1、隧道開(kāi)挖方法總結(jié)1、全斷面法全斷面開(kāi)挖法是指將整個(gè)隧道開(kāi)挖斷面一次鉆孔、一次爆破成型、一次初期支護(hù)到位的隧道開(kāi)挖方法。全斷面開(kāi)挖法施工操作比較簡(jiǎn)單，主要工序使用移動(dòng)式鉆孔臺(tái)車或多功能臺(tái)架，全斷面一次鉆孔，并進(jìn)行裝藥連線，然后將鉆孔臺(tái)車退后至安全地點(diǎn)再起爆，一次爆破成型，出碴后對(duì)整個(gè)開(kāi)挖輪廓進(jìn)行初噴，鉆孔臺(tái)車或多功能臺(tái)架再推移到開(kāi)挖面就位，開(kāi)始下一個(gè)鉆爆作業(yè)循環(huán)，同時(shí)，利用支護(hù)臺(tái)架全斷面施作剩余初期支護(hù)工作。由于全斷面面法一次次開(kāi)挖成成形，開(kāi)開(kāi)挖跨度度較大，高高度較高高，隧道道周邊圍圍巖出現(xiàn)現(xiàn)更大范范嗣的塑塑性化和和更大的的變形，隧隧道拱腳腳和墻腳腳處的應(yīng)應(yīng)力集中中更嚴(yán)重重，隧道道拱頂更更不穩(wěn)定

2、定。對(duì)于于硬巖隧隧道，由由于其自自身強(qiáng)度度一般比比較高，所所以圍巖巖自身強(qiáng)強(qiáng)度并小小是影響響隧道穩(wěn)穩(wěn)定與安安全的決決定因素素。但對(duì)對(duì)于軟巖巖隧道，由由于其自自身強(qiáng)度度一般偏偏低，往往往成為為影響隧隧道穩(wěn)定定與安全全的控制制因素。對(duì)對(duì)于按照照鐵路路隧道圍圍巖分級(jí)級(jí)削定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)判判定的圍圍巖等級(jí)級(jí)，在確確定隧道道開(kāi)挖力力方法時(shí)時(shí)成允分分考慮圍圍巖自身身強(qiáng)度。硬硬巖隧道道可通過(guò)過(guò)采取超超前鋪桿桿、超前前小管棚棚、超前前預(yù)注漿漿等輔助助施工措措施進(jìn)超超前預(yù)加加固，從從而提高高圍巖的的整體性性，而對(duì)對(duì)于軟巖巖隧道，各各種超前前預(yù)加固固措施對(duì)對(duì)圍巖自自身強(qiáng)度度提高幅幅度有限限。綜合上述各各種因素素考慮，結(jié)結(jié)

3、合以往往類似工工程施工工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)對(duì)于高速速鐵路大大斷面隧隧道，全全斷面法法主要適適用于非非淺埋I級(jí)硬巖巖地層和和IVVl級(jí)軟柑柑地層。當(dāng)當(dāng)隧道處處于非淺淺埋級(jí)硬巖巖地層時(shí)時(shí)，在采采取超前前錨桿、超超前小管管棚、超超麗預(yù)注注漿等輔輔助施工工措施加加固后，也也可采用用全斷面面法施工工，但應(yīng)應(yīng)根據(jù)具具體圍巖巖情況適適當(dāng)縮短短開(kāi)挖進(jìn)進(jìn)尺。淺淺埋段、偏偏壓段和和洞口段段不適宜宜采用全全斷面開(kāi)開(kāi)挖全斷斷面開(kāi)挖挖法有較較大的作作業(yè)空間間，有利利于采用用大型配配套施工工機(jī)械，提提高施工工速度，且且工序少少，便于于施工組組織和管管理，較較分部開(kāi)開(kāi)挖法減減少了爆爆破震動(dòng)動(dòng)次數(shù)。但但由于開(kāi)開(kāi)挖面較較大，圍圍巖穩(wěn)定定

4、性降低低，且每每個(gè)循環(huán)環(huán)工作量量較大，每每次深孔孔爆破引引起的震震動(dòng)較大大，因此此要求進(jìn)進(jìn)行精心心的鉆爆爆設(shè)計(jì)，并并嚴(yán)格控控制爆破破作業(yè)。2、臺(tái)階法法臺(tái)階法施工工就是將將結(jié)構(gòu)斷斷面分成成兩個(gè)或或幾個(gè)部部分，即即分成上上下兩個(gè)個(gè)斷而或或幾個(gè)工工作面分分步開(kāi)挖挖，根據(jù)據(jù)地層條條件和機(jī)機(jī)械配備備情況，臺(tái)臺(tái)階法又又可分為為正臺(tái)階階法、中中隔端臺(tái)臺(tái)階法等等。綜合考慮圍圍巖等級(jí)級(jí)劃分中中的巖性性指標(biāo)、巖巖體完整整狀態(tài)等等，根據(jù)據(jù)高速鐵鐵路大斷斷面隧道道自身的的力學(xué)特特征，結(jié)結(jié)合以往往類似工工程施工工經(jīng)驗(yàn)，臺(tái)臺(tái)階法適適用于級(jí)硬巖巖地層和和級(jí)軟柑柑地層洞洞口段、偏偏壓段、淺淺埋段，級(jí)硬巖巖地層和和、級(jí)軟巖巖地

5、層，但但應(yīng)視具具體情況況采取超超前大管管棚、超超前錨桿桿、超前前小管棚棚、超前前預(yù)注漿漿等輔助助施工施施進(jìn)行超超前加固固。根據(jù)據(jù)工程實(shí)實(shí)際、地地層條件件和機(jī)械械條件，選選擇合適適的臺(tái)階階方式。臺(tái)階法開(kāi)挖挖優(yōu)點(diǎn)很很多，能能較早地地使支護(hù)護(hù)閉合，有有利于控控制結(jié)構(gòu)構(gòu)變形及及由此引引起的地地面沉降降。上臺(tái)臺(tái)階長(zhǎng)度度-般控制制在11.5倍洞徑徑，根據(jù)據(jù)地層情情況，可可選擇兩兩步或多多步開(kāi)挖挖。臺(tái)階長(zhǎng)度之之所以定定為11.5倍洞徑徑，主要要因?yàn)樵谠?1.5倍洞徑徑區(qū)段周周圍地層層產(chǎn)生橫橫向和縱縱向兩個(gè)個(gè)承戴拱拱的作用用，這對(duì)對(duì)開(kāi)挖是是有利的的，臺(tái)階階長(zhǎng)度超超過(guò)這個(gè)個(gè)限度，將將失太縱縱向承載載拱受力力結(jié)構(gòu)

6、，儀儀有橫向向平面承承絨拱受受力結(jié)構(gòu)構(gòu)。上臺(tái)臺(tái)階若選選用大于于1.5倍洞徑徑的長(zhǎng)臺(tái)臺(tái)階，在在開(kāi)挖時(shí)時(shí)縱向變變位大，上上臺(tái)階斷斷而形狀狀不利于于受力，而而且容易易引起周周圍地層層松動(dòng)，塑塑性區(qū)增增大，造造成拱腳腳附近受受力大而而使其失失去穩(wěn)定定性：上上臺(tái)階若若過(guò)短，小小于l倍洞徑徑，對(duì)于于軟弱地地層，因因洞內(nèi)縱縱向破裂裂面超過(guò)過(guò)工作面面，易造造成洞頂頂土體下下滑，引引起工作作面不穩(wěn)穩(wěn)定。軟軟弱地層層不能采采用短臺(tái)臺(tái)階法施施工。但但是，若若是硬巖巖地層，巖巖體較完完整，采采用爆破破法施工工時(shí)，為為了便于于風(fēng)鉆打打眼，可可設(shè)置超超短臺(tái)階階。從安全角度度考慮，臺(tái)臺(tái)階長(zhǎng)度度定為11.5倍洞徑徑是合理理的

7、，施施工機(jī)械械的配置置電應(yīng)遵遵守這個(gè)個(gè)原則。因因此，在在采用臺(tái)臺(tái)階法施施工時(shí)，不不應(yīng)分長(zhǎng)長(zhǎng)臺(tái)階、短短臺(tái)階、微微臺(tái)階，而而是只有有11.5倍洞徑徑長(zhǎng)度的的臺(tái)階。根據(jù)分部的的多少，臺(tái)臺(tái)階法可可分為上上下兩部部分步開(kāi)開(kāi)挖法和和多部分分步開(kāi)挖挖留核心心土開(kāi)挖挖法。（1）上下下兩部分分步開(kāi)挖挖法上下兩部分分步開(kāi)挖挖法施工工順序見(jiàn)見(jiàn)圖3，該法法適用于于硬巖、級(jí)，軟軟巖級(jí)，洞洞口段、偏偏壓段、淺淺埋段I級(jí)硬巖巖地層和和級(jí)軟巖巖地層。可可將斷面面分成上上下兩個(gè)個(gè)臺(tái)階開(kāi)開(kāi)挖，臺(tái)臺(tái)階長(zhǎng)度度一般控控制在11.5倍洞徑(D)以內(nèi)，但但必須在在地層失失去自穩(wěn)穩(wěn)能力之之前盡快快開(kāi)挖下下臺(tái)階，支支護(hù)形成成封閉結(jié)結(jié)構(gòu)；若若地

8、層較較差，為為了穩(wěn)定定工作面面，也可可輔以小小導(dǎo)管超超前支護(hù)護(hù)等措施施。上下下兩部臺(tái)臺(tái)階法開(kāi)開(kāi)挖示意意圖見(jiàn)圖圖3。圖1 上上下兩步步分部開(kāi)開(kāi)挖法示示意圖（2）多部部分步行行挖留核核心土法法該法適用于于較差的的地層，圍圍巖級(jí)別別為軟巖巖、級(jí)，洞洞口段、偏偏壓段、淺淺埋段軟軟巖、級(jí)和硬硬巖、級(jí)。上上臺(tái)階取取1倍洞徑徑左右環(huán)環(huán)形開(kāi)挖挖，留核核心土，用用系統(tǒng)小小導(dǎo)管超超前支護(hù)護(hù)、預(yù)注注漿穩(wěn)定定工作面面；用網(wǎng)網(wǎng)構(gòu)鋼拱拱做初期期支護(hù)；拱腳、墻墻腳設(shè)置置鎖腳錨錨桿。開(kāi)開(kāi)挖順序序見(jiàn)圖4。圖2 多多部分步步開(kāi)挖留留核心土土開(kāi)挖法法示意圖圖（3）臺(tái)階階法肝挖挖優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)靈活多多變，適適用性強(qiáng)強(qiáng)。凡是是軟弱圍圍巖地層

9、層，均可可采用臺(tái)臺(tái)階法，址址各種不不同開(kāi)挖挖方法中中的基本本方法。而而且，當(dāng)當(dāng)遇到地地層變化化(變好或或變壞)，都能能及時(shí)變變換成其其他方法法。具有足足夠的作作業(yè)空間間和較快快的施工工速度，臺(tái)臺(tái)階有利利于開(kāi)挖挖面的穩(wěn)穩(wěn)定，尤尤其是上上部開(kāi)挖挖支護(hù)后后，下部部作業(yè)則則較為安安全。臺(tái)階法法開(kāi)挖的的缺點(diǎn)是是上下部部作業(yè)相相互干擾擾，應(yīng)注注意下部部作業(yè)時(shí)時(shí)列+上部穩(wěn)穩(wěn)定性的的影響和和臺(tái)階法法開(kāi)挖會(huì)會(huì)增加圍圍巖被擾擾動(dòng)的次次數(shù)等。3、 側(cè)壁壁導(dǎo)坑法法單側(cè)壁導(dǎo)坑坑法是指指在隧道道斷面一一側(cè)先開(kāi)開(kāi)挖一導(dǎo)導(dǎo)坑，并并始終超超前一定定距離，再再開(kāi)挖隧隧道斷面面剩余部部分的隧隧道開(kāi)挖挖方法，施施工序見(jiàn)見(jiàn)圖5。采用用

10、該法開(kāi)開(kāi)挖時(shí)，單單側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑超前前的距離離一般在在2倍洞徑徑以上。為為了穩(wěn)定定工作面面，須采采取超前前大管棚棚、超前前錨桿、超超前小管管棚、超超前預(yù)注注漿等輔輔助施工工措施進(jìn)進(jìn)行超前前加固。一一般采用用人工開(kāi)開(kāi)挖、人人工和機(jī)機(jī)械配合合開(kāi)挖、人人工和機(jī)機(jī)械配合合出碴。斷斷面剩余余部分開(kāi)開(kāi)挖時(shí)，可可適當(dāng)采采用控制制爆破以以免破壞壞已完成成導(dǎo)坑的的臨時(shí)支支護(hù)。圖3 單單側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法示示意圖單側(cè)壁導(dǎo)坑坑法主要要適用于于地層較較差、斷斷面較大大、采用用臺(tái)階法法開(kāi)挖有有困難的的、V級(jí)圍巖巖地層。采采用方法法可變大大跨斷面面為小跨跨斷面。將將導(dǎo)坑跨跨度定為為46 m，則斷斷面剩余余跨度為為8l0 mm。，這

11、這樣將使使隧道開(kāi)開(kāi)挖迎為為安全、可可靠。4、中隔墻墻法(CD工法)CD工法（Cennterr Diiaphhraggm）是指指將隧道道斷面左左右一分分為二，先先開(kāi)挖一一側(cè)，并并在隧道道斷面中中部架設(shè)設(shè)一臨時(shí)時(shí)支撐隔隔，待先先開(kāi)挖的的一側(cè)超超前一定定距離后后，再開(kāi)開(kāi)挖另一一側(cè)隧道道的施工工方法，施施工順序序見(jiàn)圖6。通過(guò)過(guò)隧道斷斷面中部部的臨時(shí)時(shí)支撐隔隔墻，將將斷面跨跨度一分分為二，減減小了開(kāi)開(kāi)挖斷面面跨度，使使斷面受受力更合合理，從從而使隧隧道開(kāi)挖挖更安全全、可靠靠。圖4 CCD工法示示意圖(單位：m)CD工法主主要適用用于地層層較差的的、可采采用人工工或人工工配合機(jī)機(jī)械開(kāi)挖挖的、V級(jí)圍巖巖地層

12、、不不穩(wěn)定巖巖體和淺淺埋段、偏偏壓段、洞洞口段。采用該法進(jìn)進(jìn)行隧道道開(kāi)挖時(shí)時(shí)，可根根據(jù)具體體情況，將將由中隔隔墻一分分為二的的左、右右斷面再再在豎向向分成兩兩部或三三部，從從上往下下分臺(tái)階階進(jìn)行施施工。臺(tái)臺(tái)階長(zhǎng)度度一般為為115倍洞徑(此處洞洞徑取分分部高度度和跨度度的大值值)。先開(kāi)開(kāi)挖一側(cè)側(cè)斷面的的最后一一步與后后開(kāi)挖斷斷面的第第一步間間應(yīng)拉開(kāi)開(kāi)l15倍洞徑徑的距離離。為了了穩(wěn)定工工作面，須須采取超超前大管管棚、超超前錨桿桿、超前前小管棚棚、超前前預(yù)注漿漿等輔助助施工措措施進(jìn)行行超前加加固。一一般采用用人工開(kāi)開(kāi)挖、人人工和機(jī)機(jī)械配合合出碴?？煽蛇m當(dāng)采采用控制制爆破，以以免破壞壞已完成成的臨時(shí)

13、時(shí)支撐隔隔墻。5、交叉中中隔墻法法(CRRD工法)當(dāng)CD工法法仍不能能保證圍圍巖穩(wěn)定定和隧道道施工安安全要求求時(shí)，可可在CD工法的的基礎(chǔ)上上對(duì)各分分部加設(shè)設(shè)臨時(shí)仰仰拱，即即CRD工法(CDDOSSS Diiaphhraggm)，將原CD工法先先開(kāi)挖中中壁一側(cè)側(cè)改為兩兩側(cè)交叉叉開(kāi)挖、步步步封閉閉成環(huán)、改改進(jìn)發(fā)展展的一種種工法。見(jiàn)見(jiàn)圖7。其最最大特點(diǎn)點(diǎn)是將大大斷面施施工化成成小斷面面施工，各各個(gè)局部部封閉成成環(huán)的時(shí)時(shí)問(wèn)短，控控制早期期圍巖變變形，每每個(gè)步序序受力體體系完整整。CRD工法各各分部間間應(yīng)拉開(kāi)開(kāi)一定的的距離，距距離大小小以保證證掌子面面穩(wěn)定為為準(zhǔn)，一一般為11.5倍洞徑(此處洞洞徑取分分

14、部高度度和跨度度的大值值)，但在在能保證證掌子面面圍巖穩(wěn)穩(wěn)定的情情況下，可可適當(dāng)縮縮短距離離，以保保證操作作空問(wèn)要要求。圖5 CCRD工法示示意圖(單位：m)根據(jù)高速鐵鐵路大斷斷面隧道道自身的的力學(xué)特特征，結(jié)結(jié)合以往往類似工工程施工工經(jīng)驗(yàn)，CRD工法適適用于特特別破碎碎的巖石石、碎石石土、卵卵石土、圓圓礫土、角角礫土及及黃上組組成的V級(jí)圍巖巖和軟朗朗狀粘性性土、潮潮濕的粉粉細(xì)砂組組成的級(jí)圍巖巖及較差差圍巖中中的洞口口段、偏偏壓段、淺淺埋段等等。為了穩(wěn)定工工作面，采采作CRDD 工法施施工時(shí),須采取取超前大大管棚、超超前錨桿桿：、超超前小管管棚、超超前預(yù)注注漿、掌掌子面封封閉等輔輔助施工工措施進(jìn)

15、進(jìn)行超前前加固。一一般采用用人工開(kāi)開(kāi)挖、人人工和機(jī)機(jī)械配合合出碴?？煽蛇m當(dāng)采采用控制制爆破，以以免破壞壞已完成成的臨時(shí)時(shí)支撐隔隔墻和臨臨時(shí)仰拱拱。6、雙側(cè)壁壁導(dǎo)坑法法(眼鏡法)雙側(cè)壁導(dǎo)坑坑法也稱稱眼鏡工工法，也也是變大大跨度為為小跨度度的施工工方法，其其實(shí)質(zhì)是是將大跨跨度分成成三個(gè)小小跨度進(jìn)進(jìn)行作業(yè)業(yè)。見(jiàn)圖圖8。主要要適用于于地層較較差、單單側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法無(wú)無(wú)法滿足足要求的的隧道工工程。該該工法工工序較復(fù)復(fù)雜，導(dǎo)導(dǎo)坑的支支護(hù)拆除除困難，鋼鋼架連接接困難，而而且成本本較高，進(jìn)進(jìn)度較慢慢。圖6 雙雙側(cè)壁導(dǎo)導(dǎo)坑法示示意圖該工法主要要適用于于地層較較差的、可可采用人人工或人人工配合合機(jī)械開(kāi)開(kāi)挖的、V級(jí)圍

16、巖巖地層、不不穩(wěn)定巖巖體和淺淺埋段、偏偏壓段、洞洞口段。7、盾構(gòu)法法盾構(gòu)法指以以盾構(gòu)這這這種施施工機(jī)械械在地面面以下暗暗挖隧道道的一種種施工方方法。盾盾構(gòu)是一一個(gè)既可可以制成成地層壓壓力又可可以在地地層中推推進(jìn)活動(dòng)動(dòng)的鋼筒筒結(jié)構(gòu)。剛剛筒的前前端設(shè)有有支撐和和開(kāi)挖土土體的裝裝置，剛剛筒的中中段安裝裝有頂進(jìn)進(jìn)所需的的千斤頂頂，剛筒筒的尾部部可以拼拼裝預(yù)制制或現(xiàn)澆澆隧道襯襯砌環(huán)。盾盾構(gòu)每推推進(jìn)一環(huán)環(huán)距離，就就在盾尾尾支護(hù)下下拼裝一一環(huán)襯砌砌，并向向襯砌環(huán)環(huán)外圍的的空襲中中壓住水水泥砂漿漿，以防防止隧道道和地面面下沉。盾盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)的反力力由襯砌砌環(huán)承擔(dān)擔(dān)。盾構(gòu)構(gòu)施工前前應(yīng)先建建一個(gè)豎豎井，在在豎井內(nèi)內(nèi)安裝盾盾構(gòu)，盾盾構(gòu)開(kāi)挖挖出的土土體由豎豎井通道道送出地地面。8、沉管法法沉管法是將將隧道管管段分段段預(yù)制，分分段兩端端設(shè)臨時(shí)時(shí)止水頭頭部，然然后浮運(yùn)運(yùn)至隧道道軸線處處，沉放放在預(yù)先先挖好的的基槽內(nèi)內(nèi)，完成成管段間間的水下下連接，移移去臨時(shí)時(shí)止水頭頭，回填填基槽保保護(hù)沉管管，鋪設(shè)設(shè)隧道內(nèi)內(nèi)部設(shè)施施，從而而形成一一個(gè)完整整的水下下通道。沉管隧道的的主要施施工工序序：管節(jié)節(jié)預(yù)制基槽槽開(kāi)挖管段段浮運(yùn)和和沉放對(duì)接接作業(yè)內(nèi)部部裝飾。9、明挖法法明挖法是指指挖開(kāi)地地面，由由上向下下開(kāi)挖土土石方至至設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)高后，自自基底由由下向上上順作施施工，完完成隧道道主體結(jié)結(jié)構(gòu)，最最后