隧道開挖方法

1、隧道開挖方法1、全斷面開挖法全斷面開挖法就是按照設(shè)計(jì)輪廓一次爆破成形，然后修建襯砌的施工方法。適用條件：（1）IIV級(jí)圍巖，在用于級(jí)圍巖時(shí)，圍巖應(yīng)具備從全斷面開挖到初期支護(hù)前這段時(shí)間內(nèi)，保持其自身穩(wěn)定的條件。（2）有鉆孔臺(tái)車或自制作業(yè)臺(tái)架及高效率裝運(yùn)機(jī)械設(shè)備。（3）隧道長度或施工區(qū)段長度不宜太短，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般不應(yīng)小于lkm，否則采用大型機(jī)械化施工，其經(jīng)濟(jì)性較差。隧道機(jī)械化施工，有三條主要作業(yè)線：開挖作業(yè)線：鉆孔臺(tái)車、裝藥臺(tái)車、裝載機(jī)配合自卸汽車（無軌運(yùn)輸）、裝渣機(jī)配合礦車及電瓶車或內(nèi)燃機(jī)車（有軌運(yùn)輸）。錨噴作業(yè)線：混凝土噴射機(jī)、混凝土噴射機(jī)械手、錨噴作業(yè)平臺(tái)、進(jìn)料運(yùn)輸設(shè)備及錨桿灌漿設(shè)備。模筑襯

2、砌作業(yè)線：混凝土拌和機(jī)具、混凝土輸送車及輸送泵、防水層作業(yè)平臺(tái)、襯砌鋼模臺(tái)車。全斷面法施工特點(diǎn)：（1）開挖斷面與作業(yè)空間大、干擾??；（2）有條件充分使用機(jī)械，減少人力；（3）工序少，便于施工組織與管理，改善勞動(dòng)條件；（4）開挖一次成形，對圍巖擾動(dòng)少，有利于圍巖穩(wěn)定。2、臺(tái)階法施工臺(tái)階法是先開挖上半斷面，待開挖至一定長度后同時(shí)開挖下半斷面，上、下半斷面同時(shí)并進(jìn)的施工方法；按臺(tái)階長短有長臺(tái)階、短臺(tái)階和超短臺(tái)階三種。近年由于大斷面隧道的設(shè)計(jì)，又有三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法，甚至多臺(tái)階法。臺(tái)階法施工至于施工中究竟應(yīng)采用何種臺(tái)階法，要根據(jù)以下兩個(gè)條件來決定：（1）初期支護(hù)形成閉合斷面的時(shí)間要求，圍巖越差，閉合時(shí)間

3、要求越短；（2）上斷面施工所用的開挖、支護(hù)、出碴等機(jī)械設(shè)備施工場地大小的要求。在軟弱圍巖中應(yīng)以前一條為主，兼顧后者，確保施工安全。在圍巖條件較好時(shí)，主要是考慮如何更好的發(fā)揮機(jī)械效率，保證施工的經(jīng)濟(jì)性，故只要考慮后一條件。臺(tái)階開挖法的優(yōu)缺點(diǎn)：臺(tái)階開挖法可以有足夠的工作空間和相當(dāng)?shù)氖┕に俣?。但上、下部作業(yè)有干擾；臺(tái)階開挖雖增加對圍巖的擾動(dòng)次數(shù)，但臺(tái)階有利于開挖面的穩(wěn)定。尤其是上部開挖支護(hù)后，下部作業(yè)就較為安全，但應(yīng)注意下部作業(yè)時(shí)對上部穩(wěn)定性的影響。臺(tái)階開挖時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）解決好上、下半斷面作業(yè)的相互干擾問題。微臺(tái)階基本上是合為個(gè)工作面進(jìn)行同步掘進(jìn)；長臺(tái)階基本上拉開，干擾較??；而短臺(tái)階干擾就

4、較大，要注意作業(yè)組織。對于長度較短的隧道，可將上半斷面貫通后，再進(jìn)行下半斷面施工。（2）下部開挖時(shí)，應(yīng)注意上部的穩(wěn)定。若圍巖穩(wěn)定性較好，則可以分段順序開挖；若圍巖穩(wěn)定性較差，則應(yīng)縮短下部掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺；若穩(wěn)定性更差，則可以左右錯(cuò)開，或先拉中槽后挖邊幫。（3）下部邊墻開挖后必須立即噴射混凝土，并按規(guī)定做初期支護(hù)。（4）量測工作必須及時(shí)，以觀察拱頂，拱腳和邊墻中部位移值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)速率增大立即進(jìn)行仰拱封閉。3、環(huán)形開挖留核心土法環(huán)形開挖留核心土法環(huán)形開挖留核心土法應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）環(huán)形開挖進(jìn)尺宜為0.5-1.0m，核心土面積應(yīng)不小于整個(gè)斷面面積的50%。（2）開挖后應(yīng)及時(shí)施工噴錨支護(hù)、安裝鋼架支撐，

5、相鄰鋼架必須用鋼筋連接，并應(yīng)按施工要求設(shè)計(jì)施工鎖角錨桿。（3）圍巖地質(zhì)條件差，自穩(wěn)時(shí)間短時(shí)，開挖前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行超前支護(hù)。（4）核心土與下臺(tái)階開挖應(yīng)再上臺(tái)階支護(hù)完成后、噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%。4、中隔壁法（CD法）CD 法是在軟弱圍巖大跨度隧道中，先開挖隧道的一側(cè)，并施作中隔壁，然后再開挖另一側(cè)的施工方法，主要應(yīng)用于雙線隧道級(jí)圍巖深埋硬質(zhì)巖地段以及老黃土隧道（級(jí)圍巖）地段。中隔壁法（CD法）5.交叉中隔壁法（CRD法）交叉中隔壁法是在軟弱圍巖大跨隧道中，先開挖隧道一側(cè)的一或二部分，施作部分中隔壁和橫隔板，再開挖隧道另一側(cè)的一或二部分，完成橫隔板施工；然后再開挖最先施工一側(cè)的最后部分，

6、并延長中隔壁，最后開挖剩余部分的施工方法。采用短臺(tái)階法難確保掌子面的穩(wěn)定時(shí)，宜采用分部尺寸小的CRD法，該工法對控制變形是比較有利的。CD 法是“Center Diaphragm”的簡稱，而CRD法則是“Cross Diaphragm” 的簡稱。兩者既有聯(lián)系又有區(qū)別。它們都用于比較軟弱地層中而且是大斷面隧道的場合。而前者是在用鋼支撐和噴混凝土的隔壁分割開進(jìn)行開挖的方法；后者則是用隔壁和仰拱把斷面上下、左右分割閉合進(jìn)行開挖的方法，是在地質(zhì)條件要求分部斷面及時(shí)封閉的條件下采用的方法。因此，CRD法與CD法唯一的區(qū)別是在施工過程中每一步，都要求用臨時(shí)仰拱封閉斷面。在CRD法或CD法中，一個(gè)關(guān)鍵問題是

7、拆除中壁。一般說，中壁拆除時(shí)期應(yīng)在全斷面閉合后，各斷面的位移充分穩(wěn)定后，才能拆除。交叉中隔壁法（CRD法）6、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法一般將斷面分成四塊：左、右側(cè)壁導(dǎo)坑、上部核心土和下臺(tái)階。其原理是利用兩個(gè)中隔壁把整個(gè)隧道大斷面分成左中右3個(gè)小斷面施工，左、右導(dǎo)洞先行，中間斷面緊跟其后；初期支護(hù)仰拱成環(huán)后，拆除兩側(cè)導(dǎo)洞臨時(shí)支撐，形成全斷面。兩側(cè)導(dǎo)洞皆為倒鵝蛋形，有利于控制拱頂下沉。當(dāng)隧道跨度很大，地表沉陷要求嚴(yán)格，圍巖條件特別差，單側(cè)壁導(dǎo)坑法難以控制圍巖變形時(shí)，可采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法?，F(xiàn)場實(shí)測表明，雙側(cè)壁導(dǎo)坑法所引起的地表沉陷僅為短臺(tái)階法的1/2。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雖然開挖斷面分塊多，擾動(dòng)大，初次支護(hù)全

8、斷面閉合的時(shí)間長，但每個(gè)分塊都是在開挖后立即各自閉合的，所以在施工中間變形幾乎不發(fā)展。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工安全，但速度較慢，成本較高。該方法主要適用于粘性土層、砂層、砂卵層等地層。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工作業(yè)順序?yàn)椋海?）開挖一側(cè)導(dǎo)坑，并及時(shí)地將其初次支護(hù)閉合。（2）相隔適當(dāng)距離后開挖另一側(cè)導(dǎo)坑，并建造初次支護(hù)。（3）開挖上部核心土，建造拱部初次支護(hù)，拱腳支承在兩側(cè)壁導(dǎo)坑的初次支護(hù)上。（4）開挖下臺(tái)階，建造底部的初次支護(hù)，使初次支護(hù)全斷面閉合。（5）拆除導(dǎo)坑臨空部分的初次支護(hù)。（6）建造內(nèi)層襯砌。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）側(cè)壁導(dǎo)坑開挖后方可進(jìn)行下一步開挖。地質(zhì)條件差時(shí)，每個(gè)臺(tái)階底部均應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)臨時(shí)鋼架或臨時(shí)仰拱。（2）各部開挖時(shí)，