模塊四 鉆爆法隧道施工技術- 單元2-隧道施工方法-隧道洞身開挖1講解

《隧道與地下工程施工》模塊三

鉆爆法隧道施工技術

單元2隧道開挖方法——洞身開挖1

《隧道工程施工》

分部開挖法3本講主要內(nèi)容

全斷面法1臺階法2隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

隧道洞身開挖方法選擇:

應根據(jù)隧道長度、跨度、結(jié)構(gòu)形式、掌子面穩(wěn)定性、地質(zhì)條件等選擇適宜的開挖方法，并應根據(jù)開挖方法選擇配套的機械設備。

為了最大限度地利用圍巖自承能力，必須采用有利于減少超挖、減少圍巖擾動的開挖方法進行洞身開挖。

隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

按開挖隧道的橫斷面分部情況來分，施工方法可分為：

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全斷面法

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臺階法

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分部開挖法臺階法分部開挖法隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

1、全斷面法

全斷面法全稱為“全斷面一次開挖法”，即按隧道設計斷面輪廓一次開挖成型，然后修建支護和襯砌的施工方法。如圖所示，主要包括三個過程：?

全斷面開挖；?

錨噴支護；?

模筑混凝。1-全斷面開挖；2-錨噴支護；3-模筑混凝全斷面施工方法隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

1、全斷面法

（1）適用范圍、條件

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全斷面法主要適用于非淺埋的I～III級巖層覆蓋條件簡單、巖質(zhì)較均勻的硬巖中。淺埋段、偏壓段和洞口段不宜采用。

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該法必須具備大型施工機械。隧道長度或施工區(qū)段長度不宜太短，否則采用大型機械化施工的經(jīng)濟性較差。根據(jù)經(jīng)驗，長度不應小于1千米。隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

1、全斷面法

（2）全斷面法施工工序

1）施工準備完成后，用鉆孔臺車鉆眼，然后裝藥，連接起爆網(wǎng)路；2）退出鉆孔臺車，引爆炸藥，開挖出整個隧道斷面；3）進行通風、灑水，排煙、降塵；4）排除危石，安設拱部錨桿和噴第一層混凝土；5）用裝碴機將石碴裝人礦車或運輸機，運出洞外；6）安設邊墻錨桿和噴混凝土；7）必要時可噴拱部第二層混凝土和隧道底部混凝土；8）開始下一輪循環(huán)；9）在初次支護變形穩(wěn)定后，或按施工組織中規(guī)定日期灌筑內(nèi)層襯砌隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

1、全斷面法

（2）全斷面法施工工序

全斷面法施工隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

1、全斷面法

（3）全斷面法施工注意事項

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加強對開挖面前方的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)的調(diào)查。

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各工序機械設備要配套。

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加強各種輔助施工方法的設計和施工檢查。

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重視和加強對施工操作人員的技術培訓，使其能熟練掌握各種機械和推廣新技術，不斷提高工作效率，改進施工管理，加快施工速度。

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在選擇支護類型時，應優(yōu)先考慮錨桿和噴射混凝土、掛網(wǎng)、拱架等支護形式。隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

1、全斷面法

（4）全斷面開挖的優(yōu)點：?

工序少，相互干擾少，便于組織施工和管理；?工作空間大，便于大型機械化施工；?施工進度快，目前，我國公路隧道一般都能保持月進尺平均150m以上，高者已

接近300m／月。全斷面法施工隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

2、臺階法

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臺階法是適用性最廣的施工方法，多適用于鐵路雙線隧道III、Ⅳ級圍巖，單線隧道V級圍巖亦可采用，但支護條件應予以加強。

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它將斷面分成上半斷面和下半斷面兩部分分別進行開挖。

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根據(jù)臺階的長短，臺階法又包括為長臺階法、短臺階法和超短臺階法三種。a）長臺階法；b）短臺階法；

c）超短臺階法隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

2、臺階法?

施工中究竟應采用何種臺階法，要根據(jù)以下兩個條件來確定：（1）初期支護形成閉合斷面的時間要求，圍巖越差，閉合時間要求越短。（2）上斷面施工所用的開挖、支護、出渣等機械設備對施工場地大小的要求。?

在軟弱圍巖中應以前一條件為主，兼顧后者，確保施工安全。?在圍巖條件較好時，主要考慮是如何更好地發(fā)揮機械效率，保證施工的經(jīng)濟性，故只需要考慮后一條件。隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

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將斷面分成上半斷面和下半斷面兩部分進行開挖，上、下斷面相距較遠，一般：上臺階超前50m以上或大于5倍洞跨?！襁m用條件：適用范圍較全斷面法廣泛，凡在全斷面法中開挖面不能自穩(wěn)，但圍巖堅硬不用底拱封閉斷面的情況，都可采用長臺階法。2、臺階法

（1）長臺階法隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

2、臺階法

（1）長臺階法

●優(yōu)點：相對全斷面法，長臺階法一次開挖斷面和高度都較小，只需配中型鉆孔臺車即可施工，對維持開挖面穩(wěn)定十分有利?！袢秉c：上下部作業(yè)有一點的干擾。隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

2、臺階法

（2）短臺階法

分成上下兩個斷面進行開挖，兩個斷面相距較近，一般上臺階長度小于5倍但大于1~1.5倍洞跨，或為5-50米。上下斷面采用平行作業(yè)。隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

2、臺階法

（2）短臺階法

●適用條件：適用范圍很廣，Ⅰ-Ⅴ級圍巖都能采用，尤其適用于Ⅳ、Ⅴ級圍巖，是新奧法施工中主要采用的方法?！駜?yōu)點：短臺階法可縮短支護結(jié)構(gòu)閉合的時間，改善初期支護的受力條件，有利于控制隧道收斂速度和量值?！袢秉c:上臺階出碴時，對下半斷面施工干擾較大，不能全部平行作業(yè)。隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

2、臺階法

（3）超短臺階法

這種方法也是分成上下兩部分，但上臺階僅超前3~5m，只能采用交替作業(yè)?！襁m用條件：超短臺階法適用于膨脹性圍巖和土質(zhì)圍巖，要求及早閉合斷面的場合。也適用于機械化程度不高的各類圍巖地段。隧道洞身開挖方法01一、隧道洞身開挖方法

2、臺階法

（3）超短臺階法●優(yōu)點：超短臺階法初期支護全斷面閉合時間更短，更有利于控制圍巖變形。在城市隧道施工中，能更有效地控制地表沉陷?！袢秉c：上下斷面相距較近，機械設備集中，作業(yè)時相互干擾較大，生產(chǎn)效率較低，施工速度較慢。隧道洞身開挖方法01一