山岭隧道开挖施工方法
1 选择隧道施工方法的指导思想与应遵循的原则 隧道施工符合安全环保、工艺先进、质量优良、进度均衡、节能降耗的要求，隧道施工应本着“安全、有序、优质、高效”的指导思想，按照“保护围岩、内实外美、重视环境、动态施工”的原则组织施工。其施工方法的选择应遵循以下原则： (1)、确保施工安全，改善施工环境。 (2)、应根据设计文件、施工调研情况、地质围岩级别、结合隧道长度、断面大小、纵坡情况、衬砌方法、工期要求、装备水平、队伍素质等综合因素决定。 (3)、地质变换频繁隧道应考虑其适应性，便于工序调整转换。 (4)、应尽量采用新技术、新工艺、新设备、新材料。 (5)、认真按照新奥法原理、掌握应用好光爆、喷锚、量测施工三要素。
2 选择隧道施工方法的基本要素 (1)、施工条件 它包括一个施工队伍所具备的施工能力、素质以及管理水平。目前我集团隧道施工队伍的素质和施工装备水平，有高有低，参差不齐，因此，在选择施工方法时，不能不考虑这个因素的影响。
(2)、围岩条件 围岩条件也就是地质条件，其中包括围岩级别、地下水及不良地质现象等。围岩级别是对围岩工程性质的综合判定，对施工方法的选择起着重要的甚至决定性的作用。
(3)、隧道断面积 隧道尺寸和形状，对施工方法选择也有一定的影响。目前隧道断面有向大断面方向发展的趋势，如公路隧道已开始修建3车道甚至4车道的大断面，水电工程中的大断面洞室，更是屡见不鲜。在这种情况下，施工方法必须适应其发展。在单线和双线的铁路隧道中，越来越多地采用了全断面法及台阶法；而在更大断面的隧道工程中，先采用各种方法修小断面的导坑，再扩大形成全断面的施工方法极为盛行。
(4)、埋深 隧道埋深与围岩的初始应力场及多种因素有关，通常将埋深分为浅埋和深埋两类，有时将浅埋又分为超浅埋和浅埋两类。在同样地质条件下，埋深的不同，施工方法也将有很大差异。
(5)、工期 作为设计条件之一的施工工期，在一定程度上会影响基本施工方法的选择。因为工期决定了在均衡生产的条件下，对开挖、运输等综合生产能力的基本要求，即对施工均衡速度、机械化水平和管理模式的要求。
(6)、环境条件 当隧道施工对周围环境产生如爆破振动、地表下沉、噪声、地下水条件的变化等不良影响时，环境条件也应成为选择隧道施工方法的重要因素之一，在城市市区条件下，甚至会成为选择施工方法的决定性因素。 完善施工方法标准化、模式化的重要条件是建立适应各种条件下的隧道施工机械化配套技术的标准模式。
3 山岭隧道开挖方法的选择 山岭隧道施工的过程和方法是多种多样的，但钻爆法仍然是我国目前应用最广、最成熟的隧道修建方法，山岭隧道开挖常用的方法为全断面法、台阶法、中隔壁法(cd法)，交叉中隔壁法(crd法)、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法等。 在当前的施工实践中，从工程造价和施工速度考虑施工方法的选择顺序应为：全断面－正台阶－台阶设临时仰拱法－中隔壁法(cd)－交叉中隔壁法(crd)－双侧壁导坑法：从施工安全考虑，其选择顺序应反过来。如何正确的选择施工方法，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环境要求，达到规避风险，加快施工进度和节约投资的目的。
4 各种施工方法在不同围岩和隧道中适用情况 (1)、全断面法 全断面开挖法是按设计断面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。主要适用于非浅埋i～ⅲ级硬岩地层。浅埋段、偏压段和洞口段不宜采用。如确实地质条件较好，也可采取先开挖小导坑，然后再扩大的施工方法，这对保持围岩稳定是有利的。 该法有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，钻爆施工效率较高，可采用深眼爆破，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对围岩的振动次数。 但由于开挖面积较大，围岩相对稳定性降低，且每循环工作量相对较大，深孔爆破用药量大，引起震动大，因此要求进行精心的钻爆设计和严格控制爆破作业。 施工要点 ①配备钻孔台车或多功能台架及高效率装运机械设备，缩短循环作业时间，合理采用平行交叉作业工序，提高施工进度。 ②利用钻孔台车深孔钻爆增加循环进尺，控制钻孔进度，改善光面爆破效果，减少超欠挖。 ③及时对开挖轮廓围岩施做喷射混凝土封闭层。 ④有条件时采用导洞超前的开挖方法，合理组织施工保证隧道施工安全。 ⑤仰拱、铺底超前二次衬砌且一次全幅浇筑，i～ⅱ级围岩离掌子面距离≤120m，ⅲ级围岩≤90m。
(2)、台阶法 台阶法施工是将隧道结构断面分成两个或几个部分，即分成上下两个断面或几个断面分部进行开挖的隧道开挖方法。该法适用于铁路双线隧道ⅲ、ⅳ级围岩，单线隧道v级围岩亦可采用，但支护条件应予以加强。该法具体可分为正台阶法、三台阶临时仰拱法、环形开挖预留核心土开挖法等。 该施工方法的优点是对地质变化的适应性较强，工序转换较容易，并能较早地使初期支护闭合，有利于控制沉降。台阶长度一般应控制在1～1.5倍洞径，为及早使初期支护封闭成环，也可适当缩短台阶长度，当围岩较稳定，短台阶能保持时，台阶长度亦可适当缩短至3～5m，上下台阶同时钻眼爆破，以起到加快施工进度，减少设备配置的目的。 下部断面(中、下层台阶)是开挖作业的重要环节。近年来，在下部开挖中，因方法欠妥，作业不慎引起初期支护失稳造成的重大坍方事故已有多起，必须引起高度重视。在开挖顺序上，宜采用先挖侧槽、左右错开向前推进的做法，不宜采用拉中槽挖马口的方法。侧槽一次开挖长度不宜太长，靠近边墙范围应采用风钻、风镐手工开挖，人工清壁扒碴，严禁使用重型机械开挖和装碴，以免对围岩过大扰动、破坏围岩和初期支护系统的整体稳定性。 施工要点 ①根据围岩条件合理确定台阶长度和台阶数量，台阶长度一般应不超过1倍开挖洞径，台阶高度根据地质情况、隧道断面大小和施工机械设备情况确定。 ②上台阶施作钢架时，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； ③下台阶在上台阶喷射混凝土达到设计强度70％以上时开挖，当岩体不稳定时需缩短进尺，必要时上下台阶分左、右两部错开开挖，并及时施做初期支护和仰拱。 ④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。 ⑤下台阶施工时要保证钢架顺接平直，螺栓连接牢靠。 ⑥仰拱、铺底超前二次衬砌且一次全幅浇
筑，ⅲ级围岩≤90m，ⅳ级围岩≤70m。 (3)、中隔壁法(cd法) 中隔壁法(cd法)是将隧道断面左右一分为二，先挖一侧，并在隧道中部设立利用钢支撑及喷混凝土的临时支撑隔墙，当先开挖一侧超前一定距离后，再开挖另一侧的隧道开挖方法。 该法变大跨为小跨，使断面受力更合理，对减少沉降，保证隧道开挖安全、可靠具有良好效果。该法适用于较差地层，如采用人工或人工配合机械开挖的ⅳ～v级围岩和浅埋、偏压及洞口段。施工过程中，为保证初支稳定，除喷锚支护外，须增加型钢或钢格栅支撑，并采用超前大管棚、超前锚杆、超前注浆小导管、超前预注浆等一种或多种辅助措施进行超前加固。 由于地层软弱，断面较小，只能采用小型机械或人工开挖及运输作业，工序多，施工进度较慢。必要爆破时，应控制药量，避免损坏中隔墙。临时中隔墙型钢支撑规格应与初期支护所采用的一致。每步台阶长度可控制在3～5m。 施工要点 ①左右部的台阶开挖高度根据地质情况及隧道断面大小而定。 ②左、右两侧洞体施工纵向拉开间距不大于15m。 ③每台阶开挖长度不大于该分部断面直径，保持开挖面平顺，并及时初期支护。 ④后一侧开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。 ⑤中隔壁设置为弧形临时支护，隧道左右开挖面初期支护连接平顺，保证钢架连接状态良好。 ⑥根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除中隔壁临时支护，一次拆除长度不超过15m，并加强监控量测。 ⑦临时支护拆除后及时施做隧道仰拱和二次衬砌。
(4)、交叉中隔壁法(crd法) 当采用中隔壁法(cd法)仍然无法保持围岩稳定和隧道施工安全时，可采用交叉中隔壁法(crd法)开挖。该法的特点是各分部增设临时仰拱和两侧交叉开挖，每步封闭成环，且封闭时间短，以抑制围岩变形，达到围岩沉降可控，初期支护安全稳定的目的。 该法除喷锚支护及增设足够强度和刚度的型钢或钢格栅支撑外，还应采用多种辅助措施进行超前加固。 交叉中隔壁法(crd法)适用于断层破碎带、碎石土、卵石土、圆砾土、湿陷性黄土、全风化的花岗岩地层的v～ⅵ级围岩及较差围岩中的浅埋、偏压及洞口段等。 施工要点 ①隧道按左右部份分块实施开挖，每块小断面开挖高度大致接近。 ②每块小断面开挖长度2～3m，或不大于该分块断面直径，及时设置临时仰拱封闭、步步成环，尽量缩短成环时间。 ③中隔墙设置为弧形临时支护，隧道左右开挖小断面水平临时支护保持对接一致，螺栓连接牢固。 ④及时进行底部左右小断面开挖封闭支护，并利用回填注浆加固底板。 ⑤根据监控量测信息，初期支护稳定后拆除中隔壁临时支护，一次拆除长度不超过15m，并加强监控量测。 ⑥临时支护拆除后及时施做隧道仰拱和二次衬砌。
(5)、单侧壁导坑法 单侧壁导坑法施工与中隔壁法(cd法)类似，但其导坑开挖断面相对较小。
(6)、双侧壁导坑法 双侧壁导坑法是采用先开挖隧道两侧导坑，及时施作导坑四周初期支护及临时支护，必要时施做边墙衬砌，然后再根据地质条件、断面大小，对剩余部分采用二台阶或三台阶开挖的方法，其实质是将大跨度的隧道变为三个小跨度的隧道进行开挖。 该法施工进度较慢，成本较高，但其在施工安全尤其在控制地表下沉方面，优于其它施工方法。此外，由于两侧导坑先行，能提前排放隧道拱部和中部土体中的部分地下水，为后续施工创造条件。因此城市浅埋、软弱、大跨隧道和山岭软弱破碎、地下水发育的大跨隧道可优先选用双侧壁导坑法。在v～ⅵ级围岩的浅埋、偏压及洞口段，也可采用此法施工。 操作婴点 ①侧壁导坑形状应近似椭圆形，导坑断面宽度宜为整个断面的1／3。 ②两侧侧壁导坑超前中部10～20m，可独立同步开挖初支，中部采用台阶法开发，保持平行作业。 ③导坑开挖后应及时进行初期支护及临时支护，并尽早封闭成环。 ④通过监控量测确定临时支护体系稳定后，拆除临时支护，一次拆除长度不超过15m，拆除区间加强监控量测。 ⑤临时支护拆除完成后，及时施作仰拱并进行二次衬砌。 总之，对于硬岩隧道宜采用全断面法与台阶法，分部开挖法适用于软岩隧道。采用台阶法施工时，不宜采用长台阶，因其不利于初期支护及早封闭成环。在采用分部开挖法的硬岩隧道中爆破作业将会严重破坏已成形的中隔壁，应采取一定的保护措施。根据以上总结，本隧道ⅱ级围岩地质情况为，洞身围岩以弱风化晶屑凝灰岩为主，受断层影响，岩石较破碎，围岩多呈碎石状压碎结构或块碎状镶嵌结构。ⅲ级围岩地质情况为，断层破碎带，积压片理，节理裂隙发育，围岩呈碎石状压碎结构，稳定性差。ⅳ、v级围岩地质情况为，断层破碎带，积压片理，节理裂隙发育，围岩呈碎石状压碎结构，稳定性差。根据围岩状况与施工生产安全、施工进度、成本等多方面因素选择，ⅱ级围岩设计台阶法开挖，根据现场实际地址情况(掌子面围岩岩性为灰色、青灰色弱风化凝灰熔岩，节理裂隙局部较发育，整体性好。)，和施工
山岭隧道开挖与支护方法
2012年6月内蒙古科技与经济June2012 第11期总第261期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.11T o tal N o.261浅谈山岭隧道开挖与支护方法姜利军,徐义芳(内蒙古鄂尔多斯市东方路桥集团有限公司,内蒙古鄂尔多斯 017000) 摘 要:对山岭隧道常规施工工艺和方法进行了研究,包括矿山法(传统矿山法和新奥法)和掘进机法,并指出它们之间的优缺点。
指出目前国内外应对山岭隧道不良地质(软弱围岩、高压富水断层破碎带、岩溶地区和岩爆地区)的某些技术措施。
对山岭隧道的一些现状进行研究,并介绍了人工地层冻结法在山岭隧道的应用趋势,当前山岭隧道施工过程中的超前支护、初期支护和二次衬砌的设计和隧道检测技术的研究现状及其目前存在的问题和解决措施,还有山岭隧道施工对环境的影响。
关键词:山岭隧道;施工方法;开挖;支护 中图分类号:U455.4 文献标识码:B 文章编号:1007—6921(2012)11—0089—04 我国是一个多山的国家,山区公路建设需要修建大量隧道。
隧道等地下工程,其核心问题,都归结在开挖和支护两个关键工序上。
即如何开挖才能更有利于洞室稳定和便于支护;如何支护才能更有效地保证洞室稳定和便于开挖。
1 山岭隧道的常规施工方法1.1 矿山法(钻爆法)矿山法,顾名思义,就是最早应用于采矿中的隧道工法。
其历史源远流长,是人们长期在施工实践中发展起来的。
在矿山法中,多数情况下都需要采用钻眼爆破进行开挖,所以又称为钻爆法。
从隧道工程的实际发展方向和现场条件限制的情况下,隧道的开挖要有入口,而钻爆法可以给我们因地制宜的突破口,所以笔者认为钻爆法仍然是以后山岭隧道中最常用的施工方法。
例如:大瑶山隧道、秦岭铁路Ⅱ线隧道、白云山隧道等都是采用钻爆法施工的。
根据地质水文条件和截面尺寸,隧道开挖能采用各种不同的开挖方法,例如:上下导坑先拱后墙法,下导坑先拱后墙法,反台阶法,正台阶法,全断面开挖法,半断面开挖法,逆衬砌法,复合衬砌法(新奥法),侧壁导坑法等。
隧道施工方法
4 支护与衬砌 早期的钻爆法采用木构件支撑， 但由于其承载能力不足， 耐久性差， 撤 换时麻烦又不安全， 又进一步扰动岩石， 已很少采用。随着材料的发展， 钻爆法主要用钢构件承担早期围岩压力， 来保护围岩的临时稳定， 随后在 此基础上做模筑混凝土内衬， 来承受后期的围岩压力， 提供安全储备。 由于钢构件支撑具有良好的耐久性， 占用空间小， 适应坑道形状等优点， 而且施加的钢支撑不需要撤换和拆除， 更为安全和方便， 所以广泛使用。 主要用于不便采用锚喷支护或缺少大型机械的中短隧道中。
掘进机施工方法：
双护盾TBM在掘进过程中主要是由驱动电机带动刀盘旋转，刀盘的转动带动其上 的滚动刀头切削岩石，其向前的推力来自TBM机头的夹盾与围岩的摩擦力及主推 进油缸和机头尾部辅助推力缸对已安装管片的反力。通过出渣系统及运输系统运 出开挖料，并运进管片、 豆砾石、水泥及各种施 工材料; 管片安装系统通 过遥控安装管片，管片 安装完毕后进行管片与 围岩之间豆砾石回填， 并在机尾进行水泥灌浆。
3、钻爆法常用开挖方法：
全断面法
钻
爆
台阶法
法
分部开挖法
全断面法：
全断面法是指按设计开挖面一次开挖成型，然后再支护衬砌的开挖方法
1-全断面开挖法；2-锚喷支护；3-模筑混凝土衬砌
全断面法优缺点： 优点: (1)工序少，相互干扰相对减少，便于施工组织的管理。 (2)全断面开挖有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高 施工速度。 (3)全断面一次成型，对围岩的扰动次数减少，对隧道的围岩稳定有利。 缺点： 采用全断面开挖，每次爆破震动强度较大，因此要求进行分段装药，严格 控制爆破设计，尤其是对于稳定性较差的围岩，不易及时支护和补强支护。
法 钻爆法 山
山岭隧道的施工-矿山法(精品)
山岭隧道
工作面前方目标体 围岩
接收探头 发射回线 工作面(掌子面)
瞬变电磁探测原理图
（二）地质超前预报的方法
33
4、物理探测法
4）全空间瞬变电磁法
利用瞬变电磁法是可以有效探测含水裂隙、断层
和破碎带。 视纵向电导微分成像具有高分辨率特点，可以分
辨低阻薄层的上界面，还可以分辨低阻或高阻厚层的 底界面。
单纯的TSP解译包括影像图解和隧道平剖面解译。解译技术是 TSP实现超前地质预报的最关键技术，也是难度最大的技术。它一方 面要求解译人员具有丰富的解译经验，另一方面，也是更重要方面， 要求解译人员具有丰富的地质实践经验。高水平的TSP解译必须与地 面地质调查、隧道内的地质前兆定量预测法紧密结合才能达到。
5）陆地声纳法
山岭隧道
（二）地质超前预报的方法 4、物理探测法
5）陆地声纳法
原模型
原模型
山岭隧道
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正演模拟结果 正演模拟结果
（二）地质超前预报的方法 4、物理探测法
5）陆地声纳法
原模型
原模型
山岭隧道
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正演模拟结果 正演模拟结果
（二）地质超前预报的方法
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4、物理探测法
6）红外探水法
地下水的活动会引起岩体红外辐射场强的变化，探测开挖面或洞 壁四周这种变化，可以推测是否含隐伏的含水体。
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s o u t h w e s t j I a o t o n g u nIversIty
《山岭隧道》课程 山岭隧道的施工
第九章 矿山法
山岭隧道
龚伦 讲师
西南交通大学
Southwest Jiaotong University
1
主要内容
隧道施工方法及特点
隧道施工方法：矿山法（传统的矿山法和新奥法）、掘进机法、沉管法、顶进法、明挖法、盾构法等。
1.矿山法1.1矿山法：用于山岭隧道,因用于矿石开采而得名，它包括传统矿山法和新奥法。
多数情况下都需要采用钻眼爆破来进行开挖，又称为钻爆法。
有时将新奥法从矿山法中另立系统。
（将采用钻爆开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统的矿山法”。
将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称为“新奥法”）1.2新奥法与传统的矿山法区别：传统的矿山法施工是把地层压力视作外力荷载，新奥法是把围岩和支护结构作为一个统一的受力体系，围岩是荷载的来源，又是支护结构体系的一部分，围岩和支护结构相互作用。
1.3新奥法施工的基本思想：充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用以锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护结构的监控、量测来指导地下工程的设计与施工。
1.4新奥法的主要特点：a.充分保护围岩，减少对围岩的扰动。
因为岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，所以在施工中必须充分保护围岩，尽量减少对它的扰动。
b.充分发挥围岩的自承能力。
c.尽快使支护结构闭合。
d.加强监测，根据监测数据指导施工。
1.5新奥法的基本原则:可扼要地概括为“少扰动、早喷锚、快封闭、勤量测”。
2.掘进机法2.1掘进机法：包括隧道掘进机法和盾构掘进机法，前者应用于岩石地层，后者主要应用于土质围岩，尤其适用于软土、流砂、淤泥等特殊地层。
掘进机施工法(TBM)是一种利用回转刀具开挖(同时破碎和掘进)隧道的机械装置。
此法修筑隧道的方法称掘进机法。
2.2优点：施工速度快，工期得以缩短，特别是在稳定的围岩中长距离施工时，此特征尤其明显。
无爆破围岩的损伤小，减轻支护的工作量。
振动、噪声小，对周围的居民和结构物的影响小。
因机械化施工，安全，作业人员少。
安全性和作业环境有了较大的改善。
2.3缺点：费和运输、组装、解体等的费用高，初期投资高，不用于短隧道。
隧道洞身开挖
隧道洞身开挖隧道开挖方法是指隧道开挖成型方法，隧道掘进方式是指岩体的破碎挖除方式。
隧道围岩稳定性主要取决于围岩本身，但开挖方法与掘进方式对围岩的稳定状态有着直接而重要的影响。
因此，隧道开挖应遵循这样的原则：在保证围岩稳定或减少对围岩的扰动的前提条件下，选择恰当的开挖方法和掘进方式，尽量提高掘进速度。
一、隧道开挖方法按开挖隧道的横断面分部情况，开挖方法可以分为全断面法、台阶法、分部开挖法。
（一）全断面法全断面法全称为“全断面一次开挖法”，即按隧道设计断面轮廓一次开挖成型的方法，如图6-5所示。
图6-5 全断面施工工序示意1—开挖；2—检底；Ⅰ—初期支护；Ⅱ—铺底混凝土；Ⅲ—模筑混凝土衬砌1.适用范围、条件及优缺点全断面法主要适用Ⅰ～Ⅱ级围岩，也可用在小断面的Ⅲ级围岩中，浅埋段、偏压段和洞口段不宜采用。
但在采用超前支护，特别是掌子面锚杆等辅助工法的条件下，全断面法也可以在围岩级别低的隧道中应用。
该法必须具备大型施工机械，隧道长度或施工区段长度不宜太短，一般不应小于1 km，否则采用大型机械化施工的经济性差。
全断面法具有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，钻爆施工效率较高，可采用深眼爆破，提高施工掘进速度，且工序少、便于施工组织和管理，较分部开挖法减少了对围岩的扰动次数。
但由于开挖面积较大，围岩相对稳定性降低，且每循环工作量相对较大，深孔爆破用药量大，引起振动大，因此要求精心进行钻爆设计和严格控制爆破作业。
2.全断面法施工工艺流程（图6-6）3.全断面法施工要点（1）加强对开挖面前方工程地质和水文地质的调查。
对不良地质情况，要及时预测、预报和分析研究，随时准备好应急措施，以确保施工安全和工程进度。
（2）各工序机械设备要配套。
如钻孔、装渣、运输、支护、衬砌等主要机械和相应的辅助机具，在尺寸、性能和生产能力上要相互配合，工作方面要环环紧扣，不致彼此互受牵制而影响掘进，以充分发挥机械设备的使用效率和工序之间的协调作用。
第二讲 隧道施工基本方法及辅助措施
二、山岭隧道的常规施工方法
山岭隧道的常规施工方法又称为矿山法。将采用钻爆 开挖加钢木构件支撑的施工方法称为“传统的矿山法”； 而将采用钻爆开挖加锚喷支护的施工方法称之为“新奥法 ”。 ① 矿山法 传统的矿山法是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开 挖成形后，逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式厚 衬砌作为永久性支护的施工方法。 ② 新奥法(NATM) 新 奥 法 即 奥 地 利 隧 道 施 工 新 方 法 (New Austrian Tunnelling method－NATM)，它是以喷射混凝土锚杆作为 主要支护手段，通过监测控制围岩的变形，便于充分发挥
3）性能特点及适用条件 其整体刚度较大，对围岩变形的限制能力 较强，且能提前承受早期围岩压力。因此管棚 主要适用于围岩压力来得快来得大、对围岩变 形及地表下沉有较严格要求的软弱破碎围岩隧 道工程中。
3 超前小导管注浆
1）定义 小导管是沿隧道纵向在拱上部开挖轮廓线 外一定范围内向前上方倾斜一定外插角，或者 沿隧道横向在拱脚附近以向下方倾斜一定外插 角的密排注浆花管。注浆花管的外露端通常支 于开挖面后方的栅格钢架上，共同组成预支护 系统。 2）适用条件 超前小导管注浆不仅适用于一般软弱破碎 围岩，也适用于地下水丰富的软弱破碎围岩。
3）超短台阶法（微台阶法） 微台阶法是全断面开挖的一种变异形式，适用于 I，Ⅱ，Ⅲ级围岩，一般为3～5m的台阶长度。
3 分部开挖法
分部开挖法包括环形开挖预留核心土法、双侧 壁导坑法、中洞法、中隔壁法等。
6 单跨隧道开挖方法
单跨隧道开挖方法蒋中庸，郜强，刘镜【摘要】本文介绍了单跨岩石隧道开挖常用的全断面、正台阶、中隔壁和交叉中隔壁、双侧壁导坑等方法的特点及使用范围。
【关键词】全断面法；台阶法；中隔壁法；交叉中隔壁法；双侧壁导坑法；分部衬砌Single Span Tunnel Excavation MethodJiang Zhongyong，Gao Qiang，Liu Jing单孔隧道的开挖方法随开挖断面大小和地质条件的不同而不同，常用的方法有全断面法开挖、台阶法、中壁法（CD法）、CD定义中壁法（CRD法）、双侧壁导坑法。
其中台阶法是最基本的开挖方法。
CD、CRD法是将一个大断面横向分成两块开挖，双侧壁导坑法是将大断面横向分成三块开挖，每一块的开挖还是用台阶法。
因此吧台阶法的开挖方法和要点作详细的介绍和分析，在以后的CD、CRD 和双侧导坑开挖中就不再详细介绍每一分块的台阶法开挖了。
1 全断面法开挖1.1 开挖顺序和施工方法全断面一次开挖成型（图1（1）），这是最简单的开挖方法。
采用液压台车或风钻配简易台架钻眼。
液压台车钻眼，当炮孔深5m时，最大值可达36cm。
为减少台车构造外插角引起的超挖，当断面较大时可采用人机套打的施工方法（图1（2）），人工开挖部分用台架配合风钻钻眼。
这种施工方法可以起到加快开挖进度和减少爆破材料消耗的作用。
采用风钻配台架钻眼，采用预留光爆层的方法可以减少超挖（图1（3）），以上的1、2部均采用同时放炮。
后两种开挖方法因为是分两部开挖实际上不算全断层开挖，因为其使用范围同全断面开挖，因此将其列在全断面开挖内。
(1)全断面开挖a—3~5m b—台车开挖高度（2）液压凿岩台车、风钻配合台架开挖a—2~3m b—预留光爆层厚度（3）风钻配台架开挖预留光爆层开挖图1 全断面开挖示意图喷混凝土可在爆破后的渣堆上施工，当渣堆距拱顶的距离较大时，往往喷混凝土的效果差，而且出完渣后还得补喷被渣堆掩盖的部分，施工也麻烦，而且喷混凝土要占开挖循环时间，影响施工进度。
隧道工程施工分类及建设过程
顶管法：通过顶管 机进行隧道开挖， 适用于城市地下管 道工程
支护方式分类
喷射混凝土支护：适用于软 弱围岩和浅埋隧道
钢拱架支护：适用于中等强 度围岩和深埋隧道
添加标题
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添加标题
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锚杆支护：适用于中等强度 围岩和浅埋隧道
复合式支护：适用于复杂地 质条件和深埋隧道
施工机械分类
开挖机械：如盾构机、TBM 等，用于隧道开挖
排水设施维护：定期 对排水设施进行维护 和检查，确保排水系 统的正常运行
衬砌及灌浆
衬砌的作用：保护隧道结 构，防止渗水、漏水
衬砌的类型：预制衬砌、 现浇衬砌、复合衬砌等
衬砌的施工方法：喷射混 凝土、锚杆、钢架等
灌浆的作用：填充空隙， 提高衬砌的密实度，增强 防水性能
灌浆的类型：水泥浆、化 学浆、高分子浆等
支护方式：锚杆、 喷射混凝土、钢拱 架等
施工顺序：开挖、 支护、衬砌
质量控制：监测地 质条件、控制开挖 速度、确保支护质 量
防水及排水
防水施工方法：采用 喷涂、涂抹、粘贴等 方法进行防水施工
防水材料选择：根据 隧道地质条件和环境 因素选择合适的防水 材料
排水系统设计：设计 合理的排水系统，确 保隧道内的积水能够 及时排出
灌浆的施工方法：压力灌 浆监控系统：实时监
控隧道内的施工情 况
检测方法：采用多 种检测手段，如超 声波、雷达等
检测频率：根据施
工进度和地质条件 确定
检测结果分析：对 检测数据进行分析 ，及时调整施工方 案和措施
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PART 02
隧道工程建设过程
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施工准备
山岭隧道破除改造工程施工方案
一、工程概况本工程位于某山岭隧道，全长X米，原设计为双向四车道，设计时速为X公里/小时。
由于隧道使用年限较长，存在一定的安全隐患和通行能力不足等问题，现需对隧道进行破除改造。
改造后，隧道将满足双向六车道，设计时速为X公里/小时的要求。
二、施工方案1. 施工原则（1）确保施工安全，预防安全事故的发生。
（2）提高施工效率，缩短施工周期。
（3）降低施工成本，实现经济效益最大化。
（4）保护环境，减少施工对周边环境的影响。
2. 施工准备（1）组织施工队伍，进行人员培训。
（2）设备准备：挖掘机、装载机、运输车、切割机、钻孔机、混凝土搅拌车等。
（3）材料准备：水泥、砂、石子、钢筋、模板、防水材料等。
3. 施工步骤（1）破除原隧道结构1）采用钻孔爆破技术，对隧道两侧边墙、顶板、底板进行破除。
2）爆破前，对隧道内进行通风、排水，确保施工安全。
3）爆破后，清理破碎物，对隧道内进行临时支护。
（2）新隧道施工1）根据设计图纸，进行隧道两侧边墙、顶板、底板的开挖。
2）采用混凝土浇筑，对隧道结构进行支护。
3）进行隧道内防水、排水、照明、通风等设施的施工。
4）隧道内机电设施安装，包括照明、监控、广播等。
5）隧道内装饰装修，包括墙面、地面、吊顶等。
4. 施工组织（1）施工队伍：成立隧道破除改造工程施工项目部，负责工程的组织、协调、管理。
（2）施工进度：制定详细的施工进度计划，确保工程按期完成。
（3）质量控制：严格执行国家有关工程质量标准，加强施工过程中的质量控制。
（4）安全管理：制定施工安全措施，加强施工现场安全管理，确保施工安全。
三、施工保障措施1. 加强施工人员的安全教育培训，提高安全意识。
2. 严格执行爆破作业规程，确保爆破安全。
3. 加强施工现场的通风、排水，确保施工环境良好。
4. 加强对施工设备的维护保养，确保设备正常运行。
5. 加强与相关部门的沟通协调，确保工程顺利进行。
四、预期效果通过本工程的建设，隧道将满足以下预期效果：1. 提高隧道通行能力，满足日益增长的交通需求。
山岭隧道施工—钻孔爆破施工技术(铁路隧道施工)
● 药柱直径与约束条件。实践表明在药柱直径较小 的情况下，增强药柱的约束条件可以显著提高炸药 的爆速，减小其临界直径值。工程爆破采用柱状装 药时，常用药卷的“临界直径”来表示炸药的爆炸 稳定性。
③爆破漏斗的分类 根据爆破作用指数 值的不同，将爆破漏斗分为以下四种。 A.标准抛掷爆破漏斗；D.松动爆破漏斗。
爆破漏斗分类
（3）柱状药包的爆破特点 当炮孔装药长度远大于横断面的直径时，形成圆柱状延长 药包，简称为柱状药包。它是工程爆破中应用最为广泛的 药包。
图4.4.3 爆破漏斗的几何要素
①爆破漏斗的几何要素 a.自由面 自由面是指被爆破的介质与空气接触的面，又
称为临空面。 b.最小抵抗线 最小抵抗线是指药包中心距自由面的最短距离。
习惯上用W表示最小抵抗线。
c.爆破漏斗半径 爆破漏斗半径是指形成倒锥形爆破漏斗的底圆半
径。常用r表示爆破漏斗半径。
d.爆破漏斗破裂半径 爆破漏斗破裂半径简称破裂半径，是指从药包中心 到爆破漏斗底圆圆周上任一点的距离。 e.爆破漏斗深度是指爆破漏斗顶点至自由面的最短 距离。图中的H表示爆破漏斗深度。
图4.4.1 爆破的内部作用 R0—药包半径； R1—粉碎区半径； R2—裂隙区半径
2）爆破漏斗 当单个药包在岩体中的埋置深度不大时，可以观察 到自由面上出现了岩体开裂、鼓起或抛掷现象。这 种情况下的爆破作用叫做爆破的外部作用，其特点 是在自由面上形成了一个倒圆锥形爆坑，称为爆破 漏斗。如图4.4.3所示。
① 耦合装药。药卷与炮孔在径向无间隙 （图4.4-15(a)），如散装药。
② 不耦合装药。药卷与炮孔在径向有间隙，间隙内 可以是空气或其他缓冲材料（图4.4.15(b)），如水、 砂等。