隧道開(kāi)挖施工方法及施工要點(diǎn)講解

1、隧道開(kāi)挖施工方法及施工要點(diǎn)講解1、全斷面開(kāi)挖法全斷面開(kāi)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：IIV級(jí)圍巖，在用于IV級(jí)圍巖時(shí)，圍巖應(yīng)具備從全斷面開(kāi)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(chē)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(zhǎng)度或施工區(qū)段長(zhǎng)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，見(jiàn)表作業(yè)線采用大型機(jī)械設(shè)備開(kāi)挖作鉆孔臺(tái)車(chē),裝藥臺(tái)車(chē),裝載機(jī)配合自卸汽車(chē)(無(wú)軌運(yùn)業(yè)線輸J、裝渣機(jī)配臺(tái)礦車(chē)及電瓶車(chē)或內(nèi)燃機(jī)車(chē)(有軌運(yùn)輸】錨噴作混凝土噴射機(jī)、混凝土噴射機(jī)械手、錨噴作業(yè)平臺(tái)，進(jìn)料

2、業(yè)線運(yùn)輸設(shè)備及錨桿灌漿設(shè)備模筑襯混凝土拌和作業(yè)長(zhǎng)、混凝土輸送車(chē)及輸送泵、施做防水砌作業(yè)層作業(yè)平臺(tái)、襯砌鋼模臺(tái)車(chē)線施工特點(diǎn)：開(kāi)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；開(kāi)挖一次成形，對(duì)圍巖擾動(dòng)少，有利于圍巖穩(wěn)定。施工工序流程圖：隧道全斷面開(kāi)挖施工工序流程見(jiàn)圖11臺(tái)才一明皂就中MUW64ttk放樣在眼J昭|<*r子而檢百皓*&岫3圖1-1隧道全斷面開(kāi)挖施工工序流程圖.施工要點(diǎn)：(i)配備鉆爆臺(tái)車(chē)或多功能臺(tái)架及高效率裝運(yùn)機(jī)械設(shè)備，由于開(kāi)挖斷面大，圍巖相對(duì)穩(wěn)定性降低，且每循環(huán)相對(duì)工作量較大，要求具有較強(qiáng)的開(kāi)挖、出硝和相

3、應(yīng)的支護(hù)能力。各工序使用的機(jī)械設(shè)備務(wù)求配套。以縮短循環(huán)作業(yè)時(shí)間，合理采用平行交叉作業(yè)工序，提高施工進(jìn)度。(2)利用深孔爆破增加循環(huán)進(jìn)尺，控制周邊眼間距及角度改善光面爆破效果，減少超欠挖。(3)及時(shí)施做初期支護(hù)，摸清開(kāi)挖面前方地質(zhì)情況，及時(shí)準(zhǔn)備好應(yīng)急措施，圍巖條件變化時(shí)及時(shí)調(diào)整施工方法，以確保施工安全。(4)有條件時(shí)采用導(dǎo)洞超前的開(kāi)挖方法，合理組織施工保證隧道施工安全。(5)二次襯砌及時(shí)施作，In級(jí)圍巖二次襯砌距掌子面距離V200m,皿級(jí)圍巖v80m。(6)在軟弱破碎圍巖中使用全斷面開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)輔助施工方法設(shè)計(jì)與檢查，加強(qiáng)動(dòng)態(tài)量測(cè)與監(jiān)控。施工圖片：圖1-2隧道全斷面臺(tái)軍開(kāi)挖.圖1-3隧道泡面爆

4、破效果圖.2、臺(tái)階法施工臺(tái)階法開(kāi)挖是將隧道設(shè)計(jì)斷面分上半斷面和下半斷面兩次（或上、中、下三個(gè)斷面）開(kāi)挖，臺(tái)階間控制一定距離，采用同時(shí)并行的隧道開(kāi)挖施工方法。適用條件：按臺(tái)階長(zhǎng)短有長(zhǎng)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。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(lái)決定：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)間要求越短；上斷面施工所用的開(kāi)挖、支護(hù)、出硝等機(jī)械設(shè)備施工場(chǎng)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。一般用在

5、皿級(jí)圍巖，也可用在隧道IV級(jí)圍巖地段。施工特點(diǎn)：臺(tái)階開(kāi)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(kāi)挖雖增加對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)，但臺(tái)階有利于開(kāi)挖面的穩(wěn)定。尤其是上部開(kāi)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(duì)上部穩(wěn)定性的影響。施工工序流程圖：隧道臺(tái)階法施工工序流程見(jiàn)圖1-4工。rVr皿1：月1Rf尸TtFGWT隧道臺(tái)階法開(kāi)挖施工工序流程見(jiàn)圖1-上施工要點(diǎn)(1)階長(zhǎng)度要適當(dāng)。按臺(tái)階長(zhǎng)度可分為長(zhǎng)臺(tái)階(上50m)、短臺(tái)階(5-50m)、微臺(tái)階(3-5m)三種。根據(jù)圍巖條件合理確定臺(tái)階長(zhǎng)度和臺(tái)階數(shù)量，臺(tái)階高度根據(jù)地質(zhì)情況、隧道斷面大小和施工機(jī)械設(shè)備情況確定，微臺(tái)階法上臺(tái)階

6、高度宜為2.5mo(2)上臺(tái)階施作鋼拱架時(shí)，采用擴(kuò)大拱腳和鎖腳錨桿等措施，控制圍巖和初期支護(hù)變形，必要時(shí)施作臨時(shí)仰拱。下臺(tái)階在上臺(tái)階噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%以上時(shí)開(kāi)挖，下部開(kāi)挖時(shí)要注意上部的穩(wěn)定，根據(jù)穩(wěn)定情況決定下部循環(huán)進(jìn)尺。當(dāng)巖體不穩(wěn)定時(shí)需縮短進(jìn)尺，必要時(shí)下臺(tái)階分左、右兩部錯(cuò)開(kāi)開(kāi)挖，并及時(shí)施做初期支護(hù)和仰拱。(4)施工中應(yīng)解決好上下臺(tái)階的施工干擾問(wèn)題，下部施工應(yīng)減少對(duì)上部圍巖、支護(hù)的擾動(dòng)。(5)下臺(tái)階施工時(shí)要保證初支鋼架整體順接平直，螺栓連接牢靠。(6)仰拱及填充超前二次襯砌且分別全幅澆筑，仰拱距掌子面距離：皿級(jí)圍巖v70m,IV級(jí)圍巖v50m,二次襯砌及時(shí)施作。施工圖片：圖1-5臺(tái)階法

7、施工上臺(tái)階施工.開(kāi)挖時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng):(1)解決好上、下半斷面作業(yè)的相互干擾問(wèn)題。微臺(tái)階基本上是合為一個(gè)工作面進(jìn)行同步掘進(jìn)；長(zhǎng)臺(tái)階基本上拉開(kāi)，干擾較??；而短臺(tái)階干擾就較大，要注意作業(yè)組織。對(duì)于長(zhǎng)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(kāi)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(kāi)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(kāi)，或先拉中槽后挖邊幫。(3)下部邊墻開(kāi)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(cè)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(kāi)挖留核心土法.環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核

8、心土法一般是將開(kāi)挖面分成環(huán)形拱部、上部核心及下部臺(tái)階三部分。根據(jù)地質(zhì)好壞將環(huán)形拱部斷面分成一塊或幾塊。先開(kāi)挖上部導(dǎo)坑弧形斷面留核心土平臺(tái)，再開(kāi)挖下部?jī)蓚?cè)邊墻、中部核心土的隧道開(kāi)挖方法。適用條件：?jiǎn)尉€隧道IVV級(jí)圍巖，也可用在雙線隧道皿IV級(jí)圍巖地段。施工特點(diǎn)：1、環(huán)形開(kāi)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%o2、開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)施工噴錨支護(hù)、安裝鋼架支撐，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(kāi)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(kāi)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%施工工序流程圖：隧道環(huán)

9、形開(kāi)挖預(yù)留核心土法施工工序流程見(jiàn)圖1-6J_rTTTTi-!1.圖1-6環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心士施工工序流程圖+施工要點(diǎn)：(1)開(kāi)挖前應(yīng)在拱部進(jìn)行超前支護(hù)、環(huán)形開(kāi)挖每循環(huán)長(zhǎng)度0.51m不宜過(guò)長(zhǎng)，開(kāi)挖后及時(shí)施作噴錨支護(hù)、安裝鋼架支撐(2)每?jī)筛摷苤g采用鋼筋連接，并設(shè)置鎖腳錨桿、全斷面初期支護(hù)封閉距拱部開(kāi)挖面不超過(guò)15mo(3)預(yù)留核心土面積大小根據(jù)圍巖地質(zhì)情況，便于施工和滿足開(kāi)挖面的穩(wěn)定。(4)上部弧形、左、右側(cè)墻部，中部核心土開(kāi)挖各錯(cuò)開(kāi)35m進(jìn)行平行作業(yè)。(5)仰拱及填充超前二次襯砌且分別全副澆筑，距離掌子面v70mo全斷面襯砌時(shí)間根據(jù)監(jiān)控量測(cè)穩(wěn)定情況及時(shí)施作。施工圖片：圖1-7環(huán)形開(kāi)挖預(yù)留核心

10、土法示意圖.圖1-B施工照片一4、弧形導(dǎo)坑左右臺(tái)階錯(cuò)開(kāi)開(kāi)挖支護(hù)法在隧道開(kāi)挖工程中，在三個(gè)臺(tái)階上分七個(gè)工作面，以前后七個(gè)不同位置相互錯(cuò)開(kāi)同時(shí)開(kāi)挖，然后分部及時(shí)支護(hù)，形成支護(hù)整體?？s小作業(yè)循環(huán)時(shí)間，逐步向縱深推進(jìn)的隧道開(kāi)挖施工方法。適用條件：一般適用于黃土地區(qū)隧道施工，也可用于其它皿-IV級(jí)圍巖地段。1-9施工工序流程圖：隧道弧形導(dǎo)坑左右臺(tái)階錯(cuò)開(kāi)開(kāi)挖支護(hù)法施工工序流程見(jiàn)圖<帷T9得>:我不工，.*門(mén)：，：匕巨hin-士h、內(nèi)了則可號(hào)同洲Ur正正:K'IWF；0喝；0升附山丹胃，.MW!lJ芝加Zj，4（卜下"木濯H“11糜心f-開(kāi)房二弧形導(dǎo)坑左右臺(tái)階錯(cuò)開(kāi)開(kāi)挖支護(hù)法施工

11、工序流程見(jiàn)圖1-九施工要點(diǎn)：（1）施工中應(yīng)遵循“短開(kāi)挖、少擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)、實(shí)回填、嚴(yán)治水、勤量測(cè)”的施工原則，緊湊施工工序，精心組織。做好洞頂、洞門(mén)及洞口的防排水系統(tǒng)工程，妥善處理好陷穴、裂縫。在含有地下水的黃土層中施工時(shí)，洞內(nèi)應(yīng)施作良好的排水設(shè)施。（3）臺(tái)階長(zhǎng)度控制在3-5m,及時(shí)施作初期支護(hù)，配合鎖腳錨桿封閉成環(huán)，初期支護(hù)鋼架背后嚴(yán)禁出現(xiàn)空洞。（4）工作面若有失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)用噴射混凝土封閉、加設(shè)錨桿、架立鋼支撐等加強(qiáng)支護(hù)。（5）應(yīng)及早施作仰拱和二次襯砌，仰拱施工要盡量提前，防止大斷面隧道邊墻向內(nèi)位移。施工圖片:5、中隔壁法（CD法）CD法是在軟弱圍巖大跨度隧道中，先開(kāi)挖隧道的一側(cè)，并施作中

12、隔壁，然后再開(kāi)挖另一側(cè)的施工方法。適用條件：主要應(yīng)用于雙線隧道IV級(jí)圍巖深埋硬質(zhì)巖地段以及老黃土隧道（IV級(jí)圍巖）地段。施工特點(diǎn)：相對(duì)于CRD與雙側(cè)壁導(dǎo)坑法而言，其具有工序簡(jiǎn)單、施工速度快的特點(diǎn)，只有當(dāng)其不能滿足施工要求時(shí)才考慮其它方法。施工工序流程圖：隧道中隔壁法（CD法）施工工序流程見(jiàn)圖1-11T加甥專(zhuān)F7圖1-11中隔壁法(CD)法施工工序流程圖.施工要點(diǎn)：(1)在CD法中，超前支護(hù)常用的超前支護(hù)類(lèi)型有：超前錨桿、超前小導(dǎo)管注漿及管棚。當(dāng)隧道地下水發(fā)育時(shí)，也可采用超前帷幕注漿加固與堵水。超前錨桿、超前小導(dǎo)管注漿施工時(shí)，兩組超前支護(hù)塔接長(zhǎng)度不得小于1m,超前支護(hù)一般要與鋼架相配合。注漿材料

13、一般選用雙液漿，注漿壓力宜比靜水壓力大0.51.5MPa,在巖石松軟有流砂地段，還可采用管棚結(jié)合插板進(jìn)行超前支護(hù)。(2)左右部的臺(tái)階開(kāi)挖高度根據(jù)地質(zhì)情況、隧道斷面大小和施工設(shè)備而定。(3)臺(tái)階開(kāi)挖長(zhǎng)度3-5m,開(kāi)挖進(jìn)尺視圍巖狀況、鋼架間距、超前支護(hù)有效長(zhǎng)度確定，一般不超過(guò)1.0m。及時(shí)施作初期支護(hù)和中隔壁臨時(shí)支護(hù)，左右兩側(cè)洞體施工縱向拉開(kāi)間距一般情況1D2D的距離(D為隧道跨度)，并不大于15m。(4)后一側(cè)開(kāi)挖形成全斷面時(shí)，應(yīng)及時(shí)完成全斷面初期支護(hù)閉合。加強(qiáng)排水，防止拱腳巖體軟化。(5)中隔壁設(shè)置為弧形臨時(shí)支護(hù)，隧道左右開(kāi)挖面初期支護(hù)連接平順，確保鋼架連接狀態(tài)良好。(6)加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，確保隧

14、道穩(wěn)定。初期支護(hù)穩(wěn)定后分段拆除中隔壁臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)變形監(jiān)控量測(cè)信息確定，但不宜超過(guò)15m,并加強(qiáng)拆除過(guò)程監(jiān)控量測(cè)。(7)臨時(shí)支護(hù)拆除后及時(shí)施做隧道仰拱和二次襯砌。施工圖片：1-15CRD法施工圖片圖1-16交叉中隔壁法(CRD)法施工圖片+，6、交叉中隔壁法(CRD法)當(dāng)CD法施工方法不能滿足要求時(shí)，在每部臺(tái)階施工時(shí)改臨時(shí)仰拱水平支撐做為橫隔板就成為了交叉中隔壁法又稱(chēng)CRD工法,它將大斷面隧道分部分塊開(kāi)挖，先開(kāi)挖隧道一側(cè)的上和中部并施作封閉的初期支護(hù)和臨時(shí)支撐，再開(kāi)挖隧道另一側(cè)的上和中部分且施作封閉的初期支護(hù)和臨時(shí)支撐，最后分別開(kāi)挖隧道左右兩塊底部，形成隧道初期支護(hù)和臨時(shí)支撐網(wǎng)狀

15、封閉穩(wěn)定支護(hù)形式的隧道開(kāi)挖施工方法。適用條件：一般適用于VVI級(jí)圍巖，隧道跨度大、對(duì)隧道沉降和變形有嚴(yán)格要求時(shí)采用，也可用于淺埋隧道施工。施工特點(diǎn)：CRD法與CD法唯一的區(qū)別是在施工過(guò)程中每一步，都要求用臨時(shí)仰拱封閉斷面。施工工序流程圖：隧道交叉中隔壁法施工工序流程圖尸/,|“西川ri.i.ri.叫Fiirt,:下審：于？孑步克prII|,刖訐|汽產(chǎn)/底也位，|.CM/"L1-川：山h：二工卜1施工要點(diǎn)：(1)超前支護(hù)。采取可靠的超前支護(hù)措施對(duì)圍巖進(jìn)行超前加固。隧道的拱部和側(cè)壁、中隔墻側(cè)壁都各有可靠的超前支護(hù)措施。超前小導(dǎo)管的搭接長(zhǎng)度不得小于1.0m,超前管棚的搭接長(zhǎng)度不得小于1.5

16、m,具體長(zhǎng)度根據(jù)臺(tái)階高度及鋼架間距確定。(2)隧道按左右部分塊實(shí)施開(kāi)挖，每塊小斷面開(kāi)挖高度根據(jù)地質(zhì)條件、隧道斷面大小和施工設(shè)備而定。(3)每塊小斷面開(kāi)挖長(zhǎng)度35m,機(jī)械開(kāi)挖、人工配合修整，掌子面不穩(wěn)定時(shí)?？闪艉诵耐粱驀娚浠炷练忾]掌子面，鋼架支撐的架設(shè)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。及時(shí)設(shè)置臨時(shí)仰拱封閉、步步成環(huán)，盡量縮短成環(huán)時(shí)間，必要時(shí)進(jìn)行掌子面臨時(shí)支護(hù)。(4)中隔墻設(shè)置為弧形臨時(shí)支護(hù)，隧道左右開(kāi)挖小斷面底部臨時(shí)仰拱應(yīng)保持在同一斷面上，螺栓連接牢固，及時(shí)施作鎖腳錨桿(管)。(5)初期支護(hù)穩(wěn)定后分段拆除中隔壁臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)變形監(jiān)控量測(cè)信息確定，但不宜超過(guò)15m,以滿足仰拱的襯砌施工的長(zhǎng)度為界限，并加

17、強(qiáng)拆除過(guò)程監(jiān)控量測(cè)。(6)CRD工法各施工環(huán)節(jié)要緊湊，盡快使支護(hù)結(jié)構(gòu)形成受力體系。臨時(shí)支護(hù)拆除后及時(shí)施做隧道仰拱和二次襯砌。施工圖片：CRD法施工示意圖1-14法施工圖片.1-15CRD法施工圖片.圖1-16交叉中隔壁法(CRD)法施工圖片.7、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是先開(kāi)挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，及時(shí)施作導(dǎo)坑四周初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)，然后再分部開(kāi)挖中部剩余土體的隧道開(kāi)挖施工方法。適用條件：一般適用于V-VI級(jí)圍巖，主要用于大跨、超淺埋、偏壓地層或?qū)Τ两涤袊?yán)格要求的隧道。施工工序流程圖：隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序流程圖門(mén)L；，：i.主MK9"LLZm丁杯：也力百配t互和帝王孑乙阿汗五1產(chǎn)叮12k

18、LI|丁叩；行7丸下k：平廿&X戶Mil/“L卜門(mén)；N1：一|4Iamha|；r?'iriTT幣?”.廣：|,片"力j|isr：fi|.：,rt：;企而七巴二i一I-；L施工要點(diǎn):雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是CD法施工的演化，許多施工工序是相同的，施工中除參照遵守CD法的施工要點(diǎn)的同時(shí)，還應(yīng)注意以下各點(diǎn):(1)采取可靠的超前支護(hù)措施對(duì)圍巖進(jìn)行超前加固。常用的超前支護(hù)類(lèi)型有：超前錨桿、超前小導(dǎo)管注漿及管棚。(2)側(cè)壁導(dǎo)坑形狀應(yīng)近似橢圓形，導(dǎo)坑斷面寬度一般為整個(gè)斷面的1/3o導(dǎo)坑施工應(yīng)嚴(yán)格堅(jiān)持“管超前、短進(jìn)尺、弱爆破(不爆破)、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)、緊封閉”的原則進(jìn)行施工。(3)兩側(cè)側(cè)壁導(dǎo)坑超前