隧道施工方法(隧道施工六大施工技术)

1.全断面开挖法

全断面开挖法是根据设计大纲一次爆破，然后衬砌的施工方法。

适用条件:

(1)ⅰ~ⅳ级围岩，用于ⅳ级围岩时，应具备在全断面开挖至初期支护期间保持自身稳定的条件。

(2)有钻孔台车或自制操作台和高效的运输机械设备。

(3)隧道长度或施工段长度不宜过短。根据经验，不能小于lkm，否则采用大规模机械化施工，其经济性较差。

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全断面开挖法

机械化隧道施工有三条主要作业线:

开挖线:钻孔台车、装料台车、装载机配自卸汽车(无轨运输)、装渣机配矿车、电瓶车或内燃机车(轨道运输)。

喷锚线:混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、喷锚平台、送料输送设备、锚注设备。

成型及衬砌线:混凝土搅拌机、混凝土输送车及泵、防水层操作平台、衬砌钢模板台车。

全断面法施工的特点:

(1)开挖段与作业空间隙大，干扰小；

(2)充分利用机械，减少人力；

(3)工序少，便于施工组织管理，改善劳动条件；

(4)一次开挖成型对围岩扰动小，有利于围岩稳定。

2.阶梯式结构

台阶法是先开挖上段，开挖到一定长度后同时开挖下段，上下段同时并进的施工方法。按步长分，有长步、短步、超短步三种。近年来，由于大断面隧道的设计，出现了三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。

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阶梯式结构

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阶梯式结构

至于采用哪种台阶法施工，应根据以下两种情况决定:

(1)初期支护形成封闭段的时间要求，围岩越差，封闭时间要求越短；

(2)上段施工所用开挖、支护、出碴等机械设备的施工场地尺寸要求。

在软弱围岩中，应以前者为主，兼顾后者，确保施工安全。当围岩条件较好时，主要是考虑如何充分发挥机械效率，保证施工的经济性，所以只考虑后一种条件。

台阶开挖法的优缺点:

台阶开挖法可以有足够的工作空间空和可观的施工速度。但是上下操作之间有干扰；虽然台阶开挖增加了对围岩的扰动次数，但台阶开挖有利于开挖面的稳定。特别是上部开挖支护后，下部作业更安全，但要注意下部作业对上部稳定性的影响。

挖掘台阶时注意以下几点:

(1)解决上下半段的相互干扰问题。微台阶基本组合成一个工作面同步开挖；长台阶基本上是开着的，干扰少；但短步干扰较大，要注意操作组织。对于长度较短的隧道，可将上半段接入，再进行下半段施工。

(2)开挖下部时，注意上部的稳定性。若围岩稳定性好，可分段顺序开挖；如果围岩稳定性差，下部掘进循环进尺应缩短；如果稳定性差一些，可以左右错开，或者先拉中间槽再挖边墙。

(3)下侧墙开挖后必须立即喷混凝土，并按要求做好初期支护。

(4)测量工作必须及时观测拱顶、拱脚和中央边墙的位移值，发现速率增大时应立即封闭仰拱。

3.挡心土环形开挖法

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环形开挖挡芯土法

环形开挖挡心土法应注意以下几点:

(1)圆形开挖进尺应为0.5-1.0m，核心土面积不应小于全断面面积的50%。

(2)开挖后应及时进行喷锚支护施工，并安装钢架支撑。相邻钢架之间必须用钢筋连接，锁角螺栓应按施工要求设计施工。

(3)若围岩地质条件差，自稳时间短，开挖前应按设计要求进行超前支护。

(4)下一步的核心土和开挖应得到下一步支持，喷射混凝土应达到设计强度的70%。

4.中间分割法(CD法)

CD法是在软弱围岩的大跨度隧道中，先开挖隧道一侧，再开挖另一侧的一种施工方法。主要用于双线隧道ⅳ级围岩深埋硬岩段和老黄土隧道(ⅳ级围岩)段。

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中间分割法(CD法)5。交叉中间分割法(CRD法)

穿越隔墙的方法是，在软弱围岩的大跨度隧道中，先开挖隧道一侧的一个或两个部位，作为隔墙和地下连续墙的一部分，再开挖隧道另一侧的一个或两个部位，完成地下连续墙施工；然后开挖第一施工侧的最后一部分，延伸中间隔墙，最后开挖剩余部分。当短台阶法难以保证工作面稳定时，应采用分格尺寸较小的CRD法，有利于控制变形。

CD法是“中心光阑”的缩写，而CRD法则是“十字光阑”的缩写。它们之间既有联系又有区别。都是用在比较软弱的地层和大断面的隧道里。前者是通过分离钢支撑和喷射混凝土隔墙进行开挖的方法；后者是用隔墙和仰拱上下左右分块封闭断面开挖的方法，是在地质条件要求分块断面及时封闭的情况下采用的。因此，CRD法与CD法的唯一区别在于，在施工过程的每一步中，都需要临时仰拱来封闭该段。

在CRD法或CD法中，一个关键问题是拆除中隔墙。一般来说，只有在全断面合拢，各断面位移完全稳定后，才能拆除中墙。

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交叉隔板法(CRD法)6。双面掘进法

一般采用双侧壁导坑法将断面分为四段:左右侧壁导坑、上部核心土和下部台阶。原则是将整个隧道的大断面分成左、中、右三个小断面，左右导洞先行，中间断面紧跟。初期支护仰拱成环后，拆除两侧导洞临时支护，形成全断面。两侧导孔呈倒鹅蛋形，有利于控制拱顶下沉。

当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，用单面导坑法难以控制围岩变形时，可采用双面导坑法。现场实测表明，双面导坑法引起的地表下沉仅为短台阶法的1/2。虽然双侧壁导坑法的开挖段划分为多个块体，但扰动较大，且第一个支护段闭合时间较长，开挖后各块体立即闭合，因此施工中途变形几乎不发展。双侧壁导坑法施工安全，但速度慢，成本高。该方法主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地层。

双面导坑法的施工顺序如下:

(1)开挖一侧导坑，并及时封闭其初期支护。

(2)开挖另一侧导坑适当距离后，进行初期支护。

(3)开挖上部核心土，构筑拱的初期支护，拱脚支撑在边墙导洞的初期支护上。

(4)向下开挖台阶，在底部构筑初期支护，封闭全断面初期支护。

(5)拆除导洞临时空部分的初期支护。

(6)建筑内衬。

双面顶进法应注意以下几点:

(1)侧导洞开挖后，方可进行下一步开挖。当地质条件较差时，应按设计要求在每级台阶底部设置临时钢架或临时仰拱。

(2)各部分开挖时，周边轮廓应尽可能平滑。

(3)另一侧开挖应在第一侧开挖面喷射混凝土强度达到设计要求后进行。

(4)左右导洞开挖面之间的纵向距离不应小于15m。

(5)当开挖形成全断面时，应及时完成全断面的初期支护合拢。

(6)浇筑二次衬砌时，应逐步拆除中间隔墙和临时支撑。