4.1 隧道開挖後的位移動態
隧道開挖後可能引起的位移或變形主要包括：拱頂下沉、隧道兩側拱腰向隧道方向的水平位移、地表沉降與開裂、支護開裂、土體塌落和鋼拱架變形等等。
隧道開挖引起圍岩的變形破壞通常是從洞室周邊開始的，而後逐步向圍岩內部發展。圍岩變形破壞的形式和特點，除與岩體內的初始應力狀態、開挖斷面形態以及開挖工法有關外，主要取決於圍岩的岩性與結構。堅硬塊狀圍岩的變形破壞形式主要有岩爆、脆性開裂及塊體滑移；層狀岩體的變形破壞形式主要有沿層面張裂、折斷塌落、彎曲內鼓等；碎裂岩體的變形破壞形式常表現為崩塌和滑動；鬆軟岩體與土質隧道的變形破壞形式以拱形冒落為主。
隧道開挖引起的地層位移動態主要可以分為以下幾個階段：
1）隧道開挖階段
隧道開挖破壞了地層的原始應力平衡狀態，隧道周邊的地層應力將會由水平方向與豎直方向的主應力，轉化為隧道徑向與法向的主應力，大小主應力方向將會發生變化，同時還將伴隨著地層剪下應力的出現。
隧道開挖後，周邊地層將會臨時處於無支護的臨空狀態，隧道周邊地層將出現向隧道方向位移的趨勢（拱頂下沉與周邊收斂變形），如果在隧道開挖斷面範圍內存在地質破碎帶或地層斷面，甚至可能引起地層的坍塌。但由於此階段時間相對較短，相應的地層位移可能並不明顯，尤其是在地層條件較好的情況下。
2）施加初期支護階段
隧道開挖後，應在盡可能短的時間內施加初期支護，並盡早施作仰拱，將初期支護封閉成環，達到「強支護」的目的。目前的暗挖隧道都採用新奧法施工理念，新奧法的核心思想就是要充分利用圍岩的自承能力，圍岩壓力主要由鋼拱架、鋼筋網與噴射混凝土組成的初期支護承擔，圍岩壓力與初期支護反力之間的相互作用將會使它們達到變形協調、共同受力的目的，並最終趨於穩定。
①對於淺埋隧道，一般認為隧道上方地層無法形成自然塌落拱，同時拱腰側土壓力相對較小，隧道開挖並施加初期支護後的地層位移主要集中在拱肩與拱頂部位，地層位移將從隧道上方開始，逐步向地表延伸。相應的地層位移主要集中在拱頂下沉、地表沉降與開裂、以及土體塌落等方面。就一般的土質隧道而言，據實測資料表明，隧道地表沉降與拱頂下沉變形主要集中在隧道開挖後，仰拱封閉成環以前；一般而言，隧道開挖後的1～3天地層位移相對較大，仰拱開挖時也將引起比較明顯的地層位移，待仰拱施作完成後，地層位移基本趨於穩定。
但由於初期支護與圍岩的協調制形需要經歷乙個相對較長的時間（見圖一），此階段是地層位移充分發展並逐步趨於穩定的過程，這個階段的地層位移佔到總位移量的80%以上。
②對於深埋隧道，一般認為隧道開挖後將會在隧道上方形成自然塌落拱，拱頂壓力相對較小，兩側拱腰壓力相對較大，隧道開挖並施加初期支護後的位移主要體現在拱腰處的水平位移，因此，地層位移將最先出現在拱腰（拱腳）處，隨著位移趨勢的加大，沿（與水平面夾角）方向逐步向地表發展。同時，由於隧道上方塌落拱的存在，隧道開挖引起的上方地層豎向位移趨勢相對較小。相對於淺埋隧道，深埋隧道開挖引起的地層位移更小，但初期支護施作後的地層位移在總位移中的比例更大。
另外，對於高應力軟岩地段隧道，隧道開挖並施加初期支護後，由於軟岩在高應力作用下的流變性，將可能導致隧道出現大變形，此時應採用「先柔後剛，先放後抗」的原則採取支護措施，並採用「應力控制技術」作為軟岩地段隧道控制技術的重點。
3）二襯施作階段
二次襯砌主要作為隧道結構的安全儲備，而不是地層荷載的主要承擔者。由於二次襯砌是在初期支護變形趨於穩定後才施作的，因此可以認為二次襯砌施作後，地層位移將不再發生變化。
對於大斷面隧道，為了盡量縮小開挖斷面，減少圍岩的應力鬆弛，一般需要在開挖過程中施加臨時支撐，達到「強支護」的目的，如cd法（中隔牆）、crd法（交叉中隔牆）、雙側壁導坑法、pba（樁洞法）等等，因此在二次襯砌施作時，就需要先拆除臨時支撐，此時也有可能再次引起比較明顯的地層位移。
4.2 隧道變形控制措施
隧道的變形在很大程度上取決於所選擇的施工工法，而施工工法的選擇應以控制圍岩的應力鬆弛，保護周邊環境為出發點，最大程度地減小地層位移。
在城市軌道交通工程中，運用最多的隧道開挖工法是盾構法與淺埋暗挖法。對於淺埋暗挖法，其施工的地下洞室具有埋深淺、地層岩性差（通常為第四紀軟弱地層）、存在地下水、周圍環境複雜等特點。
為了最大程度地減小隧道開挖引起的地層位移，採用淺埋暗挖法設計、施工時，應同時採用多種輔助工法，超前支護，改善加固圍岩，調動部分圍岩的自承能力；並採用不同的開挖方法及時支護、封閉成環，使其與圍岩共同作用形成聯合支護體系；在施工過程中應合理運用監控量測、資訊反饋和優化設計，實現不塌方、少沉降、安全施工等，並形成多種綜合配套技術。
除盾構法以外，無論是淺埋暗挖法還是礦山法，都是沿用了「新奧法」基本原理：初期支護按承擔全部基本荷載設計，二次模築襯砌作為安全儲備；初期支護和二次襯砌共同承擔特殊荷載。「新奧法」的核心思想是充分利用圍岩的自承能力，對其理解不夠是造成實際施工控制困難的一大主要原因，主要體現在二次襯砌施作時機的把握上。
「新奧法」強調圍岩既是生產支護荷載的主體，又是承受岩層荷載的結構，支護—圍岩作為整體相互作用，共同承擔圍岩壓力，圍岩壓力是變形壓力和鬆動壓力的組合，大部分壓力（特別是變形壓力）由圍岩自身承擔，只有少部分轉移到支護結構上。初期支護施作後，隨著時間的推移，圍岩的變形越來越大，但變形速率越來越小，圍岩壓力也越來越小，同時初期支護承擔的圍岩壓力則越來越大（圖1），通過監控量測，發現圍岩變形趨於基本穩定或總變形量達到某一特定值後，一般認為圍岩的自承能力已經得到了最大程度的發揮，應立即施作二次襯砌。實際工程中，監控量測資料不能真正反應圍岩的變形特性，二次襯砌施作時機不當，導致圍岩應力過分釋放或位移突變，不符合「新奧法」的核心思想，是引起隧道過分變形或區域性坍塌的一大主要原因。
圖1 新奧法支護—圍岩共同作用原理圖
由以上分析可見，要控制隧道開挖引起的地層位移，首先要選擇合適的工法，減小開挖斷面，縮短進尺，在充分利用圍岩自承能力的同時，還要控制圍岩應力的過分釋放；其次，選擇合適的輔助工法，超前支護，改善加固圍岩，調動部分圍岩的自承能力；最後，確保監控量測資料真正反應圍岩的變形特性，準確把握二次襯砌施作時機。
隧道開挖總結
一般情況來說開挖應盡量採用大斷面或較大的斷面開挖，以減少對圍岩的擾動，根據圍岩特徵經過反覆研究 現場考察 論證和試驗洞的開挖，由於斷面大開挖方法最後確定為雙 單側壁導坑開挖法，鑽爆方案確定為v級圍岩預裂爆破設計，iv級圍岩實踐光面爆破，實踐證明這兩種爆破方案均符合轄區隧道iv v圍岩實際，按照此方案...
隧道開挖施工方案
一 編制依據 範圍 原則 1.編制依據 1 招投標檔案 設計檔案 2 設計施工圖紙及隧道相關參考圖 3 水工建築地下開挖工程施工技術規範 dl t5099 2011 4 水電水利工程爆破施工技術規範 dl t 5135 2001 5 水利水電工程施工質量檢驗與評定規程 sl 176 2007 2.編...
隧道開挖施工方案
隧道工程開挖 支護 襯砌施工專項技術方案及措施 1 開挖 本標段隧道埋深較淺，明洞部分全部用明挖法開敞式開挖，級圍岩採用明挖及crd法，級圍岩地段採用cd法和環形開挖留核心土法 級圍岩採用台階法施工，隧道開挖堅持 禁爆破 短進尺 強支護 早封閉 勤量測 的原則，採用機械開挖 人工配合進行施工。洞口施...