关于隧道开挖方法及掘进方式的简要概述

隧道开挖方法及掘进方式的总节与探讨
随着我国基础设施的建设，我国公路隧道设计、施工技术有了飞速的发展，遇到的隧道工程地质条件也越来越复杂。

由于隧道工程是隐蔽工程，人们事先无法准确了解其工程地质情况，只能通过现有的测试手段基本了解其所处的地质环境等基本地质资料。

因此给隧道设计和施工带来很大的盲目性，从而使得施工中经常出现预料不到的塌方、冒顶、涌水等工程事故，事故一旦发生，轻则影响施工、损坏施工机械、增加工程造价、损失国家财产，重则造成极大的人员伤亡，而且事故发生后的处理工作难度大，给经济和工期带来较大损失。

隧道在施工时,采用合理的开挖方法对隧道施工建设是至关重要的,无论是从施工的角度还是经济的角度都有着相当大的影响。

根据我国目前施工实际情况，常用的开挖工法有全断面法、台阶法、环形导坑（预留核心土）法、中隔壁法（CD法）
1.全断面法
全断面开挖法又称全断面掘进法，是指将隧道的断面一次开挖成型，或钻爆或掘进，开挖后统一进行支护衬砌的施工方法。

这种施工方法的特点是工序少，对施工组织和管理有利；开挖断面大，可以采用深孔爆破，加快开挖进度；轮廓一次成型，扰动围岩次数少；作业空间大，有利于大型机械作业。

2.台阶法
台阶法也叫半断面法。

将断面一分为二进行开挖，是全断面法的变化方法，它使用的前提是围岩能在短期内自稳，这种施工方法被国内绝大多数隧道所采用。

3.环形导坑（预留核心土）法
环形导坑法又称预留核心土法，该方法利用核心土稳定掌子面，然后开挖两侧边墙、中部核心土，最后开挖仰拱。

这种方法优点是施工步骤简单，在遇到短距离围岩变化时可优先使用，能较快地提高施工的进度。

不足是这种方法一次开挖的进尺较短，一般在1m左右，而且顶部空间较小，不易于拱顶部的支护实施。

4.中隔壁法
这种方法是将断面从中间隔开，分为两侧，先沿一侧自上而下分为二或三部进行，再开挖另一侧。

断面每块开挖和支护后形成闭合单元，有利于围岩稳定，减小净空位移及地表深陷。

各分块纵向间隔距离视围岩变形情况，参照短台阶法决定。

中隔壁法适用于断面跨度大，地表沉陷量要求较小的软弱围岩中的浅埋隧道。

地下工程是修筑在应力岩体之中的,也就是在有一定的应力履历和应力场的岩体中修建的。

所以,岩体应力状态会极大地影响在其中所发生的一切力学现象。

隧道开挖前后围岩分别处在两种不同的应力状态之中,前者称为初始应力状态,后者通常称为二次应力状态和三次应力状态。

隧道开挖后周围岩体中的应力、位移,视围岩强度单轴抗压强度可分为两种情况一种是开挖的围岩处在弹性状态,此时,隧道围岩除产生稍许松弛外由于爆破造成的,是稳定的一种是开挖后的应力状态超过围岩的单轴抗压强度,此时,隧道围岩的一部分处于塑性甚至松弛状态隧道围岩将产生塑性滑移、松弛或破坏。

目前,针对地铁隧道开挖优化有许多的研究成果,但是其优化也只是对隧道的断面形状以及对某一开挖方案的施工顺序进行优化。

随着地铁隧道建设高潮的到来,关于隧道工程合理的断面形式、开挖方式、主要支护参数等关键问题的研究成为了隧道工程优化的主要问题。

因此,系统研究地铁隧道的开挖方式、主要支护参数等内容,对于设计及施工显得尤其重要。