一、稳定围岩的支护

    在Ⅰ～Ⅲ级围岩地段以及一般围岩地段，初期支护相对简单，施工中采用网、锚、喷支护或喷混凝土支护即可。局部安设2.5 m长锚杆(Φ22 mm)，底部铺设仰拱预制块，全断面喷5 cm厚混凝土。

    二、软弱围岩的支护

    在软弱围岩地段隧道掘进时，二次应力状态下容易产生较大的变形，可能会发生隧道净空的缩小。安装钢支撑可对软弱、破碎围岩地段的快速掘进和施工安全起到至关重要的作用，在一定程度上能够约束围岩的变形，确保隧道有足够的净空，能较好地承托拱部破碎岩石的塌落，减少人员和机具的损伤。钢支撑可预先施加装配应力，因而能有效地减小变形，因此在软弱围岩地段的支护措施是：架设钢支撑、安设仰拱块，同时加密锚杆支护，全断面喷10 cm厚混凝土，并包裹住圈梁，以保证隧道断面形状。

    软弱地层中，开挖步骤应该是不使地层变形发展到形成剪切断裂线。因此，中等强度支护比允许某些应力松弛的柔性支护更可靠，可尽早使支护衬砌闭合。

    通过软弱围岩时，围岩承压力低，节理易错动、坍塌，撑靴易打滑，拱架易失稳变形，喷射混凝土易开裂，应加强初期支护，其施工工艺为：

    (1)钢拱架要密贴岩面，并在钢拱架的拱腰和拱顶处焊型钢加固；

    (2)喷射混凝土封闭岩面厚度为覆盖圈梁高度；

    (3)换步时将水平支撑靴处的虚碴清理干净，以防止撑靴打滑；

    (4)及时测量拱顶，以掌握围岩收敛状况。

    三、剥落岩石的支护

    发生岩石剥落的围岩大多为硬岩，较为完整，剥落现象发生在围岩节理、层理的应力松动区，在高地应力区出现在背斜片理面或片理岩中。对于顺时针旋转的刀盘，岩石剥落的位置多发生在面对掌子面方向的右上方。掘进机几乎充满已开挖隧道的空间，若剥落的岩块尺寸较大，会对人员和设备造成伤害。虽然在掘进机施工中发生剥落的现象较钻爆法少，但使用掘进机不得不进行必要的防护和支挡，为此会增加部分费用。在岩石剥落范围内应进行锚杆和钢支撑支护，其间距视现场需要而定。

    四、裂隙发育岩体支护

    节理发育，石质破碎，一般呈块碎状镶嵌结构，在掘进过程中，围岩一出露护盾，拱顶或侧壁坍塌严重，沿护盾与岩壁间落下大量石碴，有时会有超前和扩大发展的趋势，但在停机后能很快形成自然拱。掘进时刀盘前方也会出现轻度超前坍塌，掌子面呈参差不齐状。

    及时安装钢支撑，间距视情况而定，连接钢支撑纵向的钢筋加密，钢筋网向护盾前方移放，形成支护体系；利用手喷混凝土向坍塌处喷混凝土，及时封闭围岩，减少岩石暴露时间；对坍腔内松散岩体及时注浆回填密实；对撑靴处坍塌较严重部位，为防止坍塌继续发展，采取在钢支撑背后立模浇灌混凝土回填的方法，将坍塌处围岩封闭成受力整体。

    通过节理密集带或挤压破碎带时的施工工艺：

    (1)尽量做到提前预测节理发育及破碎区。

    (2)缩小钢拱架间距，两拱架之间用型钢焊接，喷混凝土厚度不小于20 cm，可有效控制坍塌和拱顶下沉。

    (3)坍塌范围较大且继续掘进会引起进一步的坍塌时，应停机处理。对坍腔临空面喷混凝土，厚度在6 cm以上，设法在护盾上立模封闭注浆，混凝土中添加减水剂与早强剂。

    (4)坍塌体较小，影响范围小。若对水平撑靴部位喷混凝土，要为水平撑靴预留空间。

    (5)若掘进中发现断续出碴现象，应及时停机并查看。发生大面积坍塌时，可在刀盘前面立模，灌注混凝土（掺减水剂及早强剂），使掌子面受力均匀，减少坍塌。若坍塌的范围小，刀盘要慢速、低推力掘进，尽量减少扰动，避免大量出碴。

    (6)遇到拱部大面积松动，围岩呈碎石状，从护盾出露处滑塌，应及时封闭。进行超前小导管注浆，胶结碎石，稳定围岩。

    五、断层破碎带的支护

    当掘进机在某一区域内掘进时，贯入度和扭矩显著增加，提示地质可能变化，有可能正在接近断层。断层中有脆性破坏的角砾岩和塑性材料的断层泥，有形成高孔隙的地下水通路，也有高压水包存在，由于断层的石质强度很低，或此时节理组数急剧增加，常伴有裂隙水，拱顶及洞壁会发生大面积坍塌，坍塌发展得很快，很难形成自然拱，一般常规支护方法无法控制住，

    掌子面石质非常破碎，呈碎石状压碎结构，一触即塌。从护盾边缘观察，拱顶坍塌几米以上，在掘进过程中大量石块从护盾与岩壁之间滑落，刀盘若不顶住掌子面，会引起严重坍塌，坍腔向后部、前部区域扩大。

    断层破碎带的支护，优先考虑利用超前钻机预注浆加固处理岩层方案，实施超前小导管注浆。跟管钻孔并做超前管棚等，对掘进机安全通过断层很有效。

    敞开式掘进机通过断层破碎带时的施工工艺可概括为：首先进行超前预处理，这是必要、有效的，除此之外还要做到以下几点：

    (1)采用人工喷锚，及时封闭围岩。对不同地质段，喷混凝土的厚度不同，应确保围岩变形受到控制，且主机撑靴不会撑垮围岩。若拱顶下沉仍得不到控制，应采取补喷或加强拱架的方法。

    (2)坍塌区可用铁板封堵，喷混凝土封闭或及时快速灌注砼。对范围大且坍塌于护盾上的坍腔回填时，在砼中加入速凝剂，以保证砼有一定的流动性，确保坍腔回填密实。

    (3)钢支撑安装要竖直，间距符合要求，螺栓拧紧，隧道底部清碴要彻底；若钢支撑受压变形，应及时用型钢加固，焊接质量要可靠，必要时在拱腰处打锁脚锚杆，以有效控制拱架变形和围岩变形，使主机顺利通过。

    (4)对困难破碎区及坍塌区、渗水区，加打迈式锚杆，用水玻璃与水灰比为0.8~1.0的水泥浆加固围岩，填充空隙。

    (5)调整掘进参数，降低撑靴对岩面的压力，减小扰动，尽量减少剥落坍塌量。

    六、通过岩爆地段的支护

    隧道施工中通过埋深较大、石质坚硬、岩体完整、陡坡地段等情况时，有可能在高地应力及斜坡应力的影响下，形成突发性能量释放，造成脆性破坏，产生岩爆现象。在同一地质中采用掘进机施工发生岩爆的可能性要比钻爆法少，这是因为圆形开挖断面、光滑整齐的洞壁表面、刀盘切削岩石的同时喷水等，降低了岩体发生脆性破坏的可能性。

    对付轻微岩爆的方式可采用锚杆、钢筋网（小网格网片）加自制格栅拱架的支护方式。锚杆间距在1.2 m左右，加钢筋网的目的是为了防止岩石弹落伤害人员或设备；在中等岩爆地段，为防止岩石碎块弹射和提高结构整体支护作用，除锚杆、钢筋网、槽钢拱架支护基础外，还要及时进行人工喷射约5 cm厚混凝土；掘进机刀盘的喷水，对减少岩爆发生有效果，必要时停止刀盘转动几分钟后，仍加大水压对掌子面进行喷水。