模塊四 鉆爆法隧道施工技術(shù)-單元2-隧道施工方法-隧道洞身開(kāi)挖2講解

《隧道與地下工程施工》模塊三

隧道施工技術(shù)

單元2隧道施工方法——洞身開(kāi)挖2

《隧道工程施工》

分部開(kāi)挖法3本講主要內(nèi)容

全斷面法1臺(tái)階法2隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

分部開(kāi)挖法是將隧道斷面分部開(kāi)挖逐步成型，且一般將某部超前開(kāi)挖，故也可稱為導(dǎo)坑超前開(kāi)挖法。分部開(kāi)挖法可分為以下幾種變化方案：●

臺(tái)階分部開(kāi)挖法●

單側(cè)壁導(dǎo)坑法●

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法●

中隔壁法（CD法）●

交叉中隔壁法（CRD法）隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

1、臺(tái)階分部開(kāi)挖法又稱環(huán)形開(kāi)挖留核心土法，一般將斷面分成為環(huán)形拱部(圖中的1、2、3)、上部核心土(4)、下部臺(tái)階(5)等三部分。一般環(huán)形開(kāi)挖進(jìn)尺為0.5-1.0m，不宜過(guò)長(zhǎng)，上部核心土和下臺(tái)階的距離，一般為1倍洞跨。1-上弧形導(dǎo)坑開(kāi)挖；2-拱部噴錨支護(hù)；3-拱部襯砌；4-中核開(kāi)挖；5-下部開(kāi)挖；6-邊墻部噴錨支護(hù)及襯砌；7-灌筑仰拱；隧道施工方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

1、臺(tái)階分部開(kāi)挖法

●

施工作業(yè)順序

（1）用人工或單臂進(jìn)機(jī)開(kāi)挖環(huán)形拱部。根據(jù)斷面的大小，環(huán)形拱部又可分成幾塊交替開(kāi)挖。（2）安設(shè)拱部錨桿、鋼筋網(wǎng)或鋼支撐、噴混凝土。

（3）在拱部初次支護(hù)保護(hù)下，用挖掘機(jī)或單臂掘進(jìn)機(jī)開(kāi)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。（4）根據(jù)初次支護(hù)變形情況或施工安排建造內(nèi)層襯砌。隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

1、臺(tái)階分部開(kāi)挖法

●適用條件:這種方法適用于一般土質(zhì)或易坍塌的軟弱圍巖地段。

●優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)挖工作面穩(wěn)定性好，施工安全性好，與超短臺(tái)階法相比，臺(tái)階長(zhǎng)度可以加長(zhǎng)，減少上下臺(tái)階施工干擾；而與下述的側(cè)壁導(dǎo)坑法相比，施工機(jī)械化程度較高，施工速度可加快。

●臺(tái)階分部開(kāi)挖時(shí)應(yīng)注意下列問(wèn)題：開(kāi)挖中圍巖要經(jīng)受多次擾動(dòng)，斷面分塊多，支護(hù)結(jié)構(gòu)形成全斷面封閉的時(shí)間長(zhǎng)，這些都有可能使圍巖變形增大，常要結(jié)合輔助措施對(duì)開(kāi)挖面及前方巖體進(jìn)行預(yù)支護(hù)或預(yù)加固。隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

2、單側(cè)壁導(dǎo)坑法

這種方法一般是將斷面分成三塊：側(cè)壁導(dǎo)坑（圖上1位置）、上臺(tái)階（圖上3位置）、下臺(tái)階（圖上4位置）。

側(cè)壁導(dǎo)坑尺寸應(yīng)本著充分利用臺(tái)階的支撐作用，并考慮機(jī)械設(shè)備和施工條件而定。一般側(cè)壁導(dǎo)坑寬度不宜超過(guò)0.5倍洞寬，高度以到起拱線為宜。1-側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖；2-側(cè)壁導(dǎo)坑錨噴支護(hù)及設(shè)置中壁墻臨時(shí)支撐；3-后行部分上臺(tái)階開(kāi)挖；4-后行部分下臺(tái)階開(kāi)挖；5-后行部分噴錨支護(hù)；6-拆除中壁墻；7-灌筑仰拱；8-灌筑洞周襯砌隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

2、單側(cè)壁導(dǎo)坑法

●

施工作業(yè)順序（1）開(kāi)挖側(cè)壁導(dǎo)坑，并進(jìn)行初次支護(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)坑的初次支護(hù)閉合；（2）開(kāi)挖上臺(tái)階，進(jìn)行拱部初次支護(hù)，使其一側(cè)支承在導(dǎo)坑的初次支護(hù)上，另一側(cè)支撐在下臺(tái)階上；（3）開(kāi)挖下臺(tái)階，進(jìn)行另一例邊墻的初次支護(hù)，并盡快建造底部初次支護(hù)，使全斷面閉合；（4）拆除導(dǎo)坑臨空部分的初次支護(hù)；（5）灌注內(nèi)層襯砌。隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

2、單側(cè)壁導(dǎo)坑法

●適用條件:單側(cè)壁導(dǎo)坑法適用于圍巖穩(wěn)定性較差（如軟弱松散圍巖），隧道斷面跨度大，地表沉陷難于控制的地段。

●優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)形成閉合支護(hù)的側(cè)導(dǎo)坑將隧道斷面的跨度一分為二，有效地避免了大跨度開(kāi)挖造成的不利影響，明顯地提高了圍巖的穩(wěn)定性。

●缺點(diǎn)：因?yàn)橐┳鱾?cè)壁導(dǎo)坑的內(nèi)側(cè)支護(hù)，隨后又要拆除，增加了工程造價(jià)。隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

3、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

又稱眼鏡工法，一般是將斷面分成四塊：左、右側(cè)壁導(dǎo)坑(1)、上部核心土(3)、下臺(tái)階(4)。

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法1-側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖；

2-側(cè)壁導(dǎo)坑錨噴支護(hù)及設(shè)置中壁墻臨時(shí)支撐；

3-后行部分上臺(tái)階開(kāi)挖；4-后行部分下臺(tái)階開(kāi)挖；

5-后行部分噴錨支護(hù)；6-拆除中壁墻；7-灌筑仰拱；8-灌筑洞周襯砌隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

3、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

導(dǎo)坑尺寸擬定的原則同前，但寬度不宜超過(guò)斷面最大跨度的1/3。左、右側(cè)導(dǎo)坑應(yīng)錯(cuò)開(kāi)開(kāi)挖，錯(cuò)開(kāi)的距離，應(yīng)根據(jù)開(kāi)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。亦可工程類比，一般為7-10米。隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法：

分部開(kāi)挖法3、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

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施工作業(yè)順序

（1）開(kāi)挖一側(cè)導(dǎo)坑，并及時(shí)地將其初次支護(hù)閉合；

（2）相隔適當(dāng)距離后開(kāi)挖另一側(cè)導(dǎo)坑，并建造初次支護(hù)；

（3）開(kāi)挖上部核心土，建造拱部初次支護(hù)，拱腳支承在兩側(cè)壁導(dǎo)坑的初次支護(hù)上；

（4）開(kāi)挖下臺(tái)階，建造底部的初次支護(hù)，使初次支護(hù)全斷面閉合；

（5）拆除導(dǎo)坑臨空部分的初次支護(hù)；

（6）建造內(nèi)層襯砌。

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

3、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法

●適用條件: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。

●優(yōu)缺點(diǎn)：雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開(kāi)挖斷面分塊多，擾動(dòng)大，初期支護(hù)全斷面閉合的時(shí)間長(zhǎng)，進(jìn)度較慢，成本較高，但施工安全，每個(gè)分塊都是在開(kāi)挖后立即各自閉合的，所以在施工中間變形幾乎不發(fā)展。隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

4、中隔壁法（CD法）

中隔壁法是將隧道斷面左右一分為二，施工時(shí)應(yīng)沿一側(cè)自上而下分為二或三部分進(jìn)行，每開(kāi)挖一部均應(yīng)及時(shí)施作錨噴支護(hù)、安設(shè)剛架、施作中隔壁，底部應(yīng)設(shè)臨時(shí)仰拱，中隔壁墻依次分步連接而成，當(dāng)先開(kāi)挖一側(cè)超前一定距離后，再開(kāi)挖中隔墻的另一側(cè)。

中隔壁法（CD法）隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

4、中隔壁法（CD法）

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CD法變大跨為小跨，使斷面受力更合理，對(duì)減少沉降，保證隧道開(kāi)挖安全、可靠具有良好的效果。

●適用條件:適用于較差地層，如采用人工或人工配合機(jī)械開(kāi)挖的IV～V級(jí)圍巖的淺埋雙線隧道和淺埋、偏壓及洞口段。

隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

4、中隔壁法（CD法）

●施工過(guò)程中，為保證初期支護(hù)穩(wěn)定，除噴錨支護(hù)外，須增加型鋼或鋼格柵支撐，并采用超前大管棚、超前錨桿、超前注漿小導(dǎo)管、超前預(yù)注漿等一種或多種輔助措施進(jìn)行超前加固。

●缺點(diǎn)：由于地層軟弱，斷面較小，只能采用小型機(jī)械或人工開(kāi)挖及運(yùn)輸作業(yè)，工序多，施工進(jìn)度較慢。必要爆破時(shí)，應(yīng)控制炸藥用量，避免損壞中隔墻。臨時(shí)中隔墻型鋼支撐規(guī)格應(yīng)與初期支護(hù)所采用的一致。每步臺(tái)階長(zhǎng)度可控制在3～5m。隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

5、交叉中隔壁法（CRD法）

CRD法的特點(diǎn)：各分部增設(shè)臨時(shí)仰拱和兩側(cè)交叉開(kāi)挖，每步封閉成環(huán)，且封閉時(shí)間短，以抑制圍巖變形，達(dá)到圍巖沉降可控，初期支護(hù)安全穩(wěn)定的目的。

該法除噴錨支護(hù)及增設(shè)足夠強(qiáng)度和剛度的型鋼或鋼格柵支撐外，還應(yīng)采用多種輔助措施進(jìn)行超前加固。

交叉中隔壁法（CRD法）隧道洞身開(kāi)挖方法01一、隧道洞身開(kāi)挖方法

分部開(kāi)挖法

5、交叉中隔壁法（CRD法）

采用交叉中隔壁法施工，除應(yīng)滿足中隔壁法的施工要求外，還應(yīng)滿足以下要求：

（1）設(shè)置臨時(shí)仰拱，步步成環(huán)；（2）自上而下，交叉進(jìn)行；（3）中隔壁及交叉臨時(shí)支護(hù)，在灌注二次襯砌時(shí)，應(yīng)逐段拆除