Q=Anα (1+β ) 3 3 式中：Q 为总注浆量（m ）,A 为注浆范围岩层体积（m ）,n 为围岩空隙率（%） ， α 为浆液充填系数， 一般取 0.7—0.9 之间，β 为注浆材料损耗系数，通常取 0.1 左右。 可以把 nα (1+β )统称为充填率，土质地层及岩石地层的充填率相差较大，表 2-5 为不同地层充填率 的经验数值。 表 2-5 地质条件 土质地层 粘土质地层 砂质地层 砂砾质地层 岩石地层 一般破碎岩层 断层破碎带 火成岩类 土质和岩石地层的充填率 充填率（%） 20---40 40---60 约 60 1—2 5 左右 <=1
仰拱 6.0 0 100 仰拱 6.0 0 100
表 1-4 有无仰拱 无 有 减小（%） 表 1-5 有无仰拱 无 有 减小（%）
洞周位移(cm) 拱顶 2.867 1.290 55 拱顶 2.73 4.06 49 边墙 0.208 0.156 25 边墙 2.58 3.16 22 仰拱 8.550 3.473 59 仰拱 1.39 2.0 44
边墙 位移(cm) 比例 1.0 0.63 0.55 9.406 14.306 10.339
仰拱 位移(cm) 比例 1.0 1.52 1.1
隧道开挖方法选择
施工条件 围岩条件
工期
影响开挖 方法的因素
埋深
隧道断面积
经济
环境条件
表 1-7 条件 隧道断面 围岩条件 安全性 施工机械 施工工序及工期 造价 围岩变化时施工 方法的适应性 地应力场中主应 力方向由竖直向 水平转移时 施工管线布置 配合辅助支护措 施 对关键部位支护 的时效性
左右并行隧道相互影响范围的划分
隧道间隔 ＜1.0 D 1.0～2.5 D ＞2.5 D ＜1.5 D 1.5～2.5 D ＞2.5 D 接近度的划分 必须采取措施的范围 要注意范围 无影响范围 必须采取措施的范围 要注意范围 无影响范围
表 2-5-2
隧道位置的相互关系 新建隧道在既有隧道的下方
３、注浆法
预注浆方式 地面预注浆 适用条件及 施工方法 适用于隧道 埋 深 <=50m ， 由地面向隧 道洞身垂直 钻孔 优缺点 优点： 1、地面作业，施工场地宽阔，工作条件好； 2、 可用多台钻机同时作业， 注浆工序可在隧道开挖前 完成，加速施工进度； 3、注浆孔定向、定位上较容易。 缺点： 1、注浆成本受隧道埋深控制，深度大，不经济； 2、 必须有较好的止浆设备。 洞内工作面预注浆 适用于洞内 开挖施工，对 围岩钻孔注 浆 优点： 1、洞内作业，不受隧道埋深限制； 2、注浆钻孔可视围岩变化相应调整，注浆效果好； 缺点： 1、注浆与开挖作业交替进行，增加施工工期； 2、注浆工作面狭小，与开挖工序有干扰。 辅 助 坑 道 向 隧道 正 洞预注浆 适用于隧道 通过不良地 质地段，由辅 助坑道向隧 道正洞钻孔 注浆 优点： 1、可避免注浆与开挖施工的干扰； 2、注浆加固效果好，利于开挖施工； 缺点： 1、辅助坑道内须开挖注浆洞室，增加工程费； 2、在不良地质地段的注浆洞室需支护。
. 因围岩的变化取决于 . 斜向锚杆作支护构 围岩 强度 ， 故须 留核 件的作用效果，尚未 心， 此时须让锚杆尽早 完全弄清 产生作用 . 覆盖土少，仅凭喷混 凝土 和钢 支 撑支 护就 能保证隧道稳定时， 只 须作弧形导坑
１、小管棚法
1、小管棚纵向加固长度不小于 0.4 倍洞跨。 0 2、小管棚横向加固范围为 120 ，下部采用长锚杆。 3、小管棚环向设置间距一般为 20～50cm。外插角 10 --30 ， 。两小导管间纵向水平搭接长度不小于 1/3 小 导管长度。 4、小管棚直径为Φ 42—50mm，材料为热轧无缝钢管。 5、小管棚构造为：小管棚前部应钻注浆孔，孔径为 6～8mm，孔间距 10～20cm，呈梅花形布置。前端加工 成锥形，尾部长度不小于 30cm。作为不钻注浆孔的预留止浆段。 6、小管棚注浆参数：通常压注水泥砂浆，水灰比 w/c＝0.5～1.0。当围岩破碎，岩体止浆效果不好时， 亦可采用水泥—水玻璃双液注浆，将浆液凝结时间控制在数分钟之内。注浆压力为 0.5～1.0Mpa。必要时 在孔口设止浆塞。 浆液扩散半径 R 可根据导管排列密度确定，考虑注浆扩散范围相互重叠的情况，可按下式计算： R＝(0.6—0.7)L 式中：L 为导管中心间距，单根导管注浆量 Q 按下式计算： 2 Q＝3.14R ln 式中 R 为浆液扩散半径，l 为导管长度，n 为围岩空隙率。
环形开挖法
CD法
CRD法
双侧壁法
有无仰拱 无 有 减小（%） 有无仰拱 无 有 减小（%）
拱顶 2.0 0 100 拱顶 2.0 0 100
拱肩 8.0 4.0 50 拱肩 8.0 4.0 50
边墙 2.0 0.5 75 边墙 2.0 0.5 75
墙角 8.8 6.0 32 墙角 8.8 6.0 32
接近度划分 无影响范围 要注意影响范围 划分原则 不考虑相互影响 通常不会产生有害的 影响。但影响是存在 的。 产生有害的影响 措 施 一般不需要采取措施 一般采取合适的施工方法，根据结构物的位 移、变形量等容许值，决定应采取的措施，要 求进行量测管理。 必须从施工方法上采取措施，根据结构物的位 移、变形来研究影响程度并采取措施。要求进 行充分地量测管理。
必须采取措施范围
对于隧道位于必须采取措施范围内时，应研究采取何种措施，可分为： （1）既有建筑物加固对策。 （2）中间地层加固对策。 （3）新建隧道加固对策。
0 0
２、大管棚法
1、导管设置间距(侧边、底部） 、钻孔应根据地层性质（裂隙、地下水等） 、地层压力、导管设置部位（隧 道的顶部、 机具性能及隧道开挖方法等条件确定， 一般为 30～50cm， 或按 2.0～2.5d 估算 （d 为导管外径） 。 纵向两组管棚间应有不小于 1.5m 的水平搭接长度。 2、导管为热轧无缝钢管，外径 80～180mm，长度为 10～80m，分段安装，分段长 4～6m，两段之间用“V” 型对焊或丝扣连接。 3、导管上须钻注浆孔，孔径为 10～16mm，孔间距为 15—20cm，呈梅花型布置。导管尾部留有不钻孔的止 浆段。导管注浆有两种形式，一种是通过导管上的注浆孔向地层内注浆，既加固地层又充填导管。另一种 是向导管内灌注水泥砂浆或混凝土，砂浆或混凝土的标号为 200 一 300 号。 4、导管中可增设钢筋笼，以提高导管的抗弯能力。钢筋笼由四根主筋和固定定环组成。主筋直径为 16～ 20mm，固定环用短管节或钢筋环焊接而成。 5、与管棚配合使用的钢架，可采用钢轨、Ｈ型钢及钢管等加工制成。 6、当导管钻孔的孔壁不致坍塌时，可采用直接撞击法将导管撞击至设计位置。当导管钻孔的孔壁容易坍 塌时，则宜用导管与钻头同时钻进的方法，导管前端安装钨铀合金片等硬质钻头。 7、导管安装偏差 e 为： e<=0.006l---0.015l 0 式中：e 为导管安装偏差；l 为导管长度。导管钻孔可预留 1 左右的外插角。
稳定掌子面和拱部的辅助工法 概念图 适用性 问题点 . 适用性最广，实例也 . 搭接插板挡土锚杆 多， 但有时与化学药剂 会产生周期性影响 灌注法结合使用 . 施工角度大，超挖 .原则上须全面粘结型 量多，故须想办法在 H 型钢的梁腹开孔， 以缩小架设角度
2、 开挖面喷混 开 挖 凝土 面 的 在 开 挖 面 稳定 喷混凝土施工 法 3、正面锚杆 开 挖 在开挖面 面 的 打设锚杆，以 稳定 增强抗剪强度 的方法 4、 化学药剂灌 顶 端 注法 开 挖 向开挖面 面 的 灌 注 化 学 药 稳定 剂，以增强围 岩强度的固结 度的方法 5、 斜向锚杆施 开 挖 工 面 的 与 弧 形 导 稳定 坑结合使用， 以提高开挖面 稳定的施工法
４、超前锚杆
未加固时地层位移向量图
有超前锚杆加固时地层位移向量图
５、正面锚杆
未加固时地层位移向量图
有正面锚杆加固时地层位移向量图
６、水平高压旋喷法
７、地表加固法
四、邻近建筑物隧道施工
表 2-5-1
隧道位置的相互关系 后建隧道比先建隧道位置高 的情况 后建隧道比先建隧道位置低 的情况
二次衬砌安全系数
表 1-1 解析情况 塑性区示意
不同台阶长度对隧道稳定性影响 1.0D 0.75D 0.5D 0.25D
塑性区深度（m） 塑性区减小（%） 地表下沉（mm） 地表下沉减小（%） 拱顶下沉（mm） 拱顶下沉减小（%）
7.0 0 35.05 0 51.34 0
5.5 21.43 29.18 16.75 44.60 13.13
岩体的粘结力（Mpa） <0.1
由此可见，隧道开挖的安全性与下列条件有 关： １、隧道开挖进尺（自稳时间）。 ２、隧道一次开挖宽度。 当隧道在最小的开挖宽度和最小的开挖进尺 情况下不能维持自稳时，就需要增加辅助措施。
表 2-2 辅助工法 目的 1、 管棚法施工 顶 端 有大管棚和 的 稳 小管棚 定
三、公路隧道施工方法
一、隧道常用的施工方法
毛洞稳定性
施工阶段稳定性
运营阶段稳定性
对于钻爆法，施工方法一般关注两大问题：
1、开挖方法。
2、预加固措施。
二、开挖方法
开挖方法
台阶法
全断面开挖法
断面分部开挖法
长 台 阶 法
短 台 阶 法
超 短 台 阶 法
环 形 开 挖 法
C D 法
C R D 法
双 侧 导 坑 法
.用于 1， 5 种施工法难 . 喷混凝土会产生周 于采用的场合， 多与其 期性影响 它施工法结合使用
.用于 1， 5 种施工法难 . 材质及长度，有必 于采用的场合， 可有效 要 考 虑 锚 杆 施 工 的 地阻止围岩的膨胀、 挤 周期性影响和开挖 出现象发生 . 用于不能使用其他施 . 药剂有时会向加固 工法的场合， 多用来稳 区外渗透 定崩 溃明 显 的围 岩开 .降低造价困难 挖面， 防水及防止结构 . 该法引起的周期性 物的沉降等 影响大，加固效果难 于判断