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隧道开挖方法总结

第一篇：隧道开挖方法总结隧道开挖方法总结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。由于全断面法一次开挖成形，开挖跨度较大，高度较高，隧道周边围岩出现更大范嗣的塑性化和更大的变形，隧道拱脚和墙脚处的应力集中更严重，隧道拱顶更不稳定。对于硬岩隧道，由于其自身强度一般比较高，所以围岩自身强度并小是影响隧道稳定与安全的决定因素。但对于软岩隧道，由于其自身强度一般偏低，往往成为影响隧道稳定与安全的控制因素。对于按照《铁路隧道围岩分级削定标准》判定的围岩等级，在确定隧道开挖力方法时成允分考虑围岩自身强度。硬岩隧道可通过采取超前铺杆、超前小管棚、超前预注浆等辅助施工措施进超前预加固，从而提高围岩的整体性，而对于软岩隧道，各种超前预加固措施对围岩自身强度提高幅度有限。综合上述各种因素考虑，结合以往类似工程施工经验，对于高速铁路大断面隧道，全断面法主要适用于非浅埋I～Ⅲ级硬岩地层和IV～Vl级软柑地层。当隧道处于非浅埋Ⅳ级硬岩地层时，在采取超前锚杆、超前小管棚、超丽预注浆等辅助施工措施加固后，也可采用全断面法施工，但应根据具体围岩情况适当缩短开挖进尺。浅埋段、偏压段和洞口段不适宜采用全断面开挖全断面开挖法有较大的作业空间，有利于采用大型配套施工机械，提高施工速度，且工序少，便于施工组织和管理，较分部开挖法减少了爆破震动次数。但由于开挖面较大，围岩稳定性降低，且每个循环工作量较大，每次深孔爆破引起的震动较大，因此要求进行精心的钻爆设计，并严格控制爆破作业。2、台阶法台阶法施工就是将结构断面分成两个或几个部分，即分成上下两个断而或几个工作面分步开挖，根据地层条件和机械配备情况，台阶法又可分为正台阶法、中隔端台阶法等。综合考虑围岩等级划分中的岩性指标、岩体完整状态等，根据高速铁路大断面隧道自身的力学特征，结合以往类似工程施工经验，台阶法适用于Ⅰ～Ⅳ级硬岩地层和Ⅱ～Ⅲ级软柑地层洞口段、偏压段、浅埋段，Ⅲ～Ⅳ级硬岩地层和Ⅲ、Ⅳ级软岩地层，但应视具体情况采取超前大管棚、超前锚杆、超前小管棚、超前预注浆等辅助施工施进行超前加固。根据工程实际、地层条件和机械条件，选择合适的台阶方式。台阶法开挖优点很多，能较早地使支护闭合，有利于控制结构变形及由此引起的地面沉降。上台阶长度-般控制在1～1.5倍洞径，根据地层情况，可选择两步或多步开挖。台阶长度之所以定为1～1.5倍洞径，主要因为在1～1.5倍洞径区段周围地层产生横向和纵向两个承戴拱的作用，这对开挖是有利的，台阶长度超过这个限度，将失太纵向承载拱受力结构，仪有横向平面承绒拱受力结构。上台阶若选用大于1.5倍洞径的长台阶，在开挖时纵向变位大，上台阶断而形状不利于受力，而且容易引起周围地层松动，塑性区增大，造成拱脚附近受力大而使其失去稳定性：上台阶若过短，小于l倍洞径，对于软弱地层，因洞内纵向破裂面超过工作面，易造成洞顶土体下滑，引起工作面不稳定。软弱地层不能采用短台阶法施工。但是，若是硬岩地层，岩体较完整，采用爆破法施工时，为了便于风钻打眼，可设置超短台阶。从安全角度考虑，台阶长度定为1～1.5倍洞径是合理的，施工机械的配置电应遵守这个原则。因此，在采用台阶法施工时，不应分长台阶、短台阶、微台阶，而是只有1～1.5倍洞径长度的台阶。根据分部的多少，台阶法可分为上下两部分步开挖法和多部分步开挖留核心土开挖法。（1）上下两部分步开挖法上下两部分步开挖法施工顺序见图3，该法适用于硬岩Ⅲ、Ⅳ级，软岩Ⅲ级，洞口段、偏压段、浅埋段I～Ⅲ级硬岩地层和Ⅳ～Ⅵ级软岩地层。可将断面分成上下两个台阶开挖，台阶长度一般控制在1～1.5倍洞径(D)以内，但必须在地层失去自稳能力之前尽快开挖下台阶，支护形成封闭结构；若地层较差，为了稳定工作面，也可辅以小导管超前支护等措施。上下两部台阶法开挖示意图见图3。图1上下两步分部开挖法示意图（2）多部分步行挖留核心土法该法适用于较差的地层，围岩级别为软岩Ⅲ、Ⅳ级，洞口段、偏压段、浅埋段软岩Ⅲ、Ⅳ级和硬岩Ⅱ、Ⅲ级。上台阶取1倍洞径左右环形开挖，留核心土，用系统小导管超前支护、预注浆稳定工作面；用网构钢拱做初期支护；拱脚、墙脚设置锁脚锚杆。开挖顺序见图4。图2多部分步开挖留核心土开挖法示意图（3）台阶法肝挖优缺点①灵活多变，适用性强。凡是软弱围岩地层，均可采用台阶法，址各种不同开挖方法中的基本方法。而且，当遇到地层变化(变好或变坏)，都能及