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隧道开挖的几种方法

隧道开挖方法的选择

初次接触隧道工程，感触颇深，在从事隧道试验检测工作的同时，

我更多的时间是向优秀的工程师们学习具体的现场施工经验，在学校

读书的时候老师也是大概的讲解了一下，而更多的东西还要靠自己去

领悟，去学习。自己总结了隧道工程的一些开挖方法，加上具体的现

场施工逐渐的了解了隧道的施工工序及技术要求。

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

开挖作钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车（无轨运输）、

业线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

模筑衬混凝土拌和作业长、混凝土输送车及输送泵、施做防水

砌作业层作业平台、衬砌钢模台车

线

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。在围岩条

件较好时，主要是考虑如何更好的发挥机械效率，保证施工的经济性，

故只要考虑后一条件。

台阶开挖法的优缺点：台阶开挖法可以有足够的工作空间和相当的施

工速度。但上、下部作业有干扰；台阶开挖虽增加对围岩的扰动次数，

但台阶有利于开挖面的稳定。尤其是上部开挖支护后，下部作业就较

为安全，但应注意下部作业时对上部稳定性的影响。

台阶开挖时应注意以下几点：

(1)解决好上、下半断面作业的相互干扰问题。微台阶基本上是合为

—个工作面进行同步掘进；长台阶基本上拉开，干扰较小；而短台阶

干扰就较大，要注意作业组织。对于长度较短的隧道，可将上半断面

贯通后，再进行下半断面施工。

(2)下部开挖时，应注意上部的稳定。若围岩稳定性较好，则可以分

段顺序开挖；若围岩稳定性较差，则应缩短下部掘进循环进尺；若稳

定性更差，则可以左右错开，或先拉中槽后挖边帮。

(3)下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土，并按规定做初期支护。

(4)量测工作必须及时，以观察拱顶，拱脚和边墙中部位移值，当发

现速率增大立即进行仰拱封闭。

3、环形开挖留核心土法

1、环形开挖进尺宜为0.5-1.0m，核心土面积应不小于整个断面面

积的50%

2、开挖后应及时施工喷锚支护、安装钢架支撑，相邻钢架必

须用钢筋连接，并应按施工要求设计施工锁角锚杆。

3、围岩地质条件差，自稳时间短时，开挖前应按设计要求进

行超前支护。

4、核心土与下台阶开挖应再上台阶支护完成后、喷射混凝土

达到设计强度的70%

4、中隔壁法（CD法）

CD法是在软弱围岩大跨度隧道中，先开挖隧道的一侧，并施作中

隔壁，然后再开挖另一侧的施工方法，主要应用于双线隧道Ⅳ级围岩

深埋硬质岩地段以及老黄土隧道（Ⅳ级围岩）地段。

5交叉中隔壁法（CRD法）

是在软弱围岩大跨隧道中，先开挖隧道一侧的一或二部分，施作部

分中隔壁和横隔板，再开挖隧道另一侧的一或二部分，完成横隔板施

工；然后再开挖最先施工一侧的最后部分，并延长中隔壁，最后开挖

剩余部分的施工方法。采用短台阶法难确保掌