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支护结构的构造列于表23。 断面划分 DⅡ－1 DⅡ－2 叶片状、粘土状规模 小规模 中、大规模、主断层 围岩强度应力比 小于1.0 小于1.0 一次开挖进尺 1.0m 1.0m 变形富余量 10cm 10cm 支护、闭合 喷混凝土厚度 抗压强度 25cm 18MPa 25cm 36MPa 钢支撑 H－200（SS400） 正面喷混凝土 上下断面19根（L＝4m），170kN 从量测数据看，因早期闭合，在泥质片岩区间，拱顶下沉控制在10mm以下，净空位移控制在25mm以下，在变形富余量100mm以内均以收敛。在主断层破碎带区间因受围岩不均匀的物性影响，拱顶向上方抬起约7mm，净空位移达到38mm。 上述的示例说明：断面早期闭合，是克服特殊地质、地形条件的最基本的技术手段和方法。从这些示例中，我们应该吸取的经验，可以归纳如下。 1、闭合距离大多在开挖断面宽度1倍以内。也就是说，开挖后到变形收敛的距离也应在这个距离内完成； 2、除强化初期支护外，需要配合强有力的辅助工法，特别是掌子面前方围岩的补强方法； 3、采取有力措施缩短开挖循环的作业时间，如多数采用单臂掘进机开挖，机械架设钢支撑，大容量的机械手喷射混凝土等，确保在要求的闭合距离内完成相应的作业； 4、采用某项新技术，都是通过试验施工得到证实后，才予以推行的。这种试验施工已经成为一种制度； 5、预计支护结构不能满足控制变形要求时，主要采取变更支护结构规格，二不是采取增加厚度、加密间距等方法。如喷混凝土的厚度很少有超过25cm的，钢支撑间距也很少有小于1m的。如不满足要求就改变喷混凝土或钢材的性能等，也不改变厚度和间距； 7、施工方法，在日本的条件下，基本上采用全断面法和超短台阶的全断面法。而且以后者居多。开挖进尺大都控制在1.0～2.0m之内，最差的采用1.0m，最好的也不超过2.0m。即采用我们所谓的“浅眼多循环”的开挖循环方式。 8、其施工机械也很有针对性，如能够从下半断面开挖上半断面的钻孔机械、打拱脚锚杆或锚管的施工机械等，这一点我们与之差距极大，也是我们不能实现早期闭合的关键之一。 隧道工程，归根结底，就是要处理好由开挖引起的围岩松弛。也就是说如何在开挖和支护过程中，使围岩不松弛或少松弛。这是施工的主要原则。围岩松弛与围岩变形直接相关。也就是说要想控制住围岩的松弛，就要控制住围岩的变形。 小结 这里我们说明2个与理论有关的问题。 1、认识和掌握围岩是如何变形及其变形的过程？ 2、认识和理解围岩变形与荷载的关系 1、认识和掌握围岩变形的过程 为了说明方便起见，下面用2个计算事例加以说明。 初始应力假定水平方向和垂直方向分别为px和py。 计算例1：静水压荷载下的圆形隧道 px＝py＝10kgf/cm2，E＝1000kgf/cm2，υ＝1/3 计算例式2：承受2方向不同荷载的半圆形隧道 px＝（1/2）py＝5kgf/cm2，E＝1000kgf/cm2，υ＝1/3 图72及73分别表示隧道壁面（r=a）及周边的位移，隧道宽度取D＝2a，从掌子面前方到掌子面后方范围，从初始应力状态到最终状态。 图72 计算例1：圆形隧道的周边位移状态 图73 计算例2：半圆形隧道的周边位移状态 图74是一个随着掌子面推进的围岩位移测定例。在隧道拱顶上方2m的位置设一个长50m的水平铝管，根据测定的弯曲应变计算位移。 图74龟浦隧道掌子面位移测定例 总之，从三维分析中，我们可以得到一个重要认识，掌子面也是一个临时支护，他对控制掌子面变形具有重要意义。 总结以上，隧道开挖时的围岩变形状态可用图75的三维图表示。 由上述各图可知，隧道开挖后隧道的变形可分为掌子面前方的先行位移、掌子面位移及掌子面后方的位移。在复杂地形地质条件下，支护的主要目的就是要抑制这些位移的发展。也就是抑制由这些围岩引起的围岩松弛。 首先要抑制掌子面的位移。这可采用掌子面支护（喷混凝土、锚杆等）及超前支护对应。其次是抑制掌子面前方的先行位移，这主要采用超前支护的方法予以对应。最后是抑制掌子面后方的位移，这采用初期支护的方法予以对应。 前面已经提到，位移控制最好在掌子面后方1~1.5倍开挖跨度处使之收敛。这是一个基本原则。采用支护手段的轻、重、缓、急主要决定于此。 2、认识和理解围岩变形与荷载的关系 在施工中，我们一再强调，要控制围岩的松弛，即控制围岩变形的过程。其目的也就是控制作用在初期支护上的荷载，包括二次衬砌上的荷载。我们应该有这样的认识：即，隧道与一般地面结构物一个重大的区别，就是