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隧道的開挖方式范文1
一、常用開挖方法
根據我國目前施工實際情況，將常用的五種公路隧道施工中的開挖方法簡述如下：
1、全斷面法
全斷面法是指將隧道的斷面一次開挖成型，或鉆爆或掘進，開挖后統一進行支護襯砌的施工方法。
它適用Ⅰ～Ⅲ級圍巖，有時也用于IV級圍巖。前提是在開挖過程中這種圍巖能自穩。
這種施工方法的特點是工序少，對施工組織和管理有利；開挖斷面大，可以采用深孔爆破，加快開挖進度；輪廓一次成型，擾動圍巖次數少；作業空間大，有利于大型機械作業。
2、臺階法
臺階法也叫半斷面法。將斷面一分為二進行開挖，是全斷面法的變化方法，它使用的前提是圍巖能在短期內自穩，這種施工方法被國內絕大多數隧道所采用。
臺階法包括長臺階法、短臺階法和微臺階法等三種，其劃分是根據臺階長度確定。采用哪種臺階法，選擇原則有兩個：初期支護從施作到基本能自穩的時間長短；上部臺階施工時所需要的空間大小。對巖性較差的圍巖，主要考慮第一個原則；對巖性較好的圍巖，主要考慮第二個條原則。
2.1長臺階法。長臺階法上下兩斷面相距較遠，一般上臺階超前50m以上或大于5倍洞寬。在上下臺階上可同時進行平行作業，也可以先在上斷面開挖一個進尺，再在下斷面開挖一個進尺，當隧道長度較短時，也可以先將上斷面全部挖通后，再進行下斷面開挖，相對于全斷面來說，長臺階法一次開挖的斷面和高度較小，只需配備中型鉆孔臺車即可，而且對于維持支撐面的穩定也有利。它適用范圍較全斷面法廣泛，一般適用I-V級圍巖。
2.2短臺階法。短臺階法與長臺階法類似，只是兩個斷面相距較近，一般上臺階長度小于5倍洞寬且大于1～1.5倍洞寬，上下斷面采用平行作業，Ⅱ-Ⅴ級圍巖都能采用此種方法，是新奧法中采用的主要方法之一。
短臺階法施工中，當初期支護變形、下沉顯著時，要提前閉合，保證在施工機械正常工作的前提下下臺階的最小長度。
2.3微臺階法。 微臺階法是全斷面開挖的一種變異形式，適用于V-VI級圍巖，一般臺階長度為3～5m，臺階長度小于3m時，無法正常進行鉆眼和拱部的噴錨支護作業；臺階長度大于5m時，利用爆破將石碴翻至下臺階有較大的難度，必須采用人工翻碴。微臺階法上下斷面相距近，應注意開挖工作面的穩定，必要時進行加固和支護。
3、保留核心土法
這種方法使用中主要指環形開挖留核心土法，它將開挖斷面分為環形拱部、上部核心和下部臺階三個部分，由短臺階法發展而來。先用人工或小型掘進機開挖環形拱部，進行拱部錨噴；再開挖上部核心土和下部臺階土體，進行邊墻和底部初期支護；向前推進繼續重復開挖上中下部土體；待圍巖和初期支護的變形基本穩定后，施作二襯。
這種方法優點是施工步驟簡單，在遇到短距離圍巖變化時可優先使用，能較快地提高施工的進度。不足是這種方法一次開挖的進尺較短，一般在1m左右，而且頂部空間較小，不易于拱頂部的支護實施。
4、中隔壁法
這種方法是將斷面從中間隔開，分為兩側，先沿一側自上而下分為二或三部進行，再開挖另一側。斷面每塊開挖和支護后形成閉合單元，有利于圍巖穩定，減小凈空位移及地表深陷。 各分塊縱向間隔距離視圍巖變形情況，參照短臺階法決定。
中隔壁法適用于斷面跨度大，地表沉陷量要求較小的軟弱圍巖中的淺埋隧道。
5、交叉中隔壁法
交叉中隔壁法也是將斷面從中間隔開，分為兩側，先開挖一側的上部，再開挖另一側的上部，左右兩側交叉進行開挖和支護。在所有支護中，中隔壁及交叉臨時支護在灌注二次襯砌時逐段拆除。 它適用于軟弱圍巖淺埋的雙線或多線隧道。
二、支護形式分析
早期的支護主要是用鋼木構件支撐，現在很少采用。鋼支撐，主要以工字型鋼，鋼筋和舊鋼軌為主，可以構成拱形支撐，可較好適應隧道斷面形狀的要求，且具有較大的承載能力和很好的耐久性，可作永久支護，操作較木支撐簡便且安全。
新奧法主要以噴錨支護為主要手段，這種支護不像早期的剛性支護，它是一種柔性支護，允許圍巖有一定的變形。
在現代隧道支護理論中，也將隧道支護分為永久支護和臨時支護。這兩種支護并沒有嚴格上的區別，只是在于臨時支護一般在施作永久支護后再拆除。
臨時支護是為了確保施工安全設置的支護，其設置情況隨開挖后隧道圍巖的穩定情況而定，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖為先開挖后支護，Ⅳ、Ⅴ級圍巖是邊開挖邊支護，Ⅵ級圍巖是先支護后開挖。
隧道的開挖方式范文2
關鍵詞：淺埋偏壓 ；中隔壁 ；臺階法；預留核心土中圖分類號：U412.36+6 文獻標識碼：A
一、工程概況
福建省龍巖漳永高速公路A7合同段位于龍巖市漳平市新橋鎮錢坂村境內，全長6.02km，其中隧道6座/3409延米，均為左右分離式隧道，隧道洞口大多位于淺埋偏壓段，隧道洞身V級、IV級圍巖占88%，圍巖較差，使得隧道開挖的難度加大。
二、隧道開挖施工方法的概述
施工中根據隧道洞口和洞身的不同段落、不同圍巖級別、不同圍巖狀況，再參考設計圖紙來選擇最佳的開挖方法。本項目圖紙建議V級圍巖及淺埋偏壓段采用中隔壁開挖方式，IV級圍巖采用臺階法開挖方式。我們在實際施工中根據圍巖的變化及時變更了開挖方式，采用中隔壁法、臺階法、預留核心土法的開挖方式，以上三種方法很好的保證了隧道開挖面的安全和質量。具體施工方法如下：
1、中隔壁法
中隔壁法又稱CD 法，主要用于淺埋偏壓段或比較軟弱地層中，尤其適用于大斷面隧道的開挖。CD 法是將鋼支撐、噴射混凝土的隔壁分割開進行開挖的方法，此方法經常在地質條件不理想且必須分部開挖及時封閉的條件下采用。在地質條件差、圍巖軟弱、覆蓋層薄、含水量大、基底承載力低等條件下采用 CD 法開挖，可以減小軟弱圍巖隧道及大跨度隧道分部開挖難度，通過增加中壁壁等臨時支護構件，形成分部開挖初期支護快速封閉環，使分部開挖環環相扣，最后完成全部斷面開挖與初期支護。
（1）、施工參數
① 超前支護：拱部采用小導管超前預支護，并注水泥漿；臨時側壁采用φ22超前砂漿錨桿支護。
② 開挖進尺：各分部開挖進尺為 1 榀鋼架間距，即 0.5m。
③ 臺階高度：上臺階開挖高度 4.5m~5.0m。
④ 開挖工作面間距：各級臺階開挖間距控制在 3-5m。
⑤ 施工支護措施：中隔壁臨時支護采用 I14型鋼，初期支護采用I18型鋼。
（2）、施工方法
中隔壁開挖法施工工藝：
①開挖左側導坑上臺階。
II左側導坑上臺階初期支護（包括側壁臨時支護、拱墻初期支護及臨時仰拱），施工上臺階鎖腳錨桿。
③在左側導坑上臺階長度達到3-5m時，開挖左側導坑下臺階（包括臨時仰拱）。
IV左側導坑下臺階初期支護（包括側壁臨時支護、拱墻初期支護及仰拱初期支護），必要時邊墻腳設置鎖腳錨桿。
⑤在左側導坑上臺階開挖達到5-10m時，開挖右側導坑上臺階。
VI右側導坑上臺階初期支護（包括墻初期支護及臨時仰拱），施工上臺階鎖腳錨桿。
⑦在右側導坑上臺階長度達到3-5m時，開挖右側導坑下臺階（包括臨時仰拱）。
VIII右側導坑下臺階初期支護（包括拱墻初期支護及仰拱初期支護），必要時邊墻腳設置鎖腳錨桿。
IX待全斷面成環，各部位位移變化穩定后，拆除中隔壁臨時支護
X分步施工防排水系統和仰拱、邊墻、拱部二次襯砌混凝土。
詳見下面示意圖：
（3）、中隔壁的拆除
中隔壁施工最關鍵的工序是中隔壁的拆除，拆除中隔壁應在全斷面成環、各部位變形穩定后進行。
2、臺階法
臺階法是將整個工作面分為上、下兩部分，分別進行開挖支護。首先進行上臺階的開挖，開挖長度一般控制在3~10m，上臺階每循環開挖進尺要根據圍巖的穩定性、整體性、含水量等情況來確定，但不能超過初支的2榀型鋼間距；下臺階一般控制在20~30m，下臺階每循環開挖進尺長度同樣也不能超過初支的2榀型鋼間距。上、下臺階開挖完成后，進行初噴支護，按照圖紙要求及時完成初支的施做，然后進行仰拱成環封閉，確保施工的質量和安全。
采用臺階法開挖時，為防止下臺階型鋼拱架拱腳下沉、變形，一般要在上臺階拱腳下設置鎖腳錨桿及【25b縱向槽鋼托梁，把幾排拱架連成整體，必要時可根據現場情況采取小導管注漿代替鎖腳錨桿或者增設臨時仰拱。
詳見下面示意圖：
3、預留核心土
V級圍巖深埋段，考慮到圍巖的整體性較好、洞內基本沒有滲水等情況，通過各方論證，我們決定采用臺階開挖預留核心土的方法。上臺階采用挖掘機破碎錘進行環形開挖，預留核心土長度2-3米，每循環進尺不超過初支的2榀型鋼間距。在V級圍巖的地段，盡可能避免爆破開挖，這樣可以減少對圍巖的擾動，并能有效的避免超挖的問題，確保隧道開挖的質量和安全。
三、施工過程中的質量控制及總結
1、根據圖紙設計要求和實際圍巖情況，針對采取的開挖方法制定詳細、易懂的技術交底及作業指導書，并落實到施工班組。
2、隧道洞口段及不良地質地段施工堅持“短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則。
開挖前，做好超前地質預報，根據預報結果采取適當的加強支護措施。施工過程中，嚴抓監控量測工作，根據監控量測數據及時進行開挖參數的調整，確保施工的安全質量。譬如本項目在施工過程中對隧道開挖預留變形量的調整（由原設計10cm改為15cm）、初期支護的型鋼拱架間距（由間距70cm改為50cm）或型號（Ι14型鋼改為Ι18型鋼）的調整等。
3、嚴格按照圖紙要求開挖，尤其洞口段不得隨意改變開挖方法和順序。加強對淺埋偏壓段的原地面復測，直至襯砌結構完全封閉。圍巖變化較大的情況，及時聯系建設單位、設計單位、監理單位，并進行現場分析論證，如有必要及時進行圍巖支護類型的變更。采取切實有效的開挖方法，確保隧道施工的安全和質量。
4、V級圍巖開挖方式均采用機械輔以人工開挖；IV級圍巖根據實際情況判斷是否采用爆破方式，如果采用爆破的方式要盡可能減少對山體的擾動。我們在實際施工過程中，V級、IV級圍巖采取了挖機破碎錘輔以人工的開挖方式，取得了不錯的效果。
5、各種進場原材料必須有合格證，并經檢驗合格，嚴格按照設計圖紙要求進行施工，做到先檢后用。噴射砼、水泥漿、襯砌混凝土嚴格按照試驗室配合比進行施做。
6、采用中隔壁法進行開挖進洞，一定要做到“短進尺、早封閉”的原則，及時施做臨時仰拱。V級圍巖中隔壁法施工時原設計圖紙采用的臨時仰拱僅有20cm厚的C20砼，考慮到施工的安全和質量，我們在施工過程中，對臨時仰拱進行了加強，采用了“I14型鋼+20cm厚的C20砼”的方式進行臨時成環，起到了很好的效果。
四、施工中應注意的事項
針對隧道施工的特殊性，對每一個環節都要做到周密的考慮，才能確保隧道開挖的安全和質量，在施工應注意以下事項：
1、對施工現場一線的工人和技術人員進行詳細的安全及技術交底，充分做到讓現場每一個人都能熟練掌握施工中各環節的安全技術要素。
2、進洞前做好量測工作，嚴格按照圖紙要求進行邊仰坡的開挖，切實做好邊仰坡的支護工作。及時施做洞頂截水溝，對雨水及地表水進行分流，確保隧道開挖在無水或少水狀態下進行。
3、根據要求做好隧道洞口段的套拱施工，注意加強對洞口段山體原地表的觀測，確保隧道進洞前的穩定。
五、安全保證措施
1、認真貫徹執行“安全第一，預防為主，綜合治理”的方針，正確處理好安全、質量、進度三者之間的關系，做好開挖面施工安全保證措施，杜絕塌方。
2、做好超前地質預報工作，采用TSP、地質雷達、超前探空等綜合預報手段對開挖面前方的地質情況作出詳細的預報。每個開挖工班配一名工程師跟班作業，確保各種措施、技術交底的落實，保證標準化作業。
3、現場施工管理人員必須嚴格遵守“管生產必須管安全”的原則，層層落實安全生產制度。認真落實各類突發事故的應急處理方案，不定期的進行各種應急演練，安全有效的促進隧道的施工。
4、隧道內各種應急材料、設備等專門配備，以備不時之需。
五、結束語
我們在實際施工中，通過采用中隔壁法、臺階法及預留核心土等不同開挖方法的結合使用，有效的保證了隧道的穩定性，未出現大面積的塌方事故，確保了隧道施工的安全和質量，并加快了隧道的施工進度，取得了很好的效果。
隧道施工是一種動態控制的過程，必須時刻對隧道的地形、地質、開挖方法及支護措施等進行全過程的掌握，加強監控量測工作，及時采取準確、有效、安全、適用的開挖方法，這樣既能保證隧道施工的安全和質量，也能加快隧道的施工進度，對類似工程有一定的借鑒作用。
參考文獻：
隧道的開挖方式范文3
關鍵詞：隧道 高速公路 開挖 支護
中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2012）001-006-02
1 引言
我國是一個多山的國家，為縮短交通里程，國家在山區公路中將大量采用隧道公路方案。隧道是處于復雜地質條件下的建筑工程，它受天然形成的地質狀態如地應力、地質物理參數、地下水、地質斷層等因素和人工開挖操作如開挖方式、支護方式、支護時間等因素影響很大。由于隧道所處的地質環境不同，其圍巖穩定特性也不同，因此應采用的支護方式和開挖方式也就不一樣。目前隧道的開挖方式主要有全斷面開挖方法、臺階法、臺階分部開挖法、導坑法、單側壁導坑法、雙側壁導坑法等，本文選用洛陽至欒川高速公路建設項目洛陽至嵩縣段隧道的開挖與支護，主要采用臺階法進行開挖，從而為今后其他隧道的設計和研究提供參考依據。
2 工程背景
2.1 地形地貌
該項目位于洛陽市南部，屬于丘陵地貌，向西南沿伊河河谷進入低山丘陵區和南部伏牛山區，沿線地形復雜，地貌多變。伊河和洛河之間是熊耳山山地北部的黃土丘陵地貌，伊河與汝河之間屬于外方山山地地貌。其隧道處于河南西部外方山淺山地貌，屬中起伏低山工程地質區。為東西向山脊，植被較少。進口處半山坡，坡度較陡（70~80度），呈臺階狀，高差約100米；出口為坡角，山勢較緩。隧道底標高在375~395米之間。
2.2 地質條件
(1)地質構造
項目區受小秦嶺-嵩山東西向構造帶、伏牛-大別弧形構造帶影響，處于持續緩慢上升階段，新華夏系表現不強裂。主要地質構造為伊河斷裂及九皋山至溫泉街構造。區域性構造近期無活動跡象，隧址區近場構造屬非活動性斷裂，設計未考慮斷裂構造對隧道工程場地穩定性的影響。
(2)地層巖性
隧址區山體為燕山區火山熔巖，巖性為褐紅色、青色大塊狀安山巖及安山玢巖，節理發育。山頂為全風化碎石土，無基巖出露。洞口處以覆蓋層為主，局部基巖出露。
(3)水文地質
項目區地下水類型為基巖裂隙水，附近無地表水且遠離地表水體，無集水現象，屬貧水區，補給來源為大氣降水。僅在雨期施工期間，局部破碎段有滴水現象的出水狀態。
(4)圍巖級別
隧道所在山體頂部被第四系地層所覆蓋，兩側溝邊及半坡有基巖，巖體完整性好，局部破碎，以堅硬巖為主，山體圍巖級別為Ⅲ級，局部破碎帶為Ⅳ級。沿線路方向表層為褐紅色粉質粘土，無基巖出露。進口：0-3.5m為紅褐色夾灰褐色安山巖，強風化；3.5-20m為紅褐色夾灰褐色安山巖，中風化；出口：0-1.0m耕植土，黃褐色，夾風化巖屑，1-4.5m為紅褐色夾灰褐色安山巖，強風化，4.5-20m為紅褐色夾灰褐色安山巖，中風化。
3 隧道的開挖與支護
本隧道為小凈距隧道+獨立雙洞隧道，圍巖級別為Ⅲ級、Ⅳ級和V級，根據設計文件，Ⅳ級和V級圍巖采用環形開挖預留核心土法，小凈距Ⅲ級圍巖后行洞采用分部開挖法施工，小凈距Ⅲ級圍巖先行洞和獨立雙洞正常段采用臺階法進行開挖，開挖后，根據圍巖情況及時選取相應支護形式進行噴錨支護。開挖施工中，遵循短開挖、少爆破、多循環，及時做好噴錨支護、架設鋼架和二次襯砌，以防坍塌。開挖Ⅳ級和V級圍巖段主要以風鎬為主，開挖Ⅲ級圍巖用簡易鉆孔臺車人工操縱鑿巖機鉆孔爆破，開挖方法可根據圍巖具體情況調整。初期支護采用噴錨掛網支護，Ⅳ級和V級圍巖段輔以工字鋼鋼架，并采用超前小導管或超前錨桿進行超前預支護。
3.1 Ⅳ級和V級級圍巖環形開挖預留核心土
施工工序如下：
第一步：根據圍巖情況選取超前支護形式施工超前大管棚、超前小導管或超前錨桿；
第二步、第三步：開挖上部臺階，每循環進尺控制在0.5~1.0米左右；掛設鋼筋網，噴錨支護上臺階，并架設工字鋼鋼架，完成上臺階初期支護；
第四步、第五步：開挖中部左側臺階，每循環進尺控制在0.5~1.0米左右；掛設鋼筋網，噴錨支護中部左側臺階，并架設工字鋼鋼架，完成中部左側臺階初期支護；
第六步、第七步：開挖中部右側臺階，每循環進尺控制在0.5~1.0米左右；掛設鋼筋網，噴錨支護中部右側臺階，并架設工字鋼鋼架，完成中部右側臺階初期支護；
第八步、第九步：開挖中部核心土，開挖下臺階，每循環進尺不大于錨桿縱向間距的1.5倍；
第十步：開挖仰拱，安裝仰拱工字鋼，噴射仰拱混凝土，完成仰拱初期支護；
第十一步：澆筑仰拱、仰拱填充混凝土；
第十二步：澆筑邊墻、拱部襯砌混凝土，施工溝槽、路面等設施。
3.2 Ⅲ級圍巖小凈距段后行洞開挖
為盡量減少小凈距段后行洞爆破開挖對先行洞圍巖穩定性的影響，Ⅲ級圍巖小凈距段后行洞采用分部開挖法開挖，如圖1所示，施工工序如下：
第一步、第二步：開挖上部左側臺階，每循環進尺控制在2.2米；掛設鋼筋網，噴錨支護上臺階左側，并架設工字鋼鋼架，完成上臺階左側初期支護；
第三步、第四步：開挖上部右側臺階，每循環進尺控制在2.2米；掛設鋼筋網，噴錨支護上臺階右側，并架設工字鋼鋼架，完成上臺階右側初期支護；
第五步、第六步：開挖下臺階左側，每循環進尺控制在2.2米；掛設鋼筋網，噴錨支護下臺階左側，并架設工字鋼鋼架，完成下臺階左側初期支護；
第七步、第八步：開挖下部右側臺階，每循環進尺控制在2.2米；掛設鋼筋網，噴錨支護下臺階右側，并架設工字鋼鋼架，完成全部初期支護；
第九步：澆筑邊墻、拱部襯砌混凝土，施工溝槽、路面等設施。
3.3 Ⅲ級圍巖小凈距段先行洞、獨立雙洞正常段開挖
采用臺階法開挖，如圖2所示，施工工序如下：
第一步、第二步：開挖上部臺階，掛設鋼筋網，噴錨支護上臺階；
第三步、第四步：開挖下臺階，掛設鋼筋網，噴錨支護下臺階；
第五步：澆筑邊墻、拱部混凝土，施工溝槽、路面等設施。
4 結束語
隧道的開挖與支護是山區高速公路或者鐵路設計的重要內容之一，在選擇開挖方法時，應對隧道斷面大小及形狀圍巖的工程地質條件、置埋深度、支護條件、施工條件、環境條件、工期要求、工程量機械配備能力、施工安全、經濟性等相關因素進行綜合分析，采取恰當的開挖方法，綜合考慮，合理布局，以確保施工的的質量。
參考文獻：
隧道的開挖方式范文4
Abstract： Along with rapid rural development， China's building of railway and highway tunnel is more and more. Combined with production practice， the paper summarizes the tunnel construction of railway， and presents the construction technology and excavation method choice.
關鍵詞： 鐵路；隧道；開挖
Key words： railway；tunnel；excavation
中圖分類號：[U25] 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）35-0094-02
0 引言
我國是一個山高水清的國家，隨著國民經濟的迅速發展和技術水平的不斷提高，鐵路隧道也在不斷的增加，本人結合多年工作經驗，以及具體工程案例主要針對案例中的隧道開挖施工技術，包括工程特點、重點、難點以及施工處理原則；洞口工程開挖與支護；洞身工程全斷面開挖；洞身開挖施工注意事項等做出了簡要闡述分析，以供類似隧道工程參考。
1 隧道力學特征和施工特點
1.1 力學特征 較之前的建設單線和雙線鐵路隧道，客運專線鐵路大斷面隧道，開挖的跨度較大、高度較高，下面是力學特征。拱頂巖塊崩塌的可能會更嚴重，隧道拱頂不是很穩定，拱頂圍巖存在拉應力區；標準有較高的圍巖強度或良好的地基承載力，隧道拱腳和邊墻腳處的應力集中更嚴重；輔助施工措施要求更強，松弛壓力更大，淺埋隧道的埋深范圍較大，產生拱作用要求的埋深較深；開挖之后，圍巖自穩的要求標準圍巖強度更高一些，隧道周圍圍巖呈現出更多范圍的塑性化和更大的變形。
1.2 施工特點 鐵路大斷面隧道施工非常的復雜， “勤量測、緊支護”更為關鍵；應堅持“斷面化大為小、強支護、早封閉、短進尺、勤量測，來對待堆積體、破碎地帶、淺埋處、洞口處、黃土隧道；對鐵路大斷面隧道建筑辦法的確認、隧道的穩固與安全有很大的干擾的，不僅包括圍巖的全面性，還有圍巖本身強度性。
2 鐵路大斷面隧道開挖方法選擇
汽車專線隧道開挖經常用到的辦法為整體斷面方法、CRD工方法、CD工方法、臺階方法、雙側壁導坑工方法，鉆爆方法依然是我國現在使用廣泛、成功的隧道建設方法。從建筑成本和工程效率斟酌，建設的先后順序是：全斷面方法正臺階方法臺階設臨時仰拱CD工方法CRD工方法眼鏡工方法；從工程的建筑安全正好相反。在建筑成本、工程效率、各方安全等方面，怎樣擇選適合的開挖方法，應依照現實的情況理性均衡、結合考慮，是我們目前要面對的問題。
2.1 整體斷面法 整體斷面開挖方法是指將全面的隧道開挖以及斷面當時鉆孔、當場爆破形成、一次初期支護一步到位的隧道開挖方法。整體斷面開挖方法施工起來相對很容易了，最好是運用移動式鉆孔臺車或全能臺架，整體斷面一次鉆孔，并使用裝藥連線，之后將鉆孔臺車撤后至安全地方再爆破，一次爆破成功，爆出碴之后對全面開挖輪廓來初噴，鉆孔臺車或多功能臺架再推移到開挖面就位，在進行另一個爆破工序，同時，運用支護臺架整體斷面施工作業僅剩初期支護工作。由于整體斷面方法一次開挖形成，開挖跨度非常大，高度也是非常高的，隧道周圍圍巖呈現較大空間的塑性化和非常嚴重的無形了，隧道拱腳和墻腳處的應力集中更為復雜，隧道拱頂非常不穩固。針對硬巖隧道，本身就有著很高的硬度，因此圍巖本身硬度根本不會干擾隧道穩定與安全的關鍵要素。由于軟巖隧道本身強度大多比較低的，經常會干擾隧道穩固與安全的控制要點。對于按照《鐵路隧道圍巖分級判定標準》判定的圍巖級別，在確認隧道開挖法時應全面的想到圍巖本身硬度。硬巖隧道可經過利用超前桿錨、超前預注漿、超前小管棚等協助工程建設來超前預加固，因而提升圍巖的全面性，但針對軟巖隧道，各種超前預加固措施對圍巖本身硬度提升面局限?？傊糠N要素考慮，結合原來相似的項目施工經驗，針對鐵路大斷面隧道，整體斷面方法關鍵適合用非淺埋Ⅰ～Ⅲ級硬巖地層和Ⅳ～Ⅵ級軟巖地層。當隧道處于非淺埋Ⅳ級硬巖地層時，在采取超前小管棚、超前錨桿、超前預注漿等協助施工問題穩固之后，還可以運用整體斷面方法操作，但應依照全面的圍巖狀況適當縮短開挖進尺。洞口段、偏壓段和淺埋段不適合運用整體斷面方法開挖。整體斷面開挖方法有很大的操作空間，有利于運用大型配套施工設備，提升建設效率，而且操作的工序少，管理起來簡單一些，部分開挖方法降低了爆破震動數量。開挖的面積非常大，圍巖得不到穩定，讓每個過程都加大了工作量，每次深孔爆破勾起的震動非常大，所以要求我們來精心的鉆爆設計，并嚴格控制并執行爆破作業。
2.2 臺階法 臺階法施工就是分成幾個不同的部分來同時進行，就是將結構斷面分成兩個或幾個部分，依照地層現有的情況和設備的配置狀況，我們結合原來的建筑經驗，依照鐵路斷面隧道本身的力學特征，綜合分析考慮圍巖等級劃分中的巖性指標、巖體整體狀況等，臺階法適用于Ⅰ～Ⅳ級硬巖地層和Ⅱ～Ⅲ級軟巖地層洞口段、偏壓段、淺埋段，Ⅲ～Ⅳ級硬巖地層和Ⅲ、Ⅳ級軟巖地層，臺階法可以分成中隔墻臺階法、正臺階法等。根據當下的形式狀況采用超前預注漿、超前小管、棚超前錨桿、超前大管棚等協助建設措施來作穩固。臺階法開挖優勢非常多，能使支護較早地合閉，要看項目的現狀、機械條件和地層條件，擇選適合臺階方式。這樣有利于控制構架扭曲及構成的地面下沉。上臺階尺度經常制定在1～1.5倍大小，依照地層狀況，分成兩塊或多塊開挖。這樣做是有利無害的，臺階尺度超出這個局限，會迷失縱向承載拱受重的構架，留下橫向平面承載拱受力構架，臺階尺度之所以定為1～1.5倍洞徑，關鍵是在1～1.5倍這一塊的周邊地層出現橫向和縱向兩者承載拱的功能。在開挖的同時縱向變位非常大，上臺階斷面形狀不能太用力，上臺階如果較短，不足1倍洞徑，很容易導致洞頂土體下滑，導致我們工作的地方及其不穩，主要是由于較軟的地層，洞內縱向裂面超過了工作的地方。上臺階如果超出1.5倍洞徑的長臺階，構成拱腳就近承受力過大而使其沒有了穩固性，很輕易的干擾到其它地方的正常，塑性區加大。
松軟地層避免運用短臺階法操作。然而，如果強硬的巖地層，巖體比較全面，可設置超短臺階，以便于風鉆打眼，采用爆破法施工。從安全方面分析，操作設備的配置必須按照以下要求去做，臺階尺度應為1～1.5倍洞徑是正常的。對此，在運用臺階法操作時，只有1～1.5倍洞徑長度的臺階，不能分短臺階、長臺階、微臺階。依照分的不同，臺階法可做成上下兩部分步開挖法和多部分步開挖留核心土開挖法。
2.2.1 上下兩部分步開挖法 上下兩部分步開挖法操作工序由圖1所示，該方法適合用在強度較硬巖Ⅲ、Ⅳ級，軟巖Ⅲ級，偏壓段、洞口段、淺埋段Ⅰ～Ⅲ級硬巖地層和Ⅳ～Ⅵ級較軟巖地層?？蓪嗝娣肿魃虾拖聝蓚€臺階同時開挖，臺階尺度正常調整在1～1.5倍洞徑（D）以里，但一定在地層失去自穩能力之前抓緊開挖下一個臺階，支護構成閉封構架；如果地層很差的話，讓工作地方穩定了，還可用以超前小導管支護等方式。上和下兩部臺階方法開挖示意圖見圖1。
2.2.2 多部分步開挖留核心土法 這種方法適合用在比較差的地層，偏壓段、洞口段、硬巖Ⅱ、Ⅲ級和淺埋段軟巖Ⅲ、Ⅳ級，圍巖非常軟的巖Ⅲ、Ⅳ級。上面的臺階取1倍洞徑可以繞圈開挖，留住關鍵土壤，可用系統超前小導管支護、預注漿穩固在工作面；初期支護用網構鋼拱架做；拱腳、墻腳設置鎖腳錨桿。開挖工序由圖2所示。
2.2.3 臺階法開挖優劣勢 它是大部分方法里面的最基礎方法，所有較軟的圍巖地層，都可以用臺階法，因為它靈活多變，適用性強。而且，當我們在碰到地層具有變化時，還可以在換其它的方法。臺階大部分利于開挖面的穩固，應有大量的工作時間和非?？斓牡牟僮魉俣?，主要是上部開挖支護之后，下半部工作則相對比較安全；我們要避免主要下部操作時對上部的穩固性的干擾，臺階法開挖的不足是上和下部操作互相干涉，臺階法開挖會加大圍巖擾的數量等。
2.3 側壁導坑法 運用這法開挖同時，單側壁導坑距離一般超前的在2倍洞徑之上。單側壁導坑法是指在隧道斷面一側先開挖一導坑，距離必須并一直超前，再開挖隧道斷面剩下的部分隧道開挖方法。很多是用人工獨立開挖、人和設備聯合開挖、人工和機械聯合出碴。確保工作的地方是穩定的超前小管棚，超前錨桿、必須使用、超前大管棚、超前預注漿等協助操作措施來超前加以穩定。斷面剩下的部分開挖的時候，可運用控制爆破避免損壞已構成的導坑的暫時支護。使用這種方法可加大跨斷面為小跨斷面，安全、可靠的使隧道順利開挖，將導坑跨度控制在4～6m，則斷面剩下跨度是8～10m。單側壁導坑法是來用于地質較差、斷面非常大、采用臺階法開挖非常困難的Ⅳ、Ⅴ級圍巖地層。
2.4 中隔墻法（CD工法） 把隧道斷面分成兩左右段，先開挖左（或者右）側，在開挖的同時還要在隧道斷面中間部分建個暫時的支撐隔墻，另一側隧道斷面的施工方法就是CenterDiaphragm工法，簡稱CD工法，等到隧道斷面開挖的一側比例一側朝前后開挖。把隧道斷面分為兩段并在中間部分建立暫時的支撐隔墻，這種方法能使隧道斷面在開挖過程中更安全可靠，還能減小隧道斷面的跨度，使斷面受力更合理。
2.5 鐵路大斷面隧道開挖施工法的支護措施和協助措施 根據新奧法施工原理，聯合鐵路大斷面隧道的力學特征，為保證隧道穩固和操作安全，應該在擇選隧道開挖施工法同時運用適合的支護方法和協助措施。①不只拱部、墻部要達成合格的標準的光爆效果，仰拱、交叉口、墻腳、洞室、底部、變斷面地方也應該注意，用心對待隧道的整體斷面光面爆破操作。應該按光面爆破來規劃，以降低超欠挖還能出現的應力集中，及時達到和墻拱統一光面爆破結果。②開挖之后降低圍巖無形，打消應力集中，立即初噴混凝土對開挖輪框巖面來密封和平衡。③為保證鐵路大斷面隧道承受的需求，使開挖斷面周圍構成非常大空間的承載環，增加錨桿尺度；為降低承載環里面可能呈現的拉應力，以使承載環的承受力度更有效，可運用預應力錨桿；為使承載環能立刻構成，可使用快凝環氧樹脂錨桿、速凝砂漿錨桿等能立即受力的錨桿。④為使圍巖和支護初期一塊的承載構架馬上構成，要做好錨桿、鋼架支柱和復噴混凝土操作。⑤為化解拱頂不穩固和墻腳、拱腳承受力大以及應力集中的問題，要增強對隧道拱腳、拱頂和墻腳的保護。⑥仰拱開挖應該對整個斷面一塊完成，嚴禁待隧道開挖幾百米后才開始仰拱開挖、支護和二襯施工。應依照圍巖狀況，制約開挖的進度，仰拱開挖后支護初期應立即來密封，嚴禁仰拱施工與無仰拱段撿鋪底同步進行。
參考文獻：
[1]郝金印，劉楊.淺埋暗挖雙聯拱大跨隧道下穿既有線綜合施工技術[J].價值工程，2012，（14）.
隧道的開挖方式范文5
地面河涌橋，橋寬42米，兩向8車道，為城市主干道。橋兩側存在大量管線、管道。如采用地面托換方式，要交通疏解，管線改遷，河道斷流，且存在跨河道的虹吸管，施工難度非常大。為降低施工成本，減少施工工期，采用礦山法隧道襯砌結構托換群樁基礎施工技術進行施工。即先采用礦山法進行樁基托換處理，再采用盾構法進行剩余隧道施工。
二、施工技術原理
在地下采用礦山法開挖方式開挖出樁基托換空間，將侵入隧道或地下空間設施的既有樁基與新建地下襯砌結構相連接，然后待襯砌結構強度達到100%強度后，再將既有樁基沿襯砌結構面切斷。利用新建的地下結構承受既有樁基傳輸向下的力，受力結構采用托換拱的形式。
三、施工工藝流程及操作要點
（一）施工工藝流程
隧道襯砌結構托換群樁基礎施工工法施工流程主要有施工準備、礦山法施工及樁基保護--既有樁基鉆孔、植筋--綁扎托換拱結構鋼筋---混凝土澆筑--截樁施工。
（二）操作要點
1.施工準備
a.做好地質、管線調查，確定施工方法及方案；
b.組建施工班組、進行崗位培訓、做好技術交底；
c.做好材料采購、設備選型與配置等準備工作；
d.托換樁基位置及附近布設監測點，監控樁基托換過程中的沉降情況。
2.礦山法施工
隧道襯砌結構托換群樁基礎施工工法采用礦山法開挖露出樁基，礦山法開挖施工與常規的礦山法施工相同。需要注意以下幾點要求：
a.根據現場地質情況
采用不同的施工方法。建議采用上下臺階或上中下3臺階法；地質圍巖自穩能力相當差時，建議采用CD或CRD施工方法。
b、遭遇軟臥地層
可采取超前小導管注漿方式進行超前加固。超前小導管長度2.5～3.0m，漿液采用水泥+水玻璃雙液漿，漿液水灰比0.8～1.0，水玻璃波美度38。
c、根據地質情況采取不同的開挖方式
地質較硬時，可采取松動爆破的方式進行土方開挖；地質較軟時，采用人工+機械開挖方式進行土方開挖。樁基周圍采用人工開挖方式進行開挖，以減少對樁基的擾動。
d、土方開挖過程中
如果發生樁基沉降現象，必須對樁基周圍進行注漿加固，待沉降得到控制后，再進行開挖施工。加固方式采用鋼花管注漿加固方式進行。
3.樁基鉆孔及植筋
a、鉆孔
樁基全部露出后，在襯砌結構鋼筋對應位置的樁基上鉆孔，鉆孔工具采用手持水鉆或風鉆。由于地下樁基直徑一般較大，且隧道襯砌結構一般呈拱型，故鉆孔采用兩側往中間對鉆的方式進行施工，使鋼筋以弧形的方式順利穿孔通過。鉆孔數量、孔徑及角度應滿足設計要求。為方便鋼筋順利穿過，鉆孔孔徑控制在結構鋼筋主筋直徑的1.5倍左右。一般分2種：外層鉆孔供1根主筋穿過，鉆孔孔徑控制Φ50mm；內層鉆孔供2根主筋穿過，鉆孔直徑控制Φ70mm。每處鉆孔完成后，使用高壓空氣將鉆孔內吹干凈、吹干燥，然后利用砂漿泵對鉆孔填充M15微膨脹水泥砂漿，砂漿稠度控制在60～80mm，砂采用中砂。鉆孔充填密實后，將結構鋼筋穿過鉆孔，并進行密封處理。
4.托換梁鋼筋綁扎
既有樁基的鉆孔及植筋施工完成后，進行新建襯砌結構的鋼筋綁扎施工。綁扎施工過程中，將樁基上的植筋錨入托換拱的鋼筋中，形成整體。樁基中心兩側各750mm范圍內結構鋼筋應適當加強，增加箍筋設置。鋼筋錨入的位置，不得有鋼筋焊接接頭存在.
5.托換梁混凝土澆筑a模板安裝
由于樁基與隧道相對位置不固定，樁基段襯砌結構無法采用臺車進行模板支護，襯砌結構模板采用55型1.2X0.3m定型組合鋼模板，施工縫擋頭模采用收口網封堵；模板主次梁楞分別采用預制工18工字鋼楞及100X100mm方木；模板支架采用?48×3.0mm扣件式鋼管腳手架滿堂式布置；腳手架縱、橫、豎向鋼管之間采用直角扣件連接，與剪刀撐斜杠采用旋轉扣件連接；腳手架立桿底部下墊10mm厚200X200mm鋼板，立桿頂部及橫向水平桿兩端設置U型可調托撐。b混凝土澆筑襯砌結構混凝土采用商品混凝土，混凝土強度及抗滲等級根據設計要求確定?；炷敛捎弥苯颖盟腿肽７绞竭M行混凝土澆筑施工，澆筑過程中同時進行振搗作業。襯砌模板安裝過程中預留混凝土澆筑窗口，澆筑窗口布置形式為：于隧道兩側拱底、拱墻、拱頂分別預留3處窗口，于隧道拱頂設置混凝土澆筑管；澆筑窗口及澆筑管共設置3環，分別沿隧道縱向1/6、3/6和5/6澆筑長度處設置?；炷翝仓翱诩皾仓茉O置。
6.洞內截樁
托換的隧道襯砌結構混凝土達到設計強度的100%后，對侵入隧道凈空內的樁基進行截除施工。樁基截除可采用繩鋸或鑿除等方式進行。截樁施工遵循“先截斷，再外運，后破碎”的原則。為方便運輸，每段樁基的截除長度控制在1.5m左右，通過龍門吊垂直運輸至地面后采用油壓炮機進行破碎。a截樁作業平臺托換梁混凝土澆筑完成后，靠近樁基附近的2～3排腳手架暫時不拆除，進行加設剪刀撐、連接件、腳手板等必要的加固，以用作截樁施工的作業平臺使用。b截樁施工為防止樁基截除過程中樁基倒塌，進而破壞作業平臺，造成操作人員傷亡，樁基按照從下往上的順序逐段進行截除施工。采用繩鋸或人工手持風鎬由下往上截除樁基。c斷口處理樁基截斷后，襯砌結構內的樁體斷口必須及時沿二襯內輪廓打鑿平整，然后使用砂漿找平、密封，避免斷口部位處的襯砌鋼筋以及樁基主筋長時間暴露而銹蝕。
7.測量與監測
確保工程建設安全的關鍵是全過程監測樁基的沉降情況，及時測量樁基的沉降情況，并與分析計算值比較，及時反饋指導設計和施工。（三）檢測及結果隧道襯砌結構托換樁基基礎施工過程處于安全、穩定、快速、優質的可控狀態。托換過程中，對地面及樁基沉降進行了監測，實測最大沉降-15mm，小于設計的30mm沉降要求。
四、結束語
隧道的開挖方式范文6
【關鍵詞】隧道施工；隧道開挖；全斷面法
中圖分類號：U455文獻標識碼： A 文章編號：
1．工程概況
本工程慶興隧道從莽王河附近進洞，至清水溝出洞，溝兩側直壁，隧道最大埋深約1lOm，最小埋深約16m。隧道起迄里程DK691+253-DK701+493，全長10240m，設計為一座雙線黃土隧道。除隧道出524．2m位于半徑為2800m的曲線上外，其余地段均位于直線上。隧道洞身位于3.O‰、5.1‰、4.8‰單面上坡上。根據情況，明洞及洞口部分采用挖掘機開挖，人工配合修邊；下穿公路淺埋段采用大管棚法超前支護、改移公路后按交叉中隔壁(CRD)開挖法施工；洞V級黃土圍巖采用預留核心土短臺階七部開挖法施工；Ⅳ級黃土圍巖采用預留心土臺階開挖法，斜井采用預留核心土短進尺全斷面法，洞身開挖均采用人工配合挖掘機實施。
1．1 地質概況
區內覆蓋層主要為新近雜填土，下伏基巖主要為燕山晚期花崗巖及石英正長巖，局部穿插輝綠巖脈。
ZK2+898．74～zk2(2+925段：隧道埋深16～18m，洞頂以上有7～14m微風化基巖，微風化基巖多為塊狀砌體結構或塊(石)碎(石)狀鑲嵌結構，巖質堅硬，透水性弱，自穩能力好，圍巖級別為Ⅱ～Ⅲ級。
ZK3+043～ZK3+106．96段：隧道埋深17―21m，洞頂以弱風化基巖為主，厚度12～16m，巖體多為塊(石)碎(石)夾少量泥質風化物的松軟結構，巖質軟硬不等，透水性弱～中等，自穩能力較差，圍巖級別為Ⅳ級.
2 開挖方法比選分析
當前巖石隧道修建根據周圍建筑物分布、地下管線、地面道路交通狀況、工程地質和水文地質條件、隧道埋深等情況，較為成熟的施作方法有明挖法、暗挖鉆爆法和明暗結合法。本工程大斷面處地面為部隊的辦公樓和進出部隊的主要現狀道路，不具備采用明挖法施工的條件，明暗挖結合施工也因不能有效解決本段區范圍內的征地拆遷、管線改移與建(構)筑物的保護等問題而無法實施，因此，施工采用暗挖鉆爆法方案。
針對膠州灣隧道大斷面段由斷面形式構成并且各段地質情況略有不同的實際情況，每個斷面提出2～3種施工方法，利用數值計算軟件從安全、經濟、工期進度等角度分析各種開挖方法的適用性，進而提出所選施工方法的關鍵步驟和關鍵施工技術。
(1)DZ1、DZ2、DZ3斷面開挖方法選擇
因DZ1、DZ2斷面開挖面積相當且埋深較淺，因此使用同一種開挖方法進行施工。DZ3處雖截面積較DZ1、DZ2小，但因其圍巖性質較差，也按最大斷面處開挖方法施工。
DZ1處為大斷面截面積最大處，針對該處特點提出3種開挖方案進行比選，分別是：雙側壁導坑法(方案3)、CD法，其中CD法分兩種不同的施工順序(方案1、2)。DZ1斷面隧道上部取到地表共18m，其中第一層為2．5m的雜填土和8m厚的強風化巖，第二層為7．5m厚的弱風化花崗巖；隧道下部及左右各取2倍洞徑，即60m，隧道長度取30m，以此為計算模型，得使用有限元軟件MIDAS／GTS進行分析。
3．隧道洞口開挖技術
3.1 洞口開挖施工本隧道出口洞口施工采用挖掘機按設計開挖線白上而下分分層開挖，人工配合刷坡修邊。隧道明洞23m段土體開挖時，自洞口向里12m段挖至路肓標高位置，剩下11m段采用6m斜坡道加5m長平臺方式至明暗洞分界面，暗洞拱頂設計開挖線下50cm為土體平臺頂面，平臺寬根據暗洞斷面寬度確定，橫向兩側向下按1：0.3放坡后再增設平臺，以此作為管棚施工作業面。
3.2 洞口下穿既有公路開挖施工本隧道出口下穿既有公路段采用大管棚超前支護、公路臨時向里改移繞行的方案，待該段下部隧道襯砌完成后，再恢復該段既有公路通行。同時為了有效地保證大管棚施工質量，結合出口暗洞進洞方案，在緊貼明暗分界面及明洞上部設置長2m、厚0.5m套拱穩定邊仰坡，并作為大管棚的導向墻，在前面洞口及明洞段土方，自上而下開挖至暗洞拱頂設計開挖線下50cm時預留核心土平臺，橫向再分臺階向下開挖，直至起拱線，臺階坡比1：0．3。套拱(50cm厚)范圍外明暗交接面按1：O.3坡比開挖，套拱范圍內開槽按垂直面開挖。明洞邊坡隨同明暗交接面一起向下開挖至起拱線處。
3.3 洞口V級圍巖淺埋段開挖施工。本隧道出口洞口DK701+454~+470段長16m為V級圍巖淺埋段，同時上部有公路通過。考慮國防及地震設防要求，設計采用V級圍巖加強襯砌，鋼筋混凝土結構。全斷面設置I20b型鋼鋼架，間距0.6m一榀，拱部設置42小導管預加固地層，小導管環向間距50cm，長3.5m，縱向2.4m／環。為保證施工安全，經過方案比選，采用交叉中隔壁(CRD)法開挖施工。在大管棚及改移道路完工后，開始進暗洞施工。先挖除套拱下部分核心土至斷面起拱線上1.2m處，重新填筑臨時斜坡道至核心土平臺頂，組織好人員、設備機具，嚴格按CRD法工序步驟施工，各分部開挖每循環進尺60cm，堅持“短進尺、強支護、早封閉、勤量測的原則。
4．隧道洞身開挖技術
4．1 洞身V級圍巖開挖施工 隧道洞身DK698+3lO 36O段長50m下穿溝谷，洞頂埋深淺，洞身地層為老黃土，為V級圍巖，經研究決定采用預留核心土短臺階七部開挖法。開挖施工時取臺階長3到6m，整個隧道斷面分成七個開挖面，從前后七個不同位置相互錯開同時開挖，然后分部同時支護，形成支護整體，逐步向縱深推進。實施過程中，始終將上中下臺階預留土中部4m范圍修整成斜坡道。中、下臺階左右邊墻每次最多只得開挖2榀(1.2m)，且左右錯開不得小于3m。仰拱落底開挖每次不得超過6m，掌子面距已成環仰拱不得超過30m，距二襯不得超過60m。
4.2 洞身IV級圍巖開挖施工隧道出口段洞身絕大部分位于Ⅳ級圍巖，設計采用Ⅳ級圍巖襯砌和加強襯砌，鋼筋混凝土結構。初期支護拱墻設置格柵鋼架，加強段拱墻設I16型鋼鋼架，間距均為1榀／1.2m。開挖施工時根據土層巖性特征，采用上弧導預留核心土臺階分部開挖，上弧導一次性開挖至超拱線處，下臺階拉中槽斜坡道后，前后錯開3m距離開挖左右邊墻至墻底，及時按設計要求進行初期支護。左右邊墻初期支護完成后，最后落底開挖仰拱，及時澆筑仰拱及填充混凝土封閉成環。
6．結語
通過結合慶興隧道施工實例，對該隧道洞內V級黃土圍巖采用預留核心土短臺階七部開挖法施工；Ⅳ級黃土圍巖采用預野 土臺階開挖法；斜井采用預留核心土短進尺全斷面法；洞身開挖均采用人工配合挖掘機實施，分別總結隧道上述各部分的開挖實踐，為同類工程提供參考借鑒。
參考文獻
