第五章 隧道开挖施工讲解

单侧壁导坑法
双侧壁导坑法
选择开挖方法考虑的因素
1、地质条件：洞室的开挖与支护方式、
施工速度、工程费用都与围岩的地质条 件和地下水情况有关，尤其是开挖方法 和支护形式，在很大程度上取决于地质 条件。所以要先通过观察判断围岩的允 许暴露面积和暴露时间，选择相适应的 开挖方法，同时还要注意排水。
采用反台阶法开挖 时，将洞室断面分 成两部分，先掘下 部断面使下部超前
而出现反台阶。
台阶开挖法
正反台阶法对比： 优点： ① 正台阶法：不需为上部工作
面搭设凿岩台架。 ②反台阶法：减少了 上部工作面人力耙运岩碴，平行作业时 间长，工效高。
缺点：①反台阶需搭设凿岩台架。② 正台阶法上部出碴慢，影响下部进度。
五跨结构施工方案
5.2 隧道钻爆法施工作业
凿岩爆破基本参数 炸药在炮孔中分配方法与实际爆破参数
的确定 布孔设计 光面爆破和预裂爆破 凿岩机械与工具选择
5.2 隧道钻爆法施工作业
岩石破碎技术及其发展
最原始的岩石破碎是用锤击岩石，随后是 用热胀冷缩的原理，用木材烧热岩石，随后再 用冷水浇，造成岩石碎裂，显然这些方法碎岩 效率是很低的。
开挖方法
按破碎岩石的方法来分： ①钻爆法（适用于各类岩石地层） ②盾构法、管棚桩法（适用于软土地层） ③掘进机法（中硬以下的岩层中）
开挖方法
洞室常用开挖方法 1、全断面开挖法 2、台阶开挖法 3、导洞开挖法 4、分部开挖法
全断面开挖法
适用范围：在岩石坚固性中等以上，节 理裂缝不甚发育，围岩整体性好，断面 小于100平方米的条件下，可采用全断面 开挖。
优点：由于开挖面大，能发挥深孔爆破 的优点；作业集中，便于施工管理；工 作面空间大，易于通风，适合选用以大 型机械为主的机械化作业线，施工速度 快。
缺点：使用小型机械时，凿岩、装药、 装岩等比较麻烦，难以提高生产效率。
台阶开挖法
正台阶开挖法 反台阶开挖法
采用正台阶法开挖时， 将洞室断面分成两部 分，先掘上部断面使 上部超前而出现台阶。
虑稳定围岩外，尽量提供便于装运岩石 的条件。
5、施工队伍与设备条件：确定洞室开挖
方法时，必须从现实出发，尽量利用单 位现有的设备和机具，并考虑充分发挥 施工队伍的技术特长。
施工实例：
北京饭店地下停车库的施工
覆土厚6.2m，采用暗挖法施工，东西长 271m，南北总宽为36m，并毗邻在建 的地铁王府井车站及区间，北邻北京饭 店大楼，最近距离不到2m。主体结构地 下两层。
选择开挖方法考虑的因素
2、洞室的断面大小：大断面洞室也因断
面大小不同而采用不同的施工方法。这主 要是从稳定围岩角度考虑的，其次考虑开 挖进度，便于凿岩和装运岩石等因素。
3、洞室的支护形式：支护类型的分类多
样化，因此开挖方法也要与之相适应。
选择开挖方法考虑的因素
4、装运条件：选择洞室开挖方法，除考
一次成巷有如下优点（机械化程度不高）
1、成巷速度快；原因：充分利用隧道的有 限空间、组织多工序平行作业。
2、综合功效高；原因：充分利用工时，各 工种之间能相互协作，从而减少窝工， 支护填充石料就地取材，节约劳动力。
3、作业安全；原因：一次成巷的永久支护 可以及时支撑顶板。
两种方案的特点
缺点：如果组织不好，在一次成巷的工 作面上，由于人员多，同时作业的项目 也多，会造成一定的紊乱。
第五章 隧道开挖施工
施工方案与开挖方法 凿岩爆破 装岩与运输 洞室通风
施工方案
施工方案是根据一个施工项目指定的实 施方案。
组织机构方案、 人员组成方案、技术方案、 安全方案、 材料供应方案
施工方案
根据开挖、支护及安装等程序，施工方 案可以分为两类： 1、一次成巷方案 2、多次成巷方案
②断面较大的隧道施工中，采用先开导洞 后扩挖支护法、台阶工作面法。
多次成巷方案
定义：多次成巷是指在一条隧道中开挖、 支护、安装等依次完成。
适用范围：我国矿山部门已不提倡使用 多次成巷方案，水工、铁路、公路隧道 施工中，因为隧道用途不同一次成巷困 难，此时可选用多次成巷方案。
两种方案的特点
分部开挖法
定义：分部开挖法是将隧道断面分部开 挖逐步成形，且一般将某部超前开挖， 故也可以称为导坑超前开挖法。
优点：分部开挖跨度较小，能显著增强 洞室围岩的相对稳定性，且易于进行局 部支护。
缺点：部分开挖法工序多，百度文库作面多， 干扰大，开挖进度慢。
适用范围：因此它主要适用于围岩软弱 破碎严重且断面较大的洞室。
台阶开挖法
支护方式： ①,喷混凝土衬砌：先整体开挖，后 整体性自下而上的先墙后拱支护； ②锚喷支护：拱顶支护与上部开挖平 行作业。
台阶开挖法
台阶法与全断面开挖法共同具有的优点：
1、开挖空间大，有利于提高施工机械化程 度和劳动生产率；
2、作业地点集中，施工管理方便 3、轨道和管线路可以一次铺成，并可铺成
一次成巷方案
定义：一次成巷的施工方案，要求在单 位时间内完成开挖、永久支护、安装铺 设等项工程，达到设计规定的成巷要求， 使隧道尽快投产。 (一次成巷实际是多工序平行作业的施 工方案)
一次成巷方案
一次成巷适用范围：
①断面不大的隧道施工中，一次成巷要求 全断面开挖、支护和安装一次完成，开 挖工作和永久支护之间应相隔一段距离， 使开挖和支护同时进行。
解决方法：在采用一次成巷的隧道中， 必须把技术管理紧紧跟上，这样才能解 决上述问题。
快速开挖隧道：使占时间较多的钻眼、 装岩和支护三项主要作业平行，还要实 施多工序平行交叉作业。
两种方案的特点
机械化程度高，多次成巷方案的优点：
1、作业单一； 2、工作条件好； 3、功效高； 4、便于推广高效率设备。
双轨提高出渣效率； 4、通风条件好，有利于改善劳动条件。
导洞开挖法
定义：借助辅助巷道（导洞）开挖大断
面洞室的方法称为导洞开挖法。
导洞的作用：可以用于洞室施工通风、 行人和运输，并有助于进一步查明洞室 范围内的地质情况。
导洞的特点：具有临时性，一般断面面 积为4-8平方米，在中等稳定岩层中不需 要临时支护，其按照位置分为“上导洞、 下导洞、上下导洞、侧导洞等几种开挖 方法。