一、穩(wěn)定圍巖的支護

    在Ⅰ～Ⅲ級圍巖地段以及一般圍巖地段，初期支護相對簡單，施工中采用網(wǎng)、錨、噴支護或噴混凝土支護即可。局部安設2.5 m長錨桿(Φ22 mm)，底部鋪設仰拱預制塊，全斷面噴5 cm厚混凝土。

    二、軟弱圍巖的支護

    在軟弱圍巖地段隧道掘進時，二次應力狀態(tài)下容易產(chǎn)生較大的變形，可能會發(fā)生隧道凈空的縮小。安裝鋼支撐可對軟弱、破碎圍巖地段的快速掘進和施工安全起到至關重要的作用，在一定程度上能夠約束圍巖的變形，確保隧道有足夠的凈空，能較好地承托拱部破碎巖石的塌落，減少人員和機具的損傷。鋼支撐可預先施加裝配應力，因而能有效地減小變形，因此在軟弱圍巖地段的支護措施是：架設鋼支撐、安設仰拱塊，同時加密錨桿支護，全斷面噴10 cm厚混凝土，并包裹住圈梁，以保證隧道斷面形狀。

    軟弱地層中，開挖步驟應該是不使地層變形發(fā)展到形成剪切斷裂線。因此，中等強度支護比允許某些應力松弛的柔性支護更可靠，可盡早使支護襯砌閉合。

    通過軟弱圍巖時，圍巖承壓力低，節(jié)理易錯動、坍塌，撐靴易打滑，拱架易失穩(wěn)變形，噴射混凝土易開裂，應加強初期支護，其施工工藝為：

    (1)鋼拱架要密貼巖面，并在鋼拱架的拱腰和拱頂處焊型鋼加固；

    (2)噴射混凝土封閉巖面厚度為覆蓋圈梁高度；

    (3)換步時將水平支撐靴處的虛碴清理干凈，以防止撐靴打滑；

    (4)及時測量拱頂，以掌握圍巖收斂狀況。

    三、剝落巖石的支護

    發(fā)生巖石剝落的圍巖大多為硬巖，較為完整，剝落現(xiàn)象發(fā)生在圍巖節(jié)理、層理的應力松動區(qū)，在高地應力區(qū)出現(xiàn)在背斜片理面或片理巖中。對于順時針旋轉(zhuǎn)的刀盤，巖石剝落的位置多發(fā)生在面對掌子面方向的右上方。掘進機幾乎充滿已開挖隧道的空間，若剝落的巖塊尺寸較大，會對人員和設備造成傷害。雖然在掘進機施工中發(fā)生剝落的現(xiàn)象較鉆爆法少，但使用掘進機不得不進行必要的防護和支擋，為此會增加部分費用。在巖石剝落范圍內(nèi)應進行錨桿和鋼支撐支護，其間距視現(xiàn)場需要而定。

    四、裂隙發(fā)育巖體支護

    節(jié)理發(fā)育，石質(zhì)破碎，一般呈塊碎狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，在掘進過程中，圍巖一出露護盾，拱頂或側(cè)壁坍塌嚴重，沿護盾與巖壁間落下大量石碴，有時會有超前和擴大發(fā)展的趨勢，但在停機后能很快形成自然拱。掘進時刀盤前方也會出現(xiàn)輕度超前坍塌，掌子面呈參差不齊狀。

    及時安裝鋼支撐，間距視情況而定，連接鋼支撐縱向的鋼筋加密，鋼筋網(wǎng)向護盾前方移放，形成支護體系；利用手噴混凝土向坍塌處噴混凝土，及時封閉圍巖，減少巖石暴露時間；對坍腔內(nèi)松散巖體及時注漿回填密實；對撐靴處坍塌較嚴重部位，為防止坍塌繼續(xù)發(fā)展，采取在鋼支撐背后立模澆灌混凝土回填的方法，將坍塌處圍巖封閉成受力整體。

    通過節(jié)理密集帶或擠壓破碎帶時的施工工藝：

    (1)盡量做到提前預測節(jié)理發(fā)育及破碎區(qū)。

    (2)縮小鋼拱架間距，兩拱架之間用型鋼焊接，噴混凝土厚度不小于20 cm，可有效控制坍塌和拱頂下沉。

    (3)坍塌范圍較大且繼續(xù)掘進會引起進一步的坍塌時，應停機處理。對坍腔臨空面噴混凝土，厚度在6 cm以上，設法在護盾上立模封閉注漿，混凝土中添加減水劑與早強劑。

    (4)坍塌體較小，影響范圍小。若對水平撐靴部位噴混凝土，要為水平撐靴預留空間。

    (5)若掘進中發(fā)現(xiàn)斷續(xù)出碴現(xiàn)象，應及時停機并查看。發(fā)生大面積坍塌時，可在刀盤前面立模，灌注混凝土（摻減水劑及早強劑），使掌子面受力均勻，減少坍塌。若坍塌的范圍小，刀盤要慢速、低推力掘進，盡量減少擾動，避免大量出碴。

    (6)遇到拱部大面積松動，圍巖呈碎石狀，從護盾出露處滑塌，應及時封閉。進行超前小導管注漿，膠結(jié)碎石，穩(wěn)定圍巖。

    五、斷層破碎帶的支護

    當掘進機在某一區(qū)域內(nèi)掘進時，貫入度和扭矩顯著增加，提示地質(zhì)可能變化，有可能正在接近斷層。斷層中有脆性破壞的角礫巖和塑性材料的斷層泥，有形成高孔隙的地下水通路，也有高壓水包存在，由于斷層的石質(zhì)強度很低，或此時節(jié)理組數(shù)急劇增加，常伴有裂隙水，拱頂及洞壁會發(fā)生大面積坍塌，坍塌發(fā)展得很快，很難形成自然拱，一般常規(guī)支護方法無法控制住，

    掌子面石質(zhì)非常破碎，呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)，一觸即塌。從護盾邊緣觀察，拱頂坍塌幾米以上，在掘進過程中大量石塊從護盾與巖壁之間滑落，刀盤若不頂住掌子面，會引起嚴重坍塌，坍腔向后部、前部區(qū)域擴大。

    斷層破碎帶的支護，優(yōu)先考慮利用超前鉆機預注漿加固處理巖層方案，實施超前小導管注漿。跟管鉆孔并做超前管棚等，對掘進機安全通過斷層很有效。

    敞開式掘進機通過斷層破碎帶時的施工工藝可概括為：首先進行超前預處理，這是必要、有效的，除此之外還要做到以下幾點：

    (1)采用人工噴錨，及時封閉圍巖。對不同地質(zhì)段，噴混凝土的厚度不同，應確保圍巖變形受到控制，且主機撐靴不會撐垮圍巖。若拱頂下沉仍得不到控制，應采取補噴或加強拱架的方法。

    (2)坍塌區(qū)可用鐵板封堵，噴混凝土封閉或及時快速灌注砼。對范圍大且坍塌于護盾上的坍腔回填時，在砼中加入速凝劑，以保證砼有一定的流動性，確保坍腔回填密實。

    (3)鋼支撐安裝要豎直，間距符合要求，螺栓擰緊，隧道底部清碴要徹底；若鋼支撐受壓變形，應及時用型鋼加固，焊接質(zhì)量要可靠，必要時在拱腰處打鎖腳錨桿，以有效控制拱架變形和圍巖變形，使主機順利通過。

    (4)對困難破碎區(qū)及坍塌區(qū)、滲水區(qū)，加打邁式錨桿，用水玻璃與水灰比為0.8~1.0的水泥漿加固圍巖，填充空隙。

    (5)調(diào)整掘進參數(shù)，降低撐靴對巖面的壓力，減小擾動，盡量減少剝落坍塌量。

    六、通過巖爆地段的支護

    隧道施工中通過埋深較大、石質(zhì)堅硬、巖體完整、陡坡地段等情況時，有可能在高地應力及斜坡應力的影響下，形成突發(fā)性能量釋放，造成脆性破壞，產(chǎn)生巖爆現(xiàn)象。在同一地質(zhì)中采用掘進機施工發(fā)生巖爆的可能性要比鉆爆法少，這是因為圓形開挖斷面、光滑整齊的洞壁表面、刀盤切削巖石的同時噴水等，降低了巖體發(fā)生脆性破壞的可能性。

    對付輕微巖爆的方式可采用錨桿、鋼筋網(wǎng)（小網(wǎng)格網(wǎng)片）加自制格柵拱架的支護方式。錨桿間距在1.2 m左右，加鋼筋網(wǎng)的目的是為了防止巖石彈落傷害人員或設備；在中等巖爆地段，為防止巖石碎塊彈射和提高結(jié)構(gòu)整體支護作用，除錨桿、鋼筋網(wǎng)、槽鋼拱架支護基礎外，還要及時進行人工噴射約5 cm厚混凝土；掘進機刀盤的噴水，對減少巖爆發(fā)生有效果，必要時停止刀盤轉(zhuǎn)動幾分鐘后，仍加大水壓對掌子面進行噴水。