隧道施工常用方法課件

礦山法

礦山法因最早應(yīng)用于礦石開采而得名，它包括傳統(tǒng)方法和新奧法。由于這種方法多數(shù)情況都需要鉆眼爆破進(jìn)行開挖，故又稱為鉆爆法。有時(shí)為了強(qiáng)調(diào)新奧法與傳統(tǒng)礦山法的區(qū)別，而將新奧法從礦山法中分出另立系統(tǒng)。一、公路隧道施工常用方法

1礦山法一、公路隧道施工常用方法1一、公路隧道施工常用方法傳統(tǒng)礦山法是人們?cè)陂L(zhǎng)期的施工實(shí)踐中發(fā)展起來的。它是以木或鋼構(gòu)件作為臨時(shí)支撐，待隧道開挖成型后，逐步將臨時(shí)支撐撤換下來，而代之以整體式厚襯砌作為永久性支護(hù)的施工方法。施工中由于支撐撤換工作較麻煩和不安全，且對(duì)圍巖有所擾動(dòng)，因此，該方法目前已很少采用，有時(shí)應(yīng)用于不便采用錨噴支護(hù)或處理坍方的隧道中。礦山法施工的基本原則是：少擾動(dòng)、早支撐、快襯砌。2一、公路隧道施工常用方法傳統(tǒng)礦山法是人們?cè)陂L(zhǎng)期的施工實(shí)踐中發(fā)一、公路隧道施工常用方法礦山法施工的基本原則①少擾動(dòng)，是指在進(jìn)行隧道開挖時(shí)，要盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)、擾動(dòng)強(qiáng)度、擾動(dòng)范圍和持續(xù)時(shí)間。采用鋼支撐，可以增大一次開挖斷面的跨度，減少分部開挖次數(shù)，采用預(yù)裂爆破技術(shù)，從而達(dá)到減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)。②早支撐，指開挖坑道后應(yīng)及時(shí)施作臨時(shí)構(gòu)件及支撐，使圍巖不致因變形松弛過度而產(chǎn)生坍塌失穩(wěn)，并能承受圍巖松弛變形產(chǎn)生的壓力。并進(jìn)行定期檢查支撐的工作情況，若發(fā)現(xiàn)變形嚴(yán)重或出現(xiàn)損壞征兆，應(yīng)及時(shí)增設(shè)支撐予以加固和加強(qiáng)。③快襯砌，指拆除臨時(shí)支撐時(shí)要及時(shí)修筑永久性混凝土襯砌，并使其能盡早承載參與工作。若采用的是鋼支撐又不必拆除，或無臨時(shí)支撐時(shí)，亦應(yīng)盡早施作永久性混凝土襯砌，防止坑道壁裸露時(shí)間過長(zhǎng)風(fēng)化侵蝕圍巖、強(qiáng)度降低、產(chǎn)生變形過大等情況的發(fā)生。3一、公路隧道施工常用方法礦山法施工的基本原則3一、公路隧道施工常用方法礦山法施工的工藝流程：4一、公路隧道施工常用方法礦山法施工的工藝流程：4一、公路隧道施工常用方法它與新奧法的根本區(qū)別，除了施工原理不同外，在具體作業(yè)上還有：傳統(tǒng)的礦山法中不強(qiáng)調(diào)采用錨噴支護(hù)，而大量采用鋼、木支撐；不強(qiáng)調(diào)要及早閉合支護(hù)環(huán)；很少采用復(fù)合式襯砌，而是大量采用剛度較大的單層襯砌；不進(jìn)行施工量測(cè)等。近年來，由于施工機(jī)械的發(fā)展，以及傳統(tǒng)礦山法明顯的不符合巖石力學(xué)的基本原理和不經(jīng)濟(jì)，已逐漸由新奧法所取代。只有在一些缺少大型機(jī)械的中、短隧道中，或不熟悉新奧法的施工單位還采用傳統(tǒng)的礦山法。5一、公路隧道施工常用方法它與新奧法的根本區(qū)別，除了施工原理不一、公路隧道施工常用方法新奧法新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱，是奧地利學(xué)者臘布希維茲教授于20世紀(jì)50年代提出的。它是以隧道工程施工經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護(hù)手段，通過監(jiān)測(cè)控制圍巖的變形，充分發(fā)揮圍巖的自承能力的施工方法。目前，新奧法已成為隧道施工最主要的方法，也幾乎成為在軟弱的破碎圍巖地段修建隧道的一種基本施工方法。6一、公路隧道施工常用方法新奧法6一、公路隧道施工常用方法新奧法與傳統(tǒng)的礦山法相比，不僅僅是手段上的不同，更重要的是工程理念、力學(xué)概念和設(shè)計(jì)原理的不同。新奧法是一個(gè)體現(xiàn)應(yīng)用巖體動(dòng)態(tài)性質(zhì)較完整的力學(xué)概念，科學(xué)性較強(qiáng)的隧道施工方法。因而不能單純地將它僅僅看成是一種施工方法或是一種支護(hù)方法，也不應(yīng)片面理解僅用錨噴支護(hù)就認(rèn)為是采用新奧法，新奧法的內(nèi)容及范圍相當(dāng)廣泛、深入，它既包括隧道工程設(shè)計(jì)，又包括隧道工程施工，還包括隧道和地下工程的科學(xué)范疇的大系統(tǒng)工程。新奧法應(yīng)用巖體力學(xué)的理論，以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，采用錨噴為主要支護(hù)手段，達(dá)到及時(shí)控制圍巖的變形和松弛，使圍巖亦成為支護(hù)體系的組成部分，并通過對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的測(cè)量、監(jiān)控來及時(shí)而正確的指導(dǎo)隧道和地下工程設(shè)計(jì)施工的方法。7一、公路隧道施工常用方法新奧法與傳統(tǒng)的礦山法相比，不僅僅是手新奧法的三種主要設(shè)計(jì)方法：1、工程類比法；2、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)法（信息設(shè)計(jì)法）；3、理論計(jì)算驗(yàn)算法：

8新奧法的三種主要設(shè)計(jì)方法：8圍巖——支護(hù)模式9圍巖——支護(hù)模式9荷載——結(jié)構(gòu)模式10荷載——結(jié)構(gòu)模式101111荷載——結(jié)構(gòu)模式12荷載——結(jié)構(gòu)模式12工程類比法用得最多；信息設(shè)計(jì)法比工程類比法更為合理更為可靠；三種方法并用是以后的發(fā)展方向。13工程類比法用得最多；信息設(shè)計(jì)法比工程類比法更為合理更為可靠；新奧法的要點(diǎn)：1）圍巖體和支護(hù)視作統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)體系，巖體是主要的承載單元；2）允許坑道開挖后圍巖產(chǎn)生局部有限的應(yīng)力松弛，也允許作為承載環(huán)的支護(hù)結(jié)構(gòu)有限制的變形；3）通過試驗(yàn)、監(jiān)控量測(cè)決定圍巖體和支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載——變形——時(shí)間特性；4）按“預(yù)計(jì)的”圍巖局部應(yīng)力松弛選擇開挖方法和支護(hù)結(jié)構(gòu)；5）在施工中，通過對(duì)支護(hù)的量測(cè)、監(jiān)視、信息反饋，改修設(shè)計(jì)，決定支護(hù)措施或第二次襯砌。14新奧法的要點(diǎn)：14三、新奧法施工采用新奧法施工的公路隧道，應(yīng)視其規(guī)模、地質(zhì)條件以及安全要求、施工方法，并充分利用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、量測(cè)信息來指導(dǎo)施工。嚴(yán)格執(zhí)行施工程序，不得有任何省略。新奧法的特征之一是采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、量測(cè)信息指導(dǎo)施工，即通過對(duì)隧道施工中量測(cè)數(shù)據(jù)和對(duì)開挖面的地質(zhì)觀察等進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)和反饋。并根據(jù)已建立的量測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)隧道施工方法（包括特殊的、輔助的施工方法）、斷面開挖步驟及順序、初期支護(hù)的參數(shù)等進(jìn)行合理調(diào)整，以保證施工安全、坑道圍巖穩(wěn)定、工程質(zhì)量和支護(hù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性等。新奧法施工的基本原則可歸納為：“少擾動(dòng)、早錨噴、勤量測(cè)、緊封閉”。15三、新奧法施工采用新奧法施工的公路隧道，應(yīng)視其規(guī)模、地質(zhì)條件三、新奧法施工少擾動(dòng)，是指在進(jìn)行隧道開挖時(shí)，要盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)、擾動(dòng)強(qiáng)度、擾動(dòng)范圍和擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間。因此要求能用機(jī)械開挖的就不用鉆爆法開挖。采用鉆爆法開挖時(shí)，要嚴(yán)格地進(jìn)行控制爆破；盡量采用大斷面開挖；根據(jù)圍巖類別、開挖方法、支護(hù)條件選擇合理的循環(huán)掘進(jìn)進(jìn)尺；自穩(wěn)性差的圍巖，循環(huán)掘進(jìn)進(jìn)尺應(yīng)短一些；支護(hù)要盡量緊跟開挖面，縮短圍巖應(yīng)力松弛時(shí)間。早錨噴，是指開挖后及時(shí)施作初期錨噴支護(hù)，使圍巖的變形進(jìn)入受控制狀態(tài)。這樣做一方面是為了使圍巖不致因變形過度而產(chǎn)生坍塌失穩(wěn)；另一方面是使圍巖變形適度發(fā)展，以充分發(fā)揮圍巖的自承能力。必要時(shí)可采取超前預(yù)支護(hù)措施。16三、新奧法施工少擾動(dòng)，是指在進(jìn)行隧道開挖時(shí)，要盡量減少對(duì)圍巖三、新奧法施工勤量測(cè)，是指以直觀、可靠的量測(cè)方法和量測(cè)數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確評(píng)價(jià)圍巖（或圍巖加支護(hù)）的穩(wěn)定狀態(tài)，或判斷其動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)。以便及時(shí)調(diào)整支護(hù)形式、開挖方法，確保施工安全和施工順利進(jìn)行。量測(cè)是現(xiàn)代隧道及地下工程理論的重要標(biāo)志之一，也是掌握圍巖動(dòng)態(tài)變化過程的手段和進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、施工的依據(jù)。緊封閉，一方面是指采取噴射混凝土等防護(hù)措施，避免圍巖因長(zhǎng)時(shí)間暴露而致強(qiáng)度和穩(wěn)定性的衰減，尤其是對(duì)于易風(fēng)化的軟弱圍巖；另一方面更為重要的是指要適時(shí)對(duì)圍巖施作封閉形支護(hù)，這樣做不僅可以及時(shí)阻止圍巖變形，面且可以使支護(hù)和圍巖能進(jìn)入良好的共同工作狀態(tài)。17三、新奧法施工勤量測(cè)，是指以直觀、可靠的量測(cè)方法和量測(cè)數(shù)據(jù)來三、新奧法施工18三、新奧法施工18三、新奧法施工新奧法按其開挖斷面大小及位置，基本上可分為：全斷面法、臺(tái)階法、分部開挖法三大類及其若干變化方案。（一）全斷面法（1）概念：全斷面開挖法是按設(shè)計(jì)斷面將隧道一次開挖成型，再施做襯砌的隧道開挖方法，一般適用在地質(zhì)條件較好的Ⅰ～Ⅱ級(jí)圍巖，也可用在單線鐵路隧道Ⅲ級(jí)圍巖地帶。（2）開挖順序（圖）：①全斷面開挖；②錨噴支護(hù)；③澆筑混凝土襯砌。（3）適用環(huán)境：全斷面法，常適用于Ⅰ～Ⅲ級(jí)硬巖的石質(zhì)隧道。該法可采用深孔爆破。19三、新奧法施工新奧法按其開挖斷面大小及位置，基本上可分為：全（4）特點(diǎn)：全斷面開挖法有較大的作業(yè)空間，有利于采用大型配套機(jī)械化作業(yè)，提高施工速度，且工序少，干擾少，便于施工組織和管理。缺點(diǎn)是由于開挖面較大，圍巖相對(duì)穩(wěn)定性降低，且每次循環(huán)工作量相對(duì)較大，故此要求施工單位應(yīng)具有較強(qiáng)的開挖、出渣、運(yùn)輸及支護(hù)能力。全斷面法施工開挖工作面大，鉆爆施工效率較高，采用深眼爆破可加快掘進(jìn)速度，且爆破對(duì)圍巖的震動(dòng)次數(shù)較少，有利于圍巖穩(wěn)定。缺點(diǎn)是每次深孔爆破震動(dòng)較大，因而要求進(jìn)行精心的鉆爆設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的控制爆破作業(yè)。20（4）特點(diǎn)：20全斷面開挖法工作面設(shè)備布置21全斷面開挖法工作面設(shè)備布置21多功能臺(tái)架施工22多功能臺(tái)架施工22隧道全斷面襯砌23隧道全斷面襯砌23242425252626三、新奧法施工（5）全斷面開挖法的主要工序是：使用移動(dòng)式鉆孔臺(tái)車，首先全斷面一次鉆孔，并進(jìn)行裝藥連線，然后將鉆孔臺(tái)車后退到50m以外的安全地點(diǎn)，再起爆。使一次爆破成型，出渣后鉆孔臺(tái)車再推移至開挖面就位，開始下一個(gè)鉆爆作業(yè)循環(huán)，同時(shí)進(jìn)行錨噴支護(hù)或先墻后拱襯砌。（6）施工工序流程圖（圖）27三、新奧法施工（5）全斷面開挖法的主要工序是：2728282929（7）施工要點(diǎn)①配備鉆孔臺(tái)車或多功能臺(tái)架及高效率裝運(yùn)機(jī)械設(shè)備，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利用鉆孔臺(tái)車深孔鉆爆增加循環(huán)進(jìn)尺，控制鉆孔進(jìn)度，改善光面爆破效果，減少超欠挖。③及時(shí)對(duì)開挖輪廓圍巖施做噴射混凝土封閉層。④有條件時(shí)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仰拱、鋪底超前二次襯砌且一次全幅澆筑，Ⅰ~Ⅱ級(jí)圍巖離掌子面距離≤120m，Ⅲ級(jí)圍巖≤90m。（8）開挖時(shí)注意事項(xiàng)見課本69-70頁三、新奧法施工30（7）施工要點(diǎn)三、新奧法施工30三、新奧法施工（二）臺(tái)階法（1）概念

臺(tái)階開挖法是將隧道設(shè)計(jì)斷面分兩次或三次開挖，其中上臺(tái)階超前一定距離后，下部再分一到兩臺(tái)階，采用同時(shí)并進(jìn)的隧道開挖施工方法。（2）臺(tái)階法開挖順序是：①上半部開挖；②拱部錨桿噴射混凝土支護(hù)；③拱部襯砌；④下半部中央部分開挖；⑤邊墻部分開挖；⑥邊墻錨桿噴射混凝土支護(hù)及襯砌。31三、新奧法施工（二）臺(tái)階法31三、新奧法施工32三、新奧法施工32臺(tái)階法圖示33臺(tái)階法圖示33臺(tái)階法施工方式

34臺(tái)階法施工方式34

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

爆破設(shè)計(jì)上、下臺(tái)階測(cè)量放線上臺(tái)階鉆眼裝藥爆破按規(guī)定處理并反饋信息反饋良好上臺(tái)階檢查和爆破效果評(píng)價(jià)上臺(tái)階初期支護(hù)監(jiān)控量測(cè)差下臺(tái)階鉆眼通風(fēng)下臺(tái)階檢查和爆破效果評(píng)價(jià)良好下臺(tái)階初期支護(hù)差

施工準(zhǔn)備按規(guī)定處理并反饋信息反饋初噴后出碴下一循環(huán)施工（3）臺(tái)階法開挖施工流程圖35超前地質(zhì)預(yù)報(bào)爆破設(shè)計(jì)上、下臺(tái)階測(cè)量放線上臺(tái)階鉆眼裝藥爆破3636

（4）適用環(huán)境：臺(tái)階法多適用于Ⅳ～Ⅴ級(jí)較軟而節(jié)理發(fā)育的圍巖中。（5）臺(tái)階法三種方案：臺(tái)階法可分別采用三種變化方案。其劃分一般是根據(jù)臺(tái)階長(zhǎng)度來決定的（圖）。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：

A．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；

B．上斷面施工所用的開挖、支護(hù)、出碴等機(jī)械設(shè)備對(duì)施工場(chǎng)地大小的要求。

a.長(zhǎng)臺(tái)階法：上、下臺(tái)階距離較遠(yuǎn)，一般上臺(tái)階超前50m以上，施工中上下部可配置同類較大型機(jī)械并行操作，當(dāng)機(jī)械不足時(shí)也可交替作業(yè)。當(dāng)遇短隧道時(shí)，可將上部斷面全部挖通后，再挖下半斷面。優(yōu)點(diǎn)：該法施工干擾較少，可進(jìn)行單工序作業(yè)。37（4）適用環(huán)境：37（C）超短臺(tái)階法（b）短臺(tái)階法（a）長(zhǎng)臺(tái)階法38（C）超短臺(tái)階法（b）短臺(tái)階法（a）長(zhǎng)臺(tái)階法38三、新奧法施工

長(zhǎng)臺(tái)階法的作業(yè)順序?yàn)椋簩?duì)于上半斷面：用兩臂鉆孔臺(tái)車鉆眼、裝藥爆破，地層較軟時(shí)亦可用挖掘機(jī)開挖。安設(shè)錨桿和鋼筋網(wǎng)，必要時(shí)加設(shè)鋼支撐、噴射混凝土。用鏟斗為1.6m3的推鏟機(jī)將石渣推運(yùn)到臺(tái)階下，再由裝載機(jī)裝入車內(nèi)運(yùn)至洞外。根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)形成閉合斷面的時(shí)間要求，必要時(shí)在開挖上半斷面后，可建筑臨時(shí)底拱，形成上半斷面的臨時(shí)閉合結(jié)構(gòu)，然后在開挖下半斷面時(shí)再將臨時(shí)底拱挖掉。但從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來看，最好不這樣做，而改用短臺(tái)階法。對(duì)于下半斷面：用兩臂鉆孔臺(tái)車鉆眼、裝藥爆破。裝渣直接運(yùn)至洞外。安設(shè)邊墻錨桿（必要時(shí)）和噴混凝土。用反鏟挖掘機(jī)開挖水溝。噴底部混凝土。開挖下半斷面時(shí)，其炮眼布置方式有兩種：平行隧道軸線的水平眼（圖3-5）；由上臺(tái)階向下鉆進(jìn)的豎直眼，又稱插眼。前一種方式的炮眼主要布置在設(shè)計(jì)斷面輪廓線上，能有效地控制開挖斷面。后一種方式的爆破效果較好，但爆破時(shí)石渣飛出較遠(yuǎn)，容易打壞機(jī)械設(shè)備。39三、新奧法施工長(zhǎng)臺(tái)階法的作業(yè)順序?yàn)椋?9三、新奧法施工b.短臺(tái)階法：上臺(tái)階長(zhǎng)度5～50m，適用于Ⅳ～Ⅴ級(jí)圍巖，可縮短仰拱封閉時(shí)間，改善初期支護(hù)受力條件，但施工干擾較大，當(dāng)遇到軟弱圍巖時(shí)需慎重考慮，必要時(shí)應(yīng)采用輔助開挖措施穩(wěn)定開挖面，以保證施工安全。短臺(tái)階法的作業(yè)順序和長(zhǎng)臺(tái)階相同。

c.微臺(tái)階法：也稱超短臺(tái)階法。上臺(tái)階僅超前3～5m，斷面閉合較快。此法多用于機(jī)械化程度不高的各類圍巖地段，當(dāng)遇軟弱圍巖時(shí)需慎重考慮，必要時(shí)應(yīng)采用輔助施工措施穩(wěn)定開挖工作面，以保證施工安全。40三、新奧法施工b.短臺(tái)階法：上臺(tái)階長(zhǎng)度5～50m，適用于三、新奧法施工

超短臺(tái)階法施工作業(yè)順序?yàn)椋河靡慌_(tái)停在臺(tái)階下的長(zhǎng)臂挖掘機(jī)或單臂掘進(jìn)機(jī)開挖上半斷面至一個(gè)進(jìn)尺。安設(shè)拱部錨桿、鋼筋網(wǎng)或鋼支撐。噴拱部混凝土。用同一臺(tái)機(jī)械開挖下半斷面至一個(gè)進(jìn)尺。安設(shè)邊墻錨桿、鋼筋網(wǎng)或接長(zhǎng)鋼支撐，噴邊墻混凝土（必要時(shí)加噴拱部混凝土）。開挖水溝、安設(shè)底部鋼支撐，噴底拱混凝土。灌注內(nèi)層襯砌。如無大型機(jī)械也可采用小型機(jī)具交替地在上下部進(jìn)行開挖，由于上半斷面施工作業(yè)場(chǎng)地狹小，常常需要配置移動(dòng)式施工臺(tái)架，以解決上半斷面施工機(jī)具的布置問題。41三、新奧法施工超短臺(tái)階法施工作業(yè)順序?yàn)椋?14242三、新奧法施工由于超短臺(tái)階法初期支護(hù)全斷面閉合時(shí)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。所以，超短臺(tái)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(chǎng)合。當(dāng)然，也適用于機(jī)械化程度不高的各類圍巖地段。超短臺(tái)階法的缺點(diǎn)是上下斷面相距較近，機(jī)械設(shè)備集中，作業(yè)時(shí)相互干擾較大，生產(chǎn)效率較低，施工速度較慢。采用超短臺(tái)階法施工時(shí)應(yīng)注意以下問題：在軟弱圍巖中施工時(shí)，應(yīng)特別注意開挖工作面的穩(wěn)定性，必要時(shí)可采用輔助施工措施，如向圍巖中注漿或打入超前水平小鋼管，對(duì)開挖面進(jìn)行預(yù)加固或預(yù)支護(hù)。43三、新奧法施工由于超短臺(tái)階法初期支護(hù)全斷面閉合時(shí)間更短，更有三、新奧法施工

（6）臺(tái)階法開挖的特點(diǎn)：a．臺(tái)階法開挖具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度。臺(tái)階有利于開挖面的穩(wěn)定性，尤其是上部開挖支護(hù)后，下部作業(yè)則較為安全。b．臺(tái)階法開挖的缺點(diǎn)是上下部作業(yè)有時(shí)互相干擾，應(yīng)注意下部作業(yè)時(shí)對(duì)上部穩(wěn)定性的影響，臺(tái)階開挖會(huì)增加對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)等。c．臺(tái)階法開挖宜采用輕型鑿巖機(jī)打眼，而不宜采用大型鑿巖臺(tái)車。

44三、新奧法施工（6）臺(tái)階法開挖的特點(diǎn)：44（7）施工要點(diǎn)①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)階長(zhǎng)度一般應(yīng)不超過1倍開挖洞徑，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。②上臺(tái)階施作鋼架時(shí)，采用擴(kuò)大拱腳或施作鎖腳錨桿等措施，控制圍巖和初期支護(hù)變形；③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)開挖，當(dāng)巖體不穩(wěn)定時(shí)需縮短進(jìn)尺，必要時(shí)上下臺(tái)階分左、右兩部錯(cuò)開開挖，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)要保證鋼架順接平直，螺栓連接牢靠。⑥仰拱、鋪底超前二次襯砌且一次全幅澆筑，Ⅲ級(jí)圍巖≤90m，Ⅳ級(jí)圍巖≤70m。三、新奧法施工45（7）施工要點(diǎn)三、新奧法施工45三、新奧法施工

（8）采用臺(tái)階法開挖應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

a．臺(tái)階數(shù)不宜過多，臺(tái)階長(zhǎng)度要適當(dāng)，不宜超過隧道開挖寬度的1.5倍。一般以一個(gè)垂直臺(tái)階開挖到底，保持平臺(tái)長(zhǎng)至少2.5～3m為好，易于掌握炮眼深度和減少翻渣工作量，裝渣機(jī)應(yīng)緊跟開挖面，減少扒渣距離以提高裝渣運(yùn)輸效率。應(yīng)根據(jù)兩個(gè)條件來確定臺(tái)階長(zhǎng)度：一是初期支護(hù)形成閉合斷面的時(shí)間要求，圍巖穩(wěn)定性愈差，閉合時(shí)間要求愈短；二是上半部斷面施工時(shí)開挖、支護(hù)、出渣等機(jī)械設(shè)備所需的空間大小的要求(前）。b．個(gè)別破碎地段可配合噴錨支護(hù)和掛鋼絲網(wǎng)施工。如遇到局部地段石質(zhì)變壞，圍巖穩(wěn)定性較差時(shí)，應(yīng)及時(shí)架設(shè)臨時(shí)支護(hù)或考慮變換施工方法，留好拱腳平臺(tái)，采用先拱后墻法施工，以防止落石和崩塌。46三、新奧法施工（8）采用臺(tái)階法開挖應(yīng)注意以下事三、新奧法施工c．應(yīng)重視解決上下部半斷面作業(yè)的相互干擾的問題。微臺(tái)階基本上是合為一個(gè)工作面進(jìn)行同步掘進(jìn)；短臺(tái)階上下部作業(yè)相互干擾較大，要注意作業(yè)施工組織，質(zhì)量監(jiān)控及安全管理；長(zhǎng)臺(tái)階基本上上下部作業(yè)面已拉開，干擾較少。d．上部開挖時(shí)，因臨空面較大，易使爆破面渣塊過大，不利于裝渣，應(yīng)適當(dāng)密布中小炮眼。但采用先拱后墻法施工時(shí)，對(duì)于下部開挖時(shí)，應(yīng)注意上部的穩(wěn)定，必須控制下部開挖厚度和用藥量，并采取防護(hù)措施，避免損傷拱圈及確保施工安全。若圍巖穩(wěn)定性較好，則可以采取分段順序開挖；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。47三、新奧法施工c．應(yīng)重視解決上下部半斷面作業(yè)的相互干擾的問題三、新奧法施工e．采用鉆爆法開挖石質(zhì)隧道時(shí)，應(yīng)采用光面爆破或預(yù)裂爆破技術(shù)，盡量減少擾動(dòng)圍巖的穩(wěn)定性。圖2-3-6正臺(tái)階懸掛工作臺(tái)車開挖法（尺寸單位：mm）f．采用臺(tái)階法開挖關(guān)鍵問題是臺(tái)階的劃分形式。臺(tái)階劃分要求做到爆破后扒渣量較少，鉆眼作業(yè)與出渣運(yùn)輸干擾少。因此，一般分成l～2個(gè)臺(tái)階進(jìn)行開挖，如圖2-3-6所示。48三、新奧法施工48三、新奧法施工49三、新奧法施工49三、新奧法施工g．下半斷面的開挖（又稱落底）應(yīng)在上半斷面初期支護(hù)基本穩(wěn)定，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后進(jìn)行，或采用其它有效措施確保初期支護(hù)體系的穩(wěn)定性；采用單側(cè)落底或雙側(cè)交錯(cuò)落底，避免上部初期支護(hù)兩側(cè)同時(shí)懸空；又如，視圍巖狀況嚴(yán)格控制落底長(zhǎng)度，一般采用1～3m，并不得大于6m。h．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)。i．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，應(yīng)立即進(jìn)行底（仰）拱封閉，或縮短進(jìn)尺，加強(qiáng)支護(hù)，分割掌子面等。50三、新奧法施工50三、新奧法施工（三）分部開挖法

分部開挖法，可分為五種變化方案：臺(tái)階分部開挖法、上下導(dǎo)坑法、上導(dǎo)坑超前開挖法、單（雙）側(cè)壁導(dǎo)坑法,CD及CRD法。分部開挖這是將隧道開挖斷面進(jìn)行分部開挖逐步成型，并且將某部分超前開挖，故此可稱為導(dǎo)坑超前開挖法。51三、新奧法施工（三）分部開挖法51三、新奧法施工

①臺(tái)階分部法（又稱環(huán)形開挖留核心土法）（1）概念環(huán)形開挖預(yù)留核心土法是先開挖上部導(dǎo)坑斷面呈弧形，再開挖下部?jī)蓚?cè)邊墻及中部核心土的隧道開挖方法。用于一般土質(zhì)或易坍塌軟弱圍巖地段。鐵路上一般適用在單線隧道Ⅳ～Ⅵ級(jí)圍巖，也可用在雙線隧道Ⅲ～Ⅳ級(jí)圍巖地帶。上部留核心土可以支擋開挖工作面，及時(shí)施作拱部初期支護(hù)增強(qiáng)開挖工作面的穩(wěn)定性，核心土及下部開挖在拱部初期支護(hù)下進(jìn)行，施工安全性較好。一般環(huán)形開挖進(jìn)尺為0.5～1.0m左右，不宜過長(zhǎng)，核心土面積應(yīng)不小于整個(gè)斷面面積的50%。上下臺(tái)階可用單臂掘進(jìn)機(jī)開挖，上部核心土和下臺(tái)階的距離，一般為1倍洞跨。

52三、新奧法施工①臺(tái)階分部法（又稱環(huán)形開挖留核心土法）52

環(huán)形開挖預(yù)留核心土法示意圖53環(huán)形開挖預(yù)留核心土法示意圖53掌子面開挖效果圖54掌子面開挖效果圖545555三、新奧法施工

（2）施工作業(yè)順序?yàn)椋河萌斯せ騿伪劬蜻M(jìn)機(jī)開挖環(huán)形拱部——架立鋼支撐、噴混凝土——在拱部初期支護(hù)保護(hù)下用挖掘機(jī)或單臂掘進(jìn)機(jī)開挖核心土和下臺(tái)階，隨時(shí)接長(zhǎng)鋼支撐和噴混凝土、封底——根據(jù)初期支護(hù)變形情況或施工安排建造內(nèi)層襯砌。（3）施工工序流程圖（見下頁）

（4）臺(tái)階分部開挖法的主要優(yōu)點(diǎn)是：與微臺(tái)階法相比，臺(tái)階可以加長(zhǎng)，一般雙車道公路隧道為1倍洞跨，單車道隧道為兩倍洞跨；而較單(雙)側(cè)壁導(dǎo)坑法的機(jī)械化程度高，機(jī)械化施工可加快施工速度。56三、新奧法施工（2）施工作業(yè)順序?yàn)椋河萌斯せ騿伪劬蜻M(jìn)機(jī)開57575858（5）施工要點(diǎn)①環(huán)形開挖每循環(huán)長(zhǎng)度宜為0.5～1m，開挖后及時(shí)施作噴錨支護(hù)、安裝鋼架支撐或格柵支撐。②每?jī)砷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)完成距拱部開挖面不超過30m。③預(yù)留核心土面積大小個(gè)根據(jù)圍巖自穩(wěn)情況，便于施工和滿足開挖面的穩(wěn)定。④當(dāng)圍巖地質(zhì)條件差，自穩(wěn)時(shí)間較短時(shí)，開挖前應(yīng)在拱部設(shè)計(jì)開挖輪廓線以外，進(jìn)行超前支護(hù)。⑤上部弧形，左、右側(cè)墻部，中部核心土開挖各錯(cuò)開3～5m進(jìn)行平行作業(yè)。⑥全斷面襯砌時(shí)間根據(jù)監(jiān)控量測(cè)確定，距離掌子面不超過70m。59（5）施工要點(diǎn)59三、新奧法施工②上下導(dǎo)坑超前開挖法（即上下導(dǎo)坑先拱后墻法）此法適用于Ⅳ～Ⅴ級(jí)圍巖，在松軟地層開挖坑道，一般宜采用上下導(dǎo)坑超前開挖先拱后墻法。其基本要求是：一次開挖的范圍宜小，而且要及時(shí)支撐與支護(hù)（襯砌），以保持圍巖的穩(wěn)定，所以一般是要求先將上部斷面開挖好，隨時(shí)襯砌拱圈，拱圈混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70％之后方可進(jìn)行下部斷面的開挖，在拱圈的保護(hù)下，開挖下部斷面及修建邊墻、仰拱。60三、新奧法施工②上下導(dǎo)坑超前開挖法（即上下導(dǎo)坑先拱后墻法）66161三、新奧法施工在不穩(wěn)定地層，采用上下導(dǎo)坑先拱后墻法的優(yōu)點(diǎn)是：導(dǎo)坑超前開挖，通過提前探明地質(zhì)情況，便于改變施工方法；在拱圈保護(hù)下進(jìn)行拱下各工序的作業(yè)，施工較安全，工作面多，便于拉開工序，適合于多安排勞動(dòng)力與使用小型機(jī)械施工；有上下兩個(gè)導(dǎo)坑，通風(fēng)，排水、運(yùn)輸條件（可利用上下導(dǎo)坑之間的漏斗裝渣）都較好等。該方法的缺點(diǎn)是：上下導(dǎo)坑斷面較小，則施工速度較慢；邊墻與拱腳處混凝土襯砌的整體性較差；開挖邊墻馬口時(shí)，須交錯(cuò)作業(yè)，施工不便于大規(guī)模的澆筑邊墻，容易造成拱圈襯砌下沉和變形；拱部開挖時(shí)人工翻渣工作量較大，勞動(dòng)強(qiáng)度較大；施工工序較多，使施工組織和管理難度增大。

62三、新奧法施工在不穩(wěn)定地層，采用上下導(dǎo)坑先拱后墻法的優(yōu)點(diǎn)是：三、新奧法施工③上導(dǎo)坑法此法適用于Ⅳ～Ⅴ級(jí)圍巖，尤其適用于洞口段輔助開挖。上導(dǎo)坑法要求各工序安排緊湊，支護(hù)及時(shí)．保證施工安全。此法的開挖與支護(hù)順序詳見表2-3-1所列。④單側(cè)壁導(dǎo)坑法

圍巖穩(wěn)定性較差，隧道跨度較大，地表沉陷難于控制時(shí)，采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法。此法單側(cè)壁導(dǎo)坑超前，中部和另一側(cè)的斷面采用正臺(tái)階法施工，故兼有正臺(tái)階法和后述雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的優(yōu)點(diǎn)且洞跨可隨機(jī)械設(shè)備等施工條件決定。此法的開挖與支護(hù)順序詳見表2-3-1所示。

63三、新奧法施工③上導(dǎo)坑法63三、新奧法施工

單側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工作業(yè)順序?yàn)椋洪_挖側(cè)壁導(dǎo)坑，并進(jìn)行初期支護(hù)（錨桿加鋼筋網(wǎng)、或錨桿加鋼支撐、或鋼支撐，噴射混凝土），應(yīng)盡快使導(dǎo)坑的初期支護(hù)閉合——開挖上臺(tái)階，進(jìn)行拱部初期支護(hù)，使其一側(cè)支承在導(dǎo)坑的初期支護(hù)上，另一側(cè)支承在下臺(tái)階上——開挖下臺(tái)階，進(jìn)行另一側(cè)邊墻的初期支護(hù)，并盡快建造底部初期支護(hù)，使全斷面閉合——拆除導(dǎo)坑臨空部分的初期支護(hù)，建造內(nèi)層襯砌。單側(cè)壁導(dǎo)坑法將斷面橫向分成3塊或4塊，每步開挖的寬度較小，而且封閉型的導(dǎo)坑初期支護(hù)承載能力大，所以，單側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于斷面跨度大，地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖中。64三、新奧法施工單側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工作業(yè)順序?yàn)椋?4

⑤雙側(cè)壁導(dǎo)坑法（1）概念雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是采用先開挖隧道兩側(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)，然后再開挖中部剩余土體的隧道開挖施工方法，鐵路上一般適用在單線隧道地質(zhì)條件為Ⅳ～Ⅴ級(jí)圍巖，雙線隧道Ⅴ～Ⅵ級(jí)圍巖。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。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)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左右。這種方法一般是將斷面分成四塊：左、右側(cè)壁導(dǎo)坑1、上部核心土2、下臺(tái)階3。導(dǎo)坑尺寸擬定的原則同前，但寬度不宜超過斷面最大跨度的1／3。左、右側(cè)導(dǎo)坑錯(cuò)開的距離，應(yīng)根據(jù)開挖一側(cè)導(dǎo)坑所引起的圍巖應(yīng)力重分布的影響不致波及另一側(cè)已成導(dǎo)坑的原則確定。此法的優(yōu)點(diǎn)是施工安全可靠，但施工速度較慢，造價(jià)較高。65⑤雙側(cè)壁導(dǎo)坑法65（2）施工工序流程圖66（2）施工工序流程圖6667676868（3）操作要點(diǎn)①側(cè)壁導(dǎo)坑形狀應(yīng)近似橢圓形，導(dǎo)坑斷面寬度宜為整個(gè)斷面的1/3。②兩側(cè)側(cè)壁導(dǎo)坑超前中部10~20m，可獨(dú)立同步開挖初支，中部采用臺(tái)階法開發(fā)，保持平行作業(yè)。③導(dǎo)坑開挖后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)及臨時(shí)支護(hù)，并盡早封閉成環(huán)。④通過監(jiān)控量測(cè)確定臨時(shí)支護(hù)體系穩(wěn)定后，拆除臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度不超過15m，拆除區(qū)間加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)。⑤臨時(shí)支護(hù)拆除完成后，及時(shí)施作仰拱并進(jìn)行二次襯砌。三、新奧法施工69（3）操作要點(diǎn)三、新奧法施工69三線大跨雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工70三線大跨雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工707171727273737474

⑥中隔壁法（CD法）（1）概念中隔壁法（CD法）是將隧道分為左右兩大部分進(jìn)行開挖，先在隧道一側(cè)采用二或三臺(tái)階分層開挖，設(shè)立圍巖初期支護(hù)和中隔板臨時(shí)支護(hù)，再分臺(tái)階開挖隧道另一側(cè)，并進(jìn)行相應(yīng)圍巖初期支護(hù)的隧道開挖施工方法。一般適用在地質(zhì)條件為Ⅳ~Ⅴ級(jí)圍巖，也適用于淺埋地層隧道暗挖。（2）施工工序流程圖三、新奧法施工75⑥中隔壁法（CD法）三、新奧法施工757676

（3）施工要點(diǎn)①左右部的臺(tái)階開挖高度根據(jù)地質(zhì)情況及隧道斷面大小而定。②左、右兩側(cè)洞體施工縱向拉開間距不大于15m。③每臺(tái)階開挖長(zhǎng)度不大于該分部斷面直徑，保持開挖面平順，并及時(shí)初期支護(hù)。④后一側(cè)開挖形成全斷面時(shí)，應(yīng)及時(shí)完成全斷面初期支護(hù)閉合。⑤中隔壁設(shè)置為弧形臨時(shí)支護(hù)，隧道左右開挖面初期支護(hù)連接平順，保證鋼架連接狀態(tài)良好。⑥根據(jù)監(jiān)控量測(cè)信息，初期支護(hù)穩(wěn)定后拆除中隔壁臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度不超過15m，并加強(qiáng)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。77（3）施工要點(diǎn)77787879798080⑦交叉中隔壁法（CRD法）（1）概念交叉中隔壁法又稱CRD工法，是將大斷面隧道分塊分部開挖，先開挖隧道一側(cè)的一或二部施作封閉的初期支護(hù)和臨時(shí)支撐，再開挖隧道另一側(cè)的一或二部分施作封閉的初期支護(hù)和臨時(shí)支撐，最后分別獨(dú)立開挖隧道底部，形成隧道初期支護(hù)和臨時(shí)支撐封閉穩(wěn)定的隧道開挖施工方法，一般適用在Ⅴ~Ⅵ級(jí)圍巖，也可用于淺埋隧道施工。（2）施工工序流程圖81⑦交叉中隔壁法（CRD法）（1）概念818282（3）施工要點(diǎn)①隧道按左右部份分塊實(shí)施開挖，每塊小斷面開挖高度大致接近。②每塊小斷面開挖長(zhǎng)度2~3m，或不大于該分塊斷面直徑，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。③中隔墻設(shè)置為弧形臨時(shí)支護(hù)，隧道左右開挖小斷面水平臨時(shí)支護(hù)保持對(duì)接一致，螺栓連接牢固。④及時(shí)進(jìn)行底部左右小斷面開挖封閉支護(hù)，并利用回填注漿加固底板。⑤根據(jù)監(jiān)控量測(cè)信息，初期支護(hù)穩(wěn)定后拆除中隔壁臨時(shí)支護(hù)，一次拆除長(zhǎng)度不超過15m，并加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)。⑥臨時(shí)支護(hù)拆除后及時(shí)施做隧道仰拱和二次襯砌。83（3）施工要點(diǎn)838484CRD工法超淺埋大跨度施工技術(shù)85CRD工法超淺埋大跨度施工技術(shù)85868687878888主要的三種分部開挖法開挖順序圖89主要的三種分部開挖法開挖順序圖89三、新奧法施工

分部開挖時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)①因其工作面多，但作業(yè)面較小，相互干擾較大，應(yīng)實(shí)行統(tǒng)一指揮，注意組織協(xié)調(diào)。②應(yīng)盡量創(chuàng)造條件，減少分部次數(shù)，盡可能爭(zhēng)取用大斷面開挖。③因多次開挖對(duì)圍巖的擾動(dòng)較大，不利于圍巖的穩(wěn)定，故應(yīng)特別注意加強(qiáng)對(duì)爆破開挖的設(shè)計(jì)與控制。④凡下部開挖，均應(yīng)注意上部支護(hù)或襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，減少對(duì)上部圍巖和支護(hù)以及襯砌結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)和破壞，尤其是邊傍部開挖時(shí)必須采用兩側(cè)交錯(cuò)挖馬口（開挖兩側(cè)邊墻部分的巖層）施作，避免上部斷面兩側(cè)拱腳同時(shí)懸空。90三、新奧法施工分部開挖時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)90三、新奧法施工⑤認(rèn)真加固拱腳，如采用擴(kuò)大拱腳，打拱腳錨桿、加強(qiáng)縱向連接等方法，使上部初期支護(hù)與圍巖形成完整體系；盡量單側(cè)落底或雙側(cè)交錯(cuò)落底，落底長(zhǎng)度視圍巖狀況而定。一般采用1～3m，并不得大于6m。下部邊墻開挖后必須立即噴射混凝土，并按設(shè)計(jì)規(guī)定做好加固與支護(hù)；⑥量測(cè)工作必須及時(shí)，以觀察拱頂、拱腳和邊墻中部的位移值，當(dāng)發(fā)現(xiàn)速率值增大時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行仰拱封閉。91三、新奧法施工91三、新奧法施工92三、新奧法施工92三、新奧法施工93三、新奧法施工93三、新奧法施工94三、新奧法施工94三、新奧法施工95三、新奧法施工95四、新奧法施工開挖方式選擇實(shí)例某隧道為了便于隧道機(jī)械化施工，以及遇特殊地質(zhì)施工方法轉(zhuǎn)換方便,Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖采用光面爆破全斷面開挖；Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖深埋地段采用正臺(tái)階法開挖，臺(tái)階長(zhǎng)度以5m為宜。Ⅳ級(jí)圍巖地段分二部臺(tái)階，Ⅴ級(jí)分三部臺(tái)階臨時(shí)仰拱法施工。Ⅴ級(jí)圍巖淺埋地段以及Ⅵ級(jí)圍巖一般地段采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。Ⅱ級(jí)圍巖每循環(huán)進(jìn)尺采用3m，Ⅲ級(jí)2.5m，Ⅳ級(jí)為1.5m，Ⅴ級(jí)為1.0m。96四、新奧法施工開挖方式選擇實(shí)例某隧道為了便于隧道機(jī)械化施工，TheendThanks!97Theend97礦山法

礦山法因最早應(yīng)用于礦石開采而得名，它包括傳統(tǒng)方法和新奧法。由于這種方法多數(shù)情況都需要鉆眼爆破進(jìn)行開挖，故又稱為鉆爆法。有時(shí)為了強(qiáng)調(diào)新奧法與傳統(tǒng)礦山法的區(qū)別，而將新奧法從礦山法中分出另立系統(tǒng)。一、公路隧道施工常用方法

98礦山法一、公路隧道施工常用方法1一、公路隧道施工常用方法傳統(tǒng)礦山法是人們?cè)陂L(zhǎng)期的施工實(shí)踐中發(fā)展起來的。它是以木或鋼構(gòu)件作為臨時(shí)支撐，待隧道開挖成型后，逐步將臨時(shí)支撐撤換下來，而代之以整體式厚襯砌作為永久性支護(hù)的施工方法。施工中由于支撐撤換工作較麻煩和不安全，且對(duì)圍巖有所擾動(dòng)，因此，該方法目前已很少采用，有時(shí)應(yīng)用于不便采用錨噴支護(hù)或處理坍方的隧道中。礦山法施工的基本原則是：少擾動(dòng)、早支撐、快襯砌。99一、公路隧道施工常用方法傳統(tǒng)礦山法是人們?cè)陂L(zhǎng)期的施工實(shí)踐中發(fā)一、公路隧道施工常用方法礦山法施工的基本原則①少擾動(dòng)，是指在進(jìn)行隧道開挖時(shí)，要盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)、擾動(dòng)強(qiáng)度、擾動(dòng)范圍和持續(xù)時(shí)間。采用鋼支撐，可以增大一次開挖斷面的跨度，減少分部開挖次數(shù)，采用預(yù)裂爆破技術(shù)，從而達(dá)到減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)。②早支撐，指開挖坑道后應(yīng)及時(shí)施作臨時(shí)構(gòu)件及支撐，使圍巖不致因變形松弛過度而產(chǎn)生坍塌失穩(wěn)，并能承受圍巖松弛變形產(chǎn)生的壓力。并進(jìn)行定期檢查支撐的工作情況，若發(fā)現(xiàn)變形嚴(yán)重或出現(xiàn)損壞征兆，應(yīng)及時(shí)增設(shè)支撐予以加固和加強(qiáng)。③快襯砌，指拆除臨時(shí)支撐時(shí)要及時(shí)修筑永久性混凝土襯砌，并使其能盡早承載參與工作。若采用的是鋼支撐又不必拆除，或無臨時(shí)支撐時(shí)，亦應(yīng)盡早施作永久性混凝土襯砌，防止坑道壁裸露時(shí)間過長(zhǎng)風(fēng)化侵蝕圍巖、強(qiáng)度降低、產(chǎn)生變形過大等情況的發(fā)生。100一、公路隧道施工常用方法礦山法施工的基本原則3一、公路隧道施工常用方法礦山法施工的工藝流程：101一、公路隧道施工常用方法礦山法施工的工藝流程：4一、公路隧道施工常用方法它與新奧法的根本區(qū)別，除了施工原理不同外，在具體作業(yè)上還有：傳統(tǒng)的礦山法中不強(qiáng)調(diào)采用錨噴支護(hù)，而大量采用鋼、木支撐；不強(qiáng)調(diào)要及早閉合支護(hù)環(huán)；很少采用復(fù)合式襯砌，而是大量采用剛度較大的單層襯砌；不進(jìn)行施工量測(cè)等。近年來，由于施工機(jī)械的發(fā)展，以及傳統(tǒng)礦山法明顯的不符合巖石力學(xué)的基本原理和不經(jīng)濟(jì)，已逐漸由新奧法所取代。只有在一些缺少大型機(jī)械的中、短隧道中，或不熟悉新奧法的施工單位還采用傳統(tǒng)的礦山法。102一、公路隧道施工常用方法它與新奧法的根本區(qū)別，除了施工原理不一、公路隧道施工常用方法新奧法新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱，是奧地利學(xué)者臘布希維茲教授于20世紀(jì)50年代提出的。它是以隧道工程施工經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護(hù)手段，通過監(jiān)測(cè)控制圍巖的變形，充分發(fā)揮圍巖的自承能力的施工方法。目前，新奧法已成為隧道施工最主要的方法，也幾乎成為在軟弱的破碎圍巖地段修建隧道的一種基本施工方法。103一、公路隧道施工常用方法新奧法6一、公路隧道施工常用方法新奧法與傳統(tǒng)的礦山法相比，不僅僅是手段上的不同，更重要的是工程理念、力學(xué)概念和設(shè)計(jì)原理的不同。新奧法是一個(gè)體現(xiàn)應(yīng)用巖體動(dòng)態(tài)性質(zhì)較完整的力學(xué)概念，科學(xué)性較強(qiáng)的隧道施工方法。因而不能單純地將它僅僅看成是一種施工方法或是一種支護(hù)方法，也不應(yīng)片面理解僅用錨噴支護(hù)就認(rèn)為是采用新奧法，新奧法的內(nèi)容及范圍相當(dāng)廣泛、深入，它既包括隧道工程設(shè)計(jì)，又包括隧道工程施工，還包括隧道和地下工程的科學(xué)范疇的大系統(tǒng)工程。新奧法應(yīng)用巖體力學(xué)的理論，以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，采用錨噴為主要支護(hù)手段，達(dá)到及時(shí)控制圍巖的變形和松弛，使圍巖亦成為支護(hù)體系的組成部分，并通過對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的測(cè)量、監(jiān)控來及時(shí)而正確的指導(dǎo)隧道和地下工程設(shè)計(jì)施工的方法。104一、公路隧道施工常用方法新奧法與傳統(tǒng)的礦山法相比，不僅僅是手新奧法的三種主要設(shè)計(jì)方法：1、工程類比法；2、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)法（信息設(shè)計(jì)法）；3、理論計(jì)算驗(yàn)算法：

105新奧法的三種主要設(shè)計(jì)方法：8圍巖——支護(hù)模式106圍巖——支護(hù)模式9荷載——結(jié)構(gòu)模式107荷載——結(jié)構(gòu)模式1010811荷載——結(jié)構(gòu)模式109荷載——結(jié)構(gòu)模式12工程類比法用得最多；信息設(shè)計(jì)法比工程類比法更為合理更為可靠；三種方法并用是以后的發(fā)展方向。110工程類比法用得最多；信息設(shè)計(jì)法比工程類比法更為合理更為可靠；新奧法的要點(diǎn)：1）圍巖體和支護(hù)視作統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)體系，巖體是主要的承載單元；2）允許坑道開挖后圍巖產(chǎn)生局部有限的應(yīng)力松弛，也允許作為承載環(huán)的支護(hù)結(jié)構(gòu)有限制的變形；3）通過試驗(yàn)、監(jiān)控量測(cè)決定圍巖體和支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載——變形——時(shí)間特性；4）按“預(yù)計(jì)的”圍巖局部應(yīng)力松弛選擇開挖方法和支護(hù)結(jié)構(gòu)；5）在施工中，通過對(duì)支護(hù)的量測(cè)、監(jiān)視、信息反饋，改修設(shè)計(jì)，決定支護(hù)措施或第二次襯砌。111新奧法的要點(diǎn)：14三、新奧法施工采用新奧法施工的公路隧道，應(yīng)視其規(guī)模、地質(zhì)條件以及安全要求、施工方法，并充分利用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、量測(cè)信息來指導(dǎo)施工。嚴(yán)格執(zhí)行施工程序，不得有任何省略。新奧法的特征之一是采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、量測(cè)信息指導(dǎo)施工，即通過對(duì)隧道施工中量測(cè)數(shù)據(jù)和對(duì)開挖面的地質(zhì)觀察等進(jìn)行預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)和反饋。并根據(jù)已建立的量測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)隧道施工方法（包括特殊的、輔助的施工方法）、斷面開挖步驟及順序、初期支護(hù)的參數(shù)等進(jìn)行合理調(diào)整，以保證施工安全、坑道圍巖穩(wěn)定、工程質(zhì)量和支護(hù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性等。新奧法施工的基本原則可歸納為：“少擾動(dòng)、早錨噴、勤量測(cè)、緊封閉”。112三、新奧法施工采用新奧法施工的公路隧道，應(yīng)視其規(guī)模、地質(zhì)條件三、新奧法施工少擾動(dòng)，是指在進(jìn)行隧道開挖時(shí)，要盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)、擾動(dòng)強(qiáng)度、擾動(dòng)范圍和擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間。因此要求能用機(jī)械開挖的就不用鉆爆法開挖。采用鉆爆法開挖時(shí)，要嚴(yán)格地進(jìn)行控制爆破；盡量采用大斷面開挖；根據(jù)圍巖類別、開挖方法、支護(hù)條件選擇合理的循環(huán)掘進(jìn)進(jìn)尺；自穩(wěn)性差的圍巖，循環(huán)掘進(jìn)進(jìn)尺應(yīng)短一些；支護(hù)要盡量緊跟開挖面，縮短圍巖應(yīng)力松弛時(shí)間。早錨噴，是指開挖后及時(shí)施作初期錨噴支護(hù)，使圍巖的變形進(jìn)入受控制狀態(tài)。這樣做一方面是為了使圍巖不致因變形過度而產(chǎn)生坍塌失穩(wěn)；另一方面是使圍巖變形適度發(fā)展，以充分發(fā)揮圍巖的自承能力。必要時(shí)可采取超前預(yù)支護(hù)措施。113三、新奧法施工少擾動(dòng)，是指在進(jìn)行隧道開挖時(shí)，要盡量減少對(duì)圍巖三、新奧法施工勤量測(cè)，是指以直觀、可靠的量測(cè)方法和量測(cè)數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確評(píng)價(jià)圍巖（或圍巖加支護(hù)）的穩(wěn)定狀態(tài)，或判斷其動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)。以便及時(shí)調(diào)整支護(hù)形式、開挖方法，確保施工安全和施工順利進(jìn)行。量測(cè)是現(xiàn)代隧道及地下工程理論的重要標(biāo)志之一，也是掌握圍巖動(dòng)態(tài)變化過程的手段和進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、施工的依據(jù)。緊封閉，一方面是指采取噴射混凝土等防護(hù)措施，避免圍巖因長(zhǎng)時(shí)間暴露而致強(qiáng)度和穩(wěn)定性的衰減，尤其是對(duì)于易風(fēng)化的軟弱圍巖；另一方面更為重要的是指要適時(shí)對(duì)圍巖施作封閉形支護(hù)，這樣做不僅可以及時(shí)阻止圍巖變形，面且可以使支護(hù)和圍巖能進(jìn)入良好的共同工作狀態(tài)。114三、新奧法施工勤量測(cè)，是指以直觀、可靠的量測(cè)方法和量測(cè)數(shù)據(jù)來三、新奧法施工115三、新奧法施工18三、新奧法施工新奧法按其開挖斷面大小及位置，基本上可分為：全斷面法、臺(tái)階法、分部開挖法三大類及其若干變化方案。（一）全斷面法（1）概念：全斷面開挖法是按設(shè)計(jì)斷面將隧道一次開挖成型，再施做襯砌的隧道開挖方法，一般適用在地質(zhì)條件較好的Ⅰ～Ⅱ級(jí)圍巖，也可用在單線鐵路隧道Ⅲ級(jí)圍巖地帶。（2）開挖順序（圖）：①全斷面開挖；②錨噴支護(hù)；③澆筑混凝土襯砌。（3）適用環(huán)境：全斷面法，常適用于Ⅰ～Ⅲ級(jí)硬巖的石質(zhì)隧道。該法可采用深孔爆破。116三、新奧法施工新奧法按其開挖斷面大小及位置，基本上可分為：全（4）特點(diǎn)：全斷面開挖法有較大的作業(yè)空間，有利于采用大型配套機(jī)械化作業(yè)，提高施工速度，且工序少，干擾少，便于施工組織和管理。缺點(diǎn)是由于開挖面較大，圍巖相對(duì)穩(wěn)定性降低，且每次循環(huán)工作量相對(duì)較大，故此要求施工單位應(yīng)具有較強(qiáng)的開挖、出渣、運(yùn)輸及支護(hù)能力。全斷面法施工開挖工作面大，鉆爆施工效率較高，采用深眼爆破可加快掘進(jìn)速度，且爆破對(duì)圍巖的震動(dòng)次數(shù)較少，有利于圍巖穩(wěn)定。缺點(diǎn)是每次深孔爆破震動(dòng)較大，因而要求進(jìn)行精心的鉆爆設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的控制爆破作業(yè)。117（4）特點(diǎn)：20全斷面開挖法工作面設(shè)備布置118全斷面開挖法工作面設(shè)備布置21多功能臺(tái)架施工119多功能臺(tái)架施工22隧道全斷面襯砌120隧道全斷面襯砌23121241222512326三、新奧法施工（5）全斷面開挖法的主要工序是：使用移動(dòng)式鉆孔臺(tái)車，首先全斷面一次鉆孔，并進(jìn)行裝藥連線，然后將鉆孔臺(tái)車后退到50m以外的安全地點(diǎn)，再起爆。使一次爆破成型，出渣后鉆孔臺(tái)車再推移至開挖面就位，開始下一個(gè)鉆爆作業(yè)循環(huán)，同時(shí)進(jìn)行錨噴支護(hù)或先墻后拱襯砌。（6）施工工序流程圖（圖）124三、新奧法施工（5）全斷面開挖法的主要工序是：271252812629（7）施工要點(diǎn)①配備鉆孔臺(tái)車或多功能臺(tái)架及高效率裝運(yùn)機(jī)械設(shè)備，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利用鉆孔臺(tái)車深孔鉆爆增加循環(huán)進(jìn)尺，控制鉆孔進(jìn)度，改善光面爆破效果，減少超欠挖。③及時(shí)對(duì)開挖輪廓圍巖施做噴射混凝土封閉層。④有條件時(shí)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仰拱、鋪底超前二次襯砌且一次全幅澆筑，Ⅰ~Ⅱ級(jí)圍巖離掌子面距離≤120m，Ⅲ級(jí)圍巖≤90m。（8）開挖時(shí)注意事項(xiàng)見課本69-70頁三、新奧法施工127（7）施工要點(diǎn)三、新奧法施工30三、新奧法施工（二）臺(tái)階法（1）概念

臺(tái)階開挖法是將隧道設(shè)計(jì)斷面分兩次或三次開挖，其中上臺(tái)階超前一定距離后，下部再分一到兩臺(tái)階，采用同時(shí)并進(jìn)的隧道開挖施工方法。（2）臺(tái)階法開挖順序是：①上半部開挖；②拱部錨桿噴射混凝土支護(hù)；③拱部襯砌；④下半部中央部分開挖；⑤邊墻部分開挖；⑥邊墻錨桿噴射混凝土支護(hù)及襯砌。128三、新奧法施工（二）臺(tái)階法31三、新奧法施工129三、新奧法施工32臺(tái)階法圖示130臺(tái)階法圖示33臺(tái)階法施工方式

131臺(tái)階法施工方式34

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

爆破設(shè)計(jì)上、下臺(tái)階測(cè)量放線上臺(tái)階鉆眼裝藥爆破按規(guī)定處理并反饋信息反饋良好上臺(tái)階檢查和爆破效果評(píng)價(jià)上臺(tái)階初期支護(hù)監(jiān)控量測(cè)差下臺(tái)階鉆眼通風(fēng)下臺(tái)階檢查和爆破效果評(píng)價(jià)良好下臺(tái)階初期支護(hù)差

施工準(zhǔn)備按規(guī)定處理并反饋信息反饋初噴后出碴下一循環(huán)施工（3）臺(tái)階法開挖施工流程圖132超前地質(zhì)預(yù)報(bào)爆破設(shè)計(jì)上、下臺(tái)階測(cè)量放線上臺(tái)階鉆眼裝藥爆破13336

（4）適用環(huán)境：臺(tái)階法多適用于Ⅳ～Ⅴ級(jí)較軟而節(jié)理發(fā)育的圍巖中。（5）臺(tái)階法三種方案：臺(tái)階法可分別采用三種變化方案。其劃分一般是根據(jù)臺(tái)階長(zhǎng)度來決定的（圖）。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：

A．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；

B．上斷面施工所用的開挖、支護(hù)、出碴等機(jī)械設(shè)備對(duì)施工場(chǎng)地大小的要求。

a.長(zhǎng)臺(tái)階法：上、下臺(tái)階距離較遠(yuǎn)，一般上臺(tái)階超前50m以上，施工中上下部可配置同類較大型機(jī)械并行操作，當(dāng)機(jī)械不足時(shí)也可交替作業(yè)。當(dāng)遇短隧道時(shí)，可將上部斷面全部挖通后，再挖下半斷面。優(yōu)點(diǎn)：該法施工干擾較少，可進(jìn)行單工序作業(yè)。134（4）適用環(huán)境：37（C）超短臺(tái)階法（b）短臺(tái)階法（a）長(zhǎng)臺(tái)階法135（C）超短臺(tái)階法（b）短臺(tái)階法（a）長(zhǎng)臺(tái)階法38三、新奧法施工

長(zhǎng)臺(tái)階法的作業(yè)順序?yàn)椋簩?duì)于上半斷面：用兩臂鉆孔臺(tái)車鉆眼、裝藥爆破，地層較軟時(shí)亦可用挖掘機(jī)開挖。安設(shè)錨桿和鋼筋網(wǎng)，必要時(shí)加設(shè)鋼支撐、噴射混凝土。用鏟斗為1.6m3的推鏟機(jī)將石渣推運(yùn)到臺(tái)階下，再由裝載機(jī)裝入車內(nèi)運(yùn)至洞外。根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)形成閉合斷面的時(shí)間要求，必要時(shí)在開挖上半斷面后，可建筑臨時(shí)底拱，形成上半斷面的臨時(shí)閉合結(jié)構(gòu)，然后在開挖下半斷面時(shí)再將臨時(shí)底拱挖掉。但從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來看，最好不這樣做，而改用短臺(tái)階法。對(duì)于下半斷面：用兩臂鉆孔臺(tái)車鉆眼、裝藥爆破。裝渣直接運(yùn)至洞外。安設(shè)邊墻錨桿（必要時(shí)）和噴混凝土。用反鏟挖掘機(jī)開挖水溝。噴底部混凝土。開挖下半斷面時(shí)，其炮眼布置方式有兩種：平行隧道軸線的水平眼（圖3-5）；由上臺(tái)階向下鉆進(jìn)的豎直眼，又稱插眼。前一種方式的炮眼主要布置在設(shè)計(jì)斷面輪廓線上，能有效地控制開挖斷面。后一種方式的爆破效果較好，但爆破時(shí)石渣飛出較遠(yuǎn)，容易打壞機(jī)械設(shè)備。136三、新奧法施工長(zhǎng)臺(tái)階法的作業(yè)順序?yàn)椋?9三、新奧法施工b.短臺(tái)階法：上臺(tái)階長(zhǎng)度5～50m，適用于Ⅳ～Ⅴ級(jí)圍巖，可縮短仰拱封閉時(shí)間，改善初期支護(hù)受力條件，但施工干擾較大，當(dāng)遇到軟弱圍巖時(shí)需慎重考慮，必要時(shí)應(yīng)采用輔助開挖措施穩(wěn)定開挖面，以保證施工安全。短臺(tái)階法的作業(yè)順序和長(zhǎng)臺(tái)階相同。

c.微臺(tái)階法：也稱超短臺(tái)階法。上臺(tái)階僅超前3～5m，斷面閉合較快。此法多用于機(jī)械化程度不高的各類圍巖地段，當(dāng)遇軟弱圍巖時(shí)需慎重考慮，必要時(shí)應(yīng)采用輔助施工措施穩(wěn)定開挖工作面，以保證施工安全。137三、新奧法施工b.短臺(tái)階法：上臺(tái)階長(zhǎng)度5～50m，適用于三、新奧法施工

超短臺(tái)階法施工作業(yè)順序?yàn)椋河靡慌_(tái)停在臺(tái)階下的長(zhǎng)臂挖掘機(jī)或單臂掘進(jìn)機(jī)開挖上半斷面至一個(gè)進(jìn)尺。安設(shè)拱部錨桿、鋼筋網(wǎng)或鋼支撐。噴拱部混凝土。用同一臺(tái)機(jī)械開挖下半斷面至一個(gè)進(jìn)尺。安設(shè)邊墻錨桿、鋼筋網(wǎng)或接長(zhǎng)鋼支撐，噴邊墻混凝土（必要時(shí)加噴拱部混凝土）。開挖水溝、安設(shè)底部鋼支撐，噴底拱混凝土。灌注內(nèi)層襯砌。如無大型機(jī)械也可采用小型機(jī)具交替地在上下部進(jìn)行開挖，由于上半斷面施工作業(yè)場(chǎng)地狹小，常常需要配置移動(dòng)式施工臺(tái)架，以解決上半斷面施工機(jī)具的布置問題。138三、新奧法施工超短臺(tái)階法施工作業(yè)順序?yàn)椋?113942三、新奧法施工由于超短臺(tái)階法初期支護(hù)全斷面閉合時(shí)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。所以，超短臺(tái)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(chǎng)合。當(dāng)然，也適用于機(jī)械化程度不高的各類圍巖地段。超短臺(tái)階法的缺點(diǎn)是上下斷面相距較近，機(jī)械設(shè)備集中，作業(yè)時(shí)相互干擾較大，生產(chǎn)效率較低，施工速度較慢。采用超短臺(tái)階法施工時(shí)應(yīng)注意以下問題：在軟弱圍巖中施工時(shí)，應(yīng)特別注意開挖工作面的穩(wěn)定性，必要時(shí)可采用輔助施工措施，如向圍巖中注漿或打入超前水平小鋼管，對(duì)開挖面進(jìn)行預(yù)加固或預(yù)支護(hù)。140三、新奧法施工由于超短臺(tái)階法初期支護(hù)全斷面閉合時(shí)間更短，更有三、新奧法施工

（6）臺(tái)階法開挖的特點(diǎn)：a．臺(tái)階法開挖具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度。臺(tái)階有利于開挖面的穩(wěn)定性，尤其是上部開挖支護(hù)后，下部作業(yè)則較為安全。b．臺(tái)階法開挖的缺點(diǎn)是上下部作業(yè)有時(shí)互相干擾，應(yīng)注意下部作業(yè)時(shí)對(duì)上部穩(wěn)定性的影響，臺(tái)階開挖會(huì)增加對(duì)圍巖的擾動(dòng)次數(shù)等。c．臺(tái)階法開挖宜采用輕型鑿巖機(jī)打眼，而不宜采用大型鑿巖臺(tái)車。

141三、新奧法施工（6）臺(tái)階法開挖的特點(diǎn)：44（7）施工要點(diǎn)①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)階長(zhǎng)度一般應(yīng)不超過1倍開挖洞徑，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。②上臺(tái)階施作鋼架時(shí)，采用擴(kuò)大拱腳或施作鎖腳錨桿等措施，控制圍巖和初期支護(hù)變形；③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)開挖，當(dāng)巖體不穩(wěn)定時(shí)需縮短進(jìn)尺，必要時(shí)上下臺(tái)階分左、右兩部錯(cuò)開開挖，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)要保證鋼架順接平直，螺栓連接牢靠。⑥仰拱、鋪底超前二次襯砌且一次全幅澆筑，Ⅲ級(jí)圍巖≤90m，Ⅳ級(jí)圍巖≤70m。三、新奧法施工142（7）施工要點(diǎn)三、新奧法施工45三、新奧法施工

（8）采用臺(tái)階法開挖應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

a．臺(tái)階數(shù)不宜過多，臺(tái)階長(zhǎng)度要適當(dāng)，不宜超過隧道開挖寬度的1.5倍。一般以一個(gè)垂直臺(tái)階開挖到底，保持平臺(tái)長(zhǎng)至少2.5～3m為好，易于掌握炮眼深度和減少翻渣工作量，裝渣機(jī)應(yīng)緊跟開挖面，減少扒渣距離以提高裝渣運(yùn)輸效率。應(yīng)根據(jù)兩個(gè)條件來確定臺(tái)階長(zhǎng)度：一是初期支護(hù)形成閉合斷面的時(shí)間要求，圍巖穩(wěn)定性愈差，閉合時(shí)間要求愈短；二是上半部斷面施工時(shí)開挖、支護(hù)、出渣等機(jī)械設(shè)備所需的空間大小的要求(前）。b．個(gè)別破碎地段可配合噴錨支護(hù)和掛鋼絲網(wǎng)施工。如遇到局部地段石質(zhì)變壞，圍巖穩(wěn)定性較差時(shí)，應(yīng)及時(shí)架設(shè)臨時(shí)支護(hù)或考慮變換施工方法，留好拱腳平臺(tái)，采用先拱后墻法施工，以防止落石和崩塌。143三、新奧法施工（8）采用臺(tái)階法開挖應(yīng)注意以下事三、新奧法施工c．應(yīng)重視解決上下部半斷面作業(yè)的相互干擾的問題。微臺(tái)階基本上是合為一個(gè)工作面進(jìn)行同步掘進(jìn)；短臺(tái)階上下部作業(yè)相互干擾較大，要注意作業(yè)施工組織，質(zhì)量監(jiān)控及安全管理；長(zhǎng)臺(tái)階基本上上下部作業(yè)面已拉開，干擾較少。d．上部開挖時(shí)，因臨空面較大，易使爆破面渣塊過大，不利于裝渣，應(yīng)適當(dāng)密布中小炮眼。但采用先拱后墻法施工時(shí)，對(duì)于下部開挖時(shí)，應(yīng)注意上部的穩(wěn)定，必須控制下部開挖厚度和用藥量，并采取防護(hù)措施，避免損傷拱圈及確保施工安全。若圍巖穩(wěn)定性較好，則可以采取分段順序開挖；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。144三、新奧法施工c．應(yīng)重視解決上下部半斷面作業(yè)的相互干擾的問題三、新奧法施工e．采用鉆爆法開挖石質(zhì)隧道時(shí)，應(yīng)采用光面爆破或預(yù)裂爆破技術(shù)，盡量減少擾動(dòng)圍巖的穩(wěn)定性。圖2-3-6正臺(tái)階懸掛工作臺(tái)車開挖法（尺寸單位：mm）f．采用臺(tái)階法開挖關(guān)鍵問題是臺(tái)階的劃分形式。臺(tái)階劃分要求做到爆破后扒渣量較少，鉆眼作業(yè)與出渣運(yùn)輸干擾少。因此，一般分成l～2個(gè)臺(tái)階進(jìn)行開挖，如圖2-3-6所示。145三、新奧法施工48三、新奧法施工146三、新奧法施工49三、新奧法施工g．下半斷面的開挖（又稱落底）應(yīng)在上半斷面初期支護(hù)基本穩(wěn)定，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后進(jìn)行，或采用其它有效措施確保初期支護(hù)體系的穩(wěn)定性；采用單側(cè)落底或雙側(cè)交錯(cuò)落底，避免上部初期支護(hù)兩側(cè)同時(shí)懸空；又如，視圍巖狀況嚴(yán)格控制落底長(zhǎng)度，一般采用1～3m，并不得大于6m。h．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)。i．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，應(yīng)立即進(jìn)行底（仰）拱封閉，或縮短進(jìn)尺，加強(qiáng)支護(hù)，分割掌子面等。147三、新奧法施工50三、新奧法施工（三）分部開挖法

分部開挖法，可分為五種變化方案：臺(tái)階分部開挖法、上下導(dǎo)坑法、上導(dǎo)坑超前開挖法、單（雙）側(cè)壁導(dǎo)坑法,CD及CRD法。分部開挖這是將隧道開挖斷面進(jìn)行分部開挖逐步成型，并且將某部分超前開挖，故此可稱為導(dǎo)坑超前開挖法。148三、新奧法施工（三）分部開挖法51三、新奧法施工

①臺(tái)階分部法（又稱環(huán)形開挖留核心土法）（1）概念環(huán)形開挖預(yù)留核心土法是先開挖上部導(dǎo)坑斷面呈弧形，再開挖下部?jī)蓚?cè)邊墻及中部核心土的隧道開挖方法。用于一般土質(zhì)或易坍塌軟弱圍巖地段。鐵路上一般適用在單線隧道Ⅳ～Ⅵ級(jí)圍巖，也可用在雙線隧道Ⅲ～Ⅳ級(jí)圍巖地帶。上部留核心土可以支擋開挖工作面，及時(shí)施作拱部初期支護(hù)增強(qiáng)開挖工作面的穩(wěn)定性，核心土及下部開挖在拱部初期支護(hù)下進(jìn)行，施工安全性較好。一般環(huán)形開挖進(jìn)尺為0.5～1.0m左右，不宜過長(zhǎng)，核心土面積應(yīng)不小于整個(gè)斷面面積的50%。上下臺(tái)階可用單臂掘進(jìn)機(jī)開挖，上部核心土和下臺(tái)階的距離，一般為1倍洞跨。

149三、新奧法施工①臺(tái)階分部法（又稱環(huán)形開挖留核心土法）52

環(huán)形開挖預(yù)留核心土法示意圖150環(huán)形開挖預(yù)留核心土法示意圖53掌子面開挖效果圖151掌子面開挖效果圖5415255三、新奧法施工

（2）施工作業(yè)順序?yàn)椋河萌斯せ騿伪劬蜻M(jìn)機(jī)開挖環(huán)形拱部——架立鋼支撐、噴混凝土——在拱部初期支護(hù)保護(hù)下用挖掘機(jī)或單臂掘進(jìn)機(jī)開挖核心土和下臺(tái)階，隨時(shí)接長(zhǎng)鋼支撐和噴混凝土、封底——根據(jù)初期支護(hù)變形情況或施工安排建造內(nèi)層襯砌。（3）施工工序流程圖（見下頁）

（4）臺(tái)階分部開挖法的主要優(yōu)點(diǎn)是：與微臺(tái)階法相比，臺(tái)階可以加長(zhǎng)，一般雙車道公路隧道為1倍洞跨，單車道隧道為兩倍洞跨；而較單(雙)側(cè)壁導(dǎo)坑法的機(jī)械化程度高，機(jī)械化施工可加快施工速度。153三、新奧法施工（2）施工作業(yè)順序?yàn)椋河萌斯せ騿伪劬蜻M(jìn)機(jī)開1545715558（5）施工要點(diǎn)①環(huán)形開挖每循環(huán)長(zhǎng)度宜為0.5～1m，開挖后及時(shí)施作噴錨支護(hù)、安裝鋼架支撐或格柵支撐。②每?jī)砷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)完成距拱部開挖面不超過30m。③預(yù)留核心土面積大小個(gè)根據(jù)圍巖自穩(wěn)情況，便于施工和滿足開挖面的穩(wěn)定。④當(dāng)圍巖地質(zhì)條件差，自穩(wěn)時(shí)間較短時(shí)，開挖前應(yīng)在拱部設(shè)計(jì)開挖輪廓線以外，進(jìn)行超前支護(hù)。⑤上部弧形，左、右側(cè)墻部，中部核心土開挖各錯(cuò)開3～5m進(jìn)行平行作業(yè)。⑥全斷面襯砌時(shí)間根據(jù)監(jiān)控量測(cè)確定，距離掌子面不超過70m。156（5）施工要點(diǎn)59三、新奧法施工②上下導(dǎo)坑超前開挖法（即上下導(dǎo)坑先拱后墻法）此法適用于Ⅳ～Ⅴ級(jí)圍巖，在松軟地層開挖坑道，一般宜采用上下導(dǎo)坑超前開挖先拱后墻法。其基本要求是：一次開挖的范圍宜小，而且要及時(shí)支撐與支護(hù)（襯砌），以保持圍巖的穩(wěn)定，所以一般是要求先將上部斷面開挖好，隨時(shí)襯砌拱圈，拱圈混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70％之后方可進(jìn)行下部斷面的開挖，在拱圈的保護(hù)下，開挖下部斷面及修建邊墻、仰拱。157三、新奧法施工②上下導(dǎo)坑超前開挖法（即上下導(dǎo)坑先拱后墻法）615861三、新奧法施工在不穩(wěn)定地層，采用上下導(dǎo)坑先拱后墻法的優(yōu)點(diǎn)是：導(dǎo)坑超前開挖，通過提前探明地質(zhì)情況，便于改變施工方法；在拱圈保護(hù)下進(jìn)行拱下各工序的作業(yè)，施工較安全，工作面多，便于拉開工序，適合于多安排勞動(dòng)力與使用小型機(jī)械施工；有上下兩個(gè)導(dǎo)坑，通風(fēng)，排水、運(yùn)輸條件（可利用上下導(dǎo)坑之間的漏斗裝渣）都較好等。該方法的缺點(diǎn)是：上下導(dǎo)坑斷面較小，則施工速度較慢；邊墻與拱腳處混凝土襯砌的整體性較差；開挖邊墻馬口時(shí)，須交錯(cuò)作業(yè)，施工不便于大規(guī)模的澆筑邊墻，容易造成拱圈襯砌下沉和變形；拱部開挖時(shí)人工翻渣工作量較大，勞動(dòng)強(qiáng)度較大；施工工序較多，使施工組織和管理難度增大。

159三、新奧法施工在不穩(wěn)定地層，采用上下導(dǎo)坑先拱后墻法的優(yōu)點(diǎn)是：三、新奧法施工③上導(dǎo)坑法此法適用于Ⅳ～Ⅴ級(jí)圍巖，尤其適用于洞口段輔助開挖。上導(dǎo)坑法要求各工序安排緊湊，支護(hù)及時(shí)．保證施工安全。此法的開挖與支護(hù)順序詳見表2-3-1所列。④單側(cè)壁導(dǎo)坑法

圍巖穩(wěn)定性較差，隧道跨度較大，地表沉陷難于控制時(shí)，采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法。此法單側(cè)壁導(dǎo)坑超前，中部和另一側(cè)的斷面采用正臺(tái)階法施工，故兼有正臺(tái)階法和后述雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的優(yōu)點(diǎn)且洞跨可隨機(jī)械設(shè)備等施工條件決定。此法的開挖與支護(hù)順序詳見表2-3-1所示。

160三、新奧法施工③上導(dǎo)坑法63三、新奧法施工

單側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工作業(yè)順序?yàn)椋洪_挖側(cè)壁導(dǎo)坑，并進(jìn)行初期支護(hù)（錨桿加鋼筋網(wǎng)、或錨桿加鋼支撐、或鋼支撐，噴射混凝土），應(yīng)盡快使導(dǎo)坑的初期支護(hù)閉合——開挖上臺(tái)階，進(jìn)行拱部初期支護(hù)，使其一側(cè)支承在導(dǎo)坑的初期支護(hù)上，另一側(cè)支承在下臺(tái)階上——開挖下臺(tái)階，進(jìn)行另一側(cè)邊墻的初期支護(hù)，并盡快建造底部初期支護(hù)，使全斷面閉合——拆除導(dǎo)坑臨空部分的初期支護(hù)，建造內(nèi)層襯砌。單側(cè)壁導(dǎo)坑法將斷面橫向分成3塊或4塊，每步開挖的寬度較小，而且封閉型的導(dǎo)坑初期支護(hù)承載能力大，所以，單側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于斷面跨度大，地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖中。161三、新奧法施工單側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工作業(yè)順序?yàn)椋?4

⑤雙側(cè)壁導(dǎo)坑法（1）概念雙側(cè)壁導(dǎo)坑法是采用先開挖隧道兩側(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)，然后再開挖中部剩余土體的隧道開挖施工方