隧道开挖工法技术培训

洞口侧面示意图
2、洞身开挖
采用钻爆法施工时，常用的施工工法有： （1）全断面法 （2）两台阶法 （3）三台阶法 （4）三台阶法加临时仰拱 （5）交叉中隔壁法（CRD法） （6）双侧壁导坑法
2、洞身开挖
（1）全断面法：
1)全断面开挖是一次开挖成形的施工工艺， 采用风动凿岩机钻孔，光面爆破。然后根 据围岩情况，初喷临时支护。初期支护则 根据围岩实际情况采用紧跟开挖或滞后一 定距离与开挖面平行作业。 2）开挖过程中，根据开挖揭露围岩情况， 及时调整钻爆参数及施工进尺。根据围岩 破碎情况调整施工程序，保证安全。 3）施工工序：全断面开挖-初期支护-隧道 底部开挖-浇筑仰拱-拱墙二次衬砌 4）施工特点：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； 工序少、便于施工组织与施工管理，改善 劳动条件；开挖一次成形，对围岩扰动少， 有利于围岩稳定。 5）适用范围：Ⅲ级围岩单线隧道、Ⅲ级围 岩双线隧道采取了有效的预加固措施后， 亦可采用全断面开挖施工工艺。我标段平 导Ⅲ级围岩采用全断面开挖施工。
双侧壁导坑法施工工序：
9）在滞后于⑧部一段距离 后，弱爆破开挖⑨部→ 隧底周边部分初喷4cm厚 混凝土，架设仰拱型钢 钢架，使整个衬砌钢架 封闭成环。 10）根据监控量测结果分析， 待初期支护收敛后，拆 除I18临时钢架及临时横 撑→灌注Ⅹ部仰拱与边 墙基础→待仰拱混凝土 初凝后，灌注仰拱填充 XI部设计高度。 11）铺设环+纵向透水盲管、 防水板+土工布→利用衬 砌模板台车一次性灌注 XII部衬砌。
开挖留核心土，必要时喷混凝土封闭开挖工作面，并选用具有足够刚度
和早强的支护设计，适当加厚喷射混凝土喷层，及早完成锚喷网联合支 护，必要时采用双层钢筋网或增设临时钢支撑措施，以控制围岩变形。 4、及时施作仰拱形成封闭结构，为保证仰拱及早受力，仰拱设计可选用早 强混凝土。 5、初期支护封闭后及时进行背后回填注浆。 6、加强施工现场监控量测，掌握施工中围岩和支护的稳定程度，以确定施
（3）三台阶法
①三台阶法是将隧道分成三部分开挖， 施工时先开挖上台阶，待开挖到一定长度后 再同时开挖中台阶及下台阶，形成上、中、 下三台阶同时并进的施工方法。 ②将隧道断面分上中下台阶开挖，爆破 施工分三次进行，可以减小爆破对围岩的扰 动，保护围岩，上台阶开挖后中下台阶的开 挖创造临空面，降低炸药消耗。三台阶开挖 初期支护能尽早施工，可充分发挥围岩的自 稳、自承能力，获得安全的地下空间。 中台阶 ③上台阶开挖每循环进尺Ⅴ级围岩不超 过 1 榀钢架间距，Ⅳ级围岩不超过 2 榀钢架间 距；下台阶开挖每循环进尺Ⅳ、Ⅴ级围岩不 超过2榀钢架间距，下台阶开挖后仰拱应紧跟。 （ 钢 架 间 距 Ⅲ 级 围 岩 1.5m ， Ⅳ 级 围 岩 1m/1.2m，Ⅴ级围岩0.6m/0.8m） ④开挖初支及时封闭成环，Ⅳ、Ⅴ级围 岩封闭位置距掌子面不得大于35m；二衬距 离掌子面距离，Ⅳ级围岩不得大于90m，Ⅴ 级围岩不得大于70m。 下台阶
CRD法施工工序： 1）弱爆破开挖①部→喷射 混凝土封闭掌子面（必 要时施作）→施作①部 导坑周边的初期支护和 临时支护，即初喷4cm 厚混凝土，铺设钢筋网， 架立初支型钢钢架，并 设锁脚锚管，安设I18 横撑→钻设径向锚杆后 复喷混凝土至设计厚度 →施作①部导坑周边下 一循环的超前支护。 2）滞后①部一段距离后， 弱爆破开挖②部→导坑 周边部分初喷4cm厚混 凝土，铺设钢筋网→接 长型钢钢架和I18临时 钢架，并设锁脚锚管， 必要时设I18横撑，复 喷混凝土至设计厚度
CRD法施工工序： 3）弱爆破开挖③部→施作 ③部导坑周边的初期支 护和临时支护→施作③ 部导坑周边下一循环的 超前支护。 4）滞后③部一段距离后， 弱爆破开挖④部→施作 导坑周边的初期支护和 临时支护。 5）在滞后④部一段距离后， 弱爆破开挖⑤部→隧底 周边部分初喷4cm厚混 凝土→接长I18临时钢 架，复喷至设计厚度→ 安设仰拱单元的型钢钢 架，并使型钢钢架封闭 成环。 6）根据监控量测结果，待初支沉降收敛后，拆除临时钢架和横撑→浇筑仰拱Ⅵ混 凝土→仰拱混凝土初凝后浇筑仰拱填充Ⅶ至设计高度。 7）铺设环+纵向透水盲管、防水板+土工布，利用衬砌台车一次性浇筑二衬Ⅷ。
两台阶法施工要点：
①根据围岩条件合理确定台阶长度和台阶数 量，上台阶长度一般为5~10mm，下台阶 长度为15~25m为宜。 ②上台阶施作钢拱架时，采用扩大拱脚和锁 脚锚杆（管）等措施，控制围岩和初期支 护变形，必要时施作临时横撑。 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，分左、右两部错开开挖。初期支护 要紧跟下台阶及时封闭。 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钢拱架必须落在实处，严禁悬空或落在虚 碴上。 ⑥ 适用范围：铁路单线、双线隧道Ⅲ～Ⅳ级 围岩地段，Ⅴ级围岩隧道在采用了有效的 预加固措施后亦可采用台阶法施工。
施工特点 1）施工空间较大，可进行机械化施工，可以多作业面平行施工， 工效较高。 2）在地质条件发生变化时，便于及时、灵活地调整施工方法， 转换施工工法。 3）适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。 4）在台阶法开挖的基础上，分上、中、下三部分错开开挖，有 利于开挖工作面的稳定。 5）当围岩变形较大或突变时，在保证安全和满足净空要求的前 提下，可尽快调整闭合时间。
边墙
仰拱
初期支护仰拱
仰拱填充
新奥法施工原则：“管超前，严注浆，短开挖，强支护，早封闭，勤量
测”，结合实际制订出施工方案，确保安全生产。具体措施如下：
1、施工前应对设计提供的地质资料进行必要的现场调查核实（超前地质预 报）。 2、超前预注浆，根据工作面地质情况，拟定注浆的方案，精心布管，严格 注浆工作，控制好注浆压力，密切关注注浆量，确保达到理想的加固效 果。 3、严格控制开挖循环进尺，对不良地质地段，应适当缩短开挖进尺，环形
双侧壁导坑法施工工序：
3）在滞后于②部一段距离后， 弱爆破开挖③部，并施作 导坑周边的初期支护、临 时支护及下一循环超前支 护，步骤及工序同1。 4）在滞后于③部一段距离后， 弱爆破开挖④部并施作导 坑周边的初期支护和临时 支护，步骤及工序同2。 5）弱爆破开挖⑤部→喷8cm 混凝土封闭掌子面→导坑 周边初喷4cm厚混凝土， 铺设钢筋网，架设拱部型 钢钢架，钻设径向锚杆后 复喷混凝土至设计厚度。 6）在滞后于⑤部一段距离后，弱爆破开挖⑥部。 7）在滞后于⑥部一段距离后，弱爆破开挖⑦部。 8）在滞后于⑦部一段距离后，弱爆破开挖⑧部
施工要点： 1）开挖需要爆破时，均采用弱爆破或人工开挖，爆破时严 格控制炮眼深度及装药量。开挖控制在2～3m，必须采用 多打眼，少装药，弱爆破，不得超挖。专职爆破员控制 装药量，减少对围岩的扰动。在满足作业空间和台阶稳 定的前提下，尽量缩短台阶长度。 2)钢架（或临时钢架）应设锁脚钢管，且必须对锁脚钢管注 浆，以确保钢架基础稳定。钢架之间纵向连接钢筋应及 时施作并连接牢固。 3)施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及 时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。 4)如到达各种预埋洞室及预埋件安设位置，根据实际情况可 以不预留，待初期支护在本断面范围内完成或二次衬砌 前另行开挖或预埋。
工工序，保证施工安全。
二、隧道施工主要步骤 1、洞口施工
φ 140mm孔口管
100
仰 坡
防
护
C20砼套拱 6# 5# 4# 3# 2#
7#
8#
9#
100
设计长度 长管棚
10#
11# 12# 13# 14# 15# C20砼套拱 16# 明洞衬砌
明洞衬砌 1#
隧 道 中 心 线
17#
单位：cm
洞口横断面示意图
5）浇筑Ⅴ部仰拱与边墙基础，待仰拱混凝土初凝后浇筑仰拱填充Ⅵ部至设计标高。 6）铺设环向+纵向透水盲管、土工布+防水板→利用衬砌台车一次浇筑Ⅶ部二次衬砌混凝土。
(4)三台阶临时仰拱法
三台阶临时仰拱法 三台阶临时仰拱法是将隧道断面分成上中下三个部分 进行开挖的施工工法；要求及时施作各部临时仰拱； 各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的 隧道施工方法。一般适用于地质条件为Ⅳ~Ⅴ级围岩， 也适用于浅埋地层隧道暗挖。
（2）两台阶法：
台阶开挖先开挖上半断面，上 台阶开挖至一定长度后同时开 挖下半断面，上、下半断面同 时并进的施工工艺。 施工工序： 1）弱爆破开挖①，施作台阶周 边初期支护：初喷混凝土、 铺设钢筋网、架立钢架（设 锁脚锚管），钻设径向锚杆 后复喷混凝土至设计厚度。 施作下一循环超前支护。 2）架设①底部临时横撑（需要 时设置） 3） 弱爆破开挖②部，施作边墙 初期支护，钻设径向锚杆后 复喷至设计厚度。 4） 弱爆破开挖③部，隧底喷射 混凝土。 5）滞后③ 部一段距离后，浇筑Ⅳ部仰拱，混凝土初凝后浇筑仰拱填充Ⅴ部至设计 高度。 6） 施工防排水，二衬台车浇筑Ⅵ部混凝土。
上台阶
三台阶法施工工序：
1）施工完超前支护后，弱 爆破开挖①部→施作① 部周边初期支护（初喷 混凝土，铺设钢筋网， 架设钢架，钻设径向锚 杆，复喷至设计厚度）。 2）弱爆破开挖②部→施作 ②部初期支护，复喷至 设计厚度。 3）弱爆破开挖③部→施作 ③部边墙初期支护，复 喷混凝土至设计厚度 4）弱爆破开挖④部→施作 ④部初期支护：（初喷 混凝土，铺钢筋网，架 设钢架，复喷混凝土至 设计厚度)。
隧道施工技术培训
中铁十六局集团成昆铁路项目经理部 20隧道施工主要步骤 1 洞口工程 2 洞身开挖 3 初期支护 4 超前支护 5 超前地质预报 6 仰拱施工 7 防排水 8 衬砌施工
录
一、隧道施工方法简介
拱部
1、新奥法就是应用岩体力学的基本 理论，以维护和利用围岩的自承能力， 通过采用及时的“锚喷支护”或更进 一步的喷锚预支护等联合支护手段有 效的抑制围岩的松弛变形，并通过监 控量测手段及信息处理，调整支护参 数，从而使围岩成为支护体系的重要 组成部分的一种施工原理。 2、概括的说，新奥法隧道施工的三 大要素实质就是“光面爆破（控制爆 破）、锚喷支护及监控量测”。