全断面法开挖及工艺
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。
隧道施工的六大方法
隧道施工的六大方法在当前隧道施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法(CD法)→交叉中壁法(CRD法)→双侧壁导坑法;从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。
如何正确选择，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环保的要求，达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。
1、全断面开挖法全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。
适用条件：(1)I～IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。
(2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。
(3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。
全断面开挖法隧道机械化施工，有三条主要作业线：开挖作业线：钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车(无轨运输)、装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车(有轨运输)。
锚喷作业线：混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、锚喷作业平台、进料运输设备及锚杆灌浆设备。
模筑衬砌作业线：混凝土拌和机具、混凝土输送车及输送泵、防水层作业平台、衬砌钢模台车。
全断面法施工特点：(1)开挖断面与作业空间大、干扰小;(2)有条件充分使用机械，减少人力;(3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件;(4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
2、台阶法施工台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工方法;按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。
近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。
台阶法施工至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定：(1)初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短。
(2)上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。
一级建造师《公路实务》——隧道开挖方法总结
隧道开挖方法的选择在当前的施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法（CD法)→交叉中壁法（CRD法）→双侧壁导坑法；从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。
如何正确选择，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环保的要求，达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。
1、全断面开挖法全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。
适用条件：(1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。
(2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。
(3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。
隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表作业线采用大型机械设备开挖作业线钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车（无轨运输）、装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车（有轨运输）锚喷作混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、锚喷作业平台、进料业线运输设备及锚杆灌浆设备 模筑衬砌作业线 混凝土拌和作业长、混凝土输送车及输送泵、施做防水层作业平台、衬砌钢模台车全断面法施工特点(1)开挖断面与作业空间大、干扰小；(2)有条件充分使用机械，减少人力；(3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件；(4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
2、台阶法施工台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工方法；按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。
近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。
至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定：⑴初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短；⑵上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。
在软弱围岩中应以前一条为主，兼顾后者，确保施工安全。
全断面法开挖
全断面法开挖Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT全断面法开挖本标段单洞双线隧道Ⅱ级围岩地段采用全断面开挖，斜井Ⅱ、Ⅲ级也均采用全断面法施工。
利用液压凿岩台车或多功能作业台架配手持风钻钻孔，楔形掏槽，光面控制爆破；用台车钻锚杆孔，人工安装锚杆并进行锚固或注浆，采用湿喷机进行湿喷砼。
开挖进尺（采用液压凿岩台车时进尺）以内。
斜井、平导施工正洞进尺以内；斜井、平导施工循环进尺。
根据量测要求布设量测点，并及时进行分析反馈指导施工，具体测点布设见“隧道量测点布置图”。
开挖、支护和出碴运输施工工艺见下图“全断面法开挖施工示意及施工工艺流程示意图”。
图意示象形及图框艺工工施挖开法面断全台阶法开挖本标段单洞双线隧Ⅲ级级围岩地段采用台阶法开挖，斜井Ⅳ、V级也均采用台阶法施工。
开挖时，台阶长度3～5m,上台阶采用人工开挖，挖掘机扒碴到下断面；下台阶利用机械开挖和清碴。
开挖循环进尺为。
下断面出碴利用装载机装碴，自卸汽车运碴至指定的弃碴场地或利用。
台阶法开挖施工示意及施工工艺流程图见下图。
图程流艺工工施及意示工施挖开法阶台三台阶临时仰拱开挖法三台阶临时仰拱法开挖采用YT-28凿岩机钻眼，楔形掏槽，光面爆破,开挖每循环进尺。
三台阶临时仰拱法开挖施工工艺流程见下图。
三台阶临时仰拱开挖施工工艺框图三台阶临时仰拱法开挖步骤见下图三台阶临时仰拱法开挖施工步骤说明三台阶法施工本施工方法主要适用于Ⅳ级围岩地段。
三台阶临时仰拱法开挖采用YT-28凿岩机钻眼，楔形掏槽，光面爆破, 开挖每循环进尺。
三台阶临时仰拱法开挖步骤见“隧道开挖方法及适用围岩类型示意图”。
三台阶七步法开挖施工步骤说明见下表。
六步cd法六步CD法开挖施工顺序见下图。
图骤步序顺工施法DC步六岩围级ⅤA．先开挖1部及2部，后开挖3部及4部，2部相对于1部，3部相对于4部均为短台阶，台阶纵向长一般不超过5m，1、2部在纵向超前3、4部至少10m。
铁路隧道开挖工法
中隔壁法（CD法）
中隔壁法开挖方式
中隔壁法（CD法）
①
④
②
⑤
③
m 3~5 m 3~5 m 3~5 m 3~5
⑥
m 3~5 m 3~5
上：中隔壁法施工示意图 右：中隔壁法施工开挖
6、交叉中隔壁法 （CRD法、cross diagram） 将大断面分部分块开挖，环向初支步 步成环、纵向每步拉开短步序，一般适用 于Ⅴ～Ⅵ级围岩，围岩自稳性极差、浅埋、 洞口、下穿建构筑物等。 工法优点：步步成环，安全度高，可较 好地控制沉降。 工法缺点：工效低、进度慢、造价较施工
2、台阶法
隧道分两次或三次开挖，台阶 间控制一定距离，上下平行作业，
一般用在Ⅳ～Ⅴ级围岩。
施工要点： （1）根据围岩条件合理确定台阶长度和台 阶数量，台阶长度一般不宜超过1倍开挖洞径， 台阶高度根据地质情况、断面大小和施工机械 设备情况确定。 （2）上台阶施作钢拱架，必要时采用扩大 拱脚、锁脚锚杆（管）等措施，控制围岩和初 期支护变形；下台阶施工时应保证初期支护钢 架整体顺接平直，螺栓连接牢固，钢拱架必须 落在实处，严禁悬空或落在虚碴上。 （3）下部施工时应采取措施，减少对上部 围岩、支护的扰动。
4、三台阶七步开挖法 在三个台阶上分七个工作面，以前后七 个不同位置相互错开同时开挖，然后分部及 时支护，形成支护整体。一般适用于黄土地 区。
施工要点： （1）做好工序衔接，尽量缩短台阶长度； （2） 隧道周边预留30厘米人工开挖，其 余采用机械开挖，局部需要爆破时，采用弱爆 破； （3）左右落底错开2～3米，严禁对开； （4）完善洞内排水 措施，严禁水浸泡拱 （墙）脚及在施工现场漫流。必要时配合井点 降水将水位降至仰拱以下。 （5）掌子面配备人员一般75人。
全断面开挖法-技术交底
6）根据爆破设计要求和工作面的钻孔位置，开始人工利用风钻进行钻孔，在钻进过程中要根据钻进速度、围岩软弱程度等，及时调整供风量和供水量。钻孔位置和角度要准确。
7）当钻孔结束时，开始装药，严格控制周边眼装药量，间隔装药。同时使药量沿钻孔全长适当分布。雷管采用毫秒微差有序起爆。
工程名称
小安隧道斜井
技术交底单位
中铁十九局集团西成铁路客运专线四川段XCZQ-1标第二项目部
交底项目
全断面开挖
交底日期
2013年5月23日
施工准备
超前地质预报
爆破设计
测量放线
钻眼
装药
爆破
通风
完成初期支护
装砟运输
断面检查、爆破效果分析
监控量测
初喷混凝土
下一循环施工
按规定处理并反馈信息
差
良好
技术交底书
XCTL02-06-06
中铁十九局集团西成铁路客运专线四川段XCZQ-1标第二项目部
交底项目
全断面开挖
交底日期
2013年5月23日
一次爆破所需的炸药为：Q=N×L×a×p/m=48.6kg。
式中:m—药卷长度0.2ma—装药系数0.6L—进尺长度1mp—个药卷的重量0.15kgN—炮孔总数108
q1=Q/N=48.6/108=0.45
四、安全要求
（1）施工前必须对施工人员加强安全技术交底，特殊工种必须经考试合格以后方能上岗。在推广新技术和使用新型机械设备时，应对员工进行再培训和安全教育；
（2）进洞人员必须戴好安全帽，洞内作业人员应佩戴防尘面具。禁止无关人员进洞；
（3）开挖作业必须保证安全。开挖时必须减少对围岩的扰动；
隧道开挖--全断面开挖法
隧道开挖--全断面开挖法
全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工
方法。
适用条件：
(1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期
支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。
(2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。
(3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，
否则采用大型机械化施工，其经济性较差。
隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表
作业线采用大型机械设备
开挖作业线钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车（无轨
运输）、装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车（有
轨运输）
锚喷作业线混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、锚喷作业平台、
进料运输设备及锚杆灌浆设备
模筑衬砌作业线混凝土拌和作业长、混凝土输送车及输送泵、施
做防水层作业平台、衬砌钢模台车
全断面法施工特点
(1)开挖断面与作业空间大、干扰小；
(2)有条件充分使用机械，减少人力；
(3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件；
(4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
隧道工程新奥法施工方法(6种)详解
隧道施工6种方法—-隧道开挖及出碴运输作者:北雪编辑来源：中国铁路网更新时间:2009—10—19（一）全断面法1 施工工艺全断面开挖法是按设计断面将隧道一次开挖成型，再施作做衬砌的施工方法。
其施工流程可参照图1。
图1 全断面法开挖施工流程图2 施工要点(１）施工时应配备钻孔台车或台架及高效率装运机械设备，以尽量缩短循环时间，各道工序应尽可能平行交叉作业，提高施工进度；（２）使用钻孔台车宜采用深孔钻爆，以提高开挖进尺；（３）初期支护应严格按照设计及时施做。
（４）为控制超欠挖，提高爆破效果，有条件时可采用导洞超前的方法进行全断面开挖。
（二）台阶法1 施工工艺台阶开挖法是将隧道设计断面分两次或三次开挖，其中上台阶超前一定距离后，上下台阶同时并进的施工方法。
其施工流程可参照图2、3.图2 台阶法开挖断面示意图图3 台阶法开挖施工流程图2 施工要点：（１）根据围岩条件,合理确定台阶长度，一般应不超过1倍洞径，以确保开挖、支护质量及施工安全；（２）台阶高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定.（３）上台阶施作钢架时，应采用扩大拱脚或施作锁脚锚杆等措施，控制围岩和初期支护变形；(４）下台阶应在上台阶喷射混凝土达到设计强度70％以上时开挖。
当岩体不稳定时，应采用缩短进尺，必要时上下台阶可分左、右两部错开开挖,并及时施做初期支护和仰拱。
（５）施工中应解决好上下台阶的施工干扰问题，下部施工应减少对上部围岩、支护的扰动。
（６)上台阶开挖超前一个循环后，上下台阶可同时开挖.(三)环形开挖预留核心土法1 施工工艺：环形开挖预留核心土法是在上部断面以弧形导坑领先，其次开挖下半部两侧，再开挖中部核心土的方法,其施工流程可参照图4、5.2 施工要点：(１）环形开挖每循环长度宜为0。
5～1m；（２)开挖后应及时施作喷锚支护、安装钢架支撑或格栅支撑,每两榀钢架之间应采用钢筋连接，并应加锁脚锚杆，全断面初期支护完成距拱部开挖面不宜超过30m;（３)预留核心土面积的大小应满足开挖面稳定的要求；（４）当地质条件差，围岩自稳时间较短时,开挖前应在拱部设计开挖轮廓线以外，进行超前支护;(５）上部弧形,左、右侧墙部，中部核心土开挖各错开3～5m进行平行作业。
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全断面法开挖及工艺
⑴施工顺序和工艺：如下图所示。
全断面法开挖顺序示意
⑵主要施工工序和方法：使用移动式钻孔台车，首先全断面一次钻孔，并进行装药联线，然后将钻孔台车后退到50m以外的安全地点，再起爆，使一次爆破成型，出碴后钻孔台车再推移至开挖面就挖，开始下一个钻爆作业循环，同时采用先拱部后边墙自上而下的顺序进行锚喷支护施工，再后采用拱墙一次成型二次衬砌施工。
⑶施工要点：①加强对开挖面前方的工程地质和水文地质的调查；对不良地址情况，要及时预测、预报、分析研究，随时准备号应急措施（包括改变施工方法），以确保施工安全和工程进度；②各工序机械设备要配套，并注意经常维修设备及备有足够的易损零部件，以确保各项工作的顺利进行；③加强各种辅助作业和辅助施工方法的设计与施工检查，对各种辅助作业的三管两线要保持技术上的良好状态。