矿山法综述

矿山法综述

摘要：

矿山法是暗挖法的一种，主要用钻眼爆破方法开挖断面而修筑隧道及地下工程的施工方法。用矿山法施工时，将整个断面分部开挖至设计轮廓，并随之修筑衬砌。当地层松软时，则可采用简便挖掘机具进行，并根据围岩稳定程度，在需要时应边开挖边支护。分部开挖时，断面上最先开挖导坑，再由导坑向断面设计轮廓进行扩大开挖。分部开挖主要是为了减少对围岩的扰动，分部的大小和多少视地质条件、隧道断面尺寸、支护类型而定。在坚实、整体的岩层中，对中、小断面的隧道，可不分部而将全断面一次开挖。如遇松软、破碎地层，须分部开挖，并配合开挖及时设置临时支撑，以防止土石坍塌。喷锚支护的出现，使分部数目得以减少，并进而发展成新奥法。但是矿山法也受到安全系数低，需要劳动力较多等缺点，所以国内外正在研究方法使得矿山法有更强的适用性和更经济安全的操作性。本文就矿山法的性质与特点，国内外发展现状及存在问题和发展动向做论述。

关键词：

矿山法，安全经济，隧道，爆破

一、矿山法的性质与特点

1.1矿山法的定义

矿山法是一种传统的施工力法，是人们在长期的施工实践中发展起来的。它是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成型后．逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式厚衬砌作为永久性支护的施工方法。因借鉴矿山开拓巷道的方法，故名。它总是与钻眼，爆破技术联系在一起，所以也称为钻爆法。是山岭隧道最常用的施工方法，我国的铁路、水路、公路等地下通道绝大多数采用的此种方法修筑。

1.2矿山法的原理

现代矿山法的基本原理是，隧道开挖后受爆破影响，造成岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落。基于这种松弛荷载理论依据，其施工方法是按分部顺

序采取分割式一块一块的开挖，并要求边挖边撑以求安全，所以支撑复杂，木料耗用多。随着喷锚支护的出现，使分部数目得以减少，并进而发展成新奥法。

用矿山法施工时，将整个断面分部开挖至设计轮廓，并随之修筑衬砌。当地层松软时，则可采用简便挖掘机具进行，并根据围岩稳定程度，在需要时应边开挖边支护。分部开挖时，断面上最先开挖导坑，再由导坑向断面设计轮廓进行扩大开挖。分部开挖主要是为了减少对围岩的扰动，分部的大小和多少视地质条件、隧道断面尺寸、支护类型而定。在坚实、整体的岩层中，对中、小断面的隧道，可不分部而将全断面一次开挖。如遇松软、破碎地层，须分部开挖，并配合开挖及时设置临时支撑，以防止土石坍塌。

基本作业：钻爆与开挖、运输与出渣，支护和衬砌。

辅助作业：施工通风与除尘、施工排水与供水、施工供电与照明、压缩空气的供应。

矿山法施工中遵循的技术原则

1)因为围岩是隧道的主要承载单元，所以在施工中必须充分保护围岩，应

根据地质条件、断面尺寸及施工方法等，采用控制爆破技术。

2)为了充分发挥围岩的结构作用，应容许围岩有控制的变形。

3)在施工中必须合理地决定支护结构的类型、支护结构参与工作的时间、

各种支护手段的相互配合、底部封闭时间、一次掘进长度等。

4)在施工中，必须进行实地量测监控，及时提出可靠的数量的量测信息，

以指导施工和设计。

5)在隧道施工过程中，建立设计——施工检验——地质预测一量测反馈一

修正的一体化施工管理系统，以不断提高和完善隧道施工技术。

6)在选择支护手段时，一般应选择能大面积牢固与围岩紧密接触的、能及

时施设和应变能力强的支护手段，因此，多采用喷混凝土、锚杆金属网

联合使用，有时也要与钢支撑或格栅等配合使用；临时仰拱也是重要的，

是不容忽视的支护手段。

7)要特别注意，隧道施工过程是力学状态不断变化的过程，减少分部，也

就有可能减少因分部过多而引起的围岩内的应力变化和围岩的松弛。因

此，在有可能的条件下，应尽量采用全断面或大断面分部的开挖方法。

8)使隧道断面在较短时间内闭合，应尽量采用先修筑仰拱（或临时仰拱）

或铺底的施工方法。

9)二次衬砌应采用先墙后拱的施工顺序

1.3矿山法的分类

1.3.1按埋深分

按埋深深浅划分，矿山法可分为一般矿山法和浅埋矿山法。一般矿山法多用在山岭隧道，公路隧道，水工隧道等，埋深较深的地质环境，而浅埋矿山法多用于城市地铁隧道，管线共同沟的工程中，它的特点是覆土薄，地质条件差承载能力小，变形快，隧道附近往往有较重要的建筑物和地下管网，对施工的噪声，沉降都有严格的要求。

1.3.1按施工方法分

矿山法常用的施工方法有：台阶法、CD工法(跨度大)、CRD工法、双侧壁导坑法、联拱隧道中洞法。

隧道台阶法施工方法

施工方法示意施工工艺流程

1、断面测量放样

2、上部台阶钻爆开挖

3、初喷砼、打设锚杆

4、上部台阶挂钢筋网、立格栅钢架、打

锁脚锚杆和喷射砼

1、断面测量放样

2、中部台阶钻爆开挖

3、初喷砼

4、锚杆、钢筋网、格栅钢架、锁脚锚杆

5、喷射砼

1、断面测量放样

2、下部台阶钻爆开挖

3、初喷砼、打设锚杆

4、挂钢筋网、立格栅钢架

5、喷射砼

序

号

施工工序图示施工工序说明

1 1、隧道左上断面1号洞室开挖支护：

①开挖1号洞室，施作系统锚杆；

②挂钢筋网、初喷；

③架立格栅钢架及临时支撑、锁脚锚杆施工、喷射混凝土。

2 2、隧道左下断面号2号洞室开挖支护：

①2号洞室土石方开挖，施作系统锚杆；

②挂钢筋网、初喷；

③架立格栅钢架、锁脚锚杆施工、喷射混凝土。

3 3、隧道右上断面3号洞室开挖支护：

①3号洞室土石方开挖，施作系统锚杆；

②挂钢筋网、初喷；

③架立格栅钢架及临时支撑、锁脚锚杆施工、喷射混凝土。