岩成为一个整体，有效的将外力传递到内部岩层。
这种方法的缺点是施工比较复杂，功效低，存在工序转换，实际中很少采用。现场多是采用锚固剂，进行锚杆的锚固。锚杆剂施工简单快捷，其强度也符合要求。
现场存在的问题是锚固剂在使用时填塞不充分，大多是孔底塞几根，孔口塞几根，锚杆中部形成较大空隙。
（3）锚杆的角度 （1）系统锚杆
设计上系统锚杆通常是垂直于围岩的开挖轮廓。从锚杆的几种加固作用来讲，这并不是科学的。而且在实际施工中，拱顶的系统锚杆也很难做到这一点。
最合理的角度应该是垂直于岩层的节理和分层方向，这样可以最大限度的使锚杆起到悬吊作用和组合梁拱作用。最不利的角度就是顺着岩层的节理和分层方向，甚至是打在分
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层面上。
（2）锁脚锚杆
对于锁脚锚杆来讲，它的作用主要是抵抗开挖下导时当拱架拱脚悬空时，该部分初支的重力和部分失稳围岩的重力。因此锁脚锚杆的角度应是斜向下打入，一般在水平线向下15到30度，太大不利于施工。
6、其他类型的锚杆 （1）中空锚杆
中空锚杆的特点是锚杆本身是注浆管，通过注浆，可以更好的改善围岩的力学性能。对于锚杆本身的作用而言，注浆使锚杆和周围围岩的结合更加紧密，更有利于发挥锚杆的作用。
（2）中空自进式锚杆
中空自进式锚杆由钎尾、锚杆、连接套、钻头组成，每段锚杆一般长1.5米或者3米，锚杆直径有多种规格， 28和32两种规格比较常用。由于自带钻头，可以直接由风钻打至预定深度。与普通锚杆相比，省掉了钻孔和安装的程序。
中空自进式锚杆具有施工简单（一般的风动钻机即可），适应性强的优点，同时可以通过结合注浆更加有效的加固围岩。当围岩松散，难于成孔时，是很有效的加固手段。其缺点是成本较高。
另外，当围岩成孔困难，但又需要超前降压排水时，中空自进式锚杆也是一个很好的选择。
5.2.2钢筋网片 1、钢筋网片的作用
钢筋网片的作用是改良喷射砼的性能。利用钢筋的高抗拉强度来弥补喷射砼抗折强度低的缺点，同时通过钢筋的网格状布设使喷射砼的整体抗折强度大大提高。
2、钢筋网片的施工要点 （1）保护层厚度
保护层的作用一是防止钢筋受到侵蚀，再是使钢筋网片和喷射砼可以共同受力，共同发挥作用。
（2）网格间距和钢筋直径
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从改善喷射砼性能角度讲，钢筋网片应当是网格间距尽可能的小，直径也应当尽可能的小。也就是说，网格间距15*15CM，直径φ6的钢筋网片，其效果要好于网格间距20*20CM，直径φ8的钢筋网片。
当隧道围岩较差，易产生水平方向的剪切变形时，可以设置双层钢筋网片，这样就极大的提高喷射砼的抗折性能。
5.2.3钢拱架
1、钢拱架的作用
钢拱架一般是由钢格栅、型钢等制成的支护骨架结构，其本身（尤其是型钢拱架）具有一定的刚度，可以抵抗一定的外力，通过与钢筋网、锚杆、喷射砼组成的支护结构具有极强的抵抗外力的能力，并具有一定的变形能力。
形象的说，钢拱架就如同人的骨架，而钢筋网、锚杆如同人的筋脉，喷射砼如同人的血肉。
2、钢拱架的类型 （1）型钢拱架
型钢拱架一般由各种工字钢制成，具有本身强度高，加工简单，安装简易的优点。其缺点是搬运不便，造价稍高。
（2）格栅拱架
格栅拱架一般由钢筋焊接组成，具有搬运轻便，材料费用比型钢拱架低的优点。同时，格栅拱架和喷锚挂网支护的结合性以及变形能力都比型钢拱架好。
其缺点是加工所需人工较多。 3、钢拱架的施工要点 （1）垂直度
钢拱架安装时必须保证其垂直度，这样才能最大限度的发挥其本身的刚度。 （2）拱脚
钢拱架的拱脚如同人的脚，必须踏在实处。一般设计中拱脚都需要垫钢板，在上下导坑法施工时上导钢拱架拱脚需要临时支垫砼块。
如果是曲型断面，那么必须通过锁脚锚杆加强或者临时横撑来保证拱脚的稳定。 （3）锁脚锚杆
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锁脚锚杆的重要性在前面已经反复强调。施工中必须将锁脚锚杆尾部弯成L形和拱架焊接牢固，角度必须斜向下15~30度。
（4）纵向连接筋和钢筋网片
纵向连接筋必须贯通，钢筋网片必须搭接一个网格以上。这样做的目的是将支护结构连接成为一个整体，更好的发挥支护的整体能力。
（5）保护层厚度
保护层的目的主要是保护钢拱架不受侵蚀，施工中应尽量保证。 （6）连接圆顺
钢拱架连接处必须圆顺，不得出现拐点，这样一方面可以保证拱架本身的稳定，同时也使得拱架受力均匀，防止应力集中。
一般的施工经验是在加工时就提前进行拱架试拼。
5.2.4喷射砼
1、喷射砼的概念
喷射砼是将按设计比例的骨料、水泥、外加剂拌和均匀，用喷射机通过管道压（泵）送到喷头处，利用压缩空气高速喷射到受喷面上凝结硬化，从而形成混凝土支护层。
根据施工工艺、机械、速凝剂的不同分为干喷砼和湿喷砼。 （1）干喷砼
干喷砼是将按设计比例的骨料、水泥、外加剂拌和均匀，运送至施工现场后再添加干喷速凝剂，拌合均匀后用干喷机通过管道压（泵）送到喷头处，与水高压水混合后利用压缩空气高速喷射到受喷面上凝结硬化，从而形成混凝土支护层。
干喷砼使用非常普遍，它具有工艺简单，施工快捷，成本低的优点。其缺点是喷射砼早期强度低，速凝剂添加不可控，后期强度无法保证，施工时粉尘大。
（2）湿喷砼
湿喷混凝土是将按设计比例的骨料、水泥和水、外加剂（减水剂）拌和均匀的混凝土拌和料，用湿式喷射机通过管道压（泵）送到喷头处，再在喷头上添加速凝剂后，利用压缩空气高速喷射到受喷面上凝结硬化，从而形成混凝土支护层。
湿喷混凝土质量容易控制，喷射过程中的粉尘和回弹量很少，是应当发展应用的喷射工艺，但对喷射机械要求高，机械清洗和故障处理较麻烦。
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无碱湿喷砼技术是当代最先进的喷射混凝土技术，它是在湿喷过程中加入碱含量低于1%的无碱速凝剂进行施工，具有早期强度高、回弹小、环保（对人体皮肤无危害）、砼耐久性好的特点。
2、干喷砼的施工要点 （1）速凝剂的添加
由于干喷砼的速凝剂是在现场通过手工加入，因此速凝剂的添加量很难控制。施工现场有甚者直接将整袋速凝剂倒在拌合料上，用铁锹简单搅拌后直接送入干喷机，根本无法保证速凝剂用量符合设计要求。
正确的方法是根据拌合料的量计算设计速凝剂的用量，添加后在现场充分搅拌均匀，然后再送入干喷机。但是这种做法在现场很难推广，一是拌合均匀费时费力，二是隧道内有水时更难操作。
比较简单易行的方法是设专人用碗在干喷机的进料口，根据进入干喷机的拌合料的数量添加速凝剂。这种做法可以保证速凝剂添加均匀，有经验的施工人员也可以使添加量接近设计用量。
（2）回弹
喷射砼的回弹是不可避免的。能做到的是控制回弹量尽可能的小。这必须通过现场试验进行，通过调整风压、喷头至受喷面得距离进行调整。同时要控制细骨料的粒径。
（3）减少材料浪费
干喷砼减少材料浪费需要从两方面入手，一是减少回弹，二是减少现场施工过程中拌合料的浪费。
减少回弹的方法上面已经提到，为了更加节约成本，对于回弹料也可以进行回收利用到临时工程上。
减少拌合料的浪费主要是指要在堆放拌合料的地方垫放铁皮（或者铁板），严禁将拌合料直接堆放到隧道底板上。当隧道内水较大时，可以加工简易的施工平台，平台高于地面20~30cm，便于移动，将拌合料堆放至平台上以减少浪费。
（4）充填密实
喷射砼施工时必须充填密实，不得有空洞。当超挖较多时，一般先对超挖部分进行处理，然后再进行正常施工。或者在较大超挖处预埋钢管，喷射砼施工完后用注浆回填。
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3、无碱湿喷砼
（1）、无碱湿喷砼的意义 ①质量方面
根据现场试验，无碱湿喷砼24小时的同条件养护试块强度达到10.5Mpa， 3天的标准养护试块强度达到37Mpa。无碱湿喷砼不仅早期强度高，后期强度也可以持续提高，耐久性好。
②安全方面
由于无碱湿喷砼强度高，使得初期支护的安全防护作用得到明显提高，尤其在V、IV级围岩有钢架的段落，湿喷砼和钢架、网片形成的高强度的支护结构，确保初支段落的安全。在目前的施工情况下有以下两点安全意义：
a、采用无碱湿喷砼一方面可以确保无二衬段的安全，另一方面可以在有二衬段缓做甚至取代二衬，避免施工二衬施工带来干扰，这在工期紧迫的情况下具有很强的现实意义。
b、在实际施工中积累无碱湿喷砼经验和数据，尤其在时间-强度方面的数据，通过试验和数据积累分析，可以进行两个阶段的尝试：
第一阶段：安全距离的加长。通过无碱湿喷砼使得初期支护的结构安全大大提高，那么就可以加长安全距离，甚至隧道贯通后再施工二衬，使得现场施工组织具有更大的灵活性。
第二阶段：使初期支护取代二衬。无碱湿喷砼具有的高强度和强度不会随时间衰减的特点，可以通过加强初期支护的方法使初期支护取代二衬。这对加快施工进度意义非常重大。
③环保方面
无碱湿喷砼在施工时可以大大降低工作忙的粉尘，改善洞内作业环境，减少对施工工人的身体健康的危害。
（2）施工要点 ①砼的拌制
a、湿喷砼最关键的就是砼的拌制。砼拌制的关键在塌落度的控制，塌落度的控制需要各项材料严格按照配合比要求的数字准确加入。减水剂的添加应采用自动计量。
b、塌落度的测定。砼拌合过程中必须有实验人员专门测定砼塌落度。测定后要分析
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原因，并及时采取措施，使塌落度达到规定的要求。
c、砼搅拌时间。由于使用的减水剂必须在一定的时间内才起作用，因此必须保证砼搅拌时间，避免因搅拌时间不够造成的塌落度损失。
②砼料的最大等待时间
一般情况下砼从出料到进泵使用不要超过1个小时，超过2个小时建议不要泵送当废料处理，否则极易堵管。这要求现场施工组织安排一定要合理，使砼料做到随到随用，同时发生机械故障时必须尽快排除，减少砼料的等待时间。
③砼湿喷机的操作
相对于干喷，砼湿喷机的操作要复杂的多。要求湿喷机操作手必须熟练掌握砼湿喷机的操作，熟悉结构，懂得基本的维护保养，避免因操作不当引起故障发生。
④、砼湿喷的数量及顺序的控制 a、湿喷砼数量的计算
每次湿喷前，现场技术和施工人员应该根据循环进尺和各部位超挖情况，估算一个实际需要湿喷砼的数量，并考虑15%的回弹。每次做好记录，和设计、和最终的实际数量进行对比。
b、根据所需砼数量以及湿喷机的数量和产量，估算完成湿喷的时间。
c、根据循环时间要求，如果所需时间基本在要求范围内，则考虑一次施工完本次的湿喷砼。湿喷时先考虑湿喷拱部，再喷边墙，分层施工。
一般情况下当各部位超挖量不大时（小于10cm），可也采用此方法。
d、当某处超挖量较大，特别是拱部超挖量较大时，为了避免施工时间超过循环时间或者为了等待拱部湿喷砼初凝以便喷第二层造成时间的无谓浪费，可以在将钢拱架部位全部封闭密实的前提下，拱架之见部位的湿喷砼厚度可以比设计值欠8~10cm，并按此估算湿喷砼数量给拌和站。厚度不足部位可在下次湿喷砼时进行复喷。
e、湿喷砼的回弹主要集中在初喷砼和硬质界面相遇时，为了减少回弹，施工时在一次性能喷至设计厚度的一次性喷射至设计厚度。
f、现场湿喷砼数量如有变化，技术和施工人员应及时通知拌合站进行调整，避免造成砼湿喷料的浪费或者现场停工待料的情况。
（3）、有待改进的环节
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无碱湿喷砼施工目前还存在一些需要改进和努力解决的环节，主要有以下两个方面： ①配合比的优化。配合比优化的前提是满足设计强度要求，在这个前提下，通过水灰比、砂率、外加剂添量的调整，最大程度降低水泥用量，使得砼的和易性得到改善，减小回弹，降低材料成本。
②通过对湿喷机泵压、风压、速凝剂掺量的综合调整，结合喷射砼的部位，解决一次喷射厚度及掉快问题，使得湿喷砼的回弹量达到最小。
③有条件的隧道可以使用大型湿喷机采取机械化湿喷作业，这样可以大大的提高湿喷的工作效率和施工质量。
4、初期支护背后脱空的危害
初支背后脱空是一个质量通病，在隧道施工当中相当普遍，初支背后脱空存在很大的危害，在此加以特别说明。
（1）初支背后脱空形成的原因 ①超挖
超挖是初支背后脱空的直接原因，尤其当超挖较多时，在客观上使得初支背后脱空成为可能。
②施工工艺
当超挖较多时，有些施工人员没有对超挖部分先行处理，而是想一次性将超挖部分通过喷射砼回填起来，在喷射砼过程中，由于钢筋网片的存在，喷射砼在钢筋网片上自然形成一个壳体，从而导致初支背后脱空。
③施工人员安全质量意识淡薄，有意识形成初支背后脱空。
当超挖过多时，施工人员为了节省施工时间或者材料，直接在拱架后面贴石棉瓦或者木板后再进行施工，从而形成初支背后脱空。
（2）初支背后脱空的危害 ①对支护本身功能的影响
正如前面所说的，对于有钢拱架的初支措施，钢拱架就如同人的骨架，而钢筋网、锚杆如同人的筋脉，喷射砼如同人的血肉。三者完美结合，才能最大限度的发挥支护措施的功能。如果初支背后脱空，该部位初支的支护功能就大大降低。
②对安全的影响
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一方面，脱空影响了支护功能，本身就存在了一定的安全风险。
另一方面，脱空部分的围岩变形几乎没有约束，自由发展，当变形过大时，极易发展成坍塌，严重时会压垮拱架，形成回头坍塌。
尤其当采取上下台阶法施工时，上台阶边墙部分初支背后如果形成脱空，在开挖下台阶时，极易在该处发生溜坍。
由此可见，初支背后脱空对于安全的影响是巨大的，必须在施工中加以避免。 （3）解决初支背后脱空的方法 ①控制超挖
超挖是初支背后脱空的直接原因，因此在施工过程中要根据围岩变化情况及时调整开挖方法和相应的技术参数，减少超挖。
②改进施工工艺
当超挖较多时，施工人员应该根据不同的喷射砼方式（干喷或湿喷），改进施工工艺，避免在钢筋网片形成壳体，导致脱空。
③加强施工人员安全质量意识，采取合理措施充填脱空部位 当超挖过多时，对于超挖部分可以采取以下方法进行处理：
a、先对超挖部分进行处理。当超挖部分较大，围岩情况许可时，可以先行对超挖部分进行回填处理，然后再进行正常的支护施工。
b、当围岩情况不允许，必须尽快进行支护时，对于较大超挖部分预埋管道，支护完成后再注浆回填（或泵送砼）。
c、平时过程中应加强自检，定期对初支进行破检，对发现的脱空处注浆回填。
5.2.5临时仰拱
1、临时仰拱的作用
临时仰拱是在施工过程中，当围岩情况极差，横向变形有较大发展趋势，为了提供横向水平撑力同时使初支成环更好的抵抗围岩变形而采取的临时支护措施。
采用上下台阶法是施工在上台阶已施工的初支段落变形较大时，临时仰拱是非常有效的加固措施。
2、临时仰拱的施工要点 （1）快
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①施工要快。
施工临时仰拱往往是在上导开挖过程中，已支护段发生较大变形时采取的被动措施。为了防止变形进一步发展侵限，必须尽快施工，施工过程必须快，由于是临时工程，不必讲求细枝末节，关键是主要措施到位。
②发挥作用要快
为了使临时仰拱尽快发挥作用，必要时可以采取喷射砼进行仰拱施工。由于喷射砼早期强度上的快，可以最快限度的发挥临时仰拱的作用。
（2）拆除尽可能方便
由于临时仰拱需要拆除，因此在施工时，还要考虑其拆除是否方便。
一般情况下，临时仰拱内的横向支撑采用工字钢，并敷设少量连接筋。除非特殊情况，尽量不要布设钢筋。否则给后面的拆除带来很大的麻烦。
砼最好采用喷射砼，后面拆除也相对方便。
5.3永久支护与防排水
5.3.1仰拱及填充
1、仰拱及填充的作用
仰拱最主要的作用是使得整个隧道初支封闭成环，共同受力，加强整个隧道初支的稳定性。
具体的讲，一方面，它给仰拱以上的初期支护提供了一个支撑，将其所承受的压力传递至仰拱；另一方面，它给拱脚提供了横向支撑，将其所受的横向压力传递至仰拱，大大增加了拱脚处抵抗横向变形的能力。
填充主要作用是一种结构形式上的填充，同时也可以加强仰拱对隧道下部地层反力的抵抗能力。
2、仰拱施工要点 （1）开挖长度
仰拱开挖必须根据围岩情况严格控制开挖长度：
当围岩松软，拱脚处存在较大变形风险时，开挖长度不宜超过2米，必要时加设临时横撑。
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当围岩有一定自稳能力，考虑拱脚悬空，开挖长度不宜超过6米。
当围岩情况较好，仰拱开挖长度主要考虑与相互工序的干扰以及现场的施工能力，一般不超过12米。
（2）封闭成环
只有与初期支护封闭成环，才能最大限度的发挥仰拱的作用。
当仰拱内布设钢拱架时，必须将仰拱内的钢拱架和初支的钢拱架一一对应，连接成环。如果仰拱内没有钢拱架，应将拱脚处虚渣清理干净，保证仰拱砼与初支密贴。
（3）施工时间
仰拱应该尽早施工，尤其在围岩情况较差，为了使支护尽早封闭成环，共同受力，仰拱应尽可能的紧跟掌子面。
5.3.2结构防排水
1、结构放排水的内容 （1）土工布、防水板
土工布的作用是吸水汇水，将无序的隧道渗水通过土工布进行吸汇，辅以透水管进行引排。
防水板的作用是隔水，将隧道渗水和二次衬砌分开，防止水进入衬砌砼和隧道内部，形成各种病害。
复合式防水板是将土工布和防水板黏贴在一起的复合结构，具有施工简易的特点。 （2）透水管
透水管有环向透水管和纵向透水管。其作用是将隧道渗水进行引流，最终汇入排水沟。 （3）止水带
止水带分为背贴式止水带和中埋式止水带，安设在施工缝处，其作用是防止渗水通过施工缝进入衬砌和隧道内部。
2、施工要点
（1）清除支护表面的突出物
在挂设土工布和防水板之前应先将初支表面的锚杆头等突出物切割处理，防止其刺穿土工布和防水板。
（2）防水板挂设
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①防水板挂设必须平顺，不得有褶皱。 ②搭接处必须按照设计要求焊接密封。
③防水板必须采取热熔垫片进行焊接固定，确保防水板挂设稳固，不会在砼施工中被拉扯脱落。
（3）透水管铺设
环向透水管必须环向贯通，并伸入排水沟。
纵向透水管必须被防水板包裹，其位置应高于水沟底20~30cm。 （5）止水带安装
重点是中埋式止水带的安装，必须采用U形卡进行固定，不得用铁丝穿透绑扎。 3、富水段处理
当隧道某段富水时，必须进行特殊处理 （1）布设双层土工布防水板
第一次土工布和防水板的作用是汇水引流，并改善后面的施工环境，同时其本身也具有一定的防排水功能。
（2）加密环向透水管
加密时可以根据隧道渗水的部位进行针对性的加密，充分发挥环向透水管的引流作用。
对于集中出水点，应直接用软管进行引排至边沟位置。
5.3.3二次衬砌
1、二次衬砌的作用
二次衬砌属于复合式衬砌的一部分，它的作用有以下三个方面： （1）抵抗围岩的进一步变形
根据新奥法的理念，围岩的变形主要由初期支护和周边围岩共同承受，但是当围岩自稳能力很差，围岩变形无法收敛，就必须由二次衬砌来限制其进一步的变形。
（2）安全储备
当围岩情况较好，其变形已经收敛，此时的二次衬砌只是一种安全储备，以防止意外情况的发生。
（3）美观
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使隧道外观美观只是二次衬砌的一个附加功能，只是在目前对工程外观质量要求越来越高的建筑环境下，其重要性才进一步体现。
2、二次衬砌施工的施工要点 （1）施工时间
从新奥法的理念来讲，二次衬砌的施工时间是由围岩监控量测来确定的，当围岩变形趋于稳定时，方可施工二次衬砌。或者围岩变形在一定时间内并没有收敛迹象，必须及时施工二衬抵抗围岩的进一步变形。
但是在目前的铁路隧道施工中，由于采取了步长控制，因此通过围岩监控量测指导二次衬砌施工的意义被减弱，大多数时候是围岩变形还没有收敛，但步长指标已经超标。
因此二次衬砌的施工时间只有根据现场实际，综合考虑步长和监控量测指标，从保证施工安全的角度出发，及时施做。
同时需要强调的是，在实际施工中不能把步长指标教条化，认为步长不超标就是安全的。如果属于长期停工，即使步长不超标，仍然存在极大的安全隐患。
（2）净空保证
施工二衬前必须准确定位模板台车，检查模板台车的中线高程和周边轮廓，确保二衬净空满足设计要求。
（3）厚度
在施工二衬前必须检查初支内部轮廓是否满足二衬厚度要求，这是断面控制的最后一道防线。如发现侵限，立即进行返工处理。
模板台车就位时，也应该检查二衬厚度是否满足，发现问题立即处理。 （4）强度
二衬砼强度保证的关键环节是养生。很多施工人员对于隧道二衬砼的养生并不重视，认为隧道内砼的养生是多余的。必须改变这种错误的观念，尤其当隧道内比较干燥，必须进行养生，确保砼强度满足设计要求。
5.4监控量测
1、监控量测的作用
监控量测就是采取一定技术手段，对围岩进行定期监控量测，对检查数据进行分析，
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对施工进行指导。具体的讲，它有以下几个作用：
(1) 对已施工段的围岩进行监控量测，根据量测数据分析支护的应力应变情况，为下步施工调整支护参数提供依据。
(2) 对已施工段的围岩定期量测，根据量测数据进行分析，决定是否施做二衬。 (3) 对于洞口或浅埋段布设地表量测点，根据量测数据分析洞内施工对地表的影响，为洞内施工是否调整施工方案和变更支护措施提供依据。
2、监控量测的意义
（1）为动态施工调整施工方法和支护措施提供依据。
在目前隧道施工地质越来越复杂的情况下，设计图纸所提供的围岩级别和地质情况往往无法反映现场的实际施工情况，相应的支护措施也不能满足围岩的变形要求。这就需要及时的进行监控量测，定期进行观测分析，为调整施工方法和支护措施提供依据。
（2）为现场安全施工提供预警
这要求现场技术人员必须及时根据量测数据进行分析，参照管理等级为现场施工人员提前预警。
3、监控量测实施要点 （1）及时性
及时性有两个方面的含义，一是量测点埋设要及时，二是观测要及时。 （2）定期性
监控量测必须定期量测才能分析其中的规律，才能通过收敛分析对变形进行预测，并给现场施工提供指导。
（3）实用性
对于软弱围岩段，必须实实在在的做好监控量测，切实指导现场的施工，这是监控量测对于现场施工而言最根本的目的。
5.5超前地质探测
在目前隧道地质情况越来越复杂的环境下，施工过程中的超前地质探测显得越来越重要，当隧道内地质情况复杂，围岩变化频繁，必须根据超前地质探测情况对下一步施工进行指导。
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1、超前地质探测的作用
（1） 充分贯彻信息反馈修正设计思想, 及时掌握围岩动态和支护结构的工作状态,利用量测结果修改设计, 指导施工。
（2） 预见事故和险情, 以便及时采取措施, 防患于未然 （3）为确保隧道安全提供可靠的地质信息
（4）量测数据经分析处理与必要的计算和判断后,进行预测和反馈, 以保证施工安全和隧道稳定
（5）为隧道的快速掘进、工程支护材料的提前准备以及灾害事故的有效预防提供可靠的地质资料与信息
（6） 积累资料, 为以后的设计施工提供工程类比依据。 2、超前地质探测的种类 （1）超前水平探孔
超强水平探孔就是使用钻孔设备在掌子面按照一定的布孔方式，向掌子面前方进行钻孔，孔深一般30米，根据钻孔情况判断前方围岩情况和地下水分布情况，对下步施工进行指导。
超前水平探孔是最具有实际指导意义的超前地质探测方法。它具有以下优点： ①施工方便。施工超强水平钻孔既可以用先进的多功能钻机，也可以用普通的水平钻机，施工比较方便。
②结果直观。配合孔内摄像，可以非常直观的查看探孔内的围岩情况。即使没有孔内摄像设备，根据钻机钻进情况、水渣混合物情况，也可以对探孔情况做一个相对准确的判定。
该检测方法的缺点是会占用掌子面的施工时间，如果每次施工3~5个探孔，孔深30~35米，约需要2天时间。同时如果采用多功能钻机，工效会有所提高，但是设备费用较高。
（2）加深炮孔
当地质情况非常复杂，围岩变化极其频繁，每茬炮围岩情况都会发生很大变化时，就必须通过加深炮孔来检查掌子面前方2~5米的围岩情况。
加深炮孔最大的优点是钻孔简单方便，布孔灵活。加深炮孔就是将普通的炮眼加深，
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用普通的风钻即可，不用更换机械，也不影响正常的打钻，布孔没有任何限制，对有怀疑的地方可以任意加眼，施做非常方便。
加深炮孔可以对炮孔位置围岩的软硬、出水情况有一个基本的了解。结合普通炮孔的打钻情况，可以对掌子面
但是由于加深炮孔的深度有限（最大可以达到7米），对前方围岩情况只是局限于一个较小的范围内，因此通过加深炮孔对围岩情况的了解范围也是有限的。同时，由于炮孔较小，无法准确掌握孔内情况，只能是感性的获知围岩的软硬情况和大致的围岩组成，对于围岩的具体变化位置无法获知，
（3）地质素描
地质素描针对的是掌子面及后方裸露部分的围岩，通过对该部分围岩的岩层走向、节理、裂隙、风化程度、岩石性状、地下水的实际勘察记录，形成最直观具体详细的隧道地质资料。
对于现场施工来讲，地质素描具有非常重要的实际意义，一方面，通过地质素描资料可以分析正在进行的初支其参数是否应该调整，另一方面，可以对上一循环预计的本循环的地质情况进行验证。
（4）工程物探方法：
声波测试：声波对裂隙反应很敏感, 遇到裂隙即发生介面效应( 反射、折射和绕射) , 耗损波能, 使波形变得复杂, 波速减缓, 此外, 声波速度的大小还与岩体的强度有关。
红外探测：该方法利用所有物体都发射出不可见的红外线能量, 该能量的大小与物体的发射率成正比, 而发射率的大小取决于物体的物质组成及其表面状况的原理。当隧道掌子面前方及周边介质单一时, 所测得的红外场为正常场; 当前方存在隐伏含水构造或有水时, 所产生的场强会叠加到正常场上, 从而使正常场产生畸变。据此可判断掌子面前方一定范围内有无含水构造。
弹性波法：弹性波超前预报技术按观测系统可分为地震反射法( 负视速度法) 和水平声波剖面法。当弹性波向地下传播, 遇到波阻抗不同的地层界面时, 将遵循反射定律发生反射现象。一般介质的波阻抗差异愈大, 反射回来的信号就愈强。下面重点介绍TSP系统的工作原理( 见图1) 。TSP方法属于多波多分量高分辨率地震反射法。地震波设计的震源点( 通常在隧道的左墙或右墙处,大约24个炮点) 常由小量炸药激发产生。当地震
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波遇到岩石波阻抗差异界面( 如断层、破碎带和岩性变化等) 时, 一部分地震信号反射回来, 另一部分信号透射进入前方介质。反射的地震信号将被高灵敏度的地震检波器接收。利用TSPwin软件对接收到的数据进行处理, 便可得出隧道工作面前方不良地质体的性质( 软弱带、破碎带、断层、含水等) 、位置及规模。
电磁波法：电磁波法是利用电磁波在不同介质中产生透射、反射的特性来进行地质预报工作的, 目前常用的方法有地质雷达法。地质雷达法通常是一种地下甚高频至超高频段电磁波反射探测法。其探测原理为: 发射机通过发射天线向隧道掌子面前方地层定向发射电磁波, 当电磁波在传播路径上遇到有电性差异的界面时即发生反射, 从不同深度返回的各反射波由设置在发射天线旁的接收天线所接收。另外天线最先接收到从发射天线经两天线所在介质的表面传播到接收天线的直达波, 以此作为系统的时间起始零点。经过信号处理后, 对于直达波之后反射回来的各个不同时间的反射波, 取其时间的一半,乘以该介质的电磁波传播速度即得反射目标的深度, 再根据反射的信息特征判别反射目标的性质。
5.6超前支护
5.6.1超前支护的概念
超前支护就是在松软或破碎地段,为了防止开挖立架时掌子面围岩失稳或者拱顶岩石冒落,超前于隧道掘进工作面进行的支护措施。
超强支护的最大意义在于措施的主动性。通过主动的对开挖面前方的围岩进行加固，改善围岩的力学性质，达到保证隧道施工安全的目的。
5.6.2超前支护的类型
超前支护的主要类型有：
1、超前锚杆，包括普通的Ф22砂浆锚杆和特殊的自进式锚杆。
普通的砂浆锚杆适用于岩石裂隙较发育但岩质较坚硬的地段，可以有效的解决拱顶掉块问题，一般长3-5米。
自进式锚杆主要用于难以成孔的地段。
2、超前小导管。一般长3~5米，结合超前小导管注浆，可以有效解决拱顶掉块并在
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一定程度上抵御拱顶上方围岩的坍塌危险。
3、超前管棚，用于锚固前方围岩，适用于特殊困难地段，搭配钢架使用，结合注浆能起到良好的梁拱效应。一般采用长度为15-30米的φ89或φ108钢管。
4、超前水平旋喷桩
水平旋喷桩工艺是采用水平定向钻机先打设精度高于3‰的预导孔，预导孔打设到设计长度后旋转回撤钻杆，在回撤钻杆的同时，用35MPa的压力，将配制好的水泥浆液通过钻杆喷射到土体中。喷射流以巨大的冲击力切削土体,强制土体颗粒与水泥浆液搅拌混合，在胶结硬化后,形成水平圆柱状水泥土固结体,即水平旋喷桩。桩体之间相互啮合，在隧道拱顶及周边形成封闭的水平旋喷帷幕体。
水平旋喷桩不仅具有梁效应和土体改良效应，能够起到防流沙、抗滑移,保证隧道掘进安全的作用，同时水平旋喷桩在旋喷过程中，水泥浆液能沿着地层的缝隙渗透扩散，尤其在涌水量较大的地层中，水泥浆液扩散填充缝隙后，可使整个掌子面的稳定及止水效果有显著提高。
5、超前注浆
这里所说的超前注浆是指深度超过10米左右的深孔围岩注浆。其目的是加固开挖面前方一定范围内的地层、封堵水源，适用于特殊困难地段。其机理是依靠浆液压力，对有一定强度和裂隙的围岩通过充填、对类似于黏土性质的粉砂质围岩通过挤密劈裂作用，以达到加固围岩和堵水的作用。
5.6.3几种超前支护类型的施工
1、超前大管棚
（1）超前大管棚的作用
超前大管棚是利用尾端的锚固砼圈梁或已施工的支护为依托，在开挖轮廓线外沿以1°~3°的外插角，20~30cm的间距向前打入成排钢管。钢管内一般需要注浆处理。
超前大管棚最大的特点就是“纵向成梁，横向成拱”。施做完后，可以有效的防止开挖区段和掌子面拱部发生掉快、塌方甚至冒顶。
管棚法最早是作为隧道施工的一种辅助方法，在软岩隧道施工中穿越破碎带、松散带、软弱地层，涌水、涌砂层发挥了重要作用，且施工快、安全性高、工期短，被认为是隧道施工中解决冒顶塌方的最有效最合理的施工方法之一。由工程实践看，采用超前管棚
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可有效地防止塌方，同时也是处理塌方时常采用的方法。
（2）超前大管棚的施做要点 ①尺寸规格的选择
常用的大管棚多采用φ89或φ108钢管，长度一般在15~30米，间距30~40cm。 在处理软弱段地层时通常按照一定的长度采用若干个循环，在处理塌方时根据塌方空腔的长度并考虑已支护端的锚固长度和另一端的嵌岩深度来决定管棚长度，以求一次通过。
②注浆
一般情况下管棚都需要进行注浆。注浆一方面可以充填管棚本身，增加管棚的刚度和强度，另外浆液进入围岩可以改善围岩的力学性质。而一一相邻的管棚注浆后注浆区域相互重叠，可以形成一圈类似于砼圈梁的护拱，有效的防止掌子面顶部出现滑塌。
③外插角
外插角一般在1°到3°，具体需要根据围岩情况和施工机具的特点来确定，同时和管棚的长度也有一定的关系。
一般情况下，当围岩情况较好，施工机具对于管棚的定位比较精确，可以有效地控制管棚的前进方向，管棚较短时，可以采取较小的角度。
当围岩情况较差，施工机具的定位误差稍大，管棚较长时，可以采取稍大的角度。 这里需要提醒的是，当围岩较差时，采取较长的管棚往往会产生较大的下挠度，因此建议管棚长度在围岩较差时控制在15~20米为宜。
5.6.2超前水平旋喷桩
1、超前水平旋喷桩的适用性
适用于粘土层、沙层、粉细沙层、淤泥层等松散含水地层中隧道开挖前的超前预支护。 该技术对于地层的要求较高，要求施工区段的地层具有相当高程度的均匀性和一致性，同时出水量较大时会给旋喷施工带来相当大的难度。
2、超前水平旋喷桩的施工特点
当地层适用时，可以形成良好的砼桩体，有效防止坍塌和控制围岩变形。尤其在黄土区和软土地层具有非常好的效果。
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当地层情况比较复杂、富水时，水平旋喷桩成桩较困难，施工效率也大大降低。当孔内出水量较大时，存在返浆量大浪费严重的问题。
3、超前水平旋喷桩的意义
超前水平旋喷桩最大的意义是给隧道在处理复杂地质段落进行超前支护提供了新的思路和施工方法。但是目前水平旋喷桩在隧道复杂地质情况下的施工还处于初步阶段，无论从工艺工法还是施工机具都需要进一步的改进。
从目前水平旋喷桩在几个复杂地质隧道的应用情况来看，单纯的水平旋喷具有一定得局限性。水平旋喷必须和注浆、管棚相结合，才能在复杂地质隧道具有更广阔的应用前景。这需要在以后的应用施工中不断的摸索、总结和提高。
5.6.3超前注桨加固
1、超前注浆加固的特点 （1）循环时间长
相对于其他超前加固方案，超前注浆最不利的就是循环时间较长。一般每循环注浆少则一个月，多则数月。因此选择超前注浆加固往往是在使用其他方案都无法达到施工要求时的最后选择。
（2）技术方案要求高
超前注浆加固对技术方案的要求非常高。从布孔方案到浆液选择，从注浆工艺到压力控制，都必须根据现场的围岩情况进行针对性的方案设计，并在实施过程中不断的进行调整优化。
2、超前注浆加固的施工要点 （1）队伍必须专业化 专业化有以下几个含义： ①设备机具专业化
就是要有专业的机具设备，同时这些机具设备在国内同类产品中要有一定的领先性。 ②要有专业的注浆技术、管理、和施工人员
这里的专业是指技术人员要有丰富的注浆理论知识和实践积累，管理人员要有丰富的现场经验，施工人员要熟练掌握注浆工艺和机具设备的操作和日常维修。
（2）方案要有针对性
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方案要有针对性是指要尽可能的掌握注浆区段的围岩情况、地下水的分布情况，制定有针对性的注浆方案，以达到预期的注浆效果。该方案主要有以下几个方面：
①布孔
包括孔的大小、间距、个数、深度、注浆的顺序。好的布孔方案可以使整个注浆区域完全覆盖，不留空白区，关键部位具有一定的重叠区域。
②材料
包括是选取单液浆还是双液浆，是否考虑其他特种添加剂。材料是注浆能否顺利进行的保障，也是加固效果好坏的根本，好的注浆材料主要应满足以下几个条件：
：浆液的稳定性好，能达到胶凝和充填的预期效果。 ：浆液的粘稠度低，便于浆液的渗透。
：浆液胶凝时间可调，配置方便，现场操作简单。 ③压力
注浆压力的选择主要和围岩的受浆率、围岩的含水率、水头高度有关。在制定注浆方案前应对以上几个指标进行现场测试，尽可能准确掌握，并在实际注浆过程中根据每个孔的情况进行有针对性的调整。
④注浆方式
这里的注浆方式是主要是指前进式注浆和后退式注浆的选择。
对于大多数的围岩来讲，一般都是选择一次成孔的孔口注浆。但是对于复杂地质段落的注浆加固，仅仅从孔口注浆根本无法达到预期的注浆效果，实际往往需要根据不同的围岩情况和各个孔的实际情况选择针对性的注浆方式。
（3）超前辅助要配套
从实际角度讲，任何注浆方案都无法达到完美的注浆效果。同时由于工期的要求，实际的注浆循环时间也往往受到各种限制，因此纯粹依靠超前注浆加固进行超前支护是不可取的。而且注浆加固的一个特点就是为了达到最后的10%的效果，往往要付出比前面90%还要多的人力和物力的投入。
所以必须采取其他的超前措施进行辅助。
最常用的就是采取超前大管棚和超前小导管。超前大管棚的支护效果要远比超前小导管好，但是造价高；而超前小导管的优势是施做简单灵活。选择的依据是根据超前注浆
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的实际效果进行针对性的加强。
5.6.4其它加固方法
玻璃纤维加固超前核心土、机械预切槽、水平旋喷加固等都是国外提倡的新型超前核心土的加固方法。目前，新意法在国内还没有推广开来，大量应用的条件还不具备，此外不做过多叙述。
6几种异常状况处理办法
6.1支护变形超限
支护变形下的换拱策略：
1、首先加固围岩，将结构转变为超静定结构，并使其在加固点产生弯矩，这样才能限制变形的进一步发展，确保现有结构安全。
2、对变形段进行注浆加固
一般采取小导管注浆加固。小导管长4~6米，间距60cm梅花形布置，注单液浆即可。 3、待注浆完成后等强后对变形段进行拆除：
第一步：对原有钢架加设横撑、竖撑，并对有掉块，垮塌部位进行复喷加固。必要时加设系统、锁脚锚杆加固。
第二步：对原有相邻二榀钢架之间采取开挖凿除，而后加设支撑并喷射砼。 第三步：开挖拆除变形拱架及欠挖部位，而后按设计文件进行支护。
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6.2塌方处理
6.2.1掌子面失稳 分以下几种情况：
1、小面积塌方，石块掉落数量有限，没有形成大面积坍体。
首先待围岩稳定，没有发展后，采用挖掘机开挖二侧壁（马口）。拱架适当加密并架设至掌子面，背后空洞采用灌喷砼或者碎石混凝土回填密实。二衬紧跟掌子面浇筑。浇筑完毕后在进行下一步开挖循环。
2、第二种塌方面积较大，掉落石块体积较大需爆破处理，清理难度较大。 可先将塌体封闭，加固未损坏拱架，在拱顶至塌体之间架设模板封闭空腔，而后采用泵送碎石混凝土回填。
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6.2.2回头塌方
首先喷射砼封闭塌体，加固未损坏初支，尽可能的将初支靠近掌子面。在打设管棚，为下方创造一个棚架支护空间。而后对坍塌空腔予以填充，再缓步向前开挖，必要时可采取管棚注浆来加固，使其达到更好的棚护支撑效果。
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