隧道开挖方法总结

1、隧道开挖方法总结1、全断面法全断面开挖法是指将整个隧道开挖断面一次钻孔、一次爆破成型、一次初期支护到位的隧道开挖方法。全断面开挖法施工操作比较简单，主要工序使用移动式钻孔台车或多功能台架，全断面一次钻孔，并进行装药连线，然后将钻孔台车退后至安全地点再起爆，一次爆破成型，出碴后对整个开挖轮廓进行初喷，钻孔台车或多功能台架再推移到开挖面就位，开始下一个钻爆作业循环，同时，利用支护台架全断面施作剩余初期支护工作。由于全断面面法一次次开挖成成形，开开挖跨度度较大，高高度较高高，隧道道周边围围岩出现现更大范范嗣的塑塑性化和和更大的的变形，隧隧道拱脚脚和墙脚脚处的应应力集中中更严重重，隧道道拱顶更更不稳定

2、定。对于于硬岩隧隧道，由由于其自自身强度度一般比比较高，所所以围岩岩自身强强度并小小是影响响隧道稳稳定与安安全的决决定因素素。但对对于软岩岩隧道，由由于其自自身强度度一般偏偏低，往往往成为为影响隧隧道稳定定与安全全的控制制因素。对对于按照照铁路路隧道围围岩分级级削定标标准判判定的围围岩等级级，在确确定隧道道开挖力力方法时时成允分分考虑围围岩自身身强度。硬硬岩隧道道可通过过采取超超前铺杆杆、超前前小管棚棚、超前前预注浆浆等辅助助施工措措施进超超前预加加固，从从而提高高围岩的的整体性性，而对对于软岩岩隧道，各各种超前前预加固固措施对对围岩自自身强度度提高幅幅度有限限。综合上述各各种因素素考虑，结结

3、合以往往类似工工程施工工经验，对对于高速速铁路大大断面隧隧道，全全断面法法主要适适用于非非浅埋I级硬岩岩地层和和IVVl级软柑柑地层。当当隧道处处于非浅浅埋级硬岩岩地层时时，在采采取超前前锚杆、超超前小管管棚、超超丽预注注浆等辅辅助施工工措施加加固后，也也可采用用全断面面法施工工，但应应根据具具体围岩岩情况适适当缩短短开挖进进尺。浅浅埋段、偏偏压段和和洞口段段不适宜宜采用全全断面开开挖全断断面开挖挖法有较较大的作作业空间间，有利利于采用用大型配配套施工工机械，提提高施工工速度，且且工序少少，便于于施工组组织和管管理，较较分部开开挖法减减少了爆爆破震动动次数。但但由于开开挖面较较大，围围岩稳定定

4、性降低低，且每每个循环环工作量量较大，每每次深孔孔爆破引引起的震震动较大大，因此此要求进进行精心心的钻爆爆设计，并并严格控控制爆破破作业。2、台阶法法台阶法施工工就是将将结构断断面分成成两个或或几个部部分，即即分成上上下两个个断而或或几个工工作面分分步开挖挖，根据据地层条条件和机机械配备备情况，台台阶法又又可分为为正台阶阶法、中中隔端台台阶法等等。综合考虑围围岩等级级划分中中的岩性性指标、岩岩体完整整状态等等，根据据高速铁铁路大断断面隧道道自身的的力学特特征，结结合以往往类似工工程施工工经验，台台阶法适适用于级硬岩岩地层和和级软柑柑地层洞洞口段、偏偏压段、浅浅埋段，级硬岩岩地层和和、级软岩岩地

5、层，但但应视具具体情况况采取超超前大管管棚、超超前锚杆杆、超前前小管棚棚、超前前预注浆浆等辅助助施工施施进行超超前加固固。根据据工程实实际、地地层条件件和机械械条件，选选择合适适的台阶阶方式。台阶法开挖挖优点很很多，能能较早地地使支护护闭合，有有利于控控制结构构变形及及由此引引起的地地面沉降降。上台台阶长度度-般控制制在11.5倍洞径径，根据据地层情情况，可可选择两两步或多多步开挖挖。台阶长度之之所以定定为11.5倍洞径径，主要要因为在在11.5倍洞径径区段周周围地层层产生横横向和纵纵向两个个承戴拱拱的作用用，这对对开挖是是有利的的，台阶阶长度超超过这个个限度，将将失太纵纵向承载载拱受力力结构

6、，仪仪有横向向平面承承绒拱受受力结构构。上台台阶若选选用大于于1.5倍洞径径的长台台阶，在在开挖时时纵向变变位大，上上台阶断断而形状状不利于于受力，而而且容易易引起周周围地层层松动，塑塑性区增增大，造造成拱脚脚附近受受力大而而使其失失去稳定定性：上上台阶若若过短，小小于l倍洞径径，对于于软弱地地层，因因洞内纵纵向破裂裂面超过过工作面面，易造造成洞顶顶土体下下滑，引引起工作作面不稳稳定。软软弱地层层不能采采用短台台阶法施施工。但但是，若若是硬岩岩地层，岩岩体较完完整，采采用爆破破法施工工时，为为了便于于风钻打打眼，可可设置超超短台阶阶。从安全角度度考虑，台台阶长度度定为11.5倍洞径径是合理理的

7、，施施工机械械的配置置电应遵遵守这个个原则。因因此，在在采用台台阶法施施工时，不不应分长长台阶、短短台阶、微微台阶，而而是只有有11.5倍洞径径长度的的台阶。根据分部的的多少，台台阶法可可分为上上下两部部分步开开挖法和和多部分分步开挖挖留核心心土开挖挖法。（1）上下下两部分分步开挖挖法上下两部分分步开挖挖法施工工顺序见见图3，该法法适用于于硬岩、级，软软岩级，洞洞口段、偏偏压段、浅浅埋段I级硬岩岩地层和和级软岩岩地层。可可将断面面分成上上下两个个台阶开开挖，台台阶长度度一般控控制在11.5倍洞径(D)以内，但但必须在在地层失失去自稳稳能力之之前尽快快开挖下下台阶，支支护形成成封闭结结构；若若地

8、层较较差，为为了稳定定工作面面，也可可辅以小小导管超超前支护护等措施施。上下下两部台台阶法开开挖示意意图见图图3。图1 上上下两步步分部开开挖法示示意图（2）多部部分步行行挖留核核心土法法该法适用于于较差的的地层，围围岩级别别为软岩岩、级，洞洞口段、偏偏压段、浅浅埋段软软岩、级和硬硬岩、级。上上台阶取取1倍洞径径左右环环形开挖挖，留核核心土，用用系统小小导管超超前支护护、预注注浆稳定定工作面面；用网网构钢拱拱做初期期支护；拱脚、墙墙脚设置置锁脚锚锚杆。开开挖顺序序见图4。图2 多多部分步步开挖留留核心土土开挖法法示意图图（3）台阶阶法肝挖挖优缺点点灵活多多变，适适用性强强。凡是是软弱围围岩地层

9、层，均可可采用台台阶法，址址各种不不同开挖挖方法中中的基本本方法。而而且，当当遇到地地层变化化(变好或或变坏)，都能能及时变变换成其其他方法法。具有足足够的作作业空间间和较快快的施工工速度，台台阶有利利于开挖挖面的稳稳定，尤尤其是上上部开挖挖支护后后，下部部作业则则较为安安全。台阶法法开挖的的缺点是是上下部部作业相相互干扰扰，应注注意下部部作业时时列+上部稳稳定性的的影响和和台阶法法开挖会会增加围围岩被扰扰动的次次数等。3、 侧壁壁导坑法法单侧壁导坑坑法是指指在隧道道断面一一侧先开开挖一导导坑，并并始终超超前一定定距离，再再开挖隧隧道断面面剩余部部分的隧隧道开挖挖方法，施施工序见见图5。采用用

10、该法开开挖时，单单侧壁导导坑超前前的距离离一般在在2倍洞径径以上。为为了稳定定工作面面，须采采取超前前大管棚棚、超前前锚杆、超超前小管管棚、超超前预注注浆等辅辅助施工工措施进进行超前前加固。一一般采用用人工开开挖、人人工和机机械配合合开挖、人人工和机机械配合合出碴。断断面剩余余部分开开挖时，可可适当采采用控制制爆破以以免破坏坏已完成成导坑的的临时支支护。图3 单单侧壁导导坑法示示意图单侧壁导坑坑法主要要适用于于地层较较差、断断面较大大、采用用台阶法法开挖有有困难的的、V级围岩岩地层。采采用方法法可变大大跨断面面为小跨跨断面。将将导坑跨跨度定为为46 m，则断断面剩余余跨度为为8l0 mm。，这

11、这样将使使隧道开开挖迎为为安全、可可靠。4、中隔墙墙法(CD工法)CD工法（Cennterr Diiaphhraggm）是指指将隧道道断面左左右一分分为二，先先开挖一一侧，并并在隧道道断面中中部架设设一临时时支撑隔隔，待先先开挖的的一侧超超前一定定距离后后，再开开挖另一一侧隧道道的施工工方法，施施工顺序序见图6。通过过隧道断断面中部部的临时时支撑隔隔墙，将将断面跨跨度一分分为二，减减小了开开挖断面面跨度，使使断面受受力更合合理，从从而使隧隧道开挖挖更安全全、可靠靠。图4 CCD工法示示意图(单位：m)CD工法主主要适用用于地层层较差的的、可采采用人工工或人工工配合机机械开挖挖的、V级围岩岩地层

12、、不不稳定岩岩体和浅浅埋段、偏偏压段、洞洞口段。采用该法进进行隧道道开挖时时，可根根据具体体情况，将将由中隔隔墙一分分为二的的左、右右断面再再在竖向向分成两两部或三三部，从从上往下下分台阶阶进行施施工。台台阶长度度一般为为115倍洞径(此处洞洞径取分分部高度度和跨度度的大值值)。先开开挖一侧侧断面的的最后一一步与后后开挖断断面的第第一步间间应拉开开l15倍洞径径的距离离。为了了稳定工工作面，须须采取超超前大管管棚、超超前锚杆杆、超前前小管棚棚、超前前预注浆浆等辅助助施工措措施进行行超前加加固。一一般采用用人工开开挖、人人工和机机械配合合出碴。可可适当采采用控制制爆破，以以免破坏坏已完成成的临时

13、时支撑隔隔墙。5、交叉中中隔墙法法(CRRD工法)当CD工法法仍不能能保证围围岩稳定定和隧道道施工安安全要求求时，可可在CD工法的的基础上上对各分分部加设设临时仰仰拱，即即CRD工法(CDDOSSS Diiaphhraggm)，将原CD工法先先开挖中中壁一侧侧改为两两侧交叉叉开挖、步步步封闭闭成环、改改进发展展的一种种工法。见见图7。其最最大特点点是将大大断面施施工化成成小断面面施工，各各个局部部封闭成成环的时时问短，控控制早期期围岩变变形，每每个步序序受力体体系完整整。CRD工法各各分部间间应拉开开一定的的距离，距距离大小小以保证证掌子面面稳定为为准，一一般为11.5倍洞径(此处洞洞径取分分

14、部高度度和跨度度的大值值)，但在在能保证证掌子面面围岩稳稳定的情情况下，可可适当缩缩短距离离，以保保证操作作空问要要求。图5 CCRD工法示示意图(单位：m)根据高速铁铁路大断断面隧道道自身的的力学特特征，结结合以往往类似工工程施工工经验，CRD工法适适用于特特别破碎碎的岩石石、碎石石土、卵卵石土、圆圆砾土、角角砾土及及黄上组组成的V级围岩岩和软朗朗状粘性性土、潮潮湿的粉粉细砂组组成的级围岩岩及较差差围岩中中的洞口口段、偏偏压段、浅浅埋段等等。为了稳定工工作面，采采作CRDD 工法施施工时,须采取取超前大大管棚、超超前锚杆杆：、超超前小管管棚、超超前预注注浆、掌掌子面封封闭等辅辅助施工工措施进

15、进行超前前加固。一一般采用用人工开开挖、人人工和机机械配合合出碴。可可适当采采用控制制爆破，以以免破坏坏已完成成的临时时支撑隔隔墙和临临时仰拱拱。6、双侧壁壁导坑法法(眼镜法)双侧壁导坑坑法也称称眼镜工工法，也也是变大大跨度为为小跨度度的施工工方法，其其实质是是将大跨跨度分成成三个小小跨度进进行作业业。见图图8。主要要适用于于地层较较差、单单侧壁导导坑法无无法满足足要求的的隧道工工程。该该工法工工序较复复杂，导导坑的支支护拆除除困难，钢钢架连接接困难，而而且成本本较高，进进度较慢慢。图6 双双侧壁导导坑法示示意图该工法主要要适用于于地层较较差的、可可采用人人工或人人工配合合机械开开挖的、V级围

16、岩岩地层、不不稳定岩岩体和浅浅埋段、偏偏压段、洞洞口段。7、盾构法法盾构法指以以盾构这这这种施施工机械械在地面面以下暗暗挖隧道道的一种种施工方方法。盾盾构是一一个既可可以制成成地层压压力又可可以在地地层中推推进活动动的钢筒筒结构。刚刚筒的前前端设有有支撑和和开挖土土体的装装置，刚刚筒的中中段安装装有顶进进所需的的千斤顶顶，刚筒筒的尾部部可以拼拼装预制制或现浇浇隧道衬衬砌环。盾盾构每推推进一环环距离，就就在盾尾尾支护下下拼装一一环衬砌砌，并向向衬砌环环外围的的空袭中中压住水水泥砂浆浆，以防防止隧道道和地面面下沉。盾盾构推进进的反力力由衬砌砌环承担担。盾构构施工前前应先建建一个竖竖井，在在竖井内内安装盾盾构，盾盾构开挖挖出的土土体由竖竖井通道道送出地地面。8、沉管法法沉管法是将将隧道管管段分段段预制，分分段两端端设临时时止水头头部，然然后浮运运至隧道道轴线处处，沉放放在预先先挖好的的基槽内内，完成成管段间间的水下下连接，移移去临时时止水头头，回填填基槽保保护沉管管，铺设设隧道内内部设施施，从而而形成一一个完整整的水下下通道。沉管隧道的的主要施施工工序序：管节节预制基槽槽开挖管段段浮运和和沉放对接接作业内部部装饰。9、明挖法法明挖法是指指挖开地地面，由由上向下下开挖土土石方至至设计标标高后，自自基底由由下向上上顺作施施工，完完成隧道道主体结结构，最最后