模块四 钻爆法隧道施工技术-单元2-隧道施工方法-隧道洞身开挖2讲解

《隧道与地下工程施工》模块三

隧道施工技术

单元2隧道施工方法——洞身开挖2

《隧道工程施工》

分部开挖法3本讲主要内容

全断面法1台阶法2隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

分部开挖法是将隧道断面分部开挖逐步成型，且一般将某部超前开挖，故也可称为导坑超前开挖法。分部开挖法可分为以下几种变化方案：●

台阶分部开挖法●

单侧壁导坑法●

双侧壁导坑法●

中隔壁法（CD法）●

交叉中隔壁法（CRD法）隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

1、台阶分部开挖法又称环形开挖留核心土法，一般将断面分成为环形拱部(图中的1、2、3)、上部核心土(4)、下部台阶(5)等三部分。一般环形开挖进尺为0.5-1.0m，不宜过长，上部核心土和下台阶的距离，一般为1倍洞跨。1-上弧形导坑开挖；2-拱部喷锚支护；3-拱部衬砌；4-中核开挖；5-下部开挖；6-边墙部喷锚支护及衬砌；7-灌筑仰拱；隧道施工方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

1、台阶分部开挖法

●

施工作业顺序

（1）用人工或单臂进机开挖环形拱部。根据断面的大小，环形拱部又可分成几块交替开挖。（2）安设拱部锚杆、钢筋网或钢支撑、喷混凝土。

（3）在拱部初次支护保护下，用挖掘机或单臂掘进机开挖核心土和下台阶，随时接长钢支撑和喷混凝土、封底。（4）根据初次支护变形情况或施工安排建造内层衬砌。隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

1、台阶分部开挖法

●适用条件:这种方法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩地段。

●优点：开挖工作面稳定性好，施工安全性好，与超短台阶法相比，台阶长度可以加长，减少上下台阶施工干扰；而与下述的侧壁导坑法相比，施工机械化程度较高，施工速度可加快。

●台阶分部开挖时应注意下列问题：开挖中围岩要经受多次扰动，断面分块多，支护结构形成全断面封闭的时间长，这些都有可能使围岩变形增大，常要结合辅助措施对开挖面及前方岩体进行预支护或预加固。隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

2、单侧壁导坑法

这种方法一般是将断面分成三块：侧壁导坑（图上1位置）、上台阶（图上3位置）、下台阶（图上4位置）。

侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用，并考虑机械设备和施工条件而定。一般侧壁导坑宽度不宜超过0.5倍洞宽，高度以到起拱线为宜。1-侧壁导坑开挖；2-侧壁导坑锚喷支护及设置中壁墙临时支撑；3-后行部分上台阶开挖；4-后行部分下台阶开挖；5-后行部分喷锚支护；6-拆除中壁墙；7-灌筑仰拱；8-灌筑洞周衬砌隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

2、单侧壁导坑法

●

施工作业顺序（1）开挖侧壁导坑，并进行初次支护(锚杆加钢筋网，或锚杆加钢支撑，或钢支撑，喷射混凝土，应尽快使导坑的初次支护闭合；（2）开挖上台阶，进行拱部初次支护，使其一侧支承在导坑的初次支护上，另一侧支撑在下台阶上；（3）开挖下台阶，进行另一例边墙的初次支护，并尽快建造底部初次支护，使全断面闭合；（4）拆除导坑临空部分的初次支护；（5）灌注内层衬砌。隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

2、单侧壁导坑法

●适用条件:单侧壁导坑法适用于围岩稳定性较差（如软弱松散围岩），隧道断面跨度大，地表沉陷难于控制的地段。

●优点：通过形成闭合支护的侧导坑将隧道断面的跨度一分为二，有效地避免了大跨度开挖造成的不利影响，明显地提高了围岩的稳定性。

●缺点：因为要施作侧壁导坑的内侧支护，随后又要拆除，增加了工程造价。隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

3、双侧壁导坑法

又称眼镜工法，一般是将断面分成四块：左、右侧壁导坑(1)、上部核心土(3)、下台阶(4)。

双侧壁导坑法1-侧壁导坑开挖；

2-侧壁导坑锚喷支护及设置中壁墙临时支撑；

3-后行部分上台阶开挖；4-后行部分下台阶开挖；

5-后行部分喷锚支护；6-拆除中壁墙；7-灌筑仰拱；8-灌筑洞周衬砌隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

3、双侧壁导坑法

导坑尺寸拟定的原则同前，但宽度不宜超过断面最大跨度的1/3。左、右侧导坑应错开开挖，错开的距离，应根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧已成导坑的原则确定。亦可工程类比，一般为7-10米。隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法：

分部开挖法3、双侧壁导坑法

●

施工作业顺序

（1）开挖一侧导坑，并及时地将其初次支护闭合；

（2）相隔适当距离后开挖另一侧导坑，并建造初次支护；

（3）开挖上部核心土，建造拱部初次支护，拱脚支承在两侧壁导坑的初次支护上；

（4）开挖下台阶，建造底部的初次支护，使初次支护全断面闭合；

（5）拆除导坑临空部分的初次支护；

（6）建造内层衬砌。

双侧壁导坑法隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

3、双侧壁导坑法

●适用条件:当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，单侧壁导坑

法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。

现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉陷仅为短台阶法的1/2左右。

●优缺点：双侧壁导坑法开挖断面分块多，扰动大，初期支护全断面闭合的时间长，进度较慢，成本较高，但施工安全，每个分块都是在开挖后立即各自闭合的，所以在施工中间变形几乎不发展。隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

4、中隔壁法（CD法）

中隔壁法是将隧道断面左右一分为二，施工时应沿一侧自上而下分为二或三部分进行，每开挖一部均应及时施作锚喷支护、安设刚架、施作中隔壁，底部应设临时仰拱，中隔壁墙依次分步连接而成，当先开挖一侧超前一定距离后，再开挖中隔墙的另一侧。

中隔壁法（CD法）隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

4、中隔壁法（CD法）

●

CD法变大跨为小跨，使断面受力更合理，对减少沉降，保证隧道开挖安全、可靠具有良好的效果。

●适用条件:适用于较差地层，如采用人工或人工配合机械开挖的IV～V级围岩的浅埋双线隧道和浅埋、偏压及洞口段。

隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

4、中隔壁法（CD法）

●施工过程中，为保证初期支护稳定，除喷锚支护外，须增加型钢或钢格栅支撑，并采用超前大管棚、超前锚杆、超前注浆小导管、超前预注浆等一种或多种辅助措施进行超前加固。

●缺点：由于地层软弱，断面较小，只能采用小型机械或人工开挖及运输作业，工序多，施工进度较慢。必要爆破时，应控制炸药用量，避免损坏中隔墙。临时中隔墙型钢支撑规格应与初期支护所采用的一致。每步台阶长度可控制在3～5m。隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

5、交叉中隔壁法（CRD法）

CRD法的特点：各分部增设临时仰拱和两侧交叉开挖，每步封闭成环，且封闭时间短，以抑制围岩变形，达到围岩沉降可控，初期支护安全稳定的目的。

该法除喷锚支护及增设足够强度和刚度的型钢或钢格栅支撑外，还应采用多种辅助措施进行超前加固。

交叉中隔壁法（CRD法）隧道洞身开挖方法01一、隧道洞身开挖方法

分部开挖法

5、交叉中隔壁法（CRD法）

采用交叉中隔壁法施工，除应满足中隔壁法的施工要求外，还应满足以下要求：

（1）设置临时仰拱，步步成环；（2）自上而下，交叉进行；（3）中隔壁及交叉临时支护，在灌注二次衬砌时，应逐段拆除