大断面隧道施工技术
大断面黄土隧道施工技术论文
浅谈大断面黄土隧道的施工技术摘要：由于中国黄土地域分布较广, 黄土面积约占我国陆地面积的6.6%，黄土隧道施工的建设无法避免,其施工难度与设计也悄然复杂。
然而黄土隧道自身的缺点：因土质松弛、承载能力降低，遇大水就倒塌等; 为确保黄土隧道施工安全,防止塌方事故,同时,黄土隧道施工造价贵昂,修建黄土连拱隧道的经验少之又少。
从古至今都是困惑隧道界的安全技术难题。
无论是设计理念还是施工技术，均无成功经验可供借鉴。
本文从黄土隧道施工工法、管理等方面提出了一些建议及施工工艺。
关键词：黄土隧道施工技术工艺工法中图分类号：u455 文献标识码：a 文章编号：abstract: due to the chinese loess region a wide distribution, loess area accounts for about 6.6% of the land area of our country, the construction of the loess tunnel construction is inevitable, the difficulty in construction and design also quietly complex. however loess tunnel own weakness: for soil relaxation, carrying capacity, reduce, encounter the waters will collapse, etc.; to ensure that the loess tunnel construction safety, prevent landslides, meanwhile, loess tunnel construction cost you the, build the multi-arch loess tunnel experience little little. throughout history are confused in the world of tunnel safe technicaldifficult problem. whether design concept or construction technology, were not successful experience for reference. this article from the loess tunnel construction technique and management, puts forward some suggestions and construction technique.keywords: loess tunnel construction technology process一.大断面黄土隧道湿陷性质1.黄土隧道地基湿陷倒塌处理法根据湿陷性黄土隧道地基特点处理的法则：里外兼顾，先保护地基外层然后在加固。
复杂地质条件下大断面隧道施工技术研究报告
复杂地质条件下大断面隧道施工技术研究报告评审技术文件之一复杂地质条件下大断面隧道施工技术研究总报告集团有限公司二00 年月一、概述1、工程简介某市地铁某号线第七合同段全长1.834公里。
由某路站～某某站区间、某地铁站、某地铁站～环岛站区间三部分组成。
设施工竖井3座。
区间隧道均为暗挖，由于设计与3号线联络线、存车线和交叉渡线的需要，区间隧道断面复杂多变，共设计13种断面。
其中某路站～某某站区间右线325m范围内集中设计11种断面形式（见表1）。
复合式衬砌，大管棚和小导管超前支护，格栅钢架、钢筋网、喷混凝土初期支护，C30钢筋混凝土二次衬砌。
区间隧道埋深8～10m，穿越城市公园，隧道边界距城市小河0.5～9.0m，隧道经过地段下穿5处建构筑物：新江南大酒店、加油加气站、车辆管理所办公楼、机械研究所的索塔拉锚基础和河道疏浚工程暗河。
3、地质情况区间隧道地层主要为粉细砂层和粉质粘土层，根据铁路隧道设计规范，为Ⅺ级围岩，属于松土和普通土。
4、地下水情况地下水有台地潜水和层间潜水，水位较高，接近自然地面。
施工时采取降水措施，水位降至隧道底板1.0m以下，确保隧道在无水状态下施工。
二、工程特点1、区间设计断面多达13种，属典型的大断面洞群段落，采用6种施工方法，不同施工方法间转换多，断面间接口多。
2、区间1－1断面为三连拱隧道，埋深浅，跨度达22.5m，施工步序多，施工难度大。
3、区间下穿多种建筑物和管线，要求地面沉降量控制在30mm内，地表沉降要求严格。
隧道隆起量控制在10mm内。
三、关键技术1、地铁三连拱浅埋隧道施工效应分步模拟分析技术区间1－1断面为三连拱隧道，结构扁平，处于浅埋粉细砂地层，施工中隧道结构所受荷载加大，结构应力集中比较单拱隧道更趋复杂化，隧道成型和围岩稳定性控制的难度增大，稍有不慎，极易造成围岩过度变形，威胁区间管线和地表建筑物安全，甚至坍塌，严重影响施工进度和质量，因此选择合理的开挖方式和支护参数，保证围岩和结构的稳定极其关键。
大断面隧道crd法
大断面隧道crd法
大断面隧道CRD法是一种适用于软弱地层的隧道施工方法，特别是在控制地表沉陷方面有很好的效果，通常主要用于城市地下铁道施工中。
CRD法是在软弱围岩大跨度隧道中，先分部开挖隧道一侧，施作中隔壁和横隔板，再分部开挖隧道另一侧并完成横隔板施工的施工方法。
CRD工法施工和中隔壁法施工原理一样，通过中隔壁的分隔，将大断面隧道分割成两半施工，将隧道跨度减小，同时分割后的隧道两侧采用三台阶交叉施工，可以减小隧道开挖的空间效应，减小爆破对围岩扰动，减小炸药用量，同时及时施工的初期支护、临时仰拱可以步步成环闭合，大大提高支护强度、刚度，和中隔壁一起有效的支撑、传递围岩荷载，可以有效控制大跨度、软岩隧道开挖的变形，施工安全更加可靠。
具体而言，CRD法的优点包括能够减小隧道开挖的空间效应，减小爆破对围岩扰动和炸药用量；同时能够及时施工的初期支护、临时仰拱可以步步成环闭合，大大提高支护强度、刚度；和中隔壁一起有效的支撑、传递围岩荷载，可以有效控制大跨度、软岩隧道开挖的变形，施工安全更加可靠。
大断面隧道CRD法是一种可靠的隧道施工方法，适用于软弱地层和需要控制地表沉陷的场合。
大断面黄土隧道采用弧形导坑法施工技术
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混凝土 ， 及时铺设钢筋网、 架设钢架， 在钢架拱脚 以 上 ５ｃ ０ｍ处 ， 紧贴钢架两侧按斜向下倾角 ４ 。 ５打设锁 脚锚管 ， 锁脚锚管与钢架采用 ｕ形钢筋牢固焊接， 锚、 喷至设计厚度 。 第二、 三步 核心土和下台阶的② 、 ③部开挖：
第 １ 期 １
初厚永 ： 大断面黄土隧道采用弧形导坑法施工技术
第二 、 三步 中台阶② 、 ③部开挖 ： 应先开挖边 墙 一侧 ， 开 挖 边墙 的另 一侧 ， 错 开 ２ ０～３ Ｏ 再 并 ． ．ｍ 的距离， 避免上台阶的初期支护在同一位置同时悬
空 。每侧每次开挖 长度 为 ２榀 钢架 间距 ， 最长 不 得
对于浅埋砂质黄土 Ｖ级围岩段 ， 各台阶的长度 应选取图中的低值 ， 尽量缩短仰拱 、 二衬距掌子面的
起隧道的塌方冒顶。但对于深埋砂质黄土Ⅳ级围岩 段， 各台阶的长度可适当放宽限制 ， 而深埋粘质黄土 Ⅳ级围岩段 ， 各台阶的长度则可根据监控量测信息 选取图中的高值。
２２ 弧形导坑二 台阶 四步开挖 法 ． 弧形 导坑 二 台阶 四步开 挖法 ， 挖 是在高 度方 开 向将 隧道开挖 断面 分成 上 、 下两 个 台阶 ， 按 上 、 并 下
超大断面隧道开挖方法
超大断面隧道开挖方法辜建军(中铁二十三局集团第三工程有限公司，四川成都61I130)应用科技j__1毡蕊-誉瓢疑镪≈崃藿飞奎曦商畏警文拳褥鬻磷谖警撼嚣除法薅獠禽瓷蠢撩海等多穗谴芙冁煎隧遘蠢猿灏篱祷攀誊．i i；i}i≮《。
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j随着国内铁路等建设进入新的大发展时期，大断面隧道数量也随之增加，在大断面隧道开挖施工中由于需要考虑工程技术作业空间、内部配件空间、安全空间、救援通道以及空气动力学的影响等多方面因素而使隧道开挖难度大大增加，也使得隧道开挖成为全线控制的关键环节。
1全断面开挖法全断面开挖具有较大的工作空间，适用于大型配套机械施工，且其施工速度快，并由于是单工作面作业而便于施工组织和管理；但由于该种方法开挖面大而导致围岩相对稳定陛刚氐，同时由于每循环工作量相对较大要求有较强的开挖、出渣能力及相应的支护能力。
该种工艺施工时宜采用液压凿岩台车，隧道较短则可采用多功能台架气腿凿岩钻7L 技术：装渣则宜采用大斗容的铲装机、挖装机或装载机，锚杆施工可根据现场情况选用凿岩台车、锚杆台车或锚杆钻机，混凝土喷射应采用喷射能力不小于5m3／h的湿喷机，条件允许则可采用集装料、配料和喷射于—体的喷射三联机。
全断面开挖应有较大的断面进尺比以求获得较好的爆破效果，但由于开挖断面大、用药量大导致爆破引起的震动较大，因此需进行严格的爆破设计，对于有严格振动要求的隧道应采用可刚氐炸药用量30％，爆破振动减小50％的下导洞超前法开挖。
2台阶法所谓台阶开挖法即是将断面横向分割为两个或三个部分来分别进行开挖，其根据地质条件、断面大小和机械配备隋况可分为两台阶或三台阶，台阶开挖法对围岩的使用范围很广，对开挖设备的配置较全断面法要求低，但采用该种方法施工应注意台阶长度的选择，一般根据初期支护形成闭合断面的时间要求和上半断面施工时开挖、支护以及出渣等机械设备所需空间大小要求进行选择，—般在钻爆法开挖的石质隧道内采用长台阶法而在机械开挖的土质隧道内采用短台阶法。
大断面软岩浅埋偏压隧道施工技术
１ 工 程 概 况
吉首一 怀化 高 速公 路是 国家 公 路 网规 划 “９８ ７ １ 网” 中的包头至茂 名 国家高 速公 路 （ １湖 南省 段 的 Ｍ４ ）
重要组成部分 ， 属国家高速公 路 网规划 南北 纵 向线 中
压、 地层富水于一体 ， 给隧道施工造成了很大难度。
Ｔｈ ｎｓｒ ｔｏ ｃ ｏ ｏ ｙ ｏ ｒ ｅ Ｓ ｃ ｉ ｎ Ｓ ｆ ｃ ｅ Ｃｏ ｔ ｕｃ ｉ ｎ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｆＬａ ｇ ｅ ｔｏ ｏ ｔＲｏ ｋ Ｓ ｌｏ ｂ ｉｄ ｈａ ｌ ｗ－ ｕｒｅ Ｔｕｎ ｌｕ ｅ ｎｅ ｎｄ ｒ Ｕｎｓ ｍ ｍ ｅ ｒｃ ｌＰｒ ｓ ｕ ｅ ｙ ｔ ｉａ ｅ ｓ ｒ
的第 ７纵 。南 山寨 隧 道 位 于怀 化 市 鹤 城 区 西 边 约 １ ｍ ， ０ｋ 处 设计 为上下行分离 式单 向双 车道公路 隧道 。 隧道 所 处 地 形 为 剥 蚀 低 山 区 ， 自然 坡 度 ２ 。 ０ ～ ４ 。局 部地 段 山势 陡峻 ， 面 植 被 发 育 。地 面 表 层 ０， 坡 为碎 石 土 、 塑状 粉 质 黏 土 夹 碎 石 ， 为 全 风 化 晶 软 下 屑凝 灰岩 ， 黄 色 ， 土 状 ； 下 水 为 孔 隙 潜 水 ， 灰 呈 地 较 发育 ， 雨季 受地 表补 给 ， 量 较 丰 富 ； 下 为强 ～弱 水 其 风化 晶 屑 凝 灰 岩 ， 理 缝 隙 发 育 ， 质 致 密 坚 硬 。 节 岩 由于 隧道在 比较 长 的距 离 内沿 坡 脚 穿 行 ， 成 了 隧 形 道 的进 口段 左 侧 偏 压 ， 口段 右 侧 偏 压 ， 隧 道 造 出 给 成 了极 为 不 利 的 地 形 条 件 。 特 别 是 左 洞 出 口段
２ ９Ｉ为 Ｖ级 围 岩 ， 围 岩 松 散 、 底 软 弱 、 埋 偏 １ １ Ｉ 集 基 浅
大断面黄土隧道施工技术分析
大断面黄土隧道施工技术分析公路建设规模在社会经济发展的促进作用下而逐步扩大，施工期间易遇到较复杂的地质条件，不利于工程建设工作的顺利开展。
黄土地区的地质条件特殊，于该处施工大断面隧道时，易诱发质量问题甚至安全事故。
对此，需要从实际建设条件出发，引入先进的施工技术，切实提高大断面黄土隧道的施工质量。
1 工程概况某黄土隧道工程，全长1241m，最大、最小埋深分别为56m、12m，属黄土浅埋隧道。
隧道结构方面，主体部分为曲墙带仰拱复合式衬砌，施工材料为C35防水混凝土，抗渗等级不低于P10。
出于安全层面的考虑，加强初期支护，采取的是“钢拱架+钢筋网+锚杆+喷射混凝土”相结合的方案，以形成完整、稳定的初期支护结构体系[1]。
2 大断面黄土隧道的施工难点地质勘察结果显示，黄土地区主要含三层，自上而下分别为新黄土、老黄土、第三系泥岩。
各部分的性质不尽相同，其中新黄土的土体相对疏松，受外部压力的作用，易出现土体变形、下沉现象。
在常规的大断面黄土隧道施工中，常采用的是掌子面分割开挖的方法，期间根据实际情况适时增设临时支护结构。
但该方法存在局限之处，即扰动性较强，易导致本就缺乏稳定性的围岩进一步变得疏松，且洞内作业空间有限，大型设备难以顺利进场，不利于施工进程的高效推进。
并且，隧道的围岩条件错综复杂，存在诸多潜在影响因素，需根据实际情况灵活改变方法，由此带来施工周期长、质量可控性差、安全隐患多等问题。
针对大断面黄土隧道的施工难点，需要采取适应性更强、效率更高的施工技术[2]。
3 大断面黄土隧道施工技术分析3.1 套拱及管棚施工套拱基础用C25混凝土浇筑而成，按设计要求，将提前加工成型的钢板和钢筋预埋到位；配套φ42mm的锁脚锚杆，利用该装置稳固套拱内钢板脚底，以免施工期间出现失稳现象。
于套拱上安装2榀I20a型钢拱架，彼此间用连接钢筋稳定连接。
待工字钢架安装完成后，由技术人员检测，确定导向管的具体位置。
在本工程中，导管采用的是φ127mm×5mm钢管，具体如图1所示。
大断面矩形隧道顶管顶进施工技术要点
大断面矩形隧道顶管顶进施工技术要点大断面矩形隧道顶管顶进施工技术是一种在地下挖掘大型矩形隧道时常用的施工方法。
它主要通过在隧道前方设置顶进井，在井内完成隧道顶部的施工工作，然后再向两侧挖掘，并在挖掘过程中不断向前推进。
以下是大断面矩形隧道顶管顶进施工技术的要点。
1. 井眼设置：首先需要在隧道的前方设置一个顶进井（或称顶送井），这个井眼是施工的起点。
井眼的位置和尺寸应根据具体情况，如隧道的设计要求、地质条件等来确定。
井眼需要加固，保证其稳定性。
2. 顶进设备：在顶进井中设置顶进设备，这包括顶进机、顶进导轨、支撑设备等。
顶进机的选择应根据隧道的尺寸和施工要求来确定，常见的有履带式顶进机、盾构机等。
导轨的作用是引导顶进机前行，确保隧道的准确施工。
3. 施工参数调整：在施工过程中，需要根据地质条件和顶进机的工况情况来调整施工参数。
包括推进速度、土压力、注浆压力等。
通过调整这些参数来确保施工的安全和效率。
4. 顶板施工：施工开始后，顶进机将从井眼向前推进，同时进行顶板的挖掘和支保作业。
挖掘过程中需要及时排除岩石碎屑，保持隧道的清洁。
支护作业要根据地质条件和隧道设计要求来选择合适的支撑方式，如液压支撑、钢拱等。
5. 横向挖掘：顶板施工完成后，顶进机开始进行横向挖掘，从顶板向两侧挖掘。
横向挖掘过程中需要注意避免对旁边的建筑物和地下管线的影响。
可以采取多种措施来确保挖掘的安全，如监测变形、加固措施等。
6. 顶进施工效果检查：在施工过程中，需要不断对顶进施工效果进行检查。
主要包括隧道的几何形状和尺寸、地表沉降情况、顶进机的工况等。
通过检查来评估施工的质量和效果。
7. 顶进施工完工：当顶进机完成横向挖掘后，即可认为顶进施工完成，可以开始后续的施工工作，如顶板毛刺处理、支护结构加固等。
大断面矩形隧道顶管顶进施工技术是一种常用的地下挖掘方法，通过合理的施工参数和措施，可以确保施工的安全和效果。
在实际施工中，需要根据具体情况进行调整和改进，以满足工程的要求。
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• 采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，并通过对围 岩和支护的量测、监控来指导隧道和地下工程设计施
– ⑷基本要点：
• 隧道的承载部分主要是围岩； • 用最小的支护阻力设计支护结构； • 控制围岩的初始变形； • 避免围岩处于单轴及两轴受力状态； • 对围岩的变形加以控制； • 适时进行衬砌； • 采用薄层柔性支护结构；
• 尽量减少爆破对支撑的冲击破坏 • 隧道开挖及衬砌立模时均应按规范预留沉落量。 • 左右边墙马口应交错开挖，不得对开。同一侧的
马口宜跳段开挖，不宜顺开。
• 明洞和洞口工程土石开挖不得采用大爆破；石质 陡坡应先加固再进洞，尽量保持原有仰坡稳定；松 软缓坡开挖边坡时，应事先放出开挖线，由上而下 进行随挖随支护；
• 四、常用施工方法
隧道 类别
山岭隧道
浅埋及软土隧道 水底(江河、海峡)隧道
施工 方法
1、钻爆法
1、明挖法与浅埋
(1)传统矿山法 暗挖法
(2)新奥法
2、地下连续墙法
2、明挖法（明 3、盖挖法
洞部分）
4、盾构法或半盾
3、掘进机法 构法
1、预制管段沉埋法(沉 管法) 2、盾构法
•1
– 含义：
• 采用开挖矿山巷道的方法来修筑隧道。即将整个断 面分成几个部分按一定顺序开挖，而后立即支撑， 扩大断面时进行支撑顶替，最后采用大刚度整体模 筑式衬砌承受围岩压力。
• 6、沉埋法
– 沉埋法又称沉管法，是修筑水底隧道的主要 方法。沉埋法施工时，先在隧址附近修建的临 时干坞内预制管段，预制的管段用临时隔墙封 闭起来，然后将此管段浮运到隧址的规定位置， 此时已于隧址处预先挖好一个水底基槽。待管 段定位后，向管段内灌水压载，使其下沉到设 计位置，将此管段与相邻管段在水下连接起来， 并经基础处理，最后回填覆土，成为水底隧道。
• 7、明挖法
– 当隧道埋深较浅时，将地面挖开，形成露天的 基坑，然后在基坑中修筑隧道衬砌，敷设外贴 式防水层，最后用土回填。
– 常用的基坑开挖方式： 敞口开挖法、工字钢 桩法地、下连续墙法等。
• 8、顶进法
– 又称顶管法，适用于土层，在软岩和其他松软 地层中也有使用。
– 顶进法可分为顶入法、中继间法、牵引法、对 顶法、顶拉法等，目前施工中最常用的方法是 顶入法和中继间法。
– 隧道掘进机是一种机械化的隧道掘进设备，它 通过刀具在隧道断面内直接破碎岩石从而进行 连续掘进。
• 5、盖挖法
– 基本要点：
• 先施工地下连续墙或灌注桩等竖向围护结构和中间 支柱。然后做钢筋混凝土盖板，恢复地面交通。在 侧向和顶部围护条件下，进行土方开挖和结构逆作 施工。
• 该法在上海、北京、广州地铁一些车站施工中得到 成功应用。
第二节 隧道开挖方法
Ⅲ Ⅱ
全断面法
优点： ①工作面空间大，便于大
型机械作业； ②工序少、干扰少、工序
集中、管理方便； ③通风、排水、运输方便。
缺点： ①要求机械化程度高； ②工序 Nhomakorabea配合要求高。
适用：Ⅰ～Ⅲ级围岩
Ⅳ
Ⅳ
2 Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
43 4 Ⅴ
适用：Ⅵ～Ⅳ类或Ⅱ、Ⅲ类围岩， 分为：长台阶法、短台阶法和超短台阶法。
台阶法
Ⅴ
Ⅴ
232 Ⅳ
环形开挖预留核心土法
Ⅱ
Ⅱ
Ⅴ
台阶分步法
Ⅴ
Ⅴ 3 Ⅱ3
5 Ⅵ
5 Ⅵ
中洞法
4
Ⅲ
Ⅶ 5
6
89 Ⅹ
交叉中隔壁法 （CRD法）
6
Ⅳ
Ⅹ
7
8
39
⑸ (11)
中隔壁法 （CD法）
Ⅸ
Ⅶ
单侧壁导坑法 （中壁墙法）
4
Ⅲ
Ⅶ 5
6
89 Ⅹ
ⅩⅢ
4 10
Ⅺ
双侧壁导坑法
武广客专隧道施工方法表
围岩条件
• 应采用光面爆或预裂爆破技术，施工防排水应
与永久性防排水设施相结合；
• 开挖断面不宜欠挖。
– 基本原则：
• 少扰动、早支撑、慎撤换、快衬砌。
– 施作顺序：
• 先墙后拱法(又称为顺作法) ，围岩相对稳定时用。 • 先拱后墙法(又称为逆作法) ，围岩稳定性差时用。
– 趋势：矿山法已被逐渐淘汰 新奥法已全面推广应用
•2
– ⑴含义：
• 新奥地利隧道施工方法的简称。是以控制爆破为或机 械开挖为主要掘进手段，以锚杆、喷砼为主要支护方 法，理论、量测和经验相结合的一种施工方法，同时 以是指导隧道设计和施工的原则。
– ⑵基本思想:
• 充分利用围岩自承能力，利用开挖面的空间约束作用， 及时地对围岩进行加固、约束围岩变形、防止围岩松 散破坏。
• • 测定衬砌的应力及围岩的变位，进行正确地设计和施工； • 用排水的方法降低岩体中水的渗透能力
•3
– 盾构是一种活动的防护结构或活动支撑，一般为圆筒 形钢结构
– 盾构法施工是采用盾构机刀盘将土“旋”下，土堆进 入密封仓、螺旋输送器、皮带输送器，运进土车，送 出地面，盾构靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制 混凝土管片，形成隧道结构。
二、基本原则
• 1、少扰动——岩体为隧道结构的主要承载 单元，须充分保护岩体
• 2、早喷锚——充分发挥岩体的承载能力， 允许并控制岩体变形
• 3、勤量测——施工各阶段，进行现场量测 监视，及时提供信息
• 4、紧封闭——改善结构受力性能，尽快使 之闭合
三、施工方法选择应考虑的因素 • 工程规模； • 工期缓急； • 地质与水文情况； • 设备情况； • 劳动力及材料供应； • 资金到位情况； • 施工经验。
– 盾构法是一项综合性施工技术，盾构本身只是进行开 挖和衬砌结构安装的施工机具，还需要其他施工技术 与之配合才能顺利施工。这些技术主要有：地下水的 降低、隧道村砌结构的制造、地层开挖、隧道内的运 输、衬砌与地层间的充填、衬砌的防水和堵漏、配合 施工的量测、合理的施工布置等。
• 4、掘进机法
– 隧道掘进技术是由早期的盾构（适用于软土层 掘进的又称盾构）技术发展而来，是地下暗挖 隧道的一种工程建设技术。
Ⅴ级围岩偏压 Ⅴ级围岩浅埋 Ⅴ级围岩深埋 Ⅳ级围岩偏压 Ⅳ级围岩浅埋 Ⅳ级围岩深埋 Ⅲ级围岩浅埋、偏
压 Ⅲ级围岩深埋
Ⅱ级围岩 （地下水发育）
– 指导思想：
• 把支撑和衬砌看作是承受地层压力的承载结构，而
– 开挖方法：
• 全断面法； • 半断面(台阶法)法； • 分部开挖法（上导坑、下导坑、上下导坑、侧壁导
坑、弧开导坑、漏斗棚架法 等 ）；
– 基本要求
• 统一组织和协调，处理好开挖与开挖、开挖与
支撑、支撑与衬砌、开挖与衬砌之间的相互关系。