高速铁路工程隧道施工技术

高速铁路隧道施工技术姓名：x吉x学号：6161xxxx摘要我国铁路隧道建设取得了举世瞩目的成就,一个以客运专线为重点的铁路网建设已经全面展开,隧道修建数量有了突飞猛进的增长。未来10年我国要修建的铁路隧道,其总长度将超过我国已建成的铁路隧道长度总和。在此期间,隧道建设规模与隧道设计理论不完善之间的矛盾日益突出,以经验设计为主的隧道设计方法面临着巨大的挑战,隧道设计中存在的诸多困惑已经严重制约了隧道建设的科学化、精细化、规范化。针对这一系列问题,论文对隧道设计要求、隧道施工技术方法、隧道支护和衬砌进行了总述。关键词：隧道设计要求；隧道施工技术；隧道支护；隧道衬砌第一章绪论铁路是国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具,是综合交通运输体系的骨干,在推动我国经济社会又好又快发展中发挥着重要作用。国家“十一五”规划纲要强调“加快发展铁路运输。重点建设客运专线、城际轨道交通、煤运通道,初步形成快速客运和煤炭运输网络”。国家“十二五”规划纲要明确“基本建成国家快速铁路网”,“加快铁路客运专线、区际干线、煤运通道建设,发展高速铁路,形成快速客运网,强化重载货运网”。2004年1月国务院审议通过了《中长期铁路网规划》。2007年国务院批复的《综合交通网中长期发展规划》,确定到2020年铁路网总规模达到12万公里以上。2008年根据国民经济发展新形势、新需求,国家及时调整了中长期铁路网规划,提出到2020年全国铁路营业里程达到12万公里以上,其中客运专线1.6万公里以上。由于我国幅员辽阔，又是多山的国家，山地面积占60%以上，为发展高速铁路建设，必须修建大量隧道，而且势必修建很多长、大隧道和隧道群。目前，我国已建成和在建的高速铁路隧道约800座，总延长超过1500公里李英杰，张顶立，刘保国，等．考虑围岩性质劣化的深埋软弱隧道破坏机理数值模拟研究［李英杰，张顶立，刘保国，等．考虑围岩性质劣化的深埋软弱隧道破坏机理数值模拟研究［J．土木工程学报，2012，45(9):156－166．表1-1已建成和在建的5公里以上我国高速铁路隧道一览表序号隧道名称隧道长度/m所在线路贯通年月备注1太行山隧道27839石太2007.12单线2壁板坡隧道14756沪昆2016双线3大别山隧道13256合武2007.06双线4霞浦隧道13099温福2008.01双线5大南山隧道12701厦深2009.12双线6雪峰山1号隧道11679沪昆2014.12双线7南梁隧道11526石太2007.06单双线8狮子洋隧道10800广深港2011.03双线9金寨隧道10766合武2007.11双线10浏阳河隧道10115武广2008.12双线11大瑶山1号隧道10081武广2008.06双线12梁山隧道9898厦深2013.01双线13鸡面山隧道9745温福2007.05双线14分水关隧道9735温福2008.01双线15栋梁坡隧道9294沪昆2013.11双线16双鹰顶隧道9275厦深2010.04双线17江门隧道9185广珠2016双线18黄龙寺隧道8716石武2010.08双线19梅林隧道8607厦深2013.01三线20张茅隧道8483郑西2008.12双线21大瑶山3号隧道8289武广2008.12双线22凤凰山隧道7979甬台温2007.09双线23红石岩隧道7857合武2007.07双线24函谷关隧道7851郑西2008.09双线25秦东隧道7684郑西2008.04双线26石板山隧道7505石太2007.04双线27太坤山隧道7006甬台温2008.04双线28飞鸾隧道6718温福2007.07双线29八仙仑隧道6713温福2007.08双线30乌岩山隧道6208甬台温2008.01双线31大瑶山2号隧道6027武广2008.06双线32黄晶岭2号隧道5735福厦2007.12双线高速铁路隧道的大量兴建，将推动我国铁路隧道建造技术的快速发展，但同时也给隧道设计和施工带来了诸多技术难题。随着列车运行速度的提高，列车对轨道的冲击振动增大，传给隧道结构的振动波也相应加强，加上我国高速铁路隧道内一般采用板式无碴轨道结构形式，其刚度大，不利于振动波衰减，由轨道传递到隧道结构及基岩的振动冲击强度要比有碴轨道条件下大得多，因此，高速铁路隧道结构必须具有更高的动力稳定性梁小勇，扈世民，张春会．深埋大断面黄土隧道围岩失稳试验研究［J．岩土工程学报，2013梁小勇，扈世民，张春会．深埋大断面黄土隧道围岩失稳试验研究［J．岩土工程学报，2013，35(增2):559－562．第二章高速铁路隧道工程设计要求2.1隧道横断面有效净空尺寸的选择隧道横断面净空尺寸的选择，需要考虑的因素：隧道建筑限界、线路数量、线间距、应预留的空间、考虑空气动力学影响所需的空间、设备安装空间等。2.1.1隧道建筑限界普通铁道隧道、高铁、客运专线限界分为机车车辆限同时,施工工艺及材料的要求都是随着行车速度的增加不断提高的。随着列车时速的增加,隧道的内轮廓都有相应地增大。高铁（客运专线）建筑限界是不变的，而普速则根据列车类型及运行速度的不同，建筑限界不同。普通地铁建筑限界形式有矩形隧道建筑限界、马蹄形隧道建筑限界、圆形隧道建筑限界、高架线及地面线建筑限界、车辆段车场线建筑限界。地铁的车辆限界与设备限界可由其车型得而统一，而其建筑限界还应根据隧道的具体形式根据公式计算得出。普通铁路隧道、高铁、客运专线限界形式都较为单一。高速铁路的曲线半径均较大，因此位于曲线上的隧道，原则上不考虑曲线加宽。我国高速铁路隧道建筑限界基本尺寸及轮廓图2.1.2线路数量和线间距在通常情况下，高速铁路隧道考虑到空气动力学的特性，都采用单洞双线断面，较少采用双洞单线的断面。长大隧道，考虑维修养护条件及防灾的需求等，有时也采用双洞单线方案。单洞双线方案土建工程成本更高。一般情况下线间距都应大于4m，我国高速铁路的线间距，目前暂定为5m。2.1.3预留空间安全空间：至少高为2.2m，宽为0.80m；避难和救援空间：在线路两侧设置一个贯通的避难和救援通道直通到隧道外；建筑维修空间;架设接触网设备空间：指在电气化铁道上需预留架设接触网等设备的空间。2.1.4空气动力学所需空间高速铁路隧道的设计特点主要体现在隧道横断面的设计上。其横断面面积除了通常要考虑的隧道建筑限界和列车运营要求外，还必须考虑满足列车—隧道空气动力学的要求。根据我国高速铁路隧道的规定，要满足最大瞬变压力控制标准值3.0kPa/3s的要求,即列车横断面积与隧道横断面积的比值,这里的隧道横断面积，通常是指轨道面以上的断面积。我国高铁隧道阻塞比暂为0.10～0.12。章慧健，龚伦，仇文革，等．隧道分部开挖的围岩松动区演变分析［J．岩土工程学报，2014，36(12):2323－2329．国家法国德国意大利日本西班牙列车最高速度(km/h)270250250300220240300列车横断面积(㎡)109.712.612.610隧道横断面积(㎡)718253.87660.563.875阻塞比0.13~0.150.130.180.130.21~0.220.20~0.210.13线间距(m)4.24.74.04.24.34.5~4.7表2-1一些国家高速铁路隧道的基本参数2.2高速铁路隧道与普通铁路隧道的不同点2.2.1空气动力学问题当高速列车在隧道中运行时要遇到空气动力学问题，为了降低及缓解空气动力学效应，除了采用密封车辆及减小车辆横断面及在洞口增设缓冲结构；另外还有其它辅助措施，如在复线上双孔单线隧道设置一系列横通道；以及在隧道内适当位置修建通风竖井、斜井或横洞。2.2.2需采用复合衬砌或整体式衬砌高速铁路隧道的横断面较大，受力比较复杂，且列车运行速度较高，隧道维修有一定的时间限制，复合衬砌和整体式衬砌比喷锚衬砌安全，且永久性好，故一般不采用喷锚衬砌。序号类别标准单线双线1200km/h客客货共线50m280m22200km/h客客运专线53m287m23250km/h客客货共线58m292m24250km/h客客运专线5350km/h客客运专线70m2100m22.2.3需采用较厚的铺底混凝土隧底结构由于在长期列车重载作用及地下水侵蚀的影响下极易产生破坏，从而引起基底沉陷、道床翻浆冒泥等病害，不但增加养护维修工作量，而且严重影响运营安全，尤其是高速铁路对隧道底部的强度较普通铁路要求更高，且高速铁路隧道断面跨度较大，因此要求高速铁路隧道铺底厚度不小于30cm。高速铁路隧道衬砌必须采用高性能混凝土。2.3高速铁路隧道主要技术标准2.3.1隧道内轮廓隧道断面内轮廓主要依据：满足空气动力学效应满足铁路建筑限界要求养护、维修和救援空间要求《200公里暂规》规定：单线隧道内轨顶面以上净空面积应不小于50m2；双线隧道内轨顶面以上净空面积应不小于80m2。《高速暂规》规定：单洞双线隧道断面有效面积不宜小于100m2；单线隧道断面有效面积不宜小于70m2。2.3.2安全空间《高速暂规》规定：隧道内安全空间应在距线路中线3.0m以外，单线隧道设在电缆槽一侧，多线隧道必须设在两侧。安全空间尺寸：高度不应小于2.2m，宽度不应小于0.8m。2.3.3隧道衬砌隧道衬砌采用复合式衬砌或整体衬砌，不得采用喷锚衬砌；衬砌形式均应采用曲墙式，III～VI级围岩衬砌应采用曲墙带仰拱，I、II级围岩地段可采用曲墙不带仰拱。各级围岩隧道结构及仰拱填充混凝土强度等级不应低于C25，钢筋混凝土强度等级不应低于C302.3.4救援通道500m以上的隧道应设贯通隧道的救援通道，双线隧道设置在两侧，单线隧道单侧设置。何本国，张志强，阚呈，等．基于拱效应的软岩大断面隧道锚杆作用效应研究［J］．武汉理工大学学报，2013，35(1):1－5．表2-2救援通道参数宽（m）高（m）距中线（m）200公里暂规1.252.2≥2.2高速暂规1.5≥2.2≥2.21.《200公里暂规》规定：长度在500m以上的隧道应设贯通整个隧道的高2.2m，外侧距线路中线不得小于2.2m。救援。救援通道应设在安全空间一侧，距线路中线不应小于2.3m。救援通道行走面应不低于轨面高程。救援通道宽度不应小于1.5m，在装设专业设施处，宽度可减少0.25m；净高不应小于2.2m。但与建筑限界一起可以作为控制隧道横断面宽度的依据。4.救援通道可部分侵入建筑限界，因为救援通道是在列车停运条件下才使用。5.根据德国规范，两端洞口救援通道的长度，在配备救援列车时为1000m，无救援列车时为500m，因为无车辆和带有呼吸面罩的工作人员不能根据德国规范，救援通道的最小宽度应不小于1.25m。2.3.5缓冲结构缓冲结构的作用：减缓列车进入隧道产生的空气动力学效应。缓冲结构设置情况：设置缓冲结构考虑因素：列车类型及长度、隧道长度及横断面净空面积、隧道内轨道类型、洞口附近地形和洞口附近居民情况。结构形式应实用美观结构侧面或顶面应开减压孔，开孔面积为隧道断面有效面积的0.2～0.3倍缓冲结构宜采用钢筋混凝土。2.3.6辅助洞室辅助洞室为存放维修工具和其他部门需要的专用洞室。设置情况：洞室应沿隧道两侧交错布置，每侧布置间距应为500m左右，洞室尺寸宜参照现《铁路隧道设计规范》大避车洞尺寸设计。2.3.7隧道防排水在复合式衬砌隧道中，初期支护与二次衬砌之间应铺设防水板，隧道两侧设有双侧排水沟。隧道处于富水地层应采用深排水沟，其设置情况如下：单线隧道，深排水沟可设在两侧原水沟下方；双线隧道，应设中心深排水沟。隧道衬砌背后应设置与深排水沟配套的纵、环向排水盲沟。通过合理设置隧道应急设备，达到隧道灾害事故早发现、快速救援的效果。应急设备设置情况：紧急呼叫电话交错设置，间距5500m紧急出口通道两侧设置并设标示示牌应急照明紧急出口、紧急电电话和通道均均设置第三章隧道施工技术3.1隧道施工技术简介影响施工方法的主要因素：（1）工程的重要性。一般由工程的规模、使用上的特殊要求，以及工期的缓急体现出来。（2）工程地质与水文地质条件，其中包括围岩级别、地下水及不良地质现象等围岩级别是对围岩工程性质的综合判定，对施工方法的选择起着重要的甚至决定性的作用。（3）施工技术水平、机械设备情况。（4）施工中动力和原材料供应情况。（5）工程投资与运营后的社会效益和经济效益。（6） 对环境的保护要求。（7）隧道的横断面积（和围岩一样重要，是主控因素）、隧道的埋深（隧道的埋深与围岩的初始应力场及多种因素有关，在同样的地质条件下，由于埋深不同，施工方法也有很大差异。）（8）施工单位的习惯做法表3-1隧道施工工法的对比序号施工方法环境场地要求优点缺点发展方向1明挖法市郊施工场地开阔阔，软岩和土土体，如北京京和天津地铁铁进度快，工作面大大，便于机械械和大量劳动动力投入破坏环境生态，影影响交通，带带来尘土和噪噪声污染1）有效井点降水系系统；2）可靠的支撑系统统；3）大型土方方机械，混凝凝土搅拌及运运输机械2传统矿山法岩石和坚硬土体，如如青岛和重庆庆地铁地面干扰小，造造价低进度慢，劳动强度度高，风险大大1）多臂钻孔台车，自自动装药引引爆装置；22）光面爆破破，喷锚支护护，监控数据据反馈指导设设计和施工方方法3暗挖法埋深较浅对土体进进行冻结、注注浆、深层搅搅拌桩加固地地基，棚管法法加固，浅埋埋车站，如北北京、哈尔滨滨等城市地铁铁地面干扰小，造价价低，便于土土法上马机械化程度低，劳劳动强度高，环环境恶劣，风风险大1）发展可靠的浅地地层地基处理理技术；2）小型灵活活的地下开挖挖机械；3）可靠的临临时支护措施施和机具4盾构法和顶管法法城市软地层、深埋埋隧道，如上上海、广州、北北京等城市地地铁地面影响小，机械械化程度高，安安全，工人劳劳动强度低，进进度快机械设备复杂，价价格昂贵，施工工艺繁繁，专业施工工队伍1）开发适用不同地地质条件，自自动更换刀盘盘的气压、土土压泥水平衡衡盾构和顶管管，超前探测测排障技术术；2）钢纤维挤挤压混凝土衬衬砌;3）三维仿真真计算机管理理系统，管理理信息化，自自动化；4）自动导向向，中途对接接异型盾构5沉管法(连续沉沉井)跨越江河湖海，软软地基，如广广州、宁波、上海过江隧隧道造价省，速度快，隧隧道断面大封锁江河水面，专专门的驳运、下下沉、对接的的机具，水下下作业，风险险大1）大型涵管制作及驳驳运技术；22）地下定位位对接、防水水技术6凿岩机法（TBMM）坚硬岩石地质，如如广州地铁速度快，机械化程程度高，安全，地面面无干扰造价高，使用掌握握复杂，刀具具易磨损1）开发国产高性能能凿岩机；22）改进高强强合金刀具；；3）完善后配配套系统；44）超前不良良地质探测系系统方法的选择，是一项“模糊”的决策过程，它依赖于有关人员的学识、经验、毅力和创新精神。对于重要工程则需汇集专家们的意见，广泛论证。必要时应当开挖试验洞对理论方案进行实践验证。从目前我国高速铁路趋势来看，在今后很长一段时间内，仍以采用新奥法为主，这也符合世界潮流。3.2隧道开挖方法3.2.1全断面一次开挖法全断面一次开挖法适应条件：Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级围岩，大型施工机具(钻孔台车、模板台车等)，中长隧道（经济性考虑）。全断面开挖的优点:工序少，相互干扰少，便于组织施工和管理；工作空间大，便于大型机械化施工；施工进度高，目前，我国铁路隧道一般都能保持月进成洞平均150m左右，高者已接近300m／月,施工环境较好。台启民，张顶立，房倩，等．暗挖重叠地铁隧道地表变形特性分析［J］．岩石力学与工程学报，2014，33(12):开挖施工程序：①用钻孔台车，钻眼，然后装药、联接导火线；②退出钻孔台车，引爆炸药，开挖出整个隧道断面；③排除危石，安设拱部锚杆和喷第一层混凝土；④用装碴机将石碴装入出碴车，运出洞外；⑤安设边墙锚杆和喷混凝土；⑥必要时可喷拱部第二层混凝土和隧道底部混凝土；⑦开始下一轮循环；灌注内层衬砌。3.2.2台阶法台阶法中包括长台阶法、短台阶法和超短台阶法等三种，其划分一般是根据台阶长度来决定的。适用条件:跨度较大，围岩较破碎的情况。台阶法适用于Ⅲ、Ⅳ级围岩地层和洞口段、偏压段、浅埋段的Ⅰ～Ⅳ级硬岩地层和Ⅱ、Ⅲ级软岩地层，但应视具体情况采取超前大管棚、超前锚杆、超前小管棚、超前预注浆等辅助施工措施进行超前加固，并根据工程实际、地层条件和机械条件，选择合适的台阶方式。选择台阶长度的条件：(1)初期支护闭合环的时间要求。围岩越差，闭合时间要求越短，台阶必须缩短。(2)施工机械的效率。效率高，则可以缩短支护闭合时间，台阶可适当加长。原则：希望初期支护尽快闭合。围岩不好时，应以条件⑴为主；围岩较好时，应以条件⑵为主。长台阶法：将断面分成上半断面面和下半断面面两部分进行行开挖，上、下断面相距距较远，一段段上台阶超前前50m以上或大于于5倍洞跨。适用条件：适用范范围较全断面面法广泛，凡凡是在全断面面法中开挖面面不能自稳，但但围岩坚硬不不用底拱封闭闭断面的情况况，都可采用用长台阶法。2)短台阶法台阶缩短：（11～1.5）B≤L＜5B,特点：①支护闭合时间加快快，围岩稳定定性增加；②台阶缩短加大了对对下台阶施工工的干扰。适用于：Ⅴ、Ⅳ级级围岩3)超短台阶法上台阶长度仅为33～5m。特点：更有利于控控制围岩变形形，但上下台台阶相隔太近近，施工干扰扰大。适用于：软弱破碎碎围岩(Ⅴ、ⅥⅥ级围岩)4)施工工序短台阶施工注意：：①下半断面开挖应在在上半断面初初期支护基本本稳定后才能能进行；②开挖后要及时喷喷砼，暴露时时间愈长愈不不安全；③量测要及时，当当位移速度加加快时，应立立即采取措施施。将3种台阶法放在一起起比较：区别别主要在台阶阶长度。表3-2三种分部部开挖法分部开挖方法特点适用于环形开挖留核心土土法①留核心土支顶工作作面，稳定性性优于超短台台阶法：②进度慢。土质或易坍塌的软软弱围岩；小小型施工机具具。单侧避导坑法①洞室开挖跨度减小小，有利于围围岩稳定；②导坑要闭合，增加加了材料用量量；③进度慢。断面跨度大，对地地表沉陷有控控制要求的软软弱。双侧壁导坑法①双导坑，使洞室室最大开挖跨跨度更小，稳稳定性增加；；②耗材增加；③进度慢。对地表沉陷要求更更高，或跨度度更大的隧道道。3.3新奥法新奥法即新奥地利利隧道施工方方法的简称，简简记为NATTM（NewAusstrainnTunneellinggMethood）。新奥法概概念是奥地利学者拉布布西维兹教授授于50年代提出出的，它是以以隧道工程经经验和岩体体力学的理论论为基础，将将锚杆和喷射射混凝土组合合在一起，作作为主要支护护手段的一种种施工方法，经经过一些国家家的许多实实践和理论研研究，于600年代取得专专利权并正式式命名。3.3.1新奥法特点1.及时性新奥法施工采用喷喷锚支护为主主要手段，可可以最大限度度地紧跟开挖挖作业面施工工，因此可以以利用开挖施施工面的时空空效应，以限限制支护前的的变形发展，阻阻止围岩进入入松动的状态态，在必要的的情况下可以以进行超前支支护，加之喷喷射混凝土的的早强和全面面粘结性因而而保证了支护护的及时性和和有效性。在在巷道爆破后后立即施工以以喷射混凝土土支护能有效效地制止岩层层变形的发展展，并控制应应力降低区的的伸展而减轻轻支护的承载载，增强了岩岩层的稳定性性。2.封闭性由于喷锚支护能及及时施工，而而且是全面密密粘的支护，因因此能及时有有效地防止因因水和风化作作用造成围岩岩的破坏和剥剥落，制止膨膨胀岩体的潮潮解和膨胀，保保护原有岩体体强度。当喷喷射混凝土支支护以较高的的速度射向岩岩面，很好的的充填围岩的的裂隙，节理理和凹穴，大大大提高了围围岩的强度；；同时喷锚支支护起到了封封闭围岩的作作用，隔绝了了水和空气同同岩层的接触触，使裂隙充充填物不致软软化、解体而而使裂隙张开开，导致围岩岩失去稳定。3.粘结性连锁作用：即将被被裂隙分割的的岩块粘结在在一起,若围岩的某块块危岩活石发发生滑移坠落落，则引起临临近岩块的连连锁反应，相相继丧失稳定定，从而造成成较大范围的的冒顶或片帮帮。开巷后如如能及时进行行喷锚支护，喷喷锚支护的粘粘结力和抗剪剪强度是可以以抵抗围岩的的局部破坏，防防止个别围岩岩滑移和坠落落，从而保持持围岩的稳定定性。复合作用：即围岩岩与支护构成成一个复合体体（受力体系系）共同支护护围岩。喷锚锚支护可以提提高围岩的稳稳定性和自身身的支撑能力力，同时与围围岩形成了一一个共同工作作的力学系统统，具有把岩岩石荷载转化化为岩石承载载结构的作用用，从根本上上改变了支架架消极承担的的弱点。增加作用：开巷后后及时进行喷喷锚支护，一一方面将围岩岩表面的凹凸凸不平处填平平，消除因岩岩面不平引起的应力力集中现象，避避免过大的应应力集中所造造成的围岩破破坏；另一方方面，使巷道道周边围岩由由双方向受力力状态，提高高了围岩的粘粘结力和内摩摩擦角，也就就是提高了围围岩的强度。4.柔性喷锚支护属于柔性性薄性支护，能能够和围岩紧紧粘在一起共共同作用，由由于喷锚支护护具有一定柔柔性，可以和和围岩共同产产生变形，在在围岩中形成成一定范围的的非弹性变形形区，并能有有效控制允许许围岩塑性区区有适度的发发展，使围岩岩的自承能力力得以充分发发挥。另一方方面，喷锚支支护在与围岩岩共同变形中中受到压缩，对围岩产生越来越大的支护反力，能够抑制围岩产生过大变形，防止围岩发生松动破坏。3.3.2新奥法原理1）支护-围岩共同同作用原理围岩既是生产支护护荷载的主体体，又是承受受岩层荷载的的结构，支护护-围为作承力过为护结构构的荷载采用用厚衬砌的传传统做法。围岩压力是变形压压力和松动压压力的组合，大大部分压力((特别是变形形压力)由围围岩自身承担担，只有少部部分转移到支支护结构上；；支护荷载既既取岩又护度间松区和围岩岩内的二次应应力状态又与与支护结构的的性质和支护护时间有关。2）柔性支护观点支护刚度不必太大大，当支护做做完后，能与与岩体一起生生产一定的位位移，释放部部分变形能，但但又能使支护护足以保持平平衡，保持围围岩稳定。柔柔性支护，尽尽早支护，既既及时封闭围围岩，防止风风化，又能释释放变形能，合合理利用围岩岩与支护共同同承担应力调调整过程中的的所有作用。支支护结构为闭闭合环，锚喷喷网综合支护护主要支护手手段。3.4隧道开挖光面爆爆破技术光面爆破技术约在在1950年发发源于瑞典，1952年在加拿大首次应用。光面爆破的实质是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术，下图是一个典型的光面爆破炮眼效果图。3.4.1光面爆破特点(1)爆破后成型规整，符符合设计轮廓廓，特别在松松软岩层中更更能显示出光光面爆破的作作用。光面爆爆破后通常可可在新形成的的壁面上残留留清晰可见的的半边孔壁痕痕迹。（2）光面爆破可以大大大减少巷道道的超挖量，提提高施工质量量，加快施工工进度，节省省大量的混凝凝土衬砌浇筑筑量。（3）光面爆破对围岩岩的破坏要轻轻微得多。根根据声波探测测表明，采用用光面爆破时时，围岩松弛弛带的范围只只是常规爆破破方法的1/3~1/2，从而提高高了围岩的稳稳定性，减少少了支护工作作量；采用光光面爆破，围围岩的壁面平平整，危石少少，撬顶工作作简单，减轻轻了表面应力力集中现象，避避免局部冒落落，增进了围围岩的稳定和和施工安全，并并为喷锚支护护的使用创造造了有利条件件。3.4.2光面爆破的优点对掘进巷道来说，爆爆破顺序是掏掏槽、崩落，最最后周边眼光光面爆破。在在巷道掘进中中采用光面爆爆破具有以下下优点：①光爆锚喷施工质质量好，减少少了围岩的位位移、松动和和破坏，增加加了安全性。唐山地震后，曾对开滦煤矿井下4515m光爆锚喷巷道作了震后检查，完好率达95%。对掘进巷道来说，爆破顺序是掏槽、崩落，最后周边眼光面爆破。在巷道掘进中采用光面爆破具有以下优点：②减少超挖、节约约材料，降低低了成本。根据徐州矿务局统统计，成本大大约降低300%。据大秦线线铁路施工统统计，在199km隧道掘掘进中，如每每循环超挖10cmm，则相当于于多挖1kmm相同断面隧隧道；全国每每年各类巷道道进尺约50000km，相相当于多挖2250km，浪浪费10多亿元。3.4.3光面爆破技术总结结光面爆破的优点在在完整岩体中中十分明显，可可以直观地感感到爆破后的的开挖面光洁洁平整，岩体体完整，爆破破裂隙不发育育，给人以安安全感。在松松软的岩石中中，特别是在在一些不均质质的岩体和构构造发育的岩岩体中采用光光面爆破在减减轻围岩的破破坏，减少超超挖以及避免免产生冒顶等等方面，仍起起到很大作用用。第四章隧道支护护与衬砌4.1初期支护隧道开挖后，为控控制围岩应力力适量释放和和变形，增加加结构安全度度和方便施工工，隧道开挖挖后立即施作作刚度较小并并作为永久承承载结构一部部分的结构层层，称为初期期支护。隧道道工程中初期期支护一般采采用锚喷网结结构形式。包包括喷射混凝凝土、锚杆、钢钢筋网和钢架架等单一或组组合的支护形形式。初期支护特点：及时性：喷射早强强砼，能迅速速给围岩提供供支护抗力；；密贴性：喷射砼与与围岩能全面面密贴粘结；；深入性：锚杆可深深入围岩一定定深度加固围围岩，形成承承载圈。柔性：容易调节围围岩变形，可可控制围岩塑塑性变形适度度发展，发挥挥自承能力；；封闭性：可阻止水水对围岩的侵侵蚀而引起风风化等。工序流程：爆破或或开挖后应首首先清除浮石石或修边，然然后立即进行行初喷混凝土土封闭围岩，以以期充分发挥挥围岩的自稳稳能力。出碴碴结束后，再再根据围岩级级别施作拱架架、锚杆、挂挂网、及复喷喷混凝土至设设计厚度。1、初期支护——钢拱拱架钢架分型钢钢架与与格栅钢架两种种，一般应与与锚杆、喷混混凝土共同同使用。2、初期支护——锚锚杆1）、锚杆的类型::隧道支护用用锚杆一般包包括普通砂浆浆锚杆、水泥泥锚杆、药包包锚杆（树脂脂锚杆）、锁锁脚锚管（摩擦锚锚杆)、径向向螺纹钢锚杆杆。2）、锚杆的力学作作用①悬吊作用:将不稳稳定岩层悬吊吊在坚固岩层层上，阻止围围岩移动滑落落。②减跨作用在隧道顶顶板岩层中打打入锚杆，相相当于在顶板板上增加了支支点，使隧道道跨度减小，从从而使顶板岩岩体应力减小小。③组合梁作用在岩层层中打入锚杆杆，将若干薄薄弱岩层锚固固在一起，类类似将叠合的的板梁变成组组合梁，提高高岩层的承载载力。④整体加固作用锚杆杆群锚入围岩岩后，其两端端附近岩体形形成圆锥形压压缩区，按照照一定间距排排列的锚杆在在锚固力作用用下构成承载载环。3、初期支护——铺设设钢筋网片4、初期支护——喷砼砼4.2隧道衬砌铁路隧道作为地下下结构物，除除了应满足铁铁路运输在使使用上的要求求外，还必须须具有耐久性性。一般除了了地质坚硬、不不易风化的II级围岩外，都都应施作混凝凝土衬砌。所所以，模筑整整体混凝土衬衬砌在传统上上就是持久保保证隧道功能能的重要结构构。隧道衬砲裂缝的分分布与外荷载载的大小及分分布形式紧密密相关。在偏偏压条件下，无无论是地形偏偏压还是地质质引起的偏压压，很小的偏偏压作用都会会引起衬砲裂裂缝的产生。地地形偏压情况况下，衬砲拱拱腰部位易出出现裂缝，隧隧道覆土较深深侧衬砲拱腰腰会出现数条条间距均匀的的裂缝，其中中某条裂缝比比周围其它裂裂缝深；隧道道覆土较浅侧侧衬砌拱腰裂裂缝少而浅。偏偏压情况越严严重，裂缝数数量越多，裂裂缝间距越密密，裂缝深度度越深。地质质偏压情况下下，靠近节理理、裂隙及断断层等不良地地质围岩侧衬衬砌会产生数数量较多，深深度较深的裂裂缝，随着地地质条件恶劣劣程度的加深深，險道拱顶顶、拱顶偏节节理、裂隙及及断层等不良良地质围岩侧侧、无节理、裂裂隙及断层等等不良地质围围岩侧衬砲拱拱腰部位会相相继出现裂缝缝。PardoGS，SaezE．Experimentalandnumericalstudyofarchingsoileffectincoarsesand［J］．Computers