隧道开挖方法及安全步距控制方法

以为戒。
三台阶七步法
CD法
CRD法
双侧壁导坑法施工工法
2、安全步距控制
★ 根据《关于进一步明确软弱围岩及不良地质隧道设计施工有关技术 规定的通知》（铁建设[2010]120号文）、《关于进一步加强铁路隧道设计 施工安全管理工作的通知》（铁技[2010]352号文）要求： （1）Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围岩隧道采用台阶法施工时，Ⅴ、Ⅵ级围岩上台 阶每循环开挖支护进尺不能超过1榀，Ⅳ级围岩不超过2榀。 （2）边墙每循环开挖支护进尺不得大于2榀。 （3）仰拱开挖前必须完成钢架锁脚锚杆，每循环开挖进尺不得大于 3m。非爆破及爆破开挖初支仰拱必须分别在8小时及12小时内完成开挖、架 设拱架、喷射混凝土作业。 （4）隧道开挖后初期支护应及时施作并封闭成环，Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级围 岩封闭位置距离掌子面不得大于35m； （5）软弱围岩及不良地质隧道二次衬砌应及时施作，二衬距掌子面 的距离Ⅳ级围岩不大于90m，Ⅴ、Ⅵ级围岩不得大于70m。
小型TBM＋钻爆法施工技术:大于6km以上长隧道，今后将日益增多，应 把小型TBM＋钻爆法施工技术、过江公路隧道盾构施工技术引入公路修建领 域，以加速公路网的快速合理修建。当前我国已有成功的Φ8.8mTBM在硬岩、 软弱围岩施工实例；有Φ6.23m复合式土压平衡盾构修建地铁穿越铁路、江 河、房屋的施工实例，铁路、地下铁道的修建技术应在公路隧道修建中引
★ 隧道正洞Ⅱ级围岩段采用全断面法施工，Ⅲ级围岩段 采用台阶法施工，Ⅳ级围岩段采用弧形导坑预留核心土法施 工，深埋Ⅴ级围岩隧道可采用三台阶七步作业法施工、短台
阶法（微台阶控制）、台阶法加临时仰拱法、台阶法加临时
横撑、CD法，Ⅴ级浅埋或偏压或断层破碎带地段采用CRD法、
双侧壁导坑法等方法施工。
TBM法
钻爆设计图
竖井通风
竖井中继站排水
★ （2）升井法
升井法适用于竖井底部隧道已挖通的情 况，已挖通隧道可为竖井施工提供扩挖工作面、 更换钻头场地和竖井出渣通道等。首先，在地 表架设大型钻台与反力座;然后，在竖井设计 轴线从地表向下钻设1个导孔，用来作为后续 导引和扩孔。然后换装扩挖钻头，由下而上， 旋转切挖岩块直至地表。开挖产生的渣料以重 力方式自然落于井底，利用装渣机及出渣机具 装载运弃。若竖井设计直径比扩挖钻头大时， 则需配合钻爆法由上往下扩挖，其步骤和降挖 工法类似。对于出渣及排水，可以利用已钻挖 完成的扩孔向井底排渣。每轮扩挖完成后，根 据需要施作钢支撑、喷射棍凝土、钢筋网等初 期支护，直到竖井全部扩挖完成为止。
★ （1）降挖法
该法与隧道钻爆法施工流程相似，是采用钻爆法从地面循环向下开挖。一 般采用于提式凿岩机或气腿式凿岩机施作，钻孔方向除掏眼略向断面中心倾斜 外，其余均为垂直施钻掘进。在掌子面处，以人工或机械方式将渣料装入盛碴 斗，用卷扬机或转向滑轮将盛渣斗吊出井外，再用自卸式装渣车运弃。为维护 井内作业安全，确保工程完工后的稳定性，需根据地质状况施作钢支撑、喷射 混凝土或钢筋网等初期支护。
爬升机工法
岩碴利用底部已挖 通隧道运至洞外隧 道专用弃碴场，与 升井工法类似。
投资 适用范围
投资成本适中 与升井工法类似 施工安全性较高 施工速度适中
施工安全性 施工技术较成熟，但安全性 相对较差 施工速度 施工速度受岩性控制，较慢
抽排水
施工排水较难
施工排水便利
施工排水便利
隧道开挖方法及安全步距控制
1、施工方法的选择
★ 隧道开挖前，应以地质条件为主要依据，结合工期、 隧道长度、地质条件、断面大小机械设备配置能力、施工技 术水平等因素综合考虑，选择切实可行的开挖方法。
★ 施工过程中应严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、 弱爆破、强支护、勤量测、快封闭、紧衬砌”等稳步掘进的 原则。常规的开挖掘进方式主要为：非爆破的机械开挖方法 有TBM法、导坑超前+扩挖方法（如小型TBM＋钻爆法施工技 术）、机械开挖、非爆破的机械辅以人工开挖法、光面爆破 （控制爆破）等。
扩 孔 钻 掘 进 图
竖 井 扩 挖 图
★ （3）爬升机法
本工法适用于断面小、深度浅、岩体较好， 且下方隧道已开挖完成的竖井或斜坑。若竖井深 度较深，多采用分段爬升方式进行。首先在隧道 顶部，沿竖井璧装设导轨，爬升机利用导轨的牵 引爬升后固定。人工随爬升机升至工作平台进行 钻孔装药，然后随爬升机退回下方隧道内后再起 爆，产生的渣料自然掉落在隧道的积渣坑。随即 通风，并通过下方隧道出渣。爬升机搭载人员、 机具和材料爬升至开挖面，进行清辅石与支撑作 业，同时延伸导轨与管线等。按照此方法循环开 挖，直到接近地表后停止。最后，自地面向下进 行贯穿开挖或钻爆作业。若竖井设计直径较大， 则可由地面向下以降挖的方法进行扩挖，以完成 整体竖井施工。
3、斜井与正洞交叉段施工
★ 一般斜井、与正洞交叉处工序转换复杂，初期支护
和临时支护交错进行，作业空间狭小，安全隐患较大。 斜井与正洞均为斜交，交叉段施工要实现从小断面向大断 面突变，支护结构拆换及多种受力结构相交使得围岩处于 复杂的三维受力状态，对施工方法、现场施工组织协调、 工序转换和衔接等提出了更高的要求。
工风镐配合进行开挖，然后从右到左对正洞初期支护工字
钢架进行喷锚支护，然后按照一定间距架立临时支护棚架， 施工至隧道左边拱脚做好支护后拆掉临时棚架，再向两侧 进行开挖形成一定正洞作业面，然后按正常施工工序进行 施工。
斜井与正洞交叉段断面图
斜井与正洞交叉段平面图
斜 井 与 正 洞 交 叉 段 断 面 图
分 段 爬 升 示 意 图
爬升机开挖施工示意图
工法特点对比
对比项目
出碴
降挖工法
需施工便道修建至井口以供 大型设备运输和弃碴，井口 需有升降机、井架等布置的 场地，占用土地面积较大； 对自然环境影响较大，出碴 效率较低。 投资成本较小 适用范围较广，断面大小无 限制
升井工法
岩碴利用小导井溜至井 底通道运出至洞外隧道 弃碴场。井口不弃碴或 少弃碴，占用地上面积 少，井上施工机械及管 理人员少，出碴效率高。 投资成本适中 要求底部平洞已完成 施工安全性搞 施工速度隧道覆盖、隧道 规模、施工可行性等因素。 施工时应根据围岩级别、 交通条件、断面尺寸、有无钢板衬砌以及工期和施工 成本等来选择竖井施工方法。 由于竖井垂直开挖的特 殊性，相比于-般隧爬升机开挖施工示意道施工，需特 别注意施工安全性。 一般竖井施工主要有降挖法、升井法、爬升机法。
★ 方法一——小导洞法
在交界处后，采用小导洞形式进入正洞，并按照辅助坑道 正常设计支护参数施工，然后逐步扩挖至正洞设计断面及正洞 拱顶高程，并沿相同方向掘进一定距离，形成作业空间后，再 转向反向开挖挑顶和加宽，将原导洞的支护逐步拆除，重新按 正洞设计支护类型进行支护。
★ 方法二——垂直爬坡挑顶法 在斜井施工至正洞时垂直向正洞线路方向进洞，进 洞位置通过上台阶形成一定坡度进洞挑顶，拱顶高程与正 洞拱顶高程一致，适当加大预留变形量，采用弱爆破法人