隧道開挖施工方法及施工要點講解

1、隧道開挖施工方法及施工要點講解1、全斷面開挖法全斷面開挖法就是按照設(shè)計輪廓一次爆破成形，然后修建襯砌的施工方法。適用條件：IIV級圍巖，在用于IV級圍巖時，圍巖應(yīng)具備從全斷面開挖到初期支護前這段時間內(nèi)，保持其自身穩(wěn)定的條件。(2)有鉆孔臺車或自制作業(yè)臺架及高效率裝運機械設(shè)備。(3)隧道長度或施工區(qū)段長度不宜太短，根據(jù)經(jīng)驗一般不應(yīng)小于lkm,否則采用大型機械化施工，其經(jīng)濟性較差隧道機械化施工，有三條主要作業(yè)線，見表作業(yè)線采用大型機械設(shè)備開挖作鉆孔臺車,裝藥臺車,裝載機配合自卸汽車(無軌運業(yè)線輸J、裝渣機配臺礦車及電瓶車或內(nèi)燃機車(有軌運輸】錨噴作混凝土噴射機、混凝土噴射機械手、錨噴作業(yè)平臺，進料

2、業(yè)線運輸設(shè)備及錨桿灌漿設(shè)備模筑襯混凝土拌和作業(yè)長、混凝土輸送車及輸送泵、施做防水砌作業(yè)層作業(yè)平臺、襯砌鋼模臺車線施工特點：開挖斷面與作業(yè)空間大、干擾??；(2)有條件充分使用機械，減少人力；(3)工序少，便于施工組織與管理，改善勞動條件；開挖一次成形，對圍巖擾動少，有利于圍巖穩(wěn)定。施工工序流程圖：隧道全斷面開挖施工工序流程見圖11臺才一明皂就中MUW64ttk放樣在眼J昭|<*r子而檢百皓*&岫3圖1-1隧道全斷面開挖施工工序流程圖.施工要點：(i)配備鉆爆臺車或多功能臺架及高效率裝運機械設(shè)備，由于開挖斷面大，圍巖相對穩(wěn)定性降低，且每循環(huán)相對工作量較大，要求具有較強的開挖、出硝和相

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

4、破效果圖.2、臺階法施工臺階法開挖是將隧道設(shè)計斷面分上半斷面和下半斷面兩次（或上、中、下三個斷面）開挖，臺階間控制一定距離，采用同時并行的隧道開挖施工方法。適用條件：按臺階長短有長臺階、短臺階和超短臺階三種。近年由于大斷面隧道的設(shè)計，又有三臺階臨時仰拱法，甚至多臺階法。至于施工中究竟應(yīng)采用何種臺階法，要根據(jù)以下兩個條件來決定：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；上斷面施工所用的開挖、支護、出硝等機械設(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，主要是考慮如何更好的發(fā)揮機械效率，保證施工的經(jīng)濟性，故只要考慮后一條件。一般用在

5、皿級圍巖，也可用在隧道IV級圍巖地段。施工特點：臺階開挖法可以有足夠的工作空間和相當(dāng)?shù)氖┕に俣取５?、下部作業(yè)有干擾；臺階開挖雖增加對圍巖的擾動次數(shù)，但臺階有利于開挖面的穩(wěn)定。尤其是上部開挖支護后，下部作業(yè)就較為安全，但應(yīng)注意下部作業(yè)時對上部穩(wěn)定性的影響。施工工序流程圖：隧道臺階法施工工序流程見圖1-4工。rVr皿1：月1Rf尸TtFGWT隧道臺階法開挖施工工序流程見圖1-上施工要點(1)階長度要適當(dāng)。按臺階長度可分為長臺階(上50m)、短臺階(5-50m)、微臺階(3-5m)三種。根據(jù)圍巖條件合理確定臺階長度和臺階數(shù)量，臺階高度根據(jù)地質(zhì)情況、隧道斷面大小和施工機械設(shè)備情況確定，微臺階法上臺階

6、高度宜為2.5mo(2)上臺階施作鋼拱架時，采用擴大拱腳和鎖腳錨桿等措施，控制圍巖和初期支護變形，必要時施作臨時仰拱。下臺階在上臺階噴射混凝土達到設(shè)計強度70%以上時開挖，下部開挖時要注意上部的穩(wěn)定，根據(jù)穩(wěn)定情況決定下部循環(huán)進尺。當(dāng)巖體不穩(wěn)定時需縮短進尺，必要時下臺階分左、右兩部錯開開挖，并及時施做初期支護和仰拱。(4)施工中應(yīng)解決好上下臺階的施工干擾問題，下部施工應(yīng)減少對上部圍巖、支護的擾動。(5)下臺階施工時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：皿級圍巖v70m,IV級圍巖v50m,二次襯砌及時施作。施工圖片：圖1-5臺階法

7、施工上臺階施工.開挖時應(yīng)注意事項:(1)解決好上、下半斷面作業(yè)的相互干擾問題。微臺階基本上是合為一個工作面進行同步掘進；長臺階基本上拉開，干擾較??；而短臺階干擾就較大，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，再進行下半斷面施工。(2)下部開挖時，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)縮短下部掘進循環(huán)進尺；若穩(wěn)定性更差，則可以左右錯開，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。(4)量測工作必須及時，以觀察拱頂，拱腳和邊墻中部位移值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)速率增大立即進行仰拱封閉。3、環(huán)形開挖留核心土法.環(huán)形開挖預(yù)留核

8、心土法一般是將開挖面分成環(huán)形拱部、上部核心及下部臺階三部分。根據(jù)地質(zhì)好壞將環(huán)形拱部斷面分成一塊或幾塊。先開挖上部導(dǎo)坑弧形斷面留核心土平臺，再開挖下部兩側(cè)邊墻、中部核心土的隧道開挖方法。適用條件：單線隧道IVV級圍巖，也可用在雙線隧道皿IV級圍巖地段。施工特點：1、環(huán)形開挖進尺宜為0.5-1.0m，核心土面積應(yīng)不小于整個斷面面積的50%o2、開挖后應(yīng)及時施工噴錨支護、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)計施工鎖角錨桿。3、圍巖地質(zhì)條件差，自穩(wěn)時間短時，開挖前應(yīng)按設(shè)計要求進行超前支護。4、核心土與下臺階開挖應(yīng)再上臺階支護完成后、噴射混凝土達到設(shè)計強度的70%施工工序流程圖：隧道環(huán)

9、形開挖預(yù)留核心土法施工工序流程見圖1-6J_rTTTTi-!1.圖1-6環(huán)形開挖預(yù)留核心士施工工序流程圖+施工要點：(1)開挖前應(yīng)在拱部進行超前支護、環(huán)形開挖每循環(huán)長度0.51m不宜過長，開挖后及時施作噴錨支護、安裝鋼架支撐(2)每兩根鋼架之間采用鋼筋連接，并設(shè)置鎖腳錨桿、全斷面初期支護封閉距拱部開挖面不超過15mo(3)預(yù)留核心土面積大小根據(jù)圍巖地質(zhì)情況，便于施工和滿足開挖面的穩(wěn)定。(4)上部弧形、左、右側(cè)墻部，中部核心土開挖各錯開35m進行平行作業(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全斷面襯砌時間根據(jù)監(jiān)控量測穩(wěn)定情況及時施作。施工圖片：圖1-7環(huán)形開挖預(yù)留核心

10、土法示意圖.圖1-B施工照片一4、弧形導(dǎo)坑左右臺階錯開開挖支護法在隧道開挖工程中，在三個臺階上分七個工作面，以前后七個不同位置相互錯開同時開挖，然后分部及時支護，形成支護整體?？s小作業(yè)循環(huán)時間，逐步向縱深推進的隧道開挖施工方法。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級圍巖地段。1-9施工工序流程圖：隧道弧形導(dǎo)坑左右臺階錯開開挖支護法施工工序流程見圖<帷T9得>:我不工，.*門：，：匕巨hin-士h、內(nèi)了則可號同洲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-開房二弧形導(dǎo)坑左右臺階錯開開挖支護法施工

11、工序流程見圖1-九施工要點：（1）施工中應(yīng)遵循“短開挖、少擾動、強支護、實回填、嚴治水、勤量測”的施工原則，緊湊施工工序，精心組織。做好洞頂、洞門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，洞內(nèi)應(yīng)施作良好的排水設(shè)施。（3）臺階長度控制在3-5m,及時施作初期支護，配合鎖腳錨桿封閉成環(huán)，初期支護鋼架背后嚴禁出現(xiàn)空洞。（4）工作面若有失穩(wěn)現(xiàn)象，應(yīng)及時用噴射混凝土封閉、加設(shè)錨桿、架立鋼支撐等加強支護。（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，先開挖隧道的一側(cè)，并施作中

12、隔壁，然后再開挖另一側(cè)的施工方法。適用條件：主要應(yīng)用于雙線隧道IV級圍巖深埋硬質(zhì)巖地段以及老黃土隧道（IV級圍巖）地段。施工特點：相對于CRD與雙側(cè)壁導(dǎo)坑法而言，其具有工序簡單、施工速度快的特點，只有當(dāng)其不能滿足施工要求時才考慮其它方法。施工工序流程圖：隧道中隔壁法（CD法）施工工序流程見圖1-11T加甥專F7圖1-11中隔壁法(CD)法施工工序流程圖.施工要點：(1)在CD法中，超前支護常用的超前支護類型有：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，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，兩組超前支護塔接長度不得小于1m,超前支護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)合插板進行超前支護。(2)左右部的臺階開挖高度根據(jù)地質(zhì)情況、隧道斷面大小和施工設(shè)備而定。(3)臺階開挖長度3-5m,開挖進尺視圍巖狀況、鋼架間距、超前支護有效長度確定，一般不超過1.0m。及時施作初期支護和中隔壁臨時支護，左右兩側(cè)洞體施工縱向拉開間距一般情況1D2D的距離(D為隧道跨度)，并不大于15m。(4)后一側(cè)開挖形成全斷面時，應(yīng)及時完成全斷面初期支護閉合。加強排水，防止拱腳巖體軟化。(5)中隔壁設(shè)置為弧形臨時支護，隧道左右開挖面初期支護連接平順，確保鋼架連接狀態(tài)良好。(6)加強監(jiān)控量測，確保隧

14、道穩(wěn)定。初期支護穩(wěn)定后分段拆除中隔壁臨時支護，一次拆除長度應(yīng)根據(jù)變形監(jiān)控量測信息確定，但不宜超過15m,并加強拆除過程監(jiān)控量測。(7)臨時支護拆除后及時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，在每部臺階施工時改臨時仰拱水平支撐做為橫隔板就成為了交叉中隔壁法又稱CRD工法,它將大斷面隧道分部分塊開挖，先開挖隧道一側(cè)的上和中部并施作封閉的初期支護和臨時支撐，再開挖隧道另一側(cè)的上和中部分且施作封閉的初期支護和臨時支撐，最后分別開挖隧道左右兩塊底部，形成隧道初期支護和臨時支撐網(wǎng)狀

15、封閉穩(wěn)定支護形式的隧道開挖施工方法。適用條件：一般適用于VVI級圍巖，隧道跨度大、對隧道沉降和變形有嚴格要求時采用，也可用于淺埋隧道施工。施工特點：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：(1)超前支護。采取可靠的超前支護措施對圍巖進行超前加固。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措施。超前小導(dǎo)管的搭接長度不得小于1.0m,超前管棚的搭接長度不得小于1.5

16、m,具體長度根據(jù)臺階高度及鋼架間距確定。(2)隧道按左右部分塊實施開挖，每塊小斷面開挖高度根據(jù)地質(zhì)條件、隧道斷面大小和施工設(shè)備而定。(3)每塊小斷面開挖長度35m,機械開挖、人工配合修整，掌子面不穩(wěn)定時?？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。及時設(shè)置臨時仰拱封閉、步步成環(huán)，盡量縮短成環(huán)時間，必要時進行掌子面臨時支護。(4)中隔墻設(shè)置為弧形臨時支護，隧道左右開挖小斷面底部臨時仰拱應(yīng)保持在同一斷面上，螺栓連接牢固，及時施作鎖腳錨桿(管)。(5)初期支護穩(wěn)定后分段拆除中隔壁臨時支護，一次拆除長度應(yīng)根據(jù)變形監(jiān)控量測信息確定，但不宜超過15m,以滿足仰拱的襯砌施工的長度為界限，并加

17、強拆除過程監(jiān)控量測。(6)CRD工法各施工環(huán)節(jié)要緊湊，盡快使支護結(jié)構(gòu)形成受力體系。臨時支護拆除后及時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)坑法是先開挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，及時施作導(dǎo)坑四周初期支護及臨時支護，然后再分部開挖中部剩余土體的隧道開挖施工方法。適用條件：一般適用于V-VI級圍巖，主要用于大跨、超淺埋、偏壓地層或?qū)Τ两涤袊栏褚蟮乃淼?。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；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: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法的施工要點的同時，還應(yīng)注意以下各點:(1)采取可靠的超前支護措施對圍巖進行超前加固。常用的超前支護類型有：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斷面的1/3o導(dǎo)坑施工應(yīng)嚴格堅持“管超前、短進尺、弱爆破(不爆破)、強支護、勤量測、緊封閉”的原則進行施工。(3)兩側(cè)側(cè)壁導(dǎo)坑超前