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隧道的开挖方式范文1
一、常用开挖方法
根据我国目前施工实际情况，将常用的五种公路隧道施工中的开挖方法简述如下：
1、全断面法
全断面法是指将隧道的断面一次开挖成型，或钻爆或掘进，开挖后统一进行支护衬砌的施工方法。
它适用Ⅰ～Ⅲ级围岩，有时也用于IV级围岩。前提是在开挖过程中这种围岩能自稳。
这种施工方法的特点是工序少，对施工组织和管理有利；开挖断面大，可以采用深孔爆破，加快开挖进度；轮廓一次成型，扰动围岩次数少；作业空间大，有利于大型机械作业。
2、台阶法
台阶法也叫半断面法。将断面一分为二进行开挖，是全断面法的变化方法，它使用的前提是围岩能在短期内自稳，这种施工方法被国内绝大多数隧道所采用。
台阶法包括长台阶法、短台阶法和微台阶法等三种，其划分是根据台阶长度确定。采用哪种台阶法，选择原则有两个：初期支护从施作到基本能自稳的时间长短；上部台阶施工时所需要的空间大小。对岩性较差的围岩，主要考虑第一个原则；对岩性较好的围岩，主要考虑第二个条原则。
2.1长台阶法。长台阶法上下两断面相距较远，一般上台阶超前50m以上或大于5倍洞宽。在上下台阶上可同时进行平行作业，也可以先在上断面开挖一个进尺，再在下断面开挖一个进尺，当隧道长度较短时，也可以先将上断面全部挖通后，再进行下断面开挖，相对于全断面来说，长台阶法一次开挖的断面和高度较小，只需配备中型钻孔台车即可，而且对于维持支撑面的稳定也有利。它适用范围较全断面法广泛，一般适用I-V级围岩。
2.2短台阶法。短台阶法与长台阶法类似，只是两个断面相距较近，一般上台阶长度小于5倍洞宽且大于1～1.5倍洞宽，上下断面采用平行作业，Ⅱ-Ⅴ级围岩都能采用此种方法，是新奥法中采用的主要方法之一。
短台阶法施工中，当初期支护变形、下沉显著时，要提前闭合，保证在施工机械正常工作的前提下下台阶的最小长度。
2.3微台阶法。 微台阶法是全断面开挖的一种变异形式，适用于V-VI级围岩，一般台阶长度为3～5m，台阶长度小于3m时，无法正常进行钻眼和拱部的喷锚支护作业；台阶长度大于5m时，利用爆破将石碴翻至下台阶有较大的难度，必须采用人工翻碴。微台阶法上下断面相距近，应注意开挖工作面的稳定，必要时进行加固和支护。
3、保留核心土法
这种方法使用中主要指环形开挖留核心土法，它将开挖断面分为环形拱部、上部核心和下部台阶三个部分，由短台阶法发展而来。先用人工或小型掘进机开挖环形拱部，进行拱部锚喷；再开挖上部核心土和下部台阶土体，进行边墙和底部初期支护；向前推进继续重复开挖上中下部土体；待围岩和初期支护的变形基本稳定后，施作二衬。
这种方法优点是施工步骤简单，在遇到短距离围岩变化时可优先使用，能较快地提高施工的进度。不足是这种方法一次开挖的进尺较短，一般在1m左右，而且顶部空间较小，不易于拱顶部的支护实施。
4、中隔壁法
这种方法是将断面从中间隔开，分为两侧，先沿一侧自上而下分为二或三部进行，再开挖另一侧。断面每块开挖和支护后形成闭合单元，有利于围岩稳定，减小净空位移及地表深陷。 各分块纵向间隔距离视围岩变形情况，参照短台阶法决定。
中隔壁法适用于断面跨度大，地表沉陷量要求较小的软弱围岩中的浅埋隧道。
5、交叉中隔壁法
交叉中隔壁法也是将断面从中间隔开，分为两侧，先开挖一侧的上部，再开挖另一侧的上部，左右两侧交叉进行开挖和支护。在所有支护中，中隔壁及交叉临时支护在灌注二次衬砌时逐段拆除。 它适用于软弱围岩浅埋的双线或多线隧道。
二、支护形式分析
早期的支护主要是用钢木构件支撑，现在很少采用。钢支撑，主要以工字型钢，钢筋和旧钢轨为主，可以构成拱形支撑，可较好适应隧道断面形状的要求，且具有较大的承载能力和很好的耐久性，可作永久支护，操作较木支撑简便且安全。
新奥法主要以喷锚支护为主要手段，这种支护不像早期的刚性支护，它是一种柔性支护，允许围岩有一定的变形。
在现代隧道支护理论中，也将隧道支护分为永久支护和临时支护。这两种支护并没有严格上的区别，只是在于临时支护一般在施作永久支护后再拆除。
临时支护是为了确保施工安全设置的支护，其设置情况随开挖后隧道围岩的稳定情况而定，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩为先开挖后支护，Ⅳ、Ⅴ级围岩是边开挖边支护，Ⅵ级围岩是先支护后开挖。
隧道的开挖方式范文2
关键词：浅埋偏压 ；中隔壁 ；台阶法；预留核心土中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A
一、工程概况
福建省龙岩漳永高速公路A7合同段位于龙岩市漳平市新桥镇钱坂村境内，全长6.02km，其中隧道6座/3409延米，均为左右分离式隧道，隧道洞口大多位于浅埋偏压段，隧道洞身V级、IV级围岩占88%，围岩较差，使得隧道开挖的难度加大。
二、隧道开挖施工方法的概述
施工中根据隧道洞口和洞身的不同段落、不同围岩级别、不同围岩状况，再参考设计图纸来选择最佳的开挖方法。本项目图纸建议V级围岩及浅埋偏压段采用中隔壁开挖方式，IV级围岩采用台阶法开挖方式。我们在实际施工中根据围岩的变化及时变更了开挖方式，采用中隔壁法、台阶法、预留核心土法的开挖方式，以上三种方法很好的保证了隧道开挖面的安全和质量。具体施工方法如下：
1、中隔壁法
中隔壁法又称CD 法，主要用于浅埋偏压段或比较软弱地层中，尤其适用于大断面隧道的开挖。CD 法是将钢支撑、喷射混凝土的隔壁分割开进行开挖的方法，此方法经常在地质条件不理想且必须分部开挖及时封闭的条件下采用。在地质条件差、围岩软弱、覆盖层薄、含水量大、基底承载力低等条件下采用 CD 法开挖，可以减小软弱围岩隧道及大跨度隧道分部开挖难度，通过增加中壁壁等临时支护构件，形成分部开挖初期支护快速封闭环，使分部开挖环环相扣，最后完成全部断面开挖与初期支护。
（1）、施工参数
① 超前支护：拱部采用小导管超前预支护，并注水泥浆；临时侧壁采用φ22超前砂浆锚杆支护。
② 开挖进尺：各分部开挖进尺为 1 榀钢架间距，即 0.5m。
③ 台阶高度：上台阶开挖高度 4.5m~5.0m。
④ 开挖工作面间距：各级台阶开挖间距控制在 3-5m。
⑤ 施工支护措施：中隔壁临时支护采用 I14型钢，初期支护采用I18型钢。
（2）、施工方法
中隔壁开挖法施工工艺：
①开挖左侧导坑上台阶。
II左侧导坑上台阶初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱），施工上台阶锁脚锚杆。
③在左侧导坑上台阶长度达到3-5m时，开挖左侧导坑下台阶（包括临时仰拱）。
IV左侧导坑下台阶初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及仰拱初期支护），必要时边墙脚设置锁脚锚杆。
⑤在左侧导坑上台阶开挖达到5-10m时，开挖右侧导坑上台阶。
VI右侧导坑上台阶初期支护（包括墙初期支护及临时仰拱），施工上台阶锁脚锚杆。
⑦在右侧导坑上台阶长度达到3-5m时，开挖右侧导坑下台阶（包括临时仰拱）。
VIII右侧导坑下台阶初期支护（包括拱墙初期支护及仰拱初期支护），必要时边墙脚设置锁脚锚杆。
IX待全断面成环，各部位位移变化稳定后，拆除中隔壁临时支护
X分步施工防排水系统和仰拱、边墙、拱部二次衬砌混凝土。
详见下面示意图：
（3）、中隔壁的拆除
中隔壁施工最关键的工序是中隔壁的拆除，拆除中隔壁应在全断面成环、各部位变形稳定后进行。
2、台阶法
台阶法是将整个工作面分为上、下两部分，分别进行开挖支护。首先进行上台阶的开挖，开挖长度一般控制在3~10m，上台阶每循环开挖进尺要根据围岩的稳定性、整体性、含水量等情况来确定，但不能超过初支的2榀型钢间距；下台阶一般控制在20~30m，下台阶每循环开挖进尺长度同样也不能超过初支的2榀型钢间距。上、下台阶开挖完成后，进行初喷支护，按照图纸要求及时完成初支的施做，然后进行仰拱成环封闭，确保施工的质量和安全。
采用台阶法开挖时，为防止下台阶型钢拱架拱脚下沉、变形，一般要在上台阶拱脚下设置锁脚锚杆及【25b纵向槽钢托梁，把几排拱架连成整体，必要时可根据现场情况采取小导管注浆代替锁脚锚杆或者增设临时仰拱。
详见下面示意图：
3、预留核心土
V级围岩深埋段，考虑到围岩的整体性较好、洞内基本没有渗水等情况，通过各方论证，我们决定采用台阶开挖预留核心土的方法。上台阶采用挖掘机破碎锤进行环形开挖，预留核心土长度2-3米，每循环进尺不超过初支的2榀型钢间距。在V级围岩的地段，尽可能避免爆破开挖，这样可以减少对围岩的扰动，并能有效的避免超挖的问题，确保隧道开挖的质量和安全。
三、施工过程中的质量控制及总结
1、根据图纸设计要求和实际围岩情况，针对采取的开挖方法制定详细、易懂的技术交底及作业指导书，并落实到施工班组。
2、隧道洞口段及不良地质地段施工坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。
开挖前，做好超前地质预报，根据预报结果采取适当的加强支护措施。施工过程中，严抓监控量测工作，根据监控量测数据及时进行开挖参数的调整，确保施工的安全质量。譬如本项目在施工过程中对隧道开挖预留变形量的调整（由原设计10cm改为15cm）、初期支护的型钢拱架间距（由间距70cm改为50cm）或型号（Ι14型钢改为Ι18型钢）的调整等。
3、严格按照图纸要求开挖，尤其洞口段不得随意改变开挖方法和顺序。加强对浅埋偏压段的原地面复测，直至衬砌结构完全封闭。围岩变化较大的情况，及时联系建设单位、设计单位、监理单位，并进行现场分析论证，如有必要及时进行围岩支护类型的变更。采取切实有效的开挖方法，确保隧道施工的安全和质量。
4、V级围岩开挖方式均采用机械辅以人工开挖；IV级围岩根据实际情况判断是否采用爆破方式，如果采用爆破的方式要尽可能减少对山体的扰动。我们在实际施工过程中，V级、IV级围岩采取了挖机破碎锤辅以人工的开挖方式，取得了不错的效果。
5、各种进场原材料必须有合格证，并经检验合格，严格按照设计图纸要求进行施工，做到先检后用。喷射砼、水泥浆、衬砌混凝土严格按照试验室配合比进行施做。
6、采用中隔壁法进行开挖进洞，一定要做到“短进尺、早封闭”的原则，及时施做临时仰拱。V级围岩中隔壁法施工时原设计图纸采用的临时仰拱仅有20cm厚的C20砼，考虑到施工的安全和质量，我们在施工过程中，对临时仰拱进行了加强，采用了“I14型钢+20cm厚的C20砼”的方式进行临时成环，起到了很好的效果。
四、施工中应注意的事项
针对隧道施工的特殊性，对每一个环节都要做到周密的考虑，才能确保隧道开挖的安全和质量，在施工应注意以下事项：
1、对施工现场一线的工人和技术人员进行详细的安全及技术交底，充分做到让现场每一个人都能熟练掌握施工中各环节的安全技术要素。
2、进洞前做好量测工作，严格按照图纸要求进行边仰坡的开挖，切实做好边仰坡的支护工作。及时施做洞顶截水沟，对雨水及地表水进行分流，确保隧道开挖在无水或少水状态下进行。
3、根据要求做好隧道洞口段的套拱施工，注意加强对洞口段山体原地表的观测，确保隧道进洞前的稳定。
五、安全保证措施
1、认真贯彻执行“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，正确处理好安全、质量、进度三者之间的关系，做好开挖面施工安全保证措施，杜绝塌方。
2、做好超前地质预报工作，采用TSP、地质雷达、超前探空等综合预报手段对开挖面前方的地质情况作出详细的预报。每个开挖工班配一名工程师跟班作业，确保各种措施、技术交底的落实，保证标准化作业。
3、现场施工管理人员必须严格遵守“管生产必须管安全”的原则，层层落实安全生产制度。认真落实各类突发事故的应急处理方案，不定期的进行各种应急演练，安全有效的促进隧道的施工。
4、隧道内各种应急材料、设备等专门配备，以备不时之需。
五、结束语
我们在实际施工中，通过采用中隔壁法、台阶法及预留核心土等不同开挖方法的结合使用，有效的保证了隧道的稳定性，未出现大面积的塌方事故，确保了隧道施工的安全和质量，并加快了隧道的施工进度，取得了很好的效果。
隧道施工是一种动态控制的过程，必须时刻对隧道的地形、地质、开挖方法及支护措施等进行全过程的掌握，加强监控量测工作，及时采取准确、有效、安全、适用的开挖方法，这样既能保证隧道施工的安全和质量，也能加快隧道的施工进度，对类似工程有一定的借鉴作用。
参考文献：
隧道的开挖方式范文3
关键词：隧道 高速公路 开挖 支护
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）001-006-02
1 引言
我国是一个多山的国家，为缩短交通里程，国家在山区公路中将大量采用隧道公路方案。隧道是处于复杂地质条件下的建筑工程，它受天然形成的地质状态如地应力、地质物理参数、地下水、地质断层等因素和人工开挖操作如开挖方式、支护方式、支护时间等因素影响很大。由于隧道所处的地质环境不同，其围岩稳定特性也不同，因此应采用的支护方式和开挖方式也就不一样。目前隧道的开挖方式主要有全断面开挖方法、台阶法、台阶分部开挖法、导坑法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法等，本文选用洛阳至栾川高速公路建设项目洛阳至嵩县段隧道的开挖与支护，主要采用台阶法进行开挖，从而为今后其他隧道的设计和研究提供参考依据。
2 工程背景
2.1 地形地貌
该项目位于洛阳市南部，属于丘陵地貌，向西南沿伊河河谷进入低山丘陵区和南部伏牛山区，沿线地形复杂，地貌多变。伊河和洛河之间是熊耳山山地北部的黄土丘陵地貌，伊河与汝河之间属于外方山山地地貌。其隧道处于河南西部外方山浅山地貌，属中起伏低山工程地质区。为东西向山脊，植被较少。进口处半山坡，坡度较陡（70~80度），呈台阶状，高差约100米；出口为坡角，山势较缓。隧道底标高在375~395米之间。
2.2 地质条件
(1)地质构造
项目区受小秦岭-嵩山东西向构造带、伏牛-大别弧形构造带影响，处于持续缓慢上升阶段，新华夏系表现不强裂。主要地质构造为伊河断裂及九皋山至温泉街构造。区域性构造近期无活动迹象，隧址区近场构造属非活动性断裂，设计未考虑断裂构造对隧道工程场地稳定性的影响。
(2)地层岩性
隧址区山体为燕山区火山熔岩，岩性为褐红色、青色大块状安山岩及安山玢岩，节理发育。山顶为全风化碎石土，无基岩出露。洞口处以覆盖层为主，局部基岩出露。
(3)水文地质
项目区地下水类型为基岩裂隙水，附近无地表水且远离地表水体，无集水现象，属贫水区，补给来源为大气降水。仅在雨期施工期间，局部破碎段有滴水现象的出水状态。
(4)围岩级别
隧道所在山体顶部被第四系地层所覆盖，两侧沟边及半坡有基岩，岩体完整性好，局部破碎，以坚硬岩为主，山体围岩级别为Ⅲ级，局部破碎带为Ⅳ级。沿线路方向表层为褐红色粉质粘土，无基岩出露。进口：0-3.5m为红褐色夹灰褐色安山岩，强风化；3.5-20m为红褐色夹灰褐色安山岩，中风化；出口：0-1.0m耕植土，黄褐色，夹风化岩屑，1-4.5m为红褐色夹灰褐色安山岩，强风化，4.5-20m为红褐色夹灰褐色安山岩，中风化。
3 隧道的开挖与支护
本隧道为小净距隧道+独立双洞隧道，围岩级别为Ⅲ级、Ⅳ级和V级，根据设计文件，Ⅳ级和V级围岩采用环形开挖预留核心土法，小净距Ⅲ级围岩后行洞采用分部开挖法施工，小净距Ⅲ级围岩先行洞和独立双洞正常段采用台阶法进行开挖，开挖后，根据围岩情况及时选取相应支护形式进行喷锚支护。开挖施工中，遵循短开挖、少爆破、多循环，及时做好喷锚支护、架设钢架和二次衬砌，以防坍塌。开挖Ⅳ级和V级围岩段主要以风镐为主，开挖Ⅲ级围岩用简易钻孔台车人工操纵凿岩机钻孔爆破，开挖方法可根据围岩具体情况调整。初期支护采用喷锚挂网支护，Ⅳ级和V级围岩段辅以工字钢钢架，并采用超前小导管或超前锚杆进行超前预支护。
3.1 Ⅳ级和V级级围岩环形开挖预留核心土
施工工序如下：
第一步：根据围岩情况选取超前支护形式施工超前大管棚、超前小导管或超前锚杆；
第二步、第三步：开挖上部台阶，每循环进尺控制在0.5~1.0米左右；挂设钢筋网，喷锚支护上台阶，并架设工字钢钢架，完成上台阶初期支护；
第四步、第五步：开挖中部左侧台阶，每循环进尺控制在0.5~1.0米左右；挂设钢筋网，喷锚支护中部左侧台阶，并架设工字钢钢架，完成中部左侧台阶初期支护；
第六步、第七步：开挖中部右侧台阶，每循环进尺控制在0.5~1.0米左右；挂设钢筋网，喷锚支护中部右侧台阶，并架设工字钢钢架，完成中部右侧台阶初期支护；
第八步、第九步：开挖中部核心土，开挖下台阶，每循环进尺不大于锚杆纵向间距的1.5倍；
第十步：开挖仰拱，安装仰拱工字钢，喷射仰拱混凝土，完成仰拱初期支护；
第十一步：浇筑仰拱、仰拱填充混凝土；
第十二步：浇筑边墙、拱部衬砌混凝土，施工沟槽、路面等设施。
3.2 Ⅲ级围岩小净距段后行洞开挖
为尽量减少小净距段后行洞爆破开挖对先行洞围岩稳定性的影响，Ⅲ级围岩小净距段后行洞采用分部开挖法开挖，如图1所示，施工工序如下：
第一步、第二步：开挖上部左侧台阶，每循环进尺控制在2.2米；挂设钢筋网，喷锚支护上台阶左侧，并架设工字钢钢架，完成上台阶左侧初期支护；
第三步、第四步：开挖上部右侧台阶，每循环进尺控制在2.2米；挂设钢筋网，喷锚支护上台阶右侧，并架设工字钢钢架，完成上台阶右侧初期支护；
第五步、第六步：开挖下台阶左侧，每循环进尺控制在2.2米；挂设钢筋网，喷锚支护下台阶左侧，并架设工字钢钢架，完成下台阶左侧初期支护；
第七步、第八步：开挖下部右侧台阶，每循环进尺控制在2.2米；挂设钢筋网，喷锚支护下台阶右侧，并架设工字钢钢架，完成全部初期支护；
第九步：浇筑边墙、拱部衬砌混凝土，施工沟槽、路面等设施。
3.3 Ⅲ级围岩小净距段先行洞、独立双洞正常段开挖
采用台阶法开挖，如图2所示，施工工序如下：
第一步、第二步：开挖上部台阶，挂设钢筋网，喷锚支护上台阶；
第三步、第四步：开挖下台阶，挂设钢筋网，喷锚支护下台阶；
第五步：浇筑边墙、拱部混凝土，施工沟槽、路面等设施。
4 结束语
隧道的开挖与支护是山区高速公路或者铁路设计的重要内容之一，在选择开挖方法时，应对隧道断面大小及形状围岩的工程地质条件、置埋深度、支护条件、施工条件、环境条件、工期要求、工程量机械配备能力、施工安全、经济性等相关因素进行综合分析，采取恰当的开挖方法，综合考虑，合理布局，以确保施工的的质量。
参考文献：
隧道的开挖方式范文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.
关键词： 铁路；隧道；开挖
Key words： railway；tunnel；excavation
中图分类号：[U25] 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）35-0094-02
0 引言
我国是一个山高水清的国家，随着国民经济的迅速发展和技术水平的不断提高，铁路隧道也在不断的增加，本人结合多年工作经验，以及具体工程案例主要针对案例中的隧道开挖施工技术，包括工程特点、重点、难点以及施工处理原则；洞口工程开挖与支护；洞身工程全断面开挖；洞身开挖施工注意事项等做出了简要阐述分析，以供类似隧道工程参考。
1 隧道力学特征和施工特点
1.1 力学特征 较之前的建设单线和双线铁路隧道，客运专线铁路大断面隧道，开挖的跨度较大、高度较高，下面是力学特征。拱顶岩块崩塌的可能会更严重，隧道拱顶不是很稳定，拱顶围岩存在拉应力区；标准有较高的围岩强度或良好的地基承载力，隧道拱脚和边墙脚处的应力集中更严重；辅助施工措施要求更强，松弛压力更大，浅埋隧道的埋深范围较大，产生拱作用要求的埋深较深；开挖之后，围岩自稳的要求标准围岩强度更高一些，隧道周围围岩呈现出更多范围的塑性化和更大的变形。
1.2 施工特点 铁路大断面隧道施工非常的复杂， “勤量测、紧支护”更为关键；应坚持“断面化大为小、强支护、早封闭、短进尺、勤量测，来对待堆积体、破碎地带、浅埋处、洞口处、黄土隧道；对铁路大断面隧道建筑办法的确认、隧道的稳固与安全有很大的干扰的，不仅包括围岩的全面性，还有围岩本身强度性。
2 铁路大断面隧道开挖方法选择
汽车专线隧道开挖经常用到的办法为整体断面方法、CRD工方法、CD工方法、台阶方法、双侧壁导坑工方法，钻爆方法依然是我国现在使用广泛、成功的隧道建设方法。从建筑成本和工程效率斟酌，建设的先后顺序是：全断面方法正台阶方法台阶设临时仰拱CD工方法CRD工方法眼镜工方法；从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，怎样择选适合的开挖方法，应依照现实的情况理性均衡、结合考虑，是我们目前要面对的问题。
2.1 整体断面法 整体断面开挖方法是指将全面的隧道开挖以及断面当时钻孔、当场爆破形成、一次初期支护一步到位的隧道开挖方法。整体断面开挖方法施工起来相对很容易了，最好是运用移动式钻孔台车或全能台架，整体断面一次钻孔，并使用装药连线，之后将钻孔台车撤后至安全地方再爆破，一次爆破成功，爆出碴之后对全面开挖轮廓来初喷，钻孔台车或多功能台架再推移到开挖面就位，在进行另一个爆破工序，同时，运用支护台架整体断面施工作业仅剩初期支护工作。由于整体断面方法一次开挖形成，开挖跨度非常大，高度也是非常高的，隧道周围围岩呈现较大空间的塑性化和非常严重的无形了，隧道拱脚和墙脚处的应力集中更为复杂，隧道拱顶非常不稳固。针对硬岩隧道，本身就有着很高的硬度，因此围岩本身硬度根本不会干扰隧道稳定与安全的关键要素。由于软岩隧道本身强度大多比较低的，经常会干扰隧道稳固与安全的控制要点。对于按照《铁路隧道围岩分级判定标准》判定的围岩级别，在确认隧道开挖法时应全面的想到围岩本身硬度。硬岩隧道可经过利用超前杆锚、超前预注浆、超前小管棚等协助工程建设来超前预加固，因而提升围岩的全面性，但针对软岩隧道，各种超前预加固措施对围岩本身硬度提升面局限。总之每种要素考虑，结合原来相似的项目施工经验，针对铁路大断面隧道，整体断面方法关键适合用非浅埋Ⅰ～Ⅲ级硬岩地层和Ⅳ～Ⅵ级软岩地层。当隧道处于非浅埋Ⅳ级硬岩地层时，在采取超前小管棚、超前锚杆、超前预注浆等协助施工问题稳固之后，还可以运用整体断面方法操作，但应依照全面的围岩状况适当缩短开挖进尺。洞口段、偏压段和浅埋段不适合运用整体断面方法开挖。整体断面开挖方法有很大的操作空间，有利于运用大型配套施工设备，提升建设效率，而且操作的工序少，管理起来简单一些，部分开挖方法降低了爆破震动数量。开挖的面积非常大，围岩得不到稳定，让每个过程都加大了工作量，每次深孔爆破勾起的震动非常大，所以要求我们来精心的钻爆设计，并严格控制并执行爆破作业。
2.2 台阶法 台阶法施工就是分成几个不同的部分来同时进行，就是将结构断面分成两个或几个部分，依照地层现有的情况和设备的配置状况，我们结合原来的建筑经验，依照铁路断面隧道本身的力学特征，综合分析考虑围岩等级划分中的岩性指标、岩体整体状况等，台阶法适用于Ⅰ～Ⅳ级硬岩地层和Ⅱ～Ⅲ级软岩地层洞口段、偏压段、浅埋段，Ⅲ～Ⅳ级硬岩地层和Ⅲ、Ⅳ级软岩地层，台阶法可以分成中隔墙台阶法、正台阶法等。根据当下的形式状况采用超前预注浆、超前小管、棚超前锚杆、超前大管棚等协助建设措施来作稳固。台阶法开挖优势非常多，能使支护较早地合闭，要看项目的现状、机械条件和地层条件，择选适合台阶方式。这样有利于控制构架扭曲及构成的地面下沉。上台阶尺度经常制定在1～1.5倍大小，依照地层状况，分成两块或多块开挖。这样做是有利无害的，台阶尺度超出这个局限，会迷失纵向承载拱受重的构架，留下横向平面承载拱受力构架，台阶尺度之所以定为1～1.5倍洞径，关键是在1～1.5倍这一块的周边地层出现横向和纵向两者承载拱的功能。在开挖的同时纵向变位非常大，上台阶断面形状不能太用力，上台阶如果较短，不足1倍洞径，很容易导致洞顶土体下滑，导致我们工作的地方及其不稳，主要是由于较软的地层，洞内纵向裂面超过了工作的地方。上台阶如果超出1.5倍洞径的长台阶，构成拱脚就近承受力过大而使其没有了稳固性，很轻易的干扰到其它地方的正常，塑性区加大。
松软地层避免运用短台阶法操作。然而，如果强硬的岩地层，岩体比较全面，可设置超短台阶，以便于风钻打眼，采用爆破法施工。从安全方面分析，操作设备的配置必须按照以下要求去做，台阶尺度应为1～1.5倍洞径是正常的。对此，在运用台阶法操作时，只有1～1.5倍洞径长度的台阶，不能分短台阶、长台阶、微台阶。依照分的不同，台阶法可做成上下两部分步开挖法和多部分步开挖留核心土开挖法。
2.2.1 上下两部分步开挖法 上下两部分步开挖法操作工序由图1所示，该方法适合用在强度较硬岩Ⅲ、Ⅳ级，软岩Ⅲ级，偏压段、洞口段、浅埋段Ⅰ～Ⅲ级硬岩地层和Ⅳ～Ⅵ级较软岩地层。可将断面分作上和下两个台阶同时开挖，台阶尺度正常调整在1～1.5倍洞径（D）以里，但一定在地层失去自稳能力之前抓紧开挖下一个台阶，支护构成闭封构架；如果地层很差的话，让工作地方稳定了，还可用以超前小导管支护等方式。上和下两部台阶方法开挖示意图见图1。
2.2.2 多部分步开挖留核心土法 这种方法适合用在比较差的地层，偏压段、洞口段、硬岩Ⅱ、Ⅲ级和浅埋段软岩Ⅲ、Ⅳ级，围岩非常软的岩Ⅲ、Ⅳ级。上面的台阶取1倍洞径可以绕圈开挖，留住关键土壤，可用系统超前小导管支护、预注浆稳固在工作面；初期支护用网构钢拱架做；拱脚、墙脚设置锁脚锚杆。开挖工序由图2所示。
2.2.3 台阶法开挖优劣势 它是大部分方法里面的最基础方法，所有较软的围岩地层，都可以用台阶法，因为它灵活多变，适用性强。而且，当我们在碰到地层具有变化时，还可以在换其它的方法。台阶大部分利于开挖面的稳固，应有大量的工作时间和非常快的的操作速度，主要是上部开挖支护之后，下半部工作则相对比较安全；我们要避免主要下部操作时对上部的稳固性的干扰，台阶法开挖的不足是上和下部操作互相干涉，台阶法开挖会加大围岩扰的数量等。
2.3 侧壁导坑法 运用这法开挖同时，单侧壁导坑距离一般超前的在2倍洞径之上。单侧壁导坑法是指在隧道断面一侧先开挖一导坑，距离必须并一直超前，再开挖隧道断面剩下的部分隧道开挖方法。很多是用人工独立开挖、人和设备联合开挖、人工和机械联合出碴。确保工作的地方是稳定的超前小管棚，超前锚杆、必须使用、超前大管棚、超前预注浆等协助操作措施来超前加以稳定。断面剩下的部分开挖的时候，可运用控制爆破避免损坏已构成的导坑的暂时支护。使用这种方法可加大跨断面为小跨断面，安全、可靠的使隧道顺利开挖，将导坑跨度控制在4～6m，则断面剩下跨度是8～10m。单侧壁导坑法是来用于地质较差、断面非常大、采用台阶法开挖非常困难的Ⅳ、Ⅴ级围岩地层。
2.4 中隔墙法（CD工法） 把隧道断面分成两左右段，先开挖左（或者右）侧，在开挖的同时还要在隧道断面中间部分建个暂时的支撑隔墙，另一侧隧道断面的施工方法就是CenterDiaphragm工法，简称CD工法，等到隧道断面开挖的一侧比例一侧朝前后开挖。把隧道断面分为两段并在中间部分建立暂时的支撑隔墙，这种方法能使隧道断面在开挖过程中更安全可靠，还能减小隧道断面的跨度，使断面受力更合理。
2.5 铁路大断面隧道开挖施工法的支护措施和协助措施 根据新奥法施工原理，联合铁路大断面隧道的力学特征，为保证隧道稳固和操作安全，应该在择选隧道开挖施工法同时运用适合的支护方法和协助措施。①不只拱部、墙部要达成合格的标准的光爆效果，仰拱、交叉口、墙脚、洞室、底部、变断面地方也应该注意，用心对待隧道的整体断面光面爆破操作。应该按光面爆破来规划，以降低超欠挖还能出现的应力集中，及时达到和墙拱统一光面爆破结果。②开挖之后降低围岩无形，打消应力集中，立即初喷混凝土对开挖轮框岩面来密封和平衡。③为保证铁路大断面隧道承受的需求，使开挖断面周围构成非常大空间的承载环，增加锚杆尺度；为降低承载环里面可能呈现的拉应力，以使承载环的承受力度更有效，可运用预应力锚杆；为使承载环能立刻构成，可使用快凝环氧树脂锚杆、速凝砂浆锚杆等能立即受力的锚杆。④为使围岩和支护初期一块的承载构架马上构成，要做好锚杆、钢架支柱和复喷混凝土操作。⑤为化解拱顶不稳固和墙脚、拱脚承受力大以及应力集中的问题，要增强对隧道拱脚、拱顶和墙脚的保护。⑥仰拱开挖应该对整个断面一块完成，严禁待隧道开挖几百米后才开始仰拱开挖、支护和二衬施工。应依照围岩状况，制约开挖的进度，仰拱开挖后支护初期应立即来密封，严禁仰拱施工与无仰拱段捡铺底同步进行。
参考文献：
[1]郝金印，刘杨.浅埋暗挖双联拱大跨隧道下穿既有线综合施工技术[J].价值工程，2012，（14）.
隧道的开挖方式范文5
地面河涌桥，桥宽42米，两向8车道，为城市主干道。桥两侧存在大量管线、管道。如采用地面托换方式，要交通疏解，管线改迁，河道断流，且存在跨河道的虹吸管，施工难度非常大。为降低施工成本，减少施工工期，采用矿山法隧道衬砌结构托换群桩基础施工技术进行施工。即先采用矿山法进行桩基托换处理，再采用盾构法进行剩余隧道施工。
二、施工技术原理
在地下采用矿山法开挖方式开挖出桩基托换空间，将侵入隧道或地下空间设施的既有桩基与新建地下衬砌结构相连接，然后待衬砌结构强度达到100%强度后，再将既有桩基沿衬砌结构面切断。利用新建的地下结构承受既有桩基传输向下的力，受力结构采用托换拱的形式。
三、施工工艺流程及操作要点
（一）施工工艺流程
隧道衬砌结构托换群桩基础施工工法施工流程主要有施工准备、矿山法施工及桩基保护--既有桩基钻孔、植筋--绑扎托换拱结构钢筋---混凝土浇筑--截桩施工。
（二）操作要点
1.施工准备
a.做好地质、管线调查，确定施工方法及方案；
b.组建施工班组、进行岗位培训、做好技术交底；
c.做好材料采购、设备选型与配置等准备工作；
d.托换桩基位置及附近布设监测点，监控桩基托换过程中的沉降情况。
2.矿山法施工
隧道衬砌结构托换群桩基础施工工法采用矿山法开挖露出桩基，矿山法开挖施工与常规的矿山法施工相同。需要注意以下几点要求：
a.根据现场地质情况
采用不同的施工方法。建议采用上下台阶或上中下3台阶法；地质围岩自稳能力相当差时，建议采用CD或CRD施工方法。
b、遭遇软卧地层
可采取超前小导管注浆方式进行超前加固。超前小导管长度2.5～3.0m，浆液采用水泥+水玻璃双液浆，浆液水灰比0.8～1.0，水玻璃波美度38。
c、根据地质情况采取不同的开挖方式
地质较硬时，可采取松动爆破的方式进行土方开挖；地质较软时，采用人工+机械开挖方式进行土方开挖。桩基周围采用人工开挖方式进行开挖，以减少对桩基的扰动。
d、土方开挖过程中
如果发生桩基沉降现象，必须对桩基周围进行注浆加固，待沉降得到控制后，再进行开挖施工。加固方式采用钢花管注浆加固方式进行。
3.桩基钻孔及植筋
a、钻孔
桩基全部露出后，在衬砌结构钢筋对应位置的桩基上钻孔，钻孔工具采用手持水钻或风钻。由于地下桩基直径一般较大，且隧道衬砌结构一般呈拱型，故钻孔采用两侧往中间对钻的方式进行施工，使钢筋以弧形的方式顺利穿孔通过。钻孔数量、孔径及角度应满足设计要求。为方便钢筋顺利穿过，钻孔孔径控制在结构钢筋主筋直径的1.5倍左右。一般分2种：外层钻孔供1根主筋穿过，钻孔孔径控制Φ50mm；内层钻孔供2根主筋穿过，钻孔直径控制Φ70mm。每处钻孔完成后，使用高压空气将钻孔内吹干净、吹干燥，然后利用砂浆泵对钻孔填充M15微膨胀水泥砂浆，砂浆稠度控制在60～80mm，砂采用中砂。钻孔充填密实后，将结构钢筋穿过钻孔，并进行密封处理。
4.托换梁钢筋绑扎
既有桩基的钻孔及植筋施工完成后，进行新建衬砌结构的钢筋绑扎施工。绑扎施工过程中，将桩基上的植筋锚入托换拱的钢筋中，形成整体。桩基中心两侧各750mm范围内结构钢筋应适当加强，增加箍筋设置。钢筋锚入的位置，不得有钢筋焊接接头存在.
5.托换梁混凝土浇筑a模板安装
由于桩基与隧道相对位置不固定，桩基段衬砌结构无法采用台车进行模板支护，衬砌结构模板采用55型1.2X0.3m定型组合钢模板，施工缝挡头模采用收口网封堵；模板主次梁楞分别采用预制工18工字钢楞及100X100mm方木；模板支架采用?48×3.0mm扣件式钢管脚手架满堂式布置；脚手架纵、横、竖向钢管之间采用直角扣件连接，与剪刀撑斜杠采用旋转扣件连接；脚手架立杆底部下垫10mm厚200X200mm钢板，立杆顶部及横向水平杆两端设置U型可调托撑。b混凝土浇筑衬砌结构混凝土采用商品混凝土，混凝土强度及抗渗等级根据设计要求确定。混凝土采用直接泵送入模方式进行混凝土浇筑施工，浇筑过程中同时进行振捣作业。衬砌模板安装过程中预留混凝土浇筑窗口，浇筑窗口布置形式为：于隧道两侧拱底、拱墙、拱顶分别预留3处窗口，于隧道拱顶设置混凝土浇筑管；浇筑窗口及浇筑管共设置3环，分别沿隧道纵向1/6、3/6和5/6浇筑长度处设置。混凝土浇筑窗口及浇筑管设置。
6.洞内截桩
托换的隧道衬砌结构混凝土达到设计强度的100%后，对侵入隧道净空内的桩基进行截除施工。桩基截除可采用绳锯或凿除等方式进行。截桩施工遵循“先截断，再外运，后破碎”的原则。为方便运输，每段桩基的截除长度控制在1.5m左右，通过龙门吊垂直运输至地面后采用油压炮机进行破碎。a截桩作业平台托换梁混凝土浇筑完成后，靠近桩基附近的2～3排脚手架暂时不拆除，进行加设剪刀撑、连接件、脚手板等必要的加固，以用作截桩施工的作业平台使用。b截桩施工为防止桩基截除过程中桩基倒塌，进而破坏作业平台，造成操作人员伤亡，桩基按照从下往上的顺序逐段进行截除施工。采用绳锯或人工手持风镐由下往上截除桩基。c断口处理桩基截断后，衬砌结构内的桩体断口必须及时沿二衬内轮廓打凿平整，然后使用砂浆找平、密封，避免断口部位处的衬砌钢筋以及桩基主筋长时间暴露而锈蚀。
7.测量与监测
确保工程建设安全的关键是全过程监测桩基的沉降情况，及时测量桩基的沉降情况，并与分析计算值比较，及时反馈指导设计和施工。（三）检测及结果隧道衬砌结构托换桩基基础施工过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态。托换过程中，对地面及桩基沉降进行了监测，实测最大沉降-15mm，小于设计的30mm沉降要求。
四、结束语
隧道的开挖方式范文6
【关键词】隧道施工；隧道开挖；全断面法
中图分类号：U455文献标识码： A 文章编号：
1．工程概况
本工程庆兴隧道从莽王河附近进洞，至清水沟出洞，沟两侧直壁，隧道最大埋深约1lOm，最小埋深约16m。隧道起迄里程DK691+253-DK701+493，全长10240m，设计为一座双线黄土隧道。除隧道出524．2m位于半径为2800m的曲线上外，其余地段均位于直线上。隧道洞身位于3.O‰、5.1‰、4.8‰单面上坡上。根据情况，明洞及洞口部分采用挖掘机开挖，人工配合修边；下穿公路浅埋段采用大管棚法超前支护、改移公路后按交叉中隔壁(CRD)开挖法施工；洞V级黄土围岩采用预留核心土短台阶七部开挖法施工；Ⅳ级黄土围岩采用预留心土台阶开挖法，斜井采用预留核心土短进尺全断面法，洞身开挖均采用人工配合挖掘机实施。
1．1 地质概况
区内覆盖层主要为新近杂填土，下伏基岩主要为燕山晚期花岗岩及石英正长岩，局部穿插辉绿岩脉。
ZK2+898．74～zk2(2+925段：隧道埋深16～18m，洞顶以上有7～14m微风化基岩，微风化基岩多为块状砌体结构或块(石)碎(石)状镶嵌结构，岩质坚硬，透水性弱，自稳能力好，围岩级别为Ⅱ～Ⅲ级。
ZK3+043～ZK3+106．96段：隧道埋深17―21m，洞顶以弱风化基岩为主，厚度12～16m，岩体多为块(石)碎(石)夹少量泥质风化物的松软结构，岩质软硬不等，透水性弱～中等，自稳能力较差，围岩级别为Ⅳ级.
2 开挖方法比选分析
当前岩石隧道修建根据周围建筑物分布、地下管线、地面道路交通状况、工程地质和水文地质条件、隧道埋深等情况，较为成熟的施作方法有明挖法、暗挖钻爆法和明暗结合法。本工程大断面处地面为部队的办公楼和进出部队的主要现状道路，不具备采用明挖法施工的条件，明暗挖结合施工也因不能有效解决本段区范围内的征地拆迁、管线改移与建(构)筑物的保护等问题而无法实施，因此，施工采用暗挖钻爆法方案。
针对胶州湾隧道大断面段由断面形式构成并且各段地质情况略有不同的实际情况，每个断面提出2～3种施工方法，利用数值计算软件从安全、经济、工期进度等角度分析各种开挖方法的适用性，进而提出所选施工方法的关键步骤和关键施工技术。
(1)DZ1、DZ2、DZ3断面开挖方法选择
因DZ1、DZ2断面开挖面积相当且埋深较浅，因此使用同一种开挖方法进行施工。DZ3处虽截面积较DZ1、DZ2小，但因其围岩性质较差，也按最大断面处开挖方法施工。
DZ1处为大断面截面积最大处，针对该处特点提出3种开挖方案进行比选，分别是：双侧壁导坑法(方案3)、CD法，其中CD法分两种不同的施工顺序(方案1、2)。DZ1断面隧道上部取到地表共18m，其中第一层为2．5m的杂填土和8m厚的强风化岩，第二层为7．5m厚的弱风化花岗岩；隧道下部及左右各取2倍洞径，即60m，隧道长度取30m，以此为计算模型，得使用有限元软件MIDAS／GTS进行分析。
3．隧道洞口开挖技术
3.1 洞口开挖施工本隧道出口洞口施工采用挖掘机按设计开挖线白上而下分分层开挖，人工配合刷坡修边。隧道明洞23m段土体开挖时，自洞口向里12m段挖至路肓标高位置，剩下11m段采用6m斜坡道加5m长平台方式至明暗洞分界面，暗洞拱顶设计开挖线下50cm为土体平台顶面，平台宽根据暗洞断面宽度确定，横向两侧向下按1：0.3放坡后再增设平台，以此作为管棚施工作业面。
3.2 洞口下穿既有公路开挖施工本隧道出口下穿既有公路段采用大管棚超前支护、公路临时向里改移绕行的方案，待该段下部隧道衬砌完成后，再恢复该段既有公路通行。同时为了有效地保证大管棚施工质量，结合出口暗洞进洞方案，在紧贴明暗分界面及明洞上部设置长2m、厚0.5m套拱稳定边仰坡，并作为大管棚的导向墙，在前面洞口及明洞段土方，自上而下开挖至暗洞拱顶设计开挖线下50cm时预留核心土平台，横向再分台阶向下开挖，直至起拱线，台阶坡比1：0．3。套拱(50cm厚)范围外明暗交接面按1：O.3坡比开挖，套拱范围内开槽按垂直面开挖。明洞边坡随同明暗交接面一起向下开挖至起拱线处。
3.3 洞口V级围岩浅埋段开挖施工。本隧道出口洞口DK701+454~+470段长16m为V级围岩浅埋段，同时上部有公路通过。考虑国防及地震设防要求，设计采用V级围岩加强衬砌，钢筋混凝土结构。全断面设置I20b型钢钢架，间距0.6m一榀，拱部设置42小导管预加固地层，小导管环向间距50cm，长3.5m，纵向2.4m／环。为保证施工安全，经过方案比选，采用交叉中隔壁(CRD)法开挖施工。在大管棚及改移道路完工后，开始进暗洞施工。先挖除套拱下部分核心土至断面起拱线上1.2m处，重新填筑临时斜坡道至核心土平台顶，组织好人员、设备机具，严格按CRD法工序步骤施工，各分部开挖每循环进尺60cm，坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测的原则。
4．隧道洞身开挖技术
4．1 洞身V级围岩开挖施工 隧道洞身DK698+3lO 36O段长50m下穿沟谷，洞顶埋深浅，洞身地层为老黄土，为V级围岩，经研究决定采用预留核心土短台阶七部开挖法。开挖施工时取台阶长3到6m，整个隧道断面分成七个开挖面，从前后七个不同位置相互错开同时开挖，然后分部同时支护，形成支护整体，逐步向纵深推进。实施过程中，始终将上中下台阶预留土中部4m范围修整成斜坡道。中、下台阶左右边墙每次最多只得开挖2榀(1.2m)，且左右错开不得小于3m。仰拱落底开挖每次不得超过6m，掌子面距已成环仰拱不得超过30m，距二衬不得超过60m。
4.2 洞身IV级围岩开挖施工隧道出口段洞身绝大部分位于Ⅳ级围岩，设计采用Ⅳ级围岩衬砌和加强衬砌，钢筋混凝土结构。初期支护拱墙设置格栅钢架，加强段拱墙设I16型钢钢架，间距均为1榀／1.2m。开挖施工时根据土层岩性特征，采用上弧导预留核心土台阶分部开挖，上弧导一次性开挖至超拱线处，下台阶拉中槽斜坡道后，前后错开3m距离开挖左右边墙至墙底，及时按设计要求进行初期支护。左右边墙初期支护完成后，最后落底开挖仰拱，及时浇筑仰拱及填充混凝土封闭成环。
6．结语
通过结合庆兴隧道施工实例，对该隧道洞内V级黄土围岩采用预留核心土短台阶七部开挖法施工；Ⅳ级黄土围岩采用预野 土台阶开挖法；斜井采用预留核心土短进尺全断面法；洞身开挖均采用人工配合挖掘机实施，分别总结隧道上述各部分的开挖实践，为同类工程提供参考借鉴。
参考文献
