隧道施工开挖方法选择

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隧道施工开挖方法选择

日期：2024-12-09　　来源：公众号-隧道施工之身

一、隧道施工开挖方法选择

适用条件：岩层覆盖条件简单、岩质较均匀的Ⅰ～Ⅲ级硬岩石质隧道。

特点：按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌。该方法开挖断面与作业空间大、干扰小，有条件充分使用机械，减少人力，且开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
2、台阶开挖法

适用条件：各种地质条件的隧道，特别是Ⅳ、Ⅴ级围岩地段。

分类：长台阶法、短台阶法和超短台阶法。

选择依据：根据围岩条件和设备施工场地大小的要求来决定。

特点：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。

3、环形开挖留核心土法

适用条件：土质或软弱围岩隧道。

特点：先开挖上部环形导坑并进行支护，再分部开挖两侧边墙及中部核心土。该方法有利于掌子面的稳定，减小对围岩的扰动。

4、中隔壁法（CD法）和交叉中隔壁法（CRD法）

适用条件：软弱的Ⅳ～Ⅵ级围岩，特别是浅埋大断面隧道。

特点：CD法是用钢架和喷射混凝土的隔壁将断面分割开进行开挖的方法；CRD法在每一步都要求用临时仰拱（横撑）闭合，对地层的变形控制较CD法更为有效。这两种方法都能有效控制地层变形，确保施工安全。

5、双侧壁导坑法

适用条件：断面跨度大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差的隧道。

特点：施工安全，但速度较慢，成本较高。该方法将断面分成多个小块进行开挖，有利于控制围岩变形和地表沉陷。
二、隧道施工支护与衬砌技术
喷锚支护：喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢架等单独或组合使用的隧道围岩支护结构。该方法能迅速提供支护力，防止围岩进一步恶化。
超前支护：在隧道开挖前，对掌子面前方进行支护，以预防塌方等事故。超前支护的方法包括超前小导管、超前管棚等。
衬砌技术
复合式衬砌：外层用锚喷作初期支护，内层用模筑混凝土或喷射混凝土作二次衬砌的永久结构。初期支护可以采用喷混凝土衬砌和锚杆喷射混凝土衬砌，主要用于承受围岩压力；二次支护常为整体式现浇混凝土衬砌或喷射混凝土衬砌，主要用于提高隧道的整体稳定性和耐久性。
连拱衬砌：连拱隧道是洞室衬砌结构相连的一种特殊双洞结构形式，两隧道之间的岩体用混凝土替代，中间的连接部分通常称为中墙。该方法适用于特殊地形和地质条件下的隧道建设。

衬砌材料

常用的隧道衬砌材料有混凝土及钢筋混凝土、片石混凝土、料石或混凝土预制块以及喷射混凝土等。这些材料具有不同的力学性能和耐久性，应根据工程实际情况进行选择。

三、选择开挖方法和支护衬砌技术的综合考虑因素

在选择开挖方法和支护衬砌技术时，需要综合考虑以下因素：

地质条件：包括岩性、断层、地下水等，这些因素直接影响隧道施工的安全性和稳定性。
工期：施工方法的选择应满足工期要求，确保工程按时完成。
隧道长度和断面大小：隧道长度和断面大小决定了施工方法和支护衬砌技术的选择范围。
机械设备配置能力：施工方法和支护衬砌技术的选择应充分考虑现有机械设备的配置能力。
施工技术水平：施工队伍的技术水平也是选择施工方法和支护衬砌技术的重要因素。

所以，隧道施工开挖方法的选择和支护与衬砌技术需要根据工程实际情况和地质条件等因素进行综合考虑，以确保工程的安全性和经济性。

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