提升隧洞围岩稳定性的有效措施

提高隧洞围岩稳定性的措施主要有两个方面：一是对围岩采取加固措施，赋于岩体一定强度，使其稳定性有所提高；二是采取合理的施工方法，尽量减小对围岩的扰动和破坏，保护其原有的稳定性。

1.加固围岩

在隧洞开挖过程中，为保证施工安全和维护围岩稳定，一般都需进行支护和衬砌，而且支护和衬砌的时间越早越好，这样可以防止隧洞开挖后围岩变形的发展。

（1）支护支护是防止围岩坍塌的临时性工程措施，过去常用木支撑、钢支撑及混凝土预制构件支撑等。近代国内外多采用锚杆支护，锚杆能把松动岩块与稳定岩体牢固地联在一起，是一种“悬吊式”支护，它与一般支撑不同点在于：利用（稳固的）围岩支护（松动的）围岩，同时加强了松动岩体本身的整体性和坚固性，这样可以缩小开挖断面和节省大量支撑材料。

（2）衬砌衬砌是维护隧洞围岩稳定的永久性工程措施，它的作用主要在于：承受山岩压力、内水压力和外水压力；封闭围岩裂缝，减小隧洞的糙率等。衬砌的厚度和材料往往取决于岩石的性质，如坚硬的岩石一般要求20～30cm，特别坚固或裂隙稀少的岩石甚至可以不衬砌；中等坚硬岩石一般40～50cm，衬砌材料为混凝土；软弱岩石及松散层则要求50～150cm或更厚，衬砌材料为钢筋混凝土。

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图5-19　喷锚法支衬与常规法支衬比较图

喷射混凝土衬砌是近代隧洞的新型支护方法。它往往与锚杆（或钢拱架及钢丝网）结合起来使用，形成喷锚支护法，亦称“新奥法”（NATM）。它与常规的支护方法相比，具有开挖断面小，节省支衬材料，岩体稳定性好，施工速度快等优点，如图5-19 所示。

2.保护围岩

在隧洞施工过程中，应根据围岩的地质条件，选择合理的施工方法和方案，减少对围岩的扰动。如围岩稳定性好的可进行全断面一次开挖；较稳定的围岩可采用导洞全面开挖、连续衬砌的施工方法；对稳定性差的围岩可采用分部开挖、分部衬砌，逐步扩大断面的施工方法。施工采用对围岩扰动最小的全断面隧洞掘进机开挖（简称TBM法）或控制围岩轮廓线的光面（或预裂）爆破，不仅可减少对围岩的扰动，还可避免过度超欠挖，有利于提高洞壁面的平整度。在第四纪松散层中掘进成洞，可用“冷冻法”和与TBM法相拟的“盾构法”。我国正在实施中的南水北调工程，其穿越黄河输水隧洞将用盾构法施工。