高速鐵路山嶺隧道施工-隧道施工主要開挖方法

任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法工作任務(wù)：

(1)根據(jù)隧道斷面、地質(zhì)情況、圍巖特點確定開挖方法；

(2)掌握各種開挖方法的特點、適用條件及施工注意事項。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法隧道施工就是要在地層中按照設(shè)計要求的尺寸開挖出巖體，進行必要的支護，盡可能保持坑道圍巖的穩(wěn)定，形成穩(wěn)定的洞室。開挖和支護，是隧道施工的兩大作業(yè)。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法隧道施工方法的選擇，主要取決于隧道的地質(zhì)條件、隧道長度與工期要求，同時應(yīng)結(jié)合機具設(shè)備情況、材料供應(yīng)情況以及施工技術(shù)水平等因素綜合考慮。隧道施工方法實際上是指隧道開挖成形的方法。按開挖隧道的橫斷面分部情形來分，可分為全斷面法、臺階法、分部開挖法等。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法

1.全斷面開挖法全斷面一次開挖法就是按照隧道設(shè)計輪廓一次爆破成型，然后支護，再修筑襯砌的施工方法，如圖4.2.1所示。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法1-全斷面開挖；Ⅱ-初期支護；3-隧道底部開挖(撿底)；Ⅳ-底板(仰拱澆筑)

Ⅴ-拱墻二次襯砌任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（1）施工順序①用鉆孔臺車鉆孔，然后裝藥聯(lián)線；②退出鉆孔臺車，引爆炸藥，開挖出整個隧道的斷面輪廓；③排除危石，安裝拱部錨桿(必要時)和噴射第一層混凝土；④裝渣、運渣；⑤安裝邊墻錨桿(必要時)和噴射第一層混凝土；任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法⑥拱、墻噴射第二層混凝土(必要時)；⑦按上述工序開始下一輪循環(huán)作業(yè)；⑧在圍巖和初期支護基本穩(wěn)定后，或按施工組織要求的日期施做二次模筑混凝土襯砌及澆筑隧道底部混凝土。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（2）適用條件①Ⅰ--Ⅳ級整體性好的圍巖。用于Ⅳ級圍巖時，圍巖應(yīng)具備從全斷面開挖后到支護前這一時間內(nèi)，保持其自身的穩(wěn)定；②有鉆孔臺車或自制作業(yè)臺架及高效率裝運機械設(shè)備等大型施工機械；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1km，否則，采用大型機械化施工經(jīng)濟性較差。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法隧道機械化施工有三條主要作業(yè)線，即開挖作業(yè)線、噴錨作業(yè)線、模筑混凝土襯砌作業(yè)線。它們所采用的大型機械設(shè)備主要有：①開挖作業(yè)線——鉆孔臺車、裝藥臺車、裝載機配合自卸汽車(無軌運輸時)、裝碴機配合礦車及電瓶車或內(nèi)燃機車(有軌運輸時)。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法鉆孔臺車裝藥臺車任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法裝載機自卸汽車任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法裝碴機任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法梭式礦車任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法②噴錨作業(yè)線——混凝土噴射機、混凝土噴射機械手、噴錨作業(yè)平臺、進料運輸設(shè)備及錨桿注漿設(shè)備。③模筑混凝土襯砌作業(yè)線——混凝土拌和工廠、混凝土輸送車及輸送泵、施作防水層作業(yè)平臺、襯砌鋼模臺車。在機械設(shè)備選型時應(yīng)遵循：生產(chǎn)性、可靠性、經(jīng)濟性、維修性、環(huán)保性、耐用性、靈活性及配套性等八個原則。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（3）全斷面法施工云符合的規(guī)定①全斷面開挖時，應(yīng)控制一次同時起爆的炸藥量，減少爆破振動對圍巖的影響；②長及特長隧道應(yīng)采用大型施工機械，各種施工機械應(yīng)合理配套，充分發(fā)揮機械設(shè)備的綜合效率；任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法2.臺階法臺階法可分為上、下兩部或上、中、下三部開挖，及由其演變的三臺階七部開挖法、弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土法等。兩部臺階法施工工序見圖4.2.2。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法臺階法施工應(yīng)符合下列規(guī)定（1）根據(jù)圍巖條件和施工機械配備情況合理確定臺階長度、臺階高度及臺階數(shù)量，其各部形狀應(yīng)在有利于保持圍巖穩(wěn)定的前提下盡量便于機械作業(yè)。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法隧道開挖采用三臺階法施工任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（2）當圍巖自穩(wěn)能力較好，隧道開挖跨度不大時，為方便作業(yè)，臺階長度宜控制在10-50m以內(nèi)；圍巖穩(wěn)定性較差時，臺階長度宜控制在3-10m。（3）上部斷面使用鋼架時，可采用擴大拱腳和施作鎖腳錨桿(管)等措施，防止拱部下沉變形。上下斷面初期支護鋼架連接應(yīng)平順，螺栓連接應(yīng)牢固。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（4）圍巖整體性較差時，施工中應(yīng)采取措施減少下部開挖時對上部圍巖和支護的擾動，下部斷面開挖應(yīng)兩側(cè)交錯進行，下部斷而應(yīng)在上部斷面噴混凝土達到一定強度后開挖。（5）當圍巖不穩(wěn)定時進尺宜為1-1.5m，落底后應(yīng)立即施作初期支護。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法3.分部開挖法分部開挖法包括中隔壁法(CD法)、交叉中隔壁法(CRD法)、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等。（1）中隔壁法(CD法)中隔壁法(CD法)是將隧道分為左右兩部分進行開挖，先在隧道一側(cè)采用二部或三部分層開挖，施作初期支護和中隔墻臨時支護，再分臺階開挖隧道另一側(cè)，并進行相應(yīng)的初期支護的施工方法。施工順序見圖4.2.4。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法中隔壁法施工應(yīng)符合下列規(guī)定:①中隔壁法左右部的臺階高度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、隧道斷面大小和施工設(shè)備確定。每側(cè)按兩部或三部分臺階開挖，開挖后應(yīng)及時施作初期支護、中隔壁;兩側(cè)先后距離宜保持10-20m，上下斷面的距離宜保持3-5m。②各部開挖時，相鄰部位的噴混凝土強度應(yīng)達設(shè)計強度的70%以上。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法③先行側(cè)的中隔壁應(yīng)設(shè)置為向外鼓的弧形。④中隔壁在澆筑仰拱前逐段拆除。中隔壁一次拆除長度應(yīng)根據(jù)量測結(jié)果確定，不宜大于15m。臨時支護拆除后應(yīng)及時施作仰拱和二次襯砌。⑤特殊情況下可將中隔壁澆筑在仰拱中，待鋪設(shè)防水板時再割斷。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（2）交叉中隔壁法(CRD)交叉中隔壁法(CRD法)是分部開挖、支護,分部閉合成小環(huán)，最后全斷面閉合成大環(huán)。每開挖一部均需及時施作初期支護、中隔壁及臨時仰拱。交叉中隔壁法施工工序見圖4.2.5。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法交叉中隔壁法施工應(yīng)符合下列規(guī)定：①根據(jù)地質(zhì)條件，隧道斷面的分部，應(yīng)以初期支護受力均勻，便于發(fā)揮人力、機械效率為原則，一般水平方向分兩部、上下分二至三層開挖。②先行施工部位的臨時支撐(中隔壁、臨時仰拱)，均應(yīng)有向外(下)鼓的弧度。③各部開挖及支護應(yīng)自上而下，開挖后及時施作初期支護、中隔壁、臨時仰拱，步步成環(huán)。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法④同一層左右兩部開挖工作面相距不宜大于15m，上下層開挖工作面相距宜保持3-4m，且待噴混凝土強度達到設(shè)計強度的70％后開挖相鄰部位。⑤宜縮短各部開挖工作面的間距，使初期支護盡早封閉成環(huán)。⑥根據(jù)監(jiān)控量測結(jié)果，中隔壁及臨時仰拱在仰拱澆筑前逐段拆除，每段拆除長度宜不大于15m。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法（3）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，然后再根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小，對剩余部分采用二部或三部開挖的方法。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序見圖4.2.6。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工應(yīng)符合下列規(guī)定：①雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖時，應(yīng)先開挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，再開挖中間剩余部分。②側(cè)壁導(dǎo)坑形狀宜近于橢圓形斷面，導(dǎo)坑寬度宜為整個斷面寬度的1/3。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法③側(cè)壁導(dǎo)坑、中部開挖應(yīng)采用短臺階，臺階長度3-5m，必要時保留核心土。④開挖循環(huán)進尺不宜大于初期支護鋼架間距。⑤拱部與兩側(cè)壁間的鋼拱架應(yīng)定為準確，連接牢固。任務(wù)4.2掌握隧道施工主要開挖方法運用“雙